JP3727861B2

JP3727861B2 - 生ごみ処理機及び生ごみ処理機の撹拌方法

Info

Publication number: JP3727861B2
Application number: JP2001068835A
Authority: JP
Inventors: 亨久保田; 洋二岡崎; 秀久井手; 常雄川合; 一雄舟木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP2002263620A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理槽内に投入された厨芥を微生物により分解処理する構成の生ごみ処理機及びこの生ごみ処理機の撹拌方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、家庭用もしくは業務用の生ごみ処理機は、上部が開口した処理槽の内部に、有機物を分解する微生物（例えばバチルス菌）を含んだおがくずや木のチップ、ピートモス、パームピートなどの多孔質体からなる基材を収容し、この基材及び投入される厨芥（生ごみ）を、処理槽内に配設された撹拌体により撹拌する構成となっている。
【０００３】
処理槽内に投入された厨芥は、基材に生息した微生物により分解処理される。このようなものに使用される微生物は、一般に好気性微生物であり、空気中の酸素の存在下によって厨芥（有機物）を分解する。このため、基材及び厨芥を含む収容物の撹拌は、微生物が有機物を分解するのに必要な酸素を微生物に供給する役割を果たす。また、一般に厨芥の８０％は水分であり、分解に際して水分を処理槽の外部に放出させる必要がある。そのために、一般に、処理槽の上部の空気を排出するための排気ファンが取り付けられているが、これだけでは、処理槽内における収容物の深部の水分まで放出させることはなかなかできない。このため、収容物を適度に撹拌して深部の収容物を上部に出し、その水分の放出効率を上げる必要がある。すなわち、この種の生ごみ処理機における撹拌には、微生物への酸素の供給と水分放出の役割があり、撹拌は生ごみ処理機には必須の機能となっている。
【０００４】
この種の生ごみ処理機において、従来では、撹拌体としては、軸がほぼ水平方向に指向する横軸形のものが一般的である。このような横軸形の撹拌体の場合、軸の両端部にそれぞれ軸受が必要で、構造が複雑となる。また、投入された厨芥を基材中に分散させるためには、処理槽の底部から処理槽の上部にまでわたるような、かなり大きな撹拌翼で掻き込む必要があり、撹拌体の構造が大掛かりとなる。また、大きな撹拌翼を付けると、撹拌抵抗が大きくなり、大きなトルクのモータが必要となる。
【０００５】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、比較的簡単でしかも小型の撹拌構造で、処理槽内の収容物の撹拌効率の良い生ごみ処理機を提供することにあり、また、第２の目的は、処理槽内の収容物の撹拌効率の良い生ごみ処理機の撹拌方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した第１の目的を達成するために、請求項１の発明は、基材及び、有機物を分解する微生物を収容した処理槽内に厨芥を投入し、この厨芥を前記微生物により分解処理する構成の生ごみ処理機において、前記処理槽内の底部に、当該底部に沿うようにして放射方向に配置された複数の撹拌翼を有する縦軸形の撹拌体を備え、この撹拌体を軸を中心に回転させることに伴い、前記処理槽内の前記基材及び厨芥を含む収容物を前記各撹拌翼により撹拌する構成としたものであり、前記処理槽はほぼ円筒容器状をなし、前記撹拌体は、当該撹拌体の回転中心に近い側に配置されると共に回転方向に向かって下方に傾斜し、回転に伴い前記処理槽内の収容物を掬い上げると共に処理槽の側壁側へ押し出すように作用する第１の撹拌翼と、この第１の撹拌翼よりも前記処理槽の側壁側に配置されると共に回転方向に向かって下方に傾斜し、回転に伴い前記収容物を押し上げるように作用する第２の撹拌翼と、回転方向に向かって山状をなし、回転に伴い前記収容物を前記処理槽の側壁側と回転中心側とに押し分けるように作用する第３の撹拌翼とを有する構成としたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記した手段によれば、処理槽内の収容物を撹拌する撹拌体は、処理槽内の底部に配設された縦軸形であり、回転に伴い、放射方向に配置された複数の撹拌翼により収容物を撹拌する。この場合、撹拌体を受ける軸受としては例えば１カ所で良く、横軸形のものに比べて軸受構造が簡素となる。また、各撹拌翼は、処理槽の底部付近にあれば良く、処理槽の底部から上部まで達するような大きなものは必要がなく、比較的構造が簡単でしかも小型なものとなる。そして、各撹拌翼が放射状に配置されているので、処理槽内の全体を効率良く撹拌することが可能になる。
【０００９】
そして、上記した第１〜第３の撹拌翼を有する撹拌体を用いることにより、処理槽内の収容物のうち、底部側のものが掬い上げられて処理槽の側壁側（撹拌体の回転中心から遠い外周部側）へ押しやられ、その処理槽の側壁側のものは上部側へ持ち上げられ、その持ち上げられたものは、処理槽内の中央部側（撹拌体の回転中心側）へ流れ落ちるというように、処理槽内において収容物が下から上へ、また、上から下へと対流するようにして撹拌されるようになる。従って、処理槽内の底部に配設された撹拌体の各撹拌翼により、処理槽内の収容物全体を効率良く撹拌できるようになる。
【００１０】
請求項２の発明は、上記した請求項１の発明において、撹拌体における第１，第２及び第３の撹拌翼は、回転中心に対してほぼ３等分した位置に配置したことを特徴とする。これによれば、撹拌体としては、各撹拌翼に掛かる負荷のバランスが良い。
【００１１】
請求項３の発明は、処理槽の側壁に、撹拌体より上方に位置させて、内方へ向けて突出しかつ前記撹拌体の回転方向に対して傾斜する凸部を設けたことを特徴とする。これによれば、撹拌体の撹拌翼により押し上げられた処理槽の側壁付近の収容物が、その凸部によってガイドされて内方に落とされやすくなる。
【００１２】
請求項４の発明は、上記した第２の目的を達成するために、処理槽内に収容された基材及び厨芥を含む収容物を、前記処理槽内の底部に配設された縦軸形の撹拌体により撹拌する際に、前記撹拌体の回転に伴い、前記回転中心に近い側に位置した第１の撹拌翼により前記収容物を掬い上げると共に前記処理槽の側壁側へ押し出し、次に、前記第１の撹拌翼よりも前記処理槽の側壁側に配置された第２の撹拌翼により前記収容物を押し上げ、次に、第３の撹拌翼により前記収容物を前記処理槽の側壁側と回転中心側とに押し分け、当該第３の撹拌翼の背部に形成される空間部に前記第２の撹拌翼により押し上げられた前記収容物を落とし込むようにして撹拌することを特徴とする。
【００１３】
これによれば、請求項１の発明と同様に、処理槽内の収容物のうち、処理槽の底部側のものは上部側へ持ち上げられ、その持ち上げられたものは処理槽内の中央部から底部側に流れ落ちるというように、処理槽内において収容物が下から上へ、また、上から下へと対流するようにして撹拌されるようになる。従って、処理槽内の底部に配設された撹拌体の各撹拌翼により、処理槽内の収容物全体を効率良く撹拌できるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例について、図１ないし図６を参照して説明する。まず、図１及び図２において、生ごみ処理機の外箱１は矩形状をなしていて、この外箱１の内部に、上面が開口したほぼ円筒容器状をなす処理槽２が配設されている。この処理槽２は、弾性吊持機構３を介して外箱１に吊持されている。外箱１の上部には、トップカバー４が装着されている。このトップカバー４のほぼ中央部には、上記処理槽２の上面開口部と連通する投入口５が設けられていると共に、この投入口５を開閉する蓋６が回動可能に設けられている。この場合、蓋６は二つ折れ式となっており、また、トップカバー４の上面、投入口５及び蓋６は、前側が低くなるように傾斜している。
【００１５】
トップカバー４の上面の前部には、操作スイッチ及び表示部を有する操作パネル７が設けられている。また、トップカバー４内の後部には、図２に示すように、処理槽２内の空気を排出するための排気ファン８と、排気に含まれる臭気を分解して除去する脱臭装置９と、排気に含まれる粉塵などを除去するフィルタ１０とが配設されている。
【００１６】
上記処理槽２内の底部には、撹拌体１１が回転可能に設けられている。この撹拌体１１は、処理槽２の底部中央部にこれを貫通するように設けられた撹拌軸１２に取着されている。処理槽２の底部の下方には、モータ１３が設けられている。このモータ１３は、この場合、アウタロータ形のＤＣブラシレスモータからなっている。このモータ１３のステータ１４は、処理槽２の底部に取り付けられた取付板１５に固定されている。ロータ１６は、ステータ１４を囲繞するように配置され、その中心部の回転軸１６ａがステータ１４の中央部を貫通している。このロータ１６の回転は、遊星歯車を用いた減速機構１７を介して減速して上記撹拌軸１２に伝えられるようになっている。従って、上記撹拌体１１は、モータ１３により減速機構１７を介して減速して回転されるようになっている。なお、処理槽２の上端部には、リング状の槽カバー１８が装着されている。
【００１７】
ここで、上記撹拌体１１について、図３及び図４も参照して説明する。撹拌体１１には、中央のボス部２０から第１〜第３のアーム２１，２２，２３が放射状に設けられていて、これら第１〜第３のアーム２１，２２，２３に、それぞれ金属製の第１、第２及び第３の撹拌翼２４，２５，２６が溶接等により取着されている。
【００１８】
このうち第１の撹拌翼２４は、回転中心であるボス部２０の近くに配置されていて、撹拌体１１の回転方向である矢印Ａ方向に向かって下方に約４５度傾斜している。第２の撹拌翼２５は、第１の撹拌翼２４よりも処理槽２の側壁２ａ側に配置されていて、これも撹拌体１１の回転方向（矢印Ａ方向）に向かって下方に約４５度傾斜している。そして、第３の撹拌翼２６は、ボス部２０からの距離は上記第１の撹拌翼２４とほぼ同じとなるような位置に配置されていて、回転方向（矢印Ａ方向）に向かって山状（Ｖ字状）をなしている。また、この第３の撹拌翼２６の上端位置は、他の第１及び第２の撹拌翼２４，２５よりも高くなっている。この第３の撹拌翼２６において、２つの翼片２６ａ，２６ｂのなす角度αはほぼ９０度となっている。
【００１９】
しかして、これら第１〜第３の撹拌翼２４，２５，２６は、処理槽２内の底部において、回転中心（ボス部２０）に対してほぼ３等分した位置に放射方向に配置されている。また、第１〜第３の撹拌翼２４，２５，２６は、第１の撹拌翼２４を１番目とすると、回転方向（矢印Ａ方向）に第１の撹拌翼２４、第２の撹拌翼２５、第３の撹拌翼２６の順になっている。
【００２０】
次に上記構成の作用を説明する。
厨芥を処理する前に、予め処理槽２内に、有機物を分解する微生物（例えばバチルス菌）を含んだ、例えばおがくずなどの基材２７を収容しておく。この場合、基材２７の量としては、例えば図１に示すように、処理槽２の深さの約２／３の高さまでとする。このとき、撹拌体１１における回転中心であるボス部２０の上端位置は、基材２７の深さの約１／５、撹拌翼２４〜２６の最大高さ（この場合、第３の撹拌翼２６の上端位置）は、基材２７の深さの約１／４となっている。
【００２１】
厨芥を処理する場合には、厨房などで発生した厨芥を、扉６を開けて投入口５から処理槽２内に投入する。このとき、図示はしないが、扉６の開閉を検出する扉スイッチが設けられていて、扉６が開けられた際に撹拌体１１が回転している場合には、安全のためその撹拌体１１の回転が停止される。扉６が一旦開放された後、閉じられると、モータ１３により撹拌体１１が矢印Ａ方向に回転され、処理槽２内に収容された基材２７及び厨芥（図示せず）を含む収容物２８がその撹拌体１１により撹拌される。
【００２２】
ここで、撹拌体１１により収容物２８を撹拌する際の、各撹拌翼２４〜２６の作用について説明する。第１の撹拌翼２４は、処理槽２内の底部においてその底部の中心（ボス部２０）と処理槽２の側壁２ａとのほぼ真ん中に位置していると共に、回転方向（矢印Ａ方向）に向かって下方に傾斜しているので、回転に伴い、処理槽２内の底部付近の収容物２８を掬い上げると共に、その収容物２８を処理槽２の側壁２ａ側へ押し出すように作用する。
【００２３】
第２の撹拌翼２５は、撹拌体１１の回転方向で第１の撹拌翼２４の次に位置している。この第２の撹拌翼２５は、第１の撹拌翼２４よりも処理槽２の側壁２ａに近い側に位置していると共に、回転方向（矢印Ａ方向）に向かって下方に傾斜しているので、回転に伴い、処理槽２内の側壁２ａに近い底部付近の収容物２８を掬い上げる。その掬い上げられた収容物２８は、処理槽２の側壁２ａに沿って持ち上げられるようになる。
【００２４】
第３の撹拌翼２６は、撹拌体１１の回転方向で第２の撹拌翼２５の次に位置している。この第３の撹拌翼２６は、第１の撹拌翼２４と同様に処理槽２内の底部においてその底部の中心（ボス部２０）と処理槽２の側壁２ａとのほぼ真ん中に位置していると共に、回転方向に向かって山状をなしているので、回転に伴い、処理槽２内の下部の収容物２８を処理槽２の側壁２側と回転中心（ボス部２０）側とに押し分けるように作用する。これに伴い、当該第３の撹拌翼２６の背部２６ｃ（図３参照）に空間部が形成されるようになり、この空間部に、上記第２の撹拌翼２５によって持ち上げられた収容物２８が流れ落ちるようになる。
【００２５】
このように第１〜第３の各撹拌翼２４，２５，２６の作用により、処理槽２内の収容物のうち、底部側のものが掬い上げられて処理槽２の側壁２ａ側（撹拌体１１の回転中心から遠い外周部側）へ押しやられ、その処理槽２の側壁２ａ側のものは上部側へ持ち上げられ、その持ち上げられたものは、処理槽２内の中央部側（撹拌体１１の回転中心側）へ流れ落ちるというように、処理槽２内において収容物２８が、図５に矢印Ｂ１，Ｂ２で示すように、下から上へ、また、上から下へと対流するようにして、渦を巻くように三次元的に撹拌されるようになる。従って、処理槽２内の底部に配設された撹拌体１１の各撹拌翼２４〜２６により、処理槽２内の収容物２８全体を効率良く撹拌できるようになる。この撹拌により、投入された厨芥が分散されると共に、基材２７や各撹拌翼２４〜２６との摩擦によって破砕される。
【００２６】
このような撹拌は、厨芥が投入された後、所定時間行われ、その後、所定時間は停止され、その後、再び所定時間行われるというように、間欠的に行われる。そして、投入された厨芥は、基材２７に生息した微生物により徐々に分解される。また、上記したような撹拌が行われることにより、微生物には酸素が供給され、また、厨芥の分解などにより発生した水分が収容物２８から処理槽２内の上部に放出されるようになる。処理槽２内の上部に放出された水分は、排気ファン８により外部に排出される。
【００２７】
上記した第１実施例によれば、次のような作用効果を得ることができる。
まず、処理槽２内の収容物２８を撹拌する撹拌体１１は、処理槽２内の底部に配設された縦軸形であり、撹拌体１１を受ける軸受としては例えば１カ所で良く、横軸形のものに比べて軸受構造が簡素となる。また、撹拌体１１における第１〜第３の撹拌翼２４，２５，２６は放射状に配置されていて、撹拌体１１の回転に伴い、上述したように、各撹拌翼２４，２５，２６により、処理槽２内の収容物２８を、図５に矢印Ｂ１，Ｂ２で示すように、下から上へ、また、上から下へと対流するようにして、渦を巻くように三次元的に撹拌するようになるので、処理槽２内の収容物２８全体を効率良く撹拌できるようになる。
【００２８】
ちなみに、従来の横軸形の撹拌体の場合には、撹拌翼が当たった部分しか収容物が動かないため、撹拌翼としては処理槽の底部から上部にわたるような大きなものが必要となり、撹拌体としては大形なものであった。この点、本実施例によれば、撹拌体１１を処理槽２の底部において回転させることで、処理槽２内の収容物２８全体を効率良く撹拌できるようになり、撹拌体１１としては比較的小さなものとすることができる。また、従来の横軸形の撹拌体の場合には、処理槽の側壁付近に、収容物がほとんど移動しない部分ができやすく、この部分が、糸状菌や黴などで固化してしまう現象が見られ、この部分では酸素が供給され難くなるために、臭気が発生しやすくなる。そして、このような部分が多くできると、有効な基材２７の量が減少して分解効率が悪くなるという欠点もあった。この点、本実施例によれば、基材２７を含む収容物２８が、処理槽２内において対流するように三次元的に移動して撹拌されるので、収容物２８が移動しない部分ができることを極力防止でき、臭気の発生や、有効基材量の減少を極力防止できるようになる。
【００２９】
また、本実施例の場合、処理槽２内の収容物２８を上記したように撹拌させるためには、撹拌体１１の各撹拌翼２４〜２６を、処理槽２内の収容物２８の深さ全体にわたるような大きくする必要はない。まして、撹拌翼２４〜２６が、収容物２８の上方に突き出すような必要はない。つまり、図１に示すように、撹拌体１１は、処理槽２内の収容物２８の深さの１／４程度、多くとも２／３以下の高さまであれば、上記したような収容物２８の撹拌を実現することができる。このようにすることで、撹拌のための構造は、さらに簡素にすることができる。またこのような構造とすることにより、撹拌体１１の各撹拌翼２４〜２６やボス部２０が収容物２８から露出するようなことがないため、使用者が万一処理槽２内に手などを挿入しても、けがをする可能性が低く、安全性を向上できる。
【００３０】
図６には、基材の深さに対する撹拌体１１の中心部（ボス部２０）の上端位置によって、撹拌効率がどのように変化したかを示している。図６の横軸は、基材の深さを「１」とした場合の、基材の深さに対する撹拌体１１の中心部（ボス部２０）の上端位置の比率（撹拌体上端位置／基材表面位置）を示したもので、縦軸は、１０分間に、基材中に入れられた目印の物体が何回撹拌されたかを示したものである。これによると、（撹拌体上端位置／基材表面位置）の比率が２０％位（０．２）が最も効率が良いことがわかる。その比率が２０％より高くなると、基材の移動がうまくできなくなり、上下方向の基材の移動が悪くなってくることを示している。
【００３１】
また、上記した実施例によれば、撹拌体１１における第１，第２及び第３の撹拌翼２４、２５、２６は、回転中心（ボス部２０）に対してほぼ３等分した位置に配置しているので、撹拌体１１としては、各撹拌翼２４〜２６に掛かる負荷のバランスが良く、撹拌軸１２にかかる負荷を小さくできる。
【００３２】
図７は本発明の第２実施例を示したものであり、この第２実施例は上記した第１実施例とは次の点が異なっている。すなわち、処理槽２の側壁２ａにおいて、上記撹拌体１１の各撹拌翼２４〜２６より上方で、かつ処理槽２内の収容物２８の上部付近に位置させて、内方へ向けて突出する凸部３０を、周方向に複数個間欠的に設けている。また、これら各凸部３０は、撹拌体１１の回転方向（矢印Ａ方向）に対して、先上がりとなるように傾斜している。
【００３３】
このような第２実施例においては、撹拌体１１による撹拌時に、処理槽２の側壁２ａ側において持ち上げられた収容物２８が、それら凸部３０により処理槽２の中央部側へ落ち込みやすくなるようにガイドされるようになる（図７の二点鎖線の矢印Ｃ参照）。これにより、収容物２８の撹拌効率を一層向上させることが可能になる。
【００３４】
なお、上記のような凸部３０は、処理槽２の側壁２ａに周方向に連続するように設けるようにすることもできる。また、凸部３０を設ける代わりに、処理槽２の上部の側壁２ａの内周を小さくし、処理槽２の側壁２ａの内面が、上部ほど中心側へ張り出すように湾曲させるように構成しても同様な作用効果を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の生ごみ処理機によれば、比較的簡単でしかも小型の撹拌構造で、処理槽内の収容物を良好に撹拌することが可能となり、ひいては厨芥の分解効率を向上させることが可能となる。
また、請求項４の生ごみ処理機の撹拌方法によれば、処理槽内の収容物を良好に撹拌することが可能となり、ひいては厨芥の分解効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断側面図
【図２】外観斜視図
【図３】横断平面図
【図４】撹拌体の斜視図
【図５】作用を説明するための図１相当図
【図６】撹拌体上端位置による撹拌効率を示す特性図
【図７】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【符号の説明】
２は処理槽、２ａは側壁、５は投入口、１１は撹拌体、１２は撹拌軸（回転中心）、１３はモータ、１７は減速機構、２４は第１の撹拌翼、２５は第２の撹拌翼、２６は第３の撹拌翼、２７は基材、２８は収容物、３０は凸部を示す。

Claims

基材及び、有機物を分解する微生物を収容した処理槽内に厨芥を投入し、この厨芥を前記微生物により分解処理する構成の生ごみ処理機において、
前記処理槽内の底部に、当該底部に沿うようにして放射方向に配置された複数の撹拌翼を有する縦軸形の撹拌体を備え、この撹拌体を軸を中心に回転させることに伴い、前記処理槽内の前記基材及び厨芥を含む収容物を前記各撹拌翼により撹拌する構成としたものであり、
前記処理槽はほぼ円筒容器状をなし、
前記撹拌体は、
当該撹拌体の回転中心に近い側に配置されると共に回転方向に向かって下方に傾斜し、回転に伴い前記処理槽内の収容物を掬い上げると共に処理槽の側壁側へ押し出すように作用する第１の撹拌翼と、
この第１の撹拌翼よりも前記処理槽の側壁側に配置されると共に回転方向に向かって下方に傾斜し、回転に伴い前記収容物を押し上げるように作用する第２の撹拌翼と、
回転方向に向かって山状をなし、回転に伴い前記収容物を前記処理槽の側壁側と回転中心側とに押し分けるように作用する第３の撹拌翼とを有する構成としたことを特徴とする生ごみ処理機。
撹拌体における第１，第２及び第３の撹拌翼は、回転中心に対してほぼ３等分した位置に配置したことを特徴とする請求項１記載の生ごみ処理機。
処理槽の側壁に、撹拌体より上方に位置させて、内方へ向けて突出しかつ前記撹拌体の回転方向に対して傾斜する凸部を設けたことを特徴とする請求項１記載の生ごみ処理機。
処理槽内に収容された基材、及び有機物を分解する微生物並びに厨芥を含む収容物を、前記処理槽内の底部に配設された縦軸形の撹拌体により撹拌する際に、
前記撹拌体の回転に伴い、前記回転中心に近い側に位置した第１の撹拌翼により前記収容物を掬い上げると共に前記処理槽の側壁側へ押し出し、次に、前記第１の撹拌翼よりも前記処理槽の側壁側に配置された第２の撹拌翼により前記収容物を押し上げ、次に、第３の撹拌翼により前記収容物を前記処理槽の側壁側と回転中心側とに押し分け、当該第３の撹拌翼の背部に形成される空間部に前記第２の撹拌翼により押し上げられた前記収容物を落とし込むようにして撹拌することを特徴とする生ごみ処理機の撹拌方法。