(57)【要約】【課題】動力コスト及び故障リスクを無くした破砕器を提供する。【解決手段】破砕器は、固形異物を含む液体を供給するための供給管２０と、供給管２０から液体と共に供給された固形異物を一時的に滞留させるための円筒型の滞留容器２１と、滞留容器２１から固形異物と共に液体を排出する排出管２２とを有する。供給管２０は、滞留容器２１の内周面に対し接線方向に液体を供給する姿勢で接続されており、滞留容器２１の内周面に対する接線方向への液体供給により滞留容器２１内に旋回流ＣＤを発生させて、滞留容器２１に滞留する固形異物同士を旋回流ＣＤによって衝突させて破砕するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形異物を含む液体を供給するための供給管と、
前記供給管から前記液体と共に供給された固形異物を一時的に滞留させるための円筒型の滞留容器と、
前記滞留容器から固形異物と共に液体を排出する排出管とを備え、
前記供給管は、前記滞留容器の内周面に対し接線方向に前記液体を供給する姿勢で接続されており、前記滞留容器の内周面に対する接線方向への液体供給により前記滞留容器内に旋回流を発生させて、前記滞留容器に滞留する固形異物同士を前記旋回流によって衝突させて破砕するように構成されている破砕器。
【請求項２】
前記排出管は、前記滞留容器の内周壁面に対して接線方向に設けられ、前記滞留容器との接続部分における排出方向が旋回流とは反対側を向いている請求項１に記載の破砕器。
【請求項３】
前記滞留容器と前記供給管の接続部分に、前記供給管の供給口のうち旋回流上流側の一部領域を閉塞する絞り部が設けられている請求項１又は２に記載の破砕器。
【請求項４】
前記排出管の排出口周縁部をまたがるように棒状部材が設けられ、前記棒状部材によって、所定サイズを超える前記固形異物が前記排出管に進入することを禁止する規制部が構成されている請求項１〜３のいずれかに記載の破砕器。
【請求項５】
前記滞留容器の内周面には、破砕を促進するために内周側へ突出するブレードが設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の破砕器。
【請求項６】
前記滞留容器は、旋回流に伴って転動するゴム製又はプラスチック製の転動部材を収容しており、前記排出管と前記滞留容器の接続部位に、前記滞留容器の内周面よりも内周側に出っ張る形で前記排出管の排出口の一部を覆う閉塞防止部が設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の破砕器。
【請求項７】
流入管、流出管及びドレイン管が接続された円筒型の分離容器を備え、前記流入管を通じて前記分離容器に供給された固形異物と液体とを分離し、前記固形異物を除去した液体を前記流出管から流出すると共に、前記固形異物を液体と共に前記ドレイン管を通じて排出する液中異物分離器であって、
請求項１〜６のいずれかに記載の破砕器を有し、
前記破砕器を構成する前記供給管に前記ドレイン管を接続し、前記分離容器の固形異物を前記液体と共に前記破砕器に供給して、前記破砕器で破砕するように構成したことを特徴とする液中異物分離器。
【請求項８】
前記滞留容器内の所定位置に前記固形異物が存在するか否かを検出する異物検出手段と、
前記排出管の流路を開閉するバルブと、
前記異物検出手段により前記固形異物が検出される場合には、前記バルブを通じて前記排出管の流路を開放する一方で、前記異物検出手段により前記固形異物が検出されない場合には、前記バルブを通じて前記排出管の流路を閉塞する制御部とを具備する請求項７に記載の液中異物分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれる固形物を破砕する破砕器及びそれを備えた液中異物分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体に含まれる固形異物を液体から分離するための液中異物分離器には、例えば濾過器やサイクロン分離器が知られており、これらは多様な産業分野で用いられている。
【０００３】
濾過器は、例えば火力発電所や原子力発電所における冷却水、水力発電に用いる水、産業分野での製鉄・化学・製紙・石油化学プラントにおける工業用水、農業用水、上下水処理において、海水・河川水・湖沼水などの水（液体）から種々の異物を除去するために使用される。例えば特許文献１には、本体容器と、本体容器の内部に設けられた濾過フィルタとを備え、本体容器に水や海水等の液体を導入し、この液体に含まれる固形異物を濾過フィルタにより除去する濾過器が開示されている。
【０００４】
サイクロン分離器は、上記用途の他、例えば化学プラントや食品プラントにおける反応生成物、未反応物、晶析の後工程で固体と液体とを分離するために使用される。例えば特許文献２には、下端部が先細り状をなす円筒型の本体容器と、本体容器の上部軸上に設けられた流出管とを備え、本体容器に異物を含む液体を導入し、その液体を旋回させて液中の異物を遠心力により分離し、異物を除去した液体を流出管から得るサイクロン分離器が開示されている。
【０００５】
除去対象となる異物には、例えばプラステックくず、貝殻、海藻、クラゲ、都市ゴミ、藻、木の枝葉、ヘドロ等の多種多様なものが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４５２０８７５号公報
【特許文献２】特開平１−１７６４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような濾過器及びサイクロン分離器などの液中異物分離器では、濾過フィルタや遠心力により除去された異物は、本体容器からドレイン管（異物排出管）を通じて液体と共に外部に排出される。ドレイン管は、遠方のゴミ廃棄集積所まで至る場合があるうえ、Ｌ字型管、開閉弁、高速回転ポンプ羽根などの機器が設けられる場合が多い。このようなドレイン管に、上記のような多種多様な異物をそのまま流すと、詰まりや機器の損傷を招来してしまう。
【０００８】
このような異物詰まりを防止するための一つの有効な手段として、ドレイン管を大口径にして流量・流速を増大させることが挙げられるが、ドレイン管から排出される水（液体）は、異物搬送以外には不要であるため無駄となり、ドレイン管の流量を増大させると、流出管から得られる異物を除去した液量が低減してしまい、液中異物分離器の処理能力が低減してしまう。
【０００９】
また、異物詰まりを防止するための他の一つの有効な手段として、ドレイン管に、異物を破砕する破砕ポンプや動力回転刃式破砕機などを設けることが考えられるが、電気などの動力コストが必要となるうえ、破砕機の回転機構の故障リスクが不可避となる。
【００１０】
本発明は、このような課題に着目してもなされたものであって、その目的は、動力コスト及び故障リスクを無くした破砕器及びそれを備えた液中異物分離器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。
【００１２】
すなわち、本発明の破砕器は、固形異物を含む液体を供給するための供給管と、前記供給管から前記液体と共に供給された固形異物を一時的に滞留させるための円筒型の滞留容器と、前記滞留容器から固形異物と共に液体を排出する排出管とを備え、前記供給管は、前記滞留容器の内周面に対し接線方向に前記液体を供給する姿勢で接続されており、前記滞留容器の内周面に対する接線方向への液体供給により前記滞留容器内に旋回流を発生させて、前記滞留容器に滞留する固形異物同士を前記旋回流によって衝突させて破砕するように構成されている。
【００１３】
このように構成すれば、供給管から滞留容器の内周面に対し接線方向に液体を供給し、排出管を通じて滞留容器内の液体を排出するだけで、滞留容器に旋回流が発生し、旋回流によって固形異物同士が衝突して破砕されるので、従来のようにモータ等の動力部で破砕刃等を作動させる動力式破砕手段を設けなくてもよく、加えて簡素な構成であるので、動力コスト及び故障リスクを無くした破砕器を提供することが可能となる。
【００１４】
異物の滞留時間を長くして異物の破砕効果を向上させるためには、前記排出管は、前記滞留容器の内周壁面に対して接線方向に設けられ、前記滞留容器との接続部分における排出方向が旋回流とは反対側を向いていることが好ましい。このように構成すれば、旋回流により旋回する固形異物がスムーズに排出されることを抑制し、滞留容器内での滞留時間を長くすることができ、より破砕効果を向上させることが可能となる。
【００１５】
旋回流を強めて異物の破砕効果を向上させるためには、前記滞留容器と前記供給管の接続部分に、前記供給管の供給口のうち旋回流上流側の一部領域を閉塞する絞り部が設けられていることが望ましい。このように、供給管の供給口のうち旋回流上流側の一部領域が絞り部により閉塞されると、絞り部が無い場合に比して滞留容器の内周面に向かう流量が多くなり、より強い旋回流を形成することができ、破砕効果を向上させることが可能となる。
【００１６】
排出管での詰まりを的確に防止するためには、前記排出管の排出口周縁部をまたがるように棒状部材が設けられ、前記棒状部材によって、所定サイズを超える前記固形異物が前記排出管に進入することを禁止する規制部が構成されていることが効果的である。このように構成すれば、排出管での詰まりを防止することができるうえ、固形異物が滞留容器に滞留する時間が増大するので、破砕効果を向上させることが可能となる。
【００１７】
上記規制部に起因する不具合の発生を抑制するためには、前記棒状部材は、滞留容器の軸方向に直交する姿勢で設けられていることが好ましい。このように構成すれば、棒状部材が旋回流に沿った方向になるので、旋回流によって旋回する固形異物が棒状部材に引っかかることを防止することが可能となる。
【００１８】
異物の破砕を促進するためには、前記滞留容器の内周面には、破砕を促進するために内周側へ突出するブレードが設けられていることが挙げられる。このようにブレードを設けると、旋回流に伴い旋回する異物がブレードに衝突して破砕されるので、異物の破砕を促進することが可能となる。
【００１９】
上記ブレードに起因する不具合の発生を抑制するためには、前記ブレードが複数設けられており、各々のブレードが滞留容器の軸方向に重ならないように、軸方向における位置がずらしてあることが効果的である。このように構成すれば、旋回流に乗って旋回しながら浮上又は沈下する異物がブレードに引っかかることを抑制することが可能となる。
【００２０】
異物の破砕を促進するためには、前記滞留容器は、旋回流に伴って転動するゴム製又はプラスチック製の転動部材を収容しており、前記排出管と前記滞留容器の接続部位に、前記滞留容器の内周面よりも内周側に出っ張る形で前記排出管の排出口の一部を覆う閉塞防止部が設けられていることが望ましい。このように構成すれば、異物同士が衝突して破砕するだけでなく、異物と転動部材との衝突によっても異物が破砕されるので、破砕を促進することが可能となる。それでいて、閉塞部材が設けてあるので、転動部材が排出口を閉塞することを防止できる。
【００２１】
上記破砕器は、次のように液中異物分離器に設けることが好ましい。
【００２２】
すなわち、本発明の液中異物分離器は、流入管、流出管及びドレイン管が接続された円筒型の分離容器を備え、前記流入管を通じて前記分離容器に供給された固形異物と液体とを分離し、前記固形異物を除去した液体を前記流出管から流出すると共に、前記固形異物を液体と共に前記ドレイン管を通じて排出する液中異物分離器であって、上記の破砕器を有し、前記破砕器を構成する前記供給管に前記ドレイン管を接続し、前記分離容器の固形異物を前記液体と共に前記破砕器に供給して、前記破砕器で破砕するように構成したことを特徴とする。
【００２３】
液中異物分離器は、液体と固形異物とを分離するもので、例えば濾過器や液体サイクロン分離器が挙げられる。濾過器には、旋回流を伴うサイクロン式の濾過器や、旋回流を伴わない濾過器などが挙げられる。
【００２４】
このように構成すると、破砕器では旋回流を発生させるために圧力損失が生じるので、液中異物分離器のドレイン管の流量を低減させることができ、その代わりに流出管への流量を増大させることができるので、破砕器を設けない場合に比べて分離器の処理能力を向上させることが可能となる。それでいて、破砕器において固形異物を破砕するので、異物を排出する経路の管径を細くしても詰まりが生じず、無駄となる流量を減らして、分離器の処理能力を向上させることが可能となる。
【００２５】
液中異物分離器の処理能力を向上させるためには、前記滞留容器内の所定位置に前記固形異物が存在するか否かを検出する異物検出手段と、前記排出管の流路を開閉するバルブと、前記異物検出手段により前記固形異物が検出される場合には、前記バルブを通じて前記排出管の流路を開放する一方で、前記異物検出手段により前記固形異物が検出されない場合には、前記バルブを通じて前記排出管の流路を閉塞する制御部とを具備することが好ましい。このように構成すると、無駄となる排出管からの液体流出を低減して、ドレイン管の流量を低減でき、その結果、流出管から得られる流量を増大するので、液中異物分離器の処理能力を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る濾過器及び破砕器を模式的に示す構成図。（ａ）部分破砕平面図。（ｂ）部分破砕側面図。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る濾過器及び破砕器を模式的に示す構成図。（ａ）部分破砕平面図。（ｂ）部分破砕側面図。
【図３】本発明の第三の実施形態に係る濾過器及び破砕器を模式的に示す構成図。（ａ）部分破砕平面図。（ｂ）部分破砕側面図。
【図４】本発明の第四の実施形態に係る濾過器及び破砕器を模式的に示す構成図。（ａ）部分破砕平面図。（ｂ）部分破砕側面図。
【図５】本発明の第五の実施形態に係る濾過器及び破砕器を模式的に示す構成図。（ａ）部分破砕平面図。（ｂ）部分破砕側面図。
【図６】本発明の他の実施形態に係る濾過器及び破砕器を模式的に示す構成図。（ａ）部分破砕平面図。（ｂ）部分破砕側面図。
【図７】本発明を適用した液体サイクロン及び破砕器を模式的に示す構成図。（ａ）部分破砕平面図。（ｂ）部分破砕側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る破砕器及びこれを備えた液中異物分離器の好適な実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
＜第一実施形態＞
＜濾過器について＞
本実施形態の液中異物分離器及び破砕器は、火力発電所に用いられる海水を処理対象とするもので、ＳＵＳ３２９Ｊで製作されている。海水には、クラゲ、魚、海藻、砂などの固形異物が含まれる。
【００２９】
図１に示すように、液中異物分離器としての濾過器１は、サイクロン型の濾過器であり、流入管１０と、流出管１１と、ドレイン管１２と、これらが接続された円筒型の分離容器１３と、分離容器１３内に設けられた濾過フィルタ１４とを有し、流入管１０を通じて分離容器１３に供給された固形異物と液体とを濾過フィルタ１４で分離し、固形異物を除去した液体を流出管１１から流出すると共に、固形異物を液体と共にドレイン管１２を通じて排出する。
【００３０】
具体的には、特許文献１に記載の通り既知であるので、詳細な説明は省略するが、円筒型の分離容器１３は、その軸方向ＣＬが垂直となる起立姿勢で配置されている。分離容器１３の内部には、略円筒状をなす濾過フィルタ１４が分離容器１３と同軸となるように起立姿勢で配置されており、分離容器１３の内部空間を内外の２つの室（Ｓ１，Ｓ２）に区画している。これら２つの室（Ｓ１，Ｓ２）は、外周側にある濾過処理前の未処理室Ｓ１と内周側にある濾過処理後の処理済室Ｓ２とである。濾過フィルタ１４は、プレス打抜加工で形成され、上端部及び下端部が円筒形をなし、中間部が下方先細りの部分円錐状をなしている。濾過フィルタ１４の中間部には、径方向内外に貫通する濾過孔１４ｈが多数形成されているが、濾過フィルタ１４の上端部及び下端部には、濾過孔１４ｈが形成されていない。これにより、重力によって下端部に沈下した異物及び浮力によって上端部に浮上した異物が、濾過孔１４ｈに目詰まりすることを抑制している。異物を含む液体は、濾過フィルタ１４の外周側（流入側）から内周側（流出側）へ濾過孔１４ｈを通過することによって、異物が濾過される。
【００３１】
流入管１０は、分離容器１３の円周側壁面に対し接線方向に設けられ、濾過対象となる固形異物を含む液体を未処理室Ｓ１に流入する。流入管１０の流入口１０ｓは、濾過フィルタ１４の中間部（濾過孔１４ｈを有する部位）と軸方向ＣＬで重なる位置に配置されている。
【００３２】
流出管１１は、分離容器１３の底部を介して処理済室Ｓ２に接続され、濾過フィルタ１４によって濾過された液体を外部に流出する。
【００３３】
ドレイン管１２は、分離容器１３の円周側壁面に対して接線方向に設けられ、未処理室Ｓ１にある固形異物を液体と共に排出する第一のドレイン管１２ａ及び第二のドレイン管１２ｂを含む。これら第一及び第二のドレイン管１２ａ・１２ｂは、分離容器１３との接続部分における排出方向ＥＤが旋回流ＣＤに沿った順方向を向いており、旋回流ＣＤを妨げないようにして異物が排出されやすくしている。第一のドレイン管１２ａは、分離容器１３の円周側壁面のうち上端領域に配置されており、浮力によって浮上した固形異物（クラゲ等）を排出する。第二のドレイン管１２ｂは、分離容器１３の円周側壁面のうち下端領域に配置されており、重力によって沈下した固形異物（魚、砂等）を排出する。第一及び第二のドレイン管１２ａ・１２ｂは、下流側で合流し、破砕器２に接続されている。
【００３４】
上記構成の濾過器１は次のように動作する。すなわち、流入管１０から分離容器１３に濾過対象である水が供給される。水の導入は、分離容器１３の接線方向から導入されるため、この水の運動量により旋回流ＣＤが生じ、液体（水）が処理前室で旋回する。液体（水）より高比重の異物は、分離容器の内周面に沿って旋回しながら沈下し、第二のドレイン管１２ｂを通じて排出される。液体（水）より低比重の異物は、分離容器１３の内周面に沿って旋回しながら浮上し、第一のドレイン管１２ａを通じて排出される。濾過フィルタ１４の濾過孔１４ｈを通過した水は、流出管１１を通じて排出される。
【００３５】
＜破砕器について＞
ドレイン管１２の下流側には、固形異物を破砕するための破砕器２が接続されている。破砕器２は、固形異物を含む液体（海水）を供給するための供給管２０と、供給管２０から液体と共に供給された固形異物を一時的に滞留させるための円筒型の滞留容器２１と、滞留容器２１から固形異物と共に液体を排出する排出管２２とを有する。
【００３６】
円筒型の滞留容器２１は、その軸方向ＣＬが垂直となる起立姿勢で配置されている。滞留容器２１は、本体と蓋体とで構成され、本体に対して蓋体をボルト等の固定具Ｖｏで着脱可能に取り付けられている。滞留容器２１の容量及び径は、濾過器１を構成する分離容器１３よりも小さく設定されている。供給管２０は、滞留容器２１の内周面に対し接線方向に液体を供給する姿勢で滞留容器２１の円周側壁面に接続されている。供給管２０は、下流端が水平方向に沿って滞留容器２１の円周側壁面に接続されており、上流端は、上記濾過器１のドレイン管１２に接続され、ドレイン管１２から固形異物及び液体の供給を受ける。排出管２２は、滞留容器２１の底部に接続され、滞留容器２１内に沈下した異物を排出する。滞留容器２１の下端部は、下方が先細りとなる部分球状をなしており、異物を排出しやすくしている。
【００３７】
上記滞留容器２１には、供給管２０を通じて固形異物を含む液体（水）が供給される。水の供給は、滞留容器２１の内周面に対して接線方向から供給されるので、水の運動量により滞留容器２１内に旋回流ＣＤが発生する。滞留容器２１に滞留する固形異物同士が旋回流ＣＤによって衝突し破砕されることになる。この破砕器２は、固形異物の破砕機能のみを目的とするため、固形異物と液体とを分離する分離機能を有さない。そのため、固形異物と液体を供給する供給管２０、破砕した固形異物を液体と共に排出する排出管２２以外に、液体を流出される管（例えば濾過器１において、濾過済の液体を流出される流出管１１等）が設けられていない。
【００３８】
また、本実施形態では、濾過器１の流入管１０での圧力が０．７５ＭＰａであり、濾過器１の流出管１１での圧力が０．６８ＭＰａであり、破砕器２の供給管２０での圧力が０．７０ＭＰａであり、破砕器２の排出管２２での圧力は０．４０ＭＰａであった。破砕器２では入口と出口での圧力差が濾過器に比して大きいことから、破砕器２にて旋回流を発生させるために大きな圧力損失が生じ、それに伴い破砕器２への流量が低減していることが分かる。
【００３９】
したがって、本実施形態のように、供給管２０から滞留容器２１の内周面に対し接線方向に液体を供給し、排出管２２を通じて滞留容器２１内の液体を排出するだけで、滞留容器２１に旋回流ＣＤが発生し、旋回流ＣＤによって固形異物同士が衝突して破砕されるので、従来のようにモータ等の動力部で破砕刃等を作動させる動力式破砕手段を設けなくてもよく、簡素な構成であるので、動力コスト及び故障リスクを無くした破砕器を提供することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態のように液中異物分離器としての濾過器１は、上記破砕器２を有し、破砕器２を構成する供給管２０にドレイン管１２を接続し、分離容器１３の固形異物を液体と共に破砕器２に供給して、破砕器２で破砕するように構成している。このように構成すると、破砕器２では旋回流ＣＤを発生させるために圧力損失が生じるので、濾過器１のドレイン管１２の流量を低減させることができ、その代わりに流出管１１への流量を増大させることができるので、破砕器２を設けない場合に比べて濾過器１の処理能力を向上させることが可能となる。それでいて、破砕器２において固形異物を粉砕するので、異物を排出する経路の管径（例えば排出管２２）を細くしても詰まりが生じず、無駄となる流量を減らして濾過器１（分離器）の処理能力を向上させることが可能となる。
【００４１】
また、滞留容器２１と供給管２０の接続部分に、供給管２０の供給口２０ｓ（開口）のうち旋回流ＣＤ上流側の一部領域を閉塞する絞り部３が設けられている。絞り部３は、供給管２０の軸方向視で、供給口縁の旋回流上流端から下流側に向かい且つ滞留容器の内周面に沿って延出しており、供給管２０内の液体を滞留容器２１の内周面に向かって案内する案内面を構成している。このように構成すると、絞り部３が無い場合に比して滞留容器２１の内周面に向かう流量が多くなり、より強い旋回流を形成することができ、破砕効果を向上させることが可能となる。
【００４２】
＜第二の実施形態＞
次に、第二の実施形態の液中異物分離器及び破砕器を説明する。第一の実施形態と同じ部材には同じ符号を付しており、第一の実施形態とは異なる点について説明する。第二の実施形態の液中異物分離器及び破砕器は、化学工場に用いられる海水を処理対象とするもので、ＳＵＳ３１６で製作される。海水には、貝、砂などの固形異物が含まれる。
【００４３】
図２に示すように、液中異物分離器としての濾過器１は、サイクロン型の濾過器であり、流入管１０と、流出管１１と、ドレイン管１２と、これらが接続された円筒型の分離容器１３と、分離容器１３内に設けられた濾過フィルタ１４と、区画壁１５とを有する。分離容器１３の内周面には、内方に突出して中心部に孔１５ｈを形成する円環状の区画壁１５が設けられ、分離容器１３内が上下で二つの室Ｓ１・Ｓ２に区画されている。さらに、円筒状をなす濾過フィルタが上方の室を内外の二つの室に区画し、内側の室を区画壁下方の室に導通させて未処理室Ｓ１とし、濾過フィルタ１４の外周側の室を処理済室Ｓ２としている。濾過フィルタ１４は、プレス打抜加工で形成された外側パンチング板と内側金網の二重構造である。
【００４４】
分離容器の側壁面下部には、未処理室に沈降した異物（主に貝等）を排出するドレイン管１２（第二のドレイン管１２ｂ）が接線方向に接続されている。この第二のドレイン管１２ｂは、分離容器１３との接続部分における排出方向ＥＤが旋回流ＣＤに沿った順方向を向いており、円滑に異物を排出可能にしてある。同様に、分離容器１３の頂部中央には、旋回流により浮上した砂等の異物を排出するドレイン管１２（第一のドレイン管１２ａ）が接続されている。分離容器１３の側壁面上部には、処理済室Ｓ２に至った濾過済の液体を流出するための流出管１１が接線方向に接続されている。
【００４５】
ドレイン管１２の下流側には、固形異物を破砕するための破砕器２が接続されている。この破砕器２は、第一の実施形態と同様に縦置き型である。第一の実施形態と異なる点は、滞留容器２１から固形異物を液体と共に排出する排出管２２が、供給管２０よりも上方であって、滞留容器２１の側壁面に対し接線方向に取り付けられている。この排出管２２は、滞留容器２１との接続部分における排出方向ＥＤが旋回流ＣＤに沿った順方向を向いており、排出管２２の排出口２２ｓ周縁部をまたがるように棒状部材４０が設けられ、棒状部材４０によって所定サイズを超える固形異物が排出管２２に進入することを禁止する規制部４Ｘが構成されている。これにより、破砕が十分でない固形異物の排出管への進入を阻止して、排出管での詰まりを防止できるうえ、固形異物が滞留容器に滞留する時間が増大するので、破砕効果を向上させることが可能となる。
【００４６】
また、棒状部材４０は、滞留容器２１の軸方向に直交する姿勢で設けられている。これにより、棒状部材が、滞留容器の軸方向ＣＬ回りに流れる旋回流ＣＤに沿った方向になるので、旋回流によって旋回する固形異物が棒状部材４０に引っかかることを防止して、破砕効果が低減することを防止することが可能となる。なお、本実施形態では、棒状部材４０を一つしか設けていないが、複数設けてもよい。
【００４７】
また、本実施形態では、濾過器１の流入管１０での圧力が０．５０ＭＰａであり、濾過器１の流出管１１での圧力が０．４５ＭＰａであり、破砕器２の供給管２０での圧力が０．４７ＭＰａであり、破砕器２の排出管２２での圧力は０．２０ＭＰａであった。本実施形態は、上記実施形態と同様に、破砕器での入口と出口での圧力差が濾過器に比して大きいことから、破砕器への流量が低減していることが分かる。
【００４８】
＜第三の実施形態＞
次に、第三の実施形態の液中異物分離器及び破砕器を説明する。第三の実施形態の液中異物分離器及び破砕器は、水力発電所に用いられる湖沼水又はダム水を処理対象とするもので、ＳＵＳ４１０で製作される。湖沼水又はダム水には、木の葉、枝、泥などの固形異物が含まれる。
【００４９】
図３に示すように、液中異物分離器としての濾過器１は、サイクロン型の濾過器であり、第二の実施形態とほぼ同様のものである。破砕器２は、第二の実施形態とほぼ同様に縦置き型である。第二の実施形態と異なる点は、滞留容器２１から固形異物を液体と共に排出する排出管２２が、滞留容器２１の内周壁面に対し接線方向に接続され、且つ、滞留容器２１との接続部分における排出方向ＥＤが旋回流ＣＤとは反対側をとなる逆方向を向いている点にある。このように構成すれば、旋回流ＣＤにより旋回する固形異物がスムーズに排出されることを抑制し、滞留容器２１内での滞留時間を長くすることができ、より破砕効果を向上させることが可能となる。なお、固形異物の円滑な排出を阻止する他の構成として、排出管２２を、滞留容器２１の円周壁面に対しラジアル方向に沿って配置することが挙げられる。
【００５０】
さらに、滞留容器２１の内周面には、破砕を促進するために内周側に突出するブレード５が設けられている。このブレード５は、軸方向視で略三角状をなす板状部材であり、その板厚方向を滞留容器２１の軸方向ＣＬに一致させてある。板状部材は、板厚方向に対する力に弱い一方で、板厚方向と直交する方向に対する力には強い。このように板状のブレード５を配置することによって、旋回流に対し強い方向にブレード５を配置でき、好ましい。ブレード５は、複数設けられており、各々のブレード５が軸方向ＣＬに重ならないように、軸方向における位置（高さ位置）がずらしてある。このように、複数のブレードを配置すると、異物がブレードに引っかかることを低減することが可能となる。なお、各々のブレード５は、周方向に沿って複数配置されている。
【００５１】
また、本実施形態では、濾過器１の流入管１０での圧力が２．０ＭＰａであり、濾過器１の流出管１１での圧力が１．８０ＭＰａであり、破砕器２の供給管２０での圧力が１．９５ＭＰａであり、破砕器２の排出管２２での圧力が０．８０ＭＰａであった。本実施形態は、上記実施形態と同様に、破砕器での入口と出口での圧力差が濾過器に比して大きいことから、破砕器への流量が低減していることが分かる。
【００５２】
＜第四の実施形態＞
次に、第四の実施形態の液中異物分離器及び破砕器を説明する。第四の実施形態の液中分離器及び破砕器は、浄水場で用いられる河川水を処理対象とするもので、河川水には、枯れ木、藻、食品袋類、ヘドロなどの固形異物が含まれる。
【００５３】
図４に示すように、液中異物分離器としての濾過器１は、旋回流を伴わない籠形濾過器であり、流入管１０と、流出管１１と、ドレイン管１２と、これらが接続された円筒型の分離容器１３と、分離容器内に設けられた濾過フィルタ１４と、区画壁１５とを有する。分離容器１３の内周面には、内方に突出して中心部に孔１５ｈを形成する円環状の区画壁１５が設けられ、分離容器１３内が上下二つの室に区画されている。さらに、円筒状をなす濾過フィルタ１４が下方の室を内外二つの室に区画し、内側の室を区画壁上方の室に導通させて未処理室Ｓ１とし、濾過フィルタ１４の外周側の室を処理済室Ｓ２としている。濾過フィルタ１４は、内周側から外周側へ液体が濾過孔１４ｈを通過する際に異物を濾過する。
【００５４】
流入管１０は、分離容器１３の側壁面上部にラジアル方向に接続され、未処理室Ｓ１に対し異物を含む液体を流入する。流出管１１は、分離容器１３の側壁面中間部にラジアル方向に接続され、処理済室Ｓ２から濾過済の液体を流出する。ドレイン管１２は、分離容器の底部中央部に接続されて、未処理室Ｓ１に沈下した異物を液体と共に排出する。
【００５５】
濾過フィルタ１４の内周側には、清掃手段６が配置されている。清掃手段６は、濾過フィルタ１４の内周側に付着した異物を除去するもので、分離容器１３の軸上に配置される動力伝達軸６０と、動力伝達軸６０の一端に設けられ、動力伝達軸６０を回転させる動力部６１と、動力伝達軸６０から濾過フィルタ１４の内周面に延びる揺動ブラシ６２とを有し、動力部６１により動力伝達軸６０を回転させて、揺動ブラシ６２が濾過フィルタ１４の内周面を掻き、異物を除去する。
【００５６】
ドレイン管１２の下流側には、固形異物を破砕するための破砕器２が接続されている。この破砕器２は、軸方向ＣＬが傾斜した傾斜姿勢で配置される円筒型の滞留容器２１と、滞留容器２１の円周側壁面に対しほぼ接線方向に接続される供給管２０と、滞留容器２１の下部に接続される排出管２２とを有する。滞留容器２１の内面には、硬質クロムメッキが施されている。上記実施形態と同様に供給管２０は、濾過器１のドレイン管１２に接続される。本実施形態では、固形異物としてヘドロが含まれるため、ヘドロを円滑に排出するために滞留容器２１を傾斜させている。
【００５７】
図４に示すように、滞留容器２１内の所定位置に固形異物が存在するか否かを検出する異物検出手段７０が設けられている。滞留容器２１には、硬質ガラス製サイトグラスなどの透明部材で構成された窓部が二箇所設けられており、内部を視認可能にしてある。勿論、滞留容器２１自体を透明部材で構成してもよい。一方の窓部には、赤色半導体レーザーダイオード等の発光部７０ａが設けてあり、他方の窓部には、シリコンフォトダイオードなどの受光センサ（受光部７ｂ）が設けてあり、これら発光部７０ａ及び受光部７０ｂにより、異物検出手段７０が構成されている。すなわち、滞留容器２１内の所定位置に異物が無い場合には、発光部７０ａから投光された光は、滞留容器２１内部を通過して受光部７０ｂで受信される。一方、滞留容器２１内の所定位置に異物がある場合には、発光部７０ａから投光された光は、滞留容器２１内の異物で遮断され、受光部７０ｂで受光されない。
【００５８】
排出管２２には、流路を開閉する電動ボール弁等のバルブ７１が設けられている。また、異物検出手段７０の検出結果に応じてバルブ７１の開閉を制御する制御部７２が設けられている。制御部７２は、一般的なマイクロコンピュータにより構成され、予め記録された所要のプログラムが実行されるものである。制御部７２は、異物検出手段７０により固形異物が検出される場合には、バルブ７１を通じて排出管２２の流路を開放する一方で、異物検出手段７０により固形異物が検出されない場合には、バルブ７１を通じて排出管２２の流路を閉塞する。
【００５９】
濾過器１で分離した固形異物が破砕器２の所定位置に流入すると、これを異物検出手段７０が検出し、排出管２２の流路が開放される。すると、滞留容器２１内に旋回流が生じ、異物が破砕される。異物の破砕が促進し、排出管２２から異物が排出され、破砕器２の所定位置から異物が無くなると、これを異物検出手段７０が検出し、排出管２２の流路が閉塞される。この構成によれば、無駄となる排出管２２からの液体流出を低減して、濾過器の効率を向上させることが可能となる。
【００６０】
なお、本実施形態では、液体の透明度が高いため異物検出手段７０として遮光型の光センサを用いているが、液体の透明度が低く光を透過しない場合には、超音波センサを用いてもよい。
【００６１】
＜第五の実施形態＞
次に、第五の実施形態の液中異物分離器及び破砕器を説明する。第五の実施形態の液中異物分離器及び破砕器は、資源リサイクル工場の潤滑水を処理対象とするもので、潤滑水には、蛍光灯ガラス管破片などの固形異物が含まれている。
【００６２】
図５に示すように、液中異物分離器としての濾過器１は、ＳＳ４００で製作された籠形の濾過器であり、第四の実施形態とほぼ同様のものである。第四の実施形態の濾過器との相違点は、清掃手段６を構成するブラシ６２の代わりに、濾過フィルタ１４の内周面に付着した異物を吸引するノズル６３を設け、ノズル６３で吸引した異物を液体と共にドレイン管１２を介して排出する点にある。勿論、ノズル６３にブラシを設けて、ブラシで吸引を補助してもよい。
【００６３】
この濾過器１のドレイン管１２に接続される破砕器２は、ＳＵＳ４１０で製作され、軸方向ＣＬを水平方向と一致させた横置き姿勢で配置される円筒型の滞留容器２１と、滞留容器２１の円周側壁面のうち上部に接続された供給管２０及び排出管２２とを有する。供給管２０は、滞留容器２１の軸方向一端側に配置され、排出管２２は、滞留容器２１の軸方向他端側に配置されているが、両者とも滞留容器２１の内側壁面に対し接線方向に接続されている。
【００６４】
図５に示すように、滞留容器２１は、旋回流に転動するゴム製又はプラスチック製の転動部材８０を収容している。転動部材８０は、球状をなし、その径が滞留容器２１の内径よりも小さく、供給管２０及び排出管２２の口よりも大きな径に設定されている。転動部材８０は、単一でもよいが複数収容される方が好ましい。また、転動部材８０が排出管２２の排出口２２ｓを閉塞するおそれがあるので、排出管２２と滞留容器２１の接続部位には、滞留容器２１の内周面よりも内周側に出っ張る形で排出管２２の排出口２２ｓの一部を覆う閉塞防止部８１が設けられている。本実施形態では、閉塞防止部８１は、軸方向ＣＬに直交する板部材を排出管２２中心を横切る形で、排出管２２の内面から突出させてある。勿論、閉塞防止部８１が滞留容器２１の内周面よりも内周側に出っ張る形であれば、その形状や取り付ける位置は適宜設定可能である。
【００６５】
このように構成すると、旋回流に伴い動く転動部材８０により異物の破砕が促進されるので、破砕効果を向上させることが可能となる。特に、固定異物がガラス等の小径異物である場合には、効果が高い。それでいて、閉塞防止部８１が設けられているので、転動部材８０が排出口２２ｓを閉塞することを防止できる。
【００６６】
＜他の実施形態＞
上記第四の実施形態では、図４に示すように、清掃手段６が濾過フィルタ１４に対して回転して清掃するものであるが、図６に示すように、ブラシ等の清掃手段６を動かさずに濾過フィルタ１４を軸回りに回転させることで、清掃するように構成してもよい。また、同図に示すように、破砕器２の排出管２２を滞留容器２１の頂部に設けてもよい。
【００６７】
濾過器１（分離容器１３、流入管１０、流出管１１、ドレイン管１２）や、破砕器２（滞留容器２１、供給管２０、排出管２２）の材質については、金属や強化プラスチックを含む樹脂、セラミックスや種々の複合材を組み合わせて用いることができる。例えば、鋼（炭素鋼、ステンレスを含む合金鋼）、ニッケル、ニッケル合金（ハステロイ等）、銅、銅合金、チタン、チタン合金、アルミ、アルミ合金、クラッド鋼（鋼と鋼以外の金属を張り合わせた材料）が使用できる。樹脂としては、熱硬化性樹脂としての不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂が使用でき、熱可塑性樹脂としてのＰＶＣ、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰＳ、ＰＯＭ、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ等）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ナイロン樹脂（ＰＡ）、ＰＰＥ樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリシクロペンタジエン樹脂が使用できる。繊維強化樹脂（ＦＲＰ）として、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂と、炭素繊維、ガラス繊維、アラミト繊維、ポリエステル繊維との複合材を使用できる。
【００６８】
また、本実施形態では、液中異物分離器として濾過器を例に挙げて説明しているが、図７に示すように、濾過フィルタを用いずに、旋回流の遠心力で異物と液体とを分離する液体サイクロン分離器１’（例えば特許文献２参照）にも適用可能である。
【００６９】
また、分離容器１３などの内壁面にゴムライニングを行う場合に用いるゴムとして、ＮＲゴム、ＩＲゴム、ＢＲゴム、ＣＲゴム、ＮＢＲゴム、ＥＰＤＭゴム、ＳＢＲゴム、ＳＢＳゴム、ＰＶＤＦゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を使用できる。
【００７０】
本発明に係る濾過器で濾過対象となる流体は水に限定されるものではなく、他の流体にも当然適用できるものである。
【符号の説明】
【００７１】
１…濾過器（液中異物分離器）
１’ …液体サイクロン（液中異物分離器）
１０…流入管
１１…流出管
１２…ドレイン管
１３…分離容器
２…破砕器
２０…供給管
２１…滞留容器
２２…排出管
３…絞り部
４０…棒状部材
４Ｘ…規制部
５…ブレード
７０…異物検出手段
７１…バルブ
７２…制御部
８０…転動部材
８１…閉塞防止部
ＣＤ…旋回流
ＥＤ…排出管の排出方向
【図１】
2013126613.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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