(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発酵処理槽と、加温空気源と、前記加温空気源に発酵槽の底面を貫通して接続され、発酵処理槽の内部空間における底面付近に設置された加温空気噴出し口と、前記発酵処理槽の内部空間における上面に設置された吸引型の排気手段と、発酵処理槽の上部側面に設けられた発酵完了物取出口と、発酵処理槽の外部に設けられた生ゴミ投入ホッパと、前記生ゴミ投入ホッパ内に設けられた生ゴミ裁断手段と、前記生ゴミ裁断手段により裁断された生ゴミを前記発酵処理槽の内部における底面付近に導入する裁断生ゴミ導入手段と、発酵槽に導入された投入物に加温空気を作用させつつ攪拌を行う手段とを備え、前記生ゴミ裁断手段は回転駆動モータと、回転駆動モータに連結される回転軸と、回転軸に間隔をおいて固定した一連のカッタフィンと、上側のカッタフィンの上面における一対のピンと、カッタフィンの下方のカッタディスクアセンブリとからなり、前記カッタディスクアセンブリは回転軸上に固定され、腕を備えた形状の上部プレートと、回転軸上に固定された下部プレートと、上部プレートの前記腕における回転方向の前縁に固定された回転刃と、ホッパ内周に固定され、回転刃と協働することで裁断を行う固定刃とから成り、前記裁断生ゴミ導入手段は、生ゴミ投入ホッパの底面付近に形成され、生ゴミ投入ホッパの内部空洞に対して接線方向に開口する裁断生ゴミ導入開口と、下部プレート下面に固定され、カッタディスクの回転下で裁断生ゴミ導入開口を介して発酵処理槽への生ゴミ投入を行う駆動ピースとから成ることを特徴とする生ゴミ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は生ゴミから１次発酵及び２次発酵を行い、完熟堆肥のような発酵完了物を取り出すことができる生ゴミ処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生ゴミを発酵処理し完熟堆肥とするために、生ゴミを破砕・乾燥する１次発酵処理を行い、１次発酵後に発酵・分解を繰り返し、完全な発酵を完了せしめる必要がある。１次発酵は電気乾燥などにより半日−１日程度で終わらせることはできるが、２次発酵についてはどうあっても２〜３ヶ月といった長い時間を要する。そこで、従来は１次発酵槽と２次発酵槽用の多段階の発酵槽を設け、第１の槽に投入された生ゴミを１次発酵後に２次発酵用の多段階の槽に順次オーバフローさせながら横方向に移行させ、完熟化を行うようにするものが提案されている。例えば特開平６−２６２１６１号公報など参照。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては１次発酵のための発酵槽と２次発酵のための発酵槽を分離し、１次発酵槽で破砕・乾燥された生ゴミを２次発酵槽に順次移行させるようにしている。しかしながら、前述のように１次発酵は短時間で完了させえるも、２次発酵には２〜３ヶ月はかかるという制約があることから２次発酵槽を多段階で設け、順次オーバフローさせながら２次発酵に必要な経過時間を持たせるようにしている。そのため、装置の構成が大型化し、コスト的に嵩むものとなっていた。また、２次発酵は極めて緩慢に進むため発酵槽を多段階化しても一部未完熟堆肥が残り得る懸念があった。
【０００４】
この発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、生ゴミの逐次的若しくは連続的な投入であるにも係わらず１槽方式にて完全発酵物を得ることができるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、発酵処理槽と、加温空気源と、前記加温空気源に発酵槽の底面を貫通して接続され、発酵処理槽の内部空間における底面付近に設置された加温空気噴出し口と、前記発酵処理槽の内部空間における上面に設置された吸引型の排気手段と、発酵処理槽の上部側面に設けられた発酵完了物取出口と、発酵処理槽の外部に設けられた生ゴミ投入ホッパと、前記生ゴミ投入ホッパ内に設けられた生ゴミ裁断手段と、前記生ゴミ裁断手段により裁断された生ゴミを前記発酵処理槽の内部における底面付近に導入する裁断生ゴミ導入手段と、発酵槽に導入された投入物に加温空気を作用させつつ攪拌を行う手段とを備え、前記生ゴミ裁断手段は回転駆動モータと、回転駆動モータに連結される回転軸と、回転軸に間隔をおいて固定した一連のカッタフィンと、上側のカッタフィンの上面における一対のピンと、カッタフィンの下方のカッタディスクアセンブリとからなり、前記カッタディスクアセンブリは回転軸上に固定され、腕を備えた形状の上部プレートと、回転軸上に固定された下部プレートと、上部プレートの前記腕における回転方向の前縁に固定された回転刃と、ホッパ内周に固定され、回転刃と協働することで裁断を行う固定刃とから成り、前記裁断生ゴミ導入手段は、生ゴミ投入ホッパの底面付近に形成され、生ゴミ投入ホッパの内部空洞に対して接線方向に開口する裁断生ゴミ導入開口と、下部プレート下面に固定され、カッタディスクの回転下で裁断生ゴミ導入開口を介して発酵処理槽への生ゴミ投入を行う駆動ピースとから成ることを特徴とする生ゴミ処理装置が提供される。
【０００８】
請求項１の発明の作用・効果を説明すると、裁断された生ゴミを発酵槽の底面側から供給し、加温空気を底面側により供給しつつ攪拌すると共に上面より吸引下で排気を行うことにより乾燥された生ゴミは徐々に発酵を進めながら浮上してゆくため、１槽方式にも係わらずいつも完熟した堆肥の取り出しが可能となり、しかも底面側からの加温空気導入によりエネルギロスが少なく高いエネルギ効率を確保することができる請求項１の発明と同様に逐次的な生ゴミの導入に係わらず１槽で完熟堆肥を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１においてこの発明の生ゴミ処理装置はステンレス製の筒状の発酵処理槽１０を備え、発酵処理槽１０はその下端のキャスタ１１によって可搬可能に構成されている。発酵処理槽１０は上壁面10-1及び底壁面10-2を有している。支持軸１２はステンレス中空パイプにて形成され、上下端は軸受11A, 11Bによって発酵処理槽１０の上壁面10-1及び底壁面10-2に回転自在に軸支されている。発酵処理槽１０の底壁面10-2から下方に突出した支持軸１２上にスプロケット１４が設けられ、スプロケット１４はチェーン１６を介して回転駆動モータ１８の出力軸18-1上のスプロケット２０に連結される。そのため、回転駆動モータ１８の出力軸18-1の回転により支持軸１２は回転駆動される。
【００２０】
発酵処理槽１０の底部に隣接して筒状のステンレス製生ゴミホッパ２２が固定される。生ゴミホッパ２２はその上端が発酵処理槽１０から離間する方向に曲折されており、この曲折部が生ゴミの投入口２４となる。開閉蓋２６はその一側がヒンジ２８によって生ゴミ投入口２４の上側面に回動自在に取付けられ、開閉蓋２６により生ゴミ投入口２４の開閉が行われる。
【００２１】
生ゴミの破砕器３０は回転軸３２と回転軸３２に間隔をおいて固定した一連のカッタフィン３４（各フィン３４は直径方向に延び、この実施形態では計３個設置）と、カッタディスクアセンブリ３６と、回転駆動モータ３７とから構成される。上側のカッタフィン３４はその上面に一対のピン３８を備えており、ピン３８は生ゴミを収納したゴミ袋をカットする機能を達成するものである。カッタディスクアセンブリ３６はホッパ２２の底面付近に設けられ、カッタディスクアセンブリ３６は図２及び図３に示すようにボス36-1と、実質的に十字形状の上部プレート36-2と、円板状の下部プレート36-3と構成される。上部プレート36-2の４本の各腕の回転方向の前縁に回転刃４０がビス４１にて固定される。４本の回転刃４０は各々が中心から幾分ずれた方向を指向しているが、隣接間で順次９０度ずつ位相を変えるように固定されている。これら回転刃４０は回転中にホッパ２２の内周に固定された固定刃４２と協働することによりゴミの裁断を行うように機能する。他方、図３及び図５に示すようにカッタディスク３６の下部プレート36-3の底面に４個の駆動ピース４３が固定され、この駆動ピース４３についても、各々は中心から幾分ずれた方向を指向しているが、隣接間で９０度ずつ位相を変えるように固定されている。
【００２２】
図１に示すようにホッパ２２の底面付近に裁断生ゴミ導入開口２２Ａが形成され、図５に示すようにこの開口２２Ａはホッパ２２の内部空洞に対して接線方向に開口しており、この接線方向における開口方向は開口２２Ａまで駆動ピース４３が回転してきたとき（回転方向は図５の反時計方向ｇ）駆動ピース４３の開口２２Ａの開口方向に略直交する向きとなっている。そのため、開口２２Ａまで回転してきた駆動ピース４３により生ゴミを開口２２Ａに矢印ａのように強制的に発酵槽１０に導くことができる。そして、発酵槽１０の底面には開口２２Ａに連通する開口１０Ａが形成されており、そのため、裁断後の生ゴミを発酵槽１０にその底面より強制的に導入することができる。
【００２３】
図１において、支持軸１２の下端に直径対立した一対の回転アーム４４が設けられ（回転アーム４４の設置個数は２個に限定されず必要に応じ増設可能である）、回転アーム４４の下面には温風吹出口４６が複数、長手方向に沿って設けられる。図６に示すように回転アーム４４はパイプ材より形成した中空構造よりなる。回転アーム４４は内端44-1（図６）が中空構造の支持軸１２に溶接により固定され、外端44-2（図５）は密閉されている。図６に示すように支持軸１２もまた中空構造となっており、その側壁における開口12-1は回転アーム４４の内部空洞と連通している。そして、支持軸１２と回転アーム４４との接続部位より少し上方の部位において支持軸１２の内部空洞１２Ａはプラグ４８により密閉され、上方側へのエア漏れの回避を図っている。
【００２４】
図１に示すように支持軸１２の下端にシールカラー５０が設けられ、シールカラー５０は支持軸１２の回転を許容しつつ空気漏れは防止する機能を有している。シールカラー５０は空気受口50-1を備えており、空気受口50-1は可撓性チューブ５２を介して空気ブロア５４に接続される。そして、可撓性チューブ５２と空気ブロア５４との接続部位に電気ヒータ型の加温装置５６が設けられ、そのため、空気ブロア５４からの空気は加温装置５６により発酵に適した温度に加温された後、シールカラー５０を介して支持軸１２の内部空洞１２Ａに図６の矢印ｂのように導入され、内部空洞１２Ａより連通孔12-1, 44-1を介して回転アーム４４内の空洞に導入され、吹出口４６より図７の矢印ｃのように吹出される。そして、吹出口４６は回転アーム４４に沿って間隔をおいて複数設けられ（図示実施形態では４個）、かつ図７に示すように吹出口４６は下向きに開口しており、一対の回転アーム４４において一方の回転アーム４４の吹出口４６の開口方向と他方の回転アーム４４の温風噴出口４６の開口方向とは反対である。そのため、加温空気は発酵槽１０の底面全面に亘り満遍なく噴出せしめることができる。
【００２５】
回転アーム４４の上方において支持軸１２にはそれぞれが１８０°対称に水平方向に延びる２組のショートフィン６０が設けられる。ショートフィン６０はこの実施形態ではステンレスパイプ材を平坦化し、攪拌効率を高めるため幾分の迎え角を付すように捻って形成される。）。２組のショートフィン６０の間、及びショートフィン６０の上方には片方に延びるロングフィン６２が４個設けられる。ロングフィン６２は片側のみに延びており、中間までは丸断面でその先端側を平坦に潰し、かつ迎え角を付して構成される。適当な数のショーフィン６０及びロングフィン６２の組み合わせにより半径方向において均質な混合を行うことができる。発酵槽１０の内部空洞における支持軸１２の上端付近にはトップフィン６４が設けられ、このトップフィン６４の高さ位置において発酵槽１０の側壁に排出パイプ６６の上端が接続され、発酵槽１０内での発酵により最終的な発酵を完了した発酵物を排出パイプ６６に溢流せしめ、同パイプ６６より内を矢印ｄのように自然落下し、完熟堆肥として回収することができる。
【００２６】
発酵槽１０の上壁面10-1には吸引口６８が固定され、この吸引口６８の中心位置にはエゼクタノズル７０が配置され、エゼクタノズル７０にはブロア７２の吐出口からのパイプ７４が延びてきており、所謂エゼクタ効果によって発酵槽１０からのガス（主として水蒸気）の吸引除去が行われるようになっている。
【００２７】
以上の構成の生ゴミ処理装置の動作を説明すると、自然分解型のプラスチックなどにて形成された紙袋に収容した生ゴミは開閉蓋２６を開くことにより投入口２４よりホッパ２２に導入され、回転駆動モータ３７の駆動によりカッタフィン３４が回転され、ピン３８により紙袋が破られ、カッタフィン３４により粗い切断が行われ、カッタディスク３６の回転刃４０と固定刃４２との間の協働作用でさらに微細に破砕を受け、ホッパ２２の底面に集まる。そして、開口２２Ａが接線方向に開口し、駆動ピース４３はこの開口２２Ａの部位まで回転して来ると開口２２Ａの方向と直交するため、図５の矢印ａのように発酵槽１０の内部空間への裁断ゴミの強制的な移送を行うことができる。ホッパ２２から発酵槽１０への破砕生ゴミの導入が完了するとモータ３７は手動操作などにより停止される。
【００２８】
他方、発酵槽１０においては支持軸１２はモータ１８により恒常的な回転を付されており、支持軸１２に連結された空気噴出し回転アーム４４はそれに固定された空気噴出口４６と一体に恒常的に回転し（その回転方向を図５のｆにて表す）、また、支持軸１２に固定されたショートフィン６０及びロングフィン６２及びトップフィン６４も恒常的に回転される。これにより発酵槽１０内の生ゴミ又は部分的発酵物の攪拌が行われる。ブロア５４からの空気は電気ヒータ５６により適温に加熱されチューブ５２を介してカラー５０を経て支持軸の内部空洞１２Ａに図６の矢印ｂのように導入され、開口12-1を経て回転アーム４４内の空洞に導入され、回転アーム４４の長手方向に分布した吹出口４６より発酵槽１０の内部空間における底面に向けて図７の矢印ｃのように噴出される。そのため、発酵槽１０の底面における裁断生ゴミは回転アーム４４の回転（矢印ｆ）による攪拌作用下での吹出口４６からの温風（矢印ｃ）による均等な加熱作用を受ける。攪拌作用下での加温空気による加熱と酸素との継続的な供給により生ゴミは発酵（１次発酵）を開始し、２〜３日程度で１次発酵が終了する。
【００２９】
ホッパ２２への生ゴミの投入・破砕及びこれに伴う発酵槽１０の底面からの破砕生ゴミの導入は逐次的に行われ、駆動ピース４３により強制的に発酵槽１０内に供給される。そして、発酵槽１０に既に堆積した部分的に発酵した生ゴミはホッパ２２より新規に投入された生ゴミと比較して比重が軽くなっており、未発酵の生ゴミの上面側に浮き上がる傾向となる。他方、底面側における新規投入生ゴミの加温空気導入下での攪拌に伴い生じた水蒸気はその上層側における１次発酵後の生ゴミの２次発酵に必要な水分の補給源となり、余剰の水蒸気は吸引口６８から吸引排除される。そして、フィン60, 62による攪拌作用を受けることにより２次発酵は上層に向けて移行してゆくに従って徐々にではあるが確実に進行してゆく。従って、完熟した堆肥のみを排出パイプ６６から取り出すようにすることができる。
【００３０】
この発明においては発酵槽１０の底面側に導入された破砕生ゴミを逐次的な新規生ゴミの投入の下で徐々に競り上がらせてゆく間に発酵を進ませ、１槽方式であるにも係わらず完熟堆肥の状態で取り出すことができ、しかも生ゴミ処理装置の構造の簡略化及び低コスト化及び高エネルギ効率化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の生ゴミ処理装置の概略的縦断面図である。
【図２】図２は図１の生ゴミ処理装置における破砕器の回転ディスクの平面図（図１のII−II線に沿って表される矢視図）である。
【図３】図３は図２のIII−III線に沿って表される矢視断面図である。
【図４】図４は図３のIV−IV線に沿って表される矢視断面図である。
【図５】図５は図１の生ゴミ処理装置における破砕器の回転ディスクの底面図であり、図１のＶ−Ｖ線に沿って表される矢視図である。
【図６】図６は図１の部分拡大図であり、中空軸と回転アームとの接続部の詳細を表している。
【図７】図７は図６のVII−VII線に沿って表される矢視図である。
【符号の説明】
１０…発酵処理槽
１２…支持軸
１２Ａ…支持軸１２の内部空洞
１８…回転駆動モータ
２２…生ゴミホッパ
２６…開閉蓋
３０…生ゴミ破砕器
４０…回転刃
４２…固定刃
４３…駆動ピース
４４…回転アーム
４６…温風吹出口
５０…シールカラー
５２…可撓性チューブ
５４…空気ブロア
５６…加温装置
６０…ショートフィン
６２…ロングフィン
６４…トップフィン
６６…排出パイプ
７０…エゼクタノズル
７２…ブロア
【図１】
0004055895.tif 000002
【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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