WO2011122313A1 - 生ごみ乾燥処理器 - Google Patents

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garbage
evaporation
drying
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泰昌 安
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An Yasumasa
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B11/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive
    • F26B11/12—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in stationary drums or other mainly-closed receptacles with moving stirring devices
    • F26B11/14—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in stationary drums or other mainly-closed receptacles with moving stirring devices the stirring device moving in a horizontal or slightly-inclined plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/265—Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/90—Odorous compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/708

Definitions

  • the present invention prevents waste caused by spoilage and bad odor caused by spoilage caused by spoilage that occurs in kitchens and kitchens.
  • the present invention relates to a waste disposal device that is intended to be dried as a means for achieving the above.
  • a household appliance manufacturer manufactures and sells small and compact products that are reduced in volume by drying and processing garbage generated in household kitchens, but many households still purchase and use it. Not reached.
  • patent literature is examined, a large number of garbage processor-related patents have been filed and can be easily searched and browsed on the Internet.
  • garbage processor-related patents have been filed and can be easily searched and browsed on the Internet.
  • the present invention has been made in order to contribute to the improvement of environmental sanitation by improving the economy and technical progress from such a viewpoint and further promoting the spread in the kitchens of ordinary households.
  • the present invention is improved to a garbage drying processing system designed to suppress power consumption.
  • the first feature of the present invention is that, as a means for overheating the workpiece to be dried, a rotary blade heater driven from outside the bottom of the container is rotated in the container in a garbage storage heat insulating container.
  • the object to be processed is not heated by irradiating the object to be processed with radiant heat, convection heat or microphone wave by an electric heater as in the conventional method, but the object to be processed by a stirring heater rotating in a container in which the object to be processed is directly put. It is characterized in that the moisture contained in the workpiece is heated and evaporated by direct contact and overheating from the inside of the workpiece.
  • the energy generated in the conventional method is less likely to cause energy loss in the course of the drying process and thus becomes an efficient heat treatment method.
  • the energy generated by the steam generated from the object to be processed is taken out by taking the generated steam into the outside air and blowing it with a blower fan, cooling the steam generated by the cool air, and separating the condensed water and the gas.
  • the heat energy of the generated steam is recovered and used to keep the condensed water evaporation tank warm, so that the condensed water is re-evaporated to the outside and the heat energy is reused. It is a point.
  • the process of discharging condensed water can be simplified and labor saving in terms of management can be achieved.
  • the vapor generated from the object to be treated is separated into gaseous gas containing condensed water and odor.
  • Condensed water accumulates in the lower part of the tank, and the gas component stays in the upper part of the tank.
  • the activated carbon unit installed in the upper part of the condensed water tank the odor component is absorbed by the activated carbon unit and the gas component is released to the outside.
  • the odor content contained in the gas is absorbed by activated carbon or the like, but in the conventional system, it was necessary to consume power to the heat source because it was decomposed by heating such as platinum catalyst.
  • the condensed water overflowing into the evaporation tank sucks up the condensed water formed by the fiber cloth or the porous member by capillary action as in JP-A-5-10656 shown in the previous patent document 2 to promote evaporation in a wide area.
  • the condensed water collected in the evaporation tank is dried to promote evaporation early.
  • the heat source of the steam discharged from the processing apparatus is reused for promoting evaporation.
  • the vapor generated from the material to be treated is led to the condensation tank and cooled to become condensed water, but the outlet of the condensed water tank has a strap structure, so if it accumulates more than specified, it overflows into the next tank, the evaporation tank. Go. Condensate overflowing from the condensate tank begins to accumulate in the evaporation tank, and the introduction pipe that leads the generated steam to the condensate tank passes through the evaporation tank. It will be immersed in contact with the pipe. When this happens, the latent heat of water vapor generated from the treatment tank raises the temperature of the condensed water in the evaporation tank.
  • the evaporating tank is literally a tank for evaporating condensed water, but in this tank, condensed water formed by a fiber cloth or a porous member, the lower end of which is immersed in condensed water in order to accelerate evaporation quickly.
  • condensed water formed by a fiber cloth or a porous member, the lower end of which is immersed in condensed water in order to accelerate evaporation quickly.
  • the basic configuration of this drying treatment apparatus is that when water vapor containing odors discharged by performing heat treatment in the drying treatment tank passes through a conduit made of heat conduction material arranged in the container of the evaporation tank, the previous period.
  • the thermal energy of the conduit is transferred to the condensed water inside the tank and kept warm, and then flows into the condensed water tank, the next gas-liquid separation tank.
  • Liquefied condensed water is stored at the bottom of the tank.
  • the tank is sealed, and the gas phase accumulated in the upper part of the tank is discharged from the activated carbon odor absorption unit to the outside, and the odor is absorbed by the activated carbon and discharged to the outside air.
  • the condensed water which is the liquid that has accumulated in the lower part of the condensate tank, has a strap structure at the outlet, so that the liquid that overflows when the tank fills up is discharged and stored in the evaporation tank. Since the latent heat released from the exhaust gas is stored, it is kept at a high temperature at all times, so the accumulated condensed water is repeatedly evaporated through the above-mentioned evaporator and discharged from the vent through the evaporation tank to the outside.
  • the condensation system of the present invention performs evaporation of moisture and separation and adsorption of odors.
  • the most important feature of the heat source that maintains the evaporation tank at a high temperature is that it can be achieved by effectively using the amount of heat of the steam discharged from the heating system.
  • the drying process is performed by efficiently and effectively using the heat source that heats the garbage.
  • the overall effect of the drying equipment is minimal with the minimum power supply energy compared to other garbage processing equipment. It is possible to demonstrate.
  • the garbage disposal device according to the present invention performs drying treatment using simple parts that can achieve the same or better effect without using expensive and high-value-added parts, so as a low-cost garbage disposal apparatus as a whole Composed.
  • the product price will be reduced and the burden on the user will be reduced, and the amount of heat generated by the power will be used as effectively as possible. Therefore, the drying process can be performed with low power and the running cost is low. Maintenance costs are kept low.
  • the garbage drying processor of the present invention has a structural design that does not drive the fan, suction fan, or catalyst heater in order to perform drying processing with low power consumption.
  • a drive motor is disposed outside the bottom of the storage container for drying the object to be processed, and the rotation shaft of the drive motor passes through the bottom of the container for storing the object to be dried.
  • a heater built-in rotary blade is attached to the inside, and the heater is energized to generate heat to perform a drying process.
  • the inside of the drying processing container is set to a temperature of 130 ° C., the drying processing is performed at this temperature, and the heating is performed until the specified humidity is lowered.
  • the water vapor generated at this time is guided to the discharge pipe, passes through the condensed water tank and the evaporation tank in the form of utilizing the latent heat of the water vapor, is sucked up to the evaporation promotion plate and spontaneously evaporates. Odor is treated with activated carbon separately.
  • the present invention is designed to reduce power consumption in order to reduce the running cost of the garbage drying processor. For this reason, in the present application, when garbage is dried, the processing object containing moisture is dried by energizing and rotating the built-in heater of the rotating blade with the heater built in the container in which the treatment is placed. To do.
  • the present invention is a system in which the object to be processed is not heated with hot air or heated from outside the container as in the prior art, but is heated directly with the heater while rotating inside the object to be processed, there is little energy loss for heating.
  • the temperature is lowered by natural convection and natural circulation, not by a system in which outside air is blown and cooled in order to condense the generated steam. Therefore, power consumption is reduced because no power is required to drive the blower fan. Since the heat source is used effectively until the final stage of the treatment process, the amount of heat generated when the workpiece is overheated in the heat insulation container is dried, and the temperature of the evaporating water is determined by the waste heat of steam generated from the dried workpiece.
  • the purpose of the present invention is to convert a theoretically advanced process into a simple and ecological system and perform a garbage drying process to obtain a low-priced product.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the whole garbage disposal dryer of the present invention.
  • the drive motor 9 is driven under the control of the drying processor controller 28.
  • the drive motor 9 passes through the center of the bottom of the external heat insulation container 3 and the internal dry heat insulation container 2, and the drive shaft 8 is connected to the heater built-in rotary blade 7 in the internal dry heat insulation container 2 to heat the garbage treatment product while rotating. It is structured to dry.
  • FIG. 2 is an enlarged view of an evaporation processing unit for water vapor generated when drying is performed in the upper right part of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing the change over time of the drying process, wherein a) shows the current flowing through the drive motor, the current value on the vertical axis and the passage of time on the horizontal axis. b) A time change value of the amount of current flowing through the heater built-in rotary blade 7 in the internal drying container 2 is shown. c) shows the temperature change in the internal drying container 2. d) shows the humidity change in the inner dry container 2.
  • the treatment process will be described with reference to the drawings of an embodiment of the present garbage drying processing apparatus.
  • the food to be dried such as leftovers and cooking waste
  • the lid 5 of the garbage drying processor 1 shown in FIG. Fill the internal dry insulated container 2 with garbage up to the specified amount.
  • the lid 5 has a one-sided structure with the hinge 12 as a fulcrum.
  • the control unit 28 of the garbage drying processor firstly mixes long and large processed materials into the processing tank at the timing t1 in FIG.
  • the heater built-in rotary blade 7 inside the drying processing container 7 is hung on a shredder to cut into a rough size.
  • the heater built-in rotary blade 7 has a cutter structure in the rotating direction, and the heater built-in rotary blade 7 can crush the workpiece at a high speed of about 400 revolutions per minute.
  • the control circuit causes a high current to flow through the drive motor 9 from t1 to t2 in FIG.
  • the heater built-in rotary blade 7 is formed in a structure suitable for cutting of the processed material, and has a structure penetrating the lower part of the inner dry heat insulating container 2 and the outer heat insulating container 3 by the drive motor 9 and the drive shaft 8 and the heater built-in rotary blade 7.
  • the control circuit is in the heater built-in rotary blade 7 after switching from high speed rotation to low speed rotation at the timing t2 in FIG.
  • the heating of the processed material is started by supplying current to the heater.
  • the reason why the processed product placed inside was shredded and cut was to make the processed product close to improve heat conductivity and shorten the drying time.
  • the drying processor control unit 28 next switches the drive motor of FIG. 3A) to a low current at the timing t2, and supplies current to the heater in the heater built-in rotary blade 7 of FIG. 3B. Begins to flow and begins to overheat inside the treatment tank while rotating by the heater.
  • the microcomputer of the control unit 28 turns the heater built-in rotary blade 7 Stop the heating by cutting off the current.
  • the drive motor 9 continues to rotate and continues to rotate the heater built-in rotary blade 7.
  • the control unit 28 cuts off the power of the drive motor and stops driving. After that, the steam remaining in the processed product is lowered by the evaporation power of the steam at the temperature left in the container and the processed product, and drying is achieved.
  • the rotary blade 7 and the rotary shaft 8 have a structure in which the internal heat insulating drying container 2 and the inner hook are integrated, and the drive shaft 8 is built and fitted and joined to the outer heat insulating container 3 which is an outer hook.
  • the internal dry heat insulation container 2 and the external heat insulation container 3 can be easily separated and removed.
  • the steam generated during heating and drying rises to the upper part of the heat insulating container, and then the steam is sequentially generated later, so that the inside of the treatment tank is pressurized to a higher pressure than the external pressure, and is condensed through the evaporation tank 24 through the steam discharge pipe 23.
  • the steam discharge pipe 23 is deprived of the heat of the steam discharge pipe by the condensed water 27 accumulated in the evaporation tank, and flows in the steam discharge pipe. Steam partially liquefies because the temperature is lowered. Since the steam exhaust pipe is made of a material having good heat conductivity, the mobility of heat conduction is good.
  • the odor component is adsorbed by the activated carbon through the activated carbon adsorption unit 13 at the upper part, and is discharged from the exhaust port 11 to the outside of the drying processor.
  • the condensed water tank is made of a copper plate or an aluminum material having good heat conductivity, it is cooled by the outside air flowing in from the vent 29 in FIG. 1, so that the condensed water is kept at a lower temperature than the evaporation tank.
  • the condensed heat in the condensing tank is cooled by absorbing the latent heat of the condensed water 17 when passing through the cooling pipe of the evaporation promoting vent 18. Since the outer surface of the container of the condensed water tank has a material structure with good thermal conductivity, it is cooled by the outside air entering from the vent hole 29. Further, a condensate tank cooling vent pipe 15 is also provided inside the condensate tank, so that the condensate can be cooled. In FIG. 2, only one condensation tank cooling vent pipe 15 is provided, but the required number can be arbitrarily designed.
  • the steam discharger 23 may be provided with fins in the condensed water in the evaporation tank in order to improve the cooling performance.
  • the condensed water overflowing from the strap 16 of the condensing tank 14 accumulates in the lower part of the evaporation tank 23, it is immersed in the condensed water 27 accumulated in the lower part of the evaporation promoting plate 26.
  • the evaporation promotion plate 26 is made of a material that easily absorbs condensed water. In order to increase the surface area of the plate, the surface area increases as the number of evaporation promotion plates is increased.
  • the evaporation water is sucked up to the upper part of the evaporation promoting plate 25 by capillary action and the evaporation tank is maintained at a high temperature by the heat recovered from the generated steam, so that the evaporation is promoted.
  • the evaporating supply pipe 18 piped in the condensed water of the condensing tank passes through the condensed water tank and then enters the evaporating tank, but first passes while being heated by the condensed water 17 in the condensed water tank 14, The water is further heated by the condensed water 26 of the next evaporation tank, and then supplied after the outside air is heated in the evaporation tank. Since the evaporation tank is made of a heat insulating material, it has good heat retention.
  • the evaporation accelerating plate that sucks the lower portion of the evaporating water by the evaporation plate is accelerated by a large surface area, but new air is supplied from the evaporation supply pipe 18 in order to promote evaporation.
  • the water vapor evaporated from the evaporation promoting plate is produced outside through the evaporation exhaust port 19.
  • the present invention is configured in a system in which the vaporized heat generated in this way is reused without waste in the evaporation tank and the condensed water tank, and the condensed water is evaporated. For this reason, power consumption can be reduced by reducing driving by electric power. As a result, the cost for operating and maintaining the garbage drying process can be reduced, so that an economical garbage treatment is possible, the number of components is reduced, and an inexpensive drying processor can be manufactured.
  • the garbage drying processor developed for the purpose of commercialization at low cost is a small processing machine because it uses a natural convection phenomenon that does not require a power source for condensate evaporation. It is mainly used in the kitchen of a small amount of household. As the amount of processing increases, the amount of heat generated naturally increases, so driving of the intake fan and the generation of condensed water increase in order to take in outside air, so it is naturally necessary to add a condensate water storage reserve tank. For this reason, there is a possibility that it may deviate from the viewpoint of focusing on the original economic efficiency. However, if the range of use is considered with sufficient consideration of these points of view, it will be an extremely effective garbage drying processor. Become.
  • the cutting switch and the drying process start switch may be combined into one or two.

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Abstract

　悪臭の発生防止や水分過多による焼却場での焼却効率の低下防止のためには、生ごみを発生場所で乾燥する生ごみ乾燥処理器が普及すれば有効である。そこで、低価格かつランニングコストを低減した生ごみ乾燥処理器を提供する。低価格にするために付加価値の高い高価な部品は極力使用せず、付加価値の低い安価な部品で構成した。ランニングコストを低減するために運転時に電力で駆動する部分を少なくして消費電力を抑制した。

Description

生ごみ乾燥処理器
　本願発明は台所や厨房で発生する食べ残しや調理くずである厨芥が原因で起こる、腐敗による悪臭や汚臭の発生による環境汚染を防止して厨芥を減量化して廃棄運搬作業及び焼却処理の効率化等を図る手段として乾燥処理することを目的とするごみ処理器に関するものである。
　家庭の台所等で発生する生ごみを乾燥処理して減容する処理器やバイオ方式での小型でコンパクトな製品が家電メーカーより製造販売されているがいまだ多くの家庭が購入して使用するに至っていない。特許文献を調査すると膨大な数の生ごみ処理器関連の特許が出願されており、インターネットで簡単に検索閲覧可能であるが、これらの先行技術を検証すると時代の流れと共に絶えず進化し、技術的進展が当然垣間見られる。しかし現状において未だ改良して発展して行く余地は多々ある。本発明はこのような見地から経済性や技術的進展を目的に改良して一般家庭の台所等での更なる普及を図り、環境衛生の改善に寄与すべくなされたものである。
特許公報３９５２８７６号 特開平５−１０６５６号
　家庭等で発生する生ごみを食後に処理して台所等を清潔な状態にしておくことは誰しもが描く理想的なスタイルであるが、生ごみ処理器がないとそのままごみ収集日まで置くことになる。夏場は特に気温が高いので想像以上に腐敗の進行が早く悪臭が発生しやすい。こうした時生ごみ処理器があれば理想的である。しかし生ごみ処理器を購入するとなると家計費の負担やランニングコストを計算するとなかなか未だに各家庭で購入するに至らないのが一般庶民感情と言える。各自治体は家庭で発生するごみを収集してそのほとんどは焼却処理しているが現状であるが生ごみは水分を多く含んでいる為に焼却処理する際、燃焼効率が低下するので焼却場の担当者は水分を含んだ生ごみの取り扱い作業には苦慮する問題である。焼却場に運ばれてくるごみの４０％あまりが水分を含んだ生ごみと言われており、特定の自治体では補助金制度で生ごみ処理器の普及には力を入れているがその普及ペースは遅々としたものがある。思い切って特定の自治体で実施している補助金額で購入できる低価格の生ごみ処理器を開発して商品化し各家庭に無料配布する位の心意気がなければなかなか普及はむずかしいのではないか。生ごみ処理器の各家庭での普及には更なる処理器の購入価格の思い切った低減化及びランニングコストの負担を軽減する製品の登場が必要であるが、そのためには現状の生ごみ乾燥処理器を更に効率よく処理することが可能なものにする為の技術的改良を行い、価格を低く抑える為に効率の良い新しい技術による乾燥処理器を製造することが必要である。またランニングコストを低減する為には電力消費を減らす為の構造にしなければならない。前記した特許分権１の特許公報３９５２８７６号に方式では比較的新しい発明ではあるがその機構上動力源は電力で駆動される為に必然的に消費電力は上昇する。従来の各種生ごみ処理器において小型のものでも多くの電力が必要である。被処理物をマイクロ波の照射で加熱する場合はマグネトロンの電源に使用する電力や、ヒーター類で加熱する場合の電源、また各種ファンを駆動するモーター用電源類、例えば吸気ファン、排気ファン、送風ファン等、更には触媒用加熱ヒーターの電源等が電力を利用している。生ごみ乾燥処理器の特許文献では各乾燥処理方式でそれぞれの違いはあるがこれらの動力源は電力に頼っているので合計すると無視できない電力消費量となる。そのため結果としてランニングコストの上昇は避けられないことになる。よって本願発明では消費電力抑制する設計の生ごみ乾燥処理システムに改良している。
　本願発明の特徴の第１に上げられるのは乾燥処理する被処理物を過熱する手段として、加熱ヒーターを生ごみ収納断熱容器内で容器底面の外部から駆動される回転翼ヒーターが容器内を回転しながら直接生ごみを過熱する方法がとられるものである。本方式では従来のように電気ヒーターによる輻射熱や対流熱或いはマイク波を被処理物を照射して加熱するのでなく、直接に被処理物を投入する容器内で回転する攪拌ヒーターで被処理物を直接接触して被処理物の内部から過熱して被処理物が含有する水分を加熱蒸発することを特徴としている。そのため従来の方式での発生させたエネルギーが乾燥処理の過程で起こるエネルギーロスの発生が少なくなるので効率のよい加熱処理の方法となる点が最大の特徴である。次に被処理物から発生した蒸気が持つエネルギーを従来方式では発生した蒸気を外気を取り入れて送風ファンで送風してその冷気で発生した蒸気を冷却し、凝縮水と気体を分離して排出処理していたが、本発明では発生した蒸気が持つ熱エネルギーを回収して凝縮水蒸発タンクの保温に利用して再度凝縮水を外部に蒸発放出する為に熱エネルギーを再利用する構造になっている点である。このような廃熱利用システムにすれば凝縮水の排出の工程が簡略化され管理面での省力化が図れることである。また次に被処理物から発生した蒸気は凝縮水と臭気を含んだ気体ガスに分離される。凝縮水はタンク下部に溜まり気体分はタンク上部に滞留後、凝縮水タンク上部に設置されている活性炭ユニットを通過する際に臭気分は活性炭ユニットで吸収されて気体分は外部に放出される。前記したように気体に含まれる臭気分は活性炭等で吸収されるが従来のシステムでは白金触媒等加熱分解される為に熱源に電力を消費する必要があったが本願発明では電力でなく活性炭である為に触媒のヒーターを加熱する電力が節電される。そのためにランニングコストの低減化が計れることになる。つぎに蒸発タンクに溢れ出た凝縮水は前期特許文献２示した特開平５−１０６５６のように繊維績布或いは多孔質部材で形成された凝縮水を毛細管現象で吸い上げて広い面積で蒸発を促進する蒸発装置はすでに存在しているが本願でもこのような蒸発装置を採用て凝縮水の蒸発促進に利用されるものであるが蒸発タンクに溜まった凝縮水が早期に蒸発を促進するために乾燥処理装置から排出される蒸気の熱源を蒸発促進に再利用するものである。被処理物から発生した蒸気が凝縮タンクに導かれて冷やされ凝縮水となるが、凝縮水タンクの出口はストラップ構造となっている為に規定以上溜まると次のタンクである蒸発タンクに溢れていく。蒸発タンクにも凝縮水タンクから溢れ出た凝縮水が貯まり始め、前記した発生蒸気を凝縮水タンクに導く導入管パイプが蒸発タンク内を通っているので凝縮タンクから溢れ出た凝縮水はこの導入パイプに接触浸漬することになる。そうなると処理槽から発生した水蒸気の持つ潜熱が蒸発タンクにある凝縮水の温度を上昇させる。蒸発タンクは文字通り凝縮水を蒸発する為のタンクであるがこのタンク内には速やかに蒸発を促進する為に凝縮水に下端部が浸漬する繊維績布或いは多孔質部材で形成された凝縮水を毛細管現象で吸い上げて広い面積で蒸発を促進する蒸発装置が具備されている。凝縮水の温度上昇と蒸発面積の拡大化を図ることにより、凝縮水蒸発を促進できる効果が得られるので速やかに凝縮水が減少されていく事になる。
　本乾燥処理装置の基本構成は乾燥処理槽で加熱処理を行う事により排出される臭気分を含む水蒸気を蒸発槽タンクの容器内に配置された熱伝導材製の導管を通過する際に、前期排出ガスの潜熱をタンク容器及び内容物の凝縮水に接触する際に導管が持つ熱エネルギーはタンク内部凝縮水に移動伝達して保温後、次の気液分離タンクである凝縮水タンクに流入していく。タンク下部に液化した凝縮水が貯留されて行く。タンクは密閉されており、タンク上部に滞留した気相分は活性炭臭気吸収ユニットから外部に、臭気分は活性炭で吸収後外気に排出する。一方凝縮水タンク下部に溜まった液体分である凝縮水は出口がストラップ構造となっているのでタンクに一杯なることにより溢れた液体分は前記した蒸発槽タンクに排出され蓄積されていくがこのタンクは排出ガスから放出する潜熱を蓄えていくので何時も高温に維持されているので溜まった凝縮水は前記した蒸発装置を介して順次蒸発を繰り返し蒸発タンクから外部に通ずる通気口から装置外に放出されていく。このように本発明の凝縮システムは水分の蒸発と臭気分の分離吸着を行う。蒸発タンクを高温に維持する熱源は加熱システムから排出する蒸気が持つ熱量を有効利用することにより達成することが最大の特徴である。生ごみを過熱する熱源を効率よく最大限有効に利用する事で乾燥処理を行うものであり、乾燥処理装置全体としては他の生ごみ処理器に比較して最小の電力供給エネルギーで最大の効果を発揮する事ができるものである。
本願発明による生ごみ処理器は高価で付加価値の高い部品は使用せずに同等以上の効果が得られるシンプルな部品を使用して乾燥処理を行うので、全体として低価格の生ごみ処理器として構成される。製品価格を低くして利用者の負担を軽減するものとなり、機能的にも電力で発生した熱量は最大限有効に使用される為に、小電力での乾燥処理が可能となりランニングコストも安価で維持費が低く抑えられる。
乾燥処理槽全体図 凝縮及び蒸発タンクの構造示す拡大図面 作業処理工程図
　本発明の生ごみ乾燥処理器は低消費電力での乾燥処理を行う為に送風、吸引ファンの駆動や触媒ヒーターの駆動を行わない構造設計がなされている。被処理物を乾燥する収納容器内の底部の外側に駆動モータを配置して、駆動モータの回転軸は被乾燥処理物を収納する容器の底部を貫通する構造で、前記回転軸先端の収納容器内側にヒータ内臓回転刃を取り付けられ、前期ヒータに通電して発熱して、乾燥処理を行うものである。乾燥処理容器内は１３０℃の温度設定となっており、この温度で乾燥処理を行い、規定の湿度の低下するまで加熱を行うものである。この際発生した水蒸気は排出管にに導かれ、水蒸気の持つ潜熱を利用する形で凝縮水タンク、蒸発タンクを通過して蒸発促進版に吸い上げられ自然蒸発するものである。臭気分は別途活性炭処理される。本願発明は生ごみ乾燥処理器のランニングコストを下げる為に低消費電力になるように設計されている。そのために本願では生ごみ乾燥処理するのに、処理物を入れる容器内にヒーターを内蔵した回転翼の内臓ヒータに通電して加熱しながら回転する事により、水分を含んだ被処理物を乾燥処理するものである。本願発明は従来のように被処理物を温風加熱や容器外部からの加熱でなく直接に被処理物内を回転しながらヒーターで過熱する方式なので加熱するエネルギーロスが少なくて済むことになる。また発生した蒸気を凝縮する為に外気を送風して冷却する方式でなく、自然対流自然循環で温度の低下を行うものである。そのため送風ファンを駆動する電力を必要としない為に電力消費は少なくなる。被処理物を断熱容器内で過熱する際に発生した熱量を処理工程の最終段階まで熱源を有効に利用するので被処理物を乾燥してそこから発生した蒸気の廃熱で蒸発水の温度を上昇させて、自然蒸発作用を利用して蒸発させることになる。このことにより乾燥後に別途処理器から溜まった凝縮水の排出作業を行う必要がなく自動的に蒸発させるので省力化を図れる事になる。従来のように理論上高度な処理を本願発明では簡便且つエコロジーなシステムに変換して生ごみ乾燥処理を行う事により低価格製品にすることを目的としている。
　図１は本願発明の生ごみ処理乾燥機の全体の断面図である。生ごみ乾燥処理器１の内部に外部断熱容器３があり、外部断熱容器３の外側下部に駆動モータ９が設置されている。乾燥処理器制御部２８の制御により駆動モータ９が駆動される。駆動モータ９は外部断熱容器３と内部乾燥断熱容器２の底部中央を貫通する形で駆動軸８がヒータ内臓回転刃７が内部乾燥断熱容器２内で連結され回転しながら生ごみ処理物を加熱乾燥処理する構造になっている。図２は図１の右上部の乾燥処理する際に発生する水蒸気の蒸発処理部の拡大図で凝縮タンク１４、蒸発タンク２４、が並んで配置され、其の内部には蒸発促進板２６が配置されている。更に活性炭ユニット１３に各通気管等の配管の配置を示す断面図である。図３は乾燥処理工程の時間変化を表す図でａ）は駆動モータに流れる電流で縦軸に電流値が横軸に時間経過を表している。ｂ）内部乾燥容器内２のヒータ内臓回転刃７に流れる電流量の時間変化値を表している。ｃ）は内部乾燥容器内２の温度変化を示している。ｄ）は内部乾燥容器内２の湿度変化を示している。以下本生ごみ乾燥処理器の実施例を図をたどりながら処理工程を説明していく。
　本生ごみ乾燥処理器の乾燥処理の流れたどるとまず食べ残しや料理屑等の被乾燥処理物を図１の生ごみ乾燥処理器１の蓋５を上方に開け、内釜となる円筒状の内部乾燥断熱容器内２に規定量まで生ごみを投入する。蓋５はヒンジ１２を支点にして片開きの構造を有している。蓋を下方に下ろしてラッチ６ｂでロックして閉じるとパッキング２２により処理容器内部と外部は完全に遮断される。つぎに起動スイッチ６を押すと生ごみ乾燥処理器の制御部２８はまず図３、ａ）のｔ１のタイミング時に処理槽内部に投入された処理物は長い物や、大きな物が混同しているので乾燥開始前に乾燥処理容器の内部にあるヒータ内臓回転刃７でおおまかな大きさに裁断する為にシュレッダーに掛ける。このヒータ内臓回転刃７の回転方向にはカッター構造になっており、ヒータ内臓回転刃７は約毎分４００回転位の高速回転で被処理物の破砕処理が行える。このとき制御回路は図３、ａ）のｔ１からｔ２のように高い電流を駆動モータ９に流される。ヒータ内臓回転刃７は処理物の裁断に適した構造に作成されており、内部乾燥断熱容器２と外部断熱容器３の下部を貫通する構造で駆動モーター９により駆動軸８とヒータ内臓回転刃７は連動する構造になっている。該ヒータ内臓回転刃７は２分位高速回転して内部の処理物をおおまかに裁断すると図３、ｔ２のタイミング時に制御回路は高速回転から低速回転に切り替えた後ヒータ内臓回転刃７内にあるヒーターに電流を流し始めて処理物の加熱を開始する。内部に入れられた処理物をシュレッダーにかけ裁断したのは処理物が近接状態にして熱伝導性を良くして乾燥時間の短縮を目的とする為のものである。
　おおまかな裁断が終了すると次に乾燥処理器制御部２８は図３、ａ）の駆動モーターはｔ２のタイミング時に低電流に切り替わると共に図３、ｂ）のヒータ内臓回転刃７の内部のヒータに電流が流れ始めヒータにより回転しながら処理槽内部を過熱し始める。ヒータ内臓回転刃７が断熱容器内で毎分３０回転位の低速で回転しながら処理物を加熱していくと処理槽２の内部の温度の上昇と同時に加熱された処理物は徐々に図３のｃ）の容器内温度とｄ）の容器内湿度が上昇し始めて、ｔ４あたりから処理物の水分が蒸気となって発生し始める。上部にある温度センサー２１が１３０℃を制御部２８が感知すると図中ｔ５のタイミング時に制御部２８は処理槽２内部の容器内面並び処理物の焦げ付きを防止するために制御部２８はヒータに供給する電力を自動的に低減して加熱する熱量を引き下げて温度管理を自動的にコントロールする。
乾燥時間の経過と共に処理物の乾燥化が進行していくと蒸気センサー２０が検出する蒸気出力が図３、ｄ）のｔ６のタイミングあたりまで低下すると制御部２８のマイコンはヒータ内臓回転刃７に流している電流を遮断して加熱を停止する。駆動モータ９は継続して回転を続けヒータ内臓回転刃７を回し続ける。その後図３、ｃ）の容器内温度がｔ７まで低下した段階で制御部２８は駆動モーターの電力を遮断して駆動を停止する。その後は自然に容器及び処理物が残有する温度での蒸気の蒸発力で処理物に残存する蒸気を低下させ乾燥を図ることになる。発生する蒸気が停止と温度低下して乾燥が終了すると処理器の蓋を開けて回転刃と共に内部処理容器を一体で取り出して処理物を廃棄処分する。回転刃７と回転軸８は内部断熱乾燥容器２と内釜は一体構造となっており、外釜である外部断熱容器３とは駆動軸８は組み込み嵌合接合となる構造になっており、容易に内部乾燥断熱容器２と外部断熱容器３は分離取り外せるものである。
加熱乾燥中発生した蒸気は断熱容器上部に一旦上昇した後に後から順次発生する蒸気のために外気圧よりも処理槽内部は加圧されて高圧になると蒸気排出管２３を通じて蒸発タンク２４を通り凝縮タンク１４に流れていくが、この時最初に蒸発タンクを通過する際に蒸気排出管２３が蒸発タンクに溜まっている凝縮水２７に蒸気排出管の熱が奪われて蒸気排出管の中を流れる蒸気は温度が下げられる為に一部液化する。蒸気排出管は熱伝導性のよい材質で出来ているので熱伝導の移動性はよい。蒸発タンク２４内底部に配管された蒸気排出管２３を通過した蒸気は次に凝縮水タンク１４部分に入っていく。凝縮水タンクは蒸発タンクより低温になっているのでここで更に冷却されるので凝縮水と気体に分離されながら気体分は気泡として凝縮水１７の中を上昇し、凝縮水タンク上部に上がり凝縮水タンクの貯留されるがこの時大部分の臭気分は凝縮水に取り込まれる。凝縮水タンク上部に滞留する気体分は次々に排出されてくる気体分により圧力は当然高くなるが上部にある活性炭吸着ユニット１３を介して臭気分は活性炭に吸着され排気口１１から乾燥処理器外部に排出される。凝縮水タンクは熱伝導のよい銅板やアルニウム材料で作成されているの為に図１の通気口２９から流入する外気により冷却されるので凝縮水は蒸発タンクよりも低温に維持される。通気口から流入した外気は凝縮タンク内凝縮水より低温の為に蒸発促進通気口１８の冷却管を通過する際に凝縮水１７の潜熱を吸収して凝縮タンクの凝縮水は冷却される。凝縮水タンクの容器外面は熱伝導性のよい材質構造であるために通気口２９から入ってくる外気で冷却される。また凝縮水タンク内部にも凝縮タンク冷却通気管１５が配管されており、凝縮水を冷却できる構造となっている。図２では凝縮タンク冷却通気管１５は１本だけであるが必要な本数は任意に設計できるものである。また蒸気排出官２３は図示されていないが冷却性能を良くする為に蒸発タンク内の凝縮水内でフインを取付けてもよい。
　凝縮タンク１４のストラップ１６により溢れ出た凝縮水は蒸発タンク２３下部に溜まると蒸発促進板２６の下部が溜まった凝縮水２７に浸漬している。そのため蒸発促進板２６は材質により凝縮水を吸上げ易い構造で出来ているのと板の表面積を広くする為に、蒸発促進板の枚数を多く配置すればそれだけ表面積が増加する。毛細管現象により蒸発促進板２５の上部まで蒸発水は吸い上げられるのと発生した蒸気から回収された熱により蒸発タンクは高温に維持されている為に蒸発が促進される構造になっている。
　凝縮タンクの凝縮水内に配管されている蒸発供給管１８は凝縮水タンクを通過して次に蒸発タンク内に入るが最初は凝縮水タンク１４内の凝縮水１７で暖められながら通過して、次の蒸発タンクの凝縮水２６により更に加温されてから蒸発タンク内に外気を加温されてから供給される。蒸発タンクは断熱材質で作成されているので保温性は良い。乾燥処理断熱容器２で発生した蒸気は蒸気排出管２３より次々に蒸発タンク内を通過して行く際に蒸発タンク内の蒸発水２７は高温になるため蒸発促進板２６も高温になる。そのため前記したように蒸発板により下部の蒸発水を吸い上げた蒸発促進板は広い表面積により蒸発が促進されるが、蒸発を促進する為には新しい空気が蒸発供給管１８から供給される。そして蒸発促進板から蒸発した水蒸気分は蒸発排気口１９から外部に輩出されていく。
　このように発生した蒸気の気化熱を蒸発タンク、凝縮水タンクに無駄なく再利用して凝縮水を蒸発処理するシステムに本願発明は構成される。そのため電力による駆動を少なくする事で電力消費が削減できる。その結果生ごみ乾燥処理の運用維持する費用が抑えることが出来るので経済的な生ごみ処理が可能となり、構成する部品点数も少なくなり安価な乾燥処理器が製造することが出来る。
　安価な製品化を目的に開発された本願生ごみ乾燥処理器は凝縮水蒸発に動力源を必要としない自然対流現象を主に利用する構成である為に小型の処理機となるので、生ごみがの発生が少量の家庭の台所等での利用が主体となる。処理量が増大して行くと当然発生する熱量も増加するので外気の取り入れる為に吸気ファンの駆動や凝縮水の発生増加するので凝縮水貯留予備タンクの増設も当然必要となってくる。そのため本来の経済性に主眼を置いた観点からずれる可能性も出てくることもあるがこれらの着眼点を十分考慮して利用範囲を考えればきわめて有効な生ごみ乾燥処理機となり有効なものとなる。また処理量の増加して大型化する場合自然対流に限界が生じる場合は冷却ファンを取付け大型化することも可能である。また乾燥処理始動時投入した生ごみをおおまかに裁断する場合に裁断スイッチと乾燥処理開始スイッチを一つにする場合も二つに分ける場合も可能である。
１　　生ごみ乾燥処理器
２　　内部乾燥断熱容器
３　　外部断熱容器
４　　蒸気排出管
５　　投入蓋
６　　起動スイッチ
６ｂ　ラッチ
７　　ヒータ内臓回転刃
８　　駆動軸
９　　駆動モータ
１０　外気通気口
１１　通気口
１２　ヒンジ
１３　活性炭ユニット
１４　凝縮タンク
１５　凝縮タンク冷却通気管
　　１６　ストラップ
１７　凝縮水
１８　蒸発促進通気口
１９　凝縮水蒸発排出口
２０　蒸気センサー
２１　温度センサー
２２　パッキング
２３　蒸気排出管
２４　蒸発タンク
２５　蒸発促進板支持体
２６　蒸発促進板
２７　蒸発凝縮水
２８　乾燥処理器制御部
２９　通気口
３０　蒸発タンク凝縮水タンク隔離板

Claims (2)

  1. 生ごみを収納して乾燥処理する円筒断熱容器と、回転方向に生ごみを破断する回転翼を前記円筒断熱容器内の中央底部に回転軸部を中心に上下段違い対抗方向に配置した回転刃と、前記回転翼に内臓された電気ヒーターと、前記円筒断熱容器から水蒸気を含む排気を排出し、前記排気の温度を検知する温度センサーと前記排気の湿度を検知する蒸気センサーとを備えた排出管路と、乾燥処理開始前に前記回転刃を高速回転制御して生ごみの破断処理を行った後、前記回転刃を低速回転制御して生ごみを攪拌すると共に、前記温度センサー及び蒸気センサーからの信号に基づき、前記電気ヒーターによる前記円筒断熱容器内の加熱温度又は加熱時間を制御して生ごみの乾燥処理を行う制御部とを備えた生ごみ乾燥処理器。
  2. 外気を取り入れる通気口を備えた生ごみ乾燥処理器における処理容器から臭気を含む水蒸気を排出する熱伝導性の排出管路と、水蒸気を凝縮水と気体とに分離して、貯留する凝縮水をストラップから溢流させると共に気体を上部に備えた活性炭ユニットで脱臭してから外部に排出する熱伝導性の凝縮水タンクと、貯留する凝縮水を毛細管現象で吸い上げて蒸発させる蒸発促進板を備え、蒸発した水蒸気を外部に排出する断熱性の蒸発タンクと、前記通気口から取り入れた外気を導入して排出する熱伝導性の蒸発供給管とを備えた生ごみ乾燥処理器における処理容器からの水蒸気処理システムであって、前記凝縮タンクは前記通気口から取り入れた外気で外側を冷却されるものであり、前記ストラップは凝縮水を前記蒸発タンクに溢流させるものであり、前記排出管路は上流側を前記蒸発タンク内の凝縮水内に配置して、下流側を前記凝縮タンク内の凝縮水中に配置して、臭気を含む水蒸気を前記凝縮タンク内の凝縮水中に排出するものであり、前記蒸発供給管は上流側を前記凝縮タンク内の凝縮水中に配置して、下流側を前記蒸発タンク内の凝縮水中に配置して、前記蒸発タンク内に外気を排出するものであることを特徴とする生ごみ乾燥処理器における処理容器からの水蒸気処理システム。
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