JPS6239915Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、用水、排水、その他の液体の清澄処
理の際に発生する汚泥、あるいはこれら汚泥に有
機高分子凝集剤その他の凝集剤を添加し凝集させ
た凝集汚泥を、スクリユー羽根で連続的に圧搾脱
水して液を絞り出し、著しく含水率の低い脱水
ケーキを生成することのできる、円筒型材の外
筒を有するスクリユープレス型脱水機の改良に関
するものである。

従来のスクリユープレス型脱水機は、第１図に
示されるように汚泥ホツパー２′の汚泥供給口
１′と、ケーキ排出口６′の間に設けた円筒型材
の外筒３′と、外周にスクリユー羽根４′を有する
スクリユー軸５′およびケーキ排出口６′側にスク
リユー軸５′と同心円状の錐状リング７′とからな
り、しかも外筒３′、スクリユー軸５′及びスクリ
ユー羽根４′により形成される環状間隙の容積を
適宜に順次縮小して、汚泥供給口１′に投入され
た汚泥をスクリユー軸５′の回転によつて軸方
向、すなわちケーキ排出口６′方向に押出し順次
圧搾し、汚泥より絞り出された液を外筒３′よ
り排出させ脱水ケーキをケーキ排出口６′より取
り出すようにし、脱水ケーキの含水率を低下させ
たい場合には錐状リング７′をケーキ排出口６′に
押込んでケーキ排出口６′の開孔率を小さくし、
ケーキ排出の際にケーキに抵抗を与えることによ
つて圧搾圧力を高めて脱水し、ケーキ含水率を低
下させるなどの構造・機能を有している。なお
８′はスクリユー軸５′の駆動軸、９′はスクリユ
ー軸５′の駆動装置である。

ところで一般に汚泥の圧搾脱水においては、単
位過面積(A)、単位時間（θ）当たりの液生成
量（Ｖ）すなわち過速度はケーキに加わる圧力
（Ｐ）が大きくなるほど大きくなり、次の関係式
が成立つ。

ｄＶ／Ａ・ｄθ＝ΔＰ／μ・Ｒ 但し、μは液の粘度、Ｒは過抵抗である。

したがつて、過速度を大きくとりたい場合に
はケーキに加わる圧力を高くすることが必要であ
り、このため通常真空脱水機においては真空度を
高めて過時にケーキに加わる圧力を増大せし
め、加圧脱水機（フイルタープレス等）において
は汚泥の圧入圧力を高め、またベルトプレス型脱
水機においては布とロールあるいはロールとロ
ールなどによりケーキに圧搾力を加えるなどの操
作を行ない、生成するケーキの含水率を低下させ
ている。

スクリユープレスの場合には、先にも説明し第
１図にも示したように錐状リング７′（通常テー
パコーンあるいは回転コーンなどとも呼ばれてい
る。）をケーキ排出口６′に挿入し、この錐状リン
グ７′の挿入度合によつてケーキ排出口６′の開孔
率を調節し、ケーキが排出される場合ケーキに大
きな抵抗を与え、これによつてケーキに加わる圧
搾圧力を高めて生成する脱水ケーキの含水率を低
下させている。

スクリユープレス内に投入された汚泥が圧搾脱
水される際汚泥に加わる圧力は、汚泥供給口１′
からケーキ排出口６′に近づくにしたがつて徐々
に高くなり、汚泥供給口１′側のスクリユー羽根
４′を始端部とするとスクリユー羽根４′終端部に
おいて最大となり、その後スクリユー羽根４′終
端部以降の外筒３′あるいは錐状リング７′などへ
のケーキの接触抵抗によつてケーキ排出口６′に
近づくにしたがつて徐々に減小し、外筒３′の終
端部と錐状リング７′表面との最短距離部を通り
すぎた時点で急激に低下しゼロとなる傾向を示し
ている。

スクリユー羽根４′終端部で発生した最大圧力
は、その後スクリユー羽根４′終端部以降の外筒
３′あるいは錐状リング７′などへのケーキの接触
抵抗によつてわずかに低下するが、ケーキ排出口
６′側の外筒３′の終端部と錐状リング７′表面の
最短距離部までは圧力が保たれ、スクリユー羽根
４′終端部で発生した圧力の大部分をこの部分で
支持している。極端な表現をすると、ケーキ排出
口６′側の外筒３′終端部円周線と錐状リング７′
表面の最短距離部で支持している。

ケーキ排出口６′に錐状リング７′を挿入し、ケ
ーキ排出口６′の開孔率を小さくしケーキ排出の
際ケーキに抵抗を与えて、より高い圧搾圧力を得
ようとするが、外筒３′終端部円周線という小さ
な面積では高い圧力を支持することはできず、開
孔率を小さくした割には高い圧搾圧力を得ること
はできず含水率の低い脱水ケーキを得ることはで
きない。

また、第１図に示すスクリユープレスは、汚泥
供給口１′より投入された汚泥をスクリユー羽根
４′によつて圧搾脱水しながらケーキ排出口６′方
向へ搬送するためスクリユー羽根４′には汚泥の
移動方向とは逆のスラスト荷重が発生する。この
スラスト荷重は駆動装置９′に加わるため駆動装
置９′は単にスクリユー軸５′の回転に必要な動力
以外に加わるスラスト荷重に打ち勝つ動力あるい
は強度が要求され、より強度の高い駆動装置９′
が必要となつている。

本考案は、従来のスクリユープレス型脱水機に
おける上記欠点を有効に除去し得る汚泥脱水機を
経済的に提供することを目的とするものである。

すなわち本考案は、汚泥供給口とケーキ排出口
とを有する円筒型材の外筒内にスクリユー羽根
を外周に有するスクリユー軸を回転自在に配備す
ると共に前記外筒、スクリユー軸およびスクリユ
ー羽根により形成される間隙を前記ケーキ排出口
側に向かつて順次縮小せしめ、前記スクリユー軸
の回転で汚泥を圧搾脱水しつつ前記ケーキ排出口
から排出するスクリユープレス型脱水機におい
て、前記ケーキ排出口近傍のスクリユー軸を汚泥
の進行方向に沿つて縮小する錐状体に形成すると
共に、該錐状体を包囲するように該錐状体と同じ
方向に縮小する円錐状凹部を有する円筒状のコー
ンを配設して前記錐状体の外側に汚泥圧搾用の環
状間隙を形成し、さらに該コーンと駆動装置の間
の駆動軸に突起部を設け、この突起部を支点にし
てコーンをケーキ排出口に挿入できるようなコー
ン挿入装置を設け、この挿入装置によつて前記コ
ーンをその中心軸方向にスライドして前記汚泥圧
搾用環状間隙の容積を調節するためのコーン挿入
装置を配備したことを特徴とするスクリユープレ
ス型脱水機である。

以下、本考案の実施例を第２図を参照して説明
する。第２図に示す脱水機は、汚泥ホツパー２の
汚泥供給口１とケーキ排出口６を設けた円筒型
材の外筒３内にスクリユー羽根４が外周に突設さ
れた円錐状のスクリユー軸５を駆動軸８および駆
動装置９により回転可能であるように配備し、ス
クリユー羽根４終端部のスクリユー軸５に、外周
円の直径が汚泥の進行方向に沿つて縮小する円錘
体１５を接続すると共に、中心軸が該円錘体１５
の中心軸とほぼ一致する円錐状凹部を有する円筒
状のコーン７を、前記円錘体１５を包囲するよう
に設けて該円錘体の外側に環状間隙Ｂを形成し、
さらに前記コーン７と駆動装置９の間の駆動軸８
に突起部１０を設けこの突起部１０を支点にして
コーン７をケーキ排出口６に挿入できるようなコ
ーン挿入装置１１を設け、この挿入装置１１によ
つて前記環状間隙Ｂの容積を調節できるように構
成してある。

しかして、第２図において、汚泥供給口１のあ
る汚泥ホツパー２に投入された汚泥は外筒３、ス
クリユー羽根４およびスクリユー軸５より形成さ
れる環状間隙Ａに流入し、スクリユー軸５の回転
によつてケーキ排出口６側に搬送されつつ前記環
状間隙Ａの容積の縮小によつて徐々に圧搾され外
筒３より液を排出させながら次第にケーキ状と
なり、ケーキ排出口６近傍の前記環状間隙Ｂに達
する。

この環状間隙Ｂは単位長さ当りの容積に変化は
なく、あるいはケーキ排出口６に近づくにしたが
つて多少小さくなつているが、その容積変化率は
環状間隙Ａの変化率より小さい。したがつて、汚
泥供給口１側のスクリユー羽根４を始端部とする
とケーキ排出口６側のスクリユー羽根４終端部に
おいて発生した圧力はケーキ排出口６に近づくに
したがつてスクリユー羽根４終端部以降の外筒３
あるいはスクリユー軸５などへの接触抵抗によつ
て多少降下するが、大部分の圧力はコーン７の内
面全面、あるいはこの部分に相対する円錘体１５
の全面で支持される。

すなわち、本考案のものは従来のスクリユープ
レス型脱水機とくらべ圧力の支持面が非常に大き
いため大きな圧力を支持することができ、ケーキ
排出口６にコーン７を挿入しケーキ排出口６の開
孔率（環状間隙Ｂの間隔）を小さくしケーキ排出
の際ケーキに抵抗を与えることによつてより高い
圧搾圧力がスクリユー羽根４終端部で発生し、こ
れによつて環状間隙Ａ内の圧搾圧力も必然的に高
くなり、すなわちスクリユー羽根４終端部で発生
する最大圧力がより高くなるため、汚泥投入口側
の圧力勾配がより大きくなり、前記過速度式か
らもわかるように圧搾圧力に比例して単位時間当
りの液の排出量が多くなり、圧搾時間を一定と
すると圧搾圧力が高くなつた分ケーキの含水率が
低下し、含水率の低い脱水ケーキを安定して得る
ことができる。なお、挿入装置１１は突起部１０
を支点にして取り付けられている。

汚泥供給口１より投入された汚泥はスクリユー
羽根４によつてケーキ排出口６方向に搬送される
ためスクリユー羽根４にはその反作用として汚泥
供給口１方向へのスラスト荷重が発生する。コー
ン７にはスクリユー羽根４によつて搬送されたケ
ーキのためケーキ排出口６方向への荷重が加わ
り、この荷重は挿入装置１１を通して突起部１０
に伝えられる。突起部１０にはスクリユー羽根４
によつて生じた汚泥供給口１方向のスラスト荷重
も加わつており、このスラスト荷重とコーン７か
らの荷重とは全く逆方向の荷重であるため相殺さ
れ、駆動装置９にはスクリユー羽根４によつて発
生したスラスト荷重が加わらず従来のスクリユー
プレス型脱水機より小さな容量の駆動装置９でス
クリユー軸５の回転が可能となる。

本考案の装置において、汚泥の種類あるいは凝
集状態などに応じて環状間隙Ｂの容積を調節する
ことが大切であり、この調節は挿入装置１１によ
つて行なう。挿入装置１１には油圧または空気圧
シリンダーあるいは押しネジなどを用い、環状間
隙Ｂの容積を小さくしたい場合には挿入装置１１
によつてコーン７をケーキ排出口６内に押し込
み、これを大きくしたい場合には引き出す方法に
よつて行なう。

環状間隙Ｂにおけるコーン７内面あるいは前記
円錘体１５表面などの、スクリユー軸５の中心軸
に対する傾斜角は小さいほどスクリユー羽根４終
端部とケーキ排出口６との距離が長くなりコーン
７内面あるいは円錘体１５表面などへのケーキの
接触抵抗が大きくなりケーキは排出されにくくな
るが、前記環状間隙Ｂの容積が大きくても脱水ケ
ーキの含水率は低下する傾向にある。また、これ
ら傾斜角が大きいほどスクリユー羽根４終端部と
ケーキ排出口６との距離が短くなりケーキは排出
されやすくなるが、脱水ケーキの含水率を低下さ
せる場合には前記容積を小さくしなければなら
ず、この角度の影響がより強く表われるようにな
るが、一般に、環状間隙Ｂにおける円錘体１５表
面の傾斜角は30゜〜60゜の範囲が好ましい。

環状間隙Ｂにおいて単位長さ当りの容積はケー
キ排出口６に近づくにしたがつて小さく、あるい
はどの部分をとつても一定となるように構成され
ているが、容積が小さくなるように構成されてい
る型式の容積変化率は環状間隙Ａの変化率より小
さくなるようにするのがよく、円錘体１５表面の
傾斜角と環状間隙Ｂの容積変化率が決まればコー
ン７内面の傾斜角はこれらの値より算出し決定で
きる。

このように本考案では、環状間隙Ｂにおいて単
位長さ当りの容積変化率はゼロあるいは環状間隙
Ａの変化率より小さくしてあるため、従来のスク
リユープレス型脱水機のように外筒３′の終端部
円周線と錐状リング７′との最短距離部の非常に
小さな面積部分でスクリユー羽根４′終端部で発
生した圧力を支持するのではなく、環状間隙Ｂの
円錘体１５およびコーン７内面全面で支持するた
め大きな圧力を支持することができ、これによつ
て環状間隙Ａに投入された汚泥に大きな圧搾圧力
を与えることができる。

また、従来の型式のものは非常に小さな面積部
分で圧力を支持していたため、ケーキに含水率の
斑（ケーキの硬さが部分的に異なる場合）が生じ
た場合、部分的な個所よりケーキが排出されてし
まうシヨートパス現象の発生がみられたが、本考
案の場合、円錘体１５表面およびコーン７内面と
いう、従来型にくらべ非常に大きな面積部で圧力
を支持しているため、ケーキのシヨートパス現象
の発生が少なくなるなどの効果があり、より含水
率の低い脱水ケーキを安定して得ることができる
ようになる。

第２図に示してある装置のコーン７は、突起部
１０に連結されスクリユー軸５の回転と共にコー
ン７も回転するが、挿入装置１１のコーン７また
は突起部１０などの支点部にローラを取り付け、
突起部１０が回転してもコーン７は固定できるよ
うな構造にしてもよい。

このように本考案の装置は、ケーキ排出口近傍
のスクリユー軸を錐状に縮小すると共に同心円状
に円錐状の凹部をもちかつ円筒状のコーンを前記
スクリユー軸錐状縮小外周部に配設して環状間隙
を形成し、さらに該コーンと駆動装置の間の駆動
軸に突起部を設け、この突起部を支点にしてコー
ンをケーキ排出口に挿入できるようなコーン挿入
装置を設け、この挿入装置によつてコーン挿入装
置を設けて前記コーンを前記ケーキ排出口に対し
挿入・引出しを行なうことにより前記環状間隙の
容積が調節できるようにしたものであり、これに
よつて脱水ケーキ排出の際高い圧搾圧力が支持で
きるため、ケーキに加わる圧搾圧力がより高くな
り汚泥の脱水を容易にし、しかもスクリユー羽根
によつて汚泥を搬送する際発生するスラスト荷重
を、ケーキ排出の際コーンに加わる荷重を前記コ
ーン挿入装置側に伝えて相殺するように構成して
あるため、スクリユー軸の駆動装置にはスラスト
荷重が加わらず、より小さな駆動装置でスクリユ
ー軸の回転が可能になるなど、従来のスクリユー
プレス型脱水機の諸欠点を合理的に排除解決でき
るうえに、従来のスクリユープレス型脱水機とく
らべ脱水ケーキの含水率を著しく低下させること
ができるなど多大の利益が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の縦断面図、第２図は本考案の
一実施例の縦断面図である。 １′，１……汚泥供給口、２′，２……汚泥ホツ
パー、３′，３……外筒、４′，４……スクリユー
羽根、５′，５……スクリユー軸、６′，６……ケ
ーキ排出口、７′……錐状リング、７……コー
ン、８′，８……駆動軸、９′，９……駆動装置、
１０……突起部、１１……挿入装置、１５……円
錘体、Ａ，Ｂ……環状間隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 汚泥供給口とケーキ排出口とを有する円筒型
   材の外筒内にスクリユー羽根を外周に有するスク
   リユー軸を回転自在に配備すると共に前記外筒、
   スクリユー軸およびスクリユー羽根により形成さ
   れる間隙を前記ケーキ排出口側に向かつて順次縮
   小せしめ、前記スクリユー軸の回転で汚泥を圧搾
   脱水しつつ前記ケーキ排出口から排出するスクリ
   ユープレス型脱水機において、前記ケーキ排出口
   近傍のスクリユー軸を汚泥の進行方向に沿つて縮
   小する錐状体に形成すると共に、該錐状体を包囲
   するように該錐状体と同じ方向に縮小する円錐状
   凹部を有する円筒状のコーンを配設して前記錐状
   体の外側に汚泥圧搾用の環状間隙を形成し、さら
   に該コーンと駆動装置の間の駆動軸に突起部を設
   け、この突起部を支点にしてコーンをケーキ排出
   口に挿入できるようなコーン挿入装置を設け、こ
   の挿入装置によつて前記コーンをその中心軸方向
   にスライドして前記汚泥圧搾用環状間隙の容積を
   調節するためのコーン挿入装置を配備したことを
   特徴とする、スクリユープレス型脱水機。