JP4630236B2 - スクリュー脱水機 - Google Patents

Description

本発明は、し渣や汚泥等を脱水処理するスクリュー脱水機に関するものである。

外筒スクリーンと、スクリュー羽根を有したスクリュー軸と、を備えたスクリュー脱水機の一例として特許文献１が挙げられ、この特許文献１には、脱水効果を増すために、排出直前の処理物に圧力をかける背圧部材（特許文献１におけるダイヤフラム１８）を設ける技術が記載されている。

図７は背圧部材周りの他の従来構造の説明図であり、（ａ）は側面説明図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。符号３１は外筒スクリーン、符号３２は、スクリュー羽根３３を有し、モータＭにより回転するスクリュー軸、符号３４は背圧部材を示す。背圧部材３４は、ケーシング３７によって形成される排出エリア３８内に位置している。スクリュー軸３２に固設したフランジ３５と背圧部材３４との間には、背圧部材３４を外筒スクリーン３１側に押圧するコイルばね３６が設けられている。以上の構造において、図７（ａ）における左側から移送されてきた処理物がコイルばね３６の付勢力に抗して背圧部材３４を右側に押しやることで、処理物は背圧部材３４の周縁に沿って、リング形状を呈しながら外筒スクリーン３１から排出エリア３８へと排出される。

図７の構造において、処理物が外筒スクリーン３１から排出エリア３８へとリング形状となって排出される際、下側に向かって排出される分については比較的スムースに下方の排出口３９へと落下していくが、上側に向かって排出される分については排出エリア３８の上部（ケーシング３７の天井板周り）で堆積して排出部を閉塞しやすいという問題がある。特に、処理物に紐状のし渣などが含まれている場合、からまった状態で排出エリア３８の上部に排出されると、この紐状のし渣を基にして処理物の堆積成長が進みやすい。

この問題に対処するため、背圧部材３４の周縁にスクレイパ４０を固設し、このスクレイパ４０で処理物を掻き取る、或いは破砕して前記堆積を防止する技術が公知である。
特開２００４−３１４１３０号公報

スクレイパ４０は、図７（ａ）に実線で示すように外筒スクリーン３１の端部の近くに位置しているときには、外筒スクリーン３１の端部から排出された直後の処理物に対して所定の掻き取り機能や破砕機能を発揮する。しかし、処理物の移送量が多くなることによって背圧部材３４が仮想線で示す位置まで押された場合、背圧部材３４に固設されたスクレイパ４０は外筒スクリーン３１の端部から遠ざかることになり、前記所定の掻き取り機能や破砕機能を発揮できないおそれがある。

本発明は、以上のような問題を解決するために創作されたものであり、背圧部材の移動ストロークの影響を受けることなくスクレイパの安定した掻き取り機能や破砕機能を確保できるスクリュー脱水機を提供することを目的としている。

本発明は、前記課題を解決するため、外筒スクリーンと、この外筒スクリーンの一端に形成された排出開口部に臨む処理物の排出エリアと、前記外筒スクリーンの内部と前記排出エリアとにわたって回転可能に設けられ、前記外筒スクリーンの内部に位置する部位においてスクリュー羽根が螺旋状に取り付けられたスクリュー軸と、前記排出エリアに位置し、前記排出開口部との距離が可変となるように前記スクリュー軸に移動可能に外嵌される背圧部材と、を備えたスクリュー脱水機であって、前記背圧部材の径方向外側に位置するように前記スクリュー軸に取り付けられ、このスクリュー軸と一体的に回転し、かつ前端を常に前記排出開口部の近傍の定位置に位置させることにより、前記背圧部材に対する前記スクリュー軸の軸方向の相対位置が可変となるスクレイパを備えたことを特徴とするスクリュー脱水機とした。

このスクリュー脱水機によれば、背圧部材の移動ストロークの影響を受けることなく、スクレイパの前端が常に排出開口部の近傍の定位置に位置するので、処理物の掻き取り機能や破砕機能の低下を防止できる。

また本発明では、前記スクレイパは、前記背圧部材に遊嵌して移動自在に支持され、その後端が、前記排出エリアを構成するケーシングの内側面に当接することにより、前記スクリュー軸の軸方向に関する絶対位置の位置決めがなされることを特徴とするスクリュー脱水機とした。

このスクリュー脱水機によれば、簡易な構造で、スクリュー軸の軸方向に関するスクレイパの絶対位置を定めることができ、処理物の掻き取り機能や破砕機能を一定に保つことができる。

また本発明では、前記スクレイパの後端周りに、前記ケーシングの内側面に当接する回転ローラを設けたことを特徴とするスクリュー脱水機とした。

このスクリュー脱水機によれば、スクリュー軸と一体的に回転するスクレイパの回転動作がスムースとなる。

本発明によれば、スクレイパの安定した掻き取り機能や破砕機能を確保でき、排出エリアにおける処理物の堆積を抑制できる。

図１は本発明に係るスクリュー脱水機の要部の側面説明図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３はスクリュー脱水機の要部の外観斜視図、図４はスクリュー脱水機の作用説明図である。なお、図２に示される下方のガイドピン１２と長孔１１ａについては、分かり易さの点から図１においても示した。

図１において、スクリュー脱水機１は、外筒スクリーン２と、この外筒スクリーン２の一端に形成された排出開口部２ａに臨む処理物（図示せず）の排出エリア３と、外筒スクリーン２の内部と排出エリア３とにわたって回転可能に設けられ、外筒スクリーン２の内部に位置する部位においてスクリュー羽根４が螺旋状に取り付けられたスクリュー軸５と、排出エリア３に位置し、排出開口部２ａとの距離が可変となるようにスクリュー軸５に移動可能に外嵌される背圧部材６と、を備える。符号Ｍはスクリュー軸５の回転駆動源であるモータである。

し渣や汚泥等の処理物は、回転するスクリュー羽根４によって外筒スクリーン２内において排出開口部２ａ側に向けて移送される。外筒スクリーン２には複数の小孔２ｂが穿設されており、処理物の水分はこの小孔２ｂから脱水される。なお、外筒スクリーンとしては、メッシュタイプのスクリーンであってもよい。

背圧部材６は、外筒スクリーン２内の処理物の脱水効果を高めるべく、処理物に圧力がかかるように設けられる。図１に示した背圧部材６は、外筒スクリーン２に対向する側に傾斜面６ａを有した略円錐台形状を呈した部材となっている。符号７は、スクリュー軸５に対する背圧部材６の直線移動をスムースに行わせるための軸受、符号８は、スクリュー軸５と背圧部材６との隙間への処理物の侵入を防止するシール部材である。

スクリュー軸５にはリング形状を呈したフランジ９が固設されており、背圧部材６とフランジ９との互いの対向面には、それぞれ環状のばね収納溝６ｂ、９ａが形成されている。スクリュー軸５に外嵌されるコイルばね１０は、各端部がばね収納溝６ｂ、９ａに収納される。これにより、背圧部材６は、コイルばね１０の付勢力により外筒スクリーン２側に向けて押圧される。

コイルばね１０を掩蔽するべく、背圧部材６には円筒形状のカバー１１が固設されている。このカバー１１は、背圧部材６の移動に伴い、フランジ９の外周面に対して摺動するように構成されている。また、フランジ９には図２に示すように一対のガイドピン１２が固設され、カバー１１にはこのガイドピン１２を挿通させるための、スクリュー軸５の軸方向を長手方向とする長孔１１ａが穿設されている。これにより、スクリュー軸５に対して、背圧部材６は相対的な直線移動が可能に、かつ相対的な回転が不能として取り付けられる。

本発明は、図３にも示すように、背圧部材６の径方向外側に位置するようにスクリュー軸５に取り付けられ、このスクリュー軸５と一体的に回転し、かつ背圧部材６に対するスクリュー軸５の軸方向の相対位置が可変となるスクレイパ１３を設けたことを主な特徴とする。なお、以下に詳述するように、スクレイパ１３は背圧部材６に固設したガイド部材１４やカバー１１に固設したガイド部材１５を介してスクリュー軸５に取り付けられるものであるが、このような介在部材が存する場合であっても、スクリュー軸５に連結されていれば、本発明では「スクレイパ１３はスクリュー軸５に取り付けられる」ものとする。

背圧部材６の周縁にはガイド部材１４が固設されるとともに、カバー１１の外周面にはガイド部材１５が固設される。ガイド部材１４、１５には、それぞれスクリュー軸５の軸方向に貫通する角孔からなるガイド孔１４ａ、１５ａが形成されており、これらガイド孔１４ａ、１５ａに遊嵌するかたちで角棒形状のスクレイパ１３がガイド部材１４、１５にスクリュー軸５と平行となるように支持されている。なお、図１等ではスクレイパ１３とガイド孔１４ａ、１５ａとの隙間寸法を若干誇張して図示している。スクレイパ１３の後端側には、スクリュー軸５の径方向を回転軸方向とする回転ローラ１６が取り付けられている。図１から判るように、この回転ローラ１６は排出エリア３を構成するケーシング１７の内側面に当接するように構成され、そのときのスクレイパ１３の前端は排出開口部２ａの近傍に位置している。

スクリュー脱水機１は以上のように構成され、移送されてきた処理物がコイルばね１０の付勢力に抗して背圧部材６を図１における右側へと押しやることで、処理物は背圧部材６の周縁周りからリング形状を呈しつつ排出開口部２ａから排出エリア３へと排出される。このとき、図４（ａ）に示すように、背圧部材６は、ガイドピン１２と長孔１１ａとによるガイド機能によりスクリュー軸５との相対回転が規制されつつ移動し、ガイド部材１４、１５はスクレイパ１３に沿って移動することとなる。つまり、スクレイパ１３は、スクリュー軸５と一体的に回転し、かつ背圧部材６に対するスクリュー軸５の軸方向の相対位置が変わる構造となっている。そして、スクレイパ１３は、処理物からの押圧力を受けて後端の回転ローラ１６がケーシング１７の内側面に常に当接した状態となるので、スクレイパ１３の前端は常に排出開口部２ａの近傍の定位置に位置することになる。勿論その位置は、図４（ｂ）に示すように、背圧部材６がさらに右側に移動した場合であっても変わることはない。つまり、スクレイパ１３は、その後端が、ケーシング１７の内側面に当接することにより、スクリュー軸５の軸方向に関する絶対位置の位置決めがなされる。

以上のように、背圧部材６の径方向外側に位置するようにスクリュー軸５に取り付けられ、このスクリュー軸５と一体的に回転し、かつ背圧部材６に対するスクリュー軸５の軸方向の相対位置が可変となるスクレイパ１３を設ける構成とすれば、背圧部材６の移動ストロークの影響を受けることなく、スクレイパ１３を排出エリア３内に位置させることができる。したがって、例えば、本実施形態の場合には、スクリュー軸５の軸方向に関するスクレイパ１３の位置決め手段等を別途設けることにより、スクリュー軸５の軸方向に関するスクレイパ１３の絶対位置を一定にすることができる。これにより、スクレイパ１３の図７に示した従来のスクレイパの構造に比して、処理物の掻き取り機能や破砕機能の低下を防止でき、ケーシング１７の天井板周りにおける処理物の堆積を抑制できる。

そして、スクレイパ１３は、背圧部材６に移動自在に支持され、その後端が、排出エリア３を構成するケーシング１７の内側面に当接することにより、スクリュー軸５の軸方向に関する絶対位置の位置決めがなされる構成とすることで、簡易な構造で、スクリュー軸５の軸方向に関するスクレイパ１３の絶対位置を定めることができ、処理物の掻き取り機能や破砕機能を一定に保つことができる。

また、スクレイパ１３の後端周りに、ケーシング１７の内側面に当接する回転ローラ１６を設ければ、スクリュー軸５と一体的に回転するスクレイパ１３の回転動作がスムースとなる。

次に、図５はスクリュー脱水機１の第１変形例の側面説明図である。この第１変形例が図１〜図４に示したものと異なる点は、ガイド部材１５の取り付け位置をカバー１１からスクリュー軸５に変えた点のみである。当該構造によっても、スクレイパ１３は、スクリュー軸５と一体的に回転し、かつ背圧部材６に対するスクリュー軸５の軸方向の相対位置が変わる構造となり、図１〜図４に示したものと同様の作用・効果を得ることができる。

図６はスクリュー脱水機１の第２変形例の側面説明図である。この第２変形例は、スクレイパ１３をスクリュー軸５に直接固定支持させた構造である。スクレイパ１３はＬ字形状を呈した部材であり、一辺側を構成する取り付け部１３ａの先端は半輪状の止め輪１８に固設されている。ボルト１９とナット２０とにより一対の止め輪１８をスクリュー軸５に外嵌固定することで、スクレイパ１３は、他辺側の掻き取り主部１３ｂが背圧部材６の径方向外側においてスクリュー軸５と平行となるように位置する。

この構造によっても、スクレイパ１３は、スクリュー軸５と一体的に回転し、かつ背圧部材６に対するスクリュー軸５の軸方向の相対位置が変わることとなり、背圧部材６の移動の影響を受けることなく、処理物の掻き取り機能や破砕機能を一定に保つことができる。また、止め輪１８を利用してスクレイパ１３をスクリュー軸５に固設する構造のため、溶接の場合に比して組み付けも容易となる。

ただし、この第２変形例は、スクレイパ１３をスクリュー軸５のみに直接固定支持させるため、スクレイパ１３の形状を移動する背圧部材６と干渉しない形状（例えば図６に示すＬ字形状）とする必要があり、スクレイパ１３の前端周りが強度不足となりやすい。これに対して、図１〜図４に示したタイプ、或いは図５の第１変形例の場合には、ガイド部材１４によりスクレイパ１３を背圧部材６に遊嵌支持させているので、スクレイパ１３の形状の設計自由度も広がり、前端周りの強度不足も解消されるという利点がある。

以上、本発明について好適な実施形態を説明した。本発明は、説明した形態に限られることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。例えば説明した形態では、スクレイパ１３を角棒形状とし、ガイド孔１４ａ、１５ａを角孔としたが、これに限定されず、スクレイパ１３を断面円形の部材とし、ガイド孔１４ａ、１５ａを丸孔にする等によっても本発明を達成できる。

本発明に係るスクリュー脱水機の要部の側面説明図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明に係るスクリュー脱水機の要部の外観斜視図である。 本発明に係るスクリュー脱水機の作用説明図である。 本発明に係るスクリュー脱水機の第１変形例の側面説明図である。 本発明に係るスクリュー脱水機の第２変形例の側面説明図である。 従来のスクリュー脱水機の要部の説明図であり、（ａ）は側面説明図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１ スクリュー脱水機
２ 外筒スクリーン
２ａ 排出開口部
３ 排出エリア
４ スクリュー羽根
５ スクリュー軸
６ 背圧部材
１０ コイルばね
１３ スクレイパ
１４、１５ ガイド部材
１６ 回転ローラ
１７ ケーシング

Claims (3)

1. 外筒スクリーンと、
   この外筒スクリーンの一端に形成された排出開口部に臨む処理物の排出エリアと、
   前記外筒スクリーンの内部と前記排出エリアとにわたって回転可能に設けられ、前記外筒スクリーンの内部に位置する部位においてスクリュー羽根が螺旋状に取り付けられたスクリュー軸と、
   前記排出エリアに位置し、前記排出開口部との距離が可変となるように前記スクリュー軸に移動可能に外嵌される背圧部材と、
   を備えたスクリュー脱水機であって、
   前記背圧部材の径方向外側に位置するように前記スクリュー軸に取り付けられ、このスクリュー軸と一体的に回転し、かつ前端を常に前記排出開口部の近傍の定位置に位置させることにより、前記背圧部材に対する前記スクリュー軸の軸方向の相対位置が可変となるスクレイパを備えたことを特徴とするスクリュー脱水機。
2. 前記スクレイパは、前記背圧部材に遊嵌して移動自在に支持され、その後端が、前記排出エリアを構成するケーシングの内側面に当接することにより、前記スクリュー軸の軸方向に関する絶対位置の位置決めがなされることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー脱水機。
3. 前記スクレイパの後端周りに、前記ケーシングの内側面に当接する回転ローラを設けたことを特徴とする請求項２に記載のスクリュー脱水機。

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