JP3105629U - 生ゴミ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で生ゴミを処理することができる撹拌羽根を用い、且つ、外部加熱装置を必要としない省エネルギー型の生ゴミ処理装置を提供する。
【解決手段】反応槽が生ゴミを投入する投入口と、生ゴミを切削・破砕・撹拌しながら所定方向に搬送する撹拌部と、撹拌部の後端から上方に向けて前方へ傾斜させて設けられた生ゴミの搬送方向を反転させるフラップとを備え、反応槽の内側壁を上方に向かうに従って内側に所定角度だけ傾けると共に、撹拌部の底を撹拌羽根の外周縁の最大径に沿った半円筒形状に形成した。
【選択図】図２

Description

本考案は、生ゴミを搬送しながら撹拌して堆肥化する生ゴミ処理装置に関するものである。

副食残渣等の生ゴミは、これを堆肥化して処理することができることから、生ゴミの撹拌機構を備えて発酵・分解を促進させる生ゴミ処理装置が開発されている。一例として、特開平８−２１７５８２号公報に記載の生ゴミ処理機は、発酵槽を内外二重の槽に形成すると共に、内槽底部の外面にヒーターを装着し、発酵槽内に投入される生ゴミを撹拌するものである。この処理機は、ヒーターを利用し、発酵槽内の温度を適度な発酵温度に上昇させ、微生物による発酵が効率的に行える環境を維持するものである。また、撹拌は回転軸に固定した撹拌爪で行うものであり、回転軸は発酵槽の中央部に水平に軸支されて、前記撹拌爪を垂直平面内で回転するように構成している。また、前記撹拌爪の形状は、爪前部から爪後部に連続するブーメラン形状の一枚爪で、爪前部が平板状で、爪後部が湾曲した湾曲板状である。
同様に、特開平１１−７６８５５号公報に記載の粉砕・撹拌装置は、被処理物を収容する処理槽と、処理槽の中央部に懸架されて、上向きに細くなる筒状の多孔製撹拌筒と、撹拌筒の内面に嵌合する撹拌スクリューと、処理槽の底面に沿って回動し、被処理物を撹拌しながら中心部に集中させる撹拌羽根とを具備した粉砕・撹拌装置であり、撹拌筒の下端部に鋸歯が形成され、処理槽へ温風を吹き込む温風発生機を備え、前記撹拌羽根で撹拌された被処理物を前記撹拌筒とスクリューとで粉砕を繰り返しながら堆肥化するものである。
特開平８−２１７５８２号公報 特開平１１−７６８５５号公報

背景技術で述べた生ゴミ処理機や撹拌装置においては、外部加熱装置を必要とすることから維持費が嵩むなどの課題がある。
本考案は、外部加熱装置を必要としない省エネルギー型の生ゴミ処理装置であって、短時間で発酵・分解を促進することができ、例えば、中小規模の食堂、レストラン、飲食店などから発生する生ゴミをその日内に処理することができるような生ゴミ処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る考案は、反応槽内において、回転軸に取付けた撹拌羽根で生ゴミを撹拌して堆肥化する生ゴミ処理装置であって、前記反応槽が生ゴミを投入する投入口と、生ゴミを切削・破砕・撹拌しながら所定方向に搬送する撹拌部と、前記撹拌部の後端から上方に向けて前方へ傾斜させて設けられた生ゴミの搬送方向を反転させるフラップとを備え、前記反応槽の内側壁を上方に向かうに従って内側に所定角度だけ傾けると共に、前記撹拌部の底部を撹拌羽根の外周縁の最大径に沿った半円筒形状に形成したことを特徴とする。

請求項２に係る考案は、前記撹拌羽根が、回転軸にその軸線に直交させて固定された前方部分が平板状に形成され、且つ、この前方部分の外周縁を曲率半径が増大する曲線形状として形成されると共に、その外周縁に切削用の刃先を設け、且つ、前記撹拌羽根の後方部分を湾曲させると共に、前記軸線に対し傾斜させたことを特徴とする。
請求項３に係る考案は、前記回転軸が、前記反応槽の底部に設けた平行二軸であり、それぞれの回転軸の回転方向を異なる方向に設定したことを特徴とする。
請求項４に係る考案は、前記反応槽の上部に通気孔を設け、該通気孔を介して反応槽内で発生する高温多湿の気体を冷却・除湿装置に導いて、前記反応槽内の温度・湿度を調整するように構成したことを特徴とする。
。
請求項５に係る考案は、前記撹拌羽根と生ごみとの摩擦熱で前記反応槽内の温度を上昇させるようにしたことを特徴とする。

請求項１に係る考案により、生ゴミを効率よく撹拌循環させることができる。即ち、反応槽の内側壁を内側に所定角度だけ傾けることにより、生ゴミおよびその処理物の撹拌循環における上昇時の圧縮熱を高め、下降時の塊状化を防ぐことができ、さらに、底部を半円筒形状に形成することにより、撹拌部内における撹拌羽根の周囲が空洞化しないものとなる。
請求項２に係る考案において、羽根前方の外周に切削用の刃先を設けると共に、その形状を曲率半径が増大する曲線となるように形成し、羽根後部を搬送方向へ傾斜させたことにより、生ゴミを撹拌しながら破砕しつつ回転軸方向に圧送でき、且つ、生ゴミが刃先および羽根面に付着するのを防ぐことができる。
請求項３に係る考案において、回転軸の回転方向を異なる方向に設定することにより、生ゴミの破砕、混合、圧送、撹拌処理が効率的に行なえる。
請求項４に係る考案において、反応槽内から発生する高温多湿の気体は、反応槽の上部に設けられた通気孔を介して、冷却・除湿装置に導いて冷却・除湿が行われ、これにより、反応槽内の状態は生ゴミを堆肥化するための好適な環境となる。即ち、好気性微生物群を活性化させて生ゴミの分解を促進させるために、微生物が活性化する条件が整えられる。
請求項５に係る考案において、好気性微生物群が発酵することによる発酵熱でもって、反応槽内の温度は上昇するが、初期段階においては、摩擦熱で反応槽内の温度を上昇させることにより、生ゴミの堆肥化が促進できる。

反応槽内で撹拌羽根を回転させ、生ゴミを切削および撹拌しながら処理する処理装置において、生ゴミを撹拌しながら一定方向に搬送する撹拌部と、生ゴミの搬送方向を反転させるために、撹拌部の後端から上方に向けて前方へ傾斜させて設けたフラップとを備え、循環させて生ゴミが処理できるようにした。また、反応槽の側壁を内側に所定角度だけ傾けると共に、撹拌部の底を撹拌羽根の回転外周に沿った半円筒形状に形成したことにより、生ゴミの塊状化や撹拌羽根の周囲の空洞化を無くし、効率よく撹拌循環させることができるようにした。

図１は、本考案に係る生ゴミ処理装置に適用される撹拌羽根の一例を示した正面図である。この図１に示すように、撹拌羽根１は、羽根前部１ａから羽根後部１ｂに連続して変化する一枚羽根であり、被撹拌物を羽根前部１ａで破砕し、羽根後部１ｂで混合しつつ圧送するように形成されている。羽根前部１ａは平板状で、その外周縁が羽根面の回転軸への取付け部から曲率半径を徐々に増大させる曲線、即ち、回転軸２の中心からの距離を増大させる曲線で形成されている。この撹拌羽根１は、生ゴミの繊維質材が回転軸２へ巻き込まれたり、撹拌羽根１へ付着したりすることが防止されるように、羽根前部１ａを回転軸の軸線に対して直交するように取付けられている。また、羽根前部１ａの先端部には断面鋭角に形成された刃先１ｃが形成されており、これにより、生ゴミなどの破砕がより効率よく行なえるものとなっている。

羽根後部１ｂは湾曲した湾曲板状で、前記回転軸２の軸線に沿う所定方向へ生ゴミ等を混合撹拌しつつ圧送できる形状であればよい。好ましくは、羽根後部１ｂの形状を楔形に形成することが推奨される。詳述すると、羽根後部１ｂの周縁は、羽根前部１ａから連続する所定長さの円弧、並びに、その終端から回転軸２に至る曲線で形成されると共に、回転軸２に至る曲線部分を羽根後部１ｂに対して凹み形状となるように形成される。これにより、生ゴミ及びその処理物が、撹拌羽根１に付着し難い形状となり、且つ、撹拌が容易になる。尚、詳しくは後述するが、生ゴミは、その処理物とともに混合撹拌され、処理物（堆肥化した生ゴミ）に含まれる微生物により発酵が進行して堆肥化する。

図２は本考案に係る生ゴミ処理装置１０の一例を一部切欠して示す概略的な側面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う概略断面図である。この生ゴミ処理装置１０は、処理容器が矩形状の外部筐体７と、この外部筐体７の内部に前記撹拌羽根１が複数個取付けられた回転軸２、２（二軸）を有する反応槽４とを備えている。また、反応槽４内の温度・湿度が制御されるように、冷却及び除湿装置５を備え、これら温度・湿度が制御できるコントロール装置２０と、回転軸２を回転させる撹拌モータ６などの駆動装置とを備えている。外部筐体７の上部には回動自在に取付けられた生ゴミ投入蓋（図示せず）が生ゴミ投入口３の上部を密閉できるように開閉可能に設けられている。因みに、反応槽４は、底部に生ゴミおよびその処理物を混合・撹拌・圧送するための撹拌部４ａとその上部に形成された循環部４ｂとから構成されている。

回転軸２には、所定の間隔で撹拌羽根１が複数個取付けられている。撹拌羽根１は前述のとおり、羽根前部１ａの取付け角度を回転軸２の軸線に対し直交させて取付け固定されている。このように羽根前部１ａを軸線に直交させて取付けることにより、例えば生ゴミに直角に力が加わるので、最も効率的に破砕することができる。尚、複数の撹拌羽根１は、一つの回転軸に対して一枚羽根が相互に軸対称となる位置であって、軸方向に対して略同一の間隔で固定される。二個の回転軸における撹拌羽根１の相対取付け位置は、一つの回転軸に取付けられた撹拌羽根が他の回転軸に取付けられた撹拌羽根間になるように取付けられる。

撹拌羽根１は、例えば図３に示すように、回転軸２の一端から他端に向かって（図３のＢ方向）、生ゴミおよびその処理物を圧送できるように同一方向に複数個取付けられる。因みに、回転軸の他端において少なくとも一個の撹拌羽根１が、他の複数の羽根１に対して反対向きに取付けられている。この反対向きの撹拌羽根は、回転軸の他端に圧送された生ゴミ等の移動方向を上方向（図３に示すＣ方向）に変更させて、反応槽４内で生ゴミ等の循環が自動的になされるように構成されている。この循環はフラップ９の配設でより効率的に行なわれる。

撹拌羽根１の取付け状態および回転軸２の回転方向に関し、羽根前部１ａにより生ゴミ等が所定方向に圧送され、且つ、破砕できる方向に回転軸２を回転させる。即ち、その回転により、破砕した生ゴミ等を圧送する方向（図３に示すＢ方向）に対して前進する方向に羽根後部１ｂの湾曲面を設定する。平行二軸の回転軸２、２を有する生ゴミ処理装置１０の場合、図２に示すように、各回転軸２、２の回転方向は、一方が時計方向、他方が反時計方向となるように撹拌羽根１を取付け固定する。したがって、平行二軸の回転軸２、２にそれぞれ取付けられる複数の撹拌羽根１は、羽根前部１ａが相互に逆向きに取付けられる。因みに、撹拌部４ａ内に配設される回転軸は平行二軸が好ましいが、一軸あるいは三軸以上としてもよいことはいうまでもない。

循環部４ｂは生ゴミおよびその処理物が十分に循環できる略立方体の空間を有している。このように循環部４ｂを広く設けることにより、反応槽４の上部における生ゴミが空気とよく接触し、適正量の酸素が供給されつつ循環を繰り返すことができるものとなる。これにより、好気性微生物が活性化され、生ゴミの分解が促進される。さらに、反応槽４の内側壁４ｃは、鉛直面より所定の角度θだけ内側に傾いている。この角度θは、生ゴミおよびその処理物の撹拌循環における上昇時の圧縮熱を高め、下降時の塊状化を防ぐことにより撹拌部４ａ内における撹拌羽根１の周囲における空洞化を防止することができる。例えば角度θを３〜５°に設定することで、生ゴミおよびその処理物の撹拌循環が円滑に行なわれる。また、反応槽４における略立方体の隅部分は撹拌羽根１の回転外周に沿った曲線で形成することにより、生ゴミおよびその処理物の撹拌循環がより円滑に行なわれる。

反応槽４内に投入された生ゴミは、撹拌部４ａにて破砕、混合、圧送され、循環部４ｂを経て再度撹拌部４ａに循環する。この過程で、生ゴミには発酵反応が生起されてコンポスト化が進行する。この発酵反応による発熱作用により、生ゴミに含まれている水分がガス化し、発酵反応により炭酸ガス等も生成する。尚、本装置は、生ゴミを発酵反応による発熱作用で分解するものであるが、初期段階において、生ゴミを微生物が活動する温度にまで上昇させる。この温度上昇は、反応槽４や撹拌羽根１と生ごみ等が摩擦することによる発生する摩擦熱によるものであり、これにより、微生物が活発に活動する温度にまで急速に上昇させることができるものである。

循環部４ｂの上部には、排気孔８ａおよび乾燥空気供給孔８ｂからなる通気孔８が設けられ、それぞれ冷却・除湿装置５に連通している。反応槽４内で発生する高温多湿の気体は、排気孔８ａより冷却・除湿装置５に導かれ、冷却・除湿が行なわれる。分離された水分は所定の容器に保存され、冷却された気体は乾燥空気供給孔８ｂから再度反応槽４内に戻される。冷却・除湿装置５に導かれた高温多湿の気体は、冷却されて水分が分離され、排気孔８ａより排気された後に乾燥した気体となる。このような反応槽４内の温度・湿度の調整は、コントロール装置２０で調節され、生ゴミ発酵反応の最適化が図られる。

本生ゴミ処理装置１０は、主として、反応槽４内の下部に設けられた撹拌部４ａにおける撹拌羽根１を駆動する撹拌モータ６、冷却・除湿装置５を駆動するコントロール装置２０で制御され、反応槽内に投入された生ゴミの処理を行なう。したがって、従来の生ゴミ発酵装置などに設けられていた発酵促進のための加熱装置を必要としないので省エネルギー化が図れる。特に、前記撹拌羽根１は、破砕、混合、撹拌が効率的に行なえるので、短時間で生ゴミの発酵反応が起こる。また、外部加熱装置を使用しないので、さらに省エネルギー化が図れる。例えば、含有水分量約８０重量％の生ゴミ約２０ｋｇを、三相２００Ｖ、２．２ＫＷ程度の撹拌モータ６を用いて６時間程度でコンポスト化（堆肥化）することができる。

以下、具体的に、その詳細を述べる。先ず、生ゴミ投入口３より、小規模飲食店で発生した生ゴミ約２０ｋｇを投入する。生ゴミとともに前日コンポスト化されて微生物を多量に含んでいる処理残渣を所定量同時に投入する。処理残渣に代えて、細菌、放線菌および糸状菌などの有用微生物を加えてもよい。生ゴミ投入口３を閉じて始動スイッチをオンにして電源を入れることにより撹拌モータ６が作動を開始する。投入された生ゴミは撹拌羽根１の羽根前部で破砕されながら羽根後部の湾曲部により、図３のＢ方向に向かって混合・圧送される。他端に圧送された生ゴミは、逆方向に取付けられた撹拌羽根１の作用により、上方に押し上げられてフラップ９に沿って上昇し、図３のＣ方向に反転する。これにより生ごみは反応槽４内で循環・撹拌する。

生ゴミのコンポスト化は、微生物による発酵作用あるいはこれら微生物が分泌する酵素の作用を利用するもので、反応槽４内の発熱量の指標となる温度、水分、湿度、酸素量などを発酵反応が効率よく進むように調節する必要がある。本装置においては、投入された生ゴミが反応槽４の底部で破砕されつつ混合・圧送されることにより、生ゴミと微生物との混合が十分になされる。さらに十分な空間を有する反応槽４の上部で空気と接触して酸素が供給されつつ循環を繰り返すので、好気性部生物が活性化して発酵反応が起こり易くなる。

上記した処理方法において、撹拌モータ６の作動により反応槽内の生ゴミなどが混合・循環されて温度が上昇を始める。電流値で測定した撹拌モータ６のモータ消費電力は、被撹拌物の破砕が主となる反応開始は高い値を示すが、約１時間程度より漸次減少し、その後はほぼ一定となる。約２時間で被撹拌物は約７５℃に達し、生ゴミ臭がなくなり、放置しても腐敗しない状態となる。このため、もみ殻やおがくずなどの副資材を併用するか、あるいは使用用途を考慮すれば、この状態で堆肥として使用可能であり、極めて短時間でコンポスト化を終了させることができる。

副資材を併用しなくても、植物に対して発芽不良や成育不良などの害を及ぼさないように、さらに発酵反応を進めることができる。発酵反応は、発酵を維持でき、微生物が死滅しない温度、例えば約７５℃を撹拌モータ６および冷却・除湿装置５のオンオフにより維持して行なう。撹拌モータ６および／または冷却・除湿装置５の作動をオンオフすることで、発酵反応温度を６０〜９０℃、好ましくは７０〜８０℃に、反応物の湿度を約ＲＨ６０％に維持する。発酵条件をこの範囲に維持することで、微生物を死滅させることなく生ゴミのコンポスト化を進めることができる。なお、温度、湿度の測定はそれぞれのセンサーで求めることができる。

本生ゴミ処理装置は、撹拌モータ、冷却モータなどの作用によりコンポスト化ができるので、小型で、かつ省エネルギーが図れる。このため、中小規模の食堂、レストラン、飲食店などで一日の営業で発生する生ゴミをその日のうちに処理することができる。また、本装置の撹拌羽根は、撹拌が効率的であるので、反応槽を大型化することもできる。

本考案に係る生ゴミ処理装置に適用される撹拌羽根の正面図である。 生ゴミ処理装置の一例を一部切欠して示す概略的側面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

符号の説明

１ 撹拌羽根
１ａ 羽根前部
１ｂ 羽根後部
１ｃ 刃先
２ 回転軸
３ 投入口
４ 反応槽
５ 冷却・除湿装置
６ 撹拌モータ
７ 外部筐体
８ 通気孔
９ フラップ
１０ 生ゴミ処理装置

Claims (5)

1. 反応槽内において、回転軸に取付けた撹拌羽根で生ゴミを撹拌して堆肥化する生ゴミ処理装置であって、前記反応槽が生ゴミを投入する投入口と、生ゴミを切削・破砕・撹拌しながら所定方向に搬送する撹拌部と、前記撹拌部の後端から上方に向けて前方へ傾斜させて設けられた生ゴミの搬送方向を反転させるフラップとを備え、
   前記反応槽の内側壁を上方に向かうに従って内側に所定角度だけ傾けると共に、前記撹拌部の底部を撹拌羽根の外周縁の最大径に沿った半円筒形状に形成したことを特徴とする生ゴミ処理装置。
2. 前記撹拌羽根は、回転軸にその軸線に直交させて固定された前方部分が平板状に形成され、且つ、この前方部分の外周縁を曲率半径が増大する曲線形状として形成されると共に、その外周縁に切削用の刃先を設け、且つ、前記撹拌羽根の後方部分を湾曲させると共に、前記軸線に対し傾斜させて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の生ゴミ処理装置。
3. 前記回転軸は、前記反応槽の底部に設けた平行二軸であり、それぞれの回転軸の回転方向を異なる方向に設定したことを特徴とする請求項２に記載の生ゴミ処理装置。
4. 前記反応槽の上部に通気孔を設け、該通気孔を介して反応槽内で発生する高温多湿の気体を冷却・除湿装置に導いて、前記反応槽内の温度・湿度を調整するように構成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の生ゴミ処理装置。
5. 前記撹拌羽根と生ごみとの摩擦熱で前記反応槽内の温度を上昇させるようにしたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の生ゴミ処理装置。
   

Images