(57)【要約】【課題】液体と固体からなる混合物の計測状態を適正に保ちつつ、簡易的に、そのような物質の通気量の測定ができる技術を提供する。【解決手段】通気抵抗測定装置１０は、上側の計測部２０と下側の収容部４０とから構成される。計測部２０は、圧力計３６と、送風用ポンプ３２と、堆肥サンプルＳを圧縮するための圧縮力可変機構３４とを備える。圧縮力可変機構３４は、軸部３９とその下側先端に取り付けられた第１の仕切り板６１とを備え、収容部４０に充填された堆肥サンプルＳを所望の圧縮率で圧縮する。また、第１の仕切り板６１は、２枚のパンチングメタルが重なって構成され、外周部に所定幅で環状（リング状）に形成されたショートパス防止リング部と、多孔状のメッシュ部とから構成される。【選択図】図１３
2010203906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体と液体との混合物に通気したときの通気抵抗を測定する通気抵抗測定装置であって、 
容器と、
前記容器の内部に設けられ、前記混合物を充填する空間を形成するとともに、通気性を有する二つの仕切り手段と、
前記二つの仕切り手段によって形成された前記空間の容積を調整する調整手段と、
前記空間に空気を供給する送風手段と、
通気したときの前記通気抵抗を計測するセンサと、
を備えることを特徴とする通気抵抗測定装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記二つの仕切り手段のうち、上側に設けられた仕切り手段を動かすことで、前記空間の容積を調整することを特徴とする請求項１に記載の通気抵抗測定装置。
【請求項３】
前記混合物と前記容器の側壁との間に発生する通気のショートパスを防止するショートパス防止手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の通気抵抗測定装置。
【請求項４】
前記仕切り手段は、圧縮したときに境界面に生じる液体を排出する機能を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の通気抵抗測定装置。
【請求項５】
前記仕切り手段は、所定の開口率を有する穴が形成された多孔状の板が複数重なっていることを特徴とする請求項４に記載の通気抵抗測定装置。
【請求項６】
前記混合物が充填される部分の空間の高さは、３００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の通気抵抗測定装置。
【請求項７】
前記空間の断面積が５０００ｍｍ２〜２５００００ｍｍ２の範囲であることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の通気抵抗測定装置。
【請求項８】
前記空間は筒状の形状を有し、内径が１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の通気抵抗測定装置。
【請求項９】
前記調整手段による調整量は、圧縮率１５〜６０％に設定されることを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の通気抵抗測定装置。
【請求項１０】
前記混合物は、堆肥原料であり、
前記調整手段による調整量は、前記堆肥原料のサンプルが取得された場所における堆積状態を反映させるように設定されていることを特徴とする請求項９に記載の通気抵抗測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通気抵抗測定装置に係り、例えば、堆肥や汚泥などのように、固体と液体との混合物の通気性の評価を、通気抵抗を測定することで行う通気抵抗測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば牛、豚又は鶏等の家畜の糞尿、人の糞尿、生ごみ若しくは下水汚泥等は、堆肥原料として堆肥化されて有効利用されている。この堆肥化は、例えば好気性微生物等に堆肥原料を分解させることによって行われる。このため、適切な堆肥化を行うためには、微生物が適正に分解活動できるように、種々の環境条件を整える必要がある。一般に、微生物が堆肥原料を分解するために必要な環境条件としては、栄養源、水分、空気（酸素）、微生物の数、温度及び堆肥化期間等があげられる。
【０００３】
これら環境条件のうちで、空気と水分は特に密接に関係している。具体的には、堆肥原料の水分量が多いと通気性が悪くなる。このため、堆肥原料の空気の量、即ち通気性の調整は、一般には、堆肥原料の水分を調整することによって行われる。そして、この水分の調整管理が適切で無い場合、堆肥化の作業がやり直しになってしまうおそれがある。堆肥化の作業にやり直しが発生すると、毎日発生する生ふん尿の行き場が確保できなくなってしまう。つまり、生ふん尿、生産・処理過程の堆肥、出来上がった堆肥を管理・保管する場所が無くなってしまう。この場合、生ふん尿をそのまま圃場に堆積させるいわゆる「野積み」がなされる。この野積みは、悪臭や害虫の発生、地下水等の汚染を引き起こしてしまうおそれがある。
【０００４】
ところで、家畜ふん等の堆肥原料は、含水率が高くても十分な空気を供給できる通気性を確保できれば、効率よく堆肥化することが可能であることが知られている。所望の通気性の確保のために、オガクズ等の副資材の混合が行われる。しかし、副資材の入手が難しくなっていたり、糞尿の乾きやすさ等の季節的な要因で、副資材の混合割合等を変更する必要があるときがある。このような場合に、堆肥原料の調整が不十分となり、堆肥化が良好に行えないことがある。
【０００５】
このような状況において、必要な通気性を確保することができれば、余分な副資材を混合することなく、堆肥原料の投入量の増大を防止でき、副資材の入手にかかる費用の削減にもつながる。そこで、堆肥化を良好に行うことが困難な場合、堆肥原料の通気性を把握して副資材の割合を見直すことが必要であり、このような堆肥原料の通気性を簡易に把握する技術が必要となる。
【０００６】
堆肥の通気性を計測する技術としていくつか提案されているが、例えば、赤外線加熱乾燥測定方式を用いた技術がある。この赤外線加熱乾燥測定方式による含水率測定では、堆肥原料から所定量のサンプルを抽出し、赤外線加熱により乾燥させてその水分を蒸発させ、乾燥前後の重量差を測定することによって堆肥原料の含水率を求めている。
【０００７】
また、含水率の測定には、水の誘電率が堆肥原料の誘電率より著しく高い値であることを利用したＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）測定方式が用いられる場合もある。このＴＤＲ測定方式では、堆肥原料中に電磁波を流し、電磁波の反射時間を測定することで堆肥原料の誘電率を評価し、堆肥原料の含水率を求める。
【０００８】
さらにまた、堆肥原料を直接測定する技術として、図１に示すような簡易静圧測定器を用いた技術がある。この技術では、ファンの先に通気孔のある所定の大きさ（９０ｃｍ×９０ｃｍ程度）の板に、堆肥原料を直接堆積させて測定する。
【０００９】
また別の技術として、赤外線加熱乾燥測定方式やＴＤＲ測定方式の技術の課題である水分測定を通気量に置き換えるという課題を解決した技術もある。堆肥原料は、その原料の特性上、どうしてもムラが発生する。赤外線加熱乾燥測定方式やＴＤＲ測定方式の技術は、実際に堆肥原料が堆積されている量に対してサンプル量が少なく、上記ムラに十分対応できないという課題があった。その課題を解決するために、例えば、比較的小型な容器に堆肥原料を充填し、堆肥原料の密着状態を再現することで堆積高さを仮想的に再現し、その状態で通気量を測定する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。堆肥化の現場では、経験的に通気量をもとに水分状態を把握し堆肥化の適正化を行っていることから、当該技術は、現場では非常に大きな効果が得られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−５０１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記の簡易静圧測定器を用いた技術にあっては、堆肥を積み上げる領域が、９０ｃｍ×９０ｃｍ程度の領域であり、その領域に積み上げることのできる高さに制限がある。また、手作業で堆積するには重労働であり、実際の現場において導入するにはハードルが高いという課題があった。また、発酵槽に通気板を設置して重機で堆積することもできるが、測定後の装置の取り出しが難しく、重機を用いた堆肥の除去の際に装置が破損してしまうおそれがあった。
【００１２】
また、特許文献１に開示の技術にあっては、簡便な通気量測定が可能となったが、堆肥を充填したときに、測定時の通気状態を良好に保つことが難しく、それを改善する技術が求められていた。具体的には、圧縮した状態で堆肥の通気量を測定するときに、容器側壁と堆肥の界面を通った通気のショートパスが発生したり、仕切りに目詰まりが発生して通気が阻害されたりするといった課題が生じていた。
【００１３】
本発明は、以上のような状況に鑑みなされたものであって、その目的は上記課題を解決する技術を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は通気抵抗測定装置に関する。この装置は、固体と液体との混合物の通気抵抗を測定する通気抵抗測定装置であって、容器と、前記容器の内部に設けられ、前記混合物を充填する空間を形成するとともに、通気性を有する二つの仕切り手段と、前記二つの仕切り手段によって形成された前記空間の容積を調整する調整手段と、前記空間に空気を供給する送風手段と、通気したときの前記通気抵抗を計測するセンサと、を備える。
また、前記調整手段は、前記二つの仕切り手段のうち、上側に設けられた仕切り手段を動かすことで、前記空間の容積を調整してもよい。
また、前記混合物と前記容器の側壁との間に発生する通気のショートパスを防止するショートパス防止手段を備えてもよい。
また、前記仕切り手段は、圧縮したときに境界面に生じる液体を排出する機能を有してもよい。
また、前記仕切り手段は、所定の開口率を有する穴が形成された多孔状の板が複数重なっていてもよい。
また、前記混合物が充填される部分の空間の高さは、３００ｍｍ以下であってもよい。
また、前記空間の断面積が５０００ｍｍ２〜２５００００ｍｍ２の範囲であってもよい。
また、前記空間は筒状の形状を有し、内径が１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲であってもよい。
また、前記調整手段による調整量は、圧縮率１５〜６０％に設定されてもよい。
また、前記混合物は、堆肥原料であり、前記調整手段による調整量は、前記堆肥原料のサンプルが取得された場所における堆積状態を反映させるように設定されてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液体と固体からなる混合物の計測状態を適正に保ちつつ、簡易的に、そのような物質の通気量の測定を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術に係る、簡易静圧測定器の概略構成を示す図である。
【図２】一般的な堆肥化装置の外観を示す図である。
【図３】実施の形態に係る、測定装置に求められる機能等をまとめて示した図である。
【図４】実施の形態に係る、基礎試験装置の構成および試験方法の概要を示した図である。
【図５】実施の形態に係る、基礎実験の結果から得られた見掛風速と通気抵抗の関係を堆積高さごとに示した図である。
【図６】実施の形態に係る、基礎実験の結果から得られた見掛風速と通気抵抗の関係を容器の内径の大きさごとに示した図である。
【図７】実施の形態に係る、一般的な開放直線型の概拌装置付き堆肥化装置の概要を示した図である。
【図８】実施の形態に係る、基礎試験のデータを検討して決定した通気抵抗測定装置の概要を示した図である。
【図９】実施の形態に係る、通気抵抗測定装置による通気抵抗値の測定結果を示した図である。
【図１０】実施の形態に係る、一般的な通気型堆肥化装置の概要を示した図である。
【図１１】実施の形態に係る、図１０の通気型堆肥化装置による通気抵抗の測定結果を示した図である。
【図１２】第１の実施形態に係る、通気抵抗測定装置を計測部と収容部を分離した状態で模式的に示した側面図である。
【図１３】第１の実施形態に係る、通気抵抗測定装置を計測部と収容部を連結した状態で模式的に示した側面図である。
【図１４】第１の実施形態に係る、第１の仕切り板の外観を示した図である。
【図１５】第２の実施形態に係る、通気抵抗測定装置の内部構造を模式的に示した図である。
【図１６】第２の実施形態に係る、第１の仕切り板の外観を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
まず、本実施形態の基本技術及び背景として、堆肥化における課題を簡単に説明する。さらに、本実施形態の装置を開発するに当たり行った基礎実験について説明し、つづいて基礎実験にもとづいて開発した通気抵抗測定装置について詳述する。
【００１９】
＜基本技術及び背景＞
上述したように、家畜ふん等を効率的に堆肥化するためには、空気を供給しやすいように堆肥原料の通気性を確保することが重要である。そのためには堆肥原料の通気性が確保されているかどうかを把握する方法が必要となる。これまで副資材を混合するなどして堆肥原料の通気性を改善する「堆肥原料の調製」のために、「堆肥原料の水分を５５〜７２％程度に調整する」ことが指標とされてきた。しかし、堆肥化の実際の現場においては、水分測定は、測定時間がかかったり、測定機器類がないなどの理由から、あまり現実的ではないという現状がある。そして、堆肥原料の調製は、作業者の経験に基づいて行われているのが実状である。しかし、堆肥原料の調製の経験に基づくノウハウの伝承は難しいという課題もある。また、副資材としてオガクズやモミガラ等が使用されているが、季節的な供給量の変動などを理由に地域によっては副資材の入手が困難になってきている。
【００２０】
このような状況において、堆肥化処理施設において堆肥原料の通気性を簡易に把握できれば、堆肥原料の調製や堆肥化処理を確実に行うことが可能となる。また、ノウハウの伝承が容易にもなる。また、適切な基準を得ることで副資材を堆肥に過不足なく混合することができ、堆肥化の促進につながる。そこで、家畜ふん等の堆肥化の難易を、堆肥化の初期段階で簡便に把握するために、以下に説明するように堆肥原料の通気性を簡易に評価する技術を提案する。
【００２１】
ここで、堆肥原料の調整の概要について説明する。
堆肥化の一連の作業を簡単に表せば、次の流れになる。まず、畜舎のふん尿は、一旦ふん尿置場へ搬出され、堆肥原料の調製を経て、図２に示すような堆肥化装置２００へ投入される。図２（ａ）は正面図であり、図２（ｂ）が側面図である。
【００２２】
堆肥原料は、堆肥化装置２００へ投入された後は、ある一定の期間堆肥化処理されたあと、堆肥置場へと移される。一般に、堆肥化では通気装置として堆肥原料１ｍ３当たり１００リットル／分（５０〜３００リットル／分）程度の空気が供給され、通気装置として１．０〜２．５ｋＰａ程度の静圧を有する送風機が推奨されている（中央畜産会 ２０００年）。そして、実際の現場では、多くの場合、５０〜１００リットル／分の空気が供給されている。
【００２３】
上述したように堆肥原料には、どうしてもムラ（物理的な不均一性など）が発生してしまったり、季節的な変動が生じたりする。それらに対応しやすくするためには、静圧の能力に余裕のある送風機を選択する方が好ましい。一方で、静圧が高いほど運転コストが高くなるため、送風機のコスト低減等の観点では、通気構造や堆肥原料に関して通気性が良いほうが望ましい。また、コスト的に又は構造的に現状の送風機を新たな送風機に置き換えることができない場合もある。したがって、堆肥原料自体の通気性を適当な状態に調整することが必要となってくる。
【００２４】
既に述べたとおり、堆肥原料の調製は「水分調整」と言われることが多く、水分が指標として用いられることが多い。しかし、水分の測定は、乾燥炉や天秤等の分析機器を必要とし、時間がかかったり、原料にムラがあったりするために、試料１点あたり数１０ｇ程度の分析を複数点行っても原料全体の水分を把握することが難しいなどの問題がある。また、堆肥原料を作る現場では、バケツなどを使用して見掛けの容積重を求め、これを指標とすることがある。しかし、これまでの経験では、非常に通気性の良い場合、つまり水分の低い場合には有効であるが、通気性の良否の判断が求められる範囲、例えば、乳牛ふん７５％程度において、値がバラツキ、使用しにくいことが分かっている。
【００２５】
一方、オガクズなどの副資材は、価格の高騰や入手が困難なってきている地域があり、古紙、剪定残さ、コーヒー粕、キノコの廃菌床などが副資材として使用することが提案されている。さらに、最近では、蕎麦殻、落花生の殻なども使用されており、農家ではそのときに入手可能な副資材を用いている例もある。
【００２６】
以上のように、堆肥原料の調製は、水分の把握が難しいことや、堆肥化装置の処理能力の変動、入手可能な副資材の種類の変更などによって、求められる副資材の混合量の把握が困難な場合があるという問題がある。
【００２７】
そこで、堆肥原料の通気性そのものを評価することで、堆肥化の状態を把握し、適正な堆肥化を実現する必要がある。通気性を測定する装置として、現場のニーズとしては、大きな場所をとらない、扱いやすい、さらには可搬性などが求められている。当然に、低コストかつシンプルで、メンテナンスが極力簡易なもの、さらに、堆肥状態など条件が様々に変化しても対応可能な装置が求められている。以上のような課題をクリアする通気抵抗測定装置を念頭に、まず、堆肥の通気量の検証を行った。
【００２８】
想定する使用方法としては、バケツによる堆肥の測定から容積重を求める方法などと同様に、１回あたり数分の作業で終了できるような評価の簡便さ、手軽さが重要と考えられる。その上で、作業者が、通気性を数値で判定し、堆肥原料の調製にフィードバックできることが必要である。また、どれほど丹念に混合作業がなされても、堆肥原料中には必ずムラが存在する。このため、そのムラを含めて評価できるように、ある程度の量をまとめて評価できなければならない。さらに、使用される副資材も多くの種類があるため、様々な副資材を評価対象にできることが望ましい。これらを基に、堆肥原料の通気抵抗を測定できる技術として装置化することとした。図３は、測定装置に求められる機能など概要を示す表を示している。
【００２９】
検討事項：
堆肥原料は、副資材の混合割合や堆積高さによって容積重が異なり、副資材の混合割合が少なければ容積重は大きくなり、また高く堆積されるほど自重によって密な状態となる。堆肥原料の通気性は、堆積された状態を想定して把握するほうが望ましい。そこで測定装置の容器内において堆肥原料を密にし、そのときの通気性に関するデータを得るため基礎試験を行った。
【００３０】
基礎試験：
測定装置の良好な取扱性のためには、少ないサンプル量で評価できるほうが手軽であるが、堆肥原料全体をより正確に評価するためには多いサンプル量で評価するほうが望ましい。この相反する条件を満たす適当な装置の大きさ（サンプルの充填量）および通気抵抗の測定範囲などを決定するためのデータを得ることを目的に以下の試験を行った。
【００３１】
試験方法：
試験は、堆肥原料を円筒容器に充填して荷重を加えて堆積高さを推定し、荷重を加えた状態で通気を行い、そのときの通気抵抗を測定した。
【００３２】
堆肥原料は、乳牛ふん尿（８８．０％ｗ．ｂ．）に、オガクズ（３１．０％ｗ．ｂ．、平均粒径１．３ｍｍ）、モミガラ（１１．４％ｗ．ｂ．、平均粒径３．１ｍｍ）、戻し堆肥（３２．６％ｗ．ｂ．、平均粒径３．０ｍｍ）を各々混合して供試した。
【００３３】
乳牛ふん尿に対する混合割合（重量）は以下の通りである。
オガクズ・・・０．６６、０．２６、０．２１、０．１８、０．１３
モミガラ・・・０．４１、０．１６、０．１５、０．１２
戻し堆肥・・・１．０２、０．７６、０．６４、０．５４、０.５１
【００３４】
通気量は、堆積高さが０．５〜２．０ｍのときに堆肥原料１ｍ３当たり５０リットル／分、１００リットル／分の２種類に設定した。また、容器の径が通気性に及ぼす影響等を調査するため、内径１００ｍｍ、２００ｍｍ、５００ｍｍの３種類で行った。基礎試験装置の構成および試験方法の概要を図４に示す。
【００３５】
試験結果：
図５に、試験結果から得られた見掛風速と通気抵抗の関係を堆肥の推定堆積高さごとに示した図である。これらは、副資材の種類、異なる混合割合毎に得られた。また、図６に、内径が異なる３種類の容器それぞれの測定データから、図４の基礎試験装置で示したように、荷重を加えたときに沈下量が同じ場合の通気性を比較した結果の一例を示す。これらの結果を検討し、簡易な装置を開発するために以下の通りの知見が得られた。
（１）粗状態で充填したとき堆肥原料の容積重は容器の径が異なってもほぼ同じである。
（２）沈下量が同じ場合、堆肥原料の通気性は、容器の径が異なってもほぼ同じである。
【００３６】
測定装置の仕様の検討：
（１）容器の大きさなど
基礎試験の結果から、容器の径は１００〜５００ｍｍの範囲内で設定可能と判断した。堆肥からサンプルを採取する場合、例えば片手にサンプル袋を持ち、もう一方の手に移植ゴテ（シャベル等）などを持って作業を行う。開発する測定装置で同様の作業を行う場合、片手でサンプルを充填する容器を持つ。測定装置の容器は小さいほど作業性は良いが、多いサンプル量で評価するほうが望ましいため、堆肥原料が充填された状態で３ｋｇ程度以下を想定し、有効容積（充填量）を２リットルとした。
【００３７】
（２）測定装置の開発イメージ
測定装置は、現場で堆肥原料の通気性を数値で判定し、堆肥原料の調製にフィードバックできることが必要である。ただし、堆肥原料に求められる通気性は、堆肥化装置に装備されている通気用送風機の性能、通気床構造等によって異なるため、基準（目安）を得るためには、現場毎に実施設に投入される堆肥原料の通気性と測定装置による通気抵抗値との関係を予め把握しておくことが必要である。例えば、図７に示すような、開放直線型の概拌装置付き堆肥化装置では、堆肥原料の切返し（撹拌）と排出口への移動が同時に行なわれ、一旦投入した堆肥原料は排出まで取り出すことができない。そこで、堆肥化が良好に進行している箇所の堆肥原料で、測定装置によるデータの蓄積を図り、次に投入を予定している堆肥原料に対して、蓄積された測定装置のデータに基づいて良いと判断される状態まで副資材を混合することにより、通気性を確保することができる。つまり測定装置は、その現場において通気性が良いと判断される堆肥原料の通気性のデータを基に、これから投入する堆肥原料の調製を支援できるような装置として開発することとした。
【００３８】
測定装置の構造と性能：
（１）測定装置の構造
図８に、基礎試験のデータを検討して決定した通気抵抗測定装置３１０の概要を示しており、図８（ａ）は斜視図であり、図８（ｂ）は内部構造を模式的に示した図である。通気抵抗測定装置３１０は、堆肥原料を充填する容器である収容部３４０と試料の通気抵抗を測定する計測部３２０で構成されており、堆肥サンプルＳを充填する際には、計測部３２０と収容部３４０が分離され、計測時には、それらが連結部１２により固定される。この通気抵抗測定装置３１０の大きさは、外径１８０ｍｍで高さ２８０ｍｍ、質量２．６ｋｇであり、ステンレスで作られている。収容部３４０の内部に設けられた第１の仕切り板３６１と第２の仕切り板３６２の間に堆肥サンプルＳが充填される。また、計測部３２０には送風用ポンプ３２（吐出量２リットル／分、ダイヤフラム式）、圧力計３６（計測範囲０〜１００Ｐａ、精度±５．０％ＦＳ）が内蔵されている。この送風用ポンプ３２が堆肥サンプルＳに通気して、圧力計３６がその通気抵抗を測定する。
【００３９】
測定装置の性能：
（１）基礎試験データとの比較
通気抵抗測定装置３１０を供試して、基礎試験で得られたデータから推定した通気抵抗値と比較し、性能を調査した。試験は、乳牛ふん尿に対し、オガクズ、モミガラ、戻し堆肥を基礎試験と同じ割合で混合して堆肥原料を作成し、それぞれ１０回ずつ測定した。なお、基礎試験で得られたデータから推定した通気抵抗値は、上述の図５の測定結果（他の混合割合の設定も含む）から、測定装置と同じ通気条件のときの値を抜粋して堆積高さと通気抵抗との関係を求め、通気抵抗測定装置３１０の充填量と同じ高さの堆肥原料の通気抵抗を推定した。
【００４０】
図９に測定結果を示す。通気抵抗測定装置３１０による通気抵抗値は、基礎データによる通気抵抗値が高くなるほど高くなる傾向が得られた。また、データの通気抵抗値が高い堆肥原料では、測定装置の測定範囲を超えることがあった。なお、副資材を完全に均一に混合することは不可能であることや、不均一な堆肥原料を全く同じように充填することも不可能であることなどから、室内試験でも測定値にはある程度のバラツキが発生する。現場で堆肥原料全体を評価するためには、測定点数は多いほどよいと考えられた。
【００４１】
（２）通気型堆肥化装置との比較試験
通気抵抗測定装置３１０を用いて、図１０に示すような通気型堆肥化装置に投入される堆肥原料の通気性を評価し、通気型堆肥化装置の発酵槽の下部静圧と比較した。通気型堆肥化装置の通気床は清掃して空状態で風量と通気抵抗の関係を調査した。その後、堆肥原料を０．５ｍ、１．０ｍ、１．５ｍで堆積させ、風量を変えながら下部静圧を測定した。また、通気抵抗測定装置３１０で堆肥原料の通気抵抗を測定した。
【００４２】
図１１に測定結果を示す。この測定結果から分かるように、通気抵抗測定装置３１０による通気抵抗値は、基礎試験と同様に、発酵槽の下部静圧が高くなるほど高くなる傾向が得られた。これらは、いずれも堆肥化が良好に開始された。なお、既に述べたが、堆肥原料に求められる通気性は、堆肥化装置毎に異なる。通気抵抗測定装置３１０は、堆肥化が良好に進行しているときに通気抵抗測定装置３１０によるデータ蓄積を行っておき、通気抵抗測定装置３１０のデータに基づいて通気性が悪いと判断される堆肥原料のときに、良いと判断される状態まで副資材を混合することで、堆肥原料の調製作業の支援が可能と判断された。
【００４３】
＜第１の実施形態＞
以上の基礎実験及び検討をもとに本実施形態において提案する通気抵抗測定装置１０について説明する。この通気抵抗測定装置１０は、外観上は図８（ａ）で示した通気抵抗測定装置３１０と略一致している。一方、本実施形態で説明する通気抵抗測定装置１０の内部構造に関しては、堆肥の堆積状態を反映させるために、測定対象となる堆肥サンプルＳを所定率で圧縮可能な構造が備わる。また、堆肥サンプルＳの圧縮に伴い生じるドリップによる通気阻害解消及びショートパス防止の対策が施されている。
【００４４】
この通気抵抗測定装置１０の内部に、通気量の測定対象となる堆肥（以下、「堆肥サンプルＳ」という）が充填され、さらに、所望の圧縮率で圧縮されて、通気量の測定がなされる。以下、通気抵抗測定装置１０の具体的な構成について内部構造を模式的に示し説明する。
【００４５】
図１２は通気抵抗測定装置１０の内部構造を模式的に示した側面図で、計測部２０と収容部４０が分離した状態を示している。また、図１３は、計測部２０と収容部４０が連結された状態の内部構造を模式的に示しており、図１３（ａ）は、堆肥サンプルＳが圧縮される前の状態を示し、図１３（ｂ）は堆肥サンプルＳが圧縮された状態を示している。
【００４６】
図示のように、通気抵抗測定装置１０は、上側の計測部２０と下側の収容部４０が分離可能に構成されており、計測部２０及び収容部４０は、連結部１２（図８（ａ）参照）によって固定可能に構成されている。
【００４７】
計測部２０は、図８（ｂ）で示した構成同様に、上容器２２に取り付けられた圧力計３６と、収容部４０に充填された堆肥サンプルＳに空気を供給する送風用ポンプ３２と、堆肥サンプルＳを圧縮するための圧縮力可変機構３４とを備える。なお、圧力計３６は、上容器２２の外部に露出され計測値を表示する表示部３８と、圧力検出部３７とを備えている。送風用ポンプ３２は、堆肥サンプルＳに向かって送風口３３が形成されている。また、上容器２２には、外気を取り入れる逆止弁２４が設けられている。
【００４８】
圧縮力可変機構３４は、軸部３９とその下側先端に取り付けられた第１の仕切り板６１とを備えている。軸部３９は、例えば弾性力やスクリュー構造等を利用した機構によって第１の仕切り板６１を上下方向に移動させ、収容部４０に充填された堆肥サンプルＳを所望の圧縮率で圧縮する。なお、第１の仕切り板６１の移動の為にモータ等の動力が用いられてもよい。なお図示はしないが、第１の仕切り板６１を所望の移動量にするために、所定の目盛り等が設けられて所望の位置で固定できるようになっている。なお、第１の仕切り板６１は、充填高さｈに対して１５〜６０％程度の範囲で堆肥サンプルＳを圧縮可能に構成されている。この圧縮幅は、実際に堆肥が堆積している状態を堆肥サンプルＳに反映させるために設定されている。つまり、堆積している堆肥のどの部分から堆肥サンプルを採取した場合であっても、その堆積状態を再現できるような圧縮幅になっている。
【００４９】
図１４に第１の仕切り板６１の外観を示しており、後述する第２の仕切り板６２も原則同様の構造となっている。図１４（ａ）は第１の仕切り板６１の平面図を示しており、また図１４（ｂ）は側面図を示している。第１の仕切り板６１は、２枚のパンチングメタル６１ａ，６１ｂが重なって構成され、外形が収容部４０の下容器４２の内径と略一致している。各パンチングメタル６１ａ，６１ｂは、下容器４２の内径と略一致する外形を有しており、また、外周部に所定幅で環状（リング状）に形成されたショートパス防止リング部７１と、多孔状のメッシュ部７２とから構成される。
【００５０】
本実施形態では、図示のように、第１の仕切り板６１は、２枚のパンチングメタル６１ａ，６１ｂを重ねた構成としている。上述のように、堆肥サンプルＳは、圧縮されたときに、どうしてもドリップ（廃汁）が生じてしまう。一枚のパンチングメタルでは、堆肥サンプルＳを圧縮した際に、その圧縮に伴い生じるドリップがメッシュ部７２の目（孔）を塞いでしまい、通気量測定時における通気を阻害してしまうことがあり、測定バラツキの原因の一つとなっており、対策が求められていた。そこで、本実施形態では、メッシュ部７２の開口率が２０％以上の２枚のパンチングメタル６１ａ，６１ｂを重ねた構成とすることで、ドリップによる目詰まりを防止する。
【００５１】
なお、２枚のパンチングメタル６１ａ，６１ｂを重ねた構造に限る趣旨ではなく、ドリップを適正に除去することができる構造であればよい。例えば、一方のパンチングメタルの代わりに、網状の板が用いられてもよい。さらに、上記開口率は、異なる値に設定されてもよい。ドリップの除去の観点では、ドリップとの接触面積を増やすことで、表面張力等の作用により開口部分（メッシュ部７２）に残留する水分を吸引する構造かつ通気を阻害しない構造であればよいので、当然に、仕切り板にそのような構造が備わっていれば、複数の板でなく、一枚の板であってもよい。
【００５２】
ショートパス防止リング部７１は、所定幅だけ開口が形成されていない領域となっており、通気測定時において、堆肥サンプルＳと下容器４２の内面との間に側壁伝いに空気が漏れてしまうことを防止する。ショートパス防止リング部７１は、２枚のパンチングメタル６１ａ，６１ｂの少なくともいずれか一方に形成されていればよい。
【００５３】
つぎに、収容部４０について説明する。収容部４０は、内部に堆肥が充填されるようになっている。具体的には、収容部４０は、上面が開口した円筒状の下容器４２と、その下容器４２の内部に所定の位置に固定された第２の仕切り板６２を備える。この第２の仕切り板６２の上に堆肥サンプルＳが充填される。そして、充填された堆肥サンプルＳは、通気量測定時に、上述の計測部２０に備わる第１の仕切り板６１により所望の容積に圧縮される。
【００５４】
下容器４２は筒状体であり、内部に第２の仕切り板６２が所定の位置に取り付けられている。下容器４２の第２の仕切り板６２より下側の位置には、通気を排出するための排気口４４が設けられている。
【００５５】
下容器４２の内径は、上記の基礎実験の結果より、例えば１００〜５００ｍｍの範囲であればよい。ただし、この内径は１００〜５００ｍｍに限る趣旨ではない。例えば、径を大きくすることで、充填される堆肥サンプルＳの量が多くなり、より精度の高い計測が可能となることが想定できるが、通気抵抗測定装置１０の大型化が、コストの上昇及び利便性の低下につながり、実際の現場への導入が難しくなると想定される。また、径を小さくすると、測定精度の低下のおそれがあるため、１００ｍｍを下限とした。しかし、精度に若干のバラツキが生じても、通気抵抗測定装置１０に対する小型化の要請が高い場合には、当然に、上記下限より小さな径の下容器４２が用いられてもよい。また、下容器４２の形状として、断面形状が円ではなく矩形等の他の形状であっても適用可能であるが、そのような場合、例えば、堆肥サンプルＳが充填される空間部分の断面積が５０００〜２５００００ｍｍ２であればよい。
【００５６】
なお、上記内径の値の範囲は、第１の仕切り板６１と第２の仕切り板６２の間の空間、つまり堆肥サンプルＳが充填される空間に対応するものであり、当然に、堆肥サンプルＳが充填されない空間、例えば、第２の仕切り板６２より下側の空間等は、通気量の測定に悪影響を及ばさない範囲で、他の構成要素の配置に考慮しつつ、適宜自由に設定することができる。
【００５７】
堆肥サンプルＳを充填することが可能な空間として、第１の仕切り板６１と第２の仕切り板６２との距離（充填高さｈ）は、１００〜３００ｍｍ程度に設定されている。なお、充填高さｈは、１００〜１５０ｍｍで十分に精度を確保できることが確認できている。また、求められる精度が高くない場合は、充填高さｈが１００ｍｍ以下に設定されてもよい。つまり、通気抵抗測定装置１０の小型化の要請が高い場合には、現場の要望に応じて充填高さｈを設定してもよい。そして、この空間に充填された堆肥サンプルＳは、上述したように、所望の圧縮率（１５〜６０％）で圧縮される。
【００５８】
なお、第２の仕切り板６２は、上述したとおり、第１の仕切り板６１と同様の構造を有している。ただし、ショートパス防止に関しては、通気の上流側である第１の仕切り板６１に形成されているショートパス防止リング部７１のみでも十分に機能を果たしているため、第２の仕切り板６２にはショートパス防止リング部７１が設けられていなくてもよい。
【００５９】
本実施形態では、上側の第１の仕切り板６１が可動となっていたがこれに限る趣旨ではなく、下側の第２の仕切り板６２が動いてもよく、さらに、第１及び第２の仕切り板６１、６２が両方とも動いてもよく、所望の圧縮状態を実現できればよい。
【００６０】
以上、本実施形態の通気抵抗測定装置１０の効果をまとめると以下の通りである。
（１）堆肥サンプルＳを圧縮することで、堆肥原料が堆積された状態の再現や、容器内に充填したときの空隙の除去を行うことができる。
（２）通気性のある仕切り構造を（６１，６２）、所望の通気性を持つ２枚以上の板で構成することによって、堆肥原料を圧縮したときなどに生じるドリップが仕切りの目を塞いで、計測時における通気を阻害してしまうことを防止できる。
（３）ショートパス防止構造（７１）を採用することで、堆肥サンプルＳの通気性をより安定した状態で測定することができた。
（４）通気抵抗測定装置１０において、下容器４２の径として１００〜５００ｍｍ程度にし、また、堆肥サンプルＳの充填高さｈを１００〜３００ｍｍ程度にすることができた。これによって、通気抵抗測定装置１０を小型化することができ、使用する作業者の利便性を向上させることができた。また、シンプルな構造とすることができ、低コスト及びメンテナンスの容易化が実現できた。
【００６１】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態の変形例の通気抵抗測定装置１１０について説明する。第１の実施形態の通気抵抗測定装置１０と異なる点は、第１の仕切り板６１のショートパス防止リング部７１の機能部分を第１の仕切り板６１と分離したことにある。
【００６２】
図１５は、本実施形態の通気抵抗測定装置１１０の内部構造を模式的に示した図である。また、図１６は、第１の仕切り板１６１（１６１ａ、１６１ｂ）を示している。図１５に示すように、ショートパス防止リング４６は充填された堆肥サンプルＳの上に配置される。そして堆肥サンプルＳが圧縮される際に、メッシュ部１７２のみから第１の仕切り板１６１の移動に伴って、ショートパス防止リング４６はメッシュ部１７２によって下方向に押し下げられる。このようにショートパス防止リング４６を第１の仕切り板１６１と分離した構成であっても、第１の実施形態と同様の効果が得られた。
【００６３】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００６４】
１０、１１０、３１０  通気抵抗測定装置
１２  連結部
２０  計測部
２２  上容器
２４  逆止弁
３２  送風用ポンプ
３４  圧縮力可変機構
３６  圧力計
３８  表示部
４０  収容部
４２  下容器
４４  排気口
４６  ショートパス防止リング
６１、１６１  第１の仕切り板
６２、１６２  第２の仕切り板
７１  ショートパス防止リング部
７２  メッシュ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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