JPWO2018185888A1

JPWO2018185888A1 - スクリュープレス

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Publication number: JPWO2018185888A1
Application number: JP2017557020A
Authority: JP
Inventors: 一樹大森; 尚史桶谷; 龍駒路
Original assignee: Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
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Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2019-04-11
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Abstract

濾過面への固形分の堆積を抑制、防止し、長時間に亘って連続運転することができるスクリュープレスを提供する。
本発明のスクリュープレスは、円筒状の濾過面１１Ａを有する回転ドラム１１と、回転ドラム内１１に軸心に沿って設けられたスクリュー羽根１２Ｂを有するスクリュー１２と、を備え、濾過面１１Ａに付着する固形分を除去するシュー機構３０をスクリュー羽根１２Ｂの外周縁部に沿って設け、シュー機構３０は、濾過面１１Ａに弾力的に摺接する樹脂シュー３１と、樹脂シュー３１を収納する収納体３２と、収納体３２内で樹脂シュー３１に弾力を付与する弾性部材３３と、樹脂シュー３１の収納体３２からの飛び出しを防止する飛び出しネジ部材３４と、を有する。

Description

本発明は、汚泥等の被処理物を圧搾して固液分離するスクリュープレスに関し、更に詳しくは、圧搾後の固形分の回転ドラムへの堆積を防止するシュー機構を備えたスクリュープレスに関する。

従来のこの種のスクリュープレスとしては例えば図５に示すものが知られている。図５は特許文献１に記載されたスクリュープレスを模式的に示したものである。従来のスクリュープレスＭは、図５に示すように、円筒状の濾過面１Ａを有する回転ドラム１と、この回転ドラム１の軸心に従って貫通するスクリュー軸２Ａ及びスクリュー軸２Ａの外周面に螺旋状に形成されたスクリュー羽根２Ｂを有するスクリュー２と、を備え、被処理物（例えば、汚泥）を圧搾して分離液と固形分に固液分離するように構成されている。

回転ドラム１は、濾過面１Ａの一端（図では左端）を閉じる左端面１Ｂと、濾過面１Ａの右端に濾過面１Ａより拡径して連設された拡径部１Ｃと、拡径部１Ｃの右端を閉じる右端面１Ｄと、を備えている。スクリュー軸２Ａは、左端部が回転ドラム１の左端面１Ｂの中心を貫通していると共に右端部が右端面１Ｄの中心を貫通している。また、スクリュー軸２Ａは、図５に示すように左端部に形成された中空部２Ｃと、回転ドラム１内で中空部２Ｃから開口する開口部２Ｄと、を有し、スクリュー軸２Ａの左端から中空部２Ｃ内に汚泥が矢印Ａで示すように供給され、回転ドラム１内のスクリュー軸２Ａの開口部２Ｄから回転ドラム１内に流入するようになっている。

スクリュー軸２Ａは、回転ドラム１の左端面１Ｂの近傍から濾過面１Ａの右端まで徐々に拡径するテーパ形状部と、拡径部１Ｃ内でテーパ形状部の最大径と同一径に形成された直胴部を有している。スクリュー羽根２Ｂは、テーパ形状部に形成されており、その外周と濾過面との間には細隙が形成されている。そして、スクリュー羽根２Ｂは、濾過面１Ａの左側から右側に向けて徐々に螺旋間隔が狭くなり、拡径部１Ｃ側ほど圧搾力を強くする。

スクリュー軸２Ａの左右両端部には第１、第２の軸受３Ａ、３Ｂがそれぞれ設けられ、スクリュー軸２Ａが第１、第２の軸受３Ａ、３Ｂで回転自在に軸支されている。回転ドラム１の左端面１Ｂの中心孔とスクリュー軸２Ａの間には第３の軸受４Ａが設けられている。また、回転ドラム１の右端面１Ｄの中心部にはスクリュー軸２Ａを被覆する筒体１Ｅが連結され、この筒体１Ｅとスクリュー軸２Ａの間に第４の軸受４Ｂが設けられている。第２の軸受３Ｂは、回転ドラム１の筒体１Ｅから延設された薄肉部を介してスクリュー軸２Ａを軸支している。

スクリュー軸２Ａの左端部端には第１のスプロケット５Ａが取り付けられていると共に回転ドラム１の筒体１Ｅの薄肉部の右端部端には第２のスプロケット５Ｂが取り付けられ、これらのスプロケット５Ａ、５Ｂを介してスクリュー２と回転ドラム１がそれぞれ回転する。回転ドラム１はスクリュー２とは回転速度が異なる差動回転をする。

また、回転ドラム１の濾過面１Ａの右端と拡径部１Ｃの左端の間には濾過面１Ａと同一径の直胴部１Ｆがあり、この直胴部１Ｆの右端とスクリュー軸２Ａの直胴部２Ｃのリング状の隙間が汚泥の圧搾処理後の固形分の排出口になっている。また、排出口からの固形分は拡径部１Ｃを経由して外部に排出されるため、以下では拡径部１Ｃを排出部１Ｃとして説明する。

回転ドラム１の排出部１Ｃ内にはリング状を呈するプレッサー６Ａが設けられており、このプレッサー６Ａで排出口を塞ぎ、固形分に背圧を付与する。このプレッサー６Ａは、排出口を塞ぐテーパ面を有するリング状に形成され、スクリュー軸２Ａの直胴部が中央孔を貫通している。排出部１Ｃの外側にはリング状を呈するプレッサー押板６Ｂがプレッサー６Ａと所定の間隔を空けて平行に設けられている。このプレッサー押板６Ｂの中央孔を回転ドラム１の筒体１Ｅが貫通しており、プレッサー押板６Ｂが筒体１Ｅに従って左右方向に摺動する。また、このプレッサー押板６Ｂは、複数のロッド６Ｃを介してプレッサー６Ａに連結されている。プレッサー押板６Ｂは、駆動機構６Ｄを介して筒体１Ｅを左右方向に往復移動する。駆動機構６Ｄは、例えば加圧空気で作動するエアシリンダ６Ｄ_１と、プレッサー押板６Ｂの外周縁部を挟む摺動部材６Ｄ_２と、摺動部材６Ｄ_２を支持する支持体６Ｄ_３と、を有し、エアシリンダ６Ｄ_１が加圧空気によってシリンダロッド６Ｄ_４を伸縮させてプレッサー押板６Ｂを操作するように構成されている。

プレッサー６Ａによって排出口を閉じる場合には、駆動機構６Ｄを介してプレッサー押板６Ｂを実線位置から左方向の二点鎖線で示す位置まで移動させ、プレッサー６Ａによって排出口を閉じ、回転ドラム１内でスクリュー２によって搬送されてくる固形分に背圧を付与する。この背圧は駆動機構６Ｄのエアシリンダ６Ｄ_１の空気圧によって適宜設定することができる。回転ドラム１が回転すると共にプレッサー６Ａが筒体１Ｅに従って往復移動する間に、摺動部材６Ｄ_２が回転中のプレッサー押板６Ｂの外周縁部を摺動する。スクリュー２によって搬送される固形分からの圧力がプレッサー６Ａからの背圧に打ち勝つと、プレッサー６Ａが二点鎖線で示す位置から右方へ移動し、排出口を徐々に開放して排出部１Ｃから固形分を矢印Ｂで示すように外部へ排出する。

尚、図５において、６Ｅは摺動部材６Ｄ_２を円滑に直進させるガイド機構、７は回転ドラム１等を収納するハウジング、８は回転ドラム１の下方に形成された傾斜面からなる集水部、９は集水部８の中央部に形成された排水部である。また、回転ドラム１の濾過面１Ａとハウジング７の上方の隙間には洗浄装置（図示せず）が濾過面１Ａの全長に亘って設けられ、回転ドラム１Ａが回転している時に濾過面１１Ａを洗浄する。

而して、スクリュープレスＭの回転ドラム１及びスクリュー２が回転して汚泥を固液分離して固形分を徐々に強く圧搾しながら排出口へ搬送し、固形分がプレッサー６Ａに達し、プレッサー６Ａへの押圧力がその背圧に打ち勝った時、プレッサー６Ａが排出口を開いて固形分を排出部１Ｃへ排出し、排出部１Ｃから矢印Ｂで示すように外部へ排出する。圧搾による分離水は、濾過面１Ａから集水部８に集水され、排水部９から外部へ排出される。

特許第４３７３８３２号

しかしながら、従来のスクリュープレスＭが稼働し、汚泥の圧搾処理を長期間続けると、濾過面１Ａに固形分が詰まり、やがて濾過面１Ａの内面に堆積層が形成され、分離液の濾過が難しくなりその後の汚泥の圧搾ができなくなる虞があった。そのため、比較的短い時間でスクリュープレスＭを止めて回転ドラム１内を清掃して堆積層を除去しなくてはならなかった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、濾過面への固形分の堆積を抑制、防止し、長時間に亘って連続運転することができるスクリュープレスを提供することを目的としている。

本発明の請求項１に記載のスクリュープレスは、円筒状の濾過面を有する回転ドラムと、上記回転ドラム内に軸心に沿って設けられたスクリュー羽根を有するスクリューと、を備え、上記回転ドラムと上記スクリューの回転時に、これら両者を介して上記回転ドラム内に供給される被処理物を圧搾して固形分と分離液に固液分離するスクリュープレスであって、上記濾過面に付着する固形分を除去するシュー機構を上記スクリュー羽根の外周縁部に沿って設け、上記シュー機構は、上記濾過面に弾力的に摺接するシューと、上記シューを収納する収納体と、上記収納体内で上記シューを上記濾過面に弾力的に摺接させる弾性部材と、上記シューの上記収納体からの飛び出しを防止する飛び出し防止部材と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載のスクリュープレスは、請求項１に記載の発明において、上記シュー機構は、上記スクリュー羽根の外周縁部全周に亘って設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載のスクリュープレスは、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記シュー機構は、複数の上記シューを有し、上記各シューは円弧状の樹脂によって形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載のスクリュープレスは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記シュー機構は、複数の弾性部材を有し、上記複数の弾性部材はバネ部材または弾性体によって形成された弾性部材の少なくともいずれか一方を含むことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載のスクリュープレスは、請求項１〜請求項４いずれか１項に記載の発明において、上記飛び出し防止部材は、ネジ部材であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載のスクリュープレスは、請求項５に記載の発明において、上記シューは、上記ネジ部材が遊嵌する孔を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、濾過面への固形分の堆積を抑制、防止し、長時間に亘って連続運転することができるスクリュープレスを提供することができる。

本発明のスクリュープレスの一実施形態を全長に亘って示す断面図である。図１に示すスクリュープレスのプレッサー駆動機構を示す断面図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示すシュー機構を拡大して示す図で、（ａ）は要部を示す正面図。（ｂ）はスクリューの要部を拡大して示す軸方向の断面図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の他の実施形態に係るシュー機構を拡大して示す図で、（ａ）は要部を示す正面図。（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線方向の断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線方向の断面図である。従来のスクリュープレスを示す模式図である。

以下、図１〜図４に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
本実施形態のスクリュープレス１０は、例えば図１に示すように、円筒状の濾過面１１Ａの左端に形成された第１の端面（以下、「左端面」と称す。）１１Ｂを有し且つ濾過面１１Ａの右端から延設された拡径部１１Ｃの右端に第２の端面（以下、「右端面」と称す。）１１Ｄを有する回転ドラム１１と、回転ドラム１１内で軸心を共有し回転ドラム１１の両端面１１Ｂ、１１Ｄから外方へ突出するスクリュー軸１２Ａ及びスクリュー軸１２Ａの周面に螺旋状に形成されたスクリュー羽根１２Ｂを有するスクリュー１２と、を備え、回転ドラム１１とスクリュー１２が協働して被処理物（例えば、汚泥）を圧搾して固形分と分離液に固液分離し、分離液を濾過面１１Ａから排出すると共に固形分をスクリュー羽根１２Ｂによって圧搾しながら後述の排出口まで搬送するように構成されている。

図１に示すように、スクリュー軸１２Ａの両端部にはそれぞれ第１、第２の軸受１３Ａ、１３Ｂがそれぞれ設けられ、これらの軸受１３Ａ、１３Ｂによってスクリュー軸１２Ａ、即ちスクリュー１２を回転自在に軸支している。第１、第２の軸受１３Ａ、１３Ｂは、いずれも支持体Ｓ１、Ｓ２に固定されている。第２の軸受１３Ｂは、後述するように隣接するロータリージョイントに連結されている。回転ドラム１１の両端面１１Ｂ、１１Ｄそれぞれの中心孔にはスクリュー軸１２Ａとの間に介在する第３、第４の軸受１４Ａ、１４Ｂが設けられ、これらの軸受１４Ａ、１４Ｂによってスクリュー軸１２Ａにおいて回転ドラム１１が回転自在に軸支されている。

図１に示すように、回転ドラム１１の右端面１１Ｄの外面には第４の軸受１４Ｂを囲む筒体１１Ｅが連結され、この筒体１１Ｅの右端にスプロケット１５Ａが設けられている。このスプロケット１５Ａには第１の駆動装置１６Ａが無端状のチェーン１７Ａを介して連結され、第１の駆動装置１６Ａがチェーン１７Ａ、スプロケット１５Ａを介して回転ドラム１１を回転させる。スクリュー軸１２Ａの右端部にはスプロケット１５Ｂが設けられていると共にスプロケット１５Ｂには第２の駆動装置１６Ｂが無端状のチェーン１７Ｂを介して連結され、第２の駆動装置１６Ｂがチェーン１７Ｂ、スプロケット１５Ｂを介してスクリュー１２を回転ドラム１１よりも速い回転速度で回転させる。

また、スクリュー軸１２Ａは、図１に示すように回転ドラム１１の濾過面１１Ａ内において左端面１１Ｂの近傍から右側の拡径部１１Ｃの近傍まで徐々に拡径するテーパ形状部１２Ａ_１と、テーパ形状部１２Ａ_１の右端からそれと同一径で拡径部１１Ｃ内に延設された直胴部１２Ａ_２と、を有している。従って、第１、第２、第３、第４の軸受１３Ａ、１３Ｂ、１４Ａ、１４Ｂはいずれもスクリュー軸１２の両端部に設けられており、回転ドラム１１がスクリュー軸１２によって回転自在に軸支されている。スクリュー羽根１２Ｂは、テーパ形状部１２Ａ_１に螺旋状に形成され、排出部１１Ｃに向かうほど螺旋間隔が狭くなっている。また、スクリュー羽根１２Ｂの外周面と濾過面１１Ａの内周面との間には細隙が形成され、スクリュー羽根１２Ｂの外周と濾過面１１Ａ間の隙間の寸法管理が比較的ラフで、製作時の寸法管理がしやすい。

また、回転ドラム１１の左端面１１Ｂを貫通するスクリュー軸１２Ａの左端部は中空軸として形成されている。中空軸には回転ドラム１１の左端面１１Ｂの内側近傍に位置する開口部１２Ｃが形成されている。汚泥は中空軸の左端開口から供給され、開口部１２Ｃから回転ドラム１１内に流入するようになっている。

回転ドラム１１の濾過面１１Ａの右端とスクリュー軸１２Ａの直胴部１２Ａ_２の間にはリング状の隙間があり、この隙間から固形分が排出される。このリング状の隙間を以下では排出口として説明する。また、この排出口から排出される固形分は拡径部１１Ｃを経由して後述のように外部へ排出される。そこで、以下では拡径部１１Ｃを排出部１１Ｃとして説明する。

排出部１１Ｃ内には固形分の排出口を開閉するプレッサー１８が設けられ、プレッサー１８によって排出口で固形分に背圧を付与するように構成されている。排出口において固形分の押し出し圧がプレッサー１８からの所定の背圧に打ち勝つと、プレッサー１８が排出部１１Ｃ内で二点鎖線位置から右端面１１Ｄ側の実線位置までへ移動して出口を徐々に開いて固形分を排出部１１Ｃへ排出する。

プレッサー１８は、図１、図２に示すように、リング状の排出口に先端側が侵入して排出口を閉じるテーパ面を有し、その中央孔をスクリュー軸１２Ａの直胴部１２Ａ_２が貫通し、直胴部１２Ａ_２を左右方向に移動するように構成されている。このプレッサー１８は、回転ドラム１１の外側に設けられた駆動機構１９によって排出口において固形分に所定の背圧を付与すると共に排出口を開閉するように構成されている。

駆動機構１９は、図１、図２に示すように、例えば回転ドラム１１の右端面１１Ｄの外側に互いに１８０°隔てた位置に設けられた２つのシリンダ機構（例えば、エアシリンダ）１９Ａと、これらのエアシリンダ１９Ａと配管１９Ｂ、１９Ｂを介して接続されたロータリージョイント１９Ｃと、ロータリージョイント１９Ｃと配管１９Ｂを介して連結された空気源１９Ｄと、を備えている。そして、２つのエアシリンダ１９Ａのシリンダロッド１９Ａ_１の先端部にはそれぞれプレッサー１８が連結されている。また、プレッサー１８は、図１、図２に示すように回転ドラム１１の排出部１１Ｃ内で右端面１１Ｄとその対抗面との間に周方向等間隔を空けて配置された複数のガイドロッド１９Ｅに連結され、これらのガイドロッド１９Ｅを介して左右方向に円滑に移動案内するように構成されている。エアシリンダ１９Ａは、図１、図２では一つだけ図示されている。また、本実施形態ではエアシリンダ１９Ａとして複動式エアシリンダが用いられている。本発明では単動式エアシリンダも用いることができる。

従って、駆動機構１９は、空気源１９Ｄからロータリージョイント１９Ｃを介してエアシリンダ１９Ａに加圧空気を供給するとシリンダロッド１９Ａ_１が伸び、プレッサー１８を固形分の排出口に向けて移動させて排出口を閉じる。この際、汚泥の種類等の特性に応じて加圧空気の圧力の大きさを適宜設定することにより固形分に付与する背圧を調整することができる。加圧空気の圧力を高く設定すればプレッサー１８から固形分への背圧が大きくなって固形分の含水率が低下し、逆に加圧空気の圧力を低く設定すればプレッサー１８から固形分への背圧が小さくなって固形分の含水率が高くなる。

ロータリージョイント１９Ｃは、図２に示すように第２の軸受１３Ｂと第４の軸受１４Ｂの間に介在している。このロータリージョイント１９Ｃは、同図に示すように、第２の軸受１３Ｂに連結された筒状の固定部１９Ｃ_１と、この固定部１９Ｃ_１に内面が摺接すると共に回転ドラム１１の筒体１１Ｅに連結された筒状の回転部１９Ｃ_２と、固定部１９Ｃ_１と回転部１９Ｃ_２の両端部間に介在する軸受１９Ｃ_３と、備え、回転部１９Ｃ_２が回転ドラム１１と一緒に固定部１９Ｃ_１を中心にして固定部１９Ｃ_１に摺接しながら回転するように構成されている。筒状の固定部１９Ｃ_１とスクリュー軸１２Ａの間には細隙があり、スクリュー軸１２Ａが固定部１９Ｃ_１との間に細隙を介して円滑に回転するようになっている。

また、図２に示すように、筒状の固定部１９Ｃ_１には軸方向に加圧空気の通路が２本形成されていると共に、固定部１９Ｃ_１の外周面には２本の通路とそれぞれ連通する２つの環状溝が形成されている。即ち、通路と環状溝が連通路を介して連通している。また、回転部１９Ｃ_２には２つの環状溝とそれぞれ連通する２つの第１のポートが径方向に形成されていると共に、回転部１９Ｃ_２からはみ出した固定部１９Ｃ_１の右端部には固定部１９Ｃ_１の２本の通路それぞれに連通する第２のポートが径方向に２つ形成されている。固定部１９Ｃ_１の右端部の２つの第２のポートそれぞれには図１に示す空気源１９Ｄの配管１９Ｂに接続されたワンタッチ継手１９Ｃ_４（図２参照）が取り付けられ、回転部１９Ｃ_２の２つのポートにはエアシリンダ１９Ａとの２つの配管１９Ｂにそれぞれ接続される２つのワンタッチ継手１９Ｃ_５が取り付けられている。エアシリンダ１９Ａの両端部には回転部１９Ｃ_２の２本の配管１９Ｂ（図１参照）を接続するワンタッチ継手１９Ａ_２が取り付けられ、空気源１９Ｄ（図１参照）からの加圧空気がロータリージョイント１９Ｃの第２のポート、通路及び第１のポートを介してエアシリンダ１９Ａの開閉用のポートに供給される。エアシリンダ１９Ａがプレッサー１８を移動させて排出口を閉じ、排出口において固形分に背圧を付与する。

ところで、回転ドラム１１は、図１に示すようにハウジング２０内に収納され、ハウジング２０内の回転ドラム１１の上方には濾過面１１Ａの全長に亘って洗浄装置２１が設けられ、洗浄装置２１から洗浄水を間欠的に噴霧して濾過面１１Ａを洗浄するようになっている。回転ドラム１１の下方には傾斜面を有する集水部２２が形成され、この集水部２２の下端には排水管２３が設けられている。従って、回転ドラム１１からの分離水と洗浄水は集水部２２において集水され、排水管２３から外部へ排出される。

而して、本実施形態に用いられるスクリュー１２のスクリュー羽根１２Ｂには、例えば図１及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように回転ドラム１１の濾過面１１Ａに付着する固形分を除去するシュー機構３０が設けられている。このシュー機構３０は、図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、濾過面１１Ａに弾力的に接触する樹脂シュー３１と、樹脂シュー３１を収納するようにスクリュー羽根１２Ｂの外周縁部の左側面（左端面１１Ｂと対向する側面、即ちスクリュー１２の汚泥供給側の側面）に固定された収納体３２と、収納体３２内で濾過面１１Ａ方向の弾力を樹脂シュー３１に付与する弾性部材３３（例えば、板バネ３３Ａ及び／または弾性ゴム３３Ｂ）と、樹脂シュー３１の収納体３２からの飛び出しを防止する飛び出し防止部材（例えば、ネジ部材）３４と、を有し、樹脂シュー３１が弾性部材３３によって付勢されて濾過面１１Ａに弾力的に接触している。シュー機構３０はスクリュー羽根１２Ｂの汚泥搬送とは反対側の面に設けられているため、汚泥との接触が少なく、汚泥による損傷が抑制される。尚、弾性部材３３は板バネ３３Ａ及び／または弾性ゴム３３Ｂからなるが、図３の（ｂ）では便宜上弾性部材３３をバネ状に示してある。

シュー機構３０は図３の（ａ）から想定されるようにスクリュー羽根１２Ｂの外周縁部の左側面全長に亘って設けられていることが好ましい。従って、樹脂シュー３１は、互いに隙間を介してスクリュー羽根１２Ｂの全長に亘って複数配列されていることが好ましい。また、個々の樹脂シュー３１はそれぞれの下面と収納体３２間に介在する弾性部材３３よって弾力が付与されている。

樹脂シュー３１は、図３の（ａ）、（ｂ）に示すようにスクリュー羽根１２Ｂの外周縁部に合わせた円弧状に形成され、例えば超高分子ポリエチレン等の合成樹脂によって形成されている。樹脂シュー３１は摩耗し難い材料が好ましい。樹脂シュー３１には左右の二か所に径方向の長孔３１Ａが形成されており、これらの長孔３１Ａはネジ部材３４が遊嵌する大きさに形成されている。また、樹脂シュー３１の両端の下部には切欠き部３１Ｂが形成され、この切欠き部３１Ｂに後述する板バネ３３Ａの一部が侵入するようになっている。このように板バネ３３Ａが樹脂シュー３１と一体化しているため、シュー機構３０をスクリュー羽根１２Ｂに取り付ける際に樹脂シュー３１及び板バネ３３Ａを一体化した状態で簡単に取り付けることができる。

収納体３２は、図３の（ｂ）に示すように断面がコ字状でスクリュー羽根１２Ｂの外周縁部の長さに合わせて形成されている。収納体３２のスクリュー羽根１２Ｂからの突出面には樹脂シュー３１が収納体３２内から飛び出さないようにするネジ部材３４を通す孔が形成され、その奥の側面には孔に対応するネジ孔が形成されている。収納体３２は、スクリュー羽根１２Ｂの始端から終端まで連続的に形成されたものであっても複数に分割されたものであっても良い。本実施形態では収納体３２はステンレス等の金属によって形成され、スクリュー羽根１２Ｂの外周縁部に溶接等によって固定されている。複数の樹脂シュー３１は、図３の（ａ）に示すように互いに隙間を空けて収納体３２内に配列され、ネジ部材３４を介して収納体３２内に拘束された各樹脂シュー３１がそれぞれ弾性部材３３を介して濾過面１１Ａに弾接し、濾過面１１Ａに従って上下左右に円滑に摺動するようになっている。

弾性部材３３は、上述のように板バネ３３Ａ及び／または弾性ゴム３３Ｂによって形成されている。弾性部材３３としては、板バネ３３Ａ単独でも良いが、図３の（ａ）に示すように弾性ゴム３３Ｂを板バネ３３Ａの間に所定間隔を空けて設けたものであっても良い。また、板バネ３３Ａは弾性部材であればコイルバネであっても良い。

板バネ３３Ａは、側面形状が山形に波打って形成されていると共にその両端が山形の谷から上方に折り曲げてほぼコ字状に形成され、一つの樹脂シュー３１に対して一つ用いられている。板バネ３３Ａは、図３の（ａ）に示すように２カ所の山が樹脂シュー３１の下面に接すると共に中央の谷が収納体３２の底に接して樹脂シュー３１を弾力的に支持している。そして、板バネ３３Ａの両端のコ字状部が樹脂シュー３１両端の切欠き部３１Ｂに陥入するようになっている。板バネ３３Ａの側面形状は樹脂シュー３１の切欠き部３１Ｂの形状に即して変わる。

弾性ゴム３３Ｂは、図３の（ａ）に示すように収納体３２内に装着された状態で樹脂シュー３１の底面に沿って円弧状に湾曲していると共に上面中央に突起部が形成され、例えば樹脂シュー３１二つに対して一つの弾性ゴムが用いられている。弾性ゴム３３Ｂは、その突起部が左右の樹脂シュー３１の切欠き部３１Ｂによって形成された凹部に陥入し、その上面が左右の樹脂シュー３１の底面に接するようになっている。つまり、弾性ゴム３３Ｂで支持する樹脂シュー３１と板バネ３３Ａで支持する樹脂シュー３１は同一の樹脂シューを用いることができる。

樹脂シュー３１は、弾性部材３３（板バネ３３Ａ及び／または弾性ゴム３３Ｂ）を介して濾過面１１Ａに弾力的に摺接するように収納体３２内で収納されているため、濾過面１１Ａと摺接する上面が経時的に摩耗する。樹脂シュー３１の濾過面１１Ａとの摺接面は、その面が摩耗するほど濾過面１１Ａに馴染み、その後の摩耗を抑制することができる。樹脂シュー３１が摩耗すれば弾性部材３３によって徐々に上方に持ち上げられる。そして、樹脂シュー３１の長孔の下面がネジ部材３４に接触すれば、その後弾性部材３３（板バネ３３Ａ及び／または弾性ゴム３３Ｂ）が機能しないため、そうなる前に樹脂シュー３１は適時新規の樹脂シュー３１に交換される。

次いで、本実施形態のスクリュープレス１０の動作について説明する。
スクリュープレス１０を始動させると、第１、第２の駆動装置１６Ａ、１６Ｂが回転ドラム１１及びスクリュー１２を差動回転させると共に、プレッサー１８が駆動機構１９のエアシリンダ１９Ａを介して排出口に近づき、所定の圧力で排出口を閉じる。この間、図１に矢印Ａで示すように汚泥がスクリュー軸１２Ａの中空軸から供給されて中空軸の開口部１２Ｃから回転ドラム１１内に流入する。汚泥が回転ドラム１１内でスクリュー１２のスクリュー羽根１２Ｂを介して排出口に向けて搬送される間に徐々に狭くなるスクリュー羽根１２Ｂの働きで徐々に強く圧搾されて固形分と分離水に固液分離される。固液分離後の固形分はスクリュー羽根１２Ｂによって排出口へ搬送されると共に分離水は濾過面１１Ａから集水部２２へ排出される。

スクリュープレス１０が駆動している間に、回転ドラム１１の濾過面１１Ａの内周面に固形分が付着しようとするが、シュー機構３０の樹脂シュー３１が濾過面１１Ａに弾力的に摺接しているため、樹脂シュー３１によって固形分が拭い取られて固形分が濾過面１１Ａの内周面に付着、堆積することが抑制、防止される。濾過面１１Ａでは固形分が除去されて濾過面１１Ａが清掃されるため、濾過面１１Ａの目詰まりが抑制され、濾過面積が長時間に亘って減少せず、分離液が濾過面１１Ａを円滑に透過して集水部２２に排出される。そのため、濾過面１１Ａを洗浄する洗浄装置２１の負荷が軽減される。

スクリュープレス１０がシュー機構３０によって濾過面１１Ａでの固形分を除去しながら固液分離すると、固形分が回転ドラム１１内に徐々に蓄積、搬送されてプレッサー１８に達し、プレッサー１８を押圧する。固形分の押圧力が徐々に増加してプレッサー１８からの背圧に打ち勝つと、固形分の押圧力でプレッサー１８が後退して排出口を開く。これにより、固形分が排出口から排出部１１Ｃ内へ排出され、更に排出部から図１に矢印Ｂで示すように外部へ排出される。固形分の排出が終了すると、駆動機構１９が駆動してプレッサー１８が排出口へ進出し、排出口を閉じる。そして、汚泥の圧搾が継続される。

固液分離が長時間継続するとシュー機構３０の樹脂シュー３１が徐々に摩耗する。しかし、樹脂シュー３１は弾性部材３３によって濾過面１１Ａに向けて弾力的に持ち上げられているため、樹脂シュー３１は依然として濾過面１１Ａに弾力的に摺接し、しかも樹脂シュー３１の摩耗によりその接触面が濾過面１１Ａに良く馴染んで濾過面１１Ａから固形分をより確実に除去することができ、樹脂シュー３１自体の寿命が長くなる。樹脂シュー３１の摩耗が進んだ場合には樹脂シュー３１が適時交換される。

以上説明したように本実施形態によれば、スクリュー羽根１２Ｂの外周縁部にシュー機構３０を設け、シュー機構３０が樹脂シュー３１、その収納体３２、弾性部材３３及びネジ部材３４によって構成されているため、汚泥の固液分離によって生成した固形分が回転ドラム１１の濾過面１１Ａに付着、堆積しようとしても、シュー機構３０によって固形分が濾過面１１Ａから除去され、濾過面１１Ａでの固形分の堆積が抑制、防止され、濾過面１１Ａの安定した透過性を長く維持することができ、スクリュープレス１０を長時間に亘って安定した運転を継続することができる。

また、樹脂シュー３１が濾過面１１Ａに弾力的に摺接し、樹脂シュー３１の上端面が摩耗することがあっても、樹脂シュー３１が弾性部材３３（板バネ３３Ａ及び／または弾性ゴム３３Ｂ）によって常に濾過面１１Ａに向けて弾力的に持ち上げられているため、樹脂シュー３１が濾過面１１Ａに弾力的に摺接して固形分を安定的に除去し、濾過面１１Ａへの固形分の堆積が確実に抑制、防止される。樹脂シュー３１の摩耗が進めば、適時ネジ部材３４を外すことで樹脂シュー３１が簡単に交換される。また、シュー機構３０は複数に分割されることで回転ドラム１１やスクリュー１２に撓みが発生してもその形状に馴染み、そのまま汚泥処理を持続することができる。

ネジ部材３４が樹脂シュー３１の長孔３１Ａに遊嵌して樹脂シュー３１がネジ部材３４を中心にして左右前後に自由に揺動するため、樹脂シュー３１の全長に亘っ安定した弾力を維持して濾過面１１Ａに摺接することによって固形分が長時間に亘って万遍なく除去される。

また、図４の（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の他の実施形態に係るシュー機構を示す図である。本実施形態に係るシュー機構４０は、図４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、濾過面１１Ａに弾力的に接触する樹脂シュー４１と、樹脂シュー４１を収納するようにスクリュー羽根１２Ｂの外周縁部の左側面に固定された収納体４２と、収納体４２内で樹脂シュー４１に弾力を付与するように山形に形成された弾性部材(例えば、板バネ)４３と、樹脂シュー４１の収納体４２からの飛び出しを防止するネジ部材４４と、を有し、樹脂シュー４１が板バネ４３によって付勢されて濾過面１１Ａに弾力的に接触している。

樹脂シュー４１はスクリュー羽根１２Ｂの外周縁に沿う円弧状に形成されており、左右の離間した位置に二つの長孔４１Ａが形成されている。これらの長孔４１Ａは、図３に示すものと同様にスクリュー羽根１２Ｂの径方向に細長く形成されている。図４の（ａ）に示すように樹脂シュー４１の下端中央には半円状の切欠き部４１Ｂが形成され、この切欠き部４１Ｂに山形の板バネ４３の山部が侵入し、その頂部が切欠き部４１Ｂの最奥部に弾接している。頂部の左右には谷部が形成され、これらの谷部が収納体４２の底面に弾接している。従って、樹脂シュー４１は収納体４２内で板バネ４３を介して常に上方に付勢されて、図４の（ｂ）、（ｃ）に示すように濾過面１１Ａに弾接している。

樹脂シュー４１は、図４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、図３に示す樹脂シュー３１と同様に収納体４２内で長孔４１Ａを介してネジ部材４４に遊嵌し、収納体４２内に揺動自在に拘束されている。この樹脂シュー４１は、図３の（ａ）、（ｂ）に示す樹脂シュー３１と同様に収納体４２内で板バネ４３によって常時上方に付勢されているため、常時濾過面１１Ａに弾接し、樹脂シュー３１と同様の性能を発揮する。また、樹脂シュー４１の底面に切欠き部４１Ｂを設け、この切欠き部４１Ｂ内に板バネ４３の山部が侵入するようにしたため、樹脂シュー４１の幅を狭くして小型のスクリュー羽根１２Ｂであってもシュー機構４０を適合させることができる。

図４の（ａ）〜（ｃ）に示すシュー機構４０は、一種類の樹脂シュー４１と板バネ４３を有するものについて説明したが、図３に示すシュー機構３０のように弾性ゴム３３Ｂを用いる樹脂シュー３１を混在させたものであっても良い。本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果を期することができる。

本発明は、汚泥やスラリー等の被処理物を圧搾して固液分離する固液分離装置スとして利用することができる。

１０スクリュープレス
１１回転ドラム
１１Ａ濾過面
１２スクリュー
１２Ｂスクリュー羽根
３０、４０シュー機構
３１、４１樹脂シュー
３１Ａ、４１Ａ長孔（孔）
３２、４２収納体
３３弾性部材
３３Ａ、４３板バネ（弾性部材）
３３Ｂ弾性ゴム（弾性部材）
３４、４４ネジ部材（飛び出し防止部材）

また、回転ドラム１の濾過面１Ａの右端と拡径部１Ｃの左端の間には濾過面１Ａと同一径の直胴部１Ｆがあり、この直胴部１Ｆの右端とスクリュー軸２Ａの直胴部のリング状の隙間が汚泥の圧搾処理後の固形分の排出口になっている。また、排出口からの固形分は拡径部１Ｃを経由して外部に排出されるため、以下では拡径部１Ｃを排出部１Ｃとして説明する。

尚、図５において、６Ｅは摺動部材６Ｄ_２を円滑に直進させるガイド機構、７は回転ドラム１等を収納するハウジング、８は回転ドラム１の下方に形成された傾斜面からなる集水部、９は集水部８の中央部に形成された排水部である。また、回転ドラム１の濾過面１Ａとハウジング７の上方の隙間には洗浄装置（図示せず）が濾過面１Ａの全長に亘って設けられ、回転ドラム１が回転している時に濾過面１Ａを洗浄する。

本発明の請求項１に記載のスクリュープレスは、円筒状の濾過面を有する回転ドラムと、上記回転ドラム内に軸心に沿って設けられたスクリュー羽根を有するスクリューと、を備え、上記回転ドラムと上記スクリューの回転時に、これら両者を介して上記回転ドラム内に供給される被処理物を圧搾して固形分と分離液に固液分離するスクリュープレスであって、上記濾過面に付着する固形分を除去するシュー機構を上記スクリュー羽根の外周縁部に沿って設け、上記シュー機構は、上記濾過面に弾力的に摺接するシューと、上記シューを収納する収納体と、上記収納体内で上記シューを上記濾過面に弾力的に摺接させる弾性部材と、上記シューの上記収納体からの飛び出しを防止する飛び出し防止部材と、を有し、上記飛び出し防止部材は、上記収納体に取り付けられて上記シューを上記収納体内で揺動自在に支持するネジ部材として構成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載のスクリュープレスは、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記シューは、上記ネジ部材が遊嵌する孔を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、濾過面への固形分の堆積を抑制、防止し、長時間に亘って連続運転することができ、しかも長時間の使用でシュー機構のシューが損傷した場合には飛び出し防止部材として使用したネジ部材を介してシューを簡単に交換することができるスクリュープレスを提供することができる。

Claims

円筒状の濾過面を有する回転ドラムと、上記回転ドラム内に軸心に沿って設けられたスクリュー羽根を有するスクリューと、を備え、上記回転ドラムと上記スクリューの回転時に、これら両者を介して上記回転ドラム内に供給される被処理物を圧搾して固形分と分離液に固液分離するスクリュープレスであって、上記濾過面に付着する固形分を除去するシュー機構を上記スクリュー羽根の外周縁部に沿って設け、上記シュー機構は、上記濾過面に弾力的に摺接するシューと、上記シューを収納する収納体と、上記収納体内で上記シューを上記濾過面に弾力的に摺接させる弾性部材と、上記シューの上記収納体からの飛び出しを防止する飛び出し防止部材と、を有することを特徴とするスクリュープレス。
上記シュー機構は、上記スクリュー羽根の外周縁部全周に亘って設けられてい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。
上記シュー機構は、複数の上記シューを有し、上記複数のシューはいずれも円弧状の樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクリュープレス。
上記シュー機構は、複数の弾性部材を有し、上記複数の弾性部材はバネ部材または弾性体によって形成された弾性部材の少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のスクリュープレス。
上記飛び出し防止部材は、ネジ部材であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のスクリュープレス。
上記シューは、上記ネジ部材が遊嵌する孔を有することを特徴とする請求項５に記載のスクリュープレス。