説明

生ごみの真空乾燥装置

【課題】本発明は生ごみの真空乾燥装置に関し、回転ドラムに生ごみを真空乾燥するものであり、撹拌翼に装着したヒータにより撹拌動力の低下と熱伝導率を高めるものである。
【解決手段】一側に生ごみ投入兼排出口2が設けられ、他側の中心を真空ポンプPに接続されるロータリージョイント3により回動可能に支持された回転ドラム1と、該回転ドラムの内壁に取付けてヒータ4が装着された撹拌翼5と、ロータリージョイントに隣接して回動可能に設けられ、常時、上向きの強制力により回転ドラム内の上部に配向する吸引口6を有した真空吸引手段7と、を備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は生ごみの真空乾燥装置に関し、回転ドラムに生ごみを投入して撹拌しながら真空乾燥するものであり、回転ドラムの内壁に取付けた撹拌翼に加熱源としてのヒータを装着することにより撹拌動力の低下と熱伝導率を高めて加熱エネルギーの削減をはかろうとするものである。
【背景技術】
【0002】
従来、生ごみの乾燥を行うには、常圧乾燥装置と、真空乾燥装置とが知られ、このうち、常圧乾燥装置は、大気圧下で熱風を生ごみに吹付けることによって乾燥を行うものであり、また、真空乾燥装置は、真空下で生ごみを低温蒸発乾燥させるものである。
【0003】
生ごみを飼料として再利用する場合、生ごみを高温で乾燥すると、性状変化をきたし、好ましくないため、真空乾燥のような減圧乾燥させることが臨まれる。
【0004】
常圧により生ごみを乾燥させて処理を行うための生ごみ処理装置には、内面に複数の撹拌羽根が固定され回転軸を略水平にして保持された回転ドラムと、該回転ドラムの一側面に設けた開口部から回転ドラム内に臨み他端が上方に指向して開口する投入口を有する投入管と、この投入管から回転ドラム内に空気を供給する給気系と、この回転ドラムの他側面に接続された排気系と、前記回転ドラムが収納されるケース内の雰囲気温度を上げるためのヒータとを備えた生ごみ処理装置があった(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
また、真空等の減圧下で生ごみの減圧乾燥消却装置として、乾燥室内でマイクロ波を加熱源として生ごみを減圧下において低温度で水分蒸発させ、急速に減圧、乾燥させるようにした生ごみ減圧乾燥消却装置があった(例えば、特許文献2参照。)。
【特許文献1】特開平8−117728号公報
【特許文献2】特開平7−233931号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、撹拌羽根を内部に取付けた回転ドラムを備えた特許文献1に記載の上記従来の生ごみ処理装置に真空乾燥を適用する場合に、真空乾燥を行うのに、そのままでは適用することができず、生ごみに対する乾燥効率を高めるために真空乾燥室内に組み込まれた撹拌羽根により生ごみを撹拌して熱移動を効率良く行わなければならない。
【0007】
ところが、真空乾燥を行う場合、真空下においては熱の移動(伝導、対流、放射)が制約され、熱の伝導しか期待できない。このため、生ごみへの熱移動を有効に行うためには、生ごみを効率良く撹拌する必要がある。
【0008】
しかし、回転ドラム内に投入される生ごみを撹拌羽根により撹拌すると、生ごみが、撹拌翼に噛み込んだり、絡んだりして運転不能を来たしたり、生ごみの乾燥処理過程で含水率が低下すると、撹拌翼の摺動抵抗が増大して来るため、撹拌動力大きく見込まなければならない等の問題を生ずる。
【0009】
また、加熱方法も回転ドラムが収納されるケース内の雰囲気温度をヒータによって上げるという間接加熱方式であるため、生ごみには充分な熱が伝わらず、熱効率が悪いものであった。従って、生ごみを加熱するために、多くの加熱エネルギーを必要としていた。
【0010】
本発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであり、生ごみに対する撹拌動力並びに加熱エネルギーの削減をはかった生ごみの真空乾燥装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は上記課題に鑑みなされ、請求項1に記載の発明は、
一側に生ごみ投入兼排出口が設けられ、他側の中心を真空ポンプに接続されるロータリージョイントにより回動可能に支持された回転ドラムと、
該回転ドラムの内壁に取付けられてヒータが加熱源として装着された撹拌翼と、
前記ロータリージョイントに隣接して回動可能に設けられ、常時、上向きの強制力を受けて前記回転ドラム内の上部に配向する吸引口を有した真空吸引手段と、
を備えたことを特徴とする。
【0012】
また、本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記真空吸引手段が、軸受と、該軸受の外周下面に固定された錘と、前記軸受の外周上面に前記錘に対称的に設けられて前記錘の重力により前記回転ドラム内の上部に配向された前記吸引口と、により形成されることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1または2において、前記回転ドラムは、その周方向の上部略半分を覆うように間隔を開けて排気吹出板が設けられ、該排気吹出板は前記真空ポンプの排気口に接続されたことを特徴とする。
【0014】
また、本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1−3の何れかにおいて、前記回転ドラムが、前記生ごみ投入兼排出口が設けられた一側のみはリング状のシール部材を介して回動可能に密閉箱から露出され、かつ、残りの他の部分は前記密閉箱内に回動可能に収容され、前記シール部材の端面は前記密閉箱の側面に封止可能に接触されることを特徴とする。
【0015】
また、本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1−4において、前記回転ドラムが、ロードセル上に配設される架台に装備した複数個のローラ上に回動可能に支持され、前記ロードセルにより、前記回転ドラムの生ごみ投入前の質量と、生ごみ投入後の質量とが計測され、その生ごみ投入前の質量と、生ごみ投入後の質量との差を演算して生ごみの実投入量を演算し、指定の質量減率になるまで前記回転ドラム内での真空乾燥作業を制御手段により制御することを特徴とする。
【0016】
また、本発明の請求項6に記載の発明は、請求項1−5において、前記ヒータが、U字状の電気ヒータに形成され、該電気ヒータが前記撹拌翼を跨ぐように表裏の側面に取付けられたことをとする。
【発明の効果】
【0017】
本発明の請求項1に記載の発明によれば、一側に生ごみ投入兼排出口が設けられ、他側の中心を真空ポンプに接続されるロータリージョイントにより回動可能に支持された回転ドラムと、該回転ドラムの内壁に取付けられてヒータが加熱源として装着された撹拌翼と、前記ロータリージョイントに隣接して回動可能に設けられ、常時、上向きの強制力を受けて前記回転ドラム内の上部に配向する吸引口を有した真空吸引手段と、を備えたので、回転ドラムは回転されて生ごみを撹拌翼により万遍なく切返され、また、回転ドラム内は真空ポンプによる吸引により真空雰囲気に減圧され、回転ドラム内に取付けられた撹拌翼にはヒータが加熱源として装着されているため、生ごみが、撹拌翼に噛み込んだり、絡んだりするのが解消され、運転不能を来たすことはなくなる。しかも、回転ドラム内は真空ポンプによる吸引により真空雰囲気に減圧され、回転ドラム内に取付けられた撹拌翼にはヒータが加熱源として装着されているので、生ごみに対する熱移動が良好になり、直接に生ごみは加熱されるため、熱効率は良くなり、生ごみを加熱するのに、多くの加熱エネルギーを必要としない。
【0018】
また、生ごみの乾燥処理過程で含水率が低下しても、撹拌翼の摺動抵抗を増大させることなく、撹拌動力の削減がはかれる。
【0019】
また、回転ドラムの他側の中心を真空ポンプに接続されるロータリージョイントにより回転可能に支持し、該ロータリージョイントに隣接して常時、上向きの強制力を受けて回転ドラム内の上部に吸引手段の吸引口を配向させているので、回動ドラムが回動しても吸引手段の吸引口は捩れることなく、常時上側に配向される。
【0020】
また、本発明の請求項2に記載の発明によれば、前記真空吸引手段が、軸受と、該軸受の外周下面に固定された錘と、前記軸受の外周上面に前記錘に対称的に設けられて前記錘の重力により前記回転ドラム内の上部に配向された前記吸引口と、により形成されるので、回動ドラムが回動されても、真空吸引手段の吸引口は、軸受の外周上面に前記吸引口とは対称的に設けられた錘の重力により前記回転ドラム内の上部に常時強制的に配向される。従って、回転ドラムの下方に堆積した異物の吸引を回避できる。
【0021】
また、本発明の請求項3に記載の発明によれば、前記回転ドラムは、その周方向の上部略半分を覆うように間隔を開けて排気吹出板が設けられ、該排気吹出板は前記真空ポンプの排気口に接続されたので、真空ポンプからの排気を回転ドラムの外周に吹付けることによって生ごみを間接的に加熱し、投入エネルギーを有効に利用し、エネルギーの無駄を防げる。
【0022】
また、本発明の請求項4に記載の発明によれば、前記回転ドラムが、前記生ごみ投入兼排出口が設けられた一側のみはリング状のシール部材を介して回動可能に密閉箱から露出され、かつ、残りの他の部分は前記密閉箱内に回動可能に収容され、前記シール部材の端面は前記密閉箱の側面に封止可能に接触されるので、密閉箱内の熱気のショートパスを避け、撹拌板に装着したヒータにより直接に生ごみの加熱を行うほか、熱気を生ごみの間接加熱に有効利用することにより省エネ効果を期待することができる。
【0023】
また、本発明の請求項5に記載の発明によれば、前記回転ドラムが、ロードセル上に配設される架台に装備した複数個のローラ上に回動可能に支持され、前記ロードセルにより、前記回転ドラムの生ごみ投入前の質量と、生ごみ投入後の質量とが計測され、その生ごみ投入前の質量と、生ごみ投入後の質量との差を演算して生ごみの実投入量を演算し、指定の質量減率になるまで前記回転ドラム内での真空乾燥作業を制御手段により制御するので、指定した質量減率で生ごみの仕上がり乾燥状態を自動的に自動制御することができる。
【0024】
また、本発明の請求項6に記載の発明によれば、前記ヒータが、U字状の電気ヒータに形成され、該電気ヒータが前記撹拌翼を跨ぐように表裏の側面に取付けられたので、撹拌翼の表裏の側面によって生ごみを効率的に加熱できるとともに、ヒータのリード線の回転ドラムの側面の貫通個所を1個所で済み、製作、組付けが容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、図面に従って本発明の実施の最良の形態により、本発明の詳細を説明する。
【0026】
図1は本発明の生ごみの真空乾燥装置の実施形態を示す長手方向の断面図、図2は同じく図1のA−A矢視断面図、図3は同じく本実施形態を構成する真空吸引手段を示す断面図である。
【0027】
本発明の実施形態は、一側に生ごみ投入兼排出口2が設けられ、他側の中心を真空ポンプPに接続されるロータリージョイント3により回動可能に支持された回転ドラム1と、該回転ドラム1の内壁に取付けられてヒータ4が加熱源として装着された撹拌翼5と、前記ロータリージョイント3に隣接して回動可能に設けられ、常時、上向きの強制力を受けて前記回転ドラム1内の上部に配向する吸引口6を有した真空吸引手段7と、を備えている。
【0028】
前記回転ドラム1は、生ごみNが投入されることにより真空乾燥が行われるためのものであり、その周方向の上部略半分を覆うように間隔tを開けて断面円弧状の排気吹出板8が設けられ、該排気吹出板8は前記真空ポンプPの排気口9に接続されている。この真空ポンプPは、ドライ式ポンプである。
【0029】
前記回転ドラム1が、前記生ごみ投入兼排出口2が設けられた一側1Aのみはリング状のシール部材10を介して回転可能に密閉箱11から露出され、かつ、残りの他の部分1Bは前記密閉箱11内に回転可能に収容され、前記シール部材10の端面10aは前記密閉箱11の側面に封止可能に接触される。
【0030】
前記回転ドラム1が、ロードセル12上に配設される架台13に装備した複数個のローラ14上に回動可能に支持され、前記ロードセル12により、前記回転ドラム1の生ごみ投入前の質量と、生ごみ投入後の質量とが計測され、その生ごみ投入前の質量と、生ごみ投入後の質量との差を演算して生ごみNの実投入量を演算し、指定の質量減率になるまで前記回転ドラム1内での真空乾燥作業を制御手段CPUにより制御するようになっている。
【0031】
この実施形態では、前記ローラ14はターニングローラが使用され、このターニングローラは、駆動源として図には示さないブレーキ付きギヤードモータにより回転駆動され、しかも、図には示さないリミットスイッチのオン・オフにより前記回転ドラム1は、一周毎に正逆転を繰り返すように回動可能に支持される。
【0032】
前記ヒータ4が、U字状の電気ヒータに形成され、該電気ヒータが前記撹拌翼5を跨ぐように表裏の側面に取付けられる。図1、および図2では電気ヒータの設置個数は、1個の撹拌翼5に2個が2段に設置されているが、その増減変更は自由に行える。また、電気ヒータの近傍には、温度スィッチ(図には示さず)が撹拌翼5に設けられている。また、撹拌翼5は、図では1個が図示されているが、その設置個数、設置方向、形状は図示されるものに限らず、自由に設定される。
【0033】
このように、前記ヒータ4が、U字状の電気ヒータに形成され、該電気ヒータが前記撹拌翼5を跨ぐように左右の側面に密着して取付けられるので、撹拌翼5の表裏の両面によって生ごみNを効率的に加熱できるとともに、ヒータ4のリード線の回転ドラム1の側面の貫通個所は1個所で済み、製作、組付けが容易に行える。
【0034】
前記真空吸引手段7が、軸受15と、該軸受15の外周下面に固定された錘16と、前記軸受15の外周上面に前記錘16に対称的に設けられて前記錘16の重力Gにより前記回転ドラム1内の上部に配向される前記吸引口6と、により形成される。また、前記錘16は、前記吸引口6よりも質量が大きいことはいうまでもない。
【0035】
このように、軸受15の外周上面に外周下面に設けた錘16とは対称的に真空吸引手段7の吸引口6を設けることによって回転ドラム1内の上部に常時強制的に配向するようにしたのは、回動ドラム1が回動されても、その回動位置に拘わらず、真空吸引手段7の吸引口6が錘16の重力Gにより前記回転ドラム1内の上部に常時強制的に配向されることにより回転ドラム1の下方に堆積した異物の吸引を回避し、乾燥した生ごみNの破片を吸い込まなくするためである。
【0036】
図1、および図3において、17は回転ドラム1内において、前記真空吸引手段7の内側、近傍に設けられたスクリーンであり、このスクリーン17は生ごみNの破片が前記真空吸引手段7側に通過して回転ドラム1の内側下部に堆積するのを防止するためのものである。18は前記生ごみ投入兼排出口2を開閉可能に閉じる蓋板である。
【0037】
本発明の実施形態は以上の構成からなり、使用にあたって回転ドラム1の一側に設けられた生ごみ投入兼排出口2から処理される生ごみNが投入される。
【0038】
次いで、図には示さない電源スッチをオンすると、駆動源として図には示さないブレーキ付きのギヤードモータが駆動され、ロードセル12上に配設される架台13に装備した複数個のローラ14、すなわち、本実施形態ではターニングローラが回転されるので、このターニングローラに支持されている回転ドラム1は、図には示さないリミットスイッチのオン・オフにより一周毎に正逆転を繰り返すように回動可能に支持される。
【0039】
そして、この密閉された回転ドラム1と、ドライ式の真空ポンプPとが接続されているので、回転ドラム1内は減圧されて真空に保持される。同時に回転ドラム1の内壁に取付けた撹拌翼5の表裏の側面に密着して装着されているU字形の電気ヒータ、すなわちヒータ4が通電されて発熱される。従って、回転ドラム1内に投入された生ごみNは真空下により加熱され、乾燥される。
【0040】
この時、前記回転ドラム1は、前述のように、ターニングローラにより一周毎に正逆転を繰り返すように回動可能に支持されるので、生ごみNは、回転ドラム1の内壁に取付けられている撹拌翼5により万遍なく効率的に切返えされて充分に撹拌が行われ、熱移動が迅速かつ確実に行われる状態になるとともに、この撹拌翼5の表裏に密着して装着されているU字形の電気ヒータ、すなわちヒータ4からの加熱によって直接的に加熱され、熱移動が効率的に行われる。従って、生ごみNを加熱するためのに、加熱エネルギーは少なくても済み、省エネ効果は大きい。
【0041】
この時、前述のように、回転ドラム1は、ロードセル12上に配設される架台13に装備した複数個のローラ14、すなわち、ターニングローラにより一周毎に正逆転を繰り返すように回動可能に支持されるので、生ごみNが、撹拌翼5に噛み込んだり、絡んだりすることなく撹拌は迅速かつ円滑に行われ、運転不能になるようなことはない。なお、この回転ドラム1の回転量、回転方向等は前述の説明するものに限られず、自由に設定される。
【0042】
しかも、回転ドラム1内において真空という減圧下において、生ごみNへの加熱が行われるので、ヒータ4による加熱温度をあまり高く温度をあげなくても生ごみN内に含まれる水分は速やかに蒸発されて乾燥がされるため、回転ドラムの内面に複数の撹拌羽根が固定されて大気圧下にて加熱乾燥を行う特許文献1に記載の従来の生ごみ処理装置とは異なり、生ごみNの乾燥処理過程で含水率が低下し、撹拌翼5の摺動抵抗が増大しても、撹拌動力大きくしなくても乾燥を行うことができる。従って、生ごみを飼料として再利用する場合、生ごみを高温で乾燥しなくても済むため、性状変化をきたすことなく最適である。
【0043】
また、回転ドラム1の他側の中心を真空ポンプPに接続されるロータリージョイント3により回転可能に支持し、該ロータリージョイント3に隣接して常時、上向きの強制力、すなわち、軸受15の外周上面に外周下面に設けた錘16とは対称的に真空吸引手段7の吸引口6を設けることによって回転ドラム1内の上部に常時強制的に配向するようにしているので、回動ドラム1がターニングローラにより一周毎に正逆転を繰り返すように回動しても真空ポンプPに接続された真空吸引手段7の吸引口6は捩れることなく、常時上側に配向され、回転ドラム1の下方に堆積した異物の吸引を回避でき、乾燥した生ごみNの破片は吸い込まれない。
【0044】
また、回転ドラム1は、図1、および図2に示すようにその周方向の上部略半分を覆うように間隔tを開けて断面円弧状の排気吹出板8が設けられ、該排気吹出板8は前記真空ポンプPの排気口9に接続されているので、真空ポンプPからの排気を回転ドラム1の外周に吹付けることによって生ごみNを間接的に加熱し、投入エネルギーを有効に利用し、エネルギーの無駄を防ぐことができる。
【0045】
また、回転ドラム1が、前記生ごみ投入兼排出口2が設けられた一側1Aのみはリング状のシール部材10を介して回動可能に密閉箱11から露出され、かつ、残りの他の部分1Bは密閉箱11内に回動可能に収容され、前記シール部材10の端面10aは前記密閉箱11の側面に封止可能に接触されるので、密閉箱11内の熱気のショートパスを避け、熱気を生ごみNの間接加熱に有効利用することにより省エネ効果を期待することができる。
【0046】
このようにして、生ごみNの真空乾燥が行われることになるが、前述のように、前記回転ドラム1が、ロードセル12上に配設される架台13に装備した複数個のローラ14上に一周毎に正逆転を繰り返すように回動可能に支持されるので、ロードセル12によって、前記回転ドラム1の生ごみ投入前の質量と、生ごみ投入後の質量とが計測され、制御手段CPUによりその生ごみ投入前の質量と、生ごみ投入後の質量との差を演算して生ごみの実投入量を演算し、指定の質量減率になるまで前記回転ドラム1内での真空乾燥作業を制御するようにすれば、指定した質量減率で生ごみの仕上がり乾燥状態を自動的に自動制御することができる。
【0047】
生ごみNの真空乾燥処理後は、図には示さない電源スイッチをオフすると、ギヤードモータが駆動が停止され、ロードセル12上に配設される架台13に装備した複数個のローラ14により回転ドラム1の回転が停止され、ヒータ4による加熱は停止され、真空ポンプPによる回転ドラム1内の吸引が停止され減圧は止まる。その後、生ごみ投入兼排出口2内を閉じていた蓋板18を開き、生ごみ投入兼排出口2から真空乾燥処理された生ごみNを取り出す。
【0048】
また、ヒータ4が、U字状の電気ヒータに形成され、該電気ヒータが前記撹拌翼5を跨ぐように表裏の側面に密接して取付けられるので、撹拌翼5の表裏の両面によって生ごみNを効率的に加熱できるとともに、ヒータ4のリード線の回転ドラム1の側面の貫通個所を1個所で済み、製作、組付けが容易に行えることができる。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明は生ごみに対する生ごみに対する撹拌動力並びに加熱エネルギーの削減をはかるという用途・機能に適する
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】図1は本発明の生ごみの真空乾燥装置の実施形態を示す長手方向の断面図である。
【図2】図2は同じく図1のA−A矢視断面図である。
【図3】図3は同じく本実施形態を構成する真空吸引手段を示す断面図である。
【符号の説明】
【0051】
1 回転ドラム
2 生ごみ投入兼排出口
3 ロータリージョイント
4 ヒータ
5 撹拌翼
6 吸引口
7 真空吸引手段
8 排気吹出板
9 排気口
10 シール部材
11 密閉箱
12 ロードセル
13 架台
14 ローラ
CPU 制御手段
P 真空ポンプ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一側に生ごみ投入兼排出口が設けられ、他側の中心を真空ポンプに接続されるロータリージョイントにより回動可能に支持された回転ドラムと、
該回転ドラムの内壁に取付けられてヒータが加熱源として装着された撹拌翼と、
前記ロータリージョイントに隣接して回動可能に設けられ、常時、上向きの強制力を受けて前記回転ドラム内の上部に配向する吸引口を有した真空吸引手段と、
を備えたことを特徴とする生ごみの真空乾燥装置。
【請求項2】
前記真空吸引手段が、軸受と、該軸受の外周下面に固定された錘と、前記軸受の外周上面に前記錘に対称的に設けられて前記錘の重力により前記回転ドラム内の上部に配向された前記吸引口と、により形成されることを特徴とする請求項1に記載の生ごみの真空乾燥装置。
【請求項3】
前記回転ドラムは、その周方向の上部略半分を覆うように間隔を開けて排気吹出板が設けられ、該排気吹出板は前記真空ポンプの排気口に接続されたことを特徴とする請求項1または2記載の生ごみの真空乾燥装置。
【請求項4】
前記回転ドラムが、前記生ごみ投入兼排出口が設けられた一側のみはリング状のシール部材を介して回動可能に密閉箱から露出され、かつ、残りの他の部分は前記密閉箱内に回動可能に収容され、前記シール部材の端面は前記密閉箱の側面に封止可能に接触されることを特徴とする請求項1−3の何れかに記載の生ごみの真空乾燥装置。
【請求項5】
前記回転ドラムが、ロードセル上に配設される架台に装備した複数個のローラ上に回動可能に支持され、前記ロードセルにより、前記回転ドラムの生ごみ投入前の質量と、生ごみ投入後の質量とが計測され、その生ごみ投入前の質量と、生ごみ投入後の質量との差を演算して生ごみの実投入量を演算し、指定の質量減率になるまで前記回転ドラム内での真空乾燥作業を制御手段により制御することを特徴とする請求項1−4に記載の生ごみの真空乾燥装置。
【請求項6】
前記ヒータが、U字状の電気ヒータに形成され、該電気ヒータが前記撹拌翼を跨ぐように表裏の側面に取付けられたことをとする請求項1−5に記載の生ごみの真空乾燥装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2009−101325(P2009−101325A)
【公開日】平成21年5月14日(2009.5.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−277647(P2007−277647)
【出願日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【出願人】(000205144)大晃機械工業株式会社 (8)
【Fターム(参考)】