JP6101770B2

JP6101770B2 - 固液分離装置

Info

Publication number: JP6101770B2
Application number: JP2015212549A
Authority: JP
Inventors: 稔石飛
Original assignee: KENDENSHA CO., LTD.
Current assignee: KENDENSHA CO., LTD.
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: JP2016013556A

Description

この発明は、液体と固体が混合した処理物を順次前方に送りながら液体と固体に分離する固液分離装置に関する。

前後方向に並列されて左右方向に延びる複数の回転軸と、各回転軸に左右方向に並列されて軸装された複数の回転体と、左右又は前後で隣接する回転体の間に形成されて処理物中の液体を落下させる隙間と、回転体の上方に配置されて該回転体の回転により順次前方に送られる処理物を下方に押圧して圧搾する圧搾部材とを備え、液体と固体が混合した処理物を順次前方に送りながら液体と固体に分離する固液分離装置が公知になっている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−３０７５１２号公報

上記文献の固液分離装置では、圧搾部材による圧搾によって、処理物中の液体が搾り出されるため、脱水性能が向上する一方で、処理物から分離された液体が隙間を介して該処理物の下方側に落下する構造であるため、処理物の上面側と圧搾部材との間に、処理物中から分離された液体が溜まり易く、これによって脱水効率が低下する場合がある。

本発明は、順次前方に送られる処理物を、その上側から下方に圧搾し、処理物中の液体と固体に分離する固液分離装置において、脱水性能をさらに向上させた固液分離装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、液体と固体が混合した処理物を順次前方に送りながら液体と固体に分離する固液分離装置であって、前後方向に並列されて左右方向に延びる複数の回転軸と、各回転軸に左右方向に並列されて軸装された複数の回転体と、左右又は前後で隣接する回転体の間に形成されて処理物中の液体を落下させる隙間と、回転体の上方に配置されて該回転体の回転により順次前方に送られる処理物を下方に押圧して圧搾する圧搾部材とを備え、前記圧搾部材により下方に押圧された処理物中の液体を圧搾部材の上面側に導出させる導出部が設けられ、前記導出部が前後方向に細長いスリット状の導出孔であり、前記スリット状の導出孔に少なくとも一部が上方から挿入された状態で回転する回転部材を備え、前記回転部材が外周に複数の突起を有し、該回転部材は、その下部側が導出孔に挿入された状態で圧搾部材の上面側に遊転自在に支持されることにより、前方に送られる処理物と共に連れ回り回転する構造としたことを特徴とする。

上記構成としたことで、左右又は前後で隣接する回転体の間に形成されて処理物中の液体を落下させる隙間によって、処理物中の液体を落下させるとともに、処理物中の液体を、導出部によって圧搾部材の上面側に導出させる。このように処理物の上下両側で、該処理物から液体を分離させる作用が発揮されるため、脱水性能が向上する。

前記スリット状の導出孔は左右方向に並べて複数設けられたものとしてもよい。

前記回転部材が円盤状に形成され、前記導出孔毎に回転部材が設けられたものとしてもよい。

処理物から分離した液体を排出する排出部が設けられ、上記導出孔を介して圧搾部材の上面側に導出された上記液体を、前記排出部に向かって案内し流出させる流路が形成されたものとしてもよい。

圧搾部材上に導出された上記液体と、前記隙間を介して落下した液体とを合流させるように上記流路が形成されたものとしてもよい。

導出孔を、圧搾部材の送り方向下流側に形成するとともに、圧搾部材の上面を送り方向上流側に向かって下方傾斜させることにより、前記流路を形成したものとしてもよい。

左右又は前後で隣接する回転体の間に形成されて処理物中の液体を落下させる隙間によって、処理物中の液体を落下させるとともに、処理物中の液体を、導出部によって圧搾部材の上面側に導出させる。このように処理物の上下両側で、該処理物から液体を分離させる作用が発揮されるため、脱水性能が向上する。

本発明の要部構成を示す側面図である。本発明を適用した固液分離装置の構成を示す全体側面図である。本発明を適用した固液分離装置の構成を示す全体平面図である。処理部の要部背面図である。図４の要部拡大図である。駆動機構の構成を示す要部背面図である。導出手段の構成を示す正断面図である。導出手段の構成を示す側断面図である。

図１は、本発明の要部構成を示す側面図であり、図２，図３は、本発明を適用した固液分離装置の構成を示す全体側面図及び全体平面図である。図示する固液分離装置１は、固体と液体（主に水）が混合した処理物を前方に送りながら該処理物の脱液（主に脱水）を行うものであり、上部側の装置本体２と、該装置本体２を下支えする下部側の下部フレーム３とを備えている。

下部フレーム３は、上部が開放されたボックス状に成形された排液タンク（排出部）であり、装置本体２側で処理物から分離されて落下してくる液体は、この排液タンク３内に受止められて一時的に貯留される。

装置本体２は、前方（送り方向，搬送方向）に向かって斜め上方に傾斜させることが可能なように下部フレーム３側に支持されている。具体的には、装置本体２が、後部側を支点に上下揺動可能に支持されることにより、前後方向に水平な水平姿勢と、前方に向かって上昇傾斜した傾斜姿勢とに切換可能に構成されている。

該装置本体２は、上下両側が開放されたボックス状の枠体２ａと、枠体２ａの一部を構成して互いが平行に対向した左右一対の板状のサイドフレーム４，４と、左右のサイドフレーム４，４間に配置されて処理物の処理を行う処理部６と、左右一方側のサイドフレーム４における他方側とのサイドフレーム４との対向面と反対側の面（外面）側に配置されて処理部６を駆動させる駆動機構７と、処理部６の直上に配置されて該処理物の圧搾処理を行う圧搾機構８とを備えている。

まず、図１乃至図５に基づき処理部６の構成を説明する。

図４は、処理部の要部背面図であり、図５は、図４の要部拡大図である。処理部６は、左右のサイドフレーム４，４間に回転自在に支持された左右方向の複数の回転軸９と、左右のサイドフレーム４，４間に位置し且つ枠体２ａ側に支持固定されて前後方向に延びる複数のガイドバー（ガイド部材）１１と、回転軸９と一体回転する側面視円形または楕円形の複数の回転板（回転体）１２とを備えている。

上記回転軸９は、前後で隣接するもの同士が互いに平行な状態で、処理物の搬送方向に所定間隔毎に並列配置されている。各回転軸９は、左右のサイドフレーム４，４間にベアリング１３，１３を介して、自身の軸回りに回転自在に架設支持されている。駆動機構７側のサイドフレーム４から外面側に突出した回転軸９の端部には回転軸９と一体回転する従動スプロケット１４が取付固定され、該従動スプロケット１４は、上記駆動機構７の一部を構成している。詳細は後述する。

上記回転板１２は、各回転軸９に所定間隔（図示する例では等間隔）毎に左右並列された状態で複数設けられている。左右に並列配置された複数の回転板１２は、左右方向で隣接するもの同士が互いに平行であって、且つ回転軸９に対して垂直となるように該回転軸９に取付固定されている。

ちなみに、左右で隣接する回転板１２，１２間の距離は、回転軸９に外装される円形リング状のスペーサ１６によって保持される。この他、前後で隣接する回転軸９に設けられた回転板１２同士は、左右位置が対応するもの同士で一致しており、これによって、回転板１２は、サイドフレーム４，４間で、行列状に配置される。

これを言換えると、複数の回転板１２は、平面視で、前後一直線状に配置されて回転列Ｌを形成し、この回転列Ｌが左右方向に等間隔毎に複数並列され、前後方向の搬送面を形成している。この搬送面は、装置本体２が水平姿勢の場合には、複数の回転軸９が前後方向に水平に並列された前後水平な状態となる一方で、傾斜姿勢の場合には、複数の回転軸９が前方に向かって上方傾斜した方向に並列されて前方に上方傾斜した状態になる。

また、回転板１２は、送り方向最下流（最前方）側に位置する以外のものは、側面視で、長軸と短軸との交差点を回転中心となる楕円状に成形される一方で、送り方向最下流側に位置する回転板１２は、回転中心を中心とする円形に成形される。処理物の搬送方向で隣接する回転板１２，１２同士は、回転軌跡Ｄの半径が同一か、或いは後側の回転板１２よりも前側の回転板１２の方が回転軌跡Ｄの半径が小さく設定されている。

具体的には、１つの回転列Ｌを構成する回転板１２として、回転軌跡Ｄの半径が最大な第１半径Ｒ１となる回転板１２である複数の第１回転板１２Ａと、回転軌跡Ｄの半径が第１半径Ｒ１よりも小径な第２半径Ｒ２となる回転板１２である第２回転板１２Ｂと、回転軌跡Ｄの半径が第２半径Ｒ２よりも小径な第３半径Ｒ３となる回転板１２である複数の第３回転板１２Ｃと、回転軌跡Ｄの半径が第３半径Ｒ３よりも小径な第４半径Ｒ４となる回転板１２である第４回転板１２Ｄとの４種類がある。

そして、第１回転板１２Ａの前方に第２回転板１２Ｂが配され、第２回転板１２Ｂの前方に第３回転板１２Ｃが配され、第３回転板１２Ｃの前方に第４回転板１２Ｄが配されている。また、前後で隣接する回転板１２，１２の距離は、互いの回転軌跡Ｄの半径が小さくなる程、短く設定される。さらに、前後で隣合う楕円状の回転板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ同士は、回転軌跡Ｄが側面視で重複するように配置されるとともに、互いの位相が１／４周期ずらされている他、前後で隣接する円状の回転板１２Ｄと、楕円状の回転板１２Ｃとは、回転軌跡Ｄが側面視で非ラップな状態となる。ちなみに、第４回転板１２Ｄの回転軌跡Ｄは、該回転板１２自体の側面形状と同一となる。

上記ガイドバー１１は、下方に向かって徐々に左右幅が縮小する方形状または三角形状の断面形状を有して前後方向に形成され、この前後方向に延びるガイドバー１１が、左右方向で隣接する回転列Ｌの各間（回転板１２，１２の各間）における回転軸９の直上近傍に配置されている。このため、左右方向に並列された前後方向の複数のガイドバー１１と、前後方向に並列された左右方向の複数の回転軸９とは、平面視で、互いに交差して格子状をなしている。そして、左右で隣接するガイドバー１１の間に前後方向に細長く延びるスリット（隙間）１７が形成される。

搬送面の上流側（後端部）から処理物を導入し、各回転板１２を正転方向（図１に矢印で示す反時計回り）に回転駆動させると、搬送面がウェーブ状をなし、回転板１２がガイドバー１１から上方突出する際に、該回転板１２の外縁部分が前方に変位して処理物を順次前方に搬送する。

この搬送過程において、処理物中の液体が、左右で隣接する回転板１２，１２の間、及び前後で隣接する回転板１２，１２の間から落下し、上記スリット１７をすり抜けて、排液タンク３内に貯留される。この回転板１２，１２間やスリット１７を液体がすり抜ける作用によって、処理物中から液体が順次分離されて固体の比率が次第に高くなるようにして、該処理物が前方に送られる。

最下流側まで送られた処理物は十分に脱液がされて固体に近い状態になり、この脱液された処理物は、排出口１８から排出され、排出ガイド部材１９上を滑落して前方斜め下方に案内される。このようにして、処理物の固体と液体の分離（固液分離）が行われる。

また、左右方向に隣接するガイドバー１１，１１間の隙間であるスリット１７は、下方に向かって順次拡大するため、一度スリット１７の上端をすり抜けた液体は、スムーズに排液タンク３に落下する。

続いて、図２，図４及び図６に基づき駆動機構７の構成を説明する。

図６は、駆動機構の構成を示す要部背面図である。駆動機構７は、各回転軸９に軸装された上述の従動スプロケット１４と、装置本体２の後部に設置された駆動モータ２１と、駆動モータ２１の出力軸２１ａに一体回転するように設けられた駆動スプロケット２２と、装置本体２の前部に設置された前部スプロケット２３と、上記従動スプロケット１４の下方に位置する複数の下部スプロケット２４と、上記従動スプロケット１４と駆動スプロケット２２と前部スプロケット２３と下部スプロケット２４とに掛け回され且つ駆動スプロケット２２の動力を各回転軸９に同一の回転速度で伝動する側面視で環状をなす伝動チェーン２６とを備えている。

駆動スプロケット２２は、駆動モータ２１の出力軸２１ａに連結固定され該出力軸２１ａと一体回転する左右方向の駆動軸２７に取付固定されている。駆動軸２７は、左右のサイドフレーム４，４間に軸受２８，２８を介して回転自在に架設支持されている。上記伝動チェーン２６は、駆動スプロケット２２の後側から掛け回されている。

下部スプロケット２４，２４，２４は、前後に複数並列され、隣接する一方の下部スプロケット２４の上側から伝動チェーン２６が掛け回れた場合には、該隣接する他方の下部スプロケット２４には、下側から伝動チェーン２６が掛け回される。前部スプロケット２３には、前側から伝動チェーン２６が掛け回され、各従動スプロケット１４には、下方側から伝動チェーン２６が掛け回される。

ちなみに、前後複数の従動スプロケット１４の直下近傍には、サポート部材２９が配設されている。具体的には、正面視逆Ｌ字状に形成されて前後方向に延びるアングル状の支持フレーム３１と、支持フレーム３１のフラットな上面から上方に一体的に突設されて従動スプロケット１４に近接するサポート部材３２とを有している。背面視で、このサポート部材３２と従動スプロケット１４との間に伝動チェーン２６が配置され、伝動チェーン２６が従動スプロケット１４から外れないように該伝動チェーン２６を下支えしてサポートいる。

該構成によれば、駆動モータ２１によって駆動スプロケット２２を正転方向（図２に矢印で示す時計回り）に駆動させると、その動力が各従動スプロケット１４に伝動され、各回転板１２が正転方向（図２における反時計回り）に回転駆動され、処理物の下流側への脱液搬送が行われる。

続いて、図１〜図３，図７及び図８に基づき圧搾機構８の構成を説明する。

圧搾機構８は、搬送面の直上近傍に位置し且つ装置本体２の上端後方寄り部分を支点に上下揺動自在に支持された圧搾板（圧搾部材）３３と、圧搾板３３を下方に弾力的に押圧するエアシリンダ３４と、圧搾板３３の前部に設けられ且つ圧搾板３３の下面側で圧搾された処理物中から搾り出された液体を圧搾板３３の上面側に導出させる導出手段３６とを備えている。

上記圧搾板３３は、後部が中途部及び前部に対して上方に屈曲され、その後端部が、左右方向の揺動軸３７を介して、装置本体２の枠体２ａ側に軸支されている。圧搾板３３の左右幅は左右のサイドフレーム４，４間の距離と略同一或いは若干狭い程度に設定されるとともに、圧搾板３３の前後長は搬送面の全長と略同一或いは若干短い程度の長さに設定されている。

上記エアシリンダ３４は、装置本体２の前端部において、左右のサイドフレーム４，４の間に架設された正面視逆Ｕ字状の支持フレーム３８の左右方向中央部に取付支持されている。エアシリンダ３４が伸長作動すると、圧搾板３３の前端部が上面側から下方に弾力的に押圧される一方で、エアシリンダ３４が縮小作動すると、圧搾板３３による下方への押圧が解除される。

この圧搾板３３の下方への押圧によって、該圧搾板３３と搬送面との間に位置する処理物が上側から下方に押圧されて圧搾され、処理物内からの液体の分離が促進される。なお、このエアシリンダ３４の代わりに、圧搾板３３を下方に弾力的に押圧するガススプリングや圧縮スプリング等の付勢部材を用いてもよい。

図７，図８は、導出手段の構成を示す正断面図及び側断面図である。導出手段３６は、圧搾板３３の前部に左右一対で設けられている。各導出手段３６は、圧搾板３３の前部に穿設された前後方向に細長く延びるスリット状の複数の導出孔（導出部）３３ａと、導出孔３３ａに上方側から挿通されて下端側が圧搾板３３の下面側に臨む回転部材３９と、圧搾板３３の上面側に導出された液体を排液タンク３側に導く流路とを備えている。

導出孔３３ａは、互いが搬送方向である前後方向に平行な状態で、左右方向に複数並列されている。

回転部材３９は、厚み方向が左右方向に向けられた円盤状に形成され、その外周には、所定間隔毎（図示する例では等間隔毎）に突起３９ａが全周に亘り満遍無く突出形成されている。この回転部材３９が導出孔３３ａ毎に設けられ、各回転部材３９は、その下部が対応する導出孔３３ａに上方側から挿通され、この複数の回転部材３９は、自身の中心部を垂直に貫通する単一の左右方向に延びる支持軸４１によって、該支持軸４１の軸回りに遊転自在に圧搾板３３側に支持されている。ちなみに、支持軸４１は、左右一対のベース部材４２によって、圧搾板３３の上面前部側に支持されている。

上記流路は、圧搾板３３の上面に形成される。具体的には、圧搾板３３が、搬送面（ガイドバー１１）に対しては送り方向下流側に向かって下方傾斜した状態となるが、水平方向に対しては送り方向上流側に下方傾斜するように、装置本体２の傾斜姿勢での傾きを設定している。このため、圧搾板３３の上面側に導出された液体は、この傾斜によって、圧搾板の後部側に案内される。そして、圧搾板３３の後部側まで案内された液体は、サイドフレーム４に穿設された排出孔４ａ（図２参照）から漏れ出て、排液タンク３内に落下する。

該構成の圧搾機構８によれば、複数の回転板１２により順次前方に送られる処理物は、圧搾板３３によって圧搾され、該処理物中から搾り出された液体は、導出孔３３ａと回転部材３９との間に形成されたクリアランスを介して、圧搾板３３の上面側に導出され、上述した流路を形成する圧搾板３３の上面の傾斜を流れ落ちて、排出孔４ａまで達し、該排出孔４ａから漏れ出た液体は、スリット１７を介して落下した液体と合流するように排液タンク３に貯留される。

また、この際、搬送中の処理物に下端側が接する回転部材３９は、該処理物と連れ回り回転し、導出孔３３ａに詰まった処理物を突起等により掻取るため、導出孔３３ａの目詰まりも効率的に防止される。

以上のように構成された固液分離装置１によれば、回転板１２の回転軌跡Ｄの半径が送り方向に向かって順次小さくなるため、圧搾板３３と搬送面との間の空間が送り方向に向かって次第に狭くなる。このため、急減な脱液が防止されて段階的に脱液処理が行われ、効率的に処理物中から液体を分離させることができる。

また、圧搾板３３を下方に弾力的に押圧するエアシリンダ３４は、その駆動力によって、弾力的な押圧力を調整可能であるため、処理物の種類に応じた最適な押圧力を該処理部に付与できるため、さらに効率的な固液分離が可能になる。

また、回転板１２は、処理物を順次前方に送る機能を有するとともに、該処理物がスリット１７に詰まることが防止する機能も有している。

さらに、圧搾機構８の導出手段３６によって、処理物から分離した液体を、圧搾板３３の上面側に導出させるため、処理物の上下両側から効率的な脱液処理を行うことが可能になる他、導出手段３６を構成する導出孔３３ａの目詰まりが回転部材３９によって効率的に防止されるため、脱液機能も低下も生じず、さらに効率的な作業が可能になる。ちなみに、回転部材３９の突起３９ａによって、処理物の移動に伴う該回転部材３９の連れ回り回転が促進され、より効率的に目詰まりを防止可能になる。

また、スリット１７を介して落下する液体と、圧搾板３３の上面側から流下する液体とが同一の排液タンク３に貯留され、この排液タンク３をそれぞれに別々に設ける必要がないので、部品点数が減少して、構成が簡略化され、製造コストが低減する。

なお、回転部材３９の外縁に突起３９ａを一体形成して、処理物の移動に伴う回転部材３９の連れ回り回転を促進させる例を説明したが、該連れ回り回転が促進されれば、図８に示すような突起に限定されることなく、回転部材３９の外縁側に径方向に突出する複数のブラシ等を周方向全体に亘り所定間隔で満遍無く設け、これによって回転部材３９の連れ回り回転を促進させてもよい。

１固液分離装置
３下部フレーム（排出部，排液タンク）
９回転軸
１２回転板（回転体）
３３圧搾板（圧搾部材）
３３ａ導出孔（導出部）
３９回転部材
３９ａ突起

Claims

液体と固体が混合した処理物を順次前方に送りながら液体と固体に分離する固液分離装置であって、
前後方向に並列されて左右方向に延びる複数の回転軸と、
各回転軸に左右方向に並列されて軸装された複数の回転体と、
左右又は前後で隣接する回転体の間に形成されて処理物中の液体を落下させる隙間と、
回転体の上方に配置されて該回転体の回転により順次前方に送られる処理物を下方に押圧して圧搾する圧搾部材とを備え、
前記圧搾部材により下方に押圧された処理物中の液体を圧搾部材の上面側に導出させる導出部が設けられ、
前記導出部が前後方向に細長いスリット状の導出孔であり、
前記スリット状の導出孔に少なくとも一部が上方から挿入された状態で回転する回転部材を備え、
前記回転部材が外周に複数の突起を有し、
該回転部材は、その下部側が導出孔に挿入された状態で圧搾部材の上面側に遊転自在に支持されることにより、前方に送られる処理物と共に連れ回り回転する構造とした
ことを特徴とする固液分離装置。
前記スリット状の導出孔は左右方向に並べて複数設けられた
請求項１に記載の固液分離装置。
前記回転部材が円盤状に形成され、
前記導出孔毎に回転部材が設けられた
請求項１又は２の何れかに記載の固液分離装置。
処理物から分離した液体を排出する排出部が設けられ、
上記導出孔を介して圧搾部材の上面側に導出された上記液体を、前記排出部に向かって案内し流出させる流路が形成された
請求項１乃至３の何れかに記載の固液分離装置。
圧搾部材上に導出された上記液体と、前記隙間を介して落下した液体とを合流させるように上記流路が形成された
請求項４に記載の固液分離装置。
導出孔を、圧搾部材の送り方向下流側に形成するとともに、圧搾部材の上面を送り方向上流側に向かって下方傾斜させることにより、前記流路を形成した
請求項４又は５の何れかに記載の固液分離装置。