JP3097194B2 - 生ごみ処理装置 - Google Patents

生ごみ処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生ごみ処理装置に関
し、特に一般家庭の台所,厨房などで発生する厨芥、お
よび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形で、簡便にかつ衛生的に使用でき
る生ごみ処理装置に関する。
【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、焼却場など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廃棄物を
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など
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,マイクロ波などを用いた加熱
(部分燃焼)方式、臭いを出さないための冷凍方式など
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】生ごみに関しては上記
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、河川などの有機汚
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,困難な灰の処理などの問題が残されてい
る。マイクロ波を用いた加熱乾燥方式は、乾燥処理中の
発火を抑制する適切な手段が課題となっていた。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。本発明はこのような課題を解決するも
ので、発火などの危険な状況を起こさずに、確実に生ご
みを乾燥減量化処理することができる生ごみ処理装置を
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の生ごみ処理装置は、生ごみを収容する生ごみ
収容器と、前記生ごみ収容器の周囲に凝縮空間を形成す
る凝縮槽と、前記凝縮槽に設けられた扉と、前記生ごみ
の加熱手段と、加熱された前記生ごみから発生する水蒸
気を凝縮するための凝縮槽の冷却手段と、前記凝縮槽か
ら凝縮水を排出する排水管と、前記生ごみ収容器より発
生する水蒸気の温度検知部を備えたもので、生ごみの加
熱開始後に初めて安定した温度を基準温度とし、前記基
準温度が定まった時より後に前記温度検知部で検出され
た温度が、前記基準温度に対して所定の変化値となった
時に加熱を終了する構成とした。
【0005】
【作用】生ごみを加熱すると、通常生ごみの重量の7〜
8割を占める水分が蒸発して乾燥し腐敗しなくなる。し
かしながら、生ごみを加熱すると乾燥終了時と相前後し
て生ごみが分解して発熱し、同時に酸素が存在すると発
火することがある。この状態を避ける手段を得るために
上記過渡現象を詳しく検討した結果、この過渡期におけ
る生ごみの分解発火現象に先立ち、ごみ収容器内の蒸気
温度が上昇することが判明した。この原因は、生ごみ含
有水分の残存量減少に伴う沸点上昇によるものと考えら
れる。この温度上昇をとらえることにより生ごみの加熱
の終了を行えば、生ごみが分解して発熱し、同時に酸素
が存在すると発火することを防止する作用が得られ、安
全に処理をすることが可能となる。そして、このような
現象はマイクロ波を加熱手段とした場合に起こりやすい
ため、マイクロ波加熱の場合は特に効果は大きい。
【0006】
【実施例】以下、本発明の一実施例の生ごみ処理装置に
ついて図面に基づいて説明する。1はマイクロ波遮蔽材
料を主体として構成する遮蔽容器であり、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、内面を弗素系樹脂でコーティングし
ている。その下部は溝9付き集水部8から排水管7,水
密部10,排水溝19につながっている。2は生ごみ収
容器であり、マイクロ波透過材料である耐熱性プラスチ
ックからなり、内蓋3と取っ手14を有し、上部には複
数個の水蒸気排出口2aを有する。生ごみ収容器2は凝
縮空間21を介して遮蔽容器1内に置く。4はマイクロ
波照射窓20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、外装6と遮蔽容
器1とから形成される空気室22内に設けている。5は
空気室22内へ空気を送るための冷却ファンであり、6
aは外装6に設けた多数個の排気孔である。11は前開
き形状に構成した扉であり、12は扉11に設けた気密
用パッキンであり、13は扉11開閉用のドア取っ手で
ある。23は1方の水蒸気排出口2aに対向する遮蔽容
器1に設けた温度検知器である。ここではシース型熱電
対を用いているが、その他方式のサーミスタなどを用い
ることができる。ただしマイクロ波空間に突出する形で
用いるのでシース外壁と遮蔽容器1との間にアースを取
るなど、放電を避けるための配慮が必要である。16は
吸引ファンであり、排水管7から分岐した吸引管15か
ら排気ガスを吸引し、脱臭器17へ送り、排気管18か
ら脱臭後のガスを機外へ排出する。吸引ファン16の吸
引排気量は必要最小限の少量でよい。脱臭器17として
ここでは酸化触媒方式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,イオン交換樹脂系などの吸着剤を用
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,芳香剤などを用いた中和,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。
【0007】次に操作について説明する。まず扉11を
開放して生ごみ収容器2を取り出し、その中にごみを投
入する。内蓋3を閉め、遮蔽容器1内にセットし、扉1
1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4に通電し、マイクロ波を遮蔽容
器1内に照射し、生ごみの加熱を開始する。同時に冷却
ファン5,吸引ファン16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引するため生ご
みの温度は急激に上昇し、水蒸気が発生し始める。効率
的に水蒸気を発生させるためには生ごみ収容器2の断熱
性を高めることが有効である。また、ここではごみ収容
器2をマイクロ波透過材料である耐熱性プラスチックで
構成しているが、マイクロ波遮蔽性の金属などの材料で
も構成可能である。しかしその場合には内蓋3はマイク
ロ波透過材料を主として構成する必要がある。発生した
水蒸気は水蒸気排出口2aから凝縮空間21へと流出す
る。このとき冷却ファン5から送られる空気によって遮
蔽容器1の壁面が外側から冷却されているため、発生し
た水蒸気遮蔽容器1の壁の内面で冷却され凝縮する。こ
こでは空冷方式を採用しているが、遮蔽容器1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拡大できる。遮
蔽容器1の内壁で生成した凝縮水は集水部8から排水管
7へと流出させられる。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
に少量のガス状臭気成分も発生する。しかし発生した臭
気成分ガスは排水管7から分岐した吸引管15を介して
吸引ファン16によって吸引され、脱臭器17へと送ら
れ、脱臭器17で脱臭後に排気管18より装置外へ排気
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16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。この加熱乾燥処理
中における生ごみ収容器2内の雰囲気、および生ごみ収
容器2に設けた水蒸気排出口2aから吹き出す水蒸気温
度の経緯を図2,3に示す。生ごみへのマイクロ波入
力,冷却空気温度,冷却空気量などの増減で、また雰囲
気温度と吹き出し温度との間で、多少の温度レベルの差
異が生じるが、大筋の経緯は変わらない。図2は連続で
マイクロ波照射を行なった場合であり、図3は途中から
マイクロ波照射を間欠で行なった場合である。どちらの
場合も処理の経緯を、初期昇温期(A),中期定常期
(B),後期昇温期(C)の3段階に分けることができ
る。初期昇温期(A)は生ごみ温度が投入されたままの
常温状態からマイクロ波によって加熱され昇温して行く
段階である。中期定常期(B)はマイクロ波を受けて厨
芥中の水分の蒸発が活発に行われている段階であり、マ
イクロ波の加熱量と水の蒸発熱がバランスし、常圧での
水の沸点である100℃前後でほぼ一定となる。そして
後期昇温期(C)においては、残留水分が少なくなるた
め水分中の溶解物質濃度が高くなり水の沸点が上昇する
ため、および、水分以外の生ごみの組成物質(セルロー
スなどの有機成分)のマイクロ波吸収割合が(少なくな
った水分に対して)相対的に増加するための相乗効果に
より、再び昇温が開始される。そしてこのままマイクロ
波加熱を継続すると、生ごみ中の有機成分の熱分解、さ
らには発火にまで到ることになる。したがって、後期昇
温期(C)の段階で昇温状況を検知し、マイクロ波加熱
を終了させることで生ごみが十分に乾燥した状態で処理
を終了することが可能となる。こうして、分解,発火な
どの危険な状態に入り込むことを回避することができ
る。図3においてマイクロ波を間欠照射した場合には温
度の変動が観察されるが、破線で示す温度変化を捕らえ
ることで制御可能である。あるいは変動温度の凸部の最
高温度の推移を捕らえる方法も採用できる。温度上昇
(上昇速度の傾きD)を起こしたときの凸部の温度と、
定常状態との温度差(E)は、生ごみへのマイクロ波入
力、冷却空気量の増減、機器構成などの要因で微妙に異
なり、機器仕様毎に特有な値となる。したがって、一概
に具体的な数値を規定できない。但し温度差については
5〜30℃程度の範囲が適当であるといえる。この範囲
程度の温度上昇を起こすときの生ごみの含水率はおおよ
そ20%以下になり、そのときの水分活性aW(食品の
くさりにくさを示す係数で、その食品のもつ飽和水蒸気
圧/純水の飽和水蒸気圧)は0.6以下程度となる。こ
の水分活性の状況下では微生物の活動がほとんど行なわ
れなくなるため、この時点まで乾燥処理した生ごみは、
以降の腐敗を防止できることになる。また、生ごみを生
ごみ収容器2に投入するときには予めその内部に袋をセ
ットしておくと処理終了後の取り出しが容易となる。さ
らに吸引ファン16は扉11開放に連動して動作させる
機構にするのも効果的である。
【0008】本発明の他の実施例を示す図4において、
図1と同部については同番号で示しその説明は省略す
る。この場合には温度検知器23を一方の水蒸気排出口
2aから生ごみ収容器2内にまで挿入して、ごみ収容器
2内部の雰囲気温度を検知する構成としている。吹き出
し水蒸気の温度を検知する方法(図1)に比較して、検
知部が生ごみにより近くなるため検知温度の信頼性が向
上するが、遮蔽容器1からの突き出し距離が長くなるた
め機械的強度(剛性)を高めることを必要とする。機器
設計時の制約条件などを勘案してどちらかの方法を選択
することができる。ここでは温度検知器23を横方向か
らの設置としているが、上部,下部の垂直方向からの設
置も可能であることは言うまでもない。さらに、加熱乾
燥処理操作の初期昇温期における検知温度の上昇速度は
被処理物の熱容量と相関するので、この時期の昇温速度
から投入した生ごみの量を推定できることになる。した
がって、この機能を活用して、マイクロ波出力による加
熱量との関係から処理終了時間を予測制御するという方
法に温度検知器を利用することも可能となる。
【0009】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に本発明の生ごみ処理装置によれば、加熱乾燥処理操作
後期において温度検知器による検知温度の上昇速度、あ
るいは温度検知器による加熱乾燥処理操作中の定常状態
の検知温度と、処理操作後期において上昇する検知温度
との差から終了時期を判断して処理終了とする機構とす
ることにより、発火などの危険な状況を起こさずに確実
に生ごみを乾燥減量化処理することができる生ごみ処理
装置を提供することが可能となるものである。その結
果、生ごみの保管中の腐敗、悪臭発生を防止し、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など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の構
成を示す縦断面図
【図2】同処理中(連続加熱)の温度経緯を示すグラフ
【図3】同処理中(一部間欠加熱)の温度経緯を示すグ
ラフ
【図4】本発明の他の実施例の生ごみ処理装置の要部の
構成を拡大して示す縦断面図
【符号の説明】
1 遮蔽容器 2 生ごみ収容器 4 マイクロ波発振器 5 冷却ファン(冷却手段) 7 排水管 21 凝縮空間 23 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 実開 昭64−5648(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25D 1/00 B09B 3/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生ごみを収容する生ごみ収容器と、前記生
    ごみ収容器の周囲に凝縮空間を形成する凝縮槽と、前記
    凝縮槽に設けられた扉と、前記生ごみの加熱手段と、
    熱された前記生ごみから発生する水蒸気を凝縮するため
    の凝縮槽の冷却手段と、前記凝縮槽から凝縮水を排出す
    る排水管と、前記生ごみ収容器より発生する水蒸気の温
    度検知部を備えたもので、生ごみの加熱開始後に初めて
    安定した温度を基準温度とし、前記基準温度が定まった
    時より後に前記温度検知部で検出された温度が、前記基
    準温度に対して所定の変化値となった時に加熱を終了す
    生ごみ処理装置。
  2. 【請求項2】生ごみ収容器が凝縮槽から外部に着脱でき
    るとともに、蒸気の温度検知部を前記生ごみ収容器の蒸
    気排出口に対向する位置の凝縮槽に設けた請求項1記載
    生ごみ処理装置。
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