JP3939585B2 - 生ゴミ処理装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、マイクロ波と送風を作用させて生ゴミの水分を除去し、回転羽根の駆動により粉砕して減量化を図るタイプの生ゴミ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の生ゴミ処理装置として、生ゴミが投入される処理槽と、該処理槽の生ゴミにマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、処理槽内の底部で回転し生ゴミを撹拌・切断する回転羽根とを備え、処理槽内に収容した生ゴミを回転しながらマイクロ波と送風を作用させて生ゴミの減量化を図るものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような装置で処理槽内に投入した生ゴミにそのままマイクロ波を作用させると、部分的に焦げたり乾燥不足となりやすいという問題があった。そのため、回転羽根を回転させて生ゴミを撹拌しながらマイクロ波を照射することで、加熱の均一化を図ることも提案されているが、回転羽根を回転させても生ゴミ全体を万遍なくかき混ぜることはできず、逆に生ゴミにご飯が多く含まれている場合には、回転羽根でゆっくりと回転させたとしても水分を含むご飯は練り込まれた状態となり、マイクロ波による処理がしにくくなるという問題を有していた。
そこで本発明は、マイクロ波を万遍なく生ゴミに照射できるようにし、乾燥ムラをなくすことで確実な生ゴミ処理を行うことを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、生ゴミが収容される有底筒状のゴミ容器と、生ゴミにマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、生ゴミに送風する送風ファンと、生ゴミからの排気を吸引する排気ファンと、前記ゴミ容器の底部で回転し生ゴミを撹拌・粉砕する回転羽根と、前記ゴミ容器が着脱される処理槽と、該処理槽の上面を開閉する蓋体とからなる生ゴミ処理装置であって、前記処理槽の底部に回転自在に設けられ前記ゴミ容器の底部に設けられる取付部材をバヨネット結合により着脱自在に係合する係合部材と、該係合部材を回転駆動する容器駆動手段と、前記係合部材を貫通し前記回転羽根が取り付けられるゴミ容器の受動軸と連結する回転軸と、該回転軸を駆動する羽根駆動手段と、前記処理槽の上部に設けられ該処理槽に取り付けられるゴミ容器の上部を支持する支持部材とを備え、前記回転羽根は、前記回転軸の上端に嵌合するボス部と、該ボス部の上面から斜め上方に延びる2枚の上羽根部と、該上羽根部と交差するように配置され、ボス部の上面から斜め下方に延びる2枚の下羽根部とからなり、前記上羽根部と下羽根部における回転方向の先行端にカッター刃を形成したものである。
【0007】
【作用】
本発明によれば、ゴミ容器に処理する生ゴミを収容し、このゴミ容器を処理槽に取り付けて使用される。処理動作がスタートすると、マイクロ波照射装置、送風ファン及び排気ファンが駆動して、ゴミ容器内の生ゴミにマイクロ波と送風が作用する。この加熱作用により、生ゴミから発生する排気は、排気ファンによって外部に排出され、生ゴミの水分が除去される。また、同時に容器駆動モータを駆動させてゴミ容器を回転させる。これにより、マイクロ波照射装置からのマイクロ波が生ゴミに万遍なく作用し、生ゴミから徐々に水分が蒸発して水分除去が行われる。その後、生ゴミから発生する排気の湿度及び温度を監視し、排気温度が所定温度以上の状況で、排気湿度が所定湿度以下に低下すると、生ゴミ中の水分がある程度除去されたと判断して、回転羽根を駆動する羽根駆動モータを駆動させて生ゴミのかき混ぜが行われる。すると、ゴミ同士が結合することなく、ゴミ中に内在した蒸気が取り除かれ、水分除去が促進する。排気される蒸気が数%程度に減少すると、回転羽根を連続的に回転させて乾燥した生ゴミを粉砕して細分化する。この際、回転羽根の回転方向の先行端に設けたカッター刃により乾燥した生ゴミが細かく破砕されることになる。
【0008】
【実施例】
本発明の生ゴミ処理装置の一実施例について説明する。図1は本発明一実施例の生ゴミ処理装置を示す外観斜視図、図2は同装置の正面断面図、図3は側面断面図、図4は平面断面図である。本発明の生ゴミ処理装置は、箱形の本体ケーシング1の内部に、上面を開口した処理槽2と、処理槽2内に着脱されるゴミ容器3と、ゴミ容器3から排出される水分を受ける排水容器4と、ゴミ容器3に収容される生ゴミに対してマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置5と、ゴミ容器3内に送風する送風ファン6と、ゴミ容器3内から排気する排気ファン7と、ゴミ容器3を回転する容器駆動モータ8と、ゴミ容器3内の回転羽根9を回転する羽根駆動モータ10とを備え、ケーシング1の上面に、処理槽2の上面開口を開閉する蓋体11と、操作パネル12を露出した操作ボックス13を備え、ケーシング1の前面下部に、開閉自在の前面扉14を備え、ケーシング1の底面に移動用キャスター15を備えている。つまり、ゴミ容器内の生ゴミに対し、マイクロ波照射・送風・攪拌・切断の作用を与え、減量化を図るタイプの装置である。以下、各部の構成について詳細に説明する。
【0009】
処理槽2は、内面にマイクロ波照射口16・送風口17・排気口18・排水口19が開口されている。マイクロ波照射口16は、一側面の中央部付近に開口されており、マイクロ波を透過する材料で構成されたマイクロ波透過板20を取り付け、導波管21を介して前記マイクロ波照射装置5が接続されている。送風口17は、マイクロ波照射口16の上側に位置する処理槽2の開口部近傍に開口されており、マイクロ波が漏洩しない大きさの通気孔を有する通気カバー22を取り付け、送風管23を介して送風ファン6が接続されている。排気口18は、送風口17と直交する処理槽2の後面側上部に開口されており、送風口17同様の通気カバー22を取り付け、排気洞24と排気ダクト25を介して排気ファン7が接続されている。排水口19は、処理槽2の底面に開口されており、マイクロ波が漏洩しない大きさの通水孔を有する通水カバー26を取り付け、ドレンホース27を介して排水容器4と連通している。尚、本実施例では、生ゴミを収容したゴミ容器3を処理槽2に取り付けるようにしているため、ゴミを粉砕する段階で飛散したゴミが上記処理槽2の各開口から入り込むことがなく、特に上記送風口17及び排気口18の開口面積を大きくすることが可能となる。これにより、送風及び排気能力が向上し、安価な小型のファンで十分な性能を得ることができる。
【0010】
送風管23は、マイクロ波照射装置5の放熱部を通過するように配置され(図3参照)、送風ファン6の送風によってマイクロ波照射装置5が冷却されるとともに、熱交換によって熱風となった送風がゴミ容器3内に供給されるようになっている。また、送風管23におけるマイクロ波照射装置5の上流側に温度センサ67が設けられており、送風ファン6によって吸い込む周囲温度が検出できるようになっている。
【0011】
排気洞24は、仕切板24cによって内部が仕切られており(図4参照)、排気ダクト25が接続されて排気ファン7によって直接吸引される速流室24aと、仕切板24cと排気洞24内面との隙間で速流室24aと連通し吸引力が制限される遅流室24bが形成されている。速流室24aには、排気温度を検出するための排気温センサ65が設けられ、遅流室24bには、ゴミ容器3からの排気湿度を検出する湿度センサ66が設けられている。このように、排気側に空気の流れの少ない遅流室24bを形成し、この遅流室24bに湿度センサ66を取り付けることで湿度の検出が正確に行えるというメリットがある。
【0012】
また、処理槽2は、内底面の中心部にゴミ容器3を着脱する係合部材29を備えている。係合部材29は、下面に外回転軸30を突出形成し、処理槽2底面に設けた軸受31によって回転自在に支持されている。この回転軸30の下端には、プーリ32が取り付けられ、容器駆動モータ8の駆動軸33に取り付けたプーリ34とVベルト35を介して連係されている。また、外回転軸30には、羽根駆動モータ10に駆動される内回転軸36が貫通され、この内回転軸36を軸支する軸受37が備えられている。内回転軸36は、上端を係合部材29の中心部に突出し、後述するゴミ容器3の受動軸と合致する下カップリング37が取り付けられ、下端には大プーリ38が取り付けられ、羽根駆動モータ10の駆動軸39に取り付けた小プーリ40とVベルト41を介して連係されている。これら、外回転軸30と内回転軸36とは、それぞれ逆方向に回転するように構成されており、ゴミ容器3と回転羽根9が相対的に回転することでゴミの撹拌・対流効果が促進されるようになっている。
【0013】
尚、28は処理槽2背面側に取り付けられる駆動回路基板で、マイクロ波照射装置をはじめとする各機器が接続され、各機器を動作させるものである。42は係合部材29を囲むように処理槽2の内底面に取り付けられる水受トレイで、ゴミ容器3からの排水を受け、前記処理槽2の排水口19に導くものであり、処理槽2から取り出して清掃できるようになっている。43は処理槽2の内側4面に取り付けられ、取り付けたゴミ容器3の上部を支持するための凸片である。
【0014】
ゴミ容器3は、マイクロ波を透過する材料により上面を開口した有底円筒状に形成され、前記処理槽2の係合部材29にバヨネット結合によって着脱される。ゴミ容器3の外底面には、係合部材29に結合する取付部材44が設けられ、この取付部材44の中心部には、前記処理槽2の内回転軸36と連結して回転駆動する受動軸45が貫通されており、この受動軸45の上端はゴミ容器3内に突出して回転羽根9が固着され、下端には内回転軸36の下カップリング37と合致する上カップリング46が取り付けられている。また、ゴミ容器3の内底面には、生ゴミの水分が排出される大きさの排水孔47が多数設けられ、その上に内底面とわずかな隙間を持たせて内蓋85が取り付けられている。これにより、内蓋85と内底面との隙間から排水孔47を通じて生ゴミの水分が排出され、排水孔47から排出された排水は処理槽2の水受トレイ42に落下し、排水口19からドレンホース27を通じて排水容器4に溜められるようになる。尚、48はゴミ容器3を着脱するための取手である。
【0015】
回転羽根9は、図5に示すように、内回転軸36の上端にねじ固定されるボス部9aと、このボス部9aの上面から斜め上方に延びる2枚の上羽根部9bと、この上羽根部9bと交差するように配置され、ボス部9aの上面から斜め下方に延びる2枚の下羽根部9cとで構成されている。各羽根部9b,9cにおける2枚の羽根は、ボス部9aを挟んでそれぞれ対称に設けられ上羽根部9bが正面視逆ハ字型、下羽根部9cが正面視ハ字型に構成されている。また、上羽根部9bは下羽根部9cの略半分の長さを有しており、各羽根部9b,9cには回転時に先行する側の端部にそれぞれ薄肉のカッター刃が形成されている。この回転羽根9により、生ゴミはゴミ容器内で常に上下に対流し、順次上羽根部9bと下羽根部9cに作用することになり、均一にゴミの細分化が図られるのである。
【0016】
排水容器4は、図3に示すように、本体ケーシング1における処理槽2下部に形成される排水室49に着脱自在に取り付けられる。この排水室49は、本体1の前面扉14を開いた状態で排水容器4が出し入れできる位置に形成され、処理槽2の排水口19に連結されるドレンホース27が上面に露出している。また、この排水室49内には、排水容器4の有無を確認するためのマイクロスイッチ50が設けられており、排水容器4が無い状態で、装置を駆動させないようになっている。
【0017】
蓋体11は、図1に示すように、本体ケーシング1の処理槽2上面にヒンジ51によって開閉自在に取り付けられる。蓋体11の内面には、この蓋体11を閉じた状態でゴミ容器3内に臨む送風案内筒52が設けられており、この送風案内筒52の周囲にマイクロ波を外部に漏洩させないためのチョーク溝84が設けられている。
【0018】
送風案内筒52は、処理槽2の送風口17と連通する送風洞53を一体的に形成し、処理槽2の排気口と対面する円周面に排気孔54を穿設している。この送風案内筒52の内面は、仕切板55によって送風洞53が形成される吹出部52aと排気孔54が開口される吸込部52bとに仕切られており、送風ファン6からの送風をゴミ容器3内の生ゴミに指向させ、送風が排気孔54へ抜けてしまうことを防止する役割を果たしている。尚、送風案内筒52は、ゴミ容器3への送風力を高めるために吹出部52aを狭くしており、その大きさは送風案内筒52の全体開口の約1/4以下にしている。一方、吸込部52bは生ゴミからの蒸気を多く取り込めるように、送風案内筒52の全体開口の約1/2程度にしている。
【0019】
また、送風案内筒52は、ゴミ容器3の上面開口に内嵌される大きさであり、ゴミ容器3内で回転羽根9が回転する粉砕時に、ゴミがゴミ容器3から外へ飛び散ることを防止するようになっている。すなわち、蓋体11内面の送風案内筒52がゴミ容器3の上面を覆う内蓋として機能し、ゴミ容器内で対流する生ゴミが飛び上がって処理槽との隙間に入り込むことがないのである。
【0020】
蓋体11の前部には、蓋体を開閉するための取手56が取り付けられ、基板ケース13と隣接する側面には、蓋体11が閉じられているか否かを検出するスイッチマグネット57が設けられる。また、蓋体11の内面側前方には、蓋体11を閉塞状態に保持する固定マグネット58,58と、本体ケーシング1の上面に設けたスイッチ板59を押し込む押込棒60が凸設されている。尚、本体ケーシング1のスイッチ板59は、内蔵される3対のマイクロスイッチ61に連係されており、蓋体11を閉じると押込棒60がこのスイッチ板59を押し込んでマイクロスイッチ61が入る構造をなし、蓋体11を閉じていない状態で装置を動作させない安全スイッチの役割を果たす。
【0021】
操作ボックス13は、上面に操作パネル12を備え、内部に操作パネル12のスイッチ基板62と、前記蓋体11のスイッチマグネット57に反応して蓋体11が閉塞されていることを検出する磁気センサ63を備えている。
【0022】
次に、本実施例の制御系について図6のブロック図を用いて説明する。前記駆動回路基板28には、各メニューの動作プログラムが記憶されたメモリ87を内蔵したマイクロコンピュータ70が備えられ、各駆動機器であるマイクロ波照射装置5、送風ファン6、排気ファン7、容器駆動モータ8、羽根駆動モータ10,操作パネル12と、各検出機器である排水容器スイッチ50、蓋スイッチ61、磁気センサ63、排気温センサ65、湿度センサ66、温度センサ67が接続されている。操作パネル12には、駆動時間を表示する時間表示部71、動作の進行状況を表示する工程表示部72、排水容器がセットされていない時に点滅する容器ランプ73、点検が必要な時に点灯する点検ランプ74の各表示部と、スタートキー75、ストップキー76、動作時間を設定する時間設定キー77、「ご飯」「残飯」「生野菜」「オリジナル」の各メニューに対応したメニューキー78〜81、追加乾燥キー82、手動粉砕キー83の各操作キーを備えている。この操作パネル12で各種設定を行った後、動作をスタートさせると設定した内容に応じてマイクロコンピュータ70が各駆動機器を制御し、生ゴミの処理が行われるのである。
【0023】
続いて、以上のように構成される本実施例の動作について、図7のフローチャート図に沿って説明する。
処理する生ゴミをゴミ容器3に投入し、このゴミ容器3を処理槽2内にセットする。蓋体11が閉じられたことを蓋スイッチ61及び磁気センサ63で確認(1)すると、メニュー受付状態(2)となる。すなわち、蓋体11が完全に閉じられた状態でないといずれのキー入力も受け付けない。次に、排水容器4が排水室49にセットされているか否かを排水容器スイッチ50で確認(3)し、排水容器4がセットされていない場合、容器ランプ73を点滅(4)させてスタートさせない。
【0024】
処理(2)におけるメニュー受付状態で、メニューキー78〜81により希望のメニューが選択されると、スタートキー75入力の待機状態(5)となり、スタートキーが入力されると、選択したメニューに応じた動作(6)〜(11)が実行されることになる。以下、ご飯メニューを選択した場合の動作について説明する。
【0025】
ご飯メニューは、処理する生ゴミにご飯が多く含まれている場合に選択されるメニューであり、図8のフローチャートに沿って実行される。ご飯を処理する場合は、ある程度水分を取り除いてから回転羽根9を駆動させる必要がある。これは、最初から回転羽根を回転させると、ご飯が練り上げられて大きな塊となり、分解しにくくなるためである。メニューがスタートすると、まずマイクロ波照射装置5・送風ファン6・排気ファン7・容器駆動モータ8をON(12)する。これにより、ゴミ容器3を低速で回転させて、ご飯にムラ無く高周波加熱による水分除去作用が与えられ、且つ送風ファン6及び排気ファン7の動作で送風が行われ水分除去が促進される。このような処理によってご飯から発生する水分を含んだ排気の温度及び湿度が排気洞43内の排気温センサ65及び湿度センサ66で検出され、この排気温度及び排気湿度によって以後の動作が制御されることになる。
【0026】
排気温センサ65で排気温度がT1℃以上になったことと、湿度センサ66で排気湿度がH1%以下になったことを検出(13)すると、羽根駆動モータ10をt1秒間駆動(14)させて回転羽根9を回転する。ご飯をある程度乾燥させてから回転羽根を回転させると、ご飯が結合することなく、ばらけた形態でかき混ぜられて熱の分散が図られる。その後、排気湿度がH2%以下に低下したことを検出(15)すると、処理(14)同様に羽根駆動モータ10をt1秒間駆動(16)させるようにしている。ここまでの処理によりご飯は適度にかき混ぜられ、水分の排除が活発に行われることになる。
【0027】
次に、排気湿度がH3%以下に低下したことを検出(17)すると、排気湿度がH4%以下に低下するまで、羽根駆動モータ10をt1秒ON−t2秒OFFで間欠駆動(18)させて回転羽根9を間欠的に回転させる。また、排気湿度がH4%以下になったことを検出(19)すると、今度は排気湿度がH5%以下に低下するまで、羽根駆動モータ10をt1秒ON−t3秒OFFで間欠駆動(20)させて回転羽根9を間欠的に回転させる。この段階では、適度にばらけたご飯が更に細かく分離され、細部に及んで加熱されることになる。尚、ここまでの処理(13)〜(20)を実行中は、常に温度センサ67で送風ファン5の吸い込み温度を検出している。この温度は、装置を使用する周囲の温度として取り込まれ、この周囲温度によって以後の動作を制御する設定温度の数値を変更するのに用いられる。また、上記処理(13)〜(20)を実行中に排気温センサ65で動作終了温度のT2℃を検出した場合、異常と判断して全ての機器の駆動を停止し、強制終了させるようにしている。
【0028】
排気湿度がH5%以下に低下したことを検出(21)すると、羽根駆動モータ10を連続駆動(22)させる。これにより、水分が蒸発して固化したご飯が粉砕され、細分化されることになる。このモータ10駆動は、時間t4経過(23)するまで実行され、この時間t4経過するまでに排気温度が動作終了温度のT2℃以上になったことを検出(24)すると、その時点でマイクロ波照射装置5の駆動のみを停止(25)し、過加熱による発火を防止している。排気温度の検出後は、上記処理(21)まで戻り、排気湿度がH5%以下に低下しているかがチェックされる。ここで、排気湿度がH5%以下に低下していないと判断されると、今度は処理(19)まで戻り、排気湿度がH4%以下に低下しているかがチェックされる。ここで、排気湿度がH4%以下に低下していないと判断されると、処理(18)に戻って羽根駆動モータ10をt1秒ON−t3秒OFFで間欠駆動させる動作が行われる。すなわち、最終的な粉砕段階で乾燥不足が検出された場合は、水分の残留の程度に応じてかき混ぜ動作が追加されることになる。
【0029】
処理(23)で時間t4の経過を検出すると、マイクロ波照射装置5と、羽根駆動モータ10を停止(26)させる。送風ファン6・排気ファン7・容器駆動モータ8は引き続き動作させて、処理後のゴミ及びマイクロ波照射装置5の冷却を図り、排気温がT3℃以下になったことを検出(27)すると、ゴミが取り出しやすい温度まで低下したと判断して、送風ファン6・排気ファン7・容器駆動モータ8を停止(28)させるように動作するのである。
【0030】
メニュー実行中に蓋体11が開放されると、どの工程であってもの全ての機器を停止させる。また、ストップキー76が入力された場合の同じである。処理後のゴミは、減量・細分化された状態となり、ゴミ容器3を処理槽2から取り外して廃棄する。また、ゴミ容器3底面から排出される水分は、処理槽2の排水口19から排水ドレン27を通じて排水容器4に溜められ、処理後にこの容器を取り出して廃棄されるのである。
【0031】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成され、処理槽にゴミ容器を着脱自在に取り付け、このゴミ容器とゴミ容器内の回転羽根をそれぞれ回転自在に備えたので、生ゴミに対して万遍なくマイクロ波を作用させることができ、加熱ムラを防ぐことができる。また、回転羽根は、上面から斜め上方に延びる2枚の上羽根部と、上羽根部と交差するように配置され、ボス部の上面から斜め下方に延びる2枚の下羽根部とからなり、上羽根部と下羽根部における回転方向の先行端にカッター刃を形成したので、生ゴミに上下の対流を発生させるとともに、ゴミ容器底部にある生ゴミを巻き上げて裁断することができ、加熱ムラと粉砕不足を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明一実施例の生ゴミ処理装置を示す外観斜視図である。
【図2】同装置の正面断面図である。
【図3】同装置の側面断面図である。
【図4】同装置の平面断面図である。
【図5】同装置の回転羽根9を示す説明図である。
【図6】同装置の制御系を示すブロック図である。
【図7】同装置の動作を示すフローチャート図である。
【図8】同装置におけるご飯メニューの動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
1 本体ケーシング
2 処理槽
3 ゴミ容器
5 マイクロ波照射装置
6 送風ファン
7 排気ファン
8 容器駆動モータ
9 回転羽根
10 羽根駆動モータ
11 蓋体
29 係合部材
36 回転軸
43 凸片(支持部材)
44 取付部材
45 受動軸
Claims (1)
- 生ゴミが収容される有底筒状のゴミ容器と、生ゴミにマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、生ゴミに送風する送風ファンと、生ゴミからの排気を吸引する排気ファンと、前記ゴミ容器の底部で回転し生ゴミを撹拌・粉砕する回転羽根と、前記ゴミ容器が着脱される処理槽と、該処理槽の上面を開閉する蓋体とからなる生ゴミ処理装置であって、
前記処理槽の底部に回転自在に設けられ前記ゴミ容器の底部に設けられる取付部材をバヨネット結合により着脱自在に係合する係合部材と、該係合部材を回転駆動する容器駆動手段と、前記係合部材を貫通し前記回転羽根が取り付けられるゴミ容器の受動軸と連結する回転軸と、該回転軸を駆動する羽根駆動手段と、前記処理槽の上部に設けられ該処理槽に取り付けられるゴミ容器の上部を支持する支持部材とを備え、
前記回転羽根は、前記回転軸の上端に嵌合するボス部と、該ボス部の上面から斜め上方に延びる2枚の上羽根部と、該上羽根部と交差するように配置され、ボス部の上面から斜め下方に延びる2枚の下羽根部とからなり、前記上羽根部と下羽根部における回転方向の先行端にカッター刃を形成したことを特徴とする生ゴミ処理装置。
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