(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に生ゴミを入れ、撹拌するとともに、カッタモータにて回転される回転カッタで細断しながらマグネトロンにてマイクロ波を照射して加熱乾燥させる生ゴミ処理機において、マイクロ波照射の開始から任意に設定した時間内は、前記カッタモータを回転させず、その時間経過後に回転させるカッタモータ制御手段が備えられ、前記マグネトロンからマイクロ波を照射されるマイクロ波遮蔽室がハウジング内に設けられているとともに、このマイクロ波遮蔽室の上面開口を開閉するマイクロ波遮蔽上蓋がハウジングに蝶着され、このマイクロ波遮蔽室内の底部には回転受け台が装着され、前記処理容器が、この回転受け台上に着脱自在に設置され、前記マグネトロンを冷却した後のファンによる送風を、前記マイクロ波遮蔽室の側壁上部にて送風口から行う送風ダクトが前記ハウジング内に設置されているとともに、前記マイクロ波遮蔽室の側壁上部であって前記送風口の反対側には、マイクロ波遮蔽室外へ排気する排気口が設けられ、また前記マイクロ波遮蔽室の上面開口を前記マイクロ波遮蔽上蓋で閉じた状態で前記処理容器の上面開口を閉じることができる内上蓋を備え、この内上蓋の外周壁には、前記送風ダクトの送風口と対向する凹部に垂下する壁部を設けることにより、該送風口からの送風を処理容器内の下方へ向かうように案内する吸気部が形成され、さらに内上蓋には、前記排気口と対向する排気部も形成されていることを特徴とする生ゴミ処理機。
【請求項２】
カッタモータ制御手段は、マイクロ波照射の開始から任意に設定した時間経過後は、カッタモータの回転を複数のステップに切り替え、各ステップ毎に回転時間を任意に設定できることを特徴とする請求項１に記載の生ゴミ処理機。
【請求項３】
カッタモータ制御手段は、各ステップにおいてカッタモータを間欠回転させることを特徴とする請求項２に記載の生ゴミ処理機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波加熱式の生ゴミ処理機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の生ゴミ処理機として、本発明者らが先に提案した特開平１１−３３３４１５号公報に記載のものがある。この生ゴミ処理機は、ハウジング内に処理容器が固定設置され、この処理容器の側壁の下部にマイクロ波照射口を設けてマイクロ波透過材料で閉塞し、マイクロ波発振器からのマイクロ波をこのマイクロ波照射口から処理容器内に照射する。処理容器内に底部に、回転カッタと撹拌羽根とを同じ軸線上に別々に軸支し、回転カッタを撹拌羽根の少し上方でそれよりも高速に回転させ、生ゴミを撹拌と同時に細断するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の生ゴミ処理機では、処理容器がハウジング内に固定設置され、それ自体がマイクロ波遮蔽室となっていて、処理容器をハウジングから取り出せないため、生ゴミの処理容器への投入及び処理後の取り出しが、特に処理量が少ないときほど面倒で、しかも処理容器内の清掃も面倒であり、比較的少量の生ゴミを処理する簡易型（小型）とするには、実用上不向きである。
【０００４】
そこで、本発明の第１の課題は、生ゴミの処理容器への投入及び処理後の取り出し並びに清掃が容易になるように、処理容器をマイクロ波遮蔽室とは別にして、処理容器をマイクロ波遮蔽室内に着脱自在とすること、及び、そのようにしても処理容器内の吸排気を効率良く行って乾燥効率を向上させることができるようにすることにある。
【０００５】
ところで、本発明者は、上記のような構造の生ゴミ処理機を試作して種々の実験研究を重ねたところ、生ゴミは多種多様であることから、生ゴミによっては回転カッタで切断することにより却って粘性を与えてしまい、粘性が高い団塊状となって細断できないとか、生ゴミがある程度乾燥した以降、マイクロ波照射による加熱が局所的に過多となり、発火するとか、焦げ付くとか、回転カッタで細断された生ゴミと生ゴミから一気に放出された水とが処理容器の底部で粥状となり、回転カッタで細断することによって却って処理時間が長くなる等の種々の問題に直面した。これを解決するため、構造上の改良を重ねてきたが、その糸口をなかなか見出すことができなかった。
【０００６】
試行錯誤の結果、本発明者は、乾燥がまだ不十分で水分をまだ多く含んでいる段階の生ゴミに対して、回転カッタをいきなり高速回転させて細断すると、生ゴミが粥状になるとか、生ゴミに却って粘性を与えてしまう結果に陥っていることや、生ゴミにまだ水分が残存している間は、マイクロ波はその水分に吸収されるが、生ゴミの水分が無くなっていくと（処理容器内の湿度が低下）、水分によるマイクロ波の吸収も次第に低下するため、同じ条件で生ゴミを切断・撹拌していては、マイクロ波照射による加熱の局所的な過多などを招く、という知見を見出した。
【０００７】
そこで、本発明の第２の課題は、このような知見から、構造上の改良では解決することができなかった上記のような問題点を、回転カッタの回転数を制御することで簡単に解決できるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記第１及び第２の課題を達成するため、本発明では、処理容器内に生ゴミを入れ、撹拌するとともに、カッタモータにて回転される回転カッタで細断しながらマグネトロンにてマイクロ波を照射して加熱乾燥させる生ゴミ処理機において、マイクロ波照射の開始から任意に設定した時間内は、カッタモータを回転させず、その時間経過後に回転させるカッタモータ制御手段が備えられ、マグネトロンからマイクロ波を照射されるマイクロ波遮蔽室がハウジング内に設けられているとともに、このマイクロ波遮蔽室の上面開口を開閉するマイクロ波遮蔽上蓋がハウジングに蝶着され、このマイクロ波遮蔽室内の底部には回転受け台が装着され、処理容器が、この回転受け台上に着脱自在に設置され、マグネトロンを冷却した後のファンによる送風を、マイクロ波遮蔽室の側壁上部にて送風口から行う送風ダクトが前記ハウジング内に設置されているとともに、マイクロ波遮蔽室の側壁上部であって送風口の反対側には、マイクロ波遮蔽室外へ排気する排気口が設けられ、またマイクロ波遮蔽室の上面開口をマイクロ波遮蔽上蓋で閉じた状態で処理容器の上面開口を閉じることができる内上蓋を備え、この内上蓋の外周壁には、送風ダクトの送風口と対向する凹部に垂下する壁部を設けることにより、該送風口からの送風を処理容器内の下方へ向かうように案内する吸気部が形成され、さらに内上蓋には、排気口と対向する排気部も形成されている。
【０００９】
カッタモータ制御手段は、マイクロ波照射の開始から任意に設定した時間経過後は、カッタモータの回転を複数のステップに切り替え、各ステップ毎に回転時間を任意に設定できる。また、各ステップにおいてカッタモータを間欠回転させることもできる。
【００１０】
すなわち、本発明は、生ゴミが水分を多く含んでいる段階では、回転カッタの回転数を低く抑えて、生ゴミを大きめに切断し、水分が少なくなって乾燥が進むに従い回転カッタの回転数を段階的又は連続的に上昇させることで、水分を多く含んだ状態で細断することによる不都合を解消し、また乾燥が進むに従い生ゴミを細かく切断して行くとともに、その細断速度と細断片の撹拌速度を可変することで、生ゴミの水分蒸発の進行と細断化に合わせてマイクロ波照射による加熱が一貫して適切に行われ、時間的に平均した温度条件で効率よく均一に加熱できるようにするとともに、マイクロ波照射による局所的な加熱過多を防止できるようにしたものである。
【００１１】
運転当初は、撹拌しながらの加熱により生ゴミから水分が急激に放出される。また、生ゴミをマイクロ波加熱すると、温度はある高さまで急に上昇するが、その後は余り上がらないので、生ゴミの加熱を待ってから切断した方が切断し易い。また、当初から切断すると、上記のように生ゴミが粥状になったり、粘性が高くなって団塊状となる。そのため、カッタモータ制御手段は、マイクロ波照射の開始からある時間内はカッタモータを回転させない。また、カッタモータ制御手段は、各ステップにおいてカッタモータを間欠回転させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１〜図３に本実施例の生ゴミ処理機の全体を示し、図４に一部を拡大して示す。この生ゴミ処理機では、マイクロ波透過材料（プラスチック）で作られた処理容器５１を用い、これを、ハウジング５２内に設けられた箱形のマイクロ波遮蔽室５３内において回転受け台５４上に着脱自在に搭載し、回転受け台５４と共に回転させるようになっている。
【００１４】
マイクロ波遮蔽室５３は、マイクロ波を反射するステンレス等の金属板５５にて上面以外の面を囲繞され、その上面開口はハウジング５２に蝶着されたマイクロ波遮蔽上蓋５６にて開閉でき、このマイクロ波遮蔽上蓋５６を開いてマイクロ波遮蔽室５３の上面開口から処理容器５１を外部に取り出すことができるようになっている。
【００１５】
マイクロ波遮蔽室５３内には、ハウジング５２内に設置したマイクロ波発生器５７からのマイクロ波が、導波管５８を通じてマイクロ波遮蔽室５３の側壁下部から照射される。また、冷却ファン５９にてマイクロ波発生器５７の冷却に供された風が、送風ダクト６０を通じてマイクロ波遮蔽室５３の側壁上部から送風できるようになっている。一方、送風ダクト６０の先端の送風口６０ａとは反対側には、ハウジング５２外へ通ずる排気口６１がマイクロ波遮蔽室５３の側壁上部に設けられ、図示しない排気ファンにて強制排気できるようになっている。
【００１６】
処理容器５１は、底部近くで先細になる有底円筒形をなし、その上面開口を、蝶着した又は着脱自在とした内上蓋６２にて閉じて使用するようになっている。この内上蓋６２は、中央に凹部６２ａを形成しており、この凹部６２ａの内側（内上蓋６２の中央外側）には、処理容器１を出し入れしたり持ち運ぶための把手６３が設けられている。処理容器５１自体の周壁にも把手５１ａが設けられている。また、内上蓋６２の外周壁６２ｂは、送風ダクト６０の送風口６０ａからの送風を処理容器５１内に導入するとともに、排気口６１を通じて排気するため、メッシュ構造になっている。つまり、外周壁６２ｂ自体が吸気部と排気部とを兼ねている。外周壁６２ｂと凹部６２ａの周壁との間には環状空間６４が形成されているが、送風口６０ａから先ずこの環状空間６４に入った風が処理容器５１内で下方へ向かうように、また排気の際には排気口６１へ向かうように、凹部６２ａの周壁６２ｃは湾曲してから垂下している。
【００１７】
処理容器５１内の底部中央には、図４に拡大して示すように、キャップ状のカッタ回転コア６５を有するカッタ軸６６が軸受６７により回転自在に軸受けされ、そのカッタ回転コア６５上に回転カッタ６８が緊締されている。この回転カッタ６８の両翼は、カッタ軸６６から見て、カッタ回転コア６５の外周において立ち下がってから、処理容器５１の平らな底面に沿って水平に延び、両翼先端部が処理容器５１の先細となる側面に沿って上向きに傾斜している。
【００１８】
カッタ軸６６の下端には、処理容器５１の底部の外側において継手部６６ａが設けられ、処理容器５１を回転受け台５４上に搭載すると、この継手部６６ａが、ハウジング５２内に設置されているカッタモータ６９（図１）のカッタモータ軸７０側の継手部７０ａと結合され、カッタモータ６９の回転を回転カッタ６８に伝達させることができるようになっている。
【００１９】
一方、回転受け台５４は、処理容器５１の底部の円筒形座部５１ｂと嵌合できる大きさの有底円筒形で、その底部にカッタモータ軸７０を貫通させる円筒軸７１を有し、この円筒軸７１が、マイクロ波遮蔽室５３の底部中央において軸受７２に回転自在に軸受けされている。円筒軸７１は、ハウジング５２内に設置された撹拌モータ７３（図１）の回転をプーリ及びベルトを介して伝達される。
【００２０】
カッタモータ６９はカッタモータ制御回路にて、また撹拌モータ７３は撹拌モータ制御回路にて、図５に示すタイミングチャートのように制御される。すなわち、回転受け台５４及びそれに搭載した処理容器５１は、一定時間ｔ１の正転と一定時間ｔ２の停止と一定時間ｔ３の逆転の三段階の動作を周期的に繰り返される。また、回転カッタ６８は、カッタモータ制御回路により、本生ゴミ処理機の運転開始時（マイクロ波照射開始時）から任意に設定した所要時間Ｔ０は回転を保留され、その後から間欠的に回転されるとともに、その回転数を段階的に上昇される。その段階的に上昇させる各ステップの切替時間（次のステップに切り替えるまでの時間）Ｔ１〜Ｔｎ、各ステップでの間欠回転の間欠時間ｔ並びに回転数ｒも任意に設定される。
【００２１】
これは、運転当初は、撹拌しながらの加熱により生ゴミからの除水が急激に行われ、またマイクロ波による生ゴミの加熱の場合、処理容器５１内の温度はある高さまで急激に上昇するが、それ以降は余り上がらないため、生ゴミからの除水とマイクロ波による加熱が十分に行われるまで待ってから回転カッタ６８による切断を開始した方が、切断することによって生ずる水によりマイクロ波が吸収される割合が少なく、それだけマイクロ波エネルギーの利用効率が高くなるとともに、切断も容易になるからである。また、生ゴミを運転当初からいきなり細かく切断（細断）すると粥状になったり粘性により団塊状になるが、生ゴミの切断片の大きさが最初は大きく、徐々に細かくなるようにすると、このようなことを防止できるとともに、回転カッタ６８の負荷も小さくて済む。
【００２２】
更に、生ゴミの乾燥と細断が進んでくると、細断片に含まれる水分が低下して水分によるマイクロ波の吸収が低下し、各細断片に蓄積される熱量も増加するため、回転カッタ６８による更なる細断とその細断片の切断しながらの撹拌速度を上げていかないと、発火したり焦げ付くからである。そして、回転カッタ６８の回転をこのように制御すると、処理容器５１内の温度を安定させることができるとともに、各細断片からの水分の気化と熱の分散を促進させることができ、過度の加熱を抑えながら熱効率良く加熱できることになる。
【００２３】
この実施例では、処理容器５１自体を回転させることで生ゴミを大きく撹拌させるが、処理容器５１の内上蓋６２は、処理容器５１と一体に回転することから、内上蓋６２の外周壁６２ｂをメッシュ構造にすることで、処理容器５１内への送風と排気を行えるようにしている。
【００２４】
処理容器５１の底部には、マイクロ波が漏洩しないサイズとした複数のドレン孔７４が設けられ、処理容器５１内で生じたドレンは、ドレン孔７４を通じてドレン回収容器７５中に落入する。このドレン回収容器７５は、回転受け台５４内に着脱自在に挿入され、処理容器５１と同時又は別個に取り出すことができるようになっている。
【００２５】
処理容器５１の底部は、その円筒形座部５１ｂが回転受け台５４と嵌合するので、回転受け台５４及びドレン回収容器７５に対する上蓋としての機能も有することになる。
【００２６】
なお、ドレン回収容器７５は、マイクロ波遮蔽室５３外においてハウジング５２内に着脱自在に設置し、処理容器５１の底部のドレン孔７４からのドレンをドレン回収容器７５へ導くようにしてもよい。また、処理容器５１の内上蓋６２を処理容器５１と一体に回転させない構造にすることもできる。その場合、処理容器５１は内上蓋６２の把手を持つことでマイクロ波遮蔽室５３から出し入れでき、処理容器５１を回転受け台５４上に搭載するときに、内上蓋６２がマイクロ波遮蔽室５３に対して固定されて、内上蓋６２に設けられた吸気口が送風ダクト６０の送風口６０ａに一致するとともに、内上蓋６２に設けられた排気口がハウジング５２外へ通ずる排気口６１と一致し、この状態のまま処理容器５１が回転受け台５４と共に回転しても内上蓋６２は回転せず、内上蓋６２の嵌合部が処理容器５１の上面開口部と嵌合したまま摺接して処理容器５１の揺動を防止できる構造にすると良い。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば次のような効果がある。
(1)処理容器をマイクロ波透過材質とするとともに、マイクロ波を照射されるマイクロ波遮蔽室内の底部に回転受け台を装着し、この回転受け台上に処理容器を着脱自在に設置したので、マイクロ波遮蔽室の上面開口を開閉するマイクロ波遮蔽上蓋を開けることにより、処理容器をマイクロ波遮蔽室の上面開口から取り出すことができ、処理前の生ゴミの投入と処理後の排出が容易になるとともに、処理容器の清掃も容易になる。
(2)マイクロ波遮蔽室の上面開口をマイクロ波遮蔽上蓋で閉じた状態で処理容器の上面開口を閉じることができる内上蓋を備えたので、処理容器からの生ゴミの飛散等を防止できる。
【００２８】
(3)マグネトロンを冷却した後の送風ファンによる送風を、送風ダクトでマイクロ波遮蔽室の側壁上部へ導き、この送風ダクトの送風口からの送風を、処理容器の上面開口を開閉する内上蓋に設けた吸気部で処理容器内に下方へ向かうように導入するとともに、同じく内上蓋部に設けた排気部から、マイクロ波遮蔽室の側壁上部の排気口へと向かうように排気するので、処理容器への吸気と排気を内上蓋を利用し、しかも吸気は、マイクロ波遮蔽室の側壁上部から処理容器の下方へ向かって行うことにより下降流とする一方、排気もマイクロ波遮蔽室の側壁上部から行うことにより上昇流にすることができるので、処理容器内でのこのような吸排気の流れにより乾燥処理が促進されるとともに、新鮮空気と導入と湿気の排気を効率良く行えるので、乾燥効率の向上が図れる。
(4)マグネトロン冷却後の送風を上記のようにして処理容器へ導入するので、マグネトロンからの熱を生ゴミ乾燥に有効利用できる。
【００２９】
(5)請求項2及び請求項３に係る発明によれば、回転カッタを回転させるカッタモータの回転を複数のステップに切り替え、各ステップ毎に切替時間及び回転数を任意に設定するので、水分を多く含んだ状態で細断することによる不都合、つまり生ゴミが粥状になるとか、粘性が高い団塊状となるなどの問題を解消できる。
(6)乾燥が進むに従い生ゴミを細かく切断して行くとともに、その細断速度と細断片の撹拌速度を速めることで、生ゴミの水分蒸発の進行と細断化に合わせてマイクロ波照射による加熱が一貫して適切に行われ、時間的に平均した温度条件で効率よく均一に加熱できるとともに、マイクロ波照射による局所的な加熱過多を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の全体の機構正面図である。
【図２】  同上の側面図である。
【図３】  同じく平面図である。
【図４】  一部分の拡大断面図である。
【図５】  撹拌モータの動作とカッタモータの動作を処理容器内の温度及び湿度の推移と対照させて示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
５１    処理容器
５１ａ  把手
５１ｂ  円筒形座部
５２    ハウジング
５３    マイクロ波遮蔽室
５４    回転受け台
５５    金属板
５６    マイクロ波遮蔽上蓋
５７    マイクロ波発生器
５８    導波管
５９    冷却ファン
６０    送風ダクト
６０ａ  送風口
６１    排気口
６２    内上蓋
６２ａ  凹部
６２ｂ  外周壁
６２ｃ  凹部の周壁
６３    把手
６４    環状空間
６５    カッタ回転コア
６６    カッタ軸
６７    軸受
６８    回転カッタ
６６ａ  継手部
６９    カッタモータ
７０    カッタモータ軸
７０ａ  継手部
７１    円筒軸
７２    軸受
７３    撹拌モータ
７４    ドレン孔
７５    ドレン回収容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003845837.tif 000005
【図５】
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