JP2006247682A - スクリュー式脱水機 - Google Patents

Abstract

【課題】 スクリュー式脱水機における脱水能力を向上させる。
【解決手段】 螺旋状に連続するスクリュー羽根７を有するスクリュー軸３が、液体通過性のあるドラムスクリーン２の内部に、回転自在に収納され、前記ドラムスクリーン２の線方向の一端に設けられたホッパー４に投入された被処理物を前記スクリュー羽根７で押圧しつつ前進させて、前記ドラムスクリーン２の軸線方向の他端側に設けられた排出口５から排出するスクリュー式脱水機において、前記スクリュー軸３の前記スクリュー羽根７のピッチの中間位置に、スラリーまたはスラッジを撹拌するパドル１４が設けられていることを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、含水率の高いスラッジあるいはスラリーなどの被処理物を脱水するスクリュー式脱水機に関するものである。

一般的に、スラッジあるいはスラリーなどの被処理物の含水率を下げる脱水機として、スクリュー式のものが知られている。この種のスクリュー式脱水機では、例えば、先ず、スクリューを円筒状のスクリーンの内部に保持し、被処理物の自重により脱水が行われる。その後、ホッパーから投入した被処理物をスクリューによって搬送しつつ、脱水するように構成されている。すなわち、被処理物に螺旋運動が与えられるので、その運動の過程で圧搾力が作用し、被処理物が搾られて水分が除去される。

この処理能力を増大させるために、特許文献１には、押圧用のスクリュー軸と送り込み用のスクリュー軸とを分割し、押圧用のスクリューを低回転で回転させるとともに、送り込み用のスクリューを高回転で回転させるように構成された発明が記載されている。

また、特許文献２には、スクリュー軸の後退速度が前進速度よりも高速になるように構成されており、また、スクリュー軸の後退時の回転速度が前進時よりも高回転数になるように構成された発明が記載されている。
特開２００１−２８７０９３号公報 特開平１１−３４７７９６号公報

特許文献１の発明によれば、押圧用のスクリュー軸が低回転で回転しているために、圧搾力が増大するとともに、送り込み用のスクリューが高回転で回転しており、スラリーまたはスラッジの脱水機への送り込み量が増大するので、処理能力を増大させることができる。

また、特許文献２の発明によれば、スクリュー軸の後退時の回転速度が前進時よりも高回転となっている。したがって、スクリュー軸後退時においても、スラリーまたはスラッジの脱水機への送り込みを維持することができるので、処理能力を増大させることができる。

一方、脱水されたスラリーは焼却処理がなされるので、脱水後のスラリーの含水率は極力低いことが望ましい。しかし、上記特許文献１および２に記載された発明のように、単にスラリーに加圧したのみでは、螺旋運動の外周部では含水率が低下し、螺旋運動の中心部では含水率が低下しない。したがって、十分な脱水が行えないという問題がある。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、脱水能力を向上させることを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、スラリーまたはスラッジにせん断方向の力を加えようとするものである。より具体的には、請求項１の発明は、螺旋状に連続するスクリュー羽根を有するスクリュー軸が、液体通過性のあるドラムスクリーンの内部に、回転自在に収納され、前記ドラムスクリーンの軸線方向の一端に設けられた投入口に投入された被処理物を前記スクリュー羽根で押圧しつつ前進させて、前記ドラムスクリーンの軸線方向の他端側に設けられた排出口から排出するスクリュー式脱水機において、前記スクリュー軸の前記スクリュー羽根のピッチの中間位置に、スラリーを撹拌する突起物が設けられていることを特徴とするスクリュー式脱水機である。

また、請求項２の発明は、請求項１において、前記突起物が、前記スクリュー羽根より半径方向の羽根の長さが短いサブスクリューであることを特徴とするスクリュー式脱水機である。

さらに、請求項３の発明は、請求項１において、前記突起物が、前記スクリュー羽根より半径方向の羽根の長さが短いパドルであることを特徴とするスクリュー式脱水機である。

請求項１の発明によれば、スクリュー羽根のピッチの中間位置のスクリュー軸に、スラリーを撹拌する突起物が設けられている。したがって、スラリーにせん断作用が与えられ、内部の水分が分離しやすくなり、その結果スクリュー羽根のみによっては脱水しにくい部分からの脱水が促進されて全体として含水率が低下させられる。そのため、脱水能力を向上させることができる。

また、請求項２の発明によれば、スクリュー羽根のピッチの中間に、スラリーを撹拌するサブスクリューが設けられている。したがって、スラリーが撹拌され、スラリーの含水率が低下させられる。そのため、脱水能力を向上させることができる。

また、請求項３の発明によれば、スクリュー羽根のピッチの中間に、スラリーを撹拌するパドルが設けられている。したがって、スラリーが撹拌され、スラリーの含水率を低下させられる。そのため、脱水能力を向上させることができる。

つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は、この発明の一例を示す縦断側面図であり、また、図２は、図１の主要部を示す図である。ここに示すスクリュー式脱水機１は、ほぼ水平に設置した円筒状のドラムスクリーン２を備え、そのドラムスクリーン２の中心軸線に沿ってスクリュー軸３が回転自在に配置されている。このドラムスクリーン２はパンチングメタルやスラッジワイヤーなどより構成された透水性のあるものであって、その軸線方向の一端側の上部には投入口としてのホッパー４が設けられている。また、他方の端部は、開口していて排出口５となっており、この排出口５に対応し所定間隔に開口して抵抗板が設けられている。

上記のドラムスクリーン２の内部には、その中心軸線に沿って、スクリュー軸３が回転自在にかつ軸線方向に移動可能に配置されている。

そのスクリュー軸３は、円筒状のシャフトの外周にスクリュー羽根７を一体に設けたものであって、そのスクリュー羽根７は、図３に示すように、中心軸線に対して所定の角度で傾斜した状態、すなわち所定のリード角を付与してシャフトに一体化されている。なお、図に示す例では、左ネジと同様のリード角が設定されている。また、シャフトは被処理物（スラリーまたはスラッジ）のホッパー４側の径が小さく出口側の径が大きいテーパー形状となっている。

また、シャフトは軸８に連結され、軸８は軸受によって支持されている。なお、この軸受９ａ、９ｂの調整により、シャフトは軸線方向に移動することが可能となっている。その軸８は、図示しないギヤードモータが連結されており、そのギヤードモータによってスクリュー軸３を回転させるようになっている。そして、装置の長手方向での中央部の下側に、排水孔１０が設けられている。

ドラムスクリーン２の内径は、スクリュー羽根７の外径とほぼ等しく、したがってスクリュー羽根７の外周端がドラムスクリーン２に接触せず、しかも特には隙間を空けずに、スクリュー羽根７が回転するようになっている。

ドラムスクリーン２の出口側は開口しており、そこに抵抗板６が配置されている。その抵抗板６は、シリンダによって保持されており、軸線方向に移動可能なように保持されている。そして、この抵抗板６とドラムスクリーン２の先端との間に隙間が開いており、ここに出口が形成されている。また、抵抗板６とスクリュー羽根７で仕切られたシャフトとドラムスクリーン２との隙間が、最終圧縮室１３として形成されている。

また、最終圧縮室１３の直前には第１室１１および第２室１２が設けられ、この第１室１１および第２室１２においては、スクリュー羽根のピッチの中間位置に突起物としてパドル１４が設置されている。

つぎに上記のスクリュー式脱水機１の作用について説明する。スクリュー軸３を回転させている状態で、ホッパー４から被処理物を連続して投入する。その被処理物は例えば牛舎や養豚場などから排出されるスラッジである。

スクリュー軸３は、そのスクリュー羽根７の螺旋方向とは反対方向に回転させられており、したがって被処理物に対して軸線方向に向けた推進力が作用し、被処理物が出口に向けて押される。その過程で被処理物には、スクリュー羽根７が螺旋状に湾曲していることによる圧縮力や、撹拌による圧縮力、ドラムスクリーン２との間の摩擦力に起因する圧縮力などの荷重が圧搾力として作用し、さらには自重による圧搾力が作用するので、被処理物は次第に絞られて水分が除かれる。なお、被処理物から絞り出された水分は、ドラムスクリーン２を通って落下し、排水孔１０から排出される。

被処理物は最終的に最終圧縮室１３に送られる。このとき、スクリュー軸３の回転が続いているので、最終圧縮室１３に入った被処理物には圧搾力が働く。その後、脱水が十分に行われると、スクリュー軸３の回転は続いており、出口方向に荷重が加わっているので、脱水の完了した被処理物は出口側に押し出され、出口から落下して排出される。

被処理物が最終圧縮室１３に送られる以前の段階では、スクリュー羽根７が螺旋状に湾曲していることによる圧縮力は螺旋運動の中心部では小さく、螺旋運動の周辺部では大きくなる。さらに、ドラムスクリーン２との間の摩擦力に起因する圧縮力は、被処理物のドラムスクリーン２と接する面の表面近くにのみ作用するので、被処理物の含水率はドラムスクリーン２の断面方向で均一とはならない。したがって、被処理物の軸心部の含水率が低下することなく処理がおこなわれることになる。

そこで、最終圧縮室１３の直前に設けられた第１室１１および第２室１２においては、スクリュー羽根７のピッチの中間位置に突起物としてパドル１４が設置されている。このパドル１４は、スクリュー羽根７より半径方向の羽根の長さが短く構成されており、また、スクリュー軸３の回転に伴って被処理物を撹拌するように構成されているので、被処理物にせん断力が加えられる。そのため、被処理物から水分が離脱しやすくなった状態で最終圧縮室１３に送られ、さらに軸方向に圧縮力が作用して圧搾が行われるので、脱水能力を向上させることができる。

なお、上記実施例においては、パドル１４をスクリュー軸３に設けたが、図４に示すように、パドル１４に変えてスクリュー軸３にスクリュー羽根７より半径方向の羽根の長さが短いサブスクリュー１５を設けてもよい。

さらに、図５に示すように、第１室１１のスクリュー羽根７を一部カットしても良い。これにより、第１室１１にはスクリュー羽根７がないので、第１室１１に入った被処理物は積極的には軸線方向へ移動せず、したがって、第１室１１内には軸線方向の圧縮力が加わる。また、第１室１１にはパドル１４が設けられており、せん断力が加えられる。したがって、せん断力を与えられつつ、同時に圧縮が行われるので、脱水能力を向上させることができる。なお、スクリュー羽根７のカット位置は第１室１１でなく第２室１２であってもよい。要は、最終圧縮室１３の直前の適当な位置であれば良い。

この発明のスクリュー式脱水機の一例を示す断面図である。 ａ部の詳細図、すなわち、主要部の拡大図である。 スクリュー軸を示す立体図である。 スクリュー軸にサブスクリューを設けた場合の図である。 スクリュー羽根の一部をカットした場合の図である。

符号の説明

１…スクリュー式脱水機、 ２…ドラムスクリーン、 ３…スクリュー軸、 ７…スクリュー羽根、 １４…パドル、 １５…サブスクリュー。

Claims (3)

1. 螺旋状に連続するスクリュー羽根を有するスクリュー軸が、液体通過性のあるドラムスクリーンの内部に、回転自在に収納され、前記ドラムスクリーンの軸線方向の一端に設けられた投入口に投入された被処理物を前記スクリュー羽根で押圧しつつ前進させて、前記ドラムスクリーンの軸線方向の他端側に設けられた排出口から排出するスクリュー式脱水機において、
   前記スクリュー軸の前記スクリュー羽根のピッチの中間位置に、スラリーを撹拌する突起物が設けられていることを特徴とするスクリュー式脱水機。
2. 前記突起物が、前記スクリュー羽根より半径方向の羽根の長さが短いサブスクリューであることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー式脱水機
3. 前記突起物が、前記スクリュー羽根より半径方向の羽根の長さが短いパドルであることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー式脱水機。

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