JP2005230852A

JP2005230852A - スクリュープレス脱水装置

Info

Publication number: JP2005230852A
Application number: JP2004042297A
Authority: JP
Inventors: Hironoshin Kawabata; 洋之進川端; Tetsuo Arai; 哲雄荒井
Original assignee: Yamato Co Ltd
Current assignee: Yamato Co Ltd
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】可動軸のたわみ、変形を小さくして可動プレートを安定して揺動して汚泥などの漏出を少なくし、効率よく水を排出することができ、かつ維持管理の容易なスクリュープレス脱水装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、中心開口を有する固定プレートと、その固定プレートの中心開口径より大きい径の中心開口を有し揺動可能に設けられた可動プレートとを交互に多数配置して多重プレート群を構成し、その多重プレート群の中心開口に貫設したスクリューの翼で汚泥を送り込みつつ、多重プレート群の微小空隙から汚泥の脱水を行うスクリュープレス脱水装置において、上記可動プレートの各一端側に金属パイプを貫通させ、更にこの金属パイプの内部に可動軸を貫通させると共に、金属パイプの両端部を軸受けにより可動軸に対して回転自在に支持し、更に貫通する可動軸が、一端側および他端側に設けられた軸支持体または軸受けの回転中心に対して偏心して回転自在に支持されていることを特徴とする、スクリュープレス脱水装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、排水処理設備などで発生する汚泥やスラリーの脱水に用いる、多重プレート型のスクリュープレス脱水装置に関する。

従来から、固定プレートと可動プレートとを交互に多数重ね合わせて、可動プレートを揺動させながらスクリューで圧搾してスラリーを脱水する多重プレート型のスクリュープレス脱水装置が種々提案され、実用に供されている（例えば、特許文献１、２または３参照）。このタイプのスクリュープレス脱水装置は、スクリュープレスの作用を果たす主軸のほかに可動プレートを揺動させるため偏心して回転する可動軸を設けて、この可動軸の回転によって多数の可動プレートを一緒に揺動させている。しかし、このようなスクリュープレス脱水装置は、固定プレートの間に挟まれた多数の可動プレートを可動軸の回転によっていっせいに動かして、可動プレートを揺動させるものであるため、各可動プレートから大きな荷重がかかり、その荷重のために可動軸が撓み、極端な場合にはスクリュー側にくの字に曲がってしまい、そのため可動プレートの揺動する範囲が拡大して、可動プレートの中心開口部が固定プレートの外枠よりも外まで出てしまい多重プレート群の空隙から汚泥の漏出が起ったり、あるいは可動プレートの中心開口部分がスクリュー翼に接触し、スクリュー翼や可動プレートの中心開口部分を破損するという問題が発生することがあり、その都度スクリュー翼や可動プレートを取り替えなければならなかった。

或いは、可動軸がすべての可動プレートの通孔を通って自転しながら可動プレートと接触して運動するため、可動軸と可動プレートとの接触部分の摩擦による損耗等が起こり、可動軸にこの摩擦による多数の溝が形成されてしまうため、この溝の深さだけ可動軸の偏芯距離が小さくなり、可動プレートの揺動範囲が狭くなり、その結果汚泥中の水を連続的に排出する効率が低下し、脱水性能が悪化するという問題があった。
従って、従来のスクリュープレス脱水装置においては、このような問題を解決するために、この磨耗した可動軸をたびたび取り替えなければならないという問題があった。

特公昭６３−６５３５４号公報特開平１１−３３３２２３号公報特開２０００−５５２１号公報

本発明は上記のような従来のスクリュープレス脱水装置の問題点に鑑み提案されたもので、可動軸のたわみや変形を小さくし、可動軸の磨耗等による損耗を防止して、可動プレートの揺動を安定して行うことができ、また汚泥などの漏出が少なく、効率的に汚泥を脱水することができる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。

本発明者らは、上記のような課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、スクリュープレス脱水装置において、従来の可動軸に代えて可動軸に金属パイプをかぶせたものを用いることにより、従来のスクリュープレス脱水装置の問題点を解決することができること見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は、以下の内容をその要旨とするものである。
（１）中心開口を有する固定プレートと、その固定プレートの中心開口径より大きい径の中心開口を有し揺動可能に設けられた可動プレートとを交互に多数配置して多重プレート群を構成し、その多重プレート群の中心開口により画成された中央筒部に貫設したスクリューの翼で汚泥を送り込みつつ、多重プレート群の各プレート間の微小空隙から汚泥の脱水を行うスクリュープレス脱水装置において、上記可動プレートの各一端側に金属パイプを貫通させ、更にこの金属パイプの内部に可動軸を貫通させると共に、金属パイプの両端部を軸受けにより可動軸に対して回転自在に支持し、更に貫通する可動軸が、一端側および他端側に設けられた軸支持体または軸受けの回転中心に対して偏心して回転自在に支持されていることを特徴とする、スクリュープレス脱水装置。
（２）可動軸の偏心距離が、軸支持体または軸受けの回転中心に対して２．０〜４．０ｍｍであり、金属パイプとそれに貫通する可動軸が半径２．０〜４．０ｍｍの円運動を行なうことを特徴とする、前記（１）記載のスクリュープレス脱水装置。
（３）円運動を行なう金属パイプとそれに貫通する可動軸の回転数が２．０〜６．０ｒｐｍであることを特徴とする、前記（１）または（２）に記載のスクリュープレス脱水装置。
（４）金属パイプが、内径が２０〜５０ｍｍ、長さが５００〜７００ｍｍであることを特徴とする、前記（１）ないし（３）のいずれかに記載のスクリュープレス脱水装置。
（５）金属パイプが、ステンレス製パイプであることを特徴とする、前記（１）ないし（４）のいずれかに記載のスクリュープレス脱水装置。
（６）一端側を金属パイプが貫通する可動プレートの枚数が、５０〜２００枚であることを特徴とする、前記（１）ないし（５）のいずれかに記載のスクリュープレス脱水装置。

本発明のスクリュープレス脱水装置は、可動軸を金属パイプの中に貫通させ、金属パイプをその両端部で軸受けによって可動軸に対して回転自在に支持しているため、可動軸が円運動に伴って自転しても金属パイプ自身はほとんど自転することなく円運動を行なうことができる。そのため、可動プレートと金属パイプとの間に摩擦が作用することがなく、金属パイプに可動プレートとの摩擦による溝が形成されることがほとんど見られず、可動軸の偏芯距離を小さくすることがなく、各可動プレートの揺動範囲が小さくならないため、汚泥中の水の連続的な排出の効率を低下させることがない。また、可動軸が金属パイプによって保護されその表面が溝などの損耗が発生せず、金属パイプのみを消耗品として交換すればよいので、消耗品の費用を節減することができる。

上述のように内部に可動軸を貫通した金属パイプは、可動軸が回転運動に伴って自転してもほとんど自転することなく円運動を行なうことができる。従って、この金属パイプが可動プレートをいっせいに揺動させるためにその荷重によって多少スクリュー側に撓んだり、曲がったとしても、ほとんど自転することなくこの状態で回転運動を行なうため、曲がった可動軸が自転しながら回転する場合のように可動プレートの揺動範囲が大きくなることがない。そのため、可動プレートの中心開口が固定プレートの外枠よりも外に出ることはなく、汚泥の漏出を防止できる。同時に、可動プレートの中心開口がスクリュー翼と接触することがなく、スクリュー翼や可動プレートの中心開口の破損を防止することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明のスクリュープレス脱水装置を概略的に示す正面図、図２は平面図、図３は可動軸回りの構成を概略的に示す斜視図である。なお、図１、図２では、一部を切り欠いて内部構造を示している。これらの図において、本発明のスクリュープレス脱水装置１は、始端側（上流側）から終端側（下流側）にかけて順に、入口部２、濾過圧搾部３および出口部４が連設されて構成されている。濾過圧搾部３には、その長さ方向に沿って円筒状の中央筒部３１が形成され、この中央筒部３１にはスクリュー５が貫設されている。

入口部２は、略箱型のもので、上方に開口した導入口２１と、その下方の入口室２２とを有し、この入口室２２は、濾過圧搾部３との間に隔壁２３を有し、この隔壁２３には円形状の汚泥送入口２４が形成されている。
出口部４は、入口部２と同様に略箱型のもので、終端壁４１と、濾過圧搾部３との間の隔壁４２と、その終端壁４１と隔壁４２との間に立設した支持壁４３とを備えている。

スクリュー５は、シャフト５１に翼５２が螺設された構成を有し、シャフト５１の前端は入口部２の始端壁２５に軸受を介して回転自在に支持されている。また、シャフト５１の後端部分５１ａは、出口部４内の隔壁４２と支持壁４３の各通孔を通り抜けて終端壁４１に至り、この終端壁４１に配設されたモーターの軸受を介して回転自在に支持されている。シャフト５１は、その前端から出口部４の隔壁４２にかけてその間で徐々にその直径を増加し、翼５２は、その直径の増加するシャフト５１にピッチを徐々に狭められつつ螺旋状に形成されている。

シャフト５１の後端部分５１ａには、支持壁４３の後段側に歯車５３ａが嵌挿固定され、この歯車５３ａにはさらに支持壁４３に回転自在に支持されている歯車５３ｂが歯合している。またシャフト５１の後端部分５１ａには、隔壁４２の後段側に背圧板５４が嵌挿されている。この背圧板５４は、隔壁４２との間に空隙部を形成するために２本の止めボルトによりシャフト５１の任意の位置に固定されており、この空隙部からはスクリュー５により脱水圧搾された汚泥が排出される。

上記の濾過圧搾部３には、入口部２の隔壁２３（以下、入口壁２３という）と出口部４の隔壁４２（以下、出口壁４２という）との間に、多重プレート群９が構成されている。この多重プレート群９は、中心開口７１を有する固定プレート７と、その固定プレート７の中心開口径より僅かに大きい径の中心開口８１を有する可動プレート８とが、カラー（スペーサー）９１を介して交互に多数配置されてなり、上記の中央筒部３１は、この多重プレート群９の各中心開口７１，…、８１，…により画成されたものである。

固定プレート７は略四角形薄板形状のもので、その四隅部に設けた通孔７ａを、入口壁２３と出口壁４２との間に架設した４本の支持棒３２が貫通し、固定プレート７はその四本の支持棒３２で固定されている。この支持棒３２の各々には固定プレート７の通孔７ａとカラー（スペーサー）９１とが交互に挿入され、したがって、固定プレート７と隣の固定プレート７との間はカラー９１の肉厚分だけ間隔を保っている。

可動プレート８は略菱形薄板形状のもので、その長手方向を水平にして固定プレート７間に配置され、一群の可動プレート８はその長手方向の一端に設けられた通孔を通して、内部に可動軸１０を貫通する金属パイプ１２が回転自在に挿入されている。この可動プレート８の板厚はカラー９１の肉厚より少しだけ薄く、このため、固定プレート７，７の間に位置する可動プレート８は、固定プレート７と適当な微小空隙を保持できるようになっている。そして、この微小空隙は、入口壁２３から出口壁４２に向けて徐々に狭くなるように調整されている。脱水する汚泥の種類にもよるが、一般的な廃水処理汚泥の場合には、この可動プレート８と固定プレート７との間の微小空隙は、入口付近で０．２５〜０．５ｍｍ、好ましくは０．３〜０．１５ｍｍであり、出口付近で０．１５〜０．３ｍｍ、好ましくは０．０７５〜０．１５ｍｍである。

上記の可動プレート８が取り付けられる金属パイプ１２は、その内部に可動軸１０が貫通して挿入されており、金属パイプ１２はその両端部において可動軸１０に対して軸受け１３ａ，１３ｂ（図示していない）によって回転自在に支持されている。金属パイプ１２の中を貫通する可動軸１０は、その一端（出口端部）で軸支持体１１に一体的にかつ軸支持体１１の回転中心Ｘに対して偏心して結合しており、軸支持体１１は出口部４の支持壁４３に軸受け１４（図示していない）によって回転自在に取り付けられ、さらにこの出口端部は歯車５３ｂに軸着されている。一方、金属パイプ１２から突出した可動軸１０の他端（入口端部）は、入口壁２３の部分で可動軸１０と軸支持体１１の偏心距離と同一の距離だけ回転中心Ｘから偏心した構造の軸受け（偏心軸受け）１５によって回転自在に支持されている。したがって、モーター６が回転すると、シャフト５１、歯車５３ａ，５３ｂを介して軸支持体１１が回転し、その回転中心Ｘから偏心して一体的に結合した可動軸１０が回転し、可動軸１０はその偏心距離を半径とした円軌道に沿って円運動を行なう。そして、可動軸１０が貫通する金属パイプ１２も可動軸１０の回転運動に伴って同様に偏心距離を半径とした円軌道に沿って回転中心Ｘの周りを回転する。

可動軸１０の支持体１１の回転中心Ｘからの偏心距離は、２．０〜４．０ｍｍ、好ましくは２．５〜３．５ｍｍであり、従って可動軸１０と金属パイプ１２は、この値の回転半径で円運動を行なう。また、この可動軸１０と金属パイプ１２の円運動の回転数は、２．０〜６．０ｒｐｍである。

ここで金属パイプ１２は、その内部に貫通する可動軸１０に対して両端部で軸受けによって回転自在に支持されているため、可動軸１０が回転して円運動を行なう際には可動軸自身も自転することとなるが、金属パイプ１２はこの自転の影響を受けず、金属パイプ１２自身はほとんど自転することなく上記の円運動を行なう。従って、この金属パイプ１２に取り付けられた多数の可動プレート８は金属パイプ１２の円運動と共に円運動を行なうが、金属パイプ１２の自転がないため金属パイプ１２と可動プレート８の間に動きのずれがなく、金属パイプや可動プレートの表面の磨耗等の損耗が防止できる。

金属パイプ１２は、強度と耐久性の点からステンレス製パイプが好ましい。その寸法は、パイプの内径が内部に可動軸１０を貫通させ、かつパイプの両端部で軸受けにより支持できる寸法であればよく、その内径は２０〜５０ｍｍであり、長さは５００〜７００ｍｍである。そして、この金属パイプ１２には５０〜２００枚、好ましくは１２０〜１４０枚の可動プレート８を取り付ける。

上記構成のスクリュープレス脱水装置１において、モーター６が回転すると、スクリュー５が回転するとともに、可動軸１０が回転し、それに応じて可動プレート８が固定プレート７，７間で、カラー９１により支持され、また動きを規制され、微小空隙を保持しつつ揺動する。この状態で、処理対象物である汚泥にあらかじめ高分子凝集剤を添加しておき、さらに必要な場合にはオガクズやモミガラ等の固形物とをあわせて添加し、その汚泥を導入口２１から投入する。この汚泥はスクリュー５で入口室２２から中央筒部３１に送り込まれる。中央筒部３１の前段側はシャフト５１の径も未だ細く、翼ピッチも広いので、汚泥はそれほど大きな圧縮を受けることはなく、揺動している可動プレート８の微小空隙から汚泥中の水が速やかに排出され、濾過される。汚泥中には高分子凝集剤と、さらに必要に応じてオガクズやモミガラ等の固形物とを合わせて添加してあるので、汚泥中に粒径が大きくかつ堅固な凝集フロックが形成されることとなり、汚泥自体が微小空隙から漏出するのを確実に防止できる。

汚泥はその後、中央筒部３１の後段側に移動していく。この後段側では、シャフト５１の径が太くなり、翼ピッチが狭くなるので、汚泥はスクリュー５の回転によって大きな圧縮を受け、残存している水分がさらに絞り出されて圧搾される。また、微小空隙もより小さくなるので、残存水分だけがその空隙から排出され、汚泥は漏出することなく圧搾され、出口部４から脱水された状態で排出される。

上記の汚泥に対する濾過、圧搾に際し、可動プレート８は圧縮された汚泥の中で揺動するため、可動軸１０には大きな荷重がかかる。従来の方式のスクリュープレスでは可動軸にかかる大きな荷重と共に、可動軸自身が自転するため可動プレートの可動軸への取り付け部分に大きな摩擦が作用し、可動軸に摩擦による溝が形成され、可動プレートの揺動範囲が大きくなりすぎるため可動軸をしばしば取り替えなければならなかった。

一方、本発明では、可動軸１０を金属パイプ１２の中に貫通させ、金属パイプ１２をその両端部で軸受けによって可動軸１０に対して回転自在に支持しているため、可動軸１０が円運動に伴って自転しても金属パイプ１２はほとんど自転することなく円運動を行なうことができる。従って、この金属パイプ１２に取り付けられた可動プレート８との間にほとんど摩擦が作用しないため、従来のスクリュープレスのような可動軸の磨耗による溝の形成がなく、可動プレートの揺動範囲の拡大による汚泥の漏出を防止することができ、さらに金属パイプ１２の損耗による取替えの必要性が大幅に減少することができる。また、可動軸と金属パイプが可動軸の揺動の際の荷重によって撓んだり曲がりが発生しても、前述のように金属パイプ自身が自転しないため、この曲がりが原因となる可動プレートの揺動範囲の極端な増加がなく、可動プレートの中心開口８１とスクリュー翼５２とが接触することがなく、可動プレートの中心開口８１およびスクリュー翼５２の破損を防止することができる。

また、可動プレート８の一端側のみに可動軸１０を設け、可動プレート８をその一端側で支持し、他端側は自由に動けるようにしたので、従来可動プレートを両端で支持し揺動させていた場合に比べ、構造が簡単となり、それだけ保守管理も容易に行うことができる。

さらに、可動プレート８を水平方向に配したので、可動プレート８と固定プレート７との間の空隙を通って流下する水を遮るものは存在しなくなる。すなわち、従来の可動プレートはその長手方向を垂直にして取り付けられその上端、下端において軸支していたため、空隙を通って流下する水が下端側の軸に降り掛かり、その可動プレートの軸孔に異物が入ることとなり、故障の原因となっていたのに対し、そのような不具合を解消することができる。したがって、上記した構造の簡単化と相俟って、保守管理を容易に行えるようになる。

本発明によれば、種々の排水処理によって発生する汚泥などの水分を多量に含む汚泥やスラリーなどを、脱水し、圧搾処理するために有用である。

本発明のスクリュープレス脱水装置を概略的に示す正面図である。本発明のスクリュープレス脱水装置を概略的に示す平面図である。本発明のスクリュープレス脱水装置の可動軸回りの構成を概略的に示す斜視図である。

符号の説明

１スクリュープレス脱水装置
２入口部
２１導入口
２２入口室
２３隔壁（入口壁）
２４汚泥送入口
２５始端壁
３濾過圧搾部
３１中央筒部
４出口部
４１終端壁
４２隔壁（出口壁）
４３支持壁
５スクリュー
５１シャフト
５１ａシャフト後端部分
５２翼
５３ａ歯車
５３ｂ歯車
５４背圧板
６モーター
７固定プレート
７ａ通孔
７１中心開口
８可動プレート
８１中心開口
９多重プレート群
９１カラー
１０可動軸
１１軸支持体
１２金属パイプ
１３ａ軸受け
１３ｂ軸受け
１４軸受け
１５偏心軸受け
Ｘ軸支持体の回転中心

Claims

中心開口を有する固定プレートと、その固定プレートの中心開口径より大きい径の中心開口を有し揺動可能に設けられた可動プレートとを交互に多数配置して多重プレート群を構成し、その多重プレート群の中心開口により画成された中央筒部に貫設したスクリューの翼で汚泥を送り込みつつ、多重プレート群の各プレート間の微小空隙から汚泥の脱水を行うスクリュープレス脱水装置において、上記可動プレートの各一端側に金属パイプを貫通させ、更にこの金属パイプの内部に可動軸を貫通させると共に、金属パイプの両端部を軸受けにより可動軸に対して回転自在に支持し、更に貫通する可動軸が、一端側および他端側に設けられた軸支持体または軸受けの回転中心に対して偏心して回転自在に支持されていることを特徴とする、スクリュープレス脱水装置。
可動軸の偏心距離が、軸支持体または軸受けの回転中心に対して２．０〜４．０ｍｍであり、金属パイプとそれに貫通する可動軸が半径２．０〜４．０ｍｍの円運動を行なうことを特徴とする、請求項１に記載のスクリュープレス脱水装置。
円運動を行なう金属パイプとそれに貫通する可動軸の回転数が２．０〜６．０ｒｐｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載のスクリュープレス脱水装置。
金属パイプが、内径が２０〜５０ｍｍ、長さが５００〜７００ｍｍであることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のスクリュープレス脱水装置。
金属パイプが、ステンレス製パイプであることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のスクリュープレス脱水装置。
一端側を金属パイプが貫通する可動プレートの枚数が、５０〜２００枚であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載のスクリュープレス脱水装置。