(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記特許文献1に記載の貯留排出装置は、ごみ及び空気の受け入れ部である輸送管、空気を吸引するための吸気管、及びフィルターから構成される固定部の直径が大きい。また、固定部と回転ドラムとの間には、回転ドラムの回転を許容しながら、回転ドラムの高気密性を確保するシール機構が必要である。しかしながら、固定部の直径が大きい場合は、シール機構の高気密性の確保が難しいという課題があった。具体的には、シール機構として、大径かつ高気密性のベアリング等を用いる必要があり、製造コストが増大するという課題があった。
【0006】
また、回転ドラムの回転に伴ってごみが掻き上げられた際に、ごみによりフィルターの一部を塞がれることがある。フィルターの一部が塞がれることによって、フィルターを通過する空気の流速が速くなってしまうという課題がある。
【0007】
この発明は、輸送管や吸気管などの固定部と回転ドラムとの間のシール機構をより簡易化することができ、かつ、フィルターの通気孔が塞がれるのを防止することができる貯留排出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の第一の態様によれば、貯留排出装置は、内部に送り羽根を有し、軸線回りに回転することによって被処理物を軸方向下流側に搬送する回転ドラムと、前記軸線と同軸の円筒形状に形成され、前記回転ドラムの軸方向上流側の端壁の軸方向上流側から軸方向下流側にわたって配置されて、前記回転ドラム内に空気とともに固体を導入する導入配管と、前記回転ドラムの内部空間を負圧源に接続する排気部と、を備え、前記排気部は、前記導入配管の径方向外側にて前記軸線と同軸の円筒形状に形成され、前記端壁の内外に亘って延在し、軸方向上流側の端部が前記負圧源に接続されている排気配管と、前記排気配管の軸方向下流側に設けられ、前記回転ドラムの内部空間と連通する複数の通気孔を有する筒状網と、前記排気配管と前記回転ドラムとの間をシールするシール機構と、を有し、前記筒状網は、前記排気配管の軸方向下流側の端部から径方向外側に突出する後端面と、前記後端面の径方向外側の端部に接続された筒形状の筒部と、前記導入配管の軸方向下流側の端部近傍から径方向外側に突出する前端面と、前記筒部の軸方向下流側の端部と前記前端面の径方向外側の端部とを接続し、軸方向下流側に向かうに従って漸次細くなるテーパ部と、前記軸方向下流側から見て、前記テーパ部の下端を基準として前記回転ドラムの回転方向に向かって180°から270°に至る範囲の前記テーパ部を閉塞する閉塞部と、を備える。
【0009】
このような構成によれば、導入配管と排気配管とが二重管構造をなしていることによって、導入配管と排気配管とを小径化でき、排気配管と回転ドラムとの間のシール機構をより簡易化することができる。
また、回転ドラム内に貯留され、回転ドラムが回転することにより上方に掻き上げられた被処理物がテーパ部上に落下する際に、閉塞部に落下した被処理物をスムーズに落下させることができる。また、被処理物が落下する箇所に閉塞部が配置されているため、通気孔が被処理物によって塞がれることにより、負圧源によって発生する空気の流速が変動するのを防止することができる。
【0010】
上記貯留排出装置において、前記導入配管は、前記前端面から軸方向下流側に突出してよい。
【0011】
このような構成によれば、回転ドラム内に貯留された被処理物が筒状網に接触することによって筒状網が破損することを防止することができる。
【0012】
上記貯留排出装置において、前記前端面の上端を基準として前記軸線の周方向の少なくとも±45°の範囲の前記前端面を閉塞する第二閉塞部を備えてよい。
【0013】
このような構成によれば、導入配管の上方に堆積した被処理物によって負圧源で発生する空気の流速が変動するのを防止することができる。
【0014】
上記貯留排出装置において、前記送り羽根は、前記導入配管の延びている範囲に配置されている第一送り羽根と、前記第一送り羽根の軸方向下流側に配置されている第二送り羽根と、を有し、前記第二送り羽根は、軸方向から見て前記第二送り羽根の一部と前記筒状網の一部とが重なっていてよい。
【0015】
このような構成によれば、第二送り羽根の径方向の高さが高くなることによって、より多くの被処理物を堰き止めることができる。これにより、回転ドラム内に貯留される被処理物の量をより多くすることができる。
【0016】
上記貯留排出装置において、前記回転ドラムは、前記端壁に形成され前記排気配管が配置された配管挿通孔と、第一フランジと第二フランジと、フレキシブルジョイントと、を備え、前記第二フランジは前記配管挿通孔にて前記端壁と一体に形成され、前記第一フランジは、前記排気配管と前記シール機構にてシールされ、前記第一フランジと前記第二フランジは、前記フレキシブルジョイントで接続されてよい。
【0017】
このような構成によれば、例えば回転ドラムが振動した場合においても、振動がシール機構に及ぶのを防止することができる。換言すれば、フランジを分割してシール機構側の第一フランジと回転ドラム側の第二フランジとをフレキシブルジョイントで接続したことによって、回転ドラム側の動きをフレキシブルジョイントで吸収することができる。
また、フレキシブルジョイントにより、導入配管と回転ドラムとを正確に同軸に合わせて配置する必要がなくなり、略同軸、すなわち同軸状とすることができるため、据付が容易となる。
【発明の効果】
【0018】
このような構成によれば、導入配管と排気配管とが二重管構造をなしていることによって、導入配管と排気配管とを小径化でき、排気配管と回転ドラムとの間のシール機構をより簡易化することができる。
また、回転ドラム内に貯留され、回転ドラムが回転することにより上方に掻き上げられた被処理物がテーパ部上に落下する際に、閉塞部に落下した被処理物をスムーズに落下させることができる。また、被処理物が落下する箇所に閉塞部が配置されているため、通気孔が被処理物によって塞がれることにより、負圧源によって発生する空気の流速が変動するのを防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態の貯留排出装置について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の貯留排出装置は、空気輸送方式によるごみ空気輸送システムに使用され、空気搬送された被処理物であるごみ・塵芥が貯留される装置である。
ごみ空気輸送システムは、例えば複数階層を有するマンションなどの建築物に設けられているごみの投入口、建築物を上下方向に貫通する複数の投入シュート(ダストシュート)及び輸送管を介してごみが貯留される貯留排出装置と、ごみ輸送用の空気流を発生させる送風機(ブロア、負圧源)と、を有している。貯留排出装置には、投入口に投入されるごみが空気の気流と共に導入される。
【0021】
図1に示すように、本実施形態の貯留排出装置1は、ごみ(固体)が貯留される回転ドラム3と、ごみを空気の気流とともに回転ドラム3に導入する導入配管4と、回転ドラム3内の空気を排気するための排気部5と、を備えている。
なお、以下の説明では、回転ドラム3の軸線Oが延びている方向を軸方向Daとする。また、軸線Oに直交する方向を径方向とし、径方向で軸線Oから遠ざかる側を径方向外側といい、径方向で軸線Oに近づく側を径方向内側という。また、軸方向Daであって、搬送方向Tの上流側を軸方向上流側Da1、搬送方向Tの下流側を軸方向下流側Da2という。
【0022】
回転ドラム3は、軸線Oが水平方向に延びる円筒形状をなしている。回転ドラム3は、ごみを収容する内部空間6を有している。回転ドラム3は自転によってごみを軸方向下流側Da2に搬送する。回転ドラム3の配置は水平に限らず、軸方向下流側Da2に向かって下がるような配置としてもよい。
【0023】
回転ドラム3の内部には、送り羽根7(羽根部、スクリュー羽根)が設けられている。送り羽根7は、ごみを軸方向下流側Da2に押し込む押し込み機構として機能する。送り羽根7は螺旋状に形成され、その外周端が回転ドラム3の内壁に溶接によって接合されている。回転ドラム3が回転することによって、送り羽根7も回転する。
【0024】
回転ドラム3が所定の回転方向(本実施形態では、軸方向下流側Da2から見て時計回り)に回転すると、回転ドラム3の内部に投入されたごみが軸方向下流側Da2へ押し込まれて圧縮される。即ち、回転ドラム3は、ごみを貯留する機能を有するとともに、回転力を与えることにより、ごみを圧送する機能を有している。
【0025】
回転ドラム3の軸方向下流側Da2には、ごみを排出する排出開口8が設けられている。排出開口8は筒状をなし、回転ドラム3の軸方向下流側の端部に回転ドラム3と同軸状に設けられている。
貯留排出装置1は、回転ドラム3を回転させる駆動部9を有している。駆動部9は、電動モーター10と、電動モーター10の出力軸に設けられている駆動歯車11と、回転ドラム3の外周面に設けられている被駆動歯車12と、を有している。
【0026】
回転ドラム3は、下方から四つの受けローラー14(
図1には二つのみ示す)によって回転可能に支持されている。回転ドラム3は、回転ドラム3の軸方向Daの一方の端部近傍にて下方から二つの受けローラー14によって支持され、回転ドラム3の軸方向Daの一方の端部とは反対側の端部近傍にて下方から二つの受けローラー14によって支持されている。
【0027】
各々の受けローラー14は、タイヤ形状のローラー本体15と、ローラー本体15を回転可能に支持するローラー支持台16とから構成されている。回転ドラム3の外周面におけるローラー本体15の接触部には、円筒形状のレールリング17が取り付けられている。
【0028】
図2、
図3に示すように、導入配管4は、回転ドラム3の軸方向上流側Da1の端壁19の軸方向上流側Da1から軸方向下流側Da2にわたって配置されている円筒状の管である。即ち、導入配管4は、回転ドラムの内部空間6から回転ドラムの外部に亘って延在している。また、回転ドラム3の軸線O(中心軸)と、導入配管4の中心軸とは一致している。(同軸状に配置されている。)
導入配管4の軸方向上流側の端部は、ごみ及び空気の受け入れ部である輸送管13と接続されている。
【0029】
排気部5は、回転ドラム3の内部空間6を負圧源である送風機2に接続する部位である。排気部5は、回転ドラム端壁19の内外に亘って延在する排気配管20と、排気配管20の軸方向下流側Da2に設けられている筒状網21と、排気配管20と回転ドラム3との間をシールするシール機構29と、を有している。
【0030】
排気配管20の軸方向上流側Da1は、送風機2と接続されている。排気配管20は、導入配管4の径方向外側にて軸線Oと同軸の円筒形状に形成された配管である。即ち、排気配管20と導入配管4は二重管の構造としている。
筒状網21は、回転ドラム3の内部空間6と連通する複数の通気孔22を有する円筒籠状の部材である。筒状網21は、回転ドラム3の内部空間6と排気配管20との間に介在するフィルター(スクリーン)として機能する。筒状網21は、導入配管4の軸方向下流側Da2の端部近傍まで延在している。
【0031】
筒状網21は、金網31(例えば金属メッシュ)と金網31を補強するためのリブ32(骨組み)と、筒状網21の一部を塞ぐ閉塞部である金属板38と、から形成されている。即ち、筒状網21の金網31の目が複数の通気孔22である。
筒状網21は、金網31に限らず、面上に規則的に通気孔が形成された部材から形成することができる。筒状網21は、例えば、パンチングメタルから形成してもよい。
【0032】
次に、筒状網21の詳細形状について説明する。
筒状網21は、排気配管20の軸方向下流側Da2の端部から径方向外側に突出する円板状の後端面23(
図2参照)と、後端面23の径方向外側の端部に接続された円筒形状の円筒部24(筒部)と、導入配管4の軸方向下流側Da2の端部近傍から径方向外側に突出する円板状の前端面25と、円筒部24の軸方向下流側Da2の端部と前端面25の径方向外側の端部とを接続するテーパ部26と、を有している。
【0033】
後端面23は、その主面が軸線Oに直交している円形の部位である。後端面23は、リブ32を除き、金網31によって形成されている。即ち、後端面23の全面には、複数の通気孔22が規則的に形成されている。
円筒部24は、回転ドラム3と同軸状の円筒形状の部位である。円筒部24は、リブ32を除き、全面が金網31によって形成されている。即ち、円筒部24の全面には、複数の通気孔22が規則的に形成されている。
【0034】
テーパ部26は、軸方向下流側Da2に向かうに従って漸次縮径しているコーン状(錐体状)の部位である。
テーパ部26の水平面からの傾斜角度θは、回転ドラム3内に貯留されるごみの堆積物M1の安息角に応じて適宜設定されている。本実施形態のテーパ部26は、円筒部24とのなす角度が50°となるように形成されている。テーパ部26の円筒部24とのなす角度は、30°から60°の間としてよい。換言すれば、軸線Oを含む鉛直面とテーパ部26とのなす角度は、30°から60°の間である。
テーパ部26は、周方向から見た断面形状を直線状にする必要はなく、円弧状としてもよい。即ち、テーパ部26は、軸方向下流側Da2に向かうに従って漸次細くなっていればよい。
【0035】
図4に示すように、テーパ部26は、全面が金網31によって形成されておらず、一部が閉塞部である金属板38によって形成されている。テーパ部26は、軸方向下流側Da2から見て、テーパ部26の下端を基準として回転ドラム3の回転方向Rに向かって235°に至る範囲A1が金属板38によって形成されている。即ち、軸方向下流側Da2から見て、テーパ部26の周方向の下端を基準として時計回りに235°までの範囲A1は、通気孔22がない。即ち、テーパ部26が金属板38によって閉塞されている。
テーパ部26において金属板38によって形成される範囲は、テーパ部26の下端を基準として回転ドラム3の回転方向Rに向かって235°に至る範囲A1のみであり、それ以外の範囲には、通気孔22が形成されている。
【0036】
なお、本実施形態では、金属板38を設けることによって通気孔をなくしているが、金網31の通気孔22を閉塞部として機能する部材で塞いでもよいし、金網31の通気孔22を金属板によって塞ぐ構成としてもよい。
通気孔22をなくす範囲は、上記した範囲が最も好ましいが、下端から回転ドラム3の回転方向Rに向かって225±45°の範囲としてもよい。即ち、通気孔22をなくす範囲は、最小で下端から回転ドラム3の回転方向Rに向かって180°の範囲であり、最大で下端から回転ドラム3の回転方向Rに向かって270°の範囲である。
【0037】
換言すれば、軸方向下流側Da2から見て回転ドラム3が時計回りで回転する場合は、軸方向下流側Da2から見てテーパ部26の少なくとも左半面(左半分)の通気孔22がない。軸方向下流側Da2から見て回転ドラム3が反時計回りで回転する場合は、軸方向下流側Da2から見てテーパ部26の少なくとも右半面(右半分)の通気孔22がない。
さらに換言すれば、テーパ部26では、少なくとも回転ドラム3の周面のうち、下方から上方に向かって回転する回転ドラム3の周面に面する部分の通気孔22がない。
【0038】
導入配管4は、筒状網21の前端面25から突出している。導入配管4の筒状網21の前端面25からの長さLは、約50mm−100mmである。
前端面25は、全面が金網31によって形成されておらず、一部が閉塞部として機能する金属板39(第二閉塞部)によって形成されている。前端面25は、前端面25の上端から±45°の範囲A2が金属板39によって形成されている。換言すれば、前端面25の上方には、扇形の金属板39が配置されており、通気孔22がない。即ち、前端面25は、金属板39によって閉塞されている。
通気孔22をなくす範囲は、上記した範囲が最も好ましい。
【0039】
図2に示すように、導入配管4の一部には、導入配管4の内周側と導入配管4の外周側とを連通する配管通気孔33が形成されている。配管通気孔33は、導入配管4の軸方向Daにおいて、筒状網21の前端面25よりも軸方向上流側Da1であって、前端面25の近傍に設けられている。
【0040】
筒状網21に形成される通気孔22の数は、貯留排出装置1の運転時において、通気孔22を通過する空気の流速に基づいて決定される。
通気孔22を通過する空気の流速は、通気孔22の数が多い程低下する。通気孔22の数は、通気孔22を通過する空気の流速が、例えば、1m/sから5m/sの間の速度となるように設定される。本実施形態の通気孔22の数は、通気孔22を通過する空気の流速が遅くなるように設定されている。
【0041】
回転ドラム3の送り羽根7は、軸方向上流側Da1に配置されている第一送り羽根7aと、軸方向下流側Da2に配置されている第二送り羽根7bと、を有している。
第一送り羽根7aは、導入配管4が延びている軸方向の範囲に設けられている。換言すれば、第一送り羽根7aは、排気部5が存在する軸方向の範囲に設けられている。
第一送り羽根7aの径方向の高さは、筒状網21に干渉しない高さである。
【0042】
第二送り羽根7bの径方向の高さは、第一送り羽根7aの径方向の高さよりも高い。具体的には、第二送り羽根7bの径方向の高さは、回転ドラム3の内周面と軸線Oとの径方向の間隔の100%までの高さとしてよい。即ち、軸方向Daから見て第二送り羽根7b径方向内側の一部と筒状網21の径方向外側の一部とは重なっている。
第一送り羽根7aのピッチP1は、第二送り羽根7bのピッチよりも小さい。第一送り羽根7aのピッチP1は、第二送り羽根7bのピッチの1/3から1/2である。
本実施形態の送り羽根7は、連続した螺旋形状(7a、7b)であるが、断続した螺旋形状としてもよい。
【0043】
図1及び
図2に示すように、回転ドラム3の端壁19には、導入配管4及び排気配管20が挿通する配管挿通孔27が形成されている。配管挿通孔27には、円筒形状のフランジ28が回転ドラム3の外方に突出して形成されている。フランジ28は、フランジ28の中心軸と回転ドラム3の軸線Oとが一致するように形成されている。
フランジ28(回転ドラム3)と排気配管20との間には、シール機構29が設けられている。シール機構29は、砲金(銅合金)によって形成されたブッシュ34と、シール部材35によって構成されている。
【0044】
ブッシュ34を形成する材料は、砲金に限ることはなく、他の金属やプラスチックでもよい。シール部材35としては、例えば、グランドパッキンや、オイルシールパッキンを採用することができる。シール機構29は、回転する回転ドラム3(フランジ28)と、固定されている排気配管20との間をシールできればよく、簡易なシール機構を用いることができる。
【0045】
フランジ28は、軸方向上流側Da1の第一フランジ28aと軸方向下流側Da2の第二フランジ28bとに分割されている。シール機構29は、第一フランジ28aと排気配管20との間に設けられている。第二フランジ28bは端壁19に一体に形成されている。
第一フランジ28aと第二フランジ28bとは、環状のフレキシブルジョイント36によって接続されている。フレキシブルジョイント36は、環状部材同士を接続する継手であって、例えば、高い耐圧性を有するゴムによって形成されている。フレキシブルジョイント36を形成する材料としては、ゴムに限ることはなく、メタルホース、フッ素樹脂などの高耐圧性で柔軟性を有する材料の採用も可能である。
【0046】
送風機2は、排気配管20と接続されており、回転ドラム3の内部空間6の空気を吸引する。送風機2が回転ドラム3の内部空間6の空気を吸引することにより、輸送管13及び導入配管4内にごみ輸送用の空気流が発生する。
輸送管13は、図示しないごみ投入口と接続されている。即ち、ごみ投入口から投入されたごみは、輸送管13及び導入配管4を介して気流と共に回転ドラム3に導入される。
【0047】
次に、本実施形態の貯留排出装置1の作用について説明する。
まず、投入口から投入されたごみは、送風機2によって発生した気流に乗って輸送管13を介して輸送される。即ち、送風機2が運転されると、排気部5を介して回転ドラム3の内部空間6の空気が吸引されて、これにより、導入配管4の上流側に設けられている輸送管13に気流が発生し、ごみ(塵芥)及び空気が導入配管4を介して回転ドラム3内に導入される(
図1及び
図2にInと記す。)。
【0048】
導入配管4より回転ドラム3内に導入されたごみは回転ドラム3内に落下する。導入配管4より回転ドラム3内に導入された空気は、筒状網21の通気孔22を介して排気配管20に流入し、送風機2に吸引される(
図1及び
図2にOutと記す。)。
ごみは、送り羽根7によって排出開口8側へ移送される。排出開口8は図示しない密閉扉を備えており、ごみ排出時以外は閉じられている。ごみ排出時は、送風機2の運転を止め、密閉扉を開ける。これにより、ごみは、排出開口8より排出され、図示しないごみ収集車に送り込まれるなどする。
【0049】
また、回転ドラム3内に貯留されるごみは、回転ドラム3の回転に伴い、上方に掻き上げられた後、下方に落下を繰り返しながら送り羽根7によって移送され、軸方向上流側Da1に向かうに従って、徐々に低くなるように堆積する。即ち、貯留されるごみは所定の安息角を持って堆積する。
【0050】
上記実施形態によれば、回転ドラム3内にごみ及び空気を吸引する管である導入配管4と空気を排出する排気配管20とが円筒形状をなしているとともに、二重管構造とされていることによって、導入配管4と排気配管20とを小径化でき、排気配管20と回転ドラム3との間のシール機構29をより簡易化することができる。
シール機構29は、円筒形状の排気配管20と、回転ドラム3の直径よりも十分小さいフランジ28との間をシールできればよく、一般的なグランドパッキンやオイルシールパッキンの採用が可能となる。またシールすべき部分が小さくなるので、高真空の要求にも対応しやすくなる。
【0051】
また、テーパ部26の範囲A1に通気孔22がないことによって、
図5に示すように、回転ドラム3内に貯留され、回転ドラム3が回転することにより上方に掻き上げられたごみM2がテーパ部26上に落下する際に、テーパ部26上に落下したごみをスムーズに下方に落下させることができる。範囲A1の通気孔が塞がれていない場合には、筒状網21の通気孔22がごみによって塞がれることにより、負圧源によって発生する空気の流速が早くなるなどの変動が生じるが、本実施形態によればこれを防止することができる。
また、筒状網21のテーパ部26上に落下したごみをスムーズに下方に落下させることができる。
【0052】
また、筒状網21にテーパ部26が設けられていることによって、ごみの堆積物M1と筒状網21とが干渉する箇所をより軸方向上流側Da1にずらすことができる。これにより、回転ドラム3内に貯留されるごみの量をより多くすることができる。即ち、少ない空間により多くのごみを貯留することができる。
【0053】
また、導入配管4が筒状網21の前端面25よりも突出していることによって、回転ドラム3内に貯留されたごみが筒状網21に接触して筒状網21が破損することを防止することができる。
【0054】
また、前端面25の範囲A2に通気孔22がないことによって、
図5に示すように、導入配管4の上面に溜まったごみM3によって負圧源によって発生する空気の流速が所定値から変動するのを防止することができる。
【0055】
また、軸方向Daから見て第二送り羽根7bと筒状網21とがオーバーラップするように形成されていることによって、より多くのごみを堰き止めることができる。これにより、回転ドラム3内に貯留されるごみの量をより多くすることができる。
【0056】
また、回転ドラム3と排気部5との間をシールするシール機構29が設けられているフランジ28にフレキシブルジョイント36を設けたことによって、例えば回転ドラム3が振動した場合においても、振動がシール機構29に及ぶのを防止することができる。換言すれば、フランジ28を分割してシール機構29側の第一フランジ28aと回転ドラム3側の第二フランジ28bとをフレキシブルジョイント36で接続したことによって、回転ドラム3側の動きをフレキシブルジョイント36で吸収することができる。
また、フレキシブルジョイント36により、導入配管4と回転ドラム3とを正確に同軸に合わせて配置する必要がなくなり、略同軸、すなわち同軸状とすることができるため、据付が容易となる。
【0057】
また、導入配管4に配管通気孔33が形成されていることによって、導入される空気の一部を配管通気孔33を介して排気部5に送ることができる。これにより、配管通気孔33の軸方向下流側Da2の風速を遅くすることができる。これにより、ごみ堆積物M1が舞い上がるなどの要因で通気孔22が塞がれることを防止することができる。
【0058】
以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、筒状網21は、円筒状に限ることはなく、角筒形状(例えば、八角筒形状)としてもよい。
また、配管通気孔33は必ずしも設ける必要はない。