JP2012000532A - 脱水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の脱水効率を確実に得ることができる脱水装置を提供すること。
【解決手段】スクリュープレス式脱水装置１では、スクリュー３の搬送方向Ａ下流側に設けられ、ケーシング２から搬送方向Ａに突出したスクリューダイ軸１０ａの外周に、スクリューダイ軸１０ａと一体に回転すると共に、スクリューダイ１０により空間Ｓ２内を搬送され排出部２２から排出される汚泥に抵抗を与える抵抗体１２を設けることで、排出部２２から排出される汚泥に抵抗体１２によって抵抗を与え、空間Ｓ２内の汚泥の圧力を高めることを可能とし、汚泥の脱水を好適に行う。また、スクリューダイ軸１０ａと一体に回転する抵抗体１２により、汚泥に回転方向の力を与えながら汚泥を排出することで、抵抗体が回転せず静止している場合に汚泥がケーシング２の周方向の一部で固着するようなことを防止し、所望の脱水効率を確実に得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、脱水装置に関する。

従来、このような分野の技術として、孔を有する円筒形状のケーシング内に当該ケーシングと同軸に配置されたスクリューを備え、これらのケーシングとスクリューとの間に形成された搬送空間の一端側の入口部から汚泥等の被脱水物を投入し、スクリューの回転によりその被脱水物を搬送方向に搬送すると共に圧搾し、他端側の出口部から脱水後の脱水ケーキを排出することで被脱水物の脱水を行ういわゆるスクリュープレス式脱水装置が知られている。

例えば、下記特許文献１に記載される脱水装置（圧搾機）は、スクリューの後端部に突き合わせるようにしてこのスクリューと同軸に配置された別のスクリューを備える前後２段のスクリュー構造とされており、後段のスクリューは、前段のスクリューとは別の駆動源で回転させられる。そして、この後段のスクリューの回転速度を変化させることで、搬送空間内で圧搾される被脱水物の圧力を調整し、脱水ケーキの含水率すなわち脱水効率を調整している。

特開平１１−２４５０９０号公報

しかしながら、上記の脱水装置では、実際には搬送空間内における被脱水物の圧力調整は難しかった。そのため、所望の脱水効率を得ることができない場合があった。

本発明は、所望の脱水効率を確実に得ることができる脱水装置を提供することを目的とする。

本発明に係る脱水装置は、円筒形状でその周壁に孔を有するケーシング内にケーシングと同軸に配置され、第１駆動源により駆動されて回転することにより、ケーシングとの間の第１空間に流入した被脱水物を搬送方向に搬送する第１スクリューと、第１スクリューの搬送方向下流側に隣接してケーシング内にケーシングと同軸に配置され、第１駆動源とは別の第２駆動源により駆動されて回転することにより、第１スクリューによって搬送されケーシングとの間の第２空間に流入した被脱水物を搬送方向に搬送し、第２空間の搬送方向の下流端に位置する排出部から被脱水物を排出する第２スクリューと、を備え、第２スクリューの回転軸はケーシングから搬送方向に突出しており、突出した回転軸の外周には、回転軸と一体に回転すると共に、排出部から排出される被脱水物に抵抗を与える抵抗体が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る脱水装置によれば、第１スクリューが第１駆動源により駆動されてケーシング内で回転することにより、第１スクリューとケーシングとの間の第１空間に流入した被脱水物は、圧搾されつつ搬送方向に搬送される。そして、第１スクリューの搬送方向下流側に隣接する第２スクリューが第２駆動源により駆動されてケーシング内で回転することにより、第１スクリューによって搬送され第２スクリューとケーシングとの間の第２空間に流入した被脱水物は、搬送方向に更に搬送され、第２空間の搬送方向の下流端に位置する排出部から脱水ケーキとして排出される。

ここで、ケーシングから搬送方向に突出した第２スクリューの回転軸の外周には、回転軸と一体に回転すると共に、排出部から排出される被脱水物に抵抗を与える抵抗体が設けられているため、排出部から排出される被脱水物に抵抗体によって抵抗を与えることで、第２空間内の被脱水物の圧力を高めることができる。よって、被脱水物の脱水を好適に行うことができ、所望の脱水効率を確実に得ることができる。また、抵抗体は第２スクリューと一体に回転するため、被脱水物は、回転する抵抗体に圧接され抵抗体から回転方向の力を受けながら排出される。これにより、抵抗体が回転せず静止している場合に被脱水物がケーシングの周方向の一部で固着するようなことが防止される。

ここで、第２スクリューの回転軸の周囲に形成されたスクリュー羽根はケーシング内で終端しており、ケーシングの搬送方向の下流端には、搬送方向に突出した回転軸から半径方向に一定距離離間して回転軸を包囲し、第２空間を構成すると共に搬送方向の下流端に排出部を構成し、第２空間のうちスクリュー羽根の終端位置より搬送方向下流側の部分の大きさを変更可能とする円環状の圧力調整ガイドが設けられていると、圧力調整ガイドにより当該部分の大きさを拡大することで、排出部の抵抗を高めることができ、また、圧力調整ガイドにより当該部分の大きさを縮小することで、排出部の抵抗を下げることができる。よって、上記した抵抗体とこの圧力調整ガイドとの協働により、排出部から排出される汚泥の抵抗を細かく調整することができるため、所望の脱水効率を容易に得ることができる。

また、第２空間内の被脱水物の圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段によって検出された被脱水物の圧力に基づいて第２駆動源を制御し第２スクリューの回転速度を調整する制御手段と、を備えると、被脱水物の圧力に基づいて、制御手段によって第２スクリューの回転速度が調整されるため、被脱水物の圧力を確実且つ容易に調整することができる。

本発明によれば、所望の脱水効率を確実に得ることができる。

本発明の一実施形態に係るスクリュープレス式脱水装置の正面断面構成図である。 図１中の抵抗体及び圧力調整ガイドを拡大して示す図である。

以下、本発明に係る脱水装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るスクリュープレス式脱水装置の正面断面構成図である。図１に示すように、スクリュープレス式脱水装置１（以下、単にスクリュープレス１という）は、例えば下水汚泥等の被脱水物を脱水するためのものであり、円筒形状でその周壁に多数の孔を有するケーシング２と、このケーシング２内でケーシング２と同軸に配置され、スクリュー用モータ（第１駆動源）４により駆動されて回転することにより汚泥を搬送方向（図示左方向）Ａに搬送するスクリュー（第１スクリュー）３と、このスクリュー３の搬送方向Ａ下流側に隣接してケーシング２内でケーシング２と同軸に配置され、スクリュー用モータ４とは別のスクリューダイ用モータ（第２駆動源）１１により駆動されて回転することにより汚泥を搬送方向Ａに搬送するスクリューダイ（第２スクリュー）１０と、を備えている。

このような構成により、ケーシング２とスクリュー３との間には、搬送方向Ａに延在する空間（第１空間）Ｓ１が形成され、ケーシング２とスクリューダイ１０との間には、空間Ｓ１に連通し、搬送方向Ａに延在する空間（第２空間）Ｓ２が形成されている。

ケーシング２は、スクリュー３により空間Ｓ１内を搬送・圧搾される汚泥の水分を分離するためのものであり、パンチングメタルから成る円筒体を２重に重ねて構成され、その軸線が水平となるようにベースＢ上で支持架台（図示せず）により支持されている。このケーシング２の搬送方向Ａ下流側は、後述するスクリューダイ羽根１０ｂが存在する範囲まで延びている。なお、スクリューダイ１０を収容するケーシング２の搬送方向Ａ下流側の部分には、孔は形成されていない。

スクリュー３は、空間Ｓ１の搬送方向Ａの上流端に位置する汚泥投入口６から空間Ｓ１内に投入された汚泥を搬送方向Ａに搬送しながら圧搾するためのものであり、搬送方向Ａ下流側に向けてその直径が漸増するスクリュー軸３ａと、スクリュー軸３ａの周囲に所定のピッチで固定されたスクリュー羽根３ｂと、を有している。スクリュー軸３ａの搬送方向Ａの上流端は、減速機５を介して上記スクリュー用モータ４に連結され、また、スクリュー軸３ａの搬送方向Ａの下流端は、スクリューダイ１０の中心を貫通しケーシング２から搬送方向Ａに延出すると共に軸受（図示せず）を介してベースＢに支持された延出軸３ｃとされている。

また、ケーシング２の下方には、スクリュー３により圧搾され分離された分離水を受けるための水受皿８と、水受皿８からその分離水を排出するための排水口７とが設けられている。

スクリューダイ１０は、スクリュー３によって搬送され空間Ｓ２に流入した汚泥を搬送しつつ、制御手段（図示せず）によって回転速度を制御されることにより空間Ｓ２内の汚泥の圧力を調整するためのものである。このスクリューダイ１０は、円筒形状を成し、スクリュー軸３ａの搬送方向Ａの下流端と略同径とされてその筒内を延出軸３ｃが通るスクリューダイ軸（回転軸）１０ａと、前述したスクリュー羽根３ｂのピッチよりも小さい（狭い）ピッチでスクリューダイ軸１０ａの周囲に固定されたスクリューダイ羽根１０ｂと、を有している。

スクリューダイ軸１０ａは、スクリュー３の延出軸３ｃとの間に設けられた軸受（図示せず）により延出軸３ｃに対し回転自在に支持されると共に、ケーシング２から搬送方向Ａに突出しており、その突出した端部に取り付けられたスプロケット（図示せず）及びチェーン１４を介して、上記スクリューダイ用モータ１１によって駆動される。一方、スクリューダイ羽根１０ｂは、ケーシング２内で終端している。

このように構成されたスクリュー３及びスクリューダイ１０において、スクリュー羽根３ｂ及びスクリューダイ羽根１０ｂの各々は、ケーシング２の内周面に近接しながら別個の回転速度にて回転可能とされている。また、空間Ｓ２は、空間Ｓ１を同径で更に搬送方向Ａの下流側に延ばした大きさとされている。

また、本実施形態のスクリュープレス１にあっては、空間Ｓ２内には、空間Ｓ２内の汚泥の圧力を検出する圧力計（圧力検出手段）２０が設けられている。圧力計２０は、空間Ｓ２内の汚泥の圧力を検出し、検出した圧力をスクリューダイ１０の回転速度を制御する制御手段（図示せず）に出力する。

更に、ケーシング２の搬送方向Ａの下流端に設けられた円環状のフランジ部２ａには、搬送方向Ａに突出したスクリューダイ軸１０ａから半径方向に一定距離離間してスクリューダイ軸１０ａを包囲し、空間Ｓ２をケーシング２から搬送方向Ａの下流側に延長して構成すると共に、下流端に、汚泥を排出する排出部２２を構成する圧力調整ガイド１８が固定されている。

そして、ケーシング２から突出したスクリューダイ軸１０ａの外周には、スクリューダイ軸１０ａと一体に回転すると共に、圧力調整ガイド１８に対向して排出部２２から排出される汚泥に抵抗を与える抵抗体１２が設けられている。

図２は、図１中の抵抗体１２及び圧力調整ガイド１８を拡大して示す図である。圧力調整ガイド１８は、円環状を成し内径がケーシング２の内径と略同一の複数のガイド板（ここでは３枚のガイド板１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）を用い、中側のガイド板１８ａ，１８ｂの枚数を調整し、最外側のガイド板１８ｃをボルト１９等によりフランジ部２ａに対し固定することにより、空間Ｓ２のうちスクリューダイ羽根１０ｂの終端位置より搬送方向Ａ下流側の部分（図２に示す空間Ｓ３）の大きさを変更可能とするものである。すなわち、圧力調整ガイド１８は、空間Ｓ２のうちスクリューダイ羽根１０ｂのない部分である空間Ｓ３の搬送方向Ａの長さを変更する。これにより、排出部２２の抵抗が調整可能とされている。

抵抗体１２は、排出部２２から排出される汚泥に圧接しながら汚泥に抵抗を与えると同時に、スクリューダイ１０により搬送された汚泥を回転方向に切り出すためのものである。この抵抗体１２は、搬送方向Ａ下流側に向けてその直径が増大するテーパ形状とされており、搬送方向Ａの上流端は、ケーシング２の内径よりも小さく、搬送方向Ａの下流端は、ケーシング２の内径よりも大きくなるように構成されている。そして、抵抗体１２は、スクリューダイ軸１０ａに固定された調整機構１３により、スクリューダイ軸１０ａに対し搬送方向Ａに前進・後退可能とされている。このような構成により、圧力調整ガイド１８との間に形成された排出部２２の大きさが変更可能とされている。

抵抗体１２及び圧力調整ガイド１８は、ケーシング２に連設され、スクリューダイ軸１０ａの端部を収容するシュートカバー１５により覆われており、シュートカバー１５の下側には、排出部２２から排出された脱水ケーキを下方に導くためのケーキ排出口１６が設けられている。

以上の構成を有するスクリュープレス１では、まず、汚泥投入口６から汚泥が投入され、投入された汚泥は、空間Ｓ１内に流入し、スクリュー３の回転により空間Ｓ１内を搬送されると共に、圧搾・脱水される。そして、空間Ｓ１から空間Ｓ２に流入した汚泥は、スクリューダイ１０により更に下流側に搬送される。

ここで、空間Ｓ２内の汚泥の圧力が圧力計２０により検出され、この圧力に基づいて、制御手段によってスクリューダイ用モータ１１が制御され、スクリューダイ１０の回転速度が調整される。制御手段には予め所定の圧力値が設定されており、例えば、汚泥の圧力が設定圧力を上回ると、スクリューダイ１０の回転速度が増大させられることにより、汚泥の排出が促進され空間Ｓ２内の汚泥の圧力が降下する。また、汚泥の圧力が設定圧力を下回ると、スクリューダイ１０の回転速度が低下させられることにより、汚泥の排出が抑制され空間Ｓ２内の汚泥の圧力が上昇する。

そして、スクリューダイ１０により搬送された汚泥は、抵抗体１２により抵抗を受けながら、排出部２２を通じて脱水ケーキとして排出される。このとき、空間Ｓ３内の汚泥は、スクリューダイ羽根１０ｂに接しないため、スクリューダイ羽根１０ｂから搬送方向Ａの力を直接には受けず、スクリューダイ１０による汚泥の搬送を妨げるようにはたらく。よって、空間Ｓ３が大きい（空間Ｓ３内の汚泥量が多い）ほど排出部２２の抵抗は高くなり、空間Ｓ３が小さい（空間Ｓ３内の汚泥量が少ない）ほど排出部２２の抵抗は低くなる。

本実施形態のスクリュープレス１によれば、ケーシング２から搬送方向Ａに突出したスクリューダイ軸１０ａの外周には、スクリューダイ軸１０ａと一体に回転すると共に、排出部２２から排出される汚泥に抵抗を与える抵抗体１２が設けられているため、排出部２２から排出される汚泥に抵抗体１２によって抵抗が与えられ、空間Ｓ２内の汚泥の圧力が高められて、汚泥の脱水を好適に行うことができ、所望の脱水効率を確実に得ることができる。また、このように抵抗体１２はスクリューダイ軸１０ａと一体に回転するため、汚泥は、回転する抵抗体１２に圧接され抵抗体１２から回転方向の力を受けながら排出され、抵抗体が回転せず静止している場合に汚泥がケーシング２の周方向の一部（例えば下部）で固着するようなことが防止される。

また、圧力調整ガイド１８により中側のガイド板の枚数を増やし空間Ｓ３の大きさを拡大することで、排出部２２における汚泥の排出抵抗を高めることができ、また、中側のガイド板の枚数を減らし空間Ｓ３の大きさを縮小することで、排出部２２における汚泥の排出抵抗を下げることができる。よって、抵抗体１２とこの圧力調整ガイド１８との協働により、排出部２２から排出される汚泥の抵抗を細かく調整することができ、所望の脱水効率を容易に得ることができる。

また、汚泥の圧力に基づいて、制御手段によってスクリューダイ１０の回転速度が調整されるため、汚泥の圧力を確実且つ容易に調整することができる。

更にまた、抵抗体１２はスクリューダイ軸１０ａと一体に回転するため、抵抗体が回転せず静止している場合に比して汚泥との摩擦を緩和することができ、これにより、抵抗体１２の磨耗を抑制し、抵抗体１２の長寿命化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、スクリューダイ１０の回転速度は、空間Ｓ２内の汚泥の圧力に基づいて制御される場合に限られず、例えばスクリュープレス１に流入する汚泥の性状に基づいて制御してもよい。

１…スクリュープレス（脱水装置）、２…ケーシング、３…スクリュー（第１スクリュー）、４…スクリュー用モータ（第１駆動源）、１０…スクリューダイ（第２スクリュー）、１０ａ…スクリューダイ軸（回転軸）、１１…スクリューダイ用モータ（第２駆動源）、１２…抵抗体、１８…圧力調整ガイド、２０…圧力計（圧力検出手段）、２２…排出部、Ａ…搬送方向、Ｓ１…第１空間、Ｓ２…第２空間。

Claims (3)

1. 円筒形状でその周壁に孔を有するケーシング内に当該ケーシングと同軸に配置され、第１駆動源により駆動されて回転することにより、前記ケーシングとの間の第１空間に流入した被脱水物を搬送方向に搬送する第１スクリューと、
   前記第１スクリューの前記搬送方向下流側に隣接して前記ケーシング内に前記ケーシングと同軸に配置され、前記第１駆動源とは別の第２駆動源により駆動されて回転することにより、前記第１スクリューによって搬送され前記ケーシングとの間の第２空間に流入した前記被脱水物を前記搬送方向に搬送し、前記第２空間の前記搬送方向の下流端に位置する排出部から前記被脱水物を排出する第２スクリューと、を備え、
   前記第２スクリューの回転軸は前記ケーシングから前記搬送方向に突出しており、突出した前記回転軸の外周には、前記回転軸と一体に回転すると共に、前記排出部から排出される前記被脱水物に抵抗を与える抵抗体が設けられていることを特徴とする脱水装置。
2. 前記第２スクリューの前記回転軸の周囲に形成されたスクリュー羽根は前記ケーシング内で終端しており、
   前記ケーシングの前記搬送方向の下流端には、前記搬送方向に突出した前記回転軸から半径方向に一定距離離間して前記回転軸を包囲し、前記第２空間を構成すると共に前記搬送方向の下流端に前記排出部を構成し、前記第２空間のうち前記スクリュー羽根の終端位置より前記搬送方向下流側の部分の大きさを変更可能とする円環状の圧力調整ガイドが設けられていることを特徴とする請求項１記載の脱水装置。
3. 前記第２空間内の前記被脱水物の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段によって検出された前記被脱水物の圧力に基づいて前記第２駆動源を制御し前記第２スクリューの回転速度を調整する制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の脱水装置。

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