(57)【要約】【課題】堆肥化設備において攪拌機による部分攪拌を、攪拌羽根の駆動モータに過負荷を掛けずに任意の場所で容易に実施できるようにする。【構成】堆肥化施設内の堆肥の部分攪拌を行う位置に攪拌機１２を配置し、まず、前記攪拌機を堆積された有機物５上に下降して堆肥の攪拌を行う。その際攪拌羽根２２の駆動モータの電流を監視しながら、過負荷が掛からないように上下動を繰り返して所定の位置まで下降させる。次に、攪拌機１２の下降と走行を繰り返して最下端位置まで下降させ、その後は通常の攪拌走行を行い、所定位置まで攪拌したら、攪拌羽根２２を逆回転させてスタート地点まで戻す。【選択図】                            図１
2006335600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法であって、
堆肥化施設内の堆肥の第１の所定の位置上に攪拌機を配置する工程、
前記攪拌機を下降して堆肥の攪拌を行う第１の下降工程、
攪拌機を下降しつつ同時に堆肥化施設の一方側に向かって走行させる第２の下降工程、
前記攪拌機が最下方位置に達したとき第２の所定位置に向かって移動させる工程、
を有し、
前記第１の攪拌工程においては、前記攪拌機の攪拌手段を駆動するモータの負荷が所定値を越えたとき攪拌機を上昇して後再度下降し、かつ、前記第２の下降工程においては、攪拌機の攪拌手段を駆動するモータの負荷が所定値を越えたとき攪拌機を停止して後下降と走行を行い、又は所定時間停止して後再起動する制御を行うことを特徴とする堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載された堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法において、
前記攪拌機が第２の所定位置に達した後、その攪拌羽根の回転を逆転して前記第１の所定位置に向かって移動させる工程、
第１の位置に達した攪拌機を引き上げる工程、
を有することを特徴とする堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法において、
前記モータの負荷は、モータ駆動電流であることを特徴とする堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は堆肥化設備における攪拌機（ロータリー式攪拌機又はコンベア式攪拌機）による堆肥の部分攪拌制御方法に係り、とくに、畜糞などの有機物を攪拌することで、該有機物の好気発酵分解を行う堆肥化設備におけるロータリー攪拌機による堆肥の部分攪拌制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
家畜の糞尿や食肉加工残廃などの有機物は、籾殻・おが屑などの副資材と混合され、水分が調整された後、通気性を促す攪拌が行なわれて好気発酵分解が行なわれ、堆肥が生成される。
【０００３】
図３は、ロータリー攪拌機を用いた従来の堆肥化設備の１例（特開２００４−５１３９５号公報）を示す斜視図であり、この堆肥化設備１０は、発酵槽１４、この発酵槽１４に設けられて原料を投入するための一端側の原料投入部１６、堆肥が搬出される他端側の堆肥搬出部１８、ロータリー攪拌機１２、建家２０などから構成されている。
【０００４】
発酵槽１４は、発酵処理すべき有機物（原料、おが屑など）５を堆積するコンクリート製の長い溝状をなしている。この発酵槽１４には、発酵槽１４の長手方向に沿って固定されたレール２６，２６が設けられており、後述するロータリー攪拌機１２がこのレール２６，２６に搭載される。
さらに、発酵槽１４には空圧装置７が備えられ、発酵槽１４の内部に堆積された有機物５に温風を供給し、有機物５から水分を蒸散させて含水率を下げるとともに、有機物５を好気性にして好気発酵を促進する。
発酵槽１４に温風を供給するための供給ダクト２９には、空調機３０により外部からエアを吸気して供給ダクト２９に空調された温風を供給する。この温風は、送風機３２によって空調機３０から供給ダクト２９に所定の圧力で送出される。
【０００５】
原料投入部１６では、原料が発酵槽１４に投入される。なお、原料に加えておが屑、稲わら、籾殻、乾燥した堆肥などの水分調整材も必要に応じて添加供給される。
【０００６】
堆肥搬出部１８では、発酵が完了した有機物５が堆肥として搬出される。この搬出は、ショベルカーなどによって発酵槽１４から直接搬出される。
ロータリー攪拌機１２は、発酵槽１４上に走行可能に設置され、図４に示すように、主に架台２８、攪拌ローター２４、走行駆動装置５２などから構成されている。
【０００７】
架台２８にはその下部にレール２６，２６と係合される車輪２７を有しており、これにより架台２８はレール２６に沿って走行可能に設けられている。
この架台２８には攪拌ローター２４が回動可能に搭載されている。攪拌ローター２４は発酵槽１４の全幅と略同寸に形成された円筒状にて構成されており、その表面には複数の攪拌羽根２２が所定間隔で取り付けられて図３に示すように櫛状に配置されている。
【０００８】
また、架台２８上には、攪拌ローター２４を回動駆動する原動機２５が搭載されており、この原動機２５が駆動されると、不図示の減速機構を介して駆動力が攪拌ローター２４に伝達され、攪拌ローター２４の円筒軸を中心として攪拌ローター２４が回転する。この原動機２５にはインバータ制御装置（不図示）が備えられ、このインバータ制御装置によって原動機２５の回転数が制御される。とくに、攪拌開始時、すなわち攪拌ローター２４の回転始動時において、このインバータ制御装置によって原動機２５に対し、攪拌ローター２４の回転数が低速に制御され、攪拌ローター２４の回転数を徐々に上昇させる制御がなされる。
【０００９】
走行駆動装置５２は、原動機５３、タイミングベルト５６などから構成され、これらは攪拌ローター２４に併設して架台２８に搭載されている。
原動機５３は駆動ホイール５４を有しており、原動機５３を駆動することで、内蔵された不図示の減速機によって駆動ホイール５４が回動駆動される。この駆動ホイール５４には無端状のタイミングベルト５６の一方が巻回され、他方は車輪２７に同軸固定されたタイミングギア５８に巻回されて張設されている。
【００１０】
原動機５３には不図示の走行制御装置が備えられ、この走行制御装置によって原動機５３の回転数が制御される。ロータリー攪拌機１２は、走行駆動装置５２によって車輪２７を回転駆動させて自走走行し、また、その走行速度は走行制御装置によって制御される。
【００１１】
建家２０は、図３に示すように発酵槽１４の全部の上方をフードなどで覆うことで構成され、雨水を避け、かつ発酵槽１４の保温を行うほか、悪臭空気などが外に出ないようにするものである。
【００１２】
ロータリー攪拌機１２が作動すると、発酵槽１４に堆積された有機物５が攪拌羽根２２にてすくい上げられ、発酵槽１４の上方まで揚送されて落下される。これにより有機物の塊などを小片にほぐしつつ均一に混合させ、有機物５に対して好気発酵に適した通気性を付与する。また、走行駆動装置５２によってロータリー攪拌機１２が発酵槽１４上を堆肥搬出部１８から原料投入部１６間で走行され、発酵槽１４全体の有機物５を攪拌ローター２４によって攪拌できる。
【００１３】
即ち、発酵槽１の水平方向に堆積した有機物５に対して、攪拌羽根２２を多数配置したロータリー攪拌機１２が、例えば時計方向に回転し、攪拌羽根２２により前記有機物５を後方に搬送させながら攪拌し、堆肥搬出部側から原料投入部に向けて水平方向に走行する。原料投入部側に達したロータリー攪拌機１２は、有機物５との堆積層から引き上げられて、再び堆肥搬出部側に戻り、次回の攪拌・走行時まで待機する。通常は、このロータリー攪拌機３による攪拌・走行を一日に一回または数回程度実施し、これを毎日繰り返す。
【００１４】
有機物５は、ロータリー攪拌機３の一回の攪拌・走行毎に攪拌を受けつつ原料投入側から堆肥搬出側に向けて時間をかけて順次移動する。一回毎の有機物の移動距離はロータリー攪拌機１２の攪拌羽根２２の外形にほぼ近似する。発酵部では有機物５が、上記攪拌・移動を受けつつ所定日数滞留することにより、徐々に好気発酵分解が進行し、完熟した有機物５は堆肥として堆肥搬出部から搬出されるようになっている（特許文献１参照）。
【００１５】
ところで、このような堆肥化設備で好気性微生物による発酵を一様に進行させるためには、通常の一様攪拌に加えて、堆積した有機物のうち発酵の進行が遅れている特定部分のみの攪拌を行う必要がある。
このような場合、従来は、その特定部分にまで、ロータリー攪拌機１２を移動させて、その位置で同攪拌機１２を下降させて攪拌を行うことが行われている。
【００１６】
即ち、図５Ａ〜５Ｄは、攪拌機による攪拌動作を模式的に示す側面図である。
図５Ａ、５Ｂに示すように、通常の攪拌では、堆積した有機物５を堆肥搬出側から、つまり堆積厚の薄いところから順に掬い上げて攪拌していくため、攪拌機１２に過度の負荷が作用することはない。しかし、図５Ｃ、５Ｄに示すように部分攪拌を行う場合には、一旦引き上げたロータリー攪拌機１２を、所定厚さに堆積された有機物５上に下降させつつ攪拌を行うため、羽根２２の回転に対する抵抗が大となる。
ところが、従来の攪拌機１２では、部分攪拌のための動作制御は、攪拌機１２を上下動させるのみであるため、堆積した有機物上に攪拌機を下降させると、攪拌羽根４を回転させるモータに過度の負担がかかる。また、従来の動作制御では、モータが停止すると、その部分を待避して進むように制御されるから、このような制御を行う限り、結局、部分攪拌はできないことになる。
【特許文献１】特開２００４−５１３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、堆肥化設備において、攪拌機の駆動源として小さなモータを用いる場合であっても、過負荷を掛けずに任意の場所で部分攪拌を自由に行えるようにし、それによって均一に発酵・腐熟化させた堆肥を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１の発明は、堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法であって、堆肥化施設内の堆肥の第１の所定の位置上に攪拌機を配置する工程、前記攪拌機を下降して堆肥の攪拌を行う第１の下降工程、攪拌機を下降しつつ同時に堆肥化施設の一方側に向かって走行させる第２の下降工程、前記攪拌機が最下方位置に達したとき第２の所定位置に向かって移動させる工程、を有し、
前記第１の攪拌工程においては、前記攪拌機の攪拌手段を駆動するモータの負荷が所定値を越えたとき攪拌機を上昇して後再度下降し、かつ、前記第２の下降工程においては、攪拌機の攪拌手段を駆動するモータの負荷が所定値を越えたとき攪拌機を停止して後下降と走行を行い、又は所定時間停止して後再起動する制御を行うことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法において、前記攪拌機が第２の所定位置に達した後、その攪拌羽根の回転を逆転して前記第１の所定位置に向かって移動させる工程、第１の位置に達した攪拌機を引き上げる工程、を有することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法において、前記モータの負荷は、モータ駆動電流であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、部分攪拌を行う場合に従来のように駆動モータに過負荷をかけることがないから、必要な部分のみを自由に攪拌することができる。
モータに係る負荷量を一定以下にして平準化させることで、均し作業を行う。
それによって、堆肥化施設において、発酵、腐熟の程度に応じて任意の場所の攪拌を可能にした。また、局部的な負荷を生じないようにしたため、小さなモータで攪拌作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、堆肥化設備において、有機物の部分攪拌を可能にする攪拌機の運転方法の好ましい実施の形態について説明する。
図１は、ロータリー攪拌機１２を用いた部分攪拌方法を説明するための図であり、図２Ａは、ロータリー攪拌機１２の動作軌跡を模式的に示した図、かつ図２Ｂは、ロータリー攪拌機１２の移動する様子を模式的に示した図である。
ロータリー攪拌機１２及びその他の構成は既に説明した従来のものととくに変わらないので、ここでは説明を省略する。
ロータリー攪拌機１２は、既に述べたように、攪拌ローター２４が回動駆動されると、発酵槽１４に堆積された有機物５を攪拌羽根２２ですくい上げ、攪拌羽根４により前記有機物５を後方に搬送させながら攪拌し、堆肥搬出部側から原料投入部に向けて水平方向に走行する。ロータリー攪拌機１２は原料投入部側に達すると、有機物５との堆積層から引き上げられて、再び堆肥搬出部側に戻り、次回の攪拌・走行時まで待機する。
【００２１】
堆肥化設備内に堆積された有機物の一部に発酵の進行が遅れている部分が、例えば、温度、臭い検知器など周知の手段で検知されると、その部分において攪拌を行い好気性微生物による発酵を進行させるため、ロータリー攪拌機１２をその場所に移動させて部分攪拌を行う。
このような場合、ロータリー攪拌機１２の動作制御を行う不図示の制御手段は、その場所を自動検知して指定するか、或いは入力手段によりオペレータがその場所を入力することで、ロータリー攪拌機１２を指定の場所に移動させる。つまり、ロータリー攪拌機１２全体を上昇させるか或いはその攪拌羽根２２を上昇させるかして、攪拌羽根２２が堆積した有機物５に接触しない位置まで上昇させて、その状態でロータリー攪拌機１２を指定された場所まで移動させる。
即ち、図１、図２Ａに示すように、その指定された場所が、３番地と４番地とに跨るＡブロックの部分を部分攪拌する場合は、ロータリー攪拌機１２を図１、図２Ｂに示すように一旦上昇させてから指定の位置、即ち部分攪拌スタート地点まで移動させる。
【００２２】
次に、図１及び図２Ａに示すように、そのスタート地点でロータリー攪拌機１２の回転羽根２２を回転させながら下降させ、同時に、制御手段は、回転羽根２２を駆動するモータの駆動電流を監視する。
ロータリー攪拌機１２の前記回転羽根２２を堆積された有機物５層を攪拌しながら下降させると、回転羽根２２は堆積された有機物５上に接触し、これを掻き上げると、掻き上げられた有機物５は既に堆積されている有機物５上に堆積される。その際回転羽根２２は、その下側にある有機物５全体を移動させるように働くから回転羽根２２には大きな負荷が掛かる。その結果、駆動モータには、回転羽根２２に作用する有機物５の負荷により過電流が流れる。ここで、過電流は、例えば、モータ定格電流の１２５パーセント以上の電流が０．２秒間継続したときの電流をいい、制御手段はこの過電流を検知すると、次の５秒間だけロータリー攪拌機１２を上昇させてモータの負荷を解消して後下降する。
【００２３】
この動作を例えば４回繰り返すと、ロータリー攪拌機１２は、有機物中にある程度の深さまで侵入するので、その段階からは、ロータリー攪拌機１２を２秒間下降させて３０秒間走行させる動作を、ロータリー攪拌機１２の下降端を検知するまでくり返す。つまり、リータリー攪拌機１２を少し下降させることでモータに過電流が流れないようにする。なお、この下降或いは走行中に過電流を検知した場合は、ロータリー攪拌機を停止して後下降と走行を行い、又は下降又は移動を５秒間停止させてから再始動する。
【００２４】
このような運動を繰り返しながら、ロータリー攪拌機１２の回転羽根２２が下降端に達した後は、回転羽根２２を回転させながら通常と同様に目的の場所まで、ここでは３番地から４番地まで進行させながら攪拌を行う。
目的の位置つまり４番地までの攪拌を終了したときは、ロータリー攪拌機１２は、目的地点で１．５分間停止した後、回転羽根２２を逆回転させながらスタート地点まで逆走行し、一旦先送りした有機物５を元の位置に戻しながらスタート地点に戻り、そこで上昇させ、その上昇端で停止して次の攪拌作業のため待機する（図２Ａ）。又は一旦停止後にホームポジションへ復帰する（図１）。このようにして有機物５の部分攪拌を終了する。
【００２５】
本実施形態によれば、ロータリー攪拌機１２を所定の場所で下降又は下降と進行とを行いながらモータに流れる電流を監視し、かつ過電流を検知したときには、モータを一旦停止し、負荷を取り除くか或いは軽減してから再度下降又は下降と移動を行うから、ロータリー攪拌機１２のモータに過大な負荷が作用することはなく、比較的小型のモータを使用しても、モータに過負荷が掛かることを防止できるから、部分攪拌を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリー攪拌機を用いた部分攪拌制御方法を説明する図である。
【図２】ロータリー攪拌機による部分攪拌を説明する図であり、図２Ａは、ロータリー攪拌機１２の動作軌跡を模式的に示した図、図２Ｂは、ロータリー攪拌機１２の移動する様子を模式的に示した図である。
【図３】従来のロータリー攪拌機が用いられる堆肥化設備の概略構成を示す側面図
【図４】従来のロータリー攪拌機の側面図である。
【図５】従来の攪拌機による攪拌動作を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
５・・・有機物（堆肥）、１０・・・堆肥化設備、１２・・・ロータリー攪拌機、１４・・・発酵槽、１６・・・原料投入部、１８・・・堆肥搬出部、２２・・・攪拌羽根、２４・・・攪拌ローター、５２・・・走行駆動装置
【図１】
2006335600.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006335600.tif 000006
【図５】
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