JP5250374B2

JP5250374B2 - 生ゴミ処理方法および装置

Info

Publication number: JP5250374B2
Application number: JP2008258667A
Authority: JP
Inventors: 正彦田中
Original assignee: 株式会社ちくま精機
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2008-10-03
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2028-10-03
Also published as: JP2010088966A

Description

この発明は、ディスポーザなどで細かく粉砕した生ゴミと水とが混合した混合流動体から、固形分を分離し乾燥して、生ゴミを縮容する生ゴミ処理方法と、生ゴミ処理装置とに関するものである。

家庭の台所や食堂などから出る生ゴミを細かく切り刻み、攪拌し乾燥させることによって容積を減らし（縮容あるいは減容し）、有機肥料などとして再利用することが従来より行われている。

特開平５−９６２７１号公報特開２００４−２６１６７３号公報特開２００１−７０９２１号公報特開平８−２４３４２３号公報

特許文献１には、生ゴミを攪拌槽（加熱槽）で粉砕・加熱・乾燥し、特許文献２には処理槽で攪拌・乾燥しここで発生する水分を含む空気を凝縮装置（水分除去手段）に循環させることにより結露（凝縮）させて水分を除去するものが示されている。すなわちこれらは生ゴミをそのまま攪拌し乾燥させるものであり、空気は攪拌槽（処理槽）と凝縮装置とをつなぐ閉じた系路に循環させるものである。

特許文献３，４はディスポーザで粉砕した生ゴミを処理するものであるが、これらはいずれも生ゴミを乾燥する空気を大気に放出するものである。すなわち特許文献３のものは、ディスポーザ（２００）で粉砕した生ゴミと水とが混合した流動体（以下混合流動体、スラリー状流動体という）から固形分を固液分離器（４００）で分離し、固形物処理装置（６００）で堆肥化処理を行う一方、分離した排液をエアーポンプによる強制通気を用いることなく、酸素の自然拡散による好気性処理を行うものである。

また特許文献４のものは、ディスポーザ（１４）で粉砕した生ゴミを攪拌しながらヒータ（４０）で加熱し、水分を含む空気を脱臭排気部（４４）から外へ排出する。従って特許文献３，４のものはいずれも臭気を含む乾燥用空気を大気中に放出するもの（大気開放型）である。

特許文献１、２のものは、生ゴミをそのまま攪拌槽（加熱槽）に入れて攪拌し、大気に開放していない閉じた空気通路に循環させて乾燥させるものであるから、生ゴミの縮容化に時間がかかるという問題がある。すなわち生ゴミを攪拌槽でカットしながら加熱するため、大きい生ゴミや硬い生ゴミの処理に時間がかかり、また水分の多い生ゴミでは水の蒸発に長い時間と多大な熱エネルギーが必要で熱効率が悪いからである。

特許文献３のものでは、固液分離器で分離した固形分には水分を多く含んでいるので処理槽で攪拌するだけでは乾燥に時間がかかる。また固形分を大気に開放した処理槽（６１０）で攪拌して堆肥化するから、臭気が大気に放出されることにもなる。

特許文献４のものでは、ディスポーザで粉砕した生ゴミは多量の水を含むから、これを加熱して乾燥するためには多大な熱エネルギーと処理時間が必要である。また乾燥用の空気は大気に放出されるから強い悪臭が出ることにもなる。

この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、乾燥に要する熱量を少なくして熱効率を向上させ、生ゴミの処理時間を短縮でき、悪臭が外へ放出されることがなく、さらに装置全体の小型化が図れる生ゴミの処理方法を提供することを第１の目的とする。また生ゴミ処理装置を提供することを第２の目的とする。

この発明によれば第１の目的は、生ゴミを乾燥し縮容する生ゴミ処理方法であって、予め粉砕された生ゴミと水が混合した混合流動体を固液分離器に投入し、前記混合流動体から固形分を機械的に分離し、流体分を排出する一方、前記固形分を処理槽で攪拌し加熱して水分を蒸発させ、この蒸発した水分を含む空気を処理槽と外気で冷却される結露凝縮器の上部との間をつなぎ大気に開かない閉じた空気循環路に循環させ、前記結露凝縮器で凝縮しその下部に集まった流体分と前記固液分離器から排出される流体分とを悪臭の流出を防ぐトラップとして機能する排液管で合流させ共通の排液口から排出することを特徴とする生ゴミ処理方法、により達成される。

また第２の目的は、生ゴミを乾燥し縮容する生ゴミ処理装置であって、予め粉砕された生ゴミと水とが混合した混合流動体から固形分を機械的に分離し流体分を排出する固液分離器と、分離された固形分を攪拌し加熱して水分を蒸発させる処理槽と、この処理槽で蒸発した水分を含む空気を外気で冷却し水分を凝縮させて流体分をその下部に集める結露凝縮器と、前記処理槽と前記結露凝縮器の上部との間をつなぎ大気に開かない閉じた空気循環路と、前記固液分離器から排出される流体分および前記結露凝縮器で凝縮しその下部に集まった流体分をそれぞれ導いて合流させ共通の排液口から排出し悪臭の排出を防ぐトラップとして機能する排液路と、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。

請求項１に係る発明によれば、ディスポーザなどで予め粉砕した生ゴミと水が混合してスラリー状となった流動体（固形粒子が液体中に混合している流動体）から固液分離器で固形分を機械的に分離し、水分を十分に減らした固形分だけを処理槽で乾燥させるので、多量の水分を含む生ゴミを加熱乾燥する場合に比べて水分の蒸発に必要な熱エネルギーが大幅に減少することになる。このため熱効率の向上が図れる。

また蒸発させる水分量が少ないので処理時間が短縮できる。ここに処理槽で蒸発した水蒸気を含む空気は結露凝縮器との間をつなぐ閉じた空気流路を循環するから、生ゴミの悪臭が大気に放出されることがない。さらに固液分離器で大量の水分を除去した固形分だけを乾燥させるので乾燥のための処理槽の小型化が図れ、その結果装置全体の小型化が図れる。
請求項３に係る発明によれば、請求項１に係る方法の実施に直接使用する生ゴミ処理装置が得られる。

固液分離器に投入するスラリー状の混合流動体は、十分な量の水と共にディスポーザに入れた生ゴミをディスポーザで十分に細かく粉砕したものが望ましい。生ゴミの固形分が十分に細かく粉砕されているので、固形分を処理槽で能率良く攪拌・加熱して処理時間を短縮できるからである（請求項２，４）。

結露凝縮器は複数に分割してもよい。例えば装置全体を筐体に収容し、この筐体の上面（天井面）に傾斜して設けた天井凝縮器と、筐体の背面（後面）などの上下方向の立壁面に（縦方向に）配置した背面（あるいは立壁面）凝縮器とに分割する。

図１は本発明の一実施例である生ゴミ処理装置を正面側から見た斜視図、図２は同じく背面側から見た斜視図である。図３は筐体から結露凝縮器を取外した状態を正面側から見た分解斜視図、図４は同じく左前方から見た分解斜視図、図５は同じく左後方から見た分解斜視図、図６は筐体内の部材配置を示すため斜め前方から見た分解斜視図、図７は内部構造を示す左側断面図、図８は空気循環路と排液路を示す概念図である。

図１〜８において符号１０は略箱状の筐体である。この筐体１０の内側の前下方には処理槽１２が収容され、筐体１０の内側の後上方には固液分離器１４が収容されている。また筐体１０の上面すなわち天井面は天井凝縮器１６で形成され、背面すなわち後面には背面凝縮器１８が取付けられている。

処理槽１２は図６、７に示すように、略楕円筒状のシリンダ２０を持つ。このシリンダ２０は、楕円の長軸を上下方向とし、楕円の短軸を水平とし、前後方向に長い。そしてこのシリンダ２０の後端は後端板２０Ａ（図７）で塞がれ、前端は筐体１０の前面（正面）に開口し、この開口は蓋板２２によって開閉可能である。すなわちこの蓋板２２は、筐体１０の前面に３個のロック金具２４により固定可能である。

シリンダ２０の後面（後端板２０Ａの後面）には減速機２６および電気モータ２８が取付けられている（図７）。モータ２８の回転は減速機２６で減速されて、シリンダ２０内を前後方向に通る回転軸３０を回転駆動する。この回転軸３０には適宜数の撹拌棒（あるいは撹拌羽根）３２が固定されている。このシリンダ２０には後記する固液分離器１４から生ゴミの固形分が投入され、この固形分はこの撹拌棒３２によって攪拌される。またシリンダ２０は電気ヒータ３４（図７、８）により加熱され、この熱で固形分を加熱する。

固液分離器１４は筐体１０の中の後上方に収容される。すなわち処理槽１２の後部上面に取付けられた略巻き貝状のケース３６がこの処理槽１２のシリンダ２０内に開口している。このケース３６の内面の一部は略環状の外枠体３８となっている。外枠体３８の内側には左右方向に水平な回転軸を中心に回転する内側回転体４０が収容されている。外枠体３８はこの内側回転体４０と同心に配設されている。この内側回転体４０は、図７で反時計方向（矢印Ａ方向）に減速機付きモータ４２（図３、６）で回転駆動される。

内側回転体４０は、回転軸方向（左右水平方向）に僅かな間隙をもって積層した多数の環状の薄板で形成される。各薄板は所定間隔ごとに外周方向に突出し、これら薄板を積層した内側回転体４０の外周には外枠体３８の内周面を摺動する複数の突部４４が形成される。

図８において４６は台所の流し台（シンク）であり、この流し台４６にはディスポーザ４８が取付けられる。このディスポーザ４８には、台所の生ゴミが水道水と共に投入され、ここでディスポーザ４８の回転刃（図示せず）により細かく粉砕される。この結果細かい生ゴミと水とが混ざってスラリー状の流動体（混合流動体）となる。このスラリー状の流動体は固液分離器１４に導かれる。

すなわち固液分離器１４のケース３６には、図７に示すように、内側回転体４０の前下方に位置する混合流動体流入口５０が開口する。この流入口５０からケース３６内に入った混合流動体は、内側回転体４０の突部４４によって外枠体３８の内周面に沿って矢印Ａ方向に移送される。この時内側回転体４０の薄板間にできた間隙がフィルタとして機能し、混合流動体に含まれた水分や油などの流体分がこの内側回転体４０の内側（中心側）に流入する。すなわち混合流動体は内側回転体４０によって機械的に能率良く濾過される。

ケース３６の左側面下部には、内側回転体４０の内側（中心側）に開口する流体分排出口５２が設けられている（図７）。内側回転体４０で濾過された流体分はこの流体分排出口５２から排液路となる略Ｕ字状の排液管５４の一方の分岐路に流出する。

固液分離器１４のケース３６は処理槽１２の後上面に上方から開口し、この開口は固形分排出口５６となる。ケース３６内の上方でこの固形分排出口５６に臨む位置にはガイド部材５８が取付けられている。このガイド部材５８は側面視円弧状の薄板を間隙をあけて積層したものであり、その反矢印Ａ側（内側回転体４０の反回転方向側）の先端が内側回転体４０の薄板の間隙に進入している。このため内側回転体４０の回転により、薄板の間隙に入った固形分が、このガイド部材５８の外周面により掘り出され、固形分排出口５４に導かれる。

またこのガイド部材５８の外周面にはこのガイド部材５８と共に絞り部を形成する絞り部材６０が弾接している。この絞り部材６０はその反矢印Ａ側が支点６２で支持され、矢印Ａ側の先端（可動端）がガイド部材５８の外周面にばね（図示せず）により押圧されている。このため内側回転体４０により移送されかつ濾過の過程で内側回転体４０と外枠体３８の間隙に残った固形分は、ガイド部材５８の外周面に案内され絞り部材６０を押し開きながら固形分排出口５６に排出される。固形分はこの時に絞り部材６０により水分（流体分）が絞り出され、水分（液分）が一層減った状態で処理槽１２に落下して入る。

この固形分は処理槽１２で攪拌され加熱されるため水分が蒸発する。水蒸気を多く含む空気は、処理槽１２と結露凝縮器１６、１８との間をつなぐ空気循環路６４（図８）を通って循環する。すなわちこの空気は大気に開かない（閉じた）通路６４を循環する。次にこの空気循環路６４を説明する。

処理槽１２のシリンダ２０の前部上面には、前方から見て右側に空気出口管６６が、左側に空気入口管６８が起立している（図３、４、６参照）。空気出口管６６には送風ファン７０が組込まれている。空気出口管６６と空気入口管６８の上端は天井凝縮器１６の前部下面に接続される。天井凝縮器１６は空気通路が互いに独立している右側の往路天井凝縮器１６Ａと左側の復路天井凝縮器１６Ｂとを一体に形成したものであり（図８）、例えば樹脂ブロー成形で作ることができる。

天井凝縮器１６は前部が高く後部が低くなるように（すなわち背面凝縮器１８に向かって下降するように）傾斜し、ここで凝縮（結露）した液（凝縮水、水分）が背面凝縮器１８に流出し易くしている。天井凝縮器１６には、往路および復路天井凝縮器１６Ａ、１６Ｂの間に、前記固液分離器１４の上部が進入する開口７２が設けられ（図３、４、５、７）、この開口７２は上面化粧カバー７４で塞がれている。天井凝縮器１６の前方には前面化粧カバー７６が取付けられている。

天井凝縮器１６Ａ、１６Ｂの後部下面はＬ型の接続管７８（７８Ａ、７８Ｂ）によって背面凝縮器１８の上部に接続されている。背面凝縮器１８は例えば樹脂ブロー成形で作られ、筐体１０の背面となる金属板１０Ａ（図２、５）に取付けられている。このため背面凝縮器１８は金属板１０Ａへの熱伝達により、冷却効果が向上する。なお背面凝縮器１８には両面に空気通路が形成され、その前面の空気通路は金属板１０Ａに設けた開口部から筐体１０の内側に臨んでいる。

背面凝縮器１８の下部には排液口１８Ａが設けられ、ここに一方向弁８０が縦向きに接続されている。一方向弁８０の下端は前記Ｕ字状の排液管５４の他方の分岐路に接続されている。このため天井凝縮器１６で凝縮した水が背面凝縮器１８に入り、背面凝縮器１８で新たに凝縮した水と合流して、一方向弁８０から排液管５４に流入する。ここに排液口１８Ａは、固液分離器１４の流体分排出口５２より下方に位置している。

排液管５４の一方向弁８０側の分岐路には、筐体１０の左右両側面に開口する管が貫通し、この管の両端がキャップで開閉可能な一対の排液口８２（８２Ａ、８２Ｂ）となっている。この排液管５４は略Ｕ字状であって、固液分離器１４の排液（流体分）の悪臭や処理槽１２から固液分離器１４を通った悪臭が排液口８２に流出するのを防ぐトラップとなっている。

なお固液分離器１４の混合流動体の流入口５０は、ケース３６を筐体１０の左右方向に貫通する管の両端に形成され、この管の両端が筐体１０の左右側面に開口しキャップで開閉可能となっている。このように流入口５０および排液口８２を筐体１０の左右両側面に開口させ、キャップで塞いで開閉可能としたから、筐体１０の設置場所によってディスポーザ４８および下水口に配管し易い方の流入口５０、排液口８２を選択して使用することができ、この生ゴミ処理装置の設置場所を決める時に都合がよい。

次にこの生ゴミ処理装置の動作を説明する。ディスポーザ４８から出るスラリー状の混合流動体は固液分離器１４に入る。混合流動体は外枠体３８と内側回転体４０の間で突部４４により移送され、この間に混合流動体は内側回転体４０で濾過される。固形分はさらに移送されてガイド部材５８の外周に沿って外側へ送られ、この時絞り部材６０との間に挟まれてさらに流体分が絞り出される。流体分は内側回転体４０の内側に流入し、さらに流体分排出口５２からＵ字状の排液管５４に入る。

分離された固形分は固形分排出口５６から処理槽１２のシリンダ２０に入る。ここで固形分は撹拌棒３２によって攪拌されつつヒータ３４により加熱される。このため固形分に含まれる水分が蒸発する。この蒸気を含む空気は送風ファン７０によって空気循環路６４に送られ、往路天井凝縮器１６Ａ、背面凝縮器１８、復路天井凝縮器１６Ｂを通ってシリンダ２０に戻るように循環する。この空気は凝縮器１６、１８で冷却され、その結果水蒸気が凝縮し液体（水）となって背面凝縮器１８の下部に集まる。この液体（水）は一方向弁８０を通ってＵ字状排液管５４に入る。Ｕ字状排液管５４に入ったこの液体は、固液分離器１４から排出された流体分と共に排液口８２から下水口（下水道）に排出される。

処理槽１２のシリンダ２０内で乾燥した固形分は、適当量がたまったら蓋板２２を開き、外へ排出する。この固形分は有機肥料、家畜飼料などとして利用される。なおこの発明で使用する固液分離器は実施例のものに限定されないのは勿論である。

本発明の一実施例を正面側から見た外観斜視図本発明の一実施例を背面側から見た外観斜視図同じく正面側から見た分解斜視図同じく左前方から見た分解斜視図同じく左後方から見た分解斜視図筐体内部の部材配置を左前方から見て示す分解斜視図内部構造を示す左側断面図空気循環路と排液路を示す概念図

符号の説明

１０筐体
１２処理槽
１４固液分離器
１６天井凝縮器
１６Ａ往路天井凝縮器
１６Ｂ復路天井凝縮器
１８背面凝縮器
２０シリンダ
２２蓋板
３２撹拌棒（撹拌羽根）
３４電気ヒータ
３８外枠体
４０内側回転体
４４突部
４８ディスポーザ
５０混合流動体流入口
５２流体分排出口
５４排液管（排液路、トラップ）
５８ガイド部材
６０絞り部材
６４空気循環路
７０送風ファン
８０一方向弁

Claims

生ゴミを乾燥し縮容する生ゴミ処理方法であって、
予め粉砕された生ゴミと水が混合した混合流動体を固液分離器に投入し、前記混合流動体から固形分を機械的に分離し、流体分を排出する一方、前記固形分を処理槽で攪拌し加熱して水分を蒸発させ、この蒸発した水分を含む空気を処理槽と外気で冷却される結露凝縮器の上部との間をつなぎ大気に開かない閉じた空気循環路に循環させ、前記結露凝縮器で凝縮しその下部に集まった流体分と前記固液分離器から排出される流体分とを悪臭の排出を防ぐトラップとして機能する排液管で合流させ共通の排液口から排出することを特徴とする生ゴミ処理方法。
混合流動体は、水と生ゴミをディスポーザで粉砕したものである請求項１の生ゴミ処理方法。
生ゴミを乾燥し縮容する生ゴミ処理装置であって、
予め粉砕された生ゴミと水とが混合した混合流動体から固形分を機械的に分離し流体分を排出する固液分離器と、
分離された固形分を攪拌し加熱して水分を蒸発させる処理槽と、
この処理槽で蒸発した水分を含む空気を外気で冷却し水分を凝縮させて流体分をその下部に集める結露凝縮器と、
前記処理槽と前記結露凝縮器の上部との間をつなぎ大気に開かない閉じた空気循環路と、
前記固液分離器から排出される流体分および前記結露凝縮器で凝縮しその下部に集まった流体分をそれぞれ導いて合流させ共通の排液口から排出し悪臭の排出を防ぐトラップとして機能する排液路と、
を備えることを特徴とする生ゴミ処理装置。
混合流動体は、ディスポーザに投入された生ゴミを水と共に粉砕したものである請求項３の生ゴミ処理装置。