JP2009082795A - 生ごみ乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】小型の装置で効率的に生ごみを乾燥でき、しかも簡単なシールでも乾燥機から臭気成分が漏洩することのない、生ごみ乾燥機を提供する。
【解決手段】生ごみを撹拌しながら乾燥するドライヤー１０と、そのドライヤー１０の排ガス口２１と乾燥用空気供給口２０とを結ぶ空気循環ライン２６と、排ガス口２１側の空気循環ライン２６ａに接続された誘引ファン２８と、その誘引ファン２８の吸込側の空気循環ラインに接続された給気ライン３１と、誘引ファン２８からの排ガスの一部を大気に放出する排気ライン３６と、排気ライン３６に接続され、排気ライン３６の排ガスを高温にして脱臭する脱臭器３７と、脱臭後の排気ライン３６と誘引ファン２８の吐出側の空気循環ライン２６ｂに接続され、脱臭器３７からの高温排ガスと空気循環ライン２６ｂの乾燥空気を間接加熱するエアヒータ４０とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品工場や飲食店等から出る生ごみを乾燥する生ごみ乾燥機に係り、特に、小型、省エネルギーで、生ごみを乾燥できる生ごみ乾燥機に関するものである。

従来、生ごみ乾燥機は、生ごみを乾燥するために比較的低い熱風（１００〜３００℃）で乾燥する必要があるため、熱源として燃焼炉からの高温の燃焼排ガスを用いることはできず、燃焼排ガスと乾燥用の空気とを熱交換して乾燥空気とし、これを乾燥機に供給するようにしている。

例えば、特許文献１，２に示されるように、乾燥容器内の生ごみを乾燥する空気を、押込ファンを用いて、燃焼炉のジャケットに流して間接加熱して１００〜３００℃の乾燥空気とし、これを乾燥容器内に供給し、生ごみと乾燥空気とを混合撹拌して乾燥している。乾燥後の空気は、熱交換器を通し、そこで燃焼炉の燃焼排ガスと熱交換して熱回収した後、これを燃焼炉の燃料の燃焼空気として供給することで、乾燥後の空気に含まれる臭気成分を燃焼で脱臭して排気するようにしている。

この生ごみ乾燥機は、乾燥容器からの排気と入口の熱風の温度差が小さいため（１００℃程度）、燃焼炉で生じた熱を乾燥用空気と熱交換させても、熱交換後の排気によって持ち去られる熱量が乾燥に使用される熱量に対し大きな比率（効率が悪い）となっている。

そこで、本発明者は、特許文献３に提案されるように、乾燥機で乾燥後の空気の一部を、燃焼器（脱臭器）で間接加熱した熱風と混合して循環することにより、熱効率を高めることを提案した。

この特許文献３では、乾燥機からの排ガスの一部を高温の乾燥用空気に合流させて循環させることで、ブロアーや脱臭器を大型化することなく、効率的に生ごみを乾燥処理することができるものである。

特開平０５−３２９４６６号公報 特開平０７−３１９６３号公報 特開２００２−１６２１６６号公報

しかしながら、特許文献３では、乾燥用空気供給用の押し込みファンと乾燥後の空気を循環する循環ファンの二台が必要となり、大量の生ごみを乾燥処理するには問題はないものの、１日当たり５０〜３００ｋｇ程度（一回の処理量１０〜１００ｋｇ以下）の生ごみを乾燥処理する乾燥機に適用しようとすると、小型化には適さない問題がある。

また乾燥機に高温の乾燥空気を供給する際には、乾燥機内が正圧となるため、乾燥機から臭気を含む乾燥空気の漏洩を防止するために、投入ドアや排出ドアのシールを必要とするが、高温でのシールのためそのシールが難しく、さらに装置のコストアップを招く問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、小型の装置で効率的に生ごみを乾燥でき、しかも簡単なシールでも乾燥機から臭気成分が漏洩することのない、生ごみ乾燥機を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、生ごみを撹拌しながら乾燥するドライヤーと、そのドライヤーの排ガス口と乾燥用空気供給口とを結ぶ空気循環ラインと、排ガス口側の空気循環ラインに接続された誘引ファンと、その誘引ファンの吸込側の空気循環ラインに接続された給気ラインと、誘引ファンからの排ガスの一部を大気に放出する排気ラインと、排気ラインに接続され、排気ラインの排ガスを高温にして脱臭する脱臭器と、脱臭後の排気ラインと誘引ファンの吐出側の空気循環ラインに接続され、脱臭器からの高温排ガスと空気循環ラインの乾燥空気を間接加熱するエアヒータとを備えたことを特徴とする生ごみ乾燥機である。

請求項２の発明は、ドライヤーは、下部が半円筒状に形成され、上部が箱状に形成されたドライヤー本体と、そのドライヤー本体の半円筒状の下部に、水平軸周りに回転自在に設けられ、ドライヤー本体下部に溜まった生ごみを掻き上げて乾燥空気と混ぜて撹拌するミキサーとからなり、ドライヤー本体の上部に生ごみ投入ドアが設けられ、下部に排出ドアが設けられ、ドライヤー本体の中央下部に乾燥用空気供給口が設けられ、ドライヤー本体上部に排ガス口が設けられると共にその排ガス口にバグフィルターからなる除塵器を介して吸込側の空気循環ラインが接続される請求項１記載の生ごみ乾燥機である。

請求項３の発明は、誘引ファンがインバータモータで駆動され、ドライヤーの排ガス口に圧力調整器が設けられ、その圧力調整器での圧力が略大気圧となるようにインバータモータで誘引ファンの排気量が制御される請求項１記載の生ごみ乾燥機である。

請求項４の発明は、空気循環ラインと排気ラインが三方弁を介して接続され、エアヒータからドライヤーの乾燥用空気供給口に至る空気循環ラインに温度計が設けられ、その温度計により、三方弁が切り替えられて、空気循環ラインのエアヒータと排気ラインの脱臭器に流す乾燥空気の比率が制御される請求項１記載の生ごみ乾燥機である。

請求項５の発明は、脱臭器には、電気ヒータが設けられ、その脱臭器の排出側の排気ラインに温度計が接続され、その温度計で電気ヒータの発熱量が制御される請求項１記載の生ごみ乾燥機である。

請求項６の発明は、脱臭器には、燃焼バーナが設けられ、その脱臭器の排出側の排気ラインに温度計が接続され、その温度計で燃焼バーナでの燃焼量が制御される請求項１記載の生ごみ乾燥機である。

請求項７の発明は、乾燥用空気供給口に至る空気循環ラインに、ドライヤーでの乾燥終了後に、ドライヤーに冷却用空気を供給する冷却用空気供給ラインが接続される請求項１記載の生ごみ乾燥機である。

本発明によれば、生ごみを乾燥するドライヤーに空気循環ラインを接続すると共にその空気循環ラインにドライヤー内を吸引して乾燥空気を循環する誘引ファンを接続し、その空気循環ラインに排気ラインを接続し、三方弁で空気循環ラインの乾燥空気の一部を排気すると共にその排気量に見合って循環用の乾燥空気を加熱することで、ファンが一台で、しかも熱効率の良い乾燥が行え、小型にして省エネルギーの生ごみ乾燥機が得られるという優れた効果を発揮するものである。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１において、１０はドライヤーで、下部が半円筒状に形成され、上部が箱状に形成されたドライヤー本体１１を有し、そのドライヤー本体１１の半円筒状の下部に、水平軸周りに回転自在にミキサー１２が設けられて構成される。

ミキサー１２は、水平な回転軸１３に、放射状に掻き取り羽根１４が設けられて形成され、インバータモータ１５により回転数可変に駆動される。

ドライヤー本体１１の上部には、開閉自在な生ごみ投入ドア１６が設けられ、下部に開閉自在な排出ドア１７が設けられ、また排出ドア１７を開けた際に、その排出口に、乾燥ゴミを受けボックス１８に案内するシュート１９が設けられる。

ドライヤー本体１１の中央よりやや下部の両側には、乾燥用空気供給口２０、２０が設けられ、ドライヤー本体１１の上部には、排ガス口２１が設けられる。

排ガス口２１には、バグフィルターからなる除塵器２２が接続される。除塵器２２は、排ガス口２１に接続した除塵筒２３に筒状のフィルター２４を設けて構成される。

この除塵器２２の出口２５と、ドライヤー本体１１の乾燥用空気供給口２０を結んで空気循環ライン２６が接続される
この空気循環ライン２６の排ガス口２１側には、誘引ファン２８が接続され、その誘引ファン２８がインバータモータ３０にて能力可変に回転制御される。

誘引ファン２８の吸込側の空気循環ライン２６ａには、乾燥用空気を供給する給気ライン３１が接続される。この給気ライン３１には、流量計３２が接続され、その流量計３２にて吸入空気量を調整する調整弁３３が接続され、また流量計３２と調整弁３３間に遮断弁３４が接続される。

誘引ファン２８の吐出側の空気循環ライン２６ｂには、三方弁３５を介して、誘引ファン２８からの循環空気の一部を排ガスとして大気に放出する排気ライン３６が接続され、その排気ライン３６に脱臭器３７が接続される。

脱臭器３７の排気側の排気ライン３６と空気循環ライン２６ｂには、脱臭器３７からの高温排ガスと空気循環ライン２６ｂの循環空気を間接加熱するエアヒータ４０が接続される。

エアヒータ４０から乾燥用空気供給口２０、２０に至る空気循環ライン２６ｃには、ドライヤー１０での乾燥終了後に、ドライヤー１０内に冷却用空気を供給する冷却用空気供給ライン４１が接続され、その冷却用空気供給ライン４１に電磁開閉弁４２が接続される。

空気循環ライン２６ｃは、乾燥用空気供給口２０、２０と接続すべく２つに分岐され、その各ラインに電磁開閉弁４３，４３が接続される。

ドライヤー本体１１の排ガス口２１には、圧力調整器４５が接続され、この圧力調整器４５にて、ドライヤー本体１１内が略大気圧か陰圧となるように、インバータモータ３０にて誘引ファン２８の排気量が制御される。

また除塵器２２から誘引ファン２８に至る空気循環ライン２６ａには、排ガス（循環空気）の温度計４６が接続され、その温度計４６にてミキサー１２のインバータモータ１５が制御される。

エアヒータ４０から乾燥用空気供給口２０、２０に至る空気循環ライン２６ｃには循環空気の温度を検出する温度計４８が接続され、その温度計４８により、三方弁３５が切り替えられて、空気循環ライン２６のエアヒータ４０と排気ライン３６の脱臭器３７に流す排ガスの比率が制御される。

脱臭器３７には、電気ヒータ５０が設けられ、その脱臭器３７の排出側の排気ライン３６に排ガス温度計５１が接続され、その温度計５１で電気ヒータ５０の通電を制御する温度制御スイッチ５２が開閉されて発熱量が制御される。

除塵器２２には、筒状のフィルター２４の目詰まりを防止すべく逆洗用の圧縮空気を吹き込む圧縮空気ライン５５を介して小型圧縮機５６が接続され、その圧縮空気ライン５５に電磁開閉弁５７が接続される。

なお、６０は、ドライヤー１０から排出される循環空気（排ガス）の温度を表示する温度表示計、６１は脱臭器３７から排出される排ガスの温度を表示する温度表示計、６２は、エアヒータ４０からドライヤー１０に循環供給される乾燥用空気の温度を表示する温度表示計である。また、ドライヤー１０、脱臭器３７、エアヒータ４０等の機器は、図示していないがケーシングに一体に設けられ、インバータモータ１５，３０等が自動制御され、またそのケーシングには、乾燥運転状況を確認するための上記した温度表示計６０、６１、６２が取り付けられ、さらに、これら温度表示計６０、６１、６２の温度を見ながら各種乾燥運転条件を設定する操作盤が設けられている。

次に、本発明の生ごみ乾燥機による生ごみの乾燥を説明する。

先ず、廃食品としての生ごみ（ジャガイモ、玉ねぎ等の野菜類、魚類、残飯、パン類、麺類）を、乾燥しやすいように、数センチサイズにカットし、これを例えば一回の処理当たり６．２５ｋｇを秤量して、生ごみ投入ドア１６からドライヤー本体１１内に投入する。

誘引ファン２８を起動してドライヤー本体１１内の空気を空気循環ライン２６にて循環し、その一部を三方弁３５を介して排気ライン３６より脱臭器３７に流し、脱臭器３７で、その排ガス温度を６５０℃以上に加熱してエアヒータ４０を介して排気する。この際、温度計５１にて排ガス温度を検出し、排ガス温度が６５０℃となるように電気ヒータ５０の発熱量を制御する。

エアヒータ４０では、空気循環ライン２６を循環する空気が６５０℃以上の排ガスとの熱交換により２００℃程度に加熱されて乾燥用空気とされ、ドライヤー１０に供給される。

ドライヤー１０に供給された乾燥用空気は、生ごみとミキサー１２により混合されて生ごみから水分を蒸発させ、除塵器２３を通して再度誘引ファン２８に吸引される。この際、給気ライン３１から乾燥用空気が空気循環ライン２６に供給されて乾燥後の循環空気と混合されて誘引ファン２８で再度循環されると共に、乾燥空気とほぼ等量の循環空気（排ガス）が三方弁３５を介して排気ライン３６に流され、脱臭器３７で６５０℃以上に加熱されることで、排ガス中の臭気成分が分解され、エアヒータ４０の熱源に供された後、大気に放出される。

このドライヤー１０による乾燥では、誘引ファン２８は、ドライヤー１０の排ガス口２１の圧力を圧力調整器４５で検出し、その圧力が略大気圧となるように誘引ファン２８の排風量を制御することで、ドライヤー本体１１内から乾燥に伴う臭気成分が投入ドア１６などから漏れ出すことことがなく、また略大気圧のため投入ドア１６のシールも簡単なものですむ。

誘引ファン２８による空気の循環量は、生ごみ処理量６．２５ｋｇに対して全体で１３０Ｎｍ^３／ｈの空気を循環し、給気ライン３１から３０Ｎｍ^３／ｈの乾燥用空気を供給し、排気ライン３６から乾燥後の空気を排ガスとして３０Ｎｍ^３／ｈを排出するようにする。この場合、エアヒータ４０から出た循環空気の温度を温度計４８で検出し、その温度が２００℃となるように三方弁３５にて循環空気量と排気する排ガス量を調節する。

このドライヤー１０による乾燥においては、インバータモータ１５でミキサー１２の回転を１００ｒｐｍで回転しながら撹拌するが、生ごみに残飯などの炭水化物が多く含まれる場合、餅化を防止するために、インバータモータ１５を数秒〜数１０秒程度回転し、その後数１０秒〜数分程度停止する間欠運転を行い、含水分が少なくなったら連続回転を行う。すなわち、含水分が多い状態でミキサー１２を回転すると、残飯の粒子同士が撹拌によりこねられて団子状態となり餅化するが、間欠運転することで、残飯同士の団子化を防止して乾燥を促し、その後含水分が少なくなったならば、餅化が起こらなくなり、除塵器２２から排出される温度が、上昇するためインバータモータ１５でミキサー１２を連続回転させ、さらに温度が１００℃以上になると、ほぼ含水率が１０％以下となり、乾燥終了となる。また含水率を多くする必要があれば、乾燥終了温度を１００℃でなく、１００℃以下の温度（例えば８０℃前後）に設定すれば、設定の含水率で乾燥が行える。

ドライヤー本体１１に乾燥用空気を導入する際に、乾燥用空気供給口２０、２０の電磁開閉弁４３，４３を交互に開閉してドライヤー本体１１の両側から乾燥用の循環空気を交互に導入することで、生ごみの片寄りや乾燥むらをなくすことができる
このように、空気循環ライン２６で乾燥用の空気を循環し、その循環空気の一部を排気ライン３６から排気し、その排気ガスを脱臭器３７で加熱し、その高温となった排ガスを循環空気の熱源とすることで、省エネルギーで、効率の良い乾燥が行える。

従来では、２００℃程度の低い熱風で乾燥する場合、乾燥後の排気は、高くても１００℃であり、入口と出口の熱風温度差（１００℃）が小さいため、乾燥後の排気によって持ち去られる熱量が、乾燥に使用される熱量に対して約半分となり、効率が悪いものとなっていたが、本発明によれば、排気された乾燥後の空気を循環使用し、その循環空気の一部を脱臭器３７に供給し、これを６５０℃以上に上昇、脱臭させた後、エアヒータ４０を通し、熱を空気循環ライン２６の循環空気に伝えて、エアヒータ４０で、充分冷却してから大気放出されるため、排気量が乾燥に使用される気体の量より少なく、脱臭器３７で与える熱量は、従来の１／３以下ですむ。従って、乾燥前の温度が２００℃で、排気温度が１００℃の場合では、大気放出される排気量は、従来の１／４程度となり排ガス損失が少なくなり、周辺環境へ及ぼす影響も小さくてすむ。

また、従来においては、乾燥空気として外気を間接加熱して絶対湿度の低い空気で乾燥して生ごみを乾燥しているが、この低湿度の乾燥空気で生ごみを乾燥すると、乾燥速度は速くなるものの、生ごみの表面が乾燥されやすくなり、内部は含水分の多いままとなり、乾燥にむらが生じるが、本発明においては、空気循環ライン２６で空気を循環するため相対湿度が高く、生ごみの全体を、時間をかけながら（約８時間程度）加熱して蒸発を促す乾燥となり、その蒸発量に見合った水分を排気ライン３６から排気するために乾燥にむらが生じないで乾燥が行える。

また、乾燥終了後は生ごみは高温のため、給気ライン３１からの給気を停止し、冷却用空気ライン４１から冷却用空気を空気循環ライン２６に供給し、その冷却用空気を誘引ファン２８にて吸引し、これを空気循環ライン２６に循環させないで排気ライン３６に流し、脱臭器３７で加熱して脱臭して排気させることで、乾燥後の生ごみを常温近くまで冷却して乾燥ごみとすることで、ドライヤー１０の生ごみを冷却すると共に残留する水分もさらに排出することができる。この際、誘引ファン２８は、そのＱ−Ｈ曲線に従って排風量が加減される。

冷却後の乾燥ごみは、排出ドア１７から受けボックス１８に排出して乾燥を終了する。

なお、乾燥ごみの含水分をさらに下げる場合には、給気ライン３１から乾燥用空気を導入すると共に空気循環ライン２６から冷却用空気を導入して、これを循環しつつ、その一部を排気ライン３６に流し、脱臭器３７で加熱して脱臭させてエアヒータ４０を介して排気し、循環空気をエアヒータ４０で加熱することで、さらに乾燥後の生ごみの含水率を下げることができる。この場合、乾燥用空気と冷却用空気の割合と、排気ライン３６に流す排ガス量を調整することで、乾燥後の生ごみの含水率を調整できる。

除塵器２２の筒状のフィルター２４の目詰まりが生じた場合には、乾燥ごみを取り出す前に、圧縮空気ライン５５から間欠的に圧縮空気を吹き出して、フィルター２４に付着した固形分を除去する。このフィルター２４の逆洗は、運転終了後に行うが、フィルター２４の目詰まりを防止するために、乾燥運転中に行うようにしてもよい。

このように、本発明によれば、従来の強制通風では、ドライヤー１０内部の圧力が高く、投入ドア１６、排出ドア１７のシール性が難しかったが、ドライヤー１０内圧力は略大気圧に保つことが可能となり、シール部分の保守が簡単になると共に誘引ファン２８の１台で空気を循環させるだけなので、生ごみ乾燥機のコストダウンが行える。

すなわち、従来ドライヤー内を負圧にするためには、平衡通風方式が採用されていたが、ファンが２台となり、コストアップとなるが、本発明では、１台のファンで、ドライヤー１０内圧力を負圧に保つことができ、コストダウンが図れる。

次に、図２により、本発明の他の実施の形態を説明する。

図２は、図１の生ごみ乾燥機と基本的には同じであるが、脱臭器３７の熱源を代えたものである。

すなわち、脱臭器３７の上部には、燃焼バーナ５３が設けられ、その燃焼バーナ５３に燃料としてのオイルベーパを供給する燃料ライン６５が接続されると共に流量調節弁６６が接続され、またバーナ５３に、燃焼用空気を供給するファン６７が空気ライン６８を介して接続される。

この図２の形態においては、生ごみ乾燥は図１の実施の形態と同じであるが、脱臭器３７では、脱臭器３７の出口温度が温度計５１で検出され、その温度で燃料ライン６５の流量調節弁６６が制御されてバーナ５３での燃焼量が制御されて、排ガス温度を６５０℃に制御するようになっている。

なお、図２の形態においては、除塵器２２の筒状のフィルター２４の有底部が下部に位置させて、圧縮機５６での逆洗ができるようにしたが、本形態では、有底部が上方に位置するようにして誘引ファン２８による吸引力で形状を保持できるように保持されている。

本発明の一実施の形態を示す図である。 本発明の他の実施の形態を示す図である。

符号の説明

１０ ドライヤー
２０ 乾燥用空気供給口
２１ 排ガス口
２６ 空気循環ライン
２８ 誘引ファン
３６ 排気ライン
３７ 脱臭器
４０ エアヒータ

Claims (7)

1. 生ごみを撹拌しながら乾燥するドライヤーと、そのドライヤーの排ガス口と乾燥用空気供給口とを結ぶ空気循環ラインと、排ガス口側の空気循環ラインに接続された誘引ファンと、その誘引ファンの吸込側の空気循環ラインに接続された給気ラインと、誘引ファンからの循環空気の一部を排ガスとして大気に放出する排気ラインと、排気ラインに接続され、排気ラインの排ガスを高温にして脱臭する脱臭器と、脱臭後の排気ラインと誘引ファンの吐出側の空気循環ラインに接続され、脱臭器からの高温排ガスと空気循環ラインの循環空気を間接加熱するエアヒータとを備えたことを特徴とする生ごみ乾燥機。
2. ドライヤーは、下部が半円筒状に形成され、上部が箱状に形成されたドライヤー本体と、そのドライヤー本体の半円筒状の下部に、水平軸周りに回転自在に設けられ、ドライヤー本体下部に溜まった生ごみを掻き上げて乾燥空気と混ぜて撹拌するミキサーとからなり、ドライヤー本体の上部に生ごみ投入ドアが設けられ、下部に排出ドアが設けられ、ドライヤー本体の中央下部に乾燥用空気供給口が設けられ、ドライヤー本体上部に排ガス口が設けられると共にその排ガス口にバグフィルターからなる除塵器を介して吸入側の空気循環ラインが接続される請求項１記載の生ごみ乾燥機。
3. 誘引ファンがインバータモータで駆動され、ドライヤーの排ガス口に圧力調整器が設けられ、その圧力調整器での圧力が略大気圧となるようにインバータモータで誘引ファンの排気量が制御される請求項１記載の生ごみ乾燥機。
4. 空気循環ラインと排気ラインが三方弁を介して接続され、エアヒータからドライヤーの乾燥用空気供給口に至る空気循環ラインに温度計が設けられ、その温度計により、三方弁が切り替えられて、空気循環ラインのエアヒータと排気ラインの脱臭器に流す乾燥空気の比率が制御される請求項１記載の生ごみ乾燥機。
5. 脱臭器には、電気ヒータが設けられ、その脱臭器の排出側の排気ラインに温度計が接続され、その温度計で電気ヒータの発熱量が制御される請求項１記載の生ごみ乾燥機。
6. 脱臭器には、燃焼バーナが設けられ、その脱臭器の排出側の排気ラインに温度計が接続され、その温度計で燃焼バーナでの燃焼量が制御される請求項１記載の生ごみ乾燥機。
7. 乾燥用空気供給口に至る空気循環ラインに、ドライヤーでの乾燥終了後に、ドライヤーに冷却用空気を供給する冷却用空気供給ラインが接続される請求項１記載の生ごみ乾燥機。

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