JP4128277B2 - 濾過ギャップ調整式多重板型スクリュープレス濾過装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は汚泥その他の懸濁物を含む処理原水を濾過して濾液と脱水ケーキとに分離する多重板型スクリュープレス濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多重板型スクリュープレス濾過装置としては、例えば特公昭６３─６５３６４号（特許第１５２０１０６号）公報に記載されたような、スクリュー貫通型濾過筒設置方式が存在する。この方式の濾過装置は、ドラム内の両端部を除く実質的範囲において、筒内から筒外へ半径方向に処理原水を濾過するための濾過筒を設置するとともに、前記実質的範囲におけるドラム周面に多数の透孔を配設し、さらに前記濾過筒を貫通するスクリューをドラム全長に渡り配置して、前記ドラム内の両端部を処理原水の入口室、及び脱水ケーキの出口室として用いるようにしたものである。濾過筒における濾過通路は、この筒を構成する環状固定プレートと環状可動プレートとの交互配列におけるプレート間の微小間隙によって形成される。なお、近年は濾過筒部を包囲すべきドラム部分を省略して装置化されることが多い。
【０００３】
上記の構成において、濾過筒内に導入される処理原水の濃度や、粘度等に応じてプレート間の微小間隙を変えたい場合がある。すなわち、高濃度又は高粘度の場合には間隙を比較的大きくし、低濃度又は低粘度の場合には間隙を極力小さくして適切な濾過・脱水性能を発揮させなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、プレート間隙の変更調整が可能なスプリングスペーサ構造を備えた多重板型スクリュープレス濾過装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達するため、本発明は、ａ）多数の環状固定プレートと、前記固定プレートの開口径より僅かに大きい開口径を有しその口径差に応じた振幅において同一面内で揺動することができる多数の環状可動プレートとの、各微小の濾過用間隙を置いた交互重畳配列からなり、前記固定プレートの開口列によって固定的な筒状空間を画成した濾過筒を、処理原水受け入れ用の入口室と処理済ケーキ排出用の出口室との間に設置し、ｂ）前記入口室内から始まり、前記濾過筒の筒状空間の全長を貫通したスクリューを配置するとともに、このスクリューの回転により前記可動プレートを揺動させる機構を設けたことにより、前記入口室から濾過筒内に受け入れた処理原水を前記出口室に向けて押圧・推進し、前記可動プレートの揺動により各プレート間の前記濾過用間隙を常時再生するようにしたスクリュープレス濾過装置であって、ｃ）各可動プレートの外周部の適所において、その可動プレートを挟む各２枚の固定プレートの相互対向面に挟圧されるコイルバネを前記可動プレートに設けられたＵ型切欠き内に配置するとともに、各固定プレートの前記コイルバネ対応部分の中央に棒孔を形成し、この棒孔およびコイルバネ内に先端ネジ付き調整棒を嵌合的に貫通せしめ、前記調整棒の後端を前記プレートの交互重畳配列からなる濾過筒の出口端部に固定する一方、前記調整棒の先端ネジ部を前記濾過筒の入口端部から突出させ、締めナット等の雌ネジ手段で各固定プレート間に挟持された、前記コイルバネの圧縮状態により各固定プレート間の間隔を調整可能としたことを特徴とするものである。
【０００６】
上記の構成によれば、処理原水の濃度又は粘度に応じて固定プレート間隔を調整することにより、それらの間隔中に位置する可動プレートと各側の固定プレートとの間に形成される濾過ギャップも調整されるため、多重板型スクリュープレス濾過装置を適切な濾過・脱水性能において効果的に稼働することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例における多重板型スクリュープレス濾過装置につき説明する。
【０００８】
本発明のスクリュープレス濾過装置の実施例は、図１に示すとおり、右より入口室１、濾過筒２及び出口室３が連設され、濾過筒２の内周面４に画成される筒状空間内にはスクリュー５が貫通し、そのスクリュー翼は入口室１から出口室３の手前まで本濾過装置のほぼ全長に渡って延びるスクリューシャフト５ａに支持されている。入口室１の上部には処理原水を受け入れるための入口孔１ａが形成され、出口室３の下部には出口孔３ａが形成されている。スクリューシャフト５ａは、濾過筒２から出口室３の直前で終わるスクリュー翼に対応した主先端縁５ｂを有し、ここから細径の先端軸５ｃを形成している。この先端軸５ｃは、出口室３の外端壁３ｂにおいて軸受け支持される。先端軸５ｃは略台形の直径断面を有する出口バルブ６を軸方向動自在に嵌合・支持し、その後方においてコイルバネ７を装着している。バルブ６はコイルバネ７により前方に押圧され、常時又は装置始動時においてその前端面が主先端縁５ｂに当接する閉鎖位置を占める。
【０００９】
濾過筒２の後端板８は前記内周面４に連なる内周縁８ａを有し、この内周縁８ａは、僅かに後方に突出して先端が常時又は装置始動時においてコイルバネ７に押圧されるバルブ６の円錐側面に圧接され、これにより濾過筒２の出口が封鎖される。
【００１０】
濾過筒２は上記の後端板８と、同様に濾過筒内周面４に連なる入口側の前端板９とを有し、これらの端板８、９間において、例えば４本の架設支持棒１０に嵌合・支持され、順次間隔を置いて配列された多数の環状固定プレート１１と、それらの間隔中にそれぞれ配置された多数の環状可動プレート１２とからなる交互プレート配列を備え、各固定／可動プレート間に濾過ギャップを形成したものである。可動プレート１２は固定プレートの中心開口径より僅かに大きい中心開口径を有し、後述のカム機構により固定プレート１１との口径差に応じた振幅において同一面内で揺動できるようになっている。この場合、全固定プレート１１の開口列によって前述した筒状空間を画成する内周面４を形成し、可動プレート１２の開口縁はその揺動によってその内周面４を狭めることがないように寸法設定されている。従ってスクリュー５の外縁はこの内周面に嵌合し、連続回転することができる。
【００１１】
スクリューシャフト５ａ、５ｃの各外端は入口室１及び出口室３の各外端板１ｂ及び３ｂに設置された軸受に支持され、入口室外端板１ｂの軸受から突出した主スクリューシャフト５ａの外端は歯車１３を固定支持している。この歯車１３に噛み合った歯車１４は入口室１から濾過筒２の全長に渡って延びる細い回転軸１５に固定支持され、これらの歯車１３、１４は更に別の歯車等（図示せず）により駆動されてスクリュー５及び回転軸１５を連動させるようになっている。
【００１２】
図２を参照して明らかな通り、回転軸１５は、濾過筒２の下部において固定プレート１１及び可動プレート１２を貫通し、この貫通範囲においてより直径を細めるとともに、その細径部１５’の周面において軸方向に突起したカムキー１６を有する。固定プレート１１は濾過筒２の外周面を形成する円形外周、又は非円形（図示しないが、例えば略三角形等）の外縁輪郭と、前述した筒状空間４を規定する円形又は略円形の開口とを有する開口板である。
【００１３】
前記４本の支持棒１０は、後端（図示せず）が濾過筒２の後端板８に固定され、先端が前端板９の前方突起部９ａから突出したネジ部１０ａ（図１）として形成され、これに係合するナット１０ｂにより前方突起部９ａの正面を押さえ、両端板８、９間の長さを規制するようになっている。前方突起部９ａは図３に示すように、濾過筒内周面４に同一口径で連通する前端板９の本体よりも開口径を大きくして、同じく内周面４と同一口径の入口筒１ｃの後端部を嵌合的に受け入れることにより、固定的な入口筒１ｃに関して若干の位置変位を生じ前記両端板８、９間隔の微調整を許容するものである。
【００１４】
再び図２を参照して、可動プレート１２は、各支持棒１０を余裕をもって囲むＵ型切欠き１７を有し、この可動プレート１２を挟んで対向した２枚の固定プレート１１は、切欠き１７内において支持棒１０を包囲するコイルバネ１８によりその対向部面を圧接・支持されるとともに、対向部面の中央に設けた棒孔２２およびコイルバネ１８内に支持棒１０を嵌合的に貫通させたことにより相互間隔を維持される。すなわち、コイルバネ１８は固定プレート１１配列用のスプリングスペーサとして前記コイルバネ（スプリングスペーサ）１８の外周がＵ型切欠き１７内に内装されるよう構成する。
【００１５】
この実施例において、可動プレート１２は円形固定プレート１１よりやや小さい外周と、固定プレート１１の開口（筒状空間４）よりやや大きい直径の開口１９を有する円環板であり、その上下部分に上部孔２０ａ及び下部孔２０ｂをそれぞれ形成し、上部孔２０ａには支点棒２１を遊嵌させ、下部孔２０ｂには前述した回転軸１５の中間細径部１５’を嵌合させたものである。細径部１５’が貫通する各固定プレート１１の下部孔は図１から明らかな通り、カムキー１６の円軌跡に対応するか、それ以上の大きさの直径を有することにより固定状態において細径部１５’、従って回転軸１５の回転を許容するが、各可動プレート１２の前述した下部孔２０ｂは細径部１５’の本体直径にカムキー１６の突起寸法を加えた大きさより僅かに大きい直径しか有しないため、カムキー１６の回動に伴いカム駆動されて偏心回転し、上部孔２０ａを貫通した支点棒２１を支点として可動プレート１２自体を主として上下に揺動させる。
【００１６】
図４は図２のＣ−Ｃ矢視線に従い且つ拡大して描かれた部分断面図である。この図４を参照して明らかな通り、切欠き１７内のコイルバネ１８は２枚の固定プレート１１、１１間の間隔を、可動プレート１２の厚さより僅かに大きい距離となるように維持して、プレート１１、１２間に微小の濾過ギャップｇを形成する。このような固定プレート１１の相互間隔は、濾過筒２の前後端板９、８間の長さに応じてコイルバネ１８の圧縮状態が変わることにより分配されるものであるから、濾過ギャップｇの大きさは結局、各固定プレート１１の棒孔２２を貫通した支持棒１０の先端ネジ部１０ａに対するナット１０ｂの締め加減による前述した両端板８、９間隔の微調整において設定されることが明らかである。
【００１７】
以上述べた実施例の構造において、主スクリューシャフト５ａが駆動されると、歯車列１３、１４を介して回転軸１５も同時に回転し、カムキー１６が回動することにより、前記の通り可動プレート１２の下部孔２０ｂ（図２参照）が偏心回動し、これに伴って可動プレート１２の全体は上部孔２０ａが支点棒２１の周りに遊動できる範囲において揺動する。この場合、カムキー１６の高さは固定プレート１１と可動プレート１２との内径差に等しく設定され、小孔２０ａの内径と支点棒２１の直径との差もほぼこれと等しく設定されるため、可動プレート１２の開口１９は図２に示す最下位状態では上縁が固定プレート１１の開口、即ち濾過筒２内周面の上端と一致し、回転軸１５が半回転した最上位状態では下縁が固定プレート１０の開口、即ち濾過筒２内周面の下端と一致し、回転軸１５の１回転中において濾過筒内周面４の内側に侵入することはない。
【００１８】
入口孔１ａから導入された処理原水は、入口室１内においてスクリュー５に推進され、停滞することなく濾過筒２内に供給される。濾過筒２内においてスクリュー５により推進力を受ける処理原水は、徐々に圧搾され、可動プレート１２の揺動により常時（摺動的に）再生される、処理原水に適した厚みの濾過ギャップｇを通じて放射状に水分を濾過され、外周より脱水される。出口室の手前３に達した処理相は、スクリュー５による後続処理相の増加に伴う圧力上昇によって、出口バルブ６をやがてコイルバネ７に抗して後方に押し開けて出口室３に進入する。この結果、出口室３に達した処理相、すなわち含水率が十分に低下したケーキは出口孔３ａから排出される。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明はプレート間隙、すなわち濾過ギャップの調整が可能な可動プレートのＵ型切欠き内に内装されたコイルバネ（スプリングスペーサ）構造を備えた多重板型スクリュープレス濾過装置を構成したので、処理原水の濃度及び粘度に応じた濾過・脱水効果を発揮せしめるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多重板型スクリュープレス濾過装置の実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視部分断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ矢視部分断面図である。
【符号の説明】
１ 入口室
２ 濾過筒
３ 出口室
４ 筒状空間
５ スクリュー
５ａ 主スクリューシャフト
５ｂ 主先端縁
５ｃ 先端軸
６ 出口バルブ
７ コイルバネ
８ 濾過筒後端板
９ 濾過筒前端板
１０ 支持棒
１１ 固定プレート
１１ａ 表面クッション層
１２ 可動プレート
１３、１４ 歯車
１５ 回転軸
１６ カムキー
１７ Ｕ型切欠き
１８ コイルバネ（スプリングスペーサ）

Claims (1)

1. ａ）多数の環状固定プレートと、前記固定プレートの開口径より僅かに大きい開口径を有しその口径差に応じた振幅において同一面内で揺動することができる多数の環状可動プレートとの、各微小の濾過用間隙を置いた交互重畳配列からなり、前記固定プレートの開口列によって固定的な筒状空間を画成した濾過筒を、処理原水受け入れ用の入口室と処理済ケーキ排出用の出口室との間に設置し、ｂ）前記入口室内から始まり、前記濾過筒の筒状空間の全長を貫通したスクリューを配置するとともに、このスクリューの回転により前記可動プレートを揺動させる機構を設けたことにより、前記入口室から濾過筒内に受け入れた処理原水を前記出口室に向けて押圧・推進し、前記可動プレートの揺動により各プレート間の前記濾過用間隙を常時再生するようにしたスクリュープレス濾過装置であって、ｃ）各可動プレートの外周部の適所において、その可動プレートを挟む各２枚の固定プレートの相互対向面に挟圧されるコイルバネを前記可動プレートに設けられたＵ型切欠き内に配置するとともに、各固定プレートの前記コイルバネ対応部分の中央に棒孔を形成し、この棒孔およびコイルバネ内に先端ネジ付き支持棒を嵌合的に貫通せしめ、前記支持棒の後端を前記プレートの交互重畳配列からなる濾過筒の出口端部に固定する一方、前記支持棒の先端ネジ部を前記濾過筒の入口端部から突出させ、締めナット等の雌ネジ手段で各固定プレート間に挟持された、前記コイルバネの圧縮状態により各固定プレート間の間隔を調整可能としたことを特徴とする濾過ギャップ調整式多重板型スクリュープレス濾過装置。

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