JP2008183551A - 分離処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転経費が嵩まず損傷トラブルの発生も抑えるとともに切り出し量の安定・確実化を図ったし渣、汚砂の分離処理装置を提供する。
【解決手段】分離処理装置Ｃは長寸筒状で両端部が密閉され傾斜して設置する。分離処理槽８内部は回転駆動するスクリュウコンベア２０と分離して互いに同心状に連通し合う下部の固定筒２４、回転筒２５を備えている。回転筒は周方向に回転されるとともにその外周の下回りにくる部分に分離砂や水を通過可能な多孔状のスクリーンを備えている。下部の投入口２８から投入されたし渣、汚砂はスクリュウコンベアで上方に搬送され水、砂は回転筒下部のスクリーンを通過し分離処理装置との隙間を通して下部の分離砂排出口１４，１５から排出され、し渣は上部の排出口４６から排出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、投入されるし渣および／または汚砂を処理対象とする分離処理装置に関する。

水浄化処理場には、沈砂池が設けられ、同沈砂池では、河川や一般家庭等からの汚水が導入され、そこで、し渣を掻き揚げるとともに、沈澱した汚砂をポンプアップして処理する。

前記汚砂は、回収され焼却されて海に廃棄したり再利用したりするのであるが、そのままではその中に有機固形物類が多量に付着・混在しているため、そのまま廃棄すると広い廃棄場所が必要になったり、前記再利用するにしても、コンクリートに割れが発生する等の問題が出てくる。そのため、汚砂をドラムスクリーン等により粉砕しながら焼却処分することにより有機固形物を微細化して前記のような問題が発生しないようにしているが、同方式は前記問題を解決するには今一つ有効でない。
そのことから、本出願人は本出願に先立って前記問題を解決する分離処理装置（洗浄処理装置）を開発し提案した（特開２００２−２６３６９）。本装置は、し渣と汚砂との分離処理が確実かつ効率的になされる点で画期的である。
本出願人は、特開２００６−３１２１６２として開示する他の方式によりさらに有効な分離処理装置を提供した。

特開２００６−３１２１６２には主として請求項１と請求項３に記載した分離処理装置が開示されている。請求項１に係る分離処理装置は、底部が半円筒形の断面で長寸状をなすとともに傾斜軸状に設置される分離処理槽を本体として備え、同分離処理槽の傾斜方向下部には、投入口からのし渣および／または汚砂が導入される導入槽部を備える一方、同処理槽の傾斜方向上部には、し渣ホッパーが連通状に設けられるとともに、同処理槽の傾斜方向中途個所底部には、分離砂誘導ガイドと分離砂ホッパーとが設けられ、前記分離処理槽の内部には、同槽内の長手方向にわたるべく、スクリュウコンベアが回転駆動可能に通されるとともに、同スクリュウコンベアの外周には、スクリュウコンベアとは別駆動系で異なる回転速度で回転する回転外筒が同心状に設けられ、同回転外筒の傾斜方向下部に前記導入槽部からのし渣および／または汚砂を受け入れる流入口が、傾斜方向上部には掻き揚げられたし渣をし渣ホッパーに導くための流出口がそれぞれ設けられるとともに、同回転外筒の傾斜方向中途個所には、掻き揚げられる砂を分離除去するためのスクリーンが前記分離砂誘導ガイド内に連通すべく形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項３に係る分離処理装置は、底部が半円筒形の断面で長寸状をなすとともに傾斜軸状に設置される分離処理槽を本体として備え、同分離処理槽の内部には、同槽内の長手方向にわたるべく、回転駆動可能なスクリュウコンベアが通されるとともに、同スクリュウコンベアの外周には、前記分離処理槽との内外間に分離砂を誘導するための隙間を残した状態で周方向に往復的に回転駆動される回転外筒が通され、同回転外筒は、分離砂や水を通過可能な多孔状のスクリーンをその周底部に有し、前記回転外筒の上側には、し渣および／または汚砂が投入される投入口が開口されるとともに、同回転外筒の傾斜方向上部底面からはし渣を排出可能な開口が形成され、前記分離処理槽の傾斜方向下部には、分離砂排出のための開口が前記隙間に連通して形成されていることを特徴とするものである。
これらの分離処理装置によれば、スクリュウコンベアの外周を包む回転外筒がスクリュウコンベアとは別に回転駆動されて分離を活発に行うようにするものであるが、同回転外筒は、スクリュウコンベアと略同じ長寸状のものでありしかもその内部に処理物が導入され回転誘導されるものであるため、これら自重と内処理物重量を総合した全ての過大重量を回転駆動させる方式になっているため、運転経費が想定した以上に嵩むだけでなく、長い回転外筒が内部の処理物の重量をも加算された形になることから全体が大きく撓んでそれが駆動抵抗になって運転経費が嵩む他の要因になっていただけでなく、回転外筒が撓んだ状態で回転するとスクリュウコンベアの掻き揚げが不定化するとともにスクリュウコンベアとの間で損傷トラブルの発生原因にもなっていた。
また、請求項１に記載の分離処理装置によれば、回転外筒の下部に周方向数個所に分けて流入口を開口して処理物を導入するようにしてあるが、流入口以外の周部が存在ししかもこの周部が回転するものであることから、これら周部上に処理物が乗り掛かって持ち回され、導入槽部の下回りの壁との間に形成されるデッドポケットに次第に滞留蓄積したりあるときはこれら蓄積物がスクリュウコンベア外周に一気に落ち込むような導入の不定化を招きやすい。そのことからスクリュウ径×回転数で決定される上方への切り出し量が不定化しがちな結果、装置の切り出し仕様量を設定困難という不都合があった。
請求項３に記載の分離処理装置によれば、投入パイプと投入口とを縁切り状態にして供給方式を構成してあるが、実際には、投入口から処理物が溢れ出すことに対処して、投入パイプをフレキシブルチューブとして投入口に直結し回転外筒の往復的な回転にも追従可能な方式を採用しているが、この場合、フレキシブルチューブが揺動運動することから処理物の性状や供給状態によっては同チューブ内に処理物が詰まって堅固に滞留してしまい供給不能あるいは供給の不定化を招き、その結果、切り出し量が不定化しがちになり装置の切り出し仕様量を設定困難という不都合があった。
上記に鑑み、本発明は、運転経費が嵩まず、しかも、損傷トラブルの発生も抑えるようにした分離処理装置を提供することにある。
また、切り出し量の安定・確実化を図り、仕様通りの一定切り出し量が得られる分離処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、横断面が筒状で長寸状をなすとともにその長手方向両端部が密閉状をなし装置設置基盤に対しその上方に傾斜軸状に設置されて傾斜方向下部底面に開口した分離砂排出口を通じて分離砂を排出可能とされた分離処理槽を本体として備え、同分離処理槽の内部には、同処理槽内の長手方向にわたるべく、スクリュウコンベアが通されて前記長手方向両端部において回転自在に支持されるとともに駆動源により回転駆動可能とされ、同スクリュウコンベアの外周には、傾斜方向下部上側にし渣および／または汚砂の投入口が開口される一方傾斜方向上部底面にし渣の排出口が開口された外筒が前記分離処理槽の底面との間に分離砂と水を傾斜方向下向きに誘導して前記排出口に導くための隙間を存して設けられた分離処理装置であって、前記外筒は、傾斜方向上部の回転筒と下部の固定筒とに分離して互いに同心状に連通し合う関係で分離処理槽側に支持され、前記回転筒は周方向に回転式とされるとともにその外周のうち少なくとも下回りにくる部分が分離砂や水を通過可能な多孔状のスクリーン方式となっていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、固定筒の傾斜方向上端と回転筒の傾斜方向下端の突合せ部分の外周が分離処理槽側に固定された軸受手段により支持されている。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載のものにおいて、投入ホッパーは、固定筒の傾斜方向前後に向けてその下部が広がり、同下部内には、投入物を前記傾斜方向前後に振り分ける分配片が設けられている。

本発明によれば、前記外筒は、傾斜方向上部の回転筒と下部の固定筒とに分離して互いに同心状に連通し合う関係で分離処理槽側に支持され、前記回転筒は周方向に回転式とされるとともにその外周のうち少なくとも下回りにくる部分が分離砂や水を通過可能な多孔状のスクリーン方式となっていることを特徴とするので、外筒の一部である回転筒とその内部掻き揚げ物のみを回転駆動させればよく、しかも、回転筒は短く軽いものでその中の処理物も軽量化されるので撓みが極端に少ないものとなって駆動抵抗も少なくなるので、駆動に要する経費が従来より格段に少なくても済むことになる。また、前記のように外筒を固定筒と回転筒に分けて回転筒を撓みにくいものとしたので、内部のスクリュウコンベアとの間で発生する損傷トラブルも少なく抑えられるメリットがある。
また、外筒の下部一部を固定筒としたので、供給から掻き揚げへの切り替えが安定確実化し、切り出し量も一定化して仕様として規定された通りの信頼性の高い分離処理装置を提供することができるようになる。

以下、この発明の一実施形態を図に従って詳細に説明する。尚、図１以下の各図においては、部材の板厚を表示したものと簡素かつ明確化のため板厚なしで単なる１本線で表示したものとがある。
図１は、この発明にかかる分離処理装置の一実施形態を縦断模式図で示すもので、図２はそのＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図、図５は図１のＶ方向からみた矢視図、図６は図１のＶＩ−ＶＩ線断面図をそれぞれ示す。

同実施形態においてＡは前分離処理装置、Ｃは本発明にかかる（後）分離処理装置を示す。
図１における１は架台で、同架台１は、４本柱とこれらの間を上下にわたって横つなぎする連結部材とでなる枠型のもので、ここでは、アジャスタ２で支持されているが図示しないキャスタで移動自在に構成してもよい。この架台１の一側には回転支点３を介して（下部側）本体サポート４が回転自在に取り付けられる一方、他側には、ロック付き回転ネジジョイント５にねじ込まれたネジ軸６を介して回転自在に（上部）本体サポート４が設けられている。これら上下一対の本体サポート４，４は、分離処理装置Ｃの外周を抱き持つようにしており、前記回転ネジジョイント５をハンドル操作により調整することで図１に例示した傾斜角３０度の状態から右下がりの伏倒姿勢にあるいは図１よりも更に立ち上がった起立姿勢に自在に角度変更させることができる。
尚、装置Ｃ側と架台１側との間にゴムなどの緩衝手段を介装することがある。この緩衝手段は振動発生手段としても機能するものとすれば分離作用が効率化する。

分離処理装置Ｃは、分離処理槽８を備える。同槽８は、基本的に図２および図３（模式図）に示すように、下部が半円でその両側から立ち上がり部をもつＵ字形の横断面形状とされ、その上面に着脱可能な上蓋９を密閉状に備える。この上蓋９には通口９ａが形成されている。同分離処理槽８は、その長手方向両端に閉止フランジ１０を一体密閉式に備え、そのさらに外面には着脱自在な外フランジ１１を備えている。閉止フランジ１０と外フランジ１１とは１枚物にしてもよい。

分離処理槽８の傾斜方向上部には、その底面部を介してし渣ダクト通口１３が開口状に形成される一方、傾斜方向下部には、その底面部を介して分離砂及び水の排出開口である第１、第２分離砂ダクト１４、１５が傾斜方向前後２個所を介してそれぞれ下向き突出状に設けられている。尚、前後のダクト１４、１５間に対応する分離処理槽８内周には円弧状をなす堰止め突片１２が内向き突出状に設けられて手前の第１分離砂ダクト１４へ分離砂等が流入するようにしているが、省略してもよい。また、前記第１、第２分離砂ダクト１４，１５は、単一個に統一することもできる。

上側の外フランジ１１には上側主軸受１６がまた下側の外フランジ１１を介して下側主軸受１７がそれぞれ設けられ、これら軸受１６，１７に上下端が支持される形でスクリュウ中軸１８が設けられている。同中軸１８は、その両端部が上下の閉止フランジ１０および外フランジ１１に密閉化を保持して貫通するとともに、両端間の長い軸部が分離処理槽８内を通るようにして設けられている。同中軸１８は、図２および図３に示すように、分離処理槽８の半円の中心に一致して設けられている。

２０はスクリュウコンベアで、スクリュウ中軸１８とその外周に取り付けられる中間パイプならびに外嵌されるスクリュウパイプを軸系とし、そのスクリュウパイプ外周にスクリュウ羽根を突設して構成されており、同コンベア２０は、その下端が分離砂ダクト１４，１５側の下端に位置し上端はし渣ダクト通口１３より少し上にくるように位置している。

２１は下部外筒取付体、２２は上部外筒取付体で、下部外筒取付体２１は、円筒体ａとフランジｂ並びに芯筒ｃで形成されてスクリュウ中軸１８回りに同中軸１８の回転を許す形で嵌め込まれている。上部外筒取付体２２は、スクリュウ中軸１８の上端外周に同行回転可能に取り付けられている。そして、これら両外筒取付体２１，２２を介してスクリュウコンベア２０の回りにくるように外筒２３が取り付けられるが、この実施形態の場合、外筒２３は、傾斜方向下部の固定筒２４と上部の回転筒２５の機能の異なる筒体で構成され、両筒２４，２５の突合せ間は、外周の軸受手段２６により密閉式に軸受保持されている。

固定筒２４は、全体に多孔等のない円筒体を基本としてスクリュウコンベア２０と同心状に設けられ、その外周上部には投入口（受入口）２８を開口する投入ホッパー（受入ホッパー）２９が連通状に備え付けられ、そのホッパー２９の下部は、傾斜方向前後に末広がり状に形成されるとともにその内部にはし渣および／または汚砂である投入物をスクリュウコンベア２０の前後にｘ，ｘのように広く振り分けるための山型の分配片３０が設けられている。

この固定筒２４は、その下端が接合フランジ３１を介して前記下部外筒取付体２１に着脱可能に連結されている。尚、３２は内フランジで、下部外筒取付体２１内に固定されるとともに、図２にも示すように、同フランジ３２にはゴムパッキン３３が取り付けられてスクリュウコンベア２０周りに常時内接して投入物がそれより傾斜方向下方へ洩れ出ないようにしている。ゴムパッキン３３は数段階に離間配置してもよい。

前記軸受手段２６は、図１では１つのブロックとして示してあるが、詳細には図３およびその拡大横断面図である図４に示す構成になっている。
すなわち、３５はすべり軸受（あるいはころがり軸受）で、固定筒２４の傾斜方向上端外周に突設したストッパリング３６に一端を当てて固定筒２４と回転筒２５の突合せ部Ｊの外周にわたるようにして外嵌され、回転筒２５の回転をすべりにより許すように設けられている。３７は固定リングで、すべり軸受３５の外周に同軸受３５の抜け止めをするようにして外嵌されている。同固定リング３７の外周には一対のステー３８が突設され、このステー３８は止着具３９を介して分離処理槽８の内周に突設した一対の内周突片４０に連結固定されている。これらステー３８および内周突片４０は、図３に示すように、分離処理槽８の下回りより少し上側に配置されることによって分離砂の流れが阻害されないようにしてある。尚、図３では、軸受手段２６は、手前のストッパリング３６を図示省略してある。

回転筒２５の傾斜方向下端には、図４に示すように、回転が障害なく確実かつ円滑に行われるように全周が一様な円筒面をもつ回転パイプ４１が接合フランジ４２により連結され、その外周が前記すべり軸受３５に内嵌するようになっている。

そうした回転パイプ４１付の回転筒２５は、図１お呼び図３に示すように、円筒体を基本として全体が分離通口２５ａ…を備えたパンチングメタルなどの多孔筒状とされているが、スリット状やメッシュ状のものにしてもよい。スリットの溝方向は、スクリュウコンベア２０の周方向に向く場合と軸方向に向く場合とがある他に、これらの複合方向である斜め方向に向く場合とがある。
また、前記回転筒２５の多孔は全周に設けられていたが、周方向の下半部分のみに多孔を設けてスクリーンとしてもよい。この下半部分は、周方向に角度１８０度分を指すがそれより小さい角度例えば、１２０度や９０度、６０度などにしてもよい。
さらに、同多孔は、回転筒２５の長手方向全長にわたって設けられていたが、例えば、傾斜方向下半部分のみに設け上半部分には設けず円筒面としてもよい。
また、回転筒２５は、縦断面上において上下半割れ式で合わせ型としてもよい。その上下を全て多孔状のものにしてもよいが、上記のように上半分だけを多孔でない通常の半円筒体にしてもよい。

前記回転筒２５は、分離処理槽８の半円筒部分に対し分離砂誘導路を含む周隙間Ｓを存して設けられている。分離処理槽８の下回りおよび／または上回りには、この隙間Ｓを通じて回転筒２５に水を噴射するスプレーノズル４４…を配備してもよい。このノズル４４…による水噴射により分離処理槽８の多孔に詰まり勝ちな異物を逆洗浄作用により除去し目詰まりを防止することができる。尚、上回りのスプレーノズル４４は省略することがある。

回転筒２５の上端下回りにはし渣排出口４５を有するし渣ダクト４６が突設され、前記し渣ダクト通口１３を通じて伸びているとともに同通口１３内でし渣ダクト４５が周方向に往復的に運動できるように通口１３は周方向にやや長い開口とされている。

一方、４７は駆動源（減速機付きモーター）で分離処理槽８の上端に設置されており、図５に示すように左回りに回転される出力軸とスクリュウ中軸１８に設けたスプロケット４８，４９とその間のチェーン５０とによって構成された第１チェーン伝動装置５１によりスクリュウ中軸１８を介してスクリュウコンベア２０が常時左回り矢印Ｒ方向に連続的に回転駆動されるようになっている。スクリュウ中軸１８は、間欠駆動されることもあり、また一時的に逆回転（反Ｍ方向）されるように制御されることもある。スクリュウ中軸１８とは別に設けたスプロケット５２と下方のスプロケット５３およびチェーン５４により構成された第２チェーン伝動装置５５によりクランク軸５６が同一方向に連続回転されるようになっている。

そして、クランク軸５６は、外フランジ１１から突設されたブラケット５７に設けられた軸受５８により回転自在に支持されており、同クランク軸５６回りに突設したクランクアーム５９を回転駆動させるようになっている。
尚、前記駆動源４７の出力軸に備えたスプロケット４８とスクリュウ中軸１８回りに備えた２つのスプロケット４９，５２とは同径（ＰＣＤ１６２）であるが、クランク軸５６回りに備えたスプロケット５３は前記４８，４９，５２よりも小径（ＰＣＤ９７）とされてクランク軸５６はスクリュウ中軸１８よりも６７％前後増速回転されるようになっている。この関係に限定されず、クランク軸５６がスクリュウ中軸１８よりも減速回転されるようにする場合と、同速回転されるようにする場合とがある。

このクランクアーム５９は、図６に示すように、矢印Ｒ方向に連続駆動されるのであるが、長さ調節可能な往復動変換ロッド６０を介して上側のフランジ６１を上下に往復回転運動させるように変換する。フランジ６１は、分離処理槽８の対応する個所に長孔状に形成したスリット６２を通じて突出する一体的な連動突部を備えている。同フランジ６１を介して回転筒２５が一体的に往復回転運動される。その角度範囲はＺである。

図１の矢印Ｘ２のように投入ホッパー２９を通じてし渣および／または汚砂を投入する場合について説明する。矢印Ｘ２からは洗浄水を同時投入することがある。投入に伴い駆動源４７が図５の矢印Ｒ方向である左回りに回転されると、第１チェーン伝動装置５１を介してスクリュウ中軸１８が同一方向に回転駆動される。その回転は第２チェーン伝動装置５５を介して伝わりクランク軸５６を同一方向に回転させるが、同回転運動は、図６に示すように、クランクアーム５９と往復動変換ロッド６０を介して図６のＺ範囲でスクリュウ中軸１８を往復回転運動させる。

投入口２８からのし渣および／または汚砂は、分配片３０による前後分配機能により固定筒２４の内部に偏ることなく前後にうまく分配されて導入される。そこで導入されたし渣および／または汚砂は、固定筒２４で外周を包囲規制されながらＲ方向に連続回転するスクリュウコンベア２０により図１の矢印Ｌ方向に確実に掻き揚げられる。

固定筒２４を通過したし渣および／または汚砂は、回転筒２５内に持ち込まれて多孔スクリーン目を通じて汚砂や水類を流下させるとともに、周隙間Ｓから第１分離砂ダクト１４を通じて矢印Ｄのように運搬コンテナ内に排出される。この場合、回転筒２５が固定式でなくスクリュウコンベア２０に対し相対的に往復回転するものであるからスクリーン目からの分離砂および水類の抜け出しは活発化し、分離流下作用が早期にかつ確実になされるようになる。回転筒２５は往復回転されるが、固定筒２４はあくまでも固定であるので、往復駆動されるものは、固定筒２４の重量と固定筒２４内の掻き揚げ分を除いて回転筒２５の重量とその内部のし渣分のみとなり、しかも回転筒２５はスクリーンでなるので軽量であり、そうしたことから装置の往復運転に要する動力は少なくて済むことになる。

一方、し渣類は、矢印Ｌ方向に掻き揚げられて回転筒２５とともに往復回転運動をするし渣ダクト４６を通じて図示しない運搬コンテナ内に排出される。

尚、前記実施形態では、矢印Ｘ２のように本分離処理装置Ｃに直接し渣および／または汚砂を投入するようにしたが、図１のように、前分離処理装置Ａを組み合わせて構成してもよい。すなわち、前分離処理装置Ａには、上部からし渣および／または汚砂がＸ１のように導入されて、底部排出口６５から汚砂が排出されるが、同汚砂（し渣混じりのこともある）をバルブ６６を介して本分離処理装置Ｃの投入口２８に導くように構成してもよい。前分離処理装置Ａは、特開２００２−２６３６９６に開示される各実施形態の全ての内容を含むものである。このように前分離処理装置Ａに本分離処理装置Ｃを組み合わせることで分離処理が最も効果的になされる。

本発明の一実施形態を示す縦断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図。 図１のＶ方向からの矢視図。 図１のＶＩ−ＶＩ線断面図。

符号の説明

Ａ…前分離処理装置 Ｃ…後分離処理装置 ８…分離処理槽 １４，１５…分離砂ダクト ２０…スクリュウコンベア ２３…外筒 ２４…固定筒 ２５…回転筒 ２８…投入口 ２９…投入ホッパー ４５…し渣排出口 ４６…し渣ダクト ４７…駆動源。

Claims (3)

1. 横断面が筒状で長寸状をなすとともにその長手方向両端部が密閉状をなし装置設置基盤に対しその上方に傾斜軸状に設置されて傾斜方向下部底面に開口した分離砂排出口を通じて分離砂を排出可能とされた分離処理槽を本体として備え、同分離処理槽の内部には、同処理槽内の長手方向にわたるべく、スクリュウコンベアが通されて前記長手方向両端部において回転自在に支持されるとともに駆動源により回転駆動可能とされ、同スクリュウコンベアの外周には、傾斜方向下部上側にし渣および／または汚砂の投入口が開口される一方傾斜方向上部底面にし渣の排出口が開口された外筒が前記分離処理槽の底面との間に分離砂と水を傾斜方向下向きに誘導して前記排出口に導くための隙間を存して設けられた分離処理装置であって、前記外筒は、傾斜方向上部の回転筒と下部の固定筒とに分離して互いに同心状に連通し合う関係で分離処理槽側に支持され、前記回転筒は周方向に回転式とされるとともにその外周のうち少なくとも下回りにくる部分が分離砂や水を通過可能な多孔状のスクリーン方式となっていることを特徴とする分離処理装置。
2. 請求項１に記載のものにおいて、固定筒の傾斜方向上端と回転筒の傾斜方向下端の突合せ部分の外周が分離処理槽側に固定された軸受手段により支持されている分離処理装置。
3. 請求項１または２に記載のものにおいて、投入ホッパーは、固定筒の傾斜方向前後に向けてその下部が広がり、同下部内には、投入物を前記傾斜方向前後に振り分ける分配片が設けられている分離処理装置。

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