JP2005199109A - 畜糞処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 空気供給部１２を付設して好気発酵を行う所定の長さを有する発酵槽１と、発酵槽に添って移動する走行機体２と、走行機体に付設して発酵槽内の処理対象物の切り返しを行う攪拌粉砕機構３とを備えてなる畜糞処理装置（堆肥化処理装置）において、攪拌粉砕機構に採用する駆動モータの定格出力を小さくして装置の低価格化を実現すると共に、当該駆動モータの小型容量化によって生ずる問題点を解決する。
【解決手段】 攪拌粉砕機構３における攪拌粉砕負荷を検知し、当該検知値に対応して前記攪拌機構の移動速度（攪拌機構の自走速度又は走行機体の移動速度）を制御（加速及び減速）して、攪拌粉砕機構３の駆動モータの負荷状態をほぼ一定にし、低出力駆動モータでも効率的な攪拌粉砕動作をなすようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、家畜のし尿（畜糞）を好気性発酵処理させて堆肥化する畜糞処理装置に関するものである。

畜糞を堆肥化するには周知の通り好気性菌で畜糞を発酵分解処理するもので、その具体的装置は従前より種々の構造のものが知られているが、最も一般的に採用されているのは、空気供給部を付設した発酵槽と、発酵槽に添って移動する走行機体と、走行機体に付設して発酵槽内の処理対象物の切り返しを行う攪拌粉砕機構とを備えているものである。

このような処理装置では、発酵槽の一方側に順次水分調整剤等の適宜な添加物と混合した畜糞（処理対象物）を供給し、この処理対象物を切り返しで発酵槽の反対側に移動させ、発酵層内を数週間（２週間程度）かけて移動することで、その間に好気発酵によって発熱による水分の蒸発と共に畜糞が発酵分解し、堆肥化されるものである。

また前記処理装置において、処理対象物の切り返しを行う攪拌粉砕機構として、発酵槽の両側に跨った走行機体に、発酵槽の幅員に対応した攪拌羽根を設けたロータリー方式の攪拌機構を採用したもの（特許文献１）、発酵槽の幅員に対して幅狭の回転羽根を、発酵槽の幅方向に走行機体上を移動させる方式（コの字状移動方式）を採用したもの（特許文献２）、処理対象物を掘り起こして背後に運搬するコンベア方式を採用したもの（特許文献３）、その他ロータリー方式とコンベア方式を組み合わせたもの、上下二段乗りロータリー攪拌羽根を採用したもの等が知られている。

特開昭６３−９１１９７号公報。 特公昭６３−４１８７４号公報。 特開２０００−２８１４７３号公報。

前記した処理装置においては、走行機体の駆動源（駆動モータ）と、切り返しを行う攪拌粉砕機構の駆動源（駆動モータ）とは別々に組み込んでおり、走行機体は、当該発酵処理に適した移動速度によって定速動作をなすに充分な定格出力のモータが採用され、また攪拌粉砕機構においても、必要とする攪拌粉砕能力を備えた定格出力のモータが採用されている。

この攪拌粉砕機構における必要攪拌能力とは、処理対象物の発酵が処理対象物の相応の堆積を必要とするため、この堆積状態の処理対象物を切り返すのに必要な能力である。即ち堆積した処理対象物の抵抗（攪拌負荷）に充分に対応できる高出力の駆動源を備えた攪拌粉砕機構を必要とするものである。

そして処理対象物の状態は発酵の進行の程度によって異なるもので、処理開始時においては、水分含有量も多く柔らかいので攪拌抵抗は大きくない。また発酵終了に近くなると水分が減少してホロホロの状態であり同様に粉砕し易く攪拌抵抗は大きくない。最も攪拌粉砕抵抗が大きいのは発酵中間あたりの、発酵熱によって水分が減少し、分解ガスの放出で減容したあたりの最も発酵分解が盛んな箇所である。

従前においては、この攪拌粉砕負荷（負荷トルク）が最も大きいところを基準として攪拌機構のモータの定格出力を決定し、採用していた。しかし攪拌抵抗が大きいところは前述した特定の範囲であり、他の範囲では低出力のモータでも充分である。しかも高出力の駆動モータの採用は装置の大型化や高価格を招いてしまい、小規模畜産農家においては、畜糞処理装置の導入が望めなかった。そして自家で処理できない畜糞は、処理できる箇所に運搬しなければならないし、また廃棄すると環境問題にもなりかねない。

そこで本発明は低出力の駆動モータを採用しても充分に且つ確実な堆肥化を実現できる新規な制御手段を備えた畜糞処理装置を提案したものである。

本発明に係る畜糞処理装置は、空気供給部を付設して好気発酵を行う所定の長さを有する発酵槽と、発酵槽に添って移動する走行機体と、走行機体に付設して発酵槽内の処理対象物の切り返しを行う攪拌粉砕機構とを備えてなる畜糞処理装置において、攪拌粉砕機構における攪拌粉砕負荷を検知し、当該検知値に対応して前記攪拌粉砕機構の移動速度（攪拌粉砕機構の自走速度又は走行機体の移動速度）を制御してなることを特徴とするものである。

而して発酵槽の一端から供給された処理対象物は、従前の装置と同様に攪拌粉砕されながら発酵槽の他端側に運ばれ、その移動期間中好気発酵によって発酵分解されるもので、特に攪拌抵抗（攪拌負荷）が小さくなると、その移動速度を早くして攪拌効率を高め、逆に攪拌抵抗（攪拌負荷）が大きくなると、その移動速度を遅くして、処理対象物の攪拌量を少なくし、攪拌粉砕駆動源を最大限有効に使用できる。

前記の制御手段を備えた畜糞処理装置は、攪拌粉砕駆動源の定格出力を小さくして装置の小型化を図ることで、これに伴い装置自体を低価格で提供できることになって、小規模畜産農家でも畜糞の機械化処理による堆肥化を実現でき、畜糞処理の煩雑さを解消できたものである。

次に本発明の実施の形態について説明する。実施形態に示した畜糞処理装置は基本的に従前の装置と同様に、発酵層１と、走行機体２と、攪拌粉砕機構３とを備えてなる。

発酵槽１は、適宜長さ（３０〜４０ｍ程度）を備え、側壁１１の間に走行機体２を移動可能に組み込み、空気供給機構１２を付設してなるものである。空気供給機構１２は、発酵槽１の底面に空気放出口を設け、別置ブロワーから発酵用の空気を圧送供給するようにしてなる。

走行機体２は、車輪２１及び駆動機構を備え、発酵槽１の側壁１１に設けたレール２２上を所定の速度で走行するものである。この駆動機構は、走行駆動モータ２３と所定の減速機構（減速歯車）２４とを備え、車輪２１を駆動して走行機体２を所定の速度で走行させるもので、特に走行駆動モータ２３は、後述する電気的制御を行う制御部２５を付設してなる。

攪拌粉砕機構３は、走行機体２に付属させたもので、攪拌し且つ処理対象物Ａを移動させる攪拌羽根３１を備えた回転軸３２とこの回転軸３２を駆動する攪拌駆動モータ３３で構成される。攪拌駆動モータ３３は、後述するように所定の検知部（電流検出部）３４を付設しているものである。

次に各駆動モータ２３，３３の制御手段について説明する。攪拌機構３の攪拌駆動モータ３３の給電回路には、検知部３４を付設するもので、この検知部３４は、攪拌駆動モータ３３の負荷トルクが所定値の範囲（定格値）内であるか否か、即ち低電流状態（低負荷状態）か、或いは過電流状態（過負荷状態）かを検知する電流検出回路と、電流状態（負荷トルク状態）を走行機体側の制御部２５に、過負荷であるか低負荷であるかの負荷信号を通知する信号出力回路とで構成される。

他方の走行機体側の制御部２５には、前記負荷信号に対応して、当該時の走行駆動モータ２３への給電状態を制御して走行駆動モータ２３を加減速する制御回路を組み込んだものである。この制御回路は、使用する駆動モータの種類によって適宜決定される。

次に前記処理装置を使用しての畜糞処理について説明する。処理対象物（通常は堆肥化処理した処理物をそのまま畜舎の敷料として所定期間使用し、畜糞と混ざった状態の物）Ａを、発酵槽１の開始端に順次供給し、攪拌機構３を動作させながら走行機体２を走行させ、処理対象物Ａを攪拌移動させ、終了端までの移動の間で発酵分解処理を終了させ、堆肥化され減容した処理終了物を、肥料や畜舎敷料として再使用するものである。

特に本発明装置は、前記の攪拌動作において、発酵初期時や発酵終期の箇所では攪拌粉砕抵抗が小さいので、攪拌駆動モータ３３の当該時出力が定格出力より小さいときには、検知部３４から低負荷信号が走行機体２の走行駆動モータ２３の制御部２５に伝達され、走行機体２の走行速度が、前記の負荷信号が出力されない状態まで加速される。また発酵最盛時の箇所では、攪拌粉砕の負荷が大きくなるので、検知部３４から過負荷信号が走行機体２の走行駆動モータ２３の制御部２５に伝達され、走行機体２の走行速度が、前記の負荷信号が出力されない状態まで減速される。このように攪拌駆動モータ３３の負荷は、常に定格（設定）出力値に誘導されるものである。

従って攪拌粉砕動作において、処理対象物Ａの物性の変化によって攪拌機構３の攪拌駆動モータ３３に大きい負荷が加わったら、走行機体２の移動速度を減じて、処理対象物の攪拌量を少なくし、攪拌機構３の攪拌駆動モータ３３に大きな負荷が加わらないようにする。逆に攪拌機構３の攪拌駆動モータ３３の負荷が小さかったら、走行機体２の移動速度を増して、攪拌粉砕能率を高めるものである。

このため、攪拌機構３の攪拌駆動モータ３３の定格出力に、最も効率的に使用できる容量を選択することができ、結果的に攪拌駆動モータ３３の容量を、従前の同一規模の装置に使用していたモータに対して格段に小さく（０．４〜０．５程度）することができて、装置の低価格化の大きな要因となり、小規模畜産農家でも採用することのできる処理装置を提供できたものである。また一方従前装置と同一の定格出力のモータを採用すると、従前装置の２倍以上の攪拌粉砕能力を有する装置を提供できるものである。

勿論本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、図４に例示するとおり攪拌粉砕機構３ａとしてコンベアタイプのものは当然のこと、その他のタイプについても同様に適用できるものである。また検知制御手段についても、負荷状態の検知と、モータ加減速を制御するものであれば、任意の手段を採用できるものである。

本発明の実施形態の攪拌動作の模式図。 同装置の説明図。 同制御手段の説明ブロック図。 同攪拌機構の別例の模式図。

符号の説明

１ 発酵槽
１１ 側壁
１２ 空気供給機構
２ 走行機体
２１ 車輪
２２ レール
２３ 走行駆動モータ
２４ 減速機構（減速歯車）
２５ 制御部
３ 攪拌粉砕機構
３１ 攪拌羽根
３２ 回転軸
３３ 攪拌駆動モータ
３４ 検知部

Claims (3)

1. 空気供給部を付設して好気発酵を行う所定の長さを有する発酵槽と、発酵槽に添って移動する走行機体と、走行機体に付設して発酵槽内の処理対象物の切り返しを行う攪拌粉砕機構とを備えてなる畜糞処理装置において、攪拌粉砕機構における攪拌粉砕負荷を検知し、当該検知値に対応して攪拌粉砕機構の移動速度を制御してなることを特徴とする畜糞処理装置。
2. 走行機体の移動速度の制御によって走行機体に固定的に組み込まれた攪拌粉砕機構の移動速度を制御してなる請求項１記載の畜糞処理装置。
3. 攪拌粉砕機構の負荷検知を攪拌駆動モータへの電流値によって行い、当該電流値が所定の範囲内に保たれるように、走行機体駆動モータの回転数を増減する制御を行ってなる請求項２記載の畜糞処理装置。

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