JP2018149548A - スクリュープレスの目詰まり防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
スクリュープレスを分解することなく、スクリュー羽根に止着したスクレーパを外筒スクリーン方向に移動自在に構成したスクリュープレスの目詰まり防止装置を提供する。
【解決手段】
外筒スクリーン４の内部にスクリュー羽根５を巻き掛けたスクリュー軸６を回転自在に内設してろ過室１０を形成したスクリュープレス１において、スクリュー羽根５の外周部に沿って、内部の圧力に応じて伸縮可能な管状の調整具１８と、調整具１８の伸縮に応じて外筒スクリーン４方向に移動自在なスクレーパ１４と、スクリュー軸６に内挿し、一方をロータリースイベルジョイント１５に接続し、他端を調整具１８に接続した圧力供給管１７と、を備えたもので、スクリュープレス１を分解せずにスクレーパ１４を外筒スクリーン４の方向へ移動させることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、円筒状の外筒スクリーンで汚泥を脱水しながら、外筒スクリーンに内挿したスクリュー軸のスクリュー羽根で脱水ケーキを搬送するスクリュープレスにおいて、外筒スクリーンの目詰まりを防止させるためにスクリュー羽根に止着したスクリュープレスの目詰まり防止装置に関する。

従来、下水処理場等から発生する難脱水性汚泥や浄水処理場から発生する非圧縮性汚泥は、凝集剤を添加して懸濁物質のフロックを形成させて固液分離を行ない、脱水ケーキの含水率の低減を図っている。このような汚泥を濃縮・脱水させる装置としては、外筒スクリーンに内設したスクリュー軸を回転させさながら汚泥の固液分離を行うスクリュープレスが知られている。

そして、スクリュープレスの外筒スクリーンの内面にケーキが付着して目詰まりすることを防止するために、螺旋状のスクリュー羽根の外周部に、一連の帯状に構成したスクレーパを設ける技術は周知である。

スクリュー羽根に設けたスクレーパであって、スクレーパの取り付け部を傾斜面で構成することにより、取り付けボルトの締め付け具合に応じてスクレーパの外周方向への移動を可能とした技術は特許文献１に記載されている。

また、弾性体からなるスクレーパの内部に流路を形成し、流路に注入する流体の圧力により外筒スクリーンの内壁に向かって伸縮可能な構成とした技術は特許文献２に記載されている。

特許第３８５８７０１号公報 特開２００１−３２１９９０号公報

従来の可撓性を有するスクレーパは、弾圧的に外筒スクリーンの内面に摺接して、スクリーンの目詰まりを解消するものであるが、引用文献１のスクレーパのようにスクレーパを押し付けているだけでは、スクレーパの摺接部が摩耗していき、外筒スクリーンに摺接出来なくなった時には交換が必要となり、その交換に時間と労力を要する。

引用文献１は、スクレーパの摩耗に応じてスクレーパを外周方向へ移動可能としたものであるが、取り付けボルトを増し締めすることによって移動自在とした構造であるため、スクレーパを調整する際には外筒スクリーンを取り外す必要がある。臭気対策により脱水部をカバー等で覆っていることも多く、従来技術と同様にスクレーパの調整のための分解組立に多大な時間と労力を要する。

特許文献２は、スクレーパ内部の流路に供給する圧力により伸縮可能な構成としたものであるが、どのような手段でスクレーパ内部の流路に圧力を供給するのか不明である。外部から圧力供給できない場合は、従来技術と同様に外筒スクリーンを取り外す必要があるため、分解組立に多大な時間と労力を要する。また、螺旋状のスクリュー羽根の外周端に凹溝を形成する加工作業が困難であり、その凹溝にスクレーパを嵌め付けることは現実的ではない。

本発明は、スクリュープレスを分解することなく、スクリュー羽根に設けたスクレーパを外周方向へ移動可能としたスクリュープレスの目詰まり防止装置を提供する。

本発明は外筒スクリーンの内部にスクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸を回転自在に内設してろ過室を形成し、ろ過室の一端側から供給された汚泥を脱水しながら他端側に搬送して脱水ケーキを排出するスクリュープレスの目詰まり防止装置において、スクリュー羽根の外周部に付設し、内部の圧力に応じて伸縮可能な管状の調整具と、調整具の伸縮に応じて外筒スクリーン方向に移動自在なスクレーパと、スクレーパを外筒スクリーンの方向に移動可能に挟持する押え板と、スクリュー軸の端部にロータリースイベルジョイントと、スクリュー軸に内挿し、一端をロータリースイベルジョイントに接続し、他端を調整具に接続した圧力供給管と、を備えたもので、スクリュープレスを分解することなく、スクリュー羽根に設けたスクレーパを外周方向へ移動可能である。

スクリュー羽根をろ過室の内圧に応じて各ゾーンに区分し、調整具をそれぞれの区分で独立して配設し、各調整具に圧力供給管を接続すると、押圧力の異なる各ゾーンのスクレーパを個別に調整可能で、摩耗しているゾーンのスクレーパのみを移動させることができる。

スクリュー羽根の外周端に付設する調整具と、調整具の外筒スクリーン側に隣接するスクレーパと、を備え、スクリュー羽根の前後面に押え板を配し、調整具とスクレーパを挟持すると、スクリュー羽根の前後に突出する部材が少なく、汚泥の搬送抵抗が増加することがない

スクリュー羽根の前後面の何れか一方の外周部に付設した調整具と、調整具の外筒スクリーン側に隣接したスクレーパと、を備え、調整具とスクレーパを配している面の外方に押え板を配し、調整具とスクレーパをスクリュー羽根と押え板で挟持する構成は、スクリュー羽根の厚みが小さく、スクリュー羽根の外周端に配置できない場合に有効である。

本発明におけるスクリュープレスの目詰まり防止装置は、スクリュープレスを分解することなくスクレーパを外周方向へ移動可能とできるものである。また、スクレーパを移動可能とする調整具を、ろ過室の押圧力の異なる各ゾーンに独立して連設すれば、摩耗したゾーンのスクレーパのみを個別に調整できる。スクリュープレスの運転時間に関わらず、常時スクレーパが外筒スクリーンに摺接しているので、脱水ケーキがろ過室内で逆流することなく、また、スクリーンの目詰まりがないので、スクリュープレスの脱水性能を安定化できる。

本発明に係るスクリュープレスの一部縦断側面図である。 同じく、スクリュー羽根外周部の拡大図である。 本発明に係る他の実施例１のスクリュー羽根外周部の拡大図である。 同じく、他の実施例２のスクリュー羽根外周部の拡大図である。 本発明に係るスクリュー羽根の要部縦断側面図である。 同じく、スクリュー羽根の要部縦断平面図である。 本発明に係る他の実施例３のスクリュー羽根の要部縦断側面図である。 本発明に係る圧力供給管の接続図である。

図１は本発明に係るスクリュープレスの一部縦断側面図である。
スクリュープレス１は前後のフレーム２，３間に支架されており、周部にろ過面を有する外筒スクリーン４にスクリュー羽根５を巻き掛けたスクリュー軸６を内設している。外筒スクリーン４の内部に配設したスクリュー軸６は始端側から終端側に向かってテーパー状にその径を増大させ、外筒スクリーン４とスクリュー軸６を延伸方向に向かって相対的に間隔を減少させるようにしている。

スクリュー軸６の始端側に供給路７が設けてあり、原液タンク８の汚泥を圧入ポンプ９で供給路７に圧入する。この圧入した汚泥はスクリュー軸６に設けた供給路７の供給口７ａからろ過室１０の始端部に圧入され、スクリュー軸６に巻き掛けたスクリュー羽根５で搬送しながら外筒スクリー４ンからろ液を分離して、後端部の排出口１１からケーキを取出す。固液分離された固形物は外筒スクリーン４のスクリーン内面にケーキ層を形成する。

スクリュー軸６の後端部にはスクリュー駆動軸１２が連結しており、スクリュー駆動軸１２には駆動用のスプロケット１３を嵌着している。このスプロケット１３をスクリュー駆動機（図示せず）で駆動させ、スクリュー軸６を回転させる。

スクリュー軸６に巻き掛けたスクリュー羽根５に、その始端部から終端部にかけて一連のスクレーパ１４がスクリュー羽根５の外周先端部に配設している。スクリュー軸６の終端側にはロータリースイベルジョイント１５を設けており、圧力供給装置１６からの圧力流体を、スクリュー軸に内挿した圧力供給管１７を介してスクレーパ１４に供給する。圧力供給管１７は一端をロータリースイベルジョイント１５に接続し、他端を調整部１８に接続する。ロータリースイベルジョイント１５の内環と圧力供給管１７およびスクリュー軸６が回転する。

なお、スクリュープレス１の各部の具体的構成は実施形態の記載に限定されるものではなく、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更可能であることはいうまでもない。

図２は本発明に係るスクリュー羽根外周部の拡大図である。
スクリュー羽根５の外周部にはスクレーパ１４を設けており、スクレーパ１４の端部が外筒スクリーン４の内面に弾圧的に摺接するようにしている。スクリュー軸６の回転に伴ってスクリュー羽根５に装着したスクレーパ１４が外筒スクリーン４の内面に弾圧的に摺接し、スクリーン内面に堆積して細孔を塞がんとするケーキを剥離搬送して効率のよいろ過脱水を行うことができる。

本実施例では、スクリュー羽根５の外周端に付設した調整具１８の外筒スクリーン４側に隣接してスクレーパ１４を配し、押え板１９，１９で挟持する。押え板１９の内面はスクレーパ１４の外面に応じた形状で、押え板１９とスクレーパ１４との間は所定のクリアランスを有し、スクレーパ１４が上下に移動自在な構成としている。
押え板１９はスクリュー羽根５の前後面に配し、ボルト２０とナット２１で止着する。ボルト２０はスクリュー羽根５と前後の押え板１９，１９を貫通している。

スクレーパ１４は外筒スクリーン４の内面に弾圧的に摺接するため、外筒スクリーン４より耐摩耗性の低いゴム、樹脂等で形成した部材を用いることができる。外筒スクリーン４へは大きな接触面を必要としないが、調整具１８の伸縮に応じて垂直に移動し、且つ前後方向の傾倒を防止する必要があるので、調整具１８との接触面は大きく、挟持する押え板１９，１９とのクリアランスは可能な限り小さいほうが望ましい。

本実施例では、スクレーパ１４を外筒スクリーン４に向かって幅が狭くなるよう多段に形成し、それぞれの幅の側面を同様の形状に形成した押え板１９で支持する構成としている。特に、外筒スクリーン４に近接している箇所のクリアランスを小さくすれば、外筒スクリーン４に堆積する汚泥をスクレーパ１４が掻き取った際に、スクレーパ１４と押え板１９の間に汚泥が溜まることを防止できる。

図３は本発明に係る他の実施例１のスクリュー羽根外周部の拡大図である。
先端に向かって幅を漸減させた形状のスクレーパ１４であり、押え板１９，１９でスクレーパ１４の前後面を支持している。外筒スクリーン４への接触面を小さくしたもので、摺接時の抵抗が小さく、スクレーパ１４の前後面の押え板１９との接触面を十分に確保することで前後方向の傾倒を防止できる。スクレーパ１４の調整具１８側の幅は調整具１８に合わせることで、調整具１８の伸縮に対するスクレーパ１４の移動精度が高まる。スクレーパ１４および押え板１９の形状がシンプルで製作が容易である。

図４は本発明に係る他の実施例２のスクリュー羽根外周部の拡大図である。
スクリュー羽根５の外周部に沿って、スクリュー羽根５の前後面の何れか一方に押え板１９を設け、押え板１９とスクリュー羽根５の間に調整具１８と、調整具１８の外筒スクリーン４側にスクレーパ１４を隣接し、スクレーパ１４の端部近傍を突出させて外筒スクリーン４に摺接させている。調整具１８とスクレーパ１４を配している面の外方に押え板１９を配し、スクレーパ１４の前後面をスクリュー羽根５と押え板１９で挟んで支持することで前後方向の傾倒を防止できる。スクリュー羽根５の厚みが小さく、スクリュー羽根５の外周端に配置できない場合に有効な構成である。

なお、本実施例では調整具１８とスクレーパ１４を直接的に接するよう隣接させているが、調整具１８の伸縮に応じてスクレーパ１４が外筒スクリーン４の方向に移動可能となるのであれば、例えば両部材の間に他の部材を介在させる等、構成を限定しない。

図５，６は本発明に係るスクリュー羽根の要部縦断側面図および要部縦断平面図である。
調整具１８は管状部材で内部には圧力流体が供給される。材質は変形可能なゴム等の弾性体を使用しており、内部の圧力に応じて伸縮可能である。調整具１８の伸縮時には外筒スクリーン４方向へスクレーパ１４を移動させるので、調整具１８の両側面を押え板１９あるいはスクリュー羽根５で挟持し、内部の圧力に応じて上下方向に伸縮させることが望ましい。
調整具１８と圧力供給管１７は継手２２により連通しており、圧力流体は圧力供給管１７から継手２２を介して調整具１８に供給される。圧力流体は、公知の水、空気等を用いることができる。

本実施例では、スクリュー羽根５の内部に管路２３を形成し、管路２３内に圧力供給管１７を挿通している。圧力供給管１７の一方に継手２２を接続し、他方にスクリュー軸６内部に挿通した圧力供給管１７を接続する。

分割した調整具１８をそれぞれ継手２２の両側に接続するように構成しているが、調整具１８の側面に形成した開口に差し込む継手等、公知の継手を使用できる。
また、スクリュー羽根５の内部に形成した管路２３をそのまま圧力供給管１７の一部としてもよい。その場合、管路２３の上部に継手２２を接続し、管路２３の下部にスクリュー軸６内部に挿通した圧力供給管１７を接続する。
スクリュー羽根５の厚みが小さく、内部に管路２３を形成できない場合は、継手２２の位置でスクリュー羽根５を根元から外周端まで切り欠き、別途管材を固定してもよい。

図７は本発明に係る他の実施例３のスクリュー羽根の要部縦断側面図である。
調整具１８に外部から圧力を供給する継手２２をスクリュー羽根５の前後面の何れか一方に突出させ、継手２２に接続した圧力供給管１７をスクリュー羽根５に沿ってスクリュー軸６まで配設している。スクリュー羽根５の厚みが小さい場合等に有効で、製作が容易である。

図８は本発明に係る圧力供給管の接続図である。
スクリュープレス１のろ過室１０は、スクリュー軸の始端から終端に向かって内部圧力が次第に大きくなる。本実施例では、スクリュー軸６の始端から、供給ゾーンＡ、濃縮ゾーンＢ、脱水ゾーンＣ、高脱水ゾーンＤに区分している。スクレーパ１４の調整具１８はそれぞれの区分ごとに独立して配設しており、独立した調整具１８にそれぞれに圧力供給管１７を接続する。

供給ゾーンＡは原液をろ過室１０に供給するゾーンであって、供給口７ａからろ過室１０に原液を供給後、外筒スクリーン４から大量のろ液が分離排出される。ろ過室１０の上方まで脱水ケーキで充満されることがなく供給ゾーンＡの内圧は低い。ろ過室１０に残留する固形分は多量の水分を含んでおり、供給ゾーンＡのスクリュー羽根５に止着しているスクレーパ１４には高い負荷がかかることがなく、容易に次ゾーンに搬送することができる。

濃縮ゾーンＢはろ過室に残存する固形物の水分を外筒スクリーン４にて分離しつつスクリュー羽根５で搬送するゾーンである。供給ゾーンＡから搬送された多量の水分を含有した固形物は、濃縮ゾーンＢで多量の水分を外筒スクリーン４により分離する。濃縮ゾーンＢでは内圧および固形物の濃縮度が供給ゾーンＡより高く、濃縮ゾーンＢのスクリュー羽根５に止着しているスクレーパ１４には供給ゾーンＡより高い負荷がかかる。

脱水ゾーンＣは濃縮ゾーンＢで濃縮された固形分に圧力をかけて水分を分離するゾーンである。固形分はろ過室１０内で圧密された状態で搬送されており、固形分から水分を分離しているが、濃縮ゾーンＢより分離水の量は少ない。脱水ゾーンＣの内圧は比較的高く、スクリュー羽根５に止着しているスクレーパ１４には濃縮ゾーンＢより高い負荷がかかり、スクレーパ１４の摩耗速度は濃縮ゾーンＢより速い。

高脱水ゾーンＤは高い圧力をかけて固形分から水分を分離するゾーンである。減縮されたろ過室１０による内圧と排出口１１のプレッサーによる背圧で、非常に高い内圧がかかっている。圧密された低含水率の固形分を搬送する際にかかる力が大きく、高脱水ゾーンＤのスクリュー羽根５に止着しているスクレーパ１４には脱水ゾーンＣより高い負荷がかかり、スクレーパ１４の摩耗速度は脱水ゾーンＣより速い。
なお、各ゾーンの幅は原液性状やスクリュープレス１の仕様によって適宜設定できる。

スクリュープレス１を長時間運転していると、スクレーパ１４が摩耗して外筒スクリーン４に摺接しなくなり、外筒スクリーン４内周面に汚泥が堆積して細孔が目詰まりをおこす。その際に、圧力供給管１７を介して調整具１８に圧力を供給し、スクレーパ１４を外筒スクリーン４の方向へ移動させることにより、スクレーパ１４にて外筒スクリーン４内周面に堆積する汚泥を掻き取り、細孔の目詰まりを解消できる。逆に、スクレーパ１４の外筒スクリーン４への押圧力が高すぎる場合には、調整具１８の圧力を減少させることによりスクレーパ１４をスクリュー軸６方向に移動させて、適切な摺動をさせることができる。

特に、それぞれのゾーンに独立して調整具１８，…を配設し、それぞれの調整具１８，…にそれぞれ圧力供給管１７，…を接続している場合は、各ゾーンからのろ液排出量の減少等からスクレーパ１４の摩耗を推測し、該当するゾーンの調整具１８に圧力流体を供給することによって、そのゾーンのスクレーパ１４のみを外筒スクリーン４方向へ移動させることができる。摩耗したスクレーパ１４のみを外筒スクリーン４方向へ移動させることで、他ゾーンの摩耗していないスクレーパ１４の押圧力を上昇させることがなく、摺接抵抗によるトルク上昇やスクレーパ１４の摩耗を防止できる。
常時適切な押圧力で摺接するスクレーパ１４によって、外筒スクリーン４内周面に堆積する汚泥を除去し、安定的な固液分離を行うことができる。

なお、スクリュー羽根５の外周部に沿って設けるスクレーパ１４は、供給ゾーンＡから高脱水ゾーンＤまで一連で設けても各ゾーンで独立して設けてもよい。

本発明におけるスクリュープレスの目詰まり防止装置は、スクリュープレスを分解せずにスクリュー羽根の端部に配設しているスクレーパを外筒スクリーンの方向へ移動自在に構成し、また、スクレーパの調整具をスクリュープレスの各ゾーンに応じてそれぞれ独立して設けるので、摩耗したゾーンのスクレーパのみを移動させることができる。
定期的にスクリュープレスを分解してスクレーパの位置調整を行う必要がないので、分解組立のための天井クレーンやスペースをもたない比較的小規模な処理場にも有効である。
また、無機性汚泥や高硬度汚泥を含むスクレーパが摩耗しやすい汚泥の処理にも有効で、上水や貝殻、甲殻類の処理等にも適している。

４ 外筒スクリーン
５ スクリュー羽根
６ スクリュー軸
１４ スクレーパ
１５ ロータリースイベルジョイント
１７ 圧力供給管
１８ 調整具
１９ 押え板

Claims (4)

1. 外筒スクリーン（４）の内部にスクリュー羽根（５）を巻き掛けたスクリュー軸（６）を回転自在に内設してろ過室（１０）を形成し、ろ過室（１０）の一端側から供給された汚泥を脱水しながら他端側に搬送して脱水ケーキを排出するスクリュープレスの目詰まり防止装置において、
   スクリュー羽根（５）の外周部に付設し、内部の圧力に応じて伸縮可能な管状の調整具（１８）と、
   調整具（１８）の伸縮に応じて外筒スクリーン（４）方向に移動自在なスクレーパ（１４）と、
   スクレーパ（１４）を外筒スクリーン（４）の方向に移動可能に挟持する押え板（１９）と、
   スクリュー軸（６）の端部にロータリースイベルジョイント（１５）と、
   スクリュー軸（６）に内挿し、一端をロータリースイベルジョイント（１５）に接続し、他端を調整具（１８）に接続した圧力供給管（１７）と、
   を備えた
   ことを特徴とするスクリュープレスの目詰まり防止装置。
   
2. 前記スクリュー羽根（５）をろ過室の内圧に応じて各ゾーンに区分し、
   調整具（１８）をそれぞれの区分で独立して配設し、
   各調整具（１８，…）に圧力供給管（１７，…）を接続する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスクリュープレスの目詰まり防止装置。
   
3. 前記スクリュー羽根（５）の外周端に付設する調整具（１８）と、
   調整具（１８）の外筒スクリーン（４）側に隣接するスクレーパ（１４）と、を備え、
   スクリュー羽根（５）の前後面に押え板（１９，１９）配し、調整具（１８）とスクレーパ（１４）を挟持する
   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の目詰まり防止装置。
   
4. 前記スクリュー羽根（５）の前後面の何れか一方の外周部に付設した調整具（１８）と、
   調整具（１８）の外筒スクリーン（４）側に隣接したスクレーパ（１４）と、を備え、
   調整具（１８）とスクレーパ（１４）を配している面の外方に押え板（１９）を配し、調整具（１８）とスクレーパ（１４）をスクリュー羽根（５）と押え板（１９）で挟持する
   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の目詰まり防止装置。

Images