JPH1135386A

JPH1135386A - 生ゴミ粉砕発酵処理装置

Info

Publication number: JPH1135386A
Application number: JP9189391A
Authority: JP
Inventors: Masashi Yamaguchi; 雅司山口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】排水を下水道に排出することなく、装置が大
型化になることがなく、シンプルな構成をもち、生ゴミ
を推肥として再利用でき、搬送路が閉塞したりすること
がなく、発酵処理内容物の水分を長期にわたって迅速、
かつ、正確に検知することでメンテナンスが容易な生ゴ
ミ粉砕発酵処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】制御手段が所定時間電磁弁９を開いて定
流量弁１０によって所定量の水を生ゴミ粉砕手段１に供
給し、前記生ゴミ粉砕手段１で得られた発酵処理内容物
を発酵処理する発酵処理槽４が、含水量検知のための予
測機能と学習機能を備えた生ゴミ粉砕発酵処理装置の構
成とし、チューブ等の搬送手段３が閉塞することがな
く、装置が大型化にならず、発酵処理内容物の水分を長
期にわたって迅速、正確に検知し、微生物分解と堆肥化
の適正な条件を作ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生ゴミを粉砕後、
微生物分解を利用して堆肥化を行う生ゴミ粉砕発酵処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生ゴミを粉砕後、微生物分解を利
用して堆肥化を行う生ゴミ粉砕発酵処理装置は、特開平
５−２２１７６６号公報、特開平４−４０８４号公報に
記載されたものをはじめ、多数の技術が知られている。

【０００３】しかしながら、従来の微生物分解を利用し
て堆肥化を行う生ゴミ粉砕発酵処理装置においては、微
生物として一般土壌菌を主とする細菌類が発酵処理槽の
中で培養されていることが多く、生ゴミ自身のもつ臭気
に加えて発酵分解に伴って悪臭を発生することもあり、
さらには、この発酵処理槽が屋内にあることで衛生面の
問題を生じる可能性もあって、発酵処理槽は屋外設置が
基本にされてきた。したがって、家庭の台所等で発生し
た生ゴミを発酵処理槽が設置してある屋外まで運んだ上
で投入する必要があり、運搬時には汁だれが生じたり、
冬場の屋外への運搬作業はかなりつらく、利便性の点で
問題があった。しかも、夏場には汁だれの腐敗臭により
虫の飛来があって、不快な環境を招来していた。

【０００４】こうした問題を解決するため、使用者に代
わって生ゴミを発酵処理槽まで運搬する搬送手段を別に
設けることが考えられてきた。たとえば、まず、ディス
ポーザーによつて生ゴミを細かく粉砕した後、これを水
の流れにのせて搬送するという粉砕後水流搬送が提案さ
れた。

【０００５】しかし、この方法によってディスポーザー
と生ゴミの発酵処理槽を単純に接続することは、以下に
述べるような理由から非常に難しいものであった。すな
わち、ディスポーザーは台所のシンク排水口下に取り付
けることにより、生ゴミが発生した場所で水を流しなが
ら生ゴミをそのまま粉砕処理できるし、粉砕した生ゴミ
を搬送配管を介して別の場所へ水流搬送することが可能
になるというメリットをもつているが、ディスポーザー
を用いた搬送系では、ディスポーザー内で粉砕された生
ゴミを搬送配管に注ぎ込み、さらに搬送配管内を水にの
せて押し流すために、少なくとも処理すべき生ゴミの２
０倍以上の水量が必要になる。

【０００６】これに対して生ゴミの発酵処理槽の方は、
堆肥化のため微生物を利用した発酵分解を行うという原
理上、最適含水率の範囲を５０〜６０％付近に制限した
ものでなければならない。つまり、発酵処理槽は、生ゴ
ミそのもの、またはこれに水を加えないで粉砕した比較
的水分の少ない粉砕物を処理することが前提の、いわば
乾式のものである。したがつて、もしディスポーザーと
発酵処理槽を単純に接続すると、ディスポーザーを用い
て粉砕した後に、２０倍以上という多量の水によって押
し流した含水率の異常に高い生ゴミを直接処理すること
が必要で、本来の発酵処理に必要な５０〜６０倍以上の
膨大な量のおがくず等の水分調整材と、これを収容する
巨大な発酵処理槽を必要とすることになり、事実上ディ
スポーザーと発酵処理槽の単純な組合せは困難であっ
た。

【０００７】そこで、ディスポーザーを用いて粉砕した
後、多量の水とともに搬送される含水率の非常に高い生
ゴミを発酵処理槽において直接処理するのではなく、水
によって搬送した生ゴミを固液分離機を通して固体分、
すなわち粉砕された生ゴミだけを発酵処理槽に投入する
生ゴミ発酵処理装置（１）が提案された（特開平４−１
８０８８３号公報）。これは生ゴミを搬送した後、固液
分離機を通し固体分、すなわち粉砕された生ゴミだけを
発酵処理槽に投入し、排水はそのまま下水道等へ排出す
るものである。

【０００８】しかし、この排水には高濃度の有機成分が
含まれており、そのまま放流することが難しいため、生
ゴミ発酵処理装置（２）が提案された（「昭和５２年度
集合住宅用新材料・機器システム開発プロジェクト研究
開発委託事業研究成果報告書」家庭用厨芥処理システム
の開発）。この生ゴミ発酵処理装置（２）は、生ゴミ発
酵処理装置（１）と同様、台所で発生した生ゴミをディ
スポーザーを用いて粉砕搬送した後、固液分離機を通し
固体分、すなわち粉砕された生ゴミだけを発酵処理槽に
投入するものであるが、その後の後処理が異なり、固液
分離後の液体分を排水処理槽で処理した後に下水道へ放
流するものである。

【０００９】また、生ゴミ発酵処理装置（１）の発酵速
度を左右する水分を制御する手段として、発酵処理槽内
の温度測定用サーミスタの制御温度、排気ファンの風量
を変化させる方法があった。そして、水分の検知手段と
しては、小型のセラミックヒータとサーミスタを合わせ
た部品、すなわち水分センサーを発酵処理槽内に突き出
し、所定の温度上昇幅の違いにより、水分量を判断する
ものであった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の生ゴミ発酵処理装置（１）においては、装置自体は
小型化されるけれども固液分離後の廃液が高濃度の有機
分を含んでおり、非常に高い下水道負荷をもつものであ
った。そして事実上、下水道への直接の排水は不可能で
あった。

【００１１】また、生ゴミ発酵処理装置（２）において
は、このような廃液の負荷の問題は解決されるものの、
発酵処理槽のほかに排水処理槽を設ける必要があり、装
置の大型化、複雑化によってコストが上昇するという問
題を抱えたものであり、とても家庭用の生ゴミ処理に用
いにくいものであった。また、発酵処理内容物の水分検
知時においては、発酵処理槽内に突き出た水分センサー
部への発酵処理内容物の固着を防止するために、撹拌羽
根に専用のゴムを取り付ける必要があった。また、水分
センサー付近では、発酵処理内容物の堆積状況によりセ
ンサーと接触しない場合が頻繁に発生するため、検知精
度を上げるには数多く測定した結果から判断させる必要
があった。

【００１２】本発明はこれら従来の問題に留意し、排水
を下水道に排出することなく、装置が大型化になること
がなく、シンプルな構成をもち、生ゴミを堆肥として再
利用でき、搬送路が閉塞したりすることがなく、発酵処
理内容物の水分を長期にわたって迅速、かつ、正確に検
知することでメンテナンスが容易な生ゴミ粉砕発酵処理
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の生ゴミ粉砕発酵処理装置は、生ゴミ粉砕手
段に供給する水量を調節する電磁弁および定流量弁と、
電磁弁を制御する制御手段を備え、水供給時には制御手
段が所定時間電磁弁を開いて定流量弁によって所定量の
水を生ゴミ粉砕手段に供給し、前記生ゴミ粉砕手段で得
られた発酵処理内容物を発酵処理する発酵処理槽は、含
水量検知のための予測機能と学習機能を備えた構成とす
る。

【００１４】本発明によれば、排水を下水道等に排出す
ることがなく、装置が大型になることがなく、シンプル
な構成をもち、生ゴミを堆肥として再利用でき、内部に
残査が残って悪臭を発生したり搬送路が閉塞することが
なく、発酵処理内容物の水分を長期にわたって迅速、か
つ、正確に検知することができ、常に発酵処理速度を大
きく保ち、メンテナンスが容易な生ゴミ粉砕発酵処理装
置を実現することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、生ゴミを少量の水とともに粉砕して高粘度生ゴミ粉
砕物にする生ゴミ粉砕手段と、前記高粘度生ゴミ粉砕物
を発酵処理して堆肥化する発酵処理槽と、前記高粘度生
ゴミ粉砕物を生ゴミ粉砕手段より発酵処理槽に送るため
の搬送路と、前記搬送路における前記高粘度生ゴミ粉砕
物を圧送する圧送手段と、前記生ゴミ粉砕手段に供給す
る水量を調節する電磁弁および定流量弁と、前記電磁弁
を制御する制御手段と、水供給時には前記制御手段が所
定時間前記電磁弁を開いて定流量弁によって所定量の水
を前記生ゴミ粉砕手段に供給する手段を備え、前記発酵
処理槽においては、処理内容物の水分量を調節する手段
として水分量の予測機能と学習機能を備えている生ゴミ
粉砕発酵処理装置であり、簡単に、かつ、正確に生ゴミ
粉砕手段に供給する水量を制御することができるという
作用を有する。

【００１６】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の生ゴミ粉砕発酵処理装置において、発酵処理
槽は、発酵処理内容物の水分検知する手段として、熱伝
導率の大きい材料で形成され、その槽の外側に設けられ
て加熱用ヒータと加熱ヒータ自身の温度を制御するサー
ミスタと、槽内上部空気温度を測定するサーミスタを備
えた構成としたものであり、発酵処理内容物の加熱用ヒ
ータとサーミスタが共用でき、水分検知のために新たに
部品を追加する必要がなく、発酵処理槽内における必要
な水分蒸発量を最小限の範囲にすることができるという
作用を有する。

【００１７】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２に記載の生ゴミ粉砕発酵処理装置において、発酵処理
内容物の水分検知する手段は、ある温度から加熱用ヒー
タを通電し、所定時間後の温度上昇幅の違いにより、発
酵処理内容物の水分量を過少、適量、過多に分類して判
断する機能を備えた構成としたものであり、発酵処理内
容物の水分量を投入される生ゴミと水の量に影響を受け
ることなく微調整でコントロールすることができるとい
う作用を有する。

【００１８】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
３に記載の生ゴミ粉砕発酵処理装置において、発酵処理
内容物の水分検知する手段は、所定時間後の温度上昇幅
と槽内上部空気温度を測定するサーミスタの温度の影響
を考慮して補正した水分の換算表をもとに水分量を判断
するようにしたものであり、発酵処理槽周辺の外気温度
の変化に影響されることなく、発酵処理内容物の水分量
を検知判断することができるという作用を有する。

【００１９】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
３または４に記載の生ゴミ粉砕発酵処理装置において、
発酵処理内容物の水分検知する手段は、一定時間毎に検
知を行い、水分量が過多あるいは過少と判断する頻度が
多い場合には所定の水分制御運転条件を変更する学習機
能を備えた構成としたものであり、発酵処理槽への投入
負荷である発酵処理内容物が連日多い場合や少ない場合
にも柔軟に対応し、最適な水分蒸発速度を得ることがで
きるという作用を有する。

【００２０】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
３〜５のいずれかに記載の生ゴミ粉砕発酵処理装置にお
いて、発酵処理内容物の水分検知する手段は、判断され
た水分量が目視により判断される水分量と異なる場合に
は、手動により請求項４に記載の換算表を補正する水分
検知の学習機能を備えた構成としたものであり、長期間
にわたる使用に伴い発酵処理内容物の比熱や熱伝導性等
の熱力学的性質が変化した場合でも、十分、かつ、容易
に対応できるという作用を有する。

【００２１】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１記載の生ゴミ粉砕発酵処理装置において、制御手段
は、発酵処理内容物の水分制御のための運転条件操作と
して、ヒータ温度、発酵処理内容物を撹拌するためのモ
ータ運転時間と頻度、排気ファンの運転時間と頻度を制
御するようにしたものであり、適正な水分制御が行われ
るとともに、発酵処理に必要な温度と酸素をバランスよ
く供給することができるという作用を有する。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して説明する。（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１の生ゴ
ミ粉砕発酵処理装置の全体構成図、図２（ａ）は、同生
ゴミ粉砕発酵処理装置における発酵処理槽の縦横断面
図、図２（ｂ）は、同発酵処理槽の縦正面断面図、図３
は、同生ゴミ粉砕発酵処理装置の制御ブロック図、図４
は同生ゴミ粉砕発酵処理装置の水分検知手段に利用する
マイコンに内蔵された水分換算表を示す図である。

【００２３】図１に示すように、生ゴミ粉砕発酵処理装
置は主要な構成部として生ゴミ粉砕手段１と、圧送手段
２と、搬送手段３と、発酵処理槽４を備えている。

【００２４】前記生ゴミ粉砕手段１は、台所流し台シン
ク下にとりつけられ、投入された生ゴミを粉砕すること
ができるミキサー類似のもので、少量の水を混入させる
だけで粉砕と搬送を可能としている。

【００２５】圧送手段２は、スクイズポンプよりなり、
高粘度生ゴミ粉砕物を搬送手段３に押し込み、次々と圧
送する。

【００２６】搬送手段３は、圧送手段２と発酵処理槽４
間に設けられ、内径１０ｍｍで、繋ぎ目のない可撓性で
ポリエチレン製のチューブよりなっている。そして、内
部の内壁面の表面粗さ（ε／Ｄ）が０．００３より小さ
く設定されている。ただし、εは内壁面の表面の粗さを
示す微小凹凸高さ、Ｄはチューブの代表寸法（円形チュ
ーブの場合内径寸法）である。なお、この代表寸法はチ
ューブの断面積の４倍を内周長さで割ったものである。
本実施の形態１においては、１日当たり１Ｋｇ程度の生
ゴミを処理する家庭用の生ゴミ粉砕発酵処理装置を想定
して内径１０ｍｍを選択しているが、この内径は後述す
るように５ｍｍ以上が適当で、さらには５ｍｍ〜２０ｍ
ｍの範囲が好ましい。また、材質はポリエチレンのほ
か、ポリ４フッ化エチレン、ポリアミド等の樹脂でもよ
く、同様の作用が期待できるものである。これらの樹脂
でチューブを製造すると、可撓性を与えるとともに、内
壁面の表面粗さ（ε／Ｄ）が０．００３より小さくする
のは容易である。

【００２７】発酵処理槽４は、内部でバチルス属を中心
とした好気性好熱バクテリア等の微生物を培養し、前記
微生物により生ゴミを分解して堆肥化する。そして、屋
外等に配置される。なお、生ゴミ粉砕手段１および圧送
手段２は屋内に配置される。

【００２８】次に、前記生ゴミ粉砕手段１に関して詳細
な説明を行う。この生ゴミ粉砕手段１は上部投入口から
投入された生ゴミを粉砕して高粘度生ゴミ粉砕物にする
可動刃５を内部に回転自在に設けている。この可動刃５
は刃が２段に設けられ、各４枚刃を有する。そしてモー
タ６で回転させられる。なお、モータ６は後述するよう
に、制御手段２１によって制御される。生ゴミ粉砕手段
１の容器の内壁面における可動刃５と対向した位置には
突起よりなる固定刃７を設けている。この固定刃７は、
可動刃５が左右どちらに回転してもよいように、二等辺
三角形状に形成されている。

【００２９】本実施の形態１においては、第１ステップ
としてモータ６に断続通電することにより可動刃５を寸
動し、生ゴミに振動を与え固定刃７と可動刃５の間に落
下させると同時に生ゴミを粗く粉砕する。次いで第２ス
テップとしてモータ６への通電を連続とすることによ
り、生ゴミをその細かな粒子までの粉砕を行う。なお、
固定刃７を特に設けなくても粉砕することは可能であ
る。

【００３０】また、発酵処理槽４は水道水を加える水注
入口８を備え、注水により生ゴミの粉砕を行うときの容
易化を図るとともに、粘度調整を図るようにしている。
この注水系には電磁弁９と定流量弁１０を設けてあり、
電磁弁９は水注入口８に流す水道水の量を制御し、定流
量弁１０は注入する水量が水圧によらず一定量になるよ
うに機能する。

【００３１】図中の１１は粉砕された高粘度生ゴミ粉砕
物を搬送部に送り出す生ゴミ排出口、１２は下水道接続
排水管、１７は発酵処理槽４部に設けた排気ファン、１
８は排気路、１９は逆流防止弁である。

【００３２】このように本実施の形態１における生ゴミ
粉砕手段１は、通常のディスポーザーのように粉砕すべ
き生ゴミを水流で押し流して粉砕部に移送したり、粉砕
後の生ゴミを水の流れにのせて送り出すのではなく、モ
ータ６に断続通電することにより可動刃５を寸動し生ゴ
ミに振動を与え底部に落下させ、少量の水を含ませて高
粘度の粉砕物にすることによって搬送するものである。
そして生ゴミ粉砕手段１は、１日当たり生ゴミ１Ｋｇを
処理できる程度の粉砕能力を備えており、家庭の生ゴミ
処理に適している。

【００３３】次に図１および図２（ａ）（ｂ）を用い
て、本実施の形態１の生ゴミ粉砕発酵処理装置の発酵処
理槽４に関して説明する。

【００３４】図２に示すように、発酵処理槽４における
処理槽２０内には生ゴミ水分調整材１３が充填される。
この生ゴミ水分調整材１３は、搬送手段３から送られた
高粘度生ゴミ粉砕物と混合され、その高粘度生ゴミ粉砕
物は発酵処理により分解する。

【００３５】また、生ゴミ水分調整材１３は、おがくず
や木質チップ等が適当であって、これは高粘度生ゴミ粉
砕物中の水分を調整する作用の外、好気性好熱バクテリ
ア等に代表される発酵のための微生物を生息させる微生
物担体の作用を有している。

【００３６】処理槽２０内には、生ゴミ水分調整材１３
と高粘度生ゴミ粉砕物を撹拌し、均一な状態にまで混合
させる攪拌羽根１４を設けている。この攪拌羽根１４に
は、回転軸から複数枚の羽根を立設してあり、羽根の先
端には危険防止のための丸みが付けられている。また、
攪拌羽根１４はその回転軸の一方端にスプロケットを設
けてあり、攪拌モータ１５によりチェーンを介して回転
駆動できるようになっている。

【００３７】処理槽２０の底には加熱手段１６を貼着し
ている。加熱手段１６は電熱線を均一に分布させた電熱
面ヒータであって、図示しない温度センサによって検出
した温度に対応して、処理槽２０の内部の温度を好気性
好熱微生物の生息に適した温度にコントロールするとと
もに、生ゴミ粉砕手段１から送られてきた高粘度生ゴミ
粉砕物によって含水率が一時的に高くなったときや、洗
浄水が流れ込んできたときには、水分を蒸発させ内部の
含水率を発酵処理に適した状態にする。

【００３８】また、処理槽２０の上部には排気ファン１
７を取り付けている。この排気ファン１７は処理槽２０
の内部の空気を排気することにより、交換的に高粘度生
ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３の混合物に新鮮な空
気を取り込み、処理槽２０内が好気条件を保つようにす
る。前記排気ファン１７は、臭気と水蒸気、二酸化炭素
を含む空気を排気路１８を介して下水配管に排気する。
前記下水配管内が高い正圧となつたとき、臭気は逆流防
止弁１９で逆流するのを防止されるようになっている。
本実施の形態１における発酵処理槽４は、１日当たり生
ゴミ１Ｋｇの発酵処理ができる家庭用の生ゴミ処理に適
したものである。

【００３９】次に、本実施の形態１の制御装置について
説明する。図３に示すように制御装置は、マイクロコン
ピュータ、メモリから構成される制御手段２１と、生ゴ
ミ粉砕手段１のモータ６を駆動する粉砕モータ駆動手段
２２と、スクイズポンプ等の圧送手段２のモータを駆動
する圧送モータ駆動手段２３と、発酵処理槽４の攪拌モ
ータ１５を駆動する攪拌モータ駆動手段２４と、加熱手
段１６の加熱駆動手段２５と、排気ファン１７のファン
駆動手段２６と、電磁弁９の電磁弁駆動手段２７と、タ
イマー２８を備えており、前記粉砕モータ駆動手段２２
と、圧送モータ駆動手段２３と、攪拌モータ駆動手段２
４と、加熱駆動手段２５と、ファン駆動手段２６と、電
磁弁駆動手段２７は制御手段２１で制御されるようにな
っている。

【００４０】はじめに生ゴミ粉砕手段１に供給する少量
の水量を調節する制御装置について説明する。

【００４１】動作スイッチからの入力信号で制御手段２
１が電磁弁駆動手段２７を駆動させ、電磁弁９を解放す
る。すると電磁弁９を通って水が定流量弁１０に送られ
る。定流量弁１０は付勢された弁体をもち、入口側の圧
力が変動しても常に一定の流量を吐出するものであるか
ら、電磁弁駆動手段２７を動作させる時間を制御すれば
必要量の水を供給できる。

【００４２】ところで制御手段２１は電磁弁駆動手段２
７を駆動させると同時に、タイマー２８に計時を開始さ
せている。タイマー２８が制御手段２１にメモリされて
いる供給流量に見合った所定の時間をカウントすると、
制御手段２１が電磁弁駆動手段２７の駆動を停止させ
る。定流量弁１０からは、粉砕時には所定の少量の水が
生ゴミ粉砕手段１に供給されることになる。この水量と
して、生ゴミ重量の０．２倍〜１．０倍の水量を供給す
るのが、生ゴミを搬送できる適度の粘度を与え、同時に
発酵処理槽４内の微生物の生息に適した含水率とするこ
とができるので適当である。

【００４３】また、制御手段２１は、モータ６を駆動す
る動作スイッチの入力を起点とした生ゴミの粉砕と搬送
が完全に行われる所定時間をタイマー２８にカウントさ
せているが、これが経過すると洗浄のため再び電磁弁駆
動手段２７を駆動させて電磁弁９を開く。タイマー２８
は洗浄時の流量に見合った所定の時間カウントし、これ
を受けて定流量弁１０からは必要量の洗浄水が生ゴミ粉
砕手段１に注がれる。

【００４４】所定時間が経過すると制御手段２１は電磁
弁９を再び閉鎖する。この洗浄水は、スクイズポンプ等
の圧送手段２、チューブ等の搬送手段３の搬送系総体積
の０．１〜２．０倍の水量を供給するのが、発酵処理槽
４内に水分をあまり送らず、残査を残さないで洗い流す
最適流量である。

【００４５】そこで、本発明の実施の形態１の生ゴミ粉
砕発酵処理装置の一連の動作の説明をする。

【００４６】まず、使用者が生ゴミ粉砕手段１に生ゴミ
を投入し動作スイッチをオンにすると、制御手段２１は
タイマー２８からの時間を参照して電磁弁９の電磁弁駆
動手段２７を動作させる。すると水注入口８から水道水
が定流量弁１０を介して所定量注入される。これと同時
に制御手段２１は攪拌モータ駆動手段２４を駆動させて
可動刃５の回転を開始させ、粉砕が始まる。そして制御
手段２１はタイマー２８により一定時間生ゴミを十分に
細かくなるまで粉砕させる。粉砕開始後、一定時間が経
過すると、制御手段２１は圧送モータ駆動手段２３を駆
動し、スクイズポンプ等の圧送手段２によって粉砕され
た高粘度生ゴミ粉砕物をチューブ等の搬送手段３へと送
り出させる。なお、圧送時は生ゴミ粉砕手段１のモータ
６の運転は停止せず、制御手段２１は可動刃５を回転さ
せたまま圧送手段２を運転させるのが適当である。とい
うのは、可動刃５の回転によって粉砕物が不必要に分離
したり、沈降したりするのを防ぐことができ、均質な粉
砕物として効率よく搬送することが可能となるからであ
る。

【００４７】圧送手段２の運転開始と同時に、制御手段
２１は攪拌モータ駆動手段２４を動作させ、発酵処理槽
４の攪拌羽根１４の回転を開始させる。これによって圧
送手段２が送り出した高粘度生ゴミ粉砕物は、処理槽２
０内に装填された生ゴミ水分調整材１３と十分に混合さ
れることとなる。生ゴミの粉砕と搬送が完全に行われる
所定の時間が経過すると、制御手段２１は生ゴミ粉砕手
段１の可動刃５、圧送手段２の運転をいったん停止させ
て、引き続いて洗浄動作に入る。

【００４８】この洗浄動作について説明する。生ゴミ粉
砕手段１内部、圧送手段２であるスクイズポンプ内部、
搬送手段３であるチューブ内部には、生ゴミ搬送後に多
くのりの残査が残る。特に生ゴミ粉砕手段１内部には粉
砕した生ゴミの飛散によってかなりの付着物が残るもの
である。この残査をそのままにしておくと細菌類の作用
によって腐敗させられ、悪臭の元になるとともにスカム
として固着堆積し、環境の悪化と運転不能を招くのであ
る。そこでこの付着残査を洗浄する必要があるわけであ
る。制御手段２１はこの残査を洗浄するため電磁弁駆動
手段２７を駆動し、いったん水注入口８を開いて生ゴミ
粉砕手段１の粉砕部空間体積の０．１〜０．２倍のわず
かな水を注入する。水の注入と同時に、制御手段２１は
所定時間、回転刃５を動作させ、飛散した粉砕物を十分
に洗い落とさせる。この洗い落としによって付着物がな
くなったところで、制御手段２１はスクイズポンプを動
作させ、洗浄水をチューブへと送る。洗浄水はスクイズ
ポンプとチューブの内部を洗浄するが、この洗浄水は粘
度が低く固形分を含むため、先に説明したように連続流
が形成されにくく、チューブ内を十分に洗浄することが
できない。また、これにより発酵処理槽４までの十分な
搬送も行われない。そこでチューブの洗浄と発酵処理槽
４までの洗浄水の搬送を行うために、制御手段２１は再
び水注入口８を開いて、今度はスクイズポンプ、チュー
ブの搬送系の総体積の０．１〜２．０倍の水を注入す
る。続いて制御手段２１はスクイズポンプを動作させ、
スクイズポンプとチューブの内部を洗い流させる。この
ときのスクイズポンプの回転数は、高粘度生ゴミ粉砕物
を圧送したときより上げることが望ましい。というの
は、洗浄水は粘度が低いが、回転数、すなわち搬送速度
を上げることにより連続流を生成することができる。ま
た、高速で送れば送るほど洗浄効果が上がるからであ
る。

【００４９】洗浄水は生ゴミ粉砕物よりはるかに粘度が
低く、また、第一回目の洗浄でスクイズポンプ内部まで
の洗浄は行われているため固形分も少なく、モータ負荷
を増大することなしに回転数を上げ、強力に圧送して洗
浄することが可能である。これら一連の洗浄動作に用い
られる水量は、実施の形態１においては生ゴミ重量のお
おむね０．５〜１．０倍であり、従来のディスポーザー
による粉砕後の洗浄が生ゴミ重量の２０倍以上の水量で
行われたのと著しく異なるところである。

【００５０】続いて本発明の特徴である発酵処理槽４に
おける発酵処理内容物の水分調節に関する内容を中心
に、制御手段２１がどのように制御するか詳細に説明す
る。

【００５１】発酵処理槽４における処理槽２０には加熱
手段１６が設けられている。制御手段２１は加熱駆動手
段２５を動作させて、この加熱手段１６を５０℃〜９０
℃の範囲の所定の温度になるように制御する。槽内温度
は図示しない温度センサによって常に監視することがで
きるものである。また、処理槽２０の中には十分な空気
を供給して槽内を好気条件に保ち、同時に、加熱手段１
６の熱と発酵熱によって発生する水蒸気を装置外に排出
する攪拌羽根１４と排気ファン１７が設けられている。
制御手段２１は、槽内の過剰水分を除去する必要量を水
分検知手段により把握し、加熱手段１６と撹拌羽根１７
を制御している。制御手段２１の制御によって、おがく
ず等の生ゴミ水分調整材１３と混合された高粘度生ゴミ
粉砕物は、生ゴミ水分調整材１３に生息するバチルス属
を中心とした好気性好熱バクテリア等の微生物によって
速やかに分解され、水、炭酸ガス、アンモニア、その他
無機物と難分解性の有機残査に変化する。この発生した
気体成分は、水蒸気とともに排気ファン１７によって下
水管へと排出される。そして処理槽２０の中には、分解
により安定化された有機物である堆肥が生成される。

【００５２】ところで、発酵処理槽４は微生物を用いた
処理を行うという原理上、微生物の生息に適した環境が
必要で、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３を含めた
発酵処理内容物の水分容積比と固体容積比をバランスよ
く制御する必要がある。なお、水分容積比は、発酵処理
内容物の見かけの容積内に占める水の容積の割合のこと
で、固体容積比は適量の水分を含んでいる発酵処理内容
物の見かけの容積内に占める発酵処理内容物を乾燥させ
たときの真の固体容積の割合のことである。すなわち、
水分容積比と固体容積比を１００％から差し引いた値が
空隙率となる。

【００５３】そして、本実施の形態１の発酵処理槽４に
おいては、まだ生ゴミが投入されていない生ゴミ水分調
整材１３の容積が約２０Ｌであり、その固体容積比は１
０〜２０％である。このとき、望ましい水分容積比は２
０〜３０％の範囲に保つ必要がある。

【００５４】水分容積比がこの範囲を下回ると微生物の
生物活動に必要な水分が不足し、ひいては発酵速度の低
下を招くことになる。そして逆に水分量がこの範囲を上
回ると処理内容物の空隙率が減少し、通気性が悪くなる
ため、撹拌によって供給されるべき酸素が不足し、発酵
処理槽４内が嫌気化し嫌気性の微生物が繁殖して強い臭
気が発生するようになるとともに、発酵速度が低下す
る。

【００５５】また、本実施の形態１では、水分容積比を
測定するセンサとして温度センサを、温度センサ部に温
度変化を与える手段として発酵処理内容物を加熱するた
めのヒータを、ヒータから発生する熱を効率よく伝える
熱媒体処理槽材料としてステンレスを用いており、あら
かじめ調べておいた水分容積比と温度センサ部の一定時
間経過後の温度上昇幅との関係を表した図４の水分換算
表の中の実線部分で区切られた領域で、水分の適正量を
判断している。水分量の検知を開始するときは、そのと
きの温度センサ部の温度と加熱駆動手段２５が１０秒か
ら２分の範囲で定められた時間働いた後の温度センサ部
の温度上昇幅を図４の中にプロットし、そのプロットさ
れた点がｓ水分量の過少、適正、過多のどの範囲に入る
かで撹拌モータの運転時間と頻度、ヒータ温度、排気フ
ァンの運転時間と頻度を３種類の組合せ条件で制御する
ようになっている。

【００５６】このように本実施の形態１の生ゴミ粉砕発
酵処理装置は、発酵処理槽４における処理槽２０内の環
境を制御手段２１によって水分容積比は２０〜３０％の
範囲に、温度を５０〜９０℃の範囲で適宜上下させなが
らコントロールできるから、最適な発酵処理を実現する
ことができるものである。

【００５７】また、発酵処理槽４に投入されてくる生ゴ
ミ粉砕水量は、各家庭や使用の時間帯、季節により大き
く変動するとともに、同一運転条件であっても発酵処理
槽４からの水分蒸発速度も違ってくる。したがって通常
は、水分量は適正量と検知される場合が多く、一日のう
ちの大半は水分適正時の運転条件で制御手段２１が運転
している場合多いが、投入条件や外気温度、外気相対湿
度の影響により、水分量が過少かもしくは過多と判断す
る頻度が増えてくる。そのような場合には、あらかじめ
現在の運転条件が終了し、次の水分検知のときも、水分
量は過少もしくは過多と判断されると予測し、水分過少
時は水分蒸発速度がより小さくなるように、水分過多時
は水分蒸発速度がより大きくなるように、水分蒸発運転
条件を変更するようになっている。

【００５８】具体的には、ヒータ温度を５０〜９０℃、
発酵処理内容物を撹拌するためのモータ運転時間を１５
秒〜１分、頻度を１０分に１回、排気ファンの運転時間
を５秒〜連続と１分に１回の範囲で制御している。それ
でも、水分検知手段による判断が水分量が過多と判断す
る頻度が多い場合には、ヒータ温度を５〜２０℃アッ
プ、撹拌頻度を２〜４倍、排気ファンによる総排気量を
２〜３倍程度に水分制御運転条件を変更する学習機能を
有し、過少と判断する頻度が多い場合についても、ヒー
タ温度を５〜２０℃ダウン、撹拌頻度を０．５倍、排気
ファンによる総排気量を０．５倍程度までに水分制御運
転条件を変更する学習機能を有している。

【００５９】さらに粉砕生ゴミの投入を始めてから３〜
６ヵ月経過した後の生ゴミ水分調整材１３と生成した堆
肥と未分解の生ゴミを合わせた発酵処理内容物の乾燥固
体容積比は、槽全体の平均で２０〜６０％、１平方セン
チメートル当たりのミクロ部分に区切って見ると、１０
〜９０％の範囲となる。したがって、微生物による発酵
処理に必要な水分容積比と空隙率は固体容積比の変化の
影響を受けることになる。このような場合には、判断さ
れた水分量が定期的に目視による判断される水分量と異
なることが起こるため、手動スイッチにより水分換算表
を補正する仕組みになっている。

【００６０】具体的には生ゴミ発酵処理内容物水分量が
適正と判断されて運転しているときの生ゴミ発酵処理内
容物表面が目視で乾燥ぎみであれば、乾燥スイッチを押
すことで、図４の水分換算表に示す実線部分が下の方へ
１℃分移動するようになっている。同様に生ゴミ発酵処
理内容物水分量が適正と判断されて運転しているときの
生ゴミ発酵処理内容物表面が目視で濡れすぎているよう
であれば、湿潤スイッチを押すことで、図４の水分換算
表に示す実線部分が上の方へ１℃分移動するようになっ
ている。また、これらの手動スイッチによる水分換算表
の補正をどちらか一方へ２回実施した後であっても、目
視によって水分量が補正した側で適正でないと判断され
る場合は、水分調整材の寿命と判断することになってい
る。

【００６１】本実施の形態１では、このような学習機能
の他、発酵処理槽４の運転開始から水分調整材の寿命に
至るまでの水分制御運転条件と外気温度の履歴を制御手
段２１に記憶させておき、次回からの運転に活用できる
学習機能も有している。すなわち、水分蒸発量は外気温
度水分制御運転条件とに相関性があることから、前回の
運転期間中の外気温度の推移と水分制御運転条件によ
り、次回の外気温度の推移と水蒸気の必要量を算出し、
図４の水分換算表の補正を自動で行うようになってい
る。

【００６２】本発明において最も慎重に研究されたの
は、水は必要だが過剰に入れてはならず、しかも限られ
た時間内に好気性好熱微生物を損なうことなく確実に所
定の範囲内に水分コントロールするとともに、日々変化
する生ゴミ発酵処理内容物の比熱特性を補正するための
学習機能を付与し、発酵処理にしなければならないとい
う互いに相反することを実現させるにはどうすればよい
かということである。

【００６３】以上の説明から分かるように、本実施の形
態１は次のような作用効果を奏するものである。生ゴミ
粉砕手段１と発酵処理槽４を組み合わせて生ゴミ粉砕発
酵処理装置を実現するためには、生ゴミの粉砕と圧送に
必要な水量と、生ゴミと生ゴミ水分調整材１３の含水率
を微妙にコントロールしなければ実現が不能である。

【００６４】本実施の形態１の電磁弁９と定流量弁１０
と制御手段２１は、タイマー２８によるタイマー制御に
よって簡単、かつ、精緻な制御を行うことができ、生ゴ
ミ粉砕物の粘度を１００００ｃｐから１０００ｃｐの範
囲にして搬送路閉塞を防ぎ、圧送効果を上げることがで
きる。また、発酵処理槽４では過分の水が送られてくる
と、内部に生息している微生物の活性度が低下してしま
うが、タイマー制御によって正確な水量が送り込まれ、
これによって発酵処理槽４内の含水率を加熱手段１６や
排気ファン１７の微調整でコントロールできる範囲にす
ることができ、発酵処理槽４内の生ゴミ粉砕物と生ゴミ
水分調整材１３の含水率を、微生物が最も活性化する水
分容積率と空隙率のバランスを適確に制御することを可
能にするものである。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、排水を下水道等に排出
することがなく、装置が大型になることがなく、シンプ
ルな構成をもち、生ゴミを堆肥として再利用でき、メン
テナンスが容易な生ゴミ粉砕発酵処理装置とすることが
できる。

【００６６】そして、生ゴミ粉砕手段と発酵処理槽を組
み合わせて生ゴミ粉砕発酵処理装置を実現するために
は、生ゴミと圧送に必要な水量と、生ゴミと生ゴミ水分
調整材の含水率を微妙にコントロールしなければ実現が
不能であるが、本発明はタイマー制御によって簡単に、
かつ、精緻な制御を行うことができ、生ゴミ粉砕物の粘
度を所定の範囲にして搬送路閉塞を防ぎ、圧送効率を上
げることができる。また、発酵処理槽内の含水率を微調
整可能な所定の範囲に制御し、微生物が最も活性化する
所定の範囲に正確に制御することを可能にするものであ
る。

【００６７】また、生ゴミを自動的に搬送できるから、
使用者が屋外に置かれた発酵処理槽まで運搬する手間が
省ける。そして搬送路が可撓性であるから、生ゴミ粉砕
物が搬送路を閉塞することがなく、勾配、立地上等の設
置の自由度がきわめて高く、設置の際の工事が著しく簡
単になるものである。また、水分検知のために新たに部
品を追加する必要がなく、発酵処理槽内における必要な
水分蒸発量を最小限の範囲にすることができる。

【００６８】また、発酵処理内容物の水分量を投入され
る生ゴミと水の量に影響を受けることなく微調整でコン
トロールすることができる。また、処理槽周辺の外気温
度の変化に影響されることなく、発酵処理内容物の水分
量を判断検知することができる。また、長期間にわたる
使用に伴い処理内容物の比熱や熱伝導性等の熱力学的性
質が変化した場合でも、十分、かつ、容易に対応するこ
とができる。また、適正な水分制御が行われるととも
に、発酵処理に必要な温度と酸素をバランスよく供給す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の生ゴミ粉砕発酵処理装
置の全体構成図

【図２】（ａ）は、同生ゴミ粉砕発酵処理装置における
発酵処理槽の縦横断面図（ｂ）は、同発酵処理槽の縦正面断面図

【図３】同生ゴミ粉砕発酵処理装置の制御ブロック図

【図４】同生ゴミ粉砕発酵処理装置の水分検知手段に利
用するマイコンに内蔵された水分換算表を示す図

【符号の説明】

１生ゴミ粉砕手段２圧送手段（スクイズポンプ）３搬送手段（チューブ）４発酵処理槽５可動刃６モータ７固定刃８水注入口９電磁弁１０定流量弁１１生ゴミ排出口１２下水道接続排水管１３生ゴミ水分調整材１４攪拌羽根１５攪拌モータ１６加熱手段１７排気ファン１８排気路１９逆流防止弁２０処理槽２１制御手段２２粉砕モータ駆動手段２３圧送モータ駆動手段２４攪拌モータ駆動手段２５加熱駆動手段２６ファン駆動手段２７電磁弁駆動手段２８タイマー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生ゴミを少量の水とともに粉砕して高粘度
生ゴミ粉砕物にする生ゴミ粉砕手段と、前記高粘度生ゴ
ミ粉砕物を発酵処理して堆肥化する発酵処理槽と、前記
高粘度生ゴミ粉砕物を生ゴミ粉砕手段より発酵処理槽に
送るための搬送路と、前記搬送路における前記高粘度生
ゴミ粉砕物を圧送する圧送手段と、前記生ゴミ粉砕手段
に供給する水量を調節する電磁弁および定流量弁と、前
記電磁弁を制御する制御手段と、水供給時には前記制御
手段が所定時間前記電磁弁を開いて定流量弁によって所
定量の水を前記生ゴミ粉砕手段に供給する手段を備え、
前記発酵処理槽においては、処理内容物の水分量を調節
する手段として水分量の予測機能と学習機能を備えてい
ることを特徴とする生ゴミ粉砕発酵処理装置。
【請求項２】発酵処理槽は、発酵処理内容物の水分検知
する手段として、熱伝導率の大きい材料で形成され、そ
の槽の外側に設けられて加熱用ヒータと加熱ヒータ自身
の温度を制御するサーミスタと、槽内上部空気温度を測
定するサーミスタを備えたことを特徴とする請求項１記
載の生ゴミ粉砕発酵処理装置。
【請求項３】発酵処理内容物の水分検知する手段は、あ
る温度から加熱用ヒータを通電し、所定時間後の温度上
昇幅の違いにより、発酵処理内容物の水分量を過少、適
量、過多に分類して判断する機能を備えることを特徴と
する請求項２記載の生ゴミ粉砕発酵処理装置。
【請求項４】発酵処理内容物の水分検知する手段は、所
定時間後の温度上昇幅と槽内上部空気温度を測定するサ
ーミスタの温度の影響を考慮して補正した水分の換算表
をもとに水分量を判断することを特徴とする請求項３記
載の生ゴミ粉砕発酵処理装置。
【請求項５】発酵処理内容物の水分検知する手段は、一
定時間毎に検知を行い、水分量が過多あるいは過少と判
断する頻度が多い場合には所定の水分制御運転条件を変
更する学習機能を備えたことを特徴とする請求項３また
は４記載の生ゴミ粉砕発酵処理装置。
【請求項６】発酵処理内容物の水分検知する手段は、判
断された水分量が目視により判断される水分量と異なる
場合には、手動により請求項４に記載の換算表を補正す
る水分検知の学習機能を備えたことを特徴とする請求項
３〜５のいずれかに記載の生ゴミ粉砕発酵処理装置。
【請求項７】制御手段は、発酵処理内容物の水分制御の
ための運転条件操作として、ヒータ温度、発酵処理内容
物を撹拌するためのモータ運転時間と頻度、排気ファン
の運転時間と頻度を制御することを特徴とする請求項１
記載の生ゴミ粉砕発酵処理装置。