JPH1080795A - 負荷感応型固液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 速度を制御することなく、被処理物の性状や
同時処理量に係わらず、最適の絞り効果が得られ、搬出
も容易に行うこと。 【解決手段】 垂直に配置されたリボンスクリュー９の
回転により固液分離しつつ固体分を送りだす負荷感応型
固液分離装置である。リボンスクリュー９は、ピッチと
内外径が一定のものを使用する。リボンスクリュー９の
排出側には、これと同期回転し通過断面積を絞ることで
被処理物を圧縮して固液分離しつつ排出側に送りだす脱
水プラグ１０を、スクリュー羽根部と分離し、かつ、ス
クリュー羽根部に対して接離移動自在に設置する。脱水
プラグ１０は、常時はコイルスプリング１８によってリ
ボンスクリュー９方向に付勢されると共に、リボンスク
リュー９内からの被処理物の排出時、空圧シリンダー１
９によって通過断面積を少なくともリボンスクリュー９
内における搬送断面積と同一となるようリボンスクリュ
ー９と反対方向に移動するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば台所から出
る生ごみや、食堂，事業所等から排出される生ごみを破
砕した後に脱水し固液分離する装置、あるいは、汚泥を
脱水し固液分離する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】台所からでる生ごみを破砕した後に脱水
し、固液分離するもののうち、スクリュー方式の固液分
離装置にあっては、脱水，絞り効果を得るために、取
り込み側から排出側に向かってスクリューピッチを漸次
狭くなるように形成したり、また、スクリュー外径を
取り込み側から排出側に向かって漸次小さくなるように
形成している。また、取り込み側から排出側に向かって
等ピッチや等径のスクリューを使用し、スクリュー搬送
時には絞り効果を与えず、スクリュー搬出側端に設けた
脱水プラグで絞り効果を得るようにしたものもある。こ
れらの固液分離装置では、駆動源としては一般に誘導電
動機を一定速度、あるいは可変速度で使用している。こ
のうち、可変速度で使用する場合は、可変のタイミング
はタイマーによって予め設定しておく。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成の固液分
離装置では、絞り効果を優先すれば、低速−高トルクで
スクリューを回転させる必要があるから、スクリュー内
部に被処理物が残留しやすくなって、悪臭発生の原因と
なる。この時、被処理物の性状、同時処理量によっては
電動機に過負荷が作用し、電動機が停止する場合もあ
る。この場合には、一旦、電源を切って装置を分解し、
内部に詰まった被処理物を取り出す必要があり、手間で
煩わしい。一方、スクリュー内部の残留物を排出しよう
とすれば、スクリューを高速で回転する必要がある。

【０００４】従って、絞り効果と搬出性の両方を満足さ
せようとすれば、低速で高トルクを有し、かつ、搬送の
ため低速の２倍程度以上の高速域を有する電動機が必要
になるから、電動機の容量が非常に大きなものとなり、
特に家庭用の場合には、実用的でない。

【０００５】また、同時処理量や被処理物の性状、抵抗
にかかわらず電動機が発生するトルク、回転数はほぼ一
定であるから、絞り効果は一定にはならない。可変速度
の電動機を使用し、手動で回転数のみを変化させること
は可能であるが、この場合でもトルクを制御することは
できない。また、自動で回転数を変化させる場合も、速
度を変化させるタイミングはタイマーによって負荷の状
態に関係なく予め設定されているので、適正な絞り運転
ができない。

【０００６】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、加工が容易で安価な等ピッチ、等
径のスクリューと小容量の電動機を用い、速度を制御す
ることもなく、しかも被処理物の性状や同時処理量にか
かわらず、常に一定の絞り効果が得られ、かつ、スクリ
ュー内からの搬出も容易に行える負荷感応型固液分離装
置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の負荷感応型固液分離装置は、被処理物
の取り込み側から排出側に向かって、スクリューピッチ
と内外径が一定のスクリュー又はリボンスクリューの排
出側に、これと同期して回転する脱水プラグを、スクリ
ュー羽根部と分離し、かつ、スクリュー羽根部に対して
接離移動自在に設置すると共に、この脱水プラグは、常
時は弾性部材によってスクリュー又はリボンスクリュー
方向に付勢し、スクリュー又はリボンスクリュー内から
の被処理物の排出時のみ、移動機構によってスクリュー
又はリボンスクリューと反対方向に移動するようにして
いる。そして、このようにすることで、被処理物の性状
や同時処理量にかかわらず、常に一定の絞り効果が得ら
れ、また、スクリュー内からの搬出性も良くなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の負荷感応型固液分離装置
は、垂直，水平又は傾斜状に配置されたスクリュー又は
リボンスクリューの回転によって固液分離しつつ固体分
送りだす固液分離装置において、前記スクリュー又はリ
ボンスクリューは、被処理物の取り込み側から排出側に
向かって、スクリューピッチと内外径が一定のものを使
用し、このスクリュー又はリボンスクリューの排出側に
は、これと同期して回転し、通過断面積を絞ることで被
処理物を圧縮して固液分離しつつ排出側に送りだす脱水
プラグを、スクリュー羽根部と分離し、かつ、スクリュ
ー羽根部に対して接離移動自在に設置し、この脱水プラ
グは、常時は弾性部材によってスクリュー又はリボンス
クリュー方向に付勢されると共に、スクリュー又はリボ
ンスクリュー内からの被処理物の排出時、移動機構によ
って通過断面積を少なくともスクリュー又はリボンスク
リュー内における搬送断面積と同一となるようスクリュ
ー又はリボンスクリューと反対方向に移動するように構
成しているのであり、必要に応じて、駆動源には、負荷
に応じて自動的に回転数を変化させるトルクモータを採
用したり、また、スクリュー又はリボンスクリューと脱
水プラグの駆動源を同一としたり、さらに、弾性力を開
放し、脱水プラグをスクリュー又はリボンスクリューと
反対方向に十分移動し、被処理物の通過断面積をスクリ
ュー又はリボンスクリュー内における搬送断面積と同一
以上にする機構を備えさせたりしている。

【０００９】本発明の負荷感応型固液分離装置では、脱
水プラグがスクリュー羽根部に対して接離移動し、か
つ、弾性部材によってスクリュー又はリボンスクリュー
方向に付勢されているので、被処理物の性状や同時処理
量にかかわらず、常に一定の絞り効果が得られる。ま
た、スクリューピッチと内外径が一定のスクリュー又は
リボンスクリューを使用し、このスクリュー又はリボン
スクリュー内からの被処理物の排出時、移動機構によっ
て脱水プラグをスクリュー又はリボンスクリューと反対
方向に移動するので、スクリュー内からの搬出性も良く
なる。

【００１０】また、スクリュー駆動にトルクモータを採
用すれば、スクリュー又はリボンスクリュー内からの被
処理物の排出時には、脱水プラグがスクリュー又はリボ
ンスクリュー方向に移動し、通過断面積が少なくともス
クリュー又はリボンスクリュー内における搬送断面積と
同一となるので、モータに作用するトルクが減少してモ
ータの回転数が上昇し、よりスクリュー又はリボンスク
リュー内からの搬出性が良くなる。また、スクリュー又
はリボンスクリューと脱水プラグの駆動源を同一とすれ
ば、これらを容易に同期できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の負荷感応型固液分離装置を図
１及び図２に示す実施例に基づいて説明する。図１は本
発明の負荷感応型固液分離装置の一実施例を断面して示
す概略図、図２は図１における脱水プラグと濾過部との
関係を示す詳細図である。

【００１２】図１において、１は網目状の部材で形成さ
れる濾過内筒１ａと同じく網目状の部材で形成される濾
過外筒１ｂを同心状に配置した濾過部であり、濾過内筒
１ａの下端は排水管２に接続され、濾過外筒１ｂの下端
は機台３に固定されている。

【００１３】４は前記機台３に軸受５を介して回転自在
に支持された駆動輪であり、その下部外周にプーリ６ａ
を外嵌状に固定し、このプーリ６ａとタイミングベルト
７を介して連結するプーリ６ｂに駆動源である例えばト
ルクモータ８の回転を伝達することで回転するようにな
っている。そして、この駆動輪４の上面には前記した濾
過内筒１ａと濾過外筒１ｂで形成される環状空間１ｃに
挿入されるコイル状のリボンスクリュー９が取り付けら
れている。

【００１４】このリボンスクリュー９は、スクリューピ
ッチとスクリューの内外径が被処理物の取り込み側（図
１における下側）から排出側（図１における上側）に向
かって一定である。従って、このリボンスクリュー９に
よる搬送時、被処理物には圧縮，絞り作用は働かず、脱
水効果は得られない。

【００１５】１０は前記リボンスクリュー９の排出側
（図１の上部）に、このリボンスクリュー９と同期して
回転し、かつその羽根部と分離して取り付けられた脱水
プラグであり、この脱水プラグ１０と、濾過外筒１ｂの
排出端に固定した下部ケーシング１２のフランジ１２ａ
の内周面とで形成される通過断面積は、リボンスクリュ
ー９の搬送断面積よりも小さくなされ、ここでリボンス
クリュー９によって送られてきた被処理物を絞り減容
し、脱水する。絞り減容し、脱水された被処理物は、脱
水プラグ１０に設置された羽根１０ａによって図示しな
い排出管に送られる。

【００１６】本実施例では、この脱水プラグ１０を、図
２に示すように、ボールスプライン１１を構成するスプ
ライン軸１１ａにキー締結してこれと一体的な移動が可
能なようにすると共に、このスプライン軸１１ａの先端
部（図１，図２における下側）にこれと対をなすスリー
ブ１１ｂを配置し、このスリーブ１１ｂの外周にリボン
スクリュー９の羽根部の上部を一体的に取り付けること
で、脱水プラグ１０を同一のトルクモータ８によりリボ
ンスクリュー９と同期して回転すると共に、その羽根部
と分離し、かつ、羽根部に対して接離移動が自在なもの
を開示している。なお、図２ではスプライン軸１１ａと
スリーブ１１ｂに設けた半円上の溝、及びこの溝内に入
れるボールは省略している。

【００１７】１３は機台３上に前記濾過部１を覆うよう
に設置された前記下部ケーシング１２の上端に取り付け
た上部ケーシングであり、この上部ケーシング１３内に
保持具１４を設置している。そして、この保持具１４に
ブッシュ１５を嵌入し、このブッシュ１５に、前記スプ
ライン軸１１ａの基端側（図１，図２における上側）を
軸受１６を介して回転自在に保持する軸受箱１７を、リ
ボンスクリュー９の軸方向（図１，図２における上下方
向）への移動が自在なように嵌入している。

【００１８】１８は上部ケーシング１３内に配置され、
前記軸受箱１７をリボンスクリュー９側に付勢する弾性
体、例えばコイルスプリングであり、軸受箱１７はこの
コイルスプリング１８によりリボンスクリュー９側に付
勢され、この付勢力はスプライン軸１１ａを介してこれ
と一体化された脱水プラグ１０に作用し、脱水プラグ１
０を常時リボンスクリュー９側に付勢している。

【００１９】このコイルスプリング１８の付勢力は、被
処理物が脱水プラグ１０をリボンスクリュー９と反対側
に押し上げる力とバランスする。従って、被処理物が少
量の場合や搬出抵抗が小さい場合には、脱水プラグ１０
はリボンスクリュー９側に押し付けられて被処理物の通
過断面積はより小さくなる。反対に、被処理物が多量の
場合や搬出抵抗が大きい場合には、脱水プラグ１０はリ
ボンスクリュー９と反対方向に移動し、被処理物の通過
断面積はより大きくなって、被処理物は負荷に応じた自
動的に適正な絞り効果が得られることになる。

【００２０】１９は例えば空圧シリンダーであり、濾過
部１の環状空間１ｃからの被処理物の排出時に、ロッド
１９ａを退入させることで軸受箱１７を図１における上
方向に引き上げ、スプライン軸１１ａを介して脱水プラ
グ１０をコイルスプリング１８の付勢力に抗して上方向
に移動させる。

【００２１】なお、２０は下部ケーシング１２の下方に
設置された搬入管、２１は下部ケーシング１２に設けら
れた排水管を示す。

【００２２】本発明の負荷感応型固液分離装置は上記し
たような構成であり、例えば洗皿（シンカー）から排出
され、破砕された生ごみは水道水と一緒に搬入管２０を
通って濾過部１の環状空間１ｃに導かれる。環状空間１
ｃ内の前記生ごみと水道水は、トルクモータ８によって
プーリ６ｂ，タイミングベルト７，プーリ６ａ，駆動輪
４を介して回転されているリボンスクリュー９によって
上方に移動される。この上方への移動中、水分は濾過内
筒１ａから排水管２を通り、また、濾過外筒１ｂから排
水管２１を通って排水される。なお、図示省略したが、
排水管２１の上方位置にもう１つ排水管を設置し、仮に
濾過外筒１ｂの下部が目詰まりした場合に、この上方の
排水管から流出するようにしてもよい。

【００２３】リボンスクリュー９によって順次上方に搬
送されてきた生ごみはリボンスクリュー９の排出側に配
置した脱水プラグ１０の作用により減容，脱水される
が、この時、本発明の負荷感応型固液分離装置では、コ
イルスプリング１８の付勢力によって自動的に生ごみの
負荷に応じた適正な絞り力によって減容，脱水されて生
ごみ固形物となる。

【００２４】タイマーにより設定した一定時間が経過
し、上記した脱水作業が終了した後は、空圧シリンダー
１９を作動させて脱水プラグ１０をコイルスプリング１
８の付勢力に抗して十分に上部まで引き上げる。これに
より生ごみ固形物の通過断面積が大きくなって、トルク
モータ８に作用するトルクが減少し、リボンスクリュー
９や脱水プラグ１０の回転数が自動的に上昇して、生ご
み固形物を排出する。

【００２５】また、生ごみの性状や、同時処理量の多さ
によりトルクモータ８に過負荷が作用し、トルクモータ
８が一定時間停止したり、あるいは一定回転数以下で一
定時間運転したことを回転計によって検出した場合に
も、空圧シリンダー１９を作動させて脱水プラグ１０を
十分に上部まで引き上げ、負荷を軽減させて排出運転に
移行する。

【００２６】なお、図示省略したが、濾過外筒１ｂと下
部ケーシング１２間や濾過内筒１ａ内に掻き取り板や掃
除スクリュー等を配設し、前記した生ごみを固液分離し
て排出管へと排出する間、トルクモータ８の回転や他の
駆動源からの回転をこれら掻き取り板や掃除スクリュー
等に伝達し、濾過内筒１ａの内周面や濾過外筒１ｂの外
周面に、粘着性のあるもの，微粒子のドロドロしたもの
が付着するのを防止するようにしてもよい。

【００２７】また、図１，図２に示す実施例では濾過部
１を垂直配置したものを示したが、濾過部１を水平に配
置したり、また傾斜状に配置してもよい。さらに、リボ
ンスクリュー９に代えて通常のスクリュー（中実スクリ
ュー）を用いても良く、また、濾過部１は図１に示した
ような内外二重管構成したものでなくても、例えば特開
平５−１８４９６３号公報に記載されたような筒状の濾
過外筒に通常のスクリューを設置したものであってもよ
い。またさらに、図１に示すコイルスプリング１８に代
えて、弾性ゴムを使用したり、油圧ダンパ等を使用して
もよい。さらにまた、本実施例ではモータのより小容量
化を図るために、駆動源としてトルクモータ８を使用し
たものを開示したが、若干容量が増加してもよいのであ
れば通常の誘導電動機を使用してもよい。また、本実施
例ではリボンスクリュー９と脱水プラグ１０を同一の駆
動源で回転させるものを開示したが、別の駆動源を用い
て回転させてもよい。また、本実施例における空圧シリ
ンダー１９に代えてソレノイドを使用してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の負荷感応
型固液分離装置によれば、加工，製作が非常に容易で安
価な等ピッチ，等径スクリューを用いて、被処理物の性
状（抵抗）や同時処理量の多少にかかわらず、負荷に応
じた（負荷感応）適正な絞り効果を自動的に得ることが
できる。また、絞り運転の終了後は、絞り作用と相反す
るスクリュー内部よりの搬出運転が開始され、効果的な
搬出、離反作用が得られ、悪臭の発生が防止できる。さ
らに、モータロックによる分解作業がなくなり、メンテ
ナンスフリーとなる。

【００２９】また、駆動源としてトルクモータを使用し
た場合には、モータの回転数やトルク制御装置なしで
も、負荷に応じた適正なトルク、回転数が得られるとと
もに、より小容量のモータを使用できる。さらに、一つ
の駆動源でスクリューと脱水プラグを回転する場合に
は、これらを容易に同期でき、装置のより簡略化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の負荷感応型固液分離装置の一実施例を
断面して示す概略図である。

【図２】図１における脱水プラグと濾過部との関係を示
す詳細図である。

【符号の説明】

８ トルクモータ ９ リボンスクリュー １０ 脱水プラグ １８ コイルスプリング １９ 空圧シリンダー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直，水平又は傾斜状に配置されたスク
   リュー又はリボンスクリューの回転によって固液分離し
   つつ固体分を送りだす固液分離装置において、 前記スクリュー又はリボンスクリューは、被処理物の取
   り込み側から排出側に向かって、スクリューピッチと内
   外径が一定のものを使用し、 このスクリュー又はリボンスクリューの排出側には、こ
   れと同期して回転し、通過断面積を絞ることで被処理物
   を圧縮して固液分離しつつ排出側に送りだす脱水プラグ
   を、スクリュー羽根部と分離し、かつ、スクリュー羽根
   部に対して接離移動自在に設置し、 この脱水プラグは、常時は弾性部材によってスクリュー
   又はリボンスクリュー方向に付勢されると共に、スクリ
   ュー又はリボンスクリュー内からの被処理物の排出時、
   移動機構によって通過断面積を少なくともスクリュー又
   はリボンスクリュー内における搬送断面積と同一となる
   ようスクリュー又はリボンスクリューと反対方向に移動
   するようにしたことを特徴とする負荷感応型固液分離装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の負荷感応型固液分離装置
   において、駆動源には、負荷に応じて自動的に回転数を
   変化させるトルクモータを採用することを特徴とする負
   荷感応型固液分離装置。
3. 【請求項３】 スクリュー又はリボンスクリューと脱水
   プラグの駆動源は同一であることを特徴とする請求項１
   又は２記載の負荷感応型固液分離装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか記載の負荷感応
   型固液分離装置において、弾性力を開放し、脱水プラグ
   をスクリュー又はリボンスクリューと反対方向に十分移
   動し、被処理物の通過断面積をスクリュー又はリボンス
   クリュー内における搬送断面積と同一以上にする機構を
   備えたことを特徴とする負荷感応型固液分離装置。