貯留排出装置

本発明は、ごみ、塵芥等の被搬送物を回転ドラムを用いて搬送及び排出する貯留排出装置に関する。 本願は、2015年3月6日に出願された特願2015−044891号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

例えば、マンションなどの複数階層を有する集合住宅においては、居住者のごみ廃棄の簡便化を測るため、各階に設けられたごみ投入口を介したごみの廃棄を可能にするごみ空気輸送システムが採用されている。 ごみ投入口に投入されたごみ(塵芥)は、集合住宅を上下に貫通する投入シュート中を落下した後、投入シュート毎に設けられた回転ドラム式の貯留排出装置に貯留される。ごみは一時的に貯留排出装置に貯留され、適宜ごみ収集車によって回収される。

ごみ空気輸送システムに設けられる貯留排出装置(塵芥処理装置)としては、特許文献1に記載されているような装置が知られている。この貯留排出装置は、送風機(ブロア)を用いて回転ドラムの内部の空気を吸引して輸送管に気流を発生させて、ごみ及び空気を回転ドラムに導入する。ごみは、回転ドラム内に落下し、空気は吸気管を介して送風機に吸引される。

特公昭61−27284号公報

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。これにより、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、回転ドラムの気密性を確保するシール機構が必要であるが、固定部の直径が大きいため、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、大径かつ真空対応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。

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る貯留排出装置を提供することを目的とする。

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、自転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、外周面の少なくとも一部が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から同軸状に挿入されて、前記回転ドラム内に気流とともに固体を導入する配管と、前記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、前記気流から前記固体を分離する分離装置と、を備え、前記分離装置は、前記配管内に設けられて前記回転ドラム内に前記気流及び前記固体を導入する導入通路と、前記配管内に設けられて前記導入通路に対して分離板を介して連結され、前記回転ドラム内を負圧源に接続する排気通路と、を有する。

このような構成によれば、気流及び固体を導入する導入通路と回転ドラム内を負圧源に接続する排気通路とが、一部が円筒形状に形成された配管内に設けられていることによって配管を小径化でき、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。

上記貯留排出装置において、前記配管は、内側管と、前記内側管の外周側に設けられ、外周面に孔が形成された外側管と、を備え、前記導入通路は、前記内側管の内周側の空間であり、前記排気通路は、前記内側管と前記外側管との間の空間及び前記孔であってよい。

上記貯留排出装置において、前記配管は、内側管と、前記内側管の外周側に設けられ、外径が凹凸状に変化し、前記軸方向を向く面に複数の孔が形成されている外側管と、を備え、前記導入通路は、前記内側管の内周側の空間であり、前記排気通路は、前記内側管と前記外側管との間の空間及び前記複数の孔であってよい。

このような構成によれば、外側管により多くの孔を形成することができる。これにより、孔を通過する空気の流速が遅くすることができるため、空気とともに、ごみが排気通路に流入することを抑制することができる。

上記貯留排出装置において、前記外側管は、外側管本体と、前記外側管本体と前記内側管との間の空間と連通する内部空間を有し、前記外側管本体から径方向外側に周方向全周に亘って突出する複数の拡径部と、を有し、前記複数の孔は、前記拡径部の前記軸方向を向く面に形成されていてよい。

上記貯留排出装置において、複数の前記拡径部のうち、最も軸方向下流側に配置された前記拡径部の前記軸方向下流側を向く面は、前記孔が形成されておらず前記被処理物を支持する支持部であってよい。

このような構成によれば、支持部によってごみの堆積物を押さえることができる。これにより、ごみが崩れて孔に流入するのを抑制することができる。

上記貯留排出装置において、前記外側管の前記孔が形成されている面に、前記孔を覆うフィルターが設けられてよい。 このような構成によれば、孔の直径よりも小さな固体が負圧源に吸引されることを防止することができる。

上記貯留排出装置において、前記配管は、内部を上下に分割する仕切板が設けられており、前記導入通路は、前記配管の内周側であって前記仕切板より下側の空間であり、前記排気通路は、前記配管の内周側であって前記仕切板より上側の空間であってよい。

上記貯留排出装置において、前記仕切板よりも上側の前記配管の外周面には、複数の孔が形成されていてよい。

本発明によれば、気流及び固体を導入する導入通路と回転ドラム内を負圧源に接続する排気通路とが、一部が円筒形状に形成された配管内に設けられていることによって配管を小径化でき、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。

本発明の第一実施形態の貯留排出装置の断面図である。

本発明の第一実施形態の貯留排出装置の配管の詳細断面図である。

図1のA−A矢視図であり、配管の断面図である。

本発明の第二実施形態の貯留排出装置の断面図である。

図4のB−B矢視図であり、配管の断面図である。

本発明の第三実施形態の貯留搬出装置の断面図である。

本発明の第三実施形態の貯留排出装置の配管の詳細断面図である。

図7のC−C矢視図であり、本発明の第三実施形態の貯留搬出装置の拡径部の正面図である。

本発明の第三実施形態の変形例の貯留搬出装置の拡径部の正面図である。

(第一実施形態) 以下、本発明の第一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おいて、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、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。

図1に示すように、本実施形態の貯留排出装置1は、回転ドラム3と、回転ドラム3におけるごみ(固体)の搬送方向T上流側の端部から挿入されている配管4と、気流からごみを分離する分離装置5と、を有している。 なお、以下の説明において、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。

回転ドラム3は円筒形状をなしている。回転ドラムは、ごみを収容する空間を有している。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は水平に設置する必要はなく、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。回転ドラム3の直径は、例えば2,000mmである。

回転ドラム3の内部には、螺旋状に形成された送り羽根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、押し込み機構として機能する。回転ドラム3が所定の方向に回動すると、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、ごみを圧送可能である。

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。 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。

回転ドラム3は、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二つの受けローラー14によって支持されている。

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。受けローラー14は、一対のローラー本体15の外周面で回転ドラム3を支持するように配置されている。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。

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。

図2、図3に示すように、配管4は、回転ドラム3の軸方向上流側Da1の端壁19から回転ドラム3と同軸状に挿入されている円筒状の管である。即ち、回転ドラム3の軸線O(中心軸)と、配管4の中心軸とは一致している。配管4の直径は例えば、1,000mmである。 配管4は、ごみ及び空気の受け入れ部である輸送管13と接続されている内側管20と、内側管20の外周側に設けられた外側管21と、を有している。配管4のうち、回転ドラム3の内部空間6に挿入されている部分は、内側管20と外側管21とからなる二重管である。外側管21の外周面は、配管4の外周面である。

内側管20の回転ドラム3の端壁19からの長さは、外側管21の端壁19からの長さよりも長い。外側管21の軸方向下流側Da2の端部は、回転ドラム3の端壁19と内側管20の軸方向下流側Da2の端部との間に配置されている。 外側管21の軸方向下流側Da2の端部と、内側管20の外周面との間には、封止板22が設けられている。封止板22は、内側管20が挿通する貫通孔22aが中心部に形成された円形の板状部材である。外側管21の軸方向下流側Da2の端部は、封止板22及び内側管20によって封止されている。

外側管21において、回転ドラム3の内部空間6に挿入されている部分には、複数の孔23が形成されている。外側管21において複数の孔23が形成されている部分は、パンチングメタルによって形成することができる。

外側管21の外周面であって、複数の孔23が形成されている面には、フィルター24が巻き付けられている。フィルター24としては、例えば、不織布、メッシュ、スポンジ等を採用することができる。フィルター24は、円筒状の網によって形成されたガード部材25によって覆われている。ガード部材25は、フィルター24を外側管21に固定する部材であり、所定のブラケットを用いて回転ドラム3に固定されている。

内側管20は、配管4内に設けられて、回転ドラム3内に空気及びごみを導入する導入通路として機能する。導入通路は、内側管20の内周側の空間である。 外側管21は、配管4内に設けられて、内側管20を介して連結され、回転ドラム3内を送風機2に接続する排気通路として機能する。排気通路は、内側管20と外側管21との間の空間及び複数の孔23である。 また、内側管20は、配管4を導入通路と排気通路とに分離する分離板として機能する。

回転ドラム3の端壁19には、配管4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)と配管4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、固定されている配管4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。

送風機2は、外側管21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及び内側管20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及び内側管20を介して気流と共に回転ドラム3に導入される。

次に、本実施形態のごみ収集システム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、配管4の外側管21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、内側管20及び内側管20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)及び空気が配管4の内側管20を介して回転ドラム3内に導入される(図1〜図3にInと記す。)。

内側管20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。内側管20より回転ドラム3内に導入された空気は、フィルター24及び複数の孔23を介して外側管21に流入し、送風機2に吸引される(図1〜図3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。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。

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内側管20(導入通路)と空気を排出する外側管21(排気通路)とが円筒形状の配管4内に設けられていることによって配管4を小径化でき、配管4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、円筒形状の配管と、回転ドラム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、外側管21に形成されている孔23が、フィルター24で覆われていることによって、孔23の直径よりも小さなごみが送風機2に吸引されることを防止することができる。

また、フィルター24を交換する際は、配管4を回転ドラム3から抜くことによってフィルター24のみを回転ドラム3の内部に落とすことができる。これにより、容易にフィルター24を破棄することができる。フィルター24を取り付ける際は、フィルター24を配管4に巻き付けた上で、配管4を回転ドラム3に挿入すればよい。

なお、上記実施形態では、配管4を円筒形状としたが、配管4は軸方向Daにおいてフランジ28と重なる少なくとも一部分の外周面が円筒形状であればよく、例えば、内側管20の断面形状を楕円形にしたり、内側管20を上方又は下方に屈曲させることができる。

(第二実施形態) 以下、本発明の第二実施形態の貯留排出装置1Bを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。 図4及び図5に示すように、本実施形態の配管4Bは、配管4Bの内部を上下に分割する仕切板31を有している。仕切板31よりも上方の配管4Bの端部は、封止板22によって封止されている。 仕切板31よりも上側の配管4Bの外周面には、複数の孔23が形成されている。第一実施形態と同様に、複数の孔23はフィルター24にて覆われている。

配管4Bの内周側であって仕切板31より下側の空間は、回転ドラム3内に空気及びごみを導入する導入通路として機能する。 配管4Bの内周側であって仕切板31より上側の空間は、回転ドラム3内を送風機2に接続する排気通路として機能する。排気通路は、配管4Bの内周側であって仕切板31より上側の空間及び複数の孔23である。 また、仕切板31は、配管4Bを導入通路と排気通路とに分離する分離板として機能する。

(第三実施形態) 以下、本発明の第三実施形態の貯留排出装置1Cを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。 図6に示すように、本実施形態の配管4Cは、内側管20と、内側管20の外周側に設けられ、外径が凹凸状に変化し、軸方向Daを向く面に複数の孔23Cが形成されている外側管21Cと、を備えている。

外側管21Cは、内側管20と同軸状に形成された外側管本体33と、軸方向Daに間隔をあけて複数配置された拡径部34と、を有している。拡径部34は、外側管本体33から径方向外側に周方向全周に亘って突出している。軸方向下流側Da2に配置されている第一拡径部34aと、軸方向上流側Da1に配置されている第二拡径部34bとを有している。

図7に示すように、第二拡径部34bは、円筒状の外周部35と、外周部35の軸方向Daの両端部に設けられた円板部36と、を有している。外周部35の外径は、外側管本体33の外径よりも十分に大きい。外周部35の外径は、外側管本体33の外径の、例えば、3倍とすることができる。

第二拡径部34bにおいて、一対の円板部36同士の軸方向Daの間隔は、例えば、内側管20と外側管本体33の径方向の間隔の2倍とすることができる。

円板部36は、主面が軸線Oと直交する面である板状部材である。外周部35と一対の円板部36とで囲まれた空間は、内側管20と外側管本体33との間の空間と連通している。 図8に示すように、円板部36には、複数の孔23Cが形成されている。複数の孔23Cが形成されている円板部36は、例えば、パンチングメタルによって形成することができる。

図7に示すように、第一拡径部34aは、円筒状の外周部35と、外周部35の軸方向下流側Da2の端部に設けられた支持部37と、外周部35の軸方向上流側Da1の端部に設けられた円板部36と、を有している。支持部37には孔は形成されていない。 支持部37は、回転ドラム3の内部に貯留されたごみの堆積物M(図6参照)との接触が考慮された板状部材である。支持部37は、複数の拡径部34のうち、最も軸方向下流側Da2に配置された第一拡径部34aの軸方向下流側Da2を向く面に形成されている。

第一拡径部34aにおいて、支持部37と円板部36の軸方向Daの間隔は、例えば、内側管20と外側管本体33の径方向の間隔の2倍とすることができる。

外周部35と支持部37と円板部36とで囲まれた空間は、内側管20と外側管本体33との間の空間と連通している。円板部36には、複数の孔23Cが形成されている。

支持部37は、内周側に位置する本体部39と、本体部39の外周側に位置して径方向外側に向かうに従って搬送方向T上流側に傾斜する傾斜部40と、を有している。 本体部39は、内側管20が挿通する貫通孔39aが中心部に形成された円形の板状部材である。本体部39の主面は、軸線Oに直交する面である。 傾斜部40は、本体部39の径方向外側の端部と外周部35の軸方向下流側Da2の端部とを接続する環状の部材である。傾斜部40の本体部39に対する傾斜角度は、回転ドラム3内に貯留されるごみの堆積物Mの安息角などに応じて適宜設定することができる。傾斜部40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。

本実施形態の外側管21Cは、3つの円板部36を有している。各々の円板部36には、複数の孔23Cが形成されている。 孔23Cの数は、貯留排出装置1Cの運転時において、孔23Cを通過する空気の流速に基づいて決定される。 孔23Cを通過する空気の流速は、孔23Cの数が多い程低下する。孔23Cの数は、孔23Cを通過する空気の流速が、例えば、2m/s−5m/sとなるように設定される。本実施形態の孔23Cの数は、孔23C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。

外側管本体33の先端部には、案内板41が設けられている。案内板41は、第一拡径部34aの円板部36の径方向内側の端部と外側管本体33の先端部との接続部42から軸方向下流側Da2に突出する環状の部材である。 案内板41は、接続部42から軸方向下流側Da2に向かうに従って、漸次拡径するように形成されている。

案内板41の外周端41aの径方向の位置は、接続部42(円板部36の径方向内側の端部)と円板部36の径方向内側の端部36a(外周部35)の中間近傍に設定されている。 即ち、案内板41は、接続部42から案内板41の外周端41aまでの距離と、円板部36の径方向外側の端部36aから案内板41の外周端41aまでの距離とが、略等しくなるように形成されている。 また、案内板41の外周端41aと支持部37との間には、周方向に亘って所定の隙間Gが形成されている。

円板部36の外面であって、複数の孔23Cが形成されている面には、第一実施形態のフィルター24と同様のフィルター(図示せず)が取り付けられている。

上記実施形態によれば、内側管20より回転ドラム3内に導入された空気は、円板部36に形成されている複数の孔23Cを介して外側管21Cに流入し、送風機2に吸引される。 ここで、複数の孔23Cの数は、孔23Cを通過する空気の流速が、例えば、2m/s−5m/sとなるように設定されている。これにより、孔23Cを通過する空気の流速が遅くなるため、空気とともに、ごみが外側管21Cの内部空間(排気通路)に流入することを抑制することができる。

また、外側管21Cの内部空間に案内板41が設けられていることによって、隙間Gを介して円板部36の径方向外側の端部近傍に働く吸引力と、隙間Gを介して円板部36の径方向内側の端部近傍に働く吸引力とが均一化される。これにより、複数の23Cを通過する空気の流速を均一化することができる。

また、送り羽根7によって排出開口8側へ移送されるごみは、図6に示すように、所定の勾配を有する堆積物Mとなる。本実施形態の外側管21Cには、ごみの堆積物Mを押さえる支持部37が設けられていることによって、ごみが軸方向上流側Da1に崩れて、孔23Cに流入するのを抑制することができる。 また、傾斜部40をごみの堆積物Mの安息角を考慮した形状(角度)とすることによって、ごみの堆積物Mの崩れを防止することができる。

なお、上記実施形態では、外周部35には孔を形成しないが、孔の数を増やす必要があれば、外周部35に孔を形成してもよい。

次に、本実施形態の変形例について説明する。図9に示すように、本変形例の円板部36は、異なる内径の孔43A,孔43B,孔43C,孔43Dを有している。

孔43Aは、円板部36の最も径方向内側に形成されている孔である。 孔43Dは、円板部36の最も径方向外側に形成されている孔である。孔43Dの内径は、孔43Aの内径よりも大きい。 孔43Bは、孔43Aの径方向外側かつ孔43Dの径方向内側に形成されている孔である。孔43Bの内径は、孔43Aの内径よりも大きく孔43Dの内径よりも小さい。 孔43Cは、孔43Bの径方向外側かつ孔43Dの径方向内側に形成されている孔である。孔43Cの内径は、孔43Bの内径よりも大きく孔43Dの内径よりも小さい。

即ち、複数の孔の直径は、同一にする必要はなく、径方向内側に向かうに従って直径を小さくしてもよい。 円板部36の孔43を介して流入する空気は、円板部36の径方向外側に多く流入しようとするが、孔43の直径が小さい(孔43の面積が小さい)程、空気の圧損が高くなるため、径方向外側の孔43にも多くが導かれる。これにより、複数の43を通過する空気の流速を均一化することができる。

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、上記各実施形態では、フィルター24を回転ドラム3内部の配管4に設けたが、これに限ることはなく、フィルター24を回転ドラム3の外部に設けてもよい。即ち、フィルター24は、回転ドラム3の内部空気を吸引する管路にいずれかに設けられていればよい。 また、上記各実施形態では、受けローラー14を用いて回転ドラム3の外周面を指示したがこれに限ることはない。例えば、受けローラー14を用いて、フランジ28や排出開口8の突出管を支持する構成としてもよい。

1,1B 貯留排出装置 2 送風機(負圧源) 3 回転ドラム 4,4B 配管(分離装置) 5 分離装置 6 内部空間 7 送り羽根 8 排出開口 9 駆動部 10 電動モーター 11 駆動歯車 12 被駆動歯車 13 輸送管 14 受けローラー 15 ローラー本体 16 ローラー支持台 17 レールリング 19 端壁 20 内側管(導入通路、分離板) 21,21C 外側管(排気通路) 22 封止板 23,23C 孔 24 フィルター 25 ガード部材 27 配管挿通孔 28 フランジ 29 シール機構 31 仕切板(分離板) 33 外側管本体 34 拡径部 34a 第一拡径部 34b 第二拡径部 35 外周部 36 円板部 37 支持部 39 本体部 40 傾斜部 41 案内板 43 孔 Da 軸方向 Da1 軸方向上流側 Da2 軸方向下流側 G 隙間 O 中心軸 T 搬送方向