JP4954183B2

JP4954183B2 - スクリュー式濾過脱水装置

Info

Publication number: JP4954183B2
Application number: JP2008292917A
Authority: JP
Inventors: 達也千賀
Original assignee: Tsurumi Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tsurumi Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2028-11-17
Also published as: JP2010119899A

Description

本発明は例えば、オキシデーションディッチ法等に代表される比較的小規模の下水処理作業において発生する懸濁微粒子を含む懸濁液を、濃縮工程を経由しない低濃度の状態により、濾水と懸濁微粒子とに分離するためのスクリュー式濾過脱水装置に関するものである。

従来のスクリュー式濾過脱水装置では、多数の環状濾過プレート６（固定プレート相当）と、多数の環状可動プレート７との、各微小の濾過間隙を置いた交互重畳配列からなる濾過体５を構成し、上記濾過体の全長を貫通するスクリュー２１を配置し、該スクリュー２１外周が上記環状濾過６と可動プレート７内周と接触しないようスクリュー２１外径を上記環状濾過６と可動プレート７内径より小さく非接触状に設定し、可動プレート７はスペーサ８よりもわずかに薄く形成されており、第２図に示される上記可動プレート７外周よりも外方の上下に突起する座状の１３，１４に穿設された遊動孔１５，１６を濾過プレート６を貫通して設けられた支持棒１７および回転軸１８に係合させてスペーサ８により形成される濾過プレート６の細隙に支持されている。また、第１図のように回転軸１８の側面には遊動孔１６に内接するキイ１９が全長にわたつて形成されており、回転軸１８の一端にはスクリュー２１の軸端側に設けらたギヤと噛合し連動して回転軸１８を回転させるギヤ２０が設けられ、上記回転軸１８に付設されたキイ１９が遊動孔１６内で回転運動するのでこれにつれて可動プレート７は小刻みに揺動することとなる。なお、濾過プレート６の回転軸１８が貫通する部分には第３図のように回転軸１８より大径の透孔が透設されていて回転軸１８は濾過プレート６を揺動させることなく自由に回転することができるよう構成されたスクリュー式濾過脱水装置（例えば、特許文献1参照。）は公知である。

しかしながら、前記特許文献１の構成では可動プレート７の外周の上下部に突起し張設された座状の１３，１４に穿設される上部の遊動孔１５内に挿通された支持棒１７に係合されて、下部の遊動孔１６内に挿通された回転軸１８に付設されるキイ１６の回転運動により、可動プレート７を上下左右の全周方向に小刻みに揺動駆動しているため、回転軸１８を可動プレート７の外周方向に付設することが特許文献１の必須の構成要件となることから、必然的に外周方向に大きなスクリュー式濾過脱水装置となってしまうと共に、常に同一方向からの駆動力により可動プレートが揺動されることに加えて、可動プレート７は上記遊動孔１５，１６内に係合される支持棒１７および回転軸１８により狭い範囲で軌道運動されるので、濾過細隙は略同一の濾過プレート６と可動プレート７の対向面位置同士の組合に制約されることが相俟って、濾過細隙の両プレート６，７面を均一に摩耗させることができずに局部的摩耗を招来してしまうことから、脱水性能が短時間で低下してしまうと共に高い濾過細隙の再生機能が望めないという問題を有している。

そして、特許文献１の構成では第１図に示されるよう、懸濁液供給口２から濾過体５内に供給される脱水対象物はスクリュー２１より排出口３に向けて搬送し圧搾されて、該排出口３の直下の空間室内に脱水物を搬送充填することで、スクリュー２１の推進圧力が上記空間室内に充填された脱水物に加えられることで、上記排出口３から圧力の低い機外に排出されるよう構成されているので、脱水物の排出回収にはスクリュー２１に大きな推進が必要であり、脱水物の排出回収量を増大しようとしてスクリュー２１の推進力を大きくすれば、空間室内に充填された脱水物が過剰に圧搾されて圧密固化の流動性のない状態とって排出口３から排出できずに閉塞状態になり逆効果となってしまうことから、脱水物の排出回収率を上げることができないと共に頻繁に脱水物の排出状況を管理しなけばならないことから、スクリュー式濾過脱水装置の維持・管理に要するランニングコストが嵩んでしまう。

また、スクリュー２１の主軸に嵌着された大きな平歯車のギヤと、回転軸１８に嵌着された平歯車のギヤ２０とを噛合させて伝達駆動していることか、必然的に上記両平歯車の精度のよい噛合調整組立が要求され、装置の組立に多くの時間と熟練した技能が必要であり、平歯車自体も高価な部品であることから生産コストが嵩むと共に、組立およびメンテナンス性に劣るという問題も有している。

特公昭６３−６５３６４号公報（第２頁左欄第９行−第４１行目、第１−４図）

解決しようとする課題は、前述の従来装置の特許文献１記載の構成による、前記の問題点を払拭し、故障が少なく濾過細隙の再生機能の高い脱水物の排出回収率も良く、然もコンパクでコストの嵩まないメンテナンス性に優れた、長寿命のスクリュー式濾過脱水装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は以下のような構成にしたものである。

請求項１に係る発明は、多数の固定プレートを所要の間隔を保持して積層状に配列させ、該固定プレートの各積層間にそれぞれ偏心回転することができる多数の可動プレートを交互重畳配列に遊嵌して上記固定と可動の各プレート間の細隙を濾水流出溝とする筒状の濾過体に形成し、該濾過体の始端開口部を汚泥の送り込み口として中心孔にスクリューコンベアを嵌装し、上記可動プレート内径をスクリューコンベアの外径よりも大径として、該スクリューコンベア外径と接触しないように設定し、濾過体の終端開口部の環状弁座に対向する圧力調整弁を広狭自在にスクリュー軸に装着した終端開口部を脱水ケーキの送り出し口とするスクリュー式濾過脱水装置において、上記環状弁座の外端面に複数のピンを円形に配列させた態様で植設して内歯車を構成させ、該内歯車と噛合する遊星歯車を圧力調整弁の内端面へ回転自在に軸着した該遊星歯車の内端面に、先端を濾過体内のスクリューコンベアの切欠に挿通して、スクリュー軸と同調回転する該スクリューコンベアの始端側に設けられた軸受に軸支させた偏心軸の外縁によって、上記可動プレート内周縁を摺接し偏心回転させるよう構成されたことを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスクリュー式濾過脱水装置において、前記遊星歯車の歯数と内歯車の歯数の商が整数とならない歯数の組み合わせとすることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載のスクリュー式濾過脱水装置において、前記可動プレートを偏心回転させる偏心軸が、カム体により構成されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項２に記載のスクリュー式濾過脱水装置において、前記可動プレートを偏心回転させる偏心軸が、螺旋体により構成されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、可動プレート内径をスクリューコンベアの外径よりも大径として、該スクリューコンベア外径と接触しないように設定し、環状弁座の外端面に複数のピンを円形に配列させた態様で植設して内歯車を構成させ、該内歯車と噛合する遊星歯車を圧力調整弁の内端面へ回転自在に軸着した該遊星歯車の内端面に、先端を濾過体内のスクリューコンベアの切欠に挿通して、スクリュー軸と同調回転する該スクリューコンベアの始端側に設けられた軸受に軸支させた偏心軸の外縁によって、上記可動プレート内周縁を摺接し偏心回転させながら揺動されるので、濾過体内から直接広範囲に亘る濾過隙間のクリーニングの再生機能により、濾過隙間が目詰まりすることなく大量の液分を濾過間隙から濾過筒外に流出し、含水率が小さく粘度および濃度を高くした脱水対象物を脱水ケーキの送り出し口へ圧搾し圧密状態になった脱水物を上記遊星歯車とその内端面に凸設された偏心軸が自転しながらスクリューコンベアの旋回に同調して公転することから、先ず上記偏心軸により濾過体内が３６０度の全周に亘って解しながら搬送し、次いで上記環状弁座と圧力調整弁との対向面間の終端開口隙間に介装された上記遊星歯車によって、脱水物を更に解しながら掻き出すと共に脱水物に含まれる繊維状異物を裁断するので、終端開口隙間の閉塞を防止しながら脱水物を円滑に無理なく排出されるので、スクリューコンベアの搬送負荷動力を低く抑えると共に、外周方向にコンパクトなスクリュー式濾過脱水装置の構成とすることができるという利点を有している。

加えて、可動プレートの内周縁が前記偏心軸の外周縁に摺動されて偏心回転されるので、特許文献１発明のように可動プレートの偏心駆動位置が常に同一方向から固定され、狭い範囲で軌道運動される濾過細隙は略同一の濾過プレートと可動プレート対向面位置同士の組合位置に制約された従来品と比べれば、前記偏心軸が自転しながらスクリューコンベアの旋回に同調して公転するため、各可動プレート内縁が全周の３６０度の放射方向に偏心駆動荷重が加えられることにより、３６０度の全周に亘って均一な力で可動プレートが順次偏心回転されて濾過隙間の固定プレートと可動プレートの対向面位置の組合が順次変位されるので、濾過隙間の両プレート面が均一に摩耗されることから局部的摩耗を招来することがなく、長期的に濾過隙間の再生機能が円滑且つ安定して行われるという効果も有している。

前記請求項1の効果に加えて請求項２の発明は、前記遊星歯車の歯数と内歯車の歯数の商が整数とならない歯数の組み合わせとすることから、例えば商が整数となるよう外歯の遊星歯車数を６枚として内歯車数を１２枚とす組合せでは、１回転の公転に対して遊星歯車が２回転自転することから、必ず同一の外歯と内歯の歯同士の組合せで噛合されるので、１回の公転毎に噛合具合の悪い歯同士が噛合されて次第に異常摩耗し、やがて内歯車と外歯車の全体が短時間で摩耗損傷を招来することになるのに対して、歯数が商が整数とならない場合は外歯と内歯の歯同士の組合が順次ずれながら噛合されるので、例えば外歯数を５枚として内歯車数を１２枚とした場合では、内歯数に比例して１２回の公転毎に噛合具合の悪い歯同士が噛合されることになるので、歯数の商を整数としない場合では、噛合具合の悪い歯同士の噛合が上記商を整数とした１回転の公転毎に対して１２回の公転毎となるため、歯車寿命が単純計算でも１２倍に延命されることになるが、１箇所の歯に摩耗が集中され難いことから実質的には１２倍以上の歯車の延命効果を有している。

また、歯数の商が整数とならない前記偏心軸においては、外歯と内歯の歯同士の組合が順次ずれながら噛合されることから、公転に対して偏心軸の自転姿勢状態も順次ずれながら公転されるので、前述の例えば外歯数を５枚として内歯車数を１２枚とした場合では、内歯数に比例して１２回の公転毎に初期の自転姿勢状態に戻ることになるので、濾過体内の全周に亘って均等に可動プレート内縁が出入りすることから、可動プレートの偏心回転による濾過隙間の再生機能も濾過体内の全周に亘って均等に行われると共に、内歯数に比例した公転回数毎にしか同一箇所の組合せで可動プレート内周縁と偏心軸外縁が摺接しないので、可動プレート内周縁と偏心軸外縁が局部的に摩耗することなく、可動プレート周縁と偏心軸外縁を均一に摩耗されるので、可動プレートの偏心回転駆動を長期的に安定して維持できることから、前述の長期的に濾過隙間の再生機能が円滑且つ安定して行われる作用効果をより一層向上させるという効果を有している。

前記請求項２の効果に加えて請求項３の発明は、前記可動プレートを偏心回転させる偏心軸が、カム体により構成されていることから、シンプルな構造で製作し易く、且つ可動プレートとの偏心組立調整も容易であり、コストも嵩むことなく生産性およびメンテナンス性に優れた利点を有している。

前記請求項２の効果に加えて請求項４の発明は、前記可動プレートを偏心回転させる偏心軸が、螺旋体により構成されていることから、各可動プレートの摺接縁が螺旋体の螺旋外周縁の各旋回摺接位置に服従して順次摺接されることで、各可動プレ−トは前の可動プレート偏心方向に順次服従しながら偏心回転されることから、上昇偏心する可動プレートもあれば降下偏心する可動プレートもあることから、全ての可動プレートを一度に同一偏心方向に偏心回転することがないので、小さな駆動力の偏心軸で各可動プレートを偏心回転することができるという効果を有している。

そして、図６の描画の如く螺旋体の自転による推進方向が、濾過体の終端開口部方向へのスクリューコンベアの推進方向に対向していることから、螺旋体を挿通するスクリューコンベアの切欠から脱水対象物が前方の排出方向に漏洩しようとするが、上記螺旋体による対向推進作用により、上記切欠からの脱水対象物の漏洩を阻止しながら、図３の描画の如く螺旋体の自転により各可動プレートの内周縁が螺旋体の螺旋外周縁の各旋回摺接位置に順次服従し偏心回転しなが上記螺旋体が濾過体内を公転するので、濾過体内の全周に亘って固定プレート内周縁とスクリューコンベアの外周縁間の環状隙間内に可動プレート内周縁が出入りするため、脱水対象物が上記環状隙間から前方の排出方向に漏洩することが抑制される作用と相俟って、脱水対象物が十分に圧搾脱水することができるという効果を有している。

多数の固定プレートを所要の間隔を保持して積層状に配列させ、該固定プレートの各積層間にそれぞれ偏心回転することができる多数の可動プレートを交互重畳配列に遊嵌して上記固定と可動の各プレート間の細隙を濾水流出溝とする筒状の濾過体に形成し、該濾過体の始端開口部を汚泥の送り込み口として中心孔にスクリューコンベアを嵌装し、上記可動プレート内径をスクリューコンベアの外径よりも大径として、該スクリューコンベア外径と接触しないように設定し、濾過体の終端開口部の環状弁座に対向する圧力調整弁を広狭自在にスクリュー軸に装着した終端開口部を脱水ケーキの送り出し口とするスクリュー式濾過脱水装置において、上記環状弁座の外端面に複数のピンを円形に配列させた態様で植設して内歯車を構成させ、該内歯車と噛合する遊星歯車を圧力調整弁の内端面へ回転自在に軸着した該遊星歯車の内端面に、先端を濾過体内のスクリューコンベアの切欠に挿通して、スクリュー軸と同調回転する該スクリューコンベアの始端側に設けられた軸受に軸支させた偏心軸の外縁によって、上記可動プレート内周縁を摺接し偏心回転させるよう構成する。

図１ないし図９において、１は筒状の濾過体であり、要部を大きく開設した該濾過体1のフレーム１Ｆにより多数の固定プレート1ＫＯ・・1ＫＯ間に可動プレート１ＫＡの厚みよりも巾広のスペーサ１Ｓを複数介装して所要の間隔を保持して積層状に配列させ、該固定プレート1ＫＯの各積層間にそれぞれ偏心回転することができる多数の上記可動プレート１ＫＡ・・１ＫＡを交互重畳配列に遊嵌し、上記固定プレート1ＫＯと可動プレート１ＫＡ間の細隙を濾水流出溝２・・２とする筒状の濾過体１に形成し、該濾過体１の始端開口部を汚泥の送り込み口３として中心孔４にスクリューコンベア５を嵌装し、上記可動プレート１ＫＡ内径をスクリューコンベア５の外径よりも大径として、該スクリューコンベア５の外径と接触しないように設定し、濾過体１の終端開口部の環状弁座６に対向する圧力調整弁８のボス部に設けたセットボルト１４や或は図示していないが圧力調整弁８背端面を押圧する圧力調整バネ等により、圧力調整弁８を広狭自在にスクリュー軸５Ｓに装着した終端開口部を脱水ケーキの送り出し口１２とするスクリュー式濾過脱水装置において、原動機１５により上記スクリューコンベア５を駆動し、上記環状弁座６の外端面に複数のピンを円形に配列させた態様で植設して内歯車７を構成させ、該内歯車７と噛合する遊星歯車９を圧力調整弁８の内端面へ回転自在に軸着した該遊星歯車９の内端面に、先端を濾過体１内のスクリューコンベア５の切欠５Ｈに挿通して、スクリュー軸５Ｓと同調回転する該スクリューコンベア５の始端側に設けられた軸受に軸支させた偏心軸１１が、スクリュー軸５Ｓの回転により圧力調整弁８が回転するすることで、上記内歯車７と噛合する遊星歯車９は上記環状弁座６と圧力調整弁８との対向面間で自転しながら公転されることから、該遊星歯車９の内端面に凸設される偏心軸１１は濾過体1内を自転しながら公転されので、圧密固化状態に圧搾された脱水物は、図５に示された遊星歯車９の裁断・掻き出し領域１６のように上記遊星歯車９により上記環状弁座と圧力調整弁との対向面間から脱水物に含まれる繊維状異物を裁断しながら解されて掻き出されると共に、図５に示された偏心軸１１の攪拌領域１７のように上記偏心軸１１により濾過体１内の３６０度の全周に亘って脱水物を解しながら可動プレート１ＫＡ・・１ＫＡを揺動し偏心回転駆動する。

実施例１の構成を前提として、図２に示されるように前記遊星歯車９の歯数を５枚とて内歯車７の歯数を１２枚の商が整数とならない歯数の組み合わせとするよう構成している。

実施例２の構成を前提として、図７ないし図９に示されるように、可動プレート１ＫＡを偏心回転させる偏心軸１１をカム体１１Ｋに形成して、濾過体１の中心孔４内に凸設させた上記カム体１１Ｋがスクリューコンベア５の切欠５Ｈに挿通されて濾過体１内を公転しながら自転することで、カム体１１Ｋ外縁が可動プレート１ＫＡの内周縁に摺接し、濾過体１内の３６０度の全周に亘って各可動プレート１ＫＡ・・１ＫＡを揺動し偏心回転駆動するよう構成している。

実施例２の構成を前提として、図１ないし図６に示されるように、可動プレート１ＫＡを偏心回転させる偏心軸１１を螺旋体１１Ｒに形成して、濾過体１の中心孔４内に凸設させた上記螺旋体１１Ｒがスクリューコンベア５の切欠５Ｈに挿通されて濾過体１内を公転しながら自転することで、螺旋体１１Ｒ外周縁が可動プレート１ＫＡの内周縁に摺接し、濾過体１内の３６０度の全周に亘って各可動プレート１ＫＡ・・１ＫＡを順次揺動し偏心回転駆動するよう構成している。

本発明の実施例１，実施例２，実施例４のスクリュー式濾過脱水装置の構成を略示した縦断側面図である。図１のＡ−Ａ線における要部縦断正面図である。図２のＢ−Ｂ線における要部縦断側面図である。図３のＣ−Ｃ線における要部縦断正面図である。本発明の実施例１，実施例２，実施例４の濾過体内の脱水物が遊星歯車および偏心軸（螺旋体）で解される範囲を示した説明図である。本発明の実施例１，実施例２，実施例４の濾過体内の偏心軸を螺旋体として、該螺旋体の推進作用を例示した説明図である。本発明の実施例１，実施例２，実施例３のスクリュー式濾過脱水装置の構成を略示した縦断側面図である。図７の排出部を示した要部縦断拡大図である。図８のＥ−Ｅ線における要部縦断正面図である。

符号の説明

１濾過体
１ＫＡ可動プレート
１ＫＯ固定プレート
２濾水流出溝
３汚泥の送り込み口
４中心孔
５スクリューコンベア
５Ｈスクリューコンベアの切欠
５Ｓスクリュー軸
６環状弁座
７内歯車
８圧力調整弁
９遊星歯車
１１偏心軸
１１Ｋカム体
１１Ｒ螺旋体
１２脱水ケーキの送り出し口

Claims

多数の固定プレートを所要の間隔を保持して積層状に配列させ、該固定プレートの各積層間にそれぞれ偏心回転することができる多数の可動プレートを交互重畳配列に遊嵌して上記固定と可動の各プレート間の細隙を濾水流出溝とする筒状の濾過体に形成し、該濾過体の始端開口部を汚泥の送り込み口として中心孔にスクリューコンベアを嵌装し、上記可動プレート内径をスクリューコンベアの外径よりも大径として、該スクリューコンベア外径と接触しないように設定し、濾過体の終端開口部の環状弁座に対向する圧力調整弁を広狭自在にスクリュー軸に装着した終端開口部を脱水ケーキの送り出し口とするスクリュー式濾過脱水装置において、上記環状弁座の外端面に複数のピンを円形に配列させた態様で植設して内歯車を構成させ、該内歯車と噛合する遊星歯車を圧力調整弁の内端面へ回転自在に軸着した該遊星歯車の内端面に、先端を濾過体内のスクリューコンベアの切欠に挿通して、スクリュー軸と同調回転する該スクリューコンベアの始端側に設けられた軸受に軸支させた偏心軸の外縁によって、上記可動プレート内周縁を摺接し偏心回転させるよう構成されたことを特徴とする、スクリュー式濾過脱水装置。
前記遊星歯車の歯数と内歯車の歯数の商が整数とならない歯数の組み合わせとすることを特徴とする、請求項１に記載のスクリュー式濾過脱水装置。
前記可動プレートを偏心回転させる偏心軸が、カム体により構成されていることを特徴とする、請求項２に記載のスクリュー式濾過脱水装置。
前記可動プレートを偏心回転させる偏心軸が、螺旋体により構成されていることを特徴とする、請求項２に記載のスクリュー式濾過脱水装置。