(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物を収容する円筒状の撹拌槽と、該撹拌槽に配設した鉛直回転軸に位相をずらして突設した複数の平板状の撹拌翼を回転させる撹拌機構と、撹拌槽の内容物を加熱する熱風供給機構とを備えた有機性廃棄物の処理装置において、前記円筒状の撹拌槽と撹拌機構とを複数並設し、隣接する撹拌槽と撹拌翼の回転領域とが一部で重複するように、各撹拌槽を連通して形成するとともに、隣接する撹拌翼を略同一高さに設け、位相が所定角度ずれた状態で同じ速度で相互に逆回転するようにしたことを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。
【請求項２】
密閉構造とした撹拌槽に回転軸を貫通させ、該貫通部と回転軸とを槽外側で覆う密閉カバーを形成するとともに、該密閉カバーに、空気取入口と、カバー内部の空気を吸引する吸引口とを形成し、該吸引口から吸引した空気を前記熱風供給機構により加熱し、回転軸の中空部を介して撹拌槽に送るようにしたことを特徴とする請求項１記載の有機性廃棄物の処理装置。
【請求項３】
撹拌槽に送る空気を加熱するヒータユニットを熱風供給機構に形成し、該ヒータユニットの周囲を密閉カバーで被覆するとともに、該密閉カバーに空気取入口を形成して、該空気取入口から取り入れた空気を、密閉カバーとヒータユニットの間に形成された流路を介してヒータユニットに供給するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の有機性廃棄物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品関連産業、農林水産物の加工工場、一般家庭等から排出される残飯、野菜屑等の有機性廃棄物（本明細書において、単に「有機性廃棄物」という。）の処理装置に関し、さらに詳しくは、有機性廃棄物を発酵させて有機肥料に転換する有機性廃棄物の処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、食品関連産業や農林水産物の加工工場、一般家庭等から排出される有機性廃棄物の大部分は、焼却や埋め立てにより処理されている。
ところで、有機性廃棄物は、腐敗しやすく、不衛生で、悪臭を発生したり、有害昆虫や有害動物の発生の要因となることや、焼却や埋め立てによる有機性廃棄物の処理能力の限界等の点から、有機性廃棄物を衛生的に処理できる装置の開発が要請されている。
【０００３】
この要請に対応するように、近年、有機性廃棄物を発酵させて有機肥料に転換する有機性廃棄物の処理装置が多数提案されており、本願出願人によっても特許第３００５４６２号公報に記載の有機性廃棄物の処理装置が提案されている。
【０００４】
この有機性廃棄物の処理装置は、円筒状の撹拌槽内に収容した有機性廃棄物を撹拌する撹拌機構と、有機性廃棄物を加熱する熱風供給機構とを備えており、前記撹拌機構を、垂直回転軸に前部を下方に傾斜して形成した平板状の撹拌翼を突設して構成するとともに、前記熱風供給機構を、撹拌翼の背部に熱風噴出孔を一列に多数穿設して構成している。
【０００５】
この有機性廃棄物の処理装置では、適量の発酵菌を添加した含有水分量の多い有機性廃棄物を撹拌槽内に収容し、撹拌機構により解すように撹拌しながら、熱風供給機構から熱風を供給して加熱する。
このとき、撹拌槽内に収容された有機性廃棄物は、傾斜した平板状の撹拌翼によって撹拌と同時に持ち上げられ、さらに撹拌翼背部の熱風噴出孔からの熱風によって均一に加熱される。
このように、有機性廃棄物は適切な混合撹拌を受けることにより、含有水分の蒸散が行われるとともに、発酵菌の発酵、増殖作用を受けて有機肥料に転換される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の有機性廃棄物の処理装置において、要求に応じて処理量の増大を図る場合、撹拌槽の容量を処理量に対し単純に比例的に拡大すると、ある大きさを越えた時点で発酵分解処理が不完全となったり、長い時間を要したりすることが実験の結果判明した。
【０００７】
処理量の増大を図る場合、撹拌槽の容量は必然的に大きくしなければならないが、それに伴い撹拌槽の有効高さや直径は当然大きくなり、撹拌翼が旋回する有効直径もそれに比例する。
このとき、撹拌に必要な撹拌軸の回転数を一定とすると、撹拌翼の旋回直径が大きくなった分だけ撹拌翼の平均周速が上がることになり、特に撹拌翼先端部の周速がより速くなってしまう。
【０００８】
このように撹拌翼の周速が上がりすぎると、有機性廃棄物を分解する微生物に対し過度の剪断や粉砕等の外力が加わることになり、微生物や分泌された酵素が破壊される等、適切な混合撹拌が行われなくなるという問題が生じる。
また、このような微生物や酵素の破壊を防止するために、撹拌翼の周速を下げると撹拌翼の回転数が減じ、撹拌効果がそれに比例して減少してしまう。
【０００９】
本発明は、上記従来の有機性廃棄物の処理装置が有する問題に鑑み、撹拌槽を複槽にすることにより撹拌翼の周速を適正範囲に保持するとともに、隣接する撹拌槽と撹拌翼の回転領域とを一部で重複させることにより、撹拌槽間での有機性廃棄物の交換を可能とし、混合撹拌の効率をより向上させることができる有機性廃棄物の処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の有機性廃棄物の処理装置は、内容物を収容する円筒状の撹拌槽と、該撹拌槽に配設した鉛直回転軸に位相をずらして突設した複数の平板状の撹拌翼を回転させる撹拌機構と、撹拌槽の内容物を加熱する熱風供給機構とを備えた有機性廃棄物の処理装置において、前記円筒状の撹拌槽と撹拌機構とを複数並設し、隣接する撹拌槽と撹拌翼の回転領域とが一部で重複するように、各撹拌槽を連通して形成するとともに、隣接する撹拌翼を略同一高さに設け、位相が所定角度ずれた状態で同じ速度で相互に逆回転するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
この有機性廃棄物の処理装置では、撹拌槽と撹拌機構とを複数並設したことにより、処理量の増大を図る場合でも撹拌翼の旋回直径の拡大を抑え、その周速を適正範囲に保持できるとともに、隣接する撹拌槽と撹拌翼の回転領域とが一部で重複するように各撹拌槽を連通して形成し、かつ隣接する撹拌翼を相互に逆回転させることにより、撹拌槽間での撹拌翼による内容物の交換を可能とし、これにより混合撹拌の効率を大きく向上させることができる。
【００１２】
この場合において、密閉構造とした撹拌槽に回転軸を貫通させ、該貫通部と回転軸とを槽外側で覆う密閉カバーを形成するとともに、該密閉カバーに、空気取入口と、カバー内部の空気を吸引する吸引口とを形成し、該吸引口から吸引した空気を前記熱風供給機構により加熱し、回転軸の中空部を介して撹拌槽に送ることができる。
【００１３】
これにより、取り入れた空気との熱交換によって、回転軸の冷却と加熱用空気の予熱とが行えるとともに、撹拌槽の回転軸貫通部からガス洩れが生じた場合でも、吸引口から熱風供給機構を経て撹拌槽に送ることによって、外部への流出を防止することができる。
【００１４】
また、撹拌槽に送る空気を加熱するヒータユニットを熱風供給機構に形成し、該ヒータユニットの周囲を密閉カバーで被覆するとともに、該密閉カバーに空気取入口を形成して、該空気取入口から取り入れた空気を、密閉カバーとヒータユニットの間に形成された流路を介してヒータユニットに供給することができる。
【００１５】
これにより、取り入れた空気との熱交換によって、ヒータユニットの冷却と加熱用空気の予熱とを行うことができ、ヒータユニット周囲の昇温抑制と省エネルギー化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の有機性廃棄物の処理装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図５に、本発明の有機性廃棄物の処理装置の一実施例を示す。
この有機性廃棄物の処理装置は、有機性廃棄物の投入及びこれを処理した有機肥料の排出を行うための開口部（図示省略）を形成した撹拌槽１と、撹拌槽１内に収容した内容物を撹拌する撹拌機構２と、内容物に熱風を供給し、内容物を加熱する熱風供給機構３と、撹拌槽１内の空気を脱臭して大気中に放出する脱臭機構４と、撹拌機構２及び熱風供給機構３の駆動を制御する制御機構（図示省略）とを備えている。
【００１８】
このうち、撹拌機構２は、撹拌槽１内の中心に縦に配設した中空の回転軸２１に、撹拌槽１内に収容された内容物を持ち上げるように撹拌することができるように、進行方向に向けて先端を下方に傾斜して形成した複数の平板状の撹拌翼２２を突設し、回転軸２１をスプロケット及びチェーン等の適宜の伝動機構２４を介して回転駆動するモータ２３を配設して構成されている。
回転軸２１は、撹拌槽１の上部及び下部の両側で回転可能に支持するように構成することも、あるいは、撹拌槽１の上部のみで回転可能に支持するように構成することもできる。
また、撹拌翼２２としては、４枚の撹拌翼２２を、撹拌翼２２同士が上方から順に９０°ずつ位相がずれるように回転軸２１に突設したり、３枚の撹拌翼２２を、隣接する撹拌翼同士が、上方から順に１２０°ずつ位相がずれるように回転軸２１に突設したりすることができる。
【００１９】
この場合、本実施例では、図３に示すように、筒状の撹拌槽１と撹拌機構２とを１対並設し、隣接する撹拌槽１と撹拌翼２２の回転領域とが一部で重複するように、各撹拌槽１を連通して形成するとともに、隣接する同一高さの撹拌翼２２を相互に逆回転するようにしている。
ところで、本実施例においては、撹拌槽１の内容物を、確実に各撹拌槽１で均等に分配し、均一に混合撹拌できるように、隣接する撹拌翼２２を、略同一高さに設けるとともに、位相が所定角度ずれた状態で同じ速度で回転するように構成している。
また、一部が連通して重複する撹拌槽１は、同図に示すように、２つの円筒を一部重ね合わせた形状を呈し、この重複部Ｃで２つの撹拌槽１が相互に連通するとともに、重複部Ｃで各撹拌槽１の撹拌翼２２による撹拌が共通して行われるようになっている。
【００２０】
この重複部Ｃでの混合撹拌を説明すると、図３に示すように、仮にＡ槽の撹拌翼２２の回転による挙動を受けながら進行してきたＡ槽の内容物は、この重複部Ｃに達すると、ここで、重複部Ｃ先端のエッジ部５で、Ａ槽とＢ槽に各々およそ５０％ずつ分配される。
また、Ｂ槽において同様に撹拌された内容物も同等の作用を受ける。
このように、Ａ、Ｂ各撹拌槽で撹拌翼２２により移送されてきた内容物は、撹拌翼２２の一周毎にそれぞれ、Ａ、Ｂ各撹拌槽に約１／２の割合で分配される。
この繰り返しの効果により、従来のような単槽と比較して、混合撹拌効率は格段に高効率になる。
【００２１】
また、本実施例では、撹拌槽１を複槽にしたことにより、その有効容量は単槽に比べて２倍近くになる。
そして、同一の容量をもつ単槽と比較すると、撹拌槽の高さを一定にした場合は、本実施例では、撹拌翼の旋回直径を約７７％と小さくすることができる。この撹拌翼の旋回直径を小さくする結果として、撹拌翼の周速を遅くすることができ、これにより微生物による細胞外酵素分解の効率が高まり、処理能力が向上する。
また、有機性廃棄物の撹拌槽への供給のための投入高さについても、同容量の単槽のものと比較して、低く押さえることができるのも大きな利点である。
【００２２】
一方、熱風供給機構３は２系統形成され、送風機３１により発生させた高圧の空気をヒータユニット３２により加熱し、管路３３、ロータリジョイント３４及び回転軸２１に形成された中空部２１ａを介して、撹拌翼２２の背部に水平方向に配設した熱風噴出管３５に一列に多数穿設した熱風噴出孔３５ａから、撹拌槽１内に収容された内容物に熱風を供給できるように構成する。
熱風噴出管３５の熱風噴出孔３５ａを撹拌翼２２の背部に形成することにより、熱風噴出孔３５ａが目詰まりすることを防止できる。
また、熱風噴出管３５は、撹拌翼２２のすべてに設けてもよいが、回転軸２１の上部に設ける撹拌翼２２については、熱風噴出管３５を省略することもできる。
【００２３】
この場合、本実施例では、図４に示すように、各撹拌槽１の回転軸２１の貫通部と回転軸２１とを槽外側で覆う密閉カバー６を形成するとともに、該密閉カバー６に、外気を取り入れる空気取入口６１と、カバー内部の空気を吸引する吸引口６２とを形成し、該吸引口６２から吸引した空気を熱風供給機構３により加熱し、回転軸２１の中空部２１ａを介して各撹拌槽１に送るようになっている。
【００２４】
すなわち、本実施例では、撹拌槽天板１２の軸シール部１３と、回転軸２１と、支持ベアリング１４とを覆うように密閉したベアリングボックス６０を、密閉カバー６として形成するとともに、このベアリングボックス６０の下部に送風機３１の吸引口６２を接続し、ベアリングボックス６０内部を、空気取入口６１からの吸気の気流が通過するようにする。
送風機３１の吸気側フローは、エアフィルタにより清浄化された大気をベアリングボックス６０に導く。この大気によりベアリング１４は常に冷却され、昇温が抑制される。
さらに、軸シールの不良により軸シール部１３から臭気のガス洩れが発生しても、この吸気フローによりヒータユニット３２を経由し、最終的には撹拌翼２２の熱風噴出孔３５ａより各撹拌槽１内に至り、外部には流出しない。
このとき、ベアリングボックス６０内部の送気経路が、送風機３１の吐出側の流路の一部に位置していてもよいが、この吐出側の気流は圧力をもっているので、ベアリングボックス６０の耐圧及びベアリングと軸部シールを考慮しなければならない点で不利である。
【００２５】
また、本実施例では、図５に示すように、ヒータユニット３２の周囲を密閉カバー７で被覆するとともに、該密閉カバー７に空気取入口７１を形成して、該空気取入口７１から取り入れた空気を、密閉カバー７とヒータユニット３２の間に形成した流路７２を介してヒータユニット７に供給するようになっている。
【００２６】
すなわち、図１にも示すように、既存のヒータユニット３２をそれぞれ、縦、横、高さの寸法が十分余裕のある外箱７０に、すべての面で流路７２を形成するように収納する。
そして、送風機３１の送気経路の一部を、このヒータユニット３２と外箱７０との間に導入し、流路７２を経由させた後、ダクト７３を介してヒータユニット７に供給するようになっている。
これにより、ヒータユニット３２は、既存の断熱材３２ａによる断熱と、流路７２の送気による空気の断熱と、断熱効果が二重に得られることとなる。
このように、ヒータユニット３２の外部への熱放散を防ぐことにより、処理装置内部の雰囲気温度の上昇を防止し、制御電気系統の弱電部品やオゾン脱臭装置のオゾン発生器への悪影響を解消することができる。
また、併せてヒータユニット３２からの放熱が回収できることから、結果的に熱効率が向上する。
これは、流路７２がすべて閉回路で構成されており、ヒータユニット３２で発生した放射熱はこの流路７２によってヒータユニット３２に導入され、最終的には撹拌槽１内に運ばれることによる。
【００２７】
他方、脱臭機構４は、撹拌槽１内の空気を脱臭して大気中に放出するためのもので、有機性廃棄物を発酵させて有機肥料に転換する際に発生する高温、多湿で、かつ、硫化水素ガス、アンモニアガス等の悪臭のする混合気体を長期間に亘って確実に脱臭できる、例えば、オゾン脱臭機のような、高性能の脱臭機能を備えた脱臭装置を設けることが望ましい。
【００２８】
また、制御機構は、撹拌機構２及び熱風供給機構３の駆動を制御し、有機性廃棄物の処理装置の自動運転を可能とするもので、撹拌槽１内に収容した内容物の温度を測定する温度センサ（図示省略）及び撹拌槽１内の湿度を測定する湿度センサ（図示省略）により検出した温度及び湿度に基づいて、撹拌機構２及び熱風供給機構３の駆動を制御するようにする。
この場合において、湿度センサにより検出した湿度により撹拌槽１内に収容した内容物の処理状態を判断し、処理工程の進行を決定するように、制御機構を構成することができ、これにより、画一的な時間による制御の場合と比較して、有機性廃棄物を発酵させて有機肥料に転換する処理を、より効率よく、かつ確実性をもって行うことができる。
【００２９】
次に、この有機性廃棄物の処理装置による有機性廃棄物の処理の工程を説明する。
まず、適量の発酵菌を添加した有機性廃棄物を撹拌槽１内に収容し、撹拌機構２及び熱風供給機構３を駆動し、撹拌槽１内に収容した内容物を所定の時間予備混合する。
この場合において、熱風供給機構３の熱風噴出管３５の熱風噴出孔３５ａから撹拌槽１内に収容された内容物に供給する熱風の温度は、１５０℃程度の高温に設定し、雑菌の処理を行う。
その後、撹拌槽１内に収容した内容物の温度を４５℃程度に保った状態で、撹拌機構２及び熱風供給機構３を駆動し、有機性廃棄物の発酵処理を行う。
この発酵工程の終了時点は、撹拌槽１内の湿度により判断し、湿度が８５〜９０％に低下したとき、ねかし工程に移行する。
ねかし工程においては、撹拌槽１内に収容した内容物の温度を４５℃程度に保った状態で、撹拌機構２を間欠駆動しながら、熱風供給機構３を駆動する。
このねかし工程の終了時点、すなわち、処理終了時点は、撹拌槽１内の湿度により判断し、湿度が７０〜８０％に低下したとき、処理を終了する。
以上の工程を経ることにより、有機性廃棄物は、含有水分の蒸散が行われるとともに、発酵菌の発酵、増殖作用を受けて有機肥料に転換されるため、適当な時期に撹拌槽１内の有機肥料を排出する。
この場合において、次に有機性廃棄物の処理を行う際の発酵菌として使用するため、撹拌槽１内の有機肥料は全部排出せず、その一部を撹拌槽１内に残すようにするとともに、撹拌槽１内に収容した内容物の温度が３０〜４５℃程度に保たれるよう、撹拌機構２及び熱風供給機構３を間欠駆動する。
【００３０】
以上、本発明の有機性廃棄物の処理装置について、撹拌槽１及び撹拌機構２を１対並設した実施例に基づいて説明したが、本発明は、上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、撹拌槽１及び撹拌機構２を３個以上並設する等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の有機性廃棄物の処理装置によれば、撹拌槽と撹拌機構とを複数並設したことにより、処理量の増大を図る場合でも撹拌翼の旋回直径の拡大を抑え、その周速を適正範囲に保持できるとともに、隣接する撹拌槽と撹拌翼の回転領域とが一部で重複するように各撹拌槽を連通して形成し、かつ撹拌翼を相互に逆回転させることにより、撹拌槽間での撹拌翼による内容物の交換を可能とし、これにより混合撹拌の効率を大きく向上させることができ、その結果、有機性廃棄物を発酵させて有機肥料に転換する処理を効率よく行うことができる。
【００３２】
また、密閉構造とした撹拌槽に回転軸を貫通させ、該貫通部と回転軸とを槽外側で覆う密閉カバーを形成するとともに、該密閉カバーに、空気取入口と、カバー内部の空気を吸引する吸引口とを形成し、該吸引口から吸引した空気を前記熱風供給機構により加熱し、回転軸の中空部を介して撹拌槽に送ることにより、取り入れた空気との熱交換によって、回転軸の冷却と加熱用空気の予熱とが行えるとともに、撹拌槽の回転軸貫通部からガス洩れが生じた場合でも、吸引口から熱風供給機構を経て撹拌槽に送ることによって、外部への流出を防止することができる。
【００３３】
さらに、撹拌槽に送る空気を加熱するヒータユニットを熱風供給機構に形成し、該ヒータユニットの周囲を密閉カバーで被覆するとともに、該密閉カバーに空気取入口を形成して、該空気取入口から取り入れた空気を、密閉カバーとヒータユニットの間に形成された流路を介してヒータユニットに供給することにより、取り入れた空気との熱交換によって、ヒータユニットの冷却と加熱用空気の予熱とを行うことができ、ヒータユニット周囲の昇温抑制と省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性廃棄物の処理装置の一実施例を示す透視図である。
【図２】同実施例の分解斜視図である。
【図３】同実施例の撹拌槽と撹拌翼を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図４】同実施例の回転軸の密閉カバーを示す一部切欠斜視図である。
【図５】同実施例のヒータユニットの密閉カバーを示す一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
１      撹拌槽
２      撹拌機構
２１    回転軸
２１ａ  中空部
２２    撹拌翼
３      熱風供給機構
３１    送風機
３２    ヒータユニット
３５    熱風噴出管
３５ａ  熱風噴出孔
４      脱臭機構
５      エッジ部
６      回転軸の密閉カバー
６１    空気取入口
６２    吸引口
７      ヒータユニットの密閉カバー
７１    空気取入口
７２    流路
【図１】
0003654813.tif 000002
【図２】
0003654813.tif 000003
【図３】
0003654813.tif 000004
【図４】
0003654813.tif 000005
【図５】
0003654813.tif 000006