JP4008452B2

JP4008452B2 - 生ゴミ処理装置

Info

Publication number: JP4008452B2
Application number: JP2005068731A
Authority: JP
Inventors: 憲治橋本
Original assignee: セーバー技研株式会社
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2025-03-11
Also published as: JP2006247545A

Description

本発明は、微生物によって生ゴミを分解処理させる生ゴミ処理装置に関し、特に、処理中に発生する熱を利用して発電を行い得る生ゴミ処理装置に関する。

生ゴミ処理装置は、主として加熱乾燥型と微生物分解型とに分類される。このうち微生物分解型の生ゴミ処理装置は、生ゴミ収容部に生ゴミと共に投入された微生物が生ゴミを分解処理するものである（例えば、特許文献１参照）。この場合、生ゴミは発酵しながら分解されるため、処理後の生ゴミは有機肥料としてリサイクルすることができるという利点がある。
特開２００４−１６７３３３号公報

しかしながら、従来の微生物分解型の生ゴミ処理装置の場合、上述したように生ゴミを処理し、処理後の生ゴミを有機肥料としてリサイクルするに止まっており、それ以上の活用はなされていないのが現状である。換言すれば、従来製品の場合、如何に生ゴミを効率的に処理するかという点にばかり主眼が置かれて開発されており、他の活用法としては有機肥料を生成する程度しか提案されていなかった。

そこで本発明は、処理中の生ゴミから生じる発酵熱を利用して発電をも行うことのできる生ゴミ処理装置を提供することを目的とする。また、得られた電力を利用して、付随する電気・機械設備を駆動することのできる生ゴミ処理装置を提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る生ゴミ処理装置は、微生物によって生ゴミを発酵しながら分解させる生ゴミ処理部と、前記生ゴミの発酵熱を利用して発電する発電部とを備えている。このような構成とすることにより、従来型の生ゴミ処理装置の機能に加えて、生ゴミの処理中に生じる発酵熱を利用して電気を得ることができる。

また、前記発電部は、前記生ゴミの発酵熱によって空気を熱する空気加熱部と、熱せられた空気が形成する上昇気流を通す煙突部と、該上昇気流を利用して発電する風力発電機とを有していてもよい。このような構成とすることにより、発酵熱が有するエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を得ることができる。

また、前記空気加熱部は、空気に発酵熱を吸収させると共に吸熱した空気を前記煙突部へ導く通気管路を具備していてもよい。このような構成とすることにより、熱エネルギーを回収する具体的構成を有する生ゴミ処理装置を実現することができる。

また、前記生ゴミ処理部は生ゴミが収容される筐体を有し、前記空気加熱部が具備する通気管路は、前記筐体内における生ゴミを収容するスペースの底部近傍を通って配設されていてもよい。このような構成とすることにより、通気管路が発酵中の生ゴミに近接しやすくなるため、効率的に発酵熱を通気管路中の空気に吸収させることができる。

また、外部から取り込んだ空気から生成した酸素富化空気を前記生ゴミ処理部へ供給する酸素富化部を更に備えていてもよい。生ゴミを分解する微生物として好気性菌が一般に用いられるが、上述したような構成とすることにより、好気性菌を活性化させることができるため、生ゴミ処理を効率的に進めることができると共に、高い発酵熱を得ることができる。

また、前記酸素富化部は、前記酸素富化空気を外部へ供給するための供給部を有していてもよい。このような構成とすることにより、得られた酸素富化空気を生ゴミ処理装置の外部にて他の用途に利用することができる。例えば、農業における土壌改善への利用、緑地化への利用、及び病院などの静養室を含むＯ２リッチ空間への利用などが可能である。

また、前記酸素富化部は、前記発電部によって得られた電気によって駆動するように構成されていてもよい。このような構成とすることにより、酸素富化部を備える生ゴミ処理装置を駆動するのに外部から供給する必要のある電力を低減することができる。従って、実質的に消費電力を低減することができ、環境への負荷を低く抑えることが可能である。

また、前記生ゴミが発生させる臭気を除去する臭気除去部を更に備え、該臭気除去部は、前記発電部によって得られた電気によって駆動するように構成されていてもよい。このような構成とすることにより、生ゴミから発生する臭気を低減することができると共に、臭気除去部を備える生ゴミ処理装置を駆動するのに外部から供給する必要のある電力を低減することができる。

本発明に係る生ゴミ処理装置よれば、処理中の生ゴミから生じる発酵熱を利用して発電をも行うことができる。また、得られた電力を利用して、付随する電気・機械設備を駆動することのでき、実質的に消費電力の低減を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る生ゴミ処理装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本実施の形態に係る生ゴミ処理装置の外観を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態に係る生ゴミ処理装置１は、主として微生物によって生ゴミを発酵しながら分解させる生ゴミ処理部２と、生ゴミの発酵熱を利用して発電する発電部３と、その電気を蓄える蓄電部４と、外部から取り込んだ空気から酸素富化空気を生成する酸素富化部５とを備えている。

生ゴミ処理部２は、生ゴミが収容される箱形の筐体２０を備えている。筐体２０の上部には、正面側が低くなるように傾斜面２０ａが形成されており、該傾斜面２０ａには生ゴミを投入するための矩形の投入口２０ｂとこれを開閉する矩形板状の投入蓋２１とが設けられている。投入蓋２１の後部は、投入口２０ｂの後側に設けられた図示しない枢軸によって回動自在に支持されており、投入蓋２１の前部上面に取り付けられた把持部２１ａを持って上下方向へ回動操作することにより、投入口２０ｂを開閉することができる。

筐体２０の正面には、処理済みの生ゴミ（有機肥料）を取り出すための比較的大きな開口面積を有する取出口２０ｃとこれを開閉する矩形板状の取出蓋２２とが設けられている。取出蓋２２の下部は、取出口２０ｃの下側に設けられた図示しない枢軸によって回動自在に支持されており、取出蓋２２の上部前面に取り付けられた把持部２２ａを持って前後方向へ回動操作することにより、取出口２０ｃを開閉することができる。

筐体２０の背面下部であって一側方の部分には、外部から新鮮な空気を取入れるための空気取入口２０ｄが設けられている。この空気取入口２０ｄには、適当なフィルタ（図示せず）が設けられており、外部から筐体２０内への異物の侵入や、筐体２０内の生ゴミが外部へ漏洩することがないようになっている。

筐体２０内には投入口２０ｂから投入された生ゴミが堆積する板状の棚２０ｅが設けられている。この棚２０ｅは、筐体２０内において底面から若干上方に配置され、人が操作することによってスリット状の隙間を開閉することのできる開閉機構（図示せず）を有している。筐体２０内は棚２０ｅによって上下の空間に仕切られており、上方の空間（処理スペース）２５内に堆積した生ゴミは早くに投入されたものから順に堆肥化する。この堆肥は、棚２０ｅの開閉機構を操作してスリット状の隙間を開くことにより、下方の空間（回収スペース）２６内に落とし込められ、取出蓋２２を開いて取出口２０ｃから外部へ取り出すことができる。

このような生ゴミ処理部２の筐体２０は、成人が、特に道具などを必要とせずに投入口２０ｂを通じて筐体２０内へ生ゴミを投入することができる程度の高さ寸法を有している。

また、生ゴミ処理部２が有する筐体２０の一側方且つ後方には、発電部３を構成する煙突３０が立設されている。該煙突３０の上部には空気排出口３０ａが設けられている。また、煙突３０の上部であって空気排出口３０ａの近傍下方には風力発電機３１が設けられている。この風力発電機３１は、煙突３０内の上昇気流を受けて風車（図示せず）を回転させ、その回転数に応じた電力を生じさせるように構成されたものである。更に、煙突３０の上部には、補助的な発電機として外気の流れを利用して発電する補助発電機３２が設けられている。この補助発電機３２としては、太陽光を利用して発電する太陽光発電機であってもよい。

発電部３は、煙突３０内に熱せられた空気を供給するための空気加熱部３３を備え、該空気加熱部３３は、空気が内部を流れる通気管路３３ａから構成されている。この通気管路３３ａは、一端が上述した筐体２０に設けられた空気取入口２０ｄに接続され、該一端から筐体２０内に延設されている。そして、筐体２０内の棚２０ｅの若干上方（即ち、筐体２０内における生ゴミの収容スペース２５の底部近傍）を這うようにして、幾重にも折り返されて延設され、棚２０ｅの略全面を覆って配設されている。更に、通気管路３３ａは筐体２０の壁部を貫通して延び、煙突３０の下部に接続され、該煙突３０の内部空間に連通している。発電部３は、通気管路３３ａ内の空気を一端側から他端側へと流すように、図示しない送風機を備えていてもよく、また、煙突３０内の上昇気流によって通気管路３３ａ内の空気が他端側（煙突３０側）へ流動し得る場合は、特に送風機を備える必要はない。

また、生ゴミ処理部２が有する筐体２０の他側方下部には、蓄電部４が備えられている。蓄電部４は、発電部３によって生成された電力の一部又は全部を蓄えるようになっている。生ゴミ処理装置１は、図示しない外部電力源から電力の供給を受けて駆動するが、外部電力源からの電力の一部を蓄電部４にて蓄えるようにしてもよい。また、蓄電部４は後述する酸素富化部５に接続され、これに駆動電力を供給する。なお、酸素富化部５には外部電力源からも直接に電力が供給されるようになっている。

生ゴミ処理部２が有する筐体２０の他側方であって蓄電部４の上方には酸素富化部５が配置されており、該酸素富化部５は、箱状のケース５０内に酸素富化膜ユニット（図示せず）を収容している。ケース５０の側面には内外を連通する空気取入口（図示せず）が設けられ、この空気取入口から取り込まれた空気は、この酸素富化膜ユニットを経由することによって、酸素濃度の高い酸素富化空気となる。この酸素富化膜ユニットは、民生用および工業用として多数の製品が知られているので、このような市販製品を用いて構成することができる。

ケース５０の生ゴミ処理部２側の側面には、該生ゴミ処理部２の筐体２０内に連通する酸素富化空気投入口５０ａが設けられており、酸素富化部５で生成された酸素富化空気の一部又は全部は、この酸素富化空気投入口５０ａを通って生ゴミ処理部２の筐体２０内へ供給される。また、ケース５０の正面には、内外を連通する酸素富化空気排出口（供給部）５０ｂが設けられており、酸素富化空気の一部又は全部は、この酸素富化空気排出口５０ｂを通って、生ゴミ処理装置１の外部へ他の用途のために供給可能になっている。

更に、生ゴミ処理装置１には臭気除去部６が設けられており、該臭気除去部６は生ゴミ処理部２の筐体２０内などの適宜位置に配設され、生ゴミが発する臭気を除去するようになっている。この臭気除去部６は除去する臭気を取り込むためにファンなどの駆動装置を備えていてもよく、その場合にはこの駆動装置の駆動電力の一部又は全部を、発電部３にて生成して電気エネルギーによってまかなってもよい。

次に、上述したような生ゴミ処理装置１の動作と、該生ゴミ処理装置１の駆動によって生成された酸素富化空気の利用態様について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。初めに生ゴミ処理部２の筐体２０内へ、投入口２０ｂを通じて生ゴミが投入され（Ｓ１）、この生ゴミは筐体２０内の棚２０ｅ上に蓄積される。蓄積された生ゴミは、予め筐体２０内に入れられている好気性菌である所定の微生物によって分解処理され（Ｓ２）、最終的には有機肥料に変えられて（Ｓ３）取出口２２ｃから取り出される。

微生物によって分解される生ゴミは、発酵して臭気を発する。この臭気は臭気除去部６によって吸収されて低減される（Ｓ４）。また、生ゴミの発酵に伴って熱が生じる（Ｓ５）。この熱は、生ゴミの分解処理に用いられる一般的な種類の微生物の場合、約６０度〜８０度であり、これによって通気管路３３ａ内の空気が熱せられ（Ｓ６）、該空気は送風機によって煙突３０内へ運ばれる（Ｓ７）。

このようにして熱せられた空気は、密度が小さく軽量であるため上方へ運ばれ易く、煙突３０内で上昇気流が発生する（Ｓ８）。この上昇気流が煙突３０の上部に設けられた風力発電機３１の風車を回転させ、電気エネルギーが生成される（Ｓ９）。生成された電気エネルギーは、煙突３０の上部に設けられた補助発電機３２が生成する電気エネルギーと共に（Ｓ１０）、それらの一部が蓄電部４に蓄えられる（Ｓ１１）。また、生成された電気エネルギーの残りは、生ゴミ処理装置１を駆動するために用いられ、種々の付随する電気的又は機械的装置に供給される。

例えば、このような電気エネルギーは酸素富化部５へ供給され、これを駆動する（Ｓ１２）。酸素富化部５が駆動することにより、図示しない空気取入口から外気が導入され、酸素富化空気が生成される（Ｓ１３）。この酸素富化空気の一部は、酸素富化空気投入口５０ａを通って生ゴミ処理部２の筐体２０内（処理スペース２５内）へ供給される（Ｓ１４）。筐体２０内の好気性菌は酸素富化空気を得て活性化され（Ｓ１５）、効率的に生ゴミの分解処理を行う。なお、処理スペース２５内への酸素富化空気の供給と、投入蓋２１の開閉による投入口２０ｂからの空気の供給とが十分であれば、空気取入口２０ｄからの空気の供給は必ずしも要さない。

また、酸素富化空気の残りは、酸素富化空気排出口５０ｂを通って外部へ排出される。排出される酸素富化空気は、様々の用途に利用することができる（Ｓ１６）。例えば、農場において土壌改善のため（Ｓ１７）、魚類の養殖場において水中へ酸素を供給するため（Ｓ１８）、病院の静養室を含むＯ２リッチ空間へ供給するため（Ｓ１９）に利用することができる。このように、農場、養殖場、及び病院などの施設で利用する場合は、それぞれの場において穀物や魚類の餌、食べ残しなどの生ゴミが出るため、これらの生ゴミを生ゴミ処理装置１へ投入し、得られた電気エネルギーで生成した酸素富化空気を上述したように利用すればよい。これにより、生ゴミの発生する場所と酸素富化空気を供給する場所とが同じになるため、遠方から生ゴミを運搬してくる必要がなく、酸素富化空気を別の場所へ運搬する必要もない。

なおこの場合、生ゴミ処理装置１の酸素富化空気排出口５０ｂから、所望の場所まで通気ダクト（図示せず）を延設すればよい。また、例えば病院で利用する場合には、建物に既存の給気用ダクトを活用し、酸素富化空気排出口５０ｂから最も近い給気用ダクトまでの間を通気ダクトによって接続すればよい。

本発明は、処理中の生ゴミから生じる発酵熱を利用して発電をも行うことのできる生ゴミ処理装置に適用することができる。また、得られた電力を利用して、付随する電気・機械設備を駆動することのできる生ゴミ処理装置に適用することができる。

本発明の実施の形態に係る生ゴミ処理装置の外観を示す斜視図である。図１に示す生ゴミ処理装置の動作と、該生ゴミ処理装置の駆動によって生成された酸素富化空気の利用態様とを示すフローチャートである。

符号の説明

１生ゴミ処理装置
２生ゴミ処理部
３発電部
４蓄電部
５酸素富化部
６臭気除去部
３０煙突
３１風力発電機
３２補助発電機
３３空気加熱部
３３ａ通気管路

Claims

微生物によって生ゴミを発酵しながら分解させる生ゴミ処理部と、前記生ゴミの発酵熱を利用して発電する発電部とを備える生ゴミ処理装置であって、
前記発電部は、前記生ゴミの発酵熱によって空気を熱する空気加熱部と、熱せられた空気が形成する上昇気流を通す煙突部と、該上昇気流を利用して発電する風力発電機とを有していることを特徴とする生ゴミ処理装置。
前記空気加熱部は、空気に発酵熱を吸収させると共に吸熱した空気を前記煙突部へ導く通気管路を具備することを特徴とする請求項１に記載の生ゴミ処理装置。
前記生ゴミ処理部は生ゴミが収容される筐体を有し、前記空気加熱部が具備する通気管路は、前記筐体内における生ゴミを収容するスペースの底部近傍を通って配設されていることを特徴とする請求項２に記載の生ゴミ処理装置。