有機物処理装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、厨芥等の有機物を微生物の活動を利用して分解処理する有機物処理装置に関し、特に、前記分解により発生する排気の脱臭に酸化触媒を用いてなる有機物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般家庭、飲食店の厨房内に発生する厨芥（生ごみ）等の有機物を処理するための一方法として、微生物による分解を利用する方法がある。この方法による有機物処理装置は、微生物の生息に適した担体（おが屑、木質細片、活性炭等）を収納する処理槽の上部に投入口を開設し、また内部に攪拌体を配して構成され、投入口を経て処理槽内に投入される有機物を攪拌体の動作により担体中に混ぜ合わせた状態で放置し、該担体中に生息する微生物の活動により分解処理する構成となっている。
【０００３】処理槽の内部における有機物の分解は、自然界において日常的に行われている有機物の分解と全く同様に行われ、担体中に混ぜ合わされた有機物は、堆肥化された少量の残留物を残して炭酸ガスを主成分とするガスと水とに分解され、生成ガス及び生成水を排出することにより、有機物を大幅に減量することができる。
【０００４】担体中に生息する微生物の活動には、適量の空気（酸素）が必要であり、従来から、処理槽の上部空間に開口する給気口に連設された給気風路中に給気ファンを配し、該給気ファンを駆動して処理槽内に外気を導入することにより、適量の空気の供給を実現している。
【０００５】また処理槽の内部は、担体中に生息する微生物の活性を高めて十分な処理能力を得るべく、底部に付設されたヒータ等の加熱手段により加熱され、微生物の活動に適した温度に保たれており、有機物の分解により生成される水分は逐次蒸発して、同じく生成されるガスと共に処理槽の上部空間に充満する。従って、生成ガス及び生成水の排出は、前記上部空間に開口する排気口に連設された排気風路中に配した排気ファンの動作により一括して行わせることができ、前記給気風路を経て導入される余分な給気と共に外気に放出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】さて以上の如き有機物処理装置において、処理槽からの排気は、処理槽内部での有機物の分解に伴って発生する臭気を含んでおり、これをそのまま外気に放出した場合、前記臭気が周囲に漂い周辺環境の悪化を引き起こす虞れがある。そこで従来から、前記排気風路の中途に脱臭器を配し、該脱臭器に処理槽からの排気を通し、脱臭した後に外気に放出するようにしている。
【０００７】排気の脱臭には、活性炭等の吸着式の脱臭剤が一般的に用いられるが、特開平6-292879号公報、特開平閉6-292880号公報（B09B 3/00）には、小容積にて高い脱臭能力が得られるものとして、Ｐｔ−Ａｌ2 Ｏ3 に代表される酸化触媒を用いた有機物処理装置が開示されている。
【０００８】酸化触媒による脱臭は、臭気のもととなる有機物質を接触燃焼（酸化）させ、炭酸ガスと水とに分解せしめてなされるものであり、前記接触燃焼は、触媒の介在により通常の燃焼温度よりも低い温度下にて、火炎を生じることなく行われるが、 300℃前後の温度が必要である。
【０００９】従って、前述した構成の有機物処理装置において、処理槽からの排気の脱臭に酸化触媒を用いるためには、前記排気を接触燃焼が可能な温度に加熱して酸化触媒に接触させる必要があり、従来においては、排気風路の中途に酸化触媒を内蔵する脱臭器と、これに前置された加熱器とを配し、処理槽からの排気を、まず加熱器に通して所定温度に加熱し、その後に脱臭器に通して所望の脱臭効果を得るようにしている。
【００１０】ところが、処理槽からの排気は、処理槽の内部温度（50〜60℃）に略相当する温度を有しているに過ぎず、これを接触燃焼が可能な温度（ 300℃前後）に加熱するための前記加熱器の負荷が大きく、これに、前記処理槽の内部を所定温度に維持すべく加熱するヒータの負荷が加わる結果、運転コストの増大を招くという難点があった。
【００１１】また、前記脱臭器を通過した後の排気は、前記接触燃焼時と略同等の温度を有しており、この排気を直接的に放出した場合、放出位置の近傍に置かれた物品が過熱して発火に至り、また、放出位置の近傍を通る人物に火傷を負わせる等の不都合があり、高温の排気の放出に支障を来たさないような設置場所の選定に制限を受ける等の問題があった。
【００１２】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、酸化触媒を内蔵する脱臭器の使用による高い脱臭性能を維持したまま、運転コストの低下を図ると共に、設置場所に制限を受けずに排気の直接的な放出が可能となる有機物処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に関わる有機物処理装置は、有機物を分解処理する処理槽の内部に給気し、該処理槽の内部で生成されるガスを伴って排気させ、この排気を、加熱器に通して加熱し、酸化触媒を内蔵する脱臭器に通して脱臭した後に外気に放出する有機物処理装置において、前記脱臭器を通過した排気と加熱器を通る前の排気とを熱交換する第１の熱交換器と、該第１の熱交換器を通過した排気と処理槽内部への給気とを熱交換する第２の熱交換器とを設けたことを特徴とする。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る有機物処理装置の構成を示す模式図である。図において１は、有機物を分解処理する処理槽であり、外側を所定の厚さの断熱材10により覆い、外箱２の内部に垂下支持されている。
【００２１】処理槽１の内部には、所定の深さを有して担体Ａが収納されている。該担体Ａは、おが屑、木質細片、活性炭等を用いてなり、内部において活動する微生物の住処となるものである。また処理槽１の内部には、両側壁間に横架された攪拌軸30に軸長方向に所定の間隔毎に攪拌棒31，31…を放射状に突設してなる攪拌体３が配してある。処理槽１の一側に突出する攪拌軸30の端部は、外箱２内に固設された攪拌モータＭの出力端に伝動ベルト32を介して連結されており、前記攪拌体３は、前記攪拌軸30に伝達される攪拌モータＭの回転力により正逆両方向に回転駆動され、前記攪拌棒31，31…により担体Ａを攪拌する動作をなす。
【００２２】外箱２の上部には、処理槽１の内部に開口する投入口11が、上蓋12により開閉可能に形成されており、処理対象となる有機物は、上蓋12の操作により開放された投入口11を経て処理槽１の内部に投入され、攪拌体３の回転により担体Ａ中に細片化された状態で取り込まれて、この状態で放置される間に、前記担体Ａ中に生息する微生物の活動により、堆肥化された少量の残留物を残し、炭酸ガスを主成分とするガスと水とに分解される。
【００２３】前記攪拌体３は、有機物の投入毎に行われる有機物の取り込みのための回転駆動の後、所定時間（例えば一時間）毎に回転駆動される。この回転は、内部に取り込んだ有機物と共に担体Ａを攪拌して、処理槽１の上部空間の空気を担体Ａ中に取り込み、微生物の活性を増すべく行われる。
【００２４】また、以上の如く行われる有機物の分解処理の間、処理槽１の内部は、担体Ａ中の微生物の活性を高めるべく、50〜60℃程度の高温に維持されている。本発明に係る有機物処理装置においては、処理槽１の内側底部に両側壁間に跨がる態様に熱交換器Ｅ2 が敷設されており、処理槽１の内部は、前記熱交換器Ｅ2 の内部に後述の如く導入される高温の通気との熱交換により加熱されるようになしてあり、このように加熱される処理槽１の内部温度は、例えば、処理槽１の内壁に固定された温度センサ15により検出されている。
【００２５】担体Ａ中での有機物の分解により生成される水分は、処理槽１内部の加熱により蒸発し、同じく分解により生成されるガスと共に処理槽１の上部空間に充満する。処理槽１の上部には、一方の側壁に開口を有して給気口13が、他方の側壁に開口を有して排気口14が夫々形成されており、前者は、中途に給気ファン4aを備える給気風路４を介して、後者は、中途に排気ファン5aを備える排気風路５を介して外箱２の外部に夫々連通されている。而して、処理槽１の内部には、給気ファン4aの動作により給気風路４を経て外気が給気され、処理槽１の上部空間内に充満する排気は、この給気と共に排気口14に集められ、排気ファン5aの動作により排気風路５を経て外気に放出される。
【００２６】本発明に係る有機物処理装置において、給気風路４の中途に向流形の熱交換器Ｅ3 が配してあり、処理槽１内部に供給される給気は、低温の給気の導入による処理槽１内部の温度低下を防ぐべく、前記熱交換器Ｅ3 に後述の如く導入される高温の通気の外側に通されて、該通気との熱交換により予熱されるようになしてある。このように予熱される給気の温度は、例えば、熱交換器Ｅ3 の出側に位置して給気風路４内に固定された温度センサ16により検出されている。
【００２７】さて、前記排気風路５中を通気する処理槽１からの排気は、処理槽１の内部での有機物の分解に伴って発生する臭気を含んでおり、排気風路５の中途には、前記排気ファン5aの下流側に、排気に含まれる臭気を脱臭する脱臭器６が、これに前置され、ヒータを内蔵する加熱器７と共に介装されている。脱臭器６は、酸化触媒による接触燃焼を利用して脱臭作用をなすものであり、前記加熱器７は、排気風路５中の通気を接触燃焼に必要な所定温度（ 300℃前後）に加熱すべく設けてある。
【００２８】図２は、脱臭器６に内蔵された酸化触媒の一例を示す斜視図である。図示の酸化触媒6aは、セラミックス等の耐熱材料からなるハニカム状の基材6bに並設された多数の通気孔6c，6c…の内面に、Ｐｔ−Ａｌ2 Ｏ3 等、酸化触媒としての作用をなす物質の蒸着膜を形成したものであり、前記通気孔6c，6cの夫々が排気風路５中の通気の流れ方向に沿うように脱臭器６に内蔵されており、通気と酸化触媒との間に大なる接触面積を確保して通気の接触燃焼を良好に行わせると共に、通気抵抗を小さく保つようになしてある。
【００２９】排気風路５は、前記加熱器７の入側と脱臭器６の出側とが互いに交叉する態様に配してあり、この交叉部には、加熱器７の入側の通気を脱臭器６の出側の通気の外側に通し、両者間にて熱交換を行わせる向流形の熱交換器Ｅ1 が構成されている。前述の如く脱臭器６には、加熱器７の通過により 300℃前後に加熱された排気が導入されており、内蔵された酸化触媒6aとの接触に伴う接触燃焼により脱臭されて送出されるが、この送出気体は、 270℃前後の高温を維持している。前記熱交換器Ｅ1 は、脱臭器６の出側における高温の通気を利用して加熱器７への入側の通気を予熱するものであり、これにより、加熱器７の負荷を軽減することができる。
【００３０】一方、脱臭器６の出側の通気は、前記熱交換器Ｅ1 における熱交換により降温して送出されるが、この送出時点での通気の温度は、処理槽１内部の適正温度である50〜60℃よりは十分に高い。本発明に係る有機物処理装置においては、熱交換器Ｅ1 の通過により降温した脱臭器６出側の通気の保有熱を、処理槽１の内部の加熱と、処理槽１内へ供給される給気の予熱とに利用している。
【００３１】即ち、熱交換器Ｅ1 の出側の排気風路５は、処理槽１の内側底部に敷設された前記熱交換器Ｅ2 と、給気風路４の中途に配された前記熱交換器Ｅ3 とに、この順に接続されており、排気風路５内の通気は、熱交換器Ｅ2 の通気時に、これの外側に接触する処理槽１の内部を加熱し、熱交換器Ｅ3 の通気時に、これの外側に接触する給気を予熱した後に外気に放出されるようになしてある。
【００３２】熱交換器Ｅ2 と熱交換器Ｅ3 とには、処理槽１の内部又は給気風路４内の通気と接触しないバイパス路50，51が夫々並設してある。これらのバイパス路50，51の中途には、電磁開閉弁52，53が夫々介装されており、電磁開閉弁52（又は電磁開閉弁53）が開とされた場合、排気風路５の通気は、熱交換器Ｅ2 とバイパス路50（又は熱交換器Ｅ3 とバイパス路51）とに分岐して流れ、逆に、電磁開閉弁52（又は電磁開閉弁53）が閉とされた場合、排気風路５の通気は、その全量が熱交換器Ｅ2 （又は熱交換器Ｅ3 ）に供給されるようになしてある。
【００３３】処理槽１の内部温度は、前述した如く、微生物の生息に適した所定温度（50〜60℃）に維持する必要があり、また給気風路４内の給気の予熱は、処理槽１の内部温度に相当する温度を得るべく行われる。前記電磁開閉弁52，53は、各別のバイパス路50，51の開閉により熱交換器Ｅ1 ，Ｅ2 の通気量を夫々加減して、処理槽１の内部の加熱、及び給気の予熱を適正に行わせるべく設けてある。
【００３４】図３は、以上の加熱及び予熱のための制御系のブロック図である。図中９は、マイクロプロセッサを用いてなる加熱制御部であり、該加熱制御部９の入力側には、処理槽１の内部に配された温度センサ15と、給気風路４の内部に配された温度センサ16とが接続され、これらの出力信号が与えられている。温度センサ15，16としては、サーミスタ、バイメタル等を利用した公知の温度センサを用いることができ、加熱制御部９は、温度センサ15の出力信号の取り込みにより処理槽１の内部温度を、また温度センサ16の出力信号の取り込みにより処理槽１への給気の温度を夫々認識するようになしてある。
【００３５】一方、加熱制御部９の出力側には、前記バイパス路50，51の中途に配された電磁開閉弁52，53が、各別の励磁開路を介して接続されており、電磁開閉弁52，53は、加熱制御部９から各別に与えられる動作指令に従って開閉されるようになしてあり、電磁開閉弁52の開閉は、温度センサ15の検出結果に基づいて、また電磁開閉弁53の開閉は、温度センサ16の検出結果に基づいて、夫々以下の如くに行われる。
【００３６】図４は、処理槽１の内部温度を適正に保つための加熱制御部９の動作内容を示すフローチャートである。加熱制御部９は、図示しない運転スイッチのオン操作に応じて動作を開始し、入力側に接続された温度センサ15の出力を、所定のサンプリング周期にて取り込み（ステップ１）、この出力から処理槽１の内部温度Ｔ認識し、この内部温度Ｔを予め設定された上限温度Ｔ1 （例えば、60℃）と比較し（ステップ２）、ＴがＴ1 を上回っている場合、電磁開閉弁52に開指令を発する（ステップ３）。
【００３７】この動作により、温度センサ15により検出される処理槽１の内部温度Ｔが上限温度Ｔ1 を超え、処理槽１の内部温度が過剰に高い場合、電磁開閉弁52が開となり、熱交換器Ｅ2 への通気が減少して、処理槽１内部の加熱が軽減されることになり、該処理槽１の内部温度は、周壁を介して接触する外気との熱交換により徐々に低下する。
【００３８】次いで加熱制御部９は、前記内部温度Ｔを予め設定された下限温度Ｔ2 （例えば、50℃）と比較し（ステップ４）、ＴがＴ2 を下回っている場合、電磁開閉弁52に閉指令を発する（ステップ５）。
【００３９】この動作により、温度センサ15により検出される処理槽１の内部温度Ｔが下限温度Ｔ2 を下回り、処理槽１の内部温度が過剰に低下している場合、電磁開閉弁52が閉となり、熱交換器Ｅ2 への通気が増加して、処理槽１内部の加熱が強化されることになり、該処理槽１の内部温度は、熱交換器Ｅ1 中の通気との間の熱交換により徐々に上昇する。
【００４０】以上の動作は、ステップ１での温度センサ15の出力の取り込みタイミング毎に行われるから、処理槽１の内部温度は、図５に示す如く、上限温度Ｔ1 と下限温度Ｔ2 との間にて、例えば、50〜60℃なる温度範囲内にて上下動を繰り返し、微生物の生息に適した温度に維持される。
【００４１】このように、本発明に係る有機物処理装置においては、処理槽１の内部温度を専用のヒータを用いることなく適正に維持することができ、運転コストの低下に寄与し得る一方、熱交換器Ｅ2 における熱交換により排気風路５内の通気の温度が更に低下するから、この通気の外気への放出に支障を来す虞れがなく、設置場所に制限を受ける虞れがない。なお、以上の説明においては、処理槽１の内部の加熱手段として、熱交換器Ｅ2 のみを設けた構成としたが、補助的な加熱手段としてヒータを設けてもよい。
【００４２】図６は、処理槽１への給気温度を適正に保つための加熱制御部９の動作内容を示すフローチャートであり、この動作は、給気風路４内に設けた温度センサ16の検出結果に基づき、図４に示すフローチャートに従う動作、即ち、処理槽１の内部温度を適正に保つための動作と並行して、該動作と同様に行われる。
【００４３】即ち、加熱制御部９は、入力側に接続された温度センサ16の出力を所定のサンプリング周期にて取り込み（ステップ11）、この出力から処理槽１への給気温度Ｔ0 を認識し、該給気温度Ｔ0 を上限温度Ｔ3 と比較して（ステップ12）、Ｔ0がＴ3 を上回っている場合、給気の予熱が過剰であると判定し、電磁開閉弁53に開指令を発して（ステップ13）、熱交換器Ｅ3 への通気を減じる動作をなし、次いで、前記給気温度Ｔ0 を下限温度Ｔ4 と比較して（ステップ14）、Ｔ0 がＴ4を下回っている場合、給気の予熱が不足していると判定し、電磁開閉弁52に閉指令を発して（ステップ15）、熱交換器Ｅ3 への通気を増す動作をなし、その後、以上の動作を繰り返して行う。
【００４４】以上の動作において用いられる上限温度Ｔ3 及び下限温度Ｔ4 は、処理槽１の加熱制御動作に際して用いられる上限温度Ｔ1 及び下限温度Ｔ2 と夫々略等しく設定されており、この動作により、処理槽１への給気温度は、処理槽１の内部温度と略等しい温度に予熱されるから、この給気による内部温度の低下を防ぐことができ、また、熱交換器Ｅ3 における熱交換により排気風路５内の通気の温度が更に低下するから、この通気の外気への放出に支障を来す虞れがなくなり、設置場所に制限を受ける虞れがない。
【００４５】なお以上の実施の形態においては、熱交換器Ｅ2 ，Ｅ3 への通気を加減する手段として、バイパス路50，51及びこれらの中途に配した電磁開閉弁52，53を備えた構成としてあるが、例えば、バイパス路50，51の中途に開度調節が可能な弁を備える等、他の加減手段を用いてもよい。
【００４６】また、以上の実施の形態に示す熱交換器Ｅ2 ，Ｅ3 は、内外の通気の接触が筒体の周面を介して行われる簡素な構成となっているが、前記周面に複数の放熱フィンを形成する等、接触面積を増す構成により、限られた長さ範囲内にて効率良く熱交換を行わせることができる。また、給気の予熱のための熱交換器Ｅ3 は、向流形としてあるが、並流形、直交流形としてもよい。
【００４７】更に、以上の実施の形態においては、処理槽１の内部を加熱するための熱交換器Ｅ2 と、給気の予熱のための熱交換器Ｅ3 とを併せて備えた構成について説明したが、熱交換器Ｅ1 ，Ｅ2 を単独にて備える構成もまた本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【００４８】
【発明の効果】本発明の構成によると、脱臭器を通過した後の高温の排気を利用して加熱器を通る前の排気を予熱するため、加熱器の負荷が軽減されると共に、脱臭器を通過した後の高温の排気を利用して処理槽への給気を予熱するため、処理槽内部の加熱負荷が軽減され、高い脱臭性能を維持したまま運転コストを大幅に低減することができる。
【００４９】また、脱臭器を通過した後の高温の排気の熱は、脱臭前の排気の予熱及び給気の予熱に有効利用され、外気に放出される排気の温度は降下するため、外気への放出に支障を来す虞れがなく、設置場所が制限されることがなくなる等の効果を奏する。
【００５０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有機物処理装置の一実施例を示す模式図である。
【図２】脱臭器に内蔵された酸化触媒の一例を示す斜視図である。
【図３】処理槽内部の加熱及び処理槽への給気の予熱のための制御系のブロック図である。
【図４】処理槽の加熱のための加熱制御部の動作内容を示すフローチャートである。
【図５】処理槽の内部温度の変化状態を示すタイムチャートである。
【図６】給気の予熱のための加熱制御部の動作内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 処理槽
３ 攪拌体
４ 給気風路
５ 排気風路
６ 脱臭器
７ 加熱器
９ 加熱制御部
13 給気口
14 排気口
15 温度センサ
16 温度センサ
50 バイパス路
51 バイパス路
52 電磁開閉弁
53 電磁開閉弁
Ｅ1 熱交換器
Ｅ2 熱交換器
Ｅ3 熱交換器
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、厨芥等の有機物を微生物の活動を利用して分解処理する有機物処理装置に関し、特に、前記分解により発生する排気の脱臭に酸化触媒を用いてなる有機物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般家庭、飲食店の厨房内に発生する厨芥（生ごみ）等の有機物を処理するための一方法として、微生物による分解を利用する方法がある。この方法による有機物処理装置は、微生物の生息に適した担体（おが屑、木質細片、活性炭等）を収納する処理槽の上部に投入口を開設し、また内部に攪拌体を配して構成され、投入口を経て処理槽内に投入される有機物を攪拌体の動作により担体中に混ぜ合わせた状態で放置し、該担体中に生息する微生物の活動により分解処理する構成となっている。
【０００３】処理槽の内部における有機物の分解は、自然界において日常的に行われている有機物の分解と全く同様に行われ、担体中に混ぜ合わされた有機物は、堆肥化された少量の残留物を残して炭酸ガスを主成分とするガスと水とに分解され、生成ガス及び生成水を排出することにより、有機物を大幅に減量することができる。
【０００４】担体中に生息する微生物の活動には、適量の空気（酸素）が必要であり、従来から、処理槽の上部空間に開口する給気口に連設された給気風路中に給気ファンを配し、該給気ファンを駆動して処理槽内に外気を導入することにより、適量の空気の供給を実現している。
【０００５】また処理槽の内部は、担体中に生息する微生物の活性を高めて十分な処理能力を得るべく、底部に付設されたヒータ等の加熱手段により加熱され、微生物の活動に適した温度に保たれており、有機物の分解により生成される水分は逐次蒸発して、同じく生成されるガスと共に処理槽の上部空間に充満する。従って、生成ガス及び生成水の排出は、前記上部空間に開口する排気口に連設された排気風路中に配した排気ファンの動作により一括して行わせることができ、前記給気風路を経て導入される余分な給気と共に外気に放出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】さて以上の如き有機物処理装置において、処理槽からの排気は、処理槽内部での有機物の分解に伴って発生する臭気を含んでおり、これをそのまま外気に放出した場合、前記臭気が周囲に漂い周辺環境の悪化を引き起こす虞れがある。そこで従来から、前記排気風路の中途に脱臭器を配し、該脱臭器に処理槽からの排気を通し、脱臭した後に外気に放出するようにしている。
【０００７】排気の脱臭には、活性炭等の吸着式の脱臭剤が一般的に用いられるが、特開平6-292879号公報、特開平閉6-292880号公報（B09B 3/00）には、小容積にて高い脱臭能力が得られるものとして、Ｐｔ−Ａｌ2 Ｏ3 に代表される酸化触媒を用いた有機物処理装置が開示されている。
【０００８】酸化触媒による脱臭は、臭気のもととなる有機物質を接触燃焼（酸化）させ、炭酸ガスと水とに分解せしめてなされるものであり、前記接触燃焼は、触媒の介在により通常の燃焼温度よりも低い温度下にて、火炎を生じることなく行われるが、 300℃前後の温度が必要である。
【０００９】従って、前述した構成の有機物処理装置において、処理槽からの排気の脱臭に酸化触媒を用いるためには、前記排気を接触燃焼が可能な温度に加熱して酸化触媒に接触させる必要があり、従来においては、排気風路の中途に酸化触媒を内蔵する脱臭器と、これに前置された加熱器とを配し、処理槽からの排気を、まず加熱器に通して所定温度に加熱し、その後に脱臭器に通して所望の脱臭効果を得るようにしている。
【００１０】ところが、処理槽からの排気は、処理槽の内部温度（50〜60℃）に略相当する温度を有しているに過ぎず、これを接触燃焼が可能な温度（ 300℃前後）に加熱するための前記加熱器の負荷が大きく、これに、前記処理槽の内部を所定温度に維持すべく加熱するヒータの負荷が加わる結果、運転コストの増大を招くという難点があった。
【００１１】また、前記脱臭器を通過した後の排気は、前記接触燃焼時と略同等の温度を有しており、この排気を直接的に放出した場合、放出位置の近傍に置かれた物品が過熱して発火に至り、また、放出位置の近傍を通る人物に火傷を負わせる等の不都合があり、高温の排気の放出に支障を来たさないような設置場所の選定に制限を受ける等の問題があった。
【００１２】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、酸化触媒を内蔵する脱臭器の使用による高い脱臭性能を維持したまま、運転コストの低下を図ると共に、設置場所に制限を受けずに排気の直接的な放出が可能となる有機物処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に関わる有機物処理装置は、有機物を分解処理する処理槽の内部に給気し、該処理槽の内部で生成されるガスを伴って排気させ、この排気を、加熱器に通して加熱し、酸化触媒を内蔵する脱臭器に通して脱臭した後に外気に放出する有機物処理装置において、前記脱臭器を通過した排気と加熱器を通る前の排気とを熱交換する第１の熱交換器と、該第１の熱交換器を通過した排気と処理槽内部への給気とを熱交換する第２の熱交換器とを設けたことを特徴とする。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る有機物処理装置の構成を示す模式図である。図において１は、有機物を分解処理する処理槽であり、外側を所定の厚さの断熱材10により覆い、外箱２の内部に垂下支持されている。
【００２１】処理槽１の内部には、所定の深さを有して担体Ａが収納されている。該担体Ａは、おが屑、木質細片、活性炭等を用いてなり、内部において活動する微生物の住処となるものである。また処理槽１の内部には、両側壁間に横架された攪拌軸30に軸長方向に所定の間隔毎に攪拌棒31，31…を放射状に突設してなる攪拌体３が配してある。処理槽１の一側に突出する攪拌軸30の端部は、外箱２内に固設された攪拌モータＭの出力端に伝動ベルト32を介して連結されており、前記攪拌体３は、前記攪拌軸30に伝達される攪拌モータＭの回転力により正逆両方向に回転駆動され、前記攪拌棒31，31…により担体Ａを攪拌する動作をなす。
【００２２】外箱２の上部には、処理槽１の内部に開口する投入口11が、上蓋12により開閉可能に形成されており、処理対象となる有機物は、上蓋12の操作により開放された投入口11を経て処理槽１の内部に投入され、攪拌体３の回転により担体Ａ中に細片化された状態で取り込まれて、この状態で放置される間に、前記担体Ａ中に生息する微生物の活動により、堆肥化された少量の残留物を残し、炭酸ガスを主成分とするガスと水とに分解される。
【００２３】前記攪拌体３は、有機物の投入毎に行われる有機物の取り込みのための回転駆動の後、所定時間（例えば一時間）毎に回転駆動される。この回転は、内部に取り込んだ有機物と共に担体Ａを攪拌して、処理槽１の上部空間の空気を担体Ａ中に取り込み、微生物の活性を増すべく行われる。
【００２４】また、以上の如く行われる有機物の分解処理の間、処理槽１の内部は、担体Ａ中の微生物の活性を高めるべく、50〜60℃程度の高温に維持されている。本発明に係る有機物処理装置においては、処理槽１の内側底部に両側壁間に跨がる態様に熱交換器Ｅ2 が敷設されており、処理槽１の内部は、前記熱交換器Ｅ2 の内部に後述の如く導入される高温の通気との熱交換により加熱されるようになしてあり、このように加熱される処理槽１の内部温度は、例えば、処理槽１の内壁に固定された温度センサ15により検出されている。
【００２５】担体Ａ中での有機物の分解により生成される水分は、処理槽１内部の加熱により蒸発し、同じく分解により生成されるガスと共に処理槽１の上部空間に充満する。処理槽１の上部には、一方の側壁に開口を有して給気口13が、他方の側壁に開口を有して排気口14が夫々形成されており、前者は、中途に給気ファン4aを備える給気風路４を介して、後者は、中途に排気ファン5aを備える排気風路５を介して外箱２の外部に夫々連通されている。而して、処理槽１の内部には、給気ファン4aの動作により給気風路４を経て外気が給気され、処理槽１の上部空間内に充満する排気は、この給気と共に排気口14に集められ、排気ファン5aの動作により排気風路５を経て外気に放出される。
【００２６】本発明に係る有機物処理装置において、給気風路４の中途に向流形の熱交換器Ｅ3 が配してあり、処理槽１内部に供給される給気は、低温の給気の導入による処理槽１内部の温度低下を防ぐべく、前記熱交換器Ｅ3 に後述の如く導入される高温の通気の外側に通されて、該通気との熱交換により予熱されるようになしてある。このように予熱される給気の温度は、例えば、熱交換器Ｅ3 の出側に位置して給気風路４内に固定された温度センサ16により検出されている。
【００２７】さて、前記排気風路５中を通気する処理槽１からの排気は、処理槽１の内部での有機物の分解に伴って発生する臭気を含んでおり、排気風路５の中途には、前記排気ファン5aの下流側に、排気に含まれる臭気を脱臭する脱臭器６が、これに前置され、ヒータを内蔵する加熱器７と共に介装されている。脱臭器６は、酸化触媒による接触燃焼を利用して脱臭作用をなすものであり、前記加熱器７は、排気風路５中の通気を接触燃焼に必要な所定温度（ 300℃前後）に加熱すべく設けてある。
【００２８】図２は、脱臭器６に内蔵された酸化触媒の一例を示す斜視図である。図示の酸化触媒6aは、セラミックス等の耐熱材料からなるハニカム状の基材6bに並設された多数の通気孔6c，6c…の内面に、Ｐｔ−Ａｌ2 Ｏ3 等、酸化触媒としての作用をなす物質の蒸着膜を形成したものであり、前記通気孔6c，6cの夫々が排気風路５中の通気の流れ方向に沿うように脱臭器６に内蔵されており、通気と酸化触媒との間に大なる接触面積を確保して通気の接触燃焼を良好に行わせると共に、通気抵抗を小さく保つようになしてある。
【００２９】排気風路５は、前記加熱器７の入側と脱臭器６の出側とが互いに交叉する態様に配してあり、この交叉部には、加熱器７の入側の通気を脱臭器６の出側の通気の外側に通し、両者間にて熱交換を行わせる向流形の熱交換器Ｅ1 が構成されている。前述の如く脱臭器６には、加熱器７の通過により 300℃前後に加熱された排気が導入されており、内蔵された酸化触媒6aとの接触に伴う接触燃焼により脱臭されて送出されるが、この送出気体は、 270℃前後の高温を維持している。前記熱交換器Ｅ1 は、脱臭器６の出側における高温の通気を利用して加熱器７への入側の通気を予熱するものであり、これにより、加熱器７の負荷を軽減することができる。
【００３０】一方、脱臭器６の出側の通気は、前記熱交換器Ｅ1 における熱交換により降温して送出されるが、この送出時点での通気の温度は、処理槽１内部の適正温度である50〜60℃よりは十分に高い。本発明に係る有機物処理装置においては、熱交換器Ｅ1 の通過により降温した脱臭器６出側の通気の保有熱を、処理槽１の内部の加熱と、処理槽１内へ供給される給気の予熱とに利用している。
【００３１】即ち、熱交換器Ｅ1 の出側の排気風路５は、処理槽１の内側底部に敷設された前記熱交換器Ｅ2 と、給気風路４の中途に配された前記熱交換器Ｅ3 とに、この順に接続されており、排気風路５内の通気は、熱交換器Ｅ2 の通気時に、これの外側に接触する処理槽１の内部を加熱し、熱交換器Ｅ3 の通気時に、これの外側に接触する給気を予熱した後に外気に放出されるようになしてある。
【００３２】熱交換器Ｅ2 と熱交換器Ｅ3 とには、処理槽１の内部又は給気風路４内の通気と接触しないバイパス路50，51が夫々並設してある。これらのバイパス路50，51の中途には、電磁開閉弁52，53が夫々介装されており、電磁開閉弁52（又は電磁開閉弁53）が開とされた場合、排気風路５の通気は、熱交換器Ｅ2 とバイパス路50（又は熱交換器Ｅ3 とバイパス路51）とに分岐して流れ、逆に、電磁開閉弁52（又は電磁開閉弁53）が閉とされた場合、排気風路５の通気は、その全量が熱交換器Ｅ2 （又は熱交換器Ｅ3 ）に供給されるようになしてある。
【００３３】処理槽１の内部温度は、前述した如く、微生物の生息に適した所定温度（50〜60℃）に維持する必要があり、また給気風路４内の給気の予熱は、処理槽１の内部温度に相当する温度を得るべく行われる。前記電磁開閉弁52，53は、各別のバイパス路50，51の開閉により熱交換器Ｅ1 ，Ｅ2 の通気量を夫々加減して、処理槽１の内部の加熱、及び給気の予熱を適正に行わせるべく設けてある。
【００３４】図３は、以上の加熱及び予熱のための制御系のブロック図である。図中９は、マイクロプロセッサを用いてなる加熱制御部であり、該加熱制御部９の入力側には、処理槽１の内部に配された温度センサ15と、給気風路４の内部に配された温度センサ16とが接続され、これらの出力信号が与えられている。温度センサ15，16としては、サーミスタ、バイメタル等を利用した公知の温度センサを用いることができ、加熱制御部９は、温度センサ15の出力信号の取り込みにより処理槽１の内部温度を、また温度センサ16の出力信号の取り込みにより処理槽１への給気の温度を夫々認識するようになしてある。
【００３５】一方、加熱制御部９の出力側には、前記バイパス路50，51の中途に配された電磁開閉弁52，53が、各別の励磁開路を介して接続されており、電磁開閉弁52，53は、加熱制御部９から各別に与えられる動作指令に従って開閉されるようになしてあり、電磁開閉弁52の開閉は、温度センサ15の検出結果に基づいて、また電磁開閉弁53の開閉は、温度センサ16の検出結果に基づいて、夫々以下の如くに行われる。
【００３６】図４は、処理槽１の内部温度を適正に保つための加熱制御部９の動作内容を示すフローチャートである。加熱制御部９は、図示しない運転スイッチのオン操作に応じて動作を開始し、入力側に接続された温度センサ15の出力を、所定のサンプリング周期にて取り込み（ステップ１）、この出力から処理槽１の内部温度Ｔ認識し、この内部温度Ｔを予め設定された上限温度Ｔ1 （例えば、60℃）と比較し（ステップ２）、ＴがＴ1 を上回っている場合、電磁開閉弁52に開指令を発する（ステップ３）。
【００３７】この動作により、温度センサ15により検出される処理槽１の内部温度Ｔが上限温度Ｔ1 を超え、処理槽１の内部温度が過剰に高い場合、電磁開閉弁52が開となり、熱交換器Ｅ2 への通気が減少して、処理槽１内部の加熱が軽減されることになり、該処理槽１の内部温度は、周壁を介して接触する外気との熱交換により徐々に低下する。
【００３８】次いで加熱制御部９は、前記内部温度Ｔを予め設定された下限温度Ｔ2 （例えば、50℃）と比較し（ステップ４）、ＴがＴ2 を下回っている場合、電磁開閉弁52に閉指令を発する（ステップ５）。
【００３９】この動作により、温度センサ15により検出される処理槽１の内部温度Ｔが下限温度Ｔ2 を下回り、処理槽１の内部温度が過剰に低下している場合、電磁開閉弁52が閉となり、熱交換器Ｅ2 への通気が増加して、処理槽１内部の加熱が強化されることになり、該処理槽１の内部温度は、熱交換器Ｅ1 中の通気との間の熱交換により徐々に上昇する。
【００４０】以上の動作は、ステップ１での温度センサ15の出力の取り込みタイミング毎に行われるから、処理槽１の内部温度は、図５に示す如く、上限温度Ｔ1 と下限温度Ｔ2 との間にて、例えば、50〜60℃なる温度範囲内にて上下動を繰り返し、微生物の生息に適した温度に維持される。
【００４１】このように、本発明に係る有機物処理装置においては、処理槽１の内部温度を専用のヒータを用いることなく適正に維持することができ、運転コストの低下に寄与し得る一方、熱交換器Ｅ2 における熱交換により排気風路５内の通気の温度が更に低下するから、この通気の外気への放出に支障を来す虞れがなく、設置場所に制限を受ける虞れがない。なお、以上の説明においては、処理槽１の内部の加熱手段として、熱交換器Ｅ2 のみを設けた構成としたが、補助的な加熱手段としてヒータを設けてもよい。
【００４２】図６は、処理槽１への給気温度を適正に保つための加熱制御部９の動作内容を示すフローチャートであり、この動作は、給気風路４内に設けた温度センサ16の検出結果に基づき、図４に示すフローチャートに従う動作、即ち、処理槽１の内部温度を適正に保つための動作と並行して、該動作と同様に行われる。
【００４３】即ち、加熱制御部９は、入力側に接続された温度センサ16の出力を所定のサンプリング周期にて取り込み（ステップ11）、この出力から処理槽１への給気温度Ｔ0 を認識し、該給気温度Ｔ0 を上限温度Ｔ3 と比較して（ステップ12）、Ｔ0がＴ3 を上回っている場合、給気の予熱が過剰であると判定し、電磁開閉弁53に開指令を発して（ステップ13）、熱交換器Ｅ3 への通気を減じる動作をなし、次いで、前記給気温度Ｔ0 を下限温度Ｔ4 と比較して（ステップ14）、Ｔ0 がＴ4を下回っている場合、給気の予熱が不足していると判定し、電磁開閉弁52に閉指令を発して（ステップ15）、熱交換器Ｅ3 への通気を増す動作をなし、その後、以上の動作を繰り返して行う。
【００４４】以上の動作において用いられる上限温度Ｔ3 及び下限温度Ｔ4 は、処理槽１の加熱制御動作に際して用いられる上限温度Ｔ1 及び下限温度Ｔ2 と夫々略等しく設定されており、この動作により、処理槽１への給気温度は、処理槽１の内部温度と略等しい温度に予熱されるから、この給気による内部温度の低下を防ぐことができ、また、熱交換器Ｅ3 における熱交換により排気風路５内の通気の温度が更に低下するから、この通気の外気への放出に支障を来す虞れがなくなり、設置場所に制限を受ける虞れがない。
【００４５】なお以上の実施の形態においては、熱交換器Ｅ2 ，Ｅ3 への通気を加減する手段として、バイパス路50，51及びこれらの中途に配した電磁開閉弁52，53を備えた構成としてあるが、例えば、バイパス路50，51の中途に開度調節が可能な弁を備える等、他の加減手段を用いてもよい。
【００４６】また、以上の実施の形態に示す熱交換器Ｅ2 ，Ｅ3 は、内外の通気の接触が筒体の周面を介して行われる簡素な構成となっているが、前記周面に複数の放熱フィンを形成する等、接触面積を増す構成により、限られた長さ範囲内にて効率良く熱交換を行わせることができる。また、給気の予熱のための熱交換器Ｅ3 は、向流形としてあるが、並流形、直交流形としてもよい。
【００４７】更に、以上の実施の形態においては、処理槽１の内部を加熱するための熱交換器Ｅ2 と、給気の予熱のための熱交換器Ｅ3 とを併せて備えた構成について説明したが、熱交換器Ｅ1 ，Ｅ2 を単独にて備える構成もまた本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【００４８】
【発明の効果】本発明の構成によると、脱臭器を通過した後の高温の排気を利用して加熱器を通る前の排気を予熱するため、加熱器の負荷が軽減されると共に、脱臭器を通過した後の高温の排気を利用して処理槽への給気を予熱するため、処理槽内部の加熱負荷が軽減され、高い脱臭性能を維持したまま運転コストを大幅に低減することができる。
【００４９】また、脱臭器を通過した後の高温の排気の熱は、脱臭前の排気の予熱及び給気の予熱に有効利用され、外気に放出される排気の温度は降下するため、外気への放出に支障を来す虞れがなく、設置場所が制限されることがなくなる等の効果を奏する。
【００５０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有機物処理装置の一実施例を示す模式図である。
【図２】脱臭器に内蔵された酸化触媒の一例を示す斜視図である。
【図３】処理槽内部の加熱及び処理槽への給気の予熱のための制御系のブロック図である。
【図４】処理槽の加熱のための加熱制御部の動作内容を示すフローチャートである。
【図５】処理槽の内部温度の変化状態を示すタイムチャートである。
【図６】給気の予熱のための加熱制御部の動作内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 処理槽
３ 攪拌体
４ 給気風路
５ 排気風路
６ 脱臭器
７ 加熱器
９ 加熱制御部
13 給気口
14 排気口
15 温度センサ
16 温度センサ
50 バイパス路
51 バイパス路
52 電磁開閉弁
53 電磁開閉弁
Ｅ1 熱交換器
Ｅ2 熱交換器
Ｅ3 熱交換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】 有機物を分解処理する処理槽の内部に給気し、該処理槽の内部で生成されるガスを伴って排気させ、この排気を、加熱器に通して加熱し、酸化触媒を内蔵する脱臭器に通して脱臭した後に外気に放出する有機物処理装置において、前記脱臭器を通過した排気と加熱器を通る前の排気とを熱交換する第１の熱交換器と、該第１の熱交換器を通過した排気と処理槽内部への給気とを熱交換する第２の熱交換器とを設けたことを特徴とする有機物処理装置。
【請求項１】 有機物を分解処理する処理槽の内部に給気し、該処理槽の内部で生成されるガスを伴って排気させ、この排気を、加熱器に通して加熱し、酸化触媒を内蔵する脱臭器に通して脱臭した後に外気に放出する有機物処理装置において、前記脱臭器を通過した排気と加熱器を通る前の排気とを熱交換する第１の熱交換器と、該第１の熱交換器を通過した排気と処理槽内部への給気とを熱交換する第２の熱交換器とを設けたことを特徴とする有機物処理装置。
【図３】
【図５】
【図１】
【図４】
【図２】
【図６】
【図５】
【図１】
【図４】
【図２】
【図６】
【特許番号】特許第３４７５１８９号（Ｐ３４７５１８９）
【登録日】平成１５年９月１９日（２００３．９．１９）
【発行日】平成１５年１２月８日（２００３．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−２９１３３０（Ｐ２００１−２９１３３０）
【分割の表示】特願平７−２７５７６０の分割
【出願日】平成７年１０月２４日（１９９５．１０．２４）
【公開番号】特開２００２−２００４７３（Ｐ２００２−２００４７３Ａ）
【公開日】平成１４年７月１６日（２００２．７．１６）
【審査請求日】平成１３年１０月１０日（２００１．１０．１０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【参考文献】
【文献】特開 平７−３１８４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−１３１１８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−９２１８０（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１５年９月１９日（２００３．９．１９）
【発行日】平成１５年１２月８日（２００３．１２．８）
【国際特許分類】
【分割の表示】特願平７−２７５７６０の分割
【出願日】平成７年１０月２４日（１９９５．１０．２４）
【公開番号】特開２００２−２００４７３（Ｐ２００２−２００４７３Ａ）
【公開日】平成１４年７月１６日（２００２．７．１６）
【審査請求日】平成１３年１０月１０日（２００１．１０．１０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【参考文献】
【文献】特開 平７−３１８４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−１３１１８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−９２１８０（ＪＰ，Ａ）
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