JP2013039541A - 脱臭装置及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より脱臭度合いの高い空気のみが大気に排気されるよう、脱臭度合いの異なる空気を区分けして排気する脱臭装置の提供。
【解決手段】ヒータ部１０１と、前記ヒータ部１０１を通過した空気が導入される入口部１０２ａと、前記入口部に導入された空気が排出される出口部１０２ｂと、を有し、前記入口部１０２ａから前記出口部１０２ｂへ通過する空気を脱臭する脱臭部１０２と、前記出口部１０２ｂから排出される空気のうち、前記出口部１０２ｂの一部から排出される空気が導入されるよう、前記出口部１０２ｂの一部に連通する第１排気通路１０３ａと、前記出口部１０２ｂから排出される空気のうち、前記出口部１０２ｂの一部以外の他部分から排出される空気が導入されるよう、前記出口部１０２ｂの他部分に連通する第２排気通路１０４ａと、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、脱臭装置及び脱臭装置を備えた処理装置に関するものである。

脱臭装置によって脱臭された空気は、臭いの残る空気と混ざることなく大気に排気されることが望ましい。例えば、生ごみ等の廃棄物を処理する廃棄物処理装置では、廃棄物から除去された水分（水蒸気）は、装置外へ排気ガスとして排出されるが、廃棄物の臭気を伴うため、脱臭装置で脱臭してから排気される。脱臭には、通常、酸化触媒等の触媒と、触媒に適した温度に空気を加熱するヒータとを備えた脱臭装置が用いられる。

特許文献１には、脱臭装置を備えて処理槽内の空気を脱臭し、装置外へ排出する生ごみ処理装置が開示されている。脱臭装置のヒータで加熱された空気が排気されることは、熱エネルギが無駄に排出されていることになる。そこで、特許文献１の生ごみ処理装置では、脱臭装置を通過した空気の一部を装置外へ排気し、残りを装置内へ還流して廃棄物の加熱に利用している。

特開２００３−３２０３５８号公報

脱臭装置で脱臭された空気は必ずしも一様に脱臭されているわけではなく、排出部位によって脱臭度合いに差が生じる場合がある。例えば、酸化触媒等の触媒を用いたものでは、触媒外周面における放熱により、触媒中心部で相対的に高温となり外周部で相対的に低温となり易い。このため、外周部では触媒が十分に活性化せず、外周部を通過した空気は十分に脱臭されていない場合がある。この結果、臭いの残った空気が大気に排気されてしまう場合がある。

本発明の目的は、より脱臭度合いの高い空気のみが大気に排気されるよう、脱臭度合いの異なる空気を区分けして排気することにある。

本発明によれば、ヒータ部と、前記ヒータ部を通過した空気が導入される入口部と、前記入口部に導入された空気が排出される出口部と、を有し、前記入口部から前記出口部へ通過する空気を脱臭する脱臭部と、前記出口部から排出される空気のうち、前記出口部の一部から排出される空気が導入されるよう、前記出口部の一部に連通する第１排気通路と、前記出口部から排出される空気のうち、前記出口部の一部以外の他部分から排出される空気が導入されるよう、前記出口部の他部分に連通する第２排気通路と、を備えたことを特徴とする脱臭装置が提供される。

本発明によれば、より脱臭度合いの高い空気のみが大気に排気されるよう、脱臭度合いの異なる空気を区分けして排気することができる。

本発明の実施形態に係る処理装置を示す外観図。 上記処理装置の内部構成を示す説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は本発明の実施形態に係る脱臭装置の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）はヒータ部の説明図。 上記処理装置の制御部のブロック図。

図１は、本発明の一実施形態に係る処理装置Ａの外観図、図２は処理装置Ａの内部構造の説明図である。図中、矢印Ｚは鉛直方向（処理装置Ａの高さ方向）を示し、矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向（Ｘ方向は処理装置Ａの幅方向、Ｙ方向は処理装置Ａの奥行き方向）を示す。処理装置Ａは生ごみ等の廃棄物を処理対象物とし、その減量処理する廃棄物処理装置である。

＜装置の概要＞
図１に示すように、処理装置Ａの上面には、生ごみを投入する投入口１ａを開閉するドア１が回動自在に設けられている。ドア１を閉鎖した状態では、処理装置Ａ内が気密に保たれるようにドア１の周囲には不図示のシール部材が設けられる。

処理装置Ａの正面には、操作部３が設けられている。操作部３には処理装置Ａの処理開始、停止等をユーザが指示するためのランプ等が設けられる。また、減量処理済の処理対象物を排出するための排出口２、及び、この排出口２を開閉するためのドア２ａが回動自在に設けられている。

図２を参照して、処理装置Ａは底板４を備え、その下面にはキャスタ５が取り付けられており、処理装置Ａの移動を容易なものとしている。底板４上にはＸ方向に互いに離間した仕切壁６乃至８がＺ方向に立設されている。仕切壁６乃至８は底板４に固定され、処理装置Ａ内を区画する隔壁である。処理装置Ａ内では、処理対象物として、例えば、生ごみ等の廃棄物を加温処理する。詳細には、処理対象物の前処理となる醗酵処理と、後処理となる乾燥処理とによる処理対象物の減量処理である。

仕切壁６と仕切壁７との間の空間は第１処理槽１０を、仕切壁７と仕切壁８との間の空間は第２処理槽１１を、それぞれ形成し、Ｘ方向に連続して配設されたこれらの第１処理槽１０及び第２処理槽１１が生ごみを減量処理する処理槽を構成している。なお、本実施形態では、処理槽を大別して２槽構成としているが、大別して３槽以上の構成としてもよい。

第２処理槽１１のＸ方向の側方には、仕切壁８で仕切られた貯留槽１２が形成されている。貯留槽１２は減量処理された処理対象物が第２処理槽１１から導入される。貯留槽１２は排出口２と連通しており、ドア２ａを開放することで貯留槽１２から減量処理済の処理対象物を取り出すことができる。

処理装置Ａは、駆動ユニット２０を備える。駆動ユニット２０は、第１処理槽１０及び第２処理槽１１を横断する駆動軸２１を備える。駆動軸２１はＸ方向に延設され、仕切壁６乃至８にそれぞれ設けた軸受け２２により回転自在に支持されている。駆動ユニット２０は、また、駆動軸２１の一方端部に固定されたスプロケット２３と、モータ２４と、を備える。スプロケット２３と、モータ２４の出力軸に固定したスプロケットとにはベルトが巻きまわされてベルト伝動機構が構成されている。そして、モータ２４の駆動により駆動軸２１が回転するようにしている。

第１処理槽１０内において、駆動軸２１にはその径方向に延びる攪拌棒２５が複数取り付けられている。駆動軸２１の回転により、攪拌棒２５によって第１処理槽１０、第２処理槽１１内の処理対象物が攪拌される。仕切壁７の下部には、第１処理槽１０と第２処理槽１１とを連通させる連通孔７１が形成されており、攪拌棒２５による攪拌により、第１処理槽１０から第２処理槽１１へ処理対象物が移動可能となっている。

第２処理槽１１内の処理対象物は、その堆積量の増加により仕切壁８を超えて貯留槽１２へ落下し、貯留槽１２内に堆積する。なお、本実施形態では、仕切壁８を超えて第２処理槽１１から貯留槽１２へ処理対象物が移動可能としたが他の方式も採用可能である。例えば、仕切壁８の下部に連通孔（連通部）を設けて第２処理槽１１から貯留槽１２へ処理対象物がアンダーフローすることにより、処理対象物を移動可能としてもよい。

第１処理槽１０には、送風機３５が設けられている。送風機３５は第１処理槽１０内の空気を図２で矢印で示す方向に吸引・送風し、第１処理槽１０内の空気を循環させる。貯留槽１２及び第２処理槽１１の上方空間には、ケース部材３０に収容された脱臭装置１００が配設されている。ケース部材３０は箱状をなし、送風機３１からの空気が内部に導入される。導入された空気は、後述する脱臭装置１００で加熱脱臭された空気の通路の外周部を通過する。そのため導入された空気は、加熱脱臭された空気と熱交換し暖められる。

送風機３１は仕切壁７を通過するダクト３１ａを介して処理槽１０内の空気を吸引してケース部材３０内へ送風する。ケース部材３０内へ送風された予め熱交換により暖められた空気は脱臭装置１００の導入口１０４ｃから脱臭装置１００内へ導入される。これにより処理槽１０内の空気は脱臭装置１００のヒータ部１０１に供給されることになる。供給される空気は、予め熱交換により暖められているため、ヒータ部１０１への負荷を減少させることができる。図２に加えて図３（Ａ）を参照して脱臭装置１００について説明する。図３（Ａ）は脱臭装置１００の説明図であって、その概略を透視図で示したものである。

脱臭装置１００は、ヒータ部１０１と脱臭部１０２とを備え、これらがケース部材１０４内でＸ方向に配置されている。導入口１０４ｃからケース部材１０４内に導入された空気はヒータ部１０１、脱臭部１０２の順にこれらを通過し、脱臭される。本実施形態の場合、脱臭部１０２は白金を担持した酸化触媒等の触媒からなり、ヒータ部１０１は、導入口１０４ｃからケース部材１０４内に導入された空気を、脱臭部１０２の活性化温度に加温する。

ヒータ部１０１の構成は空気を加温できればどのような構成であってもよいが、本実施形態では以下の構成を採用している。図４（Ａ）及び（Ｂ）はヒータ部１０１の説明図であり、図４（Ａ)はヒータ部１０１の断面構造を示し、図４（Ｂ)は図４（Ａ)の線Ｉ−Ｉに沿う断面図である。

本実施形態の場合、ヒータ部１０１は線状の発熱体を螺旋状に形成したヒータ素子１０１ａを備える。ヒータ素子１０１ａはケース部材１０４により画定される空気の通過経路の中央部ＲＴを囲むように配設されている。また、ヒータ部１０１の入口となる、ケース部材１０４の導入口１０４ｃ側の端部は案内部１０４ｂを有し、この案内部１０４ｂが中央部ＲＴに空気を導くよう、ヒータ素子１０１ａの略中央部に対応して導入口１０４ｃを形成している。これにより、ケース部材１０４の外側の空気をヒータ部１０１によって効率よく加熱することができる。

案内部１０４ｂは、空気が矢印ｄ２で示すように、ヒータ素子１０１ａの外側を通過して十分に加熱されずに脱臭部１０２へ到達することを防止する。案内部１０４ｂの存在によりケース部材３０内の空気は中央部ＲＴに導かれ、矢印ｄ１で示すようにヒータ素子１０１ａの内側から外側へヒータ素子１０１ａと接触しながらヒータ部１０１間を通過することになる。

この結果、ヒータ部１０１を通過する空気がより確実に加温され、また、通過の際に乱流を生じて混合されて、ヒータ部１０１から排出される空気の温度分布をより均一化できる。これは脱臭部１０２に導入される空気全体を活性化温度に加温して脱臭度合いを向上することに役立つ。なお、乱流を積極的に生じさせる目的で、ヒータ部１０１の内部に、気流を乱して撹拌させる乱流発生用板を設けてもよい。

なお、本実施形態では、ヒータ素子１０１ａを螺旋状に形成したが、その形状はこれに限られない。例えば、環状に形成された複数のヒータ素子を、気流方向に配置するなど、ケース部材１０４の壁面から所定距離離れた位置に相互に間隔を持って配置され、その内側を空気が通過できるように構成されればよい。

図２及び図３（Ａ)に戻り、脱臭装置１００について更に説明する。脱臭部１０２は、ヒータ部１０１を通過した空気が導入される入口部１０２ａと、入口部に導入された空気が排出される、反対側の出口部１０２ｂとを有する。入口部１０２ａ及び出口部１０２ｂは本実施形態の場合、いずれも平面をなしており、脱臭部１０２はその外形が直方体形状である。

脱臭部１０２の出口部１０２ｂから排出される空気は、排出通路１０３ａと、排出通路１０４ａと、のうちのいずれかに導入される。排気通路１０３ａは管状のダクト部材１０３により形成されており、出口部１０２ｂから排出される空気のうち、出口部１０２ｂの一部から排出される空気のみが導入されるよう、前記一部に連通している。本実施形態の場合、排気通路１０３ａは出口部１０２ｂの中央部に連通している。排気通路１０３ａと出口部１０２ｂとの連通は、管状部材１０３の端部を出口部１０２ｂに気密に当接することにより実現してもよいし、気密に固定することで実現してもよい。

排気通路１０４ａはケース部材１０４により形成されており、出口部１０２ｂの一部（中央部）以外の他部分から排出される空気が導入されるよう、出口部１０２ｂの他部分に連通している。なお、本実施形態では排気通路１０４ａをケース部材１０４で形成したが別のダクト部材を設けてもよい。尤も、ケース部材１０４が脱臭装置１００のケースと排気通路１０４ａのダクトを兼用した構造とすることで、コストダウンを図れる。

本実施形態の場合、脱臭装置１００は、脱臭部１０２の下流側において、ダクト部材１０３とケース部材１０４とが二重管構造をなしている。そして、排出通路１０３ａには出口部１０２ｂの中央部から排出される空気のみが、排出通路１０４ａには出口部１０２ｂの残りの部分から排出される空気が、それぞれ導入されるようになっている。その利点は以下の通りである。

脱臭部１０２を空気が通過する時、脱臭部１０２の外周面からの放熱により、脱臭部１０２の出口付近の温度分布は、中央部が相対的に高く、外周部になるに連れて温度が低下する傾向にある。すなわち、温度が相対的に高い中央部近傍は、活性化温度を維持して脱臭効果が十分に得られるため、排気通路１０３ａに導入された空気は、脱臭度合いが高い空気が導入されることになる。

一方、排気通路１０４ａに導入される空気は脱臭部の１０２中央部を除いた部分の空気であることから、温度低下によって脱臭部１０２の活性化温度を維持できずに臭いが取りきれなかった空気を含む場合がある。排気通路１０３ａと排気通路１０４ａとはそれぞれが独立した通路で構成されていることから、排気通路１０３ａに導入された空気は排気通路１０４ａ内の臭いが取りきれていない畏れがある空気と混ざることがない。こうして本実施形態では、脱臭度合いの異なる空気を区分けして排気又は還流することができる。

本実施形態の場合、排気通路１０３ａを出口部１０２ｂの中央部に連通させたが、連通部位は中央部に限られず、脱臭度合いが高い部位であれば他の部位でもよい。例えば、脱臭度合いが高い部位であれば、図３（Ｂ)に示すように出口部１０２ｂの隅部近傍でもよい。また、脱臭部１０２として触媒以外の構成も採用可能である。

本実施形態の場合、排気通路１０３ａ内に導入された空気は、送風機３３により吸引され、ダクト３３ａ及び換気孔３４を介して処理装置Ａの外部へ排気される。つまり、排気通路１０３ａは処理装置Ａ外へ空気を排気するための第１排気通路である。脱臭された空気のみを処理装置Ａの外部の大気へ排気できるので、処理装置Ａの周囲に異臭が漂うことを防止できる。

処理槽１０及び処理槽１１並びに貯留槽１２は換気孔３４を除いて気密性が維持されるよう構成され、ダクト３３ａから排気された空気量に相当する外気が換気孔３４から処理装置Ａ内に自然吸気される。よって、処理装置Ａ内の換気が促進され、処理装置Ａ内での異臭も軽減される。

排気通路１０４ａ内に導入された空気は処理槽１１へ還流されるので、処理装置Ａ内に留まり、脱臭装置１００へ循環されて再び脱臭されることになる。つまり、排気通路１０４ａは処理装置Ａ内、特に処理槽１１へ空気を還流するための第２排気通路である。排気通路１０４ａから処理槽１１へ還流される空気は、処理槽１１内の処理対象物ＲＤ２に吹き付けられ、その乾燥が促進される。さらに、排気経路１０４ａ内の空気は脱臭部１０２を通過した空気であるため、処理槽内の雰囲気中の臭いを低減させることもできる。

また、仕切壁７の上部には、処理槽１０と処理槽１１とを連通させる連通孔７２が形成されており、排気通路１０４ａから処理槽１１へ導かれた空気は連通孔７２を通って処理槽１０へ流入する。こうして、加熱・脱臭された空気を全部排出せず、処理槽１０及び処理槽１１内の加温に用いることで、脱臭装置１００のヒータ部１０１の熱エネルギを、より効果的に、処理対象物の加温処理にも利用することができる。

＜制御部＞
図５は処理装置Ａの制御部４０のブロック図である。制御部４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３及びＩ／Ｆ（インターフェース）４４を備える。ＣＰＵ４１は、Ｉ／Ｆ４４を介して、操作部３の操作状態を取得し、送風機３１、３３、３５、ヒータ素子１０１ａ、モータ２４を制御する。ＲＯＭ４２にはＣＰＵ４１が実行する制御プログラムやデータが記憶される。ＲＡＭ４３には一時的なデータが記憶される。ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３は他の種類の記憶手段を採用してもよい。

＜減量処理＞
処理装置Ａによる生ごみ等の廃棄物の減量処理について図２を参照して説明する。生ごみの減量処理としては、生ごみを単に脱水させる方式、生ごみを乾燥させる方式、微生物による分解処理（醗酵処理）が知られている。本実施形態では、分解処理と乾燥とを組み合わせた減量処理であるが、他の方式でもよい。

投入口１ａから投入された生ごみは、始めに処理槽１０に入る。処理槽１０内の、水分を多量に含む処理対象物ＲＤ１は、処理対象物ＲＤ１に存する微生物或いは予め投入された大鋸屑等の菌床となる基材の働きにより分解される。その際、排気通路１０４ａから排気される加温された空気が連通孔７２を介して処理槽１０に導入されることにより、処理槽１０内が微生物の活性化に適した温湿度に維持される。また、撹拌棒２５による攪拌や送風機３５による空気の循環により、処理対象物ＲＤ１の均一な分解が促進される。

処理対象物ＲＤ１の醗酵により、処理槽１０内の空気は異臭を伴うが、脱臭装置１００で脱臭されて処理装置Ａの外部に排気され、また、換気孔３４から処理装置Ａ内に外気が自然吸気されるので、その程度は軽減される。処理装置Ａの外部の大気に排気される空気は、脱臭度合いが高い空気のみとなるため、処理装置Ａの設置個所周辺において異臭が発生することを防止できる。

分解処理が進行して減量された処理槽１１内の処理対象物ＲＤ１は、仕切壁７の下部の連通孔７１を介して処理槽１０から処理槽１１へ移動する。処理槽１１内の処理対象物ＲＤ２は、主として、排気通路１０４ａから排気される加温された空気の吹き付けにより乾燥される。処理槽１１内に堆積した、乾燥の進んだ処理対象物ＲＤ２は、処理槽１１からからオーバーフローして貯留槽１２に移動する。貯留槽１３には、こうした減量処理によって生じた、生ごみの残渣ＲＤ３が堆積されることになる。

また、本発明の実施形態のように、ヒータ部に供給される空気を加熱脱臭された空気で予め熱交換により暖める構成である場合、ヒータ部への負荷を減少させ、処理装置外に排気される空気の温度を低下させる。つまり、排気の熱が、外部環境に悪影響を与える可能性を減少させることができる。一方で、触媒の外周部で温度低下が発生しやすい。そのため、触媒の外周部を通過する空気を内部に還流させ、中央部を通過する空気を外部に排出することで、臭気を外部に排出する可能性をより低下させることができる。

なお、上述した実施形態においては、処理対象物として生ごみ等の廃棄物を処理する廃棄物処理装置を例示して説明したが、本発明の処理装置はこれに限定されず、例えば、加熱処理装置、攪拌処理装置、混合処理装置、減溶処理装置等に適用可能である。また、本発明の脱臭装置も廃棄物処理装置以外の各種装置に利用可能である。

Claims (9)

1. ヒータ部と、
   前記ヒータ部を通過した空気が導入される入口部と、前記入口部に導入された空気が排出される出口部と、を有し、前記入口部から前記出口部へ通過する空気を脱臭する脱臭部と、
   前記出口部から排出される空気のうち、前記出口部の一部から排出される空気が導入されるよう、前記出口部の一部に連通する第１排気通路と、
   前記出口部から排出される空気のうち、前記出口部の一部以外の他部分から排出される空気が導入されるよう、前記出口部の他部分に連通する第２排気通路と、
   を備えたことを特徴とする脱臭装置。
2. 前記脱臭装置が処理装置に用いられる加熱脱臭装置であり、
   前記第１排気通路は前記処理装置外へ空気を排気するための通路であり、
   前記第２排気通路は前記処理装置内へ空気を還流するための通路であることを特徴とする請求項１に記載の脱臭装置。
3. 前記脱臭部が触媒を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱臭装置。
4. 前記第１排気通路は、前記出口部の一部となる前記出口部の中央部に連通することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の脱臭装置。
5. 前記ヒータ部は、空気の通過経路の中央部を囲むように配設されたヒータ素子を備え、
   前記ヒータ部の入口に、前記中央部に空気を導く案内部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の脱臭装置。
6. 前記ヒータ素子が螺旋状をなしていることを特徴とする請求項５に記載の脱臭装置。
7. 請求項１に記載の脱臭装置を備えた処理装置であって、
   処理対象物を加温処理する処理槽を備え、
   前記ヒータ部には前記処理槽内の空気が供給され、
   前記第１排気通路に導入された空気は、前記処理装置外へ排気され、
   前記第２排気通路に導入された空気は、前記処理槽へ還流されることを特徴とする処理装置。
8. 前記処理対象物が廃棄物であり、
   前記処理槽では前記廃棄物を減量処理することを特徴とする請求項７に記載の処理装置。
9. 前記ヒータ部は空気の通路を形成するケース部材内に配置され、
   前記ケース部材の外側から前記ヒータ部に向けて供給される前記ケース部材の外側の空気は、前記ヒータ部及び前記ヒータ部で加熱される空気の熱によって予め暖められることを特徴とする請求項７又は８に記載の処理装置。

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