JP4474499B2 - 異物除去型スクリュープレス - Google Patents

Description

本発明は異物除去型スクリュープレスに関し、被処理物である含水率の高いスラッジやスラリー、例えば家畜糞尿等の有機性廃棄物を脱水する技術に係るものである。

従来のスクリュープレスには、例えば図５に示すように、円筒状のドラムスクリーン１の内部に同軸心状にスクリュー２を配置したものがある。ドラムスクリーン１は複数の線材、例えばウェッジワイヤー３を所定間隔で平行に配置して形成したものであり、隣接するウェッジワイヤー３の間にスクリーン目４をなす開口を形成している。スクリュー２は回転軸をなす中空胴５の周囲に螺旋状に連続した羽根６を配置してなる。

この構成においては、被処理物７として含水率の高いスラッジやスラリー、例えば家畜糞尿等の有機性廃棄物をホッパー（図示省略）からドラムスクリーン１の内部に投入し、回転するスクリュー２の羽根６で被処理物７を軸心方向に押圧して搬送しながら圧搾し、脱水した脱離水をスクリーン目４からドラムスクリーン１の外部へ排出している。
特開２０００−６９５

ところで、上記した構成において、被処理物である家畜糞尿等には畜舎内での収集時等において異物８として小石などが混入している。異物８はその形状および粒径が様々であるが、家畜糞尿等に含まれる異物８は２０ｍｍ程度が上限である。異物８はスクリーン目４に対して十分に大きな形状および粒径をなす場合はスクリーン目４に詰まることなくドラムスクリーン１の内周面上を移動し、スクリーン目４に対して十分に小さな形状および粒径をなす場合はスクリーン目４を容易に通過する。しかし、スクリーン目４と同程度の大きさの異物８はスクリーン目４に噛み込み易い。

図５に示すように、スクリーン目４に噛み込んだ異物８をスクリュー２の羽根６で軸心方向に押圧し続ける場合に、異物８がせん断されると問題はないが、異物８が硬いとスクリュー２の羽根６が欠損したり、ウェッジワイヤー３の欠損もしくはスクリーン目４の拡大によるドラムスクリーン１の損傷等が発生し、脱水（固液分離）が不能に陥ることがある。

この異物が噛み込む現象はドラムスクリーン１をパンチングメタルで形成する場合には起き難い。しかし、ウェッジワイヤー３で形成したドラムスクリーン１を用いたスクリュープレスは、ドラムスクリーン１の開口率が大きいことからコンパクトな構成となり、かつ固形分の回収率が高いので、優れた脱水機として期待されている。

本発明は上記した課題を解決するものであり、ウェッジワイヤー等の線材で形成したドラムスクリーンを使用して回収率の優れた脱水機を実現しつつ、スクリーン目に噛み込む異物を除去できる異物除去型スクリュープレスを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る異物除去型スクリュープレスは、複数の線材を所定間隔で平行に配置して形成する円筒状のドラムスクリーンと、螺旋状に連続した羽根を有してドラムスクリーンの内部に同軸心状に配置するスクリューとを有し、スクリューの羽根が周縁の複数箇所に後退部および爪部を有し、後退部は羽根の縁が最大外径より径方向内側へ方形に後退する形状をなし、爪部は後退部の回転方向後方に続く羽根の縁が径方向内側から最大外径へ延びる形状をなすものである。

上記した構成により、円筒状をなすドラムスクリーンはウェッジワイヤー等の複数の線材を平行に配置して形成するものであり、線材間の開口がスクリーン目をなす。ドラムスクリーンは複数のウェッジワイヤーを所定間隔で平行に配置して円筒状に形成したものであるが、螺旋状に配置して形成することもできる。

ドラムスクリーンの内部で軸心回りに回転するスクリューは、ドラムスクリーンの内部に投入した被処理物である含水率の高いスラッジやスラリー、例えば家畜糞尿等の有機性廃棄物を、羽根で軸心方向に押圧して搬送しながら圧搾し、脱離水をスクリーン目からドラムスクリーンの外部へ排出して脱水する。

この際にスクリューは羽根の翼面が回転軸の軸心方向で被処理物を押圧し、羽根の周縁に形成した爪部が回転方向でドラムスクリーン内の被処理物を押圧する。このため、被処理物の家畜糞尿等に含まれた除去対象物である異物、例えば小石がスクリーン目に噛み込む状態となっても、スクリューが爪部で異物を回転方向に押し出してスクリーン目から除去し、除去した異物を被処理物とともに羽根の翼面で軸心方向に押圧して排出口へ向けて搬送する。このため、異物がスクリーン目に噛み込むことに起因するドラムスクリーンおよび羽根の損傷を防止できる。除去する異物は硬いものに限らず、スクリーン面に挟まった柔らかい異物も除去するので、ドラムスクリーンの自浄効果が高まる。

スクリーン目に噛み込んだ異物は、スクリューの羽根の翼面に摺接する状態では回転軸の軸心方向に押圧されてスクリーン目からの離脱が困難であるが、この異物にスクリューの羽根に形成した後退部が対応すると、スクリューの羽根が異物に摺接せず、異物に対する回転軸の軸心方向への押圧力が解除される。

このため、後退部に続いて爪部が異物に当接する状態において、異物に対して回転軸の軸心方向へ押圧力が作用しないので、スクリューの爪部で異物を回転方向に容易に押し出すことができる。

以上のように本発明によれば、スクリューが爪部で異物を回転方向に押し出してスクリーン目から除去し、除去した異物を被処理物とともに羽根の翼面で軸心方向に押圧して排出口へ向けて搬送することで、異物のスクリーン目への噛み込みに起因するドラムスクリーンおよび羽根の損傷を防止できる。また、異物に羽根の後退部が対応して異物に対する回転軸の軸心方向への押圧力を解除する状態で、スクリューの爪部が異物を回転方向に押し出すことで異物を容易に除去できる。また、ドラムスクリーンの排出口側の後区間において羽根に後退部が存在しないことで、圧搾効果を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図４において、異物除去型スクリュープレス１１は、ユニットケーシング１２の内部に円筒状のドラムスクリーン１３を水平状に配置しており、ドラムスクリーン１３の内部に同軸心状にスクリュー１４を配置している。

ユニットケーシング１２の一側には、被処理物１５である含水率の高いスラッジやスラリー、例えば家畜糞尿等の有機性廃棄物を投入するためのホッパー１６を設け、ドラムスクリーン１３の投入口１３ａをホッパー１６に接続しており、スクリュー１４の基端側に連結した駆動軸１８を軸受で回転自在に保持している。この駆動軸１８にはモータ（図示省略）を連結している。

また、ユニットケーシング１２は下部に排水孔１９を有し、ホッパー１６と反対側の他側にテーパ状のエンドプレート２０をロッド２０ａで装着しており、エンドプレート２０はドラムスクリーン１３の排出口１３ｂに所定間隙を空けて対向する位置に配置し、スクリュー１４の先端側を回転自在に保持している。

スクリュー１４は円筒状の中空胴をなすシャフト２１の周囲に螺旋状に連続した羽根２２を設けたものであり、羽根２２は、スクリュー１４が正方向へ回転する状態で被処理物１５を排出口１３ｂへ向けて押圧するように、螺旋方向およびリード角を設定している。

スクリュー１４はホッパー１６に対応する始端区間が攪拌部１４ａをなし、ドラムスクリーン１３の投入口１３ａから排出口１３ｂの手前の所定位置（排出口から２００〜２５０ｍｍの位置）までの前区間が前圧搾部１４ｂをなし、前区間に続く後区間が後圧搾部１４ｃをなしており、後圧搾部１４ｃに続く終端区間１４ｄにおいて羽根２２が存在しない。

図１〜図２に示すように、スクリュー１４の前区間において羽根２２の周縁には所定間隔で複数の爪部２２ａを形成している。この爪部２２ａは、被処理物１５に含まれた除去対象物の異物、例えば小石に、ドラムスクリーン１３の内部おいてスクリュー１４の回転方向において当接するものである。爪部２２ａはスクリュー１４の回転方向後方において後退部２２ｂに続く羽根２２の縁で形成するものであり、後退部２２ｂは羽根２２の周縁を回転方向後方側ほど羽根２２の最大外径より径方向内側へ徐々に後退させて形成することも可能である。しかしながら、本発明は、後退部２２ｂが図３に示すように、羽根２２の周縁を最大外径より径方向内側へ方形に後退させたものであり、後退代２０ｍｍで幅３０ｍｍの範囲を上限とする。

ドラムスクリーン１３は複数の線材であるウェッジワイヤー２３を所定間隔で平行に配置して円筒状に形成したものであり、隣接するウェッジワイヤー２３の間に形成した所定間隙の開口がスクリーン目２４をなしている。ドラムスクリーン１３の内径はスクリュー１４の羽根２２の外径とほぼ等しい。

ドラムスクリーン１３は、スクリュー１４の前圧搾部１４ｂに対応する前区間および後圧搾部１４ｃに対応する後区間において、ウェッジワイヤー２３をスクリュー１４の回転軸の軸心と平行に配置しており、羽根２２のない終端区間においてウェッジワイヤー２３を羽根２２と同方向の螺旋状に配置している。ドラムスクリーン１３におけるウェッジワイヤー２３の配置構造は上述したものに限らず、前区間および後区間においてウェッジワイヤー２３を羽根２２と同方向の螺旋状に配置することも可能であり、羽根２２と逆方向の螺旋状に設定しても良い。

上記した構成における作用を説明する。ドラムスクリーン１３の内部で軸心回りにスクリュー１４が回転する状態で、被処理物１５である含水率の高いスラッジやスラリー、例えば家畜糞尿等の有機性廃棄物をホッパー１６へ投入する。

スクリュー１４は、ホッパー１６からドラムスクリーン１３の始端区間に落下した被処理物１５を攪拌部１４ａによって攪拌しながら前区間に押し出し、前区間において前圧搾部１４ｂで被処理物１５を軸心方向に押圧して搬送しながら圧搾する。脱離水はスクリーン目２４を通してユニットケーシング１２に排出し、排水孔１９から外部へ排出する。

この際に、スクリュー１４は羽根２２の翼面が回転軸の軸心方向で被処理物１５を押圧し、羽根２２の周縁に形成した爪部２２ａが回転方向でドラムスクリーン１３内の被処理物１５を押圧する。

このため、図２に示すように、被処理物１５の家畜糞尿等に含まれた除去対象物である異物２５、例えば小石がスクリーン目２４に噛み込む状態となっても、スクリュー１４が爪部２２ａで異物を回転方向に押し出してスクリーン目２４から除去し、除去した異物２５を被処理物１５とともに羽根２２の翼面で軸心方向に押圧して排出口１３ｂへ向けて搬送する。

このスクリーン目２４に噛み込んだ異物２５は、スクリュー１４の羽根２２の翼面に摺接する状態では回転軸の軸心方向に押圧されてスクリーン目２４からの離脱が困難であるが、この異物２５にスクリュー１４の羽根２２に形成した後退部２２ｂが対応すると、スクリュー１４の羽根２２が異物２５に摺接せず、異物２５に対する回転軸の軸心方向への押圧力が解除される。

このため、後退部２２ｂに続いて爪部２２ａが異物２５に当接する状態において、異物２５に対して回転軸の軸心方向へ押圧力が作用しないので、スクリュー１４の爪部２２ａで異物２５を回転方向に容易に押し出すことができる。この場合にウェッジワイヤー２３が羽根２２と同じ螺旋状をなしていると異物２５の排出が容易である。

したがって、異物２５がスクリーン目２４に噛み込むことに起因するドラムスクリーン１３および羽根２２の損傷を防止できる。除去する異物２５は硬いものに限らず、スクリーン面に挟まった柔らかい異物も除去するので、ドラムスクリーン１３の自浄効果が高まる。

スクリュー１４で圧搾する被処理物２５はドラムスクリーン１３の排出口１３ｂに近づくにしたがってケーキとなり、異物２５はケーキ内に保持されてスクリーン目２４に噛み込むことが無くなるので、爪部２２ａはドラムスクリーン１３の投入口１３ａから排出口１３ｂの手前の所定位置までの前区間において存在すれば良い。このため、ドラムスクリーン１３の排出口１３ｂの側の後区間において羽根２２に後退部２２ｂが存在しないことで、圧搾効果が高まる。

ドラムスクリーン１３の終端区間に押し出された被処理物１５にはスクリュー１４による押圧力は作用しないが、被処理物１５が後続の被処理物１５に押されて排出口１３ｂへ移動することに対して、ウェッジワイヤー２３が螺旋状をなすことで生じるドラムスクリーン１３の抵抗およびエンドプレート２０の抵抗が作用して被処理物１５をさらに圧搾し、その後にケーキを排出口から排出する。

本発明の実施の形態におけるドラムスクリーンを示す横断面図 同ドラムスクリーンの拡大図 本発明の他の実施の形態におけるドラムスクリーンを示す横断面図 本発明の異物除去型スクリュープレスを示す縦断面図 従来のドラムスクリーンを示す縦断面図 従来のドラムスクリーンを示す横断面図

符号の説明

１１ 異物除去型スクリュープレス
１２ ユニットケーシング
１３ ドラムスクリーン
１３ａ 投入口
１３ｂ 排出口
１４ スクリュー
１４ａ 攪拌部
１４ｂ 前圧搾部
１４ｃ 後圧搾部
１４ｄ 終端区間
１５ 被処理物
１６ ホッパー
１８ 駆動軸
１９ 排水孔
２０ エンドプレート
２０ａ ロッド
２１ シャフト
２２ 羽根
２２ａ 爪部
２２ｂ 後退部
２３ ウェッジワイヤー
２４ スクリーン目
２５ 異物

Claims (3)

1. 複数の線材を所定間隔で平行に配置して形成する円筒状のドラムスクリーンと、螺旋状に連続した羽根を有してドラムスクリーンの内部に同軸心状に配置するスクリューとを有し、スクリューの羽根が周縁の複数箇所に後退部および爪部を有し、後退部は羽根の縁が最大外径より径方向内側へ方形に後退する形状をなし、爪部は後退部の回転方向後方に続く羽根の縁が径方向内側から最大外径へ延びる形状をなすことを特徴する異物除去型スクリュープレス。
2. 後退部は周方向へ幅３０ｍｍにわたり径方向内側へ後退代２０ｍｍで後退していることを特徴とする請求項１に記載の異物除去型スクリュープレス。
3. ドラムスクリーンは、複数の線材をスクリューの羽根と同方向の螺旋状に配置してなることを特徴とする請求項１に記載の異物除去型スクリュープレス。

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