JP4089955B2 - 生ゴミ処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、マイクロ波と送風を生ゴミに作用させて生ゴミの減量化を図るタイプの生ゴミ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の生ゴミ処理装置として、生ゴミが投入される処理槽と、該処理槽の生ゴミにマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、処理槽内に送風する送風ファンと、処理槽からの排気を吸引する排気ファンと、処理槽内の底部で回転し生ゴミを撹拌・切断する回転羽根とを備え、処理槽内に収容した生ゴミを撹拌・切断しながらマイクロ波と送風を作用させて生ゴミの減量化を図るものが知られている。このような従来の装置では、マイクロ波と送風による水分除去作業と、回転羽根の駆動による細分化作業が同時に行われているが、例えば、処理するゴミにご飯が多く含まれている場合、最初から回転羽根を駆動させてしまうと、ご飯が練り上げられ、結合した団子状の塊になってしまう。この状態になると、マイクロ波による水分除去が思うように行われず、結果的にゴミの減量化が達成されない。この問題に対処するため、本出願人は処理中の生ゴミから発生する排気の温度と湿度を監視し、温度が所定値よりも上昇し、湿度が所定値より低下した時点で回転羽根を駆動する提案をしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マイクロ波による加熱では、マイクロ波の作用が場所により異なるので、生ゴミ全体を均一に加熱することは困難である。従って、マイクロ波加熱のみを連続して実行すると、ある部分では生乾き状態、ある部分では過乾燥となって発火する危険があった。上記従来装置のように、生ゴミからの排気湿度と排気温度に応じて回転羽根を駆動させるものであれば、ゴミの量や種類によってマイクロ波だけを照射させている時間が長くなり、こげや発火の危険性が高くなる。
そこで本発明は、回転羽根を駆動させるまでの条件に制限時間を与えることで発火を防止することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、マイクロ波照射装置、送風ファン及び排気ファンを駆動して水分を取り除く初期加熱工程と、前記回転羽根を数回回転させてゴミをかき混ぜる第１撹拌工程と、前記回転羽根を間欠的に駆動してゴミを撹拌する第２撹拌工程と、前記回転羽根を連続回転させてゴミを粉砕する粉砕工程とを実行可能にし、
前記制御手段は、初期加熱工程を実行中に、排気温度が所定温度に上昇し、且つ排気湿度が所定湿度に低下するか、もしくは工程開始から所定時間経過すると第１撹拌工程に移行させ、第１撹拌工程を実行中に、排気湿度が所定湿度に低下するか、もしくは工程開始から所定時間経過すると第２撹拌工程に移行させ、第２撹拌工程を実行中に、排気湿度が所定湿度に低下すると粉砕工程に移行させ、粉砕工程を実行中に、排気温度が所定湿度に低下すると前記マイクロ波照射装置を停止させる一方、排気温度が所定温度に上昇せず、且つ排気湿度が所定湿度に低下しないとき第２撹拌工程に戻すようにしたものである。
【０００５】
【作用】
本発明によれば、処理動作がスタートすると、マイクロ波照射装置、送風ファン及び排気ファンが駆動して生ゴミが加熱される（初期加熱）。生ゴミにマイクロ波が照射されると、生ゴミの表面から徐々に水分が蒸発していき、水分除去が行われる。その後、生ゴミから発生する排気の湿度及び温度を監視し、排気温度が所定温度以上に上昇し、排気湿度が所定湿度以下に低下すると、生ゴミの水分がある程度除去されたと判断して、回転羽根を数回回転させて生ゴミのかき混ぜが図られる（第１撹拌）。このとき、水分の多い生ゴミでは排気湿度が所定値まで低下するのに多くの時間を要し、マイクロ波の照射分布の偏りから部分的に乾燥過多が生じて発火させるのを防ぐために、排気湿度及び排気温度が所定の条件に達しなくても動作開始から所定時間経過したら回転羽根を駆動するようにしている。
【０００６】
回転羽根が駆動すると、生ゴミがかき混ぜられ、未だ乾燥していない内部のゴミが露出し、ゴミ中に内在した蒸気が取り除かれ、水分除去が促進する。尚、初期加熱でゴミの表面は、マイクロ波によりある程度乾いた状態となるため、回転羽根を数回回転させてもゴミ同士の結合は起こらない。
【０００７】
排気の湿度が低下すると、回転羽根を間欠的に駆動させてゴミ全体の撹拌が図られる（第２撹拌）。更に、排気湿度が低下すると、回転羽根を連続的に回転させて乾燥した生ゴミを粉砕して細分化が図られる（粉砕）のである。
【０００８】
【実施例】
本発明の生ゴミ処理装置は、図１に示すように、箱形の本体ケーシング１の内部に、上面を開口した処理槽２と、処理槽２内に着脱されるゴミ容器３と、ゴミ容器３から排出される水分を受ける排水容器４と、ゴミ容器３に収容される生ゴミに対してマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置５と、ゴミ容器３内に送風する送風ファン６と、ゴミ容器３内から排気する排気ファン７と、ゴミ容器３を回転する容器駆動モータ８と、ゴミ容器３内の回転羽根９を回転する羽根駆動モータ１０とを備え、ケーシング１の上面に、処理槽２の上面開口を開閉する蓋体１１と、操作パネル１２を露出した操作ボックス１３を備え、ケーシング１の底面に移動用キャスター１４を備えている。
【０００９】
処理槽２は、内面にマイクロ波照射口１５・送風口１６・排気口１７・排水口１８を開口している。マイクロ波照射口１５には、マイクロ波透過板１９を取り付け、導波管２０を介して前記マイクロ波照射装置５と接続されている。送風口１６は、マイクロ波が漏洩しない大きさの通気孔を有する通気カバー２１を取り付け、送風管２２を介して送風ファン６が接続されている。排気口１７は、送風口１６同様の通気カバー２１を取り付け、排気管２３を介して排気ファン７が接続されている。排水口１８は、処理槽２の底面に開口されており、マイクロ波が漏洩しない大きさの通水孔を有する通水カバー２４を取り付け、ドレンホース２５を介して排水容器４と連通している。
【００１０】
前記送風管２２は、マイクロ波照射装置５の放熱部を通過するように配置され、送風ファン６の送風によってマイクロ波照射装置５を冷却し、熱交換された熱風がゴミ容器３内に供給されるようになっている。また、送風管２２におけるマイクロ波照射装置５の上流側に外気温センサ２６が設けられており、送風ファン６によって吸い込む周囲温度が検出できるようになっている。前記排気管２３は、仕切板２３ｃによって内部が仕切られており、排気ファン７によって直接吸引される速流室２３ａと、仕切板２３ｃによって吸引力が制限される遅流室２３ｂが形成されている。速流室２３ａには、排気温度を検出するための排気温センサ２７が設けられ、遅流室２３ｂには、ゴミ容器３からの排気湿度を検出する湿度センサ２８が設けられている。
【００１１】
また、処理槽２は、底面中心部にゴミ容器３を着脱する係合部材３０を備えている。係合部材３０は、上面を開放した円筒形状をなし、内面にゴミ容器３の取付部材を周知のバヨネット結合により連結する係合爪（図示しない）を備えている。係合部材３０の下部には、中空の外回転軸３１が取り付けられており、この外回転軸３１が処理槽２底面に貫通させた軸受３２に軸支され、係合部材３０が処理槽内で回転自在となる。
【００１２】
前記外回転軸３１は、プーリやＶベルトからなる周知の連係手段を介して容器駆動モータ８と連係している。この外回転軸３１は、内部に内回転軸３３が貫通されており、この内回転軸３３を回転自在に軸支する軸受３４を内装している。内回転軸３３は、上端にゴミ容器３の受動軸と合致する下カップリング３５を取り付け、下端にプーリやＶベルトからなる周知の連係手段を備えて羽根駆動モータ１０と連係している。また、内回転軸３３は、その下端部に回転数を検出するためのエンコーダ３６が取り付けられている。
【００１３】
尚、処理槽２は、外背面にマイクロ波照射装置をはじめとする各機器が接続される駆動回路基板３７を取り付け、内底面に前記係合部材３０を囲むように水受トレイ３８を備え、更に、内側４面上部にゴミ容器３の上部を回転支持する凸片３９を取り付けている。水受トレイ３８は、処理槽２から取り出して清掃できるようになっている。
【００１４】
ゴミ容器３は、マイクロ波を透過する材料により上面を開口した有底円筒状に形成され、外底面に設けた取付部材４０で前記処理槽２の係合部材３０に着脱される。取付部材４０は、下面を開放した円筒形状をなし、外面に係合部材３０の係合爪と係合する係合爪を備えている。この取付部材４０の中心部には、前記処理槽２の内回転軸３３と連結して回転駆動する受動軸４１が貫通されており、この受動軸４１の上端にはゴミ容器３内で回転する回転羽根９が固着され、下端には内回転軸３３の下カップリング３５と合致する上カップリング４２が取り付けられている。
【００１５】
また、ゴミ容器３は、内底面に生ゴミの水分のみが排出される大きさのスリット４３が設けられている。これにより、このスリット４３から生ゴミの水滴が排出され、処理槽２の水受トレイ３８に落下し、排水口１８からドレンホース２５を通じて排水容器４に溜められるようになる。尚、４４はゴミ容器３を着脱するための取手である。
【００１６】
排水容器４は、本体ケーシング１における処理槽２下部に形成される排水室４５に着脱自在に取り付けられる。排水室４５には、上面に処理槽２の排水口１８に連結されるドレンホース２５が露出し、底部に排水容器４の有無を確認するためのマイクロスイッチ４６が設けられている。
【００１７】
回転羽根９は、受動軸４１の上端にねじ固定される基部９ａと、この基部９ａの上面から斜め上方に延びる２枚の上羽根部９ｂと、この上羽根部９ｂと交差するように配置され、基部９ａの上面から斜め下方に延びる２枚の下羽根部９ｃとで構成されている。各羽根部９ｂ，９ｃにおける２枚の羽根は、ボス部９ａを挟んでそれぞれ対称に設けられ上羽根部９ｂが正面視逆ハ字型、下羽根部９ｃが正面視ハ字型に構成されている。また、上羽根部９ｂは下羽根部９ｃの略半分の長さを有しており、各羽根部９ｂ，９ｃには回転時に先行する側の端部にそれぞれ薄肉のカッター刃が形成されている。
【００１８】
蓋体１１は、内面にゴミ容器３内に臨む送風案内筒４７が設けられており、この送風案内筒４７の周囲にマイクロ波を外部に漏洩させないためのチョーク溝４８が設けられている。送風案内筒４７は、処理槽２の送風口１６と対面する部分に送風洞４９を形成し、処理槽２の排気口１７と対面する円周面に排気孔５０を開口している。この送風案内筒４７の内面は、仕切板５１によって仕切られており、送風ファン６からの送風をゴミ容器３内の生ゴミに指向させ、送風が排気孔５０へ抜けてしまうことを防止する役割を果たしている。また、送風案内筒４７は、ゴミ容器３の上面開口に内嵌される大きさであり、ゴミ容器３内で回転羽根９が回転する粉砕時に、ゴミがゴミ容器３から外へ飛び散ることを防止する機能を併用する。
【００１９】
また、蓋体１１は、操作ボックス１３と隣接する内側面に、蓋体１１が閉じられているか否かを検出するスイッチマグネット５２が設けられる。そして、操作ボックス１３内には、このマグネット５２に反応し、蓋体１１が閉塞されていることを検出する磁気センサ５３が備えられている。
【００２０】
次に、本実施例の制御系について説明する。図２に示すように、前記駆動回路基板３７には、各メニューの動作プログラムが記憶されたメモリ５５を内蔵したマイクロコンピュータ５６が備えられ、各駆動機器であるマイクロ波照射装置５，送風ファン６，排気ファン７，容器駆動モータ８，羽根駆動モータ１０，操作パネル１２と、各検出機器である外気温センサ２６，排気温センサ２７，湿度センサ２８，エンコーダ３６，排水容器スイッチ４６，磁気センサ５３が接続されている。
【００２１】
操作パネル１２には、動作時間表示とエラー表示を行う時間表示部６０、動作の進行状況を表示する工程表示部６１、排水容器がセットされていない時に点滅する容器ランプ６２、点検が必要な時に点灯する点検ランプ６３の各表示部と、スタートキー６４、ストップキー６５、動作時間を設定する時間設定キー６６、「標準」「オリジナル」の両メニューに対応したメニューキー６７・６８、追加乾燥キー６９、手動粉砕キー７０の各操作キーを備えている。この操作パネル１２で各種設定を行った後、動作をスタートさせると設定した内容に応じてマイクロコンピュータ５６が各駆動機器を制御し、生ゴミの処理が行われるのである。
【００２２】
続いて、以上のように構成される本実施例の動作について説明する。
処理する生ゴミをゴミ容器３に投入し、このゴミ容器３を処理槽２内にセットする。蓋体１１が閉じられていることを磁気センサ５３で確認すると、メニュー受付状態となる。次に、排水容器４が排水室４５にセットされているか否かを排水容器スイッチ４６で確認し、排水容器４がセットされていない場合、容器ランプ６２を点滅させてスタートさせない。
【００２３】
メニューキー６７・６８により希望のメニューが選択されると、スタートキー６４入力の待機状態となり、スタートキー６４が入力されると、選択したメニューに応じたプログラムが実行されることになる。つまり、「標準」メニューを選択した場合は標準プログラムが、「オリジナル」メニューを選択した場合はオリジナルプログラムが実行される。尚、「オリジナル」メニューは、「標準」メニューをベースに各設定値（温度・湿度・時間）を処理するゴミの種類に合わせてカスタマイズしたものであり、基本動作は「標準」メニューと同じである。
【００２４】
以下、「標準」メニューの動作について説明する。
プログラムがスタートすると、図３，４のフローチャートに沿って実行される。まず、マイクロ波照射装置５・送風ファン６・排気ファン７・容器駆動モータ８を駆動させて（１）初期加熱が行われる。初期加熱は、回転羽根９で生ゴミをかき混ぜる前に生ゴミ表面の水分を取り除き、ゴミ同士の結合を防ぐことを目的としており、ゴミ容器３を電子レンジのターンテーブルのように回転させながらマイクロ波を照射することで、生ゴミにムラ無くマイクロ波を作用させることができる。また、送風ファン６により導入された外気がマイクロ波照射装置５と熱交換して温風となりゴミ容器３内に供給されて生ゴミからの水分排出を助成するとともに、排気ファン７により生ゴミから発生する蒸気が円滑に外気へ排出される作用が図られる。
【００２５】
初期加熱は、予熱時間ｔａ経過してから（２）、生ゴミから発生する排気の温度と湿度をそれぞれ排気温センサ２７と湿度センサ２８により監視され、排気温度が設定温度Ｔ１℃以上に上昇したことを排気温センサ２７で検出し、排気湿度が設定湿度Ｈ１％以下に低下したことを湿度センサ２８で検出する（３）まで実行される。尚、設定温度Ｔ１と設定湿度Ｈ１は外気温センサ２６で検出した外気温によって設定される。
【００２６】
また、排気温センサ２７と排気湿度センサ２８で排気温度と排気湿度を監視し始めてから所定時間ｔｂ経過して（４）、排気温度と排気湿度が終了の条件に達しなかった場合は、生ゴミの部分的な炭化及び発火の危険性を考慮して初期加熱を終了するようにしている。ゴミ容器を回転させていても場所によってマイクロ波の作用の度合いが異なり、特に水分の多い生ゴミの場合では排気湿度がなかなか設定湿度に低下しないが、一方マイクロ波の作用が強い箇所では表面の乾燥が進み、焦げたりするためである。
【００２７】
初期加熱が終了すると、羽根駆動モータ１０を駆動して回転羽根９を数回転させる第１撹拌が行われる。第１撹拌は、生ゴミをかき混ぜて内側のゴミを外部に露出させマイクロ波の作用を受けやすくするための動作であり、生ゴミ全体が所定の湿度になるまで実行される。まず、エンコーダ４２により回転羽根がｎ回転したことを検出するまで羽根駆動モータ１０を駆動させる（５）。このかき混ぜにより、ゴミ内部に閉じこめられた水分が排出されて一時的に排気湿度が上昇するので、今度は排気湿度がＨ２％に低下したことを検出（６）するか、所定時間ｔｃ経過（７）したら、再度回転羽根９をｎ回転するまで羽根駆動モータ１０を駆動させて（８）かき混ぜを行い、第１撹拌を終了する。尚、回転羽根の回転数ｎは、同一でなくてもよく、かき混ぜの程度が進むにつれて回転数を多くするようにしても良い。また、かき混ぜの回数にも特に限定はない。ここで、処理（７）の制限時間を設けたのは上記処理（４）と同様に、焦げや発火を防ぐためである。
【００２８】
第１撹拌が終了すると、羽根駆動モータ１０を間欠駆動して回転羽根９を間欠的に回転させる第２撹拌が行われる。第２撹拌は、第１撹拌により大まかにかき混ぜられた生ゴミを更に細かな周期で撹拌して生ゴミ中の水分を完全に取り除くための動作であり、排気温度が所定値に低下するまで実行される。まず、排気湿度がＨ３％以下に低下したことを検出するか（９）、所定時間ｔｄ経過（１０）したら、排気湿度がＨ４％以下に低下するまでの間、羽根駆動モータ１０をｎ回転−ｔ１秒停止で間欠駆動させて（１１）、回転羽根９を間欠的に回転させる。次に、排気湿度がＨ４％以下に低下したことを検出すると（１２）、今度は排気湿度がＨ５％以下になるまでの間、羽根駆動モータ１０をｎ回転−ｔ２秒停止で間欠駆動させて（１３）、回転羽根９を間欠的に回転させるのである。ここまでの段階になると、生ゴミはほぼ乾燥した状態となるので、第２撹拌を終了する。尚、回転羽根の回転数ｎは、同一でなくてもよく、かき混ぜの程度が進むにつれて回転数を多くするようにしても良い。また、回転羽根の停止時間ｔはかき混ぜの程度が進むにつれて短くするのが望ましい。ここで、処理（１０）の制限時間を設けたのは上記処理（４）及び処理（７）と同様に、焦げや発火を防ぐためである。
【００２９】
第２撹拌が終了すると、羽根駆動モータ１０を連続駆動させて乾燥した生ゴミの粉砕が行われる。粉砕は、乾燥した生ゴミを細分化する動作で、排気温度が設定温度になるまで実行される。まず、排気湿度がＨ５％以下に低下したことを検出すると（１４）、排気温度がＴ２℃以上になるまでの間、羽根駆動モータ１０を連続回転させて（１５）、回転羽根９を回転させるのである。
【００３０】
また、粉砕中には継続して排気湿度の監視が行われ、粉砕により排気湿度がＨ５％よりも高くなった場合、上記処理（１３）に戻って羽根駆動モータ１０をｎ回転−ｔ２秒停止で間欠駆動させる第２撹拌が行われ、排気湿度がＨ４％よりも高くなった場合、上記処理（１１）に戻って羽根駆動モータ１０をｎ回転−ｔ１秒停止で間欠駆動させる第２撹拌が行われる。すなわち、最終的な粉砕段階で乾燥不足が検出された場合は、水分の残留の程度に応じてかき混ぜ動作が追加されることになる。
【００３１】
排気温度が設定温度Ｔ２℃以上に達したことを検出すると（１６）、その時点でマイクロ波照射装置５の駆動のみを停止し（１７）、過加熱による発火を防止する。次に、羽根駆動モータ１０が時間ｔｅ以上駆動したかを確認し、駆動時間が時間ｔｅに満たない場合は、引き続き羽根駆動モータ１０を回転させて粉砕動作を継続する。従って、生ゴミの排気温度がすぐに設定温度Ｔ２に達してしまっても最低限時間ｔｅはゴミの粉砕が行われるのである。そして、駆動時間ｔｅの経過を検出すると（１８）、羽根駆動モータ１０を停止させて（１９）粉砕を終了する。
【００３２】
粉砕が終了すると、送風ファン６・排気ファン７・容器駆動モータ８を引き続き動作させて処理後のゴミ及びマイクロ波照射装置５の冷却が行われる。冷却は、処理後のゴミに送風し荒熱を取り除くことでゴミを取り出し易くためのもので、排気温度が所定温度に低下するまで実行される。排気温度が所定温度Ｔ３℃に低下したら（２０）、送風ファン６・排気ファン７・容器駆動モータ８を停止（２１）させて冷却が終了となり、以上で全ての処理プログラムが終了する。
【００３３】
このようにして処理された後のゴミは、減量・細分化された状態となり、ゴミ容器３を処理槽２から取り外して廃棄する。また、ゴミ容器３のスリット４３から排出される水滴は、水受トレイ３８で採取されてから処理槽２の排水口１８よりドレンホース２５を通じて排水容器４に溜められ、処理後にこの容器を取り出して廃棄されるのである。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明は構成され、処理開始から所定時間経過しても排気温度と排気湿度が条件に達しないときは、撹拌動作に移行するようにしたので、ご飯などの結合しやすい生ゴミに対して十分な初期加熱を与えつつ、過加熱による発火を防止することができる。特に、水分が多く含まれる生ゴミのように、排気湿度が設定値まで低下するのに相当な時間を要する場合、撹拌しない状態でのマイクロ波照射時間に制限を持たせることで部分的な過乾燥による焦げを防ぐことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例の生ゴミ処理装置を示す正面断面図である。
【図２】同装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】同装置における標準メニューの動作を示すフローチャート図である。
【図４】同装置における標準メニューの動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 本体ケーシング
２ 処理槽
３ ゴミ容器
５ マイクロ波照射装置
６ 送風ファン
７ 排気ファン
９ 回転羽根
２６ 外気温センサ
２７ 排気温センサ（温度検出手段）
２８ 湿度センサ（湿度検出手段）
５６ マイクロコンピュータ（制御手段）

Claims (1)

1. 生ゴミにマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、生ゴミに送風する送風ファンと、生ゴミからの排気を吸引する排気ファンと、生ゴミを撹拌・粉砕する回転羽根と、該回転羽根を駆動する羽根駆動モータと、生ゴミからの排気温度を検出する温度検出手段と、生ゴミからの排気湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段で検出される排気温度が所定温度以上に上昇し、且つ前記湿度検出手段で検出される排気湿度が所定湿度以下に低下すると前記羽根駆動モータを駆動する制御手段とを備え、
   前記マイクロ波照射装置、送風ファン及び排気ファンを駆動して水分を取り除く初期加熱工程と、前記回転羽根を数回回転させてゴミをかき混ぜる第１撹拌工程と、前記回転羽根を間欠的に駆動してゴミを撹拌する第２撹拌工程と、前記回転羽根を連続回転させてゴミを粉砕する粉砕工程とを実行可能にし、
   前記制御手段は、初期加熱工程を実行中に、排気温度が所定温度に上昇し、且つ排気湿度が所定湿度に低下するか、もしくは工程開始から所定時間経過すると第１撹拌工程に移行させ、第１撹拌工程を実行中に、排気湿度が所定湿度に低下するか、もしくは工程開始から所定時間経過すると第２撹拌工程に移行させ、第２撹拌工程を実行中に、排気湿度が所定湿度に低下すると粉砕工程に移行させ、粉砕工程を実行中に、排気温度が所定温度に上昇すると前記マイクロ波照射装置を停止させる一方、排気温度が所定温度に上昇せず、且つ排気湿度が所定湿度より高くなったとき第２撹拌工程に戻すことを特徴とする生ゴミ処理装置。

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