(57)【要約】【課題】堆肥発酵設備において、堆肥搬出側の必要エリアを小さくし、攪拌ローターの攪拌開始時に、堆肥が発酵槽外部に掻き飛ばされることを防止するロータリー攪拌機の運転方法を提供することを目的とする。【解決手段】攪拌ローター２４の回転数を制御するインバータ制御装置を備えた原動機２５がロータリー攪拌機１２に搭載されている。攪拌ローター２４が回転されると、発酵槽１４に堆積された有機物５が攪拌羽根２２にて攪拌される。攪拌ローター２４の回転始動時において、インバータ制御装置によって攪拌ローター２４はそ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。これにより、堆肥搬出側での攪拌開始時の有機物５の飛散が防止できる。【選択図】　　図１
2004051395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリー攪拌機を堆肥搬出側から原料投入側に向けて水平走行させつつ、回転する攪拌ローターにより発酵槽に堆積された有機物を攪拌することを間欠的に繰り返し、該有機物の好気発酵分解を行う堆肥発酵設備におけるロータリー攪拌機の運転方法において、
前記堆肥搬出側における前記攪拌ローターの攪拌開始時に、前記攪拌ローターの回転数を徐々に上昇させるように前記ロータリー攪拌機を制御することを特徴とする堆肥発酵設備におけるロータリー攪拌機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は堆肥発酵設備におけるロータリー攪拌機の運転方法に係り、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発酵設備におけるロータリー攪拌機の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
畜糞などの有機物は、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に、ロータリー攪拌機が用いられる堆肥発酵設備の概略構成を示す。同図（１）に示すように、発酵槽１は主に原料投入部Ａ、発酵部Ｂおよび堆肥搬出部Ｃに分かれている。発酵槽１の水平方向に堆積した有機物５に対して、ロータリー攪拌機３が時計方向に回転して、攪拌羽根４により前記有機物５を攪拌しつつ、堆肥搬出側から原料投入部Ａに向けて水平方向に走行する。原料投入部Ａに達したロータリー攪拌機３は、矢印Ｄで示したように有機物５との堆積層から引き上げられて、再び堆肥搬出側の定位置に戻り、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・走行を一日に一回程度実施し、これを毎日繰り返す。すると有機物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３の攪拌羽根４の外形にほぼ近似する。発酵部Ｂ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Ｃから搬出される。
【０００４】
図３（２）は堆肥搬出部Ｃの堆肥を搬出した後に、次のロータリー攪拌機３の攪拌・走行開始時の状況を示す。すなわち、図示の状態からロータリー攪拌機３を回転させて、堆肥を掻き飛ばしつつロータリー攪拌機３を所定高さまで引き下げ、次に前述したように水平方向の走行に移行する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のロータリー攪拌機を用いた堆肥発酵設備では、ロータリー攪拌機の攪拌開始時には堆肥搬出部Ｃには堆肥が存在しないため、攪拌ローターの回転によって掻き飛ばされた堆肥がフリー状態で飛散するという欠点があった。この掻き飛ばされる堆肥の飛散距離は５ｍほどの飛距離ともなるため、堆肥搬出部Ｃの長手方向の全長をその分だけ延長する必要があった。また、堆肥搬出部Ｃの対向壁６の高さが低い場合には、堆肥が堆肥搬出部を越えて外部に飛散するという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、堆肥発酵設備において、攪拌ローターの攪拌開始時に、堆肥の飛距離を短くし、堆肥搬出部Ｃの必要エリアを少なくするとともに、堆肥の外部飛散を防止するロータリー攪拌機の運転方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ロータリー攪拌機を堆肥搬出側から原料投入側に向けて水平走行させつつ、回転する攪拌ローターにより発酵槽に堆積された有機物を攪拌することを間欠的に繰り返し、該有機物の好気発酵分解を行う堆肥発酵設備におけるロータリー攪拌機の運転方法において、前記堆肥搬出側における前記攪拌ローターの攪拌開始時に、前記攪拌ローターの回転数を徐々に上昇させるように前記ロータリー攪拌機を制御することを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、攪拌ローターによる攪拌開始時に攪拌ローターの回転数が低速に制御され、攪拌ローターの回転数を徐々に上昇させるようにロータリー攪拌機を制御することで、攪拌ローターの回転によって堆肥が掻き飛ばされることを防止して、発酵槽の外部への堆肥の飛散を防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る堆肥発酵設備におけるロータリー攪拌機の運転方法の好ましい実施の形態について詳説する。図１はロータリー攪拌機を用いた堆肥発酵設備１０の実施の形態を示す斜視図である。
【００１０】
この堆肥発酵設備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。
【００１１】
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。発酵槽１４の内部には不図示の水分調整装置が設けられ、原料からの浸出水分を除去し、腐敗菌の繁殖による悪臭の発生などを防止する。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。ここで、図中の符号２９は、発酵槽１４に温風を供給するための供給ダクトであり、符号３０は、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ための空調機である。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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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２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。
【００１５】
架台２８にはその下部にレール２６，２６と係合される車輪２７，２７…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。
【００１６】
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２２，２２…が所定間隔で取り付けられて櫛状に配置されている（図１参照）。
【００１７】
また、攪拌ローター２４を回動駆動する原動機２５が架台２８に搭載されている。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まで伝達され、攪拌ローター２４の円筒軸を中心として攪拌ローター２４を回転させる。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
このような構成の走行駆動装置５２によって車輪２７を回転駆動させてロータリー攪拌機１２の自走走行を可能としている。また、走行制御装置によってロータリー攪拌機１２の走行速度の制御も可能としている。
【００２２】
なお、ロータリー攪拌機１２には、温度・湿度センサ３６，３６…が設けられ、有機物５の温度・湿度が常に検出される。この検出結果は温度・湿度データとして、建屋２０側に取り付けられたリモートセンサ３８を介して建家２０近傍に設けられた制御盤３４に送信される。制御盤３４では、この温度・湿度データをもとに空調機３０の空調が行なわれる。
【００２３】
このような構成のロータリー攪拌機１２によって、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具備させる。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構成となっている。
【００２４】
建家２０は、図１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。
【００２５】
原料投入部１６側および堆肥搬出部１８側の端部には、レール終端検出用のリミットスイッチ３１，３３が夫々設けられている。このリミットスイッチ３１，３３はロータリー攪拌機１２の走行制御装置と通信可能に設けられ、リミットスイッチ３１，３３によってロータリー攪拌機１２が検出された際には、走行制御装置によってロータリー攪拌機１２の走行を停止させて、ロータリー攪拌機１２がレール２６，２６上から飛び出してしまうことを防止している。また、有機物５が飛散しても発酵槽１４の外部まで飛散することのない位置（例えば堆肥搬出部１８側の端部から５ｍほど内側の位置）にはリミットスイッチ３５が設けられている。このリミットスイッチ３５はロータリー攪拌機１２のインバータ制御装置と通信可能に設けられ、堆肥搬出部１８近傍にて攪拌が開始され、原料投入部１６側に走行するロータリー攪拌機１２がリミットスイッチ３５によって検出された際には、インバータ制御装置による攪拌ローター２４の回転数が通常の回転数を維持するように設定されている。
【００２６】
このような構成の堆肥発酵設備１０によって、発酵槽１４の有機物５が攪拌されることで、好気発酵用微生物によって発酵が促進し、堆肥化が行われる。
【００２７】
ところで、ロータリー攪拌機１２の攪拌羽根２２の外径は、例えば２．４ｍ程度であり、通常走行時の回転数は例えば３０ｒｐｍ程度に設定されている。従って、この場合、攪拌羽根２２の先端の周速は３．８ｍ／秒と計算される。また、ロータリー攪拌機１２の水平方向の速度は例えば２ｍ／分程度とされる。前記図３（２）で示したように、このロータリー攪拌機１２を堆肥搬出側から移動させる場合、堆肥搬出部１８に堆肥が存在しないと、上記の周速３．８ｍ／秒で掻き飛ばされた堆肥（有機物５）がフリー状態となるため、５ｍ程度の後方に飛散するという問題点がある。従って、本実施の形態では、この飛散距離を短縮すべくロータリー攪拌機１２による攪拌開始時、すなわち攪拌ローター２４の回転始動時においては、インバータ制御装置によってその回転数を低速（例えば当初は１０ｒｐｍ）に制御し、次いで攪拌ローター２４の回転数を段階的に２０ｒｐｍ、通常時の３０ｒｐｍへと上昇させる制御がなされる。
すなわち、ロータリー攪拌機１２の攪拌開始時の位置を堆肥搬出部１８側の端部から３ｍほど内側とし、この位置から１ｍ以内（端部から３〜４ｍ）の範囲では１０ｒｐｍ、１〜２ｍ（端部から４〜５ｍ）の範囲では２０ｒｐｍ、前記リミットスイッチ３５で検出される２ｍ以降（端部から５ｍ以上）の範囲では、通常の回転数である３０ｒｐｍとするように運転する。前述したようにロータリー攪拌機１２の水平走行速度を例えば定速の２ｍ／分とした場合、上記１０ｒｐｍ、２０ｒｐｍの運転時間は夫々３０秒程度である。このように、攪拌開始位置から２ｍ程度の範囲でロータリー攪拌機１２の回転数を小さくしたので、堆肥がフリー状態で飛散し易い位置での飛散を最小限に抑えることができ、堆肥搬出部１８の必要エリアをコンパクトにすることができる。なお、前記リミットスイッチ３５以降で通常回転数時には、ロータリー攪拌機１２の後方側（堆肥搬出側）にはすでに掻き上げた有機物５が控えているので（フリー状態ではないので）、有機物５が上方に飛び跳ねる程度（図３（３）参照）であり、遠方への飛散現象は見られない。
【００２８】
このような攪拌ローター２４の回転数制御によって、攪拌開始時の有機物５の飛散が防止でき、とくに、堆肥搬出部１８側の端部近傍においてロータリー攪拌機１２の攪拌を開始させても、発酵槽１４の外部に有機物５が飛散することを防止できるので、建屋２０の全長を延長する必要がなく、発酵槽１４の全長と同等とする事が可能となる。
【００２９】
なお、この攪拌作業は１日に１ないし２回程度の割合で行われ、発酵槽１４の有機物５はその都度空気の供給を受けながら原料投入部１６から堆肥搬出部１８方向に少量ずつ移送される。発酵槽１４における一連の発酵は２０ないし３０日で完了し、発酵が完了（完熟）した有機物が堆肥として堆肥搬出部１８から搬出される。
【００３０】
ここで、上述したような実施の形態に示したロータリー攪拌機を用いた堆肥発酵設備の構成は、前記実施の形態に限定されるものではない。例えば走行駆動装置としては、上述したように架台２８に搭載されることに限らない。すなわち、原料投入部１６側および堆肥搬出部１８側の両端部に回動駆動されるスプロケットを設けるとともに、夫々のスプロケットに無端状チェーン（無端状ワイヤーロープでもよい）を巻回し、レール２６に沿うように配置する。さらに、架台２８にて無端状チェーンの所定箇所を固定保持させる。これにより、スプロケットを駆動させればロータリー攪拌機１２を発酵槽１４上で走行させることができる。
【００３１】
さらに、この原動機２５をインバータ制御することに限らずに、原動機２５として極致変換モーターを用いることで、攪拌ローター２４の回転数を低速回転から徐々に上昇させる構成としてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明に係る堆肥発酵設備におけるロータリー攪拌機の運転方法によれば、攪拌開始時において、攪拌ローターの回転数が低速に制御され、攪拌ローターの回転数を徐々に上昇させるようにロータリー攪拌機を制御することで、攪拌ローターの回転によって堆肥が掻き飛ばされることを防止でき、とくに堆肥搬出部などの発酵槽の端部近傍において、発酵槽外部への堆肥の飛散を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【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堆肥発酵設備を示した斜視図
【図２】本発明の実施形態に係るロータリー攪拌機の詳細を示した側面図
【図３】ロータリー攪拌機が用いられる堆肥発酵設備の概略構成を示す側面図
【符号の説明】
５…有機物（堆肥）、１０…堆肥発酵設備、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、２４…攪拌ローター、５２…走行駆動装置
【図１】
2004051395.tif 000003
【図２】
2004051395.tif 000004
【図３】
2004051395.tif 000005