JP3215886U - 脱水乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固体成分と液体成分を分離した際に発生する固体成分の臭いを消臭する消臭機能付きの脱水乾燥装置を提供する。【解決手段】分離ユニット１と加熱ユニット２と冷却ユニット４を備え、分離ユニット１は、筒状に形成された分離筒１１と、分離筒１１に取り付けられ、廃棄液を撹拌する撹拌機構１２と、を備え、分離筒１１は筒壁を備え、前記筒壁は廃棄液を密閉して貯蔵する分離空間を画成し、前記筒壁は廃棄液を前記分離空間に進入させる入口と、残りかすを前記分離空間から排出する残りかす排出口と、蒸気を排出する蒸気排出口と、を備え、加熱ユニット２は、廃棄液を加熱して液体成分を蒸気に変換するのに用いられ、冷却ユニット４は、残りかすの排出時の温度を下げるのに用いられ、前記筒壁の外表面に取り付けられた冷却管４１を備える。【選択図】図１

Description

本考案は、脱水乾燥装置に関し、特に、固体成分と液体成分を分離する際に生ずる固体成分から出る臭いを抑える消臭機能付きの脱水乾燥装置に関する。

汚水処理は汚染を改善するための重要な役割を果たしており、近年では、物理的、化学的、又は生物的手法を用いて、工業用廃液、汚水、汚泥及び家庭から排出された糞尿に対して、脱水乾燥装置を用いて固体成分と液体成分を分離してから廃棄液を処理している。このように分離することにより、廃棄液の環境に対する汚染を軽減できることに加え、固体成分を再利用することもできる。そのため、脱水乾燥装置は、従来、工業及び家庭で生成された廃棄液による環境破壊の軽減に利用されている。

ここで、下記の特許文献には、従来の脱水乾燥装置が記載されており、この脱水乾燥装置によれば、廃液、汚水、汚泥、糞尿等を含むスラリー状の廃棄液を一つの分離筒内に貯めて、高温の蒸気で廃棄液に加熱を行い、加熱の過程において、液体成分を蒸発させて水蒸気を発生させ、更に蒸留器と真空ポンプとを用いることにより、水蒸気を冷却凝縮して水分を回収している。

廃棄液に含まれる液体成分を絶え間なく蒸発させることにより、廃棄液から液体成分を分離させた後、当該分離筒内に残留している固体成分を含む残りかす（スラッジ）は粘り気が生じ始め、高い比率の固体成分を含有するものとなり、このようにして固体と液体を分離する目的を達成しえる。また、この方法による脱水乾燥装置はフィルターを使用する必要がないので、フィルターの網目が詰まってしまうことにより、分離の品質が低下する問題が生じない。

中国実用新案公告第ＣＮ２０１８２３３３０号明細書

しかし、特許文献１に記載された従来技術は上述した優れた効果を有するが、固体成分を多く含む残りかすを絶え間なく高温の蒸気で加熱する必要があるので、残りかすを当該分離筒から排出する際に、廃棄液の中に高温によって臭いが強まる物質が含まれる場合には、強烈な臭いが生じてしまい、周囲の空気環境に悪影響を与える場合がある。

本考案は、これらの課題を解決するべく、廃棄液に高温によって臭いが強まる固体成分が含まれる場合でも、臭いを抑えることができる消臭機能付きの脱水乾燥装置を提供することを目的とする。

このような問題に鑑みて本考案は以下の構成を備える。廃棄液を処理する脱水乾燥装置において、分離ユニットと加熱ユニットと冷却ユニットとを備え、前記分離ユニットは、筒状に形成されて、廃棄液を密閉して貯蔵する分離空間を画成する筒壁を有する分離筒と、前記分離筒に取り付けられ、前記分離筒に収容される廃棄液を撹拌する撹拌機構と、を備え、前記加熱ユニットは、前記分離空間内に貯蔵される廃棄液を加熱して、廃棄液に含まれる液体成分を蒸気に変換できるように構成されており、前記冷却ユニットは、前記分離筒の前記筒壁の外表面に取り付けられて、前記分離空間の温度を下げる冷却管を備える。

本考案によれば、冷却ユニットが残りかすに対して冷却を行なった後に、この残りかすを分離空間から排出するので、廃棄液の中に加熱された際に臭いが強まる固体成分が含まれる場合でも、強烈な臭いを抑えることができ、ひいては周囲の空気が汚染されにくい。

本考案の脱水乾燥装置の実施例を示すブロック図である。 本考案の実施例の部分断面図であり、脱水乾燥装置の分離ユニットを説明するものである。 本実施例の立体斜視図であり、分離ユニットの撹拌器を説明するものである。 本実施例の要部断面図であり、脱水乾燥装置の蒸留器を説明するものである。 本実施例のフローチャートである。

図１、図２、図３を参照して本考案の消臭機能付きの脱水乾燥装置を説明する。ここで、図１は本考案の脱水乾燥装置の実施例を示すブロック図である。また、図２は本考案の実施例の部分断面図であり、脱水乾燥装置の分離ユニットを説明するものである。図３は本実施例の立体斜視図であり、分離ユニットの撹拌器を説明するものである。

本実施例は、廃棄液を加熱して蒸留することにより、廃棄液から液体成分を分離して固体成分を形成し、固体成分が高い割合で含まれる残りかすを生じさせるのに適している。この脱水乾燥装置は、図１に示す様に、分離ユニット１と、廃棄液を加熱することにより廃棄液に含まれる液体成分を水蒸気（蒸気）に変換する加熱ユニット２と、水蒸気を冷却して凝縮させることにより液体に変換し、この液体を回収する液体回収ユニット３と、残りかすを冷却することにより残りかすを取り出した時の温度を下げる冷却ユニット４と、を備える。

図１に示す様に、分離ユニット１は内部が中空に形成された分離筒１１と、図２で詳細に説明する撹拌機構１２と、１本の管により廃棄液を分離筒１１の内部に送る計量材料供給ポンプ１３と、を備える。

また、図２に示す様に、分離筒１１は筒状の筒壁１１１を備え、筒壁１１１は中空の分離空間１１０を画成する。また、筒壁１１１は図２の左側に示す第１端壁部１１２と、長手方向１０に沿って分離空間１１０を介してこの第１端壁部１１２とは反対側に位置する第２端壁部１１３と、後述する回転軸１２５を囲むように設けられ且つ第１端壁部１１２と第２端壁部１１３の間に設けられる周囲壁部１１４と、第１端壁部１１２に設けられ長手方向１０に外側へ突起するよう形成された突起壁部１１５と、第２端壁部１１３に設けられ分離空間１１０に連通する入口１１６と、第２端壁部１１３の上側に設けられ蒸気を排出する蒸気排出口１１７と、第１端壁部１１２の下側に突起壁部１１５と対応するように設けられて固体成分を含む残りかすを排出するための残りかす排出口１１８と、を備える。

また、分離筒１１は、第１端壁部１１２から突起壁部１１５よりも長手方向１０において更に離れた側で、突起壁部１１５に接続されると共に、残りかす排出口１１８を開閉できる閉鎖部材１１９を備える。ここで、閉鎖部材１１９は例えばプレスシリンダーである。

撹拌機構１２は、回転可能に分離空間１１０（図２）内に装着された撹拌器１２１（図３）と、この撹拌器１２１を帯同して後述する回転軸１２５（図２）を軸として回転する動力源１２２（図２）と、撹拌器１２１に設けられ且つその撹拌器１２１と共に旋回する複数の掻き取りアセンブリ１２３（図２、図３）と、を備える。

図３に示す様に、撹拌器１２１は、長手方向１０に間隔をあけて設けられると共に、略正三角形に形成された複数のフレーム板１２４を更に備える。

また撹拌器１２１は、動力源１２２に駆動され且つ複数のフレーム板１２４を貫通するように各フレーム板１２４に接続された回転軸１２５と、略正三角形に形成されたフレーム板１２４の各頂点に位置し且つ隣り合うフレーム板１２４同士を接続する３枚の接続板１２６と、を更に備える。

また、撹拌器１２１は、図３に示す様に、接続板１２６に長手方向１０に沿って所定の間隔をあけて設けられた複数の撹拌ブレード１２７をも備える。ここで、撹拌ブレード１２７は、残りかすを撹拌するために設けられ、撹拌器１２１が回転する際に図２に示す様に、周囲壁部１１４との間に隙間ができる程度の長さに延伸して形成される。

更に、複数の掻き取りアセンブリ１２３は、複数の接続板１２６の一つを起点として、対応する略正三角形のフレーム板１２４の頂点から更に突出するように設けられる。また、掻き取りアセンブリ１２３は、図２、図３に示す様に２本の弾性部材１２９を介してフレーム板１２４に連結され且つ長手方向１０に沿って延伸する掻き取り板１２８を備える。

ここで、掻き取りアセンブリ１２３の掻き取り板１２８は、図２の周囲壁部１１４の内壁に付着した固体成分を含む残りかすを掻き取るとき、周囲壁部１１４の内壁に対して弾性部材１２９の弾性力によって付勢されているので、周囲壁部１１４の内壁と掻き取り板１２８が常に接触し、周囲壁部１１４上に付着した残りかすを、周囲壁部１１４に沿って掻き回すのに適している。

図１の加熱ユニット２について説明する。加熱ユニット２は、内部に流体が流れる加熱管２１と、流体に対して加熱を行なうことができる加熱器２２と、温度が高い流体が加熱部２１１で廃棄液を加熱するように熱交換が行われることにより、温度が低下した流体を再び加熱器２２に戻すための加熱ポンプ２３と、を備える。加熱管２１は、図２の長手方向１０に沿って分離筒１１の周囲壁部１１４の外側に貼り付けられ又は取り付けられる加熱部２１１（図１）を備える。

図１、図２、図４を参照して液体回収ユニット３について説明する。ここで、図４は、本実施例の要部断面図であり、脱水乾燥装置の蒸留器を説明するものである。液体回収ユニット３は、蒸気濾過器３１（図１）と、蒸留器３２と、真空ポンプ３３と、水回収計量器３４と、水回収ポンプ３５と、緩衝貯蔵筒３６と、熱交換器３７と、を備える。

蒸気濾過器３１は、図２に示すように分離筒１１の第２端壁部１１３に形成された蒸気排出口１１７と接続される。また、図１に示す様に、蒸留器３２は、蒸気濾過器３１と管を介して接続される。真空ポンプ３３は負圧を発生させる。水回収計量器３４は、図１に示す様に、蒸留器３２と真空ポンプ３３との間に管を介して接続される。水回収ポンプ３５は、後述する緩衝貯蔵筒３６と接続される。緩衝貯蔵筒３６は、真空ポンプ３３と水回収ポンプ３５との間に接続される。液体回収ユニット３は、緩衝貯蔵筒３６と真空ポンプ３３との間に接続された熱交換器３７を更に含む。

なお、蒸留器３２の構造は特に限られず、水蒸気を凝縮させて液体を生成できるものであれば本考案において利用することができる。本実施例では、図４に示す様に、蒸留器３２は内部が中空に形成された外筒３２１と、外筒３２１の内部に設けられ冷却媒体を流す複数の冷却凝縮管３２２と、冷却媒体を蓄えられる冷却媒体タンク３２３（図１）と、冷却媒体を冷却凝縮管３２２に出入りさせる搬送アセンブリ３２４と、を備える。

搬送アセンブリ３２４は、圧力で液体を搬送する図示しないポンプと管で構成される。また、水蒸気は、図１に示す様に、分離筒１１から蒸気濾過器３１を介して蒸留器３２の外筒３２１の内部に進入し、複数の冷却凝縮管３２２の隙間を流れる際に凝縮して液体となる。

次に、冷却ユニット４について説明する。図１に示す様に、冷却ユニット４は、内部に温度低下媒体を流すことができる冷却管４１と、温度低下媒体を貯蔵できる温度低下媒体タンク４２と、接続アセンブリ４３と、を備える。ここで、図１及び図２に示す様に、冷却管４１は長手方向１０に沿って設けられ、分離筒１１の周囲壁１１４の外壁面に貼り付けられ又は取り付けられる。なお、温度低下媒体は液体若しくは気体等からなり、固体成分を含む（即ち、液体成分が少々残っていても差し支えない）残りかすの温度を下げることができる流体である。

また、図１に示す様に、接続アセンブリ４３は冷却管４１及び温度低下媒体タンク４２に接続された２本の接続管４３１を備える。また、接続アセンブリ４３は２本の接続管４３１のいずれかに装着されると共に温度低下媒体を冷却管４１と温度低下媒体タンク４２との間で流動させる冷却ポンプ４３２を備える。

図１、図２、図５を参照して本実施例の脱水乾燥装置の使用方法を説明する。ここで、図５は本実施例のフローチャートである。本実施例の脱水乾燥装置は、使用時に、計量材料供給ポンプ１３を利用して、所定の重量の廃棄液を閉鎖された分離空間１１０内に搬送する。そして、加熱ユニット２を利用して分離筒１１に対して加熱を行い、同時に、撹拌機構１２を利用して分離空間１１０内にある廃棄液を撹拌する。

撹拌及び加熱の過程において、廃棄物に含まれる液体成分は徐々に蒸発して水蒸気となり、この水蒸気は先ず蒸気濾過器３１を経て、その後に蒸留器３２内に流入して水蒸気の冷却凝縮が行なわれる。冷却凝縮の方法は図４に示す複数の冷却凝縮管３２２の間に水蒸気を流して凝縮させ液体にするものである。また、水蒸気が冷却凝縮されて生成された液体は水回収計量器３４内に貯蔵される。

また、真空ポンプ３３の作用によって、管内部に負圧を生成させることができるので、蒸留器３２で水蒸気が凝縮することにより得られた液体は、熱交換器３７、緩衝貯蔵筒３６を介して、最後に水回収ポンプ３５へ送られ、回収された液体は図示しない次の処理場に送られる。

撹拌蒸留の過程において、図２に示す掻き取りアセンブリ１２３は絶え間なく回転することができ、周囲壁部１１４の内壁に付着した残りかすを掻き取ることができる。

更に、撹拌ブレード１２７の角度を調整することにより、残りかすを分離筒１１の残りかす排出口１１８が設けられた方向へ送り出すこともできる。蒸発を繰り返すことにより廃棄液における液体成分が設定値まで下がったとき、図１の加熱ポンプ２３と加熱器２２とは停止されると共に、冷却ユニット４の冷却ポンプ４３１が起動される。このため、温度低下媒体タンク４２内の温度低下媒体は、絶え間なく分離筒１１の筒壁１１１に隣接した冷却管４１を流れるので、分離筒１１内の残りかすの温度を下げることができる。

なお、温度低下媒体の温度は、処理すべき廃棄液に含まれる固体成分に基いて決めることができ、強い臭いが生じない程度に残りかすを冷やせれば足り、更にそれより低くても差し支えない。

例えば、常温程度まで残りかすを冷やせば強い臭いが発生しない成分からなる残りかすの温度を下げるのであれば、温度低下媒体は温度が２５℃以下のものを使えば足りる。例えば、温度低下媒体の温度が２５℃であれば、残りかすの温度を３０℃程度まで容易に下げることができ、臭いが生じにくくなる。また、残りかすを直ぐに捨てる必要がない場合には、冷却ユニット４を始動させるタイミングは遅くてもよく、要するに残りかすを取り出すまでに、残りかすの温度が３０℃程度まで下がっていれば良い。

温度低下媒体により残りかすが冷やされて、残りかすの温度が設定値まで下がったとき、図２の閉鎖部材１１９を駆動して残りかす排出口１１８を開き、固体成分を多く含む残りかすを、残りかす排出口１１８から排出する。分離筒１１から排出したとき、残りかすの温度は、冷却ユニット４によって既に大幅に低下しているので、たとえ高温で強い臭いを放つ固体成分を多く含んでいても、当該固体成分からなる物質の臭いを放つ機能が、温度低下により大幅に低下している。即ち、本実施例による消臭機能付きの脱水乾燥装置は、残りかすの臭いを大幅に下げることができ、周囲の空気が汚染されることを抑制できる。

ここで、本実施例の消臭機能付きの脱水乾燥装置の脱水乾燥工程は図５に示す様に以下の工程を含む。すなわち、脱水乾燥工程は、液体導入ステップと、蒸留ステップと、冷却凝縮ステップと、温度低下ステップと、残りかす排出ステップと、を含む。

ここで、液体導入ステップは計量材料供給ポンプ１３を利用して廃棄液を分離空間１１０内に搬送するものである。また、蒸留ステップは、加熱ユニット２が分離空間１１０内に貯蔵された廃棄液に対して加熱を行い、廃棄液の液体成分を蒸発させて水蒸気にするものである。

更に、冷却凝縮ステップは、液体回収ユニット３が、蒸気濾過器３１、蒸留器３２を介して水蒸気を凝縮により液体に変換して、水回収ポンプ３５へ当該水分を回収するものである。また、温度低下ステップは冷却ユニット４を利用して固体成分を含む残りかすを冷却することにより、残りかすの温度を下げるものである。

ただし、冷却凝縮ステップは蒸留ステップが終わる前に、即ち、廃棄液に含まれる液体成分の一部が加熱により水蒸気となったときに始めても差し支えないが、温度低下ステップは廃棄液に含まれる液体成分が設定値を下回った後に始める必要がある。

残りかす排出ステップは撹拌機構１２及び閉鎖部材１１９を利用して、残りかす排出口１１８から、温度が低下した後の残りかすを分離空間１１０の外へ排出するものである。

このように、本実施例の温度低下ステップを行なうことにより、高温で強い臭いを放つ残りかすを冷やすので、残りかすが放つ臭いを大幅に下げることができる。このため、周囲の空気が臭いにより汚染されることを抑制できる。

なお、本考案の冷却管４１と加熱管２１の加熱部２１１は、間隔をあけて、分離筒１１の外表面に接着することがこのましい。このように、両者の間に間隔をあけることにより、冷却ユニット４が残りかすの温度を下げる際に加熱部２１１の影響を受けにくくなり、効率的である。

以上の説明は、本考案の実施例に過ぎず、これを以って本実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。また、本考案の実用新案登録請求の範囲及び明細書の内容に簡単な付加や変化を加えたに過ぎないものについても、実用新案登録請求の範囲に記載された考案の技術的範囲に属するものとする。

１ 分離ユニット
１０ 長手方向
１１ 分離筒
１１０ 分離空間
１１１ 筒壁
１１２ 第１端壁部
１１３ 第２端壁部
１１４ 周囲壁部
１１５ 突起壁部
１１６ 入口
１１７ 蒸気排出口
１１８ 残りかす排出口
１１９ 閉鎖部材
１２ 撹拌機構
１２１ 撹拌器
１２２ 動力源
１２３ 掻き取りアセンブリ
１２４ フレーム板
１２５ 回転軸
１２６ 接続板
１２７ 撹拌ブレード
１２８ 掻き取り板
１２９ 弾性部材
１３ 計量材料供給ポンプ
２ 加熱ユニット
２１ 加熱管
２１１ 加熱部
２２ 加熱器
２３ 加熱ポンプ
３ 液体回収ユニット
３１ 蒸気濾過器
３２ 蒸留器
３２１ 外筒
３２２ 冷却凝縮管
３２３ 冷却媒体タンク
３２４ 搬送アセンブリ
３３ 真空ポンプ
３４ 水回収計量器
３５ 水回収ポンプ
３６ 緩衝貯蔵筒
３７ 熱交換器
４ 冷却ユニット
４１ 冷却管
４２ 温度低下媒体タンク
４３ 接続アセンブリ
４３１ 接続管
４３２ 冷却ポンプ

Claims (6)

1. 廃棄液を処理する脱水乾燥装置において、
   分離ユニットと加熱ユニットと冷却ユニットとを備え、
   前記分離ユニットは、
   筒状に形成されて、廃棄液を密閉して貯蔵する分離空間を画成する筒壁を有する分離筒と、
   前記分離筒に取り付けられ、前記分離筒に収容される廃棄液を撹拌する撹拌機構と、を備え、
   前記加熱ユニットは、前記分離空間内に貯蔵される廃棄液を加熱して、廃棄液に含まれる液体成分を蒸気に変換できるように構成されており、
   前記冷却ユニットは、前記分離筒の前記筒壁の外表面に取り付けられて、前記分離空間の温度を下げる冷却管を備える
   ことを特徴とする脱水乾燥装置。
2. 前記冷却ユニットは、温度低下媒体を貯蔵する温度低下媒体タンクと、前記温度低下媒体タンクと前記冷却管とを接続する接続アセンブリと、を備え、
   前記接続アセンブリは、温度低下媒体を連続して前記冷却管に出し入れする冷却ポンプを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の脱水乾燥装置。
3. 前記分離筒には、前記加熱ユニットの加熱により生成される蒸気を排出する蒸気排出口が形成されており、
   前記脱水乾燥装置は更に、前記分離筒の前記蒸気排出口に接続されると共に、前記蒸気排出口から排出される蒸気を冷却凝縮して回収する液体回収ユニットを備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の脱水乾燥装置。
4. 前記筒壁には、廃棄液を前記分離空間に進入させる入口と、廃棄液に含まれる液体成分が蒸発することにより生じた残りかすを前記分離空間から排出する残りかす排出口と、が形成され、
   前記筒壁は、前記筒壁の長手方向に間隔をあけて設けられた２個の端壁部と、前記２個の端壁部の間に接続された周囲壁部と、を備え、
   前記入口、前記蒸気排出口、及び前記残りかす排出口は、それぞれ前記２個の端壁部のいずれか一つに設けられ、
   前記撹拌機構は、前記分離空間を跨ぐように設けられる撹拌器と、前記撹拌器を回転させる動力源と、を備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の脱水乾燥装置。
5. 前記撹拌機構は、前記撹拌器に取り付けられると共に前記周囲壁部の内壁に付着した残りかすを掻き取る掻き取りアセンブリを更に備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の脱水乾燥装置。
6. 廃棄液から液体成分と固体成分とが含まれた残りかすを分離するための分離空間を内部に画成する分離ユニットと、
   前記分離空間内の廃棄液を加熱して蒸発させることにより、廃棄液の液体成分を取り除くための加熱ユニットと、
   前記加熱ユニットによって液体成分が取り除かれた後の残りかすの温度を下げるための冷却ユニットと、を備える
   ことを特徴とする脱水乾燥装置。

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