JP3218677B2 - 汚物破砕装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は汚物破砕装置に係り、詳
しくは、小口径の配管で汚物を含む汚水を系外に圧送で
きるように、トイレから排出された汚物を細かく破砕す
る汚物破砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トイレ等から排出された汚物を細かく破
砕して系外に圧送する汚物破砕装置としてカッターポン
プが知られている。カッターポンプは、ポンプの吸い込
み口で汚物を破砕するために、ケーシングに固定された
固定刃とポンプ羽根車軸と同軸で回転する回転刃を備え
ており、回転刃は固定刃とすき間狭く接近し回転し、こ
の回転刃と固定刃によりポンプ内に吸い込まれた汚物を
粉砕した後、ポンプにて汚水と共に系外に圧送するよう
になっている。

【０００３】カッターポンプは汚物の粉砕と圧送を同時
に行うので、全体を非常にコンパクトに構成できるが、
回転刃が固定刃とすき間狭く回転しているため、刃の摩
耗による切れ味低下により回転刃がロックされ、しかも
破砕部とポンプが一体となっているため、ポンプ停止に
より揚水不能になりやすいなどの問題点があり、現在も
普及せずに至っている。即ち、トイレから排出される汚
物を粉砕する装置には、刃が摩耗しても異常無く排水で
きる機能が求められるものである。

【０００４】次に、図１１を参照しながら従来の汚物破
砕装置を説明する。４０は水中ポンプであり、モータ４
１に駆動される回転軸４６に羽根車４２が取り付けられ
ている。羽根車４２の下方の回転軸４６の先端には汚物
破砕用の回転刃４３が取り付けてあり、羽根車４２と回
転刃４３はモータ４１に駆動されて同時に回転する。４
４はケーシングであり、その吸い込み口に回転刃４３と
すき間狭く接して固定刃４５が固定してある。４７は軸
封部である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの従来
装置は、汚物を粉砕する為に、ケーシング４４に固定さ
れた固定刃４５と回転刃４３が設けられ、しかも回転刃
４３は固定刃４５とすき間狭く回転するので、汚物は完
全に粉砕されないとすき間を通過してポンプ内に流入出
来ないものである。したがって回転刃４３と固定刃４５
のいずれかが摩耗し汚物を完全に粉砕できないと、汚物
がすき間に食い込んで回転刃４３がロックされてしま
い、モータ４１の焼損に至ってポンプ故障になりやす
く、これによりトレイ等の汚水が排水不能となり使用者
に不都合を生じさせたり、汚水ピットが溢れたりすると
いう重大な問題点があった。

【０００６】そこで本発明は、固定刃を不要にして回転
刃のみで汚物を破砕でき、しかも回転刃の摩耗を極力解
消して、トイレから排出される汚物を安定して破砕でき
る汚物破砕装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このために本発明の汚物
破砕装置は、ケーシング内にあってモータに駆動されて
回転する回転軸に複数個の回転刃を上下に間隔をおいて
装着し、ケーシングの内面と回転刃の先端刃先部の間に
十分なすき間を確保するとともに、ケーシングの上部に
空気室を形成して、回転刃が回転することによりケーシ
ング内の汚水に強制渦を発生させ、この強制渦により汚
物を遠心分離作用で中央部に引き寄せ、回転刃だけで汚
物を破砕するように構成した。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、ケーシングの内面と回転刃
の先端刃先部の間に十分なすき間が確保されて回転刃が
回転することにより、ケーシング内には強制渦が発生
し、その結果、ケーシング内に流入した汚物は遠心分離
作用により中心部へ引き寄せられ、回転刃により破砕さ
れては外周へ飛ばされる。このようにして十分に細かく
破砕された汚物は、汚水とともにケーシングの流出口か
ら排出される。したがって本手段によれば回転刃のみで
汚物を細かく破砕できるので固定刃を不要にでき、また
ケーシングの流出口に接続される排出管を小口径にで
き、更には排水ポンプを別途設置することで、破砕装置
が故障しても汚水の排水が不能になることはない。な
お、十分なすき間とは、固定刃を不要にでき、ケーシン
グ内に強制渦を発生させて汚物に遠心分離作用を起こす
ことができるだけのすき間のことである。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１は汚物破砕装置の断面図である。１はケ
ーシングであり、トイレ（図示しない）から排出された
汚物を含む汚水が流入する流入口２と、破砕した汚物を
含む汚水を排出する流出口が設けられている。４は回転
刃５を固定する円筒部材であり、回転刃５と円筒部材４
は交互に直列に配置され、モータ６と直結された回転軸
７に平ザガネ４６を介して装着されている。図３，図４
に示すように、回転刃５は円筒部材４にねじ８によって
固定されてカッターユニット１２を構成している。図１
に示すようにこのカッターユニット１２を複数個（本実
施例では３個）積層して回転軸７に装着しており、円筒
部材４がスペーサとなって回転刃５は上下に間隔をおい
て装着されている。

【００１０】また図５に示すように、流入口２は回転刃
５の回転方向に汚物が流入するようにケーシング１の中
心線ＸからＬだけ偏心して配置されている。４９は便器
との取り付け管であって、ケーシング１の流入口２と連
通している。また流出口３はケーシング２の中心線Ｘ上
に配置されている。また回転軸７から円筒部材４への回
転力の伝達のため回転軸７に面取り部９を設け（図
６）、且つ円筒部材４の挿入孔１０には平面部１０ａ
（図３）を設けている。

【００１１】図１において、１１はカッターユニット１
２を回転軸７に固定するための押さえカバーであり、外
形を円錐型として異物の絡み付きを防止しており、中心
のザグリ部１３に平ザガネ、バネザガネを介して袋ナッ
ト１４を内蔵させ、回転軸７の端ネジに袋ナット１４を
取付固定している。また１７は回転軸７の２面取り部で
あり、ケーシング１内に露出している。これは袋ナット
１４を締め付ける際、回転軸７を固定するためスパナ等
を差し込めるようにしたものである。

【００１２】図１において、１５はモータ６をケーシン
グ１に取り付けるためのハウジングで、ケーシング１上
端のいんろう部４７にＯリング４８を介して嵌合されて
おり、ボルト２０にて取り付けられ、またこのハウジン
グ１５とケーシング１により回転刃５にて汚物を破砕す
るための密室が形成される。２２はモータ６の取付け用
ボルトである。またハウジング１５は流入口２及び流出
口３の上端より上部に空気室１６（図９，図１０も参
照）が形成されるように逆器形としている。１８は軸封
のためのオイルシールである。図１０において、最上段
の円筒部材４の上端４ａは空気室１６内に位置してい
る。図１及び図２において、１９は流入口３の前部に設
けられたスクリーンであり、破砕した汚物のみを流出口
３より排出する。スクリーン１９の開口Ｅは、図７に示
す排水ポンプ３０及び圧送配管３５につまりのない程度
の大きさ（例えば１０mm程度）としている。

【００１３】図４において、円筒部材４の端面には回転
刃５の板厚と同じ深さの溝２３が形成されており、回転
刃５は溝２３に埋め込まれるように取り付けられ、ネジ
８により円筒部材４に固定されている。図３において、
２４は回転刃５の刃先であり、カッターユニット１２の
回転方向側に形成されている。回転刃５の刃先２４は円
筒部材４の外周部２５の接線方向と一致する角度で取り
付けられている。また回転刃５の先端の刃先は丸み部２
６としている。また図９において、回転刃５の先端刃先
部３８とケーシング１内面とのすき間２７を少なくとも
１０mm以上大きく確保している。図１において、２８は
破砕装置３６を支える防振ゴムである。

【００１４】図７において、流出口３の下流側には汚水
槽２９が接続され、汚水槽２９の内部には排水ポンプ３
０が設置されている。３１は排水ポンプ３０の停止用フ
ロートスイッチである。図示しないが、流入口２の上流
側にはトイレの便器が接続され、便器の上流にはロータ
ンクが接続されている。洗浄水レバースイッチはロータ
ンクより洗浄水を便器に落とし込むと同時にＯＮ信号を
出し、汚物破砕装置３６、排水ポンプ３０を制御盤にて
起動、制御する役目をする。

【００１５】本装置は上記構成より成り、次に動作を説
明する。トイレ使用後、洗浄水レバースイッチを作動さ
せると、ロータンクより洗浄水が排出され、便器内の汚
物を洗浄排出する。便器より排出された汚物を含む汚水
はケーシング１の流入口２より流入し、図２に示すスク
リーン１９の開口Ｅより大きな汚物はケーシング１内に
滞留する。またスクリーン１９の開口Ｅより小さな汚物
は流出口３から流出し汚水槽２９内に滞留する（図
８）。この際洗浄水の容量約１０リットルに対して、汚
水槽２９はコンパクトに設計してあるので、汚水槽２９
の水位（Ｇ）は流出口３の上端部３７より上になる。ま
たこの際破砕装置３６のケーシング１内は、オイルシー
ル１８により空気の排気が抑制され、ハウジング１５の
逆器状部に空気室１６が形成され空気が滞留する。

【００１６】ここで洗浄レバースイッチの信号より遅延
して破砕装置３６のモータ６が起動し、カッターユニッ
ト１２が回転すると、ケーシング１内には強制渦が発生
し、ケーシング１内は遠心分離作用が発生し、液面は逆
円錐型（Ｈ）となる（図９）。すると、遠心分離作用に
よって、ティッシュ，生理用ナプキン等の軽いもの
（Ｊ）はケーシング１の中心部に引き寄せられて集まっ
てくるが（矢印Ｋ）、そこでは回転刃５が回転してお
り、ティッシュ，生理用ナプキン等を破砕する。しかし
ながらその破砕状況は一度に全て破砕するのではなく、
中心部に集まって破砕された後、回転刃５の遠心力で外
周側へはじき飛ばされ、再び遠心分離作用により中心部
に集まっては破砕されることを繰り返す（矢印Ｌ）。ま
た汚物（大便）は見かけの比重がおよそ１であり、軟弱
であるのでカッターユニット１２のミキシング効果によ
って破砕される。また遠心分離作用によって汚物類を破
砕するため、水より比重が重い金属類や石類（Ｍ）が混
入してきた場合には、常にケーシング１の中心より外側
へ飛ばす遠心力が働き（矢印Ｎ）、流出口３からこれら
を排出し、金属、石類が回転刃５に衝突しその刃先２４
を損傷させることがなく、回転刃５の摩耗が少なくな
る。

【００１７】カッターユニット１２はケーシング１内に
上下に複数段配置されているため、ケーシング１内の２
次流れ（Ｏ）による汚物の上下の移動の際にも、効率よ
く汚物を破砕することが出来る。また回転刃５の刃先２
４の取付角度は円筒部材４の接線方向と一致しているた
め回転刃５の根元Ｐ（図３参照）に異物が絡むことがな
く、また刃先２４の先端は丸みをおびており、回転方向
に向って逃げ角θを持ち異物が容易に先端に絡むことを
防止している。

【００１８】また図９に示すように回転刃５の先端刃先
部３８とケーシング１の内面とのすき間２７は少なくと
も１０mm以上広く取ってあるので、汚物類がすき間２７
に食い込んでモータ６がロックされることがなく、この
すき間２７の空間を遠心分離効果で汚物、異物が回遊す
る（Ｑ）ことによって、数回にわたって汚物類が回転刃
５に接触し徐々に細かく破砕されていくため、小さい力
（モータートルク）によって破砕でき、モータ６の出力
を小さくできる。

【００１９】また図９に示すようにケーシング１内には
空気室１６が形成され、空気室１６内に外形の大きな円
筒部材４が挿入配置されている為、その上部に外形の小
さなモータ軸部３９が露出していても、カッターユニッ
ト１２が回転するとケーシング１内の液面は逆円錐形
（Ｈ）となってモータ軸部３９は常に空気中にあり、液
中の汚物、繊維類がモータ軸部３９に絡みついてモータ
６がロックされることがなく、カッターユニット１２の
点検も容易になる。

【００２０】また流入口２の流入方向は回転刃５の回転
方向に便器からの汚物が流入するようにケーシング中心
線ＸからＬだけ偏心して位置しているため（図５）、破
砕中の強制渦流れ方向Ｒと一致し、ケーシング１内の液
が流入口２から便器へＡ方向に逆流するのを防止する。

【００２１】破砕が完了するとモータ６はタイマーで停
止し、続いて汚水槽２９内の排水ポンプ３０が起動す
る。排水ポンプ３０はケーシング１内の破砕汚物と汚水
を系外へ排水し、汚水槽の液面が下がって停止用フロー
トスイッチ３１が動作すると排水ポンプ３０が停止す
る。この一連の動作は制御盤（図示しない）によって制
御される。

【００２２】以上のように本実施例では、トイレから排
出される汚物類を破砕装置３６で細かく破砕した後、排
水ポンプ３０により小口径の配管によって汚水を系外へ
圧送できるものである。また破砕方法として回転刃５の
みの遠心分離方法を採用し、比重の小さなティッシュ，
生理用ナプキン等は小さなモータ６で徐々に破砕し、金
属類の比重の大きな堅い異物は回転刃５に衝突すること
なく排出でき、また回転刃５とケーシング１のすき間２
７を大きく取ることにより、汚物等のロックによるモー
タ６の損傷がなく回転刃５の摩耗も少ない。またケーシ
ング１内に空気室１６を形成することにより、回転軸７
に繊維状類が絡んでモータ６に過大な負荷がかかること
もない。更には流入口２を偏心させ配置させることによ
り、破砕時の便器への汚水の逆流を防止することができ
る。また破砕装置３６を排水ポンプ３０と別に設けるこ
とにより、破砕装置３６のトラブル時でも汚水の排水は
排水ポンプ３０で可能であり、運転の安全性が増す。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明は、トイレから排出
される汚物類を回転刃の遠心分離作用を利用して細かく
破砕した後、排水ポンプにて小口径で圧送できるので、
固定刃を不要にでき、また従来のカッターポンプによる
刃の摩耗による回転刃のロック、それに伴う揚水不能な
どの問題点を解消でき、しかも回転刃は摩耗しにくく切
れ味が低下しても回転刃のロックが少なく、回転軸への
異物の絡みがなくモータのトルクを小さくでき、メンテ
ナンスフリーで異物を破砕できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る汚物破砕装置の断面図

【図２】本発明の一実施例に係るスクリーンの正面図

【図３】本発明の一実施例に係るカッターユニットの平
面図

【図４】本発明の一実施例に係るカッターユニットの断
面図

【図５】本発明の一実施例に係るケーシングの断面図

【図６】本発明の一実施例に係る回転軸の断面図

【図７】本発明の一実施例に係る汚物破砕装置と排水ポ
ンプ手段の側面図

【図８】本発明の一実施例に係る汚物破砕装置と排水ポ
ンプ手段の側面図

【図９】本発明の一実施例に係る汚物破砕装置の断面図

【図１０】本発明の一実施例に係る汚物破砕装置の断面
図

【図１１】従来の汚物破砕装置の断面図

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 流入口 ３ 流出口 ４ 円筒部材 ５ 回転刃 ６ モータ ７ 回転軸 １２ カッターユニット １５ ハウジング １６ 空気室 ２７ すき間 ３８ 先端刃先部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−8558（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−290533（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−143553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−124450（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−311714（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−120944（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−59579（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−133437（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−91638（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭37−10384（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭40−21915（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭31−19458（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/00 B02C 18/40 E03D 9/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚水の流入口と流出口が設けられたケー
   シングと、このケーシングの上部に配設されてこのケー
   シングとともに密室を形成するハウジングと、このケー
   シング内にあってモータに駆動されて回転する回転軸
   と、この回転軸に上下に間隔をおいて装着され、且つ前
   記ケーシングの内面と先端刃先部の間に十分なすき間が
   確保された複数個の回転刃とを備え、前記ケーシングの
   上部には空気室が形成され、前記回転刃が回転すること
   により前記ケーシング内の汚水に強制渦を発生させ、該
   強制渦により汚物を遠心分離作用で中央部に引き寄せ、
   前記回転刃だけで汚物を破砕することを特徴とする汚物
   破砕装置。
2. 【請求項２】 前記回転刃を円筒部材に装着してカッタ
   ーユニットとし、このカッターユニットを複数個積層し
   て前記回転軸に装着したことを特徴とする請求項１記載
   の汚物破砕装置。
3. 【請求項３】 前記空気室を、前記流入口及び流出口よ
   りも上部に設けたことを特徴とする請求項１記載の汚物
   破砕装置。