JP5019488B2 - 枝葉の資源化方法 - Google Patents

Description

本発明は、公園や道路わきの樹木を剪定した際等に発生する枝葉を資源化する方法に関する。

公園や道路わきの樹木は定期的に剪定が行われ、その際に切断された大量の枝葉が発生する。また森林伐採の際にも同様に大量の切断された枝葉が発生する。これら枝葉は、従来、焼却処分されていたが、二酸化炭素の排出による地球温暖化の問題や資源の有効利用の観点からは、適切なことではなかった。

また近年、このような問題に対処するために、剪定や伐採された枝葉を細粒状にして、そのまま腐葉土等として利用することも行われている。しかしながら、この場合、剪定・伐採された枝と葉が混在した状態で資源化がされていることから、通常、葉が短時間で発酵するのに対して枝は発酵に長期間を要し、全体として不均一な発酵状態の腐葉土等となり、その結果、資源としての有効利用性が乏しいという欠点があった。

そこで、本願の出願人は、樹木を剪定・伐採した後、その枝葉木について、葉部の形状をほぼ残すようにして木質分と共に粗破砕し、この粗破砕した枝葉木を輸送した後、葉部と木質分とに分離するようにしたリサイクル方法を開発した。

特許第３５４１３１４号公報

前述したリサイクル方法は、実際に一定の成果を収めているが、このリサイクル方法を実施するためには、荷台部分に剪定・伐採された枝葉木を粗破砕するためのチッピング装置と、粗破砕された枝葉木を順次収容するためのロータリープレス装置とを備えた特殊車両が必要となり、大量の枝葉木や広い地域を対象として、このリサイクル方法を実施する場合には、一般車両に比べて高価な前記特殊車両を複数台用意する必要があった。

また、前記リサイクル方法において、剪定・伐採された枝葉木は、葉部の形状をほぼ残すようにして粗破砕されるため、木質分と分離した後の葉部の発酵を促進するために通常、葉部に切れ目を入れる必要があった。

本発明の目的は、前述した特殊車両を使用することなく、低コストで効率的に剪定・伐採枝葉の資源化を行うことができる方法を提供することにある。

請求項１記載の本発明は、樹木の植生場所で樹木を剪定・伐採して枝に葉が付いたままの状態の枝葉を得るステップと、前記枝葉をタブグラインダーで粉砕して細かく切断された葉と大小種々のサイズに切断された枝が混在した粉砕枝葉混合物を得るステップと、前記粉砕枝葉混合物を飛散装置に投入して空中に飛散させることにより、細かく切断された前記葉を飛散装置の近傍に落下させる一方、大小種々のサイズに切断された前記枝を細かく切断された前記葉よりも遠くに落下させて粉砕葉分と粉砕木質分とに分離するステップとを有する樹木の資源化方法である。

請求項２記載の本発明は、樹木の植生場所で樹木を剪定・伐採して枝に葉が付いたままの状態の枝葉を得るステップと、前記枝葉をタブグラインダーの所在場所まで輸送するステップと、輸送された前記枝葉をタブグラインダーで粉砕して細かく切断された葉と大小種々のサイズに切断された枝が混在した粉砕枝葉混合物を得るステップと、前記粉砕枝葉混合物を飛散装置に投入して空中に飛散させることにより、細かく切断された前記葉を飛散装置の近傍に落下させる一方、大小種々のサイズに切断された前記枝を細かく切断された前記葉よりも遠くに落下させて粉砕葉分と粉砕木質分とに分離するステップとを有する樹木の資源化方法である。

請求項３記載の本発明は、前記請求項１または請求項２記載の資源化方法について、タブグラインダーが、剪定・伐採された枝葉を入れる竪型円筒状の回転自在なホッパーと、ホッパーの下方に配置された粉砕部とを有し、該粉砕部は周面に多数のカッター刃が突設された回転ドラムと該回転ドラムを囲むように設けられた所定目幅のスクリーンと前記カッター刃と噛合する固定刃とを有する一軸式タブグラインダーであることを特徴とするものである。

請求項４記載の本発明は、前記請求項１〜請求項３記載のうちのいずれか一項記載の資源化方法について、分離された粉砕葉分を堆積して、その堆積物の切り返しを所定期間ごとに行って自然発酵により前記粉砕葉分を腐葉土化するステップを更に有することを特徴とするものである。

請求項１および請求項２記載の資源化方法は、樹木の植生場所で樹木を剪定・伐採して枝に葉が付いたままの状態の枝葉をタブグラインダーによって粉砕した後、その粉砕枝葉混合物を空中に飛散させて粉砕葉分と粉砕木質分とに分離するものであるため、前記タブグラインダーによる粉砕によって、細かく切断された葉分がその後の飛散工程で木質分よりも手前に落下する一方、タブグラインダーによる粉砕では従来のチッピングの場合に比べて木質分が比較的に大きく粉砕される傾向があるため、粉砕木質分は粉砕葉分よりも確実に遠くへ飛散することとなる。また、前述したように、粉砕木質分は、細かなものから大きなものまで種々のサイズのものが得られるため、マルチング材、炭用原料、パルプ用原料、バイオマス発電用燃料等として多様な利用を図ることができる。

更に、請求項２記載の本発明によれば、剪定・伐採された枝葉をタブグラインダーの所在地まで輸送して、その場所で一挙に粉砕作業を行うことができるため、広い地域を対象として剪定・伐採枝葉の資源化を図る場合でも、従来のように、チッピング装置を搭載した高額な特殊車両を多数準備する必要がない。また、全体的な資源化モデルとして、一台のタブグライダーが設置された場所を拠点として、その周辺に配送した多数の一般トラックに剪定・伐採枝葉を積載して収集することが可能となるため、コスト的にも資源化的にも効率的な運営が実現できる。

また、前述したように、剪定・伐採された枝葉はタブグラインダーによって粉砕され、その粉砕枝葉混合物における粉砕葉分はチッピングによる処理の場合に比べて細いため、これに切れ目を入れる必要もない。

次に、本発明を街路樹の剪定によって発生する剪定枝葉の資源化に適用した場合の実施形態について図面にしたがって説明する。ただし、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。

図１に示すように、歩道Ｓに植設された街路樹１を剪定した際に発生する多数の剪定枝葉２を汎用のトラックＴの荷台に積載させる。この積載された剪定枝葉２は、枝３に葉４が付いたままの状態のいわゆる生木である。

その後、図２に示すように、トラックＴに積載された剪定枝葉２は、後述するタブグラインダー５が置かれた処理拠点まで搬送される。

図２および図３に示すように、タブグラインダー５は、本実施形態では、自走型の一軸破砕式（株式会社諸岡社製の型式ＭＣ−２０００）であって、下部にキャタピラ６を有し、その上方の本体５ａの前部には、回転自在な竪型円筒状のホッパー７と、ホッパー７の下方に配置された粉砕部８と、粉砕部８で粉砕された粉砕枝葉混合物９を受けると共に、これを前方へ搬出するベルトコンベア１１とが設けられている。

図３および図４に示すように、粉砕部８は、上部が開口した略箱形本体１２の上縁中央に回転ドラム１３が軸支され、その外周面には所定間隔をあけてカッター刃１４が固定され、また回転ドラム１３の下半部を囲むように一定目幅の網目状スクリーン１５が設けられたものである。また、略箱形本体１２の側縁部には前記回転ドラム１３外周面のカッター刃１４と噛合する固定刃（受け刃）１６が取り付けられている。

そして、前述したタブグラインダー５による剪定枝葉２の粉砕処理について説明すると、図２〜図４に示すように、剪定枝葉２を積載したトラックＴの荷台からハーベスターＨを使って前記剪定枝葉２をタブグラインダー５のホッパー７に投入する。その後、投入された剪定枝葉２はホッパー７が回転することで徐々に下降し、粉砕部８の上部開口から当該粉砕部８内に進入する。

粉砕部８では、回転ドラム１３におけるカッター刃１４と固定刃１６との間で剪定枝葉２が粉砕される。そして、剪定枝葉２は、前記カッター刃１４と固定刃１６との間で粉砕が繰り返し行われることで細かくなり、スクリーン１５の目幅以下に粉砕されたところで該スクリーン１５を通過して当該粉砕部８から落下し、この落下した粉砕枝葉混合物９はベルトコンベア１１に載せられて前方へ順次搬送される。

その後、粉砕された枝葉混合物９は、後述する飛散装置１７内に投入され、該装置１７の吐出口２１から空中に飛散される。この場合、飛散装置１７はタブグラインダー５とは別の位置に設置されている場合もあるが、タブグランインダー５におけるベルトコンベア１１の先端部に飛散装置１７を設置することで、タブグランインダー５により粉砕処理された粉砕枝葉混合物９が連続的に飛散装置１７に供給され、その結果、更なる作業の効率化を図ることができる。

すなわち、図５および図６に示すように、飛散装置１７は、全体形状が略筒状の装置本体１８と、装置本体１８の上部に形成された投入口１９と、装置本体１８の側部に形成された吐出口２１と、装置本体１８内に回転自在に軸支されたローター２２とを有している。ローター２２は、円筒状の中心軸２３の外周に羽根体２４が軸方向に一列に且つ円周方向に一定間隔をあけて複数列設されたものであり、各羽根体２４はヒンジ２４ａを介して上下に二分割されており、その下側部材２５は隣接する左右部材２５Ａ・２５Ｂで構成され、両部材２５Ａ・２５Ｂ間には正面から見てＹ字状の上側部材２６が介在されている。

前記各羽根体２４は、ローター２２が回転するのに伴って遠心力で上側部材２６が外側へ振り出され、その結果、羽根体２４全体が直線状に立設した状態となる。そして、この状態で当該飛散装置１７の投入口１９から粉砕枝葉混合物９を投入することで、各羽根体２４によって、粉砕枝葉混合物９が空中へ飛散される。

次に、前述した粉砕枝葉混合物９を前記飛散装置１７によって実際に分離させた試験例について説明すると、図７に示すように、粉砕枝葉混合物９のうち、空気抵抗が大きく、しかも重さが軽い粉砕葉分９Ａは飛散装置１７に近いA位置周辺に落下するのに対し、空気抵抗が少なく、しかも粉砕葉分９Ａよりも重い粉砕木質分９Ｂは粉砕葉分９Ａよりも遠いB位置周辺に落下する。そして、図８に示すように、粉砕枝葉混合物９の分離前においては、大小様々な形状を呈する多量の粉砕木質分９Ｂの中に細かく粉砕された粉砕葉分９Ａが埋没した状態となっており、これを前記飛散装置１７によって、空中に飛散させて飛散装置１７の直近（以下、「０ｍ地点」という）と、飛散装置１７から１ｍ離れた地点（以下「１ｍ地点」という）と、飛散装置１７から３ｍ離れた地点（以下、「３ｍ地点」という）と、飛散装置１７から５ｍ離れた地点（以下、「５ｍ地点」という）と、飛散装置１７から７ｍ離れた地点（以下、「７ｍ地点」という）におけるそれぞれのサンプルを採取した（図７参照）。

先ず、図９に示すように、０ｍ地点では、多量の粉砕葉分９Ａの落下が認められた。次に、図１０に示すように、１ｍ地点でも多量の粉砕葉分９Ａの落下が認められた。更に、図１１に示すように、３ｍ地点では、ごく少量の粉砕葉分９Ａの落下が認められるものの、多量の比較的小さな形状の粉砕木質分９Ｂの落下が顕著に認められた。次に、図１２に示すように、５ｍ地点では、ほぼ全体が粉砕木質分９Ｂであり、しかも該木質分は前記３ｍ地点の木質分よりも大きな形状となっていた。更に、図１３に示すように、７ｍ地点では、粉砕葉分９Ａはまったく含まれておらず、粉砕木質分９Ｂのみが認められ、しかも前記３ｍ地点および５ｍ地点で検出された木質分よりも長大な木質分であった。

以上の分離結果を総合すると、粉砕葉分９Ａは、飛散装置１７から約１ｍ地点を頂点として落下し、３ｍ地点までにほぼ全量が落下したと認められ、且つ落下している粉砕葉分９Ａは葉そのままの形状ではなく、粉砕された細かい形状となっていた。一方、粉砕木質分９Ｂは３ｍ以上の地点で落下し、しかも落下地点が遠いほど長大な形状であることが確認された。

そして、この分離ステップ全体としては、細かく粉砕された粉砕葉分９Ａに対してタブグラインダー５のスクリーン１５を通過した比較的な大きな形状の粉砕木質分９Ｂがより遠くへ飛散して前記粉砕葉分９Ａと明確に分離されたことが認められる。

次に、前記分離された粉砕葉分９Ａについては、これをある場所に堆積させて、自然発酵させると共に、月数回の切り返しを行うことで適度の発酵を進行させ、最終的に腐葉土とした。この場合、粉砕葉分９Ａは前述した通り、タブグラインダー５によって、細かく粉砕された形状であるため、発酵速度が速く、従来に比べて早期に腐葉土化することができた。また、粉砕葉分９Ａは、落ち葉ではなく、緑葉であるため、養分に富んでいる。ただし、粉砕葉分９Ａには、剪定過程で落ち葉が含まれる場合もある。

一方、分離された粉砕木質分９Ｂは、前記落下位置のうち、その同じ落下地点範囲におけるほぼ同じサイズのものを取得したり、或いは篩い分けして一定サイズのものをそれぞれマルチング材としたり、或いはこれを炭焼き窯に入れて公知の方法で図１４に示すように、炭２０とした。

本発明によれば、剪定や伐採された枝葉が粉砕されて効率的に分離された後、資源として有効利用されるため、幅広い利用が期待できる。

剪定枝葉の収集状況を示す概略図である。 タブグラインダーの設置場所の状況を示す概略図である。 タブグラインダーの構造を示す側面図である。 タブグラインダーにおける粉砕部の拡大図である。 飛散装置の側面断面図である。 飛散装置の正面断面図である。 粉砕枝葉の飛散状況を示す写真である。 粉砕枝葉混合物の写真である。 飛散装置直近の０ｍ地点の落下状況を示す写真である。 飛散装置から１ｍ地点の落下状況を示す写真である。 飛散装置から３ｍ地点の落下状況を示す写真である。 飛散装置から５ｍ地点の落下状況を示す写真である。 飛散装置から７ｍ地点の落下状況を示す写真である。 炭化した粉砕木質分を示す写真である。

１ 街路樹
２ 剪定枝葉
３ 枝
４ 葉
５ タブグラインダー
６ キャタピラ
７ ホッパー
８ 粉砕部
９ 粉砕枝葉混合物
９Ａ 粉砕葉分
９Ｂ 粉砕木質分

Claims (4)

1. 樹木の植生場所で樹木を剪定・伐採して枝に葉が付いたままの状態の枝葉を得るステップと、前記枝葉をタブグラインダーで粉砕して細かく切断された葉と大小種々のサイズに切断された枝が混在した粉砕枝葉混合物を得るステップと、前記粉砕枝葉混合物を飛散装置に投入して空中に飛散させることにより、細かく切断された前記葉を飛散装置の近傍に落下させる一方、大小種々のサイズに切断された前記枝を細かく切断された前記葉よりも遠くに落下させて粉砕葉分と粉砕木質分とに分離するステップとを有する、樹木の資源化方法。
2. 樹木の植生場所で樹木を剪定・伐採して枝に葉が付いたままの状態の枝葉を得るステップと、前記枝葉をタブグラインダーの所在場所まで輸送するステップと、輸送された前記枝葉をタブグラインダーで粉砕して細かく切断された葉と大小種々のサイズに切断された枝が混在した粉砕枝葉混合物を得るステップと、前記粉砕枝葉混合物を飛散装置に投入して空中に飛散させることにより、細かく切断された前記葉を飛散装置の近傍に落下させる一方、大小種々のサイズに切断された前記枝を細かく切断された前記葉よりも遠くに落下させて粉砕葉分と粉砕木質分とに分離するステップとを有する、樹木の資源化方法。
3. タブグラインダーが、剪定・伐採された枝葉を入れる竪型円筒状のホッパーと、ホッパーの下方に配置された粉砕部とを有し、該粉砕部は周面に多数のカッター刃が突設された回転ドラムと該回転ドラムを囲むように設けられた所定目幅のスクリーンと前記カッター刃と噛合する固定刃とを有する一軸式タブグラインダーであることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の樹木の資源化方法。
4. 分離された粉砕葉分を堆積して、その堆積物の切り返しを所定期間ごとに行って自然発酵により前記粉砕葉分を腐葉土とするステップを更に有する、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項記載の樹木の資源化方法。