JPS62279816A - 含水粉粒材の脱水処理機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 「発明の目的」 本発明は粉粒材の脱水処理機構に係り、各種産業ないし
施設から発生するスラッジやヘドロあるいは土木建設工
業において必要とされる砂などの細骨材のような含水粉
粒材に関して能率的且つ量産的に脱水処理するに適した
機構を提供しようとするものである。

産業上の利用分野 スラッジやヘドロ、砂のような細骨材に関する脱水処理
技術。

従来の技術 各種産業ないし施設からスラッジやヘドロの発生するこ
とは周知の如（であり、このようなスラッジ、ヘドロは
水底に堆積したものであるから相当に含水しており、こ
れを単に廃棄するとしても脱水することが必要で、多量
に含水したものは荷役、輸送コストが著しく嵩む。

ところが、このような含水スラッジないしヘドロからの
脱水は甚だ困難且つ長時間を必要とすることは周知の通
りであって、従来これらの脱水処理に採用されている手
法としては展開分散して水分を気敗し、或いはフィルタ
ープレスなどが採用されている。

又土木ないし建設業界においてコンクリート工業が広く
普及し、各種砂類その他線骨材の需要が著しく伸びた結
果、その供給は次第に低減し在来のように泥分耐着の殆
んどない川砂の人手は次第に困難となり、泥分の混入し
た川砂や山砂、更には塩分などをも含有した海砂などを
も利用することが余儀なくされている。即ちこのような
泥分や塩分の耐着した砂については洗浄してそれらの耐
着含有成分を除去することが必要であるが、斯かる洗浄
後に多量に耐着した水分を除去する処理機構としては前
記細骨材が大量なものであることがら従来好ましいもの
が見当らず、単に山積みして重力により自然に脱水を図
るようなことが普通である。

なお前記のように泥分や塩分を耐着しない砂などにおい
てもそれが大量に用いられるダム建設などにおいてはセ
メントの水和反応熱などの関係からできるだけ冷却して
おくことが好ましく、このよな冷却は水中に投入して、
更に氷塊などをも用いた水中で行われるが、斯かる冷却
処理後の砂に関しても上述同様に脱水することが必要で
ある。

更に本発明者等の開発したこの種モルタル又はコンクリ
ート調整時のダブルミキシング法においては第１次のセ
メント粉との混合に先んじて砂に耐着した水分を略一定
且つ粒子表面において均一状態とすることが重要であり
、このような耐着水分の一定且つ均一化のためにも砂な
どに一旦それなりに多量の水分を耐着せしめてからこれ
を脱水して目的の状態とすることが不可欠である。

然してこのような砂などに関して一般的には山積みし重
力によって脱水することが一般的であるが非常に長期を
必要とすることから振動や通気をを用いる方法或いは特
公昭５３−２９３２５号公報のようにベルトコンベヤ上
において薄層状態に展開移送しながら重力作用に加えて
振動や通気なども併用して脱水するようなことが試みら
れている。

発明が解決しようとする問題点 ヘドロやスラッジないしスラリーなどに関して脱水する
ことは微粒性の故にそれなりの機器を利用しても著しく
長時間を必要とし、その運転エネルギー、コトスが莫大
となると共に機器の汚を員が著しく、その清掃などに常
に工数を必要とすると共に部品摩耗が甚だしいなどの多
くの不利を伴うので事実上採用し得ない。即ちこの機器
などを利用した脱水処理においては何れにしても含水固
形分を展開し、荷役することが必要となるが、ヘドロや
汚泥スラリーにおいてはそのような展開、荷役に際して
機器などに対する耐着や著しく、甚だ困難な作業となる
ことは明らかで、しかも脱水効率が極めて低いから実際
に採用しても単なる徒労に近いことになる。従って前記
山積み法によるとしてもその含水分による流動性によっ
て広く地表面を覆い、広大な敷地を必要とすると共に長
時間を経なければ目的の脱水状態とならないことは周知
の通りである。

なおこのようなヘドロなどの脱水に関してはフィルター
プレスを用いることが考えられるが、このフィルタープ
レスは相当に高価であると共にそれなりの薄層状態に展
開してプレス処理しなければならないことからｄ単位の
ような大量の被処理材に対しては多数個に分割してその
各個を順次に処理することが必要であり、父上記のよう
に薄層状に展開することから設備が大型化せざるを得な
いと共にそれぞれのプレス処理時間は相当に長時間とな
る。しかもそのプレス力としては一般的に５　ｋｇ　／
　ｃＩａ程度、高くても１０ｋｇ／ｃＪ以上となるよう
なことはなく、脱水効果は必ずしも充分でない。

勿論粘着性のヘドロなどが粘着し、処理後の清拭などに
著しい工数を必要とする。

前記した砂などに関し従来一般的に採用されている山積
み法によるときは目的の脱水状態を得るのに相当の長時
間を必要とする。しかも脱水されるのは表層部であって
、内部ないし底部においては却って耐着水が増大する。

特に泥分や塩分の除去時においてはこうして山積み後に
水分の増加する部分に再び泥分や塩分が集積増加するこ
ととなる。

振動や通気を利用する場合においても大量たることから
処理設備が大型化すると共にその運転操業コストが嵩む
。しかも底部に水分が集中し処理後の耐着水分に相当の
ばらつきが避けられない。

通気は砂層中を通過するこが殆んどなく、直空や高圧化
などを利用しても好ましい脱水を図ることは容易でない
。

これらの不利を避けるものとしてベルトコンベヤ上で展
開するものにおいては特別なベルトコンベヤや設備およ
び該ベルトコンベヤ上に順次に砂などを供給する設備を
必要とし、殊にベルトコンベヤ上で適切な脱水条件を得
るための処理時間が相当に大であって、更に通気又は振
動などを併用した特公昭５３−２９３２５号公報のもの
にしても長大となり、設備的および操業的コストが嵩ま
ざるを得ない。処理後の耐着水量においてもそれなりの
ばらつきを避は得ない。

「発明の構成」 問題点を解決するための手段 構枠に対し回転自在に設けられた回転軸にケースを取付
け、該ケース内に間隙を存せしめて内外側の濾材を同心
状に設け、これら内外側濾材の間に形成された収容室に
含水粉粒材を圧入する管路を開口せしめ、前記したケー
スの底面板に開口部を形成すると共に該開口部に操作機
構を存する開閉蓋を設けたことを特徴とする含水粉粒材
の脱水処理機構。

作用 内外側濾材間の収容室に含水粉粒材を圧入した条件下で
ケースを回転し遠心力を作用させて圧入加圧力と回転遠
心力とにより脱水を図る。

収容室内の含水粉粒材は回転遠心力によって外側濾材面
部分に固形分の高い層を形成し、反対に内側濾材面部分
に水分の高い層が形成される。外側濾材面側では高い遠
心力が作用して脱水効率が高められ、又内側濾材面側で
は水分の高い層から同じく効率的に脱水される。

処理後の粉粒材は底面板開口部における開閉蓋を開披し
て排出されるが、この排出は回転継続条件下で行われる
ことにより同様に遠心力作用を以て有効に行われる。排
出後間閉蓋を閉じることによって再び脱水処理に移るこ
とができ、従ってバッチ的であっても実質的に回転継続
条件下での処理が行われる。

実施例 上記したような本発明によるものの具体的な実施態様を
添附図面に示すものについて説明すると、構枠１０に設
けられた回転軸３は該構枠１０に取付けられたモータ１
１のプーリ１２に対して接合する連動ブー１，１１３を
介して駆動される。又前記回転軸３にはケース２が取付
けられていて回転軸３と共に回転するように成っている
が、このようなケース２内には適当な間隙２０．２０ａ
を存せしめて外側濾材１と内側濾材１ａとが同心状に取
付けられ、これらの濾材１．１３間に形成された収容室
１４に前記回転軸３に対してベアリング継手又は断面Ｕ
型バッキングを内装し内圧力に比例したシール作用の得
られる接手部体５を介して接続された圧入管４が設けら
れている。即ち回転軸３の上部に形成された内孔３６に
は前記収容室１４に開口された導入管１５が接続され、
上記圧入管４を介してヘドロ、スラッジなどの含水粉粒
材が収容室１４に圧入され、この圧入はスラッジポンプ
など（図示せず）により、例えば４〜５　ｋｇ／ｃ艷程
度の圧力条件で行われる。

前記ケース２の底板２１には開口部２２が別に第２図に
示すように配設され、これらの開口部２２にはそれぞれ
基端を枢着された開閉蓋２４が設けられており、これら
の開閉１Ｉ２４には回転軸３の下端側に配設された操作
シリンダー６が設けられ、回転軸３の下端部に形成され
た給油口３１からの圧油によって開閉操作される。

前記ケース２の下部周側には前記間隙２ｏに開口した通
水孔２６が設けられ、このような通水孔２６の配設域外
側には上記構枠１ｏに取付けられた排水受ダクト７が位
置していて該通水孔２６からの排水を受け、排水ロアａ
がら外部に放流するように成っている。又前記底板２１
における開口部２２．２２間の連結部２１ａには通水孔
２７が半径方向にそって配設され、これらの通水孔２７
は上記したような間隙２ｏと２０ａを底部において連結
し、従って間隙２０ａに排出された液分をケース２回転
による遠心力で間隙２ｏに導き、放流するように成って
いる。

上記した濾材１又は１ａとしては濾布１７または網材若
しくは多孔板１６の何れか一方又は双方が用いられるこ
とは図示の通りであり、即ちスラツジやヘドロのように
メツシュの細かい粉粒材含水物に対しては実質的に濾布
１７が濾過作用をなし網材若しくは多孔板１６で該濾布
１７に耐圧強度を確保する。しかし砂などの細骨材の場
合においては網材１６のみで濾過作用は充分であり、何
れの場合においても更に補強杆などを配設して圧入され
る含水粉粒物の圧力ないし遠心力に耐えるようにする。

但しこのような濾材１または１ａが特に後述するような
遠心力を利用した脱水処理時において若干の湾曲を許容
して弾性作用をなすことは好ましいことである。

上記のように網材１６と濾布１７よりなる濾材１は第１
図において仮想線で示すように上端側を小径状とした円
錐状として形成することができ、又その中間部ないし下
方に圧力流体が圧入されるようにされたチューブ２８を
環設し該チューブ２８には円周上において複数個に分割
された受圧板２９を添設して圧入された流体圧を濾材１
に作用させることにより後述するような脱水処理後の被
処理粉粒材の排出を容易ならしめるようにすることがで
きる。このようなチューブ２８は場合によっては間隙２
０ａ内においても設けてよいことは明かである。前記受
圧板２９は図示のように断面が円弧状に湾曲したものと
することにより、該チューブ２８内において圧力流体が
作用しない条件下においてもこのチューブ２８を所定の
セット位置に保持させる。

上記したような本発明によるものの操法について説明す
ると、圧入管４を介してヘドロ、スラッジまたは含水砂
などの含水粉粒材が収容室１４に圧入されることは明か
であり、斯うして含水粉粒材を収容した状態でケース２
および前記濾材１．１ａを一体として回転する。この回
転は一般的に５Ｇ以上、特に１００以上の遠心力が作用
する程度とし、このように回転遠心力が作用すると収容
室１４の含水粉粒材特にその固形分の多いものは外側濾
材１の内面に展開層着した状態となり内側濾材１ａ側は
水分の多い状態となるが、斯うして外側濾材１側におい
ては遠心力が強度に作用し、該遠心力による強制作用力
条件で濾材１外に脱水される。一方向側濾材１ａ側にお
いては半径距離が小さいことから作用する遠心力は小さ
いが、該部分では水分の多い状態となることは前記の通
りであるからこの内側濾材１ａにおいてもその水分を効
率的に濾別し排水口３５から排出される。

圧入管４を介して作用する含水粉粒材圧入力はこのよう
な回転遠心力作用条件下においても収容室１４に作用し
斯様な加圧力は前記したような各濾材１．１ａにおける
脱水効果をより向上する。

即ち５　ｋｇ／　ａｎｔ前後の加圧力が作用することに
より従来のフィルタープレスと同程度の脱水が図られる
ことは明かであり、しかもこれに回転遠心力による脱水
効果が加算されることになり、加うるにこの回転遠心力
で内側濾材１ａ部分では水分の多い条件下で効率的な濾
別が行われるので全体として脱水効率は頗る大であり、
含水砂などは２分以内、ヘドロやスラッジであっても数
分以内、少くとも１０分以内に好ましい脱水が得られる
。

脱水された粉粒材は開閉蓋２４を開披することにより排
出されるが、この排出はケース２の回転継続条件下、少
くとも回転慣性条件下で行われることにより同じく回転
遠心力作用下で効果的に行われる。

排出終了後は開閉蓋２４を閉じることによって再び含水
粉粒材を受入れた脱水処理をなすことができ、バッチ的
な処理ではあっても回転停止のない実質的に連続した脱
水処理を円滑に実施できる。

少くとも制動操作は不要であり、制動のためのエネルギ
ー、制動停止後再び高速回転に移るためのエネルギーは
共に不必要であって、能率的且つ経済的な処理が可能で
ある。

前記したチューブ２８には上述したような脱水処理に先
行して圧力流体を作用させることにより濾材１が収容室
１４域に膨出した状態となり、このような状態のままで
脱水処理を完了してからチューブ２８内の圧力流体を抜
（ことにより濾材１は直線状に復元し、収容室１４内の
脱水された被処理物周面と濾材１との間に間隙を形成し
開閉蓋２４を開披した状態での排出を容易にする。但し
斯うして間隙を濾材１との間に形成した後に加圧と減圧
を反覆し濾材１を振動的に作用させることも容易で、斯
うして濾材１と被処理物とが、離脱せしめ、更には被処
理物に対する振動ないし衝撃を与えてほぐすならば、そ
の排出が頗る容易となることは明らかである。

［発明の効果〕 以上説明したような本発明によるときは回転遠心力と加
圧力を併用した脱水処理が可能であり、又内外の各濾材
面において、特に効率の高い遠心力脱水と水分の多い状
態に区分された部分に対する脱水処理が共に実現せられ
、それらの何れからしても効率的で短時間内における有
効な脱水を図り、しかもバッチ的ながら実質的に連続的
回転処理を実施できて省エネルギー的で且つこの点から
も作業性に優れているなどの効果を有しており、工業的
にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明によるものの縦断面図、第２図はそのケース底
部部分の横断平面図である。 然してこれらの図面において、１は外側濾材、１ａは内
側濾材、２はケース、３は回転軸、４は圧入管、５は接
手部体、６は操作シリンダー、７は排水受ダクト、７ａ
は排水口、１１はモータ、１２はプーリ、１３は連動プ
ーリ、１４は収容室、１５は導入管、１６は網材又は多
孔板、１７は濾布、２０．２０ａは間隙、２１は底板、
２２はその開口部、２４は開閉蓋、３１は給油口、３２
は排水孔、３３は垂下孔、３４は集水室、３５は排水口
を夫々示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 構枠に対し回転自在に設けられた回転軸にケースを取付
   け、該ケース内に間隙を存せしめて内外側の濾材を同心
   状に設け、これら内外側濾材の間に形成された収容室に
   含水粉粒材を圧入する管路を開口せしめ、前記したケー
   スの底面板に開口部を形成すると共に該開口部に操作機
   構を有する開閉蓋を設けたことを特徴とする含水粉粒材
   の脱水処理機構。