JP2000202413A

JP2000202413A - 生ごみ処理装置

Info

Publication number: JP2000202413A
Application number: JP11007163A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kurosawa; 渉二黒沢; Masafusa Karasawa; 正房唐澤; Hiroshi Hatayama; 宏籏山; Hiroaki Hasegawa; 裕晃長谷川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2000-07-25
Also published as: TW424005B

Abstract

(57)【要約】【課題】可及的に短時間で生ごみを分解・消滅（減量
化）処理することができて処理効率を大幅に向上させる
と共に、大きな塊の生ごみであっても簡単に微細化で
き、しかも、操作も容易である生ごみ処理装置を提供す
ること。【解決手段】生ごみや母材を収容するボックス状の処
理槽１を設け、該処理槽内の底部側にほぼ平行に間隔を
おいて互いに反対方向に回転可能とした２本の回転軸２
ａ，２ｂを設置し、該回転軸のそれぞれに軸から半径方
向に延びる切断刃３を軸方向に複数本固着すると共に、
各回転軸の軸方向にそってらせん状に前記切断刃の先端
を結ぶ如くして２条の帯状攪拌刃４を固着して、内容物
を良好な状態で攪拌、切断及び廻流せしめ、迅速かつ効
率的な生ごみの分解・消滅を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生ごみを迅速に分
解しかつ臭気の発生を極力少なく抑えて、生ごみの大幅
な減量化を図ることができる生ごみ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、家庭外で排出される生ごみとし
ては、レストラン、食堂、外食産業、学校給食等の調理
場から出る生ごみがほとんどであるが、これらは公共施
設において焼却処分或いは廃棄処分されていた。しか
し、環境保護や処理スペースの問題から、年々処理費が
高騰し、単純な外部委託処分は困難になってきており、
その結果、生ごみ発生源において自ら処理する趨勢にあ
る。

【０００３】通常の生ごみ処理形態としては、発酵槽
内を微生物が活性化しやすい状態にして、加温・攪拌し
ながら生ごみを微生物分解させ、処理品を有機肥料や土
壌改良効果のある特殊肥料として利用する、発酵型処理
方式、生ごみをおがくずやコーヒー粕等の菌床を充填
した槽内に投入し、攪拌しながら、生ごみの殆どを完全
に分解して、水と炭酸ガスにする、分解消滅型処理方
式、が知られており、徐々にいずれかの方式が採用され
つつある。特に、の分解消滅型処理方式は、生ごみを
実質的に消滅させる（１００％ではないが、かなりの量
を減量することができる）ことから、近年推奨されてお
り、本発明もこのタイプの処理装置の改良を提供しよう
とするものである。

【０００４】従来の分解消滅型の生ごみ処理装置は、例
えば、処理槽内にほぼ水平の回転軸を設け、該回転軸に
対し垂直に複数の攪拌棒を固定し、回転軸の回転に伴っ
て槽内に充填したおがくずやコーヒー豆滓と生ごみを前
記プロペラ式の攪拌棒で攪拌する構造のものが知られて
いる。一方、内容物の送りを考慮してスクリュー式の攪
拌装置も考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のプロペラ式の生ごみ処理装置では、断面が円筒
形の処理槽であっても、攪拌効果が不十分であり、分解
処理反応が終了するのに２４時間以上も要し、処理効率
の点で満足のゆくものではなかった。他方、直方形の処
理槽では、デッドスペースが生じてそこに位置する内容
物は攪拌されず、処理が進行しない。また、スクリュー
式の攪拌装置は、内容物を前方に押しやるだけで、攪拌
効果は期待できなかった。

【０００６】また、従来装置では、処理装置に切断機能
がついていないことから生ごみを余り微細化できないた
め、粗大な塊の生ごみは事前に一定の大きさに破砕する
必要があり、操業面からも必ずしも使いやすいものでは
なかった。さらに、処理時間が長いためそれだけ臭気の
発生が多くなり、この臭気を取り除くためには別途脱臭
機の設置が必要とされ、それだけ装置面での負担も大き
かった。

【０００７】本発明は、このような従来の処理装置の問
題点を改良するべくなされたもので、可及的に短時間で
生ごみを分解・消滅（減量化）処理することができて処
理効率を大幅に向上させると共に、大きな塊の生ごみで
あっても簡単に微細化でき、しかも、操作も容易である
生ごみ処理装置を提供することを目的とする。また、本
発明は、生ごみのほぼ完全な分解消滅処理に関して本発
明者らが長年の実験研究の結果、開発した特殊な「触
媒」を混入させる場合に、特に有効な処理装置を提供す
ることを別の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明請求項１に係る生ごみ処理装置は、生ごみや
母材を収容するボックス状の処理槽を設け、該処理槽内
の底部側にほぼ平行に間隔をおいて互いに反対方向に回
転可能とした２本の回転軸を設置し、該回転軸のそれぞ
れに軸から半径方向に延びる切断刃を軸方向に複数本固
着すると共に、各回転軸の軸方向にそってらせん状に前
記切断刃の先端を結ぶ如くして２条の帯状攪拌刃を固着
したことを特徴とする。２本の隣り合う回転軸の回転方
向は、２軸間にある内容物を下方から上方に向って巻き
上げて盛り上げ部を形成するように、軸方向からみて右
方の軸が時計周り方向、左方の軸が反時計周り方向とす
る。

【０００９】また、本発明の請求項２に係る生ごみ処理
装置は、上記請求項１の処理槽中の上部に、槽内温度と
の関係で結露を生じさせる冷却部を設けると共に、結露
によって生じた水滴を集める集水樋を冷却部に付設し、
該集水樋に、集めた水滴を排出する排水管を連設したこ
とを特徴とする。結露を生じさせるためには、冷却部は
槽内温度と５℃以上の温度差を維持させることが必要で
ある。

【００１０】本発明の請求項３では、上記した２条の帯
状攪拌刃は、軸を挟んで互いに対向した位置にあり、か
つ、互いに反対側の一端を欠損した形状としたことを特
徴とする。この欠損部の存在が回転軸の回転と相俟って
内容物の盛り上がりとその移動を促進する。

【００１１】さらに、本発明の請求項４では、１条の帯
状攪拌刃を保持する切断刃は、軸方向からみて両端部側
の切断刃がほぼ１８０°の位置関係にあることを特徴と
する。また、本発明の請求項５では、上記した切断刃
は、中間で捩ってあり、回転軸側の切断刃の取付け角度
が軸に対し２０°〜８０°で、攪拌刃側の切断刃の取付
け角度が軸に対し５°〜４５°であることを特徴とす
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施形
態例に基づいて説明する。図１は本発明に係る生ごみ処
理装置の１例を示すもので、生ごみや母材等の内容物を
収容するボックス状の処理槽１と、該処理槽１内の底部
側に軸受けを介してほぼ平行に間隔をおいて設置した２
本の水平回転軸２ａ，２ｂと、該回転軸２ａ，２ｂのそ
れぞれに軸から半径方向に延びかつ軸方向に間隔をおい
て固着した複数本の切断刃３と、各回転軸２ａ，２ｂの
軸方向にそってらせん状に前記切断刃の先端を結ぶ如く
固着したそれぞれ２条の帯状攪拌刃４とから構成され
る。

【００１３】処理槽１は、剛性のある金属板等にて形成
され、上部には開閉自在な蓋部（図示せず）が取付けら
れ、一方の側部には回転軸２ａ，２ｂの回転を行うため
の駆動部が配置され、かつ処理槽１の底部は、軸方向か
らみて攪拌刃４の回転軌跡に対応して隣り合う２つの円
弧を有する円筒形状に形成され、実質的に底部で２槽に
分かれている。また、処理槽１の底部には図示していな
いが、内容物６の処理に際し、槽内を最適な分解状態に
維持するための適当な温度調整機能付き加熱機構が内蔵
されている。回転軸の駆動部としては、２本の水平回転
軸２ａ，２ｂを互いに反対方向に任意の速度で回動し得
るものであれば、いかなる形式のものでもよく、例え
ば、回転軸２ａ，２ｂをそれぞれ独立に減速機を介して
駆動モータ５にて回動するか、もしくは１個の駆動モー
タとギア機構にて同期させて両回転軸を回動してもよ
い。

【００１４】なお、回転軸２ａ，２ｂの回転方向は、図
１（ｂ）の側面図からみて、右回転軸２ａが時計周り方
向、左回転軸２ｂが反時計周り方向というように、両軸
間にて下方から上方に向って内容物が盛り上がるように
することが必要である。また、両回転軸２ａ，２ｂ間の
間隔は、相互の攪拌刃が接触しない程度に近接させて配
置することが好ましい。

【００１５】図２は、切断刃３及び攪拌刃４を有する一
方の回転軸２ａ（２ｂについても同一）を示すもので、
軸の径方向に設けた切断刃は、軸方向に２列にわたって
一定の軌跡に沿って配列されており、各列の切断刃の先
端を１条のらせん状攪拌刃が結んでいる。即ち、一方の
切断刃３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ（全て同一高さ）
の先端は一方の攪拌刃４−１に、他方の切断刃３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ（全て同一高さ）の先端は他方の
攪拌刃４−２によって結ばれており、図３に示す如く、
各列の端部側の切断刃３Ａと３Ｅ、切断刃３ａと３ｅと
は相互に約１８０°ずれた位置関係となっており、その
間の切断刃は適宜の角度配分（不等角度或いは等角度）
で、しかも、各列の切断刃３Ａ〜３Ｅと切断刃３ａ〜３
ｅとは互いに軸を挟んで対向して配置されている。した
がって、切断刃を結ぶ各条の攪拌刃４−１，４−２も、
その巻き数（うねり数）も一定で大体１８０°（１５０
°〜１９０°の範囲でもよい）となり、軸方向からみて
対向する半円となっている。

【００１６】切断刃３は、主として内容物（特に生ご
み）の細断の機能を果たすためのものであるが、勿論、
内容物の攪拌作用も発揮すると共に、その回転により内
容物の槽内における廻流にも寄与するものである。特
に、図４に示す如く、１本の切断刃３を中間で逆方向に
捩った形に形成しており、回転軸側の切断刃３′は軸に
対し２０°〜８０°の角度範囲αで、攪拌刃側の切断刃
３″は軸に対し５°〜４５°の角度範囲βで傾斜させて
おくことが、切断刃の働き、生ごみの細断や廻流作用を
発揮する上で望ましい。即ち、内容物は回転軸の近くの
傾斜角度の急な切断刃３′で切断されると同時に、傾斜
角度の緩い切断刃３″によって回転軸の直角方向に押し
やられて、内容物が攪拌刃４と接触しやすくなり、廻流
効果を助長する。切断刃３′，３″の最適な傾斜角度
は、それぞれ約４５°、約１５°である。なお、図４で
は便宜上１本の切断刃３の両端面の形を３′，３″とし
て表している。また、一方の軸に対する切断刃の傾斜
は、他方の軸に対する切断刃の傾斜と同一方向になるよ
うにしている。

【００１７】他方、攪拌刃４は、主として処理槽１内の
内容物を攪拌することを狙いとしているが、勿論、内容
物の切断（剪断）作用も発揮すると共に、その回転、特
に前記した回転する切断刃との相乗作用により内容物の
槽内における廻流にも寄与する。特に、内容物の槽内に
おける廻流を効果的に発生させるために、２条の攪拌刃
４−１，４−２は、図２に示すように、それぞれ反対側
の一端を欠損させている。即ち、軸本体の左端Ｗ₁と切
断刃３ａの間ｘ及び右端Ｗ₂と切断刃３Ｅの間ｙに、一
定の距離をとってその部分には攪拌刃（勿論、切断刃
も）を設けていない。

【００１８】この攪拌刃４の欠損箇所と両回転軸の反対
方向の回転、更には切断刃及び攪拌刃の働きにより、内
容物（母材＋生ごみ＋触媒）は、図１（ｂ）に示すよう
に、回転軸間で盛り上がる。この盛り上がり部は、回転
軸の回転速度が遅いと６ａの如く低い山形となり、回転
速度が早いと６ｂの如く高い山形となる傾向にある。本
発明では該盛り上がり部はある程度高いことが必要であ
り、例えば、図１（ｂ）で盛り上がり部の山裾の位置と
回転軸心を通る水平面との距離ｈが、攪拌刃４の半径の
１／３以上であることが望ましい。このような高さを維
持するためには回転軸の回転速度は３〜９rpm の範囲が
最適であり、この速度範囲によって内容物は円筒状の二
つの槽間を循環し廻流することになる。

【００１９】内容物（母材＋生ごみ＋触媒）６の流れを
図５の平面模式図に示す。槽内に投入された内容物は、
２個の回転軸の切断刃及び攪拌刃（図５で模式的に示し
ている）が同方向でかつ互いに反対方向に回転するた
め、図５の矢印Ａ，Ｂの如く、槽内中央部で正逆二つの
流れが生じ、中央の盛り上がり部もＡとＢの逆方向の流
れから構成される。内容物は一方の槽から他方の槽へと
廻流する。なお、内容物６の動きを上下方向からみる
と、盛り上がった内容物は、軸方向に平行な側壁１ｂ，
１ｄの沿って進むうち、攪拌刃、切断刃に巻き込まれる
形で下方に移動し、軸に直角な壁１ａ，１ｃの位置では
最下方になり、そこから回転軸間に巻き込まれて再度浮
上する形となる。

【００２０】したがって、本発明では、内容物が２軸間
で一旦盛り上がるため、そこで空気が混入されて酵素が
活性化し、良好な分解状況が得られると共に、処理槽１
の底部は円筒状に形成されているため、上記のような廻
流作用によって、内容物は槽内でデッドスペースを生じ
ることなく、円滑に循環することになり、しかも、その
循環の過程で生ごみの微細化と、母材、生ごみ及び必要
に応じて触媒の混合物の攪拌が行われるから、生ごみの
迅速な分解・消滅（減量化）が促進される。

【００２１】なお、切断刃の数は、攪拌刃（回転軸）の
長短によって増減すればよく、最低限２本であってもよ
い。また、攪拌刃の数は、上記した作用を発揮するため
には２条とすることが必要で、それ以下或いはそれ以上
であっても不適である。また、巻き数（うねり数）は回
転軸の長さに関係なく、１８０°前後に収めることが必
要である。また、切断刃及び攪拌刃の材質としては、ス
テンレス鋼等の金属製とすることが好ましいが、場合に
よっては非金属製としてもよい。

【００２２】次に、本発明の他の実施形態例を図６に基
づいて説明する。処理槽内での生ごみ処理が進行するに
伴い大量の水が発生するが、図６の装置はこの水の合理
的な排出を考慮したものである。すなわち、図６に示す
装置において、ボックス状の処理槽１、２本の回転軸２
ａ，２ｂ、切断刃及び攪拌刃については図１のものと実
質的に同一であるが、底部の２槽に分けた部分を加熱空
間７とし、処理槽１の上部に開閉自在な生ごみ投入扉８
を有する蓋部９を設け、該蓋部９の内側に鋸歯状の冷却
空間１０を形成する。加熱空間７では処理槽内を最適温
度にするため適宜の加熱手段により加熱可能となってお
り、また、冷却空間１０では処理槽内の雰囲気を冷却し
てその表面に結露を生じさせるもので、適宜の冷却手段
を内蔵している。結露を生じさせるためには、原理的に
槽内雰囲気温度と冷却空間との温度差が常に５℃以上を
維持することが必要であり、これを実現させるための制
御機構を冷却手段に付設する。

【００２３】図６において、１１は冷却空間１０の下端
尖頭部や蓋部９の適当な位置に設けた集水樋であり、該
集水樋１１によって結露して垂れてくる水滴を受ける。
また、これらの集水樋１１は、排水管１２等に連設して
おり、集められた水滴を集水樋１１及び排水管１２を経
て槽外に排出するようにしている。なお、各位置の集水
樋１１を１本の排水管１２に集めてもよいし、また、適
宜複数箇所に分けて排出してもよい。図６に示す装置で
は、槽内の水分をほぼ全て結露させて水滴として排出す
ることが可能となるので、臭気はほぼゼロにすることが
できる。

【００２４】処理槽内に入れる母材は、木材チップ（お
がくず）、コーヒー粕、もみ殻等、消滅化微生物（酵
素）が付着しやすい多孔質のものがよい。また、生ごみ
としては、残飯、野菜、魚貝、肉、紙等が対象となる
が、事前に生ごみを細分化する必要はなく、そのまま投
入することができる。

【００２５】なお、本発明では、上記した構造の処理装
置を使用するとともに、酵素に作用してその機能を活性
化させるため、特殊な触媒を併用することが望ましく、
これによって非常な早さで生ごみを消滅させることが可
能となる。即ち、本発明の処理装置では、２軸の反対回
転する回転軸、一部欠損させた攪拌刃、上下で角度を変
えた切断刃を合理的に配置かつ作動させることにより、
内容物に良好な攪拌、切断及び廻流作用を生じせしめ
る。これによって母材に触媒を均一に分散させることが
できる共に、触媒と母材の混合物に投入した生ごみを均
一に分散させることにもなる。また、粗大な塊状の生ご
みを微細化して触媒との接触面積を増大させることもで
きる。その結果、別途、酵素やバクテリアを入れること
なく、好気性微生物を最大限に発生させる環境を処理槽
内に作り出すことができ、これにより可及的に短時間で
生ごみは処理され、分解消滅する。

【００２６】

【実施例】図６に示す処理装置を用いて下記の条件にて
生ごみを処理した。［実験条件］母材原料：おがくず、投入量合計１５０kg 触媒：１０kg 水注入量：５kg 生ごみ：残飯中心、野菜、肉、魚（含水率７４％）、合
計投入量９８kg 処理槽容量：２．２ｍ³ 攪拌刃直径：５００mm 切断刃の数と角度：１条の攪拌刃に５個、α４５°、β
１５° 回転軸の回転速度：６rpm 処理槽温度：約４０℃ 処理槽冷却部温度：約３０℃

【００２７】［結果］まず、１２０kgのおがくずと１０
kgの触媒及び水５kgを処理槽内に投入してから、約３０
分後に生ごみ１０kgを入れ、回転軸を作動させ微生物が
活性化する状態の母材作りを開始する。中間で３０kgの
おがくずを投入し、約２４時間で母材作りを終了する。
次に、適当な間隔で複数回に分けて残りの生ごみ８８kg
を投入した。４時間後に処理槽の運転を停止し、内容物
の計量を行った。処理後の母材量：１１５kg 処理後の生ごみ量：２kg その他の発生物：ＣＯ₂、水１５００cc（結露により水
滴として全て回収し、排水した）臭気：全く発生しなかった。

【００２８】なお、従来のプロペラ式攪拌装置では、上
記の同一条件で分解処理を行ったところ、母材作り後に
生ごみを投入してから、約１０時間後の内容物の計量結
果は、母材量：１１７kg、生ごみ量：５３kgであった。
また、かなりの腐敗臭の発生が認められた。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した本発明に係る生ごみ処理装
置によれば、次のような効果が期待できる。構造上、攪拌、切断及び廻流（循環）機能を効果的に
発揮させることができるため、生ごみの迅速な分解・消
滅（減量化）が可能となり、従来の生ごみ処理機に比較
して大幅に処理効率を向上させることができる。生ごみ中に粗大なものが含まれていても、切断刃によ
り細分化できるため、事前に生ごみを細断する必要はな
く、手間がかからない。短時間で生ごみを分解・消滅し得るので、腐敗臭の発
生が最小限に抑えることができる。また、処理後に発生
する生成物も安全であり、環境を汚染することがない。
特に、特殊な触媒を母材に混合して生ごみを処理する場
合、本発明の処理装置は上記した効果を最大限に達成す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る処理装置の１実施形態例を示すも
ので、（ａ）は処理装置の正面断面図、（ｂ）は側面断
面図である。

【図２】図１に示す装置において用いる、切断刃及び攪
拌刃を設けた１本の回転軸を示す正面図である。

【図３】図２の左側面図である。

【図４】本発明における回転軸と攪拌刃の間に設ける切
断刃の具体例を示す説明図である。

【図５】本発明の処理装置において内容物の流れを模式
的に示した平面図である。

【図６】本発明に係る処理装置の他の実施形態例を示す
側面断面図である。

【符号の説明】

１処理槽２回転軸３切断刃４攪拌刃５攪拌モータ６内容物７加熱空間８生ごみ投入扉９蓋部１０冷却空間１１集水樋１２排水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599007381 長谷川裕晃兵庫県神戸市北区鈴蘭台南町４−７−27 (72)発明者黒沢渉二茨城県高萩市島名字平野665 (72)発明者唐澤正房長野県南安曇郡堀金村烏川783 (72)発明者籏山宏愛知県日進市米野木町広久手26−１ (72)発明者長谷川裕晃兵庫県神戸市北区鈴蘭台南町４−７−27 Ｆターム(参考） 4D004 AA03 CA04 CA15 CA19 CA32 CB02 CB12 CB28 CB31 CB43 CC08 CC09 4D065 CA12 CB07 CC01 DD16 DD22 EB17 ED20 ED32 ED39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生ごみや母材を収容するボックス状の処
理槽を設け、該処理槽内の底部側にほぼ平行に間隔をお
いて互いに反対方向に回転可能とした２本の回転軸を設
置し、該回転軸のそれぞれに軸から半径方向に延びる切
断刃を軸方向に複数本固着すると共に、各回転軸の軸方
向にそってらせん状に前記切断刃の先端を結ぶ如くして
２条の帯状攪拌刃を固着したことを特徴とする生ごみ処
理装置。
【請求項２】処理槽中の上部に、槽内温度との関係で
結露を生じさせる冷却部を設けると共に、結露によって
生じた水滴を集める集水樋を冷却部に付設し、該集水樋
に、集めた水滴を排出する排水管を連設したことを特徴
とする請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項３】２条の帯状攪拌刃は、軸を挟んで互いに
対向した位置にあり、かつ、互いに反対側の一端を欠損
した形状としたことを特徴とする請求項１又は２記載の
生ごみ処理装置。
【請求項４】１条の帯状攪拌刃を保持する切断刃は、
軸方向からみて両端部側の切断刃がほぼ１８０°の位置
関係にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項記載の生ごみ処理装置。
【請求項５】切断刃は、中間で捩ってあり、回転軸側
の切断刃の取付け角度が軸に対し２０°〜８０°で、攪
拌刃側の切断刃の取付け角度が軸に対し５°〜４５°で
あることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載
の生ごみ処理装置。