JP2015199044A - スクリュープレス型脱水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水ケーキ排出口に詰まった脱水ケーキを穿り出す作業を人力によらず自動化することを可能としたスクリュープレス型脱水装置を提供する。
【解決手段】出入部材２９が一点鎖線で示す位置まで移動すると、これをセンサー３４が検知する。そして、このセンサー３４による検知結果がコントローラに伝達され、電磁弁３０が５秒間開く。これにより、エアタンク２６からエアが供給路１８、エア導入管３６及びエア取付管３８を介してエアノズル４２に供給される。そして、６本のエアノズル４２の噴射口からエアが噴射される。噴射口が外方向（周方向）を向いている３本のエアノズル４２から噴射されるエアによって隙間１０に残っている脱水ケーキＤが吹き飛ばされる また、噴射口が内方向（動力伝達軸１７の方向）を向いているエアノズル４２によって動力伝達軸１７に付着した脱水ケーキＤが吹き飛ばされる。
【選択図】 図６

Description

本発明はスクリュープレス型脱水装置に係り、特にし尿、工場排水、その他排水処理によって生じる汚泥を脱水するスクリュープレス型脱水装置に関するものである。

特許文献１に記載されたスクリュープレス型脱水装置は、略円筒状のろ過体を備え、このろ過体は、その一端側に脱水ケーキ排出口を有し、他端側に汚泥供給部を有している。ろ過体には脱水ケーキ排出口に向かってある傾斜角で軸径を大きくした軸にスクリュー羽根を装備したスクリュー軸が収容されている。更に、スクリュープレス型脱水装置にはテーパーコーンが備えられており、このテーパーコーンは脱水ケーキ排出口を完全に閉鎖する閉鎖位置と、脱水ケーキ排出口とテーパーコーンとの間に僅かな隙間が形成される隙間形成位置とに動作する。

このスクリュープレス型脱水装置では、運転開始時にはテーパーコーンを閉鎖状態として、汚泥を汚泥供給部から供給してスクリュー軸を回転させ、ろ過体内の汚泥にある程度圧力がかかったところで、テーパーコーンを隙間形成位置に移動して、汚泥をスクリュー軸の回転によって搬送しながら圧力をかけて、ろ過体を介して水分を排出し、脱水された汚泥は脱水ケーキとして脱水ケーキ排出口から排出される。スクリュー軸を連続して回転させることにより、汚泥の脱水、脱水ケーキの排出が連続して行われる。

ところで、脱水ケーキの含水率が低下し過ぎる等の理由から、脱水ケーキ排出口に脱水ケーキが詰まってしまう場合がある。脱水ケーキが一旦詰まると、後続の脱水ケーキによって脱水ケーキ排出口付近の脱水ケーキが押圧されて押し固められてしまうことになる。このように脱水ケーキが押し固められた状態になると、作業員が工具によって脱水ケーキを穿り出さなければならない。押し固められた脱水ケーキを穿り出す作業は、相当に大変であり、しかも危険が伴うという問題がった。

そこで、本出願の出願人によって特許文献２に示すスクリュープレス型脱水装置が出願された。このスクリュープレス型脱水装置は、脱水ケーキが脱水ケーキ排出口に詰まった場合には、油圧シリンダーの駆動ロッドを後退する方向へ駆動し、出入部材を脱水ケーキ排出口から離間する方向へ移動させて、脱水ケーキ排出口より外側に後退する後退位置に停止させものである。出入部材が後退位置に移動すると、出入部材が入っていた部分が空洞となり、隙間にある押し固められた脱水ケーキがリング状に残される。従って、隙間内の脱水ケーキに加わっている圧力を空洞へ逃がすことが可能となり、隙間内の脱水ケーキを比較的容易に掻き出すことができる。

特開２０１０−２５３５３６号公報 特開２０１２−２４５４５０号公報

しかしながら、上記特許文献２のスクリュープレス型脱水装置では、隙間内の脱水ケーキを掻き出す作業を人力によって行わなければならず、作業の負担が大きいという問題がある。
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、脱水ケーキ排出口に詰まった脱水ケーキを穿り出す作業を人力によらず自動化することを可能としたスクリュープレス型脱水装置の提供を、その目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、
筒状で汚泥供給部と一端部に脱水ケーキ排出口を有するろ過体と、前記ろ過体に収容されて前記脱水ケーキ排出口に向かって徐々に軸径を大きくした回転軸と前記回転軸の外周に設けられたスクリュー羽根とから成るスクリュー軸と、前記排出口を閉鎖する閉鎖位置と脱水ケーキ排出口と間に脱水ケーキを排出するための隙間を形成する隙間形成位置と脱水ケーキ排出口が完全に開放される開放位置との間で動作するテーパーコーンと、前記脱水ケーキ排出口から前記ろ過体へ進入して前記回転軸の一端面に当接する出入部材を具備するスクリュープレス型脱水装置において、
前記回転軸の前記テーパーコーン側の端面に設けられたエアノズルと、前記エアノズルにエアを供給するエア供給手段とを備えて、
前記出入部材は前記回転軸に対し近接離間動作可能で前記脱水ケーキ排出口から抜けて脱水ケーキ排出口から離間でき、
前記テーパーコーンを開放位置に動作させ、且つ前記出入部材を前記脱水ケーキ排出口から離間させて、前記エアノズルからエアを噴射し、前記ろ過体の内周面に付着した脱水ケーキを除去することを特徴とするスクリュープレス型脱水装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載したスクリュープレス型脱水装置において、回転軸の中心には前記回転軸に駆動力を伝達する動力伝達軸が貫入されて固定されており、前記動力伝達軸にエアノズルから噴射されるエアの供給路が設けられていることを特徴とするスクリュープレス型脱水装置である。

請求項３の発明は、請求項２に記載したスクリュープレス型脱水装置において、動力伝達軸に向かってエアを噴射するエアノズルを備えたことを特徴とするスクリュープレス型脱水装置である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載したスクリュープレス型脱水装置において、エアノズルは回転軸から突出して設けられ、出入部材には進入位置で前記エアノズルが収容される収容凹部が設けられていることを特徴とするスクリュープレス型脱水装置である。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載したスクリュープレス型脱水装置において、出入部材が回転軸に近接離間動作する途中で所定位置になったときにエアノズルからエアを噴射することを特徴とするスクリュープレス型脱水装置である。

本発明のスクリュープレス型脱水装置では、脱水ケーキ排出口に詰まった脱水ケーキを除去する作業を人力によらず自動化するができるようになる。

本発明の実施の形態に係るスクリュープレス型脱水装置の出入部材が進入位置にあり、テーパーコーンが閉鎖位置にある状態を示す図である。 図１のスクリュープレス型脱水装置の回転軸、回転軸の一端面に設けられたエアノズルの詳細を示す斜視図である。 図１のスクリュープレス型脱水装置の一端部の断面図である。 図１のスクリュープレス型脱水装置の出入部材が進入位置にあり、テーパーコーンが隙間形成位置にある状態を示す図である。 図１のスクリュープレス型脱水装置の出入部材が進入位置にあり、テーパーコーンが完全に開放される開放位置にある状態を示す図である。 図１のスクリュープレス型脱水装置のろ過体の隙間に残った脱水ケーキと動力伝達軸に付着した脱水ケーキをエアノズルから噴射するエアによって除去する動作を説明するための図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。

本発明の実施の形態に係るスクリュープレス型脱水装置１を図面にしたがって説明する。
符号３はベースを示し、このベース３には後述する脱水ケーキＤを受ける開口５が形成されている。この開口５は図示しない脱水ケーキ貯留部に連通している。
ベース３にはろ過体７が備えられており、このろ過体７は略円筒状でパンチングメタルによって構成される本体９を有し、本体９には外周部分に多数の小穴(図示せず)が設けられている。本体９の一端にはリング１３が固定され、このリング１３の一端部、すなわちろ過体７の一端側が脱水ケーキ排出口１５となっている。また、本体９の他端側の上部には図示しない汚泥供給口が設けられている。

符号１７は動力伝達軸を示し、この動力伝達軸１７の一端部は脱水ケーキ排出口１５からろ過体７外へ突出しており、この突出部分の端部が軸受１９によって支持されている。また、動力伝達軸１７の他端部は図示しない軸受（図示せず）によって支持され、動力伝達軸１７は回転できるようになっている。
動力伝達軸１７の一端部にはスプロケット２１が取り付けられており、このスプロケット２１には図示しないモータの動力が伝達されて、動力伝達軸１７が回転駆動されるようになっている。

符号２３はスクリュー軸を示し、このスクリュー軸２３には動力伝達軸１７が貫入されて固定されており、動力伝達軸１７と共に回転する。スクリュー軸２３はろ過体７に収容されている。スクリュー軸２３は、脱水ケーキ排出口１５に向かって徐々に軸径を大きくした回転軸２５と、この回転軸２５の外周に設けられたスクリュー羽根２７とから成る。なお、スクリュー軸２３は中空となっている。

符号２４はコンプレッサーを示し、このコンプレッサー２４はエアタンク２６が連結され、更にエアタンク２６はロータリージョイント２８を介してスクリュー軸２３に連結されている。エアタンク２６とロータリージョイント２８との間には電磁弁３０が備えられ、この電磁弁３０はコントローラに接続され、更にコントローラは後述するように出入部材２９が所定位置に移動したことを検知するセンサー３４に接続されている。

動力伝達軸１７は中空となっており、この中空の部分がエアの供給路１８となっており、供給路１８（動力伝達軸１７の内部へ）にエアが流入するようになっている。動力伝達軸１７の途中部分には閉鎖部２０が設けられている。
また、動力伝達軸１７には供給路１８に連通する６本のエア導入管３６が設けられ、動力伝達軸１７の周方向へ突出している。これらのエア導入管３６は閉鎖部２０より他端側（図１において右側）に備えられている。エア導入管３６には６本のノズル取付管３８がそれぞれ連結され、ノズル取付管３８は回転軸２５の一端側（図１において左側）に向かって延びている。そして、ノズル取付管３８は回転軸２５の一端面４０に形成された穴を通り、回転軸２５の一端面４０から突出し、この突出する部分にはエアノズル４２が取り付けられている。６本のノズル取付管３８にそれぞれ取り付けられたエアノズル４２のうち、図７に示すように３本のエアノズル４２の噴射口は外方向（周方向）を向き、他の３本のエアノズル４２の噴射口は内方向（動力伝達軸１７の方向）を向いている。噴射口が内方向へ向くエアノズル４２と噴射口が外方向を向くエアノズル４２は交互に配置されている。
上記コンプレッサー２４、エアタンク２６、電磁弁３０、動力伝達軸１７の供給路１８、エア導入管３６及びノズル取付管３８によってエア供給手段が構成されている。

出入部材２９は動力伝達軸１７にスライド自在に支持されている。出入部材２９はスクリュー軸２３の回転軸２５と同じ径寸法の円柱状で、回転軸２５と軸芯が一致した状態で備えられている。出入部材２９の回転軸２５に対向する側の端面には収容凹部４４が設けられている。
符号３１はテーパーコーンを示し、このテーパーコーン３１は出入部材２９に対しスライド自在に支持されている。テーパーコーン３１は徐々に縮径する側が脱水ケーキ排出口１５に対向している。

ベース３にはシリンダーベース３３が固定されており、このシリンダーベース３３は開口５と軸受１９との間に備えられている。シリンダーベース３３には一対の油圧シリンダー３７が支持され、油圧シリンダー３７の駆動ロッド４１の先端はテーパーコーン３１の後部に取り付けられている。
また、シリンダーベース３３には一対の油圧シリンダー３５が支持され、油圧シリンダー３５の駆動ロッド３９の先端は出入部材２９の後部に取り付けられている。
油圧シリンダー３５の駆動ロッド３９の駆動ストロークは油圧シリンダー３７の駆動ロッド４１より長いものとなっている。

また、シリンダーベース３３には図示しないガイド装置が設けられ、このガイド装置は出入部材２９を挟んで左右に配置されている。ガイド装置はガイドロッドを有しており、出入部材２９は図示しないガイドロッドによってスライド自在に支持され、安定してスライドできるようになっている。

次に、このスクリュープレス型脱水装置１の動作を説明する。
図１に示すように、油圧シリンダー３５の駆動ロッド３９を突出する方向へ駆動し、出入部材２９を脱水ケーキ排出口１５の方向へ移動する。そして、出入部材２９を脱水ケーキ排出口１５からろ過体７へ進入し、出入部材２９の端面とスクリュー軸２３の回転軸２５の端面とが接触する進入位置で停止させる。 このときエアノズル４２は出入部材２９の収容凹部４４に収容されるので、出入部材２９に接触することはない。
出入部材２９が進入位置にあるときは、出入部材２９の外周面と、ろ過体７の内周面との間に隙間１０が形成される。
次いで、油圧シリンダー３７の駆動ロッド４１を突出する方向へ駆動し、テーパーコーン３１を脱水ケーキ排出口１５の方向へ移動させ、テーパーコーン３１によって脱水ケーキ排出口１５が閉鎖される閉鎖位置に停止させる。なお、前述のようにテーパーコーン３１は出入部材２９に対しスライド自在に支持されているので、出入部材２９にガイドされて動作する。

また、スプロケット２１に図示しないモータの動力が伝達させて、動力伝達軸１７と共にスクリュー軸２３を回転させる。そして、汚泥供給部から汚泥Ｎをろ過体７へ供給する。この汚泥Ｎはスクリュー軸２３のスクリュー羽根２７によって脱水ケーキ排出口１５に向かって搬送される。

前記のようにテーパーコーン３１は閉鎖位置にあるので、汚泥Ｎがスクリュー軸２３によって脱水ケーキ排出口１５に向かって搬送されるに従って、ろ過体７内の汚泥Ｎに加わる圧力が増大していく。
そして、ある程度汚泥Ｎに圧力がかかったところで、図４に示すように油圧シリンダー３７の駆動ロッド４１を後退する方向へ駆動し、テーパーコーン３１を脱水ケーキ排出口１５から離間する方向へ移動させて、脱水ケーキ排出口１５とテーパーコーン３１との間に脱水ケーキＤを排出するための隙間４６を形成する隙間形成位置に停止させる。

テーパーコーン３１を隙間形成位置に停止させた後においても、汚泥Ｎを汚泥供給部からろ過体７へ供給する。汚泥Ｎは回転するスクリュー軸２３によって脱水ケーキ排出口１５に向かって搬送される。
前記したようにスクリュー軸２３は脱水ケーキ排出口１５に向かって徐々に軸径が大きくなっているので、スクリュー軸２３とろ過体７との隙間は脱水ケーキ排出口１５に向かうに従って小さくなっている。よって、汚泥Ｎは脱水ケーキ排出口１５の方向へ搬送されるに従って圧力が加わり脱水され、ろ過体７の穴を通して水が排出される。
そして、脱水された汚泥Ｎは脱水ケーキＤとして、隙間１０を通り脱水ケーキ排出口１５とテーパーコーン３１との間から排出され、これが連続して行われる。脱水ケーキ排出口１５とテーパーコーン３１との間から排出された脱水ケーキＤは開口５へ落下し、脱水ケーキ貯留部に貯留される。

ところが、汚泥Ｎの水分含量等によって脱水ケーキＤが脱水ケーキ排出口１５とテーパーコーン３１との隙間４６から排出されず、脱水ケーキ排出口１５から隙間４６にかけて詰まってしまうことがある。このように脱水ケーキＤが詰まると、後続の脱水ケーキＤによって脱水ケーキ排出口１５付近の脱水ケーキＤが押圧されるため押し固められてしまう状態となる。

このような場合は、図５に示すように、油圧シリンダー３７の駆動ロッド４１を後退する方向へ駆動し、テーパーコーン３１を脱水ケーキ排出口１５から離間する方向へ移動させて、脱水ケーキ排出口１５が完全に開放される開放位置に停止させる。なお、テーパーコーン３１は脱水ケーキ排出口１５から離間する方向へ移動する際にも出入部材２９にガイドされて動作する。

次いで、図６に示すように、油圧シリンダー３５の駆動ロッド３９を後退する方向へ駆動し、出入部材２９を脱水ケーキ排出口１５から離間する方向へ移動させて、脱水ケーキ排出口１５から抜けて脱水ケーキ排出口１５から離間させる。出入部材２９が脱水ケーキ排出口１５から抜けると、出入部材２９が入っていた部分が空洞１２となり、隙間１０にある押し固められた脱水ケーキＤがろ過体７に付着してリング状に残される。従って、隙間１０内の脱水ケーキＤに加わっている圧力が空洞１２へ逃げることになる。

出入部材２９が一点鎖線で示す位置まで移動すると、これをセンサー３４が検知する。そして、このセンサー３４による検知結果がコントローラに伝達され、電磁弁３０が５秒間開く。これにより、エアタンク２６からエアが供給路１８、エア導入管３６及びエア取付管３８を介してエアノズル４２に供給される。そして、６本のエアノズル４２の噴射口からエアが噴射される。
噴射口が外方向（周方向）を向いている３本のエアノズル４２から噴射されるエアによってろ過体７に付着して隙間１０に残っている脱水ケーキＤが吹き飛ばされて除去される（図６参照）。
また、噴射口が内方向（動力伝達軸１７の方向）を向いているエアノズル４２によって動力伝達軸１７に付着した脱水ケーキＤが吹き飛ばされて除去される。
上記のようにエアによって吹き飛ばされた脱水ケーキＤは開口５へ落下する。

次いで、出入部材２９は図５において実線で示す後退位置に移動して停止する。そして、油圧シリンダー３５の駆動ロッド３９を突出する方向へ駆動し、出入部材２９を脱水ケーキ排出口１５の方向へ移動して回転軸２５の一端面に近接させる。そして、出入部材２９が一点鎖線で示す位置まで移動すると、前述した動作と同様にして、６本のエアノズル４２から噴射され、このエアによって隙間１０に残っている脱水ケーキＤと、動力伝達軸１７に付着した脱水ケーキＤが吹き飛ばされる。このように、エアによる脱水ケーキＤの除去は二度行われるので、脱水ケーキＤを確実に除去することができる。
そして、出入部材２９を脱水ケーキ排出口１５からろ過体７へ進入させ、出入部材２９の端面とスクリュー軸２３の回転軸２５の一端面とを当接させて停止させる。

次いで、油圧シリンダー３７の駆動ロッド４１を突出する方向へ駆動し、テーパーコーン３１を脱水ケーキ排出口１５の方向へ移動させ、隙間形成位置に停止させる。
そして、動力伝達軸１７と共にスクリュー軸２３を回転させて、汚泥Ｎを脱水ケーキ排出口１５に向かう方向へ搬送して、脱水ケーキＤを脱水ケーキ排出口１５とテーパーコーン３１との隙間４６から連続して排出させる。
上記のように、スクリュープレス型脱水装置１では、脱水ケーキ排出口１５に詰まった脱水ケーキＤを除去する作業を自動化することができるようになる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、テーパーコーン３１を出入部材２９にガイドされない構成とすることも可能である。
また、上記実施の形態ではエアノズル４２は、その噴射口は外方向（周方向）へ向くものと、内方向（動力伝達軸１７の方向）へ向くものの両方を備えたが、噴射口が外方向（周方向）へ向くエアノズル４２だけを備えるようにしてもよい。
また、エアノズル４２の数は６本に限定されず。これより多い数または少ない数、設けるようにしてもよい。
更に、エアノズル４２にからエアを噴射するタイミングは、出入部材２９が図６において一点鎖線で示す位置に移動したときに限定されず、出入部材２９が脱水ケーキ排出口１５から離間している状態であれば、いずれのタイミングでもエアノズル４２にからエアを噴射することができる。また、出入部材２９が動作しておらず、停止している状態でエアノズル４２からエアを噴射してもよい。

本発明は、スクリュープレス型脱水装置製造業、このスクリュープレス型脱水装置を用いた汚泥処理業に利用可能性を有している。

１…スクリュープレス型脱水装置 ３…ベース
５…開口 ７…ろ過体 ９…本体
１０…出入部材の外周面とろ過体の内周面との間の隙間
１２…空洞 １３…リング １５…脱水ケーキ排出口
１７…動力伝達軸 １９…軸受 ２１…スプロケット
２３…スクリュー軸 ２５…回転軸
２７…スクリュー羽根 ２９…出入部材
３１…テーパーコーン ３３…シリンダーベース
３５、３７…油圧シリンダー ３９、４１…駆動ロッド
１８…エアの供給路 ２４…コンプレッサー
２６…エアタンク ２８…ロータリージョイント
３０…電磁弁 ３２…コントローラ
３４…センサー ３６…エア導入管 ３８…ノズル取付管
４０…回転軸の一端面 ４２…エアノズル ４４…収容凹部
４６…隙間
Ｎ…汚泥 Ｄ…脱水ケーキ

Claims (5)

1. 筒状で汚泥供給部と一端部に脱水ケーキ排出口を有するろ過体と、前記ろ過体に収容されて前記脱水ケーキ排出口に向かって徐々に軸径を大きくした回転軸と前記回転軸の外周に設けられたスクリュー羽根とから成るスクリュー軸と、前記排出口を閉鎖する閉鎖位置と脱水ケーキ排出口と間に脱水ケーキを排出するための隙間を形成する隙間形成位置と脱水ケーキ排出口が完全に開放される開放位置との間で動作するテーパーコーンと、前記脱水ケーキ排出口から前記ろ過体へ進入して前記回転軸の一端面に当接する出入部材を具備するスクリュープレス型脱水装置において、
   前記回転軸の前記テーパーコーン側の端面に設けられたエアノズルと、前記エアノズルにエアを供給するエア供給手段とを備えて、
   前記出入部材は前記回転軸に対し近接離間動作可能で前記脱水ケーキ排出口から抜けて脱水ケーキ排出口から離間でき、
   前記テーパーコーンを開放位置に動作させ、且つ前記出入部材を前記脱水ケーキ排出口から離間させて、前記エアノズルからエアを噴射し、前記ろ過体の内周面に付着した脱水ケーキを除去することを特徴とするスクリュープレス型脱水装置。
2. 請求項１に記載したスクリュープレス型脱水装置において、回転軸の中心には前記回転軸に駆動力を伝達する動力伝達軸が貫入されて固定されており、前記動力伝達軸にエアノズルから噴射されるエアの供給路が設けられていることを特徴とするスクリュープレス型脱水装置。
3. 請求項２に記載したスクリュープレス型脱水装置において、動力伝達軸に向かってエアを噴射するエアノズルを備えたことを特徴とするスクリュープレス型脱水装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載したスクリュープレス型脱水装置において、エアノズルは回転軸から突出して設けられ、出入部材には回転軸の一端面に当接した状態で前記エアノズルが収容される収容凹部が設けられていることを特徴とするスクリュープレス型脱水装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載したスクリュープレス型脱水装置において、出入部材が回転軸に近接離間動作する途中で所定位置になったときにエアノズルからエアを噴射することを特徴とするスクリュープレス型脱水装置。

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