JP2008188549A - 固液分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水性能の向上と低コスト化を図った固液分離装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】間隙をおいて長形状のリング体２１を複数配置したストレーナ２５と、ストレーナを内蔵した容器２６と、容器２６に開口した固液の入口２９および液体の出口３０と、リング体２１に付着する固形物を掻き取るスクレーパ３１とを備えたものである。これによって、固形物はストレーナ２５の長径側端部に掻き揚げられ、かつ短径側に崩れるように広がるので、固形物に付着した水分が抜け易い。さらに、ストレーナ２５の回転に応じて固形物はストレーナ２５の外形長径側端部へ移動し、ストレーナ２５と容器２６との間隙で圧縮され脱水性能の向上が図れる。他方、長形状のリング体２１が外形短径の分、金属平板の利用度が改善され、低コスト化が図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、破砕された生ごみなどの固形物が混ざった固液を固形物と液体とに分離する固液分離装置に関するものである。

従来、この種の固液分離装置は、台所などで発生する生ごみを水道水と共に粉砕し、脱水する生ごみ処理装置に使われている（例えば、特許文献１参照）。

図７に示すように、この固液分離装置は、外形に所定角度間隔で突出した突出部１を設け、加えて内形に回転軸２に連結する連結体３を設けた複数の円形リング体４を、間隙を有して積層構成にした円筒状のストレーナ５と、ストレーナ５より大きいほぼ円筒状の空間を横になるように形成し、かつストレーナ５を回転自在になるように内蔵した容器６と、ストレーナ５の外側に位置し容器６に開口した固液が流入する入口７と、ストレーナ５の内側に位置しストレーナ５の間隙を通過した液体を排水する出口８と、ストレーナ５の各間隙に先端が進入して円形リング体４に付着する固形物を掻き取るスクレーパ９と、容器６に開口したスクレーパ９で掻き取った固形物を外へ排出する取出口１０とからなる。

上記固液分離装置は、まず粉砕機（図示せず）が投入された生ごみと水道水を粉砕し、次に混合した固液が入口７から容器６に流入する。そして、駆動部（図示せず）によりストレーナ５が回転して、突出部１が固形物（粉砕された生ごみ）を掻き揚げている。その後、突出部１に乗っかった固形物や円形リング体４の側面に付着した固形物は、スクレーパ９によりストレーナ５から剥離して取出口１０から乾燥やバイオの処理手段（図示せず）に排出される。一方、液体（水道水や生ごみの汁など）はストレーナ５の間隙を通過して出口８から排水される。
特許第３６００４７４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、突出部１に掻き揚げられた固形物に付着した水分は、自重によりストレーナ５の間隙を通過して出口８から排水されるので、脱水性能が悪い。すなわち、自重による脱水作用は、液の表面張力が脱水性能に悪影響を及ぼすものである。この結果、大量の水分を含んだ固形物が処理手段に排出されるので、処理手段は大きな処理能力が必要になる。また、突出部１に乗っかった固形物は局所的な固まりになるので、内部の水分が抜けにくく、脱水性能が悪いものであった。他方、突出部１を設けた円形リング体４が金属平板を打ち抜いて形成する場合、金属平板の利用度が悪く、コスト高になるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、脱水性能の向上と低コスト化を図った固液分離装置を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の固液分離装置は、間隙をおいて長形状のリング体を複数配置したストレーナと、前記ストレーナを回転自在になるように内蔵した容器と、前記ストレーナの外側に位置し前記容器に開口した固液の入口と、前記ストレーナの内形短径内に位置し容器に開口した液体の出口と、前記ストレーナの各間隙に突出しリング体に付着する固形物を掻き取るスクレーパとを備えたものである。

これによって、固形物（粉砕された生ごみ）はストレーナの長径側端部に掻き揚げられ、かつストレーナの短径側に崩れるように広がるので、固形物に付着した水分（水道水や生ごみの汁など）が抜け易い。さらに、ストレーナの回転に応じて固形物はストレーナの外形長径側端部へ移動し、ストレーナと容器との間隙で圧縮され脱水性能の向上が図れる。他方、長形状のリング体が金属平板を打ち抜いて形成する場合、外形短径の分、金属平板の利用度が改善され、低コスト化が図れる。

本発明の固液分離装置は、脱水性能の向上と低コスト化を図ることができるものである。

第１の発明は、間隙をおいて長形状のリング体を複数配置したストレーナと、前記ストレーナを回転自在になるように内蔵した容器と、前記ストレーナの外側に位置し前記容器に開口した固液の入口と、前記ストレーナの内形短径内に位置し容器に開口した液体の出口と、前記ストレーナの各間隙に突出しリング体に付着する固形物を掻き取るスクレーパとを備えた固液分離装置とするものである。これによって、固形物（粉砕された生ごみ）はストレーナの長径側端部に掻き揚げられ、かつストレーナの短径側に崩れるように広がるので、固形物に付着した水分（水道水や生ごみの汁など）が抜け易い。さらに、ストレーナの回転に応じて固形物はストレーナの外形長径側端部へ移動し、ストレーナと容器との間隙で圧縮され脱水性能の向上が図れる。他方、長形状のリング体が金属平板を打ち抜いて形成する場合、外形短径の分、金属平板の利用度が改善され、低コスト化が図れる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、複数のストレーナを備え、各ストレーナは回転軸に９０度角度をずらせて配置したことにより、固形物は各ストレーナの長径側端部に次々掻き揚げられ分散するので、ストレーナの長径側端部の先端と容器との空間による脱水は４ヶ所でタイミングが異なり、容器の応力が分散されると共に、ストレーナの回転トルクが抑えられる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、複数のストレーナを備え、各ストレーナは回転軸に一定角度づつ角度をずらせて複数配置したことにより、固形物は長形状のリング体の長径側端部に次々掻き揚げられ分散するので、ストレーナの長径側端部の先端と容器との空間による脱水は複数ヶ所でタイミングが異なり、容器の応力が分散されると共に、ストレーナの回転トルクが抑えられる。特に、固形物が隣接する長形状のリング体の長径側端部に挟まれるので、固形物が掻き揚げられ易く、固形物の回収性能が向上する。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、スクレーパはストレーナの内形短径内まで突出したことにより、スクレーパはストレーナの間隙を全て通過するので、長形状のリング体側面に付着する固形物を確実に掻き取ることができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、容器の入口はストレーナの外形長径の接線方向に対応して開口していることにより、固形物がストレーナの長径側端部に向かって流れるので、ストレーナの長径側端部は固形物を掻き揚げ易く、固形物の回収性能が向上する。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、長形状のリング体は長径側端部に切り欠き部を形成したことにより、固形物が切り欠き部に入り込むので、ストレーナの長径側端部が固形物を掻き揚げ易く、固形物の回収性能が向上する。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、長形状のリング体の内形は円形とすることにより、長形状のリング体の特に長径側端部の強度が向上する。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、ストレーナは、内形短径より内側に位置しリング体の間隙を設定する間隙設定部を有することにより、スクレーパと間隙設定部との衝突を回避できる。他方、スクレーパが長形状のリング体側面に付着する固形物を確実に掻き取ると共に、間隙設定部がストレーナの間隙を設定する。

第９の発明は、特に、第８の発明において、間隙設定部は、長形状のリング体と連結し、かつ連結体を介して回転軸と連結することにより、全ての長形状のリング体に対応して連結体を設ける必要がないので、連結体の数を絞ることができる。他方、長形状のリング体側面に付着する固形物を確実に掻き取ると共に、ストレーナを回転できる。

以下、本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。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１における固液分離装置を示している。

図１に示すように、長形状（ここでは楕円形状）のリング体２１は、内面から内形短径Ａ内深くまで突出した突起部２２を４ケ所形成している。リング体２１の間隙を設定する角柱形状の間隙設定部２３には、突起部２２が所定の間隙（例えば０．５ｍｍ）を有して差し込むようにスリット２４を設けている。ストレーナ２５は、リング体２１の突起部２２を間隙設定部２３のスリット２４に差し込み、間隙をおいて長形状のリング体２１を複数積層配置することにより構成している。したがって、間隙設定部２３は各リング体２１と連結している。

容器２６は、ストレーナ２５の外形長径Ｂより大きいほぼ円筒状の空間を横になるように形成し、ストレーナ２５を回転自在に内蔵している。容器２６内の回転軸２７は、駆動手段（図示せず）に連結してあり、連結体２８（スポーク）を介して間隙設定部２３と連結している。円形状の入口２９は、ストレーナ２５の外側に位置し容器２６に開口しており、粉砕機（図示せず）により生ごみと水道水が粉砕、混合され、その固液が流入する。楕円形状の出口３０は、ストレーナ２５の内形短径Ａ内に位置し容器２６に開口しており、ストレーナ２５の間隙を通過した液体を排水する。

スクレーパ３１は、ストレーナ２５の各間隙に先端が進入し、リング体２１に付着する固形物を掻き取るものであり、先端がストレーナ２５の内形短径Ａ内にわずかに入った位置するまで伸びている。取出口３２は、容器２６に開口しており、スクレーパ３１で掻き取った固形物を処理手段（図示せず）へ排出する。制御部（図示せず）は、駆動手段と粉砕機を制御する。

以上のように構成された固液分離装置において、その動作を説明する。

まず、生ごみが粉砕機に投入され、かつ水道水が流し込まれると、制御部が破砕機と駆動手段の駆動を開始する。破砕機が生ごみを粉砕し、水道水と混合して固液を形成し、この固液が入口２９から容器２６に流入する。また、駆動手段の動力が回転軸２７を回転させ、連結体２８および間隙設定部２３を介して伝わり、ストレーナ２５が回転を開始する。特に、駆動手段の動力が最終的には間隙設定部２３からリング体２１へ伝わるので、全てのリング体２１に連結体２８を設ける必要がなく、この場合、連結体２８の本数を抑えることができ、組立易く、低コスト化が図れる。

そして、図２に示すように、水分を大量に含んだ固形物Ｃ（粉砕された生ごみ）は回転したストレーナ２５の長径側端部２５Ａに掻き揚げられ、かつストレーナ２５の短径２５Ｂ側に崩れるように広がる（太い矢印）ので、固形物Ｃに付着した水分（水道水や生ごみの汁など）が自重により抜け易く、間隙設定部２３により設定されたストレーナ２５の間隙を通過して（細い矢印）出口３０から下水などへ排水される。なお、ストレーナ２５の間隙より小さい固形物Ｃは当然ストレーナ２５の間隙を通過して出口３０から排水される。さらに、ストレーナ２５回転方向上流側の長径側端部２５Ａと容器２６内周面との空間Ｄ（図１の点線のほぼ三角領域）はストレーナ２５の回転方向下流側へ狭くなっているので、固形物Ｃはストレーナ２５の回転にしたがって容器２６内周面との摩擦によりストレーナ２５の長径側端部２５Ａのさらに先端へ移動する。この結果、水分を大量に含んだ固形物Ｃ自身が圧縮されるので、脱水が促進するという効果がある。

また、スクレーパ３１はストレーナ２５の内形短径Ａ内にわずかに入った位置まで突出しているので、スクレーパ３１は全てのストレーナ２５の間隙を通過し、リング体２１側面に付着する固形物Ｃを確実に掻き取ることができる。他方、間隙設定部２３がストレーナ２５の内形短径Ａより内側に深く位置し、ストレーナ２５の間隙を設定しているので、スクレーパ３１との衝突を回避できる。

他方、金属平板を打ち抜いて長形状のリング体２１を形成する場合、円形リング体（外形長径のみ）に比べて、長形状のリング体２１が外形短径の分、金属平板の利用度が改善され、低コストになる。

（実施の形態２）
図３、図４は、本発明の実施の形態２における固液分離装置を示している。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態において、実施の形態１と異なるところは、ストレーナ３３、３４、３５を回転軸２７に対して各９０度角度をずらせて等間隔で配置して積層構成としたこと、各ストレーナ３３、３４、３５の内側が容器２６内に直接臨まないように長形状のリング体３６の内形３７を外形短径より径の小さい円形（ほぼ円形であれば良い）としたこと、リング体３６はストレーナ３３、３４、３５の回転方向側の長径側端部３６Ａに半円形状の切り欠き部３８を形成したことである。

まず、粉砕された生ごみと水道水が混合した固液が入口２９から容器２６に流入する。そして、ストレーナ３３、３４、３５が回転を開始すると、固形物Ｃ（粉砕された生ごみ）は各ストレーナ３３、３４、３５の長径側端部３６Ａに次々掻き揚げられ分散するので、各ストレーナ３３、３４、３５の長径側端部３６Ａの先端と容器２６との空間Ｄによる脱水は複数ヶ所でタイミングが異なり、容器２６の応力が分散されると共に、ストレーナ３３、３４、３５の回転トルクが抑えられる。他方、リング体３６の内形３７を円形に形成しているので、リング体３６の長径側の幅が広くなり、リング体３６の長径側端部３６Ａの強度が向上する。また、固形物Ｃが切り欠き部３８に入り込むので、固形物Ｃはストレーナ３３、３４、３５の長径側端部３６Ａに掻き揚げられ易く、固形物の回収性能が向上する。なお、各ストレーナ３３、３４、３５の内側が容器２６内に直接臨んでいないので、入口２９から流入した固液が直接出口３０へショートパスすることはなく、固液は各ストレーナ３３、３４、３５の間隙で固液分離ができる。

（実施の形態３）
図５、図６は、本発明の実施の形態３における固液分離装置を示している。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態において、実施の形態１と異なるところは、ストレーナ３９を、リング体３６を回転軸２７に対して各４５度（９０度以内の角度であれば４５度に限らない）角度をずらせて等間隔で配置して積層構成としたこと、また入口２９をストレーナ３９の外形長径Ｂの接線方向（ほぼ接線方向であれば良い）に対応して開口したことである。

まず、粉砕された生ごみと水道水が混合した固液が、入口２９から容器２６に流入し、ストレーナ３９の長径側端部３６Ａに向かって流れるので、ストレーナ３９は固形物Ｃ（粉砕された生ごみ）を掻き揚げ易く、固形物Ｃの回収性能が向上する。また、固形物Ｃは、各リング体３６の長径側端部３６Ａに次々掻き揚げられ分散するので、ストレーナ３９の長径側端部３６Ａの先端と容器２６との空間Ｄによる脱水は複数ヶ所でタイミングが異なり、容器２６の応力が分散されると共に、ストレーナ３９の回転トルクが抑えられる。他方、固形物Ｃが隣接する両リング体３６の長径側端部３６Ａに挟まれた空間Ｅ（ほぼ扇状領域）に入り込むので、固形物Ｃが掻き揚げられ易く、固形物Ｃの回収性能が向上する。

なお、各実施の形態１〜３において、リング体は楕円形の場合を示したが、トラック形や四角形でもよく、要は固形物が掻き揚げられる長形状なら同様の効果が得られる。また、間隙設定部２３は、スペーサや長形状のリング体に形成したリブや凸部で間隙を規定後にリング体と連結しても同様の効果が得られる。また、入口２９と出口３０は長形状のリング体に一部分が重なっていても、ストレーナ２５、３３、３４、３５、３９が回転すれば重なりが解消されるので、問題にならない。

以上のように、本発明にかかる固液分離装置は、脱水性能の向上と低コスト化を図ることができるものであるので、生ごみ処理装置はもちろんのこと固液分離を必要とする他の装置にも適用できる。

本発明の実施の形態１における固液分離装置の断面図 同固液分離装置の動作状態を示す動作説明図 本発明の実施の形態２における固液分離装置の断面図 同固液分離装置のストレーナの構成図 本発明の実施の形態３における固液分離装置の断面図 同固液分離装置のストレーナの構成図 従来の固液分離装置の断面図

符号の説明

２１、３６ 長形状のリング体
２３ 間隙設定部
２５、３３、３４、３５、３９ ストレーナ
２６ 容器
２７ 回転軸
２８ 連結体
２９ 入口
３０ 出口
３１ スクレーパ
３８ 切り欠き部

Claims (9)

1. 間隙をおいて長形状のリング体を複数配置したストレーナと、前記ストレーナを回転自在になるように内蔵した容器と、前記ストレーナの外側に位置し前記容器に開口した固液の入口と、前記ストレーナの内形短径内に位置し容器に開口した液体の出口と、前記ストレーナの各間隙に突出しリング体に付着する固形物を掻き取るスクレーパとを備えた固液分離装置。
2. 複数のストレーナを備え、各ストレーナは回転軸に９０度角度をずらせて配置した請求項１に記載の固液分離装置。
3. 複数のストレーナを備え、各ストレーナは回転軸に一定角度づつ角度をずらせて複数配置した請求項１に記載の固液分離装置。
4. スクレーパはストレーナの内形短径内まで突出した請求項１〜３のいずれか１項に記載の固液分離装置。
5. 容器の入口はストレーナの外形長径の接線方向に対応して開口している請求項１〜４のいずれか１項に記載の固液分離装置。
6. 長形状のリング体は長径側端部に切り欠き部を形成した請求項１〜５のいずれか１項に記載の固液分離装置。
7. 長形状のリング体の内形は円形とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の固液分離装置。
8. ストレーナは、内形短径より内側に位置しリング体の間隙を設定する間隙設定部を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の固液分離装置。
9. 間隙設定部は、長形状のリング体と連結し、かつ連結体を介して回転軸と連結する請求項８に記載の固液分離装置。

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