JP5167526B2 - 有機性廃棄物処理装置 - Google Patents
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Description
図8は従来技術に係る生ゴミ処理装置の側面断面図である。
図8に示すように、従来技術に係る生ゴミ処理装置は、蓋51aを有する本体ケーシング51の内部に処理容器52が設置され、この処理容器52に収容された分解媒体60を複数の撹拌刃53で撹拌するとともにヒータ54を用いて加熱し、送風機55によって本体ケーシング51内を換気する構造であり、分解媒体60の温度、湿度、重量をそれぞれ検出する温度センサ56、湿度センサ57、重量センサ58と、乾燥運転を開始させるスイッチ59と、乾燥運転中に点灯する表示ランプ59aと、乾燥運転を制御する制御部(図示せず)とを備えるものである。この制御部は、ヒータ54、送風機55、温度センサ56、湿度センサ57、重量センサ58、スイッチ59及び表示ランプ59aに接続されている。また、両端を処理容器52の側面に回動自在に支持されるとともに、処理容器52の外側に配置された一端にスプロケット53aが取り付けられたシャフトには複数の撹拌刃53が固定されており、処理容器52の下方には回転軸にスプロケット53bが取り付けられたモータ53cが設けられ、スプロケット53bはチェーン53dを介してスプロケット53aに連結されている。
上記構成の「生ゴミ処理装置」においては、処理容器52内に投入された生ゴミは、モータ53cに回転駆動される撹拌刃53を用いて混合された分解媒体60の微生物によって分解される。そして、所定温度よりも低くなるとヒータ54が作動して分解媒体60が加熱されるため、分解媒体60の微生物の活性化が促進される。また、スイッチ59を押圧して乾燥運転を行うことにより、分解媒体60の水分が除去されるので重量を軽くすることができる。これにより、分解媒体60の交換が容易となる。
特許文献2に開示された発明は、生ごみ収納容器と、生ごみを加熱する加熱手段と、生ごみ収納容器内の温度を検出する温度検出手段と、生ごみの重量を測定する重量センサと、生ごみ収納容器から発生した空気を生ごみ収納容器外へ排出する排気通路と、制御手段とを備え、制御手段は温度検出手段の検出する温度が所定温度になるように加熱手段の動作を制御し、この所定温度は温度検出手段や重量センサによって検出された生ごみの乾燥率に応じて可変であることを特徴とするものである。
上記構成の「生ごみ処理機」においては、生ごみの乾燥率に応じて、最適な処理を行うことで、ランニングコストを低くするとともに、生ごみを確実に乾燥処理することができる。
特許文献3に開示された発明は、発酵槽の内部に隔壁により区分された複数の処理室と、下流の処理室から最上流の処理室へ生ゴミの一部を戻す搬送装置とを備え、処理室は撹拌機の回転軸方向に沿って直列状に配置され、各隔壁に上流側から順に口径が小さくなるように流通口が穿設された構造となっている。さらに、搬送装置の上流端が接続する処理室には、生ゴミの水分量を検知するセンサと生ゴミの容量を検知するセンサとが設けられており、その両センサの検出値に応じて搬送装置が駆動することを特徴とするものである。
上記構成の「生ゴミ処理機」においては、生ゴミを循環させることにより、生ゴミの発酵分解が促進されるため、短期間で大幅に減容することが可能である。また、生ゴミの水分量と容量の検出値に応じて搬送装置を駆動させるため、各発酵槽で生ゴミを適正に処理することができる。
上記構成の有機性廃棄物処理装置においては、処理槽内の有機性廃棄物が撹拌羽根の回転によって破砕されながら撹拌されるとともに、経時とともに分解されるという作用を有する。また、送風手段によって排気口を経て空調部に送り込まれた気体は冷却除湿された後、給気口を経て処理槽内に送還されるという作用を有する。さらに、数種類の有機性廃棄物が混合されて投入された場合でも適切な基準値が設定されるという作用を有する。
図1は本発明の実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置の実施例1の模式図であり、図2は実施例1の有機性廃棄物処理装置の構成図である。
図1に示すように、有機性廃棄物処理装置1aは、排気口7及び給気口8を備えるとともに、図示しない投入口から投入された生ゴミなどの有機性廃棄物4を混合・撹拌する処理槽3と、処理槽3の上部に配置され、排気口7及び給気口8を送風手段9及び空調部10を介して接続する通風路6aと、処理槽3内の有機性廃棄物4を加熱する加熱手段5とが筐体2に内蔵され、処理槽3を横貫して回動可能に設置される回転シャフト12は複数の撹拌羽根11を備えるとともに、筺体2の外部に設置される駆動手段13によって回動される構造となっている。
また、筺体2の側面及び底面には、警報手段14及び3個の重量検出手段15がそれぞれ設置され、処理槽3の内部及び上部には湿度検出手段16及び水分量検出手段17がそれぞれ取り付けられている。重量検出手段15、湿度検出手段16及び水分量検出手段17は信号線18を介してデータ処理手段19に接続され、データ処理手段19には、タイマー21が接続された記憶手段20、制御手段22及び入力装置23が接続されている。
筺体2の側面には投入ボタン、運転ボタン、回収ボタンを備えた図示しない操作盤が取り付けられている。これらの操作ボタンについては後述する。
また、データ処理手段19には除去水分量b1に関する設定値c1、湿度に関する設定値c2、変化量b2に関する設定値c3、有機性廃棄物4の処理槽3への最大投入可能量に関する設定値c4及び有機性廃棄物4の組成データdが入力装置23から予め入力され、記憶手段20はタイマー21から得た時刻Tとともに、検出値a1〜a3、除去水分量b1、変化量b2、設定値c1〜c2及び組成データdを記憶する。
データ処理手段19は検出値検出値a1、a2、除去水分量b1及び変化量b2と設定値c1〜c4とを比較し、所定の場合に制御手段22に対してトリガー信号e1を送る。制御手段22はトリガー信号e1に従って、加熱手段5、送風手段9、空調部10、駆動手段13、警報手段14及びタイマー21に指令信号e2を送り、それらの動作を制御する。
図3は実施例1の有機性廃棄物処理装置におけるデータ処理手段の処理手順を示すフローチャートである。なお、図1及び図2で説明した構成要素又は用語と同一のものについては同一の符号を付してその説明を省略する。
まず、有機性廃棄物4が処理槽3に投入され、入力装置23から設定値c1がデータ処理手段19に入力された後、加熱手段5、送風手段9、空調部10、駆動手段13、警報手段14及びタイマー21が稼動し、処理がSTARTする。
ステップS10で、データ処理手段19は重量検出手段15による検出値a1を処理開始直後における有機性廃棄物処理装置1aの重量WSとして記憶手段20に記憶させる。次に、ステップS20においてデータ処理手段19は重量検出手段15による検出値a1を時刻Tにおける有機性廃棄物処理装置1aの重量WTとして記憶手段20に記憶させ、ステップS30でWSとWTの差分、すなわち時刻Tにおける有機性廃棄物4からの除去水分量b1を算出する。そして、ステップS40で除去水分量b1が設定値c1を下回る場合はステップS20に戻る。これに対し、除去水分量b1が設定値c1以上であれば、ステップS50に進む。ステップS50において、データ処理手段19は制御手段22にトリガー信号e1を送る。トリガー信号e1を受けた制御手段22は加熱手段5、送風手段9、空調部10、駆動手段13及びタイマー21に指令信号e2を送って運転を停止させ、処理が終了する。
有機性廃棄物処理装置1aの操作は大きく分けて投入工程、運転工程、回収工程の3つの工程からなる。なお、データ処理手段19は運転工程において、図3を用いて説明した処理と並行して、以下に述べる処理を行うように構成されている。
まず、投入工程では、有機性廃棄物4を処理槽3に投入して投入ボタンをONにする。これによりデータ処理手段19は重量検出手段15による検出値a1を「投入前重量」として記憶手段20に記憶させる。このとき、「回収前重量」が記憶手段20に記憶されていれば、データ処理手段19は「回収前重量」と「投入前重量」との差分を算出し、その結果を「回収重量」として日付とともに記憶手段20に記憶させる。
次に、運転工程において運転ボタンをONにする。これにより、データ処理手段19は重量検出手段15による検出値a1と既に記憶されている「投入前重量」との差分を算出し、その結果を「投入重量」として日付とともに記憶手段20に記憶させる。そして、「投入重量」が、データ処理手段19に予め入力され、記憶手段20に記憶されている設定値c4を超えている場合、データ処理手段19は制御手段22にトリガー信号e1を送る。制御手段22はトリガー信号e1を受けて警報手段14に指令信号e2を送り、警報手段14は光や音を発して有機性廃棄物4が処理槽3に過大に投入されたことを作業者に報知する。
さらに、回収工程において回収ボタンをONにする。これにより、データ処理手段19は重量検出手段15による検出値a1を前述の「回収前質量」として記憶手段20に記憶させる。最後に、分解・処理済みの有機性廃棄物4を処理槽3から回収する。
さらに、本実施例では、筺体2の上部に通風路6aを配置しているが、これらの配置は必ずしも図1に示されるものに限定されるものではなく、有機性廃棄物処理装置1aの設置場所等を考慮して適宜変更して良い。また、排気口7と空調部10の間に送風手段9を配置しているが、これらの順序は図1に示すものに限定されるものではなく、空調部10と給気口8の間に送風手段9を配置しても良い。
加えて、処理槽3の材質としては耐久性や耐腐食性、さらに加工性や熱伝導性を考慮するとステンレスが好ましいがこれらの性質を具備し安価に入手できるものであればその材質はステンレスに限定されるものではない。そして、回転シャフト12の設置数は1本に限定されるものではなく、2本以上設置することも可能である。
また、湿度検出手段16は処理槽3内部ではなく、通風路6内の排気口7及び給気口8の近くにそれぞれ1つずつ設置しても良い。そして、所定時間経過後に検出された両者の湿度の差が予め設定された基準値以下になったとき、処理を終了させるようにしても良い。
さらに、有機性廃棄物処理装置1aは、重量検出手段15、湿度検出手段16及び水分量検出手段17のうちの少なくとも1つを設置した構造としても良い。
本実施例は実施例1と構成要素が同一で、データ処理手段19の処理手順のみが異なるものであるため、図1乃至図3で説明した構成要素又は用語と同一のものについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
図4は本発明の実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置の実施例2におけるデータ処理手段の処理手順を示すフローチャートである。
まず、有機性廃棄物4が処理槽3に投入され、入力装置23から設定値c3がデータ処理手段19に入力された後、加熱手段5、送風手段9、空調部10、駆動手段13、警報手段14及びタイマー21が稼動し、処理がSTARTする。
データ処理手段19は、ステップS10で重量検出手段15による検出値a1を時刻Tにおける有機性廃棄物処理装置1aの重量WTとして記憶手段20に記憶させ、所定の時間ΔTが経過した後にステップS20で重量検出手段15による検出値a1を時刻(T+ΔT)における有機性廃棄物処理装置1aの重量WT+ΔTとして記憶手段20に記憶させる。ステップS30でWTとWT+ΔTの差分をΔTで除して、時刻Tにおける有機性廃棄物4からの除去水分量b1の単位時間あたりの変化量b2を演算し、記憶手段20に変化量b2の最大値を記憶させる。そして、ステップS40で変化量b2が設定値c3を上回る場合はステップS10の前に戻る。これに対し、変化量b2が設定値c3以下であれば、ステップS50に進む。ステップS50において、データ処理手段19は制御手段22にトリガー信号e1を送る。トリガー信号e1を受けた制御手段22は加熱手段5、送風手段9、空調部10、駆動手段13及びタイマー21に指令信号e2を送って運転を停止させ、処理が終了する。
図5は有機性廃棄物からの除去水分量の単位時間あたりの変化量が時間的に変化する様子を示した図である。
図5に示すように、経時とともに除去水分量の変化量b2は徐々に増加する。そして、時刻Tcのとき最大となり、その後、急激に減少する。そのため、実施例1のように除去水分量b1と設定値c1によって処理終了の判断を行うと、除去水分量b1が設定値c1に達するまで多大な時間を要するおそれがある。従って、この場合には本実施例のように変化量b2と設定値c3によって処理終了の判断を行うことが望ましい。なお、設定値c3は(10kg/時間)のようにデータ処理手段19に入力しても良いし、変化量b2の最大値の40%というように入力しても良い。図4のステップS30で説明したように、記憶手段20は変化量b2の最大値を記憶しているため、このような入力方法が可能となるのである。
図6(a)は有機性廃棄物に含有される水分量の時間的な変化の様子を示す図であり、(b)は有機性廃棄物からの除去水分量の時間的な変化の様子を示す図であり、(c)は有機性廃棄物に含有される水分量及び有機性廃棄物からの除去水分量の時間的な変化の様子を示す図である。
このとき、T時間経過後に生ゴミA及び生ゴミBに含まれる水分量Ma(T)及びMb(T)は、次の式で表される。
このような処理プロセスによれば、数種類の有機性廃棄物4が混合された場合でも、処理終了の判断が適切に行われるという作用を有する。
まず、時間0〜T12で示される期間は生ゴミの温度が初期温度から平衡温度に達するまでの予熱期間であり、生ゴミから除去される水分量は少ない。次に、時間T12〜T23で示される期間は定率乾燥期間であり、生ゴミから略一定の割合で水分が除去される。そして、時間T23以後の期間は、減率乾燥期間であり、内部からの水の補給が追いつかなくなって生ゴミ表面からの水分の蒸発量が低下する。従って、生ゴミから除去される水分量も減少する。
図6(c)に示すように、実線で表される処理能力を有する有機性廃棄物処理装置1aに対して、含有水分量が一点鎖線で表される生ゴミAと生ゴミBの混合物を投入した場合、この混合物は0〜Tcの間では実線で示すように水分量が除去され、Tc〜Tbの間では一点鎖線で示すように水分量が除去される。一方、有機性廃棄物処理装置1aが破線で表される処理能力を有する場合には、時刻Tbを過ぎても処理が完了しないため、実施例2の処理方法が適している。このように、有機性廃棄物処理装置1aの処理能力に応じて処理方法を適宜選択することが望ましい。
なお、本実施例では、図3のステップS40の設定値c1に代えて予測値のMa(Ta)+Mb(Tb)を用いることを示したが、この予測値は単一の生ゴミAあるいは生ゴミBなどの場合にも考えることが可能である。その際には、単一の有機性廃棄物4の重量及び水の含有率や単位時間当たりに発生する水分量について考慮すればよい。また、空調部10において冷却除去される水分量についても同様に予測することが可能である。
図7は本発明の実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置の実施例4の模式図である。なお、図1で説明した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
図7に示すように、本実施例の有機性廃棄物処理装置1bは実施例1の有機性廃棄物処理装置1aにおいて通風路6aの一部を伸縮可能な継ぎ手25によって接続された通風路6bとして筺体2の外部に配置するとともに、継ぎ手25を境として通風路6bの一部であって送風手段9及び空調部10を内蔵する部分を、図示しない固定台等を用いて筺体2とは別個に設置したことを特徴とするものである。
このような構造の有機性廃棄物処理装置1bにおいては、重量検出手段15による検出値a1に送風手段9及び空調部10の重量が含まれないという作用を有する。
WS,WT,WT+ΔT…重量
Claims (1)
- 排気口と給気口が設けられるとともに、投入された有機性廃棄物を混合・撹拌する処理槽と、
前記処理槽を横貫して回動可能に設置され複数の撹拌羽根を備える回転シャフトと、
この回転シャフトを回動させる駆動手段と、
前記処理槽内を加熱して前記有機性廃棄物を乾燥する加熱手段と、
前記有機性廃棄物から蒸発した水分を含む前記処理槽内の気体を前記排気口から排気する送風手段と、
この気体中に含まれる前記水分を冷却して除去する空調部と、
前記排気口及び前記給気口を、前記送風手段及び前記空調部を介して接続する通風路と、
前記有機性廃棄物の重量を検出する重量検出手段と、
投入される有機性廃棄物の重量と水の含有率及び前記有機性廃棄物の分解により単位重量あたり微小時間に発生する水分量を記憶する記憶手段と、
前記重量検出手段による検出値に基づいて前記有機性廃棄物から除去された水分量を算出するデータ処理手段と、
前記駆動手段、前記加熱手段、前記送風手段及び前記空調部の動作を制御する制御手段とを備え、
前記データ処理手段は、前記記憶手段に記憶された前記有機性廃棄物の前記重量と前記水の含有率及び前記有機性廃棄物の分解により単位重量あたり微小時間に発生する前記水分量に基づいて所定時間経過後の前記有機性廃棄物に含まれる水分量を求めることで処理中に除去される水分量の予測値を演算し、
前記制御手段は、前記データ処理手段によって演算された予測値を基準値として、前記データ処理手段によって算出された水分量がこの基準値以上になると前記駆動手段、前記加熱手段、前記送風手段及び前記空調部の運転を停止させること特徴とする有機性廃棄物処理装置。
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