JP4936912B2 - Organic reformer - Google Patents

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Description

本発明は、有機質材料を改質するための有機質改質装置に関し、特に、木質材料のセルロース及びリグニンの分解促進を行うのに好適な有機質改質装置に関する。   The present invention relates to an organic reforming apparatus for modifying an organic material, and more particularly to an organic reforming apparatus suitable for promoting the decomposition of cellulose and lignin as wood materials.

従来より、コンポストを製造するための有機質材料として、木質材料を用いることが検討されている。木質材料は高いC/N値（炭素／窒素の値）を有することから有効な炭素源としての利用が期待されるが、木質材料を構成するセルロース、ヘミセルロース及びリグニン等の高分子成分は分解が困難であり、コンポスト化に時間と手間がかかるという問題がある。詳しくは、木質材料はセルロースとヘミセルロースで繊維が形成され、この繊維間の隙間がリグニンで埋められて強固な構造に構成されており、これらの成分のうち、セルロースとリグニンが特に分解が困難な安定した物質である。しかも、リグニンは微生物の繁殖抑制作用を有することから、木質材料を自然環境に放置して腐朽によってコンポスト化する場合、数年の期間を要してしまう。   Conventionally, the use of a wood material as an organic material for producing compost has been studied. Woody materials have high C / N values (carbon / nitrogen values), so they are expected to be used as effective carbon sources. However, polymer components such as cellulose, hemicellulose, and lignin that make up woody materials are decomposed. There is a problem that composting is difficult and takes time and effort. Specifically, woody materials are made of cellulose and hemicellulose, and the gap between the fibers is filled with lignin to form a strong structure. Of these components, cellulose and lignin are particularly difficult to decompose. It is a stable substance. Moreover, since lignin has an effect of inhibiting the growth of microorganisms, it takes several years to leave woody materials in the natural environment and compost them by decay.

そこで、従来、木質材料の迅速なコンポスト化を行うため、木質材料をチップ化して高さ数メートルの畝状に野積みし、発熱や発酵を促進する薬剤を添加して、木質材料を６０℃程度の温度に上昇させて分解を行うコンポスト化方法が提案されている（例えば、特開平１０−６７５８９号公報参照）。   Therefore, conventionally, in order to rapidly compost wood materials, the wood materials are chipped and stacked in a bowl shape several meters high, and a chemical that promotes fever and fermentation is added to make the wood material 60 ° C. A composting method in which decomposition is carried out by raising the temperature to a certain level has been proposed (see, for example, JP-A-10-67589).

しかしながら、上記従来の木質材料のコンポスト化方法は、木質材料が十分に分解してコンポストが得られるまでに数ヶ月の期間が必要であり、なお時間がかかるという問題がある。また、木質材料のチップを野積みするための広大な敷地が必要であり、しかも、広大な敷地に高さ数メートルのチップの畝を形成する必要があって多大な手間がかかるという問題がある。更に、木質材料の分解促進に薬剤を添加するので、薬剤の飛散や漏出によって周辺環境に影響を与える虞がある。
特開平１０−６７５８９号公報 However, the conventional method for composting a wood material requires a period of several months until the wood material is sufficiently decomposed to obtain compost, and there is a problem that it still takes time. In addition, there is a problem that a vast site for stacking chips made of wood material is necessary, and it is necessary to form a basket of chips of several meters in height on the vast site, which takes a lot of work. . Furthermore, since a chemical | medical agent is added for the decomposition | disassembly acceleration | stimulation of woody material, there exists a possibility of affecting the surrounding environment by scattering and leakage of a chemical | medical agent.
JP 10-67589 A

そこで、本発明の課題は、木質材料のような難分解性の有機質材料を効果的に改質し、迅速かつ高効率にコンポスト化が可能なコンポスト材料とすることができる有機質改質装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic reforming apparatus that can effectively modify a hardly decomposable organic material such as a woody material and can be a compost material that can be composted quickly and efficiently. There is to do.

上記課題を解決するため、本発明の有機質改質装置は、コンポスト用の有機質を改質する有機質改質装置であって、被処理物の投入口を有すると共に、処理後の被処理物を排出する排出口が設けられた端面板を端面に有するケーシングと、
上記ケーシング内に互いに平行に配置され、互いに逆回りに回転駆動される一対の回転軸と、
上記一対の回転軸の投入口側に連結され、上記ケーシングの投入口から投入された被処理物を排出口側に送る一対の第１螺旋体と、
上記回転軸に外嵌するボス部と、このボス部の外周面に固定された螺旋羽根部を有し、上記第１螺旋体の排出口側に隣接して一対の回転軸に連結され、一対の上記螺旋羽根部が互いに逆回りに形成されていて、この一対の螺旋羽根部の回転軸の間に位置する部分が重なり合うように配置され、圧縮室を形成する第１内壁に少なくとも一部が取り囲まれて、上記第１螺旋体からの被処理物を逆流防止しながら圧縮して排出口側に送る一対の第２螺旋体と、
上記第２螺旋体の排出口側に隣接して一対の回転軸に連結され、粉砕室を形成する第２内壁に取り囲まれて、上記第２螺旋体からの被処理物を外周面と上記第２内壁の内側面との間と、互いの間で加圧粉砕して排出口側に送る一対のドラムと、
上記ドラムの排出口側かつ上記端面板よりもケーシングの内側に形成され、上記ドラムで粉砕された被処理物が導かれる端面室と、
上記ドラムの端部に連結されていると共に、上記端面室内に上記端面板の内側面に近接して配置され、回転駆動されるに伴って被処理物を切断して端面板の排出口から押し出す回転刃と
を備えることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the organic reforming apparatus of the present invention is an organic reforming apparatus that modifies the organic matter for composting, and has an input port for the object to be processed and discharges the object to be processed after processing. A casing having an end face plate provided with a discharge port on the end face;
A pair of rotating shafts arranged parallel to each other in the casing and driven to rotate in the opposite directions;
A pair of first spiral bodies connected to the inlet side of the pair of rotating shafts and sending the workpieces supplied from the inlet of the casing to the outlet side;
A boss portion fitted to said rotary shaft has a spiral blade portion fixed to the outer peripheral surface of the boss portion, adjacent to the outlet side of the first spiral is connected to the pair of rotary shafts, a pair The spiral blade portions are formed in opposite directions, and the portions located between the rotation axes of the pair of spiral blade portions are arranged so as to overlap each other, and at least a part of the first inner wall forming the compression chamber is surrounded. A pair of second spiral bodies that compress and feed the object to be processed from the first spiral body to the discharge port side while preventing backflow;
The second spiral body is connected to a pair of rotating shafts adjacent to the discharge port side and is surrounded by a second inner wall forming a grinding chamber, and an object to be processed from the second spiral body has an outer peripheral surface and the second inner wall. A pair of drums that are pressed and pulverized between each other and sent to the outlet side,
An end face chamber formed on the discharge port side of the drum and on the inner side of the casing than the end face plate, and into which an object to be processed crushed by the drum is guided;
The drum is connected to the end of the drum, and is disposed in the end face chamber in the vicinity of the inner side face of the end face plate. The workpiece is cut and pushed out from the discharge port of the end face plate as it is rotationally driven. A rotating blade is provided.

上記構成によれば、投入口からケーシング内に投入された被処理物は、第１螺旋体によって排出口側に送られ、第２螺旋体によって逆流防止されながら圧縮された後、ドラムの外周面と第２内壁の内側面との間に導かれる。第２螺旋体で圧縮された後にドラム側に導かれた被処理物は、圧縮熱と摩擦熱によって温度上昇した状態で粉砕される。したがって、被処理物が木質材料である場合、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンで形成された強固な構造が効果的に分解される。ドラムで粉砕された被処理物は端面室に送られ、回転刃によって切断されて排出口から排出される。被処理物が木質材料である場合、セルロース及びヘミセルロースで形成された繊維が回転刃によって効果的に所定長さに切断されて排出される。このように、被処理物を、第１及び第２螺旋体によって効果的に圧縮し、圧縮熱及び摩擦熱を生成させつつドラムで加圧粉砕を行うので、被処理物の強固な構造を効果的に分解して改質を行うことができる。   According to the above configuration, the object to be processed that has been input into the casing from the input port is sent to the discharge port side by the first spiral body and compressed while being prevented from backflow by the second spiral body. 2 It guide | induces between the inner surfaces of an inner wall. The object to be processed, which is guided to the drum side after being compressed by the second spiral body, is pulverized in a state where the temperature is increased by compression heat and frictional heat. Therefore, when the object to be processed is a woody material, a strong structure formed of cellulose, hemicellulose and lignin is effectively decomposed. The object to be processed crushed by the drum is sent to the end face chamber, cut by the rotary blade, and discharged from the discharge port. When the object to be processed is a woody material, fibers formed of cellulose and hemicellulose are effectively cut into a predetermined length by a rotary blade and discharged. In this way, the object to be processed is effectively compressed by the first and second spiral bodies, and pressure pulverization is performed with the drum while generating compression heat and frictional heat, so that a strong structure of the object to be processed is effectively obtained. It can be decomposed and reformed.

本発明の有機質改質装置は、第１螺旋体、第２螺旋体及びドラムを一対の回転軸で駆動する２軸駆動型であるので、被処理物が強固な構造を有する難分解性の木質材料であっても、被処理物を第１螺旋体によって確実に第２螺旋体に送ることができ、第２螺旋体により高圧圧縮してドラムに送ることができ、ドラムによって高圧粉砕を行うことができる。その結果、被処理物が木質材料であっても、効果的に改質することができるのである。   Since the organic reforming apparatus of the present invention is a two-axis drive type in which the first spiral body, the second spiral body, and the drum are driven by a pair of rotating shafts, the processing object is a hardly decomposable woody material having a strong structure. Even if it exists, a to-be-processed object can be reliably sent to a 2nd helix by a 1st helix, can be pressure-compressed by a 2nd helix, can be sent to a drum, and high-pressure crushing can be performed with a drum. As a result, even if the object to be processed is a wood material, it can be effectively modified.

本発明の有機質改質装置で改質された木質材料は、微生物によって従来よりも短時間で分解可能であるので、コンポスト化を行う際に、従来のように広大な敷地に畝状に野積みして薬液を添加し、長期に亘って発熱発酵を行う必要が無い。したがって、この有機質改質装置でコンポスト材料の前処理を行うことにより、従来よりも少ない敷地により、短時間で効率良く、しかも、薬液により周辺環境に影響を与えることなく、コンポスト化を行うことができる。   Since the wood material modified by the organic reforming apparatus of the present invention can be decomposed by microorganisms in a shorter time than before, when composting, it is piled up in a bowl shape on a vast site as before. Thus, there is no need to add a chemical and perform exothermic fermentation over a long period of time. Therefore, by performing pretreatment of compost material with this organic reforming device, composting can be performed in a short time and efficiently in a short time, and without affecting the surrounding environment by the chemical solution. it can.

一実施形態の有機質改質装置は、上記端面室に導かれた被処理物は、上記ドラムによる粉砕圧力が解除されるに伴って膨軟化する。   In the organic reforming apparatus according to one embodiment, the workpiece guided to the end face chamber is expanded and softened as the pulverization pressure by the drum is released.

上記実施形態によれば、粉砕室でドラムによって粉砕圧力が与えられた被処理物は、端面室に導かれて粉砕圧力が解除されるに伴い、被処理物が含有する水分が急激に膨張して膨軟化する。被処理物が木質材料である場合、膨軟化により、セルロース及びヘミセルロースで形成されてリグニンで固定された繊維の束を効果的に分離できるので、木質材料の強固な構造を効果的に分解することができる。   According to the above-described embodiment, the processing object to which the crushing pressure is applied by the drum in the crushing chamber is rapidly expanded as the water content of the processing object is introduced as the crushing pressure is released by being guided to the end face chamber. Swell and soften. When the object to be treated is a woody material, it is possible to effectively separate a bundle of fibers formed of cellulose and hemicellulose and fixed with lignin by swelling and softening, so that the strong structure of the woody material can be effectively decomposed. Can do.

一実施形態の有機質改質装置は、上記第１螺旋体及び第２螺旋体は、上記回転軸に外嵌するボス部と、このボス部の外周面に形成された螺旋羽根部とを夫々有し、上記第１螺旋体のボス部の径よりも、上記第２螺旋体のボス部の径が大きく形成されている。   In the organic reforming device according to one embodiment, the first spiral body and the second spiral body each have a boss portion fitted on the rotating shaft and a spiral blade portion formed on an outer peripheral surface of the boss portion. The diameter of the boss portion of the second spiral body is formed larger than the diameter of the boss portion of the first spiral body.

上記実施形態によれば、被処理物が第１螺旋体によって第２螺旋体側に送られたとき、ボス部の回りに形成される被処理物の通路が狭まるので、被処理物を効果的に圧縮することができる。   According to the above embodiment, when the workpiece is sent to the second spiral side by the first spiral, the passage of the workpiece formed around the boss portion is narrowed, so that the workpiece is effectively compressed. can do.

一実施形態の有機質改質装置は、上記第１螺旋体及び第２螺旋体は、上記回転軸に外嵌するボス部と、このボス部の外周面に形成された螺旋羽根部とを夫々有し、上記第１螺旋体の螺旋羽根部のピッチよりも、上記第２螺旋体の螺旋羽根部のピッチが小さく形成されている。   In the organic reforming device according to one embodiment, the first spiral body and the second spiral body each have a boss portion fitted on the rotating shaft and a spiral blade portion formed on an outer peripheral surface of the boss portion. The pitch of the spiral blade portions of the second spiral body is smaller than the pitch of the spiral blade portions of the first spiral body.

上記実施形態によれば、被処理物が第１螺旋体によって第２螺旋体側に送られたとき、螺旋羽根の１ターンあたりの被処理物の収容体積が減少するので、被処理物を効果的に圧縮することができる。   According to the above-described embodiment, when the object to be processed is sent to the second spiral side by the first spiral body, the volume of the object to be processed per turn of the spiral blade is reduced, so that the object to be processed is effectively Can be compressed.

一実施形態の有機質改質装置は、上記第１内壁の内径よりも、上記第２内壁の内径が小さく形成されている。   In the organic reforming apparatus according to an embodiment, the inner diameter of the second inner wall is smaller than the inner diameter of the first inner wall.

上記実施形態によれば、第１内壁の内径よりも第２内壁の内径が小さいので、軸方向視において、第１内壁で取り囲まれた第２螺旋体の端部の軌跡よりも内側に、第２内壁とドラムとの隙間が配置する。したがって、被処理物を第２螺旋体によって第２内壁とドラムとの間に効果的に押し込むことができる。したがって、ドラムによる被処理物の粉砕圧力を効果的に増大できる。   According to the above embodiment, since the inner diameter of the second inner wall is smaller than the inner diameter of the first inner wall, the second inner wall is located inside the trajectory of the end of the second spiral body surrounded by the first inner wall in the axial direction. A gap between the inner wall and the drum is arranged. Therefore, the workpiece can be effectively pushed between the second inner wall and the drum by the second spiral body. Therefore, the grinding pressure of the object to be processed by the drum can be effectively increased.

一実施形態の有機質改質装置は、上記第２内壁の第１内壁に隣接する部分が、投入口側から排出口側に向うにつれて内径が減少する逆テーパ状に形成されている。   In the organic reforming device of one embodiment, a portion of the second inner wall adjacent to the first inner wall is formed in a reverse taper shape in which the inner diameter decreases from the inlet side toward the outlet side.

上記実施形態によれば、第２内壁の逆テーパ状の部分において、被処理物の通路が排出口側に向うにつれて徐々に狭まるので、第１内壁内で圧縮された被処理物を滞りなく第２内壁とドラムとの間に導くことができる。これにより、ドラムの入り口の近傍で被処理物の滞留が生じたり、被処理物の詰まりが生じたりする不都合を防止できる。   According to the above-described embodiment, since the passage of the object to be processed gradually narrows toward the discharge port in the reverse tapered portion of the second inner wall, the object to be processed compressed in the first inner wall can be kept in a smooth manner. 2 Can be guided between the inner wall and the drum. As a result, it is possible to prevent inconvenience that the object to be processed stays near the entrance of the drum or the object to be processed is clogged.

一実施形態の有機質改質装置は、上記ドラムの第２螺旋体に隣接する部分が、投入口側から排出口側に向うにつれて外径が増大するテーパ状に形成されている。   In the organic reforming apparatus of one embodiment, a portion of the drum adjacent to the second spiral body is formed in a tapered shape whose outer diameter increases from the inlet side toward the outlet side.

上記実施形態によれば、ドラムのテーパ状の部分において、被処理物の通路が排出口側に向うにつれて徐々に狭まるので、第１内壁内で圧縮された被処理物を滞りなく第２内壁とドラムとの間に導くことができる。これにより、ドラムの入り口の近傍で被処理物の滞留が生じたり、被処理物の詰まりが生じたりする不都合を防止できる。   According to the above embodiment, since the passage of the object to be processed gradually narrows toward the discharge port side in the tapered portion of the drum, the object to be processed compressed in the first inner wall can be connected to the second inner wall without stagnation. Can be guided between the drums. As a result, it is possible to prevent inconvenience that the object to be processed stays near the entrance of the drum or the object to be processed is clogged.

一実施形態の有機質改質装置は、上記ドラムの外周面と第２内壁の内側面に、複数の溝が夫々形成されている。   In the organic reforming apparatus of one embodiment, a plurality of grooves are respectively formed on the outer peripheral surface of the drum and the inner surface of the second inner wall.

上記実施形態によれば、ドラムと第２内壁との間に導かれる被処理物に対して、効果的に圧縮力とせん断力を与えることができる。特に、ドラムの外周面と第２内壁の内側面との間を、極めて小さいクリアランスに形成することができ、その結果、被処理物を効果的に擂り潰して粉砕することができる。   According to the said embodiment, a compressive force and a shear force can be effectively given with respect to the to-be-processed object guide | induced between a drum and the 2nd inner wall. In particular, it is possible to form an extremely small clearance between the outer peripheral surface of the drum and the inner surface of the second inner wall, and as a result, the workpiece can be effectively crushed and pulverized.

一実施形態の有機質改質装置は、上記ドラムの外周面に形成された溝は螺旋溝である。   In one embodiment, the groove formed on the outer peripheral surface of the drum is a spiral groove.

上記実施形態によれば、ドラムと第２内壁との間の被処理物を、効率良く排出口側に送ることができる。   According to the said embodiment, the to-be-processed object between a drum and a 2nd inner wall can be efficiently sent to the discharge port side.

一実施形態の有機質改質装置は、上記第２内壁の内側面に形成された溝は軸方向の直線溝である。   In one embodiment, the groove formed on the inner surface of the second inner wall is an axial straight groove.

上記実施形態によれば、ドラム側の螺旋溝との相互作用により、ドラムと第２内壁との間の被処理物を効果的に擂り潰すことができる。   According to the embodiment, the object to be processed between the drum and the second inner wall can be crushed effectively by the interaction with the spiral groove on the drum side.

一実施形態の有機質改質装置は、上記端面室内を加熱するヒータを備える。   An organic reforming apparatus according to an embodiment includes a heater that heats the end face chamber.

上記実施形態によれば、第２螺旋体やドラムの動作によって圧縮熱や摩擦熱で高温となった被処理物を、端面室において更に加熱することにより、効果的に分解できる。特に、被処理物が木質材料である場合、効果的に膨軟化を行うことができ、高分子成分のセルロース、ヘミセルロース及びリグニンを効果的に分解することができる。ここで、本発明において、高分子成分の分解とは、高分子鎖の一部を切断する概念をも含む。   According to the said embodiment, the to-be-processed object which became high temperature by compression heat or frictional heat by operation | movement of a 2nd spiral body or a drum can be decomposed | disassembled effectively by further heating in an end surface chamber. In particular, when the object to be treated is a woody material, it can be effectively swelled and softened, and the cellulose, hemicellulose and lignin, which are polymer components, can be effectively decomposed. Here, in the present invention, the decomposition of the polymer component includes the concept of cutting a part of the polymer chain.

一実施形態の有機質改質装置は、上記ドラムの粉砕動作と、上記端面室における膨軟化と、上記回転刃の切断動作により、上記被処理物に含まれるセルロース及びリグニンを分解する。   In one embodiment, the organic reforming apparatus decomposes cellulose and lignin contained in the workpiece by pulverizing the drum, swelling and softening in the end face chamber, and cutting operation of the rotary blade.

上記実施形態によれば、被処理物をドラムによって粉砕し、このドラムによる粉砕圧力を端面室で急激に解放して膨軟化し、さらに、回転刃によって切断することにより、木質材料を構成するセルロース、ヘミセルロース及びリグニンのうち、特に分解が困難であるセルロースとリグニンを分解することができる。   According to the above embodiment, the cellulose constituting the wood material is pulverized by the drum, the pulverization pressure by the drum is suddenly released in the end face chamber to be expanded and softened, and further cut by the rotary blade. Among hemicellulose and lignin, cellulose and lignin which are particularly difficult to decompose can be decomposed.

一実施形態の有機質改質装置は、上記被処理物は、木材、籾殻、稲藁、剪定材、林地残材、材木余材、芝生、枯れ草、落ち葉、割り箸、流木、伐根、新聞紙、未完熟コンポスト、農業廃棄物、野菜屑、生ゴミ及び食品廃材からなる群から選ばれた１つを含む。   In one embodiment of the organic reforming apparatus, the material to be treated is wood, rice husk, rice straw, pruned wood, forest land residue, timber surplus material, lawn, dead grass, fallen leaves, chopsticks, driftwood, felled root, newspaper, unfinished Including one selected from the group consisting of fully ripe compost, agricultural waste, vegetable scrap, raw garbage and food waste.

上記実施形態によれば、木材、籾殻、稲藁、剪定材、林地残材、材木余材、芝生、枯れ草、落ち葉、割り箸、流木、伐根、新聞紙、未完熟コンポスト、農業廃棄物、野菜屑、生ゴミ及び食品廃材のいずれも、上記有機質改質装置で処理を行うことにより、迅速かつ高効率にコンポスト化が可能なコンポスト材料とすることができる。このように、木質に限られず、未完熟状態のコンポストや他の有機物を広く処理することにより、広い敷地を用いることなく、しかも、短時間にコンポスト化を行うことができるコンポスト材料が得られる。   According to the above embodiment, wood, rice husk, rice straw, pruned wood, forest land residue, timber surplus material, lawn, dead grass, fallen leaves, chopsticks, driftwood, felled root, newspaper, unripe compost, agricultural waste, vegetable waste In addition, both raw garbage and food waste can be processed into compost materials that can be composted quickly and efficiently by processing with the organic reforming apparatus. In this manner, compost materials that can be composted in a short time without using a large site are obtained by widely treating compost and other organic matter in an incomplete state, not limited to wood.

本発明の有機質改質装置によれば、投入口からケーシング内に投入された被処理物を、２軸駆動される一対の第１螺旋体によって排出口側に送り、一対の第２螺旋体によって逆流防止しながら圧縮した後、一対のドラムによって加圧粉砕し、この加圧粉砕した被処理物を端面室に導いて回転刃で切断して排出口から排出するので、被処理物が有機質材料としての木質材料である場合、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンで形成された強固な構造を効果的に分解できる。したがって、従来よりも短時間で効率良くコンポスト化を行うことができるコンポスト材料が得られる。   According to the organic reforming apparatus of the present invention, an object to be processed which is thrown into the casing from the inlet is sent to the outlet side by the pair of first spirals driven biaxially, and the backflow is prevented by the pair of second spirals. After being compressed, it is pressure pulverized by a pair of drums, the pressure-pulverized object to be processed is guided to the end face chamber, cut with a rotary blade, and discharged from the discharge port. In the case of a wood material, a strong structure formed of cellulose, hemicellulose, and lignin can be effectively decomposed. Therefore, a compost material that can be efficiently composted in a shorter time than conventional can be obtained.

以下、本発明の有機質改質装置を図示の実施形態により詳細に説明する。図１は、本実施形態の有機質改質装置を示す平面図であり、図２は、有機質改質装置の処理部内を示す断面図である。   Hereinafter, the organic reforming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a plan view showing an organic reforming apparatus according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the inside of a processing unit of the organic reforming apparatus.

この有機質改質装置は、被処理物として、有機質材料である木質材料を処理してコンポスト材料を製造するものである。この有機質改質装置１は、被処理物の圧縮及び膨軟処理を行う処理部１０と、この処理部１０に駆動力を発生して伝達するモータＭ、伝動装置Ｔ、減速機Ｖ及びギヤボックスＧとで大略構成されている。   This organic reforming apparatus manufactures a compost material by processing a wood material which is an organic material as an object to be processed. The organic reforming apparatus 1 includes a processing unit 10 that performs compression and expansion / contraction processing of an object to be processed, a motor M that generates and transmits a driving force to the processing unit 10, a transmission device T, a reduction gear V, and a gear box. G is roughly configured.

上記処理部１０はケーシング１１を備え、このケーシング１１は、被処理物の投入口１２が上部に形成されていると共に、処理後の被処理物を排出する排出口１３ａが設けられた端面板１３が端面に固定されている。このケーシング１１内には、互いに逆周りに回転駆動される一対の回転軸５１，５１が、ケーシング１１の投入口１２側から排出口１３ａ側に向って延在するように配置されている。この回転軸５１は軸直角方向において六角形断面を有し、この回転軸５１に、投入口１２側から排出口１３ａ側に向って順に、第１螺旋体２１と第２螺旋体２２とドラム２３が外嵌している。ドラム２３の先端には、ドラム２３と共に回転する回転刃２４が連結されていて、この回転刃２４の端面が端面板１３の内側面に近接して対向している。   The processing section 10 includes a casing 11, and the casing 11 has an end face plate 13 provided with a discharge port 13 a for discharging the processed object after the processing object input port 12 is formed in the upper part. Is fixed to the end face. In the casing 11, a pair of rotating shafts 51 and 51 that are driven to rotate in the opposite directions are disposed so as to extend from the inlet 12 side of the casing 11 toward the outlet 13 a. The rotating shaft 51 has a hexagonal cross section in the direction perpendicular to the axis, and the first spiral body 21, the second spiral body 22, and the drum 23 are arranged on the rotating shaft 51 in order from the inlet 12 side to the outlet 13 a side. It is fitted. A rotating blade 24 that rotates together with the drum 23 is connected to the tip of the drum 23, and an end surface of the rotating blade 24 is opposed to the inner surface of the end face plate 13.

ケーシング１１内には、投入口１２と連なると共に第１螺旋体２１の全部と第２螺旋体２１の一部を収容する投入室が形成されている。この投入室の排出口１３ａ側に、第２螺旋体２２の他の部分を収容する圧縮室と、ドラム２３を収容する粉砕室と、回転刃２４を収容する端面室とが順次連なっている。圧縮室と粉砕室と端面室は、内径は互いに異なるが、いずれもシリンダ状に形成されている。端面室は、端面板１３の内側面に臨んで形成されている。   In the casing 11, a charging chamber that is continuous with the charging port 12 and accommodates the entire first spiral body 21 and a part of the second spiral body 21 is formed. On the discharge port 13a side of the input chamber, a compression chamber for storing the other part of the second spiral body 22, a crushing chamber for storing the drum 23, and an end surface chamber for storing the rotary blade 24 are successively connected. The compression chamber, the crushing chamber, and the end surface chamber have different inner diameters, but are all formed in a cylindrical shape. The end surface chamber is formed facing the inner surface of the end surface plate 13.

上記一対の回転軸５１，５１は、ギヤボックスＧに収容された一対の駆動軸５０，５０の先端に連結されている。これら一対の駆動軸５０，５０の先端部分は、ギヤボックスＧの前面とケーシング１１の背面とに形成された軸貫通孔を夫々挿通している。このギヤボックスＧの前面とケーシング１１の背面との間には所定の離隔が設けられており、ケーシング１１内の被処理物がギヤボックスＧ内に侵入する不都合を防止するようにしている。   The pair of rotating shafts 51, 51 are connected to the distal ends of a pair of drive shafts 50, 50 housed in the gear box G. The tip portions of the pair of drive shafts 50, 50 are inserted through shaft through holes formed in the front surface of the gear box G and the back surface of the casing 11, respectively. A predetermined separation is provided between the front surface of the gear box G and the rear surface of the casing 11 so as to prevent inconvenience that the object to be processed in the casing 11 enters the gear box G.

ギヤボックスＧ内には、上記一対の駆動軸５０，５０と、この一対の駆動軸５０，５０に各々外嵌されて互いに噛み合う平歯車５２が収容されている。ギヤボックスＧ内において、一対の駆動軸５０の平歯車５２よりも前側がラジアルベアリングで支持されていると共に、平歯車５２よりも後ろ側がラジアルスラストベアリングで支持されている。一対の駆動軸５０，５０のうちの一方の後端部分が、ギヤボックスＧの背面から外側に突出し、ギヤボックスＧと減速機Ｖとの間に配置されたカップリング５３に接続されている。モータＭで発生された回転力が伝動機Ｔで伝達され、減速機Ｖで減速されて、カップリング５３を介して一方の回転軸５０に入力される。この一方の回転軸５０から平歯車５２を介して他方の回転軸５０に回転力が伝達されて、一対の回転軸５０，５０が矢印Ｒ１，Ｒ２で示すように互いに逆向きに等速回転するようになっている。   The gear box G accommodates the pair of drive shafts 50 and 50 and a spur gear 52 that is externally fitted to the pair of drive shafts 50 and 50 and meshes with each other. In the gear box G, the front side of the spur gear 52 of the pair of drive shafts 50 is supported by a radial bearing, and the rear side of the spur gear 52 is supported by a radial thrust bearing. One rear end portion of the pair of drive shafts 50, 50 protrudes outward from the back surface of the gear box G and is connected to a coupling 53 disposed between the gear box G and the speed reducer V. The rotational force generated by the motor M is transmitted by the transmission T, decelerated by the speed reducer V, and input to one rotary shaft 50 via the coupling 53. A rotational force is transmitted from the one rotary shaft 50 to the other rotary shaft 50 via the spur gear 52, and the pair of rotary shafts 50, 50 rotate at the same speed in opposite directions as indicated by arrows R1, R2. It is like that.

図２に示すように、ケーシング１１内の第１螺旋体２１と第２螺旋体２２は、回転軸５１に外嵌するボス部２１１，２２１と、このボス部２１１，２２１の外周面に固定された螺旋羽根部２１２，２２２を有する。各螺旋体２１，２２は、一対の螺旋羽根部２１２，２２２が互いに逆回りに形成されていて、この一対の螺旋羽根部２１２，２２２の回転軸５１，５１の間に位置する部分が重なり合うように配置されている。各螺旋体２１，２２のボス部２１１，２２１には、回転軸５０と嵌合する六角形断面の貫通孔が中心軸に沿って形成されている。この第１螺旋体２１の全部と第２螺旋体２２の一部が投入室内に収容されており、この投入室の底面１４は、第１螺旋体２１の螺旋羽根２１２の外縁と、第２螺旋体２２の螺旋羽根２２２の外縁とに近接する半円筒形状に形成されている。第２螺旋体２２の排出口側の部分は圧縮室に収容されており、この圧縮室を画定する第１内壁の内側面１５が、第２螺旋体２２の螺旋羽根部２２２の外縁を取り囲んでいる。この第１内壁は、螺旋羽根部２２２が近接して駆動されることから内側面１５に磨耗が生じやすいため、ケーシング１１と別体に形成して交換可能にするのが好ましい。   As shown in FIG. 2, the first spiral body 21 and the second spiral body 22 in the casing 11 are boss portions 211 and 221 that are externally fitted to the rotating shaft 51, and spirals that are fixed to the outer peripheral surfaces of the boss portions 211 and 221. It has the blade | wing part 212,222. Each spiral body 21, 22 has a pair of spiral blade portions 212, 222 formed in the opposite directions so that portions located between the rotation shafts 51, 51 of the pair of spiral blade portions 212, 222 overlap each other. Has been placed. The bosses 211 and 221 of the respective spiral bodies 21 and 22 are formed with hexagonal cross-sectional through-holes that fit into the rotary shaft 50 along the central axis. All of the first spiral body 21 and a part of the second spiral body 22 are accommodated in the charging chamber. It is formed in a semi-cylindrical shape close to the outer edge of the blade 222. A portion on the discharge port side of the second spiral body 22 is accommodated in the compression chamber, and the inner side surface 15 of the first inner wall that defines the compression chamber surrounds the outer edge of the spiral blade portion 222 of the second spiral body 22. Since the first inner wall is driven close to the spiral blade portion 222, the inner side surface 15 is likely to be worn. Therefore, the first inner wall is preferably formed separately from the casing 11 so as to be exchangeable.

上記第２螺旋体２２のボス部２２１の径は、第１螺旋体２１のボス部２１１の径よりも大きく形成されている。これと共に、上記第２螺旋体２２の螺旋羽根部２２２のピッチは、第１螺旋体２１の螺旋羽根部２１２のピッチよりも小さく形成されている。更に、上記第２螺旋体２２の螺旋羽根部２２２の厚みは、第１螺旋体２１の螺旋羽根部２１２の厚みよりも大きく形成されている。これにより、第２螺旋体２２のボス部２２１の周りに形成される被処理物の通路が、第１螺旋体２１側よりも狭まるようにしている。更に、第２螺旋体２２の周りを第１内壁の内側面１５で取り囲むことにより、第１螺旋体２１から第２螺旋体２２に導かれた被処理物を逆流防止しつつ効果的に圧縮するようにしている。第２螺旋体２２のボス部２２１は、第１螺旋体２１に隣接する部分に、第１螺旋体２１側からドラム２３側に向うにつれて径が拡大するテーパ面２２１ａが形成されている。これにより、被処理物が滞留や詰まりを生じることなく第１螺旋体２１側から第２螺旋体２２側に移動するようにしている。 The diameter of the boss portion 221 of the second spiral body 22 is formed larger than the diameter of the boss portion 211 of the first spiral body 21. At the same time, the pitch of the spiral blade portions 222 of the second spiral body 22 is formed smaller than the pitch of the spiral blade portions 212 of the first spiral body 21. Further, the thickness of the spiral blade portion 222 of the second spiral body 22 is formed larger than the thickness of the spiral blade portion 212 of the first spiral body 21. Thereby, the passage of the workpiece formed around the boss portion 221 of the second spiral body 22 is made narrower than the first spiral body 21 side. Further, by surrounding the second spiral body 22 with the inner side surface 15 of the first inner wall , the workpiece guided from the first spiral body 21 to the second spiral body 22 is effectively compressed while preventing backflow. Yes. The boss portion 221 of the second spiral body 22 is formed with a tapered surface 221 a whose diameter increases from the first spiral body 21 side toward the drum 23 side at a portion adjacent to the first spiral body 21. As a result, the object to be processed moves from the first spiral body 21 side to the second spiral body 22 side without causing retention or clogging.

図３は、上記ドラム２３及び回転刃２４を取り出して端面側から観察した様子を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing a state where the drum 23 and the rotary blade 24 are taken out and observed from the end face side.

上記ドラム２３は概ね円筒形状を有し、第２螺旋体２２に隣接する部分に、第２螺旋体２２側から端面板１３側に向うにつれて径が拡大するテーパ面２３ａが形成されている。ドラム２３の外周面には、不等辺のＶ字形状断面を有する複数の螺旋溝２３ｂ，２３ｂ，・・・が形成されている。このドラム２３は、ケーシング１１内の粉砕室を確定する第２内壁に取り囲まれており、この第２内壁の内側面１６には、軸方向に延びる複数の直線溝が形成されている。この第２内壁の内側面１６とドラム２３の外周面との間隔は、被処理物を粉砕可能な距離に設定されている。上記第２内壁の内側面１６の投入口側には、ドラム２３のテーパ面２３ａに対向する位置に、排出口側に向うにつれて内径が縮小する逆テーパ面１６ａが設けられている。この内側面１６のテーパ面１６ａと、ドラム２３のテーパ面２３ａとによって、第２螺旋体２２からの被処理物を滞留することなく内側面１６とドラム２３の間に押し込むようにしている。第２内壁は、ドラム２３が近接して駆動されることから内側面１６に磨耗が生じやすいため、ケーシング１１と別体に形成して交換可能にするのが好ましい。   The drum 23 has a substantially cylindrical shape, and a tapered surface 23 a whose diameter increases from the second spiral body 22 side toward the end face plate 13 side is formed in a portion adjacent to the second spiral body 22. On the outer peripheral surface of the drum 23, a plurality of spiral grooves 23b, 23b,... Having unequal sides and a V-shaped cross section are formed. The drum 23 is surrounded by a second inner wall defining a crushing chamber in the casing 11, and a plurality of linear grooves extending in the axial direction are formed on the inner side surface 16 of the second inner wall. The distance between the inner side surface 16 of the second inner wall and the outer peripheral surface of the drum 23 is set to a distance at which the workpiece can be crushed. On the inlet side of the inner side surface 16 of the second inner wall, a reverse tapered surface 16a whose inner diameter decreases toward the outlet side is provided at a position facing the tapered surface 23a of the drum 23. The taper surface 16a of the inner surface 16 and the taper surface 23a of the drum 23 push the object to be processed from the second spiral body 22 between the inner surface 16 and the drum 23 without stagnation. The second inner wall is preferably driven separately from the casing 11 because the inner surface 16 is likely to be worn because the drum 23 is driven close to the second inner wall.

このドラム２３は、螺旋溝２３ｂの不等辺Ｖ字形状の長辺側（すなわち、螺旋溝２３ｂの側面のうち、外周面に対して傾斜角度が緩やかな面）が先行するように、矢印Ｒ３で示す方向に回転駆動される。これにより、ドラム２３の外周面の螺旋溝２３ｂの直角断面を成す縁部と、第２内壁の内側面１６の直線溝の縁部とが傾斜状態で順次接離して、この第２内壁の内側面１６とドラム２３の外周面との間に導かれる被処理物に、擂り潰し作用と切断作用を奏するようになっている。ドラム２３内には、断面六角形の有底孔が中心軸に沿って形成されており、この有底孔を回転軸５０の先端部分に外嵌して回転軸５０に取り付けられている。   This drum 23 is indicated by an arrow R3 so that the long side of the unequal side V shape of the spiral groove 23b (that is, the side of the spiral groove 23b having a gentle inclination angle with respect to the outer peripheral surface) precedes. It is rotationally driven in the direction shown. As a result, the edge portion of the outer circumferential surface of the drum 23 forming the right-angle cross section of the spiral groove 23b and the edge portion of the linear groove on the inner side surface 16 of the second inner wall are successively brought into contact with each other in an inclined state. The workpiece guided between the side surface 16 and the outer peripheral surface of the drum 23 has a crushing action and a cutting action. A bottomed hole having a hexagonal cross section is formed in the drum 23 along the central axis. The bottomed hole is fitted around the tip of the rotating shaft 50 and attached to the rotating shaft 50.

上記回転刃２４は、プレート状のボス部２５と、このボス部２５の側面から径方向外側に延びる３つの刃２６，２６，２６を有する。この刃２６は、端面視において互いに等角度位置に形成されており、径方向の先端がドラム２３の外周よりも外側に突出している。また、この刃２６は、径方向視において傾斜した断面を有するように形成されており、矢印Ｒ３で示す方向に回転したとき、鋭角断面の縁部２６ａが先行するようになっている。これにより、回転刃２４が端面板１３に近接した状態で回転駆動されて、端面板１３の排出口１３ａから被処理物を押し出すと共に、この排出口１３ａの縁部と刃２６の縁部２６ａとで被処理物を効果的に切断するようになっている。刃２６の端面は、近接して駆動されることから磨耗しやすく、また、被処理物に混入した金属片等で欠けを生じやすい。そこで、刃２６の端面に、耐磨耗材料による肉盛溶接が施されている。この耐磨耗材料としては、タングステンカーバイド系材料を用いることができる。   The rotary blade 24 has a plate-like boss portion 25 and three blades 26, 26, 26 extending radially outward from the side surface of the boss portion 25. The blades 26 are formed at equiangular positions with respect to the end surface, and the radial tips protrude outward from the outer periphery of the drum 23. Further, the blade 26 is formed to have a cross section inclined in the radial direction view, and when rotated in a direction indicated by an arrow R3, an edge portion 26a having an acute cross section is preceded. Thus, the rotary blade 24 is driven to rotate in the state of being close to the end face plate 13, and the workpiece is pushed out from the discharge port 13 a of the end face plate 13, and the edge portion of the discharge port 13 a and the edge portion 26 a of the blade 26 are Thus, the workpiece is effectively cut. Since the end face of the blade 26 is driven close to the blade 26, it is likely to be worn, and chipping is likely to occur due to a metal piece or the like mixed in the workpiece. Therefore, build-up welding with a wear-resistant material is performed on the end face of the blade 26. As this wear-resistant material, a tungsten carbide-based material can be used.

この回転刃２４のボス部２５の背面には六角形の凸部が設けられており、この凸部をドラム２３の端面に形成された凹部に嵌合して回転刃２４をドラム２３に取り付けるようになっている。回転刃２４をドラム２３に取り付け、回転刃２４のボス部２５の表面側からボルトを挿通してドラム２３内の回転軸５１に螺着することにより、回転刃２４をドラム２３に固定すると共にドラム２３を回転軸５１に固定するようになっている。   A hexagonal convex portion is provided on the back surface of the boss portion 25 of the rotary blade 24, and the convex portion is fitted into a concave portion formed on the end surface of the drum 23 so that the rotary blade 24 is attached to the drum 23. It has become. The rotary blade 24 is fixed to the drum 23 by attaching the rotary blade 24 to the drum 23, inserting a bolt from the surface side of the boss portion 25 of the rotary blade 24, and screwing it to the rotary shaft 51 in the drum 23. 23 is fixed to the rotating shaft 51.

この回転刃２４を収容する端面室は円筒形状を有し、回転刃２４を取り囲んで曲面を成す内側面１７の径が、ドラム２３を収容する粉砕室の径よりも大きく形成されている。これにより、粉砕室内でドラム２３と内側面１６の間で高い粉砕圧力を受けた被処理物が、端面室に導かれるに伴って粉砕圧力を解放して膨張する膨軟化を可能にしている。   The end surface chamber that accommodates the rotary blade 24 has a cylindrical shape, and the diameter of the inner side surface 17 that surrounds the rotary blade 24 and forms a curved surface is larger than the diameter of the grinding chamber that accommodates the drum 23. As a result, an object to be processed that has received a high pulverization pressure between the drum 23 and the inner side surface 16 in the pulverization chamber releases the pulverization pressure and expands and softens as it is guided to the end surface chamber.

図４は、ケーシング１１の端面に固定される端面板１３を示す正面図であり、ケーシング１１内に臨む側の面を示している。この端面板１３は、内側面が回転刃２４の端面に近接した状態でケーシング１１に固定されて、端面室の端面側壁を構成する。端面板１３には、回転刃２４が回転駆動されるときに刃２６が描く軌跡領域に亘って、複数の排出口１３ａ，１３ａ，・・・が設けられている。端面板１３の縁部には、この端面板１３をケーシング１１に固定するためのボルト用の貫通孔１３ｂ，１３ｂ，・・・が設けられている。この端面板１３は、表裏両面をケーシング１１の内側に臨んで固定可能になっており、回転刃２４が近接して回転駆動されることにより一方の面の磨耗が進行しても、表裏を交換することにより、端面板１３を長期に亘って使用可能にしている。   FIG. 4 is a front view showing the end face plate 13 fixed to the end face of the casing 11, and shows a face on the side facing the casing 11. This end face plate 13 is fixed to the casing 11 with its inner side face close to the end face of the rotary blade 24, and constitutes an end face side wall of the end face chamber. The end face plate 13 is provided with a plurality of discharge ports 13a, 13a,... Over a locus region drawn by the blade 26 when the rotary blade 24 is rotationally driven. At the edge of the end face plate 13, bolt through holes 13 b, 13 b,... For fixing the end face plate 13 to the casing 11 are provided. The end face plate 13 can be fixed with the front and back surfaces facing the inside of the casing 11 and the front and back surfaces are exchanged even if wear of one surface proceeds due to the rotary blade 24 being driven to rotate closely. Thus, the end face plate 13 can be used for a long time.

端面板１３には、上下方向に伸びる線形のヒータ６１が内蔵されている。このヒータ６１は、電気抵抗により発熱を行う抵抗加熱式のヒータであり、幅方向に複数列配置されており、この端面板１３の内側面が臨む端面室内を加熱するようにしている。本実施形態では、ヒータ６１を端面板１３の厚み方向に１列配置しているが、厚み方向に２列配置して、ケーシング１１への取り付け面を表裏両面の間で交換した場合においても端面室に対する加熱特性が殆ど変わらないようにできる。また、厚み方向の一方の列のヒータ６１が故障しても、他方列のヒータ６１によって被処理物を加熱することができるので、加熱機能の信頼性を向上できる。   The end face plate 13 incorporates a linear heater 61 extending in the vertical direction. The heater 61 is a resistance heating type heater that generates heat by electric resistance, and is arranged in a plurality of rows in the width direction so as to heat the end face chamber facing the inner side face of the end face plate 13. In the present embodiment, the heaters 61 are arranged in one row in the thickness direction of the end face plate 13, but even when two rows are arranged in the thickness direction and the attachment surface to the casing 11 is exchanged between both front and back surfaces, The heating characteristics for the chamber can be made almost unchanged. Further, even if the heater 61 in one row in the thickness direction fails, the workpieces can be heated by the heater 61 in the other row, so that the reliability of the heating function can be improved.

端面板１３には、排出口１３ａを通過する被処理物の温度を測定する温度センサ６２が設けられている。この温度センサ６２は、信号配線が端面板１３の上端面から引き出され、端子６３を介して図示しない制御部に接続されている。この制御部は、温度センサ６２で測定した被処理物の温度に基づいて、ヒータ６１の発熱量及び/又はモータＭの回転数を制御して、端面室の温度が１００〜１８０℃の温度範囲となるようにしている。ここで、端面室の温度は、木質材料を効果的に膨軟化するため、概ね１８０℃に設定するのが好ましい。   The end face plate 13 is provided with a temperature sensor 62 that measures the temperature of the object to be processed that passes through the discharge port 13a. In the temperature sensor 62, the signal wiring is drawn out from the upper end surface of the end face plate 13, and is connected to a control unit (not shown) via a terminal 63. The control unit controls the amount of heat generated by the heater 61 and / or the number of rotations of the motor M based on the temperature of the workpiece measured by the temperature sensor 62, so that the temperature of the end face chamber is in the temperature range of 100 to 180 ° C. It is trying to become. Here, the temperature of the end face chamber is preferably set to approximately 180 ° C. in order to effectively swell and soften the wood material.

なお、本実施形態ではヒータ６１を端面板１３に内蔵したが、ケーシング１１の端面室を取り囲む壁内にヒータを内蔵してもよく、要は、端面室を１００〜１８０℃の温度範囲の温度に加熱できれば、ヒータの配置場所は限定されない。   In the present embodiment, the heater 61 is built in the end face plate 13, but the heater may be built in a wall surrounding the end face chamber of the casing 11. In short, the end face chamber is in a temperature range of 100 to 180 ° C. As long as it can be heated, the location of the heater is not limited.

上記構成の有機質改質装置１は、以下のようにして、有機質材料としての木質材料を改質する。   The organic reforming apparatus 1 having the above-described configuration modifies the wood material as the organic material as follows.

まず、端面板１３のヒータ６１に電力を供給して、端面室の予備加熱を行う。これにより、運転の初期においても被処理物を有効に膨軟化することができる。   First, power is supplied to the heater 61 of the end face plate 13 to preheat the end face chamber. Thereby, a to-be-processed object can be effectively swelled and softened at the initial stage of operation.

続いて、モータＭを起動し、モータＭの回転力を伝動機Ｔ、減速機Ｖ及びカップリング５３を介して駆動軸５０に伝達する。これにより、ギヤボックスＧ内の一対の駆動軸５０が互いに逆向きに駆動され、駆動軸５０に連なる回転軸５１に取り付けられた第１及び第２螺旋体２１，２２及びドラム２３と、このドラム２３の端面に固定された回転刃２４が、ケーシング１１内で互いに逆向きに回転する。一対の各螺旋体２１，２２は、平面視において幅方向の内側に向かうと共に、正面視において上から下に向かう方向に回転する。   Subsequently, the motor M is activated, and the rotational force of the motor M is transmitted to the drive shaft 50 via the transmission T, the speed reducer V, and the coupling 53. Accordingly, the pair of drive shafts 50 in the gear box G are driven in opposite directions to each other, and the first and second spiral bodies 21 and 22 and the drum 23 attached to the rotary shaft 51 connected to the drive shaft 50, and the drum 23 The rotary blades 24 fixed to the end faces of the casing 11 rotate in opposite directions within the casing 11. The pair of spiral bodies 21 and 22 rotate in the direction from the top to the bottom in the front view as well as inward in the width direction in the plan view.

こうして処理部１０の動作を開始した後、ケーシング１１の投入口１２への被処理物の投入を開始する。本実施形態の被処理物としての木質材料は、粒径が３０〜５０ｍｍの木材チップである。   After the operation of the processing unit 10 is started in this way, the input of the object to be processed into the input port 12 of the casing 11 is started. The woody material as an object to be processed in this embodiment is a wood chip having a particle size of 30 to 50 mm.

ケーシング１１内において、一対の第１螺旋体２１が互いのボス部２１１の表面で木材チップを挟み込み、螺旋羽根２１２の送り動作によって第２螺旋体２２側に移送する。第２螺旋体２２は、第１螺旋体２１のボス部２１１よりも径が大きいボス部２２１と、第１螺旋体２１の螺旋羽根部２１２よりもピッチが小さく、かつ、厚みが大きい螺旋羽根部２２２を有し、更に、圧縮室内で回転することにより、木材チップを逆流防止しつつ効果的に圧縮する。第２螺旋体２２で圧縮された木材チップは、螺旋羽根部２１２の端部から押し込み力を受け、第２内壁の内側面１６の逆テーパ面１６ａと、ドラム２３のテーパ面２３ａとの間を通って、第２内壁の内側面１６とドラム２３の外側面との間に導かれる。このドラム２３の外周面と第２内壁の内側面１６とで木質材料を挟む際の圧縮力と、ドラム２３の螺旋溝２３ｂの縁部と内側面１６の直線溝の縁部とが木質材料を挟んで接離する際のせん断力により、木質チップを粉砕し、更に、木質材料の主成分であるセルロース、ヘミセルロース及びリグニンで構成された強固な構造を分解する。このとき、木質材料は、圧縮熱と摩擦熱により２００〜２５０℃に温度上昇しているので、分解が困難な高分子成分であるセルロース及びリグニンが効果的に分解される。ここにおいて、高分子成分の分解とは、高分子鎖の一部を切断する概念をも含む。   In the casing 11, the pair of first spiral bodies 21 sandwich the wood chip between the surfaces of the boss portions 211 and transfer them to the second spiral body 22 side by the feeding operation of the spiral blades 212. The second spiral body 22 has a boss part 221 having a larger diameter than the boss part 211 of the first spiral body 21 and a spiral blade part 222 having a smaller pitch and a larger thickness than the spiral blade part 212 of the first spiral body 21. Furthermore, by rotating in the compression chamber, the wood chips are effectively compressed while preventing backflow. The wood chip compressed by the second spiral body 22 receives a pressing force from the end of the spiral blade 212 and passes between the reverse tapered surface 16a of the inner surface 16 of the second inner wall and the tapered surface 23a of the drum 23. Thus, it is guided between the inner surface 16 of the second inner wall and the outer surface of the drum 23. The compression force when the wood material is sandwiched between the outer peripheral surface of the drum 23 and the inner surface 16 of the second inner wall, and the edge of the spiral groove 23b of the drum 23 and the edge of the linear groove of the inner surface 16 The wood chip is crushed by the shearing force when it is sandwiched and separated, and further, a strong structure composed of cellulose, hemicellulose and lignin, which are the main components of the wood material, is decomposed. At this time, since the temperature of the wood material is increased to 200 to 250 ° C. by compression heat and friction heat, cellulose and lignin, which are polymer components that are difficult to decompose, are effectively decomposed. Here, the decomposition of the polymer component includes the concept of breaking a part of the polymer chain.

ドラム２３と第２内壁の内側面１６との間で粉砕された木質材料は、粉砕室から端面室に導かれ、これに伴って高圧の粉砕圧力が急激に解除される。その結果、木質材料中の水分が急激に膨張して膨軟化が生じて繊維束が分離される。繊維束が分離された木質材料は、強固な構造が破壊されて綿状となり、回転刃の刃２６によって所定長さに切断され、排出口１３ａからケーシング１１の外部に排出される。   The wood material pulverized between the drum 23 and the inner side surface 16 of the second inner wall is guided from the pulverization chamber to the end surface chamber, and the high-pressure pulverization pressure is suddenly released accordingly. As a result, the moisture in the wood material rapidly expands and swells and softens, and the fiber bundle is separated. The wood material from which the fiber bundles have been separated has a strong structure destroyed and becomes cotton-like, cut into a predetermined length by the blade 26 of the rotary blade, and discharged from the discharge port 13a to the outside of the casing 11.

このようにして改質された木質材料は、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンで形成された強固な構造が分解されて綿状となっているので高い吸水性を有し、また、微生物によって従来よりも短時間で分解可能である。したがって、コンポスト化を行う際に、従来のように広大な敷地に畝状に野積みして薬液を添加し、長期に亘って発熱発酵を行う必要が無い。すなわち、本実施形態の有機質改質装置によって改質した木質材料を用いることにより、従来よりも短時間で効率良く、また、少ない敷地面積により、しかも、薬液等により環境へ影響を与えることなく、コンポスト化を行って木質由来の堆肥を得ることができるのである。   The wood material modified in this way has a high water absorption because the strong structure formed of cellulose, hemicellulose and lignin is decomposed and becomes cottony, and it is shorter than before due to microorganisms. It can be decomposed in time. Therefore, when composting is performed, it is not necessary to add a chemical solution in the form of a bowl on a large site as in the past and to perform exothermic fermentation over a long period of time. That is, by using the wood material modified by the organic reforming apparatus of the present embodiment, it is more efficient in a shorter time than before, and with less site area, and without affecting the environment by chemicals, It is possible to obtain compost derived from wood by composting.

このように、本実施形態の有機質改質装置は、分解され難いセルロース及びリグニンを含む有機質材料を短時間で改質することができるので、従来、大量生産のコンポストに殆ど利用されていなかった籾殻、稲藁、剪定材、林地残材、材木余材、芝生、枯れ草、落ち葉、割り箸、流木、伐根及び新聞紙等を、コンポスト材料として利用することができる。これらの有機質材料は、C/N値が高くて有効な炭素源であることから、例えば生ゴミや家畜し尿等の窒素源と組み合わせて微生物分解処理を行うことにより、良質の堆肥を高効率に製造することができる。上記籾殻や稲藁等の有機質材料を被処理物とする場合、事前にハンマー式やナイフ式の破砕機等によって３０〜５０ｍｍの粒径にしておくのが好ましい。また、本実施形態の有機質改質装置により、未完熟コンポスト、農業廃棄物、野菜屑、生ゴミ及び食品廃材等の有機物を改質してもよい。
As described above, the organic reforming apparatus according to the present embodiment can reform organic materials containing cellulose and lignin which are difficult to be decomposed in a short time, so that the rice husk that has been hardly used for mass production compost conventionally. Rice straw, pruned wood, forest land residue, timber surplus wood, lawn, dead grass, fallen leaves, split chopsticks, driftwood, felled roots and newspapers can be used as compost materials. Since these organic materials have high C / N values and are effective carbon sources, high-quality compost can be made highly efficient by performing microbial decomposition treatment in combination with nitrogen sources such as garbage, livestock, and urine. Can be manufactured. When an organic material such as rice husk or rice straw is used as the object to be treated, it is preferable that the particle size is 30 to 50 mm in advance by a hammer type or knife type crusher. Moreover, you may modify | reform organic substances, such as immature compost, agricultural waste, vegetable waste, raw garbage, and food waste, with the organic reforming apparatus of this embodiment.

本実施形態において、被処理物として木質チップを用いたが、例えば建築廃材のような水分量が比較的少ない木質材料を用いる場合、投入口１２に被処理物を投入する際に給水を行うのが好ましい。投入口１２から投入室内に供給された水は、第１螺旋体２１によって被処理物と共に第２螺旋体２２に送られて、この第２螺旋体２２によって圧縮室内から逆流することなく効果的に被処理物と混練される。したがって、水分の分離や逆流等の不都合を生じることなく、適切に被処理物の水分量を調節することができる。その結果、粉砕室から端面室に導かれた被処理物を効果的に膨軟化することができて、被処理物の改質を行うことができる。ここで、粉砕室から端面室に導かれた被処理物を有効に膨軟化するために、有機質材料の含水率が３０〜５０重量％となるように給水量を調整するのが好ましい。   In this embodiment, the wood chip is used as the object to be treated. However, for example, when using a wood material having a relatively small amount of water such as building waste, water is supplied when the object to be treated is introduced into the inlet 12. Is preferred. The water supplied from the input port 12 into the input chamber is sent to the second spiral body 22 together with the object to be processed by the first spiral body 21, and the object to be processed is effectively prevented from flowing back from the compression chamber by the second spiral body 22. And kneaded. Therefore, it is possible to appropriately adjust the water content of the object to be processed without causing inconvenience such as separation of water and backflow. As a result, the workpiece guided from the grinding chamber to the end face chamber can be effectively expanded and softened, and the workpiece can be modified. Here, in order to effectively swell and soften the workpiece guided from the pulverization chamber to the end surface chamber, it is preferable to adjust the water supply amount so that the moisture content of the organic material is 30 to 50% by weight.

また、上記実施形態において、端面室内を加熱するヒータを設けたが、ドラム２３を収容する粉砕室の周りにヒータを配置し、圧縮熱及び摩擦熱で温度上昇した被処理物を更に加熱して、被処理物の分解を促進してもよい。この粉砕室の周りにヒータを配置する場合、ケーシング１１の粉砕室に対応する部分の外側を帯状のヒータで取り囲み、この帯状のヒータの回りを断熱材で取り囲んで、粉砕室内の被処理物を加熱することができる。   In the above embodiment, the heater for heating the end face chamber is provided. However, a heater is disposed around the crushing chamber for accommodating the drum 23 to further heat the object to be processed which has been heated by compression heat and friction heat. The decomposition of the object to be processed may be promoted. When a heater is disposed around the crushing chamber, the outside of the portion corresponding to the crushing chamber of the casing 11 is surrounded by a belt-shaped heater, the surroundings of the belt-shaped heater are surrounded by a heat insulating material, Can be heated.

また、本実施形態の有機質改質装置は、コンポスト材料の前処理のために利用する以外に、例えば家畜用の敷き藁材や飼料等の製造に利用することができる。   Moreover, the organic reforming apparatus of this embodiment can be used for the production of livestock litter, feed, etc., in addition to being used for pretreatment of compost material.

本実施形態の有機質改質装置を示す平面図である。It is a top view which shows the organic reforming apparatus of this embodiment. 有機質改質装置の処理部内を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inside of the process part of an organic reforming apparatus. ドラム及び回転刃を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a drum and a rotary blade. 端面板を示す正面図である。It is a front view which shows an end surface board.

符号の説明Explanation of symbols

１ 有機質改質装置
１０ 処理部
１１ ケーシング
１２ 投入口
１３ 端面板
１３ａ 排出口
１４ 投入室の底面
１５ 第１内壁の内側面
１６ 第２内壁の内側面
１７ 端面室の内側面
２１ 第１螺旋体
２２ 第２螺旋体
２３ ドラム
２４ 回転刃
２６ 刃
５１ 回転軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic reforming apparatus 10 Processing part 11 Casing 12 Input port 13 End face plate 13a Outlet port 14 Bottom surface of input chamber 15 Inner side surface of first inner wall 16 Inner side surface of second inner wall 17 Inner side surface of end surface chamber 21 First spiral body 22 First 2 spiral body 23 drum 24 rotating blade 26 blade 51 rotating shaft

Claims (13)

コンポスト用の有機質を改質する有機質改質装置であって、
被処理物の投入口を有すると共に、処理後の被処理物を排出する排出口が設けられた端面板を端面に有するケーシングと、
上記ケーシング内に互いに平行に配置され、互いに逆回りに回転駆動される一対の回転軸と、
上記一対の回転軸の投入口側に連結され、上記ケーシングの投入口から投入された被処理物を排出口側に送る一対の第１螺旋体と、
上記回転軸に外嵌するボス部と、このボス部の外周面に固定された螺旋羽根部を有し、上記第１螺旋体の排出口側に隣接して一対の回転軸に連結され、一対の上記螺旋羽根部が互いに逆回りに形成されていて、この一対の螺旋羽根部の回転軸の間に位置する部分が重なり合うように配置され、圧縮室を形成する第１内壁に少なくとも一部が取り囲まれて、上記第１螺旋体からの被処理物を逆流防止しながら圧縮して排出口側に送る一対の第２螺旋体と、
上記第２螺旋体の排出口側に隣接して一対の回転軸に連結され、粉砕室を形成する第２内壁に取り囲まれて、上記第２螺旋体からの被処理物を外周面と上記第２内壁の内側面との間と、互いの間で加圧粉砕して排出口側に送る一対のドラムと、
上記ドラムの排出口側かつ上記端面板よりもケーシングの内側に形成され、上記ドラムで粉砕された被処理物が導かれる端面室と、
上記ドラムの端部に連結されていると共に、上記端面室内に上記端面板の内側面に近接して配置され、回転駆動されるに伴って被処理物を切断して端面板の排出口から押し出す回転刃と
を備えることを特徴とする有機質改質装置。 An organic reforming device that modifies organic materials for composting,
A casing having an end face plate provided with a discharge port for discharging the processed object and having an end face plate provided on the end face with an input port for the processed object.
A pair of rotating shafts arranged parallel to each other in the casing and driven to rotate in the opposite directions;
A pair of first spiral bodies connected to the inlet side of the pair of rotating shafts and sending the workpieces supplied from the inlet of the casing to the outlet side;
A boss portion fitted to said rotary shaft has a spiral blade portion fixed to the outer peripheral surface of the boss portion, adjacent to the outlet side of the first spiral is connected to the pair of rotary shafts, a pair The spiral blade portions are formed in opposite directions, and the portions located between the rotation axes of the pair of spiral blade portions are arranged so as to overlap each other, and at least a part of the first inner wall forming the compression chamber is surrounded. A pair of second spiral bodies that compress and feed the object to be processed from the first spiral body to the discharge port side while preventing backflow;
The second spiral body is connected to a pair of rotating shafts adjacent to the discharge port side and is surrounded by a second inner wall forming a grinding chamber, and an object to be processed from the second spiral body has an outer peripheral surface and the second inner wall. A pair of drums that are pressed and pulverized between each other and sent to the outlet side,
An end face chamber formed on the discharge port side of the drum and on the inner side of the casing than the end face plate, and into which an object to be processed crushed by the drum is guided;
The drum is connected to the end of the drum, and is disposed in the end face chamber in the vicinity of the inner side face of the end face plate. The workpiece is cut and pushed out from the discharge port of the end face plate as it is rotationally driven. An organic reformer comprising a rotary blade. 請求項１に記載の有機質改質装置において、上記端面室に導かれた被処理物は、上記ドラムによる粉砕圧力が解除されるに伴って膨軟化することを特徴とする有機質改質装置。   2. The organic reforming apparatus according to claim 1, wherein the workpiece guided to the end face chamber is expanded and softened as the pulverizing pressure by the drum is released. 請求項１に記載の有機質改質装置において、上記第１螺旋体及び第２螺旋体は、上記回転軸に外嵌するボス部と、このボス部の外周面に形成された螺旋羽根部とを夫々有し、上記第１螺旋体のボス部の径よりも、上記第２螺旋体のボス部の径が大きく形成されていることを特徴とする有機質改質装置。   2. The organic reforming apparatus according to claim 1, wherein each of the first spiral body and the second spiral body includes a boss portion fitted on the rotation shaft and a spiral blade portion formed on an outer peripheral surface of the boss portion. The organic reforming apparatus is characterized in that the diameter of the boss portion of the second spiral body is formed larger than the diameter of the boss portion of the first spiral body. 請求項１に記載の有機質改質装置において、上記第１螺旋体及び第２螺旋体は、上記回転軸に外嵌するボス部と、このボス部の外周面に形成された螺旋羽根部とを夫々有し、上記第１螺旋体の螺旋羽根部のピッチよりも、上記第２螺旋体の螺旋羽根部のピッチが小さく形成されていることを特徴とする有機質改質装置。   2. The organic reforming apparatus according to claim 1, wherein each of the first spiral body and the second spiral body includes a boss portion fitted on the rotation shaft and a spiral blade portion formed on an outer peripheral surface of the boss portion. The organic reformer is characterized in that the pitch of the spiral blade portions of the second spiral body is smaller than the pitch of the spiral blade portions of the first spiral body. 請求項１に記載の有機質改質装置において、上記第１内壁の内径よりも、上記第２内壁の内径が小さく形成されていることを特徴とする有機質改質装置。   2. The organic reformer according to claim 1, wherein the inner diameter of the second inner wall is smaller than the inner diameter of the first inner wall. 請求項５に記載の有機質改質装置において、上記第２内壁の第１内壁に隣接する部分が、投入口側から排出口側に向うにつれて内径が減少する逆テーパ状に形成されていることを特徴とする有機質改質装置。   6. The organic reforming apparatus according to claim 5, wherein a portion of the second inner wall adjacent to the first inner wall is formed in a reverse taper shape having an inner diameter that decreases from the inlet side toward the outlet side. A characteristic organic reformer. 請求項６に記載の有機質改質装置において、上記ドラムの第２螺旋体に隣接する部分が、投入口側から排出口側に向うにつれて外径が増大するテーパ状に形成されていることを特徴とする有機質改質装置。   The organic reforming apparatus according to claim 6, wherein a portion of the drum adjacent to the second helical body is formed in a tapered shape whose outer diameter increases from the inlet side toward the outlet side. Organic reforming equipment. 請求項１に記載の有機質改質装置において、上記ドラムの外周面と第２内壁の内側面に、複数の溝が夫々形成されていることを特徴とする有機質改質装置。   2. The organic reforming apparatus according to claim 1, wherein a plurality of grooves are formed on the outer peripheral surface of the drum and the inner surface of the second inner wall. 請求項８に記載の有機質改質装置において、上記ドラムの外周面に形成された溝は螺旋溝であることを特徴とする有機質改質装置。   9. The organic reforming apparatus according to claim 8, wherein the groove formed on the outer peripheral surface of the drum is a spiral groove. 請求項８に記載の有機質改質装置において、上記第２内壁の内側面に形成された溝は軸方向の直線溝であることを特徴とする有機質改質装置。   9. The organic reforming apparatus according to claim 8, wherein the groove formed on the inner surface of the second inner wall is an axial linear groove. 請求項１に記載の有機質改質装置において、上記端面室を加熱するヒータを備えることを特徴とする有機質改質装置。   2. The organic reforming apparatus according to claim 1, further comprising a heater for heating the end face chamber. 請求項２に記載の有機質改質装置において、上記ドラムの粉砕動作と、上記端面室における膨軟化と、上記回転刃の切断動作により、上記被処理物に含まれるセルロース及びリグニンを分解することを特徴とする有機質改質装置。   3. The organic reforming apparatus according to claim 2, wherein cellulose and lignin contained in the object to be processed are decomposed by pulverizing operation of the drum, swelling and softening in the end face chamber, and cutting operation of the rotary blade. A characteristic organic reformer. 請求項１に記載の有機質改質装置において、上記被処理物は、木材、籾殻、稲藁、剪定材、林地残材、材木余材、芝生、枯れ草、落ち葉、割り箸、流木、伐根、新聞紙、未完熟コンポスト、農業廃棄物、野菜屑、生ゴミ及び食品廃材からなる群から選ばれた１つを含むことを特徴とする有機質改質装置。   2. The organic reforming apparatus according to claim 1, wherein the object to be treated is wood, rice husk, rice straw, pruning material, forest land residual material, timber surplus material, lawn, dead grass, fallen leaves, chopsticks, driftwood, felling root, newspaper An organic reforming apparatus comprising one selected from the group consisting of unripe compost, agricultural waste, vegetable waste, raw garbage and food waste.
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