JP4055895B2 - 生ゴミ処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は生ゴミから1次発酵及び2次発酵を行い、完熟堆肥のような発酵完了物を取り出すことができる生ゴミ処理方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
生ゴミを発酵処理し完熟堆肥とするために、生ゴミを破砕・乾燥する1次発酵処理を行い、1次発酵後に発酵・分解を繰り返し、完全な発酵を完了せしめる必要がある。1次発酵は電気乾燥などにより半日−1日程度で終わらせることはできるが、2次発酵についてはどうあっても2〜3ヶ月といった長い時間を要する。そこで、従来は1次発酵槽と2次発酵槽用の多段階の発酵槽を設け、第1の槽に投入された生ゴミを1次発酵後に2次発酵用の多段階の槽に順次オーバフローさせながら横方向に移行させ、完熟化を行うようにするものが提案されている。例えば特開平6−262161号公報など参照。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては1次発酵のための発酵槽と2次発酵のための発酵槽を分離し、1次発酵槽で破砕・乾燥された生ゴミを2次発酵槽に順次移行させるようにしている。しかしながら、前述のように1次発酵は短時間で完了させえるも、2次発酵には2〜3ヶ月はかかるという制約があることから2次発酵槽を多段階で設け、順次オーバフローさせながら2次発酵に必要な経過時間を持たせるようにしている。そのため、装置の構成が大型化し、コスト的に嵩むものとなっていた。また、2次発酵は極めて緩慢に進むため発酵槽を多段階化しても一部未完熟堆肥が残り得る懸念があった。
【0004】
この発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、生ゴミの逐次的若しくは連続的な投入であるにも係わらず1槽方式にて完全発酵物を得ることができるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明によれば、発酵処理槽と、加温空気源と、前記加温空気源に発酵槽の底面を貫通して接続され、発酵処理槽の内部空間における底面付近に設置された加温空気噴出し口と、前記発酵処理槽の内部空間における上面に設置された吸引型の排気手段と、発酵処理槽の上部側面に設けられた発酵完了物取出口と、発酵処理槽の外部に設けられた生ゴミ投入ホッパと、前記生ゴミ投入ホッパ内に設けられた生ゴミ裁断手段と、前記生ゴミ裁断手段により裁断された生ゴミを前記発酵処理槽の内部における底面付近に導入する裁断生ゴミ導入手段と、発酵槽に導入された投入物に加温空気を作用させつつ攪拌を行う手段とを備え、前記生ゴミ裁断手段は回転駆動モータと、回転駆動モータに連結される回転軸と、回転軸に間隔をおいて固定した一連のカッタフィンと、上側のカッタフィンの上面における一対のピンと、カッタフィンの下方のカッタディスクアセンブリとからなり、前記カッタディスクアセンブリは回転軸上に固定され、腕を備えた形状の上部プレートと、回転軸上に固定された下部プレートと、上部プレートの前記腕における回転方向の前縁に固定された回転刃と、ホッパ内周に固定され、回転刃と協働することで裁断を行う固定刃とから成り、前記裁断生ゴミ導入手段は、生ゴミ投入ホッパの底面付近に形成され、生ゴミ投入ホッパの内部空洞に対して接線方向に開口する裁断生ゴミ導入開口と、下部プレート下面に固定され、カッタディスクの回転下で裁断生ゴミ導入開口を介して発酵処理槽への生ゴミ投入を行う駆動ピースとから成ることを特徴とする生ゴミ処理装置が提供される。
【0008】
請求項1の発明の作用・効果を説明すると、裁断された生ゴミを発酵槽の底面側から供給し、加温空気を底面側により供給しつつ攪拌すると共に上面より吸引下で排気を行うことにより乾燥された生ゴミは徐々に発酵を進めながら浮上してゆくため、1槽方式にも係わらずいつも完熟した堆肥の取り出しが可能となり、しかも底面側からの加温空気導入によりエネルギロスが少なく高いエネルギ効率を確保することができる請求項1の発明と同様に逐次的な生ゴミの導入に係わらず1槽で完熟堆肥を得ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1においてこの発明の生ゴミ処理装置はステンレス製の筒状の発酵処理槽10を備え、発酵処理槽10はその下端のキャスタ11によって可搬可能に構成されている。発酵処理槽10は上壁面10-1及び底壁面10-2を有している。支持軸12はステンレス中空パイプにて形成され、上下端は軸受11A, 11Bによって発酵処理槽10の上壁面10-1及び底壁面10-2に回転自在に軸支されている。発酵処理槽10の底壁面10-2から下方に突出した支持軸12上にスプロケット14が設けられ、スプロケット14はチェーン16を介して回転駆動モータ18の出力軸18-1上のスプロケット20に連結される。そのため、回転駆動モータ18の出力軸18-1の回転により支持軸12は回転駆動される。
【0020】
発酵処理槽10の底部に隣接して筒状のステンレス製生ゴミホッパ22が固定される。生ゴミホッパ22はその上端が発酵処理槽10から離間する方向に曲折されており、この曲折部が生ゴミの投入口24となる。開閉蓋26はその一側がヒンジ28によって生ゴミ投入口24の上側面に回動自在に取付けられ、開閉蓋26により生ゴミ投入口24の開閉が行われる。
【0021】
生ゴミの破砕器30は回転軸32と回転軸32に間隔をおいて固定した一連のカッタフィン34(各フィン34は直径方向に延び、この実施形態では計3個設置)と、カッタディスクアセンブリ36と、回転駆動モータ37とから構成される。上側のカッタフィン34はその上面に一対のピン38を備えており、ピン38は生ゴミを収納したゴミ袋をカットする機能を達成するものである。カッタディスクアセンブリ36はホッパ22の底面付近に設けられ、カッタディスクアセンブリ36は図2及び図3に示すようにボス36-1と、実質的に十字形状の上部プレート36-2と、円板状の下部プレート36-3と構成される。上部プレート36-2の4本の各腕の回転方向の前縁に回転刃40がビス41にて固定される。4本の回転刃40は各々が中心から幾分ずれた方向を指向しているが、隣接間で順次90度ずつ位相を変えるように固定されている。これら回転刃40は回転中にホッパ22の内周に固定された固定刃42と協働することによりゴミの裁断を行うように機能する。他方、図3及び図5に示すようにカッタディスク36の下部プレート36-3の底面に4個の駆動ピース43が固定され、この駆動ピース43についても、各々は中心から幾分ずれた方向を指向しているが、隣接間で90度ずつ位相を変えるように固定されている。
【0022】
図1に示すようにホッパ22の底面付近に裁断生ゴミ導入開口22Aが形成され、図5に示すようにこの開口22Aはホッパ22の内部空洞に対して接線方向に開口しており、この接線方向における開口方向は開口22Aまで駆動ピース43が回転してきたとき(回転方向は図5の反時計方向g)駆動ピース43の開口22Aの開口方向に略直交する向きとなっている。そのため、開口22Aまで回転してきた駆動ピース43により生ゴミを開口22Aに矢印aのように強制的に発酵槽10に導くことができる。そして、発酵槽10の底面には開口22Aに連通する開口10Aが形成されており、そのため、裁断後の生ゴミを発酵槽10にその底面より強制的に導入することができる。
【0023】
図1において、支持軸12の下端に直径対立した一対の回転アーム44が設けられ(回転アーム44の設置個数は2個に限定されず必要に応じ増設可能である)、回転アーム44の下面には温風吹出口46が複数、長手方向に沿って設けられる。図6に示すように回転アーム44はパイプ材より形成した中空構造よりなる。回転アーム44は内端44-1(図6)が中空構造の支持軸12に溶接により固定され、外端44-2(図5)は密閉されている。図6に示すように支持軸12もまた中空構造となっており、その側壁における開口12-1は回転アーム44の内部空洞と連通している。そして、支持軸12と回転アーム44との接続部位より少し上方の部位において支持軸12の内部空洞12Aはプラグ48により密閉され、上方側へのエア漏れの回避を図っている。
【0024】
図1に示すように支持軸12の下端にシールカラー50が設けられ、シールカラー50は支持軸12の回転を許容しつつ空気漏れは防止する機能を有している。シールカラー50は空気受口50-1を備えており、空気受口50-1は可撓性チューブ52を介して空気ブロア54に接続される。そして、可撓性チューブ52と空気ブロア54との接続部位に電気ヒータ型の加温装置56が設けられ、そのため、空気ブロア54からの空気は加温装置56により発酵に適した温度に加温された後、シールカラー50を介して支持軸12の内部空洞12Aに図6の矢印bのように導入され、内部空洞12Aより連通孔12-1, 44-1を介して回転アーム44内の空洞に導入され、吹出口46より図7の矢印cのように吹出される。そして、吹出口46は回転アーム44に沿って間隔をおいて複数設けられ(図示実施形態では4個)、かつ図7に示すように吹出口46は下向きに開口しており、一対の回転アーム44において一方の回転アーム44の吹出口46の開口方向と他方の回転アーム44の温風噴出口46の開口方向とは反対である。そのため、加温空気は発酵槽10の底面全面に亘り満遍なく噴出せしめることができる。
【0025】
回転アーム44の上方において支持軸12にはそれぞれが180°対称に水平方向に延びる2組のショートフィン60が設けられる。ショートフィン60はこの実施形態ではステンレスパイプ材を平坦化し、攪拌効率を高めるため幾分の迎え角を付すように捻って形成される。)。2組のショートフィン60の間、及びショートフィン60の上方には片方に延びるロングフィン62が4個設けられる。ロングフィン62は片側のみに延びており、中間までは丸断面でその先端側を平坦に潰し、かつ迎え角を付して構成される。適当な数のショーフィン60及びロングフィン62の組み合わせにより半径方向において均質な混合を行うことができる。発酵槽10の内部空洞における支持軸12の上端付近にはトップフィン64が設けられ、このトップフィン64の高さ位置において発酵槽10の側壁に排出パイプ66の上端が接続され、発酵槽10内での発酵により最終的な発酵を完了した発酵物を排出パイプ66に溢流せしめ、同パイプ66より内を矢印dのように自然落下し、完熟堆肥として回収することができる。
【0026】
発酵槽10の上壁面10-1には吸引口68が固定され、この吸引口68の中心位置にはエゼクタノズル70が配置され、エゼクタノズル70にはブロア72の吐出口からのパイプ74が延びてきており、所謂エゼクタ効果によって発酵槽10からのガス(主として水蒸気)の吸引除去が行われるようになっている。
【0027】
以上の構成の生ゴミ処理装置の動作を説明すると、自然分解型のプラスチックなどにて形成された紙袋に収容した生ゴミは開閉蓋26を開くことにより投入口24よりホッパ22に導入され、回転駆動モータ37の駆動によりカッタフィン34が回転され、ピン38により紙袋が破られ、カッタフィン34により粗い切断が行われ、カッタディスク36の回転刃40と固定刃42との間の協働作用でさらに微細に破砕を受け、ホッパ22の底面に集まる。そして、開口22Aが接線方向に開口し、駆動ピース43はこの開口22Aの部位まで回転して来ると開口22Aの方向と直交するため、図5の矢印aのように発酵槽10の内部空間への裁断ゴミの強制的な移送を行うことができる。ホッパ22から発酵槽10への破砕生ゴミの導入が完了するとモータ37は手動操作などにより停止される。
【0028】
他方、発酵槽10においては支持軸12はモータ18により恒常的な回転を付されており、支持軸12に連結された空気噴出し回転アーム44はそれに固定された空気噴出口46と一体に恒常的に回転し(その回転方向を図5のfにて表す)、また、支持軸12に固定されたショートフィン60及びロングフィン62及びトップフィン64も恒常的に回転される。これにより発酵槽10内の生ゴミ又は部分的発酵物の攪拌が行われる。ブロア54からの空気は電気ヒータ56により適温に加熱されチューブ52を介してカラー50を経て支持軸の内部空洞12Aに図6の矢印bのように導入され、開口12-1を経て回転アーム44内の空洞に導入され、回転アーム44の長手方向に分布した吹出口46より発酵槽10の内部空間における底面に向けて図7の矢印cのように噴出される。そのため、発酵槽10の底面における裁断生ゴミは回転アーム44の回転(矢印f)による攪拌作用下での吹出口46からの温風(矢印c)による均等な加熱作用を受ける。攪拌作用下での加温空気による加熱と酸素との継続的な供給により生ゴミは発酵(1次発酵)を開始し、2〜3日程度で1次発酵が終了する。
【0029】
ホッパ22への生ゴミの投入・破砕及びこれに伴う発酵槽10の底面からの破砕生ゴミの導入は逐次的に行われ、駆動ピース43により強制的に発酵槽10内に供給される。そして、発酵槽10に既に堆積した部分的に発酵した生ゴミはホッパ22より新規に投入された生ゴミと比較して比重が軽くなっており、未発酵の生ゴミの上面側に浮き上がる傾向となる。他方、底面側における新規投入生ゴミの加温空気導入下での攪拌に伴い生じた水蒸気はその上層側における1次発酵後の生ゴミの2次発酵に必要な水分の補給源となり、余剰の水蒸気は吸引口68から吸引排除される。そして、フィン60, 62による攪拌作用を受けることにより2次発酵は上層に向けて移行してゆくに従って徐々にではあるが確実に進行してゆく。従って、完熟した堆肥のみを排出パイプ66から取り出すようにすることができる。
【0030】
この発明においては発酵槽10の底面側に導入された破砕生ゴミを逐次的な新規生ゴミの投入の下で徐々に競り上がらせてゆく間に発酵を進ませ、1槽方式であるにも係わらず完熟堆肥の状態で取り出すことができ、しかも生ゴミ処理装置の構造の簡略化及び低コスト化及び高エネルギ効率化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の生ゴミ処理装置の概略的縦断面図である。
【図2】図2は図1の生ゴミ処理装置における破砕器の回転ディスクの平面図(図1のII−II線に沿って表される矢視図)である。
【図3】図3は図2のIII−III線に沿って表される矢視断面図である。
【図4】図4は図3のIV−IV線に沿って表される矢視断面図である。
【図5】図5は図1の生ゴミ処理装置における破砕器の回転ディスクの底面図であり、図1のV−V線に沿って表される矢視図である。
【図6】図6は図1の部分拡大図であり、中空軸と回転アームとの接続部の詳細を表している。
【図7】図7は図6のVII−VII線に沿って表される矢視図である。
【符号の説明】
10…発酵処理槽
12…支持軸
12A…支持軸12の内部空洞
18…回転駆動モータ
22…生ゴミホッパ
26…開閉蓋
30…生ゴミ破砕器
40…回転刃
42…固定刃
43…駆動ピース
44…回転アーム
46…温風吹出口
50…シールカラー
52…可撓性チューブ
54…空気ブロア
56…加温装置
60…ショートフィン
62…ロングフィン
64…トップフィン
66…排出パイプ
70…エゼクタノズル
72…ブロア
Claims (1)
- 発酵処理槽と、加温空気源と、前記加温空気源に発酵槽の底面を貫通して接続され、発酵処理槽の内部空間における底面付近に設置された加温空気噴出し口と、前記発酵処理槽の内部空間における上面に設置された吸引型の排気手段と、発酵処理槽の上部側面に設けられた発酵完了物取出口と、発酵処理槽の外部に設けられた生ゴミ投入ホッパと、前記生ゴミ投入ホッパ内に設けられた生ゴミ裁断手段と、前記生ゴミ裁断手段により裁断された生ゴミを前記発酵処理槽の内部における底面付近に導入する裁断生ゴミ導入手段と、発酵槽に導入された投入物に加温空気を作用させつつ攪拌を行う手段とを備え、前記生ゴミ裁断手段は回転駆動モータと、回転駆動モータに連結される回転軸と、回転軸に間隔をおいて固定した一連のカッタフィンと、上側のカッタフィンの上面における一対のピンと、カッタフィンの下方のカッタディスクアセンブリとからなり、前記カッタディスクアセンブリは回転軸上に固定され、腕を備えた形状の上部プレートと、回転軸上に固定された下部プレートと、上部プレートの前記腕における回転方向の前縁に固定された回転刃と、ホッパ内周に固定され、回転刃と協働することで裁断を行う固定刃とから成り、前記裁断生ゴミ導入手段は、生ゴミ投入ホッパの底面付近に形成され、生ゴミ投入ホッパの内部空洞に対して接線方向に開口する裁断生ゴミ導入開口と、下部プレート下面に固定され、カッタディスクの回転下で裁断生ゴミ導入開口を介して発酵処理槽への生ゴミ投入を行う駆動ピースとから成ることを特徴とする生ゴミ処理装置。
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