JPH07328698A - 脱水ケーキ用サンプリングポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼却炉などへ搬送されている状態の新鮮な脱
水ケーキを逐次にかつ均等に少量ずつ採取でき、採取し
た脱水ケーキは流動化して搬送でき、ブリッジが生じな
い小型の脱水ケーキ用サンプリングポンプを提供する。 【構成】 ステータ７内で雄ねじ状ロータ８を偏心回転
させて搬送する偏心ねじポンプ３の吸込口側の円筒状ケ
ーシング６の前部を除き上半分を切り欠いて受取口部６
ａを設け、ケーシング６内に配置され雄ねじ状ロータ８
に駆動モータ４の回転を伝達するロッドを、スクリュー
ロッド１３で構成するとともに、このスクリューロッド
１３をステータ７の吐出口７ａからの吐出量に比べてス
クリューロッド１３で押し込まれる脱水ケーキの容量が
大きくなるように形成し、受取口部６ａの、脱水ケーキ
押し込み側端部に、開口１５ａを有する逆流防止板１５
を脱水ケーキ押し込み方向に対し傾斜させて配設してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば下水処理施
設において処理された脱水ケーキを焼却するに際し、脱
水ケーキの含水率などを調べるための脱水ケーキ用サン
プリングポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】下水汚泥をはじめ、工場廃水、とくに食
品工場の廃液などを処理施設で沈殿させて脱水すること
により得られる、いわゆる脱水ケーキは、焼却炉で焼却
して処理されるのが一般的である。こうした脱水ケーキ
は、常態では固形化を呈しているが、剪断力などの外力
を与えると流動化する性質（チクソトロピー性）を有し
ているので、遠心脱水機やベルトプレス脱水機などによ
り脱水したケーキは、たとえば実公平３−２８９０４号
公報に記載の装置によって混練して流動化させ、焼却炉
へ搬送することができる。

【０００３】また、焼却炉では、重油などの燃料を用い
て脱水ケーキを燃焼させているが、燃焼効率を向上して
最小限の燃料で最適な燃焼状態を得るためには、脱水ケ
ーキの含水率を逐次調べて燃料の使用量や空気の導入量
などを調整する必要がある。このためには、焼却炉に搬
送する途中で脱水ケーキを定時的に採取する、いわゆる
サンプリングをしなければならない。

【０００４】従来より、汚泥や汚水を搬送途上で搬送路
を分岐してサンプリングするポンプは公知であるが、こ
のサンプリングポンプには、ステータ内で雄ねじ状ロー
タを偏心回転させて搬送する一般的な偏心ねじポンプが
定量性に優れているという理由で広く採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、従来の一般的な偏心ねじポンプを脱
水ケーキのサンプリングポンプとして使用するには、次
のような不都合がある。すなわち、従来の偏心ねじポン
プを使用する場合には、脱水ケーキを流動化して搬送す
る装置と焼却炉の間の搬送路を分岐した分岐路に、ある
いはその搬送路に、ポンプの吸込口を接続する必要があ
る。しかし、サンプリング量はわずかでよく、また運転
を常時継続するのが望ましいため、自ずと容量の小さい
小型の偏心ねじポンプを使用することになるが、焼却炉
への脱水ケーキの搬送路には口径の大きな配管（内径３
００〜５００ｍｍ）が使用されているため、搬送されつ
つある新鮮な脱水ケーキを均等に採取することは困難で
ある。

【０００６】 脱水ケーキを流動化し搬送する混練供
給装置に脱水ケーキを投入する直前で、脱水ケーキを採
取することが考えられるが、そこには、流動化を図るた
めのフィーダーなどの混練装置あるいは同装置を備えた
サンプリングポンプを設置するだけのスペースがない。
また、フィーダーなどに投入される途中の脱水ケーキを
採取するため、その投入経路に偏心ねじポンプを配置
し、受取口にホッパーを装着してポンプ内に取り込むこ
とが考えられるが、脱水ケーキはパサパサで、ブリッジ
を起こし易いため、ホッパー内でブリッジが発生し、ポ
ンプ内に脱水ケーキを導入することができない。

【０００７】本発明は上述の点に鑑みなされたもので、
焼却炉などへ搬送されている状態の新鮮な脱水ケーキを
逐次にかつ均等に少量ずつ採取でき、採取した脱水ケー
キは流動化して搬送でき、ブリッジが生じない小型の脱
水ケーキ用サンプリングポンプを提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために本発明の脱水ケーキ用サンプリングポンプは、搬
送装置によって搬出されたのち混練供給装置等に落下す
る状態の脱水ケーキの一部を採取して含水率などを調べ
るためのポンプであって、ステータ内で雄ねじ状ロータ
を偏心回転させて搬送する偏心ねじポンプの吸込口側の
円筒状ケーシングの少なくとも前部を除き、そのほぼ上
半分を切り欠いて受取口部を設け、前記ケーシング内に
配置され前記雄ねじ状ロータに駆動モータの回転を伝達
するロッドを、スクリューロッドで構成するとともに、
該スクリューロッドは、前記ステータの吐出口からの吐
出量に比べて前記スクリューロッドで押し込まれる脱水
ケーキの容量が大きくなるように形成し、前記受取口部
の、脱水ケーキ押し込み側端部に、半円形の開口を有す
る逆流防止板を前記脱水ケーキの押し込み方向に対し傾
斜させて配設している。

【０００９】請求項２記載のように、前記受取口部の、
前記スクリューロッド回転方向側の開口側縁に、脱水ケ
ーキの捕獲部材を立設することが好ましい。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明のサンプリングポン
プを、たとえばベルトコンベヤから混練供給装置に脱水
ケーキが落下する途中に本ポンプの受取口部を上に向け
て配置しておくことにより、ベルトコンベヤから搬出さ
れ落下する脱水ケーキが受取口部からケーシング内に次
々と取り込まれる。また、あらかじめスクリューロッド
をステータの吸込口側へ脱水ケースを押し込む方向に回
転させておくと、ケーシング内に受け取られた脱水ケー
キはスクリューの回転に伴って前方へ送られるととも
に、ケーシング内、とくにケーシング前部の密閉部内で
混練撹拌されて流動化される。そして、流動化された脱
水ケーキの一部はステータ内に送り込まれて吐出口から
吐出され、サンプリングされるが、ステータ内に送り込
まれなかった脱水ケーキは、ケーシング内で押し戻さ
れ、受取口部の前端部に傾斜して配設されている逆流防
止板によって後方への移動が防止されるとともに、この
逆流防止板に案内されて脱水ケーキが排出される。なお
排出された脱水ケーキは、下方の混練供給装置に投入さ
れる。

【００１１】とくに、本発明のサンプリングポンプに
は、次のような特有の作用がある。

【００１２】1) 脱水ケーキを流動化するためのフィー
ダーなどを設置するスペースが十分にはない場所に配置
されるところから、フィーダーなどの代わりに吐出量に
比べ大容量の大型のスクリューロッドを用い、ケーシン
グ内で脱水ケーキを十分に混練、撹拌することにより、
脱水ケーキのチクソトロピー性を有効に利用することに
よって流動化を図ってステータ内に送り込むから、サン
プルの脱水ケーキを吐出させ、所定場所まで搬送させる
ことができる。

【００１３】2) ブリッジを非常に起こし易い性状の脱
水ケーキをケーシング内に取り込むため、円筒状ケーシ
ングのほぼ上半分を切り欠いて開口させたことによっ
て、小型のポンプにも拘わらずブリッジの発生が確実に
抑えられる。この結果、ポンプ（のケーシング）内に取
り込み可能な脱水ケーキの量（もしくは捕獲確率）が向
上する。

【００１４】3) ケーシングの受取口部の前端部の逆流
防止板が、スクリューとケーシングのとくに上部空隙間
に漏れ出し、受取口部の後方へ移動しようとする余剰の
脱水ケーキの再循環作用を阻止する。このため、脱水ケ
ーキが落下して投入される受取口部位に余剰の脱水ケー
キが溢れ出ることが阻止され、常に新しい脱水ケーキが
ケーシング内に取り込まれることになる。また、ケーシ
ング内にいったん投入された脱水ケーキは、吐出口から
吐出されるものを除き、ケーシング内で流動化されたの
ちに、逆流防止板に沿って排出されるから、ケーシング
内に過剰の脱水ケーキが長時間残留することがなく、し
たがってポンプ内には次々と新しい脱水ケーキが導入さ
れ、新鮮な脱水ケーキがサンプリングされる。

【００１５】請求項２記載のサンプリングポンプによる
と、ケーシングの受取口部に落下した脱水ケーキは、ス
クリューの回転に伴ってケーシングの一側方へ送られる
が、その一側縁部に立設した捕獲部材によって、スクリ
ューの回転による遠心力の作用で脱水ケーキが受取口部
から外方へ送り出されようとするのが防止される。

【００１６】

【実施例】以下、この発明にかかる脱水ケーキ用サンプ
リングポンプの実施例を図面に基づいて説明する。

【００１７】図１は混練供給装置にベルトコンベヤから
脱水ケーキが投入される状態を示す側面図、図２は同正
面図、図３は図１のＡ−Ａ線矢視図である。図４は本実
施例にかかるサンプリングポンプを示す側面図、図５は
図４のＢ−Ｂ線矢視図、図６は図４のサンプリングポン
プのうちポンプ本体を拡大して示す側方断面図、図７は
図６のＣ−Ｃ線断面図である。

【００１８】本実施例のサンプリングポンプ１は、下水
処理施設で、沈殿池で沈殿した汚泥を遠心脱水機やベル
トプレス脱水機などの脱水機で脱水して脱水ケーキを得
たのち、図１および図２に示すように、脱水ケーキＤを
ベルトコンベヤ２１で搬送してフィーダー２２に落下さ
せて投入し、フィーダー２２で混練して偏心ねじポンプ
２７で焼却炉（図示せず）へ搬送するときに、脱水ケー
キＤをサンプリングするために使用される。ベルトコン
ベヤ２１の回走面とフィーダー２２の上端開口２２ａと
の落差Ｈは通常２〜５ｍで、この間の脱水ケーキＤが落
下する経路の途中にサンプリングポンプ１が配設されて
いる。本例では、サンプリングポンプ１はフィーダー２
２の上端開口２２ａの一部を遮るように配置され、その
上端開口縁部を利用して設置される。

【００１９】フィーダー２２は公知のもので、フィーダ
ー２２内には、モータ２５で駆動される回転軸２３が横
向きに貫通して配設され、図３のように回転軸２３上に
は軸方向に間隔をあけて複数の撹拌翼２４が傾斜して取
着されている。フィーダー２２の底部には一方へ偏って
搬出口２６が開口され、この搬出口２６に、フィーダー
２２の下方に設置された偏心ねじポンプ２７のケーシン
グ２８が連通させてある。ケーシング２８内にはスクリ
ューロッド２９が配設され、その前方のステータ３０内
のロータ３１の一端にスクリューロッド２９の一端が接
続されている。スクリューロッド２９の他端には、モー
タ３２が接続されている。

【００２０】一方サンプリングポンプ１は、図６に示す
ように偏心ねじポンプからなるが、前記ポンプ２７に比
べてかなり容量の小さい小型のものである。図４に示す
ようにポンプ１はベース板２上に取り付けられ、このベ
ース板２上には、ポンプ本体３のほかに、駆動用のモー
タ４も取り付けられている。ポンプ本体３は、図６のよ
うに円筒状ケーシング６を中央にして前方にステータ７
が連設され、ステータ７内には雄ねじ状ロータ８が嵌挿
されている。ステータ７の前端に吐出口７ａが形設さ
れ、この吐出口７ａに配管９が接続されている。配管９
には三方切換弁１０が接続され、切換弁１０の一方は下
向きに開口した配管９ａに接続され、他方はサンプリン
グ用の配管９ｂに接続されている。ステータ７の後端は
吸込口７ｂが開口している。ケーシング６の後方には、
ベアリングハウジング１１が連設され、このハウジング
１１内にはドライブシャフト１２が軸受１２ａを介して
回動自在に支持され、ドライブシャフト１２の一部が外
方へ突出し、モータ４（図４）に接続されている。な
お、モータ４およびドライブシャフト１２との接続部の
周囲には、カバー（図示せず）を装着して落下してくる
脱水ケーキが直接当たらないようにしている。

【００２１】ドライブシャフト１２とロータ８の間は、
ジョイント１４を介してスクリューロッド１３で接続さ
れている。ロータ８は偏心して回転するのに対し、ドラ
イブシャフト１２は偏心せずに回転するので、ロータ８
の偏心量をスクリューロッド１３とジョイント１４で吸
収するようにしている。図６から明らかなように、スク
リューロッド１３のスクリュー１３ａの外径、ピッチを
かなり大きくし、ロータ８の回転により吐出される量に
比べて、スクリュー１３ａによる押し込み量が十分に大
きくなるように設定している。つまり本例では、ロータ
８による吐出量とスクリューロッド１３による押し込み
量の比が、１：１００程度になるように設計している。

【００２２】図４および図５に示すように、ケーシング
６の後端から前部にかけて長さ方向の約３／４の部位に
おいて、上半分を切り欠いて開口面積の広い受取口部６
ａを形成している。また、図５のように、受取口部６ａ
の前端部には、スクリュー１３ａとの干渉を防ぐ開口１
５ａを有するアーチ状の逆流防止板１５を、脱水ケーキ
の押し込み方向に向かってスクリュー１３ａの反回転側
へ傾斜させて設けている。本例では、逆流防止板１５の
両側下端部をベース板２上に固設し、中心軸線の直交軸
線に対する傾斜角度θ（図５）を略２０゜に設定してい
る。この傾斜角度は限定するものではなく、たとえば１
０゜や３０゜等に設定することができるが、下水処理場
の汚泥の脱水ケーキの場合には、傾斜角度θを２０゜前
後に設定したときの逆流防止効果が最も優れていた。

【００２３】さらに、図４〜図７に示すように、受取口
部６ａの、スクリュー１３ａの回転方向側の一側縁に、
脱水ケーキの捕獲部材として２本のピン１６を前後方向
に間隔をあけて立設している。そして、後部側のピン１
６には長方形の捕獲板１６ａを後方に向けて固着してい
る。これらの捕獲部材１６・１６ａは、ケーシング６の
受取口部６ａ内に落下して取り込まれた脱水ケーキが、
スクリュー１３ａの回転に伴ってケーシング６の一側縁
方向へ回転させられたときに、外方へ飛び出すのを防止
している。捕獲部材はピン１６に限定するものではな
く、小幅の捕獲板を立設してもよい。しかし、スクリュ
ー１３ａの回転方向側の一側開口縁に沿って捕獲板を連
続して設けるとブリッジを起こすおそれがあるので、間
隔をあけて設けるのが望ましい。

【００２４】上記のようにして本実施例のサンプリング
ポンプ１が構成されるが、このポンプ１によると、下記
の要領で脱水ケーキのサンプリングが行われる。

【００２５】 ベルトコンベヤ２１からフィーダー２
２へ落下する脱水ケーキＤの一部がサンプリングポンプ
１の受取口部６ａ内に落下し、捕獲される。ベルトコン
ベヤ２１から搬出される脱水ケーキＤはパサパサ状態
で、拡散されて落下するので、ポンプ１のケーシング６
に取り込まれる脱水ケーキＤは、平均状態に近いもので
ある。受取口部６ａはケーシング６の上半分を切断して
形成された大きな開口部であり、受取口部６ａの上方に
スクリューロッド１３のスクリュー１３ａの一部が露出
し、しかもスクリュー１３ａは一方向に回転しているの
で、受取口部６ａで脱水ケーキＤがブリッジを起こすこ
とはない。

【００２６】 ケーシング６の受取口部６ａ上に落下
した脱水ケーキＤは、スクリュー１３ａの回転に伴って
ケーシング６の一側開口縁側へ送られるが、そこに立設
されている２本のピン１６と捕獲板１６ａによって脱水
ケーキＤの外方への飛び出しが防止される。また、ケー
シング６内に落下、投入された大部分の脱水ケーキＤ
は、スクリュー１３ａの回転によって押し込まれ、ケー
シング６内を前方へ送られる。

【００２７】 ケーシング６の前部は開口部のないい
わゆる密閉状態の部屋で、この密閉された部屋内で脱水
ケーキＤが回転されながら押し込まれることにより、脱
水ケーキＤに一種の剪断力が加えられ、そのチクソトロ
ピー性によって脱水ケーキＤが流動化され、粘土状態に
なる。このため、粘土状態になった脱水ケーキＤの一部
は、ロータ８の回転によりステータ７の吸込口７ｂから
吸い込まれ、吐出口７ａから吐出され、配管９を通って
搬送される。このとき、切換弁１０を配管９ｂ側に切り
換えておけば、配管９ｂを介してサンプリング用の脱水
ケーキＤを採取することができる。一方、切換弁１０を
配管９ａ側に切り換えておくと、配管９ａの下端開口か
ら流動化された脱水ケーキＤが排出され、フィーダー２
２内に落下する。したがって、ポンプ１の運転は常時継
続しておき、脱水ケーキＤをサンプリングするときに切
換弁１０を切り換えて、必要な量の脱水ケーキＤを採取
すればよい。

【００２８】 上記したとおり、スクリュー１３ａに
よる脱水ケーキＤの押し込み量が吐出口７ａから吐出さ
れる脱水ケーキＤの量に比べてはるかに多いため、ケー
シング６の前端部内に送りこまれた脱水ケーキＤの大部
分は押し戻され、後方の受取口部６ａから漏れ出すこと
になる。しかし、押し戻された脱水ケーキＤが、ベルト
コンベヤ２１から落下して新たに投入される脱水ケーキ
Ｄの投入箇所にまで溢れ出すと、新しい（新鮮な）脱水
ケーキＤの導入が阻害されるため、サンプリングポンプ
としての重要な役割であるところの、新鮮な脱水ケーキ
Ｄを採取するということが困難になる。そこで、受取口
部６ａの前端部分に逆流防止板１５を設けて、余剰の脱
水ケーキＤが受取口部６ａに移動するのを防ぐととも
に、逆流防止板１５で案内して余剰の脱水ケーキＤを円
滑に排出させるようにしている。つまり、受取口部６ａ
のうち、逆流防止板１５より前方の部分は、余剰の脱水
ケーキＤの排出口を構成し、逆流防止板１５より後方の
部分だけが新しい脱水ケーキＤの受取口を構成している
ことになる。このようにして、ポンプ１のケーシング６
には、受取口部６ａから常に新しい脱水ケーキＤが取り
込まれ、古い（流動化された）脱水ケーキＤは排出され
て、新旧の脱水ケーキＤの入れ替わりが確実に図られ
る。この結果、サンプリングされる脱水ケーキＤは常に
新鮮なもの、いいかえれば焼却炉へ搬送されつつある脱
水ケーキＤがリアルタイムで採取される。

【００２９】以上、サンプリングポンプの一実施例を示
したが、本発明は下記のように実施することができる。

【００３０】(a) 逆流防止板１５はスクリュー１３ａと
の干渉を防止するための開口１５ａを有するものであれ
ば、アーチ形には限らない。

【００３１】(b) 受取口部６ａは、少なくともケーシン
グ６の前部を除いて設ければよいので、たとえば後端部
分を切り欠かないで残してもよい。

【００３２】(c) 上記実施例では、サンプリングポンプ
１をフィーダー２２の上端開口縁部に設置したが、専用
の脚台によって脱水ケーキＤの落下経路中にサンプリン
グポンプ１を設置してもよい。

【００３３】(d) 落下状態の脱水ケーキを採取するもの
であれば、焼却炉への搬送前の脱水ケーキに限らず、サ
ンプリングすることができ、また脱水ケーキと同様の性
状を有するものであれば脱水ケーキ以外のもののサンプ
リングにも使用できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明のサンプリングポンプには、次のような優れた効
果がある。

【００３５】(1) わずかなスペースに、サンプリングポ
ンプを設置できる。

【００３６】(2) たとえ小型のサンプリングポンプであ
っても、脱水ケーキがブリッジを起こすことがない。

【００３７】(3) 脱水ケーキのチクソトロピー性を利用
し、サンプリング用の脱水ケーキを流動化して所定場所
まで搬送することができる。

【００３８】(4) ポンプのケーシング内で新旧の脱水ケ
ーキの入れ替わりが積極的に図られるので、常に新鮮な
脱水ケーキを採取できる。

【００３９】請求項２記載のポンプでは、 (5) ケーシング内に投入された脱水ケーキを外方へ飛び
出すのを捕獲部材が防止するので、脱水ケーキの捕獲率
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】混練供給装置にベルトコンベヤから脱水ケーキ
が投入される状態を示す側面図である。

【図２】図２は図１の正面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線矢視図である。

【図４】本は発明の実施例にかかるサンプリングポンプ
を示す側面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線矢視図である。

【図６】図４のサンプリングポンプのうちのポンプ本体
を拡大して示す側方断面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

１ サンプリングポンプ ２ ベース板 ３ 偏心ねじポンプ本体 ４ モーター ６ ケーシング ６ａ受取口部 ７ ステータ ８ ロータ １３ スクリューロッド １３ａスクリュー １５ 逆流防止板 １６ ピン（捕獲部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 幹夫 兵庫県神戸市兵庫区御崎本町１丁目１番54 号 兵神装備株式会社内 (72)発明者 木村 耕三 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗田 工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送装置によって搬出されたのち混練供
   給装置等に落下する状態の脱水ケーキの一部を採取して
   含水率などを調べるための脱水ケーキ用サンプリングポ
   ンプであって、 ステータ内で雄ねじ状ロータを偏心回転させて搬送する
   偏心ねじポンプの吸込口側の円筒状ケーシングの少なく
   とも前部を除き、そのほぼ上半分を切り欠いて受取口部
   を設け、 前記ケーシング内に配置され前記雄ねじ状ロータに駆動
   モータの回転を伝達するロッドを、スクリューロッドで
   構成するとともに、該スクリューロッドは、前記ステー
   タの吐出口からの吐出量に比べて前記スクリューロッド
   で押し込まれる脱水ケーキの容量が大きくなるように形
   成し、 前記受取口部の、脱水ケーキ押し込み側端部に、半円形
   の開口を有する逆流防止板を前記脱水ケーキの押し込み
   方向に対し傾斜させて配設したことを特徴とする脱水ケ
   ーキ用サンプリングポンプ。
2. 【請求項２】 前記受取口部の、前記スクリューロッド
   回転方向側の開口側縁に、脱水ケーキの捕獲部材を立設
   した請求項１記載の脱水ケーキ用サンプリングポンプ。