JP3851216B2 - 厨芥処理機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一般家庭や業務用の厨房で発生する厨芥を乾燥処理する厨芥処理機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、厨芥を乾燥処理する装置として、たとえば厨芥を収納し、乾燥する乾燥室と熱風を該乾燥室に送風する熱風発生手段と乾燥室から出た蒸気を凝縮する冷却部とからなる厨芥処理機がある(特開平5−96271号公報参照)。また、乾燥の効率を上げるため、一般的に厨芥を投入する処理容器(ゴミ容器)には駆動伝達部を介して撹拌手段の撹拌刃が設けられており、厨芥は前記撹拌手段で撹拌されながら前記熱風発生手段によって加熱乾燥される。このとき発生する水蒸気は前記冷却部にて凝縮され、排液化させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の厨芥処理機は厨芥を撹拌する撹拌刃の回転周期や回転数が一定であり、また厨芥を乾燥する乾燥温度が厨芥乾燥処理開始時から終了時まで一定であるため、乾燥時間が長くかかるとともに、破砕効果が充分ではなく、しかもモータがロックし、寿命が短くなる問題がある。また、前記従来の厨芥処理機は乾燥処理終了時の冷却時には撹拌が行なわれていないので冷却に時間がかかり、処理開始から終了までのトータル時間が長くなる問題もある。
【0004】
一方、かかる厨芥の乾燥処理を促進させる厨芥処理機として、厨芥を細断するとともに脱水剤と混練された厨芥を受け入れる処理容器と、カッターを回転駆動させるモータと、脱水剤と混練された厨芥を加熱するヒータとを有するものがある(特開平1−115487号公報)。この処理機は、細断された厨芥と脱水剤が処理容器内で混練されると、厨芥中の水分と脱水剤が反応し、厨芥中の水分を水和または吸収させ、ヒータの加熱とともに厨芥の乾燥処理を促進させようとするものである。
【0005】
しかしながら、この処理機では、加熱ヒータによる厨芥の乾燥を助けるために脱水剤が投入されるため、処理容器内面に焦げ付きやこびり付きが生じやすい。そのため、撹拌抵抗が高くなり、破砕効果が上がらず、乾燥時間も長くなりやすい。また厨芥の種類によっては、前記脱水剤との混練時に異臭が発生することもある。
【0006】
本発明は、叙上の事情に鑑み、乾燥時間の短縮と破砕効果を向上させることができる厨芥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】
上記課題を解決するための請求項1の手段は、乾燥室を有する処理機本体と、前記乾燥室内に着脱自在に装着されるゴミ容器と、該ゴミ容器内の底部に設けられる撹拌手段と、該撹拌手段を駆動する駆動モータと、前記ゴミ容器内をプラスチック材料から有毒ガスが発生する温度より低い温度に加熱するヒータと、前記乾燥室内に外気を供給する取入れ口と、前記乾燥室内の空気を排出するガス出口と、該ガス出口から排出される空気を脱臭し、排出管を介して前記処理機本体外部に排出する脱臭器と、前記駆動モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記撹拌手段の回転速度を厨芥の乾燥開始から徐々に速くさせることを特徴とする。
【0014】
上記課題を解決するための請求項2の手段は、乾燥室を有する処理機本体と、前記乾燥室内に着脱自在に装着されるゴミ容器と、該ゴミ容器内の底部に設けられる撹拌手段と、該撹拌手段を駆動する駆動モータと、前記ゴミ容器内をプラスチック材料から有毒ガスが発生する温度より低い温度に加熱するヒータと、前記乾燥室内に外気を供給する取入れ口と、前記乾燥室内の空気を排出するガス出口と、該ガス出口から排出される空気を脱臭し、排出管を介して前記処理機本体外部に排出する脱臭器と、前記駆動モータ及びヒータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記撹拌手段の動作時に同期してヒータによる厨芥の乾燥加熱温度を高めることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の厨芥処理機を説明する。
【0016】
図1は本発明にかかわる厨芥処理機の一実施例を示す縦断面図、図2は図1における凝縮器の入口付近の温度変化を示すグラフ、図3は他の厨芥処理機を示す縦断面図である。
【0017】
図1において、1は処理機本体であり、処理機本体1には厨芥を乾燥する乾燥室2が設けられ、この乾燥室2内に厨芥を入れるゴミ容器3が装着されている。乾燥室2の上部は蓋4により覆われ、内部が気密に維持できるようにされている。ゴミ容器3は底部に正転および反転できるように撹拌手段が設けられ、乾燥室2内に着脱可能にされている。この撹拌手段は、撹拌刃5と駆動モータ6とから構成されている。ゴミ容器3内に厨芥を入れ、乾燥室2にゴミ容器3を装着して厨芥を乾燥するときに、撹拌刃5を回転させて厨芥を撹拌し、効率よく乾燥するようにしている。撹拌刃5にはゴミ容器3の底部を貫通して従動軸5aが取付けられ、この従動軸5aが駆動モータ6と減速装置7、駆動軸7aおよびカップリング機構8を介して連結される。撹拌刃5は駆動モータ6により間欠的に運転され、駆動モータ6にかかる負荷、たとえばモータ電流、回転パルスなどを検出し、正転または反転してゴミ容器3内の厨芥を撹拌し、厨芥を均一に加熱乾燥する。ゴミ容器3の材質は、腐食しにくいステンレススチールやゴミの炭化物がこびりつかないようにポリテトラフルオロエチレンのコーティングを施したものが好ましい。
【0018】
ゴミ容器3の下方に厨芥を乾燥するための面状のシーズヒータ9が設けられ、ゴミ容器設置台10に装着したゴミ容器3の底面を広く加熱することにより加熱効率をよくしている。このシーズヒータ9により、ゴミ容器3の底面温度を100〜110℃の範囲の温度に、通常は約105℃に制御する。加熱温度は高ければ高い程、乾燥時間を短くできるが、高くしすぎると厨芥が炭化しやすくなる。また、前記範囲の温度だと、ゴミ容器3内に塩化ビニル樹脂やナイロンなどのプラスチック材料が混入しても105℃前後ではガス化することがないので、塩化ビニル樹脂の分解による塩素含有ガスの発生や他のプラスチック材料の分解による有毒ガスの発生がなく好ましい。
【0019】
乾燥室2の底部および側壁の内側に断熱材11が設けられ、ゴミ容器3およびシーズヒータ9を覆い、放熱損失を減らすようにされている。
【0020】
乾燥室2の側壁に逆止弁12aを設けた空気取入れ口12が設けられ、この空気取入れ口12から乾燥室2内の発生ガスを漏らすことなしに外気を吸入することができるようにされている。後述する脱臭手段である脱臭器24で臭気成分を酸化分解するのに必要な酸素を装置内に導入する手段として、外気を直接乾燥室2内に取り入れるという手段を採るのは、絶対湿度を外気により下げ、乾燥効率を高くするためである。また乾燥室2を密閉する蓋4は、たとえばドーム形状などの上方に突出した形状に形成され、最上部にガス出口13が設けられ、乾燥室2から発生するガスはパイプ14を通して凝縮手段に送られる。
【0021】
ガス出口13にフランジ、ユニオンなどの継手13aが設けられ、パイプ14が取外し可能に連結される。このパイプ14と凝縮手段である凝縮器15とがフランジ、ユニオンなどの継手14aにより取外し可能に連結され、乾燥室2内と凝縮器15とはパイプ14を介して連通している。ゴミ容器3を乾燥室2に着脱する際は、継手13a、14aの一方または双方を取外し、蓋4を開閉して行なう。パイプ14はポリテトラフルオロエチレンチューブ、ステンレスチューブなどの耐食、耐熱性のチューブや内面をコーティングして耐食性をもたせた管などを用いることができる。耐熱性、重量、コストなどを考慮するとポリテトラフルオロエチレンチューブが好ましい。
【0022】
凝縮器15は熱交換器16、ドレンパイプ17、熱交換器16の冷却用空気を送るプロペラファン18とから構成されている。熱交換器16は箱型、蛇管など適宜のものでよく、熱伝導率、耐食性にすぐれたアルミ合金、銅合金などでつくられている。プロペラファン18により熱交換器16の交換面に冷却空気を循環させる際、処理機本体1に設けた取入れ口1aから外気を取入れ、排気口1bから排出するようにしてもよい。
【0023】
処理機本体1の下部に凝縮水タンク19が着脱可能に設けられ、その一端部の上部に段部20が形成され、ドレンパイプ17を嵌合する接続口21および水蒸気が除去されたガスを脱臭手段の脱臭器24へ送る接続管23を嵌合する接続口22が段部20に設けられるのが好ましい。接続口21および接続口22は水平方向に可及的に離して位置させるのが好ましい。これにより送風ファン25によりガスを強制送風するとき、接続管23によりガスが凝縮水タンク19内からも吸引され、凝縮水タンク19内にガスが滞留して、凝縮水に臭気成分が吸収されないようにして、凝縮水タンク19を取外したとき悪臭が発生しないようにしている。
【0024】
接続管23の他端はシロッコファンなどの送風ファン25に連通し、ドレンパイプ17および凝縮水タンク19から臭気成分を含んだガスを吸引し、脱臭器24に送るように連結されている。送風ファン25はファンモータ26により駆動され、常時ガスを送風できるようにしている。その送風能力は厨芥を処理するときに単位時間あたり厨芥から発生する平均水蒸気量より多い量とされる。送風ファン25の風量をあまり多くすると装置が大型になったり、凝縮器15の能力や脱臭器24の能力が低下し、一方、少なすぎると、脱臭が不完全になる。また送風ファン25をこの位置としたのは、凝縮器15でガスの温度が下げられ、風量も少なくされているからコスト的に好ましいからである。
【0025】
脱臭器24としては触媒式のものが使用される。白金系、白金−パラジウム系、ニッケル系などの酸化触媒が、たとえばハニカム構造に形成され、臭気ガスを効率的に加熱する蛇行経路が設けられ、触媒および蛇行経路加熱用のヒータ27が設けられている。脱臭器24に触媒が用いられるのは温度をそれ程高くしないで処理でき、かつ維持が容易で処理能力が高いからである。触媒は200〜400℃、好ましくは280〜320℃にヒータ27により加熱されて使用される。この温度は触媒により臭気成分を酸化するために必要な温度であり、高すぎると熱の浪費が多くなるからこの範囲が適する。また蛇行経路を設けて臭気ガスを触媒と接触する前に加熱するのは、臭気成分の酸化効率を高め、さらに運転開始の直後から脱臭を充分に行なうためである。臭気成分が除去されたガスは排出管28から外部に排出される。
【0026】
つぎに本実施例の厨芥処理機の厨芥の乾燥処理および撹拌処理の動作について説明する。
【0027】
ゴミ容器3に厨芥を入れて乾燥室2に装着する。ついで蓋4を閉めて継手13a、14aを連結し、乾燥室2と凝縮器15とを連通する。凝縮水タンク19も装着する。そして電源スイッチ(図示せず)をONし、厨芥処理機の運転を開始する。すると触媒加熱用ヒータ27が通電し、触媒を加熱する。ついでプロペラファン18および送風ファン25が駆動されるとともにシーズヒータ9が通電し、ゴミ容器3中の厨芥の乾燥を開始する。
【0028】
ゴミ容器3内では撹拌刃5が間欠的に駆動モータ6により正転および反転され、厨芥が撹拌されながらムラなく乾燥される。乾燥室2内で厨芥から発生した水蒸気や酢酸・アンモニアなどの臭気成分と空気取入れ口12から吸入された外気とが混合された混合ガスがガス出口13から流出し、凝縮器15で冷却され、水蒸気が回収される。凝縮器15ではモータ26により駆動されているプロペラファン18によって吸引した外気により冷却される。凝縮したドレンはドレンパイプ17を通って排水タンク19に流れ、凝縮しない臭気成分を含んだガスはドレンパイプ17と離れた位置に開口している接続管23を経て送風ファン25に吸引され、脱臭器24へ送られる。ここへ送られてきたガスはヒータ27により約300℃に加熱された酸化触媒によって酸化分解され、臭気成分が除去され、排出管28から外部に排出される。
【0029】
本実施例の厨芥処理機では、厨芥の乾燥度合いを判断する方法として、図2に示すように、凝縮器15の入口付近の温度を測定し、この温度を利用している。運転開始(A点)後、厨芥の水分が蒸発するので温度が急激に上昇し、B点で飽和する。そののち、厨芥が撹拌されるたびに、温度が上下動を繰り返す状態が続き、厨芥の水分がなくなってくると急激に温度がC点から下降する。このとき厨芥を撹拌することで厨芥中に残った水分が蒸発するため一時的に温度がD点へ上昇することがある。こうした温度変化を繰り返しながら温度がE点の一定値(Ta)まで下がると、水分がなくなって乾燥が完了したと判断し、冷却を開始する。冷却運転後、しばらくして温度がF点の一定値まで下がると厨芥処理機の運転を終了するようになっている。
【0030】
このばあい、運転開始後の温度変化が急激に上昇しているAB部分は乾燥度合いが低く、温度が飽和し、上下動を繰り返しているBC部分は乾燥度合いが高いと判定している。すなわち、温度変化が急激に上昇しているあいだは、厨芥は多くの水分を含んでおり、撹拌しても駆動モータ6がロックしやすく、破砕効果も上がりにくい。また温度が飽和し、上下動を繰り返しているあいだは、厨芥の乾燥が進んでいるので駆動モータ6もロックが起こりにくく撹拌時間や撹拌回数を増やし、厨芥を破砕することで乾燥運転時間を短縮することができる。そこで、本実施例では、前記厨芥の乾燥度合いに基づいて、たとえば凝縮器15の入口付近にサーミスタを取付け、その検出レベルをアナログ変化としてマイコンで監視することによって温度が飽和したことを検知することにより厨芥の乾燥度合いが低いと判断すると撹拌しない時間を長くし、厨芥の乾燥度合いが高くなったと判断すると撹拌する時間を長くする。また、前記厨芥の乾燥度合いが低いと判断されると前記乾燥室の乾燥加熱温度を高めるとともに撹拌しない時間を長くし、厨芥の乾燥度合いが高くなったと判断されると乾燥加熱温度を下げるとともに撹拌する時間を長くさせている。また前記厨芥の乾燥度合いが低いと判断されると前記撹拌手段の撹拌刃5が正転または反転する回数を少なくし、厨芥の乾燥度合いが高くなったと判断されると撹拌刃5の正転または反転する回数を増やすようにさせている。これにより、従来、厨芥700gをゴミ容器3に入れて乾燥運転させたばあいに、乾燥時間が約3時間半かかっていたものをこの制御方法により約3時間に短縮でき、しかも撹拌効果も向上させることができる。
【0031】
また本発明では、乾燥開始から徐々に撹拌刃5の回転速度を速めたり、ON/OFF周期を短くすることで厨芥の乾燥状態に合わせて撹拌を行なうことにより、撹拌モータの負担を軽くし、乾燥および撹拌効果を高めることができる。
【0032】
また本発明では、撹拌手段が動作するタイミングに同期して乾燥加熱温度を高めることにより、撹拌動作が行なわれた直後は水分を含んだ厨芥が表面に露出してくるので、この時に乾燥加熱温度を高めれば水分の蒸発が旺盛になり、乾燥時間が短縮できる。
【0033】
また本発明では、撹拌刃5にかかる負荷を検出することにより、厨芥が有する情報、すなわち厨芥の量や質、処理回数を推定する。たとえばゴミ容器内が空のときに最初に厨芥を投入したときには投入された厨芥の水分がそのままそれ自身に残るので水分が蒸発しにくいので乾燥温度を高めにすると乾燥時間短縮ができる。また、乾燥処理した厨芥の上に新たに厨芥を投入すると新たに投入した厨芥の水分が乾燥処理した厨芥に移るように撹拌を短い周期で行なえば乾燥時間短縮ができる。
【0034】
また本発明では、撹拌用モータの電流あるいは回転パルスを検出し、ロック状態を検出すると一旦反転し、再度正転させることにより、ロック状態を回避し、モータの焼けつきを防止し、回路の破損を防止する。
【0035】
さらに本発明では、厨芥乾燥終了時の冷却時にも撹拌を行ない、冷却時間を短縮し、開蓋可能となるまでの時間を短縮することにより処理開始から終了までのトータル時間を短縮させることができる。
【0036】
なお、厨芥投入時に、金属ボールやセラミックボールなどの熱伝導性の高いものを一緒に投入することにより、処理中、この投入物は処理温度まで加熱され、厨芥が接触する面積が増え、乾燥速度が速くなるし、また粉砕効果もアップする。
【0037】
また厨芥投入時に、油分の多いもの、たとえばモミガラ、油などを一緒に投入させることにより、処理中、ゴミ容器底面の焦げ付き、こびり付きがなくなり、残渣取り出しの手間が容易となる。また、つぎの処理時、焦げ付き、こびり付きがないので処理中の乾燥も安定して行なえる。
【0038】
また厨芥投入時、硬い粒状物質、たとえば石、貝ガラなどを一緒に投入させることにより、処理中、投入物が撹拌刃といっしょに回転し、ゴミ容器底面の焦げ付き、こびり付きが削られ、残渣取り出しの手間が容易となり、また、つぎの処理時、焦げ付き、こびり付きがないので処理中の乾燥を安定させることができる。
【0039】
また前記熱伝導性の高いものや油分の多いものや硬い粒状物質の投入物を一体化させたものまたは混合させたものを厨芥投入時に、一緒に投入させることにより、乾燥処理と破砕効果を向上させることができる。
【0040】
また前述の投入物をそれぞれ、または一体化させたものや混合させたものを厨芥と一緒に初回投入しておけば、連続処理するときに追加投入させずに済む。
【0041】
またゴミ容器内に厨芥の焦げ付きやこびり付きがあれば、水分を投入し、これらを分解させ、再度焦げ付き、こびり付きが起こりにくくさせることにより、乾燥処理と破砕効果を向上させることができる。
【0042】
さらに本厨芥処理機においては、厨芥投入時に、脱臭剤を一緒に投入させることにより、処理中の臭気ガスはこの脱臭剤により処理され、触媒脱臭手段へ流れる臭気ガスは減り、効率よく酸化分解処理できる。これは処理中の臭気濃度が増えても触媒効率をあげずに処理できるので高価な触媒を多量に用いる必要がなくコストダウンにもつながる。また、乾燥処理後、処理した残渣の臭いはこの脱臭剤によりほとんど臭わないぐらいまで軽減させることができる。
【0043】
この厨芥処理機に前記脱臭剤を投入し、一緒に処理するばあいについて動作を説明する。なお以下において、日本の標準家庭(4人家族)で1日に発生する厨芥量を約700g(そのうち水分量約500g)とする。
【0044】
まずゴミ容器3に厨芥700gと脱臭剤(物理吸着作用であれば、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライトなど、化学反応であれば、酸化銅、鉄のフタロシアニン化合物などがある)を投入して乾燥室2に装着し、蓋4をしめる。凝縮水タンク19も装着する。
【0045】
制御装置の運転スイッチ(図示せず)をONし、厨芥処理機の運転を開始する。すると触媒加熱用のヒータ27が通電し経路および触媒層を加熱する。送風ファン25およびプロペラファン18が駆動されるとともにシーズヒータ9が通電し、ゴミ容器3内の厨芥の乾燥を開始する。ゴミ容器3内では撹拌刃5を駆動モータ6により正転、反転させながら厨芥を乾燥する。
【0046】
厨芥の加熱により発生した水蒸気を含んだ臭気ガスは厨芥内の脱臭剤に脱臭される。脱臭されなかった少量の臭気ガスは水蒸気回収のため凝縮器15で冷却される。
【0047】
凝縮器15は冷却、送風用のファンモータ26により駆動されているプロペラファン18によって外気取入口1aから吸引した外気により臭気ガスが冷却され凝縮される。凝縮したドレインはドレインパイプ17を通って凝縮水タンク19に流下する。凝縮しないガスはドレインパイプ17を通って凝縮水タンク19を経て、ドレインパイプ17と離れた位置に開口している配管23を経て凝縮水タンク19内の気体と一緒に送風ファン25に吸引され脱臭器24に送られ、ここで臭気成分は無臭化される。
【0048】
本実施例の厨芥処理機により全重量700gの厨芥は約3.5時間で乾燥でき、その処理後の残渣の臭いは脱臭剤の効果によりほとんど無臭化できる。
【0049】
なお、本厨芥処理機には、自動投入機構を備え付けることができる。
【0050】
図3に示すように、厨芥処理機の蓋4の部分に、投入物の自動投入機構が設けられている。自動投入機構は、投入物を格納する投入物タンク34、そして投入物35を一定量、乾燥室2へ投入できる投入口36で構成されている。
【0051】
運転開始時または運転途中で投入口36に設けられている開閉弁が一定時間開き、一定量の投入物が投入されたのちその弁が閉じる。この動作は運転開始時に用いるばあいではスタートボタンを押したときに、そして運転途中に用いるばあいでは、スタートからある一定時間経過したときに行なうよう自動制御されている。
【0052】
以上説明した実施例においては、厨芥の乾燥度合いを判断するために凝縮器入口付近の温度を測定し、この温度を利用しているが、これ以外にも、自己加熱させたサーミスタによって発生ガスの熱伝導率の変化を検出する絶対湿度センサや静電容量式湿度センサなどによって直接ゴミ容器内の湿度を測定したり、撹拌刃5にかかる負荷を検出し、負荷が軽くなってくる変化の仕方を検出することによっても厨芥の乾燥度合いを判断することができる。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の請求項の構成では、厨芥の乾燥度合いに基づいて、撹拌時間や乾燥加熱温度を制御するため、乾燥時間の短縮、破砕効果の向上、およびトータル時間の短縮をさせることができる。また撹拌手段の回転速度などの情報により乾燥加熱温度や撹拌を制御させるため、消費電力を低減させることができるとともに、撹拌手段の長寿命を図ることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかわる厨芥処理機の一実施例を示す縦断面図である。
【図2】図1における凝縮器の入口付近の温度変化を示すグラフである。
【図3】他の厨芥処理機を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 処理機本体
2 乾燥室
3 ゴミ容器
4 蓋
5 撹拌刃
6 駆動モータ
9 シーズヒータ
12 空気取入れ口
13 ガス出口
15 凝縮器
19 凝縮水タンク
24 脱臭器
26 ファンモータ
27 ヒータ
34 投入物タンク
35 投入物
36 投入口
Claims (2)
- 乾燥室を有する処理機本体と、前記乾燥室内に着脱自在に装着されるゴミ容器と、該ゴミ容器内の底部に設けられる撹拌手段と、該撹拌手段を駆動する駆動モータと、前記ゴミ容器内をプラスチック材料から有毒ガスが発生する温度より低い温度に加熱するヒータと、前記乾燥室内に外気を供給する取入れ口と、前記乾燥室内の空気を排出するガス出口と、該ガス出口から排出される空気を脱臭し、排出管を介して前記処理機本体外部に排出する脱臭器と、前記駆動モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記撹拌手段の回転速度を厨芥の乾燥開始から徐々に速くさせることを特徴とする厨芥処理機。
- 乾燥室を有する処理機本体と、前記乾燥室内に着脱自在に装着されるゴミ容器と、該ゴミ容器内の底部に設けられる撹拌手段と、該撹拌手段を駆動する駆動モータと、前記ゴミ容器内をプラスチック材料から有毒ガスが発生する温度より低い温度に加熱するヒータと、前記乾燥室内に外気を供給する取入れ口と、前記乾燥室内の空気を排出するガス出口と、該ガス出口から排出される空気を脱臭し、排出管を介して前記処理機本体外部に排出する脱臭器と、前記駆動モータ及びヒータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記撹拌手段の動作時に同期してヒータによる厨芥の乾燥加熱温度を高めることを特徴とする厨芥処理機。
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