(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に微生物が生息した生ごみ処理材を収容し、生ごみと共に攪拌して発酵分解処理を行う生ごみ処理槽と、一定温度に制御されたヒータによって触媒を加熱する触媒燃焼方式で前記生ごみ処理槽からの排気を加熱脱臭する加熱脱臭部と、前記加熱脱臭部からの加熱された排気と生ごみ処理槽との間で熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器の出口での排気温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部の検出温度が所定温度以上となった場合に発酵分解処理が完了したと判断し、本装置の各動作を発酵分解処理完了後の動作に制御する制御部とを備えることを特徴とする生ごみ処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、発酵分解処理は完了したと判断した場合、本装置の各動作の稼動率を低減させ、且つ前記処理槽内の温度が一定温度となるように前記加熱脱臭部の加熱動作を制御することを特徴とする請求項１記載の生ごみ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物の力を利用して生ごみの分解処理を行う生ごみ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から微生物を利用して有機物及び水分を含有する汚泥を環境に影響を与えない程度に分解処理することが行われており、この処理を行う生ごみ処理装置が知られている。
【０００３】
この生ごみ処理装置は生ごみ処理槽内にバイオチップと称する木質細片を生ごみ処理材として充填してあり、生ごみ処理槽に設けた生ごみ投入口から生ごみを生ごみ処理槽内に投入し、生ごみ処理槽内に回転自在に設けた撹拌手段により生ごみ処理材を撹拌することで、生ごみ処理材に生息している微生物の働きにより生ごみを発酵して分解処理するようになっている。
【０００４】
そして、従来の生ごみ処理装置の運転パターンは、１．常に一定の運転条件で連続稼動する、２．ある条件を始点として所定の時間経過後、処理完了する、３．生ごみ処理槽の雰囲気温度を検知して、所定温度以上となった場合に処理完了する、といった１〜３のパターンに大別される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、１．常に一定の運転条件で連続稼動するパターンでは、処理が終了しているにも関わらず、同じ運転を続けるので、余分な電力を消費してしまう。また、２．ある条件を始点として所定の時間経過後、処理完了するパターンでは、実際の使用状況では投入される生ごみは日々変動するため、所定時間の経過のみで処理完了を判断してしまうと、生ごみの投入量が多い場合には処理が完了せず、投入量が少ない場合には無駄な電力を消費してしまう。さらに、３．生ごみ処理槽の雰囲気温度を検知して、所定温度以上となった場合に処理完了するパターンでは、生ごみ投入時の生ごみ処理槽の雰囲気温度が異なると、同じ投入量でも、所定温度まで生ごみ処理槽の雰囲気温度が上昇する時間が異なってしまい、上昇時間が短い場合には処理が完了せず、上昇時間が長い場合には無駄な電力を消費してしまう。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、投入された生ごみの量，質に応じて処理時間を適切に変動させ、処理完了後は消費電力を抑えた生ごみ処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、内部に微生物が生息した生ごみ処理材を収容し、生ごみと共に攪拌して発酵分解処理を行う生ごみ処理槽と、一定温度に制御されたヒータによって触媒を加熱する触媒燃焼方式で前記生ごみ処理槽からの排気を加熱脱臭する加熱脱臭部と、前記加熱脱臭部からの加熱された排気と生ごみ処理槽との間で熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器の出口での排気温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部の検出温度が所定温度以上となった場合に発酵分解処理が完了したと判断し、本装置の各動作を発酵分解処理完了後の動作に制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記制御部は、発酵分解処理は完了したと判断した場合、本装置の各動作の稼動率を低減させ、且つ前記処理槽内の温度が一定温度となるように前記加熱脱臭部の加熱動作を制御することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
本実施形態の生ごみ処理装置は図２〜４に示すように、上面を開口した函状の生ごみ処理槽１１を備えており、この生ごみ処理槽１１内部には、微生物の寄生した生ごみ処理材（チップ）１４が収容され、吸気口１５から生ごみ処理槽１１内に空気を供給して、生ごみ処理材１４に生息する微生物に酸素を供給し、生ごみ処理材１４を生ごみと共に攪拌して発酵分解処理を行うように構成されている。この生ごみ処理材１４は、微生物が生息したバイオチップと称されるおが屑状の木質細片のような担体よりなっており、生ごみは、生ごみ処理槽１１の上面から内部に投入されるようになっている。
【００１１】
そして、生ごみ処理槽１１内には撹拌羽根７ｂを有する撹拌軸７ａが架設してあり、モータ１３により撹拌軸７ａが回転するようになっている。そして、この撹拌軸７ａ、撹拌羽根７ｂにより撹拌装置７が構成してある。撹拌の目的は、生ごみと生ごみ処理材１４とを混合すること、大型の生ごみを粉砕すること、及び水分蒸発を促進すること等である。
【００１２】
また、生ごみ処理槽１１内の一方の側面には、内部の温度Ｔａを検出するための処理槽温度センサ３が設けられている。
【００１３】
そして、生ごみの発酵分解処理時に生ごみ処理槽１１内で発生するガスや水蒸気は、集塵フィルタ等からなるフィルタ８に通され、フィルタ８を通過した排気は、酸化触媒型の加熱脱臭装置５（加熱脱臭部）に導かれて、加熱脱臭される。
【００１４】
加熱脱臭装置５は、図５に示すように、脱臭器ヒータ５ａと、白金触媒などの触媒５ｂと、断熱材５ｃと、邪魔板５ｄとから構成されており、加熱脱臭装置５で排気中の臭気を脱臭するには脱臭器ヒータ５ａを加熱して触媒５ｂを加熱することで、いわゆる触媒燃焼方式により脱臭するものである。また、脱臭器ヒータ５ａには、脱臭器ヒータ５ａの温度Ｔｂを検出するための脱臭器温度センサ１が設けられている。
【００１５】
さらに、生ごみ処理槽１１の下面外側を覆うようにジャケット９が設けられており、加熱脱臭装置５で加熱脱臭された排気は、ジャケット９の後面側に備えた吸気口１０ａからジャケット９内の熱交換器１０に導かれ、加熱脱臭装置５からの加熱された排気と生ごみ処理槽１１との間で熱交換を行った後、ジャケット９の後面側に備えた排気口１０ｂから排出される。また、熱交換器１０の出口である排気口１０ｂには、熱交換器１０の出口での排気温度Ｔｃを検出するための熱交換器出口温度センサ２（温度検出部）が設けられている。
【００１６】
熱交換器１０の排気口１０ｂから排出された排気は、送風装置６を介して、排気口１２から外部に排出される。送風装置６は、生ごみ処理槽１１からフィルタ８、加熱脱臭装置５、熱交換器１０を介して吸気し、排気口１２に向かって排気する働きをしており、送風装置６によって排気の流量を制御することができる。
【００１７】
そして、図１に示すように、脱臭器ヒータ５ａの加熱制御、送風装置６の送風量制御、及びモータ１３の回転制御は、脱臭器温度センサ１、熱交換器出口温度センサ２、及び処理槽温度センサ３の各検出値に基づいて制御装置４（制御部）により行われる。
【００１８】
以下、制御装置4による各制御について、図６〜１０を用いて説明する。図６は、生ごみ処理槽１１内に投入した生ごみの発酵分解処理時における脱臭器ヒータ５ａの制御動作を示し、図７は、発酵分解処理の完了以降における脱臭器ヒータ５ａの制御動作を示しており、図８は、各温度センサの検出温度と送風装置６のオン状態との関係を示している。まず、図８で、生ごみ処理槽１１内に生ごみを投入した時間ｔ１においては、生ごみ処理槽１１内の温度Ｔａ、及び熱交換器１０の出口の排気温度Ｔｃは一時下がるが、制御装置４は、図６に示すように、脱臭器温度センサ１が検出した脱臭器ヒータ５ａの温度Ｔｂと、脱臭器ヒータ５ａの設定温度Ｔ１（例えば３００℃）との差を求め、その差を入力として微分定数Ｔｄ，積分定数Ｔｉ，比例定数ＫｐによるＰＩＤ制御を行い、脱臭器ヒータ５ａの温度Ｔｂを設定温度Ｔ１一定に制御するので（図９は、脱臭器温度センサ１の検出温度Ｔｂの立ち上がりの拡大図を示す）、生ごみ処理槽１１内の温度Ｔａ、及び熱交換器１０の出口の排気温度Ｔｃは、徐々に上昇していく。この間、送風装置６はオン状態を継続している。
【００１９】
そして、時間ｔ２において、熱交換器１０の出口の排気温度Ｔｃが設定温度Ｔ３に達すると、制御装置４は発酵分解処理が完了したと判断して、生ごみ処理槽１１内の温度Ｔａが設定温度Ｔ２（例えば６０℃）一定となるように脱臭器ヒータ５ａの加熱動作を制御して、保温動作を開始する。このように熱交換器１０の出口の排気温度Ｔｃを発酵分解処理の完了の基準とすることで、生ごみの投入量の多少や質、投入時の生ごみ処理材１４の温度に依存せずに、発酵分解処理の完了を検知することができる。
【００２０】
次に、発酵分解処理が完了した後の保温動作時における脱臭器ヒータ５ａの制御動作は図７に示すように、保温動作を開始すると（ステップＳ１）、まず、生ごみ処理槽１１内の温度Ｔａが設定温度Ｔ２より低いか否かを判断し（ステップＳ２）、低ければ、次に脱臭器ヒータ５ａの温度Ｔｂが制限温度Ｔ４（例えば２００℃）より低いか否かを判断し（ステップＳ３）、低ければ脱臭器ヒータ５ａをオンにして、ステップＳ２に戻る。ステップＳ２，Ｓ３において、生ごみ処理槽１１内の温度Ｔａが設定温度Ｔ２より高い、または脱臭器ヒータ５ａの温度Ｔｂが制限温度Ｔ４より高い場合には、脱臭器ヒータ５ａをオフにして（ステップＳ４，Ｓ５）、ステップＳ２に戻る。
【００２１】
そして、脱臭器ヒータ５ａのオン・オフに対応して、送風装置６もオン・オフし、脱臭器ヒータ５ａがオンすると生ごみ処理槽１１内の温度Ｔａが上昇し、脱臭器ヒータ５ａがオフすると生ごみ処理槽１１内の温度Ｔａが下降して、生ごみ処理槽１１内の温度Ｔａが設定温度Ｔ２で略一定となる（図１０は、処理槽温度センサ３の検出温度Ｔａ、及び脱臭器温度センサ１の検出温度Ｔｂの変化の拡大図を示す）。また、このとき、脱臭器ヒータ５ａの加熱動作、及び送風装置６の送風動作を連続させずに間欠的にオンさせることで、脱臭器ヒータ５ａ及び送風装置６の稼動率を下げて消費電力を低減させている。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、内部に微生物が生息した生ごみ処理材を収容し、生ごみと共に攪拌して発酵分解処理を行う生ごみ処理槽と、一定温度に制御されたヒータによって触媒を加熱する触媒燃焼方式で前記生ごみ処理槽からの排気を加熱脱臭する加熱脱臭部と、前記加熱脱臭部からの加熱された排気と生ごみ処理槽との間で熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器の出口での排気温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部の検出温度が所定温度以上となった場合に発酵分解処理が完了したと判断し、本装置の各動作を発酵分解処理完了後の動作に制御する制御部とを備えるので、生ごみの投入量の多少や質、投入時の生ごみ処理材（チップ）温度に依存せずに、発酵分解処理の完了を検知することができるという効果がある。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記制御部は、発酵分解処理は完了したと判断した場合、本装置の各動作の稼動率を低減させ、且つ前記処理槽内の温度が一定温度となるように前記加熱脱臭部の加熱動作を制御するので、発酵分解処理の完了後には、消費電力を低減させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のブロック構成を示す図である。
【図２】同上の外観を示す前方からの斜視図である。
【図３】同上の外観を示す後方からの一部省略した斜視図である。
【図４】同上の生ごみ処理槽周辺の側面断面図である。
【図５】同上の加熱脱臭装置の断面図である。
【図６】同上の発酵分解処理時の脱臭器ヒータ５ａの制御動作を示す図である。
【図７】同上の発酵分解処理完了時の脱臭器ヒータ５ａの制御動作を示す図である。
【図８】同上の動作時の各温度センサの検出温度と送風装置のオン状態との関係を示す図である。
【図９】同上の発酵分解処理時における脱臭器温度センサの検出温度の立ち上がりを示す拡大図である。
【図１０】同上の発酵分解処理完了時における処理槽温度センサの検出温度、及び脱臭器温度センサの検出温度の変化を示す拡大図である。
【符号の説明】
１  脱臭器温度センサ
２  熱交換器出口温度センサ
３  処理槽温度センサ
４  制御装置
５  脱臭器ヒータ
６  送風装置
７  攪拌装置
【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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