JP7426227B2 - 汚物処理装置 - Google Patents

Description

本開示は、汚物処理装置に関する。

特許文献１には、紙おむつを廃棄処理する廃棄処理設備が開示されている。この廃棄処理設備は、破砕部で紙おむつを破砕した後に、ポリマーから水分を分離させ、紙おむつに含まれるパルプ成分を回収する。ポリマーから水分を分離させる工程では、ポリマー分解槽内において、紙おむつの破砕片と水と分解剤を混合して撹拌する。

特開２０００－８４５３３号公報

離水処理においては、ポリマーから水分が分離するのに伴い、ポリマーの体積が小さくなっていく。そのため、水分を分離させたポリマーを、フィルターによって回収する場合、ポリマーがフィルターの目を通過してしまい、ポリマーを回収することができなくなる虞がある。

本開示は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ポリマーの回収を容易にすることを解決すべき課題としている。

本開示の汚物処理装置は、ポリマーの保水力を低下させる処理液によって、吸水状態のポリマーから水分を分離させる離水処理を行う離水処理装置と、前記離水処理装置から移送された前記処理液と前記ポリマーを、フィルターにより分離する脱水装置と、前記処理液に浸漬している前記ポリマーが吸水前の前記ポリマーに比べ、吸水度合いを示す代表パラメーターが大きい状態で、前記離水処理装置内の前記ポリマーを前記脱水装置へ移送するための制御を実施する制御部とを備える。

実施形態１の汚物処理装置の構成図 脱臭装置の平面図 図１のＸ－Ｘ線断面図 離水処理装置の平断面図 図４のＹ－Ｙ線断面図 破砕処理開始に至る制御のフローチャート 離水処理工程及び脱水工程のフローチャート 離水処理工程におけるポリマーの粒径の変化をあらわすグラフ 開閉弁の開度の経時的変動をあらわすグラフ

＜実施形態１＞
以下、本開示の汚物処理装置１０を具体化した実施形態１を図１～図９を参照して説明する。以下の説明において、上下の方向については、図１，５にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。左右の方向については、図１～４にあらわれる向きを、そのまま左方、右方と定義する。前後の向きについては、図２，４における下方、及び図５における右方を、前方と定義する。

汚物処理装置１０は、被処理物としての使用済の紙おむつＤを廃棄するための処理を行う装置である。汚物処理装置１０は、複数の使用済みの紙おむつＤが時間差で不定期的に発生する介護施設等に設置される。

処理対象の紙おむつＤは、高吸水性ポリマーＰ（ＳＡＰ，ｓｕｐｅｒ ａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｐｏｌｙｍｅｒ、以下単にポリマーＰと表記する）やパルプを、不織布等のシート材Ｓ内に収容したものである。シート材Ｓは、ポリプロピレン製の不織布等からなる表層材と、ポリエチレン等の樹脂材からなる防水材とを有する。表層材と防水材との間にパルプやポリマーＰが挟まれている。パルプとポリマーＰは、し尿等の汚物の水分を吸収する吸水性能と、水分を吸収した状態に保つ保水性能とを有する。シート材Ｓは、ポリエチレン等の比重が水よりも小さい樹脂材を含む。水分を吸収する前のポリマーＰの粒径は１５０～６００μｍである。水分を吸収したポリマーＰは膨潤してゲル状となり、吸水状態のポリマーＰの粒径は６００μｍ～４ｍｍである。

使用済みの紙おむつＤの処理は、紙おむつＤを破砕する破砕工程と、吸水状態のポリマーＰから水分を分離させる離水処理工程と、脱水工程とを経て行われる。脱水工程では、離水処理工程で使用した処理液ＴやポリマーＰから分離した水分等の廃液を、シート材ＳやポリマーＰ等の固形物から分離させる。

離水処理工程では、水分を吸収したポリマーＰの保水性能を低下させる離水剤Ｒを用いて行う。具体的には、離水剤Ｒを水に溶解した処理液Ｔに、紙おむつＤの破砕片Ｆを浸漬させる。破砕片Ｆには、吸水状態のポリマーＰが含まれる。離水剤Ｒの一例として、本実施形態では、２価の金属イオンを含む塩化カルシウムが用いられる。離水剤ＲとポリマーＰとを反応させることによって、水分を吸収したポリマーＰから水分が分離する。水分が分離したポリマーＰは、吸水性能を失い、再び水分を吸収不能な不可逆状態となる。使用済みの紙おむつＤに、水分を吸収していないポリマーＰが含まれていても、そのポリマーＰの吸水性能は失われる。

図１に示すように、汚物処理装置１０は、多機能処理装置１１と、脱水装置６０とを備えて構成されている。多機能処理装置１１は、投入部１２と、破砕装置２５と、離水処理装置３８と、制御部５８とを備えて構成されている。多機能処理装置１１は、投入部１２と破砕装置２５と離水処理装置３８とで共用される縦長箱状のハウジング１３を有する。投入部１２の下方には破砕装置２５が配置され、破砕装置２５の下方には離水処理装置３８が配置され、離水処理装置３８の下方には脱水装置６０が配置されている。

投入部１２は、下面が開放された箱形をなす。投入部１２の内部は、使用済みの紙おむつＤが投入される投入空間１４である。本実施形態１では、投入部１２に、第１投入口１５と第２投入口１７が設けられている。投入部１２には、第１投入口１５及び第２投入口１７のいずれか一方のみが設けられていてもよい。第１投入口１５は、ハウジング１３を構成する右側の壁部に形成されている。第１投入口１５は、投入部１２の外側から開閉操作が可能な第１蓋１６が設けられている。第１蓋１６は、自身の下端縁に沿って水平方向（すなわち、前後方向）に伸びる中心軸１６Ａを有する。中心軸１６Ａはハウジング１３に支持されている。第１蓋１６は、中心軸１６Ａ周りに外側へ回動して、自身の姿勢を起立状態Ｖと倒伏状態Ｌとに変化し得るようになっている。

投入部１２内には、閉鎖部２２が第１投入口１５を内側から覆うように設けられている。閉鎖部２２は、例えば、平板状をなして形成された可撓性を有したゴムや合成樹脂等で形成されている。閉鎖部２２には、閉鎖部２２の上端の僅か下方から下端にかけて複数のスリットが形成されている。閉鎖部２２には、スリットによって、上端部が互いに連結した複数の矩形部２２Ａが形成されている。閉鎖部２２は、上端部が第１投入口１５の上端縁に沿うように投入部１２に取り付けられている。例えば、紙おむつＤを第１投入口１５から投入部１２内に投入する際、閉鎖部２２は、各矩形部２２Ａが投入部１２内に押し広げられる。投入部１２内に紙おむつＤを投入し終えると、各矩形部２２Ａは再び、第１投入口１５を閉鎖するように元の姿勢に戻る。

汚物処理装置１０が設置された階で発生した使用済みの紙おむつＤは、第１投入口１５から投入空間１４内に投入することができる。このとき、手動で第１蓋１６を起立状態Ｖから倒伏状態Ｌに変化させ、第１投入口１５を開放状態にする。使用者は、第１投入口１５及び閉鎖部２２を介して投入部１２内に紙おむつＤを投入する。このとき、第１蓋１６は、自身の姿勢が倒伏状態Ｌに維持される。このため、第１蓋１６は、内面（すなわち、起立状態Ｖにおいて、投入部１２内に位置する面）に付着した水分等が床に流れることを防ぐことができる。紙おむつＤは、第１蓋１６の内面に沿うように投入部１２に投入されることになる。このため、第１投入口１５から紙おむつＤを投入する場合、破砕装置２５に対する紙おむつＤの姿勢は、安定し易い。紙おむつＤを投入した後は、使用者は、手動によって第１蓋１６を倒伏状態Ｌから起立状態Ｖに変化させ、第１投入口１５を閉鎖状態にする。

第２投入口１７は、ハウジング１３を構成する壁部のうち第１投入口１５とは異なる左側の壁部に形成されている。第２投入口１７には、投入空間１４内へ開く第２蓋１８が設けられている。第２投入口１７には、シューター１９の下流端が接続されている。シューター１９の上流端は、汚物処理装置１０が設置された階以上の上層階に設けた投棄口（図示省略）として機能する。上層階で発生した使用済みの紙おむつＤは、投棄口からシューター１９内に投入される。シューター１９内に投入された紙おむつＤは、シューター１９を通り、第２蓋１８を押し動かして第２投入口１７から投入空間１４内に収容される。紙おむつＤが第２投入口１７を通過すると、第２蓋１８は、自重により第２投入口１７を閉塞する。

投入部１２には、第１投入口１５と第２投入口１７から投入空間１４内に紙おむつＤが投入されたことを検知する投入センサ２０が設けられている。投入センサ２０は、１つの紙おむつＤが投入される毎に、検知信号を制御部５８へ送信する。制御部５８には、図示しない操作部が電気的に接続されている。汚物処理装置１０を使用する使用者がこの操作部を操作することによって、汚物処理装置１０の動作を開始したり停止したりすることができる構成となっている。

投入部１２の上面には、脱臭装置２１が設けられている。投入部１２の上面には、図２に示すように、第１開口１２Ａ、第２開口１２Ｂ、及び第３開口１２Ｃが開口して形成されている。第３開口１２Ｃは、投入部１２の上面のうち、左右方向において第１投入口１５に近い右側の側縁部に沿うように配置されている。第１開口１２Ａ、及び第２開口１２Ｂは、投入部１２の上面のうち、左右方向において第３開口１２Ｃを挟んで第１投入口１５から離れた左側の側縁部に沿うように配置されている。

脱臭装置２１は、図２に示すように、第１脱臭装置２１Ａ、及び第２脱臭装置２１Ｂを有している。第１脱臭装置２１Ａ、及び第２脱臭装置２１Ｂは、投入部１２の上面に左右方向に並んで配置されている。具体的には、第２脱臭装置２１Ｂは、投入部１２の上面のうち、左右方向において第１投入口１５に近い右側の側縁部に沿うように配置されている。第１脱臭装置２１Ａは、投入部１２の上面のうち、左右方向において第２脱臭装置２１Ｂを挟んで第１投入口１５から離れた左側の側縁部に沿うように配置されている。第１脱臭装置２１Ａは、ケース２１Ｃ、吸気部２１Ｄ、及び脱臭部本体２１Ｅを有している。ケース２１Ｃは、上端が閉鎖され、下端が開放された箱状をなしている。ケース２１Ｃは、下端を投入部１２の上面に当接させるように取り付けられている。ケース２１Ｃは、投入部１２の第１開口１２Ａと第２開口１２Ｂとを連通させている。

吸気部２１Ｄには、例えば、公知の軸流ファン等が用いられる。吸気部２１Ｄは、下面から吸気し上面から送風する。吸気部２１Ｄは、制御部５８に電気的に接続されている。吸気部２１Ｄは、第１開口１２Ａを下面で覆うように投入部１２の上面に取り付けられている。吸気部２１Ｄは、ケース２１Ｃ内に位置している。吸気部２１Ｄは、第１開口１２Ａを介して投入部１２から吸気する。

脱臭部本体２１Ｅには、例えば、活性炭が付着した不織布等で形成された、所謂、脱臭フィルターが用いられる。脱臭部本体２１Ｅは、吸気部２１Ｄの上面（すなわち、送風する面）から送風された空気が脱臭部本体２１Ｅの前側面に吹き付けるように配置される。具体的には、脱臭部本体２１Ｅは、ケース２１Ｃ内において、第１開口１２Ａが連通する側と第２開口１２Ｂが連通する側とを仕切るように配置されている。吸気部２１Ｄは、下面から投入部１２内の空気を吸引して上面から脱臭部本体２１Ｅに向けて送風する。脱臭部本体２１Ｅは、吸気部２１Ｄの上面から送風された空気を脱臭する。脱臭された空気は、第２開口１２Ｂを介して投入部１２内に戻される。第２開口１２Ｂは、第１脱臭装置２１Ａで脱臭された空気を投入部１２内に戻す循環口である。第１脱臭装置２１Ａは、主として投入部１２内の左側の領域において空気を前後方向に循環して脱臭する。

第２脱臭装置２１Ｂは、ケース２１Ｆ、吸気部２１Ｇ、及び脱臭部本体２１Ｈを有している。ケース２１Ｆは、上面が閉鎖され、下面及び、後面の一部が開放された箱状をなしている。ケース２１Ｆは、下面を投入部１２の上面に当接させるように取り付けられている。ケース２１Ｆの後面は開放されている。ケース２１Ｆは、ケース２１Ｆの下面が投入部１２の第３開口１２Ｃの上方に重なるように、投入部１２の上面に配置されている。

吸気部２１Ｇには、吸気部２１Ｄと同様に、公知の軸流ファン等が用いられる。吸気部２１Ｇは、下面から吸気し上面から送風する。吸気部２１Ｇは、制御部５８に電気的に接続されている。吸気部２１Ｇは、吸気部２１Ｇの下面で第３開口１２Ｃを覆うように投入部１２の上面に取り付けられている。吸気部２１Ｇは、ケース２１Ｆ内に位置している。吸気部２１Ｇは、第３開口１２Ｃを介して投入部１２から吸気する。

脱臭部本体２１Ｈには、脱臭部本体２１Ｅと同様に、例えば、活性炭が付着した不織布等で形成された、所謂、脱臭フィルターが用いられる。脱臭部本体２１Ｈは、ケース２１Ｆの開放された後面を塞ぐように配置される。脱臭部本体２１Ｈの前面には、吸気部２１Ｇの上面（すなわち、送風する面）から送風された空気が吹き付けられる。脱臭部本体２１Ｈは、後面から脱臭された空気を外部に排出する。このとき、外部に排出される空気Ｅｘは、第１投入口１５が形成されている右側とは異なる後方向に向けて排出される。これによって、第１投入口１５と対向する位置にいる使用者に向けて脱臭された空気が排出されないため、汚物処理装置１０は、使用者に臭気を感じに難くすることができる。吸気部２１Ｇは、下面から投入部１２内の空気を吸引して上面から脱臭部本体２１Ｈに向けて送風する。つまり、第２脱臭装置２１Ｂは、投入部１２内に投入された紙おむつＤから発生した臭気を投入部１２の右側から吸気して脱臭し、脱臭済みの空気を外部に排出する。

破砕装置２５は、投入部１２に投入された被破砕物である紙おむつＤを、破砕するための装置である。破砕装置２５は、周壁部２６と、左右一対の破砕部材２８と、第１給水部３４とを有する。周壁部２６は、ハウジング１３を構成し、投入部１２の壁部の下端に連なっている。破砕装置２５の内部には、周壁部２６で囲まれた破砕空間２７が形成されている。破砕空間２７は、投入空間１４に連通している。破砕空間２７内は、一対の破砕部材２８が収容されている。

一対の破砕部材２８は、全体として軸線を前後方向に向けた円柱形をなす。各破砕部材２８は、破砕用モータ２９によって回転駆動される回転軸３０を有する。破砕用モータ２９の駆動は、制御部５８によって制御される。一対の破砕部材２８は、回転軸３０の軸線を同じ高さで左右に並べるように配置されている。各破砕部材２８の外周には複数の剪断刃３１が形成されている。１つの剪断刃３１は、回転軸３０と同心の円盤形をなす。剪断刃３１の最大外径は、回転軸３０の外径よりも大きい寸法である。複数の剪断刃３１は、回転軸３０の軸線方向に一定間隔を空けて配置されている。１つの剪断刃３１の軸線方向の幅寸法は、隣り合う剪断刃３１の間隔と同じか、それよりも僅かに小さい寸法である。

各剪断刃３１の外周面は、周方向に一定ピッチで複数の突起３２を配置した鋸歯状をなしている。突起３２の突出方向は、剪断刃３１の径方向に対して斜め方向である。突起３２は、その突起３２の回転方向前方に向かうように突出している。剪断刃３１の外周のうち周方向に隣り合う突起３２の間には、凹部３３が形成されている。複数の凹部３３は、剪断刃３１の外周において周方向に間隔を空けて配置されている。一方の剪断刃３１の突起３２及び凹部３３の形状は、他方の剪断刃３１の突起３２及び凹部３３の形状と、左右対称である。

図３に示すように、一方の破砕部材２８に形成されている複数の剪断刃３１と、他方の破砕部材２８に形成されている複数の剪断刃３１は、回転軸３０の軸線方向に交互に並ぶように配置されている。汚物処理装置１０を正面から見た図１に示す正面視において、一方の破砕部材２８の回転方向と、他方の破砕部材２８の回転方向は、互いに逆向きである。一方の剪断刃３１と他方の剪断刃３１が軸線方向に重なる領域では、一方の剪断刃３１も他方の剪断刃３１も、破砕部材２８の回転に伴って下方へ変位する。

軸線方向に隣り合う剪断刃３１の間には、破砕部材２８同士が干渉せずに円滑な回転でき、かつ剪断刃３１の間に紙おむつＤの破砕片Ｆが噛み込まない程度の必要最小のクリアランスが空いている。剪断刃３１同士の間のクリアランスは、例えば４０μｍ以上である。一方の破砕部材２８の剪断刃３１の外周と、他方の破砕部材２８の回転軸３０の外周面との間には、双方の破砕部材２８の回転を妨げない程度の必要最小のクリアランスが空いている。剪断刃３１と回転軸３０との間のクリアランスは、例えば１００μｍ以上である。

剪断刃３１のうち、軸線方向に交互に並ぶ部位とは反対側の部位は、破砕部材２８の回転に伴って上方へ変位する。剪断刃３１のうち上向きに移動する部位は、周壁部２６の内面に沿うように配置されている。剪断刃３１と周壁部２６の間には、剪断刃３１が周壁部２６と干渉せずに円滑な回転でき、かつ剪断刃３１と周壁部２６との間に紙おむつＤの破砕片Ｆが入り込まない程度の必要最小のクリアランスが空いている。剪断刃３１と周壁部２６との間のクリアランスは、例えば１００μｍ以上である。

一方の破砕部材２８の最大外径と他方の破砕部材２８の最大外径は、互いに同じ寸法である。破砕部材２８の最大外径は１２０ｍｍであり、破砕部材２８の回転速度は９ｒｐｍである。したがって、破砕部材２８の外周、即ち剪断刃３１の周速度は、０．０５７ｍ／ｓである。破砕部材２８の外周、即ち剪断刃３１の周速度は、０．１ｍ／ｓ以下であることが好ましい。１つの剪断刃３１の幅寸法、即ち回転軸３０の軸線方向の寸法は、６ｍｍ以上であり、且つ３０ｍｍ以下である。剪断刃３１の幅寸法は、吸水状態のポリマーＰの粒径である４ｍｍよりも大きい寸法が好ましい。

第１給水部３４は周壁部２６のうち破砕部材２８よりも上方の位置に配置されている。第１給水部３４の第１ノズル３５からは、破砕空間２７内に水が吐出される。第１ノズル３５から吐出された水は、破砕部材２８に対し上から降り注ぐ。破砕部材２８に降り注がれた水は、剪断刃３１同士の隙間、剪断刃３１と回転軸３０との隙間、剪断刃３１と周壁部２６との隙間を通過して、破砕部材２８の下方へ流れ落ちる。第１給水部３４の給水動作は、制御部５８によって制御される。

離水処理装置３８は、処理槽３９と、撹拌部材４８と、第２給水部５４と、離水剤供給部５６とを備えている。処理槽３９は箱形をなし、処理槽３９の上面のうち右側領域が開放されている。処理槽３９の内部は、離水処理を行うための処理空間である。処理槽３９の上面部のうち開放された右側領域は、破砕装置２５の周壁部２６の上端に連なっている。破砕空間２７と処理槽３９内の空間は上下に連通している。

処理槽３９の底面４１は、平面からなる第１傾斜面４２と、同じく平面からなる第２傾斜面４３とによって構成されている。処理槽３９の底面４１は、第１傾斜面４２と第２傾斜面４３との境界線４４において谷状に屈曲している。第１傾斜面４２は、底面４１のうち前側の領域を構成する。第１傾斜面４２は、処理槽３９の上面の開口領域の下方、即ち一対の破砕部材２８の下方に配置されている。第２傾斜面４３は、底面４１のうち後側の領域を構成する。第２傾斜面４３は、一対の破砕部材２８に対して後方へ外れた領域に配置されている。

図５に示すように、第１傾斜面４２の左右方向の下端縁と第２傾斜面４３の左右方向の下端縁は、鈍角をなして連なっている。第１傾斜面４２は、後方に向かって下るように傾斜しているとともに、左方に向かって下るように傾斜している。第２傾斜面４３は、前方に向かって下るように傾斜しているとともに、左方に向かって下るように傾斜している。第１傾斜面４２と第２傾斜面４３の境界線４４は、後述する排出口４７に向かって下る方向に傾斜している。第１傾斜面４２の前後寸法は第２傾斜面４３の前後寸法よりも大きい。図５に示すように、側面視において、水平面Ｈに対する第２傾斜面４３の傾斜角度βは、水平面Ｈに対する第１傾斜面４２の傾斜角度αよりも大きい。第１傾斜面４２の傾斜角度αは、１５°である。第２傾斜面４３の傾斜角度βは、４５°以下である。

処理槽３９を構成する左側壁部４６には、円形の排出口４７が形成されている。処理槽３９内で離水処理が終了した後は、処理槽３９内の破砕片Ｆ、ポリマーＰ、処理液Ｔが排出口４７から排出され、排出路６４を通って脱水装置６０へ送られる。破砕片Ｆには、シート材Ｓのうち水よりも比重の小さい樹脂材等の軽量破片も含まれる。排出口４７の開口領域の高さ寸法、即ち排出口４７の直径寸法は、５０ｍｍ以上である。この寸法設定は、剪断刃３１で剪断される破砕片Ｆの最大幅寸法が３０ｍｍ程度と想定されることに基づくものである。

排出口４７は、処理槽３９内に向かって右方へ開口し、底面４１のうち最も低い位置に開口している。具体的には、排出口４７は、第１傾斜面４２及び第２傾斜面４３の左縁部における下端位置であり、前後方向において境界線４４と対応する位置に開口している。したがって、処理槽３９の底面４１は、排出口４７に向かって下り勾配となるように傾斜している。

排出口４７の最下端は、処理槽３９の底面４１の最下端に近い高さに位置する。処理槽３９の最大深さは、処理槽３９の底面４１のうち境界線４４の最下端（すなわち、左端）から、処理槽３９の上端（すなわち、破砕装置２５の下端）までの高さ寸法である。処理槽３９の最大深さは、処理槽３９の底面４１から排出口４７の最上端までの高さの３倍以内の寸法である。処理槽３９内において貯留可能な処理液Ｔの最高深さは、底面４１から最高液面水位までの高さ寸法である。処理槽３９の最大深さは、最高液面水位と同じ寸法である。この寸法設定によれば、処理槽３９内に貯留される処理液Ｔの水位を比較的低くして、処理液Ｔの液面の面積を広く確保することが可能である。本実施形態１では、処理槽３９の左右寸法及び前後寸法は、処理槽３９の最大深さ寸法よりも大きい。

底面４１には、撹拌部材４８が設けられている。図４に示すように、離水処理装置３８を上から見た平面視において、撹拌部材４８は底面４１のうち第１傾斜面４２と対応する範囲のみに配置されている。前後方向において、撹拌部材４８は、第１傾斜面４２の中央よりも後側、即ち排出口４７及び境界線４４に近い側へ偏った位置に配置されている。左右方向において、撹拌部材４８は、第１傾斜面４２の中央よりも左側、即ち排出口４７に近い側へ偏った位置に配置されている。図１に示すように、撹拌部材４８は、上下方向の駆動軸４９を有する撹拌用モータ５０によって回転駆動される。

撹拌部材４８は、駆動軸４９と同心の円盤状をなす本体部５１と、本体部５１と一体回転する複数のリブ５２とを有する。本体部５１は、第１傾斜面４２と平行をなす。本体部５１の下面と第１傾斜面４２との間には、撹拌部材４８の円滑な回転を可能とし、且つ紙おむつＤの破砕片Ｆを噛み込まない程度のクリアランスが空いている。この撹拌部材４８と第１傾斜面４２との間のクリアランスは、約１０ｍｍである。複数のリブ５２は、本体部５１の表面から突出しており、本体部５１の回転中心から径方向に延びている。複数のリブ５２は、本体部５１の上面において放射状に配置されている。

撹拌用モータ５０の駆動は、制御部５８によって制御される。離水処理において、撹拌部材４８は、制御部５８によって正方向と逆方向へ交互に回転駆動される。正方向は、図４における反時計回り方向であり、逆方向は、図４における時計回り方向である。離水処理の後、排出口４７からは、処理槽３９内のポリマーＰを含む破砕片Ｆと、処理液Ｔが排出される。平面視において、排出口４７における排出流の流線４７Ｌは、排出口４７が形成されている左側壁部４６に対して直角な方向であり、境界線４４と平行な方向である。撹拌部材４８の外周縁に接する接線のうち、左側壁部４６と直角な接線は、排出流の流線４７Ｌと平行に近接する。換言すると、撹拌部材４８の外周縁に接する接線のうち、境界線４４と平行な接線の延長線上には、排出口４７が存在する。したがって、排出時に撹拌部材４８の回転によって生成される流れのうち、排出口４７に向かう流れの流線４８Ｌは、排出口４７における排出流の流線４７Ｌと平行に近接する。

離水処理中において、１回の正方向への回転角度は、６０°である。１回の逆方向への回転角度は、正方向への回転角度よりも小さい４５°である。正方向と逆方向のいずれにおいても、１回の回転角度は１０°以上、且つ１２０°以下であることが好ましい。撹拌部材４８の外径寸法は、１２０ｍｍである。１回の正方向への回転に要する時間は０．３秒であり、１回の逆方向への回転に要する時間は０．２秒である。撹拌部材４８の外周の周速度は、２００ｍｍ／ｓである。尚、離水処理中の撹拌部材４８の外周の周速度は、１００～５００ｍｍ／ｓの範囲で調整可能である。離水処理が終了した後、処理槽３９内への給水が開始してから、処理槽３９内の破砕片Ｆと処理液Ｔが排出され、脱水装置６０から破砕片Ｆの固形物が回収されるまでの間、撹拌部材４８の外周の周速度は、６００ｍｍ／ｓ以上で調整される。

第２給水部５４は、処理槽３９に取り付けられた第２ノズル５５を有する。第２ノズル５５は、処理槽３９内に臨んでいる。第２ノズル５５は、排出口４７に向かって水を吐出する向きに配置されている。第２ノズル５５からの水の吐出と停止は、制御部５８によって制御される。処理槽３９には、離水剤供給部５６が取り付けられている。離水剤供給部５６は、上述した離水剤Ｒを所定量だけ処理槽３９内に供給するものである。離水剤Ｒの供給動作と供給量は、制御部５８によって制御される。

処理槽３９と脱水装置６０との間には、排出路６４が設けられている。排出路６４の上流端は排出口４７ら接続され、排出路６４の下流端は脱水装置６０に接続されている。排出路６４は、上流端から下流端に至る全領域において、上流端から下流端に向かって下り勾配となる形態である。処理槽３９内の破砕片Ｆや処理液Ｔ等は、自重と処理槽３９内の処理液Ｔの水圧とによって、排出路６４内を下流側へ流れるようになっている。

排出路６４の途中には、排出路６４を開閉する開閉弁６５が設けられている。開閉弁６５としては、例えば、電動ボールバルブが用いられている。開閉弁６５が開弁すると、処理槽３９内の破砕片Ｆや処理液Ｔが、排出口４７と排出路６４を通って脱水機６１内に流入する。開閉弁６５が閉弁すると、処理槽３９内の破砕片Ｆや処理液Ｔは、脱水機６１へ流出されず、処理槽３９内に留まった状態を保つ。詳しくは後述するが、開閉弁６５の開閉動作は、制御部５８によって制御される。

脱水装置６０は、脱水機６１と、流入部６２と、流出部６３と、集水部６９とを有している。流入部６２は、脱水機６１の左端部に配置され、脱水機６１から上方へ筒状に突出した形態である。流入部６２の上端部には、排出路６４の下流端が接続されている。処理槽３９の破砕片Ｆと処理液Ｔは、排出口４７と排出路６４と開閉弁６５と流入部６２を通過することによって、脱水機６１内に移送される。流入部６２は、排出路６４を介して処理槽３９の排出口４７と連通している。流出部６３は、脱水機６１の右端部に配置され、脱水機６１から下方へ筒状に突出した形態である。流出部６３の下端部には、下向きに開口する回収口７１が形成されている。

脱水装置６０は処理槽３９の真下に配置されている。流入部６２は脱水装置６０の左端部に配置されている。排出口４７は処理槽３９の左端部に配置されている。したがって、排出口４７と流入部６２のいずれかが、本実施形態とは左右逆の位置に配置されている場合に比べると、本実施形態１の排出路６４の長さは、最短の経路となっている。排出路６４は、破砕片Ｆと処理液Ｔを自重と処理槽３９内の処理液Ｔの水圧とによって脱水装置６０へ送る経路なので、経路長が短いことは、排出路６４内で破砕片Ｆが詰まり難いことを意味する。

脱水機６１内には、脱水用フィルター６６と、移送部材としてのスクリュー６７が収容されている。脱水用フィルター６６は、軸線を左右方向に向けた円筒状をなす。脱水用フィルター６６の目は、例えば３００μｍである。この目の大きさは、吸水状態から水分が分離した後の離水状態のポリマーＰの粒径よりも、小さい寸法である。脱水用フィルター６６の内部空間は、破砕片Ｆを移送するための移送空間６６Ｓである。移送空間６６Ｓの上流端は流入部６２の下端部に連通し、移送空間６６Ｓの下流端は流出部６３の上端部に連通している。

スクリュー６７は、軸部６７Ａと、軸部６７Ａの外周から螺旋状に突出した送り板６７Ｂとを有する。スクリュー６７は、脱水用フィルター６６内に同軸状に収容され、脱水用モータ６８によって回転駆動される。脱水用モータ６８の動作は制御部５８によって制御される。スクリュー６７は、流入部６２から移送空間６６Ｓ内に移送された破砕片Ｆと処理液Ｔを、流出部６３へ移送する方向へ回転する。脱水用フィルター６６の網目を通過しない破砕片Ｆは、スクリュー６７の送り板６７Ｂによって移送空間６６Ｓの下流端まで運ばれ、流出部６３内を落下して回収口７１から回収される。

脱水機６１の下面部のうち脱水用フィルター６６と対応する領域には、集水部６９が形成されている。スクリュー６７による移送方向において、集水部６９は、スクリュー６７による移送経路、即ち移送空間６６Ｓの上流端から下流端に至る全範囲にわたり、移送空間６６Ｓに向けて上向きに開口している。集水部６９のうち最も低い位置には、排水口７０が形成されている。スクリュー６７が移送空間６６Ｓ内の破砕片Ｆと処理液Ｔを移送する過程では、処理液Ｔを含む廃液が、脱水用フィルター６６の網目を通って移送空間６６Ｓ外へ流下する。移送空間６６Ｓ外へ流下した廃液は、集水部６９で集められ、排水口７０から排水管（図示省略）を介して下水等へ排出される。

スクリュー６７の軸線は、脱水機６１の軸線と同じであり、スクリュー６７による移送方向と平行である。平面視（図示省略）において、スクリュー６７の軸線は、処理槽３９の境界線４４と平行である。図１に示すように、側面視において、スクリュー６７の軸線は、水平方向に対して傾斜している。具体的には、スクリュー６７の軸線は、スクリュー６７の移送方向両端部のうち、移送方向上流端よりも移送方向下流端の方が高くなるように傾斜している。したがって、スクリュー６７の軸線が水平である場合に比べると、脱水機６１の移送方向下流端から下向きに突出する回収口７１と、脱水機６１の移送方向上流端の下端との高低差が小さくなっている。移送空間６６Ｓ内でスクリュー６７が破砕片Ｆを移送する方向は、破砕片Ｆを重力に抗して持ち上げていく方向となっている。

処理槽３９は脱水装置６０の上方に配置されている。処理槽３９の底面４１の境界線４４は、スクリュー６７の移送方向における下流端側から上流端側に向かって下るように傾斜している。図１に示すように、汚物処理装置１０を前方から見た正面視において、処理槽３９の底面４１の傾斜の向きと脱水機６１の上面傾斜の向きが、同じ向きである。これにより、処理槽３９の底面４１と脱水機６１の上面との間の上下方向のデッドスペースが狭められている。

制御部５８は、投入部１２への紙おむつＤの投入量や、紙おむつＤの投入後の経過時間に応じて、離水処理の開始のタイミングを制御する。制御部５８は、離水処理装置３８における離水処理時間と、離水処理後の破砕片Ｆと処理液Ｔを脱水装置６０へ移送するタイミングを制御する。

汚物処理装置１０は、時間差で不定期的に発生する複数の使用済みの紙おむつＤを、効率的に処理することができる。以下、その工程を説明する。まず、処理量設定部７２、待機時間設定部７３、及び撹拌用設定部７５において設定を行う。処理量設定部７２においては、離水処理開始の条件となる紙おむつＤの投入数を処理数として設定する。この設定処理数は、本実施形態では、汚物処理装置１０の最大処理能力に相当する数であるが、任意の数を設定することも可能である。また、設定処理数は、複数個に限らず、１個でもよい。設定処理数は、一回の離水処理工程で処理すべき紙おむつＤの数として、処理量設定部７２から制御部５８に入力される。

待機時間設定部７３においては、離水処理開始の条件となる待機時間を設定する。この待機時間は、前回の離水処理の終了後に最初に紙おむつＤが投入部１２に投入されてから、破砕処理を開始させるまでに待機し得る最長の時間である。撹拌用設定部７５においては、撹拌部材４８の回転動作に関する条件が設定される。具体的には、撹拌部材４８が回転動作を継続する時間、撹拌部材４８の正方向と逆方向への回転角度、撹拌部材４８の回転速度が設定される。撹拌用設定部７５で設定された撹拌部材４８の回転動作に関する条件は、制御部５８に入力される。

次に、紙おむつＤの処理工程のうち破砕処理が開始するまでに制御部５８が実行する制御工程を、図６のフローチャートを参照して説明する。前回の離水処理が完了した後、最初に使用済みの紙おむつＤが第１投入口１５及び第２投入口１７のいずれか一方から投入空間１４内に投入されると、投入センサ２０から検知信号が制御部５８に入力される。制御部５８は、最初に使用済みの紙おむつＤが投入空間１４内に投入されたことを検知すると（ステップＳ１０）、タイマー７４を起動させる（ステップＳ１１）。前回の離水処理が完了した後、最初に使用済みの紙おむつＤが投入空間１４内に投入されると、脱臭装置２１は動作を開始する。

制御部５８は、紙おむつＤの投入数が設定処理数と同数に達したか否かを、所定時間毎に比較する（ステップＳ１２）。紙おむつＤの投入数が設定処理数に達した場合、制御部５８は破砕処理を開始させる（ステップＳ１３）。紙おむつＤの投入数が設定処理数に到達していない場合、制御部５８は、前回の離水処理が終了した後に最初に紙おむつＤが投入されてから、待機時間設定部７３で設定した待機時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１４）。タイマー７４のカウントダウンが終了していない場合は、待機時間が経過していないと判断する。制御部５８は、ステップＳ１４において待機時間が経過していないと判断した場合、紙おむつＤの投入数が設定処理数と同数に達したか否かを、再度、判断する（ステップＳ１２）。制御部５８は、ステップＳ１２紙おむつＤの投入数が設定処理数に達したと判断した場合、破砕処理を開始させる（ステップＳ１３）。

ステップＳ１４において、制御部５８は、タイマー７４のカウントダウンが終了した場合は、最初に紙おむつＤを投入されてから待機時間が経過したと判断する。待機時間が経過した場合は、紙おむつＤの投入数が設定処理数に満たない場合でも、制御部５８は破砕処理を開始させる（ステップＳ１３）。設定処理数が複数であって、投入済みの紙おむつＤが１つだけの場合でも、待機時間が経過すれば、制御部５８は破砕処理を開始させる。破砕処理では、制御部５８は、破砕用モータ２９を起動させる。投入された紙おむつＤは、投入後、直ちに一対の剪断刃３１により破砕され、短冊状の破砕片Ｆとなって処理槽３９内に落下する。破砕後の破砕片Ｆには、給水状態のポリマーＰが含まれる。

破砕部材２８は、常時、回転し続けてもよく、紙おむつＤを破砕する間だけ回転するようにしてもよい。第１給水部３４からの給水量は、１つの紙おむつＤの破砕と離水処理に必要な量だけである。吸水状態のポリマーＰの最大粒径が約４ｍｍであるのに対し、破砕部材２８の剪断刃３１の幅寸法は６ｍｍ以上の寸法なので、吸水状態のポリマーＰが剪断刃３１によって剪断される虞はない。剪断刃３１の外周の周速度は０．１ｍ／ｓ以下という低速度なので、その速度設定によっても吸水状態のポリマーＰの破砕を回避できる。剪断刃３１の幅寸法は３０ｍｍ以下なので、紙おむつＤのシート材Ｓを細かく短冊状に剪断することができる。破砕された破砕片Ｆは、剪断刃３１の外周の突起３２に引っ掛けられて凹部３３に嵌り込むので、確実に破砕部材２８の下方の処理槽３９へ落下させることができる。

制御部５８による離水処理と脱水処理の制御を図７のフローチャートを参照して説明する。制御部５８は、撹拌部材４８の回転を開始させる（ステップＳ２０）。次に、塩化カルシウムからなる離水剤Ｒを処理槽３９内に投入させるとともに、第１給水部３４からの給水を開始させる（ステップＳ２１）。離水剤Ｒの投入と第１給水部３４からの給水は同時に開始されることが好ましいが、離水剤Ｒの投入と第１給水部３４からの給水を時間差で行われるようにしてもよい。第１給水部３４から供給された水は、破砕部材２８を洗浄し、処理槽３９内へ流下する。所定量の給水が行われた後、第１給水部３４からの給水を停止させる（ステップＳ２２）。

離水剤Ｒの投入量は、離水処理の対象となる紙おむつＤの数、即ち質量に基づいて適正な量となるように制御部５８で制御される。処理槽３９内に供給されている水に離水剤Ｒが溶解すると、離水処理用の処理液Ｔとなる。本実施形態１では、離水剤Ｒと水を処理槽３９へ別々に供給したが、予め離水剤Ｒを水に溶解した処理液Ｔを処理槽３９に供給してもよい。離水処理は、処理液Ｔに浸漬されている破砕片ＦのポリマーＰの保水性能を、離水液中の離水剤Ｒによって低下させ、ポリマーＰから水分を分離させる処理である。離水処理の反応速度は、離水剤Ｒの量が多いほど、即ち処理液Ｔの濃度が高いほど速くなる。

図８に示すように、離水処理の時間が経過するのに伴い、吸水状態のポリマーＰの粒径が次第に小さくなっていくとともに、ポリマーＰの質量が軽くなっていく。ポリマーＰの質量と粒径は、ポリマーＰの吸水状態を示す代表パラメーターである。吸水前のポリマーＰの粒径は、図８に符号Ｇａで示すように約４００μｍであり、質量は約０．０２ｍｇである。吸水状態のポリマーＰの粒径は、図８に符号Ｇｂで示すように約１４００μｍであり、質量は約０．８ｍｇである。処理液Ｔが、塩化カルシウムを離水剤Ｒとする１％濃度の溶液である場合、離水処理開始から２５０秒が経過すると、ポリマーＰの粒径は約６００μｍまで小さくなり、ポリマーＰの質量は０．０６ｍｇまで軽くなる。離水処理が開始してから３００秒が経過した後は、ポリマーＰの粒径と質量は一定のままとなる。

撹拌部材４８は、図４における反時計回り方向である正方向へ回転する動作と、逆方向へ回転する動作を交互に繰り返す。したがって、撹拌部材４８の回転開始時に、撹拌部材４８の上に破砕片Ｆが山積みになっていても、撹拌部材４８が正逆両方向へ移動することにより、破砕片Ｆの山が崩され、破砕片Ｆが処理液Ｔ中に分散していく。撹拌部材４８の外周の周速度は、５００ｍｍ／ｓよりも遅い速度なので、破砕片Ｆや処理液Ｔが放射状に跳ね飛ばされることはない。

撹拌部材４８の正方向への回転角度が６０°であるのに対し、逆方向への回転角度は４５°である。この正逆の回転角度の違いにより、撹拌部材４８は正方向へ間欠的に回転していく。撹拌部材４８の正方向への間欠回転動作により、処理槽３９内のうち撹拌部材４８から遠い領域では、処理液Ｔと破砕片Ｆが全体として渦巻き状の整流となって流動する。撹拌部材４８の近傍では、乱流が生じ、処理液Ｔと破砕片Ｆが微細に動く。これらの動きにより、離水剤ＲがポリマーＰに接触して離水処理が進む。

制御部５８は、離水処理時間が開始してから所定の離水処理時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２３）。所定の離水処理時間が経過すると、離水処理を終了する。所定の離水処理時間は、ポリマーＰから水分が完全に分離するのに要する時間よりも短い時間である。離水処理時間が経過した時点のポリマーＰの粒径と質量は、離水が完全に行われたときのポリマーＰの粒径と質量よりも大きい。

離水処理を終了すると、制御部５８は、第１給水部３４及び第２給水部５４から処理槽３９への給水を開始させる（ステップＳ２４）。この給水により、処理槽３９内の処理液Ｔの濃度が低下するので、離水剤Ｒによる離水処理の進行が停止する。この間、ポリマーＰが不可逆状態となっている。処理槽３９への給水が一定程度進むと、処理槽３９への給水を停止する（ステップＳ２５）。この後、制御部５８は、撹拌部材４８を正回転させ、スクリュー６７の回転を開始させ（ステップＳ２６）、その後、開閉弁６５を開弁させる（ステップＳ２７）。

開閉弁６５が開弁されると、処理槽３９内の処理液Ｔと破砕片Ｆが排出口４７から排出される。処理液Ｔと破砕片Ｆが排出口４７から排出される過程では、撹拌部材４８は正回転し続ける。処理液Ｔの粘度は、第１給水部３４及び第２給水部５４からの給水によって低くなっているので、流動抵抗が小さく、排出口４７からの排出が円滑に行われる。排出口４７における排出流の流れの方向は、第１傾斜面４２と第２傾斜面４３との間の境界線４４と平行である。撹拌部材４８によって生成される渦流のうち、境界線４４に接する領域の流れの一部は、境界線４４と平行をなして排出口４７に向かう。したがって、排出口４７における排出流の流速が高められる。また、開閉弁６５が開弁する際に、第２給水部５４の第２ノズル５５から排出口４７に向けて一時的に給水が行われる（ステップＳ２８）。この給水により、排出口４７からの排出流の流速が高められる。

処理槽３９内の処理液Ｔと破砕片Ｆが排出路６４を通過して排出される過程では、制御部５８が、開閉弁６５の開閉動作と第２給水部５４の給水動作を制御する。その制御形態の一例を、図９のグラフに基づいて説明する。グラフの横軸は、開閉弁６５の開弁を開始してからの経過時間を秒単位であらわしている。折れ線Ｇｃは、開閉弁６５の開度の変化をあらわす。開閉弁６５の開度は、グラフの右側の縦軸において全開時の開度を６として示している。縦長の棒線は、開閉弁６５の開度を大きくしたときの排出流の流量をあらわす。流量の値は左側の縦軸に示し、単位はリットルである。折れ線Ｇｄは、開閉弁６５の開弁後における排出路６４の累積流量をあらわす。

制御部５８は、排出路６４における排出過程で開閉弁６５の開度を経時的に変動させる。開閉弁６５の開弁を開始してから１０秒の間に、開閉弁６５の開度を全開時の約６０％まで増大させていく。この間、排出路６４における流量が増大し、破砕片Ｆと処理液Ｔが脱水装置６０側へ流出する。この後、１０秒間で、開度を全閉に近い状態まで絞る。開度を小さくした状態では、排出路６４における流量が０に近い値まで絞られる。開度を絞った状態を１０秒維持した後、開度を全開時の６０％まで大きくして、排出路６４における流量を増大させる。

この後、１０秒間で再び開度を絞り、絞った状態を１０秒間維持する。この後、１０秒の間に開閉弁６５の開度を全開にする。全開状態では、排出路６４の流量は、約６０％の開度のときよりも多くなる。また、全開状態では、第２給水部５４の第２ノズル５５から排出口４７に向けて水が吐出される。これにより、排出路６４内の流速が速くなる。全開した後は、１０秒かけて開度を全閉近くまで絞る。この後は、上記のように約６０％まで開度を開ける動作を２回行った後、１回全開状態にするという動作を繰り返す。

開閉弁６５の開度の増減が繰り返されると、開閉弁６５の開度の最大ピークが複数回繰り返される。この過程において、第２給水部５４からの水の吐出を伴う最大ピーク時の開度は、全開である。これに対し、第２給水部５４からの水の吐出を伴わない最大ピーク時の開度は、６０％程度であって、第２給水部５４からの給水を伴うピーク時の開度よりも小さい。したがって、排出路６４における流速の変動幅が大きくなる。このように、開閉弁６５の開度の増減を繰り返すことにより、排出路６４内における破砕片Ｆと処理液Ｔの流れが乱流状態となる。乱流状態になると、排出路６４内で破砕片Ｆ同士が絡み難くなり、破砕片Ｆが開閉弁６５の入り口に集中し難くなる。したがって、破砕片Ｆが開閉弁６５内で詰まる虞がない。また、開閉弁６５の開度を全閉にしないので、開閉弁６５に紙おむつＤの短冊状の成分を噛み込んで詰まる虞がない。

排出口４７から排出された処理液Ｔと破砕片Ｆは、排出路６４を通って脱水機６１内へ移送される。脱水機６１内では、処理液Ｔを含んだ破砕片Ｆが、スクリュー６７の送り板６７Ｂに押されて軸線方向に圧縮されるので、破砕片Ｆ内の水分が滲み出てくる。滲み出た水分は、脱水用フィルター６６の目を通過し、排水口７０から排出される。スクリュー６７で押されたポリマーＰを含む破砕片Ｆは、回収口７１から回収される。

脱水用フィルター６６内では、ポリマーＰの一部が脱水用フィルター６６の内周面に接触するため、脱水用フィルター６６の目を通過してしまうことが懸念される。しかし、破砕装置２５では、剪断刃３１の周速度を０．１ｍ／ｓの低速度に設定するとともに、剪断刃３１の幅寸法を吸水状態のポリマーＰの粒径よりも大きい６ｍｍ以上に設定しているので、吸水状態のポリマーＰは、剪断されずに、大きい粒のままで離水処理装置３８の処理槽３９内へ落下する。さらに、離水処理装置３８においては、ポリマーＰから水分が完全に分離するより前に、離水処理を終了するので、ポリマーＰの粒径はある程度の大きさを有する状態に保持される。したがって、ポリマーＰが脱水用フィルター６６の目を通過する虞はない。

回収口７１から破砕片Ｆの回収が完了したら（ステップＳ２９）、制御部５８は、撹拌部材４８の回転を停止し（ステップＳ３０）、スクリュー６７の回転を停止する（ステップＳ３１）。脱臭装置２１も動作を停止する。以上により、離水処理と脱水処理が終了する。尚、回収口７１から破砕片Ｆの回収が完了した後は、使用者が操作部を操作することによって、撹拌部材４８の回転と、スクリュー６７の回転と、脱臭装置２１の動作を停止させてもよい。

破砕装置２５は、吸水状態のポリマーＰを含む被破砕物としての紙おむつＤが投入されるハウジング１３と、ハウジング１３内に収容され、紙おむつＤを破砕する破砕部材２８を有している。破砕部材２８の移動速度は、０．１ｍ／ｓ以下である。紙おむつＤを０．１ｍ／ｓ以下の速度で移動する剪断刃３１で破砕すると、紙おむつＤに含まれる吸水状態のポリマーＰは、ほとんど破砕されることなく破砕装置２５を通過する。したがって、破砕処理の後、脱水装置６０においてポリマーＰを脱水用フィルター６６によって回収することができる。

破砕部材２８は回転軸３０を中心として回転可能である。破砕部材２８の外周には剪断刃３１が形成されている。破砕部材２８の移動速度は、破砕部材２８の回転時における剪断刃３１の歯先の周速度である。剪断刃３１の歯先の周速度は０．１ｍ／ｓ以下である。紙おむつＤは、剪断刃３１によって破砕されながら破砕部材２８の回転方向へ送られるので、剪断刃３１が平行に往復移動するものに比べると、紙おむつＤが破砕部材２８を通過し易い。

２本の回転軸３０は、互いに平行に配置されている。一方の回転軸３０の剪断刃３１と他方の回転軸３０の剪断刃３１との間で、被破砕物が破砕される。２つの剪断刃３１の間に紙おむつＤが噛み込むので、紙おむつＤを確実に破砕できる。一方の回転軸３０の剪断刃３１と他方の回転軸３０の剪断刃３１が、回転軸３０の軸線方向に並ぶように配置されているので、２つの剪断刃３１の間で紙おむつＤを確実に破砕することができる。

２本の回転軸３０の回転方向は、互いに逆向きである。一方の回転軸３０の剪断刃３１と他方の回転軸３０の剪断刃３１の近接部分が、互いに同じ方向、即ち下方へ移動する。紙おむつＤの破砕片Ｆは、２つの剪断刃３１で送られることによって、破砕装置２５を確実に通過することができる。剪断刃３１は、剪断刃３１の外周面を凹ませた形態の凹部３３を有している。剪断後の紙おむつＤの破砕片Ｆは、凹部３３に引っ掛かることによって、破砕装置２５を確実に通過することができる。

複数の剪断刃３１は、剪断刃３１の移動方向と交差する方向、即ち回転軸３０の軸線方向に隣接して並んでいる。剪断刃３１の並び方向における幅寸法は、６ｍｍ以上である。吸水状態のポリマーＰの最大外径は約４ｍｍなので、ポリマーＰが剪断刃３１によって破砕されることを抑制できる。複数の剪断刃３１は、剪断刃３１の移動方向と交差する方向に隣接して並んでおり、剪断刃３１の並び方向における幅寸法は、３０ｍｍ以下である。紙おむつＤがシート材Ｓを含む場合に、シート材Ｓの破砕片Ｆを細かくすることができるので、破砕片Ｆの処理が容易である。

汚物処理装置１０は、投入部１２と破砕装置２５と制御部５８とを有する。投入部１２には、吸水状態のポリマーＰを含む紙おむつＤが投入される。破砕装置２５は、投入された紙おむつＤを破砕する処理を行う。制御部５８は、投入部１２への紙おむつＤの投入量が所定量に達したことを条件として、破砕装置２５の破砕処理を開始させる。投入部１２に時間差で投入された複数の紙おむつＤを、まとめて破砕処理することができる。したがって、後から投入された紙おむつＤの処理に関して、先に投入された紙おむつＤの破砕処理が終了するまで待機する必要がないので、破砕処理の効率が良い。

制御部５８が破砕処理を開始させる所定量は、離水処理装置３８の最大処理能力に相当する量である。離水処理装置３８の処理能力を最大限に活かすことができるので、離水処理の回数を少なくすることができる。汚物処理装置１０は、所定量を変更することが可能な処理量設定部７２を備えている。一度に離水処理する紙おむつＤの量を、紙おむつＤの投入頻度等に応じて適宜に設定できるので、離水処理の効率を高めることができる。

汚物処理装置１０は、介護施設等のように広い建物や多層階の建物に設置される。投入部１２は第１投入口１５と第２投入口１７を有しているので、投入部１２の数を少なくすることができる。複数の投入口から投入された紙おむつＤが、共用の離水処理装置３８において離水処理されるので、離水処理装置３８の数を少なくすることができる。

制御部５８は、離水処理の終了後における最初の被処理物の投入から所定の待機時間が経過したことを条件として、破砕装置２５の破砕処理を開始させる。投入部１２への紙おむつＤの投入量が所定量に達していなくても、破砕処理後に最初に紙おむつＤが投入されてから所定の待機時間が経過すると、破砕処理が開始される。紙おむつＤが離水処理されずに長時間に亘って放置される虞がないので、紙おむつＤの臭気に起因する不快な状況を回避できる。

汚物処理装置１０は、所定の待機時間を変更することが可能な待機時間設定部７３を備えている。未処理の紙おむつＤの待機時間を、紙おむつＤの投入頻度等に応じて適宜に設定できる。離水処理の効率を低下させることなく、未処理の紙おむつＤの臭気に起因する不快な状況を回避することができる。

汚物処理装置１０の離水処理装置３８は、処理槽３９と、処理槽３９内に回転可能に設けた撹拌部材４８とを備えている。処理槽３９は、吸水状態のポリマーＰを有する紙おむつＤの破砕片Ｆと、ポリマーＰの保水力を低下させる処理液Ｔを収容可能である。撹拌部材４８は、円盤状の本体部５１と、本体部５１の表面から突出するリブ５２とを有する。リブ５２は、本体部５１の回転中心から径方向に延びた形態である。

処理槽３９に投入された破砕処理済みの紙おむつＤは、処理液Ｔととともに撹拌部材４８によって撹拌される。撹拌することによって、ポリマーＰの保水力が処理液Ｔによって低下し、ポリマーＰに保持されていた水分が、ポリマーＰから分離する。撹拌部材４８は、回転する円盤状の本体部５１の表面に、径方向のリブ５２を突出させた形態なので、紙おむつＤの破砕片Ｆが短冊状であっても、破砕片Ｆが撹拌部材４８に絡み付く虞がない。

撹拌部材４８は、処理槽３９の底面４１に配置されていて、上下方向の駆動軸４９を中心として回転可能である。リブ５２は本体部５１の上面から突出している。撹拌部材４８の高さ寸法が小さいので、処理槽３９内に投入された破砕片Ｆと処理液Ｔが少量であっても、撹拌部材４８は十分な撹拌機能を発揮する。

撹拌部材４８は、正方向と逆方向の両方向へ回転可能であるから、紙おむつＤの破砕片Ｆが撹拌部材４８の上面に山積みになっても、撹拌部材４８は十分な撹拌機能を発揮することができる。撹拌部材４８の正方向への回転角度と逆方向への回転角度は、１０°以上かつ１２０°以下であるから、紙おむつＤの破砕片Ｆが撹拌部材４８に絡み付くことを防止できる。

撹拌部材４８は、正方向と逆方向へ交互に回転可能なので、紙おむつＤの破砕片Ｆが撹拌部材４８に引っ掛かることを防止できる。撹拌部材４８の正方向への回転角度は、撹拌部材４８の逆方向への回転角度よりも大きい。撹拌部材４８の回転方向が正方向と逆方向に交互に切り替わっても、撹拌部材４８の回転動作が正方向へ進んでいく。処理槽３９内の破砕片Ｆと処理液Ｔは、全体として一方向へ回転するように撹拌される。撹拌部材４８の正方向への回転時間は、撹拌部材４８の逆方向への回転時間よりも長い。正方向と逆方向との間における回転時間の違いにより、紙おむつＤの破砕片Ｆが撹拌部材４８に絡み付くことを防止できる。

撹拌部材４８の外周の周速度は、１００～５００ｍｍ／ｓである。この周速度によって、撹拌部材４８は、充分な撹拌機能を発揮することができる。この周速度であれば、撹拌部材４８の回転によって破砕片Ｆや処理液Ｔが跳ね飛ばされる虞はない。

処理槽３９は、処理槽３９内の破砕片Ｆと処理液Ｔを排出する排出口４７を有する。排出口４７から排出するときに撹拌部材４８の回転によって生成される流れのうち、排出口４７に向かう流れの流線４８Ｌは、排出口４７における排出流の流線４７Ｌと略平行であるか、排出口４７における排出流の流線４７Ｌと重なっている。破砕片Ｆと処理液Ｔを効果的に排出することができる。

排出口４７は、処理槽３９の底面４１における周縁部に臨むように開口している。撹拌部材４８は、処理槽３９の底面４１における中央よりも排出口４７に近い位置に配置されている。撹拌部材４８によって生成される流れが、排出口４７に強く流れ込むので、排出口４７に紙おむつＤが詰まることを防止できる。

処理槽３９の底面４１は、撹拌部材４８を支持する第１傾斜面４２と、第１傾斜面４２の最下端縁である境界線４４に連なる第２傾斜面４３とを備えて構成されている。水平面Ｈに対する第１傾斜面４２の傾斜角度αは、水平面Ｈに対する第２傾斜面４３の傾斜角度βよりも小さい。処理液Ｔが少量でも撹拌部材４８を処理液Ｔに浸漬させることができる。紙おむつＤの破砕片Ｆが第２傾斜面４３上に載置しても、第２傾斜面４３の傾斜により、破砕片Ｆが第１傾斜面４２側へ滑り落ちる。

汚物処理装置１０は、処理槽３９内の破砕片Ｆと処理液Ｔを排出する排出口４７と、第１給水部３４及び第２給水部５４を有する。第１給水部３４と第２吸水部は、排出口４７から排出を行うときに処理槽３９に水を供給する。第１給水部３４及び第２給水部５４から処理槽３９に水を供給すると、処理液Ｔの濃度が低下するので、排出口４７における排出流の流速が速くなり、排出効率が向上する。第２給水部５４は、排出口４７に向かって水を吐出する第２ノズル５５を有しているので、排出効率が更に向上する。

汚物処理装置１０は、離水処理装置３８と、脱水装置６０と、制御部５８とを備えている。離水処理装置３８は、ポリマーＰの保水力を低下させる処理液Ｔによって、吸水状態のポリマーＰから水分を分離させる離水処理を行う。脱水装置６０は、離水処理装置３８から移送された処理液ＴとポリマーＰを、脱水用フィルター６６により分離する。離水処理装置３８内の処理液ＴとポリマーＰを脱水装置６０へ移送する排出路６４には、開閉弁６５が設けられている。制御部５８は、給水して処理液Ｔの濃度を低下させた後、開閉弁６５を開弁する。制御部５８は、処理液Ｔに浸漬しているポリマーＰが吸水前のポリマーＰに比べ、吸水度合いを示す代表パラメーターが大きい状態で、開閉弁６５を開弁し、離水処理装置３８内のポリマーＰを脱水装置６０へ移送するための制御を実施する。

吸水度合いを示す代表パラメーターは、吸水状態のポリマーＰの質量を含んでいる。離水処理中のポリマーＰは、吸水前のポリマーＰよりも重たい状態で脱水装置６０へ移送されるので、ポリマーＰは、比較的粒径の大きい状態でフィルターによる離水処理工程へ移行する。したがって、ポリマーＰをフィルターによって容易に回収することができる。

吸水度合いを示す代表パラメーターは、吸水状態のポリマーＰの粒径を含んでいる。制御部５８は、処理液Ｔに浸漬しているポリマーＰの粒径が吸水前のポリマーＰの粒径よりも大きい状態で、離水処理装置３８内のポリマーＰを脱水装置６０へ移送する。この構成によれば、離水処理中のポリマーＰは、吸水前のポリマーＰよりも粒径の大きい状態で脱水装置６０へ移送されるので、ポリマーＰをフィルターによって容易に回収することができる。

制御部５８は、離水処理の経過時間に基づいて、離水処理装置３８内のポリマーＰを脱水装置６０へ移送する。離水処理中は、時間の経過とともに、ポリマーＰからの水分の分離量が増大し、ポリマーＰの粒径が小さくなっていく。離水処理の経過時間に基づいて、ポリマーＰの粒径を推定することができるので、ポリマーＰの質量や粒径を確認しなくても、脱水処理に移行することができる。

離水処理装置３８は、ポリマーＰと処理液Ｔを貯留して離水処理を行う処理槽３９と、第１給水部３４及び第２給水部５４を有する。第１給水部３４と第２給水部５４は、離水処理済みのポリマーＰと処理液Ｔが脱水装置６０へ移送される前に、処理槽３９に水を供給する。離水処理が済んだ後は、第１給水部３４及び第２給水部５４からの水の供給によって処理液Ｔの濃度が薄められる。これにより、ポリマーＰからの離水の進行が抑制され、脱水工程におけるポリマーＰの粒径を大きく保つことができる。処理液Ｔの粘度が低下するので、離水処理装置３８から脱水装置６０への移送を円滑に行わせることができる。

破砕装置２５は、第１投入口１５を起立状態Ｖにおいて閉鎖し、倒伏状態Ｌにおいて開放する第１蓋１６を備えている。第１蓋１６は、自身の下端縁に沿って横方向に伸びる中心軸１６Ａ回りに起立状態Ｖと倒伏状態Ｌとに変化する。破砕装置２５は、第１蓋１６によって第１投入口１５が覆われるため、外部に臭気が漏れることを抑えると共に、第１蓋１６が倒伏状態Ｌである場合、第１蓋１６の内面に付着した水分が床面等に落下することを抑えることができる。

破砕装置２５は、投入された紙おむつＤに基づき発生した臭気を脱臭する脱臭装置２１を備えている。破砕装置２５は、投入部１２内における臭気を脱臭することによって臭気を弱めることができる。これによって、第１投入口１５を開放した場合であっても、第１投入口１５から外部へ流れる臭気を弱くすることができる。

破砕装置２５の脱臭装置２１は、投入部１２の上部に配置される。紙おむつＤに基づき生じた臭気は、上方向に立ち昇り易い。破砕装置２５は、上方向に立ち昇る臭気を投入部１２の上部において確実に捉えて脱臭することができる。

脱臭装置２１は、投入された紙おむつＤに基づき発生した臭気を脱臭した後の空気を投入部１２に戻す第１脱臭装置２１Ａを有する。このため、破砕装置１は、第１脱臭装置２１Ａによって投入部１２内の空気を繰り返し脱臭し、より確実に投入部１２内における臭気を弱めることができる。

破砕装置２５の投入部１２には、空気を投入部１２内に戻す第２開口１２Ｂが形成されている。第２開口１２Ｂは、投入部１２の上部において、第１投入口１５が設けられた側面から離れた位置に設けられている。このため、第１脱臭装置２１Ａで脱臭された空気は、第１投入口１５から離れた位置において投入部１２に戻される。これによって、第１投入口１５から外部へ向かう空気の流れを抑えられるため、第１投入口１５から外部に臭気が漏れ出すことを抑えることができる。

脱臭装置２１は、第２脱臭装置２１Ｂを有する。第２脱臭装置２１Ｂは、投入部１２に投入された紙おむつＤに基づき発生した臭気を脱臭した後の空気を、外部に排出する。このため、投入部１２内を負圧にすることができる。これにより、第１投入口１５を開放した状態であっても、第１投入口１５から外部に臭気が漏れ出すことを抑えることができる。

汚物処理装置１０は、吸水状態のポリマーＰを有する被処理物としての紙おむつＤの破砕片Ｆと、ポリマーＰの保水力を低下させる処理液Ｔとが収容される処理槽３９を備えている。処理槽３９内の破砕片Ｆと処理液Ｔを排出する排出口４７が、処理槽３９の側面に開口している。排出口４７が、処理槽３９の底面４１にではなく、処理槽３９の側面に開口しているので、破砕片Ｆのうち処理液Ｔよりも比重の小さい軽量破片は、処理槽３９内に処理液Ｔが残っている間に排出口４７から処理液Ｔとともに排出される。処理槽３９内の紙おむつＤの破砕片Ｆを、処理槽３９の底面４１に残留させずに排出することができる。

処理槽３９の底面４１から処理液Ｔの最大貯留時の液面までの高さ寸法は、処理槽３９の底面４１から排出口４７の最上端までの高さの３倍以内の寸法である。この寸法設定によれば、処理槽３９内に貯留される処理液Ｔの水位を比較的低くして、処理液Ｔの液面の面積を広く確保することができるので、処理液Ｔの液面に浮かぶ軽量破片の偏在を低減できる。これにより、軽量破片が処理槽３９の底面４１に残留することを防止できる。

１つの剪断刃３１の幅寸法は３０ｍｍ以下であるから、剪断刃３１で剪断される破砕片Ｆの幅寸法は最大で３０ｍｍ程度である。この点に着目し、排出口４７の開口領域の高さ寸法を、５０ｍｍ以上とした。この寸法設定により、軽量破片を排出口４７から処理槽３９外へ確実に排出することができる。

処理槽３９の底面４１には、撹拌部材４８が回転可能に設けられている。排出口４７からの排出時に撹拌部材４８の回転によって生成される流れのうち、排出口４７に向かう流れの流線４８Ｌは、排出口４７における排出流の流線４７Ｌと略平行であるか、流線４７Ｌと重なっている。この構成によれば、軽量破片を排出口４７から確実に排出することができる。

撹拌部材４８は、処理槽３９の底面４１における中央よりも排出口４７に近い位置に配置されているので、撹拌部材４８によって生成される流れが、排出口４７に強く流れ込む。これにより、軽量破片を排出口４７から確実に排出することができる。

処理槽３９の底面４１は、排出口４７に向かって下り勾配となるように傾斜しているので、軽量破片を排出口４７から確実に排出することができる。処理槽３９は、排出口４７に向かって水を吐出する第２ノズル５５を有している。第２ノズル５５から吐出される水によって、排出口４７における排出流の流速が速くなるので、軽量破片を確実に排出することができる。

汚物処理装置１０は、処理槽３９と脱水装置６０を有する。処理槽３９には、吸水状態のポリマーＰを含む被処理物としての紙おむつＤの破砕片Ｆと、ポリマーＰの保水力を低下させる処理液Ｔとが収容される。脱水装置６０は、処理槽３９から排出された破砕片Ｆと処理液Ｔを、移送部材としてのスクリュー６７によって横向き、即ち左右方向に移動させながら分離する。スクリュー６７の移送方向における下流端において、脱水済みの破砕片Ｆが下向きの回収口７１から回収される。

脱水装置６０は、スクリュー６７における移送方向上流端よりも移送方向下流端の方が高くなるように傾斜した形態で配置されている。この構成によれば、下向きの回収口７１の位置と、脱水装置６０の移送方向上流端の位置との高低差が小さくなるので、脱水装置６０を全体的に低い位置に設置することができる。これにより、汚物処理装置１０の低背化を図ることができる。

脱水装置６０内で移送部材によって破砕片Ｆを移送する方向は、破砕片Ｆを重力に抗して持ち上げていく方向である。そこで、移送部材としては、回転する軸部６７Ａの外周に螺旋状の送り板６７Ｂを形成したスクリュー６７を用いた。破砕片Ｆは、螺旋状の送り板６７Ｂによって上昇しながら確実に回収口７１へ送られる。

処理槽３９は脱水装置６０の上方に配置されており、処理槽３９の底面４１は、スクリュー６７の移送方向における下流端側から上流端側に向かって下るように傾斜している。汚物処理装置１０を前方から見た正面視において、処理槽３９の底面４１の傾斜の向きと脱水装置６０の傾斜の向きが、同じ向きである。これにより、処理槽３９の底面４１と脱水装置６０の上面との間の上下方向のデッドスペースが狭められるので、その分、汚物処理装置１０全体の低背化が可能である。

脱水装置６０は、破砕片Ｆがスクリュー６７によって移送される過程で流下した処理液Ｔ等の廃液を受ける集水部６９を有している。集水部６９は、スクリュー６７による移送経路のうち、少なくとも移送方向上流端部に向けて開口するように設けられている。これにより、流下した処理液Ｔ等の廃液は、スクリュー６７による移送経路の途中に残留することなく集水部６９に集められる。

汚物処理装置１０は、処理槽３９と、排出路６４と、開閉弁６５と、制御部５８とを有する。処理槽３９には、吸水状態のポリマーＰを含む紙おむつＤの破砕片Ｆと、ポリマーＰの保水力を低下させる処理液Ｔとが収容される。排出路６４は、処理槽３９内の破砕片Ｆと処理液Ｔを処理槽３９の外部へ排出させる経路である。開閉弁６５は、排出路６４の途中に設けられている。制御部５８は、排出路６４における排出過程で開閉弁６５の開度を経時的に変動させる。開閉弁６５の開度が経時的に変動することによって、排出路６４内の流速が経時的に変化するので、開閉弁６５内に破砕片Ｆが詰まることを防止できる。

制御部５８は、開閉弁６５が最小開度時に全閉しないように制御する。開閉弁６５が全閉しないので、排出路６４における開閉弁６５よりも上流側で破砕片Ｆが詰まる虞がない。

処理槽３９は、排出路６４に連通する排出口４７と、排出口４７に向けて水を吐出する第２給水部５４とを備えている。第２給水部５４における水の吐出は、排出路６４における排出過程において制御部５８によって制御される。破砕片Ｆと処理液Ｔの排出中に、第２給水部５４から排出口４７に向けて水を吐出させると、排出路６４内の流速が高くなるので、排出効率が向上する。

第２給水部５４は、開閉弁６５の開度が増大したときに水を吐出するように、制御部５８によって制御される。開閉弁６５の開度が増大したときに第２給水部５４から水を吐出すると、排出路６４内の流速が増大するので、排出効率が向上する。開閉弁６５の開度は、第２給水部５４から水が吐出するときに開閉弁６５が全開状態となるように、制御部５８によって制御される。開閉弁６５を全開にした状態で水が吐出されるので、排出路６４における流量を大幅に増大させることができる。

開閉弁６５の開度の増減に伴って開度の最大ピークが複数回繰り返される過程で、開閉弁６５の開度は、第２給水部５４からの水の吐出を伴う最大ピーク時の開度が、第２給水部５４からの水の吐出を伴わない最大ピーク時の開度よりも大きくなるように、制御部５８によって制御される。水を吐出するときと吐出しないときとで開閉弁６５の開度の最大ピーク値が異なるようにしたので、排出路６４における流速の変動幅が大きくなる。これにより、破砕片Ｆ同士の絡み付きや、開閉弁６５の入口への破砕片Ｆの集中が起き難くなるので、開閉弁６５の詰まりを、より確実に防止できる。

＜他の実施形態＞
本開示は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本開示の技術的範囲に含まれる。
離水処理済みのポリマーと処理液が脱水装置へ移送される前は、処理槽に水を供給しないようにしてもよい。
被処理物は、紙おむつに限らず、生理用品、ペット用シート等、高吸水性ポリマーを含む物であってもよい。
離水剤は、酢酸カルシウムを含む処理剤、ＣａやＭｇ等の２価の金属塩を含んだ他の薬剤、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウムの水溶性のアルカリ土類金属塩等であってもよい。

１０…汚物処理装置、３８…離水処理装置、３９…処理槽、５４…第２給水部（給水部）、５８…制御部、６０…脱水装置、６５…開閉弁、６６…脱水用フィルター（フィルター）、Ｐ…ポリマー、Ｔ…処理液

Claims (5)

1. ポリマーの保水力を低下させる処理液によって、吸水状態のポリマーから水分を分離させる離水処理を行う離水処理装置と、
   前記離水処理装置から移送された前記処理液と前記ポリマーを、フィルターにより分離する脱水装置と、
   前記処理液に浸漬している前記ポリマーが吸水前の前記ポリマーに比べ、吸水度合いを示す代表パラメーターが大きい状態で、前記離水処理装置内の前記ポリマーを前記脱水装置へ移送するための制御を実施する制御部とを備え、
   前記代表パラメータが、吸水状態の前記ポリマーの質量及び吸水状態の前記ポリマーの粒径のうちの少なくとも何れか一方を含み、
   前記制御部は、離水処理の経過時間に基づいて、前記離水処理装置内の前記ポリマーを前記脱水装置へ移送する汚物処理装置。
2. 前記離水処理装置は、前記ポリマーと前記処理液を貯留して離水処理を行う処理槽と、給水部とを有し、
   前記給水部は、離水処理済みの前記ポリマーと前記処理液が前記脱水装置へ移送される前に、前記処理槽に水を供給する請求項１に記載の汚物処理装置。
3. 前記離水処理装置内の前記処理液と前記ポリマーを前記脱水装置へ移送する排出路に、開閉弁が設けられ、
   前記制御部は、前記代表パラメーターの大きさに基づいて前記開閉弁を開弁する請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の汚物処理装置。
4. 吸水状態の前記ポリマーを含む被破砕物が投入されるハウジングと、
   前記ハウジング内に収容され、前記被破砕物を破砕する破砕部材を有し、
   前記破砕部材の移動速度は、０．１ｍ／ｓ以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の汚物処理装置。
5. 吸水状態の前記ポリマーを含む被処理物が投入される投入部と、
   前記被処理物を破砕する破砕装置と、
   前記投入部への前記被処理物の投入量が所定量に達したことを条件として、前記破砕装置の破砕処理を開始させる制御部とを備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の汚物処理装置。

Images