(57)【要約】【課題】スクリーンドラムにウェッジワイヤスクリーンを用いる際に、目詰まりを除去する洗浄ノズルを設置する必要性の少ないようにする。【解決手段】任意の方向を軸心３ａとして立設された円筒状のケーシング３と、ケーシング３の内部に同軸心に立設された円筒状のスクリーンドラム１と、スクリーンドラム１の外周部に巻き付き、ケーシング３に内接された螺旋羽根２と、ケーシング３の上部から原液を供給する供給口４と、スクリーンドラム１で濃縮された濃縮液を取り出す濃縮液排出口５と、スクリーンドラム１でろ過されたろ液を取り出すろ液排出口６とを備え、スクリーンドラム１は、ウェッジワイヤスクリーンで形成されており、そのスリット１ａが軸心３ａの方向に配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の方向を軸心として立設された円筒状のケーシングと、前記ケーシングの内部に同軸心に立設された円筒状のスクリーンドラムと、前記スクリーンドラムの外周部に巻き付き、前記ケーシングに内接された螺旋羽根と、前記ケーシングの上部から液体を供給する供給口と、前記スクリーンドラムで濃縮された濃縮液を取り出す濃縮液排出口と、前記スクリーンドラムでろ過されたろ液を取り出すろ液排出口とを備え、
前記スクリーンドラムは、ウェッジワイヤスクリーンで形成されており、そのスリットが前記軸心の方向に配設されていることを特徴とするスクリーン装置。
【請求項２】
前記濃縮液排出口及び前記ろ液排出口は、前記スクリーンドラムの目詰まりを防止及び解消するために流量を調整するバルブ手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン装置。
【請求項３】
前記濃縮液を前記供給口へ供給して循環する循環手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な液体を固液分離や濃縮等する際に使用するスクリーン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、汚泥等を濃縮するスクリーン装置がある（特許文献１）。このスクリーン装置は、上部に原液の供給口を設け、下部に濃縮スラリーの排出口を設けた円筒状のタンクの中心部に、外周部に螺旋翼を巻回した円筒形のスクリーンドラムを垂下したものである。
【０００３】
このスクリーン装置は、供給される原液を攪拌等する部材がなく、原液が螺旋翼に沿って流下することでスクリーンドラムの全周面によってろ過及び濃縮される。これによれば、原液が重力によって螺旋翼に沿って自然流下するので、スクリーンドラムを回転させる等のための動力を必要としない。
【０００４】
しかし、このスクリーン装置によれば、原液に含有された固形物がスクリーンに目詰りすることが多く、洗浄ノズルでこの目詰まり物を除去する必要がある。そのため、スクリーンドラムの内部に、スクリーンドラムの内面に向けて洗浄ノズルが垂下される。
【０００５】
ところで、このスクリーン装置は、スクリーンドラムについて考慮されていないが、種々のスクリーンを採用できると考える。そのため、濃縮等する原液の種類に基づいて、ウェッジワイヤスクリーンを用いたスクリーンドラムを採用することもできる。
しかし、何ら工夫することなくウェッジワイヤスクリーンを採用すれば、上記の通り、目詰まり物を除去するための洗浄ノズルをスクリーン装置に設置する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平８−１０３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、スクリーンドラムにウェッジワイヤスクリーンを用いる際に、殆ど目詰まりが生じないスクリーン装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るスクリーン装置は、
任意の方向を軸心に立設された円筒状のケーシングと、ケーシングの内部に同軸心に立設された円筒状のスクリーンドラムと、スクリーンドラムの外周部に巻き付き、ケーシングに内接された螺旋羽根と、ケーシングの上部から原液を供給する供給口と、スクリーンドラムで濃縮された濃縮液を取り出す濃縮液排出口と、スクリーンドラムでろ過されたろ液を取り出すろ液排出口とを備え、
スクリーンドラムは、ウェッジワイヤスクリーンで形成されており、そのスリットが軸心の方向に配設されている。
【０００９】
好ましくは、濃縮液排出口及びろ液排出口は、スクリーンドラムの目詰まりを防止及び解消するために流量を調整するバルブ手段を備えている。
【００１０】
好ましくは、濃縮液を供給口へ供給して循環する循環手段を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るスクリーン装置は、外周部に螺旋羽根が巻き付いたスクリーンドラムを備えており、スクリーンドラムがウェッジワイヤスクリーンで形成され、そのスリットがスクリーンドラムの軸心方向に配設されている。そのため、螺旋羽根は、スリットの方向に実質上直交して配設されている。
【００１２】
これにより、原液に含有された固形物がスリットに詰まることは非常に少なくなり、スクリーンドラムが目詰まりしないようになっている。従って、本発明によれば、目詰まりを除去するために、スクリーンドラムの内側からエアや水を噴射する逆洗手段を設置する必要性が少なく、コスト面及びメンテナンス効率に非常に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】スクリーン装置を示す一部断面正面図である。
【図２】スクリーン装置を上方から見た図である。
【図３】液体が螺旋羽根に沿って流下する状態を示す断面図である。
【図４】ウェッジワイヤの第１〜第３実施形態の配置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明に係るスクリーン装置について説明する。
【００１５】
図１は、スクリーン装置を示す一部断面正面図である。図２は、スクリーン装置を上方から見た図である。図３は、液体が螺旋羽根に沿って流下する状態を示す断面図である。
【００１６】
図１の通り、スクリーン装置は、３ａを軸心とする円筒状のケーシング３を備える。軸心３ａの方向は、鉛直方向に対し０〜９０度の範囲の任意の角度とする。本実施形態では、軸心３ａは垂直方向となっている。従って、ケーシング３は、その軸心３ａが垂直方向に延設する。スクリーン装置は、ケーシング３の内部に同軸心３ａに立設された円筒状のスクリーンドラム１を備える。スクリーン装置は、スクリーンドラム１の外周部に巻き付き、ケーシング３に内接された螺旋羽根２を備える。スクリーンドラム１は、ウェッジワイヤ１０を軸心３ａの方向に配設して形成されたウェッジワイヤスクリーンからなり（図３）、そのスリット１ａがスクリーンドラムの軸心３ａの方向に延設されている。
【００１７】
スクリーン装置は、対象液７を貯蔵するタンク８を備える。対象液７は、利用状況に応じて様々な液体が適用される。スクリーン装置は、ケーシング３の一方側（本実施形態では上部）に液体を供給するための供給口４を備える。供給口４は、供給管４０を介してタンク８に接続されている。そして、供給管４０に設けたポンプ４２を駆動することで、対象液（原液）７をタンク８から供給口４へ供給する。供給口４から供給される対象液７は、ケーシング３内に流入して螺旋羽根２に沿って流下する。
【００１８】
供給口４は、軸心３ａに対し直角方向に設けた供給管４０をケーシング３に接続して形成される。図２の通り、供給口４は、その中心４ａがケーシングの軸心３ａに対して偏心して設けられる。これにより、供給口４から供給する対象液７を、螺旋羽根２の方向にスムーズに旋回させて高速に流入できる。また、ポンプ４２の出力を上げることでも、対象液７を高速に流入できる。
【００１９】
スクリーン装置は、ケーシング３の他方側（本実施形態では下部）に液体を取り出すための濃縮液排出口５及びろ液排出口６を備える。濃縮液排出口５は、ケーシング３の他方側に接続され、スクリーンドラム１の外側を流れる濃縮液（螺旋羽根２に沿って流下する対象液７）を取り出す。そして、ろ液排出口６は、スクリーンドラム１の他方側に接続され、スクリーンドラム１の内側を流れるろ液（スクリーンドラム１内に流入する対象液７）を取り出す。
【００２０】
濃縮液排出口５は、濃縮液排出管５０を介してタンク８に接続される。また、ろ液排出口６は、ろ液排出管６０を介して別のタンク（図示略）に接続される。従って、タンク８内の対象液７は、その一部が、濃縮液排出口５からタンク８に戻り、残りが、ろ液排出口６から処理される。
【００２１】
これにより、供給口４から供給される原液（対象液）７は、スクリーンドラム１の全周面でろ液と濃縮液とに分離されて、ろ液がろ液排出口６から処理液として処理され、濃縮液が濃縮液排出口５から循環液として循環されることになる。なお、原液をケーシング３内に一回通過させるだけで所定濃度の濃縮液が得られる場合は、濃縮液を循環させずに処理する。また、所定濃度のろ液を得るまで、ろ液を循環させることもできる。
【００２２】
スクリーン装置は、供給管４０に設けた供給バルブ４１と、濃縮液排出管５０に設けた濃縮液排出バルブ５１と、ろ液排出管６０に設けたろ液排出バルブ６１とを備える。各バルブ４１，５１，６１は、各管４０，５０，６０の通過流量を調整する。この流量を調整することにより、スクリーンドラム１の目詰まりを調整できる。
【００２３】
供給水７のうち、ろ過側６へ流れるのは一部で、大半がスクリーン１の表面を走り抜けて排出口５から排出されるようにする。これにより、スクリーン１表面に常に一定量且つ一定速度の流れが存在し、この流れが、スクリーン１表面との間にせん断力を発生させて、スクリーン１表面の粒子を押し流すため、目詰まりが発生し難いようになっている。
【００２４】
装置の処理能力の観点からすると、ろ液排出管６０の流量が大きい方が好ましいが、目詰まり防止の観点からすると、上記の通り、濃縮液排出管５０の流量が大きい方が好ましい。そこで、一定基準の目詰まりを防止しつつ、処理能力が高くなるように、バルブ５１，６１を調整することができる。
【００２５】
濃縮液排出管５０における流量に対するろ液排出管６０の流量の比率が一定水準を超えたときに、目詰まりが急速に進行する限界点がある。従って、この限界点よりも小さくなるようにバルブ５１，６１を調整して循環することで、目詰まりなく所定濃度のろ液・濃縮液を得ることができる。
【００２６】
対象液７の種類や濃度、粘度、温度、流量、圧力、流速等によって異なるが、供給管４０の流量が１００％に対して、濃縮液排出管５０の流量を７０％以上、ろ液排出管６０の流量を３０％以下にすると、スクリーンドラム１の目詰まりを非常に少なくできるので、この流量を維持しつつ循環させることで、目詰まりなく連続運転できる。
【００２７】
さらに、スクリーンドラム１に目詰まりが生じた際にも、ろ液排出バルブ６１を閉じて、供給液７の全量をスクリーンドラム１の表面に流すことで、スクリーン１の表面の通過速度を上げることができるので、スクリーン１表面との間のせん断力を上げて、目詰まりを解消することができる。
【００２８】
各バルブ４１，５１，６１は、手動バルブとしてもよいが、電動バルブとすることもできる。タイマー制御、もしくは圧力や流速を検知するセンサーによる制御により電動バルブを開閉し、目詰まりを定期的に解消しながら連続運転を図ることができる。
【００２９】
図３の通り、対象液７は、固形物７０と微粒子７１とを含有する液体である。スクリーンドラム１は、多数のウェッジワイヤ１０を平行に配設して、スリット１ａを形成してなる。上記の通り、螺旋羽根２は、スリット１ａに実質上直交する方向（約４５度以上９０度未満）に配置されるので、対象液７は、スリット１ａに直交して流れる。
【００３０】
ここで、スリット１ａの幅より小さな微粒子７１だけが、各スリット１ａ間を通過してスクリーンドラム１の内側へ流れ、スリット１ａの幅とほぼ同じか、それよりも大きな固形物７０は、濃縮液として排出されるか、スリット１ａにはまり込み目詰まりすると考えられる。
【００３１】
目詰まりの原因となる固形物７０が、スリットの真上を通過するときの挙動を整理すると、下記ａ．〜ｄ．のいずれかであると考えられる。
ａ．スリット１aに引き込まれてろ液側に抜ける
ｂ．スリット１aにはまり込み抜けなくなる（すなわち目詰まり）
ｃ．ウェッジワイヤ１０にぶつかって跳ね返る（ろ液側に抜けない）
ｄ．ウェッジワイヤ１０と接触せずに真上を通過する
【００３２】
対象液７が、スリット１ａと直交して流れるとき、平行に流れるときと比べ、上記ｂ．の確率が低く、上記ｃ．の確率が高い（すなわち、目詰まりしにくい）と考えられる。そのことを以下説明する。
【００３３】
スリット１ａを軸心３ａに対し直角方向に配設すると、短期間で目詰まり閉塞することが、実験により判明した。即ち、螺旋羽根２とスリット１ａとの方向が平行になるので、対象液７は、スリット１ａと平行に流れることになる。これにより、対象液７に含まれる固形物７０は、非常に長い時間及び距離だけスリット１ａに沿って流れるうちにスリット１ａにはまり込み、目詰まりし易くなると考えられる。
【００３４】
そこで、対象液７をスリット１ａと直交して流し、対象液７の流量や流速を適切に調整したところ、目詰まり進行速度は顕著に小さくなった。すなわち、対象液７がスリット１aと直交して流れるとき、上記ｂ．の目詰まり確率は平行して流れるときよりも小さい。これは、対象液７がスリット１aと平行に流れる場合と異なり、固形物７０がスリット１a上を通過する時間が非常に短いため、ウェッジワイヤ１０にぶつかり、スリット１aにはまり込むことなく跳ね返るためと考えられる。
【００３５】
上記の通り、固形物を含有する原液は、螺旋羽根によって整流され、スリットに直交して流れるため、スリットには、スリット幅より小さな固形物が流入する一方、スリット幅とほぼ同じかそれよりも大きな固形物は、スリットを飛び越しながら流れるか、スリットにぶつかっても跳ね返り、目詰まりすることが非常に少なくなっている。そのため、目詰まりを除去するためにスクリーンドラム１の内側からエアや水を噴射する逆洗手段を設置する必要性が少なく、コスト面及びメンテナンス効率に非常に優れている。尚、逆洗手段等を設けて目詰まりを完全に除去してもよい。例えば、逆洗手段は、ろ液排出管６０を通じて、エア又はろ液等の流体をスクリーンドラム１に向けて逆流させる。その際に、タイマー制御、あるいは所定の圧力や流速を検知するセンサーに基づいて、電動バルブ６１の開閉を制御して、目詰まりを定期的に解消しながら連続運転することもできる。
【００３６】
次に、図４に基づき、ウェッジワイヤの配置について説明する。図４（ａ）は、第１実施形態を示す。図４（ａ）の通り、ウェッジワイヤ１０は、対象液７の流水方向７ａに対して、ウェッジワイヤの上面１０ａが平行になるように配置されている。図４（ｂ）は、第２実施形態を示す。図４（ｂ）の通り、ウェッジワイヤ１０は、対象液７の流水方向７ａに対して、ウェッジワイヤの上面１０ａが流入側７ｂに向くように角度αだけ傾斜して配置されている。図４（ｃ）は、第３実施形態を示す。図４（ｃ）の通り、ウェッジワイヤ１０は、対象液７の流水方向７ａに対して、ウェッジワイヤの上面１０ａが流出側７ｃに向くように角度βだけ傾斜して配置されている。対象液７の種類や濃度、粘度、温度、流量、圧力、流速等に応じて、適切な配置と角度を選定して使用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  スクリーンドラム
１０  ウェッジワイヤ
１ａ  スリット
２  螺旋羽根
３  ケーシング
４  供給口
４１  供給バルブ
４２  ポンプ
５  濃縮液排出口
５１  濃縮液排出バルブ
６  ろ液排出口
６１  ろ液排出バルブ
７  対象液
７２  ろ液
７３  濃縮液
８  タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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