JP7063099B2 - 固液分離装置および固液分離装置の組立方法 - Google Patents

Description

この発明は、固液分離装置および固液分離装置の組立方法に関し、特に、積層状回転ろ体を備える固液分離装置およびその固液分離装置の組立方法に関する。

従来、積層状回転ろ体を備える固液分離装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、回転軸に沿って積層された複数の円板および複数のスペーサを含む回転ろ過素子（積層状回転ろ体）と、回転軸を回転駆動させる駆動部と、を備えるろ体回転式脱水装置（固液分離装置）が開示されている。この特許文献１のろ体回転式脱水装置では、被処理物を送る方向に隣接する回転ろ過素子は、円板の周縁を相手の回転ろ過素子の円板間に互いに入り込ませるように配置されている。

特開平１０－１３７７９５号公報

上記のように、特許文献１のろ体回転式脱水装置（固液分離装置）では、被処理物を送る方向に隣接する回転ろ過素子は、円板の周縁を相手の回転ろ過素子の円板間に互いに入り込ませるように配置されている。このため、所定の間隔を隔てて位置が固定的に設置された複数の回転軸に対して複数の円板およびスペーサを積層する際には、複数の回転軸に対して順番に１枚ずつ、回転軸の一方端側から円板およびスペーサを、並行して積層させる必要がある。具体的に説明すると、ある回転軸に円板を配置すると、その隣の回転軸にスペーサを配置し、さらにその隣の回転軸には円板を配置していく作業を行う。このように、隣り合う回転軸同士で回転ろ過素子同士が干渉し合う事が無い様、交互に積層させていく作業が必要となる。特許文献１では、上段に６個の回転軸に対して各々回転ろ過素子が配置され、下段に１０個の回転軸に対して各々回転ろ過素子が配置されているため、上段においては、６個の回転軸に対して複数の円板およびスペーサを並行して積層させる必要がある。また、下段においては、１０個の回転軸に対して複数の円板およびスペーサを並行して積層させる必要がある。このため、各々の回転軸に対して個別に回転ろ過素子を組み立て、または、分解を行うことが不可能である。その結果、ろ体回転脱水装置（固液分離装置）の組立時およびメンテナンスのための分解時の作業負担が増大するという問題点がある。例えば、ある回転軸に対する積層順序を一部誤っただけで全ての組立作業を最初からやり直す必要がある。また、回転ろ過素子の一部（例えば円板の一枚）が損傷した場合等は、損傷した部分がメンテナンスできるよう、損傷の生じていない他の回転ろ過素子の部分も含めて全てを分解する必要がある。このため、多大な分解作業が必要である。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、固液分離装置の組立時およびメンテナンスのための分解時の作業負担が増大するのを抑制することが可能な固液分離装置および固液分離装置の組立方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における固液分離装置は、 被処理物から液体成分を分離する固液分離装置であって、回転軸と、回転軸に沿って積層された複数のろ片を含み、ろ片間にろ過溝が形成された積層状回転ろ体と、回転軸を回転駆動させるモータと、回転軸を支持するとともに、積層状回転ろ体を覆う筐体と、を備え、回転軸は、複数のろ片に当接する外周を有する中空の第１部分と、第１部分の内側に配置され、第１部分に対して抜き差し可能な第２部分とを含み、回転軸の軸線方向において、第１部分の長さが筐体の内面間の長さ以下であり、第２部分は、第１部分の内周部と同一形状であるとともに、第１部分の内周部に係合するように構成されている。

この発明の第１の局面による固液分離装置では、上記のように構成することによって、固液分離装置に複数の積層状回転ろ体を設ける場合に、回転軸の第１部分に対して複数のろ片を積層させて積層状回転ろ体を組み立てた後、積層状回転ろ体を設置位置に配置した状態で、第１部分に第２部分を挿入することにより、積層状回転ろ体を回転可能に組み付けることができる。これにより、各々の回転軸の第１部分に対して個別に積層状回転ろ体を組み立てることができるので、積層作業が完了した積層状回転ろ体を回転軸単位で固液分離装置の筐体へ取り付けることが可能となり、複数の積層状回転ろ体を並行して組み立てる場合と異なり、固液分離装置の組立時の作業負担が増大するのを抑制することができる。また、組み付けられた積層状回転ろ体の第１部分から第２部分を抜き出すことにより、複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体を第１部分とともに取り外すことができるので、各々の積層状回転ろ体を個別に分解することができる。その結果、複数の積層状回転ろ体を並行して分解する場合と異なり、分解時の作業負担が増大するのを抑制することができる。これらの結果、固液分離装置の組立時およびメンテナンスのための分解時の作業負担が増大するのを抑制することができる。また、１つの積層状回転ろ体について考慮した場合でも、回転軸の第１部分にろ片を積層して積層状回転ろ体を組み立てた状態で、第２部分を第１部分に挿入することにより、積層状回転ろ体を組み付けることができるので、固定的に設置された回転軸に対してろ片を積層させる場合に比べて、組立作業の自由度を向上させることができる。また、第２部分が第１部分の内周部に係合するように構成されているため、第２部分を回転駆動させることにより、第１部分を回転させることができる。

上記第１の局面による固液分離装置において、好ましくは、第１部分に沿って複数のろ片が積層された積層状回転ろ体は、間隔を隔てて複数設けられており、被処理物の固体成分を送る方向に隣接する積層状回転ろ体は、回転軸方向にみて、互いに重なるように配置されている。このように構成すれば、回転軸の第１部分に対して複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体を、回転軸方向と直交する方向に移動させることができるので、隣接する回転軸に対して並行してろ片を積層させなくても、隣接する積層状回転ろ体を、回転軸方向にみて互いに重なるように配置することができる。これにより、複数の積層状回転ろ体を並行して組立および分解する場合に比べて、容易に組立および分解を行うことができる。

上記第１の局面による固液分離装置において、好ましくは、ろ片は、回転軸の第１部分の外周と係合するように構成されている。このように構成すれば、回転軸の第１部分の回転に伴って、ろ片を回転させることができる。

上記第１の局面による固液分離装置において、好ましくは、回転軸は、第２部分にモータからの駆動力が伝達されて回転するように構成されている。このように構成すれば、第１部分に挿入された状態の第２部分の回転軸方向の外側に駆動力が伝達される部分を設けることにより、回転軸を容易に回転駆動させることができる。

上記第１の局面による固液分離装置において、好ましくは、回転軸の第１部分は、樹脂材料により形成されている。このように構成すれば、第１部分の軽量化を図ることができるので、第１部分に対して複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体を容易に移動させることができる。これにより、積層状回転ろ体の組み付け作業および取り外し作業を容易に行うことができる。また、回転軸の外周部となる第１部分を樹脂材料により形成することにより、回転軸の表面が樹脂で覆われるので、回転軸の腐食を抑制することができる。

上記第１の局面による固液分離装置において、好ましくは、筐体は、樹脂材料により形成されている。このように構成すれば、金属により筐体を形成する場合に比べて、固液分離装置の軽量化を図ることができる。また、第１部分に対して第２部分を差し込むことにより積層状回転ろ体を組み付けることができるので、複数のろ片を筐体に取り付けられた回転軸に対して積層する場合と異なり、一方の側面を開放した状態でろ片を積層させる必要がない。これにより、回転軸方向の一方側面を取り外し可能とする必要がないので、樹脂により、回転軸方向における両方の側面を一体的に形成することができる。また、筐体を樹脂により形成することにより、金属により形成する場合に比べて、設計の自由度を向上させることができるので、固液分離装置の内部空間を必要な分だけの大きさに形成することができる。その結果、デットスペースが生じるのを抑制することができるので、固液分離装置の小型化を図ることができる。

上記第１の局面による固液分離装置において、好ましくは、ろ片は、大径円板ろ片と、小径円板ろ片と、中径円板ろ片とを含み、隣接する中径円板ろ片間には、大径円板ろ片または小径円板ろ片が配置されており、中径円板ろ片は、隣接する中径円板ろ片間にろ過溝を形成するために、隣接する中径円板ろ片に当接する凸部を有し、大径円板ろ片は、固体成分を送る方向に隣接する積層状回転ろ体のろ過溝内に入り込むように配置されており、中径円板ろ片は、樹脂により形成されている。このように構成すれば、大径円板ろ片および小径円板ろ片の揺動により、ろ過溝が目詰まりするのを抑制することができる。また、中径円板ろ片を金属により形成する場合に比べて、積層状回転ろ体の重量を軽くすることができる。その結果、第１部分に対して複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体をより容易に移動させることができるので、積層状回転ろ体の組み付け作業および取り外し作業をより容易に行うことができる。

この発明の第２の局面における固液分離装置の組立方法は、被処理物から液体成分を分離する固液分離装置の組立方法であって、ろ片間にろ過溝が形成されるように、回転軸の中空の第１部分に沿って複数のろ片を積層して、積層状回転ろ体を組み立て、第１部分に複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体を筐体内に配置し、筐体内に配置された中空の第１部分の内側に、回転軸の第２部分を挿入して、積層状回転ろ体を回転可能に支持する。

この発明の第２の局面による固液分離装置の組立方法では、上記のように構成することによって、固液分離装置に複数の積層状回転ろ体を設ける場合に、回転軸の第１部分に対して複数のろ片を積層させて積層状回転ろ体を組み立てた後、積層状回転ろ体を設置位置に配置した状態で、第１部分に第２部分を挿入することにより、積層状回転ろ体を回転可能に組み付けることができる。これにより、各々の回転軸の第１部分に対して個別に積層状回転ろ体を組み立て、ろ片の積層作業が完了した積層状回転ろ体を回転軸単位で固液分離装置の筐体へ取り付けることができるので、複数の積層状回転ろ体を並行して組み立てる場合と異なり、固液分離装置の組立時の作業負担が増大するのを抑制することができる。また、組み付けられた積層状回転ろ体の第１部分から第２部分を抜き出すことにより、複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体を第１部分とともに取り外すことができるので、各々の積層状回転ろ体を個別に分解することができる。その結果、複数の積層状回転ろ体を並行して分解する場合と異なり、分解時の作業負担が増大するのを抑制することができる。これらの結果、固液分離装置の組立時およびメンテナンスのための分解時の作業負担が増大するのを抑制することが可能な固液分離装置の組立方法を提供することができる。また、１つの積層状回転ろ体について考慮した場合でも、回転軸の第１部分にろ片を積層して積層状回転ろ体を組み立てた状態で、第２部分を第１部分に挿入することにより、積層状回転ろ体を組み付けることができるので、固定的に設置された回転軸に対してろ片を積層させる場合に比べて、組立作業の自由度を向上させることができる。

本発明によれば、上記のように、固液分離装置の組立時およびメンテナンスのための分解時の作業負担が増大するのを抑制することができる。

本発明の第１実施形態による固液分離装置の側面断面図である。 本発明の第１実施形態による固液分離装置の側面図である。 本発明の第１実施形態による固液分離装置の駆動を伝達する機構を示した図である。 本発明の第１実施形態による固液分離装置の積層状回転ろ体および回転軸の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による固液分離装置の積層状回転ろ体の隣接状態を示した拡大平面図である。 本発明の第１実施形態による固液分離装置の積層状回転ろ体の中径円板ろ片、小径円板ろ片および大径円板ろ片を示した分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による固液分離装置の積層状回転ろ体の中径円板ろ片を示した側面図である。 本発明の第１実施形態による固液分離装置の積層状回転ろ体の部分拡大図である。 本発明の第１実施形態による固液分離装置の組立方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による固液分離装置の側面断面図である。 本発明の第２実施形態による固液分離装置の筐体を示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
（固液分離装置の構成）
図１～図８を参照して、本発明の第１実施形態による固液分離装置１００について説明する。本発明の第１実施形態による固液分離装置１００は、図１および図２に示すように、筐体１と、複数のモータ２と、複数の積層状回転ろ体３と、原液供給口４と、固体排出口５と、液体排出口６と、水位センサ７とを備えている。また、固液分離装置１００は、図１に示すように、筐体１に設けられた原液供給口４から原液（被処理物）が供給されるように構成されている。また、固液分離装置１００は、供給された原液を、固体成分と液体成分（水分）とに分離するように構成されている。つまり、固液分離装置１００は、被処理物から液体成分を分離するように構成されている。また、固液分離装置１００は、分離した液体成分を筐体１の下部に設けられた液体排出口６から排出するように構成されている。また、固液分離装置１００は、分離した固体成分を筐体１の側面上部に設けられた固体排出口５から排出するように構成されている。

積層状回転ろ体３は、供給される原液の固体成分を固体排出口５に送るように、固体排出口５に向かって上下２列に複数配置されている。具体的には、積層状回転ろ体３は、下列に８個、上列に６個設けられ、合計１４個設けられている。脱水処理において、下流に設けられた４個（上列２個および下列２個）の積層状回転ろ体３は、低速で回転される。たとえば、下流の積層状回転ろ体３は、０．２５ｒｐｍ～１ｒｐｍ程度の回転数で回転される。また、脱水処理において、上流に設けられた１０個（上列４個および下列６個）の積層状回転ろ体３は、高速で回転される。たとえば、上流の積層状回転ろ体３は、０．７５ｒｐｍ～１．５ｒｐｍ程度の回転数で回転される。

上列の積層状回転ろ体３と、下列の積層状回転ろ体３との間の上下（Ｚ方向）の間隔は、原液供給口４側から固体排出口５側に向かうにしたがって狭くなるように構成されている。これにより、原液供給口４側から固体排出口５側に向かうにしたがって脱水処理が加えられる被処理物の容積が徐々に小さくなるように構成されている。このように、高速で回転される上流の積層状回転ろ体３および低速で回転される下流の積層状回転ろ体３と、原液供給口４側から固体排出口５側に向かうにしたがって狭くなるように構成された上列の積層状回転ろ体３および下列の積層状回転ろ体３と、後述する固体排出口５に設けられたフラッパー５１および圧力調整部５２とにより、固体排出口５側に向かって被処理物の固形成分を滞留させて、低含水率の被処理物の固形成分を排出可能に構成されている。つまり、上流側の積層状回転ろ体３と下流側の積層状回転ろ体３との回転速度の違いと、下流側に向けて上下の積層状回転ろ体３の間隔が徐々に狭められることと、フラッパー５１とにより、被処理物に加えられる圧搾力を上流側から下流側に向かって、徐々に増加させている。

また、下列の積層状回転ろ体３は、所定の間隔を隔てて配置されており、互いに同じ方向（図１において時計回り）に回転することにより、固体成分を搬送するように構成されている。また、上列の積層状回転ろ体３は、所定の間隔を隔てて配置されており、互いに同じ方向（図１において反時計回り）に回転することにより、固体成分を搬送するように構成されている。また、被処理物の固体成分を送る方向に隣接する積層状回転ろ体３は、回転軸方向（Ｙ方向）にみて、互いに重なるように配置されている。つまり、隣接する積層状回転ろ体３のろ片は、互いに入り込むようにして配置されている。

また、原液供給口４側（上流側）の下列に配置された積層状回転ろ体３より、被処理物の液体成分がろ過される。具体的には、上流側の下列の積層状回転ろ体３のろ過溝Ｓから液体成分が重力によりろ過される。これにより被処理物の含水率が下げられる。また、固体排出口５側（下流側）に配置された積層状回転ろ体３により、被処理物が上下方向からプレスされて脱水される。これにより、被処理物の含水率がさらに下げられる。

筐体１は、回転軸３１を支持するように構成されている。具体的には、筐体１は、回転軸３１の軸線方向（Ｙ方向）の両端部を軸受３４（図４参照）により支持するように構成されている。また、筐体１は、積層状回転ろ体３を覆うように構成されている。つまり、筐体１は、内部に処理槽が設けられるように構成されている。筐体１は、金属材料により形成されている。

図２に示すように、モータ２は、回転軸３１を回転駆動させるように構成されている。具体的には、モータ２は、減速機２１を介して、積層状回転ろ体３の回転軸３１を回転させるように構成されている。減速機２１は、たとえば、１／１２００程度の減速比において、モータ２の出力を減速して回転軸３１に伝達する。

また、モータ２は、複数の積層状回転ろ体３に対して共通に設けられている。具体的には、固体排出口５側（下流側）に配置された積層状回転ろ体３には、２つの積層状回転ろ体３に対して、１つのモータ２が設けられている。また、原液供給口４側（上流側）に配置された積層状回転ろ体３には、上列では４つの積層状回転ろ体３に対して１つのモータ２が設けられ、下列では６つの積層状回転ろ体３に対して１つのモータ２が設けられている。そして、共通のモータ２が設けられた複数の積層状回転ろ体３は、連動して回転駆動されるように構成されている。具体的には、被処理物の固体成分を送る方向（Ｘ方向）に隣接する積層状回転ろ体３の回転軸３１は、チェーン２３により接続され、連動して回転駆動される。

図３に示すように、モータ２が接続される回転軸３１は、減速機２１と、キー３３３を介して、第２部分３３の端部３３２に接続される。これにより、モータ２により、第２部分３３（回転軸３１）が回転駆動される。また、モータ２が接続される回転軸３１は、第２部分３３の端部３３２が、キー３３３を介してスプロケット２４に接続される。これにより、スプロケット２４が回転駆動される。スプロケット２４は、隣接する積層状回転ろ体３の回転軸３１（第２部分３３の端部３３２）に、キー３３３を介して接続されるスプロケット２４と、チェーン２３により接続される。これにより、隣接する積層状回転ろ体３の第２部分３３（回転軸３１）が回転される。同様にして、順次、隣接する積層状回転ろ体３の回転軸３１（第２部分３３の端部３３２）がチェーン２３により接続されている。

積層状回転ろ体３は、図４に示すように、回転軸３１に沿って積層された複数のろ片（中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２および大径円板ろ片３０３）を含む。また、積層状回転ろ体３は、ろ片間にろ過溝Ｓ（図８参照）が形成されている。ここで、第１実施形態では、回転軸３１は、複数のろ片に当接する外周を有する中空の第１部分３２と、第１部分３２の内側に配置され、第１部分３２に対して抜き差し可能な第２部分３３とを含んでいる。

第１部分３２は、中空孔３２１と、係合部３２２とを含んでいる。第２部分３３は、本体部３３１と、端部３３２とを含んでいる。また、端部３３２には、図３に示すように、減速機２１またはスプロケット２４に係合するキー３３３が設けられている。

図４に示すように、複数のろ片（中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２および大径円板ろ片３０３）は、第１部分３２に沿って積層されるように構成されている。また、複数のろ片は、回転軸３１の第１部分３２の外周と係合するように構成されている。具体的には、ろ片に設けられた貫通穴３０４の係合部３０４ａと、第１部分３２の外周に設けられてた係合部３２２とが係合するように構成されている。また、第１部分３２の端部には、スナップリングが取り付けられている。これにより、ろ片が軸方向に（Ｙ方向）に抜けないように構成されている。

また、回転軸３１は、第１部分３２の内周と第２部分３３の外周とが係合するように構成されている。具体的には、第１部分３２の中空孔３２１は、軸線方向と垂直な断面が正六角形形状を有している。また、第２部分３３の本体部３３１は、軸線方向と垂直な断面が正六角形形状を有している。そして、第１部分３２の中空孔３２１と、第２部分３３の本体部３３１とは、嵌り合って係合するように構成されている。

また、回転軸３１は、第２部分３３にモータ２からの駆動力が伝達されて回転するように構成されている。具体的には、第２部分３３の端部３３２が、減速機２１またはスプロケット２４に係合して、モータ２からの駆動力が伝達されるように構成されている。つまり、モータ２が設けられている回転軸３１は、減速機２１を介してモータ２からの駆動力が伝達される。また、モータ２が設けられていない回転軸３１は、モータ２が設けられた回転軸３１から、チェーン２３およびスプロケット２４を介して、モータ２からの駆動力が伝達される。

第１部分３２は、樹脂材料により形成されている。第１部分３２は、たとえば、押出成形により形成される。また、第２部分３３は、金属材料により形成されている。第２部分３３は、たとえば、ステンレス材料により形成されている。第２部分３３は、中実形状に形成されている。

図５および図６に示すように、積層状回転ろ体３は、複数の中径円板ろ片３０１と、複数の小径円板ろ片３０２と、複数の大径円板ろ片３０３との３種のろ片を含んでいる。中径円板ろ片３０１は、たとえば、樹脂材料により形成されている。小径円板ろ片３０２および大径円板ろ片３０３は、たとえば、金属材料により形成されている。

中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２および大径円板ろ片３０３は、ともに、円環形状を有している。すなわち、中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２および大径円板ろ片３０３は、ともに、回転軸３１を挿通する貫通穴３０４を中心に有している。また、中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２および大径円板ろ片３０３は、ともに、貫通穴３０４を介して回転軸３１（第１部分３２）に嵌合している。このため、中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２および大径円板ろ片３０３は、回転軸３１の軸方向（Ｙ方向）に交差する方向に略移動することがないように構成されている。

積層状回転ろ体３は、回転軸３１を取り囲むように回転軸３１が貫通穴３０４に挿通された状態で、中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２および大径円板ろ片３０３がＹ方向に交互に積層された多重板構造を有している。中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２および大径円板ろ片３０３は、１つの積層状回転ろ体３に、それぞれ、複数設けられている。

複数の中径円板ろ片３０１は、Ｙ方向に所定間隔で並ぶように設けられている。積層状回転ろ体３は、Ｙ方向に並ぶ複数の中径円板ろ片３０１間に、大径円板ろ片３０３および小径円板ろ片３０２を交互に配置（積層）することにより構成されている。要するに、積層状回転ろ体３は、Ｙ方向に、中径円板ろ片３０１、大径円板ろ片３０３、中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２の順に、各ろ片を繰り返し配置（積層）することにより構成されている。あるいは、中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２、中径円板ろ片３０１、大径円板ろ片３０３の順に、各ろ片を繰り返し配置（積層）してもよい。

中径円板ろ片３０１は、円板形状の板状部３０１ａと、板状部３０１ａの一方表面に設けられる複数（４個）の凸部３０１ｂと、板状部３０１ａの他方表面に設けられる複数（４個）の凸部３０１ｃとを有している。

複数の凸部３０１ｂは、中径円板ろ片３０１の中心から所定距離だけ離間した位置に配置されるとともに、中径円板ろ片３０１の周方向において等ピッチ間隔で配置されている。複数の凸部３０１ｃは、Ｙ方向に見て、凸部３０１ｂと重なる位置にそれぞれ設けられている。また、凸部３０１ｂの一方表面からの突出量ｄ１は、小径円板ろ片３０２の厚みｄ３および大径円板ろ片３０３の厚みｄ４よりも大きい（ｄ１＞ｄ３、ｄ１＞ｄ４）。

図７に示すように、凸部３０１ｃは、板状部３０１ａの他方表面から僅かに突出しているだけであり、実際には、板状部３０１ａの他方表面と略同一面上に位置している（略面一である）。また、凸部３０１ｃの他方表面からの突出量ｄ２は、凸部３０１ｂの一方表面からの突出量ｄ１よりも極めて小さい（ｄ１＞＞ｄ２）。なお、各図では、説明の便宜上、凸部３０１ｃの突出量ｄ２を、実際の突出量よりも大きく図示している。

中径円板ろ片３０１は、凸部３０１ｂを、Ｙ方向の一方向側に隣接する他の中径円板ろ片３０１の凸部３０１ｃに接触させるとともに、凸部３０１ｃを、Ｙ方向の他方側に隣接する他の中径円板ろ片３０１の凸部３０１ｂに接触させた状態で積層されている。このため、中径円板ろ片３０１の板状部３０１ａは、隣接する他の中径円板ろ片３０１の板状部３０１ａから、隙間（ｄ１＋ｄ２）だけ離間している。すなわち、中径円板ろ片３０１の板状部３０１ａは、隣接する他の中径円板ろ片３０１の板状部３０１ａから、凸部３０１ｂと凸部３０１ｃとの突出量の合計だけ離間している。

また、隣接する２つの中径円板ろ片３０１（板状部３０１ａ）間には、凸部３０１ｂおよび凸部３０１ｃにより、隙間（ｄ１＋ｄ２）のろ過溝Ｓ（図８参照）が形成されている。

図６に示すように、小径円板ろ片３０２は、概して、円板形状を有している。また、小径円板ろ片３０２は、周方向において等ピッチ間隔で配置され、外縁部から小径円板ろ片３０２の中心に向けて切り欠かれた複数（４個）の切欠部３０２ａを有している。複数の切欠部３０２ａは、Ｙ方向に見て、中径円板ろ片３０１の凸部３０１ｂおよび凸部３０１ｃと重なる位置に設けられている。また、切欠部３０２ａは、凸部３０１ｂに係合するように構成されている。小径円板ろ片３０２は、切欠部３０２ａを、中径円板ろ片３０１の凸部３０１ｂに係合させた状態で、隣接する２つの中径円板ろ片３０１（板状部３０１ａ）間に配置されている。

図８に示すように、小径円板ろ片３０２の厚みｄ３は、隣接する２つの中径円板ろ片３０１（板状部３０１ａ）の隙間（ｄ１＋ｄ２）よりも小さい。したがって、隣接する２つの中径円板ろ片３０１（板状部３０１ａ）と、小径円板ろ片３０２との間には、隙間（ｄ１＋ｄ２-ｄ３）のろ水流出溝Ｇ１が形成されている。

すなわち、隣接する２つの中径円板ろ片３０１間のろ過溝Ｓの小径円板ろ片３０２を除く部分には、隙間（ｄ１＋ｄ２-ｄ３）のろ水流出溝Ｇ１が形成されている。このため、小径円板ろ片３０２は、ろ過溝Ｓが形成されるＹ方向の揺動範囲αにおいて、揺動可能に構成されている。固液分離装置１００は、回転軸３１の回転に伴い小径円板ろ片３０２が揺動し、中径円板ろ片３０１の側面を擦りながら回転するので、ろ水流出溝Ｇ１（ろ過溝Ｓ）の目詰まりを抑制することができる。すなわち、固液分離装置１００は、ろ水流出溝Ｇ１（ろ過溝Ｓ）をセルフクリーニングすることができる。また、ろ水流出溝Ｇ１は、被処理物に含まれる液体成分を通過させることにより、被処理物をろ過するように構成されている。

図６に示すように、大径円板ろ片３０３は、円板形状を有している。また、大径円板ろ片３０３は、大径円板ろ片３０３の中心から所定距離だけ離間した位置に配置されるとともに、周方向において等ピッチ間隔で配置される複数（４個）の貫通穴３０３ａを有している。複数の貫通穴３０３ａは、Ｙ方向に見て、中径円板ろ片３０１の凸部３０１ｂおよび凸部３０１ｃと重なる位置に設けられている。また、貫通穴３０３ａは、中径円板ろ片３０１の凸部３０１ｂおよび凸部３０１ｃに嵌合するように構成されている。また、大径円板ろ片３０３は、貫通穴３０３ａに、中径円板ろ片３０１の凸部３０１ｂを嵌合させた状態で、隣接する２つの中径円板ろ片３０１（板状部３０１ａ）間に配置されている。

図８に示すように、大径円板ろ片３０３の厚みｄ４は、隣接する中径円板ろ片３０１（板状部３０１ａ）の隙間（ｄ１＋ｄ２）よりも小さい。したがって、隣接する２つの中径円板ろ片３０１（板状部３０１ａ）と、大径円板ろ片３０３との間には、隙間（ｄ１＋ｄ２-ｄ４）のろ水流出溝Ｇ２が形成されている。

すなわち、隣接する２つの中径円板ろ片３０１間のろ過溝Ｓの大径円板ろ片３０３を除く部分には、隙間（ｄ１＋ｄ２-ｄ４）のろ水流出溝Ｇ２が形成されている。このため、大径円板ろ片３０３は、ろ過溝Ｓが形成されるＹ方向の揺動範囲βにおいて、揺動可能に構成されている。固液分離装置１００は、回転軸３１の回転に伴い大径円板ろ片３０３が揺動し、中径円板ろ片３０１の側面を擦りながら回転するので、ろ水流出溝Ｇ２（ろ過溝Ｓ）の目詰まりを抑制することができる。すなわち、固液分離装置１００は、ろ水流出溝Ｇ２（ろ過溝Ｓ）をセルフクリーニングすることができる。また、ろ水流出溝Ｇ２は、被処理物に含まれる液体成分を通過させることにより、被処理物をろ過するように構成されている。

図５に示すように、上列（下列）の積層状回転ろ体３の大径円板ろ片３０３と、隣接する他の上列（下列）の積層状回転ろ体３の大径円板ろ片３０３とは、Ｙ方向において互いに重なるように交互に配置されている。すなわち、上列（下列）の積層状回転ろ体３の大径円板ろ片３０３は、隣接する他の上列（下列）の積層状回転ろ体３の小径円板ろ片３０２を挟み込む２つの中径円板ろ片３０１の間に食い込むように配置されている。また、上列（下列）の積層状回転ろ体３の中径円板ろ片３０１と、隣接する他の上列（下列）の積層状回転ろ体３の中径円板ろ片３０１とは、Ｙ方向において、略同じ範囲（位置）に設けられている。

図１に示すように、固体排出口５には、フラッパー５１と、圧力調整部５２とが設けられている。フラッパー５１は、固液分離装置１００により処理される被処理物の固体成分に対して圧力を作用させるように構成されている。圧力調整部５２は、フラッパー５１により作用させる圧力を調整するように構成されている。

水位センサ７は、固液分離装置１００の内部の上部に設けられている。また、水位センサ７は、上列の最上流に配置される積層状回転ろ体３よりも上方（Ｚ１方向）に設けられている。水位センサ７は、センサ７１と、センサ７２とを含んでいる。センサ７１は、低い水位を検知し、センサ７２は、センサ７１よりも高い水位を検知する。

（固液分離装置の組立方法）
図９を参照して、固液分離装置１００の組立方法について説明する。

まず、ろ片間にろ過溝Ｓが形成されるように、回転軸３１の中空の第１部分３２に沿って複数のろ片（中径円板ろ片３０１、小径円板ろ片３０２および大径円板ろ片３０３）を積層して、積層状回転ろ体３を組み立てる。ろ片の積層後、第１部分３２の端部にスナップリングを取り付ける。

そして、第１部分３２に対して複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体３を筐体１内に配置する。この際、筐体１の下部は、液体排出口６として開放されているため、積層状回転ろ体３を、筐体１の下部から搬入する。また、すでに積層状回転ろ体３が組み付けられている場合において、隣接した位置に積層状回転ろ体３を配置する場合、ろ片同士が噛み合うように積層状回転ろ体３を配置する。

その後、筐体１内に配置された中空の第１部分３２の内側に、回転軸３１の第２部分３３を挿入して、積層状回転ろ体３を回転可能に支持する。具体的には、筐体１の外側から第２部分３３を第１部分３２の中空孔３２１に挿入する。そして、第２部分３３の端部３３２を、筐体１に設けられた軸受３４に当接させて、支持させる。

上記のようにして、順次、複数の積層状回転ろ体３を筐体１に組み付けていく。なお、筐体１の下側から積層状回転ろ体３を搬入するため、上列の積層状回転ろ体３を先に組み付け、その後、下列の積層状回転ろ体３を組み付ける。複数の積層状回転ろ体３を組み付けた後、駆動機構（モータ２、減速機２１、チェーン２３、スプロケット２４）を各回転軸３１に取り付ける。この際、チェーン２３およびスプロケット２４の外側に、チェーンカバーを取り付ける。

メンテナンスの際に、積層状回転ろ体３を取り外す場合は、積層状回転ろ体３を支持した状態で、第２部分３３を、第１部分３２から抜き取り、積層状回転ろ体３を、筐体１から取り出す。そして、取り外した積層状回転ろ体３を適宜分解してメンテナンスを行う。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、回転軸３１に、複数のろ片に当接する外周を有する中空の第１部分３２と、第１部分３２の内側に配置され、第１部分３２に対して抜き差し可能な第２部分３３とを設ける。これにより、回転軸３１の第１部分３２に対して複数のろ片を積層させて積層状回転ろ体３を組み立てた後、積層状回転ろ体３を設置位置に配置した状態で、第１部分３２に第２部分３３を挿入することにより、積層状回転ろ体３を回転可能に組み付けることができる。これにより、各々の回転軸３１の第１部分３２に対して個別に積層状回転ろ体３を組み立てることができるので、積層作業が完了した積層状回転ろ体３を回転軸３１単位で固液分離装置１００の筐体１へ取り付けることが可能となり、複数の積層状回転ろ体３を並行して組み立てる場合と異なり、固液分離装置１００の組立時の作業負担が増大するのを抑制することができる。また、組み付けられた積層状回転ろ体３の第１部分３２から第２部分３３を抜き出すことにより、複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体３を第１部分３２とともに取り外すことができるので、各々の積層状回転ろ体３を個別に分解することができる。その結果、複数の積層状回転ろ体３を並行して分解する場合と異なり、分解時の作業負担が増大するのを抑制することができる。これらの結果、固液分離装置１００の組立時およびメンテナンスのための分解時の作業負担が増大するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第１部分３２に沿って複数のろ片が積層された積層状回転ろ体３を、間隔を隔てて複数設ける。また、被処理物の固体成分を送る方向（Ｘ方向）に隣接する積層状回転ろ体３を、回転軸方向（Ｙ方向）にみて、互いに重なるように配置する。これにより、回転軸３１の第１部分３２に対して複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体３を、回転軸方向と直交する方向に移動させてることができるので、隣接する回転軸３１に対して並行してろ片を積層させなくても、隣接する積層状回転ろ体３を、回転軸方向にみて互いに重なるように配置することができる。その結果、複数の積層状回転ろ体３を並行して組立および分解する場合に比べて、容易に組立および分解を行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ろ片と、回転軸３１の第１部分３２の外周とが、係合するように構成する。これにより、回転軸３１の第１部分３２の回転に伴って、ろ片を回転させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、回転軸３１を、第１部分３２の内周と第２部分３３の外周とが係合するように構成する。これにより、第２部分３３を回転駆動させることにより、第１部分３２を回転させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、回転軸３１を、第２部分３３にモータ２からの駆動力が伝達されて回転するように構成する。これにより、第１部分３２に挿入された状態の第２部分３３の回転軸方向の外側に駆動力が伝達される部分を設けることにより、回転軸３１を容易に回転駆動させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、回転軸３１の第１部分３２を、樹脂材料により形成する。これにより、第１部分３２の軽量化を図ることができるので、第１部分３２に対して複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体３を容易に移動させることができる。その結果、積層状回転ろ体３の組み付け作業および取り外し作業を容易に行うことができる。また、回転軸３１の外周部となる第１部分３２を樹脂材料により形成することにより、回転軸３１の表面が樹脂で覆われるので、回転軸３１の腐食を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、中径円板ろ片３０１を、樹脂により形成する。これにより、大径円板ろ片３０３および小径円板ろ片３０２の揺動により、ろ過溝Ｓが目詰まりするのを抑制することができる。また、中径円板ろ片３０１を金属により形成する場合に比べて、積層状回転ろ体３の重量を軽くすることができる。その結果、第１部分３２に対して複数のろ片が積層された状態の積層状回転ろ体３をより容易に移動させることができるので、積層状回転ろ体３の組み付け作業および取り外し作業をより容易に行うことができる。

［第２実施形態］
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、筐体１が金属材料により形成されていた上記第１実施形態とは異なり、筐体２０１が樹脂材料により形成されている構成の例について説明する。

本発明の第２実施形態による固液分離装置２００は、図１０に示すように、筐体２０１と、複数のモータ２（図２参照）と、複数の積層状回転ろ体３と、原液供給口４と、固体排出口５と、液体排出口６と、水位センサ７とを備えている。また、固液分離装置１００は、被処理物から液体成分を分離するように構成されている。

ここで、第２実施形態では、図４に示すように、回転軸３１は、複数のろ片に当接する外周を有する中空の第１部分３２と、第１部分３２の内側に配置され、第１部分３２に対して抜き差し可能な第２部分３３とを含んでいる。

また、第２実施形態では、図１０および図１１に示すように、回転軸３１を支持するとともに、積層状回転ろ体３を覆う筐体２０１を、樹脂材料により形成する。具体的には、筐体２０１は、上面と、Ｙ方向における両側面と、Ｘ方向における上流側の面および下流側の面と、が樹脂により一体的に形成されている。

また、筐体２０１のＸ１側の面は、原液供給口４側（最上流側）に配置された積層状回転ろ体３を取り囲むように形成されている。これにより、板状の部材を設けなくても、原液供給口４から供給される被処理物を下列の積層状回転ろ体３上に供給することが可能である。また、筐体２０１のＸ２側の面は、固体排出口５側（最下流側）に配置された積層状回転ろ体３を取り囲むように形成されている。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

上記第２実施形態では、第１実施形態と同様に、回転軸３１に、複数のろ片に当接する外周を有する中空の第１部分３２と、第１部分３２の内側に配置され、第１部分３２に対して抜き差し可能な第２部分３３とを設ける。これにより、固液分離装置２００の組立時およびメンテナンスのための分解時の作業負担が増大するのを抑制することができる。

また、上記第２実施形態では、上記のように、回転軸３１を支持するとともに、積層状回転ろ体３を覆う筐体２０１を、樹脂材料により形成する。これにより、金属により筐体を形成する場合に比べて、固液分離装置２００の軽量化を図ることができる。また、第１部分３２に対して第２部分３３を差し込むことにより積層状回転ろ体３を組み付けることができるので、複数のろ片を筐体２０１に取り付けられた回転軸３１に対して積層する場合と異なり、一方の側面を開放した状態でろ片を積層させる必要がない。これにより、回転軸方向の一方側面を取り外し可能とする必要がないので、樹脂により、回転軸方向における両方の側面を一体的に形成することができる。また、筐体２０１を樹脂により形成することにより、金属により形成する場合に比べて、設計の自由度を向上させることができるので、固液分離装置２００の内部空間を必要な分だけの大きさに形成することができる。その結果、デットスペースが生じるのを抑制することができるので、固液分離装置２００の小型化を図ることができる。また、筐体２０１の腐食も抑制することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、回転軸の第１部分を樹脂により形成する構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、回転軸の第１部分を金属材料により形成してもよい。また、負荷が低い上流側の積層状回転ろ体の回転軸の第１部分を樹脂により形成し、負荷が高い下流側の積層状回転ろ体の回転軸の第１部分を金属材料により形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第１部分の中空部分の断面を正六角形とする構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１部分の中空部分の断面を六角形以外の多角形形状としてもよいし、楕円形状や円形状としてもよい。また、第１部分の内周と第２部分の外周とを、キーなどの係合部により係合するようにしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、回転軸の第２部分が中実形状を有する構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、回転軸の第２部分が中空形状を有していてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、中径円板ろ片の一方表面の凸部の突出量と、他方表面の凸部の突出量とが互いに異なるように、中径円板ろ片を形成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、中径円板ろ片の一方表面の凸部の突出量と、他方表面の凸部の突出量とが互いに同じになるように、中径円板ろ片を形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、中径円板ろ片の一方表面および他方表面に、それぞれ、凸部を形成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、中径円板ろ片の一方表面および他方表面の一方のみに、凸部を形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、複数の積層状回転ろ体を共通のモータにより回転駆動させる構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、積層状回転ろ体に対して、各々にモータを設けて回転駆動させてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、１つの第１部分に設けられた積層状回転ろ体に対して、１つの第２部分を挿入する構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１部分に設けられた積層状回転ろ体を、複数直列に配置した状態で、１つの第２部分を挿入してもよい。この場合、第１部分に設けられた積層状回転ろ体をユニット化して、幅方向に合わせて、ユニットの数を調整して、固液分離装置を組み立ててもよい。

１、２０１ 筐体
２ モータ
３ 積層状回転ろ体
３１ 回転軸
３２ 第１部分
３３ 第２部分
１００、２００ 固液分離装置
３０１ 中径円板ろ片（ろ片）
３０１ｂ、３０１ｃ 凸部
３０２ 小径円板ろ片（ろ片）
３０３ 大径円板ろ片（ろ片）
Ｓ ろ過溝

Claims (8)

1. 被処理物から液体成分を分離する固液分離装置であって、
   回転軸と、
   前記回転軸に沿って積層された複数のろ片を含み、前記ろ片間にろ過溝が形成された積層状回転ろ体と、
   前記回転軸を回転駆動させるモータと、
   前記回転軸を支持するとともに、前記積層状回転ろ体を覆う筐体と、を備え、
   前記回転軸は、複数の前記ろ片に当接する外周を有する中空の第１部分と、前記第１部分の内側に配置され、前記第１部分に対して抜き差し可能な第２部分とを含み、
   前記回転軸の軸線方向において、前記第１部分の長さが前記筐体の内面間の長さ以下であり、
   前記第２部分は、前記第１部分の内周部と同一形状であるとともに、前記第１部分の内周部に係合するように構成されている、固液分離装置。
2. 前記第１部分に沿って複数の前記ろ片が積層された前記積層状回転ろ体は、間隔を隔てて複数設けられており、
   被処理物の固体成分を送る方向に隣接する前記積層状回転ろ体は、回転軸方向にみて、互いに重なるように配置されている、請求項１に記載の固液分離装置。
3. 前記ろ片は、前記回転軸の前記第１部分の外周と係合するように構成されている、請求項１または２に記載の固液分離装置。
4. 前記回転軸は、前記第２部分に前記モータからの駆動力が伝達されて回転するように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の固液分離装置。
5. 前記回転軸の前記第１部分は、樹脂材料により形成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の固液分離装置。
6. 前記筐体は、樹脂材料により形成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の固液分離装置。
7. 前記ろ片は、大径円板ろ片と、小径円板ろ片と、中径円板ろ片とを含み、
   隣接する前記中径円板ろ片間には、前記大径円板ろ片または前記小径円板ろ片が配置されており、
   前記中径円板ろ片は、隣接する前記中径円板ろ片間に前記ろ過溝を形成するために、隣接する前記中径円板ろ片に当接する凸部を有し、
   前記大径円板ろ片は、固体成分を送る方向に隣接する前記積層状回転ろ体の前記ろ過溝内に入り込むように配置されており、
   前記中径円板ろ片は、樹脂により形成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の固液分離装置。
8. 被処理物から液体成分を分離する固液分離装置の組立方法であって、
   ろ片間にろ過溝が形成されるように、回転軸の中空の第１部分に沿って複数のろ片を積層して、積層状回転ろ体を組み立て、
   前記第１部分に複数のろ片が積層された状態の前記積層状回転ろ体を筐体内に配置し、
   前記筐体内に配置された中空の前記第１部分の内側に、回転軸の第２部分を挿入して、前記積層状回転ろ体を回転可能に支持する、固液分離装置の組立方法。

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