JPH05329467A - 生ごみ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】運転中における生ごみの追加投入を可能にする
とともに、クリーニング性を向上させる。 【構成】生ごみを破砕脱水する破砕脱水搬送装置２と、
破砕脱水された生ごみを収容する乾燥容器３と、破砕脱
水搬送装置２と乾燥容器３とを連通、遮断可能にする生
ごみ供給用開閉弁１５と、燃焼炉７と、該燃焼炉７の周
囲に形成される第１の熱交換器８と、前記燃焼炉７の排
気と熱交換される第２の熱交換器９と、送風ファン１０
により前記燃焼炉７および第１の熱交換器８にエアを供
給する燃焼用エア供給管２２および乾燥用エア供給管２
３と、前記乾燥容器３と第１の熱交換器８を接続する熱
風供給管１９と、前記乾燥容器３の出口に配設されるフ
ィルタ４と第２の熱交換器９および燃焼炉７を接続する
乾燥用エア排出管２０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、食品工場、ホテル、飲
食店、集合住宅等から出る生ごみの減容化、減量化を図
るとともに生ごみの腐敗を防止し、また、生ごみを肥
料、飼料等の原料に再利用可能にするための生ごみ処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、食品工場、ホテル、飲食店、集合
住宅等から出る生ごみは、ユーザ側においては、腐敗の
発生、ごみ置き場面積の増加或いは処理業者の引き取り
手数料の増加等の問題を有し、処理業者側においては、
収集、運搬コストの増大、人手不足等の問題を有し、さ
らに、自治体側においては、焼却炉および埋立地対策等
の問題を有し、生ごみの減容化、減量化が大きな課題と
なっている。そのために、本出願人は、特願平２−２８
５２４４号にて、簡単な構造によりユーザ側で処理する
装置として、例えば、生ごみを破砕、脱水、袋詰めにす
ることにより、衛生的な手段でかつ減容化する装置を提
案している。

【０００３】これを図８により説明する。図中、１０１
はホッパー、１０２は水道管、１０３は破砕脱水装置、
１０４は乾燥機で乾燥容器１０５内に攪拌装置１０６を
備えこれを回動させる攪拌用モータ１０７を有する。１
０８は開閉装置、１０９は貯蔵用タンクまたは収集袋、
１１０は熱交換器、１１１はバーナ、１１２は送風用フ
ァン、１１３は脱臭装置である。

【０００４】送風用ファン１１２は、燃焼用エア供給管
１１４によりバーナ１１１に接続されると共に、乾燥用
エア供給管１１５により熱交換器１１０を経て乾燥容器
１０５の下部に接続される。乾燥容器１０５の上部とバ
ーナ１１１との間には、乾燥用エア排出管１１６が接続
されている。バーナ１１１の排気管１１７は、熱交換器
１１０を経て脱臭装置１１３に接続されている。また、
乾燥用エア供給管１１５と乾燥用エア排出管１１６に
は、それぞれ温度検出器ＴＣ１、ＴＣ２が配設されてい
る。

【０００５】生ごみは、破砕脱水装置１０３にて破砕脱
水され、乾燥機１０４内に送られ、一方、送風用ファン
１１２により外気は、燃焼用エア供給管１１４を経てバ
ーナ１１１に送られると共に、乾燥用エア供給管１１５
を経て熱交換器１１０に送られる。バーナ１１１にて燃
焼された高温空気は、排気管１１７を経て熱交換器１１
０に送られ、乾燥用エア供給管１１５を流れる空気を加
熱し、加熱された空気を乾燥容器１０５内に送り生ごみ
を加熱し、生ごみの水分を吸収した湿り空気は、乾燥用
エア排出管１１６を経てバーナ１１１に送られ燃焼用空
気として用いられる。そして、水分活性をある所定値ま
で乾燥するために、乾燥用エア供給管１１５における温
度検出器ＴＣ１の温度で燃焼量を制御し、乾燥用エア排
出管１１６における温度検出器ＴＣ２の温度で乾燥状態
を把握するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の生ごみ処理装置においては、ホッパー１０１と乾燥
容器１０５との間がシールされていないため、運転中
は、乾燥容器１０５の圧力がホッパー１０１内に作用し
て熱風が吹き出すという問題を有し、これを防止するた
めにホッパー１０１に開閉蓋を設けると、運転中は開閉
蓋を開けられないため、生ごみの投入は運転前の一度に
限定されるという問題を有している。また、運転終了
後、ホッパー１０１、破砕脱水装置１０３を清掃する場
合、乾燥容器１０５内に洗浄水が流れ込むため、次回の
乾燥時における乾燥効率を低下させるという問題を有し
ている。

【０００７】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、生ごみ投入用のホッパーと乾燥容器とを遮断可能に
することにより、運転中における生ごみの追加投入を可
能にするとともに、クリーニング性を向上させることが
できる生ごみ処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の生ご
み処理装置は、生ごみを破砕脱水する破砕脱水搬送装置
２と、破砕脱水された生ごみを収容する乾燥容器３と、
破砕脱水搬送装置２と乾燥容器３とを連通、遮断可能に
する生ごみ供給用開閉弁１５と、燃焼炉７と、該燃焼炉
７の周囲に形成される第１の熱交換器８と、前記燃焼炉
７の排気と熱交換される第２の熱交換器９と、送風ファ
ン１０により前記燃焼炉７および第１の熱交換器８にエ
アを供給する燃焼用エア供給管２２および乾燥用エア供
給管２３と、前記乾燥容器３と第１の熱交換器８を接続
する熱風供給管１９と、前記乾燥容器３の出口に配設さ
れるフィルタ４と第２の熱交換器９および燃焼炉７を接
続する乾燥用エア排出管２０とを備えることを特徴とす
る。なお、上記構成に付加した番号は、理解を容易にす
るために図面と対比させるためのもので、これにより本
発明の構成が何ら限定されるものではない。

【０００９】

【作用】本発明においては、外気は第１の熱交換器８に
おいて燃焼炉７の熱により加熱され、熱風供給管１９を
経て乾燥容器３内に供給され、この熱風は、乾燥容器３
内で生ごみと接触することにより断熱冷却され、生ごみ
の水分を吸収した湿り空気は、乾燥用エア排出管２０を
経て第２の熱交換器９に送られ、ここで、排気管２１を
通る排気により加熱された後、燃焼炉７に送られる。一
方、生ごみは、ホッパー１に投入され、破砕脱水搬送装
置２にて破砕脱水されながら乾燥容器３方向に搬送さ
れ、生ごみ供給用開閉弁１５を開いて、生ごみを乾燥容
器３内に供給し、所定量の生ごみが乾燥容器３内に供給
されると、生ごみ供給用開閉弁１５は閉じられ、生ごみ
は、乾燥容器３内で攪拌部材１６により攪拌、乾燥さ
れ、乾燥が終了した生ごみは、生ごみ排出用開閉弁１７
を開くことにより、ごみ収納容器５内に収納される。そ
して、運転中は、生ごみ供給用開閉弁１５が閉じている
ため、ホッパー１は乾燥容器３と遮断され、ホッパー１
内に乾燥容器３内の熱風が吹き出すことがないため、運
転中における生ごみの追加投入が可能になると共に、運
転終了後、ホッパー１、破砕脱水搬送装置２を清掃する
場合、乾燥容器３内に洗浄水が流れ込むことがなく、次
回の乾燥時における乾燥効率の低下を防止しクリーニン
グ性を向上させることができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。図１は本発明における生ごみ処理装置の１実施例
を示す構成図である。本発明に係わる生ごみ処理装置
は、概略、生ごみ投入用のホッパー１、破砕脱水搬送装
置２、乾燥容器３、フィルタ４、生ごみ収納容器５、バ
ーナ６を有する燃焼炉７、燃焼炉７の周囲に形成される
第１の熱交換器８、第２の熱交換器９、送風用ファン１
０、燃料タンク１１、燃料ポンプ１２、点火装置１３、
制御装置１４からなる。

【００１１】バーナ６には、燃料ポンプ１２により燃料
タンク１１から燃料が供給されると共に、送風用ファン
１０により燃焼用エア供給管２２を経て燃焼用エアが供
給される。また、第１の熱交換器８には、送風用ファン
１０により乾燥用エア供給管２３を経て乾燥用エアが供
給される。

【００１２】破砕脱水搬送装置２は、電動モータＭ₁ に
より駆動され、ホッパー１からの生ごみを破砕脱水して
乾燥容器３内へ搬送する。破砕脱水搬送装置２と乾燥容
器３の下部側面との間には、電動モータＭ₂ により開閉
される生ごみ供給用開閉弁１５が設けられる。

【００１３】乾燥容器３内には、電動モータＭ₃ により
駆動される攪拌部材１６が設けられる。乾燥容器３の上
部側面には、電動モータＭ₄ により開閉される生ごみ排
出用開閉弁１７が設けられ、乾燥された生ごみを収納容
器５に排出可能にしている。乾燥容器３の上部には、熱
風供給管１９が接続され、送風用ファン１０、第１の熱
交換器８を経て乾燥容器３内に熱風が供給される。乾燥
容器３の上部の熱風供給管１９に対向する位置には、フ
ィルタ４および乾燥用エア排出管２０が接続され、乾燥
エアは、第２の熱交換器９において、燃焼炉７からの排
気管２１の排気により加熱された後、燃焼炉７内に燃焼
用空気として供給される。

【００１４】燃焼炉７内には温度センサＴ₁ が設けられ
ると共に、熱風供給管１９および乾燥用エア排出管２０
にはそれぞれ温度センサＴ₂ 、Ｔ₃ が配設され、それぞ
れ制御装置１４に接続される。

【００１５】図２は図１における生ごみ処理装置の具体
的構成の１実施例を示す正面図である。ハウジング２５
内には、開閉蓋１ａ及び把手１ｂを有するホッパー１、
電動モータＭ₁ により駆動される破砕脱水搬送装置２、
乾燥容器３、フィルタ４、生ごみ収納容器５、電動モー
タＭ₂ により開閉される生ごみ供給用開閉弁１５、生ご
み排出用開閉弁１７、排気管２１が設けられる。

【００１６】図３のＡ図およびＢ図は、それぞれ図２の
Ａ方向およびＢ方向から見た側面図である。図３Ａにお
いては、燃焼炉７、第２の熱交換器９、生ごみ排出用開
閉弁１７を駆動する電動モータＭ₄ 、攪拌部材１６（図
１）の回転軸１６ａを駆動する電動モータＭ₃ 、乾燥用
エア排出管２０、燃焼用エア供給管２２、制御盤２６が
示され、図３Ｂにおいては、さらに、送風用ファン１
０、乾燥用エア供給管２３が示されている。

【００１７】図４は、図３ＢのＣ方向からみた背面図で
あり、バーナ６、熱風供給管１９、乾燥用エア排出管２
０、燃焼用エア供給管２２、乾燥用エア供給管２３が示
されている。

【００１８】図５および図６は本発明の特徴である破砕
脱水搬送装置および生ごみ供給用開閉弁を示し、図５は
破砕脱水搬送装置２の平面図、図６Ａは生ごみ供給用開
閉弁１５の正面図、図６Ｂはその断面図である。

【００１９】図５において、破砕脱水搬送装置２は、ハ
ウジング２７内に２本の回転軸２８が並行に配置され、
それぞれの回転軸２８には、オーガ状の搬送用羽根部材
２９が連続して取り付けられ、羽根部材２９が交互に食
い込むように配置される。２本の回転軸２８の他端に
は、駆動歯車３０および従動歯車３１が噛み合うように
固定され、駆動歯車３０は、図３Ｂに示すように、駆動
ベルト３２を介して前記電動モータＭ₁ により駆動され
る。

【００２０】図６において、ベース部材３３上には、ピ
ニオンラック機構１５ａが固定され、電動モータＭ₂ の
回転を摺動軸１５ｂの上下運動に変換させるようにし、
摺動軸１５ｂの先端には、スライド弁１５ｃが固定され
る。ベース部材３３上には支柱３４を介して２つの枠部
材３５、３６が間隔をもって取り付けられる。枠部材３
５の外側には、破砕脱水搬送装置２のハウジング２７が
ボルト３７により固定され、枠部材３６の外側には、乾
燥容器３が固着される。前記ハウジング２７、枠部材３
５、３６および乾燥容器３には開口が設けられ、ハウジ
ング２７と乾燥容器３を連通可能にすると共に、２つの
枠部材３５、３６の間には、スライド弁１５ｃが摺動可
能に配置され、ハウジング２７と乾燥容器３との間の連
通を遮断可能にしている。

【００２１】上記構成からなる本発明における生ごみ処
理方法について説明する。燃焼炉７および送風用ファン
１０を運転すると、外気は、乾燥用エア供給管２３から
第１の熱交換器８において燃焼炉７の熱により加熱さ
れ、熱風供給管１９を経て乾燥容器３内に供給される。
この高温空気は、乾燥容器３内で生ごみと接触すること
により断熱冷却され、生ごみの水分を吸収した湿り空気
は、乾燥用エア排出管２０を経て第２の熱交換器９に送
られ、ここで、排気管２１を通る排気により加熱された
後、燃焼炉７に送られる。この加熱空気は、燃焼炉７に
おいて、燃焼用空気として用いられると共に、排出エア
に含まれる臭気は加熱分解されて外部に排気される。

【００２２】一方、生ごみは、ホッパー１に投入され、
電動モータＭ₁ により駆動される破砕脱水搬送装置２に
て破砕脱水されながら乾燥容器３方向に搬送され、電動
モータＭ₂ により生ごみ供給用開閉弁１５を開いて、生
ごみを乾燥容器３内に供給し、所定量の生ごみが乾燥容
器３内に供給されると、生ごみ供給用開閉弁１５は閉じ
られる。生ごみは、乾燥容器３内で電動モータＭ₃ によ
り駆動される攪拌部材１６により攪拌、乾燥される。乾
燥が終了した生ごみは、電動モータＭ₄ により生ごみ排
出用開閉弁１７を開くことにより、ごみ収納容器５内に
収納される。

【００２３】本発明においては、運転中は、生ごみ供給
用開閉弁１５が閉じており、ホッパー１は乾燥容器３と
遮断され、ホッパー１内に乾燥容器３内の熱風が吹き出
すことがないため、運転中における生ごみの追加投入が
可能になる。また、運転終了後、ホッパー１、破砕脱水
搬送装置２を清掃する場合、乾燥容器３内に洗浄水が流
れ込むことがなく、次回の乾燥時における乾燥効率の低
下を防止しクリーニング性を向上させることができる。

【００２４】次に、本発明の生ごみ処理装置の制御方法
について説明する。生ごみは各種食品の混合物であり、
その腐敗、臭気発生の要因は、各食品毎の水分活性ａw
により異なる。ここで水分活性ａw は、 ａw ＝食品の示す水蒸気圧／空気の飽和水蒸気圧 である。この水分活性ａw を０．２〜０．６程度にする
ように乾燥するのがよいとされている。水分活性が少な
すぎると脂質の酸化により変質が促進されるからであ
る。従って、水分活性をある所定値となるように乾燥す
る必要がある。そのために、乾燥容器３の入口温度Ｔ_IN
が一定になるように燃焼炉７の燃焼量を制御し、乾燥容
器３の出口温度Ｔ_OUT で乾燥状態を把握するようにす
る。

【００２５】これを図７により説明する。図７は湿り空
気線図を示し、ｔは乾球温度℃、Ｘは絶対湿度、ψは相
対湿度を示している。

【００２６】生ごみの水分活性を０．３まで乾燥するの
であれば、乾燥容器３の出口の湿り空気の相対湿度を３
０％にすればよい。例えば、外気の温度が３０℃、相対
湿度が８０％（図のＡ点）とすれば、これを第１の熱交
換器８で等絶対湿度線Ｂに沿って１２０℃（Ｔ_IN）まで
加熱し（図のＣ点）、乾燥容器３内では、断熱冷却線Ｄ
にそって冷却され定常状態では４０℃のＥ点で飽和空気
となる。生ごみが加熱され水分活性が低下すると、出口
空気温度は上昇し相対湿度が３０％と交わる点Ｆの温度
６５℃が、乾燥容器３の出口温度Ｔ_OUT となる。すなわ
ち、生ごみの水分活性を０．３とするには、温度センサ
Ｔ₃ の温度がＴ_OUT となった時点で乾燥を終了させれば
よい。

【００２７】上記装置および制御方法で種々の実験を行
ったところ、乾燥容器入口温度Ｔ_INが１００〜３００
℃、好ましくは２００℃程度で熱効率が高く、従って、
乾燥時間が早くなることが判明した。温度を高くすると
熱効率が低下する理由は、壁面からの熱損失が多くなる
ためである。なお、ここで言う熱効率とは、乾燥容器入
口における全熱量に対する乾燥容器出口における蒸発潜
熱量の比である。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、ホッパーに投入された生ごみを破砕脱水する破
砕脱水搬送装置と、破砕脱水された生ごみを収容する乾
燥容器と、前記破砕脱水搬送装置と乾燥容器とを連通、
遮断可能にする生ごみ供給用開閉弁と、燃焼炉と、該燃
焼炉の周囲に形成される第１の熱交換器と、前記燃焼炉
の排気と熱交換される第２の熱交換器と、送風ファンに
より前記燃焼炉および第１の熱交換器にエアを供給する
燃焼用エア供給管および乾燥用エア供給管と、前記乾燥
容器と第１の熱交換器を接続する熱風供給管と、前記乾
燥容器の出口に配設されるフィルタと第２の熱交換器お
よび燃焼炉を接続する乾燥用エア排出管とを備える構成
のため、生ごみ投入用のホッパーと乾燥容器とを遮断可
能にすることにより、運転中における生ごみの追加投入
を可能にするとともに、クリーニング性を向上させるこ
とができる。

【００２９】また、破砕脱水搬送装置として、２つの並
行に配置される搬送用羽根部材を設ける場合には、生ご
みを堆積させることなく生ごみを安定して供給すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の生ごみ処理装置の１実施例を示す構成
図

【図２】図１における生ごみ処理装置の具体的構成の１
実施例を示す正面図

【図３】Ａ図およびＢ図は、それぞれ図２のＡ方向およ
びＢ方向から見た側面図

【図４】図３ＢのＣ方向からみた背面図

【図５】本発明における破砕脱水搬送装置の平面図

【図６】図Ａは本発明における生ごみ供給用開閉弁の正
面図、図Ｂはその断面図

【図７】本発明の生ごみ処理方法を説明するための湿り
空気線図

【図８】従来の生ごみ処理装置を示す概念図

【符号の説明】

１…生ごみ投入用のホッパー、２…破砕脱水搬送装置、
３…乾燥容器 ４…フィルタ、５…生ごみ収納容器、６…バーナ、７…
燃焼炉 ８…第１の熱交換器、９…第２の熱交換器、１０…送風
用ファン １１…燃料タンク、１２…燃料ポンプ、１３…点火装
置、１４…制御装置 １５…生ごみ供給用開閉弁、１６…攪拌部材、１７…生
ごみ排出用開閉弁 １９…熱風供給管、２０…乾燥用エア排出管、２１…排
気管 ２２…燃焼用エア供給管、２３…乾燥用エア供給管、２
７…ハウジング ２８…回転軸、２９…搬送用羽根部材、Ｍ₁ 、Ｍ₂ 、Ｍ
₃ 、Ｍ₄ …電動モータ Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ …温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山根昭寛 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡一丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホッパーに投入された生ごみを破砕脱水す
   る破砕脱水搬送装置と、破砕脱水された生ごみを収容す
   る乾燥容器と、前記破砕脱水搬送装置と乾燥容器とを連
   通、遮断可能にする生ごみ供給用開閉弁と、燃焼炉と、
   該燃焼炉の周囲に形成される第１の熱交換器と、前記燃
   焼炉の排気と熱交換される第２の熱交換器と、送風ファ
   ンにより前記燃焼炉および第１の熱交換器にエアを供給
   する燃焼用エア供給管および乾燥用エア供給管と、前記
   乾燥容器と第１の熱交換器を接続する熱風供給管と、前
   記乾燥容器の出口に配設されるフィルタと第２の熱交換
   器および燃焼炉を接続する乾燥用エア排出管とを備える
   ことを特徴とする生ごみ処理装置。
2. 【請求項２】前記破砕脱水搬送装置は、ハウジング内に
   ２本の回転軸が並行に配置され、それぞれの回転軸に
   は、搬送用羽根部材が連続して取り付けられ、前記羽根
   部材が交互に食い込むように配置されることを特徴とす
   る請求項１に記載の生ごみ処理装置。