(57)【要約】【課題】  濾過部となる案内部材間のスリットへの固体成分の詰まりを防止し、且つ処理物の搬送を円滑に行う固液分離装置を提供することを課題としている。【解決手段】  回転可能に横方向に軸支された回転ユニット９において軸装された回転体の隣接間隙ｘ内に縦方向の案内部材１１を配置し、案内部材１１間のスリットＹを形成する、案内部材１１のスリット形成面１１Ｓの少なくとも下半部を下方側に向かって広がる傾斜面とした。また回転体を、側面視形状の外形線が卵形等の曲線のみで形成された板状の形状とし、軸心を偏心させ、回転板８が回転によって周期的に案内部材１１の上方に突出するように構成した。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回転体を軸装した回転ユニット（９）を回転可能に横方向に軸支し、各回転体の隣接間隙（ｘ）内に縦方向の案内部材（１１）を配置し、各回転体の同一方向への回転により、案内部材（１１）上に供給される固液混在状の処理物を、縦方向に搬送し、且つ案内部材（１１）間に形成されるスリット（Ｙ）を介して液体成分を濾過して固液分離する固液分離装置において、上記案内部材（１１）のスリット形成面（１１Ｓ）の少なくとも下半部を下方側に向かって広がる傾斜面とした固液分離装置。
【請求項２】
案内部材（１１）を、楔状断面を有する杆状体から形成した請求項１の固液分離装置。
【請求項３】
案内部材を、ワイヤ（１２）から形成した請求項１の固液分離装置。
【請求項４】
回転ユニット（９）を縦方向に複数取り付けた請求項１又は２又は３の固液分離装置。
【請求項５】
縦方向に隣接する回転体を、所定の間隔（ｔ１）を介して平面視で１直線上に配置した請求項４の固液分離装置。
【請求項６】
回転体を、軸心が偏心した板状の回転板（８）とし、回転板（８）が回転によって周期的に案内部材（１１）の上方に突出するように構成した請求項１又は２又は３又は４又は５の固液分離装置。
【請求項７】
全ての回転板（８）を同位相で回転させる請求項６の固液分離装置。
【請求項８】
回転板（８）の側面視形状を、外形線が曲線のみで構成された形状とした請求項６又は７の固液分離装置。
【請求項９】
外形線が曲線のみで構成された形状を、略卵形とした請求項８の固液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば生ごみ，下水道汚泥，屎尿処理汚泥，屠畜場廃水，各種洗滌廃液，食品工場廃水等のような固体成分と液体成分とが混在する処理物の固体成分と液体成分の分離を行う固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の回転板が回転軸に軸装されて構成される回転ユニットを前後（縦方向）に複数並べ、左右（横方向）に隣接する回転板の間に、左右方向のガイド面を有する案内部材を配置して、各回転体を同一方向に回転させることにより、案内部材上に投入される固液混在状の処理物を順次搬送し、案内部材間に形成されるスリットを介して液体成分を濾過して固液分離する固液分離装置が公知となっている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１１２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
処理物における液体成分の濾過は、上記のように案内部材間の細いスリットを介して行なわれる。このため液体成分の濾過時に、スリットに固体成分が入り込むことは避けられない。この固体成分は回転板の回転に伴って多くは落下するが、一部スリット内にカスとして残り、濾過詰まりを引き起こす場合があるという欠点があった。
【０００４】
一方上記固液分離装置の処理物の搬送能力は、回転板の長径を大きくとることによって向上する。ただし上記回転板は楕円形状をなすため、長径を大きくとると、装置の前後長が長くなるという欠点がある。これに対して前後に隣接する回転板間の隙間を小さくし、装置の前後長を短くすることができるが、この場合は前後に隣接する回転板が回転時に干渉することがある等の問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の固液分離装置は、複数の回転体を軸装した回転ユニット９を回転可能に横方向に軸支し、各回転体の隣接間隙ｘ内に縦方向の案内部材１１を配置し、各回転体の同一方向への回転により、案内部材１１上に供給される固液混在状の処理物を、縦方向に搬送し、且つ案内部材１１間に形成されるスリットＹを介して液体成分を濾過して固液分離する固液分離装置において、上記案内部材１１のスリット形成面１１Ｓの少なくとも下半部を下方側に向かって広がる傾斜面としたことを第１の特徴としている。
【０００６】
第２に案内部材１１を、楔状断面を有する杆状体から形成したことを特徴としている。
【０００７】
第３に案内部材を、ワイヤ１２から形成したことを特徴としている。
【０００８】
第４に回転ユニット９を縦方向に複数取り付けたことを特徴としている。
【０００９】
第５に縦方向に隣接する回転体を、所定の間隔ｔ１を介して平面視で１直線上に配置したことを特徴としている。
【００１０】
第６に回転体を、軸心が偏心した板状の回転板８とし、回転板８が回転によって周期的に案内部材１１の上方に突出するように構成したことを特徴としている。
【００１１】
第７に全ての回転板８を同位相で回転させることを特徴としている。
【００１２】
第８に回転板８の側面視形状を、外形線が曲線のみで構成された形状としたことを特徴としている。
【００１３】
第９に外形線が曲線のみで構成された形状を、略卵形としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
液体成分の濾過に伴って案内部材間のスリットに固体成分が入り込むことは避けられないが、以上のように構成される本発明の構造によると、回転体がスクレーパとして機能し、スリット内に入り込む個体成分を掻き出す。このとき案内部材のスリット形成面の少なくとも下半部が下方側に向かって広がる傾斜面となっているため、固体成分は、回転体のスクレーパ作用に伴って進行すると、順次より広いスペースに送られることになり、案内部材側に付着することなく、円滑に下方に落下し、上記スリット内にカスとして詰まることが防止され、濾過詰まりが防止される。
【００１５】
特に案内部材を、楔状断面を有する杆状体から形成することによって、上記傾斜面を簡単に作ることができる。また案内部材を、ワイヤから形成することによって、上記傾斜面を円弧状に簡単に形成できる他、ワイヤ間のスリットに固体成分が入り込みむと、ワイヤが弾力的に撓むため、回転板の回転によってワイヤが振動し、この振動によってスリット内に付着しようとする固体成分（カス）が叩き落されるように落下し、スリット内への固体成分の詰まりをより効果的に防止することができる。
【００１６】
なお回転ユニットを前後に複数設けることによって、処理物は所定の一方向に順次搬送されながら液体成分の濾過が行なわれ、分離される固体成分の水分率を低下させ、固液分離装置の濾過性能を向上させることができる。また縦方向に隣接する回転体を、所定の間隔を介して平面視で１直線上に配置することによって、案内部材を最前方の回転板から最後方の回転板に至る形状とすることができ、縦方向に隣接する回転体間の間隙から液体成分の濾過を行なうことが可能となる。
【００１７】
一方回転体を、軸心が偏心した板状の回転板とし、回転板が回転によって周期的に案内部材の上方に突出するように構成することによって、回転板全体の長さに対する案内部材上方に突出する長さを長くとることができ、処理物の搬送能力を向上させることができる。案内部材の上方に突出する回転板の長さ（アーク長）が長くなるが、回転板の全長は比較的短くて済むため、固液分離装置全体の全長を短く抑えることができる。
【００１８】
また縦方向に隣接する回転板間の距離を長くすることができ、縦方向に隣接する回転板の間の距離を長くとることによって、回転板間の間隙からの液体成分の濾過量を増加させることができる。また縦方向に隣接する回転板の回転時の干渉等も防止される。
【００１９】
なお縦方向に隣接する回転板の間の間隙は、回転板の周面によって形成され、このため処理物の搬送時に上記周面が回転することに加えて、回転板の回転に伴って上記回転板間の間隙の縦幅が変化することによって、該間隙に付着しようとする固体成分は下方に円滑に落下し、濾過詰まりが防止される。さらに案内部材を回転板の回転軸に干渉しない位置に配置することもできる。
【００２０】
また全ての回転板を同位相で回転させることによって、縦方向に配置される回転ユニット間のピッチを短くしながら、前後に隣接する回転板の間の間隙を比較的広く維持することができる。これにより液体成分の濾過効率を向上させることができる他、この間隙へのカス（固体成分）の付着を防止することができる。
【００２１】
一方回転板の側面視形状を、外形線が曲線のみで構成された形状、例えば略卵形とすることによって、回転板が案内部材との間に処理物を直線状に挟み込むことがなく、処理物を曲線に沿って案内するため、固体成分のスリットへの詰まりを防止し、処理物の円滑な搬送を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明の固液分離装置の原理的構造を示す側断面概要図である。本固液分離装置は、ホッパ１によって投入されるヘドロ状の処理物を、図１における右側から左側に向かって縦方向に搬送しながら液体成分と固体成分とに分離し、それぞれ別々に排出する。以下  図１における右側を固液分離装置の前方、左側を固液分離装置の後方とする。上記ホッパ１は固液分離装置の前方側に配置されている。
【００２３】
本固液分離装置の本体２は、ベースフレーム３上にケーシング４が配置された構造となっている。ケーシング４は上下及び後方の上部が開口している。図２に示されるように、ケーシング４内には、左右の両側板６の間に亘る支軸７が、前後（縦方向）に複数回転自在に軸支されている。
【００２４】
各支軸７は、ベースフレーム３側に取り付けられているモータ５によって回転駆動される。各支軸７には一体回転するように板状の回転体（回転板８）が所定のピッチで複数取り付けられている。
【００２５】
回転板８と該回転板８が取り付けられている支軸７は、回転可能に左右方向（横方向）にケーシング４に軸支された回転ユニット９を構成する。各回転ユニット９（支軸７）は、前後に隣り合う回転板８の間に所定の間隙ｔ１が形成されるようなピッチで配置されている。前後に隣り合う回転板８は、平面視で一本の直線Ｌ上に位置する。これにより左右に隣接する回転板８の間には前後方向に一直線な間隙ｘが形成される。
【００２６】
左右の回転板８間の上記間隙ｘには、最前方の回転板８の前方位置から最後方の回転板８の後方位置に至る前後方向の案内部材１１がケーシング４側に固定されて設けられている。これにより案内部材１１の間には所定幅のスリットＹが形成され、換言すると案内部材１１間のスリットＹ内に回転板８が設けられている。なお回転板８は厚さが概ね0.5mmでＸは2.2mm程度となっている。
【００２７】
図３に示されるように、案内部材１１は楔状の断面形状を有する杆状体（実際は板状のバー）からなる。案内部材１１は上端面１１Ｕの左右幅が概ね2mm、上下高さが8mm程度となっている。案内部材１１は、楔の突起が下方を向くように取り付けられている。案内部材１１の上端面１１Ｕは回転板８に対して略垂直な処理物の移動を案内する案内面となっている。上端面１１Ｕは、本体２の設置状態において概ね水平面となる。
【００２８】
案内部材１１の上端面１１Ｕを除く他の面は、スリット形成面１１ＳとしてスリットＹを形成している。案内部材１１が楔状の断面形状を有しているためスリット形成面１１Ｓは下方に向かって広がる傾斜面となっている。このためスリットＹは下方に向かって広がる空間となっている。スリットＹは案内部材１１の上端部分で0.7mm、下端部分で2.7mm程度となっている。
【００２９】
なお上記回転８板の厚さ，左右の回転板８間の間隙ｘ，案内部材１１，スリットＹの各寸法は、試作品におけるものであり、上記寸法の試作品において効果を確認した。ただし上記寸法に規制されるものではない。
【００３０】
図４に示されるように、回転板８は、側面視形状が、直径と短径が等しい円と楕円とを互いの中心を一致させて交点で繋いだ外形線が曲線のみで構成された直線部分を持たない卵形のアーム状をなす。支軸７は全ての回転板８の円及び楕円の中心を通過している。これにより各回転板８は回転軸心（支軸）が偏心している。
【００３１】
全ての支軸７を同時に同方向に回転させると、全ての回転板８が同位相で回転するように各回転板８が支軸７に取り付けられている。支軸７の回転により、回転板８が回転すると、回転板８における楕円をなす側の外周Ｅ１の先端Ｐ１の移動軌跡は、支軸７の軸心を中心とする円となる。
【００３２】
案内部材１１と回転板８とは、回転板８が１回転で、案内部材１１の上端面１１Ｕより下方に完全に隠れる位置から、回転に伴い案内部材１１の上方に徐々に突出し、その後徐々に案内部材１１の下方に沈むような高さにそれぞれ取り付けられている。各回転板８における先端Ｐ１の移動軌跡は、案内部材１１の上端面１１Ｕより上方で交差する。回転板８が回転しても回転板８の側面視で円をなす側の外周Ｃ１が案内部材１１の上方に突出することはない。
【００３３】
なお前後に隣接する回転板８の間の間隙ｔ１のサイズは、回転板８の回転に伴って変化する。図４に示されるように、側面視における回転板８の回転中心を通過する水平線Ｈ及び垂直線Ｖを基準とし、案内部材１１の上端面１１Ｕが水平面であるとすると、回転板８の先端Ｐ１が上記垂直線Ｖ上に位置すると、上記間隙ｔ１の幅が最大のt1maxとなり、間隙ｔ１からの液体成分の濾過可能量は最大となる。
【００３４】
また回転板８の先端Ｐ１が、上記水平線Ｈ上から３０度程度上方に回動した状態のときに、上記間隙ｔ１の幅が最小のt1minとなり、間隙ｔ１からの液体成分の濾過可能量は最小となる。案内部材１１間のスリットＹの左右幅は回転板８が回転しても変化しないため、処理物における液体成分の濾過可能量は上記間隙ｔ１のサイズによって増減する。
【００３５】
本固液分離装置の上記構造により、回転板８及び案内部材１１の上に処理物を供給し、各支軸７を同時に図１における半時計方向に回転させることによって、回転板８は、１回転中、外周Ｅ１が案内部材１１の上端面１１Ｕの上方に突出してから、先端Ｐ１が案内部材１１の上端面１１Ｕより下方に沈み込むまでの範囲で、外周Ｅ１によって回転板８及び案内部材１１の上の処理物を持上げながら後方に送る。
【００３６】
この回転板８の１回転で１回の処理物の送りが後方に向かって連続して行なわれ、処理物が後方に搬送される。ただし回転板８の１回転中、先端Ｐ１が案内部材１１の上端面１１Ｕより下方に沈み込んでから、外周Ｅ１が案内部材１１の上端面１１Ｕの上方に突出するまでの非送り範囲の間は、処理物の搬送は行われず、処理物はその場に留まる。
【００３７】
ヘドロ状をなす処理物は、後方に移動している最中や、回転板８及び案内部材１１の上に留まっている時に、水やその他の液体成分が案内部材１１間のスリットＹから濾過される。特に回転板８が非送り範囲にあり、処理物が留まっている間は処理物の移動が無いため、自重により液体成分の濾過量が増加する。
【００３８】
濾過された液体成分はケーシング４の開口した下方からベースフレーム３に向かって排出される。処理物は搬送に伴って順次液体成分が濾過されるため、搬送の下手（後方）に行くにしたがって固体成分比率が高くなり、最終的に固体成分として案内部材１１の上からケーシング４の開口した後方を介して排出される。
【００３９】
ただし液体成分の濾過に伴って、案内部材１１間のスリットＹに固体成分が入り込むことは避けられない。スリットＹ内に入り込む固体成分はカスとしてスリットＹに付着しようとする。これに対して回転する回転板８がスクレーパとして機能し、通常スリットＹ内に入り込む個体成分を掻き取るようにして下方に落下させる。
【００４０】
スリットＹ内に入り込む固体成分は、回転板８のスクレーパ作用によって回転板８の回転に伴って下方に案内される。このとき案内部材１１のスリット形成面１１Ｓが下方側に向かって広がる傾斜面となっているため、固体成分は順次より広いスペースに送られ、回転板８と案内部材１１との間の間隙ｔ２に付着することなく、下方に円滑に落下する。 
【００４１】
またスリットＹにおける前後に隣接する回転板８の間の間隙ｔ１に入り込む固体成分は、該間隙ｔ１が回転板８の周面によって形成されているため、該周面が処理物の搬送時に回転することに加えて、回転板８の回転に伴って上記間隙ｔ１のサイズが変化することによって円滑に落下する。以上のようにスリットＹが固定成分によるカスによって詰まることが防止され、処理物の固体成分と液体成分の分離が効率よく行なわれる。
【００４２】
一方上記回転板８は、軸心が偏心しており、回転板８の全体の長さに対して案内部材１１の上方に突出する長さが長くなっている。そして先端Ｐ１の回転軌跡が案内部材１１の上方で交差しているため、回転板８による１回の搬送による搬送距離が大きく、且つ所定の回転板８によって後方に搬送される処理物の一部は確実に次の回転板８の先端Ｐ１の回転軌跡内に搬送される。
【００４３】
これにより回転板８による１回転（１回）での搬送能力が向上している。また回転板８の側面視形状が、上記のような卵形となっているため、処理物の搬送時に処理物を楕円弧に沿って順次円滑に送ることができる。さらに回転ユニット９が縦方向に複数設けられているため、処理物は所定の一方向に順次搬送されながら液体成分の濾過が行なわれる。
【００４４】
なお回転板８の側面形状は上記卵形に限られるものではなく、軸心が偏心した楕円形状等の外形線が曲線のみで構成された形状とすることによって、回転板８が案内部材１１との間に処理物を直線状に挟み込むことがなく、処理物を曲線に沿って案内するため、固体成分のスリットＹへの詰まりを防止し、処理物の円滑な搬送を行うことができる。
【００４５】
以上により搬送効率（全体の搬送速度）を低下させることなく、比較的低速で回転板８を回転させて濾過効率を上げることができる。なお案内部材１１の上方に突出する回転板８の長さ（アーク長）は上記のように長くなるため、案内部材１１を回転板８の支軸７に干渉しない位置に容易に配置することもできる。このため案内部材１１に支軸７を避けるための切り欠き等を形成する必要がない。
【００４６】
また回転板８のアーク長は上記のように長くなるが、回転板８が上記のように軸心が偏心した板状をなすため、回転板８の全長は比較的短くて済む。このため本体２の全長を短く抑えながら、前後に隣接する回転板８間の間隙ｔ１の前後幅を最小時でも濾過に十分な程度に長くすることができる。
【００４７】
これにより比較的コンパクトな本体２で、前後に隣接する回転板８の間の間隙ｔ１を長くとり、間隙ｔ１からの液体成分の濾過可能量を増加させることができ、濾過効率を向上させることができる。なお上記間隙ｔ１の前後幅が最小時でも十分大きいため、縦方向に隣接する回転板８の回転時の干渉等が防止される。
【００４８】
案内部材１１をワイヤによって構成することもできる。図５に示されるように、左右方向に隣接する回転板８の間の各間隙ｘに、最前方の回転板８の前方位置から最後方の回転板８の後方位置に至りワイヤ１２をそれぞれ設ける。ワイヤ１２の両端部は下方に向かって引張られている。ワイヤ１２は側面視で各支軸７の軸心を通過する直線Ｈに対して略平行に所定の張力で張られる。
【００４９】
ワイヤ１２と回転板８とは、支軸７を軸心に回転する回転板８が、ワイヤ１２の上端より下方に完全に隠れる位置から、回転に伴いワイヤ１２の上方に徐々に突出し、その後徐々にワイヤ１２の下方に沈むような高さ関係で取り付けられている。このため回転板８の側面視で円をなす側の外周がワイヤ１２の上方に突出することはない。
【００５０】
図６に示されるように、案内部材をワイヤ１２で形成した場合は、ワイヤ１２の周面１２Ｓがワイヤ１２間に形成されるスリットＹを形成するスリット形成面となる。スリット形成面（周面１２Ｓ）は、ワイヤ１２の軸心を含む回転板８に垂直な平面より下方の下半部は、下方側に向かって円弧状に拡がる傾斜面となっている。
【００５１】
この場合スリットＹ内に入り込む固体成分は、上記楔形の断面を有する案内部材１１と同様に、回転板８の回転によって下方に案内され、円弧状に拡がるワイヤ１２の周面１２Ｓにおける上記下半部によって、順次より広いスペースに送られ、ワイヤ１２と回転板８との間の間隙ｔ２に付着することなく、円滑に下方に落下する。
【００５２】
さらに案内部材がワイヤ１２の場合は、回転板８とワイヤ１２との間の間隙ｔ２に固体成分が入り込みむとワイヤ１２が弾力的に撓むため、回転板８の回転によってワイヤ１２が振動する。この振動によってスリットＹ内に入り込む固体成分は、叩き落されるように円滑に且つ強制的に落下し、上記スリットＹ内への固体成分の付着が防止される。
【００５３】
本実施形態においては、図１に示されるように、回転板の上方位置に、処理物を圧搾する加圧機１３がケーシング４側に取り付けられて設けられている。加圧機１３は、前後に配置されたローラ１４の間にエンドレスベルトからなる圧縮搬送ベルト１６が掛けまわされたベルトコンベアからなる。圧縮搬送ベルト１６の搬送下手側（後方側）の内部には、押さえローラ１７が軸支されている。
【００５４】
押さえローラ１７の回転支点は、上記両ローラ１４の軸心を結ぶ直線ＣＬより下方に位置している。前述のような回転板８による処理物の搬送時に、圧縮搬送ベルト１６を、回転板８に対向する面が後方側に向かうように回転させると、処理物は、回転板８又は案内部材１１と圧縮搬送ベルト１６とによって押圧挟持されながら、後方に向かって搬送される。
【００５５】
ただし圧縮搬送ベルト１６の回転板８に対向する面は、押さえローラ１７までは、搬送下手側に向かって徐々に回転板８までの距離が短くなる。このため回転板８と圧縮搬送ベルト１６との間は、押さえローラ１７までは徐々に閉塞し、処理物は、回転板８又は案内部材１１と圧縮搬送ベルト１６との間で、押さえローラ１７まで徐々に強く加圧され、圧搾脱水される。上記加圧機１３によって処理物の脱水効率は向上し、排出される固体成分の水分率が低下する。
【００５６】
なお図７に示されるように、ウェイトＷが重量の増減調節可能に載置されたアーム１８を軸１９により上下揺動可能に軸支した加圧体２１を、搬送方向に沿って複数設けた構造の加圧機を使用することもできる。ウェイトＷの重量は、後方側の加圧体２１に向かって順次増加して設定されている。
【００５７】
加圧体２１は回転板８の周面の上下方向への運動に概ね追従して揺動し、ウェイトＷの重量によって処理物を押圧して脱水する。加圧機全体としては搬送下流に向かって順次押圧力が増加する。以上により前述の加圧機同様に、処理物の脱水効率が向上する。
【００５８】
なお加圧機は上記２例に限られるものではなく、下流に向かって搬送される処理物を、搬送下流に向かって順次押圧力を増加させて押圧する構造のものであればどのような構造のものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
回転する回転体により物体を搬送しながら液体成分を濾過する濾過機全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本固液分離装置の原理的構造を示す側断面概要図である。
【図２】ケーシング部分の要部平面図である。
【図３】回転板及び案内部材の要部正面断面図である。
【図４】前後に隣接する回転板の構造を示す要部側面図である。
【図５】案内部材がワイヤの場合の回転板及び案内部材部分の要部側面図である。
【図６】案内部材がワイヤの場合の回転板及び案内部材の要部正面断面図である。
【図７】他の加圧機の構造を示すケーシングの側面概要図である。
【符号の説明】
【００６１】
８      回転板
９      回転ユニット
１１    案内部材
１１Ｓ  案内部材のスリット形成面
１２    ワイヤ
ｔ１    前後に隣接する回転体の間の間隔
ｘ      左右の回転体の隣接間隙
Ｙ      案内部材間に形成されるスリット
【図１】
2006116391.tif 000003
【図２】
2006116391.tif 000004
【図３】
2006116391.tif 000005
【図４】
2006116391.tif 000006
【図５】
2006116391.tif 000007
【図６】
2006116391.tif 000008
【図７】
2006116391.tif 000009