JP5013221B2 - 連続加圧脱水機のろ過板 - Google Patents

Description

この発明は、産業排水汚泥、下水汚泥などの原液を円環状のろ過室に圧入し、羽根車と原液を供回りさせながら、ろ過板からろ液を排出して濃縮脱水する連続加圧脱水機に関し、詳しくは、連続加圧脱水機のろ過板の改良に関する。

従来、円盤状のろ過板とろ室外環とでろ過室を形成し、このろ過室に回転自在な羽根車を配設した連続加圧脱水機は、ろ過室の中心部から圧入した原液を羽根車で供回りさせながら、ろ過面に積層するケーキと原液との間にせん断摩擦抵抗力を発生させて脱水し、羽根車でろ過面のケーキを掻取りながらろ室外環の排出口からケーキを取出している。
そして、外周部に向かって段階的に微細孔を縮小する分割スクリーンを形成し、分割スクリーンの側縁部を溶接して脱水スクリーンを構成する連続加圧脱水機を、特許文献１でこの発明の出願人が提案している。
また、羽根車を配設したろ過室を並列し、ろ過板の内周端に止着した給液室をろ過板スペーサで連結した連続加圧脱水機も、特許文献２でこの発明の出願人が提案している。

特開２００６−３４６５３０号公報（段落番号００２７、図９及び図１０） 特開２００４−１６７５４３号公報（段落番号００１６、図１１）

従来の連続加圧脱水機は円盤状のろ過面の中心部から外周部に向かって促進するろ過に応じて、微細孔を同心円環状に段階的に縮小するので、過剰な目抜けが防止できるため回収率が向上する。ケーキの含水率も低下して脱水性が向上するが、脱水スクリーンは分割スクリーンの側縁部を溶接してドーナツ状をしており、脱水スクリーンや、羽根車に止着したスクレーパの交換等のメンテナンス作業において、ろ過室を構成するろ過ユニットのろ室外環、ろ材枠、脱水スクリーン、羽根車を分解し、片端から機外に取出す必要がある。そのため、各部品の機外搬出には、吊り上げ装置、脱水機上部の搬出スペースとともに多くの人手が必要となる。また、羽根車を内設してろ過室を複数並列する連続加圧脱水機も原液の大容量処理が可能となるが、ろ過ユニットを複数並列すると、駆動機側のメンテナンスには、並列する他のろ過室の分解搬出も余儀なくされ、大変な作業となる。この発明は、脱水スクリーンを形成する複数の分割スクリーンを溶接などで接合する必要のない連続加圧脱水機のろ過板を提供する。

この発明に係る連続加圧脱水機のろ過板の要旨は、脱水スクリーンとろ材枠で構成する一対の円盤状のろ過板に、環状のろ室外環と、内環支持筒を連結してろ過室を形成し、ろ過室に回転自在な羽根車を配設した加圧脱水機において、半円状又は扇型状のスクリーンに外環と内環を止着して分割スクリーンを構成し、分割スクリーンの側縁部を曲折し、半円状又は扇型状の分割スクリーンの側縁部を突合わせて脱水スクリーンを形成すると共に、ろ材枠に配設したパンチングメタルに複数の係合溝を半径方向に穿設し、分割スクリーンの突合わせた側縁部をパンチングメタルの係合溝に挿入させて、円盤状のろ過板を構成するもので、分割スクリーンの突合わせた側縁部が羽根車に衝接することがなく、脱水スクリーンを形成する分割スクリーンの位置決めと、ろ材枠への着脱が容易となる。

ろ過室の構成は、分割スクリーンの外環と内環に設けた挿通孔を、ろ材枠の外環支持枠と内環支持筒のボルト孔に接合し、外環を挟持して外環支持枠をろ室外環に螺着し、内環を内環支持筒のボルト孔に螺着するもので、脱水スクリーンを形成する分割スクリーンは、外環と内環に設けた挿通孔を、ろ材枠の外環支持枠と内環支持筒のボルト孔に接合し、曲折した側縁部を突合わせるだけでろ材枠に組付けが可能となり、側縁部を溶接して脱水スクリーンを形成する必要がない。メンテナンスにおいては、羽根車、ろ室外環、ろ材枠のろ過ユニットを分解し、機上で横ずらしするだけで脱水スクリーンを形成する分割スクリーンの抜出しが可能となり、スクレーパを取り付けた羽根車では、機上でスクレーパの交換が行える。そして、分割スクリーンを、スクリーンの微細孔を中心部より外周部に向かって順次小孔としたスクリーンで構成し、スクリーンの微細孔をろ過室側からろ液排出側に向かって拡開したもので、ろ過の進行に応じた適正な孔径の適合により、過剰な目抜けが防止でき、回収率が向上して、汚泥処理量が増加する。

この発明に係る連続加圧脱水機のろ過板は上記のように構成してあり、分割スクリーンやスクレーパの交換等のメンテナンス作業において、ろ過室を構成するろ過ユニットのろ室外環、ろ材枠、脱水スクリーン、羽根車を機上で分解し、横にずらすだけで分割スクリーンを機外に取外すことができ、機上でのスクレーパの交換と分割スクリーンの取替えが容易となる。ろ過ユニットを片端から機外に取出す必要がないので、各部品の機外搬出の吊り上げ装置、脱水機上部の搬出スペースも必要としない。脱水スクリーンを形成する分割スクリーンの製作も容易となる。

この発明に係る連続加圧脱水機の縦断面図である。 連続加圧脱水機のろ過板を構成する半円状に分割した分割スクリーンの正面図である。 同じく、分割スクリーンの側縁部の拡大図である。 同じく、分割スクリーンの側縁部の縦断面図である。 同じく、分割スクリーンの側縁部を突き合わせた脱水スクリーンの平面図である。 同じく、突き合わせた分割スクリーンの外環の側縁部の拡大図である。 同じく、他の実施例の分割スクリーンで形成する脱水スクリーンの平面図である。 同じく、脱水スクリーンの補強用のパンチングメタルを配設したろ材枠の平面図である。 同じく、パンチングメタルを配設したろ材枠の縦断面図である。 同じく、パンチングメタルを配設したろ材枠のろ過室側の裏面図である。 同じく、パンチングメタルの係合溝に分割スクリーンの側縁部を挿入させる概念図である。 同じく、羽根車を配設したろ過室の正面図である。

この発明に係る連続加圧脱水機のろ過板を図面に基づき詳述すると、図１はこの発明に係る連続加圧脱水機の縦断面図であって、一対の円盤状のろ過板１、１の外周端に環状のろ室外環２が連結してあり、一対のろ過板１、１の間に円環状のろ過室４を形成してある。ろ過板１の内周端から延設した内環支持筒３の内部に給液室７を形成し、内環支持筒３の前後にろ過板スペーサ５、６を連結し、一方のろ過板スペーサ５に支架された原液の給液管８を給液室７に開口し、他方のろ過板スペーサ６に軸受９を止着し、フレーム１０に連結してある。このろ過板スペーサ６の軸受９に軸支された駆動軸１１が給液室７に延設して、ろ過室４に配設した羽根車１２を駆動軸１１に止着してある。フレーム１０に配設した駆動機１３に駆動軸１１を連動連結し、羽根車１２を回転自在としてある。

図２はろ過板を構成する半円状に分割した分割スクリーンの正面図であって、半円状のスクリーン１４を外環１５と内環１６に止着して分割スクリーン１７を構成してある。半円状の分割スクリーン１７は、ろ過面の微細孔を中心部より外周部に向かって順次小孔とした複数枚のスクリーン１４ａ、１４ｂ、１４ｃで形成し、スクリーン１４の微細孔をろ過室４側からろ液排出側に向かって拡開してある。スクリーン１４を止着した外環１５と内環１６にボルトなどの挿通孔１８、１９・・・を開口して、外環１５の側縁部１５ａに半円状の切欠き２０を設けてある。図３及び図４は、分割スクリーン１７の側縁部の拡大図と縦断面図であって、側縁部１７ａは複数枚のスクリーン１４ａ、１４ｂ、１４ｃで形成するスクリーンの側縁部１４ｄと、外環１５及び内環１６の側縁部１５ａ、１６ａで構成し、曲折してある。

図５は分割スクリーンの側縁部を突き合わせた脱水スクリーンの平面図であって、スクリーン１４と、外環１５及び内環１６の側縁部１４ｄ、１５ａ、１６ａを曲折して形成する、半円状の分割スクリーン１７の側縁部１７ａ、１７ａを突合せ、一対の分割スクリーン１７、１７で脱水スクリーン２１を形成してある。図６は突き合わせた分割スクリーンの外環の側縁部であって、外環１５の側縁部１５ａに穿設した半円状の切欠き２０、２０でボルトなどの挿通孔を形成してある。脱水スクリーン２１に同心円環状に配列して中心部より外周部に向かって段階的に孔径を縮小する微細孔は、食品排水余剰汚泥等の低濃度の汚泥を対象とする実施例では、スクリーン１４ａ、１４ｂ，１４ｃについて、それぞれ入口濃縮部のスクリーン１４ａをφ０．６ｍｍ、中間ろ過部のスクリーン１４ｂをφ０．４ｍｍ、出口圧搾部のスクリーン１４ｃをφ０．２５ｍｍに配列してある。そして、それぞれのスクリーン１４ａ、１４ｂ，１４ｃの面積比を、中心部より外周部に向かって２：１：１に設定してある。

図７は脱水スクリーンを構成する分割スクリーンの他の実施例であって、
四片に分割したスクリーン２２・・・を外環２３と内環２４に止着して扇形状の分割スクリーン２５を構成してある。スクリーン２２は、ろ過面の微細孔を中心部より外周部に向かって順次小孔とした複数枚のスクリーン２２ａ、２２ｂ、２２ｃで形成してある。四片に分割した扇形状の分割スクリーン２５・・・が、曲折した側縁部２５ａ、２５ａを突合わせて脱水スクリーン２６を形成してある。図５及び図７に示す脱水スクリーン２１、２６を形成する分割スクリーン１７、２５の外環１５、２３と内環１６、２４に挿通孔１８、２７、１９、２８が開口してある。半円状又は扇形状に分割する分割スクリーン１７、２５は、分割枚数を増加することも可能であり、分割枚数を多くすれば、大口径の脱水スクリーンを構成する分割スクリーンの微細孔の加工が容易となる。

図８，９及び図１０は、脱水スクリーンの補強用のパンチングメタルを配設したろ材枠の平面図と縦断面図であって、ろ過室４側の脱水スクリーン２１、２６を支持する補強用のパンチングメタル２９が外環支持枠３０と内環支持筒３に止着してあり、パンチングメタル２９の外方から複数の環状枠３２を止着した支持杆３３をパンチングメタル２９に当接して、外環支持枠３０と内環支持筒３に連結している。支持杆３３の他方には、内環支持筒３に当接して内環支持枠３１を止着して、ろ材枠３４を構成してある。パンチングメタル２９を止着した外環支持枠３０と内環支持筒３に複数のボルト孔３５、３６・・・を穿設してある。図１０は補強用のパンチングメタルを配設したろ材枠のろ過室側の裏面図であって、ろ材枠３４の外環支持枠３０と内環支持筒３に止着したパンチングメタル２９のろ過室４側に一対の係合溝３７、３７が半径方向に対称に配設してある。

図１１はパンチングメタルの係合溝に分割スクリーンの側縁部を挿入させる概念図であって、ろ材枠３４に設けたパンチングメタル２９に係合溝３７が半径方向に穿設してあり、図２に示す外環１５と内環１６に支持された分割スクリーン１７の曲折した側縁部１７ａ、１７ａを突合わせ、パンチングメタル２９に穿設した係合溝３７に挿入させてろ過板１を構成する。この発明の実施例では、分割スクリーン１７は図４に示すように、スクリーン１４と外環１５及び内環１６で構成する分割スクリーン１７の略５ｍｍの側縁部１７ａを略１０度に曲折してあり、パンチングメタル２９の係合溝３７は、図１１に示すようにパンチングメタル２９の板厚が略４ｍｍ、係合溝３７の溝幅を略１３ｍｍ、溝深さ略０．８ｍｍに設定してある。

図７に示す脱水スクリーン２６を形成する四分割した分割スクリーン２５は、パンチングメタル２９に設ける係合溝３７を四方向に配設し、分割スクリーン２５の側縁部２５ａをパンチングメタル２９の係合溝３７に挿入させればろ過板１を構成できる。分割スクリーン１７、２５の曲折した側縁部１７ａ、２５ａを突合わせて脱水スクリーン２１、２６を形成し、分割スクリーン１７、２５の突合わせた側縁部１７ａ、２５ａをろ材枠３４に配設したパンチングメタル２９の係合溝３７に挿入させるので、分割スクリーン１７、２５の突合わせた側縁部１７ａ、２５ａが羽根車１２に衝接することがなく、脱水スクリーン２１、２６を形成する分割スクリーン１７、２５・・・の位置決めと、ろ材枠３４への着脱が容易となる。半円状又は扇形状に分割する分割スクリーン１７、２５の分割枚数を増加する時には、二方向又は四方向に配設するパンチングメタル２９の係合溝３７を増やせばろ材枠３４に脱水スクリーン２１、２６を張設できる。大口径の脱水スクリーンを構成する分割スクリーンの枚数を増やせば、分割スクリーンの微細孔の加工が容易となる。

脱水スクリーン２１とろ材枠３４で構成するろ過板１の組立ては、図２に示す半円状の分割スクリーン１７の曲折した側縁部１７ａ、１７ａを突合わせて、一対の分割スクリーン１７の側縁部１７ａ、１７ａを、図１０に示すパンチングメタル２９の係合溝３７、３７にそれぞれ挿入させれば、図５に示す脱水スクリーン２１を形成できる。図２に示す分割スクリーン１７の外環１５と内環１６に設けた挿通孔１８、１９と、図１０に示すろ材枠３４の外環支持枠３０と内環支持筒３のボルト孔３５、３６の位置は対応しているので、それぞれの挿通孔１８、３５及び１９、３６にボルトを螺合する。外環支持枠３０で外環１５を挟持しながら図１に示すろ室外環２に螺着すれば、連続加圧脱水機のろ過室４を構成できる。図７に示す脱水スクリーン２６を形成する扇形状の分割スクリーン２５も同様に連続加圧脱水機のろ過室４を構成できる。図１２は羽根車を配設したろ過室の正面図であって、羽根車１２の側縁をろ過板１の脱水スクリーン２１、２６に摺設させ、羽根１２ａの先端部をろ室外環２に接近させてある。この発明の実施例では、羽根車１２の羽根１２ａを折り曲げて回転方向後方に後退させてある。羽根車１２の回転方向背面の羽根１２ａに複数の補強リブ４１・・・が止着してあり、図１に示す、補強リブ４１・・・を止着した羽根車１２の基端部に原液の供給路が設けてある。原液を給液管８から給液室７に圧入して、円周方向のろ過室４に羽根車１２の補強リブ４１の基端部から流入させる。

図１及び図１２において、中心部から圧入された汚泥を後退させた基端部の羽根１２ａで外周方向に押し出し、羽根１２ａと脱水スクリーン２１、２６に囲まれたくさび状のエリアに押し込むことで圧搾作用を発生させ、脱水スクリーン２１、２６の微細孔からろ液を分離して濃縮脱水する。羽根車１２の羽根１２ａに止着したスクレーパが脱水スクリーン２１、２６に摺接しながら回転し、脱水スクリーン２１、２６に形成したケーキ層を掻取り、ケーキを搬送しながら脱水スクリーン２１、２６のろ過面を再生する。ろ過室４のろ室外環２の近傍では、羽根１２ａの回転クサビ作用とケーキを半径方向へ湾曲流動させる力が増大し、ケーキに大きなせん断力が加えられ、ケーキの含水率が低下する。図１２に示すように、ろ室外環２に設けたケーキの排出口３８が下側横向きに配設してあり、排出口３８には、エアーシリンダー３９で開閉させるフラップ弁４０が設けてあり、ろ過室４の排出口３８の開度を調整して、ろ過室４における原液に対する加圧力を発生させる。

磨耗した脱水スクリーン２１、２６や羽根車１２に止着したスクレーパを交換する時には、ろ材枠３４の外環支持枠３０と内環支持筒３のボルト孔３５、３６からボルトを抜き出して、図１に示すろ室外環２からろ材枠３４と脱水スクリーン２１、２６を解離して、内環支持筒３とろ過板スペーサ５に摺接させながら横にずらせば、脱水スクリーン２１、２６を形成する分割スクリーン１７、２５の抜出しが可能となり、羽根車に取り付けたスクレーパの交換が機上で行える。脱水スクリーンを形成する分割スクリーンは、ろ過面の微細孔を中心部より外周部に向かって順次小孔とした複数枚のスクリーンで構成し、スクリーンの微細孔をろ過室側からろ液排出側に向かって拡開したので、ろ過の進行に応じた適正な孔径の適合により、過剰な目抜けが防止でき、回収率が向上して、汚泥処理量が増加する。ろ過室４を構成するろ室外環２、ろ材枠３４、脱水スクリーン２１、２６及び羽根車１２のろ過ユニットを機上で分解することが可能となり、片端から機外に取出す必要がなく、各部品の機外搬出の吊り上げ装置、脱水機上部の搬出スペースも必要としない。

本発明に係わる連続加圧脱水機のろ過板は、脱水スクリーンを形成する分割スクリーンの曲折した側縁部を突合わせ、ろ材枠の係合溝に穿設した係合溝に挿入させるだけで、側縁部を溶接して脱水スクリーンを形成する必要がなく、ろ過ユニットのろ室外環、ろ材枠、脱水スクリーン、羽根車を機上で分解して横にずらすだけで分割スクリーンの抜出しが可能となる。各部品の機外搬出の吊り上げ装置、脱水機上部の搬出スペースも必要とせず、分割スクリーンの製作も容易となる。そして、脱水スクリーンの微細孔を同心円環状に配列し、中心部より外周部に向かって孔径を縮小したので、過剰な目抜けが防止できるため回収率が向上する。ケーキの含水率も低下して脱水性が向上する。従って、この発明に係る連続加圧脱水機のろ過板は、下水汚泥や食品排水余剰汚泥、し尿汚泥等を濃縮加圧脱水する連続加圧脱水機に最適となる。

１ ろ過板
２ ろ室外環
３ 内環支持筒
４ ろ過室
１２ 羽根車
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ スクリーン
１５、２３ 外環
１６、２４ 内環
１７、２５ 分割スクリーン
１７ａ、２５ａ 側縁部
１８、１９、２７、２８ 挿通孔
２１、２６ 脱水スクリーン
２９ パンチングメタル
３０ 外環支持枠
３１ 内環支持枠
３４ ろ材枠
３５、３６ ボルト孔
３７ 係合溝

Claims (3)

1. 脱水スクリーン（２１，２６）とろ材枠（３４）で構成する一対の円盤状のろ過板（１、１）に、環状のろ室外環（２）と、内環支持筒（３）を連結してろ過室（４）を形成し、ろ過室（４）に回転自在な羽根車（１２）を配設した加圧脱水機において、半円状又は扇型状のスクリーン（１４、２２）に外環（１５，２３）と内環（１６、２４）を止着して分割スクリーン（１７、２５）を構成し、分割スクリーン（１７、２５）の側縁部（１７ａ、２５ａ）を曲折し、半円状又は扇型状の分割スクリーン（１７、２５）の側縁部（１７ａ、２５ａ）を突合わせて脱水スクリーン（２１、２６）を形成すると共に、ろ材枠（３４）に配設したパンチングメタル（２９）に複数の係合溝（３７）を半径方向に穿設し、分割スクリーンの突合わせた側縁部(１７ａ、２５ａ)をパンチングメタル（２９）の係合溝（３７）に挿入させて、円盤状のろ過板（１、１）を構成したことを特徴とする連続加圧脱水機のろ過板。
2. 上記分割スクリーン(１７、２５)の外環（１５、２３）と内環(１６、２４)に設けた挿通穴（１８、１９、２７、２８）を、ろ材枠（３４）の外環支持枠（３０）と内環支持枠（３１）のボルト孔（３５、３６）に接合し、外環支持枠（３０）と内環支持枠（３１）をろ室外環（２）と内環支持筒（３）に螺着してろ過室（４）を構成したことを特徴とする請求項１に記載の連続加圧脱水機のろ過板。
3. 上記脱水スクリーン(２１、２６)を形成する分割スクリーン(１７、２５)は、ろ過面の微細孔を中心部より外周部に向かって順次小孔としたスクリーン(１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ)で構成し、スクリーン(１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ)の微細孔をろ過室側からろ液排出側に向かって拡開したことを特徴とする請求項１又は２に記載の連続加圧脱水機のろ過板。