生ごみ処理装置
【課題】処理槽内へ投入された粉砕生ごみの量や種類に関わらず、乾燥処理の完了時点を精度良く判定できる生ごみ処理装置の提供。
【解決手段】生ごみ処理装置Ａは、処理槽３の中空部３０内に粉砕生ごみ１２を投入して密閉し、槽内を所定の真空度に保持するとともに、高温水蒸気５１で槽内を所定温度に加熱しながらダブルパドル４を低速回転して粉砕生ごみ１２を真空乾燥させ、脚部３１の下に重量センサ８を配設し、重量センサ８が検出する重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する。
【解決手段】生ごみ処理装置Ａは、処理槽３の中空部３０内に粉砕生ごみ１２を投入して密閉し、槽内を所定の真空度に保持するとともに、高温水蒸気５１で槽内を所定温度に加熱しながらダブルパドル４を低速回転して粉砕生ごみ１２を真空乾燥させ、脚部３１の下に重量センサ８を配設し、重量センサ８が検出する重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみ（食品廃棄物）を処理する生ごみ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、生ごみを有機物分解微生物を用いて分解処理する生ごみ処理装置が存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
乾燥炉本体のジャケット部に外部から水蒸気を導入し、攪拌用回転軸で都市ごみ（生ごみ、プラスチック）を攪拌して処理する都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置も存在している（特許文献２参照）。なお、この都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置では、乾燥炉本体内に炉内温度計を付設するとともに、併設の復水器へ至る排蒸気経路に流量計を介設し、炉内から蒸発した水分量とその経時変化を計測することにより、被処理物の水分量を評価している。
【０００４】
更に、乾燥炉本体のジャケット部に炉外から水蒸気を導入し、スクリューコンベア形掻き板およびリボン形掻き板を用いて可燃性の都市ゴミ（生ごみやプラスチックを含む）を攪拌して処理する都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置も存在する（特許文献３参照）。なお、この都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置では、蒸気排出口より併設の復水器へ至る排蒸気経路に温度計を設け、復水器のドレイン出口に流量計を設けて、運転中に被処理物の水分量の評価を含む装置運用上の管理を行っている。
【特許文献１】特開平８−５７４５７号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０５８１１６号公報
【特許文献３】登録実用新案第３０６６４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の技術は、下記に示す課題を有する。
特許文献１の生ごみ処理装置は、有機物分解微生物の維持管理に手間がかかるとともに、有機物分解微生物を毎回、補充する必要がある。
【０００６】
特許文献２の都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置において、運転開始時には大量の高温蒸気が流量計を通過するが、乾燥完了時には僅かな量の高温蒸気しか流量計を通過しない。つまり、高感度で、ダイナミックレンジが広い高価な流量計を排蒸気経路に介設する必要がありコストがかかる。また、炉内温度計および流量計を目視して、炉内温度および蒸気流量の経時変化を計測する必要があり、作業員を常駐させる必要がある。
【０００７】
特許文献３の都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置において、運転開始時には大量の高温蒸気が流量計を通過するが、乾燥完了時には僅かな量の高温蒸気しか流量計を通過しない。つまり、高感度で、ダイナミックレンジが広い高価な流量計をドレイン出口に設ける必要があり、被処理物の水分量評価にコストがかかる。また、排蒸気経路の温度を、温度計を目視して計測し、乾燥が所望に達した状態を感知する必要があり、作業員を常駐させておく必要がある。
【０００８】
本発明の第１の目的は、処理槽内へ投入された粉砕生ごみの量や種類に関わらず、乾燥処理の完了時点を精度良く判定できる生ごみ処理装置の提供にある。
本発明の第２の目的は、処理中の生ごみを処理槽中央に集めることができ、乾燥処理が完了した処理済の生ごみを、処理槽の中央下面に形成した生ごみ取出口から簡単に取り出すことができる生ごみ処理装置の提供にある。
本発明の第３の目的は、重量の経時変化を重量センサにより精度良く監視することができる生ごみ処理装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１について〕
脚付きの処理槽は、中空円柱状を呈し、水平に配される。
減圧手段は、処理槽に連結した排気管と、この排気管に介設し、槽内空気を排気する真空ポンプとからなり、槽内を所定の真空度に保持して水の沸点を下げる。
加熱手段は、槽外で発生させた水蒸気の熱を処理槽に伝熱して槽内の粉砕生ごみを加熱する。
攪拌回転体は、気密性を保って処理槽の左右端面に回転軸の各軸端部を軸着している。この攪拌回転体は、回転して槽内の粉砕生ごみを掻き混ぜる。
減圧下の槽内で、粉砕生ごみを加熱しながら掻き混ぜると、粉砕生ごみから水分が抜け出て排気空気とともに槽外へ排出される。これにより、粉砕生ごみが、油分を保持して乾燥処理され、茶色の粉状に変化する。なお、乾燥処理が完了すると、粉砕生ごみから水分が抜け出なくなるので、重量の変化が略ゼロになる。
排気空気中には粉砕生ごみから抜け出た水分が含まれる。凝縮手段は、この水分を冷却して復水させる。
【００１０】
処理槽の脚を上載する様に重量センサを配設している。この重量センサは、攪拌回転体、粉砕生ごみ、および処理槽の合計荷重を受ける。
この生ごみ処理装置で粉砕生ごみを真空乾燥させる際には、処理槽の中空部内に粉砕生ごみを投入して密閉し、減圧手段により槽内を所定の真空度に保持するとともに、加熱手段で槽内を所定温度に加熱しながら攪拌回転体を低速回転させる。
乾燥評価手段は、重量センサにより検出される重量の経時変化を監視するとともに、この経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する。
【００１１】
この生ごみ処理装置は、重量センサにより検出される重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと乾燥評価手段が判定する構成である。このため、処理槽内へ投入（複数回の投入可能）された粉砕生ごみの量や、粉砕生ごみの種類に関わらず、乾燥処理の完了時点を精度良く判定できる。
【００１２】
この生ごみ処理装置は、有機物分解微生物を用いていないので、有機物分解微生物の維持管理および補充は不要である。
高温蒸気の流量を計測する流量計が不要である。また、槽内温度および蒸気流量の経時変化を、温度計および流量計を目視して監視する常駐作業員が不要である。
【００１３】
〔請求項２について〕
攪拌回転体は、所定位置で回転軸と直交して放射状に貫設される複数のシャフトと、これらシャフトの先端に配設される攪拌板とからなるダブルパドルである。そして、槽中央に位置する攪拌板は、回転軸に対して平行に配設され、槽中央以外に位置する攪拌板は、シャフトの先端に、略ハの字状および略逆ハの字状に配設されている。
また、処理槽の端部上面に生ごみ投入口が形成され、処理槽の中央下面に生ごみ取出口が形成されている。
【００１４】
シャフトが、所定位置で回転軸と直交して放射状に貫設されるとともに、槽中央以外に位置する攪拌板が、シャフトの先端に、略ハの字状および略逆ハの字状に配設されているので、乾燥処理中の粉砕生ごみが処理槽の中央部内へ集められる。
生ごみ取出口を処理槽の中央下面に形成しているので、乾燥処理が完了したごみを搬出する作業を効率良く行える。また、乾燥処理が完了したごみが処理槽の中央部内へ集まるので生ごみ取出口から容易に取り出すことができる。
更に、乾燥処理中の粉砕生ごみが処理槽の中央部内へ集まり、端に偏らないので、重量センサによる合計荷重の経時変化を精度良く計測することができる。なお、攪拌回転体がダブルパドルであるので乾燥処理中の粉砕生ごみをバランス良く静かに掻き混ぜることができるので、重量センサによる合計荷重の計測を回転状態で行うことができる。
【００１５】
〔請求項３について〕
処理槽には、槽外で発生させた水蒸気の熱を処理槽に伝熱するための蒸気導入管、生ごみ粉砕装置と生ごみ取出口とを接続するごみ投入管、および槽内空気を抜くための排気管が連結されている。
生ごみ処理装置は、各管（蒸気導入管、ごみ投入管、排気管）と処理槽とを柔軟に連結しているので、上記各管に処理槽の重量が殆どかからない。このため、攪拌回転体、粉砕生ごみ、および処理槽の大凡の合計荷重を、脚を上載した重量センサで受けることができ、乾燥評価手段が重量の経時変化を支障なく監視することができる。
【００１６】
〔請求項４について〕
脚を上載する重量センサを複数個、配設している。
乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を第１設定時間毎に行う。そして、前回測定した重量との差が所定値を下回ると、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を、第１設定時間より短く設定した第２設定時間毎に行う。
【００１７】
攪拌回転体、粉砕生ごみ、および処理槽の合計重量を検出するため、処理槽の脚を上載する様に重量センサを複数個、配設している。
乾燥処理の開始初期は、粉砕生ごみから水分が多く抜け出て排気空気とともに槽外へ排出されるので、重量の経時変化は大きい。
このため、乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を第１設定時間毎（例えば、６０分毎、３０分毎、１５分毎、５分毎）に行う。
【００１８】
乾燥処理が進行すると、粉砕生ごみから抜け出る水分量が少なくなるので、重量の経時変化が小さくなり、前回測定した重量との差が所定値を下回る。
重量差が所定値を下回ると、乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を、第１設定時間より短く設定した第２設定時間毎（例えば、５分毎、１分毎、３０秒毎）に行う。なお、重量差が所定値を下回る時間は、処理槽内へ投入された粉砕生ごみの量や粉砕生ごみの種類によって変化する。
【００１９】
乾燥処理の開始初期における過剰な重量測定を防止できるとともに、処理槽内へ投入された粉砕生ごみの量や種類に関わらず、乾燥処理の完了時点を精度良く判定できる。
【００２０】
〔請求項５について〕
減圧手段により槽内の真空度を、−４０ｋＰａ〜−１００ｋＰａ、好ましくは、−５０ｋＰａ〜−９０ｋＰａに維持する。加熱手段により槽内を５０℃〜８５℃、好ましくは、７０℃〜８０℃に加熱する。
真空度が−４０ｋＰａに達しないと、水の沸点の下がり方が少なく、粉砕生ごみから効率良く水分が抜け出ない。また、−１００ｋＰａを越える高い真空にするにはシール機構にコストがかかる。
槽内温度が５０℃未満であると、粉砕生ごみから効率良く水分が抜け出ない。また、加熱温度が８５℃を越えると油分も抜け出る様になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
生ごみ処理装置は、脚部上に横向きに固定される円柱状の処理槽と、処理槽の左右端面に回転軸の左右端部を軸着し、槽内の粉砕生ごみを掻き混ぜる複数のダブルパドルと、高温水蒸気を処理槽のジャケット部に供給して槽内を加熱するボイラーと、処理槽に連結した排気管に介設し、槽内空気を排気する真空ポンプと、排気空気中に含まれる水分を冷却して水に戻す復水器とを備え、処理槽の中空部内に粉砕生ごみを投入して密閉し、真空ポンプにより槽内を−８５ｋＰａ前後の真空度に保持するとともに、高温水蒸気をジャケット部に供給し槽内を７０℃前後に加熱しながら回転軸を低速回転して、粉砕生ごみを真空乾燥させる。
【００２２】
この生ごみ処理装置は、処理槽の脚部下に複数個の重量センサを配設し、これら重量センサにより検出される重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定して乾燥処理を終了する構成である。そして、処理槽の中央下面に形成した生ごみ取出口から、油分を保持して乾燥処理された粉状体を取り出す。
【００２３】
この生ごみ処理装置は、重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定して乾燥処理を終了する構成であるので、処理槽内へ投入された粉砕生ごみの量や、粉砕生ごみの種類に関わらず、乾燥処理の完了時点を精度良く判定できる。
【実施例１】
【００２４】
本発明の実施例１（請求項１〜５に対応）を、図１〜図３に基づいて説明する。
生ごみ処理装置Ａは、図１および図２に示す如く、生ごみ１１を粉砕する粉砕器２と、脚部３１に固定される処理槽３と、槽内の粉砕生ごみ１２を攪拌するダブルパドル４と、高温水蒸気５１をジャケット部３２に供給する蒸気導入管５と、真空ポンプ６０を介設し、槽内空気を排気する排気管６と、排気空気中に含まれる水分を冷却して水に戻す復水器６７、７１と、脚部３１の下に配設される重量センサ８と、各駆動部材を制御する制御器９とを備える。
【００２５】
粉砕器２は、モータ２１に直結されて高速回転し、生ごみ１１を粉砕する刃２２を備える。なお、異物除去函２０で異物が取り除かれた生ごみ１１が上部開口２３から粉砕器２内へ投入される。
２４はモーノポンプであり、粉砕生ごみ１２を一定量、投入チューブ（ごみ投入管）２５の基部へ移送する。投入チューブ２５の基部へ移送された粉砕生ごみ１２は、圧送ポンプ２６により処理槽３の中空部３０内へ圧送される。
２７は中空部内を密閉するための開閉弁であり、粉砕生ごみ１２の処理槽３の中空部内への圧送が完了し、所定量の粉砕生ごみ１２が投入されて乾燥処理が開始されると閉じられる。
【００２６】
中空円柱状を呈する処理槽３は、中空部３０を有する内側槽３３と、ジャケット部３２を設けて内側槽３３を包囲する外側槽３４とからなり、脚部３１の上部に横向きに固定されている。この処理槽３の図示左方の上面には、生ごみ投入口３５が形成され、図示中央の下面には生ごみ取出口３６が形成されている。なお、７０は、内側槽３３内の真空度を計測するための真空度計であり、ｔはスチームトラップである。
この処理槽３は、生ごみ投入口３５の近傍に配される開閉弁２７の閉弁および生ごみ取出口３６のキャップ３７を締めることにより密閉される。
生ごみ取出口３６には、脱臭管７５の吸引開口が臨み、脱臭管７５には、脱臭器７６および脱臭ポンプ７７が介設されている。
【００２７】
ダブルパドル（攪拌回転体）４は、回転軸４０と、回転軸４０に直交して貫設されるシャフト４１（合計七本）と、シャフト４１の先端に配設される攪拌板４２（合計１４枚）とからなり、槽内の粉砕生ごみ１２を掻き混ぜる。
回転軸４０は、処理槽３より長い円柱状を呈し、図示右方の軸端部が処理槽３の図示右端面に気密性を保って軸着される。また、図示左方の軸端部は、処理槽３の図示左端面に気密性を保って貫通状態に軸着される。
【００２８】
各シャフト４１は、回転軸４０の長さを均等分する各位置で、直交して回転軸４０に貫設される。なお、これらのシャフト４１の貫設状態は、端面側から見ると放射状である。 上記回転軸４０は、プーリー、チェーン、および減速機構を介してモータ４３により駆動され、図示矢印方向に低速回転（数回／分）する。
【００２９】
攪拌板４２は、緩い円弧面を有する板状を呈する。また、図示上端の攪拌板４２と図示下端の攪拌板４２とは、円弧面の向きが逆である。
槽中央に位置する攪拌板４２は、回転軸４０に対して平行状態を保ってシャフト４１の先端に配設されている。
図示槽左方に位置する攪拌板４２は、槽左方端から見ると略逆ハの字状を呈する様に、シャフト４１の先端に配設されている。また、図示槽右方に位置する攪拌板４２は、槽左方端から見ると略ハの字状を呈する様に、シャフト４１の先端に配設されている。
【００３０】
蒸気導入管５は、ボイラー５０で発生した高温水蒸気５１をジャケット部３２に供給するための管であり、垂直部分に配したフレキシブルジョイント５２を介して処理槽３の外側槽３４と連結している。
【００３１】
排気管６は、槽内空気の排気および粉砕生ごみ１２から蒸発した水分（水蒸気）を排出するための排気管であり、垂直部分に配したフレキシブルジョイント６１を介して処理槽３の内側槽３３と連結している。
上記排気管６には、上流側から、槽内温度を計測するための温度計６２、開閉弁６３、大気開放弁６４、復水器７１、および真空ポンプ６０が介設されている。復水器７１は、排水弁７２を介設した排水管７３と、冷却用ファン７４とを付設している。
また、排気管６は、途中で復水管６５として分岐し、該復水管６５には、上流側から、開閉弁６６、復水器６７、大気開放弁６８、および排水弁６９が介設されている。
なお、排気管６、開閉弁６３、および真空ポンプ６０が減圧手段に相当する。また、復水器７１、６７、冷却用ファン７４が凝縮手段に相当する。
【００３２】
重量センサ８は、ロードセルタイプのセンサ（１ｔ用）であり、脚部下の異なる三カ所に、脚部３１を支える様に、１個づつ、合計３個、配設されている。
なお、８１は、地震や反復される振動に起因する脚部３１の移動を防止するため、脚部３１からの荷重がかからない状態で脚部３１の移動を規制する浮遊支持部材である。
脚部３１には、粉砕生ごみ１２、処理槽３、ダブルパドル４、モータ４３、プーリー、チェーンの各重量を合計した重量がかかる。
【００３３】
制御器９は、モータ４３、圧送ポンプ２６、およびモーノポンプ２４等へ通電する通電回路と、開閉弁２７、６３、大気開放弁６４、開閉弁６６、大気開放弁６８、および排水弁６９、７２等を駆動する弁駆動回路と、マイクロコンピュータ等とを備える。
【００３４】
つぎに、生ごみ処理装置Ａの作動を説明する。
異物除去函２０へ生ごみ１１を入れ、異物を手作業で除去する。なお、生ごみ１１は、パン、飯、麺、果物、野菜、魚等の廃棄された食品であり、異物は、ビニール袋、トレー、プラスチック容器等である。
【００３５】
異物を除去した生ごみ１１を上部開口２３から粉砕器２内へ投入し、高速回転している刃２２により生ごみ１１が粉砕され、粉砕生ごみ１２となる。
この粉砕生ごみ１２は、モーノポンプ２４により一定量づつ、フレキシブルの投入チューブ２５の基部へ移送される。
投入チューブ２５の基部へ移送された粉砕生ごみ１２は、圧送ポンプ２６により処理槽３の内側槽３３の中空部３０内へ圧送される。なお、圧送中は、開閉弁２７を開弁状態にする。
そして、所定量（例えば３４８ｋｇ相当）の粉砕生ごみ１２が、内側槽３３の中空部３０内へ投入されると、開閉弁２７を閉じる。
【００３６】
大気開放弁６４を閉じ、開閉弁６３を開弁状態にして真空ポンプ６０を作動させて、中空部３０内の槽内空気を吸引して中空部３０内を所定の真空度（−５０ｋＰａ〜−９０ｋＰａ）に維持する。
モータ４３に通電して、回転軸４０を図示矢印方向に低速回転（数回／分）させ、ダブルパドル４で粉砕生ごみ１２を掻き混ぜる。
ボイラー５０で発生した高温水蒸気５１を蒸気導入管５を介してジャケット部３２に供給し、槽内温度を７０℃〜８０℃に維持する。
大気開放弁６４、６８、開閉弁６６、および排水弁６９を適宜、開閉して、粉砕生ごみ１２から抜け出た水分を排水溝へ排水する。
【００３７】
制御器９のマイクロコンピュータ（乾燥評価手段）は、各重量センサ８が検出するセンサ別重量を合算して全重量を測定する重量測定を６０分毎（第１設定時間毎）に行い、この測定した全重量から後述する空重量を差し引いて粉砕生ごみ１２の重量を算出する。
なお、上記空重量は、脚部３１を含む処理槽３、ダブルパドル４、モータ４３、プーリー、およびチェーンの各重量を合計した重量である。
【００３８】
そして、今回測定して算出された粉砕生ごみ１２の重量と、前回測定して算出された粉砕生ごみ１２の重量との差が５ｋｇ（所定値）を下回ると、重量測定を５分毎（第２設定時間毎）に変更する。
【００３９】
生ごみ処理装置Ａの具体的な運転例を、以下の実験例１〜３に示す。
［表１］
（実験例１）
図３および表１に示す実験例１では、運転１２時間目で粉砕生ごみ１２の重量が４８ｋｇとなり、運転１３時間目で４４ｋｇとなり、運転１３時間目で重量差が５ｋｇ（所定値）を下回る状態になった。このため、運転１３時間目以降、重量測定の間隔を５分毎に短縮した。
【００４０】
実験例１では、実際の乾燥完了は運転１３時間目であるが、重量の経時変化が略ゼロなった時点を、制御器９のマイクロコンピュータが判別するのが運転１３時間５分目であるので、運転１３時間５分目の粉砕生ごみ１２の重量算出時に乾燥処理が完了したと判別して乾燥処理を終了する様にする。
なお、運転１３時間目以降、乾燥処理を継続しても、算出される粉砕生ごみ１２の重量は、４４ｋｇと略一定値を維持することを確認した。
【００４１】
（実験例２）
図４に示す実験例２では、運転３時間目に、乾燥処理停止を行った後に粉砕生ごみ１２を１６０ｋｇ程度、再投入し、投入後、乾燥処理を再開した。
運転１４時間目で粉砕生ごみ１２の重量が６９．０ｋｇとなり、運転１５時間目で６４．２ｋｇとなり、運転１５時間目で重量差が５ｋｇ（所定値）を下回る状態になった。このため、運転１５時間目以降、重量測定の間隔を５分毎に短縮した。
【００４２】
実験例２では、実際の乾燥完了は運転１５時間目であるが、重量の経時変化が略ゼロなった時点を、制御器９のマイクロコンピュータが判別するのが運転１５時間５分目であるので、運転１５時間５分目の粉砕生ごみ１２の重量算出時に乾燥処理が完了したと判別して乾燥処理を終了する様にする。
なお、運転１５時間目以降、乾燥処理を継続しても、算出される粉砕生ごみ１２の重量は、６４．２ｋｇと略一定値を維持することを確認した。
【００４３】
（実験例３）
図５に示す実験例３では、運転２時間目に、乾燥処理停止を行った後に粉砕生ごみ１２を１１０ｋｇ程度、再投入し、投入後、乾燥処理を再開した。
更に、運転４時間目に、乾燥処理停止を行った後に粉砕生ごみ１２を８５ｋｇ程度、再投入し、投入後、乾燥処理を再開した。
運転１６時間目で粉砕生ごみ１２の重量が７０．０ｋｇとなり、運転１７時間目で６８．７ｋｇとなり、運転１７時間目で重量差が５ｋｇ（所定値）を下回る状態になった。このため、運転１７時間目以降、重量測定の間隔を５分毎に短縮した。
【００４４】
実験例３では、実際の乾燥完了は運転１７時間目であるが、重量の経時変化が略ゼロになった時点を、制御器９のマイクロコンピュータが判別するのが運転１７時間５分目であるので、運転１７時間５分目の粉砕生ごみ１２の重量算出時に乾燥処理が完了したと判別して乾燥処理を終了する様にする。
なお、運転１７時間目以降、乾燥処理を継続しても、算出される粉砕生ごみ１２の重量は、６８．７ｋｇと略一定値を維持することを確認した。
【００４５】
本実施例の生ごみ処理装置Ａは、以下の利点を有する。
生ごみ処理装置Ａの制御器９のマイクロコンピュータは、各重量センサ８が検出するセンサ別重量を合算して全重量を測定する重量測定を６０分毎に行い、この測定した全重量から空重量（脚部３１を含む処理槽３＋ダブルパドル４＋モータ４３＋プーリー＋チェーンの重量）を差し引いて粉砕生ごみ１２の重量を算出する構成である。そして、測定して算出された粉砕生ごみ１２の重量と、前回測定して算出された粉砕生ごみ１２の重量との差が５ｋｇを下回ると、上記重量測定を５分毎に変更し、重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する構成である。
このため、乾燥処理の開始初期における過剰な重量測定を防止できるとともに、処理槽３内へ投入（１回の投入〜複数回の投入）された粉砕生ごみ１２の量や種類に関わらず、乾燥処理の完了を精度良く判定できる。
【００４６】
生ごみ処理装置Ａは、有機物分解微生物を用いていないので、有機物分解微生物の維持管理および補充は不要である。
高温蒸気の流量の経時変化を監視する必要がないので、流量計は不要である。また、槽内温度および蒸気流量の経時変化を、温度計および流量計を目視して監視する常駐作業員も不要である。
【００４７】
ダブルパドル４は、回転軸４０の長さを均等分する各位置で、端面側から見ると放射状になる様に、先端に攪拌板４２を配設したシャフト４１（七本）を回転軸４０に直交して貫設する構成であり、槽中央に位置する攪拌板４２は、回転軸４０に対して平行に配設され、図示槽左方・右方に位置する攪拌板４２は、シャフト４１の先端に、略逆ハの字状および略ハの字状に配設されている。このため、乾燥処理中の粉砕生ごみ１２が処理槽３の中央部内へ集まる。
【００４８】
生ごみ取出口３６を処理槽３の中央下面に形成しているので、乾燥処理が完了したごみを搬出する作業を効率良く行える。また、乾燥処理が完了したごみが処理槽３の中央部内へ集まるので生ごみ取出口３６から容易に取り出すことができる。
更に、乾燥処理中に処理槽３内の粉砕生ごみ１２が、槽端に偏ることを防止できるので、重量センサ８による重量の経時変化を精度良く計測することができる。なお、攪拌回転体としてダブルパドル４を用いているので、乾燥処理中の粉砕生ごみ１２をバランス良く静かに掻き混ぜることができるので、重量センサ８による重量計測を、ダブルパドル４の回転を止めずに行うことができる。
【００４９】
粉砕生ごみ１２を搬入する投入チューブ２５は柔軟性を有する管であり、蒸気導入管５の垂直部分にフレキシブルジョイント５２を配し、排気管６の垂直部分にフレキシブルジョイント６１を配している。
つまり、生ごみ処理装置Ａは、蒸気導入管５、投入チューブ２５、排気管６と処理槽３とを柔軟に連結しているので、投入チューブ２５や管５、６の重量が処理槽３に殆どかからない。このため、ダブルパドル４、粉砕生ごみ１２、および処理槽３の大凡の合計荷重を重量センサ８で受けることができ、重量の経時変化を支障なく監視することができる。
【００５０】
処理槽３内の真空度を、−５０ｋＰａ〜−９０ｋＰａに維持し、処理槽３内を７０℃〜８０℃に加熱する構成である。
このため、水の沸点が適度に下がり、粉砕生ごみ１２から効率良く水分が抜け出るとともに、油分は抜け出難い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１に係る生ごみ処理装置の構造を示す説明図である。
【図２】その生ごみ処理装置の外観を示す説明図である。
【図３】実験例１に係る、運転時間と、重量、温度、真空度との関係を示すグラフである。
【図４】実験例２に係る、運転時間と重量との関係を示すグラフである。
【図５】実験例３に係る、運転時間と重量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ 生ごみ処理装置
２ 粉砕器（生ごみ粉砕装置）
３ 処理槽
４ ダブルパドル（攪拌回転体）
５ 蒸気導入管
６ 排気管（減圧手段）
８ 重量センサ
９ 制御器（乾燥評価手段）
１２ 粉砕生ごみ
２５ 投入チューブ（ごみ投入管）
３１ 脚部（脚）
３５ 生ごみ投入口
３６ 生ごみ取出口
４０ 回転軸
４１ シャフト
４２ 攪拌板
５０ ボイラー（加熱手段）
５１ 高温水蒸気（水蒸気）
６０ 真空ポンプ（減圧手段）
６３ 開閉弁（減圧手段）
６７、７１ 複水器（凝縮手段）
７４ 冷却ファン（凝縮手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみ（食品廃棄物）を処理する生ごみ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、生ごみを有機物分解微生物を用いて分解処理する生ごみ処理装置が存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
乾燥炉本体のジャケット部に外部から水蒸気を導入し、攪拌用回転軸で都市ごみ（生ごみ、プラスチック）を攪拌して処理する都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置も存在している（特許文献２参照）。なお、この都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置では、乾燥炉本体内に炉内温度計を付設するとともに、併設の復水器へ至る排蒸気経路に流量計を介設し、炉内から蒸発した水分量とその経時変化を計測することにより、被処理物の水分量を評価している。
【０００４】
更に、乾燥炉本体のジャケット部に炉外から水蒸気を導入し、スクリューコンベア形掻き板およびリボン形掻き板を用いて可燃性の都市ゴミ（生ごみやプラスチックを含む）を攪拌して処理する都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置も存在する（特許文献３参照）。なお、この都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置では、蒸気排出口より併設の復水器へ至る排蒸気経路に温度計を設け、復水器のドレイン出口に流量計を設けて、運転中に被処理物の水分量の評価を含む装置運用上の管理を行っている。
【特許文献１】特開平８−５７４５７号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０５８１１６号公報
【特許文献３】登録実用新案第３０６６４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の技術は、下記に示す課題を有する。
特許文献１の生ごみ処理装置は、有機物分解微生物の維持管理に手間がかかるとともに、有機物分解微生物を毎回、補充する必要がある。
【０００６】
特許文献２の都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置において、運転開始時には大量の高温蒸気が流量計を通過するが、乾燥完了時には僅かな量の高温蒸気しか流量計を通過しない。つまり、高感度で、ダイナミックレンジが広い高価な流量計を排蒸気経路に介設する必要がありコストがかかる。また、炉内温度計および流量計を目視して、炉内温度および蒸気流量の経時変化を計測する必要があり、作業員を常駐させる必要がある。
【０００７】
特許文献３の都市ごみ処理用真空攪拌乾燥装置において、運転開始時には大量の高温蒸気が流量計を通過するが、乾燥完了時には僅かな量の高温蒸気しか流量計を通過しない。つまり、高感度で、ダイナミックレンジが広い高価な流量計をドレイン出口に設ける必要があり、被処理物の水分量評価にコストがかかる。また、排蒸気経路の温度を、温度計を目視して計測し、乾燥が所望に達した状態を感知する必要があり、作業員を常駐させておく必要がある。
【０００８】
本発明の第１の目的は、処理槽内へ投入された粉砕生ごみの量や種類に関わらず、乾燥処理の完了時点を精度良く判定できる生ごみ処理装置の提供にある。
本発明の第２の目的は、処理中の生ごみを処理槽中央に集めることができ、乾燥処理が完了した処理済の生ごみを、処理槽の中央下面に形成した生ごみ取出口から簡単に取り出すことができる生ごみ処理装置の提供にある。
本発明の第３の目的は、重量の経時変化を重量センサにより精度良く監視することができる生ごみ処理装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１について〕
脚付きの処理槽は、中空円柱状を呈し、水平に配される。
減圧手段は、処理槽に連結した排気管と、この排気管に介設し、槽内空気を排気する真空ポンプとからなり、槽内を所定の真空度に保持して水の沸点を下げる。
加熱手段は、槽外で発生させた水蒸気の熱を処理槽に伝熱して槽内の粉砕生ごみを加熱する。
攪拌回転体は、気密性を保って処理槽の左右端面に回転軸の各軸端部を軸着している。この攪拌回転体は、回転して槽内の粉砕生ごみを掻き混ぜる。
減圧下の槽内で、粉砕生ごみを加熱しながら掻き混ぜると、粉砕生ごみから水分が抜け出て排気空気とともに槽外へ排出される。これにより、粉砕生ごみが、油分を保持して乾燥処理され、茶色の粉状に変化する。なお、乾燥処理が完了すると、粉砕生ごみから水分が抜け出なくなるので、重量の変化が略ゼロになる。
排気空気中には粉砕生ごみから抜け出た水分が含まれる。凝縮手段は、この水分を冷却して復水させる。
【００１０】
処理槽の脚を上載する様に重量センサを配設している。この重量センサは、攪拌回転体、粉砕生ごみ、および処理槽の合計荷重を受ける。
この生ごみ処理装置で粉砕生ごみを真空乾燥させる際には、処理槽の中空部内に粉砕生ごみを投入して密閉し、減圧手段により槽内を所定の真空度に保持するとともに、加熱手段で槽内を所定温度に加熱しながら攪拌回転体を低速回転させる。
乾燥評価手段は、重量センサにより検出される重量の経時変化を監視するとともに、この経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する。
【００１１】
この生ごみ処理装置は、重量センサにより検出される重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと乾燥評価手段が判定する構成である。このため、処理槽内へ投入（複数回の投入可能）された粉砕生ごみの量や、粉砕生ごみの種類に関わらず、乾燥処理の完了時点を精度良く判定できる。
【００１２】
この生ごみ処理装置は、有機物分解微生物を用いていないので、有機物分解微生物の維持管理および補充は不要である。
高温蒸気の流量を計測する流量計が不要である。また、槽内温度および蒸気流量の経時変化を、温度計および流量計を目視して監視する常駐作業員が不要である。
【００１３】
〔請求項２について〕
攪拌回転体は、所定位置で回転軸と直交して放射状に貫設される複数のシャフトと、これらシャフトの先端に配設される攪拌板とからなるダブルパドルである。そして、槽中央に位置する攪拌板は、回転軸に対して平行に配設され、槽中央以外に位置する攪拌板は、シャフトの先端に、略ハの字状および略逆ハの字状に配設されている。
また、処理槽の端部上面に生ごみ投入口が形成され、処理槽の中央下面に生ごみ取出口が形成されている。
【００１４】
シャフトが、所定位置で回転軸と直交して放射状に貫設されるとともに、槽中央以外に位置する攪拌板が、シャフトの先端に、略ハの字状および略逆ハの字状に配設されているので、乾燥処理中の粉砕生ごみが処理槽の中央部内へ集められる。
生ごみ取出口を処理槽の中央下面に形成しているので、乾燥処理が完了したごみを搬出する作業を効率良く行える。また、乾燥処理が完了したごみが処理槽の中央部内へ集まるので生ごみ取出口から容易に取り出すことができる。
更に、乾燥処理中の粉砕生ごみが処理槽の中央部内へ集まり、端に偏らないので、重量センサによる合計荷重の経時変化を精度良く計測することができる。なお、攪拌回転体がダブルパドルであるので乾燥処理中の粉砕生ごみをバランス良く静かに掻き混ぜることができるので、重量センサによる合計荷重の計測を回転状態で行うことができる。
【００１５】
〔請求項３について〕
処理槽には、槽外で発生させた水蒸気の熱を処理槽に伝熱するための蒸気導入管、生ごみ粉砕装置と生ごみ取出口とを接続するごみ投入管、および槽内空気を抜くための排気管が連結されている。
生ごみ処理装置は、各管（蒸気導入管、ごみ投入管、排気管）と処理槽とを柔軟に連結しているので、上記各管に処理槽の重量が殆どかからない。このため、攪拌回転体、粉砕生ごみ、および処理槽の大凡の合計荷重を、脚を上載した重量センサで受けることができ、乾燥評価手段が重量の経時変化を支障なく監視することができる。
【００１６】
〔請求項４について〕
脚を上載する重量センサを複数個、配設している。
乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を第１設定時間毎に行う。そして、前回測定した重量との差が所定値を下回ると、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を、第１設定時間より短く設定した第２設定時間毎に行う。
【００１７】
攪拌回転体、粉砕生ごみ、および処理槽の合計重量を検出するため、処理槽の脚を上載する様に重量センサを複数個、配設している。
乾燥処理の開始初期は、粉砕生ごみから水分が多く抜け出て排気空気とともに槽外へ排出されるので、重量の経時変化は大きい。
このため、乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を第１設定時間毎（例えば、６０分毎、３０分毎、１５分毎、５分毎）に行う。
【００１８】
乾燥処理が進行すると、粉砕生ごみから抜け出る水分量が少なくなるので、重量の経時変化が小さくなり、前回測定した重量との差が所定値を下回る。
重量差が所定値を下回ると、乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を、第１設定時間より短く設定した第２設定時間毎（例えば、５分毎、１分毎、３０秒毎）に行う。なお、重量差が所定値を下回る時間は、処理槽内へ投入された粉砕生ごみの量や粉砕生ごみの種類によって変化する。
【００１９】
乾燥処理の開始初期における過剰な重量測定を防止できるとともに、処理槽内へ投入された粉砕生ごみの量や種類に関わらず、乾燥処理の完了時点を精度良く判定できる。
【００２０】
〔請求項５について〕
減圧手段により槽内の真空度を、−４０ｋＰａ〜−１００ｋＰａ、好ましくは、−５０ｋＰａ〜−９０ｋＰａに維持する。加熱手段により槽内を５０℃〜８５℃、好ましくは、７０℃〜８０℃に加熱する。
真空度が−４０ｋＰａに達しないと、水の沸点の下がり方が少なく、粉砕生ごみから効率良く水分が抜け出ない。また、−１００ｋＰａを越える高い真空にするにはシール機構にコストがかかる。
槽内温度が５０℃未満であると、粉砕生ごみから効率良く水分が抜け出ない。また、加熱温度が８５℃を越えると油分も抜け出る様になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
生ごみ処理装置は、脚部上に横向きに固定される円柱状の処理槽と、処理槽の左右端面に回転軸の左右端部を軸着し、槽内の粉砕生ごみを掻き混ぜる複数のダブルパドルと、高温水蒸気を処理槽のジャケット部に供給して槽内を加熱するボイラーと、処理槽に連結した排気管に介設し、槽内空気を排気する真空ポンプと、排気空気中に含まれる水分を冷却して水に戻す復水器とを備え、処理槽の中空部内に粉砕生ごみを投入して密閉し、真空ポンプにより槽内を−８５ｋＰａ前後の真空度に保持するとともに、高温水蒸気をジャケット部に供給し槽内を７０℃前後に加熱しながら回転軸を低速回転して、粉砕生ごみを真空乾燥させる。
【００２２】
この生ごみ処理装置は、処理槽の脚部下に複数個の重量センサを配設し、これら重量センサにより検出される重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定して乾燥処理を終了する構成である。そして、処理槽の中央下面に形成した生ごみ取出口から、油分を保持して乾燥処理された粉状体を取り出す。
【００２３】
この生ごみ処理装置は、重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定して乾燥処理を終了する構成であるので、処理槽内へ投入された粉砕生ごみの量や、粉砕生ごみの種類に関わらず、乾燥処理の完了時点を精度良く判定できる。
【実施例１】
【００２４】
本発明の実施例１（請求項１〜５に対応）を、図１〜図３に基づいて説明する。
生ごみ処理装置Ａは、図１および図２に示す如く、生ごみ１１を粉砕する粉砕器２と、脚部３１に固定される処理槽３と、槽内の粉砕生ごみ１２を攪拌するダブルパドル４と、高温水蒸気５１をジャケット部３２に供給する蒸気導入管５と、真空ポンプ６０を介設し、槽内空気を排気する排気管６と、排気空気中に含まれる水分を冷却して水に戻す復水器６７、７１と、脚部３１の下に配設される重量センサ８と、各駆動部材を制御する制御器９とを備える。
【００２５】
粉砕器２は、モータ２１に直結されて高速回転し、生ごみ１１を粉砕する刃２２を備える。なお、異物除去函２０で異物が取り除かれた生ごみ１１が上部開口２３から粉砕器２内へ投入される。
２４はモーノポンプであり、粉砕生ごみ１２を一定量、投入チューブ（ごみ投入管）２５の基部へ移送する。投入チューブ２５の基部へ移送された粉砕生ごみ１２は、圧送ポンプ２６により処理槽３の中空部３０内へ圧送される。
２７は中空部内を密閉するための開閉弁であり、粉砕生ごみ１２の処理槽３の中空部内への圧送が完了し、所定量の粉砕生ごみ１２が投入されて乾燥処理が開始されると閉じられる。
【００２６】
中空円柱状を呈する処理槽３は、中空部３０を有する内側槽３３と、ジャケット部３２を設けて内側槽３３を包囲する外側槽３４とからなり、脚部３１の上部に横向きに固定されている。この処理槽３の図示左方の上面には、生ごみ投入口３５が形成され、図示中央の下面には生ごみ取出口３６が形成されている。なお、７０は、内側槽３３内の真空度を計測するための真空度計であり、ｔはスチームトラップである。
この処理槽３は、生ごみ投入口３５の近傍に配される開閉弁２７の閉弁および生ごみ取出口３６のキャップ３７を締めることにより密閉される。
生ごみ取出口３６には、脱臭管７５の吸引開口が臨み、脱臭管７５には、脱臭器７６および脱臭ポンプ７７が介設されている。
【００２７】
ダブルパドル（攪拌回転体）４は、回転軸４０と、回転軸４０に直交して貫設されるシャフト４１（合計七本）と、シャフト４１の先端に配設される攪拌板４２（合計１４枚）とからなり、槽内の粉砕生ごみ１２を掻き混ぜる。
回転軸４０は、処理槽３より長い円柱状を呈し、図示右方の軸端部が処理槽３の図示右端面に気密性を保って軸着される。また、図示左方の軸端部は、処理槽３の図示左端面に気密性を保って貫通状態に軸着される。
【００２８】
各シャフト４１は、回転軸４０の長さを均等分する各位置で、直交して回転軸４０に貫設される。なお、これらのシャフト４１の貫設状態は、端面側から見ると放射状である。 上記回転軸４０は、プーリー、チェーン、および減速機構を介してモータ４３により駆動され、図示矢印方向に低速回転（数回／分）する。
【００２９】
攪拌板４２は、緩い円弧面を有する板状を呈する。また、図示上端の攪拌板４２と図示下端の攪拌板４２とは、円弧面の向きが逆である。
槽中央に位置する攪拌板４２は、回転軸４０に対して平行状態を保ってシャフト４１の先端に配設されている。
図示槽左方に位置する攪拌板４２は、槽左方端から見ると略逆ハの字状を呈する様に、シャフト４１の先端に配設されている。また、図示槽右方に位置する攪拌板４２は、槽左方端から見ると略ハの字状を呈する様に、シャフト４１の先端に配設されている。
【００３０】
蒸気導入管５は、ボイラー５０で発生した高温水蒸気５１をジャケット部３２に供給するための管であり、垂直部分に配したフレキシブルジョイント５２を介して処理槽３の外側槽３４と連結している。
【００３１】
排気管６は、槽内空気の排気および粉砕生ごみ１２から蒸発した水分（水蒸気）を排出するための排気管であり、垂直部分に配したフレキシブルジョイント６１を介して処理槽３の内側槽３３と連結している。
上記排気管６には、上流側から、槽内温度を計測するための温度計６２、開閉弁６３、大気開放弁６４、復水器７１、および真空ポンプ６０が介設されている。復水器７１は、排水弁７２を介設した排水管７３と、冷却用ファン７４とを付設している。
また、排気管６は、途中で復水管６５として分岐し、該復水管６５には、上流側から、開閉弁６６、復水器６７、大気開放弁６８、および排水弁６９が介設されている。
なお、排気管６、開閉弁６３、および真空ポンプ６０が減圧手段に相当する。また、復水器７１、６７、冷却用ファン７４が凝縮手段に相当する。
【００３２】
重量センサ８は、ロードセルタイプのセンサ（１ｔ用）であり、脚部下の異なる三カ所に、脚部３１を支える様に、１個づつ、合計３個、配設されている。
なお、８１は、地震や反復される振動に起因する脚部３１の移動を防止するため、脚部３１からの荷重がかからない状態で脚部３１の移動を規制する浮遊支持部材である。
脚部３１には、粉砕生ごみ１２、処理槽３、ダブルパドル４、モータ４３、プーリー、チェーンの各重量を合計した重量がかかる。
【００３３】
制御器９は、モータ４３、圧送ポンプ２６、およびモーノポンプ２４等へ通電する通電回路と、開閉弁２７、６３、大気開放弁６４、開閉弁６６、大気開放弁６８、および排水弁６９、７２等を駆動する弁駆動回路と、マイクロコンピュータ等とを備える。
【００３４】
つぎに、生ごみ処理装置Ａの作動を説明する。
異物除去函２０へ生ごみ１１を入れ、異物を手作業で除去する。なお、生ごみ１１は、パン、飯、麺、果物、野菜、魚等の廃棄された食品であり、異物は、ビニール袋、トレー、プラスチック容器等である。
【００３５】
異物を除去した生ごみ１１を上部開口２３から粉砕器２内へ投入し、高速回転している刃２２により生ごみ１１が粉砕され、粉砕生ごみ１２となる。
この粉砕生ごみ１２は、モーノポンプ２４により一定量づつ、フレキシブルの投入チューブ２５の基部へ移送される。
投入チューブ２５の基部へ移送された粉砕生ごみ１２は、圧送ポンプ２６により処理槽３の内側槽３３の中空部３０内へ圧送される。なお、圧送中は、開閉弁２７を開弁状態にする。
そして、所定量（例えば３４８ｋｇ相当）の粉砕生ごみ１２が、内側槽３３の中空部３０内へ投入されると、開閉弁２７を閉じる。
【００３６】
大気開放弁６４を閉じ、開閉弁６３を開弁状態にして真空ポンプ６０を作動させて、中空部３０内の槽内空気を吸引して中空部３０内を所定の真空度（−５０ｋＰａ〜−９０ｋＰａ）に維持する。
モータ４３に通電して、回転軸４０を図示矢印方向に低速回転（数回／分）させ、ダブルパドル４で粉砕生ごみ１２を掻き混ぜる。
ボイラー５０で発生した高温水蒸気５１を蒸気導入管５を介してジャケット部３２に供給し、槽内温度を７０℃〜８０℃に維持する。
大気開放弁６４、６８、開閉弁６６、および排水弁６９を適宜、開閉して、粉砕生ごみ１２から抜け出た水分を排水溝へ排水する。
【００３７】
制御器９のマイクロコンピュータ（乾燥評価手段）は、各重量センサ８が検出するセンサ別重量を合算して全重量を測定する重量測定を６０分毎（第１設定時間毎）に行い、この測定した全重量から後述する空重量を差し引いて粉砕生ごみ１２の重量を算出する。
なお、上記空重量は、脚部３１を含む処理槽３、ダブルパドル４、モータ４３、プーリー、およびチェーンの各重量を合計した重量である。
【００３８】
そして、今回測定して算出された粉砕生ごみ１２の重量と、前回測定して算出された粉砕生ごみ１２の重量との差が５ｋｇ（所定値）を下回ると、重量測定を５分毎（第２設定時間毎）に変更する。
【００３９】
生ごみ処理装置Ａの具体的な運転例を、以下の実験例１〜３に示す。
［表１］
（実験例１）
図３および表１に示す実験例１では、運転１２時間目で粉砕生ごみ１２の重量が４８ｋｇとなり、運転１３時間目で４４ｋｇとなり、運転１３時間目で重量差が５ｋｇ（所定値）を下回る状態になった。このため、運転１３時間目以降、重量測定の間隔を５分毎に短縮した。
【００４０】
実験例１では、実際の乾燥完了は運転１３時間目であるが、重量の経時変化が略ゼロなった時点を、制御器９のマイクロコンピュータが判別するのが運転１３時間５分目であるので、運転１３時間５分目の粉砕生ごみ１２の重量算出時に乾燥処理が完了したと判別して乾燥処理を終了する様にする。
なお、運転１３時間目以降、乾燥処理を継続しても、算出される粉砕生ごみ１２の重量は、４４ｋｇと略一定値を維持することを確認した。
【００４１】
（実験例２）
図４に示す実験例２では、運転３時間目に、乾燥処理停止を行った後に粉砕生ごみ１２を１６０ｋｇ程度、再投入し、投入後、乾燥処理を再開した。
運転１４時間目で粉砕生ごみ１２の重量が６９．０ｋｇとなり、運転１５時間目で６４．２ｋｇとなり、運転１５時間目で重量差が５ｋｇ（所定値）を下回る状態になった。このため、運転１５時間目以降、重量測定の間隔を５分毎に短縮した。
【００４２】
実験例２では、実際の乾燥完了は運転１５時間目であるが、重量の経時変化が略ゼロなった時点を、制御器９のマイクロコンピュータが判別するのが運転１５時間５分目であるので、運転１５時間５分目の粉砕生ごみ１２の重量算出時に乾燥処理が完了したと判別して乾燥処理を終了する様にする。
なお、運転１５時間目以降、乾燥処理を継続しても、算出される粉砕生ごみ１２の重量は、６４．２ｋｇと略一定値を維持することを確認した。
【００４３】
（実験例３）
図５に示す実験例３では、運転２時間目に、乾燥処理停止を行った後に粉砕生ごみ１２を１１０ｋｇ程度、再投入し、投入後、乾燥処理を再開した。
更に、運転４時間目に、乾燥処理停止を行った後に粉砕生ごみ１２を８５ｋｇ程度、再投入し、投入後、乾燥処理を再開した。
運転１６時間目で粉砕生ごみ１２の重量が７０．０ｋｇとなり、運転１７時間目で６８．７ｋｇとなり、運転１７時間目で重量差が５ｋｇ（所定値）を下回る状態になった。このため、運転１７時間目以降、重量測定の間隔を５分毎に短縮した。
【００４４】
実験例３では、実際の乾燥完了は運転１７時間目であるが、重量の経時変化が略ゼロになった時点を、制御器９のマイクロコンピュータが判別するのが運転１７時間５分目であるので、運転１７時間５分目の粉砕生ごみ１２の重量算出時に乾燥処理が完了したと判別して乾燥処理を終了する様にする。
なお、運転１７時間目以降、乾燥処理を継続しても、算出される粉砕生ごみ１２の重量は、６８．７ｋｇと略一定値を維持することを確認した。
【００４５】
本実施例の生ごみ処理装置Ａは、以下の利点を有する。
生ごみ処理装置Ａの制御器９のマイクロコンピュータは、各重量センサ８が検出するセンサ別重量を合算して全重量を測定する重量測定を６０分毎に行い、この測定した全重量から空重量（脚部３１を含む処理槽３＋ダブルパドル４＋モータ４３＋プーリー＋チェーンの重量）を差し引いて粉砕生ごみ１２の重量を算出する構成である。そして、測定して算出された粉砕生ごみ１２の重量と、前回測定して算出された粉砕生ごみ１２の重量との差が５ｋｇを下回ると、上記重量測定を５分毎に変更し、重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する構成である。
このため、乾燥処理の開始初期における過剰な重量測定を防止できるとともに、処理槽３内へ投入（１回の投入〜複数回の投入）された粉砕生ごみ１２の量や種類に関わらず、乾燥処理の完了を精度良く判定できる。
【００４６】
生ごみ処理装置Ａは、有機物分解微生物を用いていないので、有機物分解微生物の維持管理および補充は不要である。
高温蒸気の流量の経時変化を監視する必要がないので、流量計は不要である。また、槽内温度および蒸気流量の経時変化を、温度計および流量計を目視して監視する常駐作業員も不要である。
【００４７】
ダブルパドル４は、回転軸４０の長さを均等分する各位置で、端面側から見ると放射状になる様に、先端に攪拌板４２を配設したシャフト４１（七本）を回転軸４０に直交して貫設する構成であり、槽中央に位置する攪拌板４２は、回転軸４０に対して平行に配設され、図示槽左方・右方に位置する攪拌板４２は、シャフト４１の先端に、略逆ハの字状および略ハの字状に配設されている。このため、乾燥処理中の粉砕生ごみ１２が処理槽３の中央部内へ集まる。
【００４８】
生ごみ取出口３６を処理槽３の中央下面に形成しているので、乾燥処理が完了したごみを搬出する作業を効率良く行える。また、乾燥処理が完了したごみが処理槽３の中央部内へ集まるので生ごみ取出口３６から容易に取り出すことができる。
更に、乾燥処理中に処理槽３内の粉砕生ごみ１２が、槽端に偏ることを防止できるので、重量センサ８による重量の経時変化を精度良く計測することができる。なお、攪拌回転体としてダブルパドル４を用いているので、乾燥処理中の粉砕生ごみ１２をバランス良く静かに掻き混ぜることができるので、重量センサ８による重量計測を、ダブルパドル４の回転を止めずに行うことができる。
【００４９】
粉砕生ごみ１２を搬入する投入チューブ２５は柔軟性を有する管であり、蒸気導入管５の垂直部分にフレキシブルジョイント５２を配し、排気管６の垂直部分にフレキシブルジョイント６１を配している。
つまり、生ごみ処理装置Ａは、蒸気導入管５、投入チューブ２５、排気管６と処理槽３とを柔軟に連結しているので、投入チューブ２５や管５、６の重量が処理槽３に殆どかからない。このため、ダブルパドル４、粉砕生ごみ１２、および処理槽３の大凡の合計荷重を重量センサ８で受けることができ、重量の経時変化を支障なく監視することができる。
【００５０】
処理槽３内の真空度を、−５０ｋＰａ〜−９０ｋＰａに維持し、処理槽３内を７０℃〜８０℃に加熱する構成である。
このため、水の沸点が適度に下がり、粉砕生ごみ１２から効率良く水分が抜け出るとともに、油分は抜け出難い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１に係る生ごみ処理装置の構造を示す説明図である。
【図２】その生ごみ処理装置の外観を示す説明図である。
【図３】実験例１に係る、運転時間と、重量、温度、真空度との関係を示すグラフである。
【図４】実験例２に係る、運転時間と重量との関係を示すグラフである。
【図５】実験例３に係る、運転時間と重量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ 生ごみ処理装置
２ 粉砕器（生ごみ粉砕装置）
３ 処理槽
４ ダブルパドル（攪拌回転体）
５ 蒸気導入管
６ 排気管（減圧手段）
８ 重量センサ
９ 制御器（乾燥評価手段）
１２ 粉砕生ごみ
２５ 投入チューブ（ごみ投入管）
３１ 脚部（脚）
３５ 生ごみ投入口
３６ 生ごみ取出口
４０ 回転軸
４１ シャフト
４２ 攪拌板
５０ ボイラー（加熱手段）
５１ 高温水蒸気（水蒸気）
６０ 真空ポンプ（減圧手段）
６３ 開閉弁（減圧手段）
６７、７１ 複水器（凝縮手段）
７４ 冷却ファン（凝縮手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円柱状を呈し、水平に配される脚付きの処理槽と、
気密性を保って前記処理槽の左右端面に回転軸の各軸端部を軸着し、槽内の粉砕生ごみを掻き混ぜる攪拌回転体と、
槽外で発生させた水蒸気の熱を前記処理槽に伝熱して前記槽内の前記粉砕生ごみを加熱する加熱手段と、
前記処理槽に排気管を連結するとともに、該排気管に介設した真空ポンプで槽内空気を排気する減圧手段と、
排気空気中に含まれる水分を冷却して復水させる凝縮手段とを備え、
前記処理槽の中空部内に粉砕生ごみを投入して密閉し、前記減圧手段により前記槽内を所定の真空度に保持するとともに、前記加熱手段で槽内を所定温度に加熱しながら前記攪拌回転体を低速回転して、前記粉砕生ごみを真空乾燥させる生ごみ処理装置であって、
前記脚を上載して、前記攪拌回転体、前記粉砕生ごみ、および前記処理槽の合計荷重を受ける重量センサを配設し、
該重量センサにより検出される重量の経時変化を監視するとともに、この経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する乾燥評価手段を設けることを特徴とする生ごみ処理装置。
【請求項２】
前記処理槽の端部上面に生ごみ投入口が形成され、
前記処理槽の中央下面に生ごみ取出口が形成され、
前記攪拌回転体は、所定位置で前記回転軸と直交して放射状に貫設される複数のシャフトと、これらシャフトの先端に配設される攪拌板とからなるダブルパドルであり、
槽中央に位置する前記攪拌板は、前記回転軸に対して平行に配設され、
槽中央以外に位置する前記攪拌板は、前記シャフトの先端に、略ハの字状および略逆ハの字状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の生ごみ処理装置。
【請求項３】
前記槽外で発生させた水蒸気の熱を前記処理槽に伝熱するための蒸気導入管、生ごみ粉砕装置と前記生ごみ取出口とを接続するごみ投入管、および槽内空気を抜くための前記排気管に関し、各管と前記処理槽とを柔軟に連結したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生ごみ処理装置。
【請求項４】
前記脚を上載する前記重量センサが複数個、配設され、
前記乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を第１設定時間毎に行うとともに、
前回測定した重量との差が所定値を下回ると、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を、前記第１設定時間より短く設定した第２設定時間毎に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の生ごみ処理装置。
【請求項５】
前記減圧手段により前記槽内の真空度を、−４０ｋＰａ〜−１００ｋＰａ、好ましくは、−５０ｋＰａ〜−９０ｋＰａに維持するとともに、
前記加熱手段により前記槽内を５０℃〜８５℃、好ましくは、７０℃〜８０℃に加熱することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の生ごみ処理装置。
【請求項１】
中空円柱状を呈し、水平に配される脚付きの処理槽と、
気密性を保って前記処理槽の左右端面に回転軸の各軸端部を軸着し、槽内の粉砕生ごみを掻き混ぜる攪拌回転体と、
槽外で発生させた水蒸気の熱を前記処理槽に伝熱して前記槽内の前記粉砕生ごみを加熱する加熱手段と、
前記処理槽に排気管を連結するとともに、該排気管に介設した真空ポンプで槽内空気を排気する減圧手段と、
排気空気中に含まれる水分を冷却して復水させる凝縮手段とを備え、
前記処理槽の中空部内に粉砕生ごみを投入して密閉し、前記減圧手段により前記槽内を所定の真空度に保持するとともに、前記加熱手段で槽内を所定温度に加熱しながら前記攪拌回転体を低速回転して、前記粉砕生ごみを真空乾燥させる生ごみ処理装置であって、
前記脚を上載して、前記攪拌回転体、前記粉砕生ごみ、および前記処理槽の合計荷重を受ける重量センサを配設し、
該重量センサにより検出される重量の経時変化を監視するとともに、この経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する乾燥評価手段を設けることを特徴とする生ごみ処理装置。
【請求項２】
前記処理槽の端部上面に生ごみ投入口が形成され、
前記処理槽の中央下面に生ごみ取出口が形成され、
前記攪拌回転体は、所定位置で前記回転軸と直交して放射状に貫設される複数のシャフトと、これらシャフトの先端に配設される攪拌板とからなるダブルパドルであり、
槽中央に位置する前記攪拌板は、前記回転軸に対して平行に配設され、
槽中央以外に位置する前記攪拌板は、前記シャフトの先端に、略ハの字状および略逆ハの字状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の生ごみ処理装置。
【請求項３】
前記槽外で発生させた水蒸気の熱を前記処理槽に伝熱するための蒸気導入管、生ごみ粉砕装置と前記生ごみ取出口とを接続するごみ投入管、および槽内空気を抜くための前記排気管に関し、各管と前記処理槽とを柔軟に連結したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生ごみ処理装置。
【請求項４】
前記脚を上載する前記重量センサが複数個、配設され、
前記乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を第１設定時間毎に行うとともに、
前回測定した重量との差が所定値を下回ると、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を、前記第１設定時間より短く設定した第２設定時間毎に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の生ごみ処理装置。
【請求項５】
前記減圧手段により前記槽内の真空度を、−４０ｋＰａ〜−１００ｋＰａ、好ましくは、−５０ｋＰａ〜−９０ｋＰａに維持するとともに、
前記加熱手段により前記槽内を５０℃〜８５℃、好ましくは、７０℃〜８０℃に加熱することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の生ごみ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２９８７１（Ｐ２００７−２９８７１Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１７８７７（Ｐ２００５−２１７８７７）
【出願日】平成１７年７月２７日（２００５．７．２７）
【出願人】（５０５２８４３４５）株式会社日本ＧＳＥ (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２７日（２００５．７．２７）
【出願人】（５０５２８４３４５）株式会社日本ＧＳＥ (1)
【Ｆターム（参考）】
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