(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ドラム内に被処理材を投入し、この被処理材を処理ドラム内に適宜時間滞在させて発酵を促してコンポスト化するロータリーキルン型のコンポスト製造装置において、前記処理ドラムは、投入側の部分を、温度調整機構、空気量調整機構及び加水量調整機構を具えた発酵処理ゾーンとし、一方、排出側の部分を、温度調整機構及び空気量調整機構を具えた水分調整ゾーンとし、更に前記発酵処理ゾーンまたは水分調整ゾーンのいずれか一方または双方は、複数のセクションに区画されており、それぞれのセクションには、送り、破砕、撹拌または掻き上げを担うリフタの中から、そのセクションにおける被処理材の処理に適したものが選択されて具えられており、掻き上げを担うリフタが具えられたセクションのうち、いくつかのセクションは、通気性の内円筒が中心に配され、この内円筒とドラム本体との間が、通気性の仕切板により四区画に区画されていることを特徴とするコンポスト製造装置におけるドラム構造。
【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製造装置に関するものであって、特に被処理材を効率的にコンポスト化できる新規なドラム構造に係るものである。
【０００２】
【発明の背景】
家庭の生ゴミ（厨芥）、畜糞、し尿、下水スラッジ等の廃棄物の処理形態の一つとして、これらが再利用できるようにコンポスト化されることが行われている。
このコンポスト化は微生物の発酵作用を利用するものであり、製造されたコンポストそのもの、あるいはその工程共、環境への悪影響が少なく、処理態様としては好ましいものの、必ずしも充分な普及はされていない。
【０００３】
この普及を阻む要因としては、原料の受け入れやコンポストの需要が不安定であるという周辺の社会的要因もあるものの、技術的には発酵時間に長時間を要するという問題を有しており、このような技術的課題の解決が要望されていた。
【０００４】
特に被処理材の混合、破砕、空気との接触を適切に行うことは発酵を効率的に促す上で重要であるものの、特にロータリーキルン型のコンポスト製造装置においては充分に検討されていないのが実情である。
【０００５】
【解決を試みた技術課題】
本発明はこのような要求に応え得る技術を提供しようとするものであり、発酵及び水分調整を効率的に促すことのできる新規なコンポスト製造装置におけるドラム構造を開発することを技術課題としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載のコンポスト製造装置におけるドラム構造は、処理ドラム内に被処理材を投入し、この被処理材を処理ドラム内に適宜時間滞在させて発酵を促してコンポスト化するロータリーキルン型のコンポスト製造装置において、前記処理ドラムは、投入側の部分を、温度調整機構、空気量調整機構及び加水量調整機構を具えた発酵処理ゾーンとし、一方、排出側の部分を、温度調整機構及び空気量調整機構を具えた水分調整ゾーンとし、更に前記発酵処理ゾーンまたは水分調整ゾーンのいずれか一方または双方は、複数のセクションに区画されており、それぞれのセクションには、送り、破砕、撹拌または掻き上げを担うリフタの中から、そのセクションにおける被処理材の処理に適したものが選択されて具えられており、掻き上げを担うリフタが具えられたセクションのうち、いくつかのセクションは、通気性の内円筒が中心に配され、この内円筒とドラム本体との間が、通気性の仕切板により四区画に区画されていることを特徴として成る。
この発明によれば、被処理材の送り、破砕、攪拌、掻き上げ等を、処理段階に応じて適切に行うことで、被処理材の発酵及び水分調整を効率的に促すことができる。
また被処理材と、処理ドラム内雰囲気または水との接触態様がより細部にわたって好適となり、被処理材の発酵及び水分調整を効率的に促すことができる。
そして前記請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の適用されるコンポスト製造装置について図面に基づいて説明する。
図１、２、３に示すものがロータリーキルン型のコンポスト製造装置Ｐであり、このものは鋼材を適宜組み合わせて成る機枠Ｆ１に対し、処理ドラム１を回転自在に具え、本実施の形態ではこの処理ドラム１を内部に位置させるようにチャンバー２を形成して成る。また前記処理ドラム１内には処理雰囲気を調整するための調整装置３を具えるとともに、処理ドラム１の前後に被処理材Ｗの投入装置５及び排出装置６を具えて成る。
以下上述した各部材について詳細に説明する。
【０００８】
処理ドラム１は、一例として金属板を円筒状に形成し、その前後をテーパー状に形成した中空体であるドラム本体１０を、機枠Ｆ１に具えた支持ローラ１１に載置することで回転自在に構成される。
この回転のための構造は、ドラム本体１０のほぼ中央部において、その外周部と、モータＭ１に接続された減速機１２の出力軸に具えたプーリ１３とにチェーン１４を巻回して成る。
【０００９】
そして前記ドラム本体１０の内壁部には種々の形状のリフタ１５を複数具えるものであり、図４、５に示すようにドラム本体１０の内部空間は、これらリフタ１５の形態によって一例として第一セクション１０１から第八セクション１０８まで区別される。このように区別されたドラム本体１０の内部空間は、一例として投入口１６側（図中右側）の第一セクション１０１から第六セクション１０６までの範囲を発酵処理ゾーンＺ１とし、一方、排出口１７側（図中左側）の第七セクション１０７から第八セクション１０８までの範囲を水分調整ゾーンＺ２とする。
【００１０】
ここで前記リフタ１５について詳しく説明すると、このものはドラム本体１０内に投入された被処理材Ｗの、送り、破砕、攪拌、掻き上げ等の作用を担う部材であり、図４、５に示すように、それぞれ異なった形態の複数群が設けられている。そして発酵処理ゾーンＺ１及び水分調整ゾーンＺ２それぞれのゾーンでの処理に適した形態の複数群のリフタ１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８を設けるものとする。
【００１１】
まずリフタ１５１は主として被処理材Ｗの送りを行うための部材であって、ドラム本体１０における投入口１６からテーパー状に形成した傾斜部分（第一セクション１０１）に螺旋状に取り付けられるものであり、本実施の形態では四枚が取り付けられる。
【００１２】
またリフタ１５２は主として被処理材Ｗの破砕（切り返し）を行うための部材であって、ドラム本体１０における第二セクション１０２に螺旋状に取り付けられるものであり、本実施の形態では六枚が取り付けられる。
【００１３】
更にまたリフタ１５３は主として被処理材Ｗの掻き上げを行うための側面視で、くの字型に屈曲した板部材であって、ドラム本体１０における第三セクション１０３に直線状に取り付けられるものであり、本実施の形態では六枚が取り付けられる。
【００１４】
更にまたリフタ１５４は主として被処理材Ｗの攪拌を行うための板部材であって、ドラム本体１０における第四セクション１０４に直線状に取り付けられるものであり、本実施の形態では六枚が取り付けられる。
【００１５】
更にまたリフタ１５５は主として被処理材Ｗの掻き上げを行うための側面視で、くの字型に屈曲した板部材であって、ドラム本体１０における第五セクション１０５に直線状に取り付けられるものであり、本実施の形態では四枚が取り付けられる。
またこの第五セクション１０５には一例としてパンチングメタルで構成した通気性の内円筒１５５ａを中心に配し、この内円筒１５５ａとドラム本体１０との間を通気性の仕切板１５５ｂで四区画に区画する。
【００１６】
更にまたリフタ１５６は主として被処理材Ｗの攪拌を行うための板部材であって、ドラム本体１０における第六セクション１０６に直線状に取り付けられるものであり、本実施の形態では六枚が取り付けられる。
【００１７】
更にまたリフタ１５７は主として被処理材Ｗの掻き上げを行うための側面視で、くの字型に屈曲した板部材であって、ドラム本体１０における第七セクション１０７に直線状に取り付けられるものであり、本実施の形態では四枚が取り付けられる。
またこの第七セクション１０７には一例としてパンチングメタルで構成した通気性の内円筒１５７ａを中心に配し、この内円筒１５７ａとドラム本体１０との間を通気性の仕切板１５７ｂで四区画に区画する。
【００１８】
更にまたリフタ１５８は主として被処理材Ｗの攪拌を行うための板部材であって、ドラム本体１０における第八セクションにおけるテーパー部分から排出口１７にかけて直線状に取り付けられるものであり、本実施の形態では六枚が取り付けられる。
【００１９】
次に前記チャンバー２について説明する。このものは前記処理ドラム１におけるドラム本体１０を、内側に断熱材を張設した金属板で構成した筐体２０で覆うようにして収容する区画された空間である。このようなチャンバー２は、一例として前記ドラム本体１０における第一セクション１０１から第三セクション１０３を内包する第一のチャンバー２Ａと、第四セクション１０４から第八セクション１０８を内包する第二のチャンバー２Ｂとに分けて構成されるものである。従って図２に示すようにチャンバー２Ａとチャンバー２Ｂとの間はドラム本体１０が剥き出しになっており、この部分に前記チェーン１４を巻回するものである。
【００２０】
そして前記チャンバー２の内側部分には、温度センサ２１と、加熱機構の一例であるパネルヒーター２５とを複数配設する。また前記ドラム本体１０の外周部並びにドラム本体１０の両端に形成した投入口１６及び排出口１７と、筐体２０との近接部分は、適宜ラビリンス構造を採る等して機密性を保持するものとする。
【００２１】
次に前記調整装置３について説明する。このものは鋼管を適用したインナーパイプ３０を、その一端をドラム本体１０内にスポーク状に設けた支持枠１８の中心に配した軸受３１に軸支し（回転可能状態とする）、他端を排出装置６に設けた軸受３２に軸支して（非回転状態とする）、前記処理ドラム１の中心軸上に配し、このインナーパイプ３０に適宜加水量調整機構、温度調整機構及び空気量調整機構並びに検知装置等を具えて成る。
【００２２】
本実施の形態においては、発酵処理ゾーンＺ１に温度調整機構、空気量調整機構及び加水量調整機構を具え、一方、水分調整ゾーンＺ２に温度調整機構及び空気量調整機構を具えるものとする。
また検知装置については、温度センサ、湿度センサ、ＣＯ2 濃度センサを具えるものとする。ただし、前記発酵処理ゾーンＺ１と、水分調整ゾーンＺ２との境界については厳密なものではなく、被処理材Ｗの性状等に応じて、後述する給水ノズル３６の使用位置を適宜前後にシフトすることで調整できるものである。また、この発酵処理ゾーンＺ１と、水分調整ゾーンＺ２との境界部には、チャンバー２の内壁に仕切板２２を設けることが望ましい。
【００２３】
ここで前記温度調整機構及び空気量調整機構について説明すると、このものは図４に示すように、インナーパイプ３０に対して排出装置６側の端部から管路Ｔ１を挿入し、この管路Ｔ１を発酵処理ゾーンＺ１におけるインナーパイプ３０の外周部に設けた複数の給気ノズル３５に接続する。また同様にインナーパイプ３０に対して管路Ｔ２を挿入し、この管路Ｔ２を水分調整ゾーンＺ２におけるインナーパイプ３０の外周部に設けた複数の給気ノズル３５に接続する。
【００２４】
更に後述する投入装置５における排出部５２に管路Ｔ３を接続するものであって、排出部５２が投入口１６に挿入された状態で、発酵処理ゾーンＺ１に至る流路を形成する。
前記管路Ｔ１、管路Ｔ２及び管路Ｔ３は、それぞれバルブＶ１、バルブＶ２及びバルブＶ３によって流路を開閉自在に構成されるとともに、通気ヒーター３３及びブロワ３４に接続される。
【００２５】
次に加水量調整機構について説明すると、このものは図４に示すように、インナーパイプ３０に対して排出装置６側の端部から管路Ｔ４を挿入し、この管路Ｔ３を発酵処理ゾーンＺ１におけるインナーパイプ３０の外周部に設けた複数の給水ノズル３６に接続する。前記管路Ｔ４は、バルブＶ４によって流路を開閉自在に構成されるとともに、ポンプ３７に接続される。
【００２６】
次に検知装置について説明すると、インナーパイプ３０に対して適宜の制御盤に接続されたケーブルを挿入し、このケーブルをインナーパイプ３０の外周部に設けた適宜のセンサ３８（本実施の形態では温度センサを用いる）に接続して構成される。
また前記湿度センサ及びＣＯ2 濃度センサについては、インナーパイプ３０の外周部に取り付けることができないため、インナーパイプ３０の表面に穿設した孔からガス吸引用のサンプリングパイプ３９を突出させた状態でドラム本体１０内に臨ませる等して、ここから採取されたドラム本体１０内の雰囲気を外部に設けたガス分析器等に送る構成とする。
因みにこれらの給気ノズル３５、給水ノズル３６、センサ３８及びサンプリングパイプ３９に対しては、パージ用のエア供給機構を具えることが好ましい。
【００２７】
次に投入装置５について説明する。このものは鋼材を適宜組んで成る機枠Ｆ２に対して、モータＭ２によって駆動されるスクリューコンベヤ５０を具え、また前記機枠Ｆ２の下部に車輪５１を具えて成り、前記処理ドラム１の投入口１６側に敷設したレールＲ上を走行可能に設置される。
そして図２に仮想線で示すように、投入装置５が前記レールＲ上を移動して処理ドラム１に近接した状態で、上記スクリューコンベヤ５０の排出部５２が、処理ドラム１における投入口１６に対して挿入状態となるものである。
この排出部５２は、前記スクリューコンベヤ５０のトラフを、これより大径のパイプによって内包するいわゆる二重パイプ構造とするものであり、この外側のパイプに対して前記管路Ｔ３が接続される。
【００２８】
次に排出装置６について説明する。このものは前記ドラム本体１０における排出口１７の回転を妨げないようにこのものを内包する中空体６１を、前記機枠Ｆ１に固定し、この中空体６１の下部に設けた開口部６２の下方にスクリューコンベヤ６３を配して成るものである。
また前記中空体６１には、上部に排気口６４を設け、更に前記ドラム本体１０における排出口１７に対向する位置に軸受３２を具えるものであり、上述したようにこの軸受３２に前記インナーパイプ３０の一端が軸支される。
【００２９】
本発明の適用されるコンポスト製造装置Ｐは上述したように構成されるものであり、以下この装置の作動状態を説明する。
コンポスト製造工場内には、図示は省略するがコンポスト製造装置Ｐの周辺機器として以下のものが配される。まず被処理材Ｗは、汚泥、生ゴミ、消石灰、乾燥汚泥等を混合したもの等を用いるため、これらの貯留槽及び混合機を具えるものとする。
またコンポスト製造装置Ｐから排気される空気には多量の水分が含まれ、更に悪臭があるためこれらを除去する排気ファン、脱臭装置等を具えるものとする。
【００３０】
（１）装置の立ち上げ
（ｉ）調整装置の起動
まず排気ファンを起動し、処理ドラム１内を若干の負圧状態にしてから調整装置３におけるブロワ３４及び通気ヒーター３３を起動し、バルブＶ１、バルブＶ２、バルブＶ３を開放することで、給気ノズル３５及び投入装置５における排出部５２からドラム本体１０内に熱風を供給する。
引き続いて処理ドラム１におけるモータＭ１を起動し、ドラム本体１０を１ｒ．ｐ．ｍ程度で回転させる。
【００３１】
（ii）加熱機構の起動
また同時にチャンバー２内のパネルヒーター２５を起動するものであり、筐体２０とドラム本体１０との間の空気を加熱する。
【００３２】
やがてドラム本体１０内の雰囲気の温度は、内部に供給される熱風の熱と、側周外部から伝導されるパネルヒーター２５の熱とによって加熱されて上昇するものであり、ドラム本体１０内のセンサ３８によるドラム内雰囲気の温度の検出値が適温に成るように適宜バルブＶ１、バルブＶ２及びバルブＶ３の開閉及びパネルヒーター２５の放熱量調整を行う。
本実施の形態では発酵処理ゾーンＺ１内の雰囲気の最適温度は６０℃であり、一方、水分調整ゾーンＺ２内の雰囲気の最適温度は６０〜７０℃である。もちろんこの最適温度については、被処理材Ｗや使用する微生物の性状によって変動するものである。
【００３３】
（２）被処理材の投入
やがてドラム本体１０内の雰囲気の温度が所望値に達した時点で、投入装置５に被処理材Ｗ（含水率は４０〜６０％Ｗ．Ｂ．程）を供給し、続いて処理ドラム１における投入口１６に挿入した排出部５２からドラム本体１０内に供給する。このとき、必要であれば好気性の微生物の種付けを行う。
【００３４】
（３）発酵処理
ドラム本体１０内に供給された被処理材Ｗは、まず発酵処理ゾーンＺ１において発酵処理が施されるものであって、以下各セクション毎の処理を説明する。
まず第一セクション１０１においては、被処理材Ｗはリフタ１５１によって送られ、テーパーによる傾斜部を下りながら進行するものであり、水分量が多く粘度の高い被処理材Ｗを強制的に搬送することで堆積を防止し、また投入口１６からの被処理材Ｗのこぼれや外気の流入を防止することになる。
【００３５】
次に第二セクション１０２に至った被処理材Ｗは、リフタ１５２によって破砕（切り返し）されるものであり、同時に給気ノズル３５、排出部５２から供給される熱風から熱を吸収するとともに、給水ノズル３６から供給される水を取り込み、好気性の微生物による発酵が開始される。
【００３６】
次いで第三セクション１０３に至った被処理材Ｗは、リフタ１５３によって掻き上げられるものであり、給気ノズル３５、排出部５２から供給される熱風との接触が効率的に行われ、発酵が促進される。
【００３７】
次いで第四セクション１０４に至った被処理材Ｗは、リフタ１５４によって攪拌されるものであり、発酵が進んだ部分と、未発酵の部分とが混合される。
【００３８】
次いで第五セクション１０５に至った被処理材Ｗは、リフタ１５５によって掻き上げられるものであり、更に仕切板１５５ｂによって区画された区画毎に混合され、給気ノズル３５、排出部５２から供給される熱風との接触が効率的に行われ、発酵が促進される。
【００３９】
次いで第六セクション１０６に至った被処理材Ｗは、リフタ１５６によって攪拌されるものであり、発酵が進んだ部分と、未発酵の部分とが混合される。
因みに本実施の形態ではここまでの段階で、被処理材Ｗの微生物による発酵はほぼ完了するものである。
このように種々のリフタ１５によって破砕、攪拌、混合された被処理材Ｗは、調整装置３によって発酵に必要な水分が供給され、また温度、水分または空気量の調整が行われた発酵に好適な雰囲気と接触することで、発酵が効率的に促されるものである。
【００４０】
（４）水分調整
続いて水分調整ゾーンＺ２に達した被処理材Ｗは、発酵によりこの時点での体積が投入時の１／２程度となっており、また含水率は４０％Ｗ．Ｂ．程となっている。
そして前記発酵処置に引き続いて水分調整が行われるものであり、以下各セクション毎の処理について説明する。
まず第七セクション１０７において、被処理材Ｗはリフタ１５７によって掻き上げられるものであり、更に仕切板１５７ｂによって区画された区画毎に混合され、給気ノズル３５、排出部５２から供給される熱風との接触が効率的に行われ、水分調整（乾燥）が促進される。
【００４１】
続いて第八セクション１０８に至った被処理材Ｗは、リフタ１５８によって攪拌、搬送されるものであり、給気ノズル３５、排出部５２から供給される熱風との接触が効率的に行われ、水分調整が効率的に促されるものである。
【００４２】
（５）コンポストの排出
やがて３０％Ｗ．Ｂ．程度の含水率となった被処理材Ｗ（コンポスト）は、排出口１７に向けて搬送され、ここから開口部６２を通過してスクリューコンベヤ６３に投入され、以降の工程へと送られる。
【００４３】
【他の実施の形態】
本発明は上述した実施の形態を基本の実施の形態とするものであるが、本発明の技術的思想に基づいて以下に示す実施の形態を採ることができる。
つまり先の実施の形態では処理ドラム１をチャンバー２内に収容する構成としたが、要はドラム本体１０を具えたロータリーキルン型であればよいので、チャンバー２を有しない従来型のコンポスト製造装置に対して本発明を適用することもできる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、各セクション毎にそれぞれ異なった形態のリフタ１５が設けられているため、被処理材Ｗの送り、破砕、攪拌、掻き上げ等を処理過程に応じて適切に行うことができ、発酵及び水分調整を効率的に促すことのできる新規なコンポスト製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の適用されるコンポスト処理装置を一部破断して示す斜視図である。
【図２】  同上平面図並びに縦断正面図である。
【図３】  同上右側面図、縦断側面図並びに左側面図である。
【図４】  処理ドラムの内部及び調整装置を示す骨格図である。
【図５】  種々のリフタの形状を示すドラム本体の分解図並びに透視図である。
【符号の説明】
１        処理ドラム
２        チャンバー
２Ａ      チャンバー
２Ｂ      チャンバー
３        調整装置
５        投入装置
６        排出装置
１０      ドラム本体
１１      支持ローラ
１２      減速機
１３      プーリ
１４      チェーン
１５      リフタ
１６      投入口
１７      排出口
１８      支持枠
２０      筐体
２１      温度センサ
２２      仕切板
２５      パネルヒーター
３０      インナーパイプ
３１      軸受
３２      軸受
３３      通気ヒーター
３４      ブロワ
３５      給気ノズル
３６      給水ノズル
３７      ポンプ
３８      センサ
３９      サンプリングパイプ
５０      スクリューコンベヤ
５１      車輪
５２      排出部
６１      中空体
６２      開口部
６３      スクリューコンベヤ
６４      排気口
１０１    第一セクション
１０２    第二セクション
１０３    第三セクション
１０４    第四セクション
１０５    第五セクション
１０６    第六セクション
１０７    第七セクション
１０８    第八セクション
１５１    リフタ
１５２    リフタ
１５３    リフタ
１５４    リフタ
１５５    リフタ
１５５ａ  内円筒
１５５ｂ  仕切板
１５６    リフタ
１５７    リフタ
１５７ａ  内円筒
１５７ｂ  仕切板
１５８    リフタ
Ｆ１      機枠
Ｆ２      機枠
Ｍ１      モータ
Ｍ２      モータ
Ｐ        コンポスト製造装置
Ｒ        レール
Ｔ１      管路
Ｔ２      管路
Ｔ３      管路
Ｔ４      管路
Ｖ１      バルブ
Ｖ２      バルブ
Ｖ３      バルブ
Ｖ４      バルブ
Ｗ        被処理材
Ｚ１      発酵処理ゾーン
Ｚ２      水分調整ゾーン
【図１】
0004219019.tif 000002
【図２】
0004219019.tif 000003
【図３】
0004219019.tif 000004
【図４】
0004219019.tif 000005
【図５】
0004219019.tif 000006