(57)【要約】【課題】自然換気で発酵水蒸気を屋外へ円滑に排出できるコンポスト化設備の建屋構造を提供する。【解決手段】槽底部から強制通気して好気性発酵を行う一次発酵槽２２を一方の領域に配置し、嫌気性発酵を行う二次発酵槽２３を他方の領域に配置した建屋２１において、屋内空間を双方の領域に仕切るドラフト壁３８を建屋２１の内部に立設し、ドラフト壁３８の上方位置で建屋２１の天井部に排気口３０を設け、建屋２１の側壁２８に給気口２９を設けた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンポスト化設備の建屋において、屋内空間を複数の領域に仕切るドラフト壁を建屋内に立設し、ドラフト壁の上方位置で建屋の天井部に排気口を設け、建屋の側壁に給気口を設けたことを特徴とするコンポスト化設備の建屋構造。
【請求項２】
ドラフト壁を隔てた一方の領域に一次発酵槽を配置し、他方の領域に二次発酵槽を配置したことを特徴とする請求項１に記載のコンポスト化設備の建屋構造。
【請求項３】
ドラフト壁を隔てた一方の領域にのみ発酵槽を配置したことを特徴とする請求項１に記載のコンポスト化設備の建屋構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンポスト化設備の建屋構造に関し、有機性廃棄物をコンポスト化する設備において換気を行う技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５に示すようなコンポスト化設備では、建屋１の内部に複数の一次発酵槽２と二次発酵槽３とを通路４で隔てた両側に配設している。
【０００３】
コンポスト化工程はわら類、糞尿、生ごみ、畜産糞尿、余剰汚泥等の有機性廃棄物を好気的条件下で分解させるものである。コンポスト化の条件には、例えば適度に水分を保つことがある。微生物の生育には水分が不可欠であるが、多すぎると嫌気的条件になり易く、水分は４０〜６５％に保つことが望ましい。また、好気性微生物は、当然、呼吸のために酸素を消費するので、空気を適度に供給する必要があり、酸素が不足すると生育や分解が著しく阻害される。しかし、大量の空気を供給すると放冷が起こり発酵が抑制される。
【０００４】
このため、一次発酵槽２では、固定槽に有機性廃棄物を堆積させて槽底部より有機性廃棄物の発酵分解に必要な空気を強制通気し、一定時間ごとに機械攪拌を行って固定槽の中で有機性廃棄物を緩やかに移動させながら土壌の微生物により好気性分解を促進させる。一次発酵槽２では易分解性の有機物を分解し、好気性発酵で発生するエネルギーで有機性廃棄物の堆積物内の温度が上昇し、６０〜７０℃の高温域で好気性発酵を継続し、高温となることで水分が蒸発する。
【０００５】
一次発酵物は二次発酵槽３へ移動させ、二次発酵槽３で難分解性の有機物を分解させる。
建屋１は屋根５が棟６から両側の軒７に向けて下り勾配をなし、側壁８に形成した給気口９から新鮮空気が流入し、棟６に設けた排気口１０から屋内空気が流出することで自然換気している。建屋１の換気は自然換気以外に換気扇による強制換気もある。
【０００６】
この種のコンポスト化設備に関する先行技術としては特許文献１、２に記載するものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１６８９１１号
【０００８】
【特許文献２】特開平１１−３１４９８８号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようなコンポスト化設備では、発酵過程で発生する炭酸ガスや発酵水蒸気を屋外へ排気するために換気が必要不可欠である。しかし、強制換気を行う場合には設備費、電力費が必要となる。
【００１０】
また、自然換気を行う場合に、建屋１の内部空間が広くて、温度の異なる一次発酵槽２と二次発酵槽３とが存在することで円滑な換気を行えず、空気が滞留する箇所ができる。一次発酵槽２において強制通気した発酵用空気は一次発酵槽２から発生する発酵水蒸気を含む暖気となり、屋内に拡散しながら上昇し、天井面に達した屋内空気は天井面の勾配に沿って流れて棟６に設けた排気口１０から屋外に流出し、側壁８の給気口９から冷気の新鮮空気が流入して屋内空気が換気される。
【００１１】
寒冷地においては冬場に屋内外の温度差が大きくなり、天井面付近に滞留する屋内空気が屋根５を隔てた外気により冷却され、屋内空気中の発酵水蒸気が凝縮して結露し、結露は雫となって一次発酵槽２に落下し、発酵熱で蒸発・乾燥した発酵物の水分が再び増加する問題がある。
【００１２】
本発明は上記した課題を解決するものであり、自然換気で発酵水蒸気を屋外へ円滑に排出できるコンポスト化設備の建屋構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のコンポスト化設備の建屋構造は、コンポスト化設備の建屋において、屋内空間を複数の領域に仕切るドラフト壁を建屋内に立設し、ドラフト壁の上方位置で建屋の天井部に排気口を設け、建屋の側壁に給気口を設けたものである。
【００１４】
上記した構成により、屋内の空気が天井部に設けた排気口から屋外へ流出し、側壁に設けた給気口から屋外の新鮮空気が流入することで、建屋内の空気が換気される。このとき、ドラフト壁の近傍の空気はドラフト壁に沿って上昇し、その整流効果を受けて排気口に向けて上昇する上昇速度が周囲の空気に比べて速くなり、ドラフト壁の近傍における気圧が周囲に比べて低くなる。このため屋内空間に拡散する暖かい空気、および給気口から流入した新鮮空気を含む屋内空気は、建屋の天井部に滞留することが少なくなり、ドラフト壁に向かって流れて後にドラフト壁に沿って上昇し、排気口から屋外へ流出することになり、建屋における換気効率が向上する。
【００１５】
請求項２に係る本発明のコンポスト化設備の建屋構造は、ドラフト壁を隔てた一方の領域に一次発酵槽を配置し、他方の領域に二次発酵槽を配置したものである。
【００１６】
上記した構成により、一次発酵槽では有機性廃棄物を堆積させて槽底部より有機性廃棄物の発酵分解に必要な空気を強制通気し、機械攪拌により有機性廃棄物を緩やかに移動させながら土壌の微生物により易分解性の有機物を好気性発酵により分解する。一次発酵槽では好気性発酵で発生するエネルギーで有機性廃棄物の堆積物内の温度が上昇して６０〜７０℃の高温域で好気性発酵が継続して行われ、水分が蒸発する。一次発酵物は二次発酵槽へ移動させて発酵させ、難分解性の有機物を発酵により分解する。
【００１７】
発酵エネルギーで暖められた空気が天井部に設けた排気口から屋外へ流出し、側壁に設けた給気口から屋外の新鮮空気が流入することで、建屋内の空気が換気される。このとき、ドラフト壁の近傍の空気はドラフト壁に沿って上昇し、その整流効果を受けて排気口に向けて上昇する上昇速度が周囲の空気に比べて速くなり、ドラフト壁の近傍における気圧が周囲に比べて低くなる。このため、堆積物から蒸発した発酵水蒸気を含んで一次発酵槽から屋内空間に拡散する暖かい空気、および給気口から流入した新鮮空気を含む屋内空気は、建屋の天井部に滞留することが少なくなり、ドラフト壁に向かって流れて後にドラフト壁に沿って上昇し、排気口から屋外へ流出することになり、建屋における換気効率が向上する。
【００１８】
建屋内では一次発酵と二次発酵の温度が異なることに由来してドラフト壁を隔てた一方の領域と他方の領域とで屋内空間の雰囲気に温度差が存在するので、一次発酵槽から蒸発した発酵水蒸気を含んで一方の高温の領域側を流れる空気はドラフト壁に沿って上昇する間に他方の低温の領域側を流れる空気に冷却されて凝縮され、発酵水蒸気はドラフト壁面で結露し、結露水はドラフト壁に沿って流下してドラフト壁の下端縁で回収される。よって、発酵水蒸気が結露して再び一次発酵槽に落下し、発酵熱で蒸発・乾燥した発酵物の水分が再び増加することを低減できる。
【００１９】
請求項３に係る本発明のコンポスト化設備の建屋構造は、ドラフト壁を隔てた一方の領域にのみ発酵槽を配置したものである。
上記した構成により、発酵槽を配置した一方の領域では発酵により発生するエネルギーで暖められた空気が天井部に設けた排気口から屋外へ流出し、側壁に設けた給気口から屋外の新鮮空気が流入することで、建屋内の空気が換気される。このとき、ドラフト壁の近傍の空気はドラフト壁に沿って上昇し、その整流効果を受けて排気口に向けて上昇する上昇速度が周囲の空気に比べて速くなり、ドラフト壁の近傍における気圧が周囲に比べて低くなる。このため、堆積物から屋内空間に拡散する暖かい空気、および給気口から流入した新鮮空気を含む屋内空気は、建屋の天井部に滞留することが少なくなり、ドラフト壁に向かって流れて後にドラフト壁に沿って上昇し、排気口から屋外へ流出することで建屋における換気効率が向上する。
【００２０】
建屋内では発酵槽を配置した一方の領域とドラフト壁を隔てた他方の領域とで屋内空間の雰囲気に温度差が存在するので、発酵槽を配置した一方の高温の領域側を流れる空気はドラフト壁に沿って上昇する間に他方の低温の領域側を流れる空気に冷却されて凝縮され、発酵水蒸気はドラフト壁面で結露し、結露水はドラフト壁に沿って流下してドラフト壁の下端縁で回収される。よって、発酵水蒸気が結露して再び発酵槽に落下し、発酵物の水分が再び増加することを低減できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４はコンポスト化設備の一例を開示するものであり、建屋２１の一方の領域に複数の一次発酵槽２２を配置し、他方の領域に二次発酵槽２３を配置しており、両領域間に通路２４を配設している。建屋２１は屋根２５が棟２６から両側の軒２７に向けて下り勾配をなし、側壁２８に形成した給気口２９から新鮮空気が流入し、天上部の最上である棟２６に設けた排気口３０から屋内空気が流出することで自然換気する。排気口３０に換気扇を設けて強制換気することも可能である。
【００２２】
一次発酵槽２２は各固定槽３１の底部に形成した複数の床溝３２に給気管３３を配置しており、固定槽３１の間に形成した点検通路３４に配置するブロアー３５に給気管３３を接続している。各固定槽３１には攪拌装置３６を設けており、攪拌装置３６は槽壁３７に沿って移動し、固定槽３１に堆積する堆積物を切り返しながら移動させるものである。
【００２３】
建屋内にはドラフト壁３８を立設しており、ドラフト壁３８は屋内空間を双方の領域に仕切るものであり、ドラフト壁３８の上方に排気口３０が位置している。ドラフト壁３８はステンレス製の骨組３９の表面にポリオレフィン製の透明のフィルム４０を張ったものであり、下端縁に結露水を回収する樋４１を設けている。ドラフト壁３８は建築上の強度を必要とするものではなく、単に気流の拡散を制限できれば良いので、上述の構造に限らずテント布地などで形成してもよく、安価な材料で形成できる。
【００２４】
以下、上記した構成における作用を説明する。一次発酵槽２２では各固定槽３１に堆積させた有機性廃棄物にブロアー３５から給気管３３を通して空気を供給し、有機性廃棄物の発酵分解に必要な空気を強制通気して微生物により好気性発酵させる。また、攪拌装置３６により一定時間ごとに機械攪拌を行って固定槽３１の中で有機性廃棄物を緩やかに移動させて好気性発酵を促進させる。
【００２５】
この一次発酵槽２２では好気性発酵で発生するエネルギーで有機性廃棄物の堆積物内の温度が上昇し、６０〜７０℃の高温域で好気性発酵を継続し、高温となることで水分が蒸発する。
【００２６】
一次発酵槽２２で好気性発酵を終えた一次発酵物は二次発酵槽２３へ移動させ、二次発酵槽２３で難分解性の有機物を発酵により分解する。二次発酵槽２３における二次発酵物の堆積物内の温度は４０℃以下である。
【００２７】
建屋２１の内部で発酵エネルギーにより暖められた空気は天井部に設けた排気口３０から屋外へ流出し、側壁２８に設けた給気口２９から屋外の新鮮空気が流入することで、建屋２１の内部の空気が自然換気される。
【００２８】
このとき、ドラフト壁３８の近傍の空気はその拡散がドラフト壁３８によって抑制されてドラフト壁３８のフィルム４０に沿って上昇し、排気口３０に向けて上昇する空気の上昇速度がドラフト壁３８による整流効果を受けて周囲の空気に比べて速くなる。ダウンフローの流れもあるが全体としては上昇流となる。
【００２９】
このため、堆積物から蒸発した発酵水蒸気を含んで一次発酵槽２２から屋内空間に拡散する暖かい空気、および給気口２９から流入した新鮮空気を含む屋内空気は、建屋２１の天井部に滞留することが少なくなり、ドラフト壁３８に向かって流れて後にドラフト壁３８に沿って上昇し、排気口３０から屋外へ流出することになり、建屋２１における自然換気効率が向上し、強制換気する場合にあっても設備容量を小さくできる。
【００３０】
建屋２１では一次発酵と二次発酵の温度が異なることに由来してドラフト壁３８のフィルム４０を隔てた一方の領域と他方の領域とで屋内空間の雰囲気に温度差が存在するので、一次発酵槽２２から蒸発した発酵水蒸気を含んで一方の高温の領域側を流れる空気はドラフト壁３８の薄いフィルム４０に沿って上昇する間に他方の低温の領域側を流れる空気に冷却されて凝縮され、発酵水蒸気はドラフト壁３８の壁面をなすフィルム４０の表面で結露し、結露水はドラフト壁３８に沿って流下してドラフト壁３８の下端縁の樋４１で回収される。
【００３１】
よって、発酵水蒸気が二次発酵槽２３もしくは作業通路の領域に拡散することをドラフト壁３８によって抑制でき、二次発酵槽２３の領域の作業環境の悪化を防止できる。また、従来のように、発酵水蒸気が天井部で結露して再び一次発酵槽２２に落下し、発酵熱で蒸発・乾燥した発酵物の水分が再び増加することを低減できる。
【００３２】
本実施の形態では、ドラフト壁３８を隔てた一方の領域に一次発酵槽２２を配置し、他方の領域に二次発酵槽２３を配置する構成を説明したが、発酵槽を一次発酵槽２２および二次発酵槽２３に区分しない場合や区分する場合においても、ドラフト壁３８を隔てた一方の領域にのみ発酵槽を配置し、他方の領域を養生域とすることも可能である。
【００３３】
この場合にも、ドラフト壁３８の近傍の空気はドラフト壁３８による整流効果を受けてドラフト壁３８のフィルム４０に沿った上昇流となり、発酵槽（一次発酵槽２２および二次発酵槽２３）から屋内空間に拡散する暖かい空気、および給気口２９から流入した新鮮空気を含む屋内空気が、建屋２１の天井部に滞留することが少なくなり、ドラフト壁３８に向かって流れて後にドラフト壁３８に沿って上昇するので、建屋２１における自然換気効率が向上し、強制換気する場合にあっても設備容量を小さくできる。
【００３４】
建屋２１では発酵槽が存在する一方の領域とドラフト壁３８のフィルム４０を隔てた他方の領域とで屋内空間の雰囲気に温度差が存在するので、一方の高温の領域側を流れる空気はドラフト壁３８の薄いフィルム４０に沿って上昇する間に他方の低温の領域側を流れる空気に冷却されて凝縮され、発酵水蒸気はドラフト壁３８の壁面をなすフィルム４０の表面で結露し、結露水はドラフト壁３８に沿って流下してドラフト壁３８の下端縁の樋４１で回収される。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ドラフト壁に沿って上昇流が生じることで、堆積物から蒸発した発酵水蒸気を含んで一次発酵槽から屋内空間に拡散する暖かい空気が建屋の天井部に滞留することが少なくなり、ドラフト壁に向かって流れて後にドラフト壁に沿って上昇し、排気口から屋外へ流出することになり、建屋における換気効率を向上させることができる。しかも、ドラフト壁に沿って上昇する間に発酵水蒸気をドラフト壁面に結露させて回収することができ、発酵水蒸気が再び一次発酵槽に落下して発酵物の水分が再び増加することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における建屋を示す斜視図である。
【図２】同実施の形態における建屋の内部を示す断面図である。
【図３】同実施の形態における建屋の内部の詳細を示す斜視図である。
【図４】同実施の形態における建屋の概略を示す模式図である。
【図５】従来の建屋の概略を示す模式図である。
【符号の説明】
２１    建屋
２２    一次発酵槽
２３    二次発酵槽
２４    通路
２５    屋根
２６    棟
２７    軒
２８    側壁
２９    給気口
３０    排気口
３１    固定槽
３２    床溝
３３    給気管
３４    点検通路
３５    ブロアー
３６    攪拌装置
３７    槽壁
３８    ドラフト壁
３９    骨組
４０    フィルム
４１    樋
【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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