JPH0648876A - ロータリキルン形醗酵機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータリキルンへの駆動力や支持荷重を分散す
ると共に、減速機を使用せずにロータリキルンを微速度
で回転可能にすることを目的としている。 【構成】家畜の糞尿や汚泥がロータリキルン１内に送ら
れ、ロータリキルン回転駆動手段４でそのロータリキル
ン１が微速度で回転させられることで、被醗酵物が攪拌
されながら下流側にゆっくり送られる。ロータリキルン
回転駆動手段４は、互いに水平面で平行な一対の回転軸
に複数のタイヤ１３が固着されて、その上にロータリキ
ルン１を載せ、タイヤ１３を回転駆動することでロータ
リキルン１を回転するようになっている。その一対の回
転軸はチェーン伝動によって同期をとって回転する。駆
動軸１４には、３つの旋回アーム１８が固定されてい
る。各旋回アーム１８は、各シリンダ装置によって夫々
所定角度旋回させられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家畜の糞尿や汚泥等
を、醗酵槽内で万遍なく攪拌しながら醗酵させて均一で
品質のよい有機肥料を作る醗酵機に係り、特に回転式の
醗酵槽を使用するロータリキルン形醗酵機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロータリキルン形醗酵機は、例え
ば図１０に示すように、軸をほぼ水平に向けて醗酵槽を
形成する円筒形状のロータリキルン５０が、その上流側
及び下流側のそれぞれ左右２カ所ずつに配置された円柱
体５１によって下側から支持されている。

【０００３】その４つの円柱体５１は、上記ロータリキ
ルン５０と同軸に且つ回転可能に基礎５２上に軸支され
ていて、ロータリキルン５０の回転に追従して回転しな
がら該ロータリキルン５０を支持するようになってい
る。また、上記ロータリキルン５０の長手方向の特定位
置の外周面にロータリキルン５０と同軸な歯車５３が一
箇所，設けられている。そして、その歯車５３に小歯車
５４が噛合し、その小歯車５４が減速機５５を介して図
示しない電動モータに連結して、もってその電動モータ
が出力する回転駆動を減速機５５で減速し、所定の回転
速度でロータリキルン５０を回転するようになってい
る。

【０００４】そして、上記のように構成されるロータリ
キルン５０に対して、上流側に連結している投入ホッパ
５６から被醗酵物である家畜の糞尿や汚泥が投入され
る。ロータリキルン５０内に入った被醗酵物は、ロータ
リキルン５０が回転することで攪拌されなが下流側に送
られる。このとき、家畜の糞尿等は、醗酵して良質な有
機肥料となるのに醗酵槽内で数日間攪拌しながら寝かす
必要があるため、上記ロータリキルン５０は，例えば２
時間で１回転するなどの微速度で回転させる必要があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のロータリキルン形醗酵機では、４つの円柱
体５１の４点で，醗酵槽を形成するロータリキルン５０
を支持しているが、通常，ロータリキルン５０は、直径
２．５ｍ，長さ２０ｍのもので３５．３ton の自重を有
するために、４点で支持するためには堅牢な容器とする
必要があり、ロータリキルン５０自身の肉厚を、例えば
鋼板で１２〜２０mm厚に設定する必要がある。

【０００６】また、ギヤ駆動でロータリキルン５０を回
転させているが、微速度で回転させるために減速機５５
を使用しているので、減速比を大きくしようとすると減
速機５５自体を大型化する必要があるという問題があ
る。さらに、上記のように重量があるロータリキルン５
０に、一箇所から駆動力を入力しているために大きな駆
動力を必要とすると共にロータリキルン５０自身を堅固
に形成する必要があるという問題がある。

【０００７】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、ロータリキルンに入力する駆動力や該
ロータリキルンを支持する荷重を分散すると共に、減速
機を使用せずにロータリキルンを微速度で回転駆動可能
なロータリキルン形醗酵機を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のロータリキルン形醗酵機は、本体が醗酵槽
を形成する円筒形状のロータリキルンからなり、そのロ
ータリキルンの上流側から醗酵させる家畜の糞尿や汚泥
等の被醗酵物を入れ、上記ロータリキルンを下側から支
持するロータリキルン回転駆動手段によってロータリキ
ルンを微速度で回転して、上記被醗酵物を、攪拌しなが
らロータリキルンの下流側に送りつつ醗酵させるロータ
リキルン形醗酵機において、上記ロータリキルン回転駆
動手段が、回転可能に軸支され互いに平行に横架される
１対の回転軸と、その回転軸へ同軸に固着され上記ロー
タリキルンを，下側から接触して支持する複数のタイヤ
と、一方の回転軸に入力される回転トルクを他方の回転
軸に同期をとって伝動する伝動手段と、上記一方の回転
軸に連結する駆動軸と、その駆動軸から径方向に延設さ
れ、駆動軸を中心とする回転方向への位相が互いに相違
して配置された複数の旋回アームと、軸線を駆動軸の径
方向へ向けると共に、対応する旋回アームが所定位置に
移動したときに伸縮可能なピストンロッドの先端部がそ
の旋回アームへ当接可能に配置された複数の流体圧シリ
ンダ装置と、その複数の流体圧シリンダ装置のピストン
ロッドを順番に所望の速度で伸縮させるコントローラと
からなることを特徴としている。

【０００９】

【作用】順番に、各流体圧シリンダ装置のピストンロッ
ドをゆっくりと縮状態から伸ばして、各ピストンロッド
の先端部が所定位置にきた対向する各旋回アームを，順
番に所定角度旋回するように同一方向へ押し込むことで
駆動軸が回転し、更に、該駆動軸の回転がチェーンやギ
ヤなどによる伝動手段で伝動されて、１対の回転軸が同
一方向に同期をとって回転する。

【００１０】続いて、その両回転軸に固着している複数
のタイヤが回転し、そのタイヤに支持されているロータ
リキルンが、タイヤとロータリキルンの周面との間の摩
擦を介して回転する。上記ロータリキルンの回転速度
は、各シリンダ装置のピストンロッドのストロークの速
さに比例するので、ロータリキルンの回転速度が所望の
速さになるように該ストロークの速さを調整すること
で、ロータリキルンを回転する駆動装置を大きくするこ
となくロータリキルンの回転速度を所望の速度で回転さ
せることができる。

【００１１】また、複数のタイヤで支持すると共に、そ
の複数のタイヤから駆動力が入力されるので、ロータリ
キルンへの駆動力と支持荷重が分散されて、各タイヤ単
位の駆動力，及び支持荷重が小さくなる。このとき、従
来のようなギヤ伝動で駆動力の分散を実施しようとする
と、ギヤ伝動では滑り作用が小さいので、出来るだけ誤
差なく同じ大きさの回転トルクが伝動できるだけの同期
精度などに対する制御が要求されて、ギヤ伝動の設置箇
所を多くすることは難しいが、本発明では、ロータリキ
ルンへの回転トルクの伝動として摩擦伝動を利用してい
るので、各タイヤからロータリキルンへの伝動トルクに
万一差異が発生しても、滑り作用によって各タイヤから
のロータリキルンへの伝動の誤差が吸収されるために、
ロータリキルンを支持すると共に回転させる，タイヤの
数を多く設置することができる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面をもとに説明する。ま
ず構成を説明すると、図１及び図２に示すように、軸方
向に長い円筒形状からなるステンレス製のロータリキル
ン１が軸をほぼ水平にして基礎２上に配置され、そのロ
ータリキルン１の上流側（図中右側）の開口端部に投入
ホッパ３が連結し、その投入ホッパ３に案内されて、被
醗酵物である家畜の糞尿や汚泥がロータリキルン１内に
送られる。そして、後述するロータリキルン回転駆動手
段４でそのロータリキルン１が微速度で回転させられ
て、ロータリキルン１に収納された被醗酵物が攪拌され
ながら下流側（図中左側）の開口端部までゆっくり送ら
れる。そして、その被醗酵物は、上記ロータリキルン１
内で攪拌されながら送られる間に醗酵して均一な有機肥
料となり、ロータリキルン１の下流側開口部の排出口か
ら排出されて、その下方に一端側が配置してある図示し
ないベルトコンベヤによって所定位置の肥料収納場所に
搬送されていく。

【００１３】上記ロータリキルン１は、複数の筒体５を
軸方向に連結して構成されている。その各筒体５は、４
つの胴体フレーム６によって筒形状に形成されている。
その各胴体フレーム６は、図３に示すように、縦断面が
四分の一円の円弧形状になっていると共に円周方向両端
部にそれぞれ内向きフランジ６ａが形成されていて、４
つの胴体フレーム６の内向きフランジ６ａ同士をボルト
止め等によって接合することで筒形状の各筒体５に形成
される。

【００１４】また、各胴体フレーム６の内周面には、そ
の胴体フレーム６を補強するために５つの胴体リブ７が
互いに軸方向へ所定の間隔をあけて配設されている。そ
の各胴体リブ７は、４分の１円の円弧形状をしていて、
図４に示すように、胴体フレーム６の円周方向に沿って
それぞれ固着されている。その５つの胴体リブ７のう
ち，胴体フレーム６の両端部に固着している胴体リブ７
ａの側面には、それぞれ胴体フランジリブ８が円周方向
に沿って複数，固着されている（図４では右側のみ図示
している）。その各胴体フランジリブ８は、それぞれ胴
体フレーム６の内面に沿って胴体フレーム６の軸方向に
延設されて筒体５の端部を補強している。

【００１５】また、上記４つの胴体フレーム６から形成
される筒体５の両端部には、それぞれ胴体フレーム６よ
りも外径が大きい２分の１円の円弧形状からなる胴体フ
ランジ９が１対づつそれぞれ固着し、もってその胴体フ
ランジ９は筒体５両端部における外向きのフランジを形
成している。そして、各筒体５は、その端部に設けられ
ている胴体フランジ９の側面同士を同軸に当接し、ボル
ト止め等によって接合されることで連結されてロータリ
キルン１を形成している。

【００１６】そのロータリキルン１の下側に、そのロー
タリキルン１を回転駆動するロータリキルン回転駆動手
段４が設けられている。次に、そのロータリキルン回転
駆動手段４の構成を説明すると、図５及び図６に示すよ
うに、所定の基礎２の上に、上記ロータリキルン１の軸
方向に沿い，且つ互いに水平面で平行な一対の回転軸１
０ａ，１０ｂが配置され、その各回転軸１０ａ，１０ｂ
は、それぞれ基礎２から立設して所定の間隔をあけて配
置された複数の支持台１１によって回転可能に軸支され
ている。

【００１７】その各回転軸１０ａ，１０ｂは、複数のシ
ャフトの両端部をカップリング１２によって連結されて
形成されていて、その回転軸１０ａ，１０ｂに複数のタ
イヤ１３が互いに所定間隔をあけて固着されている。そ
の各タイヤ１３は中実のゴムタイヤである。その複数の
タイヤ１３の上に、図１及び図７に示すように、ロータ
リキルン１が載り、該タイヤ１３を回転駆動することで
タイヤ１３とロータリキルン１との間の摩擦力によって
回転トルクが伝動されて該ロータリキルン１が回転する
ようになっている。

【００１８】上記回転軸１０ａ，１０ｂに固定されてい
る複数のタイヤ１３のうち，ロータリキルン１の各胴体
フランジ９近傍に配置されたタイヤ１３は、側面に金属
板が付着されていて、その金属板の外面を上記胴体フラ
ンジ９側面に接触するような位置になるように回転軸１
０ａ，１０ｂへ配置されている。これによって、ロータ
リキルン１が、回転するときに軸方向に移動しないよう
に規制されている。

【００１９】上記のような一対の回転軸１０ａ，１０ｂ
の一端側（図５中，右側）には、それぞれ駆動軸１４及
び従動軸１５がカップリング１２を介して連結してい
て、その駆動軸１４及び従動軸１５にそれぞれ設けられ
ているスプロケット１６，１６間に無端環状のローラチ
ェーン１７が掛け渡されて伝動手段を構成し、そのチェ
ーン１７によって、一方の回転軸１０ａの回転トルクが
同期をとって他方の回転軸１０ｂに伝動するようになっ
ている。

【００２０】また、駆動軸１４には、３つの旋回アーム
１８が駆動軸１４に沿って所定間隔をあけて固定されて
いる。各旋回アーム１８は、図８及び図９に示すよう
に、それぞれ駆動軸１４を中心にして互いに反対方向へ
延びる一対の腕１８ａからなり、駆動軸１４に対する各
旋回アーム１８の延設方向が互いに６０度の位相差を有
して配置されている。

【００２１】また、各旋回アーム１８には、旋回アーム
１８を所定角度だけ旋回駆動するシリンダ装置１９が個
別にそれぞれ配置されている。そのシリンダ装置１９
は、その軸線を駆動軸１４の径方向に向けると共に、対
応する上記旋回アーム１８に先端側を向けて配設され、
シリンダチューブ１９ａの後端部が基礎２に上下方向へ
旋回可能に軸支され、シリンダチューブ１９ａに沿って
往復移動するピストンロッド１９ｂの先端部にヘッド２
０が固定されている。また、シリンダチューブ１９ａの
外周面に、回転止めシャフト２１がシリンダチューブ１
９ａの軸方向へ伸縮自在に固定されており、その回転止
めシャフト２１の先端部が上記ヘッド２０へ一体に連結
していて、ピストンロッド１９ｂの伸縮に追従して回転
止めシャフト２１も伸縮し、該ピストンロッド１９ｂ及
びヘッド２０に軸回転が発生しないように防止してい
る。

【００２２】また、シリンダチューブ１９ａの先端部下
側には当接板２２が配設されると共に、その当接板２２
に対して上端部を当てることで該シリンダチューブ１９
ａの水平面に対する軸線が所定傾斜角度になるように支
持する角度調整支持体２３が配置されている。その角度
調整支持体２３は、基礎２に固定された角度調整支持台
２３ａに、軸を斜め上方に向けた摺動棒２３ｂが軸方向
に往復移動可能に支持され、その摺動棒２３ｂの先端部
が形成する球体２３ｃを当接板２２に当接可能状態にし
ていると共に、摺動棒２３ｂの外周で且つ摺動棒２３ｂ
と同軸にバネ２３ｄが配設され、そのバネ２３ｄによっ
て摺動棒２３ｂが軸方向の斜め上方に付勢されている。

【００２３】また、それぞれが各旋回アーム１８に対応
している３台のシリンダ装置１９は、コントローラを兼
ねた油圧ユニット２４に接続され、該油圧ユニット２４
によって３台のシリンダ装置１９のピストンロッド１９
ｂが順番に所望の速度で伸縮するように駆動制御される
ようになっている。なお、上記ロータリキルン１の上流
側開口端部に連結している投入ホッパ３の上端開口部に
は水平にスライド可能な投入ゲート２５が備えられてい
て、家畜の糞尿等をホッパ３内に投入するとき以外は、
ホッパ３の上端開口部を閉塞するようになっている。

【００２４】また、上記投入ホッパ３の上部側面には排
気口２６が設けられている。その排気口２６には排気ダ
クト２７の一端部が連結し、その排気ダクト２７の他端
部は図示しない脱臭用のブロアに連通している。また、
上記ロータリキルン１の下流側開口端部の下側が肥料排
出口が形成されていると共に、その開口端部の上側に加
温バーナー２８が設けられて、冬季等で温度が低下した
ときにロータリキルン１内を加温するようになってい
る。

【００２５】上記のような構成のロータリキルン形醗酵
機では、ロータリキルン１が複数の胴体フレーム６，胴
体フランジ９に分割して持ち運び可能になると共に、回
転軸１０ａ，１０ｂもカップリング１２で連結している
ので分割して持ち運び可能になっているので、分割した
状態で現場まで搬送して現場で組立可能となり、従来，
工場で組み立てて長さが２０ｍ以上もなるロータリキル
ン形醗酵機を搬送するような手間が軽減され、遠方への
醗酵機の輸送が容易にできるようになる。

【００２６】また、上記構成のロータリキルン形醗酵機
では、投入ホッパ３の投入口を閉じている投入ゲート２
５をスライドして該投入ホッパ３の投入口を開け、その
投入口から図示しないショベル・ダンプやベルトコンベ
ヤ等によって被醗酵物である家畜の糞尿が投入されて、
醗酵槽を構成するロータリキルン１内の上流側に上記糞
尿が収納される。被醗酵物を投入するとき以外は、上記
投入ゲート２５をスライドして投入ホッパ３の投入口を
閉じておく。これによって、醗酵槽を形成するロータリ
キルン１が通常時は密閉状態になり、醗酵の際に発生す
る悪臭を外部に洩らすことがないと共に、排気ダクト２
７を介してブロアでロータリキルン１内の脱臭を行う。

【００２７】また、油圧ユニット２４によって、３つの
シリンダ装置１９のピストンロッド１９ｂが順番にゆっ
くりと伸縮するように制御されている。このとき、対応
する旋回アーム１８の腕１８ａが所定位置にきている
と、１つのシリンダ装置１９のピストンロッド１９ｂが
伸びることで、その先端部に設けられたヘッド２０が旋
回アーム１８の一方の腕１８ａ部に当接し、さらにその
腕１８ａ部を押して６０度旋回させる。すると、２番目
のアームの一方の腕１８ａが対応するシリンダ装置１９
のヘッド２０の傍である所定位置にきていて、２番目の
シリンダ装置１９のピストンロッド１９ｂが伸縮して２
番目の旋回アーム１８の一方の腕１８ａ部を６０度旋回
させる。続いて、３番目のシリンダ装置１９のピストン
ロッド１９ｂが伸縮して３番目の旋回アーム１８を６０
度回転する。

【００２８】このように、３つのシリンダ装置１９のピ
ストンロッド１９ｂを順番に駆動することで３つの旋回
アーム１８を順番の６０度旋回させて駆動軸１４を１８
０度回転する。なお、各シリンダ装置１９のピストンロ
ッド１９ｂの伸縮は油圧で行われるので、ゆっくり移動
させることができる。

【００２９】以上のように、３つのシリンダ装置１９の
ピストンロッド１９ｂを順番に駆動することを繰り返す
ことで駆動軸１４が回転し、該駆動軸１４の回転トルク
がカップリング１２を介して一方の回転軸１０ａに伝動
されると共に、チェーン１７を介して他方の回転軸１０
ｂにも伝動され、もって１対の回転軸１０ａ，１０ｂが
同期をとって所定の回転トルクで回転するようになって
いる。

【００３０】そして、１対の回転軸１０ａ，１０ｂが回
転することで両回転軸１０ａ，１０ｂに固定されている
各タイヤ１３が回転駆動され、その複数のタイヤ１３の
上にのっているロータリキルン１が回転するようになっ
ている。上記のようにして常時ロータリキルン１は軸回
転していて、上記ロータリキルン１の上流側から入れら
れた糞尿は、ロータリキルン１の回転に伴って攪拌され
つつ醗酵しながら下流側に徐々に送られ、上質な肥料と
なって排出口から排出され、図示しないベルトコンベヤ
によって所定の格納場所に搬送される。

【００３１】このとき、被醗酵物である家畜の糞尿を醗
酵させて上質な肥料にするには、醗酵槽内におよそ４日
間は滞留させる必要があるため、ロータリキルン１内の
糞尿を攪拌しながら下流側に送るロータリキルン１の回
転速度を遅くする必要があり、２時間で１回転する程度
の遅い回転にする必要があるが、本実施例においては、
油圧を使用してシリンダ装置１９のピストンロッド１９
ｂの伸縮を旋回アーム１８を介して回転運動に変換して
いるので、該ピストンロッド１９ｂのストロークの速度
を遅くするだけでロータリキルン１の回転速度を減速す
ることが可能となり、一つのシリンダ装置１９でのピス
トンロッド１９ｂが伸びるのに要する時間を２０分に設
定しておくと、２０分で駆動軸１４は６０度回転し、該
駆動軸１４が１回転するのに２時間かかるようになる。
このように、駆動軸１４の回転速度を減速機を用いるこ
となく遅くすることができる。

【００３２】また、ロータリキルン１を複数のタイヤ１
３で支持しているために各タイヤ１３で支持しなければ
ならない荷重が小さくなると共に駆動力の入力も分散し
たので、従来の４点で支持する場合に比べてロータリキ
ルン１自身の肉厚を薄くして軽くすることができる。例
えば回転軸１０ａ，１０ｂの片側に１８個のタイヤ１３
を配設しておくと、３２箇所で支持するため、従来の４
箇所での支持に比べて各タイヤ１３にかかる支持荷重が
４／３６≒０．１となり、各タイヤ１３で支持する荷重
が従来の約１割に減じると共に、各タイヤ１３を介して
ロータリキルン１を回転駆動するようにしたため駆動力
が分散して、それぞれ４個から５個のタイヤ１３でそれ
ぞれの筒体５を回転駆動するようになる。

【００３３】なお、上記実施例では各旋回アーム１８の
腕１８ａを２本にしているが、１本でもよいし３本以上
の腕１８ａを持っていてもよい。また、上記実施例では
１対の回転軸１０ａ，１０ｂの回転の同期をチェーン伝
動で実施しているが、ギヤ伝動等，他の公知の手段で同
期をとって回転するようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のロー
タリキルン形醗酵機は、ロータリキルンの支持位置，及
びロータリキルンに回転トルクを入力する箇所を複数に
したので、ロータリキルンを支持する各タイヤの支持荷
重が小さくなると共に、該ロータリキルンに伝動される
駆動力が分散されて、ロータリキルンを軽量化すること
ができるようになる。特にタイヤとの摩擦伝動によって
ロータリキルンを回転しているので、ロータリキルンに
回転駆動力を入力する箇所を多く設定することができ
る。

【００３５】また、流体圧シリンダ装置によって、回転
軸を回転駆動するようにしたので、減速機を使用するこ
となくゆっくりとした所望の回転速度でロータリキルン
を回転可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例のロータリキルン形醗酵機
を示す側面図である。

【図２】図１における平面図である。

【図３】胴体フレームを示す斜視図である。

【図４】筒体の一部を示す図である。

【図５】ロータリキルン回転駆動手段を示す平面図であ
る。

【図６】ロータリキルン回転駆動手段を示す側面図であ
る。

【図７】筒体とタイヤとの関係を示す正面図である。

【図８】旋回アーム及びシリンダ装置の配置を示す図で
ある。

【図９】旋回アームの配置を示す図である。

【図１０】従来のロータリキルン形醗酵装置を示す側面
図である。

【符号の説明】

１ ロータリキルン ４ ロータリキルン回転駆動手段 ５ 筒体 ９ 胴体フランジ １０ａ，１０ｂ 回転軸 １３ タイヤ １４ 駆動軸 １５ 従動軸 １６ スプロケット １７ ローラチェーン １８ 旋回アーム １９ シリンダ装置 ２４ 油圧ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体が醗酵槽を形成する円筒形状のロー
   タリキルンからなり、そのロータリキルンの上流側から
   醗酵させる家畜の糞尿や汚泥等の被醗酵物を入れ、上記
   ロータリキルンを下側から支持するロータリキルン回転
   駆動手段によってロータリキルンを微速度で回転して、
   上記被醗酵物を、攪拌しながらロータリキルンの下流側
   に送りつつ醗酵させるロータリキルン形醗酵機におい
   て、上記ロータリキルン回転駆動手段が、回転可能に軸
   支され互いに平行に横架される１対の回転軸と、その回
   転軸へ同軸に固着され上記ロータリキルンを，下側から
   接触して支持する複数のタイヤと、一方の回転軸に入力
   される回転トルクを他方の回転軸に同期をとって伝動す
   る伝動手段と、上記一方の回転軸に連結する駆動軸と、
   その駆動軸から径方向に延設され、駆動軸を中心とする
   回転方向への位相が互いに相違して配置された複数の旋
   回アームと、軸線を駆動軸の径方向へ向けると共に、対
   応する旋回アームが所定位置に移動したときに伸縮可能
   なピストンロッドの先端部がその旋回アームへ当接可能
   に配置された複数の流体圧シリンダ装置と、その複数の
   流体圧シリンダ装置のピストンロッドを順番に所望の速
   度で伸縮させるコントローラとからなることを特徴とす
   るロータリキルン形醗酵機。