JP3180354B2 - 生ごみ処理装置の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、厨房，病院等で発生す
る可燃性の生ごみ（以下、ごみ）を簡便に処理する装置
に利用される。ごみは現在自治体で埋め立てあるいは焼
却処分されている。埋め立て用地不足のためごみ処理は
焼却処分に頼らざるをえないが、焼却処分も輸送時の衛
生問題，焼却場立地難という課題を持っている。

【０００２】本発明はごみを発生した場所で軽量化，減
容化し、かつ衛生的なものとする装置に関するもので、
家庭，料理店，食料品店等のごみ処理に利用されるもの
である。

【０００３】

【従来の技術】ごみを衛生的に処理するため乾燥もしく
は焼却する方法がとられる。大規模な設備に適したもの
は各種あるが、小型の機器に適した物としてはヒータや
マイクロ波を用いて焼却前にごみを乾燥し完全燃焼する
方式が提案され注目されている。この方式は最も乾燥速
度が早い特徴を持つものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このヒータやマイクロ
波を用いた方式でごみは乾燥あるいは灰となり腐敗しな
いものとなる。また軽量化し廃棄が容易となっている。
しかし電気消費量が多く臭気が装置に残り易い点が課題
であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１の手段は蓋を有するごみの投入口と、ご
みを収納する容器と、前記ごみを７０℃〜１００℃に加
熱する加熱手段と、前記温度に加熱後前記容器に送風し
ごみを常温まで冷却乾燥を行う送風手段と、前記ごみの
水蒸気の排出経路を有する構成としたことである。

【０００６】第２の手段は、上記第１の手段に加え、冷
却処理後のごみの上に未処理のごみを積層して同一の冷
却乾燥処理を複数回行うようにし、最後のごみ処理に限
りごみの温度を約１００℃に保ち高温乾燥する構成とし
たことである。

【０００７】第３の手段は、上記第２の手段に加え、ご
み処理装置は上記容器上部にごみの分解ガスの燃焼部を
有することとし、最後のごみの温度を約１００℃に保っ
て高温乾燥した後、さらに高温化して上記燃焼部で分解
ガスを燃焼する構成としたことである。

【０００８】第４の手段として、上記加熱手段にマイク
ロ波を用いた。第５の手段として、容器の上流で冷却乾
燥空気を殺菌することとした。

【０００９】さらに、第６の手段として、ごみ容器の外
側が冷却乾燥空気の上流に位置する外側である構成とし
た。

【００１０】

【作用】上記構成の本発明の作用を以下に説明する。

【００１１】ごみはマイクロ波やヒータによる熱風で加
熱される。腐敗し悪臭源となる菌は７０℃でほぼ殺菌さ
れる。また１００℃であれば極めて速く殺菌されごみは
腐らないものとなる。

【００１２】しかし密閉された容器でも低温の部分等に
多少残った菌があると再び腐敗は進行する。この菌の増
殖は温度とごみの含水率の選択により抑制できる。

【００１３】本発明の作用はこの条件を低い消費電力で
実現するものである。高温になった容器内のごみに空気
を流通させると、ごみは蒸発潜熱で冷却される。ごみの
表面が乾燥し表面の水分活性の低下は菌の繁殖を大幅に
低下させる。

【００１４】また菌の最適繁殖条件である３５℃から４
０℃に冷却された時はすでにある程度表面は乾燥し雑菌
の繁殖が抑制される。さらに送風を続けるとごみの温度
はこの温度域を急速に通過し、繁殖しにくい低温にな
る。

【００１５】ごみの水分は１００℃から２０℃に冷却乾
燥すると約１０％減少するが、表面は３０％〜８０％乾
燥し腐敗しにくくなる。また重量と容積も縮小するもの
である。

【００１６】消費電力は蒸発潜熱を積極的に与えてない
ので少なく、さらにこのような殺菌処理を複数回行った
後、高温で気化させれば、ごみは完全に乾燥し腐敗しな
いものとなる。この時重量は１／８程度となり、容積も
上部から載せられた新たなごみの重量で圧縮され小さい
ものとなる。

【００１７】完全乾燥した後も加熱を続けるとごみは１
００℃以上の高温となるが、これ以上乾燥できないので
この熱は利用できない。つまり、毎回完全乾燥すると毎
回無駄な顕熱が残り自然放熱することになる。しかし毎
回完全乾燥せず、殺菌だけで済ませれば顕熱は乾燥に使
用でき、効率的なものとなる。

【００１８】さらに焼却してしまう場合も同様で、毎回
焼却すれば燃焼部は８００℃以上の高温となるが、この
熱で灰を乾燥しても意味はない。最後の処理、つまり容
器が一杯になった時のみにするとより効率的である。

【００１９】

【実施例】以下本発明の第１の実施例を添付図面に基づ
いて説明する。

【００２０】図１において、１はプラスチックフィルム
または紙等のマイクロ波透過材料で作られた容器で、マ
イクロ波反射材料で作られた桶状の収納部２に入れられ
るとともに、その開口部３は収納部２の係止部４に枠体
６で保持されている。容器１の中のごみ５は収納部２の
上部の開閉する扉７および空気孔８を有する中蓋９より
入れられる。

【００２１】マグネトロン１０で発振したマイクロ波は
導波管１１によって収納部２の側面よりごみ５に照射さ
れる。

【００２２】収納部２の下部に排水管１２を設け、その
下流は蒸気排出管１３とドレン管１４とに分流してい
る。送風機１５により冷却経路１６の開口１７から取入
れた空気は、容器１内，蒸気排出管１３を通りヒータ１
８で加熱されている触媒１９を通して室外に排出してい
る。蒸気排出管１３と触媒１９に温度検知部２０，２１
が、ドレン管１４の下部にはトラップ２２，下水管２３
が設けてある。

【００２３】上記構成における本発明の動作を以下に説
明する。マグネトロン１０がマイクロ波を発振すると、
マイクロ波空間に入れられたごみ５はマイクロ波を吸収
し温度上昇する。ポリエチレンのようなマイクロ波透過
性の容器１はこれ自身はマイクロ波を吸収せず温度上昇
しない。

【００２４】さらにマイクロ波を照射し続けるとごみ５
の一部は１００℃になり、蒸気を発生する。発生した蒸
気は周囲の低温のごみ５を凝縮加熱する。凝縮加熱によ
りほぼ均一にごみ５は加熱殺菌される。凝縮加熱は送風
機１５の運転が、停止ないし弱まることが必要である。
発生した蒸気が蒸気排出管１３より排出され無駄となる
からである。ごみ５が７０℃〜１００℃の間の所定の温
度に達したことは温度検知部２０または収納部２の温度
で推定する。

【００２５】この温度では菌は殺菌されているので送風
機１５を強回転し、強い送風をごみ５に行う。高温にな
った容器１内のごみ５に空気を流通させると、ごみ５は
蒸発潜熱で冷却される。発生した水蒸気は容器の孔２４
（紙の場合は繊維の隙間）を通り、送風機１５で水蒸気
排出管１３により吸引され室外に排出される。

【００２６】乾燥の進行と共にごみ５が若干量の分解ガ
スを発生する。これは臭気の原因となるので予めヒータ
１８で予熱されている触媒１９で酸化され無臭化する。
分解ガスを完全に燃焼した排気は排気口２５より排出さ
れる。

【００２７】ごみ５の表面が乾燥すると表面の水分活性
が低下し菌の繁殖が抑制される。また菌の最適繁殖条件
である３５℃から４０℃に冷却された時はすでにある程
度表面は乾燥し雑菌の繁殖が抑制されるものである。

【００２８】送風を続けるとごみ５の温度はこの温度域
を急速に通過し、繁殖しにくい低温になる。ごみ５の水
分は１００℃から２０℃に冷却乾燥すると約１０％減少
するが、表面は３０％〜８０％乾燥し（材料により異な
る）腐敗し難くなる。この乾燥の進行は温度検知部２０
の温度の低下、マイクロ波発振器の温度の上昇、あるい
はごみ５の重量変化等の手段で検出される。

【００２９】また冷却が完了した後も送風機を弱く運転
すれば外気温で乾燥は継続し腐敗しにくいものとなると
ともに、重量と容積も縮小し搬出が便利なものとなる。

【００３０】以上の方法においては、蒸発潜熱を積極的
に与えず殺菌熱を利用して乾燥しているので、消費電力
を節約できるものである。

【００３１】次に、本発明第２の実施例を図２を参照し
て説明する。第１の実施例と同一の物には同一の番号を
つけ詳説しないものとする。

【００３２】上記第１の方法で容器１内で処理された冷
却乾燥後のごみ５ａの上に未処理のごみ５ｂを積層して
同一の冷却乾燥処理を複数回行う。

【００３３】この冷却乾燥ではごみ５ａは半乾燥状態で
あるが、この上に新たなごみ５ｂを載せて完全乾燥処理
をする。この完全乾燥は多量の蒸気発生を伴い、発生し
た蒸気は収納部２の容器１外に充満する。収納部２の内
壁は送風機１５の空気で冷却されているので、水蒸気は
凝縮して排水管１２へ排出される。内壁は水滴がスムー
ズに流下して速やかに排出されなければならない。なぜ
ならば水滴が多いとマイクロ波を吸収して発熱しごみを
加熱しなくなるからである。

【００３４】排水管１２はマイクロ波の波長の１／４よ
り小さい小径でここよりマイクロ波が出ることはなく、
凝縮した水と残りの水蒸気だけが流出し、下水２３ある
いは排水タンクに排出される。ごみ５は乾燥収縮して容
器１の下部に溜っている。乾燥しているのでそのまま保
管しても腐敗することはなく、再度容器１が一杯になる
まで繰り返し処理できる。

【００３５】この方法で消費電力が削減できる理由は次
の通りである。完全乾燥した後も加熱を続けるとごみ５
ａ，５ｂは１００℃以上の高温となるが、既に乾燥して
いるのでこの熱は利用できない。つまり、毎回完全乾燥
すると毎回無駄な顕熱が残り自然放熱することになるの
である。

【００３６】しかし、毎回完全乾燥せずに、殺菌だけに
しておけば顕熱は乾燥に利用でき、ごみの量がまとまっ
た後、完全乾燥を実施すれば効率的なものとなる。

【００３７】このような殺菌処理を複数回行った後、高
温で乾燥して腐敗しないものにすれば、重量は１／８程
度となり、容積も上部から載せられた新たなごみの重量
で圧縮され小さいものとなる。

【００３８】さらに、この収納部２の容器１は枠体４で
吊下げられており、完全乾燥中１００℃の温度となって
いるごみは収納部２と直接接触していないので、伝熱に
よって収納部に逃げることがなく高効率な乾燥が可能で
ある。

【００３９】また枠体６を外せば容器１は容易に交換で
き、乾燥したごみを手を汚すことなく廃棄することがで
きるとともに、扉７の下部に枠体６の開口を閉塞する内
蓋９を設ければ水蒸気が扉７の内側に付着しないので清
潔なものとなる。

【００４０】次に本発明における第３の実施例を図３を
もとに説明する。２６はごみ２７の収納部で、前部には
扉２８が設けられ、ごみ２７は内部に設けられた皿状の
容器２９に入れられている。また収納部２６の上部はマ
グネトロン３０の発信部と導波管３１で連通している。

【００４１】収納部２６の上部に設けられた上蓋３２に
は空気孔３３が設けられ、送風機３４によって空気が供
給されている。上蓋３２の略中央にガス導入孔３５が、
収納部２６の下流には、ガス導入孔３５と連通している
着火ヒータ３６と燃焼孔３７を有する燃焼部３８が設け
られている。

【００４２】燃焼部３８の下流には触媒３９、および排
気孔４０が、燃焼部３８の側壁の燃焼孔３７の上流には
ヒータ４１が設けてある。また燃焼部３８の上部に燃焼
温度を検出する燃焼温度検出部４２が設けてある。

【００４３】上記構成における、ごみ処理装置の動作を
以下に説明する。収納部２６から容器２９は扉２８から
前方に取り出すことができ、ごみ２７を入れ、再び収納
部２６にセットされる。

【００４４】次にマグネトロン３０の発信、送風機３４
の運転によって乾燥を開始する。２４５０MHzのマイク
ロ波は導波管３１から、マイクロ波透過性のセラミック
繊維で作られている断熱性の上蓋３２を通過し、収納部
２６上部と容器２９で形成されるマイクロ波共振空間に
高い電界を作る。

【００４５】ごみ２７の乾燥過程は、本発明第２の実施
例と同様になされるが、本実施例においては最終処理が
乾燥で終わらず燃焼して灰になって終了する。積層され
た容器２９のごみ２７の水分がなくなるとマイクロ波は
ごみ２７の分解ガスを発生させる。

【００４６】燃焼部３８に設けた着火ヒータ３６は、燃
焼部３８のガス濃度が徐々に濃くなり可燃性ガスとなる
と着火する構成となっている。

【００４７】ヒータ４１は触媒３９をその活性化温度に
昇温し、臭気の発生を防止している。

【００４８】燃料であるごみ２７はすでに乾燥している
ので、触媒３９は水分で被毒されず活性は維持され臭気
の発生はない。分解ガスの燃焼部３８での燃焼中は燃焼
温度検出部４２で燃焼量を検出しマイクロ波をコントロ
ールし、この燃焼部３８の燃焼能力を超す燃焼量の増加
を抑制している。

【００４９】このとき、容器２９からは燃焼部３８の１
〜１０％のあいだの燃焼用空気が送られている。この範
囲以下の空気量では、発生したガスが燃焼部３８に搬送
されにくく、臭気が収納部２６から外に出たりする。ま
たこの範囲より多ければ容器２９のごみ２７がこの燃焼
熱で分解し、マイクロ波のコントロールで燃焼量の制御
ができなくなる。

【００５０】焼却に際し、毎回焼却すれば燃焼部３８は
８００℃以上の高温となるが、この熱を利用して灰を乾
燥しても意味はなく、この無駄な顕熱の残留を処理毎に
行うと電力使用量は大きいものとなる。従って容器４が
一杯になるまでは毎回高温殺菌し、殺菌熱は乾燥熱とし
て使用し、最後の処理（容器が一杯になった後）のみ焼
却することが好ましい。

【００５１】上述の実施例は加熱手段をマイクロ波で示
したが電気ヒータの発熱，ガス等の燃焼熱の利用によっ
ても同一の効果は得られることは言うまでもない。

【００５２】なお、請求項５の目的は、冷却乾燥空気が
外部から雑菌をごみに付着させると腐敗させることを防
止するものである。オゾン発生器，熱殺菌器，化学薬
品，重金属，フィルター等の殺菌，防菌手段で冷却乾燥
空気を清浄なものとすれば、外部の雑菌がごみに付着し
腐敗することを防ぐことができる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ごみは腐
敗せずに乾燥するとともに、重量が減少し容積も小さく
なる。また毎回の処理時間は単に加熱するだけなので速
い。トータル乾燥効率も高く、少ない消費電力で乾燥可
能である。このため、ごみの発生場所での保管，収集，
輸送並びに最終処理場での処理作業がきわめて容易とな
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるごみ処理装置の
全体縦断面図

【図２】本発明の第２の実施例における全体縦断面図

【図３】本発明の第３の実施例における縦断面図

【符号の説明】

１ 容器 ２，２６ 収納部 ５，５ａ，５ｂ，２７ ごみ １０ マグネトロン １３ 蒸気排出管 １５，３４ 送風機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−94715（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−189383（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 3/00 - 5/00 F26B 9/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓋を有する生ごみの投入口と、生ごみの
   収納容器と、前記生ごみの加熱手段と、前記生ごみの収
   納容器に外気を導入する空気経路と、前記生ごみから発
   生した蒸気の排出経路と、前記蒸気の排出経路に設けら
   れた加熱部を備えた触媒および送風機とを有する生ごみ
   処理装置の運転方法であって、前記生ごみを前記加熱手
   段で７０〜１００℃の温度範囲に、かつ前記触媒を所定
   の触媒活性化温度に加熱した後に、前記送風機の運転を
   加熱時より大きな風量で行い生ごみを冷却乾燥させる生
   ごみ処理装置の運転方法。
2. 【請求項２】 冷却乾燥処理後の生ごみの上に未処理の
   生ごみを積層して同一の冷却乾燥処理を複数回行い、最
   後の生ごみ処理に限り生ごみの温度を約１００℃に保っ
   たまま高温乾燥する請求項１記載の生ごみ処理装置の運
   転方法。
3. 【請求項３】 容器の上部に生ごみの分解ガスの燃焼部
   を設け、最後の生ごみの乾燥終了後、さらに生ごみを高
   温化し前記燃焼部で分解ガスを燃焼する請求項２記載の
   生ごみ処理装置の運転方法。
4. 【請求項４】 前記加熱手段がマイクロ波である請求項
   １，２、３何れか記載の生ごみ処理装置の運転方法。
5. 【請求項５】 冷却乾燥空気が容器の上流で殺菌される
   請求項１，２、３何れか記載の生ごみ処理装置の運転方
   法。
6. 【請求項６】 生ごみの容器の外側が冷却乾燥空気の上
   流である請求項１，２、３何れか記載の生ごみ処理装置
   の運転方法。