廃棄物処理装置
【課題】仕切り板により多槽式の処理槽を構成した廃棄物処理装置において、安価で軽量な板状部材を用いても処理槽の変形が無く、低コスト化と重量の軽減を図ることが可能となる廃棄物処理装置を提供する。
【解決手段】処理槽を構成する断面が略Ｕ字形状の板状部材３６、３７、３８に仕切り板１１ａ、１１ｂを接合させ、処理槽の内部を前記仕切り板で区画することによって複数の槽が形成された廃棄物処理槽と、複数の各槽を貫通する攪拌軸に複数の攪拌棒を設けて構成された攪拌手段と、を有する廃棄物処理装置であって、断面が略Ｕ字形状の板状部材と前記仕切り板は、これらの接合部において相互に係止し合う係止部３６ａ，ｂ、３７ａ，ｂ、３８ａ，ｂを備え、前記複数の槽は断面が略Ｕ字形状の板状部材を前記係止部で前記仕切り板に係止固定されるように構成する。
【解決手段】処理槽を構成する断面が略Ｕ字形状の板状部材３６、３７、３８に仕切り板１１ａ、１１ｂを接合させ、処理槽の内部を前記仕切り板で区画することによって複数の槽が形成された廃棄物処理槽と、複数の各槽を貫通する攪拌軸に複数の攪拌棒を設けて構成された攪拌手段と、を有する廃棄物処理装置であって、断面が略Ｕ字形状の板状部材と前記仕切り板は、これらの接合部において相互に係止し合う係止部３６ａ，ｂ、３７ａ，ｂ、３８ａ，ｂを備え、前記複数の槽は断面が略Ｕ字形状の板状部材を前記係止部で前記仕切り板に係止固定されるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処理装置に関し、特に仕切り板により多槽式の処理槽を構成した廃棄物処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の廃棄物処理装置には、例えば特許文献１に開示されているように、処理槽の内部を仕切り板によって複数の区画に仕切って、該処理槽の上流側の区画に投入された有機廃棄物を、下流側の区画にオーバーフローさせて順次移送させ、該処理槽に設けられた攪拌手段と加熱手段によって、有機廃棄物を攪拌しつつ加熱下で好気性菌により発酵させて、コンポスト化する装置が提案されている。
【特許文献１】特開平９−５７２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来例である特許文献１の廃棄物処理装置は、以下のような課題を有していた。
この装置では、処理槽には断面が略Ｕ字形状の板状部材に仕切り板を接合させ、この処理槽の内部を前記仕切り板で区画することによって複数の槽が形成されており、また、この複数の各槽を貫通する攪拌軸には複数の攪拌棒が設けられている。このような構成のもとでは、処理槽を構成するＵ字形板には処理物を攪拌することに伴い、攪拌軸の円周方向への圧力が掛かることから、側板および仕切り板をＵ字形板に結合している溶接部に負担がかかり、最悪時には溶接部が破損する不具合があった。そしてこれら不具合を回避するため、側板や仕切り板およびＵ字形板の強度を高めるために板厚を厚くした場合には、コスト高になり、あるいは製品重量が重くなるという問題が生じることになる。
【０００４】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、仕切り板により多槽式の処理槽を構成した廃棄物処理装置において、安価で軽量な板状部材を用いても処理槽の変形が無く、低コスト化と重量の軽減を図ることが可能となる廃棄物処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を達成するために、以下のように構成した廃棄物処理装置を提供するものである。
すなわち、本発明の廃棄物処理装置は、処理槽を構成する断面が略Ｕ字形状の板状部材に仕切り板を接合させ、前記処理槽の内部を前記仕切り板で区画することによって複数の槽が形成された廃棄物処理槽と、前記複数の各槽を貫通する攪拌軸に複数の攪拌棒を設けて構成された攪拌手段と、を有する廃棄物処理装置であって、前記断面が略Ｕ字形状の板状部材と前記仕切り板は、これらの接合部において相互に係止し合う係止部を備え、前記複数の槽は前記断面が略Ｕ字形状の板状部材を前記係止部で前記仕切り板に係止固定させて構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、仕切り板により多槽式の処理槽を構成した廃棄物処理装置において、安価で軽量な板状部材を用いても処理槽の変形が無く、低コスト化と重量の軽減を図ることが可能となる廃棄物処理装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
上記構成により、本発明の課題を達成することができるが、本発明の実施の形態においては、この廃棄物処理装置における処理槽の構成を、具体的にはつぎのように構成することができる。
廃棄物処理装置の処理槽を、断面が略半円以上の円弧部を有するＵ字形状の板金で構成された処理槽の内部を金属材料により形成された仕切り板によって区画し、この区画された複数の上流側から下流側の区画にオーバーフローさせるように構成する。また、前記複数の各槽を貫通して回転自在に横架した攪拌軸に複数の攪拌棒を設ける。そして、前記断面が略Ｕ字形状の板金と前記仕切り板との接合構造として、前記断面が略Ｕ字形状の板金における前記仕切り板との接合部に舌状の凸部を形成し、この舌状の凸部を前記仕切り板に形成された穴部に差し込んで係止し、この係止された部分を溶接することによって、前記断面が略Ｕ字形状の板金を前記仕切り板金に固定するように構成する。
その際、前記仕切り板で区画された複数の槽を、前記略Ｕ字形状の板状部材の曲率が上流側から下流側に行くにしたがって小さい曲率のもので構成することができる。
また、前記攪拌軸に設けられた複数の攪拌棒の先端には、Ｖ字形に曲げた攪拌羽根を配置し、このＶ字形に曲げた攪拌羽根の先端を、三角形状とする構成を採ることができる。
また、前記仕切り板に近接する攪拌棒の先端には、山形に曲げ且つ概略三角形をした攪拌羽根が配置された構成を採ることができる。
【実施例】
【０００８】
以下に、本発明における実施例について説明する。
本実施例は、本発明を適用して仕切り板により多槽式の処理槽を備えた廃棄物処理装置を構成した。但し、この実施例に記載した以下の構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【０００９】
図１に本実施例の廃棄物処理装置の構成の概略斜視図を示す。
図２に図１のＡ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図を、また図３に図１のＢ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図を示す。
図４に本実施例の廃棄物処理装置の外装カバー装着時の概略斜視図を示す。
図５に本実施例の廃棄物処理装置の側板と仕切り板の位置の断面図を示す。
図６に本実施例の廃棄物処理装置の攪拌軸と側板と仕切り板と攪拌棒と攪拌羽根の位置の断面図を示す。
図７に本実施例の廃棄物処理装置の側板や仕切り板およびＵ字形板で構成される処理槽の模式図を示す。
【００１０】
図１乃至図７において、１は動力源の正逆回転する駆動モーター、２は駆動モーター１の出力軸先端に固定された小スプロケット、３は小スプロケット２とかみ合うチェーンである。
４はチェーン３とかみ合う大スプロケット、５は廃棄物を撹拌する撹拌棒、６は撹拌棒５を回転させる撹拌軸、７ａ、７ｂは撹拌軸６を支持する軸受けであり、本実施例の撹拌手段はこれらの部材によって構成されている。
８は廃棄物処理装置を覆う枠体としての外装部、１０は外装部８内に設けられ廃棄物を処理するための（廃棄物）処理槽である。この処理槽１０は、互いに対向して設けられた一対の側壁としての処理槽側板右１４および処理槽側板左１５と、この一対の側壁間に横設されたＵ字形板３６、３７、３８とを有し、さらに処理槽１０を複数の槽に仕切るための仕切り板１１ａ、１１ｂを有して構成されている。
処理槽１０の下部には、処理槽１０を加熱する加熱手段としての面状ヒーター９が設けられる。１２は廃棄物を分解処理させるための基材、１３は分解処理の状態を基材の含水率で検知する含水率センサーである。
【００１１】
１６は微生物への酸素の供給と分解処理で生成する水分と炭酸ガスの排気を行う排気ファン、１７は処理槽１０内へ外気を取り込む吸気口、１８は処理槽１０内で発生した水分と炭酸ガスを排出する排気口である。
１９は処理槽１０の投入蓋２１に取付けたマグネット、２０は投入蓋２１に付けたマグネットを検知する投入蓋検知センサー、２１は投入蓋、２２は廃棄物を投入する投入口である。
２３は全体を制御する制御部、２４は通気口、２５は処理槽１０内から発生する粉塵を取り除く除塵フィルタ、２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）は処理槽１０内の排気口と外気を連通する排気ダクトである。
２７は処理槽１０から発生する臭気を帯びた空気を触媒ヒーター２７ａにより加熱し、酸化触媒２７ｂを用いて脱臭する脱臭手段としての脱臭部、２８は脱臭部２７の出口温度を検知する温度センサーである。
また、２９は外装部８の側面に設けた外気の取り入れ口としての外気取り入れ口、３０は処理槽１０内に設けられた排気ダクト２６ａの外側に配置され処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクトである。
３１は処理槽１０内の臭気を帯びた空気を循環ダクト３０に吸い込む気体の吸い込み口、３２は処理槽１０内の気体を循環する循環ファン、３３は処理槽１０で廃棄物を処理後の分解残渣を排出させる排出口である。
また、３４は攪拌棒５の先端に取り付けられたＶ字形攪拌羽根、３５は側板１４、１５、および仕切り板１１ａ、１１ｂに近接している攪拌棒５の先端に取り付けられた山形攪拌羽根である。
【００１２】
次に、上述のように構成された廃棄物処理装置の作用および動作について説明する。
処理槽１０は中央に正逆回転する撹拌軸６を有し、中に基材１２が入っている。基材１２は、生分解し難い繊維素が主成分のおが屑でその一粒一粒が多孔質で吸水性と空隙を有し、かつ粒形が複雑で粒子間にも大きな空隙が形成されている。この空隙により処理生物への酸素が供給できることで、廃棄物の分解処理の効率が向上する。また、このときの混合物中の廃棄物を分解する処理生物は、好気性の微生物や菌である。
【００１３】
また、処理槽１０の中の基材１２は、おが屑以外のそば殻やもみ殼などであっても、空隙を保てて、処理生物への酸素を供給できることから、基材１２として好適である。
また、基材１２は本実施例においては、生分解されにくい繊維質のおが屑を用いているが、空隙を保てて、処理生物への酸素供給できる機能を有するセラミックであっても良い。あるいは、生ごみだけを廃棄物処理装置で処理した処理物を種の基材とした基材１２を使用しても、既に処理生物が活性状態で生息あるいは休眠していることから、基材１２として好適である。
【００１４】
運転中の廃棄物処理装置の投入蓋２１を開けると、投入蓋２１のマグネット１９を検知していた投入蓋開閉検知センサー２０は、投入蓋２１が開かれたと判断し、撹拌状態の時は駆動モーター１が停止する。
ここで、投入蓋２１に取り付けたマグネット１９と投入蓋開閉検知センサー２０とを備える投入蓋開閉検知手段は、処理槽１０に取り付けた磁気に反応する磁気センサーで構成されているが、投入蓋２１に突部を設け、その突部を処理槽１０側に取り付けた光学センサーで検知しても良い。
また、投入蓋開閉検知センサー２０は、本実施例においては、非接触式の磁気検知センサーを用いているが、機械式マイクロスイッチであってもよい。
また、投入蓋開閉検知センサー２０の取り付け位置は、投入蓋２１側あるいは処理槽１０側あるいは投入蓋２１と処理槽１０のどちらか一方に検知センサーを取り付け、他方に検知部材を取り付けても可能である。
【００１５】
次に、廃棄物投入後の撹拌運転について説明する。
廃棄物投入後の駆動モーター１による撹拌運転は、例えば通常は３０分周期の間に５分間だけ正逆撹拌を行うが、廃棄物が投入された直後は、すぐに撹拌を開始し、例えば３０分周期の間に１０分間正逆撹拌をすることで、投入された廃棄物を細かく破砕するとともに基材１２とまんべんなく混合できる。
また、正逆回転を行うことにより、投入された廃棄物が撹拌棒５や攪拌軸６に絡みつくことを防ぐ効果もある。
更に、撹拌は基材１２と廃棄物の混合の効果以外にも、撹拌することで処理物１２ａ（基材１２と廃棄物の混合物）の温度の一定化と、処理物１２ａ中に含まれる水分を積極的に処理物１２ａの外部へ飛ばすことが可能となることで、処理物１２ａの含水率調整効果もある。
【００１６】
また、投入された廃棄物の大部分は、２４時間以内で分解処理できることから、廃棄物が２４時間以上投入されないときは、撹拌サイクルを５分間撹拌の５５分間停止にすることで、撹拌に要する駆動モーター１への電力供給を削減でき、省電力化が可能となる。
また、本実施例において、撹拌棒５は、断面が棒状であり、撹拌軸６に複数個所定の間隔で取り付けられる構成であるが、撹拌軸６に平板状の撹拌羽根５を複数枚所定の間隔で取り付けても可能である。このほかにも撹拌軸６に断面が三角形状の撹拌棒を複数個所定の間隔で取り付けても良い。
【００１７】
ここで処理槽１０の断面形状は、処理物１２ａの全体が均一に軽い作用で撹拌されるように図１乃至図２に示すように、ほぼ半円以上の円弧部を有する略Ｕ字形状になっている。そして円弧部の円弧の中心と一致して水平方向に撹拌軸６が設けられている。この撹拌軸６には撹拌棒５が複数個所定の間隔で固定されている。なお、本実施例では、処理槽１０に撹拌軸６を横架させているが、処理槽を略円筒状とし撹拌軸６が処理槽１０に鉛直方向に設けられても良い。
【００１８】
また、このとき撹拌により、水分と炭酸ガスが撹拌停止時以上に発生することから、排気ファン１６の排気流量を増加し、吸気口１７からの酸素の供給と同時に、分解で発生する水分と炭酸ガスを処理槽１０の外部へと排出させることで、処理槽１０内の処理物が多湿気味になることを防止でき、処理物１２ａの含水率を調整することができる。
また、このときの排気ファン１６の取り付け位置は、本実施例では、排気口１８に連通する脱臭部２７を通過後、排気ダクト２６内に排気ファン１６を取り付けているが、代わりに吸気口１７にファンを取り付けて吸い込ませても同様の効果が得られる。
【００１９】
また、吸気口１７に取り付けるファンは、処理槽１０内に約４０℃から約７０℃に加熱した空気を送ることのできる熱風ファンでもよい。
吸気口１７に熱風ファンを取り付けることにより処理槽１０内の気体の温度を上昇させることができる。
処理槽１０内の気体の温度が上昇することで気体に含まれる飽和水分量が増すことから、時間あたりの通気流量が同じであれば、短時間で処理物１２ａ中の水分をより多く処理槽１０から外へ出すことができる。
吸気口１７への熱風ファンの取り付けは、処理物１２ａが多湿気味になるときに処理物１２ａの含水率を調整する手段として有効である。
また、排気口１８と連通する排気ダクト２６内に排気ファン１６を設け、かつ吸気口１７に熱風ファンを設ける構成にすることでも上記と同様の効果が得られる。
【００２０】
このようにして、処理槽１０ａに投入された廃棄物と処理物１２ａがまんべんなく混合されて分解処理が始まる。
処理槽１０ａで分解処理された処理物１２ａが増えてくると処理槽１０内に設けられた仕切り板１１ａ、１１ｂからオーバーフローし処理物１２ａは処理槽１０ｂ、さらに１０ｃに移動する。
そして処理槽１０ｃに処理物１２ａが蓄積されると、排出口３３から処理物１２ａを回収することができる。本実施例では、仕切り板１１により処理槽１０を３槽に仕切っているが、２槽あるいは４槽以上に仕切っても良い。
【００２１】
さらに、含水率センサー１３で測定した結果に応じて撹拌運転時間を制御することも可能である。例えば撹拌の間欠運転時間を通常は、３０分周期の間に５分間撹拌していたものを、基材状態が乾燥気味の時は、３０分周期の間に２分間攪拌でも必要充分な撹拌時間となることから、基材状態によっては撹拌過多により基材１２が破砕されるのを防ぎ、基材１２の寿命を伸ばすことができる。
また、含水率センサー１３で測定した結果に応じて、撹拌サイクルと排気流量を調整することで、処理物１２ａの含水率を調整することが可能となる。処理物１２ａが多湿気味になると、嫌気性の菌が増殖し、硫化水素等を発生し、臭気状態が悪臭となることから、処理物１２ａの含水率を２０％から６０％の範囲内に調整することが望ましい。
【００２２】
また、水分が多くなると、撹拌に必要なトルクが大きくなり、動力に無理が生じたり、処理物１２ａが微粉化されているときは、水分を含むと粘土状になる傾向がある。処理物１２ａが粘土状になると、分解効率が極端に低くなることから、このようなときには、全量または半分以上の処理物１２ａの交換が必要となる。
また、このときの基材の含水率測定手段である含水率センサー１３は、１対の電極を直接処理槽１０内の処理物１２ａに接触させ、１対の電極間に電圧を印加して、処理物１２ａ間を流れる電流を測定し、処理物１２ａの含水率を測定する抵抗方式であるが、ヒーターとサーミスタを組み合わせた熱容量方式で有っても良い。
【００２３】
また、処理物１２ａは、投入される廃棄物である生ごみの種類により弱アルカリ性や弱酸性に変わることから、抵抗方式における、処理物１２ａに直接接触する電極を構成する材質は、耐酸性、耐アルカリ性に優れた金属材を使用すると良い。本実施例では、汎用性があり、価格の安いステンレス材のネジを電極として使用している。
また、基材の含水率測定手段はヒーターとサーミスタを組み合わせた熱容量方式で有っても良い。
あるいは、基材の含水率測定手段は処理槽１０を加熱する加熱手段としての面状ヒーター９と面状ヒーター９の温度を測定する温度検知センサー（不図示）で構成され、処理槽加熱制御に用いられるものをそのまま使用する構成であっても良い。処理物１２ａは、含水率が大きい場合、熱伝導性が低下する。熱伝導性が低下した状態で処理槽１０内の温度を制御する場合、その所要時間が長くなることから、面状ヒーター９の温度が予め設定された温度閾値に達した後において、面状ヒーター９を作動させたとき或はその作動を停止させたときの、前記温度検知センサーの出力変化から、前記処理物１２ａの含水状態等を測定することができる。処理槽加熱制御と基材の含水率測定手段を兼ねることで、従来の装置では別途に設けられていた基材の含水率測定手段を設置する必要がなくなり、装置のコストダウンや省スペース化を図ることができる。
【００２４】
次に、廃棄物投入が中断したり、投入量が低下したときには、撹拌等によって処理物１２ａが乾燥しすぎるときがある。このときには、処理物１２ａ中の微生物が乾燥によって活性化が鈍り処理効率が低くなるばかりではなく、処理物１２ａが微粉化したときには飛散したりして、周囲を汚すという欠点がある。また、このとき微粉末に混入している微生物や菌も飛散することから、安全衛生上好ましくない。
このようなとき、排気口１８に設けた除塵フィルタ２５により微粉末を外部に出さないようにすることで上記欠点を補うことができる。
【００２５】
また、除塵フィルタ２５は排気口１８に機械的に係合または蝶ネジやパチン錠で固定されていることで、器具を使用しないで人手にて取り外すことができる。除塵フィルタ２５を取り外せることで、除塵フィルタ２５にとりついた処理物１２ａの微粉末を容易に清掃することが可能である。
更に、処理槽１０から発生する臭気を帯びた空気は、脱臭部２７で触媒ヒーター２７ａにより加熱され、酸化触媒２７ｂを用いて脱臭されて排気ダクト２６を通して処理機外へ排気される。
【００２６】
以上のような本実施例の廃棄物処理装置において、その特徴的構成であるＵ字形板３６、３７、３８と仕切り板１１および側板１４、１５の接合方法について説明する。
本実施例では図７に示すように３槽構造の廃棄物処理装置において、１槽目１０ａのＵ字形板３６の両側には舌状の凸部３６ａ、３６ｂがそれぞれ複数個形成されており、その一方の側の凸部３６ａは１槽目の側板１４に複数個明けられた角穴に差しこまれている。
また、他方の凸部３６ｂは１槽目の仕切り板１１ａに複数個明けられた角穴に差しこまれている。Ｕ字形板の凸部３６ａおよび３６ｂは、側板１４および仕切り板１１ａの角穴を貫通した外側で溶接されている（図７において、３６ａ、３６ｂ矢示のハッチング部）。
この時、側板１４および仕切り板１１ａの角穴は、Ｕ字形板３６のＵ字形の曲げ曲率ｒ（本実施例においてはｒ＝２７０ｍｍ）に合わせて複数個明けられており、この角穴にＵ字形板３６の凸部３６ａ、３６ｂを差し込み密着させて溶接することで、自ずとＵ字形板３６と側板１４と仕切り板１１ａの位置決めが可能となり、所定の寸法に精度良く製作できる。
【００２７】
次に１槽目より少し小さい曲率ｒ（本実施例では少し小さい曲率ｒ＝２６５ｍｍに設定した場合を説明するが少し大きい曲率ｒ、例えばｒ＝２７５ｍｍでもよい）で形成された２槽目１０ｂのＵ字形板３７を、上述ｒ＝２７０ｍｍで形成された１槽目のＵ字形板３６が溶接された１槽目仕切り板１１ａに（あらかじめｒ＝２７０ｍｍとは別にｒ＝２６５ｍｍの曲率に沿って角穴が複数個明けられてあるところに）２槽目のＵ字形板３７の凸部３７ａを差し込み溶接する。さらに反対側の凸部３７ｂに２槽目の仕切り板１１ｂを差し込み密着させて溶接する。
【００２８】
同様にして、２槽目より小さい曲率ｒ（本実施例では少し小さい曲率ｒ＝２６０ｍｍに設定した場合を説明するが少し大きい曲率ｒ例えばｒ＝２７０ｍｍでもよい）で形成された３槽目のＵ字形板３８を、上述ｒ＝２６５ｍｍで形成された２槽目のＵ字形板３７が溶接された２槽目仕切り板１１ｂに（あらかじめｒ＝２６５ｍｍとは別にｒ＝２６０ｍｍの曲率に沿って角穴が複数個明けられてあるところに）３槽目のＵ字形板３８の凸部３８ａを差し込み溶接する。さらに反対側の凸部３８ｂに３槽目の側板１５（あらかじめｒ＝２６０ｍｍの曲率に沿って角穴が複数個明けられてある）を差し込み密着させて溶接する。
【００２９】
このように、各側板１４、１５および仕切り板１１ａ、１１ｂに、あらかじめ所定の曲率ｒで連なる角穴を複数個明けておき、そしてその角穴にＵ字形板３６、３７、３８の凸部３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂを差し込み溶接することで寸法精度の良い処理槽を製作できる。
一般に薄板（１．２ｍｍ〜１．５ｍｍ）鋼鈑を比較的大きな曲率ｒ（ｒ＝２７０ｍｍ程度）で曲げることは可能であるが、自重で変形すること等があり、その寸法を維持しつつ組立加工（溶接）することは難しい。
しかしながら、本実施例においては、各Ｕ字形板３６、３７、３８の両側に形成する、舌状凸部３６ａ〜３８ｂの横方向距離寸法（攪拌軸方向）は比較的容易に寸法精度を出すことができ、また、側板１４、１５および仕切り板１１ａ、１１ｂに明けられた角穴にＵ字形板の凸部を差し込み密着させて溶接することで、容易に精度の高い曲率ｒと横幅寸法を満足する処理槽を製作できる。
【００３０】
また、生ごみなどの廃棄物は、それらが投入される１槽目の１０ａから、攪拌・破砕され、廃棄物の分解と、水分排出が始まる。廃棄物の投入が継続すると１槽目１０ａ中の処理物１２ａ（廃棄物と基材１２の混合物）は徐々にオーバーフローして２槽目の１０ｂに移動し、さらに分解と水分排出が進んだ状態で３槽目の１０ｃにオーバーフローして移動する。３槽目１０ｃ中でもさらに分解と水分排出が進み処理物１２ａは細片化され密度の高い処理物１２ａとなる。
ここで、処理槽の横幅（攪拌軸方向）は、生ごみなどの廃棄物が投入される１槽目１０ａは広く（本実施例においては３９７ｍｍ）、２槽目と３槽目は狭く（本実施例においては、両方とも１５０ｍｍ）設定している。所定量の廃棄物を投入する１槽目は所定の処理槽容積を確保しなければならないが、２、３槽目の処理槽容積については、廃棄物処理装置としての装置幅を小さくして省設置スペースとするために、横幅を狭くしなければならない。しかし横幅を狭くして槽の容積が小さくなった２、３槽内では、細片化が進み密度の高くなった処理物１２ａを攪拌する負荷は大きい傾向にある。
【００３１】
ここで、各処理槽のＵ字形板の曲率ｒは、本実施例では１槽目１０ａのＵ字形板３６はｒ＝２７０ｍｍ、２槽目１０ｂのＵ字形板３７はｒ＝２６５ｍｍ、３槽目のＵ字形板３８はｒ＝２６０ｍｍと順次小さくしているが、これら各槽内で回転して処理物を攪拌する攪拌羽根の長さ（攪拌軸６からＵ字形板方向への突き出し長さ）もＵ字形板の曲率ｒが順次小さくなるのに合わせて短くしている。
２槽、３槽と処理槽の横幅が狭くなり、槽の容積が小さくなって、攪拌負荷が上昇する傾向を防止するのに、攪拌羽根の長さを短くすることは有効である。つまり、Ｕ字形板の曲率ｒを順次小さくすることは攪拌負荷を軽減することにおいては良い方法である。
【００３２】
本実施例においては、３槽構造を説明したが、４槽構造、５槽構造、それ以上の多槽構造においても同様ににすることで、容易に精度の高い曲率ｒと横幅寸法を満足する多槽処理槽を製作できる。
また、本実施例においては、順次Ｕ字形板の曲率ｒを小さくした場合で説明したが、これに限らず順次大きくしても（攪拌負荷を軽減する効果は無くなるが、槽の容積が増加する効果が出てくる）、また交互に大きくしたり小さくしてもよい。
また、差し込み溶接部３６ａ〜３８ｂは、攪拌中に発生する処理槽の内側から外側へ掛かる圧力を直角に受ける方向に差し込まれていることから、溶接部に掛かる負荷は少なく、溶接強度が小さくても済むため、薄板鋼板が使用可能となり、重量減、コスト減が可能となる。
【００３３】
また、溶接ポイントは、各側板１４、１５、および各仕切り板１１ａ、１１ｂの角穴に差しこまれた舌状凸部３６ａ〜３８ｂの先端部を溶接することから図７に示す３７ａと３８ａの２ヶ所以外の舌状凸部３６ａ、３６ｂ、３７ｂ、３８ｂの４箇所においては、各処理槽１０ａ、１０ｂ、１０ｃの槽外側に溶接部を置くことが可能となり、溶接痕が各処理槽内の処理物１２ａと接触することがなく、溶接部の腐食（本実施例においては、処理槽の材質はステンレス鋼板を用いているが、ステンレス鋼の場合、溶接により高温なった場所に粒界腐食が発生し易い）から逃れることができる。
【００３４】
１槽目１０ａの槽内の処理物１２ａが増えてくると１槽目仕切り板１１ａ、からオーバーフローして処理物１２ａは２槽目処理槽１０ｂに移動する。同様に２槽目処理槽１０ｂに処理物１２ａが増えてくると２槽目仕切り板１１ｂからオーバーフローして３槽目処理槽１０ｃに処理物１２ａは移動する。そして処理物１２ａは３槽目の処理槽１０ｃに蓄積される。この間に各槽を貫通した攪拌軸６に植設された攪拌棒５により処理物１２ａを攪拌および破砕して廃棄物の分解と水分の排出が行なわれ、減重量、減容量するとともに、乾燥状態になった処理物１２ａは排出口３３から回収する。
【００３５】
ここで図２、図３に示すように、１槽目１０ａの中央部に配置された２本の攪拌棒５の先端にはＶの字形に折り曲げた攪拌羽根３４ａ、３４ｂが取り付けてあり、そのＶ字形の羽根は１１０°程度の開き角に曲げられており且つその先端も図３に示す如く三角形状に突き出してある。この様な形状にすることにより攪拌軸の正逆両方の回転においても、攪拌羽根３４ａ、３４ｂは処理物１２ａにクサビ状に切りこんで行くことになり攪拌負荷の軽減効果が得られる。また、攪拌羽根３４ａ、３４ｂの先端とＵ字形板３６の隙間にスプーンや豚骨の様な固くて大きな廃棄物としては異物となる固形物を噛み込む様な状況になってもＶ字羽根形状によってすくい上げることになり、異物の噛み込みを回避できる。
【００３６】
また、１槽目１０ａのＶ字羽根３４ａ、３４ｂが配置された攪拌棒５の両隣の側板１４および仕切り板１１ａに近接する攪拌棒５の先端には、山形に折り曲げ且つ、その攪拌軸方向および攪拌軸の周方向に投影した時の形状が概略三角形の形状を有する攪拌羽根３５ｆ、３５ｅが設置されている。この様な形状の羽根にすることで、攪拌羽根３５ｆと近接する側板１４、および攪拌羽根３５ｅと仕切り板１１ａおよびＵ字形板３６との関係において上述した様に処理物１２ａにクサビ状に切りこむことによる攪拌負荷の軽減と異物の噛み込み防止が図られる。同様に２槽目１０ｂ、３槽目１０ｃの攪拌棒５の先端にも山形に折り曲げ且つ、その攪拌軸方向に投影した時の形状が概略三角形の形状を有する攪拌羽根を配置する。
【００３７】
また、この様なクサビ状の切り込みと、すくい上げの作用は、側板１４、１５および仕切り板１１ａ、１１ｂおよびＵ字形板３６、３７、３８にこびりつく処理物１２ａの掻き落とし作用もある。また異物噛み込みの危険性を回避できることから処理槽１０を構成する、側板１４、１５および仕切り板１１ａ、１１ｂおよびＵ字形板３６、３７、３８を薄い鋼鈑で作ることが可能となり、攪拌負荷の軽減と合わせもって装置重量の軽減と製造コストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例における廃棄物処理装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１のＡ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図である。
【図３】図１のＢ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図である。
【図４】本発明の実施例における廃棄物処理装置の外装カバー装着時の概略斜視図である。
【図５】本発明の実施例における廃棄物処理装置の側板と仕切り板の位置を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例における廃棄物処理装置の攪拌軸と側板と仕切り板と攪拌棒と攪拌羽根の位置を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例における廃棄物処理装置のＵ字形板からの舌状凸部と側板および仕切り板の溶接を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１：駆動モーター
２：小スプロケット
３：チェーン
４：大スプロケット
５：撹拌棒
６：撹拌軸
７：撹拌軸を支持する軸受け
８：外装部（枠体）
９：面状ヒーター（過熱手段）
１０：処理槽
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ：仕切り板で区画された各槽部
１１：仕切り板
１２：基材
１２ａ：処理物（廃棄物と基材１２の混合物）
１３：含水率センサー
１４：処理槽側板右（側板）
１５：処理槽側板左（側板）
１６：排気ファン
１７：吸気口
１８：排気口
１９：投入蓋に取り付けたマグネット
２０：投入蓋開閉検知センサー
２１：投入蓋
２２：投入口
２３：制御部
２４：通気口
２５：除塵フィルタ
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ：排気ダクト（管路）
２７：脱臭部（脱臭手段）
２７ａ：触媒ヒーター
２７ｂ：酸化触媒
２８：温度センサー
２９：外気取り入れ口
３０：循環ダクト
３１：気体吸い込み口
３２：循環ファン
３３：排出口
３４：Ｖ字型攪拌羽根
３５：山形攪拌羽根
３６、３７、３８：Ｕ字形板
３９：排出トビラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処理装置に関し、特に仕切り板により多槽式の処理槽を構成した廃棄物処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の廃棄物処理装置には、例えば特許文献１に開示されているように、処理槽の内部を仕切り板によって複数の区画に仕切って、該処理槽の上流側の区画に投入された有機廃棄物を、下流側の区画にオーバーフローさせて順次移送させ、該処理槽に設けられた攪拌手段と加熱手段によって、有機廃棄物を攪拌しつつ加熱下で好気性菌により発酵させて、コンポスト化する装置が提案されている。
【特許文献１】特開平９−５７２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来例である特許文献１の廃棄物処理装置は、以下のような課題を有していた。
この装置では、処理槽には断面が略Ｕ字形状の板状部材に仕切り板を接合させ、この処理槽の内部を前記仕切り板で区画することによって複数の槽が形成されており、また、この複数の各槽を貫通する攪拌軸には複数の攪拌棒が設けられている。このような構成のもとでは、処理槽を構成するＵ字形板には処理物を攪拌することに伴い、攪拌軸の円周方向への圧力が掛かることから、側板および仕切り板をＵ字形板に結合している溶接部に負担がかかり、最悪時には溶接部が破損する不具合があった。そしてこれら不具合を回避するため、側板や仕切り板およびＵ字形板の強度を高めるために板厚を厚くした場合には、コスト高になり、あるいは製品重量が重くなるという問題が生じることになる。
【０００４】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、仕切り板により多槽式の処理槽を構成した廃棄物処理装置において、安価で軽量な板状部材を用いても処理槽の変形が無く、低コスト化と重量の軽減を図ることが可能となる廃棄物処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を達成するために、以下のように構成した廃棄物処理装置を提供するものである。
すなわち、本発明の廃棄物処理装置は、処理槽を構成する断面が略Ｕ字形状の板状部材に仕切り板を接合させ、前記処理槽の内部を前記仕切り板で区画することによって複数の槽が形成された廃棄物処理槽と、前記複数の各槽を貫通する攪拌軸に複数の攪拌棒を設けて構成された攪拌手段と、を有する廃棄物処理装置であって、前記断面が略Ｕ字形状の板状部材と前記仕切り板は、これらの接合部において相互に係止し合う係止部を備え、前記複数の槽は前記断面が略Ｕ字形状の板状部材を前記係止部で前記仕切り板に係止固定させて構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、仕切り板により多槽式の処理槽を構成した廃棄物処理装置において、安価で軽量な板状部材を用いても処理槽の変形が無く、低コスト化と重量の軽減を図ることが可能となる廃棄物処理装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
上記構成により、本発明の課題を達成することができるが、本発明の実施の形態においては、この廃棄物処理装置における処理槽の構成を、具体的にはつぎのように構成することができる。
廃棄物処理装置の処理槽を、断面が略半円以上の円弧部を有するＵ字形状の板金で構成された処理槽の内部を金属材料により形成された仕切り板によって区画し、この区画された複数の上流側から下流側の区画にオーバーフローさせるように構成する。また、前記複数の各槽を貫通して回転自在に横架した攪拌軸に複数の攪拌棒を設ける。そして、前記断面が略Ｕ字形状の板金と前記仕切り板との接合構造として、前記断面が略Ｕ字形状の板金における前記仕切り板との接合部に舌状の凸部を形成し、この舌状の凸部を前記仕切り板に形成された穴部に差し込んで係止し、この係止された部分を溶接することによって、前記断面が略Ｕ字形状の板金を前記仕切り板金に固定するように構成する。
その際、前記仕切り板で区画された複数の槽を、前記略Ｕ字形状の板状部材の曲率が上流側から下流側に行くにしたがって小さい曲率のもので構成することができる。
また、前記攪拌軸に設けられた複数の攪拌棒の先端には、Ｖ字形に曲げた攪拌羽根を配置し、このＶ字形に曲げた攪拌羽根の先端を、三角形状とする構成を採ることができる。
また、前記仕切り板に近接する攪拌棒の先端には、山形に曲げ且つ概略三角形をした攪拌羽根が配置された構成を採ることができる。
【実施例】
【０００８】
以下に、本発明における実施例について説明する。
本実施例は、本発明を適用して仕切り板により多槽式の処理槽を備えた廃棄物処理装置を構成した。但し、この実施例に記載した以下の構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【０００９】
図１に本実施例の廃棄物処理装置の構成の概略斜視図を示す。
図２に図１のＡ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図を、また図３に図１のＢ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図を示す。
図４に本実施例の廃棄物処理装置の外装カバー装着時の概略斜視図を示す。
図５に本実施例の廃棄物処理装置の側板と仕切り板の位置の断面図を示す。
図６に本実施例の廃棄物処理装置の攪拌軸と側板と仕切り板と攪拌棒と攪拌羽根の位置の断面図を示す。
図７に本実施例の廃棄物処理装置の側板や仕切り板およびＵ字形板で構成される処理槽の模式図を示す。
【００１０】
図１乃至図７において、１は動力源の正逆回転する駆動モーター、２は駆動モーター１の出力軸先端に固定された小スプロケット、３は小スプロケット２とかみ合うチェーンである。
４はチェーン３とかみ合う大スプロケット、５は廃棄物を撹拌する撹拌棒、６は撹拌棒５を回転させる撹拌軸、７ａ、７ｂは撹拌軸６を支持する軸受けであり、本実施例の撹拌手段はこれらの部材によって構成されている。
８は廃棄物処理装置を覆う枠体としての外装部、１０は外装部８内に設けられ廃棄物を処理するための（廃棄物）処理槽である。この処理槽１０は、互いに対向して設けられた一対の側壁としての処理槽側板右１４および処理槽側板左１５と、この一対の側壁間に横設されたＵ字形板３６、３７、３８とを有し、さらに処理槽１０を複数の槽に仕切るための仕切り板１１ａ、１１ｂを有して構成されている。
処理槽１０の下部には、処理槽１０を加熱する加熱手段としての面状ヒーター９が設けられる。１２は廃棄物を分解処理させるための基材、１３は分解処理の状態を基材の含水率で検知する含水率センサーである。
【００１１】
１６は微生物への酸素の供給と分解処理で生成する水分と炭酸ガスの排気を行う排気ファン、１７は処理槽１０内へ外気を取り込む吸気口、１８は処理槽１０内で発生した水分と炭酸ガスを排出する排気口である。
１９は処理槽１０の投入蓋２１に取付けたマグネット、２０は投入蓋２１に付けたマグネットを検知する投入蓋検知センサー、２１は投入蓋、２２は廃棄物を投入する投入口である。
２３は全体を制御する制御部、２４は通気口、２５は処理槽１０内から発生する粉塵を取り除く除塵フィルタ、２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）は処理槽１０内の排気口と外気を連通する排気ダクトである。
２７は処理槽１０から発生する臭気を帯びた空気を触媒ヒーター２７ａにより加熱し、酸化触媒２７ｂを用いて脱臭する脱臭手段としての脱臭部、２８は脱臭部２７の出口温度を検知する温度センサーである。
また、２９は外装部８の側面に設けた外気の取り入れ口としての外気取り入れ口、３０は処理槽１０内に設けられた排気ダクト２６ａの外側に配置され処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクトである。
３１は処理槽１０内の臭気を帯びた空気を循環ダクト３０に吸い込む気体の吸い込み口、３２は処理槽１０内の気体を循環する循環ファン、３３は処理槽１０で廃棄物を処理後の分解残渣を排出させる排出口である。
また、３４は攪拌棒５の先端に取り付けられたＶ字形攪拌羽根、３５は側板１４、１５、および仕切り板１１ａ、１１ｂに近接している攪拌棒５の先端に取り付けられた山形攪拌羽根である。
【００１２】
次に、上述のように構成された廃棄物処理装置の作用および動作について説明する。
処理槽１０は中央に正逆回転する撹拌軸６を有し、中に基材１２が入っている。基材１２は、生分解し難い繊維素が主成分のおが屑でその一粒一粒が多孔質で吸水性と空隙を有し、かつ粒形が複雑で粒子間にも大きな空隙が形成されている。この空隙により処理生物への酸素が供給できることで、廃棄物の分解処理の効率が向上する。また、このときの混合物中の廃棄物を分解する処理生物は、好気性の微生物や菌である。
【００１３】
また、処理槽１０の中の基材１２は、おが屑以外のそば殻やもみ殼などであっても、空隙を保てて、処理生物への酸素を供給できることから、基材１２として好適である。
また、基材１２は本実施例においては、生分解されにくい繊維質のおが屑を用いているが、空隙を保てて、処理生物への酸素供給できる機能を有するセラミックであっても良い。あるいは、生ごみだけを廃棄物処理装置で処理した処理物を種の基材とした基材１２を使用しても、既に処理生物が活性状態で生息あるいは休眠していることから、基材１２として好適である。
【００１４】
運転中の廃棄物処理装置の投入蓋２１を開けると、投入蓋２１のマグネット１９を検知していた投入蓋開閉検知センサー２０は、投入蓋２１が開かれたと判断し、撹拌状態の時は駆動モーター１が停止する。
ここで、投入蓋２１に取り付けたマグネット１９と投入蓋開閉検知センサー２０とを備える投入蓋開閉検知手段は、処理槽１０に取り付けた磁気に反応する磁気センサーで構成されているが、投入蓋２１に突部を設け、その突部を処理槽１０側に取り付けた光学センサーで検知しても良い。
また、投入蓋開閉検知センサー２０は、本実施例においては、非接触式の磁気検知センサーを用いているが、機械式マイクロスイッチであってもよい。
また、投入蓋開閉検知センサー２０の取り付け位置は、投入蓋２１側あるいは処理槽１０側あるいは投入蓋２１と処理槽１０のどちらか一方に検知センサーを取り付け、他方に検知部材を取り付けても可能である。
【００１５】
次に、廃棄物投入後の撹拌運転について説明する。
廃棄物投入後の駆動モーター１による撹拌運転は、例えば通常は３０分周期の間に５分間だけ正逆撹拌を行うが、廃棄物が投入された直後は、すぐに撹拌を開始し、例えば３０分周期の間に１０分間正逆撹拌をすることで、投入された廃棄物を細かく破砕するとともに基材１２とまんべんなく混合できる。
また、正逆回転を行うことにより、投入された廃棄物が撹拌棒５や攪拌軸６に絡みつくことを防ぐ効果もある。
更に、撹拌は基材１２と廃棄物の混合の効果以外にも、撹拌することで処理物１２ａ（基材１２と廃棄物の混合物）の温度の一定化と、処理物１２ａ中に含まれる水分を積極的に処理物１２ａの外部へ飛ばすことが可能となることで、処理物１２ａの含水率調整効果もある。
【００１６】
また、投入された廃棄物の大部分は、２４時間以内で分解処理できることから、廃棄物が２４時間以上投入されないときは、撹拌サイクルを５分間撹拌の５５分間停止にすることで、撹拌に要する駆動モーター１への電力供給を削減でき、省電力化が可能となる。
また、本実施例において、撹拌棒５は、断面が棒状であり、撹拌軸６に複数個所定の間隔で取り付けられる構成であるが、撹拌軸６に平板状の撹拌羽根５を複数枚所定の間隔で取り付けても可能である。このほかにも撹拌軸６に断面が三角形状の撹拌棒を複数個所定の間隔で取り付けても良い。
【００１７】
ここで処理槽１０の断面形状は、処理物１２ａの全体が均一に軽い作用で撹拌されるように図１乃至図２に示すように、ほぼ半円以上の円弧部を有する略Ｕ字形状になっている。そして円弧部の円弧の中心と一致して水平方向に撹拌軸６が設けられている。この撹拌軸６には撹拌棒５が複数個所定の間隔で固定されている。なお、本実施例では、処理槽１０に撹拌軸６を横架させているが、処理槽を略円筒状とし撹拌軸６が処理槽１０に鉛直方向に設けられても良い。
【００１８】
また、このとき撹拌により、水分と炭酸ガスが撹拌停止時以上に発生することから、排気ファン１６の排気流量を増加し、吸気口１７からの酸素の供給と同時に、分解で発生する水分と炭酸ガスを処理槽１０の外部へと排出させることで、処理槽１０内の処理物が多湿気味になることを防止でき、処理物１２ａの含水率を調整することができる。
また、このときの排気ファン１６の取り付け位置は、本実施例では、排気口１８に連通する脱臭部２７を通過後、排気ダクト２６内に排気ファン１６を取り付けているが、代わりに吸気口１７にファンを取り付けて吸い込ませても同様の効果が得られる。
【００１９】
また、吸気口１７に取り付けるファンは、処理槽１０内に約４０℃から約７０℃に加熱した空気を送ることのできる熱風ファンでもよい。
吸気口１７に熱風ファンを取り付けることにより処理槽１０内の気体の温度を上昇させることができる。
処理槽１０内の気体の温度が上昇することで気体に含まれる飽和水分量が増すことから、時間あたりの通気流量が同じであれば、短時間で処理物１２ａ中の水分をより多く処理槽１０から外へ出すことができる。
吸気口１７への熱風ファンの取り付けは、処理物１２ａが多湿気味になるときに処理物１２ａの含水率を調整する手段として有効である。
また、排気口１８と連通する排気ダクト２６内に排気ファン１６を設け、かつ吸気口１７に熱風ファンを設ける構成にすることでも上記と同様の効果が得られる。
【００２０】
このようにして、処理槽１０ａに投入された廃棄物と処理物１２ａがまんべんなく混合されて分解処理が始まる。
処理槽１０ａで分解処理された処理物１２ａが増えてくると処理槽１０内に設けられた仕切り板１１ａ、１１ｂからオーバーフローし処理物１２ａは処理槽１０ｂ、さらに１０ｃに移動する。
そして処理槽１０ｃに処理物１２ａが蓄積されると、排出口３３から処理物１２ａを回収することができる。本実施例では、仕切り板１１により処理槽１０を３槽に仕切っているが、２槽あるいは４槽以上に仕切っても良い。
【００２１】
さらに、含水率センサー１３で測定した結果に応じて撹拌運転時間を制御することも可能である。例えば撹拌の間欠運転時間を通常は、３０分周期の間に５分間撹拌していたものを、基材状態が乾燥気味の時は、３０分周期の間に２分間攪拌でも必要充分な撹拌時間となることから、基材状態によっては撹拌過多により基材１２が破砕されるのを防ぎ、基材１２の寿命を伸ばすことができる。
また、含水率センサー１３で測定した結果に応じて、撹拌サイクルと排気流量を調整することで、処理物１２ａの含水率を調整することが可能となる。処理物１２ａが多湿気味になると、嫌気性の菌が増殖し、硫化水素等を発生し、臭気状態が悪臭となることから、処理物１２ａの含水率を２０％から６０％の範囲内に調整することが望ましい。
【００２２】
また、水分が多くなると、撹拌に必要なトルクが大きくなり、動力に無理が生じたり、処理物１２ａが微粉化されているときは、水分を含むと粘土状になる傾向がある。処理物１２ａが粘土状になると、分解効率が極端に低くなることから、このようなときには、全量または半分以上の処理物１２ａの交換が必要となる。
また、このときの基材の含水率測定手段である含水率センサー１３は、１対の電極を直接処理槽１０内の処理物１２ａに接触させ、１対の電極間に電圧を印加して、処理物１２ａ間を流れる電流を測定し、処理物１２ａの含水率を測定する抵抗方式であるが、ヒーターとサーミスタを組み合わせた熱容量方式で有っても良い。
【００２３】
また、処理物１２ａは、投入される廃棄物である生ごみの種類により弱アルカリ性や弱酸性に変わることから、抵抗方式における、処理物１２ａに直接接触する電極を構成する材質は、耐酸性、耐アルカリ性に優れた金属材を使用すると良い。本実施例では、汎用性があり、価格の安いステンレス材のネジを電極として使用している。
また、基材の含水率測定手段はヒーターとサーミスタを組み合わせた熱容量方式で有っても良い。
あるいは、基材の含水率測定手段は処理槽１０を加熱する加熱手段としての面状ヒーター９と面状ヒーター９の温度を測定する温度検知センサー（不図示）で構成され、処理槽加熱制御に用いられるものをそのまま使用する構成であっても良い。処理物１２ａは、含水率が大きい場合、熱伝導性が低下する。熱伝導性が低下した状態で処理槽１０内の温度を制御する場合、その所要時間が長くなることから、面状ヒーター９の温度が予め設定された温度閾値に達した後において、面状ヒーター９を作動させたとき或はその作動を停止させたときの、前記温度検知センサーの出力変化から、前記処理物１２ａの含水状態等を測定することができる。処理槽加熱制御と基材の含水率測定手段を兼ねることで、従来の装置では別途に設けられていた基材の含水率測定手段を設置する必要がなくなり、装置のコストダウンや省スペース化を図ることができる。
【００２４】
次に、廃棄物投入が中断したり、投入量が低下したときには、撹拌等によって処理物１２ａが乾燥しすぎるときがある。このときには、処理物１２ａ中の微生物が乾燥によって活性化が鈍り処理効率が低くなるばかりではなく、処理物１２ａが微粉化したときには飛散したりして、周囲を汚すという欠点がある。また、このとき微粉末に混入している微生物や菌も飛散することから、安全衛生上好ましくない。
このようなとき、排気口１８に設けた除塵フィルタ２５により微粉末を外部に出さないようにすることで上記欠点を補うことができる。
【００２５】
また、除塵フィルタ２５は排気口１８に機械的に係合または蝶ネジやパチン錠で固定されていることで、器具を使用しないで人手にて取り外すことができる。除塵フィルタ２５を取り外せることで、除塵フィルタ２５にとりついた処理物１２ａの微粉末を容易に清掃することが可能である。
更に、処理槽１０から発生する臭気を帯びた空気は、脱臭部２７で触媒ヒーター２７ａにより加熱され、酸化触媒２７ｂを用いて脱臭されて排気ダクト２６を通して処理機外へ排気される。
【００２６】
以上のような本実施例の廃棄物処理装置において、その特徴的構成であるＵ字形板３６、３７、３８と仕切り板１１および側板１４、１５の接合方法について説明する。
本実施例では図７に示すように３槽構造の廃棄物処理装置において、１槽目１０ａのＵ字形板３６の両側には舌状の凸部３６ａ、３６ｂがそれぞれ複数個形成されており、その一方の側の凸部３６ａは１槽目の側板１４に複数個明けられた角穴に差しこまれている。
また、他方の凸部３６ｂは１槽目の仕切り板１１ａに複数個明けられた角穴に差しこまれている。Ｕ字形板の凸部３６ａおよび３６ｂは、側板１４および仕切り板１１ａの角穴を貫通した外側で溶接されている（図７において、３６ａ、３６ｂ矢示のハッチング部）。
この時、側板１４および仕切り板１１ａの角穴は、Ｕ字形板３６のＵ字形の曲げ曲率ｒ（本実施例においてはｒ＝２７０ｍｍ）に合わせて複数個明けられており、この角穴にＵ字形板３６の凸部３６ａ、３６ｂを差し込み密着させて溶接することで、自ずとＵ字形板３６と側板１４と仕切り板１１ａの位置決めが可能となり、所定の寸法に精度良く製作できる。
【００２７】
次に１槽目より少し小さい曲率ｒ（本実施例では少し小さい曲率ｒ＝２６５ｍｍに設定した場合を説明するが少し大きい曲率ｒ、例えばｒ＝２７５ｍｍでもよい）で形成された２槽目１０ｂのＵ字形板３７を、上述ｒ＝２７０ｍｍで形成された１槽目のＵ字形板３６が溶接された１槽目仕切り板１１ａに（あらかじめｒ＝２７０ｍｍとは別にｒ＝２６５ｍｍの曲率に沿って角穴が複数個明けられてあるところに）２槽目のＵ字形板３７の凸部３７ａを差し込み溶接する。さらに反対側の凸部３７ｂに２槽目の仕切り板１１ｂを差し込み密着させて溶接する。
【００２８】
同様にして、２槽目より小さい曲率ｒ（本実施例では少し小さい曲率ｒ＝２６０ｍｍに設定した場合を説明するが少し大きい曲率ｒ例えばｒ＝２７０ｍｍでもよい）で形成された３槽目のＵ字形板３８を、上述ｒ＝２６５ｍｍで形成された２槽目のＵ字形板３７が溶接された２槽目仕切り板１１ｂに（あらかじめｒ＝２６５ｍｍとは別にｒ＝２６０ｍｍの曲率に沿って角穴が複数個明けられてあるところに）３槽目のＵ字形板３８の凸部３８ａを差し込み溶接する。さらに反対側の凸部３８ｂに３槽目の側板１５（あらかじめｒ＝２６０ｍｍの曲率に沿って角穴が複数個明けられてある）を差し込み密着させて溶接する。
【００２９】
このように、各側板１４、１５および仕切り板１１ａ、１１ｂに、あらかじめ所定の曲率ｒで連なる角穴を複数個明けておき、そしてその角穴にＵ字形板３６、３７、３８の凸部３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂを差し込み溶接することで寸法精度の良い処理槽を製作できる。
一般に薄板（１．２ｍｍ〜１．５ｍｍ）鋼鈑を比較的大きな曲率ｒ（ｒ＝２７０ｍｍ程度）で曲げることは可能であるが、自重で変形すること等があり、その寸法を維持しつつ組立加工（溶接）することは難しい。
しかしながら、本実施例においては、各Ｕ字形板３６、３７、３８の両側に形成する、舌状凸部３６ａ〜３８ｂの横方向距離寸法（攪拌軸方向）は比較的容易に寸法精度を出すことができ、また、側板１４、１５および仕切り板１１ａ、１１ｂに明けられた角穴にＵ字形板の凸部を差し込み密着させて溶接することで、容易に精度の高い曲率ｒと横幅寸法を満足する処理槽を製作できる。
【００３０】
また、生ごみなどの廃棄物は、それらが投入される１槽目の１０ａから、攪拌・破砕され、廃棄物の分解と、水分排出が始まる。廃棄物の投入が継続すると１槽目１０ａ中の処理物１２ａ（廃棄物と基材１２の混合物）は徐々にオーバーフローして２槽目の１０ｂに移動し、さらに分解と水分排出が進んだ状態で３槽目の１０ｃにオーバーフローして移動する。３槽目１０ｃ中でもさらに分解と水分排出が進み処理物１２ａは細片化され密度の高い処理物１２ａとなる。
ここで、処理槽の横幅（攪拌軸方向）は、生ごみなどの廃棄物が投入される１槽目１０ａは広く（本実施例においては３９７ｍｍ）、２槽目と３槽目は狭く（本実施例においては、両方とも１５０ｍｍ）設定している。所定量の廃棄物を投入する１槽目は所定の処理槽容積を確保しなければならないが、２、３槽目の処理槽容積については、廃棄物処理装置としての装置幅を小さくして省設置スペースとするために、横幅を狭くしなければならない。しかし横幅を狭くして槽の容積が小さくなった２、３槽内では、細片化が進み密度の高くなった処理物１２ａを攪拌する負荷は大きい傾向にある。
【００３１】
ここで、各処理槽のＵ字形板の曲率ｒは、本実施例では１槽目１０ａのＵ字形板３６はｒ＝２７０ｍｍ、２槽目１０ｂのＵ字形板３７はｒ＝２６５ｍｍ、３槽目のＵ字形板３８はｒ＝２６０ｍｍと順次小さくしているが、これら各槽内で回転して処理物を攪拌する攪拌羽根の長さ（攪拌軸６からＵ字形板方向への突き出し長さ）もＵ字形板の曲率ｒが順次小さくなるのに合わせて短くしている。
２槽、３槽と処理槽の横幅が狭くなり、槽の容積が小さくなって、攪拌負荷が上昇する傾向を防止するのに、攪拌羽根の長さを短くすることは有効である。つまり、Ｕ字形板の曲率ｒを順次小さくすることは攪拌負荷を軽減することにおいては良い方法である。
【００３２】
本実施例においては、３槽構造を説明したが、４槽構造、５槽構造、それ以上の多槽構造においても同様ににすることで、容易に精度の高い曲率ｒと横幅寸法を満足する多槽処理槽を製作できる。
また、本実施例においては、順次Ｕ字形板の曲率ｒを小さくした場合で説明したが、これに限らず順次大きくしても（攪拌負荷を軽減する効果は無くなるが、槽の容積が増加する効果が出てくる）、また交互に大きくしたり小さくしてもよい。
また、差し込み溶接部３６ａ〜３８ｂは、攪拌中に発生する処理槽の内側から外側へ掛かる圧力を直角に受ける方向に差し込まれていることから、溶接部に掛かる負荷は少なく、溶接強度が小さくても済むため、薄板鋼板が使用可能となり、重量減、コスト減が可能となる。
【００３３】
また、溶接ポイントは、各側板１４、１５、および各仕切り板１１ａ、１１ｂの角穴に差しこまれた舌状凸部３６ａ〜３８ｂの先端部を溶接することから図７に示す３７ａと３８ａの２ヶ所以外の舌状凸部３６ａ、３６ｂ、３７ｂ、３８ｂの４箇所においては、各処理槽１０ａ、１０ｂ、１０ｃの槽外側に溶接部を置くことが可能となり、溶接痕が各処理槽内の処理物１２ａと接触することがなく、溶接部の腐食（本実施例においては、処理槽の材質はステンレス鋼板を用いているが、ステンレス鋼の場合、溶接により高温なった場所に粒界腐食が発生し易い）から逃れることができる。
【００３４】
１槽目１０ａの槽内の処理物１２ａが増えてくると１槽目仕切り板１１ａ、からオーバーフローして処理物１２ａは２槽目処理槽１０ｂに移動する。同様に２槽目処理槽１０ｂに処理物１２ａが増えてくると２槽目仕切り板１１ｂからオーバーフローして３槽目処理槽１０ｃに処理物１２ａは移動する。そして処理物１２ａは３槽目の処理槽１０ｃに蓄積される。この間に各槽を貫通した攪拌軸６に植設された攪拌棒５により処理物１２ａを攪拌および破砕して廃棄物の分解と水分の排出が行なわれ、減重量、減容量するとともに、乾燥状態になった処理物１２ａは排出口３３から回収する。
【００３５】
ここで図２、図３に示すように、１槽目１０ａの中央部に配置された２本の攪拌棒５の先端にはＶの字形に折り曲げた攪拌羽根３４ａ、３４ｂが取り付けてあり、そのＶ字形の羽根は１１０°程度の開き角に曲げられており且つその先端も図３に示す如く三角形状に突き出してある。この様な形状にすることにより攪拌軸の正逆両方の回転においても、攪拌羽根３４ａ、３４ｂは処理物１２ａにクサビ状に切りこんで行くことになり攪拌負荷の軽減効果が得られる。また、攪拌羽根３４ａ、３４ｂの先端とＵ字形板３６の隙間にスプーンや豚骨の様な固くて大きな廃棄物としては異物となる固形物を噛み込む様な状況になってもＶ字羽根形状によってすくい上げることになり、異物の噛み込みを回避できる。
【００３６】
また、１槽目１０ａのＶ字羽根３４ａ、３４ｂが配置された攪拌棒５の両隣の側板１４および仕切り板１１ａに近接する攪拌棒５の先端には、山形に折り曲げ且つ、その攪拌軸方向および攪拌軸の周方向に投影した時の形状が概略三角形の形状を有する攪拌羽根３５ｆ、３５ｅが設置されている。この様な形状の羽根にすることで、攪拌羽根３５ｆと近接する側板１４、および攪拌羽根３５ｅと仕切り板１１ａおよびＵ字形板３６との関係において上述した様に処理物１２ａにクサビ状に切りこむことによる攪拌負荷の軽減と異物の噛み込み防止が図られる。同様に２槽目１０ｂ、３槽目１０ｃの攪拌棒５の先端にも山形に折り曲げ且つ、その攪拌軸方向に投影した時の形状が概略三角形の形状を有する攪拌羽根を配置する。
【００３７】
また、この様なクサビ状の切り込みと、すくい上げの作用は、側板１４、１５および仕切り板１１ａ、１１ｂおよびＵ字形板３６、３７、３８にこびりつく処理物１２ａの掻き落とし作用もある。また異物噛み込みの危険性を回避できることから処理槽１０を構成する、側板１４、１５および仕切り板１１ａ、１１ｂおよびＵ字形板３６、３７、３８を薄い鋼鈑で作ることが可能となり、攪拌負荷の軽減と合わせもって装置重量の軽減と製造コストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例における廃棄物処理装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１のＡ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図である。
【図３】図１のＢ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図である。
【図４】本発明の実施例における廃棄物処理装置の外装カバー装着時の概略斜視図である。
【図５】本発明の実施例における廃棄物処理装置の側板と仕切り板の位置を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例における廃棄物処理装置の攪拌軸と側板と仕切り板と攪拌棒と攪拌羽根の位置を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例における廃棄物処理装置のＵ字形板からの舌状凸部と側板および仕切り板の溶接を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１：駆動モーター
２：小スプロケット
３：チェーン
４：大スプロケット
５：撹拌棒
６：撹拌軸
７：撹拌軸を支持する軸受け
８：外装部（枠体）
９：面状ヒーター（過熱手段）
１０：処理槽
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ：仕切り板で区画された各槽部
１１：仕切り板
１２：基材
１２ａ：処理物（廃棄物と基材１２の混合物）
１３：含水率センサー
１４：処理槽側板右（側板）
１５：処理槽側板左（側板）
１６：排気ファン
１７：吸気口
１８：排気口
１９：投入蓋に取り付けたマグネット
２０：投入蓋開閉検知センサー
２１：投入蓋
２２：投入口
２３：制御部
２４：通気口
２５：除塵フィルタ
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ：排気ダクト（管路）
２７：脱臭部（脱臭手段）
２７ａ：触媒ヒーター
２７ｂ：酸化触媒
２８：温度センサー
２９：外気取り入れ口
３０：循環ダクト
３１：気体吸い込み口
３２：循環ファン
３３：排出口
３４：Ｖ字型攪拌羽根
３５：山形攪拌羽根
３６、３７、３８：Ｕ字形板
３９：排出トビラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽を構成する断面が略Ｕ字形状の板状部材に仕切り板を接合させ、前記処理槽の内部を前記仕切り板で区画することによって複数の槽が形成された廃棄物処理槽と、前記複数の各槽を貫通する攪拌軸に複数の攪拌棒を設けて構成された攪拌手段と、を有する廃棄物処理装置であって、
前記断面が略Ｕ字形状の板状部材と前記仕切り板は、これらの接合部において相互に係止し合う係止部を備え、前記複数の槽は前記断面が略Ｕ字形状の板状部材を前記係止部で前記仕切り板に係止固定させて構成されていることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記相互に係止し合う係止部は、前記断面が略Ｕ字形状の板状部材における前記仕切り板との接合部に形成された舌状の凸部と、前記仕切り板に形成された前記板状部材の舌状の凸部を差し込む穴部とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記板状部材と前記仕切り板は、ステンレス鋼で形成され、仕切り板に形成された舌状の凸部を前記仕切り板に形成された穴部に差し込み、該舌状の凸部が該穴部を貫通した外側で溶接することによって、前記板状部材が前記仕切り板に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記仕切り板で区画された複数の槽は、廃棄物を区画された槽の上流側から下流側にオーバーフローさせるように構成され、前記略Ｕ字形状の板状部材の曲率が上流側から下流側に行くにしたがって小さく形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
前記攪拌軸に設けられた複数の攪拌棒の先端には、Ｖ字形に曲げた攪拌羽根が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置。
【請求項６】
前記Ｖ字形に曲げた攪拌羽根の先端は、三角形状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の廃棄物処理装置。
【請求項７】
前記仕切り板に近接する攪拌棒の先端には、山形に曲げ且つ概略三角形をした攪拌羽根が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１】
処理槽を構成する断面が略Ｕ字形状の板状部材に仕切り板を接合させ、前記処理槽の内部を前記仕切り板で区画することによって複数の槽が形成された廃棄物処理槽と、前記複数の各槽を貫通する攪拌軸に複数の攪拌棒を設けて構成された攪拌手段と、を有する廃棄物処理装置であって、
前記断面が略Ｕ字形状の板状部材と前記仕切り板は、これらの接合部において相互に係止し合う係止部を備え、前記複数の槽は前記断面が略Ｕ字形状の板状部材を前記係止部で前記仕切り板に係止固定させて構成されていることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記相互に係止し合う係止部は、前記断面が略Ｕ字形状の板状部材における前記仕切り板との接合部に形成された舌状の凸部と、前記仕切り板に形成された前記板状部材の舌状の凸部を差し込む穴部とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記板状部材と前記仕切り板は、ステンレス鋼で形成され、仕切り板に形成された舌状の凸部を前記仕切り板に形成された穴部に差し込み、該舌状の凸部が該穴部を貫通した外側で溶接することによって、前記板状部材が前記仕切り板に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記仕切り板で区画された複数の槽は、廃棄物を区画された槽の上流側から下流側にオーバーフローさせるように構成され、前記略Ｕ字形状の板状部材の曲率が上流側から下流側に行くにしたがって小さく形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
前記攪拌軸に設けられた複数の攪拌棒の先端には、Ｖ字形に曲げた攪拌羽根が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置。
【請求項６】
前記Ｖ字形に曲げた攪拌羽根の先端は、三角形状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の廃棄物処理装置。
【請求項７】
前記仕切り板に近接する攪拌棒の先端には、山形に曲げ且つ概略三角形をした攪拌羽根が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の廃棄物処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２３１１７８（Ｐ２００６−２３１１７８Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４８１６４（Ｐ２００５−４８１６４）
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]