JP3899988B2 - 生ごみ処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物の力を利用して生ごみの分解処理を行う生ごみ処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から微生物を利用して有機物及び水分を含有する汚泥を環境に影響を与えない程度に分解処理することが行われており、この処理を行う生ごみ処理装置が知られている。
【0003】
この生ごみ処理装置は生ごみ処理槽内にバイオチップと称する木質細片を生ごみ処理材として充填してあり、生ごみ処理槽に設けた生ごみ投入口から生ごみを生ごみ処理槽内に投入し、生ごみ処理槽内に回転自在に設けた撹拌手段により生ごみ処理材を撹拌することで、生ごみ処理材に生息している微生物の働きにより生ごみを発酵して分解処理するようになっている。
【0004】
そして、従来の生ごみ処理装置の運転パターンは、1.常に一定の運転条件で連続稼動する、2.ある条件を始点として所定の時間経過後、処理完了する、3.生ごみ処理槽の雰囲気温度を検知して、所定温度以上となった場合に処理完了する、といった1〜3のパターンに大別される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、1.常に一定の運転条件で連続稼動するパターンでは、処理が終了しているにも関わらず、同じ運転を続けるので、余分な電力を消費してしまう。また、2.ある条件を始点として所定の時間経過後、処理完了するパターンでは、実際の使用状況では投入される生ごみは日々変動するため、所定時間の経過のみで処理完了を判断してしまうと、生ごみの投入量が多い場合には処理が完了せず、投入量が少ない場合には無駄な電力を消費してしまう。さらに、3.生ごみ処理槽の雰囲気温度を検知して、所定温度以上となった場合に処理完了するパターンでは、生ごみ投入時の生ごみ処理槽の雰囲気温度が異なると、同じ投入量でも、所定温度まで生ごみ処理槽の雰囲気温度が上昇する時間が異なってしまい、上昇時間が短い場合には処理が完了せず、上昇時間が長い場合には無駄な電力を消費してしまう。
【0006】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、投入された生ごみの量,質に応じて処理時間を適切に変動させ、処理完了後は消費電力を抑えた生ごみ処理装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、内部に微生物が生息した生ごみ処理材を収容し、生ごみと共に攪拌して発酵分解処理を行う生ごみ処理槽と、一定温度に制御されたヒータによって触媒を加熱する触媒燃焼方式で前記生ごみ処理槽からの排気を加熱脱臭する加熱脱臭部と、前記加熱脱臭部からの加熱された排気と生ごみ処理槽との間で熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器の出口での排気温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部の検出温度が所定温度以上となった場合に発酵分解処理が完了したと判断し、本装置の各動作を発酵分解処理完了後の動作に制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1において、前記制御部は、発酵分解処理は完了したと判断した場合、本装置の各動作の稼動率を低減させ、且つ前記処理槽内の温度が一定温度となるように前記加熱脱臭部の加熱動作を制御することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
本実施形態の生ごみ処理装置は図2〜4に示すように、上面を開口した函状の生ごみ処理槽11を備えており、この生ごみ処理槽11内部には、微生物の寄生した生ごみ処理材(チップ)14が収容され、吸気口15から生ごみ処理槽11内に空気を供給して、生ごみ処理材14に生息する微生物に酸素を供給し、生ごみ処理材14を生ごみと共に攪拌して発酵分解処理を行うように構成されている。この生ごみ処理材14は、微生物が生息したバイオチップと称されるおが屑状の木質細片のような担体よりなっており、生ごみは、生ごみ処理槽11の上面から内部に投入されるようになっている。
【0011】
そして、生ごみ処理槽11内には撹拌羽根7bを有する撹拌軸7aが架設してあり、モータ13により撹拌軸7aが回転するようになっている。そして、この撹拌軸7a、撹拌羽根7bにより撹拌装置7が構成してある。撹拌の目的は、生ごみと生ごみ処理材14とを混合すること、大型の生ごみを粉砕すること、及び水分蒸発を促進すること等である。
【0012】
また、生ごみ処理槽11内の一方の側面には、内部の温度Taを検出するための処理槽温度センサ3が設けられている。
【0013】
そして、生ごみの発酵分解処理時に生ごみ処理槽11内で発生するガスや水蒸気は、集塵フィルタ等からなるフィルタ8に通され、フィルタ8を通過した排気は、酸化触媒型の加熱脱臭装置5(加熱脱臭部)に導かれて、加熱脱臭される。
【0014】
加熱脱臭装置5は、図5に示すように、脱臭器ヒータ5aと、白金触媒などの触媒5bと、断熱材5cと、邪魔板5dとから構成されており、加熱脱臭装置5で排気中の臭気を脱臭するには脱臭器ヒータ5aを加熱して触媒5bを加熱することで、いわゆる触媒燃焼方式により脱臭するものである。また、脱臭器ヒータ5aには、脱臭器ヒータ5aの温度Tbを検出するための脱臭器温度センサ1が設けられている。
【0015】
さらに、生ごみ処理槽11の下面外側を覆うようにジャケット9が設けられており、加熱脱臭装置5で加熱脱臭された排気は、ジャケット9の後面側に備えた吸気口10aからジャケット9内の熱交換器10に導かれ、加熱脱臭装置5からの加熱された排気と生ごみ処理槽11との間で熱交換を行った後、ジャケット9の後面側に備えた排気口10bから排出される。また、熱交換器10の出口である排気口10bには、熱交換器10の出口での排気温度Tcを検出するための熱交換器出口温度センサ2(温度検出部)が設けられている。
【0016】
熱交換器10の排気口10bから排出された排気は、送風装置6を介して、排気口12から外部に排出される。送風装置6は、生ごみ処理槽11からフィルタ8、加熱脱臭装置5、熱交換器10を介して吸気し、排気口12に向かって排気する働きをしており、送風装置6によって排気の流量を制御することができる。
【0017】
そして、図1に示すように、脱臭器ヒータ5aの加熱制御、送風装置6の送風量制御、及びモータ13の回転制御は、脱臭器温度センサ1、熱交換器出口温度センサ2、及び処理槽温度センサ3の各検出値に基づいて制御装置4(制御部)により行われる。
【0018】
以下、制御装置4による各制御について、図6〜10を用いて説明する。図6は、生ごみ処理槽11内に投入した生ごみの発酵分解処理時における脱臭器ヒータ5aの制御動作を示し、図7は、発酵分解処理の完了以降における脱臭器ヒータ5aの制御動作を示しており、図8は、各温度センサの検出温度と送風装置6のオン状態との関係を示している。まず、図8で、生ごみ処理槽11内に生ごみを投入した時間t1においては、生ごみ処理槽11内の温度Ta、及び熱交換器10の出口の排気温度Tcは一時下がるが、制御装置4は、図6に示すように、脱臭器温度センサ1が検出した脱臭器ヒータ5aの温度Tbと、脱臭器ヒータ5aの設定温度T1(例えば300℃)との差を求め、その差を入力として微分定数Td,積分定数Ti,比例定数KpによるPID制御を行い、脱臭器ヒータ5aの温度Tbを設定温度T1一定に制御するので(図9は、脱臭器温度センサ1の検出温度Tbの立ち上がりの拡大図を示す)、生ごみ処理槽11内の温度Ta、及び熱交換器10の出口の排気温度Tcは、徐々に上昇していく。この間、送風装置6はオン状態を継続している。
【0019】
そして、時間t2において、熱交換器10の出口の排気温度Tcが設定温度T3に達すると、制御装置4は発酵分解処理が完了したと判断して、生ごみ処理槽11内の温度Taが設定温度T2(例えば60℃)一定となるように脱臭器ヒータ5aの加熱動作を制御して、保温動作を開始する。このように熱交換器10の出口の排気温度Tcを発酵分解処理の完了の基準とすることで、生ごみの投入量の多少や質、投入時の生ごみ処理材14の温度に依存せずに、発酵分解処理の完了を検知することができる。
【0020】
次に、発酵分解処理が完了した後の保温動作時における脱臭器ヒータ5aの制御動作は図7に示すように、保温動作を開始すると(ステップS1)、まず、生ごみ処理槽11内の温度Taが設定温度T2より低いか否かを判断し(ステップS2)、低ければ、次に脱臭器ヒータ5aの温度Tbが制限温度T4(例えば200℃)より低いか否かを判断し(ステップS3)、低ければ脱臭器ヒータ5aをオンにして、ステップS2に戻る。ステップS2,S3において、生ごみ処理槽11内の温度Taが設定温度T2より高い、または脱臭器ヒータ5aの温度Tbが制限温度T4より高い場合には、脱臭器ヒータ5aをオフにして(ステップS4,S5)、ステップS2に戻る。
【0021】
そして、脱臭器ヒータ5aのオン・オフに対応して、送風装置6もオン・オフし、脱臭器ヒータ5aがオンすると生ごみ処理槽11内の温度Taが上昇し、脱臭器ヒータ5aがオフすると生ごみ処理槽11内の温度Taが下降して、生ごみ処理槽11内の温度Taが設定温度T2で略一定となる(図10は、処理槽温度センサ3の検出温度Ta、及び脱臭器温度センサ1の検出温度Tbの変化の拡大図を示す)。また、このとき、脱臭器ヒータ5aの加熱動作、及び送風装置6の送風動作を連続させずに間欠的にオンさせることで、脱臭器ヒータ5a及び送風装置6の稼動率を下げて消費電力を低減させている。
【0022】
【発明の効果】
請求項1の発明は、内部に微生物が生息した生ごみ処理材を収容し、生ごみと共に攪拌して発酵分解処理を行う生ごみ処理槽と、一定温度に制御されたヒータによって触媒を加熱する触媒燃焼方式で前記生ごみ処理槽からの排気を加熱脱臭する加熱脱臭部と、前記加熱脱臭部からの加熱された排気と生ごみ処理槽との間で熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器の出口での排気温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部の検出温度が所定温度以上となった場合に発酵分解処理が完了したと判断し、本装置の各動作を発酵分解処理完了後の動作に制御する制御部とを備えるので、生ごみの投入量の多少や質、投入時の生ごみ処理材(チップ)温度に依存せずに、発酵分解処理の完了を検知することができるという効果がある。
【0023】
請求項2の発明は、請求項1において、前記制御部は、発酵分解処理は完了したと判断した場合、本装置の各動作の稼動率を低減させ、且つ前記処理槽内の温度が一定温度となるように前記加熱脱臭部の加熱動作を制御するので、発酵分解処理の完了後には、消費電力を低減させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のブロック構成を示す図である。
【図2】同上の外観を示す前方からの斜視図である。
【図3】同上の外観を示す後方からの一部省略した斜視図である。
【図4】同上の生ごみ処理槽周辺の側面断面図である。
【図5】同上の加熱脱臭装置の断面図である。
【図6】同上の発酵分解処理時の脱臭器ヒータ5aの制御動作を示す図である。
【図7】同上の発酵分解処理完了時の脱臭器ヒータ5aの制御動作を示す図である。
【図8】同上の動作時の各温度センサの検出温度と送風装置のオン状態との関係を示す図である。
【図9】同上の発酵分解処理時における脱臭器温度センサの検出温度の立ち上がりを示す拡大図である。
【図10】同上の発酵分解処理完了時における処理槽温度センサの検出温度、及び脱臭器温度センサの検出温度の変化を示す拡大図である。
【符号の説明】
1 脱臭器温度センサ
2 熱交換器出口温度センサ
3 処理槽温度センサ
4 制御装置
5 脱臭器ヒータ
6 送風装置
7 攪拌装置
Claims (2)
- 内部に微生物が生息した生ごみ処理材を収容し、生ごみと共に攪拌して発酵分解処理を行う生ごみ処理槽と、一定温度に制御されたヒータによって触媒を加熱する触媒燃焼方式で前記生ごみ処理槽からの排気を加熱脱臭する加熱脱臭部と、前記加熱脱臭部からの加熱された排気と生ごみ処理槽との間で熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器の出口での排気温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部の検出温度が所定温度以上となった場合に発酵分解処理が完了したと判断し、本装置の各動作を発酵分解処理完了後の動作に制御する制御部とを備えることを特徴とする生ごみ処理装置。
- 前記制御部は、発酵分解処理は完了したと判断した場合、本装置の各動作の稼動率を低減させ、且つ前記処理槽内の温度が一定温度となるように前記加熱脱臭部の加熱動作を制御することを特徴とする請求項1記載の生ごみ処理装置。
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