(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含有する固形物を圧縮して脱水する脱水装置であって、
前記固形物の排出口側を上方に排水の排水口側を下方に斜設させた略円筒状の外管と、
前記外管内に挿設され、駆動部により回転するシャフトと、
前記シャフトの外周面に取り付けられ、前記固形物を排出口側に押し上げる螺旋状の内スクリューと、
伸長方向に付勢力を有するスプリングで押され、前記内スクリューで押し上げられてきた前記固形物を押し留めるように前記排出口に嵌設された固形物圧縮プレートと、を備え、
前記内スクリューの外周縁の半径方向で外側に、前記排出口側に向けて突設された、前記外周縁の周方向で所定の長さを有する外スクリューと、回転方向で前記外スクリューの後側に連接させて設けた、前記外周縁の周方向で所定の長さを有する非突設部とを組み合わせた組み合わせ単位を前記外周縁の全長に亘って連続的に設け、
前記外スクリューは、回転方向側となる前端における前記内スクリューに対する突設高さをゼロとし、後端における前記突設高さを前記一つの組み合わせの中での前記非突設部の部分における内スクリューが固形物を押し上げる距離と同一又は同一以上として、前記前端側から前記後端側になるほど前記突設高さを徐々に高くした斜面を形成した形態を有して、
前記外スクリューにより前記非突設部に形成された空間を前記排水の流路にすることができ、前記固形物圧縮プレートと前記内スクリュー及び前記外スクリューとで圧縮されて発生した排水が前記流路を流下して前記外管の下端部の下側に設けた排水口から排出されることを特徴とする脱水装置。
【請求項２】
前記組み合わせ単位の中で、前記外スクリューの前記所定の長さ、及び、前記非突設部の前記所定の長さを、前記外スクリューの後端における前記突設高さを前記非突設部の部分における内スクリューが固形物を押し上げる距離と同一又は同一以上とする要件を満たす限り、任意に設定できることを特徴とする請求項１に記載の脱水装置。
【請求項３】
前記組み合わせ単位の中で、前記外スクリューを突設させた部分の前記外周縁の周方向で所定の長さを、前記外周縁の周方向３６０度にわたる長さ未満とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱水装置。
【請求項４】
前記組み合わせ単位を前記外周縁の全長に亘って連続的に設けた形態が、前記外周縁の周方向で所定の長さが、すべて同一長さの組み合わせ単位群からなる第一形態で、すべてがそれぞれ異なる長さの組み合わせ単位群からなる第二形態で、又は、同一長さの組み合わせ単位群と異なる長さの組み合わせ単位群とを組み合わせた第三形態で、前記外周縁の全長に亘って設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脱水装置。
【請求項５】
前記内スクリューの外周縁の周方向３６０度にわたる長さを偶数ｎでｎ等分割した場合に、前記周方向３６０度にわたる長さにおける前記外スクリューの数をｍ個所とし、１か所当りの前記外スクリューを突設させた部分の前記外周縁の周方向の長さを前記内スクリューの前記外周縁の周方向３６０度にわたる長さの（（１／ｎ）×ｐ）倍とするときに、前記外スクリューの斜面の前記シャフトの短手方向となす、前記排出口側の傾斜角を前記内スクリューの前記シャフトの短手方向となす、前記排出口側のリード角のｎ／（ｍ×ｐ）倍とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脱水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品廃棄物やフィルム状の廃プラスチックなどの水分を含有する固形物を圧縮して脱水処理をする脱水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、野菜、果物など食品の廃棄物の投入口と排出口とを有し、下流側（排出口）を高く上流側（投入口）を低くし排水孔を設けたケーシングと、ケーシング内に収容し、スクリューのピッチが下流側が短く不等ピッチで、下流側が狭幅になるように配置した２本のスクリューシャフトと、ケーシングの通路断面を塞ぎ、僅かな通路を開口した抵抗板と、スクリューシャフトの回転に伴って回転するカッターを有する食品廃棄物の脱水機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願平１１−２２１５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の発明は、投入された野菜屑がスクリューで押圧されるが、不等ピッチなどにより野菜屑から水分が絞り出されるが、ケーシングの内周壁と回転するらせん状のスクリューの外周縁との極めて極小の隙間に野菜屑が一面にこびり付くと、出口近傍で圧縮されて出された水分は流れ出ることができず、脱水済みの野菜屑ととともに混在状態で排出される。そのため排出した野菜屑には多量の水分も分離困難に混在していることから重量があるので輸送コストがかかるという問題があった。また、スクリューが２セット備えているので構造が複雑で製造コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、圧縮により余分な水分を取り除き、脱水された固形物を排出できる、構造がシンプルで安価な脱水装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の脱水装置は、水分を含有する固形物を圧縮して脱水する脱水装置であって、前記固形物の排出口側を上方に排水の排水口側を下方に斜設させた略円筒状の外管と、前記外管内に挿設され、駆動部により回転するシャフトと、前記シャフトの外周面に取り付けられ、前記固形物を排出口側に押し上げる螺旋状の内スクリューと、伸長方向に付勢力を有するスプリングで押され、前記内スクリューで押し上げられてきた前記固形物を押し留めるように前記排出口に嵌設された固形物圧縮プレートと、を備え、前記内スクリューの外周縁の半径方向で外側に、前記排出口側に向けて突設された、前記外周縁の周方向で所定の長さを有する外スクリューと、回転方向で前記外スクリューの後側に連接させて設けた、前記外周縁の周方向で所定の長さを有する非突設部とを組み合わせた組み合わせ単位を前記外周縁の全長に亘って連続的に設け、前記外スクリューは、回転方向側となる前端における前記内スクリューに対する突設高さをゼロとし、後端における前記突設高さを前記一つの組み合わせの中での前記非突設部の部分における内スクリューが固形物を押し上げる距離と同一又は同一以上として、前記前端側から前記後端側になるほど前記突設高さを徐々に高くした斜面を形成した形態を有して、前記外スクリューにより前記非突設部に形成された空間を前記排水の流路にすることができ、前記固形物圧縮プレートと前記内スクリュー及び前記外スクリューとで圧縮されて発生した排水が前記流路を流下して前記外管の下端部の下側に設けた排水口から排出されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の脱水装置は、請求項１において、前記組み合わせ単位の中で、前記外スクリューの前記所定の長さ、及び、前記非突設部の前記所定の長さを、前記外スクリューの後端における前記突設高さを前記非突設部の部分における内スクリューが固形物を押し上げる距離と同一又は同一以上とする要件を満たす限り、任意に設定できることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の脱水装置は、請求項１又は２において、前記組み合わせ単位の中で、前記外スクリューを突設させた部分の前記外周縁の周方向で所定の長さを、前記外周縁の周方向３６０度にわたる長さ未満とすることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の脱水装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記組み合わせ単位を前記外周縁の全長に亘って連続的に設けた形態が、前記外周縁の周方向で所定の長さが、すべて同一長さの組み合わせ単位群からなる第一形態で、すべてがそれぞれ異なる長さの組み合わせ単位群からなる第二形態で、又は、同一長さの組み合わせ単位群と異なる長さの組み合わせ単位群とを組み合わせた第三形態で、前記外周縁の全長に亘って設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の脱水装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記内スクリューの外周縁の周方向３６０度にわたる長さを偶数ｎでｎ等分割した場合に、前記周方向３６０度にわたる長さにおける前記外スクリューの数をｍ個所とし、１か所当りの前記外スクリューを突設させた部分の前記外周縁の周方向の長さを前記内スクリューの前記外周縁の周方向３６０度にわたる長さの（（１／ｎ）×ｐ）倍とするときに、前記外スクリューの斜面の前記シャフトの短手方向となす、前記排出口側の傾斜角を前記内スクリューの前記シャフトの短手方向となす、前記排出口側のリード角のｎ／（ｍ×ｐ）倍とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の脱水装置は、圧縮により脱水した固形物を上方に排出し排水を下方に排出させるように斜設した外管内で、固形物を圧縮して出てきた排水が、脱水した固形物の排出方向とは反対側の下方に流れる空間を外菅内に設けることができたので、水分を含んだ固形物を圧縮した瞬間から、出てきた水分は排水となって外管内を下方に流れて外部に排出され、脱水済みの固形物は上方に移動して外部に排出される。圧縮して脱水した瞬間から水分と脱水した固形物との分離を実現させたことから、排出された固形物には余分な水分が残っていないという顕著な効果を奏する。これにより、廃棄物運搬の容量及び重量を大きく減少させることができた。
【００１２】
従来は図１４（ａ）に示すように、スクリューの外周縁と外管の内周壁面との間にはわずかな隙間があるが、図１４（ｂ）に示すように、この隙間に小さい固形物が堆積して排水が下方に流れる流路がすべて断たれるという状態が常態化しているという問題があったが、本発明の脱水装置は、従来のスクリューの外周縁の半径方向で外側に固形物の排出方向に突設させた外スクリューと非突設部とにより１つの組み合わせをつくり、外スクリューが固形物を押し上げた後に非突設部にできた空間を排水の流路とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の脱水装置の右側面視の内部構造を可視化した概要図である。
【図２】図１の脱水装置に固形物を追記した説明図である。
【図３】スクリューとシャフトの構成を示す斜視説明図である。
【図４】ｎ＝４の場合の図１におけるＡ―Ａ断面視の外管とスクリューとの断面説明図で、（ａ）は外スクリューが上下の位置にあるときの断面説明図で、（ｂ）は（ａ）の位置から左回転を９０°したとき断面説明図である。
【図５】ｎ＝４の場合の外スクリューと内スクリューの形態の説明図である。
【図６】ｎ＝４の場合の外スクリューと内スクリューによる固形物移動距離の説明図である。
【図７】図１におけるＡ―Ａ断面視の外管とスクリューとの断面説明図で、（ａ）は内スクリューの外周縁が４等分割で外スクリューと非突設部が２か所ずつの場合、（ｂ）は内スクリューの外周縁が２等分割で外スクリューと非突設部が１か所ずつの場合の説明図である。
【図８】内スクリューの外周縁が６等分割での図１におけるＡ―Ａ断面視の外管と内スクリューと外スクリューとの断面説明図で、（ａ）は外スクリューと非突設部が３か所ずつの場合、（ｂ）は１か所の長さが２／６の外スクリューと１か所の長さが１／６の非突設部が２か所ずつの場合、（ｃ）は１か所の長さが１／６の外スクリューと１か所の長さが２／６の非突設部が２か所ずつの場合の説明図である。
【図９】図５における回転位置における、内スクリューに接している固形物の位置と外スクリューに接している固形物の位置を示す説明図である。
【図１０】図９における回転位置から９０°回転した時点における、内スクリューに接している固形物の位置と外スクリューに接している固形物の位置を示す説明図である。
【図１１】図９における回転位置から１８０°回転した時点における、内スクリューに接している固形物の位置と外スクリューに接している固形物の位置を示す説明図である。
【図１２】図９における回転位置から２７０°回転した時点における、内スクリューに接している固形物の位置と外スクリューに接している固形物の位置を示す説明図である。
【図１３】図９における回転位置から３６０°回転した時点における、内スクリューに接している固形物の位置と外スクリューに接している固形物の位置を示す説明図である。
【図１４】従来の脱水装置の断面説明図で、（ａ）はスクリュー外周縁と外管内周壁との隙間の説明図で、（ｂ）は（ａ）の隙間に固形物が堆積して詰まった状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、食品廃棄物やフィルム状の廃プラスチックなどの水分を含有する固形物を圧縮して脱水する脱水装置１である。本発明の主要な構成は、図１又は図２に示すように、水分を多く含む固形物２０を投入する投入口２１を有するホッパー３２、固形物２０の排出口２２側を上方に排水の排水口８側を下方に斜設させた外管２、前記外管２の内部に挿設したシャフト５、前記シャフト５の外周面に螺旋状に取り付けた螺旋状の内スクリュー６と、前記内スクリュー６の外周縁の半径方向で外側に前記排出口２２側に向けて突設した外スクリュー７を備えている。
【００１５】
前記内スクリュー６及び外スクリュー７は、モーター等から構成される駆動部３３から伝達経路を経てシャフト５に伝達された回転力により回転する。前記内スクリュー６及び外スクリュー７の回転により投入された固形物２０は、固形物圧縮プレート３５方向に押し上げられ移動して前記固形物圧縮プレート３５に強い押圧で押し付けられ圧縮されて脱水処理される。
【００１６】
前記外管２の排出口２２には、固形物圧縮プレート３５が設けてあり、前記固形物圧縮プレート３５は伸長方向に付勢力を有するスプリング３６の伸長力で前記排出口２２を塞いでいる。前記スプリング３６の伸長方向の付勢力は、例えばナットを回してスプリング３６の長さを変えるスプリング力調整手段３７により可変させることができる。前記固形物２０は、下方から前記内スクリュー６及び前記外スクリュー７に押し上げられてきて、上方をスプリング３６で押された前記固形物圧縮プレート３５で移動を阻止された状態で、さらに前記固形物２０が下方から前記内スクリュー６及び前記外スクリュー７により押し上げられて、前記固形物圧縮プレート３５と前記内スクリュー６及ぶ前記外スクリューとに挟まれた固形物２０は両方から強い力で圧縮され脱水される。
【００１７】
そして、圧縮されて固形物２０から出てきた水分は、外管２の内周壁に沿って前記外スクリュー７により非突設部９に形成された空間を流下し、前記外管２の下端部に設けた排水口８から外部に排水される。一方、圧縮により脱水された脱水後固形物４０は、前記固形物２０を介して下方からの前記内スクリュー６及び前記外スクリュー７の強い押圧力が前記スプリング３６の伸長力を上回ると、前記固形物圧縮プレート３５が移動し前記排出口２２が開口されて、前記固形物圧縮プレート３５の近傍に設けた固形物排出部３８から外部に排出される。
【００１８】
圧縮により脱水する前記脱水装置１の構成の中で、本発明の特徴は外スクリュー７が内スクリュー６の螺旋面の外周縁の半径方向で外側に付加された構造にある。本発明の脱水装置１は、図１〜図７に示すように、水分を含有する固形物２０を圧縮して脱水する脱水装置１であって、前記固形物２０の排出口２２側を上方に排水の排水口８側を下方に斜設させた略円筒状の外管２と、前記外管２内に挿設され、駆動部３３により回転するシャフト５と、前記シャフト５の外周面に取り付けられ、前記固形物２０を排出口２２側に押し上げる螺旋状の内スクリュー６と、伸長方向に付勢力を有するスプリング３６で押され、前記内スクリュー６で押し上げられてきた前記固形物２０を押し留めるように前記排出口２２に嵌設された固形物圧縮プレート３５と、を備え、前記内スクリュー６の外周縁１０の半径方向で外側に、前記排出口２２側に向けて突設された、前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１を有する外スクリュー７と、回転方向で前記外スクリュー７の後側に連接させて設けた、前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ２を有する非突設部８とを組み合わせた組み合わせ単位を前記外周縁１０の全長に亘って連続的に設け、前記外スクリュー７は、回転方向Ｒ側となる前端１７における前記内スクリュー６に対する突設高さＭをゼロとし、後端１８における前記突設高さＭを前記一つの組み合わせの中での前記非突設部９の部分における内スクリュー６が固形物２０を押し上げる距離Ｌ１と同一又は同一以上として、前記前端１７側から前記後端１８側になるほど前記突設高さＭを徐々に高くした斜面７０を形成した形態を有して、前記外スクリュー７により前記非突設部９に形成された空間を前記排水の流路にすることができ、前記固形物圧縮プレート３５と前記内スクリュー６及び前記外スクリュー７とで圧縮されて発生した排水が前記流路を流下して前記外管２の下端部の下側に設けた排水口８から排出される。前記脱水装置１は、金属やプラスチックなどの剛性を有す材質で造られている。
【００１９】
前記外管２は、略円筒状で、上端部は開口して排出口２２を形成し、前記排出口２２には固形物圧縮プレート３５がスプリング３６の伸長方向の付勢力で嵌め込まれている。前記固形物圧縮プレート３５が圧縮された固形物２０を介して前記内スクリュー６及び前記外スクリュー７により押されたら、前記スプリング３６が押されて収縮し前記固形物圧縮プレート３５が移動して排出口２２が開き、圧縮され脱水された脱水後固形物４０が開口部である固形物排出部３８から外部に排出される。
【００２０】
前記外管２内であって前記排出口２２の手前に、所定の長さと前記外管２の内周面の大きさとによる大きさの収容室を形成した固形物圧縮室３４を設け、前記固形物圧縮室３４内に固形物２０を押し込んで圧縮する。すなわち、前記固形物圧縮室３４の前記排出口２２を塞いている前記固形物圧縮プレート３５に、前記内スクリュー６及び前記外スクリュー７の回転により押し上げられてくる固形物２０が次々に溜まっていき前記固形物２０が強い力で押されて圧縮されて固形物２０に含まれる水分が脱水される。
【００２１】
前記外管２の下端部には、脱水により出た排水が前記外管２の内周壁面を伝わって空間を通過しながら流下し、下端部に設けられた排水口８から外部に排水される。
【００２２】
また、前記外管２の下方の上には開口部が設けられ、該開口部にはホッパー３２が設置され水分を含む固形物２０の投入口２１となっている。
【００２３】
次に、前記シャフト５は駆動部３３からの伝達力により回転方向Ｒに回転する。前記シャフト５は前記駆動部３３側を下方にして先端側を上方にして斜設されている。前記シャフト５の外周面には内スクリュー６が螺旋状に取り付けられている。
【００２４】
次に、前記内スクリュー６について説明する。前記内スクリュー６は、図３に示すように、前記シャフト５の外周面に設置された螺旋状の形態で、一般的なフィーダースクリューと略同じ形態を有している。
【００２５】
前記内スクリュー６の外周縁１０には、図３又は図４に示すように、前記内スクリュー６の外周縁１０の半径方向で外側に、前記排出口２２側に向けて、すなわち排出方向Ｈに向けて突設された、前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１を有する外スクリュー７と、回転方向Ｒで前記外スクリュー７の後側に連接させて設けた、前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ２を有する非突設部９とを組み合わせた組み合わせ単位を前記外周縁の全長に亘って連続的に設ける。
【００２６】
前記非突設部９は、前記内スクリュー６から突設する構成要件がなく、前記内スクリュー６のみの範囲である。
【００２７】
図４に示すように、前記外スクリュー７と非突設部９とが連接され、回転方向Ｒで前側が前記外スクリュー７で後側が非突設部９の構成である。また、図３に示すように、前記外スクリュー７は排出口２２側である排出方向Ｈに向けて突設されている。これにより、外スクリュー７が回転方向Ｒに回転すると固形物２０を排出方向Ｈに向けて押し上げる。
【００２８】
また、図４（ａ）に示すように、前記外スクリュー７は前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１を有し、前記非突設部９も前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ２を有している。そして、前記外スクリュー７と前記非突設部９との組み合わせを組み合せ単位とする。
【００２９】
そして、前記組み合わせ単位の中で、前記外スクリュー７を突設させた部分の前記外周縁１０の周方向で所定の長さを、前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さ未満とする。前記前記外スクリュー７を突設させた部分の前記外周縁１０の周方向で所定の長さが前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さ以上になると排水が流下できる空間が形成されない。
【００３０】
そして、前記組み合わせ単位の中で、前記外スクリュー７の前記所定の長さＮ１、及び、前記非突設部９の前記所定の長さＮ２を、前記外スクリュー７の後端における前記突設高さＭを前記非突設部９の部分における内スクリュー６が固形物２０を押し上げる距離と同一又は同一以上とする要件を満たす限り、任意に設定できる。
【００３１】
すなわち、前記組み合わせ単位の中で、回転方向Ｒで前側に位置する前記外スクリューの前記外周縁１０の周方向で前記所定の長さＮ１、及び、回転方向Ｒで前記外スクリュー７の後側に連接された前記非突設部９の前記外周縁１０の周方向で前記所定の長さＮ２は、図６、図９〜図１３に示すように、前記外スクリュー７の後端における前記突設高さＭを前記非突設部９の部分における内スクリュー６が固形物２０を押し上げる距離と同一又は同一以上とする要件を満たすように設定する。
【００３２】
そして、前記組み合わせ単位を前記内スクリュー６の前記外周縁１０の全長に亘って連続的に設けた形態が、前記組み合わせ単位の前記外周縁１０の周方向で所定の長さ（Ｎ１＋Ｎ２）が、すべて同一長さ（Ｎ１＋Ｎ２）の組み合わせ単位群からなる第一形態で、すべてがそれぞれ異なる長さ（Ｎ１＋Ｎ２）の組み合わせ単位群からなる第二形態で、又は、同一長さ（Ｎ１＋Ｎ２）の組み合わせ単位群と異なる長さ（Ｎ１＋Ｎ２）の組み合わせ単位群とを組み合わせた第三形態で、前記外周縁１０の全長に亘って設けられる。前記第一形態〜前記第三形態のうちのいずれの形態でもよい。
【００３３】
前記外周縁１０の全長とは、前記内スクリュー６の外周縁１０の前記駆動部３３側の端部から前記排出口２２側の端部の間の全長を意味する。
【００３４】
前記第一形態の場合であって、前記組み合わせ単位の長さ（Ｎ１＋Ｎ２）の整数倍を前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さと等しくした場合の形態の事例について説明する。この場合の脱水装置１には、例えば、図４に示すように前記１つの前記組み合わせ単位を２つ備えた構成の場合の全長（（Ｎ１＋Ｎ２）×２）が前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さ（シャフト５の回転で３６０°に相当）に相当する形態、図７（ｂ）に示すように、前記１つの前記組み合わせ単位を１つ備えた構成の場合の全長（（Ｎ１＋Ｎ２）×１）が前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さに相当する形態、図８（ａ）に示すように、前記１つの前記組み合わせ単位を３つ備えた構成の場合の全長（（Ｎ１＋Ｎ２）×３）が前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さに相当する形態、あるいは、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように前記１つの前記組み合わせ単位を２つ備えた構成の場合の全長（（Ｎ１＋Ｎ２）×２）が前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さに相当する形態がある。
【００３５】
また、前記第一形態であって、前記組み合わせ単位の長さ（Ｎ１＋Ｎ２）の整数倍を前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さと等しくした場合の形態には、図４や図８（ａ）に示すように、前記外スクリュー７の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１と、前記非突設部９の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ２とが同一長さの形態、又は、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、前記外スクリュー７の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１と、前記非突設部９の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ２とが異なる長さの形態があり、いずれの形態であってもよい。
【００３６】
次に、前記外スクリュー７は、図３、図５、図６、図９〜図１３に示すように、回転方向Ｒ側となる前端１７における前記内スクリュー６に対する突設高さＭをゼロとし、後端１８における前記突設高さＭを前記一つの組み合わせの中での前記非突設部９の部分における内スクリュー６が固形物２０を押し上げる距離Ｌ１と同一又は同一以上として、前記前端１７側から前記後端１８側になるほど前記突設高さＭを徐々に高くした斜面７０を形成した形態を有している。前記外スクリュー７の斜面７０は、図３に示すように、内スクリュー６の螺旋面のような螺旋状になるように形成されている。また、外スクリュー７の板厚１５は、図３又は図４に示すように、非突設部９の半径方向の長さの設定によって決まる。
【００３７】
また、図３〜図５に示すように、外スクリュー７の形態は、排出方向Ｈに向けて突設され、前記内スクリュー６と接する部分の周方向の長さは、すなわち前端１７から後端１８までの長さは長さＮ１であり、前端１７における突設高さＭは前記内スクリュー６の面と同一となってゼロであり、後端１８における突設高さＭは前記非突設部９の部分における前記内スクリュー６が固形物２０を押し上げる距離Ｌ１と同一又は同一以上である。これにより、外管２の内周壁面と前記内スクリュー６の外周縁１０との間の部分において、前記外スクリュー７が、回転方向Ｒで後側に連接された前記非突設部９の部分の内スクリュー６が押し上げる固形物２０の移動距離Ｌ１と同じ距離分だけ、前記内スクリュー６より排出方向Ｈで先に固形物２０を移動させている。これによって、前記外スクリュー７と前記内スクリュー６との固形物２０の移動距離の差が、固形物２０で埋まった前記非突設部９に空間を形成して前記空間を排水の流路にすることができた。
【００３８】
次に、前記第一形態であって、前記組み合わせ単位の長さ（Ｎ１＋Ｎ２）の整数倍を前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さと等しくした場合の形態において、図９〜図１３に示すように、前記外スクリュー７と内スクリュー６とが固形物２０a及び固形物２０ｂをどのように押し上げて、固形物２０ｂが埋まった非突設部９を空間にしていく過程を説明する。前記固形物２０aは、図４に示すように前記内スクリュー６の外周縁１０で囲われた範囲内に存在する固形物であり、図９〜図１３に示すように前記内スクリュー６で押し上げられ移動し、前記固形物２０ｂは、図４に示すように前記内スクリュー６の外周縁１０と前記外管２の内周壁との輪状の間に存在する固形物であり、図９〜図１３に示すように前記外スクリュー７で押し上げられ移動する。
【００３９】
図９に示すように、回転開始時に内スクリュー６ａの螺旋面に固形物２０ａが接して、外スクリュー７ａの前端１７で突設高さＭがゼロの位置に固形物２０ｂが接しており、固形物２０ａと固形物２０ｂはともにシャフト５の軸方向で位置Ｓに後端部がある。この回転位置の状態を、例えば図４（ａ）に示すように外管２の下側の内周壁側には空間が存在しない状態とする。ここで隙間８１には脱水処理をし続けると固形物２０が図１４（ｂ）に示すように溜まるため、前記隙間８１を排水の流路とすることは困難である。なお、前記後端部は後方向の端部の部位を意味し、その後方向とは前記排出方向Ｈとは反対方向を意味する。
【００４０】
次に９０°回転すると、図１０に示すように、内スクリュー６の螺旋面６ａによって固形物２０ａは位置Ｓから位置Ｓ１に移動距離Ｌ１ほど移動し、外スクリュー７ａの斜面７０によって外周壁面側の固形物２０ｂは位置Ｓから位置Ｓ２に移動距離Ｌ２ほど移動する。この回転位置になると、図４（ｂ）に示すように非突設部９は外管２の内周壁側の下側に移動し、かつ非突設部９は外スクリュー７ａで固形物２０ｂを、内スクリュー６の螺旋面６ａが押し上げる固形物２０ａよりも排出方向Ｈで長い距離を押し上げていることから非突設部９に空間が形成されているので、前記空間を排水の流路とすることができる。すなわち、前記外スクリュー７ａは、回転方向Ｒで後側に連接された非突設部９の位置となる内スクリュー６の螺旋面６ｂが固形物２０ａを押し上げる移動距離Ｌ１と同じ移動距離を先に固形物２０ｂを排出方向Ｈに向けて押し上げている。
【００４１】
さらに９０°回転すると、図１１に示すように、内スクリュー６の螺旋面６ｂによって固形物２０ａは位置Ｓ１から位置Ｓ２に移動距離Ｌ１ほど移動し、固形物２０ｂは外スクリュー７の非突設部分に該当するので位置Ｓ２に留まった状態を維持しており、固形物２０ａと固形物２０ｂが押し上げられ移動した距離はともに移動距離Ｌ２となって同一となる。この時点で図４（ａ）に示すように外管２の下側の内周壁側には非突設部９に固形物２０ｂが埋まった状態となり前記流路が遮断される。
【００４２】
さらに９０°回転すると、図１２に示すように、内スクリュー６の螺旋面６ｃによって固形物２０ａは位置Ｓ２から位置Ｓ３に移動距離Ｌ１ほど移動し、外スクリュー７ｂの斜面７０によって固形物２０ｂは位置Ｓ２から位置Ｓ４に移動距離Ｌ２ほど移動する。ここで、図４（ｂ）に示すように、非突設部９は外管２の内周壁側の下側に移動し、かつ外スクリュー７ｂで固形物２０ｂを内スクリュー６の螺旋面６ｃが押し上げる固形物２０ａよりも排出方向Ｈで長い距離を押し上げていることから前記非突設部９には空間が形成されているので、前記空間を排水の流路とすることができる。
【００４３】
さらに９０°回転すると、図１３に示すように、内スクリュー６の螺旋面６ｄによって固形物２０ａは位置Ｓ３から位置Ｓ４に移動距離Ｌ１ほど移動し、固形物２０ｂは外スクリュー７の非突設部分に該当するので位置Ｓ４に留まった状態を維持しており、固形物２０ａと固形物２０ｂが押し上げられ移動する距離は移動距離Ｌ２となって同一となる。この時点で図４（ａ）に示すように外管２の下側の内周壁側には非突設部９に固形物２０ｂが埋まった状態となり前記流路が遮断される。
【００４４】
前記内スクリュー６、前記外スクリュー７及び非突設部９の関係は、例えば、図４、図６、図９〜図１３に示すように、前記内スクリュー７の外周縁１０を偶数４で４等分割し、前記外スクリュー７の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１と、前記非突設部９の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ２とをそれぞれ１／４ずつ交互に設けた形態の場合に、前記シャフト５が回転方向Ｒに回転し、固形物２０が排出方向Ｈに押し出されるが、前記シャフト５を９０°回転すると、前記内スクリュー６の半径方向で外側にある前記外スクリュー７ａは、シャフト５の軸方向で位置Ｓから位置Ｓ２までの距離Ｌ２を押し上げるが、前記内スクリュー６の螺旋面６ａはシャフト５の軸方向で位置Ｓから位置Ｓ１までの距離Ｌ１しか押し上げない。この固形物２０ａと固形物２０ｂのそれぞれの移動距離に差をつけることによって、前記非突設部９には固形物２０ｂが除去されて空間が形成され、前記空間は排水の流路となり排水が流下する。
【００４５】
さらに、シャフト５が９０°回転すると、この間には前記外スクリュー７が存在しないので前記外スクリュー７ａで押し上げられた固形物２０ｂは移動できない。一方、前記内スクリュー６ｂは固形物２０ａをシャフト５の軸方向で位置Ｓ１から位置Ｓ２までの距離Ｌ１ほど押し上げ、前記外スクリュー７ａが移動させた固形物２０ｂとシャフト５の軸方向で並ぶ。この状態では前記非突設部９は固形物２０ｂが詰まった状態となり排水は流れず、排出口２２側から流下する排水を排出口２２側に隣接する非突設部９に一時的に貯める。
【００４６】
そして、前記シャフト５が１８０°回転するごとに同じ動作が繰り返され、排水は流下と貯留を繰り返しながら前記外管２内を流下し下降端近傍の排水口８から外部に排水される。前記外スクリュー７によって固形物２０ｂが除去されて前記非突設部９に空間ができ、その後に前記非突設部９に固形物２０ｂが埋まり、その後に前記外スクリュー７によって固形物２０ｂが除去されて前記非突設部９に空間ができ、その後に前記非突設部９に固形物２０ｂが埋まるというサイクルの繰り返しを連続的に行うことから、排水は外管２内の下側を流下する。
【００４７】
以上のように、前記外スクリュー７により形成された空間を前記排水の流路にすることができ、前記固形物圧縮プレート３５と前記内スクリュー６及び前記外スクリュー７とで圧縮されて発生した排水が前記流路を流下して前記外管２の下端部の下側に設けた排水口８から排出される。
【００４８】
一方、比較例として従来の脱水装置では、本発明における外スクリュー７の構成は全くなく螺旋状のスクリュー８０のみであったので、従来は図１４（ａ）に示すように、スクリューの外周縁１０と外管２の内周壁面との間にはわずかな隙間８１があるが、図１４（ｂ）に示すように、この隙間８１に小さい固形物８２が堆積して排水が下方に流れる流路がすべて断たれるという状態が常態化しているという問題があった。
【００４９】
次に、前記第一形態であって、前記組み合わせ単位の長さ（Ｎ１＋Ｎ２）の整数倍を前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さと等しくした場合の形態において、前記傾斜角１３と前記リード角１２との関係について説明する。図５に示すように、内スクリュー６のリード角１２と外スクリュー７の傾斜角１３とは相違する角度であり、傾斜角１３の方はリード角１２より大きい。前記内スクリュー７の外周縁１０を偶数ｎでｎ等分割した場合のみにおける、図３に示すように、外スクリュー７の螺旋状の斜面の傾斜角１３の設定について説明する。
【００５０】
前記外スクリュー７の傾斜角１３については、前記内スクリュー６の外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さを偶数ｎでｎ等分割した場合に、前記周方向３６０度にわたる長さにおける前記外スクリュー７の数をｍ個所とし、１か所当りの前記外スクリュー７を突設させた部分の前記外周縁１０の周方向の長さを前記内スクリュー６の前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さの（（１／ｎ）×ｐ）倍とするときに、前記外スクリュー７の斜面の前記シャフト５の短手方向となす、前記排出口２２側の傾斜角１３を前記内スクリュー６の前記シャフト５の短手方向となす、前記排出口２２側のリード角１２のｎ／（ｍ×ｐ）倍とする。
【００５１】
例えば、図７（ａ）に示すように内スクリュー６の外周縁が４等分割で外スクリュー７と非突設部９が２か所ずつの場合は、前記外スクリュー７と前記非突設部９との組み合わせの中で前記外スクリュー７の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１と、前記非突設部９の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ２とは同一であり、ｎ＝４，ｍ＝２、底辺の長さ＝１／４からP＝１となり、この場合の傾斜角１３は、内スクリュー６のリード角１２の２倍となる。
【００５２】
次に、図７（ｂ）に示すように、内スクリュー６の外周縁１０が２等分割で外スクリュー７と非突
設部９が１か所ずつの場合は、前記外スクリュー７と前記非突設部９との組み合わせの中で前記外ス
クリュー７の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１と、前記非突設部９の前記外周縁１０の周
方向で所定の長さＮ２とは同一であり、ｎ＝２，ｍ＝１、底辺の長さ＝１／２からP＝１となり、こ
の場合の傾斜角１３は、内スクリュー６のリード角１２の２倍となる。
【００５３】
次に、図８（ａ）に示すように、内スクリュー６の外周縁が６等分割で外スクリュー７と非突設部９が３か所ずつの場合は、前記外スクリュー７と前記非突設部９との組み合わせの中で前記外スクリュー７の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１と、前記非突設部９の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ２とは同一であり、ｎ＝６，ｍ＝３、底辺の長さ＝１／６からP＝１となり、この場合の傾斜角１３は、内スクリュー６のリード角１２の２倍となる。
【００５４】
次に、図８（ｂ）に示すように、内スクリュー６の外周縁を６等分割して、前記外スクリュー７と前記非突設部９との１つの組み合わせの中で前記外スクリュー７の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１は２／６であり、前記非突設部９の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ２は１／６であるので、外スクリュー７の所定の長さＮ１は非突設部９の所定の長さＮ２の２倍であるので、ｎ＝６，ｍ＝２、底辺の長さ＝２／６からP＝２となり、この場合の傾斜角１３は、内スクリュー６のリード角１２の１．５倍となる。
【００５５】
次に、図８（ｃ）に示すように、内スクリュー６の外周縁を６等分割して、前記外スクリュー７と前記非突設部９との１つの組み合わせの中で前記外スクリュー７の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ１は１／６であり、前記非突設部９の前記外周縁１０の周方向で所定の長さＮ２は２／６であるので、外スクリュー７の所定の長さＮ１は非突設部９の所定の長さＮ２の１／２倍であるので、ｎ＝６、ｍ＝２、底辺の長さ＝１／６からP＝１となり、この場合の傾斜角１３は、内スクリュー６のリード角１２の３倍となる。
【００５６】
以上のように、前記第一形態であって、前記組み合わせ単位の長さ（Ｎ１＋Ｎ２）の整数倍を前記外周縁１０の周方向３６０度にわたる長さと等しくした場合の形態においては、前記内スクリュー７の外周縁１０を偶数ｎでｎ等分割した場合のみにおける、図３に示すような、外スクリュー７の螺旋状の斜面７０の傾斜角１３を、内スクリュー６のリード角１２等から求めることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１          脱水装置
２          外管
４          スクリュー
５          シャフト
６          内スクリュー
７          外スクリュー
８          排水口
９          非突設部
１０        外周縁
１２        リード角
１３        傾斜角
１４        ピッチ
１５        板厚
１７        前端
１８        後端
２０        固形物
２１        投入口
２２        排出口
３２        ホッパー
３３        駆動部
３４        固形物圧縮室
３５        固形物圧縮プレート
３６        スプリング
３７        スプリング力調整手段
３８        固形物排出部
４０        脱水後固形物
７０        斜面
８０        スクリュー
８１        隙間
８２        固形物
Ｈ          排出方向
Ｌ          距離
Ｍ          突設高さ
Ｎ          長さ
Ｒ          回転方向
【要約】
【課題】圧縮により余分な水分を取り除き、脱水された固形物を排出できる、構造がシンプルで安価な脱水装置を提供することを課題とする。
【解決手段】水分を含有する固形物を圧縮して脱水する脱水装置であって、螺旋状の内スクリューの外周縁に、排出口側に向けて突設された外スクリューと、回転方向で外スクリューの後側に連接させて設けた非突設部とを組み合わせた組み合わせ単位を前記外周縁の全長に亘って連続的に設け、外スクリューは、前端における内スクリューに対する突設高さをゼロとし、後端における突設高さを一つの組み合わせの中での非突設部の部分における内スクリューが固形物を押し上げる距離と同一又は同一以上として、前端側から後端側になるほど突設高さを徐々に高くした斜面を形成した形態を有して、外スクリューにより非突設部に形成された空間を排水の流路にする脱水装置により課題解決ができた。
【選択図】      図１【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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