JP2004049944A - 水路設置型し渣破砕機 - Google Patents
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Abstract
【課題】し渣の破砕効率に優れ、目詰まりが効果的に低減される水路設置型し渣破砕機を提供する。
【解決手段】水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根２を有する内回転体３と、内回転体３の半径方向外側に設けられ、スクリュー羽根２の螺旋刃２ａとの間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体４と、を備えた水路設置型し渣破砕機であって、スクリュー羽根２のし渣の送り出し方向の端部に関し、スクリュー羽根２の外径範囲内において、内回転体３側に形成した端部刃１９との間でし渣を破砕する端部受刃２０を設ける構成とした。
【選択図】 図６
【解決手段】水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根２を有する内回転体３と、内回転体３の半径方向外側に設けられ、スクリュー羽根２の螺旋刃２ａとの間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体４と、を備えた水路設置型し渣破砕機であって、スクリュー羽根２のし渣の送り出し方向の端部に関し、スクリュー羽根２の外径範囲内において、内回転体３側に形成した端部刃１９との間でし渣を破砕する端部受刃２０を設ける構成とした。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水路や下水路等の水路に設置され、水路中のし渣を破砕する水路設置型し渣破砕機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に分流式汚水中継ポンプ場などでは、汚水路にし渣破砕機を設置し、汚水内に含有されるし渣を破砕して下流側に流す処理が行われている。図１４に従来のし渣破砕機の一構造例を示す。このし渣破砕機５１は二軸式であり、２つの軸体５２が、その外周に形成した刃５３が適宜の間隙をもって互いに噛み合わさるようにして、それぞれ回転可能に水路Ｓ内に設置される。そして、２つの軸体５２を例えば互いに逆方向に回転させることで、刃５３によりし渣を破砕し、下流側に排出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のし渣破砕機５１では、その破砕部位が、両刃５３，５３が互いに噛み合う部位、つまり縦に延びる一条の間隙部のみであることから、例えば汚水中に瞬時的に大量のし渣が含まれていた場合には、破砕しきれずに刃５３の間にし渣の目詰まりが生じやすいという問題があった。一旦、目詰まりが生じると、し渣は刃５３上において堆積化及び固形化していき、その結果、前記間隙部が閉塞されて汚水が下流側に流れず、上流側で汚水がオーバーフローするおそれがある。
【０００４】
この問題に対して、本出願人は特開２００１−２５４４３３号公報にて、し渣の破砕効率に優れ、目詰まりが効果的に低減されるし渣破砕機を開示している。本発明は、このし渣破砕機の利点を生かしつつ、し渣の破砕効率に優れ、目詰まりが効果的に低減される新たな水路設置型し渣破砕機を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根を有する内回転体と、該内回転体の半径方向外側に設けられ、前記スクリュー羽根の螺旋刃との間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体と、を備えた水路設置型し渣破砕機であって、前記スクリュー羽根のし渣の送り出し方向の端部に関し、前記スクリュー羽根の外径範囲内において、前記内回転体側に形成した端部刃との間でし渣を破砕する端部受刃を設けた構成からなる水路設置型し渣破砕機とした。
【０００６】
当該構成によれば、端部刃と端部受刃との摺り合い部位が、スクリュー羽根によるし渣の移送路に対して直交する部位に形成されることとなるので、スクリュー羽根の移送作用によって端部側へ送り出されたし渣が効率良く破砕される。
【０００７】
また、本発明は、水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根を有する内回転体と、該内回転体の半径方向外側に設けられ、前記スクリュー羽根の螺旋刃との間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体と、を備えた水路設置型し渣破砕機であって、前記外胴体の内周部において、前記螺旋刃に対して凹状となるポケット部を形成した構成からなる水路設置型し渣破砕機とした。
【０００８】
当該構成によれば、ポケット部の形成により、し渣が螺旋刃と内周部との間で引っ掛かりやすい状態となるので、主にせん断による破砕効率が向上する。
特にこのポケット部は、上下方向（内回転体の回転軸方向）に関し部分的に形成すれば、スクリュー羽根によって上下方向に送られるし渣が捕捉されやすくなり、し渣の上下方向のせん断作用が増すこととなる。そして、ポケット部を、内回転体の回転軸周りの円周方向に関し部分的に形成すれば、該円周方向に沿って移動するし渣の円周方向のせん断作用が増す。
【０００９】
また、本発明は、水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根を有する内回転体と、該内回転体の半径方向外側に設けられ、前記スクリュー羽根の螺旋刃との間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体と、を備えた水路設置型し渣破砕機であって、前記内回転体側に関し、前記螺旋刃の部位に螺旋刃の半径方向外方に突出するように破砕刃を形成し、前記外胴体側に関し、前記破砕刃が、前記内回転体の回転に伴って同一平面上を回転移動する際、水路の下流側において、該破砕刃を摺動可能な状態にて挟むスリット状の開口部を形成した構成からなる水路設置型し渣破砕機とした。
【００１０】
当該構成によれば、破砕刃と開口部との摺り合いによってし渣が効率良く破砕され、破砕刃が開口部を通過することで、開口部でのし渣の目詰まりも取り除かれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は水路設置型し渣破砕機の正面図（破砕刃は省略）、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は水路設置型し渣破砕機の縦断面説明図（破砕刃の取り付け座は省略）である。
【００１２】
図１に示すように、水路設置型し渣破砕機（以降、し渣破砕機という）１は、例えば矩形断面の水路Ｓに縦置きに設置される。勿論、ここでいう縦置きとは垂直に立てた状態に限られず、若干の傾斜角度をもって立てた状態も含まれる。図３も参照して、し渣破砕機１は、水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根２を有する内回転体３と、この内回転体３の半径方向外側に設けられ、スクリュー羽根２の螺旋刃２ａとの間でし渣を破砕する内周部４ａ及びし渣を通過させる開口部４ｂ（図５参照）を形成した外胴体４と、を備える。
【００１３】
内回転体３の一例を説明すると、図３にも示すように、内回転体３は、鉛直状に配設される鋼管材等からなるスクリュー軸５と、前記スクリュー羽根２等から構成される。スクリュー羽根２はスクリュー軸５の外周面に等ピッチで、或いは水路やし渣の性質の状況に合わせて不等ピッチで、スクリュー軸５の上端部近傍から下端部近傍にわたって螺旋状に巻回形成されており、スクリュー羽根２の外周の端面部が、外胴体４側との間でし渣を破砕する螺旋刃２ａを構成する。
【００１４】
スクリュー軸５の下端の開口部にはハウジング６が嵌合固定されており、スクリュー軸５は、このハウジング６の部位にて軸受７を介し、後記する受刃ディスク２３の枢軸部２３ａ回りに回転可能に枢支される。一方、スクリュー軸５の上端側においては、シャフト８が上方に延設するように固設されている。このシャフト８は円筒形状のケーシング９内を軸受１０等を介して挿通し、ケーシング９の上部に設置した減速機付きのモータ１１（図１）に連結している。ケーシング９は、水路Ｓ（図１）の上部において左右に掛け渡した支持部材１２に取り付けられ、その下端部はフランジ９ａを介して外胴体４側（具体的には後記する上部固定座１５）に、図示しないボルトにより締結固定されている。以上の構成により、モータ１１（図１）を駆動することで、スクリュー軸５、すなわち内回転体３が鉛直方向の軸回りに回転する。
【００１５】
次いで外胴体４について説明する。外胴体４は、前記したように、内回転体３側の螺旋刃２ａとの間でし渣を破砕する内周部４ａ及びし渣を通過させる開口部４ｂ（図５）を形成した部材であり、当該構成からすれば、例えば特開２００１−２５４４３３号公報に開示されている「筒胴体」も外胴体４として適用され得る。
【００１６】
本実施形態における外胴体４について図３ないし図５を中心として説明する。図４は外胴体４の外観斜視図、図５（ａ）は外胴体４の側面説明図、図５（ｂ）はリングバー１７の部位の断面説明図である。本実施形態における外胴体４は、水路に対して固設された態様となっており、内回転体３（図３）を挟んで、水路の流れ方向に対して左右一対に配設される受刃胴部１３と、内回転体３よりも下流側において形成されるスクリーン胴部１４とを備えた構成である。
【００１７】
受刃胴部１３は内回転体３の回転軸と平行に、つまり鉛直状に延設される部材からなり、全長にわたってスクリュー羽根２の螺旋刃２ａに臨む内周面１３ａが前記した内周部４ａを構成する。内周面１３ａの部位には、全長方向（上下方向）に適宜なピッチで凹状の受刃部１３ｂが複数、形成されている。この受刃部１３ｂは後記する破砕刃２９（図７等に示す）を回転通過させるための空間部を構成するとともに、破砕刃２９との間でし渣を破砕する部位となる。破砕刃２９及び受刃部１３ｂに関する具体的な構成は後記する。
【００１８】
図４に示すように、受刃胴部１３は水路の流れ方向に対して幅薄な平断面略矩形状を呈した部材であり、その内周面１３ａは螺旋刃２ａ（図３）の半径と略同一寸法の曲率半径を有している。以上の構成からなる左右一対の受刃胴部１３（符号１３Ａ，１３Ｂ）は、その下流側の面にボルト（図示せず）により固定した補強部材１８を介して、上端側及び下端側において、それぞれ環状の上部固定座１５及び下部固定座１６により互いに連結固定される。
【００１９】
次いで、スクリーン胴部１４は、前記一対の受刃胴部１３から水路の下流側に向けて、平断面視して半円の環形状として形成され、且つ上下方向に適宜のピッチで間隔的に設けられた複数のリングバー１７により構成される。図５から判るように、互いに上下に隣接し合うリングバー１７によって形成される各スリット状の空間部が前記した開口部４ｂを構成する。各リングバー１７は例えばその両端部が溶接等により受刃胴部１３及び補強部材１８に固設される。
【００２０】
各リングバー１７は、図５（ａ）に示すように、その外径寸法Ｌ３は全て同一であるが、その内周面側の内径寸法は、図５（ｂ）に示すように、小径となる内径寸法Ｌ１と、大径となる内径寸法Ｌ２とを有するものに分けられる。この内、小径の内径寸法Ｌ１を有するリングバー１７の内周面１７ａが前記した内周部４ａを構成する面となる。つまり、この内周面１７ａの曲率半径は、螺旋刃２ａ（図３）の半径と略同一寸法となっている。リングバー１７を、小径の内径寸法Ｌ１と大径の内径寸法Ｌ２とに分けた理由については後記する。
【００２１】
以上のような基本構成からなるし渣破砕機１は、図２に示すように、水の通過する部位が内回転体３の左右において形成されるため、つまり水中に含まれるし渣が左右に分流されるため、従来の２軸式の破砕機の場合に比して、し渣の目詰まりが起きにくい。また、し渣の破砕部位が、内回転体３側の螺旋刃２ａと外胴体４側の内周部４ａとの間で円周方向に沿って面的に形成されることから、従来の２軸式の破砕機における線的な破砕部位に比して破砕空間が大幅に増大する。したがって、し渣の破砕時間が長くなるので、その分、し渣が細かく破砕され、目詰まりの程度がより低減されて上流側でのオーバーフローも回避される。
【００２２】
し渣の破砕作用について詳しく説明すると、モータ１１（図１）を駆動して内回転体３を図２におけるＰ方向に回転させると、上流側から流れてくる水は点線矢印にて示すように内回転体３の左右へ分流されるものの、内回転体３の回転力により内回転体３周りの水はＰ方向へ若干、渦を巻くような流れとなり、水は右側の方へ、より多く流れる。そして、水中に含まれるし渣は、内回転体３のスクリュー羽根２の螺旋刃２ａと、外胴体４の内周部４ａ、つまり本実施形態では受刃胴部１３の内周面１３ａ及びリングバー１７の内周面１７ａとの間で破砕されたうえで、スクリーン胴部１４における複数の開口部４ｂ（図５）から下流側に排出される。
【００２３】
また、前記部位で破砕されなかったし渣や、或いは破砕されたし渣の内、例えば未だ開口部４ｂのスリット間隔よりも大きい形状であったり、開口部４ｂの手前で引っ掛かったりするし渣は、開口部４ｂから排出されず、螺旋状に巻回されたスクリュー羽根２の送り出し作用（移送作用）により、下方に向けて移送される。
【００２４】
本発明では、このスクリュー羽根２の移送作用によって内回転体３の軸方向に送り出されるし渣を効率的に破砕するべく、図６及び図７に示すように、スクリュー羽根２のし渣の送り出し方向（本実施形態では下向き方向）の端部に関し、平面視したスクリュー羽根２の外径範囲内において、内回転体３側に端部刃１９を形成するとともに、この端部刃１９との間でし渣を破砕する端部受刃２０を設けた構成としている。図６及び図７は、それぞれ端部刃１９及び端部受刃２０を示す断面説明図及び分解斜視図である。
【００２５】
図６または図７を参照して、端部刃１９はスクリュー羽根２の下端に取り付けられる。取り付け態様の一例としては、下面に溝を形成したブロック状の取り付け座２１（図１２も参照、なお図６においては省略）をスクリュー羽根２の下端に固設し、端部刃１９を、その刃面１９ａが下方に臨むように前記溝に内嵌してボルト２２（図６においては省略）により締結固定する。端部刃１９（刃面１９ａ）は、スクリュー軸５の外周面からスクリュー羽根２の外径までの間において、内回転体３の半径方向にほぼ沿うようにして取り付けられる。本取り付け態様のように、ボルト２２による固定等、端部刃１９をスクリュー羽根２に対して、つまり内回転体３に対して着脱自在に構成することで、刃面１９ａの磨耗等が生じた場合、端部刃１９の交換作業も容易となる。
【００２６】
次いで、端部受刃２０について説明する。本実施形態では、端部受刃２０は、円盤状の受刃ディスク２３に一体的に形成されている。受刃ディスク２３は、その中央において上方に突出する枢軸部２３ａが形成され、前記したように、スクリュー軸５がこの枢軸部２３ａに外嵌して、回転可能に枢支される。受刃ディスク２３の外縁周りは、前記した下部固定座１６の下面に接合する取り付け部２３ｂとして形成される。
【００２７】
端部受刃２０は、受刃ディスク２３の半径方向にほぼ沿って、枢軸部２３ａと取り付け部２３ｂとの間に掛け渡されるかたちで形成されており、平面視した状態では、スクリュー羽根２の外径範囲内において形成されている。端部受刃２０は断面視して矩形状を呈しており、その上面が、端部刃１９側と摺り合う刃面２０ａを構成する。端部受刃２０は単数として設けても良いが、本実施形態では、し渣の破砕効率を高めるべく、４つの端部受刃２０を等間隔（９０度間隔）で放射状に設けてある。
【００２８】
円周方向に隣接し合う端部受刃２０間の各薄肉厚部には、上下方向に貫通し、円周方向に沿って円弧状のスリット２３ｃが複数、形成されている。このスリット２３ｃは、破砕されて形状の小さくなったし渣のみを受刃ディスク２３の下側へ排出するスクリーン機能を担う。以上の構成からなる受刃ディスク２３は、図７に示すように、前記取り付け部２３ｂの部位にて、複数のボルト２４により下部固定座１６の下面に締結固定される。締結固定された際には、図６に示すように、端部刃１９の刃面１９ａと端部受刃２０の刃面２０ａが微細な隙間寸法をもって摺り合うこととなる。
【００２９】
端部刃１９と端部受刃２０の材質に関し、前記したように端部刃１９側を交換する前提とした場合には、端部刃１９を端部受刃２０よりも相対的に軟らかい材質にして、意図的に端部受刃２０よりも磨耗しやすい状態としてやれば、固定的に構成される側の端部受刃２０の磨耗度が低減されることとなり、有効である。
【００３０】
なお、受刃ディスク２３の下部と水路Ｓの底部との間には、図１や図６に示すように、上流側から流れてくる水の素通り通過を防止するため、受刃ディスク２３の下部には下部カバー２５が設けられる。この下部カバー２５は、受刃ディスク２３の円周縁周りの内、上流側を向く半円周の部位に沿って下方に延設されるかたちで形成されている。また、図１及び図２に示すように、水路Ｓの両側壁から各受刃胴部１３にかけて、上流側から流れる水をし渣破砕機１に導くためのガイド部材２６が設けられている。
【００３１】
以上の構成により、スクリュー羽根２の移送作用によって下方に移送されたし渣は、図６及び図７において、水平回転する端部刃１９の刃面１９ａが４つの端部受刃２０の刃面２０ａに摺り合うことで破砕され、細かくなったし渣はスリット２３ｃを通って受刃ディスク２３の下方から下流側へと排出される。端部刃１９と端部受刃２０との摺り合い部位は、スクリュー羽根２の外径範囲内に位置しているため、つまりスクリュー羽根２によるし渣の移送路に対して直交する部位に形成されることとなるため、し渣が効率的に破砕されることとなる。
【００３２】
以上のように、スクリュー羽根２のし渣の送り出し方向（本実施形態では下向き方向）の端部に関し、スクリュー羽根２の外径範囲内において、内回転体３側に形成した端部刃１９との間でし渣を破砕する端部受刃２０を設ける構成とすれば、送り出し方向の端部において、し渣が破砕されないまま溜まるという現象を防止でき、破砕効率に優れたし渣破砕機となる。
【００３３】
次に、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、外胴体４の内周部４ａにおいて、前記螺旋刃２ａに対して凹状となるポケット部２７を設けた構成としてある。当該構成の効果は次の通りである。例えば、図８（ａ）に示すように、スクリーン胴部１４において、全てのリングバー１７の内周面１７ａを螺旋刃２ａの軌道面に近接させる構成とした場合、スクリュー羽根２（図３）の移送作用により下方側に移動しているし渣は、内周面１７ａに引っ掛かりにくい状態となり、開口部４ｂへと流れずに、そのまま下端部まで送り出されやすい状態となる。
【００３４】
この問題に対し、例えば図５（ｂ）において、前記したようにリングバー１７を、小径の内径寸法Ｌ１を有するもの（図５（ｂ）において符号１７Ａで示す）と、大径の内径寸法Ｌ２を有するもの（符号１７Ｂで示す）とに分け、小径の内径寸法Ｌ１を有する上下のリングバー１７Ａ間に、大径の内径寸法Ｌ２を有するリングバー１７Ｂを単数、或いは図に示すように複数、配置させることで、螺旋刃２ａに対して凹状の空間となるポケット部２７（図８（ｂ）においては斜線で囲った空間部を示す）を形成する。
【００３５】
これにより、図８（ｂ）に示すように、し渣はポケット部２７に容易に入り込み、このポケット部２７に捕捉されたし渣は、スクリュー羽根２の螺旋刃２ａとリングバー１７Ａとの間で行われる上下方向のせん断作用により効率良く破砕される。図５（ｂ）から判るように、本実施形態では、ポケット部２７は上下方向に関して４ヶ所、設けられている。各ポケット部２７の下側に位置するリングバー１７Ａ（最下に位置するポケット部２７においては下部固定座１６を指す）には、し渣の破砕時に負荷が大きくかかりやすいので、剛性を高めるため、他のリングバー１７Ｂに比して板厚を大きくしてある。
【００３６】
なお、前記各ポケット部２７の下側に位置するリングバー１７Ａとほぼ同じ高さの位置において、図４や図５（ａ）に示すように、外胴体４の上流側に臨む部位には、し渣捕捉部材２８が設けられている。し渣捕捉部材２８は平面視して半環状を呈した部材であり、その両端が受刃胴部１３の前面に固設される。し渣捕捉部材２８の内周面も螺旋刃２ａとの間でし渣を破砕する内周部４ａを構成する。このし渣捕捉部材２８の効果としては、上流側から流れてくるし渣の内、例えば薄布状を呈したし渣などは、先ずこのし渣捕捉部材２８に引っ掛かりやすくなるので、ほぼ同じ高さ位置にある前記各ポケット部２７の下側に位置するリングバー１７Ａの部位まで、し渣が直接導かれやすくなり、破砕効率が向上する等である。
【００３７】
さて以上から判るように、ポケット部２７は外胴体４の内周部４ａに対して、上下方向に関し部分的に設けられる構成であるが、本実施形態では、円周方向に関しても部分的に設けられる態様となっている。図９は、一方の受刃胴部１３Ａ（図１，図２等に示すように上流側から見て左に位置する受刃胴部１３）を下流側斜めから見た部分斜視図である。本図から判るように、前記リングバー１７Ａの内周面１７ａは受刃胴部１３Ａの内周面１３ａと面一状に連なっているのに対し、リングバー１７Ｂはその内径寸法が大径であることから、受刃胴部１３Ａの内周面１３ａと面一状に連ならず、その結果、受刃胴部１３Ａの下流側の側面に段差面（以降、ポケット側面という）２７ａが形成される。つまり、ポケット部２７は、受刃胴部１３とスクリーン胴部１４とからなる外胴体４のうち、スクリーン胴部１４の部位のみにおいて半環状として形成されている。
【００３８】
内回転体３（図３）の回転力により、内回転体３周りの水が渦を巻くように流れることは既述した。したがって、し渣はこの流れにのってポケット部２７内を円周方向にも移動することとなり、受刃胴部１３Ａにおけるポケット側面２７ａに達した時点で、螺旋刃２ａ（図３）と受刃胴部１３Ａの内周面１３ａとの間において引っ掛かりやすい状態となり、し渣が効果的に破砕されることとなる。
【００３９】
以上のように、外胴体４の内周部４ａにおいて、前記螺旋刃２ａに対して凹状となるポケット部２７を設ける構成とすれば、スクリュー羽根２の移送作用により上下方向に移動するし渣をポケット部２７にて捕捉し、し渣を引っ掛かりやすい状態として効率良く破砕できる。
【００４０】
次いで、図１０ないし図１３を主に参照して、螺旋刃２ａにおいて、この螺旋刃２ａの半径方向外方（つまり内回転体３の半径方向外方）に突出するように形成した破砕刃２９について説明する。図１０は破砕刃２９を取り付けた内回転体３の平断面説明図、図１１（ａ），（ｂ）はそれぞれ破砕刃２９周りの平面説明図、側面説明図、図１２（ａ），（ｂ）はスクリュー羽根２の下端に取り付けた破砕刃２９周りの平面説明図、側面説明図である。また、図１３（ａ）は受刃胴部１３と破砕刃２９との関係を示す側面説明図、図１３（ｂ）はスクリーン胴部１４と破砕刃２９との関係を示す側面説明図である。なお、図１３では、判りやすいように、破砕刃２９と受刃部１３ｂ或いは開口部４ｂとの隙間を大きく図示してあるが、実際には互いに摺り合う程度に極く小さい隙間である。
【００４１】
図１０や図１１等に示すように、破砕刃２９の取り付け態様の一例としては、先ずスクリュー羽根２に形成した切欠きに、ブロック状の取り付け座３０を溶接等により嵌合固定する。取り付け座３０の外周面側は曲面を呈し、螺旋刃２ａの面と滑らかに連なっている。
【００４２】
取り付け座３０の外周面には凹状の溝３０ａが形成されていて、この溝３０ａに、破砕刃２９をその刃面２９ａが外方に臨むようにして内嵌し、ボルト３１により締結固定する。このように、ボルト３１による固定等、破砕刃２９をスクリュー羽根２に対して、つまり内回転体３に対して着脱自在に構成することで、磨耗等が生じた場合の交換作業も容易となる。なお、図１２に示すように、スクリュー羽根２の下端における破砕刃２９の取り付けは、前記した端部刃１９用の取り付け座２１を利用しており、ボルト２２によって破砕刃２９と端部刃１９とを共締めする態様となっている。
【００４３】
図１０から判るように、スクリュー羽根２には、前記破砕刃２９が平面視して放射状に位置するように複数取り付けられている。そして、図３に示すように、受刃胴部１３Ａ，１３Ｂの各内周面１３ａには、複数の破砕刃２９がそれぞれ水平回転して通過可能となるように、上下方向に所定のピッチで凹状の受刃部１３ｂが形成されている。これにより図１３（ａ）に示すように、各破砕刃２９は、受刃胴部１３においては、凹状に形成された受刃部１３ｂを水平に回転通過し、図１３（ｂ）に示すように、スクリーン胴部１４においては、リングバー１７間の開口部４ｂを水平に回転通過する。
【００４４】
以下に破砕刃２９に関する作用を説明する。モータ１１（図１）を駆動して内回転体３を図２におけるＰ方向に回転させると、内回転体３の回転力により内回転体３周りの水はＰ方向へ若干、渦を巻くような流れとなり、水が図２において右側の方へより多く流れることは既述した通りである。
【００４５】
したがって、右側の受刃胴部１３Ｂ側により多く流れるし渣は、螺旋刃２ａと内周面１３ａとの間で破砕されるとともに、図１３（ａ）に示すように、破砕刃２９が水平回転移動、つまり同一平面上を回転移動して受刃部１３ｂに入り込むときに、水平方向にせん断されるかたちで破砕される。なお、破砕刃２９が受刃部１３ｂの内部を通過する際には、破砕刃２９の刃面２９ａ，上刃面２９ｂ及び下刃面２９ｃが、受刃部１３ｂの内面部に摺り合うことで、し渣の破砕がなされる。
【００４６】
次いで破砕刃２９は、図１３（ｂ）に示すように、スリット状の開口部４ｂを通過する。その際、破砕刃２９の上刃面２９ｂ及び下刃面２９ｃが、それぞれ上下に位置するリングバー１７の底面或いは上面に摺り合うことでし渣が破砕され、破砕されたし渣の一部は開口部４ｂを通って下流側へと流れる。このように、破砕刃２９が開口部４ｂを通過することで、し渣が破砕刃２９によって掻き出されることとなり、開口部４ｂでのし渣の目詰まりも防止されるものである。
【００４７】
開口部４ｂから流れなかったし渣は、例えば破砕刃２９に引っ掛かったまま左側の受刃胴部１３Ａに達する。そして、受刃胴部１３Ｂ側の場合と同様、図１３（ａ）に示すように、破砕刃２９の刃面２９ａ，上刃面２９ｂ及び下刃面２９ｃが、受刃部１３ｂの内面部に摺り合うことでし渣の破砕がなされる。ここで、前記したように、スクリーン胴部１４にポケット部２７（図５（ｂ））を設けた場合には、ポケット部２７内のし渣はポケット側面２７ａ（図９）の部位で破砕刃２９により水平方向にせん断されるかたちで破砕されることにもなる。
【００４８】
このように、本実施形態では、上流側から流れてきたし渣は、螺旋刃２ａによる破砕に加え、「破砕刃２９が受刃胴部１３Ｂの受刃部１３ｂ内に入り込む際のせん断破砕」→「破砕刃２９がスクリーン胴部１４の開口部４ｂを通過する際の掻き出し作用」→「破砕刃２９がポケット部２７から受刃胴部１３Ａの受刃部１３ｂ内に入り込む際のせん断破砕」が繰り返されることで、次第に細かく破砕されるとともに、開口部４ｂでのし渣の目詰まりも防止され、効率良く開口部４ｂから下流側へと排出される。
【００４９】
なお、破砕刃２９の材質に関し、前記したようにこの破砕刃２９を交換可能に構成した場合には、破砕刃２９をリングバー１７や受刃胴部１３よりも相対的に軟らかい材質にして、意図的にリングバー１７や受刃胴部１３よりも磨耗しやすい状態としてやれば、固定的に構成される側のリングバー１７や受刃胴部１３側の磨耗度が低減されることとなり、有効である。
【００５０】
以上のように、螺旋刃２ａの部位に螺旋刃２ａの半径方向外方に突出するように破砕刃２９を形成するとともに、外胴体４側に関し、破砕刃２９が内回転体３の回転に伴って水平回転移動、つまり同一平面上を回転移動する際、水路の下流側において、破砕刃２９を摺動可能な状態にて挟むスリット状の開口部４ｂを形成すれば、し渣の破砕効率が向上するとともに、開口部４ｂの目詰まりも防止される。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、各構成要素のレイアウト、形状等は、図面に記載したものに限定されず、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、し渣の破砕効率が向上し、し渣の目詰まりが低減されて上流側でのオーバーフローが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】水路設置型し渣破砕機の正面図（破砕刃は省略）である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】水路設置型し渣破砕機の縦断面説明図（破砕刃の取り付け座は省略）である。
【図４】外胴体の外観斜視図である。
【図５】（ａ）は外胴体の側面説明図であり、（ｂ）はリングバーの部位の断面説明図である。
【図６】端部刃及び端部受刃を示す断面説明図（破砕刃の取り付け座は省略）である。
【図７】端部刃及び端部受刃を示す分解斜視図である。
【図８】（ａ）はポケット部を形成しない場合のし渣の流れを示す説明図、（ｂ）はポケット部を形成した場合のし渣の流れを示す説明図である。
【図９】一方の受刃胴部を下流側斜めから見た部分斜視図であり、ポケット側面を示す説明図である。
【図１０】破砕刃を取り付けた内回転体の平断面説明図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ破砕刃周りの平面説明図、側面説明図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、それぞれスクリュー羽根の下端に取り付けた破砕刃周りの平面説明図、側面説明図である。
【図１３】（ａ）は受刃胴部と破砕刃との関係を示す側面説明図、（ｂ）はスクリーン胴部と破砕刃との関係を示す側面説明図である。
【図１４】し渣破砕機の一従来例を示す構造説明図である。
【符号の説明】
Ｓ 水路
１ 水路設置型し渣破砕機
２ スクリュー羽根
２ａ 螺旋刃
３ 内回転体
４ 外胴体
４ａ 内周部
４ｂ 開口部
１３ 受刃胴部
１４ スクリーン胴部
１７ リングバー
１９ 端部刃
２０ 端部受刃
２３ 受刃ディスク
２７ ポケット部
２９ 破砕刃
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水路や下水路等の水路に設置され、水路中のし渣を破砕する水路設置型し渣破砕機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に分流式汚水中継ポンプ場などでは、汚水路にし渣破砕機を設置し、汚水内に含有されるし渣を破砕して下流側に流す処理が行われている。図１４に従来のし渣破砕機の一構造例を示す。このし渣破砕機５１は二軸式であり、２つの軸体５２が、その外周に形成した刃５３が適宜の間隙をもって互いに噛み合わさるようにして、それぞれ回転可能に水路Ｓ内に設置される。そして、２つの軸体５２を例えば互いに逆方向に回転させることで、刃５３によりし渣を破砕し、下流側に排出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のし渣破砕機５１では、その破砕部位が、両刃５３，５３が互いに噛み合う部位、つまり縦に延びる一条の間隙部のみであることから、例えば汚水中に瞬時的に大量のし渣が含まれていた場合には、破砕しきれずに刃５３の間にし渣の目詰まりが生じやすいという問題があった。一旦、目詰まりが生じると、し渣は刃５３上において堆積化及び固形化していき、その結果、前記間隙部が閉塞されて汚水が下流側に流れず、上流側で汚水がオーバーフローするおそれがある。
【０００４】
この問題に対して、本出願人は特開２００１−２５４４３３号公報にて、し渣の破砕効率に優れ、目詰まりが効果的に低減されるし渣破砕機を開示している。本発明は、このし渣破砕機の利点を生かしつつ、し渣の破砕効率に優れ、目詰まりが効果的に低減される新たな水路設置型し渣破砕機を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根を有する内回転体と、該内回転体の半径方向外側に設けられ、前記スクリュー羽根の螺旋刃との間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体と、を備えた水路設置型し渣破砕機であって、前記スクリュー羽根のし渣の送り出し方向の端部に関し、前記スクリュー羽根の外径範囲内において、前記内回転体側に形成した端部刃との間でし渣を破砕する端部受刃を設けた構成からなる水路設置型し渣破砕機とした。
【０００６】
当該構成によれば、端部刃と端部受刃との摺り合い部位が、スクリュー羽根によるし渣の移送路に対して直交する部位に形成されることとなるので、スクリュー羽根の移送作用によって端部側へ送り出されたし渣が効率良く破砕される。
【０００７】
また、本発明は、水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根を有する内回転体と、該内回転体の半径方向外側に設けられ、前記スクリュー羽根の螺旋刃との間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体と、を備えた水路設置型し渣破砕機であって、前記外胴体の内周部において、前記螺旋刃に対して凹状となるポケット部を形成した構成からなる水路設置型し渣破砕機とした。
【０００８】
当該構成によれば、ポケット部の形成により、し渣が螺旋刃と内周部との間で引っ掛かりやすい状態となるので、主にせん断による破砕効率が向上する。
特にこのポケット部は、上下方向（内回転体の回転軸方向）に関し部分的に形成すれば、スクリュー羽根によって上下方向に送られるし渣が捕捉されやすくなり、し渣の上下方向のせん断作用が増すこととなる。そして、ポケット部を、内回転体の回転軸周りの円周方向に関し部分的に形成すれば、該円周方向に沿って移動するし渣の円周方向のせん断作用が増す。
【０００９】
また、本発明は、水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根を有する内回転体と、該内回転体の半径方向外側に設けられ、前記スクリュー羽根の螺旋刃との間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体と、を備えた水路設置型し渣破砕機であって、前記内回転体側に関し、前記螺旋刃の部位に螺旋刃の半径方向外方に突出するように破砕刃を形成し、前記外胴体側に関し、前記破砕刃が、前記内回転体の回転に伴って同一平面上を回転移動する際、水路の下流側において、該破砕刃を摺動可能な状態にて挟むスリット状の開口部を形成した構成からなる水路設置型し渣破砕機とした。
【００１０】
当該構成によれば、破砕刃と開口部との摺り合いによってし渣が効率良く破砕され、破砕刃が開口部を通過することで、開口部でのし渣の目詰まりも取り除かれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は水路設置型し渣破砕機の正面図（破砕刃は省略）、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は水路設置型し渣破砕機の縦断面説明図（破砕刃の取り付け座は省略）である。
【００１２】
図１に示すように、水路設置型し渣破砕機（以降、し渣破砕機という）１は、例えば矩形断面の水路Ｓに縦置きに設置される。勿論、ここでいう縦置きとは垂直に立てた状態に限られず、若干の傾斜角度をもって立てた状態も含まれる。図３も参照して、し渣破砕機１は、水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根２を有する内回転体３と、この内回転体３の半径方向外側に設けられ、スクリュー羽根２の螺旋刃２ａとの間でし渣を破砕する内周部４ａ及びし渣を通過させる開口部４ｂ（図５参照）を形成した外胴体４と、を備える。
【００１３】
内回転体３の一例を説明すると、図３にも示すように、内回転体３は、鉛直状に配設される鋼管材等からなるスクリュー軸５と、前記スクリュー羽根２等から構成される。スクリュー羽根２はスクリュー軸５の外周面に等ピッチで、或いは水路やし渣の性質の状況に合わせて不等ピッチで、スクリュー軸５の上端部近傍から下端部近傍にわたって螺旋状に巻回形成されており、スクリュー羽根２の外周の端面部が、外胴体４側との間でし渣を破砕する螺旋刃２ａを構成する。
【００１４】
スクリュー軸５の下端の開口部にはハウジング６が嵌合固定されており、スクリュー軸５は、このハウジング６の部位にて軸受７を介し、後記する受刃ディスク２３の枢軸部２３ａ回りに回転可能に枢支される。一方、スクリュー軸５の上端側においては、シャフト８が上方に延設するように固設されている。このシャフト８は円筒形状のケーシング９内を軸受１０等を介して挿通し、ケーシング９の上部に設置した減速機付きのモータ１１（図１）に連結している。ケーシング９は、水路Ｓ（図１）の上部において左右に掛け渡した支持部材１２に取り付けられ、その下端部はフランジ９ａを介して外胴体４側（具体的には後記する上部固定座１５）に、図示しないボルトにより締結固定されている。以上の構成により、モータ１１（図１）を駆動することで、スクリュー軸５、すなわち内回転体３が鉛直方向の軸回りに回転する。
【００１５】
次いで外胴体４について説明する。外胴体４は、前記したように、内回転体３側の螺旋刃２ａとの間でし渣を破砕する内周部４ａ及びし渣を通過させる開口部４ｂ（図５）を形成した部材であり、当該構成からすれば、例えば特開２００１−２５４４３３号公報に開示されている「筒胴体」も外胴体４として適用され得る。
【００１６】
本実施形態における外胴体４について図３ないし図５を中心として説明する。図４は外胴体４の外観斜視図、図５（ａ）は外胴体４の側面説明図、図５（ｂ）はリングバー１７の部位の断面説明図である。本実施形態における外胴体４は、水路に対して固設された態様となっており、内回転体３（図３）を挟んで、水路の流れ方向に対して左右一対に配設される受刃胴部１３と、内回転体３よりも下流側において形成されるスクリーン胴部１４とを備えた構成である。
【００１７】
受刃胴部１３は内回転体３の回転軸と平行に、つまり鉛直状に延設される部材からなり、全長にわたってスクリュー羽根２の螺旋刃２ａに臨む内周面１３ａが前記した内周部４ａを構成する。内周面１３ａの部位には、全長方向（上下方向）に適宜なピッチで凹状の受刃部１３ｂが複数、形成されている。この受刃部１３ｂは後記する破砕刃２９（図７等に示す）を回転通過させるための空間部を構成するとともに、破砕刃２９との間でし渣を破砕する部位となる。破砕刃２９及び受刃部１３ｂに関する具体的な構成は後記する。
【００１８】
図４に示すように、受刃胴部１３は水路の流れ方向に対して幅薄な平断面略矩形状を呈した部材であり、その内周面１３ａは螺旋刃２ａ（図３）の半径と略同一寸法の曲率半径を有している。以上の構成からなる左右一対の受刃胴部１３（符号１３Ａ，１３Ｂ）は、その下流側の面にボルト（図示せず）により固定した補強部材１８を介して、上端側及び下端側において、それぞれ環状の上部固定座１５及び下部固定座１６により互いに連結固定される。
【００１９】
次いで、スクリーン胴部１４は、前記一対の受刃胴部１３から水路の下流側に向けて、平断面視して半円の環形状として形成され、且つ上下方向に適宜のピッチで間隔的に設けられた複数のリングバー１７により構成される。図５から判るように、互いに上下に隣接し合うリングバー１７によって形成される各スリット状の空間部が前記した開口部４ｂを構成する。各リングバー１７は例えばその両端部が溶接等により受刃胴部１３及び補強部材１８に固設される。
【００２０】
各リングバー１７は、図５（ａ）に示すように、その外径寸法Ｌ３は全て同一であるが、その内周面側の内径寸法は、図５（ｂ）に示すように、小径となる内径寸法Ｌ１と、大径となる内径寸法Ｌ２とを有するものに分けられる。この内、小径の内径寸法Ｌ１を有するリングバー１７の内周面１７ａが前記した内周部４ａを構成する面となる。つまり、この内周面１７ａの曲率半径は、螺旋刃２ａ（図３）の半径と略同一寸法となっている。リングバー１７を、小径の内径寸法Ｌ１と大径の内径寸法Ｌ２とに分けた理由については後記する。
【００２１】
以上のような基本構成からなるし渣破砕機１は、図２に示すように、水の通過する部位が内回転体３の左右において形成されるため、つまり水中に含まれるし渣が左右に分流されるため、従来の２軸式の破砕機の場合に比して、し渣の目詰まりが起きにくい。また、し渣の破砕部位が、内回転体３側の螺旋刃２ａと外胴体４側の内周部４ａとの間で円周方向に沿って面的に形成されることから、従来の２軸式の破砕機における線的な破砕部位に比して破砕空間が大幅に増大する。したがって、し渣の破砕時間が長くなるので、その分、し渣が細かく破砕され、目詰まりの程度がより低減されて上流側でのオーバーフローも回避される。
【００２２】
し渣の破砕作用について詳しく説明すると、モータ１１（図１）を駆動して内回転体３を図２におけるＰ方向に回転させると、上流側から流れてくる水は点線矢印にて示すように内回転体３の左右へ分流されるものの、内回転体３の回転力により内回転体３周りの水はＰ方向へ若干、渦を巻くような流れとなり、水は右側の方へ、より多く流れる。そして、水中に含まれるし渣は、内回転体３のスクリュー羽根２の螺旋刃２ａと、外胴体４の内周部４ａ、つまり本実施形態では受刃胴部１３の内周面１３ａ及びリングバー１７の内周面１７ａとの間で破砕されたうえで、スクリーン胴部１４における複数の開口部４ｂ（図５）から下流側に排出される。
【００２３】
また、前記部位で破砕されなかったし渣や、或いは破砕されたし渣の内、例えば未だ開口部４ｂのスリット間隔よりも大きい形状であったり、開口部４ｂの手前で引っ掛かったりするし渣は、開口部４ｂから排出されず、螺旋状に巻回されたスクリュー羽根２の送り出し作用（移送作用）により、下方に向けて移送される。
【００２４】
本発明では、このスクリュー羽根２の移送作用によって内回転体３の軸方向に送り出されるし渣を効率的に破砕するべく、図６及び図７に示すように、スクリュー羽根２のし渣の送り出し方向（本実施形態では下向き方向）の端部に関し、平面視したスクリュー羽根２の外径範囲内において、内回転体３側に端部刃１９を形成するとともに、この端部刃１９との間でし渣を破砕する端部受刃２０を設けた構成としている。図６及び図７は、それぞれ端部刃１９及び端部受刃２０を示す断面説明図及び分解斜視図である。
【００２５】
図６または図７を参照して、端部刃１９はスクリュー羽根２の下端に取り付けられる。取り付け態様の一例としては、下面に溝を形成したブロック状の取り付け座２１（図１２も参照、なお図６においては省略）をスクリュー羽根２の下端に固設し、端部刃１９を、その刃面１９ａが下方に臨むように前記溝に内嵌してボルト２２（図６においては省略）により締結固定する。端部刃１９（刃面１９ａ）は、スクリュー軸５の外周面からスクリュー羽根２の外径までの間において、内回転体３の半径方向にほぼ沿うようにして取り付けられる。本取り付け態様のように、ボルト２２による固定等、端部刃１９をスクリュー羽根２に対して、つまり内回転体３に対して着脱自在に構成することで、刃面１９ａの磨耗等が生じた場合、端部刃１９の交換作業も容易となる。
【００２６】
次いで、端部受刃２０について説明する。本実施形態では、端部受刃２０は、円盤状の受刃ディスク２３に一体的に形成されている。受刃ディスク２３は、その中央において上方に突出する枢軸部２３ａが形成され、前記したように、スクリュー軸５がこの枢軸部２３ａに外嵌して、回転可能に枢支される。受刃ディスク２３の外縁周りは、前記した下部固定座１６の下面に接合する取り付け部２３ｂとして形成される。
【００２７】
端部受刃２０は、受刃ディスク２３の半径方向にほぼ沿って、枢軸部２３ａと取り付け部２３ｂとの間に掛け渡されるかたちで形成されており、平面視した状態では、スクリュー羽根２の外径範囲内において形成されている。端部受刃２０は断面視して矩形状を呈しており、その上面が、端部刃１９側と摺り合う刃面２０ａを構成する。端部受刃２０は単数として設けても良いが、本実施形態では、し渣の破砕効率を高めるべく、４つの端部受刃２０を等間隔（９０度間隔）で放射状に設けてある。
【００２８】
円周方向に隣接し合う端部受刃２０間の各薄肉厚部には、上下方向に貫通し、円周方向に沿って円弧状のスリット２３ｃが複数、形成されている。このスリット２３ｃは、破砕されて形状の小さくなったし渣のみを受刃ディスク２３の下側へ排出するスクリーン機能を担う。以上の構成からなる受刃ディスク２３は、図７に示すように、前記取り付け部２３ｂの部位にて、複数のボルト２４により下部固定座１６の下面に締結固定される。締結固定された際には、図６に示すように、端部刃１９の刃面１９ａと端部受刃２０の刃面２０ａが微細な隙間寸法をもって摺り合うこととなる。
【００２９】
端部刃１９と端部受刃２０の材質に関し、前記したように端部刃１９側を交換する前提とした場合には、端部刃１９を端部受刃２０よりも相対的に軟らかい材質にして、意図的に端部受刃２０よりも磨耗しやすい状態としてやれば、固定的に構成される側の端部受刃２０の磨耗度が低減されることとなり、有効である。
【００３０】
なお、受刃ディスク２３の下部と水路Ｓの底部との間には、図１や図６に示すように、上流側から流れてくる水の素通り通過を防止するため、受刃ディスク２３の下部には下部カバー２５が設けられる。この下部カバー２５は、受刃ディスク２３の円周縁周りの内、上流側を向く半円周の部位に沿って下方に延設されるかたちで形成されている。また、図１及び図２に示すように、水路Ｓの両側壁から各受刃胴部１３にかけて、上流側から流れる水をし渣破砕機１に導くためのガイド部材２６が設けられている。
【００３１】
以上の構成により、スクリュー羽根２の移送作用によって下方に移送されたし渣は、図６及び図７において、水平回転する端部刃１９の刃面１９ａが４つの端部受刃２０の刃面２０ａに摺り合うことで破砕され、細かくなったし渣はスリット２３ｃを通って受刃ディスク２３の下方から下流側へと排出される。端部刃１９と端部受刃２０との摺り合い部位は、スクリュー羽根２の外径範囲内に位置しているため、つまりスクリュー羽根２によるし渣の移送路に対して直交する部位に形成されることとなるため、し渣が効率的に破砕されることとなる。
【００３２】
以上のように、スクリュー羽根２のし渣の送り出し方向（本実施形態では下向き方向）の端部に関し、スクリュー羽根２の外径範囲内において、内回転体３側に形成した端部刃１９との間でし渣を破砕する端部受刃２０を設ける構成とすれば、送り出し方向の端部において、し渣が破砕されないまま溜まるという現象を防止でき、破砕効率に優れたし渣破砕機となる。
【００３３】
次に、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、外胴体４の内周部４ａにおいて、前記螺旋刃２ａに対して凹状となるポケット部２７を設けた構成としてある。当該構成の効果は次の通りである。例えば、図８（ａ）に示すように、スクリーン胴部１４において、全てのリングバー１７の内周面１７ａを螺旋刃２ａの軌道面に近接させる構成とした場合、スクリュー羽根２（図３）の移送作用により下方側に移動しているし渣は、内周面１７ａに引っ掛かりにくい状態となり、開口部４ｂへと流れずに、そのまま下端部まで送り出されやすい状態となる。
【００３４】
この問題に対し、例えば図５（ｂ）において、前記したようにリングバー１７を、小径の内径寸法Ｌ１を有するもの（図５（ｂ）において符号１７Ａで示す）と、大径の内径寸法Ｌ２を有するもの（符号１７Ｂで示す）とに分け、小径の内径寸法Ｌ１を有する上下のリングバー１７Ａ間に、大径の内径寸法Ｌ２を有するリングバー１７Ｂを単数、或いは図に示すように複数、配置させることで、螺旋刃２ａに対して凹状の空間となるポケット部２７（図８（ｂ）においては斜線で囲った空間部を示す）を形成する。
【００３５】
これにより、図８（ｂ）に示すように、し渣はポケット部２７に容易に入り込み、このポケット部２７に捕捉されたし渣は、スクリュー羽根２の螺旋刃２ａとリングバー１７Ａとの間で行われる上下方向のせん断作用により効率良く破砕される。図５（ｂ）から判るように、本実施形態では、ポケット部２７は上下方向に関して４ヶ所、設けられている。各ポケット部２７の下側に位置するリングバー１７Ａ（最下に位置するポケット部２７においては下部固定座１６を指す）には、し渣の破砕時に負荷が大きくかかりやすいので、剛性を高めるため、他のリングバー１７Ｂに比して板厚を大きくしてある。
【００３６】
なお、前記各ポケット部２７の下側に位置するリングバー１７Ａとほぼ同じ高さの位置において、図４や図５（ａ）に示すように、外胴体４の上流側に臨む部位には、し渣捕捉部材２８が設けられている。し渣捕捉部材２８は平面視して半環状を呈した部材であり、その両端が受刃胴部１３の前面に固設される。し渣捕捉部材２８の内周面も螺旋刃２ａとの間でし渣を破砕する内周部４ａを構成する。このし渣捕捉部材２８の効果としては、上流側から流れてくるし渣の内、例えば薄布状を呈したし渣などは、先ずこのし渣捕捉部材２８に引っ掛かりやすくなるので、ほぼ同じ高さ位置にある前記各ポケット部２７の下側に位置するリングバー１７Ａの部位まで、し渣が直接導かれやすくなり、破砕効率が向上する等である。
【００３７】
さて以上から判るように、ポケット部２７は外胴体４の内周部４ａに対して、上下方向に関し部分的に設けられる構成であるが、本実施形態では、円周方向に関しても部分的に設けられる態様となっている。図９は、一方の受刃胴部１３Ａ（図１，図２等に示すように上流側から見て左に位置する受刃胴部１３）を下流側斜めから見た部分斜視図である。本図から判るように、前記リングバー１７Ａの内周面１７ａは受刃胴部１３Ａの内周面１３ａと面一状に連なっているのに対し、リングバー１７Ｂはその内径寸法が大径であることから、受刃胴部１３Ａの内周面１３ａと面一状に連ならず、その結果、受刃胴部１３Ａの下流側の側面に段差面（以降、ポケット側面という）２７ａが形成される。つまり、ポケット部２７は、受刃胴部１３とスクリーン胴部１４とからなる外胴体４のうち、スクリーン胴部１４の部位のみにおいて半環状として形成されている。
【００３８】
内回転体３（図３）の回転力により、内回転体３周りの水が渦を巻くように流れることは既述した。したがって、し渣はこの流れにのってポケット部２７内を円周方向にも移動することとなり、受刃胴部１３Ａにおけるポケット側面２７ａに達した時点で、螺旋刃２ａ（図３）と受刃胴部１３Ａの内周面１３ａとの間において引っ掛かりやすい状態となり、し渣が効果的に破砕されることとなる。
【００３９】
以上のように、外胴体４の内周部４ａにおいて、前記螺旋刃２ａに対して凹状となるポケット部２７を設ける構成とすれば、スクリュー羽根２の移送作用により上下方向に移動するし渣をポケット部２７にて捕捉し、し渣を引っ掛かりやすい状態として効率良く破砕できる。
【００４０】
次いで、図１０ないし図１３を主に参照して、螺旋刃２ａにおいて、この螺旋刃２ａの半径方向外方（つまり内回転体３の半径方向外方）に突出するように形成した破砕刃２９について説明する。図１０は破砕刃２９を取り付けた内回転体３の平断面説明図、図１１（ａ），（ｂ）はそれぞれ破砕刃２９周りの平面説明図、側面説明図、図１２（ａ），（ｂ）はスクリュー羽根２の下端に取り付けた破砕刃２９周りの平面説明図、側面説明図である。また、図１３（ａ）は受刃胴部１３と破砕刃２９との関係を示す側面説明図、図１３（ｂ）はスクリーン胴部１４と破砕刃２９との関係を示す側面説明図である。なお、図１３では、判りやすいように、破砕刃２９と受刃部１３ｂ或いは開口部４ｂとの隙間を大きく図示してあるが、実際には互いに摺り合う程度に極く小さい隙間である。
【００４１】
図１０や図１１等に示すように、破砕刃２９の取り付け態様の一例としては、先ずスクリュー羽根２に形成した切欠きに、ブロック状の取り付け座３０を溶接等により嵌合固定する。取り付け座３０の外周面側は曲面を呈し、螺旋刃２ａの面と滑らかに連なっている。
【００４２】
取り付け座３０の外周面には凹状の溝３０ａが形成されていて、この溝３０ａに、破砕刃２９をその刃面２９ａが外方に臨むようにして内嵌し、ボルト３１により締結固定する。このように、ボルト３１による固定等、破砕刃２９をスクリュー羽根２に対して、つまり内回転体３に対して着脱自在に構成することで、磨耗等が生じた場合の交換作業も容易となる。なお、図１２に示すように、スクリュー羽根２の下端における破砕刃２９の取り付けは、前記した端部刃１９用の取り付け座２１を利用しており、ボルト２２によって破砕刃２９と端部刃１９とを共締めする態様となっている。
【００４３】
図１０から判るように、スクリュー羽根２には、前記破砕刃２９が平面視して放射状に位置するように複数取り付けられている。そして、図３に示すように、受刃胴部１３Ａ，１３Ｂの各内周面１３ａには、複数の破砕刃２９がそれぞれ水平回転して通過可能となるように、上下方向に所定のピッチで凹状の受刃部１３ｂが形成されている。これにより図１３（ａ）に示すように、各破砕刃２９は、受刃胴部１３においては、凹状に形成された受刃部１３ｂを水平に回転通過し、図１３（ｂ）に示すように、スクリーン胴部１４においては、リングバー１７間の開口部４ｂを水平に回転通過する。
【００４４】
以下に破砕刃２９に関する作用を説明する。モータ１１（図１）を駆動して内回転体３を図２におけるＰ方向に回転させると、内回転体３の回転力により内回転体３周りの水はＰ方向へ若干、渦を巻くような流れとなり、水が図２において右側の方へより多く流れることは既述した通りである。
【００４５】
したがって、右側の受刃胴部１３Ｂ側により多く流れるし渣は、螺旋刃２ａと内周面１３ａとの間で破砕されるとともに、図１３（ａ）に示すように、破砕刃２９が水平回転移動、つまり同一平面上を回転移動して受刃部１３ｂに入り込むときに、水平方向にせん断されるかたちで破砕される。なお、破砕刃２９が受刃部１３ｂの内部を通過する際には、破砕刃２９の刃面２９ａ，上刃面２９ｂ及び下刃面２９ｃが、受刃部１３ｂの内面部に摺り合うことで、し渣の破砕がなされる。
【００４６】
次いで破砕刃２９は、図１３（ｂ）に示すように、スリット状の開口部４ｂを通過する。その際、破砕刃２９の上刃面２９ｂ及び下刃面２９ｃが、それぞれ上下に位置するリングバー１７の底面或いは上面に摺り合うことでし渣が破砕され、破砕されたし渣の一部は開口部４ｂを通って下流側へと流れる。このように、破砕刃２９が開口部４ｂを通過することで、し渣が破砕刃２９によって掻き出されることとなり、開口部４ｂでのし渣の目詰まりも防止されるものである。
【００４７】
開口部４ｂから流れなかったし渣は、例えば破砕刃２９に引っ掛かったまま左側の受刃胴部１３Ａに達する。そして、受刃胴部１３Ｂ側の場合と同様、図１３（ａ）に示すように、破砕刃２９の刃面２９ａ，上刃面２９ｂ及び下刃面２９ｃが、受刃部１３ｂの内面部に摺り合うことでし渣の破砕がなされる。ここで、前記したように、スクリーン胴部１４にポケット部２７（図５（ｂ））を設けた場合には、ポケット部２７内のし渣はポケット側面２７ａ（図９）の部位で破砕刃２９により水平方向にせん断されるかたちで破砕されることにもなる。
【００４８】
このように、本実施形態では、上流側から流れてきたし渣は、螺旋刃２ａによる破砕に加え、「破砕刃２９が受刃胴部１３Ｂの受刃部１３ｂ内に入り込む際のせん断破砕」→「破砕刃２９がスクリーン胴部１４の開口部４ｂを通過する際の掻き出し作用」→「破砕刃２９がポケット部２７から受刃胴部１３Ａの受刃部１３ｂ内に入り込む際のせん断破砕」が繰り返されることで、次第に細かく破砕されるとともに、開口部４ｂでのし渣の目詰まりも防止され、効率良く開口部４ｂから下流側へと排出される。
【００４９】
なお、破砕刃２９の材質に関し、前記したようにこの破砕刃２９を交換可能に構成した場合には、破砕刃２９をリングバー１７や受刃胴部１３よりも相対的に軟らかい材質にして、意図的にリングバー１７や受刃胴部１３よりも磨耗しやすい状態としてやれば、固定的に構成される側のリングバー１７や受刃胴部１３側の磨耗度が低減されることとなり、有効である。
【００５０】
以上のように、螺旋刃２ａの部位に螺旋刃２ａの半径方向外方に突出するように破砕刃２９を形成するとともに、外胴体４側に関し、破砕刃２９が内回転体３の回転に伴って水平回転移動、つまり同一平面上を回転移動する際、水路の下流側において、破砕刃２９を摺動可能な状態にて挟むスリット状の開口部４ｂを形成すれば、し渣の破砕効率が向上するとともに、開口部４ｂの目詰まりも防止される。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、各構成要素のレイアウト、形状等は、図面に記載したものに限定されず、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、し渣の破砕効率が向上し、し渣の目詰まりが低減されて上流側でのオーバーフローが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】水路設置型し渣破砕機の正面図（破砕刃は省略）である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】水路設置型し渣破砕機の縦断面説明図（破砕刃の取り付け座は省略）である。
【図４】外胴体の外観斜視図である。
【図５】（ａ）は外胴体の側面説明図であり、（ｂ）はリングバーの部位の断面説明図である。
【図６】端部刃及び端部受刃を示す断面説明図（破砕刃の取り付け座は省略）である。
【図７】端部刃及び端部受刃を示す分解斜視図である。
【図８】（ａ）はポケット部を形成しない場合のし渣の流れを示す説明図、（ｂ）はポケット部を形成した場合のし渣の流れを示す説明図である。
【図９】一方の受刃胴部を下流側斜めから見た部分斜視図であり、ポケット側面を示す説明図である。
【図１０】破砕刃を取り付けた内回転体の平断面説明図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ破砕刃周りの平面説明図、側面説明図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、それぞれスクリュー羽根の下端に取り付けた破砕刃周りの平面説明図、側面説明図である。
【図１３】（ａ）は受刃胴部と破砕刃との関係を示す側面説明図、（ｂ）はスクリーン胴部と破砕刃との関係を示す側面説明図である。
【図１４】し渣破砕機の一従来例を示す構造説明図である。
【符号の説明】
Ｓ 水路
１ 水路設置型し渣破砕機
２ スクリュー羽根
２ａ 螺旋刃
３ 内回転体
４ 外胴体
４ａ 内周部
４ｂ 開口部
１３ 受刃胴部
１４ スクリーン胴部
１７ リングバー
１９ 端部刃
２０ 端部受刃
２３ 受刃ディスク
２７ ポケット部
２９ 破砕刃
Claims (3)
- 水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根を有する内回転体と、
該内回転体の半径方向外側に設けられ、前記スクリュー羽根の螺旋刃との間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体と、
を備えた水路設置型し渣破砕機であって、
前記スクリュー羽根のし渣の送り出し方向の端部に関し、前記スクリュー羽根の外径範囲内において、前記内回転体側に形成した端部刃との間でし渣を破砕する端部受刃を設けたことを特徴とする水路設置型し渣破砕機。 - 水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根を有する内回転体と、
該内回転体の半径方向外側に設けられ、前記スクリュー羽根の螺旋刃との間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体と、
を備えた水路設置型し渣破砕機であって、
前記外胴体の内周部において、前記螺旋刃に対して凹状となるポケット部を形成したことを特徴とする水路設置型し渣破砕機。 - 水路に縦置きに設置され、螺旋状に巻回したスクリュー羽根を有する内回転体と、
該内回転体の半径方向外側に設けられ、前記スクリュー羽根の螺旋刃との間でし渣を破砕する内周部及びし渣を通過させる開口部を形成した外胴体と、
を備えた水路設置型し渣破砕機であって、
前記内回転体側に関し、前記螺旋刃の部位に螺旋刃の半径方向外方に突出するように破砕刃を形成し、
前記外胴体側に関し、前記破砕刃が、前記内回転体の回転に伴って同一平面上を回転移動する際、水路の下流側において、該破砕刃を摺動可能な状態にて挟むスリット状の開口部を形成したことを特徴とする水路設置型し渣破砕機。
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