(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内部に収納した被処理物を加熱乾燥する加熱手段と、前記被処理物の温度を検出する温度センサーと、この温度センサーの出力により前記加熱手段を制御する制御手段と、この制御手段に設けたファジィ推論器とを備え、このファジィ推論器が前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を決定すると共に、前記制御手段が計時手段を有し、前記加熱手段に供給する電力は、ファジィ推論により所定時間毎に前記温度センサーの出力に応じて決定する厨芥処理装置。
【請求項２】
処理容器内部に収納した被処理物を加熱乾燥する加熱手段と、前記被処理物の温度を検出する温度センサーと、この温度センサーの出力により前記加熱手段を制御する制御手段と、この制御手段に設けたファジィ推論器とを備え、このファジィ推論器が前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を決定すると共に、前記制御手段が平均化手段を有し、前記加熱手段に供給する電力は、ファジィ推論により所定時間内における前記温度センサーの出力の平均値に応じて決定する厨芥処理装置。
【請求項３】
処理容器内部に収納した被処理物を加熱乾燥する加熱手段と、前記被処理物の温度を検出する温度センサーと、この温度センサーの出力により前記加熱手段を制御する制御手段と、この制御手段に設けたファジィ推論器とを備え、このファジィ推論器が前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を決定すると共に、前記制御手段が、ファジィ推論により前記加熱手段の初期の電力制御範囲に比べて所定の値低下した時点を乾燥処理の終了時点と判定する機能を有する厨芥処理装置。
【請求項４】
処理容器内部に収納した被処理物を加熱乾燥する加熱手段と、前記被処理物の温度を検出する温度センサーと、この温度センサーの出力により前記加熱手段を制御する制御手段と、この制御手段に設けたファジィ推論器とを備え、このファジィ推論器が前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を決定すると共に、前記制御手段が、ファジィ推論により前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段を制御する前記温度センサーの出力値を変更する機能を有する厨芥処理装置。
【請求項５】
処理容器内部に収納した被処理物を加熱乾燥する加熱手段と、前記被処理物の温度を検出する温度センサーと、この温度センサーの出力により前記加熱手段を制御する制御手段と、この制御手段に設けたファジィ推論器とを備え、このファジィ推論器が前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を決定すると共に、前記制御手段が、ファジィ推論により前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段を制御する制御範囲が所定の範囲より低い場合は、前記処理容器内部に被処理物がないと判定して前記加熱手段への電力供給を停止させる機能を有する厨芥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生ごみや厨芥等を、特にヒーター等で加熱して乾燥させることにより、処理する厨芥処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来における一般的な厨芥処理装置について、図１０および図１１を参照して説明する。
【０００３】
図１０において、１０１は生ごみ等の被処理物を処理する処理容器、１０２は処理容器１０１の下方に設けたシーズヒーター等からなる加熱手段、１０３は処理容器１０１の温度を検出するために、処理容器１０１の底裏面に配設した温度センサーで、加熱手段１０２は温度センサー１０３の出力に基づいて動作する制御手段（図示せず）により所定温度に加熱制御される。１０４は処理容器１０１内の被処理物を撹拌する撹拌羽根で、駆動モーター１０５により駆動され、撹拌羽根１０４により、被処理物を撹拌、粉砕して乾燥を促進する。１０６は吸引ファンで、モーター（図示せず）により回転させ、処理容器１０１の内部で発生した水蒸気を含むガスを吸引して外部へ排出し、また、本体外部から処理容器１０１に向って形成されている空気流路（図示せず）を介して外気を処理容器１０１に導入する。１０７はガスを排出する排気部、１０８は処理容器１０１と排気部１０７との間の排気経路に配設した触媒で、ガスを脱臭する。
【０００４】
上記構成による動作は以下に説明する通りである。
【０００５】
所定の乾燥処理時間を設定し、加熱手段１０２により温度を立上げる予備加熱工程と温度センサー１０３の出力に基づいて動作する制御手段により、加熱手段１０２による加熱温度を所定温度に制御し、撹拌羽根１０４で被処理物を撹拌、粉砕し、吸引ファン１０６によりガスを排出して被処理物を加熱乾燥する乾燥処理工程と、吸引ファン１０６により被処理物を冷却する冷却工程とを、所定の時間経過毎に順次移行させて一連の乾燥処理を行う。なお、処理中に処理容器１０１内で発生する水蒸気を含むガスは、空気流路から吸引ファン１０６により導入された空気と共に処理容器１０１より触媒１０８に到達し、これを通過する間に臭い成分が除去され、排気部１０７より排出される。
【０００６】
この場合、図１１に示すように、処理容器１０１の温度を検出する温度センサー１０３の出力電圧（図１１（ａ）参照）により制御手段を介して加熱手段１０２を通電（ＯＮ）あるいは非通電（ＯＦＦ）させ（図１１（ｂ）参照）、処理容器１０１が所定温度になるように制御する。なお、この際に加熱手段１０２に通電する時間と非通電の時間との変化を観測することにより、被処理物の量によらず自動的に乾燥率を推定し、処理時間を自動的に設定する提案もなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の厨芥処理装置にあっては、乾燥処理時間が一定であったので、生ごみの量が少ない場合、過剰乾燥になって生ごみが焦げ付き、また、反対に生ごみの量が多い場合は未乾燥な部分があって不充分な乾燥となり、処理容器１０１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非常に異なるという問題点があった。
【０００８】
また、上記の問題点を解決するために、自動的に乾燥の終了を判定する提案もあるが、自動的に乾燥の終了を判定するには、複数のセンサーが必要となったり、あるいは、複数のセンサーを必要とすることなく、構成を簡単にして経済的なものにすると、乾燥の終了を判定する精度にバラツキが発生したり、判定に比較的時間がかかったりするという問題点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明は、乾燥処理工程において、加熱手段に供給する電力は、温度センサーの出力についてのファジィ推論の結果から決定することとしている。そして、このようにして決定した電力により、処理容器内部を所定の温度に保持することで温度変化が少なく安定させることができ、また、効率よく被処理物を乾燥することができて処理時間を短縮させることができ、さらに、被処理物の量や質および装置周囲の温度や電源電圧等の動作条件に関わらず、乾燥不足や焦げ付き等のない適正な乾燥処理をすることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、処理容器内部に収納した被処理物を加熱乾燥する加熱手段と、前記被処理物の温度を検出する温度センサーと、この温度センサーの出力により前記加熱手段を制御する制御手段と、この制御手段に設けたファジィ推論器とを備え、このファジィ推論器が前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を決定すると共に、前記制御手段が計時手段を有し、加熱手段に供給する電力を、ファジィ推論により所定時間毎に温度センサーの出力に応じて決定して所定の温度範囲に保持し、被処理物の加熱乾燥処理を行うものである。そして、このような形態に構成することにより、処理容器内部の温度を安定させて効率よく乾燥処理をすることができる。また、所定時間毎に供給する電力を決定するので、頻繁に入力電力が変化することがなくなり、比較的かつ安定的に電力の供給ができ、制御手段のファジィ推論は所定時間内に処理すればよくなるので、著しく高速化する必要もなくなる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、処理容器内部に収納した被処理物を加熱乾燥する加熱手段と、前記被処理物の温度を検出する温度センサーと、この温度センサーの出力により前記加熱手段を制御する制御手段と、この制御手段に設けたファジィ推論器とを備え、このファジィ推論器が前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を決定すると共に、前記制御手段が平均化手段を有し、加熱手段に供給する電力をファジィ推論により所定時間内における温度センサーの出力の平均値に応じて決定するものである。そして、このような形態に構成することにより、処理容器内部の温度を安定させて効率よく乾燥処理をすることができる。また、外来ノイズやその他の瞬時的な異常があっても平均化手段により平均化処理された出力でファジィ推論を行うので、安定して所定の温度範囲に保つよう被処理物の加熱乾燥処理を行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、処理容器内部に収納した被処理物を加熱乾燥する加熱手段と、前記被処理物の温度を検出する温度センサーと、この温度センサーの出力により前記加熱手段を制御する制御手段と、この制御手段に設けたファジィ推論器とを備え、このファジィ推論器が前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を決定すると共に、前記制御手段が、ファジィ推論により、加熱手段の初期の電力制御範囲に比べて所定値だけ電力制御範囲が低下した時点を乾燥処理の終了時点と判定する機能を有するものである。そして、このような形態に構成することにより、処理容器内部の温度を安定させて効率よく乾燥処理をすることができる。また、被処理物が含有する水分の減少に起因する供給電力の減少により乾燥処理の終了を把握するので、所定の乾燥率に達した時点で自動的に終了させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、処理容器内部に収納した被処理物を加熱乾燥する加熱手段と、前記被処理物の温度を検出する温度センサーと、この温度センサーの出力により前記加熱手段を制御する制御手段と、この制御手段に設けたファジィ推論器とを備え、このファジィ推論器が前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を決定すると共に、前記制御手段が、ファジィ推論により、温度センサーの出力に応じて温度センサーの出力が所定の値を保つように加熱手段を制御する所定の値を複数有し、温度センサーの出力の所定の値を順次変更しながら、加熱手段を制御する機能を有するものである。そして、このような形態に構成することにより、処理容器内部の温度を安定させて効率よく乾燥処理をすることができる。また、加熱手段に供給する電力の変化により温度センサーの出力目標が変化するので、必要以上に処理容器の温度が上がることなく、乾燥率を高めることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、処理容器内部に収納した被処理物を加熱乾燥する加熱手段と、前記被処理物の温度を検出する温度センサーと、この温度センサーの出力により前記加熱手段を制御する制御手段と、この制御手段に設けたファジィ推論器とを備え、このファジィ推論器が前記温度センサーの出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を決定すると共に、前記制御手段がファジィ推論により、温度センサーの出力に応じて温度センサーの出力が所定の値を保つように加熱手段を制御し、この制御範囲が所定の範囲より低い場合は処理容器内部に被処理物がないと判定して、加熱手段への電力供給を停止させる機能を有するものである。そして、このような形態に構成することにより、処理容器内部の温度を安定させて効率よく乾燥処理をすることができる。また、加熱手段に供給する電力により被処理物の存否を判定するので、厨芥の未投入等、誤使用時の処理容器の破損を防止し、処理容器の耐久性を高めることができる。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例について、図１〜図９を参照して説明する。
【００１６】
（実施例１）
本発明の実施例１における厨芥処理装置について、図１〜図３を用いて説明する。
【００１７】
図１において、１は温度センサーで、処理容器内の被処理物の温度を検出し、検出した温度に応じた出力を電気信号として出力する。２は温度センサー１よりの出力を入力信号とする制御手段で、加熱手段３、吸引ファン４、およびその他の表示や撹拌手段等の負荷（図示せず）を制御する。５は制御手段２の内部に配設したファジィ推論器で、温度センサー１の出力に基づいて供給する電力を決定し、加熱手段３の制御をする。
【００１８】
制御手段２の内部に配設したファジィ推論器５には、図２に示すようなファジィ推論の前件部が記憶されており、この実施例では、加熱処理の設定温度は１５０℃、メンバーシップ関数は３つ、また加熱手段３に１００％の電力を供給した時の電力を５００Ｗと仮定し、さらに、ファジィ推論の後件部は、それぞれ“温度が低ければ５００Ｗ”、“温度がちょうどよければ３００Ｗ”、“温度が高ければ１００Ｗ”としている。
【００１９】
上記のように構成した厨芥処理装置による作用について、以下説明する。
【００２０】
以上説明した条件で、例えば温度センサー１の出力が１４０℃を示す値であったとした場合、図２より、１４０℃は“低い”というメンバーシップ関数に関するグレードは０．２となり、“ちょうどよい”というメンバーシップ関数に関するグレードは０．８となる。そして、電力は“低い”の場合が５００Ｗ、“ちょうどよい”の場合が３００Ｗであるから、重心演算の式（１）により電力は３４０Ｗとなり、加熱手段３には式（２）により６８％の電力が供給される。
【００２１】
５００Ｗ×０．２＋３００Ｗ×０．８＝３４０Ｗ  ……（１）
３４０Ｗ／５００Ｗ＝６８％  ……………………………（２）
逐次、上記のような演算をしながら加熱手段３に供給する電力を決定して制御することにより、図３（ａ）に示すように、処理容器内の被処理物の温度はやがて安定し、また、加熱手段３に供給する電力も、図３（ｂ）に示すように安定する。
【００２２】
この時、加熱手段３に６８％の電力を供給する方式としては、商用電源の波形の半波単位をある単位時間毎に間引いて制御するか、商用電源波形の６８％になる位相で電力をカットして制御する時間分割方式の電力制御、あるいは加熱手段３以外の電力負荷を用いる制御のいずれでも用いることができる。
【００２３】
（実施例２）
本発明の実施例２における厨芥処理装置について、図４および図５を用いて説明する。なお、実施例１の場合と同一の構成部品については同一符号を付して、その説明は省略する。
【００２４】
図４において、６は制御手段２の内部にファジィ推論器５と共に配設したファジィ推論のタイミングを出力する計時手段である。ファジィ推論器５は、計時手段６よりの所定の単位時間毎に、温度センサー１の出力に基づいてファジィ推論を行い、加熱手段３に供給する電力を決定する。
【００２５】
所定の単位時間を設定する計時手段６によるタイミングで、ファジィ推論器５は温度センサー１の出力からファジイ推論を行い、加熱手段３に供給する電力を決定する。なお、ファジィ推論のプロセスは実施例１の場合と同じである。
【００２６】
以上のように制御することにより、図５（ａ）に示すように、処理容器内の被処理物の温度はほぼ一定の温度に制御することができ、また、図５（ｂ）に示すように、加熱手段３に供給入力する電力は安定させることができる。
【００２７】
この実施例では、温度測定時の温度センサー１の値が次の測定時まで影響するため、測定値に電気的なノイズが影響しないように、フィルター等を用いることが好ましい。
【００２８】
（実施例３）
本発明の実施例３における厨芥処理装置について、図６を用いて説明する。なお、上記の実施例の場合と同一の構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２９】
図６において、７は制御手段２の内部に配設した平均化手段で、計時手段６で決まる周期毎に温度センサー１の出力を平均化する。この平均化手段７の出力によりファジィ推論を行い、加熱手段３に供給する電力をファジィ推論器５が決定し、計時手段６は単位時間毎に平均化手段７に出力する。
【００３０】
所定の単位時間を設定する計時手段６によるタイミングで、温度センサー１の出力は平均化手段７により平均化される。例えば、単位時間を５秒とした場合、計時手段６からの出力があるまでの温度センサー１の出力値を平均化手段７で平均化しているため、その間に、例えば０．１秒間位のノイズと見られる出力変動が、温度センサー１にあったとしても、平均化処理により平均化手段７の出力には影響がほとんどなくなる。ファジィ推論器５は平均化手段７の出力によりファジィ推論を行い、加熱手段３に供給する電力を決定する。なお、ファジィ推論のプロセスは実施例１の場合と同じである。
【００３１】
以上のように、温度センサー１の出力に、電気的なノイズやその他の原因による特異な瞬間的な変動値が発生しても平均化処理され、この変動値に影響されることなく、処理容器内の被処理物の温度制御をすることができる。
【００３２】
（実施例４）
本発明の実施例４について、図７を用いて説明する。なお、上記の実施例の場合と同一の構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３３】
この実施例における厨芥処理装置の構成は、図１で説明した構成と同じであり、ファジィ推論により加熱手段３に供給する電力の決定方法も同じであり、制御手段２は乾燥処理の終了時点を判定する機能を有している。
【００３４】
この場合の制御手段２は以下に説明するように動作する。
【００３５】
図７に示すように、乾燥処理を開始した後、制御手段２のファジィ推論器５におけるファジィ推論により、加熱手段３に供給される電力を制御し、ある時点、例えば時間ｔ１の時点からはほぼ一定のある範囲の電力を供給することにより温度が安定し（図７（ａ）参照）、その後温度センサー１の出力が安定する。この安定した所定の時間ＴＵの間、加熱手段３へ供給する電力Ｐ１を記憶しておく。
【００３６】
被処理物の乾燥が進んでくると、水分が減少して被処理物の熱容量が小さくなるため、同じ温度を保持するに必要な加熱手段３に供給する電力は少なくてすむようになり、時間ｔ２の時点から供給する電力は減少し、そして所定の値ΔＰだけ下がって電力Ｐ２になった時間ｔ３を終了時点と判定する（図７（ｂ）参照）。
【００３７】
なお、この実施例におけるファジィ推論としては、実施例２あるいは実施例３で説明した方法を用いることもできる。
【００３８】
（実施例５）
本発明の実施例５について、図８を用いて説明する。なお、上記の実施例の場合と同一の構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３９】
この実施例における厨芥処理装置の構成は、図１で説明した構成と同じであり、それぞれの所定値に対してのファジィ推論により、加熱手段３に供給する電力の決定方法も同じであり、制御手段２は温度センサー１の出力の目標となる所定値を変更する機能を有している。
【００４０】
この場合の動作について説明する。制御手段２は、実施例４で説明したようにして乾燥処理の終了時点を検出した後、以下に説明するような動作をする。
【００４１】
時間ｔ３の終了時点までは、図８（ａ）に示すように、温度センサー１の出力電圧がＶ１となるように制御する。そして、乾燥が進行して被処理物の熱容量が下がってくると、温度センサー１の出力を一定にするために加熱手段３に入力する電力は少なくなり、図８（ｂ）に示すように時間ｔ３において、電力がΔＰだけ下がったとすると、時間ｔ３以降は温度センサー１の出力目標をＶ２に変更する。このように、乾燥処理が進行した後は、設定温度を下げるように制御することができるので加熱手段３に入力する電力も低い値で安定するようになる。
【００４２】
この実施例では、入力電力がΔＰだけ下がった時点で温度センサー１の出力を一定にするように所定値を変更したが、その他の方法、例えば所定時間を経過時点で出力目標の所定値を変更するようにしてもよい。
【００４３】
なお、この実施例におけるファジイ推論としては、実施例２、あるいは実施例３で説明した方法を用いることもできる。
【００４４】
（実施例６）
本発明の実施例６について、図９を用いて説明する。なお、上記の実施例の場合と同一の構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４５】
この実施例における厨芥処理装置の構成は、図１で説明した構成と同じであり、ファジィ推論により加熱手段３に供給する電力の決定方法も同じであり、制御手段２は以下のように作用して処理容器が空の時は加熱を停止する機能を有している。
【００４６】
この場合の動作について説明する。制御手段２は、図９に示すように、加熱処理を開始した後で時間ｔ１の時点になれば、ほぼ一定のある範囲の電力Ｐ１が供給され（図９（ｂ）参照）、処理容器内部の温度が安定するので、その後は温度センサー１よりの出力も安定する（図９（ａ）参照）。
【００４７】
この安定している所定の時間ＴＵの間、加熱手段３に供給する電力Ｐ１が所定の値Ｐ３より小さい場合は、加熱した処理容器の内部に被処理物が存在しないか、水分量が所定の量より少なく乾燥処理が終了したかのいずれかと判定し、加熱手段３への電力の供給を停止して加熱を停止し、処理容器の過熱を阻止するように動作する。
【００４８】
なお、この実施例におけるファジィ推論としては、実施例２、あるいは実施例３で説明した方法を用いることもできる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５０】
被処理物の温度を検出する温度センサーの出力からファジィ推論によりヒーターに供給する電力を決定するので、加熱制御を所定温度に安定して行うことができ、効率よく短時間に乾燥不足や焦げ付き等のない適正な乾燥処理を行うことが可能となる。
【００５１】
また、温度センサーの出力からファジィ推論によりヒーターに供給する電力を所定時間毎に決定するので、供給電力が頻繁に変化することがなくなり、同一配線上にある電灯のちらつき等を減らすことができ、さらにファジィ推論は所定時間内で行えばよいので、制御手段を著しく高速化する必要もなく、効率よく短時間に乾燥不足や焦げ付き等のない適正な乾燥処理を行うことが可能となる。
【００５２】
また、温度センサーの出力を所定時間毎に平均化した値でファジィ推論を行って加熱手段に供給する電力を決定するので、外来ノイズやその他の瞬時的な異常が発生しても安定して電力制御をすることができ、効率よく短時間に乾燥不足や焦げ付き等のない適正な乾燥処理を行うことが可能となる。
【００５３】
また、ファジィ推論で決定した電力制御値の変化に基づいて乾燥処理の終了時点を自動的に判定するので、経済的に構成することができ、被処理物の量や質に関わらず、製品個体間のバラツキや乾燥不足や焦げ付き等のない適正な乾燥処理を効率的に行うことが可能となる。
【００５４】
また、温度センサーの出力に応じて、ファジィ推論で加熱手段への供給電力を決定し、所定の温度に保って乾燥処理をした後、厨芥の量等に応じて乾燥温度を下げて乾燥処理を続行するため、乾燥不足等のない適正な乾燥処理を効率的に行うことが可能となる。
【００５５】
さらに、温度センサーの出力に応じて、ファジィ推論で加熱手段への供給電力を決定し、所定の電力供給値より低い場合は、電力の供給を終了させるので、処理容器が空の時は自動的に停止させることができ、処理容器の異常加熱を防止し、さらに処理容器の耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における厨芥処理装置のブロック図
【図２】  同厨芥処理装置における制御手段に配設したファジィ推論器に記憶されている前件部のメンバーシップ関数を示すグラフ
【図３】  （ａ）同厨芥処理装置における温度センサーの出力特性図
（ｂ）同厨芥処理装置における加熱手段の電力特性図
【図４】  本発明の実施例２における厨芥処理装置のブロック図
【図５】  （ａ）同厨芥処理装置における温度センサーの出力特性図
（ｂ）同厨芥処理装置における加熱手段の電力特性図
【図６】  本発明の実施例３における厨芥処理装置のブロック図
【図７】  （ａ）本発明の実施例４における厨芥処理装置の温度センサーの出力特性図
（ｂ）同厨芥処理装置における加熱手段の電力特性図
【図８】  （ａ）本発明の実施例５における厨芥処理装置の温度センサーの出力特性図
（ｂ）同厨芥処理装置における加熱手段の電力特性図
【図９】  （ａ）本発明の実施例６における厨芥処理装置の温度センサーの出力特性図
（ｂ）同厨芥処理装置における加熱手段の電力特性図
【図１０】  従来における厨芥処理装置の模式断面図
【図１１】  （ａ）同厨芥処理装置における温度センサーの出力特性図
（ｂ）同厨芥処理装置における加熱手段の電力特性図
【符号の説明】
１  温度センサー
２  制御手段
３  加熱手段
５  ファジィ推論器
６  計時手段
７  平均化手段
【図１】
0003708275.tif 000002
【図２】
0003708275.tif 000003
【図３】
0003708275.tif 000004
【図４】
0003708275.tif 000005
【図５】
0003708275.tif 000006
【図６】
0003708275.tif 000007
【図７】
0003708275.tif 000008
【図８】
0003708275.tif 000009
【図９】
0003708275.tif 000010
【図１０】
0003708275.tif 000011
【図１１】
0003708275.tif 000012