(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状体の内部に配置されたスクリューを回転駆動することにより、前記筒状体の軸線方向一端側の入口開口から筒状体の内部に流入した処理対象物を筒状体の軸線方向他端側の出口開口へ向けて移動させると共に、該出口開口側に設けた規制部材によって筒状体の内部から排出される処理対象物の量を規制することにより、筒状体内の処理対象物に加えられる圧力を高め、該筒状体内を移動する処理対象物から分離された濾液を、筒状体に形成された濾液排出間隙を通して筒状体外に排出させ、液体分の減少した処理対象物を筒状体の出口開口から筒状体外へ排出させる固液分離装置において、
前記出口開口近傍の筒状体内に存する処理対象物に外力を加えて、該処理対象物を崩す崩し手段を設け、前記規制部材は、前記スクリューと共に回転するように、該スクリューに対して固定されていて、前記崩し手段は、前記規制部材に固定され、かつ前記筒状体内に突出する突起より成ることを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
前記突起は棒状に形成されている請求項１に記載の固液分離装置。
【請求項３】
筒状体の内部に配置されたスクリューを回転駆動することにより、前記筒状体の軸線方向一端側の入口開口から筒状体の内部に流入した処理対象物を筒状体の軸線方向他端側の出口開口へ向けて移動させると共に、該出口開口側に設けた規制部材によって筒状体の内部から排出される処理対象物の量を規制することにより、筒状体内の処理対象物に加えられる圧力を高め、該筒状体内を移動する処理対象物から分離された濾液を、筒状体に形成された濾液排出間隙を通して筒状体外に排出させ、液体分の減少した処理対象物を筒状体の出口開口から筒状体外へ排出させる固液分離装置において、
前記出口開口近傍の筒状体内に存する処理対象物に外力を加えて、該処理対象物を崩す崩し手段を設け、該崩し手段は、前記スクリューに設けられた突起より成り、該突起は前記筒状体の内部に位置していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項４】
前記突起は、前記スクリューの軸部に固定され、かつ該軸部の半径方向に突出している請求項３に記載の固液分離装置。
【請求項５】
前記筒状体を向いた側の規制部材部分の外径が、処理対象物の移動方向上流側から下流側に向けて漸次大きくなっている請求項１乃至４のいずれかに記載の固液分離装置。
【請求項６】
前記筒状体は、互いに間隔をあけて軸線方向に配列された複数の固定リングと、各固定リングの間に配置された可動リングとを有し、該可動リングの内径が前記スクリューの外径よりも小さく設定されている請求項１乃至５のいずれかに記載の固液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状体の内部に配置されたスクリューを回転駆動することにより、前記筒状体の軸線方向一端側の入口開口から筒状体の内部に流入した処理対象物を筒状体の軸線方向他端側の出口開口へ向けて移動させると共に、該出口開口側に設けた規制部材によって筒状体の内部から排出される処理対象物の量を規制することにより、筒状体内の処理対象物に加えられる圧力を高め、該筒状体内を移動する処理対象物から分離された濾液を、筒状体に形成された濾液排出間隙を通して筒状体外に排出させ、液体分の減少した処理対象物を筒状体の出口開口から筒状体外へ排出させる固液分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多量の液体を含む処理対象物、例えば食品加工排水や下水処理物などの有機系汚泥、或いは切削屑を含む切削油や塗料を含む塗料廃液などの無機系汚泥から液体を分離するために、上記形式の固液分離装置を用いることは従来より周知である（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
ところが、処理対象物の性質によっては、その処理対象物が出口開口近傍の筒状体内で固まり、これがここで詰まってしまい、液体分の減少した処理対象物が筒状体の出口開口から排出されなくなってしまうおそれがある。特に、無機系の処理対象物は、筒状体内で液体が分離されやすいため、液体分の減少した処理対象物が、出口開口近傍の筒状体内で固化し、これが詰まってしまう可能性が高い。このため、従来は、固化しやすい処理対象物を冒頭に記載した形式の固液分離装置によって固液分離することはできなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２２０６００号公報
【特許文献２】特開昭６０−１９０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上述した従来の欠点を軽減できる冒頭に記載した形式の固液分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の固液分離装置において、前記出口開口近傍の筒状体内に存する処理対象物に外力を加えて、該処理対象物を崩す崩し手段を設け、前記規制部材は、前記スクリューと共に回転するように、該スクリューに対して固定されていて、前記崩し手段は、前記規制部材に固定され、かつ前記筒状体内に突出する突起より成ることを特徴とする固液分離装置を提案する（請求項１）。
【０００７】
また、上記請求項１に記載の固液分離装置において、前記突起は棒状に形成されていると有利である（請求項２）。
【０００８】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の固液分離装置において、前記出口開口近傍の筒状体内に存する処理対象物に外力を加えて、該処理対象物を崩す崩し手段を設け、該崩し手段は、前記スクリューに設けられた突起より成り、該突起は前記筒状体の内部に位置していることを特徴とする固液分離装置を提案する（請求項３）。
【０００９】
また、上記請求項３に記載の固液分離装置において、前記突起は、前記スクリューの軸部に固定され、かつ該軸部の半径方向に突出していると有利である（請求項４）。
【００１１】
さらに、上記請求項１乃至４のいずれかに記載の固液分離装置において、前記筒状体を向いた側の規制部材部分の外径が、処理対象物の移動方向上流側から下流側に向けて漸次大きくなっていると有利である（請求項５）。
【００１２】
また、上記請求項１乃至５のいずれかに記載の固液分離装置において、前記筒状体は、互いに間隔をあけて軸線方向に配列された複数の固定リングと、各固定リングの間に配置された可動リングとを有し、該可動リングの内径が前記スクリューの外径よりも小さく設定されていると有利である（請求項６）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、出口開口近傍の筒状体内に存する処理対象物に崩し手段によって外力を加え、その処理対象物を崩すことができるので、処理対象物が筒状体内で固まって、これが詰まってしまう不具合を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００１５】
図１は、多量の液体を含んだ処理対象物の一例である汚泥を脱水し、これを含水率の低下した汚泥と水分とに分離する固液分離装置の一例を示す部分断面図である。ここに示した固液分離装置は、入口部材１、出口部材２、及びその両者の間に配置された固液分離部５，５を有している。入口部材１は一端側に端壁４を有し、他端側が開放された筒状に形成され、その上部に汚泥用の流入口１２が形成されている。入口部材１の下部フランジ１３はステー１４に固定されている。また、出口部材２は、その水平断面がほぼロの字形に形成され、上部と下部が開口し、その下部の開口が、脱水された汚泥が排出される排出口１５を構成している。出口部材２の一方の側壁１６は下方に延び、その下端部がステー１７に固定されている。
【００１６】
本例の固液分離装置は２つの固液分離部５，５を有し、その間に筒状の中間部材３が配置され、その下方に延びるフランジ部１９がステー２０に固定されている。各固液分離部５，５には、図２に示す如き固定リング６が複数個設けられており、これらの固定リング６は、図１、図３及び図４に示すように同心状に配列され、各固定リング６の間にはスペーサ９が挟み込まれ、各固定リング６の耳６ａに形成された孔８とスペーサ９にはボルト１０が挿通されている。この例では４本のボルト１０が用いられ、これらが同一円周上に配列されているが、図１においては、図を判りやすくするため、一部のボルトとスペーサの図示を省略してある。
【００１７】
各ボルト１０は、入口部材１と、中間部材３と、出口部材２の一方の側壁１６にそれぞれ形成された孔を貫通し、その各ボルト１０にナット３２が螺着されて締め付けられている。このように、各固定リング６は、スペーサ９により互いに所定の間隙をあけて、その軸線方向に配列され、かつボルト１０とナット３２とによって互いに一体的に固定され、入口部材１、中間部材３及び出口部材２に対して不動に固定されている。
【００１８】
さらに、各固液分離部５，５には、複数の可動リング３０が設けられ、その各可動リング３０は、各固定リング６の間の間隙にそれぞれ配置されている。図４に示すように、各可動リング３０の厚さＴは、各固定リング間の間隙幅Ｇより小さく設定され、各固定リング６の端面と、これに対向する可動リング３０の端面の間には、例えば０．５乃至１mm程の微小なギャップより成る濾液排出間隙ｇが形成される。かかる濾液排出間隙ｇは、後述するように汚泥から分離された水分、すなわち濾液を通過させるものである。また各可動リング３０の外径Ｄ１は、そのまわりに位置する４個のスペーサ９の内側面により形成される円Ｃ（図２）の径Ｄ２よりも小さく、しかも各固定リング６の内径Ｄ３よりも大きく設定されている。この構成により、各可動リング３０は、各固定リング６の間から離脱することなく、その半径方向に可動となる。
【００１９】
上述のようにして、本例の固液分離装置においては、ボルト１０とナット３２により固定された複数の固定リング６と、複数の可動リング３０と、中間部材３と、出口部材２の側壁１６とによって筒状体２１が構成され、その筒状体２１の入口部材側の開口によって筒状体２１の内部への入口開口３４が構成され、出口部材２の側壁１６に形成された貫通孔によって、筒状体２１の出口開口３５が構成されている。中間部材３を省略し、連続した１つの固液分離部を構成することもできる。
【００２０】
また、筒状体２１の内部には、筒状体２１の軸線方向に延びるスクリュー３１が配置されている。ここに例示したスクリュー３１は、図１、図３及び図４に示すように、軸部２４と、これに固定されたらせん状の羽根２２を有し、その軸部２４の一方の端部が、入口部材１の端壁４に回転自在に支持され、またこの軸部２４の他方の端部は、出口部材２の両側壁１６，３３を貫通して、その側壁３３に回転自在に支持され、側壁３３に固定支持されたモータ２７に連結されている。
【００２１】
次に固液分離装置の作用の詳細を説明しながら、他の構成について明らかにする。
【００２２】
図示していない導管を通して、図１に矢印Ａで示すように、多量の水分を含む汚泥（図示せず）が流入口１２から入口部材１内に流入する。この汚泥は、これに予め混入された凝集剤によってフロック化され、水分中に多数のフロックが浮遊した状態となっている。処理前の汚泥の含水率は、例えば９９重量％程度である。
【００２３】
このとき、スクリュー３１は、モータ２７によってその中心軸線のまわりに回転駆動されており、これにより入口部材１内に流入した汚泥は、筒状体２１の軸線方向一端側の入口開口３４から、その筒状体２１の内部に流入する。筒状体２１内に流入した多量の水分を含む汚泥は、スクリュー３１がその中心軸線のまわりに回転駆動されることにより、筒状体２１の軸線方向他端側の出口開口３５へ向けて移動する。このように、汚泥が筒状体２１の内部を移動するとき、汚泥中から分離された水分、すなわち濾液が各固定リング６と可動リング３０との間の微小ギャップより成る濾液排出間隙ｇを通して筒状体外に排出される。図１に矢印Ｃ１，Ｃ２で示すように、筒状体２１から流下した濾液は、前述の各ステーに固定された第１及び第２受皿３６，３７のそれぞれに受け止められ、その各排出口３８，３９を通して排出される。この水分中には未だ固形分が多少含まれているので、再度、他の汚泥と共に脱水処理される。
【００２４】
汚泥の水分と固形分を分離する際、各固定リング６と可動リング３０との間の濾液排出間隙ｇに固形分の一部がわずかに入り込むことは避けられず、これを放置すると、その間隙ｇが目詰まりを起こす。ところが、各固定リング６の間に配置された可動リング３０は、その半径方向に可動であるため、各可動リング３０の端面が、これに対向する固定リング６の端面に対して運動し、この掻動作用によって濾液排出間隙ｇに入り込んだ固形分を、該間隙ｇから効率よく排出させることができる。その際、図４に示す如くスクリュー３１の外径Ｄ４は、その回転が阻害されないように、固定リング６の内径Ｄ３よりもわずかに小なる大きさに設定されるが、可動リング３０の内径Ｄ５よりも大きく設定されている。可動リング３０の内径Ｄ５がスクリュー３１の外径Ｄ４よりも小さく設定されているのである。これにより、スクリュー３１の回転によって、各可動リング３０は、スクリュー３１から外力を受け、固定リング６に対して積極的に相対運動し、間隙ｇに対するクリーニング効率を高めることができる。
【００２５】
上述のようにして筒状体２１内の汚泥の含水率が下げられ、含水量の減少した汚泥は、筒状体２１の出口開口３５から出口部材２内に排出され、次いでシュータ４２に案内されながら下方に落下して回収される。このようにして脱水処理された後の汚泥の含水率は、例えば８０重量％前後である。
【００２６】
筒状体２１の出口開口３５の側に設けられた規制部材４０は、図１及び図５に示すように、中心部にスクリュー３１の軸部２４が貫通するボス部５０を備え、そのボス部５０がスクリュー３１の軸部２４にねじ５１により固定されている。従って、スクリュー３１が回転すると、規制部材４０もスクリュー３１と共に、その軸部２４の中心軸線のまわりに回転する。規制部材４０は、筒状体２１の出口開口３５をその外側から塞ぐようにして配置され、筒状体２１を向いた側の規制部材部分４１は、筒状体２１の内部に入り込んでいる。図示した例では、規制部材４０が金属又は樹脂などから構成された１つの部片により形成されているが、複数の部片を固定して規制部材４０を構成することもできる。
【００２７】
規制部材４０は上述のように構成されているので、前述の如く筒状体２１内で脱水処理された汚泥は、規制部材４０に案内されながら、出口開口３５から図１及び図５に矢印Ｂで示すように排出される。その際、規制部材４０は出口開口３５を塞ぐように位置しているので、筒状体２１から外部に排出される汚泥の量が制限されて規制され、これによって筒状体２１内の汚泥に加えられる圧力が、その出口開口３５に近づくに従って高められる。これにより、筒状体２１内の汚泥に対する水分の絞り効果が高められ、脱水済みの汚泥の含水率を、前述のように低いものにすることができる。しかも、本例の画像形成装置においては、筒状体２１の入口開口３４よりも、出口開口３５の方が高くなるように、筒状体２１が傾斜し、さらに、スクリュー３１のらせん状の羽根２２のピッチが筒状体２１の入口開口３４の側から出口開口３５に向けて漸次小さくなっているので、より一層確実に筒状体２１内の汚泥に加えられる圧力を、出口開口３５に近づくに従って高めることができる。なお、図４においては、筒状体２１が水平に位置している状態で、その筒状体２１を図示してある。
【００２８】
上述のように、本例の固液分離装置は、筒状体２１の内部に配置されたスクリュー３１を回転駆動することにより、筒状体２１の軸線方向一端側の入口開口３４から筒状体２１の内部に流入した処理対象物を筒状体２１の軸線方向他端側の出口開口３５へ向けて移動させると共に、その出口開口側に設けた規制部材４０によって筒状体２１の内部から排出される処理対象物の量を規制することにより、筒状体２１内の処理対象物に加えられる圧力を高め、その筒状体２１内を移動する処理対象物から分離された濾液を、筒状体２１に形成された濾液排出間隙ｇを通して筒状体２１外に排出させ、液体分の減少した処理対象物を筒状体２１の出口開口３５から筒状体２１外へ排出させるように構成されている。
【００２９】
ところで、上述の固液分離装置においては、その筒状体２１の内部を移動する処理対象物に対して圧力が加えられ、その圧力が、処理対象物の移動方向下流側へ行くに従って高められるので、従来のこの種の固液分離装置によって、固化しやすい処理対象物、例えば無機系の処理対象物を脱水処理すると、その処理対象物が筒状体の出口開口近傍において固まり、その処理対象物がここで詰まってしまうおそれがあった。
【００３０】
そこで、本例の固液分離装置には、出口開口３５の近傍の筒状体２１内に存する処理対象物に外力を加えて、その処理対象物を崩す崩し手段が設けられている。図示した固液分離装置の場合には、規制部材４０が、スクリュー３１と共に回転するように、該スクリュー３１に対して固定されていて、崩し手段は、かかる規制部材４０に設けられている。すなわち、図５及び図６に示すように、崩し手段は、筒状体２１を向いた側の規制部材面４３よりも外方に突出する突起４４により構成されている。崩し手段が、規制部材４０に固定され、かつ筒状体２１内に突出する突起４４より成るのである。突起４４の数は、１本であっても、複数本であってもよい。
【００３１】
突起４４は、ねじ、溶接、かしめ又は接着剤などの適宜な固定手段によって規制部材４０に固定され、その規制部材面４３よりも外方に突出した突起４４の部分は筒状体２１の内部に位置している。
【００３２】
前述のようにスクリュー３１が回転すると、規制部材４０も回転し、これと共に突起４４も回転する。このため、この突起４４が、出口開口３５の近傍の筒状体２１内に存する処理対象物（この例では含水率の低下した汚泥）を撹拌しながら、その処理対象物に対して大きな外力を加える。これにより、その処理対象物が崩され、当該処理対象物が移動しやすい状態となって、図１及び図５に矢印Ｂで示したように、出口開口３５から筒状体外に排出される。このようにして、処理対象物が詰まりやすい無機系の汚泥などから成るときも、その処理対象物が筒状体２１内で詰まる不具合を阻止することができる。
【００３３】
図５に示した突起４４は、棒状に形成されているが、図７に示すように、筒状体を向いた側の規制部材面４３よりも外方に突出するフィン状の突起４４Ａによって崩し手段を構成することもできる。規制部材４０が回転することにより、突起４４Ａを回転させ、これによって筒状体２１内の処理対象物を崩し、その処理対象物が詰まる不具合を阻止できる。
【００３４】
さらに、図８に示すように、筒状体２１を向いた側の規制部材面４３に形成された溝４４Ｂにより崩し手段を構成することもできる。この溝４４Ｂも、規制部材４０が回転することによって、筒状体２１内の処理対象物に対して外力を加え、これを崩し、当該処理対象物が筒状体内で詰まる不具合を阻止できる。
【００３５】
また、図９に示すように、スクリュー３１に設けられた突起４４Ｃにより崩し手段を構成することもできる。図９に示した突起４４Ｃは、筒状体２１の内部に位置していると共に、スクリュー３１の軸部２４に固定され、その半径方向に突出している。かかる突起４４Ｃによっても、筒状体２１内の処理対象物に大きな外力を加え、これを崩して、当該処理対象物が筒状体内に詰まる不具合を阻止できる。
【００３６】
以上説明した固液分離装置の規制部材４０は、図１、図５及び図９から判るように、筒状体２１を向いた側の規制部材面４３が、処理対象物の搬送方向上流側へ向けて先細となったテーパ状に形成され、その全体がコーン状に形成されている。すなわち、筒状体２１を向いた側の規制部材部分４１の外径ｄが、処理対象物の移動方向上流側から下流側に向けて漸次大きくなっているのである。かかる構成によれば、崩し手段によって崩された処理対象物は、その規制部材面４３に案内されながら、規制部材４０の外周部に向けて円滑に移動し、矢印Ｂで示したように、出口開口３５からスムーズに外部に排出される。規制部材面４３をテーパ状に形成することによって、崩し手段の効果を一段と高めることができるのである。このテーパの角度αは、２０°以上で４５°以下が望ましい。
【００３７】
以上説明した固液分離装置の筒状体２１は、互いに間隔をあけて軸線方向に配列され、かつ一体的に連結された複数の固定リング６と、各固定リング６の間に配置された可動リング３０とを有し、該可動リング３０の内径Ｄ５がスクリュー３１の外径Ｄ４よりも小さく設定されているが、本発明は、かかる形式以外の固液分離装置にも広く適用できる。例えば、可動リングをスクリューの回転により作動させるのではなく、モータによって駆動する形式の固液分離装置や、多数の固定リングを筒状に配列して筒状体を構成し、その内部に配置されたスクリューにより処理対象物を搬送し、このとき分離された液体を、各固定リングに形成された濾液排出間隙を通して外部に排出させる固液分離装置などにも広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】固液分離装置の部分断面図である。
【図２】１つの固定リングと、１つの可動リングと、スペーサとを示す斜視図である。
【図３】固液分離部の分解斜視図である。
【図４】固液分離部の断面図である。
【図５】図１に示した規制部材の拡大断面図である。
【図６】規制部材を図５の右方より見た図である。
【図７】崩し手段の他の例を示す、図６と同様な図である。
【図８】崩し手段のさらに他の例を示す、図６と同様な図である。
【図９】スクリューに固定された突起より成る崩し手段を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
６  固定リング
２１  筒状体
３０  可動リング
３１  スクリュー
３４  入口開口
３５  出口開口
４０  規制部材
４１  規制部材部分
４３  規制部材面
４４，４４Ａ，４４Ｃ  突起
４４Ｂ  溝
ｄ  外径
Ｄ４  外径
Ｄ５  内径
ｇ  濾液排出間隙
【図１】
0004669217.tif 000002
【図２】
0004669217.tif 000003
【図３】
0004669217.tif 000004
【図４】
0004669217.tif 000005
【図５】
0004669217.tif 000006
【図６】
0004669217.tif 000007
【図７】
0004669217.tif 000008
【図８】
0004669217.tif 000009
【図９】
0004669217.tif 000010