JP6386220B2 - 縦型スクリュープレス式濾過装置 - Google Patents

Description

本発明は、縦方向に延びる軸線を中心とした円筒状または円錐状をなして固定される内外の濾過体と、これら内外の濾過体の間に収容されて上記軸線を中心に回転させられるリボンスクリューとを備えた縦型スクリュープレス式濾過装置に関するものである。

このような縦型スクリュープレス式濾過装置として、例えば特許文献１には、垂直または傾斜状に配置されたコイル状のリボンスクリューを、同心状に配置した濾過内筒と濾過外筒との間の環状空間に挿入し、上記リボンスクリューの回転によって被処理物を上方に搬送しながら、網目状の部材で形成された濾過内筒と濾過外筒とにより固液分離しつつ、上記環状空間の上端から固形分を排出して排出管に送り出すようにしたものが提案されている。

特開平９−０１０５２２号公報

ところで、この特許文献１に記載された縦型スクリュープレス式濾過装置では、濾過内筒は、機台に下方から挿通されて取り付けられた排水管に下端が接続されて固定されるとともに、濾過外筒の下端も機台に固定されて支持されている。さらに、リボンスクリューも、上記機台の下部に軸受けを介して支持されて回転駆動される駆動輪の上面に取り付けられており、上記排水管はこの駆動輪の内周部に回転しないように挿通されて濾過内筒の下端に接続されている。

しかしながら、このように濾過内筒と濾過外筒が機台に直接、あるいは排水管を介して支持されて固定されていると、これら濾過内筒と濾過外筒を支えるために機台にある程度の大きさが必要となり、濾過された被処理物が排出される上記環状空間の上端の位置が高くならざるを得ない。特に、特許文献１に記載されているように濾過内筒の下端が接続される排水管がリボンスクリューの駆動輪内周部に挿通されていると、排水管の下端は濾過内筒の下端からより低い位置に配設されることになり、相対的に環状空間はさらに高い位置に配設されることになる。

このため、濾過内筒や濾過外筒、あるいはリボンスクリューの組立やメンテナンス等を行う場合にも高所での作業となり、作業性が損なわれることが避けられない。さらに、濾過後の固形分をコンベア等によって搬送して回収するような場合でも、上記環状空間の上端位置が高いために当該コンベア等も高所に配設しなければならず、設備コストが嵩むとともに、濾過装置が設置される建屋の高さの制限等によってはこのようなコンベアを設置することができなくなるおそれもある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、内側の濾過体と外側の濾過体との間に形成される濾過のための空間が高くなるのを抑えることができて、組立やメンテナンス等の作業性の向上を図るとともに、濾過された被処理物を搬送、回収するためのコンベア等も比較的低い位置に配設可能な縦型スクリュープレス式濾過装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、縦方向に延びる軸線を中心とした円筒状または円錐状をなして固定される内濾過体と、この内濾過体と同軸の円筒状または円錐状をなして上記内濾過体の外側に間隔をあけて固定される外濾過体と、上記軸線回りに捩れる螺旋状をなして上記内濾過体と外濾過体との間に収容され、該軸線を中心に回転させられるリボンスクリューとを備え、上記内濾過体と外濾過体との間に形成される濾過空間に供給された被処理物を、上記リボンスクリューの回転によって搬送しつつ、上記内濾過体と外濾過体によって濾過する縦型スクリュープレス式濾過装置であって、上記外濾過体は水平に敷設されて支持された基板に接合されて、また上記内濾過体は上記基板の上面に立設されたケーキ排出室の縦壁の上部を覆う該ケーキ排出室の蓋体のさらに上部に設けられた縦壁と蓋体とからなるギア室の蓋体に取り付けられて、それぞれ上記軸線方向の上端側から吊り下げられて支持されることにより固定されているとともに、上記リボンスクリューは、上記ギア室に設けられたスクリュー支持体を介して上記軸線方向の上端側から吊り下げられて支持されており、上記ギア室に設けられたスクリュー回転手段およびギアによって回転させられ、上記内濾過体の内周の空間は下方に開放されていることを特徴とする。

このように構成された縦型スクリュープレス式濾過装置では、内濾過体とその外周に同軸に配設される外濾過体とが縦方向に延びる軸線方向の上端側から吊り下げられて支持されることにより固定されているので、これら内外濾過体の下方に該濾過体を支持するための機台等の構造物を設ける必要が無くなり、内外濾過体の間に形成される濾過空間の高さおよび装置全体の高さを低く抑えることができる。このため、これら内外濾過体やその間の上記濾過空間に収容されるリボンスクリューの組立、メンテナンス等を容易に行うことができるとともに、上記濾過空間の上端位置から濾過後の被処理物を排出してコンベア等により搬送、回収する場合でも、該コンベアの位置を低くして比較的簡略かつ低コストで設置を可能とすることができる。

ここで、これら内濾過体と外濾過体の下端部を、環状部材によって同軸に連結することにより、上述のように吊り下げられて支持された内濾過体と外濾過体とを上記軸線方向の全長に亙って確実に該軸線を中心として配設することが可能となり、組み立て精度の向上を図ることができるとともに、こうして吊り下げられた内外濾過体の下端を同軸となるように支持する必要もなくなる。また、環状部材によって上記濾過空間の下端を密閉することにより、被処理物が上記濾過空間から漏れ出ないように複雑なシール構造を要することもなくなる。

さらに、上述のように内外濾過体を軸線方向の上端側から吊り下げて支持することにより固定しているのに加えて、本発明では、これら内外濾過体の間の濾過空間に回転可能に収容されるリボンスクリューも同様に軸線方向の上端側から吊り下げられて支持されており、これにより、リボンスクリューの下方にも該リボンスクリューを支持するための構造物を設ける必要がなくなり、一層確実に濾過空間を低く抑えることが可能となる。また、上述のように環状部材によって内外濾過体の下端を連結する場合にも、環状部材とリボンスクリューとの干渉を避けることができる。

一方、上記内濾過体と外濾過体との間には、複数条の上記リボンスクリューを上記軸線回りに間隔をあけて一体に回転可能に収容することにより、リボンスクリューの回転による被処理物の搬送の際に作用する回転トルクをこれら複数条のリボンスクリューに分散させてリボンスクリューの変形等を抑制することができる。特に、これら複数条のリボンスクリューを等間隔に配設すれば、回転トルクを均等に分散させて一層確実な変形等の防止を図ることができる。

また、こうして複数条のリボンスクリューを収容することにより、各リボンスクリューのリードは変化させずにリボンスクリュー間のピッチを狭めることができるので、被処理物の充填率を高めることができる。さらに、リボンスクリューの回転による内外濾過体の濾過面の掻き取り回数が増えるため、濾過面の詰まりを防いで濾過速度の向上を図るとともに、均一な濾過を促して被処理物の含水率のばらつきを抑えることができる。

なお、このように複数条のリボンスクリューを間隔をあけて一体に回転可能に収容する場合や、１条のリボンスクリューを収容した場合でも、該リボンスクリューの上記軸線方向に対向する部分を連結部材によって連結することにより、強度を向上させてリボンスクリューの変形を一層確実に防止することができる。また、上述のようにリボンスクリューも吊り下げて支持する場合には、連結部材には引っ張り応力が作用することになるので、比較的細い連結部材でも強度を確保することができ、リボンスクリューによる被処理物の円滑な搬送が妨げられることもない。

以上説明したように、本発明によれば、内濾過体と外濾過体との間に形成される濾過空間および濾過装置全体の高さを低く抑えることができ、内外濾過体やリボンスクリューの組立、メンテナンス等の作業性の向上を図ることができるとともに、濾過空間の上端から濾過後の被処理物を排出してコンベア等により搬送、回収する場合でも、比較的容易に低コストで該コンベアを設置することが可能となる。

本発明の一実施形態を示す縦断面図である。 図１に示す実施形態の内外濾過体を示す一部破断斜視図である。 図１に示す実施形態のリボンスクリューを示す一部破断斜視図である。 図１に示す実施形態の内外濾過体の間にリボンスクリューが収容された状態を示す一部破断斜視図である（ただし、連結部材は図示が略されている。）。

図１ないし図４は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、内濾過体１と外濾過体２とは、図１および図２に示すように鉛直縦方向に延びる軸線Ｏを中心としたいずれも円筒状をなしており、ただし軸線Ｏに対する径方向内側に配設される内濾過体１の外径よりも、この内濾過体１の外側に配設される外濾過体２の内径は大きくされて、これら内外濾過体１、２の間にはやはり軸線Ｏを中心とした円筒状の濾過空間Ｓが形成される。

これら内濾過体１と外濾過体２とは、上記軸線Ｏ方向に分割される複数（本実施形態では２つずつ）の内濾過構成体１Ａおよび外濾過構成体２Ａによってそれぞれ構成されている。これらの内外濾過構成体１Ａ、２Ａは、ともにパンチングメタルのような孔開き金属板により円筒状に形成された本体に金網等の濾材が貼着されたものであって、それぞれ互いに同形同大に形成されている。なお、内外濾過構成体１Ａ、２Ａとしてはパンチングメタル以外にもウェッジワイヤーや金網等のスクリーン、濾布等を用いることもできる。

また、これら内外濾過構成体１Ａ、２Ａの本体の軸線Ｏ方向の両端と必要に応じてその間には、内濾過構成体１Ａにおいては内周側に突出するように、また外濾過構成体２Ａにおいては外周側に突出するように、それぞれ円環板状のフランジ部が設けられている。また、内外濾過構成体１Ａ、２Ａの内外周面には、軸線Ｏを含む平面に沿って両端のフランジ部間に亙って延びる板状のリブ部が設けられている。

このうち外濾過体２は、複数の外濾過構成体２Ａが同軸に上下に積み重ねられて、上側の外濾過構成体２Ａの下端のフランジ部と下側の外濾過構成体２Ａの上端のフランジ部とが突き合わせられ、これらのフランジ部がボルト止め等によって連結されることにより一体化されて構成されている。そして、さらにこの外濾過体２は、最上段の外濾過構成体２Ａの上端のフランジ部が、所定の高さに水平に敷設された基板３にやはりボルト止め等によって接合されることにより、軸線Ｏ方向の上端側からこの基板３に吊り下げられて支持され、該基板３に固定される。

ここで、この基板３は、例えば軸線Ｏを中心とした正方形の板材の中央部に同じく軸線Ｏを中心とした円形の貫通孔が排出孔３Ａとして開けられたものであって、排出孔３Ａの内径は外濾過体２の内径と略等しくされ、外濾過体２の上端は基板３の下面においてこの排出孔３Ａの周縁に接合されている。さらに、基板３は、その下面の４隅に図示されない支柱等が接合されることにより、上述のように所定の高さに支持される。

また、基板３の上面には、やはり軸線Ｏを中心とした円筒状の縦壁４Ａが立設され、この縦壁４Ａには排出口４Ｂが開口させられているとともに、縦壁４Ａの上部は蓋体４Ｃによって覆われている。基板３上のこれら縦壁４Ａと蓋体４Ｃによって囲まれた部分は、上記排出孔３Ａに連通して濾過された被処理物（濾過ケーキ）が排出されるケーキ排出室４とされる。

なお、このケーキ排出室４の底面には、軸線Ｏを中心とした円環板状のターンテーブル４Ｄが、基板３上の排出孔３Ａの外周から縦壁４Ａの内側に亙って配設されて、該軸線Ｏ回りに回転自在に支持されている。このターンテーブル４Ｄの下面部は上面部よりも一段小径とされて、この下面部の外周面には軸線Ｏを中心として周回するようにギアが形成されており、このギアに噛合する駆動ギアを備えたモータおよび減速器等のテーブル回転手段４Ｅによってターンテーブル４Ｄは軸線Ｏ回りに回転可能とされる。

また、縦壁４Ａの排出口４Ｂのターンテーブル４Ｄ回転方向側の縁部からターンテーブル４Ｄ上に向けては図示されない掻き取り板が延びている。従って、排出孔３Ａからケーキ排出室４の上記ターンテーブル４Ｄ上に排出された濾過ケーキは、ターンテーブル４Ｄの回転に伴い排出口４Ｂに向けて搬送され、上記掻き取り板により掻き取られながら掻き取り板に沿って移動して排出口４Ｂから排出される。

なお、基板３上の排出孔３Ａの周囲には、排出孔３Ａと等しい内径で、ターンテーブル４Ｄの内径よりも僅かに小さな外径を有する軸線Ｏを中心とした円環状のシール部材３Ｂが取り付けられている。このシール部材３Ｂの上面部と内周部の交差稜線部には面取りが施されるとともに、この面取りされた部分よりも外周側のシール部材３Ｂの上面部はターンテーブル４Ｄの上面部と軸線Ｏ方向における高さが略等しくされている。

さらに、上記蓋体４Ｃの上部には、ケーキ排出室４と同様に縦壁５Ａと蓋体５Ｂとからなるギア室５が設けられており、このギア室５の蓋体５Ｂとケーキ排出室４の蓋体４Ｃには、軸線Ｏを中心とした円形孔がそれぞれ形成されている。そして、上記複数の内濾過構成体１Ａによって構成される内濾過体１も、本実施形態では内濾過支持体６を介してギア室５の蓋体５Ｂに取り付けられ、軸線Ｏ方向の上端側から吊り下げられて支持されることにより固定されている。

ここで、上記内濾過支持体６は、外周面が軸線Ｏを中心とした円筒面状をなす内円筒部６Ａを備えていて、特に本実施形態では内濾過支持体６の外周面全体がこのような円筒状をなしており、この内濾過支持体６（内円筒部６Ａ）の外径は内濾過体１の外径と等しくされている。なお、蓋体５Ｂに形成された上記円形孔の内径は、内濾過支持体６の外径よりも僅かに大きくされるとともに、蓋体４Ｃに形成された円形孔の内径は、蓋体５Ｂの円形孔の内径よりもさらに一回り大きくされて、ただし排出孔３Ａの内径よりは小さくされている。また、内濾過支持体６の内周部にも、軸線Ｏ方向の両端と必要に応じてその中央部に内濾過構成体１Ａと同じくフランジ部が形成されている。

さらに、内濾過体１も外濾過体２と同様に、複数の内濾過構成体１Ａが同軸に上下に積み重ねられて、上側の内濾過構成体１Ａの下端のフランジ部と下側の内濾過構成体１Ａの上端のフランジ部とが突き合わせられることにより構成される。また、上記内濾過支持体６も、その下端のフランジ部が、このように内濾過体１を構成した複数の内濾過構成体１Ａのうち最上端の内濾過構成体１Ａの上端のフランジ部に突き合わされることにより、内濾過体１と同軸に配設される。

さらにまた、このように同軸に配設された内濾過体１と内濾過支持体６には、内濾過支持体６の上端のフランジ部に上端側から内濾過支持フランジ７Ａが突き合わされるとともに、内濾過体１の最下端の内濾過構成体１Ａの下端のフランジ部には下端側から内濾過支持リング７Ｂが突き合わされる。内濾過支持フランジ７Ａは、内濾過体１および内濾過支持体６の外径と等しい外径でこれらのフランジ部の内径と略等しい内径の筒状部と、この筒状部の外周面上端から外周側に広がるフランジ部とを有し、この内濾過支持フランジ７Ａのフランジ部の外径は、ギア室５の蓋体５Ｂの円形孔の内径よりも大きくされている。また、内濾過支持リング７Ｂは、内濾過体１および内濾過支持体６と等しい外径と、これらのフランジ部と略等しい内径とを有する断面方形のリング状とされている。

そして、これら内濾過支持フランジ７Ａおよび内濾過支持リング７Ｂと、その間に挟まれた内濾過体１および内濾過支持体６は、内濾過支持フランジ７Ａから内濾過支持リング７Ｂに亙って内濾過体１の内濾過構成体１Ａと内濾過支持体６の各フランジ部に軸線Ｏに平行に挿通された吊りボルト７Ｃが、内濾過支持リング７Ｂにねじ込まれるとともに、内濾過支持フランジ７Ａには上端側からねじ込まれたナットによって締結されることにより一体化される。本実施形態では、周方向に等間隔をあけて複数本の吊りボルト７Ｃが挿通されている。

さらに、このように内濾過支持フランジ７Ａ、内濾過支持体６、および内濾過支持リング７Ｂと同軸に一体化された内濾過体１は、下端の内濾過支持リング７Ｂから蓋体５Ｂ、４Ｃの円形孔および上記排出孔３Ａ内を通して軸線Ｏと同軸に外濾過体２の内周に間隔をあけて挿入され、内濾過支持フランジ７Ａのフランジ部がギア室５の蓋体５Ｂ上面に当接してボルト止めされることにより、上述のように軸線Ｏ方向の上端側から吊り下げられて固定される。なお、こうして吊り下げられて支持された内濾過体１の上下端の軸線Ｏ方向の高さは、同じく吊り下げられて支持された外濾過体２の上下端の高さと略等しくされ、さらに内濾過支持フランジ７Ａの内周上端部は蓋体７Ｄによって覆われている。

また、これら内濾過体１と外濾過体２の下端部は、環状部材８によって同軸に連結されている。環状部材８は、内径が内濾過支持リング７Ｂの内径と等しくされるとともに外径は外濾過体２の内径と略等しくされた円環板部８Ａと、この円環板部８Ａの外周縁から軸線Ｏ方向に上方に延びる円筒部８Ｂとから一体に構成されており、円環板部８Ａの上面内周部と円筒部８Ｂの上端部とが内濾過支持リング７Ｂの下端面と外濾過体２の最下端の外濾過構成体２Ａの下端フランジ部とにそれぞれボルト止め等によって接合されることにより、内濾過体１と外濾過体２の下端部を同軸かつ液密に連結する。

さらに、この環状部材８の上記円環板部８Ａには、上記濾過空間Ｓに濾過される被処理物を供給する被処理物供給管９が接続されている。この被処理物供給管９は、円環板部８Ａに開口して軸線Ｏに平行に下方に延びた後に軸線Ｏに垂直な平面に沿って外周側に延びるように配設されており、本実施形態では該被処理物供給管９を介して上記濾過空間Ｓの下側から被処理物が圧送されて該濾過空間Ｓに供給される。なお、円環板部８Ａには複数の被処理物供給管９が例えば周方向に等間隔に接続されていてもよく、本実施形態では２本の被処理物供給管９が軸線Ｏを間にして互いに反対側に接続されている。

また、基板３から吊り下げられた外濾過体２の外周側と下側の空間は、この外濾過体２から間隔をあけて該外濾過体２を取り囲むように基板３の下面に設けられた有底の四角筒状のケーシング１０によって覆われている。被処理物供給管９は、このケーシング１０内で下方に延びた後に外周側に延び、その端部はケーシング１０の壁面外側に開口するように接続されて、この端部から被処理物が上述のように圧送されて供給される。

なお、内濾過体１の内周の空間は内濾過支持リング７Ｂおよび環状部材８の内周部を介してケーシング１０内の下方に開放されているとともに、ケーシング１０の底面は上記四角筒の１つの角部に向けて下方に傾斜していて、この角部に交差する壁面の一方の下端部には濾液排出孔１０Ａが設けられている。また、上述のように複数の被処理物供給管９を環状部材８に接続した場合には、これらの被処理物供給管９が軸線Ｏに平行に下方に延びた後に例えば軸線Ｏに垂直な１つの平面上で１本に統合されてケーシング１０の壁面に開口していてもよい。

一方、上記濾過空間Ｓには軸線Ｏ回りに捩れるリボンスクリュー１１が該軸線Ｏを中心に回転可能に収容されている。このリボンスクリュー１１は、図１に示すように軸線Ｏに沿った断面が該軸線Ｏに垂直に延びるような板状材が、軸線Ｏ方向の上端側に向かうに従い回転方向の後方側に向けて螺旋状に捩られるように形成されたものであり、本実施形態では図３に示すように複数条（２条）のリボンスクリュー１１が濾過空間Ｓに収容されていて、これらのリボンスクリュー１１は互いに同形同大で等しいリードとされるとともに周方向に等間隔をあけて一体に回転可能に配設されている。

また、こうして軸線Ｏ回りに捩れたリボンスクリュー１１は、該軸線Ｏ方向に対向する部分が連結部材１１Ａによって連結されている。従って、２条のリボンスクリュー１１が周方向に等間隔に配設された本実施形態では、これらのリボンスクリュー１１同士の軸線Ｏ方向に対向する部分同士が連結部材１１Ａによって連結され、周方向には等間隔をあけた複数箇所（例えば４箇所）が連結されている。

この連結部材１１Ａは、軸線Ｏに平行に延びる板状の部材であって、図１に示すようにその厚さの方向を軸線Ｏに対する径方向に向けて、この径方向におけるリボンスクリュー１１の幅の中央部を連結するように該リボンスクリュー１１に接合されている。ただし、連結部材１１Ａは、リボンスクリュー１１の軸線Ｏ方向の上部ではこうして幅の中央部を連結する一方、下部では図３に示すようにリボンスクリュー１１の内周縁と外周縁とをそれぞれ連結していてもよく、またリボンスクリュー１１の軸線Ｏ方向全長に亙ってその内外周縁を連結していてもよい。

さらに、これらのリボンスクリュー１１および連結部材１１Ａの下端縁は、軸線Ｏに垂直な円環板部１１Ｂに接合されており、この円環板部１１Ｂとリボンスクリュー１１の内径は内濾過体１の外周面に、外径は外濾過体２の内周面に、それぞれ摺接可能な大きさとされている。ただし、円環板部１１Ｂには、その内外周縁と間隔をあけるとともにリボンスクリュー１１および連結部材１１Ａとの接合部を避けるようにして複数の貫通孔１１Ｃが周方向に間隔をあけて形成されており、上記被処理物供給管９から供給された被処理物がこれらの貫通孔１１Ｃを通って濾過空間Ｓに供給されてリボンスクリュー１１上に乗り上げ可能とされている。

また、これらのリボンスクリュー１１の上端部にはスクリュー支持体１２が取り付けられており、リボンスクリュー１１はこのスクリュー支持体１２を介して、内外濾過体１、２と同様に軸線Ｏ方向の上端側から吊り下げられて支持されている。このスクリュー支持体１２は、本実施形態ではリボンスクリュー１１の内径と等しい内径で内濾過支持体６の内円筒部６Ａの外周に摺動可能に外嵌される軸線Ｏを中心とした円筒状の外円筒部１２Ａを備えており、この外円筒部１２Ａの下端がリボンスクリュー１１の上端部内周に、周方向にある程度の長さ（例えば、１つのリボンスクリュー１１について（周方向の全周の長さ／リボンスクリュー１１の条数）分の長さ）をもってリボンスクリュー１１の捩れに沿って接合されることにより、スクリュー支持体１２はリボンスクリュー１１と一体に回転可能に取り付けられている。

なお、スクリュー支持体１２の外周面と基板３の排出孔３Ａ上面に取り付けられたシール部材３Ｂとの間には、圧搾リング３Ｃが備えられている。この圧搾リング３Ｃは、スクリュー支持体１２の外周面が摺接して回転可能な内径の軸線Ｏを中心とした円筒面状をなす内周面と、軸線Ｏに垂直な平坦面をなす上面と、外周側に向かうに従い上方に向かうように傾斜した軸線Ｏを中心とする円錐台面状をなす外周面とを有し、この外周面の傾斜はシール部材３Ｂの面取りされた部分の傾斜と等しくされるとともに、その外径は面取り部分の外径と略等しくされている。このような圧搾リング３Ｃは、図示されないアームを介して同じく図示されないシリンダー装置に連結されて、回転はせずに軸線Ｏ方向に上下動可能に支持され、排出孔３Ａから排出される濾過ケーキを圧搾することにより、その含水率を調整する。

さらに、スクリュー支持体１２の上記外円筒部１２Ａの上端部外周にはフランジ部１２Ｂが設けられるとともに、このフランジ部１２Ｂには図１に示すように断面方形円環状のギア支持リング１２Ｃおよび円環平板状のギア支持板１２Ｄを介してピニオンギア１２Ｅが取り付けられている。ギア支持リング１２Ｃとギア支持板１２Ｄは外円筒部１２Ａと等しい内径を有し、フランジ部１２Ｂの上にギア支持リング１２Ｃが、その上にギア支持板１２Ｄが同軸に重ねられて固定されている。また、ギア支持リング１２Ｃの外径はフランジ部１２Ｂより僅かに大きく、ケーキ排出室４の蓋体４Ｃの円形孔に摺接して嵌合可能な大きさとされていて、この円形孔の内周面には図示されないシール部材がギア支持リング１２Ｃの外周面との間に介装されている。

さらにまた、上記ピニオンギア１２Ｅは、ギア支持リング１２Ｃの外径よりも大きく、ギア支持板１２Ｄの外径よりは小さな内径と、ギア支持板１２Ｄの外径よりも大きな外径を有する円環状とされ、これらギア支持リング１２Ｃおよびギア支持板１２Ｄと同軸に、ギア支持板１２Ｄの外周部下面に取り付けられていて、その外周面に歯車が形成されている。従って、ギア支持板１２Ｄ下面のギア支持リング１２Ｃ外周とピニオンギア１２Ｅ内周との間には、断面方形をなす環状の間隙部が形成されることになる。

一方、ギア室５内における上記蓋体４Ｃの上面には、蓋体４Ｃの円形孔に上述のように上記ギア支持リング１２Ｃを嵌合させて挿入した際に、ギア支持板１２Ｄ下面の上記間隙部に収容されるように、円環状の軸受け５Ｃが配設されている。この軸受け５Ｃは、内径がギア支持リング１２Ｃの外径よりも大きく、外径はピニオンギア１２Ｅの内周面に嵌合可能な大きさとされ、その外周面にはボールベアリング等のベアリングがピニオンギア１２Ｅの内周面との間に介装されるように配設されて、ピニオンギア１２Ｅを軸線Ｏ回りに回転自在に支持している。なお、こうして支持された状態で、ピニオンギア１２Ｅ下面と蓋体４Ｃ上面との間および軸受け５Ｃ上面とギア支持板１２Ｄの下面との間には僅かな隙間があけられる。

従って、こうして軸受け５Ｃに支持されることにより、外円筒部１２Ａ、フランジ部１２Ｂ、ギア支持リング１２Ｃ、ギア支持板１２Ｄ、およびピニオンギア１２Ｅよりなるスクリュー支持体１２を介して、リボンスクリュー１１は軸線Ｏ方向の上端側から吊り下げられて支持される。さらに、ギア室５内にはピニオンギア１２Ｅと噛合する駆動ギア５Ｄが配設されるとともに、ギア室５の蓋体５Ｂにはモータおよび減速器等からなるスクリュー回転手段５Ｅが設けられて駆動ギア５Ｄに連結されており、このスクリュー回転手段５Ｅによって駆動ギア５Ｄを回転することにより、スクリュー支持体１２を介してリボンスクリュー１１が軸線Ｏ回りに回転させられる。

また、上記内濾過体１の内周には該内濾過体１を洗浄する内周洗浄管１３が軸線Ｏ方向に延びるように挿通されるとともに、上記外濾過体２の外周には該外濾過体２を洗浄する外周洗浄管１４がやはり軸線Ｏ方向に延びるように配設されている。そして、これら内周洗浄管１３と外周洗浄管１４とは、内外濾過体１、２の軸線Ｏ方向における下端側において連結されて軸線Ｏ回りに一体に回転可能とされている。

本実施形態では、１本の内周洗浄管１３がケーシング１０の底面から軸線Ｏに沿って挿通されていて、このケーシング１０底面への挿通部分において内周洗浄管１３は軸受け１３Ａにより軸線Ｏ回りに回転自在かつ液密に支持されている。また、軸受け１３Ａよりも下方のケーシング１０外において内周洗浄管１３にはピニオンギア１３Ｂが取り付けられており、このピニオンギア１３Ｂに噛合する駆動ギアを備えたモータおよび減速器等からなる洗浄管回転手段１３Ｃにより、内周洗浄管１３は所定の回転範囲内において往復回転可能とされる。

さらに、上記ピニオンギア１３Ｂよりも下方において、内周洗浄管１３の下端には図示されないスイベルジョイントを介して洗浄液供給管が接続されており、内周洗浄管１３の回転に関わらずに洗浄水等の洗浄液が内周洗浄管１３に供給可能とされている。また、内周洗浄管１３の上端は、内濾過支持フランジ７Ａの内周上端部を覆う蓋体７Ｄの下面中央部に軸線Ｏ回りに回転自在に支持されている。

この内周洗浄管１３には、上述のように洗浄液供給管から供給された洗浄液を内濾過体１内周の濾過面に向けて拡散噴出するノズル１３Ｄが設けられている。本実施形態では、軸線Ｏ方向に向けて等間隔をあけて複数のノズル１３Ｄが、軸線Ｏに対する１つの半径方向と、これとは反対向きの他の１つの半径方向に洗浄液を噴出するように交互に配設されて、内周洗浄管１３の回転により内濾過体１内周の濾過面全体に亙って洗浄液を供給可能に設けられている。なお、このうち最上端の内濾過構成体１Ａの上端フランジ部よりも軸線Ｏ方向において上方では、内周洗浄管１３が分割されて液密に連結されるなどして、洗浄液が供給されないように構成されていてもよい。

一方、外周洗浄管１４は、内濾過体１と外濾過体２の軸線Ｏ方向における下端側のケーシング１０内において内周洗浄管１３に連結されて内周洗浄管１３と一体回転可能とされており、内周洗浄管１３との連結部から軸線Ｏに対する半径方向に延びた後に該半径方向における外濾過体２の外周側で直角に曲折して軸線Ｏに平行に上方に延びるＬ字状とされている。なお、外周洗浄管１４の上端は基板３の下面より下方に位置して液密に封止されている。

また、外周洗浄管１４は、内周洗浄管１３との連結部において該内周洗浄管１３に連通しており、上記洗浄液供給管から供給された洗浄液が内周洗浄管１３から分岐して外周洗浄管１４にも供給される。そして、この外周洗浄管１４の軸線Ｏに平行に延びる部分にも、該洗浄液を外濾過体２の外周面に向けて拡散噴出するノズル１４Ａが、軸線Ｏ方向に等間隔をあけて複数（例えば内周洗浄管１３のノズル１３Ｄと同数）設けられている。

さらに、外周洗浄管１４は、軸線Ｏ方向において上記被処理物供給管９が環状部材８から下方に延びる範囲内で内周洗浄管１３に連結されている。また、上述のように複数（２本）の被処理物供給管９が周方向に等間隔に接続された本実施形態では、図１に示すように外周洗浄管１４も周方向に等間隔に複数本（被処理物供給管９と同数の２本）が内周洗浄管１３に接続されており、これらの外周洗浄管１４が被処理物供給管９と干渉しない回転範囲内で内周洗浄管１３と一体に回転することにより、外濾過体２の外周面全体に亙って洗浄液が供給可能とされている。

このような縦型スクリュープレス式濾過装置では、例えば汚泥等の被処理物が、上述のように被処理物供給管９を圧送されてリボンスクリュー１１下端の円環板部１１Ｂに形成された貫通孔１１Ｃを通り濾過空間Ｓに下方から供給され、リボンスクリュー１１の回転に伴って上方に搬送されつつ、内外濾過体１、２の濾材を介して液分（濾液）が除去されて濾過される。除去された濾液は、内濾過体１の内周と外濾過体２の外周を伝わってケーシング１０の底面に滴下し、濾液排出孔１０Ａから排出される。また、濾過空間Ｓを上方に搬送された濾過ケーキは、圧搾リング３Ｃによって含水率が調整されつつ排出孔３Ａからケーキ排出室４のターンテーブル４Ｄ上に排出されて外周側に押し出され、ターンテーブル４Ｄの回転に伴い上述のように掻き取り板により掻き取られながら掻き取り板に沿って移動して排出口４Ｂから排出される。

そして、上記構成の縦型スクリュープレス式濾過装置においては、こうして被処理物を濾過する内濾過体１と外濾過体２とが、縦方向に延びるその軸線Ｏの上端側から吊り下げられて支持されることにより固定されており、これらの内外濾過体を下端で支持する場合に比べて機台等の構造物を簡略化、あるいは不要とすることができる。例えば、本実施形態ではケーシング１０の下方から上述のように内周洗浄管１３が挿通されているが、特許文献１に記載された縦型スクリュープレス式濾過装置のようにこのような洗浄管を設けることを考慮しなければ、濾過空間Ｓの下方には被処理物供給管９のスペースと濾液排出のためのスペースを確保すればよく、内外濾過体の重量やこれらに作用する被処理物の重量を機台で支持する必要がないので、濾過ケーキが排出される濾過空間Ｓの上端までの高さを低くすることができるとともに、これに伴い濾過装置自体の高さも低く抑えることができる。

このため、内外濾過体１、２を組み付ける際や、その間の濾過空間Ｓにリボンスクリュー１１を収容する際などの当該濾過装置の組立やそのメンテナンスが高所での作業となるのを避けることができて、作業性の向上を図ることが可能となる。また、例えば濾過空間Ｓからケーキ排出室４を介して排出口４Ｂから排出された濾過ケーキをコンベア等によって搬送して回収する場合でも、濾過空間Ｓの上端の高さを低く抑えることができるのに伴い上記コンベア等も低位置に配設することができ、このようなコンベアを設ける際の設置コストを削減するとともに、濾過装置が配設される建屋に高さ制限があるような場合でも対応することが可能となる。

また、本実施形態では、このように軸線Ｏ方向の上端側から吊り下げられて支持された内外濾過体１、２の下端部が環状部材８によって同軸に連結されているので、吊り下げられていても内外濾過体１、２を軸線Ｏ方向の全長に亙って該軸線Ｏと同軸となるように位置調整することができ、組み立て精度の向上を図ることができるとともに、このような同軸性を確保するために内外濾過体１、２の下端を支持する必要もなくなり、より確実に濾過空間Ｓおよび装置全体の高さを抑えることが可能となる。さらに、本実施形態のように濾過空間Ｓの下方から被処理物を供給する場合でも、この環状部材８によって該濾過空間Ｓの下端を密封して被処理物の漏出を防ぐことができるので、漏出防止のための複雑なシール構造などを要することもない。

さらにまた、本実施形態では、この濾過空間Ｓに収容されて被処理物を軸線Ｏ方向に搬送するリボンスクリュー１１も、内外濾過体１、２と同様に軸線Ｏ方向の上端側から吊り下げられて回転自在に支持されている。このため、特許文献１に記載された縦型スクリュープレス式濾過装置のようにリボンスクリュー１１を下端で支持する支持手段を濾過空間Ｓの下方に設ける必要もなくなる。

さらに、該リボンスクリュー１１は、スクリュー支持体１２を介してスクリュー回転手段５Ｅにより軸線Ｏ回りに回転可能とされているので、濾過空間Ｓの下方にリボンスクリュー１１の回転手段を設ける必要もなくなる。従って、一層確実に濾過空間Ｓおよび装置全体の高さを抑制することができるとともに、上述のように内外濾過体１、２の下端部を環状部材８によって連結する場合でも、この環状部材８とリボンスクリュー１１の支持手段や回転手段が干渉するのを避けることができる。

また、本実施形態では、上記濾過空間Ｓに複数条のリボンスクリュー１１が軸線Ｏ回りに間隔をあけて一体回転可能に収容されており、被処理物を搬送する際に作用する回転トルクをこれら複数条のリボンスクリュー１１に分散させることができて、リボンスクリュー１１を厚くしたりせずとも変形等を防止することができる。しかも、各リボンスクリュー１１のリードは変化させることなく軸線Ｏ方向のピッチを狭めることができるため、濾過空間Ｓへの被処理物の充填率を高くすることができる。

さらに、こうして複数条のリボンスクリュー１１を濾過空間Ｓに収容することにより、１回転当たりにリボンスクリュー１１の内外周縁が内外濾過体１、２の濾過面を掻き取る回数が増えるので、濾過面の詰まりを防いで濾過速度を高めることができ、結果的に均一な濾過を促して濾過ケーキの含水率のばらつきを抑え、処理能力の向上を図ることができる。従って、処理能力を等しくすれば濾過空間Ｓを一層低く抑えることができる。特に、これらの効果は、本実施形態のように複数条のリボンスクリュー１１を周方向に等間隔に配置した場合に有効である。

さらにまた、本実施形態では、リボンスクリュー１１の軸線Ｏ方向に対向する部分が連結部材１１Ａによって連結されており、該リボンスクリュー１１の取付強度を向上させて変形等を一層確実に防止することができる。特に、本実施形態のようにリボンスクリュー１１も吊り下げられて支持されている場合には、連結部材１１Ａには引っ張り応力が作用することになるので、圧縮応力が作用する場合に比べて細い連結部材１１Ａでも強度を確保することができ、連結部材１１Ａによって被処理物の搬送が妨げられるのを防ぐこともできる。なお、本実施形態では複数条のリボンスクリュー１１を連結部材１１Ａによって連結しているが、１条のリボンスクリューを濾過空間Ｓに収容した場合でも同様の効果を得ることができる。

一方、本実施形態においては、濾過空間Ｓを形成する内外濾過体１、２のうちの内濾過体１が、外周面が上記軸線Ｏを中心とした円筒面状をなす内円筒部６Ａを備えた内濾過支持体６を介して、軸線Ｏ方向の上端側から吊り下げられて支持されることにより固定されるとともに、上記リボンスクリュー１１は、内周面が軸線Ｏを中心とした円筒面状をなして上記内円筒部６Ａの外周に摺動可能に嵌合される外円筒部１２Ａを備えたスクリュー支持体１２を介して、軸線Ｏ回りに回転自在にやはり軸線Ｏ方向の上端側から吊り下げられて支持されている。

このため、これら内濾過支持体６とスクリュー支持体１２の内外円筒部６Ａ、１２Ａの嵌合により、たとえリボンスクリュー１１が吊り下げられていても、確実かつ容易に内濾過体１と同軸となるようにリボンスクリュー１１を位置調整して軸線Ｏ回りに回転自在に支持することができ、これら内濾過体１とリボンスクリュー１１との組み立て精度の向上を図ることができる。特に、本実施形態では、内濾過支持体６の全体がこのような内円筒部６Ａとされるとともに、スクリュー支持体１２も全体が内円筒部６Ａに外嵌する外円筒部１２Ａとされ、さらにスクリュー支持体１２のフランジ部１２Ｂからギア支持リング１２Ｃ、ギア支持板１２Ｄも外円筒部１２Ａと等しい内径を有しているので、一層高い同軸性を確保することができる。

そして、さらにリボンスクリュー１１は、このスクリュー支持体１２に連結された上記ギア支持リング１２Ｃ、ギア支持板１２Ｄ、およびピニオンギア１２Ｅを介して、スクリュー回転手段５Ｅにより回転駆動させられる。従って、上述のように内濾過支持体６の内円筒部６Ａにスクリュー支持体１２の外円筒部１２Ａが嵌合することにより、回転トルクに対して高い強度をリボンスクリュー１１に確保することができ、スクリュー回転手段５Ｅの駆動力を効率的に伝達するとともに、内濾過体１との高い同軸性を維持したままリボンスクリュー１１を回転させることができる。このため、確実にリボンスクリュー１１によって被処理物を搬送しつつ内濾過体１によって濾過することが可能となる。

また、リボンスクリュー１１の上端部内周は、その捩れに沿って周方向に上述のようなある程度の長さでスクリュー支持体１２の外円筒部１２Ａ下端に接合されて支持されており、このスクリュー支持体１２に、スクリュー回転手段５Ｅによって回転駆動させられるピニオンギア１２Ｅが上記ギア支持リング１２Ｃおよびギア支持板１２Ｄを介して連結されていて、回転駆動力もスクリュー支持体１２を介してこのように接合されたリボンスクリュー１１に伝達されるので、リボンスクリュー１１に無理な捩れの力が作用することも少ない。しかも、これらギア支持リング１２Ｃ、ギア支持板１２Ｄ、およびピニオンギア１２Ｅは、スクリュー支持体１２の上端部に連結されているので、スクリュー支持体１２の周囲に形成されるケーキ排出室４に十分なスペースを確保することができ、円滑な濾過ケーキの排出を図ることができる。

さらに、内濾過支持体６によって支持される内濾過体１の外周面は、該内濾過支持体６の上記内円筒部６Ａの外周面と等しい外径の軸線Ｏを中心とした円筒面状をなしている。従って、例えば内濾過体１のメンテナンスを行う場合は、最下端の内濾過構成体１Ａのフランジ部に突き合わされた内濾過支持リング７Ｂと環状部材８の円環板部８Ａとのボルト止め等による接合を解くとともに、内濾過支持体６の上端に取り付けられた内濾過支持フランジ７Ａのフランジ部とギア室５の蓋体５Ｂとのボルト止め等による接合を解くことにより、内濾過支持体６ごと内濾過体１をリボンスクリュー１１およびスクリュー支持体１２の内周から引き抜くことができ、容易にメンテナンスを行うことが可能となる。

さらにまた、本実施形態では、内濾過体１が、軸線Ｏ方向の上端側から該内濾過体１の内周に挿通される吊りボルト７Ｃによって吊り下げられて支持されることにより固定されている。このため、該吊りボルト７Ｃの上端締結部の軸線Ｏとの位置を適正に設定することによって内濾過体１を確実かつ容易に軸線Ｏに同軸に配置することができ、組み立て精度の向上を図ることができる。また、上述のように内濾過体１のメンテナンスを行う場合でも、この吊りボルト７Ｃを介して内濾過体１を吊り上げて引き抜くことができるので、メンテナンス性も一層向上する。

また、内濾過体１の上端に配置される該内濾過体１と等しい外径の内濾過支持体６も、この吊りボルト７Ｃによって内濾過体１と一体に吊り下げられて支持されている。このため、この内濾過支持体６も内濾過体１と同様に軸線Ｏに対して確実に同軸配置することができ、組み立て精度の向上と内濾過体１の吊り下げ構造の簡略化を図るとともに、上述のようにこの内濾過支持体６にスクリュー支持体１２を外嵌した場合でも、このスクリュー支持体１２やリボンスクリュー１１を正確に軸線Ｏ回りに回転自在に支持することができる。

さらにまた、内濾過体１は、本実施形態では軸線Ｏ方向に分割される複数の内濾過構成体１Ａによって構成されており、これらの内濾過構成体１Ａが上記吊りボルト７Ｃによって一体に吊り下げられて支持されているので、これらの内濾過構成体１Ａも精度よく同軸に支持して内濾過体１を構成することが可能となる。さらに、これらの内濾過構成体１Ａにより構成された内濾過体１と上記内濾過支持体６が、周方向の１箇所についてはそれぞれのフランジ部に内濾過支持フランジ７Ａから挿通された１本の吊りボルト７Ｃが内濾過支持リング７Ｂにねじ込まれることによって一体化されていて、例えばフランジ部ごとにボルトとナットで締結する場合のように微小なずれが軸線Ｏ方向に亙って順次積み重なって軸線Ｏに対する径方向に大きなずれを生じるようなこともない。

また、このように内濾過体１が軸線Ｏ方向に分割される複数の内濾過構成体１Ａによって構成されることにより、個々の内濾過構成体１Ａの軸線Ｏ方向の長さは短くすることができ、内濾過構成体１Ａおよび内濾過体１を容易に製造することが可能となる。さらに、一部の内濾過構成体１Ａに損傷等が生じたような場合でも、内濾過体１全体を交換することなく、その部分だけを交換することもできる。

さらにまた、少なくとも一部の内濾過構成体１Ａの濾材の開孔の大きさや開孔率を他と異なるものにするなど、異なる機能の内濾過構成体１Ａを組み合わせることもでき、例えば被処理物供給管９側では開孔の大きさや開孔率が大きい内濾過構成体１Ａによって濾液を速やかに除去する一方、濾過ケーキの排出孔３Ａ側では開孔の大きさや開孔率を小さくして濾過ケーキの圧搾を図ることもできる。なお、これらの効果は、内濾過体１と同様に軸線Ｏ方向に分割される複数の外濾過構成体２Ａによって構成された外濾過体２でも得ることができる。

一方、本実施形態では、内濾過体１の内周に該内濾過体１を洗浄する内周洗浄管１３が軸線Ｏ方向に延びるように挿通されるとともに、外濾過体２の外周には該外濾過体２を洗浄する外周洗浄管１４が同様に軸線Ｏ方向に延びるように配設されており、これら内周洗浄管１３と外周洗浄管１４とが、内外濾過体１、２の軸線Ｏ方向における下端側において連結されて該軸線Ｏ回りに一体に回転可能とされている。

このため、上端側から吊り下げられて固定された内外濾過体１、２の濾過面を、回転する内外周洗浄管１３、１４によって少ない洗浄液量で満遍なく洗浄して内外濾過体１、２の濾過面の詰まりを解消することができ、洗浄液を供給するポンプ等の設備も小さくできる。さらに、１つの洗浄管回転手段１３Ｃによって内外周洗浄管１３、１４を回転させて内外濾過体１、２の濾過面全体を洗浄することができるので、効率的である。

また、これら内周洗浄管１３と外周洗浄管１４とは、内濾過体１と外濾過体２の軸線Ｏ方向における下端側において互いに連通させられており、内周洗浄管１３に供給された洗浄液が分岐して外周洗浄管１４にも供給されることにより、外濾過体２の濾過面を洗浄する。このため、洗浄液を供給する上記ポンプ等も１つで済むため効率的であるとともに、スイベルジョイント等の装置構造も簡略化することができ、またメンテナンス性にも優れている。

なお、被処理物供給管９を、本実施形態のように環状部材８に接続するのに代えて、外濾過体２の例えば下端部に接続して濾過空間Ｓに開口させてもよく、この場合にはリボンスクリュー１１の円環板部１１Ｂに貫通孔１１Ｃを形成する必要がなくなる。

さらに、本実施形態では、内濾過体１と外濾過体２が軸線Ｏを中心とした一定外内径の円筒状とされ、これに伴いリボンスクリュー１１もその内外径が一定とされているが、例えば軸線Ｏに直交する断面における内外濾過体１、２の濾過面とリボンスクリュー１１とにより囲まれる部分の断面積が被処理物の供給側から濾過ケーキの排出側に向けて小さくなるように、内外濾過体１、２の少なくとも一方を、軸線Ｏを中心とした円錐状あるいは多段の円筒状に形成し、これに併せてリボンスクリュー１１の内外径も変化するようにしてもよい。また、リボンスクリュー１１のリードも軸線Ｏ方向に向けて変化するようにしてもよい。

１ 内濾過体
１Ａ 内濾過構成体
２ 外濾過体
２Ａ 外濾過構成体
３ 基板
３Ａ 排出孔
４ ケーキ排出室
５ ギア室
５Ｅ スクリュー回転手段
６ 内濾過支持体
６Ａ 内円筒部
７Ｃ 吊りボルト
８ 環状部材
９ 被処理物供給管
１０ ケーシング
１１ リボンスクリュー
１１Ａ 連結部材
１２ スクリュー支持体
１２Ａ 外円筒部
１３ 内周洗浄管
１３Ｃ 洗浄管回転手段
１４ 外周洗浄管
Ｏ 内濾過体１の軸線
Ｓ 濾過空間

Claims (4)

1. 縦方向に延びる軸線を中心とした円筒状または円錐状をなして固定される内濾過体と、この内濾過体と同軸の円筒状または円錐状をなして上記内濾過体の外側に間隔をあけて固定される外濾過体と、上記軸線回りに捩れる螺旋状をなして上記内濾過体と外濾過体との間に収容され、該軸線を中心に回転させられるリボンスクリューとを備え、
   上記内濾過体と外濾過体との間に形成される濾過空間に供給された被処理物を、上記リボンスクリューの回転によって搬送しつつ、上記内濾過体と外濾過体によって濾過する縦型スクリュープレス式濾過装置であって、
   上記外濾過体は水平に敷設されて支持された基板に接合されて、また上記内濾過体は上記基板の上面に立設されたケーキ排出室の縦壁の上部を覆う該ケーキ排出室の蓋体のさらに上部に設けられた縦壁と蓋体とからなるギア室の蓋体に取り付けられて、それぞれ上記軸線方向の上端側から吊り下げられて支持されることにより固定されているとともに、
   上記リボンスクリューは、上記ギア室に設けられたスクリュー支持体を介して上記軸線方向の上端側から吊り下げられて支持されており、上記ギア室に設けられたスクリュー回転手段およびギアによって回転させられ、
   上記内濾過体の内周の空間は下方に開放されていることを特徴とする縦型スクリュープレス式濾過装置。
2. 上記内濾過体と外濾過体の下端部は、環状部材によって同軸に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の縦型スクリュープレス式濾過装置。
3. 上記内濾過体と外濾過体との間には、複数条の上記リボンスクリューが上記軸線回りに間隔をあけて一体に回転可能に収容されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の縦型スクリュープレス式濾過装置。
4. 上記リボンスクリューは、上記軸線方向に対向する部分が連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の縦型スクリュープレス式濾過装置。

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