JP2689798B2 - 生ごみ処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般家庭の台所、厨房
等で発生する厨芥、およびその他水分を比較的多く含む
廃棄物、いわゆる生ごみ類を対象とした比較的小型で簡
便にかつ衛生的に使用できる処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭から排出される廃棄物の代表的なも
のは生ごみ類である。そして生ごみの大部分を占めるの
は台所周辺から発生する厨芥である。これらの廃棄物処
理に関しては、所定の時間、場所に収集車が出向いてそ
れらを収集し、焼却場等の処理施設で集中処理するのが
一般的な方法である。よって一般家庭などでは収集が行
なわれる所定の時間まで廃棄物を保管しておく必要があ
り、また収集が行なわれる所定の場所まで運搬していく
必要があった。それらの不便を解消するため配意物をそ
れが発生する場所（の近傍）で処理する装置、方法がい
くつか提案されている。その代表的なものはディスポー
ザと呼ばれるものであり、これは機械的な力で生ごみを
微細化し水と共に下水に流してしまう方式のものである
が、我国においては、下水の処理設備容量の不足等の理
由で（河川の有機物汚染を避けるため）その使用が自治
体レベルで禁止されていることが多い。またその他の方
法として、ヒータ、マイクロ波等を用いた加熱（部分燃
焼）方式、臭いを出さないための冷凍方式等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】生ごみはに関しては上
記のように、収集が行なわれる所定の時間まで発生場所
の近傍で保管しておく必要があるが、水分を多く含むた
めそれ自体で腐敗の起き易い環境を形成する。したがっ
て保管中に生ごみの腐敗が進行して悪臭が発生すること
が第１の大きな問題となっていた。また水分を多く含む
ため重量が増え、それを詰め込んだ袋を収集が行なわれ
る所定の場所まで運搬していく重労働が第２の大きな問
題であった。また収集場所までの運搬中に厨芥を収容し
た袋から水分が洩れ、その痕跡が新たな（二次的）臭気
発生の原因となることも頻繁にあり、特に集合住宅にお
いてこの問題解決に対する期待は切実なものであった。
これに対して従来の厨芥処理装置をみると、ディスポー
ザは厨芥を細かく粉砕できるが、処理後の排水中には多
量の固形分および有機成分を含むため、河川等の有機汚
染を引き起こす一因となるものであった。焼却式は焼却
中の臭気発生、困難な灰の処理等の問題が残されてい
る。また、冷凍式は厨芥の重量を削減することは原理的
にできないものであった。したがって、何れの方法もそ
れぞれに特有の課題を抱えており、実用的なレベルでの
生ごみ処理装置は未だに無いに等しい状態であり、早期
の実現が課題となっていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、マイクロ波遮蔽容器内に設けるかあるいは
マイクロ波遮蔽容器の一部を兼用する断熱性の生ごみ収
容器と、生ごみ収容器内に収容した生ごみを加熱するた
めに遮蔽容器内にマイクロ波を照射するマイクロ波発振
器と、加熱された生ごみから発生する水蒸気の流路と、
流路の少なくとも一部を冷却するための冷却手段と、冷
却された水蒸気の凝縮部と、凝縮水を排出する排水管
と、前記排水管から分岐して気体を吸引し、機外へ排出
するための排気手段を有し、その排気経路中には脱臭器
を設けて生ごみ処理装置としたものである。

【０００５】さらに、具体的には、マイクロ波遮蔽容器
内に設けた金属材料を主体として成る断熱性生ごみ収容
器と、生ごみ収容器内に収容した生ごみを加熱するため
に遮蔽容器内にマイクロ波を照射するマイクロ波発振器
と、遮蔽容器と生ごみ収容器との間に形成され加熱され
た生ごみから発生する水蒸気が通過する水蒸気流路と、
遮蔽容器の少なくとも一部を冷却するための冷却手段
と、遮蔽容器壁近傍を通過するときに、冷却された水蒸
気が凝縮する遮蔽容器壁の少なくとも一部に形成される
凝縮部と、凝縮部から凝縮水を排出するための排水口
と、排水管と、前記排水管から分岐して気体を吸引し、
機外へ排出するための排気手段を有し、その排気経路中
には脱臭器を設けるとともに、加熱乾燥される前記生ご
みの乾燥度を検知するための水蒸気温度検知器とを設け
て生ごみ処理装置としたものである。

【０００６】

【作用】生ごみの主成分は水分であり、通常その重量の
７〜８割を占める。それに対してマイクロ波は選択的に
水に吸収され易いため、生ごみを乾燥処理するための加
熱源として有効である。また、非定型物である生ごみに
対して、その伝熱機構が被加熱物の形状に依存しないと
いうことも有利な条件となる。本発明はこの点に着目し
てなされたものであり、マイクロ波を加熱源として生ご
みを乾燥処理する装置にして、生ごみ収容器を断熱構成
することにより加熱時の熱損失を最小限にして加熱効率
を向上させ、その外側に形成したマイクロ波の遮蔽壁を
発生水分の凝縮壁として利用し、効率的な水分分離と機
器構成の簡素化を両立させた。その結果、簡単な操作で
生ごみを腐りにくい状態にまで乾燥処理することを可能
としたものである。

【０００７】さらに、生ごみ収容器の外側に凝縮容器を
設けた構成では、装置を大きくすることなく広い熱交換
面積をとれる。換言すれば装置をコンパクトにできる。

【０００８】

【実施例】本発明による一実施例の要部縦断面図を図１
に示す。１はマイクロ波遮蔽容器であり、その中下部は
同容器の大部分を兼用する断熱性の生ごみ収容器２であ
り、１０は生ごみを出し入れするための蓋であり、それ
らは金属等のマイクロ波遮蔽材料を主体としてかつ断熱
性を良好に構成する。１１は蓋１０の取っ手である。生
ごみ収容器２は、金属材料で二重壁に構成し、中空部３
を略真空とした真空断熱容器をここでは用いている。こ
の他に、耐熱性の（発泡）プラスチック材料、セラミッ
ク系材料、あるいはそれらの複合材料等と金属とから成
る断熱性でかつマイクロ波遮蔽性の容器構成とすること
もできる。あるいはマイクロ波透過性断熱容器をマイク
ロ波遮蔽容器中に設置する構成にすることも可能であ
る。しかし、断熱性能、耐久性等の観点から上記金属製
真空断熱容器の使用が有利である。その内部に収容した
生ごみを加熱するための加熱器としてはマイクロ波発振
器４を用いる。マイクロ波は導波管１７を介してマイク
ロ波透過材料から成る照射窓９を通して生ごみ収容器内
に納めた生ごみに照射する。１５はマイクロ波発振器冷
却用のファンである。５は加熱された生ごみから発生す
る水蒸気の流路であり、その一部を冷却して凝縮させる
ための冷却手段として冷却ファン６を設けている。した
がって、水蒸気流路５の一部に凝縮部７が形成される。
７ａは冷却ファン６の冷却を効果的にするために設けた
冷却フィンである。ここでは冷却の方法として空冷を採
用しているが、当然水蒸気流路５に送水管を固着させた
水冷方式にすることも可能である。そしてその排水を温
水として利用する構成にも展開できる。加熱乾燥処理は
生ごみが適切な乾燥状態になった時点で終了とするが、
それを検知する適当な手段を設けておくと便利である。
ここではその一方法として温度検知器を設けている。８
は生ごみの乾燥度を検知するために設けた温度検知器で
あり、乾燥処理終了近くなったときに上昇する機器内
（水蒸気）温度を検知して処理を終了とする。加熱乾燥
処理を終了する手段としてはこの他に、重量検知法、湿
度検知法、容器内の電波強度検知法等を採用することも
可能であるが、温度検知による方法が手軽でありまた安
価でもある。１６は凝縮水を排水するための排水口であ
り、この下流側は排水溝に直結することも可能であり、
また凝縮水溜を取り付けてポータブル機器とすることも
可能である。１２は水蒸気流路５から分岐した分岐管で
あり、同部を介して気体を吸引するための吸引ファン１
４と、吸引した気体中に含まれる悪臭成分を脱臭処理す
るための脱臭器１３を設けている。これらで排気経路を
形成しているが、生ごみから発生する水分のほとんどは
凝縮部５で凝縮して排水され、処理中発生する臭気成分
ガス量は僅かであるので、吸引ファン１４の吸引排気量
は必要最小限の少量で済む。また脱臭器１３としてここ
では酸化触媒を用いた方式（加熱用ヒータ付）を採用し
ているが他の方法を用いることも可能である。活性炭
系、シリカ系、アルミナ系、ゼオライト系、イオン交換
樹脂系等の吸着剤を用いた吸着脱臭方式、オゾンを用い
た酸化分解方式、バイオ消臭方式、芳香剤等を用いた中
和、マスキング方式、などの中から使用条件に応じて選
択（複数も可）することが可能である。

【０００９】次に操作について説明する。まず蓋１０を
開放して生ごみ収容器２の中に生ごみを投入し、蓋１０
を閉める。以下加熱操作に移る。加熱器であるマイクロ
波発振器４（と冷却ファン１５）に通電し、生ごみの加
熱を開始する。同時にあるいは生ごみの温度を見計らっ
て冷却ファン６、吸引ファン１４の動作も開始する。生
ごみの温度は徐々に上昇し、水蒸気が発生し始める。生
ごみ収容器２の断熱性を高めることは、放熱ロスを少な
くして効率的に水蒸気を発生させる（加熱効率の向上）
ために有効である。発生した水蒸気は水蒸気流路５に流
出してくるが、このとき冷却ファン６から送られる空気
によって凝縮部７が冷却されているため、発生した水蒸
気は同部で冷却され凝縮する。凝縮部７で生成した凝縮
水は排水口１６から機外へ流出させる。排水口１６の下
流側に凝縮水溜めを設けた場合には、凝縮水が十分溜っ
た時に取り外して廃棄できる構成にしておくと良い。こ
の構成はポータブル機器としての使用を可能とする。こ
のようにして生ごみの乾燥が進行し、水分が分離され
る。この乾燥過程で水蒸気と共に発生する少量のガス状
臭気成分は水蒸気流路５から分岐した分岐管１２を介し
て吸引ファン１４によって吸引され、脱臭器１３へと送
られ、同部で脱臭後に機外へ排気されるためほぼ無臭と
なる。酸化脱臭反応を円滑に進行させるために脱臭器１
３に少量の外気（空気）を吸引する構成にすることが有
効である。また、吸引ファン１４の動作を蓋１０の開放
に連動する機構を附加することにより、蓋１０を開放し
たときに操作する人の側に臭気が流出しないようにする
ことが可能となり、蓋１０開放時の不快感をなくすこと
ができる。この加熱乾燥処理中において、生ごみ中の水
分が十分多いときには温度検知器による検知温度は水の
沸点である１００℃にほぼ一致する。しかし水分が少な
くなってくると沸点上昇等により検知温度の上昇が始ま
る。この状態を検知することによって処理を終了する。
加熱温度が高くなり過ぎると加熱中に生ごみの熱分解が
促進されて有機成分の飛散が多くなり、凝縮水中に有機
成分を多く混入するようになる。これは下水の有機処理
負荷を増大することになるので避ける必要がある。した
がって処理の終了検知温度は水の沸点よりやや高い値
（おおよそ１００〜１３０℃の範囲）に設定することが
望ましい。このことにより熱分解による有機成分の発生
を抑制することが可能となる。

【００１０】本発明による他の実施例の要部縦断面図を
図２に示す。２１はマイクロ波遮蔽材料から成る遮蔽容
器であり、外部にマイクロ波が漏洩しないようにすると
ともに、その内面を凝縮器として利用するために良熱伝
導性材料であるアルミニウム合金で構成し、凝縮水によ
る汚れの固着を防止するために内面を弗素系樹脂でコー
ティングしている。３１は同じくマイクロ波遮蔽材料か
らなる前開き形状の扉であり、両者でマイクロ波遮蔽空
間を形成する。ここでは生ごみおよび生ごみ収容器２２
を出し入れするために開閉扉３１を設けているが、扉３
１を前板として生ごみ収容器２２と共に全体を引き出す
構成、あるいは前板上部を引いて前傾させる構成等にも
変形可能である。３２は扉３１に設けた気密用パッキン
であり、３３は扉３１開閉用のドア取っ手である。遮蔽
容器２１内に設けた生ごみ収容器２２は、マイクロ波遮
蔽性の金属材料で二重壁に構成し、中空部２３を略真空
とした真空断熱容器を用いている。またこの他に、マイ
クロ波透過性で耐熱性の（発泡）プラスチック材料、セ
ラミック系材料、あるいはそれらの複合材料等から成る
断熱性容器構成とすることもできる。しかし、断熱性
能、耐久性等の観点から上記金属製真空断熱容器の使用
が有利である。この点に関しては図１における実施例と
同様である。また生ごみ収容器２２に内蓋を設けること
も可能である。その場合に内蓋はマイクロ波透過材料を
用い、水蒸気の排出口を設ける必要がある。生ごみ収容
器２２は遮蔽容器２１から取り外せる構成としているた
め、それ自身あるいは遮蔽容器２１内部の汚れを洗浄す
るのに便利でもある。この汚れにくさ、掃除のし易さの
観点からは、遮蔽容器２１内部、生ごみ収容器２２表面
等の生ごみあるいは生ごみから発生する水分の接触する
部分は、フッ素系樹脂コーティング処理等を予め施して
おくのが効果的である。３４は加熱の均一性を向上させ
るためのターンテーブルであり、３５はターンテーブル
３４を回転させるための駆動モータ、３６は気密用の軸
シールである。２４はマイクロ波透過材料からなる照射
窓４０を通して生ごみにマイクロ波を照射して加熱する
ためのマイクロ波発振器であり、導波管３９を通して遮
蔽容器２１内にマイクロ波を照射して、ごみ収容器２２
内に収容した生ごみを加熱する。遮蔽容器２１と生ごみ
収容器２２との間には水蒸気流路２５が形成される。遮
蔽容器２１の下部には排水口３０を設け、排水管４１、
水密部３７を介して排水溝に至る。排水口３０の下流側
に凝縮水溜めを設けてポータブル型にすることが可能で
あることは図１の実施例と同様である。２６は外装２９
と遮蔽容器２１との間に空気を送り、遮蔽容器２１を冷
却して水蒸気を凝縮させるための冷却ファンであり、２
７は空気吸入口、２８は空気排出口である。この冷却フ
ァン２６はマイクロ波発振器２４の冷却も兼用してい
る。４４は排水管４１の分岐管４２を介して処理中の発
生ガスを吸引排気するために用いた吸引ファンであり、
４３は脱臭器であり、これらで排気経路を形成する。発
生する水分のほとんどは凝縮して排水され、処理中発生
する臭気成分ガス量も僅かであるので、吸引ファン４４
の吸引排気量は必要最小限の少量で済む。また脱臭器４
３としてここでは酸化触媒を用いた方式（加熱用ヒータ
付）を採用しているが他の方法を用いることも可能であ
ることは図１における実施例と同様である。３８はマイ
クロ波によって加熱された生ごみの乾燥度を検知するた
めに設けた水蒸気温度検知器であり、生ごみの乾燥処理
の進行に従って変化を示す水蒸気温度を検知して、処理
終了を決定するために用いる。乾燥度の検知はここでは
水蒸気温度を指標としている。図１の実施例と同様に他
の方法も採用可能であるが、水蒸気温度検出法が確実か
つ安価な構成が可能となる点で有利である。

【００１１】次に操作について説明する。まず扉３１を
開放して生ごみ収容器２２を引き出し、その中に生ごみ
を投入する。遮蔽容器２１内にセットし、扉３１を閉め
る。これで準備完了であり、以下加熱操作に移る。マイ
クロ波発振器２４に通電し、マイクロ波を遮蔽容器２１
内に照射し、生ごみの加熱を開始する。同時にあるいは
生ごみの温度上昇を見計らって冷却ファン２６、吸引フ
ァン４４、ターンテーブル３４の動作も開始する。生ご
み中に含有される水分はマイクロ波を良く吸収するため
生ごみの温度は急激に上昇し、水蒸気が発生し始める。
生ごみ収容器２２の断熱性を高めることは、効率的に水
蒸気を発生させる（加熱効率の向上）ために有効であ
る。発生した水蒸気は遮蔽容器２１内に充満することに
なるが、このとき冷却ファン２６から送られる空気によ
って遮蔽容器２１の壁面が外側から冷却されているた
め、発生した水蒸気は同壁の内面で冷却され凝縮する。
したがって凝縮部が遮蔽容器２１の内壁側２１ａに形成
され、また遮蔽容器２１と生ごみ収容器２２との間に水
蒸気流路２５が形成されることになる。このとき遮蔽容
器２１の上部で凝縮した水分が水滴となって生ごみ収容
器２２の内部に落下すると、その分よけいな加熱入力が
必要となり熱ロスとなるので、水滴が壁面を伝わってス
ムーズに下方に移動するように遮蔽容器２１上部は傾斜
をもたせた構成としている。また、図１の実施例の様に
遮蔽容器２１内に連通して水蒸気の（例えば管状）流路
を形成してその一部を冷却して凝縮部とする構成にする
ことも可能である。しかし上記構成にする方が機器全体
をコンパクトにまとめられるという利点がある。また、
ここでは空冷方式を採用しているが、遮蔽容器２１に送
水管を固着させた水冷方式にすることも可能である。そ
してその排水を温水として利用する構成にも展開でき
る。遮蔽容器２１の内壁の凝縮部２１ａで生成した凝縮
水は排水口３０に集まり排水管４１へと流出させる構成
としている。この部分は図１の実施例と同様に排水口３
０の下流側に凝縮水溜めを設けて、凝縮水が十分溜った
時に取り外して廃棄する構成にすることも可能である。
この構成にするとポータブル機器として使用することが
できる。このようにして生ごみの乾燥が進行し、水分が
分離される。この乾燥過程で水蒸気と共に発生する少量
のガス状臭気成分は排水管４１から分岐した分岐管４２
を介して吸引ファン４４によって吸引され、脱臭器４３
へと送られ、同部で脱臭後に機外へ排気されるためほぼ
無臭となる。酸化脱臭反応を円滑に進行させるために吸
引ファン４４を利用して脱臭器４３に少量の外気（空
気）を吸引する構成にすることも有効である。この処理
では生ごみを直接生ごみ収容器２２に投入して処理を行
なっているが、生ごみを生ごみ収容器２２に投入する前
に予めその内部に袋をセットしておくと、処理終了後に
袋ごと取り出せるため操作が容易となる。また、吸引フ
ァン４４の動作を扉３１の開放に連動する機構を附加す
ることにより、扉３１を開放したときに操作する人の側
に臭気が流出しなくでき、扉３１開放時の不快感をなく
すことができる。

【００１２】また、このように前開き扉３１（あるいは
前引き出し）でごみ収容器３２を出し入れできる構成に
することにより、装置全体の高さを低くすることがで
き、システムキッチンで最も使いにくい場所とされてい
る流し台のシンク下部に設置することも可能となる。生
ごみの発生はシンク周辺が主であるので、発生場所に最
も近い場所にこの装置が設置できることは、使用者の操
作性、利便性を向上させることになる。

【００１３】上記のように、生ごみ収容器として金属製
真空断熱容器を用いるのが効果的である。しかし、金属
容器内に照射したマイクロ波は金属壁近傍で電解強度が
非常に弱くなるため、生ごみ収容器２内に入れられた生
ごみの金属壁近傍に位置する部分は加熱されにくくな
る。特に底部分はマイクロ波が浸透しにくいことも重な
りいっそう加熱されにくい。この状況を改善するために
は生ごみを生ごみ収容器の金属壁（特に底部）から遠ざ
けることが有効である。図３〜図５にその具体例を要部
縦断面図として示す。図３は金属製真空断熱容器５１の
内部に、マイクロ波透過性材料から成る内容器５２を密
着して挿入し生ごみ収容器としたものである。図４は金
属製真空断熱容器６１の内部に、マイクロ波透過性材料
から成る内容器６２を空間６４を介して設けて生ごみ収
容器としたものであり、６３は底部にも空間を設けるた
めの足部である。図５は金属製真空断熱容器７１の底部
にマイクロ波透過性材料から成る（足部７３付きの）台
座７２を設けて生ごみ収容器としたものである。この様
な構成とすることで生ごみはより一層均一に加熱乾燥さ
れるようになる。

【００１４】

【発明の効果】本発明は上記のように極めて簡単な構成
で、生ごみを効率的に乾燥減量化処理することができ、
操作性が良く無公害で、設置性に優れた生ごみ処理装置
を提供することを可能とするものである。その結果、生
ごみの保管中の腐敗、悪臭発生を防止し、また重量を減
少させることで収集場所までの運搬労働を軽減し、運搬
中の水分洩れをなくして二次的臭気発生を防止し、ごみ
の減量化に寄与する等様々な効果を生み出すものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の生ごみ処理装置の要部縦断
面図

【図２】本発明の他の実施例の生ごみ処理装置の要部縦
断面図

【図３】本発明の他の実施例の生ごみ処理装置の要部縦
断面図

【図４】本発明の他の実施例の生ごみ処理装置の要部縦
断面図

【図５】本発明の他の実施例の生ごみ処理装置の要部縦
断面図

【符号の説明】

１、２１ マイクロ波遮蔽容器 ２、２２ 生ごみ収容器 ４、２４ マイクロ波発振器 ５、２５ 水蒸気流路 ６、２６ 冷却ファン ７、２１ａ 凝縮部 ８、３８ 温度検知器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 次郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−21983（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−135491（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−118752（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−24601（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マイクロ波遮蔽容器内に設けるかあるいは
   マイクロ波遮蔽容器の一部を兼用する断熱性の生ごみ収
   容器と、前記生ごみ収容器内に収容した生ごみを加熱す
   るために前記遮蔽容器内にマイクロ波を照射するマイク
   ロ波発振器と、加熱された前記生ごみから発生する水蒸
   気の流路と、前記流路の少なくとも一部を冷却するため
   の冷却手段と、冷却された前記水蒸気の凝縮部と、凝縮
   水を排出する排水管と、前記排水管から分岐して気体を
   吸引し、機外へ排出するための排気手段を有し、その排
   気経路中には脱臭器を設けた生ごみ処理装置。
2. 【請求項２】マイクロ波遮蔽容器内に設けた金属材料を
   主体として成る断熱性生ごみ収容器と、前記生ごみ収容
   器内に収容した生ごみを加熱するために前記遮蔽容器内
   にマイクロ波を照射するマイクロ波発振器と、前記遮蔽
   容器と前記生ごみ収容器との間に形成され加熱された前
   記生ごみから発生する水蒸気が通過する水蒸気流路と、
   前記遮蔽容器の少なくとも一部を冷却するための冷却手
   段と、冷却された前記水蒸気が凝縮する前記遮蔽容器壁
   の少なくとも一部に形成される凝縮部と、前記遮蔽容器
   から凝縮水を排出するための排水口と、排水管と、前記
   排水管から分岐して気体を吸引し、機外へ排出するため
   の排気手段を有し、その排気経路中には脱臭器を設ける
   とともに、加熱乾燥される前記生ごみの乾燥度を検知す
   るための水蒸気温度検知器を備えた生ごみ処理装置。
3. 【請求項３】金属材料から成る二重壁内を略真空とした
   真空断熱容器の底部にマイクロ波透過性材料から成る台
   座を設けて生ごみ収容器とした請求項１または２記載の
   生ごみ処理装置。