(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路に縦置きに設置され、水及びし渣を通過させる開口部を形成した円筒形状の筒胴体と、
外周に刃を形成し、筒胴体の内部に該筒胴体の軸芯と同軸状に回転自在に収装される内回転体と、を備え、
内回転体を回転させて、内回転体の外周に形成した刃により、筒胴体の内周との間でし渣を破砕することを特徴とする水路設置型し渣破砕機。
【請求項２】
筒胴体の内周に刃を形成したことを特徴とする請求項１に記載の水路設置型し渣破砕機。
【請求項３】
筒胴体の外周に刃を形成し、該筒胴体を回転自在に配設するとともに、
該筒胴体の外周に形成した刃と対向するように枠体を水路に設置し、
筒胴体を回転させて、筒胴体の外周に形成した刃により、枠体の内周との間でし渣を破砕することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水路設置型し渣破砕機。
【請求項４】
枠体は、水及びし渣を通過させる開口部を有した円筒形状からなり、筒胴体は該枠体に挿脱自在に収装される構成としたことを特徴とする請求項３に記載の水路設置型し渣破砕機。
【請求項５】
筒胴体に形成される刃は、円周方向及び縦方向に関して分割的に設けられ、各々が筒胴体に着脱自在に取り付けられる刃ブロック体に形成されることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の水路設置型し渣破砕機。
【請求項６】
内回転体の刃は、螺旋状に形成されたスクリュー羽根からなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の水路設置型し渣破砕機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水路や下水路等の水路に設置され、水路中のし渣を破砕する水路設置型し渣破砕機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
分流式汚水中継ポンプ場などにおいては、汚水路にし渣破砕機を設置して汚水内に含有されるし渣を破砕する処理が行われている。図７に従来のし渣破砕機の概略構造の一例を示す。本図からも判るように、従来のし渣破砕機５１は二軸式であり、２つの軸体５２が、その外周に形成した刃５３が適宜の間隙をもって互いに噛み合わさるようにして、それぞれ回転可能に水路Ｓ内に設置される。そして、２つの軸体５２を例えば互いに逆方向に回転させることで、刃５３同士が互いに噛み合う（近接する）部位にてし渣を破砕処理し、下流側に排出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のし渣破砕機５１では、その破砕部位が、両刃５３，５３が互いに噛み合う部位、つまり縦に延びる一条の間隙部のみであることから、例えば汚水中に瞬時的に大量のし渣が含まれていた場合、破砕しきれずに刃５３の間にし渣の目詰まりが生じやすくなるという問題があった。一旦目詰まりが生じると、それらは刃５３上において堆積化及び固形化していき、その結果、前記間隙部が閉塞されて下流側に汚水が流れず、上流側と下流側との水位差が大きくなって、上流側で汚水がオーバーフローするというおそれがあった。
【０００４】
本発明は、このような問題を解決するために創作されたものであり、し渣を効率的に破砕して目詰まりを防止でき、上流側と下流側との水位差が小さくなって上流側でのオーバーフローを防止し得る水路設置型し渣破砕機を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は課題を解決するための手段として、水路に縦置きに設置され、水及びし渣を通過させる開口部を形成した円筒形状の筒胴体と、外周に刃を形成し、筒胴体の内部に該筒胴体の軸芯と同軸状に回転自在に収装される内回転体と、を備え、内回転体を回転させて、内回転体の外周に形成した刃により、筒胴体の内周との間でし渣を破砕する水路設置型し渣破砕機を構成した。
また、筒胴体の内周に刃を形成した。
また、筒胴体の外周に刃を形成し、該筒胴体を回転自在に配設するとともに、該筒胴体の外周に形成した刃と対向するように枠体を水路に設置し、筒胴体を回転させて、筒胴体の外周に形成した刃により、枠体の内周との間でし渣を破砕する構成とした。
さらに、枠体を、水及びし渣を通過させる開口部を有した円筒形状とし、筒胴体を該枠体に挿脱自在に収装する構成とした。
また、筒胴体に形成される刃を、円周方向及び縦方向に関して分割的に設けられ、各々が筒胴体に着脱自在に取り付けられる刃ブロック体に形成する構成とした。
また、内回転体の刃を、螺旋状に形成されたスクリュー羽根から構成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は水路設置型し渣破砕機の正面図、図２は同平断面図、図３は同側断面図、図４は同分解斜視図、図５は筒胴体の分解斜視図、図６は水路設置型し渣破砕機の原理的な作用説明図である。
【０００７】
図１に示すように、水路設置型し渣破砕機（以降、し渣破砕機という）１は、例えば矩形断面の水路Ｓに縦置きに設置される。勿論、ここでいう縦置きとは垂直に立てた状態に限らず、若干の傾斜角度をもって立てた状態も含まれる。図４等も参照して、し渣破砕機１は、水路Ｓに縦置きに設置され、水路内の水及びし渣を通過させる開口部２を形成した円筒形状の筒胴体３と、外周に刃４を形成し、筒胴体３の内部に筒胴体３の軸芯と同軸状に回転自在に収装される内回転体５とを備えており、内回転体５を回転させて、前記刃４により、筒胴体３の内周との間でし渣を破砕するものである。
【０００８】
また、本形態では、図２にも示すように、筒胴体３の内周に刃６を形成しており、内回転体５を回転させることで、前記したように刃４と筒胴体３の内周との間でのし渣の破砕に加えて、刃４とこの刃６との間での破砕も行う構成としている。
【０００９】
先ず、内回転体５の一例を説明すると、図４にも示すように、内回転体５は鋼管材等からなるシャフト７とスクリュー羽根８等から構成される。スクリュー羽根８はシャフト７の外周面に等ピッチで、或いは水路やし渣の性質の状況に合わせて不等ピッチで螺旋状に巻回形成されるものであり、内回転体５の刃４を構成する部材となる。シャフト７の下端部にはフランジ７ａが形成され、図３に示すように、筒胴体３の底蓋部材２１の凹部に回転可能となる程度の隙間をもって挿嵌している。一方、シャフト７の上端部にはフランジ７ｂが形成され、図３に示すように、ボルト締結により減速機１０に取り付けられる。符号１１は内回転体５の回転駆動源となるモータを示し、減速機１０とモータ１１は相互に回転する構造となっている。モータ１１は、例えば図１に示すように、水路Ｓの上部において左右に掛け渡したブラケット１２にボルト１３により締結固定される。ブラケット１２は角パイプ鋼材等の台座１４にボルト１５により締結固定される。台座１４は後記する枠体２５の上部、例えば嵌合部材２６の上端に溶接等により固設されるが、場合によってはコンクリート躯体側に固設しても良い。なお、符号１６は減速機１０を回転支持する軸受を示す。以上により、モータ１１を駆動することにより、減速機１０とともに内回転体５が回転することとなる。
【００１０】
次いで、筒胴体３の一例を説明する。図４に示すように、筒胴体３の本体１７は無蓋無底の円筒形状を呈した部材であり、その周面の肉厚部は、図２にも示すように、円周方向に等間隔で配置され縦方向に延出する複数（本形態では６本）の支柱部１７ａにより構成される。支柱部１７ａの各下端は、図３に示すように、複数のボルト１９により環状を呈した台座１８に締結固定される。台座１８の下面には複数のボルト２０により円板形状の底蓋部材２１が締結固定される。
【００１１】
さて、間隔的に設けられた６本の支柱部１７ａによって筒胴体３の周面には６個の縦長の開口部が形成されることとなるが、この各開口部には、図５にも示すように、複数の刃ブロック体２２が縦方向に間隔的に取り付けられており、その結果、筒胴体３には、複数の開口部２が縦方向に間隔的に、また円周方向においても間隔的に形成されることになる。本形態において、筒胴体３の内周に刃６を形成していることは前記したが、後記するようにこの刃ブロック体２２が刃６を形成する部材となる。
【００１２】
図２ないし図５を参照して、刃ブロック体２２は、内周面２２ａ及び外周面２２ｂを有した平面視略扇状を呈した部材であり、両端部には取り付け部２２ｃが形成される。材質は耐磨耗性や耐腐食性に優れたステンレス材等である。図３にも示すように、筒胴体３の各支柱部１７ａの外周側には縦方向に間隔的に凹部１７ｂが形成されていて、この凹部１７ｂに各刃ブロック体２２の取り付け部２２ｃが嵌まり込み、ボルト２３により隣接しあう支柱部１７ａ，１７ａ間にわたって刃ブロック体２２が着脱自在に締結固定される態様となっている。図２にも示すように、刃ブロック体２２の内周面２２ａ（前記した刃６に相当する）の曲率半径は支柱部１７ａの内周の曲率半径と略同一であり、外周面２２ｂ（後記する刃２４に相当する）の曲率半径は支柱部１７ａの外周の曲率半径と略同一である。つまり、刃ブロック体２２の刃６及び刃２４はそれぞれ支柱部１７ａの内周，外周と略面一な状態となって取り付けられている。
以上のように、刃ブロック体２２は円周方向及び縦方向に関して、筒胴体３に対して複数、分割的に設けられるものであり、したがって支柱部１７ａと刃ブロック体２２は格子状に配列されることとなる。
【００１３】
以上の構成において、例えばモータ１１を駆動して内回転体５を回転させると、水路Ｓ中の水及びし渣は筒胴体３の上流側に面した複数の開口部２から流れ込み、内回転体５のスクリュー羽根８からなる刃４と筒胴体３の支柱部１７ａの内周との間で、及び刃４と刃ブロック体２２の刃６との間でし渣が破砕され、下流側に面した筒胴体３の複数の開口部２を介して下流側に排出されることとなる。スクリュー羽根８（刃４）の先端部と、支柱部１７ａの内周及び刃ブロック体２２の刃６との間隙寸法Ｐ（図２）は、し渣の性質やモータ１１の回転数等により適宜に決定される。
【００１４】
以上のように、水路Ｓに縦置きに設置され、水及びし渣を通過させる開口部２を形成した円筒形状の筒胴体３と、外周に刃４を形成し、筒胴体３の内部に筒胴体３の軸芯と同軸状に回転自在に収装される内回転体５とを備え、内回転体５を回転させて、刃４により、筒胴体３（支柱部１７ａ）の内周との間でし渣を破砕する構成とすれば、次のような効果が奏される。従来の２軸式の破砕機の場合には、前記したように、し渣を破砕する部位（水が通過する部位）が、互いの軸体の刃が近接し合う一条の間隙部のみであったのに対し、本発明の場合には図６に点線矢印にて示すように、水の通過する部位が、筒胴体３と内回転体５との間隙によって左右一対として形成されることとなり、つまり、水内に含まれるし渣が左右に分流されることになり、し渣の目詰まりの程度が従来に比して半減されることになる。また、同時にし渣の破砕部位が左右一対に形成されることになるため、し渣の破砕効率が大幅に向上するものである。しかも、し渣の破砕部位となる刃４と筒胴体３（支柱部１７ａ）の内周との近接部位は円周方向に沿って面的に形成されることから、従来の２軸式の破砕機における破砕部位に比して破砕空間が大幅に増大することになる。したがって、し渣の破砕時間が長くなり、し渣がより細かく破砕されることとなる。このように本発明によれば、し渣が効率的に細かく破砕されるため、目詰まりが発生せず、上流側と下流側との水位差が小さくなって上流側でのオーバーフローを防止できるという効果が奏されることとなる。
【００１５】
また、筒胴体３の内周に刃６を形成すれば、し渣の破砕部位がさらに増加することから、し渣がより細かく破砕されることとなり、し渣の破砕効率が向上することになる。なお、刃６は筒胴体３の内周に凸状或いは凹状に形成しても良く、また筒胴体３と一体的に形成しても良い。
【００１６】
さらに、内回転体５の刃４を、螺旋状に形成したスクリュー羽根８から構成することにより、し渣の破砕作用に加えて圧搾作用も生じることとなる。また、内回転体５を低コストで製作できることになるため、経済的なし渣破砕機を実現できる。また、内回転体５が筒胴体３に同軸状に配設されることから、前記したように、筒胴体３の底蓋部材２１の凹部に内回転体５の下端部を挿嵌させるなどの構成を用いることにより、軸受（水中軸受）を介さずに内回転体５を回転させることが可能となり、簡易で経済的なし渣破砕機１が実現される。
【００１７】
さて、以上に説明した形態は、内回転体５のみを回転させた場合であるが、以下に筒胴体３も回転させる構成について説明する。筒胴体３の外周には刃２４を形成し、筒胴体３を回転自在に配設する。刃２４は前記した刃ブロック体２２の外周面２２ｂに該当する。なお、筒胴体３の回転駆動源は図に示していないが、ギアを介在させて前記モータ１１を利用する構成など適宜に設計され得る。
【００１８】
図４等に示す符号２５は、刃２４と対向するように水路Ｓ中に設置される枠体を示す。枠体２５は、図４に示すように、水及びし渣を通過させる開口部２５ａを一対として備え、筒胴体３を収装し得る程度の内径を有する無蓋の円筒形状を呈した部材である。筒胴体３は、この枠体２５に上部から挿脱自在に収装される構成となっている。枠体２５の両側部にはＣ型鋼材からなる嵌合部材２６が縦方向に沿って固設されている。一方、図２に示すように、水路Ｓの両側壁にはＣ型鋼材からなるガイド部材２７が縦方向に沿って固設されており、嵌合部材２６がこのガイド部材２７に上部から嵌まり込むことにより、枠体２５は開口部２５ａをそれぞれ上流側，下流側に向けて水路Ｓ内に設置される態様となっている。符号２８は、嵌合部材２６とガイド部材２７との間の隙間を防水するためのゴム材等からなる水密シール板である。また、上流側に面する開口部２５ａの左右縁部には、それぞれ水路Ｓの側壁まで延設される矩形状のガイド板２５ｂが固着されている。ガイド板２５ｂの先端部にはゴム材等からなる水密シール板２９が取り付けられ、水路Ｓの側壁に押接する部位となる。いうまでもなく、このガイド板２５ｂは上流側から流れる水を開口部２５ａに誘導するための部材である。
【００１９】
以上の構成において、例えば内回転体５と筒胴体３をそれぞれ逆方向に回転させると（回転速度は内回転体５側を筒胴体３より速くする）、水路Ｓ中の水及びし渣は枠体２５の開口部２５ａ及び回転している筒胴体３の各開口部２を介してし渣破砕機１の内部に流れ込む。そして、内回転体５のみを回転させた場合の作用と同様に、内回転体５のスクリュー羽根８からなる刃４と筒胴体３の支柱部１７ａの内周との間で、及び刃４と刃ブロック体２２の刃６との間でし渣が破砕され、下流側に面した筒胴体３の各開口部２を介して下流側に排出されることとなる。また、水路Ｓ中の水及びし渣は筒胴体３の外周と枠体２５の内周との間隙部にも流れ、その結果、筒胴体３（支柱部１７ａ）の外周及び刃ブロック体２２の刃２４と、枠体２５の内周との間においてもし渣が破砕されることとなる。筒胴体３の外周及び刃ブロック体２２の刃２４と枠体２５の内周との間隙寸法Ｑ（図２）は、し渣の性質や筒胴体３の回転速度等により適宜に決定される。
【００２０】
以上のように、筒胴体３の外周に刃２４を形成し、筒胴体３を回転自在に配設するとともに、刃２４と対向するように枠体２５を水路Ｓに設置し、筒胴体３を回転させて、刃２４により枠体２５の内周との間でし渣を破砕する構成とすることにより、し渣の破砕部位が増加し、し渣の破砕効率がさらに向上することとなる。無論、枠体２５の内周に凸状或いは凹状に刃を形成しても良く、さらにし渣の破砕効率が向上することとなる。
【００２１】
また、枠体２５を、水及びし渣を通過させる開口部２５ａを有した略円筒形状の部材とし、筒胴体３を枠体２５に挿脱自在に収装する構成とすることにより、簡易な構造が実現され、補修時やメンテナンス時におけるし渣破砕機１の分解作業が容易なものとなる。
【００２２】
なお、前記したように台座１４を枠体２５に取り付けることにより、すなわち内回転体５の駆動源であるモータ１１を水路Ｓのコンクリート躯体側ではなく枠体２５側に取り付ける態様とすることにより、また同様に、筒胴体３の駆動源を枠体２５側に取り付けることにより、これら駆動源をそのまま据えつけたまま、し渣破砕機１の水路Ｓへの脱着が可能となり、補修時やメンテナンス時の作業効率がさらに向上することとなる。
【００２３】
さらに、筒胴体３に形成する刃（刃６又は刃２４）として、円周方向及び縦方向に関して分割的に設けられ、各々が筒胴体３に着脱自在に取り付けられる刃ブロック体２２に形成する構成とすれば、刃の磨耗が生じた場合の交換作業が容易なものとなり、刃の磨耗の激しい刃ブロック体２２のみの局所的な交換が可能となるので、経済的なし渣破砕機１を実現できる。
【００２４】
また、内回転体５と筒胴体３の運転態様としては、それぞれ同方向に回転させても良く、互いの回転速度を異ならせたり、水路やし渣の状況に合わせて同一の回転速度で回転させても良い。また、内回転体５と筒胴体３をそれぞれある方向回りに回転させ、一定時間経過後、双方を又は一方を逆方向に回転させるようにし、間隔的に内回転体５或いは筒胴体３の回転方向を異ならせるようにしても良く、内回転体５と筒胴体３の運転態様は水路やし渣の状況に合わせて適宜に選択され得る。
【００２５】
以上、本発明に係る水路設置型し渣破砕機について、その好適な実施形態を説明したが、各構成部材の形状や取り付け位置等は図面に記載したものに限られることなく、適宜設計変更することが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果を奏する。
（１）円筒形状の筒胴体と、筒胴体の内部に同軸状に回転自在に収装される内回転体と、を備え、内回転体の外周に形成した刃により、筒胴体の内周との間でし渣を破砕する構成とすれば、破砕部位におけるし渣のつまりが解消され、水路Ｓにおける上流側でのオーバーフローという問題が解消される。また、筒胴体と内回転体が同軸状に配設されることから、コンパクトなし渣破砕機となる。
（２）筒胴体の内周に刃を形成することで、し渣の破砕部位がさらに増加することから、し渣の破砕効率が向上する。
（３）筒胴体の外周に刃を形成し、筒胴体を回転自在に配設するとともに、枠体を水路に設置し、筒胴体の外周に形成した刃により、枠体の内周との間でし渣を破砕する構成とすれば、し渣の破砕部位が増加し、し渣の破砕効率がさらに向上することとなる。
（４）筒胴体を枠体に挿脱自在に収装する構成とすることにより、簡易な構造が実現され、補修時やメンテナンス時におけるし渣破砕機の分解作業が容易なものとなる。
（５）筒胴体に形成する刃として、円周方向及び縦方向に関して分割的に設けられ、各々が筒胴体に着脱自在に取り付けられる刃ブロック体に形成する構成とすれば、刃の磨耗の激しい刃ブロック体のみの局所的な交換が可能となるので、経済的なし渣破砕機を実現できる。
（６）内回転体の刃を、螺旋状に形成したスクリュー羽根から構成することにより、し渣の破砕作用に加えて圧搾作用も生じることになる。また、内回転体を低コストで製作できることとなるため、経済的なし渣破砕機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水路設置型し渣破砕機の正面図である。
【図２】水路設置型し渣破砕機の平断面図である。
【図３】水路設置型し渣破砕機の側断面図である。
【図４】水路設置型し渣破砕機の分解斜視図である。
【図５】筒胴体の分解斜視図である。
【図６】水路設置型し渣破砕機の原理的な作用説明図である。
【図７】図７（ａ）は従来のし渣破砕機の概略構造を示す平面図、図７（ｂ）は同正面図である。
【符号の説明】
１          水路設置型し渣破砕機
２          開口部
３          筒胴体
４          刃
５          内回転体
６          刃
８          スクリュー羽根
１０          減速機
１１          モータ
１７ａ        支柱部
２２          刃ブロック体
２４          刃
２５          枠体
２５ａ        開口部
【図１】
0004160711.tif 000002
【図２】
0004160711.tif 000003
【図３】
0004160711.tif 000004
【図４】
0004160711.tif 000005
【図５】
0004160711.tif 000006
【図６】
0004160711.tif 000007
【図７】
0004160711.tif 000008