(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみの投入口を設けた処理槽、微生物を担持する担持体（以下チップと呼ぶ）、チップを撹拌する撹拌羽根と撹拌モーターから成る撹拌手段、チップを加熱するための加熱手段、処理槽内部に空気を供給するための送風手段、および発熱抵抗体とサーミスタで構成されるチップの水分状態を検知するセンサを具備した生ごみ処理装置において、一定時間内でのチップの温度変動が設定範囲内にあるときのみ、当該センサ内の発熱抵抗体を通電加熱することにより当該センサ内のサーミスタでセンサ内の温度の時間的変化を計測し、センサ内温度が加熱前の温度より予め設定された温度まで上昇する時間（以下、昇温時間と呼ぶ）が、一定の幅を持つ予め設定されたゾーン内に収まるように送風手段と撹拌手段および加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする生ごみ処理装置。
【請求項２】
生ごみの投入口を設けた処理槽、微生物を担持する担持体（以下チップと呼ぶ）、チップを撹拌する撹拌羽根と撹拌モーターから成る撹拌手段、チップを加熱するための加熱手段、処理槽内部に空気を供給するための送風手段、および発熱抵抗体とサーミスタで構成されるチップの水分状態を検知するセンサを具備した生ごみ処埋装置において、一定時間内でのチップの温度変動が設定範囲内にあるときのみ、当該センサ内の発熱抵抗体を通電加熱することにより当該センサ内のサーミスタでセンサ内の温度の時間的変化を計測し、設定時間後のセンサ内温度と加熱前の温度の温度差（以下、昇温温度と呼ぶ）が、一定の幅を持つあらかじめ設定されたゾーン内に収まるように送風手段と撹拌手段および加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする生ごみ処理装置。
【請求項３】
設定ゾーンを複数個有するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の生ごみ処理装置。
【請求項４】
チップ温度によって昇温時間または昇温温度の補正を行うようにしたことを特徽とする請求項１または請求項２記載の生ごみ処理装置。
【請求項５】
撹拌手段による撹拌停止後の一定時間後に、当該センサ内の発熱抵抗体を通電加熱することにより当該センサ内のサーミス夕でセンサ内の温度の時間的変化を計測するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の生ごみ処理装置。
【請求項６】
外気温を検知する外気温検知センサを具備し、外気温によって送風手段と撹拌手段および加熱手段の制御値を変化させるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の生ごみ処理装置。
【請求項７】
加熱手段を用いてもチップが所定の温度に達しない場合、撹拌手段を制御することにより撹拌頻度を高くするようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の生ごみ処理装置。
【請求項８】
加熱手段を用いてもチップが所定の温度に達しない場合は、送風手段を制御することにより送風量を減少させるようにした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、主に厨芥として一般家庭もしくは事業場から排出される生ごみの処理をする生ごみ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境間題への関心の高まりや埋め立て地の減少によるごみ処分問題の発生等の理由により、特に都市部の一般家庭もしくは事業場から排出される生ごみを処理する方法として、生ごみ処理装置が普及しつつある。
【０００３】
上記生ごみ処理装置の方式としては、一般的には、微生物を担持する処理材（以後チップと呼ぶ）を処理槽内に入れ、その中に生ごみを投入し、微生物による分解を利用して処理する。その際、好気性微生物を積極的に増やし、微生物による分解活性を上げるために、チップを加熱し、さらに槽内に空気送入するとともにチップ撹拌を行っている。この送風およびチップ撹拌は、生ごみを裁断し、チップとの接触機会を増やす効果とともに生ごみに含まれる水分蒸発を促進する効果がある。投入した生ごみは、炭酸ガスと水に完全分解されるか、水分除去がされて堆肥（コンポスト）となる。またチップの材質としては、木屑等の水分調整剤と微生物担持体の性質を兼ね備えた材質が用いられている。
【０００４】
ところで、上記のような生ごみ処理装置においては、微生物の活性を維持するために、チップ温度、酸素量、チップ含水率を適正に保持する必要がある。特にチップ含水率は図６に示すように、最適なチップ含水率が存在し、含水率が高すぎても低すぎても微生物活性は著しく低下する。すなわち、チップの含水率が低下すると、微生物は水分がなければ棲息できないために、活性が著しく低下し、チップの含水率が高い場合には、嫌気性となり嫌気性発酵をし、活性が著しく低下する。なお、図６のグラフの縦軸は二酸化炭素発生量で計算した投入した生ごみの分解率を表わし［生ごみ分解率（％）＝発生二酸化炭素量から換算した分解炭素量／投入生ごみの炭素量］、横軸はチップの含水率である。このようにチップ含水率を適正に維持することは、生ごみ処理能力を維持する上で非常に大きな問題であり、またこれを最適に制御することで生ごみ処理能力を向上させることができる。
【０００５】
そこで、生ごみの投入や状態に応じてチップを適切な状態に保つために次のような制御を行っているものがあった。すなわち、投入口に設けた生ごみ投入用の蓋開閉、つまり、生ごみの投入がある一定時間無いと、撹拌手段の撹拌頻度、加熱手段の加熱温度、送風手段の送風量を下げて、蒸発する水分量の少ない制御モードに移行するように制御することにより過乾燥を防ぎ、生ごみ投入量が多い時や使用者が目で判断して水分過多の状態である時は、撹拌頻度、加熱温度、送風量を上げて蒸発する水分量を多くする制御モードに切り換えるスイッチが設けられていた。
【０００６】
また、他の例としては、特開平７−２０４６０８号公報のようにチップの温度変化によって含水率を推定するものや、特開平７−２５１１４６号公報のように撹拌トルクの変化によって含水率を推定するものがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来例において、生ごみ投入量を一定と仮定して生ごみ投入用の蓋を閉じている時間の長さで蒸発させる水分量を変化させる制御を行っているので、生ごみ投入量が変化すれば蒸発させるべき水分量が異なり、その結果生ごみ投入量やチップの状態に応じた制御は完全にできず、過乾燥や水分過多になることがあった。
【０００８】
また、使用者がチップの状態を目で見て判断して蒸発する水分量を多くする制御に切り換えるスイッチを設けたものについては、スイッチを操作する手間がかかる上に操作ミスが生じる可能性があり、加えて、あくまで使用者の判断により過乾燥や水分過多を判断するので、実際のチップの状態を正確に判断しているとは言えず、スイッチ操作による制御が適切でない場合が生じるという問題があった。
【０００９】
さらに、チップの温度変化によって含水率を推定するものにおいては、チップの発酵熱や外気温の変化等含水率以外に温度変化に作用する因子が多くあるので、適切に含水率を推定できない場合があるという間題があり、撹拌トルクの変化で含水率を推定するものにおいては、チップの含水率よりも生ごみ投入や未分解物によるトルク増大の影響が大きく、使用期間によっても撹拌トルクが変化することもあり、撹拌トルクの変化でチップ含水率を推定することが困難になる場合があるという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、生ごみ処理装置において、生ごみを分解する微生物の棲息する環境を良好にするために、チップの水分状態を簡易的に推測し、チップ水分状態を微生物の有機物分解活性が適正である状態範囲内に収めることができる生ごみ処理装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の請求項１の生ごみ処理装置は、生ごみの投入口を設けた処理槽、微生物を担持する担持体としてのチップ、チップを撹拌する撹拌羽根と撹拌モーターから成る撹拌手段、チップを加熱するための加熱手段、処理槽内部に空気を供給するための送風手段、および発熱抵抗体とサーミスタで構成されるチップの水分状態を検知するセンサを具備した生ごみ処理装置において、一定時間内でのチップの温度の変動が設定範囲内にあるときのみ、当該センサ内の発熱抵抗体を通電加熱することにより当該センサ内のサーミスタでセンサ内の温度の時間的変化を計測し、センサ内温度が加熱前の温度より予め設定された温度まで上昇する時間（昇温時間）が、一定の幅を持つ予め設定されたゾーン内に収まるように送風手段と撹拌手段および加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする。この場合、生ごみの微生物分解処理を最適に行うことができる含水率になるようにチップの状態を調整することができ、加えて水分状態の最適ゾーンの設定を幅広く取ることができる。しかもチップの時間的温度変動が少ない時に水分状態検知を行うので、温度変化による測定誤差の発生が少なく、高精度な水分状態検知が可能になる。
【００１２】
本発明の請求項２の生ごみ処理装置は、生ごみの投入口を設けた処理槽、微生物を担持する担持体としてのチップと、チップを撹拌する撹拌羽根と撹拌モーターから成る撹拌手段、チップを加熱するための加熱手段、処理槽内部に空気を供給するための送風手段、および発熱抵抗体とサーミスタで構成されるチップの水分状態を検知するセンサを具備した生ごみ処埋装置において、一定時間内でのチップの温度の変動が設定範囲内にあるときのみ、当該センサ内の発熱抵抗体を通電加熱することにより当該センサ内のサーミスタでセンサ内の温度の時間的変化を計測し、設定時間後のセンサ内温度と加熱前の温度の温度差（昇温温度）が、一定の幅を持つあらかじめ設定されたゾーン内に収まるように送風手段と撹拌手段および加熱手段を制御するようにしたことを特徴とする。この場合、生ごみの微生物分解処理を最適に行うことができる含水率になるようにチップの状態を調整することができ、加えて水分状態の判定を簡便に且つ短時間で行うことができる。しかもチップの時間的温度変動が少ない時に水分状態検知を行うので、温度変化による測定誤差の発生が少なく、高精度な水分状態検知が可能になる。
【００１３】
本発明の請求項３の生ごみ処理装置は、請求項１または請求項２において、設定ゾーンを複数個有するようにしたことを特徴とする。この場合、よりきめの細かい制御が可能となり、最適含水率設定ゾーン内に素早くチップの状態を調整することができる。
【００１４】
また本発明の請求項４の生ごみ処理装置は、請求項１または請求項２において、チップ温度によって昇温時間または昇温温度の補正を行うようにしたことを特徽とする。この場合、チップ温度による測定誤差が少なくなり、高精度な水分状態検知が可能になる。
【００１５】
本発明の請求項５の生ごみ処理装置は、請求項１または請求項２において、撹拌手段による撹拌停止後の一定時間後に、当該センサ内の発熱抵抗体を通電加熱することにより当該センサ内のサーミス夕でセンサ内の温度の時間的変化を計測するようにしたことを特徴とする。この場合、常に安定した水分状態の検知ができ、その結果高精度の水分状態検知が可能となる。
【００１６】
本発明の請求項６の生ごみ処理装置は、請求項１または請求項２において、外気温を検知する外気温検知センサを具備し、外気温によって送風手段と撹拌手段および加熱手段の制御値を変化させるようにしたことを特徴とする。この場合、効率のよい制御が可能になり、高精度な水分状態検知が可能になるとともに省エネルギー効果も得られる。
【００１７】
本発明の請求項７の生ごみ処理装置は、請求項１または請求項２において、加熱手段を用いてもチップが所定の温度に達しない場合、撹拌手段を制御することにより撹拌頻度を高くするようにしたことを特徴とする。この場合、冬場等のチップが所定の温度に達しない条件でもチップの温度が所定の温度に容易に到達し、生ごみの分解を良好に行うことができる。
【００１８】
本発明の請求項８の生ごみ処理装置は、加熱手段を用いてもチップが所定の温度に達しない場合は、送風手段を制御することにより送風量を減少させるようにしたことを特徴とする。冬場等のチップが所定の温度に達しない条件でもチップの温度が所定の温度に容易に到達し、生ごみの分解を良好に行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一例を示す概略断面図、図２は図１を横方向から見た概略断面図である。図１、図２において、本体１は投入口２を有する処理槽３とモーター４、制御部５および水分状態検知センサ６からなっている。処理槽３は、モーター４からチェーン７を通じて動力が伝えられる撹拌軸８および微生物担持体であるチップ９を具備しており、撹拌軸８は撹拌翼１０と接合しており、撹拌軸８と撹拌翼１０とで撹拌羽根が形成されており、モーター４を回転させることにより、撹拌軸５及び撹拌翼１０が回転し、チップ９が処理槽３内において混合される。この際、チップ９に担持された微生物に空気が送り込まれると共に、チップ９内に蓄えられた水分の蒸発が促進される。水分状態検知センサ６は、発熱抵抗体１１とサーミスタ１２および金属製のケース１３で構成され、ケース１３表面とチップ９が接触している。サーミスタ１２にかかる抵抗を測定することによって水分状態検知センサ６（ケース１３表面上）の温度を計測することができる。また、発熱抵抗体１１へ通電すると発熱し、水分状態検知センサ６内の温度が上昇し、この温度上昇の時間変化を測定することにより水分状態を検知する。
【００２０】
投入口２から投入された生ごみは、チップ９がモーター４の回転を介して混合される際にチップ９と混ざり合い、大きなごみは撹拌翼１０によって剪断される。生ごみの有機成分はチップ９と混合することにより、チップ９内に存在する微生物が生ごみを徐々に分解する。この際、ヒーター１４によってチップ９を加熱することにより、微生物の分解速度が高まり、より早く大量に生ごみを分解することができる。初期状態においてはチップ９に微生物が存在しないが、生ごみに付着している微生物がチップ９に移動し、生ごみを分解していく。一方、生ごみに含まれる水分は撹拌翼１０の剪断力ならびに押しつけ力によってチップ９に移動し、チップ含水率が上昇し場合によっては水分過多状態になる。このままでも生ごみ分解による分解熱および加熱によってもチップ９から水分が蒸発していくが、水分の一部は槽内表面に結露を起こして処理槽３内に水が残ってしまいチップ９の水分蒸発がうまく起こらない。そこで、送風装置１５を使用して送風することにより、処理槽３内の水蒸気を追い出し、チップ９の水分蒸発を促進させている。ところが、水分蒸発を促進するために送風していると、生ごみ投入量が少ない場合、生ごみに含まれる水分より多くの水分が蒸発してしまう。例えば、最大投入量を１日１ｋｇと設定している場合、一般的に生ごみの含水率は８０％程度であるので、水の量は８００ｇであり、８００ｇ水が蒸発するような送風量に設定しているために、１日に１度も投入されない場合にはチップ９から８００ｇ水が蒸発してしまい、チップ９の含水率が減少してチップ９が乾燥してしまう。また、生ごみを１．５ｋｇ投入した場合には、投入水分量は１２００ｇなのでチップに４００ｇの水を余分に与えてしまう結果となる。チップ９から水分が大量蒸発して乾燥すると、微生物活動を維持するのに必要な水分が少なくなるので、生ごみを分解する微生物が凄息するのに適さなくなる。また、水分が過剰にチップ９に存在した時においても、チップ９内部に空気が届かなくなり、嫌気性となって微生物が棲息するのに適さなくなる。
【００２１】
そこで、本発明の請求項１の発明では処理槽３内面に水分状態検知センサ（以下、センサと呼ぶ）６を配置し、このセンサ６を用いてチップ９の水分状態を判定し、送風手段と撹拌手段および加熱手段を制御することによってチップ水分状態を微生物の有機物分解活性が適正である範囲内に収めようとするものである。その判定原理は、センサ６内に設けられた発熱抵抗体１１に通電すると発熱しセンサ６内温度が図４に示されるように時間的に上昇変化して安定温度（ピーク温度）に達する。センサ６内の温度上昇の時間的変化は、センサ６表面がチップ９と接触しているためにチップ含水率に応じて図４に示すように変化する。水は一般的に比熱、熱伝導率ともに大きな物質（チップ材質に比較して）であるために、含水率の上昇とともにチップ９の比熱および熱伝導率が上昇していく。含水率が高いほどセンサ６からチップ９への熱移動が大きくなり図４に示すように、温度上昇速度および安定温度が低くなることとなる。すなわち、これらの温度上昇速度または安定温度を計測することによりチップ水分状態を判定することができるようになる。
【００２２】
このセンサ６からの熱移動は非定常的に起こり、最初チップ９に熱移動しチップ９の温度上昇に費やされる。この後、チップ９の温度上昇に比例してチップ９を熱伝導して処理槽３外部に放熱される。これらの熱伝導過程がそれぞれ釣合を保った時点でセンサ温度が安定温度に達するわけである。すなわちこの安定温度は、チップ９の含水率に依存すると同時に、外気温度に左右されることになる。センサ６内に設けられた発熱抵抗体１１を発熱させた初期の状態では熱の移動は非定常的であり、センサ６の周囲のチップ９の温度はあまり上昇していないために、処理槽３外部への放熱は少なくセンサ６から移動してきた熱のほとんどはチップ９の温度上昇に費やされる事となる。すなわち、センサ６内の初期の温度上昇速度は処理槽外気温度の影響をあまり受けず、この初期の温度上昇速度を利用した水分判定方法のほうが安定温度を利用する方法よりも安定的に精度よく水分状態判定が行えることになる。当然ながら、初期の温度上昇速度を利用したほうが安定温度を利用した場合よりも短時間で判定が行える利点がある。そこで、請求項１の発明の実施形態ではこの初期の温度上昇速度を利用してチップ水分状態を判定している。
【００２３】
具体的には、発熱抵抗体１１を通電加熱する前にセンサ６内温度をサーミスタ１２の抵抗値を測定することで計測し初期温度Ｔ０ とする。この後、発熱抵抗体１１を通電加熟し、サーミスタ１２を用いて時事刻々温度を計測していき、初期温度との差が予め設定された判定基準温度差ΔＴを超えるに要する時間を昇温時間とする。このことはセンサ６の温度が判定基準温度差ΔＴに達するまでの平均昇温速度を知ることになる。実際に計測された含水率とこの昇温時間との関係を図５に図示する。図５ではΔＴを２０ｄｅｇにとっている。図５から明らかなように、この昇温時間と含水率とは非常に良い相関を示すことがわかり、この昇温時間を計測することでチップ９の含水率（水分状態）が検知可能となる。これを用いてチップ９の水分の状態の判定を行うわけである。
【００２４】
図５の例をとって具体的に説明する（チップ材質が異なると微生物が高活性に活動できるチップ水分状態の範囲は異なるが）。一般に、微生物活性が良好に行える水分状態（チップ含水率で間接的に計ることができる）は、幅を持っている。通常、３０％〜８０％の間にチップ含水率を抑えれば微生物活動は良好に保たれるとされている。しかし、図６に示したとおり、チップ含水率が５０％〜７０％の時微生物がより高活性に活動できる。そこで、本実施形態ではチップ含水率を５０％〜７０％のゾーンに収めることを目的としている。すなわち、チップ含水率が５０％〜７０％に収めるために（図５および図６では斜線部分で示す）、センサ６による昇温時間結果が、１６０秒（チップ含水率が７０％時の昇温時間）を超えた場合には、水分状態は適正範囲より高水分の状態、１１０秒（チップ含水率が５０％時の昇温時間）より短い場合は、水分状態は適正範囲より低水分の状態と判定する。今、高水分状熊を判定するための基準昇温時間を高水分判定基準時間（本例では１６０秒）、低水分状態を判定するための基準昇温時間を低水分判定基準時間（本例では１１０秒）と呼び、二つを総じて判定基準時間と呼ぶ。
【００２５】
そして、生ごみの過投入等によりチップ含水率が高くなった場合、つまり、センサ６による昇温時間が高水分判定基準時間より長くなると、送風装置による通風量および撹拌羽根による撹拌の頻度ならびにヒーター１４による加熱量を適正状態よりも増加させ、チップ９からの水分蒸発を促進させ、適正な水分状態（低水分判定基準時間≦センサ６の昇温時間≦高水分判定基準時間）まで早期に移行させるように制御する。
【００２６】
また、連続して生ごみ投入量が少ない等でチップ含水率が低下した場合、すなわちセンサ６による昇温時間が低水分判定基準時間より短くなると、適正状態より通風量および撹拌頻度を低下させ、チップからの水分蒸発を極力抑え、より低水分状態への移行を防止するように制御する。この場合、水分蒸発が抑えられているために、その後の生ごみ投入により、チップ含水率は適正な水分状態まで移行していくこととなる。このようなセンサ６によるチップ水分状態検知、判定およびそれに基づく通風量、撹拌頻度、加熱量の制御により、チップ水分状態を微生物の分解活性が高い状態に保持でき、生ごみ分解処理を常時良好状態に維持可能となる。本例では、加熱手段として、加熱ヒーターのみを例に上げているが、温風ヒーターを加熱ヒーターの代わりに用いても構わない。さらに、精度を上げるために、昇温時間の測定を複数回行って統計処理をすることにより昇温時間を決定する方法も好ましい。
【００２７】
また上記センサ６によるチップ水分状態検知（センサによる水分状態検知の一連の動作）は、チップ９が動いている状態（撹拌手段が動いている）で行うと、センサ６に接触しているチップ９の密度が変化する揚合があるために昇温時間（または温度）が正確に計測できないおそれがある。そのため、精度良く水分状態を検知するためにはチップ９が槽３内で静止している状態すなわち、撹拌手段が作動していない時にセンサ６による水分状態検知を行うことにより、高精度な水分状態検知が可能になる。
【００２８】
またチップ９は微生物による分解を促進させるためにヒーター１４によるチップ９の加温制御を行っている。この加温制御によりチップ温度が急変化した場合にセンサ６による水分状態検知を行うと、このチップ９の温度変動がセンサ６の温度上昇速度に影響を与え検知に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、本発明においてはまず第１に、チップ９が槽３内で動いている場合には上記のように水分状態検知を行わない。しかし、チップ９が槽３内を動いていない場合においても、チップ９の温度変化が熱伝導等により生じる場合がある。そこで請求項１の発明では、一定時間内でのチップ９の温度の変動が許容範囲内にあるときのみセンサ６により水分状態検知を行うことにより、水分状態検知を高精度に行うことができるようになっている。このチップ温度変動は、チップ９の水分状態検知間隔より短い間隔でセンサ６内のサーミスタ１２を用いて温度計測を行い、チップ９の温度変動量を常時計測している。
【００２９】
次に請求項２に対応する実施の形態について述べる。請求項１の実施の形態の例では昇温時間を基準にしていたが、図４から明らかなように、一定時間後の昇温温度を基準にしても結果は同条理である。すなわち、一定時間の間に上昇する温度を基準とするのである。そして、低水分判定基準時間の代わりに低水分判定基準温度、高水分判定基準時間の代わりに高水分判定基準温度としてその範囲内になるように送風手段、撹拌手段および加熱手段を制御すれば請求項１の実施の形態で述べたものと同じ効果が得られると考えられる。例えば、前例であてはめると、１１０秒で上昇する温度が２０ｄｅｇより大きければ過乾燥状態、１７．５ｄｅｇより小さければ水分過多状態、その間であれば適正状態ということになる。
【００３０】
図４からもわかるように、一般に、昇温時間を基準とした方が適正幅が広くとれるというメリットがある。実際の制御においては誤差発生を抑えることや誤差が発生してもトラブルは発生させないという観点から制御幅が広い方が望ましい。しかし、昇温温度を基準とした方が処理が簡単で一定の時間で結果が得られるというメリットがある。
【００３１】
この請求項２の発明の場合も、一定時間内でのチップ９の温度の変動が許容範囲内にあるときのみセンサ６により水分状態検知を行うことにより、水分状態検知を高精度に行うことができるようになっている。
【００３２】
次に請求項３に対応する実施の形態について述べる。上記実施の形態の例では、チップ水分状態を判定する基準となる判定基準時間（または温度）を低水分判定基準時間（または温度）と高水分判定基準時間（または温度）の２値〔例えば１１０秒（または２０ｄｅｇ）と１６０秒（または１７．５ｄｅｇ）〕を設け、チップ水分状態を３段階〔例えば、水分少（含水率＜５０％）、適正（５０％≦含水率≦７０％）、水分過多（７０％＜含水率）〕で判定し、それぞれの状態に即応した制御対象（通風量、撹拌頻度、ヒーター加熱〕の制御を行っているが、請求項３の実施の形態ではこの判定基準時間（または温度）を任意数設け、チップ水分状態を任意段階で判定し［例えば、水分が極めて少ない（含水率≦４０％）、水分が少ない（４０％＜含水率＜５０％）、適正（５０％≦含水率≦７０％）、水分が多い（７０％＜含水率＜７５％）、水分過多（７５％≦含水率）］、それぞれの状態に即応した制御対象の制御を行うようになっており、チップ水分状態がよりきめ細かく保持され、微生物の分解活性をさらに高い状態に保持でき、生ごみ処理能力を大幅に上げることができるようになっている。制御は、含水率が増加する段階ほど、通気量、撹拌頻度を増加させ、ヒーターによるチップ加熱量を増加させるあるいはチップ温度を上げる等して水分蒸発を促進させるように制御を行っていく。
【００３３】
次に請求項４に対応する実施の形態について述べる。上記例ではチップ水分状態の判定にセンサ６の昇温速度を利用して行っているが、その前提としてチップ９の熱伝導率が含水率によって変化するという原理を利用している。一方、一般に熱伝導率は温度の影響を受ける。つまり、チップ９の温度によって熱伝導率が変化する。図７にチップ温度による昇温時間の違いを示したが、チップ温度によって昇温時間（または温度）を補正する必要がある。基準となる温度（例えば３０℃）を設け、その温度での昇温時間（または温度）になるように近似式（温度と昇温時間は２次曲線的に変動）を用いて補正することが好ましい。
【００３４】
また、昇温時間（または温度）は前述のように外気温度の影響も受ける。しかし、装置全体の断熱の具合によってその影響度合いは異なる。このため、処理槽３外部に外気温度検知センサ１６を設け、外気温度検知センサ１６により外気温度を計測し、チップ温度と外気温の差によって、昇温時間（または温度）の補正を行う事により、高精度に水分状態検知が可能となる。
【００３５】
次に請求項５に対応する実施の形態について述べる。前述のように、本発明ではチップの温度変動があると正確な測定が行えない。そのため、請求項１や請求項２に示したような条件で測定を行うことが好ましいとしているが、加えて、撹拌停止後一定時間後に水分状態検知を行うことが好ましい。その埋由として、ヒーター１４による加熱や微生物分解による発酵熱が局所的に発生したとき、撹拌によって熱移動が起こるためである。つまり、撹拌後一定時間後に水分状態検知を行うことによって熱移動を完了させ、測定のばらつきを抑えて安定した水分状態検知を行うことができる。したがって、撹拌後の静止時間は熱移動が完了するに十分な時間を取ることが望ましい。
【００３６】
次に請求項６に対応する実施の形態について述べる。一般に、季節により外気の温度、湿度は異なる。したがって、水分状態検知を行って良好な含水率域にチップ９の状態を制御するために送風量を変化させたとしても、取り入れる外気の状態（温度、湿度）が違えば良好な含水率域にチップ９を制御できない可能性が生ずる。そこで、本発明では、外気温によって外気の状態を推測し、チップ９を良好な含水率域にするような送風量にコントロールしている。もちろん、外気温だけでは完全に外気の状態を予測できないが、ある程度の推測は可能である。例えば、外気温が低い冬場には、空気が乾燥しやすいので湿度は低く、外気温が高い夏場には湿度が高いことが予想される。そこで、本実施の形態では外気温度検知センサ１６により外気温度を計測し、外気温から予想される湿度と、温度から蒸発可能な水分量を計算し、送風量を決定している。さらに、撹拌手段、加熱手段についても外気温にあわせて制御値を変更することによりよりきめ細かい制御ができるのに加えて省エネルギー効果も発生する。すなわち、外気温が高い場合には、撹拌頻度を抑えても熱伝達は十分行われるので撹拌頻度を抑えて省エネルギー効果が得られ、加熱ヒーター１４も設定温度以下でも作動させないことにより省エネルギー効果が得られる。これは、加熱ヒーター１４を動作させなくても外気温が高い場合には十分微生物分解が起こるものと考えられるためで、外気温が高い場合には、加熱ヒーター１４はむしろ水分過多の状態から水分を蒸散させるために用いる。
【００３７】
次に請求項７に対応する実施の形態について述べる。さらに、例えば冬場には加熱手段でチップ９を加熱したとしても所定の温度に達しない場合がある。原因はいろいろ考えられるが、一つにはチップ９の熱伝導が悪くヒーター１４の加熱の熱が槽３全体に伝わらないためである。その場合、ヒーター加熱の熱が槽３全体に伝わるようにするために撹拌頻度を上げてやる必要がある。所定の温度に達しない原因として冬場のほかにチップ９の使用期間が長くなって熱伝導率が低下した場合も考えられる。その場合には撹拌頻度を上げて熱伝導を促す方法は有効である。
【００３８】
次に請求項８に対応する実施の形態について述べる。また、加熱手段でチップ９を加熱してもチップ９が所定の温度に達しない他の原因として送風によってチップ温度が下がっている場合が考えられる。外気温が低い時やチップ９が水分過多の状態の時に起こると推測され、その対策として、送風量を落として槽３内の熱を系外に逃がす量を減じ、チップ温度が下がらないようにすることが望ましい。
【００３９】
なお、本発明は上記実施の形態の例のものに限定されるものではない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の発明においては、チップの水分状態を検知するセンサを具備した生ごみ処理装置において、水分状態検知センサを用いてチップの時間的温度変化を計測し、昇温時間が、一定幅を持つ予め設定されたゾーン内に収まるように送風手段と撹拌手段および加熱手段を制御するようにしたので、生ごみの微生物分解処理を最適に行うことができる含水率になるようにチップの状態を調整することができものであり、加えて水分状態の最適ゾーンの設定を幅広く取ることができるものであり、しかもチップの時間的温度変動が少ない時に水分状態検知を行うので、温度変化による測定誤差の発生が少なく、高精度な水分状態検知が可能になるものである。
【００４１】
本発明の請求項２記載の発明においては、チップの水分状態を検知するセンサを具備した生ごみ処理装置において、水分状態検知センサを用いてチップの時間的温度変化を計測し、昇温温度が、一定幅を持つあらかじめ設定されたゾーン内に収まるように送風手段と撹拌手段および加熱手段を制御するようにしたので、生ごみの微生物分解処理を最適に行うことができる含水率になるようにチップの状態を調整することができるものであり、加えて水分状態の判定を簡便にかつ短時間で行うことができるものであり、しかもチップの時間的温度変動が少ない時に水分状態検知を行うので、温度変化による測定誤差の発生が少なく、高精度な水分状態検知が可能になるものである。
【００４２】
本発明の請求項３記載の発明においては、請求項１および２記載の発明の効果に加えて、設定ゾーンを複数個取ることにより、よりきめの細かい制御が可能となり、最適含水率の設定ゾーン内に素早くチップの状態を調整することができるものである。
【００４３】
本発明の請求項４記載の発明においては、請求項１および２記載の発明の効果に加えて、チップの温度によって昇温時間または昇温温度を補正するので、チップ温度による測定誤差が少なくなり、高精度な水分状態検知が可能になるものである。
【００４４】
本発明の請求項５記載の発明においては、請求項１および２記載の発明の効果に加えて、撹拌停止後一定時間後に水分状態の検知を行うので、常に安定した水分状態の検知ができ、その結果高精度の水分状態検知が可能となるものである。
【００４５】
本発明の請求項６記載の発明においては、請求項１および２記載の発明の効果に加えて、外気温によって送風手段と撹拌手段および加熱手段の制御値を変化させるので、効率良い制御が可能となり、高精度な水分状態検知が可能になるとともに省エネルギー効果も得られるものである。
【００４６】
本発明の請求項７記載の発明においては、請求項１および２記載の発明の効果に加えて、加熱手段を用いてもチップが所定の温度に達しない場合撹拌手段を制御することにより撹拌頻度を高くするので、冬場等のチップが所定の温度に達しない条件でもチップの温度が所定の温度に容易に到達し、生ごみの分解を良好に行うことができるものである。
【００４７】
本発明の請求項８記載の発明においては、請求項１および２記載の発明の効果に加えて、加熱手段を用いてもチップが所定の温度に達しない場合、送風手段を制御することにより送風量を減少させるので、冬場等のチップが所定の温度に達しない条件でもチップの温度が所定の温度に容易に到達し、生ごみの分解を良好に行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の一例を示す生ごみ処理装置の概略断面図である。
【図２】  図１を横から見た概略断面図である。
【図３】  本発明における水分状態検知センサの断面図である。
【図４】  センサによる昇温の一例を説明する説明図である。
【図５】  チップ含水率と昇温時間との関係を説明する説明図である。
【図６】  チップ含水率と生ごみ分解率の関係を説明する説明図である。
【図７】  チップ温度と昇温時間の関係の一例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  本体
２  投入口
３  処理槽
４  モーター
５  制御部
６  水分状態検知センサ
７  チェーン
８  撹拌軸
９  チップ
１０  撹拌翼
１１  発熱抵抗体
１２  サーミスタ
１３  ケース
１４  ヒーター
１５  送風装置
１６  外気温検知センサ
【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】
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