JPS6038093A - メタン発酵槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、メタン発酵システムの一部ヲ成スメタン発酵
槽に関する。

最近、ローカルエネルギ創出および環境汚染などの公害
防止の一環として、農畜産発棄物にょるメタ／発酵が犬
きくクローズアップされて来ており、大小様々なメタン
発酵システムについテ、ソの実用化を目指し開発努力が
続けられている。現時の技術水準では、ｇｉｎ、０００
頭を越えるような大規模なメタン発酵システムは、下水
処理場の汚泥消化システムに近いものとなり、システム
設備費が嵩む。したがって、このようなメタン発酵シス
テムを設備可能な需要家は、極めて少ない。

他方、ｇ５００〜５．０００頭の中小企業規模の場合、
中規模又は小規模なメタン発酵システム設備可能な需要
家は多い。が、これらの需要家にとっては、システム設
備費として投資可能な資金量が比較的少なく、シかも、
メタン発酵システムの全コストに対するメタン発酵槽自
体の１ｌＩＩＩ格及び施工費の占める割合が一般に極め
て大きいことから、メタン発酵槽のコストパーフォーマ
ンスがメタン発酵システム導入可否の鍵を握っている。

第１図に、上記中小規模のメタン発酵システムの一例の
全体が示され、このメタン発酵システムに円筒状縦型の
メタン発酵槽が使用されている。

捷ず、メタン発酵システムの概略を説明する。

豚舎１から廃棄物溜め２に排出された醤尿３は、廃棄物
汲上げポンプ４により円筒状縦型のメタン発酵槽５内に
汲み上げられる。このメタン発酵槽５内には、下部で吸
込み上部で吐出する型の撹拌ポ／プロが設けられ、この
攪拌ポンプ６から離れてメタン発酵槽５の中央に、上下
方向に長い加温用内部温水コイル７が設けられている。

攪拌ポンプ６番ま電動機により駆動され、メタン発酵槽
５内には電気配線８が通っている。

上記メタン発酵槽５で生成された消化メタンガスは、脱
水装置９及び脱硫装置１０を経て水制式ガスホルダ１１
に供給される。ガスホルダ１１内に保持されたメタンガ
スの一部はボイラ１２の燃料として使用され、このボイ
ラ１２で生成された温水は、上記加温用内部温水コイル
７へ送給される。

上述した円筒状縦型メタン発酵槽５には次の様な欠点が
存在する。

１）　価格面から、中間断熱材を有する二重繊維強化プ
ラスチツク板により作られた円筒槽が利用されるが、こ
の円筒槽は、その内容積が太きくなるにつれて輸送およ
び加温による発酵効率の低下を防止するため茜さが高く
なり、そのため地震や台風の際倒壊し易い。例えば、豚
５００頭に対応する規模のメタン発酵システムにおいて
、メタン発酵槽の内容積は２０ゴ（タンク外側寸法：φ
２２８０ｒｘｘ５９２１　Ｈ）が限界であり、高さを低
くして外径を犬きくすると輸送が困難となる。

２）　高さが高くなると、メタン発酵′４ｖｋＳ内の発
酵液の水圧が犬きくなり、メタン発酵１ｖ５の底部の耐
水圧が困難となる。

３）高さが高くなると、廃棄物汲上げポンプ４及び撹拌
ポンプ６の揚程が大きくなり、規模の割にはこれらポン
プ４及び６の消費エネルギーが増大してしまう。

４）　高さが高くなると避雷針その他の＃ｒｗ対策が必
要となる。

５）加温用内部温水コイル７及び攪拌ポンプ６の保守が
困難である。

６）加温用内部温水コイルの発酵効率の低下を来たす、
すなわち発酵効率の低下を防ぐには、タンク内水平方向
の加熱を均一にするため温水コイルが同心円状多重構造
となる。

第２図に、円筒状横型メタン発酵槽の典型例が示されて
いる。このメタン発酵槽１５は、横方向に一定間隔を置
いて、攪拌ポンプ６と同型の攪拌ポンプ１６を３個有し
ている。これら攪拌ポンプ１６は、メタン発酵槽１５の
タンク１５ａと一体不可分である。

また、タンク１５　ａの側部からタンク１５　ａの下部
においてタンク１５　ａの横方向に加温用内部温水コイ
ル１７が延設されている。この加温用内部温水コイル１
７もタンク１５ａと一体不可分である。

上述した円筒状横型メタン発酵槽１５には、次の像な欠
点が存在する。

７）撹拌ポンプｔ６及び加温用内部温水コイル１７は、
タンク１５　ａと一体不可分であるため保守点検が困難
であり、保守点検を行うとすればタンク１５ａ内を空に
しなければならない。

８）メタン発酵槽１５は普通型トラック輸送が出来かつ
内容積を犬にするには外径寸法が直径２．８ｍ以下で長
さ−１１”＋・１０ｍ以下であるが、発酵槽１５の全長
に亘る均一な加温と攪拌が困難である。

本発明の目的は、従来の円筒状縦型及び横型のメタン発
酵槽の欠点を除去し、加温及び攪拌効果を高めてメタン
発酵性能を向上せしめるととも番と加温及び攪拌装置の
保守点検が容易なメタン発酵槽を提供することである。

この目的を達成するための本発明は、円筒状横型のメタ
ン発酵槽において、タンクの頂部に少なくとも１個の挿
入口を設け、この挿入口に焉脱用フランジを設ける一方
、支持枠内において加温器及び攪拌器が配設され、支持
枠の上部にスペーサを有する加温・攪拌ユニットが、上
記挿入口からタンク内に挿入され、スペーサが増税用フ
ランジに取外し自在に取付けられたことを特徴とする。

以下、第３図ないし第５図に基づいて、本発明の好適な
実施例を詳細に説明する。はぼ横型円筒状のメタン発酵
槽のタンク２０は、複数本の脚部２１により基礎面２２
に固定されている。タンク２０の全壁は、繊維強化プラ
スチックから成る内壁及び外壁を有し、これらの壁間に
ポリウレタンから成る断熱材を充填した構造を有する。

タンク２０の外径および全長は、メタン発酵システムの
規模に応じて適当に選定されている。

しかし大型トレラーなど特殊運搬爪でなく低床の大型ト
ラック輸送を考慮すると外径２，８ｍ以下が好ましい。

内容積最大５０ゴのものをユニット化Ｌ２規模の拡大に
応じて増設することが容易である。

上記タンク２０の頂部には、このタンク２０の長手方向
に一定間隔を置いて複数個の挿入口２３が若干上方に突
出して設けられている。各挿入口２３は、その横断面が
正方形であり、上端に角形の着脱用フランジ２４を有す
る。

各挿入口２：３からタンク２０内に加温・攪拌ユニット
２５が挿入されている。この加温・攪拌ユニット２５は
、主として、上下に延設された複数本の棒材２６とこれ
ら棒材２６の下端に固着された１枚の底板２７とから成
る支持枠あと、この支持枠２８の軸心部に設置された、
攪拌器としての水中型攪拌ポンプ２９と、この攪拌ポン
プ２０から支持枠２８内を上方に延びた吐出管３０と、
撹拌ポンプ２９及び吐出管３０を螺旋状に取巻き、俸拐
２６に内接しつつ上方に延びた〃ｌ温田内部温水コイル
３１と、挿入口２３の庸脱用フランジ２４に載置される
角形スペーサ３２とから成る。

上記支持枠２８の底板２７には、Ｉｆｊ拌ボ／プ２９が
設けてあり、撹拌ポンプ２９の下端部には攪拌ポンプ２
９を介して吐出管３０に連通した発酵液循環用吸入口３
３が配設されている。

上記吐出管３０の上端には、第４図及び第５図に示すよ
うに、十字状にクロスし、かつ、それぞれ４個の端部で
開口した吐出管口３４が設けられでいる。また、この吐
出管口３４は、発酵液３５の液面よりも上方で開口し、
しかも、循環効率向上のため加温器としての加温用内部
温水コイル３１の内側ですように、対−向した２面にそ
れぞれケーブル接続用端子箱３６と温水入管口３７及び
温水出管口３８とを有し、他の対向した２面にそれぞれ
ガス放出管口３９を有する。これらガス放出管口３９は
、メタン発酵システムの他の部分を構成するガス精製貯
溜装置へ接続されている。上記クープル接続用端子箱３
６から攪拌ポンプ２９中の図示しないモータへ電気ケー
ブル４０が延設されている。上記温水入管口３７及び温
水出管口３８は、加温用内部温水コイル３１に上記スペ
ーサ３２の上面には、正方形の上蓋４１が載置されてい
る。上蓋４１のはｙ中央にバルブ４１　ａを装着した、
発酵ガス検査を兼ねた空気放出Ｗ４１１）がタンク２０
内と大気側を連通ずるように配設されている。

上記加温・攪拌ユニット２５は、タンク２０の内容積の
大小及び必要加温・攪拌能力によって１個又はａ数１固
設けられる。

上記タンク２０の−の側面（第４図中、左側面）には、
上部に発酵原液投入管口４２が設けられ、下部にドレン
４３が設けられている。

上記タンク２０の他の側面（第４図中、右側面）には、
上部に発酵廃液排出管口４４及び液面計４５が設けられ
、下部にドレン４３が設けられている。

以下、上述した本発明のメタン発酵槽の作用を説明する
。発酵原液が外部に存在する、第１図に示すような吸上
ポンプ４により発酵原液投入管口４２を経てタンク２０
内に投入され、発酵原液の特性に応じた滞留日数を経て
、その間に発酵し、発酵廃液として発酵廃液排出管口４
４からオーバーフローする。すなわち、メタン発酵槽の
全体を静態的に観れば、毎日発Ｕ原液か投入される毎に
その液量に応じて発酵廃液が排出され、タンク２０内の
液面は一定に規制されている。

発酵原液は、加温・攪拌ユニット２５により十分な攪拌
と加温とを受けて、夕／り２０内の発酵液３５に内在す
るメタン菌によるメタン発酵が促進され、発酵液３５の
上部空間にメタンガスを放出しつつ、発酵ｉ液投入管口
４２側から発酵廃液排出管口４４側へ徐々に流動して行
く。

発酵液３５の上部空間に放出されたメタンガスは、ガス
放出管口３９を経てガス精製貯溜装置の方へ送られる。

上記メタン発酵槽内においては、発酵液循環用吸水口３
３から発酵液３５が攪拌ポンプ２９により汲み上げられ
、吐出管口３４より加温用内部温水コイル３１の内外に
散布される。散布された発酵液は、加温用内部温水コイ
ル３工の内側又は外側を通過しつつ加温され、再び発酵
液循環用吸入口３３の方へ下降して行く。このようにし
て効率的に攪拌と加温とが繰り返される。

上記加温・攪拌ユニット２５は、そのスペーサ３２の部
分において、着脱用フランジ２４に着脱自在に支持され
ているのみであるから、タンク２ｏがら簡単に取外すこ
とができ、また取外している間は、上蓋４１を着脱用フ
ランジ２４に取付け、それによってタンク２０内の嫌気
性環境を損うことがない。

上述の通り、本発明は円筒状横型のタンクの頂部に着脱
フランジ付挿入口を設ける一方、支持枠内において加温
器及び１賦拌器が配設され、支持枠の上部にスペーサを
有する加温・攪拌ユニットが、上記挿入口からタンク内
に挿入され、スペーサが着脱用フランジに取外し自在に
取付けられるようにしたので、タンクの容積０発酵液の
特性、及び寒冷地又は温暖地などの気象条件などの種々
の条件に応じて加温・攪拌ユニットの数を自由に選定で
きる。

また、加温・攪拌ユニットは、夕／りに対し取付・取外
し自在であるからメタン発酵槽の保守点検が容易である
。

【図面の簡単な説明】

第】図は、従来技術にかかる−のメタン発酵システムの
概略説明図、第２図は、従来技術にかかる横型円筒のメ
タン発酵槽の概略縦断面図、第３図は、本発明にかかる
メタン発酵槽の一部省略平面図、第４゛図は、第３図に
おけるＩＶ　−ｆｆ線断面図、第５図は第４図における
■−Ｖ線断面図である。 ２０・　タンク、２３・・・挿入口、２４・・・着脱用
フランジ、２５・・・加温・攪拌ユニット、２８・・・
支持枠、２９・・・攪拌器、３１・・・加温器、３２・
・・スペーサ。 ２７　ｊｊ 手続補正書輸発） 昭和５９でｌ　９　ＩＩ　６１＋ 昭和５８年特許願詔１４７０Ｂ５号 ２、発明の名称 メタン発酵槽 ３、　補正をする者 事件との関係　出願人 （８１０）　株式会社　明電会 ４、代理人〒１０４ 東３；・、都中央１メ明イ）ｌ’ｌ’　１辱２９号　椿
済仝ビル明細書の「発明の詳細な説明」の欄及び図面の
第８図、第４図及び第５図。 Ｊづ　、：　、Ｂ、　、ブ゛；＼、 ６、　補正の内容 （１）明細書中、第１２頁、第４行目の「全兼ねた空気
放出」を削除する。 （２）同、第１２頁、第６行目の「ている。」の後に「
この発酵ガス検査管４１ｂは、タンク２０内でメタン発
酵が正常に行われる１での間に、タンク２０内のガスを
サンプリングするためのものである。」を加入する。 （３）同、第１３頁、第１２行目の「・・・を受けて、
」の後に「嫌気性環境内で」を加入する。 （４）同、第１５頁、第２行目の「・・・着脱用フラン
ジ２４１ＣＪの後に「密封状態で」を加入する。 （５）第３図、第４図及び第６図を別紙の通り補正する
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒状横型のメタン発酵槽において、タンク（イ）の頂
   部に少なくとも１個の挿入口（２３）を設け、この挿入
   口（２３）に着脱用フランジ（２４）を設け、この着脱
   用フランジ（２４）に取外し自在にスペーサを取付ける
   と共に、前記スペーサに支持枠（２８）　、加温器（３
   １）及び攪拌器（２９）を有する加温・攪拌ユニット（
   ２５）′／Ｊ≦取付けられ、この加温・１・老拌ユニッ
   ト（２５）が上記挿入口（２３）からタンク（２０）内
   ζこ挿入されたことを特徴とするメタン発酵槽。