(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体含有物が投入されるろ過筒と、前記ろ過筒内に同心状に配置されたスクリュー軸と、前記スクリュー軸の外面に固定されたスクリュー羽根と、前記スクリュー羽根を回転させて前記液体含有物を前記ろ過筒の開口端部に移送する回転機構とを有し、前記ろ過筒と前記スクリュー軸との相対位置が固定されたスクリュー式脱水機であって、
前記ろ過筒の前記開口端部に対向して配置された背圧板と、
前記背圧板を軸方向に移動させる背圧板駆動機構と、
前記背圧板を収容するプラグケースと、
前記プラグケースを軸方向に移動させて、前記プラグケースを前記ろ過筒の前記開口端部に接続し、および前記開口端部から離間させるプラグケース駆動機構とを備え、
前記スクリュー羽根の終端は、前記ろ過筒の前記開口端部に位置し、
前記背圧板は、前記プラグケース内で軸方向に移動可能であることを特徴とするスクリュー式脱水機。
【請求項２】
前記プラグケースは、同心状に配置された複数の円筒ケースを備えており、
前記複数の円筒ケースは、互いに軸方向にスライド可能に連結されており、
前記プラグケースには、前記複数の円筒ケースを互いにスライドさせるプラグケース伸縮機構が連結さ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式脱水機。
【請求項３】
前記プラグケースは、前記背圧板を収容する円筒部を有しており、
前記円筒部は、多孔板から形成さ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式脱水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下水処理場、し尿処理場等の汚泥脱水施設や、し渣脱水施設に用いられるスクリュー式脱水機に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚泥を圧搾して脱水する装置として、スクリュー式脱水機が知られている。このスクリュー式脱水機は、スクリーン（多孔板）から形成されたろ過筒の内部にスクリュー羽根が同心状に配置され、スクリュー羽根を回転させることにより、ろ過筒に投入された汚泥を圧搾し、脱水する。ろ過筒の下流側開口端には、汚泥を堰き止める背圧板が配置され、この背圧板により、回転するスクリュー羽根により送られてくるケーキ（脱水された汚泥）を滞留させ、ケーキからなるプラグを形成する。このプラグで後から送り込まれるケーキに背圧をかけてケーキを圧搾脱水する。
【０００３】
プラグが形成される位置にはスクリュー羽根は設けられておらず、スクリュー軸のみが存在する。プラグを形成するケーキは、後から送り込まれるケーキによって背圧板に押し付けられ、少しずつろ過筒の開口端から排出される。ケーキに与えられる背圧の大きさは、プラグを形成するケーキの量により決定され、ケーキの量はプラグ長さにより決定される。プラグ長さは、スクリュー羽根の終端から背圧板までの距離であり、プラグとなるケーキの長さと同義である。プラグの適切な長さは、汚泥の性状（例えば、含水率など）によって変わる。そこで、特許文献１乃至４に開示されているように、プラグ長さを調節する機構が従来から提案されている。
【０００４】
プラグを長くした状態でケーキの含水率が低下すると、円筒状のケーキが硬化し、ケーキが背圧板に突き当たった状態でケーキを円滑に排出することができなくなることがある。このような問題を解決すべく、上記特許文献１に記載の脱水機は、スクリュー軸を軸方向に移動させることで、低含水率のケーキを押し出して除去する。さらに、スクリュー軸を軸方向に移動させることにより、ケーキにさらなる圧力を印加することが可能となっている。同様の課題を解決する技術として、引用文献４には、固定されたスクリュー軸に対してろ過筒を軸方向に移動することで、ろ過筒内のケーキを除去することが記載されている。
【０００５】
しかしながら、スクリュー軸またはろ過筒を移動させる脱水機には、次のような問題点がある。
（ｉ）スクリュー軸の移動装置は、重量物であるスクリュー軸と該スクリュー軸の回転装置とを同時に移動させながら、ケーキ圧縮時の反力も受けるため、大きな推力を必要とする。このため、高出力のスクリュー軸移動装置が必要となり、脱水機全体の大型化および製造コスト増を招いてしまう。
（ii）スクリュー軸はろ過筒の端部の壁を貫通するため、止水性を持ち、かつ、スクリュー軸の回転運動と直進運動を同時に受ける軸受が必要であり、構造が特殊で高価になる。
（iii）スクリュー軸およびろ過筒は、それらの間に微小な隙間を介して配置されるため、スクリュー軸とろ過筒とが接触しないように高い精度で製作することが必要となる。
（iv）スクリュー軸を排出側に移動させた際、汚泥投入部にスクリュー羽根がなくなるため、投入された汚泥を移送することができなくなり、脱水効率が低下する。
（ｖ）汚泥のろ過中、ろ過筒の内面には濃縮された汚泥層が形成され、この汚泥層はスクリュー羽根により掻き取られながら移送される。しかしながら、汚泥投入部にスクリュー羽根がなくなると、汚泥層がスクリュー羽根によって掻き取られず、その部分はろ過面として機能しなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３４７７９６号公報
【特許文献２】特開平８−３０９５８９号公報
【特許文献３】実開昭５８−５７３９３号公報
【特許文献４】実開昭５５−１６７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、スクリュー軸およびろ過筒を相対移動させることなく低含水率のケーキを排除することができ、かつ、高い脱水効率を達成することができるスクリュー式脱水機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、液体含有物が投入されるろ過筒と、前記ろ過筒内に同心状に配置されたスクリュー軸と、前記スクリュー軸の外面に固定されたスクリュー羽根と、前記スクリュー羽根を回転させて前記液体含有物を前記ろ過筒の開口端部に移送する回転機構とを有し、前記ろ過筒と前記スクリュー軸との相対位置が固定されたスクリュー式脱水機であって、前記ろ過筒の前記開口端部に対向して配置された背圧板と、前記背圧板を軸方向に移動させる背圧板駆動機構と、前記背圧板を収容するプラグケースと、前記プラグケースを軸方向に移動させて、前記プラグケースを前記ろ過筒の前記開口端部に接続し、および前記開口端部から離間させるプラグケース駆動機構とを備え、前記スクリュー羽根の終端は、前記ろ過筒の前記開口端部に位置し、前記背圧板は、前記プラグケース内で軸方向に移動可能であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、前記プラグケースは、同心状に配置された複数の円筒ケースを備えており、前記複数の円筒ケースは、互いに軸方向にスライド可能に連結されており、前記プラグケースには、前記複数の円筒ケースを互いにスライドさせるプラグケース伸縮機構が連結されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記プラグケースは、前記背圧板を収容する円筒部を有しており、前記円筒部は、多孔板から形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プラグが形成されるプラグケースをろ過筒から離間させることにより、低含水率のケーキを除去することができ、スクリュー軸を前進させたときと同様の結果を得ることができる。したがって、高出力のスクリュー軸駆動装置や、スクリュー軸を支持するための特殊な軸受が不要となる。また、スクリュー軸とろ過筒との相対位置が固定であるので、スクリュー羽根を常にろ過筒のスクリーン全面上に位置させることができる。したがって、スクリーン全体を使用して汚泥やし渣などの液体含有物を脱水することが可能となり、脱水効率を向上させることができる。さらに、プラグケース内で背圧板が軸方向に移動可能であるので、背圧板をプラグケース内で上流側に向かって前進させることにより、プラグケース内のケーキを圧搾することができる。
【００１１】
また、互いに軸方向にスライド自在な複数の円筒ケースによりプラグケースを構成したことで、プラグケース全体が伸縮自在となる。したがって、液体含有物の特性に応じてプラグ長を調整することが可能となる。
さらに、プラグケースの円筒部を多孔板で構成することにより、ろ液を円滑に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクリュー式脱水機を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、本実施形態に係るスクリュー式脱水機の動作を説明するための図である。
【図３】本実施形態に係るスクリュー式脱水機の変形例を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るスクリュー式脱水機を示す模式図である。
【図５】図４に示すプラグケースを示す拡大図である。
【図６】プラグケースの動作を説明するための図である。
【図７】プラグケースの動作を説明するための図である。
【図８】プラグケースの動作を説明するための図である。
【図９】プラグケースの動作を説明するための図である。
【図１０】通常運転時の背圧板およびプラグケースの配置を示す図である。
【図１１】プラグケースをスクリーンケーシングから離間させた状態を示す図である。
【図１２】プラグケースをスクリーンケーシングから離間させた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係るスクリュー式脱水機について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るスクリュー式脱水機は、円筒状のスクリーンケーシング（ろ過筒）１と、スクリーンケーシング１内に同心状に配置されたスクリュー軸３と、スクリュー軸３の外面に固定されたスクリュー羽根４と、スクリュー羽根４を回転させて汚泥（液体含有物）をスクリーンケーシング１の開口端部に向かって送る回転機構７とを有している。スクリーンケーシング１は、パンチングメタルなどのスクリーン（多孔板）から形成されている。
【００１４】
スクリュー軸３は、スクリーンケーシング１内を貫通して延びており、下流側に向かってその径が徐々に大きくなるテーパ形状を有している。スクリーンケーシング１の上流側の端部は閉塞壁８によって密封されている。スクリュー軸３はこの閉塞壁８を貫通して延びており、スクリュー軸３の端部は回転機構７に連結されている。閉塞壁８には、スクリュー軸３を回転自在に支持し、かつシール機能を有する軸受１０が設置されている。スクリュー軸３の他方の端部は、軸受板１２に設置された軸受１１により回転自在に支持されている。回転機構７は、モータおよび該モータを駆動するインバータ装置などから構成されている。なお、回転機構７として、ディーゼルエンジンなどの他の駆動源を用いてもよい。
【００１５】
スクリュー羽根４は、スクリュー軸３の長手方向に沿って螺旋状に延びる一枚羽根であり、スクリュー羽根４の軸方向の長さは、スクリーンケーシング１の軸方向の長さとほぼ同じである。スクリーンケーシング１の内面とスクリュー羽根４との間には微小な隙間が形成されており、スクリュー羽根４はスクリーンケーシング１に接触することなく回転することができるようになっている。スクリーンケーシング１の上流側端部には、汚泥投入口２が形成されている。汚泥投入口２に投入された汚泥は、回転するスクリュー羽根４によりスクリーンケーシング１内をその開口端部に向かって移送される。
【００１６】
汚泥が移送される空間は、スクリーンケーシング１の内面と、スクリュー羽根４と、スクリュー軸３とによって形成される。この移送空間の容積は、図１に示すように、汚泥の進行方向に従って漸次減少する。したがって、この空間をスクリュー羽根４によって移動されるに従って、汚泥は圧搾され、脱水される。スクリーンケーシング１のスクリーンを通過したろ液は、スクリーンケーシング１の下方に配置されたろ液受け１４によって回収される。
【００１７】
本スクリュー式脱水機は、スクリーンケーシング１および／またはスクリュー軸３を軸方向に移動させる駆動機構を持たず、スクリーンケーシング１とスクリュー軸３との相対位置は固定である。したがって、スクリュー式脱水機全体がコンパクトとなっている。ただし、スクリーンケーシング１とスクリュー軸３との相対位置が完全に固定である必要はなく、スクリーンケーシング１およびスクリュー軸３の軸方向の相対位置を微調整するための機構を備えてもよい。つまり、本明細書において、スクリーンケーシング１とスクリュー軸３との相対位置が固定であるとは、スクリーンケーシング１および／またはスクリュー軸３をケーキ排出のために積極的に軸方向に移動させる機構を持たないことを意味する。
【００１８】
スクリーンケーシング１の下流側開口端部を囲むようにフランジ部１ａが形成されている。スクリーンケーシング１の開口端部に対向するように、背圧板１６が配置されている。この背圧板１６は、ステンレスや真鍮などの金属または樹脂から形成されており、ケーキを受けるためのテーパ面１６ａを有する略円錐台の形状を有している。背圧板１６の中央部には、スクリュー軸３が貫通する貫通孔が形成されており、背圧板１６はスクリュー軸３およびスクリュー羽根４と同心状に配置されている。背圧板１６とスクリュー軸３とは固定されておらず、背圧板１６は回転しない。
【００１９】
背圧板１６は、複数のロッド１７を介して背圧板駆動機構１８に連結されている。ロッド１７は、軸受板１２に設けられたリニアガイド（直動軸受）１９により軸方向に移動自在に支持されている。背圧板駆動機構１８は、背圧板１６を軸方向に移動させる駆動機構であり、例えば油圧シリンダーまたは電動シリンダーなどから構成されている。背圧板１６は、スクリュー羽根４に接触しない範囲内で軸方向に移動するように構成されている。なお、図に示す例では、背圧板１６の外径はスクリーンケーシング１の内径よりも大きく、背圧板１６がスクリーンケーシング１内に進入できないようになっているが、本発明はこの例に限られず、背圧板１６が、スクリュー羽根４に接触しない範囲内でスクリーンケーシング１内に進入可能としてもよい。
【００２０】
背圧板１６を囲むようにプラグケース２１が設けられている。このプラグケース２１は、背圧板１６を収容する円筒部２１ａと、この円筒部２１ａの一端に形成されたフランジ部２１ｂとを有している。円筒部２１ａとスクリュー軸３との間には円筒状のプラグ形成室２６が形成され、背圧板１６はこのプラグ形成室２６内に配置されている。背圧板１６の外径はプラグケース２１の内径（すなわち、円筒部２１ａの内径）よりもわずかに小さく、背圧板１６とプラグケース２１との間には微小な径方向の隙間が形成されている。したがって、背圧板１６はプラグケース２１内で軸方向に移動可能となっている。
【００２１】
ケーキまたは汚泥の通過を避けるために、背圧板１６とプラグケース２１との間の径方向の隙間はできるだけ小さいことが好ましい。脱水を阻害するプラグケース２１の内面にこびりついたケーキを除去するために、背圧板１６の外周面にスクレーパを装着してもよい。プラグケース２１の内径は、スクリーンケーシング１の内径と同じか、またはそれよりも大きいことが好ましく、図１に示す例では、プラグケース２１の内径はスクリーンケーシング１の内径よりもやや大きくなっている。
【００２２】
プラグケース２１は、複数のロッド２８を介してプラグケース駆動機構２９に連結されている。ロッド２８は、軸受板１２に設けられたリニアガイド（直動軸受）３０により軸方向に移動自在に支持されている。プラグケース駆動機構２９は、プラグケース２１を軸方向に移動させる駆動機構であり、例えば油圧シリンダーまたは電動シリンダーなどから構成されている。背圧板駆動機構１８とプラグケース駆動機構２９とは独立に動作することが可能である。
【００２３】
プラグケース２１のフランジ部２１ｂは、スクリーンケーシング１のフランジ部１ａに対向しており、プラグケース駆動機構２９によりプラグケース２１をスクリーンケーシング１に向かって移動させると、プラグケース２１のフランジ部２１ｂがスクリーンケーシング１のフランジ部１ａに密接し、これによりプラグケース２１がスクリーンケーシング１の開口端部に接続される。また、プラグケース駆動機構２９によりプラグケース２１を反対方向に移動させると、プラグケース２１のフランジ部２１ｂがスクリーンケーシング１のフランジ部１ａから離間する。このように、プラグケース２１は、スクリーンケーシング１に対して当接および離間可能となっている。
【００２４】
スクリュー軸３、スクリュー羽根４、スクリーンケーシング１、背圧板１６、およびプラグケース２１は、同心状に配置されている。背圧板１６およびプラグケース２１は、スクリュー羽根４およびスクリーンケーシング１に対して軸方向に相対移動することが可能であり、さらに背圧板１６とプラグケース２１とは互いに軸方向に相対移動することが可能となっている。
【００２５】
次に、本実施形態に係るスクリュー式脱水機の動作について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、プラグケース駆動機構２９によりプラグケース２１をスクリーンケーシング１に当接させてプラグケース２１とスクリーンケーシング１とを接続し、さらに、背圧板駆動機構１８により背圧板１６をプラグケース２１の下流側端部まで移動させる。このとき、プラグ形成室２６は背圧板１６によって閉じられている。この状態で、回転機構７を駆動させてスクリュー軸３およびスクリュー羽根４を回転させる。そして、汚泥投入口２から汚泥をスクリーンケーシング１内に投入する。上述したように、スクリュー軸３とスクリーンケーシング１との相対位置は固定であるので、汚泥投入口２の下には常にスクリュー羽根４が存在する。したがって、汚泥投入口２から投入された汚泥は、その場に滞ることなく、回転するスクリュー羽根４によって移送される。
【００２６】
汚泥が移送される空間の容積は、汚泥の進行方向に従って漸次減少する。したがって、スクリーンケーシング１内を移送されるに従って汚泥は圧搾され、汚泥に含まれる液体はスクリーンケーシング１によってろ過される。スクリーンケーシング１の内面に堆積した汚泥層は、回転するスクリュー羽根４によって掻き取られるので、スクリーンケーシング１の内面（ろ過面）は常に良好な状態に維持される。
【００２７】
スクリーンケーシング１内を移動する汚泥は脱水されてケーキとなり、スクリュー羽根４のない領域（すなわち、スクリュー羽根４の終端と背圧板１６との間の空間）に達する。この領域では、ケーキはスクリュー羽根４によっては直接移送されないため、滞留する。ケーキは徐々に蓄積され、後続のケーキによって背圧板１６に押し付けられる。ケーキは、背圧板１６によって移動を妨げられることで圧搾され、低含水率のケーキとなる。このケーキは、後続のケーキの排出を妨げるプラグとなり、後続のケーキを圧搾する。
【００２８】
プラグが形成された後、背圧板駆動機構１８により背圧板１６をスクリーンケーシング１から離間する方向に移動させ、図２（ｂ）に示すように、背圧板１６とプラグケース２１との間に軸方向の隙間を設ける。プラグを形成するケーキは、後続のケーキにより背圧板１６のテーパ面１６ａに押し付けられ、背圧板１６とプラグケース２１との間の隙間から少しずつ排出される。このように、プラグの形成とプラグの排出とが連続的に行なわれ、常にプラグが存在する状態でケーキが圧搾される。脱水運転が行なわれていくうちに、プラグの長さはその全周に亘って均一となり、後続のケーキを確実に堰き止めるプラグに成長する。したがって、後続のケーキの含水率が高くても、このようなケーキを確実に堰き止めることができ、ケーキの片流れを防止することができる。
【００２９】
プラグは、後続のケーキに圧力を与えながら押し出されて、背圧板１６とプラグケース２１との間の軸方向の隙間から排出される。つまり、背圧板１６とプラグケース２１との間の軸方向の隙間はケーキ排出口となり、ケーキ排出口の開口面積は、背圧板１６の位置によって変更することができる。ケーキ排出口の開口面積を小さくすると、ケーキの排出量が減少し、同時にケーキの排出抵抗が大きくなって後続のケーキに与える圧搾力が増加する。したがって、ケーキの含水率を下げることができる。
【００３０】
ここで、圧搾力を高めるために、背圧板１６をプラグケース２１内に押し込めてケーキ排出口を閉じると、プラグを形成するケーキの含水率をさらに低下させることができる。しかしながら、円筒形状に圧縮されたプラグが硬くなり、その結果、プラグがスクリーンケーシング１を閉塞させ、排出されなくなったケーキや汚泥は、スクリュー羽根４とともに回転し、脱水不能になることがある。
【００３１】
そこで、このような場合は、図２（ｃ）に示すように、プラグケース２１をスクリーンケーシング１から離間させる。この状態ではプラグとなるケーキがないので、スクリュー羽根４の回転により、スクリーンケーシング１内のケーキを排出することができる。スクリュー羽根４の終端は、スクリーンケーシング１の開口端部に位置しているので、スクリューコンベヤのようにスクリュー羽根４の回転によってスクリーンケーシング１内のケーキを排出することができる。なお、スクリーンケーシング１内のケーキを確実に排出するために、スクリュー羽根４の終端がスクリーンケーシング１の開口端部からやや突出するように構成してもよい。
【００３２】
プラグケース２１内に残留したプラグは、背圧板１６により押し出すことで、プラグケース２１から排出することができる。そして、再び、プラグケース２１をスクリーンケーシング１の開口端部に接続し、運転を再開する。このようなプラグの除去操作を、閉塞ケーキを除去するためだけではなく、通常運転時にも積極的に行うことで、従来のスクリュー式脱水機では排出することができない低含水率にまでケーキを脱水することができる。すなわち、図２（ａ）に示すように、ケーキ排出口を閉じてケーキを低含水率にまで圧搾し、その後、図２（ｃ）に示すように、プラグケース２１をスクリーンケーシング１から離間させて低含水率のプラグを除去する。このようなプラグの除去動作は、汚泥の性状に応じて定期的に行なうことが好ましい。
【００３３】
このように、本実施形態において、スクリーンケーシング１からプラグケース２１を離間させると、従来のスクリュー式脱水機においてスクリュー羽根の終端をスクリーンケーシングの開口端部にまで移動させたときと同様の結果となる。本実施形態によれば、スクリュー羽根４とスクリーンケーシング１のいずれも移動させることなく、低含水率のケーキを除去することができる。
【００３４】
プラグケース２１内でさらにケーキを脱水するために、プラグケース２１の円筒部を多孔板で形成してもよい。この場合は、図３に示すように、プラグケース２１と一体に移動可能なろ液受け３２をプラグケース２１の下方に設けるとともに、ろ液受け３２で受けたろ液をろ液受け１４に導くろ液パイプ３３を設けることが好ましい。
【００３５】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４は、本発明の他の実施形態に係るスクリュー式脱水機を示す模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００３６】
本実施形態に係るスクリュー式脱水機は、軸方向に伸縮自在なプラグケース２１を有している。すなわち、プラグケース２１の軸方向長さを変えることによって、プラグケース２１内に形成されるプラグ長を変えることが可能となっている。
【００３７】
図５は、図４に示すプラグケース２１を示す拡大図である。図５に示すように、このプラグケース２１は、同心状に配置された複数の円筒ケース２２，２３，２４を備えている。すなわち、プラグケース２１は、最も内側に配置される第１の円筒ケース２２と、その径方向外側に配置される第２の円筒ケース２３と、その径方向外側に配置される第３の円筒ケース２４とを備えている。これら円筒ケース２２，２３，２４は、互いにスライド可能に連結されている。第１の円筒ケース２２は、図１に示す実施形態に係るプラグケース２１と実質的に同一の形状および同一の寸法を有している。すなわち、第１の円筒ケース２２は、背圧板１６を収容する円筒部２２ａと、この円筒部２２ａの端部に形成されたフランジ部２２ｂとを有しており、円筒部２２ａの内側の空間がプラグ形成室２６となる。
【００３８】
第１の円筒ケース２２と第２の円筒ケース２３との間には、互いの軸方向の移動を許容しつつ、第１の円筒ケース２２と第２の円筒ケース２３との間の隙間を封じるシール部材３５が配置されている。同様に、第２の円筒ケース２３と第３の円筒ケース２４との間には、互いの軸方向の移動を許容しつつ、第２の円筒ケース２３と第３の円筒ケース２４との間の隙間を封じるシール部材３６が配置されている。第２の円筒ケース２３は第１の円筒ケース２２に対してスライド可能となっており、第３の円筒ケース２４は第２の円筒ケース２３に対してスライド可能となっている。
【００３９】
第２の円筒ケース２３の上流側端部には、径方向内側に突出するフランジ状のストッパー２３ａが形成されており、このストッパー２３ａがシール部材３５に当接することで、第２の円筒ケース２３の第１の円筒ケース２２に対する軸方向の変位が制限される。同様に、第３の円筒ケース２４の上流側端部には、径方向内側に突出するフランジ状のストッパー２４ａが形成されており、このストッパー２４ａがシール部材３６に当接することで、第３の円筒ケース２４の第２の円筒ケース２３に対する軸方向の変位が制限される。第２の円筒ケース２３および／または第３の円筒ケース２４がスライドすることにより（すなわち第１の円筒ケース２２に対して軸方向に変位することにより）、プラグケース２１全体の径方向の長さが変化する。
【００４０】
プラグケース２１には、３つの円筒ケース２２，２３，２４の軸方向の相対位置を変えるプラグケース伸縮機構が連結されている。より具体的には、プラグケース２１には、第２の円筒ケース２３および／または第３の円筒ケース２４を第１の円筒ケース２２に対して相対移動させる複数のボルト３９が連結されている。このボルト３９の先端は、最も内側の第１の円筒ケース２２に固定された軸受４０により回転自在に保持されている。また、ボルト３９は、最も外側の第３の円筒ケース２４に固定されたナット４１に係合している。ボルト３９の頭部は、軸受板１２の外側に位置している。
【００４１】
ボルト３９を回転させると、ボルト３９とナット４１との相対位置の変化により、第１の円筒ケース２２に対して第３の円筒ケース２４が変位する。ボルト３９をさらに回転させると、第３の円筒ケース２４のストッパー２４ａがシール部材３６に当接し、これにより第２の円筒ケース２３が第１の円筒ケース２２に対して変位する。このようにして、ボルト３９の回転によってプラグケース２１の全長を変えることができる。なお、プラグケース伸縮機構として、上述したボルト３９およびナット４１の組み合わせに代えて、電動シリンダーを用いて第２の円筒ケース２３および／または第３の円筒ケース２４を第１の円筒ケース２２に対して相対移動させてもよい。
【００４２】
図６乃至図９は、プラグケース２１の動作を説明するための図である。図６は、プラグケース２１がスクリーンケーシング１から離間し、背圧板１６がスクリーンケーシング１の開口端部に当接している状態を示している。図６の配置では、背圧板１６とスクリュー羽根４の終端との距離がほとんどないので、プラグは形成されない。
【００４３】
図７は、プラグケース２１がスクリーンケーシング１に当接している一方、背圧板１６はスクリーンケーシング１から離間し、プラグケース２１の後端に位置している。プラグケース２１の３つの円筒ケース２２，２３，２４は互いに重なり合っており、プラグケース２１の長さは最も短い。したがって、最も短いプラグが形成される。
【００４４】
図８は、プラグケース２１がスクリーンケーシング１に当接し、背圧板１６はプラグケース２１の後端に位置している。第３の円筒ケース２４は第２の円筒ケース２３および第１の円筒ケース２２に対して変位しており、プラグケース２１の長さは、図７の場合に比べて長くなっている。また、背圧板１６は第３の円筒ケース２４とともに変位している。したがって、図７の場合よりも長いプラグが形成される。
【００４５】
図９は、プラグケース２１がスクリーンケーシング１に当接し、背圧板１６はプラグケース２１の後端に位置している。第３の円筒ケース２４は第２の円筒ケース２３に対して変位しており、さらに第２の円筒ケース２３は第１の円筒ケース２２に対して変位している。また、背圧板１６は第３の円筒ケース２４とともに変位している。プラグケース２１の長さは最も長く、したがって、最も長いプラグが形成される。
【００４６】
図１０は、通常運転時の背圧板１６およびプラグケース２１の配置を示す図である。この例では、プラグケース２１は最も長く伸びており、最も長いプラグが形成される。背圧板１６は、プラグケース２１の後端からやや離れた位置に配置されており、プラグケース２１と背圧板１６との間には軸方向の隙間（すなわち、ケーキ排出口）が形成されている。プラグを形成するケーキは、後続のケーキによって背圧板１６のテーパ面１６ａに押し付けられ、ケーキ排出口から少しずつ排出される。
【００４７】
図１１および図１２は、含水率が低下して硬くなったケーキを排出するために、プラグケース２１をスクリーンケーシング１から離間させた状態を示す図である。図１１は、プラグケース２１が最も長い状態を示し、図１２はプラグケース２１が最も短い状態を示している。プラグケース２１をスクリーンケーシング１から離間させた状態でスクリュー羽根４を回転させることで、スクリーンケーシング１内のケーキを排出することができる。また、背圧板１６とプラグケース２１とを相対移動させることで、プラグケース２１内のケーキ（プラグ）を押し出すことができる。
【００４８】
以上述べたように、本実施形態によれば、スクリュー羽根４およびスクリーンケーシング１を相対移動させることなく、汚泥の性状に合わせてプラグ長さを変えることができる。また、プラグを長くすることで、より低い含水率のケーキを形成することができる。
【００４９】
伸縮自在なプラグケース２１を構成する円筒ケースは３つに限らず、２つの円筒ケースでプラグケースを構成してもよく、または４つ以上の円筒ケースを用いてもよい。
【００５０】
なお、図１乃至図７を用いて説明した実施形態に係るスクリュー式脱水機では、下流側に向かって直径が徐々に大きくなるテーパ軸がスクリュー軸として用いられているが、本発明はこの例に限られず、直径が同一の円柱状のスクリュー軸を採用してもよい。例えば、し渣を脱水する場合には、円筒状のスクリュー軸を採用してもよい。この場合でも、同様の効果が得られる。
【００５１】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１    スクリーンケーシング（ろ過筒）
３    スクリュー軸
４    スクリュー羽根
７    回転機構
１６    背圧板
１８    背圧板駆動機構
２１    プラグケース
２６    プラグ形成室
２９    プラグケース駆動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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