(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入された有機廃棄物を内側に貯留する処理槽と、この処理槽の外壁面に配設された槽加熱パイプ内に温水を循環させ前記処理槽の底面及び側面を加熱する槽加熱手段と、前記処理槽の上部に配設され前記処理槽内の空気が吸い込まれ再度前記処理槽に供給されて循環する空気通路と、この空気通路内に空気を通流させる送風機と、前記空気通路上に設けられ空気を冷却する冷却手段を有する除湿器と、前記空気通路上に設けられた加熱パイプ内を前記槽加熱パイプ内の温水を流用して前記加熱手段と同じ熱源により前記冷却手段により冷却された空気を加熱する加熱手段とを備え、
前記加熱手段は前記加熱パイプを着脱自在に設け、かつ、前記除湿器を前記空気通路と着脱自在に設けて、前記加熱手段とともに前記除湿器を取り外し、取り付け自在に構成した有機廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機廃棄物を発酵処理し、堆肥化する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生ゴミ等の有機廃棄物を発酵処理し、堆肥等の環境に与える影響の少ないものに変化させる装置が考えられている。特に、外食産業の拡大や使用される食料品の種類の増大に伴い、発生する生ゴミの量が著しく増大しており、この有機廃棄物を効率良く処理する手段が求められている。
【０００３】
また、従来よりこのような有機廃棄物は、焼却したり、埋め立てたりしてきたが、この焼却、埋め立てが与える周囲の自然環境や生物への影響を考えて、影響の少ない物質に変換することがもとめられている。このような従来の技術の一例は、特開平７−１２４５３８号公報に開示されている。
【０００４】
この従来技術による有機廃棄物処理装置は、内側に有機廃棄物を貯留する処理槽と、この処理槽に有機廃棄物を投入するための投入口と、処理槽内で処理を終えた廃棄物を排出する排出口とを有している。また、この処理槽は仕切板によって、投入口側の処理槽と排出口側の処理槽とに区画されている。
【０００５】
この処理槽内には、好気性の微生物が培養されて形成された基材が蓄えられており、回転する軸上に設けられた攪拌棒により攪拌されている。投入口から処理槽に投入された廃棄物は、基材と攪拌混合されることで、上記微生物の作用により廃棄物の発酵、分解が始まる。この時、発酵、分解による熱で処理槽内の温度が上昇し、有機物の発酵分解によって水蒸気や炭酸ガスが発生する。また、発酵、分解を促進するために処理槽の外周を加熱手段によって加熱し、上記微生物による発酵や分解に適切な温度条件となるように調節される。
【０００６】
上記発酵や分解作用により発生した水蒸気を含む槽内の空気は、送風器により熱交換器に送られ、この熱交換器を通るとき冷却され、水蒸気は凝縮して水滴となり、槽内の空気の除湿が行われる。水分が低減した空気は、再度槽内に送られて循環する。
【０００７】
この熱交換器を通って凝縮されて生じた水は、廃棄物内の有機酸などにより酸性の性質を有しているので中和手段で中和される。また、さらに浄化手段で凝縮水中に溶け込んでいる有機物を分解された後、凝縮水は配水管から機外に排水される。また、炭酸ガスや臭気は熱交換器の出口側からブロアによって吸引され、脱臭槽に送られる。そこで臭気成分は脱臭槽内の水に溶け込み、バクテリアによって分解され、炭酸ガスは排気管から機外に排出されるように構成されている。
【０００８】
このようにして処理槽Ａ内の廃棄物は徐々に発酵分解され、水分が除去されていく。そして、比較的軽くなった細かい粒子となった処理物は槽の上方へ浮上し、仕切板を溢流して排出口側の処理槽Ｂへ移動する。処理槽Ｂ内でもさらに発酵分解・水分蒸発が進行、水分の含有率も低下した状態で廃棄物が処理された処理物が、排出口排出される。
【０００９】
このように、従来技術による処理装置では、高水分率の厨芥、いわゆる生ごみを発酵に適した水分含有率（３０％〜６０％）まで迅速に低下させるために、処理槽内の湿った空気を処理槽と熱交換手段の間を循環させながら、除湿・乾燥を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、槽内の空気が、熱交換器を通過して、再度槽内に流入するが、この空気は熱交換器を通過する際に冷却され、この冷えた飽和水蒸気が処理槽へ戻ることになる。そのため、このままでは処理槽の温度下げてしまい、処理槽内を発酵、分解に適した温度に保つことが難しくなる。あるいは、温度を適切に保つために、さらに、処理槽を加熱しなければならなくなってしまう。
【００１１】
このため、処理槽内の水蒸気の発生量、循環空気への含水量が減少し、発酵・分解処理に時間を要してしまうという問題が有った、また、外気温が低い場合など、処理槽へ戻る空気温度が低くなる場合には、処理槽の加熱が追いつかず、処理槽内が汚泥化して処理が不可能になってしまうという問題が有った。また、処理槽を適切な条件に保つことができず、処理に時間がかかるため消費電力が大きくなってしまうという問題が有った。
【００１２】
また、上記従来技術では、発酵、分解に必要な酸素の供給は、空気供給用のファンを用いて処理槽内の空気を吸引して排気することで槽内を負圧とし、排出口や投入口の隙間などから外気を槽内に補充するように構成されている。このとき、処理槽内の空気や熱交換器内の空気の温度および湿度が外気のそれらより高いため、ブロアに至るまでの配管が外気に触れて冷却されると、排気される空気中の蒸気が凝縮して配管内に溜まり、溜まっている水は風圧でブロア内に吸引されてしまう。
【００１３】
この凝縮した水は、厨芥に含まれる有機酸等により酸性である（ｐＨが低い）ため、吸引されてブロア内に溜まるとブロア、ケーシング、モータ等を腐食するばかりでなく、モータの絶縁不良等を引き起こしてしまうという問題が有った。さらに、この際、一緒に吸引される処理物の微粉末が、ブロアに付着してモータの負荷を増大させたり、軸受けの磨耗を加速し、さらにはブロアの吸音材などにしみこんで、吸音効果を低下させる原因となった。また、循環ファンにおいても上記と同様な現象が起こるため、生ごみ処理システムの寿命や安全性を低下させ、メンテナンスの費用が増大するなどの問題があった。
【００１４】
本発明の目的は、処理の効率が向上した有機廃棄物処理装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、投入された有機廃棄物を内側に貯留する処理槽と、この処理槽の外壁面に配設された槽加熱パイプ内に温水を循環させ前記処理槽の底面及び側面を加熱する槽加熱手段と、前記処理槽の上部に配設され前記処理槽内の空気が吸い込まれ再度前記処理槽に供給されて循環する空気通路と、この空気通路内に空気を通流させる送風機と、前記空気通路上に設けられ空気を冷却する冷却手段を有する除湿器と、前記空気通路上に設けられた加熱パイプ内を前記槽加熱パイプ内の温水を流用して前記加熱手段と同じ熱源により前記冷却手段により冷却された空気を加熱する加熱手段とを備え、前記加熱手段は前記加熱パイプを着脱自在に設け、かつ、前記除湿器を前記空気通路と着脱自在に設けて、前記加熱手段とともに前記除湿器を取り外し、取り付け自在に構成したことにより達成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
【００２０】
図１および図２を用いて、本発明の有機廃棄物処理装置の第１の実施例を説明する。図１は、本発明の有機廃棄物処理装置の第１の実施例の構造の概略を示す縦断面図である。図２は、図１に示す熱交換器部を拡大して示す斜視図である。
【００２１】
図１において、処理槽５０の上部には投入扉５１が設けられており、投入扉５１を開放することにより処理物を処理槽５０内へ投入する。処理槽５０の外壁面には、温水パイプ５４が蛇行して複数本配設されており、図示していないが温水器から供給される温水を温水パイプ５４内に循環させることにより、処理槽５０の底面及び側面を加熱している。この加熱手段により、処理槽５０内の処理物が、発酵に適した温度、例えば５０℃〜８０℃、に調節される。また、仕切板５７は処理槽５０を投入扉５１側と排出口６０側とに区画するように配設される。
【００２２】
図示していないが、処理槽５０内には、微生物等を培養して形成された基材が予め投入されて配置されている。この基材は、廃棄物の発酵、分解を生じさせるための、微生物の供給源であり、投入される廃棄物の量が大きい場合には投入される等、必要に応じて投入されるものである。
【００２３】
本実施例では、処理槽５０の底部は半円筒の形状に形成されており、この半円筒形状部の中心付近の位置には、攪拌軸５６が配設されている。攪拌軸５６には攪拌棒５５が軸周りに放射状に複数本固定されている。これら攪拌棒５５は、攪拌軸５６の周囲に相互に角度をなして軸５６方向に螺旋状に配置されておいる。このため、攪拌軸５６が回転すると、処理槽５０内に貯留された基材、処理物や投入された廃棄物が攪拌棒５５によって軸５６の回転軸方向に搬送され、投入扉５１側、もしくは排出口６０側へと処理槽５０内を移動する。これにより処理槽５０内にある基材や廃棄物が十分に混合されて処理物となり、これら処理物から蒸発して生じる水蒸気を処理槽５０内に拡散することができる。
【００２４】
処理槽５０内に拡散した水蒸気は槽５０内の空気と共に、循環ファン６１により処理槽５０上部に配設された空気循環ダクトＡ５８、熱交換器６４を通り、空気循環ダクトＢ５９を経て再び処理槽５０へ運ばれる。図２にも示すように、熱交換器６４は入口側ヘッダー２００と出口側ヘッダー２０１と除湿器１００により概略構成されている。入口側ヘッダー２００及び出口側ヘッダー２０１は、ダクトＡ，Ｂよりも空気流れ方向の通路断面積が大きくなっており、流れる空気７０の熱交換の効率を高くできるように構成されている。
【００２５】
また、除湿器１００は、入口側ヘッダー２００と出口側ヘッダー２０１を結ぶ複数本のパイプ１００Ａとパイプ１００Ａに挿入されこれらと直交するように配設される複数のフィン１００Ｂを備えている。熱交換器６４を挟んで処理槽５０の反対側には送風ファン６３が配置されている。送風ファン６３が駆動されて、フィン１００Ｂ同士の間の空間を、図２に示す矢印の方向に、外気７６が通過してフィン１００Ｂと熱交換する。
【００２６】
処理槽５０内の空気７０は、前記加熱手段である温水パイプ５４により加熱され水蒸気を発散する処理槽内の処理物により高温、高湿の状態となっており、この空気７０が除湿器１００を通過することにより冷却され、空気内に含まれた水分が凝縮されてパイプ１００Ａ内に水滴として付着する。こうして、空気７０は冷却され、かつ水分が除かれて、低温な飽和水蒸気７１となって出口側ヘッダー２０１側に流入する。つまり、この除湿器１００はパイプ１００Ａ内を流れる空気７０と、フィン１００Ｂの間を流れる外気７６との間で熱交換を行わせるものである。パイプ１００Ａ内で凝縮してできた水分は、図示しないが、除湿器１００と出口側ヘッダー２０１の間に配設された送水管によって中和槽６９へ排出される。
【００２７】
図２において、出口側ヘッダー２０１内には加熱器１５０が配設されている。加熱器１５０はパイプ１５０Ａとフィン１５０Ｂにより構成されており、パイプ１５０Ａ内には温水７８，７９が循環している。この温水７８、７９は処理槽５０を加熱している温水パイプ５４内の温水を流用してもよいし、温水器などから別途供給を受けても良い。加熱器１５０により、除湿器１００を通過して低温となった空気７１が加熱され、高温でより乾燥した空気７２となる。また、この加熱器１５０は、パイプ１５０Ａが着脱自在に設けられており、加熱器１５０を取り外して、保守、点検、交換を容易に行うことができる。さらに、熱交換器６４もダクト５８，５９が着脱自在に設けられ、加熱器１５０とともに熱交換器６４を取り外し、取り付け自在に構成しても良い。これにより、熱交換器６４の保守、点検や、熱交換器６４、ダクト５８，５９、ファン６３の交換等も容易に行える。
【００２８】
加熱器１５０を通過した空気７２の一部は、ブロア６５により吸引されて、吸込パイプ８０を通り熱交換器６４の出口側ヘッダー２０１の下部に設けられた脱臭槽６８に送られる。ブロア６５に吸引された吸込みパイプ８０内の曝気空気７４は、温度が高くされて湿度が低められているため、管内通過途中で水蒸気が凝縮することが抑えられる。その結果、ブロア６５のケーシング内に吸引される水分を低減することができ、水分がブロア６５に吸入されることによって腐食、絶縁不良等の作動不良が生じることが抑制される。
【００２９】
また、本実施例の処理装置に、加熱器１５０が発生する熱量を可変に調節する機能を設けても良い。加熱器１５０が空気７１を加熱する温度は、加熱器１５０が発生する熱量により変えることができる。この構成により、槽５０内の温度をより精密に調節することができる。例えば、加熱後の空気７２の温度を処理槽５０内の温度以上とすることで、槽内の温度を高く保ち処理槽を加熱するための時間が短縮され、装置全体の消費電力が低減される。
【００３０】
また、加熱器１５０は、空気７１内に含まれる酸性の水分により腐食されにくい材料で構成されている。例えば、ステンレスやチタンで構成されている。
【００３１】
空気７２の残る部分は、循環ファン６１に吸引され、循環ファン６１の吐出口に配設された空気循環ダクトＢ５９を経由して、循環空気７５として処理槽５０へ戻される。この際、ブロア６５の場合と同様に、空気７２が加熱され、湿度が低められているので、循環ファン６１の内側に水分が吸引されることによる、循環ファン６１の作動不良や腐食が低減される。また、処理槽５０へ戻る循環空気７５は、乾燥した高温の空気であるため、処理槽５０内の温度が低下してしまうことが抑制され、槽５０内の温度を適切に保つことが容易となる。このため、槽５０内の温度を適切に保つため、加熱装置である温水パイプ内の温水の温度を上げる必要が抑えられ、消費電力が増大することが抑制される。
【００３２】
次に、以上述べた本発明の処理装置の実施例の変形例を図３，４，５を用いて説明する。  図３，４，５は、図１に示す実施例の変形例に係る熱交換器の構成を示す斜視図である。図３では、出口側ヘッダー２０１内に電気ヒータ１６０を設け、除湿器１００通過して低温となった空気７１を加熱して高温の空気７２として、循環するよう構成されている。図４は、出口側ヘッダー２０１内に冷凍サイクルの凝縮器１７０を設けている。この凝縮器１７０には、図示していない圧縮機からの冷媒がパイプ１７０Ａにより流入し、このパイプ１７０Ａに向かい合うように挿入された複数のフィン１７０Ｂの間を空気７１が通るよう構成されている。こうして、除湿器１００通過して、低湿、低温となった空気７１を加熱して高温の空気７２として循環するよう構成されている。
【００３３】
さらに、図５は、入口側ヘッダー２００内に冷凍サイクルの蒸発器１８０を配設している。この蒸発器１８０は、図４に示す変形例と同様、図示していない圧縮機から供給される冷媒がパイプ１８０Ａ内を通流し、このパイプ１８０Ａに向かい合わせに挿入されたフィン１８０Ｂ同士の間を、処理槽５０から流入する高温、高湿の空気７０が通過するよう構成されている。空気７０に含まれる水分は、蒸発器１８０を通過する際に、フィン１８０Ｂ上に霜となって付着し、空気７０の水分が低減される。さらに、本例では、除湿器１００を通過した空気７１が流入する出口側ヘッダー２０１内に、冷凍サイクルの凝縮器１７０を設け、除湿器１００を通過した後の低温の空気７１を高温で乾燥した空気７２として、処理槽５０側に流入させ循環させるよう構成されている。
【００３４】
以上説明した本発明の実施例の構成によれば、除湿手段から流出した空気を加熱する手段を設けることにより、処理槽内の温度が低下することを抑え、処理槽内での廃棄物の処理の効率を向上させ、より高速に処理を行わせることができる。また、処理槽を加熱するための熱量が低減され、処理に必要な消費電力が低減される。
【００３５】
また、槽内に酸素を供給するためのブロアへの空気供給口と空気循環ファンとが、出口側ヘッダーに設けられ、ブロア及び循環ファンに吸引される空気が乾燥したものとなり、酸性の水分を吸引することによるケーシング等の腐蝕や、ファンを駆動するモータの絶縁不良の発生を低減でき、装置の信頼性を向上できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、処理の効率が向上した有機廃棄物処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機廃棄物処理装置の実施例の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す有機廃棄物処理装置の熱交換器の構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示す有機廃棄物処理装置の変形例に係る熱交換器の構成を示す斜視図である。
【図４】図１に示す有機廃棄物処理装置の変形例に係る熱交換器の構成を示す斜視図である。
【図５】図１に示す有機廃棄物処理装置の変形例に係る熱交換器の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
２…投入口
４、６０…排出口
８…攪拌軸
１０、５０…処理槽
１１、５７…仕切板
１２…攪拌棒
１３、５２…動力伝達機構
１４、５３…モータ
２０…基材
３０、６１…循環ファン
３１、６３…冷却ファン
３２…ストッカー
３３、６５…ブロア
３４、６８…脱臭槽
３５、６４…熱交換器
３６…中和手段
３７…浄化手段
３８、６６…排水管
３９、６２…排気管
５１…投入扉
５４…温水パイプ
５５…攪拌腕
５６…攪拌軸
５８…空気循環ダクトＡ
５９…空気循環ダクトＢ
６７…曝気管
６９…中和槽
７０…空気
７１…空気
７２…空気
７４…曝気空気
７５…循環空気
７６…外気
７８…高温水
７９…低温水
８０…吸込パイプ
９０、９１、９２、９３…冷媒
１００…除湿器
１００Ａ、１５０Ａ、１７０Ａ、１８０Ａ…パイプ
１００Ｂ、１５０Ｂ、１７０Ｂ、１８０Ｂ…フィン
１５０…加熱器
１６０…再熱ヒータ
１７０…凝縮器
１８０…蒸発器
２００…入口側ヘッダー
２０１…出口側ヘッダー
【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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