JP2018057997A - 撹拌機能付き破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】破砕された有機性処理物の固形化を防ぐことができる撹拌機能付き破砕機を提供する。【解決手段】撹拌機能付き破砕機１は、有機性処理物を破砕する破砕部２と、破砕部２で破砕された有機性処理物を液体で撹拌してモーノポンプ４へ送る撹拌槽３と、を備える。撹拌槽３は、円筒形状の内壁と、内壁の周方向に沿って流れるように水を槽内に流入する流入口と、傾斜し、一部に複数の貫通穴が設けられた底面と、底面に設けられた複数の貫通穴を通過した有機性処理物をモーノポンプ４へ送る排出部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、撹拌機能付き破砕機に関する。

有機性廃棄物を用いたメタン発酵を行う場合には、その前に有機性廃棄物を細かく砕き、可溶化処理を行うなどして、有機性廃棄物をメタン発酵し易い状態にする必要がある。そこで、有機性廃棄物は、まず、破砕機で破砕された後、モーノポンプで可溶化処理を行う処理槽に送られる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−１０７３３号公報

しかしながら、モーノポンプは、破砕された有機性廃棄物と液体とが混合した処理物については、有機性廃棄物よりも液体の方を先に吸引して送ってしまう傾向がある。これにより、破砕機とモーノポンプとの間に残った有機性廃棄物が残留して、管内で固形化しやすくなり、破砕機からモーノポンプに処理物を送りにくくなる場合がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、モーノポンプの前段で有機性廃棄物が詰まるのを防止することができる撹拌機能付き破砕機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る撹拌機能付き破砕機は、
有機性処理物を破砕する破砕部と、
前記破砕部で破砕された有機性処理物を液体で撹拌してモーノポンプへ送る撹拌槽と、
を備え、
前記撹拌槽は、
円筒形状の側壁と、
その側壁の内側の周方向に沿って流れるように液体を槽内に流入する流入口と、
傾斜し、一部に複数の貫通穴が配列された底面と、
前記底面に設けられた複数の貫通穴を通過した有機性処理物をモーノポンプへ送る排出部と、
を備える。

前記底面は、
２つの傾斜面が最下縁の線分で連結した谷形の形状を有しており、
一方の傾斜面に複数の貫通穴が設けられている、
こととしてもよい。

前記流入口は、
円筒形状の側壁の中心軸に対して点対称な位置に複数設けられている、
こととしてもよい。

本発明によれば、破砕された有機性処理物を、撹拌槽内で液体と混合し、撹拌し、十分に細かくして貫通穴を通過する状態にしてから、モーノポンプに送ることができるので、モーノポンプの前段で有機性廃棄物が詰まるのを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る撹拌機能付き破砕機の全体の構成を示す模式図である。 図２（Ａ）は、撹拌槽の内部を上面から見た図である。図２（Ｂ）は、撹拌槽の内部を側面から見た図である。図２（Ｃ）は、撹拌槽の底面に設置された一方の傾斜面を上面から見た図である。 撹拌槽の内部における撹拌の様子を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、撹拌機能付き破砕機１は、破砕部２と、撹拌槽３と、モーノポンプ４と、備える。破砕部２と、撹拌槽３と、モーノポンプ４は、床Ｆの上に設置された架台であるステージ２０に支持され、ステージ２０に保持されている。ステージ２０では、上から、破砕部２、撹拌槽３、モーノポンプ４の順で配置されている。

破砕部２の上部には、有機性処理物を投入する投入口２Ａが設けられている。破砕部２の内部には、回転ロータ及びモータ（いずれも不図示）が設けられている。回転ロータには無数の歯が設けられている。破砕部２では、モータにより、回転ロータを回転駆動し、回転ロータの歯で投入口２Ａから投入された有機性処理物が破砕される。すなわち、破砕部２は、投入口２Ａから投入された有機性処理物を破砕する。破砕された有機性処理物は、落下して、撹拌槽３に送られる。

撹拌槽３は、破砕部２で破砕された有機性処理物を、液体、すなわち水で撹拌する。撹拌された有機性処理物は水と混合され撹拌された後、モーノポンプ４へ送られる。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、撹拌槽３は、全体として円筒形状の処理槽である。撹拌槽３は、円筒形状の側壁１０（内壁１０Ａ）と、底面１１とで囲まれた内部で構成される。

図２（Ｂ）に示すように、撹拌槽３の上部には、破砕部２と連結された投入口１２が開口している。破砕部２で破砕された有機性処理物は、投入口１２から投入される。

一方、側壁１０の内壁１０Ａには、流入口１３が設けられている。図２（Ａ）に示すように、流入口１３は、配管１３Ａに連結されている。配管１３Ａには、不図示の供給源から水が供給されており、その水が流入口１３から撹拌槽３内に流入する。

図２（Ａ）に示すように、流入口１３は、水平方向を向き、内壁１０Ａに沿っている。したがって、水は、撹拌槽３内を流入口１３から周方向に回転するように流れる。より具体的には、流入口１３は、円筒形状の側壁の中心軸Ｏに対して点対称な位置に２つ設けられている。

底面１１は傾斜しており、一部に複数の貫通穴１４が設けられている。より詳細には、底面１１は、２つの傾斜面１１Ａ，１１Ｂから成り、傾斜面１１Ａ，１１Ｂは、最下縁の線分で連結した形状を有している。一方の傾斜面１１Ａには、図２（Ｃ）に示すように、複数の貫通穴１４が配列されている。貫通穴１４の径は、モーノポンプ４によって送ることができるような十分に小さな有機性処理物が通過することができる大きさとなっている。

図２（Ｂ）に示すように、撹拌槽３の下部（傾斜面１１Ａの下方）には、排出部１５が設けられている。排出部１５は、底面１１（傾斜面１１Ａ）に設けられた複数の貫通穴１４を通過した有機性処理物を、モーノポンプ４へ送る。

モーノポンプ４とは、いわゆる一軸偏心ねじポンプとして知られている。このポンプは、偏心ねじ及びそのねじを取り囲む外側部材との間に空間を有しており、偏心ねじを回転させることによって、その空間内に外部から材料を吸い込み、さらにこの空間内に取り込んだ材料を一定方向へ押し出す。

モーノポンプ４は、弾性材料を素材として成る長円形断面の雌ねじ部内に真円断面の金属製雄ねじ部を具えて成るものであってもよい。モーノポンプ４は、雄ねじ部を回転させることにより、粘度が低く流動性に富んだ物質から、粘度が高く流動性が乏しい物質まで幅広く移送することができる。

モーノポンプ４には、モータ４Ａが設けられている。モーノポンプ４は、モータ４Ａの駆動により上記偏心ねじを回転させて、有機性処理物を、配管５を介して、下段の処理槽（不図示）へ送る。下段の処理槽では、メタン発酵を行う前の可溶化処理や、メタン発酵などが行われる。

次に、撹拌機能付き破砕機１の動作について説明する。

まず、破砕部２に有機性処理物が作業者によって投入口２Ａから投入され、投入された有機性処理物の破砕が行われる。破砕された有機性処理物は、撹拌槽３に送られる。

撹拌槽３に送られた有機性処理物は、撹拌槽３の流入口１３から流入する水と混合し、撹拌される。図３に示すように、有機性処理物を含む水は、撹拌槽３内を旋回しつつ、底面１１に向けて下っていく。底面１１まで到達すると、有機性処理物を含む水は傾斜面１１Ａ、１１Ｂを登っていき、さらに内壁１０Ａを登り、新たに流入口１３から流入される水と合流して、さらに撹拌されやすい状態となる。このように、撹拌槽３内では、有機性処理物を含む水の水平方向の回転の流れと、垂直方向の回転の流れが形成され、有機性処理物の撹拌が行われる。

この撹拌の流れの間に、傾斜面１１Ａ上を進む水に含まれ、砕かれ撹拌され十分に細かくなった有機性処理物は、貫通穴１４を通過して排出部１５に送られる。この有機性処理物は、細かく砕かれ、撹拌され十分に小さくなっているので、排出部１５から排出され、固形化せず、水とともにモーノポンプ４に送られる。

モーノポンプ４では、送る対象が水と有機性処理物との混合物である場合、水の方を先に吸引して送る性質を有している。しかしながら、本実施の形態では、破砕部２とモーノポンプ４との間に撹拌槽３を設け、ここに水を供給するので、モーノポンプ４の前段において、有機性処理物が固形化するのを防いでいる。これにより、モーノポンプ４の前段が詰まり有機性処理物がモーノポンプ４で送られなくなるのを防止している。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、破砕された有機性処理物を、撹拌槽３内で液体と混合し、撹拌し、十分に細かくして複数の貫通穴１４を通過する状態にしてから、モーノポンプ４に送ることができるので、モーノポンプ４の前段で有機性廃棄物が詰まるのを防止することができる。

また、本実施の形態によれば、底面１１は、２つの傾斜面１１Ａ，１１Ｂが最下縁の線分で連結した谷形形状を有しており、一方の傾斜面１１Ａに複数の貫通穴１４が設けられている。底面１１の形状を谷形とすることにより、撹拌槽３内に下から上への流れを作りだすことができる。これにより、有機性処理物をさらに撹拌し、細かくすることができる。

また、複数の貫通穴１４を通過した有機性処理物のみをモーノポンプ４に送ることができるので、モーノポンプ４を用いてスムーズに有機性処理物を下段の処理槽に送ることができる。また、一方の傾斜面１１Ａだけに複数の貫通穴１４を設けることにより、供給した水だけが先にモーノポンプ４の方に行かないようにすることができる。

なお、傾斜面１１Ａにだけ複数の貫通穴１４を設け、傾斜面１１Ｂに貫通穴１４を設けないのは、撹拌槽３内で撹拌に用いられる水が、先にモーノポンプ４の方が送られないようにするためである。

なお、撹拌槽３の底面は、上記実施の形態のものに限られない。例えば、逆円錐状のものであってもよいし、単に一方向に傾斜しているものであってもよい。

また、本実施の形態によれば、流入口１３は、円筒形状の撹拌槽３の中心軸Ｏに対して点対称な位置に複数設けられている。これにより、撹拌槽３内で液体（水）が均一に存在できるようになる。また、傾斜面１１Ａの最下縁の線分にも貫通穴１４を設けたのは、この谷底の部分に、有機性処理物及び水の混合物が溜まらないようにするためにである。

なお、各流入口１３の位置は、同じ高さに限られない。上下に幾つか備えるようにしてもよい。

なお、上記実施の形態では、流入口１３の数を２つとしたが、これには限られない、流入口１３は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。この場合でも、各流入口１３は、円筒形状の撹拌槽３の中心軸Ｏに対して点対称な位置に設けられるようにしてもよい。

底面１１の傾斜角度については、任意に設定することができる。また、貫通穴１４の大きさも、モーノポンプ４の能力に基づいて、適宜決定することができる。

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

本発明は、有機性廃棄物を用いてメタン発酵を行う際の前処理に適用することができる。

１ 撹拌機能付き破砕機、２ 破砕部、２Ａ 投入口、３ 撹拌槽、４ モーノポンプ、４Ａ モータ、５ 配管、１０ 側壁、１０Ａ 内壁、１１ 底面、１１Ａ，１１Ｂ 傾斜面、１２ 投入口、１３ 流入口、１３Ａ 配管、１４ 貫通穴、１５ 排出部、２０ ステージ、Ｆ 床

Claims (3)

1. 有機性処理物を破砕する破砕部と、
   前記破砕部で破砕された有機性処理物を液体で撹拌してモーノポンプへ送る撹拌槽と、
   を備え、
   前記撹拌槽は、
   円筒形状の側壁と、
   その側壁の内側の周方向に沿って流れるように液体を槽内に流入する流入口と、
   傾斜し、一部に複数の貫通穴が配列された底面と、
   前記底面に設けられた複数の貫通穴を通過した有機性処理物をモーノポンプへ送る排出部と、
   を備える撹拌機能付き破砕機。
2. 前記底面は、
   ２つの傾斜面が最下縁の線分で連結した谷形の形状を有しており、
   一方の傾斜面に複数の貫通穴が設けられている、
   請求項１に記載の撹拌機能付き破砕機。
3. 前記流入口は、
   円筒形状の側壁の中心軸に対して点対称な位置に複数設けられている、
   請求項１又は２に記載の撹拌機能付き破砕機。

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