(57)【要約】【課題】ろ過面積が大きく、しかも内筒スクリーンの目詰まりを防止できるスクリュープレス脱水機を提供する。【解決手段】スクリュープレス脱水機の外筒スクリーン１と内筒スクリーン３との間にリボン状のスクリュー羽根６を配置する。このスクリュー羽根６は軸線方向の両端部で保持され、内筒スクリーン３の内部を貫通する中心軸４により駆動される。少なくとも濃縮ゾーンのスクリュー羽根６の外周部に外筒用スクレーパ１９を、また内周部に内筒用スクレーパ２０を取り付ける。内筒スクリーン３をスクリュー羽根６とは反対方向に回転することが好ましい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒スクリーンと内筒スクリーンとの間にリボン状のスクリュー羽根を配置するとともに、このスクリュー羽根の外周部に外筒用スクレーパを、またこのスクリュー羽根の内周部に内筒用スクレーパを、それぞれ取り付けたことを特徴とするスクリュープレス脱水機。
【請求項２】
スクリュー羽根が軸線方向の両端部で保持され、内筒スクリーンの内部を貫通する中心軸により駆動される請求項１記載のスクリュープレス脱水機。
【請求項３】
外筒用スクレーパ及び内筒用スクレーパを、少なくとも被脱水物の投入口に近い濃縮ゾーンに設けた請求項１記載のスクリュープレス脱水機。
【請求項４】
内筒スクリーンがスクリュー羽根とは反対方向に回転される請求項１記載のスクリュープレス脱水機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥などの脱水に適したスクリュープレス脱水機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００２−２７３１１４号公報
【特許文献２】特開２００１−３２１９９０号公報
【０００３】スクリュープレス脱水機は、スクリーンよりなる外筒の内部に投入された被脱水物をスクリューにより出口側に移送しながら圧縮し、水分を外筒スクリーンでろ過して分離除去する装置である。その一例が特許文献１に記載されている。特に脱水の初期段階である濃縮工程では被脱水物に含まれるフロックが外筒スクリーンに目詰まりし易いが、目詰まりしたフロックはスクリューの外周に設けられたスクレーパ（特許文献１の図６参照）により、常に除去されている。
【０００４】一般にスクリュープレス脱水機の脱水能力は、ろ過面積に左右される。このため特許文献２に示されるように、スクリューの駆動軸を中空としてその周囲を内筒スクリーンとした脱水機が開発されている。この構造とすればろ過面積をかなり増加させることができるので、要求される脱水能力が一定であれば装置全体を小型化することができる。
【０００５】ところが内筒スクリーンはスクリューと一体となっているため、内筒スクリーンに閉塞したフロックを除去するスクレーパをスクリューに取り付けても、スクレーパを内筒スクリーンに対して相対的に動かすことができない。このため、内筒スクリーンは短持間のうちに目詰まりしてしまい、設計通りの脱水性能を維持できないという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来の問題点を解決し、外筒スクリーンと内筒スクリーンを併用することによりろ過面積を増大させ、しかも内筒スクリーンの目詰まりを除去して脱水能力を維持することができるスクリュープレス脱水機を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するためになされた本発明のスクリュープレス脱水機は、外筒スクリーンと内筒スクリーンとの間にリボン状のスクリュー羽根を配置するとともに、このスクリュー羽根の外周部に外筒用スクレーパを、またこのスクリュー羽根の内周部に内筒用スクレーパを、それぞれ取り付けたことを特徴とするものである。なお、スクリュー羽根が軸線方向の両端部で保持され、内筒スクリーンの内部を貫通する中心軸により駆動されるようにすることが好ましく、外筒用スクレーパ及び内筒用スクレーパを、少なくとも被脱水物の投入口に近い濃縮ゾーンに設けた構造とすることが好ましい。さらに、内筒スクリーンがスクリュー羽根とは反対方向に回転される構造とすることが好ましい。
【０００８】本発明のスクリュープレス脱水機は、外筒スクリーンと内筒スクリーンとを備えたものであるから、外筒スクリーンのみを備えた従来品よりも大きいろ過面積を持たせることができる。しかもスクリュー羽根の外周部と内周部とに取り付けた外筒用スクレーパ及び内筒用スクレーパによって、脱水運転中に外筒スクリーンと内筒スクリーンの目詰まりを常時取り除くことができるので、脱水能力が低下することもない。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の実施形態を示す断面図であり、１は円筒状の外筒スクリーン、２はこの外筒スクリーンを水平に固定支持するフレームである。３は外筒スクリーン１の内部に設置されたコーン状の内筒スクリーン、４はこれらの外筒スクリーン１及び内筒スクリーン３の中心を水平に貫通する中心軸である。外筒スクリーン１及び内筒スクリーン３は例えばステンレス製のパンチングメタルなどからなるものである。外筒スクリーン１の右上部に被脱水物の投入口５が設けられており、内筒スクリーン３と外筒スクリーン１との間の空間に下水汚泥などの被脱水物が投入される。内筒スクリーン３と外筒スクリーン１との間には、後述するスクリュー羽根６が設けられている。
【００１０】内筒スクリーン３は図２に示すように、被脱水物の投入口５側が細く、反対側に向かってテーパ状に拡がった円錐台形のものである。内筒スクリーン３は外筒スクリーン１と同様に固定型としてもよいが、この実施形態ではスクリュー羽根６と反対向きに回転させることができるように、細径側は中心軸４にベアリング７で回転自在に支持されている。また、太径側は内歯歯車８を備え、３枚の中間歯車９を介して中心軸４に固定された歯車１０にかみ合っている。なお図１に示すように、中間歯車９の軸はフレーム２の左側壁部１１に支持されている。このためモータ１２により中心軸４を回転させると、内筒スクリーン３は中心軸４とは反対方向に低速回転することとなる。
【００１１】本発明に用いられるスクリュー羽根６は、図３に示すようにリボン状のものである。その外径は外筒スクリーン１の内径よりもわずかに小さい一定径となっている。またその内径は、内筒スクリーン３の外径よりもわずかに大きくなるように、左側に向かって次第に大径となっている。
【００１２】このスクリュー羽根６の内側には内筒スクリーン３が存在するため、スクリュー羽根６を中心軸４に直接取り付けて駆動することはできない。そこでこの実施形態では、スクリュー羽根６の細径側の端部は内筒スクリーン３の端部よりも外側で中心軸４に固定された円板１３に固定され、太径側は内筒スクリーン３の外周に位置するリング状歯車１４に固定されている。そして中心軸４の大歯車１５により駆動される小歯車１６をこのリング状歯車１４の上部にかみ合わせてある。なお図４に示すように、リング状歯車１４の下部は２個の支持用歯車１４ａ、１４ｂによってフレーム２に支持されている。これらの大歯車１５の径とリング状歯車１４の径とを同一としておけば、リング状歯車１４は中心軸４と同一速度で同一方向に回転する。このため、リボン状のスクリュー羽根６は両端部に同一速度の回転力を与えられ、内筒スクリーン３と外筒スクリーン１との間の空間に投入された下水汚泥などの被脱水物を左側に移送することができる。なお従来と同様、外筒スクリーン１の左側端部にはスプリング１７を備えたダイヤフラム１８が設けられている。
【００１３】このようにしてスクリュー羽根６を回転させると、被脱水物は図１の左側に向かって移送されて行くが、内筒スクリーン３と外筒スクリーン１との間の断面積が次第に減少するために次第に圧縮されて行く。そして被脱水物中に含まれる自由水は外筒スクリーン１と内筒スクリーン３とによって分離され、濃縮ゾーン、１次圧搾ゾーン、２次圧搾ゾーンの順に進みながら被脱水物の脱水が進行する。外筒スクリーン１の左端部に達した脱水物はその圧力によりスプリング１７に抗してダイヤフラム１８を押し開き、機外に排出される。スプリング１７を強く効くように調節すると内圧が高くなるので被脱水物の脱水がより進むことになる。なお内筒スクリーン３の内部に入った水は内筒スクリーン３の左端部から排出される。
【００１４】このようにして脱水を行う間に、外筒スクリーン１と内筒スクリーン３とにフロックの目詰まりが生じ、脱水を阻害することは前記したとおりである。そこで本発明では、図１，３，４に示すように、リボン状のスクリュー羽根６の外周部に外筒用スクレーパ１９を、またこのスクリュー羽根６の内周部に内筒用スクレーパ２０を取り付けてある。これらのスクレーパはいずれも板ばねのような弾性板からなり、スクリュー羽根６間に掛け渡されている。また図５に明示されているように、これらのスクレーパはスクリュー羽根６よりもわずかにスクリーン側に突出させてある。
【００１５】これらのスクレーパは、図５に示すように一定間隔で周方向に多数配置しておくことが好ましい。しかしあまりに多数配置するとスクリーンの脱水を却って妨げるおそれがあるため、周方向断面におけるスクレーパの長さが２０ｍｍである場合、その２倍の４０ｍｍ以上は離して設置することが好ましい。またフロックの掻き取り効果を高めるために、スクリーンとの接触角度を４５度前後に傾斜させておくことが好ましい。なお、この実施形態のように内筒スクリーン３をスクリュー羽根６とは反対方向に回転させれば、内筒用スクレーパ２０との間の相対速度が高まり、フロックの掻き取り効果を高めることができる。
【００１６】外筒用スクレーパ１９及び内筒用スクレーパ２０は、スクリュー羽根６の全長にわたり取り付けることができる。しかし濃縮ゾーン、１次圧搾ゾーン、２次圧搾ゾーンのうち、フロックが目詰まりし易いのは被脱水物の投入口５に近い濃縮ゾーンであるから、少なくとも濃縮ゾーンに設けるものとする。脱水が進んだ２次圧搾ゾーンにも設けてもよいが、それによる目詰まり防止効果は比較的小さい。
【００１７】このように、スクリュー羽根６を回転させるとスクリュー羽根６に取り付けられた外筒用スクレーパ１９及び内筒用スクレーパ２０が外筒スクリーン１と内筒スクリーン３との表面に接触し、目詰まりしたフロックを掻き取るため、従来のように内筒スクリーン３が短持間のうちに目詰まりしてしまうことはなくなる。この結果、外筒スクリーン１のみで脱水していた従来のスクリュープレス脱水機に比較して脱水能力を大幅に高めることができ、外径を同一とすればその全長を約１／３にまで短縮することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のスクリュープレス脱水機は外筒スクリーンと内筒スクリーンを併用することによりろ過面積を増大させることができ、しかも外筒スクリーンのみならず従来は不可能であった内筒スクリーンの目詰まりをも除去し、フロックの目詰まりによる脱水能力の低下を防止することができる。この結果、装置の小型化を図ることが可能となり、設置スペースの少ない都市部の下水処理場などに好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】内筒スクリーンを示す斜視図である。
【図３】スクリュー羽根と中心軸を示す側面図である。
【図４】リング状歯車の支持構造の説明図である。
【図５】スクレーパの配置を示す軸に垂直な断面図である。
【符号の説明】
１  外筒スクリーン、２  フレーム、３  内筒スクリーン、４  中心軸、５  被脱水物の投入口、６  スクリュー羽根、７  ベアリング、８  内歯歯車、９  中間歯車、１０  中心軸に固定された歯車、１１  フレームの左側壁部、１２  モータ、１３  円板、１４  リング状歯車、１４ａ  支持用歯車、１４ｂ  支持用歯車、１５  大歯車、１６  小歯車、１７  スプリング、１８  ダイヤフラム、１９  外筒用スクレーパ、２０  内筒用スクレーパ
【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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