JP4278089B2 - 生ゴミ処理装置および生ゴミ処理用カッタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、調理屑、残飯などの生ゴミを裁断し微細化してその容量を減らしながら処理することを可能にし、特に一般家庭用に好適な生ゴミ処理装置と、これに好適な生ゴミ処理用カッタと、に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生ゴミ処理装置として従来より、バイオ分解式と乾燥式のものが知られている。前者のバイオ分解式は有機物を微生物（バイオ菌）によって分解させるものであり、種々の処理機が一般家庭用として市販されている。後者の乾燥式は、微生物によらないで生ゴミを加熱しながら撹拌することによって脱水乾燥させる方式である。
【０００３】
前者の微生物を利用したバイオ分解式の装置の場合、実用化するためには、自然界で有機物が微生物によって自然にゆっくりと分解されていくといった分解速度が遅いものでは不十分であり、日々の生ゴミを、その日の内（２４時間内）で分解させ続けることができるものでなければならない。この装置の性能は、バイオ菌そのものが持つ能力と、処理槽内をバイオ菌が効率よく活動できる環境下に維持させることに係っている。そのため、バイオ菌が効率よく活動できるように、温度（一般的に６０℃前後）の管理を行うと共に、水分調整、酸素（空気）の供給を適切に行うことが必要となる。
【０００４】
バイオ分解方式の装置の中には、多孔質で水分調整、酸素の供給など、バイオ菌の活動に適した菌床基材（一般的にチップと呼ばれる。）を工夫し、独自に開発した専用のチップを使用しているものがある。チップが入る処理槽には、バイオ菌の活動に最適な温度に調整する温度制御装置、簡単な撹拌装置、酸素（空気）を供給するファン、水分量モニターのセンサーなどが装備されている。処理槽に投入された生ゴミは、撹拌により酸素の供給を行いつつチップと混ぜ合わされる。
【０００５】
後者の乾燥式の処理機は、生ゴミを積極的に高温で（炭化の手前位まで）加熱することによって脱水、乾燥処理するため、加熱ヒータや簡単な撹拌装置が必要であるのは勿論である。またこの場合、生ゴミを高温で加熱するために強い悪臭が発生する。この臭いに対して処理槽の気密化、加熱触媒などの脱臭装置の装備などの対策が必要で、装置が複雑になる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５９−１６２９５７号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１３１９４号公報
【０００７】
特許文献１にはこの乾燥式の装置が示されている。この装置は、処理槽の底から起立する回転軸の下部にスクリュー羽根を取付け、その上方に回転軸に固定した回転刃と処理槽側に固定した固定刃とで形成される切断機構（カッタ）を設けたものである。そして上から投入された生ゴミを切断機構で裁断し、水分を加熱した処理槽の内壁で蒸発させる一方、底に落ちたカット済みのゴミをスクリュー羽根で上方へかき上げながら処理槽の壁に接触させて乾燥させてゆくものである。ここにカッタは生ゴミ投入時に一度だけカットするものと考えられる。
【０００８】
また特許文献２には、処理槽の底から起立する回転軸の底から離れた位置に回転刃を固定し、この回転刃と対となってカッタを形成する固定刃を処理槽側に固定する一方、このカッタの下方に回転軸に固定したかき出し板を設けてカッタから落下した生ゴミを径方向外側へかき出し、さらに螺旋状傾斜板によって上方へかき上げるようにした装置が示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
バイオ分解式の生ゴミ処理機では、有機物の生ゴミであっても、微生物の活動を阻害するもの、分解に長い期間を要するものなどがあるだけでなく、バイオ菌の能力にも限界があるため、種々の生ゴミ処理機のそれぞれの取扱説明にも投入するゴミに関して制約や、規制事項が記載されている。例えば硬い根物野菜屑、大きな葉物野菜屑、果物の皮、丈夫な繊維質など、ゴミの種類、内容によっては、分解を早めるために、予め３〜５cm以下に刻んで投入することを要求している。また発酵食品、食用廃油、タバコの投入などはバイオ菌の活動を阻害し、貝殻、大きな甲殻類の殻、骨、などは短期間で分解できないし、無機物も紛れ込んでしまうから、これらのゴミには十分注意を払うことが求められる。
【００１０】
またこのバイオ分解式の装置では水分調整はバイオ菌の効果的な活動にとって重要な条件である。業務用の装置においては、装置が大規模になるため、水分調整のために自動制御の散水装置などが装備されていることが多い。しかし家庭用の装置では、装置が複雑で高価になることから、通常このような水分調整の装置は装備していない。
【００１１】
水分過多はバイオ菌の活動に悪影響となるため、ゴミは水切りを充分に行ってから投入しなければならないし、逆に乾燥し過ぎるとバイオ菌は活動を休止してしまう。よって、水分過多となった状況下では微生物の活動、機能回復まで新たなゴミの投入を中断することになるし、乾燥状態においては、適量の水分補給が必要となる。
【００１２】
水分過多となったり、水分の多い御飯、麺類などや、油分を多く含むゴミが投入されると、撹拌によってチップとゴミが団子状の塊となるなど、酸素の供給が断たれ分解が困難な状況となり、面倒で手間のかかる余計なチップの交換も必要となる。このようにバイオ分解式の処理機を完全に使いこなすためには、経験と熟練が必要となる。
【００１３】
生ゴミの成分のほとんどは水分であるため、乾燥式の処理機によって加熱撹拌することによりこの離水分を除くだけでも相当な減容・減量となる。バイオ分解式では、さらに有機物を微生物で炭酸ガスと水などに分解させることによる生ゴミの消滅を目的とはしているが、前記したように、実際には有機物であっても短期間で分解できないものや、もともと分解できない無機物が残留することになる。前記したような、投入ゴミに関する制約や、規制事項が遵守されない場合は、更に荒い形の残留物が増すことになる。このように現実的には生ゴミを円滑に消滅させ続けることは非常に困難である。
【００１４】
また、バイオ分解式の問題、すなわち前記のように水分量の調節、投入した生ゴミの種類、内容、量などが不適切であるために、円滑な処理が続けられなくなる状況が生じるという問題を防ぐために、通常分解槽には余裕を持たせた多い目のチップが予め入れられている。投入するチップ量は、各処理機ごとに差があるが、通常１５〜２０リットルぐらいとなっている。このバイオ分解式の利点としては、分解処理が完了したゴミは、肥料としてリサイクル化できることが挙げられているが、実際には可燃ゴミとして収集日に出されることが多く、この可燃ゴミはチップの追加によって増量されてしまうことにもなってしまう。また、バイオ菌、チップは専用のものを使用しなければならない。
【００１５】
後者の乾燥式では、バイオ分解式のように、水分量の管理などのわずらわしい管理は必要でなく、チップも不要であり、使用に熟練も要しない。しかし生ゴミを高温で加熱するため、処理槽は簡単な粉砕を兼ねた撹拌装置を有する耐熱容器とする必要が生じ、また使用、利便性を考慮すると脱着式とするのが望ましい。また水分の蒸散排気は臭いが強く、装置の気密と排気経路に加熱触媒などの脱臭装置の装備が不可欠となる。このため装置が複雑となる。
【００１６】
バイオ分解式では、１日に処理できる能力内においては、生ゴミの発生の都度に随時投入できるが、この乾燥式では、処理加熱中に蓋を開けると脱臭装置を通過しないままの強い臭いが外に出てしまうため、加熱の処理工程が終了し冷却を待ってからの次のゴミを投入することになってしまう。このため、処理工程の短時間化が必要であり、そのためには処理槽の容積を小さくして加熱を容易にする必要が生じる。この結果、収納量が少なくなる。また、ランニングコストである電力消費量も多くなる傾向がある。
【００１７】
なお前記特許文献１に記載の装置は乾燥式であるために前記した乾燥式の一般的な問題点を有すると共に、カッタは生ゴミをその投入時に一度カットするだけであるから、生ゴミを十分に小さく破砕することは困難である。また特許文献２に記載されたものでは、螺旋状傾斜板で生ゴミをかき上げながらカッタに繰り返し導くことができると思われるが、カッタは軸方向に一段だけであるため、生ゴミの微細化に時間がかかり、処理能率が上がらないという問題がある。
【００１８】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、従来のバイオ分解式のものに比べて使用上の制約が少なく、経験や熟練も不必要で取扱いが簡単であり、バイオチップの使用量を不要あるいは少なくでき、従来の乾燥式のものに比べて生ゴミの収納量を増やし、処理時間も短くすることができ、構造を簡単にして小型化に適する生ゴミ処理装置を提供することを第１の目的とする。またこの装置に好適な生ゴミ処理用カッタを提供することを第２の目的とする。
【００１９】
【発明の構成】
本発明によれば第１の目的は、水を加えずに生ゴミをカッタで裁断し微細化しながら処理する生ゴミ処理装置において、略有底円筒状の処理槽と、前記処理槽の底床板中央から起立する回転軸と、この回転軸を前記処理槽の下方から回転駆動するモータと、前記回転軸を中心として径方向外側へ延びる羽根部を持ち前記回転軸に軸方向に相互に間隔をおいて固定された複数の回転刃と、前記回転軸が回転自在に貫通しかつ放射状の複数の羽根部が前記回転刃と共に主カッタを形成する複数の固定刃と、前記固定刃の前記回転軸を中心とする径方向外側の端部を保持し落下する生ゴミを内側に導いて前記主カッタによるカットを可能にする縦板を持ち上端が処理槽の上部に固定された支持フレームと、前記処理槽の底床板に近接して回転軸に固定されその外周の少なくとも一部が前記支持フレームの縦板よりも径方向外側へ突出した回転ベースと、この回転ベースに固定され前記支持フレームの縦板より径方向外側でその反回転方向に向かって次第に高く傾斜した上下撹拌用の傾斜板と、前記回転ベースの上面に固定され平面視でその反回転方向に向かって次第に前記支持フレームの縦板側に接近するように略円弧状に形成されたアーム部材とを備えることを特徴とする生ゴミ処理装置、により達成される。
【００２０】
ここに回転軸は底床板中央に着脱可能とすれば、回転軸に主カッタや支持フレームなどを予め組付け、この予備組立体を処理槽の中に組込むことが可能になり、組立性が良好になる。この場合回転軸の上部は支持フレームで回転可能に保持するのが望ましい。例えば複数の固定刃を保持する縦板の上部を上板でつなぎ、この上板に回転軸（の上部）を保持する。
【００２１】
しかしこの発明は回転軸をその上部が振れないように下部においてしっかりと底床板に保持したものを含み、この場合には支持フレームは回転軸の上部を保持しなくてもよい。固定刃は１枚の羽根部を有するものであってもよい。この場合、縦板は１枚で足り、従って支持フレームも１つにすることが可能である。
【００２２】
回転軸に固定する回転刃はスペーサを挟んで軸方向に等間隔に固定してもよいし、不等間隔に固定してもよい。例えば１枚の固定刃を２枚の回転刃が上下から密着するように配置してもよいし、逆に１枚の回転刃に上下２枚の固定刃が密着するようにしてもよい。
【００２３】
回転軸は断面多角形、例えば六角形、五角形、四角形などであれば、回転刃にこの回転軸の断面形状の係合孔を設けることにより容易に回転刃を回転軸に固定できる。回転軸は軸方向に長い溝（キー溝など）や突歯を設けたり、スプライン歯を加工したスプライン軸とし、回転刃をこれら溝や突歯、あるいはスプライン歯に係合させるものであってもよい。
【００２４】
複数の回転刃と固定刃は回転軸に上方から必要に応じて適宜寸法のスペーサやカラーを挟んで順に装着し、回転軸の上端にボルトやナットを螺着することにより回転刃を回転軸に保持すればよい。この時ボルトやナットの螺着に先行して、固定刃はその径方向外端部を支持フレームの縦板に設けた係合孔に順次係合させながら組立てる。この結果回転刃と固定刃が上下方向に複数段に重なった主カッタが形成される。
【００２５】
処理槽の底床板に近接して支持フレームと処理槽との間で回転軸と共に回転する回転ベースに上下撹拌用の傾斜板を設けたので、処理槽の底にたまる生ゴミを上方へ繰り返し送って主カッタに上方から導くことができ、主カッタにより生ゴミを能率良くカットしてゴミ処理の効率を向上させることができる。
【００２６】
またこの傾斜板と共に回転して生ゴミを径方向内側へ送る平面視略円弧状のアーム部材を回転ベースに設けたので、生ゴミを支持フレームの縦板の間から主カッタの中に能率良く送ることができ、生ゴミをさらに能率良くカットしてゴミ処理の効率を向上させることができる。
【００２７】
さらに回転ベースをその周方向の一部が支持フレームの縦板より径方向外側へ突出した形状として、底床板側に固定した固定ベースと共に底部カッタを形成することができる。また回転軸上端に上部回転刃を固定し、これと支持フレームに保持した上部固定刃およびまたは支持フレームとで上部カッタを形成することもできる。このような底部カッタや上部カッタを設ければゴミ処理の効率は一層向上する。
【００２８】
さらに処理槽の底部付近、例えば底床板や円筒部の下部などにヒータを設けて、処理中のゴミの温度を適切に保つようにするのが望ましい。処理槽には排気ファンを設ければ、処理槽内で生ゴミから発生する蒸気を効率良く排気でき、生ゴミの乾燥を促進させることができる。
【００２９】
本発明によれば第２の目的は、水を加えずに生ゴミを裁断し微細化するための生ゴミ処理用カッタにおいて、縦に配設され電動モータにより回転駆動される回転軸と、この回転軸を中心として径方向外側に延びる羽根部を持ち前記回転軸に軸方向に相互に間隔をおいて固定された複数の回転刃と、前記回転軸が回転自在に貫通しかつ放射状の複数の羽根部が前記回転刃と共に主カッタを形成する複数の固定刃と、前記固定刃の前記回転軸を中心とする径方向外側の端部を保持し落下する生ゴミを内側に導いて前記主カッタによるカットを可能にする縦板を持ち上端が処理槽の上部に固定された支持フレームと、前記処理槽の底床板に近接して前記回転軸の下部に固定されその外周の少なくとも一部が前記支持フレームの縦板よりも径方向外側へ突出した回転ベースと、この回転ベースに固定され前記支持フレームの縦板より径方向外側でその反回転方向に向かって次第に高く傾斜した上下撹拌用の傾斜板と、前記回転ベースの上面に固定され平面視でその反回転方向に向かって次第に前記支持フレームの縦板側に接近するように略円弧状に形成されたアーム部材と、を備え、生ゴミを前記回転刃および固定刃の羽根部間を落下させつつ多段階にカットすることを特徴とする生ゴミ処理用カッタ、により達成される。このカッタは請求項１における主カッタに対応するものである。
【００３０】
【作用】
この生ゴミ処理装置はバイオ分解方式でも乾燥式でも使用できる。バイオ分解方式で使う場合は、生ゴミとバイオチップとを適切な混合割合で処理槽に投入する。乾燥式で使う場合はバイオチップを省いて投入する。バイオ分解方式に用いるバイオチップの量を減らせば、乾燥式の性格が強くなるが従来のバイオ分解方式のものに比べてゴミ処理の効率変動幅が小さい。このためバイオチップの混合量の自由度が大きい。
【００３１】
投入された生ゴミは、上下に多段に配置された複数の回転刃と複数の固定刃とで形成される主カッタにより多段階に細かくカットされる。生ゴミは固定刃の径方向外端を保持する縦板によって径方向外側への移動が規制されるので、生ゴミが主カッタから逃げるのが防止され、生ゴミのカットが確実に行われる。また上下撹拌用の傾斜板は、処理槽の底に落ちた生ゴミを押し上げて上下方向の攪拌作用を持つ。アーム部材は、この傾斜板が押し上げた生ゴミを内径側（主カッタ側、縦板側）へ移動させて径方向の攪拌作用を持つ。傾斜板に押し上げられた生ゴミの一部は内径側へ落下して主カッタの上に降りかかり、アーム部材が内径側へ送った生ゴミは縦板の間から主カッタの中に入り主カッタでカットされる。このように生ゴミは繰り返し主カッタでカットされ、生ゴミの微細化、粉体化が促進される。
【００３２】
このように生ゴミを細かくカット（裁断・粉砕）できるので、生ゴミの減容・減量が促進される。また処理槽を電気ヒータにより加熱した場合には、生ゴミは適切に加熱されるから、生ゴミの乾燥が促進される。この時強い臭いを発生させない程度の温度で加温するように制御すれば、乾燥方式の欠点である強い臭いの発生を抑制できる。なおこの温度を１日（２４時間）のサイクルで生ゴミ処理できる温度にして、使用の利便性を向上させることができる。
【００３３】
排気ファンを設けた場合は、処理槽内に外気が導かれるが、外気を導くのはバイオ菌に酸素を供給するためだけのものではなく、むしろ排気によって細かく粉砕されかつ加温された生ゴミから発生した水分の蒸気を処理槽の外へ逃がし乾燥を促進するためである。処理が終わって分解しかつ粉砕された処理済みの生ゴミは、処理槽の外へ取出される。この処理済のゴミは肥料などに利用され得る。
【００３４】
【実施態様】
図１は本発明の一実施態様を示す側断面図、図２はその内部構造を示す斜視図、図３は主カッタの一部を省いて示す分解斜視図、図４は主カッタの回転刃の斜視図、図５は斜板とアーム部材と底部カッタを示すための処理槽底部付近の平面図、図６は同じく側断面、図７は上部カッタの上部回転刃を示す図、図８は主カッタの回転刃の他の実施態様を示す斜視図である。
【００３５】
図１、２、５において、符号１０は有底円筒形の処理槽であり、円筒部１０Ａの底を底床板１０Ｂで塞ぐと共に、上部開口には蓋板１２を開閉可能に取付けたものである。底床板１０Ｂはステンレス板などの熱伝導性に優れた金属板などで作られる。円筒部１０Ａも同様な材料で作るのが望ましい。
【００３６】
処理槽１０の上部には外気を取込む吸気口１４と、生ゴミから発生する蒸気を排気するための排気ファン１６および排気路１８が設けられる。排気ファン１６は、生ゴミから発生する蒸気が処理槽１０内で結露しないようにその風量が設定される。排気路１８には脱臭用の触媒を設けてもよい。底床板１０Ｂの一部はシャッタ２０により開閉可能であり、このシャッタ２０の下方には処理済みのゴミを排出するためのゴミ取出口２２が臨んでいる。
【００３７】
底床板１０Ｂの下面および円筒部１０Ａの下部外周面には、加温用の電気ヒータ２４、２６が密着するように取付けられている。これらヒータ２４の下方およびヒータ２６の外周は断熱材２８、３０で覆われ、保温性を高めている。
【００３８】
次にカッタを説明する。カッタは上下方向に多段に形成された主カッタＡと、その下方に位置する底部カッタＢと、上方に位置する上部カッタＣを有する。主カッタＡは、本願の請求項７のカッタに対応する。これらのカッタＡ、Ｂ、Ｃは底床板１０Ｂの中央から起立する断面六角形の回転軸３２によって駆動される。回転軸３２の下端は軸受３４に支持され、また処理槽１０の下方に配設された電動モータ３６に接続されている。モータ３６は減速機を内蔵し、回転軸３２は比較的ゆっくりと回転する。なお回転軸３２はモータ３６の出力軸に対して着脱可能にしておく。
【００３９】
回転軸３２には、軸受３４から上方に抜き取った状態で、ここに支持フレーム３８や後記する回転刃５８、固定刃６０などが組付けられ、この予備組立体を処理槽１０内に入れて組付けるものである。支持フレーム３８は図２、３から明らかなように、平面視でほぼ六角形の隣接しない３辺に位置する３枚の縦板４０と、これら縦板４０の下端および上端を固定するための放射状の３つの支持腕を持つ下板４２および上板４４と、縦板４０の上端から拡径して斜上方へ延出する連結腕部４６とを備える。回転軸３２は下板４２および上板４４を回転自在に貫通している。連結腕部４６の上端は予備組立後に処理槽１０の上部内壁にビス止めされるものである。
【００４０】
縦板４０には後記する固定刃６０の外周端が係合する複数の係合孔４８が上下に適宜間隔をもって形成されている。また下板４２および上板４４の外周端は直角に折曲され、これらの折曲部分が縦板４０にビス止めされる。なお実際の組立てに際しては、軸受３４から抜いた回転軸３２に後記する回転刃５８や固定刃６０などを組付けた後、下板４２および上板４４でこれらを挟み、固定刃を縦板４０の係合孔４８に係合させた状態で縦板４０を下板４２および上板４４にビス止めする。
【００４１】
支持フレーム３８の組立てとは別に、底床板１０Ｂの中央には固定ベース５０がビスで固定される。この上に回転ベース５２が組付けられるが、回転軸３２の下端に組付けておいてもよい。固定ベース５０は、図２、５に示すように、３枚の前記縦壁４０に内接する円と略同径の円板であり、等間隔に３つの突起５０Ａが外径方向に突出している。回転ベース５２は固定ベース５０と同径の円板からほぼ対角位置で周方向に突出した突出部５２Ａ、５２Ｂを持つ。回転ベース５２は回転軸３２に係合して回転する。
【００４２】
一方の突出部５２Ａには、傾斜板５４の下端（前端）が固定されている。この傾斜板５４は支持フレーム３８の縦板４０の径方向外側の空間で、すなわち縦板４０と処理槽１０の内壁との間で、回転軸３２の反回転方向に向かって次第に高くなるように傾斜している。この傾斜板５４は後記するように処理槽１０内の生ゴミを上方に押上げて撹拌する上下方向の撹拌作用を持つ。
【００４３】
またこの回転ベース５２には、上下に間隔を保って保持された上下２枚のアーム部材５６が取付けられている。このアーム部材５６は、突出部５２Ａに前端が保持されその反回転方向に向かって次第に内側（支持フレーム３８の縦板４０側）に接近するように平面視で略円弧状に形成され、後端がもう一方の突出部５２Ｂに保持されている。このアーム部材５６はその回転に伴い、生ゴミを内側方向へ移動させる径方向の撹拌作用を持つ。
【００４４】
なお少なくとも一方の突出部５２Ａの回転方向の前縁５２Ｃは、固定ベース５０の突起５０Ａに密着しながら通過する際に生ゴミを切断することになる。この結果突出部５２Ａと突起５０Ａとで底部カッタＢが形成される（図５）。
【００４５】
主カッタＡは、回転軸３２に保持された複数枚の回転刃５８と、径方向外端を支持フレーム３８の縦板４０に保持した複数枚の固定刃６０とを備える。回転刃５８は外径方向へ延びる１枚の羽根部５８Ａを持つ（図４）。固定刃６０は放射状の３枚の羽根部６０Ａを持つ（図３）。回転刃５８には回転軸３２の断面と同形の開口が形成され、この開口に回転軸３２が貫通されて回転軸３２に固定される。
【００４６】
複数の回転刃５８の間隔は、図４に示すようにスペーサとなるカラー６２を挟むことによって一定に保たれる。なお図４では一部のカラーの図示が省かれている。複数の回転刃５８の回転方向の角度は、図４に示すように、下から順に反回転方向に取付け角度を（６０°間隔で）変位させてスパイラル状に配置することができる。
【００４７】
回転刃５８の配置はゴミの種類などにより変更してもよい。図８は別の配置例を示す斜視図である。これは回転刃５８を非スパイラルに配列したもので、いわば任意に（ランダムに）したものである。なおこの図８では回転刃５８の間隔を保つためのカラー（６２、図４参照）が省かれている。
【００４８】
固定刃６０は、回転刃５８と共に適宜のカラー６２を挟みながら回転軸３２に組付けられる。そして前記したように固定刃６０を縦板４０に係合しながら下板４２、上板４４を縦板４０に固定する。
【００４９】
このように回転刃５８、固定刃６０、支持フレーム３８などを予備組立てした後、あるいは予備組立てと並行して、回転軸３２の上端に上部カッタＣを組付ける。上部カッタＣは、図１、２、７に示すように、回転軸３２の上端に固定された上部回転刃６４と、支持フレーム３８の一部を形成する上部固定刃である上板４４と、連結腕部４６とで形成される。ここに上部回転刃６４は、その中心から上板４４の上面に沿って径方向外側へ延び、その先端部分が連結腕部４６の上面に沿うように斜上方へ折曲されている。
【００５０】
なおこの上部回転刃６４は図７に明らかなように、回転軸３２に六角孔６４Ａで係合し、座金６６を回転軸３２の端面に当接させた状態でボルト６８で回転軸３２に固定される。この結果上部回転刃６４は回転軸３２の六角形の外周面に確実に係合する。またこの座金６６は、上部回転刃６４が硬いゴミによって上向きに変形したり上板４４や連結腕部４６との間隙が大きくなって、カッタとしての機能が低下するのを防ぐ作用も持つ。
【００５１】
このように予備組立てした後、底部カッタＢの回転ベース５２を回転軸３２の下端に組付ける。そして全体を処理槽１０内に組込む。すなわち回転軸３２の下端をモータ３６の出力軸に接続する一方、支持フレーム３８の連結腕部４６を処理槽１０の上部内壁に固定すればよい。
【００５２】
なお支持フレーム３８の縦板４０には、図３に示すように、回転軸３２の反回転方向の縁部４０Ａが外径側にリブ状に折曲され、また回転方向の縁部４０Ｂが内径側へリブ状に折曲されている。これらの縁部４０Ａ、４０Ｂは縦板４０の剛性を上げて曲げ強度を高めると共に、生ゴミのカットを促進する。すなわち縁部４０Ａは処理槽１０内の生ゴミを縦板４０の内側に導いて主カッタＡでのカットを円滑に行わせる。この時縦板４０は回転刃５８と固定刃６０の間から外径方向に逃げるのを防ぐ機能も持つ。
【００５３】
前記支持フレーム３８の連結腕部４６は外径方向に向かって次第に上昇するように傾いているが、これは投入する生ゴミが引っ掛かりにくくすると共に、斜板５４が押し上げる生ゴミがここに当たりにくくすることにより生ゴミの上下方向の撹拌を円滑に行わせるためである。
【００５４】
【動作】
次にこの実施態様の動作を説明する。生ゴミを処理槽１０に投入し、またゴミの種類や必要に応じてバイオチップを投入する。そして電気ヒータ２４とモータ３６の電源を投入する。ヒータ２４は温度センサにより処理槽１０内の温度を自動で適切にコントロールする。モータ３６は回転軸３２を図５で時計方向（矢印Ｆ方向）に回転する。ここでモータ３６は適切な時間間隔で短時間だけ逆転するように自動制御され、長い繊維質のゴミがカッタに絡み付いたり、硬いゴミが刃の一部に集中するのが防止される。
【００５５】
大きい生ゴミは上部カッタＣによってカットされて、小さい生ゴミは直接支持フレーム３８の中に落下する。すなわち支持フレーム３８の上板４４の放射状腕の間を通って主カッタＡの中に入り、ここで多段に構成したカッタを順次落下しながら、細かくカットされる。
【００５６】
主カッタＡでカットされた生ゴミは支持フレーム３８の外へ排出され、底床板１０Ｂにたまる。この底床板１０Ｂには回転ベース５２によって傾斜板５４が回転しているので、生ゴミはこの傾斜板５４によって上方へ押し上げられ、一部のゴミは内径側へ落下して主カッタＡの上にふりかかる。また回転ベース５２に取付けられた円弧状のアーム部材５６は、生ゴミを内径側へ送り主カッタＡの中に導く。このため主カッタＡによるカットは円滑に行われ、微細化、粉体化が促進される。
【００５７】
また底床板１０Ｂに落下した生ゴミは、底部カッタＢによってもカットされるから、生ゴミのカットは一層促進される。このようにゴミ処理を行っている間、排気ファン１６を作動させて水蒸気の排出を続ける。
【００５８】
このようにこの実施態様によれば、主カッタＡだけでなく上部カッタＣおよび底部カッタＢを設けたから生ゴミの微粉化が確実に行われる。また傾斜板５４は生ゴミの上下方向の撹拌を行い、アーム部材５６は内径方向への撹拌を行うから、生ゴミは全体が均一かつ円滑に微細化され得る。
【００５９】
生ゴミの処理が十分に行われたら、モータ３６およびヒータ２４を止め、処理済みのゴミが冷えるのを待ってシャッタ２０を引き出せば、処理済みのゴミはゴミ取出口２２から外に排出させる。この時モータ３６を作動させれば、ゴミの排出は円滑に行われる。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上のように、支持フレームの縦板によって軸方向に多段に保持される複数の固定刃と、回転軸に軸方向に多段に固定された複数の回転刃とによって上下多段に主カッタを形成したものであるから、生ゴミを短時間で能率良く微細化することが可能であり、水分の蒸散が促進される。このため比較的低い温度でも十分に乾燥を進めることができる。また傾斜板は生ゴミを上下方向に攪拌させ、アーム部材はこの傾斜板が押し上げた生ゴミを内径側に移動させるから、生ゴミが繰り返し主カッタによりカットされ、生ゴミの微細化、粉体化が促進される。
【００６１】
またバイオチップを併用することによりバイオ分解式として使用することができるが、大きな生ゴミや硬い生ゴミを投入しても確実に微細化できるので、従来のバイオ分解式のように使用条件に面倒な制約がなく、経験や熟練が不用で取扱いが簡単である。さらに生ゴミの微細化が確実なので、生ゴミの大幅な減容、減量が可能であるため、処理槽に投入できる生ゴミの収納量が増え、相対的に処理槽の小型化が可能である。この装置には水分調整装置が不要であり、脱臭装置も不要または簡素化できるので、装置の構造を簡単にして小型化が図れる。請求項８の発明によれば、この生ゴミ処理装置に使用する生ゴミ処理用カッタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様を示す側断面図
【図２】その内部構造を示す斜視図
【図３】主カッタの一部を省いて示す分解斜視図
【図４】主カッタの回転刃の斜視図
【図５】斜板とアーム部材と底部カッタを示すための処理槽底部付近の平面図
【図６】同じく側断面
【図７】上部カッタの上部回転刃を示す図
【図８】主カッタの回転刃の他の実施態様を示す斜視図
【符号の説明】
１０ 処理槽
１０Ｂ 底床板
１６ 排気ファン
２０ シャッタ
２２ ゴミ取出口
２４、２６ 電気ヒータ
３２ 回転軸
３６ 電動モータ
３８ 支持フレーム
４０ 縦板
４２ 下板
４４ 上板（上部固定刃）
４６ 連結腕部
５０ 固定ベース
５０Ａ 突起
５２ 回転ベース
５２Ａ、５２Ｂ 突出部
５４ 上下撹拌用傾斜板
５６ アーム部材
５８ 回転刃
５８Ａ 羽根部
６０ 固定刃
６０Ａ 羽根部
６４ 上部回転刃
Ａ 主カッタ
Ｂ 底部カッタ
Ｃ 上部カッタ
【産業上の利用分野】
本発明は、調理屑、残飯などの生ゴミを裁断し微細化してその容量を減らしながら処理することを可能にし、特に一般家庭用に好適な生ゴミ処理装置と、これに好適な生ゴミ処理用カッタと、に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生ゴミ処理装置として従来より、バイオ分解式と乾燥式のものが知られている。前者のバイオ分解式は有機物を微生物（バイオ菌）によって分解させるものであり、種々の処理機が一般家庭用として市販されている。後者の乾燥式は、微生物によらないで生ゴミを加熱しながら撹拌することによって脱水乾燥させる方式である。
【０００３】
前者の微生物を利用したバイオ分解式の装置の場合、実用化するためには、自然界で有機物が微生物によって自然にゆっくりと分解されていくといった分解速度が遅いものでは不十分であり、日々の生ゴミを、その日の内（２４時間内）で分解させ続けることができるものでなければならない。この装置の性能は、バイオ菌そのものが持つ能力と、処理槽内をバイオ菌が効率よく活動できる環境下に維持させることに係っている。そのため、バイオ菌が効率よく活動できるように、温度（一般的に６０℃前後）の管理を行うと共に、水分調整、酸素（空気）の供給を適切に行うことが必要となる。
【０００４】
バイオ分解方式の装置の中には、多孔質で水分調整、酸素の供給など、バイオ菌の活動に適した菌床基材（一般的にチップと呼ばれる。）を工夫し、独自に開発した専用のチップを使用しているものがある。チップが入る処理槽には、バイオ菌の活動に最適な温度に調整する温度制御装置、簡単な撹拌装置、酸素（空気）を供給するファン、水分量モニターのセンサーなどが装備されている。処理槽に投入された生ゴミは、撹拌により酸素の供給を行いつつチップと混ぜ合わされる。
【０００５】
後者の乾燥式の処理機は、生ゴミを積極的に高温で（炭化の手前位まで）加熱することによって脱水、乾燥処理するため、加熱ヒータや簡単な撹拌装置が必要であるのは勿論である。またこの場合、生ゴミを高温で加熱するために強い悪臭が発生する。この臭いに対して処理槽の気密化、加熱触媒などの脱臭装置の装備などの対策が必要で、装置が複雑になる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５９−１６２９５７号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１３１９４号公報
【０００７】
特許文献１にはこの乾燥式の装置が示されている。この装置は、処理槽の底から起立する回転軸の下部にスクリュー羽根を取付け、その上方に回転軸に固定した回転刃と処理槽側に固定した固定刃とで形成される切断機構（カッタ）を設けたものである。そして上から投入された生ゴミを切断機構で裁断し、水分を加熱した処理槽の内壁で蒸発させる一方、底に落ちたカット済みのゴミをスクリュー羽根で上方へかき上げながら処理槽の壁に接触させて乾燥させてゆくものである。ここにカッタは生ゴミ投入時に一度だけカットするものと考えられる。
【０００８】
また特許文献２には、処理槽の底から起立する回転軸の底から離れた位置に回転刃を固定し、この回転刃と対となってカッタを形成する固定刃を処理槽側に固定する一方、このカッタの下方に回転軸に固定したかき出し板を設けてカッタから落下した生ゴミを径方向外側へかき出し、さらに螺旋状傾斜板によって上方へかき上げるようにした装置が示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
バイオ分解式の生ゴミ処理機では、有機物の生ゴミであっても、微生物の活動を阻害するもの、分解に長い期間を要するものなどがあるだけでなく、バイオ菌の能力にも限界があるため、種々の生ゴミ処理機のそれぞれの取扱説明にも投入するゴミに関して制約や、規制事項が記載されている。例えば硬い根物野菜屑、大きな葉物野菜屑、果物の皮、丈夫な繊維質など、ゴミの種類、内容によっては、分解を早めるために、予め３〜５cm以下に刻んで投入することを要求している。また発酵食品、食用廃油、タバコの投入などはバイオ菌の活動を阻害し、貝殻、大きな甲殻類の殻、骨、などは短期間で分解できないし、無機物も紛れ込んでしまうから、これらのゴミには十分注意を払うことが求められる。
【００１０】
またこのバイオ分解式の装置では水分調整はバイオ菌の効果的な活動にとって重要な条件である。業務用の装置においては、装置が大規模になるため、水分調整のために自動制御の散水装置などが装備されていることが多い。しかし家庭用の装置では、装置が複雑で高価になることから、通常このような水分調整の装置は装備していない。
【００１１】
水分過多はバイオ菌の活動に悪影響となるため、ゴミは水切りを充分に行ってから投入しなければならないし、逆に乾燥し過ぎるとバイオ菌は活動を休止してしまう。よって、水分過多となった状況下では微生物の活動、機能回復まで新たなゴミの投入を中断することになるし、乾燥状態においては、適量の水分補給が必要となる。
【００１２】
水分過多となったり、水分の多い御飯、麺類などや、油分を多く含むゴミが投入されると、撹拌によってチップとゴミが団子状の塊となるなど、酸素の供給が断たれ分解が困難な状況となり、面倒で手間のかかる余計なチップの交換も必要となる。このようにバイオ分解式の処理機を完全に使いこなすためには、経験と熟練が必要となる。
【００１３】
生ゴミの成分のほとんどは水分であるため、乾燥式の処理機によって加熱撹拌することによりこの離水分を除くだけでも相当な減容・減量となる。バイオ分解式では、さらに有機物を微生物で炭酸ガスと水などに分解させることによる生ゴミの消滅を目的とはしているが、前記したように、実際には有機物であっても短期間で分解できないものや、もともと分解できない無機物が残留することになる。前記したような、投入ゴミに関する制約や、規制事項が遵守されない場合は、更に荒い形の残留物が増すことになる。このように現実的には生ゴミを円滑に消滅させ続けることは非常に困難である。
【００１４】
また、バイオ分解式の問題、すなわち前記のように水分量の調節、投入した生ゴミの種類、内容、量などが不適切であるために、円滑な処理が続けられなくなる状況が生じるという問題を防ぐために、通常分解槽には余裕を持たせた多い目のチップが予め入れられている。投入するチップ量は、各処理機ごとに差があるが、通常１５〜２０リットルぐらいとなっている。このバイオ分解式の利点としては、分解処理が完了したゴミは、肥料としてリサイクル化できることが挙げられているが、実際には可燃ゴミとして収集日に出されることが多く、この可燃ゴミはチップの追加によって増量されてしまうことにもなってしまう。また、バイオ菌、チップは専用のものを使用しなければならない。
【００１５】
後者の乾燥式では、バイオ分解式のように、水分量の管理などのわずらわしい管理は必要でなく、チップも不要であり、使用に熟練も要しない。しかし生ゴミを高温で加熱するため、処理槽は簡単な粉砕を兼ねた撹拌装置を有する耐熱容器とする必要が生じ、また使用、利便性を考慮すると脱着式とするのが望ましい。また水分の蒸散排気は臭いが強く、装置の気密と排気経路に加熱触媒などの脱臭装置の装備が不可欠となる。このため装置が複雑となる。
【００１６】
バイオ分解式では、１日に処理できる能力内においては、生ゴミの発生の都度に随時投入できるが、この乾燥式では、処理加熱中に蓋を開けると脱臭装置を通過しないままの強い臭いが外に出てしまうため、加熱の処理工程が終了し冷却を待ってからの次のゴミを投入することになってしまう。このため、処理工程の短時間化が必要であり、そのためには処理槽の容積を小さくして加熱を容易にする必要が生じる。この結果、収納量が少なくなる。また、ランニングコストである電力消費量も多くなる傾向がある。
【００１７】
なお前記特許文献１に記載の装置は乾燥式であるために前記した乾燥式の一般的な問題点を有すると共に、カッタは生ゴミをその投入時に一度カットするだけであるから、生ゴミを十分に小さく破砕することは困難である。また特許文献２に記載されたものでは、螺旋状傾斜板で生ゴミをかき上げながらカッタに繰り返し導くことができると思われるが、カッタは軸方向に一段だけであるため、生ゴミの微細化に時間がかかり、処理能率が上がらないという問題がある。
【００１８】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、従来のバイオ分解式のものに比べて使用上の制約が少なく、経験や熟練も不必要で取扱いが簡単であり、バイオチップの使用量を不要あるいは少なくでき、従来の乾燥式のものに比べて生ゴミの収納量を増やし、処理時間も短くすることができ、構造を簡単にして小型化に適する生ゴミ処理装置を提供することを第１の目的とする。またこの装置に好適な生ゴミ処理用カッタを提供することを第２の目的とする。
【００１９】
【発明の構成】
本発明によれば第１の目的は、水を加えずに生ゴミをカッタで裁断し微細化しながら処理する生ゴミ処理装置において、略有底円筒状の処理槽と、前記処理槽の底床板中央から起立する回転軸と、この回転軸を前記処理槽の下方から回転駆動するモータと、前記回転軸を中心として径方向外側へ延びる羽根部を持ち前記回転軸に軸方向に相互に間隔をおいて固定された複数の回転刃と、前記回転軸が回転自在に貫通しかつ放射状の複数の羽根部が前記回転刃と共に主カッタを形成する複数の固定刃と、前記固定刃の前記回転軸を中心とする径方向外側の端部を保持し落下する生ゴミを内側に導いて前記主カッタによるカットを可能にする縦板を持ち上端が処理槽の上部に固定された支持フレームと、前記処理槽の底床板に近接して回転軸に固定されその外周の少なくとも一部が前記支持フレームの縦板よりも径方向外側へ突出した回転ベースと、この回転ベースに固定され前記支持フレームの縦板より径方向外側でその反回転方向に向かって次第に高く傾斜した上下撹拌用の傾斜板と、前記回転ベースの上面に固定され平面視でその反回転方向に向かって次第に前記支持フレームの縦板側に接近するように略円弧状に形成されたアーム部材とを備えることを特徴とする生ゴミ処理装置、により達成される。
【００２０】
ここに回転軸は底床板中央に着脱可能とすれば、回転軸に主カッタや支持フレームなどを予め組付け、この予備組立体を処理槽の中に組込むことが可能になり、組立性が良好になる。この場合回転軸の上部は支持フレームで回転可能に保持するのが望ましい。例えば複数の固定刃を保持する縦板の上部を上板でつなぎ、この上板に回転軸（の上部）を保持する。
【００２１】
しかしこの発明は回転軸をその上部が振れないように下部においてしっかりと底床板に保持したものを含み、この場合には支持フレームは回転軸の上部を保持しなくてもよい。固定刃は１枚の羽根部を有するものであってもよい。この場合、縦板は１枚で足り、従って支持フレームも１つにすることが可能である。
【００２２】
回転軸に固定する回転刃はスペーサを挟んで軸方向に等間隔に固定してもよいし、不等間隔に固定してもよい。例えば１枚の固定刃を２枚の回転刃が上下から密着するように配置してもよいし、逆に１枚の回転刃に上下２枚の固定刃が密着するようにしてもよい。
【００２３】
回転軸は断面多角形、例えば六角形、五角形、四角形などであれば、回転刃にこの回転軸の断面形状の係合孔を設けることにより容易に回転刃を回転軸に固定できる。回転軸は軸方向に長い溝（キー溝など）や突歯を設けたり、スプライン歯を加工したスプライン軸とし、回転刃をこれら溝や突歯、あるいはスプライン歯に係合させるものであってもよい。
【００２４】
複数の回転刃と固定刃は回転軸に上方から必要に応じて適宜寸法のスペーサやカラーを挟んで順に装着し、回転軸の上端にボルトやナットを螺着することにより回転刃を回転軸に保持すればよい。この時ボルトやナットの螺着に先行して、固定刃はその径方向外端部を支持フレームの縦板に設けた係合孔に順次係合させながら組立てる。この結果回転刃と固定刃が上下方向に複数段に重なった主カッタが形成される。
【００２５】
処理槽の底床板に近接して支持フレームと処理槽との間で回転軸と共に回転する回転ベースに上下撹拌用の傾斜板を設けたので、処理槽の底にたまる生ゴミを上方へ繰り返し送って主カッタに上方から導くことができ、主カッタにより生ゴミを能率良くカットしてゴミ処理の効率を向上させることができる。
【００２６】
またこの傾斜板と共に回転して生ゴミを径方向内側へ送る平面視略円弧状のアーム部材を回転ベースに設けたので、生ゴミを支持フレームの縦板の間から主カッタの中に能率良く送ることができ、生ゴミをさらに能率良くカットしてゴミ処理の効率を向上させることができる。
【００２７】
さらに回転ベースをその周方向の一部が支持フレームの縦板より径方向外側へ突出した形状として、底床板側に固定した固定ベースと共に底部カッタを形成することができる。また回転軸上端に上部回転刃を固定し、これと支持フレームに保持した上部固定刃およびまたは支持フレームとで上部カッタを形成することもできる。このような底部カッタや上部カッタを設ければゴミ処理の効率は一層向上する。
【００２８】
さらに処理槽の底部付近、例えば底床板や円筒部の下部などにヒータを設けて、処理中のゴミの温度を適切に保つようにするのが望ましい。処理槽には排気ファンを設ければ、処理槽内で生ゴミから発生する蒸気を効率良く排気でき、生ゴミの乾燥を促進させることができる。
【００２９】
本発明によれば第２の目的は、水を加えずに生ゴミを裁断し微細化するための生ゴミ処理用カッタにおいて、縦に配設され電動モータにより回転駆動される回転軸と、この回転軸を中心として径方向外側に延びる羽根部を持ち前記回転軸に軸方向に相互に間隔をおいて固定された複数の回転刃と、前記回転軸が回転自在に貫通しかつ放射状の複数の羽根部が前記回転刃と共に主カッタを形成する複数の固定刃と、前記固定刃の前記回転軸を中心とする径方向外側の端部を保持し落下する生ゴミを内側に導いて前記主カッタによるカットを可能にする縦板を持ち上端が処理槽の上部に固定された支持フレームと、前記処理槽の底床板に近接して前記回転軸の下部に固定されその外周の少なくとも一部が前記支持フレームの縦板よりも径方向外側へ突出した回転ベースと、この回転ベースに固定され前記支持フレームの縦板より径方向外側でその反回転方向に向かって次第に高く傾斜した上下撹拌用の傾斜板と、前記回転ベースの上面に固定され平面視でその反回転方向に向かって次第に前記支持フレームの縦板側に接近するように略円弧状に形成されたアーム部材と、を備え、生ゴミを前記回転刃および固定刃の羽根部間を落下させつつ多段階にカットすることを特徴とする生ゴミ処理用カッタ、により達成される。このカッタは請求項１における主カッタに対応するものである。
【００３０】
【作用】
この生ゴミ処理装置はバイオ分解方式でも乾燥式でも使用できる。バイオ分解方式で使う場合は、生ゴミとバイオチップとを適切な混合割合で処理槽に投入する。乾燥式で使う場合はバイオチップを省いて投入する。バイオ分解方式に用いるバイオチップの量を減らせば、乾燥式の性格が強くなるが従来のバイオ分解方式のものに比べてゴミ処理の効率変動幅が小さい。このためバイオチップの混合量の自由度が大きい。
【００３１】
投入された生ゴミは、上下に多段に配置された複数の回転刃と複数の固定刃とで形成される主カッタにより多段階に細かくカットされる。生ゴミは固定刃の径方向外端を保持する縦板によって径方向外側への移動が規制されるので、生ゴミが主カッタから逃げるのが防止され、生ゴミのカットが確実に行われる。また上下撹拌用の傾斜板は、処理槽の底に落ちた生ゴミを押し上げて上下方向の攪拌作用を持つ。アーム部材は、この傾斜板が押し上げた生ゴミを内径側（主カッタ側、縦板側）へ移動させて径方向の攪拌作用を持つ。傾斜板に押し上げられた生ゴミの一部は内径側へ落下して主カッタの上に降りかかり、アーム部材が内径側へ送った生ゴミは縦板の間から主カッタの中に入り主カッタでカットされる。このように生ゴミは繰り返し主カッタでカットされ、生ゴミの微細化、粉体化が促進される。
【００３２】
このように生ゴミを細かくカット（裁断・粉砕）できるので、生ゴミの減容・減量が促進される。また処理槽を電気ヒータにより加熱した場合には、生ゴミは適切に加熱されるから、生ゴミの乾燥が促進される。この時強い臭いを発生させない程度の温度で加温するように制御すれば、乾燥方式の欠点である強い臭いの発生を抑制できる。なおこの温度を１日（２４時間）のサイクルで生ゴミ処理できる温度にして、使用の利便性を向上させることができる。
【００３３】
排気ファンを設けた場合は、処理槽内に外気が導かれるが、外気を導くのはバイオ菌に酸素を供給するためだけのものではなく、むしろ排気によって細かく粉砕されかつ加温された生ゴミから発生した水分の蒸気を処理槽の外へ逃がし乾燥を促進するためである。処理が終わって分解しかつ粉砕された処理済みの生ゴミは、処理槽の外へ取出される。この処理済のゴミは肥料などに利用され得る。
【００３４】
【実施態様】
図１は本発明の一実施態様を示す側断面図、図２はその内部構造を示す斜視図、図３は主カッタの一部を省いて示す分解斜視図、図４は主カッタの回転刃の斜視図、図５は斜板とアーム部材と底部カッタを示すための処理槽底部付近の平面図、図６は同じく側断面、図７は上部カッタの上部回転刃を示す図、図８は主カッタの回転刃の他の実施態様を示す斜視図である。
【００３５】
図１、２、５において、符号１０は有底円筒形の処理槽であり、円筒部１０Ａの底を底床板１０Ｂで塞ぐと共に、上部開口には蓋板１２を開閉可能に取付けたものである。底床板１０Ｂはステンレス板などの熱伝導性に優れた金属板などで作られる。円筒部１０Ａも同様な材料で作るのが望ましい。
【００３６】
処理槽１０の上部には外気を取込む吸気口１４と、生ゴミから発生する蒸気を排気するための排気ファン１６および排気路１８が設けられる。排気ファン１６は、生ゴミから発生する蒸気が処理槽１０内で結露しないようにその風量が設定される。排気路１８には脱臭用の触媒を設けてもよい。底床板１０Ｂの一部はシャッタ２０により開閉可能であり、このシャッタ２０の下方には処理済みのゴミを排出するためのゴミ取出口２２が臨んでいる。
【００３７】
底床板１０Ｂの下面および円筒部１０Ａの下部外周面には、加温用の電気ヒータ２４、２６が密着するように取付けられている。これらヒータ２４の下方およびヒータ２６の外周は断熱材２８、３０で覆われ、保温性を高めている。
【００３８】
次にカッタを説明する。カッタは上下方向に多段に形成された主カッタＡと、その下方に位置する底部カッタＢと、上方に位置する上部カッタＣを有する。主カッタＡは、本願の請求項７のカッタに対応する。これらのカッタＡ、Ｂ、Ｃは底床板１０Ｂの中央から起立する断面六角形の回転軸３２によって駆動される。回転軸３２の下端は軸受３４に支持され、また処理槽１０の下方に配設された電動モータ３６に接続されている。モータ３６は減速機を内蔵し、回転軸３２は比較的ゆっくりと回転する。なお回転軸３２はモータ３６の出力軸に対して着脱可能にしておく。
【００３９】
回転軸３２には、軸受３４から上方に抜き取った状態で、ここに支持フレーム３８や後記する回転刃５８、固定刃６０などが組付けられ、この予備組立体を処理槽１０内に入れて組付けるものである。支持フレーム３８は図２、３から明らかなように、平面視でほぼ六角形の隣接しない３辺に位置する３枚の縦板４０と、これら縦板４０の下端および上端を固定するための放射状の３つの支持腕を持つ下板４２および上板４４と、縦板４０の上端から拡径して斜上方へ延出する連結腕部４６とを備える。回転軸３２は下板４２および上板４４を回転自在に貫通している。連結腕部４６の上端は予備組立後に処理槽１０の上部内壁にビス止めされるものである。
【００４０】
縦板４０には後記する固定刃６０の外周端が係合する複数の係合孔４８が上下に適宜間隔をもって形成されている。また下板４２および上板４４の外周端は直角に折曲され、これらの折曲部分が縦板４０にビス止めされる。なお実際の組立てに際しては、軸受３４から抜いた回転軸３２に後記する回転刃５８や固定刃６０などを組付けた後、下板４２および上板４４でこれらを挟み、固定刃を縦板４０の係合孔４８に係合させた状態で縦板４０を下板４２および上板４４にビス止めする。
【００４１】
支持フレーム３８の組立てとは別に、底床板１０Ｂの中央には固定ベース５０がビスで固定される。この上に回転ベース５２が組付けられるが、回転軸３２の下端に組付けておいてもよい。固定ベース５０は、図２、５に示すように、３枚の前記縦壁４０に内接する円と略同径の円板であり、等間隔に３つの突起５０Ａが外径方向に突出している。回転ベース５２は固定ベース５０と同径の円板からほぼ対角位置で周方向に突出した突出部５２Ａ、５２Ｂを持つ。回転ベース５２は回転軸３２に係合して回転する。
【００４２】
一方の突出部５２Ａには、傾斜板５４の下端（前端）が固定されている。この傾斜板５４は支持フレーム３８の縦板４０の径方向外側の空間で、すなわち縦板４０と処理槽１０の内壁との間で、回転軸３２の反回転方向に向かって次第に高くなるように傾斜している。この傾斜板５４は後記するように処理槽１０内の生ゴミを上方に押上げて撹拌する上下方向の撹拌作用を持つ。
【００４３】
またこの回転ベース５２には、上下に間隔を保って保持された上下２枚のアーム部材５６が取付けられている。このアーム部材５６は、突出部５２Ａに前端が保持されその反回転方向に向かって次第に内側（支持フレーム３８の縦板４０側）に接近するように平面視で略円弧状に形成され、後端がもう一方の突出部５２Ｂに保持されている。このアーム部材５６はその回転に伴い、生ゴミを内側方向へ移動させる径方向の撹拌作用を持つ。
【００４４】
なお少なくとも一方の突出部５２Ａの回転方向の前縁５２Ｃは、固定ベース５０の突起５０Ａに密着しながら通過する際に生ゴミを切断することになる。この結果突出部５２Ａと突起５０Ａとで底部カッタＢが形成される（図５）。
【００４５】
主カッタＡは、回転軸３２に保持された複数枚の回転刃５８と、径方向外端を支持フレーム３８の縦板４０に保持した複数枚の固定刃６０とを備える。回転刃５８は外径方向へ延びる１枚の羽根部５８Ａを持つ（図４）。固定刃６０は放射状の３枚の羽根部６０Ａを持つ（図３）。回転刃５８には回転軸３２の断面と同形の開口が形成され、この開口に回転軸３２が貫通されて回転軸３２に固定される。
【００４６】
複数の回転刃５８の間隔は、図４に示すようにスペーサとなるカラー６２を挟むことによって一定に保たれる。なお図４では一部のカラーの図示が省かれている。複数の回転刃５８の回転方向の角度は、図４に示すように、下から順に反回転方向に取付け角度を（６０°間隔で）変位させてスパイラル状に配置することができる。
【００４７】
回転刃５８の配置はゴミの種類などにより変更してもよい。図８は別の配置例を示す斜視図である。これは回転刃５８を非スパイラルに配列したもので、いわば任意に（ランダムに）したものである。なおこの図８では回転刃５８の間隔を保つためのカラー（６２、図４参照）が省かれている。
【００４８】
固定刃６０は、回転刃５８と共に適宜のカラー６２を挟みながら回転軸３２に組付けられる。そして前記したように固定刃６０を縦板４０に係合しながら下板４２、上板４４を縦板４０に固定する。
【００４９】
このように回転刃５８、固定刃６０、支持フレーム３８などを予備組立てした後、あるいは予備組立てと並行して、回転軸３２の上端に上部カッタＣを組付ける。上部カッタＣは、図１、２、７に示すように、回転軸３２の上端に固定された上部回転刃６４と、支持フレーム３８の一部を形成する上部固定刃である上板４４と、連結腕部４６とで形成される。ここに上部回転刃６４は、その中心から上板４４の上面に沿って径方向外側へ延び、その先端部分が連結腕部４６の上面に沿うように斜上方へ折曲されている。
【００５０】
なおこの上部回転刃６４は図７に明らかなように、回転軸３２に六角孔６４Ａで係合し、座金６６を回転軸３２の端面に当接させた状態でボルト６８で回転軸３２に固定される。この結果上部回転刃６４は回転軸３２の六角形の外周面に確実に係合する。またこの座金６６は、上部回転刃６４が硬いゴミによって上向きに変形したり上板４４や連結腕部４６との間隙が大きくなって、カッタとしての機能が低下するのを防ぐ作用も持つ。
【００５１】
このように予備組立てした後、底部カッタＢの回転ベース５２を回転軸３２の下端に組付ける。そして全体を処理槽１０内に組込む。すなわち回転軸３２の下端をモータ３６の出力軸に接続する一方、支持フレーム３８の連結腕部４６を処理槽１０の上部内壁に固定すればよい。
【００５２】
なお支持フレーム３８の縦板４０には、図３に示すように、回転軸３２の反回転方向の縁部４０Ａが外径側にリブ状に折曲され、また回転方向の縁部４０Ｂが内径側へリブ状に折曲されている。これらの縁部４０Ａ、４０Ｂは縦板４０の剛性を上げて曲げ強度を高めると共に、生ゴミのカットを促進する。すなわち縁部４０Ａは処理槽１０内の生ゴミを縦板４０の内側に導いて主カッタＡでのカットを円滑に行わせる。この時縦板４０は回転刃５８と固定刃６０の間から外径方向に逃げるのを防ぐ機能も持つ。
【００５３】
前記支持フレーム３８の連結腕部４６は外径方向に向かって次第に上昇するように傾いているが、これは投入する生ゴミが引っ掛かりにくくすると共に、斜板５４が押し上げる生ゴミがここに当たりにくくすることにより生ゴミの上下方向の撹拌を円滑に行わせるためである。
【００５４】
【動作】
次にこの実施態様の動作を説明する。生ゴミを処理槽１０に投入し、またゴミの種類や必要に応じてバイオチップを投入する。そして電気ヒータ２４とモータ３６の電源を投入する。ヒータ２４は温度センサにより処理槽１０内の温度を自動で適切にコントロールする。モータ３６は回転軸３２を図５で時計方向（矢印Ｆ方向）に回転する。ここでモータ３６は適切な時間間隔で短時間だけ逆転するように自動制御され、長い繊維質のゴミがカッタに絡み付いたり、硬いゴミが刃の一部に集中するのが防止される。
【００５５】
大きい生ゴミは上部カッタＣによってカットされて、小さい生ゴミは直接支持フレーム３８の中に落下する。すなわち支持フレーム３８の上板４４の放射状腕の間を通って主カッタＡの中に入り、ここで多段に構成したカッタを順次落下しながら、細かくカットされる。
【００５６】
主カッタＡでカットされた生ゴミは支持フレーム３８の外へ排出され、底床板１０Ｂにたまる。この底床板１０Ｂには回転ベース５２によって傾斜板５４が回転しているので、生ゴミはこの傾斜板５４によって上方へ押し上げられ、一部のゴミは内径側へ落下して主カッタＡの上にふりかかる。また回転ベース５２に取付けられた円弧状のアーム部材５６は、生ゴミを内径側へ送り主カッタＡの中に導く。このため主カッタＡによるカットは円滑に行われ、微細化、粉体化が促進される。
【００５７】
また底床板１０Ｂに落下した生ゴミは、底部カッタＢによってもカットされるから、生ゴミのカットは一層促進される。このようにゴミ処理を行っている間、排気ファン１６を作動させて水蒸気の排出を続ける。
【００５８】
このようにこの実施態様によれば、主カッタＡだけでなく上部カッタＣおよび底部カッタＢを設けたから生ゴミの微粉化が確実に行われる。また傾斜板５４は生ゴミの上下方向の撹拌を行い、アーム部材５６は内径方向への撹拌を行うから、生ゴミは全体が均一かつ円滑に微細化され得る。
【００５９】
生ゴミの処理が十分に行われたら、モータ３６およびヒータ２４を止め、処理済みのゴミが冷えるのを待ってシャッタ２０を引き出せば、処理済みのゴミはゴミ取出口２２から外に排出させる。この時モータ３６を作動させれば、ゴミの排出は円滑に行われる。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上のように、支持フレームの縦板によって軸方向に多段に保持される複数の固定刃と、回転軸に軸方向に多段に固定された複数の回転刃とによって上下多段に主カッタを形成したものであるから、生ゴミを短時間で能率良く微細化することが可能であり、水分の蒸散が促進される。このため比較的低い温度でも十分に乾燥を進めることができる。また傾斜板は生ゴミを上下方向に攪拌させ、アーム部材はこの傾斜板が押し上げた生ゴミを内径側に移動させるから、生ゴミが繰り返し主カッタによりカットされ、生ゴミの微細化、粉体化が促進される。
【００６１】
またバイオチップを併用することによりバイオ分解式として使用することができるが、大きな生ゴミや硬い生ゴミを投入しても確実に微細化できるので、従来のバイオ分解式のように使用条件に面倒な制約がなく、経験や熟練が不用で取扱いが簡単である。さらに生ゴミの微細化が確実なので、生ゴミの大幅な減容、減量が可能であるため、処理槽に投入できる生ゴミの収納量が増え、相対的に処理槽の小型化が可能である。この装置には水分調整装置が不要であり、脱臭装置も不要または簡素化できるので、装置の構造を簡単にして小型化が図れる。請求項８の発明によれば、この生ゴミ処理装置に使用する生ゴミ処理用カッタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様を示す側断面図
【図２】その内部構造を示す斜視図
【図３】主カッタの一部を省いて示す分解斜視図
【図４】主カッタの回転刃の斜視図
【図５】斜板とアーム部材と底部カッタを示すための処理槽底部付近の平面図
【図６】同じく側断面
【図７】上部カッタの上部回転刃を示す図
【図８】主カッタの回転刃の他の実施態様を示す斜視図
【符号の説明】
１０ 処理槽
１０Ｂ 底床板
１６ 排気ファン
２０ シャッタ
２２ ゴミ取出口
２４、２６ 電気ヒータ
３２ 回転軸
３６ 電動モータ
３８ 支持フレーム
４０ 縦板
４２ 下板
４４ 上板（上部固定刃）
４６ 連結腕部
５０ 固定ベース
５０Ａ 突起
５２ 回転ベース
５２Ａ、５２Ｂ 突出部
５４ 上下撹拌用傾斜板
５６ アーム部材
５８ 回転刃
５８Ａ 羽根部
６０ 固定刃
６０Ａ 羽根部
６４ 上部回転刃
Ａ 主カッタ
Ｂ 底部カッタ
Ｃ 上部カッタ
Claims (7)
- 水を加えずに生ゴミをカッタで裁断し微細化しながら処理する生ゴミ処理装置において、
略有底円筒状の処理槽と、前記処理槽の底床板中央から起立する回転軸と、この回転軸を前記処理槽の下方から回転駆動するモータと、前記回転軸を中心として径方向外側へ延びる羽根部を持ち前記回転軸に軸方向に相互に間隔をおいて固定された複数の回転刃と、前記回転軸が回転自在に貫通しかつ放射状の複数の羽根部が前記回転刃と共に主カッタを形成する複数の固定刃と、前記固定刃の前記回転軸を中心とする径方向外側の端部を保持し落下する生ゴミを内側に導いて前記主カッタによるカットを可能にする縦板を持ち上端が処理槽の上部に固定された支持フレームと、前記処理槽の底床板に近接して回転軸に固定されその外周の少なくとも一部が前記支持フレームの縦板よりも径方向外側へ突出した回転ベースと、この回転ベースに固定され前記支持フレームの縦板より径方向外側でその反回転方向に向かって次第に高く傾斜した上下撹拌用の傾斜板と、前記回転ベースの上面に固定され平面視でその反回転方向に向かって次第に前記支持フレームの縦板側に接近するように略円弧状に形成されたアーム部材とを備えることを特徴とする生ゴミ処理装置。 - 回転軸は処理槽の底床板中央に着脱可能であり、その上部は複数の支持フレームに固定された上板によって保持されている請求項１の生ゴミ処理装置。
- 請求項１または２において、さらに、回転ベースの下面に近接して底床板側に固定され前記回転ベースと共に底部カッタを形成する外径方向の突起を有する固定ベースを備える生ゴミ処理装置。
- 回転軸の上端には回転軸から径方向外側へ伸びる上部回転刃が固定され、この上部回転刃は支持フレームに保持した上部固定刃および支持フレームと共に上部カッタを形成する請求項１〜３のいずれかの生ゴミ処理装置。
- 請求項１〜４のいずれかにおいて、さらに、処理槽の底床部および円筒部下部の少なくとも一方に設けた電気ヒータを備える生ゴミ処理装置。
- 処理槽には排気ファンが取付けられている請求項１〜５のいずれかの生ゴミ処理装置。
- 水を加えずに生ゴミを裁断し微細化するための生ゴミ処理用カッタにおいて、縦に配設され電動モータにより回転駆動される回転軸と、この回転軸を中心として径方向外側に延びる羽根部を持ち前記回転軸に軸方向に相互に間隔をおいて固定された複数の回転刃と、前記回転軸が回転自在に貫通しかつ放射状の複数の羽根部が前記回転刃と共に主カッタを形成する複数の固定刃と、前記固定刃の前記回転軸を中心とする径方向外側の端部を保持し落下する生ゴミを内側に導いて前記主カッタによるカットを可能にする縦板を持ち上端が処理槽の上部に固定された支持フレームと、前記処理槽の底床板に近接して前記回転軸の下部に固定されその外周の少なくとも一部が前記支持フレームの縦板よりも径方向外側へ突出した回転ベースと、この回転ベースに固定され前記支持フレームの縦板より径方向外側でその反回転方向に向かって次第に高く傾斜した上下撹拌用の傾斜板と、
前記回転ベースの上面に固定され平面視でその反回転方向に向かって次第に前記支持フレームの縦板側に接近するように略円弧状に形成されたアーム部材と、を備え、生ゴミを前記回転刃および固定刃の羽根部間を落下させつつ多段階にカットすることを特徴とする生ゴミ処理用カッタ。
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