(57)【要約】【課題】  処理槽外部と処理槽内部の両方から生ごみと熱交換を行うことができ、更なる熱交換率の向上により、ランニングコストを低減することができる生ごみ処理装置の熱交換器を提供する。【解決手段】  生ごみ処理槽２の内部に投入された生ごみを減量処理する生ごみ処理装置に用いられ、生ごみ処理槽２内の生ごみと熱交換を行うことで生ごみを加熱する熱交換器７である。この熱交換器７は、生ごみ処理槽２の外側面と面接触させた状態で少なくとも生ごみ処理槽２下部を覆うように取り付けられる中空の熱交換器外体８と、両端部が熱交換器外体８と連通された状態で生ごみ処理槽２内部に取り付けられる中空の熱交換器内体９とで構成されており、熱交換器外体８から熱交換器内体９を経て再び熱交換器外体８へと向かう流路を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみ処理槽の内部に投入された生ごみを減量処理する生ごみ処理装置に用いられ、生ごみ処理槽内の生ごみと熱交換を行うことで生ごみを加熱する熱交換器であって、
生ごみ処理槽の外側面と面接触させた状態で少なくとも生ごみ処理槽下部を覆うように取り付けられる中空の熱交換器外体と、
両端部が前記熱交換器外体と連通された状態で生ごみ処理槽内部に取り付けられる中空の熱交換器内体とを備え、
前記熱交換器外体から前記熱交換器内体を経て再び該熱交換器外体へと向かう流路を形成したことを特徴とする生ごみ処理装置の熱交換器。
【請求項２】
前記熱交換器内体は、熱交換器外体の一面側と対面側を橋渡しする管体であることを特徴とする請求項１記載の生ごみ処理装置の熱交換器。
【請求項３】
前記熱交換器内体は、前記減量処理する際に生ごみ処理槽の内部に投入された生ごみと接触するように、該生ごみ処理槽の中央部付近の高さ位置に取り付けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の生ごみ処理装置の熱交換器。
【請求項４】
前記熱交換器内体は、前記生ごみ処理槽の少なくとも一方の側壁に寄せて設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の生ごみ処理装置の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみを減量処理する生ごみ処理装置の熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、微生物の力を利用して有機物及び水分を有する生ごみを環境に影響を与えない程度に分解処理（発酵）する生ごみ処理装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種の生ごみ処理装置では、生ごみ処理槽の内部にバイオチップと称される木質細片などの担体を生ごみ処理材として充填してあり、生ごみ処理層に投入された生ごみを、生ごみ処理材に生息する微生物の働きで発酵させて分解処理するようになっている。生ごみ処理槽からの排気には、生ごみを分解する際に発生するガス成分が含まれるため、この排気をヒータで高温に加熱した後、触媒と接触させて脱臭する脱臭装置が設けられている。また図７に示すように、生ごみ処理槽２の下部には熱交換器２０が設置されており、熱交換器２０の内部に蛇行するように配設されたダクトホース２１に脱臭後の高温の排気を通して、生ごみ処理槽２内に投入された生ごみ処理材との間で熱交換を行わせ、生ごみ処理材に生息する微生物の活動に好適なように生ごみ処理材を加熱していた。
【特許文献１】特開２０００−７０９０５号公報（段落番号［００４６］−［００５０］、及び、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した生ごみ処理装置の熱交換器２０では、熱交換器２０の内部にダクトホース２１を引き回していたため、組立作業の作業性が悪いという問題があった。また、排気を通すためにダクトホース２１を用いているため、ダクトホース２１と生ごみ処理槽２との接触面積を大きくとることができず、熱交換の効率が悪いという問題もあった。
【０００５】
そこで、本出願人は、上記問題を解決するために、組立作業が容易で熱交換の効率を高めた生ごみ処理装置の熱交換器について既に出願している。この生ごみ処理装置の熱交換器は、図８に示すように、生ごみ処理槽の外側面との接触面の形状が生ごみ処理槽の外側面に沿うような形状に形成され、生ごみ処理槽の外側面と接触面とを面接触させた状態で生ごみ処理槽に取り付けられる中空の熱交換器外体３０を備え、熱交換器外体３０の内部を仕切板３０ｅで仕切ることによって空気の流路３０ｆを形成し、この流路３０ｆの一方の端にヒータで暖められた空気が流入する吸気口３０ｃを設けるとともに、他方の端に空気を排出する排気口３０ｄを設けているものである。
【０００６】
しかし、本出願においては、生ごみ処理槽の前面部、底部及び背面部を処理槽の外側のみから加熱するものであり、熱交換の効率面では限界があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、更なる熱交換率の向上により、ランニングコストを低減することができる生ごみ処理装置の熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明は、生ごみ処理槽の内部に投入された生ごみを減量処理する生ごみ処理装置に用いられ、生ごみ処理槽内の生ごみと熱交換を行うことで生ごみを加熱する熱交換器であって、生ごみ処理槽の外側面と面接触させた状態で少なくとも生ごみ処理槽下部を覆うように取り付けられる中空の熱交換器外体と、両端部が前記熱交換器外体と連通された状態で生ごみ処理槽内部に取り付けられる中空の熱交換器内体とを備え、前記熱交換器外体から前記熱交換器内体を経て再び該熱交換器外体へと向かう流路を形成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明の生ごみ処理装置の熱交換器においては、処理槽内部にも熱交換器を配設することで、処理槽外部と処理槽内部の両方から生ごみと熱交換を行うことができ、更なる熱交換率の向上により、ランニングコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１１】
生ごみ処理装置のハウジング１には、上面が開口した箱状の金属製の生ごみ処理槽２が内装されており、生ごみ処理槽２の内部には、微生物が生息するおが屑状の木質細片のような担体からなる生ごみ処理材（所謂バイオチップ）が充填してある。ハウジング１の上面には生ごみ投入口（図示せず）が開口し、この生ごみ投入口に開閉自在な蓋を設けてあり、蓋を開けて生ごみ投入口から生ごみ処理槽２内に生ごみを投入できるようになっている。
【００１２】
ハウジング１内の生ごみ処理槽２の内部には撹拌羽根３ａを有する撹拌軸３が架設してあり、モータ４によって撹拌軸３が回転し、生ごみ処理槽２内に充填した生ごみ処理材を撹拌することで、生ごみ処理槽２に投入された生ごみが分解処理される。ここで、生ごみ処理槽２の底部の断面形状は、撹拌羽根３ａよりも若干大径の半円形状となっており、生ごみ処理槽２の底部に溜まった生ごみ処理材を撹拌羽根３ａにより隅々まで撹拌できるようになっている。尚、図３では生ごみ処理槽２の側壁２ａを省略して図示してあるが、図示しない側壁２ａによって閉塞されている。
【００１３】
ところで、微生物が生ごみを分解処理する過程でガスや湿気が発生するので、生ごみ処理槽２内部の臭気を含んだ湿った空気を外部に排気するための排気口（図示せず）が生ごみ処理槽２の上部に設けられており、この排気口にはフィルタ５が設けてある。そして、排気口からフィルタ５を通して排気された空気の排気経路には、酸化触媒型の脱臭器６と熱交換器７とが設けられ、熱交換器７よりも下流側にはブロア１０が設けられている。
【００１４】
脱臭器６はヒータと白金触媒のような酸化触媒とを内部に備え、送り込まれた排気をヒータによって２００〜４００℃程度の高温に加熱し、この高温に加熱された排気を酸化触媒と接触させることで、臭気成分の酸化分解を促進して脱臭している。
【００１５】
熱交換器７は、熱交換器外体８と熱交換器内体９から構成されている。熱交換器外体８は、図１に示すように、断面Ｊ字状の主板８ａ，８ａを所定の間隔を開けて対向配置し、その周縁部を側板８ｂで覆うことにより、中空の箱形に形成される。熱交換器７の上部には吸気口８ｃおよび排気口８ｄが左右両側に設けられ、また熱交換器７の内部は主板８ａから対向する主板８ａに至るまで立設された仕切板８ｅによって仕切られている。ここで、熱交換器外体８の生ごみ処理槽２との接触面（すなわち内側の主板８ａ）の形状は、生ごみ処理槽２の底部の形状に沿うような形状に形成されているので、熱交換器外体８の接触面（主板８ａ）と生ごみ処理槽２の裏面とを面接触させることができ、熱交換の効率を高めることができる。
【００１６】
さらに、熱交換器外体８について詳細に説明する。基本的には、熱交換器外体８の上下方向の一端部の側板８ｂから反対側の側板８ｂに向かって複数の仕切板８ｅが設けられており、流路の一部を構成している。ここでは、説明の便宜のために、図１（ａ）に示す熱交換器外体８において、吸気口８ｃから流入した排気が最初に通過する熱交換器外体８の流路から順に流路８１、流路８２、流路８３、流路８４とする。すなわち、図１に示す熱交換器外体８では、３つの仕切板８ｅが交互に突出しており、左側と中央の２つの仕切板８ｅは、熱交換器外体８の奥側の上端部の側板８ｂから手前側の上端部の側板８ｂに至るまで、右側の仕切板８ｅは奥側の上端部の側板８ｂから手前側の上端部の側板８ｂの手前まで設けられている。即ち、左側と中央の２つの仕切板８ｅは完全に隣接する流路と隔離するように仕切っており、右側の仕切板８ｅのみ完全に隣接する流路と隔離するように仕切らずに、右側の仕切板８ｅの先端付近では空気の流れが略逆向きに折り返され、熱交換器外体８の内部を蛇行するような空気の流路を形成している。
【００１７】
次に、熱交換器内体９について説明する。熱交換器内体９は、両端が熱交換器外体８の内側の主板８ａに連通された管体であり、図１に示すように、熱交換器外体８の上下方向に沿う方向の一端部付近から生ごみ処理槽２内を経て熱交換器外体８の他端部付近に流入する流路を形成して、全体として略螺旋状に流路が形成されている。すなわち、図１を参照して説明すると、吸気口８ｃから熱交換器外体８の奥側から流入した高温の排気は、熱交換器外体８の内部に設けた仕切板８ｅにより形成された流路8１を通って熱交換器外体８の手前側の端部付近に至り、そこから熱交換器内体９ａを通って、熱交換器外体８の奥側から流路８２に流入される。その後は、同様にして、流路８２を通って熱交換器外体８の手前側から熱交換器内体９ｂを通って、熱交換器外体８の奥側から流路８３に流入され、流路８３を通った後、熱交換器外体８の手前側では右側の仕切板８ｅの先端付近で空気の流れが略逆向きに折り返されて排気口８ｄに至る経路となっている。このように、生ごみ処理槽２内にも熱交換器内体９ａ、９ｂを配設することで、生ごみ処理槽２の外部から熱交換を行う熱交換器外体８とともに、処理槽内外の両方から生ごみと熱交換を行うことができ、更なる熱交換率の向上により、ランニングコストを低減することができる。
【００１８】
また、生ごみ処理槽２からの排気経路の途中にはフィルタ５、脱臭器６および熱交換器７が設けられており、ブロア１０を作動させて生ごみ処理槽２内の空気を吸引すると、生ごみ処理槽２内の空気が排気口を介してフィルタ５に送り込まれ、フィルタ５により塵埃が除去された後、脱臭器６に送り込まれる。脱臭器６は送られた排気をヒータにより加熱して、酸化触媒と接触させることで臭気成分の酸化分解を促進して脱臭しており、脱臭後の高温の排気は熱交換器７の吸気口８ｃに送り込まれる。吸気口８ｃから熱交換器外体８内に流入した高温の排気は、熱交換器外体８の内部に設けた流路８１、熱交換器内体９ａ、流路８２、熱交換器内体９ｂ、流路８３、流路８４を通って、生ごみ処理槽２内に投入された生ごみ処理材との間で熱交換を行うことで、生ごみ処理材を微生物の活動に好適な温度まで暖めた後、排気口８ｄを通してブロア１０に送り込まれ、ブロア１０から消音器１１を介して外部に排気される。尚、図３では、フィルタ５と脱臭器６との間、脱臭器６と熱交換器７の間、熱交換器７とブロア１０との間をそれぞれ接続するダクトを省略して図示してある。また、生ごみ処理槽２の上部には吸気口１２ａが開口しており、この吸気口１２ａに連通して吸気ダクト１２が設けられている。而して、ブロア１０を作動させて排気を行うと、ハウジング１の下部に設けた外気取入口（図示せず）から吸気ダクト１２および吸気口１２ａを通して生ごみ処理槽２の内部に外気が送り込まれ、生ごみ処理材に生息する微生物に新鮮な酸素を供給することで、その活動を活性化させることができる。
【００１９】
さらに、図１（ａ）に示すように吸気口１２ａに連通する吸気ダクト１２は熱交換器外体８の奥側の上端部の側板８ｂに隣接して設けられており、外部から生ごみ処理槽２内に流入する空気が熱交換器外体８の表面と接触するように、空気の流入経路を形成しているので、熱交換器外体８の奥側の上端部の側板８ｂが熱交換面となって、吸気ダクト１２を通って生ごみ処理槽２に流入する空気と、熱交換器７内の流路を流れる熱風との間で熱交換を行うことで、外部より吸引される空気を暖めているから、冷たい外気が流入することで生ごみ処理槽２に充填された生ごみ処理材の温度が下がるのを防止し、生ごみ処理材の保温性を高めることができる。
【００２０】
また、撹拌軸３は通常一方向（図１（ｂ）中の反時計回り）に回転しているため、撹拌羽根３ａの回転によって生ごみ処理槽２の内部に充填された生ごみ処理材１３（図中の斜線部）の表面は図中右上がりに傾斜する。したがって、図１（ｂ）に示すように撹拌羽根３ａの回転によって生ごみ処理材１３が片側に片寄っている状態で、生ごみ処理材１３の存在する部分の略全体を生ごみ処理槽２の裏面から覆うことができるような形状に熱交換器外体８を形成している。このように生ごみを分解処理する際に、生ごみ処理材１３が実際に存在する部分を暖めることができるので、熱交換器７内の流路を流れる熱風と、生ごみ処理槽２内に充填された生ごみ処理材１３との熱交換の効率をさらに高めることができる。
【００２１】
また、上述した実施形態では、熱交換器外体８を４本の流路８１〜８４から構成し、熱交換器内体９を２本配設した場合を示したが、これに限ったものではなく、例えば図４に示したように、熱交換器外体８を６本の流路から構成し、熱交換器内体９を４本配設してもよい（図中の矢印は流体の流れを示している）。このように、熱交換器内体９の本数を増やせば熱交換率は更に向上する。また、図５に示すように生ごみ処理槽２の中央部が開口するように、熱交換器内体９を生ごみ処理槽２の両側壁２ａに寄せて配設することもできる（図中の矢印は流体の流れを示している）。こうすれば、生ごみ処理槽の中央部から生ごみを投入する生ごみ処理装置の場合には、生ごみ処理槽２への生ごみの投入を妨げない効果がある。なお、生ごみ処理槽の側壁付近から生ごみを投入する生ごみ処理装置の場合には、生ごみを投入する側ではない生ごみ処理槽のもう一方の側壁付近に寄せて熱交換器内体９を配設すればよい。
【００２２】
さらに、上述した実施形態では、熱交換器内体９は、生ごみ処理槽２の上部に配設されているが、熱交換器内体９の配設位置は熱交換器外体８の手前側と奥側を繋ぐものであればよく、例えば、図６に示すように、生ごみ処理槽２の中央部付近の高さ（撹拌軸３付近）を通るように熱交換器内体９を配設し、生ごみ処理槽２内の生ごみや生ごみ処理材１３に直接触れるようにして、処理槽内部での熱交換率を向上させるようにしてもよい。この場合、撹拌羽根３ａの間を通るように配設する必要がある。
【００２３】
なお、本発明の実施形態の生ごみ処理装置は各部を制御する制御装置（図示せず）を備えており、乾燥式の場合には生ごみ処理槽２の内部を生ごみに含まれる水分の処理に適した温度まで加熱するように、脱臭器６のヒータ等を制御して熱交換器７内の流路に流れる空気の温度を変更する。一方、バイオ式の生ごみ処理装置の場合には該制御装置により生ごみ処理槽２の内部を微生物の活動に適した温度まで加熱するように、脱臭器６のヒータ等を制御して熱交換器７内の流路に流れる空気の温度を変更すればよい。また、熱交換器７内の流路に流れる流体は空気だけでなく、例えばコジェネレーションシステムを利用した温水を循環させて、生ごみ処理槽２の内部の温度を加熱するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る熱交換器を生ごみ処理槽に取り付けた状態を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
【図２】同上を用いる生ごみ処理装置の一部破断せる外観斜視図である。
【図３】同上を用いる生ごみ処理装置の内部を後方から見た斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る熱交換器の概略説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る熱交換器の別例を示す概略説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る熱交換器を生ごみ処理槽に取り付けた状態の別例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
【図７】従来の熱交換器を生ごみ処理槽に取り付けた状態の斜視図である。
【図８】熱交換器の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
２      生ごみ処理槽
７      熱交換器
８      熱交換器外体
９      熱交換器内体
【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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