JP6345149B2 - スクリュー脱液機 - Google Patents

Description

本明細書で開示する技術は、例えば汚泥等、液体と固形物とが混合された状態の固液混合原料から液体を分離するために用いられるスクリュー脱液機に関する。

特許文献１には、スクリュー脱液機が開示されている。このスクリュー脱液機は、多孔板によって形成された円筒状のバレルと、バレル内に配置されたスクリュー体と、スクリュー体を回転させてバレル内に投入された固液混合原料（例えば汚泥等）をバレルの出口側端部に向かって送る輸送機構とを有している。スクリュー体は、バレルと同心状に配置されたスクリュー軸と、スクリュー軸の外面表面に固定されたスクリュー状羽根と、を有する。スクリュー軸は、溝深さが、下流側に向けて浅くなるように形成されている。スクリュー状羽根は、間隔が、下流側に向けて小さくなるように形成されている。

スクリュー体が回転することにより、バレル内に投入された固液混合原料は、バレルの出口側端部に向かって送られる。この際、下流側に向かうに従って、バレルの内周面とスクリュー体との間の空間（即ち固液混合原料の通路）が徐々に狭くなるため、固液混合原料は、バレルの内周面とスクリュー体との間に挟まれて圧搾される。この結果、固液混合原料から液体が分離される。分離された液体は、バレルに設けられた多数の孔を介して外部に排出される。液体が除去された後の原料（即ち脱液後の固形物。「ケーク」とも呼ばれる）は、バレルの出口側端部から外部に排出される。

特開２０１１−２１２６９７号公報

通常、特許文献１に開示されているようなスクリュー脱液機では、バレル及びスクリュー体は剛性材料（例えば金属）によって形成されている。しかしながら、バレル内に投入される固液混合原料が、石、金属片、木片、ガラス片等の異物を含む場合がある。そのような場合に、固液混合原料に含まれる異物がスクリュー状羽根の外周縁部とバレルの内周面との間に挟まり、スクリュー体の回転が妨げられて脱液処理を適切に行えない事態が発生する場合がある。

本明細書では、異物を含む固液混合原料に対しても適切に脱液処理を行うことができる技術を提供する。

本明細書が開示するスクリュー脱液機は、円筒状のケーシングと、ケーシングの内側に配置されるスクリュー体であって、ケーシングと同心状に配置されるスクリュー軸と、スクリュー軸の外周に固定される螺旋状のスクリュー羽根と、を有する、スクリュー体と、ケーシング内に投入された固液混合原料をケーシングの出口側端部に向けて輸送するようにスクリュー体を回転させる駆動機構と、を備えている。ケーシングは、多数個の液抜き孔が形成された円筒状のバレルと、弾性材料で形成されており、多数個の液抜き孔が形成されており、バレルの内周面を覆うろ過膜体と、を有している。スクリュー軸は、その溝深さが、ケーシングの入口側端部から出口側端部に向けて浅くなるように形成されている。スクリュー羽根は、その間隔が、ケーシングの入口側端部から出口側端部に向けて小さくなるように形成されている。

上記のスクリュー脱液機は、バレルの内周面が、弾性材料で形成されたろ過膜体によって覆われている構造のケーシングを備える。そのため、ケーシング内に投入された固液混合原料が、石、金属片、木片、ガラス片等の異物を含む場合において、上記の異物がスクリュー羽根の外周縁部とバレルの内周面との間に挟まる状況が生じた場合であっても、バレルの内周面を覆うろ過膜体が弾性変形することにより、スクリュー体の回転が妨げられる事態の発生を抑制することができる。従って、上記のスクリュー脱液機では、異物を含む固液混合原料に対しても適切に脱液処理を行うことができる。

バレルは、第１部材と第２部材とを含む複数の部材に分割可能であってもよい。第１部材は、バレルの軸心に沿って分割されたバレルの外周面の一部であってもよい。第２部材は、バレルの軸心に沿って分割されたバレルの外周面の他の一部であってもよい。

この構成によると、バレルが分割できない構成を有する従来のスクリュー脱液機に比べて、バレルの着脱作業を容易に行うことができる。従って、バレル内の各部材のメンテナンス作業も従来のスクリュー脱液機に比べて容易に行い得る。

上記のスクリュー脱液機は、ケーシングの入口側端部に配置されており、固液混合原料をケーシング内に投入するための投入機構をさらに備えていてもよい。投入機構は、投入室と、投入室内に設けられ、スクリュー体と同軸回転する羽根体とを備えていてもよい。投入室は、ケーシングの入口側端部に隣接する第１壁部と、第１壁部と対向する第２壁部と、第１壁部と第２壁部との間に設けられる側壁部と、を有していてもよい。側壁部には、固液混合原料を投入室内に投入するための投入口が形成されていてもよい。第１壁部には、ケーシング内と連通する連通孔が形成されていてもよい。羽根体は、第１壁部と第２壁部との間に密に配置されていてもよい。スクリュー軸と同軸回転する軸部と、弾性材料で形成されており、軸部の外周に固定されている複数枚の羽根部を有していてもよい。羽根体が回転することに伴って、複数枚の羽根部のうちの少なくとも１枚が側壁部に当接して弾性変形し、側壁部と、羽根部と、第１壁部と、第２壁部との間に形成される空間の容積を小さくすることによって、当該空間内に収容される固液混合原料を押圧し、連通孔を介してケーシング内に送り出すようにしてもよい。

従来のスクリュー脱液機は、バレル内に固液混合原料を適切に投入するために、スクリュー体を回転させるための駆動機構とは別に、固液混合原料をバレル内に押し込むための装置（例えばスラリーポンプ）を備える必要があった。この点、上記のスクリュー脱液機は、投入室と、スクリュー体のスクリュー軸と同軸回転する羽根体と、を備える投入機構を有している。この投入機構では、羽根体がスクリュー軸と同軸回転することに伴って、複数枚の羽根部のうちの少なくとも１枚が側壁部に当接して弾性変形し、側壁部と、羽根部と、第１壁部と、第２壁部との間に形成される空間の容積を小さくすることによって、当該空間内に収容される固液混合原料を押圧し、連通孔を介してケーシング内に送り出すことができる。従って、上記の構成によると、スクリュー体を回転させるための駆動機構とは別に、固液混合原料をケーシング内に押し込むための装置を設けることなく、ケーシング内に固液混合原料を適切に投入することができる。

側壁部は異形円筒状であり、側壁部の軸心は、羽根体の軸部に対して偏心する位置に設けられていてもよい。ここで、「異形円筒状」とは、外周面の少なくとも一部が円筒状に形成されている任意の形状を含むものである。

この構成によると、側壁部が異形円筒状であるため、複数枚の羽根部のうちの少なくとも１枚が側壁部に当接して弾性変形した状態を保持したまま、羽根体をスムーズに回転させることができる。また、側壁部の軸心が、羽根体の軸部に対して偏心する位置に設けられているため、羽根体の回転に伴って、側壁部と、羽根部と、第１壁部と、第２壁部との間に形成される空間の容積を漸次的に小さくし易くなる。従って、上記の構成を備えることにより、投入室内に投入された固液混合原料をより効率よくケーシング内に投入することができる。

スクリュー体は、その軸方向において、ケーシングの入口側に配置される第１部分と、第１部分よりもケーシングの出口寄りに配置される第２部分と、を含む複数の部分に分割可能であってもよい。第２部分のスクリュー軸の平均溝深さは、第１部分のスクリュー軸の平均溝深さよりも浅く、第２部分のスクリュー羽根の平均間隔は、第１部分のスクリュー羽根の平均間隔よりも小さくてもよい。

この構成によると、スクリュー体が複数の部分に分割可能であるため、スクリュー体を構成する各部分の形状を、固液混合原料の性質に応じて適切な形状に容易に組み替えることができる。

スクリュー脱液機は、ケーシングの出口側端部を閉塞するダイ板であって、少なくとも外周縁部が弾性材料で形成されているダイ板をさらに備えていてもよい。

この構成によると、ケーシングの出口側端部がダイ板で閉塞されている（即ち、出口側端部のダイ抵抗が高い）ため、ケーシングの出口側端部においても原料に適度な圧力を加えることができ、ケーシングの出口側端部においても適切に原料を圧搾することができる。また、ケーシングの出口側端部付近に原料が所定量以上集積すると、新たにケーシングの出口側端部付近に到達した原料によって、それまでに出口側端部付近に集積していた原料が押され、その結果、原料がダイ板を押す。この場合、ダイ板の少なくとも外周縁部が弾性材料で形成されているため、ダイ板の少なくとも外周縁部が弾性変形し、脱液後の原料を適切に外部に排出することができる。

スクリュー脱液機の全体構成を表す斜視図。 スクリュー脱液機を部分的に断面で示した側面図。 スクリュー脱液機の平面図。 図３のＩＶ−ＩＶ断面を示す断面図。 ケーシングを構成する各部品を示す分解斜視図。 スクリュー体を示す側面図。 第１スクリュー部分と第２スクリュー部分とを連結する様子を示す説明図。 図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示す断面図。 ケーシングの出口側端部付近を拡大して示した側面図。

（実施例）
（スクリュー脱液機２の全体構成；図１〜図３）
図１に示すスクリュー脱液機２は、固液混合原料（例えば、汚泥等）から液体を分離するために用いられるスクリュー脱液機である。以下では、固液混合原料のことを単に原料と呼ぶ場合がある。図１〜図３に示すように、スクリュー脱液機２は、ケーシング４と、スクリュー体６と、投入機構８と、駆動機構１０と、軸受部１２、１４と、ダイ板１６と、排出トレイ１８とを備えている。なお、理解の容易のために、図２では、ケーシング４と、投入機構８の一部（具体的には、ホッパー９０及び投入室１００）を断面で表している。同様の理由で、図３では、ホッパー９０（図１、図２参照）の図示を省略している。

（ケーシング４の構成；図２、図４、図５）
図２に示すように、ケーシング４は、バレル２０と、ろ過布３０と、ろ過膜体４０と、を備えている。バレル２０と、ろ過布３０と、ろ過膜体４０とは、いずれも円筒状に形成されている。図２及び図４に示すように、バレル２０と、ろ過布３０と、ろ過膜体４０とは、内側からこの順で重ね合わせられている。即ち、バレル２０の内周面は、ろ過布３０及びろ過膜体４０によって覆われている。

バレル２０は、金属で形成されている。図５に示すように、バレル２０には、多数個の液抜き孔２１が形成されている。バレル２０は、第１バレル部材２２と、第２バレル部材２４とに分割可能である。第１バレル部材２２、第２バレル部材２４は、それぞれ、バレル２０の軸心に沿ってバレル２０を半分に分割した形状を備える。第１バレル部材２２と第２バレル部材２４とを組み合わせることにより、円筒状のバレル２０（図４参照）が形成される。第１バレル部材２２は、円筒状の筒部分２２ａと、平板状の組合せ部分２２ｂとを有する。同様に、第２バレル部材２４も、円筒状の筒部分２４ａと、平板状の組合せ部分２４ｂとを有する。第１バレル部材２２と第２バレル部材２４とを組み合わせる場合には、組合せ部分２２ｂと組合せ部分２４ｂとを対向させる。

ろ過布３０は、液体を透過させるが固体を透過させない布材で形成されている。ろ過布３０も、第１布部材３２と、第２布部材３４とに分割可能である。第１布部材３２、第２布部材３４は、それぞれ、ろ過布３０の軸心に沿ってろ過布３０を半分に分割した形状を備える。第１布部材３２と第２布部材３４とを組み合わせることにより、円筒状のろ過布３０（図４参照）が形成される。第１布部材３２は、円筒状の筒部分３２ａと、平板状の組合せ部分３２ｂとを有する。同様に、第２布部材３４も、円筒状の筒部分３４ａと、平板状の組合せ部分３４ｂと、を有する。第１布部材３２と第２布部材３４とを組み合わせる場合には、組合せ部分３２ｂと組合せ部分３４ｂとを対向させる。

ろ過膜体４０は、例えばゴム、樹脂等の弾性材料で形成されている。ろ過膜体４０には、多数個の液抜き孔４１が形成されている。ろ過膜体４０も、第１膜部材４２と、第２膜部材４４とに分割可能である。第１膜部材４２、第２膜部材４４は、それぞれ、ろ過膜体４０の軸心に沿ってろ過膜体４０を半分に分割した形状を備える。第１膜部材４２と第２膜部材４４とを組み合わせることにより、円筒状のろ過膜体４０（図４参照）が形成される。第１膜部材４２は、円筒状の筒部分４２ａと、平板状の組合せ部分４２ｂとを有する。同様に、第２膜部材４４も、円筒状の筒部分４４ａと、平板状の組合せ部分４４ｂとを有する。第１膜部材４２と第２膜部材４４とを組み合わせる場合には、組合せ部分４２ｂと組合せ部分４４ｂとを対向させる。

図４、図５を参照して、上記の各部材２２、２４、３２、３４、４２、４４を用いてケーシング４を形成する工程の一例を説明する。まず、第１バレル部材２２の筒部分２２ａの内周面に第１布部材３２の筒部分３２ａの外周面を密に重ね合わせ、さらに、第１布部材３２の筒部分３２ａの内周面に第１膜部材４２の筒部分４２ａの外周面を密に重ね合わせる。この際、組合せ部分２２ｂ、３２ｂ、４２ｂも密に重ね合わせられる。これによりケーシング４の上部分が形成される。次いで、第２バレル部材２４の筒部分２４ａの内周面に第２布部材３４の筒部分３４ａの外周面を密に重ね合わせ、さらに、第２布部材３４の筒部分３４ａの内周面に第２膜部材４４の筒部分４４ａの外周面を密に重ね合わせる。この際、組合せ部分２４ｂ、３４ｂ、４４ｂも密に重ね合わせられる。これにより、ケーシング４の下部分が形成される。次いで、上部分と下部分とを組み合わせる。この際、組合せ部分４２ｂと、組合せ部分４４ｂとを対向させて接合させる。これにより、組合せ部分２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、２４ｂ、３４ｂ、４４ｂが上からこの順で積層される。組合せ部分２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、２４ｂ、３４ｂ、４４ｂをネジ止めすることにより、上部分と下部分とが固定され、ケーシング４が完成する。なお、図４に示すように、ネジ止めの際には、おさえ板４７を上下に配置する。これにより、円筒状のバレル２０、及び、バレル２０の内周面を被覆するろ過布３０及びろ過膜体４０が形成される。

（スクリュー体６の構成；図２、図６、図７）
図２に示すように、スクリュー体６は、ケーシング４内に配置されている。スクリュー体６は、ケーシング４と同心状に配置されるスクリュー軸６ａと、スクリュー軸６ａの外周に固定される螺旋状のスクリュー羽根６ｂと、を備える。図２及び図４に示すように、スクリュー羽根６ｂの外周縁部は、ケーシング４の内周面（即ち、ろ過膜体４０）に近接する位置に配置される。図２に示すように、スクリュー軸６ａは、その溝深さが、ケーシング４の入口側端部４ａから出口側端部４ｂに向けて浅くなるように形成されている。スクリュー軸６ａは、その軸径が、ケーシング４の入口側端部４ａから出口側端部４ｂに向けて大きくなるように形成されていると言い換えてもよい。スクリュー羽根６ｂは、その間隔が、ケーシング４の入口側端部４ａから出口側端部４ｂに向けて小さくなるように形成されている。

図６は、スクリュー体６のみを表した側面図である。図６に示すように、スクリュー体６は、第１スクリュー部分５０と、第２スクリュー部分６０と、第３スクリュー部分７０と、第４スクリュー部分８０とを組み合わせて構成されている。即ち、スクリュー体６は、第１スクリュー部分５０と、第２スクリュー部分６０と、第３スクリュー部分７０と、第４スクリュー部分８０とに分割可能である。

第１スクリュー部分５０は、回転軸５１と、第１スクリュー軸５２と、第１スクリュー羽根５４と、を備える。本実施例では、第１スクリュー軸５２は、どの部分も同じ溝深さに形成されている。変形例では、第１スクリュー軸５２の溝深さは、上流側（図６中左側。以下同じ）から下流側（図６中右側。以下同じ）に向けて浅くなる（言い換えると、軸径が大きくなる）ように形成されていてもよい。第１スクリュー羽根５４は、第１スクリュー軸５２の外周に固定されている螺旋状の部材である。本実施例では、第１スクリュー羽根５４の間隔はどの部分も同じ大きさに形成されている。変形例では、第１スクリュー羽根５４の間隔は、上流側から下流側に向けて小さくなるように形成されていてもよい。第１スクリュー軸５２の上流側端部には、回転軸５１が設けられている。回転軸５１の軸径は、第１スクリュー軸５２の軸径より小さい。第１スクリュー軸５２の下流側端部には、後述の第２スクリュー部分６０の雄ネジ部６６を螺入するための雌ネジ部５８が形成されている。

第２スクリュー部分６０は、第２スクリュー軸６２と、第２スクリュー羽根６４と、を備える。本実施例では、第２スクリュー軸６２の溝深さは、上流側から下流側に向けて浅くなる（言い換えると、軸径が大きくなる）ように形成されている。第２スクリュー軸６２の平均溝深さは、第１スクリュー軸５２の平均溝深さよりも浅い。なお、変形例では、第２スクリュー軸６２は、どの部分も同じ溝深さに形成されていてもよい。第２スクリュー羽根６４は、第２スクリュー軸６２の外周に固定されている螺旋状の部材である。本実施例では、第２スクリュー羽根６４の間隔はどの部分も同じ大きさに形成されている。第２スクリュー羽根６４の平均間隔は、第１スクリュー羽根５４の平均間隔よりも小さい。なお、変形例では、第２スクリュー羽根６４の間隔は、上流側から下流側に向けて小さくなるように形成されていてもよい。第２スクリュー軸６２の上流側端部には、上記の第１スクリュー部分５０の雌ネジ部５８に螺入するための雄ネジ部６６が形成されている。第２スクリュー軸６２の下流側端部には、後述の第３スクリュー部分７０の雄ネジ部７６を螺入するための雌ネジ部６８が形成されている。

第３スクリュー部分７０は、第３スクリュー軸７２と、第３スクリュー羽根７４と、を備える。本実施例では、第３スクリュー軸７２の溝深さは、上流側から下流側に向けて浅くなる（言い換えると、軸径が大きくなる）ように形成されている。第３スクリュー軸７２の平均溝深さは、第２スクリュー軸６２の平均溝深さよりも浅い。なお、変形例では、第３スクリュー軸７２は、どの部分も同じ溝深さに形成されていてもよい。第３スクリュー羽根７４は、第３スクリュー軸７２の外周に固定されている螺旋状の部材である。本実施例では、第３スクリュー羽根７４の間隔はどの部分も同じ大きさに形成されている。第３スクリュー羽根７４の平均間隔は、第２スクリュー羽根６４の平均間隔よりも小さい。なお、変形例では、第３スクリュー羽根７４の間隔は、ケーシング４の上流側から下流側に向けて小さくなるように形成されていてもよい。第３スクリュー軸７２の上流側端部には、上記の第２スクリュー部分６０の雌ネジ部６８に螺入するための雄ネジ部７６が形成されている。第３スクリュー軸７２の下流側端部には、後述の第４スクリュー部分８０の雄ネジ部８６を螺入するための雌ネジ部７８が形成されている。

第４スクリュー部分８０は、第４スクリュー軸８２と、第４スクリュー羽根８４と、回転軸８７とを備える。本実施例では、第４スクリュー軸８２の溝深さは、上流側から下流側に向けて浅くなる（言い換えると、軸径が大きくなる）ように形成されている。第４スクリュー軸８２の平均溝深さは、第３スクリュー軸７２の平均溝深さよりも浅い。なお、変形例では、第４スクリュー軸７２は、どの部分も同じ溝深さに形成されていてもよい。第４スクリュー羽根８４は、第４スクリュー軸８２の外周に固定されている螺旋状の部材である。本実施例では、第４スクリュー羽根８４の間隔はどの部分も同じ大きさに形成されている。第４スクリュー羽根８４の平均間隔は、第３スクリュー羽根７４の平均間隔よりも小さい。なお、変形例では、第４スクリュー羽根８４の間隔は、上流側から下流側に向けて小さくなるように形成されていてもよい。第４スクリュー軸８２の上流側端部には、上記の第３スクリュー部分７０の雌ネジ部７８に螺入するための雄ネジ部８６が形成されている。第４スクリュー軸８２の下流側端部には、回転軸８７が設けられている。回転軸８７の軸径は、第４スクリュー軸８２の軸径より小さい。

図７に示すように、第１スクリュー部分５０の雌ネジ部５８に、第２スクリュー部分６０の雄ネジ部６６を螺入することにより、第１及び第２スクリュー部分５０、６０が同心状に連結される。以降、同様に、第２スクリュー部分６０の雌ネジ部６８に、第３スクリュー部分７０の雄ネジ部７６を螺入することにより、第２及び第３スクリュー部分６０、７０が同心状に連結される（図６参照）。同様に、第３スクリュー部分７０の雌ネジ部７８に、第４スクリュー部分８０の雄ネジ部８６を螺入することにより、第３及び第４スクリュー部分７０、８０が同心状に連結される（図６参照）。図６に示すように、第１〜第４スクリュー部分５０〜８０が同心状に連結されることにより、スクリュー体６が完成する。即ち、スクリュー軸６ａは、回転軸５１と、第１〜第４スクリュー軸５２、６２、７２、８２と、回転軸８７とによって構成される。また、スクリュー羽根６ｂは、第１〜第４スクリュー羽根５４、６４、７４、８４によって構成される。

スクリュー体６がケーシング４内に配置されると、図２に示すように、回転軸５１、第１〜第４スクリュー軸５２、６２、７２、８２、及び、回転軸８７（即ちスクリュー軸６ａ）は、ケーシング４と同心状に配置される。この際、回転軸５１は、後述の投入室１００を貫通するとともに、軸受部１２によって回転可能に支持される。また、回転軸５１の端部は、後述の第１プーリー１５０に固定される。また、回転軸８７は、ダイ板１６を貫通するとともに、軸受部１４によって回転可能に支持される。また、図２及び図４に示すように、第１〜第４スクリュー羽根５４、６４、７４、８４（即ちスクリュー羽根６ｂ）の外周縁部は、それぞれ、ケーシング４の内周面（即ち、ろ過膜体４０）に近接する位置に配置される。

（投入機構８の構成；図１、図２、図８）
図１に示す投入機構８は、固液混合原料をケーシング４内に投入するための機構である。投入機構８は、ケーシング４の入口側端部４ａに隣接して配置されている。投入機構８は、ホッパー９０と、投入室１００とを備えている。

ホッパー９０は、固液混合原料を投入室１００内に投入するためのガイド部材である。図２に示すように、ホッパー９０の上端面は大きく開口している。ホッパー９０の下端面は、投入室１００の上面に開口されている投入口１０２と連通している。

投入室１００は、ホッパー９０を介して投入された固液混合原料を一時的に収容する部材である。図２に示すように、投入室１００は、ケーシング４の入口側端部４ａに隣接する第１壁部１０４と、第１壁部１０４と対向する第２壁部１０６と、第１壁部１０４と第２壁部１０６との間に設けられる側壁部１０８とを有している。第２壁部１０６の外側には、軸受部１２が固定されている。また、投入室１００の上端面（即ち、側壁部１０８の上端部分）には上記投入口１０２が形成されている。

図２及び図８に示すように、投入室１００内には、前記スクリュー体６のスクリュー軸６ａ（具体的には、回転軸５１）が挿通されている。また、投入室１００内には、スクリュー軸６ａ（回転軸５１）と同軸回転する羽根体１２０が設けられている。羽根体１２０については後で詳しく説明する。

図８に示すように、第１壁部１０４には、ケーシング４内と連通する複数個の連通孔１１０が形成されている。また、側壁部１０８は、上面が開口した異形円筒状に形成されている。即ち、側壁部１０８は、下側部分が円筒状に形成されており、上面に投入口１０２が開口している。側壁部１０８の異形円筒状部分の軸心は、投入室１００内に挿通されるスクリュー軸６ａ（即ち回転軸５１）に対して偏心する位置に設けられている。

羽根体１２０は、軸部１２２と、６枚の羽根部１２４ａ〜１２４ｆとを備える。軸部１２２は、投入室１００内に挿通されるスクリュー軸６ａ（即ち回転軸５１）に固定されており、スクリュー軸６ａと同軸回転する。羽根部１２４ａ〜１２４ｆは、それぞれ、軸部１２２の外周に固定されている。羽根部１２４ａ〜１２４ｆは、例えばゴム、樹脂等の弾性材料で形成されている。上記の通り、側壁部１０８の軸心は、投入室１００内に挿通されるスクリュー軸６ａ（即ち軸部１２２）に対して偏心する位置に設けられている。そのため、６枚の羽根部１２４ａ〜１２４ｆのうちの少なくとも３枚（図８の例では、羽根部１２４ｃ、１２４ｄ、１２４ｅ）は、側壁部１０８の内面に当接して弾性変形している。また、図２に示すように、羽根体１２０は、第１壁部１０４と第２壁部１０６との間に密に配置されている。なお、以下では、６枚の羽根部１２４ａ〜１２４ｆを総称して単に「羽根部１２４」と呼ぶ場合がある。

図８に示すように、スクリュー軸６ａとともに羽根体１２０が回転することにより、６枚の羽根部１２４ａ〜１２４ｆのうちの３枚又は４枚が側壁部１０８に当接して弾性変形する。この結果、羽根体１２０の回転に伴って、側壁部１０８と、羽根部１２４と、前記第１壁部１０４と、前記第２壁部１０６との間に形成される空間１３０の容積を次第に小さくすることによって、当該空間１３０内に収容されている固液混合原料を押圧し、第１壁部１０４に形成されている連通孔１１０を介してケーシング４内に送り出すことができる。

（駆動機構１０の構成；図１、図３）
図１に示す駆動機構１０は、スクリュー体６を回転させるための動力機構である。駆動機構１０は、第１プーリー１５０と、第２プーリー１６０と、モーター１７０と、ベルト１８０と、を備える。第１プーリー１５０には、スクリュー軸６ａが固定されている。第２プーリー１６０は、モーター１７０に固定されている。ベルト１８０は、第１プーリー１５０及び第２プーリー１６０に架設されている。ベルト１８０は、第２プーリー１６０の回転力を第１プーリー１５０に伝達する。従って、モーター１７０を駆動させると、第２プーリー１６０及び第１プーリー１５０が回転し、第１プーリー１５０に固定されているスクリュー体６が回転する。スクリュー体６が回転することにより、上記の投入機構８の羽根体１２０も同軸回転する。また、ケーシング４内に投入された固液混合原料は、ケーシング４の出口側端部に向けて輸送される。スクリュー脱液機２の動作については後で詳しく説明する。

（軸受部１２、１４の構成；図２）
上記の通り、軸受部１２は、投入室１００の第２壁部１０６の外側に固定されている（図２参照）。軸受部１２は、スクリュー軸６ａの一端側（具体的には、回転軸５１）を回転可能に支持する。また、軸受部１４は、ケーシング４の出口側に設けられている。軸受部１４は、スクリュー軸６ａの他端側（具体的には、回転軸８７）を回転可能に支持する。

（ダイ板１６、排出トレイ１８の構成；図９）
図９に示すように、ダイ板１６は、ケーシング４の出口側端部４ｂを閉塞する部材である。ダイ板１６は、本体部１９０と、鍔部１９２と、を備える。本体部１９０は、金属で形成されている円板状部材である。本体部１９０は、ケーシング４の出口側端部４ｂ近傍に固定されている。本体部１９０の径は、ケーシング４の内径よりも小さい。鍔部１９２は、本体部１９０のケーシング４寄りの面、及び、本体部１９０の外周縁部を覆うように形成されている円板状部材である。鍔部１９２は、ゴム、樹脂等の弾性材料で形成されている。鍔部１９２を含むダイ板１６の径は、ケーシング４の内径とほぼ同じか、やや大きい。即ち、ダイ板１６は、外周縁部が弾性材料で形成された構成を有する、と言い換えることができる。

図９に示すように、ケーシング４の出口側端部４ｂがダイ板１６で閉塞されているため、ケーシング４の出口側端部４ｂにおいて原料（即ち、脱液後の固液混合原料。「ケーク」とも呼ぶ）に適度な圧力を加えることができ、原料を圧搾することができる。また、ケーシング４の出口側端部４ｂ付近に脱液後の原料が所定量以上集積すると、新たにケーシング４の出口側端部４ｂ付近に到達した原料によって、それまでに出口側端部４ｂ付近に集積していた原料が押され、原料がダイ板１６を押す。ダイ板１６に所定の大きさ以上の圧力が加わると、鍔部１９２が弾性変形し、脱液後の原料が外部に排出される。

排出トレイ１８は、ケーシング４の出口側端部４ｂから排出された脱液後の原料を収容するためのトレイである。排出トレイ１８は、ケーシング４の出口側端部の下方に配置されている。

（スクリュー脱液機２の動作）
上記の構成を有するスクリュー脱液機２の動作について説明する。本実施例のスクリュー脱液機２を用いて固液混合原料の脱液処理を行う場合、作業者は、まず、モーター１７０を駆動させる。モーター１７０が駆動すると、第２プーリー１６０及び第１プーリー１５０が回転する。これに伴い、スクリュー体６がスクリュー軸６ａを中心に回転する。スクリュー体６の回転に伴い、投入室１００内の羽根体１２０も軸部１２２を中心に回転する。

続いて、作業者は、ホッパー９０に、固液混合原料を投入する。ホッパー９０に投入された固液混合原料は、ホッパー９０を通過し、投入口１０２を介して投入室１００内に導入される。上記の通り、投入室１００内では、羽根体１２０が軸部１２２を中心に回転している（図８参照）。投入室１００内に投入された固液混合原料は、側壁部１０８と、羽根部１２４と、前記第１壁部と、前記第２壁部との間に形成される空間１３０内に送り込まれる。上記の通り、羽根体１２０の回転、及び、羽根部１２４の弾性変形に伴って、空間１３０の容積は次第に小さくなる。これにより空間１３０内に送り込まれた固液混合原料は押圧され、第１壁部１０４に形成されている連通孔１１０を介してケーシング４内に送り出される。

ケーシング４内に送り込まれた固液混合原料は、回転するスクリュー体６により、ケーシング４の出口側端部４ｂに向かって送られる。この際、出口側端部４ｂに向かうに従って、ケーシング４の内周面とスクリュー軸６ａとスクリュー羽根６ｂとの間の空間（即ち、固液混合原料の通路）が徐々に狭くなるため、固液混合原料は、ケーシング４の内周面とスクリュー軸６ａとスクリュー羽根６ｂとの間に挟まれて圧搾される。この結果、固液混合原料から液体が分離される。分離された液体は、ろ過膜体４０に設けられた多数の液抜き孔４１と、ろ過布３０と、バレル２０に設けられた多数の液抜き孔２１と、を通過して外部に排出される。

本実施例では、ケーシング４は、バレル２０の内周面が、弾性材料で形成されたろ過膜体４０によって覆われている構造を有する。そのため、ケーシング４内に投入された固液混合原料が、石、金属片、木片、ガラス片等の異物を含む場合において、上記の異物がスクリュー羽根６ｂの外周縁部とバレル２０の内周面との間に挟まる状況が生じた場合であっても、バレル２０の内周面を覆うろ過膜体４０が弾性変形することにより、スクリュー体６の回転が妨げられる事態の発生を抑制することができる。従って、異物を含む固液混合原料に対しても適切に脱液処理を行うことができる。

また、脱液処理の過程で原料の脱液が過度に進行し、原料がケーシング４の内周面とスクリュー軸６ａとスクリュー羽根６ｂとの間に密着するような状況であっても、バレル２０の内周面を覆うろ過膜体４０が弾性変形することにより、液体を含む後続の固液混合原料の一部を当該密着箇所に流入させることができるため、脱液過多の原料が通路に詰まって輸送が妨げられる事態が発生することも効果的に抑制することができる。原料の脱液処理状況に影響されることなく、適切に脱液処理を行うこともできる。

ケーシング４内に投入された原料は、ケーシング４の出口側端部４ｂまで送られる。ケーシング４の出口側端部４ｂ付近に原料（即ち、脱液後の原料）が集積されると、ケーシング４の出口側端部４ｂを閉塞するダイ板１６によって、原料に圧力が加わり、原料がさらに圧搾される。また、ケーシング４の出口側端部４ｂ付近に原料が所定量以上集積すると、新たにケーシング４の出口側端部４ｂに到達した原料によって、それまでに出口側端部４ｂ付近に集積していた原料が押され、原料がダイ板１６を押す。ダイ板１６に所定の大きさ以上の圧力が加わると、鍔部１９２が弾性変形し、脱液後の原料（ケーク）が外部に排出される。排出された脱液後の原料は、排出トレイ１８内に収容される。

以上、本実施例のスクリュー脱液機２の構成及び動作を説明した。次いで、本実施例の作用効果を説明する。上記の通り、本実施例では、スクリュー脱液機２は、バレル２０の内周面が、弾性材料で形成されたろ過膜体４０によって覆われている構造のケーシング４を備える（図６参照）。そのため、ケーシング４内に投入された固液混合原料が、石、金属片、木片、ガラス片等の異物を含む場合において、上記の異物がスクリュー羽根６ｂの外周縁部とバレル２０の内周面との間に挟まる状況が生じた場合であっても、バレル２０の内周面を覆うろ過膜体４０が弾性変形することにより、スクリュー体６の回転が妨げられる事態の発生を抑制することができる。従って、本実施例のスクリュー脱液機２では、異物を含む固液混合原料に対しても適切に脱液処理を行うことができる。

また、本実施例では、仮に、原料に比較的大きい異物が混入していた場合であっても、バレル２０の内周面はろ過膜体４０によって覆われているため、異物によってバレル２０が損傷することも抑制し得る。

仮に、ろ過膜体４０が損傷する場合であっても、ろ過膜体４０のみを交換すれば、再び適切な脱液処理が可能になる。一般的に、ろ過膜体４０の交換は、バレル２０全体の交換に比べて少ない負担で行うことができる。そのため、本実施例のスクリュー脱液機２によると、従来のスクリュー脱液機に比べて、少ない負担で、適切な脱液処理が可能な状態を維持することが可能である。

また、本実施例のスクリュー脱液機２では、脱液処理の過程で脱液が過度に進行し、原料がケーシング４の内周面とスクリュー軸６ａとスクリュー羽根６ｂとの間に密着するような状況であっても、バレル２０の内周面を覆うろ過膜体４０が弾性変形することにより、液体を含む後続の固液混合原料の一部を当該密着箇所に流入させることができるため、脱液過多の原料が通路に詰まって輸送が妨げられる事態が発生することも効果的に抑制することができる。原料の脱液状況に影響されることなく、適切に脱液処理を行うこともできる。

また、本実施例では、バレル２０は、第１バレル部材２２と、第２バレル部材２４とに分割可能である（図５参照）。そのため、バレルがこのように分割できない構成を有する従来のスクリュー脱液機に比べて、バレル２０の着脱作業を容易に行うことができる。従って、ケーシング４内の各部材のメンテナンス作業を、従来のスクリュー脱液機に比べて容易に行い得る。

また、本実施例では、ケーシング４の入口側端部４ａに、固液混合原料をケーシング４内に投入するための投入機構８を備える。投入機構８は、投入室１００と、投入室１００内に設けられ、スクリュー軸６ａと同軸回転する羽根体１２０とを備えている（図８参照）。この投入機構８では、羽根体１２０の回転、及び、羽根部１２４の弾性変形に伴って、空間１３０の容積を次第に小さくすることにより、空間１３０内の固液混合原料を押圧し、連通孔１１０を介してケーシング４内に送り出す。従って、上記の構成によると、スクリュー体６を回転させるための駆動機構１０とは別に、固液混合原料をケーシング４内に押し込むための装置を設けることなく、ケーシング４内に固液混合原料を適切に投入することができる。

また、本実施例では、側壁部１０８が異形円筒状であるため、６枚の羽根部１２４ａ〜１２４ｆのうちの３枚〜４枚が側壁部１０８に当接して弾性変形した状態を保持したまま、羽根体１２０をスムーズに回転させることができる。また、側壁部１０８の軸心が、羽根体１２０の軸部１２２に対して偏心する位置に設けられているため、羽根体１２０の回転に伴って、空間１３０の容積を漸次的に小さくし易くなる。従って、本実施例では、投入室１００内に投入された固液混合原料を効率よくケーシング４内に投入することができる。

また、本実施例では、スクリュー体６は、第１〜第４スクリュー部分５０、６０、７０、８０に分割可能である。そのため、本実施例では、スクリュー体６を構成する各部分の形状を、固液混合原料の性質に応じて適切な形状に容易に組み替えることができる。

また、上記の通り、本実施例では、ケーシング４の出口側端部４ｂがダイ板１６によって閉塞されている（即ち、出口側端部４ｂのダイ抵抗が高い）。そのため、ケーシング４の出口側端部４ｂ付近に原料が集積される場合に、ダイ板１６によって原料に圧力が加えられるため、原料をさらに圧搾することができる。また、ケーシング４の出口側端部４ｂ付近に原料が所定量以上集積すると、新たにケーシング４の出口側端部４ｂに到達した原料によって、それまでに出口側端部４ｂ付近に集積していた原料が押され、原料がダイ板１６を押す。ダイ板１６に所定の大きさ以上の圧力が加わると、鍔部１９２が弾性変形し、脱液後の原料が外部に排出される。従って、脱液後の原料を適切に外部に排出することができる。

以上、本明細書で開示する技術の実施例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、以下の変形例を含んでもよい。

（変形例１）上記の実施例では、スクリュー体６は、複数個のスクリュー部分（即ち、第１〜第４スクリュー部分５０〜８０）に分割可能である。これに代えて、スクリュー体６は、複数のスクリュー部分に分割できず、全体として１本のスクリュー体として構成されていてもよい。

（変形例２）また、図６に示すスクリュー体６において、各スクリュー部分５０〜８０が連結される場合に、各スクリュー羽根５４、６４、７４、８４の連結部分に、隙間（いわゆる遊び部）が形成されていてもよい。

（変形例３）上記の実施例では、バレル２０、ろ過布３０、ろ過膜体４０は、それぞれ、２つの部材に分割可能である（図５参照）。これに限られず、バレル２０、ろ過布３０、ろ過膜体４０は、それぞれ、３つ以上の部材に分割可能であってもよい。また、バレル２０が２つ以上の部材に分割可能であれば、ろ過布３０、ろ過膜体４０は、２つ以上の部材に分割不可能であってもよい。一般的に言うと、バレルは、第１部材と第２部材とを含む複数の部材に分割可能であればよい。

（変形例４）上記の実施例では、図４に示すように、ケーシング４を形成する際に、上下におさえ板４７を配置して、組合せ部分２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、２４ｂ、３４ｂ、４４ｂをネジ止めしている。この場合において、例えば、おさえ板４７と組合せ部分２２ｂの間、及び、おさえ板４７と組合せ部分２４ｂとの間に、バネやゴム等の弾性材料を介在させた上でネジ止めを行ってもよい。この変形例によると、例えば、比較的大きな異物が原料に混入されていた場合において、その異物がスクリュー羽根６ｂの外周縁部とケーシング４の内周面との間に挟まる状況においても、上記弾性材料が弾性変形することによって、ケーシング４の上部分と下部分との間隔が広がり、スクリュー体６の回転が妨げられることを抑制することができる。

（変形例５）羽根体１２０（図８参照）の形状は、上記のものには限られず、任意とすることができる。例えば、羽根部１２４の枚数は、６枚に限らず、任意とすることができる。また、羽根部１２４の形状も、図８に示す形状に限られず、任意とすることができる。また、投入室１００内に、羽根部の固定角度が異なる複数枚の羽根体を重ねて設けてもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：スクリュー脱液機
４：ケーシング
４ａ：入口側端部
４ｂ：出口側端部
６：スクリュー体
６ａ：スクリュー軸
６ｂ：スクリュー羽根
８：投入機構
１０：駆動機構
１２：軸受部
１４：軸受部
１６：ダイ板
１８：排出トレイ
２０：バレル
２１：液抜き孔
２２：第１バレル部材
２４：第２バレル部材
３０：ろ過布
３２：第１布部材
３４：第２布部材
４０：ろ過膜体
４１：液抜き孔
４２：第１膜部材
４４：第２膜部材
４７：おさえ板
５０：第１スクリュー部分
６０：第２スクリュー部分
７０：第３スクリュー部分
８０：第４スクリュー部分
９０：ホッパー
１００：投入室
１０２：投入口
１０４：第１壁部
１０６：第２壁部
１０８：側壁部
１１０：連通孔
１２０：羽根体
１２２：軸部
１２４ａ〜１２４ｆ：羽根部
１３０：空間
１９０：本体部
１９２：鍔部

Claims (5)

1. 円筒状のケーシングと、
   前記ケーシングの内側に配置されるスクリュー体であって、前記ケーシングと同心状に配置されるスクリュー軸と、前記スクリュー軸の外周に固定される螺旋状のスクリュー羽根と、を有する、前記スクリュー体と、
   前記ケーシング内に投入された固液混合原料を前記ケーシングの出口側端部に向けて輸送するように前記スクリュー体を回転させる駆動機構と、
   前記ケーシングの入口側端部に配置されており、前記固液混合原料を前記ケーシング内に投入するための投入機構と、
   を備えており、
   前記ケーシングは、
   多数個の液抜き孔が形成された円筒状のバレルと、
   弾性材料で形成されており、多数個の液抜き孔が形成されており、前記バレルの内周面を覆うろ過膜体と、
   を有しており、
   前記スクリュー軸は、溝深さが、前記ケーシングの入口側端部から出口側端部に向けて浅くなるように形成されており、
   前記スクリュー羽根は、その間隔が、前記ケーシングの入口側端部から出口側端部に向けて小さくなるように形成されており、
   前記投入機構は、
   投入室と、
   前記投入室内に設けられ、前記スクリュー体と同軸回転する羽根体とを備え、
   前記投入室は、
   前記ケーシングの前記入口側端部に隣接する第１壁部と、
   前記第１壁部と対向する第２壁部と、
   前記第１壁部と前記第２壁部との間に設けられる側壁部と、を有しており、
   前記側壁部には、前記固液混合原料を前記投入室内に投入するための投入口が形成されており、
   前記第１壁部には、前記ケーシング内と連通する連通孔が形成されており、
   前記羽根体は、前記第１壁部と前記第２壁部との間に密に配置され、
   前記スクリュー体の前記スクリュー軸と同軸回転する軸部と、
   弾性材料で形成されており、前記軸部の外周に固定されている複数枚の羽根部と、を有しており、
   前記羽根体が回転することに伴って、前記複数枚の羽根部のうちの少なくとも１枚が前記側壁部に当接して弾性変形し、前記側壁部と、前記羽根部と、前記第１壁部と、前記第２壁部との間に形成される空間の容積を小さくすることによって、当該空間内に収容される前記固液混合原料を押圧し、前記連通孔を介して前記ケーシング内に送り出す、
   スクリュー脱液機。
2. 前記バレルは、第１部材と第２部材とを含む複数の部材に分割可能であり、
   前記第１部材は、前記バレルの軸心に沿って分割された前記バレルの外周面の一部であり、
   前記第２部材は、前記バレルの軸心に沿って分割された前記バレルの外周面の他の一部である、
   請求項１に記載のスクリュー脱液機。
3. 前記側壁部は異形円筒状であり、
   前記側壁部の軸心は、前記羽根体の前記軸部に対して偏心する位置に設けられている、
   請求項１又は２に記載のスクリュー脱液機。
4. 前記スクリュー体は、その軸方向において、前記ケーシングの入口側に配置される第１部分と、前記第１部分よりも前記ケーシングの出口寄りに配置される第２部分と、を含む複数の部分に分割可能であり、
   前記第２部分のスクリュー軸の平均溝深さは、前記第１部分のスクリュー軸の平均溝深さよりも浅く、
   前記第２部分のスクリュー羽根の平均間隔は、前記第１部分のスクリュー羽根の平均間隔よりも小さい、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のスクリュー脱液機。
5. 前記スクリュー脱液機は、
   前記ケーシングの前記出口側端部を閉塞するダイ板であって、少なくとも外周縁部が弾性材料で形成されている前記ダイ板をさらに備える、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のスクリュー脱液機。
   

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