JP2024029976A - 有機性廃棄物の処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス性が高く、製品寿命を長くし得る有機性廃棄物の処理装置を提供する。【解決手段】処理装置１は、有機性廃棄物を収容する収容部２４を有する密閉容器２と、収容部２４を減圧する真空ポンプ６と、収容部２４を加熱する加熱ジャケット５と、収容部２４内で有機性廃棄物を攪拌する攪拌部材３１１ｄを有する攪拌装置３と、を含んでいる。攪拌装置３は、攪拌部材３１１ｄが取り付けられる攪拌シャフト３１と、攪拌シャフト３１の両端部を支持する第１軸受装置３２Ａおよび第２軸受装置３２Ｂとを備える。攪拌シャフト３１は、主軸部３１１と第１端軸部３１２と第２端軸部３１３とを有している。主軸部３１１と第１端軸部３１２、および、主軸部３１１と第２端軸部３１３とは、連結と分離が可能に構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、有機性廃棄物の処理装置に関する。

従来、両端部が塞がれた円筒形状の攪拌槽と、攪拌槽の内部を攪拌する攪拌部材と、攪拌槽の内部を減圧する減圧装置と、攪拌槽の内部を加温する加温装置と、を備えた有機性廃棄物の堆肥化装置が存在している（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の攪拌槽は、堆肥化装置の稼働時に密閉容器として機能する。攪拌槽の両端部には、円形の端板が設けられている。端板の中心部には軸受装置が設けられている。一対の軸受装置は、端板を貫通する管状の回転軸を支持している。回転軸には、軸方向に等間隔で複数の攪拌部材が設けられている。

特開２００１－３９７８７号公報

特許文献１に開示された構造と同様の従来の有機性廃棄物の処理装置では、回転軸の端部が軸受装置が有するベアリングによって支持されていた。処理装置の累積稼働時間が長くなると、回転軸の端部は、ベアリングとの摩擦によって摩耗することがあった。回転軸の端部が摩耗した場合、回転軸全体を交換する必要があった。

従来では、回転軸に複数の攪拌部材が取り付けられていたので、回転軸を交換する場合、回転軸とともに攪拌部材も交換する必要があった。交換作業は、攪拌槽の両端部の端板全体を取り外す必要があるので、その作業に多くの時間と労力を要する。攪拌槽の種類によっては、攪拌槽の両端部の端板を取り外すことができない場合がある。その場合、回転軸を交換するために、金属の端板を切断する必要があった。このような有機性廃棄物の処理装置では、回転軸の交換が事実上不可能であった。そのため、従来の有機性廃棄物の処理装置は、製品寿命を長くすることに制限が生じていた。

本発明は、上記実状を考慮してなされたものであり、その目的は、メンテナンス性が高く、製品寿命を長くし得る有機性廃棄物の処理装置を提供することである。

上述の課題を解決するために本明細書に開示する発明は、以下のように構成されている。すなわち、第１の発明は、有機性廃棄物を収容する収容部を有する密閉容器と、前記収容部を減圧する収容部減圧部と、前記収容部を加熱する収容部加熱部と、前記収容部内で前記有機性廃棄物を攪拌する攪拌部材を有する攪拌装置とを含み、微生物を利用して前記有機性廃棄物の有機成分を分解させる有機性廃棄物の処理装置であって、前記攪拌装置は、前記攪拌部材が取り付けられる攪拌シャフトと、前記攪拌シャフトの両端部を支持する軸受装置とを備え、前記攪拌シャフトは、前記攪拌部材が取り付けられる主軸部と、前記攪拌シャフトの両端部のそれぞれに設けられるとともに前記軸受装置で支持される端軸部と、を有し、前記主軸部と前記端軸部とは、締結部材により連結と分離が可能に構成されている、ことを特徴とする。

第１の発明によれば、攪拌シャフトは、攪拌部材が取り付けられる部分と、軸受装置によって支持される部分とが別部材になるように分割できる。軸受装置と攪拌シャフトとの摩擦等によって攪拌シャフトの両端部が摩耗する場合がある。この場合、攪拌シャフトは、主軸部から端軸部を分離することによって、摩耗する部分のみ新品と交換することができる。この交換の際、攪拌シャフトの主軸部に取り付けられた攪拌部材は、収容部内に留めておくことができる。攪拌シャフトの端軸部が容易に交換できるので、メンテナンス性が高い。また、処理装置は、密閉容器の側壁を取り外すことなく攪拌シャフトの両端部分を繰り返し交換できるので、製品寿命を長くすることができる。

第２の発明では、第１の発明において、前記主軸部と前記端軸部との突合せ面には、前記締結部材に剪断力が作用しないようにするためのインロー部が設けられている、ことを特徴とする。

第２の発明によれば、インロー部により、複数の攪拌部材が取り付けられた長い主軸部の重さが締結部材に直接作用しないようにできる。また、インロー部により、攪拌シャフトを回転させた場合に、主軸部の重さがバランスよく端軸部に伝達される。これにより、インロー部は、締結部材が折れる等のトラブルを防ぐことができる。

第３の発明では、第２の発明において、前記軸受装置は、前記攪拌シャフトの挿通孔を有するとともに前記密閉容器の側壁に固定されるベースフランジ部と、前記ベースフランジ部に対して前記側壁の外側から着脱自在に取り付けられるとともに前記端軸部を支持するベアリングが取り付けられるベアリングハウジング部と、を備え、前記主軸部および前記端軸部は、前記締結部材の締結孔が設けられた円環状の外鍔部を有し、前記外鍔部の外径は、前記ベースフランジ部の挿通孔の孔径よりも小さく形成されている、ことを特徴とする。

第３の発明によれば、ベアリングハウジング部をベースフランジ部から取り外した場合に、ベースフランジ部の挿通孔の軸方向から、主軸部および端軸部の外鍔部全体が見える。これにより、作業者は、当該外鍔部の締結孔に取り付けられた締結部材に、挿通孔から容易にアクセスすることができる。これにより、攪拌シャフトの主軸部と端軸部とを連結するための締結部材の取り付けと取り外しが、容易に行える。この構造は、メンテナンス性が高い。

第４の発明では、第３の発明において、前記ベアリングハウジング部には、前記密閉容器の外部と前記収容部との間で空気が漏れないように前記端軸部の外周面をシールするための複数のパッキンが取り付けられ、複数の前記パッキンの一部は、前記ベアリングの取り付け位置よりも前記収容部側に取り付けられ、前記主軸部および前記端軸部の前記外鍔部は、前記パッキンの取り付け位置よりも前記収容部側に配置されるとともに前記ベースフランジ部の前記挿通孔内に配置されている、ことを特徴とする。

第４の発明によれば、主軸部および端軸部の外鍔部は、パッキンの取り付け位置よりも密閉容器の収容部側に配置されている。また、当該外鍔部は、ベースフランジ部の挿通孔内に配置されている。収容部内では、有機性廃棄物が攪拌されるが、当該外鍔部により、有機性廃棄物がパッキンの方へ移動することが抑制される。これにより、パッキンと端軸部の外周面との間に有機性廃棄物が挟み込まれるようなトラブルを抑制できる。

また、主軸部および端軸部の外鍔部は、ベースフランジ部の挿通孔内に配置されているので、ベアリングハウジング部をベースフランジ部から取り外した場合、当該外鍔部が挿通孔の内周壁面に支持される。さらに、主軸部の外鍔部が挿通孔の内周壁面に支持された状態において締結部材を取り外すことにより、主軸部と端軸部とが容易に分離できる。次に、主軸部と端軸部とを連結する際には、主軸部を持ち上げて主軸部と端軸部との中心合わせをする必要がない。これにより、メンテナンス性が高い。

第５の発明では、第１～第４のいずれかの発明において、前記攪拌シャフトは、前記攪拌部材を内部から加温するための流体を流通させる流通孔部を有し、前記流通孔部は、前記攪拌シャフトの軸方向に沿って延在するように前記端軸部および前記主軸部に設けられ、前記端軸部と前記主軸部との突合せ面には、前記流通孔部から前記流体が前記攪拌シャフトの外部に漏れないためのシール部材が取り付けられる、ことを特徴とする。

第５の発明によれば、流通孔部は、攪拌シャフトの端軸部を装置外部に突出させた部分に設けることができる。そして、攪拌部材を内部から加温するための流体は、収容部の外側から端軸部および主軸部の流通孔部を通って攪拌部材の方へ送ることができる。これにより、収容部内の攪拌シャフトの主軸部のみに流通孔部を設ける場合と比較して、加温用流体を攪拌部材へ容易に流通させることができる。

本発明に係る有機性廃棄物の処理装置によれば、メンテナンス性が高く、製品寿命を長くすることができる。

本発明の一実施形態に係る有機性廃棄物の処理装置の側面図である。 本実施形態に係る有機性廃棄物の処理装置の全体概略構成を模式的に示す図である。 本実施形態に係る有機性廃棄物の処理装置の攪拌シャフトおよびその周辺部を示す側面図である。 後側の軸受装置およびその周辺部を示す断面図である。 図４のＡ領域部分を拡大して示す断面図である。 図４のＢ領域部分を拡大して示す断面図である。 図４に示す状態から軸受装置および攪拌シャフトを分解した状態を示す説明図である。 前側の軸受装置およびその周辺部を示す断面図である。 図７のＣ領域部分を拡大して示す断面図である。 図７のＤ領域部分を拡大して示す断面図である。 図７に示す状態から軸受装置および攪拌シャフトを分解した状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態に係る有機性廃棄物の処理装置１の側面図である。図２は、本実施形態に係る有機性廃棄物の処理装置１の全体概略構成を模式的に示す図である。図１において、処理装置１は、前側が図１の右側になるようにして配置されている。また、処理装置１は、後側が図１の左側になるようにして配置されている。

有機性廃棄物の処理装置１は、微生物を利用して発酵原料の有機成分を分解させる装置である。図１および図２に示すように、処理装置１は、密閉容器２と攪拌装置３と凝縮部４とを有している。

密閉容器２は、例えば略円筒形状の部材の両端部を側壁２ａによって塞いだ耐圧タンクである。密閉容器２は、有機性廃棄物を発酵原料として収容部２４に収容する。有機性廃棄物として家畜の排泄物と有機汚泥が例示される。また、密閉容器２の収容部２４では、後述する収容部減圧部による減圧と後述する収容部加熱部による加熱が行われる。密閉容器２は、ベースフレーム部Ｂ１の上に取り付けられている。密閉容器２は、収容部２４を大気圧以下に保持するように気密に形成されている。密閉容器２の周壁部には、加熱ジャケット５が設けられている。加熱ジャケット５は、図示省略の加熱用蒸気供給路によってボイラ５０と接続されている。ボイラ５０で発生した加熱用蒸気は、加熱ジャケット５に供給される。上記収容部加熱部は、加熱ジャケット５およびボイラ５０によって構成される。

密閉容器２の上部には、発酵原料投入口２１が設けられている。発酵原料投入口２１には、上記発酵原料が投入される。また、密閉容器２の上部には、案内部２３が突設されている。この案内部２３は、密閉容器２の長手方向の前側および後側に各々設けられている。案内部２３は、加熱された発酵原料から発生する蒸気を凝縮部４へ案内する。また、密閉容器２の後側の側壁２ａの下部には、発酵原料が発酵された後の発酵生成物を排出するための発酵生成物排出口２２が設けられている。

図３は、本実施形態に係る有機性廃棄物の処理装置１の攪拌シャフト３１およびその周辺部を示す側面図である。図４は、後側の第１軸受装置３２Ａおよびその周辺部を示す断面図である。図７は、前側の第２軸受装置３２Ｂおよびその周辺部を示す断面図である。図１～図４、および、図７に示すように、攪拌装置３は、攪拌シャフト３１と、攪拌シャフト３１の両端部を支持する第１軸受装置３２Ａおよび第２軸受装置３２Ｂと、電動モータ３５と、を備えている。

攪拌シャフト３１は、密閉容器２の収容部２４において密閉容器２の長手方向（前後方向）に延在している。攪拌シャフト３１は、攪拌部材３１１ｄが取り付けられる主軸部３１１と、攪拌シャフト３１の両端部のそれぞれに設けられる第１端軸部３１２および第２端軸部３１３と、を有している。主軸部３１１と第１端軸部３１２とは、軸締結部材３１６（図４参照）により連結と分離が可能に構成されている。また、主軸部３１１と第２端軸部３１３とは、軸締結部材３１７（図７参照）により連結と分離が可能に構成されている。主軸部３１１は、軸方向に沿って延在する第１流通孔３１１ｃを内部に有している。第１流通孔３１１ｃは、攪拌部材３１１ｄを内部から加温するための流体を流通させるために設けられている。本実施形態においてこの流体は蒸気である。

攪拌部材３１１ｄは、図３に示すように、攪拌シャフト３１の軸方向に離間して主軸部３１１に複数設けられている。複数の攪拌部材３１１ｄは、それぞれ主軸部３１１から半径方向外方に向かって延在し、主軸部３１１の軸方向から見て、互いに軸回りに９０°の間隔を空けて設けられている。各攪拌部材３１１ｄは、支持部材３１１ｅと先端部材３１１ｆとを有している。支持部材３１１ｅの基端は、主軸部３１１に取り付けられる。支持部材３１１ｅの先端には、先端部材３１１ｆが取り付けられる。

図５Ａは、図４のＡ領域部分を拡大して示す断面図である。図５Ｂは、図４のＢ領域部分を拡大して示す断面図である。図４に示す状態から軸受装置および攪拌シャフトを分解した状態を示す説明図である。

図４および図６に示すように、主軸部３１１の後端には、周囲よりも半径方向外方に突出した円環状の第１外鍔部３１１ａが形成されている。主軸部３１１は、円筒状部と、該円筒状部の両端開口をそれぞれ閉塞する円柱状部とを有している。主軸部３１１のうち第１外鍔部３１１ａは、後部側の円柱状部に形成され、当該円柱状部の中心部に第１流通孔３１１ｃが設けられている。すなわち、第１流通孔３１１ｃは、主軸部３１１の後側の端部を貫通している。

図４に示すように、主軸部３１１の後端には、第１端軸部３１２が接続される。第１端軸部３１２は、第１軸受装置３２Ａによって支持される。第１端軸部３１２の前端には、周囲よりも半径方向外方に突出した円環状の第２外鍔部３１２ａが形成されている。第１端軸部３１２の中心部には、第２流通孔３１２ｃが形成されている。第２流通孔３１２ｃは、第１端軸部３１２の前後に貫通している。

図４および図６に示すように、第１端軸部３１２の第２外鍔部３１２ａには、所定の間隔をあけて複数の締結孔３１２ｂが設けられている。主軸部３１１の第１外鍔部３１１ａには、第２外鍔部３１２ａの締結孔３１２ｂに対応して複数の締結孔３１１ｂが設けられている。主軸部３１１と第１端軸部３１２とが連結される場合、第１外鍔部３１１ａと第２外鍔部３１２ａとが突き合わされる。主軸部３１１と第１端軸部３１２とは、締結孔３１１ｂおよび締結孔３１２ｂに軸締結部材３１６を通して連結される。第１外鍔部３１１ａと第２外鍔部３１２ａとは、同じ外径寸法に設定されている。主軸部３１１と第１端軸部３１２とが連結された状態では。第１外鍔部３１１ａの外周面と第２外鍔部３１２ａの外周面とは、段差なく連続する。

主軸部３１１と第１端軸部３１２との突合せ面には、軸締結部材３１６に剪断力が作用しないようにするためのインロー部３１４が設けられている。インロー部３１４は、第１端軸部３１２側の円形の突出部３１４ａと、主軸部３１１側の円形の窪み部３１４ｂとから構成されている。第１端軸部３１２側の突出部３１４ａの中心には、第２流通孔３１２ｃが開口している。また、主軸部３１１側の円形の窪み部３１４ｂの中心には、第１流通孔３１１ｃが開口している。主軸部３１１と第１端軸部３１２とが連結された状態では、突出部３１４ａと窪み部３１４とが嵌め合わされる。主軸部３１１と第１端軸部３１２とが連結された状態では、主軸部３１１の第１流通孔３１１ｃと第１端軸部３１２の第２流通孔３１２ｃとが連通した状態になる。

主軸部３１１と第１端軸部３１２との突合せ面には、第１流通孔３１１ｃおよび第２流通孔３１２ｃから蒸気が攪拌シャフト３１の外部に漏れないためのシール部材が取り付けられる。このシール部材は、シャフト用Ｏリング３１８である。シャフト用Ｏリング３１８は、インロー部３１４の周囲を囲むように、主軸部３１１と第１端軸部３１２との間に取り付けられる。

第１端軸部３１２の装置外部側の端部には、ロータリージョイント３１９が取り付けられる。ロータリージョイント３１９は、内部に流路が形成されている。ロータリージョイント３１９の基端は、第１端軸部３１２の第２流通孔３１２ｃと接続されている。ロータリージョイント３１９は、攪拌シャフト３１の中心軸に沿って延在している。ロータリージョイント３１９の先端部は、攪拌シャフト３１の中心軸回りに回転可能となっている。

ロータリージョイント３１９の先端部には、攪拌シャフト３１の中心軸と直交する方向に開口する開口部３１９ａが設けられている。攪拌シャフト３１が回転する際、開口部３１９ａは、同一方向に向いた状態を維持できる。ロータリージョイント３１９の開口部３１９ａと第１端軸部３１２の第２流通孔３１２ｃとは、ロータリージョイント３１９の内部の流路によって導通されている。ロータリージョイント３１９の開口部３１９ａには、図示省略の蒸気導入用配管が接続される。なお、この蒸気導入用配管には、後述のボイラ５０からの蒸気が供給され、蒸気の復水は排出される。

図８Ａは、図７のＣ領域部分を拡大して示す断面図である。図８Ｂは、図７のＤ領域部分を拡大して示す断面図である。図９は、図７に示す状態から軸受装置および攪拌シャフトを分解した状態を示す説明図である。

図７および図９に示すように、主軸部３１１の前端には、周囲よりも半径方向外方に突出した円環状の第４外鍔部３１１ｇが形成されている。既述したように主軸部３１１は、円筒状部と、該円筒状部の両端開口をそれぞれ閉塞する円柱状部とを有しており、主軸部３１１のうち第４外鍔部３１１ｇは、前部側の円柱状部に形成されている。この円柱状部には、上述の主軸部３１１の後部側の円柱状部のような第１流通孔３１１ｃは設けられていない。

主軸部３１１の前端には、第２端軸部３１３が接続される。第２端軸部３１３は、第２軸受装置３２Ｂによって支持される。第２端軸部３１３の後端には、周囲よりも半径方向外方に突出した円環状の第３外鍔部３１３ａが形成されている。

第２端軸部３１３の第３外鍔部３１３ａには、所定の間隔をあけて複数の締結孔３１３ｂが設けられている。主軸部３１１の第４外鍔部３１１ｇには、第３外鍔部３１３ａの締結孔３１３ｂに対応して複数の締結孔３１１ｈが設けられている。主軸部３１１と第２端軸部３１３とが連結される場合、第４外鍔部３１１ｇと第３外鍔部３１３ａとが突き合わされる。主軸部３１１と第１端軸部３１２とは、締結孔３１１ｈおよび締結孔３１３ｂに軸締結部材３１７を通して連結される。第４外鍔部３１１ｇと第３外鍔部３１３ａとは、同じ外径寸法に設定されている。主軸部３１１と第２端軸部３１３とが連結された状態では、第４外鍔部３１１ｇの外周面と第３外鍔部３１３ａの外周面とは、段差なく連続する。なお、第１外鍔部３１１ａ、第２外鍔部３１２ａ、第３外鍔部３１３ａおよび第４外鍔部３１１ｇは、全て同じ外径寸法に設定されている。

つぎに図４および図６を参照して第１軸受装置３２Ａについて説明する。第１軸受装置３２Ａは、ベースフランジ部３２２と、ベアリングハウジング部３２３とを備えている。ベースフランジ部３２２は、密閉容器２の側壁２ａに固定されている。ベースフランジ部３２２は、攪拌シャフト３１が通される円形の挿通孔３２２ｂを有している。また、ベースフランジ部３２２は、挿通孔３２２ｂの周囲に複数のねじ穴部３２２ａを有している。複数のねじ穴部３２２ａは、周方向に所定の間隔をあけて設けられている。

ベアリングハウジング部３２３は、第１ハウジング部材３２４と第２ハウジング部材３２５とを有している。第１ハウジング部材３２４は、円環状の外鍔部３２４ａを有している。外鍔部３２４ａには、ベースフランジ部３２２のねじ穴部３２２ａに対応して複数の締結孔３２４ｂが設けられている。第１ハウジング部材３２４は、前後方向に貫通する第１中央孔部３２４ｃを有している。第１中央孔部３２４ｃを形成する壁面には、ベアリング取付部３２４ｄと内部側シール部材取付部３２４ｅとが設けられている。ベアリング取付部３２４ｄには、攪拌シャフト３１の第１端軸部３１２を直接支持するためのベアリング３２１が取り付けられる。

内部側シール部材取付部３２４ｅは、ベアリング取付部３２４ｄに対して密閉容器２の収容部２４側に設けられている。内部側シール部材取付部３２４ｅとベアリング取付部３２４ｄとの境界には段差部が生じている。ベアリング取付部３２４ｄの径の方が、内部側シール部材取付部３２４ｅよりも大きくなっているからである。この段差部により、ベアリング取付部３２４ｄに取り付けられたベアリング３２１は、内部側シール部材取付部３２４ｅへの移動が規制されている。

内部側シール部材取付部３２４ｅには、図５Ｂに示すように、密閉容器２の外部と収容部２４との間で空気が漏れないように第１端軸部３１２の外周面と第１ハウジング部材３２４との隙間をシールするための１個の内部側Ｏリング３３４と、内部側Ｏリング３３４へのダストの浸入を防止するために、１個の内部側ダストシール３３５が取り付けられている。内部側ダストシール３３５は、内部側Ｏリング３３４よりも収容部２４側に取り付けられている。内部側シール部材取付部３２４ｅは、第１中央孔部３２４ｃを形成する壁面の収容部２４側の端部に設けられている。内部側ダストシール３３５は、第１中央孔部３２４ｃの収容部２４側の端部に取り付けられる。

第１ハウジング部材３２４から内部側ダストシール３３５が脱落するのを防止するため、円環状の第１蓋部材３２６が第１ハウジング部材３２４に対して着脱自在に取り付けられる。第１蓋部材３２６は、内部側ダストシール３３５が収容部２４側へ移動することを規制する。なお、第１蓋部材３２６と第１ハウジング部材３２４との間には、第３ガスケット３３３が取り付けられる。

ベアリング取付部３２４ｄは、第１中央孔部３２４ｃを形成する壁面の装置外部側の端部に設けられている。ベアリング取付部３２４ｄを形成する壁面の径寸法は、ベアリング３２１の外径寸法に対応して設けられている。ベアリング３２１は、第１中央孔部３２４ｃの装置外部側からベアリング取付部３２４ｄに取り付けられる。第１ハウジング部材３２４の装置外部側端部には、第１中央孔部３２４ｃの周囲を囲むように複数のねじ穴部３２４ｆが設けられている。

第２ハウジング部材３２５は、第１ハウジング部材３２４のベアリング取付部３２４ｄからベアリング３２１が脱落しないようにする機能を有している。第２ハウジング部材３２５は、前後方向に貫通する第２中央孔部３２５ａを有している。第２中央孔部３２５ａを形成する壁面には外部側シール部材取付部３２５ｂが設けられている。また、第２ハウジング部材３２５は、第１ハウジング部材３２４のねじ穴部３２４ｆに対応して複数の締結孔３２５ｃが設けられている。第１ハウジング部材３２４と第２ハウジング部材３２５とは、ねじ穴部３２４ｆと締結孔３２５ｃに第２締結部材３４２を取り付けることにより、連結される。第１ハウジング部材３２４と第２ハウジング部材３２５とが連結された状態では、第２ハウジング部材３２５は、ベアリング３２１が装置外部側へ移動することを規制する。なお、第１ハウジング部材３２４と第２ハウジング部材３２５との間には、第２ガスケット３３２が取り付けられる。

外部側シール部材取付部３２５ｂには、図５Ａに示すように、密閉容器２の外部と収容部２４との間で空気が漏れないように第１端軸部３１２の外周面と第２ハウジング部材３２５との隙間をシールするための２個の外部側Ｏリング３３６と、外部側Ｏリング３３６へのダストの侵入を防止するために、２個の外部側ダストシール３３７が取り付けられている。外部側ダストシール３３７は、外部側Ｏリング３３６よりも装置外部側に取り付けられている。外部側ダストシール３３７は、図５Ｂに示すように、第２中央孔部３２５ａを形成する壁面の装置外部側の端部に取り付けられる。第２ハウジング部材３２５から外部側ダストシール３３７が脱落するのを防止するため、円環状の第２蓋部材３２７が第２ハウジング部材３２５に対して着脱自在に取り付けられる。第２蓋部材３２７は、外部側ダストシール３３７が装置外部側へ移動することを規制する。なお、第２蓋部材３２７と第２ハウジング部材３２５との間には、ガスケットは取り付けられていない。

図４および図６に示すように、上述の第１ハウジング部材３２４と第２ハウジング部材３２５との連結によりベアリングハウジング部３２３が構成される。ベアリングハウジング部３２３は、ベースフランジ部３２２に対して密閉容器２の側壁２ａの外部から着脱自在に取り付けられる。具体的には、この取り付けは、ベアリングハウジング部３２３の締結孔３２４ｂとベースフランジ部３２２のねじ穴部３２２ａとを位置合わせし、第１締結部材３４１を使用して行われる。なお、ベアリングハウジング部３２３とベースフランジ部３２２との間には、第１ガスケット３３１が取り付けられる。

第１軸受装置３２Ａのベアリング３２１によって攪拌シャフト３１が支持されている状態では、主軸部３１１の第１外鍔部３１１ａと、第１端軸部３１２の第２外鍔部３１２ａとは、内部側Ｏリング３３４および内部側ダストシール３３５の取り付け位置よりも収容部２４側に配置されている。また、この状態では、第１外鍔部３１１ａおよび第２外鍔部３１２ａは、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂ内に配置されている。つまり、第１外鍔部３１１ａおよび第２外鍔部３１２ａの外径は、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂの孔径よりも小さく形成されている。例えば、第１外鍔部３１１ａおよび第２外鍔部３１２ａの外径は、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂの孔径の９０％～９９％の大きさに設定される。

次に、第２軸受装置３２Ｂについて説明する。第２軸受装置３２Ｂは、第１軸受装置３２Ａとほぼ同様の構造を有している。図７～図９において、第２軸受装置３２Ｂが描かれている。図７～図９の第２軸受装置３２Ｂでは、図４～図６に示す第１軸受装置３２Ａと同様の機能を有する部分について、第１軸受装置３２Ａにおける対応する部分と同じ符号を付している。第１軸受装置３２Ａと同様に、第２軸受装置３２Ｂのベアリングハウジング部３２３は、ベースフランジ部３２２に対して密閉容器２の側壁２ａの外部から着脱自在に取り付けられる。以下の第２軸受装置３２Ｂの説明は、第１軸受装置３２Ａと異なる部分について行う。

図５Ａおよび図８Ａに示すように、第２軸受装置３２Ｂの第２ハウジング部材３２５に取り付けられる外部側ダストシール３３７および外部側Ｏリング３３６の数は、第１軸受装置３２Ａとは異なっている。具体的には、第２軸受装置３２Ｂの外部側ダストシール３３７は、第１軸受装置３２Ａの２個に対し、１個である。また、第２軸受装置３２Ｂの外部側Ｏリング３３６は、第１軸受装置３２Ａの２個に対し、１個である。

図６および図９に示すように、第２軸受装置３２Ｂの第２ハウジング部材３２５における第２中央孔部３２５ａの形状は、第１軸受装置３２Ａとは異なっている。第２軸受装置３２Ｂの第２中央孔部３２５ａには、ベアリング用菊座金３３８およびベアリング用ナット３３９が配置されている。これらベアリング用菊座金３３８およびベアリング用ナット３３９は、第１軸受装置３２Ａの方に設けられていない。ベアリング用ナット３３９は、第２端軸部３１３の外周面に設けられた雄ねじ部３１３ｃに取り付けられる。ベアリング用菊座金３３８およびベアリング用ナット３３９は、ベアリング３２１の位置ずれを抑制する。

図７および図９に示すように、第２軸受装置３２Ｂのベアリング３２１によって攪拌シャフト３１が支持されている状態では、主軸部３１１の第４外鍔部３１１ｇと、第２端軸部３１３の第３外鍔部３１３ａとは、内部側Ｏリング３３４および内部側ダストシール３３５の取り付け位置よりも収容部２４側に配置されている。また、この状態では、第４外鍔部３１１ｇおよび第３外鍔部３１３ａは、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂ内に配置されている。つまり、第４外鍔部３１１ｇおよび第３外鍔部３１３ａの外径は、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂの孔径よりも小さく形成されている。例えば、第４外鍔部３１１ｇおよび第３外鍔部３１３ａの外径は、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂの孔径の９０％～９９％の大きさに設定される。その他の第２軸受装置３２Ｂの構造は第１軸受装置３２Ａと同様であるので説明を省略する。

図１および図２に示すように、電動モータ３５は、モータ取付ベースＢ２によって支持されている。電動モータ３５は、カップリング部３５１によって攪拌シャフト３１の第２端軸部３１３と連結されている（図７参照）。電動モータ３５は、攪拌シャフト３１を所定の回転速度で回転駆動させる。

上述のように、攪拌装置３が構成されている。第１軸受装置３２Ａおよび第２軸受装置３２Ｂは、ベースフランジ部３２２からベアリングハウジング部３２３を取り外すことによってメンテナンスが行われる。内部側ダストシール３３５を交換する場合には、第１蓋部材３２６を取り外す。また、外部側ダストシール３３７を交換する場合には、第２蓋部材３２７を取り外す。また、ベアリング３２１を交換する場合には、ベアリングハウジング部３２３の第１ハウジング部材３２４と第２ハウジング部材３２５とを分離させる。

また、攪拌シャフト３１の第１端軸部３１２または第２端軸部３１３が摩耗して交換が必要になった場合、まず、ベースフランジ部３２２からベアリングハウジング部３２３を取り外す。その場合、攪拌シャフト３１は、ベアリング３２１によって支持されなくなる。一方で、攪拌シャフト３１は、第１外鍔部３１１ａ、第２外鍔部３１２ａ、第３外鍔部３１３ａおよび第４外鍔部３１１ｇがベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂの壁面に当接する。これにより、攪拌シャフト３１は、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂの壁面によって支持される。

第１外鍔部３１１ａ、第２外鍔部３１２ａ、第３外鍔部３１３ａおよび第４外鍔部３１１ｇの外径は、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂの孔径に近い大きさである。これにより、ベースフランジ部３２２からベアリングハウジング部３２３を取り外した際、攪拌シャフト３１が大きく下方に位置ずれすることがない。

第１外鍔部３１１ａ、第２外鍔部３１２ａ、第３外鍔部３１３ａおよび第４外鍔部３１１ｇは、全て同じ外径寸法に設定されていることが望ましい。これにより、攪拌シャフト３１の主軸部３１１を第１外鍔部３１１ａおよび第４外鍔部３１１ｇによって挿通孔３２２ｂの壁面に支持させつつ、第１端軸部３１２と第２端軸部３１３の取り外しが容易である。なぜなら、軸締結部材３１６および軸締結部材３１７を取り外した後、第１端軸部３１２および第２端軸部３１３は、軸方向にスライドさせて主軸部３１１から容易に分離できるからである。

次に、図２を参照して、有機性廃棄物の処理装置１のその他の構成について説明する。発酵原料が発酵原料投入口２１から投入されると、発酵原料は、攪拌シャフト３１および攪拌部材３１１ｄの回転駆動によって、攪拌されながら、加熱ジャケット５に供給された加熱用蒸気の熱によって加熱される。また、発酵原料は、加熱および攪拌されながら密閉容器２の長手方向で発酵生成物排出口２２の方に送られる。

密閉容器２内の発酵原料には、微生物が添加される。添加する微生物としては、複数種類の土着菌をベースとし、これを予め培養した複合有効微生物群が好ましく、通称、SHIMOSE １／２／３群がコロニーの中心になる。なお、SHIMOSE １は、FERM BP-7504（経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センター（日本国茨城県つくば市東１丁目１－３）に、２００３年３月１４日に国際寄託されたもの）である。SHIMOSE ２は、FERM BP-7505（SHIMOSE１と同様に国際寄託されたもの）であり、塩に耐性を有するピチアファリノサ（Pichiafarinosa）に属する微生物である。SHIMOSE ３は、FERM BP-7506（SHIMOSE １と同様に国際寄託されたもの）であり、スタフィロコッカス（Staphylococcus）に属する微生物である。

凝縮部４は、密閉容器２の案内部２３と接続管７により接続されている。凝縮部４は、一対のヘッド４１によって支持された複数の冷却管４２を備えている。冷却管４２の冷却水は、案内部２３から凝縮部４へ入った蒸気と熱交換することにより、高温になる。高温になった冷却管４２の冷却水は、クーリングタワー９０において冷却される。冷却管４２とクーリングタワー９０との間には、冷却水通路９０１が設けられている。

クーリングタワー９０は、受水槽９０２、汲み上げポンプ９０３、ノズル９０４、流下部９０５、および、ファン９０６を有している。受水槽９０２には、凝縮部４から排出された冷却水が流入する。汲み上げポンプ９０３は、受水槽９０２から冷却水を汲み上げる。ノズル９０４は、汲み上げられた冷却水を流下部９０５に向けて噴射する。ファン９０６は、冷却水が流下部９０５を流下する間、流下部９０５に向けて送風を行う。冷却水は、ファン９０６からの送風を受けて温度が低下する。冷却水は、流下部９０５を流下した後、再び受水槽９０２に流入する。

クーリングタワー９０で冷却された冷却水は、冷却水ポンプ９０７によって送水され、冷却水通路９０１を通って凝縮部４に戻される。凝縮部４に戻された冷却水は、複数の冷却管４２内を流通する間に、発酵原料の蒸気と熱交換して温度が上昇する。温度上昇した冷却水は、冷却水通路９０１を通って再びクーリングタワー９０に流入する。つまり、冷却水は、凝縮部４とクーリングタワー９０との間に設けられた冷却水通路９０１を循環する。

加熱された発酵原料から発生する蒸気は凝縮部４において凝縮する。クーリングタワー９０では、上述のように循環する冷却水の他に、凝縮部４において凝縮した凝縮水も注水される。具体的に説明すると、凝縮部４には、連通路８が接続されている。凝縮部４において生成した凝縮水は、凝縮部４および連通路８の内部に滞留する。連通路８には、真空ポンプ６が接続されている。この真空ポンプ６が密閉容器２の収容部２４を減圧する上述の収容部減圧部として機能する。このため、真空ポンプ６は、連通路８を介して凝縮部４から空気および凝縮水を吸い出すように作動する。また、真空ポンプ６は、案内部２３および接続管７を介して収容部２４の空気および蒸気を凝縮部４に導く。真空ポンプ６によって凝縮部４から吸い出された凝縮水は、図示省略の導水管によってクーリングタワー９０の受水槽９０２に導かれる。

クーリングタワー９０の受水槽９０２に導かれた凝縮水は、冷却水と混ざり合って冷却される。なお、凝縮水には、収容部２４の発酵原料に添加されたものと同じ微生物が含まれているので、凝縮水に含まれる臭気成分等は微生物によって分解される。このため、凝縮水に含まれる臭気は密閉容器２の外部へ発散しない。

以上のとおり、本実施形態に係る有機性廃棄物の処理装置１は、微生物を利用して有機性廃棄物の有機成分を分解させる。処理装置１は、有機性廃棄物を収容する収容部２４を有する密閉容器２と、収容部２４を減圧する収容部減圧部（真空ポンプ６）と、収容部２４を加熱する収容部加熱部（加熱ジャケット５、ボイラ５０）と、収容部２４内で有機性廃棄物を攪拌する攪拌部材３１１ｄを有する攪拌装置３とを含んでいる。また、攪拌装置３は、攪拌部材３１１ｄが取り付けられる攪拌シャフト３１と、攪拌シャフト３１の両端部を支持する第１軸受装置３２Ａおよび第２軸受装置３２Ｂとを備える。攪拌シャフト３１は、攪拌部材３１１ｄが取り付けられる主軸部３１１と、攪拌シャフト３１の端部に設けられるとともに第１軸受装置３２Ａ（第２軸受装置３２Ｂ）で支持される第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）と、を有している。主軸部３１１と第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）とは、軸締結部材３１６（軸締結部材３１７）により連結と分離が可能に構成されている。

上記構成によれば、攪拌シャフト３１は、攪拌部材３１１ｄが取り付けられる部分と、第１軸受装置３２Ａおよび第２軸受装置３２Ｂによって支持される部分とが別部材になるように分割できる。第１軸受装置３２Ａおよび第２軸受装置３２Ｂと攪拌シャフト３１との摩擦等によって攪拌シャフト３１の両端部が摩耗する場合がある。この場合、攪拌シャフトは、主軸部３１１から第１端軸部３１２および第２端軸部３１３を分離することによって、摩耗する部分のみ新品と交換することができる。この交換の際、主軸部３１１に取り付けられた攪拌部材３１１ｄは、収容部２４内に留めておくことができる。第１端軸部３１２および第２端軸部３１３が容易に交換できるので、メンテナンス性が高い。また、処理装置１は、密閉容器２の側壁２ａを取り外すことなく攪拌シャフト３１の両端部分を繰り返し交換できるので、製品寿命を長くすることができる。

また、上記実施形態において、主軸部３１１と第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）との突合せ面には、軸締結部材３１６（軸締結部材３１７）に剪断力が作用しないようにするためのインロー部３１４が設けられている。

上記構成によれば、インロー部３１４により、複数の攪拌部材３１１ｄが取り付けられた長い主軸部３１１の重さが軸締結部材３１６（軸締結部材３１７）に直接作用しないようにできる。また、インロー部３１４により、攪拌シャフト３１を回転させた場合に、主軸部３１１の重さがバランスよく第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）に伝達される。これにより、インロー部３１４は、軸締結部材３１６（軸締結部材３１７）が折れる等のトラブルを防ぐことができる。

また、上記実施形態において、第１軸受装置３２Ａ（第２軸受装置３２Ｂ）は、密閉容器２の側壁２ａに固定されるベースフランジ部３２２と、ベースフランジ部３２２に対して側壁２ａの外側から着脱自在に取り付けられるベアリングハウジング部３２３と、を備える。ベースフランジ部３２２は、攪拌シャフト３１の挿通孔３２２ｂを有する。ベアリングハウジング部３２３には、第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）を支持するベアリング３２１が取り付けられる。

攪拌シャフト３１の主軸部３１１は、軸締結部材３１６（軸締結部材３１７）の締結孔３１１ｂ（締結孔３１１ｈ）が設けられた円環状の第１外鍔部３１１ａ（第４外鍔部３１１ｇ）を有する。また、第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）は、軸締結部材３１６（軸締結部材３１７）の締結孔３１２ｂ（締結孔３１３ｂ）が設けられた円環状の第２外鍔部３１２ａ（第３外鍔部３１３ａ）を有する。第１外鍔部３１１ａ、第２外鍔部３１２ａ、第３外鍔部３１３ａ、および、第４外鍔部３１１ｇの外径は、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂの孔径よりも小さく形成されている。

上記構成によれば、ベアリングハウジング部３２３をベースフランジ部３２２から取り外した場合に、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂの軸方向から、第１外鍔部３１１ａおよび第２外鍔部３１２ａ（第４外鍔部３１１ｇおよび第３外鍔部３１３ａ）の全体が見える。これにより、作業者は、軸締結部材３１６（軸締結部材３１７）に、挿通孔３２２ｂから容易にアクセスすることができる。これにより、軸締結部材３１６（軸締結部材３１７）の取り付けと取り外しが、容易に行える。この構造は、メンテナンス性が高い。

また、上記実施形態において、ベアリングハウジング部３２３には、密閉容器２の外部と収容部２４との間で空気が漏れないように第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）の外周面をシールするための複数のパッキン（内部側Ｏリング３３４、内部側ダストシール３３５、外部側Ｏリング３３６、外部側ダストシール３３７）が取り付けられている。複数のパッキンの一部（内部側Ｏリング３３４、内部側ダストシール３３５）は、ベアリング３２１の取り付け位置よりも収容部２４側に取り付けられている。第１外鍔部３１１ａおよび第２外鍔部３１２ａ（第４外鍔部３１１ｇおよび第３外鍔部３１３ａ）は、パッキンの取り付け位置よりも収容部２４側に配置されるとともにベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂ内に配置されている。

上記構成によれば、収容部２４内における有機性廃棄物の攪拌の際、第１外鍔部３１１ａおよび第２外鍔部３１２ａ（第４外鍔部３１１ｇおよび第３外鍔部３１３ａ）により、有機性廃棄物が内部側Ｏリング３３４および内部側ダストシール３３５の方へ移動することが抑制される。これにより、内部側Ｏリング３３４および内部側ダストシール３３５と第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）の外周面との間にダストが挟み込まれるようなトラブルを抑制できる。

また、第１外鍔部３１１ａおよび第２外鍔部３１２ａ（第４外鍔部３１１ｇおよび第３外鍔部３１３ａ）は、ベースフランジ部３２２の挿通孔３２２ｂ内に配置されている。これにより、ベアリングハウジング部３２３をベースフランジ部３２２から取り外した場合、第１外鍔部３１１ａおよび第２外鍔部３１２ａ（第４外鍔部３１１ｇおよび第３外鍔部３１３ａ）が挿通孔３２２ｂの内周壁面に支持される。さらに、主軸部３１１の第１外鍔部３１１ａ（第４外鍔部３１１ｇ）が挿通孔３２２ｂの内周壁面に支持された状態において軸締結部材３１６（軸締結部材３１７）を取り外すことにより、主軸部３１１と第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）とが容易に分離できる。次に、主軸部３１１と第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）とを連結する際には、主軸部３１１を持ち上げて主軸部３１１と第１端軸部３１２（第２端軸部３１３）との中心合わせをする必要がない。これにより、メンテナンス性が高い。

上記実施形態では、攪拌シャフト３１は、攪拌部材３１１ｄを内部から加温するための蒸気を流通させる第１流通孔３１１ｃおよび第２流通孔３１２ｃを有している。第１流通孔３１１ｃは、攪拌シャフト３１の方向に沿って延在するように主軸部３１１に設けられる。また、第２流通孔３１２ｃは、攪拌シャフト３１の方向に沿って延在するように第１端軸部３１２に設けられる。第１端軸部３１２と主軸部３１１との突合せ面には、第１流通孔３１１ｃおよび第２流通孔３１２ｃから蒸気が攪拌シャフト３１の外部に漏れないためのシャフト用Ｏリング３１８が取り付けられる。

上記構成によれば、第２流通孔３１２ｃは、攪拌シャフト３１の第１端軸部３１２を装置外部に突出させた部分に設けることができる。そして、攪拌部材３１１ｄを内部から加温するための蒸気は、収容部２４の外側から、第１流通孔３１１ｃおよび第２流通孔３１２ｃを通って攪拌部材３１１ｄの方へ送ることができる。これにより、収容部２４内の攪拌シャフト３１の主軸部３１１のみに流通孔部を設ける場合と比較して、加温用蒸気を攪拌部材３１１ｄへ容易に流通させることができる。

今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、上述した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１ 有機性廃棄物の処理装置
２ 密閉容器
２ａ 側壁
３ 攪拌装置
５ 加熱ジャケット（収容部加熱部）
６ 真空ポンプ（収容部減圧部）
２４ 収容部
３１ 攪拌シャフト
３２Ａ 第１軸受装置（軸受装置）
３２Ｂ 第２軸受装置（軸受装置）
５０ ボイラ（収容部加熱部）
３１１ 主軸部
３１１ａ 第１外鍔部
３１１ｂ 締結孔
３１１ｄ 攪拌部材
３１１ｇ 第４外鍔部
３１１ｈ 締結孔
３１２ 第１端軸部（端軸部）
３１２ａ 第２外鍔部
３１２ｂ 締結孔
３１３ 第２端軸部（端軸部）
３１３ａ 第３外鍔部
３１３ｂ 締結孔
３１４ インロー部
３１６ 軸締結部材（締結部材）
３１７ 軸芸決部材（締結部材）
３２２ ベースフランジ部
３２２ｂ 挿通孔
３２３ ベアリングハウジング部
３３４ 内部側Ｏリング（パッキン）
３３５ 内部側ダストシール（パッキン）

Claims (5)

1. 有機性廃棄物を収容する収容部を有する密閉容器と、前記収容部を減圧する収容部減圧部と、前記収容部を加熱する収容部加熱部と、前記収容部内で前記有機性廃棄物を攪拌する攪拌部材を有する攪拌装置とを含み、微生物を利用して前記有機性廃棄物の有機成分を分解させる有機性廃棄物の処理装置であって、
   前記攪拌装置は、前記攪拌部材が取り付けられる攪拌シャフトと、前記攪拌シャフトの両端部を支持する軸受装置とを備え、
   前記攪拌シャフトは、前記攪拌部材が取り付けられる主軸部と、前記攪拌シャフトの両端部のそれぞれに設けられるとともに前記軸受装置で支持される端軸部と、を有し、
   前記主軸部と前記端軸部とは、締結部材により連結と分離が可能に構成されている、
   ことを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。
2. 前記主軸部と前記端軸部との突合せ面には、前記締結部材に剪断力が作用しないようにするためのインロー部が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物の処理装置。
3. 前記軸受装置は、前記攪拌シャフトの挿通孔を有するとともに前記密閉容器の側壁に固定されるベースフランジ部と、前記ベースフランジ部に対して前記側壁の外側から着脱自在に取り付けられるとともに前記端軸部を支持するベアリングが取り付けられるベアリングハウジング部と、を備え、
   前記主軸部および前記端軸部は、前記締結部材の締結孔が設けられた円環状の外鍔部を有し、
   前記外鍔部の外径は、前記ベースフランジ部の前記挿通孔の孔径よりも小さく形成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の有機性廃棄物の処理装置。
4. 前記ベアリングハウジング部には、前記密閉容器の外部と前記収容部との間で空気が漏れないように前記端軸部の外周面をシールするための複数のパッキンが取り付けられ、
   複数の前記パッキンの一部は、前記ベアリングの取り付け位置よりも前記収容部側に取り付けられ、
   前記主軸部および前記端軸部の前記外鍔部は、前記パッキンの取り付け位置よりも前記収容部側に配置されるとともに前記ベースフランジ部の前記挿通孔内に配置されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の有機性廃棄物の処理装置。
5. 前記攪拌シャフトは、前記攪拌部材を内部から加温するための流体を流通させる流通孔部を有し、
   前記流通孔部は、前記攪拌シャフトの軸方向に沿って延在するように前記端軸部および前記主軸部に設けられ、
   前記端軸部と前記主軸部との突合せ面には、前記流通孔部から前記流体が前記攪拌シャフトの外部に漏れないためのシール部材が取り付けられる、
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の有機性廃棄物の処理装置。

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