JP4174969B2 - 生ごみ処理装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は，生ごみ等の有機性廃棄物を微生物分解するための処理装置に関するものであり，特に微生物分解で発生する不快な臭気を有する空気を脱臭するのに大型の脱臭装置を必要とすることなく，少ないエネルギーで微生物分解を効率良く行なえる生ごみ処理装置に関するものである。
背景技術
従来より生ごみ等の水分を含んだ有機性廃棄物を微生物分解により処理する装置が知られている。この種の処理装置においては，生ごみの微生物分解過程で発生するガスを処理室から排気する際にそれに含まれる水蒸気量が飽和水蒸気量以上であると結露してしまうので，微生物分解を効率良く行なうために高排気量を有する大型の排気装置が必要とされている。また，微生物分解過程では不快な臭気も発生するので，これらを除去するための脱臭装置を排気経路に設ける必要がある。
しかしながら，前途したように大型の排気装置により供給される大量の空気中の悪臭を除去するためには高性能の浄化装置が必要になる。例えば，浄化装置として吸着剤を使用すると吸着剤を頻繁に交換あるいは再生しなければならないという不具合が生じる。浄化装置として微生物脱臭装置等を使用する場合は，大きな脱臭槽を設ける必要があり，処理装置全体を大型化してしまうという問題がある。また，触媒を使用した浄化装置では，吸着剤を頻繁に交換する作業は必要ないが，やはり装置全体が大型化し，何よりも大量の空気を加熱するために多大なエネルギーが必要になる，さらにこれらの排気作業においても多大なエネルギーが消費されるため，微生物による生ごみの分解効率を下げることなくより少ないエネルギーで作動する生ごみ処理システムの開発が望まれている。
例えば，図１６は日本公開特許公報８−２５３３８４号の生ごみ処理装置を模式的に示した図である。この処理装置１Ｆは，生ごみ２Ｆの微生物分解が行なわれる処理室１０Ｆ，処理室の底部に配置される加熱装置８０Ｆ，微生物分解により発生した悪臭を排気するため処理室から延出する排気経路２１Ｆ，分岐部２３Ｆで排気経路から分岐し処理室に到る循環経路２２Ｆ，循環経路に供給される空気の除湿を行なうために循環経路内に設けられる除湿装置３０Ｆ，外部から新鮮な空気を取り入れるため循環経路内の除湿装置の上流側に設けられる吸気経路２０Ｆ，除湿装置の下流側に設けられる送風ファン１３Ｆ，処理室内に配置される湿度センサー６２Ｆ，および除湿装置および送風ファンの動作を制御する制御ユニット３Ｆを含む。
送風ファン１３Ｆを駆動させることにより処理室内の空気の一部が循環経路２２Ｆに送られ，それに含まれる水分が除湿装置３０Ｆで除去された後再び処理室に返送される。制御ユニット３Ｆは，処理室内の湿度センサー６２Ｆによって検出された湿度が高ければ除湿能力を上げるように除湿装置３０Ｆや送風ファン１３Ｆを制御する。結果的に，処理室内を生ごみの微生物分解に適した環境に設定できる。
しかしながら，この処理装置１Ｆにおいては排気経路２１Ｆを介して外部に排出される空気中の臭気成分に対して十分な注意が払われていない。また，循環経路２２Ｆに送られてくる空気中の水蒸気を除湿装置３０Ｆで結露させることにより除去しているので，結露した水が溜まれば排水口３３Ｆを介して廃てなければならない。水溶性の悪臭成分が結露水に溶け込み強力な悪臭を放つことがあり，作業が面倒であることに加えて処理装置周辺の環境を悪化させる可能性がある。
このように，生ごみ等の有機性廃棄物を微生物分解により処理するシステムにおいてはさらなる改善の余地が残されている。
発明の開示
上記問題点を改善するため，本発明の目的は，生ごみの微生物分解で発生するガスに含まれる悪臭を除去するとともに，少ないエネルギーで効率よく生ごみの微生物分解を行なえる生ごみ処理装置を提供することである。すなわち，本発明の生ごみ処理装置は，微生物分解により生ごみを処理するための処理室，外部から空気を処理室に供給するための吸気経路，および一端が処理室の吐出口に接続され，他端に排気口を有する排気経路を含む。排気経路に送られてくる空気の除湿を行なうための除湿装置が排気経路内に設けられる。除湿装置は除湿剤と除湿剤に吸着された水分を除去して除湿剤を再生する再生装置を有する。除湿装置の下流側に位置する分岐部で排気経路から処理室内に循環経路が延出している。処理室で発生する不快な臭気を有する空気を排気経路を介して排出するために分岐部よりも上流側に送風装置が配置される。排気口から排出されるべき空気から臭気を除去する脱臭装置が排気経路内の除湿装置と排気口の間に配置される。排気経路から循環経路を介して処理室に返送される空気の量を変えるための排気風量調節部材が分岐部に設けられる。風量調節部材は制御ユニットによって制御される。制御ユニットは，生ごみ処理装置の通常使用時において除湿装置から送られてくる空気の一部が排気経路を介して外部に排出され，その残りの空気が循環経路を介して再び処理室に返送されるように風量調節部材を第１ポジションにセットする。また，除湿剤に吸着された水分を再生装置によって除去する時，制御ユニットは，分岐部で循環経路が遮断されるように風量調節部材を第２ポジションにセットする。本発明においては，処理室から排出される空気の一部が除湿装置で水分が除去された後に循環経路を介して処理室に返送され再び生ごみの微生物分解に利用されるので，排気経路を介して外部に排出される空気量を減らすことができる。その結果，小型の脱臭装置の使用が可能となって装置全体の小型化が図れるとともに，生ごみ処理装置の作動に必要なエネルギーを節約することができる。
本発明のさらなる目的は，除湿剤の加熱によって除湿剤に吸着された水分を除去した後，除湿剤の冷却を速やかに行って生ごみの分解作業への復帰を促進することができる生ごみ処理装置を提供するととである。すなわち，制御ユニットは，除湿剤の再生作業が完了した後，分岐部で排気経路を遮断する第３ポジションに風量調節部材をセットする。除湿剤は処理室→排気経路→循環経路→処理室でなる閉じた経路を流れる循環空気流によって効率よく冷却される。脱臭装置に向かう排気経路が遮断されているので，送風ファンの出力を上げて大風量を閉じた経路内に循環させることができ，結果として除湿剤の冷却を速やかに行なうことができる。
本発明の別の目的は，耐腐食性の材料で作成されていない熱交換器を使用でき，排気経路を流れる空気の廃熱を利用して生ごみの微生物分解をより一層促進することができる生ごみ処理装置を提供することである。すなわち，排気経路内の脱臭装置と排気口の間に熱交換器が設けられており，熱交換器によって排気経路を流れる空気から回収した廃熱によって吸気経路を通過する新鮮な空気を加温する。その結果，処理室には適度に暖められた空気が導入されて生ごみの微生物分解が促進される。ところで，多量の水分とアンモニアを含む腐蝕性ガスが処理室から排出されるが，熱交換器は脱臭装置の下流側に配置されているので，熱交換器が腐蝕性のガスにさらされることがない。したがって，耐腐食性を有する高価な材料で製造されている熱交換器を使用する必要がない。
本発明のさらなる特徴およびそれがもたらす効果は，添付された図面を参照しながら以下に詳細に記載される。。
発明を実施するための最良の形態
以下に本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第１実施例
図１に本発明の第１実施例の生ごみ処理装置１の概略図を示す。この生ごみ処理装置１は，微生物分解により生ごみ２を処理する処理室１０，処理室の空気取入口を介して外部から新鮮な空気を処理室に導入するための吸気経路２０，処理室の吐出口１４に接続され，他端に排気口を有する排気経路２１，および排気経路内の空気を処理室に返送するための循環経路２２を含む。
処理室１０には，生ごみの撹袢装置１１，生ごみの含水率を測定するための含水率センサー６０，生ごみの微生物分解により発生する不快な臭気を有する空気を処理室から排気経路に送るための送風ファン１３がある。尚，撹袢装置および含水率センサーを省略しても良い。
処理室１０から供給される空気の除湿を行なうための除湿装置３０が排気経路２１内に設けられている。除湿装置３０は除湿剤３１と除湿剤に吸着された水分を除去して除湿剤を再生するための再生手段としてヒーター３２を含む。除湿剤３１としては，シリカゲル，ゼオライト，ケイ酸アルミニウム等の固体酸，塩化カルシウムあるいは炭酸カルシウムを使用できる。これらの除湿剤は，水蒸気だけでなく臭気の主成分であるアンモニアも吸着する能力を兼ね備えている。特に，水分に加えて悪臭の主成分であるアンモニアおよびトリメチルアミンの高い除去率を有するシリカゲルの使用が好ましい。除湿剤を使用した除湿装置は，冷凍サイクル，熱電変換素子，空気中の水分を結露させて除去する除湿装置とは異なり，悪臭成分が溶けこんだ結露水が発生することがなく溜まった結露水を捨てる作業を必要としない利点がある。したがって，結露水から発生する腐敗臭の問題もない。
循環経路２２は，除湿装置３０の下流側に位置する分岐部２３で排気経路２１から分岐し，処理室１０内に延出している。排気経路２１から循環経路２２を介して処理室に返送される空気の量を変えるための風量調節部材４０が分岐部に設けられている。風量調節部材としては，例えば，電動式ダンパーを使用することができる。風量調節部材４０の動作は制御ユニット３によって制御される。制御ユニット３は，生ごみ処理装置１の通常使用時において，除湿装置３０から提供される空気の一部が排気経路を介して外部に排出され，その残りの空気が循環経路２２を介して再び処理室１０に返送されるように風量調節部材４０を第１ポジションにセットする。吸気経路を介して処理室に導入される空気量は，排気経路２１を介して外部に排出される空気量に等しい。したがって，風量調節部材４０の第１ポジションは，吸気経路２０を介して処理室１０に導入される空気量が，処理室で微生物分解を行なうのに必要な酸素量から想定した空気量となるように決定される。この風量調整部材４０の制御によって生ごみ処理装置１の排気量を大幅に低減できる。尚，本実施例の処理装置においては，後述されるように，風量調整部材４０は，処理室１０に配置されている含水率センサー６０からの出力によっても制御される。
一方，除湿剤３１に吸着された水分およびアンモニアを除去するため除湿剤をヒーター３２で加熱する再生作業において，制御ユニット３は，循環経路２２が分岐部２３で遮断されるように風量調節部材４０を第２ポジションにセットする。本実施例においては，シリカゲルに吸着される水分量を検出し，吸着水分量が所定の水分量を越える時に制御ユニット３に第１制御信号を出力する水分量センサー（図示せず）とシリカゲルに吸着されるアンモニア量を検出し，吸着アンモニア量が所定のアンモニア量を越える時に制御ユニット３に第２制御信号を出力するアンモニアセンサー（図示せず）が設けられており，制御ユニットは第１制御信号および第２制御信号のいずれか一方に基づいてヒーター３２を作動させるとともに風量調節部材４０を第２ポジションにヤットして再生作業を開始する。尚，アンモニアセンサーを使用せず，水分量センサーのみを使用することも可能である。
排気経路を介して外部に排出されるべき空気から臭気を除去するための脱臭装置５０が，排気経路２１内の除湿装置３０の下流側に設けられている。本実施例においては，脱臭装置５０は分岐部２３の下流側に配置されている。除湿装置から送られてくる空気の大部分は循環経路に送られ，外部に排出される空気量は少量であるので，本発明の生ごみ処理装置に大型の脱臭装置は必要なく，結果として生ごみ処理装置全体の小型化および省エネ化が図れる。尚，アンモニアやトリメチルアミンのようなＮ系の臭気成分以外の少量の臭気成分，例えば，硫黄化合物等のＳ系の臭気成分を脱臭するための追加脱臭装置（図示せず）を排気経路２１の除湿装置３０と分岐部２３との間に設けても良い。追加脱臭装置には吸着剤として活性炭を使用することが特に好ましい。
本実施例で使用されている脱臭装置５０は，貴金属をアルミナ等の酸化物に担持した酸化触媒５１とヒーター５２で構成されている。しかしながら，吸着剤，オゾン分解装置，微生物脱臭装置等の脱臭装置，あるいはそれらを組み合わせた脱臭装置を使用しても良い。貴金属として白金，ロジウムあるいはパラジウムを使用することが好ましい。除湿装置３０により除去されなかった悪臭成分は，この脱臭装置により外部に排出される前に除去されるので，生ごみ処理装置の周辺での悪臭の発生を防止できる。
次に，本実施例の生ごみ処理装置１の動作について説明する。
まず，生ごみ２の微生物分解を実施する通常使用モードを図１を参照して説明する。制御ユニット３は，処理室内で発生する水蒸気とアンモニア等の臭気を含む空気を大風量で除湿装置３０に供給するように送風ファン１３を制御する。また，制御ユニット３は風量調節部材４０を第１ポジションにセットし，それにより除湿装置３０で水蒸気およびアンモニアが除去された空気の一部を排気経路２１を介して排出し，残りの大部分の空気を循環経路２２を介して処理室１０に返送する。制御ユニット３は，脱臭装置５０の触媒５１が通常操作温度に加熱されるようにヒーター５２を制御する。その結果，排気経路２１を介して外部に排出される空気中の悪臭成分は脱臭装置により除去される。悪臭成分のうちアンモニアおよびトリメチルアミンはすでに除湿装置３０で除去されているので脱臭装置への負担を少なくできる。
次に除湿剤３１から吸着された水分およびアンモニア等を除去するための除湿剤の再生モードを図２を参照して説明する。制御ユニット３は，循環経路２２を排気経路２１から実質的に遮断するように風量調節部材４０を第２ポジションにセットする。さらに，制御ユニット３は，除湿装置３０のヒーター３２への通電を開始する。除湿剤３１から除去された水蒸気およびアンモニアは，循環経路２２が遮断されているので再び処理室１０にもどされることなくすべて脱臭装置５０に送られる。制御ユニット３は，脱臭装置５０をフル稼動するため脱臭装置のヒーター５２を高温に加熱する。
本実施例の生ごみ処理装置には小型の脱臭装置が使用されており，大風量の空気が送られてくると十分に脱臭されない可能性があるので，制御ユニット３は除湿剤の再生モードにおいては送風ファン１３の出力を通常処理モードの送風量よりも少なくするように制御している。また，再生作業の初期においては，吸着されていたアンモニアが高濃度で除去されてくるので，脱臭装置５０の触媒温度を許容限度の最高温度にしておくことが好ましい。さらに，再生作業の進行とともに除湿剤３１から除去されるアンモニアの濃度は減少するので，それに伴って脱臭装置５０の触媒温度を低下させると再生作業にかかるエネルギーを節約することができる。また，その代わりとして除湿剤３１からアンモニアが均一な濃度で除去されるように除湿装置のヒーター３２の加熱を制御してもよい。尚，除湿装置３０から送られてくる空気中の湿度を測定する湿度センサー６１が排気経路２１内に設けられており，制御ユニット３は検出された湿度が所定値以下になった時に再生作業が完了したと判断してヒーター３２への通電を停止する。
除湿剤３１の冷却モードは，再び水分およびアンモニアを吸着できるように再生モードにおいて加熱された除湿剤を冷却するためのものであり，以下に示す第１冷却モードと第２冷却モードのいずれかによって行なうことができる。
第１冷却モードにおいては，図２に示すように，風量調節部材４０は第２ポジションに保持され，送風ファン１３は再生モードにおける送風量が維持される。除湿剤３１の温度が高い間は処理室から送られてくる空気中のアンモニアは除湿剤によって除去されない。したがって，脱臭装置５０の脱臭能力を上げるため通常使用モードにおけるよりも高温に且再生モードにおけるよりも低温に触媒５１を加熱することが好ましい。また，除湿剤３１の温度の低下に伴ってアンモニアの吸着能力が回復してくるので，脱臭装置５０における触媒加熱温度を徐々に下げるように制御すると良い。
第２冷却モードにおいて，制御ユニット３は図３に示すように除湿装置３０を通過するすべての空気が循環経路２２を介して再び処理室１０に返送されるように分岐部２３で排気経路２１を遮断する第３ポジションに風量調節部材４０をセットする。送風ファン１３による大風量の空気を処理室１０→排気経路２１→（除湿装置３０）→循環経路２２→処理室１０でなる閉ループに循環させて除湿剤の冷却を行なう。この時，脱臭装置５０において触媒５１の加熱を行なう必要はない。この第２冷却モードは，除湿剤の冷却を速やかに行える点で好ましい。
本実施例の生ごみ処理装置１において，処理室１０内に放置されている生ごみ２を撹袢装置１１により撹袢すると，アンモニアを含む臭気成分が多量に放出される場合がある。したがって，制御ユニット３は，除湿装置３０から供給されるすべての空気が循環経路２２を介して再び処理室１０に返送されるように撹袢装置を始動させる直前に風量調節部材を図３に示すように第３ポジションにセットする。この状態で撹袢装置１１を作動させるので，臭気成分の濃度が急激に上昇しても吸着剤３１によりアンモニアが十分に吸着除去されるまで悪臭を含む空気は第２冷却モードにおいて形成されるのと同じ閉ループを循環することになる。
さらに本実施例において，制御ユニット３は，処理室１０に設けられた含水率センサー６０からの出力に基づいて送風ファン１３および風量調節部材４０を以下のように制御している。制御ユニット３は，検出した生ごみの含水率が所定含水率以上の時，送風ファン１３の出力を上げるとともに排気経路２１を介して外部に排気される空気量が実質的に一定に保たれるように風量調節部材４０の排気経路に対する開口度を小さくする。換言すれば，循環経路を流れる空気量を増やすために風量調節部材４０の循環経路２２に対する開口度を大きくするのである。反対に検出した生ごみの含水率が所定含水率以下の時，送風ファン１３の出力を下げて生ごみの異常乾燥を防ぐ。尚，含水率センサー以外に処理室内に湿度センサーを設け，それによって検出される処理室内の湿度値に基づいて上記の送風ファン１３及び風量調節部材４０の制御を行なっても良い。さらに，処理室内に生ごみの重量センサーを設け，それによって検出される生ごみの重量値に基づいて上記の送風ファン１３及び風量調節部材４０の制御を行なうことも可能である。
第２実施例
図４に本発明の第２実施例の生ごみ処理装置の概略図を示す。この生ごみ処理装置１Ｂは以下の特徴を除いて実質的に第１実施例の生ごみ処理装置と同一である。したがって，実施例１と同一の構成および動作についての説明は省略し，図中においては添え字″Ｂ″を参照番号の後につけて表示する。
本実施例の生ごみ処理装置１Ｂにおいては，除湿装置３０Ｂの累積使用時間が所定時間に達した時に制御ユニット３Ｂに制御信号を出力するタイマー（図示せず）が設けられ，制御ユニットはその制御信号に基づいて循環経路２２Ｂを排気経路２１Ｂから実質的に遮断する第２ポジションに排気風量調節部材４０Ｂをセットして除湿剤３１Ｂの再生を開始する。再生モードを開始する時間は，投入される生ごみの最大重量から想定される水分量やアンモニア量，さらに除湿剤３１Ｂの飽和吸着量に基づいて計算することができる。しかし，処理室に放置される生ごみの種類あるいは発酵状態によってタイマーに前もって設定された時間よりも早い段階で再生モードを開始することが好ましい場合がある。除湿剤３１Ｂの再生を実施するタイミングは以下のようなシステムの採用によって修正することができる。尚，以下に説明するシステムは必要に応じて第１実施例の生ごみ処理装置に採用することも可能である。
この生ごみ処理装置１Ｂには，処理室１０Ｂ内の生ごみ２Ｂの含水率を検出し，処理室内の含水率が所定範囲から外れると制御ユニット３Ｂに制御信号を出力する含水率センサー６０Ｂ，処理室内の湿度を検出し，処理室内の湿度が所定湿度範囲から外れると制御ユニットに制御信号を出力する第１湿度センサー６２Ｂ，除湿装置３０Ｂを通過した空気中の湿度を検出し，検出した湿度が所定湿度範囲から外れると制御ユニットに制御信号を出力する第２湿度センサー６３Ｂ，処理室内のアンモニア濃度を検出し，処理室内のアンモニア濃度が所定範囲から外れると制御ユニットに制御信号を出力する第１アンモニアセンサー６４Ｂ，除湿装置を通過した空気中のアンモニア濃度を検出し，検出したアンモニア濃度が所定範囲から外れると制御ユニットに制御信号を出力する第２アンモニアセンサー６５Ｂ，脱臭装置通過後の空気に含まれるアンモニア濃度を検出し，検出したアンモニア濃度が所定アンモニア濃度以上になると制御ユニットに制御信号を出力する第３アンモニアセンサー６６Ｂ，および処理室内に置かれた生ごみの重量を測定し，測定した重量が所定範囲から外れると制御ユニットに制御信号を出力する重量センサー６７Ｂが装備されている。
図５に示すように，処理室内の生ごみの含水率が所定含水率以上の場合，含水率センサー６０Ｂからの出力値に基づいて制御ユニット３Ｂにより計算される時間だけ除湿剤の再生時期が早められる。一方，生ごみの含水率が所定範囲以下の場合，含水率センサーからの出力値に基づいて制御ユニット３Ｂにより計算される時間だけ除湿剤の再生を遅らせる。これにより効率良く生ごみの処理を行なうことができる。含水率センサーの代わりに生ごみのｐＨを測定するｐＨセンサーを使用しても良い。
図６に示すように，処理室１０Ｂ内の湿度が所定湿度範囲以上の場合，第１湿度センサー６２Ｂからの出力値に基づいて制御ユニット３Ｂにより計算される時間だけ除湿剤の再生が早められる。一方，処理室内の湿度が所定湿度範囲以下の場合，第１湿度センサーからの出力値に基づいて制御ユニット３Ｂにより計算される時間だけ除湿剤の再生を遅らせる。尚，第１アンモニアセンサー６４Ｂを使用して，第１湿度センサーの場合と同様に除湿剤の再生時期を修正しても良い。
また，処理室内の生ごみの重量が所定範囲以上の場合，重量センサー６５Ｂからの出力値に基づいて制御ユニット３Ｂにより計算される時間だけ除湿剤の再生時期が早め，生ごみの重量が所定範囲以下の場合，重量センサーからの出力値に基づいて制御ユニット３Ｂにより計算される時間だけ除湿剤の再生を遅らせるようにしても良い。
図７に示すように，第２湿度センサー６３Ｂによって検出された湿度が所定湿度範囲以下の場合，制御ユニット３Ｂは，除湿装置３０Ｂの除湿能力を下げるために送風ファン１３Ｂの出力を下げる。その結果，処理室内の生ごみが乾燥しすぎて異常発酵するのを防ぐことができる。除湿装置を通過した空気中の湿度が所定湿度範囲以上で，尚且つ第１湿度センサー６２Ｂにより検出された湿度値と第２湿度センサーにより検出された湿度値とを使用して計算される湿度除去率が所定範囲以下である場合，制御ユニット３Ｂは直ちに除湿剤３１Ｂの再生モードに移行する。湿度除去率が所定範囲以上である場合は通常使用モードにもどる。
図８に示すように，第２アンモニアセンサー６５Ｂによって検出されたアンモニア濃度が所定濃度範囲以下の場合，制御ユニット３Ｂは脱臭装置５０Ｂの脱臭能力を下げるために触媒５１Ｂの加熱温度を下げる。一方，除湿装置を通過した空気中のアンモニア濃度が所定濃度範囲以上で，尚且つ第１アンモニアセンサー６４Ｂにより検出されたアンモニア濃度値と第２アンモニアセンサーにより検出されたアンモニア濃度値とを使用して計算されるアンモニア除去率が所定範囲以下である場合，制御ユニット３Ｂは直ちに除湿剤３１Ｂの再生モードに移行する。アンモニア除去率が所定範囲以上である場合は通常使用モードにもどる。
第１アンモニアセンサー６４Ｂは処理室内で発生するアンモニア濃度を随時監視しており，何等かの原因で処理室内のアンモニア濃度が急上昇し検出した濃度が所定値を越えた時，制御ユニット３Ｂは脱臭装置５０Ｂを介して外部に向かう空気流を断つため風量調節部材４０Ｂで排気経路２１Ｂを遮断するか，排気口を介して排出される空気量が減少するように送風ファン１３Ｂの出力を下げるか，あるいは脱臭装置５０Ｂの脱臭能力を上げるかしてアンモニア濃度の異常に対処することが好ましい。特に，外部へのアンモニアの漏洩を防止する観点から風量調節部材４０Ｂの制御を行なうことが好ましい。
除湿装置３０Ｂを通過した空気中の湿度が所定湿度範囲内にある時，第２湿度センサー６３Ｂからの出力値に基づいて除湿剤３１Ｂの再生モードへの移行時期を決定しても良い。すなわち，図９に示すように，制御ユニット３Ｂは，第１湿度センサーにより検出される第１、湿度（すなわち，除湿装置３０Ｂの上流側の湿度）と第２湿度センサー６３Ｂにより検出される第２湿度（すなわち，除湿装置の下流側における湿度）との差を計算して吸着剤の水分吸着量を見積る。見積った吸着量が飽和吸着量の９０％以上である時に除湿剤３１Ｂの再生モードに移行するのである。この制御は，除湿剤３１Ｂの吸着能力が実質的になくなる以前に再生モードに移行することができる点で好ましい。また，再生モードに移行した後，第１および第２湿度センサーからの出力に基づいて再生作業の完了を正確に知ることができる。すなわち，第１湿度と第２湿度との差がゼロになる時，除湿剤からの水分の除去が完了したとして除湿装置３０Ｂのヒーター３２Ｂへの通電をストップし，除湿剤の冷却モードに移行する。尚，第１アンモニアセンサー６４Ｂと第２アンモニアセンサーを使用して，上記と同様の手法で除湿剤の再生モードへの移行時期を補正しても良い。
本実施例の生ごみ処理装置１Ｂから悪臭を含む空気が偶発的に排出されることを防ぐための安全システムが設けられている。すなわち，生ごみ２Ｂの重量が所定重量範囲以上であるか，含水率検出装置からの生ごみの含水率が所定範囲以上であることを知らせる出力が一定時間継続しているか，あるいは第１アンモニアセンサー６４Ｂあるいは第２アンモニアセンサー６５Ｂによって検出されるアンモニア濃度が所定範囲以上であることを知らせる出力が一定時間継続する場合，制御ユニット３Ｂは脱臭装置５０Ｂの触媒５１Ｂの加熱温度を上げて脱臭能力を増加させる。第３アンモニアセンサー６６Ｂによって検出されるアンモニア濃度が依然として所定範囲以上である時，触媒温度をさらに増加させる。触媒５１Ｂの加熱温度が許容限界温度に達しているにもかかわらず状況の改善がみられない場合，排気経路２１Ｂを風量調節部材４０Ｂで遮断して脱臭装置５０Ｂに向かう空気流をストップさせるとともに触媒５１Ｂの加熱を停止する。図１０に重量センサー６５Ｂからの出力に基づく上記の安全システムのフローチャートを示す。尚，アンモニア以外の臭気成分を検知するセンサーを代わりに使用しても良い。
本実施例の生ごみ処理装置１Ｂの除湿剤３１Ｂの再生モード時における脱臭装置５０Ｂの動作制御は以下のように行なわれる。すなわち，図１１に示すように，第１アンモニアセンサー６４Ｂによって検出されるアンモニア濃度と第２アンモニアセンサー６５Ｂによって検出されるアンモニア濃度がほぼ等しくなると，除湿剤３１Ｂの再生が完了したものとして冷却モードに移行される。一方，第２アンモニアセンサーにより検出されたアンモニア濃度が除湿装置３０Ｂの上流側のアンモニア濃度と等しくなく，かつそれが所定値以上である場合，制御ユニット３Ｂは触媒５１Ｂの加熱温度を許容限界温度まで増加させる。その結果，第３アンモニアセンサー６６Ｂにより検出されたアンモニア濃度が所定値以下であればそのまま再生作業を続けるが，反対に所定値以上である場合は除湿装置３０Ｂのヒーター３２Ｂの加熱温度を下げて除湿剤からのアンモニアの脱着速度を低下させる。アンモニア以外の臭気成分濃度を検出するセンサーを使用して脱臭装置の上記と同様の制御を行なうことも可能である。
生ごみ処理装置１Ｂの脱臭装置の触媒５１Ｂは長時間使用された後交換されなければならない。また，脱臭装置に吸着剤を使用した場合においても，吸着剤の寿命がくれば交換しなければならない。触媒の交換時期は次のようにして判定できる。すなわち，制御ユニット３Ｂは，第２アンモニアセンサー６５Ｂによって検出されるアンモニア濃度値と第３アンモニアセンサー６６Ｂによって検出されるアンモニア濃度値とを使用してアンモニア除去率を計算し，それが所定値よりも小さくなった時に触媒の交換が必要であることを生ごみ処理装置１Ｂの利用者に表示灯を点灯させる等して知らせる。
また，特殊な場合として，処理室１０Ｂに投入される生ごみが乾燥しすぎている場合は微生物分解に必要な水分を補給する必要があるので以下のような制御を実施することが好ましい。すなわち，図１２に示すように，制御ユニット３Ｂは，生ごみが乾燥しすぎていることを示す含水率センサー６０Ｂあるいは第１湿度センサー６２Ｂの出力に基づいて風量調整部材４０Ｂによって排気経路２１Ｂを遮断する。その後，除湿剤３１Ｂの再生モードを開始して除湿剤にそれまで吸着されていた水分を循環経路２２Ｂを介して処理室内に返送する。その結果，微生物分解を行なうのに最低限必要な水分を処理室内の生ごみに提供することができる。含水率センサーあるいは第１湿度センサの出力が所定範囲内に入った時点で実施例１で説明したのと同じ生ごみの通常使用モードが実施される。
上記のように，本実施例の生ごみ処理装置には種々のセンサーが装備されているが，必要に応じてこれらのセンサーの幾つかを任意に省略することも可能である。
第３実施例
図１３に本発明の第３実施例の生ごみ処理装置の概略図を示す。この生ごみ処理装置１Ｃは以下の特徴を除いて実質的に第１実施例の生ごみ処理装置と同一である。したがって，実施例１と同一の構成および動作については説明は省略し，図中においては添え字″Ｃ″を参照番号の後につけて表示してある。
この実施例の生ごみ処理装置１Ｃには，排気経路２１Ｃを介して外部に排気されるべき空気から廃熱を回収するため脱臭装置５０Ｃの下流側に熱交換器７０Ｃが設けられている。熱交換器によって回収された廃熱によって吸気経路２０Ｃを通過する新鮮な空気を加温している。結果として，処理室１０Ｃには適度に暖められた空気が導入されるので生ごみの微生物分解が促進される。
ところで，処理室１０Ｃからは多量の水分とアンモニア等の腐蝕性ガスを含む空気が排出されるが，熱交換器７０Ｃは除湿装置３０Ｃおよび脱臭装置５０Ｃの下流側に配置されているので，熱交換器が腐蝕性ガスにさらされない。したがって，耐腐食性を有する高価な材料を使用している熱交換器でなくても本実施例の生ごみ処理装置に利用することができる。このように，装置全体のコストの上昇を最小限に抑えるとともに，廃熱利用によるエネルギー節約をもたらす実用的な生ごみ処理装置を提供できる。
第４実施例
図１４および図１５に本発明の第４実施例の生ごみ処理装置の概略図を示す。この生ごみ処理装置１Ｄは，微生物分解により生ごみを処理するための処理室１０Ｄ，および処理室の吐出口１４Ｄに接続され，他端に排気口を有する排気経路２１Ｄが設けられている。排気経路２１Ｄ内には生ごみの微生物分解により発生する不快な臭気を含有する空気を排気経路を介して排出するための送風ファン１３Ｄが設けられている。外部からの新鮮な空気を排気経路２１Ｄに導入するため吸気経路２０Ｄが送風ファン１３Ｄの上流側に位置する第１分岐部２４Ｄで排気経路に接続されている。送風ファン１３Ｄから送られてくる空気を除湿するため除湿装置３０Ｄが排気経路内の送風ファン１３の下流側に配置されている。除湿装置３０Ｄは除湿剤３１Ｄと除湿剤に吸着された水分を除去して除湿剤を再生するためのヒーター３２Ｄを含む。除湿装置としては第１実施例において説明したものを使用できる。
除湿装置３０Ｄの下流側に位置する第２分岐部２３Ｄで排気経路２１Ｄから処理室１０Ｄ内に循環経路２２Ｄが延出している。本実施例において，脱臭装置５０Ｄは除湿装置３０Ｄと第２分岐部２３Ｄとの間の排気経路２１Ｄ内に配置されている。脱臭装置５０Ｄとしては第１実施例において説明したものを使用できる。吸気経路２０Ｄから導入される新鮮な空気の量を変えるために第１分岐部２４Ｄに第１風量調節部材４１Ｄが設けられている。また，循環経路２２Ｄを介して処理室１０Ｄに返送される空気の量を変えるため第２分岐部２３Ｄに第２風量調節部材４０Ｄが設けられている。第１および第２風量調節部材４０は制御ユニット３Ｄによって制御される。
次に，本実施例の生ごみ処理装置１Ｄの動作について説明する。
生ごみの微生物分解を実施する通常使用モードにおいては，図１４に示すように，制御ユニット３Ｄは，処理室１０Ｄから排気経路２１Ｄに送られる空気が吸気経路２０Ｄを介して供給される新鮮な空気と混合されるように第１風量調節部材４１Ｄを開ポジションにセットする。それと同時に，除湿装置３０Ｄで除湿された空気の一部が排気経路２１Ｄを介して排出され，残りの大部分の空気が循環経路２２Ｄを介して再び処理室１０Ｄに返送されるように第２風量調節部材４０Ｄを開ポジションにセットする。さらに制御ユニット３Ｄは，脱臭装置５０Ｄの触媒を加熱する。悪臭成分の主成分であるアンモニアのほとんどはすでに除湿装置３０Ｄで除去されているので，脱臭装置５０Ｄの脱臭能力を低く抑えることができる。本実施例の生ごみ処理装置１Ｄにおいては，外気の湿度が高い場合においても，吸気経路２０Ｄを介して送られてくる空気は，処理室に送られる前に除湿装置３０Ｄを通過させられるので，湿った外気がそのまま処理室内に導入されて処理室１０Ｄ内の湿度が高くなることを防ぐことができる点で優れている。
一方，除湿装置３０Ｄの除湿剤３１Ｄから吸着された水分およびアンモニア成分を除去するための再生モードにおいては，図１５に示すように，制御ユニット３Ｄは，吸気経路２０Ｄからのみ空気を排気経路２１Ｄに導入するため処理室と排気経路との間の連絡を実質的に遮断する閉ポジションに第１風量調節部材４１Ｄをセットする。それと同時に，循環経路２２Ｄが第２分岐部２３Ｄで排気経路２１Ｄから実質的に遮断されるように第２風量調節部材４０Ｄを閉ポジションにセットする。さらに，制御ユニット３Ｄは吸着された水分およびアンモニアを除湿剤３１Ｄから除去するため除湿装置のヒーター３２Ｄを加熱する。除湿剤３１Ｄから除去された水蒸気およびアンモニア成分は循環経路２２Ｄが遮断されているので再び処理室にもどされることはない。また，処理室１０Ｄと排気経路２１Ｄとの間の連絡が第１風量調節部材４１Ｄにより遮断されているので，再生時に処理室内から送られてくる水蒸気および悪臭を含む空気を使用することなく，吸気経路を介して導入される新鮮な空気を使用して除湿剤３１Ｄの再生が行なわれるので再生時間を短縮することができる。
再生モードにおいては，除湿剤３１Ｄから除去されたアンモニア等の臭気成分を含むすべての空気が脱臭装置に送られるため，高濃度のアンモニアを除去できるように脱臭装置５０Ｄの脱臭能力を高める必要がある。そのため脱臭装置５０Ｄが触媒とヒーターで構成されている場合はヒーターを許容最高温度に加熱することが好ましい。尚，排気経路２１Ｄには除湿装置３０Ｄから出てくる空気中の湿度を測定する湿度センサー（図示せず）が設けられており，測定された湿度が所定値以下になった時に除湿装置のヒーター３２Ｄへの通電が停止されるように制御ユニット３Ｄによって制御されている。
除湿剤３１Ｄの再生モードが完了した後，除湿剤の冷却モードに移行する。この冷却モードは，上記した再生モードにおける第１および第２風量調節部材（４１Ｄ，４０Ｄ）の閉ポジションを維持しながら行なわれる。除湿剤３１Ｄからはすでに水蒸気及びアンモニアが除去されており，脱臭装置５０Ｄには新鮮な空気が流れてくるだけなので脱臭装置を作動させる必要はない。送風ファン１３Ｄにより大風量の新鮮な空気を吸気経路２０Ｄを介して排気経路２１Ｄ内に導入し，それにより除湿材３１Ｄをすばやく冷却することができる。処理室は密閉されているので冷却モードにおける臭気の外部への漏洩の心配はない。このように，外気の湿度に関係することなく安定した生ごみの分解処理を行なうことができ，除湿剤の再生および冷却をスムーズに行なうことができる実用的な生ごみ処理装置を提供できる。
本発明は，好ましいとされる実施の形態に基づいて説明されている。しかしながら，本発明の範囲は上記した実施例によって限定されるものではない。本発明はそれらの実施例の種々の変更および類似の構成をカバーするものであり，本発明は特許請求の範囲に基づいて解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
図１は，本発明の第１実施例の生ごみ処理装置の通常使用モードを示す慨略図である。
図２は，第１実施例の生ごみ処理装置の除湿剤の再生モードを示す慨略図である。
図３は，第１実施例の生ごみ処理装置の除湿剤の冷却モードを示す慨略図である。
図４は，本発明の第２実施例の生ごみ処理装置の慨略図である。
図５は，第２実施例の生ごみ処理装置の含水率センサーの出力に基づく制御システムを示すフローチャート図である。
図６は，第２実施例の生ごみ処理装置の第１湿度センサーの出力に基づく制御システムを示すフローチャート図である。
図７は，第２実施例の生ごみ処理装置の第２湿度センサーの出力に基づく制御システムを示すフローチャート図である。
図８は，第２実施例の生ごみ処理装置の第２アンモニアセンサーの出力に基づく制御システムを示すフローチャート図である。
図９は，第２実施例の生ごみ処理装置のさらなる制御システムを示すフローチャート図である。
図１０は，第２実施例の生ごみ処理装置の別の制御システムを示すフローチャート図である。
図１１は，第２実施例の生ごみ処理装置の生ごみの重量センサーの出力に基づく制御システムを示すフローチャート図である。
図１２は，処理室に乾燥した生ごみが投入された時の第２実施例の生ごみ処理装置の特殊制御モードを示す慨略図である。
図１３は，本発明の第３実施例の生ごみ処理装置を示す慨略図である。
図１４は，本発明の第４実施例の生ごみ処理装置の通常使用モードを示す慨略図である。
図１５は，本発明の第１実施例の生ごみ処理装置の除湿剤の再生モードを示す慨略図である。
図１６は，従来技術の生ごみ処理装置を示す慨略図である。

Claims (15)

1. 以下の構成からなることを特徴とする生ごみ処理装置：
   微生物分解により生ごみを処理するための処理室，処理室は吐出口を有する；
   外部から新鮮な空気を処理室に供給するための吸気経路；
   一端が処理室の吐出口に接続され，他端に排気口を有する排気経路；
   排気経路に送られる前記空気の除湿を行なうために排気経路内に設けられる除湿手段，除湿手段は除湿剤と除湿剤に吸着された水分を除去して除湿剤を再生する再生手段を含む；
   前記除湿手段の下流側に位置する分岐部で前記排気経路から上記処理室内に延出する循環経路；
   生ごみの微生物分解により処理室で発生する臭気を有する空気を排気経路を介して外部に排出するために前記分岐部よりも上流側に配置される送風手段；
   排気経路内の前記除湿手段と排気口の間に設けられ，排気口から排出されるべき空気から臭気を除去する脱臭手段；
   排気経路から循環経路を介して処理室に返送される空気の量を変えるため分岐部に設けられる排気風量調節手段；
   前記風量調節手段を制御するための制御手段，前記制御手段は生ごみ処理装置の通常使用時において除湿手段から提供される空気の一部が排気口を介して排出され，その残りの空気が循環経路を介して再び処理室に返送されるように風量調節手段を第１ポジションにセットし，前記除湿剤に吸着された水分を再生手段によって除去する時，分岐部で循環経路が遮断されるように風量調節手段を第２ポジションにセットする。
2. 前記除湿剤がシリカゲル，ゼオライト，またはケイ酸アルミニウムの固体酸であることを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
3. 前記除湿剤がシリカゲルであることを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
4. 前記脱臭手段は，排気経路内の前記分岐部の下流側に配置されることを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
5. 除湿剤に吸着される水分量を検出し，吸着水分量が所定の水分量を越える時に制御手段に第１制御信号を出力する水分量センサー，および除湿剤に吸着される前記臭気中のアンモニア量を検出し，吸着アンモニア量が所定のアンモニア量を越える時に制御手段に第２制御信号を出力するアンモニアセンサーが設けられ，制御手段は第１制御信号および第２制御信号のいずれか一方に基づいて再生手段を作動させることを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
6. 除湿剤の累積使用時間が所定時間に達した時に風量調節手段を第２ポジションにセットするとともに再生手段を作動させるタイマーを含むことを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
7. 処理室内の湿度，処理室内のアンモニア濃度，生ごみの含水率，生ごみのｐＨ値，生ごみの重量の中から選択される少なくとも一つのパラメーターを検出する検知手段を有し，前記制御手段は検知手段からの出力に基づいてタイマーの前記所定時間を微調整することを特徴とする請求項６の生ごみ処理装置。
8. 処理室内で発生するアンモニア成分の濃度を検出し，検出した濃度が所定値を越えた時，前記制御手段に制御信号を出力する検知手段を有し，前記制御手段は検知手段からの出力に基づいて除湿手段を通過するすべての空気が循環経路を介して再び処理室に返送されるように分岐部で排気経路を遮断する第３ポジションに前記風量調節手段をセットすることを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
9. 前記処理室内の生ごみを撹袢するための撹袢手段を含み，前記制御手段は，撹袢手段が作動している間，除湿手段を通過するすべての空気が循環経路を介して再び処理室に返送されるように分岐部で排気経路を遮断する第３ポジションに前記風量調節手段をセットすることを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
10. アンモニア以外の臭気を脱臭するための追加脱臭手段を排気経路内の除湿手段と分岐部の間に設けることを特徴とする請求項４の生ごみ処理装置。
11. 排気経路内の脱臭手段と排気口の間に設けられる熱交換器を含み，熱交換器によって排気経路を流れる空気から回収した廃熱を利用して前記吸気経路を介して処理室に送られる新鮮な空気を加温することを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
12. 生ごみの含水率，処理室内の湿度および処理室内の生ごみの重量の少なくとも一つを検出し，検出した値が所定値を越えた時，前記制御手段に制御信号を出力する検知手段を備え，前記制御手段は制御信号に基づいて送風手段の送風量を上げるとともに，排気口を介して排出される空気量が所定量になるように排気経路の前記風量調節手段による開口度を小さくすることを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
13. 除湿手段から送られてくる空気中の湿度を測定する湿度センサーを含み，前記制御手段は除湿剤の再生作業において，湿度センサーによって測定された湿度が所定値以下の時に再生手段の動作を停止することを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
14. 前記制御手段は，除湿剤に吸着された水分の除去が再生手段による除湿剤の加熱によって実施された後，処理室，排気経路，および循環経路により形成される閉じた経路を流れる循環空気流によって除湿剤が冷却されるように前記分岐部で排気経路を遮断する第３ポジションに前記風量調節手段をセットすることを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置。
15. 前記送風手段は排気経路内に設けられ，前記吸気経路は送風手段の上流側に設けた追加分岐部で排気経路に接続し，前記吸気経路から排気経路に導入される空気の量を変えるために吸気風量調節手段が追加分岐部に設けられ，前記制御手段は排気風量調節手段および吸気風量調整手段を以下のように制御することを特徴とする請求項１の生ごみ処理装置：
    生ごみ処理装置の通常使用時において，処理室から排気経路に提供される空気に吸気口から供給される空気を混合するために吸気風量調節手段を開ポジションにセットするとともに，前記排気風量調節手段を開ポジションにセットする，除湿剤に吸着された水分を再生手段によって除去する時，吸気経路からのみ空気を排気経路に導入するため前記吐出口を閉鎖する閉ポジションに吸気風量調節手段をセットするとともに，排気風量調節手段を閉ポジションにセットする。

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