(57)【要約】      （修正有）【課題】寒冷地の冬季においても夏場と同等に堆肥を生産することが可能な密閉縦型堆肥化装置を提供する。【解決手段】発酵槽１の全周に保温層１１、１２、１６を設け、加熱源１４から下部加熱ジャケット１３に加熱した空気を供給し、発酵槽１内を暖め保温することにより堆肥を生産する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発酵槽の全周に保温層を設け発酵槽の底面もしくは底面を含んだ底部周辺の保温層の内側に加熱ジャケットを装備し加熱ジャケット内に加熱源で加熱した空気を循環させ発酵槽内壁を介して発酵槽内を加熱・保温する事により発酵を促進させることが出来る密閉縦型堆肥化装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は畜糞、食品残渣、生ゴミ、等の有機物を密閉、縦型の発酵槽に投入し堆肥を産出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
密閉縦型堆肥化装置は設置面積が少なく脱臭方法が容易であることから畜糞などの有機性物質の堆肥化装置として使用されてきた。しかし、寒冷地の冬期には外気温が低いため装置が冷却されることと投入物が低温のため発酵槽内の堆肥の温度が低下し微生物が活動しにくく処理量が極端に低下する、また極端な場合は使用出来ないという問題点があった。また、寒冷地以外でも冬季は処理量が低下した。また、発酵立ち上げ時に時間がかかる、水分過多などで発酵不良になった場合の対応が難しかった。これらの問題点を解決するため通気攪拌翼から燃焼・加熱空気を通気する方法、二槽式の下部発酵槽の上部にバーナーの熱風を送気する方法があるが前者は効果が薄く、後者は処理物が発火しやすいなどという問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術では、寒冷地での冬期の密閉縦型堆肥化装置は畜糞処理量が低下することになり、畜糞を冬期以外と同等に処理するには大型の装置を導入する必要があった。この欠点を克服するため本出願人は発酵槽の周囲全体に保温層及び加熱ジャケットを装備し加熱ジャケット内に加熱源で加熱した空気を循環させ発酵槽内を加熱・保温することにより発酵を促進させる密閉縦型発酵装置を考案し特許出願している（特願２００１−４０２９５０、未公開）が装置の周囲全体に加熱ジャケットを装備することはコストがかかるという問題とこの密閉縦型発酵装置での年間通した実証テストの結果では、最寒月の平均気温が−２℃前後においては槽全体に加熱ジャケットを設けた装置では能力が高く品質が過剰という問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決することを目的としてなされたものであり、寒冷地で冬季における密閉縦型堆肥化装置の畜糞処理量の低下を防ぐとともに寒冷地以外でも冬季の畜糞処理量を従来技術による密閉縦型堆肥化装置の夏場の畜糞処理量と同等以上にし、発酵の立ち上がりが速く発酵不良時にも対処できる低コストの密閉縦型堆肥化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の密閉縦型堆肥化装置は、発酵槽の全周に保温層を設け発酵槽の底面もしくは底面を含んだ底部周辺の保温層の内側に加熱ジャケットを装備し加熱ジャケット内に加熱源で加熱した空気を循環させることにより底面もしくは底面を含んだ底部周辺の発酵槽内壁を介しての熱伝達により効率的に発酵槽内の内容物を加熱・保温する事により発酵を促進させることができる。
【０００６】
新規に投入された畜糞は既に発酵槽内に存在している堆肥より水分が多く比重が大きいため撹拌に伴い一部は発酵槽内に存在している堆肥と混合され発酵するが堆肥が水分を吸収しきれない部分は発酵槽の底部に移動する。この状況は発酵菌の活動状況によって異なり、活動の活発な夏場は底部に移動する量が少なく、冬場は底部に移動する量が多い。新規に投入された畜糞は高水分かつ低温であり、発酵菌を活動させるにはこれに熱エネルギーを供給することが有効である。そのためには新規に投入された高水分かつ低温の畜糞が多く存在する部位である底面もしくは底面を含んだ底部周辺からの熱伝達による加熱が効率的である。底部周辺とは概ね新規に投入された畜糞の発酵槽における高さ、すなわち新規投入量を発酵槽の底面積で割った高さの側面部を意味する。上部あるいは側面は新規に投入された畜糞の接触が主接触面である底面を含まないため接触面積が小さく、上部あるいは側面からの加熱は底面もしくは底面を含んだ底部周辺からの加熱と比較して効率的とはいえない。加熱源は、灯油、ＬＰガス等バーナーあるいは電気ヒーターなどの種類を特定する物ではない。このため、周囲雰囲気が低温であってもまた投入物が低温であっても大幅なコストアップを伴わずに発酵槽内の温度を発酵菌が活躍しやすい温度に維持でき、さらに発酵菌による畜糞の有機物分解が促進され有機物の分解熱が発生し、より一層温度が上昇するため堆肥の生産が飛躍的に増加される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
従来の技術で製作された密閉縦型堆肥化装置を比較のため図１を参照して説明をする。密閉縦型堆肥化装置は発酵槽が複数で構成されることもあるが単一発酵槽の例を示す。図１は発酵槽１に新規に畜糞７が図示はしていないが上部の投入口から投入され撹拌開始前の状態を示す。発酵槽１の内部に回転中心軸２があり油圧シリンダー３でラチェット１０を押すことにより適宜回転するようになっており、回転中心軸２の中心部は中空になっておりブロワ４で空気が供給され回転中心軸２の下部に設置された撹拌通気翼５から発酵槽内へ送気される。また、攪拌翼６が複数回転中心軸２に取り付けられ撹拌通気翼５とともに発酵槽１内の内容物を撹拌できるようになっている。畜糞を処理対象物として記述するが処理物は畜糞だけに限定されず、生ゴミ、食品廃棄物などの有機性物質でも適応可能である。撹拌により送気された空気は排気口９より発酵槽１外に排出される。発酵槽１の側面には保温層８が設けられ保温層８の内部には断熱材が装填されている。図１では保温層８は発酵槽１の側面にのみ装備されているように図示されているが必要に応じて他の箇所に追加装備される場合もある。
【０００８】
このように構成された従来の技術で製作された密閉縦型堆肥化装置の作用を以下に記す。戻し堆肥あるいは水分調整材で発酵に適した水分に調整された畜糞７を発酵槽１の中の既に畜糞の堆肥化処理が終了した堆肥１８の上に投入する。畜糞７と堆肥１８は撹拌通気翼５および攪拌翼６で適度に撹拌されまた撹拌通気翼５からの空気供給をうけ好気性菌が活動し易い状態に保たれる。このため温暖地あるいは寒冷地でも冬場以外は好気性菌による発酵が行われ堆肥生産ができる。しかし、冬場などでは保温層８があるとはいえ発酵槽１の外面からの放熱が多いため温度が低下し、また投入する畜糞の温度が低いことから好気性菌の活性が落ち処理量が温暖期より低下し、極端な場合は全く処理できない状況になる。また、水分過多などで急激な発酵不良時の対策が取りにくいという欠点があった。
【０００９】
本発明の密閉縦型堆肥化装置を図２を参照して説明する。図２は発酵槽１に新規に畜糞７が図示はしていないが上部の投入口から投入され撹拌開始前の状態を示す。発酵槽１の周囲には側面保温層１１、上部保温層１６、と下部保温層１２が設けられ、各保温層の中には断熱材が充填され発酵槽１からの放熱が極力抑えられるようになっている。下部保温層１２と発酵槽１の間には下部加熱ジャケット１３が装備されている。図２では下部加熱ジャケット１３は発酵槽１の底面だけに限定されたものを示しているが図３に示すように下部加熱ジャケット１３の一部１７が下部側面に侵入する構造も可能である。加熱源１４で暖められた空気が下部加熱ジャケット１３に供給され加熱ジャケット１３内を巡回し排気ダクト１５から外気中に放出される。空気を加熱する方法は灯油、ＬＰガスなどのバーナーあるいは電気ヒーターまたは発電機の廃熱などの種類を限定するものではない。
【００１０】
上記のように構成された密閉縦型堆肥化装置の作用を以下に記す。投入方法、撹拌方法等に関しては前述した従来の技術で製作された密閉縦型堆肥化装置と同じである。発酵槽１の周囲は側面保温層１１と下部保温層１２と上部保温層１６で覆われているので放熱を極力抑える構造になっているため外気温の低下に強い構造になっている。しかし、外気温が更に低く、投入物の温度が下がり発酵槽１内の好気性菌の活動が低下した場合および活動の低下が予想される場合、加熱源１４で加熱した空気が下部加熱ジャケット１３に供給され発酵槽１内に熱供給する事ができる。新規に投入された畜糞７は水分が多くそのため比重が大きいため撹拌により発酵槽内に存在する堆肥１８に水分を吸収されない部分は徐々に発酵槽１の底部に移動する。このため底面もしくは底面を含む底部からの熱伝達による加熱は新規に投入された畜糞の低温かつ水分の多い部分を直接加熱することになり上部あるいは側面からの熱伝達による加熱に比べて効率的である。加熱することにより畜糞の温度が上昇すると発酵菌による堆肥化が活発化し、発酵菌の活動によって生じる発酵熱が加わり温度は急速に上昇し堆肥化は急速に促進される。このように効率的に畜糞を加熱することは加速度的な堆肥化作用を誘引することにつながる。発酵槽１の周囲全体に加熱ジャケットを設置することはコストがかかりまた前述のごとく過剰設備ともなりうる。加熱源１４からの熱供給は発酵槽１の温度をモニターして制御することも可能である。このため発酵槽１内の温度が極端に低下することが無く発酵菌が活動し堆肥化処理が継続される。加熱源１４からの加熱空気の供給は温度が極端に低下した時だけではなく密閉縦型堆肥化装置の最大性能を常時発揮することが出来るように適宜供給することも可能である。
【００１１】
好気性菌による発酵は処理物の水分率によって影響を大きく受け水分率が高いと発酵がうまく進行しない。投入物の水分率が高い場合また投入量が多い場合あるいは不時の事故などで発酵槽１内の水分率が高くなった場合にも加熱源１４からの加熱空気の供給は強制的に水分を蒸散せしめ正常な水分率に復帰させ発酵を継続させることに有効である。
【００１２】
密閉縦型堆肥化装置をはじめて稼動させる場合は好気性菌が低温のため活性が低いあるいは十分量存在しないなどにより発酵の立ち上がりに時間がかかるという問題があるが、この場合も加熱源１４からの加熱空気の供給は好気性菌の活動に最適な環境を提供するため速やかな立ち上げを可能とする。
【００１３】
密閉縦型堆肥化装置のランニングコストは主として空気を送るためのブロア４および回転中心軸２を回転させる油圧シリンダ３を駆動させるための電気料金から発生する。従来の密閉縦型堆肥化装置で冬期において処理量が低下した場合は堆肥化にまでに長大な日数を要しランニングコストがアップするが、底面もしくは底面を含む底部周辺からの加熱できる本発明の密閉縦型堆肥化装置によれば処理日数を大幅に短縮でき、加熱するコストは余分に発生するがトータルのランニングコストは低下させることが可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の密閉縦型堆肥化装置は低コストで寒冷地で冬季の密閉縦型堆肥化装置の使用の可能性を大幅に拡げるとともに寒冷地以外でも冬季の堆肥生産量を夏場と同等もしくは同等以上にし、発酵の立ち上がりが速く、発酵不良の危急時にも対処でき、トータルのランニングコストの低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術で製作された密閉縦型堆肥化装置の内部構造を示す断面図
【図２】本発明の密閉縦型堆肥化装置の内部構造を示す断面図
【図３】本発明の密閉縦型堆肥化装置の内部構造の一例を示す部分断面図
【符号の説明】
１・・・・・・  発酵槽
１３・・・・・・  下部加熱ジャケット
１４・・・・・・  加熱源
【図１】
2004345936.tif 000003
【図２】
2004345936.tif 000004
【図３】
2004345936.tif 000005