JP5071820B2 - 回転濃縮機の外筒スクリーン - Google Patents

Description

この発明は、凝集剤を添加した難ろ過性の凝集汚泥や、上水汚泥等の細かい粒子を含む無薬注汚泥を、外筒スクリーンとスクリュー軸の間のろ過室に供給し、スクリュー羽根で汚泥を移送しながらろ液を分離する回転濃縮機の外筒スクリーンに関し、複数のスクリーンを張設した円弧状の外筒を合着して構成する外筒スクリーンに関する。

従来、難ろ過性の懸濁物質を含有する原液に凝集剤を添加してフロックを形成して固液分離を行い、濃縮汚泥の生成や脱水ケーキの含水率の低減を図っている。スクリュー羽根を配設した脱水装置としては、外筒スクリーンにスクリュー軸を内設し、スクリュー軸を回転させながら目詰まりしやすいろ過面をスクリュー羽根で再生しながら圧搾脱水するスクリュープレスが良く知られている。また、濃縮装置としては、外筒スクリーンとスクリュー軸を逆回転させながら低濃度の原液を大量に処理する外筒回転型濃縮機も公知である。
スクリュープレスや外筒回転型濃縮機に供給される原液は、スクリュー羽根でスクリーンのろ過面を再生し、大容量処理が可能であるが、回転するスクリュー羽根と汚泥の移動による摩擦力と、汚泥の重量等の外力による曲げ応力と繰り返し荷重が外筒スクリーンに掛かり、厚みの薄いスクリーンの磨耗と変形が発生する。
例えばその対策として、外周面にリブを溶接して内面にリング状の溝を設けた円筒体にスクリーンを張設し、製作を容易としたスクリュープレスの外筒スクリーンを、特許文献１において、この発明の出願人が提案している。
また、摩擦抵抗の対策として、半円筒状の外筒の内周面に環状溝を穿設し、外周面に補強板を固着したスクリーンを嵌入して、一対の外筒を合着する外筒スクリーンも、特許文献２において、この発明の出願人が提案している。

特許第３１１８７９５号公報（段落番号０００８乃至段落番号００１０、図２及び図３） 特開２００２−３４６７９４号公報（請求項１、図２及び図３）

従来の凝集剤を添加した難ろ過性の凝集汚泥や、上水汚泥等の細かい粒子を含む無薬注汚泥を、外筒スクリーンとスクリュー軸を逆回転させながら処理する外筒回転型濃縮機は、相対的にスクリュー羽根の回転数を高め、スクリーン面の摺接回数が増加するため、目詰りしたろ過面を再生してろ液の排出を促進させ、濃度の低い原液の大量処理を可能とする利点がある。外筒スクリーンとスクリュー軸が逆回転するので濃縮汚泥の送り出しが良く、濃縮効率が高い特徴もあるが、外筒スクリーンが常時回転するため繰り返し荷重がかかる。
外筒回転型濃縮機に供給する原液の性状は季節により変動し、脱水性の非常に良い原液がろ過室に圧入され、予想以上の低水分の濃縮汚泥が形成されることがある。一対のスクリーンを嵌着した半円筒状の外筒を合着する外筒スクリーンは、季節変動の状況により、スクリュー羽根とスクリーンの間で摩擦抵抗が増大して搬出方向と回転方向にスクリーンのズレが生じ、スクリーンが変形して固定部の折り曲げ部付近から破断する恐れもある。このスクリーンの強度アップが要求されるが、スクリーンの板厚はスクリーンの孔径以上のものが製作できない制限がある。スクリーンの厚みを増やすためにスクリーンの孔径を大きくすると、ろ液濁度が悪化してろ液の回収率が悪くなる。また、濃縮機はスクリーンの厚みが増すと分離液の排出性が悪くなるため、分離液の排出性を良くするためにスクリーンの厚みを薄くする必要があり、スクリーンの強度が弱くなる。
この発明は従来の課題を解決するために、外筒スクリーンを構成する円弧状の外筒を補強して、スクリーンのスクリュー羽根と濃縮汚泥の摩擦抵抗による搬出方向と回転方向へのズレと変形を防止する回転濃縮機の外筒スクリーンの改良に関する。

この発明の要旨とするところは、スクリーンを張設した複数の円弧状の外筒を合着して外筒スクリーンを構成し、スクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸を外筒スクリーンに回転自在に内設する回転濃縮機において、長手方向に段部を設けた一対のフランジの外面に複数の補強リブと側端部に環状フランジを連結して円弧状の外筒枠を形成し、円弧状のスクリーンの両側に形成したフランジ部の裏面に、曲折した側端部をスクリーンの折曲部に当接させた補強板を敷設すると共に、スクリーンのフランジ部を外筒枠のフランジの段部に載置し、更に、先端をスクリーンの折曲部近傍に延設した押え板をスクリーンのフランジ部に重着して円弧状の外筒を形成し、複数の外筒を合着して円筒状の外筒スクリーンを構成したもので、スクリーンのフランジ部と折曲部の裏面に同形状の補強板を付設することにより、スクリュー羽根の回転と汚泥の移動による摩擦力と、汚泥の重量等の外力による合成荷重について、スクリーンに掛かる応力集中を減少させることが出来る。そして、円筒状の外筒スクリーンを構成するスクリーンのフランジ部に重着した押え板の先端をスクリーンの折曲部まで延設したので、円筒状の外筒スクリーンを構成する外筒の連結部の内部凹所が埋設でき、凹所の汚泥からスクリーンに掛かる円周方向の荷重が無くなり、結果的にスクリーンに掛かる合成荷重を軽減できる。

微細孔により固液分離を行うスクリーンの両側に形成するフランジ部と折曲部を無孔にしたもので、部材の断面積を増加させることで、スクリュー羽根の回転と汚泥の移動による摩擦力と汚泥の重量等の外力による合成荷重により応力集中が生じるスクリーンの折曲部近傍の強度を高めることができる。
また、外筒枠に張設するスクリーンは、外筒枠のフランジの段部と補強板の間に当て板を挟持すれば、当て板を基準としてスクリーンの位置決め調整が可能となり、円筒状の外筒スクリーンの形成が容易となる。搬出方向と回転方向へのスクリーンのズレを解消してスクリーンの変形が防止できる。
そして、外筒スクリーンを構成する外筒枠の前後の環状フランジを連結して複数の外筒スクリーンを連設すれば、大容量処理を可能とする大型濃縮装置の外筒スクリーンとすることができる。

この発明に係る回転濃縮の外筒スクリーンは上記のように構成してあり、スクリーンの応力集中が発生する部位の強度を上げるとともに、スクリーンに掛かる荷重を他の強度部材で受けることにより、スクリーンに掛かる荷重及び応力集中を抑制してスクリーンの破損を防止できる。
また、外筒枠のフランジと補強板を敷設したスクリーンの間に当て板を挟持すれば、当て板を基準としてスクリーンの位置決め調整が可能となり、円筒状の外筒スクリーンの形成が容易となる。搬出方向と回転方向へのスクリーンのズレを解消してスクリーンの変形が防止可能となる。
そして、外筒スクリーンを連設すれば、大容量処理を可能とする大型濃縮装置の外筒スクリーンとなる。

本願発明の外筒スクリーンを使用する回転濃縮機の一部縦断側面図である。 本願発明に係る外筒スクリーンを構成する外筒枠の平面図である。 同じく、外筒スクリーンを構成する外筒枠の側面図である。 同じく、外筒枠に取付けるスクリーンの平面図である。 同じく、外筒枠に取付けるスクリーンの側面図である。 同じく、外筒枠のフランジの段部にスクリーンのフランジ部を設置する外筒の要部拡大図である。 同じく、外筒枠にスクリーンを組み込んだ外筒の平面図である。 同じく、一対の外筒を合着して構成する外筒スクリーンの一部縦断面図である。 同じく、一対の外筒を合着して構成する外筒スクリーンの合着部の要部拡大図である。 同じく、複数のスクリーンを連結する外筒の平面図である。

この発明に係る実施の形態を図面に基づき詳述すると、先ず、図１は本願発明の外筒スクリーンを使用する回転濃縮機の一部縦断側面図であって、回転濃縮機１は周部にろ過面を有する円筒状の外筒スクリーン２にスクリュー羽根３を巻き掛けたスクリュー軸４を同心状に内設してある。外筒スクリーン２には原液の供給側に入口外筒フランジ５と、濃縮汚泥の排出側に排出口６・・・を有する出口外筒フランジ７が嵌着してあり、外筒スクリーン２とスクリュー軸４の間にろ過室８を形成してある。外筒スクリーン２の入口外筒フランジ５に嵌着した軸受スリーブ９が、フロントフレーム１０に支架したスクリュー軸４に回動自在に軸支してあり、出口外筒フランジ７に連結した外筒駆動軸１２が架台１３に設けた軸受１４に軸支してある。汚泥供給管１１がスクリュー軸４に設けた汚泥供給路４ａに連通させてあり、スクリュー軸４の周部に設けた複数個の供給口４ｂ・・・をろ過室８に開口してある。スクリュー軸４に連結したスクリュー駆動軸１５を外筒駆動軸１２に挿通支持させてスクリュー駆動機１６に直結し、外筒駆動軸１２に嵌着したスプロケット１７を外筒駆動機１８に連動連結してある。外筒スクリーン２とスクリュー軸４を外筒駆動機１８とスクリュー駆動機１６で差速回転可能としてある。外筒スクリーン２とスクリュー軸４は同方向に差速回転させてもよいが、外筒スクリーン２とスクリュー軸４を逆回転させれば、相対的にスクリュー羽根３の回転数を高め、外筒スクリーン２のスクリーン面の摺接回数を増加させ、目詰りしようとするろ過面を再生してろ液の排出を促進させ、濃度の低い汚泥の大量処理を可能とする。なお、リアーフレーム１９に設けた排出シュート２０が、出口外筒フランジ７の排出口６・・・の下方近傍に設けてあり、洗浄管２１が外筒スクリーン２に沿って配設してある。

図２及び図３は、外筒スクリーンを構成する外筒枠の平面図と側面図であって、一対の並行させた平板状のフランジ２２、２２の対向内側に段部２２ａを形成して、両側のフランジ２２、２２の段部２２ａの裏面に複数の半円状の補強リブ２３・・・と、側端部の環状フランジ２４、２４を等間隔に連結し、補強リブ２３・・・と環状フランジ２４、２４に連結杆２５を挿通して半円状の外筒枠２６を構成してある。外筒枠２６を構成するフランジ２２、２２に複数の取付孔２７・・・と、フランジ２２の両端部に連結した環状フランジ２４に複数の取付孔２８・・・を開口してある。なお、半円状の補強リブ２３は分割して円弧状としても良いものである。

図４及び図５は外筒枠に取付けるスクリーンの平面図と側面図であって、スクリーン２９は半円状の円筒体を形成している円筒部２９ａと、円筒部２９ａの両端を折曲して外筒枠２６のフランジ２２に載置するフランジ部２９ｂと、円筒部２９ａからフランジ部２９ｂに折曲する際に円筒部２９ａとは逆方向の円弧状に形成される折曲部２９ｃとから構成してある。フランジ部２９ｂ及び折曲部２９ｃは無孔で形成してあり、断面積を増加させることで、スクリュー羽根３の回転と汚泥の移動による摩擦力と汚泥の重量等の外力による合成荷重により応力集中が生じる外筒スクリーン２を構成するスクリーン２９の折曲部２９ｃ近傍の強度を高めることができる。なお、スクリーン２９の両端のフランジ部２９ｂに、外筒枠２６のフランジ２２に取付ける取付孔３０を開口してある。
図５に示すように、半円状のスクリーン２９のフランジ部２９ｂと折曲部２９ｃの裏面に、側端部３０ａをスクリーン２９の折曲部２９ｃと同形状で下方に曲折した補強板３０を敷設してある。スクリーン２９のフランジ部２９ｂと折曲部２９ｃの裏面に同形状の補強板３０を付設すれば、荷重を補強板３０との広い接触面で受けることができ、スクリーン２９の折曲部２９ｃに掛かる応力集中を分散させることができる。

図６は外筒枠のフランジの段部にスクリーンのフランジ部を設置する外筒の要部拡大図であって、外筒枠２６のフランジ２２の段部２２ａに当て板３１を当接し、補強板３０を敷設したスクリーン２９のフランジ部２９ｂを当て板３１の上に載置する。外筒枠２６のフランジ２２の段部２２ａに載置したスクリーン２９のフランジ部２９ｂに押え板３２を乗置して、押え板３２の先端をスクリーン２９の折曲部２９ｃまで延設する。当て板３１を基準としてスクリーン２９の位置決め調整を行い、皿小ネジ３４で押え板３２と外筒枠２６のフランジ２２の間にスクリーン２９を固定して、図７に示す、外筒３３を形成する。押え板３２の先端をスクリーン２９の折曲部２９ｃ近傍まで延設すれば、円筒状の外筒スクリーン２を構成する外筒３３の連結部の凹所が埋設されて、ろ過室８の汚泥溜りを解消できる。したがって、凹所の汚泥からスクリーン２９に掛かる円周方向の荷重が無くなり、結果的にスクリーン２９に掛かる合成荷重を軽減できる。

図８及び図９は、外筒を合着して構成する外筒スクリーンの一部縦断面図と合着部の要部拡大図であって、外筒枠２６にスクリーン２９を取付けた一対の半円状の外筒３３、３３を合着して、外筒枠２６のフランジ２２の取付孔２７を六角ボルト３５等の固定部材で締結すれば、円筒状の外筒スクリーン２を構成することが出来る。なお、本実施例では一対の半円状の外筒３３、３３を合着して円筒状の外筒スクリーン２を構成しているが、複数の円弧状に形成した外筒３３・・・を合着して外筒スクリーン２を構成してもよい。
図１０は複数のスクリーンを連結する外筒の平面図であって、入口側外筒３３ａと出口側外筒３３ｂの外筒枠２６、２６の前後端に設けた環状フランジ２４、２４を六角ボルト３６で連結して外筒３３・・・を連設し、一対の半円状の入口側外筒３３ａ、３３ａと出口側外筒３３ｂ、３３ｂを合着すれば、複数の外筒スクリーン２・・・を連設した、大容量処理を可能とする大型濃縮装置の大口径の外筒スクリーンとすることができる。

この発明に係る差速回転濃縮の外筒スクリーンは、円弧状のスクリーンのフランジ部と折曲部を無孔とし、側端部を曲折した補強板を敷設して、補強リブを連結した円弧状の外筒枠に載置し、スクリーンのフランジ部を押え板で挟持して、円弧状の外筒を形成した後、複数の外筒を合着して円筒状の外筒スクリーンを構成したもので、スクリュー羽根と汚泥による圧縮荷重と引張荷重に対して、スクリーンの折曲部の強度を上げるとともに、応力集中を分散することで、スクリーンを円周方向に捻る作用を抑制してスクリーンの破損を防止できる。
また、外筒枠のフランジと補強板を敷設したスクリーンの間に当て板を挟持すれば、当て板を基準としてスクリーンの位置決め調整が可能となり、円筒状の外筒スクリーンの形成が容易となる。搬出方向と回転方向へのスクリーンのズレを解消してスクリーンの変形が防止できる。
入口側外筒と出口側外筒を合着して複数の外筒スクリーンを連設すれば、大容量処理が可能となる外筒スクリーンとなる。
したがって、下水混合生汚泥、下水消化汚泥、活性余剰汚泥等の大容量の処理を必要とする処理場に好適な回転濃縮機となる。

２ 外筒スクリーン
３ スクリュー羽根
４ スクリュー軸
２２ フランジ
２２ａ 段部
２３ 補強リブ
２４ 環状フランジ
２６ 外筒枠
２９ スクリーン
２９ａ 円筒部
２９ｂ フランジ部
２９ｃ 折曲部
３０ 補強板
３０ａ 側端部
３１ 当て板
３２ 押え板
３３ 外筒

Claims (4)

1. スクリーン（２９）を張設した複数の円弧状の外筒（３３）を合着して外筒スクリーン（２）を構成し、スクリュー羽根（３）を巻き掛けたスクリュー軸（４）を外筒スクリーン（２）に回転自在に内設する回転濃縮機において、
   長手方向に段部（２２ａ）を設けた一対のフランジ（２２、２２）の外面に複数の補強リブ（２３・・・）と側端部に環状フランジ（２４、２４）を連結して円弧状の外筒枠（２６）を形成し、
   円弧状のスクリーン（２９）の両側に形成したフランジ部（２９ｂ）の裏面に、曲折した側端部（３０ａ）をスクリーン（２９）の折曲部（２９ｃ）に当接させた補強板（３０）を敷設すると共に、
   スクリーン（２９）のフランジ部（２９ｂ）を外筒枠（２６）のフランジ（２２、２２）の段部（２２ａ）に載置し、
   更に、先端をスクリーン（２９）の折曲部（２９ｃ）近傍に延設した押え板（３２）をスクリーン（２９）のフランジ部（２９ｂ）に重着して円弧状の外筒（３３）を形成し、
   複数の外筒（３３）を合着して円筒状の外筒スクリーン（２）を構成したことを特徴とする回転濃縮機の外筒スクリーン。
2. 上記スクリーン（２９）の両側に形成するフランジ部（２９ｂ）と折曲部（２９ｃ）を無孔にしたことを特徴とする請求項１に記載の回転濃縮機の外筒スクリーン。
3. 上記外筒枠（２６）のフランジ（２２）の段部（２２ａ）と補強板（３０）の間に当て板（３１）を挟持したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転濃縮機の外筒スクリーン。
4. 上記外筒スクリーン（２）を構成する外筒枠（２６）の前後の環状フランジ（２４、２４）を連結して複数の外筒スクリーン（２・・・）を連設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の回転濃縮機の外筒スクリーン。