(57)【要約】【課題】設置スペースを小さくすることができるとともに、し渣の濃度変動に影響を受けにくい通水能力を有し、高いし渣回収率を有し、かつ、良好なし渣脱水性能を有するし渣分離脱水機を提供すること。【解決手段】周面より排水するようにした円筒状のスクリーン部１１及び背圧を付与するための脱水背圧部１２、１３を備えたケーシング１の内部にスクリュー２を配設し、ケーシング１内に導入された水を含むし渣を分離、脱水するようにしたし渣分離脱水機であって、ケーシング１のスクリーン部１１をウェッジワイヤスクリーンで構成するようにする。【選択図】図１
2011020080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面より排水するようにした円筒状のスクリーン部及び背圧を付与して脱水するための脱水背圧部を備えたケーシングの内部にスクリューを配設し、ケーシング内に導入された水を含むし渣を分離、脱水するようにしたし渣分離脱水機であって、ケーシングのスクリーン部をウェッジワイヤスクリーンで構成するようにしたことを特徴とするし渣分離脱水機。
【請求項２】
ケーシングの脱水背圧部を断面積が漸次減少する円錐状に形成してなることを特徴とする請求項１記載のし渣分離脱水機。
【請求項３】
ケーシング及びスクリューの回転駆動機構を、電動機にて駆動されるベベルピニオンに、互いに対向して配設し、ケーシング及びスクリューにそれぞれ連結される２つのベベルギアを噛合し、互いに逆回転するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のし渣分離脱水機。
【請求項４】
スクリューのスクリュー軸を中空状で、かつ、ケーシング内に開口する吐出口を形成し、ケーシング及びスクリューの回転駆動機構を配設した側の反対側に形成した供給口から供給した水を含むし渣を、吐出口を介してケーシング内に導入するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のし渣分離脱水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、し渣分離脱水機に関し、特に、設置スペースを小さくすることができるようにしたし渣分離脱水機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚水中に含まれるし渣（夾雑物）を分離、脱水するために、例えば、図８に示すように、移送タンク内に破砕したし渣及び洗浄水を導入し、これらを加圧水ポンプでバースクリーン式のし渣分離機に圧送することによって水切りし、このようにして水切りしたし渣をスクリュープレス型のし渣脱水機にて脱水した後、し渣ホッパに排出するようにしている。
【０００３】
ところで、このし渣分離脱水方式は、し渣分離機及びし渣脱水機の２台の装置から構成されるため、大きな設置スペースを必要とし、特に、空間に制限のある処理場等では動線の確保が困難となり維持管理面において問題が生じることがあった。
また、このし渣分離脱水方式の処理対象物は、破砕・洗浄されたし渣であり、スクリーンの目詰まりの問題や脱水不足等が生じにくい、基本的には比較的扱いやすいものであるにもかかわらず、大きな動力を有するスクリュープレス型のし渣脱水機が採用されるケースが多く、絞りすぎによる弊害、例えば、し渣脱水機の排出部の詰まり現象が多く見られる等の問題があった。
【０００４】
また、これらの問題点、特に、大きな設置スペースを必要とするという問題点を解消するために、特許文献１に開示される、１台の装置で水を含むし渣を分離、脱水することができるようにしたし渣分離脱水機が本件出願人によって提案されているが、通水能力、し渣回収率、し渣脱水性能等の点で課題を有するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４２７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来のし渣分離脱水機の有する問題点に鑑み、設置スペースを小さくすることができるとともに、し渣の濃度変動に影響を受けにくい通水能力を有し、高いし渣回収率を有し、かつ、良好なし渣脱水性能を有するし渣分離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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のし渣分離脱水機は、周面より排水するようにした円筒状のスクリーン部及び背圧を付与して脱水するための脱水背圧部を備えたケーシングの内部にスクリューを配設し、ケーシング内に導入された水を含むし渣を分離、脱水するようにしたし渣分離脱水機であって、ケーシングのスクリーン部をウェッジワイヤスクリーンで構成するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
この場合において、ケーシングの脱水背圧部を断面積が漸次減少する円錐状に形成することができる。
【０００９】
また、ケーシング及びスクリューの回転駆動機構を、電動機にて駆動されるベベルピニオンに、互いに対向して配設し、ケーシング及びスクリューにそれぞれ連結される２つのベベルギアを噛合し、互いに逆回転するようにすることができる。
【００１０】
また、スクリューのスクリュー軸を中空状で、かつ、ケーシング内に開口する吐出口を形成し、ケーシング及びスクリューの回転駆動機構を配設した側の反対側に形成した供給口から供給した水を含むし渣を、吐出口を介してケーシング内に導入するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のし渣分離脱水機によれば、周面より排水するようにした円筒状のスクリーン部及び背圧を付与して脱水するための脱水背圧部を備えたケーシングの内部にスクリューを配設し、ケーシング内に導入された水を含むし渣を分離、脱水するようにしたし渣分離脱水機であって、ケーシングのスクリーン部をウェッジワイヤスクリーンで構成するようにすることにより、し渣の濃度変動に影響を受けにくい通水能力を有し、高いし渣回収率を有し、かつ、良好なし渣脱水性能を有するようにすることができ、１台の装置で水を含むし渣を分離、脱水することができるようにしたことと相俟って、設置スペースを小さくすることができるし渣分離脱水機を提供することができる。
【００１２】
また、ケーシングの脱水背圧部を断面積が漸次減少する円錐状に形成することにより、し渣に対して均等な背圧を付与することができ、脱水背圧部にし渣が詰まることを防止することができる。
【００１３】
また、ケーシング及びスクリューの回転駆動機構を、電動機にて駆動されるベベルピニオンに、互いに対向して配設し、ケーシング及びスクリューにそれぞれ連結される２つのベベルギアを噛合し、互いに逆回転するようにすることにより、ケーシング及びスクリューの回転駆動機構を小型化するとともに、両者適宜速度で互いに逆回転することができる。
【００１４】
また、スクリューのスクリュー軸を中空状で、かつ、ケーシング内に開口する吐出口を形成し、ケーシング及びスクリューの回転駆動機構を配設した側の反対側に形成した供給口から供給した水を含むし渣を、吐出口を介してケーシング内に導入するようにすることにより、ケーシング及びスクリューの回転駆動機構の構造に影響を与えることなく、ケーシング内への水を含むし渣の供給を確実かつ円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のし渣分離脱水機の一実施例を示す断面図である。
【図２】同し渣分離脱水機によるし渣分離脱水方式の概略説明図である。
【図３】スクリーンの断面により示される有効角度θの説明図である。
【図４】実負荷流量と有効角度θとの関係を示す説明図である。
【図５】流入し渣の濃度と有効角度θとの関係を示す説明図である。
【図６】し渣回収率を示す説明図である。
【図７】プレス圧力と脱水し渣の含水率との関係を示す説明図である。
【図８】従来のし渣分離脱水方式の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のし渣分離脱水機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に、本発明のし渣分離脱水機の一実施例を示す。
このし渣分離脱水機Ａは、本体ケーシングＫ内に、周面より排水するようにした円筒状のスクリーン部１１及び背圧を付与して脱水するための脱水背圧部１２、１３を備えたケーシング１を配設するとともに、ケーシング１の内部にスクリュー２を配設し、図２に示すように、移送タンク内に破砕したし渣及び洗浄水を導入し、これらを加圧水ポンプでし渣分離脱水機Ａのケーシング１内に圧送することによって、ケーシング１内に導入された水を含むし渣を、分離、脱水した後、し渣ホッパに排出するようにしている。
【００１８】
この場合において、ケーシング１及びスクリュー２は、電動機Ｍ等からなる回転駆動機構Ｄによって、互いに逆回転するように構成している。
【００１９】
本体ケーシングＫは、処理する汚水が周囲に飛散しないよう、望ましくは、ケーシング１を収容した状態で密閉できるような構造とし、内部にケーシング１を水平或いは反駆動側が低くなるよう緩やかな傾斜をするようにして回転可能に配設するとともに、このケーシング１の上方位置に洗浄ノズルＮを配設して洗浄水をケーシング１の外周面に向かって噴射するようにしてケーシング１に目詰まりが生じることがないように洗浄を行うようにし、洗浄後の洗浄水及びケーシング１にて固液分離された水を排出するための排水口Ｋａを形成するようにしている。
【００２０】
ケーシング１のスクリーン部１１は、ウェッジワイヤスクリーンで構成するようにしている。
このウェッジワイヤスクリーンは、逆三角形又は逆台形の断面をしたステンレススチール等の異形線材１１ａを等間隔に並設して目（スリット）を形成したもので、本実施例においては、多数のリング状の異形線材１１ａを、スクリーン部１１の内面側に異形線材１１ａの逆三角形又は逆台形の底辺側が位置するようにして、ケーシング１の軸方向に並設するとともに、その背面（スクリーン部１１の外面側）に支持部材１１ｂをケーシング１の軸方向に延設して構成するようにしている。
なお、スクリーン部１１の構成は、これに限定されず、異形線材１１ａをケーシング１の軸方向に延設して形成したウェッジワイヤスクリーンを用いることもできる。
ウェッジワイヤスクリーンは、その構造から、強靭で、精度の高く、目詰まりしにくく、脱水性が高く、また、スクリーン面が平滑なため処理物であるし渣を円滑に移動させることができる上、清浄効果が高く、メンテナンスが容易で、特に、狭いスリット、例えば、２ｍｍ程度、さらには、それより小さいスリットを高精度で形成することができるという利点を有している。
【００２１】
ケーシング１の脱水背圧部１２、１３は、ケーシング１内のスクリーン部１１に導入された水を含むし渣に対して背圧を付与して脱水するためのもので、断面積が漸次減少する円錐状に形成してなり、本実施例においては、ステンレススチール等のパンチングメタルで構成するようにしてなる円錐状部分１２と、この円錐状部分１２に接続した円筒状部分１３とからなる。
【００２２】
そして、脱水背圧部１２、１３の端部、すなわち、円筒状部分１３の端部は、そのまま開放状態にしてし渣の排出口とすることもできるが、本実施例においては、し渣に対してさらに背圧を付与するための円形の開口（し渣の排出口）を備えた抵抗板３を配設するようにしている。
なお、この抵抗板３の開口径は、し渣の性状等に応じて適宜設定することができる。
【００２３】
そして、スクリーン部１１と脱水背圧部１２、１３を一連に連続するようにしてケーシング１を構成することによって、１台の装置（し渣分離脱水機Ａ）で水を含むし渣を分離、脱水することができるようにしている。
なお、このケーシング１は、回転駆動機構Ｄ側の軸受７及び本体ケーシングＫにより回転可能に支持されている。
【００２４】
スクリュー２は、内部を中空としたスクリュー軸２１の外周に旋回するスクリュー羽根２２を配設して構成するようにしている。
このスクリュー羽根２２のピッチは、スクリュー軸２１の全長に亘って均一とすることも、或いはスクリーン部１１と脱水背圧部１２、１３とで異なるようにすることもできる。
なお、本実施例において、スクリュー羽根２２の端部は、脱水背圧部１２、１３の円筒状部分１３に臨むように形成し、し渣の排出を確実に行えるようにしている。
また、スクリュー軸２１は、ケーシング１内（より具体的には、スクリーン部１１）に開口する吐出口２３を形成し、回転駆動機構Ｄを配設した側の反対側に形成した供給口２４から供給した水を含むし渣を、吐出口２３を介してケーシング１内に導入することができるようにしている。
これにより、回転駆動機構Ｄの構造に影響を与えることなく、ケーシング１内への水を含むし渣の供給を確実かつ円滑に行うことができるようにしている。
【００２５】
ケーシング１及びスクリュー２を互いに逆回転させる回転駆動機構Ｄは、電動機Ｍにて駆動されるベベルピニオン４に、互いに対向して配設し、ケーシング１及びスクリュー２にそれぞれ連結される２つのベベルギア５、６を噛合し、ケーシング駆動用のベベルギア５を軸受７にて回転可能に支持された円筒形の連結軸部材８を介してケーシング１の基端部と接続し、また、スクリュー駆動用のベベルギア６を円筒形のスクリュー軸連結部材９を介してスクリュー軸２１の基端部と接続するようにしている。
このスクリュー軸連結部材９は、ケーシング１の連結軸部材８内を貫通するように挿通され、かつ、軸受１０を介して連結軸部材８内にて回転可能に支持されるようにしている。
【００２６】
次に、このし渣分離脱水機の作用について説明する。
電動機Ｍを駆動することによってベベルピニオン４が回転駆動すると、ベベルピニオン４に噛合されたケーシング駆動用のベベルギア５及びスクリュー駆動用のベベルギア６が共に駆動され、ケーシング１とスクリュー２とは互いに逆回転する。
この場合、１つの回転駆動機構Ｄ内にベベルピニオン４に対して互いに反対方向へ回転するようにして２つのベベルギア５、６を噛合しているので、ケーシング１とスクリュー２とはベベルピニオン４が回転駆動するだけでスムースに逆回転するとともに、ベベルギア５、６とケーシング１或いはスクリュー２との接続も、円筒形の連結軸部材８や該連結軸部材８内に挿通するスクリュー軸連結部材９を介して部材の強度を損ねることなく行うことができる。
【００２７】
この状態で、スクリュー軸２１の回転駆動機構Ｄを配設した側の反対側に形成した供給口２４から供給した水を含むし渣を、ケーシング１内（より具体的には、スクリーン部１１）に開口するスクリュー軸２１の吐出口２３からケーシング１内に導入することによって、互いに逆回転してケーシング１及びスクリュー２の相乗の作用効果によって固液分離が促進され、ケーシング１内に導入された水を含むし渣から、水を分離することができる。
ケーシング１にて固液分離された水は、洗浄ノズルＮからの洗浄水と共に、本体ケーシングＫの排水口Ｋａから排出される。
【００２８】
また、ケーシング１のスクリーン部１１及び脱水背圧部１２、１３にて固液分離された固形成分であるし渣は、ケーシング１と逆回転するスクリュー２にて移送され、抵抗板３の開口（し渣の排出口）から外部に確実かつ安定して排出される。
排出される。
【００２９】
次に、上記のし渣分離脱水機Ａの特性について、試験結果に基づいて説明する。
し渣分離脱水機Ａのケーシング１のスクリーン部１１を構成するウェッジワイヤスクリーンは、その特徴的な断面構造を有することによって、水抜けが良好で、目詰まりした物体が外部へ流されやすくなるため、し渣の濃度変動に強い。
図４に清水と実負荷における流量と有効角度（円筒スクリーンの通水に関する有効断面領域、図３に説明図を示す。）の関係を示し、図５にし渣濃度と有効角度の関係をそれぞれ示す。
この結果からも明らかなように、ウェッジワイヤスクリーンの採用により清水時と実負荷の水理状態にほとんど差がなく、さらに濃度の上昇によって有効角度が極端に変化することが見られないことがわかる。つまり、濃度変動への影響を受けにくいスクリーン構造になっていることが示されており、従来に比ベ、スクリーンの面積を大きく低減すること、すなわち、装置を小型化することができる。
【００３０】
次に、し渣回収率の点について検討すると、従来のし渣分離機の目幅は３ｍｍのものが多い。
これに対し、し渣分離脱水機Ａのケーシング１のスクリーン部１１を構成するウェッジワイヤスクリーンは、通水効果により、目幅を２ｍｍ程度、さらには、それより小さい目幅に設定することができる。ちなみに、前述の通水性能データは、目幅２ｍｍのものである。
この場合のし渣回収率（捕捉率）を図６に示す。ここで、横軸は通過流速を示し、本実施例においては、最大通過流速０．４ｍ／ｓ以下の範囲内で使用される。
従来のバースクリーン式スクリーン（目幅３ｍｍ）のし渣回収率が概ね平均９０％であったのに対し、図６の結果から、し渣分離脱水機Ａのウェッジワイヤスクリーンにおいてはし渣回収率が９０％以上となり、し渣回収率については従来と同等以上となることを確認した。
【００３１】
次に、し渣の脱水性能の点について検討すると、従来のスクリュープレスについては油圧ユニットにより強力な背圧をかけているのが一般的であるが、破砕・洗浄処理されたし渣においては、ここまでのプレスは必要ないとの結果が得られている。
プレス圧力と脱水し渣の含水率との関係を図７に示す。ちなみに、従来の場合におけるプレス圧力は図７の横軸の数値が一桁上昇するくらいの値を示すため、この過剰な動力がスクリュープレスの動力増加の大きな原因となっている。
し渣分離脱水機Ａによれば、プレス圧力は０．０４ＭＰａ程度で脱水し渣の含水率は概ね７０％を下回ることようにすることができることを確認した。
【００３２】
以上、本発明のし渣分離脱水機について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のし渣分離脱水機は、設置スペースを小さくすることができるとともに、し渣の濃度変動に影響を受けにくい通水能力を有し、高いし渣回収率を有し、かつ、良好なし渣脱水性能を有するものであることから、小さい設置スペースしかない設備のし渣分離脱水の用途に好適に用いることができるほか、広く一般のし渣分離脱水の用途にも用いることができる。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ    し渣分離脱水機
Ｄ    回転駆動機構
Ｋ    本体ケーシング
Ｍ    電動機
Ｎ    洗浄ノズル
１    ケーシング
１１  スクリーン部
１１ａ  異形線材
１１ｂ  支持部材
１２  円錐状部分（脱水背圧部）
１３  円筒状部分（脱水背圧部）
２    スクリュー
２１  スクリュー軸
２２  スクリュー羽根
２３  吐出口
２４  供給口
３    抵抗板
４    ベベルピニオン
５    ケーシング駆動用のベベルギア
６    スクリュー駆動用のベベルギア
７    軸受
８    連結軸部材
９    スクリュー軸連結部材
１０  軸受
【図１】
2011020080.tif 000003
【図２】
2011020080.tif 000004
【図３】
2011020080.tif 000005
【図４】
2011020080.tif 000006
【図５】
2011020080.tif 000007
【図６】
2011020080.tif 000008
【図７】
2011020080.tif 000009
【図８】
2011020080.tif 000010