JP5156179B2 - Method and apparatus for partially stirring compost in composting facility - Google Patents
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Description
本発明は堆肥化設備における攪拌機(ロータリー式攪拌機又はコンベア式攪拌機)による堆肥の部分攪拌制御方法及び部分攪拌制御装置に係り、とくに、畜糞などの有機物を攪拌することで、該有機物の好気発酵分解を行う堆肥化設備におけるロータリー攪拌機による堆肥の部分攪拌制御方法及び部分攪拌制御装置に関する。 The present invention relates to a method and a partial stirring control device for compost using a stirrer (rotary stirrer or conveyor stirrer) in a composting facility, and in particular, by stirring organic matter such as livestock manure, aerobic fermentation of the organic matter. The present invention relates to a partial stirring control method and a partial stirring control device for compost using a rotary stirrer in a composting facility for performing decomposition.
家畜の糞尿や食肉加工残廃などの有機物は、籾殻・おが屑などの副資材と混合され、水分が調整された後、通気性を促す攪拌が行なわれて好気発酵分解が行なわれ、堆肥が生成される。 Organic matter such as livestock excreta and meat processing waste is mixed with auxiliary materials such as rice husks and sawdust, and after moisture adjustment, aerobic fermentation decomposition is performed by agitation to promote air permeability, and compost is Generated.
図3は、ロータリー攪拌機を用いた従来の堆肥化設備の1例(特開2004−51395号公報)を示す斜視図であり、この堆肥化設備10は、発酵槽14、この発酵槽14に設けられて原料を投入するための一端側の原料投入部16、堆肥が搬出される他端側の堆肥搬出部18、ロータリー攪拌機12、建家20などから構成されている。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of conventional composting equipment using a rotary stirrer (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-51395). The
発酵槽14は、発酵処理すべき有機物(原料、おが屑など)5を堆積するコンクリート製の長い溝状をなしている。この発酵槽14には、発酵槽14の長手方向に沿って固定されたレール26,26が設けられており、後述するロータリー攪拌機12がこのレール26,26に搭載される。
さらに、発酵槽14には空圧装置7が備えられ、発酵槽14の内部に堆積された有機物5に温風を供給し、有機物5から水分を蒸散させて含水率を下げるとともに、有機物5を好気性にして好気発酵を促進する。
発酵槽14に温風を供給するための供給ダクト29には、空調機30により外部からエアを吸気して供給ダクト29に空調された温風を供給する。この温風は、送風機32によって空調機30から供給ダクト29に所定の圧力で送出される。
The
Further, the
The supply duct 29 for supplying hot air to the
原料投入部16では、原料が発酵槽14に投入される。なお、原料に加えておが屑、稲わら、籾殻、乾燥した堆肥などの水分調整材も必要に応じて添加供給される。
In the raw
堆肥搬出部18では、発酵が完了した有機物5が堆肥として搬出される。この搬出は、ショベルカーなどによって発酵槽14から直接搬出される。
ロータリー攪拌機12は、発酵槽14上に走行可能に設置され、図4に示すように、主に架台28、攪拌ローター24、走行駆動装置52などから構成されている。
In the compost carrying-out
The
架台28にはその下部にレール26,26と係合される車輪27を有しており、これにより架台28はレール26に沿って走行可能に設けられている。
この架台28には攪拌ローター24が回動可能に搭載されている。攪拌ローター24は発酵槽14の全幅と略同寸に形成された円筒状にて構成されており、その表面には複数の攪拌羽根22が所定間隔で取り付けられて図3に示すように櫛状に配置されている。
The
A stirring
また、架台28上には、攪拌ローター24を回動駆動する原動機25が搭載されており、この原動機25が駆動されると、不図示の減速機構を介して駆動力が攪拌ローター24に伝達され、攪拌ローター24の円筒軸を中心として攪拌ローター24が回転する。この原動機25にはインバータ制御装置(不図示)が備えられ、このインバータ制御装置によって原動機25の回転数が制御される。とくに、攪拌開始時、すなわち攪拌ローター24の回転始動時において、このインバータ制御装置によって原動機25に対し、攪拌ローター24の回転数が低速に制御され、攪拌ローター24の回転数を徐々に上昇させる制御がなされる。
A
走行駆動装置52は、原動機53、タイミングベルト56などから構成され、これらは攪拌ローター24に併設して架台28に搭載されている。
原動機53は駆動ホイール54を有しており、原動機53を駆動することで、内蔵された不図示の減速機によって駆動ホイール54が回動駆動される。この駆動ホイール54には無端状のタイミングベルト56の一方が巻回され、他方は車輪27に同軸固定されたタイミングギア58に巻回されて張設されている。
The traveling
The
原動機53には不図示の走行制御装置が備えられ、この走行制御装置によって原動機53の回転数が制御される。ロータリー攪拌機12は、走行駆動装置52によって車輪27を回転駆動させて自走走行し、また、その走行速度は走行制御装置によって制御される。
The
建家20は、図3に示すように発酵槽14の全部の上方をフードなどで覆うことで構成され、雨水を避け、かつ発酵槽14の保温を行うほか、悪臭空気などが外に出ないようにするものである。
As shown in FIG. 3, the
ロータリー攪拌機12が作動すると、発酵槽14に堆積された有機物5が攪拌羽根22にてすくい上げられ、発酵槽14の上方まで揚送されて落下される。これにより有機物の塊などを小片にほぐしつつ均一に混合させ、有機物5に対して好気発酵に適した通気性を付与する。また、走行駆動装置52によってロータリー攪拌機12が発酵槽14上を堆肥搬出部18から原料投入部16間で走行され、発酵槽14全体の有機物5を攪拌ローター24によって攪拌できる。
When the
即ち、発酵槽1の水平方向に堆積した有機物5に対して、攪拌羽根22を多数配置したロータリー攪拌機12が、例えば時計方向に回転し、攪拌羽根22により前記有機物5を後方に搬送させながら攪拌し、堆肥搬出部側から原料投入部に向けて水平方向に走行する。原料投入部側に達したロータリー攪拌機12は、有機物5との堆積層から引き上げられて、再び堆肥搬出部側に戻り、次回の攪拌・走行時まで待機する。通常は、このロータリー攪拌機12による攪拌・走行を一日に一回または数回程度実施し、これを毎日繰り返す。
That is, the
有機物5は、ロータリー攪拌機12の一回の攪拌・走行毎に攪拌を受けつつ原料投入側から堆肥搬出側に向けて時間をかけて順次移動する。一回毎の有機物の移動距離はロータリー攪拌機12の攪拌羽根22の外形にほぼ近似する。発酵部では有機物5が、上記攪拌・移動を受けつつ所定日数滞留することにより、徐々に好気発酵分解が進行し、完熟した有機物5は堆肥として堆肥搬出部から搬出されるようになっている(特許文献1参照)。
The
ところで、このような堆肥化設備で好気性微生物による発酵を一様に進行させるためには、通常の一様攪拌に加えて、堆積した有機物のうち発酵の進行が遅れている特定部分のみの攪拌を行う必要がある。
このような場合、従来は、その特定部分にまで、ロータリー攪拌機12を移動させて、その位置で同攪拌機12を下降させて攪拌を行うことが行われている。
By the way, in order to make fermentation by aerobic microorganisms uniformly in such a composting facility, in addition to normal uniform stirring, only a specific part of the deposited organic matter where the progress of fermentation is delayed is stirred. Need to do.
In such a case, conventionally, the
即ち、図5A〜5Dは、攪拌機による攪拌動作を模式的に示す側面図である。
図5A、5Bに示すように、通常の攪拌では、堆積した有機物5を堆肥搬出側から、つまり堆積厚の薄いところから順に掬い上げて攪拌していくため、攪拌機12に過度の負荷が作用することはない。しかし、図5C、5Dに示すように部分攪拌を行う場合には、一旦引き上げたロータリー攪拌機12を、所定厚さに堆積された有機物5上に下降させつつ攪拌を行うため、羽根22の回転に対する抵抗が大となる。
ところが、従来の攪拌機12では、部分攪拌のための動作制御は、攪拌機12を上下動させるのみであるため、堆積した有機物上に攪拌機を下降させると、攪拌羽根22を回転させるモータに過度の負担がかかる。また、従来の動作制御では、モータが停止すると、その部分を待避して進むように制御されるから、このような制御を行う限り、結局、部分攪拌はできないことになる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, in normal stirring, the accumulated
However, in the
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、堆肥化設備において、攪拌機の駆動源として小さなモータを用いる場合であっても、過負荷を掛けずに任意の場所で部分攪拌を自由に行えるようにし、それによって均一に発酵・腐熟化させた堆肥を得ることである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to use a small motor as a drive source for a stirrer in a composting facility at any place without overloading. It is to obtain a compost that has been uniformly fermented and matured by allowing stirring freely.
請求項1の発明は、堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法であって、堆肥化施設内の部分攪拌のスタート地点である堆肥の第1の所定の位置上に横型攪拌軸及び攪拌羽根を有する攪拌機を配置する工程、前記攪拌機を下降しつつ、同時に堆肥化施設の一方側に向かって走行させる第1の下降工程、前記攪拌機が最下方位置に達した後、部分攪拌の終了地点である第2の所定位置に向かって走行させる工程、を有し、前記第1の下降工程においては、前記攪拌機の攪拌羽根を駆動するモータの負荷が所定値を越えたとき、前記駆動を停止して後下降と走行を行い、又は前記攪拌機の下降又は走行を所定時間停止して後に、下降又は走行を再起動する制御を行うことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載された堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法において、前記攪拌機を配置する工程の後であって、前記第1の下降工程の前に、さらに走行を行わず下降のみを行う第2の下降工程を有することを特徴とする。
請求項3の発明は、堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御装置であって、堆肥化施設内の部分攪拌のスタート地点である堆肥の第1の所定の位置上に横型攪拌軸及び攪拌羽根を有する攪拌機を配置させる手段、前記攪拌機を下降しつつ、同時に堆肥化施設の一方側に向かって走行させる走行下降手段、前記攪拌機が最下方位置に達した後、部分攪拌の終了地点である第2の所定位置に向かって走行させる手段、を有し、前記走行下降手段においては、前記攪拌機の攪拌羽根を駆動するモータの負荷が所定値を越えたとき、前記駆動を停止して後下降と走行を行い、又は前記攪拌機の下降又は走行を所定時間停止して後に、下降又は走行を再起動する制御手段を有することを特徴とする。
The invention of claim 1 is a compost partial stirring control method in a composting facility, wherein a horizontal stirring shaft and a stirring blade are provided on a first predetermined position of compost which is a start point of partial stirring in the composting facility. A step of arranging a stirrer, a first descent step of lowering the stirrer while simultaneously running toward one side of the composting facility, and a point of end of partial stirring after the stirrer has reached the lowest position In the first descending step, when the load of the motor that drives the stirring blades of the stirrer exceeds a predetermined value, the driving is stopped. Control is performed such that the vehicle descends and travels, or the descent or travel of the stirrer is stopped for a predetermined time, and then the descent or travel is restarted.
According to a second aspect of the present invention, in the method of controlling partial compost mixing in the composting facility according to the first aspect, the vehicle further travels after the step of arranging the stirrer and before the first lowering step. It has the 2nd descent | fall process which performs only a descent | fall without performing this.
The invention of claim 3 is a compost partial stirring control device in a composting facility, wherein a horizontal stirring shaft and a stirring blade are provided on a first predetermined position of compost which is a start point of partial stirring in the composting facility. Means for disposing the stirrer, traveling lowering means for lowering the stirrer and simultaneously traveling toward one side of the composting facility, and a second point that is the end point of partial stirring after the stirrer reaches the lowest position Means for traveling toward a predetermined position, and in the traveling lowering means, when the load of a motor for driving the stirring blades of the stirrer exceeds a predetermined value, the driving is stopped and the lowering and traveling are performed. Or a control means for restarting the descent or running after stopping the descent or running of the stirrer for a predetermined time.
本発明によれば、部分攪拌を行う場合に従来のように駆動モータに過負荷をかけることがないから、必要な部分のみを自由に攪拌することができる。
モータに係る負荷量を一定以下にして平準化させることで、均し作業を行う。
それによって、堆肥化施設において、発酵、腐熟の程度に応じて任意の場所の攪拌を可能にした。また、局部的な負荷を生じないようにしたため、小さなモータで攪拌作業を行うことができる。
According to the present invention, when partial stirring is performed, an overload is not applied to the drive motor as in the prior art, so that only necessary portions can be freely stirred.
The leveling work is performed by leveling the load on the motor below a certain level.
As a result, in a composting facility, any place can be stirred according to the degree of fermentation and ripening. In addition, since a local load is not generated, the stirring operation can be performed with a small motor.
次に、堆肥化設備において、有機物の部分攪拌を可能にする攪拌機の運転方法の好ましい実施の形態について説明する。
図1は、ロータリー攪拌機12を用いた部分攪拌制御方法を説明するための図であり、図2Aは、ロータリー攪拌機12の動作軌跡を模式的に示した図、かつ図2Bは、ロータリー攪拌機12の走行する様子を模式的に示した図である。
ロータリー攪拌機12及びその他の構成は既に説明した従来のものととくに変わらないので、ここでは説明を省略する。
ロータリー攪拌機12は、既に述べたように、攪拌ローター24が回動駆動されると、発酵槽14に堆積された有機物5を攪拌羽根22ですくい上げ、攪拌羽根22により前記有機物5を後方に搬送させながら攪拌し、堆肥搬出部側から原料投入部に向けて水平方向に走行する。ロータリー攪拌機12は原料投入部側に達すると、有機物5との堆積層から引き上げられて、再び堆肥搬出部側に戻り、次回の攪拌・走行時まで待機する。
Next, a preferred embodiment of a method of operating a stirrer that enables partial stirring of organic matter in a composting facility will be described.
FIG. 1 is a diagram for explaining a partial stirring control method using the
Since the
As described above, when the stirring
堆肥化設備内に堆積された有機物の一部に発酵の進行が遅れている部分が、例えば、温度、臭い検知器など周知の手段で検知されると、その部分において攪拌を行い好気性微生物による発酵を進行させるため、ロータリー攪拌機12をその場所に走行させて部分攪拌を行う。
このような場合、ロータリー攪拌機12の動作制御を行う不図示の制御手段は、その場所を自動検知して指定するか、或いは入力手段によりオペレータがその場所を入力することで、ロータリー攪拌機12を指定の場所に走行させる。つまり、ロータリー攪拌機12全体を上昇させるか或いはその攪拌羽根22を上昇させるかして、攪拌羽根22が堆積した有機物5に接触しない位置まで上昇させて、その状態でロータリー攪拌機12を指定された場所まで走行させる。
即ち、図1、図2Aに示すように、その指定された場所が、3番地と4番地とに跨るAブロックの部分を部分攪拌する場合は、ロータリー攪拌機12を図1、図2Bに示すように一旦上昇させてから指定の位置、即ち部分攪拌スタート地点まで走行させる。
If a part of the organic matter deposited in the composting facility is delayed in fermentation by a known means such as temperature or odor detector, the part is stirred and aerobic microorganisms are stirred. In order to advance the fermentation, the
In such a case, the control means (not shown) that controls the operation of the
That is, as shown in FIGS. 1 and 2A, when the designated place partially agitates the portion of the A block extending over the third address and the fourth address, the
次に、図1及び図2Aに示すように、そのスタート地点でロータリー攪拌機12の攪拌羽根22を回転させながら下降させ、同時に、制御手段は、攪拌羽根22を駆動するモータの駆動電流を監視する。
ロータリー攪拌機12の前記攪拌羽根22を堆積された有機物5層を攪拌しながら下降させると、攪拌羽根22は堆積された有機物5上に接触し、これを掻き上げると、掻き上げられた有機物5は既に堆積されている有機物5上に堆積される。その際攪拌羽根22は、その下側にある有機物5全体を移動させるように働くから攪拌羽根22には大きな負荷が掛かる。その結果、駆動モータには、攪拌羽根22に作用する有機物5の負荷により過電流が流れる。ここで、過電流は、例えば、モータ定格電流の125パーセント以上の電流が0.2秒間継続したときの電流をいい、制御手段はこの過電流を検知すると、次の5秒間だけロータリー攪拌機12を上昇させてモータの負荷を解消して後下降する。
Next, as shown in FIG. 1 and FIG. 2A, the stirring
When the five organic layers deposited on the
この動作を例えば4回繰り返すと、ロータリー攪拌機12は、有機物中にある程度の深さまで侵入するので、その段階からは、ロータリー攪拌機12を2秒間下降させて30秒間走行させる動作を、ロータリー攪拌機12の下降端を検知するまでくり返す。つまり、ロータリー攪拌機12を少し下降させることでモータに過電流が流れないようにする。なお、この下降或いは走行中に過電流を検知した場合は、ロータリー攪拌機を停止して後下降と走行を行い、又はロータリー攪拌機の下降又は走行を5秒間停止させてから下降又は走行を再始動する。
For example, if this operation is repeated four times, the
このような運動を繰り返しながら、ロータリー攪拌機12の攪拌羽根22が下降端に達した後は、攪拌羽根22を回転させながら通常と同様に目的の場所まで、ここでは3番地から4番地まで進行させながら攪拌を行う。
目的の位置つまり4番地までの攪拌を終了したときは、ロータリー攪拌機12は、目的地点で1.5分間停止した後、攪拌羽根22を逆回転させながらスタート地点まで逆走行し、一旦先送りした有機物5を元の位置に戻しながらスタート地点に戻り、そこで上昇させ、その上昇端で停止して次の攪拌作業のため待機する(図2A)。又は一旦停止後にホームポジションへ復帰する(図1)。このようにして有機物5の部分攪拌を終了する。
While repeating such movement, after the
When the stirring to the target position, that is, No. 4, is completed, the
本実施形態によれば、ロータリー攪拌機12を所定の場所で下降又は下降と走行とを行いながらモータに流れる電流を監視し、かつ過電流を検知したときには、モータを一旦停止し、負荷を取り除くか或いは軽減してから再度下降又は下降と走行を行うから、ロータリー攪拌機12のモータに過大な負荷が作用することはなく、比較的小型のモータを使用しても、モータに過負荷が掛かることを防止できるから、部分攪拌を行うことができる。
According to this embodiment, the current flowing through the motor is monitored while the
5・・・有機物(堆肥)、10・・・堆肥化設備、12・・・ロータリー攪拌機、14・・・発酵槽、16・・・原料投入部、18・・・堆肥搬出部、22・・・攪拌羽根、24・・・攪拌ローター、52・・・走行駆動装置。 5 ... organic matter (compost), 10 ... composting equipment, 12 ... rotary stirrer, 14 ... fermenter, 16 ... raw material input part, 18 ... compost carry-out part, 22 ...・ Agitating blades, 24... Agitating rotor, 52 .
Claims (3)
堆肥化施設内の部分攪拌のスタート地点である堆肥の第1の所定の位置上に横型攪拌軸及び攪拌羽根を有する攪拌機を配置する工程、
前記攪拌機を下降しつつ、同時に堆肥化施設の一方側に向かって走行させる第1の下降工程、
前記攪拌機が最下方位置に達した後、部分攪拌の終了地点である第2の所定位置に向かって走行させる工程、
を有し、
前記第1の下降工程においては、前記攪拌機の攪拌羽根を駆動するモータの負荷が所定値を越えたとき、前記駆動を停止して後下降と走行を行い、又は前記攪拌機の下降又は走行を所定時間停止して後に、下降又は走行を再起動する制御を行うことを特徴とする堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法。 A method for controlling partial stirring of compost in a composting facility,
A step of disposing a stirrer having a horizontal stirring shaft and stirring blades on a first predetermined position of compost which is a starting point of partial stirring in a composting facility;
A first lowering step of lowering the agitator and simultaneously running toward one side of the composting facility;
After the stirrer has reached the lowest position, traveling toward a second predetermined position that is an end point of partial stirring;
Have
In the first lowering step, when the load of the motor that drives the stirring blades of the stirrer exceeds a predetermined value, the driving is stopped and then the lowering and traveling are performed or the lowering or traveling of the stirrer is predetermined. A method for controlling partial agitation of compost in a composting facility, wherein the control is performed to stop descending or restart after stopping for a time.
前記攪拌機を配置する工程の後であって、前記第1の下降工程の前に、さらに走行を行わず下降のみを行う第2の下降工程を有することを特徴とする堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御方法。 In the method for controlling partial stirring of compost in the composting facility according to claim 1,
After the step of disposing the agitator, and before the first lowering step, the composting portion in the composting facility further includes a second lowering step in which only the lowering is performed without running. Stirring control method.
堆肥化施設内の部分攪拌のスタート地点である堆肥の第1の所定の位置上に横型攪拌軸及び攪拌羽根を有する攪拌機を配置させる手段、
前記攪拌機を下降しつつ、同時に堆肥化施設の一方側に向かって走行させる走行下降手段、
前記攪拌機が最下方位置に達した後、部分攪拌の終了地点である第2の所定位置に向かって走行させる手段、
を有し、
前記走行下降手段においては、前記攪拌機の攪拌羽根を駆動するモータの負荷が所定値を越えたとき、前記駆動を停止して後下降と走行を行い、又は前記攪拌機の下降又は走行を所定時間停止して後に、下降又は走行を再起動する制御手段を有することを特徴とする堆肥化施設における堆肥の部分攪拌制御装置。
A partial agitation control device for compost in a composting facility,
Means for disposing a stirrer having a horizontal stirring shaft and stirring blades on a first predetermined position of compost which is a start point of partial stirring in a composting facility;
Traveling lowering means for lowering the agitator and simultaneously traveling toward one side of the composting facility,
Means for traveling toward a second predetermined position, which is an end point of partial stirring, after the stirrer has reached the lowest position;
Have
In the travel lowering means, when the load of the motor that drives the stirring blades of the stirrer exceeds a predetermined value, the drive is stopped and the rear descending and traveling are performed, or the descending or traveling of the stirrer is stopped for a predetermined time. Then, the compost partial agitation control device in the composting facility is characterized by having control means for restarting descent or running later.
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