(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
家畜排泄物である糞や尿を混合したスラリーを密閉状態で発酵処理する処理施設に用いる密閉型メタン発酵槽であり、シートを袋状に形成している本体と、この本体内に前記スラリーを注入する注入口と、前記本体内から前記スラリーを排出する排出口と、発生したメタンガスを前記本体から排出するガス抜き管とを備えており、前記本体を筒状に形成して、前記注入口を筒状軸方向の一端に、前記排出口を筒状軸方向の他端にそれぞれ設けていると共に、筒状の本体を変形させることで、前記注入口から注入されたスラリーを攪拌送流して前記排出口から排出させる搾り手段を設け、前記シートからなる本体は直接または保護砂を介して地盤に設置していることを特徴とする密閉型メタン発酵槽。
【請求項２】
前記搾り手段は、前記本体の外周に巻回した膨張収縮が自在な環状管を、本体の筒状軸方向に複数設けて構成した搾り部と、この搾り部の各環状管毎に、本体内のスラリーの発酵に適した温度にした膨張収縮用媒体の出し入れを順次連続して行えるディストリビューターで構成した配分部とからなり、前記配分部によって前記各環状管毎に行われる膨張収縮用媒体の出し入れを、前記注入口の側から排出口の側に向けて順次繰り返すことによる各環状管の膨張収縮で、前記本体の変形を行って、注入口から本体内に注入された前記スラリーを攪拌送流して排出口から本体外へ排出できるように構成していることを特徴とする請求項１記載の密閉型メタン発酵槽。
【請求項３】
前記搾り手段による攪拌送流過程で、密閉したスラリーの発酵によりメタンガスを発生させることを特徴とする請求項１または２記載の密閉型メタン発酵槽。
【請求項４】
前記各環状管内の前記膨張収縮用媒体は、前記本体内のスラリーの発酵に適した温度にしていることを特徴とする請求項２または３記載の密閉型メタン発酵槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、家畜排泄物である糞や尿を混合したスラリーを密閉状態で発酵処理する処理施設に用いる密閉型メタン発酵槽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前述した処理施設に一般的に用いられるのはスラリー貯留槽であり、このスラリー貯留槽としては、槽全体をコンクリートや鋼鉄で構成したものや、槽全体を木板で構成した簡易なのものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述したスラリー貯留槽では、周辺地域への悪臭の拡散や、雨水の混入によるスラリー貯留量の増大や、雨水の混入による発酵適正濃度より希釈されすぎる等の問題がある。
【０００４】
また、前述した従来のスラリー貯留槽、特にコンクリートや鋼鉄で構成したスラリー貯留槽は、軟弱地帯に設置する場合、重量に耐えるための基礎構造として基礎杭を多数用いる必要がある。
【０００５】
この基礎杭を多数必要とすることは、槽自体をコンクリートや鋼鉄で構成することと共に、多大な費用が必要になる。
【０００６】
この発明は前述した事情に鑑みて創案されたもので、その目的はスラリーが周辺環境に影響を与えることがないと共に、スラリーが周辺環境の影響を受けることがなく、あらゆる場所に容易で安価に設置することのできる密閉型メタン発酵槽を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の密閉型メタン発酵槽によれば、シートを袋状に密閉して形成している本体と、この本体内にスラリーを注入する注入口と、本体内からスラリーを排出する排出口と、発生したメタンガスを前記本体から排出するガス抜き管とを備えているものとする。
【０００８】
このようなこの発明の密閉型メタン発酵槽では、その本体を「シートを袋状に形成したもの」としたことにより、従来のコンクリートや鋼鉄で構成したものと比較し、著しいローコスト化を図れるようにしている。
【０００９】
また、発酵槽の本体を「シートを袋状に形成したもの」としたことにより、スラリーを密閉することができて、スラリーが周辺環境に影響を与えることやスラリーが周辺環境の影響を受けることを防止できるようにしている。
【００１０】
さらに、発酵槽の本体を「シートを袋状に形成したもの」としたことにより、発酵槽の設置地盤の不等沈下を許容することができるので、発酵槽を軟弱地帯に設置する場合でも安価な砂基礎程度で十分に設置可能となるようにしている。
【００１１】
なお、このように、発酵槽の本体を「シートを袋状に形成したもの」としたこの発明の密閉型メタン発酵槽を用いても、この発明の構成にすれば、スラリーの処理を確実に行うことができる。
【００１２】
すなわち、この発明によれば、シートを筒状の袋状とした発酵槽の本体を密閉形成して、注入口を筒状軸方向の一端に、排出口を筒状軸方向の他端にそれぞれ設けていると共に、本体を変形させることで、注入口から注入されたスラリーを排出口から排出させる搾り手段を設けている。
【００１３】
このようなこの発明の密閉型メタン発酵槽では、搾り手段で本体を変形させることにより、注入口からのスラリーを排出口へ送ることができるようにしている。
【００１４】
例えば、シートの特性を生かし、人間の腸のように、本体の一部を筒状軸方向へ順次搾り上げるように本体を変形させることで、スラリーを攪拌送流することができるようにしている。
【００１５】
このように搾り手段で本体の一部を筒状軸方向へ順次搾り上げると、発酵槽の本体の内部において、ゆっくりではあるがスラリーの上下の反転や攪拌が行われると共に、残滓の発生も少なくできる。しかも、シートを袋状とした本体に負担がかかることもない。
【００１６】
そして、このようなスラリーの攪拌送流によって、スラリーの発酵を促進させることができ、発酵処理して液肥とすると共に、メタン発酵を行う処理を確実に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の密閉型メタン発酵槽を図示する一実施形態によって説明する。
【００１８】
家畜排泄物である糞や尿を混合したスラリー２を発酵処理して液肥とすると共に、メタン発酵を行う処理施設３（図７参照）に用いる密閉型メタン発酵槽１は、図１に示すように、シート４を袋状に形成している本体５と、この本体５内にスラリー２を注入する注入口６と、本体５内からスラリー２を排出する排出口７とを備えている。なお、この図１において符号２５はガス抜き管である。
【００１９】
この実施形態での密閉型メタン発酵槽１は、本体５を筒状に形成して、注入口６を筒状軸方向の一端に、排出口７を筒状軸方向の他端にそれぞれ設けていると共に、筒状の本体５を変形させることで、注入口６から注入されたスラリー２を排出口７から排出させる搾り手段８を設けている。
【００２０】
この実施形態での搾り手段８は、本体５の外周に巻回した膨張収縮が自在な環状管９ａを、本体５の筒状軸方向に複数設けて構成した搾り部９と、この搾り部９の各環状管９ａ毎に膨張収縮用媒体（液体または気体）１０を出し入れする配分部１１とからなっている。
【００２１】
そして、この搾り手段８は、配分部１１による各環状管９ａ毎の膨張収縮用媒体１０の出し入れを、注入口６の側から排出口７の側に向けて、順次、繰り返すことにより、各環状管９ａの膨張収縮で本体５を変形させて、注入口６から注入されたスラリー２を排出口７から排出できるように構成している。
【００２２】
この実施形態での配分部１１は、膨張収縮用媒体１０の出し入れを、各環状管９ａ毎に順次連続して行えるディストリビューター１２（図２参照）で構成している。
【００２３】
この実施形態でのディストリビューター１２は、図２に示すように、略円形状に形成している本体１２ａと、この本体１２ａの内部を回転する回転弁１２ｂとを備えている。
【００２４】
また、このディストリビューター１２には、本体１２ａの内部に膨張収縮用媒体１０を供給できるように、本体１２ａの一方側の上面に設けている供給管１３と、本体１２ａの内部から膨張収縮用媒体１０を排出できるように、本体１２ａの他方側の上面に設けている排出管１４と、本体１２ａから搾り手段８の各環状管９ａに膨張収縮用媒体１０を送ると共に、搾り手段８の各環状管９ａから膨張収縮用媒体１０を吸い取ることができるように、本体１２ａの周側面に設けている複数の媒体用管１５とがそれぞれ取付けられている。
【００２５】
このような構成からなるこの発明の密閉型メタン発酵槽１を使用して、家畜排泄物である糞や尿を混合したスラリー２を発酵処理するには、次に述べるようにして行う。
【００２６】
先ず、図１に示すように、シート４を袋状の筒体に加工して密閉型メタン発酵槽１の本体５を形作ると共に、この本体５におけるスラリー２の注入口６と排出口７として入口側と出口側を細くした形状にすることにより、密閉型メタン発酵槽１の本体５を作成する。
【００２７】
その後、本体５の周囲に環状管９ａ（例えば、比較的断面に余裕のある袋状のホース）を巻き付けて搾り部９を作成することにより、密閉型メタン発酵槽１を形成する。
【００２８】
次に、この密閉型メタン発酵槽１を、図３（横断面図）に示すように、保護砂１６で基礎を作った溝１７に設置すると共に、上面に保温材１８を敷きつめて埋設状態にする。なお、保温材１８を用いず、完全に地中に埋設してもよい。
【００２９】
このように地中に埋設して設置した方が、温度を一定に保ちやすく紫外線によるシート４の劣化もないので、密閉型メタン発酵槽１の耐久性が増すことになる。
【００３０】
例えば、実際の処理施設３（メタンガス発電装置）などでは、図７に示すように、この発明の密閉型メタン発酵槽１を、ガス発酵槽１９や消化槽２０などの用途に応じた形で、溝１７の中に複数設置することになる。
【００３１】
この図７の符号において、２１は脱硫装置で、２２はメタンガスエンジンで、２３は発電機で、２４は攪拌機である。
【００３２】
このように、溝１７内であれば、スラリー２を適正温度に保つことも簡単で、風や気温、凍結、紫外線劣化の害も受けないことから、十分な耐久性を期待できる。
【００３３】
次に、この溝１７内に設置した密閉型メタン発酵槽１（本体５）の注入口６からスラリー２を注入する。
【００３４】
この時に、密閉型メタン発酵槽１は順次満タンとなるが、このままではスラリー２は適正な発酵はしないので、スラリー２の攪拌と適正温度管理が必要になる。
【００３５】
通常のようにブロアーやポンプ等で攪拌送流するのも一つの方式ではあるが、この発明ではシート４を袋状の筒体とした特性を生かして、人間の腸のように本体５の一部を絞り上げることにより、スラリー２の攪拌送流する方式をとる。
【００３６】
この方式の方が、残滓の発生が少なく、攪拌もゆっくりではあるが、上下の反転や攪拌も行われ、シート４にも負担がかからないので、より自然に近いといえる。
【００３７】
従って、次に、図４に示すように、搾り部９の各環状管９ａの内部に、配分部１１であるディストリビューター１２によって、膨張収縮用媒体１０（例えば、空気）を交互に入れたり抜いたりする。
【００３８】
そして、この各環状管９ａ毎に行う膨張収縮用媒体１０の入れたり抜いたりを、順次、筒状軸方向である注入口６の側から排出口７の側に向けて繰り返し、シート４を袋状の筒体に加工した密閉型メタン発酵槽１（本体５）に人間の腸のような動きをさせて、スラリー２をゆっくり排出口７へ送る。
【００３９】
このようにして、家畜排泄物である糞や尿を混合したスラリー２の発酵処理が行われる。
【００４０】
なお、適正温度管理として、この発明（請求項４の発明）では、搾り部９の各環状管９ａ内の膨張収縮用媒体１０（液体または気体）を、密閉型メタン発酵槽１（本体５）内のスラリー２の発酵に適した温度にすることで行うことにする。
【００４１】
このように、密閉型メタン発酵槽１（本体５）の周囲に巻回した各環状管９ａ内の膨張収縮用媒体１０の温度を、適宜、コントロールすることにより、密閉型メタン発酵槽１（本体５）内のスラリー２の発酵に適した温度となるようにする温度管理を精度良く確実に行うことができる。
【００４２】
しかも、搾り部９として設ける各環状管９ａを用いることにより、温度管理用として特別な装置を密閉型メタン発酵槽１に設ける必要がないので、密閉型メタン発酵槽１を複雑な構造で高価なものにすることなく提供できる。
【００４３】
このようなこの発明の密閉型メタン発酵槽１によれば、発酵槽１の本体５を「シート４を袋状に形成したもの」としたことにより、従来のコンクリートや鋼鉄で構成したものと比較し、著しいローコスト化を図ることができる。
【００４４】
また、発酵槽１の本体５を「シート４を袋状に形成したもの」としたことにより、スラリー２を密閉することができて、スラリー２が周辺環境に影響を与えることやスラリー２が周辺環境の影響を受けることを防止できる。
【００４５】
さらに、発酵槽１の本体５を「シート４を袋状に形成したもの」としたことにより、発酵槽１の設置地盤の不等沈下を許容することができるので、発酵槽１を軟弱地帯に設置する場合でも安価な砂基礎（図３参照）程度で十分に設置が可能となる。
【００４６】
図５および図６は、この発明の密閉型メタン発酵槽１の別形態を示したものである。ここでの密閉型メタン発酵槽１は、溝１７ではなく円形の穴（図６参照）に、本体５を螺旋状に巻き込む形で設置している。
【００４７】
このようにすると、密閉型メタン発酵槽１の発酵本体５を溝１７よりも少ない面積の穴１９に収めることができる。そのため、円形の穴を用いることができれば、溝１７よりも掘削面積が少なくてすむ等、工事費を少なくすることができる。
【００４８】
この実施形態での絞り部９の各環状管９ａは、図５に示すように、螺旋状に巻回している本体５に沿って、放射線状に配置されることになる。
【００４９】
なお、この発明の密閉型メタン発酵槽１の他の形態として、シートを筒状の袋状に密閉形成していると共に、その一部を鋼製またはコンクリート製の部材で形成している本体と、この本体内にスラリーを注入する注入口と、本体内からスラリーを排出する排出口とを備えているものが考えられる。
【００５０】
このような構成としては、例えば、図１に示した形態の密閉型メタン発酵槽１におけるシート４を袋状に本体５の一部を鋼製またはコンクリート製の部材で形成したものが考えられる。また、鋼製またはコンクリート製の部材としては、例えば、鋼製壁やコンクリート製壁が考えられる。
【００５１】
【発明の効果】
この発明の密閉型メタン発酵槽によれば、発酵槽の本体を「シートを袋状に形成したもの」としたことにより、従来のコンクリートや鋼鉄で構成したものと比較し、著しいローコスト化を図ることができる。
【００５２】
また、発酵槽の本体を「シートを袋状に形成したもの」としたことにより、スラリーを密閉することができて、スラリーが周辺環境に影響を与えることやスラリーが周辺環境の影響を受けることを防止できる。
【００５３】
さらに、発酵槽の本体を「シートを袋状に形成したもの」としたことにより、発酵槽の設置地盤の不等沈下を許容することができるので、発酵槽を軟弱地帯に設置する場合でも安価な砂基礎程度で十分に設置可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の密閉型メタン発酵槽を示す概略図である。
【図２】  この発明の密閉型メタン発酵槽における膨張収縮用媒体の配分部を示す概略斜視図である。
【図３】  この発明の密閉型メタン発酵槽の設置状態を示す概略横断面図である。
【図４】  この発明の密閉型メタン発酵槽における搾り部の動作状態を示す概略図である。
【図５】  この発明の密閉型メタン発酵槽の別形態を示す概略図である。
【図６】  図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】  この発明の密閉型メタン発酵槽を用いた処理施設を示す概略図である。
【符号の説明】
１…密閉型メタン発酵槽、２…スラリー、３…処理施設、４…シート、５…本体、６…注入口、７…排出口、８…搾り手段、９…搾り部、９ａ…環状管、１０…膨張収縮用媒体、１１…配分部、１２…ディストリビューター、１２ａ…本体、１２ｂ…回転弁、１３…供給管、１４…排出管、１５…媒体用管、１６…保護砂、１７…溝、１８…保温材、１９…ガス発酵槽、２０…消化槽、２１…脱硫装置、２２…メタンガスエンジン、２３…発電機、２４…攪拌機、２５…ガス抜き管。
【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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【図６】
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【図７】
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