JP3775638B2 - 固液分離装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
この発明は、固形物と液体とが混合された混合物（例えば、排水や汚泥等。以下、これを混合液体という。）を、固形成分と液体成分とに分離（脱液）する装置およびその方法に関するものである。ここにいう、「固形成分と液体成分とに分離（脱液）する」とは、元の混合液体を、液体を全く含まない固形物と、固形物を全く含まない液体とに完全に分離することのみを意味するのではなく、元の混合液体を、それよりも固形物の含有割合の大きな混合物と、それよりも液体の含有割合の大きな混合物とに分離することをも含む意である。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、たとえば汚泥を脱水し、液体成分と固形成分とに分離する固液分離装置が提案されている（特公昭６３−６５３６４号公報、特公昭６３−６５３６５号公報等）。この従来の固液分離装置の概略構成を、図１１に示す。
【０００３】
固液分離装置１では、汚泥が供給口２から汚泥処理室３へ供給され、スクリュー軸４によって汚泥処理室３内の汚泥が図中左側へ搬送される。この汚泥処理室３は、スクリュー軸４と、スクリュー軸４のまわりに配置された濾過体５とにより区画形成されている。濾過体５は、多数の固定リング６と可動リング７とが交互に配置されたものであって、各リング６，７にはスクリュー軸４が挿通されている。
【０００４】
そして、搬送中の汚泥にはスクリュー軸４によって所定の圧力が負荷され、これにより、汚泥に含まれる水分は、濾過体５の隙間（すなわち、固定リング６と可動リング７との隙間）を通って外部に排出される。また、汚泥中の固形物は、スクリュー軸４によって固形物収容室８へ搬送された後、排出口９から排出される。なお、濾過体５の外部へ排出される水分にも、ある程度の固形物が含まれてはいるが、固形物の含有割合は元の汚泥よりも小さい。また、排出口９から排出される固形物にもある程度の水分が含まれているが、水分の含有割合は元の汚泥よりも小さい。参照符号１０はケーシングであって、濾過体５は、支持軸１１，１２を介してケーシング１０に支持されている。
【０００５】
ところで、上記濾過体５を構成する固定リング６は、４本の支持軸１１（図では２本のみ図示）を介してケーシング１０に固定されており、可動リング７は、２本の支持軸１２を介してケーシング１０に支持されている。可動リング７には、支持軸１２を挿通するための挿通孔が形成されているが、この挿通孔は、支持軸１２の外径よりも相当大きな内径を有している。また、支持軸１２の一方は、ギア１３を介してスクリュー軸４と共に回転駆動されるようになっており、しかも、各可動リング７の挿通孔の内面に当接する突起１４（キー状のもの）が形成されている。このため、スクリュー軸４を回転させると、支持軸１２が回転し、その結果、突起１４によって可動リング７が支持軸１２を中心にして小刻みに揺動するようになっている。
【０００６】
このように可動リング７を揺動させて固定リング６に対して変位させるのは、汚泥が濾過体５によって濾過される際に、固形物が濾過体５（特に固定リング６と可動リング７との境界部分や、固定リング６や可動リング７の挿通孔の内面）に付着していわゆる目詰まりを起こすのを防止するためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この固液分離装置１では、次のような問題がある。すなわち、固液分離装置１の作動中（すなわち、汚泥の搬送・脱水中）は、固定リング６と可動リング７との間に脱水される水分が充満している。この水分は固形物を含むため相当の粘性を有する。この状態で、ケーシング１０に固定されている固定リング６に対して可動リング７を変位させるには、大きな動力が必要である。このため、スクリュー軸４および支持軸１２を回転させるための駆動原として大出力のものを採用する必要がある。その結果、装置全体が大型化して製造コストが上昇すると共に、ランニングコストも上昇してしまう。
【０００８】
また、可動リング７の移動によって、可動リング７の挿通孔内面よりも固定リング６の挿通孔内面の方がスクリュー軸４の軸中心側に大きく突出する部分ができる。また反対に、固定リング６の挿通孔内面よりも可動リング７の挿通孔内面の方がスクリュー軸４の軸中心側に大きく突出する部分もできる。よって、濾過体５の中心に形成される円柱状の孔の内面に凹凸ができる。汚泥は、この凹凸と接触しつつスクリュー軸４によって搬送されるのであるが、汚泥が、内側に突出した固定リング６を通過しようとするときに、固定リング６の側面に極度に高い圧力が加わることがある。固定リング６は半径方向に逃げることができないので、この圧力状態を逃がすことができない。よって、汚泥はこの固定リング６の側面に沿って、固定リング６とこれに隣接する可動リング７との隙間に入り込み、これが目詰まりの原因となることもある。
【０００９】
そこで、本発明は、簡単かつ確実に濾過体の目詰まりが防止でき、製造コストおよびランニングコストを低減させることができる固液分離装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願に係る固液分離装置は、固形成分を含む混合液体を濾過し、固形成分と液体成分とに分離する固液分離装置であって、該混合液体が投入される投入部と、回転可能に支持され、投入部に投入された混合液体を一端側から他端側へ搬送し得るスクリュー軸と、中央部に貫通孔が形成された複数の要素板を隣接するように積層して該スクリュー軸に外嵌された濾過体と、該スクリュー軸の他端側に設けられ、該固形成分を排出する排出部と、該複数の要素板のそれぞれ形成された孔に挿通され、該複数の要素板の各々が該スクリュー軸に対して半径方向に遊動できるように該孔より小径である連結棒と、該連結棒を支持して該スクリュー軸まわりに回転可能である支持フレームとを備え、該支持フレームを駆動機構により該スクリュー軸まわりに回転させることで該連結棒が該スクリュー軸まわりに回転し、該連結棒の回転に伴って該複数の要素板の全体が該スクリュー軸まわりに回転しながら個々の要素板が半径方向に遊動することを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
この固液分離装置では、投入部に混合液体を投入し、スクリュー軸を回転させる。ここで、スクリュー軸とは、軸本体のまわりに螺旋状の羽根が径方向外方に突出形成された部材をいい、たとえば液体等の中で当該スクリュー軸を軸方向まわりに回転させることにより、液体等を羽根によって軸方向に搬送することができるように構成されたものをいう。
【００１２】
このスクリュー軸には濾過体が外嵌された状態となっている。すなわち、スクリュー軸の軸方向に沿って複数の要素板が嵌め込まれた状態となっており、スクリュー軸の軸本体と各要素板の内周面とによって混合液体が収容される収容空間が形成されている。そして、スクリュー軸を回転させることにより、該スクリュー軸の一端側から混合液体が収容空間に導かれ、さらに、この混合液体は、所定の圧力が付加された状態でスクリュー軸の軸方向に沿って他端側へ搬送される。
【００１３】
このとき、各要素板は互いに積層されている状態であるから、各要素板の間に微小隙間が形成される。このため、混合液体の液体成分は、いわゆる毛細管現象により上記微小隙間を通って上記収容空間から濾過体の外部に排出される。一方、液体成分が排除された混合液体は固形物を多く含むことになるが、固形物を多く含んだ混合物（固形成分）は、スクリュー軸によって排出部に搬送される。
【００１４】
スクリュー軸は各要素板の貫通孔に挿通されているのであるが、該複数の要素板の各々は、スクリュー軸に対する半径方向の相対的な位置が固定されているわけではない。スクリュー軸によって混合液体を搬送する際に、スクリュー軸の回転に伴って各要素板がスクリュー軸に対して半径方向に遊動する。これにより、隣り合う要素板同士が互いに相対的に変位し、適度に混合液体の圧力を解放する。これにより、要素板の側面に極度の圧力が加えられることが防止され、要素板間の隙間が固形成分によって目詰まりするのを防止することができる。しかも、このように隣り合う要素板の双方を遊動可能な状態にしているので、隣り合う要素板の間に大きな粘性抵抗を生じさせることがない。また、隣接する各要素板の各孔に連結棒を遊嵌状態で連続して貫通させ、その連結軸を支持する支持フレームごとスクリュ軸まわりに強制的に駆動回転させているので、濾過体全体が回転して個々の要素板の半径方向の遊動が更に促進される。したがって、要素板の間に固形成分が目詰まりするのを一層効果的に防止することができる。
【００１５】
上記固液分離装置において、該複数の要素板のうちの一部が大径の貫通孔を有する第１要素板であり、他の一部が小径の貫通孔を有する第２要素板であり、該濾過体は、少なくともその一部において、第１要素板と第２要素板とが交互に積層されて構成されていてもよい。
【００１６】
かかる構成の固液分離装置では、濾過体は、第１要素板と第２要素板とを有するが、その貫通孔の内径が異なっている。このため、スクリュー軸によって混合液体を搬送する際に、混合液体は、第１要素板の貫通孔と第２要素板の貫通孔とを交互に通過する。すなわち、混合液体は、大径の貫通孔と小径の貫通孔とを交互に通過する。したがって、搬送される混合液体は、小径の貫通孔を通過する際には比較的高い圧力が付加され、大径の貫通孔を通過する際には比較的低い圧力が付加される。つまり、搬送される混合液体にはいわゆる脈動圧が付加されることになり、一定圧が付加される場合に比べて上記毛細管現象による液体成分の排出が促進される。
【００１７】
また、上記固液分離装置において、該第１要素板と該第２要素板とが、略同一の外形形状を有するように構成されていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、略同一の外形形状を有する要素板を積層することにより濾過体を構成するから、濾過体の部品としての要素板のコストを低減させることができる。
【００１９】
また、上記固液分離装置において、隣接する各要素板の間に厚み０．２〜０．５ｍｍのフィルム状であるスペーサが介設されてもよい（請求項２）。
【００２０】
この構成によれば、フィルム状のスペーサによって隣接する全ての要素板同士の間に確実に微小隙間を形成することができる。
【００２５】
また、上記固液分離装置において、該スクリュー軸は、該スクリュー軸の軸中心を中心として軸方向に沿って形成された主溝と、該主溝に連続して該スクリュー軸の径方向外方へ貫通する副溝とを有し、該主溝に洗浄液を供給する洗浄機構と、該主溝に圧縮空気を供給する空気供給機構と、該洗浄機構から該主溝へ洗浄液を供給する状態と該空気供給機構から該主溝へ圧縮空気を供給する状態とを切替可能な開閉弁とをさらに備えるようにしてもよい（請求項３）。
【００２６】
この構成によれば、洗浄機構により洗浄液がスクリュー軸の主溝に供給され、この洗浄液は、主溝および副溝を通って外部へ放出される。これにより、上記収容空間内や要素板を洗浄することができ、要素板の間に挟まった固形成分等を除去することができる。また、圧縮空気をスクリュー軸の主溝に供給することで、この圧縮空気が主溝および副溝を通ってスクリュー軸の径方向の外部へ放出される。これにより上記収容空間内が効果的に加圧されることで収容空間内の混合液体がさらに加圧され、固液分離を促進することができる。即ち、主溝および副溝を洗浄用と加圧用とに兼用することができる。なお、圧縮空気を供給するに際しては、一定圧力の圧縮空気を連続的に供給してもよいし、圧力変動を伴う圧縮空気を供給するようにしてもよい。また、間欠的に圧縮空気を供給するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固液分離装置の構成を示す一部断面正面図である。
【００３２】
固液分離装置２０は、固形物と液体とが混合された混合液体（たとえば汚泥等）を濾過（脱水）して固形成分と液体成分とに分離するための装置である。
【００３３】
この固液分離装置２０は、ケーシング２１と、ケーシング２１に投入された混合液体をスクリュー軸２２によって搬送する搬送機構２３と、スクリュー軸２２の外側に嵌め込むように配置された濾過体２４と、分離された固形成分を収容し排出する排出部２５と、濾過体２４を構成する複数の要素板２６を駆動する駆動機構２７と、スクリュー軸２２および濾過体２４を洗浄する洗浄機構２８とを備えている。
【００３４】
本実施形態の固液分離装置２０は、上記各要素板２６が、スクリュー軸２２に対して半径方向に遊動可能となっており、これにより、要素板２６の間に固形成分等が詰まってしまうのを効果的に防止することができる。以下、この固液分離装置２０を、各部毎に詳しく説明する。
【００３５】
(1) ケーシング
ケーシング２１は、主に、本体２９と、本体２９の一端側に設けられた投入部３０と、本体２９の下方に設けられた液体パン４０とから構成されている。
【００３６】
本体２９は、たとえばステンレス鋼等により箱型に形成されており、投入部３０、搬送機構２３および駆動機構２７を支持するベースとなっている。このため、本体２９の一端側の壁部３２には、投入部３０を取り付けるための取付孔４１が設けられており、他端側の壁部４２には、搬送機構２３および駆動機構２７を取り付けるためのブラケット３４，３５が取り付けられている。また、壁部４２には中空円筒状のハブ４３が嵌め込まれている。このハブ４３は、後に詳述する駆動機構２７に含まれる連結具４４（駆動機構２７と要素板２６とを連結する部材）を支持するためのものである。なお、ハブ４３にはフランジ４５が形成されており、このフランジ４５が壁部４２に当接することによってハブ４３は確実に位置決めされ固定される。
【００３７】
投入部３０は、本体２９と同様にステンレス鋼等により構成されている。投入部３０は、略Ｌ字状に形成された筒状の部材であって、本体２９の一端側の壁部３２に取り付けられている。この取付構造は、壁部３２に設けられた取付孔に、投入部３０の一端側が嵌め込まれたものである。なお、投入部３０の一端側には、フランジ３１が形成されており、このフランジ３１が壁部３２に当接することによって確実に位置決めされ固定される。
【００３８】
また、投入部３０の他端側は、外方へ漸次拡径されたいわゆるラッパ状を呈している。この他端側の開口３３は、混合液体の投入口を構成しており、ここから処理すべき混合液体を投入できるようになっている。図に示すように投入部３０が本体２９に取り付けられることにより、投入部３０へ投入された混合液体は、本体２９の内部へ案内されるようになっている。なお、投入部３０の構成は、上記のものに限定されるものではなく、混合液体を投入しやすく且つ投入した混合液体をケーシング２１の内部に導くことができるものであれば他の構成を採用することができる。
【００３９】
液体パン４０は、たとえばステンレス鋼により構成することができ、本体２９の下方に配置されている。この液体パン４０は、混合液体から分離された液体成分を収容するためのものである。なお、この液体パン４０に溜まった液体成分は、ドレン口を設けて排出することもできるが、所要のポンプを用いて排出することもできる。
【００４０】
(2) 搬送機構
搬送機構２３は、スクリュー軸２２と、スクリュー軸２２を駆動するモータ３６とを有している。
【００４１】
スクリュー軸２２は、たとえばステンレス鋼等により構成される。スクリュー軸２２は、断面が円形の軸本体３７と、この軸本体３７の外周面に螺旋状に突出形成された羽根３８とを有している。スクリュー軸２２の軸本体３７の一端部は、上記投入部３０の壁部６６により回動自在に支持されており、他端部は、上記ブラケット３４に回動自在に支持されている。スクリュー軸２２の一端側は、上記投入部３０内に進入しており、スクリュー軸２２が回転することによって投入部３０に投入された混合液体がスクリュー軸２２によってケーシング２１の内部へ搬送されるようになっている。
【００４２】
なお、図１のＨは水平地面である。つまりスクリュー軸２２は、投入部３０側の端部が、排出部２５側の端部よりも低位置となるように傾斜するように支持されている。
【００４３】
図２は、図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。図２を参照すると、軸本体３７は、その軸中心に沿って（図２において紙面に垂直な方向に沿って）主溝４８が形成されており、この主溝４８に連続して副溝４９が形成されている。この副溝４９は、軸本体３７の半径方向外方へ貫通しており、軸本体３７の軸方向に沿って所定間隔毎に複数設けられている。これら主溝４８および副溝４９は、後に詳述する洗浄機構２８によって供給される洗浄液を通過させるためのものである。
【００４４】
図１を参照すると、モータ３６は、ブラケット３４の外側に取り付けられており、その駆動軸（図示せず）は、ギア機構（図示せず）によって、上記軸本体３７の他端部に連結されている。つまり、モータ３６を駆動することによって、スクリュー軸２２が回転するようになっている。
【００４５】
なお、スクリュー軸２２の軸本体３７には、プーリ３９が取り付けられている。このプーリ３９は、後に詳述する駆動装置２７に動力を伝達するためのものである。
【００４６】
(3) 濾過体
図３は、濾過体２４の要部拡大図であり、濾過体２４の取付構造を示している。
【００４７】
図２および図３を参照して説明する。濾過体２４は、混合液体を濾過して液体成分を除去するものである。図に示すように、濾過体２４は、多数の要素板２６が積層されて構成されている。これら要素板２６もステンレス鋼により構成することができる。図３に示すように、本実施形態では、要素板２６は円形に形成されており、その厚みは、たとえば１〜２mmである。ただし、要素板２６の形状はこれに限定されるものではなく、たとえば外形形状を多角形形状にしたり、厚みを適宜変更してもよい。
【００４８】
濾過体２４は、スクリュー軸２２に外嵌された状態となっている。つまり、濾過体２４を構成する各要素板２６は、その中心部に貫通孔４７が形成されており、この貫通孔４７にスクリュー軸２２が挿通されている。また、各要素板２６に形成された貫通孔４７の内径は、スクリュー軸２２の外径（羽根３８の稜線によって規定される外形寸法）よりも若干小径に設定されている。本実施形態では、貫通孔４７の内径が９７〜１９７mm、スクリュー軸２２の外径が１００〜２００mmであるが、この数値に限定されることはない。なお、貫通孔４７の内径とスクリュー軸２２の外径との差は３〜６mm程度にしておけばよい。
【００４９】
また、各要素板２６は、上記連結具４４によって連結されている。すなわち、図２に示すように、各要素板２６は、その外縁部に周方向に沿って等角度間隔で４つの孔５０が設けられており、この孔５０に連結具４４の連結棒５１が挿通されている。各孔５０の内径は、連結棒５１の外径よりも大径に形成されており、この寸法差を設けることによって、各要素板２６は、スクリュー軸２２に対して半径方向に遊動できるようになっている。
【００５０】
さらに、図３に示すように、各要素板２６の間にはスペーサ４６が介在している。このスペーサ４６は、各要素板２６間に所定の隙間を確保するために挿入されている。スペーサ４６は、本実施形態では円形に形成されており、その厚みは、０．２〜０．５mm程度である。なお、スペーサ４６の形状はこれに限定されるものではなく、各要素板２６同士の間に所定の微小隙間を確保できるものであれば他の形状でもよい。
【００５１】
なお、濾過体２４のすべての要素板が遊動可能となっている必要はなく、そのうちの連続する何枚かの要素板が遊動可能となっていれば、そこで本願の目的とする作用は生ずる。この作用については後述する。
【００５２】
(4) 駆動機構
図１および図３を参照すると、駆動機構２７は、上記連結具４４、回転軸５２、回転軸５２の端部に設けられたプーリ５３、および当該プーリ５３と上記スクリュー軸２２側に設けられたプーリ３９とを連結するベルト５４を有している。
【００５３】
連結具４４は、たとえばステンレス鋼により構成されており、連結棒５１と、連結棒５１の両端を支持する一対の支持フレーム５５とを有している。支持フレーム５５は、図３に示すように、円筒状本体と、この円筒状本体の端部に延設されたフランジ部とを有しており、このフランジ部に連結棒５１が挿通されている。一方の支持フレーム５５は、ベアリング５７を介して上記ハブ４３に嵌め込まれており、他方の支持フレーム５５は、上記投入部３０の一端側にベアリング５７を介して嵌め込まれている。
【００５４】
一方、連結棒５１は、図２に示すように４本設けられており（図１では２本のみ図示されている。）、各連結棒５１は、上記フランジ部に挿通されてボルト５６（図３参照）によって固定されている。
【００５５】
また、図３に示すように、各支持フレーム５５のフランジ部の外周面には、ギア５８が形成されている。このギア５８は、回転軸５２に取り付けられたギア５９と噛み合うようになっている。
【００５６】
回転軸５２は、一端部がケーシング２１の本体２９に回動自在に支持されており、他端部が上記ブラケット３５により回動自在に支持されている。この回転軸５２は例えばステンレス鋼により構成してもよい。回転軸５２には、ギア５９が一対取り付けられている。各ギア５９は、上記支持フレーム５５に形成されたギア５８と噛み合っており、回転軸５２を回転させると支持フレーム５５が回転し、濾過体２４（すなわち全要素板２６）が回転する。なお、回転軸５２の回転は、上記モータ３６の駆動によってスクリュー軸２２が回転し、これによってプーリ３９が回転し、この回転をベルト５４を介してプーリ５３に伝達することによってなされる。
【００５７】
(5) 排出部
図１を参照すると、排出部２５は、上記ブラケット３４により区画形成されている。スクリュー軸２２によって図中左側へ搬送された処理後の混合液体（濾過体２４によって脱水されたもの、すなわち、固形成分）は、最終的にハブ４３の内側を通過してブラケット３４内に進入し、排出される。
【００５８】
また、排出部２５には成形機構６０が設けられている。この成形機構６０は、スクリュー羽根３８により搬送されてくる上記固形成分を圧縮して所要の形状に成形するものである。成形された固形成分は、一般に、ケーキと呼ばれている。
【００５９】
この成形機構６０は、ブラケット３４に取り付けられたシリンダ６１と、このシリンダ６１のシリンダロッドに連結された押圧板６２とを有している。シリンダ６１は、押圧板６２を押して、所定の押圧力で押圧板６２をハブ４３の端面に押圧することができるようになっている。これにより、ハブ４３から排出部２５へ進入しようとする固形成分を圧縮し、ケーキを成形することができるようになっている。
【００６０】
なお、シリンダ６１による押圧力は所望の値に設定することができる構造を採用するのが好ましい。また、シリンダ等を用いないで、押圧板６２をハブ４３の端面の近傍に固定配置しておくという構成や、バネ等により押圧板６２をハブ４３の端面に弾性的に付勢するという構成を採用することもできる。このようにしても、ハブ４３から押し出される固形成分が当該押圧板６２との間で圧縮され、ケーキが成形される。もっとも、かかる成形機構６０を設けずに、そのまま排出部２５へ固形成分を排出するようにしてもよい。
【００６１】
(6) 洗浄機構
洗浄機構２８は、図１に示すように、洗剤（洗浄液）を供給する洗浄液ライン６３によって構成されている。この洗浄液ライン６３は開閉弁６３ａを有している。洗浄液ライン６３は、スクリュー軸２２の主溝４８（図２参照）に連結されている。
【００６２】
この洗浄機構２８は、通常は、固液分離作業とは別個に行われる洗浄作業のために用いられる。つまり、固液分離装置２０によって、混合液体の固液分離がなされた後は、各要素板２６間に固形成分等が挟まったままになっていることが多い。このような各要素板２６間に挟まった固形成分等をこの洗浄機構によって除去するのである。
【００６３】
このような洗浄機構２８により洗浄作業を行うときには、後述する開閉弁６４ａを閉状態にし、開閉弁６３ａを開状態にする。そして、洗浄液ライン６３から洗剤を高圧で主溝４８および副溝４９に供給する。すると、洗剤がスクリュー軸２２の内部や濾過体２４に供給され、各要素板２６間に挟まった固形成分等の除去作業を行うことができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、洗浄機構２８として洗剤を供給するようにしたが、洗浄液ライン６３から単なる高圧の水等を供給するようにしてもよい。もっとも、かかる洗浄機構２８自体を省略することもできる。
【００６５】
(7) 空気供給機構
また、固液分離装置２０は空気供給機構６８を備えている。この空気供給機構６８は、エアポンプ６４と開閉弁６４ａとを備えた圧縮エアライン６５によって構成されている。圧縮エアライン６５は、スクリュー軸２２の主溝４８に連結されている。この空気供給機構６８を作動させるときには、開閉弁６３ａを閉状態にし、開閉弁６４ａを開状態にする。
【００６６】
この空気供給機構６８は、通常は、固液分離作業の作業中に用いられる。つまり、固液分離装置２０によって、混合液体の固液分離がなされているとき、エアポンプ６４によって圧縮された空気（圧縮空気）を、スクリュー軸２２の主溝４８に供給するのである。この圧縮空気は、主溝４８および副溝４９を通ってスクリュー軸２２の外部へ放出されて、混合液体をさらに加圧する。この加圧によって固液分離が促進されるのである。
【００６７】
圧縮空気を供給するに際しては、例えば、一定圧力の圧縮空気を連続的に供給してもよいし、圧力変動を伴う圧縮空気を供給するようにしてもよい。また、エアポンプ６４によって間欠的に空気に圧力を加え、圧縮空気を供給するようにしてもよい。
【００６８】
なお、かかる空気供給機構６８は省略することもできる。
【００６９】
(8) 固液分離装置の使い方と動作
次に、固液分離装置２０の作動状態を説明する。
【００７０】
図１を参照すると、投入部３０の開口３３から処理すべき混合液体を投入すると、混合液体によって投入部３０内が満たされ、スクリュー軸２２の一端側が、混合液体の中に埋没する。この状態でスクリュー軸２２を回転させる。
【００７１】
ここで、濾過体２４は、スクリュー軸２２に嵌め込まれた状態となっている。すなわち、スクリュー軸２２の軸方向に沿って複数の要素板２６が積層されて嵌め込まれた状態となっている。軸本体３７と各要素板２６に設けられた貫通孔４７の内周面との間には混合液体が収容される収容空間が形成される。混合液体は、この収容空間内に進入する。そして、スクリュー軸２２を回転させることにより、混合液体は、成形機構６０の抵抗と相まって収容空間内で所定の圧力を付加されながら、スクリュー軸２２の一端側から他端側へ搬送される。
【００７２】
このとき、各要素板２６は互いに積層されているだけであり、隣り合う要素板２６同士の間には微小隙間が形成されている。このため、混合液体の液体成分は、いわゆる毛細管現象により上記微小隙間を通って収容空間から濾過体２４の外部に排出される。
【００７３】
また、スクリュー軸２２が各要素板２６の貫通孔４７に挿通されているが、各要素板２６はスクリュー軸２２に固定されてはいない。スクリュー軸２２によって混合液体を搬送する際には、スクリュー軸２２の回転に伴って各要素板２６がスクリュー軸２２に対して半径方向に遊動する。これにより、要素板２６の稜線が要素板２６全体で螺旋状となるように、各要素板２６が変位する。混合液体に含まれる液体成分は各要素板２６の間から排出される。
【００７４】
一方、このようにして液体成分が排除された混合液体は、固形成分を多く含むことになるが、この固形成分は、スクリュー軸２２によって排出部２５に搬送され、廃棄される。特に、排出部２５に成形機構６０が設けられているから、固形成分をケーキとしてコンパクトに成形して廃棄することができる。
【００７５】
本実施形態によれば、混合液体を固液分離する際に、隣り合う要素板２６のいずれもがスクリュー軸２２に対して半径方向に遊動する。よって、混合液体が要素板２６の内周を通過するときにある要素板２６の側面に極度に高い圧力が作用したような場合は、その要素板２６がその圧力を逃がすように半径方向に移動（遊動）する。これにより高い圧力状態が解放され、要素板２６の間に固形成分が目詰まりするのを防止することができる。しかも、駆動機構２７によって各要素板２６は回転し、この回転によって要素板２６は半径方向により変位しやすくなる。つまり、回転によって半径方向への遊動も促進されるのである。
【００７６】
さらに、このように隣り合う要素板の双方を遊動可能な状態にしているので、隣り合う要素板の間に大きな粘性抵抗を生じさせることがない。よって、各要素板２６を円滑に遊動できる。つまり、各要素板２６同士の相対変位を小さな動力で行うことができる。このように、簡単かつ確実に濾過体２４の目詰まりを防止できると共に、固液分離装置２０の製造コストおよびランニングコストを低減させることができる。
【００７７】
特に本実施形態では、スペーサ４６の存在により各要素板２６の間に確実に微小隙間が形成されるから、毛細管現象を利用した上記液体成分の排除を確実に行うことができる。
【００７８】
ただし、このスペーサ４６は、必ずしも設ける必要はない。スペーサ４６を省略した場合に、上記毛細管現象をより確実に生ぜしめようとすれば、例えば各要素板２６の表面を所定の粗さで仕上げるようにすればよい。つまり、各要素板２６の表面をある程度粗く仕上げることにより、各要素板２６同士の間に微小隙間が形成され、スペーサ４６を介在させた場合と同様の作用を奏するのである。もっとも、このような微小隙間を形成するための要素板２６の表面の仕上げは、特別の仕上作業を必要とするものではなく、通常の機械仕上げによっても成すことができる。
【００７９】
また、本実施形態では、濾過体２４を構成する各要素板２６は、同一の形状である。つまり、濾過体２４は、同一の部品（要素板２６）を積層するだけで構成することができ、これにより濾過体２４を簡単且つ安価に製造することができる。したがって、固液分離装置２０全体の製造コストを一層低減させることができる。
【００８０】
さらに、本実施形態では、駆動機構２７が設けられているから、要素板２６を強制的に回転させることができる。これにより、要素板２６は確実にスクリュー軸２２まわりに遊動することができ、要素板２６の間に固形成分が目詰まりするのをより確実に防止することができる。なお、本実施形態では、駆動機構２７により全要素板２６を駆動するようにしたが、一部の要素板２６のみを駆動するようにしてもよい。もっとも、この駆動機構２７は必ずしも設ける必要はなく、省略することも可能である。
【００８１】
また、本実施形態では、洗浄機構２８が設けられているから、メンテナンス時に洗剤をスクリュー軸２２の内部や濾過体２４に供給し、上記収容空間内や要素板２６を洗浄することができ、要素板２６の間に挟まった固形成分等を除去することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、空気供給機構６８が設けられているから、上記収容空間内の混合液体にさらに圧力を加えて、固液分離を促進することができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、スクリュー軸２２は、軸方向に一定の外径を有する軸本体３７と、これに設けられた一定ピッチの羽根３８とで構成されているが、羽根３８のピッチを軸方向一端側から他端側へ漸次小さくすることもできる。このように羽根３８のピッチを漸次小さくすることによって、混合液体が搬送中に固液分離されても、常に一定の圧力を付加した状態で搬送でき、効率よく固液分離することができる。
【００８４】
また、羽根３８のピッチを漸次小さくのではなく、軸本体３７の外径が漸次大きくなるようにしてもよい。このようにすることによって、処理される混合液体が収容される収容空間を、軸方向一端側から他端側へ漸次狭くすることができ、混合液体が搬送中に固液分離されても、常に一定の圧力を付加した状態で搬送でき、効率よく固液分離することができる。もっとも、羽根３８のピッチを漸次小さくすると共に、軸本体３７の外径を漸次大きくすることもできる。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００８５】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る固液分離装置７０の構成を示す一部断面正面図である。また、図５は、図４におけるＢ−Ｂ線矢視断面図、図６は、濾過体２４の要部拡大図である。
【００８６】
これらの図を参照して説明する。本実施形態に係る固液分離装置７０が上記第１の実施形態に係る固液分離装置２０と異なる点は、(a)上記第１の実施形態では、濾過体２４を構成する要素板２６が同一の外形形状であり且つ同一内径の貫通孔４７を有していたのに対し、本実施形態では、濾過体２４は、外形寸法が大きく且つ大径の貫通孔７１を有する第１要素板７２と、外形寸法が小さく且つ小径の貫通孔７３を有する第２要素板７４とが交互に積層されて構成されている点、(b)上記第１の実施形態では、スペーサ４６は、薄肉のフィルム状のものであったのに対し、本実施形態では、スペーサ７５が圧肉の板状に形成されている点、(c)上記第１の実施形態では駆動機構２７が設けられていたが、本実施形態では設けられていない点である。
【００８７】
なお、その他の構成については上記第１の実施形態に係る固液分離装置２０と同様であり、図４ないし図６において、第１の実施形態と同様の構成については同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００８８】
本実施形態では、濾過体２４は、第１要素板７２と第２要素板７４とが交互に複数積層されて構成されている。両要素板７２，７４は、第１の実施形態の場合と同様に円形のものを採用しているが、この形状に限定されることはない。第１要素板７２の外径は、たとえば１８０〜２８０mmに設定することができ、貫通孔７１の内径は、たとえば９７〜１９７mmに設定することができる。一方、第２要素板７４の外径は、たとえば１５０〜２５０mmに設定することができ、貫通孔７３の内径は、たとえば ９７〜１９７mmに設定することができる。さらに、要素板７２の肉厚は、たとえば１．５〜３mmに設定することができ、要素板７４の肉厚は、たとえば１〜２mmに設定することができる。
【００８９】
スペーサ７５は、図５に示すように、各要素板７２，７４の周方向に沿って等角度間隔で３カ所に設けられている。スペーサ７５は、円形状のものを採用することができ、その外径は、たとえば４０〜５０mmに設定し、その肉厚は、たとえば１〜２．５mmに設定することができる。また、スペーサ７５は、支持軸７６によって支持されている。この支持軸７６は、一端が投入部３０により支持され、他端がハブ４３のフランジ４５に支持されている。
【００９０】
なお、スペーサ７５の形状は上記円形のものに限定されるものではなく、要素板７２，７４の間に微小隙間を形成できるものであれば他の形状でもよい。また、スペーサ７５は、各要素板７２，７４の周方向に沿って等角度間隔で３カ所に設けたが、これに限定されるものではなく、適宜設計変更することができる。
【００９１】
本実施形態によれば、図６に示すように、隣り合う要素板７２同士の間にスペーサ７５が介在している。すなわち、スペーサ７５を介して隣り合う要素板７２の間に形成された空間内に、要素板７４が配置されている。そして、スペーサ７５の肉厚および要素板７４の肉厚を上述のように設定することにより、各要素板７２，７４の間には微小隙間が確実に形成されることになる。このため、上記第１の実施形態と同様に、混合液体の液体成分は、いわゆる毛細管現象により上記微小隙間を通って濾過体２４の外部に排出される。
【００９２】
図６からわかるように、要素板７２の外周面と支持軸７６との間には所定の間隔が設けられており、要素板７４の外周面とスペーサ７５の外周面との間にも所定の間隔が設けられている。また上記第１の実施形態と同様に、各要素板７２，７４は、スクリュー軸２２に嵌め込まれているが、スクリュー軸２２に固定されてはいない。よって、スクリュー軸２２によって混合液体を搬送する際に、スクリュー軸２２の回転に伴って各要素板７２，７４がスクリュー軸２２に対して半径方向に遊動する。これにより、要素板７２，７４全体でその稜線が螺旋状となるように、各要素板７２，７４が変位する。しかも、各要素板７２，７４は、スクリュー軸２２に対して円周方向にもその角度位置が拘束されてはいない。つまり、円周方向にも自由に遊動できるようになっている。
【００９３】
本実施形態に係る固液分離装置７０においても、第１の実施形態に係る固液分離装置２０と同様に、次のようにして混合液体の固液分離がなされる。
【００９４】
スクリュー軸２２に対して複数の要素板７２，７４からなる濾過体２４を外嵌することによって、スクリュー軸２２と濾過体２４との間に処理すべき混合液体を収容する収容空間が区画形成される。そして、スクリュー軸２２を回転させることにより、上記収容空間内の混合液体は、成形機構６０の抵抗と相まって所定の圧力を付加された状態でスクリュー軸２２の軸方向に搬送される。このとき、各要素板７２，７４は、要素板７２，７４全体でその稜線が螺旋形状となるように変位しつつ、混合液体に含まれる液体成分を各要素板７２，７４の間から排出させる。
【００９５】
一方、このようにして液体成分が排除された混合液体は、固形成分を多く含むことになるが、この固形成分は、スクリュー軸２２によって排出部２５に搬送され、廃棄することができる。特に本実施形態では、排出部２５に成形機構６０が設けられているので、固形成分をケーキとしてコンパクトに成形して廃棄することができる。
【００９６】
以上のように、本実施形態によれば、混合液体を固液分離する際に、隣り合う要素板７２，７４のいずれもが、スクリュー軸２２に対して半径方向に遊動する。よって、特に小径の貫通孔７３が形成された要素板７４の側面に作用する極度に高い圧力を解放して、要素板７２，７４の間に固形成分が目詰まりするのを防止することができる。しかも、要素板７２，７４は、円周方向にも遊動し、この円周方向の遊動によって、要素板７２，７４は半径方向にもより変位しやすくなる。つまり、円周方向への遊動によって半径方向への遊動も促進されるのである。
【００９７】
さらに、隣り合う要素板７２，７４を遊動させて各要素板７２，７４同士を相対変位させるから、一方の要素板を固定し、この固定された要素板に対して他方の要素板を変位させるという構造（従来の装置）を採用する場合に比べて、各要素板７２，７４同士を円滑に相対変位させることができる。
【００９８】
したがって、各要素板７２，７４同士の相対変位を小さい動力で行うことができ、その結果、簡単かつ確実に濾過体２４の目詰まりを防止できると共に、固液分離装置７０の製造コストおよびランニングコストを低減させることができる。
【００９９】
特に本実施形態では、スペーサ７５の存在により各要素板７２，７４の間に確実に微小隙間が形成されるから、毛細管現象を利用した上記液体成分の排除を確実に行うことができる。もっとも、このスペーサ７５は必ずしも設ける必要はなく、省略することもできる。スペーサ７５を無くした場合には、上記毛細管現象をより確実に生ぜしめるために、各要素板７２，７４の表面を所定の粗さに仕上げるようにすればよい。つまり、各要素板７２，７４の表面をある程度粗く仕上げることにより、各要素板７２，７４同士の間に微小隙間が形成され、スペーサ７５を介在させた場合と同様の作用を奏する。
【０１００】
また、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に洗浄機構２８が設けられているから、メンテナンス時に洗剤をスクリュー軸２２の内部や濾過体２４に供給して、上記収容空間内や要素板７２，７４を洗浄することができ、要素板７２，７４の間に挟まった固形成分等を除去することができる。
【０１０１】
また、本実施形態では、空気供給機構６８が設けられているから、上記収容空間内の混合液体にさらに圧力を加えて、固液分離を促進することができる。
【０１０２】
さらに、本実施形態では、第１要素板７２と第２要素板７４にそれぞれ形成された貫通孔７１，７３は、その内径が異なっている。このため、スクリュー軸２２によって混合液体を搬送する際に、混合液体は、第１要素板７２の貫通孔７１と、第２要素板７４の貫通孔７３とを交互に通過する。すなわち、混合液体は、大径の貫通孔７１と小径の貫通孔７３とを交互に通過する。このため、搬送される混合液体は、小径の貫通孔７３を通過する際には比較的高い圧力が付加され、大径の貫通孔７１を通過する際には比較的低い圧力が付加される。つまり、搬送される混合液体にはいわゆる脈動圧が付加されることになり、一定圧が付加される場合に比べて上記毛細管現象による液体成分の排出が促進される。
【０１０３】
なお、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、スクリュー軸２２は、同一外径の軸本体３７と、これに設けられた一定ピッチの羽根３８とを有するが、羽根３８のピッチを軸方向一端側から他端側へ漸次小さくすることもできる。このように羽根３８のピッチを漸次小さくすることによって、混合液体が搬送中に固液分離されても、常に一定の圧力を付加した状態で搬送でき、効率よく固液分離することができる。
【０１０４】
また、羽根３８のピッチを漸次小さくするのではなく、軸本体３７の外径が漸次大きくなるようにしてもよい。このようにすることによって、処理される混合液体が収容される収容空間を、軸方向一端側から他端側へ漸次狭くすることができ、混合液体が搬送中に固液分離されても、常に一定の圧力を付加した状態で搬送でき、効率よく固液分離することができる。もっとも、羽根３８のピッチを漸次小さくすると共に、軸本体３７の外径を漸次大きくすることもできる。
【０１０５】
さらに、本実施形態では、上記第１の実施形態で示したような駆動機構２７を設けておらず、固液分離装置７０全体をさらに安価に製造することができる。その他、上記第１の実施形態において示した設計変更例は、当該第２の実施形態においても適用することができる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、第１要素板７２と第２要素板７４とは、それぞれに形成された貫通孔７１，７３の径が異なっており、さらにはそれらの外径も異なっている。しかし、第１要素板と第２要素板の外形形状を略同一とし、それぞれに径の異なる貫通孔を形成するようにしてもよい。このようにしても、搬送される混合液体に脈動圧を付加することができる。しかも、第１要素板と第２要素板とを略同一の外形形状とすることにより、濾過体の部品としての要素板のコストを低減させることもできる。
【０１０７】
次に、第２の実施形態に係る固液分離装置７０の変形例について説明する。
【０１０８】
図７は、第２の実施形態の変形例に係る固液分離装置８０の構成を示す一部断面正面図である。
【０１０９】
同図を参照するとわかるように、本変形例に係る固液分離装置８０が上記第２の実施形態と異なる点は、(a)上記第２の実施形態では濾過体２４を異なる２種類の要素板７２，７４により構成したが、本変形例では、同一形状の要素板８１により構成した点、(b)上記第２の実施形態では、板状のスペーサ７５を採用したが、本変形例では、フィルム状のスペーサ８２を採用した点である。
【０１１０】
なお、その他の構成については上記第２の実施形態に係る固液分離装置７０と同様であり、図７において、第２の実施形態と同様の構成については同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０１１１】
要素板８１は、第２の実施形態の場合と同様に円形のものを採用しているが、この形状に限定されることはない。要素板８１の外径は、たとえば１８０〜２８０mmに設定することができ、その肉厚は、たとえば１〜２mmに設定することができる。
【０１１２】
スペーサ８２は、本実施形態では、円形状のものを採用することができ、その外径は、たとえば２０〜５０mmに設定し、その肉厚は、たとえば０．５〜２mmに設定することができる。このスペーサ８２は、上記支持軸７６によって支持されている。なお、スペーサ８２の形状は上記円形のものに限定されるものではなく、要素板８１の間に微小隙間を形成できるものであれば他の形状でもよい。
【０１１３】
本変形例によれば、隣り合う要素板８１同士の間にスペーサ８２が介在している。すなわち、スペーサ８２によって隣り合う要素板８１の間に微小隙間が確実に形成されることになる。このため、上記第２の実施形態と同様に、混合液体の液体成分は、いわゆる毛細管現象により上記微小隙間を通って濾過体２４の外部に排出される。
【０１１４】
要素板８１の外周面と支持軸７６との間には所定の間隔が設けられている。また上記第２の実施形態と同様に、各要素板８１は、スクリュー軸２２に嵌め込まれてはいるが、スクリュー軸２２に固定されてはいない。よって、スクリュー軸２２によって混合液体を搬送する際に、スクリュー軸２２の回転に伴って各要素板８１がスクリュー軸２２に対して半径方向に遊動する。これにより、要素板８１全体でその稜線が螺旋状となるように、各要素板８１が変位する。
【０１１５】
本変形例においても、第２の実施形態に係る固液分離装置２０と同様の作用を奏する。
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【０１１６】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る固液分離装置９０の構成を示す一部断面正面図である。
【０１１７】
同図を参照するとわかるように、本実施形態に係る固液分離装置９０が上記第１の実施形態と異なる点は、上記第１の実施形態において、濾過体２４を構成する要素板２６の間に介在していたスペーサ４６および濾過体２４を駆動する駆動機構２７が、本実施形態では設けられていない点である。なお、その他の構成については上記第１の実施形態に係る固液分離装置２０と同様であり、図において、第１の実施形態と同様の構成については同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【０１１８】
本実施形態では、スクリュー軸２２に濾過体２４が嵌め込まれただけの構成となっており、装置の構成はきわめて簡略化されている。
【０１１９】
濾過体２４は、複数の要素板２６を積層して構成されており、ハブ４３のフランジ４５と投入部３０の端部９１との間に配置されている。また、各要素板２６の表面は、所定の粗さに仕上げられており、各要素板２６同士の間に微小隙間が形成されている。
【０１２０】
これにより、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の作用を奏する。すなわち、混合液体の液体成分は、いわゆる毛細管現象により上記微小隙間を通って収容空間から濾過体２４の外部に排出される。かかる微小隙間を形成するための要素板２６の表面の仕上げ精度は、上記第１の実施形態で示した表面仕上げと同様としてもよい。
【０１２１】
また、スクリュー軸２２が各要素板２６の貫通孔４７に挿通されているが、各要素板２６はスクリュー軸２２に固定されてはいない。よって、スクリュー軸２２によって混合液体を搬送する際に、スクリュー軸２２の回転に伴って各要素板２６がスクリュー軸２２に対して半径方向にも円周方向にも遊動する。要素板２６全体でその稜線が螺旋状となるように、各要素板２６は変位する。
【０１２２】
本実施形態に係る固液分離装置９０においても、上記第１の実施形態に係る固液分離装置２０と同様に、次のようにして混合液体が固液分離される。
【０１２３】
スクリュー軸２２に対して複数の要素板２６からなる濾過体２４を外嵌することによって、スクリュー軸２２と濾過体２４との間に処理すべき混合液体を収容する収容空間が区画形成される。そして、スクリュー軸２２を回転させることにより、上記収容空間内の混合液体は所定の圧力を付加された状態でスクリュー軸２２の軸方向に搬送される。このとき、各要素板２６は、要素板２６全体でその稜線が螺旋形状となるように変位しながら、混合液体に含まれる液体成分を各要素板２６の間から排出させる。
【０１２４】
一方、このようにして液体成分が排除された混合液体は、固形成分を多く含むことになるが、この固形成分は、スクリュー軸２２によって排出部２５に搬送され、廃棄することができる。特に本実施形態では、排出部２５に成形機構６０が設けられているから、固形成分をケーキとしてコンパクトに成形して廃棄することができる。
【０１２５】
以上のように、本実施形態によれば、混合液体を固液分離する際に、隣り合う要素板２６のいずれもがスクリュー軸２２に対して半径方向にも円周方向にも遊動する。よって、要素板２６の間に固形成分が目詰まりするのを防止することができる。
【０１２６】
しかも、各要素板２６を遊動させて隣り合う要素板２６同士を相対変位させているから、一方の要素板を固定し、この固定された要素板に対して他方の要素板を相対変位させるという構造（従来の装置）に比べて、各要素板２６同士の円滑な相対変位がなされる。
【０１２７】
したがって、各要素板２６同士の相対変位を小さい動力で行うことができ、その結果、簡単かつ確実に濾過体２４の目詰まりを防止できると共に、固液分離装置９０の製造コストおよびランニングコストを低減させることができる。
【０１２８】
特に本実施形態では、上記第１の実施形態で示したスペーサ４６や駆動機構２７を設けておらず、装置の構造がきわめて簡単である。したがって、固液分離装置９０の製造コストを一層低減させることができる。
【０１２９】
また、本実施形態では、濾過体２４を構成する各要素板２６は、同一の形状である。つまり、濾過体２４は、同一の部品（要素板２６）を積層するだけで構成することができ、これにより濾過体２４を簡単且つ安価に製造することができる。したがって、固液分離装置９０全体の製造コストをなお一層低減させることができる。
【０１３０】
さらに、本実施形態では、洗浄機構２８が設けられているから、メンテナンス時に洗剤をスクリュー軸２２の内部や濾過体２４に供給して、上記収容空間内や要素板２６を洗浄することができ、要素板２６の間に挟まった固形成分等を除去することができる。
【０１３１】
また、本実施形態では、空気供給機構６８が設けられているから、上記収容空間内の混合液体にさらに圧力を加えて、固液分離を促進することができる。
【０１３２】
なお、この洗浄機構２８や空気供給機構６８は省略することもでき、その場合にはさらに装置の簡略化を図ることができ、製造コストをより低減することができる。
【０１３３】
なお、本実施形態では、スクリュー軸２２は、軸方向に一定の外径を有する軸本体３７と、これに設けられた一定ピッチの羽根３８とで構成されているが、羽根３８のピッチを軸方向一端側から他端側へ漸次小さくすることもできる。このように羽根３８のピッチを漸次小さくすることによって、混合液体が搬送中に固液分離されても、常に一定の圧力を付加した状態で搬送でき、効率よく固液分離することができる。
【０１３４】
また、羽根３８のピッチを漸次小さくするのではなく、軸本体３７の外径が漸次大きくなるようにすることもできる。このようにすることによって、処理される混合液体が収容される収容空間を、軸方向一端側から他端側へ漸次狭くすることができ、混合液体が搬送中に固液分離されても、常に一定の圧力を付加した状態で搬送でき、効率よく固液分離することができる。もっとも、羽根３８のピッチを漸次小さくすると共に、軸本体３７の外径を漸次大きくすることもできる。
【０１３５】
次に、上記各実施形態に関する設計変更例について説明する。
【０１３６】
図９および図１０は、設計変更例に係る要素板の構造を示す図であり、図９は第１の設計変更例を、図１０は第２の設計変更例を示す。
【０１３７】
図９を参照すると、参照符号１００，１０１は、濾過体２４を構成する要素板を示しており、(a)は一方の要素板１００を示し、(b)および(c)は他方の要素板１０１を示している。なお、(b)は他方の要素板１０１の一側面１０２を、(c)は他方の要素板１０１の他側面１０３を示している。
【０１３８】
第１の設計変更例では、これら要素板１００，１０１が複数交互に積層されて濾過体２４が構成されている。ここで、参照符号１０４，１０５は、それぞれ他方の要素板１０１の一側面１０２および他側面１０３に形成された微小幅を有する溝である。また、これらの溝１０４，１０５は、要素板１０１の径方向に対して所定角度傾斜して形成されている。一方、要素板１００は、上記各実施形態で示したのと同様の平板状のものである。
【０１３９】
要素板１０１をこのように形成すると、要素板１００，１０１を交互に積層して濾過体２４を構成した場合、要素板１００と要素板１０１との間には、溝１０４，１０５によって微小隙間が形成される。これにより、固液分離作業において、毛細管現象による液体成分の分離を促進することができる。
【０１４０】
特に、上記溝１０４，１０５を上述のように傾斜させることにより、要素板１０１が回転した場合に（図中矢印で示す方向に回転した場合）に、分離された液体部分が外方へ排出されやすくなっている。もっとも、溝１０４，１０５の方向は、必ずしも傾斜させなくてもよい。
【０１４１】
加えて、本設計変更例では、要素板１０１に溝１０４，１０５を形成するようにしたが、上記微小隙間を形成するために、溝に代えて突条を形成することもできる。
【０１４２】
また、図１０に示される設計変更例は、濾過体２４を構成する要素板１０６を板バネ状に形成したものである。
【０１４３】
具体的には、各要素板１０６は、円形の平板から構成されているが、その外周縁部１０７が折り越こされている。各要素板１０６をかかる構造にすると、各要素板１０６を積層した場合、それぞれの外周縁部１０７同士が当接し、これにより、隣り合う要素板１０６同士の間に微小隙間が形成される。これにより、固液分離作業において、毛細管現象による液体成分の分離を促進することができる。
【０１４４】
以上、第１〜３の実施形態とその設計変更例に基づき、本願発明を説明した。なお、上記第１〜３の実施形態において、要素板のスクリュー軸に対する半径方向の遊動可能距離とは、ある要素板がスクリュー軸に対して、例えば上下方向においてとりうる最上の位置と最下の位置との差である。この遊動可能距離は、１．５ｍｍ以上となるように設計するのが好ましい。さらに、３ｍｍ以上となるように設計するとより好ましい。また、遊動可能距離を、１．５ｍｍ以上６ｍｍ以下に設計することも好ましい。
【０１４５】
また、遊動可能距離を、その遊動する要素板の貫通孔の直径（内径）の、１％以上となるように設計するのが好ましい。さらに、その遊動する要素板の貫通孔の直径（内径）の２％以上となるように設計するとより好ましい。
【０１４６】
また、遊動可能距離を、その遊動する要素板の厚み以上となるように設計するのが好ましい。さらに、その遊動する要素板の厚みの２倍以上となるように設計するとより好ましい。
【０１４７】
また、上記第１〜３の実施形態では、濾過体を構成する要素板の全部が、スクリュー軸に対して半径方向に遊動できるように構成されている。しかし、濾過体を構成する要素板のうちの連続する複数枚が、スクリュー軸に対して半径方向に遊動できるように構成されていれば、その範囲で本願発明の作用が奏される。もっとも、濾過体を構成する要素板の全部もしくはほぼ全部が、スクリュー軸に対して半径方向に遊動できるように構成されている方が望ましいということは言うまでもない。
【０１４８】
【発明の効果】
本発明によれば、混合液体を液体成分と固形成分とに分離する際に、隣り合う要素板のいずれもが、スクリュー軸に対して半径方向に遊動して相対変位するので、要素板側面に作用する極度に高い圧力を解放しつつ、要素板の間に固形成分が目詰まりするのをより確実に防止することができる。
【０１４９】
また、各要素板を遊動可能な状態にしているので、一方の要素板を固定し、この固定された要素板に対して他方の要素板を変位させる場合に比べて、要素板同士をより簡単に（すなわち小さい動力で）相対変位させることができる。よって、簡単かつ確実に濾過体の目詰まりが防止できると共に、固液分離装置の製造コストおよびランニングコストを低減させることができる。また、隣接する各要素板の各孔に連結棒を遊嵌状態で連続して貫通させ、その連結軸を支持する支持フレームごとスクリュ軸まわりに強制的に駆動回転させているので、濾過体全体が回転して個々の要素板の半径方向の遊動も更に促進される。したがって、要素板の間に固形成分が目詰まりするのを一層確実に防止できる。また、スペーサを用いると、隣り合う各要素板同士の間に確実に微小隙間を形成することができ、要素板による液体成分の除去がより確実になる。また、スクリュー軸の主溝及び副溝を洗浄機構と空気供給機構とに兼用させることで、簡素な構成でありながらも要素板間の固形成分除去と混合液体の固液分離促進とを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固液分離装置の構成を示す一部断面正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る固液分離装置に含まれる濾過体の要部拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る固液分離装置の構成を示す一部断面正面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る固液分離装置に含まれる濾過体の要部拡大図である。
【図７】第２の実施形態の変形例に係る固液分離装置の構成を示す一部断面正面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る固液分離装置の構成を示す一部断面正面図である。
【図９】本発明の各実施形態に係る濾過体を構成する要素板の第１の設計変更例を示す図である。
【図１０】本発明の各実施形態に係る濾過体を構成する要素板の第２の設計変更例を示す図である。
【図１１】従来の固液分離装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
２０ 固液分離装置
２２ スクリュー軸
２４ 濾過体
２５ 排出部
２６ 要素板
２７ 駆動機構
２８ 洗浄機構
３０ 投入部
３７ 軸本体
３８ 羽根
４６ スペーサ
４７ 貫通孔
４８ 主溝
４９ 副溝
７０ 固液分離装置
７１ 貫通孔
７２ 第１要素板
７３ 貫通孔
７４ 第２要素板
７５ スペーサ
８０ 固液分離装置
８１ 要素板
９０ 固液分離装置
１００ 要素板
１０１ 要素板
１０４ 溝
１０５ 溝
１０６ 要素板

Claims (3)

1. 固形成分を含む混合液体を濾過し、固形成分と液体成分とに分離する固液分離装置であって、
   該混合液体が投入される投入部と、
   回転可能に支持され、投入部に投入された混合液体を一端側から他端側へ搬送し得るスクリュー軸と、
   中央部に貫通孔が形成された複数の要素板を隣接するように積層して該スクリュー軸に外嵌された濾過体と、
   該スクリュー軸の他端側に設けられ、該固形成分を排出する排出部と、
   該複数の要素板のそれぞれ形成された孔に挿通され、該複数の要素板の各々が該スクリュー軸に対して半径方向に遊動できるように該孔より小径である連結棒と、
   該連結棒を支持して該スクリュー軸まわりに回転可能である支持フレームとを備え、
   該支持フレームを駆動機構により該スクリュー軸まわりに回転させることで該連結棒が該スクリュー軸まわりに回転し、該連結棒の回転に伴って該複数の要素板の全体が該スクリュー軸まわりに回転しながら個々の要素板が半径方向に遊動することを特徴としている、固液分離装置。
2. 隣接する各要素板の間に厚み０．２〜０．５ｍｍのフィルム状であるスペーサが介設されている、請求項１記載の固液分離装置。
3. 該スクリュー軸は、該スクリュー軸の軸中心を中心として軸方向に沿って形成された主溝と、該主溝に連続して該スクリュー軸の径方向外方へ貫通する副溝とを有し、
   該主溝に洗浄液を供給する洗浄機構と、
   該主溝に圧縮空気を供給する空気供給機構と、
   該洗浄機構から該主溝へ洗浄液を供給する状態と該空気供給機構から該主溝へ圧縮空気を供給する状態とを切替可能な開閉弁とをさらに備えた、請求項1 又は２に記載の固液分離装置。

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