JP6253522B2 - 二軸差動型破砕システム - Google Patents

Description

本発明は、水中の夾雑物を破砕する二軸差動型破砕システムに関するものである。

下水処理場等において、し渣等の夾雑物は、ポンプや脱水機等の機器に導入されると、ポンプを詰まらせる等のトラブルの原因となる。そこで、それらの機器の前段に二軸差動型破砕機が設けられる。二軸差動型破砕機は、被処理水に含まれるし渣等の夾雑物を機器に導入されてもトラブルの生じない大きさまで破砕する。また、スクリーン等で回収されたし渣を洗浄する際にも、洗浄効果を高めるために二軸差動型破砕機が利用されている。

例えば、特許文献１には、下水処理場にて回収されたし渣の処理システムにおいて、し渣を破砕洗浄するための二軸回転式破砕機が記載されている。この二軸回転式破砕機は、複数枚のディスク状カッターを回転軸に固定した２台の破砕ユニットが、破砕ユニットのディスク状カッター同士を重なり合うように配設したものである。

特開２００１−１８７３９９号公報

下水処理場で使用される二軸回転式破砕機では、ディスク状カッターが欠けてしまうことがある。
そして、ディスク状カッターの欠けた部分が、ポンプや脱水機等の後段の機器にトラブルを生じるという課題がある。

本発明者は、これらの問題について鋭意検討した結果、ディスク状カッターの欠けた部分を捕捉するための異物捕捉部を二軸差動型破砕機の後段または前段に設けることにより、後段の機器のトラブルを抑制、またはディスク状カッターが異物を破砕して欠けてしまうことを防止できることを見出して本発明を完成させた。
具体的には、以下の二軸差動型破砕システムである。

上記課題を解決するための本願発明は、機器の前段に配設され、水中の夾雑物を破砕する二軸差動型破砕機と、前記二軸差動型破砕機と前記機器との間に設けられ、前記機器に流入する異物を捕捉する流出側異物捕捉部と、を備えていることを特徴とする二軸差動型破砕システムである。
本願発明によると、二軸差動型破砕機とその後段に設置された機器との間に、流出側異物捕捉部があり、ディスク状カッターの欠け部を捕捉することができる。そのため、ディスク状カッターに欠けが生じた場合でも、ポンプや脱水機等の後段の機器に異物が詰まって停止する等のトラブルを回避することができる。
なお、この流出側異物捕捉部は、ディスク状カッターの欠けによる異物だけでなく、ボルト等の異物が二軸差動型破砕機を通過してしまった場合等にも、同様の効果を奏するといえる。

本願発明は更に、前記流出側異物捕捉部は、前記二軸差動型破砕機の流出側に接続される流出側接続管に設けられているという特徴を有する。
これにより、流出側異物捕捉部を設置する際に、二軸差動型破砕機とその後段に設置された機器とを連結する被処理水の輸送管に特殊な加工を施す必要がなく、流出側接続管を輸送管に連結するだけで設置することができる。

本願発明は更に、前記流出側異物捕捉部は、水抜き用バルブが設けられているという特徴を有する。
これにより、流出側異物捕捉部に捕捉された異物を回収する際に、水抜き用バルブを用いて流出側異物捕捉部から水をゆっくりと抜くことができる。流出側異物捕捉部の内部には多量の水が満たされており、異物取出口を開放すると多量の水が一気に放出され、作業の安全性に問題がある。本願発明では、水抜き用バルブを用いて流出側異物捕捉部から水を抜いておくことにより、安全性の高い作業を提供することができる。

本願発明は更に、前記二軸差動型破砕機は、セラミックス製カッターを備えているという特徴を有する。
これにより、ディスク状カッターの耐腐食性が高まり、カッターの交換頻度を少なくすることができるという効果を奏する。
また、セラミックス製カッターは欠けやすいため、流出側異物捕捉部の効果がより顕著に発揮される。

本願発明の二軸差動型破砕システムによれば、二軸差動型破砕機のディスク状カッターに欠けが生じた場合でも、欠けた部分は流出側異物捕捉部により捕捉されるため、後段のポンプや脱水機等の機器に流入してトラブルを引き起こすことがないという効果を奏する。

本発明の実施例の二軸差動型破砕システムの平面視における概略説明図である。 本発明の実施例の二軸差動型破砕システムの正面視における概略説明図である。 本発明の実施例の二軸差動型破砕機の構成を示す概略説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る二軸差動型破砕システムの実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例の二軸差動型破砕システム１の平面視における概略説明図であり、図２は、同システム１の正面視における概略説明図である。
［二軸差動型破砕システム］
本発明の二軸差動型破砕システム１は、下水処理場において汚水や下水等の被処理水に含まれるし渣等の夾雑物を破砕するために使用されるものである。被処理水である汚水や下水には、アルミ缶等の金属類やプラスチック類、下着、雑巾、脱脂綿等の繊維類といった夾雑物が含まれ、これらの夾雑物は下水処理工程においてポンプや脱水機、攪拌機等の機器に絡みつき故障の原因となる。そのため、本発明の二軸差動型破砕システム１を被処理水の輸送管に設置して、ポンプや脱水機、攪拌機等の機器に投入される前に夾雑物を破砕し、機器損傷等のトラブルを減少させることができる。

図１，２に示すように、本発明の二軸差動型破砕システム１は、二軸差動型破砕機２と、二軸差動型破砕機２より前段に接続される流入側接続管３Ａ及び流入側異物捕捉部４Ａと、二軸差動型破砕機２より後段に接続される流出側接続管３Ｂ及び流出側異物捕捉部４Ｂから構成されている。そして、流入側接続管３Ａは、夾雑物を含む被処理水を輸送するための輸送管１６Ａに連結され、流出側接続管３Ｂは、二軸差動型破砕機２で処理された処理水を輸送するための輸送管１６Ｂに連結されている。
また、図２に示すように、流入側異物捕捉部４Ａ、流出側異物捕捉部４Ｂは、それぞれ流入側接続管３Ａ、流出側接続管３Ｂの下部に設置され、各異物捕捉部の天部及び各接続管の底部には、開口部８Ａ，８Ｂ（図１の破線部）が形成されている。各異物捕捉部と各接続管の内部は、開口部８Ａ，８Ｂを介して連通しており、接続管を通過する異物が開口部８Ａ，８Ｂから異物捕捉部に沈降するように構成されている。

さらに、流入側異物捕捉部４Ａと流出側異物捕捉部４Ｂは、各異物捕捉部に捕捉された異物を取り出すための異物取出口５Ａ，５Ｂ、異物取出口５Ａ，５Ｂを密栓するための蓋部７Ａ，７Ｂ、及び、各異物捕捉部の内部に満たされた水をゆっくりと排出するための水抜き用バルブ６Ａ，６Ｂを備えている。

［二軸差動型破砕機］
図３は、本発明の実施例の二軸差動型破砕機２の概略説明図である。本発明の二軸差動型破砕機２は、駆動モータ９と、カッター部１３と、ケーシング１２で構成され、前記カッター部１３は、カッターユニット１３Ａ及びカッターユニット１３Ｂを備えた構成である。
カッターユニット１３Ａは、前記駆動モータ９により駆動される駆動軸１０と、前記駆動軸１０の周囲に配設された複数のカッター１４Ａ及びスペーサ１５Ａからなる。
また、カッターユニット１３Ｂは、前記駆動軸１０の回転を動力伝達されて駆動する従動軸１１と、前記従動軸１１の周囲に配設された複数のカッター１４Ｂ及びスペーサ１５Ｂからなる。
カッターユニット１３Ａ及び１３Ｂは、カッター１４Ａとカッター１４Ｂが相互に噛み合うように隣接して設置され、カッター１４Ａ及び１４Ｂの間に生じる摺動面によって夾雑物がせん断される。

本発明の二軸差動型破砕機２に用いるカッター１４Ａ及び１４Ｂとしては、二軸差動型破砕機に通常用いられるカッターであれば何ら制限されるものではないが、セラミックス製カッター、金属製のカッターが用いられる。なお、セラミックス製カッターは、欠けやすいため、破砕機２より後段に接続された流出側異物捕捉部４Ｂの効果が顕著に表れる。

ケーシング１２とは、上記カッターユニット１３Ａ及び１３Ｂからなるカッター部１３を収容するものであり、夾雑物の含む被処理水が流入する流入口、及び、破砕処理された処理水を流出する流出口を備えている。

［流入側異物捕捉部］
二軸差動型破砕機２の前段に設けられた流入側異物捕捉部４Ａは、金属片や小石等の高硬度で高比重の物質を異物として破砕機流入前に取り除くための構成であり、これらの物質が二軸差動型破砕機２に流入することを防止することができる。これにより、硬い異物を破砕してカッターが欠けることを防止するという効果を奏する。また、カッターとしてセラミックス製カッターを用いた場合には、カッターの欠けを防止するという観点から、流入側異物捕捉部４Ａの効果が顕著に表れる。
流入側異物捕捉部４Ａは、図２に図示するように流入側接続管３Ａの下部に固定された空洞容器である。そして、流入側接続管３Ａの下部と前記空洞容器の上部には、これらの内部が連通するように開口部８Ａが形成されている。

本発明の流入側異物捕捉部４Ａにより金属片や小石等の異物を取り除く作用は、比重の高い異物を沈降により分離するものである。つまり、二軸差動型破砕機２のカッター部１３に流入する前に被処理水が流入側接続管３Ａを通過すると、比重の高い異物は下部に形成された開口部８Ａから流入側異物捕捉部４Ａの内部に沈降して取り除かれる。

流入側異物捕捉部４Ａには、異物を取り出すための異物取出口５Ａが形成されており、当該取出口５Ａは蓋部７Ａに密封されている。異物取出口５Ａと蓋部７Ａの形状や大きさは、特に限定されないが、流入側異物捕捉部４Ａの底に溜まっている異物を掻きだせるように、手及び腕を入れることができる程度の大きさが好ましい。
また、図１，２に示すように、流入側異物捕捉部４Ａの形状は、円筒形状であることが好ましい。円筒形状とすると、異物が流入側異物捕捉部４Ａの中央に溜まるため掻きだしやすい。

さらに、蓋部７Ａには、流入側異物捕捉部４Ａから排水するための水抜き用バルブ６Ａを備えていることが好ましい。水抜き用バルブ６Ａは、流入側異物捕捉部４Ａに満たされた被処理水をゆっくりと排水するための構成であり、蓋部７Ａを開放するときに大量の被処理水が流れ出ることを抑制するため、安全な作業を確保することができる。
なお、水抜き用バルブ６Ａの設置位置は、流入側異物捕捉部４Ａの被処理水が排水できる位置であればどこでもよく、例えば、流入側異物捕捉部４Ａの底部に設けてもよい。

異物の取出し作業では、輸送管１６Ａに設けたバルブ（図示しない）を閉めて、被処理水の流入側接続管３Ａへの流入を止め、その間に、水抜き用バルブ６Ａよりゆっくりと被処理水を排水する。水抜き用バルブ６Ａからの排水が終了後、蓋部７Ａを開放し、異物取出口５Ａから異物を取り出す。
なお、輸送管１６Ａのバルブを閉める構成に変えて、開口部８Ａを閉塞するバルブを設けて、被処理水の流入側異物捕捉部４Ａへの流入を止めてもよい。開口部８Ａを閉塞することにより、本発明の二軸差動型破砕システム１の破砕処理を止めることなく、異物を取り出すことができる。

本発明の実施例では、流入側異物捕捉部４Ａは、流入側接続管３Ａの下部に設置されているが、二軸差動型破砕機２の前段であればどの位置に設置してもよく、例えば、輸送管１６Ａの下部に開口部８Ａを形成し、その下に流入側異物捕捉部４Ａを溶接して設置してもよい。流入側接続管３Ａに設置した場合、輸送管１６Ａを加工する必要が無く、また、二軸差動型破砕機２の直前で異物が取り除かれるため、流入側異物捕捉部４Ａを通過後に異物が混入する確率が小さく、より確実に異物の流入を抑制することができる。

［流入側接続管］
本発明の流入側接続管３Ａとは、被処理水を二軸差動型破砕機２に輸送するための輸送管１６Ａと、二軸差動型破砕機２のケーシング１２の流入口を接続するための構造であり、一方の管径を輸送管１６Ａと同径とし、他方の管径を二軸差動型破砕機２のケーシング１２の流入口と同径に形成された管である。

［流出側異物捕捉部］
二軸差動型破砕機２の後段に設けられた流出側異物捕捉部４Ｂは、二軸差動型破砕機２のカッターが欠けた場合のカッター片や、破砕機２を通過してしまった金属片や小石等の高比重の物質を異物として処理水から取り除くための構成であり、これらの物質が後段に設置したポンプや脱水機、攪拌機等の機器に流入することを防止することができる。

本発明の実施例の流出側異物捕捉部４Ｂの構造は、前記流入側異物捕捉部４Ａと同様に、流出側接続管３Ｂの下部に固定された空洞容器であり、流出側接続管３Ｂの下部と前記空洞容器の上部には、これらの内部が連通するように開口部８Ｂが形成されている。
また、異物を取り出すための異物取出口５Ｂが形成されており、当該異物取出口５Ｂは蓋部７Ｂに密封されている。さらに、蓋部７Ｂには、水抜き用バルブ６Ｂが設置されている。

これらの構成の構造及び作用については、前記流入側異物捕捉部４Ａと同様である。
すなわち、異物取出口５Ｂと蓋部７Ｂの形状や大きさは、特に限定されず、流出側異物捕捉部４Ｂの底に溜まっている異物を掻きだせるように、手及び腕を入れることができる程度の大きさが好ましく、また、流出側異物捕捉部４Ｂの形状は、円筒形状であることが好ましい。
さらに、水抜き用バルブ６Ｂの別の態様としては、前記流入側異物捕捉部４Ａと同様、流出側異物捕捉部４Ｂの被処理水が排水できる位置であればどこでもよく、例えば、流出側異物捕捉部４Ｂの底部に設けてもよい。

また、異物の取出し作業についても同様に、輸送管１６Ａに設けたバルブ（図示しない）を閉めて、処理水の流出側接続管３Ｂへの流入を止め、その間に、水抜き用バルブ６Ｂよりゆっくりと被処理水を排水する。水抜き用バルブ６Ｂからの排水が終了後、蓋部７Ｂを開放し、異物取出口５Ｂから異物を取り出す。
流入側異物捕捉部４Ａと同様に、開口部８Ｂを閉塞するバルブを設けて、処理水の流出側異物捕捉部４Ｂへの流入を止め、本発明の二軸差動型破砕システム１の破砕処理を止めることなく、異物を取り出すようにしてもよい。

なお、流出側異物捕捉部４Ｂの態様としては、二軸差動型破砕機２と、ポンプ、脱水機等の機器との間に設けられれば特に限定されない。前記流入側異物捕捉部４Ａと同様に、二軸差動型破砕機２の後段の輸送管１６Ｂの下部に開口部を設けて、その下に設置してもよいし、ポンプ等の後段の機器と輸送管１６Ｂを連結するための接続管（図示しない）等に設けてもよい。

［流出側接続管］
流出側接続管３Ｂは、二軸差動型破砕機２を後段の輸送管１６Ｂに接続するための管である。すなわち、流出側接続管３Ｂは、一方の管径を二軸差動型破砕機２のケーシング１２の流出口と同径とし、他方の管径を後段の輸送管１６Ｂと同径に形成された管である。

［機器］
本発明の機器とは、水処理分野全般において用いられるポンプや脱水機、攪拌機等の機器のことであり、未破砕の夾雑物が混入することで損傷を受ける可能性がある機器であれば実際の損傷の有無は問わない。

本発明の二軸差動型破砕システム１は、二軸差動型破砕機２と後段の各種水処理機器の間に流出側異物捕捉部４Ｂが設けられており、従来の二軸差動型破砕システム１では回収を意図していなかった二軸差動型破砕機のカッターの破片を回収することが可能となる。そのため、耐腐食性に優れるものの、多少欠けやすいセラミックス製カッターを二軸差動型破砕システムに設けても、破損したカッター破片が他の水処理機器に流入し、機器に損傷を与えることを防止することができる。

さらには、カッターが欠けた場合に、これらの破片は流出側異物捕捉部４Ｂに蓄積されるため、蓄積された異物を確認することにより、カッターの損傷の程度を確認することができる。よって、本発明の二軸差動型破砕システムは、流出側異物捕捉部４Ｂに蓄積されたカッターの破片を見てカッターの交換時期を特定するという新たな管理方法を提供することができる。

なお、本発明の流出側異物捕捉部４Ｂの構成は、カッターの破片によって後段の機器に損傷を与えることを防止するという効果、及び、カッターの破片を回収してカッターの損傷の程度を確認することができるという効果を奏するという観点から、二軸差動型破砕機に限定されるものではなく、一軸型破砕機等、どのような破砕装置にも適用することができる。

また、本発明の流入側異物捕捉部４Ａ及び流出側異物捕捉部４Ｂに設置された水抜き用バルブ６Ａ及び６Ｂは、異物を取り出す作業において、大量の被処理水が流れ出ることを防止することができるため、安全な作業方法を提供することができる。
なお、このような観点から、本発明の水抜き用バルブの構成は、二軸差動型破砕機に限定されるものではなく、一軸型破砕機等、どのような破砕装置にも適用することができる。

１ 二軸差動型破砕システム、２ 二軸差動型破砕機、３Ａ 流入側接続管、３Ｂ 流出側接続管、４Ａ 流入側異物捕捉部、４Ｂ 流出側異物捕捉部、５Ａ，５Ｂ 異物取出口、６Ａ，６Ｂ 水抜き用バルブ、７Ａ，７Ｂ 蓋部、８Ａ，８Ｂ 開口部、９ 駆動モータ、１０ 駆動軸、１１ 従動軸、１２ ケーシング、１３ カッター部、１３Ａ，１３Ｂ カッターユニット、１４Ａ，１４Ｂ カッター、１５Ａ，１５Ｂ スペーサ、１６Ａ，１６Ｂ 輸送管

Claims (5)

1. 機器の前段に配設され、水中の夾雑物を破砕する二軸差動型破砕機と、
   前記二軸差動型破砕機と前記機器との間に設けられ、前記機器に流入する異物を沈降により分離して捕捉する異物捕捉部と、を備えていることを特徴とする二軸差動型破砕システム。
2. 前記異物捕捉部は、前記二軸差動型破砕機の流出側に接続される流出側接続管に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の二軸差動型破砕システム。
3. 前記異物捕捉部は、水抜き用バルブが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の二軸差動型破砕システム。
4. 前記二軸差動型破砕機は、セラミックス製カッターを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の二軸差動型破砕システム。
5. 水中の夾雑物を破砕する二軸差動型破砕機と、
   前記二軸差動型破砕機の前段に設けられ、前記二軸差動型破砕機に流入する異物を沈降により分離して捕捉する異物捕捉部と、を備え、
   前記異物捕捉部は、水抜き用バルブが設けられていることを特徴とする二軸差動型破砕システム。
   

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