(57)【要約】【課題】排出口から排出される汚泥のケーキの含水率を従来よりも安定させることが可能なスクリュープレスを提供する。【解決手段】濾過筒２内に設けられた回転自在なスクリュー軸３の外周に、供給口７から供給された汚泥を排出口８へ送る主スクリュー羽根９と副スクリュー羽根１０とが設けられ、主スクリュー羽根９は、所定ピッチＰで、スクリュー軸３の供給口側端部から排出口側端部にわたり設けられ、副スクリュー羽根１０は、主スクリュー羽根９と同ピッチＰで且つ円周方向に１８０°位相をずらして、スクリュー軸３の供給口側端部と排出口側端部との間の中間部から排出口側端部にわたり設けられ、副スクリュー羽根１０に複数の切欠部１１が形成されている。【選択図】  図１
2004195524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過筒内に回転自在なスクリュー軸が設けられ、上記スクリュー軸の外周に、供給口から濾過筒内に供給された被圧搾物を排出口へ送る主スクリュー羽根と副スクリュー羽根とが設けられ、上記主スクリュー羽根は所定ピッチでスクリュー軸に巻回され、上記副スクリュー羽根は主スクリュー羽根に対して円周方向に位相をずらせてスクリュー軸に巻回され、上記主スクリュー羽根と副スクリュー羽根とのいずれかに、切欠部が形成されていることを特徴とするスクリュープレス。
【請求項２】
主スクリュー羽根は供給口側端部から排出口側端部にわたって設けられ、副スクリュー羽根は、主スクリュー羽根と同ピッチであり、且つ、供給口側端部と排出口側端部との間の中途部から排出口側端部にわたって設けられ、切欠部は上記副スクリュー羽根に形成されていることを特徴とする請求項１記載のスクリュープレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水汚泥や工業排水汚泥等の被圧搾物を圧搾して脱水するスクリュープレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスクリュープレスとしては、螺旋翼を二条巻回したものがある。すなわち、図５に示すように、外筒３５（濾過筒）内に回転自在な送り軸３６（スクリュー軸）が同心状に支架され、外筒３５の一端に、汚泥を供給するホッパー３７が設けられ、外筒３５の他端に、脱水された汚泥を排出する排出口３８が形成されている。
【０００３】
また、上記外筒３５には、汚泥から脱水分離された脱水濾液を排出する複数の脱水濾液排出孔４１，４２が形成されており、外筒３５の一端部から一定の範囲が濾過ゾーンＡとして設定され、残りの範囲（すなわち濾過ゾーンＡと排出口３８との間の範囲）が圧搾ゾーンＢとして設定されている。上記濾過ゾーンＡにおいては、汚泥を主に重力濾過（低圧濾過）によって脱水し、上記圧搾ゾーンＢにおいては、汚泥を主に圧搾（高圧濾過）によって脱水するため、通常、濾過ゾーンＡにおける脱水濾液排出孔４１の直径は、圧搾ゾーンＢにおける脱水濾液排出孔４２の直径よりも大きく形成されている。
【０００４】
また、上記送り軸３６の外周には、ホッパー３７から外筒３５内に供給された汚泥を排出口３８へ送る二条の螺旋翼３９，４０（スクリュー羽根）が設けられている。これら第１および第２の螺旋翼３９，４０は、共に、送り軸３６の始端部から終端部にわたって設けられている。また、第２の螺旋翼４０は、第１の螺旋翼３９と同ピッチＰであり、第１の螺旋翼３９に対して円周方向に位相が１８０°ずれている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
これによると、送り軸３６を回転し、汚泥をホッパー３７から外筒３５内に供給することによって、上記汚泥は、送り軸３６と一体に回転する第１および第２の螺旋翼３９，４０で搬送されながら圧搾されて脱水され、ケーキとして排出口３８から排出される。
【０００６】
このような脱水の際、二条に設けた螺旋翼３９，４０を用いることにより、一条の螺旋翼のみを用いた場合に比べて、汚泥に対する螺旋翼面の加圧面積が増大し、これにより、汚泥に対する圧密力が増加するため、排出口３８から排出されるケーキの含水率が低下する。
【０００７】
また、送り軸３６に対する第１および第２の螺旋翼３９，４０のそれぞれのピッチは、一条の螺旋翼のみを設けた場合と同じピッチ（＝Ｐ）であるため、二条に設けた螺旋翼３９，４０を用いた場合の汚泥の搬送能力（汚泥の処理能力）は、一条の螺旋翼のみを設けた場合の搬送能力とほぼ同じになり、搬送能力が低下することはない。
【０００８】
【特許文献１】
実開平５−１３６９３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、外筒３５内に供給された汚泥は第１および第２の螺旋翼３９，４０の前面３９ａ，４０ａによって排出口３８に向けて押圧されるため、両螺旋翼３９，４０の前面３９ａ，４０ａ側にある汚泥が後面３９ｂ，４０ｂ側にある汚泥よりも強く圧搾され、これにより、両螺旋翼３９，４０の前面３９ａ，４０ａに低水分のケーキが形成されるのに対して、両螺旋翼３９，４０の後面３９ｂ，４０ｂには高水分のケーキが形成され、この状態で排出口３８から排出される。このように、第１および第２の螺旋翼３９，４０の前面３９ａ，４０ａと後面３９ｂ，４０ｂでのケーキ含水率に差が生じ、このため、排出口３８から排出されたケーキの含水率が不安定になるといった問題がある。
【００１０】
また、第２の螺旋翼４０が送り軸３６の始端部付近にも設けられているため、送り軸３６の始端部付近すなわち上記濾過ゾーンＡにおける汚泥の圧搾力が増大し、濾過ゾーンＡにおける汚泥の含水率が初期濾過に適した含水率レベルよりも過剰に低下してしまう。さらに、濾過ゾーンＡの脱水濾液排出孔４１は圧搾ゾーンＢの脱水濾液排出孔４２よりも大口径であるため、上記のような汚泥の圧搾力の増大によって上記脱水濾液排出孔４１から漏出する汚泥量が増加し、ＳＳ回収率が大幅に低下してしまうといった問題もある。
【００１１】
本発明は、排出口から排出される被圧搾物のケーキの含水率を、従来よりも安定させ、さらに低下させることが可能なスクリュープレスを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明のスクリュープレスは、濾過筒内に回転自在なスクリュー軸が設けられ、上記スクリュー軸の外周に、供給口から濾過筒内に供給された被圧搾物を排出口へ送る主スクリュー羽根と副スクリュー羽根とが設けられ、上記主スクリュー羽根は所定ピッチでスクリュー軸に巻回され、上記副スクリュー羽根は主スクリュー羽根に対して円周方向に位相をずらせてスクリュー軸に巻回され、上記主スクリュー羽根と副スクリュー羽根とのいずれかに、切欠部が形成されているものである。
【００１３】
これによると、スクリュー軸を回転し、被圧搾物を供給口から濾過筒内に供給することによって、上記被圧搾物は、スクリュー軸と一体に回転する主スクリュー羽根と副スクリュー羽根とで搬送されながら圧搾されて脱水され、排出口から排出される。
【００１４】
この際、切欠部を備えたスクリュー羽根（すなわち主スクリュー羽根と副スクリュー羽根とのいずれか）の前面（排出口側に向いた面）の低水分の固いケーキが、切欠部を通って上記スクリュー羽根の後面（供給口側に向いた面）へ送られ、上記スクリュー羽根の後面の高水分のケーキと混合される。このため、上記切欠部を備えたスクリュー羽根の前面と後面でのケーキ含水率の差が減少し、排出口から排出されるケーキの含水率が安定する。
【００１５】
さらに、スクリュー軸が回転した際、切欠部の回転方向に向いた端面が汚泥に剪断力を加えるため、ケーキの含水率をより一層低下させることができる。
また、本第２発明のスクリュープレスは、主スクリュー羽根は供給口側端部から排出口側端部にわたって設けられ、副スクリュー羽根は、主スクリュー羽根と同ピッチであり、且つ、供給口側端部と排出口側端部との間の中途部から排出口側端部にわたって設けられ、切欠部は上記副スクリュー羽根に形成されているものである。
【００１６】
これによると、主スクリュー羽根のみが設けられている範囲では、汚泥に対するスクリュー羽根面の加圧面積が増加しないため、汚泥に過大な圧密力がかからず、したがって、ケーキの含水率が過剰に低下することがない。このため、スクリュー軸の始端部（すなわち供給口側端部）付近における汚泥の漏出量が増加することはなく、従来のようにＳＳ回収率が大幅に低下するといった不具合を防止することができる。
【００１７】
また、主スクリュー羽根と副スクリュー羽根とを共に設けた範囲では、汚泥に対するスクリュー羽根面の加圧面積が、主スクリュー羽根のみを設けた範囲と比較して、増加している。このため、汚泥にかかる圧密力が増大し、排出口から排出されるケーキの含水率を低下させることができる。
【００１８】
また、脱水時、上記主スクリュー羽根と副スクリュー羽根とが共に設けられている範囲では、副スクリュー羽根の前面（排出口側に向いた面）の低水分の固いケーキが、切欠部を通って副スクリュー羽根の後面（供給口側に向いた面）へ送られ、副スクリュー羽根の後面の高水分のケーキと混合される。このため、上記副スクリュー羽根の前面と後面でのケーキ含水率の差が減少し、排出口から排出されるケーキの含水率が安定する。
【００１９】
さらに、切欠部を副スクリュー羽根に形成しているため、上記切欠部の形成箇所における被圧搾物は、切欠部を挟んで供給口側と排出口側とで対向する主スクリュー羽根の１ピッチ分の長さの空間内で圧搾される。これにより、上記切欠部の形成箇所における圧搾効率は、主スクリュー羽根のみが設けられている場合の圧搾効率と同等になり、切欠部の形成によって圧搾効率が低下することはない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
１は、被圧搾物の一例である汚泥を圧搾して脱水するスクリュープレスであり、次のように構成されている。
【００２１】
水平方向に配置された円筒状の濾過筒２の内部には、回転自在なスクリュー軸３が同心状に挿入されている。上記スクリュー軸３は、供給側が小口径でかつ排出側が大口径となるテーパー状に形成され、モータ１２等の駆動装置によって回転駆動される。
【００２２】
上記スクリュー軸３の一端には、汚泥を濾過筒２内へ供給する供給管６が継ぎ手（図示せず）を介して接続されている。また、スクリュー軸３の一端部には、スクリュー軸３の外周面に開口しかつ上記供給管６内に連通する供給口７が形成されている。さらに、濾過筒２の他端には、脱水された汚泥を濾過筒２内から排出する排出口８が形成されている。
【００２３】
上記スクリュー軸３の外周には、供給口７から濾過筒２の一端部内に供給された汚泥を濾過筒２の他端部の排出口８へ送る主スクリュー羽根９と副スクリュー羽根１０とが巻回されている。上記主スクリュー羽根９は、スクリュー軸３の供給口側端部から排出口側端部にわたって所定ピッチＰで設けられている。また、上記副スクリュー羽根１０は、スクリュー軸３の供給口側端部と排出口側端部との間の中間部から排出口側端部にわたって上記主スクリュー羽根９と同ピッチＰで設けられ、且つ、上記主スクリュー羽根９に対して円周方向に位相が１８０°ずれている。これにより、主スクリュー羽根９と副スクリュー羽根１０との間隔はＰ／２となる。
【００２４】
また、上記副スクリュー羽根１０には、複数の切欠部１１が形成されている。これら切欠部１１の数は副スクリュー羽根１０の一巻き当りにおいて２〜４箇所程度に設定されており、図３は切欠部１１を２箇所形成した場合を示し、図４は切欠部１１を４箇所形成した場合を示している。また、スクリュー軸３の軸線３ａを中心とした各切欠部１１の中心角度αは３０〜９０°程度に設定されている。
【００２５】
上記濾過筒２には、汚泥から脱水分離された脱水濾液を排出する複数の脱水濾液排出孔１４，１５が形成されている。また、図１に示すように、上記主スクリュー羽根９のみが設けられている範囲を濾過ゾーンＡとし、主スクリュー羽根９と副スクリュー羽根１０とが共に設けられている範囲を圧搾ゾーンＢとすると、上記濾過ゾーンＡ内に形成された脱水濾液排出孔１４の直径は圧搾ゾーンＢ内に形成された脱水濾液排出孔１５の直径よりも大きく形成されている。これにより、上記濾過ゾーンＡでは、圧搾の圧力は低いが有効濾過面積は大きくなり、圧搾ゾーンＢでは、圧搾の圧力は高いが有効濾過面積は小さくなる。
【００２６】
また、上記排出口８には、この排出口８に対向したテーパー面を有する背圧板１７が配置されており、この背圧板１７は複数のシリンダー装置１８によって排出口８に向けて出退自在に構成され、排出口８に対向して作用させる圧力を調整することにより圧搾力（脱水力）を制御する。
【００２７】
以下、上記構成における作用を説明する。
モータ１２でスクリュー軸３を回転し、汚泥を供給口７から濾過筒２内に供給することによって、上記汚泥は、スクリュー軸３と一体に回転する主スクリュー羽根９と副スクリュー羽根１０とによって搬送されながら圧搾されて脱水され、ケーキとして排出口８から排出される。
【００２８】
この際、先ず、濾過ゾーンＡの範囲内で、汚泥は、主スクリュー羽根９のみによって搬送されながら、上記軸線３ａの方向において主スクリュー羽根９の１ピッチＰ分の長さの空間内で圧搾される。この場合、脱水濾液排出孔１４が大口径であるため、圧搾の圧力は低いが有効濾過面積が大きくなり、したがって、汚泥は、主に重力濾過によって脱水され、脱水濾液は脱水濾液排出孔１４から排出される。
【００２９】
尚、上記濾過ゾーンＡの範囲においては、副スクリュー羽根１０を設けていないため、汚泥に対する加圧面積は主スクリュー羽根９のみとなり、汚泥に過大な圧密力がかからない。これにより、ケーキの含水率が過剰に低下することがなく、したがって、スクリュー軸３の始端部（すなわち供給口７側端部）付近における汚泥の漏出量が増加することはなく、従来のようにＳＳ回収率が大幅に低下するといった不具合を防止することができる。
【００３０】
その後、圧搾ゾーンＢの範囲内で、汚泥は、主スクリュー羽根９と副スクリュー羽根１０とによって搬送されながら、主スクリュー羽根９と副スクリュー羽根１０との間の空間内で圧搾される。この際、脱水濾液排出孔１５が小口径であるため、有効濾過面積は小さいが圧搾の圧力がより一層高くなり、汚泥は主に圧搾によって脱水され、脱水濾液は脱水濾液排出孔１５から排出される。この場合、主スクリュー羽根９の１ピッチＰ分の長さの空間内の汚泥に対して圧密を行う加圧面積は、副スクリュー羽根１０を設けたことにより増加するため、汚泥にかかる圧搾力が増大し、排出口８から排出されるケーキの含水率を低下させることができる。
【００３１】
また、上記圧搾ゾーンＢの範囲内では、図２の矢印イで示すように、副スクリュー羽根１０の前面１０ａ（排出口８側に向いた面）の低水分の固いケーキが、切欠部１１を通って副スクリュー羽根１０の後面１０ｂ（供給口７側に向いた面）へ送られ、上記後面１０ｂの高水分のケーキと混合される。このため、副スクリュー羽根１０の前面１０ａと後面１０ｂでのケーキ含水率の差が減少し、これにより、排出口８から排出されるケーキの含水率が従来よりも安定し、また、ケーキがスクリュー軸３と共回りしてしまうのを防止することができ、排出口８からのケーキの排出量が安定する。
【００３２】
さらに、上記切欠部１１の形成箇所では、汚泥は、上記切欠部１１を挟んで供給口７側と排出口８側とで対向する主スクリュー羽根９の１ピッチＰ分の長さの空間内で圧搾される。このため、切欠部１１の形成によって圧搾効率が低下することはない。
【００３３】
また、スクリュー軸３が回転した際、切欠部１１の回転方向に向いた端面が、上記軸線３ａに直交する断面に沿った剪断力を汚泥に加えるため、ケーキ含水率をより一層低下させることができる。
【００３４】
上記実施の形態では、スクリュー軸３に二条のスクリュー羽根（すなわち、一条の主スクリュー羽根９と一条の副スクリュー羽根１０）を巻回したが、副スクリュー羽根１０を複数条設けて、三条以上の複数条のスクリュー羽根を巻回してもよい。
【００３５】
上記実施の形態では、副スクリュー羽根１０をスクリュー軸３の供給口側端部と排出口側端部との間の中間部から排出口側端部にわたって設けたが、主スクリュー羽根９と同様に、スクリュー軸３の供給口側端部から排出口側端部にわたって設けてもよい。この場合、切欠部１１を主スクリュー羽根９に形成してもよい。
【００３６】
上記実施の形態では、切欠部１１を副スクリュー羽根１０に形成しているが、圧搾ゾーンＢの範囲内において、切欠部１１を主スクリュー羽根９に形成してもよい。
【００３７】
上記実施の形態では、図１に示すように、供給口７をスクリュー軸３の一端部に形成しているが、濾過筒２の一端部に形成してもよい。
上記実施の形態では、図３，図４に示すように、切欠部１１を一巻き当り２箇所又は４箇所形成しているが、これ以外の複数箇所又は１箇所のみ形成してもよい。
【００３８】
上記実施の形態では、被圧搾物の一例として汚泥を挙げたが、汚泥に限定されるものではない。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本第１発明によると、被圧搾物を濾過筒内に供給して脱水している際、切欠部を備えたスクリュー羽根の前面と後面でのケーキ含水率の差が減少し、排出口から排出されるケーキの含水率が安定する。
【００４０】
さらに、スクリュー軸が回転した際、切欠部の回転方向に向いた端面が汚泥に剪断力を加えるため、ケーキの含水率をより一層低下させることができる。
また、本第２発明によると、被圧搾物を濾過筒内に供給して脱水している際、副スクリュー羽根の前面と後面でのケーキ含水率の差が減少し、排出口から排出されるケーキの含水率が安定する。
【００４１】
さらに、主スクリュー羽根のみが設けられている範囲では、汚泥に対するスクリュー羽根面の加圧面積が増加しないため、汚泥に過大な圧密力がかからず、したがって、ケーキの含水率が過剰に低下することがない。このため、スクリュー軸の始端部（すなわち供給口側端部）付近における汚泥の漏出量が増加することはなく、従来のようにＳＳ回収率が大幅に低下するといった不具合を防止することができる。
【００４２】
また、主スクリュー羽根と副スクリュー羽根とを共に設けた範囲では、汚泥に対するスクリュー羽根面の加圧面積が、主スクリュー羽根のみを設けた範囲と比較して、増加している。このため、汚泥にかかる圧密力が増大し、排出口から排出されるケーキの含水率を低下させることができる。
【００４３】
さらに、副スクリュー羽根の切欠部の形成箇所では、被圧搾物は、切欠部を挟んで供給口側と排出口側とで対向する主スクリュー羽根の１ピッチ分の長さの空間内で圧搾される。このため、切欠部の形成によって圧搾効率が低下することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるスクリュープレスの図である。
【図２】同、スクリュープレスの副スクリュー羽根の切欠部形成箇所の拡大図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ矢視図であり、切欠部を２箇所形成した場合を示す。
【図４】同、スクリュープレスの切欠部を４箇所形成した場合の図である。
【図５】従来のスクリュープレスの図である。
【符号の説明】
１    スクリュープレス
２    濾過筒
３    スクリュー軸
７    供給口
８    排出口
９    主スクリュー羽根
１０    副スクリュー羽根
１１    切欠部
Ｐ    ピッチ
【図１】
2004195524.tif 000003
【図２】
2004195524.tif 000004
【図３】
2004195524.tif 000005
【図４】
2004195524.tif 000006
【図５】
2004195524.tif 000007