JP2012176411A - スクリュープレス - Google Patents

Abstract

【課題】被脱水物を供給部から濾過筒内に供給して均一に行き渡らせることが可能なスクリュープレスを提供する。
【解決手段】スクリュー軸７，８は大径軸部７ａ，８ａと小径軸部７ｂ，８ｂとを有し、大径軸部７ａ，８ａと小径軸部７ｂ，８ｂとの境界部分に段差面２１，２３が形成され、大径軸部７ａ，８ａの外周面と濾過筒６の内周面との間に脱水部２６が形成され、小径軸部７ｂ，８ｂの外周面と濾過筒６の内周面との間に、供給部１１から濾過筒６内に供給された被脱水物２を溜める溜り部２５が形成され、溜り部２５は軸径方向において脱水部２６よりも大きく形成され、供給部１１から溜り部２５に供給された被脱水物２はスクリュー羽根３３〜３６の開口部２７を通り抜けて軸方向へ移動可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば有機性汚泥等の被脱水物を脱水するスクリュープレスに関する。

従来、この種のスクリュープレスとしては、例えば、図６に示すように、二軸のスクリュープレス７０がある。このスクリュープレス７０は、筒状のスクリーン７１に上下二本のスクリュー軸７２，７３が挿入され、各スクリュー軸７２，７３の外周に螺旋状のスクリュー羽根７４，７５が設けられている。

汚泥７６は汚泥供給口７７からスクリーン７１内の一端部に供給される。汚泥供給口７７は、スクリュー軸７２，７３の軸方向においてスクリュー羽根７４，７５の一端に対向する本体ケーシング７８の一側壁７９に形成されている。

また、本体ケーシング７８の他側壁８０には、脱水された汚泥７６をスクリーン７１内から排出する汚泥排出部８１が設けられている。
双方のスクリュー軸７２，７３はそれぞれ、スクリーン７１内において一定の軸径Ｄを有するストレート状の軸であり、互いに反対方向Ａ．Ｂへ回転する。また、双方のスクリュー羽根７４，７５は、互いに反対方向の螺旋を描いており、下流側である汚泥排出部８１の側ほどピッチが狭くなるように構成されている。

また、軸径方向におけるスクリュー軸７２，７３の外周面とスクリーン７１の内周面との間には脱水部８２が形成されている。スクリーン７１には、汚泥７６を主に重力濾過して脱水する濃縮ゾーン８３と、汚泥７６を主に圧搾して脱水する脱水ゾーン８４とが設定されている。尚、脱水ゾーン８４で必要となるスクリーン７１の面積と脱水時間とに基いてケーキの厚さが決定され、このケーキの厚さに基いてスクリュー軸７２，７３の軸径Ｄが決定される。

これによると、双方のスクリュー軸７２，７３を互いに反対方向Ａ，Ｂへ回転させた状態で、汚泥７６を汚泥供給口７７からスクリーン７１内の一端部に供給する。これにより、汚泥７６は、スクリュー軸７２，７３と一体に回転するスクリュー羽根７４，７５によって汚泥排出部８１へ向けてスクリーン７１内を搬送され、スクリュー羽根７４，７５のピッチが次第に狭くなることで脱水され、スクリーン７１内から汚泥排出部８１を経て外部へ排出される。また、脱水濾液はスクリーン７１の内側から外側へ通過して排出される。

尚、上記のような二軸のスクリュープレス７０については、例えば下記特許文献１に記載されているものがある。

特開２００９−１３６９１９

しかしながら上記の従来形式では、スクリュー軸７２，７３の一端部である汚泥供給口７７側の端部において、脱水部８２の軸径方向の大きさＥが小さいため、汚泥７６を汚泥供給口７７からスクリーン７１内に供給した際、脱水部８２における汚泥７６の流動性が低下し、スクリュー軸７２，７３の軸心に垂直な平面において汚泥７６が均一に行き渡らないといった問題がある。このため、初期濾過を担うスクリーン７１の一端部（すなわち汚泥供給口７７側の端部）における濾過面積が全周にわたって有効に使用されず、スクリーン７１の一端部の周方向において局部的に濾過が行われて、スクリーン７１への負荷が局部的に増大し、ＳＳ回収率が低下する虞がある。

本発明は、被脱水物を供給部から濾過筒内に供給して均一に行き渡らせることが可能なスクリュープレスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、脱水濾液を排出可能な濾過筒と、
濾過筒内に挿入された回転自在なスクリュー軸と、
スクリュー軸の外周に設けられたスクリュー羽根と、
被脱水物を濾過筒内に供給する供給部とを有するスクリュープレスであって、
スクリュー軸は、大径軸部と、大径軸部よりも小径の小径軸部とを有し、
大径軸部と小径軸部との境界部分に段差部が形成され、
大径軸部の外周面と濾過筒の内周面との間に脱水部が形成され、
小径軸部の外周面と濾過筒の内周面との間に、供給部から濾過筒内に供給された被脱水物を溜める溜り部が形成され、
供給部は溜り部に開口し、
供給部から溜り部に供給された被脱水物はスクリュー羽根を通り抜けて軸方向へ移動可能であるものである。

これによると、スクリュー軸と一体にスクリュー羽根を回転させ、被脱水物を供給部から濾過筒内の溜り部に供給する。スクリュー軸の小径軸部は大径軸部よりも小径であるため、溜り部が軸径方向において脱水部よりも大きく形成され、被脱水物は溜り部においてスクリュー軸の回転方向に流動し易くなり、溜り部における被脱水物の流動性が向上し、被脱水物は溜り部に均一に行き渡る。

これにより、溜り部における濾過面積が全周にわたって有効に使用され、溜り部において濾過筒全周で均一に被脱水物が濾過されるため、溜り部における負荷が局部的に集中することなくほぼ均等に分散され、ＳＳ回収率の低下を防止することができる。

尚、供給部から溜り部に供給された被脱水物は、回転するスクリュー羽根によって溜り部から脱水部へ送られながら、脱水される。この際、溜り部に供給された被脱水物はスクリュー羽根を通り抜けて軸方向に移動するため、溜り部における被脱水物の流動性がさらに向上する。

本第２発明におけるスクリュープレスは、スクリュー羽根は、スクリュー軸の大径軸部の外周に設けられた脱水部スクリュー羽根と、小径軸部の外周に設けられた溜り部スクリュー羽根とを有し、
溜り部スクリュー羽根は軸方向に開口する開口部を有しているものである。

これによると、供給部から溜り部に供給された被脱水物は溜り部スクリュー羽根の開口部を通り抜けて軸方向に移動するため、溜り部における被脱水物の流動性がさらに向上する。

本第３発明におけるスクリュープレスは、スクリュー軸は濾過筒内に複数挿入され、
スクリュー羽根は各スクリュー軸に設けられ、
濾過筒はスクリュー羽根の外周に沿って湾曲した形状を有しているものである。

これによると、各スクリュー軸を回転することにより、各スクリュー軸と一体に各スクリュー羽根が回転する。供給部から溜り部に供給された被脱水物は、各スクリュー羽根によって溜り部から脱水部へ送られながら、脱水される。

また、濾過筒はスクリュー羽根の外周に沿って湾曲した形状を有しているため、溜り部において、濾過筒の全周を用いて被脱水物を濾過することができる。
本第４発明におけるスクリュープレスは、隣り合うスクリュー軸は互いに反対方向へ回転し、
供給部は、双方のスクリュー羽根が双方の軸心間からそれぞれの回転方向へ分かれて送り出される側に位置しているものである。

これによると、被脱水物は、供給部から溜り部に供給された直後に、互いに反対方向へ回転している双方のスクリュー羽根によって、それぞれの回転方向（すなわち異なる二方向）へ分かれて送り出される。これにより、溜り部における被脱水物の流動性がさらに向上する。

本第５発明におけるスクリュープレスは、スクリュー羽根はスクリュー軸に複数条設けられているものである。
本第６発明におけるスクリュープレスは、スクリュー軸の大径軸部と小径軸部とはそれぞれストレート状の軸であるものである。

以上のように本発明によると、被脱水物を供給部から濾過筒内に供給して均一に行き渡らせることが可能であり、これにより、溜り部における濾過面積が全周にわたって有効に使用され、溜り部において濾過筒全周で均一に被脱水物が濾過されるため、溜り部における負荷が局部的に集中することなくほぼ均等に分散され、ＳＳ回収率の低下を防止することができる。

本発明の実施の形態におけるスクリュープレスの断面図である。 同、スクリュープレスの溜り部の断面図である。 図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。 図２におけるＹ−Ｙ矢視図である。 図２におけるＺ−Ｚ矢視図である。 従来のスクリュープレスの断面図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図５に示すように、１は例えば有機性汚泥等の被脱水物２を脱水するスクリュープレスであり、二軸二条型式のものである。スクリュープレス１は、ケーシング５と、脱水濾液を排出可能な濾過筒６と、濾過筒６内に挿入された上下二本（複数本）の回転自在なスクリュー軸７，８と、各スクリュー軸７，８の外周にそれぞれ二条（複数条）ずつ螺旋状に設けられたスクリュー羽根３３〜３６と、被脱水物２を濾過筒６内の一端部に供給する供給口１１（供給部の一例）と、脱水された被脱水物２を濾過筒６内の他端部から外部へ排出する排出部１２と、排出部１２の開口に向けて出退自在な背圧板１３と、両スクリュー軸７，８を互いに反対方向Ａ，Ｂへ回転させる回転駆動装置１４とを有している。

ケーシング５は、スクリュー軸７，８の軸心方向において対向して配置された一対の立壁部１６，１７を有している。濾過筒６は、例えばスクリーン等からなり、被脱水物２から脱水分離された脱水濾液を排出する複数の脱水濾液排出孔９を有しており、両立壁部１６，１７間に取り付けられている。また、濾過筒６は、スクリュー羽根３３〜３６の外周に沿って湾曲した形状（曲面形状）に形成されており、内部に上部濾室１８と下部濾室１９とを有している。尚、図３に示すように、濾過筒６の両側面は、上下一対の円弧状に形成され、上下中央部位が窪んだ凹部６ａを有している。

双方のスクリュー軸７，８は平行に水平配置されており、各スクリュー軸７，８の両端部はそれぞれ軸受を介して回転自在にケーシング５に支持されている。上部のスクリュー軸７は、上部濾室１８に設けられており、大径軸部７ａと、大径軸部７ａの一端に設けられた小径軸部７ｂとを有している。大径軸部７ａは濾過筒６内の長さ方向の大部分を占めており、小径軸部７ｂの軸径Ｄｂは大径軸部７ａの軸径Ｄａよりも小さく設定されている。大径軸部７ａと小径軸部７ｂとはそれぞれストレート状の軸であり、大径軸部７ａと小径軸部７ｂとの境界部分には、スクリュー軸７の軸心２０に直交する段差面２１（段差部の一例）が形成されている。

また、下部のスクリュー軸８は、下部濾室１９に設けられており、上部のスクリュー軸７と同様に、大径軸部８ａと小径軸部８ｂとを有している。大径軸部８ａと小径軸部８ｂとの境界部分には、スクリュー軸８の軸心２２に直交する段差面２３（段差部の一例）が形成されている。

上部の小径軸部７ｂの外周面と濾過筒６の内周面との間および下部の小径軸部８ｂの外周面と濾過筒６の内周面との間には、供給口１１から濾過筒６内に供給された被脱水物２を溜める溜り部２５が形成されている。また、上部の大径軸部７ａの外周面と濾過筒６の内周面との間および下部の大径軸部８ａの外周面と濾過筒６の内周面との間には、溜り部２５の下流側に連通する脱水部２６が形成されている。尚、図１，図２に示すように、軸径方向における溜り部２５の大きさＦは脱水部２６の大きさＥよりも大きく形成されている。

上部のスクリュー羽根３３，３４と下部のスクリュー羽根３５，３６とは、相互に相反する方向へ螺旋を描くように形成されており、下流側である排出部１２の側ほどピッチＰが狭くなるように設定されている。

上部のスクリュー軸７に設けられた二条のスクリュー羽根３３，３４はそれぞれ、大径軸部７ａの外周に設けられた脱水部スクリュー羽根３３ａ，３４ａと、小径軸部７ｂの外周に設けられた溜り部スクリュー羽根３３ｂ，３４ｂとを有している。同様に、下部のスクリュー軸８に設けられた二条のスクリュー羽根３５，３６もそれぞれ、脱水部スクリュー羽根３５ａ，３６ａと溜り部スクリュー羽根３５ｂ，３６ｂとを有している。

各々の溜り部スクリュー羽根３３ｂ〜３６ｂは各々の脱水部スクリュー羽根３３ａ〜３６ａから一体的に延長されて連続して設けられている。
各溜り部スクリュー羽根３３ｂ〜３６ｂはそれぞれ、内周側の付根部分に、軸方向に開口する開口部２７を有している。

図１に示すように、濾過筒６には、被脱水物２を主に重力濾過して脱水する濃縮ゾーン３８と、被脱水物２を主に圧搾して脱水する脱水ゾーン３９とが設定されている。濃縮ゾーン３８は濾過筒６の一端側である供給口１１の側に設定され、脱水ゾーン３９は濾過筒６の他端側である排出部１２の側に設定されている。濃縮ゾーン３８に含まれている脱水濾液排出孔９の孔径は脱水ゾーン３９に含まれている脱水濾液排出孔９の孔径よりも大きく形成されており、これにより、濃縮ゾーン３８では、圧搾の圧力は低いが有効濾過面積は大きくなり、脱水ゾーン３９では、圧搾の圧力は高いが有効濾過面積は小さくなる。

尚、脱水ゾーン３９で必要となる濾過筒６の面積と脱水時間とに基いてケーキの厚さが決定され、このケーキの厚さに基いて各スクリュー軸７，８の大径軸部７ａ，８ａの軸径Ｄａが決定される。

図３，図４に示すように、供給口１１は、一方の立壁部１６に形成されて溜り部２５に開口し、上部のスクリュー羽根３３，３４と下部のスクリュー羽根３５，３６との双方の重複部分Ｃに軸方向で対向しており、双方の軸心２０，２２間を通る直線Ｌに対して、上部のスクリュー羽根３３，３４と下部のスクリュー羽根３５，３６とが軸心２０，２２間からそれぞれの回転方向Ａ，Ｂへ分かれて送り出される側に位置している。

図１，図２に示すように、回転駆動装置１４は、上下両スクリュー軸７，８の一端に設けられて互いに歯合する上下両従動歯車２９，３０と、下部の従動歯車３０に歯合する駆動歯車３１と、駆動歯車３１を回転駆動する電動機３２とを有している。

背圧板１３は、シリンダ装置３７によって軸方向に出退移動することで、排出部１２の開口に対向して作用させる圧力を調整するものである。
以下、上記構成における作用を説明する。

回転駆動装置１４により、スクリュー軸７，８と一体に上部のスクリュー羽根３３，３４と下部のスクリュー羽根３５，３６とを互いに反対方向Ａ，Ｂへ回転させ、被脱水物２を供給口１１から濾過筒６内の溜り部２５に供給する。

溜り部２５は軸径方向において脱水部２６よりも大きく形成されているため、被脱水物２は溜り部２５において双方のスクリュー軸７，８の回転方向Ａ，Ｂに流動し易くなり、溜り部２５における被脱水物２の流動性が向上し、被脱水物２は溜り部２５に均一に行き渡る。

また、溜り部２５に供給された被脱水物２は各溜り部スクリュー羽根３３ｂ〜３６ｂの開口部２７を通り抜けて軸方向に移動するため、溜り部２５における被脱水物２の流動性がさらに向上する。

さらに、図３に示すように、被脱水物２は、供給口１１から溜り部２５に供給された直後に、互いに反対方向Ａ，Ｂへ回転している上部のスクリュー羽根３３，３４と下部のスクリュー羽根３５，３６とによって、それぞれの回転方向Ａ，Ｂ（すなわち異なる二方向）へ分かれて送り出される。これにより、溜り部２５における被脱水物２の流動性がさらに向上する。

以上のことにより、溜り部２５における濾過面積が全周にわたって有効に使用され、溜り部２５において濾過筒６の全周を用いて均一に被脱水物２が濾過されるため、溜り部２５における負荷が局部的に集中することなくほぼ均等に分散され、ＳＳ回収率の低下を防止することができる。

尚、供給口１１から溜り部２５に供給された被脱水物２は、回転する各スクリュー羽根３３〜３６によって溜り部２５から脱水部２６へ送られながら脱水され、その後、排出部１２の開口から外部へ排出される。

上記実施の形態では、二本のスクリュー軸７，８を上下平行に配置しているが、左右平行に配置してもよい。また、双方のスクリュー軸７，８が、平行ではなく、若干傾斜していてもよい。

上記実施の形態では、二本（複数本）のスクリュー軸７，８を有する二軸型式のスクリュープレス１を示したが、一本のスクリュー軸を有する単軸型式のスクリュープレスであってもよい。また、スクリュー軸を三本以上有する複数軸型式のスクリュープレスであってもよい。

上記実施の形態では、一方のスクリュー軸７に二条（複数条）のスクリュー羽根３３，３４を設け、他方のスクリュー軸８に二条のスクリュー羽根３５，３６を設けた二条型式のスクリュープレス１を示したが、一条のスクリュー羽根を設けた単条型式のスクリュープレスであってもよい。また、スクリュー羽根を三条以上設けた複数条型式のスクリュープレスであってもよい。

上記実施の形態では、各溜り部スクリュー羽根３３ｂ〜３６ｂの内周側の付根部分に、軸方向に開口する開口部２７を形成したが、被脱水物２が溜り部スクリュー羽根３３ｂ〜３６ｂを通り抜けることができる構造として、例えば、各溜り部スクリュー羽根３３ｂ〜３６ｂの外周側に切り欠きを形成してもよく、また、各溜り部スクリュー羽根３３ｂ〜３６ｂをパンチングメタルのような部材で構成してもよい。或は、溜り部スクリュー羽根３３ｂ〜３６ｂに開口部２７を形成せず、その代わりに、小径軸部７ｂ，８ｂの外周面に、軸心方向に沿った溝を形成してもよい。

上記実施の形態では、各段差面２１，２３を各スクリュー軸７，８の軸心２０，２２に直交させているが、直交に限定されるものではなく、各段差面２１，２３をそれぞれテーパー状に傾斜して形成してもよい。また、各段差面２１，２３に面取りをしたり丸味をつけてもよい。

上記実施の形態では、各スクリュー軸７，８はそれぞれ大径軸部７ａ，８ａと小径軸部７ｂ，８ｂとを有する大小二段構造であるが、三段構造又はそれ以上の複数段構造であってもよい。

上記実施の形態では、供給口１１は一方の立壁部１６に形成されて溜り部２５に開口しているが、供給口１１の位置は特に限定されるものではなく、例えば供給口１１をスクリュー軸に設けて、被脱水物２をスクリュー軸から供給してもよく、或は、供給口１１を濾過筒６に設けて、被脱水物２を濾過筒６から供給してもよい。

１ スクリュープレス
２ 被脱水物
６ 濾過筒
７，８ スクリュー軸
７ａ，８ａ 大径軸部
７ｂ，８ｂ 小径軸部
１１ 供給口（供給部）
２０，２２ 軸心
２１，２３ 段差面（段差部）
２５ 溜り部
２６ 脱水部
２７ 開口部
３３〜３６ スクリュー羽根
３３ａ〜３６ａ 脱水部スクリュー羽根
３３ｂ〜３６ｂ 溜り部スクリュー羽根
Ａ，Ｂ 反対方向，回転方向

Claims (6)

1. 脱水濾液を排出可能な濾過筒と、
   濾過筒内に挿入された回転自在なスクリュー軸と、
   スクリュー軸の外周に設けられたスクリュー羽根と、
   被脱水物を濾過筒内に供給する供給部とを有するスクリュープレスであって、
   スクリュー軸は、大径軸部と、大径軸部よりも小径の小径軸部とを有し、
   大径軸部と小径軸部との境界部分に段差部が形成され、
   大径軸部の外周面と濾過筒の内周面との間に脱水部が形成され、
   小径軸部の外周面と濾過筒の内周面との間に、供給部から濾過筒内に供給された被脱水物を溜める溜り部が形成され、
   供給部は溜り部に開口し、
   供給部から溜り部に供給された被脱水物はスクリュー羽根を通り抜けて軸方向へ移動可能であることを特徴とするスクリュープレス。
2. スクリュー羽根は、スクリュー軸の大径軸部の外周に設けられた脱水部スクリュー羽根と、小径軸部の外周に設けられた溜り部スクリュー羽根とを有し、
   溜り部スクリュー羽根は軸方向に開口する開口部を有していることを特徴とする請求項１記載のスクリュープレス。
3. スクリュー軸は濾過筒内に複数挿入され、
   スクリュー羽根は各スクリュー軸に設けられ、
   濾過筒はスクリュー羽根の外周に沿って湾曲した形状を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスクリュープレス。
4. 隣り合うスクリュー軸は互いに反対方向へ回転し、
   供給部は、双方のスクリュー羽根が双方の軸心間からそれぞれの回転方向へ分かれて送り出される側に位置していることを特徴とする請求項３記載のスクリュープレス。
5. スクリュー羽根はスクリュー軸に複数条設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスクリュープレス。
6. スクリュー軸の大径軸部と小径軸部とはそれぞれストレート状の軸であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスクリュープレス。

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