(57)【要約】  【課題】生ごみ処理装置における処理槽内に収容された生ごみ処理材の含水率を生ごみ処理装置の構造によらず精度良く測定することができる含水率測定方法を提供する。  【解決手段】通電により発熱する発熱体と発熱体の温度を検出する測温体たるサーミスタとを備えた熱式の含水率センサ４２を利用して、予め測定した発熱体の温度上昇値と生ごみ処理材の含水率との関係データに基づいて処理槽１内の生ごみ処理材の含水率を推測する含水率測定方法であって、攪拌羽根１２ｂ，１３が含水率センサ４２近傍に位置しないように攪拌軸１２を停止させた状態で、発熱体を発熱させて発熱体の温度をサーミスタにより検出し、発熱体の温度上昇値から上記関係データに基づいて生ごみ処理材の含水率を測定する。【選択図】      図１
2005138089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみを分解処理する微生物が生息した生ごみ処理材および生ごみを収容する処理槽と、処理槽内の生ごみ処理材および生ごみを攪拌する攪拌手段とを備え、攪拌手段が、処理槽に回転自在に保持された攪拌軸と、攪拌軸の外周面から突設され攪拌軸の回転に伴って先端部が処理槽の内周面に沿って移動する攪拌羽根とで構成された生ごみ処理装置において、発熱体と発熱体近傍で発熱体の温度を検出する測温体とを有する熱式の含水率測定装置を処理槽内の生ごみ処理材に接触するような位置に配置しておき、予め測定した発熱体の温度上昇値と生ごみ処理材の含水率との関係データに基づいて生ごみ処理材の含水率を推測する含水率測定方法であって、攪拌羽根が含水率測定装置近傍に位置しないように攪拌手段を停止させた状態で、発熱体を発熱させて発熱体の温度を測温体により検出し、発熱体の温度上昇値から上記関係データに基づいて生ごみ処理材の含水率を測定することを特徴とする含水率測定方法。
【請求項２】
含水率測定装置を処理槽の周方向に離間して２つ配置して攪拌手段の停止前に各含水率測定装置の発熱体を発熱させておき、含水率測定装置の近傍を攪拌羽根の先端部が通過することによる発熱体の温度低下により攪拌羽根の通過を検知して一方の含水率測定装置の近傍に攪拌羽根の先端部が位置するように攪拌手段を停止させ、他方の含水率測定装置を利用して生ごみ処理材の含水率の測定を行うことを特徴とする請求項１記載の含水率測定方法。
【請求項３】
攪拌手段を停止させるにあたって、攪拌手段の停止前にあらかじめ発熱体を発熱させておき攪拌羽根の先端部が近傍を通過することによる発熱体の温度低下により攪拌羽根の通過を検知してから所定時間が経過した後に攪拌手段を停止させることを特徴とする請求項１記載の含水率測定方法。
【請求項４】
含水率測定装置を複数個設けておき、各含水率測定装置それぞれの発熱体を同一条件で発熱させた時の各発熱体それぞれの温度上昇値のうちの最小値を含水率の測定に利用することを特徴とする請求項１記載の含水率測定方法。
【請求項５】
生ごみ処理装置には処理槽内の生ごみ処理材および生ごみへ空気を通気する通気手段が設けられており、含水率の測定を行う際には通気手段による風量を攪拌手段の動作時よりも低下させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の含水率測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみ処理装置において生ごみを分解処理する処理槽内に入れられた生ごみ処理材の含水率を測定する含水率測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、微生物の働きにより生ごみを発酵させて分解処理する生ごみ処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の生ごみ処理装置は、生ごみを収容する処理槽内に微生物の付着した担体を生ごみ処理材として、生ごみよりも先に入れてあり、処理槽へ生ごみを入れて攪拌手段により生ごみ処理材および生ごみを攪拌しながら微生物の働きで生ごみを発酵させて分解処理するようになっている。
【０００４】
ところで、生ごみ処理装置に用いる微生物は主として好気性菌であり、微生物による生ごみの分解反応は、水分、温度、酸素などの要因に大きく影響され、これらの要因の１つでもそれぞれの適切な範囲を外れると分解が進みにくくなる。例えば、多量の水分を含んだ生ごみが処理槽へ入れられて生ごみ処理材が水分過多となった場合には酸素不足となって酸敗してしまい、生ごみ処理材が乾燥しすぎた場合には微生物の活動に必要な水分が不足してしまい、いずれの場合も生ごみが分解しないまま残存することとなる。
【０００５】
そこで、上述の生ごみ処理装置では、処理槽内での微生物の活性を維持できるように処理槽内の環境を制御するようになっている。すなわち、上述の生ごみ処理装置では、処理槽内の生ごみ処理材および生ごみを攪拌する攪拌手段と、攪拌手段を駆動するモータと、生ごみ処理材へ通気する通気手段と、処理槽内の生ごみ処理材および生ごみを加熱するヒータのような加熱手段と、生ごみ処理材の含水率を検出する熱式の含水率センサと、含水率センサにより検出された含水率が微生物の活性を維持するのに適した含水率範囲内に入るように攪拌手段、加熱手段、通気手段を制御する制御手段とを設けてある。したがって、上述の生ごみ処理装置では、生ごみ処理材の含水率を、微生物の活性を維持するのに適した含水率範囲内に保つことが可能となる。含水率を測定する含水率センサとしては、熱式のものに限らず、静電容量式のものもあるが、静電容量式のものは熱式のものに比べて高価であるという問題があった。
【０００６】
なお、微生物の働きにより生ごみを発酵させて分解処理する生ごみ処理装置では、上述の攪拌手段が処理槽に保持された攪拌軸と攪拌軸に交差する方向（例えば、攪拌軸に直交する方向）に突設された攪拌羽根とで構成されており、上記特許文献１に開示された生ごみ処理装置のように攪拌軸の中心線を横方向として配置した所謂横型の生ごみ処理装置や、攪拌軸の中心線を上下方向として配置した所謂縦型の生ごみ処理装置などが提供されている。また、縦型の生ごみ処理装置において家庭用ではなく業務用に用いられる比較的処理容量の大きなものでは、処理槽とは別に、処理槽へ収容する生ごみ処理材および生ごみを一時的に溜め置く溜置槽を設けるとともに、溜置槽に生ごみ処理材および生ごみを投入するための投入口を設け、溜置槽から処理槽へ生ごみ処理材および生ごみを搬送する搬送手段を設けたものも提供されている。また、縦型の生ごみ処理装置では、処理槽内の下から上に向かって空気が通気されるように上記通気手段を構成してあるのが一般的である。
【０００７】
上述の熱式の含水率センサは、図８に示すように、通電により発熱する発熱体４２ａおよび発熱体４２ａの温度を検出するサーミスタ４２ｂが実装された基板４２ｃと、基板４２ｃが収納された金属製のケース４２ｄとを備え、ケース４２ｄの表面に処理槽内の生ごみ処理材Ａが接触するように処理槽へ取り付けてあり、発熱体４２ａへ規定時間だけ通電を行うとともに発熱体４２ａの温度をサーミスタ４２ｂにより検出し、発熱体４２ａの温度上昇値から含水率を測定するものである。ここにおいて、生ごみ処理材Ａの含水率が高いほど発熱体４２ａの熱が生ごみ処理材Ａへ放熱されやすいので、サーミスタ４２ｂによる検出温度が低くなり、生ごみ処理材Ａの含水率が低いほど発熱体４２ａの熱が生ごみ処理材Ａへ放熱されにくくなるので、サーミスタ４２ｂによる検出温度が高くなる。したがって、上記温度上昇値は、生ごみ処理材Ａの含水率が高いほど小さくなり、生ごみ処理材Ａの含水率が低いほど大きくなるので、予め発熱体４２ａの温度上昇値と生ごみ処理材Ａの含水率との関係を測定して関係データを作成しこの関係データを利用するようにしておけば、発熱体４２ａの温度上昇値から生ごみ処理材Ａの含水率を測定することができるのである。
【０００８】
ところで、上記特許文献１には、生ごみ処理材の含水率を精度良く測定するために、攪拌手段による生ごみ処理材および生ごみの攪拌を停止させて生ごみ処理材が流動していない状態で生ごみ処理材の含水率を測定するようにした含水率測定方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２３５３２８号公報（第４頁−第６頁、図１−図４参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のように攪拌手段による生ごみ処理材および生ごみの攪拌を停止させた状態で生ごみ処理材の含水率を測定する含水率測定方法を採用したとしても、生ごみ処理装置の構造によっては含水率の測定精度が低くなってしまうことがあり、場合によっては水分過剰により酸素不足となって生ごみの分解が停止してしまうことがあった。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、生ごみ処理装置における処理槽内に収容された生ごみ処理材の含水率を生ごみ処理装置の構造によらず精度良く測定することができる含水率測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、生ごみを分解処理する微生物が生息した生ごみ処理材および生ごみを収容する処理槽と、処理槽内の生ごみ処理材および生ごみを攪拌する攪拌手段とを備え、攪拌手段が、処理槽に回転自在に保持された攪拌軸と、攪拌軸の外周面から突設され攪拌軸の回転に伴って先端部が処理槽の内周面に沿って移動する攪拌羽根とで構成された生ごみ処理装置において、発熱体と発熱体近傍で発熱体の温度を検出する測温体とを有する熱式の含水率測定装置を処理槽内の生ごみ処理材に接触するような位置に配置しておき、予め測定した発熱体の温度上昇値と生ごみ処理材の含水率との関係データに基づいて生ごみ処理材の含水率を推測する含水率測定方法であって、攪拌羽根が含水率測定装置近傍に位置しないように攪拌手段を停止させた状態で、発熱体を発熱させて発熱体の温度を測温体により検出し、発熱体の温度上昇値から上記関係データに基づいて生ごみ処理材の含水率を測定することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、含水率の測定時に、攪拌手段が停止していることにより生ごみ処理材が流動しておらず、且つ、攪拌手段は攪拌羽根が含水率測定装置の近傍に位置しないように停止されているので、攪拌手段の停止時に、停止前に含水率測定装置と接触していた生ごみ処理材が攪拌羽根によりかきとられて含水率測定装置と生ごみ処理材との間に空隙が発生するのを防止することができ、処理槽内に収容された生ごみ処理材の含水率を生ごみ処理装置の構造によらず精度良く測定することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、含水率測定装置を処理槽の周方向に離間して２つ配置して攪拌手段の停止前に各含水率測定装置の発熱体を発熱させておき、含水率測定装置の近傍を攪拌羽根の先端部が通過することによる発熱体の温度低下により攪拌羽根の通過を検知して一方の含水率測定装置の近傍に攪拌羽根の先端部が位置するように攪拌手段を停止させ、他方の含水率測定装置を利用して生ごみ処理材の含水率の測定を行うことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、攪拌手段を停止させた状態で攪拌羽根の先端部から遠い方の含水率測定装置を利用して生ごみ処理材の含水率を測定することができるので、生ごみ処理装置の構造の違いによる測定精度のばらつきを小さくすることができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、攪拌手段を停止させるにあたって、攪拌手段の停止前にあらかじめ発熱体を発熱させておき攪拌羽根の先端部が近傍を通過することによる発熱体の温度低下により攪拌羽根の通過を検知してから所定時間が経過した後に攪拌手段を停止させることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、攪拌手段を停止させた時に攪拌羽根の先端部を含水率測定装置から確実に離すことができ、生ごみ処理装置の構造の違いによる含水率の測定精度のばらつきを小さくすることができる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、含水率測定装置を複数個設けておき、各含水率測定装置それぞれの発熱体を同一条件で発熱させた時の各発熱体それぞれの温度上昇値のうちの最小値を含水率の測定に利用することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、含水率測定装置近傍に空隙が形成されて発熱体の温度上昇値が大きくなった含水率測定装置の温度上昇値は利用されなくなるので、含水率の測定精度をより高めることができる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、生ごみ処理装置には処理槽内の生ごみ処理材および生ごみへ空気を通気する通気手段が設けられており、含水率の測定を行う際には通気手段による風量を攪拌手段の動作時よりも低下させることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、通気手段により通気される空気の影響による含水率の測定精度の低下を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明では、含水率の測定時に、攪拌手段が停止していることにより生ごみ処理材が流動しておらず、且つ、攪拌手段は攪拌羽根が含水率測定装置の近傍に位置しないように停止されているので、攪拌手段の停止時に、停止前に含水率測定装置と接触していた生ごみ処理材が攪拌羽根によりかきとられて含水率測定装置と生ごみ処理材との間に空隙が発生するのを防止することができ、処理槽内に収容された生ごみ処理材の含水率を生ごみ処理装置の構造によらず精度良く測定することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
まず、本実施形態における生ごみ処理装置の概略構成について図１を参照しながら説明した後で、含水率測定方法について説明する。
【００２３】
本実施形態の生ごみ処理装置は、生ごみを分解処理する微生物が生息した生ごみ処理材および生ごみを収容し生ごみの分解処理が行われる金属製の処理槽１と、処理槽１に入れる生ごみ処理材および生ごみを一時的に溜め置く金属製の溜置槽２とを備えている。なお、溜置槽２は、図１の左右方向に直交する断面がＵ字状に形成された主板２ａの左右両側面を側板２ｂ，２ｂで塞ぎ上面を上板２ｃで塞いだ形状に形成し、処理槽１は、上面および下面が塞がれた円筒状に形成してある。また、溜置槽２の上板２ｃには生ごみ処理材、生ごみを投入するための投入口２ｄが開口し、投入口２ｄが投入扉２４により開閉自在に覆われている。
【００２４】
また、本実施形態の生ごみ処理装置は、図１における溜置槽２の右側の側板２ｂの下部に排出口を形成するとともに、処理槽１の周壁１ｂの下部に導入口を形成し、溜置槽２の排出口と処理槽１の導入口との間に円筒状の搬送管３を設けてあり、溜置槽２と搬送管３とに跨るように配置されて回転自在に支承されたスクリュ２２の回転軸２２ａを正転方向へ回転させることによって溜置槽２内の内容物を処理槽１へ搬送することができるようになっている。ここに、スクリュ２２の回転軸２２ａの外周面には螺旋状のスクリュ羽根２２ｂが設けられている。なお、スクリュ２２の回転軸２２ａは、中心線を図１における左右方向として配置されており、溜置槽２の外部に設けた動力源としてのモータ５からの回転力を受けて回動する。
【００２５】
溜置槽２の両側板２ｂ，２ｂ間には、スクリュ２２の上方においてパドル２３の回転軸２３ａが回動自在に支承され、回転軸２３ａの外周面には、溜置槽２内で回動し比較的大きな生ごみを細かく破砕するための破砕羽根２３ｂが設けられている。パドル２３は、回転軸２３ａが上述のモータ５からの回転力を受けて回動し、溜置槽２内に投入された比較的大きな生ごみを破砕羽根２３ｂによって破砕する。溜置槽２は、上述のように左右方向に直交する断面がＵ字状に形成された主板２ａを採用しているから、溜置槽２に投入された生ごみがスクリュ２２の周部に集まりやすく、溜置槽２内へ投入した生ごみを処理槽１へ搬送した後に溜置槽２の内面に生ごみが残留しにくくなっている。なお、スクリュ２２の回転軸２２ａおよびパドル２３の回転軸２３ａの回転方向は上述のモータ５の回転方向によって正逆に切り換えられる。また、本実施形態では、２つの回転軸２２ａ，２３ａを１つのモータ５で回転させるためのチェーン６を設けてある。
【００２６】
本実施形態の生ごみ処理装置は、立ち上げ時に生ごみの投入に先だって生ごみ処理材を溜置槽２へ投入し、溜置槽２へ投入された生ごみ処理材を搬送管３を通して処理槽１へ搬送するようにしてある。ここにおいて、生ごみ処理材は、コンポスト（肥料）のようなものであり、例えば、生ごみを処理した残渣（難分解性のセルロースや蛋白質の複合体）などを用いればよく、通気性改善のためのバルキング材としておがくずのような木質チップを混合したものでもよい。なお、図１中のＡは処理槽１へ収容された生ごみ処理材を示し、同図中のＢは溜置槽２内へ投入された生ごみを示している。
【００２７】
処理槽１の上板１ａと下板１ｃとの間には、攪拌軸１２が回動自在に支承され、攪拌軸１２には、攪拌軸１２に直交し処理槽１内で回動する複数の攪拌羽根１２ｂ，１２ｂ，１３，１３が突設されており、各攪拌羽根１２ｂ，１２ｂ，１３，１３それぞれの先端部が攪拌軸１２の回動に伴い処理槽１の内周面に沿って移動するようになっている。要するに、攪拌軸１２は、中心線を上下方向として配置されており、処理槽１の外部に設けた動力源としてのモータ４からの回転力を受けて回動し、処理槽１内に収容されている生ごみ処理材および生ごみを攪拌する。このように、生ごみ処理材および生ごみを攪拌することにより、生ごみ処理材と生ごみの接触を促し且つ後述の通気手段から新鮮な空気を取り入れ処理槽１内の内容物の均一化を図ることができる。なお、攪拌軸１２の回転方向はモータ４の回転方向によって正逆に切り換えられる。また、本実施形態では、攪拌軸１２と複数の攪拌羽根１２ｂ，１２ｂ，１３，１３とで処理槽１内の生ごみ処理材および生ごみを攪拌する攪拌手段を構成しているが、攪拌羽根１２ｂ，１３の数は特に限定するものではない。
【００２８】
ところで、溜置槽２内に投入された生ごみの大部分は搬送管３を通して処理槽１へ搬送されるが溜置槽２の内面にわずかでも生ごみが残留してしまうと生ごみ自体の臭いや腐敗臭が問題となる一方で、処理槽１において生ごみの発酵分解を行うと、二酸化炭素、メタン、水などに加えて窒素化合物や硫黄化合物のような不快臭を伴うガスが発生する。そこで、本実施形態の生ごみ処理装置では、溜置槽２と処理槽１の上部同士を繋いで溜置槽２の内部空間と処理槽１の内部空間とを連通させる配管７を設けるとともに、処理槽１の上部に酸化触媒型の脱臭器（図示せず）を設け、さらに、脱臭器の出口側に排気ファン（図示せず）を設けてある。したがって、上記排気ファンを動作させることにより、処理槽１内で発生した分解ガスおよび水蒸気や、溜置槽２から配管７を通して吸気した空気が脱臭器を通して処理槽１の外部へ排出されるようになっている。また、攪拌軸１２および攪拌羽根１３は中空に形成されており、攪拌羽根１３には複数のノズル１３ｂが下向きに突設されている。したがって、送風機を作動させると、攪拌軸１２の内部空間を通して攪拌羽根１３の内部空間へ供給された空気が各ノズル１３ｂから噴射されるので、処理槽１内の内容物に新鮮な空気を供給することができ、生ごみの発酵分解に寄与する微生物の活性を高めることができる。なお、本実施形態では、送風機と攪拌軸１２と攪拌羽根１３と複数のノズル１３ｂとで生ごみ処理材へ通気する通気手段を構成している。
【００２９】
また、処理槽１の中での発酵処理には微生物の活性が高まるような環境が必要であり、内容物の曝気だけではなく加熱が必要であるから、本実施形態の生ごみ処理では、処理槽１内の生ごみ処理材および生ごみを加熱する加熱手段としてヒータ（図示せず）を設けてあり、上記ヒータの発熱量（通電量）を制御することによって処理槽１内の生ごみ処理材および生ごみの温度調節することができる。
【００３０】
また、本実施形態の生ごみ処理装置は、処理槽１内の生ごみ処理材の含水率（体積含水率）を検出する熱式の含水率センサ４２、処理槽１内の生ごみ処理材の温度を検出する温度センサ４３、処理槽１の外部に設けられ各センサ４２，４３からの入力を監視して各モータ４，５、上記ヒータ、上記排気ファンの動作を制御するコントローラ３０とを備えている。ここに、含水率センサ４２および温度センサ４３は、処理槽１内において内容物に接触するように処理槽１に配置してある。なお、コントローラ３０は、一定時間間隔で溜置槽２の内容物が処理槽１へ搬送されるようにモータ５を制御するようになっている。また、含水率センサ４２は、図８に示した従来構成と同じであって、通電により発熱する発熱体４２ａおよび発熱体４２ａの温度を検出するサーミスタ４２ｂが実装された基板４２ｃと、基板４２ｃが収納された金属製のケース４２ｄとを備え、ケース４２ｄの表面に処理槽内の生ごみ処理材Ａが接触するように処理槽へ取り付けてあり、発熱体４２ａへ規定時間だけ通電を行うとともに発熱体４２ａの温度をサーミスタ４２ｂにより検出し、発熱体４２ａの温度上昇値から含水率を測定するものである。なお、本実施形態では、サーミスタ４２ｂが測温体を構成し、含水率センサ４２が含水率測定装置を構成している。
【００３１】
ところで、本願発明者らは、生ごみ処理装置における処理槽１内に収容された生ごみ処理材の含水率を生ごみ処理装置の構造によらず精度良く測定するという課題の解決策を抽出するにあたって、処理槽１内の生ごみ処理材および生ごみを攪拌する攪拌手段が含水率センサ４２の測定精度に与える影響に着目して、次のような複数種の実験を行った。
【００３２】
まず、攪拌手段にて処理槽１内の生ごみ処理材を攪拌することによる生ごみ処理材の流動速度が含水率の測定精度に与える影響を明らかにするために、含水率センサ４２を処理槽１において図２中の上側の攪拌羽根１２ｂと略同じ高さ位置に配置して、含水率が９．７％の生ごみ処理材を処理槽１へ収容しておき、攪拌軸１２を回転させながら発熱体４２ａへ通電して発熱体４２ａを発熱させた時の攪拌軸１２の回転速度とサーミスタ４２ｂにより検出した発熱体４２ａの温度上昇値との関係を調べたところ、図３に示す結果が得られた。図３は、発熱体４２ａへの通電条件は印加電圧を５．６Ｖ、印加時間を３００秒で一定として、攪拌軸１２の回転数を種々変化させたときの回転数と発熱体４２ａの温度上昇値との関係を示したものであり、横軸が攪拌軸１２を駆動するモータ４の回転数（ｒｐｍ）、縦軸が発熱体４２ａの温度上昇値ΔＴ（℃）を示している。なお、上記通気手段による通気風量は４８０Ｌ／ｍｉｎで一定とした。
【００３３】
図３から、生ごみ処理材の含水率が一定であり且つ含水率センサ４２の発熱体４２ａへの通電条件が一定であっても、攪拌軸１２の回転数の違いによって発熱体４２ａの温度上昇値が異なることが分かった。この図３の結果から、生ごみ処理材の含水率が一定であり且つ含水率センサ４２の発熱体４２ａへの通電条件が一定であっても、生ごみ処理材が流動している場合には生ごみ処理材の流動速度によって発熱体４２ａの温度上昇値が異なると考えられるので、処理槽１内の生ごみ処理材の含水率を精度良く測定するための方法として、生ごみ処理材の流動速度が一定となるような位置に含水率センサ４２を配置して含水率を測定する方法と、攪拌手段による生ごみ処理材の攪拌を停止した状態で含水率を測定する方法との２つの方法が考えられる。そこで、前者の方法と後者の方法とのいずれを採用した方が望ましいかを判断するために、攪拌手段による生ごみ処理材の攪拌の有無および含水率センサ４２の配置の違いによる含水率センサ４２の発熱体４２ａの温度上昇値の相違について調べたところ、図４（ａ），（ｂ）に示す結果が得られた。ここにおいて、図４（ａ）は攪拌手段による生ごみ処理材の攪拌を行いながら含水率センサ４２の発熱体４２ａへ通電した場合の発熱体４２ａの温度上昇値を測定した結果、図４（ｂ）は攪拌手段による生ごみ処理材の攪拌を停止させた状態で含水率センサ４２の発熱体４２ａへ通電した場合の発熱体４２ａの温度上昇値を測定した結果である。図４（ａ），（ｂ）のいずれも、横軸が処理槽１へ収容する生ごみ処理材の含水率、縦軸が含水率センサ４２の発熱体４２ａの温度上昇値であって、「イ」は含水率センサ４２を図２における処理槽１の位置Ｘ１に配置した場合の含水率と温度上昇値との関係データを示し、「ロ」は含水率センサ４２を図２における処理槽１の位置Ｘ２に配置した場合の含水率と温度上昇値との関係データを示し、「ハ」は含水率センサ４２を図２における処理槽１の位置Ｘ３に配置した場合の含水率と温度上昇値との関係データを示し、「ニ」は含水率センサ４２を図２における処理槽１の位置Ｘ４に配置した場合の生ごみ処理材の含水率と温度上昇値との関係データを示している。なお、上述の各位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４は、処理槽１の内底面からの高さがそれぞれ、３１０ｍｍ、３４０ｍｍ、３９０ｍｍ、５００ｍｍに設定されており、位置Ｘ４が上側の攪拌羽根１２ｂよりもやや低い高さにあり、位置Ｘ３が下側の攪拌羽根１２ｂと略同じ高さにある。また、発熱体４２ａへの通電条件は、図４（ａ）では印加電圧を７Ｖ、印加時間を３００秒で一定とし、図４（ｂ）では印加電圧を５．６Ｖ、印加時間を３００秒で一定とした。また、攪拌手段による生ごみ処理材の攪拌を行う際の攪拌軸１２の回転数は１．３３ｒｐｍで一定とした。
【００３４】
図４（ａ），（ｂ）から、攪拌手段による攪拌を行っている状態で発熱体４２ａへ通電を行う場合に比べて攪拌手段による攪拌を停止させた状態で発熱体４２ａへの通電を行う場合の方が、処理槽１における含水率センサ４２の位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４の違いによる発熱体４２ａの温度上昇値のばらつきが小さいことが分かった。また、攪拌手段による攪拌を行っている状態で発熱体４２ａへの通電を行った場合の温度上昇値と含水率との関係データの一例を示した図４（ａ）では、位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に関して、含水率の増加に伴って温度上昇値が増減しているのに対して、攪拌手段による攪拌を停止した状態で発熱体４２ａへの通電を行った場合の温度上昇値と含水率との関係データの一例を示した図４（ｂ）では、全ての位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４に関して、生ごみ処理材の含水率の増加に伴って温度上昇値が減少することが分かった。
【００３５】
したがって、攪拌手段による生ごみ処理材の攪拌を行っている場合には、温度上昇値に対して複数の含水率が存在することとなって温度上昇値と含水率とを１対１で対応付けることができず、生ごみ処理材の含水率を誤検出してしまうことがあるのに対して、攪拌手段による生ごみ処理材の攪拌を停止している場合には、温度上昇値と含水率とを１対１で対応付けることができることが分かる。なお、攪拌手段による攪拌を行っている状態で発熱体４２ａへの通電を行って温度上昇値を測定した場合に含水率の増加に伴って温度上昇値が増減している原因は、含水率センサ４２表面近傍では生ごみ処理材が流動しており、流動速度が生ごみ処理材の含水率によって変化するためであると考えられる。ここに、生ごみ処理材の含水率が比較的高い時には生ごみ処理材の粘度が高く生ごみ処理材が流動しにくいため発熱体４２ａの温度が上昇しやすくなり、生ごみ処理材の含水率が比較的低い時には生ごみ処理材の粘度が低く生ごみ処理材が流動しやすく発熱体４２ａで発生した熱が生ごみ処理材に奪われやすく発熱体４２ａの温度が上昇しにくくなるものと考えられる。
【００３６】
ところで、図４（ａ）において位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に関するデータは含水率の増加に伴って温度上昇値が増減しているのに対して、位置Ｘ４に関するデータは含水率の増加に伴って温度上昇値が減少しているが、位置Ｘ４に関しては含水率センサ４２に生ごみ処理材が偶然こびりついていて位置Ｘ４に配置した含水率センサ４２近傍では生ごみ処理材が流動していなかったためであった。ここで、含水率センサ４２の発熱体４２ａへ上記規定時間である３００秒だけ通電したときのサーミスタ４２ｂによる検出温度の上昇カーブの一例を位置Ｘ３，Ｘ４それぞれについて図５に示す。図５は、横軸が発熱体４２ａへの通電開始からの経過時間、縦軸がサーミスタ４２ｂによる検出温度を示しており、同図中の「ハ」が含水率センサ４２を処理槽１における位置Ｘ３に配置していた時のデータを、同図中の「ニ」が含水率センサ４２を処理槽１における位置Ｘ４に配置していた時のデータを、それぞれ示しており、同図中の矢印は攪拌羽根１２ｂが処理槽１の周方向において含水率センサ４２の位置Ｘ３，Ｘ４を通過するタイミングを示している。図５から、上述のように近傍の生ごみ処理材が流動していなかった位置Ｘ４の含水率センサ４２では発熱体４２ａへの通電中において攪拌羽根１２ｂの通過時にのみ検出温度の低下が見られるのに対して、近傍の生ごみ処理材が流動していた位置Ｘ３の含水率センサ４２では発熱体４２ａへの通電中において攪拌羽根１２ｂの通過時に温度が低下した後に一旦は温度が上昇するがその後は殆ど上昇しない。このように位置Ｘ３の含水率センサ４２で位置Ｘ４の含水率センサ４２に比べて温度上昇値が小さくなったのは、近傍の生ごみ処理材が流動していることにより発熱体４２ａで発生した熱が生ごみ処理材に奪われて温度上昇が抑制されるからであると考えられる。以上の結果から、生ごみ処理材の含水率の変動よりも生ごみ処理材の流動速度の変動の方が含水率センサ４２の発熱体４２ａの温度上昇値の変動に大きな影響を与えているものと考えられる。
【００３７】
また、含水率センサ４２と攪拌羽根１２ｂとの位置関係によっては、攪拌手段による攪拌を停止させた時に攪拌羽根１２によってかきとられて含水率センサ４２近傍に空気層が形成されることが考えられ、含水率センサ４２の近傍に空気層が形成されると、含水率センサ４２のケース４２ｄの表面において生ごみ処理材Ａの接触する面積が減少し、上記温度上昇値が大きくなるので、含水率センサ４２により検出される含水率が実際の含水率よりも低い値となってしまうことがある。
【００３８】
そこで、本実施形態の生ごみ処理装置では、処理槽１内の生ごみ処理材の含水率を測定する含水率測定方法として次のような含水率測定方法を採用している。
【００３９】
すなわち、本実施形態の含水率測定方法は、予め測定した発熱体４２ａの温度上昇値と生ごみ処理材の含水率との関係データに基づいて生ごみ処理材の含水率を推測する含水率測定方法であって、攪拌羽根１２ｂ，１２，１３，１３が含水率センサ近傍に位置しないように攪拌手段を停止させた状態で、発熱体４２ａを発熱させて発熱体４２ａの温度をサーミスタ４２ｂにより検出し、発熱体４２ａの温度上昇値から上記関係データに基づいて生ごみ処理材の含水率を測定するようにしている。なお、本実施形態では、上述のようにサーミスタ４２ｂが発熱体４２ａの温度を検出する測温体を構成している。
【００４０】
このような含水率測定方法を採用すれば、含水率の測定時に、攪拌手段が停止していることにより生ごみ処理材が流動しておらず、且つ、攪拌手段は攪拌羽根１２ｂ，１２ｂ，１３，１３が含水率センサ４２の近傍に位置しないように停止されているので、攪拌手段の停止時に含水率センサ４２と接触している生ごみ処理材が攪拌羽根１２ｂ，１２ｂ，１３，１３によりかきとられて含水率センサ４２と生ごみ処理材との間に空隙が発生するのを防止することができ、処理槽１内に収容された生ごみ処理材の含水率を生ごみ処理装置の構造によらず精度良く測定することができる。ところで、上述のように本実施形態の生ごみ処理装置では、溜置槽２から処理槽１へ一定時間間隔で生ごみが搬送されるので、処理槽１へ搬送されたばかりの生ごみが含水率センサ４２の近傍に存在している時に含水率センサ４２による含水率の測定を行うと検出精度が低くなってしまうと考えられるので、含水率センサ４２による含水率の測定は例えば溜置槽２から処理槽１へ生ごみを搬送する直前に行うことが望ましい。なお、このような含水率を測定するタイミングは上述のコントローラ３０によって制御するようにすればよい。
【００４１】
また、上述のように本実施形態の生ごみ処理装置には処理槽１内の生ごみ処理材および生ごみへ空気を通気する通気手段を設けてあるが、通気手段から処理槽１内へ通気される空気の風量（流量）が含水率センサ４２の測定精度に与える影響を明らかにするために、上述の各位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４それぞれに含水率センサ４２を配置した場合の通気手段による風量と発熱体４２ａの温度上昇値との関係を調べたところ、それぞれ図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す結果が得られた。図５（ａ）〜（ｄ）は、横軸が通気手段により処理槽１内へ通気される空気の風量、縦軸が温度上昇値であり、白丸が上側の攪拌羽根１２ｂを処理槽１の上下方向において含水率センサ４２と重なる位置で停止させた場合のデータを示し、黒丸が下側の攪拌羽根１２ｂを処理槽１の上下方向において含水率センサ４２と重なる位置で停止させた場合のデータを示している。
【００４２】
図５から、含水率センサ４２を処理槽１の内底面からの高さが比較的低い位置Ｘ１，Ｘ２に配置した方が比較的高い位置Ｘ３，Ｘ４に配置した場合に比べて、温度上昇値のばらつきが小さく、処理槽１内への空気の通気の影響を受けにくいことが分かった。これは、処理槽１内へ供給される空気は上述の攪拌羽根１３から下向きに突設されたノズル１３ｂを通して供給されるので、ノズル１３ｂを通して処理槽１内の下部へ供給された空気が処理槽１内を下から上に向かう際に処理槽１の内周面沿いに集まっていくため、より上側に配置された含水率センサ４２ほど空気の影響を受けやすくなるためであると考えられる。
【００４３】
したがって、含水率センサ４２により含水率の測定を行うにあたって通気手段による通気の影響を受けにくい位置に含水率センサ４２を配置することも考えられるが、このような位置は生ごみ処理装置の構造により異なり設計が面倒になるので、通気手段による風量を攪拌手段の動作時よりも低下させることが望ましい。ここに、通気手段による風量を攪拌手段の動作時よりも低下させる場合には、通気風量を少なくしてもよいし、通気風量をなくすようにしてもよく、通気手段による風量を攪拌手段の動作時よりも低下させることにより、通気手段により通気される空気の影響による含水率の測定精度の低下を抑制することが可能となる。
【００４４】
なお、通気手段による通気が含水率センサ４２の測定精度へ影響を与えるのを防止するために、含水率センサ４２の直下に含水率センサ４２近傍へ空気が流れ込むのを遮る邪魔板を配置しておけば、通気手段による通気を行っている場合でも含水率センサ４２の発熱体４２ａの温度が通気の影響を受けにくくなるので、通気手段による通気が含水率センサ４２の測定精度へ影響を与えるのを防止することができる。また、含水率センサ４２を処理槽１における下部であって通気手段による通気の影響が小さい位置で且つ上記加熱手段としてのヒータ（面状のヒータ）の熱の影響を受けない位置に配置すれば、含水率センサ４２の測定精度を向上できるだけでなく、上記ヒータの面積が小さくなるのを防止することができる。このような含水率センサ４２の位置の例としては、例えば、図８中に×印で示すような位置を挙げることができる。図８中に×印で示した位置は、処理槽１の上下方向において攪拌羽根１３と上記ヒータ（図示せず）との間で攪拌羽根１３および上記ヒータそれぞれから離れており、当該上下方向において、処理槽１の内底面から上記ヒータの下端面までの距離をＨ１、処理槽１の内底面から含水率センサ４２までの距離をＨ２、含水率センサ４２から上記ヒータの下端面までの距離をＨ３とするとき、例えば、Ｈ１＝３００ｍｍ、Ｈ２＝１７０ｍｍ、Ｈ３＝１３０ｍｍとなるような位置である。
【００４５】
ところで、上述の図１に示した構成の生ごみ処理装置では、処理槽１内の含水率を測定する含水率センサ４２を１つだけ備えているが、含水率センサ４２を処理槽１の周方向に離間して２つ配置して攪拌手段の停止前に各含水率センサ４２の発熱体４２ａを発熱させておき、含水率センサ４２の近傍を攪拌羽根１２ｂの先端部が通過することによる発熱体４２ａの温度低下により攪拌羽根１２ｂの通過を検知して一方の含水率センサ４２の近傍に攪拌羽根１２ｂの先端部が位置するように攪拌手段を停止させ、他方の含水率センサ４２を利用して生ごみ処理材の含水率の測定を行うようにすれば、攪拌手段を停止させた状態で攪拌羽根１２ｂの先端部から遠い方の含水率センサ４２を利用して生ごみ処理材の含水率を測定することができるので、生ごみ処理装置の構造の違いによる測定精度のばらつきを小さくすることができる。なお、本実施形態における生ごみ処理装置では、処理槽１内に４つの攪拌羽根１２ｂ，１２ｂ，１３，１３を備えており、攪拌軸１２の中心線に直交する１つの平面内に４つの攪拌羽根１２ｂ，１２ｂ，１３，１３を投影すると、処理槽１の周方向において隣り合う２つの攪拌羽根１２ｂ，１３のなす角度は９０度となっているので、２つの含水率センサ４２を上記平面内に投影したときに各含水率センサ４２それぞれと攪拌軸１２とを結ぶ２つの直線のなす角度を上記隣り合う２つの攪拌羽根１２ｂ、１３のなす角度の半分である４５度になるように２つの含水率センサ４２を配置しておけば、２つの含水率センサ４２の一方の近傍に空隙が形成されるのをより確実に防止することができる。また、同様に、上記周方向において隣り合う２つの攪拌羽根のなす角度が６０度の場合には各含水率センサ４２それぞれと攪拌軸１２とを結ぶ２つの直線のなす角度を例えば６０度の半分の３０度に設定すればよく、上記周方向において隣り合う２つの攪拌羽根のなす角度が１８０度の場合には各含水率センサ４２それぞれと攪拌軸１２とを結ぶ２つの直線のなす角度を例えば１８０度の半分の９０度に設定すればよい。
【００４６】
また、含水率センサ４２による含水率の測定を行うために攪拌手段を停止させるにあたって、攪拌手段の停止前にあらかじめ発熱体４２ａを発熱させておき攪拌羽根１２ｂの先端部が近傍を通過することによる発熱体４２ａの温度低下により攪拌羽根１２ｂの通過を検知してから所定時間が経過した後に攪拌手段を停止させるようにしてもよく、このようにすれば、攪拌手段を停止させた時に攪拌羽根１２ｂの先端部を含水率センサ４２から確実に離すことができ、生ごみ処理装置の構造の違いによる含水率の測定精度のばらつきを小さくすることができる。なお、上記所定時間は例えば、コントローラ３０においてタイマなどの時限手段により時限するようにすればよい。
【００４７】
また、処理槽１内の生ごみ処理材の含水率を測定する含水率センサ４２を複数個設けておき、各含水率センサ４２それぞれの発熱体４２ａを同一条件で発熱させた時の各発熱体４２ａそれぞれの温度上昇値のうちの最小値を上記関係データに基づいた含水率の測定に利用するようにすれば、含水率センサ４２近傍に空隙が形成されて発熱体４２ａの温度上昇値が大きくなった含水率センサ４２の温度上昇値は利用されなくなるので、含水率の測定精度をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態における生ごみ処理装置の概略構成図である。
【図２】同上の生ごみ処理装置の要部説明図である。
【図３】同上の生ごみ処理装置の特性説明図である。
【図４】同上の生ごみ処理装置の特性説明図である。
【図５】同上の生ごみ処理装置の特性説明図である。
【図６】同上の生ごみ処理装置の特性説明図である。
【図７】同上の生ごみ処理装置の要部説明図である。
【図８】熱式の含水率センサの概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  処理槽
２  溜置槽
３  搬送管
４  モータ
５  モータ
１２  攪拌軸
１２ｂ  攪拌羽根
２２  スクリュ
３０  コントローラ
４２  含水率センサ
４３  温度センサ
Ａ  生ごみ処理材
Ｂ  生ごみ
【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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