JP3764130B2 - 混練混合解砕装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、牛，豚，鶏等の家畜糞尿排泄物や生ゴミに代表される有機性廃棄物と、剪定枝，刈草，廃木材等に代表される植物廃棄物とを利用して堆肥を製造するために、予めこれらを均一に混練混合し且つ好気性醗酵に適した状態の通気性に富んだ解砕物に形成するための混練混合解砕装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
畜産施設から排出される糞尿排泄物は、従来においては、そのまま垂れ流したり施設の片隅に野積みにして放置される場合が多かったが、悪臭や垂れ流しによる環境汚染の問題が発生して社会問題となってきた。そこで、最近では、これらを用いて有機肥料を製造するための堆肥化設備の導入が検討され、既に実用化が進められている。
【０００３】
この堆肥化技術としては、家畜糞尿排泄物にセルロースを含んだ副資材を混合して醗酵処理する方式が一般的であり、このための設備としては、特開平１１−１２０７０号公報に開示されている装置がある。この装置は、家畜糞尿に、藁，草，籾殻，おが屑等のセルロースを含有した副資材を混合する混合装置と、この混合装置で混合された混合物を加圧混練する混練装置と、加圧混練された混練物に強制通気しつつ醗酵させる密閉型醗酵装置とからなっている。
【０００４】
上記装置において、混合装置は、平行な一対の回転軸に、複数の攪拌羽根を前記回転軸に対して直角方向に取り付けられたものであり、この一対の回転軸の回転によって攪拌羽根を回転させて家畜糞尿と副資材とを混合する様にしたものである。
【０００５】
又、混練装置は、図６に示している様に、一端側に前記混合物の投入口６１が形成され、他端側には混練物の排出口６２が形成された密閉円筒形のケーシング６０内に、スクリュー式混練手段６３が配置された構成のものである。このスクリュー式混練手段６３は、モーター６８により回転駆動され、その前半部には回転軸６４の外周に沿ってスクリュー羽根６５が形成され、後半部には前記回転軸６４に突出して回転バー６６が配置された構造のものである。又、後半部においては、混練物と回転軸との共回りを防止するために、ケーシング６０から内部に突出させて複数の固定バー６７が配設されている。これにより、前記混合装置からコンベア６９によって前記投入口６１に投入される糞尿混合物を、前半部のスクリュー羽根６５によって送りつつ、後半部の回転バー６６と固定バー６７とによって混練し、排出口６２から排出する構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
係る従来の装置においては、混合装置と混練装置とが別装置となっており、両装置間をベルトコンベアで接続しているが、家畜の糞尿と前記籾殻やおが屑等の副資材とを単に混合するだけの混合装置から送出されてくる混合物では、糞尿の悪臭の発生は避けられない。このため、混合装置自体も密閉構造となすと共に脱臭装置の設置は不可避である。
【０００７】
又、前記混練装置では、前半部のスクリュー羽根６５によって糞尿混合物を前方に送り、後半部で混練する構造となっており、前記固定バー６７と回転バー６６とからなる混練部には送り機能がないので、前方への送り作用は専ら前記スクリュー羽根６５に依存する構造でなっているが、糞尿混合物の如き粘稠物の場合にあっては、前記混練部で圧密化されて、前記排出部から円滑に排出されない問題がある。
【０００８】
一方、圧密化された前記混合物を好気性醗酵させるには、再度解砕する必要があるが、上記装置の場合には、この圧密化された混合物を、そのままコンベアで密閉型醗酵装置に移送して強制通気しつつ醗酵させる構造であるが、前記圧密化された混練物の内部にまで均一に空気を送り込む事は困難であるので、嫌気性醗酵が生じるおそれもあり、この醗酵装置においても悪臭の発生は避けられず、周囲に悪臭公害をもたらすという基本的な問題がある。
【０００９】
又、従来から一般に使用されている藁，草，籾殻，おが屑等のセルロースを含有した副資材の吸湿能は限られており、又、これらの副資材自体の堆肥化のための菌床としての機能も低く、従って、これらを混合した糞尿混合物の醗酵速度も遅いという問題点もある。
【００１０】
本発明は、係る問題点に鑑み、悪臭発生対策が容易な混練混合装置の提供を第１の目的とし、且つ係る混練混合装置が粘稠物の場合でも確実に前方に移送しつつ混合できるスクリュー式混練混合装置の提供を第２の目的とし、更に、後工程の好気性醗酵に適した通気性と吸湿性に富む解砕物を生成する事のできる解砕装置をも提供する事を第３の目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、係る観点の元になされたものであって、先ず、第１の目的達成のためには、混練装置と混合装置とを一体化するのみならず混練物の解砕装置をも一体化して、混練混合解砕処理を行う間に被処理物と外気との接触を遮断する様になし、第２の目的達成のためには、スクリュー式移送部に続く攪拌部をパドル構造となすと共に該パドルの送り角を大から小を経て再び大となる様に変化させ、且つ排出部には逆向きのスクリュー羽根を配置した構造となし、更に、第３の目的達成のためには、排出部下部に解砕装置を配置して確実に解砕して排出する様に構成するものである。
【００１２】
具体的には、一端側に被処理物の投入口を有し、他端側下部に被処理物の排出口を有するケーシング内にスクリュー式移送手段が配置され、該スクリュー式移送手段の回転により、前記被処理物を前記ケーシングの一端側から他端側に移送しつつ該被処理物の混練混合及び解砕を行って、解砕物を排出する様にしてなる混練混合解砕装置であって、
前記スクリュー式移送手段は、前記投入部側から順に、スクリュ−軸の外周部に第１送りスクリュー羽根が配置されて前記被処理物を前方に移送する第１移送部と、前記スクリュー軸の外周面に配置されたパドルによって前記被処理物の攪拌混合を行う攪拌混合部と、前記攪拌混合された被処理物を下方に排出する排出部とから構成されており、
前記攪拌混合部には、複数のパドルが、各パドルの送り力が前記第１移送部から遠ざかるに連れて順次小さくなった後に再度順次大きくなる様に、前記スクリュー軸の外周面に、その長手方向に沿って螺旋状に取り付けられており、
前記排出部の先端部には、前記第１送りスクリュー羽根とは逆向きのスクリュー羽根が前記スクリュー軸に配置され、該逆向きスクリュー羽根の手前側に前記スクリュー軸の周囲に突出して複数の落下解砕促進バーが配置されて、前記排出口に前記攪拌混合された被処理物を落下させる様にしてなり、
該排出口の下部には、回転軸と該回転軸から突出する複数の解砕バーとからなる解砕手段が配置され、これによって前記混練混合された前記被処理物を解砕して解砕物として外部に排出するものである。
【００１３】
上記装置において、前記攪拌混合部と前記排出部との間に、前記スクリュー軸の外周部に第２送りスクリュー羽根が配置されて前記攪拌混合部で攪拌混合された被処理物の前方への移送を行う第２移送部を設ける事も可能である。この場合には、攪拌混合された被処理物の排出部への移送が確実となる。
【００１４】
又、前記排出部の先端部の前記逆向きスクリュー羽根と前記第１送りスクリュー羽根又は第２送りスクリュー羽根の先端部との中間部に、前記スクリュー軸の周囲に突出して複数の落下解砕促進バーを配置しておくのも好ましい実施態様であり、これにより、混練混合物を一部解砕して下方の解砕部に落下させる事ができる。更に、前記排出部の先端部の前記逆向きスクリュー羽根と前記第１送りスクリュー羽根又は前記第２送りスクリュー羽根の先端部との間に、前記ケーシングに固定して内側に突出する複数の固定バーを設けるのも好ましい実施態様であり、これにより、排出部における被処理物のスクリュー軸との共回りを防止することができる。
【００１５】
又、前記スクリュー式移送手段は、前記スクリュー軸の複数本が平行に配置され、且つ隣接する各スクリュー軸の回転方向が互いに逆方向に設定されており、前記解砕手段は、前記スクリュー軸と平行に、該スクリュー軸と同数の回転軸が互いに平行に配置され、且つ隣接する各回転軸の回転方向が逆方向に設定されているのも好ましい実施態様である。即ち、複数軸のスクリュー式移送手段の採用によって、その処理量の増大化を図るものである。
【００１６】
又、前記複数のパドルは、その送り力を任意に調整できる様になすのも好ましい実施態様であり、被処理物の粘稠度合い等の物性に応じて最適なパドル角度を選定できる様にしたものである。
【００１７】
更に、前記ケーシングに、外部からｐＨ調整剤等の副資材の供給を可能とするノズル部を形成しておくのも好ましい実施態様である。これにより、被処理物が家畜の糞尿の様な場合には、腐食酸を供給して混合したり、水分が不足する様な場合には、混練混合の途中段階でも水分を供給したりする事も可能となる。
【００１８】
尚、前記被処理物として、剪定枝，刈草，藻類，籾殻，稲藁，麦藁，廃木材等の１種以上からなる植物性廃棄物を、スクリュー式加圧粉砕解繊装置によって擂り潰しつつ粉砕解繊処理して得られる通気性に富む植物性粉砕物と、家畜の糞尿，生ゴミ又はその粉砕物又は汚泥の１種以上との混合物を選択するのも好ましい実施態様である。この場合には、家畜の糞尿や生ゴミ或いは汚泥特有の悪臭成分が、前記通気性に富む植物性粉砕物に吸収されて悪臭の発生が全くなくなり、従来装置では必須となっていた脱臭装置が不要となるのみならず、通気性に富むため好気性醗酵が極めて容易に進行する効果がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について、図面及び実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る混練混合解砕装置の要部断面図であり、図２は、そのＡ−Ａ断面図である。両図に示されている様に、本発明の混練混合解砕装置は、ケーシング１の一端部に上方に開口した被処理物投入口３が形成され、他端部には下方に開口した被処理物排出口４が形成されており、該ケーシング１内には、モーター１０及び減速機１０ａによって回転駆動されて、前記投入口３側からケーシング１内に投入される被処理物を前記排出口４に向けて移送するスクリュー式移送手段２が配置されている。このスクリュー式移送手段２には、前記モーター１０により減速機１０ａを介して回転駆動されるスクリュー軸２ａと、その外周面に配置された送り部材及び攪拌部材とからなり、配置された部材の種類によって次の４つに区分されている。
【００２０】
先ず、被処理物投入口３側（図中右側）から説明すると、前記スクリュー軸２ａの外周面に螺旋状に第１送りスクリュー羽根２ｂが配置されて第１移送部２Ａを形成する。ここでは、前記投入口３から投入された被処理物を、ケーシングの前方（図中左の方向）に移送する機能を有している。例えば、牛糞や豚糞等の家畜の糞尿と、剪定枝や籾殻，稲藁，麦藁，刈り草，藻類，廃木材等の１種以上からなる植物性廃棄物を、後述するスクリュー式加圧粉砕解繊装置によって擂り潰しつつ粉砕解繊処理して得られる通気性に富む植物性粉砕物（以下単に「植物性粉砕物」という）との混合物を前記投入口３から投入すると、第１送りスクリュー羽根２ｂの回転によって、混練されつつ前方に移送される。この混練過程で、前記吸湿性に富む植物性粉砕物に前記家畜糞尿の水分と共に水分に溶解している悪臭成分も次第に吸収されて、粘稠性も次第に低下してくる。尚、この段階では前記家畜糞尿と前記植物性粉砕物との均一混合は不完全である。
【００２１】
次に、前記家畜糞尿と植物性粉砕物とからなる被処理物は、前記第１移送部２Ａに続いて形成されている攪拌混合部２Ｂに移送される。ここでは、前記スクリュー軸２ａの外周部に、その軸線方向に沿って螺旋状の位置に攪拌用のパドル５が複数個配置されて混合部２Ｂを形成している。このパドル５の取付け角度は、前方に行くほど送り力が次第に小さくなり、続いて、次第に送り力が大きくなる様に、各パドル５の取付け角度が異なっている。即ち、前記第１移送部２Ａに最も近い位置に配置されているパドル５ａの取付け角度は、該第１移送部２Ａの第１スクリュー羽根２ｂの角度より若干水平方向に傾いた角度に形成され、送り力は多少小さくなっているが、更に前方に位置するパドル５ｂでは、その角度は水平に近くなり、攪拌部中央に位置するパドル５ｃの取付け角度は、前記スクリュー軸２ａの軸線方向と平行になっている。従って、この中央のパドル５ｃには前方への移送力はなく、単に攪拌能力を具備しているに過ぎない。続いて、更に前方に位置するに従って、再びパドルの送り力次第に大きくなり、最前部に位置するパドル５ｄの取付け角度は、次に説明する第２送りスクリュー羽根２ｃの羽根角度に近い角度になっている。このため、該攪拌混合部２Ｂでは、前記第１移送部２Ａから送給されてきた被処理物は、パドル５の回転により前方に移送されつつ攪拌されて、前記家畜糞尿と植物性粉砕物とが混合され、均一混合度合いが進行する。尚、図中のパドルの角度を示す図面は、理解を容易にするために、その取付け位置を無視して記載しているが、実際のパドル５のスクリュー軸２ａへの取付けは、該スクリュー軸２ａの外周部に、軸線方向に螺旋状に配置されているものである。
【００２２】
この攪拌混合部２Ｂにおいては、前記家畜糞尿中の水分と該水分に溶解している悪臭成分の前記植物性粉砕物への吸収は一層進行し、被処理物の粘稠性は更に低下して行く。又、該攪拌混合部２Ｂのパドル５の送り力が次第に小さくなっていく前半部分では、前記第１移送部２Ａから送給されてくる被処理物によって圧縮される事になるが、この圧縮力は、前記家畜糞尿中の悪臭成分を溶解している水分を中側から絞り出す効果があり、この絞り出された水分が前記パドル５による攪拌作用によって植物性粉砕物と接触し、水分の植物性粉砕物への吸収を促進する事になる。一方、前記パドル５に送り力が次第に大きくなる後半部分では、前半部分で圧縮密着している被処理物の圧縮力が次第に開放される結果、前記植物性粉砕物の持つ弾性力によって次第に膨潤して嵩密度が次第に小さくなってくるので、この状態では、被処理物には、家畜糞尿特有の粘稠性は殆どなくなっている。
【００２３】
尚、前記攪拌混合部２Ｂに配置された前記パドル５は、攪拌混合作用を有する羽根部５ｅと、該羽根部５ｅを一端に有し前記スクリュー軸２ａを貫通して配置されるボルト部５ｆと、該ボルト部５ｆの先端に締結される締め付けナット５ｇとからなっており、前記羽根部５ｅの前記スクリュー軸２ａの軸線に対する取付け角度を自由に調整できる様になっている。従って、被処理物の種類や粘稠度及び嵩密度等の物性に応じて、装置の組立前に適宜調整する事になる。
【００２４】
この様にして攪拌混合され、粘稠性の低下した被処理物は、続いて、前記スクリュー軸２ａの外周面に第２送りスクリュー羽根２ｃが配置された第２移送部２Ｃに移送され、前記攪拌混合部２Ｂに滞留する事なく、確実に次の排出部２Ｄに送給される。ここでは、前記攪拌混合部２Ｂほどの混合作用はないが、前記第２送りスクリュー羽根２ｃの回転による送り作用の過程で混練作用を受けて、前記家畜糞尿中の水分の前記植物性粉砕物への吸収は更に進行していく。
【００２５】
次に、前記攪拌混合されて粘稠性を殆ど失った被処理物は、次の排出部２Ｄに送給される。ここには、前記スクリュー軸２ａの最先端部に、前記第２送りスクリュー羽根２ｃの送り方向とは逆向きのスクリュー羽根２ｄが配置されており、スクリュー軸の先端部にまで送り込まれてきた被処理物を押し戻しつつ、前記ケーシング１の先端部下方に形成されている排出口４に向けて落下させる様になっている。又、前記第２送りスクリュー羽根２ｃの先端部と前記逆向きスクリュー羽根２ｄの後端部との略中央位置には、前記スクリュー軸２ａから突出する様に複数の落下解砕促進バー２ｅが取付けられている。この落下解砕促進バー２ｅは前記スクリュー軸２ａの回りに３本乃至８本が等間隔で配置されており、前記第２移送部２Ｃから移送されてくる固まり状態の被処理物を、該バー２ｅで固まりを部分的に解砕すると共に、下方に落下させる機能を有するものである。
【００２６】
尚、前記第２送りスクリュー羽根２ｃの先端部と前記逆向きスクリュー羽根２ｄの後端部との間隔ｄが充分に広く、自然に落下する様な場合には、該落下解砕促進バー２ｅを省略する事も可能である。一方、前記間隔ｄを、設置場所等の関係で広くとる事が困難な場合には、前記落下解砕促進バー２ｅに代えて或いは該落下解砕促進バー２ｅと共に、図中符号１１で示した固定バーを前記ケーシング１を貫通して内部に突出させておくのが好ましい。これにより、装置の運転の過程において、被処理物の物性の突然の変化等により、該排出部２Ｄにおいて被処理物が圧密化される状態が生じた場合においても、被処理物とスクリュー軸２ａとの共回りを確実に防止して落下と解砕が一層促進される事になる。
【００２７】
次に、前記排出口４に向けて落下してきた被処理物は、前記スクリュー軸２ａと平行に、その下部に設置されている解砕手段８によって解砕され、排出口４から排出される事になる。前記解砕手段８は、前記排出口４の周囲を囲繞する様に配置された保護カバー１３に保持されて、モーター１２によって減速機１２ａを介して回転駆動される回転軸６と、該回転軸６から突出して配置された多数の解砕バー７とからなり、前記排出口４から落下してくる被処理物の固まりを前記解砕バー７によってバラバラの略粒状に解砕するものである。尚、上記解繊バー７は、図示の例では前記回転軸６の外周面に沿って４本づつ等間隔に２列配置されているが、これは６本或いは８本を等間隔に配置したものでもよいことは言うまでもない。
【００２８】
係る解砕手段８においては、特に、前記家畜糞尿を植物性粉砕物と混合したものの場合には、前述の通り前記攪拌混合部２Ｂで殆ど粘稠性を失っているので、前記解砕手段８によって解砕された被処理物の状態は、湿ったおが屑の如き状態であり、手で摘んで握り締めて開放しても、直ちにバラバラの状態となり、手に付いた被処理物の粒子も手で払い落とす事が可能な程度の状態となっている。特筆すべきは、この解砕物中に前記家畜糞尿が含まれているにも拘らず、悪臭は全くなくなっている事である。これは、前記攪拌混合部２Ｂにおいて、前記吸湿性の高い植物性粉砕物中に家畜糞尿中の悪臭成分が水分と共に吸収され、その吸水保持力によって悪臭成分が植物性粉砕物中に閉じ込められているものと考えられる。
【００２９】
上述した説明においては、攪拌混合部２Ｂに続いて第２送りスクリュー羽根２ｃを有する第２移送部２Ｃが形成されているが、上述の通り、前記攪拌混合部２Ｂは送り機能を有しており、且つ、該攪拌混合部２Ｂにおいて、前記植物性粉砕物と家畜糞尿との均一混合は略完了しているので、前記家畜糞尿の悪臭成分も植物性粉砕物に充分に吸収されて悪臭も殆ど感じない状態に達しているから、前述の第２移送部を省略し、前記攪拌混合部２Ｂの直後に前記排出部２Ｄを形成する事も可能である。
【００３０】
尚、前記ケーシング１の側面には、長手方向に沿ってノズル部９が適当数配置されている。これは、家畜糞尿を好気性醗酵させて堆肥化する場合には、腐食酸を注入して被処理物のｐＨ調整を行う必要があるので、係る副資材を注入するためのノズルであり、剪定枝の粉砕物と新聞紙等の古紙とを混合する場合には、適宜、水や他の混合材料である油粕等の注入を行うノズルとしても使用されるものである。
【００３１】
次に、前述の植物性粉砕物を製造するスクリュー式加圧粉砕解繊装置について説明する。同装置は、特開平８−２５３３８５号公報或いは特開平８−３３７９８５号公報等に記載されている如く、スクリューの回転によって、剪定枝や新聞紙等の繊維質廃棄物を圧縮しつつ混練粉砕し且つ植物繊維を解繊して先端から押し出す装置として知られている。
【００３２】
この装置２０は、図４に示す様に、ケーシング２２と、該ケーシング２２内に回転自在に挿入されたスクリュー２３と、該ケーシング先端部にボルト４３ａによって固定されたトップカバー２７と、該トップカバー２７の中央部に配置され前記スクリュー２３の先端３２を回転自在に支持する支持部材３１と、前記トップカバー２７の内面に摺接するカッター２９とを有しており、前記ケーシング２２の後端側には、ロート状の被処理体投入用のホッパー３０が、その下部開口である投入口３３が前記ケーシング内に開口する様に設けられている。更に、前記トップカバー２７には、粉砕物を排出するための多数の排出孔２６が設けられた構成となっている。
【００３３】
前記カッター２９は、前記トップカバー２７の内側表面に接触若しくは近接する様に配置されており、前記スクリュー２３の回転軸４０の先端に取り付けられて回転軸４０と共に回転する様になっている。又、前記トップカバー２７の中心には前記スクリュー支持部材３１が設けられており、スクリュー２３の先端３２は、スクリュー支持部材３１に回転自在に支持されている。更に、スクリュー２３の回転軸４０は、前記ケーシング２２にボルト４３ｂで固着されたリアカバー２８に回転自在に保持され、その後端は、コネクタを介して適宜の駆動源に取り付けられて該回転軸４０をケーシング２２内で回転自在に支持する構造となっている。又、前記ケーシング２２の内側前方側には、該ケーシング２２の長手方向に沿って複数の剪断刃部材２４がボルト２５によって固着されている。
【００３４】
係る構成の装置１により、スクリューの回転力によって被処理体をスクリュー２３とケーシング２２の内面とによって擂り潰しつつ粉砕混練し、更に、該スクリュー２３の羽根２３ａの間隔が先端に行くに従って狭くなる様に形成されているので、これにより被処理体をスクリュー２３の回転力によって前方に圧送し、前記トップカバー２７の排出孔２６から押し出す様になっている。この押し出しの直前で、前記ケーシング２２内の排出孔２６の手前に設けられたカッター２９により、被処理体の繊維質を切断し、これにより排出孔２６の目詰まりを防止する様になっている。
【００３５】
尚、ケーシング２の内側には、該ケーシング２２の長手方向に沿って複数の剪断刃部材２４が形成されており、図５に概念的に示している様に被処理物の切断による粉砕を行う。即ち、先ず同図（ａ）に示している様に、スクリューの回転によって圧送されてきた被処理物４５は、スクリュー羽根２３ａの外周縁と前記剪断刃部材２４とに挟まれる状態となる。次に同図（ｂ）に示している様に、被処理物４５はスクリュー２３の回転（図中矢印方向）によってスクリュー羽根２３ａの外周縁と前記剪断刃部材２４のテーパ状剪断刃面２４ａとの間で剪断力を受け、同図（ｃ）に示している様に、スクリュー羽根２３ａの外周縁と前記テーパ状剪断刃面２４ａとの間に存在する被処理物４５は、両部材の相対運動により擂り潰し作用を受けて被処理物中の繊維質はほぐされつつ剪断・粉砕されていく事になる。
【００３６】
以上の様にして、ケーシング２２内に投入された被処理物４５は、次第に小片４５ａ，４５ｂに粉砕されつつ混練され擂り潰されて、更により小さな粒子へと粉砕されてゆく事になる。特に、スクリュー２３の羽根ピッチは、前方ほど狭くなっているので、スクリューの前方に行くほどスクリューの回転力によって被処理物は圧縮されて圧密化され、その状態で更に混練作用による擂り潰しと粉砕作用を受けて、一層細かな粒子へと粉砕されてゆく事になる。
【００３７】
尚、スクリュー先端部においては、粉砕物が圧密化されているので、被処理物の種類や状態によっては、スクリュー先端の空間４４内で粉砕物がスクリューと共回りし、前記トップカバー２７の排出孔２６から円滑に排出されない現象が生じる場合があるので、該スクリュー先端空間４４内に突入する如く、抵抗棒３５を進退自在にケーシング２２に取り付けている。これにより、スクリュー先端空間４４における圧密化された粉砕物の共回り現象が防止され、粉砕物の円滑な排出が行われる。
【００３８】
本発明では、係るスクリュー式加圧粉砕解繊装置を用いて、剪定枝や刈り草，葦，藻類或いは廃木材等の植物性廃棄物を粉砕処理して得られる植物性粉砕物を用いる様にしており、係る粉砕物は、粉砕過程で前記切断刃部材２４とスクリューの羽部２３ａとの剪断力によって切断され、且つ、両剪断部材２３ａ，２４の間でスクリュー２３の回転力によって擂り潰され、この擂り潰し作用によって繊維質はほぐされて解繊されると共に、摩擦熱によって８０〜１００℃以上に昇温しているので、該粉砕物は、恰も“高温高圧状態に圧縮された綿”の如き状態で前記排出孔２６から排出されるが、排出後は、スクリューによる加圧状態から解放されるので、粉砕物中の植物繊維内或いは繊維間に含有されて高圧状態にある水分が大気圧下で急速に膨張して蒸発する結果、繊維は、恰もボップコーンの様に膨潤して一層ほぐされ、通気性に富んだ、換言すると吸湿性に富んだ植物性粉砕物となっている。又、この植物性粉砕物は、落ち葉や枯れ草等から自然界で形成される腐葉土，腐植土の如く、好気性醗酵をし易い状態に変質している。従って、本発明の混練混合解砕装置に係る植物性粉砕物を投入して家畜糞尿等と混合すると、家畜糞尿等の好気性醗酵は極めて容易に進行し、嫌気性醗酵は生じ難いので、家畜糞尿の堆肥化も極めて容易に行う事が可能となる。
【００３９】
次に、本発明に係る混練混合解砕装置を用いて、家畜糞尿と前記植物性粉砕物とから好気性醗酵させて堆肥を製造するための堆肥化原料を製造する装置について説明する。図５は、同装置の平面図であり、同図において、家畜糞尿は、定量排出装置５１ａを備えた家畜糞尿ホッパ５１に適宜投入され、前記図３に示したスクリュー式加圧粉砕解繊装置によって粉砕処理された植物性粉砕物は、定量排出装置５２ａを備えた植物性粉砕物ホッパ５２に適宜投入される。家畜糞尿は、前記家畜糞尿ホッパ５１から定量排出装置５１ａによって定量排出が行われ、糞尿コンベア５３を経て主コンベア５４に送られる。植物性粉砕物は、前記植物性粉砕物ホッパ５２から定量排出装置５２ａによって定量排出が行われ、前記主コンベア５４上に排出される。該主コンベア５４では、前記糞尿コンベア５３から送られる糞尿と一緒になって、本発明に係る前記混練混合解砕装置５５の前記投入口から定量投入される。該混練混合解砕装置５５から排出される前述の解砕物は、コンベア５６上に落下し、該コンベア５６から受槽５７内に送給される様になっている。
【００４０】
次に、図５に示した装置を用いた本発明の実施例について説明する。
〔実施例１〕 水分８０％の生牛糞を家畜糞尿ホッパ５１に投入し、樹木の剪定枝を図３に示したスクリュー式加圧粉砕解繊装置によって粉砕処理されたままの水分５０％の植物性粉砕物を前記植物性粉砕物ホッパ５２に投入して、原料の準備を終えた。次に、各ホッパに付設の定量排出装置５１ａ，５２ａの排出量を、体積比で生牛糞３に対して植物性粉砕物４の比率（重量比で、生牛糞：植物性粉砕物＝３：１）で排出される様に設定し、装置の運転を開始した。前記主コンベア５４からは、前記混練混合解砕装置５５の投入口に連続的に牛糞と植物性粉砕物との混合物が上記割合で連続的に供給され、該混練混合解砕装置５５の排出部からは解砕物が連続的に排出され、受槽５７内に連続的に送給されていた。
【００４１】
生牛糞を投入したホッパ５１，糞尿コンベア５３及び主コンベア５６並びに混練混合解砕装置５５の投入口の近傍では、牛糞特有の悪臭が発生していたが、解砕物を搬送するコンベア５６の周りでは、悪臭は感じなかった。該コンベア５６上を搬送されている解砕物は、サラサラとした感じであり、手で摘んで臭いを嗅いでみても、全く悪臭はなかった。又、手で握り固めて前記コンベア５６に戻すと、直ちにバラバラになって、固まりを維持する事はできなかった。更に、掌に付着している前記解砕物を叩くと、極めて容易に落下し、掌には何も残らず、掌にはなんらの臭いも付着していなかった。この事から、本発明装置による解砕物は、通気性に富み、好気性醗酵に適している事が確認された。
【００４２】
以上の説明では、主として家畜糞尿と植物性粉砕物との混合物の混練混合解砕について説明したが、本発明の装置は、これに限定されるものではなく、家畜糞尿に代えて生ゴミ或いはこの粉砕物と前記植物性粉砕物との混合物、又は、汚泥と前記植物性粉砕物との混合物を混練攪拌して解砕する事により、前記家畜糞尿の場合と同様に堆肥化原料を製造する事も可能である。更に、前記植物性粉砕物に適宜のバインダーを均一混合させて解砕し、これを型に入れてブロック状に形成する育苗床を成形するための原料の調整等に使用する事も可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の混練混合解砕装置によれば、スクリュー式移送手段を用いて、家畜糞尿と植物性粉砕物との混合物等を均一に混合するに当り、スクリュー式混練部とパドル式攪拌混合部及び解砕部とを、１つのケーシング内に配置する構造であるので、最も悪臭の発生する混練物や攪拌混合物が大気から隔離されているので、周囲に悪臭を漂わせる事なく、混練混合解砕処理の各工程を行う事が可能となる。
【００４４】
特に、前記攪拌混合部２Ｂの構成として、パドル型攪拌装置を使用し、且つ該パドル５の取付け角度を調整して、パドル５自体にも送り機能を持たせる様にしているので、混練部と攪拌混合部とを一体化する事を可能にしている。又、パドルの取付け角度を自在に変更可能にしておけば、被処理物の特性に応じて最適な状態での装置運転が可能となる。
【００４５】
更に、パドル５の取付け角度により生じる送り能力を、順次大から小に、そして再度小から大になる様に調整しているので、パドル列からなる前記攪拌混合部の前半部分では、被処理物には圧縮力が作用して、被処理物中の水分を絞り出す効果が作用する事になり、この水分が、被処理物中の前記植物性粉砕物等の吸湿材料に吸収され、この結果、水分中に溶解している悪臭成分の吸湿材料への吸収量も増加して、解砕物からの悪臭発生度合いを大幅に低下させる事ができる様になっている。一方、前記パドルによる送り能力が、小から大に変化する後半部分では、前記前半部分で圧縮されている被処理物が膨潤して圧密度が低下し、次工程の解砕装置による解砕を容易にしている。
【００４６】
又、家畜糞尿と、前述のスクリュー式加圧粉砕解繊装置によって擂り潰しつつ粉砕解繊処理された通気性に富む（吸湿生に富む）植物性粉砕物との混合物を、本発明装置によって混練混合解砕処理を行うと、その処理過程で家畜糞尿中の水分と共に、糞尿中の水中に溶解している悪臭成分が該植物性粉砕物に吸収されて安定的に保持される結果、得られた解砕物は全く悪臭のしない解砕物となっている。従って、その後の好気性醗酵処理のための移送や醗酵工程での家畜糞尿特有の悪臭の発生もないので、醗酵処理装置の悪臭対策が不要となり、設備コストと堆肥化コストの大幅な低減が可能となり、家畜糞尿を原料とした有機肥料の普及が促進される事になる。
【００４７】
この事実は、生ゴミと前記植物性粉砕物との混合物から堆肥化原料を調整する場合についても同様であるので、大型ホテルやレストラン等の事業所から発生する生ゴミの堆肥化にも、悪臭対策が不要となるので、都会の真ん中に存在するホテル等においても、堆肥化原料の調整装置としての利用が可能となり、都市部で発生する生ゴミの資源化利用を大きく前進させる効果が期待される等、本発明装置による社会的効果は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る混練混合解砕装置の１例を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明で使用する植物性廃棄物のスクリュー式加圧粉砕解繊装置の要部断面図である。
【図４】図３に示した装置による植物性廃棄物の粉砕解繊工程を示す概念図である。
【図５】図５は、本発明に係る混練混合解砕装置を用いて堆肥化原料を製造する設備の平面図である。
【図６】図６は、従来の糞尿処理装置に使用する混合装置の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ スクリュー式移送手段
２ａ スクリュー軸
２ｂ 第１送りスクリュー羽根
２ｃ 第２送りスクリュー羽根
２ｄ 逆向きスクリュー羽根
２ｅ 落下解砕促進バー
２Ａ 第１移送部
２Ｂ 攪拌混合部
２Ｃ 第２移送部
２Ｄ 排出部
３ 投入口
４ 排出口
５ パドル
６ 回転軸
７ 解砕バー
８ 解砕部
９ ノズル部
２０ スクリュー式加圧粉砕解繊装置

Claims (10)

1. 一端側に被処理物の投入口（３）を有し、他端側下部に被処理物の排出口（４）を有するケーシング（１）内にスクリュー式移送手段（２）が配置され、該スクリュー式移送手段（２）の回転により、前記被処理物を前記ケーシング（１）の一端側から他端側に移送しつつ該被処理物の混練混合及び解砕を行って、解砕物を排出する様にしてなる混練混合解砕装置であって、
   前記スクリュー式移送手段（２）は、前記投入口（３）側から順に、スクリュ−軸（２ａ）の外周部に第１送りスクリュー羽根（２ｂ）が配置されて前記被処理物を前方に移送する第１移送部（２Ａ）と、前記スクリュー軸（２ａ）の外周面に配置されたパドル（５）によって前記被処理物の攪拌混合を行う攪拌混合部（２Ｂ）と、前記攪拌混合された被処理物を下方に排出する排出部（２Ｄ）とから構成されており、
   前記攪拌混合部（２Ｂ）には、複数のパドル（５）が、各パドルの送り力が前記第１移送部（２Ａ）から遠ざかるに連れて順次小さくなった後に再度順次大きくなる様に、前記スクリュー軸（２ａ）の外周面に、その軸線方向に沿って螺旋状に取り付けられており、
   前記排出部（２Ｄ）の先端部には、前記第１送りスクリュー羽根（２ｂ）とは逆向きのスクリュー羽根（２ｄ）が前記スクリュー軸（２ａ）に配置され、該逆向きスクリュー羽根（２ｄ）の手前側で且つ前記排出口（４）の上方位置に前記スクリュー軸（２ａ）の周囲に突出する複数の落下解砕促進バー（２ｅ）が配置され、前記排出口（４）に前記攪拌混合された被処理物を落下させる様にしてなり、
   該排出口（４）の下部には、回転軸（６）と該回転軸（６）から突出する複数の解砕バー（７）とからなる解砕手段（８）が配置され、これによって前記混練混合された前記被処理物を解砕して解砕物として外部に排出する様にしてなる事を特徴とする混練混合解砕装置
2. 前記排出部（２Ｄ）の先端部の前記逆向きスクリュー羽根（２ｄ）の手前側で且つ前記排出口（４）の上方位置に、前記ケーシング（１）から内部に突出する様に固定バー（１１）を配置してなる請求項１に記載の混練混合解砕装置
3. 一端側に被処理物の投入口（３）を有し、他端側下部に被処理物の排出口（４）を有するケーシング（１）内にスクリュー式移送手段（２）が配置され、該スクリュー式移送手
   段（２）の回転により、前記被処理物を前記ケーシング（１）の一端側から他端側に移送しつつ該被処理物の混練混合及び解砕を行って、解砕物を排出する様にしてなる混練混合解砕装置であって、
   前記スクリュー式移送手段（２）は、前記投入口（３）側から順に、スクリュ−軸（２ａ）の外周部に第１送りスクリュー羽根（２ｂ）が配置されて前記被処理物を前方に移送する第１移送部（２Ａ）と、前記スクリュー軸（２ａ）の外周面に配置されたパドル（５）によって前記被処理物の攪拌混合を行う攪拌混合部（２Ｂ）と、前記スクリュー軸（２ａ）の外周部に第２送りスクリュー羽根（２ｃ）が配置されて前記攪拌混合された被処理物の前方への移送を行う第２移送部（２Ｃ）と、前記第２移送部（２Ｃ）から送給されてきた被処理物を下方に排出する排出部（２Ｄ）とから構成されており、
   前記攪拌混合部（２Ｂ）には、複数のパドル（５）が、各パドルの送り力が前記第１移送部（２Ａ）から遠ざかるに連れて順次小さくなった後に再度順次大きくなる様に、前記スクリュー軸（２ａ）の外周面に、その長手方向に沿って螺旋状に取り付けられており、
   前記排出部（２Ｄ）の先端部には、前記第２送りスクリュー羽根（２ｃ）とは逆向きのスクリュー羽根（２ｄ）が前記スクリュー軸（２ａ）に配置され、該排出部（２Ｄ）から前記排出口（４）に前記攪拌混合された被処理物を落下させる様にしてなり、
   該排出口（４）の下部には、回転軸（６）と該回転軸（６）から突出する複数の解砕バー（７）とからなる解砕手段（８）が配置され、これによって前記混練混合された前記被処理物を解砕して解砕物として外部に排出する様にしてなる事を特徴とする混練混合解砕装置
4. 前記排出部（２Ｄ）の先端部の前記逆向きスクリュー羽根（２ｄ）と前記第２送りスクリュー羽根（２ｃ）の先端部との中間部に、前記スクリュー軸（２ａ）の周囲に突出して複数の落下解砕促進バー（２ｅ）が配置されている請求項３に記載の混練混合解砕装置
5. 前記排出部（２Ｄ）の先端部の前記逆向きスクリュー羽根（２ｄ）と前記第２送りスクリュー羽根（２ｃ）との間に、前記ケーシング（１）から内部に突出する様に固定バー（１１）を配置してなる請求項３又は４に記載の混練混合解砕装置
6. 前記スクリュー式移送手段（２）は、前記スクリュー軸（２ａ）の複数本が平行に配置され、且つ隣接する各スクリュー軸（２ａ）の回転方向が互いに逆方向に設定されており、前記解砕手段（８）は、前記スクリュー軸（２ａ）と平行に、該スクリュー軸（２ａ）と同数の回転軸（６）が互いに平行に配置され、且つ隣接する各回転軸（６）の回転方向が逆方向に設定されている請求項１乃至５のいずれかに記載の混練混合解砕装置
7. 前記攪拌部（Ｂ）の複数のパドル（５）は、その送り力が調整できる様に、前記スクリュー軸（２ａ）に対する取付角度が調整可能に取り付けられている請求項１乃至６のいずれかに記載の混練混合解砕装置
8. 前記ケーシング（１）には、外部からｐＨ調整剤等の副資材の供給を可能とするノズル部（９）が形成されている請求項１乃至７のいずれかに記載の混練混合解砕装置
9. 前記被処理物が、剪定枝，刈草，藻類，籾殻，稲藁，麦藁又は廃木材等の１種以上からなる植物性廃棄物をスクリュー式加圧粉砕解繊装置（２０）によって擂り潰しつつ粉砕解繊処理して得られる通気性に富む植物性粉砕物と、家畜の糞尿，生ゴミ又はその粉砕物又は汚泥の１種以上との混合物であり、これらの混合物を混練混合解砕して好気性醗酵による堆肥化のための原料を製造するものである請求項１乃至８のいずれかに記載の混練混合解砕装置
10. 前記家畜の糞尿が、牛糞又は豚糞或いはこれらを含む混合糞尿である請求項９に記載の
    混練混合解砕装置

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