JP3806657B2 - 有機物処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、生ごみ等の有機物を分解処理する有機物処理装置に係わり、特に有機物の分解処理時に発生する悪臭を含んだ排気ガスを脱臭する脱臭装置を備えた有機物処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排気ガス中の悪臭を脱臭する脱臭装置を備えたものとして、特開２００１−２２５０４５号公報（Ｂ０９Ｂ ３／００）に、本体内に、有機物が投入される処理槽と、この処理槽内に回動自在に設けられた撹拌体と、処理槽の側面に設けられた熱源と、排気ファンを内蔵する排気通路とを設け、この排気通路を、ヒータと触媒を用いた脱臭装置と希釈ファンとを内蔵する第１排気通路と、第２排気通路とで構成し、前記排気通路の排気ファンより下流側に、第１排気通路を閉塞（この際の第１排気口を閉塞する閉塞面が水平状態となる）する場合と前記第１排気通路を閉塞する閉塞面を前記第１排気口へ臨む方向（ここでは下方）に回動して第２排気通路を閉塞する場合とを選択的に切り替えるシャッターを設けた生ごみ処理装置が開示されている。
【０００３】
この生ごみ処理装置は、熱源により微生物にて分解するのに適した温度範囲（ここでは４０℃から６０℃の間）に維持し、処理槽内の収納物を処理槽内の収納物を撹拌体により所定周期毎に所定時間撹拌することで、収納物を微生物により二酸化炭素と水に分解して堆肥化する。この堆肥化と同時に、処理槽内の収納物の熱源による加熱により収納物内の水分が蒸発し、前記二酸化炭素と共に排気ファンにて排気通路を介して排気される。
【０００４】
この際、通常、前記シャッターが第１排気通路を閉塞し、且つ、第２排気通路を開放する位置に動作され、第２排気通路を介して前記処理槽からの排気ガスを直接外部へ排気する排気運転が行なわれる。そして臭いが気になるときに使用者が脱臭ボタンを押すことでシャッターが切り替わって、第１排気通路が開放されて処理槽と連通し、且つ、第２排気通路が閉塞され、第２排気通路を介して前記排気ガスが脱臭装置で脱臭した後に外部に排気される脱臭運転が行われる。
【０００５】
しかしながら、処理槽内の収納物を撹拌する際に微細化された収納物の一部が粉塵として舞い上がるため、通常行われる排気運転中に前記粉塵が第１排気通路を閉塞するシャッターの閉塞面等に堆積する。そして、脱臭運転に切り替えられることなく排気運転が長くなるにつれて多くの粉塵が堆積するため、長時間排気運転を行った後に脱臭運転に切り替えると、シャッターの閉塞面上に堆積した多くの粉塵が脱臭装置に落下する。そして、この落下した粉塵が脱臭装置のヒータに付着し、この付着した粉塵がヒータで加熱された際に悪臭が発生したり、ヒータの下流側の触媒に落下し、この落下した粉塵により触媒が目詰まりを起こし、脱臭能力が低下したり寿命が短くなるという問題が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、脱臭装置に粉塵が付着することで脱臭装置を動作させた際に発生する悪臭を抑制できると共に、脱臭装置の目詰まりを防止できることができる有機物処理装置を提供することを主目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の手段は、投入される生ごみ等の有機物を撹拌して分解処理する処理槽と、前記処理槽の排気ガスが、略鉛直で下方に延設され脱臭装置を介して外部に排気される第１排気通路と直接外部に排気される第２排気通路とからなる排気通路と、前記第１排気通路を略水平な状態の閉塞面で閉塞する場合と前記閉塞面を下方に回動させて前記第２排気通路を閉塞する場合とを選択的に切り替えるシャッターとを備え、前記第１排気通路を閉塞して前記排気ガスを直接排気する排気運転が所定時間以上継続された際に前記シャッターの切り替え動作を行うものである。
【００１０】
上記構成において、前記排気通路内の前記シャッターの風上側に排気ファンを配設し、前記排気運転が所定時間以上継続された際の前記シャッターの切り替え動作時に、前記排気ファンを駆動するものである。
【００１１】
また、前記第１排気通路は前記脱臭装置の下流側に希釈ファンを内蔵し、前記排気運転が所定時間以上継続された際の前記シャッターの切り替え動作時に、前記希釈ファンを駆動するものである。
【００１２】
また、前記排気運転が所定時間以上継続された際の前記シャッターの切り替え動作時に、前記排気ファンを駆動するものである。
【００１３】
また、前記排気運転が所定時間以上継続された際の前記シャッターの切り替え動作を複数回行うものである。
【００１４】
また、前記排気運転が所定時間以上継続された際の前記シャッターの切り替え動作を前記処理槽内の撹拌時を避けて行うものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本願発明の第１の実施の形態の有機物処理装置として生ごみ処理機を一例に図１乃至図６に基づいて説明する。尚、前後関係は図１における操作表示部２１側を後方とする。
【００１６】
有機物処理装置は、図２に示すように微生物の担体（おが屑などの木質細片）を収納して、生ごみ等の有機物が投入される上面開口の処理槽１が、外装ケース２内に収容されて構成されている。
【００１７】
上記処理槽１は前後方向から見て下部側が後述する攪拌翼８の回転軌跡に合わせた円弧状を成す断面略Ｕ字状に形成され、上端部が外側に折り返されている。
【００１８】
また、外装ケース２は、処理槽１を載置すると共にその上面開口近くまで覆う下ケース３と、内面側下縁が処理槽１の開口上縁に密着載置され、外面側が下ケース３上縁に嵌合される上ケース４とから成っている。
【００１９】
上ケース４の上面は、処理槽１の上面開口５に対応して開口し、微生物担体や生ごみ等を投入するための投入口６が形成され、この投入口６上方には、ヒンジ等により開閉自在に構成された蓋体７が設けられている。
【００２０】
上記処理槽１内には、図１に示すように前後壁間に、複数の攪拌翼８と撹拌翼８が立設された攪拌軸９とで構成された撹拌体が正逆回転自在に設けられている。この撹拌体の攪拌軸９は、両端側が処理槽１の前後壁に形成された軸受部（図示せず）によって支持されると共に、図３に示すように後壁側の軸端１２が、大ギア１３ａ，中ギア１３ｂ，小ギア１３ｃ及び大プーリ１３ｄ，小プーリ１３ｅから成る減速駆動機構１３を介して正逆回転駆動する攪拌用モータ１４に連結され、攪拌用モータ１４の回転が減速されて伝達され、正逆回転駆動されるようになっている。
【００２１】
上記攪拌用モータ１４及び減速駆動機構１３を構成する中ギア１３ｂ，小ギア１３ｃ及び大プーリ１３ｄ等は、処理槽１の背面側に固定された金属製のフレーム１５に取り付けられている。
【００２２】
上記減速駆動機構１３の上方には、マイクロコンピュータから成る制御部等が搭載された制御基板２０が取り付けられており、この制御基板２０に搭載された制御部により本装置の各部が制御される。また、この制御基板２０の上方には、本装置の運転モードの切替、脱臭のオン／オフ操作や状態表示を行う操作表示部２１が設けられている。
【００２３】
上記処理槽１の背面側を除く、前面と左右の側面には面状ヒータ３０が貼り付けられており、上記制御部により面状ヒータ３０に内装された図示しないサーミスタを用いて、処理槽１内を微生物の活性化に適する温度範囲内（約４０℃〜６０℃）に維持するように制御される。
【００２４】
上ケース４の内側後壁には、図２に示すように排気フィルタ５０が装着される排気孔５１が形成されている。この排気フィルター５０の下流側には、脱臭装置６０を内蔵し略鉛直状態で下方に延設される第１排気通路Ａと、略水平状態で配設される第２排気通路Ｂとから構成された排気通路Ｃが設けられている。この排気通路内Ｃの排気フィルター５０側には排気ファン５２が取り付けられている。
【００２５】
前記脱臭装置６０は、上流側に長円形に一巻きされて折り返された管状ヒータ（シーズヒータ）６２が配置され、その下流側にセラミックでハニカム構造に形成された酸化触媒６３が配置され、それらが耐熱、耐食性を有するステンレス等の金属性フレーム６４内に収納され、さらに断熱材６５で覆われている。これにより、流入する排気がヒータ６２によって加熱され、この加熱された排気が触媒６３を通ることにより触媒６３が加熱されて、排気に含まれる悪臭成分の分解反応が促進されるようになっている。
【００２６】
上記脱臭装置６０の出口側には、成型の容易な樹脂で形成されたエアガイド６１が連結され、このエアガイド６１が下ケース３の背面側下部に開口する排気口６６に連結されている。また、この第１排気通路Ａの排気口６６側には、処理槽１からの排気を吸引すると共に脱臭装置６０から排出される高温排気を通気孔６７から流入する外気で希釈するための希釈ファン６８が取り付けられている。
【００２７】
また、管状ヒータ６２の上方には、サーミスタと温度ヒューズ（いずれも図示せず）が配置されており、脱臭排気用の希釈ファン６８の故障等により脱臭装置６０内の排気風の流れが停止した場合に、前記サーミスタと温度ヒューズにより管状ヒータ６２が所定の温度以上になるのを防止する。
【００２８】
また、上記脱臭装置６０は、断熱材６５を介して処理槽１背面に取り付けられており、管状ヒータ６２による加熱温度（２５０℃以上）を面状ヒータ３０の制御温度（８０℃〜９０℃）近傍まで断熱して処理槽１を加温するように構成されている。
【００２９】
一方、前記第２排気通路Ｂの背面側の出口を外装ケース２の背面側に下方に向けて開口する排気口７０に連通するように構成されている。
【００３０】
排気通路Ｃには、枢支軸６９ａの両側に閉塞板６９ｂ、６９ｃがそれぞれ形成されたシャッター６９が枢支軸６９ａにて回動自在に枢支されており、モータ７３により回動される。このシャッター６９は、図２に示すように一方の閉塞板６９ｂが略水平状態で第１排気通路Ａを閉塞する際に、他方の閉塞板６９ｃが排気口７０を開放する。この状態から図５に示すように閉塞板６９ｂの閉塞面６９ｄを枢支軸６９ａを中心に第１排気通路Ａに臨む方向（ここでは下方）に回動させると、第１排気通路Ａが開放され、他方の閉塞板６９ｃが第２排気通路Ｂの出口を閉塞する。これにより、シャッター６９にて第１排気通路Ａを閉塞して処理槽１内の排気ガスを第２排気通路Ｂから外部に直接排気する排気運転と、第２排気通路Ｂを閉塞して第１排気通路Ａから脱臭装置６０にて脱臭した後に外部に排気する脱臭運転とを切り替えられるようにしている。
【００３１】
また、下ケース３の底面側には、外気を取り入れる吸気口７１が形成されており、この吸気口７１や下ケース３と上ケース４との隙間から取り入れられた外気は、外装ケース２と処理槽１との間の隙間を通って、処理槽１の上部に形成された吸気孔７２を介して処理槽１内に取り込まれる。
【００３２】
次に動作について説明する。
【００３３】
本装置の使用時には、予め一定量の微生物担体を処理槽１内に投入しておく。そして、生ごみ等の有機物を処理するときは、蓋体７を開けて投入口６から処理槽１内に生ごみ等の有機物を投入して蓋体７を閉じる。蓋体７を閉じると、これを図示しない検出手段が検出し、その出力に基づいて制御基板２０上に実装された制御部が面状ヒータ３０、攪拌用モータ１４及び排気ファン５２とシャッター６９を駆動するモータ７３等への通電制御を開始する。
【００３４】
攪拌用モータ１４への通電制御により、攪拌翼８が立設された攪拌軸９が間欠的に（例えば３０分周期で１分間ずつ）正逆回転して担体と有機物とを攪拌混合すると共に、面状ヒータ３０への通電制御により処理槽１内の温度を微生物の活性化に最適な範囲に維持して、担体に培養される微生物により有機物を二酸化炭素と水に分解して堆肥化する。この際、従来例に示したように微細化された収納物の一部が粉塵となって舞い上がる。
【００３５】
シャッター６９を駆動するモータ７３への通電により、モータ７３により第１排気通路Ａが閉塞され第２排気通路Ｂの出口が開放される位置でシャッター６９が停止し、処理槽１内の排気ガスを第２排気通路Ｂから直接排気する排気運転が可能となる。このように第１排気口Ａを閉塞した場合には、前記撹拌時に舞い上がった粉塵がシャッター６９の閉塞面６９ｄに堆積する。
【００３６】
この状態で、排気ファン５２への通電制御により、図２に示すように、処理槽１内の湿った空気を直接排気の第２排気通路Ｂを通して排気口７０より外部へ排出し、処理槽１内が高湿度状態となるのを防止すると共に、処理槽１内の空気が外部に排出されるのに伴い、下ケース３の底部に形成した吸気口７１等から外装ケース２内に新鮮な外気を取り入れ、処理槽１上部に形成された吸気孔７２から処理槽１内に微生物の活性化に必要な酸素を供給する。
【００３７】
一方、処理槽１からの直接排気により排出される排気の臭いが気になるときには、操作表示部２１に設けられた脱臭ボタン（図示せず）を押す。脱臭ボタンを押すと脱臭運転が開始され、制御部により、排気ファン５２への通電が停止されると共に、図４及び図５に示すように、シャッター６９を駆動するモータ７３にて、シャッター５３が一方の閉塞板６９ｂの閉塞面６９ｄを第１排気通路Ａに臨む方向に回動され、第１排気通路Ａが処理槽１に連通すると共に、他方の閉塞板６９ｃで第２排気通路Ｂの出口が閉塞される。
【００３８】
この状態で制御部は脱臭装置６０のヒータ６２に通電すると共に、希釈ファン６８に通電し、処理槽１からの排気ガスが脱臭装置６０を内蔵する第１排気通路Ａに流れるようになる。この際、閉塞面６９ｄに堆積した粉塵は第１排気口へ臨むように（下方に）回動され、希釈ファン６８を駆動することで、第１排気通路Ａ内に落下する。
【００３９】
この排気通路Ａに流れ込んだ排気ガスは、脱臭装置６０のヒータ６２への通電により、２５０〜３００℃の触媒反応温度に加熱されて触媒６３に供給される。触媒６３内に供給された高温の排気ガスは、触媒６３を同温度に加熱して、その触媒作用により促進された悪臭の酸化分解反応によって脱臭化されてゆき、触媒６３を通過する間にほぼ完全に無臭化される。無臭化された排気ガスは希釈ファン６８を介して約６０℃ぐらいの温度まで下げられて、外装ケース２背面側下部に設けられた排気口６６から外部に排出される。
【００４０】
次に、図６のフローチャートに基づいて触媒６３の目詰まりの恐れを低減する制御について詳述する。
【００４１】
外部から電力が供給されると、ステップＳ１において、後述する所定時間Ｔ（ここでは２４時間）をカウントするタイマーがリセットされると共に、上述の如く排気運転が開始され、処理槽１内の担体に培養される微生物により投入された有機物を二酸化炭素と水に分解して堆肥化すると共に、処理槽１内の湿った空気が前記二酸化炭素と共に直接排気の第２排気通路Ｂを通して排気口７０より外部へ排出される。
【００４２】
脱臭ボタンを押すと排気運転から脱臭運転に切り替えられ、シャッター６９が回動して第２排気通路Ｂを閉塞して第１排気通路Ａが開放され、処理槽１内の排気ガスが第１排気通路Ａへ流入する。第１排気通路Ａへ流入した排気ガスは脱臭装置６０で脱臭された後に外部に排気されるようになり、脱臭ボタンが再び押されるか所定時間（ここでは３日）経過するまで継続される。
【００４３】
この運転中、ステップＳ２において２４時間経過したかどうかが判断され、経過していない場合はステップＳ２に戻り、経過した場合にはステップＳ３に移行する。
【００４４】
ステップＳ３において現在の運転が排気運転かどうかが判断される。排気運転でない場合、即ち、脱臭運転の場合には、処理槽１から舞い上がった担体等の粉塵が２４時間以上シャッター６９の閉塞面６９ｂに堆積する状態ではないので、そのままステップＳ１に戻り、タイマーがリセットされる。
【００４５】
排気運転中の場合には、ステップＳ４に移行し、希釈ファン６８を動作してステップＳ５に移行する。そして、シャッター６９を回動させて第１排気通路Ａの閉塞と開放を行う風路切り替え動作を行い、ステップＳ５においてこの風路切り替え動作が所定の往復回数（ここでは２回）完了したかどうかが判断され、完了していない場合にはステップＳ５に戻り、完了した場合にはステップＳ６に移行する。
【００４６】
ステップＳ６において希釈ファン６８を停止してステップＳ１に戻る。
【００４７】
上述の如く、所定時間（ここでは２４時間）毎に運転状態を確認し、排気運転の場合にシャッター６９にて第１排気通路Ａを閉塞と開放を繰り返す風路切り替え動作を行うようにしたことで、所定時間以上排気運転が継続されても、所定時間毎にシャッター６９の第１排気通路Ａを閉塞する閉塞面６９ｂに堆積した粉塵を排気通路へ落下させることができる。これにより、所定時間以上前記閉塞面６９ｂに粉塵が堆積するのを防止することができ、排気運転から脱臭運転に切り替える際に、多くの粉塵が一度に第１排気通路Ａ内に流入して多くの粉塵がヒータ６２へ付着したり触媒６３に落下するのを防止できる。したがって、ヒータ６２を通電した際に付着した粉塵から発生する悪臭を低減できると共に、触媒６３が目詰まりを起こす恐れを低減でき、長寿命化することができる。
【００４８】
また、前記シャッター６９にて第１排気通路Ａを閉塞と開放を行う風路切り替え動作を複数回行うことで、シャッター６９の第１排気通路Ａを閉塞する閉塞面６９ｂに堆積した粉塵をより確実に第１排気通路Ａ内へ落下させることができる。
【００４９】
この際に、希釈ファン６８を駆動することでヒータ６２へ付着した粉塵や触媒６３に落下した粉塵を希釈ファン６８の送風と共により効率よく外部に排気でき、悪臭の発生をより低減できると共に、触媒６３をより長寿命化することができる。
【００５０】
この希釈ファン６８の送風に加え、排気ファン５２の送風を第１排気通路Ａ内に送ることで、ヒータ６２へ付着した粉塵や触媒６３に落下した粉塵を更に効率よく外部に排気でき、悪臭の発生を更に低減できると共に、触媒６３を更に長寿命化することができる。
【００５１】
尚、上記第１の実施の形態では第１排気通路Ａを略鉛直で下方に延設し、第１排気通路Ａを閉塞する閉塞面６９ｂを、第１排気通路Ａを開放する際に第１排気通路Ａへ臨む方向（ここでは下方）に回動させたが、これに限定されるものではなく、第１排気通路Ａを閉塞するシャッター６９の閉塞面６９ｂを第１排気通路Ａを開放する際に第１排気通路Ａへ臨む方向（図中の時計回り）に回動させるようにしているものであれば、図７に示す第２の実施の形態の如く、第１排気通路Ｄを略水平に配設し、第２排気通路Ｅを略鉛直で下方に延設する等、第１排気通路と第２排気通路とを様々な状態で設けるようにしてもよい。
【００５２】
また、２４時間経過時に排気運転が行われている場合に、シャッター６９にて第１排気通路Ａを閉塞と開放を行う風路切り替え動作を行うようにしたが、この切り替え動作を行う際に処理槽１内の撹拌が行われている場合に、処理槽１内の撹拌動作終了後に前記切り替え動作を行うようにしてもよい。
【００５３】
この場合、処理槽１内の撹拌時に舞い上がった粉塵が排気ファン５２の流れに乗って直接第１排気通路Ａへ送られるのをシャッター６９で防止できるので、第１排気通路Ａへ流入する粉塵の量を低減することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の請求項１によれば、シャッターの第１排気通路を閉塞する閉塞面に堆積した粉塵をより確実に第１排気通路内へ落下させることができ、前記閉塞面に堆積する粉塵の量を低減できる。
【００５７】
本発明の請求項２によれば、排気ファンの送風を第１排気通路内に送ることで、脱臭装置に落下した粉塵を更に効率よく外部に排気でき、脱臭装置を更に長寿命化することができる。
【００５８】
本発明の請求項３によれば、希釈ファンを駆動することでヒータへ付着した粉塵や触媒に落下した粉塵を希釈ファンの送風と共により効率よく外部に排気でき悪臭の発生をより低減できると共に、触媒をより長寿命化することができる。
【００５９】
本発明の請求項４によれば、処理槽内の撹拌時に舞い上がった粉塵が排気ファンの流れに乗って直接排気通路へ送られるのをシャッターで防止できるので、第１排気通路へ流入する粉塵の量を低減することができ、悪臭の発生をより低減できると共に、触媒をより長寿命化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施の形態における有機物処理装置の平面断面図である。
【図２】同有機物処理装置の側面断面図である。
【図３】同有機物処理装置の背面断面図である。
【図４】図１において排気運転から脱臭運転に切り替えた場合の平面断面図である。
【図５】図２において排気運転から脱臭運転に切り替えた場合の側面断面図である。
【図６】同有機物処理装置のヒータへの粉塵の付着量と触媒の目詰まり恐れを低減する制御を示したフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す有機物処理装置の側面断面図である。
【符号の説明】
１ 処理槽
５２ 排気ファン
６０ 脱臭装置
６８ 希釈ファン
６９ シャッター
６９ｂ 閉塞面
Ａ 第１排気通路
Ｂ 第２排気通路
Ｃ 排気通路

Claims (5)

1. 投入される生ごみ等の有機物を撹拌して分解処理する処理槽と、前記処理槽の排気ガスが、略鉛直で下方に延設され脱臭装置を介して外部に排気される第１排気通路と直接外部に排気される第２排気通路とからなる排気通路と、前記第１排気通路を略水平な状態の閉塞面で閉塞する場合と前記閉塞面を下方に回動させると共に前記第２排気通路を閉塞する場合とを選択的に切り替えるシャッターとを備え、前記第１排気通路を閉塞して前記排気ガスを直接排気する排気運転が所定時間以上継続された際に前記シャッターの切り替え動作を行うことを特徴とする有機物処理装置。
2. 前記排気通路内の前記シャッターの風上側に排気ファンを配設し、前記排気運転が所定時間以上継続された際の前記シャッターの切り替え動作時に、前記排気ファンを駆動することを特徴とする請求項１に記載の有機物処理装置。
3. 前記第１排気通路は前記脱臭装置の下流側に希釈ファンを内蔵し、前記排気運転が所定時間以上継続された際の前記シャッターの切り替え動作時に、前記希釈ファンを駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の有機物処理装置。
4. 前記排気運転が所定時間以上継続された際の前記シャッターの切り替え動作を複数回行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の有機物処理装置。
5. 前記排気運転が所定時間以上継続された際の前記シャッターの切り替え動作を前記処理槽内の撹拌時を避けて行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の有機物処理装置。

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