JP2012076068A - 固液分離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固液分離装置の脱水性能を良好に維持できる固液分離方法を提供する。
【解決手段】円筒状の回転体１と、回転体の外周面に設けられた凹部３６と、凹部内に設けられて回転体の外周面に相当する位置にある凹部の開口部と凹部の底面との間を移動可能な押体４４と、押体と凹部の開口部との間で形成された収容部５１と、回転体を回転可能に収容し、固体と液体とが混在した固液混合物の入口部６６と出口部６８と入口部の一端と出口部の一端とに連接されて回転体の外周面を所定角度範囲で覆う脱水孔７３付きの脱水板７１とを有したケーシング２と、押体４４の押圧駆動制御機構９９とを備えた固液分離装置を用い、収容部５１に収容された固液混合物を押体４４により脱水板７１の方向に押圧して固液混合物中から液体を脱水する固液分離方法において、回転体１の回転中は押体４４による脱水動作を停止し、回転体１が停止している時に脱水動作を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体と液体とが混在した固液混合物を固体と液体とに分離する固液分離装置を用いた固液分離方法に関する。

固液混合物を固体と液体とに分離する固液分離装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。特許文献１の固液分離装置は、円筒状の回転体と、回転体の外周面に設けられた凹部と、凹部内に設けられて回転体の外周面に相当する位置にある凹部の開口部と凹部の底面との間を移動可能な押体と、押体と凹部の開口部との間で形成された収容部と、回転体を回転可能に収容し、固体と液体とが混在した固液混合物の入口部と出口部と入口部の一端と出口部の一端とに連接されて回転体の外周面を所定角度範囲で覆う脱水孔付きの脱水板とを有したケーシングと、回転体を回転させるモーターとを備えた構成であり、収容部に投入された固液混合物が押体によって脱水板の方向に押圧されることにより固液混合物中の液体が脱水孔から脱水され、固体と液体とが分離される。

特開２００７−１５２３２２号公報

上述した固液分離装置による固液分離方法では、押圧により回転体の回転中に固液混合物と脱水板との摩擦によって脱水板が磨耗しやすくなる。脱水板が磨耗すると、磨耗した凹部に固液混合物が入り込んでしまい、凹部に入り込んだ固液混合物の脱水が不完全となる可能性があり、固液分離装置の脱水性能を低下させる可能性がある。

本発明による固液分離方法は、円筒状の回転体と、回転体の回転駆動制御機構と、回転体の外周面に外周面より窪むように設けられた凹部と、凹部内に設けられて回転体の外周面に相当する位置にある凹部の開口部と凹部の底面との間を移動可能な押体と、押体と凹部の開口部との間で形成された収容部と、回転体を回転可能に収容し、固体と液体とが混在した固液混合物の入口部と出口部と入口部の一端と出口部の一端とに連接されて回転体の外周面を所定角度範囲で覆う脱水孔付きの脱水板とを有したケーシングと、押体の押圧駆動制御機構とを備えた固液分離装置を用い、収容部に収容された固液混合物を押体により脱水板の方向に押圧して固液混合物中から液体を脱水する固液分離方法において、回転体の回転中は押体による脱水動作を停止し、回転体が停止している時に脱水動作を行うので、回転体の回転時において固液混合物と脱水板との摩擦による脱水板の磨耗を少なくできて、固液分離装置の脱水性能を良好に維持できるようになる。
押体を回転体の外周面の方向に移動させる動作を停止することによって押体による脱水動作を停止した後に、回転体を回転させたので、回転体の回転中における固液混合物と脱水板との摩擦を小さくできるとともに、押体の駆動制御を簡単にできる。
押体を回転体の外周面の方向に移動させる動作を停止した状態からさらに押体を凹部の底面に近づく方向に移動させた状態に設定することによって押体による脱水動作を停止した後に、回転体を回転させたので、回転体の回転中における固液混合物と脱水板との摩擦をより小さくできる。

固液分離装置の縦断面図（実施形態１）。 固液分離装置の分解斜視図（実施形態１）。 固液分離装置の回転体の内部構造を示す斜視図（実施形態１）。 固液分離装置の脱水部及び収容部の拡大図（実施形態１）。 固液分離装置の回転駆動制御機構を示す図（実施形態１）。 固液分離装置を回転駆動制御機構側から見て示す斜視図（実施形態１）。 固液分離装置の回転力付与機構としての油圧ジャッキ、爪車、押体の動作関係を示す表（実施形態１）。 回転駆動制御機構の動作説明図（実施形態１）。 固液分離装置の縦断面図（実施形態２）。 固液分離装置の分解斜視図（実施形態２）。

実施形態１の固液分離装置は、図１に示すように、円筒状の回転体１、回転体の外周面に設けられた凹部３６、凹部内に設けられた押体４４と、泥水土砂や食品などのような固液混合物を収容する収容部５１と、回転体１を回転可能に収容したケーシング２と、押体４４の押圧駆動制御機構９９と、回転体１の回転軸１０を回転させるための回転駆動制御機構３とを備える。

回転体１は、回転軸１０、回転ドラム部１１を備える。回転ドラム部１１は、筒部１２、円形の塞板１３を備える。回転ドラム部１１は、筒部１２の両端と塞板１３；１３とが連結されたことによって、筒部１２の両端の開口がそれぞれ塞板１３；１３で塞がれた構成である（図２参照）。回転軸１０は、筒部１２の筒中心及び筒部１２の両端の塞板１３；１３の円中心を通過して塞板１３；１３に対して回転不能に連結される（図２参照）。これにより、回転駆動制御機構３による動力で回転する回転軸１０の回転力が塞板１３；１３を経由して筒部１２に伝達される。即ち、回転軸１０と回転ドラム部１１とが一緒に回転する回転体１が形成される。

筒部１２は、内壁部１５、仕切壁体１６を備える。内壁部１５は、断面が略正八角形の筒状に形成される。仕切壁体１６は、断面が扇状の棒材により形成される。仕切壁体１６は、内壁部１５の外周における略正八角形の角部１７に相当する位置において、内壁部１５の筒の延長する方向（以下、「筒長方向」という）に沿って棒が延長するように設けられる。つまり、８個の仕切壁体１６が、内壁部１５の外周囲に沿った方向（以下、「周方向」という）において互いに４５°の角度を隔てて配置され、かつ、１つ１つの仕切壁体１６が、内壁部１５の筒長方向に沿って延長するように設けられる。

内壁部１５は、８枚の平板２１の両端とこれら両端に対応する塞板１３；１３とが図外の止ねじで互いに連結されたことによって断面略正八角形の筒状に形状される（図２参照）。平板２１と平板２１との間には隙間２５が設けられる。この隙間２５内に、断面扇形状の仕切壁体１６の２つの斜面２６；２６で挟まれた扇の基部分２７が挿入された状態で該仕切壁体１６の両端とこれら両端に対応する塞板１３；１３とが図外の止ねじで互いに連結されたことによって、回転軸１０の回転中心を筒の中心とする断面略正八角形の筒状体からなる内壁部１５と、この内壁部１５の周方向において互いに４５°の角度を隔てて内壁部１５の外周に配置された８個の仕切壁体１６とからなる筒部１２が形成される。内壁部１５の断面略正八角形の１辺を形成する平板２１の外面３１と当該平板２１の両側に配置される仕切壁体１６の斜面２６；２６とは互いに直角をなす。

つまり、平板２１の両側に配置される２つの仕切壁体１６の互いに向かい合う斜面２６；２６は互いに平行であり、これら斜面２６；２６と平板２１の外面３１とが直角をなす。筒部１２の仕切壁体１６の外面３３は、筒部１２の外周面、すなわち、回転体１の外周面３２上に位置される。平板２１の両側の位置する仕切壁体１６；１６の平行に相対峙する面２６；２６と塞板１３；１３の内面３４；３４とによって凹部３６が区画形成される。即ち、回転体１は、回転体１の外周面３２に外周面３２より窪むように設けられた凹部３６を８つ備える。８つの凹部３６は、回転体１の筒長方向に沿って延長する矩形状の凹部であり、回転体１の周方向において等間隔を隔てて間欠的に設けられる。回転体１の外周面３２は、凹部３６の開口部３５（＝収容部５１の開口部３５）を塞ぐような仕切壁体１６の外面３３と外面３３とを繋いで円筒面を形成する仮想の弧面と、仕切壁体１６の外面３３とにより形成される。

平板２１には、押圧機構４１が取り付けられる。押圧機構４１は、シリンダー４２、ピストン４３、押体４４を備えた例えば油圧ジャッキにより構成される。シリンダー４２の一端部の周囲には取付フランジ４１ａが設けられる。平板２１には、平板２１を貫通するシリンダー設置孔３７が、筒部１２の筒の延長する方向に沿って所定の間隔を隔てて３箇所に形成される（図３参照）。筒部１２の外側から内側方向にシリンダー４２をシリンダー４２の他端側からシリンダー設置孔３７に通して取付フランジ４１ａと平板２１の外面３１とを接触させてこれらが互いに図外のねじで固定される。ピストン４３の先端部には押体４４が取り付けられる。押体４４は、平板２１の両側に位置する仕切壁体１６；１６の平行に相対峙する面２６；２６と塞板１３；１３の内面３４；３４とに接触して平板２１の外面３１を外側から塞ぐ大きさに形成される。つまり、押体４４は、平板２１の外面３１の面積に合せた面を備えた板材により形成され、凹部３６の４つの内壁面（面２６；２６、内面３４；３４）に接触する周面４７を備える。即ち、後述する収容部５１を形成する凹部３６の内壁面を、押体４４の移動方向に沿って平行な面により形成したので、押体４４としては、凹部３６の内壁面と平行で内壁面と互いに接触した状態で移動可能な周面４７を備えたものを用いれば良く、板材のような簡単な構成の押体４４により密閉状態の収容部５１を形成できる。押体４４の外面４６の曲率は回転体１の外周面３２の曲率と同じ曲率に形成される。押体４４の周面４７には周面４７を一周するシール溝４８が形成され、シール溝４８内にシール材４９が設けられる（図４参照）。押体４４は、押圧機構４１による油圧駆動によって、回転軸１０の回転中心と回転体１の外周面３２とを繋ぐ半径線上を移動可能である。すなわち、押体４４は、凹部３６内に、回転体１の外周面３２に相当する位置にある凹部３６の開口部３５と平板２１の外面３１で形成される凹部３６の底面との間を移動可能である。１つの収容部５１に収容された押体４４を３つの押圧機構４１により駆動するように構成したので、小型の押圧機構４１を使用できて装置の小型化が図れ、また、押体４４をスムーズに移動させることが可能となる。

押体４４の外面４６と相対峙する仕切壁体１６；１６の互いに平行な面２６；２６と相対峙する塞板１３；１３の互いに平行な内面３４；３４とで囲まれた空間によって収容部５１が形成される。即ち、収容部５１は、押体４４と凹部３６の開口部３５との間で形成される。回転体１は、回転体１の外周面３２において筒長方向に沿って延長する矩形状の８つの収容部５１を、回転体１の周方向において等間隔を隔てて間欠的に備える。収容部５１は、回転体１の筒の延長方向に沿った方向に延長するとともに回転体１の外周面３２に沿って延長する形状であり、外周面３２に沿った長さが、筒の延長方向に沿った長さより短い。このため、回転体１の外周面３２に沿った方向に収容部５１を複数設けることができ、かつ、１つ１つの収容部５１の収容容量も多くできる。

押圧機構４１のシリンダー４２と油タンク５２とが油送ケーブル５３；５４；５５及び油圧制御弁５６を経由して互いに接続される（図２参照）。尚、図１；２では、油送ケーブル５３；５４；５５及び油圧制御弁５６は油供給系と油排出系とを１つでまとめて図示している。回転軸１０にはロータリージョイントと呼ばれるようなケーブル中継器５７が設けられ、シリンダー４２に接続された内部の油送ケーブル５３とケーブル中継器５７とが接続され、油圧制御弁５６に接続された外部の油送ケーブル５４と油圧制御弁５６とが接続され、タンクに接続されたタンク側の油送ケーブル５５と油圧制御弁５６とが接続される。ケーブル中継器５７を用いたことにより、油送ケーブル５３；５４が回転軸１０の回転によっても捻れないように接続されて、油送ケーブル５３；５４とケーブル中継器５７とにより、シリンダー４２と油圧制御弁５６とを互いに繋ぐ油送路が形成される。即ち、押体４４が、油圧駆動の押圧機構４１により移動可能に形成されたので、押体４４の移動をスムーズにでき、また、制御も容易となる。

ケーシング２は、前連結部６１、後壁部６２、胴壁部６３を備える。胴壁部６３は、前壁部６４、後連結部６５、入口部６６、脱水部６７、出口部６８、待機部６９を備える（図２参照）。１つ１つの収容部５１における回転体１の周方向の幅Ｔは同じである。この幅Ｔは、入口部６６の入口孔６６ａ、脱水部６７、出口部６８の出口孔６８ａ、待機部６９における回転体１の周方向に沿った部分の幅よりも小さい。脱水部６７は、脱水板７１、外板７２を備える。脱水板７１は、回転体１の外周面３２に沿って配置される。脱水板７１は、回転体１の外周面３２に沿って形成された複数の収容部５１の開口部３５を覆える大きさに形成される。例えば、図１のように、脱水板７１は、５個の収容部５１を覆える角度範囲の断面弧状に形成されて回転体１の筒長方向に沿って延長し、回転体１の外周面３２を上記角度範囲で覆う。脱水板７１には固液混合物の液体を回転体１の外周面３２側から外板７２側に通過させる脱水孔７３が形成される。即ち、脱水板７１は、パンチングメタルのような孔開板により形成される（図４参照）。脱水孔７３は、脱水板７１の内面７１ａ側から外面７１ｂ側にかけて漸次大径となるように形成される。例えば、内面７１ａの径が２ｍｍ、外面７１ｂの径が３ｍｍに設定された細孔である。外板７２は、脱水板７１と同様に、５個の収容部５１を覆える角度範囲の断面弧状に形成されて回転体１の筒の延長する方向に沿って延長し、回転体１の外周面３２を上記角度範囲で覆う板であるが、脱水板７１の外面７１ｂに沿って対向するように脱水板７１の外側に配置されるため、脱水板７１より径が大きい。脱水板７１と外板７２とが支柱７４及び図外の止ねじにより互いに連結される。脱水板７１と外板７２とで囲まれた空間により排水空間７７が形成される。脱水板７１の他端と外板７２の他端とが封止板７０により互いに連結され、脱水板７１の一端と外板７２の一端とが封止板６０により互いに連結され、排水空間７７の前端開口部７７ａに前連結部６１が連結され、排水空間７７の後端開口部７７ｂに後連結部６５が連結されることによって、脱水板７１と外板７２と前連結部６１の内面７５（図２参照）と後連結部６５の内面７６（図２参照）と封止板６０；７０とで密閉状態に囲まれた排水空間７７が形成される。封止板６０は排水空間７７と入口部６６とを区切る板、封止板７０は排水空間７７と出口部６８とを区切る板である。排水空間７７の下部における外板７２には排水孔７８が形成され、この排水孔７８には排水管７９が連結される。排水管７９には排水ポンプ８０が連結され、排水空間７７に排出された水が排水ポンプ８０により吸引されて図外の貯水部に送られる。即ち、収容部５１を、回転体１の外周囲に沿った方向において所定間隔を隔てて複数設け、この複数の収容部５１の開口部３５を覆える大きさに脱水板７１を形成したので、脱水区間を長くでき、脱水時間の長い連続脱水処理が可能となる。また、外板７２に排水空間７７と繋がる排水孔７８を設けたので、排水処理を効率的に行える。

入口部６６は、脱水部６７の一端部８１と連接される。出口部６８は、脱水部６７の他端部８２と連接される。出口部６８の出口孔６８ａにおける回転体１の周方向に沿った部分の幅の長さａは、１個の収容部５１における開口部３５の全てが出口孔６８ａと対応している間は、その他の収容部５１における開口部３５が出口孔６８ａと対応しないような長さに設定される。具体的には、収容部５１の開口部３５における回転体１の周方向に沿った部分の幅の長さをＴとし、回転体１の外周面３２を構成する仕切壁体１６の外面３３における回転体１の周方向に沿った部分の幅の長さをｂとすると、Ｔ＜ａ＜（Ｔ＋ｂ）に設定される。このように設定すれば、出口部６８以外の部分、特に、脱水部６７の範囲を長くできることから、脱水を効率的に行えるようになる。

待機部６９は、入口部６６の他端部８３と出口部６８の他端部８４とに連接され、入口部６６と出口部６８とを区切る。待機部６９と出口部６８との境界を形成する出口部内面８５が、出口部６８を通過する押体４４の外面４６に付着した固体を掻き落とす残余固体掻き落とし部を形成する。よって、出口部６８を通過した収容部５１が入口部６６に到達する前に押体４４の外面４６に付着した固体が残余固体掻き落とし部により掻き落とされるので、入口部６６に到達する収容部５１にその都度決まった定量分の固液混合物を収容できることから、処理効率を向上できる。

図２に示すように、前壁部６４と後壁部６２とには、回転軸１０を回転可能に支持する軸受９０；９１が設けられる。回転体１の回転軸１０の両端部が前壁部６４の軸受９０と後壁部の軸受９１とに回転可能に支持される。後壁部６２の内面７６とケーシング２の後連結部６５とが図外の止ねじにより連結され、前連結部６１の内面７５と前壁部６４の外面６４ａが図外の止ねじにより連結され、脱水部６７が後壁部６２の内面７６と前連結部６１の内面７５とに図外の止ねじにより連結されることによって、回転体１を回転可能に収容して回転体１を囲むケーシング２が組み立てられる。

油圧制御装置９６と油圧制御弁５６とが制御信号線９８により互いに接続される。
押圧駆動制御機構９９が、油圧制御装置９６、油タンク５２、油送ケーブル５３；５４；５４及び油圧制御弁５６による油圧制御機構と、押圧機構４１とにより構成される。

図５に示すように、回転駆動制御機構３は、爪車（ラチェット）３０１と、回転力付与機構３０２と、油圧制御機構３０３とを備える。
爪車３０１は、円板３０４の周面３０７に周方向に沿って等間隔隔てて設けられた複数の歯３０５を備えたものであり、円板３０４の中心に取付孔３０６を備える。例えば、後壁部６２より突出する回転軸１０の一端部１０ａが爪車３０１の取付孔３０６に嵌め込まれて、爪車３０１と回転軸１０とが一緒に回転可能なように、爪車３０１が回転軸１０に回転不能に固定される。
また、前壁部６４より突出する回転軸１０の他端部１０ｂには、回転軸１０が軸受９０より抜けるのを防止するための抜け止め３０８が取り付けられている（図２参照）。
以上により、爪車３０１を回転させると軸受９０；９１により回転可能に支持された回転軸１０及び回転体１も一緒に回転するように構成される。

回転力付与機構３０２は、シリンダー３１０とピストン３１１とを有した油圧ジャッキを備える。油圧ジャッキとしては、例えば、爪車３０１においてケーシング２の上方側に到来する爪車３０１の歯３０５を押圧する上側の油圧ジャッキ３０２Ａと、爪車３０１においてケーシング２の下方側に到来する爪車３０１を押圧する下側の油圧ジャッキ３０２Ｂとを備える。このように上下の油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂを用いれば、爪車３０１を一方向にスムーズに回転させることができる。
尚、上下又は左右に２個１組の油圧ジャッキを用いれば、爪車３０１を一方向にスムーズに回転させることができる。例えば、２個１組の油圧ジャッキは、ピストン３１１が最大に伸長している場合（図５参照）において、ピストン３１１同士が互いに平行に位置し、かつ、ピストン３１１の先端位置同士が、爪車３０１の円板３０４の周面３０７上において爪車３０１の回転中心を通る一直線上に位置するように設けられる。
油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂは、ピストン３１１の伸縮方向（ピストンの中心軸の延長方向）と円板３０４の周面３０７に接する円の接線とが平行となるように配置され、ヒンジ３１２によりピストン３１１が爪車３０１に近付く方向、及び、爪車３０１から離れる方向に回転可能なようにベースフレーム３１３に取り付けられている。このベースフレーム３１３により固液分離装置を設置面に安定に設置できる。

ヒンジ３１２は、爪３１８を爪車３０１の回転中心に近付く方向及び爪３１８を爪車３０１の回転中心から離れる方向に回転可能に支持するものであり、例えば、中心軸が回転軸１０の中心軸と同一方向を向くようにベースフレーム３１３に取り付けられたピン３１４を回転中心としてシリンダー３１０がベースフレーム３１３に回転可能に取り付けられた構成である。
また、ピストン３１１を爪車３０１の回転中心に近付く方向に付勢するための付勢手段としてのコイルバネ３１５を備える。コイルバネ３１５は、一端がシリンダー３１０に連結され、他端が固液分離装置の静止部に連結される。即ち、コイルバネ３１５の他端は、例えば図５に示すように他後壁部６２の外面６２ａやベースフレーム３１３等の静止部に連結される。

ピストン３１１は、ピストン軸３１６と、ピストン軸３１６の軸径よりも大径の押圧キャップ３１７とを備える。
押圧キャップ３１７は、棒状体の中心軸を中心とした図外の有底孔が棒状体の一端面から他端面に向けて形成されて、ピストン軸３１６の先端側が有底孔内に嵌め込まれてピストン軸３１６の先端部に固定されたものである。
押圧キャップ３１７の先端側には、爪車３０１に近付く方向に突出して爪車３０１の互いに隣り合う歯３０５と歯３０５との間の谷間に入り込んで歯３０５を押圧する爪３１８を有し、この爪３１８における押圧キャップ３１７の先端面が押圧面３２０として機能し、爪３１８の突出方向先端面が摺動面３２１として機能する。

爪車３０１の歯３０５は、受圧面３２５と滑面３２６とを備える。受圧面３２５は、円板３０４の周面３０７より立ち上がって例えばピストン３１１の最大伸長時において押圧面３２０と平行な面となるように形成される。受圧面３２５は、例えば、周面３０７とのなす角度が９０°よりも小さい角度でかつ直角に近い角度を持つ斜面により形成される。また、滑面３２６は、受圧面３２５と連続する面であり、受圧面３２５の突出先端側３２８の面縁と円板３０４の周面３０７とを繋ぐ緩斜面（受圧面３２５よりも周面３０７とのなす角度が緩い角度の斜面）により形成される。即ち、爪車３０１の複数の歯３０５は、周面３０７より立ち上がる受圧面３２５と受圧面３２５の突出先端側３２８の面縁より周面３０７に向けて立ち下がる滑面３２６とが円板３０４の周面３０７に沿って所定間隔隔てて繰り返して設けられることにより形成され、例えば、円板３０４の周面３０７に８個〜１２個程度設けられる。歯３０５は、滑面３２６が周面３０７から受圧面３２５側に傾斜して立ち上がる方向と爪車３０１の回転方向とが反対方向となるように形成される。

ピストン３１１における押圧キャップ３１７の爪３１８の突出長さは、ピストン３１１が伸長して１つの歯３０５を押す際に、爪車３０１の回転方向に対して直後の歯３０５が押圧キャップ３１７の周面３２９に接触してピストン３１１の押圧面３２０と歯３０５の受圧面３２５との接触が解除されて爪車３０１に回転力が伝達されないようなことを防止できるように決められる。即ち、ピストン３１１は、ピストン３１１が伸びる際にピストン３１１が直後の歯３０５に当たらないように構成されている。

油圧制御機構３０３は、油タンク３３０と、シリンダー３１０と油タンク３３０とを接続し、油タンク３３０からシリンダー３１０への油供給路及びシリンダー３１０から油タンク３３０への油帰還路となる油給排用ケーブル３３１と、油給排用ケーブル３３１の油供給路及び油帰還路にそれぞれ設けられた油圧制御弁３３２と、油圧制御弁３３２を制御する油圧制御装置３３３とを備える。油圧制御装置３３３と油圧制御弁３３２とが制御信号線３３４により互いに接続される。
尚、油タンク３３０；油給排用ケーブル３３１；油圧制御弁３３２からなる油圧給排機構は、上側の油圧ジャッキ３０２Ａ、下側の油圧ジャッキ３０２Ｂ毎に対応して設けられ、上側の油圧ジャッキ３０２Ａ及び下側の油圧ジャッキ３０２Ｂを統括して制御する油圧制御装置３３３は、例えば、上下の油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１の伸長動作及び縮退動作を同時に行わせたり（図８参照）、あるいは、上下の油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１の伸長動作を交互に行わせる。上下の油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１の伸長動作及び縮退動作を同時に行わせた場合、爪車３０１を回転させるための力が大きくなり、爪車３０１を回転させやすくなる。上下の油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１の伸長動作を交互に行わせた場合、上下の油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１の伸長動作及び縮退動作を同時に行わせた場合に比べて、爪車３０１をより連続的に回転させることができ、収容部５１内の固体が出口部６８より排出されるまでの作業時間を短くできる。

尚、本願では脱水板７１と固液混合物との摩擦力が大きく、爪車３０１が逆方向に回転しにくいので、爪車３０１の逆方向への回転を防止する図外の逆回転防止爪を設けても良いし、設けなくても良い。
また、上側の回転力付与機構３０２の場合、ピストン３１１を縮めてピストンの摺動面３２１が滑面３２６を超えた場合に重力によって回転力付与機構３０２がヒンジ３１２を回転中心として下方に回転して爪３１８が直後の歯３０５の後方の周面３０７に落下するので、コイルバネ３１５を設けても良いし、設けなくても良い。

固液分離装置の動作を説明する。例えば、爪車３０１の歯３０５が円板３０４の周面３０７に沿って所定間隔隔てて例えば１２個設けられていて、上下の油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１；３１１を爪車３０１の円板３０４の周面３０７に接する円の接線と平行に直線運動させて歯３０５；３０５をそれぞれ１回押圧する毎、即ち、ピストン３１１が最大縮退状態から最大伸長状態になるまでの動作（以下、ピストン３１１の１ストローク動作という）毎に回転体１が４５°づつ回転する場合を想定して説明する。
図１に示すように、収容部５１が入口部６６を介して投入された固液混合物を受け入れ可能なように位置されている状態において押体４４のピストン４３を最大縮退状態として収容部５１内に固液混合物を収容し、図８（ａ）に示すように、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１の押圧面３２０を爪車３０１の歯３０５の受圧面３２５側に接触させる。そして、図８（ｂ）に示すように、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１を１ストローク動作させて爪車３０１の歯３０５を押圧することによって、図１に示すように、当該収容部５１の押体４４と脱水板７１とが向かい合うように回転体１を４５°回転させる。固液混合物を収容した収容部５１が入口部６６に対応した位置から回転体１を最初に回転させる際には、押体４４のピストン４３を最大縮退状態としておく。これにより、回転体１の回転時における固液混合物と脱水板７１との摩擦を少なくできる。
回転体１を４５°回転させた後に、押体４４のピストン４３を伸長させて押体４４により収容部５１内の固液混合物を脱水板７１の方向に押圧することにより脱水作業が行われる。つまり、油圧制御装置９６が、押圧機構４１のシリンダー４２に油圧を供給し始めるよう油圧制御弁５６を制御することにより、押圧機構４１の押体４４の先端に設けられた押体４４が回転体１の外周面３２の方向に移動し、押体４４によって固液混合物が脱水板７１の方向に押圧されて固液混合物中の水が脱水孔７３を経由して排水空間７７に排出される。
このような脱水作業を所定時間（例えば数秒間又は数十秒間）行った後、図８（ｃ）に示すように、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１を縮退させると、ピストン３１１の爪３１８の摺動面３２１が滑面３２６を滑って爪３１８が爪車３０１の回転方向に対して直後の歯３０５の後に位置する。つまり、ピストン３１１を縮めてピストン３１１の摺動面３２１が滑面３２６を超えた場合に、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂがヒンジ３１２を回転中心として下方に回転して爪３１８が直後の歯３０５の後方の周面３０７と接触する。油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１を縮退させる際には、押体４４を回転体１の外周面３２の方向に移動させる動作を続行又は停止した状態としておけば、固液混合物と脱水板７１との摩擦力を大きくでき、回転体１の逆方向回転を防止できる。尚、上述した逆回転防止爪を備えている場合においては、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１を縮退させる際に、押体４４のピストン４３を縮退させた状態としても良い。
そして、爪３１８を直後の歯３０５の後方（回転体１の回転方向に対する後方）に位置させ、かつ、押体４４による脱水動作を停止状態に設定した後、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１を１ストローク動作させて回転体１をさらに４５°回転させる。以後、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１を１ストローク動作させて回転体１を回転させる場合には、押体４４による脱水動作を停止状態に設定してから回転体１を回転させる。
ここで、押体４４による脱水動作を停止状態に設定するとは、押体４４により収容部５１内の固液混合物を脱水板７１の方向に押圧する動作、即ち、押体４４を回転体１の外周面３２の方向に移動させる動作を停止した状態に設定すること、又は、押体４４のピストン４３を縮退させた状態、即ち、押体４４を回転体１の外周面３２の方向に移動させる動作を停止した状態からさらに押体４４を凹部３６の底面（平板２１の外面３１）に近づく方向に移動させた状態に設定することを言う。
そして、回転体１を回転させた後、上記押体４４による脱水動作を行う。
即ち、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂと爪車３０１と押体４４との関係は図７に示したように、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂのピストン３１１を１ストローク動作させたときは回転体１が回転し、このとき、押体４４による脱水動作は停止する。また、押体４４による脱水動作を行っている場合は、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂの駆動を停止し、回転体１を回転させない。つまり、ピストン３１１を１ストローク動作させて回転体１を回転させた後に回転体１を回転させないで脱水動作を行うという作業を繰り返し行う。

以後、同様に、回転体１を回転させる動作と脱水動作とを繰り返し、収容部５１が出口部６８に到達したら、出口部６８より脱水後の固体が排出される。
このように、回転体１を回転させる動作と脱水動作とを時間をずらして別々に行うことにより、所定時間の脱水動作を複数回行う。つまり、脱水板７１が存在する区間において、回転体１が回転していないときに所定時間の脱水動作を行うことで、固液混合物を十分に脱水できるとともに、回転体１の回転動作中は脱水動作を行わないので、固液混合物と脱水板７１との摩擦を小さくできる。即ち、回転体１の回転中は、固液混合物と脱水板７１との摩擦を小さくするために、押体４４による脱水動作を停止し、回転体１が停止している時に脱水動作を行うようにしたので、回転体１を容易に回転させることができて、かつ、摩擦による脱水板７１の磨耗を少なくできる。

尚、図１に示すように、脱水動作を終えた押体４４が出口部６８に到達した場合には、制御装置９６が油圧制御弁５６を制御して押圧機構４１のピストン４３を最大限伸ばして押体４４の外面４６が回転体１の外周面３２の位置にくるまで押体４４を移動させる。そして、当該押体４４が待機部６９に到達した場合には、制御装置９６が油圧制御弁５６を制御して押圧機構４１のピストン４３を縮めて押体４４を凹部３６の底面（平板２１の外面３１）の方向に下げ始めるよう制御する。これにより収容部５１が形成され、入口部６６からの固液混合物が収容部５１に収容される。各押圧機構４１はそれぞれ個別に上述したように制御される。

実施形態１では、回転体１の回転中心軸に回転中心軸を回転中心として回転中心軸と一緒に回転可能に設けられた爪車３０１と、爪車３０１の歯３０５に接触して爪車３０１に一方方向の回転力を付与する２つの油圧ジャッキ３０２Ａ：３０２Ｂとを備えたので、油圧ジャッキ３０２Ａ：３０２Ｂによる油圧によって直線運動を行うピストン３１１の爪３１８で爪車３０１の歯３０５を直接に押すので、小さな力で回転体１を回転させるための大きな回転トルクを得ることができるようになる。よって、回転体１を回転させるための大きな回転トルクを得るために大容量のモーターを使用することなく、固液分離装置を小型化できるようになる。
また、回転体１の回転中は押体４４による脱水動作を停止するようにしたので、回転体１の回転時における固液混合物と脱水板７１との摩擦による脱水板７１の磨耗を少なくでき、固液分離装置の脱水性能を良好に維持できるようになる。

また、押体４４を回転体１の外周面３２の方向に移動させる動作を停止することによって押体４４による脱水動作を停止した後に、回転体１を回転させた場合には、回転体１の回転中における固液混合物と脱水板７１との摩擦を小さくできるとともに、押体４４の駆動制御を簡単にできる。

押体４４を回転体１の外周面の方向に移動させる動作を停止した状態からさらに押体４４を凹部３６の底面に近づく方向に移動させた状態に設定することによって押体４４による脱水動作を停止した後に、回転体１を回転させた場合には、回転体１の回転中における固液混合物と脱水板７１との摩擦をより小さくできる。

また、回転力付与機構３０２が、爪３１８と、爪３１８を爪車３０１の回転中心に近付く方向に回転可能に支持するヒンジ３１２と、爪３１８を爪車３０１の回転中心に近付く方向に付勢して爪車３０１の周面３０７上で互いに隣り合う歯３０５と歯３０５との間に係合させる付勢手段としてのコイルバネ３１５とを備えたので、ヒンジ３１２及びコイルバネ３１５によって爪３１８を歯３０５と歯３０５との間に確実に係合させることができるようになるとともに、コイルバネ３１５によって当該係合状態を確実に維持できるようになり、回転体１を確実に回転させることが可能となる。

また、実施形態１では、円筒状の回転体１と、回転体１の外周面３２に外周面３２より窪むように設けられた凹部３６と、凹部３６内に設けられて回転体１の外周面３２に相当する位置にある凹部３６の開口部３５と凹部３６の底面（平板２１の外面３１）との間を移動可能な押体４４と、押体４４と凹部３６の開口部３５との間で形成された収容部５１と、回転体１を回転可能に収容したケーシング２と、押体４４の押圧駆動制御機構９９とを備え、ケーシング２が、固体と液体とが混在した固液混合物の入口部６６と、出口部６８と、入口部６６の一端と出口部６８の一端とに連接されて回転体１の外周面３２を所定角度範囲で覆う脱水部６７とを備え、脱水部６７が、回転体１の外周面３２に沿って配置された脱水板７１を備え、脱水板７１が、脱水孔７３を備え、入口部６６に位置した収容部５１が入口部６６からの固液混合物を収容してから回転体１の回転に伴って脱水板７１に対応する位置に到達した場合に、押圧駆動制御機構９９が押体４４を脱水板７１の方向に移動させることによって、固液混合物中の液体が脱水板７１の脱水孔７３を経由して脱水板７１の外面側に排出され、回転体１の回転に伴って脱水部６７を通過した収容部５１が出口部６８に到達した場合に、押圧駆動制御機構９９が押体４４を回転体１の外周面３２の方向に移動させることによって、収容部５１内の固体が押体４４で押されて出口部６８より排出され、回転体１の回転に伴って出口部６８を通過した収容部５１が入口部６６に到達した場合に、当該収容部５１に入口部６６からの固液混合物が収容される構成とした。すなわち、回転体１の外周面３２に設けた収容部５１に固液混合物を収容し、回転体１を回転させるとともに収容部５１に収容された固液混合物を回転体１の外周面３２に沿って配置された脱水板７１の方向に押体４４で押して固液混合物を脱水処理する構成としたので、固液混合物を押圧するためや固液混合物を搬送するために長い筒体を設ける必要がなくなり、装置を小型化できる。
また、実施形態１では、回転体１の外周囲に沿った方向において所定間隔を隔てて複数の収容部５１を設け、この複数の収容部５１の開口部３５を覆える大きさの脱水板７１を備えたので、回転体１の回転に伴って複数の収容部５１に連続的に固液混合物を収容させ、複数の収容部５１に収容された固液混合物を連続的に脱水処理できる。即ち、脱水処理を効率的に行える。

付勢手段としては、爪３１８を爪車３０１の回転中心に近付く方向に付勢しておくための錘を用いても良い。また、油圧ジャッキ３０２Ａ；３０２Ｂが自重で回転して爪３１８が爪車３０１の回転中心に近付く方向に付勢されるようにヒンジ３１２の位置を設定するようにしても良い。

実施形態２
図９；１０に示すように、回転駆動制御機構３を、回転体１の回転軸１０を回転させるための回転力付与機構としてモーター３５０と、モーター制御機構３５１とを備えた構成としても良い。モーター３５０は、例えば、後壁部６２に形成されたモーター取付部３６０に取り付けられ、モーター３５０のモーター軸３５２と回転軸１０とに回転伝達ベルト３５３が掛け回され、モーター軸３５２の回転力が回転伝達ベルト３５３を介して回転軸１０に伝達される。回転軸１０の一端には角度センサ（エンコーダ）３５４が取り付けられており、角度センサ３５４とモーター制御装置３５５とが信号線３５６により互いに接続され、モーター３５０とモーター制御装置３５５とが信号線３５７により互いに接続される。角度センサ３５４は、回転軸１０の中心と何れか１つの仕切壁体１６の断面の中心とを結ぶ線と交わる回転軸１０の外周面の位置が角度検出基準（原点）となるよう回転軸１０に取り付けられる。モーター制御装置３５５が角度センサ３５４からの角度信号を入力してモーター３５０の駆動及び停止を制御する。モーター制御機構３５１は、角度センサ３５４とモーター制御装置３５５とにより構成される。
そして、実施形態１と同じように、回転体１を所定角度回転する毎に停止し、回転体１の回転中は、固液混合物と脱水板７１との摩擦を小さくするために、押体４４による脱水動作を停止し、回転体１が停止している時に脱水動作を行うことにより、実施形態１と同じように、脱水板７１の磨耗を少なくできて、固液分離装置の脱水性能を良好に維持できるようになる。

油圧ジャッキは１つでも良い。
回転体１の外周面３２に設ける収容部５１の数は、１つ以上であれば良い。この場合、複数の収容部５１は、回転軸１０を中心とした周回りに（３６０／ｎ）°の間隔で配置される。尚、ｎは２以上の収容部５１の数である。
油圧駆動の押圧機構４１の代わりに、水圧駆動や空気圧駆動の押圧機構、あるいは、カムとばねを用いた押圧機構を使用しても良い。
また、回転体１の回転軸１０側から外周面３２に近くなるにつれて幅広となる収容部、即ち、収容部を仕切る仕切壁体の壁面が回転体の半径線と平行な面に形成されて、壁面が末広がりとなった収容部を形成し、押体として、ばね機構などで幅が可変に構成されたものを使用することも可能である。

回転力付与機構３０２としては、例えば、ラックアンドピニオン機構によって円板３０４の周面３０７に接する円の接線と平行に移動可能なように構成された進退棒を備えた機構を用いても良い。
爪車（ラチェット）３０１と回転力付与機構３０２とを前壁部６４の外面６４ａに設けても良い。

爪車の歯の数ａと収容部の数ｂとの関係は、特に限定されない。即ち、ａ＝ｂ、又は、ａ＞ｂ、又は、ａ＜ｂとすれば良い。

また、実施形態１では、油圧ジャッキのピストン３１１が最大縮退状態から最大伸長状態になる毎、即ち、油圧ジャッキのピストン３１１を１ストローク動作させて爪車３０１が一定角度回転する毎に脱水動作を行う例を示したが、油圧ジャッキのピストン３１１による複数回（例えば、２〜３回程度）のストローク動作が終了する毎に脱水動作を行ったり、油圧ジャッキのピストン３１１の１ストローク動作の間に、脱水動作を間欠的に行うようにしても良い。

本発明の固液分離装置によれば、例えば、シールド掘削土砂、食品かす、浚渫土、ダムの堆砂、下水堆積土、沈殿物、汚泥等の固液混合物を脱水できる。

１ 回転体、２ ケーシング、３ 回転駆動制御機構、３２ 回転体の外周面、
３５ 収容部の開口部、３６ 凹部、４１ 押圧機構、４４ 押体、５１ 収容部、
６６ 入口部、６７ 脱水部、６８ 出口部、７１ 脱水板、７２ 外板、
７３ 脱水孔、７８ 排水孔、９９ 押圧駆動制御機構。

Claims (3)

1. 円筒状の回転体と、回転体の回転駆動制御機構と、回転体の外周面に外周面より窪むように設けられた凹部と、凹部内に設けられて回転体の外周面に相当する位置にある凹部の開口部と凹部の底面との間を移動可能な押体と、押体と凹部の開口部との間で形成された収容部と、回転体を回転可能に収容し、固体と液体とが混在した固液混合物の入口部と出口部と入口部の一端と出口部の一端とに連接されて回転体の外周面を所定角度範囲で覆う脱水孔付きの脱水板とを有したケーシングと、押体の押圧駆動制御機構とを備えた固液分離装置を用い、
   収容部に収容された固液混合物を押体により脱水板の方向に押圧して固液混合物中から液体を脱水する固液分離方法において、
   回転体の回転中は押体による脱水動作を停止し、回転体が停止している時に脱水動作を行うことを特徴とする固液分離方法。
2. 押体を回転体の外周面の方向に移動させる動作を停止することによって押体による脱水動作を停止した後に、回転体を回転させたことを特徴とする請求項１に記載の固液分離方法。
3. 押体を回転体の外周面の方向に移動させる動作を停止した状態からさらに押体を凹部の底面に近づく方向に移動させた状態に設定することによって押体による脱水動作を停止した後に、回転体を回転させたことを特徴とする請求項１に記載の固液分離方法。

Images