JP3853835B2 - ゴミ処理装置 - Google Patents

Description

本願発明は、ゴミ処理装置に関し、特にたとえば、野菜，肉，魚類等の各種生ゴミ、ビニール袋，発泡トレイ等の各種プラスチックゴミ、および、紙袋，紙パック，ダンボール、新聞紙、紙おむつ等の各種紙製ゴミなどを微生物によって分解して減容消滅処理をするためのゴミ処理装置に関する。

本願発明の背景となる従来のゴミ処理装置には、微生物を加えた生ゴミ（残飯、麺類、魚、野菜屑、肉、果物、鶏卵殻、魚の骨等）等の有機廃棄物を本体内で撹拌させながら、有機廃棄物を本体内で水と炭酸ガスに分解させる有機廃棄物処理装置があった（例えば、特許文献１参照。）。この有機廃棄物処理装置では、本体内の略中央よりやや上方に回転軸が設けられている。回転軸は減速機付きモータ、スプロケット、チェーン等を介して回転するもので、回転軸には、本体内に入れられた生ゴミ等の有機廃棄物を撹拌するパドル等の撹拌手段が複数設けられている（特許文献１の例えば図２，図３参照。）。
この有機廃棄物処理装置では、減速機付きモータを作動させると、回転軸が回転し、パドル等の撹拌手段により、生ゴミ等の有機廃棄物が撹拌される。有機廃棄物が撹拌されると、有機廃棄物に加えられた微生物による分解が促進されると共に分解が均一化され、有機廃棄物は水、炭酸ガス、微量の固形分に分解される。

また、この有機廃棄物処理装置では、本体の上方部に、本体内の空気を循環させる循環通路が設けられている。さらに、循環通路には、循環通路内の空気中の水分を除去する蒸発器等の水分除去手段および水分除去手段により水分を除去された空気を加熱する凝縮器またはヒータ等の空気加熱手段が順次設けられている。空気加熱手段により加熱された空気は、その一部が循環通路を通って本体内に供給・再循環され、その一部が循環通路から分岐した排気通路を通り、排気通路の中途に設けられた消臭器を介して本体の外へ排出される（特許文献１の例えば図２参照。）。この場合、本体外への悪臭の排出が防止される。

：特開平９−１１１２号公報

しかしながら、このような従来のゴミ処理装置に用いられるパドル等の撹拌手段（特許文献１の例えば図２，図３参照。）では、仮に、有機廃棄物を破砕機等で破砕して本体内に投入した場合でも、本体内の生ゴミ等の撹拌効率が必ずしも高いものとはなっていなかった。例えば、パドルの先端部が生ゴミ等をだんごのような塊状に持ち回るブリッジ現象が発生し、生ゴミ等を均等に効率よく撹拌することができなかったり、あるいは、生ゴミ等が本体内壁面に沿う部分で局所的に滞留したりすることにより、生ゴミ等の撹拌効率が低下してしまい、微生物による分解処理（発酵処理）に多大な時間を要するなどの不具合を生じるものであった。
また、このような従来のゴミ処理装置では、食料品の屑や食べ残しなどの所謂生ゴミを処理するだけでも、上述したような不具合を生じるものであるのに、況や、これらの生ゴミと共に、ビニール袋，発泡スチロール製トレイ等のプスチック製の包装容器を含むプラスチックゴミ、および／または、新聞紙，ダンボール，紙おむつ等の紙類のゴミなどを一緒くたにして、本体内で撹拌するには撹拌効率が一層悪いものとなる。すなわち、このような従来のゴミ処理装置では、生ゴミとプラスチックゴミと紙類のゴミとを一緒くたにしたゴミを微生物によって同時に分解処理（発酵処理）することには不向きなものであった。したがって、このような従来のゴミ処理装置では、少なくとも、プラスチックゴミと、生ごみおよび／または紙類等のゴミとを分別する必要があり、非常に手間のかかるものであった。

それゆえに、本願発明の主たる目的は、プラスチックゴミ、生ゴミ、紙ゴミを一緒くたにして効率よく撹拌しながら、微生物により分解して減容消滅処理することができる、ゴミ処理装置を提供することである。

請求項１にかかる本願発明は、生ゴミ，プラスチックゴミ，紙ゴミと、好気性微生物と 、焼結多孔質体からなる尖鋭状の破砕片を有し、好気性微生物が付着して、好気性微生物の住処となる担持体とを撹拌しながら、好気性微生物によって、ゴミを分解して減容消滅処理するゴミ処理装置であって、好気性微生物および担持体の集合体が、予め、収容され、集合体が菌床となっていて、ゴミが一緒くたに収容される処理槽と、好気性微生物、担持体およびゴミを一緒くたに撹拌する撹拌手段と、処理槽内に空気を供給して処理槽内を所定の温度に加熱することにより、好気性微生物とゴミとの分解作用を活性化させる活性化手段と、処理槽内に発生した水蒸気および二酸化炭素を含む排気ガスを処理槽外へ排気させる排気手段と、排気手段により排気された排気ガス中の粉塵を除去する除塵手段と、除塵手段で処理された排気ガス中の悪臭を高温で加熱して脱臭する脱臭手段とを含み、撹
拌手段は、処理槽内に配設される回転軸と、回転軸の軸方向に所定の間隔を隔てて配列される複数の撹拌具とを含み、撹拌具は、回転軸の直径方向に対向配置される１対のパドルアームと、パドルアームの先端部に、パドルアームの軸線に対して傾斜するように配置されると共に、処理槽の内壁面と所定の間隔を隔てて配置されるブレードとを有し、一方のブレードは、パドルアームの回転方向に対してブレードの前側が回転軸に近づく方向に前倒するのに対して、他方のブレードは、パドルアームの回転方向に対してブレードの後側が回転軸に近づく方向に後倒するように配置され、ゴミが、一方のブレードにより、処理槽の内壁面に付着された菌床側に押圧されながらすり潰されて所定の厚みを持って積層され、他方のブレードにより、処理槽の内壁面に付着積層された菌床およびゴミの層から所定の厚みだけ削り取られるようにするために、パドルアームに対する一方のブレードおよび他方のブレードの傾斜角度は、それぞれ、同じに形成され、傾斜角度は、１°〜１５°の範囲に設定されていることを特徴とする、ゴミ処理装置である。
請求項１にかかる本願発明では、回転軸の回転により撹拌具の各パドルアームが回転している間、処理槽内では、予め、処理槽内に収容され、菌床として形成されている、好気性微生物および担持体の集合体と、生ゴミ，プラスチックゴミ，紙ゴミ（以下、「生ゴミ ，プラスチックゴミ，紙ゴミ」を、便宜上、「ゴミ」という。）とが、撹拌手段の複数の撹拌具により一緒くたに撹拌される。ゴミの水分が多い場合、ゴミおよび集合体（菌床）は、処理槽の内壁面に付着される。
複数の撹拌具の撹拌作用によって、ゴミどうしが当たって衝突し、また、ゴミがパドルアームやブレードに当たって衝突し、さらに、ゴミが処理槽内壁面に当たって衝突することによって、粉砕・細分化されていき、微生物によるゴミの分解作用を促進させている。さらに、集合体（菌床）に含まれている好気性微生物の担持体は、焼結多孔質体からなる尖鋭状の破砕片を含んでいるため、この担持体の尖鋭状の部位がゴミの破砕刃として作用し、ゴミと衝突したときに、ゴミを切削して粉砕・細分化する。
各パドルアームの先端部に設けられた各ブレードと処理槽の内壁面とが接近した際には、各ブレードと処理槽の内壁面に付着した集合体（菌床）との間にゴミが入り込む。各ブレードと処理槽の内壁面との間に入り込んだゴミは、パドルアームの回転力を受けたブレードにより処理槽の内壁面側に押圧されて潰される。この場合、処理槽の内壁面に付着している集合体（菌床）側に、ゴミが押圧されながらすり潰される。
そこで、１対のパドルアームおよびブレードの動きを見てみると、一方のブレードでは、該ブレードの前側が回転軸に近づく方向に傾斜しているとき、該ブレードの後側は処理槽の内壁面に近づく方向に傾斜している。つまり、該ブレードの後側と処理槽の内壁面との間には、間隔が狭まった幅狭部が形成され、該ブレードの前側と処理槽の内壁面との間には、間隔の広まった幅広部が形成される。
この場合、該ブレードの幅広部側で処理槽の内壁面側との間でゴミが効率よくすり潰され、該ブレードの幅狭部側ですり潰されたゴミが効率よく掻き上げられる。さらに、詳細に見てみると、１対の撹拌具において、一方のパドルアームのブレードと処理槽の内壁面との間に入り込んだゴミは、パドルアームの回転力により、処理槽の内壁面側に付着した集合体（菌床）に押圧されて潰される。一方のブレードで潰されて粉砕・細分化されたゴミは、処理槽の内壁面に付着した集合体（菌床）に付着され、幾分かの厚みを持って積層されていく。該集合体（菌床）に付着・積層したゴミは、同一軌道上を回転する他方のパドルアームのブレードの幅狭部側によって、所定の厚みだけすくい上げられ、掻き上げられていく。
発明者の実験によれば、パドルアームに対するブレードの傾斜角度が１°〜１５°の範囲に設定されると、処理槽の内壁面に付着積層したゴミおよび菌床の層全体を削り取ることなく、より効率よくゴミを撹拌することができ、且つ、効果的にブレードと処理槽の内壁面側との間でゴミをすり潰して細分化する。
また、活性化手段は、処理槽内に空気を供給して処理槽内を所定の温度に加熱することにより、好気性微生物とゴミとの分解作用を活性化させる。好気性微生物とゴミとの分解作用によって処理槽内に発生した水蒸気および二酸化炭素を含む排気ガスは、排気手段で処理槽外へ排気される。除塵手段は、排気手段により排気された排気ガス中の粉塵を除去する。脱臭手段は、除塵手段で処理された排気ガス中の悪臭を高温で加熱して脱臭する。
請求項２にかかる本願発明は、請求項１にかかる発明に従属する発明であって、脱臭手段で脱臭された排熱ガスの熱によって処理槽の加熱を援助する支援手段をさらに含む、ゴミ処理装置である。
請求項２にかかる本願発明では、脱臭手段で脱臭された排熱ガスの熱が、支援手段によって、処理槽を加熱することを援助するため、処理槽全体が効率よく加熱される。

本願発明にかかるゴミ処理装置によれば、生ゴミ、プラスチックゴミ、紙ゴミを一緒くたにして効率よく撹拌しながら、微生物により分解して減容消滅処理することができる。したがって、例えば、生ごみおよび／または紙ゴミと、プラスチックのゴミとを分別することもなく一緒に処理することが可能となる。そのため、本願発明にかかるゴミ処理装置によれば、従来のゴミ処理装置のように、生ゴミ、プラスチックゴミ、紙ゴミの分別に手間をかけることがなく、その効果は一層顕著なものとなる。

本願発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

［図１］本願発明にかかるゴミ処理装置の実施形態の一例を示すフロー図である。
［図２］本願発明にかかるゴミ処理装置の実施形態の一例を示す外観図解図である。
［図３］本願発明にかかるゴミ処理装置の実施形態の一例を示す平面図解図である。
［図４］本願発明にかかるゴミ処理装置の実施形態の一例を示す正面図解図である。
［図５］木願発明にかかるゴミ処理装置の実施形態の一例を示す右側面図解図である。
［図６］本願発明にかかるゴミ処理装置の実施形態の一例を示す左側面図解図である。
［図７］本願発明にかかるゴミ処理装置の実施形態の一例を示す背面図解図である。
［図８］本願発明にかかるゴミ処理装置に適用された処理槽の一例を示し、ゴミ処理装置の背面側から見た図解図である。
［図９］本願発明にかかるゴミ処理装置に適用された処理槽の一例を示し、図８の右側から見た図解図である。
［図１０］本願発明にかかるゴミ処理装置に適用された処理槽の一例を示し、図８の上側から見た図解図である。
［図１１］本願発明にかかるゴミ処理装置に適用された撹拌手段（撹拌機）の一例およびその周辺を示す正面図解図である。
［図１２］本願発明にかかるゴミ処理装置に適用された撹拌手段（撹拌機）の一例およびその周辺を示す平面図解図である。
［図１３］図１２，図１３に示すＡの撹拌具を処理槽の左側面側から見た左側面図解図である。
［図１４］図１２，図１３に示すＢの撹拌具を処理槽の左側面側から見た左側面図解図である。
［図１５］図１２，図１３に示すＣの撹拌具を処理槽の左側面側から見た左側面図解図である。
［図１６］図１２，図１３に示すＤの撹拌具を処理槽の左側面側から見た左側面図解図である。
［図１７］図１２，図１３に示すＥの撹拌具を処理槽の左側面側から見た左側面図解図である。
［図１８］図１２，図１３に示すＦの撹拌具を処理槽の左側面側から見た左側面図解図である。
［図１９］図１２，図１３に示すＧの撹拌具を処理槽の左側面側から見た左側面図解図である。
［図２０］図１２，図１３に示すＩの撹拌具を処理槽の左側面側から見た左側面図解図である。
［図２１］図１２，図１３に示すＡ〜Ｆの撹拌具を示す斜視図解図である。
［図２２］（ａ）は、図１２，図１３に示すＧおよびＩの撹拌具の平面図解図であり、（ｂ）は、図１２，図１３に示すＩの撹拌具の左側面図解図であり、（ｃ）は、図 １２，図１３に示すＩの撹拌具の正面図解図である。
［図２３］図１２，図１３のＡ〜Ｆで示した撹拌具による代表的な撹拌作用を示す要部図解図であり、（ａ）は、一方のパドルアームおよびブレードの撹拌作用を示す要部図解図であり、（ｂ）は、他方のパドルアームおよびブレードの撹拌作用を示す要部図解図である。
［図２４］本願発明にかかるゴミ処理装置に適用された除塵機の一例を示す正面図解図である。
［図２５］図７の線Ａ−Ａにおける矢視図解図である。
［図２６］図７の線Ｂ−Ｂにおける矢視図解図である。
［図２７］図１〜図７で示された本願発明にかかるゴミ処理装置を用いて、ゴミ処理を行ったときの消滅効果を示すグラフである。
［図２８］図１〜図７で示された本願発明にかかるゴミ処理装置を用いて、生ゴミ類を処理したときの処理槽内における発生ガス濃度の測定結果（経時変化）を示すグラフである。
［図２９］図１〜図７で示された本願発明にかかるゴミ処理装置を用いて、紙ゴミ類を処理したときの処理槽内における発生ガス濃度の測定結果（経時変化）を示すグラフである。
［図３０］図１〜図７で示された本願発明にかかるゴミ処理装置を用いて、プラスチックゴミ類を処理したときの処理槽内における発生ガス濃度の測定結果（経時変化）を示すグラフである。

符号の説明

１０ ゴミ処理装置
１４ 処理槽
１５ａ 処理槽の側面パネル
１５ｂ 処理槽の胴部パネル
１６ 活性化手段
１８ 撹拌手段
２０ 排気手段
２２ 除塵手段
２４ 脱臭手段
２６ 支援手段
２８ 破砕機
２９ 破砕機の駆動モータ
３８ ジャケット部
４８ 送風機
５０，９６，１０４ ヒータ
５２ 撹拌機
５４ 回転軸
６０ ギヤモータ
６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ 撹拌具
７０ａ，７０ｂ，７８ａ，７８ｂ パドルアーム
７２ａ，７２ｂ ブレード
８４ 除塵機
８８ 除塵部
９４ 排液タンク
１００ 脱臭機
１０２ 予熱部
１０６ 触媒部
１０８ 循環経路
１１０ 通路
１１２ 耐熱電動送風機
１２０ 安全装置
Ｄ１〜Ｄ４ ダンパ
Ｓ１〜Ｓ９ 温度センサ
ＳＷ１，ＳＷ２ リミットスイッチ
Ｚ 菌床となる好気性微生物およびその担持体の集合体

本願発明にかかるゴミ処理装置では、プラスチックゴミ、生ゴミ、紙類のゴミ等のゴミを一緒くたにして効率よく撹拌しながら、微生物により分解して減容消滅処理するという目的を、例えば、従来のように、生ごみおよび／または紙類等のゴミと、プラスチック等のゴミとを分別する手間をかけることもなく、実現することができた。

図１は、本願発明にかかるゴミ処理装置の実施形態の一例を示すフロー図であり、図２は、本願発明にかかるゴミ処理装置の実施形態の一例を示す外観図解図である。また、図３は、本願発明にかかるゴミ処理装置の実施形態の一例を示す平面図解図であり、図４は、その正面図解図であり、図５は、その右側面図解図であり、図６は、その左側面図解図であり、図７は、その背面図解図である。
先ず、このゴミ処理装置１０を構成する機器の構成および該ゴミ処理装置を用いたゴミ処理システムの流れについて概略的概略を簡単に説明し、その後で、該ゴミ処理装置１０を構成する各機器について説明していく。

このゴミ処理装置１０は、図２に示すように、ハウジング１２を含み、ハウジング１２内には、ゴミ処理装置１０を構成する各機器が収納される。ハウジング１２内には、たとえば図１に示すように、ゴミを好気性微生物により分解して減容消滅処理が行われる処理槽１４、処理槽１４内に空気を供給し、処理槽内を所定の温度に加熱することによって、好気性微生物によるゴミの分解作用を活性化する活性化手段１６、処理槽１４内に入れられたゴミ、好気性微生物および好気性微生物の住処となる担持体を撹拌処理する撹拌手段１８、好気性微生物によるゴミの分解作用により処理槽１４内に発生した二酸化炭素（炭酸ガス）および水蒸気等の排気ガスを処理槽１４から排出させる排気手段２０、処理槽１４から排出された排気ガス中の粉塵等を除去し、その中に含まれる水分を蒸発させる除塵手段２２、除塵手段２２で処理された排気ガス中の悪臭を高温で加熱して脱臭処理する脱臭手段２４、および、脱臭手段２４で脱臭された排熱ガスの熱を利用して、処理槽１４の加熱・加温を支援する支援手段２６が配設され、その他、各温度センサＳ１〜Ｓ９，各スイッチＳＷ１〜ＳＷ２、各ダンパＤ１〜Ｄ４、ゴミを破砕して処理槽１４内に入れるための破砕機２８、および、ゴミ処理装置の運転表示シグナル３０などが配設されている。

次に、処理槽１４について、図３〜図７および図８〜図１０などを参照しながら説明する。処理槽１４は、たとえば図４〜図６に示すように、ハウジング１２の前側に配置され、ベース３２上に配設された架台３４により支持されている。処理槽１４は、図８〜図１０に示すように、たとえば正面視横長矩形で、且つ、側面視略Ｕ字形の処理槽本体３６を含む。処理槽本体３６は、適宜、アングル鋼およびステンレス製のプレート等を組み合わせることによりＵ字形樋状に形成される。処理槽本体３６は、たとえば図５，図６および図９で見て、その高さ方向の中央から下側にかけて略半円形のジャケット部３８を備える。ジャケット部３８は、たとえばステンレス製の中空プレートで形成され、その中に通路３８ａが構成される。ジャケット部３８には、図８および図１０で見て、その長手方向の右側に通路入口部４０が設けられ、その長手方向の左側に通路出口部４２が設けられる。通路入口部４０および通路出口部４２には、それぞれ、たとえばステンレス製の入口管４０ａおよび出口管４２ａが取着される。

ハウジング１２の前側上面には、たとえば図２および図３〜図６に示すように、処理槽１４内に通じる投入口４４が設けられ、投入口４４には開閉自在な蓋４４ａが取着されている。さらに、投入口４４の近傍には、破砕機２８の投入口４６が設けられ、投入口４６も処理槽１４に通じるものであり、投入口４６には、開閉自在な蓋４６ａが取着されている。投入口４４には、野菜，肉，魚類等の各種生ゴミが直接投入される。破砕機２８の投入口４６には、ビニール袋，発泡トレイ等の各種プラスチックゴミ、紙袋，紙パック，ダンボール、新聞紙、紙おむつ等の各種紙製ゴミが投入され、破砕機２８により細かく粉砕される。破砕機２８でゴミを細分化する必要がない場合には、各種生ゴミ、各種プラスチックゴミおよび各種紙製ゴミを一緒くたにして投入口４４から投入するようにしてもよい。
いずれにしても、この処理槽１４の中には、各種生ゴミ、各種プラスチックゴミおよび各種紙製ゴミを一緒くたに投入することが可能となる。

また、処理槽１４内には、予め、ゴミを分解する好気性微生物および好気性微生物の住処となる担持体の集合体Ｚが収容されているが、この集合体Ｚは、菌床となるものであって、適宜、投入口４４から処理槽１４内に補充することが可能となる。なお、好気性微生物としては、土壌菌、納豆菌などを混ぜ合わせた特殊な複合菌が用いられ、所定の適切な温度で該複合菌を活性化してゴミの分解効率を高めている。また、好気性微生物の住処となる担持体には、たとえば瓦、れんが、セラミックス等の焼結多孔質体からなる尖鋭状の破砕片が含まれている。

処理槽１４の上には、活性化手段１６が配置される。活性化手段１６は、処理槽１４内に空気を供給するシロッコファン等の送風機４８を含み、送風機４８で供給される空気は、ヒータ５０により所定の温度（たとえば４０℃〜６０℃）に加熱され、熱風として、処理槽１４内に供給される。この熱風により、処理槽１４内の好気性微生物によるゴミの分解作用が活性化される。さらに、このゴミの分解作用は、後述する撹拌手段１８によるゴミのすり潰し作用、削り取り作用およびゴミを均一に撹拌する撹拌作用等によっても、より一層活性化させることができる。

すなわち、撹拌手段１８は、たとえば図１１，図１２に示すように、撹拌機５２を含み、撹拌機５２は処理槽１４の長手方向の略中央に配置される回転軸５４を含む。回転軸５４の軸方向の両端部には、それぞれ、連結シャフト５５が形成され、この連結シャフト５５は、それぞれ、処理槽１４の長手方向の両側に位置する側面パネル１５ａの外壁面側に配設された軸受部５６により回動自在に支持されている。また、連結シャフト５５の先端部には、図６，図７，図１１および図１２に示すように、スプロケット５８が取着される。さらに、処理槽１４の背面側には、たとえば図６および図７に示すように、回転軸５４を駆動させるための駆動手段として、たとえばギヤモータ６０が配設されている。ギヤモータ６０の駆動軸には、スプロケット６２が取着され、スプロケット５８およびスプロケット６２間には、ローラーチェーン６４が架け設けられる。

回転軸５４の軸方向の中間部には、図１１および図１２に示すように、その軸方向に所定の間隔を隔てて、１対の撹拌具６６ａ，６６ｂが、複数組（図１１，図１２では、たとえばＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ａの７組の撹拌具６６ａ，６６ｂを図示している。）、配列・固着される。さらに、回転軸５４の軸方向の両側には、それぞれ、処理槽１４の側面パネル１５ａの内壁面側に、他の１対の撹拌具６８ａ，６８ｂ（図１１，図１２では、たとえばＧ，Ｉの２組の撹拌具６８ａ，６８ｂが図示されている。）が配列・固着される。
この場合、７組の１対の撹拌具６６ａ，６６ｂは、それぞれ、回転軸５４の回転方向にたとえば３０°ずつの位相差をもって配列され、２組の他の撹拌具６８ａ，６８ｂは、回転軸５４の回転方向にたとえば９０°の位相差をもって配列されている。

そこで、先ず、１対の撹拌具６６ａ，６６ｂについて説明する。１対の撹拌具６６ａおよび６６ｂは、それぞれ、回転軸５４の直径方向に対向配置される１対のパドルアーム７０ａおよび７０ｂを含む。つまり、一方の撹拌具６６ａと他方の撹拌具６６ｂとは、回転軸５４の中心軸を中心にして、１８０°反対側に配置されている。したがって、１対の撹拌具６６ａ，６６ｂで見てみると、一方の撹拌具６６ａの回転軌道上を他方の撹拌具６６ｂが回転することになる。

１対のパドルアーム７０ａおよび７０ｂは、それぞれ、図２１に示すように、たとえば略矩形板状に形成される。１対のパドルアーム７０ａ，７０ｂは、たとえば図１３〜図１８および図２３（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれ、処理槽１４の胴部パネル１５ｂの内壁面と所定の間隔を隔てて配置される。

また、１対のパドルアーム７０ａ，７０ｂの長手方向の先端部には、図２３（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれ、パドルアーム７０ａおよび７０ｂの軸線Ｘに対して、所定の角度θで傾斜するように、たとえば矩形板状のブレード７２ａおよび７２ｂが配置される。さらに、パドルアーム７０ａおよび７０ｂと、ブレード７２ａおよび７２ｂとの間には、図２１に示すように、それらを連結する連結プレート７４ａおよび７４ｂが配置される。パドルアーム７０ａおよび７０ｂと、連結プレート７４ａおよび７４ｂとは、溶接等の固着手段により一体的に接続される。さらに、７２ａおよび７２ｂと連結プレート７４ａおよび７４ｂとは、それぞれ、ボルト等の締結手段７６ａおよび７６ｂで締結・固着される。

さらに、１対の撹拌具６６ａ，６６ｂにおいて、一方のブレード７２ａは、図１３〜図１８および図２３（ａ），（ｂ）に示すように、１対のパドルアーム７０ａ，７０ｂの回転方向に対して一方のブレード７２ａの前側が回転軸５４に近づく方向に前倒するのに対して、他方のブレード７２ｂは、１対のパドルアーム７０ａ，７０ｂの回転方向に対して他方のブレード７２ｂの後側が回転軸５４に近づく方向に後倒するように配置されている。この場合、一方のブレード７２ａの後端部と、処理槽１４の胴部パネル１５ｂの内壁面との間には、たとえば３０ｍｍの間隔Ｇ１が隔てられ、他方のブレード７２ｂの前端部と、処理槽１４の胴部パネル１５ｂの内壁面との間には、たとえば２５ｍｍの間隔Ｇ２が隔てられるように、１対のパドルアーム７０ａ，７０ｂのブレード７２ａ，７２ｂが配設される。
発明者の実験によると、処理槽１４の内壁面に付着・積層される担持体（以下、菌床という。）の厚みが３０ｍｍの場合、Ｇ１が３０ｍｍ、Ｇ２が２５ｍｍに設定されることが好ましいが、菌床の厚みによっては、Ｇ１をたとえば３０〜４５ｍｍの範囲に設定し、それに応じて、Ｇ２をたとえば２５〜４５ｍｍの範囲に設定するようにしてもよいことがわかった。但し、Ｇ１が５０ｍｍを超えると、つまり、菌床の厚みが５０ｍｍを超えると、菌床側に押し付けてすり潰す機能が効果的に発揮されないものとなる。

１対の撹拌具６６ａ，６６ｂが回転すると、一方のパドルアーム７０ａのブレード７２ａによって、たとえば図２３（ａ）に示すように、ゴミ（処理物）が所定の厚み（たとえば３０ｍｍの厚み）を有する菌床側に、押圧されながらすり潰される。この場合、菌床は、瓦、レンガ、セラミックス等の焼結多孔質体の尖鋭状の破砕片（粉砕片）を含むため、該焼結多孔質体の破砕片の尖鋭状部分がゴミの破砕刃として作用し、効率的かつ効果的にゴミ（処理物）を破砕してすり潰すことができる。
さらに、一方のパドルアーム７０ａの回転に引き続いて回転して来る他方のパドルアーム７０ｂのブレード７２ｂの前端部によって、たとえば図２３（ｂ）に示すように、菌床およびゴミ（処理物）の層が所定厚み（たとえば５ｍｍ）だけ削り取られていく。なお、菌床およびゴミ（処理物）の層は、たとえば水分が６０％以下程度で、ある程度乾燥した状態となっているため、削り取りも容易となる。

したがって、このゴミ処理装置１０では、引き続き回転して来るパドルアーム７０ａのブレード７２ａにかかる負荷が軽減され、抵抗なく次のすり潰し作用を効率的に発揮させることができる。しかも、複数組みの各撹拌具６６ａ，６６ｂは、それぞれ、すり潰し機能と削り取って剥ぎ取っていくという機能を有するため、各ブレード７２ａ，７２ｂおよび各パドルアーム７０ａ，ブレード７２ａにかかる負荷が低減される。そのため、各パドルアーム７０ａ，ブレード７２ａが負荷により折れ曲がるという恐れもない。

なお、削り取られたゴミおよび菌床の層のカケラは、処理槽１４の底面側に落下していき、再度、撹拌具６６ａ，６６ｂによって撹拌され、好気性微生物の分解作用により減容消滅されていく。また、菌床およびゴミ（処理物）は、水分が多いときは、処理槽１４の内壁面にへばり付いて付着しているが、処理槽１４内が加熱され乾燥してくると、菌床およびゴミ（処理物）が剥げ落ち、再度、各撹拌具６６ａ，６６ｂにより撹拌されると共に微生物によって分解処理される。

発明者の実験によれば、パドルアーム７０ａおよび７０ｂに対するブレード７２ａおよび７２ｂの傾斜角度θは、θ＝１°〜１５°の範囲に設定されるのが好ましく、さらに、θ＝４°〜６°の範囲に設定されるのがより好ましいものである。但し、ブレード７２ａ，７２ｂの傾斜角度θが１５°を超えると、ブレード７２ａ，７２ｂでゴミおよび菌床を単に押すだけとなり、すり潰し機能を効果的に発揮させることができない。この場合、処理槽１４の底面（胴部パネル１５ｂの内壁面）に付着積層したゴミおよび菌床の層全体をブレード７２ｂにより削り取ってしまい、処理槽１４の底面（胴部パネル１５ｂの内壁面）が露出されるため、次なるパドルアーム７０ｂの回転によるブレード７２ａのすり潰しがあまりきかないものとなる。

次に、処理槽１４の側面パネル１５ａの内壁面側に配設される他の２組の１対の撹拌具６８ａ，６８ｂについて、図１１，図１２，図１９，図２０および図２２等を参照しながら説明する。１対の撹拌具６８ａおよび６８ｂは、たとえば図１９，図２０に示すように、上記した１対の撹拌具６６ａ，６６ｂと同様、回転軸５４の直径方向に対向配置される１対のパドルアーム７８ａおよび７８ｂを含む。１対のパドルアーム７８ａおよび７８ｂは、それぞれ、図２２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、たとえば略矩形板状のアーム本体８０ａおよび８０ｂを含む。アーム本体８０ａおよび８０ｂは、それぞれ、その一方主面側に、たとえば断面Ｖ字形の溝部８２ａおよび８２ｂを有する。１対のパドルアーム７８ａ，７８ｂの長手方向の先端部は、たとえば図１１，図１２および図１９，図２０に示すように、それぞれ、処理槽１４の胴部パネル１５ｂの内壁面と所定の間隔を隔てて配置される。
この２組の撹拌具６８ａ，６８ｂは、それぞれ、処理槽１４の長手方向両側の側面パネル１５ａの内壁面にゴミおよび菌床がこびり付かないようにするためのものである。

処理槽１４内の好気性微生物によるゴミの分解作用は、上述した活性化手段１６および撹拌手段１８の協働作用によって、より一層活性化される。そして、処理槽１４内に発生した二酸化炭素（炭酸ガス）および水蒸気等の排気ガスは、排気手段２０により処理槽１４から排出される。排気手段２０としては、たとえばリングブロー（商品名）等の送風機が用いられる。

次に、排気手段２０により処理槽１４から排出された排気ガス中の粉塵等を除去し、その中に含まれる水分を蒸発させる除塵手段２２について、図１，図５，図７，図２４，および図２５等を参照しながら説明する。除塵手段２２は除塵機８４を含み、除塵機８４は、たとえばステンレス製の複数の遮蔽板８６を有する除塵部８８を含む。複数の遮蔽板８６は、図２４に示すように、千鳥状に配置されている。
除塵部８８の下には、フィルタ部９０，９２が配設され、さらに、フィルタ部９０，９２の下には、除塵部８８およびフィルタ部９０，９２で排気ガス中の粉塵が除去された後の排気ガス中の水分（以下、排液という。）を貯蔵する排液タンク９４が配設される。この排液タンク９４中の排液は、ヒータ９６により加熱されることによって蒸発され、その蒸気が排気手段２０により後述する脱臭手段２４へと排出される。
なお、排液タンク９４には、フロート式レベルセンサ等の液位検知手段９８が配置される。液位検知手段９８は、排液タンク９４中の排液が所定の液位よりも低くなって、排液タンク９４内をヒータ９６で空焚きしないようにするためのものである。

次に、除塵機８４で処理された排気ガス中の悪臭を高温（たとえば２５０℃程度）で加熱して脱臭処理する脱臭手段２４について、図５，図７および図２６等を参照しながら説明する。脱臭手段２４は、たとえば触媒燃焼法により悪臭を脱臭する脱臭機１００を含む。脱臭機１００は、たとえば図２６に示すように、熱交換器（図示せず）等を有する予熱部１０２と、ヒータを有する加熱部１０４と、メタルハニカム触媒等を有する触媒部１０６とを備える。この場合、除塵機８４で処理された排気ガスは、予熱部１０２、加熱部１０４および触媒部１０６を接続する循環経路１０８によって循環されている。

除塵機８４から排出された排液の蒸気を含む排気ガスは、予熱部１０２で予熱され、さらに、加熱部１０４で高温に加熱された後、触媒部１０６を通過する。このとき、排気ガス中の悪臭成分は、触媒部１０６の高温に加熱されたメタルハニカム触媒により吸着され、脱臭される。脱臭された空気（排気ガス）は、再度、予熱部１０２を通過して、処理槽１４のジャケット部３８の通路入口部４０に取着された入口管４０ａへと送られる。なお、この脱臭機１００では、該脱臭機１００へ送られてきた排気ガスが予熱部１０２で予熱される。この場合、脱臭機１００の出口付近の排気ガス温度は、たとえば１４０℃程度である。そのため、予熱した分だけ加熱部１０４のヒータを稼動させなくてもよい。そのため、加熱部１０４のヒータによる消費電力量を低下させて、ヒータ稼動時の電力コストを削減することができる。

さらに、本実施形態例にかかるゴミ処理装置１０は、脱臭機１００で加熱され脱臭された空気（排熱ガス）の熱を利用して、処理槽１４の加熱・加温を支援する支援手段２６を有する。支援手段２６は、脱臭機１００および処理槽１４のジャケット部３８間を接続する通路１１０を含む。すなわち、脱臭機１００と処理槽１４のジャケット部３８との間には、たとえば図１に示すように、通路１１０が適宜な配管等により配置される。通路１１０の経路には、たとえば耐熱電動送風機１１２が配設され、脱臭機１００で処理された排熱ガスは、耐熱電動送風機１１２によって、ジャケット部３８の入口管４０ａに供給される。

また、脱臭機１００から吸引・排出された排熱ガスの一部は、通路１１０から分岐された分岐通路１１４および１１６を介して、大気に排出される。さらに、通路１１０から分岐された分岐通路１１８からは、適宜、大気が導入可能となる。なお、通路１１０の経路中にはダンパＤ１が配置され、また、分岐通路１１４および１１６の経路中には、それぞれ、ダンパＤ２およびダンパＤ３が配置され、さらに、分岐通路１１８の経路中には、ダンパＤ４が配置されている。

ダンパＤ１およびダンパＤ４により通路１１０に導入される空気量が調節され、ダンパＤ２およびダンパＤ３により通路１１０から排出される空気量が調節されることによって、通路１１０中を移送される排熱ガスの温度が調節されると共に、新鮮な外気（空気）も通路１１０中に導入される。そのため、脱臭機１００から処理槽１４のジャケット部３８には、適宜、所定の温度（たとえば６０℃程度）に調整された排熱ガスが供給される。

ジャケット部３８の入口管４０ａに供給された空気（排熱ガス）は、ジャケット部３８の通路３８ａ内を循環することにより、処理槽１４の略全体を均一に加温・保温し、処理槽１４内を適温に保持することを支援する。そして、空気（排熱ガス）は、ジャケット部３８の出口管４２ａから処理槽１４外の大気中へと排出される。
つまり、このゴミ処理装置１０では、支援手段２６によって、排熱ガスの熱が処理槽１４を加熱・加温することに利用されている。そのため、処理槽１４を加熱するために費やされる電力コストも削減することができる。

次に、このゴミ処理装置１０に配置される、安全装置１２０、温度センサＳ１〜Ｓ９およびスイッチＳＷ１，ＳＷ２について、特に、図１を参照しながら説明する。
安全装置１２０は、たとえば低圧用大流量２方向電磁弁で構成され、処理槽１２内にメタンガス等が大量に発生した場合の爆発事故を防ぐためのものである。つまり、ゴミ処理装置１０を運転中に、処理槽１４内にメタンガス等が充満して処理槽１４内の圧力が上昇した場合に、設定した圧力を超えると、自動的に低圧用大流量２方向電磁弁が開弁することで該圧力を下げて爆発を防止するものである。

また、温度センサＳ１〜Ｓ９は、それぞれ、たとえば金属保護管付き熱電対で構成されている。温度センサＳ１は、処理槽１４内の温度を検知し、送風機４８および安全装置１２０を制御して、処理槽１４内の温度を所定の設定温度に維持するためのものである。温度センサＳ２は、除塵機８４の排液タンク９４に貯蔵される排液温度を調整するための温度センサである。温度センサＳ３は、脱臭機１００の入口温度を検知するためのものであり、モニタリング用である。温度センサＳ４は、脱臭機１００のヒータ１０４の入口温度を検知するためのものであり、予熱部１０２での予熱後のモニタリング用である。温度センサＳ５は、脱臭機１００のヒータ１０４の温度を検知し、ヒータ１０４の温度が高くなり過ぎないようにするためのものである。温度センサＳ６は、脱臭機１００のヒータ１０４の出口温度を検知し、調整するためのものである。温度センサＳ７は、触媒部１０６の触媒反応後の温度を検知するためのものモニタリング用のものである。温度センサＳ８は、脱臭機１００の出口の温度を検知するためのものであり、排熱ガスのモニタリング用の温度センサである。温度センサＳ９は、処理槽１４のジャケット部３８に供給される排熱ガスの温度を検知するためのモニタリング用のものである。

さらに、スイッチＳＷ１およびＳＷ２は、それぞれ、たとえばリミットスイッチで構成されている。スイッチＳＷ１は、投入口４４の近傍に配設され、スイッチＳＷ２は、破砕機２８の投入口４６の近傍に配設されている。スイッチＳＷ１およびＳＷ２は、それぞれ、作業者の手が各投入口４４，４６を介して、撹拌機５２および破砕機２８に巻き込まれないようにするための事故防止用の安全スイッチとしての機能を有する。この場合、投入口４４の蓋４４ａおよび投入口４６の蓋４６ａを開けたら、それぞれ、スイッチＳＷ１およびＳＷ２が作動し、撹拌機５２を駆動させるギヤモータ６０および破砕機２８の駆動モータ２９を停止させるものである。

次に、本実施形態にかかるゴミ処理装置１０を用いてゴミ処理を行ったときのゴミの消滅効果を示す試験結果について説明する。ゴミ処理装置１０に投入されるゴミは、プラスチック包装された野菜、肉類、魚等を含むお惣菜、その他、ダンボール等の紙類の破片を含むものであり、該ゴミは、１日１回、５０日間にわたって投入された。１回のゴミの投入量およびゴミの積算投入量等を以下の［表１］に示し、ゴミの消滅量および残渣率等を図２７に示す。

この試験結果によれば、５０日間で投入されたゴミの総投入量（積算投入量）は、５８８０リットルで、５０日後のゴミの残渣量は、１１２リットルであった。すなわち、このゴミ処理装置１０を用いたときのゴミの消滅率は、［（５８８０−１１２）÷５８８０］×１００＝９８．０９（％）となり、略９８．１（％）と、高い消滅率を示している。この場合、残渣率は、１．９（％）と極めて低いものとなる。

さらに、本実施形態にかかるゴミ処理装置１０を用いてゴミ処理を行ったときのゴミ処理中に発生する発生ガス濃度を測定した試験結果について説明する。この試験では、ゴミ処理装置に野菜，魚，弁当の食べかす等の生ゴミ類を７０リットル投入した場合、ゴミ処理装置に新聞紙，段ボール等の紙ゴミ類を１００リットル投入した場合、および、ゴミ処理装置にビニール袋，紙おむつ，発泡食品トレイ等のプラスチックゴミ類を７０リットル投入した場合のそれぞれについて、ゴミ処理中の時間経過とともに発生する二酸化炭素、アンモニアおよびアミン類の各発生ガスのガス濃度を測定した。
生ゴミ類の試験結果を［表２］および図２８に示し、紙ゴミ類の試験結果を［表３］および図２９に示し、プラスチックゴミ類の試験結果を［表４］および図３０に示す。

上記した試験結果によれば、生ゴミ類を処理した場合、［表２］および図２８に示すように、生ゴミ類を投入して３０分後には、二酸化炭素の濃度が２０００ｐｐｍと高い数値を示し、微生物による生ゴミ類の分解が最も活性化していることがわかる。この場合、投入３０分後から２時間後までの分解処理が顕著に進行していることがわかる。
また、紙ゴミ類を処理した場合、［表３］および図２９に示すように、紙ゴミ類を投入して１時間後には、二酸化炭素の濃度が１１００ｐｐｍと高い数値を示し、微生物による生ゴミ類の分解が最も活性化していることがわかる。
さらに、プラスチックゴミ類を処理した場合、［表４］および図３０に示すように、紙ゴミ類を投入して５時間後には、二酸化炭素の濃度が１７５０ｐｐｍと高い数値を示し、微生物による生ゴミ類の分解が最も活性化していることがわかる。
すなわち、このゴミ処理装置１０によれば、生ゴミ類、紙ゴミ類およびプラスチックゴミ類を短時間で分解処理することがわかる。

本実施形態例にかかるゴミ処理装置１０では、特に、撹拌具６６ａ，６６ｂによって、菌床およびゴミ（処理物）をすり潰しと削り取りが行われるようにしていること、また、菌床が焼結多孔質体の破砕片（粉砕片）を含み、ゴミ（処理物）のすり潰しをより効果的に行うようにしていること、さらに、脱臭機１００から供給される排熱ガスの熱を処理槽１４のジャケット部３８に付与することによって、微生物によるゴミの分解作用の活性化を支援するようにしていることなどが、総合的に行われることによって、より一層処理槽１４内における撹拌効率および分解効率を向上させている。
それによって、生ゴミ類だけでなく、ビニール袋、紙おむつ、食品トレイなどのプラスチックゴミ類も一緒くたに分解して減容消滅処理を行うことができる。このゴミ処理装置１０では、ゴミを焼却しないため、ダイオキシンの発生もなく、従来のコンポストタイプのように堆肥も出さない。

本願発明にかかるゴミ処理装置は、食品ゴミ等の生ゴミ、プラスチック製品等のプラスチックゴミおよびダンボール，新聞紙等の紙ゴミを一緒くたに効率よく撹拌して粉砕・細分化して、且つ、微生物の分解作用により減容消滅させることができ、ゴミの分別にかかる労力を省くことが可能となるため、特に、たとえば外食店、スーパーマーケット、学校、会社、などから出されるこれらのゴミ処理に適用して好適なものである。

Claims (2)

1. 生ゴミ，プラスチックゴミ，紙ゴミと、好気性微生物と、焼結多孔質体からなる尖鋭状 の破砕片を有し、前記好気性微生物が付着して、前記好気性微生物の住処となる担持体と を撹拌しながら、前記好気性微生物によって、前記ゴミを分解して減容消滅処理するゴミ処理装置であって、
   前記好気性微生物および前記担持体の集合体が、予め、収容され、前記集合体が菌床となっていて、前記ゴミが一緒くたに収容される処理槽、
   前記好気性微生物、前記担持体および前記ゴミを一緒くたに撹拌する撹拌手段、
   前記処理槽内に空気を供給して前記処理槽内を所定の温度に加熱することにより、前記好気性微生物と前記ゴミとの分解作用を活性化させる活性化手段、
   前記処理槽内に発生した水蒸気および二酸化炭素を含む排気ガスを前記処理槽外へ排気させる排気手段、
   前記排気手段により排気された排気ガス中の粉塵を除去する除塵手段、および
   前記除塵手段で処理された排気ガス中の悪臭を高温で加熱して脱臭する脱臭手段を含み、
   前記撹拌手段は、前記処理槽内に配設される回転軸と、前記回転軸の軸方向に所定の間隔を隔てて配列される複数の撹拌具とを含み、
   前記撹拌具は、前記回転軸の直径方向に対向配置される１対のパドルアームと、前記パドルアームの先端部に、前記パドルアームの軸線に対して傾斜するように配置されると共に、前記処理槽の内壁面と所定の間隔を隔てて配置されるブレードとを有し、
   一方の前記ブレードは、前記パドルアームの回転方向に対して前記ブレードの前側が前記回転軸に近づく方向に前倒するのに対して、他方の前記ブレードは、前記パドルアームの回転方向に対して前記ブレードの後側が前記回転軸に近づく方向に後倒するように配置され、
   前記ゴミが、前記一方のブレードにより、前記処理槽の内壁面に付着された前記菌床側に押圧されながらすり潰されて所定の厚みを持って積層され、前記他方のブレードにより、前記処理槽の内壁面に付着積層された前記菌床および前記ゴミの層から所定の厚みだけ削り取られるようにするために、前記パドルアームに対する前記一方のブレードおよび前記他方のブレードの傾斜角度は、それぞれ、同じに形成され、前記傾斜角度は、１°〜１５°の範囲に設定されていることを特徴とする、ゴミ処理装置。
2. 前記脱臭手段で脱臭された排熱ガスの熱によって前記処理槽の加熱を支援する支援手段をさらに含む、請求項１に記載のゴミ処理装置。

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