JPH1111682A - 脱水ケーキ貯留装置における脱水ケーキ攪拌翼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下水汚泥を脱水した固形状の脱水ケーキを貯
留・排出する脱水ケーキ貯留装置における脱水ケーキ攪
拌翼において、回転に必要な駆動力を従来攪拌翼よりほ
とんど増大させることなく、脱水ケーキブリッジングを
確実に破壊することができる脱水ケーキ攪拌翼を得るこ
と。 【解決手段】 貯留槽２と、貯留槽底板２ｂのケーキ排
出口に臨ませて底板２ｂ下方に配設された切出し用スク
リュー３Ａ，３Ｂと、貯留槽２内に底板２ｂに近接して
配され、脱水ケーキ排出時に底板２ｂ上を回転し、貯留
槽２内の脱水ケーキの攪拌を行う脱水ケーキ攪拌翼１と
を備えた脱水ケーキ貯留装置において、脱水ケーキ攪拌
翼１は、板状をなす翼本体１ａを有し、該翼本体１ａ上
面に、回転中心を中心とした同心で平面視円弧状をなす
ような、上方へ突出する複数の突起板１b₁〜１b₃を設け
てなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、下水汚泥を脱水
した固形状の脱水ケーキ（脱水汚泥）を貯留・排出する
脱水ケーキ貯留装置において、脱水ケーキ排出時に脱水
ケーキブリッジングを破壊して、脱水ケーキがケーキ排
出手段へ落下移動しない状態をなくすために備えられて
いる脱水ケーキ攪拌翼の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水汚泥は、フィルタープレス，真空脱
水機，ベルトプレス等の脱水機により強制脱水して含水
率６０〜８０％程度の固形状の脱水ケーキとされる。汚
泥処理プロセスにおいて脱水ケーキ貯留装置は、脱水機
から脱水ケーキを、乾燥，焼却，コンポスト，埋め立て
廃棄等の次の工程へ搬送する場合に、前後の容量調整設
備としての役目を担うものであり、脱水機からの脱水ケ
ーキをサイロあるいはホッパと呼ばれている貯留槽（貯
留量は例えば３０〜４００ｍ³ 程度）に一時的に貯留
し、この脱水ケーキを例えば焼却炉へ送るために貯留槽
外へ定量排出するようにしたものである。

【０００３】なお、脱水機から搬送されて貯留槽内に投
入される脱水ケーキについて簡単に説明すると、石灰系
（無機系）の脱水ケーキは汚泥脱水工程で脱水助剤（調
質剤）として消石灰などを使ったものであり、その個々
の外観は小さな木片状（例えば、厚み１０〜２０ｍｍ程
度で大きさ１００〜１５０ｍｍ程度）をしている。ま
た、高分子系（有機系）の脱水ケーキは有機系の脱水助
剤を使ったものであり、その個々ものは小さな塊（例え
ば大きさ１００〜１５０ｍｍ程度）をなす粘土のような
外観をしている。

【０００４】図４は脱水ケーキ貯留装置の外観図、図５
は従来の脱水ケーキ攪拌翼を備えた脱水ケーキ貯留装置
の要部構成を概略的に示す平面図、図６は図５のＢ−Ｂ
線断面図である。

【０００５】脱水ケーキ貯留装置は、貯留槽２、切出し
用スクリュー３Ａ，３Ｂ及び脱水ケーキ攪拌翼１１を備
えており、鋼製の貯留槽２は、天井部より投入された脱
水ケーキを一時的に貯留するもので、図４に示すよう
に、断面円形で円錐台形（コニカル）の形状をなしてお
り、架台上に配設されている。そして図５，図６に示す
ように、貯留槽２の周壁板２ａの底部に配設された円形
な底板２ｂ、詳しくは２重底の内側用の底板２ｂには、
細長く延びる矩形の２つのケーキ排出口が形成されると
ともに、ケーキ排出手段としての一軸型の切出し用スク
リュー（スクリューコンベア）３Ａ，３Ｂが前記各ケー
キ排出口に臨ませて底板２ｂ下方に位置する状態で固定
されている。

【０００６】さらに、底板２ｂには、例えば油圧モータ
４で駆動される減速機５が底板２ｂ下方に位置する状態
で固定されており、この減速機５の出力軸５ａに取り付
けられた脱水ケーキ攪拌翼１１が、脱水ケーキ排出時に
は貯留槽中心軸線を回転中心として底板２ｂ上をゆっく
りと回転し、切出し用スクリュー３Ａ，３Ｂ上を繰り返
し通過するようになっている。ステンレス鋼製の脱水ケ
ーキ攪拌翼１１は、攪拌翼にかかる回転抵抗（負荷）を
小さくして折損事故を防止するため、例えば３５ｍｍ程
度の薄肉で板状をなし、貯留槽２の底板径寸法（例えば
３５５０ｍｍ）に近い翼径を有し、回転中心より径方向
にて１８０°相反する方向に細長く延びて先端に行くに
従って徐々に先細りとなる形状をしており、底板２ｂ面
に対して略平行な回転面を形成するものである。

【０００７】このように構成された脱水ケーキ貯留装置
においては、脱水ケーキ排出時には、切出し用スクリュ
ー３Ａ，３Ｂが回転駆動されることにより、貯留槽２内
の脱水ケーキは、先に投入されたものから順に、底板２
ｂのケーキ排出口から切出し用スクリュー３Ａ，３Ｂ内
へ落下移動し、貯留槽２外へ定量排出される。一方、貯
留槽２内で局所的にいわゆる脱水ケーキブリッジング
（ブリッジ現象）が発生することがあり、このため、脱
水ケーキがスクリュー３Ａ，３Ｂへ落下移動しなくなる
状態をなくすために該ブリッジングを破壊すべく、脱水
ケーキ攪拌翼１１を回転させ、貯留槽２内の脱水ケーキ
をかき回すようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述した従来
の、狭幅で細長く板状の脱水ケーキ攪拌翼を備えた脱水
ケーキ貯留装置では、脱水ケーキブリッジングを確実に
破壊することができず、脱水ケーキの切出し用スクリュ
ーへの落下移動が中断して貯留槽より脱水ケーキが円滑
に排出されないことがあるという不具合が生じていた。
ブリッジングを確実に破壊するには、前記板状をなす脱
水ケーキ攪拌翼の肉厚をより厚くした構造のものを採用
すれば良いことが経験的に知られているものの、該構造
のものでは攪拌翼にかかる脱水ケーキによる抵抗が増大
し回転駆動力としてより大きな駆動力を必要とし、装置
の大型化や製作費の上昇を招いてしまうことになる。

【０００９】そこでこの発明の目的は、脱水ケーキ貯留
装置における脱水ケーキ攪拌翼において、翼本体上面に
複数の突起板を設けた構造とすることにより、回転に必
要な駆動力をほとんど増大させることなく脱水ケーキブ
リッジングを確実に破壊して脱水ケーキの円滑な排出を
行えるようにした、脱水ケーキ攪拌翼を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、脱水ケーキを一時的に貯留する貯留槽と、該貯留
槽の底板のケーキ排出口に臨ませて底板下方に配設さ
れ、貯留した脱水ケーキを貯留槽外へ移送排出するケー
キ排出手段と、前記貯留槽内に前記底板に近接して配さ
れ貯留槽中心軸線を回転中心として前記底板上を回転
し、脱水ケーキブリッジングを破壊すべく脱水ケーキ排
出時に貯留槽内の脱水ケーキの攪拌を行う脱水ケーキ攪
拌翼とを備えた脱水ケーキ貯留装置において、この発明
による脱水ケーキ貯留装置における脱水ケーキ攪拌翼
は、板状をなす翼本体を有し、該翼本体の上面に、回転
中心を中心とした同心で平面視円弧状をなすような、上
方へ突出する複数の突起板を設けてなることを特徴とす
るものである。

【００１１】前記特徴を有するこの発明の脱水ケーキ攪
拌翼によると、翼本体上面に上方へ突出する複数の突起
板を設けてなるものであるから、攪拌翼回転に必要な駆
動力をほとんど増大させることなく脱水ケーキブリッジ
ングを確実に破壊することができる。以下、その理由に
ついて従来の脱水ケーキ攪拌翼と比較して説明する。図
７は従来の脱水ケーキ攪拌翼による脱水ケーキの挙動を
説明するための貯留槽内断面模式図であり、同図中、符
号ＢＰは貯留槽の底板、符号ＲＴは従来の脱水ケーキ攪
拌翼で、狭幅で細長く板状をなし、底板ＢＰの面に対し
て略平行な回転面を形成する攪拌翼である。図７では攪
拌翼ＲＴは左から右へ回転移動している。

【００１２】貯留槽内に脱水ケーキが密に貯留されてお
り、脱水ケーキ攪拌翼ＲＴの機能は、回転する攪拌翼Ｒ
Ｔが貯留槽内の脱水ケーキを攪拌翼厚み分だけ上方へ押
し上げることによる一種のせん断により、貯留槽内で局
所的に発生している脱水ケーキブリッジング（ブリッジ
領域）を破壊することであると考えられる。すなわち、
図７（ａ），（ｂ）に示すように、回転してきた攪拌翼
ＲＴにより、その位置にある脱水ケーキは翼厚み分だけ
上方へ押し上げられるので、押し上げられた脱水ケーキ
領域A1とその周囲の脱水ケーキ領域A2とにまたがるブリ
ッジ領域が断ち切られることになる。

【００１３】ところが、このようにして一旦はブリッジ
ングは解消されるものの、押し上げられた脱水ケーキ領
域A1とその周囲の脱水ケーキ領域A2とが互いに接する、
攪拌翼ＲＴの押し上げにより生じたせん断面間には、脱
水ケーキの落下移動を妨げる方向（上向き垂直方向）の
摩擦力が働く。このため、脱水ケーキの性状、貯留状態
によっては、攪拌翼ＲＴが通りすぎた後に、図７（ｃ）
に示すように新たなブリッジングが生じて、脱水ケーキ
がケーキ排出手段（例えば切出し用スクリュー）へ落下
移動しない状態が生じることがある。

【００１４】これに対して、この発明の脱水ケーキ攪拌
翼によると、翼本体上面に上方へ突出する複数の突起板
を設けてなる突起板付き攪拌翼であるから、貯留脱水ケ
ーキ中を、突起板端面が翼回転方向に向く面としてある
該突起板による空間が形成されながら突起板付き攪拌翼
が通りすぎ、前記空間部分では脱水ケーキの落下移動を
妨げる摩擦力が存在しないので、複数の突起板の間に挟
まれた領域の脱水ケーキは確実にケーキ排出手段へ落下
移動する。なお、より確実に脱水ケーキをケーキ排出手
段へ落下移動させる観点から、複数の突起板は、翼本体
がケーキ排出手段の上方を通過する時に該排出手段の上
方位置の近傍に位置するように、翼本体上面に配設する
ことが好ましい。

【００１５】そして、前記各突起板は、薄肉で、その突
起板端面が翼回転方向に向く面となる姿勢で翼本体上面
に突設されているので、攪拌翼回転時にこれら全部の突
起板にかかる回転抵抗は、翼本体にかかる回転抵抗に比
べて極めて小さい。さらに、各突起板の平面視形状を、
それぞれ、翼本体回転中心を中心とした円弧を形成する
ように円弧状としているので、翼回転時に各突起板にか
かる回転抵抗を、より低減することができる。このよう
にして、回転に必要な駆動力を翼本体のみの場合の駆動
力に比べてほとんど増大させることなく、脱水ケーキブ
リッジングを確実に破壊することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。図１は本発明の脱水ケーキ攪拌翼を備え
た脱水ケーキ貯留装置の要部を示す平面図、図２は図１
のＡ−Ａ線断面図である。ここで、脱水ケーキ攪拌翼の
構成が異なる点以外は、前記図４〜図６に示した従来装
置と同一構成なので、従来装置と同一または相当部分に
ついては同一符号を付してそれらの詳細説明は省略す
る。

【００１７】すなわち、図１及び図２に示すように、脱
水ケーキ貯留装置は、脱水ケーキを一時的に貯留する貯
留槽２と、該貯留槽２の円形な底板２ｂに形成された２
つのケーキ排出口の各々に臨ませて底板２ｂ下方に配設
されたケーキ排出手段としての切出し用スクリュー３
Ａ，３Ｂと、貯留槽２内に底板２ｂに近接して配され、
脱水ケーキ排出時に、貯留槽２の中心軸線を回転中心と
して底板２ｂの上をゆっくり回転して貯留槽２内の脱水
ケーキをかき回す後述する突起板付きの脱水ケーキ攪拌
翼１とを備えている。

【００１８】前記切出し用スクリュー３Ａ，３Ｂと、後
述の脱水ケーキ攪拌翼１を駆動するための減速機５付き
の油圧モータ４とが固定されている底板２ｂは、貯留槽
２の２重底の外側用の底板２ｃ上に取り付けられた複数
の梁部材２ｄにより支持されている。この底板２ｂ上面
には環状の支持用レール６が設けられており、大量の脱
水ケーキによって後述の脱水ケーキ攪拌翼１の翼本体１
ａに撓みが生じた場合、攪拌翼１は、その翼本体１ａの
先端寄り部位の下面がパッドを介して支持用レール６上
をスムーズに摺動しながら回転されるようになってい
る。また、この例では各スクリュー３Ａ，３Ｂは、図１
に示すように、攪拌翼１と直交する位置のとき、底板２
ｂの中心より径方向においてほぼ距離D1／２〔D1：底板
径（貯留槽内径）〕だけ離れた位置になるように配設さ
れている。

【００１９】次に、脱水ケーキ攪拌翼１について説明す
る。図１及び図２に示すように、脱水ケーキ攪拌翼１
は、翼本体１ａの上面（前記底板２ｂに対し反対側の
面）に、この例では片側３個で両側で合計６個の突起板
１b₁〜１b₃を設けてなるものであり、翼本体１ａが減速
機５の出力軸５ａに固定されている。ステンレス鋼より
なる板状の前記翼本体１ａは、翼回転中心より径方向に
て１８０°相反する方向に狭幅で細長く延びて先端に行
くに従って徐々に先細りとなる形状をしており、回転時
の抵抗を減らすため、回転方向に向く側の長く延びる端
面の上縁は面取りがなされている。この例では、底板２
ｂ径（貯留槽内径）D1が３５５０ｍｍであり、翼本体１
ａの各寸法は、厚みt1：３５ｍｍ、翼径（翼長さ）：３
４５０ｍｍ、翼基部幅W1：３２０ｍｍ、翼先端幅：３５
ｍｍ、である。なお、翼本体１ａ下面と底板２ｂとの間
隔距離はこの例では３０〜４０ｍｍであり、脱水ケーキ
攪拌翼１は底板２ｂに近接して配されている。

【００２０】このような翼本体１ａの上面に、翼回転中
心を中心とした同心で平面視円弧状をなすような、上方
へ垂直に突出するステンレス鋼製の突起板１b₁〜１b₃が
溶接接合にて取り付けられている。すなわち、この例で
は、翼回転中心位置より両側の翼先端に向かって順に、
翼回転中心より長さR1離れた位置に、該長さR1を半径と
する円の一部分をなす円弧状面を有する突起板１b₁，１
b₁が設けられ、また、翼回転中心より長さR2（R2＞R1）
離れた位置に、該長さR2を半径とする円の一部分をなす
円弧状面を有する突起板１b₂，１b₂が設けられおり、さ
らに、翼回転中心より長さR3（R3＞R2）離れた位置に、
該長さR3を半径とする円の一部分をなす円弧状面を有す
る突起板１b₃，１b₃が設けられている。この例では、R1
＝７００ｍｍ、R2＝１０００ｍｍ、R3＝１３００ｍｍで
あり、これらの突起板１b₁〜１b₃は、より確実に脱水ケ
ーキを切出し用スクリュー３Ａ，３Ｂへ落下移動させる
観点から、翼本体１ａがスクリュー３Ａ，３Ｂの上方を
通過する時に該スクリュー３Ａ，３Ｂの上方位置の近傍
に位置するように、翼本体１ａ上面に配設されている。

【００２１】また、ステンレス鋼製の突起板１b₁〜１b₃
の各寸法は、この例では厚みt2：１０ｍｍ、高さｈ：５
０ｍｍであり、長さは突起板位置における翼本体１ａの
翼幅に合わせてある。ここで、突起板厚みt2は、機械的
強度を確保するとともに回転抵抗の増加を抑制し、かつ
前述したように貯留脱水ケーキ中に突起板による空間を
形成するという観点から、５〜１０ｍｍが適切である。
同じ理由から、突起板高さｈの寸法は、翼本体１ａの厚
みt1の１〜３倍程度が適切である。

【００２２】このようにして、翼本体１ａの上面に上方
へ垂直に突出する突起板１b₁〜１b₃を設けた構造の脱水
ケーキ攪拌翼１を備えているので、脱水ケーキ排出時に
は、貯留されている脱水ケーキ中を突起板１b₁〜１b₃に
よる空間が形成されながら攪拌翼１が回転されるので、
突起板１b₁と突起板１b₂の間、および突起板１b₂と突起
板１b₃の間に挟まれた領域の脱水ケーキを確実に切出し
用スクリュー３Ａ，３Ｂへ落下移動させることができ、
脱水ケーキブリッジングを確実に破壊して脱水ケーキの
円滑な排出を行うことができる。また、各突起板１b₁〜
１b₃を、平面視円弧状で、突起板端面が翼回転方向に向
く面となる姿勢で設けているので、各突起板１b₁〜１b₃
にかかる回転抵抗が小さく、この脱水ケーキ攪拌翼１で
は、回転に必要な駆動力は翼本体１ａのみの場合の駆動
力に比べてほとんど増大することがない。

【００２３】図３は本発明による脱水ケーキ攪拌翼の突
起板の他の構造例を示す斜視図である。同図では、複数
の突起板の代表として、翼本体１ａの先端寄りの位置に
設けられた突起板について示してある。すなわち、突起
板にかかる回転抵抗をより小さくするため、図３に示す
ように、この突起板１b₃’は、翼回転方向に向く突起板
端面およびその反対側に位置する突起板端面に外方へ凸
のアール加工を施したものである。また、アール加工に
代えて、前記両端面に外方へ凸の傾斜した面取り加工を
施すようにしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、この発明による脱水
ケーキ貯留装置の脱水ケーキ攪拌翼によると、翼本体上
面に複数の突起板を設けてなる構造としたものであるか
ら、回転に必要な駆動力を従来に比べてほとんど増大さ
せることなく、脱水ケーキブリッジングを確実に破壊し
て脱水ケーキの円滑な排出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脱水ケーキ攪拌翼を備えた脱水ケーキ
貯留装置の要部を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明による脱水ケーキ攪拌翼の突起板の他の
構造例を示す斜視図である。

【図４】脱水ケーキ貯留装置の外観図である。

【図５】従来の脱水ケーキ攪拌翼を備えた脱水ケーキ貯
留装置の要部構成を概略的に示す平面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】従来の脱水ケーキ攪拌翼による脱水ケーキの挙
動を説明するための貯留槽内断面模式図である。

【符号の説明】

１…脱水ケーキ攪拌翼 １ａ…翼本体 １b₁〜１b₃，１
b₃’…突起板 ２…貯留槽 ２ａ…周壁板 ２ｂ…底板
３Ａ，３Ｂ…切出し用スクリュー ４…油圧モータ
５…減速機 ５ａ…減速機出力軸 ６…支持用レール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱水ケーキを一時的に貯留する貯留槽
   と、該貯留槽の底板のケーキ排出口に臨ませて底板下方
   に配設され、貯留した脱水ケーキを貯留槽外へ移送排出
   するケーキ排出手段と、前記貯留槽内に前記底板に近接
   して配され貯留槽中心軸線を回転中心として前記底板上
   を回転し、脱水ケーキブリッジングを破壊すべく脱水ケ
   ーキ排出時に貯留槽内の脱水ケーキの攪拌を行う脱水ケ
   ーキ攪拌翼とを備えた脱水ケーキ貯留装置において、 前記脱水ケーキ攪拌翼は、板状をなす翼本体を有し、該
   翼本体の上面に、回転中心を中心とした同心で平面視円
   弧状をなすような、上方へ突出する複数の突起板を設け
   てなることを特徴とする脱水ケーキ貯留装置における脱
   水ケーキ攪拌翼。