廃棄物処理装置
【課題】加熱脱臭の際の脱臭器からの高温の排熱を、処理槽内の気体の加熱に有効利用することができ、ランニングコストや装置コスト等の低減化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】微生物の力を利用して廃棄物を分解処理する処理槽と、該処理槽を加熱し前記分解処理する際に該処理槽内に発生する臭気を伴う排気を加熱脱臭して処理槽外に放出する加熱脱臭手段２７とを有する廃棄物処理装置において、前記処理槽内に配設され、前記加熱脱臭手段からの排気を処理槽外に導く排気ダクト２６ａと、前記排気ダクトの外側に設けられ、該処理槽内の気体の循環通路を有する循環ダクト３２と、を備え、前記排気ダクトにおける高温の排気と、前記循環ダクトを循環する処理槽内の気体との間で、熱交換可能に構成する。
【解決手段】微生物の力を利用して廃棄物を分解処理する処理槽と、該処理槽を加熱し前記分解処理する際に該処理槽内に発生する臭気を伴う排気を加熱脱臭して処理槽外に放出する加熱脱臭手段２７とを有する廃棄物処理装置において、前記処理槽内に配設され、前記加熱脱臭手段からの排気を処理槽外に導く排気ダクト２６ａと、前記排気ダクトの外側に設けられ、該処理槽内の気体の循環通路を有する循環ダクト３２と、を備え、前記排気ダクトにおける高温の排気と、前記循環ダクトを循環する処理槽内の気体との間で、熱交換可能に構成する。
【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、特に脱臭器からの排熱を有効利用することが可能となる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な酸化触媒を内蔵する脱臭器から排気する際、高温に加熱された排気を利用して、処理槽を保温する技術が知られている。この特許文献１のものでは、微生物の力を利用して生ごみを分解処理する廃棄物処理装置において、生ごみ処理槽の下面部側に形成した加熱室を高温の排気で加熱することで、生ごみの分解処理に際して微生物の活動が活発に行われる温度に保温しようとするものである。
【０００３】
また、特許文献２では、生ごみを分解処理をする廃棄物処理装置において、処理槽内の空気を循環させる循環路を形成し、循環路に循環路内を循環する空気を冷却する熱交換器を配置し、処理槽内の温度を温度センサーで検出して循環ブロワーの運転率を変更し、処理槽内の処理物の水分量をコントロールすることが開示されている。
【特許文献１】特開２０００−０７９３８３号公報
【特許文献２】特開平０９−１２４３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１の廃棄物処理装置は、生ごみ処理槽の下面部側に形成した加熱室を高温の排気で加熱するものであるが、このような加熱システムでは、廃棄物処理槽内全体に熱を均一に与えられず、そのため廃棄物処理槽内に温度むらができ、微生物の生息温度がまばらになって、分解処理の効率が低下するという問題を有している。
また、上記の特許文献２の廃棄物処理装置のように、循環路に循環路内を循環する空気を循環ブロワーの運転率を変更して温度制御するものにおいては、循環路を循環する気体の温度が冷やされてしまい、水分量のコントロールを適切に行えない場合が生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、加熱脱臭の際の脱臭器からの高温の排熱を、処理槽内の気体の加熱に有効利用することができ、ランニングコストや装置コスト等の低減化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】
【０００６】
本発明は、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、微生物の力を利用して廃棄物を分解処理する処理槽と、該処理槽を加熱し前記分解処理する際に該処理槽内に発生する臭気を伴う排気を加熱脱臭して処理槽外に放出する加熱脱臭手段とを有する廃棄物処理装置において、前記処理槽内に配設され、前記加熱脱臭手段からの排気を処理槽外に導く排気ダクトと、前記排気ダクトの外側に設けられ、該処理槽内の気体の循環通路を有する循環ダクトと、を備え、前記排気ダクトにおける高温の排気と、前記循環ダクトを循環する処理槽内の気体との間で、熱交換可能に構成されていることを特徴としている。
また、本発明の廃棄物処理装置は、前記処理槽内に配設された排気ダクトは、前記加熱脱臭手段の近傍に配設され、該加熱脱臭手段からの高熱の排気を通気させる構成を採ることができる。
また、本発明の廃棄物処理装置は、前記処理槽内に配設された排気ダクトは、前記処理槽の側壁近傍に配設された槽外の排気ダクトに連接され、該槽外の排気ダクトの熱を該処理槽の側壁から伝熱するようにした構成を採ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、加熱脱臭の際の脱臭器からの高温の排熱を、処理槽内の気体の加熱に有効利用することができ、ランニングコストや装置コスト等の低減化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】
【０００８】
本発明の廃棄物処理装置は、脱臭部において加熱脱臭された高温の排気を、槽内に配設した排気ダクトを通して処理槽外に放出するように構成すると共に、槽内に配設した排気ダクトの外側を囲むようにして処理槽内の気体の循環通路が形成された循環ダクトを設け、この排気ダクトを通過する高温の排気と循環ダクトを循環する処理槽内の気体との間で効率よく熱交換させることで、脱臭部の排熱を処理槽の加熱に有効利用できるようにしたものである。
【０００９】
以下に、本発明のの実施の形態における廃棄物処理装置について、図を用いてさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態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。
また、図２は図１のＡ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図であり、図３は廃棄物処理装置を上面からみたときの通気経路を示す模式図である。
また、図４は本発明の実施の形態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。
また、図５は本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の脱臭部と排気ファンとの位置を示す模式図である。
また、図６は本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の配管構成を示す模式図であり、（ａ）〜（ｄ）はその配管構成の種々の変形例を示す模式図である。また、図７は本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の処理槽内の温湿度を示す図である。
【００１０】
図１〜図４を用いて、本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の構成の概略を説明する。
図１〜図４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、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羽根、６は撹拌羽根５を回転させる撹拌軸、７は撹拌軸６を支持する軸受けであり、本発明の実施の撹拌手段はこれらの部材によって構成されている。
【００１１】
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槽部１０とを有して構成される。１１（１１ａ、１１ｂ）は処理槽１０を複数の槽（１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）に仕切るための仕切り板である。処理槽１０の下部（槽部１０ａ）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検知する基材状態測定センサーである。 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内で発生した炭酸ガスを排出する排気口、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開閉検知センサー、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ー、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、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。
【００１２】
また、２９は外装部８の上部に設けた外気の取り入れ口としての外気取り入れ口、３１は外気取り入れ口から取り入れた外気の流れを強制的に作る通気ファン、３０は廃棄物処理装置を覆う枠体としての外装部８の一部である底板である。３２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、３３は処理槽１０内の気体を循環ダクト３２に吸い込む気体の吸い込み口、３４は処理槽１０内の気体を循環する循環ファン、３５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。
【００１３】
つぎに、上述のように構成された廃棄物処理装置の動作等について説明する。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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、本実施の形態においては、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。
【００１６】
つぎに、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羽根５に絡みつくことを防ぐことができる。
更に、撹拌は基材１２と廃棄物の混合の効果以外にも、撹拌することで混合物の温度の一定化と、混合物中に含まれる水分を積極的に混合物の外部へ飛ばすことが可能となることで、混合物の含水率を調整することができる。
【００１７】
また、投入された廃棄物は、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、本実施の形態において、撹拌羽根５は、断面が棒状であり、撹拌軸６に複数枚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３角形状の撹拌棒を複数枚所定の間隔で取り付けても良い。
【００１８】
ここで処理槽１０の断面形状は、基材１２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３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には撹拌羽根５が複数枚所定の間隔で固定されている。なお、本実施の形態では、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。
【００１９】
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の外部へと排出することで、処理槽１０内の混合物が多湿気味になることを防止でき、混合物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、本実施の形態では、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結果が得られる。
【００２０】
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、短時間で混合物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、混合物が多湿気味になるときに混合物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結果が得られる。
【００２１】
このようにして、処理槽１０ｂに投入された廃棄物と基材１２が万遍なく混合されて分解処理が始まる。
処理槽１０ｂで分解処理された処理物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、処理物は上流側の処理槽１０ｃから下流側の１０ｄに、順次移動する。
そして処理槽１０ｄに処理物が蓄積されると、排出口３５から処理物を回収することができる。本実施の形態では、仕切り板１１により処理槽１０を３槽に仕切られているが、２層あるいは４槽以上に仕切っても良い。
さらに、基材状態測定センサー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分間撹拌していたのを、基材状態が乾燥気味の時は、３０分周期の間に２分間とすることで必要充分な撹拌時間として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。
【００２２】
また、基材状態測定センサー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、基材と廃棄物の混合物の含水率を調整することが可能となる。処理槽１０内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、基材１２と廃棄物の混合物を含水率２０％から６０％の範囲内に調整することが望ましい。
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、基材１２が微粉化されているときは、水分を含むと粘土状になりやすい傾向がある。基材１２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基材１２の交換が必要となる。
【００２３】
また、このときの基材状態測定手段である基材状態測定センサー１３は、１対の電極を直接処理槽１０内の基材１２に接触させ、１対の電極間に電圧を印加して、基材１２間を流れる電流を測定し、基材１２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。
また、基材１２と廃棄物の混合物は、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、混合物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ステンレス材を使用すると良い。本実施の形態では、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。
【００２４】
つぎに、廃棄物投入が中断したり、投入量が低下したときには、撹拌等によって基材１２が乾燥しすぎるときがある。このときには、基材１２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、基材１２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。
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にとりついた基材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。
【００２５】
以上のような廃棄物処理装置において、本実施の形態の廃棄物処理装置における特徴的構成である脱臭部２７からの排熱利用について説明する。
本実施の形態では、図１〜図３のように、脱臭部２７は処理槽の右側板１４の近傍に設けられている。
また、脱臭部２７で加熱脱臭された高温の排気は、まず槽内に配管された排気ダクト２６ａを経て、槽外における処理槽の左側板１５に配管された排気ダクト２６ｂを通過し、最後に槽外における処理槽１０の下側に配管された排気ダクト２６ｃを経て、排気ファン１６により外気へ放出するように構成されている。
ここで、排気ダクト２６ａの外側には、処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクト３２が形成されている。この循環ダクト３２には処理槽１０内の気体を吸い込む気体の吸い込み口３３と、他端に処理槽１０内の気体を循環させる循環ファン３４が設けられている。
このように構成することで、処理槽１０内の気体を該処理槽１０内と循環通路との間で循環させ、この排気ダクト２６ａを通過する高温の排気と循環ダクト３２を循環する処理槽１０内の気体間で効率よく熱交換させ、脱臭部の排熱を処理槽１０の加熱に有効利用することが可能となる。
また、循環ファン３４によって処理槽１０内の気体が循環されることにより、処理槽１０内の気体温度が上昇し、基材１２及び処理物からの水分蒸発が促される。
【００２６】
図７に、処理槽１０内の温度と湿度を測定した結果を示す。ここでは、処理槽１０内に設けられた排気ダクト２６ａの外側に処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクト３２を設け、処理槽１０内の気体を循環する循環ファン３４を運転した時と、循環ファンを停止した時の、処理槽１０内の温度及び湿度を測定した。
図７に示すように循環ファン３４を運転することにより、処理槽１０内の温度は平均で５６℃となり、循環ファン３４を停止した時の平均温度４３℃よりも１３℃高い温度となった。
また、この時の処理槽１０内の湿度から求めた処理槽１０内の気体１ｍ3当たりに含まれる水分量は、循環ファン３４を運転した時で４４ｇとなり、循環ファン３４を停止した時の水分量２７ｇよりも１７ｇ多くなっている。
【００２７】
ここで処理槽１０内の気体１ｍ3当たりに含まれる水分量が増えたことによって、一定量の水分（水蒸気）を処理槽１０外へ放出すれば良い場合には、処理槽１０内の気体１ｍ3当たりに含まれる水分量が増えた分、脱臭部２７を通過させるこれらの水分（水蒸気）を含む処理槽１０からの排気量を少なくすることが可能となる。したがって、設計時に排気能力が小さく消費電力の小さな排気ファンを選定することができる。
理想的には、処理槽１０内の気体の飽和水蒸気量まで含ませる（相対湿度で１００％まで）ことができれば、最も効率の良い水分（水蒸気）排出が可能となる。
【００２８】
本実施の形態における脱臭部２７は、白金合金などの酸化触媒２７ｂの上流側に、触媒ヒーター２７ａを配置し、触媒ヒーター２７ａを通過する排気ガスを所定の温度（この場合２８０℃程）まで加熱し、酸化触媒２７ｂに接触させて脱臭する。
この時、触媒ヒーター２７ａが排気ガスの昇温に必要とする電力は、概略、処理槽１０から排気される排気ガスの流量に比例し、排気ガスの流量が少なくてよい場合は、触媒ヒーター２７ａによる供給する電力量は少なくてすむ。
【００２９】
本実施の形態においては、以上の説明から明らかなように、処理槽１０内に設けられた排気ダクト２６ａの外側に処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクト３２を設け、処理槽１０内の気体を循環ダクト３２に吸い込む気体の吸い込み口３３と、他端に処理槽１０内の気体を循環する循環ファン３４を設けたことにより、処理槽１０内の気体を循環し、水分排出量を向上させた分、これらの水分（水蒸気）を含む排気ガスの流量を下げることが可能となり、消費電力の小さな排気ファンを使えば、触媒ヒーター２７ａによる加熱時間を少なくして脱臭部２７の消費電力の低減化を図ることができる。
【００３０】
さらに、脱臭部２７から発生した高温（２８０℃前後）の排気ガスを排気ダクト２６ａを通した後、排気ダクト２６ｂ，２６ｃに通すことにより処理槽１０内に熱を還元することができ、脱臭部２７で与えた熱をまんべんなく利用できる。また排気ダクト２６ｃでの熱交換は面状ヒーター９の運転コストの削減にもつながる。図１の装置で外気２５℃のとき、排気ダクト２６ｃでの熱交換だと処理槽１０下部の排気ダクト２６ｃ近傍では約４０℃で保温することができ、排気ダクト２６ｃを配設する効果により面状ヒーター９は、処理槽１０以外への放熱を削減することができる。
【００３１】
また、排気ファン１６は脱臭部２７より下流側に構成している。
これは、理想気体の状態式である
ｐｖ＝ＲＴ
（但し、ｐ：圧力，ｖ：体積，Ｒ：気体定数，Ｔ：絶対温度（Ｋ））
等の考えを反映して構成したものである。
気体は一般的に熱を加えると等圧状態では体積が膨張するため、常温では体積が膨張していないので容易に脱臭部２７を通過するが、高温状態では脱臭部２７で大きな抵抗を発生し、容易に通過できなくなる。そのため、図５（ａ）のように排気ファン１６を脱臭部２７の上流側に構成すると脱臭部２７内を加圧する形となり、脱臭部２７の抵抗により進めない気体は排気口１８と脱臭部２７との間に発生した隙間から漏れてしまい、結果臭気が発生してしまう。よって、図５（ｂ）のように排気ファン１６を脱臭部２７より下流側に設けて脱臭部２７内を減圧し、途中の隙間から臭気が漏れないような構成としている。
【００３２】
また、本実施の形態においては、脱臭部２７を処理槽の右側板１４側に、排気ダクト２６ｂを処理槽の左側板１５側に構成している。このように構成すると、基材１２に与える熱源は処理槽１０下部に取り付けた面状ヒーター９だけでなく、処理槽１０の両側板、排気ダクト２６ａによる上方からも熱を与えられるため基材１２の温度を四方全体から効率良く与えることができ、温度むらを削減することで処理効率の向上を図ることができる。さらに、処理槽１０の下側に排気ダクト２６ｃを構成すると、より効果的である。
【００３３】
また、排気ダクト２６ｂは、処理槽側板１４，１５のうち少なくともいずれか一方に設けられていればよく、処理槽側板１４，１５のうち少なくともいずれか一方においては排気ダクト２６ｂのみで処理槽１０を加熱するとよい。これにより処理槽側板１４，１５にヒーターを設ける必要がなくなり、装置構成の簡素化及びコストの低減を図ることができる。
ここで、脱臭部２７や排気ダクト２６ｂは処理槽１０（処理槽側板１４，１５）に直接当てず、隙間（または介在部材）を設けた方がよい。脱臭部２７内の排気や排気ダクト２６ｂ内の排気は温度が高温であり、処理槽に直接当てると空気のような熱伝導率が低いものを通らないため処理槽側板１４，１５を高温に温めてしまい、その結果、廃棄物を処理する微生物が高温により死滅してしまうためである。
【００３４】
そして、排気ダクト２６ｂは処理槽の左側板１５を介して効率良く基材１２に熱を与えるため、本実施の形態では、排気ダクト２６ｂを処理槽の左側板１５側面を５〜１０ｍｍの隙間を設けて通過させる構成としている。処理槽の左側板１５側面を通過させるのは、空気の熱伝導率は大変低いため、排気ダクトを処理槽側板から５〜１０ｍｍ以上離してしまうと、排気ダクトから伝熱する熱を十分に伝えられないためである。
そのため図６（ａ），図６（ｂ），図６（ｃ），図６（ｄ）に示すように、基材１２が担持されている箇所に対応する個所を通るようにすることが望ましい（排気ダクト２６ｂと、攪拌羽根５による攪拌領域と、を攪拌軸６の軸方向に投影してなるそれぞれの投影部が、少なくとも一部領域重なっているとよい）。これにより、側壁からも積極的に処理槽１０に熱を与えることができ、さらに、その熱を効率良く基材１２に与えることが可能である。
【００３５】
また、排気ダクト２６ｂは処理槽の左側板１５側に構成しているため廃棄物処理装置の幅方向のスペースを必要とする。そこで、省スペース化のために攪拌軸６を軸支する軸受け７の出っ張り部分よりも幅方向に突出することのない排気ダクト２６にする（排気ダクト２６ｂは、処理槽の左側板１５に略直交する方向において、処理槽の左側板１５から軸受け７の端部近傍までの領域に配設される）。ここで、排気ダクト２６ｂの断面形状は、円形状にするよりも、装置の幅方向に突出することの少ない略長方形などの形状とした方が、通気面積を広くとれるので有効である。このように排気ダクト２６ｂを構成することにより、排気ダクト２６ｂを用いるために廃棄物処理装置の幅を広げる必要がなくなるため、省スペース化を図ることができ、結果的に材料の削減となる。
【００３６】
また、排気ダクト２６ｂを設けてある空間を処理槽の左側板１５（の外壁）と外装部８とで囲い、排気ダクト２６ｂの空間を閉じられた室（閉空間）にしてもよい。閉じられた室にすることで伝熱した気体を閉じ込めることができ、処理槽の左側板１５へ与える熱のむらを減らすことができ、処理槽の左側板１５全体をより効果的に暖められる。さらに、外気との境をつけることで廃棄物処理装置の保温にもつながり、排熱を利用して温めるため運転コストの削減も図れ、運転効率を向上させることができる。
【００３７】
また、処理槽１０内を複数の槽に仕切る仕切り板１１（１１ａ、１１ｂ）を備え、投入された廃棄物が順次オーバーフローし、投入口２２と反対側の処理槽１０ｄに分解処理後の残渣物を取り出すための排出口３５を備えた構成においては、処理槽１０内に設けられた排気ダクト２６ａの外側に処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクト３２を設け、前記投入口２２の側に処理槽１０内の気体を循環ダクト３２に吸い込む気体の吸い込み口３３を設け、前記排出口３５の側に処理槽１０内の気体を循環する循環ファン３４を設けている。
【００３８】
このような構成により、投入口２２から処理槽１０ｂに投入された廃棄物は撹拌羽根５を有する撹拌軸６を回転させることにより、処理槽１０内に充填された基材１２とまんべんなく撹拌混合されて分解処理が始まる。
処理槽１０ｂで分解処理された処理物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は処理槽１０ｃ、１０ｄに移動する。
そして処理槽１０ｄに処理物が蓄積されると、排出口３５から処理物を回収することができる。
【００３９】
また投入された廃棄物は水分を含んでいたり、分解処理に伴う水分の発生により含水率が３０〜８０％と高めであるが、処理槽１０ｄから排出される処理物は乾燥状態の方が廃棄処理が容易となるため乾燥させることが望まれる。
また、脱臭部２７から発生した高温（２８０℃前後）の空気は排気ダクト２６ａと、循環ファン３４によって排気ダクト２６ａの外側に配置された循環ダクト３２内に通気される処理槽１０内の気体との間で熱交換が行われ、処理槽１０内の気体を加熱することができる。
また循環ファン３４によって処理槽１０内の気体が循環されることにより、処理槽１０内の気体温度が上昇し基材１２及び処理物からの水分蒸発が促され、処理槽１０内の気体１ｍ3あたりに含まれる水分量が増えて、混合物中に含まれる水分を蒸発させて混合物の外部へ排出する能力が向上する。
【００４０】
以上のことから、前記投入口２２の側に処理槽１０内の気体を循環ダクト３２に吸い込む気体の吸い込み口３３を設け、前記排出口３５の側に処理槽１０内の気体を循環する循環ファン３４を設けている構成により、混合物の水分量の低い側から高い側に向かって通気させることで、処理槽１０ｄに蓄積された処理物に循環ダクト３２と処理槽１０内の気体を熱交換させた直後の気体を通気させることにより、処理槽１０内の気体温度が上昇し処理槽１０ｄに蓄積された処理物からの水分蒸発が促されるため、より乾燥させることができる。
したがって処理槽１０ｄに蓄積された処理物を排出口３５から取り出す際に、上記のように処理物が乾燥しているため廃棄処理が容易になるとともに、排出される処理物が乾燥されているので処理物の廃棄処理時に臭いが気にならない。
【００４１】
また本実施の形態において、処理槽１０内に設けられた排気ダクト２６ａの外側に処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクト３２を設け、前記投入口２２の側に配設された、上記循環ダクト３２における気体の吸い込み口３３の開口部を、上方に向ける構成とした。
上記の構成にすることで基材１２と投入された廃棄物を混合撹拌したときの処理物が気体の吸い込み口３３から入ってしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態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】本発明の実施の形態における廃棄物処理装置を上面からみたときの通気経路を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態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】本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の脱臭部と排気ファンとの位置を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の配管構成を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はその配管構成の種々の変形例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の処理槽内の温湿度を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
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：撹拌羽根
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、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ：処理槽
１１：仕切り板
１２：基材
１３：基材状態測定センサー
１４：処理槽の右側板（側壁）
１５：処理槽の左側板（側壁）
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：底板
３１：通気ファン
３２：循環ダクト
３３：気体吸い込み口
３４：循環ファン
３５：排出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処理装置に関し、特に脱臭器からの排熱を有効利用することが可能となる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な酸化触媒を内蔵する脱臭器から排気する際、高温に加熱された排気を利用して、処理槽を保温する技術が知られている。この特許文献１のものでは、微生物の力を利用して生ごみを分解処理する廃棄物処理装置において、生ごみ処理槽の下面部側に形成した加熱室を高温の排気で加熱することで、生ごみの分解処理に際して微生物の活動が活発に行われる温度に保温しようとするものである。
【０００３】
また、特許文献２では、生ごみを分解処理をする廃棄物処理装置において、処理槽内の空気を循環させる循環路を形成し、循環路に循環路内を循環する空気を冷却する熱交換器を配置し、処理槽内の温度を温度センサーで検出して循環ブロワーの運転率を変更し、処理槽内の処理物の水分量をコントロールすることが開示されている。
【特許文献１】特開２０００−０７９３８３号公報
【特許文献２】特開平０９−１２４３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１の廃棄物処理装置は、生ごみ処理槽の下面部側に形成した加熱室を高温の排気で加熱するものであるが、このような加熱システムでは、廃棄物処理槽内全体に熱を均一に与えられず、そのため廃棄物処理槽内に温度むらができ、微生物の生息温度がまばらになって、分解処理の効率が低下するという問題を有している。
また、上記の特許文献２の廃棄物処理装置のように、循環路に循環路内を循環する空気を循環ブロワーの運転率を変更して温度制御するものにおいては、循環路を循環する気体の温度が冷やされてしまい、水分量のコントロールを適切に行えない場合が生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、加熱脱臭の際の脱臭器からの高温の排熱を、処理槽内の気体の加熱に有効利用することができ、ランニングコストや装置コスト等の低減化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】
【０００６】
本発明は、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、微生物の力を利用して廃棄物を分解処理する処理槽と、該処理槽を加熱し前記分解処理する際に該処理槽内に発生する臭気を伴う排気を加熱脱臭して処理槽外に放出する加熱脱臭手段とを有する廃棄物処理装置において、前記処理槽内に配設され、前記加熱脱臭手段からの排気を処理槽外に導く排気ダクトと、前記排気ダクトの外側に設けられ、該処理槽内の気体の循環通路を有する循環ダクトと、を備え、前記排気ダクトにおける高温の排気と、前記循環ダクトを循環する処理槽内の気体との間で、熱交換可能に構成されていることを特徴としている。
また、本発明の廃棄物処理装置は、前記処理槽内に配設された排気ダクトは、前記加熱脱臭手段の近傍に配設され、該加熱脱臭手段からの高熱の排気を通気させる構成を採ることができる。
また、本発明の廃棄物処理装置は、前記処理槽内に配設された排気ダクトは、前記処理槽の側壁近傍に配設された槽外の排気ダクトに連接され、該槽外の排気ダクトの熱を該処理槽の側壁から伝熱するようにした構成を採ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、加熱脱臭の際の脱臭器からの高温の排熱を、処理槽内の気体の加熱に有効利用することができ、ランニングコストや装置コスト等の低減化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】
【０００８】
本発明の廃棄物処理装置は、脱臭部において加熱脱臭された高温の排気を、槽内に配設した排気ダクトを通して処理槽外に放出するように構成すると共に、槽内に配設した排気ダクトの外側を囲むようにして処理槽内の気体の循環通路が形成された循環ダクトを設け、この排気ダクトを通過する高温の排気と循環ダクトを循環する処理槽内の気体との間で効率よく熱交換させることで、脱臭部の排熱を処理槽の加熱に有効利用できるようにしたものである。
【０００９】
以下に、本発明のの実施の形態における廃棄物処理装置について、図を用いてさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態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。
また、図２は図１のＡ視からみた廃棄物処理装置の概略断面図であり、図３は廃棄物処理装置を上面からみたときの通気経路を示す模式図である。
また、図４は本発明の実施の形態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。
また、図５は本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の脱臭部と排気ファンとの位置を示す模式図である。
また、図６は本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の配管構成を示す模式図であり、（ａ）〜（ｄ）はその配管構成の種々の変形例を示す模式図である。また、図７は本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の処理槽内の温湿度を示す図である。
【００１０】
図１〜図４を用いて、本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の構成の概略を説明する。
図１〜図４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、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羽根、６は撹拌羽根５を回転させる撹拌軸、７は撹拌軸６を支持する軸受けであり、本発明の実施の撹拌手段はこれらの部材によって構成されている。
【００１１】
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槽部１０とを有して構成される。１１（１１ａ、１１ｂ）は処理槽１０を複数の槽（１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）に仕切るための仕切り板である。処理槽１０の下部（槽部１０ａ）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検知する基材状態測定センサーである。 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内で発生した炭酸ガスを排出する排気口、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開閉検知センサー、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ー、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、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。
【００１２】
また、２９は外装部８の上部に設けた外気の取り入れ口としての外気取り入れ口、３１は外気取り入れ口から取り入れた外気の流れを強制的に作る通気ファン、３０は廃棄物処理装置を覆う枠体としての外装部８の一部である底板である。３２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、３３は処理槽１０内の気体を循環ダクト３２に吸い込む気体の吸い込み口、３４は処理槽１０内の気体を循環する循環ファン、３５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。
【００１３】
つぎに、上述のように構成された廃棄物処理装置の動作等について説明する。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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、本実施の形態においては、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。
【００１６】
つぎに、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羽根５に絡みつくことを防ぐことができる。
更に、撹拌は基材１２と廃棄物の混合の効果以外にも、撹拌することで混合物の温度の一定化と、混合物中に含まれる水分を積極的に混合物の外部へ飛ばすことが可能となることで、混合物の含水率を調整することができる。
【００１７】
また、投入された廃棄物は、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、本実施の形態において、撹拌羽根５は、断面が棒状であり、撹拌軸６に複数枚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３角形状の撹拌棒を複数枚所定の間隔で取り付けても良い。
【００１８】
ここで処理槽１０の断面形状は、基材１２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３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には撹拌羽根５が複数枚所定の間隔で固定されている。なお、本実施の形態では、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。
【００１９】
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の外部へと排出することで、処理槽１０内の混合物が多湿気味になることを防止でき、混合物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、本実施の形態では、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結果が得られる。
【００２０】
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、短時間で混合物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、混合物が多湿気味になるときに混合物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結果が得られる。
【００２１】
このようにして、処理槽１０ｂに投入された廃棄物と基材１２が万遍なく混合されて分解処理が始まる。
処理槽１０ｂで分解処理された処理物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、処理物は上流側の処理槽１０ｃから下流側の１０ｄに、順次移動する。
そして処理槽１０ｄに処理物が蓄積されると、排出口３５から処理物を回収することができる。本実施の形態では、仕切り板１１により処理槽１０を３槽に仕切られているが、２層あるいは４槽以上に仕切っても良い。
さらに、基材状態測定センサー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分間撹拌していたのを、基材状態が乾燥気味の時は、３０分周期の間に２分間とすることで必要充分な撹拌時間として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。
【００２２】
また、基材状態測定センサー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、基材と廃棄物の混合物の含水率を調整することが可能となる。処理槽１０内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、基材１２と廃棄物の混合物を含水率２０％から６０％の範囲内に調整することが望ましい。
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、基材１２が微粉化されているときは、水分を含むと粘土状になりやすい傾向がある。基材１２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基材１２の交換が必要となる。
【００２３】
また、このときの基材状態測定手段である基材状態測定センサー１３は、１対の電極を直接処理槽１０内の基材１２に接触させ、１対の電極間に電圧を印加して、基材１２間を流れる電流を測定し、基材１２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。
また、基材１２と廃棄物の混合物は、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、混合物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ステンレス材を使用すると良い。本実施の形態では、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。
【００２４】
つぎに、廃棄物投入が中断したり、投入量が低下したときには、撹拌等によって基材１２が乾燥しすぎるときがある。このときには、基材１２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、基材１２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。
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にとりついた基材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。
【００２５】
以上のような廃棄物処理装置において、本実施の形態の廃棄物処理装置における特徴的構成である脱臭部２７からの排熱利用について説明する。
本実施の形態では、図１〜図３のように、脱臭部２７は処理槽の右側板１４の近傍に設けられている。
また、脱臭部２７で加熱脱臭された高温の排気は、まず槽内に配管された排気ダクト２６ａを経て、槽外における処理槽の左側板１５に配管された排気ダクト２６ｂを通過し、最後に槽外における処理槽１０の下側に配管された排気ダクト２６ｃを経て、排気ファン１６により外気へ放出するように構成されている。
ここで、排気ダクト２６ａの外側には、処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクト３２が形成されている。この循環ダクト３２には処理槽１０内の気体を吸い込む気体の吸い込み口３３と、他端に処理槽１０内の気体を循環させる循環ファン３４が設けられている。
このように構成することで、処理槽１０内の気体を該処理槽１０内と循環通路との間で循環させ、この排気ダクト２６ａを通過する高温の排気と循環ダクト３２を循環する処理槽１０内の気体間で効率よく熱交換させ、脱臭部の排熱を処理槽１０の加熱に有効利用することが可能となる。
また、循環ファン３４によって処理槽１０内の気体が循環されることにより、処理槽１０内の気体温度が上昇し、基材１２及び処理物からの水分蒸発が促される。
【００２６】
図７に、処理槽１０内の温度と湿度を測定した結果を示す。ここでは、処理槽１０内に設けられた排気ダクト２６ａの外側に処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクト３２を設け、処理槽１０内の気体を循環する循環ファン３４を運転した時と、循環ファンを停止した時の、処理槽１０内の温度及び湿度を測定した。
図７に示すように循環ファン３４を運転することにより、処理槽１０内の温度は平均で５６℃となり、循環ファン３４を停止した時の平均温度４３℃よりも１３℃高い温度となった。
また、この時の処理槽１０内の湿度から求めた処理槽１０内の気体１ｍ3当たりに含まれる水分量は、循環ファン３４を運転した時で４４ｇとなり、循環ファン３４を停止した時の水分量２７ｇよりも１７ｇ多くなっている。
【００２７】
ここで処理槽１０内の気体１ｍ3当たりに含まれる水分量が増えたことによって、一定量の水分（水蒸気）を処理槽１０外へ放出すれば良い場合には、処理槽１０内の気体１ｍ3当たりに含まれる水分量が増えた分、脱臭部２７を通過させるこれらの水分（水蒸気）を含む処理槽１０からの排気量を少なくすることが可能となる。したがって、設計時に排気能力が小さく消費電力の小さな排気ファンを選定することができる。
理想的には、処理槽１０内の気体の飽和水蒸気量まで含ませる（相対湿度で１００％まで）ことができれば、最も効率の良い水分（水蒸気）排出が可能となる。
【００２８】
本実施の形態における脱臭部２７は、白金合金などの酸化触媒２７ｂの上流側に、触媒ヒーター２７ａを配置し、触媒ヒーター２７ａを通過する排気ガスを所定の温度（この場合２８０℃程）まで加熱し、酸化触媒２７ｂに接触させて脱臭する。
この時、触媒ヒーター２７ａが排気ガスの昇温に必要とする電力は、概略、処理槽１０から排気される排気ガスの流量に比例し、排気ガスの流量が少なくてよい場合は、触媒ヒーター２７ａによる供給する電力量は少なくてすむ。
【００２９】
本実施の形態においては、以上の説明から明らかなように、処理槽１０内に設けられた排気ダクト２６ａの外側に処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクト３２を設け、処理槽１０内の気体を循環ダクト３２に吸い込む気体の吸い込み口３３と、他端に処理槽１０内の気体を循環する循環ファン３４を設けたことにより、処理槽１０内の気体を循環し、水分排出量を向上させた分、これらの水分（水蒸気）を含む排気ガスの流量を下げることが可能となり、消費電力の小さな排気ファンを使えば、触媒ヒーター２７ａによる加熱時間を少なくして脱臭部２７の消費電力の低減化を図ることができる。
【００３０】
さらに、脱臭部２７から発生した高温（２８０℃前後）の排気ガスを排気ダクト２６ａを通した後、排気ダクト２６ｂ，２６ｃに通すことにより処理槽１０内に熱を還元することができ、脱臭部２７で与えた熱をまんべんなく利用できる。また排気ダクト２６ｃでの熱交換は面状ヒーター９の運転コストの削減にもつながる。図１の装置で外気２５℃のとき、排気ダクト２６ｃでの熱交換だと処理槽１０下部の排気ダクト２６ｃ近傍では約４０℃で保温することができ、排気ダクト２６ｃを配設する効果により面状ヒーター９は、処理槽１０以外への放熱を削減することができる。
【００３１】
また、排気ファン１６は脱臭部２７より下流側に構成している。
これは、理想気体の状態式である
ｐｖ＝ＲＴ
（但し、ｐ：圧力，ｖ：体積，Ｒ：気体定数，Ｔ：絶対温度（Ｋ））
等の考えを反映して構成したものである。
気体は一般的に熱を加えると等圧状態では体積が膨張するため、常温では体積が膨張していないので容易に脱臭部２７を通過するが、高温状態では脱臭部２７で大きな抵抗を発生し、容易に通過できなくなる。そのため、図５（ａ）のように排気ファン１６を脱臭部２７の上流側に構成すると脱臭部２７内を加圧する形となり、脱臭部２７の抵抗により進めない気体は排気口１８と脱臭部２７との間に発生した隙間から漏れてしまい、結果臭気が発生してしまう。よって、図５（ｂ）のように排気ファン１６を脱臭部２７より下流側に設けて脱臭部２７内を減圧し、途中の隙間から臭気が漏れないような構成としている。
【００３２】
また、本実施の形態においては、脱臭部２７を処理槽の右側板１４側に、排気ダクト２６ｂを処理槽の左側板１５側に構成している。このように構成すると、基材１２に与える熱源は処理槽１０下部に取り付けた面状ヒーター９だけでなく、処理槽１０の両側板、排気ダクト２６ａによる上方からも熱を与えられるため基材１２の温度を四方全体から効率良く与えることができ、温度むらを削減することで処理効率の向上を図ることができる。さらに、処理槽１０の下側に排気ダクト２６ｃを構成すると、より効果的である。
【００３３】
また、排気ダクト２６ｂは、処理槽側板１４，１５のうち少なくともいずれか一方に設けられていればよく、処理槽側板１４，１５のうち少なくともいずれか一方においては排気ダクト２６ｂのみで処理槽１０を加熱するとよい。これにより処理槽側板１４，１５にヒーターを設ける必要がなくなり、装置構成の簡素化及びコストの低減を図ることができる。
ここで、脱臭部２７や排気ダクト２６ｂは処理槽１０（処理槽側板１４，１５）に直接当てず、隙間（または介在部材）を設けた方がよい。脱臭部２７内の排気や排気ダクト２６ｂ内の排気は温度が高温であり、処理槽に直接当てると空気のような熱伝導率が低いものを通らないため処理槽側板１４，１５を高温に温めてしまい、その結果、廃棄物を処理する微生物が高温により死滅してしまうためである。
【００３４】
そして、排気ダクト２６ｂは処理槽の左側板１５を介して効率良く基材１２に熱を与えるため、本実施の形態では、排気ダクト２６ｂを処理槽の左側板１５側面を５〜１０ｍｍの隙間を設けて通過させる構成としている。処理槽の左側板１５側面を通過させるのは、空気の熱伝導率は大変低いため、排気ダクトを処理槽側板から５〜１０ｍｍ以上離してしまうと、排気ダクトから伝熱する熱を十分に伝えられないためである。
そのため図６（ａ），図６（ｂ），図６（ｃ），図６（ｄ）に示すように、基材１２が担持されている箇所に対応する個所を通るようにすることが望ましい（排気ダクト２６ｂと、攪拌羽根５による攪拌領域と、を攪拌軸６の軸方向に投影してなるそれぞれの投影部が、少なくとも一部領域重なっているとよい）。これにより、側壁からも積極的に処理槽１０に熱を与えることができ、さらに、その熱を効率良く基材１２に与えることが可能である。
【００３５】
また、排気ダクト２６ｂは処理槽の左側板１５側に構成しているため廃棄物処理装置の幅方向のスペースを必要とする。そこで、省スペース化のために攪拌軸６を軸支する軸受け７の出っ張り部分よりも幅方向に突出することのない排気ダクト２６にする（排気ダクト２６ｂは、処理槽の左側板１５に略直交する方向において、処理槽の左側板１５から軸受け７の端部近傍までの領域に配設される）。ここで、排気ダクト２６ｂの断面形状は、円形状にするよりも、装置の幅方向に突出することの少ない略長方形などの形状とした方が、通気面積を広くとれるので有効である。このように排気ダクト２６ｂを構成することにより、排気ダクト２６ｂを用いるために廃棄物処理装置の幅を広げる必要がなくなるため、省スペース化を図ることができ、結果的に材料の削減となる。
【００３６】
また、排気ダクト２６ｂを設けてある空間を処理槽の左側板１５（の外壁）と外装部８とで囲い、排気ダクト２６ｂの空間を閉じられた室（閉空間）にしてもよい。閉じられた室にすることで伝熱した気体を閉じ込めることができ、処理槽の左側板１５へ与える熱のむらを減らすことができ、処理槽の左側板１５全体をより効果的に暖められる。さらに、外気との境をつけることで廃棄物処理装置の保温にもつながり、排熱を利用して温めるため運転コストの削減も図れ、運転効率を向上させることができる。
【００３７】
また、処理槽１０内を複数の槽に仕切る仕切り板１１（１１ａ、１１ｂ）を備え、投入された廃棄物が順次オーバーフローし、投入口２２と反対側の処理槽１０ｄに分解処理後の残渣物を取り出すための排出口３５を備えた構成においては、処理槽１０内に設けられた排気ダクト２６ａの外側に処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクト３２を設け、前記投入口２２の側に処理槽１０内の気体を循環ダクト３２に吸い込む気体の吸い込み口３３を設け、前記排出口３５の側に処理槽１０内の気体を循環する循環ファン３４を設けている。
【００３８】
このような構成により、投入口２２から処理槽１０ｂに投入された廃棄物は撹拌羽根５を有する撹拌軸６を回転させることにより、処理槽１０内に充填された基材１２とまんべんなく撹拌混合されて分解処理が始まる。
処理槽１０ｂで分解処理された処理物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は処理槽１０ｃ、１０ｄに移動する。
そして処理槽１０ｄに処理物が蓄積されると、排出口３５から処理物を回収することができる。
【００３９】
また投入された廃棄物は水分を含んでいたり、分解処理に伴う水分の発生により含水率が３０〜８０％と高めであるが、処理槽１０ｄから排出される処理物は乾燥状態の方が廃棄処理が容易となるため乾燥させることが望まれる。
また、脱臭部２７から発生した高温（２８０℃前後）の空気は排気ダクト２６ａと、循環ファン３４によって排気ダクト２６ａの外側に配置された循環ダクト３２内に通気される処理槽１０内の気体との間で熱交換が行われ、処理槽１０内の気体を加熱することができる。
また循環ファン３４によって処理槽１０内の気体が循環されることにより、処理槽１０内の気体温度が上昇し基材１２及び処理物からの水分蒸発が促され、処理槽１０内の気体１ｍ3あたりに含まれる水分量が増えて、混合物中に含まれる水分を蒸発させて混合物の外部へ排出する能力が向上する。
【００４０】
以上のことから、前記投入口２２の側に処理槽１０内の気体を循環ダクト３２に吸い込む気体の吸い込み口３３を設け、前記排出口３５の側に処理槽１０内の気体を循環する循環ファン３４を設けている構成により、混合物の水分量の低い側から高い側に向かって通気させることで、処理槽１０ｄに蓄積された処理物に循環ダクト３２と処理槽１０内の気体を熱交換させた直後の気体を通気させることにより、処理槽１０内の気体温度が上昇し処理槽１０ｄに蓄積された処理物からの水分蒸発が促されるため、より乾燥させることができる。
したがって処理槽１０ｄに蓄積された処理物を排出口３５から取り出す際に、上記のように処理物が乾燥しているため廃棄処理が容易になるとともに、排出される処理物が乾燥されているので処理物の廃棄処理時に臭いが気にならない。
【００４１】
また本実施の形態において、処理槽１０内に設けられた排気ダクト２６ａの外側に処理槽１０内の気体の循環通路を構成する循環ダクト３２を設け、前記投入口２２の側に配設された、上記循環ダクト３２における気体の吸い込み口３３の開口部を、上方に向ける構成とした。
上記の構成にすることで基材１２と投入された廃棄物を混合撹拌したときの処理物が気体の吸い込み口３３から入ってしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態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】本発明の実施の形態における廃棄物処理装置を上面からみたときの通気経路を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態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】本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の脱臭部と排気ファンとの位置を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の配管構成を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はその配管構成の種々の変形例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態における廃棄物処理装置の処理槽内の温湿度を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
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：撹拌羽根
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、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ：処理槽
１１：仕切り板
１２：基材
１３：基材状態測定センサー
１４：処理槽の右側板（側壁）
１５：処理槽の左側板（側壁）
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：底板
３１：通気ファン
３２：循環ダクト
３３：気体吸い込み口
３４：循環ファン
３５：排出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物の力を利用して廃棄物を分解処理する処理槽と、該処理槽を加熱し前記分解処理する際に該処理槽内に発生する臭気を伴う排気を加熱脱臭して処理槽外に放出する加熱脱臭手段とを有する廃棄物処理装置において、
前記処理槽内に配設され、前記加熱脱臭手段からの排気を処理槽外に導く排気ダクトと、
前記排気ダクトの外側に設けられ、該処理槽内の気体の循環通路を有する循環ダクトと、を備え、
前記排気ダクトにおける高温の排気と、前記循環ダクトを循環する処理槽内の気体との間で、熱交換可能に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】
前記処理槽内に配設された排気ダクトは、前記加熱脱臭手段の近傍に配設され、該加熱脱臭手段からの高熱の排気を通気させ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】
前記処理槽内に配設された排気ダクトは、前記処理槽の側壁近傍に配設された槽外の排気ダクトに連接され、該槽外の排気ダクトの熱を該処理槽の側壁から伝熱することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記処理槽は、該処理槽の内部を仕切り板によって複数に区画され、該処理槽内の廃棄物を上流側の区画から下流側の区画にオーバーフローさせ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】
前記循環ダクトは、該循環ダクトの一端に形成された前記処理槽内の気体の吸い込み口と他端に設けられた循環ファンを有し、前記循環ファンにより前記処理槽内の気体を前記循環ダクトを介して循環させ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】
前記処理槽は、前記廃棄物を投入する投入口と前記分解処理した残渣を排出させる排出口を有し、該投入口の側に前記循環ダクトの一端の前記処理槽内の気体の吸い込み口が設けられ、該排出口の側に前記循環ダクトの他端の循環ファンが設けら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】
前記投入口の側に設けた吸い込み口は、上方に開口していることを特徴とする請求項６に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１】
微生物の力を利用して廃棄物を分解処理する処理槽と、該処理槽を加熱し前記分解処理する際に該処理槽内に発生する臭気を伴う排気を加熱脱臭して処理槽外に放出する加熱脱臭手段とを有する廃棄物処理装置において、
前記処理槽内に配設され、前記加熱脱臭手段からの排気を処理槽外に導く排気ダクトと、
前記排気ダクトの外側に設けられ、該処理槽内の気体の循環通路を有する循環ダクトと、を備え、
前記排気ダクトにおける高温の排気と、前記循環ダクトを循環する処理槽内の気体との間で、熱交換可能に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】
前記処理槽内に配設された排気ダクトは、前記加熱脱臭手段の近傍に配設され、該加熱脱臭手段からの高熱の排気を通気させ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】
前記処理槽内に配設された排気ダクトは、前記処理槽の側壁近傍に配設された槽外の排気ダクトに連接され、該槽外の排気ダクトの熱を該処理槽の側壁から伝熱することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記処理槽は、該処理槽の内部を仕切り板によって複数に区画され、該処理槽内の廃棄物を上流側の区画から下流側の区画にオーバーフローさせ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】
前記循環ダクトは、該循環ダクトの一端に形成された前記処理槽内の気体の吸い込み口と他端に設けられた循環ファンを有し、前記循環ファンにより前記処理槽内の気体を前記循環ダクトを介して循環させ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】
前記処理槽は、前記廃棄物を投入する投入口と前記分解処理した残渣を排出させる排出口を有し、該投入口の側に前記循環ダクトの一端の前記処理槽内の気体の吸い込み口が設けられ、該排出口の側に前記循環ダクトの他端の循環ファンが設けら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】
前記投入口の側に設けた吸い込み口は、上方に開口していることを特徴とする請求項６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２００６−７１３０（Ｐ２００６−７１３０Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８９６１０（Ｐ２００４−１８９６１０）
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【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１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
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