JPH07204611A - 生ごみの分解処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理時間を短縮し、悪臭の発生を防止する。 【構成】 ジャケット１１付きの処理槽と、撹拌羽根２
０と、バーナ３１と、エア取入口４５ａ、エアダクト４
５、ブロワ４６、熱交換器４７ａ、４７ｂ、エア吹出管
４８からなるエア導入系統と、エア排出管５１、切替ダ
ンパ５２、エア導入口５３からなるエア排出系統とを設
ける。バーナ３１は、ジャケット１１内の熱媒体Ｌを介
して処理槽１０の収容物を間接加熱し、エア導入系統
は、処理槽１０内に高温の加熱エアを導入し、収容物を
速やかに適温に昇温させる。エア排出系統は、処理槽１
０内のエアをバーナ３１の排ガスと混合し、悪臭成分を
熱分解して排出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、厨介を主体とする生
ごみを短時間のうちに分解処理することができる生ごみ
の分解処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生ごみを分解処理する方法として、熱好
気性発酵菌を利用する方法が知られている。

【０００３】このものは、たとえば、大形の処理槽内に
生ごみを投入し、発酵熱を利用して全体の温度を上昇さ
せ、発酵による分解処理を促進させる。処理槽には、撹
拌羽根を設け、所定時間ごとに処理槽内の収容物を撹拌
し、発酵に必要な空気を供給することが必要である。な
お、このときに利用する発酵菌は、約４０〜５０℃程度
が適温であり、いわゆる中温発酵菌と呼ばれるものであ
る。

【０００４】また、発酵菌には、約７０〜９０℃程度を
適温とする高温発酵菌も知られており、かかる菌種を使
用するときは、発酵による分解に加えて、熱分解を併用
することができ、処理時間の短縮を図ることができる。
なお、高温発酵菌を使用するときは、発酵熱による自然
加熱の他、バーナなどによる強制加熱を併用することが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、高温発酵菌を使用する場合であっても、なお処
理時間が長過ぎる上、処理中に耐え難い悪臭を発生する
ことが少なくないために、一般家庭や事業所等に広く普
及させることが困難であるという問題があった。すなわ
ち、高温発酵菌を使用し、バーナなどによる強制加熱を
併用するとしても、バーナの熱量は、収容物が局部的に
加熱されて菌が死滅してしまうことがないように、極く
低熱量に抑えなければならないから、収容物の全体を所
定の温度に昇温させるための時間が長く、１バッチの処
理に１．５〜２日間以上を要するのが普通であり、ま
た、処理中に発生する悪臭の処理が極めて難しいという
事情があったからである。

【０００６】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、処理槽をジャケット構造にするととも
に、エア導入系統とエア排出系統とを設けることによっ
て、処理時間を大幅に短縮し、しかも、悪臭の発生を殆
ど皆無にすることができる生ごみの分解処理装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、加熱用のジャケットを有する処
理槽と、処理槽に内装する撹拌羽根と、処理槽を加熱す
るバーナと、処理槽内に加熱エアを導入するエア導入系
統と、処理槽内のエアをバーナの排ガスと混合して排出
するエア排出系統とを備えることをその要旨とする。

【０００８】なお、エア排出系統は、処理槽内のエアを
バーナの燃焼用空気として利用するための切替ダンパを
備えることができ、さらに、処理槽からの出口部分に集
塵器を付設することができる。

【０００９】また、撹拌羽根は、揺動ベアリングを介し
て両端部を支持し、揺動ベアリングは、ケーシングに対
して上下動可能に装着することができ、さらに、撹拌羽
根は、処理槽の内面に対向する端面に多数の凹溝を形成
することができる。

【００１０】一方、処理槽は、ジャケットにバーナの排
ガスを導入する開閉ダンパ付きの排ガス導入路と排ガス
排出路とを有するようにしてもよい。

【００１１】

【作用】かかる発明の構成によるときは、処理槽は、加
熱用のジャケットを有するから、生ごみからなる収容物
は、ジャケット内の水または油からなる熱媒体を介して
間接的に加熱することができ、高熱量のバーナにより、
短時間のうちに均一に加熱することができる。また、エ
ア導入系統は、処理槽内に高温の加熱エアを導入するか
ら、収容物は、上部からも加熱することができ、全体と
して、極く短時間に昇温させることができる。加熱エア
の温度は、約２５０℃程度の高温としても、収容物に十
分な水分が含まれている限り、収容物の内部が高温にな
り過ぎることはなく、高温発酵菌が死滅してしまうよう
なことがないからである。ただし、ジャケット内の熱媒
体は、高温発酵菌を保護し、収容物の焦げを防止するた
めに、最大でも約１２０〜１３０℃に留めることが好ま
しい。一方、エア排出系統は、処理槽内のエアをバーナ
の排ガスと混合して排出するから、処理槽内において発
生する悪臭成分は、排ガスによって熱分解され、ほぼ完
全な無臭状態にして外部に排出することができる。

【００１２】エア排出系統に切替ダンパを設けるとき
は、切替ダンパは、昇温の初期において、処理槽内の高
温のエアをバーナの燃焼用空気として利用し、加熱効率
の改善を図ることができる。ただし、切替ダンパは、昇
温の中期以降においては、処理槽内のエアをバーナの排
ガスと混合させるように切り替えるものとする。昇温の
中期以降においては、処理槽内のエアは、収容物から発
生する蒸気を多量に含み、これをバーナの燃焼用空気と
して利用すると、却って加熱効率を低下させてしまうお
それがあるからである。

【００１３】エア排出系統に集塵器を付設すれば、集塵
器は、収容物から発生する粉塵が排ガスとともに外部に
放出されることを効果的に防止することができる。

【００１４】上下動可能な揺動ベアリングを介して撹拌
羽根を支持するときは、撹拌羽根は、処理槽との間に鉄
片や石塊などの固形物が挟まったときなどにおいても、
揺動ベアリングを介して傾くことができ、それ自体が破
損したり、処理槽を損傷させたりするおそれがない。

【００１５】撹拌羽根の端面に多数の凹溝を形成すれ
ば、各凹溝は、魚介類や鳥獣肉に含まれる骨片等を噛み
込み、処理槽の内面との間において、これらを有効に破
砕することができる。

【００１６】処理槽のジャケットに排ガス導入路と排ガ
ス排出路とを設けるときは、必要に応じ、処理槽は、ジ
ャケット内の水または油を抜き取った上、バーナにより
直接加熱することができる。ジャケットには、排ガス導
入路、排ガス排出路を介し、バーナの排ガスを通すこと
ができるからである。なお、排ガス導入路は、バーナの
先端に近く開口させるものとし、したがって、このとき
の排ガスは、バーナの炎が含まれていてもよいものとす
る。

【００１７】

【実施例】以下、図面を以って実施例を説明する。

【００１８】生ごみの分解処理装置は、処理槽１０と、
処理槽１０に内装する撹拌羽根２０と、バーナ３１とを
主要部材としてなる（図１、図２）。なお、処理槽１０
を含む各主要部材は、脚４１、４１…付きの箱形のケー
シング４０内に一体に組み込まれている。

【００１９】処理槽１０は、底部を断面円弧状に形成
し、上部を開放する半円筒状の容器体であり、両側の支
持部材１０ａ、１０ａを介し、ケーシング４０内に支持
されている。処理槽１０の底部には、長手方向の両側壁
部の上端にまで連続するジャケット１１が形成されてお
り、ジャケット１１には、水または油からなる熱媒体Ｌ
が所定レベルに充填されている。ジャケット１１の上部
には、レベル調整器１１ａを介して熱媒体Ｌを供給する
供給管１１ｂが接続されており、ジャケット１１の最下
部には、排出管１１ｃが接続されている。また、ジャケ
ット１１の上部には、熱媒体Ｌの温度を検出する温度検
出器１１ｄが配設されている。さらに、ジャケット１１
の最上部には、安全用の放出管１１ｅが付設されてい
る。

【００２０】撹拌羽根２０は、処理槽１０の長手方向に
水平に内装されている。

【００２１】撹拌羽根２０は、両端部が処理槽１０、ケ
ーシング４０を共通に貫通する駆動軸２１と、スポーク
２２、２２…を介して駆動軸２１に取り付ける一対の螺
旋部材２３、２３とからなる。螺旋部材２３、２３は、
駆動軸２１に対し、互いに逆向きに巻き付けられてお
り、しかも、駆動軸２１の中央部において、互いに部分
的に重なり合っているものとする。また、スポーク２
２、２２…は、駆動軸２１の半径方向に突設されてお
り、それぞれの長さは、螺旋部材２３、２３が処理槽１
０の底部内面に近接して位置するように設定されてい
る。なお、各螺旋部材２３の外側の端面、すなわち、処
理槽１０の内面に対向する端面には、多数の凹溝２３
ａ、２３ａ…が形成されている（図３）。

【００２２】駆動軸２１の両端部には、処理槽１０を内
側からシールするシール板２１ａ、２１ａが付設されて
いる（図２、図４）。また、駆動軸２１の両端部は、ケ
ーシング４０の外面に装着する揺動ベアリング２１ｂ、
２１ｂを介して支持されている。

【００２３】各揺動ベアリング２１ｂは、ベアリングケ
ース２１ｃに収納されており、ベアリングケース２１ｃ
は、一対の上下方向のガイドレール２１ｄ1 、２１ｄ1
を有する取付ブラケット２１ｄを介して上下動可能に取
り付けられている。そこで、撹拌羽根２０は、揺動ベア
リング２１ｂ、２１ｂが上下に移動することにより、駆
動軸２１が水平軸ＨＬから傾くことができる。なお、一
方の取付ブラケット２１ｄは、水平方向に延長されてお
り、減速機２４ａ付きのモータ２４を上面に搭載してい
る。減速機２４ａの出力軸は、自在カップリング２４ｂ
を介し、駆動軸２１に連結されている。ただし、減速機
２４ａと駆動軸２１との間には、自在カップリング２４
ｂの他に、トルクリミッタを併せ介装してもよい。

【００２４】ケーシング４０の前方側上部には、斜め上
方に開く投入用の開閉蓋４２が付設されており（図
１）、処理槽１０の底部には、処理槽１０の長手方向中
央部に、下方に開く排出用の開閉扉１２が付設されてい
る。なお、ケーシング４０の前面下部には、開閉扉１２
に対応するようにして、排出用のシュート４３が形成さ
れている。

【００２５】ケーシング４０の下部は、仕切板４０ａを
介し、バーナ３１を装着する燃焼室４０ｂと、煙突４４
の基部を連結する排ガス室４０ｃとに区分されている
（図２、図５）。バーナ３１、煙突４４は、それぞれ、
処理槽１０の長手方向の一側に沿って、ケーシング４０
の後方下部に装着されており、仕切板４０ａは、ケーシ
ング４０の後方側の側面から前方側の側面に向けて、ケ
ーシング４０の全幅の約２／３以上を仕切っている。な
お、仕切板４０ａの上端は、処理槽１０の底面、処理槽
１０を支持する一方の支持部材１０ａの下面にまで到達
している（図１）。

【００２６】燃焼室４０ｂ、排ガス室４０ｃには、排ガ
ス導入路１３、排ガス排出路１４の下端が開口している
（図１、図５）。排ガス導入路１３は、バーナ３１にほ
ぼ対向するようにして、ケーシング４０の前部内面に上
下に配設され、排ガス排出路１４は、ケーシング４０の
後部内面に沿って、煙突４４の連結部分の上方に上下に
配設されている。排ガス導入路１３、排ガス排出路１４
の各上端は、処理槽１０のジャケット１１の最上部に連
結されており、それぞれの各下端には、開閉ダンパ１３
ａ、１４ａが付設されている。

【００２７】煙突４４は、ケーシング４０の後方に立設
されている。煙突４４の外周には、エアダクト４５が付
設されており、エアダクト４５の上部、下部には、それ
ぞれエア取入口４５ａ、エア排出口４５ｂが付設されて
いる。エア排出口４５ｂは、ブロワ４６の吸引側に接続
され、ブロワ４６の排出側は、ケーシング４０の排ガス
室４０ｃ内に設置する熱交換器４７ａ、燃焼室４０ｂ内
に設置する熱交換器４７ｂを介し、ケーシング４０の上
部に配設するエア吹出管４８に接続されている（図１、
図２）。ただし、エア吹出管４８は、複数に分岐してケ
ーシング４０の内部に導入され、共通の拡散羽根４８
ａ、４８ａ…を介し、処理槽１０の上方に下向きに開口
している。

【００２８】処理槽１０の上方には、エア排出管５１の
先端が開口している（図１）。エア排出管５１は、ケー
シング４０の後部外側において、切替ダンパ５２に接続
されており（図５）、切替ダンパ５２の出口側は、一方
がバーナ３１に連結され、他方は、排ガス室４０ｃの前
方側に付設するエア導入口５３を介し、排ガス室４０ｃ
に導かれている。ただし、バーナ３１には、後部を閉じ
た外筒３１ａが付設されており（図６）、切替ダンパ５
２からの管路は、外筒３１ａの内部に開口しているもの
とする。

【００２９】かかる生ごみの分解処理装置の作動は、次
のとおりである。

【００３０】まず、供給管１１ｂを介して熱媒体Ｌを供
給し、処理槽１０のジャケット１１内に、熱媒体Ｌを所
定のレベルにまで充填する。なお、このとき、排ガス導
入路１３、排ガス排出路１４の開閉ダンパ１３ａ、１４
ａは、閉め切っておくものとする。レベル調整器１１ａ
は、以後、供給管１１ｂ、排出管１１ｃに介装する図示
しない開閉弁を開閉操作することにより、ジャケット１
１内の熱媒体Ｌを所定のレベルに保つことができる。

【００３１】一方、開閉蓋４２を開いて処理槽１０に生
ごみを投入し、撹拌羽根２０を回転するとともに、バー
ナ３１を点火すれば、処理槽１０内の収容物は、バーナ
３１により、熱媒体Ｌを介して均一に間接加熱すること
ができる。なお、このとき、処理槽１０には、所定量の
高温発酵菌を投入するものとし、バーナ３１の熱量は、
温度検出器１１ｄを介し、熱媒体Ｌの温度が過大になら
ない範囲内において、最大熱量を発生させるものとす
る。ただし、バーナ３１は、ガスまたは油を燃料とし、
燃焼室４０ｂ内において燃料を燃焼させ、発生する排ガ
スは、排ガス室４０ｃ、煙突４４を介して外部に排出す
る。

【００３２】撹拌羽根２０は、螺旋部材２３、２３の巻
付け方向が互いに逆向きであるから、駆動軸２１の回転
方向により、処理槽１０内の収容物を処理槽１０の中央
部に寄せ、または、処理槽１０の両端部に寄せながら、
収容物を上下に撹拌することができる。撹拌羽根２０
は、螺旋部材２３、２３の凹溝２３ａ、２３ａ…に骨片
等を噛み込んだときは、それらを処理槽１０の内面との
間に挟み込み、簡単に破砕することができる。ただし、
撹拌羽根２０は、破砕不能な異物を噛み込んだときは、
揺動ベアリング２１ｂ、２１ｂを介して駆動軸２１が上
下に傾き、不測の事故を未然に防止する。

【００３３】また、バーナ３１を点火するとともにブロ
ワ４６を起動すると、ブロワ４６は、エア取入口４５
ａ、エアダクト４５、エア排出口４５ｂを介してエアを
吸引し、熱交換器４７ａ、４７ｂ、エア吹出管４８を介
し、処理槽１０の上方に高温の加熱エアを吹き込むこと
ができる（図６）。ブロワ４６によって吸引されたエア
は、エアダクト４５内において、煙突４４によって予熱
され、熱交換器４７ａ、４７ｂを通過することによっ
て、バーナ３１の排ガスにより加熱されるからである。
なお、エア吹出管４８は、拡散羽根４８ａ、４８ａ…を
介して処理槽１０の上方に開口するから、エア吹出管４
８からの加熱エアは、処理槽１０内の収容物に対し、均
一に吹き付けられ、収容物を均一に昇温させることに貢
献する。すなわち、エア取入口４５ａからエア吹出管４
８の拡散羽根４８ａ、４８ａ…に至る一連の部材は、処
理槽１０に加熱エアを導入するエア導入系統を形成して
いる。

【００３４】一方、処理槽１０の上方に開口するエア排
出管５１は、エア吹出管４８からの加熱エアに相当する
エアを外部に排出する。排出されたエアは、切替ダクト
３２をバーナ３１側に切り替えることにより、バーナ３
１の燃焼用空気として利用することができる。また、切
替ダンパ３２を排ガス室４０ｃ側に切り替えることによ
り、処理槽１０内のエアをバーナ３１の排ガスと混合さ
せることができる。一般に、処理槽１０内のエアは、多
量の悪臭成分を含むことが普通であるが、エア排出管５
１からバーナ３１または排ガス室４０ｃに至るエア排出
系統は、最終的に、処理槽１０内のエアを高温の排ガス
と混合し、悪臭成分を熱分解することにより、無臭にし
て外部に排出することができる。

【００３５】なお、エア排出系統は、エア排出管５１の
処理槽１０からの出口部分に、たとえばサイクロン形の
集塵器５４を付設してもよい（図６）。また、エア排出
系統は、処理槽１０の収容物の昇温の初期においては、
切替ダンパ５２をバーナ３１側に切り替え、昇温の中期
以降においては、切替ダンパ５２を排ガス室４０ｃ側に
切り替えて運転するのがよい。

【００３６】以上のようにして、全系統を運転すると、
処理槽１０内の収容物は、高温発酵菌による発酵分解と
熱分解とが併行して進行し、数時間のうちに、乾燥した
粉状または粒状に処理することができる。そこで、処理
が完了したら、バーナ３１、ブロワ４６を停止させ、収
容物を中心部に寄せる方向に撹拌羽根２０を運転しなが
ら底部の開閉扉１２を開き、シュート４３を介して処理
済の収容物を排出すればよい。なお、処理済の収容物
は、取り扱い易く、家畜や魚養殖用の飼料として、また
は肥料として、有効に再利用することができる。

【００３７】処理済の収容物の乾燥度が不十分であると
きは、排ガス導入路１３、排ガス排出路１４を利用し
て、処理槽１０を直接加熱することもできる。すなわ
ち、排出管１１ｃを開いてジャケット１１内の熱媒体Ｌ
の全量を抜き取った上、開閉ダンパ１３ａ、１４ａを開
くことにより、バーナ３１の排ガスの一部は、排ガス導
入路１３、ジャケット１１、排ガス排出路１４を通過さ
せることができるから、処理槽１０内の収容物を高温に
加熱し、十分に乾燥させることができる。

【００３８】以上の説明において、撹拌羽根２０の各螺
旋部材２３は、端面の片側を斜面２３ｂに形成してもよ
い（図７）。ただし、斜面２３ｂは、各螺旋部材２３の
全長に亘って形成する他、撹拌羽根２０の中心部分に相
当する一端部を含み、部分的に形成してもよいものとす
る。また、斜面２３ｂは、螺旋部材２３に沿って適当な
長さごとに、螺旋部材２３に対して交互に逆方向から形
成するようにしてもよい。斜面２３ｂは、撹拌羽根２０
が凹溝２３ａ、２３ａ…に対して骨片等を噛み込む際
に、噛込み動作を円滑にすることができる。

【００３９】なお、熱交換器４７ａ、４７ｂは、蛇管式
などの簡単な非接触形の熱交換器を使用することができ
る。また、バーナ３１には、燃焼用空気を供給するため
に、独立のブロワを付属させてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ジャケットを有する処理槽と、撹拌羽根と、バーナ
と、エア導入系統と、エア排出系統とを設けることによ
って、バーナは、ジャケット内の熱媒体を介して処理槽
の収容物を間接加熱し、エア導入系統は、処理槽内に高
温の加熱エアを導入することができるから、収容物の昇
温に要する時間を極端に短縮させ、全体としての処理時
間を大幅に短縮することができる上、エア排出系統は、
処理槽内のエアをバーナの排ガスと混合して排出するか
ら、悪臭成分を有効に熱分解することができ、処理中に
おいて、悪臭の発生を殆ど皆無にすることができるとい
う極めて優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 全体構成説明図（１）

【図２】 全体構成説明図（２）

【図３】 要部斜視図

【図４】 要部水平断面図

【図５】 全体構成説明図（３）

【図６】 全体模式系統図

【図７】 他の実施例を示す図３相当図

【符号の説明】

１０…処理槽 １１…ジャケット １３…排ガス導入路 １４…排ガス排出路 １３ａ、１４ａ…開閉ダンパ ２０…撹拌羽根 ２１ｂ…揺動ベアリング ２３ａ…凹溝 ３１…バーナ ５２…切替ダンパ ５４…集塵器

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【手続補正書】

【提出日】平成６年８月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱用のジャケットを有する処理槽と、
   該処理槽に内装する撹拌羽根と、前記処理槽を加熱する
   バーナと、前記処理槽内に加熱エアを導入するエア導入
   系統と、前記処理槽内のエアを前記バーナの排ガスと混
   合して排出するエア排出系統とを備えてなる生ごみの分
   解処理装置。
2. 【請求項２】 前記エア排出系統は、前記処理槽内のエ
   アを前記バーナの燃焼用空気として利用するための切替
   ダンパを有することを特徴とする請求項１記載の生ごみ
   の分解処理装置。
3. 【請求項３】 前記エア排出系統は、前記処理槽からの
   出口部分に集塵器を付設することを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の生ごみの分解処理装置。
4. 【請求項４】 前記撹拌羽根は、揺動ベアリングを介し
   て両端部を支持し、前記揺動ベアリングは、ケーシング
   に対して上下動可能に装着することを特徴とする請求項
   １ないし請求項３のいずれか記載の生ごみの分解処理装
   置。
5. 【請求項５】 前記撹拌羽根は、前記処理槽の内面に対
   向する端面に多数の凹溝を形成することを特徴とする請
   求項１ないし請求項４のいずれか記載の生ごみの分解処
   理装置。
6. 【請求項６】 前記処理槽は、前記ジャケットに前記バ
   ーナの排ガスを導入する開閉ダンパ付きの排ガス導入路
   と排ガス排出路とを有することを特徴とする請求項１な
   いし請求項５のいずれか記載の生ごみの分解処理装置。