JP2002274987A - 堆肥化装置 - Google Patents
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Abstract
る固形状堆積物を細断する。攪拌羽根5により敷料と糞
尿が混合された混合物のピッチ間への詰まりを防止す
る。これによって、大量の敷料と糞尿の攪拌効率を向上
させる。
Description
敷料と、家畜の糞尿を混合攪拌することによって堆肥化
を行う縦軸型の堆肥化装置に関する。
り、敷料と糞尿を入れる容器の左右方向に掛け渡されて
前後方向に移動するフレームと、該フレーム上を左右動
する台車と、該台車に垂設されたスクリュと、これらを
作動させる各々専用の駆動モータを備えて構成され、フ
レームの前後移動と台車の左右移動によりジグザグに移
動しながら、容器に入れられた敷料と糞尿をスクリュで
攪拌するようになっている。そして、攪拌される敷料と
糞尿は、空気と混合されながら、徐々に発酵、乾燥して
堆肥となる。
ュの長さをおよそ1.5m程度とし、積み込み高さを最大1.
5m程度とする敷料と糞尿の攪拌を可能にしているが、最
近では、この程度の能力では敷料と糞尿の処理が追いつ
かないということがある。そこで、考えられる対策とし
ては、容器の横幅、縦幅、深さともに延長して、敷料と
糞尿の積み込み量を増やし、スクリュを積み込み高さに
対応する長さにすることが挙げられる。
クリュは、スクリュ羽根の回転により、敷料と糞尿を下
から上へと運搬することで混合攪拌を行っているが、攪
拌中、水分の減少にともなって敷料と糞尿の混合物が粘
土状になり、これが、スクリュに付着してピッチ間に詰
まることがある。粘土状の混合物が詰まると、スクリュ
がいくら回転しても混合物を下から上に運搬することが
できなくなるので、定期的にスクリュの詰まりを取り除
く必要があるが、その度に攪拌作業を停止しなければな
らないため、攪拌効率として高いものとはいえない。
又、糞尿の中には、元々水分が少ない固形状の糞が混入
している場合があるが、スクリュでの下から上への運搬
による攪拌だけで、固形状の糞を細かくするには相当の
時間を要する。つまり、敷料と糞尿を入れる容器を大き
くするだけでは、処理能力の向上を達成するための根本
的な解決手段とはならないものであり、その処理能力に
ついての改良が強く望まれている。
は、敷料と糞尿の攪拌効率の向上を課題とし、その課題
を実現し、大量の敷料と糞尿を効率よく攪拌処理できる
堆肥化装置の提供を目的とする。
ために本発明が採用した技術的手段は、敷料と家畜糞尿
を攪拌することで堆肥化する縦軸攪拌型の堆肥化装置に
おいて、スクリュ1のスクリュ羽根2の周囲縁に、複数
の細断羽根3を径方向に突設し、該細断羽根3で敷料と
糞尿中に含まれる固形状堆積物を細断する。スクリュ羽
根2のピッチ間に位置する回転軸4の周面に、複数の攪
拌羽根5を外側方向に突設し、該攪拌羽根5で敷料と糞
尿が混合された混合物のピッチ間への詰まりを防止す
る。これによって、大量の敷料と糞尿の攪拌効率を向上
させたことを特徴とする。 (請求項1)
び図4及び図6に示すように、スクリュ1の回転にとも
なって、細断羽根3が固形状堆積物を細断することによ
って、固形状堆積物を細かく崩して敷料や糞尿と混合し
やすくする。細断羽根3の枚数は、スクリュ羽根2の1
ピッチ間に3枚乃至6枚程度突設することが好ましい。
又、細断羽根3の配設態様としては、図示するように、
前記した枚数をピッチごとに同数としてスクリュ羽根2
の始端から終端まで突設してもよいし、敷料と糞尿中、
比較的水分量が多く、固形状堆積物が軟らかい下側では
枚数を少なくし、比較的水分量が少なく、固形状堆積物
が硬い上側では枚数を多くするようにしてもよい。
後動及び台車A2の左右動により、前記した細断羽根3
で固形状体積物を細かく崩しながら積み上げられた敷料
と糞尿全体を混合攪拌する。敷料と糞尿は、前記したよ
うに、水分量が減少することにより、粘土状の混合物と
なってピッチ間に詰まりやすくなるが、本発明の堆肥化
装置Aは、攪拌羽根5により、ピッチ間に入り込みスク
リュ羽根2に沿って上昇する粘土状の混合物の詰まりを
防止してスムースに上昇させることができる。これは、
混合物が上昇しながら、ピッチ間において攪拌羽根5に
より上下に分断され、分断されたことによって、混合物
のスクリュに対する密着抵抗が低減されてスムースに上
昇するからであると思われる。又、攪拌羽根5は、混合
物を分断することによる攪拌を行うので、攪拌効率の向
上にも大きく寄与している。細断羽根3の枚数は、スク
リュ羽根2の1ピッチ間に1枚乃至3枚程度突設するこ
とが好ましく、配設態様としては、図示するように、前
記した枚数をピッチごとに同数としてスクリュ羽根2の
始端から終端までの間の回転軸に突設することが好まし
い。
して細かく崩しながら、敷料と糞尿を混合攪拌すること
によって、全体を満遍なく混合することを効率よく行う
ことができる。しかも、攪拌されて粘土状となる混合物
をスクリュ1に詰まらせることなく上昇させることによ
って、混合攪拌作業を停止させることなく連続的に効率
よく行うことができる。したがって、大量の敷料と糞尿
の攪拌効率が向上するので、敷料と糞尿の積み込み量を
増やす手段が有効になり、その結果処理能力が向上す
る。
長尺状のものがあるが、この長尺状のものは、スクリュ
1の回転によってスクリュ羽根2や回転軸4に対して巻
付いて絡み付くことがある。長尺物が絡み付いた場合、
その長尺物が障害となって混合物がピッチ間に詰まる可
能性がある。本発明の請求項2は、これを解決するため
に、図6に示すように攪拌羽根5の前端を、回転軸4の
周面と面一に位置させる手段を採用した。請求項2によ
れば、スクリュ1の回転によってピッチ間に入り込む長
尺物を、攪拌羽根5が引っ掛けると共に、長手方向に沿
って外方に案内してピッチ間から出すことにより、長尺
物の絡み付きを防止する。ここで、攪拌羽根5の前端と
は、回転方向(図6における矢印方向)側である。
上を左右移動する台車A2に備えられているが、スクリ
ュ1には、台車A2の左右動時に、積み上げられた敷料
と糞尿の抵抗によって、スクリュ1の下端側が進行方向
とは逆方向となるように傾斜させる力が作用する。スク
リュ1を傾斜させる力は、スクリュ1を介して台車A2
を浮き上がらせるように伝わるが、仮に台車A2が浮き
上がった場合、台車A2の左右動に支障が発生する可能
性があるし、台車A2が浮き上がればスクリュも傾斜す
るので、敷料と糞尿の攪拌も効率的に行われない可能性
がある。請求項3は、これを解決するために、前後移動
するフレームA1上を左右移動する台車A2の車輪を、
フレームA1を上下から挟持するように備える手段を採
用する。請求項3によれば、図示するように、スクリュ
1に作用する抵抗による台車A2を浮き上がらせる力が
発生しても、台車A2の車輪がフレームA1を上下から
挟持しているので、台車A2は浮き上がらないし、当然
スクリュ1の傾斜の発生もなく、しかも、車輪で挟持す
るので、台車A2の左右動にも何ら影響を与えることも
ない。したがって、スクリュ1を従来のものに比べて長
くしても、台車A2がスムースに動作するので、大量の
敷料と糞尿の攪拌を効率的に行うことができる。
抗が、フレームA1に対する台車A2の車輪の接地抵抗
を上回ると、車輪がスリップして台車A2が止まった
り、動きがぎくしゃくしたりする可能性がある。請求項
4は、車輪のスリップによる動作の不具合を解決するた
めに、図3及び図4に示すように、台車A2の駆動車輪
と同軸上に該車輪と同径のローラA25を一体回転する
ように設け、このローラA25に、左右端部をフレーム
A1の左右端部に固定して張られたワイヤA26を巻付
ける手段を採用する。請求項4によれば、ローラA25
は駆動車輪と一体回転して、台車A2の進行方向側のワ
イヤA26を巻き付けると共に、進行方向逆側のワイヤ
A26を外すことによって、巻き付け位置をずらしなが
ら、台車A2を進行方向に引っ張ることになる。つま
り、前記したローラA25とワイヤA26によって、駆
動車輪がスリップしても台車A2を左右動させることが
できるので、台車A2の停止やぎくしゃくした動きを防
止することができる。したがって、台車A2がスムース
に動作するので、大量の敷料と糞尿の攪拌を効率的に行
うことができる。ワイヤA26は、図4に示すようにロ
ーラA25の下側で反転するように巻き付けることによ
って、前記した動作を達成することができる。
大きくなると、スクリュ駆動用モータM3にかかる電流
負荷が増加することによって、該モータに悪影響を及ぼ
す可能性がある。請求項5は、スクリュ駆動用モータM
3を保護するために、スクリュ駆動用モータM3にかか
る電流負荷を検知し、あらかじめ設定した以上の電流を
検知すると、台車駆動用モータM2及びフレーム駆動用
モータM1の作動を停止させ、設定未満の電流を検知す
ると、前記両駆動用モータを再作動させる手段を採用し
た。請求項5は、具体的には、例えば以下の手段が挙げ
られ、これを説明すると、スクリュ駆動用モータM3用
の電流計を内蔵し、この電流計がスクリュ駆動用モータ
M3にかかる電流負荷を常時計測する。計測された電流
値は制御手段に入力され、入力された電流値が設定され
た電流値以上であることを検知すると、制御手段が出力
して台車駆動用モータM2及びフレーム駆動用モータM
1の作動を停止させる。そして、入力された電流値が設
定された電流値未満であることを検知すると、制御手段
が出力して台車駆動用モータM2及びフレーム駆動用モ
ータM1を作動させる。このような、手段により達成で
きる。したがって、請求項5によれば、スクリュ駆動用
モータM3への悪影響を未然に防止することができるの
で、スクリュに作用する抵抗値が大きい大量の敷料と糞
尿の攪拌を効率的に行うことができる。
は、従来のものに比べて大量の敷料と糞尿の攪拌を効率
的に行うために有効な手段であり、つまり、スクリュを
長くしたりフレームA1を長くして、大量の敷料と糞尿
の攪拌を効率的にすることが可能となる。フレームA1
を長くした場合には、フレームA1における台車保持用
の保持フレームA11が自重によってたわみ、スクリュ
の回転振動の伝達によって振動する可能性がある。請求
項6は、これを解決するために、フレームA1における
台車保持用の保持フレームA11に、該フレームのたわ
みを抑制する補強を施すことによって、スクリュの回転
振動の伝達による振動を防止する手段を採用する。請求
項6によれば、振動の要因である保持フレームA11の
たわみが抑制されるので、保持フレームA11の振動に
よる騒音や、保持フレームA11自体及び台車A2へ悪
影響を与えることがない。補強としては、例えば、図3
及び図4に示すように保持フレームA11の全長に亘っ
て補強用のH鋼を固着することや、保持フレームA11
の肉厚を厚くすることが挙げられる。
部とスクリュ駆動用モータM3の駆動軸M31とを駆動
伝達手段を介して連結すると、この連結部分とスクリュ
下端までの距離がかなりの長さとなるため、敷料と糞尿
の抵抗によってスクリュ1に過度なねじり力が作用し、
そのねじり力によって、スクリュ1の回転がぶれたり、
駆動伝達手段に悪影響を与える可能性がある。請求項7
は、これを解決するために、スクリュ駆動用モータM3
の駆動軸M31と、スクリュ羽根2の始端直上付近の回
転軸周面に亘って、駆動伝達手段を配する手段を採用す
る。請求項7によれば、駆動伝達手段との連結部分が、
可能な限り中央部よりとすることによって、スクリュ1
にかかるねじり力を事実上低減することができるので、
スクリュの回転ぶれや駆動伝達手段への悪影響を防止す
ることができる。
する。図1及び図2は、本発明にかかる堆肥化装置Aを
示している。本実施例で示す堆肥化装置Aは、フレーム
A1の一方端側とフレームA1の進行方向の前後の3方
を囲む壁を有し、フレームA1の他方端側を開放した施
設に用いられる形態のものである。図中符号1はスクリ
ュ1、2はスクリュ羽根、A1はフレーム、A2がスク
リュ1を備えてフレームA1上を左右動する台車、M1
はフレーム駆動用モータ、M2は台車駆動用モータであ
る。
フレームA11の一方端側に、前記壁上を走行する前後
2個の車輪A13と、その内の1個を駆動させるフレー
ム駆動用モータM1を備えている。他方端側には、他方
端側には保持フレームA11が水平となるように設けた
支柱A11’の下端に地面上を走行する前後2個の車輪
A14と、その内の1個を駆動させるフレーム駆動用モ
ータM1を備えている。このようにしたフレームA1が
前後動すると共に、台車A2が保持フレームA11上を
左右動しながら、スクリュ1が堆肥化施設全体に積み上
げられた敷料と糞尿を攪拌する。符号A12は、保持フ
レームA11のたわみを防止する補強体であるH鋼であ
り、保持フレームA11の前後側面に全長に亘って固着
してある。
枠体A21と、枠体A21の前後に備えられた左右2個
の車輪A22と、左右の車輪A22を夫々駆動させる2
個の台車駆動用モータM2と、ベアリング(図示せず)
を内蔵してスクリュ1を回転可能に支持する支持ボック
スA23と、スクリュ1を駆動させるスクリュ駆動用モ
ータM3を備えている。台車駆動用モータM2の駆動力
は、チェーンM21と車輪A22と同軸上に配されたス
プロケットM22を介して車輪A22に伝達される。
又、台車A22には、車輪A22の下側に受け車輪A2
7が備えられており、この受け車輪A27と車輪A22
とで保持フレームA11を挟持している。受け車輪A2
7は、枠体A21に吊持される下枠A28に配されてい
る。符号A25は、車輪A23と同軸上に一体回転する
ように配されたローラ、A26はローラA25に巻き付
けられたワイヤである。ワイヤA26は、左右端部を保
持フレームA11の左右端部に立ち上げられた固定フレ
ームA13に固定してたるみなく張られ、ローラA25
に巻き付けた反転部分を下側にしている。
動力をスクリュ1に伝達する駆動伝達手段(以下チェー
ン機構という)である。チェーン機構6は、スクリュ駆
動用モータM3の駆動軸M31の先端に設けられたスプ
ロケット61と、スクリュ1の回転軸4に設けられたス
プロケット62と、両スプロケットに巻掛けられたチェ
ーン63とで構成されているスプロケット62は、スク
リュ1におけるスクリュ羽根2の上端直上に備えられて
おり、可能な限り回転軸4の中央よりに位置させてい
る。
すように、スクリュ羽根2の周囲縁に、敷料と糞尿中に
含まれる固形状堆積物を細断する細断羽根3を径方向に
突設してある。細断羽根3は、図6において三角形状を
呈し、やや上向き傾斜させて1ピッチ3枚として全ピッ
チに同間隔で備えてある。又、スクリュ羽根2のピッチ
間に位置する回転軸4の周面に、敷料と糞尿が混合され
た混合物のピッチ間への詰まり及び長尺物の絡みを防止
する攪拌羽根5を外側方向に突設してある。攪拌羽根5
は、前端を角部とするアングル形状のものであり、図6
において、前端を回転軸4の周面と面一とすると共に、
中心線に対して直角とし、1ピッチ2枚として全ピッチ
に同間隔で備えてある。
用モータM3にかかる電流負荷を検知し、あらかじめ設
定した以上の電流を検知すると、台車駆動用モータM2
及びフレーム駆動用モータM1の作動を停止させ、設定
未満の電流を検知すると、前記両駆動用モータを再作動
させるようにしてある。又、台車駆動用モータM2及び
フレーム駆動用モータM1を交互に作動、停止させて、
スクリュ1を前後方向及び左右方向に移動させるように
してある。具体的には、図7に示す構成図によって構成
され、図8に示すフローチャートで動作するシステムを
備える。詳述すると、図7に示すように、スクリュ駆動
用モータM3用の電流計Bと、台車駆動用モータM2及
びフレーム駆動用モータM1を駆動及び停止させるON
/OFFスイッチSとが制御手段Cに配線されている。
制御手段Cには、台車駆動用モータM2及びフレーム駆
動用モータM1の作動を停止させる電流値及び攪拌時
間、又は、攪拌回数を入力しておく。尚、この電流値
は、たとえば、敷料と糞尿の量や硬さによって調整す
る。
て説明する。 (SP1)先ず堆肥化装置を作動させ、スクリュを回転
させる。 (SP2)電流計がスクリュ駆動用モータにかかる電流
負荷の計測を開始する。 (SP3)台車又はフレームの駆動用モータが作動し台
車が動く。 (SP4)SP2で計測された電流値が設定値以上であ
ることを検知すると、制御手段が出力して駆動用モータ
を停止させ(SP4’)、設定値未満であれば作動を続
行する(SP4’’)。 (SP5)台車又はフレームが一定距離移動すると停止
し、同時に駆動用モータが切替わる(SP5’)。 (SP6)SP3〜SP5の動作を設定した回数行ない
終了する。このようなシステムを、攪拌中常に作動させ
ておき、自動的に攪拌動作をさせる。
れた水分用の通路である。糞尿から搾り取った水分をス
クリュ1の上端に設けられた入口71から入れ、スクリ
ュの下端からおよそ50cm上方の回転軸の周面に設けら
れた出口72から出すようにしたものであり、水分を積
み上げられた敷料と糞尿の下側に出しながら、スクリュ
1を回転させて攪拌する。つまり、水分が出ると同時に
ピッチ内の敷料と糞尿に混合されて上方に運搬されるの
で、敷料と糞尿に浸透して下側に溜まる水分を、効率的
に混合攪拌することができる。入口71には、水分を送
り込むホースが連結される連結管73が配されており、
この連結管73にフレームA1および台車A2の移動に
対応する長さのホースを連結する。
した形態に限定されるものではなく、敷料と糞尿を入れ
る容器上を前後動及び左右動させるような形態のもの包
含する。
り、固形状の堆積物を細断し、粘土状となる混合物の詰
まりを防止することによって、スクリュを長くし、フレ
ーム及び台車の移動量を延長しても何ら問題なく攪拌で
きるようにしたので、大量の敷料と糞尿の攪拌効率を向
上させ、敷料と糞尿の積み込み量を増やす手段を有効と
し、その結果処理能力が向上する。特に、敷料と糞尿の
積み込み高さを高くすることによって、発酵温度が上が
って微生物が活性化して堆肥化の効率が向上するし、平
面面積を縮小しても処理量を増量することができる。請
求項2では、敷料中の稲わら、麦かんに代表される長尺
物の絡み付きを防止して、敷料と糞尿をピッチ間に詰ま
らせることなくスムースに運搬させることができるの
で、大量の敷料と糞尿の攪拌効率を向上させる点におい
て有効である。請求項3では、台車の浮き上がりを防止
することによって、スクリュの傾斜の発生がなく、台車
の左右動に何ら影響を与えることもないので、スクリュ
を長くすると共に、台車をスムースに動作させることに
よる攪拌効率の向上という上で極めて有効である。請求
項4では、駆動車輪がスリップしても台車を左右動させ
ることができるので、台車の停止やぎくしゃくした動き
を防止し、台車をスムースに動作させる上で極めて有効
である。請求項5は、スクリュに作用する抵抗値が大き
い場合におけるスクリュ駆動用モータへの悪影響を未然
に防止したことによって、抵抗値が大きい大量の敷料と
糞尿の攪拌を効率的に行う上で極めて有効であるし、ス
クリュ駆動用モータの寿命を大幅に延ばすことができる
ので、メンテナンスコストの削減に大きく役立つもので
ある。請求項6は、振動の要因である保持フレームのた
わみを抑制したので、保持フレームの振動による騒音
や、保持フレーム自体及び台車へ悪影響を与えることが
なく、極めて静寂な作動を行うことができる。請求項7
は、スクリュにかかるねじり力を低減したので、スクリ
ュの回転ぶれや駆動伝達手段への悪影響を防止すること
ができる。したがって、本発明は敷料と糞尿の攪拌効率
の向上という課題を達成する堆肥化装置を提供すること
ができる。
図。
Claims (7)
- 【請求項1】敷料と家畜糞尿を攪拌することで堆肥化す
る縦軸攪拌型の堆肥化装置において、 スクリュのスクリュ羽根の周囲縁に、複数の細断羽根を
径方向に突設し、該細断羽根で敷料と糞尿中に含まれる
固形状堆積物を細断し、 スクリュ羽根のピッチ間に位置する回転軸の周面に、複
数の攪拌羽根を外側方向に突設し、該攪拌羽根で敷料と
糞尿が混合された混合物のピッチ間への詰まりを防止す
ることによって、 大量の敷料と糞尿の攪拌効率を向上させたことを特徴と
する堆肥化装置。 - 【請求項2】攪拌羽根の前端が、回転軸の周面と面一に
位置していることを特徴とする請求項1に記載の堆肥化
装置。 - 【請求項3】前後移動するフレーム上を左右移動する台
車の車輪が、フレームを上下から挟持するように備えら
れていることを特徴とする請求項1、又は、請求項2に
記載の堆肥化装置。 - 【請求項4】台車の駆動車輪と同軸上で一体回転するよ
うに設けたローラに、左右端部をフレームの左右端部に
固定して張られたワイヤが巻付けられていることを特徴
とする請求項1乃至請求項3いずれか1項に記載の堆肥
化装置。 - 【請求項5】スクリュ駆動用モータにかかる電流負荷を
検知し、あらかじめ設定した以上の電流を検知すると、
台車駆動用モータ及びフレーム駆動用モータの作動を停
止させ、設定以下の電流を検知すると、前記両駆動用モ
ータを再作動させるようにしていることを特徴とする請
求項1乃至請求項4いずれか1項に記載の堆肥化装置。 - 【請求項6】フレームにおける台車保持用の保持フレー
ムに、該フレームのたわみを抑制する補強を施すことに
よって、スクリュの回転振動の伝達による振動を防止し
ていることを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれか
1項に記載の堆肥化装置。 - 【請求項7】スクリュ駆動用モータの駆動軸と、スクリ
ュ羽根の始端直上付近の回転軸周面に亘って、駆動伝達
手段を配していることを特徴とする請求項1乃至請求項
6いずれか1項に記載の堆肥化装置。
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