JP2001300782A - スクリュープレス脱水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の濾過孔を設けた濾過筒と、該濾過筒内
に設けられたスクリューと、該スクリューを回転駆動す
る駆動装置とを備え、前記スクリューの上流側から下流
側に至るにしたがってスクリューと濾過筒の間に存在す
るスラリーに圧縮力を作用させるスクリュープレス脱水
装置において、簡素な構造でありながら、濾過孔の目詰
まり防止に適した振動を濾過筒に加えることのできるよ
うにする。 【解決手段】 濾過筒３に打撃力を作用させることで該
濾過筒３を振動させて濾過孔２の目詰まりを防止する加
振装置６を設ける。さらに、打撃力、打撃位置、打撃周
期をそれぞれ独立して調節可能に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥や含水樹脂粉
砕物などのスラリーを脱水するためのスクリュープレス
脱水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種従来のスクリュープレス脱水装置
として、例えば、特開昭６１−８５３号公報並びに特公
昭６１−４９０３９号公報に記載のものが挙げられる。

【０００３】これらスクリュープレス脱水機はいずれ
も、多数の濾過孔を設けた濾過筒と、該濾過筒内に設け
られたスクリューと、該スクリューを回転駆動する駆動
装置とを備えており、スクリューの上流側から下流側に
至るにしたがってスクリューと濾過筒の間に存在する汚
泥などのスラリーに圧縮力を作用させて脱水させ、水分
を濾過筒の濾過孔から排出し、脱水後の固形分（ケー
キ）を濾過筒の下流端から排出するようになっている。

【０００４】さらに、前者の従来装置では、固形分と水
分との分離を促進するために、振動発生機により、スク
リュー全体を上下振動させるようになっている。

【０００５】また、後者の従来装置では、繊維分を含ん
だ汚泥の固形粉体が濾過筒内で架橋することを抑制する
ために、濾過筒内の汚泥に振動を加える振動発生機が設
けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスクリュー
プレス脱水装置では、濾過筒に設けた濾過孔が目詰まり
すると脱水性能に大きな支障をきたすため、何らかの目
詰まり防止対策を行うことが肝要である。上記した各従
来装置では、いずれも振動発生機が設けられており、か
かる振動発生機の作用によりある程度目詰まりの解消が
図られるとも考えられるが、そもそもの加振の目的が目
詰まり防止ではないため、目詰まり防止用の振動発生機
としては種々問題があった。

【０００７】即ち、前者の従来装置は、スクリュー全体
を上下振動することにより加振させるものであるため、
スクリュー全体の重量並びに濾過筒内のスラリーの重量
に応じた過大なトルクが必要であり、振動発生機として
大規模のものが必要であり、動力消費も過大となる。さ
らに、機械部品のゆるみや摩耗が生じやすく、装置全体
の耐振に考慮する必要があり、据付基礎等も過大になっ
てしまい、装置全体の大型化、設備コスト増、スループ
ットの低減などの原因となる。

【０００８】また、後者の従来装置では、固形粉体の架
橋を防止するために、アンバランスウェイトを電動機で
比較的高速（数千回転／分程度）で回転させてる一方、
その振幅は比較的小さいものとなる。このような振動数
が大きく振幅の小さい振動の発生機を用いた場合、スラ
リー中の固形分の強度が弱いときに特に、固形分が濾過
孔から抜け出し易くなり、脱水効率が非常に悪くなると
ともに、濾液が濁りを生じて廃水基準をクリアせず、廃
水処理をしなければ排水することができなくなることも
あった。スラリーの固形分の強度がある場合において
も、比較的比重の軽い固形分の場合は濾過孔で目詰まり
を起こし、上記の様な振動発生機による高速低振幅の振
動では濾過孔内に詰まった固形分を除去できないことが
往々にして見られる。一方、インバータを用いれば上記
振動発生機の回転数を下げることはできるが、それに応
じて加振力も大幅に低下してしまい、脱水に適した振動
を加えることができない。さらに、上記振動発生機はモ
ータ一体型であるが、濾過筒の濾過孔から排水された濾
液からの防水構造を考慮する必要もある。

【０００９】そこで、本発明は、簡素な構造でありなが
ら、濾過孔の目詰まり防止に適した振動を濾過筒に加え
ることのできる加振装置を備えたスクリュープレス脱水
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために次の技術的手段を講じた。

【００１１】即ち、本発明は、多数の濾過孔を設けた濾
過筒（スクリーン若しくはバレルと称されることもあ
る）と、該濾過筒内に設けられたスクリューと、該スク
リューを回転駆動する駆動装置とを備え、前記スクリュ
ーの上流側から下流側に至るにしたがってスクリューと
濾過筒の間に存在するスラリーに圧縮力を作用させるス
クリュープレス脱水装置において、前記濾過筒に打撃力
を作用させることで該濾過筒を振動させて前記濾過孔の
目詰まりを防止する加振装置を設けたことを特徴とする
ものである。かかる本発明によれば、濾過筒に打撃力を
作用させることで濾過筒を振動させるものであるから、
かかる振動波形が衝撃的なものとなり、濾過孔に詰まり
かけた固形分を効率的に除去可能である。即ち、打撃力
を作用させた瞬間、固形分及び濾液の慣性力によって該
固形分が濾過孔から除去され、目詰まりが防止される。
なお、濾過筒を多数のウェッジワイヤーにより構成し、
濾過孔が、径方向外方に至るにしたがって末広がり状に
構成されたものの場合に特に効率的に目詰まりが防止さ
れる。

【００１２】上記加振装置は、濾過筒の外周側に配設さ
れた支持部材と、該支持部材を往復運動させる作動機構
と、支持部材に取付けられる打撃部材とを備え、該打撃
部材は、前記支持部材の往復運動により濾過筒の外周面
に打撃力を作用させるものとすることができる。これに
よれば、作動機構の動力を調整することにより打撃力を
調節でき、また、支持部材に対する打撃部材の取付位置
を濾過筒の軸方向に調節することで濾過筒の打撃位置を
調節することができ、また、作動機構による往復運動周
期を調節することで打撃周期を調節することが可能であ
る。さらに、これら打撃力、打撃位置及び打撃周期をそ
れぞれ独立して調整することも可能であり、種々のスラ
リー（スラッジ）の性状や濾過筒構造等に応じた適切な
打撃加振を行わせることができ、コンパクトでありなが
ら目詰まりなく脱水効率を向上し得るスクリュープレス
脱水装置を得ることが可能となる。

【００１３】また、上記支持部材は、濾過筒と平行に配
設された軸体からなり、打撃部材は、支持部材に軸方向
位置調節自在に取付けられているものとすることができ
る。これによれば、濾過筒の打撃位置調節を容易に行う
ことができるとともに、構成も簡素であり、コスト低減
を図ることができる。さらに、打撃部材は、支持部材に
着脱自在に取付けられているものとするのが好ましい。
これによれば、打撃箇所をの数をスラリー性状等に応じ
て適宜変更することが可能であり、より効率の良い脱水
を行うことができる。

【００１４】上記作動機構は、回転体と、該回転体に取
付けられるカム部材と、支持部材に取付けられ且つ前記
カム部材によって押動されて前記支持部材を往動させる
揺動部材と、該揺動部材を復動させる付勢部材とを備え
ており、該付勢部材の付勢力によって揺動部材が復動さ
れたときに打撃部材が濾過筒の外周面を打撃するように
構成されているものとすることができる。これによれ
ば、作動機構の構成の簡素化を図るとともに、回転体の
回転トルクを低く抑えつつも、付勢部材の付勢力によっ
て打撃力を加えるものであるから、モータなどの駆動装
置の駆動トルクを小さくすることができ、加振装置の構
造の簡素化、コスト低減、消費動力の低減を図ることが
できる。

【００１５】上記回転体には、周方向複数箇所にカム部
材の取付部を設けることができる。そして、上記複数の
取付部のうち適宜選択して一若しくは複数箇所にカム部
材を取付けることで、容易に打撃周期を変更することが
でき、打撃周期を短くした場合でも消費動力はさほど大
きくならず、浪費動力の低減を図ることができる。

【００１６】また、本発明のスクリュープレス脱水装置
は、上記付勢部材の付勢力調節手段を有するものとする
のが良い。これによれば、付勢力調節手段により付勢部
材の付勢力を変更することによって、打撃力を容易に調
整することが可能である。このような付勢力調節手段は
どのような構成であってもよく、例えば、付勢部材をコ
イルスプリングにより構成した場合には、該コイルスプ
リングの取付部を、揺動部材の揺動軸からの距離の異な
る複数箇所に揺動部材に設けておき、これら取付部のう
ちのいずれか一つを選択してコイルスプリングの一端を
取付けることで、てこの原理により容易に打撃力を変更
できる。また、コイルスプリングの他端をねじ軸の先端
に取付ければ、該ねじ軸を進退させることによっても打
撃力を容易に変更できる。

【００１７】また、本発明のスクリュープレス脱水装置
において、上記スクリューによるスラリーの圧縮方向は
軸方向であり、打撃部材は、前記圧縮方向と直交する方
向の打撃力を濾過筒に作用させるものとすることができ
る。これによれば、濾過孔内に詰まりかけた固形分に対
し、上記方向の打撃力によって濾過孔から外部に除去さ
れる慣性力を的確に作用させることができ、より効率的
な目詰まり防止が図られる。

【００１８】なお、本発明において、スラリーは、液体
に粒状若しくは粉状の細かな固形分の集合物を分散させ
てなる泥、懸濁液あるいはスラッジなど、固形分と液体
の混合物であって流動性あるものであれば良く、特定の
ものに限定されるものではない。例えば、シールド掘進
機などで地中を掘削する際に生じる泥や、粉砕されたプ
ラスチックに水を添加してなる含水プラスチック粉状体
をも、スラリーに含まれるものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係
るスクリュープレス脱水装置１を示している。該装置１
は、多数の濾過孔２を設けた濾過筒３と、該濾過筒３内
に設けられたスクリュー４と、該スクリュー４を回転駆
動する駆動モータ５と、加振装置６とを備えている。

【００２０】濾過筒３は、略円筒状を呈し、その軸心が
水平方向に沿うようにフレーム７に固定されている。濾
過筒３の上流側（図示右側）にはスラリー（スラッジ）
の供給ホッパー８が設けられ、下流側（図示左側）には
脱水後のスラリー固形分（これをケーキと称することも
ある）を排出する排出ホッパー９が設けられている。こ
の濾過筒３は、ウェッジワイヤーを用いて構成すること
ができ、各ワイヤー間の隙間によって濾過孔２を構成す
ることができる。

【００２１】上記スクリュー４は、スクリュー軸４ａの
周囲に螺旋状の翼部４ｂを設けてなるものであって、該
翼部４ｂの外径は、濾過筒３の内径とほぼ同径となされ
ている。また、図示例のスクリュー４は、その翼部４ｂ
の１周回あたりの軸長が下流側に至るにしたがって小さ
くなるものであって、下流側ほど翼部４ｂと翼部４ｂと
の間でスラリーを軸方向に圧縮し、スラリーから液状分
を脱水し、その濾液を上記濾過孔２から排出させるよう
になっている。なお、スクリュー軸４ａは、全長にわた
って同径に構成することもできるが、下流側に至るにし
たがって大径となる円錐台形状に構成することも勿論可
能である。

【００２２】上記加振装置６は、濾過筒３の軸方向所定
位置の下部に上方に向けて打撃力を作用させることで該
濾過筒３を振動させて、濾過孔２の目詰まりを防止する
ためのものであって、濾過筒３の外周側に配設された支
持軸体１０（支持部材）と、該支持軸体を所定角度の範
囲で回転往復運動させる作動機構１１と、支持軸体１０
に取付けられる打撃部材１２とを備えている。

【００２３】上記支持軸体１０は、軸受け１３を介して
フレーム７に回転自在に支持されている。また、支持軸
体１０は、図２に示すように、濾過筒３の下方側であっ
て、濾過筒３よりも外側方位置に配設されており、その
軸心は、濾過筒３の軸心と平行になされている。

【００２４】該打撃部材１２は、支持軸体１０に軸方向
位置調節自在に取付けられたアーム１２ａと、濾過筒３
の下部を打撃するハンマーブロック１２ｂとを備えてい
る。前記アーム１２ａは、支持軸体１０から濾過筒３の
下部に向けてほぼ水平に延設され、前記ブロック１２ｂ
は、アーム１２ａに対して取付位置調節自在にアーム中
途部にボルトで固定されている。したがって、支持軸体
１０がその軸心回りに回転往復運動すると、それにとも
なってハンマーブロック１２ｂが濾過筒３の下部で上下
運動し、濾過筒３の外周面下部に上方に向けて打撃力を
作用させることができる。

【００２５】なお、本実施形態では、打撃部材１２は、
支持軸体１２の軸方向の複数箇所にそれぞれ取付けられ
ている。この取付個数は、打撃部材１２のアーム１２ａ
を支持軸体１０から着脱することで容易に変更すること
ができ、脱水処理を行うスラリーの性状等に応じて適宜
調節可能である。

【００２６】また、ハンマーブロック１２ｂには、濾過
筒３との衝当側に、濾過筒３の損耗を防止するために、
銅、合成樹脂あるいはゴムなどからなるハンマーヘッド
を取付けておくことが好ましい。

【００２７】上記作動機構１１は、図３にも示すよう
に、モータ１３によって回転駆動される回転板１４（回
転体）と、該回転板１４に取付けられるカムローラ１５
（カム部材）と、支持軸体１０に取付けられ且つカムロ
ーラ１５によって押動されて支持軸体１０を往動させる
揺動部材１６と、該揺動部材１６を復動させる引っ張り
コイルスプリング１７（付勢部材）とを備えている。

【００２８】回転板１４は、円盤状であって、モータ１
３の出力軸に固定されている。回転板１４には、周方向
複数箇所（図示例では４カ所）にカムローラ取付部１８
が設けられており、これら取付部１８のうちの適宜の位
置（図示例では直径方向に対向する位置の２カ所）にカ
ムローラ１５が着脱自在に取付けられている。

【００２９】上記揺動部材１６は、支持軸体１０の一端
部に固定されており、回転板１４の軸心方向に向けて延
設されて前記カムローラ１５に衝当するカム片１６ａ
と、カム片１６ａとは反対方向（図示例では上方）に向
けて延設されたスプリング取付片１６ｂとを備えてい
る。該取付片１６ｂには、スプリング１７の一端が着脱
自在に係止される係止孔２０が、軸体１０からの距離の
異なる複数箇所に設けられており、これら係止孔２０の
一つにスプリング１７の一端が選択的に係止されてい
る。一方、スプリング１７の他端は、フレーム７に立設
されたブラケット２１に進退自在に螺合されたねじ軸２
２の先端に係止されている。したがって、ねじ軸２２を
進退させるか、あるいは、スプリング１７の揺動部材１
６への取付位置を調節することによって、揺動部材１６
の付勢力の調節、ひいては打撃力の調節を行うことが可
能である。

【００３０】上記本発明の加振装置６によれば、モータ
１３によって回転板１４が回転駆動されると、カムロー
ラ１５が周期的に揺動部材１６のカム片１６ａを押動し
て、スプリング１７の付勢力に抗して揺動部材１６を図
３において時計回り方向に往動させ、これに伴い支持軸
体１０が回動されて、打撃部材１２のハンマーブロック
１２ｂが下方に移動し、濾過筒３の外周面からハンマー
ブロック１２ｂを離反させる。回転板１４がさらに回転
してカムローラ１５とカム片１６ａとの係合が外れる
と、スプリング１７の付勢力によって揺動部材１６並び
に支持軸体１０が一気に復動され、これに伴い打撃部材
１２のハンマーブロック１２ｂが勢いよく濾過筒３の外
周面に向けて移動し、該打撃部材１２により濾過筒３に
その軸心と直交する方向の打撃力を加える。すると、濾
過孔２に詰まりかけた固形分は、その慣性力によって濾
過孔２から除去され、濾過筒３内部からの濾液の排出と
も相まって濾過孔２が清掃されるように作用し、目詰ま
りが防止される。

【００３１】なお、打撃回数は、１分間あたり１０〜５
０回程度が好ましい。かかる打撃回数の変更は、上記カ
ムローラ１５の取付個数を変更するか、あるいは、モー
タ１３の回転数をインバータ等の適宜の手段により変更
することによって行うことができ、本実施形態の機構に
よれば、打撃周期を変更しても打撃力には影響を与えな
いため、自由に打撃周期を調節することができる。

【００３２】さらに、図１に示すように、供給ホッパー
８の下部付近に濾過筒３に打撃力を加える打撃部材１２
を設けることにより、濾過筒３の目詰まり防止と、スラ
リーの脱水により生じた濾液の分離排出を濾過筒３の上
流端側で迅速に行うことができ、後の圧縮、脱水の効果
を増大させることができる。

【００３３】また、打撃位置を調節するには、打撃部材
１２のアーム１２ａを支持軸体１０に固定しているボル
ト２３を緩め、アーム１２ａを軸方向に移動させた後、
ボルト２３を締結することによって、容易に行うことが
できる。また、アーム１２ａを支持軸体１０に着脱する
ことによって打撃部材１２の取付個数も適宜変更するこ
とができ、打撃箇所の増減も容易に行うことができる。

【００３４】また、図示実施例では、濾過筒３及びスク
リュー４の上流端を支持する機枠２４の外側にモータ１
３や揺動部材１６などからなる作動機構１１を配設して
いるから、濾過筒３から排出される濾液から作動機構１
１が機枠２４によって保護され、作動機構１１の別途の
防水対策を考慮する必要がない。

【００３５】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、適宜設計変更することができる。例えば、濾過
筒３及びスクリュー４は、上下方向に沿って配設するこ
とができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な構造でコンパク
トな装置構成としつつも、濾過筒に打撃力を作用させる
ことで、濾過孔の目詰まり防止に適した振動を濾過筒に
加えることができ、かかる振動波形は衝撃的なものであ
るから、濾過孔に詰まりかけた固形分を効率的に除去可
能である。さらに、打撃力、打撃位置、打撃周期をそれ
ぞれ独立して容易に調整することも可能であり、種々の
スラリーの物性に応じた打撃加振を行うことができ、コ
ンパクトで性能の良いスクリュープレス脱水機を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るスクリュープレ
ス脱水装置の全体構造を示す簡略断面図である。

【図２】同装置の濾過筒と打撃部材との関係を示す図１
のＡ−Ａ線断面相当の拡大断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面相当の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ スクリュープレス脱水装置 ２ 濾過孔 ３ 濾過筒 ４ スクリュー ５ 駆動装置 ６ 加振装置 １０ 支持部材 １１ 作動機構 １２ 打撃部材 １４ 回転体 １５ カム部材 １６ 揺動部材 １７ 付勢部材 １８ カム部材取付部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の濾過孔を設けた濾過筒と、該濾過
   筒内に設けられたスクリューと、該スクリューを回転駆
   動する駆動装置とを備え、前記スクリューの上流側から
   下流側に至るにしたがってスクリューと濾過筒の間に存
   在するスラリーに圧縮力を作用させるスクリュープレス
   脱水装置において、 前記濾過筒に打撃力を作用させることで該濾過筒を振動
   させて前記濾過孔の目詰まりを防止する加振装置を設け
   たことを特徴とするスクリュープレス脱水装置。
2. 【請求項２】 加振装置は、濾過筒の外周側に配設され
   た支持部材と、該支持部材を往復運動させる作動機構
   と、支持部材に取付けられる打撃部材とを備え、該打撃
   部材は、前記支持部材の往復運動により濾過筒の外周面
   に打撃力を作用させるものであることを特徴とする請求
   項１に記載のスクリュープレス脱水機。
3. 【請求項３】 支持部材は、濾過筒と平行に配設された
   軸体からなり、打撃部材は、支持部材に軸方向位置調節
   自在に取付けられていることを特徴とする請求項２に記
   載のスクリュープレス脱水機。
4. 【請求項４】 打撃部材は、支持部材に着脱自在に取付
   けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の
   スクリュープレス脱水機。
5. 【請求項５】 作動機構は、回転体と、該回転体に取付
   けられるカム部材と、支持部材に取付けられ且つ前記カ
   ム部材によって押動されて前記支持部材を往動させる揺
   動部材と、該揺動部材を復動させる付勢部材とを備えて
   おり、該付勢部材の付勢力によって揺動部材が復動され
   たときに打撃部材が濾過筒の外周面を打撃するように構
   成されていることを特徴とする請求項２，３又は４に記
   載のスクリュープレス脱水機。
6. 【請求項６】 回転体には、周方向複数箇所にカム部材
   の取付部が設けられていることを特徴とする請求項５に
   記載のスクリュープレス脱水機。
7. 【請求項７】 付勢部材の付勢力調節手段を有すること
   を特徴とする請求項５又は６に記載のスクリュープレス
   脱水機。
8. 【請求項８】 スクリューによるスラリーの圧縮方向は
   軸方向であり、打撃部材は、前記圧縮方向と直交する方
   向の打撃力を濾過筒に作用させることを特徴とする請求
   項２乃至７のいずれか１項に記載のスクリュープレス脱
   水機。