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【発明の名称】 堆肥化攪拌処理装置、及びその処理方法
【発明者】 【氏名】森 雅三

【氏名】村椿 泰啓

【要約】 【課題】屋根付きの堆積処理場に堆積された家畜糞尿による有機廃棄物を低い設備投資費、及び運転費で、効率よく、堆肥化させることのできる装置、及びその処理方法の提供。

【構成】家畜糞尿による有機廃棄物を処理する装置として、移動機構1と攪拌装置2からなる堆肥化攪拌処理装置を提供する。攪拌装置2の攪拌軸2aは少なくとも2軸のスクリュー軸を1組とし、このスクリュー軸は先端に近づく程、スクリューピッチを短くしたスクリュー体でなっており、この攪拌軸2aはハイド板2bを沿設し、その基部にはスクリュー軸がお互いに反転するように内向き回転させる駆動モータ2cが具備される。堆積した有機廃棄物は、ハイド板2bにガイドされながら、攪拌装置2の移動、攪拌軸2aの回転で、掻き揚げ攪拌されることになり、よって、出力の小さな攪拌装置で、しかも軽量化、小型化し、設備投資費を低く、運転費も安くでき、効果的な堆肥化が促進される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
堆積する有機廃棄物の堆積処理場上を水平移動する移動機構に攪拌装置を搭載し、該攪拌装置の攪拌軸が地上に向かって突出配設され、移動機構の移動とともに攪拌軸の回転とで、有機廃棄物の攪拌がされる装置において、上記攪拌軸が互いに内巻きするように反転する少なくとも2軸の平行な長尺スクリュー体であって、その基部が片持ち支持され、該攪拌軸の側部には、有機廃棄物を掻き揚げガイドするハイド板が沿設されていることを特徴とする堆肥化攪拌処理装置。
【請求項2】
該攪拌軸のスクリュー軸のスクリューピッチを先端に近づく程、短くしたことを特徴とする請求項1記載の堆肥化攪拌処理装置。
【請求項3】
上記ハイド板は、攪拌軸を傾斜させて移動機構が移動される折に、攪拌軸より先に地面に当たらないように先端を攪拌軸より短くすることを特徴とする請求項1及至2のいずれか1項記載の堆肥化攪拌処理装置。
【請求項4】
上記ハイド板の両側部分は、その攪拌処理中に攪拌軸のベンドに耐え得る程の嵩に先端方を幅狭にすることを特徴とする請求項1及至3のいずれか1項記載の堆肥化攪拌処理装置。
【請求項5】
堆肥処理槽を必要としない請求項1及至4のいずれか1項記載の堆肥化攪拌処理装置。
【請求項6】
移動機構の移動方向へ向けてスクリュー軸の攪拌軸を傾斜させて、攪拌軸に沿設されたハイド板が攪拌装置の移動方向後方で、且つ攪拌軸の下方底部になるように配設されることによって、有機廃棄物が攪拌装置の進行移動とともに攪拌軸の回転で、攪拌軸の下部から上部へ潤沢に移動され、ハイド板の最上部より攪拌装置の後方へ落下し、堆積する有機廃棄物の上層と下層とを反転する完全な攪拌がされてゆくことを特徴とする堆肥化攪拌処理方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、家畜飼養畜舎から発生する木質敷料と家畜の排泄物との混合有機廃棄物が省力的、且つ短時間に発酵されて堆肥化させることにあり、そのためには、その発酵を促進する空気が必要とし、その空気を供給する攪拌がされ得る攪拌処理装置、及びその処理方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
畜産業は大規模化し、牛、豚などを大量に飼育する際には、畜舎の床におが屑や籾殻などの木質敷料を敷き、排泄される家畜糞尿は、この敷料とともに有機廃棄物として収集されている。
収集された家畜糞尿は、水分含有量が高く、特に豚の尿の排泄は牛の10倍ともなり、このため、この有機廃棄物の物性には、ばらつきが大きかった。
【0003】
これら家畜糞尿による有機廃棄物の処理としては、堆肥化して圃場などの土壌に散布することが、現状では最も有効な手段とされている。しかし、単純にこの有機廃棄物を未処理のままで圃場へ散布すると、さまざまな障害を植物に及ぼすことになる。
したがって、これら有機廃棄物を圃場に散布する際には、この有機廃棄物を植物に無害の状態まで発酵分解させることであり、この発酵分解を効果的に処理するには、堆肥化することにある。
堆肥化された有機廃棄物は堆肥と呼ばれているものである。
【0004】
有機廃棄物の堆肥化処理手段には、好気性微生物による処理手段と、嫌気性微生物による処理手段と、この両者による処理手段との3手段があるが、特に、堆肥化処理手段には、好気性微生物による好気性発酵が主流となっている。そして、好気性発酵を円滑に進めるためには、空気の供給が必要不可欠で、この空気の供給には、有機廃棄物を攪拌させることが有効な処置であるとされている。
【0005】
有機廃棄物の堆肥化のための攪拌処理装置には、開放型・ロータリー式、開放型・スクープ式、密閉型・横式、そして密閉型・縦型の4種の攪拌方式がある。密閉型攪拌処理装置の2種の攪拌方式は、密閉型の発酵処理槽中での攪拌処理するものであって、堆肥化が短期間で行えるものの、装置全体が大規模なものとなり、更に設備規模と処理量とが比例するため、設備投資費及び運転費を大きくすることになる。それに対して、開放型攪拌処理装置の攪拌方式の処理装置では、上部を開放した発酵処理槽に専用の攪拌装置が設置されており、堆肥化の処理速度は密閉型攪拌処理装置に及ばないが、密閉型攪拌処理装置に比べて設備投資費が少ないので、実用的で、一般的に多く用いられている。(非特許文献1)
【0006】
堆肥化のための開放型攪拌処理装置は、装置全体がシンプルであって、攪拌装置とこれを水平方向へ移動させる移動機構とでなっており、攪拌装置を搭載した移動機構が堆肥処理場上を移動して、該移動機構から下方へ突出した攪拌装置の攪拌軸の回転によって堆積した有機廃棄物が攪拌され、攪拌することによって発酵が促進されて、堆肥化させるものである。
【0007】
有機廃棄物を攪拌、発酵分解して堆肥化する処理装置においては、処理が進むに従って、堆積厚が、場所、位置によって異なり、均等でなく、攪拌装置の有効利用をできなくなる不満があったので、この不満を解消するために、有機廃棄物を攪拌する攪拌装置は、攪拌軸を長尺のスクリュー体とし、このスクリュー体の攪拌軸を備えた攪拌装置が水平移動する移動機構に傾斜機構で傾斜支持され、該傾斜機構で上記攪拌装置を自在に傾斜変更をできるようにし、よって、スクリュー軸が備えられた攪拌装置を所望位置へ自由に移動し、攪拌装置のスクリュー軸の傾きを自在に変更して、有機廃棄物の堆積厚の均等を自由にできるようにした装置がある。(特許文献1)
【0008】
【特許文献1】特開2002−066596号公報
【非特許文献1】藤原俊六郎著「堆肥のつくり方・使い方、原理から実際まで」農文協2003年発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、従来においても堆肥化のための開放式攪拌処理装置が、軽量化、よっては小型化、そして低設備投資に努力を厭わなかったが、一層の軽量化し、低い設備投資費、及び運転費で、効率よく、家畜糞尿による有機廃棄物を堆肥化させることのできる装置が求められ、有機廃棄物の発酵堆肥化を促進するために、攪拌し、そのために完全均一な攪拌ができるようにし、よって効率的に小規模化し、軽量化することによって装置自体の耐久性を維持できる堆肥化攪拌処理装置、及びその処理方法を得ることを目的とするものである。
【0010】
特に、家畜糞尿による有機廃棄物の堆肥化処理に当たっては、家畜糞尿による有機廃棄物が屋根付きの堆積処理場に堆積され、現状では、一定期間放置されているのが実状で、攪拌して発酵による分解がされ、堆肥化されるまで放置されていると、堆積有機廃棄物は、堆積下層に向かう程、水分含有量が高くなり、自重により加圧がされるため空隙がなくなり、物性を硬くしている。
したがって、堆積された有機廃棄物は、そのような状態では、均一な堆肥化ができない上、堆肥化が遅延する。
【0011】
そこで堆肥化促進のため、有機廃棄物を頻繁に攪拌することが良いことになるが、堆積の有機廃棄物が硬く、これを攪拌しやすくするには、出力の大きな攪拌装置を用いなければならなくなり、揚句は、大型化し、よって重量化し、この攪拌装置を搭載している移動機構も大掛かりとなる。
【0012】
ところが、この堆積により硬くなった有機廃棄物を攪拌するのに、少しでも出力を軽減し、攪拌装置の大型化を阻止するために、攪拌装置の攪拌軸がスクリュー軸にされ、及び攪拌軸が攪拌装置の移動方向へ向かって傾斜されることにある。
このようにした点は、特許文献1記載の発明にあるように、従来にも実施されていたことである。
【0013】
しかし、これでもまだ、以上の如しでは、効率的に、攪拌装置の出力を軽減し、そして軽量化し、攪拌処理装置の小規模化をし、低設備投資、低運転費にできていない。
そこで、堆積された有機廃棄物が堆積下層に向かう程、水分含有量が高く、硬くなって、揚句は、粘着しやすく、これを解決するために、攪拌装置を軽くし、少なくとも2軸の攪拌軸とし、上層へ容易に掻き揚げられるようにするために、攪拌軸のスクリューピッチを先端に近づくほど短くすることにあり、また、ただスクリュー軸を備えただけの攪拌装置ではスクリュー軸を回転しても、有機廃棄物がそのスクリュー軸周囲に移動されるだけで、上層への掻き揚げによる攪拌をされず、そこで、攪拌軸周囲にハイド板を沿設し、有機廃棄物の攪拌時期周囲の回転移動をガイドし、このガイドによって、上部への掻き揚げ攪拌が実行されることになる。
【0014】
以上、本発明は、上記攪拌装置の攪拌軸を先端に近づくほどスクリューピッチを短くしたスクリュー軸とし、該スクリュー軸を少なくとも2軸とした上、この攪拌軸に、ハイド板を沿設し、該ハイド板が、攪拌軸を攪拌装置の移動方向へ向けて傾斜させることによって攪拌軸の後下方に位置させられることになって、攪拌装置の移動、攪拌軸の回転で、堆積した有機廃棄物は、ガイドされて、掻き揚げ攪拌されることになり、よって、出力の小さな攪拌装置で、しかも軽量化、小型化し、設備投資費を低くし、運転費も安くでき、効果的な堆肥化攪拌処理装置、及びその処理方法が得られることになることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明の堆肥化攪拌処理装置は、堆積する有機廃棄物の堆積処理場上を水平移動する移動機構に攪拌装置を搭載し、該攪拌装置の攪拌軸が地上に向かって突出配設され、移動機構の移動とともに攪拌軸の回転とで、有機廃棄物の攪拌がされる装置において、上記攪拌軸が互いに反転する少なくとも2軸の平行な長尺スクリュー体であって、該攪拌軸の両側部、及び底部には有機廃棄物の掻き揚げをガイドするハイド板を沿設してなるものである。
そして、上記ハイド板は、攪拌軸が傾斜して移動させる折に攪拌軸より先に地面に当たらないように、先端を攪拌軸より短くし、また、ハイド板の両側部分は、その攪拌処理中に攪拌軸のベンドに耐え得る程の嵩に先端方を幅狭にさせて強度を保持しながら軽量化がされるものである。
【0016】
本発明の堆肥化攪拌処理装置は、攪拌軸が各々の長尺のスクリュー軸のスクリューピッチを先端に近づく程、短くされているものである。
【0017】
本発明の堆肥化攪拌処理方法は、移動機構の移動方向へ向けてスクリュー軸の攪拌軸を傾斜させて、攪拌軸に沿設されたハイド板が攪拌装置の移動方向後方で、且つ攪拌軸の下方底部になるように配設されることによって、有機廃棄物が攪拌装置の進行移動とともに攪拌軸の回転で、攪拌軸の下部から上部へ潤沢に移動され、ハイド板の最上部より攪拌装置の後方へ落下し、堆積する有機廃棄物の上層と下層とを反転する完全な攪拌がされてゆくことにある。
【発明の効果】
【0018】
本発明の堆肥化攪拌処理装置、及びその処理方法は、攪拌軸をスクリュー軸とし、該スクリュー軸のスクリューピッチが先端に近づく程、短くされ、また、該攪拌軸にはハイド板を沿設させているので堆積で硬くなった有機廃棄物をも比較的に小さな出力の攪拌装置でも容易に攪拌することができ、よって、装置自体を大型化することなく、しかも軽量化でき、結果的には、設備投資を低くできる上、小さな出力の装置の運転であるので、運転費をも削減することができる。
【0019】
本発明の堆肥化攪拌処理装置は、攪拌軸が少なくとも2軸のスクリュー軸でなり、該攪拌軸にハイド板が沿設されているので、開放型の堆積処理場でも、堆積された有機廃棄物の上層と下層とを反転する完全均一な攪拌ができることになり、攪拌処理装置で、均一な攪拌をするには、従来では必需とされていた堆肥化処理槽の建設が必要なく、この建設費を削減できる利点が生じることになる。
また、堆肥化処理槽が存在しないので、堆肥化される有機廃棄物の持ち込み、持ち出しが容易にできることになる。
【0020】
そして、本発明の堆肥化攪拌処理装置は、堆肥化処理槽を必要としないため、既設の家畜糞尿有機廃棄物の堆肥化のため堆積させる堆積処理場にも、容易、かつ簡単に設置することができる。
【0021】
本発明の攪拌装置の攪拌軸が少なくとも2軸のスクリュー軸であることは、攪拌装置の移動方向正面から見て、2軸のスクリュー軸が内巻きになるように互いが反転回転し、この回転によって、スクリュー軸は堆積する有機廃棄物を吸い込むようにして進み、そのため攪拌装置の前進する力が間接的に得られ、よって、攪拌による抵抗を少なくして、低出力で、低運転費での運転をすることができる。
【0022】
本発明の攪拌装置は、攪拌軸がスクリューピッチを先端に近づく程、短くしたスクリュー軸としたので、堆積で硬く、そして粘性を帯びた有機廃棄物の攪拌をも容易にすることができるようになる。
【0023】
本発明の堆肥化攪拌処理装置は、スクリュー軸の攪拌軸にハイド板を沿設したので、該ハイド板がスクリュー軸の補強部材となって、攪拌軸に負荷される回転推進のための荷重がハイド板にも分散されるので、強度を下げることができ、軸細にし、軽量化もできる。
まして、攪拌軸を2軸のスクリュー軸とすれば、一層負荷は分散されることになる。
【0024】
そして、本発明の堆肥化攪拌処理装置は、攪拌装置を搭載の移動機構によって水平方向に左右、前後移動することができ、攪拌装置には、攪拌軸をスクリュー軸とし、ハイド板を沿設することによって、堆積された有機廃棄物がスクリュー軸の下部から上部へ潤沢に移動され、ハイド板の最上部より攪拌装置の後方へ落下堆積し、堆積された有機廃棄物の上層と下層とを反転攪拌し、完全均一な攪拌をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
本発明の堆肥化攪拌処理装置を図面に基いて説明すると、図1、図2の如く、一般に広く普及している家畜糞尿の有機廃棄物の堆積処理場3は、屋根付きの形態が多く、この屋根は鉄骨で支えられている。
本発明の堆肥化攪拌処理装置は、攪拌装置2を搭載した移動機構1が上記屋根付きの鉄骨に形成されたレール上に載置され、水平方向へ左右、前後の移動をできるようになっている。
攪拌装置2は、移動機構1に水平面から約50度の傾斜角aで支持取付け、有機廃棄物を攪拌する攪拌軸2aと該攪拌軸の底部、及び両側部に沿設し、攪拌軸2aで掻き揚げられた有機廃棄物をガイドするハイド板2bとでなっている。
【0026】
攪拌軸2aは、少なくとも2軸のスクリュー軸であって、この2軸のスクリュー軸を1組とし、この2軸1組のスクリュー軸の攪拌軸2aは図3、図4に示す如く、その各々が基部を片持ちの支持で、先端に近づく程、スクリューピッチbを短くした長尺スクリュー体でなっている。そして、基部には、図5、図6の如く、スクリュー軸が互いに反転するように内向き回転イさせる駆動モータ2cが備えられている。
【0027】
ハイド板2bは、傾斜した攪拌軸2aの底部、及び両側部に沿設され、堆肥化攪拌処理装置が堆積処理場を移動の際に、傾斜している攪拌軸2aであっても、地面へ先に当たらないように先端21bを攪拌軸2aより短くし、また、両側部分23bの幅の嵩を攪拌処理中に攪拌軸2aに生じるベンドの負荷に耐え得る範囲に先端方が幅狭25bに切欠かれて軽量化している。
【0028】
したがって、攪拌装置2は、それによる攪拌中には、攪拌軸2aが互いに反転するように内向き回転イしており、図7で示す如く、家畜糞尿からなる有機廃棄物を巻き込んでゆき、この巻き込んだ有機廃棄物が攪拌されながらハイド板2bに沿って矢印A搬送方向へ搬送されてゆき、ハイド板2bの基端部に形成された開口部24bより矢印B搬送方向へ落下する。このようにして攪拌された有機廃棄物は、攪拌装置2の後方に堆積されてゆく。
よって、このようにして、攪拌された有機廃棄物は、矢印B搬送方向の搬送中に、空気中に投げ出されることになるため、有機廃棄物中に多くの空気を含むことになり、発酵処理化による分解が進み、堆肥化が促進されることになる。
【0029】
ところで、堆積処理場3に堆積された有機廃棄物は、長時間堆積されていると、堆積下層と上層とで物性が変わることになる。即ち、下層では、水分含有量が高く、空隙の少ない状態となり、比重が高くなる。一方、上層では、水分含有量が低く、空隙が多い状態となって、比重が低くなっている。
そして、スクリュー軸による攪拌軸2aは、このような有機廃棄物の特性に対応すべく、先端へ近づく程、スクリューピッチbが短く、基端部に向かうにつれてスクリューピッチbが長くなるスクリュー体を具備することによって、堆積する有機廃棄物を確実に攪拌できる。
【0030】
有機廃棄物の攪拌時には、移動機構1が堆積処理場3を長手方向へ移動させることになり、堆積された有機廃棄物をスクリュー軸の攪拌装置2が矢印C進行方向へ移動させられることになる。
攪拌装置2の攪拌軸2aは、傾斜角a約50度の傾斜が付いているので、内向き回転イによって矢印A搬送方向へ、有機廃棄物を巻き込みながら矢印C進行方向へ進行してゆくので、スクリュー軸の攪拌装置2の駆動モータ2cの駆動に要する抵抗、及び移動機構1の矢印C進行方向へ進行するために要する抵抗出力は低く抑えることができ、装置全体の負荷を軽減するようにできることにある。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】前面視による装置全体平面図である。
【図2】側面視による装置全体側面図である。
【図3】攪拌装置の平面図である。
【図4】攪拌装置の側面図である。
【図5】攪拌軸の説明断面図である。
【図6】攪拌軸の一部拡大図である。
【図7】堆肥化攪拌処理状態説明図である。
【符号の説明】
【0032】
1 移動機構
2 攪拌装置
2a 攪拌軸
2b ハイド板
21b 先端
22b 底部分
23b 両側部分
24b 開口部
25b 幅狭
2C 起動モータ
3 堆積処理場
a 傾斜角
b スクリューピッチ
イ 内巻き回転
A 搬送方向
B 搬送方向
C 進行方向
【出願人】 【識別番号】500221345
【氏名又は名称】森産業株式会社
【出願日】 平成18年7月26日(2006.7.26)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−30962(P2008−30962A)
【公開日】 平成20年2月14日(2008.2.14)
【出願番号】 特願2006−202718(P2006−202718)