JPH1160366A - 堆肥化資材製造設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 堆肥化資材製造設備を安い製作コストで製作
できるようにする。 【解決手段】 水分を含有した有機物含有廃棄物と低水
分の副資材とを混合した混合物を加圧状態で混練して排
出する加圧混練部Ｅと、その加圧混練部に混合物を供給
する混合物供給手段Ｋとを設け、その混合物供給手段
が、加圧混練部に設けられる加圧混練用の駆動回転体の
駆動負荷が適正な駆動負荷に維持されるように、混合物
の供給量を変更調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水分を含有した有
機物含有廃棄物と低水分の副資材とを混合した混合物を
加圧状態で混練して排出する加圧混練部を備えた堆肥化
資材製造設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記堆肥化資材製造設備は、有機物含有
廃棄物と副資材との混合物を加圧混練部において加圧状
態で混練して、その混練に伴って発生する熱を利用し
て、混練物を醗酵し易い適温に加熱するとともに、低温
下での醗酵による悪臭の発生を防止するようにしたもの
であるが、加圧混練部への混合物の供給量が多いときに
は発生する熱が多くなって混合物が過剰に加熱されるお
それがあり、混合物の供給量が少ないときには発生する
熱が少なくなって混合物の加熱が不充分になるおそれが
あり、混合物が適温に加熱されるように、加圧混練部へ
の混合物の供給量を調節する必要がある。そこで、加圧
混練部への混合物の供給量を調節するにあたって、従
来、例えば特開平６−１９９５８５号公報に記載されて
いるように、加圧混練部にて混練中の混合物の圧力を検
出する圧力センサを設けて、その検出圧力が、混合物が
適温に加熱されているときに対応する圧力範囲から外れ
ると、混合物の供給量を調節して、混合物が適温に加熱
されるように構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、加圧混練部への混合物の供給量を調節するにあたっ
て、混練中の混合物の圧力を検出できるように、圧力セ
ンサを加圧混練部に組み付ける必要があり、堆肥化資材
製造設備の製作コストが高くなる欠点がある。本発明は
上記実情に鑑みてなされたものであって、加圧混練部の
駆動構造を活用することで、堆肥化資材製造設備を安い
製作コストで製作できるようにすることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の堆肥化資
材製造設備は、加圧混練部に設けられる加圧混練用の駆
動回転体の駆動負荷が適正な駆動負荷よりも大きくて混
合物が過剰に加熱されるおそれがある場合や、適正な駆
動負荷よりも小さくて混合物の加熱が不充分になるおそ
れがある場合に、混合物供給手段は、駆動回転体の駆動
負荷が適正な駆動負荷に維持されるように、混合物の供
給量を変更調節する。従って、従来のように圧力センサ
を加圧混練部に組み付けることなく、加圧混練用の駆動
回転体の駆動負荷に基づいて、混合物が適温に加熱され
るように加圧混練部への混合物の供給量を変更調節する
ことができるので、堆肥化資材製造設備を安い製作コス
トで製作できる。又、加圧混練部の内部にセンサを設け
る従来技術においてはセンサの故障等によるメンテナン
ス作業が煩わしいものとなるが、本発明では、そのよう
な不利がない。請求項２記載の堆肥化資材製造設備は、
駆動回転体を駆動する電動モータの駆動電流が設定範囲
から外れて、混合物が過剰に加熱されたり、混合物の加
熱が不充分になるおそれがある場合に、混合物供給手段
は、電動モータの駆動電流が設定範囲内となるように混
合物の供給量を変更調節する。従って、例えば駆動回転
体の回転軸のトルクに基づいて駆動負荷を検出するよう
な特別な検出手段を設けることなく、加圧混練部への混
合物の供給量を、電動モータの駆動電流に基づいて、簡
便に変更調節することができる。請求項３記載の堆肥化
資材製造設備は、混合部にて混合された混合物を貯留部
に貯留して、その貯留部から排出される混合物を混合物
供給手段にて加圧混練部に供給することができる。従っ
て、混合物の加圧混練部への供給作業の省力化を図るこ
とができるとともに、混合部にて混合された混合物のう
ちの必要量を貯留部から混合物加圧混練部に供給するこ
とができるので、混合部にて混合される単位時間当たり
の混合物量を特に変更することなく、加圧混練部への混
合物の供給量を簡便に変更調節することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】

〔第１実施形態〕本発明の第１実施形態を、水分を含有
した有機物含有廃棄物として家畜の糞尿を利用する堆肥
化資材製造設備について説明する。図１は本発明による
堆肥化資材製造設備全体の概略構成を示し、家畜として
の牛が排泄した糞尿を貯留しておく糞尿溜部Ａ１を設け
てある牛舎（家畜飼育場）Ａと、藁や草，籾殻，おが屑
等のセルロースを含有した低水分の副資材を貯留する副
資材タンクＢと、糞尿溜部Ａ１から供給される糞尿と副
資材タンクＢから供給される副資材とを混合して排出す
る混合部Ｃと、その混合部Ｃにて混合された混合物を貯
留並びに排出自在な貯留部としての混合物タンクＤと、
その混合物タンクＤから排出された混合物を加圧状態で
混練して排出する加圧混練部Ｅと、その加圧混練部Ｅに
て加圧混練された混練物を堆積発酵させて堆肥化資材を
生成する発酵部Ｆと、制御部Ｇとを備えている。

【０００６】更に、牛舎Ａにおける糞尿溜部Ａ１の糞尿
を取得保持して混合部Ｃに対する供給位置まで搬送し
て、その供給位置にて保持している糞尿を混合部Ｃに供
給するように構成された糞尿供給手段Ｈと、副資材タン
クＢ内の副資材を混合部Ｃに供給する副資材供給手段Ｊ
と、混合物タンクＤから排出される混合物を加圧混練部
Ｅに供給する混合物供給手段Ｋと、加圧混練部Ｅから排
出される混練物を発酵部Ｆに供給する混練物供給手段Ｌ
と、発酵部Ｆにて生成された堆肥化資材を排出する堆肥
化資材排出手段Ｍとを備えている。

【０００７】前記制御部Ｇは、図２のブロック図で示す
ように、制御盤３２にて設定された稼働開始時刻や糞尿
と副資材との混合比、堆肥化資材の製造量等の情報に基
づいて、混合部Ｃと加圧混練部Ｅ、並びに、各供給手段
Ｈ，Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍの作動を制御するように構成されて
いる。そして、設定された稼働開始時刻になると、糞尿
供給手段Ｈと副資材供給手段Ｊにて糞尿と副資材とを混
合部Ｃに供給して、その糞尿と副資材とを混合しながら
その混合物を混合物タンクＤに貯留し（混合工程）、そ
の混合物タンクＤに貯留されている混合物を混合物供給
手段Ｋにて加圧混練部Ｅへ供給して、加圧状態で混練し
（加圧混練工程）、加圧混練部Ｅにて生成された混練物
を混練物供給手段Ｌにて発酵部Ｆに供給して堆積醗酵さ
せ（醗酵工程）、発酵部Ｆにて生成された醗酵済の混練
物を堆肥化資材として堆肥化資材排出手段Ｍで排出する
（堆肥化資材排出工程）までの作業を、制御部Ｇによる
制御によって自動的に行うように構成されている。

【０００８】前記糞尿供給手段Ｈは、図３，図４に示す
ように、糞尿搬送コンベア１にて構成してあり、この糞
尿搬送コンベア１は、牛舎Ａの糞尿溜部Ａ１、及び、混
合部Ｃに対する供給位置（後述する混合タンク５に設け
たホッパ３の上方位置に相当する）を巡る所定の周回経
路に沿って周回するように敷設した無端周回チェーン１
ａと、その無端周回チェーン１ａに設定間隔をあけて片
持ち状に付設されて、糞尿を係止保持する多数の係止搬
送体１ｂと、無端周回チェーン１ａを周回駆動する糞尿
供給用電動モータ１ｃとを備えて構成してある。尚、糞
尿搬送コンベア１のうちの、糞尿を混合部Ｃに対する供
給位置にまで揚上搬送する揚上搬送部１Ａは、係止搬送
体１ｂが傾斜姿勢の受け板１ｄ上を移動するように設け
られ、受け板１ｄの上端では係止搬送体１ｂが受け板１
ｄの先端よりも突出する状態で旋回するよう設けられて
いる。

【０００９】前記糞尿溜部Ａ１は、牛舎Ａの床に排泄さ
れた糞尿が流れ込むように溝状に形成され、その溝状糞
尿溜部Ａ１と受け板１ｄの下端部分とは、地面等に形成
した溝状搬送路Ａ２にて連結してあり、無端周回チェー
ン１ａは、溝状糞尿溜部Ａ１内、溝状搬送路Ａ２内、及
び、受け板１ｄ上を移動するように敷設してある。そし
て、溝状糞尿溜部Ａ１内の糞尿を係止搬送体１ｂに係止
保持させた状態で、溝状糞尿溜部Ａ１内、溝状搬送路Ａ
２内及び受け板１ｄ上を経て、ホッパ３の上方の供給位
置まで搬送し、そこで、落下させて、混合部Ｃに供給す
るように構成してある。

【００１０】前記副資材タンクＢは、図６〜図８に示す
ように、糞尿溜部Ａ１よりも混合部Ｃの横側部に近接し
て設けられ、副資材供給手段Ｊは、副資材タンクＢ内の
底部に設けられていて、副資材をタンク外に排出する副
資材排出スクリュー２と、その副資材排出スクリュー２
にて排出される副資材を受けて、ホッパ３の上方まで揚
上搬送して、ホッパ３に落下供給する副資材揚上搬送コ
ンベア４とを設けて構成してある。

【００１１】尚、混合部Ｃにおいて糞尿と副資材とを混
合した混合物の水分含有率が発酵に適した水分含有率に
なるように、糞尿供給手段Ｈ及び副資材供給手段Ｊ夫々
による供給量を調節してある。例えば、牛の糞尿の場
合、糞尿の水分含有率は８５％程度であり、籾殻、おが
屑等の副資材の水分含有率は１５〜２０％程度であり、
それらの糞尿と副資材とを、混合後の水分含有率が例え
ば６０〜７０％、望ましくは６５％程度になるような供
給量比で供給する。

【００１２】前記混合部Ｃは、図５〜図８に示すよう
に、糞尿搬送コンベア１から供給される糞尿、及び、副
資材揚上搬送コンベア４から供給される副資材が投入さ
れる前述のホッパ３と、横向き円筒状の混合タンク５
と、混合物を混合物タンクＤ内に投入する為の混合物投
入路６と、ホッパ３の底部から糞尿及び副資材を混合タ
ンク５内に供給する供給スクリュー７と、混合タンク５
内の糞尿及び副資材を攪拌混合して混合物を生成する多
数の攪拌混合羽根８と、攪拌混合羽根８で攪拌混合され
た混合物を混合物投入路６に向けて撥ね上げる板状の撥
ね上げ羽根９とを備えた混合機を設けて構成され、糞尿
と副資材とを混合しながら、その混合物を混合物タンク
Ｄ内に排出するように構成されている。前記供給スクリ
ュー７と攪拌混合羽根８及び撥ね上げ羽根９は、混合用
電動モータ１０で駆動される同じ回転軸１１に取り付け
られ、糞尿と副資材とを供給スクリュー７で混合タンク
５の一端側に供給しながら、混合タンク５内で攪拌混合
されている混合物を混合タンク５の他端側に押し出し
て、その混合物を撥ね上げ羽根９で撥ね上げ、混合物投
入路６を通って混合物タンクＤ内に投入するように構成
してある。尚、混合機Ｃで混合された混合物を混合物タ
ンクＤ内に投入するに当たって、混合タンク５から排出
される混合物をスリューコンベア等で混合物タンクＤ上
部に搬送して投入するように構成しても良い。

【００１３】前記混合物タンクＤには、図５，図６，図
８に示すように、貯留されている混合物が分離しないよ
うに攪拌する多数の攪拌羽根１２ａを備えた攪拌用回転
体１２が設けられている。

【００１４】前記混合物供給手段Ｋは、図６〜図８に示
すように、混合物タンクＤの底部に設けた排出口１３か
ら混合物を落下排出させる混合物排出スクリュー１４
と、その混合物排出スクリュー１４で落下排出された混
合物を受け止めて搬送する混合物スクリューコンベア１
５とを設けて構成してあり、混合物スクリューコンベア
１５は、混合物を後述する加圧混練部Ｅの受入れホッパ
１６の上方まで搬送して、そこから受入れホッパ１６に
落下供給するように設けてある。そして、排出用電動モ
ータ１７の駆動で回動する伝動ベルト１７ａを、攪拌用
回転体１２の回転軸１２ｂ及び混合物排出スクリュー１
４の回転軸１４ａに巻掛けて、攪拌用回転体１２と混合
物排出スクリュー１４とを連動して回転させるように構
成されている。

【００１５】前記加圧混練部Ｅは、図５〜図８に示すよ
うに、横向き円筒状の加圧混練タンク１８と、その加圧
混練タンク１８内に供給された混合物をタンクの一端側
から他端側に移動させながら加圧状態で混練する駆動回
転体としての加圧混練スクリュー１９と、そのスクリュ
ー回転軸１９ａを駆動回転させる混練用電動モータ２０
とを備えた加圧混練機を設けて構成されている。前記加
圧混練タンク１８には、混合物スクリューコンベア１５
から落下供給される混合物を受け入れる受入れホッパ１
６と、その受入れホッパ１６に受け入れた混合物を加圧
混練タンク１８内の一端側に供給する供給口１６ａと、
加圧混練タンク１８の他端側を塞ぐ着脱自在な蓋体１８
ａとが設けられ、その蓋体１８ａには加圧混練された混
練物が押し出されてくる多数の貫通孔２１を形成して、
混合物を加圧状態で混練しながら、その貫通孔２１から
混練物を排出するように構成されている。また、図９に
示すように、スクリュー回転軸１９ａの蓋体１８ａ側端
部には、加圧混練スクリュー１９と共に一体回転するカ
ッター２２が設けられ、加圧混練用タンク１８には、カ
ッター２２の回転に伴う混合物の共回りを阻止する突起
部材２３が螺着固定されている。そして、加圧混練スク
リュー１９の駆動に伴う混合物の移動を蓋体１８ａで規
制することで、その混合物を加圧状態で混練して、その
混練に伴って発生する圧縮熱及び摩擦熱によって、混合
物を醗酵し易い適温、例えば、好気性細菌が繁殖し易い
５０℃程度の温度に加熱するように構成され、蓋体１８
ａ内面で受け止められている適温の混合物を、蓋体１８
ａ内面に沿って摺動回転するカッター２２で切断しなが
ら貫通孔２１から押し出すように構成されている。

【００１６】前記加圧混練物供給手段Ｌは、加圧混練物
用ベルトコンベアを設けて構成してあり、図１に示すよ
うに、この加圧混練物用ベルトコンベアＬは、加圧混練
用タンク１８の蓋体１８ａに設けた貫通孔２１から押し
出されて落下する混練物を受け止めて発酵部Ｆとしての
堆肥舎２５内まで搬送し、堆肥舎２５内に落下供給する
ように設けてある。

【００１７】前記発酵部Ｆを構成している堆肥舎２５
は、図１に示すように、太陽熱が舎内に供給されるよう
にしたビニールハウス等を設けて構成され、加圧混練物
用ベルトコンベアＬから供給された混練物を、新しいも
のほど上層になるように堆肥舎２５内に堆積して、太陽
熱によってその発酵を促進しながら、２〜３ヶ月程度の
期間に亘って発酵処理するようにしてある。従って、堆
積中の混練物は、下層のものほど発酵が進んでおり、最
下層の最も発酵が進んでいる水分含有率が５０％程度の
混練物を堆肥化資材として、順次、堆肥化資材排出手段
Ｍにて取り出すようになっている。

【００１８】前記堆肥化資材排出手段Ｍは、図１に示す
ように、堆積中の混練物のうちの最下層の混練物を堆肥
化資材として舎外に排出するように設けた堆肥化資材排
出スクリュー２４と、その堆肥化資材排出スクリュー２
４にて排出される堆肥化資材を受け止めて所定の保管場
所に搬送する堆肥化資材排出用ベルトコンベア２６とを
設けて構成してある。

【００１９】前記制御部Ｇは、加圧混練スクリュー１９
の駆動負荷が、混合物を好気性細菌が繁殖し易い５０℃
程度の温度に加熱できる適正な駆動負荷に維持されるよ
うに、混合物供給手段Ｋによる加圧混練機Ｅへの混合物
の単位時間当たり供給量を変更調節するように構成され
ている。つまり、混練用電動モータ２０の駆動電流を加
圧混練スクリュー１９の駆動負荷として検出する検出部
２７を設けて、その検出駆動電流が、加圧混練スクリュ
ー１９の適正な駆動負荷に対応して予め求めた設定範囲
から増大側に外れると、その検出駆動電流が設定範囲内
の値になるように排出用電動モータ１７の回転数を少な
くして、混合物排出スクリュー１４による混合物の単位
時間当たり落下排出量を減らすことで、混合物スクリュ
ーコンベア１５による混合物の単位時間当たり供給量を
減少側に変更調節し、検出駆動電流が設定範囲から減少
側に外れると、その検出駆動電流が設定範囲内の値にな
るように排出用電動モータ１７の回転数を多くして、混
合物排出スクリュー１４による混合物の単位時間当たり
落下排出量を増やすことで、混合物スクリューコンベア
１５よる混合物の単位時間当たり供給量を増大側に変更
調節するように構成されている。

【００２０】〔第２実施形態〕図１０は、本発明の第２
実施形態を示し、副資材供給手段Ｊは、副資材タンクＢ
の底部から副資材をタンク外に排出する副資材排出スク
リュー２８のみにて構成して、排出した副資材を糞尿搬
送コンベア１における揚上搬送部１Ａの搬送始端側に落
下させるように設けてあり、家畜糞尿と副資材とを糞尿
搬送コンベア１の揚上搬送部１Ａで搬送するようにして
ある。

【００２１】また、揚上搬送部１Ａで搬送される家畜糞
尿、及び、副資材を受入れホッパ２９から受け入れて、
排出部３１に向けて搬送しながら攪拌混合する混合用ス
クリューコンベア３０を設けてあり、この混合用スクリ
ューコンベア３０にて混合された混合物を加圧混練機Ｅ
の受入れホッパ１６内に落下供給するように構成して、
この混合用スクリューコンベア３０を、混合部（混合
機）Ｃ及び混合物供給手段Ｋとして機能させるように構
成してある。

【００２２】そして、制御部Ｇは、加圧混練スクリュー
１９の駆動負荷が、混合物を好気性細菌が繁殖し易い温
度に加熱できる適正な駆動負荷に維持されるように、混
合用スクリューコンベア３０による加圧混練機Ｅへの混
合物の単位時間当たり供給量を変更調節するように構成
されている。その他の構成は第１実施形態と同様であ
る。

【００２３】〔第３実施形態〕上記第１実施形態又は第
２実施形態において、加圧混練スクリュー１９の駆動負
荷が、混合物を好気性細菌が繁殖し易い温度に加熱でき
る適正な駆動負荷に維持されるように、制御部Ｇは、糞
尿供給手段Ｈによる家畜糞尿の混合部（混合機）Ｃへの
単位時間当たり供給量と、副資材供給手段Ｊによる副資
材の混合機Ｃへの単位時間当たり供給量とを調節して、
混合機Ｃにおける単位時間当たりの混合物生成量を調節
し、もって、混合機Ｃからの単位時間当たりの混合物排
出量を調節して、加圧混練機Ｅへの混合物の単位時間当
たり供給量を変更調節するように構成しても良い。その
他の構成は第１実施形態又は第２実施形態と同様であ
る。

【００２４】〔その他の実施形態〕 １．本発明による堆肥化資材製造設備は、駆動回転体の
回転軸のトルクを駆動回転体の駆動負荷として検出し
て、そのトルクが適正な範囲に維持されるように、混合
物の供給量を変更調節するように構成されていも良い。 ２．本発明による堆肥化資材製造設備は、混合物供給手
段が、混合部で混合された混合物を加圧混練部に直接供
給するように構成されていても良い。 ３．本発明による堆肥化資材製造設備は、混合部が、混
合物を貯留並びに排出自在な貯留部内において有機物含
有廃棄物と副資材とを混合するように構成されていても
良い。 ４．本発明による堆肥化資材製造設備は、有機物含有廃
棄物と副資材とを混合した混合物を加圧状態で混練して
から、その混練物の全量を排出するバッチ処理方式の加
圧混練部を備えていても良い。 ５．本発明による堆肥化資材製造設備は、加圧混練部で
混練された混練物を堆肥化資材として製造するものであ
っても良い。 ６．本発明による堆肥化資材製造設備は、ペレット状に
加工した堆肥化資材を製造するものであっても良い。 ７．本発明による堆肥化資材製造設備は、牛以外の家
畜、例えば豚や鶏等の糞尿を有機物含有廃棄物として利
用するものであっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態にかかる堆肥化資材製造設備の全
体構成を示すブロック図

【図２】制御ブロック図

【図３】糞尿搬送コンベアを示す平面図

【図４】糞尿搬送コンベアを示す一部断面側面図

【図５】混合部を示す一部断面側面図

【図６】要部の平面図

【図７】要部の側面図

【図８】図６のVIII-VIII 線矢視一部断面側面図

【図９】加圧混練機の要部断面図

【図１０】第２実施形態にかかる堆肥化資材製造設備の
全体構成を示すブロック図

【符号の説明】

１９ 駆動回転体 ２０ 電動モータ Ｃ 混合部 Ｄ 貯留部 Ｅ 加圧混練部 Ｋ 混合物供給手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 健太郎 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内 (72)発明者 西尾 恒雄 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水分を含有した有機物含有廃棄物と低水
   分の副資材とを混合した混合物を加圧状態で混練して排
   出する加圧混練部を備えた堆肥化資材製造設備であっ
   て、 前記混合物を前記加圧混練部に供給する混合物供給手段
   が備えられ、 この混合物供給手段が、前記加圧混練部に設けられる加
   圧混練用の駆動回転体の駆動負荷が適正な駆動負荷に維
   持されるように、混合物の供給量を変更調節するように
   構成されている堆肥化資材製造設備。
2. 【請求項２】 前記駆動回転体を駆動する電動モータが
   設けられ、 前記混合物供給手段が、前記駆動回転体の駆動負荷とし
   ての前記電動モータの駆動電流が設定範囲から外れる
   と、設定範囲内となるように前記混合物の供給量を変更
   調節するように構成されている請求項１記載の堆肥化資
   材製造設備。
3. 【請求項３】 前記有機物含有廃棄物と前記副資材とを
   混合する混合部と、その混合部にて混合された混合物を
   貯留並びに排出自在な貯留部とが設けられ、 前記混合物供給手段が、前記貯留部から排出される混合
   物を搬送して前記加圧混練部に供給するように構成さ
   れ、かつ、混合物の供給量を変更調節自在に構成されて
   いる請求項１又は２記載の堆肥化資材製造設備。