(57)【要約】【課題】  微生物処理された生ゴミを再生利用して、自治体で何度も同一基材で使用可能な形態に変換し焼却処分に頼らない生ゴミの再生利用や、処理媒体中に蓄積した無機物質成分を水洗浄し処理媒体の再生をすることができる装置を提供する。【解決手段】  ８０度以上の高温発酵で処理した基材を、自治体で何度も使用可能なＣ／Ｎ比１８〜２５に変換するＣ／Ｎ比率管理モードと、一次発酵と二次発酵を仮装Ｃ／Ｎ比を用いて発酵させ、モータの負荷変動により生じる位相の遅れを制御情報として各種制御を実行する生ゴミ微生物処理装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、Ｃ／Ｎ比率管理対応による単体処理モードと、生ゴミ投入回数や攪拌機構の負荷率を履歴管理する連続投入モードの制御が可能な管理制御を備えたことを特徴とするＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置。
【請求項２】
生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、仕切のない１つの発酵槽に生ゴミ投入口を左右に独立して設け、攪拌手が左右に独立して回動可能な攪拌機構を備え、生ゴミ投入口それぞれに対応する攪拌手が独立回動する手段と、生ゴミ投入口と関係なく同期回動する手段とを備え、投入条件を判断し投入可能な生ゴミ投入口を指示するランプとを備えたことを特徴とするＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置。
【請求項３】
生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、攪拌部位の先端が真の垂直方向から水平方向へ時計回りに４５度進んだ位置にオイルを充填した保温装置を配し、攪拌部位の先端が真の垂直方向から水平方向へ反時計回りに４５度遅れた位置に処理済みのコンポスト取り出し口を設け、制御により各位置に適宜停止することを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置。
【請求項４】
生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、排気処理機構と加温処理機構とを制御し、乾燥処理や加湿処理や除湿処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置。
【請求項５】
生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、一次発酵行程と二次発酵行程を攪拌部位の停止角度と回転の制御により行うことを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置。
【請求項６】
生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、攪拌部位の中心部先端と後端部をずらし、生ゴミの移動と、混合と、攪拌が行える攪拌手を備えたことを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置。
【請求項７】
生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、攪拌機構を駆動するモータの負荷変動で変わる自己インダクタンス（Ｌ）の変化を位相変化として捉え商用電源の交流波形の位相と比較して、水分率コントロールやモータ異常検出やコンポスト完了を判定する判定手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置。
【請求項８】
生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、発酵により蓄積した無機物質量の判定手段により、処理媒体中に蓄積した無機物質成分を水洗浄する水洗シャワーノズルを備えることを特徴とする、請求項１または７記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置。
【請求項９】
生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、加温処理機構内と処理槽を結ぶ貯留室内に送風口清掃と加湿をする多機能ノズルを設けたことを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置。
【請求項１０】
生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、生ゴミ投入口を清掃するノズルを設けたことを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、生ゴミを効率よく分解すると共にアンモニア臭の発生を伴わない微生物処理装置に関するものであり、装置単体での使用はもちろん、特に家庭から排出される生ゴミを再生利用して自治体で何度も同一基材で使用可能な形態に変換する方法、及びそれに適したＣ／Ｎ比率管理による生ゴミの微生物処理方法に使用できる微生物処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  特開平４−３３０９７９号公報には、発酵室を複数の室に分離し核複数の発酵室を、集中投入室と発酵専念室として使用することにより、発酵速度を速くし、投入量は減らすことの無いように構成された発明が提案されている。発酵周期を自由に設定できるため、従来の未発酵のコンポストに新しい生ゴミを追加する弊害が防げる優れた方法である。しかし、複数の室に分離しているため発酵状態に差が現れる。また、回動軸が同一のため片側の室の攪拌を停止することができない問題点がある。【０００３】  特開平１１−１９２４７３号公報には、加熱手段は、攪拌槽の内部の上方に配置され前記攪拌槽に充填した食品加工残差を直接的に加熱する遠赤外線ヒータにて形成した発明が提案されている。直接加熱のため従来の方法より熱吸収率がよく優れた方法である。しかし、空気中に熱放射する方法のため部分加熱には使用できない問題点がある。【０００４】  特開２００２−１２６６８６号公報には、「ご飯モード」では例えば２５分攪拌停止／５分攪拌のように、攪拌停止時間が攪拌時間に比べ長く設定されており、攪拌を停止させて加熱を行う時間を長くすることで、生ごみ（主にご飯）の表面を乾燥した状態にし餅化しにくくする発明が提案されている。しかし、熱源との位置関係は制御されないため加熱処理の最適化がなされていない問題点がある。【０００５】  特開２００２−１３６９５４号公報には、水道から供給される水をコントローラで調整してメッシュ状の底部の貫通穴に水を噴射し貫通穴の詰まりを解消する発明が提案されている。しかし、貫通穴の詰まりを解消するのに水道水を供給しなければならない問題点や貫通穴に対する位置が不特定多数である問題点がある。また、生ゴミ処理装置から排出される排水を再び生ゴミ処理装置に戻すループ機構の発明が提案されている。しかし、排水のｐＨが変動しているため排水を未処理で戻すことにより、異常発酵や発酵停止に陥る問題点がある。【０００６】  実開平６−７９７３０号公報には、排出される生ゴミ残飯等を給水用シャワーの水分と共に細かく粉砕させた後、加温された処理媒体中へ投入し泥状の生ゴミ残飯等を液化肥料と化す発明が提案されている。また、特開２００２−１３６９５４号公報には、必要に応じて水分を補給する散水管を備えた発明が提案されている。どちらも微生物が活動するのに最適な環境に整えるのが目的であり、処理媒体中に発酵により蓄積した無機物質を水洗浄する課題は提案されていない。【０００７】  特開平７−３１３９５７号公報には、担体及び有機物を収納する処理槽内の湿度を湿度センサによって、また温度を温度センサによって検出し、処理槽内の湿度と温度に応じて処理槽内の空気を送風機により排気し発酵条件を改善する発明が提案されている。しかし、内部の温度や湿度は外部の温度や湿度の影響を受ける問題点や湿度センサーが有機質の汚水に弱い問題点ある。【０００８】  特開平１１−１０１１９号公報には、排気の湿度が所定値以上となった場合に、制御手段によって処理槽内に流入する外気を加温し、処理槽内の水分制御を行い得るとともに、排気フィルタよりも下流側に排気湿度検出手段を配設して挨や結露に弱い排気湿度検出手段を確実に保護し、湿度セン���ーの使用寿命を改善する発明が提案されている。しかし、湿度センサーが有機質の汚水に弱いため抜本的改善が望まれている。【０００９】  特開平６−２４７７８５号公報には、発酵槽を上段に配置し、乾燥槽を下段に配し、発酵槽において発酵処理した処理物を開口部のシャッターを開いて乾燥槽に落下せしめるが、該開口部の周縁に堰を設けて、該堰によって該処理物の一部を受止して発酵槽に残存させ、次回の発酵工程の種とする発明が提案されている。しかし、上段と下段の２槽を有するため投入が困難になる問題点や処理槽の面積が２倍必要となる問題点がある。【００１０】  特開平９−１５０１３５号公報には、投入口を備えた一次処理槽と取出口を備えた二次処理槽を水平方向に連接して開口部により連通し、一次処理槽及び二次処理槽に開口部を挟んで平行に且つ回転軸心を水平方向に指向させて夫々軸支した一次攪拌軸及び二次攪拌軸に夫々一次攪拌具及び二次攪拌具を取付けて設け、これら一次攪拌具及び二次攪拌具を回転させる一次駆動モータ及び二次駆動モータを設け、有機廃棄物を処理する際に一次攪拌具及び二次攪拌具を互いに逆方向に回転させるよう一次駆動モータ及び二次駆動モータに電源を供給するとともに、一次処理槽の有機廃棄物を開口部を介して二次処理槽へ移送する際に一次攪拌具を有機廃棄物を処理する際の回転方向と逆方向に回転させるよう一次駆動モータに電源を供給する発明が提案されている。しかし、処理槽の面積が２倍必要となる問題点がある。【００１１】  特開平８−２４８２５号公報には、モータにて回転駆動される攪拌羽根が納められている処理槽内に、水分調整用であり且つ微生物の担体であるおがくずや木粉からなる調整材をいれた生ゴミ処理機の上記攪拌羽根の回転数を検出する検出手段を備え、この検出手段で検出された回転数に基づいてモータの制御や分解促進用の加熱手段の制御を行う制御回路を備えている。生ゴミの投入量が多かったり、調整材も分解されてしまったために調整材による水分調整機能が十分作用しない状態となった時、あるいはモータロックが生じた時、攪拌羽根の回転数からこれらを検出して、対応する処理に移ることができる発明が提案されている。しかし、回転数の検出による制御では精度の要求には対応できない問題点がある。【００１２】  特開２００２−３５５５７１号公報には使用目的は違うが、駆動モータに連動する粉砕機構により生ごみを粉砕するディスポーザの粉砕終了検知装置であって、粉砕終了検知装置は、駆動モータに供給された電流の位相を検出する電流位相検出回路と、商用電源の交流電圧の電圧位相を検出する電圧位相検出回路と、電流位相検出回路により検出された電流位相と、電圧位相検出回路により検出された電圧位相の位相差を算出する乗算回路とを備え、乗算回路により算出された位相差と、駆動モータの予め設定された粉砕終了時の電流の基準値を比較し、該位相差が該基準値を超えたとき粉砕終了を判定する発明が提案されている。しかし、駆動モータに供給された電流の位相を検出する電流位相検出回路では、電流値が基準であり全電流から負荷変動に現れる部分の電流の部分検出を要求されるため、両波の整流によるクリップや電流位相検出信号の部分検出プログラムが必��となり、駆動モータの容量の違いや使用目的違いで対応できない問題点がある。
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】  従来の技術は、高効率発酵を目指すもので多くの設備で技術革新の報告がなされている。しかし、各技術は対処療法的な応用が多く常に最良の結果が得られていない欠点があった。また、一度生ゴミを投入すると所定の処理時間を必要とし、連続的に発生する生ゴミを処理するには非常に不便であった。また、周囲の環境に対応する配慮が少なく悪臭や不要成分を含む水蒸気を撒き散らすものも現存する。このような事態を鑑み高効率発酵は基より、悪臭や不要成分を含む水蒸気を処理でき、安全で清潔なＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、Ｃ／Ｎ比率管理対応による単体処理モードと、生ゴミ投入回数や攪拌機構の負荷率を履歴管理する連続投入モードの制御が可能な管理制御を備えたことを特徴とするＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置である。
【００１５】  この発明は、発明者らが同時期に出願する特許願の整理番号Ｐ２００３−ＣＮ１に記載する有機物を堆肥化するにあたり、全原料の水分率を６０±５％、炭素と窒素の重量比（Ｃ／Ｎ）を２５〜４０、ｐＨ８で発酵を開始し１日で８０度以上の発酵温度に上昇させることを特徴とする、Ｃ／Ｎ比率管理による生ゴミの微生物処理方法。再利用の戻し堆肥は、全原料の水分率を６０±５％、炭素と窒素の重量比（Ｃ／Ｎ）を１８〜２５、ｐＨ８で発酵を開始し１日で８０度以上の発酵温度に上昇させることを特徴とする、Ｃ／Ｎ比率管理による生ゴミの微生物処理方法。再利用後の再生は、炭素原（Ｃ）を補充して炭素と窒素の重量比の更正で行うことを特徴とする、Ｃ／Ｎ比率管理による生ゴミの微生物処理方法。有機物の発酵時のｐＨ管理は、初期値ｐＨ８、中期値ｐＨ７〜８、後期値ｐＨ６．５〜７であることを特徴とするＣ／Ｎ比率管理による生ゴミの微生物処理方法を実行する単体処理モードと、生ゴミ投入回数や攪拌機構を駆動するモータの負荷変動により変化する駆動コイルの自己インダクタンス（Ｌ）の変化で生じる位相の遅れを、供給する商用電源の位相と比較して得た数値を制御情報として演算処理して、攪拌機構の負荷率を履歴管理する連続投入モードとを制御が可能なため、装置単体での使用はもちろん、特に家庭から排出される生ゴミを再生利用して自治体で何度も同一基材で使用可能な形態に変換する方法、及びそれに適したＣ／Ｎ比率管理による生ゴミの微生物処理方法に使用できる。
【００１６】  請求項２に記載の発明は、生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、仕切のない１つの発酵槽に生ゴミ投入口を左右に独立して設け、攪拌手が左右に独立して回動可能な攪拌機構を備え、生ゴミ投入口それぞれに対応する攪拌手が独立回動する手段と、生ゴミ投入口と関係なく同期回動する手段とを備え、投入条件を判断し投入可能な生ゴミ投入口を指示するランプとを備えたことを特徴とするＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置である。
【００１７】  この発明は、処理槽を１槽のままで効率よく発酵が開始されるように、生ゴミ投入口を左右に独立して設け、攪拌手が左右に独立して回動可能な攪拌機構を備え、従来の未発酵のコンポストに新しい生ゴミを追加する弊害を時間差投入により防止する。また、請求項３と、請求項５の動作が強調して行われ発酵槽の面積を増やすことなく処理できるのである。そして、過去の投入履歴と発酵物の回転負荷の条件を判断し投入可能な生ゴミ投入口を指示するランプを備えているため投入ミスが防止されるのである。
【００１８】  請求項３に記載の発明は、生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、攪拌部位の先端が真の垂直方向から水平方向へ時計回りに４５度進んだ位置にオイルを充填した保温装置を配し、攪拌部位の先端が真の垂直方向から水平方向へ反時計回りに４５度遅れた位置に処理済みのコンポスト取り出し口を設け、制御により各位置に適宜停止することを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置である。
【００１９】  この発明は、投入された生ゴミを指定された角度まで移動し効率よく保温や排出作業を行うものである。保温動作では、投入された生ゴミを４５度進んだ位置に移動させ局部保温による効率的発酵を促進する。この局部保温に当たってはオイルヒータの原理を応用し放熱効率を向上させ省エネを実現している。コンポスト排出作業においては、４５度遅れた位置までコンポストをすくい上げて停止させることで、それぞれの作業を効率よく実現できるのである。
【００２０】  請求項４に記載の発明は、生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、排気処理機構と加温処理機構とを制御し、乾燥処理や加湿処理や除湿処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置である。
【００２１】  この発明は、排気処理機構と加温処理機構とを制御し、乾燥処理では発酵熱に、加温処理機構によるブロアー内に組み込まれたヒータの発熱を加算し、空気と加温による乾燥に加え、蒸散した水蒸気を排出する排気処理機構を効率的に制御して行う。加湿処理では、加温処理機構と処理槽を結ぶ貯留室内に設けられたノズルに清水化された水を供給しブロアーの圧縮空気と共に処理槽内へ供給する。除湿処理では加温処理機構内のブロアーの回転速度を減じて、主に排気処理機構の水蒸気を排出する動作を優先する。この最適制御により各処理が高効率で行われるのである。
【００２２】  請求項５に記載の発明は、生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、一次発酵行程と二次発酵行程を攪拌部位の停止角度と回転の制御で行うことを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置である。
【００２３】  この発明は、粗攪拌のＣ／Ｎ比率が高い状態で高効率の一次発酵処理をし、充分に攪拌した状態で二次発酵を行うため、請求項３の生ゴミを４５度進んだ位置に移動させ局部保温（移動完了後２０時間以上停止）による一次発酵と、攪拌混合（５分動作）した二次発酵を行い攪拌混合率の違いで変化する仮装Ｃ／Ｎ比を用いて発酵させるため効率よく発酵が進み臭気の発生が抑制されるのである。
【００２４】  請求項６に記載の発明は、生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、攪拌部位の中心部先端と後端部をずらし、生ゴミの移動と、混合と、攪拌が行える攪拌手を備えたことを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置である。
【００２５】  この発明は、投入された生ゴミに対して、攪拌部位の中心部先端が生ゴミを培養床に押し込む作用と空けられた空間に生ゴミを落とす作用を起こす。そして、遅れて到着する後端部により粗攪拌と共に生ゴミ混在部が移動する。このように攪拌部位の中心部先端と後端部の位置をずらしたことにより移動と混合が適度に行われるのである。
【００２６】  請求項７に記載の発明は、生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、攪拌機構を駆動するモータの負荷変動で変わる自己インダクタンス（Ｌ）の変化を位相変化として捉え商用電源の交流波形の位相と比較して、水分率コントロールやモータ異常検出やコンポスト完了を判定する判定手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置である。
【００２７】  この発明は、攪拌機構を駆動するモータの負荷変動により変化する駆動コイルの自己インダクタンス（Ｌ）の変化で生じる位相の遅れを、供給する商用電源の交流波形の位相と比較しているため、無負荷から全負荷の位相変化全てを用いることが可能となり、位相変化で得た数値を制御情報として演算処理し、水分率コントロールやモータ異常検出やコンポスト完了を判定するため手段としているため、１つの情報源からモータの保護はもちろん、負荷率の平均値から精度の高い制御が可能となり、位相変化で得た数値を演算処理して水分率を判断することが可能なため湿度センサーを排除でき、正回転・逆回転の適正動作や、コンポスト完了判定までの処理が可能となった。
【００２８】  請求項８に記載の発明は、生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、発酵により蓄積した無機物質量の判定手段により、処理媒体中に蓄積した無機物質成分を水洗浄する水洗シャワーノズルを備えることを特徴とする、請求項１または７記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置である。
【００２９】  この発明は、請求項７のコンポスト完了を判定する判定手段の信号を基に、発酵により蓄積した無機物質量を推定し、水洗シャワーノズルに給水する洗浄水の量をコントロールすることで、処理媒体中に蓄積した無機物質成分を水洗浄し処理媒体の負荷を軽くしたり、処理媒体を再生したりするのである。
【００３０】  請求項９に記載の発明は、生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、加温処理機構内と処理槽を結ぶ貯留室内に送風口清掃と加湿をする多機能ノズルを設けたことを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置である。
【００３１】  この発明は、加温処理機構と処理槽を結ぶ貯留室内に設けられたノズルに、排気処理機構のオゾン処理により清水化された水を加えて貯留室内の送風口清掃や処理槽内の湿度をコントロールする。この動作により送風能力の低下や湿度の低下が防止できるのである。
【００３２】  請求項１０に記載の発明は、生ゴミ投入口とコンポスト取り出し口と攪拌機構と、排気処理機構と、加温処理機構と、管理制御を備える生ゴミの微生物処理装置において、生ゴミ投入口を清掃するノズルを設けたことを特徴とする、請求項１に記載のＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置である。
【００３３】  この発明は、生ゴミ投入口に残留する処理物を生ゴミ投入口上面に設けられたノズルに圧縮空気や、排気処理機構のオゾン処理により清水化された水を加えて自動的に清掃するので常に清潔に投入口が保たれるのである。
【００３４】  そして、この発明で使用している排気処理機構は、発明者らが同時期に出願する特許願の整理番号Ｐ２００３−Ｄ１に記載する吸気管を備えた貯水槽内に、悪臭を含む排出ガスと水を吸入しながら攪拌するポンプと溶解筒を配設すると共に、オゾンガスと水を吸入しながら攪拌するポンプと水の改質筒との２系統の処理筒が配設され、処理水のｐＨ管理調整器を設けた脱臭装置において、悪臭を含む排出ガスの温度を下げる放熱板を設けた吸気管と、悪臭を含む排出ガスを吸引する吸入パイプを設けたポンプと、旋回流を発生する機構を設けた溶解筒とが互いに連通し配設され、オゾンガスを吸引する吸入パイプを設けたポンプと、旋回流を発生する機構を設けた水の改質筒が貯水槽内で同居し、悪臭を含む排出ガスの溶解と水の改質を同時に行うことを特徴とする脱臭装置を、排気処理機構として使用している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】  次に本発明の実施の形態を図１〜図１２を参照して詳細に説明する。図１は本発明によるＣ／Ｎ比率管理対応の生ゴミ微生物処理装置の一実施例を示す一部切欠正面図、図２は側面断面図、図３は処理説明図、図４は攪拌部先端図、図５は判定手段の回路図、図６は判定手段の波形図、図７は水洗シャワーノズル図、図８は多機能ノズル詳細図、図９は気体と液体の流れ図、図１０は排気処理機構正面断面図、図１１は発酵曲線図、図１２はＣ／Ｎ比率管理のフローチャート図を示す。【００３６】  図１、図２に示す生ゴミ微生物処理装置１外部には、左右に設けた生ゴミ投入口２と、左右に設けたコンポスト取り出し口３と、排気処理機構へ接続するパイプ４−１（４−２）あるいは５−１（５−２）と、加温処理機構６と、投入指示ランプ７が設けられている。生ゴミ微生物処理装置１内部には、処理槽８と、左右に設けた攪拌機構９と、左右に設けた駆動モータ１０と、保温装置１１と、水洗シャワーノズル１２と、多機能ノズル１３と、貯留室１４と清掃ノズル１５が設けられている。【００３７】  生ゴミの経路は図３に示すごとく、生ゴミ投入口２を開けた状態で生ゴミ１６を矢印１７方向へ投入する。投入が完了し生ゴミ投入口２を図２の状態に閉めると、図示しないスイッチが動作し運転が開始され攪拌機構９が矢印１８の方向に回転し、炭素原１９と粗く攪拌され保温装置１１の真上に生ゴミ２０を形成し一次発酵し、一次発酵が完了すると全攪拌が行われ二次発酵に移行する。数ヶ月間運転を繰り返し発酵が完了した処理物は外扉２１を開け、コンポスト取り出し口３を開放して矢印２２の方向へ取り出す。【００３８】  処理水の経路は図９に示すごとく、排気処理機構から接続パイプ５−１を経由して清水化された水２３−１を導入する。図示しない電磁弁を開放することにより、水洗シャワーノズル１２と清掃ノズル１５より霧状の水２３−２と２３−３を必要に応じて噴霧する。役目を果たした水は、処理槽８の底部に設置された図８に示す多機能ノズル１３の隙間を通り、２４−１、２４−２、２４−３のように流れ貯留室１４に貯まる。貯留室１４に貯まった水２３−４は接続パイプ５−２を経由して排気処理機構に戻される。【００３９】  処理槽内空気の経路は図９に示すごとく、処理槽８の上部の空気２５−１を加温処理機構６が吸引し、空気２５−２を経由して加熱部２６で必要に応じて暖められ、２５−３、２５−４を経由して貯留室１４に貯められる。貯留室１４に貯められた空気は図８に示す多機能ノズル１３の隙間を通り、処理水とは逆に２４−３、２４−２、２４−１を経由して処理槽８の内部へ空気２５−５として放出される。【００４０】  外気の吸入経路は図９に示すごとく、排気処理機構でオゾンガス発生時に使用され、オゾン反応で元の状態に戻された酸素２７−１を、接続パイプ４−２を経由して空気２５−４の流れに乗せ貯留室１４に導入する。貯留室１４に導入された酸素２７−１は図８に示す多機能ノズル１３の隙間を通り、空気２５−４と共に２４−３、２４−２、２４−１を経由して処理槽８の内部へ酸素２７−３として放出され微生物の活動を活発にする。使用後の排気２７−２は接続パイプ４−１を経由して排気処理機構に戻される。【００４１】  排気処理経路は図９、図１０に示すごとく、排気処理機構２８の吸気管２９と接続された接続パイプ４−１の排気は、ポンプ３０に吸引され処理タンク３１内の水と気液混合され、溶解筒３２で水に吸収され、排気成分を含んだ水３３となる。一方、オゾンガス吸気管３４には酸素発生器に接続したオゾン生成器が接続されていて、ポンプ３５に吸引され処理タンク３１内の排気成分を含んだ水３３と気液混合され、溶解筒３６でオゾンガスにより酸化改質され清水化された水３７となる。その他、接続パイプ４−２は排気処理機構２８の圧力放出口３８と、接続パイプ５−２はポンプを経由して排気処理機構２８の注水口３９と、接続パイプ５−１もポンプを経由して排気処理機構２８の排水口４０と接続されている。【００４２】  制御の情報処理はモード設定の選択や、生ゴミ投入口２の開閉状況や、図示しない温度計の温度推移や、積算加温時間や、排気処理機構２８の運転時間や、攪拌機構９を駆動する駆動モータ１０の位相情報により得られた情報を元に実行される。特に攪拌機構９を駆動する駆動モータ１０の位相情報は、部分検出を必要としない無負荷から全負荷の位相変化の全てを用いることが可能な、駆動コイルの自己インダクタンス（Ｌ）の変化で生じる位相の遅れを、供給する商用電源の交流波形の位相と比較する方式のため、１つの情報源からモータの保護はもちろん、水分率を判断することや、正回転・逆回転の適正動作や、コンポスト完了判定までの処理が可能となる。【００４３】  図５の回路は、商用電源の交流電圧をアイソレーションし電子回路に入力できるように設けた電圧変成トランス４１と、駆動モータ１０に直列に接続された自己インダクタンス検出トランス４２により構成されている。回路の作用は電圧変成トランス４１では、電子回路の入力電圧に適合する値に調整された出力波形の位相は商用電源の位相と同じで固定です。しかし、駆動モータ１０の駆動コイルには磁束が生じます。そこで、導線に交差する鎖交磁束数Φ＝駆動コイルの自己インダクタンスＬ×回路電流１が成立しますので、負荷率が変化すれば駆動コイルの自己インダクタンスＬも変化することになります。【００４４】  交流電流の変化に対して、駆動モータ１０の駆動コイルには磁束数の変化を阻止する作用が生じます。これは駆動モータ１０の駆動コイルの両端電圧の発生で知ることができますが、交流電源に駆動モータ１０を接続した状態では交流電源の位相しか検出できません。そこで、駆動モータ１０のコイルの一部としてトランス４２の一次コイルを作用させれば、トランス４２の二次側には自己誘導で発生する電圧を確保できます。自己誘導で発生する電圧波形が駆動モータ１０の駆動コイルの両端に発生する電圧波形と位相的には同相であるため、アイソレーションされた駆動モータ１０の出力波形の位相として捉えることが可能となる。【００４５】  図５の電圧変成トランス４１でアイソレーションされた商用電源の交流電圧の出力１の波形が図６で示す波形４３で、駆動モータ１０の自己インダクタンス検出トランス４２でアイソレーションされた交流電圧の出力２の波形が図６で示す波形４４や波形４５となる。負荷率の違いで生じる位相の変化はｔ１やｔ２のような時間���変化に置き換えることができる。【００４６】  本発明の生ゴミ微生物処理装置１により、図１２示すＣ／Ｎ比率管理対応による単体処理モード１（Ａ１）の処理を図１１のＣ／Ｎ比４０（Ｅ）で実行する場合は、全原料の水分率を６０±５％、炭素と窒素の重量比（Ｃ／Ｎ）を４０（Ｅ）、ｐＨ値を８に原料調整し、処理槽８の全容量分を一度に投入して発酵を開始し１日で８０度以上の発酵温度に上昇させる。【００４７】  単体処理モード１では、図示しない温度調節器を発酵温度８０度にセットし、加温処理機構６内の加熱部２６を動作させ発酵処理を行う。図１１のＣ／Ｎ比４０（Ｅ）での発酵では、運転開始直後に加熱部２６が働くが、夏場１０時間、冬場２０時間程度で所定の発酵温度に達するため加熱部２６への通電はＯＦＦされる。しかし、菌体の状態や酸素不足や外気温が異常に低下した場合は通電が開始され８０度以上の発酵温度は保たれる。【００４８】  攪拌は酸素供給や温度分布や発酵状態を均一にするため、５ｒｐｍで２分間実施し２４時間置きに１回行う。最初の攪拌方向は左右に設けた攪拌機構９が双方共に正回転し、次のサイクルでは右の攪拌機構９が逆回転で左の攪拌機構９が正回転し、次のサイクルでは攪拌機構９が双方共に逆回転し、次のサイクルでは右の攪拌機構９が正回転で左の攪拌機構９が逆回転し、次のサイクルで元の回転方向に戻る攪拌サイクルを繰り返す。この反転動作を伴う攪拌により、短時間の攪拌でも原料が充分に攪拌され均一な発酵が可能となる。【００４９】  温度調節と攪拌が実行され継続発酵Ａ２を経由して約４５日目には、処理された部材のＣ／Ｎが１５〜２０で窒素１％程度で水分率４０％程度の値を示します。Ａ３での測定Ｃ／Ｎ比が２５を超えている場合は、再度継続発酵Ａ２へ移行しＣ／Ｎの低下を促進する。【００５０】  Ａ３での測定Ｃ／Ｎ比が１５〜２５であれば再利用原料Ａ４の完成である。この再利用原料Ａ４の水分率を調整し、調整後のＣ／Ｎ比が１８〜２５であるかＡ６で測定する。Ａ６での測定Ｃ／Ｎ比が１８を下まわっている場合は再度、調整Ａ５へ移行する。【００５１】  Ａ６での測定Ｃ／Ｎ比が、１８〜２５であれば自治体で使用可能な戻し堆肥Ａ７の完成である。この戻し堆肥Ａ７を自治体で使用する小型の簡易コンポスター（自然発酵式）で培養床として使い生ゴミの微生物処理をする。【００５２】  Ａ８では発生臭気を官能的に評価して、回収業者にリサイクル資材Ａ９を引き渡す。リサイクル資材Ａ９は自治体での使用でＣ／Ｎ比が変化するため、分解、発酵、などの堆肥としての品質が低下しＣ／Ｎ比８程度になっているので、炭素原を補充して炭素と窒素の重量比の更正と水分率の更正Ａ１０を行う。【００５３】  本発明の生ゴミ微生物処理装置１により、図１２示すＣ／Ｎ比率管理対応による単体処理モード２（Ａ１１）の再生発酵処理の更正Ａ１０の更正値を図１１のＣ／Ｎ比２５（Ｄ）で実行する場合は、全原料の水分率を６０±５％、ｐＨ値を８に原料調整し、処理槽８の全容量分を一度に投入して発酵を開始し１日で８０度以上の発酵温度に上昇させる。【００５４】  温度調節と攪拌が単体処理モード１と同様に実行され、調整発酵Ａ１２を経由し、約１７日目には処理された部材のＣ／Ｎが１５〜２０で窒素１％程度で水分率４０％程度の値を示します。Ａ１３での測定Ｃ／Ｎ比が２５を超えている場合は、再度継続発酵Ａ１２へ移行する。単体処理モード２の再生発酵処理では、同じ機械化プロセスで再生発酵Ａ１１を行い、自治体で使用するＣ／Ｎ比１８〜２５の戻し堆肥Ａ７に再生するのである。【００５５】  本例では単体処理モード１で図１１のＣ／Ｎ比４０（Ｅ）での処理と、単体処理モード２でＣ／Ｎ比２５（Ｄ）で再生発酵処理を実行する場合を述べているが、Ｃ／Ｎ比５０（Ｆ）の発酵処理では、自己発酵熱による発酵温度が１日で８０度以上の温度に上昇させることが不可能であった。これは、窒素原不足のため微生物の活動エネルギーが不足するためと推察される。このＣ／Ｎ比でも、加熱部２６の熱エネルギーを加えれば、発酵温度を１日で８０度以上の温度に上昇させることが可能なため、限定条件付きなら発酵処理は成立する。以上のことから自治体で使用するＣ／Ｎ比１８〜２５の戻し堆肥Ａ７に再生する条件は、Ｃ／Ｎ比２５〜Ｃ／Ｎ比５０の範囲が発酵処理の適合条件である。【００５６】  単体処理モード１と２では、処理槽８の全容量分を一度に投入して発酵完了まで処理するため、投入指示ランプ７と保温装置１１は使用しない。また、排気処理機構２８は水分を補給する加湿動作には必要に応じて使用されるが、除湿動作は使用しないため急激な湿度の変化は起こらない。【００５７】  本発明の生ゴミ微生物処理装置１により日々の生ゴミを処理する連続投入モードで実行する場合は、図３に示すごとく炭素原１９を予め培養床としてセットし、コンポスト取り出し口３も図２の位置に固定されている状態で使用する。この炭素原１９は、木材チップ、モミ殻、稲わら、麦わら、落葉、樹皮などから適宜選択される。【００５８】  生ゴミ１６が投入され生ゴミ投入口２を閉めると、図示しない検出機構が動作し、連動して図示しない電磁弁を開放し清掃ノズル１５より霧状の水２３−３をセットされた時間（０〜１５秒）噴霧し投入口付近に残った生ゴミを洗い流す。同時期に攪拌機構９が矢印１８の方向に回転し、図４に示す攪拌部先端図の攪拌棒４６が生ゴミを培養床に押し込む作用と、空けられた空間にゴミを落とす作用を発揮する。そして、遅れて到着する攪拌棒４７、４８がすくい板４９と協調して移動と攪拌と混合を実行する。【００５９】  炭素原１９と粗く攪拌され保温装置１１の真上にＣ／Ｎ比の低い状態の生ゴミ２０を形成し一次発酵を開始する。この一次発酵はオイルを充填した保温装置１１の局部保温と、加温処理機構６の加熱部２６より発生する熱で加温された空気２５−５（図９参照）と協調して高速高温発酵を可能にする。【００６０】  この一次発酵の時間は、プログラムの選択により４時間〜２４時間の設定が可能であり、一次発酵が完了すると全攪拌が５ｒｐｍで５分動作し二次発酵に移行する。このように、攪拌機構の一時停止と全攪拌による攪拌混合率の違いで変化する仮装Ｃ／Ｎ比を用いて一次発酵や二次発酵させるため効率よく発酵が進み臭気の発生が抑制される。【００６１】  連続投入モードでは左右の投入口２を使い分ける。左右の投入口２の投入指示は投入指示ランプ７により行われ、１日置に投入指示が変わるモード１と���週間置きに投入指示が変わるモード２と１ヶ月置に投入指示が変わるモード３を備えている。このモード切替は、投入される生ゴミの量や内容物の分解特性を考慮して選択する。野菜類が中心で塩分を含まない生ゴミではモード１を、畜産の骨などが含まれる場合はモード２を、畜産の骨や塩分過多の食材の残渣を含む生ゴミではモード３を選択する。【００６２】  発酵槽は仕切のない一個の発酵槽であるが、左右の投入口２を使い分けることで従来の連続的に発生する生ゴミを処理するには非常に不便であった問題点を解消している。また、左右の投入口２と連動して動作する左右に設けた攪拌機構９が独立回動するため、他方の発酵分解の邪魔をすることはない。また、下記に示す攪拌の反転動作で内容物の相互入れ替えが起こるため、発酵状態に差が現れない利点もある。【００６３】  一次発酵を除く全攪拌での攪拌動作は、５ｒｐｍで５分動作し１２時間置きに１回行う。最初の攪拌方向は左右に設けた攪拌機構９が双方共に正回転し、次のサイクルでは右の攪拌機構９が逆回転で左の攪拌機構９が正回転し、次のサイクルでは攪拌機構９が双方共に逆回転し、次のサイクルでは右の攪拌機構９が正回転で左の攪拌機構９が逆回転し、次のサイクルで元の回転方向に戻る攪拌サイクルを繰り返す。【００６４】  ご飯類が多量に含まれている場合は、１週間に１回程度の渦乾燥モードを追加する。渦乾燥モードがセットされると直前の駆動モータ１０の情報が記憶メモリに退避する。この追加モードでは、加温処理機構６と排気処理機構２８の双方を全能力で運転し水分率を一時的に２０％程度まで低下させ、ご飯類を乾燥状態に導いた後に３０分間、攪拌機構９を５ｒｐｍで５分毎に反転動作をして乾燥状態に導いたご飯類を砕き餅化現象を防止する。【００６５】  渦乾燥モードの実行後は、図９に示す排気処理機構２８から接続パイプ５−１を経由して清水化された水２３−１を導入する。図示しない電磁弁を開放することにより、水洗シャワーノズル１２より霧状の水２３−２を噴霧する。この時、記憶メモリに退避した駆動モータ１０の情報に従い、水洗シャワーノズル１２より噴霧する霧状の水２３−２が放出される。この動作で水分率は渦乾燥モードを実行する直前の状態に戻される。【００６６】  発酵処理が進むにつれて水分率が低下すると、微生物の活性が低下するため水分率を６０％程度に保つ必要が生じる。すると総合管理されている制御データーを元に、駆動モータ１０の情報を比較演算して投入水分量が計算される。この処理は通常発酵状態を維持するため、排気処理機構２８から接続パイプ５−１を経由して清水化された水２３−１を図示しない電磁弁を開放することにより、図８に示す多機能ノズル１３の噴射口５０の穴を通り、加温処理機構６の加熱部２６で暖められた空気２５−５と共に徐々に放出する。【００６７】  数ヶ月が過ぎ発酵により蓄積した無機物質量が増えると、コンポスト完了を判定する判定手段の信号を基に、発酵により蓄積した無機物質量を推定し、水洗シャワーノズル１２から放出する水２３−２と、攪拌機構９を５ｒｐｍで３０秒毎に反転動作をして、処理媒体中に蓄積した無機物質成分を水洗浄し処理媒体の負荷を軽くしたり、処理媒体を再生したりする���である。役目を果たした水は、処理槽８の底部に設置された図８に示す多機能ノズル１３の隙間を通り、２４−１、２４−２、２４−３のように流れ貯留室１４に貯まる。貯留室１４に貯まった水２３−４は接続パイプ５−２を経由して排気処理機構に戻される。【００６８】  木材チップ、モミ殻、稲わら、麦わら、落葉、樹皮などから適宜選択された炭素原１９の培養床も発酵に伴い微生物に消費され減少していく。生ゴミ投入直後のＣ／Ｎ比が２０を下回ると、発酵中にアンモニアガスが発生する場合があるため培養床の入れ替え時期である。この培養床の更新時期は、投入物の質や上記の処理媒体を再生する回数で変化するため、温度計の温度推移や、積算加温時間や、排気処理機構２８の運転時間や、攪拌機構９を駆動する駆動モータ１０の位相情報や過去の履歴から総合的に判断される。培養床の入れ替え時期と判定されると投入指示ランプ７双方が点滅し、培養床の入れ替えを知らせる。【００６９】  発酵が完了した処理物は図３に示すごとく、外扉２１を開けコンポスト取り出し口３を開放して矢印２２の方向へ取り出す。このコンポスト取り出し動作は、図４に示す攪拌部先端図の攪拌棒４６と、攪拌棒４７、４８がすくい板４９と協調し、水平方向へ反時計回りに４５度遅れた位置までコンポストをすくい上げて停止させることでコンポスト取り出し作業を楽にする。
【発明の効果】
【００７０】  以上説明したように本発明によれば、Ｃ／Ｎ比率管理対応による単体処理モード１と単体処理モード２の使用で、家庭から排出される生ゴミを再生利用して自治体で何度も同一基材で使用可能な形態に変換する方法、及びそれに適したＣ／Ｎ比率管理による生ゴミの微生物処理方法が可能になり、焼却処分に頼らない生ゴミの再生利用ができる。
【００７１】  従来のコンポスト処理方法である日々の生ゴミを処理する連続投入モードでは、Ｃ／Ｎ比の低い状態を形成し一時停止による一次発酵と、全攪拌による二次発酵を攪拌混合率の違いで変化する仮装Ｃ／Ｎ比を用いて発酵させ、仕切のない一個の発酵槽で左右の投入口を使い分けることで、従来の連続的に発生する生ゴミを処理するには非常に不便であった問題点を解消することができる。
【００７２】  また、生ゴミ投入回数や攪拌機構を駆動するモータの負荷変動により変化する駆動コイルの自己インダクタンス（Ｌ）の変化で生じる位相の遅れを、供給する商用電源の位相と比較して得た数値を制御情報として演算処理して履歴管理することにより、水分率の調整や処理媒体中に蓄積した無機物質成分を水洗浄し処理媒体の再生をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す一部切欠正面図である。
【図２】本発明の側面断面図である。
【図３】本発明の処理説明図である。
【図４】本発明の攪拌部先端図である。
【図５】本発明の判定手段の回路図である。
【図６】本発明の判定手段の波形図である。
【図７】本発明の水洗シャワーノズル図である。
【図８】本発明の多機能ノズル詳細図である。
【図９】本発明の気体と液体の流れ図である。
【図１０】本発明の排気処理機構正面断面図である。
【図１１】本発明の発酵曲線図である。
【図１２】本発明のＣ／Ｎ比率管理のフローチャート図である。
【符号の説明】
１        生ゴミ微生物処理装置
２        生ゴミ投入口
３        コンポスト取り出し口
４−１    接続パイプ
４−２    接続パイプ
５−１    接続パイプ
５−２    接続パイプ
６        加温処理機構
７        投入指示ランプ
８        処理槽
９        攪拌機構
１０      駆動モータ
１１      保温装置
１２      水洗シャワーノズル
１３      多機能ノズル
１４      貯留室
１５      清掃ノズル
１６      生ゴミ
１７      矢印
１８      矢印
１９      炭素原
２０      生ゴミ
２１      外扉
２２      矢印
２３−１  水
２３−２  霧状の水
２３−３  霧状の水
２３−４  水
２４−１  流れ
２４−２  流れ
２４−３  流れ
２５−１  空気
２５−２  空気
２５−３  空気
２５−４  空気
２５−５  空気
２６      加熱部
２７−１  酸素
２７−２  排気
２７−３  酸素
２８      排気処理機構
２９      吸気管
３０      ポンプ
３１      処理タンク
３２      溶解筒
３３      排気成分を含んだ水
３４      オゾンガス吸気管
３５      ポンプ
３６      溶解筒
３７      清水化された水
３８      圧力放出口
３９      注水口
４０      排水口
４１      電圧変成トランス
４２      自己インダクタンス検出トランス
４３      波形
４４      波形
４５      波形
４６      攪拌棒
４７      攪拌棒
４８      攪拌棒
４９      すくい板
５０      噴射口
【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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