(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみの収納容器と、生ごみ収納容器内の生ごみを加熱乾燥させる加熱手段と、前記生ごみ収納容器内の雰囲気温度を検知する温度検知手段と、前記生ごみ収納容器より凝縮器へ流出する水蒸気の温度を検出する終了センサと、前記温度検知手段で検知した温度とあらかじめ定めておいた第一、および第二の値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較する値を切り替えるスイッチと、前記終了センサの検出した温度から乾燥終了を判断する終了判断手段と、前記比較手段の比較結果と終了判断手段の判断結果を基に乾燥ヒーターをｏｎ／ｏｆｆ制御する乾燥駆動手段と、前記終了センサの値の変化量を検出する速度検出手段とを備え、生ごみの乾燥を開始するときは前記スイッチを第一の値側に切り替えて前記乾燥ヒーターをｏｎ／ｏｆｆ制御すると共に、前記終了センサが検出した値の変化量がある一定の値以下となったときに前記スイッチを第二の値側に切り替えて乾燥ヒーターのｏｎ／ｏｆｆ制御を行う厨芥処理装置。
【請求項２】
終了センサが検出した生ごみの沸点の温度から生ごみの量を判断する生ごみ量判定手段と、前記生ごみ量判定手段の判断結果に応じて乾燥ヒーターの温調温度を設定する比較値設定手段を有し、生ごみに到達する温風の温度を一定に保つ請求項１記載の厨芥処理装置。
【請求項３】
生ごみ収納容器の内側に設けた撹拌手段と、ごみ量判定手段が生ごみの沸騰状態を検知した時点から撹拌手段を駆動する制御手段と、前記撹拌手段が駆動し始めてから再度、終了センサの値が安定したことを判断する安定状態判断手段と、前記撹拌手段が駆動し始めてから前記安定状態判断手段が安定と判断するまでの時間をカウントするタイマーと、このタイマー値と前記ごみ量判定手段の判定結果から乾燥終了時間を演算する演算手段とを有し、生ごみの温度が沸点に達し、ごみ量判定手段がごみ量を判定した後、ごみを撹拌し、このとき水分が液から気体へ移行する時間をタイマーでカウントし、この値から水分量を判断し、水分量とごみ量から乾燥終了時間を算出する請求項２記載の厨芥処理装置。
【請求項４】
撹拌手段を間欠運転させるための周期を設定する第二のタイマーと、前記第二のタイマーの周期に応じて終了センサの検知温度を平均化する平均化手段と、この平均化した値から乾燥終了を判断する平均終了判断手段を有する請求項１〜３のいずれか１項記載の厨芥処理装置。
【請求項５】
平均化手段の平均値から撹拌手段の駆動時間を可変する可変タイマーを有し、この可変タイマーの値に応じて撹拌手段を駆動する請求項４記載の厨芥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、生ごみ等の厨芥を処理するための厨芥処理装置で、特に生ごみの乾燥、及び終了検知に関すものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の厨芥処理装置としては、生ごみを粉砕して下水へ流すディスポーザーや生ごみを粉砕・脱水して回収する生ごみ脱水機がある。ディスポーザーは、下水処理施設のない地域では河川を汚し、環境汚染の原因になる。一方、生ごみ脱水機は、脱水した生ごみを回収するので直接には環境汚染の原因にはならないが、回収した生ごみを放置しておくと腐敗しやすく、悪臭を発生する。そのため、脱水回収した生ごみを低温で保管したり、頻繁に公共のごみ収集場所へだして処理しなければならない。
【０００３】
これらの課題に対応する手段として、生ごみを乾燥して元の体積・重量を低減し、処理の大幅な簡素化を図った厨芥処理装置が発明された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこの種の処理装置では、処理容器内を１３０℃の温風で乾燥する。そして生ごみの乾燥状態を生ごみを収納している収納容器の外壁に設置した温度検知手段の温度がピーク値からある一定の温度以上連続して一定時間低下した場合に乾燥終了と判断していた。このため、乾燥処理時間が長く、かつ生ごみの量が多い場合は過乾燥に、反対に生ごみの量が少ない場合は未乾燥となり、処理容器内に投入された生ごみの量によって、生ごみの乾燥状態が異なるという課題があった。さらに、撹拌手段を間欠運転しているため、温度検知手段の検知温度が撹拌手段が運転して水分が一度に吹き出した時は温度が高くなり、結果ごみの乾燥度合いがばらつくこがあるという課題があった。
【０００５】
本発明は、この課題を解消し、使用性の高い厨芥処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の第１の手段は、生ごみの収納容器と、生ごみ収納容器内の生ごみを加熱乾燥させる加熱手段と、前記生ごみ収納容器内の雰囲気温度を検知する温度検知手段と、前記生ごみ収納容器より凝縮器へ流出する水蒸気の温度を検出する終了センサと、前記温度検知手段で検知した温度とあらかじめ定めておいた第一、および第二の値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較する値を切り替えるスイッチと、前記終了センサの検出した温度から乾燥終了を判断する終了判断手段と、前記比較手段の比較結果と終了判断手段の判断結果を基に乾燥ヒーターをｏｎ／ｏｆｆ制御する乾燥駆動手段と、前記終了センサの値の変化量を検出する速度検出手段とを備え、生ごみの乾燥を開始するときは前記スイッチを第一の値側に切り替えて前記乾燥ヒーターをｏｎ／ｏｆｆ制御すると共に、前記終了センサが検出した値の変化量がある一定の値以下となったときに前記スイッチを第二の値側に切り替えて乾燥ヒーターのｏｎ／ｏｆｆ制御を行うものである。
【０００７】
次に、第２の手段は、終了センサが検出した生ごみの沸点の温度から生ごみの量を判断する生ごみ量判定手段と、前記生ごみ量判定手段の判断結果に応じて乾燥ヒーターの温調温度を設定する比較値設定手段を有し、生ごみに到達する温風の温度を一定に保つものである。
【０００８】
さらに、第３の手段は、生ごみ収納容器の内側に設けた撹拌手段と、ごみ量判定手段が生ごみの沸騰状態を検知した時点から撹拌手段を駆動する制御手段と、前記撹拌手段が駆動し始めてから再度、終了センサの値が安定したことを判断する安定状態判断手段と、前記撹拌手段が駆動し始めてから前記安定状態判断手段が安定と判断するまでの時間をカウントするタイマーと、このタイマー値と前記ごみ量判定手段の判定結果から乾燥終了時間を演算する演算手段とを有し、生ごみの温度が沸点に達し、ごみ量判定手段がごみ量を判定した後、ごみを撹拌し、このとき水分が液から気体へ移行する時間をタイマーでカウントし、この値から水分量を判断し、水分量とごみ量から乾燥終了時間を算出するものである。
【０００９】
また、第４の手段は、撹拌手段を間欠運転させるための周期を設定する第二のタイマーと、前記第二のタイマーの周期に応じて終了センサの検知温度を平均化する平均化手段と、この平均化した値から乾燥終了を判断する平均終了判断手段を有するものである。
【００１０】
そして第５の手段は、平均化手段の平均値から撹拌手段の駆動時間を可変する可変タイマーを有し、この可変タイマーの値に応じて撹拌手段を駆動するものである。
【００１１】
【作用】
本発明の第１の手段によれば、収納容器内の生ごみを第一の温度で加熱し、生ごみの温度がある一定の温度に到達したら、以降第二の温度で加熱乾燥する。
【００１２】
つぎに、第２の手段によれば、終了センサが検出した生ごみの沸点の温度から生ごみの量を判断し、生ごみの量に応じて乾燥ヒーターの温調温度を設定する。
【００１３】
さらに、第３の手段によれば、第一の温度で加熱し、生ごみの温度が安定した後、撹拌手段を駆動し、生ごみの温度が再度安定するまでの時間と第一の安定温度から生ごみの量と乾燥ごみの量を判断し、乾燥終了時期を判断している。
【００１４】
また、第４の手段によれば、撹拌手段を間欠運転し、その周期間の生ごみの温度を平均し、この値から乾燥終了を判断している。
【００１５】
そして、第５の手段によれば、撹拌手段を周期的に間欠駆動し、その周期間の生ごみの温度差から撹拌手段の撹拌時間を可変している。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の第一の実施例を図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の厨芥処理装置の概略構成図であり、図２は同厨芥処理装置の制御部の概略構成図である。図１、図２において、１は断熱容器、２は断熱容器１内に設置した生ごみ収納容器である。３は生ごみ収納容器２の雰囲気温度を検出するように設置している乾燥センサである。４は生ごみ収納容器２より凝縮器５へ流出する水蒸気の温度を検出する終了センサで、凝縮器５の外壁面に設置している。凝縮器５の上部には蓋６を設けており、蓋６の内面には乾燥手段である乾燥ヒーター７を設置している。８は前記乾燥センサ３の出力する値とあらかじめ定めておいた第一、または第二の値とを比較する比較手段、９はこの比較手段８の比較する値を切り替えるスイッチ、１０は前記終了センサ４の検出した温度から乾燥終了を判断する終了判断手段、１１は前記比較手段８の比較結果と終了判断手段１０の判断結果を元に乾燥ヒーター７をｏｎ／ｏｆｆ制御する乾燥駆動手段である。１２は前記終了センサ４の値の変化量を検出する速度検出手段であり前記スイッチ９はこの速度検出手段１２の変化量に応じて切り替わっている。
【００１７】
以上の構成において動作を説明する。また、動作中における加熱温度とごみ温度の経時変化を示す図を図３に示す。
【００１８】
まず、生ごみを収納容器２内に投入し、蓋６を閉めて電源（図示せず）を投入する。すると図２に示すように乾燥ヒーター７がｏｎし、生ごみの乾燥を開始する。この時、スイッチ９は第一の値（例えば１５０度）側へ切り替わっており、収納容器２の温度を乾燥センサ３が検出し、その値を比較手段８へ送る。そして、この乾燥センサ３から送られてきた値と比較値を元に乾燥駆動手段１１は、収納容器２内の温度を第一の値に保つように乾燥ヒーター７をｏｎ／ｏｆｆ制御する。
【００１９】
暖められた生ごみの温度は、まず生ごみに含まれる水分が沸点に到達するまで上昇する。次に水分が液体から気体へ気化するための気化熱を蓄える。そして、気化し始めると生ごみからは水蒸気が発生し、凝縮器５を介して外部へ流出する。この収納容器２から凝縮器５へ流出する水蒸気の温度を終了センサ４が検出している。
【００２０】
この終了センサ４が検出する値は、電源投入後から生ごみの水分が沸点に到達するまでは温度が上昇し、水分が水蒸気に変化するまではある一定の値を保ち、その後水分が水蒸気となると再び温度が上昇し、水蒸気の量に応じてその値は変化し、水蒸気が少なくなると温度は下降する。
【００２１】
この下降した値から終了判断手段１０はごみの乾燥終了を判断している。さらに、この終了センサ４が検出した値の変化量を速度検知手段１２が検知し、変化量がある一定の値以下になると生ごみが充分暖まった（１００度に到達した）と判断し、スイッチを第二の値（例えば１００度）側に切り替わる。以後、乾燥ヒーター７は第二の値（１００度）と乾燥センサ３の値を基にｏｎ／ｏｆｆ制御を行う。
【００２２】
次に本発明の第二の実施例を図４〜図６を用いて説明する。図４において、２１は終了センサ４が検出した生ごみの沸点の温度から生ごみの量を判断するごみ量判定手段、２２はこのごみ量判定手段２１の判断結果に応じて乾燥ヒーター７の乾燥温度値を設定する比較値設定手段である。
【００２３】
以上の構成において動作を説明する。また、動作中における加熱温度とごみ温度の経時変化を示す図を図６に示す。
【００２４】
まず、収納容器２上部に設けられた乾燥ヒーター７で熱せられた温風は収納容器内の生ごみの表面を熱してから凝縮器５へ流出し、その後外部へ排出される。この時、収納容器２内のごみの量が少ないと温風が乾燥ヒーター７から生ごみに到達し、終了センサ４を通過するまでの距離が長くなり、その結果、終了センサ４が検出する温度は低温となる。反対にごみ量が多いと温風が終了センサ４まで到達する距離が短くなり、温度が高くなる。従って、生ごみを乾燥させる温度を生ごみ到達温度で一定（１００度）とするために、生ごみの沸騰時の終了センサ４の温度をごみ量判定手段２１が判定し、その結果を基に、比較値設定手段が乾燥ヒーター７の温調温度を設定し、生ごみに到達する温風の温度を一定に保っている。
【００２５】
次に本発明の第三の実施例を図７、図８を用いて説明する。図７において、３１は生ごみ収納容器２の内側に設けた撹拌手段であり回転刃で出来ており、撹拌手段であるモータの回転軸に連結されている。３３はごみ量判定手段２１が生ごみの沸騰状態を検知した時点からモータを駆動するモータ制御手段である。３４はモータが駆動し始めてから再度、終了センサ４の値が安定したことを判断する安定状態判断手段、３５は前記モータが駆動し始めてから安定状態判断手段３４が安定と判断するまでの時間をカウントするタイマーである。３６はこのタイマー値と、ごみ量判定手段２１の判定結果から、乾燥終了時間を演算する演算手段である。
【００２６】
以上の構成において動作を説明する。また、動作中における加熱温度とごみ温度の経時変化を示す図を図８に示す。
【００２７】
生ごみの温度が沸点に達し、ごみ量判定手段２１がごみ量を判定した後、モータ制御手段３３はモータを連続回転させるように制御信号をモータに送り、これに応じてモータが回転する。このモータの回転により、回転刃３１が常に回転することになる。この結果、常に生ごみが撹拌され、生ごみが均一に加熱される。そして、ごみの上部から下部まで均一に暖められた後、水分は気化され水蒸気となって終了センサ４を介して容器外へ排気される。この時、水分が多いと液体が気体に変化するための気化熱が多く必要であり、液体から気体への移行期間（Ｔａ＋Ｔｂ）が長くなる。従って、この時間をタイマー３５でカウントすることにより水分量が判断でき、この水分量とごみ量から乾燥終了時間が算出できる。この算出を演算手段３６が行い、その結果を基に乾燥処理を行う。また、収納容器２に収納された生ごみは暖められ、沸点到達する。以後も加熱を続けると水分は水蒸気となり容器外へ排気される。
【００２８】
ところが、生ごみに熱を加える温風は収納容器２上部から下部へ吹き付けており、生ごみの表面のみ熱することになる。従って生ごみをまんべんなく乾燥させるためには、常に生ごみをかき混ぜ、上下入れ換えれば良い。ところが、実際にはモータを常時低速で回転し続けるにはモータのロスが大きいため、モータを間欠運転する方法も考えられる。
【００２９】
次に本発明の第四の実施例を図９、図１０を用いて説明する。図９において、４１はモータを間欠運転させるための周期を設定する第二のタイマー、４２はこの第二のタイマー４１の周期に応じて終了センサ４の検知温度を平均化する平均手段、４３はこの平均化した値から乾燥終了を判断する平均終了判断手段である。
【００３０】
以上の構成において動作を説明する。また、動作中における加熱温度とごみ温度の経時変化を示す図を図１０に示す。
【００３１】
まず、水分が沸点に到達した生ごみは表面の生ごみからでる水蒸気を容器外へ排気し、表面のなまごみは乾燥する。そのため終了センサ４の検知する値はだんだん低下していく。
【００３２】
そして第二タイマー４１が計時した時間後、モータはある期間（第二タイマー４１の計時時間未満）回転する。すると表面と下部のごみが入れ替わり、再び水蒸気を含む生ごみが表面へ出てくるため、終了センサ４の検知温度が上昇する。そしてふたたび、第二タイマーが計時する時間前では温度が低下している。従って、第二タイマー４１の計時期間内の終了センサ４値を平均化手段４２で平均化し、この値を平均終了判断手段４３に入力し、終了判断している。
【００３３】
このように、水分（水蒸気分）が少なくなると温度が低下し、水分が多いと温度が高い。この原理を利用して乾燥終了を判断できる。ここでは運転周期ごとの終了センサ４値の平均値を例に説明したが、この間の温度差、またはモータ回転時あるいは停止時の温度から終了判断しても良い。要は、モータの間欠運転による温度の変化から終了判断する方式であれば良い。
【００３４】
また、ごみは充分乾燥させないと冷めた時、異臭を放つ。一方、温度を上げすぎてごみが焦げると、これも異臭を放つ。従って、水分を多く含んだごみは表面に長時間放置しておいても良いが、乾燥ごみは頻繁にかき混ぜて焦げるのを防ぐ必要がある。
【００３５】
次に本発明の第五の実施例を図１１、図１２を用いて説明する。図１１において、５１は平均化手段４２の平均値から回転刃３１（モータ）の運転時間を可変する可変タイマー（タイマー値：第二タイマーの計時時間内）である。
【００３６】
以上の構成において動作を説明する。また、動作中における撹拌時期を示す図を図１２に示す。
【００３７】
ごみが水分を充分含んでいる間（平均値が高い間）は可変タイマー５１の値は短く、水分が少なくなる（平均値が低くなる）と可変タイマー５１の値は長くなり、この値に応じてモータは回転する。
【００３８】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、生ごみに含まれる水分が沸点に到達するまでは高温で、以降は低温で乾燥処理することにより、乾燥処理時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施例を示す厨芥処理装置の概略構成図
【図２】  同厨芥処理装置の制御部のブロック図
【図３】  同厨芥処理装置の動作中における加熱温度とごみ温度の経時変化を示す図
【図４】  本発明の第二の実施例を示す厨芥処理装置の制御部のブロック図
【図５】  同厨芥処理装置における加熱手段からごみまでの距離とごみ温度の相関図
【図６】  同厨芥処理装置の動作中における加熱温度とごみ温度の経時変化を示す図
【図７】  本発明の第三の実施例を示す厨芥処理装置の制御部のブロック図
【図８】  同厨芥処理装置の動作中における加熱温度とごみ温度の経時変化を示す図
【図９】  本発明の第四の実施例を示す厨芥処理装置の制御部のブロック図
【図１０】  同厨芥処理装置の動作中におけるごみ温度の経時変化を示す図
【図１１】  本発明の第五の実施例を示す厨芥処理装置の制御部のブロック図
【図１２】  同厨芥処理装置の動作中における撹拌時期を示す図
【符号の説明】
２  収納容器
３  乾燥センサ
４  終了センサ
７  乾燥ヒーター
８  比較手段
９  スイッチ
１２  速度検出手段
２１  ごみ量判定手段
２２  比較値設定手段
３１  撹拌手段（回転刃）
３２  モータ
３３  モータ制御手段
３４  安定状態判断手段
３５  タイマー
３６  演算手段
４１  第二のタイマー
４２  平均手段
４３  平均終了判断手段
５１  可変タイマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003653772.tif 000008
【図８】
0003653772.tif 000009
【図９】
0003653772.tif 000010
【図１０】
0003653772.tif 000011
【図１１】
0003653772.tif 000012
【図１２】
0003653772.tif 000013