JP2009148692A - 固液分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水性能の向上を図った固液分離装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の円形リング体４を所定の間隙をおいて積層して構成され、かつ容器内の円筒状空間の中心点に対して偏心させて固定設置した円筒状のストレーナ３と、前記ストレーナ３の各間隙に臨み、円筒状空間の中心点を回転軸心とする回転動作によって円形のリング体４に付着する固形物、および前記空間内面に付着した固形物を掻き取る回転羽根７と、前記ストレーナ３の外側に位置し、前記容器に開口した固液を流入する入口１１と、前記ストレーナ３内に位置し、同ストレーナ３の間隙を通過した液体を排水する出口１２とを具備したものである。これによって、固形物（例えば、破砕された生ごみ）は回転羽根に掻き揚げられ、続いて回転羽根７の回転に応じて狭くなるストレーナ３と容器８との間隙で十分に圧縮され、脱水される。
【選択図】図１

Description

本発明は破砕された生ごみ等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等で発生する生ごみを水道水と共に破砕し、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４は従来の固液分離装置の具体的な構成を示すもので、外周部位に所定角度間隔で突出部１０１を突設するとともに、内周部に回転軸１０２に連結する連結体１０３を設けた複数の円形リング体１０４を間隙をおいて積層して円筒状のストレーナ１０５を構成し、このストレーナ１０５を略円筒状の容器１０６に回転自在に収納していた。

そして、前記容器１０６におけるストレーナ１０５の外側対応部位には固液が流入する入口１０７が、ストレーナ１０５の内側対応部位には液を排水用の出口１０８がそれぞれ形成され、また、円形リング体１０４に付着する固形物をスクレーパ１０９で掻き取り、容器１０６の外へ排出する取出口１１０が開設してあった。

従来装置では、生ごみを水道水で破砕機（図示せず）に流し込んで破砕し、これを入口１０７から容器１０６に流し込む。駆動部（図示せず）により回転する回転軸１０２が連結体１０３を介してストレーナ１０５を回転させるので、突出部１０１が固形物（破砕された生ごみ）を掻き揚げる。

その後、突出部１０１に乗っかった固形物や円形リング体１０４の外面に付着した固形物はスクレーパ１０９によりストレーナ１０５から剥離されて取出口１１０から乾燥やバイオの処理手段（図示せず）に排出回収される。

また、固形物に付着した液体（水道水や生ごみの汁等）は自重によりストレーナ１０５の間隙を通過して出口１０８から排水され、他方、容器１０６に流入した固液内の大部分液体は直ちにストレーナ１０５の間隙を通過して出口１０８から排水される。
特許第３６００４７４号公報

このように上記従来の構成では、突出部１０１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１０５の間隙を通過して出口１０８から排水される。

しかしながら、自重による脱水作用は、液の表面張力により脱水性能が悪いという課題を有していた。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、ストレーナ１０５が複数の円形リング体１０４から構成されているため、重量が大となり、駆動部が大型になるという課題を有していた。

本発明は上記課題を解決するもので、脱水性能の向上と駆動部の小型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。

上記従来の課題を解決するために、複数の円形リング体を所定の間隙をおいて積層して構成され、かつ容器内の円筒状空間の中心点に対して偏心させて固定設置した円筒状のストレーナと、前記ストレーナの各間隙に臨み、円筒状空間の中心点を回転軸心する回転動作によって円形のリング体に付着する固形物、および前記空間内面に付着した固形物を掻き取る回転羽根と、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を流入する入口と、前記ストレーナ内に位置し、同ストレーナの間隙を通過した液体を排水する出口とを具備したものである。

これによって、固形物（例えば、破砕された生ごみ）は回転羽根に掻き揚げられ、続いて回転羽根の回転に応じて狭くなるストレーナと容器との間隙で十分に圧縮され、脱水される。

そして、ストレーナではなく回転羽根を回転させるようにしているため、その駆動部を小型化できるものである。

本発明の固液分離装置によれば、脱水性能を向上して固液分離を確実とするだけでなく、コストの低廉化も促進できるものであり、優れた効果を奏するものである。

第１の発明は、複数の円形リング体を所定の間隙をおいて積層して構成され、かつ容器内の円筒状空間の中心点に対して偏心させて固定設置した円筒状のストレーナと、前記ストレーナの各間隙に臨み、円筒状空間の中心点を回転軸心する回転動作によって円形のリング体に付着する固形物、および前記空間内面に付着した固形物を掻き取る回転羽根と、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を流入する入口と、前記ストレーナ内に位置し、同ストレーナの間隙を通過した液体を排水する出口とを具備したものである。

まず、破砕された生ごみと水道水とが混合した固液が入口から容器に流入する。そして、回転羽根が回転を開始すると、固形物（破砕された生ごみ）はストレーナから突出した回転羽根に掻き揚げられるので、固形物に付着した水分（水道水や生ごみの汁等）が自重によりストレーナの間隙を通過して出口から排水される。

続いて、回転羽根の回転により移動する固形物は徐々に狭くなるストレーナと容器との間隙で固形物は十分に圧縮され、脱水される。

第２の発明は、特に、第１の発明の回転羽根は、回転中心から所定角度間隔をおいて周方向に複数個形成したものである。

すなわち、固形物は各回転羽根に次々掻き揚げられ分散するので、回転羽根の回転に応じて狭くなるストレーナと容器との間隙による脱水は複数ヶ所でタイミングが異なり、容器と回転軸の応力が分散されると共に、回転羽根の回転トルクが抑えられる。

第３の発明は、特に、第１の発明の回転羽根は、ストレーナの間隙と対応して複数組形成したもので、固形物の掻き揚げと、固形物の脱水とをほぼ同時に行うことができ、しかも回転応力がバランスし、分散できる。

第４の発明は、特に、第１，第２の発明の回転羽根は、回転方向上流側先端部に切り欠き部を構成したもので、固形物がこの切り欠き部に入り込んで掻き揚げ易くなり、容器内
に残ることを抑えることができる。

第５の発明は、特に、第１の発明において、容器内の空間内面とストレーナ外周との間の空間のうち、最も広い部位に入口を位置させたもので、回転羽根は広い方の空間に分散した固形物を掻き揚げることとなって、応力が分散され、回転羽根の回転トルクが抑えられ、併せて、ストレーナの間隙に固形物が無理やり入り込むのを防止できる。

第６の発明は、特に、第１の発明において、回転羽根により掻き揚げられた固形物を排出する排出口を、容器内の空間内面とストレーナ外周との間の空間のうち、最も狭い部位に開口させたもので、回転羽根の回転に応じて狭くなるストレーナと容器との間隙で固形物は十分に圧縮、脱水され、スムーズに排出口から排出される。

第７の発明は、特に、第６の発明において、排出口近傍であって、かつ回転羽根がストレーナの外側から引っ込む位置に、同ストレーナ外周面に付着した固形物を剥離するスクレーパを配置したもので、このスクレーパが移動してきた固形物を円形リング体の外周面から剥離して排出口から排出する。

第８の発明は、特に、第１の発明において、円形リング体から外側に突出形成した突出部を容器内面に凹設した収納部に収納することによりストレーナを容器に固定したことにより、円形リング体の移動を防止し、安定した固液の分離ができる。また、容器内面が略平滑なので、固形物はスムーズに移動し圧縮され、脱水できる。

第９の発明は、特に、第８の発明において、突出部に間隙設定部を構成したもので、間隙設定部がストレーナの間隙を確保し、安定した固液の分離ができるとともに、円形リング体と回転羽根との接触を極力低減できる。

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１，２において、１はギヤドモータからなる駆動部２に連結した回転軸、３は円筒状のストレーナであり、前記回転軸１から略水平方向に偏心した位置を中心とした複数の円形リング体４を所定の間隙（例えば０．５mm）をおいて積層して構成したものである。

５は円形リング体４から外側へ突出した突出部６の先端を所定の間隙分バーリング加工して得た間隙設定部であり、この間隙設定部５を重ねることにより前記間隙を確保している。

７はストレーナ３の各間隙に臨ませた回転羽根で、円形リング体４に付着する固形物を掻き取り、かつ先端で固形物（破砕された生ごみ）を掻き揚げるもので、回転軸１から突出して形成してある。そして、前記回転羽根７は回転軸１に対して所定の角度をおいて（本実施の形態では１８０度の間隔）をおいて複数形成している。

前記のように、ストレーナ３が回転軸１に対して偏心している関係から、同回転軸１を軸心に回転する各回転羽根７の先端はストレーナ３の外周からの突出量がその都度変化するものである。

８は回転軸１を中心とした略円筒状の空間９を形成し、かつ前記回転羽根７を回転自在になるように内蔵した容器であり、その内面からは円形リング体４の突出部６が嵌まり込む収納部１０が凹設してあり、また、その結果として、容器８の内面は略平滑状となって
いる。

空間９の中心とストレーナ３の中心とは偏心関係にあるところから、同ストレーナ３の外周と容器８内面との間の一方の空間９ａは広く、反対側の空間９ｂは狭く設定されているものである。また、最も広い空間９ａと最も狭い間隙９ｂとは略同じ高さである。

１１は前記最も広い空間９ａに開口した入口であり、破砕機（図示せず）で粉砕された生ごみが水道水と混合した、所謂、固液として流入する。

１２はストレーナ３内の最も下の位置に開口した出口で、前記ストレーナ３の間隙を通過した液体が排出されるところで、入口１２とほぼ同じ高さに位置設定されている。

１３は最も狭い空間９ｂと対応して、かつ回転羽根７の回転方向の上流側に開口した排出口であり、回転羽根７により掻き揚げられた固形物を排出するところである。

１４は一端が排出口１３における回転羽根７の回転方向下流側端縁部分に回転自在に取り付けられ、同回転羽根７の回転方向上流側の遊端が揺動する蓋体、１５は排出口１３の回転羽根７の回転方向上流側端縁部分に臨ませ、かつ同回転羽根７がストレーナ３の外側から引っ込む位置の円形リング体４の外周面近傍まで突出したスクレーパで、ストレーナ３に付着した固形物を剥離するものである。

なお、最も狭くなる空間９ｂでは、回転羽根７の先端はストレーナ３の外周と同じ位置になる。

１６は蓋体１４をストレーナ３に押付けるバネ、錘などからなる圧力手段である。

制御部（図示せず）は、駆動部２と破砕機を制御する。

以上のように構成された固液分離装置において、以下その動作を説明する。

まず、生ごみが破砕機に投入され、かつ水道水が流し込まれると、制御部が破砕機と駆動部２の駆動を開始する。

破砕機が生ごみを破砕し、水道水との固液が入口１１から容器８に流入し、広い空間９ａに広く分散する。同時に、駆動部２の動力が回転軸１を回転させ、回転羽根７が回転を開始する。

なお、ストレーナ３が偏心していることにより長く突出した一方の回転羽根７は突出部６の根元から先端に沿う形状に案内されて、同突出部６の間隙を通過する。すなわち、回転羽根７の先端附近が変形しても、突出部６に衝突することを防止できる。

そして、ストレーナ３から長く突出した回転羽根７が広く分散した固形物（破砕された生ごみ）を容易に掻き揚げる。すなわち、多数の回転羽根７が空間９aに分散した固形物を掻き揚げるので、容器８と回転軸１の応力が分散されると共に、回転羽根７の回転トルクが抑えられる、または、ストレーナ３の間隙に固形物が無理やり入り込むのを防止できるものである。

加えて、回転羽根７に掻き揚げられた固形物は、その回転方向に沿ってスムーズに拡がりながら上方へ掻き揚げられる。

この結果、固形物が容器８に溜まることを抑制できる。また、回転軸１から突出して形成した回転羽根７は細長い長方形平板なので、軽量であり、駆動部２は小型で十分である。

続いて、回転羽根７に掻き揚げられた固形物に付着した水分（水道水や生ごみの汁等）が自重によりストレーナ３の間隙を通過して出口１２から排水される。

さらに、回転羽根７の回転に応じて広い空間９ａ３０から狭い空間９ｂへと移動する固形物は、回転羽根７により十分に圧縮され、かつ圧力手段１６によりストレーナ３へ押付けられている蓋体１４により脱水される。

水分はストレーナ３の間隙を通過して出口１２から排出される。脱水した固形物は回転羽根７に押され、円形リング体４の外周面近傍まで突出したスクレーパ１５により剥離されて蓋体１４を押しのけて排出口１３から排出される。このとき、回転羽根７はストレーナ３の外側から引っ込んだ状態にある。

なお、間隙設定部５がストレーナ３の間隙を確保するので、安定した固液の分離ができるとともに、円形リング体４と回転羽根７との接触を極力低減できる。

また、回転羽根７は全てのストレーナ３の間隙を通過し、円形リング体４の側面に付着する固形物を確実に掻き取ることができる。

さらに、回転羽根７の一方（ストレーナからの突出量が大なる方）は固形物を掻き揚げる応力を受け、他方の回転羽根７は固形物の脱水の応力を受けるので、回転軸１の応力がバランスし、分散できる。

他方、間隙設定部５を収納部１０に収納されたことにより、円形リング体４の移動を防止でき、ストレーナ３の間隙を確保するので、安定した固液の分離ができる。

また、容器８の内面が略平滑なので、固形物はスムーズに移動し圧縮され、脱水できる。

（実施の形態２）
図３は実施の形態２を示し、図１と同一の作用を行う構成部分については同一符号を付し、具体的な説明は実施の形態１のものを援用する。

実施の形態１と異なるところは、回転羽根７を回転軸１に対して所定角度の間隔（本実施の形態では９０度）で４個形成するとともに、各先端部の回転方向上手側に切り欠き部１７を設けた点である。

この構成において、固液が入口１１から容器８に流入し、広い空間９aに広く分散する。同時に、回転羽根７を回転させると、ストレーナ３から長く突出した回転羽根７の切り欠き部１７が広く分散した固形物（破砕された生ごみ）を確実に掻き揚げるので、固形物が容器８内に残ることを抑制する。

すなわち、多数の回転羽根７が空間９ａ，９ｂに分散した固形物を次々に掻き揚げるので、掻き揚げられた固形物は次々に空間９ａから空間９ｂへ移動することとなる。

そして、空間９ａ，９ｂでの脱水は複数ヶ所でタイミングが異なり、容器８と回転軸１の応力が分散されると共に、回転軸１の回転トルクが抑えられる。

なお、回転羽根１の先端を回転方向上流へ向けて曲げて、切り欠き部１７とすることも考えられる。

以上のように、本発明によれば、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できるもので、一般家庭用の厨房での生ごみ処理用など、広く利用できるものである。

本発明の実施の形態１における固液分離装置の正断面図 同固液分離装置の側断面図 本発明の実施の形態２における固液分離装置の正断面図 従来の固液分離装置の正断面図

符号の説明

１ 回転軸
３ ストレーナ
４ 円形リング体
５ 間隙設定部
６ 突出部
７ 回転羽根
８ 容器
９ａ，９ｂ 空間
１０ 収納部
１１ 入口
１２ 出口
１３ 排出口
１５ スクレーパ
１７ 切り欠き部

Claims (9)

1. 複数の円形リング体を所定の間隙をおいて積層して構成され、かつ容器内の円筒状空間の中心点に対して偏心させて固定設置した円筒状のストレーナと、前記ストレーナの各間隙に臨み、円筒状空間の中心点を回転軸心する回転動作によって円形のリング体に付着する固形物、および前記空間内面に付着した固形物を掻き取る回転羽根と、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を流入する入口と、前記ストレーナ内に位置し、同ストレーナの間隙を通過した液体を排水する出口とを具備した固液分離装置。
2. 回転羽根は、回転中心から所定角度間隔をおいて周方向に複数個形成した請求項１に記載の固液分離装置。
3. 回転羽根は、ストレーナの間隙と対応して複数組形成した請求項１に記載の固液分離装置。
4. 回転羽根は、回転方向上流側先端部に切り欠き部を構成した請求項１または２に記載の固液分離装置。
5. 容器内の空間内面とストレーナ外周との間の空間のうち、最も広い部位に入口を位置させた請求項１に記載の固液分離装置。
6. 回転羽根により掻き揚げられた固形物を排出する排出口を、容器内の空間内面とストレーナ外周との間の空間のうち、最も狭い部位に開口させた請求項１に記載の固液分離装置。
7. 排出口近傍であって、かつ回転羽根がストレーナの外側から引っ込む位置に、同ストレーナ外周面に付着した固形物を剥離するスクレーパを配置した請求項６に記載の固液分離装置。
8. 円形リング体から外側に突出形成した突出部を容器内面に凹設した収納部に収納することによりストレーナを容器に固定した請求項１に記載の固液分離装置。
9. 突出部に間隙設定部を構成した請求項８に記載の固液分離装置。

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