(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入された生ゴミを微生物によって液化物に分解し排出口から排出する処理槽と、処理槽の下方に配置され前記排出口から排出された液化物を一時的に貯留する貯留槽と、貯留槽内の液化物を撹拌するポンプ装置とを備えており、
ポンプ装置は、貯留槽内の液化物を吸い込んで吐出するポンプと、その一端がポンプの吐出口に接続されており、吐出口の近傍で２方向に分岐した後に貯留槽の周壁に沿って環状に延びる配管と、を備えており、
配管には、貯留槽中央に向かって略横向きに液化物を噴出する複数の第１ノズルと、貯留槽の底部に向かって略下向きに液化物を噴出する複数の第２ノズルが設けられている生ゴミ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物によって生ゴミを分解する生ゴミ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生ゴミを微生物によって液化物とガスに分解する生ゴミ処理装置が開発されている。この種の生ゴミ処理装置は、処理槽内に生ゴミを収容して撹拌する。撹拌は、例えばドラム状の処理槽を回転させたり、処理槽内で複数の撹拌板を回転させることによって行われる。
このような生ゴミ処理装置で生ゴミを分解処理する際には、処理槽内に生ゴミと菌床を投入する。処理槽に投入された生ゴミは撹拌され、これによって菌床に生息している微生物（好気性発酵菌）に酸素が供給される。酸素が供給された微生物は、生ゴミを液化物と炭酸ガスに分解する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、処理槽から排出される液化物には未分解の有機物質が多く含まれている。液化物に含まれる未分解の有機物質が貯留槽内に蓄積されると液化物から悪臭が発生し、人に不快感を与える。特に、生ゴミに含まれる油分（未分解の有機物質の一種）は貯留槽内の液表面に浮かんで淀んだ状態となり、また、壁面に付着することで貯留槽から排出され難くなり、悪臭の原因になっている。
【０００４】
本発明は上述した実状に鑑みてなされたものであり、悪臭の発生を防止可能な生ゴミ処理装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用と効果】  上記課題を解決するために、請求項１に記載の生ゴミ処理装置は、投入された生ゴミを微生物によって液化物に分解し排出口から排出する処理槽と、処理槽の下方に配置され前記排出口から排出された液化物を一時的に貯留する貯留槽と、貯留槽内の液化物を撹拌するポンプ装置とを備えている。ポンプ装置は、貯留槽内の液化物を吸い込んで吐出するポンプと、その一端がポンプの吐出口に接続されており、吐出口の近傍で２方向に分岐した後に貯留槽の周壁に沿って環状に延びる配管と、を備えている。配管には、貯留槽中央に向かって略横向きに液化物を噴出する複数の第１ノズルと、貯留槽の底部に向かって略下向きに液化物を噴出する複数の第２ノズルが設けられている。
上記の生ゴミ処理装置では、処理槽の排出口から排出され貯留槽内に貯留された液化物は、貯留槽内のポンプ装置により攪拌される。すなわち、貯留槽内の液化物はポンプに吸込まれ、ポンプより吐出される。ポンプから吐出された液化物は、貯留槽の周壁に沿って環状に延びる配管の第１ノズル及び第２ノズルより貯留槽内に噴出される。第1ノズルから噴出される液化物は貯留槽中央に向かって略横向きに流れ、第２ノズルから噴出される液化物は貯留槽の底部に向かって略下向きに流れる。これによって、貯留槽内の液化物が効果的に攪拌される。このため、液化物に含まれる未分解の有機物質（特に油分）が表面に淀まず、また、壁面等に付着し難くなって、有機物質が液化物全体に拡散されて貯留槽外に排出される。したがって、貯留槽内に未分解の有機物質が蓄積され難くなるため、悪臭の発生を防止することができる。
【０００６】
なお、ポンプには、液没する、いわゆる水中ポンプを使用しても良いし、液没しないポンプを使用しても良い。水中ポンプとするとポンプを設置するスペースを別に設ける必要がないためスペース効率が上がる。一方、液没しないポンプを用いる場合は、貯留槽外にポンプを別途設置する必要がある反面、貯留槽外にポンプが設置されるためメンテナンスを容易に行うことができる。
【０００７】
ポンプ装置は、吐出する液化物に空気を混入させる給気手段を備えても良い。このように構成された生ゴミ処理装置は、貯留槽内の液化物が空気と混じり、液化物内に含まれる微生物（好気性発酵菌）に酸素が供給され易くなるので、貯留槽内での微生物による分解作用が促進される。
なお、処理する生ゴミによってはポンプ装置から吐出される液化物に空気を混入させなくても良い。すなわち、処理する生ゴミの種類によって処理槽から排出される液化物に含まれる有機物質の種類が異なり、吐出する液化物に空気を混入させて微生物による分解作用の促進を図る必要がない場合があるためである。
【０００８】
ポンプ装置によって貯留槽内の液化物を乱流状態とすることが好ましい。液化物を乱流状態とすることで表面に浮き上がった油分が淀んで停滞することが防止され、また、同時に壁面等への油分の付着が防止されて、液化物全体を攪拌することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明を具現化した一実施形態に係る生ゴミ処理装置１０について、図１〜図１０を参照しながら説明する。
まず最初に、生ゴミ処理装置１０の構成について説明する。図１〜図３に示されているように、生ゴミ処理装置１０は、外部ケーシング１２と、外部ケーシング１２内に設けられた内部ケーシング４０と、内部ケーシング４０内に装着された処理槽３０と、処理槽３０の下方に配置された貯留槽４２等から構成されている。外部ケーシング１２は、複数の部材が結合されて箱状に形成され、生ゴミ処理装置１０の外郭を形成している。内部ケーシング４０も複数の部材が結合されて構成されており、処理槽３０を支持している。
【００１０】
処理槽３０は、図４、図５に示されているように、ドラム状に形成されており、この内部に生ゴミと菌床が収容されて生ゴミの分解が行われる（図４においては、明瞭化を目的として、開口部等の細部を省略して図示している）。処理槽３０の円周面３２には複数の開口部３３が形成されている。これら複数の開口部３３の半数（図４の左半分）には透液プレート３４が取り付けられ、残りの開口部３３はプレート３５によって塞がれている。透液プレート３４は、図６に示されているように、ステンレス鋼板に多数の丸穴３４ａが穿孔されている。この丸穴３４ａは、生ゴミが分解されて生じる液化物のみを通過させ、菌床や生ゴミを通さない寸法に形成されている。
なお、生ゴミの種類に応じて、開口部３３を塞いでいるプレート３５を透液プレート３４に置き換え、より多くの液化物を排出するように構成することもできる。
【００１１】
処理槽３０の内面に突出して複数の板状の撹拌板３１が取り付けられている。撹拌板３１は、図４に示されているように、処理槽３０の軸線３０ａ方向に３個連なった列が、図５に示されているように、円周方向に等間隔に６列配置されている。そして、図４によく示されているように、撹拌板３１の板面３１ａは処理槽３０の軸線３０ａに対して角度３１ｂだけ傾斜して取り付けられ、この角度３１ｂは、一列置きにひねり方向が反対とされている。
また、内部ケーシング４０内に温風を吹き込む送風ファンとヒータ（両者とも図示省略）が設けられている。
【００１２】
図１、図３に示されているように、内部ケーシング４０に４個の支持部４６が固定されている。支持部４６は、回転可能な円柱状のローラ４６ａを有しており、このローラ４６ａに処理槽３０の外周面の両端が載せられる。このため、処理槽３０は、内部ケーシング４０内で支持部４６に案内されて回転可能となっている。また、図１に示されているように、処理槽３０の一方の端面には開口部３６が形成され、この開口部３６に供給装置２０（後述する）が装着されている。
開口部３６の周縁には、図１、図３に示されているように、ブラケット６５を介してスプロケット６６（鎖車）が固定されている。スプロケット６６の下方には電動モータ６２が装着されており、この電動モータ６２の駆動軸にスプロケット６２ａが固定されている。そして、スプロケット６６とスプロケット６２ａにチェーン６８が巻き付けられている。このため、電動モータ６２が駆動されると、チェーン６８を介して処理槽３０が回転される。
【００１３】
処理槽３０の開口部３６に装着される供給装置２０は、図１、図３に示されているように、外部ケーシング１２に固定された架台１６上に取り付けられる。供給装置２０は、生ゴミが投入されるホッパー２２と、ホッパー２２と処理槽３０を連通する供給管２５等とを備えている。ホッパー２２の上端は生ゴミ投入口２２ａとされており、この生ゴミ投入口２２ａは、開閉蓋１４によって開閉可能とされている。供給管２５内には、電動モータ２４（図３に図示）によって回転駆動されるシャフト２７と、シャフト２７に固定された螺旋状のスクリュー２６が収容されている。シャフト２７は、内部が中空の円筒状に形成されており、この中空部分が水の通路とされている。シャフト２７の一端２７ｂには水供給源から水が供給され、図示しない水開閉弁によって水の供給／停止が制御される。図１に示されているように、供給管２５の先端は処理槽３０内に突き出され、この突き出し部分に開口部２５ａが形成されている。
また、供給管２５の先端には、図１に示されているように、棒状のステー７０が上方に向けて設けられており、このステー７０の上端に散水管７２が水平に取り付けられている。散水管７２には複数の散水口７２ａが形成されるとともに、その一端７２ｂとシャフト２７の他端２７ａとがホース７４によって接続されている。
【００１４】
図１〜図３に示されているように、処理槽３０の下方に貯留槽４２が設けられている。貯留槽４２は、空気との接触面（液面）が広いものが好ましいことから、図７〜図９によく示されているように、上部開放の略トレイ状の液槽とされている。貯留槽４２の底部断面はＶ字状に形成され、かつ、その底面４２ｄは、図７の右下方に向かって傾斜している。
この貯留槽４２には、図７〜図９によく示されているように、撹拌手段であるポンプ装置が設置されている。ポンプ装置は、液没させて使用する、いわゆる水中ポンプ１７ａと、水中ポンプ１７ａの吐出口に接続された配管１７ｂと、配管１７ｂの基端部に空気流入管１７ｃを介して接続する空気吸入部１７ｄとからなる。空気流入管１７ｃと空気吸入部１７ｄが本発明でいう給気手段である。
配管１７ｂは分散配置された取付部材４２ｈにより処理槽３０に取り付けられており、水中ポンプ１７の吐出口の近傍で２方向に分岐した後、処理槽３０の周壁に沿って環状に延びている。配管１７ｂには、貯留槽中央に向かって略横向きに噴流を噴出する複数のノズル１７ｅ（本例では、水平より５°程下方に傾斜する向きとした。）と、底部に向かって略下向きに噴流を噴出する複数のノズル１７ｆ（本例では、鉛直より５°程中央寄りに傾斜する向きとした。）が配管１７ｂの全長に亘って所定のピッチで設けられている。なお、空気吸入部１７ｄに空気を押し込むブロワを接続して給気量を調整可能にしても良い。すなわち、水中ポンプ１７ａは、ポンプ底部の吸入部から吸い込んだ液化物に空気吸入部１７ｄから取り入れた空気を混入させて、空気混じりの噴流としてノズル１７ｅ，１７ｆから噴出させるようになっている。
噴流の流れの様子とノズルの向きとを図１１に模式的に示した。図１１から明らかなように、ノズル１７ｅ、１７ｆから噴出される噴流によって貯留槽４２内の液化物が、駐留槽４２の壁面や表面付近で淀むことなく貯留槽４２内を対流するようになっている。なお、ノズル１７ｅ,１７ｆから噴流が噴出する方向は、本例に限られず、生ゴミの種類等によって種々に変更して用いることができる。例えば、油分を多く含む生ゴミの場合には、多くの油分が表面に浮き上がって停滞することが考えられる。このため、ノズル１７ｅの噴出方向を水平より上向き（例えば、水平上向きに５°程度）に噴出して、液化物表面付近の攪拌を積極的に行うようにしてもよい。
上記の水中ポンプ１７ａのポンプモータ（電動モータ）は、後述するコントローラ７６に電気的に接続されている。
【００１５】
図７および図８に示されているように、貯留槽４２の下部に強制排水口１８が設けられている。強制排水口１８は、メンテナンス時等に使用者がハンドル１８ａを操作することにより開閉する開閉弁である。強制排水口１８にはホース（図示省略）の一端が接続されていて、このホースの他端は生ゴミ処理装置１０の外部に連通されるようになっている。図中の１７ｅは強制排水口１８に連通する貫通孔である。
貯留槽４２の上部には、強制排水口１８とは別に上澄み排水口１９が設けられている（図３参照）。上澄み排水口１９には、図１，２に良く示されるように、ホース１５の一端が接続されている。ホース１５の他端は生ゴミ処理装置１０の外部に連通されている。
【００１６】
図１に示されているように、外部ケーシング１２内にコントローラ７６が装着されている。コントローラ７６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力処理回路、出力処理回路等から構成されており、入力信号を所定のプログラムに従って処理し制御信号として出力する。コントローラ７６には、信号線７７を経由して操作パネル７１（後述する）からの指示信号が入力されとともに、電動モータ（２４、６２、）、ポンプモータ（図示省略）、水開閉弁（図示省略）、電気ヒータ（図示省略）等に制御信号が出力される。
操作パネル７１は、使用者が生ゴミ処理装置１０を操作する操作端末であり、図１に示されているように、外部ケーシング１２の外面に装着されている。操作パネル７１には、図１０に示されているように、ファンクションボタン７１ａ、アップボタン７１ｂ、ダウンボタン７１ｃ、エンターボタン７１ｄ、クリアボタン７１ｆ、ディスプレイ７１ｅが設けられている。
【００１７】
これらのボタンの機能を説明する。ファンクションボタン７１ａは、押される毎に入力モードを順番に切り替え、これによって使用者は入力モードを選択することができる。入力モードは、撹拌時間入力モード、スクリュー運転時間入力モード、給水時間入力モード、処理槽回転時間入力モード、処理槽内温度入力モード等である。これらの数値は、アップボタン７１ｂとダウンボタン７１ｃを押すことによって増減させることができる。液晶表示装置であるディスプレイ７１ｅには、選択された入力モードと設定された時間等の数値が表示される。設定された数値はエンターボタン７１ｄを押すことによって決定され、決定された数値に従って生ゴミ処理装置１０が運転される。クリアボタン７１ｆが押されると、設定された数値がクリアされる。
【００１８】
以上、本生ゴミ処理装置１０の構成について説明した。以下においては、本生ゴミ処理装置１０の動作を説明する。
生ゴミ処理装置１０で生ゴミを処理する際には、開閉蓋１４を開けてホッパー２２内に所定量の菌床を投入し、操作パネル７１から操作して電動モータ２４を作動させる。電動モータ２４が作動されると、シャフト２７とともにスクリュー２６が回転し、供給管２５の先端に菌床が送られ、開口部２５ａから処理槽３０内に菌床が供給される。菌床としては、比較的低温で生ゴミを分解する微生物（好気性発酵菌）が棲息しやすいものが望ましく、例えば籾殻や木質チップやオガクズを用いる。そして、電気ヒータ（図示省略）に通電して処理槽３０内の温度を微生物が生ゴミを活発に分解する温度まで上昇させる。ただし、春から秋にかけての季節においては、微生物が発する発酵熱によって処理槽３０内の温度が上昇するので、電気ヒータを用いる必要はない。
【００１９】
次に、ホッパー２２内に生ゴミと適量のＰＨ調整剤を投入し、電動モータ２４を作動させてスクリュー２６を回転させ、生ゴミを処理槽３０内に供給する。続いて、電動モータ６２を作動させると、チェーン６８を介して処理槽３０が回転され、その内周面に突出して形成されている撹拌板３１が生ゴミを撹拌する。
上述したように、撹拌板３１の板面３１ａは、処理槽３０の軸線３０ａに対して傾斜した状態で取り付けられているので、生ゴミは処理槽３０の軸線３０ａ方向に移動され、撹拌がより多く行われる。撹拌がより多く行われると、生ゴミ中の微生物に酸素が十分に供給され、生ゴミの分解が促進される。また、撹拌板３１の板面３１ａの傾斜（角度３１ｂ）は、一列置きにひねり方向が反対とされているので、生ゴミは処理槽３０の軸線３０ａの一定方向に移動するのではなく、方向を変化させながら軸線３０ａ方向の移動を繰り返す（行ったり来たりする）。このことも生ゴミの撹拌が多く行われることに寄与している。
【００２０】
また、撹拌板３１によって生ゴミが処理槽３０の軸線３０ａ方向に移動させられると、処理槽３０内に生ゴミを供給する供給管２５の開口部２５ａの下に生ゴミが山状に積み重なることがなく、生ゴミの上面が平らにならされる。生ゴミの上面がならされると、処理槽３０内により多くの生ゴミを供給することが可能となる。
処理槽３０の回転速度は１〜２ｒｐｍであり、また生ゴミが十分に撹拌された後には、１時間に５分程度回転させるだけでもよい。また、処理槽３０の回転と同時に水開閉弁（図示省略）が開かれ、シャフト２７とホース７４を通った水が散水管７２の散水口７２ａから処理槽３０内に散水される。処理槽３０内に散水されると、微生物による生ゴミの分解が促進される。
なお、処理槽３０内に投入される菌床と生ゴミの量は、撹拌効果の観点からその上面が処理槽３０の高さの約１／２程度とすることが望ましい。また、処理槽３０内に供給するＰＨ調整剤の量は、生ゴミの分解にともなって酸性化する生ゴミや菌床を中性化する程度で十分である。
【００２１】
このようにして、生ゴミは処理槽３０内で分解されて液化物となり、透液プレート３４を通過して貯留槽４２に落下する。この落下する液化物には未分解の有機物質や微生物が含まれている。そして、貯留槽４２に貯留された液化物は、水中ポンプ１７ａに吸い込まれて配管１７ｂに圧送される。その際、空気流入管１７ｃを介して空気吸入部１７ｄの空気が取り入れられており、ノズル１７ｅ，１７ｆからは空気混じりの噴流が噴出される。噴出方向は、図１１に示したように、全体が混じり合うように、横向きと下向きとの２方向の組み合わとなっている。こうしてできる乱流により、貯留槽４２内の液化物は淀むことなく循環する。そして、貯留槽４２内の液化物は上澄み排水口１９から生ゴミ処置装置１０の外部に導かれる。このように、液化物は貯留槽４２内で淀むことなく対流され、また、対流される間に微生物によってさらに分解されるため、生ゴミ処理装置１０からの悪臭の発生が防止される。
なお、水中ポンプ１７ａの運転時間は、既に説明したコントローラ７６により任意の時間に設定することができる。例えば、貯留槽４２内の液化物の攪拌を容易に行うことができる場合（すなわち、液化物の粘性が低い場合）は、水中ポンプ１７ａが運転される時間は処理槽３０が回転駆動される時間と同程度（１時間に５分程度の運転）で良い。また、貯留槽４２内の液化物の攪拌を容易に行うことができない場合（すなわち、液化物の粘性が高い場合）は、処理槽３０が回転駆動される時間（１時間に５分程度）よりも長く運転されることが好ましい。例えば、水中ポンプ１７ａを常時運転するようにしても良いし、１時間当り３０分程度運転するようにしても良い。すなわち、水中ポンプ１７ａの運転時間は、生ゴミ処理装置１０の運転管理者が処理槽３０に投入される生ゴミの種類等に応じて適宜決定することができる。
【００２２】
上記実施の形態では、ドラム状の処理槽３０が回転して菌床と生ゴミを撹拌する構成としたが、固定設置した処理槽を用い、処理槽の内部に設けた撹拌部材を回転させて菌床と生ゴミを撹拌する構成とすることも可能である。このほかの点についても、本発明は上記の実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る生ゴミ処理装置の断面図。
【図２】同、図１のＩＩ―ＩＩ線断面図。
【図３】同、図１のＩＩＩ―ＩＩＩ線断面図。
【図４】同、処理槽の断面図。
【図５】同、図４のＶ―Ｖ線断面図。
【図６】同、透液プレートの穴形状を示す図。
【図７】同、貯留槽の断面図。
【図８】同、図７のＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ線断面図。
【図９】同、貯留槽の平面図。
【図１０】同、操作パネルの正面図。
【図１１】同、ノズルから噴出する噴流の方向を概略説明する図。
【符号の説明】
１０：生ゴミ処理装置
１７ａ：水中ポンプ
１７ｂ：配管
１７ｃ：空気流入管（給気手段）
１７ｄ：空気吸入部（給気手段）
１７ｅ：ノズル、１７ｆ：ノズル
１８：排水口
２０：供給装置
２４：電動モータ
３０：処理槽
３１：撹拌板
３４：透液プレート、３４ａ：丸穴
３５：プレート
３６：開口部
４０：内部ケーシング
４１：液化物の液面
４２：貯留槽
４２ｄ：底面
【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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