JP2005205254A - Fermentation/decomposition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、収容される屎尿等の有機廃棄物を発酵分解処理する際に用いて好適な発酵分解処理装置に関する。 The present invention relates to a fermentation decomposition treatment apparatus suitable for use in fermentation decomposition treatment of organic waste such as manure stored therein.
従来、収容される屎尿等の有機廃棄物を発酵分解処理する処理槽と、この処理槽の内部に配し、かつ回転駆動部により回転する撹拌機構とを備える発酵分解処理装置としては、特開平8−155497号公報で開示される屎尿発酵分解装置が知られている。 Conventionally, as a fermentation decomposition treatment apparatus comprising a treatment tank for fermenting and decomposing organic waste such as manure contained therein and a stirring mechanism disposed inside the treatment tank and rotated by a rotation drive unit, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5- An apparatus for fermenting and decomposing human waste is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-155497.
この屎尿発酵分解装置は、屎尿導入口と、該屎尿導入口から適宜離れた位置に分解屎尿取出口を設け、また、内部に適宜の切返し装置を設けた発酵槽に、ブロワーに連なる吸気口と、排気ファンに連なる排気口を設けると共に、吸気口に至る吸気経路の適所と、発酵槽の内部の適所にヒーターを設け、該ヒーターを、発酵槽内の屎尿温度が50〔℃〕またはその近傍温度となるようにON−OFF制御するものであり、微生物、特に、高温発酵菌の発酵環境を良好に維持することによって、屎尿の発酵による分解を個々の家庭等に設置し得るような比較的小型の構成でも効率的に行えるようにしたものである。
しかし、上述した従来の発酵分解処理装置(屎尿発酵分解装置)は、次のような問題点があった。 However, the above-described conventional fermentation decomposition treatment apparatus (manure fermentation decomposition apparatus) has the following problems.
第一に、発酵槽の内部には、撹拌用のスクリュー状部材や回転軸等が配設されるが、発酵槽の内部は、アンモニアやナトリウム等を含む環境下となるため、通常、スクリュー状部材や回転軸等には、錆や腐食の発生しにくいステンレス素材を使用し、各部材を溶接により接合して組み立てている。しかし、現実には、厳しい使用環境下故に、3〜4年の使用でスクリュー状部材や回転軸等に腐食が発生し、破損を来してしまうのが実情である。なお、この腐食の原因としては、溶接時の高温によるステンレス素材の物性変化やステンレス素材に含有するマンガンと屎尿に含む塩素の化合等が有力原因と考えられている。 First, a screw-like member for stirring, a rotating shaft, and the like are arranged inside the fermenter, but the inside of the fermenter is in an environment containing ammonia, sodium, etc. The members and rotating shafts are made of stainless steel, which is less susceptible to rust and corrosion, and each member is assembled by welding. However, in reality, due to the severe usage environment, the screw-shaped member, the rotating shaft, and the like are corroded and damaged after 3 to 4 years of use. Note that the cause of this corrosion is considered to be a change in physical properties of the stainless steel due to high temperatures during welding, a combination of manganese contained in the stainless steel and chlorine contained in the urine, and the like.
第二に、スクリュー状部材と回転軸を溶接等の接合により組立てるため、撹拌機構の製造が容易でなく、製造工数の増加に伴うコストアップを招くとともに、製造品質のバラツキや品質低下を招く。 Secondly, since the screw-like member and the rotating shaft are assembled by joining such as welding, the agitating mechanism is not easily manufactured, resulting in an increase in manufacturing cost and an increase in manufacturing quality and a decrease in quality.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した発酵分解処理装置の提供を目的とするものである。 The object of the present invention is to provide a fermentation decomposition treatment apparatus that solves the problems existing in the background art.
本発明は、上述した課題を解決するため、収容される有機廃棄物を発酵分解処理する処理槽2と、この処理槽2の内部に配設し、かつ回転駆動部3により回転する撹拌機構4とを備える発酵分解処理装置1,1sを構成するに際して、処理槽2に対して回動自在に支持されたシャフト部5と、このシャフト部5の外周に装着する所定長さに形成した複数のカラー6s…,6m…と、シャフト部5が挿通する挿通孔7h…を有し、かつカラー6s…,6m…間に挟まれる複数のフィン7c,7p…,7q…と、フィン7c,7p…,7q…をシャフト部5の回転方向に追従させる追従手段Sを有する撹拌機構4を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a
この場合、発明の好適な態様により、撹拌機構4は、処理槽2に取付けた合成樹脂素材により形成した軸受部11s,11tと、シャフト部5に取付け、かつ軸受部11s,11tにより回動自在に支持される合成樹脂素材により形成した被軸受部12s,12tを備えて構成できる。また、追従手段Sは、シャフト部5の断面形状及び挿通孔7h…の形状を角形に形成することにより実現できる。さらに、回転駆動部3には、少なくとも先端側一部3sの断面形状をシャフト部5の断面形状に略一致、即ち、角形に形成した回転出力軸13を設けることができる。一方、発酵分解処理装置1,1sは、処理槽2の一部又は全部を木製部材W…の組合わせにより構成できるとともに、処理槽2の表面における全部又は一部を覆うシート状に構成したヒータユニット15を設けることができる。
In this case, according to a preferred aspect of the invention, the
このような構成を有する本発明に係る発酵分解処理装置1によれば、次のような顕著な効果を奏する。
According to the fermentation
(1) 撹拌機構4を構成するに際し、溶接等の接合手段を用いないため、屎尿等が発酵する厳しい環境下であっても、錆や腐食が発生しにくく、撹拌機構4の耐久性向上、更には長寿命化を図ることができる。
(1) When the
(2) 撹拌機構4の組立てが容易となり、製造工数の低減に伴うコストダウンを図ることができるとともに、製造品質の均一化及び高品質化を図ることができる。
(2) Assembling of the
(3) 好適な態様により、撹拌機構4を、合成樹脂素材により形成した軸受部11s,11tと合成樹脂素材により形成した被軸受部12s,12tを備えて構成すれば、シャフト部5を支持する軸受機構の腐食が回避されるとともに、角形のシャフト部5を容易に支持可能となり、コストダウンにも寄与できる。
(3) If the
(4) 好適な態様により、回転駆動部3に、少なくとも先端側一部3sの断面形状をシャフト部5の断面形状に略一致、即ち、角形に形成した回転出力軸13を設ければ、シャフト部5と回転出力軸13をカラー6sに差込むのみで接続可能になるため、従来のようなシャフト部5及び回転出力軸13に対する溝部の加工やこの溝部に差込むキー材等の部品が不要になり、組付けの容易化を図ることができる。
(4) According to a preferred embodiment, if the
(5) 好適な態様により、処理槽2の一部又は全部を木製部材W…の組合わせにより構成すれば、木製部材W…を用いた一般的な効果、即ち、軽量化及び低コスト化に加えて、高保温性により、発酵分解処理装置として用いた際における最適な発酵分解処理環境を得ることができるとともに、木材が持つ本来の耐久性による処理槽2の長寿命化にも寄与できる。
(5) According to a preferred embodiment, if a part or all of the
(6) 好適な態様により、処理槽2の表面における全部又は一部を覆うシート状に構成したヒータユニット15を付設すれば、ヒータユニット15の装着や交換を容易に行うことができる。
(6) If the
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, the best embodiment according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係る発酵分解処理装置1の構成部品(構成部材)について、図1〜図7を参照して説明する。
First, the component (component) of the fermentation
2は、有機廃棄物を発酵分解処理する処理槽である。なお、例示の発酵分解処理装置1は、山小屋等に設置するトイレである。したがって、発酵分解処理する有機廃棄物は、主に人体から排出される屎尿となる。処理槽2は、全体を木製部材W…の組合わせにより構成する。この場合、木製部材W…としては、桧材が望ましい。なお、従来、処理槽2の構成素材としては、主にステンレス素材が用いられていたが、重くて製作コストが高くなるとともに、発酵分解処理する際の重要な要素となる保温力にも劣る欠点があったが、木製部材W…を用いることにより、軽量化及び低コスト化に加えて、高保温性による最適な発酵分解処理環境を得ることができる。しかも、木材が持つ本来の耐久性による処理槽2の長寿命化にも寄与できる。
2 is a processing tank for fermenting and decomposing organic waste. In addition, the example fermentation
処理槽2は、矩形により形成した一対の端板部21s,21tと、端板部21s,21tの各対向面に形成した溝部に差込むことにより端板部21sと21t間に配し、かつ上端に開口を有する断面U形の胴板部22と、この胴板部22における上端の開口を閉塞する上板部23を備える。したがって、胴板部22の底部22dは、断面形状が半円形になる。この場合、胴板部22は、複数の短冊板22x…の組合わせにより構成し、各短冊板22x…間には、図2における部分抽出拡大図に示すシール用棒材24…を介在させることにより、各短冊板22x…間のシーリングと位置決めを行う。
The
また、上板部23は、支持板部23s及び蓋板部25からなる。そして、支持板部23sの上面には便器Uを設置するとともに、設置した便器U下方の支持板部23sには開口23shを設ける。なお、便器Uにおいて、Umは便器本体、Usは便座、Ucは便蓋をそれぞれ示す。一方、支持板部23sの他の位置に設けた排気孔23phに接続部材Pcを取付け、さらに、この接続部材Pcに排気管Pを接続するとともに、この排気管Pの先端には排気ファン67(図7参照)を装着する。これにより、処理槽2から外部への排気が行われる。なお、必要により排気の一部又は全部を処理槽2の内部に戻してもよい。蓋板部25は胴板部22に対して着脱可能であり、25gは蓋板部25の上面に取付けた把手を示す。この蓋板部25を取外すことによりオガ屑等の発酵処理媒体Mを処理槽2の内部に収容できるとともに、処理槽2の内部で生成されたコンポストを外部に取出すことができる。
The
15は、胴板部22の表面を覆うシート状に構成したヒータユニットである。このヒータユニット15は、図4に示すように、一枚の矩形に形成したステンレス板31と、このステンレス板31の一面に貼付けたゴムシート32と、このゴムシート32の表面に敷設したヒータ線33を備える。なお、ヒータ線33は、アルミニウム素材の接着シート34によりゴムシート32上に固定することができる。また、適当な位置には、ヒータユニット15の温度を検出する温度センサ41を接着シート34により固定する。そして、このヒータユニット15は、図2に示すように、胴板部22の内周面の略全面を覆うように、ヒータ線33側を胴板部22の内周面に対面させて木ネジ等により固定する。これにより、処理槽2に対して、別体に構成したヒータユニット15を付設することができ、ヒータユニット15の装着や交換を容易に行うことができる。
他方、3は端板部21sの外面に取付けた回転駆動部、4は処理槽2に内部に配設した撹拌機構であり、この撹拌機構4は、回転駆動部3により回転する。回転駆動部3は、モータ部51と減速ギア部52を有するギアモータを使用し、この減速ギア部52は、少なくとも先端側一部3sの断面形状をシャフト部5の断面形状に略一致、即ち、角形(断面正方形)に形成した回転出力軸13を有する。これにより、シャフト部5と回転出力軸13をカラー6sに差込むのみで接続可能になるため、従来のようなシャフト部5及び回転出力軸13に対する溝部の加工やこの溝部に差込むキー材等の部品が不要になり、組付けの容易化を図ることができる。
On the other hand, 3 is a rotation drive unit attached to the outer surface of the
撹拌機構4は、図1及び図5に示すように、処理槽2に対して回動自在に支持されるシャフト部5と、このシャフト部5の外周に装着する所定長さに形成した八つのカラー6s…,6m…と、シャフト部5が挿通する挿通孔7h…を有し、かつカラー6s…,6m…間に挟まれる七つのフィン7c,7p…,7q…と、フィン7c,7p…,7q…をシャフト部5の回転方向に追従させる追従手段Sを有する。この場合、シャフト部5,カラー6s…,6m…及びフィン7c,7p…,7q…は、いずれもステンレス素材により一体形成する。追従手段Sは、シャフト部5の断面形状及び挿通孔7h…の形状を角形(断面正方形)に形成することにより実現できる。また、カラー6s…,6m…は、各フィン7c,7p…,7q…間の間隔を設定する比較的長い六つのカラー6m…と、両端に用いる比較的短い二つのカラー6s…を備える。一方、フィン7c,7p…,7q…は、短冊状に形成したステンレス板の一側に、挿通孔7h…をそれぞれ形成するとともに、他側を、斜めに折曲又は湾曲させることにより羽根の機能を持たせる。本実施形態では、左右対称の形状を有する一対のフィン7p…,7q…を三組用いるとともに、折曲又は湾曲させない平板状となる一つのフィン7cを用いた。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
さらに、撹拌機構4には、処理槽2に取付ける合成樹脂素材により形成した軸受部11s,11tと、シャフト部5に取付け、かつ軸受部11s,11tにより回動自在に支持される合成樹脂素材により形成した被軸受部12s,12tを備える。この場合、軸受部11s,11tは、所定の厚さを有する矩形板により形成し、かつ円形の軸受孔を設けるとともに、被軸受部12s,12tは、所定の厚さを有する円形板により形成し、かつシャフト部5が挿入して係合する角形(断面正方形)の係合孔を設ける。このような軸受機構を用いることにより、シャフト部5を支持する軸受機構の腐食が回避されるとともに、角形のシャフト部5を容易に支持可能となり、コストダウンにも寄与できる。
Further, the
処理槽2に対する回転駆動部3と撹拌機構4の組付けは、次のように行うことができる。まず、端板部21s及び21tに、軸受部11s,11tをそれぞれ嵌込む。この場合、端板部21tの略中央に、矩形の孔部27tを形成し、孔部27tに、軸受部11tを嵌込むとともに、軸受部11tの軸受孔に、被軸受部12tを装填する。なお、端板部21s側においても、同様に軸受部11tの嵌込みと被軸受部12tの装填を行うことができる。また、図1に示すように、カラー6s…,6m…とフィン7c,7p…,7q…を、軸方向に沿って交互に配列させ、カラー6s…,6m…の内部とフィン7c,7p…,7q…の挿通孔7h…にシャフト部5を挿通させる。この際、短い二つのカラー6s…を両端に配するとともに、中央にフィン7cを配し、かつこのフィン7cの両側にそれぞれ三つのフィン7p…,7q…を配する。フィン7cの両側に配したフィン7p…と7q…はそれぞれ左右対称となるため、撹拌時に、発酵処理媒体Mや有機廃棄物が軸方向一方に片寄ることはない。さらに、各フィン7c,7p…,7q…は、軸方向に沿って交互に180°反対方向へ突出するように配する。これにより、図2に示すように、処理槽2の内部には、ゆとりのある空間が確保され、処理槽2の内部で生成されるコンポストを容易に掻き出すことができるとともに、各フィン7c,7p…,7q…を十字状に配する場合に比べて、作動時の消費電力低減及び材料費の削減にも寄与できる。
The
一方、シャフト部5の一端は、被軸受部12tの係合孔に挿入するとともに、シャフト部5の他端は、図6に示すように、端板部21s側の端に配したカラー6sの内部における中間位置に至らせる。したがって、このような条件を満たすように、シャフト部5の長さを選定するとともに、両端に位置するカラー6sと6sの先端間の距離は、端板部21tと21sの内面間の距離に略一致させる。また、端板部21sの外面には、ゴム素材のパッキン(シーリングシート)53を介して回転駆動部3における減速ギア部52をボルトナット等により取付ける。この際、回転出力軸13は、被軸受部12sの係合孔を通してカラー6sの内部における中間位置に至らせる。これにより、回転出力軸13とシャフト部5は、図6に示すように、カラー6sを介して接続されるため、従来のようなシャフト部5及び回転出力軸13に対する溝部の加工やこの溝部に差込むキー材等の部品が不要になり、組付けの容易化を図ることができる。なお、54は、端板部21tの外面に取付けた保持板であり、軸受部11t,被軸受部12t及びシャフト部5を保持する。
On the other hand, one end of the
このように、本実施形態に係る発酵分解処理装置1では、撹拌機構4を構成するに際し、溶接等の接合手段を用いないため、屎尿等が発酵する厳しい環境下であっても、錆や腐食が発生しにくく、撹拌機構4の耐久性向上、更には長寿命化を図ることができる。また、撹拌機構4の組立てが容易となり、製造工数の低減に伴うコストダウンを図ることができるとともに、製造品質の均一化及び高品質化を図ることができる。
Thus, in the fermentation
他方、図7は、電気回路系の系統図を示す。61は風力発電機である。前述したように、発酵分解処理装置1は、山小屋等に設置するトイレとして用いるため、発酵分解処理装置1に対する給電は、自然の力を利用して良質な電力を得る風力発電機61を利用できる。62は、風力発電機61から得る電力を充電するバッテリである。そして、モータ部51は、スイッチ部63を介してバッテリ62に接続するとともに、このスイッチ部63を制御するタイマ部64及びタイマ部64を制御する操作ボタン65を設ける。一方、ヒータ線33は、サーモスタット66を介してバッテリ62に接続する。なお、41は、温度センサであり、サーモスタット66に付属する。排気ファン67は、スイッチ部68を介してバッテリ62に接続する。図1中、69はコントロールボックスを示し、上述したサーモスタット66や操作ボタン65等の必要な電気部品を配設する。また、図1中、Hwは建造物の壁を示すとともに、Hfは建造物の床を示している。
On the other hand, FIG. 7 shows a system diagram of the electric circuit system. 61 is a wind power generator. As described above, since the fermentation
次に、本実施形態に係る発酵分解処理装置1の使用方法及び動作について、図1〜図7を参照して説明する。
Next, the usage method and operation | movement of the fermentation
まず、発酵処理媒体Mとして木質系炭素を含むオガ屑を処理槽2に収容する。この場合、蓋板部25を取外し、上板部23の一部を開放することにより、処理槽2の内部に発酵処理媒体Mを収容することができる。この際、オガ屑には、良質かつ微量の塩分を含ませた適量の水を加えることが望ましい。一方、スイッチ部68をONにして排気ファン67を作動させるとともに、サーモスタット66の制御温度Tcを設定してヒータ線33を通電制御する。サーモスタット66の制御温度Tcとしては、例えば、50〔℃〕程度に設定することができる。したがって、温度センサ41の検出温度が、制御温度Tc以下の場合には、サーモスタット66がON状態となり、ヒータ線33に通電が行われることにより、処理槽2が加熱されるとともに、制御温度Tcを越えた場合には、サーモスタット66がOFF状態となり、ヒータ線33への通電が解除される。
First, sawdust containing woody carbon is stored in the
そして、便器Uを利用した際には、屎尿が処理槽2の内部に収容されるため、利用者は、利用後に、操作ボタン65を押せばよい。これにより、スイッチ部63がONし、モータ部51が作動する。この結果、撹拌機構4のシャフト部5、更には各フィン7c,7p…,7q…がゆっくりと回転し、オガ屑と屎尿の撹拌が行われとともに、オガ屑内部への酸素の供給が行われる。この際、タイマ部64で設定した作動時間(通常、2分前後)によりシャフト部5が数回転し、この作動時間が経過したならスイッチ部63がOFFし、モータ部51の作動が停止する。なお、タイマ部64により、操作ボタン65の押操作の有無に拘わらず、定期的にモータ部51を所定時間作動させることが望ましい。
And when using the toilet bowl U, since the manure is accommodated in the inside of the
一方、処理槽2の内部温度は、ヒータユニット15により50〔℃〕程度に加熱され、発酵条件が整っているため、収容された屎尿の発酵分解処理が進行する。発酵分解処理の進行により、処理槽2の内部温度は70〔℃〕程度まで上昇し、オガ屑と屎尿は、コンポスト化される。なお、処理槽2の内部で生成されたコンポストは、蓋板部25を取外すことにより、外部に取出すことができる。この際、各フィン7c,7p…,7q…は、シャフト部5の軸方向に沿って、交互に180°反対方向に突出するように配したため、コンポストを容易に掻き出すことができる。
On the other hand, since the internal temperature of the
他方、図8には、本発明の変更実施形態に係る発酵分解処理装置1sを示す。この発酵分解処理装置1sは、前述した発酵分解処理装置1に対して、処理槽2自身を便器71として構成したものであり、全体の大きさが小型化されるとともに、任意の場所に移動させ、そのまま置いて使用できる。したがって、処理槽2,回転駆動部3及び撹拌機構4等は、サイズダウンされる点を除き、基本的な構成及び機能(動作)は、発酵分解処理装置1と同じになる。なお、図8中、72は便蓋、73は背凭れ部をそれぞれ示す。また、便器71の下端には、必要により移動させる際に便利な自在キャスタを設けてもよい。その他、図8において、図1と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
On the other hand, FIG. 8 shows a fermentation decomposition treatment apparatus 1s according to a modified embodiment of the present invention. This fermentation decomposition processing apparatus 1 s is configured such that the
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。 Although the best embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and departs from the gist of the present invention in the detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, and the like. It can be changed, added, or deleted as long as it is not.
例えば、発酵分解処理装置1,1sとして屎尿を処理するトイレを例示したが、生ゴミを処理する生ゴミ処理器等にも同様に適用することができる。また、発酵処理媒体Mとして、オガ屑を例示したが、カンナ屑等の木質系炭素を含む他の発酵処理媒体を利用してもよい。さらに、支持板部23sには、一つの便器Uを設置した場合を示したが、その他、小便用便器を併設したり、複数の便器を設置してもよい。一方、撹拌機構4の細部構成において、カラー6s…,6m…の断面形状は、丸形等の任意の形状を選定できるとともに、フィン7c,7p…,7q…の形状や数量も任意に選定できる。また、処理槽2は、全部を木製部材W…の組合わせにより構成した場合を示したが、一部に金属や合成樹脂を組合わせてもよい。同様に、処理槽2の内周面の略全部を覆うヒータユニット15を例示したが、外周面を覆う場合や一部を覆う場合を排除するものではない。さらに、ヒータユニット15は、装着時にU形に湾曲するため、湾曲したヒータユニット15に対して端板部21s,21tに重なるステンレス板を追加することにより全体を容器状に構成してもよい。これにより、水密性を高めることができる。
For example, although the toilet which processes manure was illustrated as the fermentation
1 発酵分解処理装置
1s 発酵分解処理装置
2 処理槽
3 回転駆動部
3s 先端側一部
4 撹拌機構
5 シャフト部
6s… カラー
6m… カラー
7h… 挿通孔
7c フィン
7p… フィン
7q… フィン
11s 軸受部
11t 軸受部
12s 被軸受部
12t 被軸受部
13 回転出力軸
15 ヒータユニット
S 追従手段
W… 木製部材
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