JP2002059133A

JP2002059133A - 生ごみ処理機

Info

Publication number: JP2002059133A
Application number: JP2000248766A
Authority: JP
Inventors: Jun Kibune; 洵木船; Shunsaku Kokubu; 俊作国分
Original assignee: KOKUBUN NOJO KK; Fukushima Ltd
Current assignee: KOKUBUN NOJO KK; Fukushima Ltd
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】生ごみを効率が良く、短時間に乾燥し、発酵さ
せ、飼料化、堆肥化することができる生ごみ処理機を提
供することにある。また、発酵時に発生する発酵熱を温
水にして熱回収し、熱効率のよい、エネルギーの有効利
用を図ることが可能な生ごみ処理機を提供することを課
題とする。【解決手段】本発明は、生ごみ投入口と排出口とを有す
る発酵槽と、前記発酵槽の内部に設けた攪拌ドラムと、
前記攪拌ドラムの胴体はパイプで構成し、胴体外側の左
右端には回転自在に駆動手段により回転する為に突設し
た主軸と、前記攪拌ドラム内には蒸気を通す穴を穿設し
て、被攪拌物（生ごみ）を多面的に加熱、乾燥する機能
を備えたことを特徴とし、また、当該攪拌ドラムからの
使用済み蒸気をタンクに戻し、タンク内の水を温めるこ
とで熱エネルギーを回収し、蒸気ボイラの熱負荷を軽減
し燃料の消費を節約すると共に、発酵槽内の蒸発熱と発
酵熱、蒸気ボイラの排気ガス等を熱交換器に引き込み、
熱回収して再利用する熱交換手段を備えたことを特徴と
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、一般家庭、学校、
病院、ホテル、企業などの食堂から廃棄される生ごみ、
又は農場、牧場等から発生する糞や生ごみを乾燥、発酵
させ飼料化、堆肥化する生ごみ処理機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭、学校、病院、ホテル、企業な
どの食堂から廃棄される生ごみの多くは、各地方自治体
の生ごみ収集車により収集され、焼却処分されているの
が現状である。そこで、生ごみを有効な資源のひとつと
捉え、家庭内の庭先や空き地にコンポスターを設置して
堆肥をつくり、土に返す生ごみのリサイクル運動が始ま
った。これに応える形で、家庭用の小規模装置から業務
用の大規模装置まで多数の生ごみ処理装置が開発されて
いる。

【０００３】従来の生ごみ処理装置における発酵、堆肥
化方法は、有機性廃棄物である生ごみに、米ぬかなどの
発酵促進剤、籾殻やおがくずなどの水分調整剤、特殊な
発酵菌などを添加混合し、被攪拌物に攪拌器や換気装置
などで空気を通気することにより、発酵菌の生物学的作
用で有機物を適宜に発酵分解し堆肥化している。また生
ごみ処理装置には、発酵菌の生物学的活性を維持するた
めに加熱暖房装置が付加されている。

【０００４】前記加熱暖房装置は、例えば特許出願公開
公報「特開平８−１３２０９７」に記載されているよう
に、発酵槽内の底面部に温水管を配設し、前記温水管に
温水を供給して底面部を温める方法が主流になってきて
いる。そして生ごみを攪拌爪で攪拌して乾燥させる。し
かしながら、底面部を温め攪拌するだけの生ごみ処理装
置では、熱効率が悪くなかなか乾燥しない。水分の多い
生ごみを発酵に最適な乾燥度合にするまで、多くの時間
を要するという問題があった。

【０００５】また、発酵槽内の蒸気熱や被攪拌物が発酵
する際に発生する発酵熱などが回収されておらず、エネ
ルギーの有効利用が図られていないという問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に述べた
問題点に鑑み創案されたもので、生ごみを効率良く、短
時間に乾燥、発酵し、飼料化、堆肥化することができる
生ごみ処理機を提供することにある。また、使用済みの
蒸気や発酵時に発生する発酵熱、さらに蒸気ボイラから
の排気ガスなどの熱を温水として熱回収し、熱効率のよ
い、エネルギーの有効利用を図ることが可能な生ごみ処
理機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する手段
として請求項１に記載された発明では、生ごみ投入口と
排出口とを有する発酵槽と、前記発酵槽の内部に設けた
攪拌ドラムと、前記攪拌ドラムの胴体はパイプで構成
し、胴体外側の左右端には回転自在に駆動手段により回
転するために突設した主軸と、前記攪拌ドラム内には蒸
気を通す穴を穿設して伝熱効果を高め、被攪拌物（生ご
みや糞など）をパイプの全方位で多面的に加熱、乾燥さ
せる機能を備えたことを特徴とする。

【０００８】前記請求項１に記載された発明では、前記
攪拌ドラムはパイプで構成されているため伝熱面積が広
く確保でき、攪拌ドラムの回転でパイプが上部に回った
時、パイプ表面より素早く水分が蒸発する。また、蒸気
熱がパイプを介して被攪拌物に伝わる効率が高く、短時
間で生ごみを乾燥させ、発酵できることを特徴とする。
つまり、温水ジャケットによる底板の加熱に加え、攪拌
ドラムはそれ自体が加熱乾燥機であるため、加熱部であ
るパイプ、仕切り板、攪拌板、さばき板等と被攪拌物と
が接触する伝熱頻度、同じく被攪拌物と接触する伝熱時
間、同じく被攪拌物と接触する伝熱面積等が高く、多面
的同時加熱により乾燥が加速され、乾燥までの時間が大
幅に短縮される。

【０００９】また、請求項２に記載された発明では、当
該発酵槽内に設けた攪拌ドラムからの使用済み蒸気を戻
すタンクを備え、タンク内の水を温めることで熱エネル
ギーを回収し、蒸気ボイラの熱負荷を軽減して燃料の消
費を節約すると共に、発酵槽内の蒸発熱と発酵熱、蒸気
ボイラの排気ガスなどを熱交換器に引き込み、熱回収し
て再利用する熱交換手段を備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載された本発明の生ごみ処理
機は、当該攪拌ドラムを加熱した蒸気熱の熱回収と、発
酵槽内の蒸発熱を熱交換機で、温水にして熱回収し、そ
の温水を発酵槽本体のジャケット内を循環させ再利用す
る熱交換手段を備えて構成されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明実施の
一形態について説明する。図１は本発明の生ごみ処理機
外観を表す斜視図である。図２（ａ）、（ｂ）は発酵槽
と攪拌ドラムの断面図で、図３は発酵槽の半断面図であ
る。図４は本発明の生ごみ処理機本体の左側面図、図５
は配管経路を示した概略構成図である。

【００１２】最初に、図１から説明する。図１は本発明
の外観を表す斜視図で、１は生ごみ処理機である。発酵
槽２は、外観は箱型であるが、内面は底の形状が半円形
で断面がＵ字形を有する鉄板の溶接構造物である。１１
は上蓋で、本体上部フレームに枢設されており、生ごみ
投入の際に開閉する。１０は攪拌ドラムで発酵槽２に搭
載されており、減速装置付きモータ６の動力はチェーン
により伝達され攪拌ドラム１０を回転させる。前記回転
により被攪拌物は加熱、乾燥されながら攪拌される。攪
拌ドラム１０の回転は、連続回転であるが被攪拌物の種
類、工程によっては間欠でもよい。５ａは蒸気ボイラ用
カバーで、蒸気ボイラ５は攪拌ドラム１０へ蒸気を供給
する。熱交換機８は排出される蒸気熱、暖気等を取り込
んで温水に熱回収する。熱回収した温水は、発酵槽本体
の温水ジャケット２３（図２（ａ）に示す）に供給し熱
の再利用を図る。脱臭装置９にはバイオ菌を定着させた
チップ状のものを円筒形に詰めその中を通して脱臭する
が、これに代わる市販の脱臭剤を使用してもよい。

【００１３】次に図２において、攪拌ドラム１０を説明
する。攪拌ドラム１０は面板１２ａと面板１２ｂの外側
中央に突設した主軸１３ａと１３ｂ、面板１２ａと１２
ｂの間に配設した多数のパイプ１４より構成し、すべて
のパイプに蒸気が循環するように面板１２ａ，１２ｂに
は放射線状に穴が穿設され主軸にも穴が穿設されてい
る。この目的は攪拌ドラム１０に蒸気を通すためであ
る。攪拌ドラム１０の両主軸１３ａ、１３ｂは、両端に
設けた軸受部に嵌入し支持される。軸受部は角形ピロー
ブロックである。パイプ１４の配置、間隔、形状、サイ
ズなどはこれに限られるものではなく生ごみの種類によ
って選定される。さらに、仕切り板１５は、中央部に穴
のある円盤状の鋼板からなり、パイプ１４の剛性を高め
ている。

【００１４】図３において、攪拌板１６を３等配に配置
し、さばき板１７を外周側に螺旋状に配置している。攪
拌ドラム１０が回転すると、被攪拌物はさばき板１７の
働きで中央に集められ、仕切り板１５の中央の穴１９か
らあふれ出て反転し、両サイドに移動する。つまり、パ
イプ１４、仕切り板１５、攪拌板１６、さばき板１７等
の働きにより、被攪拌物は、左右、前後に移動と反転を
繰り返しながら攪拌される。また攪拌ドラム自体が加熱
乾燥機であるため、加熱部と被攪拌物との伝熱面積、伝
熱時間、伝熱頻度（接触して熱が伝わる頻度）が高くな
ることから、乾燥が加速され、乾燥までの時間が大幅に
短縮される。

【００１５】図４は生ごみ処理機本体の左側面図であ
る。生ごみ処理機の外観は箱型であるが、内面の底の形
状は半円形を有するＵ字形となっており、攪拌ドラム１
０の回転中心より下部に温水ジャケット２３を配設し、
正面下部に排出口２４を設けている。排出作業は、排出
口２４の扉を開け正転にすることで、堆肥化した被攪拌
物をさばき板１７の働きにより中央に集め、２つの排出
口２４から排出する。

【００１６】続いて、請求項２に関するエネルギーの有
効利用について説明する。図５は配管経路を示した概略
構成図である。本発明の生ごみ処理機１は、発酵槽２
と、タンク３と、ポンプ４ａ、４ｂと、蒸気ボイラ５
と、減速装置付きモータ６と、ブロア７ａ、７ｂと、熱
交換器８と、脱臭装置９とから構成されている。

【００１７】まず、蒸気ボイラ５により得られた蒸気
（１５０〜１７０°Ｃ）は、攪拌ドラム１０を循環し加
熱すると、使用済の蒸気ａはタンク３に戻り、蒸気ボイ
ラ５に送り込まれる冷水を事前に温める。一方、攪拌ド
ラム１０自体から発する熱と、発酵槽２の底面部に設け
た温水ジャケット２３からの熱と、被攪拌物である生ご
みが発酵する際に発する発酵熱とにより発酵槽２の内部
空気は、熱せられ蒸気ｂとなる。この蒸気ｂは熱交換機
８に取り込まれる。さらに、蒸気ボイラ５の燃焼に伴い
発生する排気ガスｃも熱交換機８に取り込まれ熱交換を
行い温水ｄを得る。温水ｄは絶えず熱交換機８内にて熱
の供給を受けながら温水ジャケット２３を循環する。こ
のような回路を構成することによりエネルギーの有効利
用が実現した。

【００１８】エネルギーの有効利用の狙いとしては、熱
の回収、リサイクル度は５０％とするが、運転条件の違
いによる変動は避けられない。今３０００Ｋｇの生ごみ
を発酵、飼料化、堆肥化するとすれば、含水率９０％
で、水分２７００Ｋｇとなる。これを最終的には含水率
１５％以下にするのだから、有機物３００Ｋｇと水分５
３Ｋｇの合わせて３５３Ｋｇとなり、したがって水分２
６４７Ｋｇ（２７００−５３＝２６４７）の蒸発が必要
となる。これを単純に効率も加味して蒸発熱８００Ｋｃ
ａｌ／Ｋｇとすれば、２，１１７，６００Ｋｃａｌのエ
ネルギーが必要となり、灯油換算で２５０Ｌとなる。発
酵熱を有効活用し、余分な熱の回収を行い、無駄を最小
限度に抑えることがこれからの生ごみ処理機に求められ
ている。

【００１９】

【実施例】図１〜図５を参照し、実施例を説明する。ま
ず最初に、上蓋１１を開き、生ごみを投入し、発酵を速
めるために微生物を噴霧する。ここで使用する微生物
は、生命活性液（特開平８−３３２０７５）で、噴霧器
で生ごみ１０Ｋｇ当たり１０ｃｃ噴霧する。冷水は、蒸
気ａにより温められたタンク３からポンプ４ａにより蒸
気ボイラ５に送られ、蒸気ボイラ５で蒸気１５０°Ｃ
（０．５ＭＰａ）〜１７０°Ｃ（０．８ＭＰａ）を得
る。該蒸気は発酵槽２の攪拌ドラム１０に送られ、攪拌
ドラム１０内に穿設した穴を循環し攪拌ドラム１０を加
熱する。減速装置付きモータ６によりチェーンを介して
動力が伝達され、攪拌ドラム１０を回転し、生ごみを攪
拌、乾燥する。攪拌ドラム１０の回転数は、毎分１回転
であるが、生ごみの種類や工程により設定し変更され
る。

【００２０】通常、収集された生ごみの含水率は９０％
前後である。これを微生物の活動に適した発酵状態にす
るには、含水率を７０〜６０％にする必要がある。一旦
発酵状態に入った後は、蒸気ボイラ５の出力を下げ、生
ごみの発酵熱で発酵状態を維持するように熱量を調節す
る。攪拌は連続的に行い、発酵温度は７０〜８０°Ｃと
する。攪拌ドラム１０の回転数は、発酵槽の内部温度に
より変更し効率化をはかる。また発酵し、堆肥化した生
ごみの体積は、丸一日で１／５〜１／１０に減量する。
含水率３０％で発酵が止まった後も、乾燥を続け含水率
１５％の乾燥状態にして終了となる。工程としては乾燥
工程−発酵工程−乾燥工程となり、本発明の生ごみ処理
機を使用することで乾燥工程の大幅な時間短縮が可能で
ある。

【００２１】家畜用の飼料を作る場合、発酵が進むと有
機質が減少し、飼料としての価値がなくなる。この場
合、微生物の噴霧は行わず発酵を抑え乾燥工程のみ行
い、乾燥度は含水率３０％までとする。また、完熟堆肥
化するには、蓄糞等を混合するとよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次に述べる種々の効果を実現することができる。請求項
１に記載の発明に係る生ごみ処理機によれば、１．攪拌装置の構造をドラム型とし、ドラムの胴体をパ
イプ構造とし、その中に蒸気を通すことで、攪拌ドラム
自体を加熱乾燥機としたことにより、乾燥時間を１／２
〜１／３に短縮することができる。２．伝熱効率は、従来の攪拌爪構造と比べて３倍の効率
アップが実現できる。３．伝熱面積が大きく、伝熱時間、伝熱頻度が高いの
で、生ごみの温度上昇が早く、水分の蒸発が早い。４．その結果、発酵のはじまりが早くでき、生ごみの飼
料化、堆肥化が早くできる。また、飼料化、堆肥化物の
乾燥も早くできる。

【００２３】請求項２に記載の発明に係る生ごみ処理機
によれば、１．発酵槽内の蒸気熱を排気側の熱交換器で熱回収する
ことにより、熱のリサイクルが可能である。２．蒸気の潜熱回収となるので、大きな熱量の回収が可
能である。３．蒸気ボイラの燃焼は、使用済み蒸気から熱回収する
ことにより燃料を節約することが可能となる。４．蒸気ボイラの排気ガスも熱交換器を通すことで、大
きな熱量の回収が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による生ごみ処理機の斜視図である。

【図２】（ａ）は発酵槽の断面図、（ｂ）は攪拌ドラム
の半断面図である。

【図３】発酵槽の断面図である。

【図４】生ごみ処理機本体の左側面図である。

【図５】配管経路を示した概略構成図である。

【符号の説明】

１生ごみ処理機２発酵槽３タンク４ａ、４ｂポンプ５蒸気ボイラ５ａ蒸気ボイラ用カバー６減速装置付きモータ７ａ、７ｂブロア８熱交換器９脱臭装置１０攪拌ドラム１１上蓋１２ａ、１２ｂ面板１３ａ、１３ｂ主軸１４パイプ１５仕切り板１６攪拌板１７さばき板（捌き板）１９中央の穴２０制御盤２１カバー２３温水ジャケット２４排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２６Ｂ 11/06 Ｆ２６Ｂ 21/00 Ｚ 21/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＤ (72)発明者国分俊作福島県二本松市舘野四丁目235 国分農場有限会社内Ｆターム(参考） 3L113 AA06 AA07 AB05 AC05 AC16 AC52 AC53 AC54 AC58 AC68 AC73 AC87 BA38 BA39 CA08 CB01 CB24 CB25 CB29 CB34 DA02 DA03 DA10 4D004 AA03 BA04 CA15 CA19 CA42 CA48 CB09 CB28 CB36 CB42 CB43 CC08 DA02 DA06 DA09 4H061 AA03 CC36 CC47 CC55 FF06 GG14 GG16 GG18 GG19 GG43 GG48 GG70

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生ごみ投入口と排出口とを有する発酵槽
と、前記発酵槽の内部に設けた攪拌ドラムと、前記攪拌
ドラムの胴体はパイプで構成し、胴体外側の左右端には
回転自在に駆動手段により回転するために突設した主軸
と、前記攪拌ドラム内には蒸気を通す穴を穿設して、被
攪拌物を全方位で多面的に加熱、乾燥させる機能を備え
たことを特徴とする生ごみ処理機。
【請求項２】前記攪拌ドラムからの使用済み蒸気を戻す
タンクを備え、タンク内の水を温め、熱エネルギーを回
収し、蒸気ボイラの熱負荷を軽減して、燃料の消費を節
約すると共に、発酵槽内の蒸発熱と発酵熱、蒸気ボイラ
の排気ガスなどを熱交換器に取り込み、熱回収して再利
用する熱交換手段を備えた請求項１記載の生ごみ処理
機。