JP7240583B2

JP7240583B2 - ベルトプレス

Info

Publication number: JP7240583B2
Application number: JP2020082308A
Authority: JP
Inventors: 敏文大木畑
Original assignee: Ishigaki Co Ltd
Current assignee: Ishigaki Co Ltd
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2023-03-16
Anticipated expiration: 2040-05-08
Also published as: JP2021176613A

Description

本発明は、複数のロールに巻き掛けたろ布に汚泥を挟んで加圧脱水を行うベルトプレスで、ろ布の張力が過剰に高い箇所から動力を回生し、ろ布張力の調整に利用するベルトプレスに関する。

従来から、下水汚泥や産業廃水等を固液分離する手段として、複数のロールに巻き掛けられたろ布に原液を挟持して圧搾するベルトプレスが用いられている。特許文献１には、中心となるロールにろ布を複数回巻き掛け、ろ布の張力を加圧機構の押し付け力に利用して高圧脱水を行うベルトプレスが開示されている。

特開２０１５－８０７２９号公報

特許文献１のベルトプレスでは、ろ布を複数回巻き掛けた加圧部の下流側に駆動ロールを配置しており、加圧部には複数巻き掛けたろ布の押し付け力以上に大きな張力が掛かっている。また、汚泥性状の変動によってろ布に掛かる張力が変動する場合もあり、その際は張力が過剰に加わってしまう。過剰なろ布張力は、ベルトプレスのろ布、ロール軸受け等に過度な荷重を掛けることになり、それらの部材の消耗を激しくしていた。

この発明は、ベルトプレスに掛かった過剰なろ布張力をロールの回転力に回生することで、ろ布張力による負荷を軽減し安定した運転を行えるベルトプレスを提供する。

複数のロールに巻き掛けたろ布に汚泥を挟んで加圧脱水するベルトプレスにおいて、所定箇所のろ布張力を検知する検知装置と、所定のロールに接続自在な増速機と、検知装置で検知した張力を基に増速機を制御する制御装置を備え、制御装置は、検知装置で検知したろ布の張力が基準より高い場合、前記所定箇所のろ布の下流に巻き掛けた第一のロールに増速機の入力軸を接続し、前記所定箇所のろ布の上流に巻き掛けた第二のロールに増速機の出力軸を接続し、検知装置で検知したろ布の張力が基準以下の場合、増速機の入力軸と出力軸の接続を各ロールから解除することで、ろ布に掛かる過剰な張力を動力に変換して回生することができる。

前記ベルトプレスはろ布に挟んだ汚泥をロールで加圧する加圧部を備え、加圧部出口の第一のロールに増速機の入力軸を接続し、加圧部上流の第二のロールに増速機の出力軸を接続することで、最も負荷の掛かる箇所の張力を軽減し、張力が不要な個所では張力を低減できる。

前記第一のロールに巻き掛けたろ布を他のロールで第一のロールとろ布の間に回帰させ、再度第一のロールに巻き掛けることで、第一のロールに複数回巻き掛け加圧部を構成することで、ろ布に掛かる張力を調整することができる。

この発明によれば、ベルトプレスのろ布に過剰に張力が掛かっている個所で、ロールに増速機を接続することで、張力を動力に変換して回生することができる。張力を動力として回生するため、過剰な張力が低減し、ベルトプレスに掛かる負荷を低減することができる。増速機の入力軸と出力軸は任意のロールに接続して動力を回生することができるため、ベルトプレスの構成によって張力の掛かる箇所が変化しても、増速機の接続先を変更することで対応できる。出力軸と接続して動力を回生するロールの下流では、ろ布の張力が低減するため、出力軸の接続先を任意に変更すればろ布の張力を自在に低減させることができる。

図１は、本発明に係るベルトプレスの側面図である。図２は、本発明に係る動力回生の概念図である。図３は、本発明に係るベルトプレスの略側面図である。図４は、本発明に係るベルトプレスの他の実施形態である。

図１は、本発明に係るベルトプレスの側面図である。
本発明に係るベルトプレス１は、上下一対のろ布２と、一対のろ布２を無端状に張設する複数のロール３と、上下一対のろ布２及び複数のロール３を支持するフレーム（図示せず）とを備え、一対のろ布２間に汚泥を供給して脱水する。

ベルトプレス１は、汚泥を供給する汚泥供給部４と、汚泥を上下一対のろ布２で挟んで脱水する加圧部５と、一対のろ布２を開いて汚泥を排出する排出部６を備える。加圧部５の下流に設けたロール（駆動ロール７）は、図示しない駆動機と接続して回転させる。駆動ロール７に追従して一対のろ布２が走行する。

加圧部５の入口に設けたロール（せん断ロール８）は、供給された汚泥をろ布２に挟んで加圧部５に送り込む。加圧部５の出口に設けたロール（加圧部最終ロール９）は、加圧部５でろ布２がロール３に巻き掛けられるごとに張力が上昇するため、加圧部５で最も高い張力を受けている。

図１に示すベルトプレス１では、加圧部最終ロール９と後述する増速機１０を接続し、張力を動力として回収する。また、せん断ロール８の上流でろ布２に巻き掛けたロール（加圧部直前ロール１１）は、増速機１０と接続し、回収した動力を利用して回転速度を調整可能とする。

図２は、本発明に係る動力回生の概念図である。
本発明に用いる増速機１０は、ろ布２に掛かる過剰な張力を所定のロール３の動力として回生し、ろ布２の張力を調整する。ベルトプレス１に巻き掛けられたろ布２は、一方方向に走行すると共に、加圧部５などの一部分に強い張力が掛かっている。例えば図２は加圧部５を簡略化したもので、ろ布２は右方向に走行し、第一のロール１２の上流から第二のロール１３の下流のろ布２に高い張力が掛かっている。なお、高い張力が掛かる場所は、加圧部５や駆動ロール７の配置、ろ布２にテンションを調節するテンションロールの場所などによって変化する。

ここで、図２に示すろ布２の張力を低減させるには、張力の高いろ布２の下流に巻き掛けたロール（第一のロール１２）の回転速度を減速させ、ろ布２の送り量を減少させればよい。また同様に、張力の高いろ布２の上流に巻き掛けたロール（第二のロール１３）の回転速度を増速させ、ろ布２の送り量を増加させてもろ布２の張力が低減する。

従って本発明では、増速機１０の入力軸を、張力を下げたいろ布２の下流に巻き掛けた第一のロール１２と接続し、出力軸を、張力を下げたいろ布２の上流に巻き掛けた第二のロール１３と接続すると共に、入力軸に入力された動力を出力軸に回生し、回転数を増加させる調整を行う。よって、入力軸に接続した第一のロール１２の回転速度は増速機１０の抵抗により減速し、出力軸に接続した第二のロール１３の回転速度は増速機１０により増速する。これにより、新たな動力源を用いることなくろ布２の張力を調整することができる。

図３は、本発明に係るベルトプレスの略側面図である。
本実施例では、増速機１０の入力軸を加圧部最終ロール９に接続し、出力軸を加圧部直前ロール１１に接続する。また、増速機１０は、入力軸に掛かる動力をトルクや回転数を変えて出力軸に伝達する公知の技術を採用でき、本実施例では無段変速機構の増速機１０を用いる。

ベルトプレス１の加圧部５にはろ布２の張力を検知する検知装置１４を配置し、検知した張力を基に増速機１０を制御する制御装置１５を備える。予めベルトプレス１の運転が適切に行えるろ布張力の基準値を設定し、検知装置１４が基準値以上のろ布張力を検知した場合、増速機１０を各ロール１２、１３と接続し、ろ布張力が所定の値以下となれば増速機１０と各ロール１２、１３の接続を解除する。

増速機１０の接続時は、ろ布張力の大きさに応じて増速比を変動させ、ろ布張力を低減させる。このように増速機１０を制御することで、加圧部５に過剰な張力が掛かった際には、加圧部５の張力を適切な値まで低減させると共に、汚泥供給部４のろ布２に掛かる張力を低減させることができる。汚泥供給部４はろ布２の張力が低減することでろ布２間にゆとりが生まれ、汚泥を加圧部５へ送り込みやすくなる。

検知装置１４は、ろ布２からの反発力、又はろ布２を巻き掛けたロール３に掛かるスラストなどからろ布２の張力を検知できればよく、公知の検知装置を利用できる。

次に、増速機１０によるベルトプレス１の動力回生方法について詳述する。
図３に示すベルトプレス１では、駆動ロール７の回転により、駆動ロール７から駆動ロール７上流の加圧部最終ロール９に巻き掛けられたろ布２の張力が高くなり、駆動ロール７の下流ではろ布２の張力が低くなる。また、加圧部５ではろ布２がロール３に巻き掛けられるごとに抵抗が加わり張力が上昇する。

ここで、ベルトプレス１に供給される汚泥の性状によっては、加圧部最終ロール９から加圧部最終ロール９上流のロール３に巻き掛けられたろ布２に想定以上の非常に高い張力が掛かることがあり、ベルトプレス１に大きな負荷をかけることがある。従って、加圧部５に配置した検知装置１４の検出値が、予め定めたろ布張力の基準値を超えた場合、ロール軸受け等に過剰な荷重が掛かっていると判断し、張力を低減させるために増速機１０と所定のロール１２、１３を接続する。

なお、図３では、加圧部最終ロール９が第一のロール１２となり、加圧部直前ロール１１が第二のロール１３となる。

増速機１０の入力軸を加圧部最終ロール９と接続した場合、加圧部最終ロール９は増速機１０の抵抗を受けブレーキが掛る。よって、加圧部最終ロール９の回転速度が低下し、加圧部最終ロール９に掛かるろ布２の張力が低減する。また、同時に増速機１０により張力が動力として回収される。

そして、増速機１０の出力軸は、加圧部直前ロール１１と接続する。増速機１０は、加圧部最終ロール９から回収した動力を回生し、加圧部直前ロール１１の回転速度を増加させる。増速機１０で加圧部直前ロール１１の回転速度が増加することにより、汚泥供給部４のろ布２の張力が低下する。増速機１０は、検知したろ布張力に応じて制御し、ろ布張力が大きくなるにつれ増速比を大きくする。ろ布張力が所定の値まで低下すると、増速機１０とロール１２、１３の接続を解除し、通常運転に戻る。

このように、張力を下げたいろ布２の下流に巻き掛けた第一のロール１２（加圧部最終ロール９）から動力を回収することで、ろ布２の張力を低減させることができる。また、張力を下げたいろ布２の上流に巻き掛けた第二のロール１３（加圧部直前ロール１１）に動力を回生することで、ろ布２の張力を低減させることもできる。従って、増速機１０を用いて動力を回生させることで、新たな動力源を用いることなくベルトプレス１に巻き掛けられるろ布２の張力を適切に調整することができる。

図４は、本発明に係るベルトプレスの他の実施形態である。
他の実施例に係るベルトプレス１ａは、上下一対のろ布２と、一対のろ布２を無端状に張設する複数のロール３と、上下一対のろ布２及び複数のロール３を支持するフレーム（図示せず）とを備え、一対のろ布２間で汚泥を脱水する。

ベルトプレス１ａは、中心ロール１６に一対のろ布２を複数回掛け回すことで、高い圧力をかけながら脱水できる加圧部５を備えている。複数回掛け回した一対のろ布２を構成するろ布２とろ布２の間には、ろ布２同士の摩擦を軽減する間接材１７が配設されている。

間接材１７は、中心ロール１６の中心から放射状に移動自在である。間接材１７は、間接材１７に掛け回した一対のろ布２の押し付け力を内側の一対のろ布２へ伝え、圧力をかける。間接材１７に巻き掛けた一対のろ布２から中心ロール１６に巻き掛けた一対のろ布２へ向かうように一対のろ布２を走行させて汚泥の脱水を行う。

図４に示すベルトプレス１ａは、中心ロール１６に一対のろ布２を２重に掛け回している。ベルトプレス１ａは、汚泥を供給する汚泥供給部４と、汚泥を挟んで脱水する上下一対の無端状のろ布２と、一対のろ布２を２回掛け回す中心ロール１５と、一対のろ布２を中心ロール１６に案内するせん断ロール８と、一対のろ布２を再度中心ロール１６に向かって回帰させるために巻き掛ける回帰ロール１８と、中心ロール１６上を２重に対向して走行する一対のろ布２間に配置する複数の間接材１７と、一対のろ布２を駆動する２つの駆動ロール７と、汚泥を排出する排出部６と、を備える。中心ロール１６にろ布２を２回巻き掛けて加圧部５を形成している。一対のろ布２のテンションの調整は、公知のろ布緊張装置を採用できる。

複数の間接材１７は、中心ロール１６から等距離に配置し、中心ロール１６の中心から放射線状に移動自在に配置してある。一対のろ布２を間接材１７の外側から巻き掛けた後、続けて回帰ロール１８に巻き掛けて中心ロール１６に回帰させる。回帰させた一対のろ布２を間接材１７より内側を通り中心ロール１６に当接するよう巻き掛けることで、中心ロール１６には間接材１７を介して一対のろ布２を２重に巻き掛ける構成となる。

増速機１０は、入力軸を中心ロール１６に接続し、出力軸をせん断ロール８に接続している。また、加圧部５のろ布には張力を検知する検知装置１４を備え、検知装置１４で検知した張力を基に増速機１０を制御する制御装置１５を備える。

次に、図４に示す増速機によるベルトプレスの動力回生方法について詳述する。
図４のろ布を２回掛け回したベルトプレス１ａでは、駆動ロール７の回転により、駆動ロール７から駆動ロール７上流の中心ロール１６に巻き掛けたろ布２に高い張力が掛かっている。更に、中心ロール１６にはろ布２を２度巻き掛けるため、中心ロール１６から中心ロール１６上流のせん断ロール８に巻き掛けたろ布２にも高い張力が掛かっている。従って、中心ロール１６を第一のロール１２、せん断ロール８を第二のロール１３とし、ろ布２に過剰な張力が掛かった場合、増速機１０を接続し張力を低減させる。

ここで、加圧部５のろ布２の張力を低減させるには、増速機１０の入力軸を中心ロール１６に接続することで、中心ロール１６の回転速度を低下させ、中心ロール１６から中心ロール１６上流のせん断ロール８に巻き掛けたろ布２の張力を低減させればよい。

検知装置１４で検知したろ布張力が基準値を超えた場合、増速機１０の出力軸をせん断ロール８に接続し、動力を回生することで、せん断ロール８の回転速度を増加させ、せん断ロール８からせん断ロール８下流の中心ロール１６に巻き掛けたろ布２の張力を低減させる。このように、加圧部５で偏ったろ布張力を減少させることで、張力によるベルトプレス１ａの負荷を減少させることができる。

図３に示すベルトプレス１では、加圧部最終ロール９を第一のロール１２とし、加圧部直前ロール１１を第二のロール１３とし、また、図４に示すベルトプレス１ａでは、中心ロール１６を第一のロール１２とし、せん断ロール８を第二のロール１３としたが、加圧部５又は駆動ロール７の構成によってはろ布２に張力が掛かる場所、ろ布の張力を低減させたい場所が異なるため、ろ布２の張力を勘案して適宜第一のロール１２と第二のロール１３を設定すればよい。

なお、加圧部５のろ布２の張力の大きさに応じて、増速機１０の変速比を変更するとよいが、中心ロール１６及び加圧部直前ロール１１に固定差速を与える場合はギアなどを用いて単一のギア比で動力を回生してもよい。

２ろ布
３ロール
５加圧部
１０増速機
１２第一のロール
１３第二のロール
１４検知装置
１５制御装置

Claims

複数のロール（３）に巻き掛けたろ布（２）に汚泥を挟んで加圧脱水するベルトプレスにおいて、
所定箇所のろ布張力を検知する検知装置（１４）と、
所定のロール（１２、１３）に接続自在な増速機（１０）と、
検知装置（１４）で検知した張力を基に増速機（１０）を制御する制御装置（１５）を備え、
制御装置（１５）は、
検知装置（１４）で検知したろ布（２）の張力が基準より高い場合、
前記所定箇所のろ布（２）の下流に巻き掛けた第一のロール（１２）に増速機（１０）の入力軸を接続し、
前記所定箇所のろ布（２）の上流に巻き掛けた第二のロール（１３）に増速機（１０）の出力軸を接続し、
検知装置（１０）で検知したろ布（２）の張力が基準以下の場合、
増速機（１０）の入力軸と出力軸の接続を各ロール（１２、１３）から解除する
ことを特徴とするベルトプレス。
前記ベルトプレスはろ布（２）に挟んだ汚泥をロール（３）で加圧する加圧部（５）を備え、
加圧部（５）出口の第一のロール（１２）に増速機（１０）の入力軸を接続し、
加圧部（５）上流の第二のロール（１３）に増速機（１０）の出力軸を接続する
ことを特徴とする請求項１に記載のベルトプレス。
前記第一のロール（１２）に巻き掛けたろ布（２）を他のロール（３）で第一のロール（１２）とろ布（２）の間に回帰させ、
再度第一のロール（１２）に巻き掛けることで、
第一のロール（１２）に複数回巻き掛け加圧部（５）を構成する
ことを特徴とする請求項２に記載のベルトプレス。