JP6910606B2 - Temperature measuring device and compost manufacturing device - Google Patents
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Description
本発明は、温度測定装置及び堆肥製造装置に関する。 The present invention relates to a temperature measuring device and a compost manufacturing device.
家畜の排せつ物、食品廃棄物といった生物系廃棄物(堆肥材料)を好気性微生物の働きによって分解した堆肥が知られている。堆肥は、土壌の物理的な特性を改善し、有用な微生物の増加をもたらすため、有機肥料、土壌改良材、水分調整剤、家畜敷料として用いられている。 Compost is known in which biological waste (compost material) such as livestock excrement and food waste is decomposed by the action of aerobic microorganisms. Compost is used as an organic fertilizer, soil conditioner, moisture conditioner, and livestock bedding because it improves the physical properties of the soil and results in an increase in useful microorganisms.
堆肥化の過程では、病原性の細菌を死滅させ、雑草種子を不活性化するために、堆肥材料の温度を適切にコントロールすることが必要である。特許文献1には、堆肥材料の撹拌を行うことにより切り返しを実施する攪拌機と、堆肥材料外の待機位置と堆肥材料内の温度測定位置とに移動可能な温度測定手段と、を備える装置が開示されている。
In the process of composting, it is necessary to properly control the temperature of the compost material in order to kill pathogenic bacteria and inactivate weed seeds.
特許文献1の装置では、温度測定手段が攪拌機の台車に固定されており、温度測定手段と攪拌機とが一体化されているため、温度測定手段を堆肥材料の同一箇所に配置しておくことができない。このため、堆肥材料の同一箇所における継続的な温度履歴を取得することができず、堆肥材料が病原微生物を死滅させる適切な温度で堆肥化されたかどうかを事後的に確認することができない。
In the apparatus of
この問題を解決するために、堆肥材料の同一箇所に温度センサを常時設置しておくことも考えられる。しかし、堆肥材料の堆肥化には、切り返しの実行が不可欠であり、堆肥材料に設置された温度センサが切り返しの妨げとなるため、堆肥材料の同一箇所に温度センサを常時設置しておくことはできない。 In order to solve this problem, it is conceivable to always install a temperature sensor in the same place of the compost material. However, in order to compost the compost material, it is indispensable to carry out the turning back, and the temperature sensor installed on the compost material hinders the turning back. Can not.
本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、堆肥材料の切り返しを妨げることなく、堆肥材料の同一箇所における温度変化を継続的に測定することが可能な温度測定装置及び堆肥製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on such a background, and is a temperature measuring device and compost manufacturing capable of continuously measuring a temperature change at the same place of the compost material without hindering the turning back of the compost material. The purpose is to provide the device.
上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る温度測定装置は、
堆肥材料を収容する建屋に対して水平面上で旋回可能に支持され、水平方向に延びているアームと、
前記アームを水平面上で旋回させる旋回駆動手段と、
堆肥材料の温度を測定する温度センサと、
前記アームに支持され、前記温度センサを先端部に支持しており、前記温度センサを前記アームが延びる方向と異なる向きに移動させ、前記温度センサを堆肥材料に出し入れする温度センサ移動手段と、
を備える。
In order to achieve the above object, the temperature measuring device according to the first aspect of the present invention is
An arm that is swivelly supported on a horizontal plane and extends horizontally with respect to the building that houses the compost material,
A swivel drive means for swiveling the arm on a horizontal plane,
A temperature sensor that measures the temperature of the compost material,
A temperature sensor moving means that is supported by the arm, supports the temperature sensor at the tip portion, moves the temperature sensor in a direction different from the direction in which the arm extends, and moves the temperature sensor in and out of the compost material.
To be equipped.
前記旋回駆動手段及び前記温度センサ移動手段は、前記温度センサを堆肥材料外の待避位置又は堆肥材料内の任意に設定した温度測定位置に移動させてもよい。 The swivel driving means and the temperature sensor moving means may move the temperature sensor to a retreat position outside the compost material or an arbitrarily set temperature measurement position inside the compost material.
前記温度センサ移動手段は、前記アームに回転可能に支持され、軸周りに回転しながら長手方向に移動するスクリューシャフトを備えてもよい。 The temperature sensor moving means may include a screw shaft that is rotatably supported by the arm and moves in the longitudinal direction while rotating about an axis.
前記温度センサ移動手段は、
前記アームの基端部に固定されたスクリューシャフト用モータと、
前記スクリューシャフト用モータの動力を前記スクリューシャフトに伝達する動力伝達手段と、
を備えてもよい。
The temperature sensor moving means is
A screw shaft motor fixed to the base end of the arm,
A power transmission means for transmitting the power of the screw shaft motor to the screw shaft, and
May be provided.
前記温度センサ移動手段は、基端部が前記アームに支持され、前記温度センサの移動方向に伸縮することにより、先端部に支持された前記温度センサを移動させてもよい。 The temperature sensor moving means may move the temperature sensor supported by the tip end portion by supporting the base end portion by the arm and expanding and contracting in the moving direction of the temperature sensor.
前記温度センサ移動手段は、
前記温度センサの移動方向に伸縮可能なパンタグラフ式ジャッキと、
前記パンタグラフ式ジャッキに接続され、前記パンタグラフ式ジャッキを伸縮させるジャッキ用モータと、
を備えてもよい。
The temperature sensor moving means is
A pantograph jack that can expand and contract in the direction of movement of the temperature sensor,
A jack motor that is connected to the pantograph jack and expands and contracts the pantograph jack,
May be provided.
上記目的を達成するために、本発明の第2の観点に係る堆肥製造装置は、
前記温度測定装置と、
前記建屋に対して移動可能に設置され、堆肥材料を攪拌する攪拌機と、
前記攪拌機が堆肥材料を攪拌する場合、前記温度センサを堆肥材料外の待避位置に移動させ、前記攪拌機が堆肥材料の攪拌を終了した場合、前記温度センサを堆肥材料内の温度測定位置に復帰させるように、前記旋回駆動手段及び前記温度センサ移動手段の動作を制御する制御手段と、
を備える。
In order to achieve the above object, the compost production apparatus according to the second aspect of the present invention is
With the temperature measuring device
A stirrer that is movably installed with respect to the building and stirs the compost material,
When the stirrer stirs the compost material, the temperature sensor is moved to a retreat position outside the compost material, and when the stirrer finishes stirring the compost material, the temperature sensor is returned to the temperature measurement position inside the compost material. As described above, the control means for controlling the operation of the turning drive means and the temperature sensor moving means, and
To be equipped.
本発明によれば、堆肥材料の切り返しを妨げることなく、堆肥材料の同一箇所における温度変化を継続的に測定することが可能な温度測定装置及び堆肥製造装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a temperature measuring device and a compost manufacturing device capable of continuously measuring a temperature change at the same location of the compost material without hindering the turning back of the compost material.
以下、本発明の実施形態に係る温度測定装置及び堆肥製造装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付している。以下、発酵槽の長手方向をX軸、発酵槽の奥行き方向をY軸、上下方向をZ軸とする直交座標系を使用する。 Hereinafter, the temperature measuring device and the compost manufacturing device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals. Hereinafter, a Cartesian coordinate system is used in which the longitudinal direction of the fermenter is the X-axis, the depth direction of the fermenter is the Y-axis, and the vertical direction is the Z-axis.
(実施の形態1)
実施の形態1に係る温度測定装置は、堆肥化のために発酵槽に収容された堆肥材料の温度を継続的に測定する装置である。堆肥材料は、例えば、牛ふん、豚ふん、鶏ふん、馬ふん等の家畜排せつ物、生ごみ、汚泥、稲わら、おがくず等を含む混合物である。
(Embodiment 1)
The temperature measuring device according to the first embodiment is a device that continuously measures the temperature of the compost material contained in the fermenter for composting. The compost material is, for example, a mixture containing livestock excrement such as cow dung, pig dung, chicken dung, horse dung, kitchen waste, sludge, rice straw, sawdust and the like.
図1〜図3を参照して、実施の形態1に係る温度測定装置が設置される堆肥製造装置の構成を説明する。 The configuration of the compost production apparatus in which the temperature measuring apparatus according to the first embodiment is installed will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
図1は、実施の形態1に係る堆肥製造装置100の全体的な構成を示す図である。堆肥製造装置100は、堆肥材料を収容する建屋110と、建屋110に収容された堆肥材料に空気を供給する送気部120と、建屋110に収容された堆肥材料を攪拌する攪拌機130と、建屋110に収容された堆肥材料の温度を測定する温度測定装置140と、温度測定装置140により測定された温度に基づいて、送気部120、攪拌機130及び温度測定装置140の動作を制御する制御装置150と、を備える。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a
図2は、実施の形態1に係る建屋110の構成を示す斜視図である。建屋110は、堆肥材料を収容する発酵槽111と、発酵槽111の上方を覆う屋根112と、発酵槽111から上方に延び、屋根112を支持する複数の支柱113と、を備える。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the
発酵槽111は、長方形状の底面部111aと、底面部111aの背面側の端部から上方に延びている背面部111bと、を備える。また、発酵槽111は、底面部111a及び背面部111bに対して垂直方向に設けられ、発酵槽111をそれぞれ堆肥材料が収容される複数の区画A〜Dに区切る複数の側面部111cを備える。 The fermenter 111 includes a rectangular bottom surface portion 111a and a back surface portion 111b extending upward from the back surface side end portion of the bottom surface portion 111a. Further, the fermenter 111 is provided in a direction perpendicular to the bottom surface 111a and the back surface 111b, and includes a plurality of side surface portions 111c that divide the fermenter 111 into a plurality of compartments A to D in which compost materials are housed.
図1に戻り、建屋110は、支柱113に固定され、発酵槽111のX軸方向に延び、発酵槽111のY軸方向に離して配置された一対のレール114を備える。一対のレール114は、攪拌機130を走行可能に支持する。なお、発酵槽111に対して支柱113をどのように配置するかは、任意である。
Returning to FIG. 1, the
送気部120は、発酵槽111の内部に収容された堆肥材料に空気を送気する。送気部120は、発酵槽111の各区画A〜Dに設けられ、堆肥材料の堆肥化の進み具合に応じて、各区画A〜Dの堆肥材料に空気を送気する。
The
図3は、発酵槽111をYZ平面で切断して、発酵槽111と送気部120との関係を図示した断面図である。送気部120は、送風機121と、送気管122とを備える。送風機121は、例えば、ポンプであり、外部から空気を吸引して、吸引した空気を加圧して外部に放出する。送風機121は、例えば、発酵槽111の背面部111bの外側に形成された土手の上面に設置され、その送気口が発酵槽111に設置された送気管122に接続されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the relationship between the fermenter 111 and the
送気管122は、発酵槽111の背面部111b及び底面部111aの上面部に沿って配置され、送風機121から送気された空気を発酵槽111の底面部111aに向けて送気する。送気管122は、底面部111aに対応する位置に、送風機121から送出された空気を外部に放出する複数の送出孔123を備える。
The
図1に戻り、攪拌機130は、発酵槽111に収容された堆肥材料を撹拌して、堆肥材料の切り返しを行う装置である。攪拌機130は、一対のレール114上を走行可能に設置された走行部131と、走行部131に固定され、走行部131から下方に延びており、上下方向に伸縮可能な伸縮部132と、伸縮部132の先端に支持され、堆肥材料を把持可能な把持部133と、を備える。把持部133は、例えば、開閉可能な一対のバケットを備える。
Returning to FIG. 1, the
攪拌機130は、発酵槽111に収容された堆肥材料に向けて伸縮部132を降下させ、把持部133の一対のバケットを開閉させることにより、堆肥材料を把持することができる。そして、攪拌機130は、発酵槽111のある区画に収容された堆肥材料を把持して、別の区画にて解放する動作を繰り返すことにより、堆肥材料を撹拌することができる。
The
図4(a)は、実施の形態1に係る温度測定装置140を上方から観察した図、図4(b)は、実施の形態1に係る温度測定装置140を側方から観察した図、図4(c)は、実施の形態1に係る温度測定装置140の一部を正面から観察した図である。
FIG. 4A is a view of the
温度測定装置140は、発酵槽111に堆積された堆肥材料の温度を継続的に測定する装置である。温度測定装置140は、発酵槽111の各区画A〜Dに設置され、各区画A〜Dの堆肥材料の温度をそれぞれ独立して測定する。
The
温度測定装置140は、ヒンジ141と、ヒンジ用モータ142と、アーム143と、スクリューシャフト用モータ144と、チェーン145と、ギア146と、スクリューシャフト147と、温度センサ148と、を備える。
The
ヒンジ141は、発酵槽111の支柱113に固定され、アーム143が水平面上を旋回するように、アーム143を回転可能に支持する。ヒンジ141は、アーム143の基端部が固定され、軸周りに回転可能な軸部141aと、軸部141aの両端部を回転可能に支持するコの字状の支持部141bと、を備える。ヒンジ141の軸部141aには、ギア141cが固定されている。
The
ヒンジ用モータ142は、旋回駆動手段の一例であり、例えば、ヒンジ141の軸部141aを回転させるモータである。ヒンジ用モータ142は、発酵槽111の支柱113に固定されている。ヒンジ用モータ142の軸部には、ギア142aが固定され、ヒンジ141のギア141cとヒンジ用モータ142のギア142aとの間には、動力を伝達するためのチェーン142bが取り付けられている。ギア141c、チェーン142b及びギア142aは、ヒンジ用モータ142の動力を軸部141aに伝達する動力伝達手段の一例である。
The
アーム143は、その基端部がヒンジ141に旋回可能に支持され、水平方向に延びる部材である。アーム143は、例えば、金属材料から形成され、ヒンジ141から堆肥材料の温度測定位置(例えば、発酵槽111の各区画A〜Dの中心部)の上方までの長さを有する。アーム143は、ヒンジ141の軸部141aに固定されている。また、アーム143は、その上面部及び下面部とヒンジ141の軸部141aの周面部との間に固定され、軸部141aに対するアーム143の固定部分を補強する三角形状の補強部材143bを備える。
The
発酵槽111の支柱113には、水平面上を旋回中のアーム143が略Y軸方向を向いた場合に、ヒンジ用モータ142による駆動を停止させるリミットスイッチ(図示せず)と、旋回中のアーム143がX軸方向を向いた場合に、ヒンジ用モータ142による駆動を停止させるリミットスイッチ(図示せず)と、がそれぞれ設けられている。このため、アーム143は、X軸方向を向いた位置と略Y軸方向を向いた位置とに配置される。
The
スクリューシャフト用モータ144は、例えば、ギア146を駆動するためのモータである。スクリューシャフト用モータ144は、アーム143の基端部に固定され、その軸部には、ギア144aが固定されている。
The
チェーン145は、スクリューシャフト用モータ144のギア144aとギア146との間に取り付けられ、スクリューシャフト用モータ144のギアの回転をギア146に伝達する。
The
ギア146は、スクリューシャフト147の基端部に固定され、スクリューシャフト147と共に軸周りに回転する。スクリューシャフト用モータ144の回転がチェーン145を介してギア146に伝達されることにより、ギア146を軸周りに回転させることができる。ギア144a、チェーン145及びギア146は、スクリューシャフト用モータ144の動力をスクリューシャフト147に伝達する動力伝達手段の一例である。
The
スクリューシャフト147は、アーム143の先端部に軸周りに回転可能に支持され、軸周りの回転に伴い上下方向に移動する。スクリューシャフト147は、周面部に雄ねじが形成され、アーム143の先端部に設けられた支持部147aの貫通孔に形成された雌ねじと係合している。スクリューシャフト用モータ144、チェーン145、ギア146及びスクリューシャフト147は、温度センサ148をアーム143に対して上下方向に移動させる温度センサ移動手段の一例である。
The
アーム143の先端部には、スクリューシャフト147が所望の位置に移動した場合に、スクリューシャフト用モータ144による駆動を停止させるリミットスイッチ(図示せず)が設けられている。スクリューシャフト147の周面部には、スクリューシャフト147が所望の位置に移動した場合にリミットスイッチと接触する接触部材が設けられており、接触部材がリミットスイッチと接触した場合に、スクリューシャフト用モータ144による駆動が停止される。接触部材は、例えば、スクリューシャフト147にねじ込み可能な雌ねじ孔を有する円盤状の部材である。接触部材の位置を調整することにより、スクリューシャフト用モータ144の下方向への移動を停止させる位置を調整できる。
A limit switch (not shown) is provided at the tip of the
温度センサ148は、スクリューシャフト147の先端部に固定され、上下方向に延びており、堆肥材料の温度を継続的に測定する。温度センサ148は、下方に移動させた場合、その先端部が堆肥材料の中心部に到達する程度の長さを有しており、例えば、約2m〜約5m程度の長さを有する。
The
温度センサ148は、内部に空間を有する管状部と、管状部の先端に固定されたセンサ本体と、を備える。管状部は、堆肥材料で発生するガス等による腐食を抑制するため、例えば、ステンレス等の耐腐食性材料から形成された円筒形状の管である。センサ本体は、例えば、熱電対、サーミスタ等を備え、制御装置150からの指示に基づいて、堆肥材料の温度を示す温度測定データを取得する。
The
温度センサ148は、その基端部に、スクリューシャフト147への堆肥材料の付着を防止するカバー148aを備える。カバー148aは、管状部の基端部が配置されて固定される貫通孔を有する円盤状の部材ある。
The
温度測定装置140は、温度センサ148により測定された堆肥材料の温度測定データを送信する通信部(図示せず)をさらに備える。通信部は、温度センサ148により測定された温度測定データを制御装置150に送信する。通信部は、スクリューシャフト147及び温度センサ148の内部空間を延びる有線の通信回線を介して温度センサ148に通信可能に接続されている。また、通信部は、無線の通信回線を介して制御装置150に通信可能に接続されている。
The
図1に戻り、制御装置150は、温度測定装置140にて測定された堆肥材料の温度に基づいて、送風機121による堆肥材料への送気と、攪拌機130による堆肥材料の攪拌と、温度測定装置140のヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144の動作と、を制御する。制御装置150は、例えば、汎用コンピュータである。制御装置150は、コンピュータが従来備えている機能を備えるものとし、これらの機能についての説明は省略する。
Returning to FIG. 1, the
図5を参照して、制御装置150の構成を説明する。図5は、堆肥製造装置100の制御装置150のハードウェア構成を示すブロック図である。制御装置150は、指示受付部151と、表示部152と、通信部153と、記憶部154と、制御部155と、を備える。各部は、内部バスで相互に接続されている。
The configuration of the
指示受付部151は、ユーザの操作を受け付け、受け付けた操作に対応する操作信号を制御部155に供給する。
The instruction receiving unit 151 receives the user's operation and supplies the operation signal corresponding to the received operation to the
表示部152は、制御部155から供給される画像データに基づいて各種の画像を表示する。表示部152は、例えば、液晶パネル、有機EL(Electro Luminescence)パネル等を備える。表示部152は、例えば、送風機121の動作状態、温度センサ148で測定された堆肥材料の温度、制御部155が選択した送風機121の制御条件等を表示する。
The
指示受付部151と表示部152とは、例えば、タッチパネルによって一体に構成されている。タッチパネルは、所定の操作を受け付ける操作画面を表示する。また、タッチパネルは、操作画面においてユーザが接触操作を行った位置に対応する操作信号を制御部155に供給する。
The instruction receiving unit 151 and the
通信部153は、インターネット等の通信ネットワークに接続可能なインターフェースである。通信部153は、温度測定装置140、外部端末、サーバ等の通信部と通信ネットワークを介して通信する。
The
記憶部154は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスク等を備える。記憶部154は、固定データ、画面データ、各種センサにより測定された測定データを記憶する。また、記憶部154は、制御部155により実行される、堆肥材料の堆肥化に係る一連の処理を実行するためのプログラムを記憶する。さらに、記憶部154は、制御部155が処理を実行するためのワークメモリとして機能する。
The
制御部155は、CPU(Central Processing Unit)等を備え、制御装置150の各部の制御を行う制御手段の一例である。制御部155は、記憶部154に記憶されているプログラムを実行することにより、堆肥材料の堆肥化に係る一連の処理を実行する。
The
制御部155は、記憶部154に記憶されたプログラムに基づいて、送風機121、攪拌機130、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144の動作を制御する。
The
制御部155は、温度センサ148により測定された堆肥材料の温度に応じて、送風機121が堆肥材料に供給する空気の流量を制御する。制御部155は、発酵槽111の各区画A〜Dに供給する空気の流量を別々に制御する。
The
また、制御部155は、温度センサ148により測定された堆肥材料の温度に応じて、攪拌機130の動作を制御して、攪拌機130に堆肥材料の切り返しを実行させる。
Further, the
さらに、制御部155は、攪拌機130の動作を開始する場合に、温度センサ148を堆肥材料外の待避位置に移動させ、攪拌機130の動作が終了した場合に、温度センサ148を堆肥材料内の任意に設定した温度測定位置に移動させるように、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144の動作を制御する。
Further, when the
温度センサ148の待避位置は、アーム143がX軸方向を向き、温度センサ148が堆肥材料外に配置された位置である。堆肥位置に配置された温度センサ148は、攪拌機130の走行経路外に配置されるため、攪拌機130が動作中であっても、攪拌機130と干渉する恐れがない。また、温度センサ148の温度測定位置は、アーム143が略Y軸方向を向き、温度センサ148が堆肥材料内に配置された位置である。温度センサ148の温度測定位置は、例えば、各区画A〜Dの中心部又は各区画A〜Dに堆積された堆肥材料の中心部であることが望ましい。
The retreat position of the
次に、図6のフローチャートを参照して、堆肥材料の堆肥化を実行する堆肥化処理の流れを説明する。以下、理解を容易にするために、図7に示すように、発酵槽111には、トラクター等により搬入された堆肥材料が堆積されており、堆肥材料の切り返しに伴い、堆肥材料が隣接する区画に移動させられる場合を例に説明する。 Next, the flow of the composting process for executing composting of the compost material will be described with reference to the flowchart of FIG. Hereinafter, in order to facilitate understanding, as shown in FIG. 7, compost material carried in by a tractor or the like is deposited in the fermenter 111, and the compost material is adjacent to the compost material as the compost material is cut back. The case where it is moved to will be described as an example.
まず、制御部155は、発酵槽111の堆積された堆肥材料内の温度測定位置に温度センサ148を挿入させる(ステップS101)。より詳細に説明すると、制御部155は、ヒンジ用モータ142の動作を制御して、温度センサ148が待避位置にあるアーム143を、略Y軸方向を向くように旋回させる。次いで、制御部155は、スクリューシャフト用モータ144を制御して、スクリューシャフト147を下向きに移動させることにより、温度センサ148を堆肥材料の中心部にある温度測定位置に挿入させる。
First, the
次に、制御部155は、送風機121による堆肥材料への空気の送気を開始させる(ステップS102)。送風機121から供給された空気は、送気管122を介して発酵槽111に堆積された堆肥材料の下方から供給される。
Next, the
次に、制御部155は、温度センサ148により堆肥材料の温度を測定させる(ステップS103)。温度センサ148は、所定のサンプリング周期で温度測定データを取得し、温度測定装置140の通信部は、取得した温度測定データを無線の通信回路を介して制御装置150の通信部153に送信する。
Next, the
次に、制御部155は、温度センサ148により測定された堆肥材料の温度が第1の閾値以下であるかどうかを判定する(ステップS104)。堆肥材料への送気により、堆肥材料の温度は上昇して第1の閾値以上となるが、堆肥化が進むにつれて徐々に降下する。
Next, the
堆肥材料の温度が第1の閾値以下の場合(ステップS104:Yes)、制御部155は、温度センサ148を堆肥材料から引き抜き、待避位置に移動させる(ステップS105)。
When the temperature of the compost material is equal to or lower than the first threshold value (step S104: Yes), the
より詳細に説明すると、まず、制御部155は、スクリューシャフト用モータ144を制御して、スクリューシャフト147を上向きに移動させ、温度センサ148を堆肥材料から引き抜かせる。次に、制御部155は、ヒンジ用モータ142の動作を制御して、待避位置にあるアーム143を、X軸方向を向くように回転させることにより、温度センサ148を待避位置に移動させる。
More specifically, first, the
堆肥材料の温度が第1の閾値以下でない場合(ステップS104:No)、堆肥材料の温度が第1の閾値以下になるまで待機する。 When the temperature of the compost material is not equal to or less than the first threshold value (step S104: No), the process waits until the temperature of the compost material becomes equal to or less than the first threshold value.
ステップS105の処理が終了すると、制御部155は、送風機121による堆肥材料への送気を停止させる(ステップS106)。
When the process of step S105 is completed, the
次に、制御部155は、攪拌機130に堆肥材料の切り返しを実行させる(ステップS107)。切り返しは、発酵中の堆肥材料を混合して、新鮮な空気を送り込む操作である。堆肥材料の温度は、発酵に伴い上昇するが、ある程度の温度に上昇した後、発酵が勢いを失うため降下していく。切り返しを行うことにより、堆肥材料の発酵を再び活性化し、堆肥材料の堆肥化を促進できる。図7に示すように、攪拌機130は、堆肥材料を発酵槽111の現在の区画から隣接する区画へ移動させ、堆肥材料を全体的にかき混ぜて新鮮な空気を含ませることにより、切り返しを実行することができる。
Next, the
ステップS107の処理について、区画Aに堆積された堆肥材料を区画Bに運搬することにより、切り返しを実行する場合を例に説明すると、制御部155は、攪拌機130の伸縮部132を伸長させ、区画Aに堆積された堆肥材料を把持部133に把持させる。次に、制御部155は、把持部133で堆肥材料を把持したまま、伸縮部132を短縮させる。次に、制御部155は、走行部131をレール114上で走行させ、攪拌機130を次の区画Bに移動させる。次に、制御部155は、攪拌機130の伸縮部132を発酵槽111に向けて再び伸長させる。次に、制御部155は、把持部133を解放することにより、堆肥材料を区画Bに落下させる。制御部155は、攪拌機130に上記の動作を繰り返させることにより、区画Aの堆肥材料を区画Bに移動させると共に、堆肥材料の切り返しを実行させることができる。
Explaining the case where the compost material deposited in the section A is transported to the section B to perform the turning back in the process of step S107, the
堆肥材料の切り返しが終了してから所定期間経過後、制御部155は、隣接する区画に堆積された堆肥材料に、隣接する区画に対応する温度センサ148を挿入させる(ステップS108)。ステップS108の処理は、ステップS101の処理と同じである。
After a lapse of a predetermined period from the completion of turning back the compost material, the
次に、制御部155は、切り返しが実行された隣接する区画の堆肥材料の温度を温度センサ148に測定させる(ステップS109)。そして、制御部155は、温度センサ148により測定された隣接する区画の堆肥材料の温度が第2の閾値以下かどうかを再び判定する(ステップS110)。
Next, the
堆肥材料の温度が第2の閾値以下の場合(ステップS110:Yes)、制御部155は、隣接する区画の堆肥材料の堆肥化が完了したと判断し、堆肥化処理を終了させる。切り返しを行っても堆肥材料の温度が第2の閾値よりも上昇しない場合、堆肥材料の発酵が進行しない程度に堆肥材料が分解されたと判断できるためである。
When the temperature of the compost material is equal to or lower than the second threshold value (step S110: Yes), the
一方、堆肥材料の温度が第2の閾値以下でない場合(ステップS110:No)、隣接する区画の堆肥材料を対象としてステップS102〜S110と同様の処理を繰り返す。切り返しを行うことにより堆肥材料の温度が第2の閾値よりも上昇する場合、堆肥材料の発酵が進行していることから、堆肥材料の堆肥化をさらに促進する必要があるためである。 On the other hand, when the temperature of the compost material is not equal to or lower than the second threshold value (step S110: No), the same process as in steps S102 to S110 is repeated for the compost material in the adjacent section. This is because when the temperature of the compost material rises above the second threshold value due to the turning back, the fermentation of the compost material is in progress, and it is necessary to further promote the composting of the compost material.
堆肥材料は、切り返しを行うたびに、発酵槽111の区画Aから区画B、区画Bから区画C、区画Cから区画Dへ移動される。このため、搬入側から最も離れた区画に堆積された堆肥材料が最も堆肥化されていることになる。以上のステップにより、堆肥材料の堆肥化処理が終了する。 The compost material is moved from compartment A to compartment B, compartment B to compartment C, and compartment C to compartment D of the fermenter 111 each time it is cut back. Therefore, the compost material deposited in the section farthest from the carry-in side is the most composted. By the above steps, the composting process of the compost material is completed.
図7は、堆肥製造装置100において堆肥材料の堆肥化を行っている様子を示す図である。堆肥製造装置100では、図6のフローチャートに示す処理を実行しているため、攪拌機130による切り返しが行われている区画A及び区画Bでは、温度測定装置140が待避位置に待避しているが、それ以外の区画では、温度測定装置140が温度測定位置に配置され、堆肥材料の温度を継続的に測定することができる。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the compost material is composted in the
以上説明したように、実施の形態1に係る温度測定装置140は、温度センサ148が水平面上を旋回可能なアーム143と、上下方向に移動可能なスクリューシャフト147により移動可能に構成されているため、攪拌機130の稼働を妨げることなく、堆積された堆肥材料の所定位置の温度を継続的に測定することができる。このため、堆肥化における堆肥材料の温度履歴を確認することにより、堆肥が適切に製造されたかどうかを客観的に確認できる。
As described above, the
実施の形態1に係る温度測定装置140は、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144をアーム143の基端部に固定しているため、堆肥材料から発生するアンモニア等のガスによりヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144に腐食が生じることを防止できる。
In the
実施の形態1に係る堆肥製造装置100は、攪拌機130の動作前に温度測定装置140を待避位置に配置し、攪拌機130の動作後に温度測定装置140を温度測定位置に配置するため、攪拌機130の動作により温度測定装置140が破損することを防止でき、温度測定装置140による堆肥材料の温度の測定を確実に行うことができる。
In the
(実施の形態2)
図8を参照して、本発明の実施の形態2に係る温度測定装置を説明する。実施の形態2に係る温度測定装置では、アーム143の先端に上下方向に伸縮可能に支持されたジャッキを備える。実施の形態2に係る温度測定装置の基本的な構成は、実施の形態1に係る温度測定装置140と同一であるため、以下、両者の異なる部分を中心に説明する。
(Embodiment 2)
The temperature measuring device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The temperature measuring device according to the second embodiment includes a jack supported at the tip of the
図8(a)は、実施の形態2に係る温度測定装置140を上方から観察した図、図8(b)は、実施の形態2に係る温度測定装置140を側方から観察した図、図8(c)は、実施の形態2に係る温度測定装置140の一部を正面から観察した図である。
FIG. 8A is a view of the
パンタグラフ式ジャッキ149は、アーム143の先端に固定され、パンタグラフ式ジャッキ149が備えるジャッキ用モータ149aが駆動することにより、温度センサ148を上下方向に移動させるように伸縮する。パンタグラフ式ジャッキ149は、アーム143に対して温度センサ148を上下方向に移動させる温度センサ移動手段の一例である。
The
パンタグラフ式ジャッキ149は、複数のジャッキ機構が連結された構成を備える。ジャッキ機構は、第1の受け部を介してピンにより連結された一対の第1リンクアームと、第2の受け部を介してピンにより連結された一対の第2リンクアームと、一対の第1リンクアームと一対の第2リンクアームとをピンを介してパンタグラフ状に連結する第1の連結部及び第2の連結部と、第1の連結部及び第2の連結部に回転可能に支持されたスクリューロッドと、を備える。パンタグラフ式ジャッキ149は、第1の連結部及び第2の連結部の間隔がスクリューロッドの回転操作により伸縮することにより、第1の受け部と第2の受け部との間隔が伸縮するように構成されている。
The
ジャッキ用モータ149aは、第1の連結部の先端部に固定され、その軸部は、パンタグラフ式ジャッキ149のスクリューロッドに固定されている。このため、ジャッキ用モータ149aの軸部を回転させることにより、スクリューロッドが回転して、パンタグラフ式ジャッキ149の一対の第1リンクアーム及び一対の第2リンクアームを伸縮させることができる。これにより、パンタグラフ式ジャッキ149の先端部を上下方向に伸縮させることができる。
The
実施の形態2に係る温度測定装置140では、パンタグラフ式ジャッキ149の伸縮により温度センサ148が直線的に移動するため、温度センサ148の待避位置と温度測定位置との間の移動に要する時間が短縮される。また、ジャッキ用モータ149aがパンタグラフ式ジャッキ149の近傍に固定されているため、ジャッキ用モータ149aの動力をパンタグラフ式ジャッキ149に伝達するための動力伝達手段が不要であり、温度測定装置140の構成を簡略化することができる。
In the
そして、本発明はこれに限られず、以下に述べる変形も可能である。 The present invention is not limited to this, and the modifications described below are also possible.
(変形例)
上記実施の形態では、発酵槽111の各区画A〜Dに対応するように温度測定装置140が設けられていたが、本発明はこれに限られない。例えば、温度測定装置140にレール114上を走行可能な走行部を設けて、必要に応じて温度測定装置140をX軸方向に移動可能に構成してもよい。また、各区画A〜Dに複数の温度測定装置140を設置してもよい。
(Modification example)
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、アーム143は水平方向に延び、長さが不変の部材であったが、本発明はこれに限られない。例えば、アーム143を伸縮可能に構成して、温度センサ148の位置をアーム143の長手方向に変更可能に構成してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、スクリューシャフト147及びパンタグラフ式ジャッキ149は、温度センサ148を上下方向に移動させるように構成されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、スクリューシャフト147及びパンタグラフ式ジャッキ149は、温度センサ148を斜め方向又は水平方向に移動させるように構成してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、温度測定装置140の動力伝達手段としてギア及びチェーンの組み合わせが用いられていたが、本発明はこれに限られない。例えば、動力伝達手段としてプーリー及びプーリーベルトの組み合わせ、又はユニバーサルジョイントを用いてもよい。
In the above embodiment, a combination of a gear and a chain is used as the power transmission means of the
上記実施の形態では、温度測定装置140が備える温度センサ148のセンサ本体は1つであったが、本発明はこれに限られない。例えば、温度測定装置140は、堆肥材料の同一箇所の温度を測定するために、温度センサ148に複数のセンサ本体を備えてもよい。そして、制御装置150は、複数のセンサ本体から取得した温度の測定値から平均値を算出して、算出された平均値に基づいて送風機121、攪拌機130、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144の動作を制御してもよい。
In the above embodiment, the
また、一つの温度センサ148で堆肥材料の複数箇所の温度を測定し、複数の温度の測定値から平均値を算出して、算出された平均値に基づいて送風機121、攪拌機130、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144の動作を制御してもよい。また、複数の温度の測定値により得られた堆肥材料の温度分布に基づいて、送風機121、攪拌機130、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144の動作を制御してもよい。
Further, one
上記実施の形態では、温度センサ148は堆肥材料の中心部の温度を測定するようしていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、温度センサ148は堆肥材料の表面を測定するようにしてもよい。堆肥材料の表面温度を測定する場合には、過去の学習データに基づいて作成した予測モデルを用いて、堆肥材料の中心部の温度を予測してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、アーム143に温度センサ148が1本だけ取り付けられていたが、本発明はこれに限られない。例えば、アーム143の複数の箇所に、アーム143に対して温度センサ148を移動させる温度センサ移動手段をそれぞれ設けてもよい。
In the above embodiment, only one
上記実施の形態2では、温度センサ移動手段の一例としてパンタグラフ式ジャッキ149を用いていたが、本発明はこれに限られない。温度センサ移動手段は、温度センサ148をアームが延びる方向と異なる方向に移動させることができれば、いかなる構成であってもよく、例えば、外管の内部に内管を摺動可能に配置した構成、蛇腹状の構成であってもよい。また、パンタグラフ式ジャッキ149は、3つのジャッキ機構から構成されていたが、ジャッキ機構の数は任意である。
In the second embodiment, the
上記実施の形態では、発酵槽111は4つの区画に分けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、発酵槽111に3つ以下の区画を設けてもよく、5つ以上の区画を設けてもよい。 In the above embodiment, the fermenter 111 is divided into four compartments, but the present invention is not limited to this. For example, the fermenter 111 may be provided with three or less compartments or five or more compartments.
上記実施の形態では、発酵槽111の1つの区画あたり3本の送気管122を設けていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、発酵槽111に2本以下の送気管122を設けてもよく、4本以上の送気管122を設けてもよい。
In the above embodiment, three
上記実施の形態では、制御装置150が送風機121、攪拌機130、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144の動作を制御していたが、本発明はこれに限定されない。送風機121、攪拌機130、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144のそれぞれが別個に制御装置を備えていてもよく、外部のコンピュータ、サーバ等にプログラムを記憶しておき、コンピュータ、サーバ等からの指示に基づいて、送風機121、攪拌機130、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144の動作を制御するように構成してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、記憶部154に記憶されたプログラムに基づいて、送風機121、攪拌機130、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144の動作が制御されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、通信部153と通信可能な通信部を備えるスマートフォン、タブレット等の外部端末から与えられるユーザの指示に基づいて、制御部155が送風機121、攪拌機130、ヒンジ用モータ142及びスクリューシャフト用モータ144の動作を制御するように構成してもよい。
In the above embodiment, the operations of the blower 121, the
上記実施の形態では、堆肥材料の温度の測定結果に基づいて堆肥材料の切り返しが必要と判断された場合、すぐに切り返しを実行していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、堆肥材料の切り返しが必要と判断された場合、攪拌機130をそのまま夜間まで待機させ、電力が安価な夜間に切り返しを実施してもよい。
In the above embodiment, when it is determined that the compost material needs to be cut back based on the measurement result of the temperature of the compost material, the turning back is immediately executed, but the present invention is not limited to this. For example, when it is determined that the compost material needs to be cut back, the
上記実施の形態では、制御装置150は、汎用コンピュータであったが、本発明はこれに限られず、例えば、専用のコンピュータであってもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、制御部155が実行するプログラムが、記憶部154に記憶されているものとして説明した。しかし、上述の処理動作を実行させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disk Read-Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、MO(Magneto-Optical disk)等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されてもよい。この場合、プログラムがコンピュータにインストールされることにより、上述の処理を実行する制御部155が構成される。
In the above embodiment, the program executed by the
上記の実施形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。 The above embodiments are examples, and the present invention is not limited thereto, and various embodiments are possible without departing from the spirit of the invention described in the claims. The components described in each embodiment and modification can be freely combined. The present invention also includes inventions equivalent to those described in the claims.
100 堆肥製造装置
110 建屋
111 発酵槽
111a 底面部
111b 背面部
111c 側面部
112 屋根
113 支柱
114 レール
120 送気部
121 送風機
122 送気管
123 送出孔
130 攪拌機
131 走行部
132 伸縮部
133 把持部
140 温度測定装置
141 ヒンジ
141a 軸部
141b 支持部
141c ギア
142 ヒンジ用モータ
142a ギア
142b チェーン
143 アーム
143b 補強部材
144 スクリューシャフト用モータ
144a ギア
145 チェーン
146 ギア
147 スクリューシャフト
147a 支持部
148 温度センサ
148a カバー
149 パンタグラフ式ジャッキ
149a ジャッキ用モータ
150 制御装置
151 指示受付部
152 表示部
153 通信部
154 記憶部
155 制御部
A,B,C,D 区画
100
Claims (7)
前記アームを水平面上で旋回させる旋回駆動手段と、
堆肥材料の温度を測定する温度センサと、
前記アームに支持され、前記温度センサを先端部に支持しており、前記温度センサを前記アームが延びる方向と異なる向きに移動させ、前記温度センサを堆肥材料に出し入れする温度センサ移動手段と、
を備える温度測定装置。 An arm that is swivelly supported on a horizontal plane and extends horizontally with respect to the building that houses the compost material,
A swivel drive means for swiveling the arm on a horizontal plane,
A temperature sensor that measures the temperature of the compost material,
A temperature sensor moving means that is supported by the arm, supports the temperature sensor at the tip portion, moves the temperature sensor in a direction different from the direction in which the arm extends, and moves the temperature sensor in and out of the compost material.
A temperature measuring device.
請求項1に記載の温度測定装置。 The swivel driving means and the temperature sensor moving means move the temperature sensor to a retreat position outside the compost material or an arbitrarily set temperature measurement position inside the compost material.
The temperature measuring device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の温度測定装置。 The temperature sensor moving means includes a screw shaft that is rotatably supported by the arm and moves in the longitudinal direction while rotating about an axis.
The temperature measuring device according to claim 1 or 2.
前記アームの基端部に固定されたスクリューシャフト用モータと、
前記スクリューシャフト用モータの動力を前記スクリューシャフトに伝達する動力伝達手段と、
を備える、
請求項3に記載の温度測定装置。 The temperature sensor moving means is
A screw shaft motor fixed to the base end of the arm,
A power transmission means for transmitting the power of the screw shaft motor to the screw shaft, and
To prepare
The temperature measuring device according to claim 3.
請求項1又は2に記載の温度測定装置。 The temperature sensor moving means moves the temperature sensor supported by the tip end portion by supporting the base end portion by the arm and expanding and contracting in the moving direction of the temperature sensor.
The temperature measuring device according to claim 1 or 2.
前記温度センサの移動方向に伸縮可能なパンタグラフ式ジャッキと、
前記パンタグラフ式ジャッキに接続され、前記パンタグラフ式ジャッキを伸縮させるジャッキ用モータと、
を備える、
請求項5に記載の温度測定装置。 The temperature sensor moving means is
A pantograph jack that can expand and contract in the direction of movement of the temperature sensor,
A jack motor that is connected to the pantograph jack and expands and contracts the pantograph jack,
To prepare
The temperature measuring device according to claim 5.
前記建屋に対して移動可能に設置され、堆肥材料を攪拌する攪拌機と、
前記攪拌機が堆肥材料を攪拌する場合、前記温度センサを堆肥材料外の待避位置に移動させ、前記攪拌機が堆肥材料の攪拌を終了した場合、前記温度センサを堆肥材料内の温度測定位置に復帰させるように、前記旋回駆動手段及び前記温度センサ移動手段の動作を制御する制御手段と、
を備える堆肥製造装置。 The temperature measuring device according to any one of claims 1 to 6.
A stirrer that is movably installed with respect to the building and stirs the compost material,
When the stirrer stirs the compost material, the temperature sensor is moved to a retreat position outside the compost material, and when the stirrer finishes stirring the compost material, the temperature sensor is returned to the temperature measurement position inside the compost material. As described above, the control means for controlling the operation of the turning drive means and the temperature sensor moving means, and
Compost production equipment equipped with.
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