(57)【要約】【課題】簡単な構造により攪拌時の生ゴミの付着とつき回りをなくすと共に、処理槽内の上部層、中間層、下部層の全領域にわたってバランスよく空気が送り込めるようにする。【解決手段】中央部に竪型回転シャフト２３が配置された生ゴミ発酵処理槽３内に、一端が前記生ゴミ発酵処理槽３の周壁に固定支持され、他端が前記竪型回転シャフト２３に対して摺動自在に支持された水平配置の固定羽根２５と、前記竪型回転シャフト２３に一端側となる基端部が取付けられ前記竪型回転シャフト２３の回転時に、前記固定羽根２５の上位側と下位側を通過する水平配置された上位側及び下位側攪拌羽根２７，２９とを設ける一方、前記固定羽根２５、上位側攪拌羽根２７、下位側攪拌羽根２９に空気噴射管４７、６１、６９を設け、上部層、中間層、下部層の槽全体にわたってバランスよく空気を噴射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物と共に生ゴミを投入する円筒状の生ゴミ発酵処理槽と、前記生ゴミ発酵処理槽の中央部に配置され駆動部によって回転動力が与えられる竪型回転シャフトと、
前記生ゴミ発酵処理槽内の中間位置に水平配置され一端が前記処理槽周壁に、他端が前記竪型回転シャフトにそれぞれ両端が支持された固定羽根と、
前記竪型回転シャフトに一端側となる基端部が取付けられ前記竪型回転シャフトの回転時に、前記固定羽根の上位側と下位側をそれぞれ通過する水平配置された上位側攪拌羽根と下位側攪拌羽根とを備え、
前記固定羽根、上位側攪拌羽根、下位側攪拌羽根は、前記処理槽内へ向かって空気を噴射する空気噴射管をそれぞれ有していることを特徴とする生ゴミ発酵処理装置。
【請求項２】
前記生ゴミ発酵処理槽は、生ゴミ発酵処理システムを構成する第２の発酵処理槽と接続可能な排出口を備え、前記排出口は、全閉時にシール部材によって開口周縁がシールされる開閉可能なシャッタを有すると共に槽底部から所定の高さの位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の生ゴミ発酵処理装置。
【請求項３】
前記上位側攪拌羽根は、攪拌時に生ゴミを上向きに作用する上向き作用面と下向きに作用する下向き作用面とを有していることを特徴とする請求項１又は２記載の生ゴミ発酵処理装置。
【請求項４】
下位側攪拌羽根は、攪拌時に生ゴミを上向きに作用する上向き作用面を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の生ゴミ発酵処理装置。
【請求項５】
固定羽根は、攪拌動作時に生ゴミを上と下に分断作用する断面く字状の分断作用面を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の生ゴミ発酵処理装置。
【請求項６】
前記断面く字状の分断作用面は、開き角θが周壁側から中心の回転シャフト側へ向かって順々に小さくなっていることを特徴とする請求項５記載の生ゴミ発酵処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物を用いて生ゴミを微生物分解処理して減量化及び堆肥化するために使用される生ゴミ発酵処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生ゴミ処理装置としては熱によって生ゴミを乾燥させ減量化を図る加熱減量方式の外に、微生物を利用して生ゴミを発酵させ減量化する発酵処理方式が知られている。
【０００３】
発酵処理方式としては、例えば第１に、処理槽内に鉛直方向に沿って温度を検出する複数の温度センサを設け、その温度センサにより処理槽の上部層、中間層、下部層の処理物の温度をモニタし、発酵熱上昇期、恒温期、降温期への推移を把握管理しながら必要に応じて各層を攪拌・混合を行なうことで減量化を図る手段となっている（特許文献１参照）。
【０００４】
第２は、微生物と共に生ゴミを投入する円筒状の生ゴミ発酵処理槽の中央部に竪型攪拌シャフトを略垂直に配置し、竪型攪拌シャフトの下部に水平状の掻揚攪拌羽根を、同竪型攪拌シャフトの上部に所定角度傾斜させた一対の均し固め用丸棒状の均し羽根をそれぞれ取り付け、前記下部に配置された掻揚攪拌羽根に空気噴出管を取り付け、その空気噴出管に攪拌羽根の反回転方向に空気を噴出する空気噴出口を設けた構造の手段となっている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３１５４４７３号公報
【特許文献２】特許第３０５７４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
温度センサによって上部層、中間層、下部層の発酵温度管理を行なう前者にあっては、温度センサの数によって温度管理の精度が左右され、多く配置すると精度が向上する反面、故障の発生要因を作ると共にコストアップにつながる。
【０００６】
それを嫌って数を少なくすると適正な精度が望めなくなる不具合をかかえる等、コストと精度向上とのバランスが求められる。
【０００７】
また、掻揚攪拌羽根と均し固め用丸棒状の均し羽根を備えた後者にあっては、攪拌動作中に各羽根に発酵途上の生ゴミが付着成長し、その付着の影響とつき回りによって効率のよい攪拌が期待できなくなる問題をかかえる。
【０００８】
特に、生ゴミは発酵処理にあたり投入初期時には水分を多く含む。発酵処理が進むにつれて水分が徐々になくなる。この生ゴミの含水率の変化は時として粘性が増して付着し易い性状を呈する。
【０００９】
このために、攪拌時の羽根に発酵途上の生ゴミが付着し、それが付着成長する。と同時に攪拌されずにそのまま羽根と一緒につき回りする状態が生まれる。また、槽全体に空気が行きわたらなくなる問題をかかえる。
【００１０】
そこで、本発明は簡単な構造により攪拌時の生ゴミの付着とつき回りをなくすと共に処理槽内の上部層、中間層、下部層の全領域にわたってバランスよく空気が送り込めるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明にあっては、微生物と共に生ゴミを投入する円筒状の生ゴミ発酵処理槽と、前記生ゴミ発酵処理槽の中央部に配置され駆動部によって回転動力が与えられる竪型回転シャフトと、前記生ゴミ発酵処理槽内の中間位置に水平配置され一端が前記処理槽周壁に、他端が前記竪型回転シャフトにそれぞれ両端が支持された固定羽根と、前記竪型回転シャフトに一端側となる基端部が取付けられ前記竪型回転シャフトの回転時に、前記固定羽根の上位側と下位側をそれぞれ通過する水平配置された上位側攪拌羽根と下位側攪拌羽根とを備え、前記固定羽根、上位側攪拌羽根、下位側攪拌羽根は、前記処理槽内へ向かって空気を噴射する空気噴射管をそれぞれ有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、処理槽内を上位側攪拌羽根と下位側攪拌羽根が回転することで、槽内の生ゴミの攪拌混合を行なうことができる。
【００１３】
また、攪拌混合時に上位側攪拌羽根及び下位側攪拌羽根は必ず固定羽根の上と下をそれぞれ通過するため、例えば、上位側攪拌羽根あるいは下位側攪拌羽根に発酵途上の生ゴミが付着し成長しても固定羽根通過時に、衝突して剥がれ落ちる。同時に各攪拌羽根と一緒につき回りする生ゴミは上下に分断されることでつき回りが遮断される結果、安定した効率のよい攪拌・混合を行なうことができる。
【００１４】
また、空気噴出管によって槽の上部層、中間層、下部層の槽全体にわたりバランスよく空気（酸素）を送り込むことができるため効率のよい発酵処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するにあたって第１に前記生ゴミ発酵処理槽にあっては、生ゴミ発酵処理システムを構成する第２の発酵処理槽と接続可能な排出口を備え、前記排出口は、全閉時にシール部材によって開口周縁がシールされる開閉可能なシャッタを有すると共に槽底部から所定の高さの位置に設けることで、排出口からの液ダレを確実に防ぐと共に、次の発酵処理に必要な微生物を含む所定の量を残して取り出せるようにすることが望ましい。
【００１６】
第２に前記上位側攪拌羽根にあっは、攪拌時に生ゴミを上向きに作用する上向き作用面と下向きに作用する下向き作用面とを有するようにすることで、槽内上部層において上向きと下向きに送り作用する複合した攪拌混合作用が得られるようにすることが望ましい。
【００１７】
第３に下位側攪拌羽根にあっては、攪拌時に生ゴミを上向きに作用する上向き作用面を備えるようにすることで、槽内底部にたまる生ゴミを上向きに送り作用する攪拌混合が得られるようにすることが望ましい。
【００１８】
第４に固定羽根にあっては、攪拌動作時に生ゴミを上と下に分断作用する断面く字状の分断作用面を備えるようにすることで、槽内中間層において生ゴミを上下に分断しつき回りをたちきるようにすることが望ましい。
【００１９】
第５に前記断面く字状の分断作用面にあっては、開き角θが周壁側から中心の回転シャフト側へ向かって順々に小さくなっているようにすることで、上下の各攪拌羽根により周壁側へ向け遠心力の作用で振り出される生ゴミを中央部側へ誘導して、周壁側に集まる片寄りをなくすようにすることが望ましい。
【実施例】
【００２０】
以下、図１乃至図１６の図面を参照しながら本発明の一実施形態について具体的に説明する。
【００２１】
図１は本発明にかかる生ゴミ発酵処理装置の概要説明図を示している。生ゴミ発酵処理装置１は円筒状に作られた生ゴミ発酵処理槽３と微生物と共に生ゴミを前記生ゴミ発酵処理槽３内へ投入する生ゴミ投入口５と前記生ゴミ発酵処理槽３内の生ゴミを攪拌混合する生ゴミ攪拌機７とを有する。
【００２２】
生ゴミ発酵処理槽３は、ロードセル等の重量計９の上に搭載セットされ、槽内は周壁１１及び槽底部１３に設けられたヒータ１５により好適な温度に制御管理されるようになっている。
【００２３】
重量計９は、水分を多く含む生ゴミ投入時の重量から水分が徐々になくなる発酵処理途上の重量を監視する含水量検知手段となっていて、その、検知信号に基づき後述する攪拌羽根を最適な回転数に制御管理する機能を備える。
【００２４】
生ゴミ投入口５は、前記生ゴミ発酵処理槽３の上部に設けられた開閉可能な開閉蓋１６を有している。開閉蓋１６はピストン１７及びシリンダ１９とからなる油圧駆動装置２１によって支持され、前記ピストン１７の伸縮（矢印）により開閉蓋１６の開閉動作（実線と鎖線）が可能となっている。
【００２５】
生ゴミ攪拌機７は、前記生ゴミ発酵処理槽３の中央部位に配置された竪型回転シャフト２３と固定羽根２５とその固定羽根２５の上と下をそれぞれ通過する上位側攪拌羽根２７及び下位側撹拌羽根２９の組合せ構造となっている。上位側撹拌羽根２７と下位側攪拌羽根２９は各基端部２７ａ，２９ａが前記竪型回転シャフト２３に対して取り付けられ、自由端側は１８０度向きが異なる片持ち支持構造となっている。
【００２６】
竪型回転シャフト２３は、前記生ゴミ発酵処理槽３の上部と下部において軸受３１により回転自在に両端支持されている。竪型回転シャフト２３の上端部には前記生ゴミ発酵処理槽３の天井部３３にセットされた駆動部３５から伝導機構３７を介して減速された回転動力が与えられる。駆動部３５は、前記重量計９からの重量検知信号に基づき前記竪型回転シャフト２３に攪拌に最適な回転動力を伝達する。
【００２７】
固定羽根２５は、図２，図３に示す如く前記生ゴミ発酵処理槽３の上下方向の中間位置で水平配置され、一端は周壁１１に固定支持されている。他端は前記竪型回転シャフト２３に対して摺動自在に支持されている。
【００２８】
竪型回転シャフト２３に対して摺動自在に支持する支持手段としては図示の如く竪型回転シャフト２３に設けられた上下の円板状のフランジ部３９とフランジ部３９の間に固定羽根２５から支持体４１を延長させる形状となっている。
【００２９】
固定羽根２５は、図３に示すように攪拌時に上と下に分離する分離作用面４５ａ，４５ｂと固定羽根２５に沿って設けられた空気噴射管４７とを有する。
【００３０】
分離作用面４５ａ，４５ｂは断面く字状に形成され開き角θは、外側となる周壁１１側は大きく、以下内側となる回転シャフト２３側に向かって順々に小さく設定されている。
【００３１】
これは、生ゴミが各攪拌羽根２７，２９による攪拌時に遠心力によって周壁１１側へ振り出されて集まるようになるのを前記分離作用面４５ａ，４５ｂによる上下の分離作用と併せて回転シャフト２３となる中心部へ向けて誘導し、周壁１１側に集まる片寄りをなくす作用が得られるようになっている。
【００３２】
空気噴射管４７は、図外のコンプレッサと生ゴミ発酵処理槽３の外側周壁１１に沿って配置された空気供給管４９と接続連通し、所定の間隔で設けられた噴出口５１から処理槽内の中間層に空気（酸素）が噴射される。
【００３３】
この場合、図４に示すごとく前記竪型回転シャフト２３の中心軸線に沿って設けられた空気通路５３と接続の連絡通路５３ａを介して３６０度接続連通し合う前記空気噴射管４７の基部を軸受５５により回転自在に支持する支持手段とすることも可能である。
【００３４】
特に、この実施形態にあっては固定羽根２５の両端が確実に固定支持される両端支持となるため固定羽根２５に大きい負荷や衝撃荷重が作用しても悪影響の起きない高い支持剛性を発揮する。なお、前記空気通路５３は上端部から図外のコンプレッサと接続連通している。
【００３５】
上位側攪拌羽根２７は、図５から図７に示す如く左右一対の羽根板５７，５９とその羽根板５７，５９に沿って配置された強度メンバを兼ねる空気噴射管６１の組合せからなる一体構造となっている。羽根板５７，５９は外側領域と内側領域の２つに分かれていて、自由端側となる外側領域の羽根板５７は所定角度傾斜させることで上向きに作用する上向き作用面５７ａを有する。取り付け側となる内側領域の羽根板５９は所定角度傾斜させることで下向きに作用する下向き作用面５９ａを有する。
【００３６】
空気噴射管６１は強度メンバを兼ねるステンレス製のパイプで作られ、前記竪型回転シャフト２３に設けられた空気通路５３から放射方向に延びる連絡通路５３ｂと接続連通している。空気噴射管６１には、槽内上部層において空気（酸素）を噴射する噴出口６３が所定の間隔で設けられている。
【００３７】
下位側攪拌羽根２９は、図８及び図９に示すように強度メンバとなる支持アーム６５の外に、攪拌時に上向きに作用する作用面６７ａを備えた羽根板６７とその羽根板６７に沿って設けられた空気噴射管６９とからなる組合わせ構造となっている。
【００３８】
作用面６７ａは前記下位側攪拌羽根２９を構成する羽根板６７を所定角度傾斜させることで得られる。空気噴射管６９は前記竪型回転シャフト２３に設けられた空気通路５３から放射方向に延びる連絡通路５３ｃと接続連通している。空気噴射管６９には槽内下部層において空気（酸素）を噴射する噴出口７１が所定の間隔で設けられている。
【００３９】
一方、生ゴミ発酵処理槽３には図１０と図１１に示す如く排出口７３が設けられている。排出口７３は、例えば、図１２及び図１３に示す如く第２、第３、第４の発酵処理槽３−２、３−３、３−４からなる発酵処理システムを構築する際に、第２の発酵処理槽３−２の取入口７４と接続可能となっている。
【００４０】
排出口７３の位置は槽底部１３から所定の高さＨに配置することで、排出口７３から処理物を取出す時に全部が取出されるのではなく、次の発酵処理に必要な微生物を含む所定の量を残して取出せるようになっている。
【００４１】
排出口７３にはガイド枠７５が設けられ、両サイド７５ａはシャッタ７７を上下にガイドする断面内向きＵ字状の形状となっている。上部と下部７５ｂ，７５ｂはシャッタ７７を前後から挟んで上下にガイドするように平行配置された形状となっている。
【００４２】
ガイド枠７５には前記シャッタ７７の全閉時においてシャッタ周縁部と弾接し合うシール部材７９が設けられ、下部領域は図１０に示す如く開口している。この開口は、被処理物がたまらずに下方へ落下させることで、シャッタ７７の確実な全閉位置が確保されることで、排出口７３の確実なシール状態を確保し、発酵処理時の液（水分）が外へ漏れ出るのを確実に阻止するようになっている。この場合、シャッタ７７の下部には自重による自然流下によって円滑に流れ落ちる下降傾斜した傾斜面８１が設けられている。シャッタ７７はシャッタ駆動機構８３によって開閉制御可能となっている。
【００４３】
シャッタ駆動機構８３はシャッタ７７の上端部から延長されたねじ式の昇降シャフト８５と両サイドのガイドロッド８７とで構成されている。
【００４４】
昇降シャフト８５の上端部に設けられた駆動プーリ８９は駆動モータ９１によって回転動力が与えられると共に支持フレーム９３に回転自在に支持されている。
【００４５】
ガイドロッド８７の上端部は支持フレーム９３の支持孔に貫通した状態で支持されている。
【００４６】
したがって、例えば、駆動モータ９１によって、前記昇降シャフト８５に右回転又は左回転の回転動力が与えられることで、昇降シャフト８５が前記ガイドロッド８７と共に支持フレーム９３から上方へ突出する上昇あるいは下降することで前記シャッタ７７の開閉動作が可能となっている。
【００４７】
このように構成された生ゴミ発酵処理装置１によれば、処理槽３内を上位側攪拌羽根２７と下位側攪拌羽根２９が回転することで、処理槽３内の生ゴミの攪拌混合を行なうことができる。この攪拌混合時に上位側攪拌羽根２７及び下位側攪拌羽根２９は必ず固定羽根２５の上と下をそれぞれ通過するため、例えば、上位側攪拌羽根２７あるいは下位側攪拌羽根２９に発酵途上の生ゴミが付着し成長しても固定羽根通過時に、衝突して剥がれ落ちる。同時に各攪拌羽根２７，２９と一緒につき回りする生ゴミは上下に分断されることで、つき回りが遮断される一方、開き角θの異なる分離作用面４５ａ，４５ｂによる中央部寄りに誘導する片寄りのない状態と相俟って、安定した効率のよい攪拌・混合を行なえるようになる。
【００４８】
また、各空気噴射管４７，６１，６９によって処理槽３の上部層、中間層、下部層の槽全体にわたりバランスよく空気（酸素）を送り込めるようになり効率のよい発酵処理が行なえるようになる。
【００４９】
なお、このように構成された生ゴミ発酵処理槽３を図１２、図１３に示す如く階段状に接続連通し生ゴミを乾燥粉末化して取り出す発酵処理システムとして使用する際には、図１４に示す如く最終の第４の発酵処理槽３−４の排出口に取り出し用の螺旋コンベア９５を設けるようにすることが望ましい。これにより、乾燥粉末化して受け入れタンク９７に自動的に取り出すことが可能となる。この時、各発酵処理槽３−２、３−３、３−４はシャッタ７７によって確実に分離・独立するため隣の処理槽への水分の侵入がなくなり、確実な発酵処理をそれぞれ独立して行なえるメリットが得られる。
【００５０】
なお、各発酵処理槽１、３−２、３−３、３−４の発酵処理時に発生する異臭となる発生ガスはダクト９９を介して脱臭装置１０１に導き、脱臭処理して外部に排出することが望ましい。
【００５１】
また、各発酵処理槽は必ずしも直列配列でなくてもよく、図１５、図１６に示すように、第１となる生ゴミ発酵処理槽３の周囲に沿って第２、第３、第４の発酵処理槽３−２，３−３，３−４を並列接続することも可能である。
【００５２】
この実施形態の場合には、第２、第３、第４の発酵処理槽３−２、３−３、３−４の排出口７３には前記した取出し用の螺旋コンベア９５がそれぞれに接続されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明にかかる生ゴミ発酵処理装置の概要説明図。
【図２】固定羽根の取付け状態を示した概要説明図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図（ａ），Ｂ−Ｂ線断面図（ｂ）。
【図４】固定羽根を竪型回転シャフトに取付ける別の実施形態を示した概要説明図。
【図５】上位側攪拌羽根の取付け状態を示した概要説明図。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図。
【図７】図５のＤ−Ｄ線断面図。
【図８】下位側攪拌羽根の取付け状態を示した概要説明図。
【図９】図８のＥ−Ｅ線断面図。
【図１０】排出口の拡大概要側面図。
【図１１】排出口の拡大概要正面図。
【図１２】生ゴミ発酵処理槽を段階的に直列に接続した発酵処理システムを示した概要側面図。
【図１３】図１２の概要平面図。
【図１４】排出口に取出し用の螺旋コンベアを設けた概要説明図。
【図１５】生ゴミ発酵処理槽を並列に接続した別の発酵処理システムを示した概要側面図。
【図１６】図１５の概要平面図。
【符号の説明】
【００５４】
１    生ゴミ発酵処理装置
３    生ゴミ発酵処理槽
３−２    第２の発酵処理槽
５    投入口
７，２３    竪型回転シャフト
９    重量計
１１    周壁
１３    槽底部
１５    ヒータ
２５    固定羽根
２７    上位側攪拌羽根
２９    下位側攪拌羽根
４５ａ，４５ｂ    分断作用面
４７，６１，６９    空気噴射管
５７ａ    上位側攪拌羽根の上向き作用面
５９ａ    上位側攪拌羽根の下向き作用面
６７    下位側攪拌羽根の羽根板
６７ａ    下位側攪拌羽根の上向き作用面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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