(57)【要約】【課題】脱水率の良好なスクリュー式脱水機を提供する。【解決手段】螺旋状に連続するスクリュー羽根を有するスクリュー４を回転自在に収納しているドラムスクリーン３が所定ピッチを空けて相互に平行に配列されたワイヤー１２によって形成されたスクリュー式脱水機であって、前記ワイヤー１２が断面角形状に形成されるとともに、各ワイヤー１２の前記ドラムスクリーン３の内周に露出する面１２Ａが、前記ドラムスクリーン３の軸線方向に対して所定角度で傾斜している。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に連続するスクリュー羽根を有するスクリューを回転自在に収納しているドラムスクリーンが所定ピッチを空けて相互に平行に配列されたワイヤーによって形成されたスクリュー式脱水機において、
前記ワイヤーが断面角形状に形成されるとともに、各ワイヤーの前記ドラムスクリーンの内周に露出する面が、前記ドラムスクリーンの軸線方向に対して所定角度で傾斜していることを特徴とするスクリュー式脱水機。
【請求項２】
前記ドラムスクリーンが、前記スクリュー羽根の先端より更に前方に延びている先端部を有し、その先端部を形成している前記ワイヤーが前記ドラムスクリーンの内周に露出する面を前記ドラムスクリーンの軸線方向に対して所定角度で傾斜させて配置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】
螺旋状に連続するスクリュー羽根を有するスクリューを回転自在に収納しているドラムスクリーンが所定ピッチを空けて相互に平行に配列されたワイヤーによって形成されたスクリュー式脱水機において、
前記ドラムスクリーンの排出側の部分が、軸線方向に対して交差する方向に湾曲して巻かれた前記ワイヤーによって円筒状形成されるとともに、そのワイヤーの巻き半径が、所定ピッチ毎に大小に異なっていることを特徴とするスクリュー式脱水機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、含水率の高いスラッジあるいはスラリーなどの被処理物を脱水するスクリュー式脱水機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、スラッジあるいはスラリーなどの被処理物の含水率を下げる脱水機として、スクリュー式のものが知られている。この種のスクリュー式脱水機では、例えばスクリューを円筒状のスクリーンの内部に保持し、ホッパーから投入した被処理物をスクリューによって搬送しつつ、脱水するように構成されている。すなわち、被処理物に螺旋運動を与えるので、その運動の過程で圧搾力が作用し、被処理物が搾られて水分が除去される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のスクリュー式脱水機では、被処理物に作用する圧搾力が、被処理物の運動方向の変化による抵抗力やスクリューを収容しているスクリーンの内面との間の摩擦力に起因するものに限られるので、必ずしも充分には圧搾力が生じず、脱水率を向上させる点で未だ改善する余地があった。
【０００４】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、脱水率を従来以上に向上させることの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ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、螺旋状に連続するスクリュー羽根を有するスクリューを回転自在に収納しているドラムスクリーンが所定ピッチを空けて相互に平行に配列されたワイヤーによって形成されたスクリュー式脱水機において、前記ワイヤーが断面角形状に形成されるとともに、各ワイヤーの前記ドラムスクリーンの内周に露出する面が、前記ドラムスクリーンの軸線方向に対して所定角度で傾斜していることを特徴とするものである。
【０００６】
したがって請求項１の発明では、スクリュー羽根が回転することにより被処理物がドラムスクリーンの内部を螺旋運動しつつ前進させられ、その過程で作用する押圧力により被処理物が搾られ、脱水される。特に、被処理物の前進方向に対して前記ワイヤーの面が対向した状態となるので、被処理物に対してその前進を阻止する方向に向けてワイヤーから反力が作用し、その結果、被処理物が更に積極的に圧搾され、脱水される。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ドラムスクリーンが、前記スクリュー羽根の先端より更に前方に延びている先端部を有し、その先端部を形成している前記ワイヤーが前記ドラムスクリーンの内周に露出する面を前記ドラムスクリーンの軸線方向に対して所定角度で傾斜させて配置されていることを特徴とするスクリュー式脱水機である。
【０００８】
したがって請求項２の発明では、スクリュー羽根の先端側に押し出された被処理物が後続の被処理物によって更に押されて前進する。その被処理物に対して、ドラムスクリーンの先端部を形成しているワイヤーの面が対向するように配置されているので、被処理物の前進を阻止する方向に抵抗力が生じ、その結果、被処理物に対して更に圧搾力が作用する。そのために、被処理物が更に搾られてその脱水率が高くなる。
【０００９】
さらに、請求項３の発明は、螺旋状に連続するスクリュー羽根を有するスクリューを回転自在に収納しているドラムスクリーンが所定ピッチを空けて相互に平行に配列されたワイヤーによって形成されたスクリュー式脱水機において、前記ドラムスクリーンの排出側の部分が、軸線方向に対して交差する方向に湾曲して巻かれた前記ワイヤーによって円筒状形成されるとともに、そのワイヤーの巻き半径が、所定ピッチ毎に大小に異なっていることを特徴とするものである。
【００１０】
したがって請求項３の発明では、スクリュー羽根が回転することにより被処理物がドラムスクリーンの内部を螺旋運動しつつ前進させられ、その過程で作用する押圧力により被処理物が搾られ、脱水される。特に、ドラムスクリーンの排出側では、内周側に突出して配置されたワイヤーが被処理物の前進方向に対して対向した状態となるので、被処理物に対してその前進を阻止する方向に向けてワイヤーから反力が作用し、その結果、被処理物が更に積極的に圧搾され、脱水される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は、この発明の一例を示す縦断側面図であって、ここに示すスクリュー式脱水機１は、ユニットケーシング２とその内部にほぼ水平に設置した円筒状のドラムスクリーン３とを備え、そのドラムスクリーン３の中心軸線に沿ってスクリュー４が回転自在に配置されている。
【００１２】
そのスクリュー４は、円筒状のシャフト５の外周にスクリュー羽根６を一体に設けたものであって、そのスクリュー羽根６は、シャフト５の軸線方向での中間部に設けられており、中心軸線に対して所定の角度で傾斜した状態、すなわち所定のリード角を付与してシャフト５に一体化されている。なお、図に示す例では、左ネジと同様のリード角が設定されている。
【００１３】
シャフト５の基端部（図１での左側端部）には、撹拌羽根７が一体に設けられており、投入された被処理物を撹拌して分散させつつ、スクリュー羽根６側に移動させるようになっている。また、シャフト５の先端側（図１の右側）に所定の長さを残してスクリュー羽根６が終了しており、したがってシャフト５の先端部がそのまま露出している。
【００１４】
ユニットケーシング２には、被処理物を投入するホッパー８が設けられている。すなわち前述した撹拌羽根７に対応する箇所である図１の左側の端部にホッパー８が設けられており、その内部には被処理物の落下を促進するための振動板９が配置されている。この振動板９は、被処理物を加振して、被処理物の架橋現象（ブリッジング）を阻止するためのものであり、図示しないバイブレータに連結されている。
【００１５】
また、ユニットケーシング２のホッパー８側の端部に設けられた端板を貫通して駆動軸１０が設けられ、その駆動軸１０が前記スクリュー４に連結されている。さらに、その駆動軸１０は、図示しないギヤードモータが連結されており、そのギヤードモータによってスクリュー４を回転させるようになっている。そして、ユニットケーシング２の長手方向での中央部の下側に、排水孔１１が設けられている。
【００１６】
前記ドラムスクリーン３は、前記スクリュー羽根６の外周側に対応する部分とそれより先端側の部分との二分割構造となっている。すなわちスクリュー羽根６の外周側に対応するいわゆる本体部分３Ａは、軸線方向に向けた多数のウェッジワイヤー１２を、互いに所定の間隔を空けて円筒状に配列して構成されている。その円筒部分の内径は、スクリュー羽根６の外径とほぼ等しく、したがってスクリュー羽根６の外周端がドラムスクリーン３に接触せず、しかも特には隙間を空けずに、スクリュー羽根６が回転するようになっている。
【００１７】
なお、ウェッジワイヤー１２は断面がほぼ三角形状をなす公知の構造のものであって、各ウェッジワイヤー１２はその三角形状の所定の頂点を外周側に位置させた姿勢に揃えて円筒状に配列されている。したがって各ウェッジワイヤー１２同士の隙間から水分のみを排出させ、かつ各ウェッジワイヤー１２同士の間の隙間の間隔が、外周側で拡がっているので、目詰まりしにくい構造となっている。
【００１８】
ドラムスクリーン３の本体部分３Ａが、ウェッジワイヤー１２を軸線方向に配列して構成されているのに対して、排出側の先端部３Ｂは、図２に示すように、多数本のウェッジワイヤー１２を互いに間隔を空けて螺旋状に湾曲させて円筒状に巻くことにより構成されている。その螺旋の向きは、前記スクリュー羽根６と同様であり、左ネジの向きになっている。これは、前記スクリュー４の回転方向と反対方向のリード角を設定した構造である。
【００１９】
さらに、ドラムスクリーン３の先端部３Ｂを構成している各ウェッジワイヤー１２は、いわゆる捻った状態に配置されている。より具体的には、図３に示すように、各ウェッジワイヤー１２は断面形状が三角形をなしており、その三角形のいずれかの辺（ウェッジワイヤー１２のいずれかの外面）がドラムスクリーン３の内周側に露出させられており、そのドラムスクリーン３の内周側に露出させられた面１２Ａが、被処理物の前進方向で後ろ側を向くように、すなわち軸線方向に押される被処理物にその前進方向で対向する方向を向くように、軸線方向に対して傾斜させられている。
【００２０】
このドラムスクリーン３を構成しているウェッジワイヤー１２は、例えば鋼材からなるリング（図示せず）の内周に取り付けて円筒状に保持されている。また、そのドラムスクリーン３はその基端部と先端部ならびに中間部の複数箇所とをユニットケーシング２の内面に固定することによりほぼ水平に配置されている。
【００２１】
ドラムスクリーン３の先端部（図１の右側端部）は開口しており、その先端側にテーパー状のエンドプレート１３が配置されている。そのエンドプレート１３は、ユニットケーシング２から延びるロッド１４によって保持されており、その中心部に前記スクリュー４のシャフト５を回転自在に嵌合させることにより、シャフト５の先端部を支持している。このエンドプレート１３とドラムスクリーン３の先端との間に隙間が開いており、ここに排出口１５が形成されている。
【００２２】
つぎに上記のスクリュー式脱水機の作用について説明する。スクリュー４を回転させ、かつ前記振動板９を加振している状態で、ホッパー８から被処理物を連続して投入する。その被処理物は例えば牛舎や養豚場などから排出されるスラッジであり、振動板９によって加振されつつ、もしくは直接落下する。スクリュー４の基端部に撹拌羽根７が取り付けられているので、被処理物は固まりを分断した状態に撹拌され、かつスクリュー羽根６側に移動させられる。
【００２３】
スクリュー４は、そのスクリュー羽根６の螺旋方向とは反対方向（図に示す例では右方向）に回転させられており、したがって被処理物に対して軸線方向に向けた推進力が作用し、被処理物が排出孔１５に向けて押される。その過程で被処理物には、スクリュー羽根６が螺旋状に湾曲していることによる圧縮力や、撹拌による圧縮力、ドラムスクリーン３との間の摩擦力に起因する圧縮力などの荷重が圧搾力として作用し、さらには自重による圧搾力が作用するので、被処理物は次第に絞られて水分が除かれる。なお、被処理物から絞り出された水分は、ウェッジワイヤー１２の間を通って落下し、ユニットケーシング２の排水孔１１から排出される。
【００２４】
ドラムスクリーン３の本体部分３Ａを通過して先端部３Ｂに押し出された被処理物は最早、スクリュー羽根６による撹拌作用や推進作用を受けないが、後続の被処理物によって排出口１５に向けて押される。その被処理物が接触しているドラムスクリーン３の先端部３Ｂでは、前述したように、ウェッジワイヤー１２を螺旋状に巻き、かつその螺旋の方向をスクリュー羽根６の回転方向とは反対方向に設定してあり、しかも各ウェッジワイヤー１２がいわゆる捻られた状態であってドラムスクリーン３の内周側に露出する面１２Ａが軸線方向で後方側（図１および図２の左方向）に向けて傾斜している。言い換えれば、前記先端部３Ｂの内周面は平坦面でなく、多数の凹凸が形成された状態となっている。そのため、軸線方向に向けて前進する被処理物に対してウェッジワイヤー１２の前記面１２Ａからその前進を阻害する方向に反力が生じる。いわゆるウェッジワイヤー１２によるブレーキング作用である。
【００２５】
そのため、後続の被処理物による推進力とウェッジワイヤー１２の前記面１２Ａによる抵抗力とによって被処理物に対して更に圧搾力が作用し、被処理物から水分が搾り出される。その結果、被処理物の脱水率が更に高くなる。なお、ドラムスクリーン３の先端部にテーパー状の前記エンドプレート１３が配置されているので、被処理物に対してそのエンドプレート１３による抵抗力が作用するから、ここでも被処理物に対して圧搾力が生じる。
【００２６】
なお、上記の具体例では、断面形状が三角形のウェッジワイヤー１２を使用した例を示したが、この発明におけるドラムスクリーンを構成するワイヤーは、四角形などの他の角形断面のものであってもよい。また、上記の具体例では、ドラムスクリーンの先端部分のみのウェッジワイヤーをいわゆる捻った状態としたが、この発明では、ドラムスクリーンの全体を前記先端部と同様に、螺旋状に湾曲して巻かれ、かつ捻った状態の角形断面ワイヤーによって構成してもよい。
【００２７】
さらにこの発明では、ドラムスクリーンの先端部を、円形断面のワイヤーによって構成することができる。その場合、各ワイヤーの円筒状の巻き半径を異ならせることにより、ドラムスクリーンの内周面にいわゆる凹凸を設けた構成とすることが好ましい。図４にその一例を示してあり、ここに示す例は、断面円形のワイヤー１６によってドラムスクリーン３の先端部３Ｂが形成されており、これらのワイヤー１６は螺旋状に湾曲させられて全体として円筒状に配置されている。また、互いに隣接するワイヤー１６の巻き半径（ドラムスクリーン３の中心軸線からの距離）が交互に大小に異なっており、巻き半径の小さいワイヤー１６がドラムスクリーン３の内周側に突出した状態となっている。
【００２８】
これに対して図５に示す例は、全体として円筒状をなすように湾曲させられて配置された断面円形のワイヤー１６の巻き半径が等しいものの、隣接するワイヤー１６が半径方向に交互にずらされている。その結果、各ワイヤー１６の内周端の抱絡線として把握できるドラムスクリーン３の内周面が螺旋状にうねっており、したがって軸線方向には凹凸状態となっている。
【００２９】
これら図４あるいは図５に示すようにドラムスクリーン３の先端部３Ｂを構成した場合には、軸線方向に押されて前進する被処理物が、内周側に突出して位置するワイヤー１６に衝突してその前進を阻害されるようになるので、被処理物に対して抵抗力が作用する。そのため、前述した具体例と同様に、被処理物にはこれを前進させる方向の押圧力と、その前進を阻む方向の抵抗力とが作用し、これが被処理物に対する圧搾力となるので、被処理物が更に搾られてその脱水率が向上する。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、ドラムスクリーンを構成しているワイヤーの外面のうちドラムスクリーンの内周に露出する面が、被処理物の前進方向に対して対向した状態となるので、被処理物に対してその前進を阻止する方向に向けてワイヤーから反力が作用し、その結果、被処理物を更に積極的に圧搾することができ、そのため脱水機全体として脱水効率を向上させることができる。
【００３１】
また、請求項２の発明によれば、スクリュー羽根の先端側に押し出された被処理物が後続の被処理物によって更に押されて前進し、その被処理物に対して、ドラムスクリーンの先端部を形成しているワイヤーの面が対向するように配置されているので、被処理物の前進を阻止する方向に抵抗力が生じ、その結果、被処理物を更に圧搾して脱水率を向上させることができる。
【００３２】
さらに、請求項３の発明によれば、ドラムスクリーンの排出側で、内周側に突出して配置されたワイヤーが被処理物の前進方向に対して対向した状態となり、被処理物に対してその前進を阻止する方向に向けてワイヤーから反力が作用するから、被処理物を更に積極的に圧搾してその脱水率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のスクリュー式脱水機の一例を示す断面図である。
【図２】そのドラムスクリーンの先端部におけるウェッジワイヤーの配列状態を模式的に示す図である。
【図３】そのドラムスクリーンの先端部においてウェッジワイヤーの一面が軸線方向に対して傾斜していることを示す説明図である。
【図４】この発明のスクリュー式脱水機の他の例におけるドラムスクリーンの先端部を構成するワイヤーの配列状態を概念的に示す部分図である。
【図５】この発明のスクリュー式脱水機の更に他の例におけるドラムスクリーンの先端部を構成するワイヤーの配列状態を概念的に示す部分図である。
【符号の説明】
１…スクリュー式脱水機、  ３…ドラムスクリーン、  ３Ａ…本体部分、  ３Ｂ…先端部、  ４…スクリュー、  ６…スクリュー羽根、  １２…ウェッジワイヤー、  １２Ａ…（ウェッジワイヤーの）面、  １６…ワイヤー。
【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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