(57)【要約】【課題】排泄物処理槽内の培地を排泄物と共に円周方向に攪拌するだけでなく上下方向にも攪拌することで、し尿などの排泄物を効率良く分解することができる排泄物処理装置を提供する。【解決手段】木材チップ及びおが屑等に微生物を培養、生成した培地１２を排泄物処理槽１内に充填し、この排泄物処理槽１内中央の垂直回転駆動軸には、排泄物処理槽底面の内周壁近傍まで延設した直径の半径の攪拌アーム１４が回転可能に支持され、この攪拌アーム１４は、垂直回転駆動軸周りの回転により培地１２を排泄物とともに攪拌すると同時に排泄物処理槽１の底面中央に向けて移送するよう構成され、排泄物処理槽１の外周には、底面中央に移送された処理後の培地１２を排泄物処理槽１の底部から上部の培地投入口６より再び投入する循環搬送装置１０を配設することで、し尿などの排泄物を微生物により効率の良い酸化分解が達成される。【選択図】　　図１
2004097947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排泄物処理槽１内に充填された木材チップ及びおが屑等に微生物を培養して培地１２を生成し、該培地１２に上部投入口６から投入されたし尿等の排泄物を上記微生物により分解処理する排泄物処理装置に於いて、
円筒状に形成された排泄物処理槽１内中央の垂直回転駆動軸２２に、該排泄物処理槽底面１ａの内周壁近傍まで延設した半径を有する複数の攪拌アーム１４が回転可能に支持され、該攪拌アーム１４は、上記垂直回転駆動軸２２周りの回転により上記培地１２を排泄物とともに攪拌すると同時に上記排泄物処理槽１の底面１ａ中央に向けて移送するよう構成され、上記排泄物処理槽１の外周には、底面１ａ中央に移送された処理後の培地１２を上記排泄物処理槽１の底部から該排泄物処理槽１上部より再び投入する循環搬送装置１０を配設したことを特徴とする排泄物処理装置。
【請求項２】
上記攪拌アーム１４は、上記処理後の培地１２を両外側端部から回転中心に向けて移送して上記循環搬送装置１０に導く少なくとも一対のスクリューコンベヤ２４で構成されている請求項１に記載の排泄物処理装置。
【請求項３】
上記スクリューコンベヤ２４は、上記垂直回転駆動軸２２を回転中心とする直径のスクリュー軸２４ａで構成され、該スクリュー軸２４ａは、筒状に構成された上記垂直回転駆動軸２２内の同軸上に回転可能に支持されるスクリュー駆動軸２５との係合によって回転駆動され、上記スクリュー軸２４ａの外周に取付けられるスクリュー２４ｂは、上記垂直回転駆動軸２２を中心として対称的に配設されている請求項２に記載の排泄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、し尿等の排泄物処理槽内に充填された木材チップ及びおが屑等と微生物を混合して該微生物を培養した培地に、上記排泄物処理槽の上部から投入された排泄物を上記微生物により分解処理する排泄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種建築物の建設現場や土木作業の工事現場等においては、簡易トイレが使用されており、近年では、このような簡易トイレの便槽となるタンク内に多数の木材チップ等を収容してこれに微生物を混合、培養させて培地を生成し、この培地に投入された「し尿等の排泄物」等を微生物により分解処理するバイオテクノロジーが利用されている。
【０００３】
一方、水洗トイレが未だ普及していない辺鄙な山岳地や、キャンプ地、農村、住宅地等でも、トイレの便槽等のタンクに収容された排泄物や、家畜の糞尿などをバキュームカーで汲み取り収集し、これらを集中的に処理するために、上記のようなバイオテクノロジーを利用した多数の大型排泄物処理タンクのタンク群から成る施設が構築されている。
【０００４】
これらの大型排泄物処理タンクに投入された排泄物は、嫌気性または好気性微生物の発酵により炭酸ガスと水に酸化分解され、発生した水分は蒸発させて排気することで全く臭い無い乾燥した有機質の肥料（コンポスト）として生成されている。
【０００５】
このような排泄物処理タンク内で分解処理される排泄物は、木材チップ及びおが屑等と微生物を混合した培地内に浸透しつつ下方に移動する過程で分解処理されており、コンポスト化されるまでに長い期間を要するだけでなく、培地内では均等に分解処理されず効率が低下する問題を有していた。
【０００６】
このような問題を解決する技術として、例えば特開平１１−１９０００号公報に攪拌翼を持つ簡易トイレのタンク構造が示されている。このタンク構造は、図４に示すように、便器０１の上下に多数の攪拌翼０２が内装された便槽となるタンク０３が配置されており、このタンク０３の収納室０３Ａに収納される微生物が付着した無数の木材チップ０４内で、投入された「し尿などの排泄物」を微生物により分解処理すると共に、タンク０３底板０３Ｂの下面側に底室０３Ｃを形成し、底室０３Ｃ内に収納される保温用液体０６を加温する液体加温用ヒータ０５を配してこの底室０３Ｃを均一に保温することで、微生物を適温に保持しつつ攪拌翼０２により無数の木材チップ０４を攪拌することで、「し尿などの排泄物」を効率良く分解することができるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のタンク構造は、簡易トイレに用いられる小型の浅いタンク内に収納された無数の木材チップ０４を、タンク０３の上部に配置されたギヤドモータ０１０により駆動軸０１２を介して多数の攪拌翼０２を円周方向に回転させて攪拌する構造のもので、これらの攪拌翼０２の回転だけでは、無数の木材チップ０４をタンク底部から上部まで満遍なく循環移動させることは困難であり、これが縦長の大型化した底深のタンク構造になると、攪拌効率が更に低下するだけでなく、攪拌効率を上げるために駆動軸０１２の上下に更に多数の攪拌翼を設けた構造とした場合には、回転負荷の増加から駆動源が大型化して消費電力が増大する問題を有していた。
【０００８】
従って、本発明の目的とする所は、排泄物処理槽内の培地を排泄物と共に円周方向に攪拌するだけでなく上下方向にも攪拌することで、し尿などの排泄物を効率良く分解することができる排泄物処理装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明は次の技術的手段を有する。即ち、発明の実施の形態に対応する添付図面中の符号を用いてこれを説明すると、本発明は、排泄物処理槽１内に充填された木材チップ及びおが屑等に微生物を培養して培地１２を生成し、該培地１２に上部投入口から投入されたし尿等の排泄物を上記微生物により分解処理する排泄物処理装置に於いて、円筒状に形成された排泄物処理槽１内中央の垂直回転駆動軸２２に、該排泄物処理槽底面１ａの内周壁近傍まで延設した半径を有する複数の攪拌アーム１４が回転可能に支持され、該攪拌アーム１４は、上記垂直回転駆動軸２２周りの回転により上記培地１２を排泄物とともに攪拌すると同時に上記排泄物処理槽１の底面１ａ中央に向けて移送するよう構成され、上記排泄物処理槽１の外周には、底面１ａ中央に移送された処理後の培地１２を上記排泄物処理槽１の底部から該排泄物処理槽１上部より再び投入する循環搬送装置１０を配設したことを特徴とする排泄物処理装置である。
上記によれば、排泄物処理槽１内に充填された木材チップ及びおが屑等に微生物を培養して生成された培地１２にし尿等の排泄物を投入する。投入されたし尿等の排泄物は、排泄物処理槽内底面１ａ中央の垂直回転駆動軸２２を介して回転される複数の攪拌アーム１４により培地とともに攪拌され、その過程で上記微生物により分解処理される。処理後の培地１２は、上記排泄物処理槽１の底面１ａ中央に向けて移送されて循環搬送装置１０により上記排泄物処理槽１の底部１ａから該排泄物処理槽１上部より再び投入されて上下方向の循環移送により攪拌される。
従って、排泄物処理槽１内の培地は、投入されたし尿等の排泄物と共に円周方向に攪拌されるとともに、循環搬送装置１０による循環移送により上下方向にも攪拌することで、し尿などの排泄物を微生物により効率良く分解することができる。
【００１０】
また本発明の排泄物処理装置は、上記攪拌アーム１４が、上記処理後の培地１２を両外側端部から回転中心に向けて移送して上記循環搬送装置１０に導く少なくとも一対のスクリューコンベヤ２４で構成されている排泄物処理装置である。
上記によれば、処理後の培地１２は、少なくとも一対のスクリューコンベヤ２４で構成された攪拌アーム１４により、両外側端部から排泄物処理槽１内の底面１ａ中央に向けて移送させることで上記循環搬送装置１０の入口１０ａに導かれる。
従って、攪拌アーム１４が、両外側端部から回転中心に向けて処理後の培地１２を移送する機能を有しているので、上記循環搬送装置１０の入口１０ａに円滑に導くことができる。
【００１１】
また本発明の排泄物処理装置は、上記スクリューコンベヤ２４が、上記垂直回転駆動軸２２を回転中心とする直径のスクリュー軸２４ａで構成され、該スクリュー軸２４ａは、筒状に構成された上記垂直回転駆動軸２２内の同軸上に回転可能に支持されるスクリュー駆動軸２５との係合によって回転駆動され、上記スクリュー軸２４ａの外周に取付けられるスクリュー２４ｂは、上記垂直回転駆動軸２２を中心として対称的に配設されている排泄物処理装置である。
上記によれば、垂直回転駆動軸２２を中心とする直径のスクリュー軸２４ａが、筒状に構成された上記垂直回転駆動軸２２内の同軸上に回転可能に支持されるスクリュー駆動軸２５との係合によって一方向に回転駆動されると、処理後の培地１２は、垂直回転駆動軸２２を中心としてスクリュー軸２４ａに対称的に配設されたスクリュー２４ｂにより上記スクリューコンベヤ２４の両外側端部から回転中心に向けて移送される。
従って、スクリュー２４ｂを、垂直回転駆動軸２２を中心としてスクリュー軸２４ａの外周に対称的に配設することで、スクリュー軸２４ａを一方向に回転駆動させるだけで、処理後の培地を上記スクリューコンベヤ２４の両外側端部から回転中心に向けて移送することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面、図１〜図３に従い、本発明の排泄物処理装置に係る一実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の排泄物処理装置を備えた複数の排泄物処理槽の一部断面を示す側面図、図２は本発明の排泄物処理装置を備えた複数の大型排泄物処理槽の一部断面を示す平面図であり、図３は本発明の排泄物処理装置の要部を示す部分拡大断面図である。
【００１３】
図１、図２には、排泄物処理槽（以下排泄物処理タンクと称する）として、大型の排泄物処理タンクを集合したタンク群が示されており、符号１で示される大型の排泄物処理タンクは、辺鄙な山岳地や、キャンプ地、農村、住宅地等では、トイレのタンク等に収容された排泄物や、家畜の糞尿などをバキュームカー２で汲み取り収集し、これらを集中的に処理するために複数基（本実施形態では５基）集合してタンク群として構築されている。
【００１４】
最初に排泄物処理タンク１に付き詳述する。排泄物処理タンク１は、縦長円筒のサイロ状に構成されており、排泄物処理タンク１の天板５に設けられ、バキュームカー２の供給ホース４ａ先端を供給管４下端の接続口に着脱可能に接続すると共にその上端接続口を接続保持する排泄物投入口６と、排泄物処理タンク１の底面に設けられ後述する循環搬送装置１０の吸入口１０ａに接続される培地排出口１６と、排泄物処理タンク１の天板５に設けられ循環搬送装置１０の排出口１０ｂに接続される培地供給口８とから構成されている。
【００１５】
より詳しくは、排泄物処理タンク１は、内部直径２．４ｍ〜３ｍ、高さ８ｍ〜１０ｍ、最大木屑貯蔵量３５ｍ３〜８０ｍ３となるよう構成されている。そして、排泄物処理タンク１内部の貯蔵室には、微生物が付着した木屑となる木材チップ及びおが屑等が予め十分に充填され、この内部に混入された微生物としての好気性または嫌気性バクテリアを培養することで培地１２が生成されている。
【００１６】
この排泄物処理タンク１の底面内部中央には攪拌アーム１４が回転可能に支持されており、排泄物処理タンク１の下面に配置された駆動装置１５により極めてゆっくりした水平回転が得られるようになっている。
【００１７】
次に、攪拌アーム１４に付き図３を参照して詳述する。図３は攪拌アームの要部を示す部分拡大断面図であり、攪拌アーム１４は、垂直回転駆動軸２２周りの回転により投入された排泄物とともに上記培地１２を攪拌すると同時に、排泄物処理タンク１の底面中央に向けて移送する一対のスクリューコンベヤ２４で構成されている。
【００１８】
このスクリューコンベヤ２４は、垂直回転駆動軸２２を回転中心とする直径のスクリュー軸２４ａと、このスクリュー軸２４ａ長手方向の中心を境にして螺旋状の向きが対称になるようスクリュー軸２４ａの外周に設けられたスクリュー２４ｂとで構成されている。
【００１９】
排泄物処理タンク１下面のベースＢ上には攪拌アーム１４を回転駆動するための駆動装置１５が支持されており、この駆動装置１５は、モータＭの回転を減速させてスクリューコンベヤ２４をスクリュー軸２４ａ周りに一方向に回転させる第１減速機１８ａと、スクリューコンベヤ２４を垂直回転駆動軸２２周りに減速回転させる第２減速機１８ｂとから構成されている。
【００２０】
垂直回転駆動軸２２は、筒状に形成されて第１減速機１８ａが収容される筐体２０上面に垂直に取着されたハウジング３０に回転可能に軸支されており、その上端は排泄物処理タンク１の底面１ａ中心部よりシール部材Ｆを介して内部に挿通突出し、下端部には第２減速機１８ｂ側のスプロケットホイール２６ａに掛止されたチエン２８に掛止されるスプロケットホイール２６ｂが取付けられている。
【００２１】
更に、垂直回転駆動軸２２の上端には密閉された横長直方体のギヤボックス３４が一体的に取付けられており、このギヤボックス３４にはスクリューコンベヤ２４のスクリュー軸２４ａが回転可能に挿通保持されている。
【００２２】
垂直回転駆動軸２２には、この垂直回転駆動軸２２内の同軸上にスクリュー駆動軸２５が回転可能に支持されて、垂直回転駆動軸２２の下端から下方に突出したスクリュー駆動軸２５は第１減速機１８ａの出力軸に直結されている。
【００２３】
一方、垂直回転駆動軸２２の上端からギヤボックス３４内に挿通突出した上端には小傘歯車３５ａが装着されており、この小傘歯車３５ａは、ギヤボックス３４内を挿通するスクリュー軸２４ａに装着された大傘歯車３５ｂと噛合している。
【００２４】
また、排泄物処理タンク１の底面１ａには、垂直回転駆動軸２２の周囲に培地１２を案内するために徐々に深くなる渦形の案内凹溝３６が配設されており、その終端には循環搬送装置１０の吸入口１０ａを接続する培地排出口１６が形成されている。
【００２５】
循環搬送装置１０は、チューブ状のスクリューコンベアで構成され、下端の吸入口１０ａが培地排出口１６に接続されて排泄物処理タンク１の外周に螺旋状に巻回されると共に、上端の排出口１０ｂは、排泄物処理タンク１天板５の培地供給口８に接続されている。
【００２６】
次に、排泄物処理装置の作用に付き説明する。
【００２７】
先ず、バキュームカー２の供給ホース４ａ先端を供給管４下端の接続口に接続して、バキュームカー２で汲み取り収集した排泄物や、家畜の糞尿などを、処理槽１天板５の排泄物投入口６を介して排泄物処理槽１内の培地１２上に投入する。
【００２８】
同時に、排泄物処理槽１内では、攪拌アーム１４が極めてゆっくり回転駆動されており、培地１２内に投入された排泄物は攪拌アーム１４の回転により浸透して行く過程で培地１２とともに攪拌される。
【００２９】
長時間掛けて培地１２とともに攪拌された排泄物は、内部で培養された好気性バクテリアが６０℃以上の温度により発酵して炭酸ガスと水に酸化分解することで有害な菌は死滅し、さらに発生した水分は蒸発、排気されて、臭気の無い乾燥した有機質の肥料（コンポスト）として生成される。
【００３０】
生成されたコンポストの回収は、年に２〜３回、１／２〜１／３回の量が交換されるが、その間における処理後の培地１２は、攪拌アーム１４の回転により攪拌されつつ、一対のスクリューコンベヤ２４により排泄物処理タンク１の底面内部中央に寄せられると渦形の案内凹溝３６に案内されて培地排出口１６に導かれる。
【００３１】
これにより、案内凹溝３６を移動した培地１２は、培地排出口１６に接続された吸入口１０ａから循環搬送装置１０を介して再び排泄物処理タンク１天板５の培地供給口８から排泄物処理タンク１内の培地１２上に投下されて循環移送され、更に攪拌アーム１４によって培地１２とともに攪拌される。
【００３２】
従って、上記のように構成された排泄物処理装置によれば、排泄物処理槽１内の培地１２は、攪拌アーム１４により投入されたし尿等の排泄物と共に円周方向に攪拌され、更に循環搬送装置１０による循環移送により上下方向にも攪拌されることで、し尿などの排泄物を微生物により効率良く酸化分解することができる。また、酸化分解により発生した水分は蒸発させて排気することで、全く臭い無い乾燥した有機質の肥料（コンポスト）として生成することができる。
【００３３】
更に攪拌アーム１４が、処理後の培地１２を両外側端部から排泄物処理タンク１の底面内部中央に向けて移送する一対のスクリューコンベヤで構成されているので、処理後の培地１２が、両外側端部から回転中心に向けて移送されることで、循環搬送装置１０の吸入口１０ａに円滑に導くことができる。
【００３４】
更にまた、スクリューコンベヤ２４のスクリュー２４ｂが、スクリュー軸２４ａ長手方向の中心を境にして螺旋状の向きが対称になるようにスクリュー軸２４ａの外周に設けられているので、スクリュー軸２４ａの一方向の回転のみで処理後の培地１２を排泄物処理タンク１の底面内部中央に寄せることができ、攪拌アーム１４の回転により案内凹溝３６に案内されて循環搬送装置１０の吸入口１０ａに向けて移送することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は次の効果を奏する。
【００３６】
以上詳述した如く本願の請求項１記載の発明によると、排泄物処理槽内の培地は、投入されたし尿等の排泄物と共に円周方向に攪拌されるとともに、循環搬送装置による循環移送により上下方向にも攪拌されることで、し尿などの排泄物を微生物により効率良く酸化分解することができる。また、この酸化分解により発生した水分は蒸発させて排気することで、全く臭い無い乾燥した有機質の肥料（コンポスト）として生成することができる。
【００３７】
本願の請求項２記載の発明によると、攪拌アームが、水平回転による培地の攪拌作用に加え、両外側端部から回転中心に向けて移送する機能を有する一対のスクリューコンベヤで構成されているので、処理後の培地を循環搬送装置の入口に円滑に導くことができる。
【００３８】
本願の請求項３記載の発明によると、スクリューコンベヤのスクリューが、スクリュー軸長手方向の中心を境にして螺旋状の向きが対称になるように設けられているので、スクリュー軸の一方向の回転のみで処理後の培地を排泄物処理タンクの底面内部中央に向けて移送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排泄物処理装置を備えた複数の排泄物処理槽の一部断面を示す側面図である。
【図２】本発明の排泄物処理装置を備えた複数の大型排泄物処理槽の一部断面を示す平面図である。
【図３】本発明の排泄物処理装置の要部を示す部分拡大断面図である。
【図４】従来の排泄物処理装置を備えた排泄物処理槽の一部断面を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　排泄物処理タンク（排泄物処理槽）
１ａ　　　　　　　　　底面
２　　　　　　　　　　バキュームカー
４　　　　　　　　　　供給管
４ａ　　　　　　　　　供給ホース
５　　　　　　　　　　天板
６　　　　　　　　　　排泄物投入口（上部投入口）
８　　　　　　　　　　培地供給口
１０　　　　　　　　　循環搬送装置
１０ａ　　　　　　　　吸入口（入口）
１０ｂ　　　　　　　　排出口
１２　　　　　　　　　培地
１４　　　　　　　　　攪拌アーム
１５　　　　　　　　　駆動装置
１６　　　　　　　　　培地排出口
１８ａ　　　　　　　　第１減速機
１８ｂ　　　　　　　　第２減速機
２０　　　　　　　　　筐体
２２　　　　　　　　　垂直回転駆動軸
２４　　　　　　　　　スクリューコンベヤ
２４ａ　　　　　　　　スクリュー軸
２４ｂ　　　　　　　　スクリュー
２５　　　　　　　　　スクリュー駆動軸
２６ａ、２６ｂ　　　　スプロケットホイール
２８　　　　　　　　　チエン
３０　　　　　　　　　ハウジング
３４　　　　　　　　　ギヤボックス
３５ａ　　　　　　　　小傘歯車
３５ｂ　　　　　　　　大傘歯車
３６　　　　　　　　　案内凹溝
Ｂ　　　　　　　　　　ベース
Ｆ　　　　　　　　　　シール部材
Ｍ　　　　　　　　　　モータ
【図１】
2004097947.tif 000003
【図２】
2004097947.tif 000004
【図３】
2004097947.tif 000005
【図４】
2004097947.tif 000006