(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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１４３と、アーム１４３を水平面上で旋回させるヒンジ用モータ１４２と、堆肥材料の温度を測定する温度センサ１４８と、アーム１４３に支持され、温度センサ１４８を先端部に支持しており、温度センサ１４８をアーム１４３が延びる方向と異なる向きに移動させ、温度センサ１４８を堆肥材料に出し入れするスクリューシャフト１４７と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
を備える温度測定装置。
【請求項２】
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る、
請求項１に記載の温度測定装置。
【請求項３】
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る、
請求項１又は２に記載の温度測定装置。
【請求項４】
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、
を備える、
請求項３に記載の温度測定装置。
【請求項５】
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る、
請求項１又は２に記載の温度測定装置。
【請求項６】
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、
を備える、
請求項５に記載の温度測定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の温度測定装置と、
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、
を備える堆肥製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度測定装置及び堆肥製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４５７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る堆肥製造装置の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る建屋の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る発酵槽及び送気部の関係を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る温度測定装置の平面図、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る温度測定装置の側面図、（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る温度測定装置の正面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る堆肥製造装置のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る堆肥化処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１に係る堆肥製造装置の模式図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る温度測定装置の平面図、（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る温度測定装置の側面図、（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係る温度測定装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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）。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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）。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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）。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
（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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
（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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【符号の説明】
【０１０２】
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
【図１】
2019039809.tif 000003
【図２】
2019039809.tif 000004
【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】
2019039809.tif 000009
【図８】
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