JP4252401B2 - 生ごみ処理機 - Google Patents

Description

本発明は、工場、飲食店、ホテル、一般家庭等から出る生ごみの減量化を計る生ごみ処理機に関するものである。

生ごみを加熱乾燥処理する生ごみ処理機としては、電気ヒータの温風で乾燥釜上部から生ごみの表面を加熱する方式や、ガスまたは灯油等の液体燃料をバーナで燃焼させ、その燃焼熱と熱交換して得られる温風で乾燥釜上部から生ごみの表面を乾燥させる方式がある。このような生ごみ処理機では乾燥釜底部の温度が所定温度となったときに生ごみの乾燥終了と判定するような制御が一般的に行われている。

具体的には、乾燥中の生ごみの温度は、水分が多く含まれているときには水の沸点以下（例えば８０℃から９０℃）に保たれ、水分が無くなってくると徐々に温度が高くなってくることから、生ごみの温度が水の沸点以上（例えば１００℃）となったときに十分乾燥したと判断し、機器の運転を停止するような制御となっている。しかし、乾燥釜上部より温風で生ごみの表面を加熱する生ごみ処理機は、生ごみの表面は加熱されやすいが、乾燥釜底部に接する生ごみには温風の熱が伝わり難くいため生ごみへの熱伝導効率が悪くなり、乾燥処理時間が長くなるという問題があった。

そこで、乾燥処理時間を短縮するために、乾燥釜上部より温風で生ごみの表面を加熱すると同時に乾燥釜底部に電気ヒータを設けて直接加熱する方式を併用する生ごみ処理機が知られている。そして、生ごみの乾燥時間を短縮するために、乾燥釜底部の電気ヒータ温度は、水の沸点１００℃以上、生ごみの炭化防止のため１５０℃以下とすることが望ましいことから、１２０℃から１３０℃で制御され、また、乾燥釜底部に設けられた温度センサの検知温度をもとに生ごみの乾燥終了を判定する制御が行われている。
特開平０８−２３３４６５号公報

しかしながら、前述の乾燥釜上部と底部を同時に加熱する方式の場合、電気ヒータの通電により乾燥釜上部からの温風温度や乾燥釜底部温度を制御し易く、乾燥時間を短縮できるという利点があるが、生ごみの乾燥終了を判定することが難しいという問題がある。なぜなら、生ごみの水分が少なくなり乾燥が終了すれば生ごみの温度は水の沸点である１００℃以上となるため、乾燥釜底部に設けた温度センサによりこの温度変化を検知すれば、生ごみの乾燥終了を判定することができる。しかし、乾燥釜底部を電気ヒータで直接加熱しているため、乾燥釜底部に設けた温度センサの検知温度は、電気ヒータの熱影響を受け、その結果、実際の生ごみの温度を検知することが難しく、乾燥終了による生ごみの温度変化を正確に検知できないからである。

したがって、生ごみの乾燥終了を正確に判定できないため、乾燥処理物が焦げ付いたり未乾燥のまま運転を終了してしまうという問題があった。また、焦げ付きや未乾燥を防止するためには、乾燥釜内の温度センサの数を増やしたり、湿度センサを設けることにより解決できるが、部品費用が増加し運転制御が複雑になるという問題があった。

本発明は上記課題を解決するためのもので、生ごみ処理機の乾燥処理時間を短縮し、生ごみの乾燥終了を確実に判定することができるため、生ごみの焦げ付きや未乾燥を防止できる生ごみ処理機を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、生ごみを乾燥する乾燥釜と、前記乾燥釜内の生ごみの上部を温風加熱する温風加熱手段と、前記乾燥釜底部近傍を直接加熱する直接加熱手段と、前記乾燥釜上部付近の生ごみの温度を検知する釜側面温度検知手段と、前記乾燥釜底部近傍の温度を検知する釜底部温度検知手段とを備え、乾燥運転開始後、前記直接加熱手段を第１制御温度で制御し、前記釜側面温度検知手段が一定温度を検知したなら、前記直接加熱手段を前記第１制御温度より低い第２制御温度で制御するとともに、前記釜底部温度検知手段が前記第２制御温度より高い所定温度を検知したとき乾燥運転を終了することを特徴とする生ごみ処理機である。

すなわち、請求項１の発明では、乾燥運転開始後、乾燥釜底部に設けられた直接加熱手段の温度を第１制御温度で制御し、乾燥が進み生ごみの水分量が少なくなったときに直接加熱手段を第１制御温度より低い第２制御温度で制御するとともに、乾燥釜底部近傍に設けられた釜底部温度検知手段が第２制御温度より高い所定温度を検知したとき乾燥運転を終了することにより、釜底部温度検知手段が直接加熱手段からの熱影響を受けないで乾燥釜底部の生ごみの温度を検知でき、生ごみの乾燥終了を確実に判定することができる。

請求項２の発明は、生ごみを乾燥する乾燥釜と、前記乾燥釜内の生ごみの上部を温風加熱する温風加熱手段と、前記乾燥釜底部近傍を直接加熱する直接加熱手段と、前記乾燥釜上部付近の生ごみの温度を検知する釜側面温度検知手段と、前記乾燥釜底部近傍の温度を検知する釜底部温度検知手段とを備え、乾燥運転開始後、前記直接加熱手段を第１制御温度で制御し、前記釜側面温度検知手段が一定温度を検知したなら、前記直接加熱手段を前記第１制御温度より低い第２制御温度で制御するとともに、前記第２制御温度で制御を開始してから所定時間経過後に前記釜底部温度検知手段の検知を開始し、該釜底部温度検知手段の検知温度が前記第２制御温度より高い所定温度を検知したとき乾燥運転を終了することを特徴とする生ごみ処理機である。

すなわち、請求項２の発明では、乾燥運転開始後、乾燥釜底部に設けられた直接加熱手段の温度を第１制御温度で制御し、乾燥が進み生ごみの水分量が少なくなったときに直接加熱手段を第１制御温度より低い第２制御温度で制御するとともに、第２制御温度で制御を開始してから所定時間経過後に乾燥釜底部近傍に設けられた釜底部温度検知手段の検知を開始し、該釜底部温度検知手段の検知温度が第２制御温度より高い所定温度を検知したとき乾燥運転を終了することにより、熱容量の大きい乾燥釜で第２制御温度に切り替えても直ぐに乾燥釜底部温度が低下しない場合であっても、低下するのに必要な所定時間を経過した後に釜底部温度検知手段が乾燥釜底部温度を検知するので、釜底部温度検知手段が直接加熱手段からの熱影響を受けないで乾燥釜底部の生ごみの温度を検知でき、生ごみの乾燥終了を確実に判定することができる。

請求項３の発明は、前記第２制御温度を１００゜Ｃ以下としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の生ごみ処理機である。

すなわち、請求項３の発明では、直接加熱手段の第２制御温度を水の沸点である１００℃以下としたことにより、直接加熱手段からの熱影響がさらに少なくなり、釜底部温度検知手段が乾燥釜底部の生ごみの温度を検知することができるので、生ごみの乾燥終了をさらに確実に判定することができる。

請求項１の発明によれば、釜底部温度検知手段が直接加熱手段からの熱影響を受けないで乾燥釜底部の生ごみの温度を検知でき、生ごみの乾燥終了を確実に判定することができる。したがって、生ごみの焦げ付きや未乾燥を防止できる生ごみ処理機を提供することができる。

また、請求項２の発明によれば、熱容量の大きい乾燥釜で第２制御温度に切り替えても直ぐに乾燥釜底部温度が低下しない場合であっても、低下するのに必要な所定時間を経過した後に釜底部温度検知手段が乾燥釜底部温度を検知するので、釜底部温度検知手段が直接加熱手段からの熱影響を受けないで乾燥釜底部の生ごみの温度を検知でき、生ごみの乾燥終了を確実に判定することができる。したがって、生ごみの焦げ付きや未乾燥を防止できる生ごみ処理機を提供することができる。

また、請求項３の発明によれば、直接加熱手段の第２制御温度を水の沸点である１００℃以下としたので、直接加熱手段からの熱影響がさらに少なくなり、釜底部温度検知手段が乾燥釜底部の生ごみの温度を検知することができるので、生ごみの乾燥終了をさらに確実に判定することができる。したがって、生ごみの焦げ付きや未乾燥を防止できる生ごみ処理機を提供することができる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。尚、本実施例では乾燥釜の上部は灯油の燃焼熱により温風加熱し、底部は電気ヒータにて直接加熱して生ごみを乾燥減量化する生ごみ処理機について説明する。さらに、実施例１及び実施例２における直接加熱手段の第１制御温度は１３０℃、第２制御温度は９０℃として説明する

図１は生ごみ処理機の外観傾視図、図２は側面構成図、図３は正面構成図である。まず、図１より１は生ごみ処理機の本体、２は本体１に生ごみを投入するための開閉自在の扉である。また、３は生ごみ処理機の運転を制御するための操作部であり、この操作部３の下部には本体１内で乾燥処理された乾燥処理物を受けるための容器を格納する処理物容器収納部４を有している。

図２より、５は本体１内に収納され生ごみを乾燥処理する乾燥釜、６は生ごみを乾燥するために必要な燃焼熱を生成するバーナ部、７は乾燥釜５から排出される臭気成分をバーナ部６の燃焼火炎にて加熱分解する臭い空気燃焼室である。８はバーナ部６の燃焼熱により活性化し臭気成分を酸化分解する脱臭触媒であり、この脱臭触媒８の下流に直交熱交換器９を配設し、その下流は排気筒１０に連通している。

さらに、乾燥釜５内の上部には、乾燥釜５から臭い空気を吸引し臭い空気燃焼室７へ送風する臭い空気吸引ファン１１を外側に配設した臭い空気吸入口１２を設け、この臭い空気吸入口１２と臭い空気燃焼室７は臭い空気ダクト１３を介して連通している。つまり、乾燥釜５からの臭い空気は臭い空気燃焼室７で加熱分解された後、脱臭触媒８を通過して完全に脱臭処理され、直交熱交換器９を通過して排気筒１０から無臭の空気として外部に排出される構成としている。

図３より、循環空気吸入口１４の外側には循環ファン１５を配設し、この循環ファン１５を介して循環空気吸入口１４と循環ダクト１６を連通し、この循環ダクト１６は脱臭触媒８と直交熱交換器９の周囲に空気の通路となる空隙を形成するように設けられた箱体１７と連通している。１８は乾燥釜５内に高温空気を導入するための温風吹出口ダクトである。つまり、循環空気吸入口１４、循環ファン１５、循環ダクト１６、箱体１７、直交熱交換器９、温風吹出口ダクト１８から構成された温風加熱手段１９が乾燥釜５に連通して空気循環経路を構成している。

さらに、乾燥釜５底部には生ごみを撹拌する撹拌手段２０が内設され、この撹拌手段２０は、回転自在の回転軸２１に複数の撹拌アーム２２が取り付けられており、撹拌アーム２２の先端には生ごみを効率よく撹拌するための撹拌羽根２３が所定の角度で取り付けられている。また、外部には撹拌手段２０の回転軸２１を回転させる撹拌駆動手段２４を配設し、さらに、２５は生ごみの乾燥処理物を排出するための排出口、２６は排出口２５からの処理物を収容する処理物容器である。２７は排出口２５を開閉するための排出口開閉手段であり、モーターにより排出口２５の開閉を行うようにしている。

図４より、２８は乾燥釜５上部付近の生ごみの温度を検知する釜側面温度検知手段であり、乾燥釜５に最大乾燥処理量の生ごみを投入した場合に、生ごみの上面位置より低い位置に取り付けられている。２９は乾燥釜５底部近傍を直接加熱する直接加熱手段としての面状電気ヒータであり、３０は乾燥釜５底部近傍の温度を検知する釜底部温度検知手段である。なお、釜側面温度検知手段２８は面状電気ヒータ２９の温度制御を行うための温度検知手段であり、釜底部温度検知手段３０は生ごみの乾燥終了の判定を行うための検知手段である。

図５より、バーナ部６は燃焼ファン３１、バーナ３２、バーナ３２に燃料の気化ガスを噴出供給する気化器３３からなっている。また、バーナ３２の下流には二次空気噴出用の二次空気孔３４を多数穿設した二次空気噴出板３５が火口３６の両側に対向立設し、さらに、臭い空気燃焼室７は臭い空気ダクト１３と連通する周縁通路を外方に備えた二重構造をなし、その内外は対向壁面に多数穿設された臭い空気噴出孔３６を介して連通している。

次に上記構成における動作を説明する。本体１の扉２を開けて乾燥釜５に生ごみを投入し操作部３にて運転操作を行うと、気化器３３を予熱する等の燃焼準備に入る。予熱が完了すると、図示しない送油ポンプが始動して気化器３３に灯油が流入し、加熱気化した気化ガスがバーナ３２に噴出する。その一方で燃焼ファン３１も低回転始動し一次空気がバーナ３２に流入する。

よって、気化ガスと一次空気の予混合気が火口３６より噴出し、図示しない着火装置により着火し燃焼開始となる。さらに燃焼火炎に二次空気噴出板３５から二次空気が強制的に供給されて完全燃焼する。そして、この燃焼排ガスの燃焼熱は、臭い空気燃焼室７、脱臭触媒８、直交熱交換器９を加熱した後、排気筒１０より外部に排出される。

さらに、燃焼開始と相前後して撹拌駆動手段２４により撹拌手段２０が回転し、同時に循環ファン１５が始動すると、乾燥釜５内の空気は循環空気吸入口１４より循環ダクト１６に流入して箱体１７に送られ、箱体１７内の空隙を通り直交熱交換器９に流入する。そして、直交熱交換器９を通過する空気はバーナ３２の燃焼熱と熱交換して高温空気となり、温風吹出口ダクト１８から乾燥釜５へ流入し、粉砕・撹拌されて表面積の拡大した生ごみを効率よく乾燥することになる。また、乾燥釜５底部近傍に取り付けられている面状電気ヒータ２９の発熱部にも通電が開始され、乾燥釜５底部近傍を直接加熱することになる。

一方、乾燥処理により乾燥釜５内部に発生した臭い空気は、臭い空気吸引ファン１１により臭い空気吸入口１２から臭い空気ダクト１３を通って臭い空気燃焼室７に噴出されるため、臭い空気の臭気成分は、バーナ３２の燃焼火炎によって加熱分解され、さらに、臭い空気燃焼室７で加熱分解されずに残った臭気成分は、臭い空気燃焼室７下流の脱臭触媒８に流入し完全に酸化分解されることになる。

ここで、図６のチャート図により制御方法について説明する。まず、燃焼開始後、面状電気ヒータ２９の制御温度は第１制御温度（１３０℃）で制御されるが、釜底部温度検出手段３０の検知温度は第１制御温度より低い温度となる。さらに、釜側面温度検知手段２８で検知される温度は、釜底部温度検知手段３０の温度より低い温度になるようにバーナ部６での燃焼量を調節して温風吹出口ダクト１８から温風を供給している。

そして、生ごみの乾燥が進み乾燥釜５内部の水分が残り少なくなると、乾燥釜５上部より徐々に温度が上昇し、乾燥釜５内に設けられた釜側面温度検知手段２８が一定温度（１００℃）を検知したなら、面状電気ヒータ２９の通電を制御して第１制御温度（１３０℃）より低い第２制御温度（９０℃）に切り替える（ａ点）。なお、第２制御温度を１００℃以下とするのは、乾燥釜５底部の生ごみの温度が１００℃となったときに乾燥終了を判定するため、釜底部温度検知手段３０が、面状電気ヒータ２９の熱影響を受けないで乾燥釜５底部の生ごみの温度を確実に検知できるようにするためである。

その後、面状電気ヒータ２９を第２制御温度（９０℃）で制御して乾燥釜５底部近傍に設けられた釜底部温度検知手段３０が第２制御温度（９０℃）より高い所定温度（１００℃）を検知すると生ごみの乾燥終了と判定し、バーナ３２の燃焼火力を下げ、所定時間運転した後バーナ３２を消火する（ｂ点）。この後、循環ファン１５、臭い空気吸引ファン１１及び撹拌手段２０を所定時間運転させ乾燥釜５及び乾燥処理物を冷却し生ごみの乾燥処理を完了する。そして排出口開閉手段２７のモーターが作動して乾燥釜５に設けられた排出口２５が開き、撹拌手段２０により乾燥処理物を排出口２５から処理物容器２６に排出して全ての運転が終了する。

つまり、釜側面温度検知手段２８は、乾燥釜５上部の生ごみの温度を検知して乾燥釜５内の水分量を判断し、乾燥釜５底部の面状電気ヒータ２９の通電を制御することにより、釜底部温度検知手段３０が面状電気ヒータ２９の熱影響を受けないで乾燥釜５底部の生ごみの温度を検知でき、生ごみの乾燥終了を確実に判定できるので生ごみの焦げ付きや未乾燥を防止できるのである。なお、本実施例では乾燥釜５内の水分量を釜側面温度検知手段２８で判断しているが、湿度センサ等の検知手段でも良く本実施例に限定されるものではない。

次に、本発明の実施例２を図７のチャート図をもとに説明する。なお、実施例１と構成部品については同一符号を付し説明を省略する。

まず、燃焼開始後、面状電気ヒータ２９の制御温度は第１制御温度（１３０℃）で制御するが、釜温度検出手段３０の検知温度は第１制御温度（１３０℃）より低い温度となる。さらに、釜側面温度検知手段２８で検知される温度は、釜底部温度検知手段３０の温度より低い温度になるようにバーナ部６での燃焼量を調節して温風吹出口ダクト１８から温風を供給している。

そして、生ごみの乾燥が進み乾燥釜５内部の水分が残り少なくなると、乾燥釜５上部より徐々に温度が上昇し、乾燥釜５内に設けられた釜側面温度検知手段２８が一定温度（１００℃）を検知したなら、面状電気ヒータ２９の通電を制御して第１制御温度（１３０℃）より低い第２制御温度（９０℃）に切り替える（ａ点）。そして、第２制御温度（９０℃）で制御を開始してから所定時間（１０分）経過後、釜底部温度検知手段３０が乾燥釜５底部温度の検知を開始する（ｂ点）。

その後、面状電気ヒータ２９を第２制御温度（９０℃）で制御して釜底部温度検知手段３０が第２制御温度（９０℃）より高い所定温度（１００℃）を検知すると、生ごみの乾燥終了と判定し、バーナ３２の燃焼火力を下げ、所定時間運転した後バーナ３２を消火する（ｃ点）。そして、循環ファン１５、臭い空気吸引ファン１１及び撹拌手段２０を所定時間運転させ乾燥釜５及び乾燥処理物を冷却し生ごみの乾燥処理を完了する。そして排出口開閉手段２７のモーターが作動して乾燥釜５に設けられた排出口２５が開き、撹拌駆動手段２４により乾燥処理物を排出口２５から処理物容器２６に排出して全ての運転が終了する。

つまり、釜側面温度検知手段２８は、乾燥釜５上部の生ごみの温度を検知して乾燥釜５内の水分量を判断し、乾燥釜５底部の面状電気ヒータ２９の通電を制御する。そして、第２制御温度（９０℃）で制御を開始してから所定時間経過後に釜底部温度検知手段３０が温度検知を開始することにより、熱容量の大きい乾燥釜５で面状電気ヒータ２９の制御温度を切り替えても直ぐに乾燥釜５底部温度が低下しない場合であっても、低下するのに必要な所定時間を経過した後に釜底部温度検知手段３０が乾燥釜５底部温度を検知するので、釜底部温度検知手段３０が面状電気ヒータ２９の熱影響を受けないで乾燥釜５底部の生ごみの温度を検知でき、生ごみの乾燥終了を確実に判定できるので生ごみの焦げ付きや未乾燥を防止できるのである。なお、本実施例では乾燥釜５内の水分量を釜側面温度検知手段２８で判断しているが、湿度センサ等の検知手段でも良く本実施例に限定されるものではない。

本発明の実施例の外観傾視図である。 本発明の実施例の側面構成図である。 本発明の実施例の正面構成図である。 本発明の実施例の乾燥釜の側面構成図である。 本発明の実施例のバーナ部、臭い空気燃焼室の構成図である。 本発明の実施例１の制御方法を説明するチャート図である。 本発明の実施例２の制御方法を説明するチャート図である。

符号の説明

５ 乾燥釜
１９ 温風加熱手段
２９ 面状電気ヒータ（直接加熱手段）
３０ 釜底部温度検知手段

Claims (3)

1. 生ごみを乾燥する乾燥釜と、前記乾燥釜内の生ごみの上部を温風加熱する温風加熱手段と、前記乾燥釜底部近傍を直接加熱する直接加熱手段と、前記乾燥釜上部付近の生ごみの温度を検知する釜側面温度検知手段と、前記乾燥釜底部近傍の温度を検知する釜底部温度検知手段とを備え、乾燥運転開始後、前記直接加熱手段を第１制御温度で制御し、前記釜側面温度検知手段が一定温度を検知したなら、前記直接加熱手段を前記第１制御温度より低い第２制御温度で制御するとともに、前記釜底部温度検知手段が前記第２制御温度より高い所定温度を検知したとき乾燥運転を終了することを特徴とする生ごみ処理機。
2. 生ごみを乾燥する乾燥釜と、前記乾燥釜内の生ごみの上部を温風加熱する温風加熱手段と、前記乾燥釜底部近傍を直接加熱する直接加熱手段と、前記乾燥釜上部付近の生ごみの温度を検知する釜側面温度検知手段と、前記乾燥釜底部近傍の温度を検知する釜底部温度検知手段とを備え、乾燥運転開始後、前記直接加熱手段を第１制御温度で制御し、前記釜側面温度検知手段が一定温度を検知したなら、前記直接加熱手段を前記第１制御温度より低い第２制御温度で制御するとともに、前記第２制御温度で制御を開始してから所定時間経過後に前記釜底部温度検知手段の検知を開始し、該釜底部温度検知手段の検知温度が前記第２制御温度より高い所定温度を検知したとき乾燥運転を終了することを特徴とする生ごみ処理機。
3. 前記第２制御温度を１００゜Ｃ以下としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の生ごみ処理機。

Images