生ごみ処理装置
【課題】微生物の生ごみ分解活動に適合した攪拌制御を行なうことにより、省電力化を図りつつ、微生物の分解処理能力を確保することが可能な生ごみ処理装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ４０により実現される攪拌制御部は、酸素濃度検知部４２により検出された混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下であるか否かを判断する。混合物中の溶存酸素濃度が閾値以下であるときには、攪拌制御部は、攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０では、該制御信号の入力を受けたモータ駆動回路３４が攪拌モータ３２を予め設定された所定の運転条件に従って駆動させる。これにより、攪拌モータ３２の回転力が回転軸１４に伝達され、処理槽１２内部の攪拌翼１５が回転駆動する。一方、混合物中の溶存酸素濃度が閾値を上回るときには、攪拌制御部は、攪拌手段を運転停止状態とする。
【解決手段】ＣＰＵ４０により実現される攪拌制御部は、酸素濃度検知部４２により検出された混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下であるか否かを判断する。混合物中の溶存酸素濃度が閾値以下であるときには、攪拌制御部は、攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０では、該制御信号の入力を受けたモータ駆動回路３４が攪拌モータ３２を予め設定された所定の運転条件に従って駆動させる。これにより、攪拌モータ３２の回転力が回転軸１４に伝達され、処理槽１２内部の攪拌翼１５が回転駆動する。一方、混合物中の溶存酸素濃度が閾値を上回るときには、攪拌制御部は、攪拌手段を運転停止状態とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生ごみ処理装置に関し、より特定的には、微生物の有機物分解活動により生ごみを減容処理する生ごみ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭、飲食店等で発生する生ごみを減容処理する生ごみ処理装置としては、微生物の有機物分解能力を利用して生ごみを処理する、微生物分解方式の生ごみ処理装置が提案されている。この微生物分解方式は、加熱等の物理的処理によって生ごみの水分を除去させることにより生ごみを減量する乾燥方式と比較して、微生物の有機物分解能力を利用するために省エネルギーであり、かつ、生ごみの減量率が高いという利点を有することから、広く普及しつつある。特に、微生物分解方式の生ごみ処理装置において主流となっているのは、木材チップ等の基材と生ごみとを好気性条件下で混合させ、基材に担持させた好気性菌によって生ごみを好気性分解するようにしたものである。
【０００３】
このような生ごみ処理装置においては、処理槽内の環境条件が微生物にとって良好かどうかが生ごみの処理能力に大きく影響する。そのため、微生物の生ごみの処理能力を安定化または促進させるために、基材の水分量を一定化させる、生ごみと微生物とを均一化させる、または基材中の酸素が欠乏しないように、酸素濃度を一定値以上に保持することが行なわれている。
【０００４】
たとえば特開２００２−１６６２４９号公報（特許文献１）には、微生物が生息した基材と生ごみとが入れられた反応容器と、外部空気の相対湿度を検出する湿度センサと、反応容器内の基材と生ごみとの水分量を検出する水分センサと、反応容器内の水分量を調整する調整手段と、湿度センサにより検出された相対湿度および水分センサにより検出された水分量に基づいて、調整手段による水分調整量を制御する制御手段とを具備する生ごみ処理装置が開示される。
【０００５】
これによれば、調整手段は、反応容器内の基材と生ごみとを攪拌する攪拌手段および反応容器内へ外部空気を送気する送気手段とからなる。制御手段は、湿度センサおよび水分センサの出力に応じて攪拌手段による攪拌頻度および送気手段による送気量を制御する。具体的には、水分センサによる水分量レンジと湿度センサの湿度レンジとの論理積をとり、水分量と湿度とに応じた最適な攪拌時間のＯＮ／ＯＦＦデューティ比および送気時間のＯＮ／ＯＦＦデューティ比を取得するようにしたので、水分量が多いときには乾燥能力を高め、速やかに最適水分量とする一方で、水分量が少ないときには過剰な乾燥を防ぐために乾燥能力を弱めることができる。このように空気湿度に関係なく、水分量に応じた一定の乾燥能力を得るようにしたことにより、空気湿度に左右されず安定した性能を発揮することができる。
【０００６】
また、特開２００２−３４６５３１号公報（特許文献２）には、生ごみを受け入れる生ごみ処理容器と、この生ごみ処理容器内に設けられ、初期攪拌動作の後、停止および攪拌動作を交互に繰返すように駆動される攪拌手段と、攪拌手段の初期攪拌動作の有無、攪拌時間、攪拌停止時間、回転数のうち少なくとも１つを調整可能な初期攪拌調整手段とを備える生ごみ処理機が開示されている。
【０００７】
これによれば、例えば、ユーザが生ごみ処理機の運転中に処理状況を確認のみのために開閉扉を開閉した場合であっても、検出手段が、処理容器内質量が増大していないことあるいは初期攪拌動作後あまり時間が経過していないことを検出しそれに応じた制御信号を出力した場合には、初期攪拌調整手段は、初期攪拌動作を省略したり、初期攪拌動作の攪拌時間、攪拌停止時間、または回転数を小さくしたりする。これにより、開閉扉が閉じた後に新たな生ごみが投入されたとみなして再度初期攪拌動作から繰返す従来構造に比べて、過度な攪拌動作を抑制することができる。その結果、媒体（微生物担体）の過度の乾燥や小粒化あるいは生ごみの団粒化による生ごみの処理効率の低下や駆動手段の負荷増大等の弊害を回避することができる。
【特許文献１】特開２００２−１６６２４９号公報
【特許文献２】特開２００２−３４６５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、特開２００２−１６６２４９号公報（特許文献１）に記載の生ごみ処理装置によれば、反応容器内の基材と生ごみとの水分量が最適水分量となるように攪拌手段による攪拌頻度が制御される。しかしながら、この最適水分量は基材の状態や基材中の菌叢の変化に応じて微妙に変化する可変値であることから、一定値に固定された最適水分量に従って攪拌頻度を制御することは、真に微生物の生ごみ分解能力に応じた制御とはなっていないという問題がある。
【０００９】
また、特開２００２−３４６５３１号公報（特許文献２）においても、処理容器内質量が増大していない場合には、初期攪拌動作がスキップされて直ちに通常の攪拌動作と動作停止とを繰返す間欠運転が行なわれるが、処理容器内質量と微生物の生ごみ分解能力との間には相関関係が成り立たないため、真に微生物の生ごみ分解能力に応じた制御とはなっていない。
【００１０】
なぜなら、生ごみを処理容器内に投入した直後は、処理容器内質量が増えるため、処理容器内質量の増加に応じて攪拌動作を行なうことは、微生物の生ごみの分解活動を活性化させる点で有効であると言える。その一方で、処理容器内質量が増えていない場合であっても、栄養分である有機物が残っている限り微生物による生ごみの分解活動は依然として行なわれているため、この場合に攪拌動作を停止させることは当該分解活動を低下させることになるからである。
【００１１】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、微生物の生ごみ分解活動に適合した攪拌制御を行なうことにより、省電力化を図りつつ、微生物の分解処理能力を確保することが可能な生ごみ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のある局面によれば、生ごみ処理装置は、生ごみを微生物により分解させる生ごみ処理装置であって、微生物を担持させた基材と生ごみとを収容する処理槽と、基材と生ごみとを混合するための攪拌手段と、基材と生ごみとの混合物中の溶存酸素濃度を検知する酸素濃度検知手段と、検知された該混合物中の溶存酸素濃度に基づいて攪拌手段による攪拌頻度を制御する攪拌制御手段とを備える。
【００１３】
好ましくは、攪拌制御手段は、検知された該混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下となったときに、攪拌手段による攪拌動作を実行させる。
【００１４】
好ましくは、生ごみ処理装置は、処理槽内部に対して吸排気を行なうための吸排気手段と、攪拌手段による攪拌動作の実行中に吸排気が行なわれるように吸排気手段を制御する吸排気制御手段とをさらに備える。
【００１５】
より好ましくは、吸排気制御手段は、攪拌手段による攪拌動作の停止中に吸排気が行なわれないように吸排気手段を制御する。
【００１６】
好ましくは、生ごみ処理装置は、基材と生ごみとの混合物の水分量を検知する水分量検知手段をさらに備える。吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量に基づいて吸排気手段による吸排気量を制御する。
【００１７】
より好ましくは、吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を下回る場合には、吸排気手段による吸排気量を減少させる。
【００１８】
より好ましくは、吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を上回る場合には、吸排気手段による吸排気量を増加させる。
【００１９】
好ましくは、生ごみ処理装置は、基材と生ごみとの混合物の水分量を検知する水分量検知手段をさらに備える。攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量に基づいて攪拌手段による攪拌速度を制御する。
【００２０】
より好ましくは、攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を下回る場合には、攪拌手段による攪拌速度を低下させる。
【００２１】
より好ましくは、攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を上回る場合には、攪拌手段による攪拌速度を増加させる。
【００２２】
好ましくは、酸素濃度検知手段は、処理槽内部のうちの基材と生ごみとの混合物が収容されていない部分の酸素濃度を、該混合物中の溶存酸素濃度として検知する。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、微生物の生ごみ処理活動に適合するように攪拌手段による攪拌頻度を制御することにより、省電力化を図りつつ、微生物の分解処理能力を安定して確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２５】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１を参照して、生ごみ処理装置１００は、ケーシング１０と、処理槽１２と、回転軸１４と、攪拌翼１５と、プーリ１８，２４と、ベルト２０と、出力軸２２と、攪拌モータ３２と、モータ駆動回路３４と、酸素濃度検知部４２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０とを備える。
【００２７】
ケーシング１０は、図示は省略するが、その上面を開閉自在に覆う開閉扉を有するとともに、内部には投入された生ごみを処理する処理槽１２を収容している。
【００２８】
処理槽１２は、上面が開口された容器からなり、その内部には微生物５２が担持された木材チップ等の基材５０が充填されている。さらに、処理槽１２の内部には、外周方向に突出して設けられた攪拌翼１５を有する回転軸１４が水平に収容されている。
【００２９】
回転軸１４の両端は、処理槽１２の槽壁に設けた軸受（図示せず）により回転自在に支持されている。回転軸１４の一方端はさらに、処理槽１２の槽壁を貫通するとともに、その端部にプーリ１８が取り付けられている。このプーリ１８と、ケーシング１０内に設けられた攪拌モータ３２の出力軸２２の端部に取り付けられたプーリ２４との間にベルト２０を懸架することにより、回転軸１４は攪拌モータ３２の出力軸２２に連結される。
【００３０】
酸素濃度検知部４２は、処理槽１２内に充填された基材５０中に浸漬される。酸素濃度検知部４２は、基材５０と生ごみとの混合物（以下、単に混合物とも称する。）中の溶存酸素濃度を検出し、その検出結果をＣＰＵ４０へ出力する。
【００３１】
ＣＰＵ４０は、酸素濃度検知部４２からの溶存酸素濃度の検出値に基づいて図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行し、モータ駆動回路３４に制御信号を出力する。モータ駆動回路３４は、ＣＰＵ４０から出力される制御信号に従って攪拌モータ３２を駆動させる。攪拌モータ３２を駆動させることにより、その回転力がプーリ１８，２４およびベルト２０を介して回転軸１４に伝達され、攪拌翼１５が正転方向または逆転方向に回転駆動するようになっている。
【００３２】
すなわち、本実施の形態においては、攪拌翼１５と回転軸１４が「攪拌手段」を構成し、攪拌モータ３２およびモータ駆動回路３４が、「攪拌手段」を駆動するための攪拌駆動部３０を構成する。そして、ＣＰＵ４０が「攪拌手段」を制御するための「攪拌制御手段」を実現する。
【００３３】
図２は、処理槽１２内部において基材５０と生ごみとの混合物を攪拌する処理（以下、「攪拌処理」）を行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。図２に示される機能は、ＣＰＵ４０が図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行することで、ＣＰＵ４０および攪拌駆動部３０により実行される機能である。
【００３４】
図２を参照して、攪拌処理を行なうための機能は、酸素濃度検知部４２と、ＣＰＵ４０により実現される攪拌制御部４０１と、攪拌駆動部３０とを含む。
【００３５】
酸素濃度検知部４２は、上述したように、混合物中の溶存酸素濃度を検出してその検出結果を攪拌制御部４０１へ出力する。
【００３６】
攪拌制御部４０１は、酸素濃度検知部４２から混合物中の溶存酸素濃度の検出値を受けると、該溶存酸素濃度の検出値に基づいて、後述する方法によって攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成する。そして、攪拌制御部４０１は、その生成した制御信号を攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４（図１）へ出力する。
【００３７】
具体的には、攪拌制御部４０１は、混合物中の溶存酸素濃度と予め設定されている所定の閾値とを比較する。そして、該溶存酸素濃度が所定の閾値以下となる場合には、攪拌制御部４０１は、攪拌手段を駆動させるように攪拌駆動部３０を制御する。
【００３８】
攪拌駆動部３０では、モータ駆動回路３４が攪拌制御部４０１からの制御信号の入力を受けると、攪拌モータ３２を予め設定された所定の運転条件に従って駆動させる。所定の運転条件には、攪拌モータ３２の回転速度および運転時間などが含まれており、予め実験を行なうことにより、微生物による生ごみ分解活動を活性化させるのに好適な条件に設定されている。
【００３９】
このように本実施の形態による生ごみ処理装置１００は、混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下となった場合に、攪拌手段による攪拌動作を実行させる構成とする。これは、混合物中の溶存酸素濃度が、微生物の生ごみ分解活動に相関して変化するという知見に基づいている。なお、このような知見は、以下に述べる実験を行なった結果から確認されたものである。
【００４０】
図３は、混合物中の溶存酸素濃度と微生物の生ごみ分解活動との相関を調べるための実験を説明するための図である。
【００４１】
図３を参照して、ケーシング１０内に収容された処理槽１２内部には、微生物５２である細菌が担持された木材チップ等の基材５０が充填されている。この基材５０には、細菌の栄養分となるトリプトン、酵母エキスおよびグルコースを純水に溶解させて成る栄養液が添加されている。
【００４２】
そして、処理槽１２の上面を蓋１２０により閉じ、かつ、処理槽１２の周囲温度を３５〜３８℃の範囲に保持した状態で、基材中の溶存酸素濃度、基材５０の温度、基材中の総菌数、および栄養分であるグルコースの減少量を経時的に測定した。なお、溶存酸素濃度および基材温度については、基材５０中に浸漬させた酸素濃度検知部４２および温度検知部４６を用いてそれぞれ測定した。また、総菌数およびグルコースの減少量については、図示は省略するが、周知の測定手段を用いた測定を行なった。図４〜図７には、その測定時間の経過に対して測定した結果が示される。
【００４３】
図４を参照して、基材中の溶存酸素濃度は、測定時間の経過とともに急激に減少し、およそ８時間が経過したときに５％程度にまで低下する。そして、その後、溶存酸素濃度は増加に転じる傾向を示す。
【００４４】
このときの基材５０の温度は、図５の実線で示されるように、図４で基材中の溶存酸素濃度が減少する約８時間までは増加し続け、それ以降は周囲温度である３７℃に収束している。
【００４５】
また、総菌数については、図６に示されるように、基材中の溶存酸素濃度が減少する約８時間までに急激に増加していることが分かる。このときのグルコースの減少量については、図７を参照して、総菌数の増加と反比例するように、急激に減少するという測定結果が得られている。
【００４６】
このような実験結果から、基材中の栄養分が豊富な測定開始直後から一定期間においては、基材温度の上昇、総菌数の増加およびグルコースの減少から微生物の分解活動が活発に行なわれていることが分かる。そして、この微生物の分解活動に相関するように分解に必要な酸素消費量が急激に増加するため、結果として基材中の溶存酸素濃度が急激に減少していることが分かる。
【００４７】
なお、基材中の溶存酸素が減少するに従って、減少分を補うように基材表面からは外気中の酸素が取り込まれる。ところが、溶存酸素の消費速度が基材表面からの酸素供給速度をはるかに上回ってしまうため、結果として図４に示されるように、溶存酸素濃度が減少する傾向を示すことになる。そして、基材中の栄養分が減少するのに従って微生物の分解活動が鈍化してくると、溶存酸素の消費速度が低下し、基材表面からの酸素供給速度がこれを上回ることになる。その結果、基材中の溶存酸素濃度は約８時間の経過後には増加に転じることになる。
【００４８】
これらの実験結果によれば、基材中の溶存酸素濃度は、微生物の分解活動が活発となるときに減少し、その一方で微生物の分解活動が低下すると増加するという相関関係が成り立つことが分かる。
【００４９】
そして、このような知見に基づいて、図１の構成において、混合物中の溶存酸素濃度が低下しているときに攪拌手段による攪拌動作を実行させる構成とすれば、混合物に十分な酸素が供給されるため、活発な微生物の分解活動を維持させることが可能となる。その結果、微生物の分解処理能力を安定して確保することができる。
【００５０】
図８は、本実施の形態１に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
図８を参照して、処理が開始されると、まず、ＣＰＵ４０により実現される攪拌制御部４０１は、酸素濃度検知部４２（図１）から混合物中の溶存酸素濃度の検出結果を取得する（ステップＳ０１）。そして、攪拌制御部４０１は、取得した混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ０２）。
【００５１】
混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下であると判断したときには（ステップＳ０２でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１は、攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０では、該制御信号の入力を受けたモータ駆動回路３４が攪拌モータ３２を予め設定された所定の運転条件に従って駆動させる（ステップＳ０３）。これにより、攪拌モータ３２の回転力が回転軸１４に伝達され、処理槽１２内部の攪拌翼１５が回転駆動する。
【００５２】
このとき攪拌制御部４０１は、内部のタイマを用いて攪拌時間を計時しており、その計時時間が所定の運転条件として予め設定された所定時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ０４）。そして、攪拌時間が所定時間を経過したときには（ステップＳ０４でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１は、攪拌手段を運転停止させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４は、該制御信号の入力に応答して攪拌モータ３２の運転を停止させる（ステップＳ０５）。
【００５３】
一方、計時時間が所定時間を経過していないときには（ステップＳ０４でＮＯ）、攪拌制御部４０１は、ステップＳ０３に戻り、攪拌手段による攪拌動作を継続させるように攪拌駆動部３０を制御する。
【００５４】
なお、再びステップＳ０２に戻って、混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値を上回ると判断したときには（ステップＳ０２でＮＯ）、攪拌制御部４０１は、ステップＳ０５に進み、攪拌手段を運転停止状態とする。
【００５５】
以上に述べたように、この発明の実施の形態１によれば、混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下である場合には、微生物の分解活動が活発であると判断して攪拌手段による攪拌動作を行なうことにより、該分解活動を維持させることができる。その一方で、混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値を上回る場合には、微生物の分解活動が活発でないと判断して攪拌動作を停止させることにより、無駄に攪拌駆動部の負荷が増大するのを抑制することができる。すなわち、混合物中の溶存酸素濃度に基づいて攪拌手段による攪拌頻度を制御することにより、微生物の分解処理能力を安定して確保できるとともに、生ごみ処理装置の省電力化を図ることができる。
【００５６】
［実施の形態２］
図３で述べた実験から得られた知見としては、上述したような基材中の溶存酸素濃度と微生物の分解活動との相関関係に加えて、基材中の溶存酸素濃度と、処理槽１２内部で基材５０の上空に形成される基材５０の非充填部分（以下、単に、非充填部分とも称する。）の酸素濃度との間にも相関関係が成り立つことがある。
【００５７】
詳細には、図３を参照して、処理槽１２内部には、基材５０中に浸漬された酸素濃度検知部４２とは別に、基材５０の非充填部分にも酸素濃度検知部４４が設置されている。このような状態で、図３で説明したのと同様の実験条件の下で基材中の溶存酸素濃度および非充填部分の酸素濃度をそれぞれ測定した。図９には、その測定時間の経過に対して測定した結果が示される。
【００５８】
図９を参照して、非充填部分の酸素濃度は、基材中の溶存酸素濃度に略一致するように増減していることが分かる。すなわち、基材中の溶存酸素濃度が減少する場合には、これに追従するように非充填部分の酸素濃度も減少し、基材中の溶存酸素濃度が増加に転じると非充填部分の酸素濃度も増加に転じている。
【００５９】
このように基材中の溶存酸素濃度に追従して非充填部分の酸素濃度が減少するのは、基材中の溶存酸素が減少するのに従って、非充填部分の酸素が基材表面から取り込まれることによる。このとき非充填部分は処理槽１２の蓋１２０の僅かな隙間を介して外気と繋がっているため、非充填部分の酸素が減少すると、濃度差による拡散によって外気の酸素が隙間を介して取り込まれることになる。ところが、非充填部分の酸素の消費速度は、溶存酸素の消費速度を受けて外気からの酸素供給速度をはるかに上回ってしまうため、結果として図９に示されるように、非充填部分の酸素濃度が減少することになる。
【００６０】
そして、基材中の栄養分が減少するのに従って微生物の分解活動が鈍化してくると、溶存酸素の消費速度の低下を受けて非充填部分の酸素の消費速度が低下するため、外気からの酸素供給速度がこれを上回ることになる。その結果、非充填部分の酸素濃度は増加に転じることになる。
【００６１】
このような知見に基づいて、本実施の形態では、基材５０の非充填部分の酸素濃度に応じて攪拌手段による攪拌頻度を制御する構成とする。これによれば、図１０に示されるように基材５０の非充填部分にのみ酸素濃度検知部４４を設置すれば足りるため、基材５０中に酸素濃度検知部４２を浸漬させる場合と比較して、湿度、基材５０との摩擦および微生物による損傷から酸素濃度検知部を保護することができる。その結果、酸素濃度検知部の長寿命化を図ることができる。
【００６２】
図１０は、この発明の実施の形態２に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。図１０の生ごみ処理装置１００Ａは、図１の生ごみ処理装置１００において、処理槽１２内部の基材５０中に浸漬されていた酸素濃度検知部４２を、基材５０上空の非充填部分に設置された酸素濃度検知部４４に置き換えたものである。よって、重複する部分についての詳細な説明は繰返さない。
【００６３】
図１０を参照して、酸素濃度検知部４４は、基材５０の非充填部分の酸素濃度を検出し、その検出結果をＣＰＵ４０へ出力する。
【００６４】
ＣＰＵ４０は、酸素濃度検知部４４からの酸素濃度の検出値に基づいて図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行し、モータ駆動回路３４に制御信号を出力する。モータ駆動回路３４は、ＣＰＵ４０から出力される制御信号に従って攪拌モータ３２を駆動させる。
【００６５】
図１１は、本実施の形態２に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。図１１のフローチャートは、図８のフローチャートに対して、ステップＳ０１，Ｓ０２をステップＳ０１１，Ｓ０２１に変更したものである。よって、共通するステップについての詳細な説明は繰返さない。
【００６６】
図１１を参照して、処理が開始されると、まず、ＣＰＵ４０により実現される攪拌制御部４０１は、酸素濃度検知部４４（図１０）から非充填部分の酸素濃度の検出結果を取得する（ステップＳ０１１）。そして、攪拌制御部４０１は、取得した非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ０２１）。
【００６７】
非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であると判断したときには（ステップＳ０２１でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１は、攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する（ステップＳ０３）。一方、非充填部分の酸素濃度が所定の閾値を上回ると判断したときには（ステップＳ０２１でＮＯ）、攪拌制御部４０１は、ステップＳ０５に進み、攪拌手段を運転停止状態とする。
【００６８】
以上に述べたように、この発明の実施の形態２によれば、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下である場合には、基材中の溶存酸素濃度も所定の閾値以下であることが推定されることから、微生物の分解活動が活発であると判断して攪拌手段による攪拌動作を行なうことにより、分解活動を維持させることができる。
【００６９】
その一方で、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値を上回る場合には、基材中の溶存酸素濃度も所定の閾値を上回ることが推定されることから、微生物の分解活動が低下していると判断して攪拌動作を停止させることにより、無駄に攪拌駆動部の負荷が増大するのを抑制することができる。
【００７０】
すなわち、基材の非充填部分の酸素濃度に応じて攪拌手段による攪拌頻度を制御することにより、微生物の分解処理能力を安定して確保できるとともに、生ごみ処理装置の省電力化を図ることができる。さらに、酸素濃度検知部が損傷を受けるのを抑制することが可能となる。
【００７１】
［実施の形態３］
図１２は、この発明の実施の形態３に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【００７２】
図１２を参照して、生ごみ処理装置１００Ｂは、ケーシング１０と、処理槽１２と、蓋１２０と、吸排気用蓋１２２と、ファン１２６と、回転軸１４と、攪拌翼１５と、プーリ１８，２４と、ベルト２０と、出力軸２２と、攪拌モータ３２と、モータ駆動回路３４と、酸素濃度検知部４４と、ＣＰＵ４０Ｂとを備える。
【００７３】
図１２の生ごみ処理装置１００Ｂは、図１の生ごみ処理装置１００に対して、処理槽１２内部に対して吸排気を行なうための「吸排気手段」を付加したものである。「吸排気手段」は、処理槽１２の上面に位置する蓋１２０にて開口する吸排気口１２４と、吸排気口１２４を開閉するための吸排気用蓋１２２と、吸排気口１２４に設けられたファン１２６とにより構成される。
【００７４】
吸排気用蓋１２２は、蓋１２０の面内方向に沿って移動可能に設けられている。ＣＰＵ４０Ｂは、後述する方法によって攪拌処理を実行しているときに、吸排気口１２４を開放可能な位置まで吸排気用蓋１２２を移動させる。これにより、処理槽１２内部は、吸排気口１２４によって処理槽１２の外部と連通するため、吸排気口１２４を通して処理槽１２内部に対して吸排気を行なうことができる。
【００７５】
一方、ＣＰＵ４０Ｂは、攪拌処理を実行していないときには、吸排気口１２４を閉塞可能な位置まで吸排気用蓋１２２を移動させる。これにより、処理槽１２内部が密閉された状態となるため、吸排気は行なわれない。
【００７６】
なお、吸排気口１２４を開閉するための手段としては、これ以外に、吸排気口１２４の近傍に吸排気口１２４の開閉を行なうための切替え弁を設けておき、ＣＰＵ４０Ｂが攪拌処理の実行の有無に応じて吸排気口１２４を開放または閉塞するように該切替え弁を駆動する構成としてもよい。
【００７７】
ファン１２６は、図示しないファンモータの駆動によって回転する。このとき、吸排気口１２４が開放した状態では、ファン１２６は、吸排気口１２４を通して処理槽１２内部の空気を外部へ排気するとともに、外部からの空気を処理槽１２内部に吸気する。
【００７８】
吸排気用蓋１２２を駆動するアクチュエータ（図示せず）およびファン１２６を回転させるファンモータは、ＣＰＵ４０Ｂに接続されている。また、ＣＰＵ４０Ｂには、基材５０の非充填部分の酸素濃度を検出する酸素濃度検知部４４が接続されている。
【００７９】
ＣＰＵ４０Ｂは、酸素濃度検知部４４からの非充填部分の酸素濃度の検出値に基づいて図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行し、モータ駆動回路３４に制御信号を出力する。モータ駆動回路３４は、ＣＰＵ４０Ｂから出力される制御信号に従って攪拌モータ３２を駆動させる。攪拌モータ３２を駆動させることにより、その回転力がプーリ１８，２４およびベルト２０を介して回転軸１４に伝達され、攪拌翼１５が正転方向または逆転方向に回転駆動するようになっている。
【００８０】
さらに、ＣＰＵ４０Ｂは、処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれるように吸排気用蓋１２２およびファン１２６に制御信号を出力する。図示しないアクチュエータは、ＣＰＵ４０Ｂから出力される制御信号に従って吸排気用蓋１２２を開放させる。また図示しないファンモータは、ＣＰＵ４０Ｂから出力される制御信号に従ってファン１２６を作動する。
【００８１】
すなわち、本実施の形態においては、攪拌翼１５と回転軸１４が「攪拌手段」を構成し、攪拌モータ３２およびモータ駆動回路３４が、「攪拌手段」を駆動するための攪拌駆動部３０を構成し、吸排気口１２４、吸排気用蓋１２２およびファン１２６が「吸排気手段」を構成する。そして、ＣＰＵ４０Ｂが「攪拌手段」を制御するための「攪拌制御手段」、および「吸排気手段」を制御するための「吸排気制御手段」を実現する。
【００８２】
図１３は、処理槽１２内部における攪拌処理と、処理槽１２内部に対して吸排気する処理（以下、「吸排気処理」）とを行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。図１３に示される機能は、ＣＰＵ４０Ｂが図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行することで、ＣＰＵ４０Ｂおよび攪拌駆動部３０により実行される機能である。
【００８３】
図１３を参照して、攪拌処理および吸排気処理を行なうための機能は、酸素濃度検知部４４と、ＣＰＵ４０Ｂにより実現される攪拌制御部４０１Ｂおよび吸排気制御部４０２と、攪拌駆動部３０と、吸排気用蓋１２２と、ファン１２６とを含む。
【００８４】
酸素濃度検知部４４は、非充填部分の酸素濃度を検出してその検出結果を攪拌制御部４０１Ｂおよび吸排気制御部４０２へ出力する。
【００８５】
攪拌制御部４０１Ｂは、酸素濃度検知部４４から非充填部分の酸素濃度の検出値を受ける。そして、攪拌制御部４０１Ｂは、その酸素濃度の検出値に応じて攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成し、その生成した制御信号を攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４（図１２）へ出力する。
【００８６】
具体的には、攪拌制御部４０１Ｂは、非充填部分の酸素濃度と予め設定されている所定の閾値とを比較する。そして、該酸素濃度が所定の閾値以下となった場合には、攪拌制御部４０１Ｂは、攪拌手段を駆動させるように攪拌駆動部３０を制御する。
【００８７】
攪拌駆動部３０では、モータ駆動回路３４が攪拌制御部４０１Ｂからの制御信号の入力を受けると、攪拌モータ３２を予め設定された所定の運転条件に従って駆動させる。所定の運転条件には、攪拌モータ３２の回転速度および運転時間などが含まれており、予め実験を行なうことにより、微生物による生ごみ分解活動を活性化させるのに好適な条件に設定されている。
【００８８】
吸排気制御部４０２は、酸素濃度検知部４４からの非充填部分の酸素濃度の検出値に応じて吸排気用蓋１２２およびファン１２６を駆動させるための制御信号を生成し、その生成した制御信号を吸排気用蓋１２２およびファン１２６へそれぞれ出力する。
【００８９】
具体的には、吸排気制御部４０２は、非充填部分の酸素濃度と予め設定されている所定の閾値とを比較する。そして、該酸素濃度が所定の閾値以下となった場合には、吸排気制御部４０２は、吸排気用蓋１２２を開放し、かつファン１２６を作動するように吸排気用蓋１２２およびファン１２６を制御する。なお、ファン１２６では、ファンモータが吸排気制御部４０２からの制御信号の入力を受けると、予め設定された運転条件に従ってファン１２６を回転させる。この運転条件には、ファン１２６の風量および運転時間などが含まれており、予め実験を行なうことによって基材５０の水分量が微生物による生ごみ分解活動を活性化させるのに好適な水分量となる条件に設定されている。
【００９０】
このように本実施の形態による生ごみ処理装置１００Ｂでは、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下となった場合には、混合物中の溶存酸素濃度も所定の閾値以下であると推定されて攪拌手段による攪拌動作が実行されるとともに、吸排気手段によって処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれる。これにより、微生物の分解活動が活発に行なわれているタイミングに、基材中の微生物と酸素とを効率良く接触させることができるため、微生物の分解活動をより一層活性化することができる。
【００９１】
その一方で、非充填部分の酸素濃度が所定の閾値を上回っている場合には、混合物中の溶存酸素濃度も所定の閾値を上回っていると推定されて攪拌手段による攪拌動作が停止されるとともに、吸排気手段による処理槽１２内部に対する吸排気が停止される。これにより、微生物の分解活動が活発でない場合には、無駄に攪拌駆動部３０の負荷が増大するのが抑制されるため、生ごみ処理装置１００Ｂの省電力化を図ることができる。
【００９２】
さらに、本実施の形態によれば、攪拌動作時以外は処理槽１２を密閉状態に保つことにより、臭気の排出量を低減して臭気レベルを低減することが可能となる。
【００９３】
詳細には、処理槽１２内部では微生物の分解活動に伴なって多くのガスが発生する。特に、好気性分解では一般にアルカリ性領域で行なわれるため、たんぱく質の分解によって多量のアンモニアが放出されることがあり、悪臭が発生し易いという問題があった。
【００９４】
これに対して、本実施の形態では、処理槽１２で発生したアンモニアガスを含む空気を処理槽１２内部に溜めておくことによって、アンモニアを処理槽１２内で生成された有機酸と接触させて効率高く反応させることができるとともに基材５０に吸着させることができる。その結果、アンモニアが臭気として排出される量を低減して悪臭の発生を抑制することが可能となる。
【００９５】
図１４は、本実施の形態３に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
図１４を参照して、処理が開始されると、まず、ＣＰＵ４０Ｂにより実現される攪拌制御部４０１Ｂおよび吸排気制御部４０２は、酸素濃度検知部４４（図１２）から基材の非充填部分の酸素濃度の検出結果を取得する（ステップＳ０１１）。そして、攪拌制御部４０１Ｂおよび吸排気制御部４０２は、取得した非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ０２）。
【００９６】
非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であると判断したときには（ステップＳ０２でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｂは、攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０では、該制御信号の入力を受けたモータ駆動回路３４が攪拌モータ３２を予め設定された所定の運転条件に従って駆動させる（ステップＳ０３）。これにより、攪拌モータ３２の回転力が回転軸１４に伝達され、処理槽１２内部の攪拌翼１５が回転駆動する。
【００９７】
吸排気制御部４０２では、吸排気用蓋１２２（図１２）を開放させるための制御信号およびファン１２６を回転させるための制御信号が生成される。吸排気用蓋１２２のアクチュエータは制御信号を受けると、吸排気用蓋１２２を開放する（ステップＳ０３１）。また、ファンモータは制御信号を受けると、ファン１２６を作動する（ステップＳ０３２）。これにより、吸排気口１２４を通して処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれる。
【００９８】
このとき攪拌制御部４０１Ｂは、内部のタイマを用いて攪拌時間を計時しており、その計時時間が所定の運転条件として予め設定された所定時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ０４）。そして、攪拌時間が所定時間を経過したときには（ステップＳ０４でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｂは、攪拌手段を運転停止させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４は、該制御信号の入力に応答して攪拌モータ３２の運転を停止させる（ステップＳ０５）。
【００９９】
さらに、吸排気制御部４０２は、攪拌手段が運転停止したことに応じて、吸排気用蓋１２２を閉塞するとともにファン１２６を停止する（ステップＳ０５１）。
【０１００】
一方、計時時間が所定時間を経過していないときには（ステップＳ０４でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｂは、ステップＳ０３に戻り、攪拌手段による攪拌動作を継続させるように攪拌駆動部３０を制御する。また、吸排気制御部４０２は、処理槽１２内部に対する吸排気を継続させるように吸排気用蓋１２２およびファン１２６を制御する。
【０１０１】
なお、再びステップＳ０２に戻って、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値を上回ると判断したときには（ステップＳ０２でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｂは攪拌手段の運転を停止する（ステップＳ０５）。吸排気制御部４０２は吸排気手段を停止させることにより、処理槽１２内部を密閉状態に保つ（ステップＳ０５１）。
【０１０２】
以上に述べたように、この発明の実施の形態３によれば、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下である場合には、微生物の分解活動が活発であると判断して攪拌動作と処理槽内部に対する吸排気とを行なうことにより、該分解活動を維持させることができる。その一方で、該酸素濃度が所定の閾値を上回る場合には、微生物の分解活動が低下していると判断して攪拌動作を停止させるとともに処理槽内部を密閉状態とすることにより、攪拌駆動部の負荷が増大するのを抑制することができるとともに、臭気レベルを低減することができる。その結果、生ごみ処理装置の省電力化を図りつつ微生物の分解処理能力を安定して確保することができるとともに、悪臭の発生を抑制することができる。
【０１０３】
［実施の形態４］
図１５は、この発明の実施の形態４に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。図１５の生ごみ処理装置１００Ｃは、図１２の生ごみ処理装置１００Ｂに対して、基材５０の水分量を検出するための水分量検知部４８を付加したものである。よって、重複する部分についての詳細な説明は繰返さない。
【０１０４】
図１５を参照して、水分量検知部４８は、処理槽１２内に充填された基材５０中に浸漬される。水分量検知部４８は、混合物の水分量を検出し、その検出結果をＣＰＵ４０Ｃへ出力する。
【０１０５】
ＣＰＵ４０Ｃは、酸素濃度検知部４４から基材の非充填部分の酸素濃度の検出値を受け、水分量検知部４８から混合物の水分量の検出値を受ける。そして、ＣＰＵ４０Ｃは、これらの入力に基づいて図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行し、モータ駆動回路３４に制御信号を出力する。モータ駆動回路３４は、ＣＰＵ４０Ｃから出力される制御信号に従って攪拌モータ３２を駆動させる。攪拌モータ３２を駆動させることにより、その回転力がプーリ１８，２４およびベルト２０を介して回転軸１４に伝達され、攪拌翼１５が正転方向または逆転方向に回転駆動するようになっている。
【０１０６】
ＣＰＵ４０Ｃは、さらに、処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれるように吸排気用蓋１２２およびファン１２６に制御信号を出力する。図示しないアクチュエータは、ＣＰＵ４０Ｃから出力される制御信号に従って吸排気用蓋１２２を開放させる。また図示しないファンモータは、ＣＰＵ４０Ｃから出力される制御信号に従ってファン１２６を作動する。
【０１０７】
図１６は、処理槽１２内部における攪拌処理と吸排気処理とを行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。図１６に示される機能は、ＣＰＵ４０Ｃが図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行することで、ＣＰＵ４０Ｃ、攪拌駆動部３０、吸排気用蓋１２２およびファン１２６により実行される機能である。
【０１０８】
図１６を参照して、攪拌処理および吸排気処理を行なうための機能は、酸素濃度検知部４４と、水分量検知部４８と、ＣＰＵ４０Ｃにより実現される攪拌制御部４０１Ｃおよび吸排気制御部４０２Ｃと、攪拌駆動部３０と、吸排気用蓋１２２と、ファン１２６とを含む。
【０１０９】
酸素濃度検知部４４は、基材の非充填部分の酸素濃度を検出してその検出結果を攪拌制御部４０１Ｂおよび吸排気制御部４０２へ出力する。水分量検知部４８は、混合物の水分量を検出してその検出結果を攪拌制御部４０１Ｃおよび吸排気制御部４０２Ｃへ出力する。
【０１１０】
攪拌制御部４０１Ｃは、非充填部分の酸素濃度および混合物の水分量の検出値に応じて攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成し、その生成した制御信号を攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４（図１２）へ出力する。
【０１１１】
具体的には、攪拌制御部４０１Ｃは、非充填部分の酸素濃度と予め設定されている所定の閾値とを比較する。そして、該酸素濃度が所定の閾値以下となった場合には、攪拌制御部４０１Ｂは、攪拌手段を駆動させるように攪拌駆動部３０を制御する。
【０１１２】
このとき、攪拌制御部４０１Ｃは、混合物の水分量に基づいて攪拌手段による攪拌動作を制御する。詳細には、攪拌制御部４０１Ｃは、混合物の水分量が予め設定されている所定の範囲内にあるか否かを判断する。この所定の範囲は、予め実験を行なうことによって、混合物の水分量が微生物による生ごみ分解活動を活性化させるのに最適な水分量の範囲に設定されている。
【０１１３】
そして、混合物の水分量が所定の範囲内にある場合には、攪拌制御部４０１Ｃは、攪拌モータ３２を予め設定された所定の通常回転速度で駆動させる。これに対して、混合物の水分量が所定の範囲を上回る場合には、攪拌制御部４０１Ｃは、攪拌モータ３２を該通常回転速度よりも速い回転速度で駆動させる。その一方で、混合物の水分量が所定の範囲を下回る場合には、攪拌モータ３２を該通常回転速度よりも遅い回転速度で駆動させる。
【０１１４】
吸排気制御部４０２Ｃは、非充填部分の酸素濃度および混合物の水分量の検出値に応じて吸排気用蓋１２２およびファン１２６を駆動させるための制御信号を生成し、その生成した制御信号を吸排気用蓋１２２およびファン１２６へそれぞれ出力する。
【０１１５】
具体的には、吸排気制御部４０２Ｃは、非充填部分の酸素濃度と予め設定されている所定の閾値とを比較する。そして、該酸素濃度が所定の閾値以下となった場合には、吸排気制御部４０２Ｃは、吸排気用蓋１２２を開放し、かつファン１２６を作動するように吸排気用蓋１２２およびファン１２６を制御する。
【０１１６】
このとき、吸排気制御部４０２Ｃは、混合物の水分量に基づいてファン１２６の風量を制御する。詳細には、吸排気制御部４０２Ｃは、混合物の水分量が上述した所定の範囲内にあるか否かを判断する。そして、混合物の水分量が所定の範囲内にある場合には、吸排気制御部４０２Ｃは、ファン１２６を所定の通常回転速度で駆動させる。これに対して、混合物の水分量が所定の範囲を上回る場合には、吸排気制御部４０２Ｃは、ファン１２６を通常回転速度よりも速い回転速度で駆動させる。その一方で、混合物の水分量が所定の範囲を下回る場合には、ファン１２６を停止させる。あるいは、ファン１２６を通常回転速度よりも遅い回転速度で駆動させる。
【０１１７】
このように本実施の形態による生ごみ処理装置１００Ｃでは、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下となった場合に、攪拌手段による攪拌動作が実行されるとともに、吸排気手段によって処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれる。そして、このときの攪拌動作および吸排気は、混合物の水分量に応じて微生物の分解活動を活性化させるのに最適な水分量となるように制御される。
【０１１８】
すなわち、混合物の水分量が過剰となる場合には、混合物中の水分の蒸発を促すように攪拌動作および吸排気が行なわれる一方で、混合物の水分量が過小となる場合には、混合物が乾燥するのを抑えるように攪拌動作および吸排気が行なわれる。これにより、微生物の分解活動が活発に行なわれているタイミングに、基材中の微生物と酸素とを効率良く接触させることができるとともに、混合物を微生物の分解活動に最適な水分量に保つことができるため、微生物の分解活動をより一層活性化することができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、攪拌モータ３２およびファン１２６の回転速度を混合物の水分量に応じて可変とする構成としたが、攪拌時間およびファン１２６の作動時間を可変とする構成としてもよい。
【０１２０】
図１７は、本実施の形態４に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
図１７を参照して、処理が開始されると、まず、ＣＰＵ４０Ｃにより実現される攪拌制御部４０１Ｃおよび吸排気制御部４０２Ｃは、酸素濃度検知部４４（図１５）から基材の非充填部分の酸素濃度の検出結果を取得する（ステップＳ０１１）。また、攪拌制御部４０１Ｃおよび吸排気制御部４０２Ｃは、水分量検知部４８（図１５）から混合物の水分量の検出結果を取得する（ステップＳ１０）。
【０１２１】
そして、攪拌制御部４０１Ｃおよび吸排気制御部４０２Ｃは、取得した非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【０１２２】
非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であるときには（ステップＳ１１でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｃは、続けて、混合物の水分量が予め設定された所定範囲の上限値を超えるか否かを判断する（ステップＳ１２）。混合物の水分量が該上限値を超える場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｃは、攪拌モータ３２を通常回転速度よりも速い回転速度で駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。これにより、攪拌モータ３２の回転力が回転軸１４に伝達され、処理槽１２内部の攪拌翼１５が高回転速度で回転駆動する（ステップＳ１３）。
【０１２３】
さらに、吸排気制御部４０２Ｃでは、吸排気用蓋１２２（図１５）を開放させるための制御信号およびファン１２６を通常回転速度よりも速い回転速度で回転させるための制御信号が生成される。吸排気用蓋１２２のアクチュエータは制御信号を受けると、吸排気用蓋１２２を開放する（ステップＳ１４）。また、ファンモータは制御信号を受けると、ファン１２６を高回転速度で作動する（ステップＳ１５）。これにより、吸排気口１２４を通して処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれる。
【０１２４】
再びステップＳ１２に戻って、混合物の水分量が該上限値以下となる場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｃは、さらに、混合物の水分量が所定範囲の下限値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。混合物の水分量が該下限値以上である場合には（ステップＳ１６でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｃは、混合物が微生物の分解活動に最適な水分量であると判断し、攪拌モータ３２を通常回転速度で駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する（ステップＳ１７）。
【０１２５】
また、吸排気制御部４０２Ｃは、吸排気用蓋１２２を開放させるための制御信号およびファン１２６を通常回転速度で回転させるための制御信号を生成する。吸排気用蓋１２２のアクチュエータは制御信号を受けると、吸排気用蓋１２２を開放する（ステップＳ１８）。また、ファンモータは制御信号を受けると、ファン１２６を通常転速度で作動する（ステップＳ１９）。
【０１２６】
一方、ステップＳ１６において、混合物の水分量が該下限値を下回る場合には（ステップＳ１６でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｃは、攪拌モータ３２を通常回転速度よりも遅い回転速度で駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。これにより、攪拌モータ３２の回転力が回転軸１４に伝達され、処理槽１２内部の攪拌翼１５が低回転速度で回転駆動する（ステップＳ２０）。
【０１２７】
さらに、吸排気制御部４０２Ｃでは、吸排気用蓋１２２を開放させるための制御信号およびファン１２６を停止させるための制御信号が生成される。吸排気用蓋１２２のアクチュエータは制御信号を受けると、吸排気用蓋１２２を開放する（ステップＳ２１）。また、ファンモータは制御信号を受けると、ファン１２６を停止する（ステップＳ２２）。
【０１２８】
このような攪拌動作および吸排気に並行して、攪拌制御部４０１Ｃは、内部のタイマを用いて攪拌時間を計時しており、その計時時間が所定の運転条件として予め設定された所定時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ０４）。そして、攪拌時間が所定時間を経過したときには（ステップＳ０４でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｃは、攪拌手段を運転停止させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４は、該制御信号の入力に応答して攪拌モータ３２の運転を停止させる（ステップＳ０５）。
【０１２９】
さらに、吸排気制御部４０２Ｃは、攪拌手段が運転停止したことに応じて、吸排気用蓋１２２を閉塞するとともにファン１２６を停止する（ステップＳ０５１）。
【０１３０】
一方、計時時間が所定時間を経過していないときには（ステップＳ０４でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｃは、ステップＳ１２に戻り、攪拌手段による攪拌動作を継続させるように攪拌駆動部３０を制御する。また、吸排気制御部４０２は、処理槽１２内部に対する吸排気を継続させるように吸排気用蓋１２２およびファン１２６を制御する。
【０１３１】
なお、再びステップＳ１１に戻って、非充填部分の酸素濃度が所定の閾値を上回ると判断したときには（ステップＳ１１でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｃは攪拌手段の運転を停止する（ステップＳ０５）。吸排気制御部４０２Ｃは吸排気手段を停止させることにより、処理槽１２内部を密閉状態に保つ（ステップＳ０５１）。
【０１３２】
以上に述べたように、この発明の実施の形態４によれば、基材の非充填部分の酸素濃度および混合物の水分量に基づいて攪拌手段による攪拌動作および処理槽内部に対する吸排気を制御することから、微生物の分解活動が活発に行なわれているタイミングに、基材中の微生物と酸素とを効率良く接触させることができるとともに、混合物を微生物の分解活動に最適な水分量に保つことができるため、微生物の分解活動をより一層活性化することができる。
【０１３３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】この発明の実施の形態１に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】処理槽内部における攪拌処理を行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図３】基材中の溶存酸素濃度と微生物の生ごみ分解活動との相関を調べるための実験を説明するための図である。
【図４】測定時間の経過に対する基材中の溶存酸素濃度の測定結果を示す図である。
【図５】測定時間の経過に対する基材の温度の測定結果を示す図である。
【図６】測定時間の経過に対する総菌数の測定結果を示す図である。
【図７】測定時間の経過に対するグルコースの減少量を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】測定時間の経過に対して基材中の溶存酸素濃度および基材の非充填部分の酸素濃度を測定した結果を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態３に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】処理槽内部における攪拌処理と吸排気処理とを行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態４に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】処理槽内部における攪拌処理と吸排気処理とを行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図１７】この発明の実施の形態４に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３５】
１０ ケーシング、１２ 処理槽、１４ 回転軸、１５ 攪拌翼、１８，２４ プーリ、２０ ベルト、２２ 出力軸、３０ 攪拌駆動部、３２ 攪拌モータ、３４ モータ駆動回路、４２，４４ 酸素濃度検知部、４６ 温度検知部、４８ 水分量検知部、５０ 基材、５２ 微生物、１００，１００Ａ〜１００Ｃ 生ごみ処理装置、１２０ 蓋、１２２ 吸排気用蓋、１２４ 吸排気口、１２６ ファン、４０１，４０１Ｂ，４０１Ｃ 攪拌制御部、４０２，４０２Ｃ 吸排気制御部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生ごみ処理装置に関し、より特定的には、微生物の有機物分解活動により生ごみを減容処理する生ごみ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭、飲食店等で発生する生ごみを減容処理する生ごみ処理装置としては、微生物の有機物分解能力を利用して生ごみを処理する、微生物分解方式の生ごみ処理装置が提案されている。この微生物分解方式は、加熱等の物理的処理によって生ごみの水分を除去させることにより生ごみを減量する乾燥方式と比較して、微生物の有機物分解能力を利用するために省エネルギーであり、かつ、生ごみの減量率が高いという利点を有することから、広く普及しつつある。特に、微生物分解方式の生ごみ処理装置において主流となっているのは、木材チップ等の基材と生ごみとを好気性条件下で混合させ、基材に担持させた好気性菌によって生ごみを好気性分解するようにしたものである。
【０００３】
このような生ごみ処理装置においては、処理槽内の環境条件が微生物にとって良好かどうかが生ごみの処理能力に大きく影響する。そのため、微生物の生ごみの処理能力を安定化または促進させるために、基材の水分量を一定化させる、生ごみと微生物とを均一化させる、または基材中の酸素が欠乏しないように、酸素濃度を一定値以上に保持することが行なわれている。
【０００４】
たとえば特開２００２−１６６２４９号公報（特許文献１）には、微生物が生息した基材と生ごみとが入れられた反応容器と、外部空気の相対湿度を検出する湿度センサと、反応容器内の基材と生ごみとの水分量を検出する水分センサと、反応容器内の水分量を調整する調整手段と、湿度センサにより検出された相対湿度および水分センサにより検出された水分量に基づいて、調整手段による水分調整量を制御する制御手段とを具備する生ごみ処理装置が開示される。
【０００５】
これによれば、調整手段は、反応容器内の基材と生ごみとを攪拌する攪拌手段および反応容器内へ外部空気を送気する送気手段とからなる。制御手段は、湿度センサおよび水分センサの出力に応じて攪拌手段による攪拌頻度および送気手段による送気量を制御する。具体的には、水分センサによる水分量レンジと湿度センサの湿度レンジとの論理積をとり、水分量と湿度とに応じた最適な攪拌時間のＯＮ／ＯＦＦデューティ比および送気時間のＯＮ／ＯＦＦデューティ比を取得するようにしたので、水分量が多いときには乾燥能力を高め、速やかに最適水分量とする一方で、水分量が少ないときには過剰な乾燥を防ぐために乾燥能力を弱めることができる。このように空気湿度に関係なく、水分量に応じた一定の乾燥能力を得るようにしたことにより、空気湿度に左右されず安定した性能を発揮することができる。
【０００６】
また、特開２００２−３４６５３１号公報（特許文献２）には、生ごみを受け入れる生ごみ処理容器と、この生ごみ処理容器内に設けられ、初期攪拌動作の後、停止および攪拌動作を交互に繰返すように駆動される攪拌手段と、攪拌手段の初期攪拌動作の有無、攪拌時間、攪拌停止時間、回転数のうち少なくとも１つを調整可能な初期攪拌調整手段とを備える生ごみ処理機が開示されている。
【０００７】
これによれば、例えば、ユーザが生ごみ処理機の運転中に処理状況を確認のみのために開閉扉を開閉した場合であっても、検出手段が、処理容器内質量が増大していないことあるいは初期攪拌動作後あまり時間が経過していないことを検出しそれに応じた制御信号を出力した場合には、初期攪拌調整手段は、初期攪拌動作を省略したり、初期攪拌動作の攪拌時間、攪拌停止時間、または回転数を小さくしたりする。これにより、開閉扉が閉じた後に新たな生ごみが投入されたとみなして再度初期攪拌動作から繰返す従来構造に比べて、過度な攪拌動作を抑制することができる。その結果、媒体（微生物担体）の過度の乾燥や小粒化あるいは生ごみの団粒化による生ごみの処理効率の低下や駆動手段の負荷増大等の弊害を回避することができる。
【特許文献１】特開２００２−１６６２４９号公報
【特許文献２】特開２００２−３４６５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、特開２００２−１６６２４９号公報（特許文献１）に記載の生ごみ処理装置によれば、反応容器内の基材と生ごみとの水分量が最適水分量となるように攪拌手段による攪拌頻度が制御される。しかしながら、この最適水分量は基材の状態や基材中の菌叢の変化に応じて微妙に変化する可変値であることから、一定値に固定された最適水分量に従って攪拌頻度を制御することは、真に微生物の生ごみ分解能力に応じた制御とはなっていないという問題がある。
【０００９】
また、特開２００２−３４６５３１号公報（特許文献２）においても、処理容器内質量が増大していない場合には、初期攪拌動作がスキップされて直ちに通常の攪拌動作と動作停止とを繰返す間欠運転が行なわれるが、処理容器内質量と微生物の生ごみ分解能力との間には相関関係が成り立たないため、真に微生物の生ごみ分解能力に応じた制御とはなっていない。
【００１０】
なぜなら、生ごみを処理容器内に投入した直後は、処理容器内質量が増えるため、処理容器内質量の増加に応じて攪拌動作を行なうことは、微生物の生ごみの分解活動を活性化させる点で有効であると言える。その一方で、処理容器内質量が増えていない場合であっても、栄養分である有機物が残っている限り微生物による生ごみの分解活動は依然として行なわれているため、この場合に攪拌動作を停止させることは当該分解活動を低下させることになるからである。
【００１１】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、微生物の生ごみ分解活動に適合した攪拌制御を行なうことにより、省電力化を図りつつ、微生物の分解処理能力を確保することが可能な生ごみ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のある局面によれば、生ごみ処理装置は、生ごみを微生物により分解させる生ごみ処理装置であって、微生物を担持させた基材と生ごみとを収容する処理槽と、基材と生ごみとを混合するための攪拌手段と、基材と生ごみとの混合物中の溶存酸素濃度を検知する酸素濃度検知手段と、検知された該混合物中の溶存酸素濃度に基づいて攪拌手段による攪拌頻度を制御する攪拌制御手段とを備える。
【００１３】
好ましくは、攪拌制御手段は、検知された該混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下となったときに、攪拌手段による攪拌動作を実行させる。
【００１４】
好ましくは、生ごみ処理装置は、処理槽内部に対して吸排気を行なうための吸排気手段と、攪拌手段による攪拌動作の実行中に吸排気が行なわれるように吸排気手段を制御する吸排気制御手段とをさらに備える。
【００１５】
より好ましくは、吸排気制御手段は、攪拌手段による攪拌動作の停止中に吸排気が行なわれないように吸排気手段を制御する。
【００１６】
好ましくは、生ごみ処理装置は、基材と生ごみとの混合物の水分量を検知する水分量検知手段をさらに備える。吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量に基づいて吸排気手段による吸排気量を制御する。
【００１７】
より好ましくは、吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を下回る場合には、吸排気手段による吸排気量を減少させる。
【００１８】
より好ましくは、吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を上回る場合には、吸排気手段による吸排気量を増加させる。
【００１９】
好ましくは、生ごみ処理装置は、基材と生ごみとの混合物の水分量を検知する水分量検知手段をさらに備える。攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量に基づいて攪拌手段による攪拌速度を制御する。
【００２０】
より好ましくは、攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を下回る場合には、攪拌手段による攪拌速度を低下させる。
【００２１】
より好ましくは、攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を上回る場合には、攪拌手段による攪拌速度を増加させる。
【００２２】
好ましくは、酸素濃度検知手段は、処理槽内部のうちの基材と生ごみとの混合物が収容されていない部分の酸素濃度を、該混合物中の溶存酸素濃度として検知する。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、微生物の生ごみ処理活動に適合するように攪拌手段による攪拌頻度を制御することにより、省電力化を図りつつ、微生物の分解処理能力を安定して確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２５】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１を参照して、生ごみ処理装置１００は、ケーシング１０と、処理槽１２と、回転軸１４と、攪拌翼１５と、プーリ１８，２４と、ベルト２０と、出力軸２２と、攪拌モータ３２と、モータ駆動回路３４と、酸素濃度検知部４２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０とを備える。
【００２７】
ケーシング１０は、図示は省略するが、その上面を開閉自在に覆う開閉扉を有するとともに、内部には投入された生ごみを処理する処理槽１２を収容している。
【００２８】
処理槽１２は、上面が開口された容器からなり、その内部には微生物５２が担持された木材チップ等の基材５０が充填されている。さらに、処理槽１２の内部には、外周方向に突出して設けられた攪拌翼１５を有する回転軸１４が水平に収容されている。
【００２９】
回転軸１４の両端は、処理槽１２の槽壁に設けた軸受（図示せず）により回転自在に支持されている。回転軸１４の一方端はさらに、処理槽１２の槽壁を貫通するとともに、その端部にプーリ１８が取り付けられている。このプーリ１８と、ケーシング１０内に設けられた攪拌モータ３２の出力軸２２の端部に取り付けられたプーリ２４との間にベルト２０を懸架することにより、回転軸１４は攪拌モータ３２の出力軸２２に連結される。
【００３０】
酸素濃度検知部４２は、処理槽１２内に充填された基材５０中に浸漬される。酸素濃度検知部４２は、基材５０と生ごみとの混合物（以下、単に混合物とも称する。）中の溶存酸素濃度を検出し、その検出結果をＣＰＵ４０へ出力する。
【００３１】
ＣＰＵ４０は、酸素濃度検知部４２からの溶存酸素濃度の検出値に基づいて図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行し、モータ駆動回路３４に制御信号を出力する。モータ駆動回路３４は、ＣＰＵ４０から出力される制御信号に従って攪拌モータ３２を駆動させる。攪拌モータ３２を駆動させることにより、その回転力がプーリ１８，２４およびベルト２０を介して回転軸１４に伝達され、攪拌翼１５が正転方向または逆転方向に回転駆動するようになっている。
【００３２】
すなわち、本実施の形態においては、攪拌翼１５と回転軸１４が「攪拌手段」を構成し、攪拌モータ３２およびモータ駆動回路３４が、「攪拌手段」を駆動するための攪拌駆動部３０を構成する。そして、ＣＰＵ４０が「攪拌手段」を制御するための「攪拌制御手段」を実現する。
【００３３】
図２は、処理槽１２内部において基材５０と生ごみとの混合物を攪拌する処理（以下、「攪拌処理」）を行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。図２に示される機能は、ＣＰＵ４０が図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行することで、ＣＰＵ４０および攪拌駆動部３０により実行される機能である。
【００３４】
図２を参照して、攪拌処理を行なうための機能は、酸素濃度検知部４２と、ＣＰＵ４０により実現される攪拌制御部４０１と、攪拌駆動部３０とを含む。
【００３５】
酸素濃度検知部４２は、上述したように、混合物中の溶存酸素濃度を検出してその検出結果を攪拌制御部４０１へ出力する。
【００３６】
攪拌制御部４０１は、酸素濃度検知部４２から混合物中の溶存酸素濃度の検出値を受けると、該溶存酸素濃度の検出値に基づいて、後述する方法によって攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成する。そして、攪拌制御部４０１は、その生成した制御信号を攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４（図１）へ出力する。
【００３７】
具体的には、攪拌制御部４０１は、混合物中の溶存酸素濃度と予め設定されている所定の閾値とを比較する。そして、該溶存酸素濃度が所定の閾値以下となる場合には、攪拌制御部４０１は、攪拌手段を駆動させるように攪拌駆動部３０を制御する。
【００３８】
攪拌駆動部３０では、モータ駆動回路３４が攪拌制御部４０１からの制御信号の入力を受けると、攪拌モータ３２を予め設定された所定の運転条件に従って駆動させる。所定の運転条件には、攪拌モータ３２の回転速度および運転時間などが含まれており、予め実験を行なうことにより、微生物による生ごみ分解活動を活性化させるのに好適な条件に設定されている。
【００３９】
このように本実施の形態による生ごみ処理装置１００は、混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下となった場合に、攪拌手段による攪拌動作を実行させる構成とする。これは、混合物中の溶存酸素濃度が、微生物の生ごみ分解活動に相関して変化するという知見に基づいている。なお、このような知見は、以下に述べる実験を行なった結果から確認されたものである。
【００４０】
図３は、混合物中の溶存酸素濃度と微生物の生ごみ分解活動との相関を調べるための実験を説明するための図である。
【００４１】
図３を参照して、ケーシング１０内に収容された処理槽１２内部には、微生物５２である細菌が担持された木材チップ等の基材５０が充填されている。この基材５０には、細菌の栄養分となるトリプトン、酵母エキスおよびグルコースを純水に溶解させて成る栄養液が添加されている。
【００４２】
そして、処理槽１２の上面を蓋１２０により閉じ、かつ、処理槽１２の周囲温度を３５〜３８℃の範囲に保持した状態で、基材中の溶存酸素濃度、基材５０の温度、基材中の総菌数、および栄養分であるグルコースの減少量を経時的に測定した。なお、溶存酸素濃度および基材温度については、基材５０中に浸漬させた酸素濃度検知部４２および温度検知部４６を用いてそれぞれ測定した。また、総菌数およびグルコースの減少量については、図示は省略するが、周知の測定手段を用いた測定を行なった。図４〜図７には、その測定時間の経過に対して測定した結果が示される。
【００４３】
図４を参照して、基材中の溶存酸素濃度は、測定時間の経過とともに急激に減少し、およそ８時間が経過したときに５％程度にまで低下する。そして、その後、溶存酸素濃度は増加に転じる傾向を示す。
【００４４】
このときの基材５０の温度は、図５の実線で示されるように、図４で基材中の溶存酸素濃度が減少する約８時間までは増加し続け、それ以降は周囲温度である３７℃に収束している。
【００４５】
また、総菌数については、図６に示されるように、基材中の溶存酸素濃度が減少する約８時間までに急激に増加していることが分かる。このときのグルコースの減少量については、図７を参照して、総菌数の増加と反比例するように、急激に減少するという測定結果が得られている。
【００４６】
このような実験結果から、基材中の栄養分が豊富な測定開始直後から一定期間においては、基材温度の上昇、総菌数の増加およびグルコースの減少から微生物の分解活動が活発に行なわれていることが分かる。そして、この微生物の分解活動に相関するように分解に必要な酸素消費量が急激に増加するため、結果として基材中の溶存酸素濃度が急激に減少していることが分かる。
【００４７】
なお、基材中の溶存酸素が減少するに従って、減少分を補うように基材表面からは外気中の酸素が取り込まれる。ところが、溶存酸素の消費速度が基材表面からの酸素供給速度をはるかに上回ってしまうため、結果として図４に示されるように、溶存酸素濃度が減少する傾向を示すことになる。そして、基材中の栄養分が減少するのに従って微生物の分解活動が鈍化してくると、溶存酸素の消費速度が低下し、基材表面からの酸素供給速度がこれを上回ることになる。その結果、基材中の溶存酸素濃度は約８時間の経過後には増加に転じることになる。
【００４８】
これらの実験結果によれば、基材中の溶存酸素濃度は、微生物の分解活動が活発となるときに減少し、その一方で微生物の分解活動が低下すると増加するという相関関係が成り立つことが分かる。
【００４９】
そして、このような知見に基づいて、図１の構成において、混合物中の溶存酸素濃度が低下しているときに攪拌手段による攪拌動作を実行させる構成とすれば、混合物に十分な酸素が供給されるため、活発な微生物の分解活動を維持させることが可能となる。その結果、微生物の分解処理能力を安定して確保することができる。
【００５０】
図８は、本実施の形態１に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
図８を参照して、処理が開始されると、まず、ＣＰＵ４０により実現される攪拌制御部４０１は、酸素濃度検知部４２（図１）から混合物中の溶存酸素濃度の検出結果を取得する（ステップＳ０１）。そして、攪拌制御部４０１は、取得した混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ０２）。
【００５１】
混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下であると判断したときには（ステップＳ０２でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１は、攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０では、該制御信号の入力を受けたモータ駆動回路３４が攪拌モータ３２を予め設定された所定の運転条件に従って駆動させる（ステップＳ０３）。これにより、攪拌モータ３２の回転力が回転軸１４に伝達され、処理槽１２内部の攪拌翼１５が回転駆動する。
【００５２】
このとき攪拌制御部４０１は、内部のタイマを用いて攪拌時間を計時しており、その計時時間が所定の運転条件として予め設定された所定時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ０４）。そして、攪拌時間が所定時間を経過したときには（ステップＳ０４でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１は、攪拌手段を運転停止させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４は、該制御信号の入力に応答して攪拌モータ３２の運転を停止させる（ステップＳ０５）。
【００５３】
一方、計時時間が所定時間を経過していないときには（ステップＳ０４でＮＯ）、攪拌制御部４０１は、ステップＳ０３に戻り、攪拌手段による攪拌動作を継続させるように攪拌駆動部３０を制御する。
【００５４】
なお、再びステップＳ０２に戻って、混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値を上回ると判断したときには（ステップＳ０２でＮＯ）、攪拌制御部４０１は、ステップＳ０５に進み、攪拌手段を運転停止状態とする。
【００５５】
以上に述べたように、この発明の実施の形態１によれば、混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下である場合には、微生物の分解活動が活発であると判断して攪拌手段による攪拌動作を行なうことにより、該分解活動を維持させることができる。その一方で、混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値を上回る場合には、微生物の分解活動が活発でないと判断して攪拌動作を停止させることにより、無駄に攪拌駆動部の負荷が増大するのを抑制することができる。すなわち、混合物中の溶存酸素濃度に基づいて攪拌手段による攪拌頻度を制御することにより、微生物の分解処理能力を安定して確保できるとともに、生ごみ処理装置の省電力化を図ることができる。
【００５６】
［実施の形態２］
図３で述べた実験から得られた知見としては、上述したような基材中の溶存酸素濃度と微生物の分解活動との相関関係に加えて、基材中の溶存酸素濃度と、処理槽１２内部で基材５０の上空に形成される基材５０の非充填部分（以下、単に、非充填部分とも称する。）の酸素濃度との間にも相関関係が成り立つことがある。
【００５７】
詳細には、図３を参照して、処理槽１２内部には、基材５０中に浸漬された酸素濃度検知部４２とは別に、基材５０の非充填部分にも酸素濃度検知部４４が設置されている。このような状態で、図３で説明したのと同様の実験条件の下で基材中の溶存酸素濃度および非充填部分の酸素濃度をそれぞれ測定した。図９には、その測定時間の経過に対して測定した結果が示される。
【００５８】
図９を参照して、非充填部分の酸素濃度は、基材中の溶存酸素濃度に略一致するように増減していることが分かる。すなわち、基材中の溶存酸素濃度が減少する場合には、これに追従するように非充填部分の酸素濃度も減少し、基材中の溶存酸素濃度が増加に転じると非充填部分の酸素濃度も増加に転じている。
【００５９】
このように基材中の溶存酸素濃度に追従して非充填部分の酸素濃度が減少するのは、基材中の溶存酸素が減少するのに従って、非充填部分の酸素が基材表面から取り込まれることによる。このとき非充填部分は処理槽１２の蓋１２０の僅かな隙間を介して外気と繋がっているため、非充填部分の酸素が減少すると、濃度差による拡散によって外気の酸素が隙間を介して取り込まれることになる。ところが、非充填部分の酸素の消費速度は、溶存酸素の消費速度を受けて外気からの酸素供給速度をはるかに上回ってしまうため、結果として図９に示されるように、非充填部分の酸素濃度が減少することになる。
【００６０】
そして、基材中の栄養分が減少するのに従って微生物の分解活動が鈍化してくると、溶存酸素の消費速度の低下を受けて非充填部分の酸素の消費速度が低下するため、外気からの酸素供給速度がこれを上回ることになる。その結果、非充填部分の酸素濃度は増加に転じることになる。
【００６１】
このような知見に基づいて、本実施の形態では、基材５０の非充填部分の酸素濃度に応じて攪拌手段による攪拌頻度を制御する構成とする。これによれば、図１０に示されるように基材５０の非充填部分にのみ酸素濃度検知部４４を設置すれば足りるため、基材５０中に酸素濃度検知部４２を浸漬させる場合と比較して、湿度、基材５０との摩擦および微生物による損傷から酸素濃度検知部を保護することができる。その結果、酸素濃度検知部の長寿命化を図ることができる。
【００６２】
図１０は、この発明の実施の形態２に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。図１０の生ごみ処理装置１００Ａは、図１の生ごみ処理装置１００において、処理槽１２内部の基材５０中に浸漬されていた酸素濃度検知部４２を、基材５０上空の非充填部分に設置された酸素濃度検知部４４に置き換えたものである。よって、重複する部分についての詳細な説明は繰返さない。
【００６３】
図１０を参照して、酸素濃度検知部４４は、基材５０の非充填部分の酸素濃度を検出し、その検出結果をＣＰＵ４０へ出力する。
【００６４】
ＣＰＵ４０は、酸素濃度検知部４４からの酸素濃度の検出値に基づいて図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行し、モータ駆動回路３４に制御信号を出力する。モータ駆動回路３４は、ＣＰＵ４０から出力される制御信号に従って攪拌モータ３２を駆動させる。
【００６５】
図１１は、本実施の形態２に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。図１１のフローチャートは、図８のフローチャートに対して、ステップＳ０１，Ｓ０２をステップＳ０１１，Ｓ０２１に変更したものである。よって、共通するステップについての詳細な説明は繰返さない。
【００６６】
図１１を参照して、処理が開始されると、まず、ＣＰＵ４０により実現される攪拌制御部４０１は、酸素濃度検知部４４（図１０）から非充填部分の酸素濃度の検出結果を取得する（ステップＳ０１１）。そして、攪拌制御部４０１は、取得した非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ０２１）。
【００６７】
非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であると判断したときには（ステップＳ０２１でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１は、攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する（ステップＳ０３）。一方、非充填部分の酸素濃度が所定の閾値を上回ると判断したときには（ステップＳ０２１でＮＯ）、攪拌制御部４０１は、ステップＳ０５に進み、攪拌手段を運転停止状態とする。
【００６８】
以上に述べたように、この発明の実施の形態２によれば、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下である場合には、基材中の溶存酸素濃度も所定の閾値以下であることが推定されることから、微生物の分解活動が活発であると判断して攪拌手段による攪拌動作を行なうことにより、分解活動を維持させることができる。
【００６９】
その一方で、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値を上回る場合には、基材中の溶存酸素濃度も所定の閾値を上回ることが推定されることから、微生物の分解活動が低下していると判断して攪拌動作を停止させることにより、無駄に攪拌駆動部の負荷が増大するのを抑制することができる。
【００７０】
すなわち、基材の非充填部分の酸素濃度に応じて攪拌手段による攪拌頻度を制御することにより、微生物の分解処理能力を安定して確保できるとともに、生ごみ処理装置の省電力化を図ることができる。さらに、酸素濃度検知部が損傷を受けるのを抑制することが可能となる。
【００７１】
［実施の形態３］
図１２は、この発明の実施の形態３に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【００７２】
図１２を参照して、生ごみ処理装置１００Ｂは、ケーシング１０と、処理槽１２と、蓋１２０と、吸排気用蓋１２２と、ファン１２６と、回転軸１４と、攪拌翼１５と、プーリ１８，２４と、ベルト２０と、出力軸２２と、攪拌モータ３２と、モータ駆動回路３４と、酸素濃度検知部４４と、ＣＰＵ４０Ｂとを備える。
【００７３】
図１２の生ごみ処理装置１００Ｂは、図１の生ごみ処理装置１００に対して、処理槽１２内部に対して吸排気を行なうための「吸排気手段」を付加したものである。「吸排気手段」は、処理槽１２の上面に位置する蓋１２０にて開口する吸排気口１２４と、吸排気口１２４を開閉するための吸排気用蓋１２２と、吸排気口１２４に設けられたファン１２６とにより構成される。
【００７４】
吸排気用蓋１２２は、蓋１２０の面内方向に沿って移動可能に設けられている。ＣＰＵ４０Ｂは、後述する方法によって攪拌処理を実行しているときに、吸排気口１２４を開放可能な位置まで吸排気用蓋１２２を移動させる。これにより、処理槽１２内部は、吸排気口１２４によって処理槽１２の外部と連通するため、吸排気口１２４を通して処理槽１２内部に対して吸排気を行なうことができる。
【００７５】
一方、ＣＰＵ４０Ｂは、攪拌処理を実行していないときには、吸排気口１２４を閉塞可能な位置まで吸排気用蓋１２２を移動させる。これにより、処理槽１２内部が密閉された状態となるため、吸排気は行なわれない。
【００７６】
なお、吸排気口１２４を開閉するための手段としては、これ以外に、吸排気口１２４の近傍に吸排気口１２４の開閉を行なうための切替え弁を設けておき、ＣＰＵ４０Ｂが攪拌処理の実行の有無に応じて吸排気口１２４を開放または閉塞するように該切替え弁を駆動する構成としてもよい。
【００７７】
ファン１２６は、図示しないファンモータの駆動によって回転する。このとき、吸排気口１２４が開放した状態では、ファン１２６は、吸排気口１２４を通して処理槽１２内部の空気を外部へ排気するとともに、外部からの空気を処理槽１２内部に吸気する。
【００７８】
吸排気用蓋１２２を駆動するアクチュエータ（図示せず）およびファン１２６を回転させるファンモータは、ＣＰＵ４０Ｂに接続されている。また、ＣＰＵ４０Ｂには、基材５０の非充填部分の酸素濃度を検出する酸素濃度検知部４４が接続されている。
【００７９】
ＣＰＵ４０Ｂは、酸素濃度検知部４４からの非充填部分の酸素濃度の検出値に基づいて図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行し、モータ駆動回路３４に制御信号を出力する。モータ駆動回路３４は、ＣＰＵ４０Ｂから出力される制御信号に従って攪拌モータ３２を駆動させる。攪拌モータ３２を駆動させることにより、その回転力がプーリ１８，２４およびベルト２０を介して回転軸１４に伝達され、攪拌翼１５が正転方向または逆転方向に回転駆動するようになっている。
【００８０】
さらに、ＣＰＵ４０Ｂは、処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれるように吸排気用蓋１２２およびファン１２６に制御信号を出力する。図示しないアクチュエータは、ＣＰＵ４０Ｂから出力される制御信号に従って吸排気用蓋１２２を開放させる。また図示しないファンモータは、ＣＰＵ４０Ｂから出力される制御信号に従ってファン１２６を作動する。
【００８１】
すなわち、本実施の形態においては、攪拌翼１５と回転軸１４が「攪拌手段」を構成し、攪拌モータ３２およびモータ駆動回路３４が、「攪拌手段」を駆動するための攪拌駆動部３０を構成し、吸排気口１２４、吸排気用蓋１２２およびファン１２６が「吸排気手段」を構成する。そして、ＣＰＵ４０Ｂが「攪拌手段」を制御するための「攪拌制御手段」、および「吸排気手段」を制御するための「吸排気制御手段」を実現する。
【００８２】
図１３は、処理槽１２内部における攪拌処理と、処理槽１２内部に対して吸排気する処理（以下、「吸排気処理」）とを行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。図１３に示される機能は、ＣＰＵ４０Ｂが図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行することで、ＣＰＵ４０Ｂおよび攪拌駆動部３０により実行される機能である。
【００８３】
図１３を参照して、攪拌処理および吸排気処理を行なうための機能は、酸素濃度検知部４４と、ＣＰＵ４０Ｂにより実現される攪拌制御部４０１Ｂおよび吸排気制御部４０２と、攪拌駆動部３０と、吸排気用蓋１２２と、ファン１２６とを含む。
【００８４】
酸素濃度検知部４４は、非充填部分の酸素濃度を検出してその検出結果を攪拌制御部４０１Ｂおよび吸排気制御部４０２へ出力する。
【００８５】
攪拌制御部４０１Ｂは、酸素濃度検知部４４から非充填部分の酸素濃度の検出値を受ける。そして、攪拌制御部４０１Ｂは、その酸素濃度の検出値に応じて攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成し、その生成した制御信号を攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４（図１２）へ出力する。
【００８６】
具体的には、攪拌制御部４０１Ｂは、非充填部分の酸素濃度と予め設定されている所定の閾値とを比較する。そして、該酸素濃度が所定の閾値以下となった場合には、攪拌制御部４０１Ｂは、攪拌手段を駆動させるように攪拌駆動部３０を制御する。
【００８７】
攪拌駆動部３０では、モータ駆動回路３４が攪拌制御部４０１Ｂからの制御信号の入力を受けると、攪拌モータ３２を予め設定された所定の運転条件に従って駆動させる。所定の運転条件には、攪拌モータ３２の回転速度および運転時間などが含まれており、予め実験を行なうことにより、微生物による生ごみ分解活動を活性化させるのに好適な条件に設定されている。
【００８８】
吸排気制御部４０２は、酸素濃度検知部４４からの非充填部分の酸素濃度の検出値に応じて吸排気用蓋１２２およびファン１２６を駆動させるための制御信号を生成し、その生成した制御信号を吸排気用蓋１２２およびファン１２６へそれぞれ出力する。
【００８９】
具体的には、吸排気制御部４０２は、非充填部分の酸素濃度と予め設定されている所定の閾値とを比較する。そして、該酸素濃度が所定の閾値以下となった場合には、吸排気制御部４０２は、吸排気用蓋１２２を開放し、かつファン１２６を作動するように吸排気用蓋１２２およびファン１２６を制御する。なお、ファン１２６では、ファンモータが吸排気制御部４０２からの制御信号の入力を受けると、予め設定された運転条件に従ってファン１２６を回転させる。この運転条件には、ファン１２６の風量および運転時間などが含まれており、予め実験を行なうことによって基材５０の水分量が微生物による生ごみ分解活動を活性化させるのに好適な水分量となる条件に設定されている。
【００９０】
このように本実施の形態による生ごみ処理装置１００Ｂでは、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下となった場合には、混合物中の溶存酸素濃度も所定の閾値以下であると推定されて攪拌手段による攪拌動作が実行されるとともに、吸排気手段によって処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれる。これにより、微生物の分解活動が活発に行なわれているタイミングに、基材中の微生物と酸素とを効率良く接触させることができるため、微生物の分解活動をより一層活性化することができる。
【００９１】
その一方で、非充填部分の酸素濃度が所定の閾値を上回っている場合には、混合物中の溶存酸素濃度も所定の閾値を上回っていると推定されて攪拌手段による攪拌動作が停止されるとともに、吸排気手段による処理槽１２内部に対する吸排気が停止される。これにより、微生物の分解活動が活発でない場合には、無駄に攪拌駆動部３０の負荷が増大するのが抑制されるため、生ごみ処理装置１００Ｂの省電力化を図ることができる。
【００９２】
さらに、本実施の形態によれば、攪拌動作時以外は処理槽１２を密閉状態に保つことにより、臭気の排出量を低減して臭気レベルを低減することが可能となる。
【００９３】
詳細には、処理槽１２内部では微生物の分解活動に伴なって多くのガスが発生する。特に、好気性分解では一般にアルカリ性領域で行なわれるため、たんぱく質の分解によって多量のアンモニアが放出されることがあり、悪臭が発生し易いという問題があった。
【００９４】
これに対して、本実施の形態では、処理槽１２で発生したアンモニアガスを含む空気を処理槽１２内部に溜めておくことによって、アンモニアを処理槽１２内で生成された有機酸と接触させて効率高く反応させることができるとともに基材５０に吸着させることができる。その結果、アンモニアが臭気として排出される量を低減して悪臭の発生を抑制することが可能となる。
【００９５】
図１４は、本実施の形態３に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
図１４を参照して、処理が開始されると、まず、ＣＰＵ４０Ｂにより実現される攪拌制御部４０１Ｂおよび吸排気制御部４０２は、酸素濃度検知部４４（図１２）から基材の非充填部分の酸素濃度の検出結果を取得する（ステップＳ０１１）。そして、攪拌制御部４０１Ｂおよび吸排気制御部４０２は、取得した非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ０２）。
【００９６】
非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であると判断したときには（ステップＳ０２でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｂは、攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０では、該制御信号の入力を受けたモータ駆動回路３４が攪拌モータ３２を予め設定された所定の運転条件に従って駆動させる（ステップＳ０３）。これにより、攪拌モータ３２の回転力が回転軸１４に伝達され、処理槽１２内部の攪拌翼１５が回転駆動する。
【００９７】
吸排気制御部４０２では、吸排気用蓋１２２（図１２）を開放させるための制御信号およびファン１２６を回転させるための制御信号が生成される。吸排気用蓋１２２のアクチュエータは制御信号を受けると、吸排気用蓋１２２を開放する（ステップＳ０３１）。また、ファンモータは制御信号を受けると、ファン１２６を作動する（ステップＳ０３２）。これにより、吸排気口１２４を通して処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれる。
【００９８】
このとき攪拌制御部４０１Ｂは、内部のタイマを用いて攪拌時間を計時しており、その計時時間が所定の運転条件として予め設定された所定時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ０４）。そして、攪拌時間が所定時間を経過したときには（ステップＳ０４でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｂは、攪拌手段を運転停止させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４は、該制御信号の入力に応答して攪拌モータ３２の運転を停止させる（ステップＳ０５）。
【００９９】
さらに、吸排気制御部４０２は、攪拌手段が運転停止したことに応じて、吸排気用蓋１２２を閉塞するとともにファン１２６を停止する（ステップＳ０５１）。
【０１００】
一方、計時時間が所定時間を経過していないときには（ステップＳ０４でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｂは、ステップＳ０３に戻り、攪拌手段による攪拌動作を継続させるように攪拌駆動部３０を制御する。また、吸排気制御部４０２は、処理槽１２内部に対する吸排気を継続させるように吸排気用蓋１２２およびファン１２６を制御する。
【０１０１】
なお、再びステップＳ０２に戻って、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値を上回ると判断したときには（ステップＳ０２でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｂは攪拌手段の運転を停止する（ステップＳ０５）。吸排気制御部４０２は吸排気手段を停止させることにより、処理槽１２内部を密閉状態に保つ（ステップＳ０５１）。
【０１０２】
以上に述べたように、この発明の実施の形態３によれば、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下である場合には、微生物の分解活動が活発であると判断して攪拌動作と処理槽内部に対する吸排気とを行なうことにより、該分解活動を維持させることができる。その一方で、該酸素濃度が所定の閾値を上回る場合には、微生物の分解活動が低下していると判断して攪拌動作を停止させるとともに処理槽内部を密閉状態とすることにより、攪拌駆動部の負荷が増大するのを抑制することができるとともに、臭気レベルを低減することができる。その結果、生ごみ処理装置の省電力化を図りつつ微生物の分解処理能力を安定して確保することができるとともに、悪臭の発生を抑制することができる。
【０１０３】
［実施の形態４］
図１５は、この発明の実施の形態４に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。図１５の生ごみ処理装置１００Ｃは、図１２の生ごみ処理装置１００Ｂに対して、基材５０の水分量を検出するための水分量検知部４８を付加したものである。よって、重複する部分についての詳細な説明は繰返さない。
【０１０４】
図１５を参照して、水分量検知部４８は、処理槽１２内に充填された基材５０中に浸漬される。水分量検知部４８は、混合物の水分量を検出し、その検出結果をＣＰＵ４０Ｃへ出力する。
【０１０５】
ＣＰＵ４０Ｃは、酸素濃度検知部４４から基材の非充填部分の酸素濃度の検出値を受け、水分量検知部４８から混合物の水分量の検出値を受ける。そして、ＣＰＵ４０Ｃは、これらの入力に基づいて図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行し、モータ駆動回路３４に制御信号を出力する。モータ駆動回路３４は、ＣＰＵ４０Ｃから出力される制御信号に従って攪拌モータ３２を駆動させる。攪拌モータ３２を駆動させることにより、その回転力がプーリ１８，２４およびベルト２０を介して回転軸１４に伝達され、攪拌翼１５が正転方向または逆転方向に回転駆動するようになっている。
【０１０６】
ＣＰＵ４０Ｃは、さらに、処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれるように吸排気用蓋１２２およびファン１２６に制御信号を出力する。図示しないアクチュエータは、ＣＰＵ４０Ｃから出力される制御信号に従って吸排気用蓋１２２を開放させる。また図示しないファンモータは、ＣＰＵ４０Ｃから出力される制御信号に従ってファン１２６を作動する。
【０１０７】
図１６は、処理槽１２内部における攪拌処理と吸排気処理とを行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。図１６に示される機能は、ＣＰＵ４０Ｃが図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行することで、ＣＰＵ４０Ｃ、攪拌駆動部３０、吸排気用蓋１２２およびファン１２６により実行される機能である。
【０１０８】
図１６を参照して、攪拌処理および吸排気処理を行なうための機能は、酸素濃度検知部４４と、水分量検知部４８と、ＣＰＵ４０Ｃにより実現される攪拌制御部４０１Ｃおよび吸排気制御部４０２Ｃと、攪拌駆動部３０と、吸排気用蓋１２２と、ファン１２６とを含む。
【０１０９】
酸素濃度検知部４４は、基材の非充填部分の酸素濃度を検出してその検出結果を攪拌制御部４０１Ｂおよび吸排気制御部４０２へ出力する。水分量検知部４８は、混合物の水分量を検出してその検出結果を攪拌制御部４０１Ｃおよび吸排気制御部４０２Ｃへ出力する。
【０１１０】
攪拌制御部４０１Ｃは、非充填部分の酸素濃度および混合物の水分量の検出値に応じて攪拌手段を駆動させるための制御信号を生成し、その生成した制御信号を攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４（図１２）へ出力する。
【０１１１】
具体的には、攪拌制御部４０１Ｃは、非充填部分の酸素濃度と予め設定されている所定の閾値とを比較する。そして、該酸素濃度が所定の閾値以下となった場合には、攪拌制御部４０１Ｂは、攪拌手段を駆動させるように攪拌駆動部３０を制御する。
【０１１２】
このとき、攪拌制御部４０１Ｃは、混合物の水分量に基づいて攪拌手段による攪拌動作を制御する。詳細には、攪拌制御部４０１Ｃは、混合物の水分量が予め設定されている所定の範囲内にあるか否かを判断する。この所定の範囲は、予め実験を行なうことによって、混合物の水分量が微生物による生ごみ分解活動を活性化させるのに最適な水分量の範囲に設定されている。
【０１１３】
そして、混合物の水分量が所定の範囲内にある場合には、攪拌制御部４０１Ｃは、攪拌モータ３２を予め設定された所定の通常回転速度で駆動させる。これに対して、混合物の水分量が所定の範囲を上回る場合には、攪拌制御部４０１Ｃは、攪拌モータ３２を該通常回転速度よりも速い回転速度で駆動させる。その一方で、混合物の水分量が所定の範囲を下回る場合には、攪拌モータ３２を該通常回転速度よりも遅い回転速度で駆動させる。
【０１１４】
吸排気制御部４０２Ｃは、非充填部分の酸素濃度および混合物の水分量の検出値に応じて吸排気用蓋１２２およびファン１２６を駆動させるための制御信号を生成し、その生成した制御信号を吸排気用蓋１２２およびファン１２６へそれぞれ出力する。
【０１１５】
具体的には、吸排気制御部４０２Ｃは、非充填部分の酸素濃度と予め設定されている所定の閾値とを比較する。そして、該酸素濃度が所定の閾値以下となった場合には、吸排気制御部４０２Ｃは、吸排気用蓋１２２を開放し、かつファン１２６を作動するように吸排気用蓋１２２およびファン１２６を制御する。
【０１１６】
このとき、吸排気制御部４０２Ｃは、混合物の水分量に基づいてファン１２６の風量を制御する。詳細には、吸排気制御部４０２Ｃは、混合物の水分量が上述した所定の範囲内にあるか否かを判断する。そして、混合物の水分量が所定の範囲内にある場合には、吸排気制御部４０２Ｃは、ファン１２６を所定の通常回転速度で駆動させる。これに対して、混合物の水分量が所定の範囲を上回る場合には、吸排気制御部４０２Ｃは、ファン１２６を通常回転速度よりも速い回転速度で駆動させる。その一方で、混合物の水分量が所定の範囲を下回る場合には、ファン１２６を停止させる。あるいは、ファン１２６を通常回転速度よりも遅い回転速度で駆動させる。
【０１１７】
このように本実施の形態による生ごみ処理装置１００Ｃでは、基材の非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下となった場合に、攪拌手段による攪拌動作が実行されるとともに、吸排気手段によって処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれる。そして、このときの攪拌動作および吸排気は、混合物の水分量に応じて微生物の分解活動を活性化させるのに最適な水分量となるように制御される。
【０１１８】
すなわち、混合物の水分量が過剰となる場合には、混合物中の水分の蒸発を促すように攪拌動作および吸排気が行なわれる一方で、混合物の水分量が過小となる場合には、混合物が乾燥するのを抑えるように攪拌動作および吸排気が行なわれる。これにより、微生物の分解活動が活発に行なわれているタイミングに、基材中の微生物と酸素とを効率良く接触させることができるとともに、混合物を微生物の分解活動に最適な水分量に保つことができるため、微生物の分解活動をより一層活性化することができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、攪拌モータ３２およびファン１２６の回転速度を混合物の水分量に応じて可変とする構成としたが、攪拌時間およびファン１２６の作動時間を可変とする構成としてもよい。
【０１２０】
図１７は、本実施の形態４に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
図１７を参照して、処理が開始されると、まず、ＣＰＵ４０Ｃにより実現される攪拌制御部４０１Ｃおよび吸排気制御部４０２Ｃは、酸素濃度検知部４４（図１５）から基材の非充填部分の酸素濃度の検出結果を取得する（ステップＳ０１１）。また、攪拌制御部４０１Ｃおよび吸排気制御部４０２Ｃは、水分量検知部４８（図１５）から混合物の水分量の検出結果を取得する（ステップＳ１０）。
【０１２１】
そして、攪拌制御部４０１Ｃおよび吸排気制御部４０２Ｃは、取得した非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【０１２２】
非充填部分の酸素濃度が所定の閾値以下であるときには（ステップＳ１１でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｃは、続けて、混合物の水分量が予め設定された所定範囲の上限値を超えるか否かを判断する（ステップＳ１２）。混合物の水分量が該上限値を超える場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｃは、攪拌モータ３２を通常回転速度よりも速い回転速度で駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。これにより、攪拌モータ３２の回転力が回転軸１４に伝達され、処理槽１２内部の攪拌翼１５が高回転速度で回転駆動する（ステップＳ１３）。
【０１２３】
さらに、吸排気制御部４０２Ｃでは、吸排気用蓋１２２（図１５）を開放させるための制御信号およびファン１２６を通常回転速度よりも速い回転速度で回転させるための制御信号が生成される。吸排気用蓋１２２のアクチュエータは制御信号を受けると、吸排気用蓋１２２を開放する（ステップＳ１４）。また、ファンモータは制御信号を受けると、ファン１２６を高回転速度で作動する（ステップＳ１５）。これにより、吸排気口１２４を通して処理槽１２内部に対して吸排気が行なわれる。
【０１２４】
再びステップＳ１２に戻って、混合物の水分量が該上限値以下となる場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｃは、さらに、混合物の水分量が所定範囲の下限値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。混合物の水分量が該下限値以上である場合には（ステップＳ１６でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｃは、混合物が微生物の分解活動に最適な水分量であると判断し、攪拌モータ３２を通常回転速度で駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する（ステップＳ１７）。
【０１２５】
また、吸排気制御部４０２Ｃは、吸排気用蓋１２２を開放させるための制御信号およびファン１２６を通常回転速度で回転させるための制御信号を生成する。吸排気用蓋１２２のアクチュエータは制御信号を受けると、吸排気用蓋１２２を開放する（ステップＳ１８）。また、ファンモータは制御信号を受けると、ファン１２６を通常転速度で作動する（ステップＳ１９）。
【０１２６】
一方、ステップＳ１６において、混合物の水分量が該下限値を下回る場合には（ステップＳ１６でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｃは、攪拌モータ３２を通常回転速度よりも遅い回転速度で駆動させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。これにより、攪拌モータ３２の回転力が回転軸１４に伝達され、処理槽１２内部の攪拌翼１５が低回転速度で回転駆動する（ステップＳ２０）。
【０１２７】
さらに、吸排気制御部４０２Ｃでは、吸排気用蓋１２２を開放させるための制御信号およびファン１２６を停止させるための制御信号が生成される。吸排気用蓋１２２のアクチュエータは制御信号を受けると、吸排気用蓋１２２を開放する（ステップＳ２１）。また、ファンモータは制御信号を受けると、ファン１２６を停止する（ステップＳ２２）。
【０１２８】
このような攪拌動作および吸排気に並行して、攪拌制御部４０１Ｃは、内部のタイマを用いて攪拌時間を計時しており、その計時時間が所定の運転条件として予め設定された所定時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ０４）。そして、攪拌時間が所定時間を経過したときには（ステップＳ０４でＹＥＳ）、攪拌制御部４０１Ｃは、攪拌手段を運転停止させるための制御信号を生成して攪拌駆動部３０へ出力する。攪拌駆動部３０のモータ駆動回路３４は、該制御信号の入力に応答して攪拌モータ３２の運転を停止させる（ステップＳ０５）。
【０１２９】
さらに、吸排気制御部４０２Ｃは、攪拌手段が運転停止したことに応じて、吸排気用蓋１２２を閉塞するとともにファン１２６を停止する（ステップＳ０５１）。
【０１３０】
一方、計時時間が所定時間を経過していないときには（ステップＳ０４でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｃは、ステップＳ１２に戻り、攪拌手段による攪拌動作を継続させるように攪拌駆動部３０を制御する。また、吸排気制御部４０２は、処理槽１２内部に対する吸排気を継続させるように吸排気用蓋１２２およびファン１２６を制御する。
【０１３１】
なお、再びステップＳ１１に戻って、非充填部分の酸素濃度が所定の閾値を上回ると判断したときには（ステップＳ１１でＮＯ）、攪拌制御部４０１Ｃは攪拌手段の運転を停止する（ステップＳ０５）。吸排気制御部４０２Ｃは吸排気手段を停止させることにより、処理槽１２内部を密閉状態に保つ（ステップＳ０５１）。
【０１３２】
以上に述べたように、この発明の実施の形態４によれば、基材の非充填部分の酸素濃度および混合物の水分量に基づいて攪拌手段による攪拌動作および処理槽内部に対する吸排気を制御することから、微生物の分解活動が活発に行なわれているタイミングに、基材中の微生物と酸素とを効率良く接触させることができるとともに、混合物を微生物の分解活動に最適な水分量に保つことができるため、微生物の分解活動をより一層活性化することができる。
【０１３３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】この発明の実施の形態１に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】処理槽内部における攪拌処理を行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図３】基材中の溶存酸素濃度と微生物の生ごみ分解活動との相関を調べるための実験を説明するための図である。
【図４】測定時間の経過に対する基材中の溶存酸素濃度の測定結果を示す図である。
【図５】測定時間の経過に対する基材の温度の測定結果を示す図である。
【図６】測定時間の経過に対する総菌数の測定結果を示す図である。
【図７】測定時間の経過に対するグルコースの減少量を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】測定時間の経過に対して基材中の溶存酸素濃度および基材の非充填部分の酸素濃度を測定した結果を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態３に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】処理槽内部における攪拌処理と吸排気処理とを行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態４に従う生ごみ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】処理槽内部における攪拌処理と吸排気処理とを行なうための機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図１７】この発明の実施の形態４に従う攪拌処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３５】
１０ ケーシング、１２ 処理槽、１４ 回転軸、１５ 攪拌翼、１８，２４ プーリ、２０ ベルト、２２ 出力軸、３０ 攪拌駆動部、３２ 攪拌モータ、３４ モータ駆動回路、４２，４４ 酸素濃度検知部、４６ 温度検知部、４８ 水分量検知部、５０ 基材、５２ 微生物、１００，１００Ａ〜１００Ｃ 生ごみ処理装置、１２０ 蓋、１２２ 吸排気用蓋、１２４ 吸排気口、１２６ ファン、４０１，４０１Ｂ，４０１Ｃ 攪拌制御部、４０２，４０２Ｃ 吸排気制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみを微生物により分解させる生ごみ処理装置であって、
微生物を担持させた基材と生ごみとを収容する処理槽と、
前記基材と生ごみとを混合するための攪拌手段と、
前記基材と生ごみとの混合物中の溶存酸素濃度を検知する酸素濃度検知手段と、
検知された該混合物中の溶存酸素濃度に基づいて前記攪拌手段による攪拌頻度を制御する攪拌制御手段とを備える、生ごみ処理装置。
【請求項２】
前記攪拌制御手段は、検知された該混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下となったときに、前記攪拌手段による攪拌動作を実行させる、請求項１に記載の生ごみ処理装置。
【請求項３】
前記処理槽内部に対して吸排気を行なうための吸排気手段と、
前記攪拌手段による攪拌動作の実行中に吸排気が行なわれるように前記吸排気手段を制御する吸排気制御手段とをさらに備える、請求項２に記載の生ごみ処理装置。
【請求項４】
前記吸排気制御手段は、前記攪拌手段による攪拌動作の停止中に吸排気が行なわれないように前記吸排気手段を制御する、請求項３に記載の生ごみ処理装置。
【請求項５】
前記基材と生ごみとの混合物の水分量を検知する水分量検知手段をさらに備え、
前記吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量に基づいて前記吸排気手段による吸排気量を制御する、請求項３に記載の生ごみ処理装置。
【請求項６】
前記吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を下回る場合には、前記吸排気手段による吸排気量を減少させる、請求項５に記載の生ごみ処理装置。
【請求項７】
前記吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量が前記所定の基準範囲を上回る場合には、前記吸排気手段による吸排気量を増加させる、請求項５に記載の生ごみ処理装置。
【請求項８】
前記基材と生ごみとの混合物の水分量を検知する水分量検知手段をさらに備え、
前記攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量に基づいて前記攪拌手段による攪拌速度を制御する、請求項２に記載の生ごみ処理装置。
【請求項９】
前記攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を下回る場合には、前記攪拌手段による攪拌速度を低下させる、請求項８に記載の生ごみ処理装置。
【請求項１０】
前記攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量が前記所定の基準範囲を上回る場合には、前記攪拌手段による攪拌速度を増加させる、請求項８に記載の生ごみ処理装置。
【請求項１１】
前記酸素濃度検知手段は、前記処理槽内部のうちの前記基材と生ごみとの混合物が収容されていない部分の酸素濃度を、該混合物中の溶存酸素濃度として検知する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の生ごみ処理装置。
【請求項１】
生ごみを微生物により分解させる生ごみ処理装置であって、
微生物を担持させた基材と生ごみとを収容する処理槽と、
前記基材と生ごみとを混合するための攪拌手段と、
前記基材と生ごみとの混合物中の溶存酸素濃度を検知する酸素濃度検知手段と、
検知された該混合物中の溶存酸素濃度に基づいて前記攪拌手段による攪拌頻度を制御する攪拌制御手段とを備える、生ごみ処理装置。
【請求項２】
前記攪拌制御手段は、検知された該混合物中の溶存酸素濃度が所定の閾値以下となったときに、前記攪拌手段による攪拌動作を実行させる、請求項１に記載の生ごみ処理装置。
【請求項３】
前記処理槽内部に対して吸排気を行なうための吸排気手段と、
前記攪拌手段による攪拌動作の実行中に吸排気が行なわれるように前記吸排気手段を制御する吸排気制御手段とをさらに備える、請求項２に記載の生ごみ処理装置。
【請求項４】
前記吸排気制御手段は、前記攪拌手段による攪拌動作の停止中に吸排気が行なわれないように前記吸排気手段を制御する、請求項３に記載の生ごみ処理装置。
【請求項５】
前記基材と生ごみとの混合物の水分量を検知する水分量検知手段をさらに備え、
前記吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量に基づいて前記吸排気手段による吸排気量を制御する、請求項３に記載の生ごみ処理装置。
【請求項６】
前記吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を下回る場合には、前記吸排気手段による吸排気量を減少させる、請求項５に記載の生ごみ処理装置。
【請求項７】
前記吸排気制御手段は、検知された該混合物の水分量が前記所定の基準範囲を上回る場合には、前記吸排気手段による吸排気量を増加させる、請求項５に記載の生ごみ処理装置。
【請求項８】
前記基材と生ごみとの混合物の水分量を検知する水分量検知手段をさらに備え、
前記攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量に基づいて前記攪拌手段による攪拌速度を制御する、請求項２に記載の生ごみ処理装置。
【請求項９】
前記攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量が所定の基準範囲を下回る場合には、前記攪拌手段による攪拌速度を低下させる、請求項８に記載の生ごみ処理装置。
【請求項１０】
前記攪拌制御手段は、検知された該混合物の水分量が前記所定の基準範囲を上回る場合には、前記攪拌手段による攪拌速度を増加させる、請求項８に記載の生ごみ処理装置。
【請求項１１】
前記酸素濃度検知手段は、前記処理槽内部のうちの前記基材と生ごみとの混合物が収容されていない部分の酸素濃度を、該混合物中の溶存酸素濃度として検知する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の生ごみ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−１８２５９（Ｐ２００９−１８２５９Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８３１６９（Ｐ２００７−１８３１６９）
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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