JP4040007B2 - 生ごみ処理装置 - Google Patents

Description

本願発明は、一般家庭、病院、飲食店、ファーストフード店、コンビニエンスストア等で発生する厨芥やその他水分を比較的多く含む廃棄物である生ごみをマイクロ波等の電磁波を用いて加熱乾燥処理する生ごみ処理装置に関するものである。

この種の生ごみ処理装置においては、生ごみの加熱にマイクロ波を用いたものがあるが、マイクロ波で生ごみが加熱されると、いろいろな臭気成分が水蒸気と共に発生する。このような臭気成分の脱臭には加熱触媒を用いた脱臭装置が有効であるが、従来は、この触媒の加熱にヒータなどの専用の加熱源を用いている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２３０１号公報（図１）

しかしながら、上記特許文献１に記載されたようなものでは、脱臭触媒の加熱源に専用のヒータなどが必要になり、高価になる。

そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、脱臭触媒の加熱に専用のヒータなどが不要となって安価に脱臭することができる生ごみ処理装置を提供することを目的とするものである。

上記のような目的を達成するために、本願発明は、生ごみを収納する容器と、容器内の生ごみにマイクロ波等の電磁波を照射して加熱する加熱手段と、容器内の生ごみから発生する臭気成分を加熱触媒を用いて脱臭する脱臭手段とを備え、前記脱臭手段の触媒の加熱源として前記加熱手段を併用すると共に、前記容器内の一部に前記脱臭手段の触媒を配置したことを特徴とするものである。

あるいは、前記容器を収納して前記加熱手段からのマイクロ波等の電磁波が照射される処理室からの排気経路に前記脱臭手段の触媒を配置し、前記加熱手段に前記脱臭手段の触媒加熱用の導波管を備え、かつ前記脱臭手段の触媒の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段によって検出される温度が設定温度になるように前記脱臭手段の触媒加熱用の導波管を開閉する開閉手段を備えたことを特徴とするものである。

さらに、前記脱臭手段の触媒の上流側に排気中の水蒸気を凝縮して除去する凝縮手段を備えたことを特徴とするものである。

また、前記脱臭手段の触媒加熱用の導波管は、前記加熱手段の生ごみ加熱用の導波管から分岐させたことを特徴とするものである。

本願発明によれば、脱臭手段の触媒の加熱源として、容器内の生ごみにマイクロ波等の電磁波を照射して加熱する加熱手段を併用したので、脱臭触媒の加熱に専用のヒータなどが不要となって安価に脱臭することができる生ごみ処理装置が得られる。

また、容器内の一部に脱臭手段の触媒を配置することにより、導波管等を用いることなく容器内の臭気成分を脱臭することができるので、より安価に実現できる。

あるいは、容器を収納して加熱手段からのマイクロ波等の電磁波が照射される処理室からの排気経路に脱臭手段の触媒を配置し、加熱手段に脱臭手段の触媒加熱用の導波管を備えることにより、より確実に排気中の臭気成分を脱臭することができる。さらに、脱臭手段の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段によって検出される温度が設定温度になるように脱臭手段の触媒加熱用の導波管を開閉する開閉手段を備えることにより、安全かつ効率の良い脱臭が可能となる。

さらに、脱臭手段の触媒の上流側に排気中の水蒸気を凝縮して除去する凝縮手段を備えることにより、水分除去後の脱臭となるので、脱臭効率が向上する。

また、脱臭手段の触媒加熱用の導波管は、加熱手段の生ごみ加熱用の導波管から分岐させることにより、安価に構成することができる。

以下、本願発明の実施形態を具体的な実施例を示す図面を参照して詳細に説明する。

図１は本願発明による生ごみ処理装置の実施例１の要部構成を示す縦断面図、図２は同じく背面側から要部を切り欠いて示した背面図、図３は同じく図１のＡ−Ａ断面図である。

本実施例の生ごみ処理装置は、耐熱性を有するマイクロ波透過材料（樹脂等）で形成された有底筒状の容器１内に厨芥等の生ごみを収納して、容器１を回転すると共に、回転刃２で粉砕・攪拌しながらマイクロ波を照射して加熱乾燥処理するものである。

上記回転刃２は、容器１の底面中央から突出する回転軸５の上端に取り付けられ、両側とも回転軸５から容器１内の側壁に向かって伸び、先端側が上方に折り曲げられた形状のカッター刃２ａ，２ａを有する。この回転刃２は、軸受部６で支持された回転軸５の間欠的な高速回転に伴い、容器１内で間欠的に高速回転するように配設されている。回転軸５の容器１下面側に貫通する下端には、後述する回転刃駆動用モータ２０の駆動力を着脱自在に伝達するための上カップリング７が設けられている。

一方、上記容器１の下面側には、後述する容器駆動用モータ１６の駆動力を着脱自在に伝達するための上カップリング１０が突出形成されている。また、図示は省略したが、容器１上部には起倒自在な取手が取り付けられている。

上述した容器１は、本体ケース１３内に設けられた上面開放の処理室１４内に着脱自在に収納される。この処理室１４はマイクロ波を透過しない金属製のマイクロ波遮蔽室で、その底部には容器１を載置する受皿１５が回転自在に設けられている。この受皿１５は、処理室１４下方の本体ケース１３内に設けられた容器駆動用モータ１６にプーリ１７やベルト１８等を介して連結されて回転駆動される。受皿１５内には下カップリング１９が形成され、容器１の下面側に突出形成された上カップリング１０を受皿１５に載置嵌合して下カップリング１９に係合することにより、容器１を回転させることができるようになっている。さらに、受皿１５内の中央部には、処理室１４下方の本体ケース１３内に設けられた回転刃駆動用モータ２０の出力軸２１に形成された下カップリング２２が回転自在に露出しており、この下カップリング２２に容器１内の回転刃２の回転軸５下端に形成された上カップリング７が係合することにより、回転刃２を回転させることができるようになっている。

上記処理室１４の上面開口２３は、本体ケース１３の上面側にヒンジ２４にて開閉可能に取り付けられたマイクロ波遮蔽蓋体２５で閉塞されるようになっている。この蓋体２５には、蓋体２５を開閉する際に使用する把手２６が設けられている。

また、処理室１４の一方の側壁２６側の本体ケース１３内にはマイクロ波を発生するマグネトロン２７が備えられており、図２，図３に示すように導波管２８を介して、処理室１４の側壁２６を開口したマイクロ波照射口２９に装着されたマイクロ波透過カバー３０を通して、マイクロ波透過容器１内の生ごみにマイクロ波を照射することにより、生ごみを加熱するようになっている。上記カバー３０は、マイクロ波を吸収し難く耐熱性を有する樹脂（ここではＰＰ樹脂）により形成され、生ごみを回転刃２により粉砕しながら乾燥した際に発生する微粉がマグネトロン２７に付着するのを防止している。

一方、処理室１４の他方の側壁２６側の本体ケース１３内上部には吸気ファン３１が設けられており、吸気ファン駆動用モータ３２によって回転駆動される。この吸気ファン３１は、本体ケース１３の側壁下部に形成された吸気孔３３から外気を吸い込んで、処理室１４の側壁２６上方に形成された給気孔３４から処理室１４内に外気を供給するものである。

また、上記吸気ファン３１とは他側の本体ケース１３内の下部には排気ファン３５が設けられており、排気ファン駆動用モータ３６によって回転駆動される。この排気ファン３５は、処理室１４の側壁２６上部に形成された排気孔３７から本体ケース１３の側壁下部に形成された排気口３８を介して、処理室１４内の空気を外部に強制排気するものである。

さらに、前記蓋体２５の裏面には、図１に示すように蓋体２５を閉じた状態で処理室１４の上面開口２３内に突出する略円筒形状のダクト３９が形成されている。このダクト３９は、蓋体２５を閉じた状態で、ダクト３９の下端に取り付けられた容器蓋４０の周縁に装着されたパッキン４１が容器１の開口上端と摺接するように形成されており、これにより粉砕生ごみ等の容器１外への飛散を防止している。また、ダクト３９は、仕切壁４２により吸気経路４３と排気経路４４とに区画されている。

吸気経路４３は、ダクト３９の一側に形成された吸気口４５と容器蓋４０に形成された吸気口４６を介して、前述した処理室１４内への外気の給気孔３４と容器１内とを連通している。この吸気経路４３には、吸気風が容器蓋４０中央部に形成された排気孔４７に直接流れないように向きを変えるフィン４８が設けられている。また、排気経路４４は、ダクト３９の他側に形成された排気口４９と容器蓋４０に形成された排気孔４７を介して、前述した処理室１４からの排気口３７と容器１内とを連通している。

そして、上記処理室１４の排気口３７から排気ファン３５に至る排気経路５０には、触媒５１を用いた酸化還元脱臭装置５２が備えられている。一般に触媒の作用温度は高温であり、触媒にはヒータが必要であるが、本実施例では、生ごみを加熱乾燥する熱源となるマイクロ波を用いて触媒５１を加熱できるように、マグネトロン２７からのマイクロ波が触媒５１に向かうための触媒加熱用の導波管２８ａを有している（図２，図３参照）。また、マイクロ波を吸収しやすい素材（酸化鉄−炭素の複合触媒など炭素Ｃの含有率のもの）を触媒５１に採用している。

また、触媒加熱用の導波管２８ａは生ごみ加熱用の導波管２８から分岐しており、触媒加熱用の導波管２８ａの経路には、モータ５３によって駆動されて触媒加熱用の導波管２８ａを開閉するシャッター５４が設けられており、触媒５１の近傍に取り付けられた温度センサ５５の値を図示しない制御部が検出して、触媒４１の温度が設定温度以上に上昇したらシャッター５４を閉じ、また、設定温度より低下したら開くように制御することで、安全かつ効率の良い脱臭が可能となっている。

また、水蒸気を多く含む排気の脱臭は、触媒５１への到達を圧倒的に多い水分子が邪魔するので、脱臭効率が悪い。このため、本実施例では、排気経路５０の触媒５１の上流側に、排気中の水蒸気を凝縮して除去する凝縮ユニット５６が配置されており、これにより、水分除去後の脱臭となるので、脱臭効率が向上する。なお、生ごみを加熱乾燥処理して発生する排気は高温であるため、上記凝縮ユニット５６としては、多数の熱交換フィン５７が取り付けられたパイプ５８に外気を通すだけでも排気中の水蒸気を凝縮することができる。凝縮して発生した水滴は、凝集ユニット５６の下方に設けられたドレンパン５９で受けられ、排水パイプ６０を通して本体ケース１３内に着脱自在に備えられた排水タンク６１に蓄えらて、廃棄される。

このように構成された生ごみ処理装置においては、容器１内に生ごみを投入し、生ごみが投入された容器１を処理室１４内に収納して蓋体２５を閉塞し、図示しない電源スイッチを入れ、操作部を操作するという手順で運転操作が行われる。

生ごみの乾燥運転初期は、容器駆動用モータ１６により容器１を回転しながらのマグネトロン２７による加熱と、吸気ファン３１及び排気ファン３５による容器１内の空気の吸排気により、生ごみから水分が除去されると共に、容器１内の温度は上昇する。回転刃２の駆動は図示しない湿度センサの出力に基づいて制御部によって制御され、容器１内の湿度が低下すると回転刃２を駆動するようになっている。

すなわち、マグネトロン２７から発生するマイクロ波は水分に吸収される特性があるため、生ごみの乾燥運転初期から回転刃２を駆動して、生ごみを粉砕・攪拌すると、生ごみから発生して容器１内に溜まった多量の水分にマイクロ波が吸収されてしまい、マイクロ波により生ごみを加熱できなくなる。

また、生ごみを運転開始当初から粉砕・攪拌すると糊状になったり粘性により団塊状になり、生ごみ内部の乾燥効率が低下する。

従って、生ごみの乾燥運転初期は、回転刃２の駆動は行わず、湿度センサにより容器１内の湿度低下を検出した後に、回転刃２を駆動させ、回転刃２の駆動により容器１内の湿度が上昇すると回転刃２の駆動を停止させるようになっている。

また、容器駆動用モータ１６により容器１を回転させているのは、マグネトロン２７による生ごみの加熱ムラを防止して均一に加熱するためである。

生ごみの乾燥運転中期以降は、生ごみの乾燥効率を向上させるために、回転刃駆動用モータ２０を間欠的に駆動させて生ごみを粉砕・攪拌する。

生ごみの乾燥運転中期には、マグネトロン２７からの加熱量と生ごみの水分が気化する際に奪われる気化熱とが釣り合い、容器１内の温度は略一定になるが、生ごみの乾燥が進行すると生ごみの水分が気化する際に奪われる気化熱が減少するため、容器１内の温度は上昇する。本実施例においては、容器１内の温度が摂氏７０度まで上昇し、温度センサがこの温度を検出すると、乾燥が終了したと制御部は判断し、加熱手段であるマグネトロン２７を停止させるようになっている。

この時、乾燥した生ごみの温度は高く、使用者が誤って生ごみに触れると火傷する畏れがあるため、吸気ファン３１と排気ファン３５を継続して駆動させて容器１内の温度を低下させてから乾燥終了の報知を行う。この乾燥終了の報知を使用者が確認してから、蓋体２５を開放して容器１を取り出すことにより、生ごみの乾燥処理物を安全に廃棄することができる。

上述した生ごみ乾燥運転中には、マイクロ波による生ごみの加熱乾燥によって、いろいろな臭気成分が水蒸気と共に発生するが、本実施例では、脱臭装置５２の触媒５１の加熱源として、容器１内の生ごみにマイクロ波を照射して加熱するマグネトロン２７を併用しているので、触媒２７の加熱に専用のヒータなどが不要となって安価に脱臭することができる。

また、容器１を収納してマグネトロン２７からのマイクロ波が照射される処理室１４からの排気経路５０に触媒５１を配置し、マグネトロン２７に触媒５１加熱用の導波管２８ａを備えているので、より確実に排気中の臭気成分を脱臭することができる。

さらに、触媒５１の上流側に排気中の水蒸気を凝縮して除去する凝縮ユニット５６を備えたことにより、水分除去後の脱臭となるので、脱臭効率が向上する。

また、触媒５１加熱用の導波管２８ａは、マグネトロン２７の生ごみ加熱用の導波管２８から分岐させているので、安価に構成することができる。

さらに、触媒５１の温度を検出する温度センサ５５と、この温度センサ５５によって検出される温度が設定温度になるように触媒５１加熱用の導波管２８ａを開閉するシャッター５４を備えているので、安全かつ効率の良い脱臭が可能となる。

図４は、本願発明による生ごみ処理装置の実施例２の要部構成を示す縦断面図であり、前記実施例と同一又は相当部分には同一符号を用いている。

本実施例では、吸気ファン３１の下方に生ごみ加熱用のマグネトロン２７が配置されており、このマグネトロン２７からマイクロ波が照射される容器１内の底面と回転刃２の間に触媒５１を配置している。

このように構成することにより、前記実施例１のような導波管２８ａを用いることなく、マグネトロン２７から容器１内に照射されるマイクロ波を直接受けて触媒５１が加熱され、容器１内の臭気成分を脱臭することができるので、より安価に実現できる。

図５は、本願発明による生ごみ処理装置の実施例３の要部構成を示す縦断面図であり、前記実施例と同一又は相当部分には同一符号を用いている。

本実施例では、容器１を収納してマグネトロン２７からのマイクロ波が照射される処理室１４の排気経路，具体的には、蓋体２５の裏面に突出形成されて下端開口に容器蓋４０が取り付けられたダクト３９内の排気経路４４の排気口４９に触媒５１を配置している。

このように構成することによっても、前記実施例１のような導波管２８ａを用いることなく、マグネトロン２７から処理室１４内に照射されるマイクロ波を直接受けて触媒５１が加熱され、容器１からの排気中の臭気成分を脱臭することができるので、より安価に実現できる。また、触媒５１が生ごみに直接接触しないという利点もある。

図６は、本願発明による生ごみ処理装置の実施例４の要部構成を示す縦断面図であり、前記実施例と同一又は相当部分には同一符号を用いている。

本実施例では、容器１を収納してマグネトロン２７からのマイクロが照射される処理室１４の排気経路，具体的には、処理室１４の側壁２６の上部に形成された排気口３７ａに触媒５１を配置している。ここでは、排気口３７ａの外側に配置しているので、排気口３７ａはマイクロ波が通過可能な開口として、触媒５１の下流側にマイクロ波を遮蔽するシールド（パンチング板）６２を設けている。

このように構成することによっても、前記と同様に、導波管２８ａを用いることなく、マグネトロン２７から処理室１４内に照射されるマイクロ波を直接受けて触媒５１が加熱され、容器１からの排気中の臭気成分を脱臭することができるので、より安価に実現できる。また、触媒１が生ごみに直接接触しないという利点もある。

図７は、本願発明による生ごみ処理装置の実施例５の要部構成を示す縦断面図であり、前記実施例と同一又は相当部分には同一符号を用いている。なお、本実施例５以降では図示は省略したが、前記実施例１〜４のいずれかの形態の脱臭装置を備えている。

本実施例では、容器１は回転駆動されずに、処理室２６内に着脱自在に収納されるようになっている。また、蓋体２５の裏面に突設された円筒形状のダクト３９ａの下端開口部に取り付けられた容器蓋４０には、ダクト３９ａの周辺に排気孔４７ａが形成されている。また、外気の吸気孔３３が形成された本体ケース１３の上面と、対応する蓋体２５の裏面には、蓋体２５を閉じた状態で連通するような通気孔６３，６４がそれぞれ形成されている。また、前記実施例１〜４では図示を省略したが、容器１の上部には起倒自在な取手１２が取り付けられている。

そして、本実施例では、マグネトロン２７のマイクロ波照射口２９と対向する処理室１４の側壁２６に、円形の凹部６５が形成され、この凹部６５内に、生ごみへのマイクロ波照射を均一に行うためにマイクロ波を攪拌する目的でアルミなどの金属により形成されたスタラ（攪拌手段）６６が回転自在に取り付けられている。このスタラ６６の回転軸６７は、隣接する排気経路５０の側壁間に回転自在に支持され、この回転軸６７には風力で回転する回転体（タービン）６８が取り付けられている。排気経路５０には、回転体６８の上流側が仕切板６９で仕切られて、この仕切板６９に回転体６８へ排気風を勢いよく吹き付けて効率良く回転させるために径を小さくした筒状開口７０が形成されている。

従って、排気ファン３５が駆動されると、吸排気が矢印で示すように流れるため、排気経路５０に流れる排気がスタラ６６の回転体６８に勢いよく吹き付けられて、スタラ６６が回転する。これにより、マグネトロン２７から処理室１４内に照射されるマイクロ波が攪拌されて、容器１内の生ごみへのマイクロ波照射を均一に行うことができる。

以上のように、本実施例によれば、容器１内の生ごみを頻繁に攪拌する攪拌羽根を設けたり、容器１を回転することなく、生ごみへのマイクロ波照射を均一に行うことができるので、生ごみが粥状になるとか、粘性が高い団塊状になることなく、安価で信頼性の高い生ごみ処理装置が得られる。

また、上記スタラ６６は、処理室１４からの排気風を利用しており、特別な動力を必要としないため、部品コストの削減にもなり、省エネルギーにもつながる。なお、マグネトロン２７が配置された側の本体ケース１３内に、外気を強制吸気する吸気ファンを設けて、その吸気風を利用しても良い。

また、スタラ６６が生ごみに直接接触しないため、生ごみ乾燥処理中に終始スタラ６６が回転していても、生ごみが粥状になるとか、粘性が高い団塊状になることがなく、また、局所的な加熱過多になって発火したり焦げつくこともない。

図８は、本願発明による生ごみ処理装置の実施例６の要部構成を示す縦断面図であり、前記実施例と同一又は相当部分には同一符号を用いている。

本実施例では、上記実施例５と比較して、スタラ６６をマグネトロン２７のマイクロ波照射口２９近傍に配置して、マグネトロン２７を冷却した吸気風を利用し、上記実施例５と同様な構成で、回転体６８を回転してスタラ６６を回転駆動するようにしたものである。

このように、マイクロ波照射口２９近傍でスタラ６６を回転させることで、マグネトロン２７から発せられるマイクロ波との結合度が高くなり、小さなスタラでも高い電波攪拌効果がある。

図９は、本願発明による生ごみ処理装置の実施例７の要部構成を示す縦断面図であり、前記実施例と同一又は相当部分には同一符号を用いている。

本実施例では、上記実施例５と比較して、スタラ６６を容器１の蓋部側に配置したものである。具体的には、排気孔４７ａが形成された容器蓋４０が取り付けられたダクト３９ａを軸として軸受７１を介してスタラ６６を取り付け、容器蓋４０の排気孔４７ａからの排気風を直に受けて回転するように構成したものである。

このように構成することにより、前記実施例５，６のような回転体６８が不要となり、更にコストダウンを図ることができる。なお、スタラ６６を処理室１４の蓋部側，すなわち蓋体２５側に設けてもほぼ同様な効果が得られる。

図１０は、本願発明による生ごみ処理装置の実施例８の要部構成を示す縦断面図であり、前記実施例と同一又は相当部分には同一符号を用いている。

本実施例では、処理室１の底面にスタラ６６を配置し、スタラ６６を風力ではなく、吸気ファン７２を駆動する吸気ファン駆動用モータ７３の軸回転力を利用し、プーリ７４やベルト７５を介してスタラ６６に伝達して回転させている。

このように構成しても、スタラ６６は小トルクで回転させることができるため、吸気ファン駆動用モータ７３を大型化するなく、安価に実現できる。

なお、上記実施例５〜８において、スタラ６６を専用のモータで回転させても小トルクで回転させることができるので、小トルクの安価なモータで実現できる。

本願発明による生ごみ処理装置の実施例１の要部構成を示す縦断面図。 同じく背面側から要部を切り欠いて示した背面図。 同じく図１のＡ−Ａ断面図。 本願発明による生ごみ処理装置の実施例２の要部構成を示す縦断面図。 同じく実施例３の要部構成を示す縦断面図。 同じく実施例４の要部構成を示す縦断面図。 同じく実施例５の要部構成を示す縦断面図。 同じく実施例６の要部構成を示す縦断面図。 同じく実施例７の要部構成を示す縦断面図。 同じく実施例８の要部構成を示す縦断面図。

符号の説明

１ 容器
２ 回転刃
５ 回転軸
１３ 本体ケース
１４ 処理室
１６ 容器駆動用モータ
２０ 回転刃駆動用モータ
２５ マイクロ波遮蔽蓋体
２７ マグネトロン
２８ 生ごみ加熱用の導波管
２８ａ 触媒加熱用の導波管
２９ マイクロ波照射口
３０ マイクロ波透過カバー
３１ 吸気ファン
３２ 吸気ファン駆動用モータ
３５ 排気ファン
３６ 排気ファン駆動用モータ
３９ ダクト
４０ 容器蓋
５０ 排気経路
５１ 触媒
５２ 酸化還元脱臭装置
５３ モータ
５４ シャッター
５５ 温度センサ
５６ 凝縮ユニット
６６ スタラ
６７ 回転軸
６８ 回転体

Claims (4)

1. 生ごみを収納する容器と、容器内の生ごみにマイクロ波等の電磁波を照射して加熱する加熱手段と、容器内の生ごみから発生する臭気成分を加熱触媒を用いて脱臭する脱臭手段とを備え、前記脱臭手段の触媒の加熱源として前記加熱手段を併用すると共に、前記容器内の一部に前記脱臭手段の触媒を配置したことを特徴とする生ごみ処理装置。
2. 生ごみを収納する容器と、容器内の生ごみにマイクロ波等の電磁波を照射して加熱する加熱手段と、容器内の生ごみから発生する臭気成分を加熱触媒を用いて脱臭する脱臭手段とを備え、前記脱臭手段の触媒の加熱源として前記加熱手段を併用すると共に、前記容器を収納して前記加熱手段からのマイクロ波等の電磁波が照射される処理室からの排気経路に前記脱臭手段の触媒を配置し、前記加熱手段に前記脱臭手段の触媒加熱用の導波管を備え、かつ前記脱臭手段の触媒の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段によって検出される温度が設定温度になるように前記脱臭手段の触媒加熱用の導波管を開閉する開閉手段を備えたことを特徴とする生ごみ処理装置。
3. 前記脱臭手段の触媒の上流側に排気中の水蒸気を凝縮して除去する凝縮手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の生ごみ処理装置。
4. 前記脱臭手段の触媒加熱用の導波管は、前記加熱手段の生ごみ加熱用の導波管から分岐させたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の生ごみ処理装置。