JP2018051550A

JP2018051550A - 攪拌装置及びそれを用いた堆肥製造装置

Info

Publication number: JP2018051550A
Application number: JP2016201292A
Authority: JP
Inventors: 加藤　良一; Ryoichi Kato; 良一加藤; 聡荒木; Satoshi Araki
Original assignee: Ts Env Co Ltd; Ts Environment Co Ltd
Current assignee: Ts Env Co Ltd; Ts Environment Co Ltd
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2036-09-26
Also published as: JP6283789B1

Abstract

【課題】堆積高さが大きな発酵槽でも使用可能で、水平方向、鉛直方向の両方で原料の撹拌が可能な攪拌装置と、それを用いた堆肥製造装置を提供する。【解決手段】上方が開放された隔壁からなる発酵槽の上に、発酵槽の縦横の少なくとも一方に移動可能なフレームを設置し、前記フレームに設けられた回転軸に軸支され、先端が発酵槽の底部付近に到達するように設けられたブームの、先端部及び先端と回転軸のほぼ中間の部分に、二つの回転軸を設け、二つ回転軸のそれぞれの周方向および長さ方向に一定の間隔で撹拌羽根を取り付けて攪拌装置を構成する。二つの回転軸を相互に逆回転させ、それぞれの撹拌羽根の一方に撹拌対象物を鉛直方向に撹拌する機能を付与し、他方の撹拌羽根に撹拌対象物を水平方向に撹拌する機能を付与することで、効率的な撹拌を可能とする。【選択図】図１

Description

本発明は、各種の有機資源廃棄物を発酵させて、堆肥化するための攪拌装置とそれを用いた堆肥製造装置に関わるもので、特に原料の堆積高さが１．５ｍを超える規模の堆肥製造装置に適した攪拌装置に関する。

堆肥は、堆積させた有機物を微生物によって分解して得られる肥料であり、その原料としては、落葉、家畜の排泄物、野菜くずなどの食品廃棄物、下水処理で生じる汚泥などが挙げられる。そして、堆肥はその機能、つまり、堆肥に含まれる腐植質による土壌を団粒化の促進、堆肥に含まれる微生物やミミズの増殖による病害虫菌の抑制、堆肥に含まれる多種多様な物質による、化学変化に対する緩衝作用などが注目され、従来の化学肥料一辺倒の農業に一石を投じているばかりでなく、食の安全性向上や環境への負荷低減を目的とした、有機農業の普及に寄与している。

堆肥の製造は、生ごみの減量と家庭菜園への施肥を目的に、近年は家庭でも行われることがあり、これに特化した、堆肥製造用容器や発酵促進剤が市販されている。また、前記の有機資源廃棄物を大量に収集し、工業的に堆肥化することも行われている。

工業的な堆肥製造装置としては、主に鉄筋コンクリートからなる隔壁で構成された貯槽に、数トンないし数十トンの原料を堆積し、微生物の作用で発酵を促進するという形式のものが多用されていて、水分の調整を目的に、おが屑などを添加することもある。そして生産性を向上するには、処理量の増加が不可欠であるが、堆積高さを増加すると、原料が自重で圧縮され固まってしまうことがあるので、微生物の活動に必要な酸素の、内部への供給が絶たれてしまうことを防いだり、適正な水分量を保持したりするため、適度に攪拌することが必要となる。

このような課題に対処するための装置として、特許文献１には、一対の鉛直方向の回転軸を有するスクリューを相互に逆方向に回転させ、水平方向に発酵槽内を移動可能とした発酵攪拌処理装置が開示されている。これは、小型で攪拌が十分に行えることが期待できるが、運転時間が長くかかる難点があり改善の余地がある。

また、特許文献２には、スクープを多数設けた長円状のベルトコンベヤを縦に支持したスクープ式切換し機を混合槽に移動可能に配置し、ベルトコンベヤの下方部が進行方向側、上方部が進行方向反対側に位置するように傾けた状態でベルトコンベヤを回転させ、さらに上記ベルトコンベヤを支持したままでスクープ式切換し機を混合槽の長手方向に沿って移動させることにより、大量の発酵原料を均一かつ効率的に攪拌、混合する装置が提案されているが、高水分の原料の場合、粉砕までの期間がかかる為、早い段階での発酵の立上りに難点があり、改善の余地がある。

特開２００７−２８３１５８号公報特開平１１−５７４４２号公報

本発明の課題は、堆積高さが高い発酵槽でも使用可能で、水平方向、鉛直方向の両方で原料の攪拌をすることができ、攪拌対象物を粉砕し、堆肥の発酵速度を早めることが可能な攪拌装置と、それを用いた堆肥製造装置を提供することにある。

本発明は、前記の課題解決のため、攪拌方向の異なる攪拌羽根を、複数用いることにて、堆積高さの高い発酵槽での攪拌を行える構造に構成することを検討した結果、なされたものである。

本発明は、ほぼ直線状の軌条の上を移動するための手段を有するフレームと、前記フレームの進行方向とほぼ垂直な方向に、前記フレームに架設されてなる第一の回転軸と、前記回転軸に回動可能な状態で軸支されてなるブームと、前記ブームにおける先端部に前記ブームの長さ方向にほぼ垂直に設けられてなる第二の攪拌軸と、前記第二の攪拌軸の長さ方向及び周方向に一定間隔で取り付けられてなる複数の第一の攪拌羽根と、前記ブームにおける前記第一の回転軸と前記第二の攪拌軸との間に、前記ブームの長さ方向にほぼ垂直に設けられてなる第三の攪拌軸と、前記第三の攪拌軸の長さ方向及び周方向に一定間隔で取り付けられてなる複数の第二の攪拌羽根を有することを特徴とする攪拌装置である。

また、本発明は、前記第一の攪拌羽根と前記第二の攪拌羽根の回転方向が逆方向であることを特徴とする前記の攪拌装置である。

また、本発明は前記第一の攪拌羽根の先端が、回転方向に湾曲した形状を有し、攪拌の対象物を粉砕し、上方向に跳ね上げる機能を有することを特徴とする前記の攪拌装置である。

また、本発明は、前記第二の攪拌羽根が、棒状の部材の先端に板状の攪拌板を接合した形状であり、前記攪拌板と前記第二の攪拌羽根の回転方向とのなす角度が、前記第三の攪拌軸の中央部がほぼ垂直であり、中央部からほぼ同距離に配されて対をなす前記攪拌板が、前記第二の攪拌羽根の回転方向に開いた状態となる角度で、ほぼ対称に接合されている。また、前記第三の攪拌軸の外側に設けられた複数の前記第二の攪拌羽根は、前記第二の攪拌羽根の棒状の部材に傾斜をつけることにより、前記攪拌板の角度を変え、攪拌対象物が発酵槽の外に飛ぶことを抑制する機能を有することを特徴とする前記の攪拌装置である。

また、本発明は、隔壁よって構成され、上部に解放面を有する槽の、前記解放面に、前記の攪拌装置を、設置してなることを特徴とする堆肥製造装置である。

本発明の攪拌装置においては、発酵槽の上方の開放面に設けた軌条に沿って移動可能なフレームの間に、フレームの移動方向に垂直な方向に配置した回転軸に取り付けられたブームに、２組の攪拌羽根が設けられているので、堆積された攪拌対象物を発酵槽の底部から、攪拌対象物が堆積された最上部まで攪拌することができる。

また、フレームは軌条の上を移動可能なので、移動方向、つまり発酵槽の長さ方向の全範囲を攪拌することが可能であり、フレームの移動方向と直交する方向、つまり発酵槽の幅に、回転軸の長さを合わせて設計しておくことで、発酵槽の幅方向についても全範囲を攪拌することが可能であることに加え、フレームを発酵槽の幅方向に移動可能とすることで、発酵槽の全範囲を攪拌可能とすることもできる。

また、ブームに取り付けられた２組以上、または複数の攪拌羽根を互いに逆方向に回転することで、その間の攪拌対象物を破砕する作用が得られる。しかも、前記２組以上、または複数の攪拌羽根はそれぞれに攪拌対象物を粉砕し上方向に跳ね上げる機能と、攪拌対象物を進行方向からみて後方へと移動させる機能を有しているので、攪拌の効果を一層向上できる。

本発明の係る攪拌装置の一例を示す図、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は平面図。本発明に係る第二の攪拌羽根の一例を示す図。本発明に係る第一の攪拌羽根の一例を示す図、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図。

次に、本発明の実施の形態について、具体的な図を参照しながら説明する。

図１は、本発明の係る攪拌装置の一例を示す図で図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は平面図である。図１において、１は軌条、２はフレーム、３はフレームの移動手段、４はブーム、５は第一の回転軸、６は第二の攪拌軸、７は第一の攪拌羽根、８は第三の攪拌軸、９は第二の攪拌羽根である。

また、図２は、本発明に係る第二の攪拌羽根の一例を示す図であり、図３は、本発明に係る第一の攪拌羽根の一例を示す図で、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図２において、７ｂは攪拌板である。

軌条１は、図示していない発酵槽を構成する隔壁の上面に設けられ、鉄道に用いられるレールや、溝のような形状である。この軌条１には、フレーム２の下部に設けられている、フレームの移動手段３の車輪が、載置または嵌合され、車輪は、図示していないモータなどの駆動手段によって、図における左右の方向に、軌条１に沿って移動可能である。

ブーム４は、第一の回転軸５に軸支され、一点鎖線で示したように矢印の方向へ回動可能なので、先端部を発酵槽の底部まで移動させることが可能で、攪拌対象物である堆肥の原料の有機資源廃棄物の内部に没入させることができる。そして、１本のブーム４に第二の攪拌軸６と第三の攪拌軸８を、片持ちの状態で取り付けることも可能であるが、信頼性や安定性を考慮すると、図１に示したように一対のブーム４の間に、第二の攪拌軸６と第三の攪拌軸８を設けるのが望ましい。

ブーム４の先端部には、第二の攪拌軸６の長さ方向と周方向に、一定の間隔が付与された状態で、複数の第一の攪拌羽根７が設けられ、第一の攪拌羽根７の先端には、回転方向に向けて湾曲した部分が形成されているので、回転に伴い、攪拌対象物が粉砕、攪拌されると同時に、上方に跳ね上げる機能が付与され、発酵槽の底部まで攪拌することが可能であるため、攪拌の効率が向上する。

また、ブーム４のほぼ中央部には、第三の攪拌軸８の長さ方向と周方向に、一定の間隔が付与された状態で、複数の第二の攪拌羽根９が設けられ、第二の攪拌羽根９には、回転方向に対して傾斜が設けられている。図２には、第二の攪拌羽根の回転方向と攪拌板７ｂのなす角度を、θで示していて、外側に取り付けられている複数の攪拌板のθは、小さくなるように設計している。これによって、第二の攪拌羽根９には、攪拌対象物が、第三の攪拌軸８が回転することにより、攪拌対象物が発酵槽の外へと飛び出してしまうことを抑制する機能が付与されている。また、攪拌対象物が堆積された最上部まで攪拌することが可能であるため、攪拌効率が向上する。

なお、第一の攪拌羽根７を第三の攪拌軸８に取り付け、第二の攪拌羽根９を第二の攪拌軸６に取り付けることも可能ではあるが、第一の攪拌羽根７は、形状をプラウのように設計してあるので、圧縮されて固くなった攪拌対象物を解砕することにより、堆肥の発酵速度を早くすることを期待できるため、第一の攪拌羽根７は、第二の攪拌軸６の方に取り付けるのが望ましい。

以上に説明したように、本発明によれば、堆肥原料の堆積高さが、１．５ｍを超える場合でも、高効率で攪拌できる攪拌装置と、それを用いた堆肥製造装置の提供が可能となり、工業規模の堆肥製造にとって有用である。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えばフレームを図１における上下方向にも移動可能とするような、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。

１・・・軌条２・・・フレーム３・・・フレームの移動手段
４・・・ブーム５・・・第一の回転軸６・・・第二の攪拌軸
７・・・第一の攪拌羽根７ｂ・・・攪拌板
８・・・第三の攪拌軸９・・・第二の攪拌羽根

本発明は、上部に開放面を有する隔壁によって構成される発酵槽の、前記開放面の上方に設置されてなる、ほぼ直線状の軌条の上を移動するための手段を有するフレームと、前記フレームの進行方向とほぼ垂直な方向に、前記フレームに架設されてなる第一の回転軸と、前記回転軸に回動可能な状態で軸支されてなるブームと、前記ブームにおける先端部に前記ブームの長さ方向にほぼ垂直に設けられてなる第二の攪拌軸と、前記第二の攪拌軸の長さ方向及び周方向に一定間隔で取り付けられてなる複数の第一の攪拌羽根と、前記ブームにおける前記第一の回転軸と前記第二の攪拌軸との間に、前記ブームの長さ方向にほぼ垂直に設けられてなる第三の攪拌軸と、前記第三の攪拌軸の長さ方向及び周方向に一定間隔で取り付けられてなる複数の第二の攪拌羽根を有することを特徴とする攪拌装置である。

また、本発明は、前記第二の攪拌羽根が、棒状の部材の先端に板状の攪拌板を接合した形状であり、前記攪拌板と前記第二の攪拌羽根の回転方向とのなす角度が、前記第三の回転軸の中央部がほぼ垂直であり、中央部からほぼ同距離に配されて対をなす前記攪拌板が、前記第二の攪拌羽根の回転方向に開いた状態となる角度で、ほぼ対称に接合されている。また、前記第三の回転軸の外側に設けられた複数の前記第二の攪拌羽根は、前記第二の攪拌羽根の棒状の部材に傾斜をつけることにより、前記攪拌板の角度を変え、攪拌対象物が発酵槽の外に飛ぶことを抑制する機能を有することを特徴とする前記の攪拌装置である。

また、本発明は、上部に開放面を有する隔壁によって構成される発酵槽の、前記開放面の上方に、前記の攪拌装置を、設置してなることを特徴とする堆肥製造装置である。

図１は、本発明の係る攪拌装置の一例を示す図で図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は平面図である。図１において、１は軌条、２はフレーム、３はフレームの移動手段、４はブーム、５は第一の回転軸、６は第二の回転軸、７は第一の攪拌羽根、８は第三の回転軸、９は第二の攪拌羽根である。

また、図２は、本発明に係る第二の攪拌羽根の一例を示す図であり、図３は、本発明に係る第一の攪拌羽根の一例を示す図で、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図２において、９ａは棒状の部材、９ｂは攪拌板である。

ブーム４は、第一の回転軸５に軸支され、一点鎖線で示したように矢印の方向へ回動可能なので、先端部を発酵槽の底部まで移動させることが可能で、攪拌対象物である堆肥の原料の有機資源廃棄物の内部に没入させることができる。そして、１本のブーム４に第二の回転軸６と第三の回転軸８を、片持ちの状態で取り付けることも可能であるが、信頼性や安定性を考慮すると、図１に示したように一対のブーム４の間に、第二の回転軸６と第三の回転軸８を設けるのが望ましい。

また、ブーム４のほぼ中央部には、第三の回転軸８の長さ方向と周方向に、一定の間隔が付与された状態で、複数の第二の攪拌羽根９が設けられ、第二の攪拌羽根９には、回転方向に対して傾斜が設けられている。図２には、第二の攪拌羽根９の回転方向と攪拌板９ｂのなす角度を、θで示していて、外側に取り付けられている複数の攪拌板のθは、小さくなるように設計している。これによって、第二の攪拌羽根９には、攪拌対象物が、第三の回転軸８が回転することにより、攪拌対象物が発酵槽の外へと飛び出してしまうことを抑制する機能が付与されている。また、攪拌対象物が堆積された最上部まで攪拌することが可能であるため、攪拌効率が向上する。

なお、第一の攪拌羽根７を第三の攪拌軸８に取り付け、第二の攪拌羽根９を第二の回転軸６に取り付けることも可能ではあるが、第一の攪拌羽根７は、形状をプラウのように設計してあるので、圧縮されて固くなった攪拌対象物を解砕することにより、堆肥の発酵速度を早くすることを期待できるため、第一の攪拌羽根７は、第二の回転軸６の方に取り付けるのが望ましい。

１・・・軌条２・・・フレーム３・・・フレームの移動手段
４・・・ブーム５・・・第一の回転軸６・・・第二の回転軸
７・・・第一の攪拌羽根８・・・第三の回転軸９・・・第二の攪拌羽根
９ａ・・・棒状の部材９ｂ・・・攪拌板

Claims

ほぼ直線状の軌条の上を移動するための手段を有するフレームと、前記フレームの進行方向とほぼ垂直な方向に、前記フレームに架設されてなる第一の回転軸と、前記回転軸に回動可能な状態で軸支されてなるブームと、前記ブームにおける先端部に、前記ブームの長さ方向にほぼ垂直に設けられてなる第二の攪拌軸と、前記第二の攪拌軸の長さ方向及び周方向に一定間隔で取り付けられてなる複数の第一の攪拌羽根と、前記ブームにおける前記第一の回転軸と前記第二の攪拌軸との間に、前記ブームの長さ方向にほぼ垂直に設けられてなる第三の攪拌軸と、前記第三の攪拌軸の長さ方向及び周方向に一定間隔で取り付けられてなる複数の第二の攪拌羽根を有することを特徴とする攪拌装置。
前記第一の攪拌羽根と前記第二の攪拌羽根の回転方向が逆方向であることを特徴とする、請求項１に記載の攪拌装置。
前記第一の攪拌羽根の先端は、回転方向に湾曲した形状を有し、攪拌の対象物を粉砕し、上方向に跳ね上げる機能を有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の攪拌装置。
前記第二の攪拌羽根が、棒状の部材の先端に板状の攪拌板を接合した形状であり、前記攪拌板と前記第二の攪拌羽根の回転方向とのなす角度が、前記第三の攪拌軸の中央部がほぼ垂直であり、中央部からほぼ同距離に配されて対をなす前記攪拌板が、前記第二の攪拌羽根の回転方向に開いた状態となる角度で、ほぼ対称に接合されていて、また、前記第三の攪拌軸の外側に設けられた複数の前記第二の攪拌羽根は、前記第二の攪拌羽根の棒状の部材に傾斜をつけることにより、前記攪拌板の角度を変え、攪拌対象物が発酵槽の外に飛ぶことを抑制する機能を有することを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の攪拌装置。
隔壁よって構成され、上部に解放面を有する槽の、前記解放面に、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の攪拌装置を、設置してなることを特徴とする堆肥製造装置。