(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流端側に堆肥原料の投入部を有し、下流端側に排出部を有する筒状の処理槽内に、投入された堆肥原料を加圧・混練する圧送スクリューとを有する加圧・混練装置を備え、この加圧・混練装置に、処理槽と圧送スクリューとの間に形成される送り出し断面積を、上流側に比較して下流側を小さくした絞り部を有する堆肥原料の加圧加速部を設け、前記堆肥原料投入部に、所定の大きさ以上の異物を分別する異物分別装置を設けた堆肥製造装置であって、該異物分別装置は、周面に谷部と山部とを交互に配した歯車状の複数の分別ディスクを中心軸に一定間隔で装着して構成される一対の分別体を、一方の分別体の分別ディスク間に他方の分別体の分別ディスクを嵌入した状態で、投入部ホッパ底板に形成した切り欠きに隙間を介して配設された異物分別機構と；この異物分別機構の両分別体を、内回り方向にそれぞれ回転駆動する駆動機構と；一対の分別体間に異物が挾まった際に発生する過負荷状態を検出する過負荷検出機構と；過負荷検出機構からの検出信号の入力により、両分別体を外回り方向に一定回転角度だけ逆転駆動させた後に、再び内回り方向に正転駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と；を備え、さらに、前記異物分別機構は、加圧・混練槽に形成した加圧加速部の絞り部送り出し断面積に応じて、分別ディスクの厚みと分別ディスクの各谷部の大きさ、又は各分別ディスクの軸廻り位置の調節、もしくは、一対の分別体における一方の各分別ディスクの谷部と他方の各分別ディスクの山部の位置関係の調節によって決定される所定以上の大きさの異物を分別するように構成されているとともに、堆肥原料投入部を構成するホッパ内の左右異物分別体の長手方向外側に沿って、逆回転分別ディスクによって分別した異物を排出する異物排出口を設けたことを特徴とする堆肥製造装置
【請求項２】
前記異物分別装置における各分別体の各分別ディスクは、その谷部及び山部の軸廻り位置が軸に沿って少しずつずれていることを特徴とする請求項１記載の堆肥製造装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、畜産排泄物やし尿処理汚泥、生活排水汚泥等の有機物含有廃棄物、または、これらとセルロース含有有機物との混合物からなる原料を処理して堆肥を製造する堆肥製造装置及びこの装置に使用される異物分別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記原料を発酵させて堆肥を製造する場合、発酵を促進させ、且つ、悪臭の発生を防止する目的で、原料温度を昇温させ、これにより、発酵に必要な高温菌を活性化させるとともに、悪臭の原因である低・中温菌を死減させる必要がある。
【０００３】
そこで、本発明者は先に、例えば特開平５−１０５５６４号公報に示されているように、堆肥原料を加圧・混練して、圧縮熱と摩擦熱とで昇温させることにより、高温菌を活性化しつつ、低・中温菌を死減させる、いわゆるスクリーニング方式の堆肥製造装置を提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等が先に提案した堆肥製造装置においては、処理槽内に大きな力で堆肥原料を送り込み、処理槽下流端の圧力を高めて原料を昇温させる方法を採っているため、圧送スクリューを大きな力で回転駆動する必要があり、消費電力が大きいという問題がある。
【０００５】
また、高温の原料が、処理槽の下流端に局限されるため、出口ゲートの調整時に、少しの時間でも原料の圧力が急激に低下するとともに、高温部分の滞留量が少ないため、原料の温度も急激に下がり、昇温させるのに多くの時間を要するという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の第１の目的は、大きな力を加えることなく堆肥原料を容易に且つ短時間で昇温させることができるとともに、高温部分の滞留量を増大させてゲート開閉時の原料の温度低下を極力抑えることができる堆肥製造装置を提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成する一つの手段として、本発明者は後述するように圧縮・混練処理槽と圧送スクリューの間に形成される送り出し断面積を下流側に向けて絞り込むものを開発したが、原料中に岩石や金属片などの異物が混入していると絞り込んだ原料送り出し通路に異物が挾まり、装置が停止したり、損傷させたりするという問題に直面した。
【０００８】
従って、本発明の第２の目的は、原料に混入されている異物が処理槽に導入される前に自動的に排除されるようにした前記堆肥製造装置を提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明の第３の目的は、上記の堆肥製造装置に使用するのに適した異物分別装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するために本発明の堆肥製造装置は、上流端側に堆肥原料の投入部を有するとともに下流端側に排出部を有する筒状の処理槽と、この処理槽内に配置され投入された堆肥原料を加圧・混練する圧送スクリューとを有する加圧・混練装置を備えた堆肥製造装置において、前記加圧・混練装置に、堆肥原料の加圧加速部を設け、この加圧加速部を、処理槽と圧送スクリューとの間に形成される送り出し断面積が、上流側に比較して下流側が小さくなるように構成したことを特徴とする。そしてこれにより、より小さな力で堆肥原料を加圧して昇温させることが可能となり、また高温部分の滞留量を増大させて、ゲート開閉時の原料の温度低下を極力抑えることが可能となる。
【００１１】
上記加圧加速部は、圧送スクリューの回転軸外径を上流側に比較して下流側を大寸法とすることにより構成することができる。そしてこれにより、圧送スクリューを交換するだけで、既存の設備にも容易に適用することが可能となる。
【００１２】
上記加圧加速部は、また、処理槽の内径を上流側に比較して下流側を小寸法とすることにより構成することもできる。そしてこれにより、圧送スクリューの回転軸外径を変化させるよりも製造が容易で、製造コストを下げることが可能となる。
【００１３】
上記加圧加速部は、その送り出し断面積が上流側から下流側に向かって漸減するようにしてもよい。そしてこれにより、堆肥原料の加圧を小さな力で無理なくスムースに行うことが可能となり、電力の消費量を３０〜３５％程度少なくすることが可能となる。
【００１４】
上記第２の目的を達成するために、本発明の堆肥製造装置は、上流端側に堆肥原料の投入部を有し、下流端側に排出部を有する筒状の処理槽内に、投入された堆肥原料を加圧・混練する圧送スクリューとを有する加圧・混練装置を備え、この加圧・混練装置に、処理槽と圧送スクリューとの間に形成される送り出し断面積を、上流側に比較して下流側を小さくした絞り部を有する堆肥原料の加圧加速部を設け、前記堆肥原料投入部に、所定の大きさ以上の異物を分別する異物分別装置を設けた堆肥製造装置であって、該異物分別装置は、周面に谷部と山部とを交互に配した歯車状の複数の分別ディスクを中心軸に一定間隔で装着して構成される一対の分別体を、一方の分別体の分別ディスク間に他方の分別体の分別ディスクを嵌入した状態で、投入部ホッパ底板に形成した切り欠きに隙間を介して配設された異物分別機構と；この異物分別機構の両分別体を、内回り方向にそれぞれ回転駆動する駆動機構と；一対の分別体間に異物が挾まった際に発生する過負荷状態を検出する過負荷検出機構と；過負荷検出機構からの検出信号の入力により、両分別体を外回り方向に一定回転角度だけ逆転駆動させた後に、再び内回り方向に正転駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と；を備え、さらに、前記異物分別機構は、加圧・混練槽に形成した加圧加速部の絞り部送り出し断面積に応じて、分別ディスクの厚みと分別ディスクの各谷部の大きさ、又は各分別ディスクの軸廻り位置の調節、もしくは、一対の分別体における一方の各分別ディスクの谷部と他方の各分別ディスクの山部の位置関係の調節によって決定される所定以上の大きさの異物を分別するように構成されているとともに、堆肥原料投入部を構成するホッパ内の左右異物分別体の長手方向外側に沿って、逆回転分別ディスクによって分別した異物を排出する異物排出口を設けたことを特徴とする。
そしてこれにより、堆肥原料に異物が混入していても、各分別ディスクの厚さと谷部の大きさ等とで決定される容積を超える大きさの異物は、異物分別装置を通過することが構造上不可能となるとともに、各分別ディスクの谷部で捕捉された異物は、両分別体の逆転駆動により外側に排出されることになり、両分別体のその後の正転駆動により、堆肥原料の処理槽への投入が行われることになる。このため、異物の捕捉、排出および装置の再起動を完全に自動化することが可能となる。
【００１５】
本発明はさらに、各分別体の各分別ディスクを、その谷部および山部の軸廻り位置が順次少しずつずれるようにしたことを特徴とする。そしてこれにより、堆肥原料中の異物の除去とともに、堆肥原料の切断も行うことが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して説明する。
図１乃至図４は、本発明の第１の実施の形態に係る堆肥製造装置を示すもので、この堆肥製造装置は、筒状をなす第１処理槽２と第２処理槽３とを開閉ゲートを介し連通可能に接続して構成されており、前記第１処理槽２内には、駆動モータ５で駆動される第１圧送スクリュー６が配置されているとともに、前記第２処理槽３内には、駆動モータ７で駆動される第２圧送スクリュー８が配置されている。そして、第１処理槽２および第１圧送スクリュー６により、第１加圧・混練装置９が構成されるとともに、第２処理槽３および第２圧送スクリュー８により、第２加圧・混練装置１０が構成されるようになっている。
【００１７】
前記第１処理槽２は、図１および図２に示すように、その上流端側に、堆肥原料１１を投入するためのホッパ１２を有しているとともに、下流端側に、前記開閉ゲート４に通ずる開放口１３を有しており、その内部には、第１圧送スクリュー６が回転自在に配設されている。
【００１８】
この第１圧送スクリュー６は、図５に示すように、上流側の細径軸部１４ａと、下流側の太径軸部１４ｂと、これら両軸部１４ａ、１４ｂの間を連結するテーパ軸部１４ｃからなる回転軸１４を備えており、この回転軸１４は、第１処理槽２の上流側に配設した駆動モータ５により所定方向に回転駆動されるようになっている。
【００１９】
前記細径軸部１４ａの上流側部分には、図５に示すように、堆肥原料１１を軸方向に圧送する送り羽根１５が周設されているとともに、前記太径軸部１４ｂの下流側には、軸方向に送られてきた堆肥原料１１を上流側に押し返す逆送り羽根１６が周設されており、前記回転軸１４の前記両羽根１５、１６間の部位には、堆肥原料１１を切断・混練するための回転歯１７が周設されている。
【００２０】
これら回転歯１７に対応する第１処理槽２位置には、図５に示すように、第１処理槽２内に突出して各回転歯１７に摺接または接近する固定歯１８が、第１処理槽２内への突出量を調節可能に取付けられており、これら各固定歯１８は、各回転歯１７との摺り合わせにより堆肥原料１１を切断するとともに、堆肥原料１１の共回りを防止するようになっている。そして、各固定歯１８の第１処理槽２内への突出量の調節により、堆肥原料１１の送り量制御および圧縮・摩擦による温度制御ができるようになっている。
【００２１】
また、前記第２処理槽３は、図１、図３および図４に示すように、上流端側に、前記開閉ゲート４に連通する導入口１９を有しているとともに、下流端側に、成品取出口２０を有しており、その内部には、第２圧送スクリュー８が回転自在に配設されている。
【００２２】
この第２圧送スクリュー８は、図３に示すように、各所同径の回転軸２１を備えており、この回転軸２１は、第２処理槽３の下流端上部に搭載した駆動モータ７により所定方向に回転駆動されるようになっている。
【００２３】
この回転軸２１の周面には、図３に示すように、第２処理槽３内に送り込まれた堆肥原料１１を、微細に粉砕しながら成品取出口２０に圧送するための回転粉砕刃２２が配設されている。
【００２４】
また、前記第２処理槽３の上流端には、図３および図４に示すように、第２処理槽３内に空気を送り込むための送風機構２３が設置されており、この送風機構２３は、前記回転軸２１により回転粉砕刃２２とともに回転駆動され、空気取入口２４を介し外気を第２処理槽３内に供給するようになっている。そしてこれにより、好気性菌が活性化して急増殖し、発酵が早まるとともに、嫌気性菌の減少により悪臭を制御することができるようになっている。
【００２５】
一方、前記ホッパ１２には、図１および図２に示すように、新原料投入用のホッパ２５Ａおよび循環原料投入用のホッパ２５Ｂがそれぞれ接続されており、これら各ホッパ２５Ａ、２５Ｂからの原料は、ホッパ１２内で均一に混合された後、前記第１処理槽２に送り込まれるようになっている。
【００２６】
このホッパ１２にはまた、図１および図２に示すように、堆肥原料１１中に混入している所定の大きさ以上の異物を捕捉して除去する異物分別装置２６が組み込まれている。
【００２７】
この異物分別装置２６は、図６乃至図９に示すように、所定間隔で並設された一対の分別体２８ａ、２８ｂからなる異物分別機構２７と、この異物分別機構２７の両分別体２８ａ、２８ｂを内回り方向に回転駆動する駆動機構２９と、一対の分別体２８ａ、２８ｂ間に異物が挾まった際に発生する過負荷状態を検出する過負荷検出機構３０とを備えている。
【００２８】
前記各分別体２８ａ、２８ｂは、図７乃至図９に示すように、一端部に相互に噛合する連動歯車３２ａ、３２ｂを有する中心軸３１ａ、３１ｂと、これら各中心軸３１ａ、３１ｂに例えば５個ずつ交互に装着された分別ディスク３３ａ、３３ｂおよびリング３４ａ、３４ｂと、分別ディスク３３ａ、３３ｂおよびリング３４ａ、３４ｂを中心軸３１ａ、３１ｂに軸止する通しキー３５ａ、３５ｂとを備えており、一方の分別体２８ａを後述する駆動機構２９で内回り方向に回転駆動することにより、これに同期して他方の分別体２８ｂも内回り方向に回転駆動されるようになっている。
【００２９】
この分別ディスク３３ａ、３３ｂは、図６乃至図９に示すように、例えば厚さが４ｃｍで直径が１０〜２０ｃｍ程度の円板状に形成されており、その周面には、例えば半径が２ｃｍ程度の円弧状をなす谷部３６ａ、３６ｂと山部３７ａ、３７ｂとが、例えば４個ずつ交互に設けられ、全体として歯車状となっている。
【００３０】
また前記各リング３４ａ、３４ｂは、図６乃至図９に示すように、例えば厚さが各分別ディスク３３ａ、３３ｂよりもやや厚い５ｃｍ程度で直径が５〜６ｃｍ程度の円筒状に形成されており、その外周面と前記各谷部３６ａ、３６ｂの底端との間の径方向寸法Ｇ１は、５ｍｍ以下に設定されるようになっている。
【００３１】
このように構成された一対の分別体２８ａ、２８ｂは、図６乃至図９に示すように、一方の分別体２８ａの分別ディスク３３ａの間に他方の分別体２８ｂの分別ディスク３３ｂを嵌入した状態で配設されており、一方の各リング３４ａ、３４ｂの外周面と他方の各分別ディスク３３ｂ、３３ａの山部３７ｂ、３７ａ頂端との間のギャップＧ２は、５ｍｍ以下となるように設定されている。
【００３２】
また、各分別体２８ａ、２８ｂにおける各分別ディスク３３ａ、３３ｂは、図７および図９に示すように、谷部３６ａ、３６ｂおよび山部３７ａ、３７ｂの軸廻り位置が同一ではなく、隣位する各分別ディスク３３ａ、３３ｂ間で軸廻りに少しずつずれている。
【００３３】
また、異物分別機構２７が設置されるホッパ１２の底板１２ａは、図７に示すように、一対の分別体２８ａ、２８ｂの外形に合わせて切り抜かれており、この切り抜きと各分別体２８ａ、２８ｂの外面との間の間隔は、５ｍｍ程度に設定されている。そしてこれにより、堆肥原料１１（図２参照）は、そのほぼ全量が異物分別機構２７を通して第１処理槽２に送り込まれるようになっている。
なお、ホッパ−１２及び底板１２ａには、両分別体２８ａ、２８ｂの長手方向外側に沿って排出口１２ｂが形成されており、各分別デイスク３３ａ、３３ｂの逆回転（外回り）によってはじきだされた異物がこの排出口１２ｂから外に排出されるようになっている。
【００３４】
この異物分別機構２７を駆動する駆動機構２９は、図６および図７に示すように、ホッパ１２の外面に設置された駆動モータ３８を備えており、この駆動モータ３８の回転力は、駆動ベルト等の連動機構３９を介して直接的には一方の分別体２８ａに伝達され、分別体２８ａに伝達された回転力は、前記連動歯車３２ａ、３２ｂを介して他方の分別体２８ｂに伝達されるようになっている。
【００３５】
また、前記過負荷検出機構３０は、図７に示すように、ホッパ１２の外部に電源とともに設置したショックリレー等で構成されており、この過負荷検出機構３０は、異物分別装置２６が異物を噛み込んで過負荷状態となった際に、過電流に基づき過負荷を検出するようになっている。そして、前記駆動機構２９は、この過負荷検出機構３０からの検出信号の入力により、その電機系統に組み込まれた電機制御装置を介して、両分別体２８ａ、２８ｂを外回り方向に一定回転角度だけ逆転駆動した後に、再び内回り方向に正転駆動するようになっている。
【００３６】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
堆肥原料１１をホッパ１２から第１処理槽２内に送り込むと、送り込まれた堆肥原料１１はまず、送り羽根１５により下流側に圧送されるとともに、回転歯１７と固定歯１８とにより、切断・混練されながらさらに加圧される。このため、堆肥原料１１は、圧縮熱と摩擦熱により温度が急上昇することになる。
【００３７】
ところで、本実施の形態における回転軸１４は、細径軸部１４ａと太径軸部１４ｂとその間のテーパ軸部１４ｃとで構成され、第１処理槽２と第１圧送スクリュー６との間に形成される送り出し断面積が、テーパ軸部１４ｃ部分で次第に小さくなり、太径軸部１４ｂ部分では、この小さくなった状態が下流端まで連続している。このため、堆肥原料１１は、テーパ軸部１４ｃ部分を通過する間に徐々に加圧され、テーパ軸部１４ｃの下流端では極めて高圧となる。そして、この高圧状態は太径軸部１４ｂの全域で維持され、さらに太径軸部１４ｂの下流端では、逆送り羽根１６の押し返し効果によりさらに高圧となる。
【００３８】
しかして、従来の第１圧送スクリュー６の圧送効果による堆肥原料１１の圧力上昇のみならず、送り断面積の縮小による堆肥原料１１の圧力上昇も得られるので、堆肥原料１１を容易に昇温させることができる。しかも、太径軸部１４ｂの全域が堆肥原料１１の高圧・高温領域となるので、高温部分の滞留量を増大させることができる。このため、開閉ゲート４を介し堆肥原料１１を第２処理槽３に送り込む際に、開閉ゲート４を大開度で開閉しても、堆肥原料１１の温度低下を極力抑えることができる。
【００３９】
また、送り断面積の縮小による堆肥原料１１の圧力上昇は、テーパ軸部１４ｃにより徐々に行われるので、小さな力で堆肥原料１１の圧力を上昇させることができる。このため、堆肥原料１１の圧力上昇に必要な電力の消費量を、従来方法に比較して３０〜３５％程度削減でき、これは本発明者の実験により確認されている。
【００４０】
このようにして、第１処理槽２で処理された堆肥原料１１は、圧縮・混練により温度が上昇し、物理的および温度的な刺激により菌が活性化するため、発酵が均一かつ著しく促進されるとともに、高温下のため高温菌が急増殖するので、相対的に低温菌が減少して悪臭が制御される。そして、この堆肥原料１１は開閉ゲート４を介して第２処理槽３に送られて高圧状態から解放される。
【００４１】
第２処理槽３に送られた堆肥原料１１は、回転粉砕刃２２の回転により空気と接触しながら微粉砕されることになる。このため、好気性菌が活性化して急増殖し、発酵が早まるとともに嫌気性菌の減少により悪臭はさらに抑制される。
【００４２】
しかして、第１処理槽２での処理により、極めて効率よく、しかも大量の堆肥原料１１を高圧・高温にすることができるが、前述のように、第１処理槽２と第１圧送スクリュー６との間に形成される送り出し断面積が、テーパ軸部１４ｃの部分で次第に小さくなり、太径軸部１４ｂの部分では、この小さくなった状態が維持されることになる。このため、ホッパ１２から第１処理槽２内に送り込まれる堆肥原料１１中に、石や金属等のように硬度が高く、しかも一定以上の大きさを有する異物が混入している場合は、この異物がテーパ軸部１４ｃおよび太径軸部１４ｂの部分を通過する際に、回転歯１７や固定歯１８に衝接し、これらが損傷したり、モータが焼き付いたりするおそれがある。従って、第１処理槽２を用いて堆肥原料１１を処理する場合には、予め堆肥原料１１中の異物を分別・除去しておくことが好ましい。
【００４３】
そこで、本実施の形態においては、ホッパ１２に異物分別装置２６を設置し、堆肥原料中１１に混入している異物を、この異物分別装置２６を用いて分別・除去するようにしている。
【００４４】
すなわち、ホッパ１２内に堆肥原料１１を投入した状態で、ホッパ１２内に配設した一対の分別体２８ａ、２８ｂと内回り方向に回転駆動すると、各分別ディスク３３ａ、３３ｂの各谷部３６ａ、３６ｂで捕捉された堆肥原料１１が第１処理槽２に順次送り込まれることになる。このため、石等のように球形をなす異物は、各谷部３６ａ、３６ｂの大きさと各分別ディスク３３ａ、３３ｂの厚さとで決定される大きさ以下のもののみが、第１処理槽２に送り込まれることになる。
【００４５】
一方、金属棒のように細長いものは、図７に符号Ａで示すように、谷部３６ａ、３６ｂの並びの巾だけの大きさのもののみが、第１処理槽２に送り込まれることになる。
【００４６】
なおこの際の通過可能な異物の大きさは、各谷部３６ａ、３６ｂの大きさや各分別ディスク３３ａ、３３ｂの厚さを変更することによっても、もちろん調節することができるが、各分別体２８ａ、２８ｂにおける各分別ディスク３３ａ、３３ｂの軸廻り位置の調節や、一方の分別体２８ａ、２８ｂにおける各分別ディスク３３ａ、３３ｂの谷部３６ａ、３６ｂの回転位置と、他方の分別体２８ｂ、２８ａにおける各分別ディスク３３ｂ、３３ａの山部３７ｂ、３７ａの回転位置との関係の調節によっても調節することができる。
【００４７】
このようにして決定される大きさを超える大きさの異物が堆肥原料１１に混入していた場合には、この異物が両分別体２８ａ、２８ｂ間で噛み込まれる。ここで、牧草やワラ等のように一定以下の硬度のものは、噛み込みにより切断されて第１処理槽２に送り込まれるが、硬度の高い異物の場合には、噛み込みにより両分別体２８ａ、２８ｂの回転が停止し、過負荷状態となる。
【００４８】
この過負荷状態は、過負荷検出機構３０で検出され、通常は警報が発せられるとともに、駆動モータ３８に対して逆転信号が発せられる。これにより、両分別体２８ａ、２８ｂは、外回り方向に一定回転角度だけ逆転することになる。このため、噛み込んでいた異物は両分別体２８ａ、２８ｂの外側に送り出され、排出口１２ｂからホッパ１２外に排出される。
【００４９】
両分別体２８ａ、２８ｂが一定回転角度だけ逆転駆動されると、その後再び内回り方向に正転駆動され、堆肥原料１１の第１処理槽２への送り込みが再開される。
【００５０】
しかして、一定以上の大きさの異物は、異物分別装置２６により自動的に捕捉・除去されるので、第１処理槽２を用いる場合であっても、回転歯１７や固定歯１８が異物により損傷するといった不具合が全くない。また、異物分別装置２６は、異物の分別・除去機能のみならず、大形の牧草やワラ草を細かく切断する機能も有しているので、第１処理槽２における処理効果をより向上させることができる。
【００５１】
図１０は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、前記第１の実施の形態における第１処理槽２および第１圧送スクリュー６に代え、第１処理槽４２および第１圧送スクリュー４６を用いるようにしたものである。
【００５２】
すなわち、第１処理槽４２は、図１０に示すように、上流側の大内径筒部４２ａと下流側の小内径筒部４２ｂと、これら両筒部４２ａ、４２ｂの間を連結するテーパ内径筒部４２ｃとからなる筒状に形成されており、その上流端側には、堆肥原料１１を投入するためのホッパ１２が設けられているとともに、下流端側には、開閉ゲート４に通ずる開放口１３が設けられている。
【００５３】
また、前記第１圧送スクリュー４６は、図１０に示すように、各所同径の回転軸５４を備えており、この回転軸５４は、第１処理槽４２の上流側に配設した駆動モータ５により所定方向に回転駆動されるようになっている。
【００５４】
この回転軸５４の大内径筒部４２ａに対応する部分には、図１０に示すように、堆肥原料１１を軸方向に圧送する送り羽根５５が周設されているとともに、回転軸５４の下流端には、軸方向に送られてきた堆肥原料１１を上流側に押し返す逆送り羽根５６が周設されており、回転軸５４の前記両羽根５５、５６間の部位には、堆肥原料１１を切断・混練するための回転歯５７が周設されている。
【００５５】
これら各回転歯５７に対応する第１処理槽４２位置には、図１０に示すように、第１処理槽４２内に突出して各回転歯５７に摺接または接近する固定歯５８が、第１処理槽４２内への突出量を調節可能に取付けられており、これら各固定歯５８は、各回転歯５７との摺り合わせにより堆肥原料１１を切断するとともに、堆肥原料１１の共回りを防止するようになっている。そして、各固定歯５８の第１処理槽４２内への突出量の調節により、堆肥原料１１の送り量制御および圧縮・摩擦による温度制御ができるようになっている。
なお、その他の点については、前記第１の実施の形態と同一構成となっており、作用も同一である。
【００５６】
しかして、本実施の形態において、回転軸５４の軸径は各所同径であるが、第１処理槽４２の内径を、下流端側が小内径となるようにしているので、前記第１１の実施の形態の場合と同様、第１処理槽４２と回転軸５４との間に形成される送り出し断面積を、上流側に比較して下流側が小さくなるようにすることができる。このため、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、本実施の形態の場合には、第１圧送スクリュー４６は従来のものを多少変更するだけで使用することができるので、製造が容易で製造コストを下げることができる。
【００５８】
なお、前記両実施の形態においては、第１処理槽２、４２の出側に送風機構２３を有する第２処理槽３を連設する場合について説明したが、第２処理槽３に代え、例えば特開平２−１２０２８９号公報に示されているように、硝酸添加機構を有する第２処理槽を連設するようにしてもよく、また必要に応じ、第２処理槽を省略するようにしてもよい。
【００５９】
また、前記両実施の形態においては、第１処理槽２、４２と回転軸１４、５４との間に形成される送り出し断面積が、テーパ状に滑らかに縮小する場合について説明したが、これに限らず例えば多段の階段状に縮小させるようにしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、上流端側に堆肥原料の投入部を有するとともに下流端側に排出部を有する筒状の処理槽と、この処理槽内に配置され投入された堆肥原料を加圧・混練する圧送スクリューとを有する加圧・混練装置を備えた堆肥製造装置において、前記加圧・混練装置に、堆肥原料の加圧加速部を設け、この加圧加速部を、処理槽と圧送スクリューとの間に形成される送り出し断面積が、上流側に比較して下流側が小さくなるように構成しているので、従来よりも小さな力で堆肥原料を加圧して昇温させることができ、また高温部分の滞留量を増大させて、ゲート開閉時の原料の温度低下を極力抑えることができる。
【００６１】
本発明はまた、加圧加速部を、圧送スクリューの回転軸外径を上流側に比較して下流側を大寸法にすることにより構成するようにしているので、圧送スクリューを交換するだけで、既存の設備にも容易に適用することができる。
【００６２】
本発明はまた、加圧加速部を、処理槽の内径を上流側に比較して下流側を小寸法にすることにより構成するようにしているので、圧送スクリューの回転軸外径を変化させるよりも製造が容易で、製造コストを下げることができる。
【００６３】
本発明はまた、加圧加速部を、その送り出し断面積が上流側から下流側に向かって漸減するようにしているので、堆肥原料の加圧を小さな力で無理なくスムースに行うことができ、電力の消費量を従来方式の場合に比較して３０〜３５％程度少なくすることができる。
【００６４】
本発明はまた、堆肥原料の投入部に、所定の大きさ以上の異物を分別する異物分別装置を設けるようにしているので、投入部から処理槽内に投入される堆肥原料に異物が混入している場合であっても、この異物が異物分別装置により捕捉され、処理槽内に送られて圧送スクリュー等を損傷させるおそれがない。
【００６５】
本発明はまた、異物分別装置を、周面に谷部と山部とを交互に配した歯車状の複数の分別ディスクを中心軸に一定間隔で装着して構成される一対の分別体からなり、一方の分別体の分別ディスク間に他方の分別体の分別ディスクを嵌入した状態で配設される異物分別機構と；この異物分別機構の両分別体を、内回り方向にそれぞれ回転駆動する駆動機構と；一対の分別体間に異物が挾まった際に発生する過負荷状態を検出する過負荷検出機構と；で構成するようにしているので、各分別ディスクの厚さと谷部の大きさとで決定される容積を超える大きさの異物は、異物分別装置を通過するのが構造上不可能となり、堆肥原料中の異物を確実に捕捉することができる。
【００６６】
本発明はまた、駆動機構が、過負荷検出機構からの検出信号の入力により、電機制御装置を介して、分別体を外回り方向に一定回転角度だけ逆転駆動した後に、再び内回り方向に正転駆動するようになっているので、各分別ディスクの谷部で捕捉された異物は、両分別体の逆転駆動により外側に排出され、両分別体のその後の正転駆動により
、堆肥原料の処理槽への投入が再開されることになる。このため、異物の捕捉、排出および装置の再起動を完全に自動化することができる。
【００６７】
本発明はさらに、各分別体の各分別ディスクを、その谷部および山部の軸廻り位置が順次少しずつずれるようにしているので、堆肥原料中の異物の除去とともに、堆肥原料の切断も行うことができ、処理槽内での処理効果をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る堆肥製造装置を示す平面図である。
【図２】図１のII−II線拡大断面図である。
【図３】図１のIII−III線拡大断面図である。
【図４】図２の右側側面図である。
【図５】第１加圧・混練装置の詳細を示す断面図である。
【図６】異物分別装置を示す斜視図である。
【図７】図６を上から見た構成図である。
【図８】一対の分別体の分別ディスクおよびリングの構成を示す詳細図である。
【図９】分別体の構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示す図２相当図である。
【符号の説明】
１…堆肥製造装置
２、４２…第１処理槽
３…第２処理槽
４…開閉ゲート
５、７、３８…駆動モータ
６、４６…第１圧送スクリュー
８…第２圧送スクリュー
９…第１加圧・混練装置
１０…第２加圧・混練装置
１１…堆肥原料
１２、２５Ａ、２５Ｂ…ホッパ
１２ａ…底板
１２ｂ…排出口
１３…開放口
１４、２１、５４…回転軸
１４ａ…細径軸部
１４ｂ…太径軸部
１４ｃ…テーパ軸部
１５、５５…送り羽根
１６、５６…逆送り羽根
１７、５７…回転歯
１８、５８…固定歯
２２…回転粉砕刃
２３…送風機構
２６…異物分別装置
２７…異物分別機構
２８ａ、２８ｂ…分別体
２９…駆動機構
３０…過負荷検出機構
３１ａ、３１ｂ…中心軸
３２ａ、３２ｂ…連動歯車
３３ａ、３３ｂ…分別ディスク
３４ａ、３４ｂ…リング
３５ａ、３５ｂ…通しキー
３６ａ、３６ｂ…谷部
３７ａ、３７ｂ…山部
３９…連動機構
４２ａ…大内径筒部
４２ｂ…小内径筒部
４２ｃ…テーパ内径筒部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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