JP3807292B2 - 生ごみ処理機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼熱を利用して生ごみを乾燥処理する生ごみ処理機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼熱を利用した生ごみ処理機は特開平７−３３２８５８号公報（以下従来例１という）に記載されたものが知られている。図１０は従来の燃焼熱を利用した生ごみ処理機を示す。乾燥室１内の空気を強制循環加熱するための循環用通路２に排気回路３を分岐接続し、前記循環用通路２内に、ガスバーナ４を設け、前記ガスバーナ４の一次空気口を前記循環系の外部に設けて、前記循環系に生じる余剰気体を前記排気回路３から排出させるようにしている。そして、発生した臭い成分はバーナの火炎で焼く。その結果、凝縮装置を不要にして、生ごみ乾燥用の加熱エネルギーの無駄な消費が防止できる。
【０００３】
また、別の燃焼熱を利用した生ごみ処理機として特開平６−１１４３６７号公報（以下従来例２という）に記載されたものが知られている。図１１には従来の燃焼熱を利用した生ごみ処理機の別の例を示す。ガスバーナ５で発生した燃焼ガスを生ごみを投入した処理容器６の外周に形成した燃焼ガス通路７に通して、フィン８を回転させながら乾燥、粉砕を行い、生ごみから発生した水蒸気は冷却筒９で冷却して気液に分離し、ドレンから排出し、空気は燃焼に供し、空気中に発生した臭いは循環中に高温分解する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来の従来例１に記載されたものにおいては、高温に加熱された高温の燃焼ガスは乾燥室１と循環用通路３で循環しガスバーナ４の火炎近くを通る度に高温分解して脱臭する事が示されている。また、この燃焼ガスは燃焼ガスの水蒸気分圧が高い。そのため、生ごみ中の水分を短時間に蒸発させるためには、生ごみ温度を高温に保持し、乾燥しなければならなかった。また、従来例２に記載されたものにおいても、生ごみを乾燥処理する際に発生する臭いは、燃焼ガス通路７を通り排出される前に、ガスバーナ５で温度上昇して臭いを分解し、処理容器６内には生ごみから蒸発した水蒸気が充満しており、水蒸気分圧が高い。生ごみに含まれる水分は、生ごみ周囲の水蒸気分圧が低いほど蒸発しやすく、生ごみや周囲の温度が高いほど蒸発しやすい。そこで、乾燥時間を低減するためには生ごみ中の水分を高温に保持し、乾燥しなければならない。
【０００５】
これらの従来例１、従来例２ともに、臭いを含んだ排出ガスを直接バーナ近くに流して熱分解による脱臭を図っているが、排出ガスの全てを十分に温度上昇させることは困難であり臭気を全て分解させる事ができなかった。また、乾燥後の気体の殆どは高温の水蒸気であり、これを放出するとエネルギーの有効利用上課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱交換器により排出ガスを十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解するとともに、省エネルギーと処理時間の短縮を図る生ごみ処理機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の生ごみ処理機は、燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路に連通する送風機とを備え、前記乾燥処理部内の空気は、前記送風機により前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通って循環する構成とした。
【０００８】
これにより、臭いの発生した生ごみ乾燥処理部から排出する空気は脱臭熱交換部と常に循環を繰り返し、脱臭熱交換部で燃焼部からの熱で温度上昇し、臭い成分は分解を繰り返す。このため、生ごみ乾燥処理部内の空気中の臭気成分は繰り返し分解され完全に除去できる。また、脱臭熱交換部の流入部と流出部に熱交換する予熱熱交換器により高温の流出ガスで低温の流入ガスを加熱でき流入ガスの温度を予め高温と出来ることにより、脱臭熱交換部の温度をさらに高温に維持することが可能となり同時に予熱熱交換器から出ていく ガス温度は低温となる。このため、循環する空気を十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解するとともに乾燥処理槽に戻る空気温度を低下でき入力エネルギーの低減がはかれる。また、大量に流しても脱臭を行えるため、循環空気量の増大が図れ、短時間に乾燥処理部内の臭い成分の分解処理が可能となり乾燥処理部の開閉時も臭いが発せず操作性も向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路に連通する送風機とを備え、前記乾燥処理部内の空気は、前記送風機により前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通って循環する構成とした。これにより、臭いの発生した生ごみ乾燥処理部から排出する空気は脱臭熱交換部と常に循環を繰り返し、脱臭熱交換部で燃焼部からの熱で温度上昇し、臭い成分は分解を繰り返す。このため、生ごみ乾燥処理部内の空気中の臭気成分は繰り返し分解され完全に除去できる。また、脱臭熱交換部の流入部と流出部に熱交換する予熱熱交換器により高温の流出ガスで低温の流入ガスを加熱でき流入ガスの温度を予め高温と出来ることにより、脱臭熱交換部の温度をさらに高温に維持することが可能となり同時に予熱熱交換器から出ていくガス温度は低温となる。このため、循環する空気を十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解するとともに乾燥処理槽に戻る空気温度を低下でき入力エネルギーの低減がはかれる。また、大量に流しても脱臭を行えるため、循環空気量の増大が図れ、短時間に乾燥処理部内の臭い成分の分解処理が可能となり乾燥処理部の開閉時も臭いが発せず操作性も向上する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に連通し前記乾燥処理部内の空気を循環させる送風機と、前記高温通路と前記循環通路の流出部側と乾燥処理部とを連通接続する混合室と、前記乾燥処理部と前記混合室とを連通接続しこの接続経路途中に設けた循環送風機を介して前記乾燥処理部内の空気を前記混合室に送る循環路とを備え、前記高温通路内のガスと、前記脱臭熱交換部の流出部からのガスと、前記循環路からの乾燥処理部内の空気とを前記混合室において混合し乾燥処理部に噴出する構成とした。これにより、燃焼部からの高温ガスと脱臭熱交換器で高温となったガスは低温の乾燥処理部内の循環空気と混合室にて均一に混合し比較的低温となって乾燥処理部に噴出できる。このため、燃焼部からの高温ガス温度のさらなる高温化と流量の増大（燃焼量の増加）が可能となり乾燥処理部へより多くのエネルギーを供給可能で生ゴミ乾燥処理の短時間化が図れる。また、脱臭熱交換器で高温となったガスの流量の増加も可能となり乾燥処理部の臭い成分をさらに減量でき快適性能を向上できる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路に連通し前記乾燥処理部内の空気を前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通って循環させる送風機とを 備え、前記高温通路は、前記循環通路の前記脱臭熱交換部の流出部と予熱熱交換器間に接続され、前記高温通路内のガスと前記脱臭熱交換部の流出部からのガスとを混合してから予熱熱交換器に送る構成とした。これにより、予熱熱交換器内で、高温通路内のガスと脱臭熱交換部の流出部からのガスとの混合ガスにより、乾燥処理部から予熱熱交換器を通り脱臭熱交換器に流れる臭いのあるガスを加熱できる為、予熱熱交換器を出たガスはさらに高温となって脱臭熱交換器に入る。そのため、脱臭熱交換部の温度をさらに高温に維持することが可能となり、循環する空気を十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解する。また、大量に流しても脱臭を行えるため、循環空気量の増大が図れ、短時間に乾燥処理部内の臭い成分の分解処理が可能となり乾燥処理部の開閉時も臭いが発せず操作性も向上する。
【００１２】
請求項４記載の発明は、特に請求項１または３記載の送風機の出口を分岐して循環通路内の予熱熱交換部から乾燥処理部に至る通路に連通するバイパス路を設けた。これにより、燃焼部からの高温通路と脱臭熱交換部の流出部からのガスが合流した高温空気に、送風機による乾燥処理部からの低温空気とが混合してから乾燥処理部に入る。このため、混合し比較的低温となって乾燥処理部に噴出できる。そのため、燃焼部からの高温ガス温度のさらなる高温化と流量の増大（燃焼量の増加）が可能となり、乾燥処理部へより多くのエネルギーを供給可能で生ゴミ乾燥処理の短時間化が図れる。また、循環回路等特別な装置は必要でなくシステム全体が簡素化、コンパクトとなり信頼性の向上が図れる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路内の前記予熱熱交換器から前記乾燥処理部に至る通路の途中から分岐して外部に排出する排出通路と、前記循環通路に連通する送風機とを備え、前記乾燥処理部内の空気は、前記送風機により前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通り臭気成分が分解された後、前記排出通路より排出される構成とした。これにより、臭いの発生した生ごみ処理部から排出する空気の全ては、脱臭熱交換部で燃焼部からの熱で温度上昇し、臭い成分は分解した後、排出通路より排出できる。このため、排出ガスの全てを十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解して排出でき、排出する臭気の確実な低減が可能である。
【００１４】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における燃焼熱を利用して生ごみを乾燥処理する生ごみ処理機の全体構成を示す。１１は気体あるいは液体等の燃料を燃焼し熱を発生する燃焼部、１２は燃焼ガスの熱を熱交換して高温となる脱臭熱交換部、１３は脱臭熱交換部１２の流入部１４と流出部１５に接続し空気を循環させる送風機、１６は生ごみを投入して乾燥する乾燥処理部であり生ゴミ１７を撹拌する撹拌モータ１８と撹拌羽根１９を内蔵してある。燃焼部１１で発生した高温ガスは脱臭熱交換部１２を加熱して高温通路２０を通り乾燥処理部１６の入り口２１から内に至る。また、排出空気は乾燥処理部１６の出口２２から排出する。脱臭熱交換部１２に流れる空気は、乾燥処理部１６から送風機１３により流入部１４から脱臭熱交換部１２、流出部１５を通り乾燥処理部１６へと循環する。
【００１６】
以上のように構成された生ごみ処理機について、以下その動作、作用を説明する。まず、生ごみ１７を乾燥処理部１６に投入し、燃焼部１１に点火し燃焼を開始すると高温燃焼ガスが発生する。この燃焼ガスは、燃焼部１１から脱臭熱交換部１２を加熱した後、高温通路２０を通り乾燥処理部１６の入り口２１から吹き出し、生ごみ１７に熱を与えると共に乾燥雰囲気を作り水分の蒸発を促す。そして、水分濃度の高くなった乾燥処理部１６内の空気は、乾燥処理部１６の出口２２から外部に排出する。同時に、乾燥処理部１６内の空気は、送風機１３により流入部１４から脱臭熱交換部１２、流出部１５を通り乾燥処理部１６へと常に循環を繰り返す。このため、高温の脱臭熱交換部１２を通る時、ここで臭い成分は高温分解する。脱臭熱交換部１２は燃焼ガスと分離できる例えばパイプ式積層式などの熱交換器で構成し、燃焼ガスで加温する。生ごみの臭い成分は硫化物、アミン化合物、リモネン化合物等他種類であるが４００゜Ｃ以上になると分解を始め、６００゜Ｃでは殆ど分解し臭いを発しなくなる。
【００１７】
臭いの発生した生ごみ乾燥処理部１６から排出する空気は脱臭熱交換部１２と常に循環を繰り返し、脱臭熱交換部１２で燃焼部１１からの熱で温度上昇し、臭い成分は分解を繰り返す。このため、生ごみ１７の乾燥処理部１６内の空気中の臭気成分は繰り返し分解され完全に除去できる。また、比較的低温である乾燥処理部１６から外部に一部の空気を排出することにより、乾燥処理部１６の水分も排出され排出ガスが低温でも結露することがなく排気温度を低温に出来るため排出熱量が少なく省エネルギーが可能となる。
【００１８】
（実施例２）
図２は、本発明の実施例２における生ごみ処理機の全体構成を示す。実施例１と異なるところは、脱臭熱交換部１２の流入部１４と流出部１５に熱交換する予熱熱交換器２３を設けてある。予熱熱交換器２３はパイプジャケット型（渦巻き型等の構成でも可）としパイプ内を脱臭熱交換部１２からの排気空気が流れ、外側のジャケットを乾燥処理部１６からの循環空気が流れる。このため、脱臭熱交換部１２の流入部１４と流出部１５とで熱交換する予熱熱交換器２３は、高温の流出ガスで低温の流入ガスを加熱でき流入ガスの温度を予め高温と出来ることにより、脱臭熱交換部１２の温度をさらに高温に維持することが可能となり同時に予熱熱交換器２３から出ていくガス温度は低温とできる。このため、循環する空気を十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解するとともに乾燥処理部１６に戻る空気温度を低下でき入力エネルギーの低減がはかれる。また、大量に流しても脱臭を行えるため、循環空気量の増大が図れ、短時間に乾燥処理部１６内の臭い成分の分解処理が可能となり乾燥処理部１６の開閉時も臭いが発せず操作性も向上する。
【００１９】
図３に、乾燥処理部１６から出た循環空気の温度を示す。Ｔ１の温度の循環空気は予熱熱交換器２３に入ると、脱臭熱交換部１２からの空気によってＱ１の熱量で加温されＴ２まで上昇する。次に、循環空気は脱臭熱交換部１２に入り高温の燃焼ガスによってＱ２の熱量が加えられＴ２からＴ３まで上昇する。排気ガス中の臭い成分はこのＴ３の高温で熱分解し、循環空気は不快感の無い空気となる。そして、脱臭熱交換部１２から出た循環空気は予熱熱交換器２３を通る時、乾燥処理部１６から出た循環空気と熱交換してＴ３からＴ４まで温度低下し乾燥処理部１６に放出する。前述したように、循環空気中の臭い成分を完全に熱分解する為にはＴ３を６００℃まで均一に上昇させることにある。その為には、循環空気にＱ１＋Ｑ２の熱を加える必要があるが、本発明では、高温である脱臭熱交換部１２からの循環空気の熱を脱臭熱交換部１２に入る循環空気を加温してこの中で熱のフィードバックを行っている。そのため、循環空気の温度を６００℃近いＴ３に加温する熱量としてＱ２で可能となり、Ｑ１の熱量の分が省エネルギーと出来る。また、乾燥処理部１６に放出する循環空気は低温となり、生ゴミが高温で焦げる等が無い。
【００２０】
そして、脱臭熱交換部１２の流入部１４と流出部１５に熱交換する予熱熱交換器２３により高温の流出ガスで低温の流入ガスを加熱でき流入ガスの温度を予め高温と出来ることにより、脱臭熱交換部１２の温度をさらに高温に維持することが可能となり同時に予熱熱交換器２３から出ていくガス温度は低温となるため、排出ガスの全てを十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解するともに排気温度を低下でき入力エネルギーの低減がはかれる。また、大量に流しても脱臭を行えるため、燃焼ガスに新鮮空気を混合して乾燥処理部１６に供給して、生ごみに水蒸気分圧の低い大量の混合燃焼ガスを供給することができる。そのため、低温で生ごみを短時間に乾燥することができ省エネルギーが可能となる。
【００２１】
（実施例３）
図４は、本発明の第３の実施例における生ごみ処理機の全体構成を示す。実施例１と異なるところは、混合室２４には、高温通路２０と、流出部１５と、乾燥処理部１６の出口２５から循環送風機２６を介した循環路２７と、乾燥処理部１６に至る出口２８を接続し構成してある。これにより、燃焼部１１から脱臭熱交換部１２を加熱して通ったガスと、脱臭熱交換部１２から出たガスと、乾燥処理部１６内の空気の循環空気とを合流して乾燥処理部１６に至る通路とできる。このため、燃焼部１１からの高温ガスと脱臭熱交換部１２で高温となったガスは循環路２７からの低温循環空気と混合室２４内で均一に混合し比較的低温となって乾燥処理部１６に噴出できる。
【００２２】
乾燥処理部１６内の温度は、生ゴミが高温分解又は変質する為一定以下（概略は１５０℃以下）に保つ必要がある。その為、生ゴミを加熱するガスの温度もこの値以下を保持する必要がある。一方、生ゴミの乾燥処理時間の短縮を図るためには、生ゴミ内の水分蒸発に必要な熱量をより多く供給する事が必要である。
【００２３】
そのため、燃焼部１１からの高温ガス温度のさらなる高温化と流量の増大（燃焼量の増加）が可能となり乾燥処理部１６へより多くのエネルギーを供給可能で生ゴミ乾燥処理の短時間化が図れる。また、脱臭熱交換部１２で高温となったガスの流量の増加も可能となり乾燥処理部１６の臭い成分をさらに減量でき快適性能を向上できる。
【００２４】
（実施例４）
図５は、本発明の実施例４における生ごみ処理機の全体構成を示す。実施例１と異なるところは、乾燥処理部１６の出口２２から外部に排出する排出通路３０と、乾燥処理部１６の入口３１に外部から流入する流入通路３２を設け、かつこの流入通路３２と排出通路３０で熱交換する熱回収熱交換器３３を構成してある。このことにより、比較的高温の乾燥処理部１６の空気である排気ガスから外気である低温の流入空気に熱交換でき、排気ガスからの外部への放熱が防止できエネルギー効率の高いものとなる。
【００２５】
（実施例５）
図６は、本発明の実施例５における生ごみ処理機の全体構成を示す。実施例２と異なるところは、燃焼部１１から脱臭熱交換部１２を加熱して通る高温通路２０と、脱臭熱交換１２から出た流出部１５とを合流して予熱熱交換器２３を通り乾燥処理部１６に至る通路と構成してある。
【００２６】
このことにより、予熱熱交換器２３内で燃焼部１１から脱臭熱交換部１２を加熱して通ったガスにより乾燥処理部１６から予熱熱交換器２３を通り脱臭熱交換部１２に流れる臭いのあるガスを加熱できる。すなわち、燃焼部１１からのガス温度は約１２００゜Ｃと非常に高温であり、脱臭熱交換部１２を加熱した後も約７００゜Ｃと高温を維持している。一方、脱臭熱交換部１２から出たガスは約６００゜である。この高温の２つのガスを合流して流すことにより、予熱熱交換器２３を流れるガスの入口、出口とも温度が上昇する。この為、予熱熱交換器２３を出たガスはさらに高温となって脱臭熱交換部１２に入る。そのため、脱臭熱交換部１２の温度をさらに高温に維持することが可能となり、循環する空気を十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解する。また、大量に流しても脱臭を行えるため、循環空気量の増大が図れ、短時間に乾燥処理部１６内の臭い成分の分解処理が可能となり乾燥処理部１６の開閉時も臭いが発せず操作性も向上する。
【００２７】
また、送風機１３の出口を分岐して予熱熱交換器２３から乾燥処理部１６に至る通路に連通したバイパス路３４を設けてある。このため、燃焼部１１からの高温通路２０と脱臭熱交換部１２から出た流出部１５からの合流した高温空気に送風機１３による乾燥処理部１６からの低温空気とが混合してから乾燥処理部１６に入る。このため、混合し比較的低温となって乾燥処理部１６に噴出できる。乾燥処理部１６内の温度は、前述の通り一定以下に保つ必要があり、一方、生ゴミの乾燥処理時間の短縮を図るためには、熱量をより多く供給する事が必要である。
【００２８】
そのため、燃焼部１１からの高温ガス温度のさらなる高温化と流量の増大（燃焼量の増加）が可能となり、乾燥処理部１６へより多くのエネルギーを供給可能で生ゴミ乾燥処理の短時間化が図れる。また、循環回路等特別な装置は必要でなくシステム全体が簡素化、コンパクトとなり信頼性の向上が図れる。
【００２９】
（実施例６）
図７は、本発明の実施例６における生ごみ処理機の全体構成を示す。実施例２と異なるところは、脱臭熱交換部１２から出たガスを外部に排出する排出通路３５を設けてある。このことにより、臭いの発生した生ごみ処理部１６から排出する空気の全ては、脱臭熱交換部１２で燃焼部１１からの熱で温度上昇し、臭い成分は分解した後排出できる。このため、排出ガスの全てを十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解した後排出でき、排出する臭気の確実な低減が可能である。
【００３０】
また、予熱熱交換器２３から乾燥処理部１６に至る通路の途中から分岐して外部に排出する排出通路３５を構成し、かつこの排出通路３５と実施例４の図５で説明した外気の流入通路３２で熱交換する熱回収熱交換器３３を組み合わせると、臭いの発生した生ごみ処理部から排出する空気の全ては、脱臭熱交換部で臭い成分は分解した後排出でき、排出ガスの全てを十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解して排出でき、排出する臭気の確実な低減が可能であり、かつ、排出する高温の排気ガスから低温の流入空気に熱交換でき、排気ガスからの外部への放熱が防止でき入力エネルギーの低減がはかれる。
【００３１】
一般に、生ごみは高温で長時間保持すると、茶色に変色し変質するが、恒率乾燥領域では生ごみからの水の蒸発が激しく、生ごみ温度が１００℃以上にはなりにくく、生ごみが茶色に変色することはほとんどない。また、減率乾燥領域になると生ごみの温度は上昇し始めるが、混合燃焼ガス温度を低く設定することにより、生ごみの温度上昇を抑えることができる。このとき、水分の乾燥を促進するため、混合燃焼ガスの風量を増加させるとよい。
【００３２】
図８は、入り口２１での混合燃焼ガスの温度変化と乾燥処理部１６内の雰囲気空気の温度変化を示している。横軸は時間（分）、縦軸は温度（℃）である。
【００３３】
燃焼部１１に点火すると入り口２１から噴出する混合燃焼ガス温度３６は設定温度まで上昇し、一定となる。一方、乾燥処理部１６内の空気温度３７は、燃焼部１１に点火すると次第に上昇し、一定温度となる。このとき、生ごみ温度は１００℃以下の場合が多く、混合燃焼ガス温度３６より低い。この一定温度の状況は、恒率乾燥領域であり、生ごみの表面の水分が急速に蒸発するため、混合燃焼ガスから供給される熱量と生ごみから蒸発で奪われる熱量がバランスし、一定温度となる。その後、温度は次第に上昇を始める。この上昇部は減率乾燥領域であり、生ごみから蒸発する水分量が次第に少なくなる。そのため、生ごみの温度も雰囲気の温度も次第に上昇し、生ごみの温度に近づいていく。燃焼部１１の燃焼を止めると、低温の空気のみが供給されるため、生ごみも雰囲気の温度も急速に低下しはじめ、短時間で外気の温度まで低下する。そのため、処理後の生ごみを早期に取り出すことができる。
【００３４】
混合燃焼ガスの温度を１４０℃とし、風量を５００リットル／分とした場合、生ごみは約６０分で水分が９０％程度乾燥し、生ごみ温度は１２０℃になっている。生ごみは、キャベツ、ミカン、ご飯、卵の殻を混合しているが、ミカンの色に影響され、黄色化している。この程度のゴミの仕上がりであると家畜や魚の飼料としても利用することができる。生ごみの温度が１５０℃を越えると乾燥した生ごみは黒くなり、臭いも焦げ臭くなり、飼料としては適当でない。
【００３５】
また、図９は大気中の水の飽和蒸気圧を示している。気温が上昇すると、飽和蒸気圧は次第に上昇する。生ごみの水分が蒸発する際には、雰囲気の水蒸気分圧が低いほど蒸発しやすい。また、温度は高ければ高い程飽和蒸気圧が高くなるため、蒸発しやすいことになる。
【００３６】
従来例１の乾燥室１、従来例２の処理容器６内では、生ごみから蒸発した水分は溜まったまま少ししか排出されないため水分が多く、１００℃以下では飽和蒸気圧とほぼ同じになり、１００℃以上に生ごみあるいは雰囲気の温度を保持しなければならない。それに対して、本発明の実施例では、燃焼ガスには０．１気圧付近の水分が含まれるが、混合燃焼ガスでは空気と混合することにより、０．０１気圧付近まで下がる。したがって、生ごみ表面この表面付近の雰囲気の水蒸気分圧は、温度が１００℃以下でも水の飽和蒸気圧よりも低く保持することが可能となり、生ごみからの水分の蒸発を十分に確保でき、乾燥する時間が大幅に短くなる。
【００３７】
また、入り口２１を乾燥処理部１６内の生ごみ１７に向けた位置にすると、混合燃焼ガスが直接生ごみに衝突する。すなわち、水分分圧が低い気体が直接生ごみに衝突するので乾燥を素早く完了することができる。そして、混合燃焼ガス中の水分量は少なく、これが直接生ごみに衝突あるいは供給されるため、乾燥がきわめて早い。
【００３８】
これによって、燃焼ガスと新鮮空気と内部の空気を混合して乾燥処理部に供給する。この混合ガスは燃焼ガスに比べて水蒸気分圧が小さく、しかも燃焼ガスに大量の空気を含むため、生ごみに大量の混合燃焼ガスを供給することができる。そのため、低温で生ごみを短時間に乾燥することができるとともに、排出ガスが低温でも結露することがなく排気温度を低温に出来るため排出熱量が少なく省エネルギーが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、臭いの発生した生ごみ乾燥処理部から排出する空気は脱臭熱交換部と常に循環を繰り返し、生ごみ乾燥処理部内の空気中の臭気成分は繰り返し分解され完全に除去できる。また、比較的低温である生ゴミ乾燥処理部から外部に一部の空気を排出することにより、乾燥処理部の水分も排出され排出ガスが低温でも結露することがなく排気温度を低温に出来るため排出熱量が少なく省エネルギーが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図２】 本発明の実施例２における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図３】 同生ごみ処理機における乾燥処理部の出口から出た循環空気の温度特性図
【図４】 本発明の実施例３における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図５】 本発明の実施例４における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図６】 本発明の実施例５における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図７】 本発明の実施例６における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図８】 本発明の実施例１における生ごみ処理機の生ごみ処理時の温度特性図
【図９】 大気中の水の飽和蒸気圧を示す蒸気圧特性図
【図１０】 従来の生ごみ処理機を示す正面図
【図１１】 従来の別の生ごみ処理機を示す構成図
【符号の説明】
１１ 燃焼部
１２ 脱臭熱交換部
１３ 送風機
１４ 流入部
１５ 流出部
１６ 乾燥処理部
２３ 予熱熱交換器
３０、３５ 排出通路
３２ 流入通路
３３ 熱回収熱交換器
３４ バイパス路
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼熱を利用して生ごみを乾燥処理する生ごみ処理機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼熱を利用した生ごみ処理機は特開平７−３３２８５８号公報（以下従来例１という）に記載されたものが知られている。図１０は従来の燃焼熱を利用した生ごみ処理機を示す。乾燥室１内の空気を強制循環加熱するための循環用通路２に排気回路３を分岐接続し、前記循環用通路２内に、ガスバーナ４を設け、前記ガスバーナ４の一次空気口を前記循環系の外部に設けて、前記循環系に生じる余剰気体を前記排気回路３から排出させるようにしている。そして、発生した臭い成分はバーナの火炎で焼く。その結果、凝縮装置を不要にして、生ごみ乾燥用の加熱エネルギーの無駄な消費が防止できる。
【０００３】
また、別の燃焼熱を利用した生ごみ処理機として特開平６−１１４３６７号公報（以下従来例２という）に記載されたものが知られている。図１１には従来の燃焼熱を利用した生ごみ処理機の別の例を示す。ガスバーナ５で発生した燃焼ガスを生ごみを投入した処理容器６の外周に形成した燃焼ガス通路７に通して、フィン８を回転させながら乾燥、粉砕を行い、生ごみから発生した水蒸気は冷却筒９で冷却して気液に分離し、ドレンから排出し、空気は燃焼に供し、空気中に発生した臭いは循環中に高温分解する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来の従来例１に記載されたものにおいては、高温に加熱された高温の燃焼ガスは乾燥室１と循環用通路３で循環しガスバーナ４の火炎近くを通る度に高温分解して脱臭する事が示されている。また、この燃焼ガスは燃焼ガスの水蒸気分圧が高い。そのため、生ごみ中の水分を短時間に蒸発させるためには、生ごみ温度を高温に保持し、乾燥しなければならなかった。また、従来例２に記載されたものにおいても、生ごみを乾燥処理する際に発生する臭いは、燃焼ガス通路７を通り排出される前に、ガスバーナ５で温度上昇して臭いを分解し、処理容器６内には生ごみから蒸発した水蒸気が充満しており、水蒸気分圧が高い。生ごみに含まれる水分は、生ごみ周囲の水蒸気分圧が低いほど蒸発しやすく、生ごみや周囲の温度が高いほど蒸発しやすい。そこで、乾燥時間を低減するためには生ごみ中の水分を高温に保持し、乾燥しなければならない。
【０００５】
これらの従来例１、従来例２ともに、臭いを含んだ排出ガスを直接バーナ近くに流して熱分解による脱臭を図っているが、排出ガスの全てを十分に温度上昇させることは困難であり臭気を全て分解させる事ができなかった。また、乾燥後の気体の殆どは高温の水蒸気であり、これを放出するとエネルギーの有効利用上課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱交換器により排出ガスを十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解するとともに、省エネルギーと処理時間の短縮を図る生ごみ処理機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の生ごみ処理機は、燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路に連通する送風機とを備え、前記乾燥処理部内の空気は、前記送風機により前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通って循環する構成とした。
【０００８】
これにより、臭いの発生した生ごみ乾燥処理部から排出する空気は脱臭熱交換部と常に循環を繰り返し、脱臭熱交換部で燃焼部からの熱で温度上昇し、臭い成分は分解を繰り返す。このため、生ごみ乾燥処理部内の空気中の臭気成分は繰り返し分解され完全に除去できる。また、脱臭熱交換部の流入部と流出部に熱交換する予熱熱交換器により高温の流出ガスで低温の流入ガスを加熱でき流入ガスの温度を予め高温と出来ることにより、脱臭熱交換部の温度をさらに高温に維持することが可能となり同時に予熱熱交換器から出ていく ガス温度は低温となる。このため、循環する空気を十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解するとともに乾燥処理槽に戻る空気温度を低下でき入力エネルギーの低減がはかれる。また、大量に流しても脱臭を行えるため、循環空気量の増大が図れ、短時間に乾燥処理部内の臭い成分の分解処理が可能となり乾燥処理部の開閉時も臭いが発せず操作性も向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路に連通する送風機とを備え、前記乾燥処理部内の空気は、前記送風機により前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通って循環する構成とした。これにより、臭いの発生した生ごみ乾燥処理部から排出する空気は脱臭熱交換部と常に循環を繰り返し、脱臭熱交換部で燃焼部からの熱で温度上昇し、臭い成分は分解を繰り返す。このため、生ごみ乾燥処理部内の空気中の臭気成分は繰り返し分解され完全に除去できる。また、脱臭熱交換部の流入部と流出部に熱交換する予熱熱交換器により高温の流出ガスで低温の流入ガスを加熱でき流入ガスの温度を予め高温と出来ることにより、脱臭熱交換部の温度をさらに高温に維持することが可能となり同時に予熱熱交換器から出ていくガス温度は低温となる。このため、循環する空気を十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解するとともに乾燥処理槽に戻る空気温度を低下でき入力エネルギーの低減がはかれる。また、大量に流しても脱臭を行えるため、循環空気量の増大が図れ、短時間に乾燥処理部内の臭い成分の分解処理が可能となり乾燥処理部の開閉時も臭いが発せず操作性も向上する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に連通し前記乾燥処理部内の空気を循環させる送風機と、前記高温通路と前記循環通路の流出部側と乾燥処理部とを連通接続する混合室と、前記乾燥処理部と前記混合室とを連通接続しこの接続経路途中に設けた循環送風機を介して前記乾燥処理部内の空気を前記混合室に送る循環路とを備え、前記高温通路内のガスと、前記脱臭熱交換部の流出部からのガスと、前記循環路からの乾燥処理部内の空気とを前記混合室において混合し乾燥処理部に噴出する構成とした。これにより、燃焼部からの高温ガスと脱臭熱交換器で高温となったガスは低温の乾燥処理部内の循環空気と混合室にて均一に混合し比較的低温となって乾燥処理部に噴出できる。このため、燃焼部からの高温ガス温度のさらなる高温化と流量の増大（燃焼量の増加）が可能となり乾燥処理部へより多くのエネルギーを供給可能で生ゴミ乾燥処理の短時間化が図れる。また、脱臭熱交換器で高温となったガスの流量の増加も可能となり乾燥処理部の臭い成分をさらに減量でき快適性能を向上できる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路に連通し前記乾燥処理部内の空気を前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通って循環させる送風機とを 備え、前記高温通路は、前記循環通路の前記脱臭熱交換部の流出部と予熱熱交換器間に接続され、前記高温通路内のガスと前記脱臭熱交換部の流出部からのガスとを混合してから予熱熱交換器に送る構成とした。これにより、予熱熱交換器内で、高温通路内のガスと脱臭熱交換部の流出部からのガスとの混合ガスにより、乾燥処理部から予熱熱交換器を通り脱臭熱交換器に流れる臭いのあるガスを加熱できる為、予熱熱交換器を出たガスはさらに高温となって脱臭熱交換器に入る。そのため、脱臭熱交換部の温度をさらに高温に維持することが可能となり、循環する空気を十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解する。また、大量に流しても脱臭を行えるため、循環空気量の増大が図れ、短時間に乾燥処理部内の臭い成分の分解処理が可能となり乾燥処理部の開閉時も臭いが発せず操作性も向上する。
【００１２】
請求項４記載の発明は、特に請求項１または３記載の送風機の出口を分岐して循環通路内の予熱熱交換部から乾燥処理部に至る通路に連通するバイパス路を設けた。これにより、燃焼部からの高温通路と脱臭熱交換部の流出部からのガスが合流した高温空気に、送風機による乾燥処理部からの低温空気とが混合してから乾燥処理部に入る。このため、混合し比較的低温となって乾燥処理部に噴出できる。そのため、燃焼部からの高温ガス温度のさらなる高温化と流量の増大（燃焼量の増加）が可能となり、乾燥処理部へより多くのエネルギーを供給可能で生ゴミ乾燥処理の短時間化が図れる。また、循環回路等特別な装置は必要でなくシステム全体が簡素化、コンパクトとなり信頼性の向上が図れる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路内の前記予熱熱交換器から前記乾燥処理部に至る通路の途中から分岐して外部に排出する排出通路と、前記循環通路に連通する送風機とを備え、前記乾燥処理部内の空気は、前記送風機により前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通り臭気成分が分解された後、前記排出通路より排出される構成とした。これにより、臭いの発生した生ごみ処理部から排出する空気の全ては、脱臭熱交換部で燃焼部からの熱で温度上昇し、臭い成分は分解した後、排出通路より排出できる。このため、排出ガスの全てを十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解して排出でき、排出する臭気の確実な低減が可能である。
【００１４】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における燃焼熱を利用して生ごみを乾燥処理する生ごみ処理機の全体構成を示す。１１は気体あるいは液体等の燃料を燃焼し熱を発生する燃焼部、１２は燃焼ガスの熱を熱交換して高温となる脱臭熱交換部、１３は脱臭熱交換部１２の流入部１４と流出部１５に接続し空気を循環させる送風機、１６は生ごみを投入して乾燥する乾燥処理部であり生ゴミ１７を撹拌する撹拌モータ１８と撹拌羽根１９を内蔵してある。燃焼部１１で発生した高温ガスは脱臭熱交換部１２を加熱して高温通路２０を通り乾燥処理部１６の入り口２１から内に至る。また、排出空気は乾燥処理部１６の出口２２から排出する。脱臭熱交換部１２に流れる空気は、乾燥処理部１６から送風機１３により流入部１４から脱臭熱交換部１２、流出部１５を通り乾燥処理部１６へと循環する。
【００１６】
以上のように構成された生ごみ処理機について、以下その動作、作用を説明する。まず、生ごみ１７を乾燥処理部１６に投入し、燃焼部１１に点火し燃焼を開始すると高温燃焼ガスが発生する。この燃焼ガスは、燃焼部１１から脱臭熱交換部１２を加熱した後、高温通路２０を通り乾燥処理部１６の入り口２１から吹き出し、生ごみ１７に熱を与えると共に乾燥雰囲気を作り水分の蒸発を促す。そして、水分濃度の高くなった乾燥処理部１６内の空気は、乾燥処理部１６の出口２２から外部に排出する。同時に、乾燥処理部１６内の空気は、送風機１３により流入部１４から脱臭熱交換部１２、流出部１５を通り乾燥処理部１６へと常に循環を繰り返す。このため、高温の脱臭熱交換部１２を通る時、ここで臭い成分は高温分解する。脱臭熱交換部１２は燃焼ガスと分離できる例えばパイプ式積層式などの熱交換器で構成し、燃焼ガスで加温する。生ごみの臭い成分は硫化物、アミン化合物、リモネン化合物等他種類であるが４００゜Ｃ以上になると分解を始め、６００゜Ｃでは殆ど分解し臭いを発しなくなる。
【００１７】
臭いの発生した生ごみ乾燥処理部１６から排出する空気は脱臭熱交換部１２と常に循環を繰り返し、脱臭熱交換部１２で燃焼部１１からの熱で温度上昇し、臭い成分は分解を繰り返す。このため、生ごみ１７の乾燥処理部１６内の空気中の臭気成分は繰り返し分解され完全に除去できる。また、比較的低温である乾燥処理部１６から外部に一部の空気を排出することにより、乾燥処理部１６の水分も排出され排出ガスが低温でも結露することがなく排気温度を低温に出来るため排出熱量が少なく省エネルギーが可能となる。
【００１８】
（実施例２）
図２は、本発明の実施例２における生ごみ処理機の全体構成を示す。実施例１と異なるところは、脱臭熱交換部１２の流入部１４と流出部１５に熱交換する予熱熱交換器２３を設けてある。予熱熱交換器２３はパイプジャケット型（渦巻き型等の構成でも可）としパイプ内を脱臭熱交換部１２からの排気空気が流れ、外側のジャケットを乾燥処理部１６からの循環空気が流れる。このため、脱臭熱交換部１２の流入部１４と流出部１５とで熱交換する予熱熱交換器２３は、高温の流出ガスで低温の流入ガスを加熱でき流入ガスの温度を予め高温と出来ることにより、脱臭熱交換部１２の温度をさらに高温に維持することが可能となり同時に予熱熱交換器２３から出ていくガス温度は低温とできる。このため、循環する空気を十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解するとともに乾燥処理部１６に戻る空気温度を低下でき入力エネルギーの低減がはかれる。また、大量に流しても脱臭を行えるため、循環空気量の増大が図れ、短時間に乾燥処理部１６内の臭い成分の分解処理が可能となり乾燥処理部１６の開閉時も臭いが発せず操作性も向上する。
【００１９】
図３に、乾燥処理部１６から出た循環空気の温度を示す。Ｔ１の温度の循環空気は予熱熱交換器２３に入ると、脱臭熱交換部１２からの空気によってＱ１の熱量で加温されＴ２まで上昇する。次に、循環空気は脱臭熱交換部１２に入り高温の燃焼ガスによってＱ２の熱量が加えられＴ２からＴ３まで上昇する。排気ガス中の臭い成分はこのＴ３の高温で熱分解し、循環空気は不快感の無い空気となる。そして、脱臭熱交換部１２から出た循環空気は予熱熱交換器２３を通る時、乾燥処理部１６から出た循環空気と熱交換してＴ３からＴ４まで温度低下し乾燥処理部１６に放出する。前述したように、循環空気中の臭い成分を完全に熱分解する為にはＴ３を６００℃まで均一に上昇させることにある。その為には、循環空気にＱ１＋Ｑ２の熱を加える必要があるが、本発明では、高温である脱臭熱交換部１２からの循環空気の熱を脱臭熱交換部１２に入る循環空気を加温してこの中で熱のフィードバックを行っている。そのため、循環空気の温度を６００℃近いＴ３に加温する熱量としてＱ２で可能となり、Ｑ１の熱量の分が省エネルギーと出来る。また、乾燥処理部１６に放出する循環空気は低温となり、生ゴミが高温で焦げる等が無い。
【００２０】
そして、脱臭熱交換部１２の流入部１４と流出部１５に熱交換する予熱熱交換器２３により高温の流出ガスで低温の流入ガスを加熱でき流入ガスの温度を予め高温と出来ることにより、脱臭熱交換部１２の温度をさらに高温に維持することが可能となり同時に予熱熱交換器２３から出ていくガス温度は低温となるため、排出ガスの全てを十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解するともに排気温度を低下でき入力エネルギーの低減がはかれる。また、大量に流しても脱臭を行えるため、燃焼ガスに新鮮空気を混合して乾燥処理部１６に供給して、生ごみに水蒸気分圧の低い大量の混合燃焼ガスを供給することができる。そのため、低温で生ごみを短時間に乾燥することができ省エネルギーが可能となる。
【００２１】
（実施例３）
図４は、本発明の第３の実施例における生ごみ処理機の全体構成を示す。実施例１と異なるところは、混合室２４には、高温通路２０と、流出部１５と、乾燥処理部１６の出口２５から循環送風機２６を介した循環路２７と、乾燥処理部１６に至る出口２８を接続し構成してある。これにより、燃焼部１１から脱臭熱交換部１２を加熱して通ったガスと、脱臭熱交換部１２から出たガスと、乾燥処理部１６内の空気の循環空気とを合流して乾燥処理部１６に至る通路とできる。このため、燃焼部１１からの高温ガスと脱臭熱交換部１２で高温となったガスは循環路２７からの低温循環空気と混合室２４内で均一に混合し比較的低温となって乾燥処理部１６に噴出できる。
【００２２】
乾燥処理部１６内の温度は、生ゴミが高温分解又は変質する為一定以下（概略は１５０℃以下）に保つ必要がある。その為、生ゴミを加熱するガスの温度もこの値以下を保持する必要がある。一方、生ゴミの乾燥処理時間の短縮を図るためには、生ゴミ内の水分蒸発に必要な熱量をより多く供給する事が必要である。
【００２３】
そのため、燃焼部１１からの高温ガス温度のさらなる高温化と流量の増大（燃焼量の増加）が可能となり乾燥処理部１６へより多くのエネルギーを供給可能で生ゴミ乾燥処理の短時間化が図れる。また、脱臭熱交換部１２で高温となったガスの流量の増加も可能となり乾燥処理部１６の臭い成分をさらに減量でき快適性能を向上できる。
【００２４】
（実施例４）
図５は、本発明の実施例４における生ごみ処理機の全体構成を示す。実施例１と異なるところは、乾燥処理部１６の出口２２から外部に排出する排出通路３０と、乾燥処理部１６の入口３１に外部から流入する流入通路３２を設け、かつこの流入通路３２と排出通路３０で熱交換する熱回収熱交換器３３を構成してある。このことにより、比較的高温の乾燥処理部１６の空気である排気ガスから外気である低温の流入空気に熱交換でき、排気ガスからの外部への放熱が防止できエネルギー効率の高いものとなる。
【００２５】
（実施例５）
図６は、本発明の実施例５における生ごみ処理機の全体構成を示す。実施例２と異なるところは、燃焼部１１から脱臭熱交換部１２を加熱して通る高温通路２０と、脱臭熱交換１２から出た流出部１５とを合流して予熱熱交換器２３を通り乾燥処理部１６に至る通路と構成してある。
【００２６】
このことにより、予熱熱交換器２３内で燃焼部１１から脱臭熱交換部１２を加熱して通ったガスにより乾燥処理部１６から予熱熱交換器２３を通り脱臭熱交換部１２に流れる臭いのあるガスを加熱できる。すなわち、燃焼部１１からのガス温度は約１２００゜Ｃと非常に高温であり、脱臭熱交換部１２を加熱した後も約７００゜Ｃと高温を維持している。一方、脱臭熱交換部１２から出たガスは約６００゜である。この高温の２つのガスを合流して流すことにより、予熱熱交換器２３を流れるガスの入口、出口とも温度が上昇する。この為、予熱熱交換器２３を出たガスはさらに高温となって脱臭熱交換部１２に入る。そのため、脱臭熱交換部１２の温度をさらに高温に維持することが可能となり、循環する空気を十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解する。また、大量に流しても脱臭を行えるため、循環空気量の増大が図れ、短時間に乾燥処理部１６内の臭い成分の分解処理が可能となり乾燥処理部１６の開閉時も臭いが発せず操作性も向上する。
【００２７】
また、送風機１３の出口を分岐して予熱熱交換器２３から乾燥処理部１６に至る通路に連通したバイパス路３４を設けてある。このため、燃焼部１１からの高温通路２０と脱臭熱交換部１２から出た流出部１５からの合流した高温空気に送風機１３による乾燥処理部１６からの低温空気とが混合してから乾燥処理部１６に入る。このため、混合し比較的低温となって乾燥処理部１６に噴出できる。乾燥処理部１６内の温度は、前述の通り一定以下に保つ必要があり、一方、生ゴミの乾燥処理時間の短縮を図るためには、熱量をより多く供給する事が必要である。
【００２８】
そのため、燃焼部１１からの高温ガス温度のさらなる高温化と流量の増大（燃焼量の増加）が可能となり、乾燥処理部１６へより多くのエネルギーを供給可能で生ゴミ乾燥処理の短時間化が図れる。また、循環回路等特別な装置は必要でなくシステム全体が簡素化、コンパクトとなり信頼性の向上が図れる。
【００２９】
（実施例６）
図７は、本発明の実施例６における生ごみ処理機の全体構成を示す。実施例２と異なるところは、脱臭熱交換部１２から出たガスを外部に排出する排出通路３５を設けてある。このことにより、臭いの発生した生ごみ処理部１６から排出する空気の全ては、脱臭熱交換部１２で燃焼部１１からの熱で温度上昇し、臭い成分は分解した後排出できる。このため、排出ガスの全てを十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解した後排出でき、排出する臭気の確実な低減が可能である。
【００３０】
また、予熱熱交換器２３から乾燥処理部１６に至る通路の途中から分岐して外部に排出する排出通路３５を構成し、かつこの排出通路３５と実施例４の図５で説明した外気の流入通路３２で熱交換する熱回収熱交換器３３を組み合わせると、臭いの発生した生ごみ処理部から排出する空気の全ては、脱臭熱交換部で臭い成分は分解した後排出でき、排出ガスの全てを十分に温度上昇させる事により臭気成分を完全に分解して排出でき、排出する臭気の確実な低減が可能であり、かつ、排出する高温の排気ガスから低温の流入空気に熱交換でき、排気ガスからの外部への放熱が防止でき入力エネルギーの低減がはかれる。
【００３１】
一般に、生ごみは高温で長時間保持すると、茶色に変色し変質するが、恒率乾燥領域では生ごみからの水の蒸発が激しく、生ごみ温度が１００℃以上にはなりにくく、生ごみが茶色に変色することはほとんどない。また、減率乾燥領域になると生ごみの温度は上昇し始めるが、混合燃焼ガス温度を低く設定することにより、生ごみの温度上昇を抑えることができる。このとき、水分の乾燥を促進するため、混合燃焼ガスの風量を増加させるとよい。
【００３２】
図８は、入り口２１での混合燃焼ガスの温度変化と乾燥処理部１６内の雰囲気空気の温度変化を示している。横軸は時間（分）、縦軸は温度（℃）である。
【００３３】
燃焼部１１に点火すると入り口２１から噴出する混合燃焼ガス温度３６は設定温度まで上昇し、一定となる。一方、乾燥処理部１６内の空気温度３７は、燃焼部１１に点火すると次第に上昇し、一定温度となる。このとき、生ごみ温度は１００℃以下の場合が多く、混合燃焼ガス温度３６より低い。この一定温度の状況は、恒率乾燥領域であり、生ごみの表面の水分が急速に蒸発するため、混合燃焼ガスから供給される熱量と生ごみから蒸発で奪われる熱量がバランスし、一定温度となる。その後、温度は次第に上昇を始める。この上昇部は減率乾燥領域であり、生ごみから蒸発する水分量が次第に少なくなる。そのため、生ごみの温度も雰囲気の温度も次第に上昇し、生ごみの温度に近づいていく。燃焼部１１の燃焼を止めると、低温の空気のみが供給されるため、生ごみも雰囲気の温度も急速に低下しはじめ、短時間で外気の温度まで低下する。そのため、処理後の生ごみを早期に取り出すことができる。
【００３４】
混合燃焼ガスの温度を１４０℃とし、風量を５００リットル／分とした場合、生ごみは約６０分で水分が９０％程度乾燥し、生ごみ温度は１２０℃になっている。生ごみは、キャベツ、ミカン、ご飯、卵の殻を混合しているが、ミカンの色に影響され、黄色化している。この程度のゴミの仕上がりであると家畜や魚の飼料としても利用することができる。生ごみの温度が１５０℃を越えると乾燥した生ごみは黒くなり、臭いも焦げ臭くなり、飼料としては適当でない。
【００３５】
また、図９は大気中の水の飽和蒸気圧を示している。気温が上昇すると、飽和蒸気圧は次第に上昇する。生ごみの水分が蒸発する際には、雰囲気の水蒸気分圧が低いほど蒸発しやすい。また、温度は高ければ高い程飽和蒸気圧が高くなるため、蒸発しやすいことになる。
【００３６】
従来例１の乾燥室１、従来例２の処理容器６内では、生ごみから蒸発した水分は溜まったまま少ししか排出されないため水分が多く、１００℃以下では飽和蒸気圧とほぼ同じになり、１００℃以上に生ごみあるいは雰囲気の温度を保持しなければならない。それに対して、本発明の実施例では、燃焼ガスには０．１気圧付近の水分が含まれるが、混合燃焼ガスでは空気と混合することにより、０．０１気圧付近まで下がる。したがって、生ごみ表面この表面付近の雰囲気の水蒸気分圧は、温度が１００℃以下でも水の飽和蒸気圧よりも低く保持することが可能となり、生ごみからの水分の蒸発を十分に確保でき、乾燥する時間が大幅に短くなる。
【００３７】
また、入り口２１を乾燥処理部１６内の生ごみ１７に向けた位置にすると、混合燃焼ガスが直接生ごみに衝突する。すなわち、水分分圧が低い気体が直接生ごみに衝突するので乾燥を素早く完了することができる。そして、混合燃焼ガス中の水分量は少なく、これが直接生ごみに衝突あるいは供給されるため、乾燥がきわめて早い。
【００３８】
これによって、燃焼ガスと新鮮空気と内部の空気を混合して乾燥処理部に供給する。この混合ガスは燃焼ガスに比べて水蒸気分圧が小さく、しかも燃焼ガスに大量の空気を含むため、生ごみに大量の混合燃焼ガスを供給することができる。そのため、低温で生ごみを短時間に乾燥することができるとともに、排出ガスが低温でも結露することがなく排気温度を低温に出来るため排出熱量が少なく省エネルギーが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、臭いの発生した生ごみ乾燥処理部から排出する空気は脱臭熱交換部と常に循環を繰り返し、生ごみ乾燥処理部内の空気中の臭気成分は繰り返し分解され完全に除去できる。また、比較的低温である生ゴミ乾燥処理部から外部に一部の空気を排出することにより、乾燥処理部の水分も排出され排出ガスが低温でも結露することがなく排気温度を低温に出来るため排出熱量が少なく省エネルギーが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図２】 本発明の実施例２における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図３】 同生ごみ処理機における乾燥処理部の出口から出た循環空気の温度特性図
【図４】 本発明の実施例３における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図５】 本発明の実施例４における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図６】 本発明の実施例５における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図７】 本発明の実施例６における生ごみ処理機の全体構成を示す断面図
【図８】 本発明の実施例１における生ごみ処理機の生ごみ処理時の温度特性図
【図９】 大気中の水の飽和蒸気圧を示す蒸気圧特性図
【図１０】 従来の生ごみ処理機を示す正面図
【図１１】 従来の別の生ごみ処理機を示す構成図
【符号の説明】
１１ 燃焼部
１２ 脱臭熱交換部
１３ 送風機
１４ 流入部
１５ 流出部
１６ 乾燥処理部
２３ 予熱熱交換器
３０、３５ 排出通路
３２ 流入通路
３３ 熱回収熱交換器
３４ バイパス路
Claims (5)
- 燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路に連通する送風機とを備え、前記乾燥処理部内の空気は、前記送風機により前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通って循環する構成とした生ごみ処理機。
- 燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に連通し前記乾燥処理部内の空気を循環させる送風機と、前記高温通路と前記循環通路の流出部側と乾燥処理部とを連通接続する混合室と、前記乾燥処理部と前記混合室とを連通接続しこの接続経路途中に設けた循環送風機を介して前記乾燥処理部内の空気を前記混合室に送る循環路とを備え、前記高温通路内のガスと、前記脱臭熱交換部の流出部からのガスと、前記循環路からの乾燥処理部内の空気とを前記混合室において混合し乾燥処理部に噴出する構成とした生ごみ処理機。
- 燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記乾燥処理部に設け内部の蒸気を外部に排出する排出通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路に連通し前記乾燥処理部内の空気を前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通って循環させる送風機とを備え、前記高温通路は、前記循環通路の前記脱臭熱交換部の流出部と予熱熱交換器間に接続され、前記高温通路内のガスと前記脱臭熱交換部の流出部からのガスとを混合してから予熱熱交換器に送る構成とした生ごみ処理機。
- 送風機の出口を分岐して循環通路内の予熱熱交換部から乾燥処理部に至る通路に連通するバイパス路を設けた請求項１または３に記載の生ごみ処理機。
- 燃焼部と、生ごみを乾燥処理する乾燥処理部と、前記燃焼部で発生する燃焼ガスを前記乾燥処理部に導入する高温通路と、前記高温通路内に配され流入部と流出部を有し生ごみ処理中の臭気を分解する脱臭熱交換部と、前記脱臭熱交換部の流入部および流出部共に前記乾燥処理部に連通して形成される循環通路と、前記循環通路に配し脱臭熱交換部の流入部と流出部に流れるガスが各々熱交換する予熱熱交換器と、前記循環通路内の前記予熱熱交換器から前記乾燥処理部に至る通路の途中から分岐して外部に排出する排出通路と、前記循環通路に連通する送風機とを備え、前記乾燥処理部内の空気は、前記送風機により前記予熱熱交換器と前記脱臭熱交換部を通り臭気成分が分解された後、前記排出通路より排出される構成とした生ごみ処理機。
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