(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物を収容して回転する回転筒体と、該回転筒体の軸方向端にあって該回転筒体に固定されることなく回転筒体開口部を塞ぐ蓋との間を密封する密封装置において、前記回転筒体の軸方向端部内周面に、内周側に向けて突出した立上がり部が回転周方向に沿って全周に亘り設けられているとともに、前記蓋の内面に、軸方向内側に突出して、該蓋と前記立上がり部との間の回転筒体端縁部内面を立上がり部と共同して覆う覆い部が回転周方向に沿い、かつ一部で不連続となるように設けられており、さらに、回転筒体の前記端縁部内面に付着した内容物を取り除くスクレーパを有することを特徴とする回転筒体の密封装置
【請求項２】
前記覆い部は、蓋の下方側から内容物予定収容量高さを越える範囲に亘って配置されているとともに、蓋の上方側で配置を欠いて不連続になっていることを特徴とする請求項１記載の回転筒体の密封装置
【請求項３】
前記立上がり部の軸方向外側の回転筒体端縁部に、該立上がり部と間隙を有して、内周側に突出した第２立上がり部が回転周方向に沿って全周に亘り設けられており、前記立上がり部と第２立上がり部との間でスクレーパによる内容物の取り除きが行われるように前記スクレーパが配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転筒体の密封装置
【請求項４】
スクレーパによる内容物取り除き位置または第２立上がり部の軸方向外側に、回転筒体縁部と蓋との間を封止するシール部が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回転筒体の密封装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転円筒形堆肥製造装置等に用いられる回転筒体の密封装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転円筒型堆肥製造装置は、円筒体の開口部を固定式の蓋で覆い、この円筒体内に堆肥原料を収容して、円筒体を回転させながら原料を発酵させて堆肥化している。この際に円筒体の開口部は蓋で覆われているが、両者は操業時には一方は回転し、他方は固定されて停止しているので、両者の隙間から原料が漏れないようにすることが必要である。しかも、発酵に際しては、臭気が発生するので、この臭気が円筒体から漏れ出さないような配慮も必要とされる。
従来、このような観点から、回転円筒型堆肥製造装置では、回転円筒と固定蓋との間を、ゴム等の弾性体の装入によって密封し、内容物すなわち堆肥化原料や発酵過程で生じる悪臭ガス等の洩れを防いでいる。また両者の密封部分にラビリンス構造を採用し、さらに適宜弾性体と組み合わせたものも提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の密封機構では次の様な欠点がある。
一般的に堆肥化原料は高水分で粘着性があり、また形状も不定で堆肥化に適さない石、金属等の混入もある。この原料は、操業時には回転円筒内に滞留し、回転円筒の両端において、固定蓋にて堰き止められる。回転円筒と固定蓋との間には、前記したように密封装置が備えられているが、原料の侵入圧力に負けて密封部から原料や悪性ガスが外部に漏れるという欠点がある。例えば、回転円筒と固定蓋との間に組み込まれたゴム性のシールでは、直接に原料と接触するので圧力や摩擦等により早期に破損しやすく、漏れ等を招く。またゴム性のＯリングの使用も考えられるが、その摩擦抵抗が動力の損失につながり、また原料の喰い込み等によりリングが破壊されてしまうという問題もある。この他に、シール部と原料とが直接触れないようにラビリンス構造を採用し、これにゴムシール等を組み合わせたものもあるが、原料はそのラビリンス構造をも通り抜けてゴムシールにまで達し、前述と同じような結果を招いてしまうため、十分な密封性は得られない。
【０００４】
この発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、動力への負荷を増大させることなく、回転円筒と固定蓋との密封性を高めることができる密封装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の回転筒体の密封装置のうち第１の発明は、内容物を収容して回転する回転筒体と、該回転筒体の軸方向端にあって該回転筒体に固定されることなく回転筒体開口部を塞ぐ蓋との間を密封する密封装置において、前記回転筒体の軸方向端部内周面に、内周側に向けて突出した立上がり部が回転周方向に沿って全周に亘り設けられているとともに、前記蓋の内面に、軸方向内側に突出して、該蓋と前記立上がり部との間の回転筒体端縁部内面を立上がり部と共同して覆う覆い部が回転周方向に沿い、かつ一部で不連続となるように設けられており、さらに、回転筒体の前記端縁部内面に付着した内容物を取り除くスクレーパを有することを特徴とする。
【０００６】
第２の発明の回転筒体の密封装置は、第１の発明において、前記覆い部が、蓋の下方側から内容物予定収容量高さを越える範囲に亘って配置されているとともに、蓋の上方側で配置を欠いて不連続になっていることを特徴とする。
【０００７】
第３の発明の回転筒体の密封装置は、第１または第２の発明において、前記立上がり部の軸方向外側の回転筒体端縁部に、該立上がり部と間隙を有して、内周側に突出した第２立上がり部が回転周方向に沿って全周に亘り設けられており、前記立上がり部と第２立上がり部との間でスクレーパによる内容物の取り除きが行われるように前記スクレーパが配置されていることを特徴とする。
【０００８】
第４の発明の回転筒体の密封装置は、第１〜第３の発明のいずれかにおいて、スクレーパによる内容物取り除き位置または第２立上がり部の軸方向外側に、回転筒体縁部と蓋との間を封止するシール部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の密封装置は、内容物を収容して回転する回転筒体と、この回転筒体の軸方向端開口部を覆う蓋との間を密封することを目的とする。
上記回転筒体に収容される内容物としては、粘着性があり、形状が不定で石、金属等の異物が混入しているおそれがある発酵用原料が代表的に例示され、本発明としてはこの原料を内容物とする回転筒体が好適な対象となる。ただし、本発明としては、内容物の種別が発酵用原料に限定されるものではなく、上記装置に収容され、回転時に回転筒体と蓋との間で漏れの問題が発生し、または発生するおそれのあるものであれば適用可能である。
【００１０】
また上記回転筒体には、通常、円筒形のものが使用されるが、本発明としてはこれに限定されるものではなく、例えば多角形筒体形状とすることも可能である。該回転筒体は適宜の回転駆動源によって回転される。この回転筒体は、軸方向端部の一方または両方が開口しており、この開口部は必要に応じて蓋で塞がれる。本発明は、開口部に回転筒体に固定されない蓋が設置されるものに適用される。
本発明が適用される回転筒体では、開口部が一端部にあるものでも両端部にあるものでもよく、また、蓋の全てが回転筒体に固定されない蓋である必要はなく、少なくとも一つの蓋が回転筒体に固定されない蓋であればよい。
回転筒体に固定されない蓋は、通常は、原料の投入部や排出部が設けられ、基台等に固定され、回転筒体が回転する際にも回転することなく定位置にとどまる。ただし、本発明としては、蓋自体が回転するものを適用範囲から排除するものではなく、蓋が回転筒体と同期しない状態で回転するものであれば適用可能であり、所期の効果を得ることができる。
【００１１】
本発明では、上記回転筒体の軸方向端部内周面に、回転筒体の回転周方向に沿って全周に亘って立上がり部が設けられるが、該立上がり部は回転筒体に一体に形成されたものであってもよく、また、別部材を回転筒体に固定したものであってもよい。該立上がり部の高さも適宜定めることができる。
一方、前記蓋の内面には、軸方向内側に突出する覆い部が設けられる。該覆い部も蓋に一体に形成されたものでもよく、また、別部材を蓋内面に固定したものであってもよい。なお、覆い部の突出方向は、軸方向内側に向けたものであればよく、必ずしも軸方向そのものに沿っていることが必要とされるものではない。特に、蓋方向の基端側から徐々に外周側に拡がるように軸方向内側に向けて伸張するものが望ましい。これにより覆い部は軸方向外側から内側に向けて外周方向に拡がる傾斜面を形成するので、これに接触する内容物を内側に押し戻す作用が働き、内容物が回転筒体縁部側に堆積して密封装置への侵入圧力を高めることを防止できる。
【００１２】
上記覆い部は立上がり部にまで達し、この立上がり部とともに立上がり部の軸方向外側の回転筒体端縁部内面を覆う。この際に覆い部は立上がり部との間でできるだけ隙間が生じないように位置させる。ただし、両者が強い力で接触すると回転筒体の駆動源に負荷を与えるので、通常時に両者が密着するように配置されることが要求されるものではない。これら立上がり部と覆い部とは、一部が重なり合ってもよいが、隙間を小さくできれば重なりを有することが要求されるものではない。また、覆い部を可撓性のある材料で構成するとともに、その先端を立上がり部の上面、またはさらにはこれを越えて立上がり部の内面側にまで伸張させると、内容物の圧力によって覆い部と立上がり部とが密着するので、立上がり部の外側に内容物が進出するのをより有効に阻止できる。この際の密着力は、両者が通常時にも強い力で接触している場合に比べれば十分に小さいので、回転駆動装置に対する負荷は小さいものとなる。
【００１３】
なお、覆い部は、回転周方向全周に亘って設けられるものではなく、周方向で少なくとも一部が欠けて不連続となっている。この不連続部分の範囲や位置は特定のものに限定されないが、少なくとも蓋の下方側においては、覆い部が連続しているのが望ましく、さらには蓋の下方側から内容物予定収容量高さを越える範囲に亘って連続して配置されているのがより望ましい。これは、内容物が堆積する下方側で立上がり部の軸方向外側に内容物が侵入するのを効果的に阻止するためである。また、覆い部の配置を欠いて不連続になっているのは、蓋の上方側とするのが望ましい。これは、後述するスクレーパによって内容物を取り除いた際に、内容物が自重で落下して内側に排除するのに好適であるからである。
【００１４】
密封装置では、上記したように、立上がり部の軸方向外側の端縁部内面に付着した内容物を取り除くスクレーパを備えている。簡易構造のスクレーパでは、端縁部内面付近に掻き取り部が位置するように固定状態に置き、回転筒体の回転に伴って端縁部内面に付着した内容物を掻き取る。スクレーパの固定は、例えば蓋に対し行うことができる。ただし、本発明としては、スクレーパが固定式のものに限定されるものではなく、回転移動等を伴うものであってもよい。要は回転筒体が回転している際に、端縁部内面に付着した内容物を取り除くことができるものであればよい。
【００１５】
スクレーパは、掻き取り部が端縁部内面に適宜の距離で位置するように配置してもよく、また、材質によっては端縁部内面に接触させたものであってもよい。
また、スクレーパによって取り除いた内容物は、上記した覆い部の不連続部を通して、回転筒体の内方へと排除される。したがって、内容物取り除き位置と不連続部との位置の関係は、この観点から定めることが重要である。通常は、不連続部で内容物取り除きを行うものとし、回転筒体の回転位置頂点よりも回転方向手前側で内容物の取りのぞきを行うのが望ましい。
【００１６】
さらに、立上がり部の軸方向外側にある回転筒体端縁部には、該立上がり部と軸方向に距離を隔てて第２の立上がり部を設けるのが望ましい。設置位置は、端縁部内面でも縁部でもよい。この第２立上がり部も、第１の立上がり部と同様に、回転筒体と一体に形成されているものでよく、また別部材を回転筒体に固定したものでもよい。さらに、第１の立上がり部と第２の立上がり部を回転筒体端縁側に設けた連結片で連結したものを回転筒体に固定するようなものであってもよい。なお、第２の立上がり部を設ける場合には、スクレーパによる内容物の取り除きは、第１の立上がり部と第２の立上がり部との間に形成される溝部で行う。好適には、この溝部にスクレーパの掻き取り部を嵌め込む。嵌め込みの際には、駆動源に負荷をかけないように、第１、第２立上がり部および端縁部内面と若干の隙間を有するようにするのが望ましい。
また、第２立上がり部の外方は、さらに第２立上がり部と前記した覆い部の一部または他の第２覆い部とによって覆われるのが望ましい。これにより、第２立上がり部での密封性も向上する。第２覆い部は、第１覆い部と同様に蓋の内面に、軸方向内側に突出するように設けたものである。これらの場合、覆い部の一部または第２覆い部が第２立上がり部とできるだけ隙間が生じないようにする。
【００１７】
本発明によれば、立上がり部と覆い部とによって、それ以上外側に原料が移動するのを阻止する。それにも拘わらず、立上がり部の外側に侵入した内容物は、スクレーパによって直ちに（例えば１回転毎に）取り除いて内側に排除することによって、内容物が立上がり部の外側に堆積するのを防止する。この対策を講じないと、立上がり部の外側に次第に内容物が堆積して、より外方への移動圧力を強めることになる。
【００１８】
さらに、この取り除き部よりも外側に、第２の立上がり部を設けておくことにより、より外側に内容物が移動するのを確実に防止するとともに、スクレーパによる取り除きの際に、内容物が外側に四散するのを防止する。また、第２立上がり部の外側を覆い部の一部または第２覆い部で覆っておけば、上記防止効果は一層確実になる。これらにより、回転駆動装置に負荷を加えることなく内容物が密封装置の外側に移動して、外部に漏出するのを防止する。
【００１９】
また、スクレーパによる内容物取り除き位置の外側または第２の立上がり部を有する場合には第２立上がり部の外側において、回転筒体縁部と蓋とを封止するシール部を設けるのが望ましい。このシール部は、回転筒体縁部と蓋との間にあって、両者に隙間なく接触しているのが望ましい。このシール部では、上記した密封装置の構造によって内容物の移動は阻止されているので、微細な内容物の漏出や臭気の外部漏出を防止できるものであればよく、内容物を主にシールする従来の密封装置ほどに大きな接触力は必要とされない。したがって、駆動装置に対する負荷も殆ど無視できる程度あり、寿命も大幅に伸びることになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
回転筒体である回転円筒１はローラ２…２に回転可能に支えられ、図に明示されていない駆動装置により、回転駆動される。回転円筒１の両端開口部には固定蓋３および４がそれぞれ密封装置２０を介して取り付けられ、回転円筒１の内部と外部とが遮断されている。固定蓋３には原料投入口５が、また他方の固定蓋４には排出口６が取り付けられている。
次に、本発明の密封装置２０を説明する。
図５に示すように回転円筒１の両端部内周面には、内周側に突出するようにリング板形状の立上がり部２１が固定されており、さらにこの立上がり部２１の外側（回転円筒軸方向に対し）の回転円筒縁部に同じくリング板形状の第２の立上がり部２２が固定されており、両者は互いに所定の距離を隔てている。これにより、立上がり部２１、第２立上がり部２２、回転円筒１の端縁部内面１ａとによって溝構造が得られている。
【００２１】
一方、蓋３、４の内面には、第２立上がり部２２の内周側位置から、立上がり部２１の上面に向けて外周方向に拡がりつつ伸張するシールリング（覆い部に相当）２４が、回転円筒１の回転周方向に沿って配置されており、シールリング２４の基台２４ａが蓋３、４の内面に固定されている。ただし、シールリング２４は、蓋３、４の上方部において、１／４円周程度欠けており、円周方向において不連続となっている。なお、シールリング２４の先端と立上がり部２１の上面とは密着することなくごく僅かな隙間を有しており、また、基台２４ａと第２立上がり部２２の上面も互いに密着することなく僅かな隙間を有している。すなわち、上記基台２４ａは、第２覆い部としての機能を有している。これら構造により上記した溝は上方側が覆われてチューブ状の室構造の空間Ａが構成されている。
また、蓋３、４の上方部には、スクレーパ２５が固定されている。該スクレーパ２５は、軸方向内側に伸張し、その先で外周側に屈曲しており、その先端部は角柱形状の掻き取り部２５ａとして、第１立上がり部２１、第２立上がり部２２、端縁部内面１ａで構成される溝に隙間を保って嵌め込まれている。
【００２２】
さらに、第２立上がり部２２の外周面には、２つのリング溝が全周に亘って同心状に形成されており、これらリング溝には、リング状のシール材２６、２７が配置固定されている。これらのシール材２６、２７には、外方に突き出したシール片２６ａ、２７ａが全周に亘って形成されており、該シール片２６ａ、２７ａは、蓋３、４の内面に密着している。すなわち、上記該シール部２６、２７によって回転筒体の縁部と蓋とを封止するシール部が構成されている。
なお、立上がり部２１の適所には水抜き穴２１ａが形成されており、原料の水分が溝内に滞留するのを防いでいる。
【００２３】
次に密封機構の作用について説明する。
回転円筒１内には、原料投入口５から原料７が投入される。この原料７の規定収容量は回転円筒１の容積の約１／２強であり、したがって、前記したシールリング２４は、図４に示すように、原料７の収容高さを超えた位置まで配置されている。
回転円筒１内に滞留する原料７は回転円筒１の両端で立上がり部２１とシールリング２４の上に堆積し、自重圧力によって立上がり部２１とシールリング２４との隙間より空間Ａ内へ侵入しようとするが回転円筒１が静止状態では原料７自身の摩擦や粒子の大きさなどに制限され、侵入量はわずかである。
しかし、回転円筒１が回転することにより、空間Ａ内への侵入量は増大する。ただし、このとき、空間Ａの外側は、第２立上がり部２２と基台２４ａとでほぼ塞がれているので、侵入した原料７ａはさらに外側に移動することはなく、空間Ａ内に留まる。そして、空間Ａに侵入した原料７ａは、回転円筒１が回転（図４示反時計回り）することにより、上方へ持ち上げられ、シールリング２４の不連続部に位置した時、その一部は溝から落下するが、残りは、溝の端縁部内面１ａに付着して回転円筒１と共に持ち上げられる。そして回転とともにスクレーパ２５の掻き取り部２５ａに当たり、全てが掻き落とされる。つまり空間Ａに侵入した原料７ａは、回転円筒１が回転するごとに溝から掻き落とされるので溝内に原料７ａが堆積することがない。このため、原料７ａが空間Ａからさらに外方に進出することはなく、基台２４ａと第２立上がり部２２との間の隙間では、通過する原料は皆無であり、シール２６、２７へ被害を与えない。シール２６、２７は悪性ガスのみを密封する役目だけを果たしており、シール片２６ａ、２７ａによって臭気が外部に漏れ出すのを確実に防止する。しかも原料の侵入がないので原料による損傷を受けず、長い寿命が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の密封装置によれば、回転筒体の軸方向端部内周面に、内周側に向けて突出した立上がり部が回転周方向に沿って全周に亘り設けるとともに、前記蓋の内面に、軸方向内側に突出して、該蓋と前記立上がり部との間の回転筒体端縁部内面を立上がり部と共同して覆う覆い部を回転周方向に沿い、かつ一部で不連続となるように設け、さらに、回転筒体の前記端縁部内面に付着した内容物を取り除くスクレーパを備えたので、原料の侵入を防いで密閉性を良好に保つことができ、回転駆動源に過度な負担を欠けることもない。
【００２５】
さらに、前記立上がり部の軸方向外側の回転筒体端縁部に、該立上がり部と間隙を有して、内周側に突出した第２立上がり部を回転周方向に沿って全周に亘って設け、立上がり部と第２立上がり部との間でスクレーパによる内容物取り除きを行うようにスクレーパを配置すれば、密封性を一層確実なものとすることができる。
【００２６】
また、スクレーパによる内容物取り除き位置または第２立上がり部の軸方向外側に、回転筒体縁部と蓋との間を封止するシール部を設ければ、回転筒体内からの臭気の漏れを確実に防止することができ、また、原料等の進出がシール部に至らないので、原料との接触による損傷を避けることができ、シール部の寿命が大幅に伸びる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を含む回転円筒型発酵装置を示す正面図である。
【図２】  同じく右側面図である。
【図３】  同じく縦断面図である。
【図４】  同じく図１のIV−IV線断面図であって立上がり部２１を省略した図である。
【図５】  同じく密封装置の上方側（図４のＶ−Ｖ線断面図）と下方側を示す正面における拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１    回転円筒
２    ローラ
３    固定蓋
４    固定蓋
５    原料投入口
６    排出口
７    原料
２０    密封装置
２１    第１立上がり部
２２    第２立上がり部
２４    シールリング
２５    スクレーパ
２５ａ  掻き取り部
２６    シール材
２６ａ  シール片
２７    シール材
２７ａ  シール片
【図１】
0003859417.tif 000002
【図２】
0003859417.tif 000003
【図３】
0003859417.tif 000004
【図４】
0003859417.tif 000005
【図５】
0003859417.tif 000006