JP2015202430A - 固液分離機 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間、連続して固形物と液体とを確実に分離することができる固液分離機を提供する。【解決手段】回転時の遠心力で固形物Ｓｄを捕集する筒形状のフィルタ部２１と、フィルタ部２１の内部に配置され、フィルタ部２１と同方向に回転するブラシ部５と、フィルタ部２１とブラシ部５とを回転駆動する駆動部６とを備え、ブラシ部５は、フィルタ部２１の内面を摺擦するように設けられたブラシ５１を備えており、フィルタ部２１の回転数Ｒ１とブラシ部５の回転数Ｒ２とを変えることで、ブラシ部５がフィルタ部２１に対して相対的に回転する固液分離機Ａ。【選択図】図１

Description

本発明は、遠心力で液体と固形物とを分離し、別々に回収する固液分離機に関するものである。

固形物を含むスラリーから固形物と液体とを分離する装置の１つとして、遠心脱水機がある（例えば、特開２００９−１９５８２９号公報等参照）。前記遠心脱水装置は、回転可能に配置された円筒形状のドラムと、前記ドラムの内部に回転可能に配置されたスクリューとを備えている。前記ドラムは細孔を備えた円筒形状のフィルタを備えており、前記細孔は前記固形物が通過できない大きさで形成されている。

そして、前記ドラムを回転することで、遠心力で前記スラリーは前記ドラムの内壁に押し当てられ、スラリーに含まれる液体は前記細孔を通過して、前記ドラムの外部に流出する。一方、固形物及び固形物に強固に結びついている液体（水分）はフィルタの細孔を通過できず、前記ドラムの内壁に堆積する。以上示したように、前記遠心脱水機は、前記ドラムの回転で前記スラリーを固形物と液体とに分離する。

前記遠心脱水機を長期間運転すると、前記ドラムの中にフィルタを通過できない固形物が堆積する。前記遠心脱水機では、前記スクリューを前記ドラムに対して相対的に回転させ、前記ドラムの内面に堆積した固形物を掻き取り、前記固形物を軸方向に移動させるようになっている。そして、液体と固形物とを別々に排出することが可能となっている。

特開２００９−１９５８２９号

前記スクリューは前記ドラムの内径に略等しい外径を有しており、前記スクリューを前記ドラム内で回転することで、前記ドラム内に堆積した固形物を掻き取っている。前記スクリューで前記ドラム内側の固形物を掻き取るとき、前記スクリューの外周部で前記フィルタの細孔に前記固形物を押し付け、前記細孔に前記固形物が詰まる。

そこで、前記細孔の詰まりを除去するため、特開２００９−１９５８２９号公報に記載の遠心脱水機では、前記ドラムの外側に設けられた洗浄ノズルから洗浄水を供給し、前記細孔を洗浄し、定期的にフィルタの目詰まりを掃除する。このように、前記遠心脱水機では、フィルタの目詰まりの掃除のために機器を停止する時間が必要であり、スラリーを連続して処理することが困難である。また、前記遠心脱水機では、洗浄ノズル及び洗浄ノズルに洗浄水を供給するための構成が必要であり構造が複雑になる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、長期間、連続して固形物と液体とを確実に分離することができる固液分離機を提供することを目的とする。

そこで本発明者は上記目的を達成するべく鋭意研究の結果、本発明を成し得た。本発明は、投入された液体と固形物の混合体を遠心力によって液体と固形物とに分離し液体と固形物とを別に排出する固液分離機であって、回転可能に配置されているとともに前記固形物を捕集する筒形状の分離容器と、前記分離容器の内部に前記分離容器と中心軸が重なるように配置され、前記分離容器と同方向に回転するブラシ部と、前記分離容器と前記ブラシ部とを回転駆動する駆動部とを備え、前記ブラシ部は、前記分離容器の内面を摺擦するように設けられたブラシを備えており、前記分離容器の回転数と前記ブラシ部の回転数とを変えることで、前記ブラシ部が前記分離容器に対して相対的回転することを特徴とする。

この構成によると、分離容器で液体と固形物の混合体から水分を分離する（脱水する）とともに、前記分離容器で捕集した固形物を前記ブラシ部で掻き取るので、前記分離容器が目詰まりを起こしにくい。これにより、長期間にわたって連続して、固形物と液体との分離を安定して行うことが可能である。

上記構成において、前記ブラシ部のブラシはらせん状に配置されており、前記ブラシ部の前記分離容器に対する相対的な回転方向は、前記らせん状に配置されたブラシが固形物を、当該固形物の排出側に押す回転方向となるように前記分離容器の回転方向及び回転数、前記ブラシ部の回転方向及び回転数が決められている。このように構成することで、前記フィルタ部で捕集された固形物を確実に排出することができる。

上記構成において、前記分離容器は、前記液体が通過し、前記固形物が捕集されるフィルタを筒形状に形成したフィルタ部を備えていてもよい。

上記構成において、前記フィルタ部の固形物が排出される側の先端には、負圧を発生させて前記固形物を吸引する負圧発生部が連設されている。このように構成することで、ブラシが届かない部分の固形物を吸引し、外部に排出することが可能である。これにより、固形物が詰まるのを抑制することができる。

上記構成において、前記フィルタ部は中心軸が起立するように立設されているとともに、周壁の少なくとも一部がテーパ形状に形成されている。

上記構成において、前記ブラシ部は、前記フィルタ部の内面と同じ勾配のテーパ状の外周面を有している。

上記構成において、前記分離容器は、上方が細くなっているとともに上部に開口を有し、前記分離容器の下端面より下方に伸び、前記分離容器の内部と連通する筒状の流入筒部と、前記流入筒部の内部に中心軸が一致するとともに前記流入筒部と接触しないように配置された流出筒部とを有し、前記流入筒部には前記処理液体を圧入する流入部を備えており、前記流出筒部には上部に外面から内面に貫通する貫通孔が形成されており、前記ブラシ部は前記流出筒部の上端部に固定されており、前記ブラシ部は、前記ブラシ上端が前記分離容器の前記開口に到達しているとともに、前記ブラシ下端部が前記貫通孔の下端よりも下側に到達し、前記ブラシが回転によって固形物を上方に送るように配置されていてもよい。

上記構成において、前記ブラシ部には、前記貫通部に液体を導くための導液部が形成されていてもよい。

上記構成において、前記ブラシ部は、前記分離容器に対して軸方向に移動可能なように配置されており、前記ブラシ部は、遠心力で前記ブラシの先端が前記フィルタ部の内面に押し付けられるような位置に配置されている。このように構成することで、前記ブラシの摩耗を抑制するとともに、前記ブラシによる前記固形物を掻き取る効率を高めることが可能となる。また、前記ブラシ部を適切に調整することができるので、製造誤差がある場合や、長期間の運転でブラシの先端が摩耗した場合にも、安定した掻き取り性能を得ることができる。

上記構成において、前記分離容器と一体的に回転する第１従動プーリと、前記ブラシ部と一体的に回転する第２従動プーリと、前記駆動部に設けられ、前記第１従動プーリとベルトで連結された第１駆動プーリと、前記駆動部に設けられ、前記第２従動プーリとベルトで連結された第２駆動プーリと、前記第１駆動プーリ及び前記第２駆動プーリの中心軸が一致するように設けられた駆動軸とを有し、前記第１従動プーリと前記第１駆動プーリの比と前記第２従動プーリと前記第２駆動プーリの比とが異なるように形成されている。このように構成することで、１台の原動機で異なる回転数で回転する分離容器とブラシ部とを回転させることが可能である。

上記構成において、前記分離容器の回転数と前記ブラシ部の回転数との差を、１０ｒｐｍ以上４００ｒｐｍ以下であってもよい。

本発明によると、長期間、連続して固形物と液体とを確実に分離することができる固液分離機を提供することができる。

本発明にかかる固液分離機の分解斜視図である。 本発明にかかる固液分離機の断面図である。 本発明にかかる固液分離機の概略配置を示す図である。 ファン部の底面図である。 本発明にかかる固液分離機の動作状態のフィルタ部とブラシ部の回転状態を示す図である。 図５に示すフィルタ部とブラシ部の軸に沿って切断した拡大断面図である。 図６に示すフィルタ部とブラシ部との周方向の動きを模式的に示す図である。 本発明にかかる固液分離機の空気の流れを示す概略断面図である。 本発明にかかる固液分離機を利用する前の予備処理を行う予備処理器の一部を切断した斜視図である。 固液分離機の予備処理を行っている状態を示す断面図である。 固液分離機の予備処理を行っている状態を示す断面図である。 固液分離機の予備処理を行っている状態を示す断面図である。 本発明にかかる固液分離機の他の例の分解斜視図である。 図１１に示す固液分離機の他の例の断面図である。

本発明にかかる固液分離機について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明にかかる固液分離機の分解斜視図であり、図２は本発明にかかる固液分離機の断面図であり、図３は本発明にかかる固液分離機の概略配置を示す図であり、図４はファン部の底面図である。

図１〜図３に示すように、本発明にかかる固液分離機Ａは、筐体１と、脱水排水部２と、固形物排出部３と、蓋体４と、ブラシ部材５と、駆動部６と、流入ノズル７とを備えている。そして、本発明にかかる固液分離機Ａは、流入ノズル７から流入する流体（以下、処理液体と称する）から液体（ここでは、水）と固形物とを分離し、別々に排出するものである。以下に、各部の詳細について説明する。

図１、図２に示すように、筐体１は、底部を構成する平板状の基部１０と、基部１０より立設した支持壁部１１と、支持壁部１１に取り付けられた第１支持部１２と、第２支持部１３と、蓋保持部１４を備えている。第１支持部１２は支持壁部１１に固定ねじ１５で固定されている。第２支持部１３は固定ねじ１６で支持壁部１１の定位置に固定される。一方、支持壁部１１の第１支持部１２を固定する部分には、上下方向に伸びる長孔１１１が形成されており、固定ねじ１５を長孔１１１内で移動可能とすることで第１支持部１２の固定位置を上下方向に変更できる。なお、第１支持部１２の固定ねじ１５が貫通する孔（不図示）を長孔１１１と直交する方向（水平方向）に形成することで、第１支持部１２の固定位置を上下方向及び水平方向に調整可能とすることができる。

図１に示すように第１支持部１２は脱水排水部２の後述する水止め筒部２０の下端部の全部が接触するような大きさの平板部を備えている。また、第２支持部１３は固形物排出部３の後述する固形物収集筒部３１の内径よりも小さい幅を有する平板部を備えている。

また、基部１０にはアリングｂｒ３が取り付けられている（図２、図３参照）。基部１０はベアリングｂｒ３を介して固形物排出部３の後述する第２回転軸３２を回転可能に支持している。第２支持部１３にもベアリングｂｒ２が取り付けられており（図２、図３参照）、ベアリングｂｒ２を介して第２回転軸３２を回転可能に支持している。すなわち、第２回転軸３２は、ベアリングｂｒ３を介して基部１０に、ベアリングｂｒ２を介して第２支持部１３にそれぞれ異なる場所を回転可能に支持されている。これにより、第２回転軸３２は回転時のブレが発生しにくくなっている。また、基部１０には、貫通孔１０１が形成されている。この貫通孔１０１を介して、後述する固形物Ｓｄを外部に排出するようになっている。

また、第１支持部１２はベアリングｂｒ１が取り付けられている（図２、図３参照）。第１支持部１２はベアリングｂｒ１を介して脱水排水部２の第１回転軸２２を回転可能に支持している。また、第１支持部１２には貫通孔１２０が形成されている。貫通孔１２０は脱水排水部２で分離された液体を排出するための孔であり、後述する排水用パイプ２６が取り付けられている。また、第１支持部１２には、第１支持部１２の高さを調整するための調整ねじ１２１を備えている。調整ねじ１２１は外周面に雄ねじが形成されており、雄ねじと螺合するナット１２２を利用して第１支持部１２の高さを調整するようになっている。具体的には、調整ねじ１２１の一方の端部を基部１０に接触させ、ナット１２２を操作することで、第１支持部１２の高さを調整する。なお、図２に示すように、ナット１２２は第１支持部１２の上下に取り付けられているが、下側にのみ設けられていてもよい。

蓋保持部１４は、蓋体４の後述する保持円筒部４１を保持する梁状の部材である。蓋保持部１４はクランプ等の保持円筒部４１を保持する公知の構成を有しているとともに、保持円筒部４１を保持しているのと反対側の端部が、支持壁部１１に取り付け固定される。なお、蓋保持部１４は、支持壁部１１に対して着脱可能であってもよいし、蓋体４の脱水排水部２の後述するフィルタ部２への取り付けの邪魔にならないように移動（例えば、支持壁部１１を中心に回動）可能であってもよい。蓋保持部１４は、少なくとも、固液分離機Ａが動作するとき、支持壁部１１にしっかり固定されていればよい。

脱水排水部２は、水止め筒部２０と、フィルタ部２１（分離容器）と、第１回転軸２２と、フランジ部２３と、第１従動プーリ２４と、ファン部２５（負圧発生部）と、排水パイプ２６とを備えている。フィルタ部２１、第１回転軸２２及びフランジ部２３は一体的に形成さており、全体でフィルタ部と考えることも可能である。フィルタ部２１は、一方の端部が細くなるようなテーパ形状の筒体２１１と、筒体２１１の内部空間２１０の内面に接触するように配置されたメッシュフィルタ２１２とを備えている。また、筒体２１１には、内面と外面とを貫通する水抜き孔２１３が無数に形成されている。例えば、脱水排水部２のフィルタ部２１の形状として、外形が大きい方の端部の内径が２００ｍｍ、小さい方の内径が７０ｍｍを挙げることができる。

脱水排水部２は、フィルタ部２１が回転するときの遠心力で、内部空間２１０に供給された処理液体の水と固形物Ｓｄとを分離するようになっている。すなわち、フィルタ部２１が回転することで、処理液体には、遠心力が作用する。遠心力によって、処理液体中の水はメッシュフィルタ２１２及び水抜き孔２１３を通過し、径方向、外側に排出される。また、固形物Ｓｄは筒体２１１又はメッシュフィルタ２１２で止められる（捕集される）。

メッシュフィルタ２１２の網目の大きさは、想定している固形物Ｓｄを捕集できる大きさ、すなわち、固形物Ｓｄの大きさである。なお、固形物Ｓｄが水抜き孔２１３よりも大きい場合、メッシュフィルタ２１２を取り付けなくてもよい。

フィルタ部２１が回転することで、処理液体内の水を遠心力で径方向外側に排出するようになっている。フィルタ部２１の遠心力で排出された水が固液分離機Ａの外部にまき散らされるのを抑制するため、水止め筒部２０がフィルタ部２１の外側を接触しないように囲んでいる。図２に示すように、水止め筒部２０の上端部はフィルタ部２１の上端と同じかそれよりも高くなるような構成を有している。また、水止め筒部２０の下端部は、第１支持部１２に水密に固定されている。このように、水密に固定されていることで、フィルタ部２１から排出した水が、水止め筒部２０の下端部からの水漏れを抑制している。すなわち、水止め筒部２０と第１支持部１２とを水密に接続することで、水を溜める容器状に形成される。

また、上述のとおり、第１支持部１２には貫通孔１２０が形成されている。貫通孔１２０は水止め筒部２０で囲まれた領域の内部に形成されている。貫通孔１２０の外側（下側）には、処理液体の水を排出するための排水パイプ２６が取り付けられている。水止め筒部２０と第１支持部１２とで囲まれた空間に溜まる水は、貫通孔１２０及び排水パイプ２６を通って外部に排出される。排水パイプ２６から排出される水には固形物Ｓｄが含まれていないので、そのまま排水又は次の水処理に送ることができる。なお、固液分離機Ａでは、第１支持部１２の貫通孔１２０に排水パイプ２６を連結するものとしているが、これに限定されるものではなく、水が固形物Ｓｄを溜めている部分に流入しないような流路を形成できる構成を広く採用することができる。また、第１支持部１２の上面を、貫通孔１２０に向かって水が流れるように傾斜した、傾斜面としてもよい。

脱水排水部２において、フィルタ部２１は細い部分が下部となるように配置されている。そして、脱水排水部２の軸方向端部の外径が小さい方の端部に第１回転軸２２が連設されている。第１回転軸２２は、円筒形状を有しており、内部空間２２１を備えている。また、第１回転軸２２の内部空間２２１はフィルタ部２１の内部空間と連通されている。詳細は後述するが、フィルタ部２１で水分と分離された固形物は、内部空間２２１に流入する。

第１回転軸２２のフィルタ部２１と連結しているのと反対側の端部には、ファン部２５が設けられており、中間部分には第１従動プーリ２４が取り付けられている。第１従動プーリ２４は第１回転軸２２と一体で回転するようにしっかり固定されている。第１従動プーリ２４には、後述する第１駆動ベルトｂｔ１が巻き回され、第１駆動ベルトｂｔ１によって、駆動部６の動力が伝達されて回転する。第１従動プーリ２４が回転することで、第１回転軸２２と連設されたフィルタ部２１及びファン部２５も回転する。

なお、第１従動プーリ２４と第１回転軸２２とが一体的に形成されていてもよい。また、第１従動プーリ２４の外形が第１回転軸２２の外形よりも大きいが、同じ外径であってもよい。その場合、第１回転軸２２の一部を第１従動プーリ２４として利用する構成であってもよい。

ファン部２５は、第１回転軸２２に設けられた円板状の部材を有している。ファン部２５は中央部に貫通孔を備えており、貫通孔は第１回転軸２２の内部空間２２１と連通している。つまり、脱水排水部２では、フィルタ部２１の内部空間２１０、第１回転軸２２の内部空間２２１及びファン部２５の貫通孔は連通している。つまり、フィルタ部２１、第１回転軸２２及びファン部２５の連結体は、それ自体が筒状に形成されている。なお、詳細は後述するが、この空間を固形物Ｓｄが通過し、固形物Ｓｄを水と別に排出するようになっている。

図４に示すように、ファン部２５の下面には、複数枚の羽根２５１が突出している。そして、図４に示す複数枚の羽根２５１は周方向に配列されている。ファン部２５は、回転によって径方向に空気の流れを発生させる、いわゆる、ターボファン形状を有している。なお、ファン部２５は羽根２５１の軸方向端部に近接するように、後述のフランジ３３が設けられている。そして、フランジ３３が設けられていることで、ファン部２５の回転によって径方向外側に空気を効率よく排出する、すなわち、中央部分に負圧が発生する。

フィルタ部２１が回転しているとき、フィルタ部２１の内部空間２１０及び第１回転軸２２の内部空間２２１にはファン部２５の負圧により、下方に向かう空気の流れが発生する。フィルタ部２１の下端部及び第１回転軸２２の内部空間２２１では、空気の流れ（圧力差）によって、固形物Ｓｄを下側に吸引する。また、ファン部２５の羽根２５１が形成されている部分に流入した固形物Ｓｄは、遠心力で羽根２５１に沿って径方向外側に移動し、ファン部２５の外部に放出される。

脱水排水部２で分離された固形物は、固形物排出部３に流入するように形成されている。固形物排出部３は、固形物収集筒部３１と、第２回転軸３２と、フランジ３３と、固形物排出筒部３４と、フランジ３５と、第２従動プーリ３６とを備えている。

固形物取集筒部３１は、ファン部２５と接触しないようにファン部２５を取り囲むように配置されている。そして、固形物収集筒部３１は第２支持部１３に固定されている。ファン部２５から径方向外側に放出された固形物Ｓｄは、固形物収集筒部３１の内面に接触し、収集される。固形物収集筒部３１の内面に接触した固形物は重力で落下し、フランジ３３と固形物収集筒部３１との隙間から下方に落下する。なお、固形物収集筒部３１は、ファン部２５と同心となるように配置されていてもよいし、偏心するように配置されていてもよい。偏心して配置することで、内部の空気の流れを意図的に集中させ、固形物Ｓｄの落下位置を調整することも可能である。

また、固形物収集筒部３１は、脱水排水部２の第１従動プーリ２４を覆う形状となっているため、第１駆動ベルトｂｔ１を挿通するための切欠き３１１を設けている（図１参照）。第２支持部１３は固形物収集部３１の内径よりも細幅の平板部を備えていることから、落下した固形物Ｓｄは固形物収集筒部３１と第２支持部１３の隙間から下方に落下する。固形物収集筒部３１はファン部２５との間の隙間を固形物Ｓｄが通過できる程度の隙間とすることで、上方への空気の流れを抑制するとともに、一定以上の流速で下側に流れる気流を発生させることができる。これにより、固形物収集筒部３１の内面に付着した固形物Ｓｄを下方に吹き飛ばす。これにより、固形物Ｓｄが固形物収集筒部３１の内面に堆積するのを抑制することができる。

第２駆動軸３２は、上述したとおり、ベアリングｂｒ２を介して第２支持部１３に回転可能に支持されている。また、端部をベアリングｂｒ３を介して基部１０に回転可能に支持されている。このように、軸方向に離れた２個のベアリングｂｒ２、ｂｒ３で回転可能に支持されていることで、第２回転軸３２は安定して回転する。また、フランジ３３とフランジ３５とが第２回転軸３２の軸方向に離れて固定されている。そして、フランジ３３とフランジ３５とで挟まれる部分で、ベアリングｂｒ２を介して第２支持部１３に回転可能に支持されている。

固形物排出筒部３４は、落下した固形物Ｓｄが外部に飛散するのを抑制するために設けられている。固形物排出筒部３４は、下端部が基部１０に固定されている。固形物排出筒部３４は、固形物収集筒部３１よりも内径が大きい円筒形状を有しており、固形物収集筒部３１から落下する固形物Ｓｄが外部に飛散しないように配置されている。基部１０の固形物排出筒部３４に囲まれた部分には、固形物Ｓｄを外部に排出するための貫通孔１０１が形成されている。なお、固形物収集筒部３１をファン部２５に対し偏心して配置し、固形物Ｓｄを集中させる構成の場合、集中する部分の下部（固形物Ｓｄが集中して落下する部分）に貫通孔１０１を形成するようにすることで、固形物Ｓｄを効率よく排出することができる。

第２回転軸３２には、フランジ３５のフランジ３３と反対側に隣接するように第２従動プーリ３６が設けられている。第２従動プーリ３６は第２回転軸３２と一体的に回転するように、しっかり固定されている。第２従動プーリ３６には、後述する第２駆動ベルトｂｔ２が巻き回され、第２駆動ベルトｂｔ２によって、駆動部６の動力が伝達されて回転する。第２従動プーリ３６は第２回転軸３２にしっかり固定されているので、第２従動プーリ３６が回転することで、第２回転軸３２も回転する。

フランジ３５及び第２従動プーリ３６は、固形物排出筒部３４に囲まれるように配置されている。固形物排出筒部３４には第２駆動ベルトｂｔ２を挿通するための切欠き３４１を設けている。フランジ３５及び（又は）第２従動プーリ３６の回転によって、固形物排出筒部３４の内部に旋回気流が発生するようにして置き、その旋回気流で固形物Ｓｄを貫通孔１２０に導くようにしてもよい。

第２従動プーリ３６を第２駆動ベルトｂｔ２で回転させるとき、第２従動プーリ３６に第２回転軸３２の径方向に引っ張り力が作用する。第２回転軸３２は、第２従動プーリ３６を挟んでベアリングｂｒ２及びｂｒ３に回転可能に支持されているため、第２従動プーリ３６に引っ張り力が作用しても、たわみが発生しにくい。これにより、第２回転軸３２は円滑な回転が可能である。

固形物排出部３は、基部１０と第２支持部１３とで筐体１に保持される。そして、筐体１に固形物排出部３が取り付けられている状態で、第１支持部１２を支持壁部１１に固定ねじ１５で固定することで、脱水排水部２は筐体１に支持される。このとき、固形物排出部３の第２回転軸３２が第１回転軸２２の内部空間２２１を貫通する。さらに第２回転軸３２の先端部はフィルタ部２１の内部空間２１０に配置される。なお、フィルタ部２１、第１回転軸２２及びファン部２５と第２回転軸３２とは、中心軸が一致するように配置される。

そして、第２回転軸３２の先端部にブラシ部５が取り付けられる。ブラシ部５は、テーパ形状を有する部材であり、凹部５０と、ブラシ５１と、固定ねじ５２とを備えている。凹部５０は、ブラシ部５の小径側の端部より軸方向に伸びる有底の凹穴であり、第２回転軸３２の先端が挿入される。凹部５０の奥部には、固定ねじ５２を挿通するための貫通孔が設けられている。ブラシ５１は複数本のブラシ線５１０を束ねたものであり（後述の図７参照）、ブラシ部５のテーパ面から径方向外側に突出するように設けられている。

また、ブラシ５１はブラシ部５の軸方向にらせん状となるように設けられている。なお、図１に示すブラシ部５では、ブラシ５１は、左巻きの螺旋であるが、これに限定されるものではない。また、ブラシ線５１０は、ナイロンブラシを挙げることができるが、これに限定されるものではない。また、ブラシ線５１０の外径は、メッシュフィルタ２１２の格子のサイズよりも小さいものを用いることで、メッシュフィルタ２１２に入り込んだ固形物Ｓｄを効果的に掻きだすことが可能である。

固定ねじ５２は、後述の図５に示すように、３個の固定ねじ５２がブラシ部５に回転可能に支持されている。固定ねじ５２の先端は、凹部５０の内部に露出するように配置されている。そして、第２回転軸３２の先端には、雌ねじ孔が形成されており、固定ねじ５２を雌ねじ孔に螺合することで、ブラシ５が第２回転軸３２から抜けるのを抑制するとともに、相対的に回転しないように固定している。また、固定ねじ５２の雌ねじ孔へのねじ込み量によって、ブラシ部５の位置を軸方向（上下方向）に微調整することができる。ブラシ部５の軸方向の位置を調整することで、ブラシ５１のブラシ線５１０の先端とフィルタ部２１のメッシュフィルタ２１２との距離（接触するように配置する場合、接触圧）を調整することが可能となっている。なお、ブラシ部５のテーパ数は、フィルタ部２１の内部空間２１０の内面のテーパ数と同じか略同じであることが好ましい。

そして、フィルタ部２１の上部には、蓋体４が固定される。蓋体４は、フィルタ部２１の上端部を完全に（水密に）覆うことができる円板状の部材である。そして、蓋体４の中央部分には、保持円筒部４１がベアリングｂｒ４を介して回転可能に取り付けられている。さらに、保持円筒部４１の内面には、処理液体をフィルタ部２１に流入させる（供給する）ための流入ノズル７が設けられている。蓋体４、保持円筒部４１及び流入ノズル７は、中心軸が一致するように設けられている。

蓋体４は、ねじ等の公知の機構を利用して、フィルタ部２１の上端部に固定される。このとき、蓋体４はフィルタ部２１と中心軸が一致するように、固定される。そして、図２に示すように、保持円筒部４１を蓋保持部１４が保持する。保持円筒部４１と蓋部４とはベアリングｂｒ４を介して回転可能な状態となっているため、蓋保持部１４が保持円筒部４１を保持することで、蓋部４は蓋保持部１４に回転可能に保持された状態となっている。これにより、脱水排水部２は、ベアリングｂｒ１を介して第１支持部１２に回転可能に支持されるとともに、ベアリングｂｒ４を介して蓋保持部１４に回転可能に支持される。流入ノズル７は保持円筒部４１に固定されており、蓋部４を貫通するように設けられている。なお、保持円筒部４１と流入ノズル７は一体的に形成されていてもよい。

そして、これらの脱水排す部２及び固形物排出部３を駆動部６で回転駆動している。駆動部６は、第１駆動プーリ６１と、第２駆動プーリ６２と、駆動軸６３と、第１駆動ベルトｂｔ１と、第２駆動ベルトｂｔ２とを備えている。また、駆動部６は、駆動軸６３に動力を供給する不図示の原動機（例えば、電動モータ、空圧モータ等）を備えている。

図３に示すように、駆動軸６３は、第１回転軸２２及び第２回転軸３２と平行に配置されている。駆動軸６３の一端に近い部分に第１駆動プーリ６１が固定されている。また、駆動軸６３の他端に近い部分に第２駆動プーリ６２が固定されている。そして、駆動軸６３の軸方向両端の近傍部分及び第１駆動プーリ６１と第２駆動プーリ６２の間の部分をベアリングｂｒ５、ｂｒ７及びｂｒ６で回転可能に支持されている。なお、ベアリングｂｒ５、ｂｒ６及びｂｒ７は、筐体１に設けられた部材に取り付けられている。

第１駆動プーリ６１と第１従動プーリ２４とに第１駆動ベルトｂｔ１が巻き回されている。また、第２駆動プーリ６２と第２従動プーリ３６とに第２駆動ベルトｂｔ２が巻き回されている。駆動部６では、回転軸６３が回転することで、第１駆動プーリ６１及び第２駆動プーリ６２が回転し、第１駆動ベルトｂｔ１及び第２駆動ベルトｂｔ２を介して、第１従動プーリ２４及び第２従動プーリ３６に動力が伝達される。これにより、１個の原動機で脱水排水部２及び固形物排出部３の両方を回転駆動することが可能となっている。

そして、駆動部６では、第１駆動プーリ６１が第２駆動プーリ６２よりも大径に形成している。これにより、脱水排水部２の回転速度（回転数）が固形物排出部３の回転速度（回転数）よりも高くすることができる。なお、第１駆動プーリ６１と第１従動プーリ２４の比と、第２駆動プーリ６２と第２従動プーリ３６の比を調整し、第１駆動ベルトｂｔ１と第２駆動ベルトｂｔ２とが同じ長さになるようにすることも可能である。これにより、ベルトを共通化することができるとともに、ベルトテンショナーを省略することができるので、構造を簡略化することが可能である。

また、第１駆動プーリ６１の軸方向の長さは、第２駆動プーリ６２よりも長い。これは、第１支持部１２の高さを上下に調整した場合でも、第１駆動プーリ６１と第１従動プーリ２４に第１駆動ベルトｂｔ１を適切に巻き回すことが可能である。なお、固形物排出部３は筐体１に対する位置が常に一定又は略一定であるため、第２従動プーリ３６の位置がずれにくいため、第２駆動プーリ６２は誤差に対応できる程度の長さであればよい。

以上示した本発明にかかる固液分離機Ａの動作について、図面を参照して説明する。図５は本発明にかかる固液分離機の動作状態のフィルタ部とブラシ部の回転状態を示す図であり、図６は図５に示すフィルタ部とブラシ部の軸に沿って切断した拡大断面図であり、図７は図６に示すフィルタ部とブラシ部との周方向の動きを模式的に示す図であり、図８は本発明にかかる固液分離機の空気の流れを示す概略断面図である。

固液分離機Ａでは、駆動部６によって脱水排水部２及び固形物排出部３とが回転駆動される。図５に示すように、脱水排水部２のフィルタ部２１は平面視反時計回りに回転数Ｒ１で回転する。同様に、固形物排出部３と一体に回転するブラシ部５も脱水排水部２と同じ方向に、回転数Ｒ２で回転する。上述のとおり、第１駆動プーリ６１の外径が第２駆動プーリ６２の外径よりも大きい。そのため、フィルタ部２１の回転数Ｒ１はブラシ部５の回転数Ｒ２よりも高い。そのため、ブラシ部５のフィルタ部２１に対する相対的な回転方向は、平面視時計回りであり、回転数は回転数Ｒ３となる。回転数Ｒ３は回転数Ｒ１と回転数Ｒ２の差となる。

このように、固液分離機Ａでは、脱水排水部２及び固形物排出部３が回転駆動している状態で、流入ノズル７から処理液体を供給する。流入ノズル７から流入した処理液体はブラシ部５の上面に接触するとともに、ブラシ部５の遠心力で外周方向の力を受ける。これにより、処理液体はフィルタ部２１の内面に押し当てられる

フィルタ部２１が回転していることで、フィルタ部２１に接触した処理液体には、引き続き遠心力が作用する。フィルタ部２１の内面には、処理液体に含まれる水は透過し、固形物Ｓｄは捕集されるメッシュフィルタ２１２が配置されている。処理液体に遠心力が作用することで、処理液体の水だけがメッシュフィルタ２１２を通過する。そして、メッシュフィルタ２１２を通過した水は遠心力によって、水抜き孔２１２からフィルタ部２１の外部に放出される（図６参照）。

フィルタ部２１から放出された水は、水止め筒部２０と第１支持部１２で囲まれた部分から貫通孔１２０及び排水パイプ２６を介して外部に排出（排水）される。なお、排水された水は、固形物を取り除いており、環境基準を満たす場合、そのまま、排水として下水に流される。また、ｐＨ等の調整が必要な場合もあり、その場合、別の処理に回される。環境基準によっては、無害であっても固形物を含む液体を下水に排水してはいけないとされている。このような、環境基準を満たすために、固形物を取り除いた排水は、そのまま、下水に流すことが可能である。

一方、処理液体に含まれる固形物Ｓｄは、メッシュフィルタ２１２に捕集される。メッシュフィルタ２１２はフィルタ部２１とともに回転しているので、固形物Ｓｄの水分がさらに遠心力によって分離される。分離された水分（水）は、蒸気と同様にフィルタ部２１の外側に放出される。そして、水分が分離された固形物Ｓｄは下方に落下するものもあるが、メッシュフィルタ２１２に張り付くものもある。固形物Ｓｄがメッシュフィルタ２１２に多数の固形物Ｓｄが付着すると、メッシュフィルタ２１２が目詰まりを起こし、水の分離（脱水）の能力が低下する。

そこで、本発明にかかる固液分離機Ａでは、ブラシ部５を用いて、メッシュフィルタ２１２に付着した固形物Ｓｄを掻き取っている。図５に示すように、脱水排水部２と固形物排出部３との回転さによって、ブラシ部５はフィルタ部２１に対し相対的に回転する。図７にメッシュフィルタ２１２とブラシ５１の相対位置及び動作を示している。

図７に示すように、ブラシ５１はメッシュフィルタ２１２に対して、回転数Ｒ３に対応する速度でメッシュフィルタ２１２を摺擦する。ブラシ５１を構成するブラシ線５１０の先端が、メッシュフィルタ２１２の格子の内部に詰まった固形物Ｓｄを掻きだす。ブラシ５１はブラシ部５にらせん状に配置されているものであるため、掻きだされた固形物Ｓｄは、らせん状のブラシ５１によって下方に押される（図７参照）。また、メッシュフィルタ２１２に捕集された固形物Ｓｄのうち大きいものは、メッシュフィルタ２１２の外側に飛び出しているので、ブラシ５１と衝突する。このとき、固形物Ｓｄは、らせん状に配されたブラシ５１と順に接触するため、下方に押される。

そして、図８に示すように、固形物Ｓｄがブラシ部５の下部まで到達すると、ブラシ５１で固形物Ｓｄを掻きだすことができなくなる。一方で、フィルタ部２１の下部では、ファン部２５の負圧によって空気の流れが発生しており、この空気の流れを利用して、固形物Ｓｄを下部に引っ張っている。このように、空気の流れが発生していることで、固形物Ｓｄが第１回転軸２２の内部空間２２１の内面に付着するのを抑制しているとともに、内面に付着した固形物Ｓｄを空気の流れではがす。さらに、固形物Ｓｄは空気の流れと重力で下方に送られる。

そして、ファン部２５に到達した固形物Ｓｄは、ファン部２５で発生する空気の流れに乗って、羽根２５１に沿って、ファン部２５の外周方向外部に排出される。図２等に示すように、ファン部２５の外側には固形物収集筒部３１が設けられており、固形物Ｓｄは固形物収集筒部３１に接触する。このとき、固形物収集筒部３１をファン部２５に対して、ファン部２５で発生した空気の流れが下方に向かうように、配置しているので、その空気の流れにのって、固形物Ｓｄは下方に押される。そして、下方に押された固形物Ｓｄは、固形物排出筒部３４に囲まれた部分に流入し、貫通孔１０１から外部に排出される。

このように、固液分離機Ａでは、処理液体から固形物と液体（水）とを正確に分離することが可能となっている。また、フィルタ部２１のメッシュフィルタ２１２をブラシ部５のブラシ５１で摺擦することで、メッシュフィルタ２１２の目詰まりを抑制している。これにより、本発明にかかる固液分離機Ａは、処理液体の処理を長期間にわたって連続して行うことが可能である。

なお、本発明にかかる固液分離機Ａでは、下方が小径のテーパ形の円筒形状のフィルタ部２１を備えているが、これに限定されるものではない。例えば、円環形状のフィルタ部２１を備えていてもよい。また、上述の実施形態では、ブラシ部５として、らせん状にブラシ５１が配列されたものを利用しているが、これに限定されるものではなく、固形物Ｓｄを確実に掻き取ることができるものを広く採用することができる。

そして、固形物Ｓｄがメッシュフィルタ２１２で捕集した状態でフィルタ部２１が回転すると、固形物Ｓｄには遠心力が作用し続ける。このとき、メッシュ部２１の形状が、下部を細く絞ったテーパ形状を有しているため、固形物Ｓｄは遠心力によって、内面に沿った上向きの力が作用する。この構成にすることで、固形物Ｓｄが多くの水分を含んだ状態で落下し、固形物Ｓｄとして排出されるのを防ぐことができる。そのため、下部が小径のテーパ形状のフィルタ部を用いることが好ましい。

また、固液分離機Ａは、運転時、ブラシ部５のブラシ５１のブラシ線５１０の先端がメッシュフィルタ２１２と摺擦する。そのため、長期間運転を続けると、ブラシ線５１０は摩耗する。ブラシ線５１０が摩耗すると、ブラシ５１でメッシュフィルタ２１２の固形物Ｓｄの掻き取りの効率が低下する。そこで、固液分離機Ａでは、固定ねじ５２を利用し、ブラシ部５を第２回転軸３２の軸方向に移動可能としている。そして、ブラシ線が摩耗した後でも、ブラシ部５を第２回転軸３２の軸方向に移動させて、ブラシ線５１０の先端でメッシュフィルタ２１２の固形物Ｓｄを掻き取りができるように調整可能となっている。なお、ブラシ部５の位置として、遠心力でブラシ５１がメッシュフィルタ２１２に捕集された固形物Ｓｄを掻き取ることができるような位置とすることが好ましい。このように、配置することで、ブラシ線５１０の長さが長すぎて、曲がった癖がつくのを抑制することができるとともに、ブラシ線５１０の先端を遠心力でメッシュフィルタ２１２に押し付けるので、固形物Ｓｄの掻き取り効率が向上する。

更に、本発明において、脱水排水部２の回転数Ｒ１と固形物収集筒部３の回転数Ｒ２とが同じであると、相対的な速度差が無くなり、ブラシ５１による固形物の掻き取りが十分に行われなくなる。また、回転数Ｒ１と回転数Ｒ２との差が大きいと、回転数Ｒ３が大きくなる。回転数Ｒ３が大きくなりすぎると、ブラシ部５のブラシ５１の先端とメッシュフィルタ２１２との摩擦が大きくなり、ブラシ線５１０の先端の摩耗が激しくなる。また、回転数Ｒ１と回転数Ｒ２との差が小さいと、回転数Ｒ３が小さくなる。回転数Ｒ３が小さくなると、固形物Ｓｄの掻き取りが不十分になりやすくなる。また、脱水排水部２の回転数Ｒ１が少ないと、処理液体の液体と固形物との分離が不十分になる。また、回転数Ｒ３が小さいと、プーリの減速比の差が小さくなりすぎ、プーリの外径の差が出にくく、製造が困難になる。

これらのことを考慮し、本発明の固液分離機Ａでは、脱水排水部２の回転数Ｒ１として、６０００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍを挙げることができる。また、回転数Ｒ３として、ブラシ部５で確実に固形物Ｓｄを掻き取ることができるように、６０ｒｐｍよりも高く４００ｒｐｍ以下であることが好ましく、１０ｒｐｍ以上６０ｒｐｍ以下であることがさらに好ましい。

なお、上述の構成では、脱水排水部２の回転数Ｒ１が固形物排出部３の回転数Ｒ２よりも高いものしているが、これに限定されるものではない。ブラシ部５の相対的な回転の方向が、固形物Ｓｄを下方に押し出すような回転となれば、回転数はどちらが高くてもよい。

（第２実施形態）
上述の実施形態で示した固液分離機Ａでは、フィルタ部２１のメッシュフィルタ２１２や水抜き孔２１３で固形物を捕集する。このような固液分離機Ａを用いた水処理装置として、例えば、床掃除を行った後の水に含まれる固形物を水から分離するものを挙げることができる。

商業施設、病院、学校等では、床面を清潔に保つため、床面の傷を抑制するため等の理由で、床面に保護剤（ワックス）が塗布されている。床面のワックスは、一定の期間、床面を保護したり、清潔に保ったりすることができるが、ある程度の時間が過ぎると、部分的にはがれたり、劣化したりして、その効果が減衰する。そこで、ワックスの効果を維持するため、一定期間経過後、古いワックスを剥離し、再度新しいワックスを塗布するメンテナンスが行われる。

ワックスは床面に強固に付着しているため、洗浄液（剥離液）を利用してワックス成分の剥離を行う。洗浄液でワックス成分を溶かし、ワックス成分とともに洗浄液を集めることで、床面のワックスの剥離を行っている。このようなワックス成分が溶けた洗浄液は、粘度が高いが液体であることが多く、そのままでは、排水することができない。そこで、ワックス成分が溶けた洗浄液にある種の酸性の溶液を混入することで、ワックス成分の粘度が上昇し、固化することが知られている。また、この酸性の溶液を混入することで、洗浄液を無毒化することが可能である。

固化したワックス成分を含む洗浄液を固液分離機Ａに投入し、固液分離を行うことで、ワックス成分を液体から分離することが可能である。しかしながら、ワックス成分が少ないときや、洗浄液に水（液体）が多い場合があり、ワックス成分の固化した物質は、しっかり固まっておらず、小さい力で崩れてしまう。すなわち、水の割合が高いことで、物質が固まらない（崩れやすい）。このような、崩れやすい固形物を、固液分離機Ａを利用して取り除こうとすると、固形物が遠心力でメッシュフィルタ２１２や水抜き孔２１３を通過する液体の力で押されて崩れ、固形物もメッシュフィルタ２１２や水抜き孔２１３を通過してしまう。つまり、ワックス成分を固化した固形物を洗浄液から取り除くのが困難になる場合がある。

このような、液体の量が多いことによる崩れやすい固形物を本発明にかかる固液分離機Ａで捕集するために、本実施形態では、予備処理を行う予備処理器を利用している。図９は本発明にかかる固液分離機を利用する前の予備処理を行う予備処理器の一部を切断した斜視図である。

図９に示すように、予備処理器８は、水密容器８１と、揺動軸８２と、流入ダクト８３と、第１流出ダクト８４と、第２流出ダクト８５と、フィルタ８６とを備えている。水密容器８１は、直法形状の箱体であり、流入ダクト８３の接続部、第１流出ダクト８４の接続部及び第２流出ダクト８５の接続部以外の部分は、液体が漏れない、すなわち、水密構造となっている。

水密容器８１の底面の長手方向の中央部には、長手方向と直交する方向に伸びるように揺動軸８２が取り付けられている。揺動軸８２は水密容器８１が揺動するときの中心軸となる軸部である。そして、水密容器８１は揺動軸８２回りに揺動することで、どちらか一方の端部が下になるように傾斜する。なお、図示は省略しているが、揺動軸８２は水密容器８２に移動しないように固定されていてもよいし、軸受け等を介して取り付けられていてもよい。

流入ダクト８３は、水密容器８１の上面の長手方向中央部に取り付けられている。流入ダクト８３は、水密容器８１の内部に連通しており、固形物が混入した液体が水密容器８１に流入させる構成となっている。

第１流出ダクト８４は、水密容器８１の底部の長手方向一方の端部の近傍に形成されている。第１流出ダクト８４は水密容器８１の内部と外部とを繋ぐように貫通した孔を有する構成となっている。第１流出ダクト８４は固形物が含まれる液体を、流入ノズル７に向けて流すためのダクトである。なお、図示を省略しているが、第１流出ダクト８４と流入ノズル７とは、固形物が含まれる液体が流れる配管（パイプ）で接続されている。

第２流出ダクト８５は、水密容器８１の底部の長手方向他方（第１流出ダクト８４の反対側）の端部の近傍に形成されている。第２流出ダクト８５は、液体（水）だけを外部に排出するためのダクトである。なお、図示を省略しているが、第２流出ダクト８５には、配管（パイプ）が接続されている。

そして、フィルタ８６は、水密容器８１の内部に配置されている。フィルタ８６は流入ダクト８３から流入した液体から、第２流出ダクト８５に到達する間に、固形物を捕集できるように配置されている。なお、フィルタ８６はフィルタ部２１のメッシュフィルタ２１２と同じ構成（格子の大きさが同じ）であってもよいし、異なる構成であってもよい。また、格子の大きさが異なるフィルタを複数枚並べて配列してもよい。

また、予備処理器８には、不図示の駆動部が備えられており、揺動軸８２中心に水密容器８１を揺動することで、第１流出ダクト８４又は第２流出ダクト８５のいずれか一方が他方よりも下になるようになっている。これにより、水密容器８１内の液体又は固形物が含まれた液体を第１流出ダクト８４又は第２流出ダクト８５から外部に流出する。

このような、予備処理器８の動作について図面を参照して説明する。図１０Ａ〜図１０Ｃは固液分離機の予備処理を行っている状態を示す断面図である。上述のように、処理を行う処理液が、液体に含まれる固形物が液体によって崩れやすいものである場合、予備処理器８で液体と固形物とを大まかに分離しておく。

つまり、図１０Ａに示すように、第２流出ダクト８５が第１流出ダクト８４の下になるように、水密容器８１を傾ける。この状態で、流入ダクト８３から処理液を流入させる。このとき、流入した処理液は、第２流入ダクト８５に向かって流れ、フィルタ８６を通過する。このとき、処理液には、水密容器８１の傾きによって発生する流れが発生する。処理液に含まれる固形物は、水密容器８１の傾きによる流れで押されるが、固形物に作用する力は小さいため、フィルタ８６で崩れにくく、捕集される。なお、この固形物は、水分が減少した状態、水分を含む固形物となっている。

フィルタ８６で一定量の固形物が捕集されると、水密容器８１を逆向きに揺動させ、固形物及び液体分（水分）第１流出ダクト８４に向けて流す（図１０Ｂ参照）。これにより、液体分の少ない固形物を第１流出ダクト８４から流入ノズル７に送り、固液分離機Ａに流入させる。これにより、固液分離機Ａには、液体分（水分）が少ない固形物が投入される。脱水排水部２で遠心力が固形物に作用しても、固形物が崩れる程の液体の力が作用しないので、固形物の脱水を精度よく行うことが可能である。

また、処理液に含まれる固形物の中には、砂利のように、液体と混ざらない（液体分によって崩れない）ものもある。このような、液体部によって崩れない固形物を含む処理液から固形物を分離する処理を行う場合、予備処理は必要ない。このような場合、流入ダクト８３から処理液を流入させるとき、第１流出ダクト８４が下になるように、水密容器８１を揺動させる（図１０Ｃ参照）。

このように、予備処理器８を動作させることで、フィルタ８６の目つまりを抑制することが可能である。なお、本実施形態では、水密容器８１の底面に第１流出ダクト８４及び第２流出ダクト８５を形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、長手方向の端部の壁面に形成し、水密容器８１の揺動時の傾斜角度を大きくするようにしてもよい。また、揺動軸８２が水密容器８１の底面に取り付けられているものを挙げているが、これに限定されるものではなく、揺動時の軸となるように形成されているものを広く採用することが可能である。また、中央に限定されるものではない。例えば、予備処理が必要な液体を多く処理する場合、動力が作用していない状態で、第２流出ダクト８５が下になるような位置を挙げることができる。同様に、流入ダクト８３の位置も中央に限定されるものではない。流入ダクト８３から第２流出ダクト８５との間にフィルタ８６が配置されるものであればよい。さらに、水密容器８１は直方体形状に限定されるものではなく、円筒形状等であってもよい。

（第３実施形態）
固液分離機Ａを用いて固形物と液体とを分離する場合、固形物の形状及び大きさがメッシュフィルタ２１２で捕集できるものである必要がある。すなわち、メッシュフィルタ２１２で捕集できない固形物が液体に混入した処理液体から、固形物を効率よく取り除くのが難しい場合もある。本実施形態に示す固液分離機は、メッシュフィルタ２１２で捕集が困難な大きさの固形物（微細な固形物）を処理液体から分離する構成を有している。以下に、微細な固形物を分離できる固液分離機について図面を参照して説明する。

本発明にかかる固液分離機の他の例について図面を参照して説明する。図１１は本発明にかかる固液分離機の他の例の分解斜視図であり、図１２は図１１に示す固液分離機の他の例の断面図である。図１１に示す固液分離機Ｂは、便宜上、固形物収集筒部２７０を短く表示している。なお、図１１、図１２に示す固液分離機Ｂの筐体１及び駆動部６は固液分離機Ａと略同じ構成を有している。そのため、固液分離機Ｂにおいて固液分離機Ａと同じ構成の部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

図１１、図１２に示す固液分離機Ｂは、固形物収集筒部２７０と、筒状部２７１と、受け部２７２と、流入部２７３と、流入筒部２７４と、流出筒部２７５と、液漏れ抑制部２７６と、第２従動プーリ２８と、ブラシ部５ｂとを備えている。

固形物収集筒部２７０は円筒形状を有しており、第１支持部１２に立設配置されている。固形物収集筒部２７０は、処理液体から分離された固形物を収集するための部材である。固形物の収集の方法については、後述する。なお、固形物収集筒部２７０の下端部は収集した固形物を排出するための排出孔を備えていてもよい。

図１１、図１２に示すように、筒状部２７１は、上部の内径が下部の内径よりも小さいテーパ状の内面を有している。そして、筒状部２７１は受け部２７２に水密に固定されており、筒状部２７１と受け部２７２とで分離容器を形成している。受け部２７２は円板状形状を有しており、中央部から下方に流入筒部２７４が接続されている。受け部２７２の中央部には、貫通孔が形成されており、その貫通孔は流入筒部２７４と連通している。受け部２７２と流入筒部２７４とは一体的に構成されている。そして、流入筒部２７４は第１支持部１２及び保持部１２４にベアリングＢｒ１及びＢｒ１１を介して回転可能に支持されている。また、流入筒部２７４には、第１従動プーリ２４が取り付けられており、第１従動プーリ２４に動力が供給されるようになっている。これにより、受け部２７２及び流入筒部２７４は一体回転する。

また、流入筒部２７４の中間部分には、径方向から処理液体を流入させるための流入部２７３が形成されている。流入部２７３は、流入筒部２７４に対して相対的に回転するとともに、液体を供給する構成であり、例えば、公知のスイベル構造を有しているが、これに限定されない。また、流入部２７３には流入ノズル７ｂが接続されている。

流出筒部２７５は、処理液体から固形物を分離した後の液体を排出するための排出管である。流出筒部２７５は、流入筒部２７４の内径よりも小さい外径を有する筒形状を有している。流出筒部２７５は、流入筒部２７４と中心軸が重なるように流入筒部２７４内に配置されている。流出筒部２７５は、下部に第２従動プーリ２８が取り付けられており、基部１０及び第２支持部１３にベアリングｂｒ３及びｂｒ２を介して回転可能に支持されている。そして、第２従動プーリ２８を介して駆動力が供給されるようになっている。なお、第２従動プーリ２８は、固液分離機Ａの従動プーリ３６と同じ構成のものである。また、流出筒部２７５は、下端部が基部１０の下方に突出しており、液体を固液分離機Ｂの外部に排出する構成を有している。

流出筒部２７５は流入筒部２７４の内部に配置されており、流入部２７３から流入した処理液体は、流入筒部２７４の内面と流出筒部２７５の外面との間の空間を流動する。このとき、流入筒部２７４の下端部より水が漏れるのを抑制するため、液漏れ抑制部２７６が設けられている。液漏れ抑制部２７６は液漏れを抑制するためのものであるが、流入筒部２７４と流入筒部２７５との間にパッキンのような部材を配置すると、摩擦が高くなりすぎる。そのため、液漏れ抑制部２７６は、流入筒部２７４又は流出筒部２７５に備えられ、流入筒部２７４と流出筒部２７５の間の隙間に、軸方向上向きの流れが発生するような、プロペラ（スクリュー）状の形状を有している。これにより、流入筒部２７４の下端部に軸方向上向きの流れを発生させ、流入筒部２７４の下端部から処理液体が流出するのを抑制する。

流出筒部２７５の上部は、筒状部２７１の内部に配置される。そして、流出筒部２７５の上端部には、ブラシ部５ｂが取り付けられている。ブラシ部５ｂは、筒状部２７１の内面と同じ又は略同じテーパ係数を有する円錐台形状であり、外周部にらせん状に配列された複数のブラシ５１が備えられている。ブラシ５１は先端が、筒状部２７１の内面に接触（内面を擦る）ように配置されている。なお、ブラシ５１の構造は、固液分離機Ａに用いられるブラシ５１と同じである。

ブラシ部５ｂの外径が大きい部分には、液体を導くための導液部５３ｂが形成されている。導液部５３ｂは流出筒部２７５に形成された貫通孔２７７と連通している。貫通孔、は流出筒部２７５の外面から内部空間に貫通する孔であり、導液部５３ｂから流入した液体は、流出筒部２７５の内部に流入する。

流出筒部２７５とブラシ部５ｂについてさらに詳しく説明する。ブラシ部５ｂは流出筒部２７５の上端部に固定されており、流出筒部２７５が回転することで、ブラシ部５ｂも回転する。ブラシ部５ｂの導液部５３ｂは台形側の端面に形成された凹溝である。図１２に示すように、ブラシ部５ｂの最下部に設けられているブラシ５１は貫通孔２７７の下端部よりも下に設けられている。また、ブラシ部５ｂの上端部は筒状部２７１の上端の開口より上部に突出し、最上部に設けられているブラシ５１は筒状部２７１の上端部に達している。

このように構成された固液分離機Ｂでは、第１従動プーリ２４を介して動力が伝達されることで、筒状部２７１、受け部２７２及び流入筒部２７４は一体的に回転する。また、第２従動プーリ２８を介して動力が伝達されることで、流出筒部２７５及びブラシ部５ｂは一体的に回転する。

固液分離機Ｂの動作について説明する。流入ノズル７ｂから流入する処理液体は、流入部２７３を介し、流入筒部２７４と流出筒部２７５とで囲まれる空間に流入する。このとき、流入筒部２７４と流出筒部２７５の間の空間の下部には、液漏れ抑制部２７６が設けられており、上方に向かう流れが発生している。そのため、流入部２７３から流入した処理液体は、上昇し、筒状部２７１と受け部２７２とで囲まれた分離容器に流入する。

分離容器は、回転しており、その回転力によって処理液体も分離容器内に周方向の流れが発生する。これにより、分離容器内では、処理液体に遠心力が発生している。また、処理液体は流入ノズル７ｂから一定の圧力（一定の流量）で流入しており、分離容器内では、上方に向かって処理液体が押し上げられる。回転している分離容器では、上方に向かうらせん状の流れが発生する。そして、流量一定で筒状部２７１が上方に向かって細くなるように形成されているため、処理液体の流速は上流ほど速くなり、遠心力も分離容器（筒状部２７１）の上部ほど大きくなる。

処理液体内の固形物を遠心力で分離する場合、液体と固形物の比重の差によって分離に必要な遠心力が変化する。つまり、固形物の比重が液体の比重よりも大きいほど、小さい遠心力でも固形物を分離することができる。逆に、固形物の比重と液体の比重とに差が少ない場合、大きな遠心力が必要となる。分離容器内を流れるらせん状の流れでは、上部ほど遠心力が大きくなっているため、筒状部２７１の下部で分離できない固形物でも、遠心力が大きくなる上部で分離可能である。

そして、液体から分離された固形物は、筒状部２７１の内面に押し当てられる。筒状部２７１の内面を上方に向かってらせん状に処理液体が流れているため、押し当てられた固形物は、筒状部２７１の内面を上方に向かってらせん状に移動する。

処理液体に含まれる固形物の成分（比重、大きさ等）がわかっている場合、固形物を分離するために必要な遠心力を求めることが可能である。その処理液体の固液分離処理を行うとき、必要な遠心力を発生させることができる形状の筒状部２７１を用いるようにしてもよい。このような筒状部２７１を用いる方法として、筒状部２７１を複数種類用意して、処理液体に応じて取り替え可能としていてもよいし、予め処理液体に対応した筒状部２７１を取り付けるようにしてもよい。

そして、処理液体の旋回流が流出筒部２７５の貫通孔２７７の高さに到達すると、固形物が取り除かれた液体は、流出筒部２７５に流入し、外部に排出される。このとき、分離された固形物は筒状部２７１の内面の水面近傍に残る（付着する）。このようにすることで、処理液体から固形物を取り除いた液体のみを排出することが可能である。

固液分離機Ｂでは、固液分離機Ａと同様、筒状部２７１とブラシ部５ｂとの回転速度に差がある。そのため、運転状態において、ブラシ５１の先端は、筒状部２７１の内面を相対的に擦る。そして、ブラシ部５ｂのブラシ５１が螺旋状に配置されているため、ブラシ５１が筒状部２７１の内面に対して擦ることで、筒状部２７１の内面に付着した固形物を軸方向に移動させることが可能である。固液分離機Ｂでは、筒状部２７１とブラシ部５ｂの回転速度は、固形物が上方に移動するように設定されている。

ブラシ５ｂは、筒状部２７１の上端部の開口に到達するように、ブラシ５１が配列されているため、ブラシ５ｂによって、筒状部２７１の内面に付着した固形物は、筒状部２７１の上端部に押し上げられる。固形物は筒状部２７１の内面に付着している間、常に遠心力が作用しており、遠心力と筒状部２７１の抗力とが釣り合っている。固形物が筒状部２７１の上端部より上方に移動すると、固形物に作用している筒状部２７１の抗力が無くなり、遠心力によって固形物収集筒部２７０の内面に打ち付けられ、固形物収集筒部２７０で収集される。

以上のように、固液分離機Ｂは、上部が狭くなったテーパ状の筒状部２７１を利用することで、旋回流を発生させ、遠心力を大きくし、処理液体内の微細な固形物と液体とを分離することが可能である。また、流出筒部２７５に形成された貫通孔２７７を筒状部２７１の上端部よりも低い位置に設けていることで、分離容器の液面を筒状部２７１の上端の下部とすることができる。また、ブラシ部５ｂを用いることで、固形物を排出するため、分離容器の液面近傍で固形物が堆積するのを防ぐことができるため、連続した固液分離を行うことが可能である。

また、本実施形態では、水と固形物とを分離する構成としているが、これに限定されるものではなく、水以外の液体から内部に混合している固形物を分離する装置にも利用することが可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

１ 筐体
１０ 基部
１０１ 貫通孔
１１ 支持壁部
１１１ 長孔
１２ 第１支持部
１２０ 貫通孔
１２１ 調整ねじ
１２２ ナット
１３ 第２支持部
１４ 蓋保持部
１５ 固定ねじ
１６ 固定ねじ
２ 脱水排水部
２１ フィルタ部
２１０ 内部空間
２１１ 筒体
２１２ メッシュフィルタ
２１３ 水抜き孔
２２ 第１回転軸
２２１ 内部空間
２３ フランジ
２４ 第１従動プーリ
２５ ファン部
２５１ 羽根
２６ 排水パイプ
３ 固形物排出部
３１ 固形物収集筒部
３１１ 切欠き
３２ 第２回転軸
３３ フランジ
３４ 固形物排出筒部
３４１ 切欠き
３５ フランジ
３６ 第２従動プーリ
４ 蓋体
４１ 保持円筒部
５ ブラシ部
５０ 凹部
５１ ブラシ
５１０ ブラシ線
５２ 固定ねじ
６ 駆動部
６１ 第１駆動プーリ
６２ 第２駆動プーリ
６３ 駆動軸
７ 流入ノズル
ｂｒ１〜ｂｒ７ ベアリング

Claims (10)

1. 固形物が混合している処理液体を遠心力によって液体と固形物とに分別する固液分離機であって、
   回転時の遠心力で前記固形物と前記液体とを分離する筒形状の分離容器と、
   前記分離容器の内部に前記分離容器と中心軸が重なるように配置され、前記分離容器と同方向に回転するブラシ部と、
   前記分離容器と前記ブラシ部とを回転駆動する駆動部とを備え、
   前記ブラシ部は、前記分離容器の内面を摺擦するように設けられたブラシを備えており、
   前記分離容器の回転数と前記ブラシ部の回転数とを変えることで、前記ブラシ部が前記分離容器に対して相対的に回転することを特徴とする固液分離機。
2. 前記ブラシ部のブラシはらせん状に配列されており、
   前記ブラシ部の前記分離容器に対する相対的な回転方向が、前記らせん状に配列されたブラシが前記固形物を排出する方向に押すように前記分離容器の回転方向及び回転数、前記ブラシ部の回転方向及び回転数が決められている請求項１に記載の固液分離機。
3. 前記分離容器は、前記液体が通過し、前記固形物が捕集されるフィルタを筒形状に形成したフィルタ部を備えている請求項１又は請求項２に記載の固液分離機。
4. 前記フィルタ部の固形物が排出される側の先端に、負圧を発生させて前記固形物を吸引する負圧発生部が連設されている請求項３に記載の固液分離機。
5. 前記フィルタ部は中心軸が起立するように立設されているとともに、周壁の少なくとも一部が、下方に向かって小径になるテーパ形状で形成されており、
   前記ブラシが前記固形物を下方に押す請求項３又は請求項４に記載の固液分離機。
6. 前記分離容器は、上方が細くなっているとともに上部に開口を有し、
   前記分離容器の下端面より下方に伸び、前記分離容器の内部と連通する筒状の流入筒部と、
   前記流入筒部の内部に中心軸が一致するとともに前記流入筒部と接触しないように配置された流出筒部とを有し、
   前記流入筒部には前記処理液体を圧入する流入部を備えており、
   前記流出筒部には上部に外面から内面に貫通し、前記分離容器内の水を流出筒部に排水するための貫通孔が形成されており、
   前記ブラシ部は前記流出筒部の上端部に固定されており、
   前記ブラシが前記ブラシ部の回転によって固形物を上方に送るように配置されているおり、
   前記ブラシの配列の上端が前記分離容器の前記開口に到達しているとともに前記ブラシの配列の下端が前記貫通孔の下端よりも下側に到達している請求項２に記載の固液分離機。
7. 前記ブラシ部には、前記貫通部に液体を導くための導液部が形成されている請求項６に記載の固液分離機。
8. 前記ブラシ部は、前記分離容器に対して軸方向に移動可能なように配置されており、
   前記ブラシ部は、遠心力で前記ブラシの先端が前記分離容器の内面に押し付けられるような位置に配置されている請求項１から請求項７のいずれかに記載の固液分離機。
9. 前記分離容器と一体的に回転する第１従動プーリと、
   前記ブラシ部と一体的に回転する第２従動プーリと、
   前記駆動部に設けられ、前記第１従動プーリとベルトで連結された第１駆動プーリと、
   前記駆動部に設けられ、前記第２従動プーリとベルトで連結された第２駆動プーリと、
   前記第１駆動プーリ及び前記第２駆動プーリの中心軸が一致するように設けられた駆動軸とを有し、
   前記第１従動プーリと前記第１駆動プーリの比と前記第２従動プーリと前記第２駆動プーリの比とが異なるように形成されている請求項１から請求項８のいずれかに記載の固液分離機。
10. 前記分離容器の回転数と前記ブラシ部の回転数との差を、１０ｒｐｍ以上４００ｒｐｍ以下とした請求項１から請求項９のいずれかに記載の固液分離機。

Images