JP2980877B2 - 肥料作成システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、肥料作成システム
に係り、特に、汚泥物と石灰等の粉体とから自動的に肥
料を作成する肥料作成システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、汚泥状物質から均一な粒径の肥料
を作成するシステムは知られていない。従来の汚泥の処
理は、脱水後に焼却し、埋め立てを行うのが一般的であ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、汚泥の処理に処理費が必要であり、また、埋
め立てるための箇所も必要であるなど、汚泥の処分に多
数の人手と費用とが必要であった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、自動的に無人で汚泥状物質を保存可能な
状態の肥料とすることができる肥料作成システムを提供
することを、その目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、造
粒対象物を脱水して脱水ケーキを作成する脱水装置と、
この脱水装置によって作成された脱水ケーキを計量する
と共に当該脱水ケーキを蓄積する脱水ケーキ計量装置
と、この脱水ケーキ計量装置から供給される脱水ケーキ
と所定の粉体とを攪拌すると共に当該攪拌された混練物
を造粒する造粒装置と、この造粒装置に搬入する前記粉
体を計量する粉体計量装置と、前記造粒装置内の混練物
を結合させる結合材を当該造粒装置内に供給する結合材
供給ポンプと、前記造粒装置への脱水ケーキ及び粉体の
供給を制御する制御装置とを備えている。しかも、造粒
装置が、前記混練物から生じる造粒物のうち予め定めら
れた粒径より大きい大ダマを細粒化する選択的チョッパ
と、前記結合材に応じて結合され又は前記選択的チョッ
パによって細粒化された当該造粒装置内の造粒物の一部
を取り出して保持する造粒物保持部とを備えると共に、
当該造粒装置に、前記造粒物保持部に保持された造粒物
を撮像する撮像部と、この撮像部によって撮像された画
像に基づいて前記造粒物の粒径を計測する画像処理部と
を併設している。さらに、制御装置が、前記画像処理部
によって撮像された粒の粒径の分布に基づいて前記造粒
装置の動作を制御する造粒制御手段と、前記脱水ケーキ
計量装置に一定量蓄積された後に造粒装置を駆動させ又
は当該脱水ケーキの蓄積量が予め定められたしきい値以
下の場合には前記脱水装置に脱水ケーキを一定量作成さ
せる手段とを備えた、という構成を採っている。これに
より前述した目的を達成しようとするものである。

【０００６】造粒対象物は、例えば、農業集落の下水汚
泥や、粉砕した生ゴミや、食品の残りや、家畜糞などの
有機物であり、必要に応じて、脱水装置に搬入するまえ
に破砕等を行う。すなわち、造粒対象物は、汚泥状物
質、粉体、顆粒、生ゴミや残飯などである。脱水装置
は、このような汚泥状物質の含水率を７０％〜８０％と
なるまで脱水する。一方、造粒対象物を粒状の肥料とす
るため、必要な粉体をこの脱水ケーキと攪拌する。この
粉体は、例えば生石灰であり、また、必要とされる肥料
の性質に応じて、窒素、リン、カリウム等を含む粉体を
用いる。このため、粉体計量装置は、必要に応じて２以
上設置する。また、粉体計量装置を１つとして、ベルト
コンベアと開袋装置とスクリューフィーダとを粉体の種
類の数分用意するようにしてもよい。そして、造粒装置
は、この脱水ケーキと例えば石灰とを攪拌・混連し、水
分をさらに蒸発させることで造粒を行う。制御手段は、
画像処理部によって撮像された粒の粒径の分布に基づい
て造粒装置の動作を制御し、選択的チョッパと結合材と
を用いて各粒を一様な大きさに造粒するまでを自動的に
行う。さらに、前記脱水ケーキ計量ホッパに一定量蓄積
された場合には、造粒装置を駆動させる。一方、当該脱
水ケーキの蓄積量が予め定められたしきい値以下の場合
には、前記脱水装置に脱水ケーキを一定量作成させる。
このため、材料の供給から造粒までをすべて自動的に行
う。これにより、上記課題を解決する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【０００８】図１は、本発明による肥料作成システムの
構成を示すブロック図である。肥料作成システムは、造
粒対象物を脱水する脱水装置（脱水機）１７Ａと、この
脱水機１７Ａによって脱水された脱水ケーキを計量する
脱水ケーキ計量装置（脱水ケーキ計量ホッパ）１７Ｂ
と、この脱水ケーキ計量ホッパ１７Ｂから供給される脱
水ケーキを攪拌すると共に造粒する造粒装置１と、この
造粒装置１に搬入する粉体を計量する粉体計量装置１８
Ｂと、造粒装置１による造粒処理に必要な脱水ケーキお
よび粉体の量を予め記憶した制御装置（制御手段）Ｃと
を備えている。

【０００９】さらに、制御手段Ｃは、脱水ケーキ計量ホ
ッパ１８Ｂに蓄積可能な脱水ケーキの量と造粒装置１が
一回の造粒処理で必要とする脱水ケーキの量とに応じて
脱水装置１に脱水させる脱水処理制御手段を備えた。こ
のため、制御手段Ｃは、造粒装置の処理能力や作成すべ
き肥料の性質に応じて脱水ケーキの量および粉体の量を
定め、各計量ホッパ１７Ｂ，１８Ｂに計量させる。そし
て、この計量した脱水ケーキおよび粉体を造粒装置に搬
入することで、材料の供給を自動化し、さらに造粒装置
での造粒を自動化することで順次供給される汚泥から無
人で自動的に肥料を作成することができる。

【００１０】図２は図１に示した肥料作成システムの詳
細な構成を示すブロック図である。図２に示す肥料作成
システムは、一様な適径の粒を自動的に造粒するための
構成が付加されている。図２に示す構成は一例であっ
て、各構成要素が果たす役割に応じて図示しない種々の
構成を採用することができる。ここで、符号Ｃはコント
ローラ（制御手段）を示し、符号Ｄはドライバを示す。
図７に示す各部はコントローラＣ又はドライバＤと接続
されている。コントローラＣは、例えば、演算処理装置
とＲＡＭ等の記憶装置および制御用プログラムを記憶し
たＲＯＭ等の記憶媒体とを備える。演算処理装置は、記
憶媒体から読み出したプログラムに従って動作すること
で、各センサから入力されたデータを用いて各ドライバ
を制御する。この記憶媒体には、前述した肥料の種類に
応じた造粒装置に投入すべき材料の量が記憶されてい
る。また、例えば石灰を投入する場合、市販の生石灰の
中のＣａＯの量等によって投入すべき量が変化するた
め、この生石灰の種類に応じて変化する量を記憶すると
よい。

【００１１】さらに、造粒装置は、空気をケーシング内
に圧送する圧気ポンプ２４と、ケーシング内の排ガスを
脱臭する脱臭器２５と、この脱臭器２５を介してケーシ
ング内の排ガスを吸引する吸引ポンプ２６とを備えてい
る。この圧気ポンプと吸気ポンプとにより、造粒装置の
ケーシング内の水蒸気を排出して造粒対象物の乾燥を促
進させる水蒸気排出手段を構成する。さらに、混練物を
結合させる結合材（例えば、水）を供給する結合材供給
ポンプ２９を備えている。この結合材供給ポンプ２９の
駆動タイミングについては、コントローラＣにより制御
される。

【００１２】さらに、ケーシング内の選択的チョッパを
駆動するチョッパモータ４６を備えている。選択的チョ
ッパは、ケーシング内の大粒の粒を選択的に破砕するチ
ョッパである。図２に示す例では、このチョッパモータ
４６の負荷電流を計測するチョッパモータ電流センサ４
６Ｃがチョッパモータ４６に併設されている。ここで、
ケーシング内には造粒対象物を攪拌するトルネードフィ
ン３が設けられている。このトルネードフィン３は主軸
４に支持されている。トルネードフィン駆動系１３は、
この主軸４を回動させるフィンモータを備える。さら
に、このフィンモータの電流値はモータ電流センサ１３
Ｃによって逐次監視される。

【００１３】また、ケーシングを加温して脱水ケーキの
水蒸気蒸発を促進するため、ヒーター２８がケーシング
に装備されている。さらに、ケーシングの外周に、保温
材２８Ｂを装備する。温度センサ３０Ｂは、ケーシング
内の温度を観測する。さらに、ケーシングは、画像処理
のために粒が仮排出される粒観測窓１８を備えている。
この粒観測窓１８の位置に対応して、カメラ１９Ａが設
けられ、このカメラ１９Ａが撮像した画像は画像処理部
１９Ｂに出力される。そして、ケーシングは、造粒が完
了した粒を排出する粒排出口１１Ｃを備えている。この
粒射出口１１Ｃは、例えば、粒排出口アクチュエータ１
１Ｄによって開閉される。

【００１４】また、ケーシングの重量情報を常時出力す
るロードセルＬＣを設けるようにしても良い。すると、
ケーシングの内部重量の変化（即ち、造粒対象物の含水
率の変化）をロードセルＬＣによって高精度に検知する
ことができる。石灰と脱水ケーキの反応熱により生じた
蒸気は圧力上昇を起こし脱臭部１２を経て排出され、発
生した蒸気の一部は処理槽（ケーシング）内に結露し造
粒すべき材料の含水率を上げる。発生蒸気がこのような
状態になると、脱水ケーキの当初の含水率が判明してお
れば、ロードセルＬＣから得られる重量データの変化よ
り、処理槽内の含水率をコントローラ５０で算定するこ
とができる。

【００１５】造粒が終了したとする時期については、粒
観測窓３７に仮排出した粒の粒径をカメラ３４および画
像処理部３５により適径となった時期か、または、この
適径となった時期から乾燥のための一定時間が経過した
ときとする。また、脱水ケーキ内の水分が予め判明して
いることを前提とし、投入石灰の量が明確であれば、装
置全体の重量を計測するロードセルＬＣからの重量情報
によっても判断することができる。また反応熱を監視
し、上昇温度の推移から判断することもできる（必要水
分蒸発量は発熱量に比例するため）。また、混練の条件
が同一であれば（経時的に変化がなければ）、単純に石
灰投入からの経過時間のみで判断しても良い。

【００１６】図３は本実施形態による肥料作成システム
の構成要素の配置例を示す説明図である。図３に示す例
では、隔壁７０で肥料作成システムの構成要素を外気か
ら隔離し、さらに脱臭システムを用いることで、悪臭を
外部に排出することなく、さらに内部も脱臭された状態
で汚泥状物質からの肥料の作成を自動的に行う。ここで
は、肥料作成のための粉体として石灰を用いる。従っ
て、作成する肥料は石灰処理肥料である。石灰は、サイ
ロに蓄積し、順次使用する構成としてもよい。図示する
例では、肥料作成システムへの石灰の供給を容易とする
ため、袋詰めとされた生石灰を使用する。石灰袋１８Ｃ
は、コンベア１８Ａ上に設置される他、その近傍に配達
される。このコンベア１８Ａは、生石灰を粉体計量ホッ
パ１８Ｂへ送る。そして、図示しない開袋装置１９によ
ってこの生石灰を計量ホッパに蓄積する。この計量ホッ
パに蓄積された生石灰は、コントローラＣから指示され
るタイミングで、造粒装置１に投入される。また、開封
され、空となった石灰袋１８Ｄは、コンベアの終端に破
棄される。

【００１７】一方、汚泥状物質を脱水する構成は、隔壁
７２によりさらに隔離される。ここでは、汚泥状物質が
直接脱水機１７Ａに投入される例を示しているが、生ゴ
ミ等を造粒対象物とする場合には、破砕装置などをこの
隔壁７２内にの脱水機の上流側に配置する。脱水機１７
Ａは、洗浄のための水が供給される配管１７Ａａと、汚
泥状物質が投入される配管１７Ａｂと、脱水したときの
排水を外部に排出する配管１７Ａｃと、脱水のための薬
品（結合材）が投入される配管１７Ａｄとを備えてい
る。そして、脱水機の下流側には、一定量の脱水ケーキ
を保持する脱水ケーキ計量ホッパ１７Ｂが配置されてい
る。

【００１８】図４を参照すると、ここでは、脱水ケーキ
計量ホッパ１７Ｂを造粒装置１の上部に配置している。
そして、当該脱水ケーキ計量ホッパ１７Ｂが、当該脱水
ケーキ計量ホッパに蓄積された脱水ケーキを造粒装置に
移送する配管１７Ｂａを備えている。このため、例えば
脱水ケーキ計量ホッパ１７Ｂが仕切板を有する構成で
は、この仕切板を開くと位置的な落差から脱水ケーキが
自動的に計量ホッパから造粒装置１に落ちる。

【００１９】さらに、脱水機１７Ａにつても、これを脱
水ケーキ計量ホッパの上部に配置する。そして、脱水機
１７Ａが、当該脱水機１７Ａによって作成された脱水ケ
ーキを脱水ケーキ計量ホッパ１７Ｂに供給する配管１７
Ｄを備えている。従って、汚泥状物質が脱水されると、
その位置的な落差によって自動的に脱水ケーキが脱水ケ
ーキ計量ホッパ１７Ｂへ落ちる。これによって、特別な
ポンプを使用することなく、汚泥状物質を脱水して造粒
装置に投入する工程を自動化することができる。

【００２０】脱水機には種々のものがあるが、造粒装置
の処理能力との関係で選定するとよい。そして、肥料作
成システムは無人動作を前提とするため、メンテナンス
が容易である機種が望ましい。また、脱水ケーキを最終
的に肥料とするため、脱水機に注入する薬品を石灰とす
る例えばろ過および圧搾により脱水するものを採用する
とよい。また、脱水ケーキの含水率が高いと、造粒時間
が長くなり、すると、造粒の１バッチあたりの消費電力
が多くなるため、ランニングコストの面からは、含水率
を低くすることができる脱水機が望ましい。

【００２１】図５を参照すると、粉体計量ホッパ１８Ｂ
の上流に、当該粉体計量ホッパまで袋詰めされた粉体１
８Ｃを搬送する袋搬送装置（コンベア）１８Ａと、この
コンベア１８Ａによって搬送された袋を開封するととも
に粉体計量ホッパへ粉体を蓄積させる開袋装置１９とを
併設している。これにより、肥料作成システムの所在地
までの配達が容易な袋入りの粉体を使用して、複数個の
袋をコンベア上に設置しておくことで、粉体の供給を自
動的に行うことができる。

【００２２】図６は開袋装置および計量ホッパの一例を
示す平面図である。コンベア１８Ａの両側には、開袋を
行うための搬送部１９を案内するガイドレール１９Ｅが
設けられている。このガイドレール１９Ｅ上の搬送部１
９は、袋１８Ｃに移動力を付勢する搬送板１９Ａと、開
袋を行うときに袋を保持する袋保持部１９Ｂと、この袋
保持部を図６中で左右に回動自在とする軸受１９Ｄと、
この搬送板１９Ａと袋保持部１９Ｂとを一体として支持
する支持部１９Ｃとを備えている。支持部１９Ｃは、図
示しない付勢手段によって図６中上下方向に移動する。
この搬送部１９は、コンベア１８Ａで搬送された袋を粉
体計量ホッパ１８Ｂおよびその下流へ移動させる。

【００２３】図７は図６中の矢印Ａで切断した断面図で
ある。図７を参照すると、ガイドレール１９Ｅは、支持
部１９Ｃの上部を指示する上側のガイドレール１９Ｅａ
と、下側を指示するガイドレール１９Ｅｂとを備えてい
る。そして、支持部１９Ｃは、搬送板１９Ａを上下動さ
せるための穴１９Ｃａと、図示しない上下動駆動手段と
を備えている。さらに、開袋を行うときに袋を保持する
袋保持部１９Ｂは、ここでは複数の針１９Ｆを有してい
る。この針１９Ｆで袋を保持することで、開袋動作を自
動的に良好に行う。

【００２４】一方、粉体計量ホッパ１８Ｂは、袋を切断
するカッタ１８Ｋと、このカッタを指示するカッタ支持
部１８Ｌと、このカッタ支持部１８Ｌを案内するカッタ
ガイドレール１８Ｍと、図示しないカッタ付勢手段とを
備えている。そして、粉体計量ホッパ１８Ｂの蓋１８Ｐ
は、シリンダ１８Ｎの駆動によって内側に開く。このカ
ッタ１８Ｋは、蓋１８Ｐを開いたときに自重により粉体
計量ホッパ１８Ｂ内に至った袋１８Ｃの下部を切断す
る。このカッタ１８Ｋは、鋭利な刃物の他、超音波によ
るものでもよい。

【００２５】図８は図６の矢印Ｂで切断した断面図であ
る。袋が粉体計量ホッパ１８Ｂの上部まで搬送される
と、袋の一端と他端が針１９Ｆによって保持される。そ
して、カッタ１８Ｌは、この計量ホッパ内の端部（図７
の左側）に移動する。図９を参照すると、シリンダ１８
Ｎを駆動して蓋１８Ｐを第一の動作位置まで移動させる
と、袋１８Ｃは自重により変形し、袋１８Ｃの下部とカ
ッタ１８Ｌの位置とが重なり合う。この状態でカッタ１
８Ｌをカッタガイドレール１８Ｍに沿って駆動すると、
袋１８Ｃの下部が切り裂かれる。そして、切り裂いた後
にさらにシリンダ１８Ｎを駆動して蓋１８Ｐを第２の動
作位置まで移動させると、針１９Ｆによって両端が保持
された袋１８Ｃは、その下部が大きく開き、袋内の粉体
が粉体計量ホッパ内へ落ちる。このとき、針１９Ｆは、
軸受１９Ｄによって図１０で示す左右に回動自在である
ため、袋の保持状態が良好となる。

【００２６】次いで、シリンダ１８Ｎを駆動して蓋１８
Ｐを閉じるたとき、針１９Ｆによって保持されている空
の袋１８Ｃは粉体計量ホッパ上に位置する。さらに、搬
送部１９を図６の下側に駆動すると、レール１８Ｇ上を
空の袋が移動し、さらに図６中の二点鎖線で示す位置ま
で搬送される。この位置で図示しない例えば袋を下部に
押しつける手段を駆動することで、針１９Ｆからから袋
が抜けて、破棄される。

【００２７】再度図８を参照すると、粉体計量ホッパ１
８Ｂには粉体供給用の配管１８Ｅが接続されている。そ
して、この配管１８Ｅは、スクリュー１８Ｅａを内部に
有している。この粉体計量ホッパ１８Ｂに蓄積された粉
体は、このスクリューによって造粒装置の上部へ供給さ
れる。このため、粉体計量ホッパ１８Ｂの底に、粉体を
スクリュー１８Ｅａ側へ案内するための案内部材１８Ｂ
ａを設ける用にしてもよい。また、脱水機１７Ａ等を造
粒装置の上部に配置したように、この粉体計量ホッパ１
８Ｂを造粒装置の上部となるように配置しても良い。こ
の場合、ベルトコンベアで石灰袋を上部の開袋装置まで
搬送する。

【００２８】粉体計量ホッパ１８Ｂの全体の重量は、図
示省略したロードセルＬＣによって計測するとよい。こ
れにより、ホッパ１８Ｂ内に蓄積された粉体の量および
造粒装置への供給量を計測することができる。造粒装置
への粉体供給が１種類でちょうど１若しくは２袋の整数
倍の場合は、計量のみを省略することもできる。この場
合、造粒制御での石灰の少量追加は行なわず、水蒸気の
排出や脱水ケーキの供給量の制御により粒径を制御する
ようにするとよい。また、スクリューによって計量ホッ
パ１８Ｂから造粒装置１へ粉体を供給する構成では、こ
のスクリュー１８Ｅａの回転数によって、供給量を推定
することもできる。また、袋保持部１９Ｂの針１９Ｆに
ついては、先端をカギ状にすると、より良好に袋を保持
できる。また、再度図６を参照すると、空の袋の搬送路
１８Ｊにレール１８Ｇとローラ１８Ｈを設置する構成と
したが、空の袋が良好に破棄位置まで搬送されるのであ
ればこれを不要としても良い。一方、粉体を内部に有す
る袋１８Ｃを粉体計量ホッパ１８Ｃの蓋部分を移動させ
るときに、その摩擦が強いようであれば、図６に示した
レール１８Ｇおよびローラ１８Ｈを粉体計量ホッパの蓋
１８Ｐの上面に設けるようにしてもよい。さらに、袋保
持部１９Ｂに代えて、蓋１８Ｐに袋を吸着する吸着部を
設けるようにしてもよい。

【００２９】図６乃至図１０に示す構成により生石灰を
有する袋の開袋を行うと、袋の底側の一部を袋に密着さ
せた状態で開袋を行うため、袋内の生石灰を外気に触れ
させることなく、粉体計量ホッパ１８Ｂに供給すること
が可能となる。このように、生石灰をコンベア上に袋の
まま搭載し、一袋ごとに破砕し、生石灰計量ホッパに送
ることとしたために、生石灰を使用するまで空気にさら
される時間が少なく、空気との接触を阻止する必要もな
いため、安価で高品質で消化なしの状態で生石灰を使用
することができる。すなわち、造粒装置に搬入するまえ
に、生石灰が水分と反応して消石灰となることを有効に
防止することができる。

【００３０】再度図３を参照すると、造粒装置１および
隔壁７２内の排気は、脱臭器２５Ｂおよび２５Ａに吸引
される。図１１はこの脱臭システムの一例を示す説明図
である。脱臭システムは、造粒装置１全体を外部から隔
離する隔壁７０と、脱水ケーキ作成手段１７を隔離する
隔壁７２（図３参照）と、脱水ケーキ作成手段１７内の
下側領域の悪臭気体Ａ1と造粒装置１内の悪臭気体Ａ3と
を脱臭する第１の脱臭部２５Ａと、脱水ケーキ作成手段
１７内の上側領域内の悪臭気体Ａ2と貯蔵部１ｃの周囲
の悪臭気体Ａ4とを脱臭する第２の脱臭部２５Ｂとを備
えている。

【００３１】脱臭システムはさらに、脱水ケーキ作成手
段１７内の下側領域２１内の悪臭気体Ａ1を第１の脱臭
部２５Ａ側に送る第１の流動付勢手段５０と、脱水ケー
キ作成手段１７の上側領域２２内の悪臭気体Ａ2と貯蔵
部１ｃの周囲の悪臭気体Ａ4とを第２の脱臭部２５Ｂに
送る第２の流動付勢手段６０とを備えている。さらに、
図３に示す構成では、第１の脱臭部２５Ａおよび第２の
脱臭部２５Ｂの下流に、排気を冷却して微生物等で悪臭
成分を除去する第三の脱臭部２５Ｃを備えている。第３
の脱臭部からの排気は、排気ポンプ２６により行われ
る。

【００３２】隔壁７０は、肥料作成システムの構成要素
を外部から密閉している。このため、石灰の配達などで
ドア７１を開けない限り、外部との気体の流通は、この
隔壁７０を貫通して設けられた配管及び外気取込口７０
Ａ以外からは行わない。この外気取込口７０Ａは、第二
の流動付勢手段６０が貯留部１ｃの周囲の空気ごと悪臭
気体Ａ4を取り込んで脱臭し隔壁１の外部に排気するた
め、当該隔壁１内部の気圧の低下防止を図るべく、新鮮
な外気を取り込む。なお、この外気取込口７０Ａには、
外部から内部へ侵入する方向のみ気体の流通を許容する
ワンウェイバルブ７０Ｂが装備されている。

【００３３】脱水ケーキ作成手段１７は、内部に脱水機
１７Ａおよび脱水ケーキ計量ホッパ１７Ｂとを収容した
密閉容器である。脱水ケーキ作成手段１７の内部には、
当該内部を上側領域と下側領域とに二分する仕切板が装
備されている。この仕切板は、気体の流通を自在とする
簀の子状に形成され、その上面に脱水機１７Ａが載置さ
れている。この仕切板を境に、脱水機１７Ａから発生し
た悪臭気体Ａ中の空気よりも重い成分（例えば硫化水
素）は下側領域に、空気よりも軽い成分（例えばアンモ
ニア）は上側領域に滞留する。

【００３４】脱水ケーキ作成手段１７の下側領域には、
造粒装置１内部に連通する配管５１が接続されており、
上側領域には、第２の脱臭部２５Ｂに連通する配管６１
が接続されている。また、これらの配管５１，６１を介
して、脱水ケーキ作成手段１７内部の悪臭気体Ａが吸い
出されるので、新たに外気を取り込む外気取込口が脱水
ケーキ作成手段１７に設けられている。この外気取込口
には、内部の悪臭気体Ａが漏れないように、外部から内
部へ侵入する方向のみ気体の流通を許容するワンウェイ
バルブが装備されている。

【００３５】仕切板と外気取込口は、悪臭気体Ａ中の空
気よりも重い成分（例えば硫化水素）と空気よりも軽い
成分（例えばアンモニア）との体積比により求められる
境界となる高さに設定されている。すなわち、脱水ケー
キ作成手段１７内部では、仕切板付近に空気が滞留し、
その下方に硫化水素を含有する悪臭気体Ａ1が溜まり、
その上方にアンモニアを含有する悪臭気体Ａ2が溜ま
る。

【００３６】第一の流動付勢手段５は、前述した脱水ケ
ーキ作成手段１７の下側領域２１と造粒装置１の内部と
を連通する配管５１と、この配管５１の途中において悪
臭気体Ａ1の流動を付勢する圧送ポンプ５２と、造粒装
置１内部と第１の脱臭部２５Ａを接続する配管５３とか
ら構成される。配管５１は、第１の流動付勢手段５０
が、脱水ケーキ作成手段１７内の下側領２１域内の悪臭
気体を造粒装置１内に導く案内路として機能する。そし
て、悪臭気体Ａ1は、この配管５１及び造粒装置１を介
して第１の脱臭部３に導かれる。これにより、悪臭気体
Ａ1に含有される硫化水素を造粒装置１内で生じる水蒸
気及び消石灰と反応させて無臭化する。

【００３７】ここで、下水汚泥Ｄ’を前処理するときに
発生する悪臭気体Ａ1，Ａ2について考察する。下水汚泥
Ｄ’は保存時間が長くなれば腐敗・発酵により様々な悪
臭成分を発する。具体的には、硫化水素，アミン類，ア
ンモニア，メルカプタン等である。従って、脱水する時
には、下水汚泥Ｄ’の種類により発生する悪臭成分は変
化するが、一般的には、硫化水素，アンモニアがほとん
どである。硫化水素については、造粒装置１内の成分と
反応することで無臭化される。また、石灰処理肥料を作
成する構成では、アルカリ性である消石灰を生ずる。

【００３８】従って、第１および第２の脱臭部２５Ａ，
２５Ｂは、アンモニアおよび消石灰によりアルカリ性の
気体を酸性の成分と反応させて無臭化する。具体的に
は、各脱臭部２５Ａ，２５Ｂは、密閉された容器本体
と、この容器本体の内部に封入されると共に網に包まれ
たピートモス，ヤシ殻などの繊維質からなる含浸媒体
と、この含浸媒体に含浸させたリン酸などの弱酸とを有
する。このため、各配管から流入した悪臭気体が含浸媒
体を通過することにより、悪臭成分であるアルカリ性の
成分がリン酸と反応して中和され、無臭化される。浸食
媒体としてヤシ殻を採用すると、廉価で入手できる他、
リサイクルが可能となる。

【００３９】また、第１の脱臭部と第２の脱臭部とを分
離するため、貯留部１ｃ領域および脱水ケーキ作成手段
１７から大量に排気される排ガスを第２の脱臭部で脱臭
し、一方、造粒装置１の造粒の過程で粒を乾燥させるた
めの水蒸気の排出により排気される気体を第１の脱臭部
で脱臭することが可能となる。そして、図３に示す第３
の脱臭部により第１および第２の脱臭部で脱臭しきれな
い成分を微生物により脱臭するため、環境の汚染を行わ
ない良好な肥料作成システムを提供することができる。

【００４０】図１２を参照すると、図１に示した造粒装
置は、円筒状で縦型のケーシングを備えている。この円
筒状のケーシングには、脱水ケーキ化された汚泥状物質
等の造粒対象物を搬入（投入）するための造粒物質搬入
部（造粒物用フィーダ）２が、上端部に設けられてい
る。この図１２にあっては造粒物用フィーダ２を石灰投
入口としても使用するようになっているが、図１３に示
すように造粒物用フィーダ２とは別に、石灰等の投入部
（石灰フィーダ）２Ａを設けてもよい。また、造粒物用
フィーダ２および石灰フィーダ２Ａの各々には、電磁駆
動仕切り弁２Ｓを装備し、計量された脱水ケーキおよび
生石灰を正確に投入するようにしてもよい。

【００４１】上記ケーシング内には、螺旋状のトルネー
ドフィン３が当該ケーシングの内壁に沿って回転自在に
配設されている。ここで、トルネードフィン３の回転領
域における外周囲の直径は、前述したケーシングの内径
に対し１〜２〔ｍｍ〕程度小さく、設定されている。ま
た、ケーシングの中心軸部分には、前述したトルネード
フィン３を保持し且つ当該トルネードフィン３と一体的
に回転駆動する主軸４が回転自在に装備されている。こ
のトルネードフィン３の回転によって、生石灰等の粉体
と脱水ケーキの混連が行われる。

【００４２】符号３Ａは、トルネードフィン３をその下
端部で保持すると共に当該トルネードフィン３を主軸４
に固定するためのフィンアームを示す。このフィンアー
ム３Ａは、その下面が、ケーシングの内底面に平行に設
定され、その隙間ｇ1 は例えば、１〜２〔ｍｍ〕程度の
大きさに設定されている。ここで、トルネードフィン３
は、その内径側が複数箇所にて保持アーム（図示せず）
を介して前述した主軸４に固定保持されている。

【００４３】そして、例えば所定量の脱水ケーキに対し
て所定量の生石灰を投入しケーシング内で混練させる
と、脱水ケーキ中の水分と生石灰との反応が進んで、汚
泥状物質等の造粒対象物の粒状化が開始され、同時にト
ルネードフィン３の回転により、脱水ケーキと粉体との
混練物は当該トルネードフィン３の螺旋面に沿って上方
に向けて転動し、粒状化が良好に行われる。

【００４４】ケーシングの内壁側の上端部には、前述し
たトルネードフィン３の螺旋面の最上端面に対応してバ
ッフルプレート９と、大粒の粒を選択的に破砕する選択
的チョッパ４１とが装備されている。バッフルプレート
９は、トルネードフィン３の螺旋面上を上昇してくる粒
状化された汚泥状物質等の造粒対象物を、トルネードフ
ィン３の内側より中心部側へ掃き落とす機能を備えてい
る。

【００４５】更に、ケーシングの上端部側には、造粒加
工された造粒物（肥料）を排出する造粒物排出部１１が
設けられている。符号１１Ａは、ケーシングに形成され
た造粒物排出窓を示す。この造粒物排出部１１の造粒物
排出窓１１Ａ部分に、後述する造粒物観測部３１が装備
されている。又、ケーシングの上端部には、図５に示す
ように、ケーシング内の排ガスを放出する排ガス放出部
１２が設けられている。排ガス放出部１２は、前述した
第１の脱臭部２５Ａと接続されている。

【００４６】また、符号１３はケーシング内の主軸４を
駆動する主軸駆動手段を示す。この主軸駆動手段１３
は、前述したケーシングの底面の外部に固定装備され、
コントローラＣに制御されて所定速度で主軸４を回転駆
動する。符号１３Ａは、主軸４を回転自在に保持する主
軸保持部を示す。更に、乾燥した顆粒や粉体の場合に
は、結合材供給手段２９を作動させてケーシングの上端
部に装備されたスプレーノズル２９ａから水や水ガラス
等の結合材を供給し、これによって球状に造粒すること
ができる。

【００４７】図１４および図１５を参照すると、選択的
チョッパは、トルネードフィン３の最上段の螺旋面上に
その回転刃部分が一部延設された状態で配設されたチョ
ッパ機構４１と、このチョッパ機構４１に対応して垂下
されケーシングに固定装備された櫛状フィルタ４２とを
備えている。

【００４８】この内、チョッパ機構４１は、チョッパモ
ータ４５によって回転駆動される垂下支軸４１Ａと、こ
の垂下支軸４１Ａ上に等間隔に複数段（本実施形態では
四段）に分かれて装備された複数のカッタとしての回転
刃４１Ｂとを備えている。この各段の回転刃４１Ｂは、
同一回転面に四個等間隔に装備されている。また、この
各回転刃４１Ｂは、その回転半径の前述した垂下支軸４
１Ａから突出した部分の長さが、前述したトルネードフ
ィン３の螺旋面の幅よりも長く形成され、且つその先端
部が回転方向に向けてほぼ９０°曲折されている。この
チョッパ機構４１は、その垂下支軸４１Ａが、図示しな
いチョッパモータによって所定速度（必要に応じて可変
制御される）で矢印ｆ方向に回転駆動されるようになっ
ている。

【００４９】また、前述した櫛状フィルタ４２は、図１
４に示すように主軸４とトルネードフィン３との間に配
設され、チョッパ機構４１に向けて突出した複数枚（本
実施形態では４枚）の櫛刃４２ａを備えている。この各
櫛刃４２ａは、上下方向に等間隔に装備され、且つその
先端部が、チョッパ機構４１の各段の回転刃４１Ｂの相
互間に設定された空間部に食い込んだ状態に配設されて
いる。

【００５０】このため、各回転刃４１Ｂは、螺旋面上を
転動する造粒物Ｑを捕捉した後、櫛状フィルタ４２にて
かみ砕かれて更に細粒化されるようになっている。即
ち、この図１４乃至図１５にあっては、チョッパ機構４
１の垂下支軸４１Ａの回転周速度を前述した造粒物Ｑの
移動速度よりも幾分早く成るように設定することによ
り、回転刃４１Ｂの衝突による損傷を回避しつつ当該回
転刃４１Ｂのギャップを通過できないサイズの粒を選択
的に破砕する事が可能となる。又、櫛状フィルタ４２の
複数枚の櫛刃４２ａで噛み合うまでの時間が長く採れる
ので、回転刃４１Ｂによる粒径選別がはっきり結果的に
行い得る。

【００５１】この場合、小粒状化された造粒物Ｑの大き
さ（粒径）Ｄは、櫛刃２１ａの相互間の寸法Ｌによって
決定される。具体的には、回転刃２２ａによって強制的
に切断されるため、「Ｄ＝Ｌ／２以下」の大きさとな
る。この寸法「Ｌ」については、例えば、３〔ｍｍ〕〜
２０〔ｍｍ〕の内の所定の値等，予め任意の大きさに設
定される。

【００５２】再度図１２を参照すると、造粒装置１は、
当該造粒装置１内での造粒対象物を一部取り出して保持
する造粒対象物保持部３７と、この造粒対象物保持部３
７に保持された造粒対象物を撮像する撮像部（カメラ）
３４とを備えている。さらに図２に示すように、このカ
メラ３４によって撮像された画像に基づいて造粒対象物
の粒径を計測する画像処理部３５を備えている。そし
て、コントローラＣは、画像処理部３５によって計測さ
れた造粒対象物の粒径情報に基づいて造粒装置の動作を
制御する造粒制御手段を備えている。

【００５３】カメラ３４と造粒対象物保持部３７とを有
する造粒物観測部３１は、本実施形態にあっては、図１
６乃至図１８に示すように、造粒物排出部１１の領域に
一体的に装備されている。一方、前述した造粒物排出部
１１は、ケーシングの側面上部に形成された造粒物排出
窓１１Ａの左右両側に相互に平行に突設された突設側板
４１，４２と、この両突設側板４１，４２の外端部にケ
ーシングに沿って配置されたカバープレート４３と、両
突設側板４１，４２の下端部に設けられた造粒物流下排
出部４４とを備えた構成となっている。造粒物流下排出
部４４は、所定間隔を隔てて対向装備されたガイド板４
４Ａ，４４Ｂとを備える。そして、前述した造粒物観測
部３１は、ケーシングの造粒物排出窓１１Ａに斜め下方
に向けて外設装備されている。

【００５４】この造粒物観測部３１は、ケーシングの造
粒物排出窓１１Ａから送り出される造粒物Ｑを一部収納
すると共に一度取り込んだ造粒物Ｑを再びケーシング内
に送り込む機能を備えた造粒物収納部３２と、この造粒
物収納部３２に設けられた造粒物観測窓３２Ａａと、こ
の造粒物観測窓３２Ａａを介して造粒物Ｑを観測し所定
の観測情報を出力するカメラ３４とを備えている。

【００５５】この造粒物収納部３２には、造粒物Ｑが所
定の粒径と成った場合に機能せしめる造粒物送出口３２
Ｚが設けられている。また、図１６乃至図１８に示す例
では、画像処理部に代えて、上記造粒物観測部３１に
は、前述したカメラ（情報収集カメラ）３４で捕捉した
造粒物にかかる情報を信号処理すると共に造粒物Ｑの平
均粒径寸法等をリアルタイムで表示する信号処理表示部
３５が併設されている。

【００５６】これを更に詳述すると、前述した造粒物収
納部３２は、ケーシングの造粒物排出窓１１Ａ部分に連
結され当該造粒物排出窓１１Ａ部分から斜め下方に向か
って突設されたシリンダ部３２Ａと、このシリンダ部３
２Ａに外側から係合するピストン部３２Ｂと、このピス
トン部３２Ｂを往復駆動するアクチュエータ等のピスト
ン駆動部３２Ｃとにより構成されている。そして、シリ
ンダ部３２Ａの上壁部分には、前述した造粒物観測窓３
２Ａａが設けられ、この造粒物観測窓３２Ａａに対向し
て前述したカメラ３４が装備されている。

【００５７】又、ピストン部３２Ｂは、その先端面がケ
ーシングの内径に沿って円弧状に形成され、これによっ
て造粒物排出窓１１Ａに対する蓋としての機能を備えて
いる。更に、造粒物収納部３２の造粒物送出口３２Ｚ
は、前述したシリンダ部３２Ａの更に下流側の端部に設
けられている。前述したピストン部３２Ｂは、この造粒
物送出口３２Ｚを越えて（シリンダ部３２Ａから斜め下
方に飛び出した位置を含めて）矢印Ａ，Ｂに沿って往復
移動し得るように構成されている。

【００５８】ここで、造粒物収納部３２の造粒物吐出口
３２Ｚについては、前述した造粒物観測部３１を造粒物
排出部１１とは別の箇所に装備した場合には、不要とし
て閉鎖してもよい。

【００５９】更に、前述した造粒物観測窓３２Ａａには
開閉蓋３２Ａｂが装備されている。この開閉蓋３２Ａｂ
は、図示しないバネ部材によって開く方向に常時付勢さ
れ、通常は図１の上方に向けて直立した状態で停止され
るようになっている。

【００６０】そして、前述したピストン部３２Ｂがケー
シングの造粒物排出窓１１Ａに対する蓋として機能する
場合に作動し，バネ部材に抗して開閉蓋３２Ａｂを閉じ
る方向に付勢する蓋押圧機構３６が、前述したピストン
部３２Ｂに連結装備されている。又、前述したカメラ３
４は、取り付け位置の調整が可能に、前述したケーシン
グ側に固定装備されている。

【００６１】ここで、前述した蓋押圧機構３６について
は、実際上はカバープレート４３を介してピストン部３
２Ｂに連結されている。即ち、カバープレート４３がピ
ストン部３２Ｂに一体的に固定装備され、このカバープ
レート４３に、前述した蓋押圧機構３６が固定装備され
ている。このため、蓋押圧機構３６は、ピストン部３２
Ｂが移動すると、当該ピストン部３２Ｂの移動と一体的
に、カバープレート４３および蓋押圧機構３６が移動す
るようになっている。

【００６２】更に、前述したカバープレート４３には、
図２に示すように、カメラ３４の動作を事前に点検し最
適動作状態に調整するカメラ調整機構３７が併設されて
いる。このカメラ調整機構３７は、カバープレート４３
に装備された反射ミラー３７Ａと、この反射ミラー３７
Ａを介してカメラ３４に所定の基準映像情報を送り込む
基準画像データ表示板３７Ｂと、カメラに併設された照
明器具３７Ｃと、基準画像データ表示板３７Ｂを固定保
持する保持板３７Ｅとを備えている。この保持板３７Ｅ
はカバープレート４３に固定されている。

【００６３】また、前述した基準画像データ表示板３７
Ｂの反射ミラー３７Ａからの位置は、当該反射ミラー３
７Ａからシリンダ部３２Ａ内の観測対象物である造粒物
Ｑの位置とほぼ同一に設定されている。これにより、基
準画像データ表示板３７Ｂに表示した内容でカメラ３４
の動作状態を自動的に確認することができる。

【００６４】図１６はカメラ３４の検査が可能な状態を
示し、造粒処理はこの状態で行う。そして、フィン駆動
モータ１３の電流値が予め定めた電流値以下となり、造
粒が進行してトルネードフィン３の負荷が軽くなり、さ
らに選択的チョッパ４１のモータ電流値が脈動せず、負
荷がなくなった状態では、ほぼ造粒が行われた状態であ
るため、図１７に示すように粒を仮排出して画像処理を
行う。また、この画像処理により粒径が一様でかつ適径
であると判断された場合には、図１８に示すように粒の
排出を行う。このとき、粒の排出が完全に行われたか否
かを画像処理により判定するようにしてもよい。

【００６５】次に、コントローラＣによる各構成要素の
制御例を説明する。コントローラは、造粒装置１の駆動
に必要な脱水ケーキの供給および粉体の供給を制御し、
さらに造粒装置の駆動を制御して一様で適径の粒の肥料
を作成する制御を行う。そして、例えば脱水ケーキが１
バッチ（１回の造粒処理）用蓄積されているが、生石灰
が１バッチ分ない場合などは、エラー処理を行う。ま
た、コントローラＣは、各アクチュエータの動作時間
や、位置センサによる位置の確認によって、正常でない
動作と判断された場合には、エラー処理を行なう。さら
に、造粒処理中についても、トルネードフィンや選択的
チョッパなどの動作を回転センサで確認し、フィンやチ
ョッパが停止してしまった場合などもエラー処理を行な
う。停電については、造粒には大電力を使用するため、
電力供給の復帰処理に時間差を付けて行なうようにする
とよい。

【００６６】図１９を参照すると、脱水ケーキの作成処
理を行うには、まず、脱水ケーキ計量ホッパ１７Ｂでの
脱水ケーキの蓄積量が第１のしきい値以下かいなかを確
認する（ステップＤ１）。脱水ケーキが第１のしきい値
を下回らないときには、脱水ケーキ有り信号を出力する
（ステップＤ４）。一方、脱水ケーキが第１のしきい値
以下の場合には、脱水機を駆動して脱水ケーキを一定量
作成する（ステップＤ２）。このときに脱水機が作成す
る脱水ケーキの量は、脱水ケーキ計量ホッパの全容量か
ら、第１のしきい値とした容量を引いた量とする。する
と、脱水ケーキ計量ホッパの容量を越えて脱水ケーキを
作成することがない。また、第１のしきい値を、例えば
造粒の３バッチ分とするか、または、脱水機の能力との
関係で定めるなどとすると、絶え間のない造粒を行うこ
とが可能となる。

【００６７】脱水ケーキの作成が終了すると、脱水ケー
キの蓄積量が第２のしきい値以上となったか否かを確認
する（ステップＤ３）。これにより、脱水機や脱水ケー
キ計量ホッパの異常を確認する。すなわち、脱水ケーキ
の作成処理を行ったのにその容量分脱水ケーキの容量が
増えていない場合には、エラー処理を行う（Ｄ５）。こ
のエラー処理の内容は、現在進行中の造粒処理の終了と
共に脱臭系以外の構成要素を停止して、遠隔地の監視装
置等にエラーを表示させる当の処理である。脱水機に復
旧機能等が設けられている場合には、脱水機のエラー状
態を検査するようにしても良い。このようなエラー処理
を行うため、第２のしきい値は、脱水機駆動前の容量
に、脱水機が１回で作成する脱水ケーキの容量を加えた
値の若干低めの値とする。

【００６８】この図１９に示した脱水ケーキの作成処理
は、造粒制御とは無関係に定期的に行う。その頻度は、
脱水ケーキ計量ホッパ１７Ｂの容量と、脱水機の性能に
応じて定める。また、フィルタ式の脱水機１７Ａなど、
脱水ケーキの生成速度が比較的遅いものを使用する場合
には、図１９のフローチャートによらず、脱水機を２４
時間駆動して、脱水ケーキ計量ホッパ１７Ｂに一定量蓄
積された後に造粒装置１を駆動するようにしてもよい。

【００６９】図２０を参照すると、粉体計量ホッパ１８
Ｂへの石灰の蓄積処理では、まず、石灰計量ホッパの蓄
積量が第１のしきい値以下か否かを確認する（ステップ
Ｄ１）。石灰の蓄積量が第１のしきい値以上である場合
には、石灰有り信号を出力する。一方、石灰計量ホッパ
１８Ｂに蓄積された石灰の量が第１のしきい値を越えて
いる場合には、次に、コンベア１８Ａに石灰袋Ｄ１２が
あるか否かを確認する。コンベア１８Ａにも石灰が内場
合には、エラー処理を行う。このエラー処理は、例え
ば、現在進行中の像粒処理の終了後に脱臭系以外の構成
要素を停止させ、さらに、遠隔の監視装置に石灰無しエ
ラーを表示させるなどである。

【００７０】一方、コンベアに石灰袋がある場合には、
コンベアを駆動して（ステップＤ１３）、開袋処理を行
う（ステップＤ１４）。次いで、この開袋が正常に行わ
れたか否かを確認し（ステップＤ１５）、正常に行われ
ていない場合にはエラー処理を行う（ステップＳ１
６）。このときのエラー処理Ｄ１６は、上述したものの
他、カッタや袋搬送部が正常に動作するか否かを確認
し、正常に動作するので有れば再度開袋処理を行うよう
にしてもよい。一方、蓄積量が１袋分正常に増加した場
合には、石灰有り信号を出力する（ステップＤ１７）。

【００７１】図２１を参照すると、開袋処理では、ま
ず、コンベアを使用して石灰袋を規定位置まで搬送する
（ステップＤ２１）。この規定位置は、搬送板１９Ａに
より石灰袋を移送開始できる位置である。そして、搬送
１９を下降させる（ステップＤ２２）。すると、搬送板
１９Ａが袋の後端に位置し、同時に、針１９Ｆが袋に刺
さる。次いで、搬送板１９Ａで袋を付勢することで石灰
計量ホッパ１８Ｂまで袋を移送する（ステップＤ２
４）。

【００７２】石灰計量ホッパの蓋を図９に示す第１の動
作位置まで開くと（ステップＤ２４）、石灰袋がホッパ
の内部へ向けて撓む。そして、カッタを駆動すると（ス
テップＤ２５）、この撓んだ袋の下部が切り裂かれる。
次いで、図１０に示す第２の動作位置まで蓋を開く（ス
テップＤ２６）。すると、袋の内部の石灰がホッパ内に
落ちる。このとき、袋自体は、針１９Ｆにより保持され
ているため、ホッパ内に落ちることがない。さらに、蓋
を閉じて（ステップＤ２７）、搬送部を駆動して空袋を
排出する（ステップＤ２８）。

【００７３】石灰などの粉体の供給はこの図２０および
図２１に示した動作に限定されず、種々の方法を採り得
る。例えば、石灰をサイロに格納しておき、造粒装置と
直接接続することもできる。また、開袋装置は種々のも
のがあるため、石灰など外気との接触の影響が少ない粉
体であれば、多様な市販されている開袋装置を使用でき
る。また、市販の開袋装置を外壁などで密閉するなどし
て、気密性を高めた状態で使用することもできる。

【００７４】図１９および図２０に示した脱水ケーキ有
り信号および石灰有り信号は、造粒制御プロセスに出力
される。また、信号を出力するのではなく、記憶手段に
フラグを立てるようにしても良い。造粒制御プロセスで
は、この信号又はフラグにより残量が足りないとされて
いる場合には、次のバッチの造粒制御を行わず、材料が
供給されるのを待機する。

【００７５】図２２乃至２４は造粒制御の一例を示すフ
ローチャートである。まず、ケーシングを加熱するヒー
タをオンとする（ステップＳ２１）。連続して造粒処理
を行う場合には、上記脱水ケーキ有り信号と石灰有り信
号が出力されたことを確認した後、ステップＳ２３から
処理を開始する。ヒータで加熱することで、石灰と脱水
ケーキの水和反応を促進させ、さらに、混練物の水分の
蒸発を促す。すると、初期に脱水ケーキの含水率が下が
るため、フィンモータの負荷が軽くなる。

【００７６】次いで、石灰を投入する（ステップＳ２
３）。石灰を投入した後に、フィンモータをオンとして
攪拌部を駆動させる（ステップＳ２４）。すると、トル
ネードフィンが石灰をケーシング内に攪拌する。そし
て、前回の造粒の残留物があれば、石灰と残留物とが混
練される。さらに、この石灰の投入と攪拌部の駆動の後
に、脱水ケーキを投入する（ステップＳ２５）。このス
テップＳ２３乃至Ｓ２５を採用すると、脱水ケーキの成
分がトルネードフィン等に付着してフィンモータやチョ
ッパモータの動作の抵抗となり、モータの負荷が高まっ
てしまうことを有効に防止できる。特に、連続して造粒
を行う場合には、トルネードフィンへの脱水ケーキ成分
の付着は好ましくないため、先に石灰を投入することで
脱水ケーキ成分の付着を防止する構成が有効となる。ま
た、トルネードフィンを回転させながら順次脱水ケーキ
を投入していくことによっても、トルネードフィンへの
付着を防止することができる。

【００７７】さらに、脱水ケーキの投入が完了した時点
で、タイマをオンとする（ステップＳ２５）。このタイ
マは、造粒制御の種々の局面で使用する。脱水ケーキが
投入されると、予め定められた一定時間水蒸気の排出を
行う（ステップＳ２６）。短時間で混練物の含水率を下
げることで、混練物の含水率を平均化することを図って
いる。

【００７８】さらに、脱水ケーキの状態によっては、通
常の石灰量では水分の蒸発が十分でなく、粘性によって
過剰な負荷をフィンモータに与えることがあり得る。従
って、ここでは、フィンモータ電流値が予め定められた
ｍａｘ以上となるか否かを監視する。仮にフィンモータ
電流値がこのｍａｘ以上となった場合には、フィンモー
タをオフとして（ステップＳ２８）、石灰を少量投入す
る（ステップＳ２９）。さらに、一定時間水蒸気を排出
して、含水率が低下し造粒できる程度に乾燥するまで待
機する（ステップＳ２６）。その後、図示しない工程に
よってフィンモータをオンとし、このフィンモータ電流
値を監視する。

【００７９】さらに、フィンモータ電流値が一定時間し
きい値以下か否かを判断し（ステップＳ３０）、一定時
間しきい値以下の場合に、すなわち、フィンモータの負
荷が一定時間以上軽い状態が継続したときに、粒径の観
測を許可する（ステップＳ３１）。このため、粘性が高
い状態で粒径の観測をすることがなく、従って、粒を仮
排出して撮像する場合には、この仮排出を行う観測窓に
混練物が付着しない。また、粒径の観測は粒径が所期の
粒径となったか否かを例えば画像処理により観測するも
のであるから、粒状化されていない状態で計測する不都
合を防止することができる。

【００８０】また、チョッパモータの電流値を計測する
ことで大きい粒径の粒の量を計測するようにしてもよ
い。すなわち、選択的チョッパが大径の粒を粉砕すると
きには、その粉砕に要する力に応じて電流値が変化する
ため、このチョッパモータの電流値が脈動している状態
であると、大きい粒径の粒の量が多いと判定できる。こ
のため、ステップＳ４１では、チョッパモータの電流値
を計測し、さらに、ステップＳ４２ではこの大きい粒径
の量を電流値の変化の状態や一定時間のピーク数等に基
づいて判定する。もちろん、この大きい粒径の粒の量は
画像処理により計測することができる。しかし、造粒の
前半に大きい粒径の粒が存在する場合には、一般的に
は、そのまま選択的チョッパを駆動することで目的の径
の粒を得ることができるため、この点で、画像処理を行
う必要が少ない。従って、造粒の前半に大きい粒径の粒
がどの程度存在するのかを判定するために、チョッパモ
ータの電流値を計測する手法は、画像処理の回数を減ら
すことに寄与する。

【００８１】さらに、造粒が順次行われると、粒の仮排
出、撮像並びに画像処理によって、粒径とその分布とを
計測する。この計測の結果に応じて、加水や水蒸気の排
出などの造粒の制御を行う。本実施形態では、脱水ケー
キの汚臭を外部に放出しないようにするため、粒の仮排
出に先だって、ケーシング内を負圧にする（ステップＳ
４３）。そして、粒を仮排出し（ステップＳ４４）、こ
れを撮像する（ステップＳ４５）。粒を仮排出して撮像
することの利点は、撮像カメラの汚れが生じにくい点に
ある。

【００８２】複数の粒が仮排出されると、粒と粒とが重
なり合うため、所定のしきい値で原画像を二値化しても
円の輪郭は現れない。このため、二値化した画像中の円
弧を抽出し、この円弧に応じた円とパターンマッチング
処理を行う（ステップＳ４６）。このパターンマッチン
グに成功すると、当該円の直径を粒径として出力する。
パターンマッチング処理の結果近傍の位置に２つの円が
重なる場合には、一方を削除する。これを原画像中の全
ての円弧に対して行い、粒径のヒストグラムを算出す
る。

【００８３】粒径の分布が一様でかつその粒径が所期の
粒径である場合には、図２４に示す処理に移行する（ス
テップＳ４８）。一方、それ以外の場合には、図２２の
ステップＳ２５を開始点として計時している造粒の経過
時間と粒径の分布とに基づいて、造粒の制御内容を所定
のマップから選択する。このマップは、造粒対象物、目
的とする粒径、脱水ケーキの含水率の分布等によって適
宜制御内容を定める。また、加水時間と水蒸気排出時間
等は、造粒材料と地域、季節とによって変化するため、
画像処理の結果を参照することで適切な加水および水蒸
気排出処理を学習し、記憶するようにしてもよい。例え
ば、その地域の平均気温および湿度での加水および水蒸
気排出による粒の成長又は粉砕の結果を「１」として、
外気温センサの出力と画像処理の結果による粒径の関係
から成長の度合い等を数値で表わし、以後の処理ではこ
の成長の度合い等を示す値を補正値として、外気温セン
サの出力に応じて加水時間や水蒸気排出時間等を定める
ようにしてもよい。このような学習機能のパラメータと
しては、外気温の他、脱水ケーキの含水率、四季の変
化、湿度の変化などがある。

【００８４】ステップＳ４９では、経過時間および粒径
分布から制御内容を選択するため、例えば、造粒の前半
で粒径の小さい粒が存在する場合には、加水を行うこと
で、小さい粒の含水率を高め、粒の成長を促進する。一
方、造粒の後半で粒径の大きい粒が存在する場合には、
この粒の含水率が低く選択的チョッパが粉砕できない程
度に堅くなっていると判断できるため、加水を行う。さ
らに、一様に大きい粒（大ダマ）なのか、それとも大ダ
マが一部存在するのかという相違に応じて、加水の量ま
たは時間を変化させるようにしてもよい。

【００８５】小さい粒径の粒（小ダマ）は、含水率が少
ないときに生じるため、加水することにより粒径を大き
くさせることができる。このとき、加水を行うと、一旦
フィンモータの電流値が上昇する。このため、加水を行
った後は、一定時間待機するとよい（ステップＳ５
０）。

【００８６】このように、本実施形態では、観測した粒
径に応じて加水を行うため、含水率の低い小さい粒径の
粒に水分が浸透し、粘性が生じて粒径が大きくなり、従
って粒全体を一様な大きさにすることができる。

【００８７】図２４に示すように、観測した粒の粒径が
一様に適切であれば、乾燥のための時間Ｔ1が経過した
後（ステップＳ２）、吸気ポンプをオンとして（ステッ
プＳ６３）、粒を排出する（ステップＳ６４）。一定時
間の計測や、または排出する粒を順次撮像して画像処理
を行うことにより排出終了と判断すると（ステップＳ６
５）、ケーシング内のクリーニングを行う。

【００８８】ケーシング内のクリーニングは、まず、圧
気ポンプをオンとしてケーシング内の排ガスを排出す
る。さらに、トルネードフィン及びチョッパを一定時間
停止する（ステップＳ６７、Ｓ６８）。フィン及びチョ
ッパを一定時間停止させることで、駆動時に生じていた
振動や歪みをなくす。そして、図示しない工程により再
度トルネードフィン及びチョッパをから回しすると、ケ
ーシング内やフィン又はチョッパに付着していた混練物
が振動および歪みによりはぎ落とされ、粉砕される。こ
のから回しは、フィンモータの電流値が所定時間連続し
て一定値を採るまで継続するようにしても良い。はぎ落
とされ、粉砕された混練物は、次回の造粒時に石灰と混
練される。このケーシング内のクリーニング工程を有す
ることで、不可避的に生じてしまうケーシング内の付着
物を毎回良好にはぎ落とすことができ（セルフクリーニ
ング）、これにより、装置の寿命を延ばすことができ
る。さらに、トルネードフィンを一定時間停止させ、さ
らにから回りさせることで、混練時に生じた装置全体の
歪みを矯正することができる。また、トルネードフィン
の回転数をより高速で行ない、振動、歪みを大きくして
クリーニングを行なうことも、インバータなどを使用す
ることで可能である。

【００８９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、制御手段が、画像処理部によって
撮像された粒の粒径の分布に基づいて造粒装置の動作を
制御し、選択的チョッパと結合材とを用いて各粒を一様
な大きさに造粒するまでを自動的い、さらに、制御装置
は、前記脱水ケーキ計量ホッパに一定量蓄積された場合
には、造粒装置を駆動させ、一方、当該脱水ケーキの蓄
積量が予め定められたしきい値以下の場合には、前記脱
水装置に脱水ケーキを一定量作成させるため、例えば下
水汚泥を造粒対象物とすると、造粒処理に必要な材料の
供給を自動的に行い、粒状の肥料の作成を無人で行うこ
とができる従来にない優れた肥料作成システムを提供す
ることができる。さらに、この肥料作成システムを例え
ば農業集落の排水処理施設に併設し、作成した肥料をこ
の農業集落で使用することとすると、現在排水処理に必
要な事業費を削減するとともに、リサイクルが可能とな
り、特に、本発明による肥料作成システムは、しかも、
無人運転によりクリーンで使いやすく、排水処理施設に
併設可能な規模で提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成を示す説明図であ
る。

【図２】図１に示した肥料作成システムの詳細構成を示
すブロック図である。

【図３】図２に示した肥料作成システムの配置例を示す
平面図である。

【図４】図３に示した脱水機等の配置例を示す正面図で
ある。

【図５】図３に示した粉体供給機等の配置例を示す正面
図である。

【図６】図３に示した粉体供給機等を示す平面図であ
る。

【図７】図６に示した粉体供給機等の正面図である。

【図８】図６に示した粉体供給機等の左側面側の断面図
である。

【図９】図８に示した粉体計量ホッパの第１の動作位置
を示す断面図である。

【図１０】図８に示した粉体計量ホッパの第２の動作位
置を示す断面図である。

【図１１】図３に示した脱臭システムの構成を示す説明
図である。

【図１２】図３に示した造粒装置の構成を示す断面図で
ある。

【図１３】図１２に示した造粒装置の背面図である。

【図１４】図１２に示した選択的チョッパの平面図であ
る。

【図１５】図１４に示した選択的チョッパの正面図であ
る。

【図１６】図１２に示した造粒物観測部の第１の動作位
置を示す断面図である。

【図１７】図１２に示した造粒物観測部の第２の動作位
置を示す断面図である。

【図１８】図１２に示した造粒物観測部の第３の動作位
置を示す断面図である。

【図１９】図３に示した構成での脱水ケーキ作成処理の
一例を示すフローチャートである。

【図２０】図３に示した構成での石灰蓄積処理の一例を
示すフローチャートである。

【図２１】図７に示した構成での開袋処理の一例を示す
フローチャートである。

【図２２】図３に示した構成での造粒処理の前段を示す
フローチャートである。

【図２３】図３に示した構成での造粒処理の中段を示す
フローチャートである。

【図２４】図３に示した構成での造粒処理の後段を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

Ｃ 制御装置（コントローラ） １ 造粒装置 ２ 物質搬入部 ３ トルネードフィン ４ 主軸 １７Ａ 脱水機 １７Ｂ 脱水ケーキ計量ホッパ １８Ａ 粉体供給機（コンベアおよび開袋装置） １８Ｂ 粉体計量ホッパ ２５ 脱臭器 ３１ 造粒物観測部 ３４ カメラ ３５ 画像処理部（信号処理表示部） ４１ 選択的チョッパ

フロントページの続き (72)発明者 阿部 保雄 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (72)発明者 高山 茂男 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (72)発明者 高橋 睦 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (72)発明者 稲垣 作樹 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (72)発明者 山代 篤志 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (72)発明者 倉知 孝雄 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C05F 1/00 - 17/02 C05G 3/00 C05G 3/00 101 C05G 5/00 C02F 11/00 - 11/20 B01J 2/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 造粒対象物を脱水して脱水ケーキを作成
   する脱水装置と、この脱水装置によって作成された脱水
   ケーキを計量すると共に当該脱水ケーキを蓄積する脱水
   ケーキ計量装置と、この脱水ケーキ計量装置から供給さ
   れる脱水ケーキと所定の粉体とを攪拌すると共に当該攪
   拌された混練物を造粒する造粒装置と、この造粒装置に
   搬入する前記粉体を計量する粉体計量装置と、前記造粒
   装置内の混練物を結合させる結合材を当該造粒装置内に
   供給する結合材供給ポンプと、前記造粒装置への脱水ケ
   ーキ及び粉体の供給を制御する制御装置とを備え、前記
   造粒装置が、前記混練物から生じる造粒物のうち予め定
   められた粒径より大きい大ダマを細粒化する選択的チョ
   ッパと、前記結合材に応じて結合され又は前記選択的チ
   ョッパによって細粒化された当該造粒装置内の造粒物の
   一部を取り出して保持する造粒物保持部とを備えると共
   に、当該造粒装置に、前記造粒物保持部に保持された造
   粒物を撮像する撮像部と、この撮像部によって撮像され
   た画像に基づいて前記造粒物の粒径を計測する画像処理
   部とを併設し、前記制御装置が、前記画像処理部によっ
   て撮像された粒の粒径の分布に基づいて前記造粒装置の
   動作を制御する造粒制御手段と、前記脱水ケーキ計量装
   置に一定量蓄積された後に造粒装置を駆動させ又は当該
   脱水ケーキの蓄積量が予め定められたしきい値以下の場
   合には前記脱水装置に脱水ケーキを一定量作成させる手
   段とを備えたことを特徴とする肥料作成システム。
2. 【請求項２】 前記脱水ケーキ計量装置を前記造粒装置
   の上部に配置すると共に、当該脱水ケーキ計量装置が、
   当該脱水ケーキ計量装置に蓄積された脱水ケーキを前記
   造粒装置に移送する配管を備え、 前記脱水装置を前記脱水ケーキ計量装置の上部に配置す
   ると共に、前記脱水装置が、当該脱水装置によって作成
   された脱水ケーキを前記脱水ケーキ計量装置に移送する
   配管を備えたことを特徴とする請求項１記載の肥料作成
   システム。
3. 【請求項３】 前記粉体計量装置の上流に、当該粉体計
   量装置まで袋詰めされた粉体を搬送する袋搬送装置と、
   この袋搬送装置によって搬送された袋を開封するととも
   に前記粉体計量装置へ前記粉体を蓄積させる開袋装置と
   を併設したことを特徴とする請求項１記載の肥料作成シ
   ステム。