JP4310487B2 - 生ごみ処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭あるいは飲食店などから排出される生ごみを、醗酵菌を用いて処理する生ごみ処理装置に関する。具体的には、醗酵菌の活動を活発化せしめて、より効率的に生ごみを醗酵消滅させることができる生ごみ処理装置を提供せんとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、醗酵菌による有機物の分解作用に着目して、醗酵菌を含んだおが屑と生ごみとを攪拌混合せしめ、生ごみに接触した醗酵菌の分解作用により生ごみを醗酵消滅せしめる生ごみ処理装置が種々提案されている。
【０００３】
そのような醗酵菌を用いた生ごみ処理装置の従来例として、本願出願人が先に出願した、生ごみの処理に適した攪拌装置の構成を、図５および図６に示し説明する（特願平11−174064号参照）。ここで、図５はこの従来例の構成を示す、一部を切欠いた斜視図、図６は図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【０００４】
図５において、３１は、醗酵菌を含んだおが屑および生ごみ（以下、両者を併せて「被攪拌物」という）を収容する容器であり、この内部で被攪拌物の攪拌が行われる。この容器３１は、その上部開口が方形状に形成されている一方で、その内部には、断面形状が略半円弧状の、被攪拌物の攪拌が行われる２つの攪拌ブース３２ａ，３２ｂが並設されている。
【０００５】
すなわち、容器３１底部の内壁は、図６に示すように、２つの半円弧が直径方向に並列して３字状の断面形状をしている。また、容器３１の両端壁３３ａ，３３ｂには、断面く字状に張り出した張出部３４ａ，３４ｂがそれぞれ設けられており、各張出部３４ａ，３４ｂの下側の面壁は、容器３１底部の半円弧の内壁と同一円周となるようにそれぞれ形成されている。
【０００６】
図５において、容器３１外壁の四隅の上端部付近には、方形の板材であるフランジ５１ａ〜ｄが、それぞれ水平方向に設けられている。他方、方形板状の基台５４上には、各フランジ５１ａ〜ｄの直下となる位置に、４本の円柱状の支柱５３ａ〜ｄがそれぞれ立設されている。そして、各フランジ５１ａ〜ｄの底面と各支柱５３ａ〜ｄの上面との間に、圧縮に作用する各コイルばね５２ａ〜ｄを介装させることにより、容器３１は支持されている。すなわち、容器３１は揺動可能な状態で支持されている。なお、コイルばね５２ａ〜ｄの代わりに、板ばね、ゴム材その他の弾性体を用いてもよい。
【０００７】
このようにして支持されている容器３１の中央下方には、断面コ字状の取付部材４１を介して、ここでは図示されてはいないモータを内包した、ホッパー状のモータ支持部４２が、懸吊するようにして配置されている。そして、モータ支持部４２の両側面より突き出したモータの回転軸４３の両端部に、回転軸４３の軸心から偏心した円板状の偏心錘４４ａ，４４ｂが、それぞれの中心が相互に１８０度回転した位置となるように取り付けられている。なお、モータの回転軸４３と各攪拌ブース３２ａ，３２ｂ（図６）の軸方向は一致している。
【０００８】
したがって、モータを回転せしめると、偏心錘４４ａ，４４ｂが回転し、その遠心作用によって強制振動が発生する。そして、発生した振動は、取付部材４１を介して容器３１に伝達される。その結果、容器３１は揺動可能な状態で支持されているので、容器３１は振動せしめられることになる。
【０００９】
ここで、モータは、容器３１に直接取り付けるよりは、取付部材４１を介して容器３１とは一定の距離を置いて取り付けた方が、モータの自重を含め効率的な振動を容器３１に伝達することができる。また、モータの回転軸４３の軸心は、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂの境目の直下に位置している方が、モータの駆動による振動が容器３１全域にわたって効率良く伝達する。なお、容器３１を振動せしめるための振動発生機構は、図５に示したものに限られず、例えば、電磁石の反発力を利用したものでもよい。
【００１０】
つぎに、以上のように構成された装置を作動せしめた場合の様子について、図６により説明する。図６において、モータが図面上で時計方向に回転し、これに伴い各偏心錘４４ａ，４４ｂ（図５）が時計方向に回転することにより発生した振動は、図面上で左側の攪拌ブース３２ａに主たる振動を伝達する。これにより、この攪拌ブース３２ａ内の被攪拌物には時計方向の主たる回転力Ｒａが与えられる。また、右側の攪拌ブース３２ｂには二次振動が伝達されて、この攪拌ブース３２ｂ内の被攪拌物にも、回転力Ｒａと同方向の回転力Ｒｂが与えられる。
【００１１】
これに対して、モータが反時計方向に回転した場合は、右側の攪拌ブース３２ｂに主たる振動が伝達され、そこにおける被攪拌物には反時計方向の主たる回転力が与えられる。また、左側の攪拌ブース３２ａには二次振動が伝達されて、そこにおける被攪拌物にも同じく反時計方向の回転力が与えられる。
【００１２】
以上のような結果が実験によって確認されている。したがって、モータの正転・逆転を切り換えることによって、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂ内の被攪拌物の回転方向を自在に変えることができる。
【００１３】
そこで、このように作動する装置の使用方法を説明すると、装置を始動する前に、醗酵菌を含んだおが屑（あるいはセラミック粒）を、あらかじめ容器３１内に投入しておく。投入量は、容器３１の容積のほぼ７０％程度が好ましい。
【００１４】
ついで、装置を作動せしめる。その場合、モータを時計方向に回転させたとすると、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂ内に収容されたおが屑には、時計方向の回転力Ｒａ，Ｒｂが与えられる。これによりおが屑は回転し、太い円柱状の塊のような外観を呈するようにして安定回転する。回転速度の調整は、図示されてはいないコントローラによりモータの回転数を適宜設定することにより行う。
【００１５】
そこで、このように回転しているおが屑の中に、生ごみを投入する。このとき、容器３１の内部は、加熱手段を用いなくとも、醗酵菌の醗酵作用により醗酵菌が活動し易い温度条件（摂氏４０度以上）になっている。なお、おが屑と生ごみの割合は、容積比で１０：１程度とするのが望ましい。
【００１６】
回転しているおが屑の中に生ごみを投入すると、被攪拌物は２分割されてそれぞれ同一方向に回転して攪拌混合するが、この攪拌混合を効率的なものとするためには、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂ内の被攪拌物の回転方向を変えることが有効である。
【００１７】
そこで、タイマーにより設定された時間毎に、モータの正転・逆転を切り換えることによって被攪拌物の回転方向を変えることを繰り返せば、被攪拌物の効率的な攪拌混合がなされ、短時間で生ごみを醗酵消滅せしめることが可能となる。本願発明者が行った実験によれば、１５kgの生ごみが１２時間で醗酵消滅するとの結果を得ている。
【００１８】
以上においては、容器３１の内部に、２つの攪拌ブース３２ａ，３２ｂを並設した場合について説明したが、３つ以上の攪拌ブースを並設してもよい。その場合、モータは、その回転軸４３の軸心が、３つの攪拌ブースを並設する場合であれば、中央の攪拌ブースの直下に位置するように配置する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例によると、つぎのような解決すべき課題がある。すなわち、装置の作動時は容器３１内が摂氏４０度以上となっていることから、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂ内で太い円柱状となって回転する被攪拌物は、回転するに伴い表面部が乾燥する。しかも、被攪拌物は、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂの断面形状が円弧の内壁に沿って安定回転する。そのため、被攪拌物の表面部はやがて固化する。つまり、被攪拌物の表面部は、円筒を形成するように固化する。
【００２０】
しかし、被攪拌物の表面部が固化すると、被攪拌物の内部への空気の流通が充分に行われなくなる。その結果、被攪拌物の内部における醗酵菌には酸素が充分には供給されなくなり、その活動を不活発なものとしてしまう。
【００２１】
醗酵菌の活動が不活発であれば、醗酵菌による生ごみの分解作用は低下し、生ごみの効率的な醗酵消滅を実現することができないことになる。以上のような解決すべき課題が、図５に示した従来例にはあった。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決するために、本発明はなされたものである。そのために、本発明では、以下のような手段を講じた。すなわち、被攪拌物を収容する容器の内部に、断面形状が略半円弧状の少なくとも１つの攪拌ブースを設ける。容器は弾性体を介して揺動可能に支持する。容器の下方に、容器に伝達する振動を発生する振動発生機構を設ける。空気を内部に流通せしめる通気孔を有し、かつ、内部に粒状物が充填された、振動発生機構から発生する振動により回転する回転体を、攪拌ブース内に収容する。以上のような手段を本発明では用いた。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の１つの実施の形態を図１に示し説明する。ここで、図１は、本実施の形態を示す、一部を切欠いた部分断面図であり、図５における構成要素と同一の構成要素については、同じ符号を付している。
【００２４】
図１において、本実施の形態における生ごみ処理装置が、図５に示した従来例の構成と異なるところを説明する。本装置では、容器３１内部の各攪拌ブース３２ａ，３２ｂ内に、装置の作動によって回転する各回転体１１ａ，１１ｂが収容されている。その他の構成は、図５に示した従来例と同じである。
【００２５】
この回転体１１ａ，１１ｂの具体的な構成は、図１では図示を省略しており、その構成の詳細は、図２に示されている。
【００２６】
図２（ａ）（斜視図）において、回転体１１ａは中空構造の円柱状に形成されており、その全面には、内部に空気が流通するように多数の通気孔１２が設けられている。また、回転体１１ａの外周面には、この外周面の幅と同じ長さであって、所定の厚さおよび高さの板状の８つのブレード１３−１〜−８が、外周面の幅方向に沿って等間隔に立設されている。これらのブレード１３−１〜−８は、生ごみを細かく破砕したり、野菜などの表面に傷を付けることによって、醗酵菌による醗酵作用を促進するためのものである。図２（ａ）では、８つのブレード１３−１〜−８を設ける場合を示したが、設ける数は、特に限定されるものではない。
【００２７】
ここにおける回転体１１ａの外径は、回転体１１ａの外周面と、攪拌ブース３２ａ（図１）の内壁との間に空隙部が生じるよう、攪拌ブース３２ａ（図１）の内径の７０〜８５％程度とするのが望ましい。すなわち、攪拌ブース３２ａの内径が例えば６０cmであれば、回転体１１ａの外径は５０cmとする。
【００２８】
なお、回転体１１ａの幅は、攪拌ブース３２ａの軸方向の幅とほぼ等しくするのが好ましい。また、回転体１１ａの素材としては、本実施の形態ではステンレス鋼を用いているが、その他にもアルミニウムなどの軽金属あるいは剛性のあるプラスチックなどを用いてもよい。
【００２９】
このように構成された回転体１１ａの内部には、図２（ｂ）（一部を切欠いた斜視図）に示すように、網を用いた収納具であるドラム状の網袋１４内に充填された粒状物１５が収容されている。回転体１１ａの内部に粒状物１５を収容しているのは、容器３１内に投入された被攪拌物が、回転体１１ａの内部に通気孔１２を介して入り込まないようにするとともに、回転体１１ａ内部の通気性を確保し、さらには醗酵菌が繁殖する菌床を形成するためである。
【００３０】
この粒状物１５は、ここでは１５mm角のチップ状の椰子柄が用いられているが、その他にもセラミック粒などでもよく、また、その大きさは、回転体１１ａ内部の通気性を確保し得るものであればよい。
【００３１】
粒状物１５が充填される網袋１４のサイズは、回転体１１ａの内部に収容し得るものであればよく、複数の小さいサイズの網袋内に粒状物１５をそれぞれ充填して、これらを回転体１１ａ内部に収容するようにしてもよい。また、網袋１４の素材は、合成繊維でも天然繊維でもよく、さらには金属でもよい。また、網の袋を用いているのは、通気性を考慮したものであり、通気性が確保されるものであれば、例えば織物を用いた袋や金属製の籠状体であってもよい。
【００３２】
なお、図２では、説明を簡単にするため、一方の回転体１１ａについてのみ図示したが、他方の回転体１１ｂ（図１）の構成も同じである。
【００３３】
つぎに、このように構成された生ごみ処理装置を作動せしめた場合の様子について、図３を用いて説明する。ここで、図３（ａ）は、モータ４５を図面上で時計方向に回転せしめた場合を示し、図３（ｂ）は、モータ４５を反時計方向に回転せしめた場合を示している。
【００３４】
図３（ａ）において、モータ４５が時計方向に回転すると、既述したように、左側の攪拌ブース１１ａ内に収容された物に対して、時計方向の主たる回転力が与えられる。したがって、被攪拌物Ｓおよび回転体１１ａは、時計方向に回転する。
【００３５】
このときの本発明による特徴は、第１に、図５に示した従来例では、被攪拌物Ｓが太い円柱状になって回転するのに対して、本願装置では、被攪拌物Ｓが内部側に大きな中空部を有して円筒状になって回転することである。すなわち、酸素を必要とする醗酵菌を含んだ被攪拌物Ｓの層が薄いということである。しかも、回転体１１ａは中空構造であり内部は通気性が確保されている。そのため、被攪拌物Ｓの内部に空気が充分に取り込まれることになる。したがって、被攪拌物Ｓに含まれた醗酵菌は、充分に酸素を吸収して活性化し、醗酵作用を促進することになる。
【００３６】
第２に、回転体１１ａは、支軸に支えられて回転するものではないことである。すなわち、軸心の位置が固定されているものではない。そのため、攪拌物ブース３２ａ内において、回転体１１ａは、その軸心の位置が絶えず不規則に変化しながら回転する。その結果、攪拌ブース３２ａより露出している部分の被攪拌物Ｓが隆起したり陥没するなど、被攪拌物Ｓも不規則な運動をしながら回転することになり、その表面部は常に破砕されて固化することはない。したがって、被攪拌物Ｓの内部には、空気が充分に流通することになる。その点、図５に示した従来例では、被攪拌物Ｓが、軸心の位置が固定されたのと同様の状態で攪拌ブース３２ａの内壁に沿って定常的に回転するため、被攪拌物Ｓの表面部が固化してしまうのである。
【００３７】
なお、左側の攪拌ブース３２ａ内の被攪拌物Ｓおよび回転体１１ａが回転しているとき、右側の攪拌ブース３２ｂ内の被攪拌物Ｓおよび回転体１１ｂは、実験によると、回転することはなく、ただ振動するだけであって、乾燥した被攪拌物Ｓの小片が低い部位に向けて崩れ落ちる。
【００３８】
図３（ｂ）は、モータ４５を反時計方向に回転せしめた場合を示しているが、上述したところと同様にして、右側の攪拌ブース３２ｂ内の被攪拌物Ｓおよび回転体１１ｂは、反時計方向に回転し、被攪拌物Ｓに含まれた醗酵菌には充分に酸素が供給されて醗酵作用が促進されることになる。
【００３９】
本願発明者が行った実験によれば、容器３１内に収容された生ごみが１５kgで、モータ４５の正転・逆転の切り換えを１分３０秒毎に行った場合、図５に示した従来例では、生ごみの醗酵消滅に１２時間を要したのに対して、本願装置では６〜８時間で醗酵消滅するとの結果を得ている。
【００４０】
以上においては、各回転体１１ａ，１１ｂが中空構造の円柱状に形成された場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、中空構造の五角柱状、八角柱状などの多角柱状に形成された場合にも、本発明は適用され得るものである。また、各回転体１１ａ，１１ｂの全面に設ける通気孔１２は、図２（ａ）に示したような円孔に限られるものではなく、任意の形状の孔であってよく、その大きさおよび数も特に限定されるものではない。
【００４１】
図４は、本発明の他の実施の形態の要部の構成を示す断面図である。ここで、図１および図２における構成要素と同一の構成要素については、同じ符号を付した。
【００４２】
図４において、ここに示した、攪拌ブース３２ａ（図１）内に収容される回転体２１ａは、容器３１を貫通する円筒状の支軸２２に支持されて、フリーに回転するようになっている。そして、支軸２２の中空部内には、容器３１内を加熱するためのヒータ２３が配設されている。また、回転体２１ａの内部には、粒状物１５（図２（ｂ））が充填された複数の網袋１４Ｂが収容されている。その他の構成は、図１に示した実施の形態と同じである。
【００４３】
前述のように、醗酵菌が活動し易い温度条件は、摂氏４０度以上である。そして、醗酵菌を含んだおが屑を容器３１内に投入したうえで、装置を作動せしめると、通常は加熱手段を用いなくとも、容器３１の内部は摂氏４０度以上となる。しかし、寒冷地では、このような温度とはならないことが多い。また、寒冷地ではなくとも、早急に温度条件を充足したい場合もある。
【００４４】
そこで、このような必要性に応じて案出されたのが、回転体２１ａの支軸２２内にヒータ２３を配設するという構成である。このような構成を用いるならば、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂの軸心の部位に熱源が配置されるので、被攪拌物Ｓは均等に加熱されることになり、良好な熱効率を得ることができる。
【００４５】
ここで、図５に示した従来例において、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂの軸心の部位に、円筒体の中空部にヒータ２３を内蔵するものを配置するならば、装置を作動せしめても、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂ内の被攪拌物Ｓは回転しないことが、実験によって確認されている。
【００４６】
これに対して、本実施の形態では、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂ内にそれぞれ回転体２１ａが収容されているため、被攪拌物Ｓは円筒状となって回転するので、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂの軸心の部位にヒータ２３を配設することが可能なのである。
【００４７】
以上のような構成を用いるならば、回転体２１ａは支軸２２に支持されているため、図１に示した実施の形態における各回転体１１ａ，１１ｂのような回転体２１ａの位置の不規則な変化ということはない。しかし、各攪拌ブース３２ａ，３２ｂ内で被攪拌物Ｓが円筒状になって回転し、酸素を必要とする醗酵菌を含んだ被攪拌物Ｓの層を薄くでき、したがって被攪拌物Ｓの内部に空気が充分に取り込まれて醗酵菌の活動を活発化せしめるという利点は維持されている。
【００４８】
なお、回転体２１ａの形状が円柱状のものに限定されないことなどは、図１に示した実施の形態の場合と同じである。また、図４では、説明の簡単のため、一方の攪拌ブース３２ａに収容する回転体２１ａのみを図示したが、他方の攪拌ブース３２ｂに収容する回転体も、その構成は同じである。
【００４９】
以上においては、容器３１の内部に２つの攪拌ブース３２ａ，３２ｂを並設する場合について述べた。しかし、本発明は、これに限られるものではなく、３つ以上の攪拌ブースを並設する場合、さらには、単一の攪拌ブースのみを設ける場合にも、本発明は適用し得るものである。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によるならば、被攪拌物を攪拌混合する容器の攪拌ブース内に、装置の作動によって回転する中空構造の回転体を収容するようにしたので、被攪拌物は、内部側に大きな中空部を有して円筒状になって回転する。すなわち、酸素を必要とする醗酵菌を含んだ被攪拌物の層が薄くなるとともに、回転体の内部は通気性が確保されている結果、被攪拌物の内部には空気が充分に取り込まれることになる。したがって、被攪拌物に含まれた醗酵菌は、充分に酸素を吸収して活性化し、その醗酵作用が促進されることになる。
【００５１】
また、攪拌ブース内に収容された回転体は、支軸に支えられて回転するものではないことから、回転体の位置が絶えず不規則に変化しながら回転する。そのため、被攪拌物も常に不規則な動きをすることになり、その表面部が固化することはない。したがって、被攪拌物の内部への空気の流通が遮断されることはなく、醗酵菌の活動に必要な酸素が充分に供給されて、醗酵菌が活性化することになる。その結果、生ごみの分解作用が促進されて効率的な醗酵消滅が実現されることになる。
【００５２】
さらに、攪拌ブース内に収容する回転体を、円筒状の支軸により支持し、その支軸の中空部内にヒータを配設するようにもした。すなわち、攪拌ブースの軸心の部位にヒータを配設したので、被攪拌物が円筒状になって回転し、したがって被攪拌物の層が薄くなる結果、被攪拌物の内部に空気が充分に取り込まれて醗酵菌が活性化するという利点を維持しつつ、攪拌ブース内の被攪拌物が均等に加熱され、良好な熱効率を得ることができる。したがって、本発明によってもたらされる効果は、実用上極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態を示す、一部を切欠いた部分断面図である。
【図２】図１に示した回転体の構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示した生ごみ処理装置を作動せしめた場合の様子を説明するための説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の要部の構成を示す断面図である。
【図５】従来例の構成を示す、一部を切欠いた斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１１ａ，１１ｂ 回転体
１２ 通気孔
１３−１〜１３−８ ブレード
１４，１４Ｂ 網袋
１５ 粒状物
２１ａ 回転体
２２ 支軸
２３ ヒータ
３１ 容器
３２ａ，３２ｂ 攪拌ブース
３３ａ，３３ｂ 両端壁
３４ａ，３４ｂ 張出部
４１ 取付部材
４２ モータ支持部
４３ 回転軸
４４ａ，４４ｂ 偏心錘
４５ モータ
５１ａ〜５１ｄ フランジ
５２ａ〜５２ｄ コイルばね
５３ａ〜５３ｄ 支柱
５４ 基台
Ｓ 被攪拌物

Claims (2)

1. 断面形状が略半円弧状の少なくとも１つの攪拌ブース（３２ａ，３２ｂ）が設けられた、被攪拌物（Ｓ）を収容するための容器手段（３１）と、
   前記容器手段を弾性体（５２ａ〜ｄ）を介して揺動可能に支持するための支持手段（５３ａ〜ｄ）と、
   前記容器手段の下方に配置された、前記容器手段に伝達する振動を発生するための振動発生手段（４５，４４ａ，４４ｂ）と、
   前記少なくとも１つの攪拌ブース内に収容された、空気を内部に流通せしめるための通気孔（１２）を有するとともに前記内部に粒状物（１５）が充填されて前記振動発生手段から発生する振動により回転する回転体手段（１１ａ，１１ｂ）と
   を具備した生ごみ処理装置。
2. 前記回転体手段（２１ａ）が、中空部を有する支軸（２２）であって前記中空部内に加熱手段（２３）が配設されたものにより支持されたものである請求項１記載の生ごみ処理装置。

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