JP3513747B2 - 有機廃棄物処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、深夜電力（夜間割
引料金電力）等の特定時間帯に給電される電力を使用し
て、生ごみ等の有機廃棄物を乾燥または発酵処理する有
機廃棄物処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】給食センター、仕出し業、レストラン等
から出される大量の残飯、残菜等の生ゴミを処理する場
合、それらを集めて収容槽に入れ、槽内を加熱し撹拌し
ながら乾燥させ、或は微生物の発酵作用により生ゴミを
発酵させて処理する有機廃棄物処理装置が普及しつつあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の有機廃棄物処
理装置として、例えば特開平５−２５４９７３号公報に
記載されるように、半円筒状の底部を有した横置き形の
収容槽を使用し、収容槽内を加熱する加熱器を設けると
共に、収容槽の底部の略軸中心位置に、回転軸を水平に
支持し、その回転軸に複数の撹拌部材を放射状に取付け
てなる撹拌機構を備えた処理装置が知られている。

【０００４】この種の有機廃棄物処理装置は、給食セン
ター、レストラン等から出される大量の残飯、残菜等の
生ごみを短時間で効率よく処理することが期待され、理
想的には、その日に出された生ごみは、その日の夜間に
処理を完了し、翌日には、新たな生ごみを投入可能な状
態とすることが望まれる。そこで、その日に出された生
ごみをその日の夜間に処理することが検討され、加熱器
の熱源として電気ヒータを使用し、夜間割引料金が設定
される経済的な深夜電力を使用することが検討された。

【０００５】しかしながら、この種の深夜電力は、一般
に給電時間が例えば深夜０時〜朝８時までに設定され、
その時間帯のみに電力が供給される。このため、有機廃
棄物の処理を夜間に完全に自動化して行なおうとした場
合、正確にその給電時間内に処理が完了しないと、朝８
時以降は電力供給が停止されるため、生ごみの処理が不
完全になるだけではなく、自動扉機構や撹拌・排出機構
の動作が不完全位置で停止するため、次の日の生ごみの
投入もできなくなるという問題があった。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、深夜電力を使用して、確実に効率よく経
済的に有機廃棄物を処理することができる有機廃棄物処
理装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このために、本発明の有
機廃棄物処理装置は、有機廃棄物を収容槽内に投入し、
収容槽を加熱しながら、収容槽内に配置した撹拌機構を
駆動して有機廃棄物を撹拌し、乾燥または発酵処理する
有機廃棄物処理装置において、収容槽の底部外側を包囲
する加熱室内に配設された電気ヒータと、加熱室内から
吸引した空気を収容槽内に吹き込むためのブロワと、撹
拌機構の回転軸に連係された正転・逆転駆動用の撹拌モ
ータと、収容槽の底部に設けた排出口を自動的に開閉す
る自動扉機構と、撹拌機構の回転軸の周囲に設けられ、
一方向の回転により槽内の有機廃棄物を排出口に向けて
搬送する複数の撹拌羽根と、深夜電力の給電を受けて、
電気ヒータ、ブロワ、撹拌モータ、及び自動扉機構を制
御・駆動する運転制御装置と、を備え、運転制御装置に
は、有機廃棄物を収容槽に投入した後、オン操作する電
源スイッチと、給電時にカウントを開始し処理時間をセ
ットする第一タイマーと、第一タイマーの限時動作時に
カウントを開始し処理を終えた有機廃棄物を収容槽から
排出するための排出時間をセットする第二タイマーとが
設けられ、第一タイマーと第二タイマーの設定時間を加
算した時間が深夜電力の給電時間未満に設定され、深夜
電力の給電時刻になると同時に第一タイマーがカウント
を開始し、第一タイマーのカウントの開始時に電気ヒー
タ、ブロワ、及び撹拌機構を起動させ、第一タイマーの
限時動作時に該電気ヒータ、ブロワを停止させ、第二タ
イマーのカウントの開始時に、自動扉機構を開動作させ
ると共に、撹拌機構を動作させて有機廃棄物の排出を開
始し、第二タイマーの限時動作時に、撹拌機構を停止さ
せると共に、排出口の自動扉機構を閉動作させることを
特徴とする。

【０００８】

【作用】この有機廃棄物処理装置は、収容槽内に生ゴミ
等の有機廃棄物を投入し、電源スイッチをオン操作して
深夜電力の給電を待つ。深夜電力の時間帯に入り給電が
スタートすると、第一タイマーがカウントを開始すると
共に、電気ヒータ、ブロワ、及び撹拌機構が起動し、撹
拌機構の撹拌羽根により収容槽内の有機廃棄物を撹拌し
ながら収容槽内に熱風を吹き込み、収容槽内を予め設定
した温度付近に保持しながら、有機廃棄物を乾燥させ
る。

【０００９】撹拌機構の回転軸は、モータ駆動により一
定時間毎に正転と逆転を繰り返し、その回転に伴なう複
数の撹拌羽根の撹拌作用によって、塊状の有機廃棄物が
良好に粉砕され、槽内の有機廃棄物は徐々に乾燥処理さ
れ、第一タイマーの設定時間が終了するまでに、有機廃
棄物は含水率５〜１０％の粉体になる。

【００１０】そして、第一タイマーの限時動作時、運転
制御装置は、電気ヒータ及びブロワの運転を停止して乾
燥処理を終了し、撹拌機構の回転軸を一方向（排出側）
に連続回転させ、自動扉機構の排出扉を開き、第二タイ
マーのカウントを開始する。撹拌機構の撹拌羽根の回転
により、槽内の廃棄物は排出口側に送られ、そこの排出
口から槽外に排出される。そして、第二タイマーの限時
動作時に、撹拌機構が停止すると共に、自動扉機構の排
出扉が閉鎖され、運転を終了する。第一タイマーと第二
タイマーの設定時間を加算した時間は、深夜電力の給電
時間より少なく設定されるため、深夜電力の給電時間帯
に確実に全ての処理を終了し、次回の生ごみの投入に備
えることができる。

【００１１】

【００１２】また、撹拌機構の撹拌羽根の回転軸に対向
して撹拌羽根の停止位置を検出する停止位置検出器を設
け、収容槽の投入口の非真下位置に撹拌羽根が達した
時、撹拌羽根を停止させる撹拌羽根停止制御手段を設け
れば、収容槽内の投入口の真下に撹拌羽根が停止して生
ごみの投入を邪魔することがなく、生ごみ等の有機廃棄
物の投入を常に良好に行なうことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は有機廃棄物処理装置の正面
図を、図２はその右側面図を、図３、図４はその断面図
を示している。生ごみ等の有機廃棄物を入れる収容槽１
は横置き形に形成され、金属板によって矩形箱形に形成
された本体部の下側に、半円筒状の底部が設けられ、そ
の底面は円筒の半周面形状をなしている。収容槽１の上
部に有機廃棄物を投入するための投入口と投入ハッチ２
が設けられ、底部の正面側に排出口４が形成され、排出
口４には排出扉４１を備えた自動扉機構４０が設けられ
る。

【００１４】図１に示すように、排出口４の外側に左右
スライド可能な排出扉４１が設けられ、排出扉４１の上
方には、コイルばね４２を介して駆動軸としてラック４
３が連結され、ラック４３は電動機４５により駆動され
るピニオン機構４４に挿入される。電動機４５の作動に
よりピニオン機構４４を介してラック４３が左右横方向
に移動し、コイルばね４２を介して排出扉４１が左右に
スライドし開閉される。

【００１５】コイルばね４２は、ラック４３側に固定さ
れたばね座４３ａと扉側のばね座４１ａとの間に装着さ
れ、ラック４３は扉側のばね座４１ａの孔に摺動可能に
挿入される。ラック４３の上下動はコイルばね４２を介
して扉４１に伝わり、扉と排出口４との間に異物が入り
排出扉４１が途中でロックされても、電動機４５はラッ
ク４３を所定の行程だけ動かし停止するようにし、焼き
付けを防止する。ラック４３の端部に対向して、扉の閉
鎖時にオンするリミットスイッチ４６と開放時にオンす
るリミットスイッチ４７が配設される。

【００１６】さらに、収容槽１の下側に、その底部を下
から包囲するように加熱室６が形成される。加熱室６の
左側部には連通孔７が形成され、収容槽１の左側の側壁
５の外側に吸気通路８が縦に形成され、吸気通路８の上
部に吸気口９が開口する。収容槽１および加熱室６の周
囲は、断熱材を入れた断熱壁によって包囲され、収容槽
１内の上部には、加熱された空気を槽内に吹き込む吹込
みダクト１３が接続される。吹込みダクト１３にはブロ
ワ１４の吐出側が接続され、ブロワ１４の吸入側は、図
２、図４のように、通気ダクト１２を介して加熱室６の
右側壁つまり吸気通路８が接続される連通孔７側の反対
側の側壁に接続される。

【００１７】加熱室６内には加熱源として、電気ヒータ
１０が配設される。この電気ヒータ１０の熱は、収容槽
１の半円筒状の底部に直接放射されて収容槽１を加熱す
ると共に、加熱室６内の空気を加熱する。したがって、
ブロワ１４の運転により、通気ダクト１２を介して加熱
室６内の空気が吸引され、その吸引により吸気口９、吸
気通路８、連通孔７を通して外気が加熱室６内に吸気さ
れ、加熱室６内の空気は電気ヒータ１０により加熱さ
れ、通気ダクト１２、ブロワ１４、吹込みダクト１３を
通して、収容槽１内に吹き込まれる。収容槽１上部に、
自然排気を行う排気ダクト１１が設けられ、ブロワ１４
による空気吹き込みによって正圧となった槽内から排気
ダクト１１を通して、水蒸気や空気が排気される。

【００１８】さらに、収容槽１の内部には、有機廃棄物
の撹拌機構３０が配設される。この撹拌機構３０は、回
転軸３１を収容槽１内下部の軸中心位置に水平に支持さ
せ、回転軸３１の周囲にロッドを、図３、４に示すよう
に、０°と１８０°の位置に取り付け、各対のロッドを
軸方向に所定の間隔をおいて並設し、それら各ロッドの
先端に撹拌羽根３２をＴ字状に取付けられて構成され
る。撹拌羽根３２は、一方向の回転時に槽内の廃棄物を
排出口４付近に送るように、回転軸３１に対し僅かに曲
げてまたは傾斜して取付けられる。

【００１９】回転軸３１は、その端部に固定したスプロ
ケット３６がチェーン３５を介して撹拌モータ３３に連
係され、この撹拌モータ３３により回転・駆動される。
撹拌モータ３３は後述の運転制御装置２０により一定時
間毎に正転・逆転を繰り返すように駆動・制御される。
また、回転軸３１の端部外周に突設したピンに対向して
停止位置検出器３４が設けられる。撹拌機構３０の撹拌
羽根３２の停止位置は図３に示すように、投入口の真下
に位置しないように略水平位置に設定され、その停止位
置を電気的に検出するために、リミットスイッチ等の停
止位置検出器３４が回転軸３１の端部に設けたピンに対
向して設けられる。収容槽１内の有機廃棄物の温度を検
出する温度センサ２３が槽の側壁５に取り付けられる。

【００２０】また、収容槽１内の上部に、その上部空間
における排気口側と吹き込み側を縦に仕切るように仕切
板２７が取付けられている。この仕切板２７は、排気ダ
クト１１の開口部と吹込みダクト１３との間に設けられ
る。

【００２１】図５は電気制御系のブロック図を示してい
る。運転制御装置２０は、例えば汎用のシーケンサから
構成され、少なくとも運転時間をセットする第一タイマ
ー２１と第二タイマー２２を内蔵する。第一タイマー２
１はここでは７時間にセットされ、第二タイマー２２は
５０分間にセットされる。ブロワ１４、撹拌機構３０の
撹拌モータ３３、及び自動扉機構４０の各モータは運転
制御装置２０に接続され、制御駆動される。

【００２２】さらに、運転制御装置２０には、停止位置
検出器３４が撹拌機構３０の撹拌羽根３２の停止位置を
決定するために接続され、槽内の加熱温度を制御するた
めに温調器２４が接続される。温調器２４には温度を設
定する温度設定器が内蔵され、電気ヒータ１０が接続さ
れると共に、収容槽１の底部側壁に設けた温度センサ２
３が接続される。温調器２４は温度センサ２３が検出す
る収容槽１の温度が設定温度となるように電気ヒータ１
０の通電を制御する。

【００２３】運転制御装置２０の制御プログラムは、概
略的には、電源投入と共に、第一タイマー２１のカウン
トをスタートさせると共に、撹拌機構３０、ブロワ１
４、及び電気ヒータ１０を起動し、有機廃棄物の処理を
開始する。そして、撹拌機構３０の撹拌羽根３２を一定
時間毎に正転・反転を繰り返すように制御し、第一タイ
マー２１の限時動作時つまり７時間後に電気ヒータ１０
とブロワ１４を停止し、撹拌機構３０を排出運転に切り
替え、第二タイマーのカウントをスタートさせ、自動扉
機構４０を開動作させる。そして、５０分後の第二タイ
マー２２の限時動作時に、撹拌機構３０を停止し、自動
扉機構４０を閉動作させるように構成される。運転制御
装置２０の電源は、深夜電力（夜間割引料金電力）用の
給電設備に接続される。

【００２４】次に、上記構成の有機廃棄物処理装置の動
作を図６のタイミングチャートを参照して説明する。有
機廃棄物（生ごみ）は、処理装置の収容槽１内に上部の
投入ハッチ２を開いて投入する。このとき、収容槽１内
の撹拌機構３０の撹拌羽根３２は、図３の実線で示すよ
うに、投入ハッチ１２（投入口）の真下ではなく略水平
位置で停止しているので、撹拌羽根３２が投入の邪魔に
なることはなく、有機廃棄物を良好に槽内に投入するこ
とができる。有機廃棄物を投入した後、投入ハッチ２を
閉じ、運転制御装置２０の電源スイッチをオンにしてお
く。

【００２５】図６に示すように、所定の時刻（深夜０
時）になると、深夜電力の給電が開始され、運転制御装
置２０が動作を開始し、撹拌機構３０が起動して撹拌羽
根３２を一定時間毎に正転・反転を繰り返し、ブロワ１
４が起動して加熱室６の空気を収容槽１内に吹き込むと
共に、電気ヒータ１０に通電して発熱動作させ、加熱室
６内を加熱する。また、第一タイマー２１のカウントが
スタートする。

【００２６】処理装置の運転中、撹拌機構３０は撹拌羽
根３２を一定時間（例えば２０秒〜６０秒）毎に正転・
逆転させ、槽内の有機廃棄物を撹拌する。電気ヒータ１
０は通電により発熱し、その放射熱により収容槽１の底
部が加熱されると共に、加熱室６内の空気も加熱され
る。ブロワ１４の運転により、加熱室６の加熱空気が通
気ダクト１２を通して吹込みダクト１３に送られ、そこ
から収容槽１の上部に加熱空気が吹き込まれる。収容槽
１内は例えば約７０℃〜９０℃に加熱される。

【００２７】収容槽１内の有機廃棄物は、撹拌されなが
ら加熱され、内部の蒸気を発散させて、乾燥していく。
加熱室６には、吸気口９、吸気通路８を通して外気が入
るが、吸気通路８の側壁５が収容槽１の側壁であって加
熱されているから、外気がそこを通過する際に加温さ
れ、加温された空気が加熱室６に吸引される。

【００２８】このため、加熱室６には冷気ではなく加温
された空気が吸引され、加熱室６で空気は効率よく加熱
され、収容槽１内に吹き込まれる。また、電気ヒータ１
０の放射熱が収容槽１の底部に伝導され、収容槽１はそ
の底部の伝導熱によっても加熱されるから、加熱効率は
高く、経済的に運転される。電気ヒータ１０は温調器２
４によって制御され、温度センサ２３によって検出され
た収容槽１底部の温度が予め設定した温度になるように
オンオフ制御される。

【００２９】ブロワ１４の運転により、加熱空気が収容
槽１内に吹き込まれるため、槽内は正圧となり、撹拌さ
れた有機廃棄物から蒸発した水蒸気は、排気ダクト１１
から効率よく外部へ排気され、収容槽１内の有機廃棄物
の含水率は徐々に低下していく。

【００３０】このように、電気ヒータ１０、ブロワ１
４、撹拌機構３０が運転されることにより、収容槽１内
は７０℃〜９０℃に加熱され、収容槽１内の有機廃棄物
から発生した水蒸気は、排気ダクト１１から排気され、
槽内の有機廃棄物は徐々に乾燥し、７時間経過後にはそ
の含水率が約５％〜１０％にまで低下し、粉体となって
いく。

【００３１】そして、第一タイマー２１のセット時間
（７時間）が経過すると、限時動作により、電気ヒータ
１０が停止すると共にブロワ１４が停止し、自動扉機構
４０が動作して排出扉４１を開き、撹拌機構３０がその
撹拌羽根３２を排出のための一方向にのみ回転させる。
同時に、第二タイマー２２のカウントが開始する。自動
扉機構４０の排出扉４１が開放され、撹拌羽根３２が一
方向に回転して、槽内の有機廃棄物を右側に送るように
動作し、開放状態にある収容槽底部の右側に位置する排
出口４から、乾燥され粉体となった有機廃棄物が徐々に
排出される。

【００３２】この排出運転は、第二タイマー２２の設定
時間（５０分）だけ行なわれ、第二タイマー２２の限時
動作時、撹拌機構３０が動作を停止し、自動扉機構４０
が閉動作を行ない、その排出扉４１を閉鎖する。この撹
拌機構３０の停止時、回転軸３１の端部のピンが停止位
置検出器３４をたたき、撹拌羽根３２が水平位置になっ
た時、停止し、撹拌羽根３２は常に投入口の非真下位置
に停止する。

【００３３】これで、処理装置の収容槽１内は空の状態
に戻り、撹拌機構３０の撹拌羽根３２は、有機廃棄物の
投入が容易な水平位置で停止し、自動扉機構４０はその
排出扉４１を閉鎖して、再び有機廃棄物を投入可能な状
態に戻る。この時点は略７時５０分であるから、その後
暫くして、深夜電力の給電終了の時刻（８時）を迎え、
給電が遮断される。

【００３４】このように、特定の時間帯のみ給電される
安価な深夜電力を使用して、有機廃棄物の乾燥処理を効
率良く行なうことができ、深夜電力の給電が停止する前
に、撹拌機構３０の回転羽根３２が投入可能な水平位置
で停止すると共に、自動扉機構４０が排出用の排出扉４
１を閉鎖状態に戻すから、給電が停止した後、何時で
も、有機廃棄物を投入可能な状態に装置を復帰させるこ
とができ、次の日の生ごみを投入し、経済的な深夜電力
を使用して、毎日、生ごみ等の有機廃棄物を乾燥処理す
ることができる。

【００３５】また、この処理装置は、電気ヒータを使用
して加熱室及び収容槽を加熱し、有機廃棄物を乾燥処理
するが、加熱室内に吸引する外気を収容槽の側壁の熱で
加熱された吸気通路を通して吸引し、また、収容槽内を
加熱空気と底部熱伝導で加熱するため、効率よく経済的
に有機廃棄物を乾燥処理することができる。

【００３６】なお、上記実施例では、排出口、自動扉機
構を収容槽の底部の正面側に設けたが、排出口、自動扉
機構をその底部の側面側に設けることもできる。また、
乾燥処理の他、有機廃棄物の発酵処理を行なうこともで
きる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の有機廃棄
物処理装置によれば、第一タイマーを使用して、電気ヒ
ータ、ブロワ、撹拌機構の運転を制御し、第二タイマー
を使用して自動扉機構と撹拌機構による排出運転を制御
し、第一タイマーと第二タイマーの設定時間を加算した
時間を深夜電力の給電時間未満に設定するから、給電が
停止するまでに、全ての処理動作を完了し、自動扉機構
の排出扉を閉じて、有機廃棄物を投入可能な状態に装置
を確実に復帰させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す有機廃棄物処理装置
の正面図である。

【図２】同処理装置の右側面図である。

【図３】図１の III− III断面図である。

【図４】図２のIV-IV 断面図である。

【図５】電気制御系のブロック図である。

【図６】処理装置の動作を示すタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１−収容槽、 ４−排出口、 ６−加熱室、 ８−吸気通路 １０−電気ヒータ １１−排気ダクト １４−ブロワ ２０−運転制御装置 ２１−第一タイマー ２２−第二タイマー ３０−撹拌機構、 ３２−撹拌羽根、 ４０−自動扉機構 ４１−排出扉

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機廃棄物を収容槽内に投入し、該収容
   槽を加熱しながら、該収容槽内に配置した撹拌機構を駆
   動して該有機廃棄物を撹拌し、乾燥または発酵処理する
   有機廃棄物処理装置において、 前記収容槽の底部外側を包囲する加熱室内に配設された
   電気ヒータと、 該加熱室内から吸引した空気を前記収容槽内に吹き込む
   ためのブロワと、 前記撹拌機構の回転軸に連係された正転・逆転駆動用の
   撹拌モータと、 前記収容槽の底部に設けた排出口を自動的に開閉する自
   動扉機構と、 前記撹拌機構の該回転軸の周囲に設けられ、一方向の回
   転により槽内の有機廃棄物を排出口に向けて搬送する複
   数の撹拌羽根と、 深夜電力の給電を受けて、該電気ヒータ、該ブロワ、撹
   拌モータ、及び該自動扉機構を制御・駆動する運転制御
   装置と、 を備え、 該運転制御装置には、有機廃棄物を該収容槽に投入した
   後、オン操作する電源スイッチと、給電時にカウントを
   開始し処理時間をセットする第一タイマーと、該第一タ
   イマーの限時動作時にカウントを開始し処理を終えた有
   機廃棄物を収容槽から排出するための排出時間をセット
   する第二タイマーとが設けられ、 該第一タイマーと該第二タイマーの設定時間を加算した
   時間が深夜電力の給電時間未満に設定され、該深夜電力
   の給電時刻になると同時に該第一タイマーがカウントを
   開始し、該第一タイマーのカウントの開始時に前記電気
   ヒータ、ブロワ、及び撹拌機構を起動させ、該第一タイ
   マーの限時動作時に該電気ヒータ、該ブロワを停止さ
   せ、該第二タイマーのカウントの開始時に、前記自動扉
   機構を開動作させると共に、該撹拌機構を動作させて有
   機廃棄物の排出を開始し、該第二タイマーの限時動作時
   に、該撹拌機構を停止させると共に、前記排出口の自動
   扉機構を閉動作させることを特徴とする有機廃棄物処理
   装置。
2. 【請求項２】 前記撹拌機構の撹拌羽根の回転軸に対向
   して該撹拌羽根の停止位置を検出する停止位置検出器が
   設けられ、該収容槽の投入口の非真下位置に撹拌羽根が
   達した時、該撹拌羽根を停止させる撹拌羽根停止制御手
   段が設けられたことを特徴とする請求項１記載の有機廃
   棄物処理装置。