JP2013085981A - 木材の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でかつ効率良く木材を洗浄できる洗浄装置を提供する。
【解決手段】洗浄装置１は、傾斜しつつ回転可能に設けられた円筒状のドラム１０と、突出部がドラム１０の内周側に突出するように配置された複数の鋲１１と、ドラム１０の内周に水を噴霧するノズル１２と、ノズル１２に水を供給するパイプ１３と、を備える。突出部は、ドラム１０の側面に対してらせん状に設けられる。パイプ１３は、ドラム１０の外周側に沿って配置され、ドラム１０と一体回転可能に設けられるとともに、ドラム１０の一端側に開口する吸水口１３ａを有する。吸水口１３ａは、ホース１４により水源と接続され、ホース１４と吸水口１３ａは、連結器１５によって互いに相対回転可能に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、木材の洗浄装置に関する。

近年、製材工場で発生した端材および建築廃材に含まれる廃木材を有効利用するための様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、洗浄槽を有し、この洗浄槽内に木材を投入し、投入された木材を洗浄槽内で動かしながら洗浄する洗浄装置が開示されている。

特開２００２−２３９４８１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された洗浄装置は、洗浄槽内での洗浄処理であるため、洗浄処理のたびに洗浄槽内へ木材を出し入れする作業が必要であり、その間は洗浄処理が中断してしまう。また、洗浄回数を重ねていくと、洗浄槽内には木材に付着していた汚泥などの固形物が溜まるので、洗浄槽に溜まった固形物を取り除く作業も必要となり、この作業によっても洗浄処理が中断してしまう。

また、特許文献１に開示された洗浄装置は、洗浄槽だけでなく、洗浄槽内で木材を動かすための装置、および洗浄後の木材を洗浄槽から取り出すための装置、さらには、木材の洗浄によって洗浄槽内に溜まった汚泥などの固形物を洗浄槽から取り除くために洗浄槽を洗浄する手段など、洗浄槽内での洗浄に付随する他の装置が必要であり、結果的に設備自体が大掛かりになってしまうという問題点があった。

本発明は、簡便な構成でかつ効率良く木材を洗浄することのできる木材の洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明の木材の洗浄装置は、傾斜しつつ回転可能に設けられた円筒状のドラムと、
前記ドラムの内周側に突出する複数の突出部と、
前記ドラムの内周に水を噴霧するノズルと、
前記ノズルに水を供給するパイプと、
を備え、
前記突出部は、前記ドラムの側面に対してらせん状に設けられ、
前記パイプは、前記ドラムの内周側または外周側に沿って配置され前記ドラムと一体回転可能に設けられるとともに、前記ドラムの一端側に開口する吸水口を有し、
前記吸水口は、ホースにより水源と接続され、
前記ホースと前記吸水口は、互いに相対回転可能に接続されていること
を特徴とする。

上記の本発明の洗浄処理装置において、前記複数の突出部は円錐状であってよく、さらに、前記ノズルは、前記ドラムの内周側に突出する円錐状のノズルであり、前記複数の突出部の一部を構成していてもよい。

本発明によれば、傾斜して配置されるドラムの内周側に突出する複数の突出部をドラム１０の側面に対してらせん状に設けることにより、洗浄処理中にドラム内で木材を十分に滞留させることができ、結果的に木材の洗浄効率を向上させることができる。また、構成自体も極めて簡単であり、設備の移動も容易に行なうことができる。

本発明の一実施形態による木材の洗浄装置の概略斜視図である。 図１に示す鋲を、ドラムに装着された状態で示す側面図である。 図１に示すノズルを、ドラムに装着された状態で示す断面図である。 図１に示すドラム１０への突出部およびノズルの配置を模式的に示す図である。 図１に示した洗浄装置において、パイプの吸水口をドラムの排出側に配置した例を示す概略斜視図である。 複数のパイプを備えた洗浄装置をドラムの一端側から見た図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による木材の洗浄装置１が示されている。この洗浄装置１は、円筒状のドラム１０と、ドラム１０の内周側に突出するように設けられた複数の鋲１１と、ドラム１０の内周側に洗浄用の水を噴霧する少なくとも１つのノズル１２と、ノズル１２に水を供給するためのパイプ１３と、を有している。

洗浄装置１で洗浄される木材は、海水に浸漬され、または海水を浴びることなどによって表面に塩分が付着していたり、表面に汚泥が付着していたりしてもよい。

ドラム１０は、中心軸が鉛直方向に対して傾いて配置され、その中心軸を中心に回転可能に支持されている。洗浄の対象である木材は、傾いて配置されたドラム１０の上側の開放端からドラム１０内に投入され、ドラム１０の内周面を滑り、下側の開放端から排出される。よって、本発明では、ドラム１０の上側の開放端を「投入口」、下側の開放端を「排出口」という。

ドラム１０には、詳しくは後述する鋲１１およびノズル１２を取り付けるための構造を有している。その構造は任意の構造であってよいが、本実施形態では、複数の孔１０ａが形成されたドラム１０を用い、これらの孔１０ａを、鋲１１およびノズル１２を取り付けるための構造として利用している。複数の孔１０ａが形成されたドラム１０としては、エキスパンドメタルやパンチングメタルなどの有孔鋼板を円筒状に加工したものを用いることができる。

有孔鋼板を用いることによって、鋲１１およびノズル１２の配置の自由度が高くなり、また、これらを着脱自在に取り付けることによって、これらの位置を容易に変更することができる。有孔鋼板を用いる場合、一部の孔１０ａのみに突出部１１およびノズル１２を取り付け、残りの孔１０ａは水切り用に残しておくこともできる。ドラム１０の材料としては、耐腐食性が良好なステンレス鋼などを好ましく用いることができる。

ドラム１０へは、上記の廃木材および端材がそのまま投入されてもよいし、破砕機などで破砕されたものが投入されてもよい。木材をドラム１０内へそのまま投入するか破砕後に投入するかは、ドラム１０の直径に応じて決めることができる。

鋲１１は、図２に示すように、軸部１１ｂと、軸部１１ｂの先端に一体的に設けられた円錐状の突出部１１ａとを有する。軸部１１ｂは、突出部１１ａがドラム１０の内周側に位置するようにドラム１０の孔１０ａに挿入される。突出部１１ａの底面の直径は軸部１１ｂの直径よりも大きく、また、軸部１１ｂの周面にはねじ溝が形成されている。よって、軸部１１ｂがドラム１０の孔１０ａに挿入された鋲１１を、ワッシャ２１を介してナット２０で締め付け、突出部１１ａの底面とワッシャ２１との間でドラム１０を挟み込むことで、鋲１１は、突出部１１ａをドラム１０の内周側に突出させた状態でドラム１０に着脱自在に固定される。前述したように、ドラム１０には複数の鋲１１が取り付けられており、したがって、これら複数の鋲１１の突出部１１ａが、本発明における、ドラム１０の内周側に突出する複数の突出部１１ａを構成する。なお、ここでは円錐状の突出部１１ａを示したが、突出部１１ａの形状は円錐状に限られるものではく、任意の形状とすることができる。

次に、図３を参照してノズル１２について説明する。ノズル１２は、Ｔ字管３１を介してドラム１０に取り付けられる。Ｔ字管３１は、両端にパイプ３１が水密接続された本管部と、この本管部から分岐して延びる支管部とを有する。支管部は、外周面にねじ溝が形成されており、ナット３２およびワッシャ３３が挿入された状態で、ドラム１０の外周側から孔１０ａに挿入されている。Ｔ字管３１の支管部は、孔１０ａに挿入された状態で先端部がドラム１０の内周面から突出するのに十分な長さを有している。

ノズル１２は、支管部のドラム１０から突出した部分を受け入れる凹部を底面に有しており、この凹部の内周面にねじ溝が形成されている。ノズル１２と支管部の先端部とを螺合し、ナット３２を締め付け、ノズル１２の底面とワッシャ３３との間でドラム１０を挟み込むことで、ノズル１２はドラム１０の内周側に着脱自在に固定される。

ノズル１２は、水を噴霧することができれば、その形状は任意であり、本実施形態では、ドラム１０の内周側に突出する円錐状としているが、ドラム１０の内周側に突出しない形状とすることもできる。

また、上述した構造では、ノズル１２は、Ｔ字管３１を介してパイプ１３と接続され、その結果、パイプ１３は図３に示したように複数のセグメントに分割された形態となっているが、パイプ自体を、Ｔ字管３１と同様の支管部を有する構造とし、パイプ１３とノズル１２とを直接接続することもできる。こうすることにより、パイプ１３を一繋がりの部材で構成することができる。なお、図１には、パイプ１３を一繋がりの部材として示している。

再び図１を参照すると、パイプ１３は、ドラム１０の外周側に、ドラム１０の中心軸に沿って配置され、ドラム１０と一体回転可能に設けられている。ドラム１０の投入口側に位置するパイプ１３の上端側には吸水口１３ａが開口している。パイプ１３の下端側は塞がれている。パイプ１３は、ドラム１０の内周側に配置することもできる。ただしこの場合、木材の洗浄時にはドラム１０の内周側に木材が投入されるため、パイプ１３は木材の洗浄中に木材と衝突しても破損しない強度が必要である。

吸水口１３ａには、連結器１５を介してホース１４の一端が接続されている。連結器１５は、パイプ１３とホース１４とを水密かつ相互に回転自在に接続するものであり、例えば、自在水栓における水栓本体と吐水パイプとを連結する構造を利用した構造を有している。ホース１４のもう一方の端は、水源（例えば水栓）と接続されており、洗浄用の水は、水栓からホース１４、パイプ１３を経てノズル１２に供給され、ノズル１２からドラム１０の内周側に噴霧されるように構成されている。

洗浄動作中はドラム１０が回転され、ドラム１０と一緒にパイプ１３も回転するが、パイプ１３とホース１４は連結器１５を介して接続されているので、ドラム１０の回転によってホース１４が捻れることはない。ただし、ドラム１０が回転することによって、ホース１４自体は、連結器１５と接続された側の端がドラム１０を周回するように動くので、このホース１４の動きを許容するのに十分な長さをホース１４は有している。

水源と吸水口１３ａとはホース１４で連結されてさえいればよいが、必要に応じてホース１４の中間部を支持する中間支持機構を設けることもできる。中間支持機構としては、図１に示すような構造が一例として挙げられる。図１に示す例では、中間支持機構は、回転リング１６と、回転リング１６に固定された中間連結器１７とを有する。

回転リング１６は、ドラム１０と同軸上に配置され、適宜の支持機構（不図示）によって回転自在に支持されている。中間連結器１７は、ホース１４の中間に介装され、両側のホース１４の部分を水密かつ相互に回転自在に連結する。中間連結器１７としては、前述した連結器１５と同じものを用いることができる。図１では１つの中間支持機構を示しているが、ホース１４の長さによっては、複数の中間支持機構を適宜間隔で配置してもよい。

ここで、上述した鋲１１およびノズル１２の配置について、図４を参照して説明する。図４では、説明を分かり易くするために、突出部１１ａを△で示し、ノズル１２を○で示し、ノズル１２に水を供給するパイプおよびドラム１０の孔は、図４では省略している。

複数の突出部１１ａは、ドラム１０の側面に対してらせん状に配置される。らせんの向きは右ねじ方向であってもよいし左ねじ方向であってもよい。図４に示した例では、右ねじ方向のらせんが形成されるように複数の鋲１１が配置されている。なお、突出部１１ａの位置は、図１における鋲１１の位置と一致する。したがって、図１においては鋲１１もドラム１０の側面に対してらせん状に配置されている。

ノズル１２は、ドラム１０の内部を上端から下端へ向かって進む木材に満遍なく水を噴霧することができれば、その数および配置は任意であってよい。ただし、ノズル１２の数は複数であることが望ましい。また、本実施形態のようにドラム１０の内周側に突出するノズル１２を用いる場合は、突出部１１ａによる機能をより効果的に発揮させるために、複数の突出部１１ａの一部をノズル１２と置き換え、複数の突出部１１ａおよび複数のノズル１２が全体としてらせん状に配置されるようにすることによって、ノズル１２が複数の突出部１１ａの一部を構成するようにすることが好ましい。

上記のように突出部１１ａおよびノズル１２が全体としてらせん状に配置される場合であっても、ノズル１２自体は、らせん状に並んでいる必要はなく、例えば、ドラム１０の軸線方向に沿って複数のノズル１２を並べてもよい。こうすることで、複数のノズル１２はドラム１０の母線上に配置され、図１に示すように、各ノズル１２に水を供給するのに直線のパイプ１３を用いることができるので、パイプ１３の形状が簡易になる。

次に、本実施形態の洗浄装置１の動作について説明する。

まず、洗浄の準備段階として、水源よりホース１４およびパイプ１３を通じてノズル１２に水を供給し、ノズル１２から水を噴霧させるとともに、ドラム１０を回転させる。ドラム１０は、モータ等の駆動手段を用いて回転させてもよいし、手動で回転させてもよい。ドラム１０の回転方向は、突出部１１ａおよびノズル１２によるらせんの向きに応じて決められる。具体的には、らせんの向きが図１に示した右ねじ方向である場合は、ドラム１０は、投入口側から見て右回りに回転され、らせんの向きが左ねじ方向である場合は、投入口側から見て左回りに回転される。

洗浄の準備が完了したら、投入口からドラム１０内へ木材を投入する。ドラム１０は傾斜しつつ回転しているので、投入された木材は、ドラム１０の内周面を滑りながら排出口へ向かい、その間にノズル１２により水が噴霧されて、表面に付着した塩分や汚泥などが洗い流され、排出口から落下する。

このように、木材をドラム１０の一端から他端へ移動させながら洗浄することで、洗浄水を貯留した洗浄槽内で洗浄する場合と異なり、木材をドラム１０内に連続的に投入し、連続的に洗浄することができる。その結果、洗浄槽を用いた洗浄と比較して、より効率的な洗浄が可能となる。ただし、投入口の近傍では、ドラム１０の回転に合わせて投入口の周囲をホース１４が周回するので、木材は、ホース１４が木材の投入の邪魔にならないタイミングで投入される。

ここで、ドラム１０の内周面に突出物が何もない場合、木材は、ドラム１０が回転しているか否かによる影響は殆ど受けず、ドラム１０の傾き角度に応じた加速度を受けてドラム１０の内周面を滑り落ちる。そのため、木材を十分に洗浄するためには、ドラム１０の長さを十分に長くする必要がある。

それに対して本実施形態では、ドラム１０の内周側には複数の突出部１１ａおよび複数のノズル１２が突出しているので、木材はこれらに引っ掛かり、投入口から排出口へ向かう木材の移動が制限される。そして、これら突出部１１ａおよびノズル１２は、らせん状に配置されているので、ドラム１０の回転に伴って、突出部１１ａおよびノズル１２によって木材はドラム１０の中心部へ掻き上げられる。ドラム１０を回転させることにより木材の掻き上げが急速に行なわれ、木材はドラム１０の中心軸付近まで高く掻き上げられる。したがって、木材は、ドラム１０内で、ノズル１２から散水された水と十分に接触することとなり、木材の攪拌および洗浄が十分に行なわれる。その結果、ドラム１０の内周面に突出物が何もない場合と比較して、投入口から排出口へ向かう方向での木材の移動速度が低減され、ドラム１０内での木材の滞留時間を長くすることができる。よって、ドラム１０の長さを長くすることなく、木材を十分に洗浄することができる。また、突出部１１ａおよびノズル１２の形状を円錐状とすることで、ドラム１０内での木材の移動速度を低減させ、木材の滞留時間をさらに稼ぐことができる。

排出口から落下した木材は、適宜の乾燥機によって乾燥される。ここで、本実施形態ではドラム１０として有孔鋼板を用いており、ドラム１０の一部の孔１０ａは鋲１１もノズル１２も取り付けられずにそのまま孔１０ａとして存在している。よって、洗浄に用いられて木材に付着していた塩分や汚泥などを含有している洗浄後の水は、洗浄後の木材と一緒に排出口から落下するのではなく、ドラム１０の孔１０ａから落下することができる。このようにしてドラム１０によって水切りがなされ、洗浄後の木材と水が区別されることによって、洗浄後の木材が洗浄後の水によって再度汚染されるのを防止することができる。

乾燥された木材は、例えば、プラント等における各種装置のバーナーやボイラ等の燃料として利用することができる。塩分が洗浄により除去されているので、洗浄後の木材を燃料として利用しても、ダイオキシンの発生はほとんどない。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、図１に示した例では、パイプ１３の吸水口１３ａがドラム１０の投入口側に配置した洗浄装置を示したが、図５に示すように、パイプの吸水口１３ａをドラム１０の排出口側に配置すること、すなわち、上端側が塞がれたパイプ１３の下端側に連結器１５を介してホース１４の一端を接続することによって、ドラム１０の排出口側からドラム１０内に水を供給することもできる。こうすることによって、ドラム１０内へ木材を投入する際に障害となる可能性のある構造を排出口側へ配置することができるので、ドラム１０内への木材の投入が制限されなくなる。

また、図５に示した構成においては、パイプ１３は、吸水口１３ａがドラム１０の中心軸と同軸上に位置するようにクランク状に形成されている。これにより、ホース１４の位置を固定したままドラム１０を回転させることができる。その結果、ドラム１０を回転する際の負荷が軽減されるため、より小さな駆動力でより安定して洗浄装置を動作させることができる。

本形態ではクランク形状に形成されたパイプ１３を用いたが、図１に示したのと同様に、直線状のパイプ１３を用いたり、さらには、必要に応じて中間連結器１７を備えた回転リング１６をホース１４の中間に設けたりすることもできる。また、このクランク状のパイプ１３を図１のドラム１０に適用し、ドラム１０の投入口側に設けてもよい。その場合、吸水口１３ａをドラム１０の投入口側に向けて取り付け、水は、ドラム１０の投入口側から供給される。

また、上述した実施形態ではパイプ１３の数が１本であったが、洗浄装置は複数本のパイプ１３を有することもできる。その一例を図６に示す。図６は、ドラム１０を端面側から見た図であり、図示される端面は、吸水用のホース１４がドラム１０の投入口側に接続された場合は投入口側端面であり、ホース１４がドラム１０の排出口側に接続された場合は排出口側端面である。

図６に示すように、複数のパイプ１３はドラムの周方向に間隔をあけて（好ましくは等間隔で）配置され、各パイプ１３にはそれぞれノズル（図６では不図示）が接続される。また、複数のパイプ１３をドラム１０の周方向に間隔をあけて配置したことに伴い、連結器１５と各パイプ１３とは、連結器１５から各パイプ１３に向かって放射状に延びる分岐パイプ１８を介して接続される。このように複数のパイプ１３を配置することで、ドラム１０内の木材には複数の方向から散水されるので、木材の洗浄効果をより向上させることができる。図６に示す洗浄装置は３本のパイプ１３を有しているが、パイプ１３の数は２本であってもよいし、４本以上であってもよい。

以上説明したように、本発明の形態によれば、以下の（１）〜（３）に記載する木材の洗浄装置が提供される。

（１） 傾斜しつつ回転可能に設けられた円筒状のドラム１０と、
前記ドラム１０の内周側に突出する複数の突出部１１ａと、
前記ドラム１０の内周に水を噴霧するノズル１２と、
前記ノズル１２に水を供給するパイプ１３と、
を備え、
前記突出部１１ａは、前記ドラム１０の側面に対してらせん状に設けられ、
前記パイプ１３は、前記ドラム１０の内周側または外周側に沿って配置され、前記ドラム１０と一体回転可能に設けられるとともに、前記ドラム１０の一端側に開口する吸水口１３ａを有し、
前記吸水口１３ａは、ホース１４により水源と接続され、
前記ホース１４と前記吸水口１３ａは、互いに相対回転可能に接続されていること
を特徴とする木材の洗浄装置１。

上記の洗浄装置１によれば、傾斜しつつ回転するドラム１０の内部に木材を供給して水を噴霧する際、らせん状に配置された複数の突出部１１ａにより木材の落下速度が低減され、ドラム１０内部での木材の滞留時間を稼ぎ、かつ、木材をドラム１０の中心軸付近まで掻き上げ、木材の攪拌が促進されることで、洗浄効率を向上させることができる。また、水源となる蛇口にホース１４を接続するだけで洗浄を行なうことが可能となり、設備の移動も容易に行なうことができる。

（２） 上記（１）に記載の木材の洗浄装置１において、
前記複数の突出部１１ａは、円錐状であること
を特徴とする木材の洗浄装置１。

上記の洗浄装置１では、突出部１１ａを円錐状とすることで、ドラム１０内の木材の落下速度を過度に抑制することなく、滞留時間を確保することができる。

（３） 上記（２）に記載の木材の洗浄装置１において、
前記ノズル１２は、前記ドラム１０の内周側に突出する円錐状のノズル１２であり、前記複数の突出部１１ａの一部を構成していること
を特徴とする木材の洗浄装置。

このように、ノズル１２を突出部１１ａの一部として形成することで、突出部１１ａとは別にノズル１２の設置箇所を設定する必要がなくなる。

１ 洗浄装置
１０ ドラム
１０ａ 孔
１１ 鋲
１１ａ 突出部
１２ ノズル
１３ パイプ
１３ａ 吸水口
１４ ホース
１５ 連結器
１６ 回転リング
１７ 中間連結器

Claims (3)

1. 傾斜しつつ回転可能に設けられた円筒状のドラムと、
   前記ドラムの内周側に突出する複数の突出部と、
   前記ドラムの内周に水を噴霧するノズルと、
   前記ノズルに水を供給するパイプと、
   を備え、
   前記突出部は、前記ドラムの側面に対してらせん状に設けられ、
   前記パイプは、前記ドラムの内周側または外周側に沿って配置され前記ドラムと一体回転可能に設けられるとともに、前記ドラムの一端側に開口する吸水口を有し、
   前記吸水口は、ホースにより水源と接続され、
   前記ホースと前記吸水口は、互いに相対回転可能に接続されていること
   を特徴とする木材の洗浄装置。
2. 請求項１に記載の木材の洗浄装置において、
   前記複数の突出部は、円錐状であること
   を特徴とする木材の洗浄装置。
3. 請求項２に記載の木材の洗浄装置において、
   前記ノズルは、前記ドラムの内周側に突出する円錐状のノズルであり、前記複数の突出部の一部を構成していること
   を特徴とする木材の洗浄装置。

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