JP3782556B2 - 発酵処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機質物からなる発酵原料を発酵させて堆肥化したり減容化したりする発酵処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機質材料の好気性発酵処理では、発酵槽内に材料を一定期間貯留する方法が採られており、この間には適当な時間間隔で材料の撹拌、切り返しを行って発酵の促進を図っている。
ところで、好気性発酵の過程では悪臭ガスが発生し、しかも材料の撹拌、切り返しによってこのガスの拡散が助長されるため、悪臭ガスを外部へ放散させないいろいろな方法がとられている。たとえば、特公開昭６１−２３６６７５号に記載された発酵処理装置では、発酵槽の上部全体をフードで被い、このフードにパイプを介して送風機の吸引側を接続し、該送風機によりフード内部のガスを脱臭槽へ送って脱臭処理を行った後、大気中へ放出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
また、上述したように発酵槽では材料の撹拌、切り返しが重要な作業であり、これを機械的に行うため、発酵槽にはスクープ式撹拌装置等の撹拌装置が設置されており、従来の発酵処理装置では、この撹拌装置を含めてフードで覆っている。
しかし、従来の装置では、攪拌装置がフード内に位置するため、さまざまな問題が生じている。
すなわち、
（１）フード内は腐蝕性ガスと湿気が充満しており、内部の攪拌装置に対して悪影響を与える。具体的には、撹拌装置の構成部品が腐蝕等により寿命が短くなり、また、これを回避するためには特殊な材料が必要になり、コストアップの要因になる。
（２）撹拌装置がフードで覆われているため保守が非常に困難である。
（３）撹拌装置と干渉しないように高さの高いフードを必要になり、設備コストが増大する。
（４）フードの高さが高いことによりフード内容積が大きくなり、脱臭用送風機に大容量のものが必要になるとともに脱臭装置にも大型のものが必要になる。
なお、撹拌装置は発酵槽内の原料を撹拌するものであり、撹拌装置自体をフードの外部に配置することはできない。
【０００４】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、発酵槽内で発生する悪臭ガスの放散を確実に防止するとともに、撹拌機能を維持したままでフード内に撹拌装置が配置されることにより生じる悪影響を取り除いた発酵処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の発酵処理装置のうち第１の発明は、内部に発酵原料を収容して発酵させる発酵槽と、前記発酵原料を撹拌するとともに前記発酵槽の長手方向に沿って移動する撹拌装置と、前記発酵槽を覆う防臭用のフードとを有する発酵処理装置において、前記フードに長手方向に沿った開口部が形成されており、該フードの内部に、撹拌装置の撹拌機能部が配置されているとともに、撹拌装置の撹拌駆動部および移動駆動部がフードの外部に配置されており、該撹拌駆動部および移動駆動部と前記撹拌機能部とは、前記開口部を貫通する駆動伝達部材によって連結されていることを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明において、フードの開口部が、噴出空気によってシールされていることを特徴とする。
第３の発明は、第１の発明において、フードの開口部が、駆動伝達部材の接触時のみ部分的に開く蓋材で覆われていることを特徴とする。
【０００６】
本発明による発酵処理は、有機質材料を好気性発酵させて主として堆肥化させるものであるが、前述したように有機質材料を減容化して廃棄しやすくすることを目的とするものであってもよい。なお、有機質材料としては、都市ごみ、畜糞、農林水産業、食品加工業廃棄物、汚泥等を例示することができる。
次に、本発明で用いる発酵槽には、従来と同型の水平直線状の箱型発酵槽を使用することができる。ただし、本発明としてはこれに限定されるものではなく、溝型、水平直線状、蛇行型等の発酵槽を適宜選択することができる。要は、長手方向（直線方向であるか否かは問わない）に沿って有機質材料を撹拌しながら撹拌装置が移動するものであればよい。
【０００７】
また、上記発酵槽内で有機質材料を撹拌する撹拌装置としては、一般にスクープ式撹拌装置が多く用いられており、本発明においてもこのスクープ式撹拌装置を好適なものとして挙げることができる。ただし、本発明としては撹拌装置の種別がこれに限定されるものではなく、他種の撹拌装置を使用するものであってもよく、要は発酵槽の長手方向に沿って移動しながら発酵原料を攪拌できるものであればよい。但し、基本的な構造として、撹拌機能を果たす撹拌機能部と、該撹拌機能部に撹拌駆動力を加える撹拌駆動部と、撹拌機能部を発酵槽の長手方向に移動させる移動駆動部と、撹拌駆動部および移動駆動部と撹拌機能部とを連結する駆動伝達部材とを備えていることが必要である。
なお、撹拌装置を移動させる駆動機構は特に限定されるものではなく、例えば、撹拌装置内に駆動装置を配置した自走式のものや、撹拌装置の外部に駆動装置を設置して、この駆動力を伝達するものであってもよい。
【０００８】
また、臭気が装置の外部に漏れないように発酵槽を覆うフードは、密閉状態にあるのが望ましいが、完全な密閉状態であることまでが要求されるわけではなく、できるだけ隙間がないように設置するのが望ましい。なお、フードには、有機質材料の投入口や排出口、さらに通気口を設けることができ、これらは選択的に開閉可能とすることができる。上記通気口の一部は、給気口または排気口とすることができ、これら給気口や排気口はフードの複数箇所に設けることができる。なお、排気口には排気管等を接続し、これを１箇所で集合させて強制排気装置、脱臭装置に配設することができる。
【０００９】
さらに、フードには、発酵槽の長手方向に沿った開口部を設ける。この開口部には、フード外に配置した撹拌駆動部とフード内に配置した撹拌機能部とを連結する駆動伝達部材が内外に貫通するように配置される。なお、駆動伝達部材は、通常は、少なくとも１本の駆動回転軸により構成される。該撹拌機能部は、駆動伝達部とともに発酵槽の長手方向に沿って移動する。この際に、通常は、撹拌駆動部と移動駆動部が一体になって移動するが、これらが撹拌機能部とともに移動しない構造であってもよく、要は撹拌駆動部の駆動力を撹拌機能部に伝達しながら撹拌機能部が移動できるものであればよい。
上記構成によりフードの内外にある撹拌装置が一体になって発酵槽の長手方向に沿って移動することができる。なお、開口部は、できるだけフード内部のガスが漏れない構造が望ましく、上記駆動伝達部材が通過できる最低限の幅の細孔形状が望ましい。
【００１０】
さらに、ガスの漏れを確実に防止する方法として、フードの開口部を噴出空気によってシールする方法が挙げられる。噴出空気は、長手方向で均等にシール効果が得られるように上下方向に空気を噴出させるのが望ましい。これを達成する方法としては、開口部の上側または下側に圧縮空気給気管を配置し、該給気管に長手方向に沿って下向き（給気管を開口部上側に配置した場合）または上向き（給気管を開口部下上側に配置した場合）に連続的にまたは所定間隔で噴出口を設けて圧縮空気を噴出する方法が例示される。
【００１１】
また、噴出空気を発酵に対する空気供給として積極的に活用するとともに、悪臭ガスを確実にシールするために、空気の噴出方向であって、開口部を過ぎた位置に、対向面を発酵槽内側に向けた傾斜板を設け、よって開口部をシールし終わった噴出空気が傾斜板に当たってフード内に誘導されるようにすることも可能である。
また、上記圧縮空気のシールとともに、またはこれとは別に、フードの開口部を、駆動伝達部材の接触時のみ部分的に開く蓋材で覆うことができる。この蓋材としては、可撓性のあるゴム材や軟質材が挙げられる。また、フード開口部には、撹拌装置を作動させない際に開口を閉じるように、開閉蓋を設けるものであってもよい。
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、攪拌装置の主要部をフード外へ出し、撹拌に必要な撹拌機能部のみをフード内に配置する。そして、撹拌機能部は、フード外の撹拌駆動部と駆動伝達部材により連結されるので、フード外で発生させた駆動力が確実に撹拌機能部に伝達され、撹拌機能が確保される。また、撹拌機能部を発酵槽の長手方向に沿って移動させる際にも、駆動伝達部を介してフードの外部から移動駆動力を伝達することができる。
さらに撹拌装置の主要部はフード外に配置されるので、悪臭ガスによる腐蝕等が避けられ、保守、点検等の作業負担も軽減される。また、フードの高さも装置の一部がフード外に置かれることにより低くすることができ、脱臭装置への負担を小さくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に図１〜図５に基づいて本発明の一実施形態について説明する。
図１に示すように発酵槽１は水平に設置された箱形形状を有しており、その壁部上にフード２が被せられている。
フード２には長手方向に沿って細孔形状の開口部２ａが形成されており、該開口部２ａは、後述する攪拌装置１０の移動距離に適するような長さを有している。また、開口部２ａの上端部には、開口部２ａとほぼ同じ長さを有する給気管３が取り付けられており、該給気管３の下面には図２に示すように幅（Ｓ）の空気噴出溝３ａが長手方向に沿って形成されている。また、開口部２ａの下端部には、風向調整板（傾斜板）４が設けられており、該風向調整板４は、上記空気噴出溝３ａに対向する面が内側に向くように傾斜している。
【００１４】
また上記給気管３にはフード２外にある送風機５が接続されており、該送風機５から吸気管３に供給された空気は、噴出溝３ａより噴出されエヤーカーテン３ｂとなって、フード２の内部と外部とを遮断する。なお、開口部２ａをシールした後、噴出空気は風向調整板４に当たり、その傾斜に沿って内側に誘導されて悪臭の外部への放散防止を一層確実にし、さらに、空気を発酵槽１内に積極的に取り入れることにより発酵の促進を図っている。
また、フード２には送風機６の吸引側が接続されており、送風機６の送出側には脱臭槽７が接続されている。上記送風機６によってフード２内部の悪臭ガスを吸引し、脱臭槽７へ送出する。脱臭槽７では、脱臭処理した後、大気放出する。コンベヤ８は堆肥化材料（発酵原料）１００を発酵槽１内に投入するものであり、コンベヤ９は発酵槽１内で発酵処理された堆肥を排出するものである。
【００１５】
次に、本発酵槽に適用される攪拌装置を図３〜図５により説明する。
フード２の上方に配置されるフレーム１１の下面４隅には、脚部１２ａ…１２ａを介して車輪１２…１２が取り付けられており、該車輪１２…１２は、発酵槽１の側壁１ａ上に載せられている。なお、フード２は発酵槽１の側壁１ａの内端側に設けられているので、脚部１２ａ…１２ａおよび車輪１２…１２は、該フード２の外側に位置している。
また、一部の車輪１２、１２の車軸にはスプロケット１３、１３が固定されており、該スプロケット１３、１３と、フレーム１１上に配置された自走用ギヤードモータ１４（移動駆動部に相当）で駆動されるスプロケット１５、１５との間にはローラチェーン１６、１６が掛け渡されている。これらの機構によりモータ１４の動力が車輪１２に伝達され、撹拌装置１０が発酵槽１上を長手方向に沿って走行する。
一方、撹拌装置１０の撹拌機能部に相当する切り返し機２０は、フード２内に配置されている。該切り返し機２０では、縦に配置されるフレーム２１の上下にそれぞれスプロケット２２、２３が取りつけられており、該スプロケット２２、２３間にローラチェーン２４が掛け渡されている。このローラチェーン２４の外面には水平に配置した多数の掻き上げ板２５…２５が固定されている。
【００１６】
また、スプロケット２２の軸部２２ａは駆動伝達部材として左右に伸張して開口部２ａから外方に突出しており、さらに、フレーム２１の上部両側に軸部２２ａと同軸になるように設けた筒部２１ａ、２１ａは、上記軸部２４ａを孔内に納めた状態で、同じく駆動伝達部材として、左右に伸張して開口部２ａから外方に突出して、フレーム１１から垂下した支持部材１１ａに回転可能に支持されている。なお、軸部２２ａと筒部２１ａとは互いに拘束されることなく自由に回転することができる。
また上記軸部２２ａの一端は、筒部２１ａよりも外方に突出しており、その突出端にスプロケット２６が固定されている。一方、フレーム１１上には、撹拌駆動部としてギヤードモータ２７が配置されており、その駆動軸に固定されたスプロケット２８と前記スプロケット２６との間にローラチェーン２９が掛け渡されている。これら機構により、モータ２７の駆動力がスプロケット２６から軸部２２ａ、スプロケット２２へと伝達され、切り返し機２０のローラチェーン２４、切り返し板２５が回転して撹拌動作をする。
また、上記筒部２１ａの外周部には大スプロケット３０が固定されており、一方、フレーム１１上に傾斜変更用ギヤードモータ３１が配置されている。該モータ３１の駆動軸にはスプロケット３３が固定されており、該スプロケット３３と前記大スプロケット３０との間にローラチェーン３４が掛け渡されている。これら機構によりモータ３１の駆動力がフレーム２１に伝達され、切り返し機２０の傾斜角度または傾斜方向が変更される。
【００１７】
次に上記装置の動作について説明する。
この発酵処理装置では、発酵原料１００を発酵槽１内に収容し、撹拌装置２０によって混合、切り換えしを行う。
そして、上記スクープ式撹拌装置１０による撹拌では、モータ３１を作動させ、その駆動力をスプロケット３３、ローラチェーン３４、大スプロケット３０を介して筒部２１ａに伝達し、切り返し機２０を撹拌装置１０の移動方向に対し上部が後方側、下部が前方側になるように傾斜方向および傾斜角度を調整する。さらに、モータ２７を作動させ、その駆動力をスプロケット２８、ローラチェーン２９、スプロケット２６を介して軸部２２ａに伝達し、これを撹拌装置１０の移動方向に対しローラチェーン２４の前面側が上昇するように回転させる。これにより切り返し機１０の前方にある発酵原料１００が掻き上げ板２５によって掻き上げられ、遂にはローラチェーン２４の上方から後方へと落下するように、切り返しが行われる。そして、この切り返し機１０を作動させながら（ローラチェーン２４を回転させながら）、モータ１４を作動させ、その駆動力をスプロケット１５等を介して車輪１２に伝達し、撹拌装置１０自身を自走させると、発酵槽１の長手方向に沿って上記切り返しが連続的に行われる。
【００１８】
上記発酵原料１００の撹拌および撹拌装置１０の移動に際しては、撹拌装置１０の構造物がフード２の内外に分かれていてもその動作に支障はなく、良好に発酵原料の撹拌作業を行うことができる。
また、撹拌の間に、フード２の開口部２ａでは、常時、送風機５から給気管３に空気が送られ、給気管３の空気噴出溝３ａから開口部２ａを覆うように空気が噴出されているので、エアーカーテン３ｂにより開口部２ａから悪臭が外部に漏れ出すのを防止している。この効果は、撹拌装置１０の移動によっても損なわれることはない。
そして、撹拌装置１０の駆動はフード２の外部に置かれているので、フード内の悪臭成分による損傷を避けることができ、また、保守点検も容易に行うことができる。一方、フード２内に置かれる撹拌機能部は、簡単な構造の機械的構造物であるので、悪臭成分による損傷を受けにくい。さらに、撹拌装置１０の多くの構造物をフード２外に配置したので、フード２の高さを低くしてフード２の内容積を小さくできる。このため、フード２内のガスを吸引して脱臭する脱臭設備（送風装置６および脱臭槽７）の負担を大幅に軽減することが可能になる。
【００１９】
次に、上記実施形態ではフード開口部２ａを密閉するために空気の噴出を利用したが他の方法により悪臭の放散を防止することも可能である。その一例を図６、図７に示す。
図６はゴム様の２枚の長尺な弾性体４０、４０を開口部２ａで上下にほぼ隙間なく合わせ、その合わせ目を軸部２２ａおよび筒部２２ａが貫くものである。撹拌装置１０の移動に伴い、筒部２２ａと接触する部分のみが筒部２２ａに密着するように変形して撹拌装置１０の移動を可能にし、一方では、開口部２ａからの悪臭ガスの放散を防止する。なお、この際に、上記空気の噴射によるシールを併用することも可能である。
また、図７はフード開口部２ａを開閉蓋５０で開閉可能に塞いだものであり、開閉蓋５０は、フード２に丁番５１によって取りつけられている。この開閉蓋５０は、撹拌装置１０の運転時には開き、撹拌装置１０を停止する際には閉めて悪臭ガスの放散を防ぐ。また、前記した空気の噴出を併用することも可能であり、その場合、蓋５０を閉めた際には空気の噴出を停止させてランニングコストを低減することも可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の発酵処理装置によれば、フードに長手方向に沿った開口部を形成し、該フードの内部に、撹拌装置の撹拌機能部を配置するとともに、撹拌装置の撹拌駆動部および移動駆動部をフードの外部に配置し、該撹拌駆動部および移動駆動部と前記撹拌機能部とを、前記開口部を貫通する駆動伝達部材によって連結するので、防臭性能や撹拌機能は維持したままで、撹拌装置の損傷を防いでその寿命を伸ばすことができ、さらに、脱臭装置の負担を軽減してコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示す概略正面図である。
【図２】 同じく開口部付近の一部拡大側面図である。
【図３】 同じく撹拌装置の拡大正面図である。
【図４】 同じく撹拌装置の拡大側面図である。
【図５】 同じく撹拌装置の拡大平面図である。
【図６】 同じくフード開口部を塞ぐ手段の変更例を示す斜視図である。
【図７】 同じくフード開口部を塞ぐ手段の他の変更例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 発酵槽
１ａ 側壁
２ フード
２ａ 開口部
３ 給気管
３ａ 空気噴出溝
３ｂ エアーカーテン
４ 風向調整板
５ 送風機
６ 送風機
７ 脱臭槽
１０ 攪拌装置
１２ 車輪
１３ スプロケット
１４ 自走用ギヤードモータ
１５ スプロケット
１６ ローラチェーン
２０ 切り返し機
２１ フレーム
２１ａ 筒部
２２ スプロケット
２２ａ 軸部
２３ スプロケット
２４ ローラチェーン
２５ 掻き上げ板
２６ スプロケット
２７ ギヤードモータ
２８ スプロケット
２９ ローラチェーン
３０ 大スプロケット
３１ 傾斜変更用ギヤードモータ
３３ 該スプロケット
３４ ローラチェーン
４０ 弾性体
５０ 開閉蓋
１００ 発酵原料

Claims (3)

1. 内部に発酵原料を収容して発酵させる発酵槽と、前記発酵原料を撹拌するとともに前記発酵槽の長手方向に沿って移動する撹拌装置と、前記発酵槽を覆う防臭用のフードとを有する発酵処理装置において、前記フードに長手方向に沿った開口部が形成されており、該フードの内部に、撹拌装置の撹拌機能部が配置されているとともに、撹拌装置の撹拌駆動部および移動駆動部がフードの外部に配置されており、該撹拌駆動部および移動駆動部と前記撹拌機能部とは、前記開口部を貫通する駆動伝達部材によって連結されていることを特徴とする発酵処理装置
2. フードの開口部は、噴出空気によってシールされていることを特徴とする請求項１記載の発酵処理装置
3. フードの開口部は、駆動伝達部材の接触時のみ部分的に開く蓋材で覆われていることを特徴とする請求項１記載の発酵処理装置

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