JPH10139126A - スクリュー式移送・破砕装置及び移送・圧搾・破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】下水のし渣等の処理物を移送しながら効率良
く、破砕或いは圧搾することが可能となる、設置スペー
スの小さいスクリュー式移送・破砕装置及び移送・圧搾
・破砕装置を提供する。 【解決手段】一端部に処理物の供給口２ａを有し、他端
部に排出口２ｂを有するケーシング２に、スクリューシ
ャフト４にスクリュー羽根５が螺旋状に形成されてなる
内スクリュー３が回転自在に収装されるとともに、螺旋
状に形成された中空状のスクリュー羽根７のみからなる
外スクリュー６が、前記内スクリュー３の軸心と同軸と
なるように回転自在に収装される構成のスクリュー式移
送・破砕装置１とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理物を移送しな
がら破砕又は圧搾する装置に関し、特に下水処理場に発
生するし渣を移送しながら破砕又は圧搾する処理に好適
なスクリュー式移送・破砕装置及びスクリュー式移送・
圧搾・破砕装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポンプ場などの下水処理場において、下
水中に含まれるし渣の処理工程では、し渣を細かく破砕
するため二軸式の破砕装置が使用されている。その破砕
処理を含むし渣処理フローの一例を図６に示す。図６は
クリーン沈砂池システムにおけるし渣処理系統の処理フ
ロー説明図である。まず除塵機により下水から掻き上げ
られたし渣がベルトコンベアによって搬送され、破砕装
置に投入される。投入されたし渣は破砕装置により細か
く破砕されて下部の排出口からし渣貯留槽へと排出さ
れ、し渣移送装置によって次の処理工程へと移送され
る。上述の二軸式破砕装置は、対となる２つの軸が、そ
の軸に形成された複数の破砕用の刃が互いに噛み合わさ
るようにして、ケーシングに平行に配設される構造のも
のであり、し渣はこの破砕刃の回転により破砕作用を受
ける。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、下水処理場
に送られてくる下水の総量は時刻によって差があり、そ
れに伴って下水中のし渣の総量、或いは下水量に対する
し渣量の割合にはかなりの変動がある。下水中に瞬時的
な大量のし渣が発生していた場合、その大量のし渣はそ
のまま除塵機で掻き上げられ、二軸式破砕装置に投入さ
れることになる。しかし、２つの軸がケーシング内に平
行に収装される構造では、大量のし渣が投入されたとき
処理しきれなくなるときがある。つまり、破砕刃による
破砕が追いつかず、次第に未処理のし渣が軸間の上部に
積層していき、軸間上部にし渣のブリッジが形成される
という欠点があった。一旦ブリッジが形成されるとそれ
らは固形化していき、し渣の積層化が進むとともに、軸
はいわゆる空運転の状態となってしまい、し渣の破砕が
不可能となる問題点を有していた。

【０００４】また、この二軸式の構造でし渣のブリッジ
形成を防止するためには、軸及び破砕刃の大型化、軸の
回転駆動源の大型化が必要不可欠であるが、いずれも装
置全体の大型化につながるため、装置の設置スペースの
確保、装置のコスト高という点で問題を有していた。

【０００５】本発明はこのような課題を解消するために
創作されたものであり、下水のし渣等の処理物を移送し
ながら効率良く破砕、圧搾することが可能であり、設置
スペースの小さいスクリュー式移送・破砕装置及び移送
・圧搾・破砕装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の目的を達
成するために以下の手段を用いた。まず、第１の手段と
して、一端部に処理物の供給口を有するとともに他端部
に処理物の排出口を備えたケーシングに、スクリューシ
ャフトにスクリュー羽根が螺旋状に形成されてなる内ス
クリューが回転自在に収装されるとともに、螺旋状に形
成された中空状のスクリュー羽根のみからなる外スクリ
ューが、前記内スクリューの軸心と同軸となるように回
転自在に収装される構成としたことを特徴とするスクリ
ュー式移送・破砕装置とした。次に、第２の手段とし
て、一端部に処理物の供給口を有するとともに他端部に
処理物の排出口を備えたケーシングに、スクリューシャ
フトにスクリュー羽根が螺旋状に形成されてなる内スク
リューが回転自在に収装されるとともに、螺旋状に形成
された中空状のスクリュー羽根のみからなる外スクリュ
ーが、前記内スクリューの軸心と同軸となるように回転
自在に収装され、前記内スクリューは、スクリュー羽根
の１ピッチにおける処理物移送空間の容積が一定となる
ように、かつ、その処理物移送空間の形状が異なるよう
に、スクリュー羽根がスクリューシャフトに、全ピッチ
或いは一部のピッチにわたって形成される構成としたこ
とを特徴とするスクリュー式移送・圧搾・破砕装置とし
た。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。まず、スクリュー式移送・破砕装置につ
いて図１及び図２に基づいて説明する。図１は本発明に
係るスクリュー式移送・破砕装置の全体説明図であり、
図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【０００８】図１において符号１はスクリュー式移送・
破砕装置を示し、図示しない受け台に下部を支持された
断面略円筒形状のケーシング２に、内スクリュー３及び
外スクリュー６がその軸心を同軸にして回転自在に収装
されるものである。ケーシング２は、一端側の上部に供
給口２ａ、他端側の下部に排出口２ｂが形成されてお
り、供給口２ａから投入されたし渣等の処理物は各スク
リューの回転により移送されながら破砕されて排出口２
ｂから排出される。

【０００９】以下、スクリュー式移送・破砕装置１につ
いて詳細に述べる。内スクリュー３は、スクリューシャ
フト４及びスクリュー羽根５から構成される。スクリュ
ー羽根５は等径軸のスクリューシャフト４に、等ピッチ
で、スクリューシャフト４の回転方向の回転成分に対し
て、処理物を排出口２ｂ側に向かって並進させる並進成
分を有するように螺旋状に形成される。また、スクリュ
ーシャフト４の排出口２ｂ側の端部には、矩形状の排出
用羽根１１が取り付けられており、移送されてきた処理
物をほぐしながら効率良く、素早く排出口２ｂに排出す
る役目を持つ。

【００１０】外スクリュー６は、等ピッチで、その回転
方向の回転成分に対して、処理物を排出口２ｂ側に向か
って並進させる並進成分を有するように螺旋状に形成さ
れた、中空状のスクリュー羽根７のみからなり、端部は
それぞれ筒状部材８、９に固着されている。本実施形態
では、内スクリュー３と外スクリュー６の回転方向を互
いに逆方向にしてあり、したがって、この２つのスクリ
ューの螺旋巻き方向も図１に示すように逆向きとなって
いる。

【００１１】内スクリュー３及び外スクリュー６は以上
のような形状をなし、内スクリュー３が外スクリュー６
の内側空間に、互いの軸心が同軸となるようにケーシン
グ２内部に収装される。なお、スクリュー羽根７の内径
ｄ１とスクリュー羽根５の外径ｄ２との刃先隙間寸法ｓ
は、対象となる処理物の性質やケーシング２の長さ等に
より適宜決定される。そして、スクリュー端部において
は、スクリューシャフト４が筒状部材８、９内部に設け
られた軸受（図示せず）等に嵌装されることにより内ス
クリュー３が筒状部材８、９に対して回動自在に軸支さ
れるとともに、筒状部材８、９も軸受（図示せず）等に
より回転自在に軸支される。

【００１２】また、ケーシング２の内壁底部には、供給
口２ａ側の端部から排出口２ｂ手前までにわたってガイ
ドバー１０が複数、本実施形態では５本取り付けられて
おり（図２参照）、スクリュー羽根７の外刃部７ａと若
干の間隙が形成されるように取り付けられる。処理物
は、スクリュー羽根７の外刃部７ａがガイドバー１０の
角部１０ａに近接することにより破砕される。

【００１３】次にスクリュー式移送・破砕装置１の作用
について説明する。図１に示すように、外スクリュー６
は時計方向に毎分Ｎ回転の速度で回転し、内スクリュー
３が反時計方向に毎分ｎ回転（Ｎ＜ｎ）の速度で回転す
る場合、供給口２ａから投入された処理物は、スクリュ
ー羽根５及び７により移送されながら、この２つのスク
リューの処理物移送速度の差により内スクリュー３の刃
部５ａと外スクリュー６の内刃部７ｂが互いに近接する
ことによって破砕され、排出用羽根１１によって効率良
く排出口２ｂから排出される。内スクリューと外スクリ
ューとを同軸に配設することにより、供給口における処
理物のブリッジ形成を防止することができ、またケーシ
ング内部においては処理物は移送されながら均一的に破
砕されることになる。本実施形態では、このように内ス
クリュー３の回転速度を外スクリューのそれよりも大き
くしているが、この逆の場合、つまりＮ＞ｎとしても問
題なく破砕は行える。また、外スクリュー６とガイドバ
ー１０との間においても外刃部７ａと角部１０ａの部位
で破砕が行われ、ケーシング２の底部における未破砕の
処理物の積層化を防止できる。

【００１４】次にスクリュー式移送・圧搾・破砕装置に
ついて、その第１実施形態を図３及び図４に基づいて説
明する。図３はスクリュー式移送・圧搾・破砕装置の全
体説明図であり、また、図４はその要部説明図であり、
図４（ａ）は図３におけるＢ部詳細図、図４（ｂ）は図
３におけるＣ部詳細図である。本装置は、上述したスク
リュー式移送・破砕装置の処理物の移送作用、破砕作用
に加えて処理物の圧搾も行える装置である。以下の説明
において本装置の構成部材のうち、スクリュー式移送・
破砕装置と同一部材であるものについては同一符号を付
して、或いは省略して、その説明も省略するものとす
る。

【００１５】図３において符号２１はスクリュー式移送
・圧搾・破砕装置を示し、ケーシング２に、内スクリュ
ー２２及び外スクリュー６がその軸心を同軸にして回転
自在に収装されるものである。内スクリュー２２は、ス
クリューシャフト２３及びスクリュー羽根２４から構成
される。スクリュー羽根２４はスクリューシャフト２３
に螺旋状に形成されており、その一部のピッチは、スク
リュー羽根２４の１ピッチにおける処理物移送空間の容
積が一定となるように、かつ、その処理物移送空間の形
状が異なるように形成されている。具体的には、まず、
多段的にスクリューシャフト２３の軸径を異ならせてあ
り、供給口２ａの側では軸径ｄ３を有するシャフト小径
部２３ａ、排出口２ｂ側では軸径ｄ４（ｄ４＞ｄ３）を
有するシャフト大径部２３ｃを形成し、また両者の段差
部分は緩やかな傾斜面をなし、シャフトテーパ部２３ｂ
が形成される。

【００１６】一方、スクリュー羽根２４はスクリューシ
ャフト２３に、回転方向の回転成分に対して、処理物を
排出口２ｂ側に向かって並進させる並進成分を有するよ
うに螺旋状に形成される。また、そのピッチ間隔は、シ
ャフト小径部２３ａ、シャフトテーパ部２３ｂ及びシャ
フト大径部２３ｃのそれぞれの部位における１ピッチの
処理物移送空間（図４（ｂ）に示すＷ１，Ｗ２，Ｗ３）
の容積が一定となるように、かつ、その形状が異なるよ
うに構成されており、シャフト小径部２３ａにおいては
Ｐ１、シャフトテーパ部２３ｂにおいてＰ２、シャフト
大径部２３ｃにおいてＰ３のピッチ間隔となっている。
但し、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３である。また、スクリュー羽根
２４の外径ｄ５（図４（ａ）に示す）はスクリューシャ
フト２３の移送部位に関係なく一定の寸法である。

【００１７】このように、内スクリューの処理物移送空
間の容積を一定として、かつ、その形状を異ならせる構
成とすれば、上述したスクリュー式移送・破砕装置の移
送作用、破砕作用に加えて処理物の圧搾が可能となる。
すなわち、内スクリュー２２のシャフト小径部２３ａか
らシャフトテーパ部２３ｂに移送されるとき、或いはシ
ャフトテーバ部２３ｂからシャフト大径部２３ｃに移送
されるとき、図４（ｂ）に示すように移送方向に進むに
従ってその処理物移送空間（仮想線で示すＷ１，Ｗ２，
Ｗ３）の容積が変わらないものの、その形状が変化する
ことによって圧搾が行われる。なお、本実施形態は、等
軸径の部位（シャフト小径部２３ａ及びシャフト大径部
２３ｃ）を有するスクリューシャフトの場合であるが、
全長にわたってテーパ部のみからなるスクリューシャフ
トとして、全ピッチにわたって処理物移送空間の容積を
一定、かつ、その形状を異ならせるような構成としても
良い。

【００１８】また、強制的かつ物理的に処理物の移送空
間の容積を変化させる、例えば、圧搾効率を高めるた
め、排出口に向かって次第にピッチを狭めてその容積を
小さくしていく等の構成にすることによっても処理物の
圧搾は可能であるが、圧搾及び圧縮の度合いが次第に大
きくなる結果、スクリューシャフトの駆動源である電動
機の出力を大きくする必要性が生じる等の欠点があり、
あまり望ましいことではない。なお、本装置の破砕作用
は、上述したスクリュー式移送・破砕装置の場合と同様
であり、スクリュー羽根７の内径ｄ６とスクリュー羽根
２４の外径ｄ５との刃先隙間寸法ｓも、対象となる処理
物の性質やケーシング２の長さ等により適宜決定される
ものである。

【００１９】次に、スクリュー式移送・圧搾・破砕装置
の第２の実施形態について図５に基づいて説明する。本
実施形態も、第１の実施形態と同様に、スクリュー羽根
の１ピッチにおける処理物移送空間の容積が一定となる
ように、かつ、その処理物移送空間の形状が異なるよう
に、スクリュー羽根が内スクリューのスクリューシャフ
トに、全ピッチ或いは一部のピッチにわたって形成され
た構成のものであるが、相違する点は、前記形態が外ス
クリューのスクリュー羽根を等外径、等ピッチの構成と
していたのに対し、本実施形態は外スクリューのスクリ
ュー羽根を、一部のピッチにわたって不等外径、不等ピ
ッチとしたことであり、また内スクリューにおいては、
前記形態がそのスクリュー羽根を等外径、不等ピッチの
構成としていたのに対し、本実施形態は等ピッチ、一部
のピッチにわたって不等外径の構成としたことである。
なお、本実施形態のスクリュー式移送・圧搾・破砕装置
３１において使用する構成部材のうち、第１実施形態と
同一部材であるものについては同一符号を付して、或い
は省略して、その説明も省略するものとする。

【００２０】ケーシング３２は前記第１実施形態におけ
るケーシングと略同一形状のものであり、一端側に供給
口３２ａ、他端側に排出口３２ｂを形成しているが、異
なる箇所は、後述する外スクリュー３６の形状に合わせ
て排出口３２ｂ側に傾斜部が施されている点である。そ
して、このケーシング３２内に内スクリュー３３及び外
スクリュー３６が収装される。内スクリュー３３は、ス
クリューシャフト３４及びスクリュー羽根３５から構成
されるもので、スクリュー羽根３５の１ピッチにおける
処理物移送空間の容積が一定となるように、かつ、その
処理物移送空間の形状が異なるように、スクリュー羽根
３５がスクリューシャフト３４に螺旋状に形成されてい
る。スクリューシャフト３４は、供給口３２ａの側では
等軸径を有するシャフト小径部３４ａ、排出口３２ｂ側
では緩やかな傾斜面をなし、シャフトテーパ部３４ｂが
形成される。スクリュー羽根３５はスクリューシャフト
３４に、回転方向の回転成分に対して、処理物を排出口
３２ｂ側に向かって並進させる並進成分を有するように
螺旋状に形成される。そのピッチ間隔は、等ピッチとな
っている。したがって、シャフトテーパ部３４ｂにおい
ても１ピッチの処理物移送空間の容積が一定となるよ
う、スクリュー羽根３５の外径ｄ７はシャフトテーパ部
３４ｂの傾斜面に対応して次第に大きくなる構成となっ
ている。このように、本実施形態では、シャフトテーパ
部を等ピッチ、不等外径としたが、処理物移送空間の容
積が一定となるのであれば不等ピッチ、不等外径として
構成することも勿論可能である。

【００２１】中空状のスクリュー羽根３７のみからなる
外スクリュー３６が、その軸心を内スクリュー３３の軸
心と同軸となるように配設される構成は前記実施形態と
同様である。スクリュー羽根３７は、内スクリュー３３
のシャフト小径部３４ａと同軸の部位においては、等外
径、等ピッチで螺旋状に形成され、シャフトテーパ部３
４ｂと同軸の部位においては、不等外径、不等ピッチで
螺旋状に形成される。スクリュー羽根３７の内径ｄ８と
スクリュー羽根３５の外径ｄ７との刃先隙間寸法ｓは、
対象となる処理物の性質やケーシング３２の長さ等によ
り適宜決定される寸法であるのは前記形態と同様であ
り、そのためシャフトテーパ部３４ｂの部位において
は、スクリュー羽根３７は刃先隙間寸法ｓの値を一定に
させるべくその外径が処理物の移送方向に向け次第に大
きくなるように形成されている。

【００２２】次に、スクリュー式移送・圧搾・破砕装置
３１の作用について説明すると、破砕作用については、
内スクリュー３３と外スクリュー３６との処理物移送速
度の差により内スクリュー３３の刃部３５ａと外スクリ
ュー３６の内刃部３７ａが近接することによって処理物
の破砕が行われる。なお、図５に図示していないが本実
施形態においてもガイドバーを設けて、外スクリューの
外刃部との間で破砕を行うことも勿論可能である。ま
た、シャフトテーパ部３４ｂの部位においては、その処
理物移送空間の容積が変わらないものの、その形状が変
化することによって処理物の圧搾が行われる。以上のよ
うに、内スクリューのスクリュー羽根が不等外径の場合
であっても、外スクリューを不等外径とすることによ
り、所定の圧搾、破砕が行えるものである。

【００２３】さて、上述したスクリュー式移送・破砕装
置及び移送・圧搾・破砕装置では、処理物を移送させる
手段として、内スクリューと外スクリューとの回転方向
を互いに逆向きとし、それぞれのスクリュー羽根を互い
に逆向きに螺旋状に形成したものとして説明したが、同
一の回転方向として、同一方向に螺旋形成したものであ
っても無論良い。

【００２４】以上、本発明に係るスクリュー式移送・破
砕装置及び移送・圧搾・破砕装置の好適な実施形態につ
いて説明したが、本発明の第１の特徴は、スクリューシ
ャフトにスクリュー羽根が螺旋状に形成された内スクリ
ューと螺旋状に形成された、中空状のスクリュー羽根の
みからなる外スクリューとをそれらの軸心が同軸となる
ように配設したことにあり、次に第２の特徴として、ス
クリュー羽根の１ピッチにおける処理物移送空間の容積
が一定となるように、かつ、その処理物移送空間の形状
が異なるように、スクリュー羽根を内スクリューのスク
リューシャフトに、その全長或いは一部にわたって形成
したことであり、その形状、構成については図面に記載
したものに限られず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で
設計変更することが可能である。特に、第２の特徴であ
る、内スクリューの処理物移送空間の容積が一定となる
ように、かつ、その処理物移送空間の形状が異なる構成
とした点に関しては、様々な応用が可能であり、例えば
スクリューシャフトを全長にわたって等軸径とし、スク
リュー羽根のピッチ及びスクリュー羽根の外径をそれぞ
れ変えることによっても目的が達せられるものである。
また、内スクリュー及び外スクリューを対として、複数
の、いわゆる多軸式の装置とすることも可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係るスクリュー式移送・破砕装
置及び移送・圧搾・破砕装置によれば次のような効果を
奏する。 （１）スクリューシャフトにスクリュー羽根が螺旋状に
形成された内スクリューと、螺旋状に形成された中空状
のスクリュー羽根のみからなる外スクリューとをそれら
の軸心が同軸となるように配設することにより、従来の
二軸式破砕装置と違って移送作用を有するようになり、
移送しながら均一的な処理物の破砕を行うことが可能と
なる。したがって、駆動源やスクリュー羽根等を大型化
せずにすむため、小型で省スペース型の装置が実現で
き、設置空間の有効利用を図ることができる。 （２）また、スクリュー羽根の１ピッチにおける処理物
移送空間の容積が一定となるように、かつ、その処理物
移送空間の形状が異なるように、スクリュー羽根を内ス
クリューのスクリューシャフトに、その全長或いは一部
にわたって形成させる構成とすることにより、処理物の
効率的な圧搾が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスクリュー式移送・破砕装置の外
観説明図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明に係るスクリュー式移送・圧搾・破砕装
置の第１の実施形態を示す外観説明図である。

【図４】スクリュー式移送・圧搾・破砕装置の要部説明
図であり、図４（ａ）は図３におけるＢ部詳細図、図４
（ｂ）は図３におけるＣ部詳細図である。

【図５】本発明に係るスクリュー式移送・圧搾・破砕装
置の第２の実施形態を示す説明図である。

【図６】従来の破砕装置を使用したし渣処理系統の処理
フロー説明図である。

【符号の説明】

１ スクリュー式移送・破砕装置 ２ ケーシング ２ａ 供給口 ２ｂ 排出口 ３ 内スクリュー ４ スクリューシャフト ５ スクリュー羽根 ５ａ 刃部 ６ 外スクリュー ７ スクリュー羽根 ７ａ 外刃部 ７ｂ 内刃部 ８、９ 筒状部材 １０ ガイドバー １１ 排出用羽根 ２１ スクリュー式移送・圧搾・破砕装置 ２２ 内スクリュー ２３ スクリューシャフト ２３ａ シャフト小径部 ２３ｂ シャフトテーパ部 ２３ｃ シャフト大径部 ２４ スクリュー羽根 ３１ スクリュー式移送・圧搾・破砕装置 ３２ ケーシング ３２ａ 供給口 ３２ｂ 排出口 ３３ 内スクリュー ３４ スクリューシャフト ３４ａ シャフト小径部 ３４ｂ シャフトテーパ部 ３５ スクリュー羽根 ３５ａ 刃部 ３６ 外スクリュー ３７ スクリュー羽根 ３７ａ 内刃部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部に処理物の供給口を有するととも
   に他端部に処理物の排出口を備えたケーシングに、スク
   リューシャフトにスクリュー羽根が螺旋状に形成されて
   なる内スクリューが回転自在に収装されるとともに、螺
   旋状に形成された中空状のスクリュー羽根のみからなる
   外スクリューが、前記内スクリューの軸心と同軸となる
   ように回転自在に収装される構成としたことを特徴とす
   るスクリュー式移送・破砕装置。
2. 【請求項２】 一端部に処理物の供給口を有するととも
   に他端部に処理物の排出口を備えたケーシングに、スク
   リューシャフトにスクリュー羽根が螺旋状に形成されて
   なる内スクリューが回転自在に収装されるとともに、螺
   旋状に形成された中空状のスクリュー羽根のみからなる
   外スクリューが、前記内スクリューの軸心と同軸となる
   ように回転自在に収装され、前記内スクリューは、スク
   リュー羽根の１ピッチにおける処理物移送空間の容積が
   一定となるように、かつ、その処理物移送空間の形状が
   異なるように、スクリュー羽根がスクリューシャフト
   に、全ピッチ或いは一部のピッチにわたって形成される
   構成としたことを特徴とするスクリュー式移送・圧搾・
   破砕装置。