JP6948931B2 - 廃棄物処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、家庭や事業所から排出される生ゴミや食品廃棄物を破砕して、ゴミ袋や食品包装などの異物を分別し、有用な有機物を回収する、廃棄物処理装置に関する。

廃棄物処理装置として、特許文献１に記載のものが知られている。これは、生ゴミや食品廃棄物を破砕して、ゴミ袋（ポリ袋、ビニール袋など）や食品包装（トレイなど）などの異物を分別し、メタン発酵に適した有用な有機物スラリーを回収するものである。

かかる廃棄物処理装置は、具体的には、周壁の一部が孔開き板により構成された横置きのドラムと、ドラム内を回転する羽根車と、ドラムの一端側の廃棄物の上方からの投入口と、ドラムの他端側の異物の排出口とを備える。
投入口から投入された生ゴミなどの廃棄物は、回転する羽根車のブレードによって撹拌・破砕され、生ゴミと異物とに分離される。生ゴミはブレードのドラム周壁に沿った摺動により、孔開き板の貫通細孔から排出される。その一方、異物はドラム内の気流に乗って排出口から排出される。

特開２００２−１７７８８８号公報

しかしながら、この種の廃棄物処理装置では、内部の定期的なメンテナンス、例えば、ドラムを構成する孔開き板の点検、清掃、交換、あるいは、羽根車を構成するブレードの点検、清掃、交換などが必要であるが、メンテナンス性については、なお改善の余地があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、廃棄物処理装置のメンテナンス性を向上させることを課題とする。

本発明に係る廃棄物処理装置は、横置きのドラムと、ドラム内を回転する羽根車と、ドラムの一端側の廃棄物の投入口と、ドラムの他端側の異物の排出口とを備える。
前記ドラムは、前記羽根車の全周のうちの一部を前記羽根車の回転軌跡に沿って断面弧状に覆い、板面に異物除去後の廃棄物を通過させる多数の貫通細孔を有する第１のドラム部材と、前記羽根車の全周のうちの他部を覆い、前記羽根車との間に前記羽根車の回転軸の軸線方向に前記投入口側から前記排出口側へ向かって延びる異物分離用の空気通路を形成する第２のドラム部材と、を含んで構成される。
ここにおいて、前記第１のドラム部材は、周方向の一端縁側をヒンジ部として、開閉可能である。

前記第１のドラム部材は、前記羽根車の下側を覆うものであって、左右２つの部材に分割されていて、各分割部材が、下側中央の一端縁側をヒンジ部として、開閉可能であるとよい。
また、前記第１のドラム部材は、前記多数の貫通細孔を有する孔開き板と、この孔開き板を窓枠状に支持する支持枠とを含んで構成され、前記支持枠が、周方向の一端縁側をヒンジ部として、開閉可能であるとよい。

本発明によれば、第１のドラム部材が開閉可能であるので、ドラム内側の点検、清掃や、羽根車（特にブレード）の点検、清掃、交換が容易となる。
また、第１のドラム部材が左右に分割されていて、両開きが可能な構成とすることで、両側からドラム内部にアクセスでき、無理な姿勢をとることなく、メンテナンス作業がより容易となる。
また、第１のドラム部材を孔開き板と支持枠とから構成することで、孔開き板の交換を容易かつ低コストで実施可能となる。

本発明の一実施形態を示す廃棄物処理装置の全体図 同上の平面図 同上の縦断面図 ブレードの詳細図 第１のドラム部材（孔開き板及び支持枠）の分解斜視図 第１のドラム部材の開閉の態様を示す図 開閉用ツールの正面図及び側面図 第１のドラムの開時のストッパ機構の詳細部

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す廃棄物処理装置の全体図、図２は同上の平面図、図３は同上の縦断面図である。

本実施形態の廃棄物処理装置は、家庭や事業所から排出される生ゴミや食品廃棄物などからメタン発酵によりバイオガスを生成してエネルギーとして利用するための前処理として、生ゴミや食品廃棄物などを破砕して、ゴミ袋や食品包装などの異物を分別し、メタン発酵に有用な有機物スラリーとして回収する。

本実施形態の廃棄物処理装置は、正面視（図３）でいずれも断面として表れる、上側の２本のＨ形鋼（桁材）１と、下側の２本のＨ形鋼（基礎）２と、上側のＨ形鋼１の内側に連結部材３ａを介して配置される一対の溝形鋼（ブラケット部材）３と、下側のＨ形鋼２間に配置される管材からなる主桁４とを躯体としている。但し、図１及び図２ではＨ形鋼１、２の図示を省略してある。

本実施形態の廃棄物処理装置は、前記一対の溝形鋼３に支持されると共に前記一対の溝形鋼３を側壁として含む横置きの筒状のドラム５と、ドラム５内に配置されて回転する羽根車６と、ドラム５の一端側に設けられる廃棄物の投入口（投入用ホッパー）７と、ドラム５の他端側に設けられる異物の排出口（排出用ダクト）８とを備える。

ドラム５は、図３に示されるように、下側の第１のドラム部材１１と、上側の第２のドラム部材１２と、これらの間の一対の溝形鋼３とから構成される。

羽根車６は、ドラム５内にその軸線に沿って配置される回転軸１３と、回転軸１３に固定された４枚の板状のブレード１５とから構成される。
回転軸１３はドラム５外の両端部で軸受１６により回転自在に支承されていて、モータ１７により駆動される。
各ブレード１５は、図４に示すように、回転軸１３の角軸部に穿孔溶接などで固定されたベースブレード１５ａと、ベースブレード１５ａの先端側に着脱可能にボルト１５ｂで固定された交換用ブレード１５ｃとからなる。ここで、交換用ブレード１５ｃは、例えば、大きめのボルト穴を備えることにより、ベースブレード１５ａに対して相対位置が調整可能となっている。交換用ブレード１５ｃが摩耗したときは、交換用ブレード１５ｃを脱装して交換すればよい。

第１のドラム部材１１は、羽根車６の全周のうち下側部分（ほぼ下半分の１８０°）を羽根車６の回転軌跡に沿って断面弧状に覆い、その周面に、後述するように、異物除去後の廃棄物を通過させる多数の貫通細孔を有している。

第１のドラム部材１１は、正面から見ると、躯体をなす主桁４の上にこれに沿って垂直に立設されたベース板１０を挟んで、左右２つの部材（ほぼ９０°の弧状部材）に分割されている（図３参照）。
第１のドラム部材１１は、また、側面から見ると、ドラム５の軸線方向に３分割されている（図１参照）。従って、本実施形態では、全体で２×３個の部材に分割されている。

第１のドラム部材の各分割部材１１は、図５に示されるように、多数の貫通細孔２０を有する孔開き板（メッシュプレート）２１と、この孔開き板２１を窓枠状に支持する支持枠２２とを含んで構成される。

孔開き板２１は、ドラム５の周壁を構成する弧状部の両端縁にほぼ直角に折れ曲がるフランジ部２１ａ、２１ｂを有している。

支持枠２２は、孔開き板２１の一方のフランジ部２１ａを全面で受ける平板状枠部２２ａと、孔開き板２１の他方のフランジ部２１ｂを全面で受ける平板状枠部２２ｂと、平板状枠部２２ａと平板状枠部２２ｂとを両端の２箇所でつなぐ弧状枠部２２ｃと、平板状枠部２２ａと平板状枠部２２ｂとを中間の２箇所でつなぐ弧状枠部２２ｄと、を含んで構成される。ここで、複数の弧状枠部２２ｃ、２２ｄ間が窓部となる。
支持枠２２は、更に、弧状枠部２２ｄの平板状枠部２２ａ側に一体的に設けられて回動中心となる軸受部２２ｅと、弧状枠部２２ｄの中間部外周側に設けられた開閉作業用のフック部２２ｆと、を含んで構成される。

孔開き板２１及び支持枠２２は、支持枠２２上に孔開き板２１を載置した状態で、支持枠２２側のボルト挿通孔２２ｇから孔開き板２１のボルト挿通孔２１ｃに挿入したボルト２３、２４（図３）により、ドラム５の本体側（詳しくはベース板１０の側面及び溝形鋼３の下面）に固定される。

ここで、孔開き板２１は、図５に示されるように、支持枠２２の窓部に相対する部位にのみ貫通細孔２０を有し、支持枠２２の枠部に相対する部位に貫通孔を有しない構成となっている。一部の貫通細孔２０に亀裂が発生した場合に、その亀裂が全体に及ぶのを阻止して、強度向上を図るためである。

第１のドラム部材（各分割部材）１１は、また、ボルト２３、２４を外した状態で、下側中央の一端縁側をヒンジ部として、開閉可能である。

すなわち、主桁４及びベース板１０に、ドラム５の軸線と直交する板面を有する支持板２５が固定され、この支持板２５を貫通するようにヒンジ軸２６が設けられる。そして、このヒンジ軸２６に第１のドラム部材１１の支持枠２２の軸受部２２ｅが回動可能に支持されている。
従って、第１のドラム部材（各分割部材）１１は、ボルト２３、２４を外した状態で、一端縁側のヒンジ軸２６（軸受部２２ｅ）を中心として回動可能であり、これにより開閉可能となっている。

第２のドラム部材１２は、羽根車６の全周のうち上側部分を断面弧状に覆うが、第１のドラム部材１１との間に溝形鋼３が介在することで、第２のドラム部材１２と羽根車６との間の間隙が大きくなり、ここに空気通路３１が形成される。
この空気通路３１は、羽根車６の回転軸１３の軸線方向に、投入口７側から排出口８側に向かって延在する。

この空気通路３１には、第２のドラム部材１２に取付けられた複数の空気流の案内板３２が斜めに横断する（図２参照）。従って、羽根車６の回転により、羽根車６の回転方向に生じた空気流が、空気通路３１にて案内板３２により回転軸１３の方向に偏向される。従って、羽根車６の回転方向及び回転数と案内板３２の傾斜方向とを適切に設定することにより、空気通路３１に投入口７側から排出口８側へ向かう空気流が生成される。

投入口（投入用ホッパー）７は、ドラム５の一端側の上方から、ドラム５内に廃棄物を投入できるように、羽根車６の回転方向に対し接線方向に設けられる。必要によっては、投入口７内に破袋カッターを装着してもよい。
投入口７にはまた、この投入口７を介して、ドラム５内に水を供給する給水口３３が設けられる。この水は有機物をスラリー化するために用いられる。

排出口（排出用ダクト）８は、ドラム５の他端側から異物を回収できるように、空気通路３１との連通部から下向きに設けられる。

本実施形態の廃棄物処理装置の動作について説明する。
廃棄物の処理に際しては、モータ１７により、羽根車６を例えば５００ｒｐｍあるいはこれ未満の回転速度で回転させながら、投入口７より生ゴミなどの廃棄物を投入する。このとき、廃棄物はブレード１５の回転方向に対し接線方向に投入されるので、ブレード１５の回転が廃棄物を取込むように働き、廃棄物をドラム５内に確実に取入れることができる。

投入口７から投入された生ゴミなどの廃棄物は、回転する羽根車６のブレード１５によって撹拌・破砕され、生ゴミと異物とに分離される。生ゴミは質量に対して表面積が比較的小さいので、ドラム５の下部に落下し、更にブレード１５の第１のドラム部材１１の周面に沿った摺動により細かく粉砕され、更に水との混合によりスラリー化し、有機物スラリーとして、第１のドラム部材１１の貫通細孔２０（第１のドラム部材１１を構成する孔開き板２１の貫通細孔２０）から排出される。また、異物はブレード１５によって粉砕され難く、質量に対して表面積が大きいので、ドラム５内の気流により排出口８から排出される。

第１のドラム部材１１（第１のドラム部材１１を構成する孔開き板２１）の側方及び下方の空間（有機物スラリーが排出される空間）は、図３に示されるように、上側のＨ形鋼１と下側のＨ形鋼２との間に設置した把手付きの引き戸４０により覆われている。尚、図１では引き戸４０等の図示を省略してある。引き戸４０を開放することにより、第１のドラム部材１１にアクセス可能である。

次に、本実施形態の廃棄物処理装置のメンテナンス作業（例えば、孔開き板２１の点検、清掃あるいは交換、及び／又は、ブレード１５の点検、清掃あるいは交換など）について、図６を参照しつつ説明する。

メンテナンス作業の際は、先ず、第１のドラム部材１１の側方及び下方の空間を覆っている引き戸４０を開ける。

次に第１のドラム部材１１を開操作するが、開閉には、図７に示す開閉用ツール（ハンドル）５０を使用する。
この開閉用ツール５０は、「へ」字状の鉄製の棒材５１の先端側に、この棒材５１と直交する方向に、第１及び第２の横棒５２、５３を「干」字状に溶接したものである。

第１のドラム部材（分割部材）１１を開閉操作する際は、図６（Ａ）に示すように、開閉用ツール５０を手に持って、開閉対象の第１のドラム部材１１の支持枠２２の２個の弧状枠部２２ｄのフック部２２ｆに、開閉用ツール５０の第１の横棒５２を嵌合し、第２の横棒５３を弧状枠部２２ｄの外面に押付けて、開閉用ツール５０により第１のドラム部材１１を支える。

このように開閉用ツール５０により第１のドラム部材１１を支えつつ、第１のドラム部材１１を固定しているボルト２３、２４を外す。これにより、第１のドラム部材１１は自重でヒンジ軸２６回りに回動しようとするので、図６（Ｂ）に示すように、開閉用ツール５０により支えつつ、第１のドラム部材１１をヒンジ軸２６回りに回動させる。このとき、第１のドラム部材１１（支持枠２２）は、図８に示すように、その基端部側のストッパ部２２ｈが主桁４の平坦面に当接して係止されるストッパ位置まで、回動する。この状態で第１のドラム部材１１が開き、メンテナンス可能となる。

同様の操作を左右の第１のドラム部材１１に対して行うことで、図６（Ｃ）に示すように両開き状態となる。

このように、第１のドラム部材１１を開いた状態で、支持枠２２上の孔開き板２１の取出しが可能となり、孔開き板２１の点検、清掃、交換が可能となる。
また、第１のドラム部材１１を開くことで、ドラム５内の点検、清掃等が可能となり、特に消耗品であるブレード１５（交換用ブレード１５ｃ）の点検、清掃、交換が可能となる。交換用ブレード１５ｃの交換の際はボルト１５ｂを外す（図４参照）。
ブレード１５（交換用ブレード１５ｃ）の交換の場合は、１枚取るごとに回転軸１３を回転させれば、片側から交換可能である。但し、１枚取ると、羽根車６のバランスが崩れて自重で回るので、反対側から回転止めを行いつつ、メンテナンスできるように、両開き状態で行うのが望ましい。

特に本実施形態によれば、第１のドラム部材１１は、羽根車６の下側を覆うものであって、左右２つの部材に分割されていて、各分割部材が、下側中央の一端縁側をヒンジ部（ヒンジ軸２６）として、開閉可能であることにより、次のような効果を奏する。
上側のヒンジ部で両開きにすると、メンテナンススペースが無駄に大きくなり、また開放した際に内容物（ゴミ等）が落ちる懸念がある。これに対し、下側のヒンジ部で両開きにすると、メンテナンススペースが最小限となり、装置容量を大型化しても、コンパクトな設計が可能となる。また、開放した際に、内容物（ゴミ等）が落ちることがない。

また、第２のドラム部材１２については、溝形鋼（ブラケット部材）３上に分離可能に固定、すなわち蓋のように取外し可能に構成することで、第２のドラム部材１２の取外しにより、装置上部から羽根車６（回転軸１３及びブレード１５）をそのまま取出して、メンテナンスや交換が可能となる。

尚、上記の実施形態では、貫通細孔を有する第１のドラム部材１１（孔開き板２１）は、ドラム５のほぼ下半分に設けたが、その周方向位置及び角度範囲については、これに限るものではなく、生ゴミと異物とを分離可能な範囲で下側に設定すればよい。

また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

１、２ Ｈ形鋼
３ 溝形鋼
３ａ 連結部材
４ 主桁
５ ドラム
６ 羽根車
７ 廃棄物の投入口（投入用ホッパー）
８ 異物の排出口（排出用ダクト）
１０ ベース板
１１ 第１のドラム部材
１２ 第２のドラム部材
１３ 回転軸
１５ ブレード
１５ａ ベースブレード
１５ｂ ボルト
１５ｃ 交換用ブレード
１６ 軸受
１７ モータ
２０ 貫通細孔
２１ 孔開き板
２１ａ、２１ｂ フランジ部
２１ｃ ボルト挿通孔
２２ 支持枠
２２ａ、２２ｂ 平板状枠部
２２ｃ、２２ｄ 弧状枠部
２２ｅ 軸受部
２２ｆ フック部
２２ｇ ボルト挿通孔
２２ｈ ストッパ部
２３、２４ ボルト
２５ 支持板
２６ ヒンジ軸
３１ 空気通路
３２ 案内板
３３ 給水口
４０ 引き戸
５０ 開閉用ツール

Claims (4)

1. 横置きのドラムと、ドラム内を回転する羽根車と、ドラムの一端側の廃棄物の投入口と、ドラムの他端側の異物の排出口とを備え、
   前記ドラムが、
   前記羽根車の全周のうちの一部を前記羽根車の回転軌跡に沿って断面弧状に覆い、板面に異物除去後の廃棄物を通過させる多数の貫通細孔を有する第１のドラム部材と、
   前記羽根車の全周のうちの他部を覆い、前記羽根車との間に前記羽根車の回転軸の軸線方向に前記投入口側から前記排出口側へ向かって延びる異物分離用の空気通路を形成する第２のドラム部材と、
   を含んで構成される、廃棄物処理装置であって、
   前記第１のドラム部材は、周方向の一端縁側をヒンジ部として、開閉可能であることを特徴とする、廃棄物処理装置。
2. 前記第１のドラム部材は、前記羽根車の下側を覆うものであって、左右２つの部材に分割されていて、各分割部材が、下側中央の一端縁側をヒンジ部として、開閉可能であることを特徴とする、請求項１記載の廃棄物処理装置。
3. 前記第１のドラム部材は、前記多数の貫通細孔を有する孔開き板と、この孔開き板を窓枠状に支持する支持枠と、を含んで構成され、
   前記支持枠が、周方向の一端縁側をヒンジ部として、開閉可能であることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の廃棄物処理装置。
4. 前記孔開き板は、前記支持枠の窓部に相対する部位にのみ前記貫通細孔を有し、前記支持枠の枠部に相対する部位に前記貫通細孔を有しないことを特徴とする、請求項３記載の廃棄物処理装置。

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