JP7261973B2

JP7261973B2 - ベルトプレス

Info

Publication number: JP7261973B2
Application number: JP2020082309A
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: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2040-05-08
Also published as: JP2021176614A

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、ろ布駆動の動力又は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発電機の動力源として利用し、ろ布張力を低減することでロール等の部材に掛かる負荷を軽減す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、所定の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発電機と、検知装置で検知した張力を基に発電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発電機を接続して発電し、発電機の抵抗により第一のロールを減速させてろ布の張力を低減し、検知装置で検知したろ布の張力が基準以下の場合、発電機と第一のロールの接続を解除することで、ろ布に掛かる過剰な張力を電力に変換し利用することができる。

前記発電機で発電した電力を所定のロールに接続した駆動機の動力源とすることで、消費電力を削減することができる。

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発電機を接続することで、最も負荷の掛かる箇所の張力を軽減し、電力に変換することができる。

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に複数回ろ布２を巻き掛けて加圧部５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、ロールに発電機を接続することで、張力を回生して発電機の動力に変換することができる。張力を発電機の動力に変換するため、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。発電機は任意のロールに接続して電力を得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、発電機の接続先を変更することで対応できる。回生した電力をベルトプレスのろ布の駆動源として利用することで、消費電力を削減することができる。

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、駆動機７ａ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と発電機１０を接続し、過剰な張力を発電機１０の動力として利用する。また、発電機１０で得た電力を図示しないバッテリーに蓄積し、駆動機７ａの動力源として利用する。

図２は、本発明に係る動力回生の概念図である。
本発明に用いる発電機１０は、ろ布２に掛かる過剰な張力を電力として回生し、図示しないバッテリーに蓄積する。そして、バッテリーに蓄積した電力で駆動ロール７の駆動機７ａを駆動させる。

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。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。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、ベルトプレス１の負荷を軽減するために、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。

従って本発明では、発電機１０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と接続する。発電機１０と第一のロール１２を接続することで、発電機１０の抵抗を受けて第一のロール１２は減速し、ろ布２の送り量（張力）が減少する。そして発電機１０が起動することで発電が行われ、図示しないバッテリーに電力を蓄電する。また、バッテリーに蓄積した電力は、駆動ロール７の駆動機７ａの動力源として利用する。

このように、張力が過剰に高いろ布２の下流に巻き掛けた第一のロール１２と発電機１０を接続することで、ろ布２の過剰な張力を低減させると共に、過剰な張力を電力として回生し、ベルトプレス１の駆動に利用することで消費電力を削減することができる。

また、図２に示すように、過剰に張力が掛かるろ布２には、ろ布２の張力を検知する検知装置１４を配置する。検知装置１４は制御装置１５と接続し、制御装置１５は検知装置１４で検知した張力を基に発電機１０を制御する。制御装置１５は、検知装置１４が基準値以上のろ布張力を検知した場合、発電機１０を第一のロール１２と接続し、過剰な張力を低減させる。また、検知装置１４が基準値より低いろ布張力を検知した場合、発電機１０と第一のロール１２の接続を解除し、通常の運転を行う。

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１４を利用できる。

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、発電機１０で発電した電力を駆動ロール７の駆動機７ａに利用せず、別途設けた第二の駆動機７ｂに利用する。第二の駆動機７ｂは、駆動ロール７以外の任意のロール３と接続し、接続したロール３を回転させ、回転速度を大きくすることができる。図３では、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）と第二の駆動機７ｂを接続することで、加圧部５のろ布２の過剰な張力を電力に変換し、加圧部直前ロール１１の駆動力に利用する。

図３のようなベルトプレスは、汚泥をろ布２に挟んで脱水を行うため、汚泥供給部４でろ布２の張力が高い場合、適切に汚泥を挟み込むことができない。よって汚泥供給部４となる加圧部直前ロール１１からせん断ロール８に巻き掛けたろ布２の張力を低下させることが望ましい。

従って、加圧部５の過剰な張力から発電機１０で得られた電力を、加圧部直前ロール１１に接続した第二の駆動機７ｂに回生し、加圧部直前ロール１１の回転速度を増加させる。加圧部直前ロール１１の回転速度が増加することでろ布２の送り量が増加し、加圧部直前ロール１１からせん断ロール８に巻き掛けたろ布２の張力が低下する。

このように、本発明に係る発電機１０で得られた電力を第二の駆動機７ｂに利用することで、任意のロール３の回転を制御し、任意の箇所のろ布張力を調整することができる。なお、ベルトプレス１は加圧部５や駆動ロール７、テンションロールの配置によってろ布２に張力が掛かる箇所がことなるため、第二の駆動機７ｂと接続するロール３は加圧部直前ロール１１に限定されず、張力を下げたいろ布２の上流に巻き掛けたロール３と接続することで本発明の効果が得られる。

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の加圧部５では、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。回帰ロール１８を介して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。

発電機１０は中心ロール１６と接続し、第二の駆動機をせん断ロール８に接続している。また、加圧部５のろ布２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発電機１０を制御する制御装置１５を備える。
また、一対のろ布２のテンションは、図示しない公知のろ布緊張装置で調性する。

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２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、第一のロール１２と発電機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、発電機１０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、発電機１０をせん断ロール８に接続し、発電機１０で発電する。発電機１０により発電した電力を第二の駆動機７ｂに回生することで、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に掛かる過剰な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、第二の駆動機７ｂで動力を回生するロールを加圧部直前ロール１１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、第二の駆動機７ｂで動力を回生するロールをせん断ロール８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２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発電機１０と第二の駆動機７ｂの接続先を設定すればよい。

なお、加圧部５のろ布２の張力の大きさに応じて、発電機１０の負荷抵抗を調整可能としてもよい。

２ろ布
３ロール
５加圧部
７ａ、７ｂ駆動機
１０発電機
１２第一のロール
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、
所定の箇所のろ布張力を検知する検知装置（１４）と、
所定のロール（３）に接続自在な発電機（１０）と、
検知装置（１４）で検知した張力を基に発電機（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）に発電機（１０）を接続して発電し、発電機（１０）の抵抗により第一のロール（１２）を減速させてろ布（２）の張力を低減し、
検知装置（１４）で検知したろ布（２）の張力が基準以下の場合、
発電機（１０）と第一のロール（１２）の接続を解除する
ことを特徴とするベルトプレス。
前記発電機（１０）で発電した電力を所定のロール（３）に接続した駆動機（７ａ、７ｂ）の動力源とする
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）に発電機（１０）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）に複数回ろ布（２）を巻き掛けて加圧部（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。