(57)【要約】      （修正有）【課題】処理能力が大きく、かつ、所望の湿分状態に堆肥化された製品を取り出すことができる有機性廃棄物の堆肥化装置を提供すること。【解決手段】有機性廃棄物を加温状態で攪拌しつつ醗酵させて堆肥化する堆肥化装置１０である。軸方向を鉛直にして立設され内部に上段槽１２と下段槽１３の２段の槽が形成された密閉型の醗酵槽１１、醗酵槽１１内に鉛直に配設された攪拌軸２５、および攪拌軸２５に取付けられて上段槽１２と下段槽１３内で回転されて有機性廃棄物を攪拌する攪拌パドル２７、２８を有している。上段槽１２は有機性廃棄物の投入口１８と、流通する温水によって加温される温水循環路５０を具えた底板１４とを有し、上段槽１２内の攪拌パドル２７は温風を吹き出す複数個の吹出し口３０を具えており、かつ、下段槽１３には乾燥用の通風装置と製造された堆肥を排出するダンパ付きの排出口２２とを備えている縦型２槽堆肥化装置１０である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を加温状態で攪拌しつつ醗酵させて堆肥化する堆肥化装置であって、軸方向を鉛直にして立設され内部に上段槽と下段槽の２段の槽が形成された密閉型の醗酵槽、同醗酵槽内に鉛直に配設された攪拌軸、および同攪拌軸に取付けられて前記上段槽と下段槽内で回転されて有機性廃棄物を攪拌する攪拌パドルを有し、前記上段槽は有機性廃棄物の投入口と、流通する温水によって加温される温水循環路を具えた底板とを有し、前記上段槽内の前記攪拌パドルは温風を吹き出す複数個の吹出し口を具えるとともに同吹出し口から吹き出される温風が前記攪拌軸を通して導かれる構成を有しており、かつ、前記下段槽には乾燥用の通風装置と製造された堆肥を排出するダンパ付きの排出口とを備えていることを特徴とする縦型２槽堆肥化装置。
【請求項２】
請求項１記載の縦型２槽堆肥化装置において、前記上段槽の底板の温水循環路は水平方向から傾斜して設けられている事を特徴とする縦型２槽堆肥化装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の縦型２槽堆肥化装置において、前記醗酵槽の内周面に複数個のバッフル板を設けたことを特徴とする縦型２槽堆肥化装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の縦型２槽堆肥化装置において、前記上段槽から内部を排気する排気装置を有することを特徴とする縦型２槽堆肥化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみ、食品残渣、畜糞、獣糞、有機汚泥、剪定枝などの有機性廃棄物を加温状態で攪拌しつつ醗酵させて堆肥化する堆肥化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記した有機性廃棄物を加温状態で攪拌しつつ醗酵させて堆肥化する従来の堆肥化装置は、横置きの円筒体で構成された横型の醗酵槽の中で攪拌パドルを回転させる形式のものが多かった。
従来の横型の堆肥化装置の例は、特開平７−９６２６９号公報、特開２０００−３１３６８４号公報、特開２００２−１２８５８５号公報に示されている。
これら従来の横型の堆肥化装置では、横置きの醗酵槽の内部で攪拌羽やスクリュウによって攪拌されている有機性廃棄物を、醗酵槽内に吹き込んだ温風と接触させて加温し好気性高温菌によって好気環境のもとで醗酵させて堆肥化する構成のものであった。
【０００３】
このような従来の横型の堆肥化装置は、装置が横置きの円筒体で構成されているために設置スペースが大きいことに加え、横型の醗酵槽内に吹き込まれた温風と醗酵槽内の有機性廃棄物とを均一に接触させることが難しく、そのため、有機性廃棄物が堆肥化されるに要する時間が長く堆肥化に要するエネルギが多いという問題点を有していた。
【０００４】
また、従来の横型の堆肥化装置では、醗酵槽内に吹き込まれた温風と醗酵槽内の有機性廃棄物とを均一に接触させることが難しいため、醗酵槽内に送り込む温風量が多くなり、送風設備と加温設備が大きくなって設備費と操業費が嵩むとともに、設置スペースが大きくなるため大容量化された設備とすることが難しいという問題点もあった。
因みに、従来の横型の堆肥化装置は、１基当たりの処理能力が５００ｋｇ／日程度と小さく、１ｔ／日を越えるものは殆ど不可能であった。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９６２６９号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開２０００−３１３６８４号公報（図１〜図７）
【特許文献３】特開２００２−１２８５８５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、１基で１ｔ／日以上、例えば５ｔ／日というように処理能力が大きく、かつ、短い時間で効率的に堆肥化させることができる有機性廃棄物の堆肥化装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、
（１）有機性廃棄物を加温状態で攪拌しつつ醗酵させて堆肥化する堆肥化装置であって、軸方向を鉛直にして立設され内部に上段槽と下段槽の２段の槽が形成された密閉型の醗酵槽、同醗酵槽内に鉛直に配設された攪拌軸、および同攪拌軸に取付けられて前記上段槽と下段槽内で回転されて有機性廃棄物を攪拌する攪拌パドルを有し、前記上段槽は有機性廃棄物の投入口と、流通する温水によって加温される温水循環路を具えた底板とを有し、前記上段槽内の前記攪拌パドルは温風を吹き出す複数個の吹出し口を具えるとともに同吹出し口から吹き出される温風が前記攪拌軸を通して導かれる構成を有しており、かつ、前記下段槽には乾燥用の通風装置と製造された堆肥を排出するダンパ付きの排出口とを備えている縦型２槽堆肥化装置を提供する。
【０００８】
（２）また、本発明は前記（１）に記載の縦型２槽堆肥化装置において、前記上段槽の底板の温水循環路を水平方向から傾斜して設けた構造とした縦型２槽堆肥化装置を提供する。
【０００９】
（３）また、本発明は前記（１）又は（２）に記載の縦型２槽堆肥化装置において、前記醗酵槽の内周面に複数個のバッフル板を設けた構造とした縦型２槽堆肥化装置を提供する。
【００１０】
（４）また、本発明は前記（１）又は（２）に記載の縦型２槽堆肥化装置において、前記上段槽から内部を排気する排気装置を設けた構造とした縦型２槽堆肥化装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
前記（１）に記載の本発明による縦型２槽堆肥化装置では、醗酵槽が上段槽と下段槽を積み重ねた形の２段の槽によって形成されていて、醗酵槽の占めるスペースが少ないものとなっており、それらの各槽では有機性廃棄物が攪拌パドルによって攪拌されるとともに、上段槽の攪拌パドルの複数個の吹出し口から吹き出す温風および温水循環路を具えた底板と効果的に接触されて、速やかに堆肥化され、堆肥化された有機性廃棄物は下段槽において通風装置からの通風によって所望の湿度に乾燥された状態にして排出することができる。
【００１２】
前記（２）に記載の本発明による縦型２槽堆肥化装置では、上段槽の底板の温水循環路を、水平方向から傾斜して設けた構造にしてあるため、その温水循環路内の空気がその傾斜に沿って排出されて、その温水循環路内に滞留しないので温水循環路の温水は空気層を介することなく、上段槽内の有機性廃棄物と効率的に熱交換させることができ、熱効率を高めることができる。
【００１３】
また、前記（３）に記載の本発明による縦型２槽堆肥化装置においては、醗酵槽内で攪拌パドルによって攪拌される有機性廃棄物が、そのバッフル板に当たって切返しが効果的に行なわれ混合が良好に行われるとともに、温水循環路を流れる温水によって加温される底板および槽内に吹き込まれた温風と有機性廃棄物との接触が均一に行われ、有機性廃棄物の醗酵を促進することができる。
【００１４】
更にまた、前記（４）に記載の本発明による縦型２槽堆肥化装置においては、その上段槽から内部を排気する排気装置を有していて、醗酵槽内の雰囲気を有機性廃棄物の醗酵に好適な状態に保持することができる。
【００１５】
以上説明した本発明の縦型２槽堆肥化装置は、処理能力が大きく、かつ、有機性廃棄物を所望の湿分状態に堆肥化して取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明による縦型２槽堆肥化装置を、図１〜図５に示した実施の一形態に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
先ず、図１によって、本発明の実施の一形態による縦型２槽堆肥化装置を備えた堆肥化プラントの全体構成について説明する。
図１において、１は受入ホッパーで、本プラントによって堆肥化される生ごみ、食品残渣、畜糞、獣糞、有機汚泥、剪定枝などの有機性廃棄物をこのホッパー１から受け入れる。
２は破砕機で、堆肥化する有機性廃棄物を所定のサイズに破砕する。３は計量機で、ホッパー１から受け入れた有機性廃棄物を所定量ずつ計量して破砕機２に送り込む。
４はベルトゲートで、これは計量機３から破砕機２へ有機性廃棄物を送り込むために設けられている。
５はピット用脱臭装置で、破砕機２からの排気を脱臭して放出するための装置である。
【００１８】
破砕機２で所定のサイズに破砕された有機性廃棄物は、投入用コンベア６によって、本発明の実施の一形態による縦型２槽堆肥化装置１０へ供給される。
４０は加温用ヒータで、後記するように醗酵槽内に供給される空気を加温するために設けられている。
４１は脱臭装置で、醗酵槽からの排気を脱臭して放出するために設けられている。４２は油圧ユニットで、後記するように醗酵槽内で攪拌軸を回転させるための駆動装置を構成する。
【００１９】
４３は排出コンベアで、縦型２槽堆肥化装置１０で堆肥化された堆肥を排出するために設けられている。
図１に示した全体構成は以上のとおりであり、次に、図２、図３によって縦型２槽堆肥化装置１０の構造について説明する。
【００２０】
図２に示すように、縦型２槽堆肥化装置１０は軸方向を鉛直にして配置された円筒状の醗酵槽１１を有し、醗酵槽１１は、上段槽１２とその下方に形成された下段槽１３とで構成されている。
上段槽１２と下段槽１３との間は、上段槽１２の底板１４で仕切られているが、底板１４には、上段槽１２と下段槽１３との間を連通する連通口１５が設けられるとともに、連通口１５を開閉する上段落下ダンパー１６が設けられている。また、下段槽１３からの排気を上段槽１２に導く下段排気管７が設けられている。８は上段槽１２からの排気を行なう上段排気管である。
【００２１】
上段槽１２の底板１４には、温水が流通される温水循環路５０が形成されており、これについては後記する。
また、上段槽１２の天板１７には、投入用コンベア６で搬送されて来た堆肥化すべき有機性廃棄物が投入される投入口１８と、上段槽１２から排気する上段排気口１９が設けられている。
【００２２】
下段槽１３には、、側壁に給気口２０が設けられるとともに、底板２１には排出口２２が設けられ、排出口２２にはこれを開閉する下段排出ダンパー２３が設けられている。
上段槽１２と下段槽１３の中心を鉛直に貫通して回転可能に軸受２４で支持された攪拌軸２５が設けられている。攪拌軸２５は、下方に設けられた駆動部２６によって、その軸廻りに回転駆動される。
駆動部２６は、油圧ユニット４２から供給される圧油によって伸縮するシリンダにより図示していないワンウエイクラッチでピニオンを回転させ、そのピニオンと噛み合って回転される歯車によって回転される。
【００２３】
攪拌軸２５には、上段槽１２の底板１４の直ぐ上に位置するよう上段攪拌パドル２７と、下段槽１３の底板２１の直ぐ上に位置するよう下段攪拌パドル２８が取り付けられていて、攪拌軸２５の回転によって共に駆動回転されるように構成されている。
図３には上段槽１２と、その底板１４の直ぐ上に位置するよう攪拌軸２５に取付けられた上段攪拌パドル２７を示している。上段攪拌パドル２７は底板１４の直径上に対をなして２本取り付けられているが、堆肥化される有機性廃棄物の性質に応じて本数を変えたり、上部に更に１対を取り付けることができる構造にするなど適宜の変形が可能である。
【００２４】
上段攪拌パドル２７には、その回転方向の前方に傾斜して取付けられた攪拌羽根２９が取り付けられ、回転方向の後方には複数個の吹出し口３０が設けられており、吹出し口３０の上方を被うカバー３１が設けられている。
攪拌羽根２９には複数個の突出部３２が設けられている。
上段攪拌パドル２７に設けられた吹出し口３０からは加温用ヒータ４０で加温された温風が吹き出されるが、その温風は、攪拌軸２５と上段攪拌パドル２７を通して導かれる。
上段槽１２の側壁内面には、複数個のバッフル３３が取り付けられており、このバッフル３３は、上段攪拌パドル２７によって攪拌されて移動する有機性廃棄物に当たってそれを切返し、攪拌を促進させる働きをしている。
このバッフル３３の構造は図示したもの以外、有機性廃棄物に対して切返し作用を与えるものであれば他の適宜の構造のものであってよい。
【００２５】
下段槽１３の底板２１の直ぐ上に位置するよう攪拌軸２５に取り付けられた下段攪拌パドル２８には、吹出し口が設けられておらず、上段攪拌パドル２７における攪拌羽根２９と同様の攪拌羽根が取り付けられているだけである。
また、下段槽１３の側壁内面には、上段槽１２におけるバッフル３３と同様、複数個のバッフルが取り付けられている。
更に、上段槽１２の天板１７には上段槽１２内の有機性廃棄物に所要の湿分を付与するための複数個の散水ノズル３４が設けられている。
【００２６】
次に、上段槽１２の底板１４に設けられている温水循環路５０について図４、図５によって説明する。底板１４の下には図４（ａ）に見られるように平面が四角形の箱形のトレイ５１が１６個取り付けられている。トレイ５１は温水循環用パイプ５２によって底板１４の半円部分毎に８個ずつ直列に連通され、温水供給パイプ５３から供給された温水がトレイ５１を順次流通した後、温水排出パイプ５４から堆肥化槽の外へ排出されるように構成されている。
【００２７】
各トレイ５１は、その断面を図５に示されているように、温水循環用パイプ５２からトレイ５１の底に供給された温水が、トレイ５１内を流れた後、トレイ５１内の底板１４に近い位置に開口している排出側の温水循環用パイプ５２から次のトレイ５１へと排出されるように構成されている。
なお、トレイの形状、個数、温水循環用パイプによる連通態様など、温水循環路５０の構成は図示したものに限らず適宜のものであってよい。
【００２８】
トレイ５１は、温水の供給側に対して温水の排出側が若干高くなるようにしてあり、これによって、各トレイ５１内の上部、すなわち、底板１４とトレイ５１の間に空気層が形成されないようにしている。
こうして、底板１４とトレイ５１の間に空気層が形成されるのが防止されるので、底板１４を介しての温水と堆肥化される有機性廃棄物との間の熱交換率が空気層の介在によって低下するのが防止される。
【００２９】
本実施形態の縦型２槽堆肥化装置は以上の構成を有しており、堆肥化される生ごみ、食品残差、畜糞、獣糞、有機汚泥、剪定枝などの有機性廃棄物は受入ホッパー１に受入れられ、計量機３を経て所定量ずつ破砕機２に送られる。
破砕機２からの排気はピット用脱臭装置５によって脱臭処理された後、大気へ排出される。
【００３０】
破砕機２で所定の大きさに破砕された有機性廃棄物は、投入用コンベア６によって縦型２槽堆肥化装置１０へ供給される。縦型２槽堆肥化装置１０へ供給された有機性廃棄物は、投入口１８から上段槽１２内に受入れられる。
上段槽１２内には、常に、前日以降に堆肥化処理された堆肥の残り品が充填されていて菌床になるとともに、投入口１８から受入れられた水分含有率の高い有機性廃棄物と混合され、好気性高温菌により好気環境で有機性廃棄物を醗酵させる条件になるよう水分調整を行なう。
なお、堆肥化装置の立ち上げ時は、有機性廃棄物に対し必要に応じて適宜の水分調整材を加え、好気性醗酵に好適な５０％程度の湿分にしてスタートするが、翌日２４時間後には含水率４０％程度の残し品が出来、以後、水分調整材の追加投入なしに毎日繰り返して醗酵処理が可能となる。
【００３１】
上段槽１２内では、攪拌軸２５に取り付けられた１対の上段攪拌パドル２７と共に攪拌羽根２９が、例えば毎分０．２〜０．４回転することによって有機性廃棄物は切り返しを受けつつ、上段攪拌パドル２７の吹出し口３０から噴出される温風と接触されて醗酵に必要な酸素の供給と温風による乾燥補助熱が与えられる。
温風噴射のみでは有機性廃棄物を均一に加熱することが難しいが、上段槽１２の底板１４の裏面には温水循環路５０が設けられていて、そこを流れる７０〜８０°Ｃの温水によって加温されている底板１４との接触によって底板全体から効率良く加熱される。
【００３２】
また、上段槽１２内では散水ノズル３４からミネラル活性希釈水を有機性廃棄物に噴射し、有機性廃棄物に対する水分供給とミネラル液の成分により、酸素供給による醗酵を活性化する。
更にまた、上段槽１２の周面に取り付けられたバッフル３３によって切返し効果が高められて醗酵が促進され投入後１日で水分４０〜５０％に低下する。
なお、攪拌パドル２７の回転速度は、処理物に応じて適宜変更される。
上段槽１２内は、上段排気口１９から強制排気されつつ、加温用ヒータ４０で適温とされた空気が攪拌軸２５を経て供給される。
【００３３】
上段槽１２で醗酵され含水率４０％程度となった有機性廃棄物は、底板１４に設けられた連通口１５の上段落下ダンパー１６を開け、上段攪拌パドル２７の回転によって連通口１５を経て下段槽１３へ落下供給される。下段槽１３への供給が終わると上段落下ダンパー１６は閉じられ、堆肥化のための醗酵は密閉状態で行なわれる。
下段槽１３内では、給気口２０から供給される新鮮な空気と接触されつつ下段攪拌パドル２８による切返しによる攪拌を受けて醗酵を完了させ最終水分に乾燥する。下段攪拌パドル２８には空気吹出しのための吹出し口は設けられていない。下段槽１３には、上段槽１２の底板１４の温水循環路５０からの輻射熱が槽内全体に行き渡らされる。
【００３４】
下段槽１３内からの排気は、下段排気管７を通じて上段槽１２内上部に導入され、上段槽１２からの排気と共に脱臭装置４１を経て大気へ排出される。上段槽１２と下段槽１３の間のバランス調整のため、下段排気管７には風量調節を行なうバルブを設けるのが好ましい。
なお、醗酵菌の増殖を促すには、攪拌パドルの攪拌を時々止めて醗酵槽内を沈静な状態に保持することも必要であり、攪拌時間と攪拌停止時間を適宜設定するようにする。
【００３５】
下段槽１３で得られた堆肥は下段槽１３の底板２１に設けられた排出口２２の下段排出ダンパー２３を開き下段攪拌パドル２８の回転によって排出口２２から排出コンベア４３に供給され、排出コンベア４３によって搬送されて養生地へ送られ、必要な養生を加えた後、製品として出荷される。
以上のように、本堆肥化装置によると、２４時間サイクルの繰り返しで密閉状態で有機性廃棄物の堆肥化が行なわれる。
以上説明した堆肥化装置１０による有機性廃棄物の堆肥化処理のフローを図６に示してある。
【００３６】
以上、本発明による縦型２槽堆肥化装置を実施の一形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、上段槽１２と下段槽１３の両方で堆肥化処理を行なう場合を説明したが、上段槽１２により堆肥化が完了していれば、下段槽１３での処理は不要となり上段槽１２で処理されただけで堆肥として排出可能である。また、上記実施形態では、１基の縦型２槽堆肥化装置１０を設置して堆肥化プラントを構成した場合を示したが、縦型２槽堆肥化装置１０は、有機性廃棄物の量に応じて複数基設置した堆肥化プラントに構成してよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の一形態による縦型２槽堆肥化装置を備えた堆肥化プラントの全体構成を示す説明図。
【図２】図１の堆肥化プラントに用いられている縦型２槽堆肥化装置を断面で示す説明図。
【図３】図２の縦型２槽堆肥化装置における上段槽の構造を示す斜視図。
【図４】図２の縦型２槽堆肥化装置における上段槽の底板に設けられた温水循環路の構造を示す図面で、（ａ）は底板の裏面図、（ｂ）は（ａ）図におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】図４の温水循環路を構成しているトレイの構造を示す断面図。
【図６】堆肥化装置１０による有機性廃棄物の堆肥化処理のフローを示す図面。
【符号の説明】
【００３８】
１      受入ホッパー
２      破砕機
３      計量機
４      ベルトゲート
５      ピット用脱臭装置
６      投入用コンベア
７      下段排気管
８      上段排気管
１０    縦型２槽堆肥化装置
１１    醗酵槽
１２    上段槽
１３    下段槽
１４    底板
１５    連通口
１６    上段落下ダンパー
１７    天板
１８    投入口
１９    上段排気口
２０    給気口
２１    底板
２２    排出口
２３    下段排出ダンパー
２４    軸受
２５    攪拌軸
２６    駆動部
２７    上段攪拌パドル
２８    下段攪拌パドル
２９    攪拌羽根
３０    吹出し口
３１    カバー
３２    突出部
３３    バッフル
３４    散水ノズル
４０    加温用ヒータ
４１    脱臭装置
４２    油圧ユニット
４３    排出コンベア
５０    温水循環路
５１    トレイ
５２    温水循環用パイプ
５３    温水供給パイプ
５４    温水排出パイプ
【図１】
2005053738.tif 000003
【図２】
2005053738.tif 000004
【図３】
2005053738.tif 000005
【図４】
2005053738.tif 000006
【図５】
2005053738.tif 000007
【図６】
2005053738.tif 000008