生ゴミ処理装置
【課題】乾燥に要する熱量を減らし、熱効率を向上させ、処理時間を短縮し、悪臭を外へ放出せず、装置全体の小型化を図れる。
【解決手段】予め粉砕された生ゴミと水とが混合した混合流動体から固形分を機械的に分離し流体分を排出する固液分離器１４と、分離された固形分を受け入れ攪拌しつつ加熱して水分を蒸発させる処理槽１２と、この処理槽１２で蒸発した水分を含む空気を冷却し水分を凝縮させて排出する結露凝縮器１６，１８と、処理槽１２と結露凝縮器１６，１８との間で空気を循環させる空気循環路６４と、固液分離器１４で分離された流体分を結露凝縮器１６，１８へ逆流するのを防ぎつつ凝縮した水分と集合して排出する排液路５４と、を備える。
【解決手段】予め粉砕された生ゴミと水とが混合した混合流動体から固形分を機械的に分離し流体分を排出する固液分離器１４と、分離された固形分を受け入れ攪拌しつつ加熱して水分を蒸発させる処理槽１２と、この処理槽１２で蒸発した水分を含む空気を冷却し水分を凝縮させて排出する結露凝縮器１６，１８と、処理槽１２と結露凝縮器１６，１８との間で空気を循環させる空気循環路６４と、固液分離器１４で分離された流体分を結露凝縮器１６，１８へ逆流するのを防ぎつつ凝縮した水分と集合して排出する排液路５４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディスポーザなどで細かく粉砕した生ゴミと水とが混合した混合流動体から、固形分を分離し乾燥して、生ゴミを縮容する生ゴミ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭の台所や食堂などから出る生ゴミを細かく切り刻み、攪拌し乾燥させることによって容積を減らし（縮容あるいは減容し）、有機肥料などとして再利用することが従来より行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９６２７１
【特許文献２】特開２００４−２６１６７３
【特許文献３】特開２００１−７０９２１
【特許文献４】特開平８−２４３４２３
【０００４】
特許文献１には、生ゴミを攪拌槽（加熱槽）で粉砕・加熱・乾燥し、特許文献２には処理槽で攪拌・乾燥しここで発生する水分を含む空気を凝縮装置（水分除去手段）に循環させることにより結露（凝縮）させて水分を除去するものが示されている。すなわちこれらは生ゴミをそのまま攪拌し乾燥させるものであり、空気は攪拌槽（処理槽）と凝縮装置とをつなぐ閉じた系路に循環させるものである。
【０００５】
特許文献３，４はディスポーザで粉砕した生ゴミを処理するものであるが、これらはいずれも生ゴミを乾燥する空気を大気に放出するものである。すなわち特許文献３のものは、ディスポーザ（２００）で粉砕した生ゴミと水とが混合した流動体（以下混合流動体、スラリー状流動体という）から固形分を固液分離器（４００）で分離し、固形物処理装置（６００）で堆肥化処理を行う一方、分離した排液をエアーポンプによる強制通気を用いることなく、酸素の自然拡散による好気性処理を行うものである。
【０００６】
また特許文献４のものは、ディスポーザ（１４）で粉砕した生ゴミを攪拌しながらヒータ（４０）で加熱し、水分を含む空気を脱臭排気部（４４）から外へ排出する。従って特許文献３，４のものはいずれも臭気を含む乾燥用空気を大気中に放出するもの（大気開放型）である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２のものは、生ゴミをそのまま攪拌槽（加熱槽）に入れて攪拌し、大気に開放していない閉じた空気通路に循環させて乾燥させるものであるから、生ゴミの縮容化に時間がかかるという問題がある。すなわち生ゴミを攪拌槽でカットしながら加熱するため、大きい生ゴミや硬い生ゴミの処理に時間がかかり、また水分の多い生ゴミでは水の蒸発に長い時間と多大な熱エネルギーが必要で熱効率が悪いからである。
【０００８】
特許文献３のものでは、固液分離器で分離した固形分には水分を多く含んでいるので処理槽で攪拌するだけでは乾燥に時間がかかる。また固形分を大気に開放した処理槽（６１０）で攪拌して堆肥化するから、臭気が大気に放出されることにもなる。
【０００９】
特許文献４のものでは、ディスポーザで粉砕した生ゴミは多量の水を含むから、これを加熱して乾燥するためには多大な熱エネルギーと処理時間が必要である。また乾燥用の空気は大気に放出されるから強い悪臭が出ることにもなる。
【００１０】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、乾燥に要する熱量を少なくして熱効率を向上させ、生ゴミの処理時間を短縮でき、悪臭が外へ放出されることがなく、さらに装置全体の小型化が図れる生ゴミの処理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】
この発明によればこの目的は、生ゴミを乾燥し縮容する生ゴミ処理装置であって、予め粉砕された生ゴミと水とが混合した混合流動体から固形分を機械的に分離し流体分を排出する固液分離器と、分離された固形分を受け入れ攪拌しつつ加熱して水分を蒸発させる処理槽と、この処理槽で蒸発した水分を含む空気を冷却し水分を凝縮させて排出する結露凝縮器と、前記処理槽と結露凝縮器との間で空気を循環させる空気循環路と、前記固液分離器で分離された流体分を前記結露凝縮器へ逆流するのを防ぎつつ凝縮した水分と集合して排出する排液路と、を備えることを特徴とする生ゴミ処理装置、により達成される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ディスポーザなどで予め粉砕した生ゴミと水が混合してスラリー状となった流動体（固定粒子が液体中に混合している流動体）から固液分離器で固形分を機械的に分離し、水分を十分に減らした固形分だけを処理槽で乾燥させるので、多量の水分を含む生ゴミを加熱乾燥する場合に比べて水分の蒸発に必要な熱エネルギーが大幅に減少することになる。このため熱効率の向上が図れる。
【００１３】
また蒸発させる水分量が少ないので処理時間が短縮できる。ここに処理槽で蒸発した水蒸気を含む空気は結露凝縮器との間をつなぐ閉じた空気流路を循環するから、生ゴミの悪臭が大気に放出されることがない。さらに固液分離器で大量の水分を除去した固形分だけを乾燥させるので乾燥のための処理槽の小型化が図れ、その結果装置全体の小型化が図れる。ここに固液分離器で分離した流体分は結露凝縮器に逆流させないようにして結露凝縮器の凝縮水と集合させるから、固液分離器から出る大量の流体分が一度に排液路に流入しても結露凝縮器に逆流せず、結露凝縮器の内面に汚物が固着してその性能が低下することがない。
【００１４】
すなわち固液分離器にはディスポーザなどから時間間隔をおいて間欠的にスラリー状の混合流動体が流入するから、固液分離器で分離される流体分は間欠的に大量に排出されることになる。この流体分は油分や細かい固形の汚物を含んでいるため、これが結露凝縮器に入るとその内壁に付着し、結露凝縮器の性能（蒸気を凝縮させる性能、伝熱性能）を低下させる。この発明によれば、この流体分は結露凝縮器に逆流させないので、このような不都合が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
固液分離器に投入するスラリー状の混合流動体は、十分な量の水と共にディスポーザに入れた生ゴミをディスポーザで細かく粉砕したものが望ましい。生ゴミの固形分が細かく粉砕されているので、固形分を処理槽で能率良く攪拌・加熱して処理時間を短縮できるからである。
【００１６】
固液分離器の流体分が結露凝縮器に逆流するのを防ぐためには、結露凝縮器を一方向弁を介して排液路に接続することができる（請求項２）。この場合に、結露凝縮器を縦向きに配設し、その排液口よりも上方に固液分離器の排出口を位置させるのがよい（請求項３）。逆流を防ぐためには、結露凝縮器の排液口の位置を固液分離器の排出口よりも十分に高くしてもよい。
【００１７】
排液路は略Ｕ字状とし、固液分離器が排出する流体分と結露凝縮器の凝縮液（水分）とはＵ字状排液路の異なる分岐路に接続して、結露凝縮器側の分岐路に外部へ排液する排液口を設けることができる（請求項４）。この場合にはＵ字状排液路に固液分離器の液体分を一時貯めるトラップとして機能させ、結露凝縮器への逆流を防ぐことができる。
【００１８】
固液分離器は、固定した環状の外枠体の内周面に、内側回転体に設けた複数の突部を摺動させ、外枠体と内側回転体との間に入ったスラリー状の混合流動体をこの突部によって移送しつつ濾過する一方、濾過によって残った固形分をさらに絞り部で絞ってから処理槽に導くように構成することができる（請求項５）。このようにスラリー状の混合流動体を、濾過と絞りの２段階に処理することにより、固形分の含水量を一層減らし、その後の攪拌・加熱による乾燥を一層効率良く行うことが可能になる。
【００１９】
ここに用いる内側回転体は、その回転軸方向に僅かな間隙をもって重ねた多数の薄板で形成し、薄板の間隙でスラリー状の混合流動体を濾過するものとすることができる（請求項６）。絞り部は、内側回転体を形成する多数の薄板の間に進入して薄板間に挟まれた生ゴミを外周側に掘り出しつつ処理槽に導くガイド部材と、このガイド部材の外周に弾接し内側回転体によって移送される固形分をガイド部材との間に挟んで絞る絞り部材とを備えるものが適する（請求項７）。内側回転体による濾過をしつつガイド部材により薄板間の目詰まりを防止するから、濾過の性能が低下することが無く、また絞り部材で絞った固形分を円滑に処理槽に導くことができる。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の一実施例である生ゴミ処理装置を正面側から見た斜視図、図２は同じく背面側から見た斜視図である。図３は筐体から結露凝縮器を取外した状態を正面側から見た分解斜視図、図４は同じく左前方から見た分解斜視図、図５は同じく左後方から見た分解斜視図、図６は筐体内の部材配置を示すため斜め前方から見た分解斜視図、図７は内部構造を示す左側断面図、図８は空気循環路と排液路を示す概念図である。
【００２１】
図１〜８において符号１０は略箱状の筐体である。この筐体１０の内側の前下方には処理槽１２が収容され、筐体１０の内側の後上方には固液分離器１４が収容されている。また筐体１０の上面すなわち天井面は天井凝縮器１６で形成され、背面すなわち後面には背面凝縮器１８が取付けられている。
【００２２】
処理槽１２は図６、７に示すように、略楕円筒状のシリンダ２０を持つ。このシリンダ２０は、楕円の長軸を上下方向とし、楕円の短軸を水平とし、前後方向に長い。そしてこのシリンダ２０の後端は後端板２０Ａ（図７）で塞がれ、前端は筐体１０の前面（正面）に開口し、この開口は蓋板２２によって開閉可能である。すなわちこの蓋板２２は、筐体１０の前面に３個のロック金具２４により固定可能である。
【００２３】
シリンダ２０の後面（後端板２０Ａの後面）には減速機２６および電気モータ２８が取付けられている（図７）。モータ２８の回転は減速機２６で減速されて、シリンダ２０内を前後方向に通る回転軸３０を回転駆動する。この回転軸３０には適宜数の撹拌棒（あるいは撹拌羽根）３２が固定されている。このシリンダ２０には後記する固液分離器１４から生ゴミの固形分が投入され、この固形分はこの撹拌棒３２によって攪拌される。またシリンダ２０は電気ヒータ３４（図７、８）により加熱され、この熱で固形分を加熱する。
【００２４】
固液分離器１４は筐体１０の中の後上方に収容される。すなわち処理槽１２の後部上面に取付けられた略巻き貝状のケース３６がこの処理槽１２のシリンダ２０内に開口している。このケース３６の内面の一部は略環状の外枠体３８となっている。外枠体３８の内側には左右方向に水平な回転軸を中心に回転する内側回転体４０が収容されている。外枠体３８はこの内側回転体４０と同心に配設されている。この内側回転体４０は、図７で反時計方向（矢印Ａ方向）に減速機付きモータ４２（図３、６）で回転駆動される。
【００２５】
内側回転体４０は、回転軸方向（左右水平方向）に僅かな間隙をもって積層した多数の環状の薄板で形成される。各薄板は所定間隔ごとに外周方向に突出し、これら薄板を積層した内側回転体４０の外周には外枠体３８の内周面を摺動する複数の突部４４が形成される。
【００２６】
図８において４６は台所の流し台（シンク）であり、この流し台４６にはディスポーザ４８が取付けられる。このディスポーザ４８には、台所の生ゴミが水道水と共に投入され、ここでディスポーザ４８の回転刃（図示せず）により細かく粉砕される。この結果細かい生ゴミと水とが混ざってスラリー状の流動体（混合流動体）となる。このスラリー状の流動体は固液分離器１４に導かれる。
【００２７】
すなわち固液分離器１４のケース３６には、図７に示すように、内側回転体４０の前下方に位置する混合流動体流入口５０が開口する。この流入口５０からケース３６内に入った混合流動体は、内側回転体４０の突部４４によって外枠体３８の内周面に沿って矢印Ａ方向に移送される。この時内側回転体４０の薄板間にできた間隙がフィルタとして機能し、混合流動体に含まれた水分や油などの流体分がこの内側回転体４０の内側（中心側）に流入する。すなわち混合流動体は内側回転体４０によって機械的に能率良く濾過される。
【００２８】
ケース３６の左側面下部には、内側回転体４０の内側（中心側）に開口する流体分排出口５２が設けられている（図７）。内側回転体４０で濾過された流体分はこの流体分排出口５２から排液路となる略Ｕ字状の排液管５４の一方の分岐路に流出する。
【００２９】
固液分離器１４のケース３６は処理槽１２の後上面に上方から開口し、この開口は固形分排出口５６となる。ケース３６内の上方でこの固形分排出口５６に臨む位置にはガイド部材５８が取付けられている。このガイド部材５８は側面視円弧状の薄板を間隙をあけて積層したものであり、その反矢印Ａ側（内側回転体４０の反回転方向側）の先端が内側回転体４０の薄板の間隙に進入している。このため内側回転体４０の回転により、薄板の間隙に入った固形分が、このガイド部材５８の外周面により掘り出され、固形分排出口５４に導かれる。
【００３０】
またこのガイド部材５８の外周面にはこのガイド部材５８と共に絞り部を形成する絞り部材６０が弾接している。この絞り部材６０はその反矢印Ａ側が支点６２で支持され、矢印Ａ側の先端（可動端）がガイド部材５８の外周面にばね（図示せず）により押圧されている。このため内側回転体４０により移送されかつ濾過の過程で内側回転体４０と外枠体３８の間隙に残った固形分は、ガイド部材５８の外周面に案内され絞り部材６０を押し開きながら固形分排出口５６に排出される。固形分はこの時に絞り部材６０により水分（流体分）が絞り出され、水分（液分）が一層減った状態で処理槽１２に落下して入る。
【００３１】
この固形分は処理槽１２で攪拌され加熱されるため水分が蒸発する。水蒸気を多く含む空気は、処理槽１２と結露凝縮器１６、１８との間をつなぐ空気循環路６４（図８）を通って循環する。すなわちこの空気は大気に開かない（閉じた）通路６４を循環する。次にこの空気循環路６４を説明する。
【００３２】
処理槽１２のシリンダ２０の前部上面には、前方から見て右側に空気出口管６６が、左側に空気入口管６８が起立している（図３、４、６参照）。空気出口管６６には送風ファン７０が組込まれている。空気出口管６６と空気入口管６８の上端は天井凝縮器１６の前部下面に接続される。天井凝縮器１６は空気通路が互いに独立している右側の往路天井凝縮器１６Ａと左側の復路天井凝縮器１６Ｂとを一体に形成したものであり（図８）、例えば樹脂ブロー成形で作ることができる。
【００３３】
天井凝縮器１６は前部が高く後部が低くなるように（すなわち背面凝縮器１８に向かって下降するように）傾斜し、ここで凝縮（結露）した液（凝縮水、水分）が背面凝縮器１８に流出し易くしている。天井凝縮器１６には、往路および復路天井凝縮器１６Ａ、１６Ｂの間に、前記固液分離器１４の上部が進入する開口７２が設けられ（図３、４、５、７）、この開口７２は上面化粧カバー７４で塞がれている。天井凝縮器１６の前方には前面化粧カバー７６が取付けられている。
【００３４】
天井凝縮器１６Ａ、１６Ｂの後部下面はＬ型の接続管７８（７８Ａ、７８Ｂ）によって背面凝縮器１８の上部に接続されている。背面凝縮器１８は例えば樹脂ブロー成形で作られ、筐体１０の背面となる金属板１０Ａ（図２、５）に取付けられている。このため背面凝縮器１８は金属板１０Ａへの熱伝達により冷却効果が向上する。なお背面凝縮器１８には両面に空気通路が形成され、その前面の空気通路は金属板１０Ａに設けた開口部から筐体１０の内側に臨んでいる。
【００３５】
背面凝縮器１８の下部には排液口１８Ａが設けられ、ここに一方向弁８０が縦向きに接続されている。一方向弁８０の下端は前記Ｕ字状の排液管５４の他方の分岐路に接続されている。このため天井凝縮器１６で凝縮した水が背面凝縮器１８に入り、背面凝縮器１８で新たに凝縮した水と合流して、一方向弁８０から排液管５４に流入する。ここに排液口１８Ａは固液分離器１４の流体分排出口５２より下方に位置している。
【００３６】
排液管５４の一方向弁８０側の分岐路には、筐体１０の左右両側面に開口する管が貫通し、この管の両端がキャップで開閉可能な一対の排液口８２（８２Ａ、８２Ｂ）となっている。この排液管５４は略Ｕ字状であって、固液分離器１４の排液（流体分）の悪臭や処理槽１２から固液分離器１４を通った悪臭が排液口８２に流出するのを防ぐトラップとなっている。
【００３７】
なお固液分離器１４の混合流動体の流入口５０は、ケース３６を筐体１０の左右方向に貫通する管の両端に形成され、この管の両端が筐体１０の左右側面に開口しキャップで開閉可能となっている。このように流入口５０および排液口８２を筐体１０の左右両側面に開口させ、キャップで塞いで開閉可能としたから、筐体１０の設置場所によってディスポーザ４８および下水口に配管し易い方の流入口５０、排液口８２を選択して使用することができ、この生ゴミ処理装置の設置場所を決めるのに都合がよい。
【００３８】
次にこの生ゴミ処理装置の動作を説明する。ディスポーザ４８から出る混合流動体は固液分離器１４に入る。混合流動体は外枠体３８と内側回転体４０の間で突部４４により移送され、この間に混合流動体は内側回転体４０で濾過される。固形分はさらに移送されてガイド部材５８の外周に沿って外側へ送られ、この時絞り部材６０との間に挟まれてさらに流体分が絞り出される。流体分は内側回転体４０の内側に流入し、さらに流体分排出口５２からＵ字状の排液管５４に入る。
【００３９】
分離された固形分は固形分排出口５６から処理槽１２のシリンダ２０に入る。ここで固形分は撹拌棒３２によって攪拌されつつヒータ３４により加熱される。このため固形分に含まれる水分が蒸発する。この蒸気を含む空気は送風ファン７０によって空気循環路６４に送られ、往路天井凝縮器１６Ａ、背面凝縮器１８、復路天井凝縮器１６Ｂを通ってシリンダ２０に戻るように循環する。この空気は凝縮器１６、１８で冷却され、その結果水蒸気が凝縮し液体（水）となって背面凝縮器１８の下部に集まる。この液体（水）は一方向弁８０を通ってＵ字状排液管５４に入る。Ｕ字状排液管５４に入ったこの液体は、固液分離器１４から排出された流体分と共に排液口８２から下水口（下水道）に排出される。
【００４０】
固液分離器１４から排出される大量の流体分は間欠的にＵ字状排液管５４に流入する一方、背面凝縮器１８から流入する凝縮水は少量ずつの連続流である。このため固液分離器１４が排出する流体分がＵ字状排液管５４に一度に大量に入ると背面凝縮器１８に逆流するおそれが生じるが、この実施例では一方向弁８０がこの逆流を阻止する。このため背面凝縮器１８の内面に油や汚物が付着せず、背面凝縮器１８の凝縮性能が低下するのを防止できる。
【００４１】
処理槽１２のシリンダ２０内で乾燥した固形分は、適当量がたまったら蓋板２２を開き、外へ排出する。この固形分は有機肥料、家畜飼料などとして利用される。なおこの発明で使用する固液分離器は実施例のものに限られないのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例を正面側から見た外観斜視図
【図２】本発明の一実施例を背面側から見た外観斜視図
【図３】同じく正面側から見た分解斜視図
【図４】同じく左前方から見た分解斜視図
【図５】同じく左後方から見た分解斜視図
【図６】筐体内部の部材配置を左前方から見て示す分解斜視図
【図７】内部構造を示す左側断面図
【図８】空気循環路と排液路を示す概念図
【符号の説明】
【００４３】
１０ 筐体
１２ 処理槽
１４ 固液分離器
１６ 天井凝縮器
１６Ａ 往路天井凝縮器
１６Ｂ 復路天井凝縮器
１８ 背面凝縮器
２０ シリンダ
２２ 蓋板
３２ 撹拌棒（撹拌羽根）
３４ 電気ヒータ
３８ 外枠体
４０ 内側回転体
４４ 突部
４８ ディスポーザ
５０ 混合流動体流入口
５２ 流体分排出口
５４ 排液管（排液路、トラップ）
５８ ガイド部材
６０ 絞り部材
６４ 空気循環路
７０ 送風ファン
８０ 一方向弁
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディスポーザなどで細かく粉砕した生ゴミと水とが混合した混合流動体から、固形分を分離し乾燥して、生ゴミを縮容する生ゴミ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭の台所や食堂などから出る生ゴミを細かく切り刻み、攪拌し乾燥させることによって容積を減らし（縮容あるいは減容し）、有機肥料などとして再利用することが従来より行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９６２７１
【特許文献２】特開２００４−２６１６７３
【特許文献３】特開２００１−７０９２１
【特許文献４】特開平８−２４３４２３
【０００４】
特許文献１には、生ゴミを攪拌槽（加熱槽）で粉砕・加熱・乾燥し、特許文献２には処理槽で攪拌・乾燥しここで発生する水分を含む空気を凝縮装置（水分除去手段）に循環させることにより結露（凝縮）させて水分を除去するものが示されている。すなわちこれらは生ゴミをそのまま攪拌し乾燥させるものであり、空気は攪拌槽（処理槽）と凝縮装置とをつなぐ閉じた系路に循環させるものである。
【０００５】
特許文献３，４はディスポーザで粉砕した生ゴミを処理するものであるが、これらはいずれも生ゴミを乾燥する空気を大気に放出するものである。すなわち特許文献３のものは、ディスポーザ（２００）で粉砕した生ゴミと水とが混合した流動体（以下混合流動体、スラリー状流動体という）から固形分を固液分離器（４００）で分離し、固形物処理装置（６００）で堆肥化処理を行う一方、分離した排液をエアーポンプによる強制通気を用いることなく、酸素の自然拡散による好気性処理を行うものである。
【０００６】
また特許文献４のものは、ディスポーザ（１４）で粉砕した生ゴミを攪拌しながらヒータ（４０）で加熱し、水分を含む空気を脱臭排気部（４４）から外へ排出する。従って特許文献３，４のものはいずれも臭気を含む乾燥用空気を大気中に放出するもの（大気開放型）である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２のものは、生ゴミをそのまま攪拌槽（加熱槽）に入れて攪拌し、大気に開放していない閉じた空気通路に循環させて乾燥させるものであるから、生ゴミの縮容化に時間がかかるという問題がある。すなわち生ゴミを攪拌槽でカットしながら加熱するため、大きい生ゴミや硬い生ゴミの処理に時間がかかり、また水分の多い生ゴミでは水の蒸発に長い時間と多大な熱エネルギーが必要で熱効率が悪いからである。
【０００８】
特許文献３のものでは、固液分離器で分離した固形分には水分を多く含んでいるので処理槽で攪拌するだけでは乾燥に時間がかかる。また固形分を大気に開放した処理槽（６１０）で攪拌して堆肥化するから、臭気が大気に放出されることにもなる。
【０００９】
特許文献４のものでは、ディスポーザで粉砕した生ゴミは多量の水を含むから、これを加熱して乾燥するためには多大な熱エネルギーと処理時間が必要である。また乾燥用の空気は大気に放出されるから強い悪臭が出ることにもなる。
【００１０】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、乾燥に要する熱量を少なくして熱効率を向上させ、生ゴミの処理時間を短縮でき、悪臭が外へ放出されることがなく、さらに装置全体の小型化が図れる生ゴミの処理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】
この発明によればこの目的は、生ゴミを乾燥し縮容する生ゴミ処理装置であって、予め粉砕された生ゴミと水とが混合した混合流動体から固形分を機械的に分離し流体分を排出する固液分離器と、分離された固形分を受け入れ攪拌しつつ加熱して水分を蒸発させる処理槽と、この処理槽で蒸発した水分を含む空気を冷却し水分を凝縮させて排出する結露凝縮器と、前記処理槽と結露凝縮器との間で空気を循環させる空気循環路と、前記固液分離器で分離された流体分を前記結露凝縮器へ逆流するのを防ぎつつ凝縮した水分と集合して排出する排液路と、を備えることを特徴とする生ゴミ処理装置、により達成される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ディスポーザなどで予め粉砕した生ゴミと水が混合してスラリー状となった流動体（固定粒子が液体中に混合している流動体）から固液分離器で固形分を機械的に分離し、水分を十分に減らした固形分だけを処理槽で乾燥させるので、多量の水分を含む生ゴミを加熱乾燥する場合に比べて水分の蒸発に必要な熱エネルギーが大幅に減少することになる。このため熱効率の向上が図れる。
【００１３】
また蒸発させる水分量が少ないので処理時間が短縮できる。ここに処理槽で蒸発した水蒸気を含む空気は結露凝縮器との間をつなぐ閉じた空気流路を循環するから、生ゴミの悪臭が大気に放出されることがない。さらに固液分離器で大量の水分を除去した固形分だけを乾燥させるので乾燥のための処理槽の小型化が図れ、その結果装置全体の小型化が図れる。ここに固液分離器で分離した流体分は結露凝縮器に逆流させないようにして結露凝縮器の凝縮水と集合させるから、固液分離器から出る大量の流体分が一度に排液路に流入しても結露凝縮器に逆流せず、結露凝縮器の内面に汚物が固着してその性能が低下することがない。
【００１４】
すなわち固液分離器にはディスポーザなどから時間間隔をおいて間欠的にスラリー状の混合流動体が流入するから、固液分離器で分離される流体分は間欠的に大量に排出されることになる。この流体分は油分や細かい固形の汚物を含んでいるため、これが結露凝縮器に入るとその内壁に付着し、結露凝縮器の性能（蒸気を凝縮させる性能、伝熱性能）を低下させる。この発明によれば、この流体分は結露凝縮器に逆流させないので、このような不都合が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
固液分離器に投入するスラリー状の混合流動体は、十分な量の水と共にディスポーザに入れた生ゴミをディスポーザで細かく粉砕したものが望ましい。生ゴミの固形分が細かく粉砕されているので、固形分を処理槽で能率良く攪拌・加熱して処理時間を短縮できるからである。
【００１６】
固液分離器の流体分が結露凝縮器に逆流するのを防ぐためには、結露凝縮器を一方向弁を介して排液路に接続することができる（請求項２）。この場合に、結露凝縮器を縦向きに配設し、その排液口よりも上方に固液分離器の排出口を位置させるのがよい（請求項３）。逆流を防ぐためには、結露凝縮器の排液口の位置を固液分離器の排出口よりも十分に高くしてもよい。
【００１７】
排液路は略Ｕ字状とし、固液分離器が排出する流体分と結露凝縮器の凝縮液（水分）とはＵ字状排液路の異なる分岐路に接続して、結露凝縮器側の分岐路に外部へ排液する排液口を設けることができる（請求項４）。この場合にはＵ字状排液路に固液分離器の液体分を一時貯めるトラップとして機能させ、結露凝縮器への逆流を防ぐことができる。
【００１８】
固液分離器は、固定した環状の外枠体の内周面に、内側回転体に設けた複数の突部を摺動させ、外枠体と内側回転体との間に入ったスラリー状の混合流動体をこの突部によって移送しつつ濾過する一方、濾過によって残った固形分をさらに絞り部で絞ってから処理槽に導くように構成することができる（請求項５）。このようにスラリー状の混合流動体を、濾過と絞りの２段階に処理することにより、固形分の含水量を一層減らし、その後の攪拌・加熱による乾燥を一層効率良く行うことが可能になる。
【００１９】
ここに用いる内側回転体は、その回転軸方向に僅かな間隙をもって重ねた多数の薄板で形成し、薄板の間隙でスラリー状の混合流動体を濾過するものとすることができる（請求項６）。絞り部は、内側回転体を形成する多数の薄板の間に進入して薄板間に挟まれた生ゴミを外周側に掘り出しつつ処理槽に導くガイド部材と、このガイド部材の外周に弾接し内側回転体によって移送される固形分をガイド部材との間に挟んで絞る絞り部材とを備えるものが適する（請求項７）。内側回転体による濾過をしつつガイド部材により薄板間の目詰まりを防止するから、濾過の性能が低下することが無く、また絞り部材で絞った固形分を円滑に処理槽に導くことができる。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の一実施例である生ゴミ処理装置を正面側から見た斜視図、図２は同じく背面側から見た斜視図である。図３は筐体から結露凝縮器を取外した状態を正面側から見た分解斜視図、図４は同じく左前方から見た分解斜視図、図５は同じく左後方から見た分解斜視図、図６は筐体内の部材配置を示すため斜め前方から見た分解斜視図、図７は内部構造を示す左側断面図、図８は空気循環路と排液路を示す概念図である。
【００２１】
図１〜８において符号１０は略箱状の筐体である。この筐体１０の内側の前下方には処理槽１２が収容され、筐体１０の内側の後上方には固液分離器１４が収容されている。また筐体１０の上面すなわち天井面は天井凝縮器１６で形成され、背面すなわち後面には背面凝縮器１８が取付けられている。
【００２２】
処理槽１２は図６、７に示すように、略楕円筒状のシリンダ２０を持つ。このシリンダ２０は、楕円の長軸を上下方向とし、楕円の短軸を水平とし、前後方向に長い。そしてこのシリンダ２０の後端は後端板２０Ａ（図７）で塞がれ、前端は筐体１０の前面（正面）に開口し、この開口は蓋板２２によって開閉可能である。すなわちこの蓋板２２は、筐体１０の前面に３個のロック金具２４により固定可能である。
【００２３】
シリンダ２０の後面（後端板２０Ａの後面）には減速機２６および電気モータ２８が取付けられている（図７）。モータ２８の回転は減速機２６で減速されて、シリンダ２０内を前後方向に通る回転軸３０を回転駆動する。この回転軸３０には適宜数の撹拌棒（あるいは撹拌羽根）３２が固定されている。このシリンダ２０には後記する固液分離器１４から生ゴミの固形分が投入され、この固形分はこの撹拌棒３２によって攪拌される。またシリンダ２０は電気ヒータ３４（図７、８）により加熱され、この熱で固形分を加熱する。
【００２４】
固液分離器１４は筐体１０の中の後上方に収容される。すなわち処理槽１２の後部上面に取付けられた略巻き貝状のケース３６がこの処理槽１２のシリンダ２０内に開口している。このケース３６の内面の一部は略環状の外枠体３８となっている。外枠体３８の内側には左右方向に水平な回転軸を中心に回転する内側回転体４０が収容されている。外枠体３８はこの内側回転体４０と同心に配設されている。この内側回転体４０は、図７で反時計方向（矢印Ａ方向）に減速機付きモータ４２（図３、６）で回転駆動される。
【００２５】
内側回転体４０は、回転軸方向（左右水平方向）に僅かな間隙をもって積層した多数の環状の薄板で形成される。各薄板は所定間隔ごとに外周方向に突出し、これら薄板を積層した内側回転体４０の外周には外枠体３８の内周面を摺動する複数の突部４４が形成される。
【００２６】
図８において４６は台所の流し台（シンク）であり、この流し台４６にはディスポーザ４８が取付けられる。このディスポーザ４８には、台所の生ゴミが水道水と共に投入され、ここでディスポーザ４８の回転刃（図示せず）により細かく粉砕される。この結果細かい生ゴミと水とが混ざってスラリー状の流動体（混合流動体）となる。このスラリー状の流動体は固液分離器１４に導かれる。
【００２７】
すなわち固液分離器１４のケース３６には、図７に示すように、内側回転体４０の前下方に位置する混合流動体流入口５０が開口する。この流入口５０からケース３６内に入った混合流動体は、内側回転体４０の突部４４によって外枠体３８の内周面に沿って矢印Ａ方向に移送される。この時内側回転体４０の薄板間にできた間隙がフィルタとして機能し、混合流動体に含まれた水分や油などの流体分がこの内側回転体４０の内側（中心側）に流入する。すなわち混合流動体は内側回転体４０によって機械的に能率良く濾過される。
【００２８】
ケース３６の左側面下部には、内側回転体４０の内側（中心側）に開口する流体分排出口５２が設けられている（図７）。内側回転体４０で濾過された流体分はこの流体分排出口５２から排液路となる略Ｕ字状の排液管５４の一方の分岐路に流出する。
【００２９】
固液分離器１４のケース３６は処理槽１２の後上面に上方から開口し、この開口は固形分排出口５６となる。ケース３６内の上方でこの固形分排出口５６に臨む位置にはガイド部材５８が取付けられている。このガイド部材５８は側面視円弧状の薄板を間隙をあけて積層したものであり、その反矢印Ａ側（内側回転体４０の反回転方向側）の先端が内側回転体４０の薄板の間隙に進入している。このため内側回転体４０の回転により、薄板の間隙に入った固形分が、このガイド部材５８の外周面により掘り出され、固形分排出口５４に導かれる。
【００３０】
またこのガイド部材５８の外周面にはこのガイド部材５８と共に絞り部を形成する絞り部材６０が弾接している。この絞り部材６０はその反矢印Ａ側が支点６２で支持され、矢印Ａ側の先端（可動端）がガイド部材５８の外周面にばね（図示せず）により押圧されている。このため内側回転体４０により移送されかつ濾過の過程で内側回転体４０と外枠体３８の間隙に残った固形分は、ガイド部材５８の外周面に案内され絞り部材６０を押し開きながら固形分排出口５６に排出される。固形分はこの時に絞り部材６０により水分（流体分）が絞り出され、水分（液分）が一層減った状態で処理槽１２に落下して入る。
【００３１】
この固形分は処理槽１２で攪拌され加熱されるため水分が蒸発する。水蒸気を多く含む空気は、処理槽１２と結露凝縮器１６、１８との間をつなぐ空気循環路６４（図８）を通って循環する。すなわちこの空気は大気に開かない（閉じた）通路６４を循環する。次にこの空気循環路６４を説明する。
【００３２】
処理槽１２のシリンダ２０の前部上面には、前方から見て右側に空気出口管６６が、左側に空気入口管６８が起立している（図３、４、６参照）。空気出口管６６には送風ファン７０が組込まれている。空気出口管６６と空気入口管６８の上端は天井凝縮器１６の前部下面に接続される。天井凝縮器１６は空気通路が互いに独立している右側の往路天井凝縮器１６Ａと左側の復路天井凝縮器１６Ｂとを一体に形成したものであり（図８）、例えば樹脂ブロー成形で作ることができる。
【００３３】
天井凝縮器１６は前部が高く後部が低くなるように（すなわち背面凝縮器１８に向かって下降するように）傾斜し、ここで凝縮（結露）した液（凝縮水、水分）が背面凝縮器１８に流出し易くしている。天井凝縮器１６には、往路および復路天井凝縮器１６Ａ、１６Ｂの間に、前記固液分離器１４の上部が進入する開口７２が設けられ（図３、４、５、７）、この開口７２は上面化粧カバー７４で塞がれている。天井凝縮器１６の前方には前面化粧カバー７６が取付けられている。
【００３４】
天井凝縮器１６Ａ、１６Ｂの後部下面はＬ型の接続管７８（７８Ａ、７８Ｂ）によって背面凝縮器１８の上部に接続されている。背面凝縮器１８は例えば樹脂ブロー成形で作られ、筐体１０の背面となる金属板１０Ａ（図２、５）に取付けられている。このため背面凝縮器１８は金属板１０Ａへの熱伝達により冷却効果が向上する。なお背面凝縮器１８には両面に空気通路が形成され、その前面の空気通路は金属板１０Ａに設けた開口部から筐体１０の内側に臨んでいる。
【００３５】
背面凝縮器１８の下部には排液口１８Ａが設けられ、ここに一方向弁８０が縦向きに接続されている。一方向弁８０の下端は前記Ｕ字状の排液管５４の他方の分岐路に接続されている。このため天井凝縮器１６で凝縮した水が背面凝縮器１８に入り、背面凝縮器１８で新たに凝縮した水と合流して、一方向弁８０から排液管５４に流入する。ここに排液口１８Ａは固液分離器１４の流体分排出口５２より下方に位置している。
【００３６】
排液管５４の一方向弁８０側の分岐路には、筐体１０の左右両側面に開口する管が貫通し、この管の両端がキャップで開閉可能な一対の排液口８２（８２Ａ、８２Ｂ）となっている。この排液管５４は略Ｕ字状であって、固液分離器１４の排液（流体分）の悪臭や処理槽１２から固液分離器１４を通った悪臭が排液口８２に流出するのを防ぐトラップとなっている。
【００３７】
なお固液分離器１４の混合流動体の流入口５０は、ケース３６を筐体１０の左右方向に貫通する管の両端に形成され、この管の両端が筐体１０の左右側面に開口しキャップで開閉可能となっている。このように流入口５０および排液口８２を筐体１０の左右両側面に開口させ、キャップで塞いで開閉可能としたから、筐体１０の設置場所によってディスポーザ４８および下水口に配管し易い方の流入口５０、排液口８２を選択して使用することができ、この生ゴミ処理装置の設置場所を決めるのに都合がよい。
【００３８】
次にこの生ゴミ処理装置の動作を説明する。ディスポーザ４８から出る混合流動体は固液分離器１４に入る。混合流動体は外枠体３８と内側回転体４０の間で突部４４により移送され、この間に混合流動体は内側回転体４０で濾過される。固形分はさらに移送されてガイド部材５８の外周に沿って外側へ送られ、この時絞り部材６０との間に挟まれてさらに流体分が絞り出される。流体分は内側回転体４０の内側に流入し、さらに流体分排出口５２からＵ字状の排液管５４に入る。
【００３９】
分離された固形分は固形分排出口５６から処理槽１２のシリンダ２０に入る。ここで固形分は撹拌棒３２によって攪拌されつつヒータ３４により加熱される。このため固形分に含まれる水分が蒸発する。この蒸気を含む空気は送風ファン７０によって空気循環路６４に送られ、往路天井凝縮器１６Ａ、背面凝縮器１８、復路天井凝縮器１６Ｂを通ってシリンダ２０に戻るように循環する。この空気は凝縮器１６、１８で冷却され、その結果水蒸気が凝縮し液体（水）となって背面凝縮器１８の下部に集まる。この液体（水）は一方向弁８０を通ってＵ字状排液管５４に入る。Ｕ字状排液管５４に入ったこの液体は、固液分離器１４から排出された流体分と共に排液口８２から下水口（下水道）に排出される。
【００４０】
固液分離器１４から排出される大量の流体分は間欠的にＵ字状排液管５４に流入する一方、背面凝縮器１８から流入する凝縮水は少量ずつの連続流である。このため固液分離器１４が排出する流体分がＵ字状排液管５４に一度に大量に入ると背面凝縮器１８に逆流するおそれが生じるが、この実施例では一方向弁８０がこの逆流を阻止する。このため背面凝縮器１８の内面に油や汚物が付着せず、背面凝縮器１８の凝縮性能が低下するのを防止できる。
【００４１】
処理槽１２のシリンダ２０内で乾燥した固形分は、適当量がたまったら蓋板２２を開き、外へ排出する。この固形分は有機肥料、家畜飼料などとして利用される。なおこの発明で使用する固液分離器は実施例のものに限られないのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例を正面側から見た外観斜視図
【図２】本発明の一実施例を背面側から見た外観斜視図
【図３】同じく正面側から見た分解斜視図
【図４】同じく左前方から見た分解斜視図
【図５】同じく左後方から見た分解斜視図
【図６】筐体内部の部材配置を左前方から見て示す分解斜視図
【図７】内部構造を示す左側断面図
【図８】空気循環路と排液路を示す概念図
【符号の説明】
【００４３】
１０ 筐体
１２ 処理槽
１４ 固液分離器
１６ 天井凝縮器
１６Ａ 往路天井凝縮器
１６Ｂ 復路天井凝縮器
１８ 背面凝縮器
２０ シリンダ
２２ 蓋板
３２ 撹拌棒（撹拌羽根）
３４ 電気ヒータ
３８ 外枠体
４０ 内側回転体
４４ 突部
４８ ディスポーザ
５０ 混合流動体流入口
５２ 流体分排出口
５４ 排液管（排液路、トラップ）
５８ ガイド部材
６０ 絞り部材
６４ 空気循環路
７０ 送風ファン
８０ 一方向弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ゴミを乾燥し縮容する生ゴミ処理装置であって、
予め粉砕された生ゴミと水とが混合した混合流動体から固形分を機械的に分離し流体分を排出する固液分離器と、
分離された固形分を受け入れ攪拌しつつ加熱して水分を蒸発させる処理槽と、
この処理槽で蒸発した水分を含む空気を冷却し水分を凝縮させて排出する結露凝縮器と、
前記処理槽と結露凝縮器との間で空気を循環させる空気循環路と、
前記固液分離器で分離された流体分を前記結露凝縮器へ逆流するのを防ぎつつ凝縮した水分と集合して排出する排液路と、
を備えることを特徴とする生ゴミ処理装置。
【請求項２】
結露凝縮器は一方向弁を介して、排液路に接続されている請求項１の生ゴミ処理装置。
【請求項３】
結露凝縮器は縦向きに配設され、固液分離器の流体分排出口はこの結露凝縮器の排液口よりも上方に位置している請求項１の生ゴミ処理装置。
【請求項４】
排液路は略Ｕ字状であって、固液分離器から排出される流体分と、結露凝縮器で凝縮した水分とは前記排液路の異なる分岐路に接続され、前記排液路は前記結露凝縮器が接続された分岐部に外部へ排液する排液口が設けられている請求項１の生ゴミ処理装置。
【請求項５】
固液分離器は、固定した略環状の外枠体と、この外枠体の内周面を摺動する複数の突部を有し前記外枠体との間に導入された混合流動体を前記突部によって移送しつつ濾過する内側回転体と、
前記内側回転体で濾過されて残った固形分をさらに絞って処理槽に導く絞り部と、
を備える請求項１の生ゴミ処理装置。
【請求項６】
内側回転体はその回転軸方向に間隙をもって重ねた多数の環状の薄板からなり、薄板の間隙で混合流動体を濾過するものである請求項５の生ゴミ処理装置。
【請求項７】
絞り部は、内側回転体を形成する多数の薄板の間に進入して薄板間に挟まれた生ゴミを外周側へ掘り出しつつ処理槽に導くガイド部材と、このガイド部材の外周面に弾接し、内側回転体によって移送される固形分をガイド部材との間に挟んで絞る絞り部材と、
を備える請求項６の生ゴミ処理装置。
【請求項１】
生ゴミを乾燥し縮容する生ゴミ処理装置であって、
予め粉砕された生ゴミと水とが混合した混合流動体から固形分を機械的に分離し流体分を排出する固液分離器と、
分離された固形分を受け入れ攪拌しつつ加熱して水分を蒸発させる処理槽と、
この処理槽で蒸発した水分を含む空気を冷却し水分を凝縮させて排出する結露凝縮器と、
前記処理槽と結露凝縮器との間で空気を循環させる空気循環路と、
前記固液分離器で分離された流体分を前記結露凝縮器へ逆流するのを防ぎつつ凝縮した水分と集合して排出する排液路と、
を備えることを特徴とする生ゴミ処理装置。
【請求項２】
結露凝縮器は一方向弁を介して、排液路に接続されている請求項１の生ゴミ処理装置。
【請求項３】
結露凝縮器は縦向きに配設され、固液分離器の流体分排出口はこの結露凝縮器の排液口よりも上方に位置している請求項１の生ゴミ処理装置。
【請求項４】
排液路は略Ｕ字状であって、固液分離器から排出される流体分と、結露凝縮器で凝縮した水分とは前記排液路の異なる分岐路に接続され、前記排液路は前記結露凝縮器が接続された分岐部に外部へ排液する排液口が設けられている請求項１の生ゴミ処理装置。
【請求項５】
固液分離器は、固定した略環状の外枠体と、この外枠体の内周面を摺動する複数の突部を有し前記外枠体との間に導入された混合流動体を前記突部によって移送しつつ濾過する内側回転体と、
前記内側回転体で濾過されて残った固形分をさらに絞って処理槽に導く絞り部と、
を備える請求項１の生ゴミ処理装置。
【請求項６】
内側回転体はその回転軸方向に間隙をもって重ねた多数の環状の薄板からなり、薄板の間隙で混合流動体を濾過するものである請求項５の生ゴミ処理装置。
【請求項７】
絞り部は、内側回転体を形成する多数の薄板の間に進入して薄板間に挟まれた生ゴミを外周側へ掘り出しつつ処理槽に導くガイド部材と、このガイド部材の外周面に弾接し、内側回転体によって移送される固形分をガイド部材との間に挟んで絞る絞り部材と、
を備える請求項６の生ゴミ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−８８９６７（Ｐ２０１０−８８９６７Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５８６６８（Ｐ２００８−２５８６６８）
【出願日】平成２０年１０月３日（２００８．１０．３）
【出願人】（０００１４８２４３）株式会社泉精器製作所 (77)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３日（２００８．１０．３）
【出願人】（０００１４８２４３）株式会社泉精器製作所 (77)
【Ｆターム（参考）】
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