JPH10180490A - スクリュープレス式濾過脱水機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スクリュープレス式濾過脱水機のフィルター３
０として、セラミック等の燒結フィルターの使用を可能
にする。 【解決手段】本体４に外筒６を固定し内部を密封する。
外筒６の内周面に沿って円筒状のフィルター３０を複数
本配置し、各フィルター３０内に、テーパ軸２６の外周
に螺旋状のブレード２８が取付けられたスクリューシャ
フト２４を回転自在に嵌合する。各スクリューシャフト
２４が回転（自転）可能であるとともに、円周状に配置
された複数本のフィルター３０が外筒６内で回転（公
転）する。スクリューシャフト２４の小径部側には、ホ
ッパ１０からのスラリーの供給口８ｂが、そして、大径
部側には、脱水ケーキの排出孔２２ａが設けられてお
り、小径部側から導入されたスラリーは、圧送されつつ
濾過脱水され、濾液は排液口５０から、ケーキは排出孔
２２ａからそれぞれ排出される。 【効果】フィルター３０を小型化したので、セラミック
フィルター等の使用が可能になった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は濾過脱水機に係り、
特に、フィルター内でスクリューシャフトを回転させる
ことによりスラリーの固液分離を行なうスクリュープレ
ス式の濾過脱水機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スクリュープレス式の濾過脱水機は、円
筒状のフィルター内に、テーパ軸の外周に螺旋状のブレ
ードを取付けたスクリューシャフトを回転自在に嵌合さ
せ、前記テーパ軸の外面と円筒状フィルタの内面との間
に、テーパ軸の小径部側から大径部側へ向けて次第に断
面積が小さくなる圧縮通路を形成し、前記テーパ軸の小
径部側から多量の水分を含む泥状のスラリーを投入し、
スクリューシャフトの回転に伴って、次第に圧縮通路の
断面積が小さくなるテーパ軸の大径部側に向けて移動さ
せ、その移動中に濾過脱水を行なって濾液を排出すると
ともに、脱水後のケーキ（脱水した固形物）を排出孔か
ら外部に排出するようになっている。このようなスクリ
ュープレス式の濾過脱水機は、従来から広く知られてい
る（特開昭６０−１５２３９５号、特開昭６０−１７０
５９９号、特開昭６０−２５５３００号等）。

【０００３】前記各公報に記載されたスクリュープレス
式の濾過脱水機は、一本のスクリューシャフトを用いて
濾過脱水を行なう構成であり、処理能力を向上させるた
めには、スクリューシャフトおよび円筒状フィルターを
大型化しなければならない。従来のスクリュープレス式
の濾過脱水機では、一般に、フィルターとしてウエッジ
ワイヤスクリーンあるいはパンチングメタル等の金属製
のものを用いているので、これらフィルターおよびスク
リューシャフトを大型化して能力の向上を図ることが可
能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記金
属製のフィルターよりも精密なセラミックフィルター等
の燒結フィルターを用いて、より高度な濾過脱水をしよ
うとした場合には、フィルターの大型化が困難なので、
従来のような一組のフィルターおよびスクリューシャフ
トを用いた構成では、濾過脱水機のフィルターとして燒
結フィルターを用いることが不可能であった。

【０００５】本発明は前記のような問題点を除くために
なされたもので、セラミックフィルター等の燒結フィル
ターを用いた場合でも、濾過面積を大きくして高能力化
することが可能なスクリュープレス式の濾過脱水機を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスクリュー
プレス式濾過脱水機は、円筒状のフィルター内に、テー
パ軸の外周に螺旋状のブレードが取付けられたスクリュ
ーシャフトを配置して回転させることにより、スラリー
の固液分離を行なうものであって、特に、前記円筒状の
フィルターを、密閉された外筒の内周に沿って複数本配
置し、これら各フィルター内にそれぞれ前記スクリュー
シャフトを嵌合させて回転させるようにしたものであ
る。

【０００７】前記スクリュープレス式濾過脱水機では、
小型のフィルターを、大径の外筒の内周に沿って複数本
配置しているので、フィルターの本数を増やすことによ
り、フィルターを大型化しなくとも大きい濾過面積を得
ることができ、セラミックフィルター等の燒結フィルタ
ーを用いた場合でも、処理能力を向上させることが可能
である。

【０００８】また、第２の発明に係るスクリュープレス
式濾過脱水機は、前記外筒の内周に沿って円形に配置し
た複数本の円筒状フィルターを、外筒の軸線を中心にし
て一体的に回転させるようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
り本発明を説明する。図１および図２は本発明の一実施
の形態に係るスクリュープレス式濾過脱水機を示すもの
で、図１はその縦断面図、図２は右正面図であり、ベー
ス２上に、本体４が両側の脚部４ａ，４ａを介して固定
されている。この本体４は、外周に大径の円筒部４ｂを
有し、その底部４ｃの中心には円孔４ｄが形成され、こ
の円孔４ｄの周囲に小径の円筒部４ｅが形成されてい
る。外側の大径円筒部４ｂの先端（図１の右端）には、
この大径円筒部４ｂとほぼ同径の、またはやや小径の外
筒６が固定されている。また、本体４の中央部に形成さ
れた小径円筒部４ｅ内には、中空軸８が固定されてお
り、この中空軸８の前記本体４の外部（図の左方）側に
突出している部分に、スラリー（固体と液体の混合物）
を投入するホッパ１０が取付けられている。このホッパ
１０内に投入されたスラリーは、中空軸８に形成された
導入口８ａを介してこの中空軸８の内部に流入する。

【００１０】前記中空軸８の、本体２の内部（図１の右
側）に位置している先端部の外周には、中央に筒状の突
出部１２ａを有する円形のプレートから成るフランジ部
材１２が回転可能に嵌合している。また、中空軸８の外
周の、このフランジ部材１２よりもやや内部側に円形の
ディスク１４が回転自在に嵌合している。これらフラン
ジ部材１２および円形ディスク１４の内周面には、それ
ぞれシール部材１３，１５が装着されて両部材１２，１
４間の液密を保持している。前記フランジ部材１２の外
側を向いた側面には、前記筒状の突出部１２ａよりも大
径で、かつ、前記本体４の大径円筒部４ｂに固定されて
いる外筒６よりも小径の内筒１６が固定されている。こ
の内筒１６の外側端部には、円形のカバープレート１８
が固定されて、内筒１６の内部を密封している。

【００１１】前記円形ディスク１４の外周寄りには、円
周方向等間隔で複数の軸受（内部軸受）２０が貫通固定
されている。また、内筒１６の外側端部には、前記各内
部軸受２０と対応する位置に、それぞれ軸受（外部軸
受）２２が取付けられ、これら各一対の軸受２０，２２
間にそれぞれスクリューシャフト２４が回転自在に支持
されている。このスクリューシャフト２４は、内部軸受
２０側が小径で、外部軸受２２側に向かって次第に大径
になるテーパ軸２６と、このテーパ軸２６の外周に等ピ
ッチで螺旋状に取付けられ、外周側が同一の径を有する
ブレード２８とを備えている。

【００１２】各スクリューシャフト２４の周囲の、前記
フランジ部材１２と外部軸受２２との間に、それぞれ円
筒状のフィルター３０が取付けられている。これら円筒
状のフィルター３０は、内周面が全長に亘って前記スク
リューシャフト２４のブレード２８の外径とほぼ同一
か、または僅かに大きい径を有しており、螺旋状のブレ
ード２８の一ピッチごとに区画されているテーパ軸２６
の外面とフィルタ３０の内面との間の空間（圧縮通路）
が、テーパ軸２６の小径側から大径側に向かって次第に
容積が縮小されるようになっている。なお、この実施例
では、高度な濾過を可能にするために、フィルター３０
としてセラミックフィルター等の燒結フィルター、すな
わち、非金属製無機物を燒結して製作したフィルターが
使用されている。

【００１３】円形ディスク１４の外周縁には、環状のギ
ア３２が固定され、駆動装置３４のドライブシャフト３
６に取付けられたピニオンギア３８に噛合っている。な
お、環状のギア３２および円形ディスク１４は、ボルト
４０によって前記フランジ部材１２と一体に固定されて
おり、環状のギア３２が回転すると、円形ディスク１４
およびフランジ部材１２は、固定側の外筒６の内周面に
支持されて一体的に回転する。この外筒６の両端部内周
面には、それぞれＯリング４２，４４が装着されて外筒
６の内部の液密を保持している。

【００１４】各スクリューシャフト２４の、本体４の内
部側（図１の左側）に位置する端部にはそれぞれ遊星ギ
ア４６が取付けられており、本体４の前記小径円筒部４
ｅに固定された大径の固定ギア４８に噛合っている。従
って、前述のように、駆動装置３４のピニオンギア３８
が回転すると、このピニオンギア３８に噛合う環状のギ
ア３２が回転し、環状のギア３２と一体に円形ディスク
１４、フランジ部材１２、内筒１６およびフィルター３
０が回転する。すると、各フィルター３０内に嵌合され
ている各スクリューシャフト２４も、フィルター３０と
一体として前記中空軸８の軸線Ｏ₁ を中心に回転する。
各スクリューシャフト２４が中空軸１２の軸線Ｏ₁ を中
心に回転（公転）すると、スクリューシャフト２４の先
端に取付けられている遊星ギア４６が、大径の固定ギア
４８に噛合ってその周囲を回転することにより、各スク
リューシャフト２４がその軸線Ｏ₂ を中心に回転（自
転）する。

【００１５】前記ホッパ１０からスラリーが導入される
中空軸８の、本体４の内部側（ディスク１４とフランジ
部材１２の間）には供給口８ｂが形成されており、スラ
リーは、これら供給口８ｂからフランジ部材１２とディ
スク１４との間の空間に流入し、スクリューシャフト２
４の小径側端部に供給される。スクリューシャフト２４
の小径側に供給されたスラリーは、スクリューシャフト
２４の回転（自転）に伴って、螺旋状のブレード２８に
より次第にスクリューシャフト２４の大径部側に搬送さ
れる。螺旋状のブレード２８の各ピッチ間の空間（圧縮
通路）は次第に容積が狭くなっているので、スラリーは
加圧されて濾過脱水され、その固形分は次第に圧縮され
て大径部側へ搬送される。スクリューシャフト２４の外
部側の端部を回転自在に支持している外部軸受２２に
は、排出孔２２ａが設けられており、脱水されて圧縮さ
れた固形分（ケーキ）がこの排出孔２２ａから外部に排
出される。

【００１６】本体の大径円筒部４ｂの先端に固定されて
いる外筒６の下部には、濾過液を排出する排液口５０が
設けられている。この排液口５０は、配管５２を介して
図示しない真空源に接続されており、外筒６の内部は真
空吸引される。また、外筒６の上部には、逆洗用のエア
供給口５４が設けられており、定期的に外筒６内にエア
を導入して外筒６の内部を陽圧にすることによりフィル
タ３０の逆洗を行ない、フィルタ３０が目詰りすること
による濾過能力の低下を防止するようになっている。

【００１７】以上の構成に係るスクリュープレス式濾過
脱水機の作動について説明する。ホッパ１０内に大量の
スラリーが投入され、導入口８ａから中空軸８の内部に
導入される。さらに、中空軸８の、本体２の内部側に形
成されている供給口８ｂから、フランジ部材１２とディ
スク１４との間の空間を通って、スクリューシャフト２
４の小径部側（図１の左側）に供給される。駆動装置３
４の運転により、ピニオンギア３８および環状ギア３２
の回転を介して、フランジ部材１２、ディスク１４、内
筒１６、複数組のフィルター２０およびスクリューシャ
フト２４等が一体的に回転する。スクリューシャフト２
４およびフィルター２０が中空軸８の軸心Ｏ₁ を中心に
回転（公転）すると、各スクリューシャフト２４に取付
けられている遊星ギア４６が固定ギア４８に噛合ってそ
の周囲を回転することにより、スクリューシャフト２４
が、内外両端部の軸受２０，２２に支持されてフィルタ
ー３０内でその軸線Ｏ₂ を中心にして回転（自転）す
る。

【００１８】スクリューシャフト２４が公転しつつ自転
を行なうと、スクリューシャフト２４のブレード２８の
１ピッチ毎の容積が次第に縮小されているので、その小
径部側に供給されたスラリーは、スクリューシャフト２
４によって圧送されつつ脱水され、その大径部側（図１
の右端）に達すると、脱水ケーキとして外部軸受２２の
排出孔２２ａから機外に排出される。また、スクリュー
シャフト２４が公転することにより、スラリーが撹拌さ
れて均一な状態になり、効率的に濾過脱水が行なわれ
る。しかも、外筒６内（すなわちフィルター３０の外周
側）は、排液口５０側から吸引されて真空状態になって
いるので、濾過が促進される。

【００１９】前記実施例では、フィルター３０として緻
密な構造のセラミックフィルターを使用しているので、
スラリーの濾過を行なっている間に次第に目詰りを起こ
すおそれがある。そこで、外筒６の上部に設けられてい
るエア供給口５４から定期的に圧力エアを供給して、外
筒６の内部を陽圧にし、逆洗を行なうことによりフィル
ター３０の目詰りを防止して濾過能力の低下を防いでい
る。なお、この実施例では、外筒６内に圧力エアを供給
して陽圧にすることによりフィルター３０の目詰りを防
止するようにしているが、エア圧に限らず、水圧によっ
て逆洗を行なうようにしても良い。

【００２０】以上のように、小型のフィルター３０およ
びスクリューシャフト２４を複数組設けた構成にしたこ
とにより、各フィルター３０が小型でも、全体として大
きい濾過能力を得ることができ、しかも、各フィルター
３０を小型にしたことにより、精密なセラミックフィル
ターを用いることができ、高度な濾過を行なうことが可
能になった。しかも、フィルター３０の選択範囲を広げ
ることができるので、より高度な濾過を行なうことが可
能になる。また、通常のスクリュープレス式濾過脱水機
のようにスクリューシャフト２４のみを回転させて濾過
脱水を行なうものと異なり、スクリューシャフト２４の
回転（自転）に加えてスクリューシャフト２４およびフ
ィルター３０を公転させているので、スラリーを撹拌す
ることができ、固体成分が沈殿しやすいスラリーであっ
ても均一に混合させて効率良く濾過脱水することができ
る。なお、ケーキの排出孔２２ａを複数の小孔から構成
すれば、ペレット状の脱水ケーキを作ることが可能であ
る。また、中空軸８の導入口８ａにカッターを設けて粉
砕機能を追加しても良い。

【００２１】図３は、第２の実施例に係るスクリュープ
レス式濾過脱水機を示す縦断面図であり、前記実施例と
同一の部分には同一の符号を付して説明する。本体２の
中心に固定された中空軸８の、本体２の外部側に処理液
ホッパ１０が取付けられ、このホッパ１０内に投入され
たスラリーは、導入口８ａから中空軸８の内部に導入さ
れる。中空軸８の先端部（図４の右端）寄りには、円形
のディスク１４およびフランジ部材１２が所定の間隔で
嵌合されている。これら両者１２，１４の内周面には、
それぞれＯリング１３，１５が嵌着されて両者１２，１
４間の空間の液密が保持されている。さらに、フランジ
部材１２の外周端には外筒６が固定されている。一端が
フランジ部材１２に固定されたこの外筒６の他端には、
外周部に所定の間隔で複数の軸受（外部軸受）２２が固
定され、これら外部軸受２２の内周側には、カバー１８
が装着されて外筒６内を密閉している。

【００２２】前記円形ディスク１４の外周寄りには、前
記各外部軸受２２と対応する位置に、それぞれ内部軸受
２０が固定されている。これら一対となっている各内外
両軸受２０，２２間に、それぞれスクリューシャフト２
４が回転自在に支持されている。これらスクリューシャ
フト２４は、前記実施例のスクリューシャフト２４と同
様に、図３の左端部側が最も小径で右端部側に向けて次
第に径が大きくなるテーパ軸２６と、このテーパ軸２６
の外周に取付けられた一定ピッチの螺旋状のブレード２
８とを備えている。

【００２３】各スクリューシャフト２４のテーパ軸２６
の、内部軸受２０から突出している部分に、それぞれギ
ア４６が取付けられ、前記中空軸８の外周にボールベア
リング６０，６２を介して回転自在に嵌合された大径の
アイドルギア６４に噛合っている。また、このアイドル
ギア６４は、同時に駆動装置３４のピニオンギア３８に
も噛合っており、駆動装置３４の運転によりこのピニオ
ンギア３８が回転すると、アイドルギア６４の回転を介
して前記各ギア４６が回転し、各スクリューシャフト２
４が回転する。

【００２４】一方、各スクリューシャフト２４の外周側
の、前記フランジ部材１２と外部軸受２２との間には円
筒状のフィルター３０がそれぞれ取付けられている。こ
の円筒状のフィルター３０の内径は、スクリューシャフ
ト２４のブレード２８の外径とほぼ等しく、あるいは、
僅かに大きくなっており、各スクリューシャフト２４は
このフィルター３０の内部で回転する。

【００２５】前記中空軸８の、円形ディスク１４とフラ
ンジ部材１２との間に位置する部分に、内外を貫通する
供給口８ｂが形成されており、前記処理液ホッパ１０か
ら中空軸８の内部に導入されたスラリーは、これらの供
給口８ｂを介して、前記スクリューシャフト２４の小径
部側に供給される。また、スクリューシャフト２４の大
径部側の端部が支持されている外部軸受２２には、脱水
ケーキの排出孔２２ａが設けられており、スクリューシ
ャフト２４の回転によって小径部側から大径部側へ圧送
されて、脱水された固形分は脱水ケーキとして排出され
る。なお、外筒６には、前記実施例と同様に、真空源に
接続された排液口５０および、逆洗用のエア供給口５４
が設けられている。

【００２６】この実施例では、駆動装置３４を運転する
ことにより、ドライブシャフト３６のピニオンギア３８
を回転させると、このピニオンギア３８に噛合うアイド
ルギア６４を介して各ギア４６が回転してスクリューシ
ャフト２４が回転する。スクリューシャフト２４が回転
すると、前記実施例と同様に、スクリューシャフト２４
の小径部側に供給されたスラリーが、大径部側に向かっ
て圧送される間に濾過脱水され、外部軸受２２に設けら
れた排出孔２２ａから脱水ケーキとして排出される。

【００２７】前述のように、この実施例のスクリューシ
ャフト２４およびフィルタ３０は、中空軸８を中心とし
た回転（公転）はせず、スクリューシャフト２４がフィ
ルター３０内で自転だけを行なう。従って、各フィルタ
ー３０内でのスクリューシャフト２４の回転により、そ
れぞれが濾過脱水を行ない、各フィルター３０を通過し
た濾過液は、下方に落下して外筒６の底部に集まり、排
液口５０から排出される。本実施例に係る構成でも前記
実施例と同様に、小型のフィルター３０を複数本設ける
ようにしたことにより、セラミックフィルター等のよう
に大型化が困難なフィルターを用いた場合でも濾過面積
を大きくして処理能力を向上させることができる。な
お、スラリーの性質によって撹拌を要しない場合には、
前記実施例のような公転をさせる機構を省略して、スク
リューシャフト２４に自転だけを行なわせることにより
構造を簡素化することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、円筒
状のフィルター内に、テーパ軸の外周に螺旋状のブレー
ドが取付けられて成るスクリューシャフトを配置して回
転させることにより、スラリーの固液分離を行なうスク
リュープレス式濾過脱水機において、前記円筒状のフィ
ルターを、密閉された外筒の内周に沿って複数本配置す
るとともに、これら各フィルター内にそれぞれ前記スク
リューシャフトを嵌合させて回転させるようにしたこと
により、フィルターを小型化しても大きい濾過面積を確
保することが可能になり、濾過脱水機の処理能力を向上
させることができる。従って、フィルターの素材を各種
選択することが可能になるので、好適なフィルターを選
択してより高度な濾過を行なうこともできる。

【００２９】また、第２の発明によれば、前記外筒の内
周に沿って円形に配置した複数本の円筒状フィルター
を、外筒の軸線を中心にして一体的に回転させるように
したので、スラリーを撹拌しつつ圧送して濾過脱水を行
なうことができる。従って、スラリー中の固体成分が沈
殿することなく均一に混合されて効率的に固液分離が行
なわれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスクリュープレス式濾
過脱水機の縦断面図である。

【図２】前記濾過脱水機の正面図である。

【図３】第２の実施例に係るスクリュープレス式濾過脱
水機の縦断面図である。

【符号の説明】

Ｏ₁ 外筒の軸線 ６ 外筒 ２４ スクリューシャフト ２６ テーパ軸 ２８ ブレード ３０ フィルター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のフィルター内に、テーパ軸の外
   周に螺旋状のブレードが取付けられたスクリューシャフ
   トを配置して回転させることにより、スラリーの固液分
   離を行なうスクリュープレス式濾過脱水機において、 前記円筒状フィルターを、密閉された外筒の内周に沿っ
   て複数本配置し、これら各フィルター内にそれぞれ前記
   スクリューシャフトを嵌合させて回転させるようにした
   ことを特徴とするスクリュープレス式濾過脱水機。
2. 【請求項２】 前記複数本の円筒状フィルターを、外筒
   の軸線を中心にして一体的に回転させることを特徴とす
   る請求項１に記載のスクリュープレス式濾過脱水機。