JP4747509B2 - 生ごみ処理機 - Google Patents

Description

本発明は、微生物分解処理方式により食品などの生ごみを分解処理する生ごみ処理機に関するものである。

従来の生ごみ処理機においては、有機物を分解する微生物の担体を収納して、投入される生ごみ等の有機物を分解処理する処理槽で、処理槽内に生ごみを投入した後発熱体により生ごみ等の有機物を乾燥させてから処理層内の担体と生ごみ等の有機物を撹拌手段によって混ぜ合わせ生ごみ等の有機物を分解させるように制御している（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２９２１１号公報

しかしながら前記従来の構成においては、生ごみ等の有機物を処理槽に投入し、蓋を閉じた後発熱体により一定時間乾燥させるため、乾燥が終了する前に生ごみを追加投入された場合などそこからさらに一定時間の乾燥処理が行われることになるため通常の処理状態に移行しなくなってしまう。また、乾燥処理が長引くため、処理層内の担体も乾燥した状態になり、担体が生ごみ等の有機物の分解処理を行えなくなるようになってしまう場合があるという課題があった。

本発明は、前記従来の二つの課題を解決するもので、乾燥処理時間も短縮させなおかつ確実に分解処理を行うことができるようにするようにするものである。

前記従来の課題を解決するために本発明は有機物を分解する微生物の担体を収納し投入される生ごみ等の有機物を分解処理する処理槽と、前記処理槽の開口部を開閉する蓋と、前記処理槽内に風を送る送風手段と、前記蓋の開閉を検出する検出手段と、前記処理槽内の担体を活性化させる温度に保つための第１の発熱体と、前記処理槽内の担体と生ごみを混合する撹拌手段とを備え、前記処理槽内に生ごみを投入し前記蓋を閉じると前記送風手段を駆動させ、外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された所定運転時間、処理槽内の生ごみを乾燥させる予備乾燥運転を行い、前記予備乾燥運転中に生ごみが追加投入
された場合、前記予備乾燥運転の運転経過時間に応じて前記予備乾燥運転の残りの運転時間を変えるように制御する制御部を備え、前記制御部は、前記予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された場合、予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された後、前記予備乾燥運転を前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された所定時間行うように設定されており、前記制御部は、前記予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された場合において、直前の予備乾燥運転の残時間が前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された前記所定時間以上の場合は、直前の予備乾燥運転の残時間を新しい予備乾燥運転の運転時間とするとともに、直前の予備乾燥運転の残時間が前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された前記所定時間未満の場合は、直前の予備乾燥運転の残時間と前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された前記所定時間との平均値を新しい予備乾燥運転の運転時間とする生ごみ処理機とした。

上記構成によれば、予備乾燥運転の途中に生ごみ等の有機物を追加投入された場合、その後の乾燥時間を短く変える制御を行うことによって処理槽に投入された生ごみが水分の多いものであっても乾燥させ、担体と撹拌させるときに処理の行いやすい状態にするものである。

本発明の生ごみ処理機は、予備乾燥中に追加投入された後の行われる予備乾燥時間を短くさせることにより消費電力を少なくし、担体の状態も良好な状態を維持することができるようにすることで確実に処理を行うことができるようにするものである。

第１の発明は、有機物を分解する微生物の担体を収納し投入される生ごみ等の有機物を分解処理する処理槽と、前記処理槽の開口部を開閉する蓋と、前記処理槽内に風を送る送風手段と、前記蓋の開閉を検出する検出手段と、前記処理槽内の担体を活性化させる温度に保つための第１の発熱体と、前記処理槽内の担体と生ごみを混合する撹拌手段とを備え、前記処理槽内に生ごみを投入し前記蓋を閉じると前記送風手段を駆動させ、外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された所定運転時間、処理槽内の生ごみを乾燥させる予備乾燥運転を行い、前記予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された場合、前記予備乾燥運転の運転経過時間に応じて前記予備乾燥運転の残りの運転時間を変えるように制御する制御部を備え、前記制御部は、前記予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された場合、予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された後、前記予備乾燥運転を前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された所定時間行うように設定されており、前記制御部は、前記予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された場合において、直前の予備乾燥運転の残時間が前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された前記所定時間以上の場合は、直前の予備乾燥運転の残時間を新しい予備乾燥運転の運転時間とするとともに、直前の予備乾燥運転の残時間が前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された前記所定時間未満の場合は、直前の予備乾燥運転の残時間と前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された前記所定時間との平均値を新しい予備乾燥運転の運転時間とする生ごみ処理機としたものである。

第２の発明は、処理槽内の担体の温度に応じて、予備乾燥の所定運転時間を変えるように制御することを特徴とするものである。

第３の発明は、処理槽内に投入する生ごみの含水率に応じて、予備乾燥の所定運転時間を変えるように制御することを特徴とするものである。

第４の発明は、処理槽内の担体の温度に応じて、送風手段の風量を変えるように制御することを特徴とするものである。

第５の発明は、処理槽内に投入する生ごみの含水率に応じて、送風手段の風量を変えるように制御することを特徴とするものである。

第６の発明は、予備乾燥の所定運転時間を、使用者の入力により設定できるようにしたことを特徴とするものである。

第７の発明は、送風手段からの風を温風にする第２の発熱体を備え、予備乾燥運転を行う際に、前記送風手段の運転は、前記第２の発熱体の通電開始と時間をずらせて遅延運転させることを特徴とするものである。

第８の発明は、予備乾燥運転後に本格運転する工程を備え、予備乾燥運転中の撹拌手段の駆動頻度を、予備乾燥運転後の本格運転中と比べて少なくしたことを特徴とするものである。

第９の発明は、予備乾燥運転中は処理槽に投入した生ごみが担体の中に埋まらない頻度で、撹拌手段による処理槽内の撹拌を行うことを特徴とするものである。

第１０の発明は、予備乾燥運転の終了後、撹拌手段により処理槽内の撹拌を所定時間行い、生ごみを担体の中に混ぜるようにしたことを特徴とするものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態について図１〜図４を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態における全体図であり、微生物の担体（おが屑などの木質細片）を収納して、生ごみ等の有機物が投入される上面開口の処理槽１と、前記処理槽１の開口部に開閉自在に構成された蓋体２と、前記蓋体２の開閉を検出する為の検出手段２１と、前記処理槽１内に、正逆回転自在に構成され、３本の撹拌棒３ａ，３ｂ，３ｃが立設された撹拌軸４を有し、前記撹拌軸４は前記処理槽１の前後壁を連通し、前記処理槽１の背面に設けられた撹拌モータ１９に接続されている。更に前記撹拌棒３ａ，３ｂ，３ｃは前記撹拌軸を中心に等角度（１２０℃毎）に立設されていると共に、等間隔（３ａは前記処理槽１の背面側、３ｃは処理槽１の前面側、３ｂは３ａと３ｃの中央）に配置されている。前記処理槽１の下部は前記撹拌棒３ａ，３ｂ，３ｃの回転起動に合わせて円弧状に形成されており、その円弧状部の外壁には前記処理槽内の担体を加熱するための槽ヒータ（第２の発熱体）５及び、前記槽ヒータ５の温調を行うため槽ヒータ温度センサ６が設けられており、前記槽ヒータ５と前記槽ヒータ温度センサ６は槽ヒータ断熱材７によって覆われている。

又、上記処理槽１の上部後方から、機体背面に連通する吸気通路８と、機体下部に連通する排気通路９を有し、前記排気通路９の下流側には換気ファンモータ１０が設けられており、前記換気ファンモータ１０を駆動することにより、前記吸気通路８から前記排気通路９を通して前記処理槽１の換気を行うよう構成されている。また、前記吸気通路８の上流側に前記処理槽１内に温風を送り込むための乾燥ヒータ（第２の発熱体）１１と乾燥ファンモータ１２が取り付けられており、前記処理槽１内に投入された生ごみ等の有機物に温風を当てることにより生ごみを乾燥させるように構成されている。また、前記乾燥ファンモータ１２近傍には外気温を検出するための外気温センサ１３が取り付けられている。

又、前記処理槽１の下部後方外壁の右側に湿度センサ１４が取り付けられている。前記湿度センサ１４は図２に拡大図示したように、Ｕ字型の湿度測定用ヒータ１５と、前記湿度測定用ヒータ１５の下端半円部の中心に設けられた湿度測定用温度センサ１６と、前記湿度測定用ヒータ１５を覆い且つ前記湿度測定用温度センサ１６に触れないように前記湿度測定用温度センサ１６の設けられている位置に穴があけられているアルミ箔１７と、前記湿度測定用温度センサ１６を覆う断熱材１８により構成されている。尚、前記アルミ箔１７は前記湿度測定用ヒータ１５から発生する熱を効率よく前記処理槽１に伝えるためのものであり、前記断熱材１８は、前記湿度測定用温度センサ１６への外気温度の影響を遮断するためのものである。２０は、各負荷制御とセンサ入力処理を行う制御部で、その制御基板は前記処理槽１後部の前記撹拌モータ１９の右側に前記湿度センサ１４を覆うように設けられている。

以上の構成において、本装置の使用時には、予め一定量の微生物担体（おが屑等の木質細片）を前記処理槽１に投入しておく。そして、生ごみ等の有機物を処理する時には前記蓋体２を開けて前記処理槽１に有機物を投入し前記蓋体２を閉じる。この時、検出手段２１が前記蓋体２の開閉を検出し、前記槽ヒータ５、前記換気ファンモータ１０、撹拌モータ１９、乾燥ヒータ１１、乾燥ファンモータ１２等の制御を開始する。前記蓋体２が閉じられたと検出されたとき乾燥ヒータ、乾燥ファンも一定時間駆動させ投入された生ごみを乾燥させる。それと共に表示手段内の送風表示を行う様にする。前記撹拌モータ１９は間欠的に駆動され、微生物担体と投入された生ごみ等の有機物とを混合すると共に、微生物に適度な酸素を与えて活性化させる。前記槽ヒータ５は、前記槽ヒータ温度センサ６が４０℃程度になるように前記制御基板２０により制御されており、前記処理槽１内の微生物担体温度が常に微生物の活性化に適する温度になるようにしている。前記換気ファンモータ１０は前記蓋体２が閉じられている間は常に回転しており、前記処理槽１内に新鮮な酸素を送り続けると共に、前記処理槽１内の生ごみ等の有機物から蒸発した蒸気を機体外部に放出している。また、運転を開始してから一定時間経過した後、処理槽１内の湿度を測定するための処理を行う。

運転を開始してから一定時間経過後、湿度測定用ヒータ１５の通電を開始し、このときの湿度測定用温度センサ１６の温度を湿度測定用ヒータ１５の通電開始温度として記憶する。次に湿度測定用温度センサ１６の温度が湿度測定用ヒータ１５の通電開始温度から＋１０℃になった時を湿度測定用ヒータ１５の通電終了温度とする。湿度測定用ヒータ１５の通電を終了し、温度湿度測定用温度センサ１６の温度が湿度測定用ヒータ１５の通電開始温度まで落ちたときに再び湿度測定用ヒータ１５に通電を開始し通電開始温度から＋１０℃になった時に通電を終了させる。この２回の湿度測定用ヒータ１５への通電時間を測定し、（１回目のヒータオン時間÷２回目のヒータオン時間）を今回の測定値として記憶する。この測定値に応じて処理槽１内の湿度を判断し、撹拌軸４の回転するピッチ等の制御を行っていく。また、前記蓋体２を閉じた時検出手段２１によって前記蓋体２が閉じられたことを検出し、前記乾燥ヒータ１１の通電を開始し合わせて前記乾燥ファンモータ１２を駆動させる。この時前記乾燥ヒータ１１と乾燥ファンモータ１２を駆動させる時間は予め前記制御基板２０内に決められた値として記憶されている時間行うようにする。

図３は表示手段２２であり、生ごみ処理機の動作状態を表示する為のものであり、その中には運転表示手段２３、送風表示２４、設定手段２５がある。

以上のように構成した生ごみ処理機について以下その動作、作用を説明する。

前記処理槽１内に生ごみを投入する際前記蓋体２を開けて生ごみを投入した後前記蓋体２を閉じ、この前記蓋体２が閉じられたことを前記検出手段２１によって検出し、前記蓋体２が閉じられた後、前記乾燥ヒータ１１と前記乾燥ファン１２の駆動を開始する。この前記乾燥ヒータ１１と前記乾燥ファン１２を駆動させる時間は投入された生ごみが前記乾燥ヒータ１１の熱によってある程度乾燥する約５時間(状態によりこの時間は可変するものとする)の間駆動させるようにする。この駆動時間の設定については、生ごみが水分を多く含んだ状態にありそのままで前記処理槽１内の担体と混ぜ合わせると、担体の含水率（湿度）が上昇し最悪の場合担体内にある微生物が死んでしまい処理が行うことができなくなってしまうことが考えられる。このような状態を防ぐ為に前記処理槽１内の担体と生ごみを撹拌させる前に生ごみに含まれる水分をある程度蒸発させ担体を良好な状態に保つようにする為である。

また前記処理槽１内に温風を送りつづける時間が長くなると、投入した生ごみだけでなく担体までも乾燥させることになってしまう。担体が乾燥しすぎると担体自体が軽くなり前記処理槽１内の前記排気通路９に担体が飛んで前記排気通路９を塞いでしまい前記処理槽１内に生ごみを処理する時に発生するガスがたまり、前記蓋体２をあけたときに異臭がしたりすることが考えられる。これらのことから約５時間前記乾燥ヒータ１１と乾燥ファンモータ１２を駆動させるようにしている。この前記蓋体２を閉じてから前記乾燥ヒータ１１と前記乾燥ファンモータ１２を駆動している状態を予備乾燥と呼ぶこととし、前記表示手段２２内の前記送風表示手段２４を点灯させて表示を行うようにする。この予備乾燥の設定時間は外気温及び担体の湿度によって設定される。その設定時間については図４に示すとおりである。

この予備乾燥状態の間に前記蓋体２を開け前記処理槽１内に生ごみを追加投入した場合において、前回の生ごみ投入から約５時間後に追加投入された場合を考えると、追加投入後予備乾燥状態が５時間続き、前回の予備乾燥時間と合わせて約１０時間の間予備乾燥状態が続くこととなり、その間前記送風表示手段２４も点灯しっぱなしとなる。この状態では、使用者に不信感を与えると共に、担体の状態も悪劣にしてしまう恐れがある。

そこで予備乾燥中に蓋を開閉した場合、前回前記蓋体２を閉めてから前記蓋体２を開けるまでの時間を制御基板２０に搭載されている計時手段により測定を行い、予備乾燥の残り時間によって、前記蓋体２を閉めた後に行う予備乾燥の時間を設定するように制御を行う。

まず、直前の予備乾燥の残時間が新しい予備乾燥の設定時間以上の場合、直前の予備乾燥の残時間が新しい予備乾燥の設定時間とする。

例えば、直前に行っていた予備乾燥が１１時間の設定で３時間後に前記蓋体２を開閉しそこから新たに予備乾燥が始まり、新たな予備乾燥時間が５時間に設定された場合、直前の予備乾燥の残時間は８時間であり、新しく設定された予備乾燥時間の５時間よりも長い時間となる。残時間のほうが設定時間よりも長い為、新しく設定される予備乾燥の時間は８時間となる。

次に、直前の予備乾燥の残時間が新しい予備乾燥の設定時間以下の場合、直前の予備乾燥の残時間と新しい予備乾燥の設定時間の平均値を新しい予備乾燥の設定時間とする。

例えば、直前に行っていた予備乾燥が１１時間の設定で８時間後に前記蓋体２を開閉しそこから新たに予備乾燥が始まり、新たな予備乾燥時間が５時間に設定された場合、直前の予備乾燥の残時間は３時間であり、新しく設定された予備乾燥時間の５時間よりも短い時間となる。残時間のほうが設定時間よりも短い長い為、新しく設定される予備乾燥の時間は直前の予備乾燥残時間である３時間と新しい予備乾燥設定時間の５時間の平均値すなわち３時間と５時間を加えた８時間を２回の平均値ということで「２」で除した４時間を新しい予備乾燥の設定時間とする。

上記の様に予備乾燥時間を設定することにより、前記処理槽１内に投入された生ごみを乾燥させることができると共に担体の乾きすぎを防ぐことができる様にすることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態における生ごみ処理機の制御について説明する。尚、上記実施の形態１と同一構成部品については同一符号を付し、その説明を省略する。

前記処理槽１内の担体の温度を湿度測定用ヒータにより測定し、担体の温度に応じて予備乾燥の設定時間を行うようにする。例えば、図５の様に予備乾燥時間を設定した場合、実施の形態１で示した外気温と湿度による予備乾燥設定時間と似たような設定を行うことができる。

また、生ごみを前記処理槽１内に投入し前記蓋体２を閉じた後直後に撹拌モータを駆動し投入された生ごみが前記湿度センサ１４付近にくるように一定時間撹拌を行う様にして、湿度センサ１４によって湿度の判定を行うようにする。これにより投入された生ごみの含水率（湿度）を近似的に測定することができるため、投入された生ごみの状態を検出することができる。この検出された含水率によって予備乾燥時間を決定するように制御を行う。例えば図６のように設定を行った場合、実施の形態１で示した外気温と含水率による予備乾燥設定時間と似たような設定を行うことができる。

また、前記処理槽１内の温度や、投入された生ごみの状態に応じて、前記乾燥ファンモータ１２の回転数（風量）を図７の様に制御を行い予備乾燥を行うことによって、実施の形態１で示した外気温と含水率による予備乾燥設定時間と似たような設定を行うことができる。

また、使用者が前記設定手段２５により投入した生ごみの種類に応じて予備乾燥時間を設定できるようにすることで、実施の形態１で示した外気温と湿度による予備乾燥設定時間と似たような設定を行うことができる。

また、予備乾燥中は前記撹拌モータ１９を駆動させる時間、回数を少なくし投入された生ごみが担体の中に潜り混ぜ合わされないよう制御を行い、更に前記乾燥ヒータ１１に通電を行ってから前記乾燥ファンモータ１２を駆動させ予備乾燥中には必ず温風が前記処理槽１内に送られるようにする。これにより前記処理槽１内に投入された生ごみに温風が確実にあたるようになる為投入された生ごみを乾かすための予備乾燥状態が効果的に行われるようになる。

また、予備乾燥終了後前記撹拌モータ１９を長時間行う様にし生ごみと担体を十分に混ぜ合わせるようにする。乾燥した生ごみと担体を混ぜ合わせることで、担体内の微生物の活動を活発化させその後の処理を確実に行うことができる様にする。

以上のように、本発明にかかる生ごみ処理機は、生ごみ投入後に一定時間予備乾燥処理を行ってから微生物担体と撹拌させ適度な状態を保ったまま処理を行う本格運転ができるようにするものであり、乾燥処理にかかる時間を蓋体の開閉の状態により使用者の実感にあったものに変えていくので、使用状態により処理時間を変える必要のある機器、例えば乾燥式の生ごみ処理機や熱利用の機器、装置等についても利用できるものである。

本発明の実施の形態１における生ごみ処理機の全体図 （ａ）同、生ごみ処理機の湿度センサの正面図（ｂ）同、生ごみ処理機の湿度センサの断面図 同、生ごみ処理機の表示部分を示す図 同、生ごみ処理機の外気温と担体の含水率と予備乾燥時間の相関図 本発明の実施の形態２における担体温度と予備乾燥時間の相関図 同、生ごみの含水率と予備乾燥時間の相関図 同、生ごみの含水率と担体の温度と予備乾燥時間の相関図

符号の説明

１ 処理槽
２ 蓋体
３ａ〜３ｃ 撹拌棒
４ 撹拌軸
５ 槽ヒータ（第１の発熱体）
６ 槽ヒータ温度センサ
７ 槽ヒータ断熱材
８ 吸気通路
９ 排気通路
１０ 換気ファンモータ
１１ 乾燥ヒータ（第２の発熱体）
１２ 乾燥ファンモータ
１３ 外気温センサ
１４ 湿度センサ
１５ 湿度測定用ヒータ
１６ 湿度測定用温度センサ
１７ アルミ箔
１８ 断熱材
１９ 撹拌モータ
２０ 制御部（制御基板）
２１ 検出手段
２２ 表示手段
２３ 運転表示手段
２４ 送風表示手段

Claims (10)

1. 有機物を分解する微生物の担体を収納し投入される生ごみ等の有機物を分解処理する処理槽と、前記処理槽の開口部を開閉する蓋と、前記処理槽内に風を送る送風手段と、前記蓋の開閉を検出する検出手段と、前記処理槽内の担体を活性化させる温度に保つための第１の発熱体と、前記処理槽内の担体と生ごみを混合する撹拌手段とを備え、前記処理槽内に生ごみを投入し前記蓋を閉じると前記送風手段を駆動させ、外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された所定運転時間、処理槽内の生ごみを乾燥させる予備乾燥運転を行い、前記予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された場合、前記予備乾燥運転の運転経過時間に応じて前記予備乾燥運転の残りの運転時間を変えるように制御する制御部を備え、前記制御部は、前記予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された場合、予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された後、前記予備乾燥運転を前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された所定時間行うように設定されており、前記制御部は、前記予備乾燥運転中に生ごみが追加投入された場合において、直前の予備乾燥運転の残時間が前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された前記所定時間以上の場合は、直前の予備乾燥運転の残時間を新しい予備乾燥運転の運転時間とするとともに、直前の予備乾燥運転の残時間が前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された前記所定時間未満の場合は、直前の予備乾燥運転の残時間と前記外気温及び前記担体の湿度に基づいて予め設定された前記所定時間との平均値を新しい予備乾燥運転の運転時間とする生ごみ処理機。
2. 処理槽内の担体の温度に応じて、予備乾燥の所定運転時間を変えるように制御する請求項１記載の生ごみ処理機。
3. 処理槽内に投入する生ごみの含水率に応じて、予備乾燥の所定運転時間を変えるように制御する請求項１記載の生ごみ処理機。
4. 処理槽内の担体の温度に応じて、送風手段の風量を変えるように制御する請求項１記載の生ごみ処理機。
5. 処理槽内に投入する生ごみの含水率に応じて、送風手段の風量を変えるように制御する請求項１記載の生ごみ処理機。
6. 予備乾燥の所定運転時間を、使用者の入力により設定できるようにした請求項１記載の生ごみ処理機。
7. 送風手段からの風を温風にする第２の発熱体を備え、予備乾燥運転を行う際に、前記送風手段の運転は、前記第２の発熱体の通電開始と時間をずらせて遅延運転させる請求項１記載の生ごみ処理機。
8. 予備乾燥運転後に本格運転する工程を備え、予備乾燥運転中の撹拌手段の駆動頻度を、予備乾燥運転後の本格運転中と比べて少なくした請求項１記載の生ごみ処理機。
9. 予備乾燥運転中は処理槽に投入した生ごみが担体の中に埋まらない頻度で、撹拌手段による処理槽内の撹拌を行う請求項１記載の生ごみ処理機。
10. 予備乾燥運転の終了後、撹拌手段により処理槽内の撹拌を所定時間行い、生ごみを担体の中に混ぜるようにした請求項１載の生ごみ処理機。

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