JPH07124790A - 連続圧搾脱水機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外環内で対面して回動する円錐形濾過盤の支
持軸の各先端をセンターピンによって回動可能に連結
し、前記支持軸の外端を弾力支持装置で支持する連続圧
搾脱水機において、処理量を飛躍的に増大させるため。 【構成】 対面する円錐形濾過盤８、９のＶ字状円周溝
の開き角の最大部付近の外環１の開孔部に円筒形濾過網
５４の一端を取り付け、他端に原料圧入装置６１ａに連
結された原料供給口５７を設け、円筒形濾過網５４に内
接して駆動装置５９によって回動するスクリュー６０を
設置すると共に、円筒形濾過網５４の外側周辺に排水受
５６を設置するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続圧搾脱水機、詳し
くは、外環内で対面して回動する円錐形濾過盤の支持軸
の各先端をセンターピンによって回動可能に連結し、前
記支持軸の外端を弾力支持装置で支持し、相対向する前
記円錐形濾過盤のＶ字状円周溝の開き角を回転と共に変
化させて原料をその円錐形濾過盤で挟圧脱水する連続圧
搾脱水機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の連続圧搾脱水機の両支持軸
に沿って断面とした平面図、図５は図４の側面図、図６
は図５の一部を断面とした側面図である。尚、関連技術
として、特公昭４５−２３４６８号公報の「圧搾力自動
調節連続脱水機」、特公昭５０−２７６２９号公報の
「連続脱水装置」及び特公昭５０−３１３０５号公報の
「連続脱水装置」がある。図４〜図６において外環１の
内周面は球面の一部となっていて、外環１の中心には中
心円板２が配置されており、中心円板２の外周は球面の
一部の形状をなしており、支持腕板３の先端に一体的に
形成され外環１と一体になっている。中心円板２の中心
部には貫通口４が設けられていて、この貫通口４に両側
から支持軸５、６の先端が入り貫通口４の中心に固定さ
れたセンターピン７により互いに回動できるように連結
されている。支持軸５、６上には円錐形濾過盤８、９が
回動自在に支持されていて、各濾過盤８、９は前面が円
錐状の円盤体で背後に中空軸１０、１１が一体的に形成
され、中空軸１０、１１が支持軸５、６に嵌合し嵌合部
に軸承１２、１３及び推力軸承１４、１５が設けられて
いる。支持軸５、６上で濾過盤８、９が回転し同時に支
持軸５、６がセンターピン７の囲りに揺動した場合も、
濾過盤８、９の外周及び内周は共に外環１の球面及び中
心円板２の球面に接して動くので、接触状態は変わらな
い。濾過盤８、９の中空軸１０、１１にはスプロケット
１８、１９が一体的に形成され、更に濾過盤８、９の円
錐状円板部には多数の小孔２０が貫通して設けられてい
る。

【０００３】支持軸５、６の外端の弾力支持装置は、例
えばつぎのように構成されている。支持軸５、６の外端
近くにはＬ字状の連桿３０、３１の先端が嵌入固定され
て支持軸５、６と一体的な構造となっている。連桿３
０、３１は交叉した支持軸５、６を含む一つの平面上に
あり、この平面は結局センターピン７に直角な平面とな
る。連桿３０、３１の端部は外環１の外周に至り、その
先端の自由端は外環１に対して外方に直角に形成された
連結片３２、３３となっていて、そこには通孔３４、３
５が設けられている。通孔３４、３５に挿通され外環凹
部５０に固定されているのは連結棒３６であって、連結
棒３６には中央側に調節ナット４４、４５が螺合され、
連桿３０、３１の連結片３２、３３の内側面に当接して
いる。連結棒３６の両外端部にはナット４１、４２が螺
合され、ナット４１、４２と連結片３２、３３の外側面
との間にはスプリング４６、４７が介在させられてい
る。

【０００４】外環１が固定されている底板Ｆの両側には
図５に示すように側板２１、２２が直立して設けられて
枠体を形成し、側板２１、２２には図４及び図５に示す
ように両支持軸５、６の揺動方向（両支持軸を含む平
面）に溝孔２３、２４が開口されていて、支持軸５、６
の外端部の揺動方向の誘導体となっている。溝孔２３、
２４の中心線は中心円板２の中心を通り支持軸５、６を
係合するセンターピン７に直角な揺動方向の平面上にあ
る。支持軸５、６の外端は溝孔２３、２４に遊合し支持
軸５、６の外端の中心は溝孔に沿って中心円板２の中心
に対応する位置より揺動方向に移動した位置にある。即
ち、支持軸５、６はその先端が中心円板２の矩形状貫通
口４内でセンターピン７によって係合されて位置を固定
され、支持軸５、６は揺動方向に斜め横方向に延び、そ
の外端が側板２１、２２の溝孔２３、２４に遊合してい
るのである。４８は原料供給口、４９は脱水ケーキ排出
口である。

【０００５】つぎに、上述の連続圧搾脱水機（以下Ｖプ
レスという）の作動について説明する。両円錐形濾過盤
８、９のそれぞれの支持軸５、６を互いに僅かに交叉さ
せることによって両濾過盤の間にできるＶ字状の円周溝
（以下円周溝という）の開き角は、一方で最大（この点
の回転角を０°とする）となり、回転角１８０°の所で
最小となる。円周溝の開き角最大部に投入された原料は
濾過盤に挟持されて回転し、最初（回転角０°付近）は
ほぼ平行に走行する両濾過盤の間で重力によって濾過脱
水され水分が濾過盤の背面に流出し、表面に固形分がケ
ーキ状に堆積する。つぎに、濾過盤が回転の進行方向に
開き角を縮小するように傾斜して原料を挟圧するとき、
原料が逆方向に逃げるのを重力と共にケーキの摩擦力が
阻止して脱水が進行する。脱水によって容積を縮小する
と共に流動性が減少した原料は容積縮小分に応じて摩擦
力によって濾過盤に従って濾過盤の開き角の縮小した位
置に移動する。更に回転が進んで堆積ケーキの増大に反
して開き角の縮小が進み、回転角が１８０°に近付くと
強大な圧搾力に抗して圧搾された脱水ケーキが開き角最
小部を大きな支持力に抗して脱水ケーキの通過に必要な
だけ押し拡げる。このとき、原料と両濾過盤とは共に回
転角が１８０°に近付いているので円周溝の開き角の縮
小率は小さく、両濾過盤に作用する原料圧搾の反力は強
大な支持力で弾力的に支持されているので、くさびの原
理で小さい回転力で強大な圧搾力が発生する。即ち、小
さなモータ出力によって大きな圧搾力による連続脱水が
できることがＶプレスの最大の特長である。Ｖプレスに
おいては、濾過盤の半回転以下の非常に短い時間の間に
通過する小さい濾過面積による脱水によって、供給原料
より大きな圧搾反力が発生する非常に小さい含水率の脱
水ケーキを得るものであり、そのためには供給原料が通
水性の良いことと、所要の流動性を保持する範囲でなる
べく含水率の低いことの二つが必要な条件になる。以上
の理由で、Ｖプレスは一般に通水性の良い原料の脱水に
のみ採用されており、又高い含水率の原料スラリーをＶ
プレスで脱水する場合には、別のスラリー用の脱水装置
で含水率の低い原料に予備脱水され、且つ供給及び濾過
盤間での移動に必要な流動性を保持する範囲に調整され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図４〜図６
に示される従来の連続圧搾脱水機には下記の問題点があ
る。 円錐形濾過盤を有する従来の連続圧搾脱水機（Ｖプ
レス）では、処理量を増加するためには濾過盤の直径を
大きくすることが必要である。直径の拡大は脱水機を約
３乗に比例して拡大することになり、製作費も同様に増
大するが、処理量は一般には３乗に比例しなくて、原料
の性質によって差異はあるが２〜２．５乗位と考えられ
ていて、その他の処理量増大策が望まれている。これは
他にも理由はあるが、最大の原因は濾過面積が２乗に比
例して増大するからである。濾過盤の外径を大きくする
以外に処理量を増大する方法が要望されている。 短い時間内に通過する濾過盤の半回転の小さい濾過
面積で脱水する水の絶対量は限られた少ないものであ
る。高含水率（例えば９５％）の原料スラリーから供給
原料の半分の量の水を脱水したとすると高含水率（９０
％）の脱水ケーキしか得られないが、低含水率（例えば
８０％）の原料から同量の水を脱水すると６０％という
低含水率の脱水ケーキが得られる。Ｖプレスの最大特長
である強力圧搾による脱水を有効に作用させるためには
一般に低含水率（例えば６０％位）の脱水ケーキを得る
場合に使用される。従来のＶプレスで高含水率の原料ス
ラリーを処理することは不可能である。即ち、原料スラ
リーを直接この脱水機に供給することはできなくて、必
要な流動性を有する範囲でなるべく低い含水率になるよ
うに別のスラリー用の脱水装置で予備脱水する必要があ
る。又過度の脱水により含水率が低過ぎると流動性が不
足して原料が入口における詰まり（ブリッヂ）により供
給が停止したりする欠点がある。 予備脱水によって供給原料を最適の含水率に調整し
ていても、含水率の部分的変動や濾過盤の目詰まり等に
よりオーバーフローすることがあるので、供給された原
料の脱水機内の液面を感知して供給コントロールする必
要もでてくる場合もあるのが欠点である。 前３項の欠点を改良するため、原料のこの脱水機へ
の圧入について、特開平４−３３９５９６号にて「原料
圧入式連続圧搾脱水機」に係る発明が特許出願されてい
る。しかしながら、この発明では短い時間に通過する狭
小な濾過面積の問題が解決されていないため、限られた
原料の限られた用途には使用可能な有効な方法である
が、円錐形濾過盤を有する連続圧搾脱水機の最大の特長
である含水率の小さい脱水ケーキを得ることは不可能で
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するため、例えば図４〜図６に示すような円錐形濾
過盤を有する従来の連続圧搾脱水機において、従来の上
方にある原料供給口を塞ぎ、代わりに、対面する二つの
濾過盤のＶ字状円周溝の開き角の最大部に近接して設け
られた外環の開孔部に円筒形濾過網の一端を取り付け、
他端に原料圧入装置に連結された原料供給口を設け、円
筒形濾過網に内接して駆動装置によって回転するスクリ
ューを設置すると共に、円筒形濾過網の外側周辺に排水
受を設置した連続脱水機を提供しようとするものであ
る。

【０００８】

【作用】本発明はＶプレスの原料供給口にスクリュープ
レスの一部である回転するスクリューとこれに外接する
円筒形濾過網とを装着したものである。このスクリュー
プレスの一部（スクリューと円筒形濾過網）はＶプレス
を原料出口の可変流動抵抗として装着することによりス
クリュープレスとして作用することになる。一般のスク
リュープレスは、原料に作用する圧力は出口の可変流動
抵抗を通過すると零になるが、可変流動抵抗の直前では
最高の圧力になる。即ち、前述のようにＶプレスを可変
流動抵抗として作動するスクリュープレスであるから、
Ｖプレスの原料入口に供給される原料にはスクリューに
よる最高の圧力が作用して圧入されることになる。従来
のＶプレスでは、最初重力による濾過脱水が行われ、つ
ぎに傾斜した濾過盤の挟圧に対して流動性の残っている
原料の逆流を阻止するのは重力が主力であったのに対
し、本発明では重力に比べ遥かに大きいスクリューによ
る圧入力が前述の濾過脱水及び挟圧による逆流阻止をす
るばかりでなく、原料を進行方向に脱水ケーキと濾過盤
の間の摩擦力に抗して滑らせる押圧力として作用するの
である。即ち、従来のＶプレスでは滑り分が減少して濾
過盤の回転による原料移送が処理量を決定するのである
が、本発明では、スクリューによってＶプレスに圧入さ
れた原料に対して、濾過盤の回転と開き角の縮小は、圧
入され脱水によって容積を縮小する原料の通路における
流動抵抗として作用するので、濾過盤のＶ字状円周溝の
開き角最小部においても原料は圧入圧によって濾過盤の
進行より速く（例えば２〜３倍の速度で）進行する。
又、別の見方をすれば原料に対する圧入圧は両濾過盤の
挟圧力に比べれば小さいが、挟圧力の大きくなった所で
は両濾過盤のＶ字状円周溝の開き角の縮小率は最小（０
に近くなる）になるので、回転方向への小さい押圧力に
よってでも摩擦抵抗を超えて原料は挟圧力と直角な方向
に濾過盤面上を滑って移動するのである。又、予備脱水
によって適当に低含水率に調整された原料がＶプレスに
スクリューによって圧入されると、従来のＶプレスのよ
うに重力によって投下供給された場合に比べて大量の脱
水ケーキが円周溝の開き角の最小部を通過するため、そ
の開き角を拡大しようとする。これに対し濾過盤の回転
数を増大して開き角の拡大を止めれば処理量が回転数に
比例して増大するし、又、原料圧搾の支持力を増大すれ
ば低い含水率の脱水ケーキが得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明による連続圧搾脱水機の実施例
について図１〜図３を参照して説明する。図１は図６に
示す従来の連続圧搾脱水機に本発明による円筒形濾過網
及びスクリューを装着した状態の断面側面図である。図
１に示すものは、円筒形濾過網５４を濾過盤８、９の最
大間隔部に近接する外環開孔部５３に設置したものであ
る。円筒形濾過網５４の一端を外環開孔部５３に接続し
他端には原料供給口５７を設け、円筒形濾過網５４の外
側周辺に排水受５６を設置し、円筒形濾過網５４に内接
して回動するようにスクリュー６０を設置し、スクリュ
ーを駆動する駆動装置５９を設置し、原料供給口５７に
原料圧入装置（ポンプ）６１ａを連結している。図２は
図１に示すポンプ６１ａの代わりに液面制御付タンクを
付設した状態の部分断面側面図である。図２に示すもの
は、図１の脱水機に原料圧入装置として液面調節装置６
２を有する原料タンク６１ｂを設置し、その原料圧入装
置６１ｂは液面調節装置６２のヘッド圧により原料を圧
入するものである。図３は高濃度原料を希釈してポンプ
圧入する状態の部分断面側面図である。図３に示すもの
は、ポンプフィードできない含水率の小さい原料に対し
てはタンク６３内にコンベヤ６４で投入すると共に円筒
形濾過網５４による濾過脱水液を脱水液誘導管６５によ
り流入し、撹拌機（又はポンプ）６６によって撹拌し、
ポンプフィード可能にまで希釈された原料をポンプ６１
ｃで円筒形濾過網５４の原料供給口５７に圧入すること
を示したものである。オーバーフローパイプ６７により
タンク６３内の液面を一定にして濾液混入量を加減して
含水率を略一定にすることができる。

【００１０】実験例：従来機と本発明機とを比較した運
転データを表１に示す。

【表１】

【００１１】考察： 本発明機は同じ大きさの濾過盤を有する従来機に比
べて５〜１０倍以上の処理量が得られる。その理由は、
従来機では予備脱水機を経由して含水率９０％にした原
料を重力供給により供給するのに対し、本発明機では含
水率９７％の原料が８３％に脱水されてスクリューによ
り円錐形濾過盤間に圧入されるので、食い込みの時期が
非常に早くなりギャップが過大になる。そのため濾過盤
の回転数を従来機の正常運転では２〜３rpmであるのを
大幅に増大して５〜１５rpmにできるのでその分だけは
増大する。 濾過盤のＶ字状円周溝の開き角の最小部で最大圧搾
を受けているときも脱水ケーキはそこを過ぎると開放さ
れ、濾過盤の開き角を押し開いて進行方向に濾過盤より
２〜３倍速い速度で滑走するので、脱水ケーキがＶ字状
円周溝の開き角の最小部を濾過盤と同速度で進行する従
来機に比べると遥かに処理量が増大する。 ギャップが過大になるのを防ぐため回転数の増加だ
けでなく濾過盤８、９の支持力を増やし強力な圧搾脱水
が可能となり、脱水ケーキの含水率を少なくすることが
できる。

【００１２】

【発明の効果】本発明による連続圧搾脱水機は、上述の
ように構成されているので、下記のような優れた効果を
有する。 Ｖプレスを出口の可変抵抗になるように作られたス
クリュープレスの機能により高含水率の原料スラリーよ
り直接Ｖプレスの原料用として効率の良い予備脱水をす
ると共に、更に予備脱水後の原料をスクリューによって
Ｖプレス内に圧入することができるので、予備脱水の工
程が省略できると共に、原料供給時の詰まり（ブリッ
ヂ）やオーバーフローの対策が不要になる。 前述のとおりスクリューによって原料をＶプレスへ
圧入する圧入圧が、Ｖプレスの濾過盤のＶ字状円周溝の
開き角の最小部において脱水された原料の脱水ケーキを
挟圧脱水している濾過盤との間の摩擦力を超える力で回
転方向に滑らせ濾過盤の速度以上の高速で移送すること
により処理量が大幅に増大する。 又、原料をＶプレスへ圧入することにより従来のＶ
プレスに比べ濾過盤の円周溝の開き角の最小部の間隔は
遥かに大きくなろうとするので、これを正常値に保持す
るため回転数を増加すると処理量を増加できるし、又、
前述のように原料圧搾の反力を弾力的に支持する支持力
を増大すれば、より低い含水率の脱水ケーキを得ること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図６に示す従来の連続圧搾脱水機に本発明によ
る円筒形濾過網及びスクリューを装着した状態の実施例
の断面側面図である。

【図２】図１に示すポンプの代わりに液面制御付タンク
を付設した状態の部分断面側面図である。

【図３】高濃度原料を希釈してポンプ圧入する状態の部
分断面側面図である。

【図４】従来の連続圧搾脱水機の両支持軸に沿って断面
とした平面図である。

【図５】図４の側面図である。

【図６】図５の一部を断面とした側面図である。

【符号の説明】

Ｆ：底板 １：外環 ２：中心円板 ３：支持腕板 ５、６：支持軸 ７：センターピン ８、９：円錐形濾過盤 １０、１１：中空軸 １８、１９：スプロケット ３０、３１：連桿 ３２、３３：連結片 ３６：連結棒 ４６、４７：スプリング ４８：原料供給口 ４９：脱水ケーキ排出口 ５３：両濾過盤の最大間隔部に近接する外環開孔部 ５４：円筒形濾過網 ５６：排水受 ５７：原料供給口 ５９：駆動装置 ６０：スクリュー ６１ａ：原料圧入装置（ポンプ） ６１ｂ：原料タンク ６２：液面調節装置 ６３：タンク ６４：コンベヤ ６５：脱水液誘導管 ６６：撹拌機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外環内で対面して回動する円錐形濾過盤
   の支持軸の各先端をセンターピンによって回動可能に連
   結し、前記支持軸の外端を弾力支持装置で支持する連続
   圧搾脱水機において、対面する前記円錐形濾過盤のＶ字
   状円周溝の開き角の最大部付近の前記外環の開孔部に円
   筒形濾過網の一端を取り付け、他端に原料圧入装置に連
   結された原料供給口を設け、前記円筒形濾過網に内接し
   て駆動装置によって回転するスクリューを設置すると共
   に、前記円筒形濾過網の外側周辺に排水受を設置したこ
   とを特徴とす連続圧搾脱水機。