JPH1190692A

JPH1190692A - スクリュープレス

Info

Publication number: JPH1190692A
Application number: JP10193768A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kimura; 隆志木村; Tatsuya Toyama; 達哉外山; Kenji Nomi; 憲治能美; Hideo Hashimoto; 英夫橋本; Yukitoshi Mitani; 幸利三谷
Original assignee: Chiyoda Corp; Ishigaki Co Ltd; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Ishigaki Co Ltd; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高められた被処理原料供給圧で操作すること
のできるスクリュープレスを提供する【解決手段】濾過筒とその内部に挿入配設されたスク
リューを有し、濾過筒内に供給された被処理原料をスク
リューで圧搾することにより、分離液をその濾過筒周壁
を通して外部へ排出させ、濾過ケーキを濾過筒先端に形
成された間隙部から外部へ排出させる機能を有するスク
リュープレスにおいて、（ｉ）該濾過筒先端に形成され
た間隙部を包囲する加圧室を有すること、（ii）該加圧
室は加圧ガス供給口と濾過ケーキ排出口を有すること、
を特徴とするスクリュープレス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリュープレス
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】固体粒子と液体との混合物（スラリー
液）を濾過するための濾過装置として、スクリュープレ
スが知られている。このスクリュープレスは、濾過筒と
その内部に挿入配設されたスクリューを有するもので、
その濾過筒の原料供給口から被処理原料を供給すると、
その被処理原料は、その回転スクリューにより圧搾さ
れ、この圧搾により生じた分離液はその濾過筒壁に形成
された多数の透孔を通して外部へ排出され、一方、その
圧搾により生じた濾過ケーキはその濾過筒先端に形成さ
れた濾過ケーキ排出用間隙部から押出し排出される。と
ころで、このようなスクリュープレスは、通常、常圧な
いし加圧下で操作されるが、この場合の濾過速度はその
被処理原料供給圧が高くなる程向上する。しかしなが
ら、その供給圧が高くなりすぎると、分離液の一部がそ
の先端間隙部から濾過ケーキとともに漏出する、いわゆ
る液抜け現象を生じるため、その供給圧は高くても０．
５ｋｇ/ｃｍ²Ｇ程度が限度であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高められた
被処理原料供給圧で操作することのできるスクリュープ
レスを提供することをその課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、濾過筒とその内部に
挿入配設されたスクリューを有し、濾過筒内に供給され
た被処理原料をスクリューで圧搾することにより、分離
液をその濾過筒周壁を通して外部へ排出させ、濾過ケー
キを濾過筒先端に形成された間隙部から外部へ排出させ
る機能を有するスクリュープレスにおいて、（ｉ）該濾
過筒先端に形成された間隙部を包囲する加圧室を有する
こと、（ii）該加圧室は加圧ガス供給口と濾過ケーキ排
出口を有すること、を特徴とするスクリュープレスが提
供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のスクリュープレスを図面
により詳述する。図１は本発明のスクリュープレスの説
明構成図を示す。図１において、１は濾過筒、２はスク
リュー、３は被処理原料供給口、４はプレッサ、５は加
圧室、１１〜１５は濾液捕集部材、２１はスクリュー羽
根、ａは濾過ケーキ排出用間隙部を示す。濾過筒１は、
通常、周壁に多数の透孔を有する金属製筒体からなる。
スクリュー２は、ラセン状のスクリュー羽根２１を有す
る金属桿からなる。このスクリュー２は、その軸径がそ
の先端部に向けて大きくなり、被処理原料は濾過筒の先
端部に行くほど大きな圧力で圧搾される。スクリュー２
には、そのスクリューシャフト２２が付設され、その一
方のスクリューシャフトの端部はモータＭに連結され、
その他方のスクリューシャフトはプレッサ４の中心部を
貫通し、その端部は軸受１０に支持されている。プレッ
サ４は、円錐台形状の板体で、濾過筒１の先端開口に配
設固定され、そのプレッサの外周端と濾過筒内壁面との
間に、濾過ケーキ押出し排出用の環状空隙部ａが形成さ
れる。プレッサ４を前進させることにより間隙部ａの隙
間（クリアランス）を狭くすることができ、一方それを
後進させることにより間隙部ａの隙間を拡くすることが
できる。プレッサ４を前後進させるために、そのプレッ
サ４には空気圧や油圧で操作されるシリンダーで構成さ
れる慣用の圧力調節機構が付設されているが、このもの
は図示されていない。前記した濾過筒１、その内部に配
設されたスクリュー２及びその濾過筒の先端開口に配設
されたプレッサ４からなるスクリュープレスは従来公知
のものである。

【０００６】このようなスクリュープレスにおいては、
その供給口３から被処理原料を供給すると、その被処理
原料は、モータＭによるスクリュー２の回転により濾過
筒内をその先端方向へ圧送される。この場合、スクリュ
ー２の軸径はその先端方向へ行くに従って拡大している
ことから、被処理原料はより大きな圧力で圧搾されるこ
ととなる。この圧搾により被処理原料中の液体は分離さ
れ、この分離水はその濾過筒内の周壁面に形成された多
数の透孔を介して外部へ濾液として流出し、被処理原料
中の含液率は濾過筒の先端方向に向って減少し、濾過筒
先端間隙部ａから濾過ケーキが押出され、排出される。
前記のようにして被処理原料を圧搾濾過して濾液と固体
とに分離する場合、その固液分離速度は、被処理原料の
供給圧を高めることによって向上させることができる。
しかしながら、この供給圧が高くなりすぎると、その濾
過筒の先端間隙部に存在する濾過ケーキ内の微細空隙を
通して分離液が漏出する液抜け現象が生じるようにな
る。このような液抜け現象が生じるようになると、もは
や円滑な固液分離を行うことができなくなる。従って、
従来のスクリュープレスは、その液抜け現象を生じない
被処理原料供給圧、通常、０．５ｋｇ/ｃｍ²以下の供給
圧で操作されている。

【０００７】本発明のスクリュープレスは、被処理原料
供給圧を高めて操作しても、前記液抜け現象が生じない
ように、図１に示すように、濾過筒１の先端間隙部ａを
包囲する加圧室５を有することを特徴とする。この加圧
室は、耐圧容器から構成され、その形状は特に制約され
ない。前記加圧室５には、圧力ガス供給口が形成され、
その供給口には圧力ガス供給管６が連結される。また、
この加圧室５には、間隙部ａから排出された濾過ケーキ
を室外へ排出するための濾過ケーキ排出口が配設され、
この排出口には、濾過ケーキ排出機構８を介して濾過ケ
ーキ排出管９が連結されている。この排出機構８は、加
圧室内の濾過ケーキを室外へ排出させるための開閉バル
ブからなり、その開放により室内の濾過ケーキを室外へ
排出させることができる。このようなケーキ排出機構と
しては、タンク内の固体物質を外部へ排出するために用
いられている従来公知の固体物質排出機構を採用するこ
とができる。

【０００８】本発明のスクリュープレスを用いて被処理
原料を濾過処理する場合、圧力ガス供給管６から加圧室
５内に圧力ガスを供給して、その室内圧力とその被処理
原料の供給圧との間の圧力差を所定範囲に保持し、間隙
部ａに存在する濾過ケーキを介しての液抜け現象の発生
を抑制させる。この場合の圧力ガスとしては、窒素ガ
ス、空気、炭酸ガス等の各種のガスが用いられる。加圧
室５内の圧力は、被処理原料供給圧と対応して選定さ
れ、一般的には、その供給圧より０．５ｋｇ/ｃｍ²程度
低い圧力から０．５ｋｇ/ｃｍ²程度高い圧力の範囲、好
ましくはその供給圧より０．３ｋｇ/ｃｍ²程度低い圧力
から０．３ｋｇ/ｃｍ²程度高い圧力の範囲の圧力が選ば
れる。また、被処理原料の供給圧は、通常、０．０１ｋ
ｇ/ｃｍ²Ｇ以上、好ましくは０．１ｋｇ/ｃｍ²Ｇ以上で
ある。また、その供給圧の上限は、５ｋｇ/ｃｍ²Ｇ以
下、好ましくは３ｋｇ/ｃｍ²Ｇ以下である。本発明のス
クリュープレスの場合、通常、０．１〜３ｋｇ/ｃｍ²Ｇ
の供給圧で操作するのが好ましい。

【０００９】本発明のスクリュープレスにおいては、加
圧室５内の圧力を被処理原料供給圧に対して自動的に対
応させるために、差圧調節機構Ａを連結させるのが好ま
しい。図１において、差圧調節機構Ａは、圧力ガス供給
管６に付設した圧力調節バルブ７と、加圧室５に付設し
た圧力センサーと、被処理原料供給管１６に付設した圧
力センサーとに接続し、その被処理原料供給圧及び加圧
室内圧力を検知するとともに、その検知圧力に基づい
て、圧力ガス供給管６に付設された圧力調節バルブ７を
作動させて、加圧室５内圧力と被処理原料供給圧との間
の圧力差を自動的に所定範囲内に調節する。この場合の
差圧調節機構Ａとしては慣用のものが用いられ、コンピ
ューター等により構成することができる。

【００１０】本発明のスクリュープレスにおいて、被処
理原料の圧搾により生じた分離液は、濾過筒１の周壁面
から濾液として外部へ流出される。この場合、濾過筒内
の固体濃度は、その濾過筒の軸方向に沿って変動し、そ
の先端方向に向かって増加するように分布している。ス
クリュープレスを安定運転するには、この固体濃度分布
を一定に保つように運転することが好ましい。前記固体
濃度分布を一定に保持するには、濾過筒の周壁から流出
する濾液の軸方向に沿った流量分布を測定し、この濾液
の流量分布が一定となるようにスクリューの回転数を調
節するのが有効である。図１において、１１、１２、１
３、１４及び１５は濾過筒１の長手方向に沿って流出す
る濾液を捕集する捕集部材である。この捕集部材として
は、濾過筒から流出する濾液を捕集し得る容器形状のも
のであれば任意のものが使用可能である。これらの各捕
集部材に捕集された濾液は、さらに、その捕集部材から
外部へ排出され、回収されるが、この場合、濾液の濾過
筒の軸方向に対する流量分布を得るために、各捕集部材
に捕集された単位時間当りの流量Ｙ₁₁、Ｙ₁₂、Ｙ₁₃、Ｙ
₁₄、及びＹ₁₅がそれぞれ測定される。この濾液流量の測
定は、各捕集部材に連結された濾液排出管に連絡された
流量計により測定することができる。この場合の流量は
容量又は重量のいずれであってもよい。それらの流量測
定値は、電気信号として、濾液流量分布測定機構Ｂに送
られ、ここで流量分布が測定される。また、この濾液流
量分布機構Ｂは、その流量分布を調節する機能を有し、
この測定流量分布はあらかじめ定めた流量分布と対比さ
れ、測定された流量分布がそのあらかじめ定めた流量分
布と一致するように、モータＭの回転数が調節される。
濾液捕集部材の設置数は、濾過筒１の長さに応じて適宜
定められるが、一般的には２個以上であり、好ましくは
３個以上である。

【００１１】本発明のスクリュープレスにおいて、スク
リューの先端部にスクリュー羽根２１を有しないスクリ
ューを用いるのが好ましい。このようなスクリューの先
端部にスクリュー羽根の配置を省略したスクリューを用
いるときには、濾過筒の先端部にはスクリュー羽根のな
い無羽根帯域が形成される。この無羽根帯域は、ケーキ
の圧密帯域として作用し、スクリューの回転速度を上げ
て濾過速度を高めたときに、濾過ケーキはこの無羽根帯
域内において軸方向に圧縮され、そのケーキの軸方向密
度が上昇するため、液抜け現象が効果的に防止される。
従って、より高められた原料供給圧を採用することがで
きる。本発明においては、スクリューの先端（濾過筒の
先端）からスクリューの後端に向けてスクリューの中心
軸に沿った距離で、そのスクリュー先端から５〜５０ｃ
ｍの範囲内の任意の位置までの間、好ましくは５〜３０
ｃｍの範囲内の任意の位置までの間をスクリュー羽根の
ない無羽根帯域とするのがよい。

【００１２】本発明のスクリュープレスは、液体と固体
とを含む各種混合物の濾過装置（固液分離装置）として
適用される。このような混合物には、廃プラスチック粒
子と炭化水素油との混合物、固体粒子を含む水スラリー
液、種子のしぼり粕と油脂との混合物、含水汚泥、炭酸
カルシウムを含む水性スラリー液等が包含される。本発
明のスクリュープレスは堅型及び横型のいずれの形式で
あってもよい。

【００１３】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。なお、以下においては示す％は重量％である。

【００１４】実施例１プラスチック廃棄物モデルとしてポリエチレン：３５
％、ポリプロピレン：３０％、ポリスチレン：２０％、
ポリ塩化ビニル：５％、ポリ塩化ビニリデン１％、ポリ
エチレンテレフタレート：５％及びＡＢＳ樹脂：４％か
らなるプラスチック混合物を粒子状（平均寸法：約２０
ｍｍ）に破砕した。次に、この破砕物を、ポリエチレン
とポリプロピレンとポリスチレンとの混合物（混合重量
比＝１／０．９／０．６）を熱分解して得られた熱分解
軽質油１００重量部に対して、２０重量部の割合で添加
し、撹拌下、１３０℃で３０分間加熱した。この操作に
より、破砕物中のポリエチレン、ポリプロピレン及びポ
リスチレンは溶解し、ポリ塩化ビニリデンの一部が溶解
する。一方、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレ
ート及びＡＢＳ樹脂は未溶解粒子状で溶液中に残存し
た。この未溶解プラスチック粒子を含む溶液を被処理原
料として用いて、これを図１に示した構造のスクリュー
プレスを用いて濾過処理した。この場合、その被処理原
料供給圧を１ｋｇ/ｃｍ²Ｇとし、加圧室の圧力を１ｋｇ
/ｃｍ²Ｇとした。前記濾過処理においては、濾過筒先端
の間隙部ａからプラスチック粒子の濾過ケーキが円滑に
排出され、液抜け現象は何ら生じなかった。また濾液捕
集部材１１〜１５には、濾液としてのプラスチックを含
む溶液が捕集された。各捕集部材に捕集された濾液容量
を測定して、濾過筒の軸方向に対する濾液流量分布図を
作成した。前記スクリュープレスによる濾過処理は、濾
液の流量分布が、この流量分布図と一致するように、モ
ータＭの回転数を調節して行った。

【００１５】実施例２実施例１において、未溶解プラスチック粒子を含む溶液
を被処理原料として用い、本発明のスクリュープレスの
スクリューとして、スクリーン径１００ｍｍのものを用
い、その先端から５０ｍｍまでの間はスクリュー羽根を
有しないスクリューを用いて実験を行った。その結果、
先端までスクリュー羽根を有するスクリューに対して、
スクリューの回転速度を２倍にして濾過速度を上げた場
合でも下表のように液抜け現象は何ら生じず、効率のよ
い濾過操作を行うことができた。これは、スクリューの
先端部を除くことにより、濾過ケーキが濾過筒内の先端
部で実施例１の場合よりも圧密される度合いが増すこと
に基づくものである。

【００１６】

【表１】

【００１７】実施例３被処理原料として炭酸カルシウム粒子（平均径２０μ
ｍ）を２０％含む水スラリー液を用いて、実施例１と同
様にして、濾過処理を行った。この場合、被処理原料供
給圧を３ｋｇ／ｃｍ²Ｇとし、加圧室内圧を３ｋｇ／ｃ
ｍ²Ｇとした。このような条件においても、液抜け現象
を生じることなく、円滑に濾過操作を行うことができ
た。

【００１８】

【発明の効果】本発明のスクリュープレスによれば、被
処理原料の供給圧を、液抜け現象生じることなく高く保
持して操作することができることから、高い濾過速度を
得ることができる。従って、本発明では、小型でありな
がら、高処理量のスクリュープレスを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクリュープレスの説明構成図を示
す。

【符号の説明】

１濾過筒２スクリュー３被処理原料供給口４プレッサ５加圧室ａ濾過ケーキ排出用空隙部Ａ差圧調節機構Ｂ流量分布測定機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者外山達哉神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者能美憲治神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者橋本英夫神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者三谷幸利東京都中央区京橋一丁目１番１号株式会社石垣内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濾過筒とその内部に挿入配設されたスク
リューを有し、濾過筒内に供給された被処理原料をスク
リューで圧搾することにより、分離液をその濾過筒周壁
を通して外部へ排出させ、濾過ケーキを濾過筒先端に形
成された間隙部から外部へ排出させる機能を有するスク
リュープレスにおいて、（ｉ）該濾過筒先端に形成され
た間隙部を包囲する加圧室を有すること、（ii）該加圧
室は加圧ガス供給口と濾過ケーキ排出口を有すること、
を特徴とするスクリュープレス。
【請求項２】被処理原料供給圧力と、加圧室内圧力と
の差圧を調節するための差圧調節機構を有する請求項１
のスクリュープレス。
【請求項３】濾過筒の軸方向に沿った濾液量分布測定
機構を有する請求項１又は２のスクリュープレス。
【請求項４】濾過筒の軸方向に沿った濾液量分布に応
じてスクリューの回転数を制御するように構成した請求
項３のスクリュープレス。
【請求項５】スクリューが、その先端部にスクリュー
羽根を有しないものである請求項１〜４のいずれかのス
クリュープレス。