ロータリー式発酵装置
【課題】 ロータリー式発酵装置における通気管の清掃を容易に行うことを可能にする。【解決手段】 被処理物を収容して回転しつつ攪拌する回転筒体１と、回転筒体内に固定状態で配置されて回転筒体１内への通気路となる固定通気管２、２０、２１と、該固定通気管が一時的に前記回転筒体１と連動するように固定通気管と回転筒体１を連結させる連結手段４２を備える。必要に応じて固定通気管を回転筒体１とともに連動させて所望の回転位置にまで回転移動させることができ、発酵槽内部の材料を排出することなく、清掃作業などの保守や点検作業などを容易に行うことを可能にする。固定通気管の定期的な清掃を可能としたことにより、発酵槽への空気の供給量が安定し、良好な発酵の維持に役立つ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物の発酵処理を目的として使用されるロータリー式発酵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミ、家畜糞、農業廃棄物、食品加工残渣、汚泥などの有機物を好気的に発酵処理して、土壌改良材や有機肥料として有効に回収したり、減容化して廃棄を容易にしたりする方法の１つとして、ロータリー式発酵装置を用いた発酵装置が知られている。この発酵装置では有機物を原料として回転筒体内に収容し、所望により回転筒体内を適宜の環境に調整して回転筒体を回転しつつ有機物を混合、攪拌して発酵処理を行う。発酵処理においては有機物の混合、攪拌及び給気が適当になされる程、発酵効率は向上する。
【０００３】
上記ロータリー式発酵装置として、回転筒内に配した回転軸に撹拌翼を設け、該回転軸を回転させるとともに回転筒を逆方向に回転させて回転筒内の被処理物を効果的に撹拌しつつ、回転筒体の下方部に配置した通気管によって被処理物に給気を行う装置が知られている（例えば、特許文献１）。
また、上記のように回転筒体と回転軸とを逆方向に回転させる攪拌、混合では、非常に高い負荷が各攪拌翼などにかかり、破損などがおそれがあるため、攪拌翼を回転させる攪拌軸を設けずに回転筒体に撹拌作用を持たせ、さらに回転筒体の中心軸に通気管を配した装置が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２５７４５号公報
【特許文献２】特開２００４−１６８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、撹拌機能を有する従来のロータリー式発酵装置は、被処理物の発酵を促進するために、固定式の通気管が回転筒内に配置されている。このため、通気管を簡単に取りはずして清掃することができず、含水率の高い原料が発酵槽に投入された場合、通気管の穴に次第にスラリー状の原料が入り込み、通気管の内壁に固形物が付着して圧力損失を起こし所定の通気量が供給できなくなるという問題がある。最悪の場合には材料が通気管内部に入り込み、管路を閉塞してしまうおそれがあるという問題もある。
このため、通気管が一端閉塞した場合には、発酵槽内部への原料を一定期間停止したのち、発酵槽内部の材料をすべて外部に排出しなければ清掃することができないという問題がある。さらに発酵槽内部の材料を外部に排出したとしても、通気管自身は固定され、清掃に便利な位置に動かすことはできない上、通気穴は通常、下方に向いており、先端が細くなった楊子状の治具を用いて、人間が無理な体勢で穴を外部からつつくことしかできず、作業に困難性を伴うという問題もある。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、固定式の通気管自身が清掃しやすい位置に移動できるような構造とされている装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明のロータリー式発酵装置のうち、請求項１記載の発明は、被処理物を収容して回転しつつ攪拌する回転筒体と、該回転筒体内に固定状態で配置されて回転筒体内への通気路となる固定通気管と、該固定通気管が一時的に前記回転筒体と連動するように前記固定通気管と前記回転筒体を連結させる連結手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載のロータリー式発酵装置の発明は、請求項１記載の発明において、前記固定通気管は、管内に連通する開閉可能な通気管開口部を有していることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載のロータリー式発酵装置の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記回転筒体は、該回転筒体とともに連動して回転位置を変えた固定通気管に対し作業を行うための作業用開口部が開閉可能に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載のロータリー式発酵装置の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記固定通気管が連結された回転筒体を所定の回転位置にまで回転させる調整回転駆動手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載のロータリー式発酵装置の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記固定通気管は、回転筒体の軸方向に沿った主管と、該主管に連通して前記軸方向と交差する方向に沿って配置された支管とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載のロータリー式発酵装置の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記固定通気管は、前記回転筒体と連結して連動する連動部側を一時的に給気源側から切り離す切り離し部を有していることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、固定通気管を一時的に回転筒体に連結させる連結手段を備えるので、該連結手段による連結がなされた際には、回転筒体が回転すると、固定通気管が該回転筒体の回転に連動して回転位置を変更する。この回転位置を作業に好適な位置に設定して回転筒体の回転および停止を行うと、固定通気管が作業に好適な位置に回転移動して停止するので固定通気管に対する清掃作業を容易に行うことが可能になる。
【００１３】
なお、連結手段は本発明としては特定のものに限定されるものではなく、回転筒体と固定通気管とを一時的に連結できるものであればよい。連結手段としては、例えば回転筒体と固定通気管とを直接または間接的に機械的に結合するものが挙げられる。例えば取り外し可能な固定具で回転筒体と固定通気管とを固定して両者を連結状態にするものが挙げられる。また、連結手段としては、上記のような機械的な結合を行うものではなく、回転筒体の回転力を固定通気管に伝達する回転力伝達機構によって連結手段を構成するものであってもよい。該回転力伝達機構は、伝達力の断続を行えるものにして、必要時にのみ伝達力が回転筒体から固定通気管に伝わるようにしてもよい。
回転筒体と固定通気管とを連結して回転筒体を回転させる際には、通常時に回転筒体を回転させる回転駆動手段を利用してもよく、また、連結時にのみ回転筒体を回転させる調整回転駆動手段を別途設けてもよい。該調整回転駆動手段には、小型のモータなどを用いることができる。
【００１４】
なお、上記の固定通気管の形状、配置位置などについては本発明としては、特に限定されるものではない。例えば、回転筒体の軸方向に沿った主管と、該主管に連通して該軸方向と交差する方向に沿って配置された支管とを有するものを例示することができる。この固定通気管によれば、回転筒体による回転に際し、回転動力にかかる負荷を軽減して被処理物を十分に攪拌することができる。被処理物に対する通気を回転筒体内中心に配した上記固定通気管を通して行うので、被処理物に対し均等に通気することが可能になり、発酵効率が向上する。
【００１５】
固定通気管は、通常は、通気穴を除いて塞がれており、これにより通気穴を通して被処理物の給気を効率的に行うことができる。本発明では、管内に連通する通気管開口部を開閉可能に設けておき、通常時には該通気管開口部を閉じ、清掃時に該通気管開口部を開けて管内の清掃を行うことが可能になる。通気管開口部の開閉は、例えば通気管開口部への蓋の取付け、取り外しにより行うことができる。この通気管開口部は、一つでもよく、また２以上を設けるものでもよい。複数の通気管開口部を設ける場合、通気管開口部間に清掃具を貫通させて清掃を行えるように対向位置に通気管開口部を設けるのが望ましい。
【００１６】
また、上記固定通気管は、回転筒体に連結して回転させる際に、給気源側に接続されたままにすると、給気源側に損傷を与えるおそれがある場合、連動部側と給気源側との間に切り離し部を設けて、必要に応じて両者を切り離し、通常時には両者を給気可能に接続する。なお、連動部側と給気源側とを回転継手によって接続することにより、上記切り離し部を要しないものとしてもよい。
【００１７】
さらに、回転筒体には、回転筒体と連動して回転位置を変えた固定通気管に対し、清掃などの作業を行えるように開閉可能な作業用開口部を設けておくことができる。これにより、作業が容易な位置に固定通気管を置いて上記作業用開口部を通して清掃などの作業を円滑に行うことができる。
【００１８】
また、本発明の発酵装置では、被処理物を効果的に攪拌するために通常は攪拌翼を設ける。この攪拌翼は回転筒体内面や固定管の外面に設けることができるが、固定管側は回転しないため、この攪拌翼にかかる負荷が小さくなる。攪拌翼を取り付ける場所は回転筒体の内面で仕切板や通気管に触れることのないような部分であれば、回転軌道上に１か所に限定されるものではなく複数配置できる。
【００１９】
さらに攪拌翼は回転筒体の内壁面に取り付けるのが望ましい。また攪拌翼は被処理物をより効果的に攪拌するために、回転筒体の中心部近くにまでできるだけ延ばすことが望ましい。この場合、長さに応じた強度を確保するため、取り付け座、補強部材を取り付ける必要があるが、取り付け座、補強部材も回転筒体の外側部分に設けることができるため、攪拌機能を維持しつつ原料充填部分に対する部材の占有容積を少なくできる。
【００２０】
本発明の発酵装置は前述のように有機物発酵処理に使用する装置として好適だが、本発明としてはこの用途に限定されるものではなく、原料の混合に用いる各種用途の発酵装置として使用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明のロータリー式発酵装置によれば、被処理物を収容して回転しつつ攪拌する回転筒体と、該回転筒体内に固定状態で配置されて回転筒体内への通気路となる固定通気管と、該固定通気管が一時的に前記回転筒体と連動するように前記固定通気管と前記回転筒体を連結させる連結手段とを備えるので、必要に応じて固定通気管を回転筒体とともに連動させて所望の回転位置にまで回転移動させることができ、発酵槽内部の材料を排出することなく、清掃作業などの保守や点検作業などを容易に行うことを可能にする。
【００２２】
そして、定期的な清掃を可能としたことにより、発酵槽への空気の供給量が安定して供給される。また、発酵槽への投入原料の含水率の高い状態で投入され、発酵槽材料から浸みだした汚水が通気管に入ったとしても、簡易に清掃することができるため、発酵の維持に役立つ。さらに、通気管を完全に発酵材料の上に出して清掃する場合に比べ、通気管を発酵材料中に一部が埋まった状態で清掃する場合は清掃終了後に通常運転に復帰する際に復帰抵抗が少なく、装置への負荷が少なくて済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
断面円形状の回転筒体１が回転駆動装置１２によって回転可能に支持されており、この回転筒体１の軸方向端開口部には該開口部を遮へいする回転しないサイドプレート１ａ、１ｂが両端部に配置されており、上記回転筒体１と両サイドプレート１ａ、１ｂとによってドラム型の発酵装置が構成されている。なおサイドプレート１ａには原料を投入する投入口７が設けられ、サイドプレート１ｂには発酵処理後の製品を排出する排出口１１と発酵槽内で発生する臭気を排気する排気口１４とが設けられている。
【００２４】
上記回転筒体１内の回転軸中心には、回転筒体１内部に通気を行う際の固定通気管の本管となる通気本管２が軸方向に沿って設置されており、該通気本管２の両端側は、ベアリング４４、４４によってサイドプレート１ａ、１ｂに回転可能に軸止され、さらにその外側で通気管固定治具４５、４５によって回転及び軸方向における固定保持がなされている。固定本管２は、さらに外側に伸長して両端に通気管フランジ４６ａ、４６ａが設けられている。この通気管フランジ４６ａ、４６ａには、給気管４７のフランジ４６ｂ、４６ｂがボルトなどにより接合されており、給気管４７を通して通気本管２に給気が可能になっている。また、通気管フランジ４６ａと通気管フランジ４６ｂとは離接が可能になっており、通気管フランジ４６ｂを切り離すことで両者の接合を解くことができる。すなわち、通気管フランジ４６ａと通気管フランジ４６ｂとは、本発明の切り離し部を構成している。
【００２５】
上記固定本管２の外面側には、回転筒体１内を複数の処理ゾーン（この実施形態では３ゾーン）に区切るための弓形形状の２枚の仕切板１０が取り付けられ固定されている。すなわち、この実施形態では、回転筒体１は、投入口７から排出口１１に向けて、第１処理ゾーンＡ、第２処理ゾーンＢ、第３処理ゾーンＣの３つの処理ゾーンに区分されている。仕切板１０は回転筒体１の下端から所定高さに至るまで原料の移動を阻止し、その上部と回転筒体１上部との隙間を通して原料の移動を許容している。
【００２６】
さらに前記通気本管２の内面には、通気本管２内を縦方向に沿って区切る通気仕切板１７が取り付けられており、第１処理ゾーンＡと第２、第３処理ゾーンＢ、Ｃとに量、温度の異なった空気を通気本管２の両端部から通気することで供給可能としている。また通気本管２には、下方に伸長する通気連結管２０が連結され、該通気連結管２０は、軸方向に間隔をおいて複数本配置されている。通気連結管２０の下端では、回転筒体１の軸方向と直交する水平方向に沿って配置された通気支管２１が連結されており、通気支管２１の下面には、長手方向に間隔を置いて多数の通気穴２１ａが形成されている。上記通気連結管２０と通気支管２１は、固定通気管における支管を構成するものである。したがって、通気本管２、通気連結管２０および通気支管２１によって本発明の固定通気管が構成されている。
なお、通気支管２１は、長手方向両端に通気管開口部２１ｂ、２１ｂが形成されており、該通気管開口部２１ｂ、２１ｂに取り外し可能な蓋材２２、２２が取付けられている。
【００２７】
また回転筒体１の内壁面には、該筒体１の回転中心に向かって垂直に立ち、この垂直に立った軸を回転中心として３６０度回転可能な攪拌翼８が複数取り付けられている。該攪拌翼８は、固定座１５によって回転筒体１に取り付けられており、該攪拌翼８には回転筒体外面に伸長する回転調整軸１８が回転調整手段として連結されている。なお、攪拌翼８は、仕切板１０により仕切られた処理ゾーン毎に該仕切板１０と通気本管２、通気連絡管２０、通気支管２１に触れることのない空間に伸長している。
また、各攪拌翼８は、上記回転調整軸１８の回転によって処理ゾーン毎に角度を変えて配置することができるので、処理ゾーンＡにおいては、配置している一部の攪拌翼８が有機物３０を投入口７側に戻す機能を果たし、他の攪拌翼８は有機物３０を排出口１１側に送る機能を果たすように各攪拌翼８の取り付け角度を設定しておき、撹拌機能を持たせている。処理ゾーンＢ、Ｃでは、攪拌翼８が有機物３０を排出口１１側に送る機能を果たすように該攪拌翼８の取り付け角度を設定しておく。
【００２８】
また、通気本管２の上面には、連結治具取り付け穴４１が形成されており、通常時には、該連結治具取り付け穴４１に取り付け穴蓋４１ａが嵌合されて穴が塞がれている。また、回転筒体１の筒壁には、上記連結治具取り付け穴４１と軸方向位置を同じくして連結治具挿入穴４０が形成されており、通常時には、該連結治具挿入穴４０に挿入穴蓋４０ａが嵌合されて穴が塞がれている。なお、上記連結治具挿入穴４０と、連結治具取り付け穴４１とは、両穴が径方向に揃った状態で使用される。
さらに、回転筒体１の筒壁には、通気支管２１の清掃作業などをおこなうための作業用開口部として発酵槽点検口５０が形成されており、該発酵槽点検口５０は、開閉蓋５１によって開閉可能になっており、通常時は開閉蓋５１が閉じられて内容物の漏洩がないようにされている。
【００２９】
次に、上記発酵装置を用いた発酵処理方法を説明する。
投入口７より投入された有機物３０は、第１処理ゾーンにＡおいて、回転筒体１の回転に連れて回転移動する攪拌翼８による攪拌効果で発酵中有機物と混合される。
上記有機物の撹拌中また、一定時間攪拌した後、充填有機物に発酵に適切な給気を行うため、吸気管４７より通気本管２に対し、給気を行う。供給された空気は、通気本管２から通気連結管２０を通して通気支管２１へと供給され、該通気支管２１の通気穴２１ａから有機物３０中に散気される。
【００３０】
上記動作により回転筒体１内に平らに充填された処理ゾーンＡの有機物３０に対しては、固定通気管２の投入口７側端部から通気することにより下方部の通気支管２１から空気が拡散して発酵に適切な通気がなされる。これにより有機物３０には均一に空気が接触して通過することになり均一な発酵反応が得られる。この回転筒体１における定時間回転→停止→定時間逆回転→定時間停止のサイクルを実施することにより、有機物３０は仕切板１０の充填高さを越え徐々に次の第２処理ゾーンＢに移動する。該第２処理ゾーンＢではこの処理ゾーンに適した量、温度の空気が、通気本管２から通気され、該処理ゾーンＢに位置する通気支管２１から散気されて有機物３０に空気が接触し通過することにより、適切な発酵反応が得られる。
【００３１】
第２処理ゾーンＢの有機物３０も処理ゾーンＡと同様に、定時間回転→停止→定時間逆回転→定時間停止のサイクルを実施することにより、仕切板１０の充填高さを越え徐々に次の第３処理ゾーンＣに移動する。第３処理ゾーンＣでも、この処理ゾーンＣに適した量、温度の空気が、固定通気管２から通気され、該ゾーンＣに位置する通気支管２１から給気されて有機物３０に接触し通過することにより、適切な発酵反応が得られる。
このようにして各ゾーンに有機物が滞留して攪拌される間に、有機物３０の十分な発酵処理が実施される。その後、第３処理ゾーンの有機物３０は排出口１１より徐々にオーバーフローし発酵装置外に排出される。
また、回転筒体１に取り付けた攪拌翼８の取り付け角度を調整したい場合には、回転筒体１の回転を停止させた状態で、回転筒体１外部から回転調整軸１８を操作することにより、攪拌翼８の取り付け角度を容易に調整、変更することもできる。
【００３２】
上記操業により、通気支管２１内には、通気穴２１ａを通して次第に有機物２０が侵入し、給気性能に悪影響を与えるため、定期的に清掃作業を行うことが必要になる。
該清掃作業に際しては、連結治具挿入穴４０と連結治具取り付け穴４１とが径方向に沿って位置するように回転筒体１を停止させる。次いで、連結治具挿入穴４０から挿入穴蓋４０ａを取り去り、同じく連結治具取り付け穴４１から取り付け穴蓋４１ａを取り去る。両穴が径方向に沿った状態で、連結治具挿入穴４０から連結治具４２を挿入し、該連結治具４２の先端を連結治具取り付け穴４１に挿入し、取り付けを行う。これにより回転筒体１と通気本管２とが連結治具４２を介して連結される。なお、上記連結治具４２による連結方法では、回転筒体と固定通気管とを径方向に配置した連結治具で連結できるので、大きな回転モーメントで固定通気管を回転させることができ、回転筒体に対する負荷も軽減される。
【００３３】
次いで、回転筒体１を回転駆動装置１２によって回転させ、所定の回転位置で停止させる。したがって、回転駆動装置１２は、本発明の調整回転駆動手段に相当する。上記回転により、回転筒体１とともに、通気本管２、通気連結管２０、通気支管２１が連動して回転する。この実施形態では、回転筒体１を停止した際に、通気支管２１が縦方向に沿って位置するように回転停止位置を定める。次いで、開閉蓋５１を開けるとともに、通気支管２１の通気管開口部２１ｂからは蓋材２２を取り外す。上記発酵槽点検口５０を利用して、通気支管２１の上方の通気管開口部２１ｂからブラシなどの清掃具を管内に挿入し、内部に侵入していた有機物３０を除去する清掃作業を行う。その後、蓋材２２を通気支管２１に取付け、開閉蓋５１を閉める。
また、図示していないが、通気支管２１を上部水平状態で回転停止させる場合、両端の通気管開口部２１ｂ、２１ｂの蓋材２２、２２が取り外せるよう開閉蓋５１が設けられている。通気支管２１の片方の通気開口部２１ｂからブラシなどの清掃具を管内に挿入し、他方の通気管開口部２１ｂから内部に侵入している有機物３０を除去する清掃作業を行う。
【００３４】
上記により清掃作業を終えた後、回転筒体１を回転前の位置にまで回転させる。回転は、順方向でも逆方向でも可能である。次いで、連結治具４２を連結治具取り付け穴４１および連結治具挿入穴４０から抜き取り、連結治具取り付け穴４１には、取り付け穴蓋４１ａを嵌合して穴を塞ぎ、連結治具挿入穴４０に挿入穴蓋４０ａを嵌合して穴を塞ぐ。そして、通気本管２と給気管４７とを通気管接続フランジ４６ａ、４６ｂを介して再接続することで通常状態に移行することができる。
上記作業においては、固定通気管に発酵槽外部から治具を差し込み、さらに、ロータリー式発酵槽内部設置された固定通気管と外部通気装置を一時的に外すことで、回転筒体と固定通気管の動きが連動し、固定通気管自身が清掃しやすい位置に移動できる。さらに、清掃しやすい位置に移動した通気管も簡易に清掃できる。
【００３５】
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態を示す正面断面図である。
【図２】同じく図１のII−II線断面図である。
【図３】同じく回転筒体と固定通気管とを連結した状態を示す正面断面図である。
【図４】同じく回転筒体と固定通気管とを連動させた状態を示す図３のIV−IV線断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ 回転筒体
２ 固定通気管
４ 通気管
７ 投入口
８ 撹拌翼
１０ 仕切板
１１ 排出口
１５ 固定台座
１７ 通気仕切板
１８ 回転調整軸
３０ 有機物
４０ 連結治具挿入穴
４０ａ 挿入穴蓋
４１ 連結治具取り付け穴
４１ａ 取り付け穴蓋
４２ 連結治具
４４ 清掃用回転時ベアリング
４５ 通気管固定治具
４６ａ 通気管接続フランジ
４６ｂ 通気管接続フランジ
４７ 給気管
５０ 発酵槽点検口
５１ 開閉蓋
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物の発酵処理を目的として使用されるロータリー式発酵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミ、家畜糞、農業廃棄物、食品加工残渣、汚泥などの有機物を好気的に発酵処理して、土壌改良材や有機肥料として有効に回収したり、減容化して廃棄を容易にしたりする方法の１つとして、ロータリー式発酵装置を用いた発酵装置が知られている。この発酵装置では有機物を原料として回転筒体内に収容し、所望により回転筒体内を適宜の環境に調整して回転筒体を回転しつつ有機物を混合、攪拌して発酵処理を行う。発酵処理においては有機物の混合、攪拌及び給気が適当になされる程、発酵効率は向上する。
【０００３】
上記ロータリー式発酵装置として、回転筒内に配した回転軸に撹拌翼を設け、該回転軸を回転させるとともに回転筒を逆方向に回転させて回転筒内の被処理物を効果的に撹拌しつつ、回転筒体の下方部に配置した通気管によって被処理物に給気を行う装置が知られている（例えば、特許文献１）。
また、上記のように回転筒体と回転軸とを逆方向に回転させる攪拌、混合では、非常に高い負荷が各攪拌翼などにかかり、破損などがおそれがあるため、攪拌翼を回転させる攪拌軸を設けずに回転筒体に撹拌作用を持たせ、さらに回転筒体の中心軸に通気管を配した装置が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２５７４５号公報
【特許文献２】特開２００４−１６８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、撹拌機能を有する従来のロータリー式発酵装置は、被処理物の発酵を促進するために、固定式の通気管が回転筒内に配置されている。このため、通気管を簡単に取りはずして清掃することができず、含水率の高い原料が発酵槽に投入された場合、通気管の穴に次第にスラリー状の原料が入り込み、通気管の内壁に固形物が付着して圧力損失を起こし所定の通気量が供給できなくなるという問題がある。最悪の場合には材料が通気管内部に入り込み、管路を閉塞してしまうおそれがあるという問題もある。
このため、通気管が一端閉塞した場合には、発酵槽内部への原料を一定期間停止したのち、発酵槽内部の材料をすべて外部に排出しなければ清掃することができないという問題がある。さらに発酵槽内部の材料を外部に排出したとしても、通気管自身は固定され、清掃に便利な位置に動かすことはできない上、通気穴は通常、下方に向いており、先端が細くなった楊子状の治具を用いて、人間が無理な体勢で穴を外部からつつくことしかできず、作業に困難性を伴うという問題もある。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、固定式の通気管自身が清掃しやすい位置に移動できるような構造とされている装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明のロータリー式発酵装置のうち、請求項１記載の発明は、被処理物を収容して回転しつつ攪拌する回転筒体と、該回転筒体内に固定状態で配置されて回転筒体内への通気路となる固定通気管と、該固定通気管が一時的に前記回転筒体と連動するように前記固定通気管と前記回転筒体を連結させる連結手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載のロータリー式発酵装置の発明は、請求項１記載の発明において、前記固定通気管は、管内に連通する開閉可能な通気管開口部を有していることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載のロータリー式発酵装置の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記回転筒体は、該回転筒体とともに連動して回転位置を変えた固定通気管に対し作業を行うための作業用開口部が開閉可能に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載のロータリー式発酵装置の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記固定通気管が連結された回転筒体を所定の回転位置にまで回転させる調整回転駆動手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載のロータリー式発酵装置の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記固定通気管は、回転筒体の軸方向に沿った主管と、該主管に連通して前記軸方向と交差する方向に沿って配置された支管とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載のロータリー式発酵装置の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記固定通気管は、前記回転筒体と連結して連動する連動部側を一時的に給気源側から切り離す切り離し部を有していることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、固定通気管を一時的に回転筒体に連結させる連結手段を備えるので、該連結手段による連結がなされた際には、回転筒体が回転すると、固定通気管が該回転筒体の回転に連動して回転位置を変更する。この回転位置を作業に好適な位置に設定して回転筒体の回転および停止を行うと、固定通気管が作業に好適な位置に回転移動して停止するので固定通気管に対する清掃作業を容易に行うことが可能になる。
【００１３】
なお、連結手段は本発明としては特定のものに限定されるものではなく、回転筒体と固定通気管とを一時的に連結できるものであればよい。連結手段としては、例えば回転筒体と固定通気管とを直接または間接的に機械的に結合するものが挙げられる。例えば取り外し可能な固定具で回転筒体と固定通気管とを固定して両者を連結状態にするものが挙げられる。また、連結手段としては、上記のような機械的な結合を行うものではなく、回転筒体の回転力を固定通気管に伝達する回転力伝達機構によって連結手段を構成するものであってもよい。該回転力伝達機構は、伝達力の断続を行えるものにして、必要時にのみ伝達力が回転筒体から固定通気管に伝わるようにしてもよい。
回転筒体と固定通気管とを連結して回転筒体を回転させる際には、通常時に回転筒体を回転させる回転駆動手段を利用してもよく、また、連結時にのみ回転筒体を回転させる調整回転駆動手段を別途設けてもよい。該調整回転駆動手段には、小型のモータなどを用いることができる。
【００１４】
なお、上記の固定通気管の形状、配置位置などについては本発明としては、特に限定されるものではない。例えば、回転筒体の軸方向に沿った主管と、該主管に連通して該軸方向と交差する方向に沿って配置された支管とを有するものを例示することができる。この固定通気管によれば、回転筒体による回転に際し、回転動力にかかる負荷を軽減して被処理物を十分に攪拌することができる。被処理物に対する通気を回転筒体内中心に配した上記固定通気管を通して行うので、被処理物に対し均等に通気することが可能になり、発酵効率が向上する。
【００１５】
固定通気管は、通常は、通気穴を除いて塞がれており、これにより通気穴を通して被処理物の給気を効率的に行うことができる。本発明では、管内に連通する通気管開口部を開閉可能に設けておき、通常時には該通気管開口部を閉じ、清掃時に該通気管開口部を開けて管内の清掃を行うことが可能になる。通気管開口部の開閉は、例えば通気管開口部への蓋の取付け、取り外しにより行うことができる。この通気管開口部は、一つでもよく、また２以上を設けるものでもよい。複数の通気管開口部を設ける場合、通気管開口部間に清掃具を貫通させて清掃を行えるように対向位置に通気管開口部を設けるのが望ましい。
【００１６】
また、上記固定通気管は、回転筒体に連結して回転させる際に、給気源側に接続されたままにすると、給気源側に損傷を与えるおそれがある場合、連動部側と給気源側との間に切り離し部を設けて、必要に応じて両者を切り離し、通常時には両者を給気可能に接続する。なお、連動部側と給気源側とを回転継手によって接続することにより、上記切り離し部を要しないものとしてもよい。
【００１７】
さらに、回転筒体には、回転筒体と連動して回転位置を変えた固定通気管に対し、清掃などの作業を行えるように開閉可能な作業用開口部を設けておくことができる。これにより、作業が容易な位置に固定通気管を置いて上記作業用開口部を通して清掃などの作業を円滑に行うことができる。
【００１８】
また、本発明の発酵装置では、被処理物を効果的に攪拌するために通常は攪拌翼を設ける。この攪拌翼は回転筒体内面や固定管の外面に設けることができるが、固定管側は回転しないため、この攪拌翼にかかる負荷が小さくなる。攪拌翼を取り付ける場所は回転筒体の内面で仕切板や通気管に触れることのないような部分であれば、回転軌道上に１か所に限定されるものではなく複数配置できる。
【００１９】
さらに攪拌翼は回転筒体の内壁面に取り付けるのが望ましい。また攪拌翼は被処理物をより効果的に攪拌するために、回転筒体の中心部近くにまでできるだけ延ばすことが望ましい。この場合、長さに応じた強度を確保するため、取り付け座、補強部材を取り付ける必要があるが、取り付け座、補強部材も回転筒体の外側部分に設けることができるため、攪拌機能を維持しつつ原料充填部分に対する部材の占有容積を少なくできる。
【００２０】
本発明の発酵装置は前述のように有機物発酵処理に使用する装置として好適だが、本発明としてはこの用途に限定されるものではなく、原料の混合に用いる各種用途の発酵装置として使用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明のロータリー式発酵装置によれば、被処理物を収容して回転しつつ攪拌する回転筒体と、該回転筒体内に固定状態で配置されて回転筒体内への通気路となる固定通気管と、該固定通気管が一時的に前記回転筒体と連動するように前記固定通気管と前記回転筒体を連結させる連結手段とを備えるので、必要に応じて固定通気管を回転筒体とともに連動させて所望の回転位置にまで回転移動させることができ、発酵槽内部の材料を排出することなく、清掃作業などの保守や点検作業などを容易に行うことを可能にする。
【００２２】
そして、定期的な清掃を可能としたことにより、発酵槽への空気の供給量が安定して供給される。また、発酵槽への投入原料の含水率の高い状態で投入され、発酵槽材料から浸みだした汚水が通気管に入ったとしても、簡易に清掃することができるため、発酵の維持に役立つ。さらに、通気管を完全に発酵材料の上に出して清掃する場合に比べ、通気管を発酵材料中に一部が埋まった状態で清掃する場合は清掃終了後に通常運転に復帰する際に復帰抵抗が少なく、装置への負荷が少なくて済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
断面円形状の回転筒体１が回転駆動装置１２によって回転可能に支持されており、この回転筒体１の軸方向端開口部には該開口部を遮へいする回転しないサイドプレート１ａ、１ｂが両端部に配置されており、上記回転筒体１と両サイドプレート１ａ、１ｂとによってドラム型の発酵装置が構成されている。なおサイドプレート１ａには原料を投入する投入口７が設けられ、サイドプレート１ｂには発酵処理後の製品を排出する排出口１１と発酵槽内で発生する臭気を排気する排気口１４とが設けられている。
【００２４】
上記回転筒体１内の回転軸中心には、回転筒体１内部に通気を行う際の固定通気管の本管となる通気本管２が軸方向に沿って設置されており、該通気本管２の両端側は、ベアリング４４、４４によってサイドプレート１ａ、１ｂに回転可能に軸止され、さらにその外側で通気管固定治具４５、４５によって回転及び軸方向における固定保持がなされている。固定本管２は、さらに外側に伸長して両端に通気管フランジ４６ａ、４６ａが設けられている。この通気管フランジ４６ａ、４６ａには、給気管４７のフランジ４６ｂ、４６ｂがボルトなどにより接合されており、給気管４７を通して通気本管２に給気が可能になっている。また、通気管フランジ４６ａと通気管フランジ４６ｂとは離接が可能になっており、通気管フランジ４６ｂを切り離すことで両者の接合を解くことができる。すなわち、通気管フランジ４６ａと通気管フランジ４６ｂとは、本発明の切り離し部を構成している。
【００２５】
上記固定本管２の外面側には、回転筒体１内を複数の処理ゾーン（この実施形態では３ゾーン）に区切るための弓形形状の２枚の仕切板１０が取り付けられ固定されている。すなわち、この実施形態では、回転筒体１は、投入口７から排出口１１に向けて、第１処理ゾーンＡ、第２処理ゾーンＢ、第３処理ゾーンＣの３つの処理ゾーンに区分されている。仕切板１０は回転筒体１の下端から所定高さに至るまで原料の移動を阻止し、その上部と回転筒体１上部との隙間を通して原料の移動を許容している。
【００２６】
さらに前記通気本管２の内面には、通気本管２内を縦方向に沿って区切る通気仕切板１７が取り付けられており、第１処理ゾーンＡと第２、第３処理ゾーンＢ、Ｃとに量、温度の異なった空気を通気本管２の両端部から通気することで供給可能としている。また通気本管２には、下方に伸長する通気連結管２０が連結され、該通気連結管２０は、軸方向に間隔をおいて複数本配置されている。通気連結管２０の下端では、回転筒体１の軸方向と直交する水平方向に沿って配置された通気支管２１が連結されており、通気支管２１の下面には、長手方向に間隔を置いて多数の通気穴２１ａが形成されている。上記通気連結管２０と通気支管２１は、固定通気管における支管を構成するものである。したがって、通気本管２、通気連結管２０および通気支管２１によって本発明の固定通気管が構成されている。
なお、通気支管２１は、長手方向両端に通気管開口部２１ｂ、２１ｂが形成されており、該通気管開口部２１ｂ、２１ｂに取り外し可能な蓋材２２、２２が取付けられている。
【００２７】
また回転筒体１の内壁面には、該筒体１の回転中心に向かって垂直に立ち、この垂直に立った軸を回転中心として３６０度回転可能な攪拌翼８が複数取り付けられている。該攪拌翼８は、固定座１５によって回転筒体１に取り付けられており、該攪拌翼８には回転筒体外面に伸長する回転調整軸１８が回転調整手段として連結されている。なお、攪拌翼８は、仕切板１０により仕切られた処理ゾーン毎に該仕切板１０と通気本管２、通気連絡管２０、通気支管２１に触れることのない空間に伸長している。
また、各攪拌翼８は、上記回転調整軸１８の回転によって処理ゾーン毎に角度を変えて配置することができるので、処理ゾーンＡにおいては、配置している一部の攪拌翼８が有機物３０を投入口７側に戻す機能を果たし、他の攪拌翼８は有機物３０を排出口１１側に送る機能を果たすように各攪拌翼８の取り付け角度を設定しておき、撹拌機能を持たせている。処理ゾーンＢ、Ｃでは、攪拌翼８が有機物３０を排出口１１側に送る機能を果たすように該攪拌翼８の取り付け角度を設定しておく。
【００２８】
また、通気本管２の上面には、連結治具取り付け穴４１が形成されており、通常時には、該連結治具取り付け穴４１に取り付け穴蓋４１ａが嵌合されて穴が塞がれている。また、回転筒体１の筒壁には、上記連結治具取り付け穴４１と軸方向位置を同じくして連結治具挿入穴４０が形成されており、通常時には、該連結治具挿入穴４０に挿入穴蓋４０ａが嵌合されて穴が塞がれている。なお、上記連結治具挿入穴４０と、連結治具取り付け穴４１とは、両穴が径方向に揃った状態で使用される。
さらに、回転筒体１の筒壁には、通気支管２１の清掃作業などをおこなうための作業用開口部として発酵槽点検口５０が形成されており、該発酵槽点検口５０は、開閉蓋５１によって開閉可能になっており、通常時は開閉蓋５１が閉じられて内容物の漏洩がないようにされている。
【００２９】
次に、上記発酵装置を用いた発酵処理方法を説明する。
投入口７より投入された有機物３０は、第１処理ゾーンにＡおいて、回転筒体１の回転に連れて回転移動する攪拌翼８による攪拌効果で発酵中有機物と混合される。
上記有機物の撹拌中また、一定時間攪拌した後、充填有機物に発酵に適切な給気を行うため、吸気管４７より通気本管２に対し、給気を行う。供給された空気は、通気本管２から通気連結管２０を通して通気支管２１へと供給され、該通気支管２１の通気穴２１ａから有機物３０中に散気される。
【００３０】
上記動作により回転筒体１内に平らに充填された処理ゾーンＡの有機物３０に対しては、固定通気管２の投入口７側端部から通気することにより下方部の通気支管２１から空気が拡散して発酵に適切な通気がなされる。これにより有機物３０には均一に空気が接触して通過することになり均一な発酵反応が得られる。この回転筒体１における定時間回転→停止→定時間逆回転→定時間停止のサイクルを実施することにより、有機物３０は仕切板１０の充填高さを越え徐々に次の第２処理ゾーンＢに移動する。該第２処理ゾーンＢではこの処理ゾーンに適した量、温度の空気が、通気本管２から通気され、該処理ゾーンＢに位置する通気支管２１から散気されて有機物３０に空気が接触し通過することにより、適切な発酵反応が得られる。
【００３１】
第２処理ゾーンＢの有機物３０も処理ゾーンＡと同様に、定時間回転→停止→定時間逆回転→定時間停止のサイクルを実施することにより、仕切板１０の充填高さを越え徐々に次の第３処理ゾーンＣに移動する。第３処理ゾーンＣでも、この処理ゾーンＣに適した量、温度の空気が、固定通気管２から通気され、該ゾーンＣに位置する通気支管２１から給気されて有機物３０に接触し通過することにより、適切な発酵反応が得られる。
このようにして各ゾーンに有機物が滞留して攪拌される間に、有機物３０の十分な発酵処理が実施される。その後、第３処理ゾーンの有機物３０は排出口１１より徐々にオーバーフローし発酵装置外に排出される。
また、回転筒体１に取り付けた攪拌翼８の取り付け角度を調整したい場合には、回転筒体１の回転を停止させた状態で、回転筒体１外部から回転調整軸１８を操作することにより、攪拌翼８の取り付け角度を容易に調整、変更することもできる。
【００３２】
上記操業により、通気支管２１内には、通気穴２１ａを通して次第に有機物２０が侵入し、給気性能に悪影響を与えるため、定期的に清掃作業を行うことが必要になる。
該清掃作業に際しては、連結治具挿入穴４０と連結治具取り付け穴４１とが径方向に沿って位置するように回転筒体１を停止させる。次いで、連結治具挿入穴４０から挿入穴蓋４０ａを取り去り、同じく連結治具取り付け穴４１から取り付け穴蓋４１ａを取り去る。両穴が径方向に沿った状態で、連結治具挿入穴４０から連結治具４２を挿入し、該連結治具４２の先端を連結治具取り付け穴４１に挿入し、取り付けを行う。これにより回転筒体１と通気本管２とが連結治具４２を介して連結される。なお、上記連結治具４２による連結方法では、回転筒体と固定通気管とを径方向に配置した連結治具で連結できるので、大きな回転モーメントで固定通気管を回転させることができ、回転筒体に対する負荷も軽減される。
【００３３】
次いで、回転筒体１を回転駆動装置１２によって回転させ、所定の回転位置で停止させる。したがって、回転駆動装置１２は、本発明の調整回転駆動手段に相当する。上記回転により、回転筒体１とともに、通気本管２、通気連結管２０、通気支管２１が連動して回転する。この実施形態では、回転筒体１を停止した際に、通気支管２１が縦方向に沿って位置するように回転停止位置を定める。次いで、開閉蓋５１を開けるとともに、通気支管２１の通気管開口部２１ｂからは蓋材２２を取り外す。上記発酵槽点検口５０を利用して、通気支管２１の上方の通気管開口部２１ｂからブラシなどの清掃具を管内に挿入し、内部に侵入していた有機物３０を除去する清掃作業を行う。その後、蓋材２２を通気支管２１に取付け、開閉蓋５１を閉める。
また、図示していないが、通気支管２１を上部水平状態で回転停止させる場合、両端の通気管開口部２１ｂ、２１ｂの蓋材２２、２２が取り外せるよう開閉蓋５１が設けられている。通気支管２１の片方の通気開口部２１ｂからブラシなどの清掃具を管内に挿入し、他方の通気管開口部２１ｂから内部に侵入している有機物３０を除去する清掃作業を行う。
【００３４】
上記により清掃作業を終えた後、回転筒体１を回転前の位置にまで回転させる。回転は、順方向でも逆方向でも可能である。次いで、連結治具４２を連結治具取り付け穴４１および連結治具挿入穴４０から抜き取り、連結治具取り付け穴４１には、取り付け穴蓋４１ａを嵌合して穴を塞ぎ、連結治具挿入穴４０に挿入穴蓋４０ａを嵌合して穴を塞ぐ。そして、通気本管２と給気管４７とを通気管接続フランジ４６ａ、４６ｂを介して再接続することで通常状態に移行することができる。
上記作業においては、固定通気管に発酵槽外部から治具を差し込み、さらに、ロータリー式発酵槽内部設置された固定通気管と外部通気装置を一時的に外すことで、回転筒体と固定通気管の動きが連動し、固定通気管自身が清掃しやすい位置に移動できる。さらに、清掃しやすい位置に移動した通気管も簡易に清掃できる。
【００３５】
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態を示す正面断面図である。
【図２】同じく図１のII−II線断面図である。
【図３】同じく回転筒体と固定通気管とを連結した状態を示す正面断面図である。
【図４】同じく回転筒体と固定通気管とを連動させた状態を示す図３のIV−IV線断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ 回転筒体
２ 固定通気管
４ 通気管
７ 投入口
８ 撹拌翼
１０ 仕切板
１１ 排出口
１５ 固定台座
１７ 通気仕切板
１８ 回転調整軸
３０ 有機物
４０ 連結治具挿入穴
４０ａ 挿入穴蓋
４１ 連結治具取り付け穴
４１ａ 取り付け穴蓋
４２ 連結治具
４４ 清掃用回転時ベアリング
４５ 通気管固定治具
４６ａ 通気管接続フランジ
４６ｂ 通気管接続フランジ
４７ 給気管
５０ 発酵槽点検口
５１ 開閉蓋
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を収容して回転しつつ攪拌する回転筒体と、該回転筒体内に固定状態で配置されて回転筒体内への通気路となる固定通気管と、該固定通気管が一時的に前記回転筒体と連動するように前記固定通気管と前記回転筒体を連結させる連結手段とを備えることを特徴とするロータリー式発酵装置。
【請求項２】
前記固定通気管は、管内に連通する開閉可能な通気管開口部を有していることを特徴とする請求項１記載のロータリー式発酵装置。
【請求項３】
前記回転筒体は、該回転筒体とともに連動して回転位置を変えた固定通気管に対し作業を行うための作業用開口部が開閉可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のロータリー式発酵装置。
【請求項４】
前記固定通気管が連結された回転筒体を所定の回転位置にまで回転させる調整回転駆動手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のロータリー式発酵装置。
【請求項５】
前記固定通気管は、回転筒体の軸方向に沿った主管と、該主管に連通して前記軸方向と交差する方向に沿って配置された支管とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のロータリー式発酵装置。
【請求項６】
前記固定通気管は、前記回転筒体と連結して連動する連動部側を一時的に給気源側から切り離す切り離し部を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のロータリー式発酵装置。
【請求項１】
被処理物を収容して回転しつつ攪拌する回転筒体と、該回転筒体内に固定状態で配置されて回転筒体内への通気路となる固定通気管と、該固定通気管が一時的に前記回転筒体と連動するように前記固定通気管と前記回転筒体を連結させる連結手段とを備えることを特徴とするロータリー式発酵装置。
【請求項２】
前記固定通気管は、管内に連通する開閉可能な通気管開口部を有していることを特徴とする請求項１記載のロータリー式発酵装置。
【請求項３】
前記回転筒体は、該回転筒体とともに連動して回転位置を変えた固定通気管に対し作業を行うための作業用開口部が開閉可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のロータリー式発酵装置。
【請求項４】
前記固定通気管が連結された回転筒体を所定の回転位置にまで回転させる調整回転駆動手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のロータリー式発酵装置。
【請求項５】
前記固定通気管は、回転筒体の軸方向に沿った主管と、該主管に連通して前記軸方向と交差する方向に沿って配置された支管とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のロータリー式発酵装置。
【請求項６】
前記固定通気管は、前記回転筒体と連結して連動する連動部側を一時的に給気源側から切り離す切り離し部を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のロータリー式発酵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２１４４８（Ｐ２００７−２１４４８Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１０８３１（Ｐ２００５−２１０８３１）
【出願日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【Ｆターム（参考）】
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