JP2008178866A

JP2008178866A - 回転ドラム式生ゴミ処理機

Info

Publication number: JP2008178866A
Application number: JP2007326872A
Authority: JP
Inventors: Isamu Uchida; 勇内田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】生ゴミの分解効率の良い生ゴミ処理機を提供する。
【解決手段】ドラム保持構造、ドラム構造、ドラム外周面の網体構造、生ゴミ投入口構造、生ゴミの撹拌・破砕構造、機内洗浄装置、排出装置、ドラム回転に基づいて、ドラム内の散水、ドラム網目の洗車、処理水の放水を制御する機構を備えた生ゴミ処理機を提供し、悪臭や、攪拌動力の省電力化はもとより、絡みとか金属などの異物の混入によるトラブルの発生及び攪拌槽床孔の目詰まりを容易に行えるようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転ドラム内にある微生物を混入させたバイオチップ担体に食品残渣物等の有機性廃棄物である生ゴミを投入し、該生ゴミを炭酸ガスと水に分解して減容処理する回転ドラム生ゴミ処理機に関するものである。

従来の生ゴミ処理機は、ガス等で加熱乾燥させて減量する乾燥式タイプ、微生物で分解するバイオ式タイプ、乾燥後にバイオ処理するハイブリッド式タイプなどが一般に知られている。乾燥式タイプは構造が簡単であるが、乾燥処理後に残渣物が残ること、ガス等の乾燥熱源を要するためにランニングコストが高いことの問題などがある（例えば、特許文献３を参照）、バイオ式タイプは、処理後の残渣物は少ないが生ゴミ処理機械のサイズが大きにも拘わらず処理能力が小さく効率的でない欠点があった（例えば、特許文献４を参照）。さらに、バイオ式タイプのものは、構造が複雑で動力負荷が大きくて大型の駆動モーターが必要であるとか、臭い対策に高額な費用を費やして対応しており高価な価格となっていた。

特開２００１−２１２５４４号公報特開２００６−６１８８１号公報特開２００１−３１１５１３号公報特開２０００−３１７４３１号公報

特許文献１のものは、筐体内に水平に固定された半円筒形状の撹拌槽内に回転自在に軸支された複数の撹拌体が設けられ、撹拌槽に投入された生ゴミを撹拌体で撹拌と、破砕を行うことで炭酸ガスと、処理水に生ゴミを分解し、処理水は小孔５aを通過し、集水部に落下することになっている。

この場合、撹拌槽が水平で、水平方向が長いため処理水を通過させる小孔は水平方向全域に必要となり、また、小孔は、撹拌槽の下面部分のみと設置箇所が限定されており、通過面積が小さいのと撹拌槽が固定した状態で攪拌体が一方的に回転するので小孔を生ゴミで押しつぶすような作用が働き処理水を通すのを妨げることになり、目詰まりが発生しやすい欠点がある、反面小孔を大きくすれば未処理物が出やすくなり不都合となる。

撹拌槽内に軸支した撹拌体先端と撹拌槽との隙間は、適切な隙間に管理が必要であるが、撹拌槽が溶接構造であるため溶接時の加工ひずみが発生し、該隙間の管理は多くの製作時間と費用を必要としていた。

処理対象の生ゴミがネギ残渣物などの長物であったりすると、攪拌軸に生ゴミが巻き付き現象を起こして絡んでその除去作業が大変だったり、逆転機構を必要としたり、除去の手間を取られたり、絡み付き防止の対策費用と長物は入れないように生ゴミの選別にも気を配らなくてはならない。また回転軸攪拌式のため動力負荷が大きくて駆動動力が多く必要となり、そのために大型で高馬力、高価な駆動モーターを装備する必要があった。

撹拌槽と集水部は一体的に構成されており、小孔の詰まり時は処理中の生ゴミを撹拌槽から一時的に取り出して、撹拌槽の中を空にした状態で撹拌槽の内側から清掃をする必要があり、面倒で、過酷な作業をしなければならなかった、また集水部の清掃管理が悪いと排水が不具合になりがちで排水浄化のための管理の必要度が多い。

特許文献２のものは、乾式タイプの回転ドラム式の生ゴミ処理機であるが、図１によると回転処理槽２は２個のローラーで回転槽を保持されている。図２では回転処理槽の前後で保持されており、合計４個のローラーで保持され、駆動用の電動モーター１５でベルト伝動される減速機１６でも保持されている形態と思われる。このように保持する個数が、３個を超える場合、回転ドラムの製作精度と剛性により回転処理槽を保持しないローラーが発生し、回転処理槽に異常な加重が作用することがある。

またこの乾式タイプには処理過程で水分調整が不適であったりするとドラム内面に付着する、そこで処理物の付着物を取り剥がすのに掻き落とし板１１が配設されているが、水分度によっては数時間も放置したままであったりすると堆積物が硬くなって掻き落とし板１１を破損するなどの不具合がある。

回転処理層で処理した生ゴミは炭酸ガスと水分に分解され、分解処理後の水分と残渣を処理残渣受槽に集めるが、生ゴミ処理機内での飛散があるため、機械内部の汚れが発生しやすく、飛散生ゴミの付着汚染によりこれがヒーター熱の熱風などで臭いを誘因することとなり悪臭の発生が問題となっていた。

そこで本発明者は上記問題に鑑み鋭意研究の結果、本発明をなしえたものであり、菌床材の中に生ゴミを投入し発酵分解させ処理液をドラム外周面の網体より抽出する方法で、その機能的な特徴とするところは、第一に、剛性のある架台フレームに減速モーターによる駆動体を取り付け、回転ドラムに可撓体を介して取り付け、回転ドラムの前側にはドラム側に胴縁部を設け、左右1対のローラーで保持した理想の３点支持の構造とした、そしてドラムの外周は多孔板に網体で囲って、できるだけ分解時間を与え、より浄化処理水にして抽出できる、ドラム式は網目が回転と共に上下するので固定槽と較べ格段と網目を小さくする事ができる、ドラム内には突起状板の抵抗板を設け、そして一連の散水、放水排水処理をする。また発酵分解を促進させる為のヒーターも具備してある。

ドラム回転だけではドラム内の処理物はその大部分のものの多くが小塊状の状態になって攪拌作用が半減してしまう恐れがある。そこでドラム内に突起状に突設固定した抵抗板（抵抗部材）を設けることによって、処理物が羽根に衝突して突き当たることによって小塊も砕かれてほぐされると同時に全体の攪拌が行われる、そして散水を加えることによって、更に小塊の粉砕が促進されて処理物が砕かれる。従って処理物がほぐされて流動しやすい状態となり攪拌動力が一層少なくなり軽減される。

抵抗板はドラム内に突起状に突設固定し、回転ドラムの回転方向下流側と後方に後退（逃がす）する傾斜角を付けることによって、突き当たった処理物が逃げやすい状況にされて処理物が殆ど絡むことがなく、また絡みほぐしのために回転ドラムを逆転させるなどの必要もない。

このため、回転ドラムは、綿密な加工精度でなくても、前側の２つのローラーと、可撓体を介して駆動体の軸受け点の３点で保持されることとなり、ゴム板などの弾性部材からなる可撓体の許容範囲内の変位までは、確実に３点支持を維持することとなり、無理なく回転ドラムを回転させることが出来る。

ドラム受けローラーはドラムの受け位置をアジャストできることによってドラムの組立誤差が調整でき、またローラーの接触部が破損や摩耗が発生したばあい簡単に交換ができる構造になっている。

回転ドラムとローラーの接触部は、ドラム側に胴縁部を設け、接触面積を広げるとともに、回転ドラムの強度剛性を保持する重要な役目を受け持っている。

ドラムを前高後低状に取り付けたことにより、回転ドラムは後下方にずれる荷重が作用する。この下方にずれる荷重は、ドラムの傾斜角が大きくなればなるほど、またドラム内の生ゴミが多くなればなるほど大きな荷重となる。一般に減速機の軸受け部ケースは、鋳物等の剛性の高い材料で頑丈に作られており、潤滑も十分な環境にあり、ラジアル荷重とスラスト荷重の複合荷重を受けるドラムの軸受けとしては減速機に設けた軸受けケースが構造的に有利であり、また該減速機の軸受けケースを回転ドラムの後側支持部材に可撓体を介して巧みに支持する点の兼用構成にしたことで回転を円滑にできる。またドラム前側のローラーはラジアル荷重のみを受ける構造となりローラーの構造も簡単で安価な構造とすることが出来る。尚できれば駆動体にはギャードモーターを使用することによって駆動ベルトが省けて異音の発生が防げるのと、取付スペースが少なくてよい。・

またドラムが前高になっていることによってドラム側板面から生ゴミを投入するのに投入がし易く、そして回転中に、はみ出しが少なく、投入量はその傾斜が大きい程多く出来る、そしてドラム内の生ゴミが攪拌過程で抵抗板の攪拌抵抗とドラムの傾斜が相対して万遍な攪拌が行われる、また投入口のシューターに生ゴミが貯まったりさせない為にはシューターに急傾斜角を付けた方がよい、それにはドラムの回転軸ができるだけ傾いいた方がドラムとシューターの角度差を小さくして摺動部の取付加工が容易な作業となる、そしてドラム回転軸が傾斜することによってドラム荷重を支えているローラーに処理液が垂れるのを防ぐ役割をする。またドラムからの処理液を曲面板シューターで受けドラムに沿って前高後低にすることによって後方に集められる、また処理液の管理と手洗浄が前面から容易に作業ができる。

これまで一般に乾式タイプ、湿式タイプに問わず生ゴミ処理の過程で悪臭が発生することがネックになっていることが課題となっており、それは処理対象の生ゴミ全体に亘って固形物をほぐすような感じの万遍な攪拌ができなくて処理物に酸素を採り入れることが不十分である事に起因することと処置方法にある。

そこで、本案はドラム式のため、従来式と格段に攪拌が良くて、万遍に新鮮な空気を供給でき悪臭の原因とされるアンモンニャの発生が少ない、また散水により発酵温度を低くして臭いの飛散を防ぐ、そしてドラム外周面より分解処理液として処理する方法であって、処理液の排出と処理方法が簡単になった。

本案は、筒状に構成されたドラム外周面を多孔板に小間目な網体で囲む事によって、ドラム内の生ゴミの未処理物が排出されにくく、できるだけ分解処理時間を与える、したがって排出処理液が浄化される、処理液は曲面状を有する樋状形態の漏斗受け部材で処理液を受け排出する。

ドラム外周面の部材は強度を保持させ、そして処理液をドラム外に排出させる必要がある、それには一般的にパンチングメタルで対応が考えられるが、孔径に限度がある、そこで本発明による外周面に小間目な網体で囲む事によって
ドラム内の未処理物を排出することが極力防ぐことができて、排出処理液の一層の浄化が実現できた。

生ゴミ投入用のシューターは、生ゴミが投入される時にシューターを滑って回転ドラム内に投入されるが、シューターの傾斜角が緩いと生ゴミがシューター上に停滞することがあるため、シューター上面は、グランドラインに対して４５度から６０度までの急傾斜構造としている。また、生ゴミ投入作業がし易くするため、ドラム側よりシューターの手前は広くし投入性を改善している。

生ゴミが投入用シューターとドラムの隙間から漏出して生ゴミが機外に漏れ防止するのに、シューターガイド板とドラムの間に遮蔽板を設けシューターとドラムを直接に接触させず、ドラム側板面と遮蔽板面で摺動させ気密を保たせ生ゴミが機外に漏れることを防ぐ機能にした。

シューターのガイド板はドラム投入口付近とシューターとの関係は各関連構成部品のばらつきにより隙間管理は非常に難しく、そこでガイド板をドラム投入口径とほぼ同径の加工寸法のものをシューターと組み合わせることによってドラム投入口付近とシューターとの隙間管理が容易くなる。

図７に示すようシューターのガイド板１４ｂは、正面視で円弧状の形状をしておりドラム入り口円弧Ｒよりやや小さいｒ寸法で成形し、これに沿わしてシューターとガイド板とを溶接接合するため、シューター１４を容易にドラム入り口Ｒよりやや小さいr寸法に整形することが出来、加工治具としての効果を出すことが出来る。

図４及び図６に示すように、抵抗部材の抵抗板１３は突起板状であって形状又は寸法は根本側が広くて先端側が狭くなって、羽根がドラム外周面に対しβ角に傾け、又ドラム回転軸に対しα角に傾けさせ、すなわち攪拌を回転ドラムの回転方向下流側に後退する姿勢形態にされており、そして羽根の支持板１５とドラ側板１ｂとをδ角をつけることによって支持板との間に処理物が咬み込まないようにした、そして抵抗板の長さが少なくともドラム幅の３分の１程度以下にすることによって、抵抗板に一旦引っ掛っても脱落して抵抗板に生ゴミが絡むことが殆どなくなり、従って生ゴミの選別が大幅に緩和され、多少の金属であれ、貝殻とか、新聞紙、割り箸、雑草のままでも、処理が従来機ではできなかったことが可能となった。

攪拌を促す抵抗板の数と長さは、従来機に比較して数も少なく又短い。従って処理過程で水又は温水を散布する事によって回転動力が軽減でき格段と改善させ、同時にドラム外面から間欠的に水洗式でシャワーする構成を具備する湿式の為、ドラム内面に処理物が殆ど付着することも解決し、また暫く運転停止をしても処理物が乾式のように凝固したりして抵抗板を破損する心配もなくなった。

ドラム式は一方方向に回転すると処理物が小玉状（小塊状）のものが数多く出来やすい習性にあって生ゴミ等の処理物の分解処理を妨げる欠点がある。そこで処理物に抵抗板で抵抗を与えると同時に散水をして処理物の粘度を下げてほぐし易くすることにより小塊状の固形物化を防ぎ処理物の万遍な攪拌が実現できた。

ドラム内の生ゴミの処理効率を上げるため、ドラム内の生ゴミの破砕と撹拌を行う抵抗板１３を設けている。この抵抗板の取り付け位置は、ドラムの回転によるドラム内の生ゴミの動きにより最も効率よく撹拌と破砕を行える位置が実験の結果確認された。その位置はドラム外周における回転軌跡の最下端部位置からドラム回転方向下流側の７０度の位置までの範囲が最良であり、本発明では抵抗板をこの範囲に設置している。ドラム外周における回転軌跡の最下端部位置から上流側は生ゴミが抵抗板に引っ掛かりやすく、ドラム回転方向下流側の７０度以上の位置になると生ゴミの長いものが抵抗板に巻き付けやすい傾向となる。

図５に示すように抵抗板は支持板１５に取り付けられ連結板１５ａを介して抵抗板調整板１５ｂと一体になっていてシューターとの位置関係上θ角を付けて羽根の位置を確保した。

抵抗板の支持板１５と抵抗板調整板１５ｂを連結するのに帯板状部材（連結板１５ａ）を活用する事によって生ゴミ投入口を広く確保することができ、生ゴミ投入時に邪魔にならないようにした、また支持板１５に対してκ角（鋭角）付けることによって支持板１５とドラ側板１ｂにδ角をつける為の角度であって支持板との間に処理物が咬み込ないようにする。

または図４に実施例を示す通りドラム開口縁をコの字状になるよう連結板１５ａを形成する事によって生ゴミの投入をし易くした。

図１０に示すように、ドラム内の処理物がドラム最下端部付近から回転方向下流側に向かって約９０度付近に処理物が集まる程度の比較的ゆっくりとしたドラム回転数を選ぶのが良い、従って、処理物をほぐす抵抗部材となる抵抗板の取付位置はその範囲内の効果的な抵抗を受けやすい所とした。

抵抗板が効果的な抵抗を受けることによって粉砕と攪拌がうまく遂行できるほか、例えば長ネギなどの様に長い物が抵抗板に引っ掛かっても抵抗板の刃先が図４及び図６に示すようにそれぞれ傾斜角（α、β）が付いているのと抵抗板の長さが短いので抵抗板から外れ易い、また簡単に手で取り除くことが容易である。

処理される生ゴミには、サランラップ、ビニール等に包まれたままの状態で生ゴミの投入が行われることもあるが、ドラムの回転と、生ゴミの破砕と撹拌を行う抵抗部材の羽根との接触でサランラップ、ビニール等に包まれたままでも、回転に伴う抵抗を受けて包みを開封されて、殆ど抵抗板に絡むことなく中の生ゴミが分離する、またドラム前側板１ｂと、抵抗板の支持板１５との隙間はδ角を付けることによって、その隙間に挟まることを防いでいる。

ドラム前面板１ｂの投入口付近と支持板１５との関係の隙間は重要な管理寸法でもある。本発明は、この重要な管理寸法を、容易に調整し、固定するため、図５に示すように６本のねじ（１６ａ、１６ｂ、１６ｃと１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ）を用いて位置関係の調整方法でこの問題を解決した。

抵抗板１３は支持板１５、に固定され連結板１５ａによって抵抗板調整板１５ｂに接続されてある、この抵抗板は柱部材１１の抵抗板調整固定台１１ａに３本のボルト１６ａ、１６ｂ、１６ｃで取り付けられている。抵抗板調整板１５ｂにはボルト１６ｄ、１６ｅ、１６ｆがねじ込まれており、このボルト１６ｄ、１６ｅ、１６ｆをねじ込むと、抵抗板調整固定台１１ａと抵抗板調整板１５ｂとの調整板隙間１３ｂは大きくなる、従ってこの変位量をドラム投入口付近と支持板１５の関係位置調整が容易に出来る構造となる、また図５で示すように抵抗板調整板部１５ｂのボルト（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）穴がバカ穴になっていてドラム側板の投入口と支持板の隙間を調整ができる、ドラム前側板と抵抗板の支持板１５との逃げ角δはその隙間に生ゴミが溜まるのを防ぐ角度である。また抵抗板体の脱着に本案では簡単である。

生ゴミを投入するのにできるだけドラム開口部を広く確保した方が投入時に楽である、そこで抵抗板調整板部１５ｂと支持板部１５との連結板材１５ａに帯板形状材を使用する事によってドラム開口縁付近を広く確保できた。

ドラムの回転による生ゴミ処理は、生ゴミを菌床材と共に攪拌して炭酸ガスと水に分解する方法であるが、多少の残渣の発生がある。このため本発明では、ドラム内に適宜散水しドラム内の堆積残渣の排出と粘度の高い処理液を、ドラム外への排出を容易に行うため処理水を適宜散水している。

処理した残渣、洗浄水がドラムの網体を通過し落下するが、残渣の大きさにより目詰まりが発生する。このため、本発明ではドラム外周部より適宜放水する放水装置を設け、目詰まった逆の方向から放水洗浄を行う。

回転ドラムから排出された処理液は、洗浄水の自動放水又は手動洗浄で放水できる洗浄装置が設けてあって排出している。

回転ドラムから抽出する処理物の落下を、該回転ドラム下で、回転ドラムの幅より大きな樋状の漏斗受け部材を正面視で下方に膨出する曲面形状で、側面視で前高後低状に傾斜させて落下処理物を受けるように構成されている、その曲面シューター９はドラムから抽出された処理物をパイプ又は下部のタンクに流出する、曲面シューターには洗浄水をパイプの小孔から曲面に斜めに向け漏斗受け部材の下方向に当てて放水するようになっていて、その放水は底面に行くに従って広がる、曲面は湾曲面状であるから放水が曲面に沿って流れ、そしてその間曲面抵抗のため放水が次第に広がり均一な放水面となる特質がある、従って放水の勢いを落とさずして噴霧ノズルのように広がり水圧で処理物を流し落とすことができる、そして曲面板シューターは前高後低になっていて後部に流して排出する。

回転ドラムの円筒外周部の多孔板１eには前面側に所要幅を有した無孔帯１dが設けてある。多孔板１eの小孔がドラムの全面まで構成にしてあっても良いが、この小孔がドラム全面まであると、生ゴミが入り口部に溢れるようになり、小孔から洗浄水、残渣がドラム外に漏れて、ローラーや機械を汚すこととなる。ドラム前面側に無孔帯を設けることにより、ドラム前面から生ゴミ、残渣、の漏れもない。また小孔部が所要幅分ローラーと離れているためローラーへの洗浄水、処理水の飛散も解消されることとなる。この無孔帯は、ドラム内側又は外側に板を貼り小孔を塞いでも同様の効果がある。

曲面板シューターで集まった処理液はパイプで排出するかタンク１８に一旦貯めポンプ１９で高所または指定場所に排出することができる。

本装置が生ゴミを処理する過程では一連の水系の役割が欠くことが出来ない。ドラムは通常の処理運転では頻度回転であって、ドラムが回転して攪拌状態の時、適宜に散水を行い、一方ドラム外周面の網体を洗浄する洗浄放水をさせる、これら一連の制御はドラム回転時間を基に、それぞれの同期タイミングと持続時間による方法で量を決めて、そしてドラム下部の曲面板シューターで受けた処理物を洗浄する洗浄放水量またはタンクに集められた処理水を排水ポンプで排出する排出量は任意の時間設定によって排出させている。

生ゴミを処理する過程で適宜散水を行うことによって処理物が攪拌と同時に分離、分解し易くなり処理分解を助ける役割をする。乾式タイプの場合には処理途中で暫く（一晩程度）運転停止して放置すると生ゴミが凝固して塊状になる傾向にあり運転再開後の爾後処理にトラブルことがあるが、本発明の湿式タイプでは乾式のように暫く放置しても凝固するとか、ドラムの内面に生ゴミが付着することが殆どない。そして散水する事によって生ゴミが湿潤状態を保持されてほぐされるので、流動性の良い状態に維持されて回転動力が軽減され、従来機と比べ数分の一の軽動力でも可能となった。その散水はドラムが回転して生ゴミが攪拌されているドラム回転時に行えば処理物に万遍に散水が行き届くことになり、生ゴミがより良い方向にほぐされることになる。ノズルからの散水量の調整方法としては間欠的に時間制御する散水区間を設け、その間、散水と停止とを交互に数回に分けて散水を行うことによって噴霧と同様の散水量が可能となった。本発明で図例のようにノズル式は噴霧式タイプのものより維持管理が簡単である特典がある。

ドラム洗浄はドラム外周の網体から抽出した処理物の洗浄除去とその網体の目詰まりを防ぐのに網体に向けて放水を行うものである。ドラム洗浄放水はドラムの作動回転中にさせ、放水圧は一般の水道圧程度でよい、また一定の時間をおいて間歇放水洗浄を行う方法である。

ドラムから落下した処理物をドラム下の曲面板シューターによって受け、それをノズルより放水洗浄して排出する、この洗浄水量はドラム回転中とドラム停止中とは異にして時間間隔で放水するなどの方法もできる。

これまでは大半の生ゴミ処理機は回転軸攪拌式タイプが主流であって、該式では万遍な攪拌が望めなくて悪臭の要因と回転軸に絡む、そして金属等の異物混入した場合に装置自体が破損する可能性が著しく高かった、また装置が大がかりで大きな動力が必要であったりして問題がある、本発明はこれらの問題を筒状のドラム式にして、回転ドラムを３点支持で支えて傾斜姿勢に支持させ、ドラム内に突起状の抵抗板を固定し、そしてドラム外周を多孔板に網体で囲って処理するもので、その他に洗浄装置と処理液の処理方法によって臭いの飛散を防ぐことができた。

ドラム式のドラム外周を網体で囲って、そしてドラム内に突起した抵抗板を設け、ドラムを傾斜させ、３点支持で駆動回転をさせ、散水を加え処理する事によって、回転ドラムの回転が円滑に保持され、回転ドラムと抵抗板の設定位置も維持され、従来の回転軸攪拌式と比べての違いは万遍な攪拌ができ臭いも少ない、処理速度が早く、処理物の選別範囲が簡単で、殆ど絡みがない、たとえ金属とか貝類の混入があっても、処理対象物の生ゴミの中にほぐされる感じに内在されており、抵抗部材に衝接してもすぐに下方に落下する感じであるので問題が起きる心配がない、駆動動力が少なくて小型化で簡単な構造になる。因みに、本発明は非常に粘性の高い残飯物などを処理するときにむしろバラスなどの小石を混入することによって処理対象の残飯物が小石と混じり、ほぐされて生ゴミの分解が適宜に促進されることも確認している。

円滑なドラム回転を伝える為にドラム投入側をドラム受けローラー１２を２個で支えドラム後方は可撓を介して駆動体部７の３点で支え、ドラム受けローラー１２は位置がアジャスト（図９参照）でき交換が簡単にできる構造になっていて、ドラム駆動伝達に無理がなく又稼働中の位置変化にも対応できる仕組みになっていて、そしてドラム内に攪拌抵抗を与える抵抗板１３を設け、ドラム外周面は網体１ａになっていて、一連のドラム回転、散水、放水、洗浄、排出を制御させることができる回転ドラム式生ゴミ処理機で構造が小型で、機構が簡単である。なお駆動体にギャードモーターを使用することができれば駆動ベルトが省けて異音の発生が防げるのと、取付スペースが少なくてよい。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１において、電動機と減速機が一体の駆動体７に傾斜自在に回転力を伝える可撓体５を介して回転ドラム１が取り付けられている。駆動体７側は架台フレーム１０の駆動体取付台１０ａ上にボルト止めで装着され、回転ドラム１側は架台フレーム１０または架台フレーム１０の柱部材１１に取り付けられる左右のローラー１２で支持されている。すなわち、上記の回転ドラムの後部に接続した駆動体７は、回転ドラムに対して回転方向にはボルトなどの締め付け具で一体的に固定され、軸方向には屈曲自在となるゴム板などの可撓体を介して、この可撓体で回転ドラムの僅かな芯ズレや回転誤差を許容して、回転ドラム１の前面をローラー１２に安定的に支持させて、回転ドラムを電動機の駆動制御により回転、停止可能に構成されている。

筒状に構成された回転ドラム１は、鍔状形態のドラム前側面板１ｂの外周に帯状の平板からなる胴縁部１ｃを巻回して溶接により一体的に設けて前方側のドラム荷重を左右一対のローラー１２、で支える一方、後方側のドラム荷重を駆動体７で支える３点支持方式で、支持構成を最小の部材で支持する構成にして、回転ドラム１が干渉なく安定した回転が現出できる。ドラム前側板１ｂ外周に胴縁部１ｃを設けることによって、加工精度が求め易くまたドラムの製作加工が容易にできる、さらに頑強な構成となるものであり回転ドラムの変形防止に寄与できる。

ローラー１２に処理液がかかると錆の誘因やローラーの軸受け摩耗を促進するなど良くないので、回転ドラム１の前方側寄りに一部無孔帯１ｄを設けることによってドラムの回転軸が傾斜していてローラー１２に処理液がかからないよう工夫した。

回転ドラム１外周には多孔板に網体１ａが囲ってあって、生ゴミ処理液はその網体を通してドラム外へ抽出（漏出）される、そして生ゴミへの酸素の取り込みと、生ゴミから発生される発生ガス抜きの役割をする。

できるだけ小さくした網目の網体１ａにすることによって未処理物の排出を防ぎ、ドラム内で分解する時間を与えことになって、より浄化な処理液として排出することができる。

ドラム処理液をドラム外周面より抽出させるのにできるだけ小孔の方がよい、それには金網のような網体になってくるが反面強度が不足する、そこで強度が保たれるパンチングメタルなどに囲って使用すれば目的とすることができる。

しかし網体の目合が余りにも小さいと目詰まりを起こす事になるので相応の目合を選ぶ必要がある。

回転ドラム式は回転に伴って網体が上下に移動するので固定式より目詰まりになる事が少ないのと、ドラム外周面に向かって回転させながら放水洗浄ができ目詰まりを防ぐ手段がとれる利点がある。

図２のローラー１２は図９のアジャスト、ナット１２ａでローラーの位置調整ができる、ローラーの位置が固定されていると駆動体取付台１０ａの加工精度が要求される。そこでローラーの位置調整を調整する事によって駆動体取付台１０ａと架台フレーム１０の加工精度を緩和できる。また取付ボルト１２ｄによって脱着ができローラーの交換が簡単にできる仕組みになっている。

生ゴミは、投入口よりシューター１４を滑ってドラム１内に投入される。シューター１４は急傾斜構造に取り付けられているため、シューター１４上面に殆ど残ることなく生ゴミは回転ドラム内に挿入される。またシューター１４は円錐形になっていて手前が広くて投入がし易くなっている。

投入口のシューター１４はできるだけ急傾斜方向に傾斜していた方が処理物は投入口に溜まらないがドラム傾斜と加工難度との関係で限度がある、ドラム傾斜角は攪拌状態などから約１５度程度で、その場合シューター１４の傾斜角は４０度から６０度程度までが加工難度から望ましい、その時シューターガイド板１４ｂを設けることによってドラム投入口とシューターとの加工難度が容易となる。

また遮蔽板１ｆをシューターガイド板とドラム側板の間に設けてある、遮蔽板１ｆは無回転であってドラム側板とは摺動面で接し合っている、従ってシューターガイド板が遮蔽板１ｆをドラム側板に押し付け密着を保たせ、ドラム内の生ゴミがこぼれだす事を防ぐのとシューターがドラム側板と非接触が可能となった。

図４、５、６に示すように、柱部材１１には抵抗板１３の抵抗板調整固定台１１ａが取り付けられていて、抵抗板調整板１５ｂの抵抗板隙間調整ボルト１６ａ〜１６ｆによってドラム投入口縁と連結板との隙間を調節ができる、抵抗板支持板１５はドラム側板に対してδ角が設けてあって、その隙間に処理物が入らないようにして腐敗の原因を少なくするものである。但し間隙調整方には他に幾つか考えられるがここでは説明を省略する。また、回転ドラムを支える架台フレームに抵抗板を支持する柱部材が一体的に取り付けられているので回転ドラムと抵抗板の取り付けを固定すると両者の設定位置関係は狂うことなく常に適正な関係で作用する。

ドラム式の乾式タイプでは抵抗板にかかる抵抗は大きくて、特に長時間の放置の場合はドラム内面の付着物を掻き落す力は大きいので抵抗板支持板と連結板は相当の頑強な部材が必要であった、本案式では湿式のため散水効果などで攪拌抵抗が少なくて連結部材１５ａに帯板形状材の使用が可能となってドラム開口縁部が広くでき生ゴミ投入時に投入が楽である。実際に連結部材の大きさは１日当たりの５０ｋｇ〜２５ｋｇ程度の処理機で比較すると乾式で３０ｍｍ角程度であったのが本案式では５ｍｍの５０ｍｍ平角程度の部材で良い。

図４及び図６に示すように、抵抗部材としての抵抗板１３はドラム側面からドラム内に突設されて突起した板状のもので、ドラム内面より約１５度（β）、回転軸にたいして約１５度程度（α）の傾斜角を付けることによって、回転ドラムの回転方向下流側に後退する姿勢に取り付けられ、攪拌と破砕を助長させ同時に処理物の絡みを防ぐ機能とした。

図１０は作用説明図として示すものであるが、抵抗部材である抵抗板の設置位置は回転時に最も処理物が集まる範囲に設けることによって、攪拌と押圧が有効に働き、処理物の分解処理の促進が早い、そして処理物の解す作用を促進して、処理物が小玉状（小塊状）になるのを防ぐ効果がある。また処理物が抵抗板に引っ掛かっても後方から流動する処理物に押されて、抵抗板の後退角姿勢と相俟って抵抗板の先端側に押し出される作用が働き処理物が抵抗板に絡むのが少ない。なお回転ドラムに存在させるバイオチップ担体は、籾殻やそば殻、木質系チップ、セラミックスなどの単品、若しくは混合品を用いるものとする。

従ってドラム回転数は処理物がドラム下死点付近から回転方向の下流側に９０度付近に処理物が集まるようなゆっくりとした低速回転を選ぶ必要がある、従ってモーター回転の何百分の１とかの減速比でよいのと抵抗板が突起状で抵抗力が少ないのと散水によって処理物が湿潤状態にほぐされて流動性が良い状況に保たれて、更に回転駆動力が軽減でき極めて少ない軽動力で運転することが実現できた。

例えば、従来の回転軸による攪拌タイプでは日量（５０ｋｇ〜２５ｋｇ）の処理能力であれば駆動動力が２００Ｖの約２ＫＷ〜３ＫＷの動力を必要としていた、これに比べて本発明の装置機構の構成を採用すると、同程度の処理能力（日量５０ｋｇ〜２５ｋｇ）であれば家庭用電源１００Ｖで１００Ｗの動力で運転可能な減速機モーターで処理が可能になった。このことは装置の小型軽減化につながり、生ゴミ処理機のコスト低減化に寄与でき、更には１００Ｖ電源の使用が可能であると、レストラン、飲食店、ホテル、旅館などで手近な１００Ｖ電源で使用範囲の汎用拡大が図れてランニングコストも安価な利点がある。

回転ドラム、駆動体等が組みつけられた架台フレーム１０は下部フレーム２７に前高後低状に取り付けられ、ドラム下には処理液を受ける曲面板シューター９があって処理液はタンク１８に一旦貯めてポンプ１９で排出する方法か又は曲面板シューター９より直接排出する方法がある。

図２において、回転ドラムで処理された処理水、回転ドラムを洗浄した洗浄水、残渣を一方に集めるため前高後低の曲面板シューター９が設けられている。すなわち、回転ドラムから抽出する処理物の落下を、該回転ドラム下で、回転ドラムの幅より大きな曲面板シューター（樋状の漏斗受け部材）を正面視で下方に膨出する曲面形状で、側面視で前高後低状に傾斜させて落下処理物を受けるように構成してある。

ドラムの網目を通して処理水、残渣が通過し下部のタンクに回収される構造となっているが、網の目詰まりが予想され、その清掃を行うため洗浄水Ａノズル４ａが、ドラムカバー２の内側で、回転ドラム１の網外周部より内面に向かって、放水洗浄するように設置してある。また曲面板シューター９に落ちた処理水や残渣等を洗浄するため洗浄水Ｂノズル８、を設け適宜洗浄することが出来るように設置してある。

ドラム内の生ゴミ処理のため、またドラム内の堆積残渣の排出と粘度の高い処理液を散水により希釈することで薄めてドラム網目を通過しやすくさせタンクへの回収を促進し、併せてドラム内面側の網目の洗浄を行うためドラム内に適宜散水するためのノズル１７ａが設けられている。

また、日常点検や機械の清掃時などに洗浄を必要とする場合があり、その場合、手動にて洗浄することが必要となる。この対応のため手動での洗浄が出来るよう機内に手動開閉ができる手動洗浄水開閉バルブ２３と洗浄用ホース２４が設けてある。

消臭対策として、消臭液用のタンク２５とバルブ２５ａが設けて、ドラムに消臭材を摘下させ消臭効果を倍加させることが出来る。

ドラム内に入った生ゴミは、ドラムの回転に伴い回転軌跡の最下端部からドラム回転方向の下流側にドラムとともに上方に上がってくる。ドラム最下端部から回転方向へ９０度の範囲は、ドラム回転力にて生ゴミはドラムに沿って一体回転するが、９０度から２７０度の範囲になると重力で生ゴミがドラム外周部から離れ、ほぐされるようにして最下端部方向に落下することとなる。

ドラム回転軌跡の最下端部位置から回転方向下流側７０度の位置の範囲内に固定された生ゴミ移動の抵抗部材となる抵抗板１３が設けられており、ドラム内の生ゴミはドラムの回転に伴い固定されている抵抗板１３に衝突する、この抵抗板との衝突により生ゴミは回転することが出来ず、ほぐされてドラム下方に向けて落下することとなる。生ゴミはこの抵抗板との衝突時、破砕させる力が働き生ゴミを分砕させることなる、また、抵抗板の取り付け角度を後退角姿勢にすることにより回転してきた方向とは異なった方向へ生ゴミが流されて落下し、生ゴミの撹拌を促進する。この破砕と撹拌はドラムの回転作用で繰り返し行われ、生ゴミの分解を促進することとなる。

抵抗板１３は抵抗板先がドラム外周面に対しβ角を約１５度程度に傾けるか又は図４の様な曲線形状にさせ、一方ドラム回転軸に対しα角を約１５度程度に傾けるか又は図６の様に曲線形状にさせ、そして抵抗板の長さがドラム幅の３分の１以下程度にする事によって、抵抗板の取り付け角度が回転ドラムの回転方向下流側に向かう後退角姿勢にされることにより、殆ど絡みもなく生ゴミが抵抗板付近で圧を受け粉砕されながら、同時に攪拌力が働き、流動性の良い状態にほぐされてドラム全体に万遍なく攪拌をする。

抵抗板１３の抵抗板刃先角度β角（又は曲線）とα角（又は曲線）を付けることによって、特に生ゴミの長いものがいつまでも絡むことが殆どなくなった事が、本発明者が行った種々の実験結果により判った。しかも、抵抗板に生ゴミの抵抗がかかり易い位置ほど絡むことが少ないことも実験の結果あきらかになった。この位置は、前記説明の通りドラム最下点位置より回転方向下流側に７０度付近までの範囲で処理物の堆積が多い部分であり、処理物が抵抗板に引っ掛かっても後方から流動してくる処理物に押されて、抵抗板の後退角姿勢と相俟って抵抗板の先端側に押し出される作用が働き処理物が抵抗板に絡むのが少なくなる。

破砕と撹拌を繰り返した湿潤状態の生ゴミは、菌床材の中で攪拌され菌により炭酸ガスと水に分解されて炭酸ガスは大気中に、処理水はドラムに設けた網体から漏出して落下し排出される。しかしドラム内は、分解時の残渣も加わり粘性が高くなった液状が多くなってくるので適宜ノズル１７から水をドラム内に自動的に散水することによりタンク外への流出を促進することが出来る。

また、ドラムの網体には分解前の生ゴミが詰まることがあり、詰まりによって残渣、処理水がドラム内に溜まる不具合が発生する。この網体の詰まりを適宜清掃するため、洗浄Ａノズル４ａが設けられている。ノズルはドラム外周部からドラムの網体に向けて放水するよう取り付けられ、ドラム内からドラム外に向かって網に詰まった異物を詰まった方向とは逆方向から放水するため都合よく網体の洗浄が出来ることとなる。

ドラムカバー２は洗浄Ａノズル４ａからの洗浄水の飛散防止と、ヒーター２１熱がドラムを取り囲み加温効率を上げるのに役立つ。

曲面板シューター９を伝った処理水、残渣は付着したまま放置すると腐敗による悪臭が発生する。曲面板シューター９内面に飛散した処理水、残渣は、洗浄Ｂノズル８の放水で曲面板シューター９に落下した処理水を洗浄することができる。

曲面板シューター９はドラム回転軸の傾斜と同様に前高後低に傾斜していて、両端にはそれぞれ曲面に沿うよう放水ノズル洗浄Ｂノズル８が設置してあり、ほぼ残すことなく洗浄が可能となり特に夏期の腐敗臭の軽減に効果がある。

ドラム内の散水の役割は生ゴミを処理する過程で生ゴミを湿潤状態に維持して破砕、攪拌を助け処理液を適宜ドラム外に抽出するのに不可欠であって、そのタイミング、量を管理するのが重要である。そこで散水するタイミングや散水量はドラム回転作動時間に基づいて同期タイミング方式による間歇散水を行う方法の制御システムを採用した。

本装置の制御システムはドラム回転、水系、温度が制御されていて、少なくとも散水、洗浄水Ａはドラム回転時間に基づいた同期タイミング方式で制御するシステムである、そして、洗浄水Ｂ、排水は準じた方法で停止時でも洗浄水Ｂ、排水を変え効率よく自動的に制御できるようになっている。

ドラムは間欠的な頻度回転が通常であって、生ゴミ処理は頻度回転をさせて処理を行う、その頻度回転の度合いは生ゴミの種類によって選定するようになっている、そしてドラム回転時間によって、ドラム回転中に散水と洗浄水Ａは行う、散水は間歇散水によって散水量を調節し、洗浄水Ａは洗浄時間で調整できるようにしてある、洗浄水Ｂ及び排水はドラム回転又は停止時に関係なくよって洗浄水Ｂ及び排水量を選定できるように制御されている。

なお生ゴミ投入時に投入扉を開いた時に自動的にドラム回転が間歇回転運転に変わる機能をつけた、従来の回転軸攪拌式は回転羽根が回転をしていて危険度が非常に高くて巻き込み防止のため投入扉を開いたら停止するようになっているが、本発明では回転羽根がないので、まずその様なことはないので生ゴミが投入し易い為、投入扉を開いたらドラム回転が間歇回転運転になる。

残渣、処理水、洗浄水は前記ドラムカバー、曲面板シューター９によりタンク１８に流入し、流入した残渣、処理水、洗浄水は直接排出させるかタンク１８内に規定量貯まるとポンプ１９にて機外に排出、または農作物栽培の液肥として処理するための装置等へと排出させる。

本発明の生ゴミ処理構造は、構造が簡単で、処理能力の変動に対応しやすい構造を提供しており、一般家庭用から、業務用まで広い範囲のニーズに対応できるものである。また、本発明の回転ドラムの支持構成は乾式タイプのものにも応用できるものである。

本発明の側面図を示す。図１のＢ方向から見た各装置の関係位置図を示す正面図である。図１のＡ方向から見た上面図と回転ドラムの部分拡大図である。図２の矢印Ｐ方向から見た抵抗板の取り付け状態を示す図である。図１の矢印Ｂ方向から見た抵抗板及び抵抗板調整板の関係を示す図である。図5の矢印Ｒ方向から見た図である。シューターとシューターガイド板との関係と、それをドラム前側板と遮蔽板の組み合わせ状態を示すＧ−Ｇ断面図である。曲面シューターと洗浄ノズルＢの関係図である。ドラム受けローラーのアジャスト機構例図を示す図である。ドラムが回転中の生ゴミの集まる場所と抵抗板の位置関係を示す作用説明正面図である。は本装置のドラム回転時間に基づく散水、洗浄水Ａ、洗浄水Ｂの同期タイミング制御方法の実施例である多孔板と網体の部分拡大図。本発明に係る生ゴミ処理機の外観を示す正面図である。本発明に係る生ゴミ処理機の外観を示す側面図である。本発明に係る生ゴミ処理機の外観を示す平面図である。

符号の説明

１回転ドラム
１ａ網体
１ｂドラム前側板
１ｃ胴縁部
１ｄ無孔帯
１ｅ多孔板
１ｆ遮蔽板
２ドラムカバー
３外装カバ−
４洗浄水Ａパイプ
４ａ洗浄水Ａノズル
４ｂ洗浄水Ａ用電磁弁
５可撓体
６駆動軸
７駆動体
８洗浄水Ｂノズル
８ｂ洗浄水Ｂ用電磁弁
９曲面板シューター
１０架台フレーム
１０ａ駆動体取付台
１１柱部材
１１ａ抵抗板調整固定台
１２ローラー
１３抵抗板
１３ｂ調整板隙間
１４シューター
１４ｂシューターガイド板
１５支持板
１５ａ連結板
１５ｂ抵抗板調整板
１６抵抗板隙間調整ボルト
１７散水パイプ
１７ａ散水ノズル
１７ｂ散水用電磁弁
１８タンク
１９ポンプ
２０排気ファン
２１ヒーター
２３手動洗浄水開閉バルブ
２４洗浄用ホース
２５防臭液タンク
２５ａ防臭液開閉バルブ
２５ｂ防臭液ノズル
２６横桁
２７下部フレーム

Claims

多数の細孔を有する多孔板を筒状に形成した回転ドラム内に生ゴミを投入して減容処理するドラム式生ゴミ処理機において、該回転ドラムと回転ドラムを駆動、停止させる駆動体を支持する架台フレームの上面を前高後低状の傾斜支持部に構成し、該傾斜支持部の前部に柱部材を上方へ延出させ、その柱部材より後方の架台フレーム部分において、前記回転ドラムの回転自在に支えるのに、該回転ドラムの前方左右位置に配した左右一対のドラム受けローラーと、回転ドラムの後方に接続した駆動体との少なくとも３点で支える構造とし、前記柱部材に配設した支持部材の先に回転ドラム内に突設した板状の抵抗部材を設けると共に、該柱部材に回転ドラムの運転を駆動制御する運転操作機構及び該回転ドラムの運転に基づいてドラム内の散水、ドラム網目の洗車、処理水の放水を制御する水処理制御機構、及び投入口部材を設けた構造にしたことを特徴とする回転ドラム式生ゴミ処理機。
回転ドラムを形成する多孔板の外周を、多孔板の細孔より細かい網目を有する網体で囲って、回転ドラム内からの処理水を回転ドラム外へ透過させる円筒網体を構成とし、該回転ドラムの前部に位置する、ドラム前側板の外周に巻回される胴縁部を設けて、該胴縁部の外周をドラム受けローラーに支持させると共に、該胴縁部の後方に連設する多孔板部分に所要幅の無孔帯を設ける構成にしたことを特徴とする請求項１に記載の回転ドラム式生ゴミ処理機。
回転ドラムの後部に接続した駆動体は、回転ドラムに対して回転方向には締め付け具で一体的に固定され、軸方向には屈曲自在となる可撓体を介して、回転ドラムを回転、停止可能に構成したことを特徴とする請求項１及び２に記載の回転ドラム生ゴミ処理機。
回転ドラム前面に生ゴミ投入用のシューターを設けるのに、そのシューターの傾斜角を回転ドラム傾斜角に対して更に急傾斜させるべく、回転ドラムの傾斜角と合わせて、水平面に対して４０度程度から６０度までの急傾斜構造とし、該シューターのドラム開口側にはドラム前側板と接当する遮蔽板とシューターガイド板を設け、回転ドラム内から生ゴミがこぼれるのを防止する特徴とする請求項１、２、３に記載の回転ドラム式生ゴミ処理機。
架台フレーム前部に柱部材を設けて、回転ドラム内の生ゴミに抵抗を与えることにより破砕、攪拌を行うための抵抗部材である抵抗板の取付位置は、回転ドラム外周における回転軌跡の最下端部から回転方向下流側の７０度迄の範囲とし、回転ドラム前側板の内側面と抵抗板の支持部材との隙間はドラム投入口付近が狭く抵抗板に近づくにしたがって開くようにし、抵抗板の支持部材の取付位置には位置調整部材を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４に記載の回転ドラム式生ゴミ処理機。
回転中のドラムの円筒網体の網目に帯留する処理物を円筒網体外周部から断続的に放水させ、回転ドラム内に洗い落として円筒網体面の洗浄と目詰まりを防ぐことができる放水装置を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、及び５に記載の回転ドラム式生ゴミ処理機。
回転ドラム内に突設した板状の抵抗材を設けるのに、抵抗部材の抵抗板調整部と支持板部との連結部材の断面形状が帯板形状でドラム開口口を広く確保することを目的とした請求項１、２、３、４、５、６に記載の回転ドラム式生ゴミ処理機。
回転ドラムから抽出する処理液の落下を曲面板シューターで受けるのに、該曲面板シューターを回転ドラム下で、回転ドラムの幅より大きな樋状の漏斗受け部材にして正面視で下方に膨出する曲面形状で、側面視で前高後低状に傾斜させて落下処理物を受けるように形成したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７に記載の回転ドラム式生ゴミ処理機。
回転ドラムのドラム回転タイミングに基づいて、それぞれの散水、ドラム外周部の洗浄放水、曲面板シューターの洗浄水のタイミングは同期タイミング方式で、その量は放水待機時間と放水時間で制御設定できる特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７及び８に記載の回転ドラム式生ゴミ処理機。