(57)【要約】【課題】  多数の固定リングを間隔をあけて配置し、その間に可動リングを可動状態で配置すると共に、固定リングと可動リングの内部空間に設けたスクリューを回転駆動し、その内部空間に導入された汚泥をスクリューによって搬送しながら、その水分だけを可動リングと固定リングの間の微小ギャップを通して外部に排出させ、可動リングの動きによって微小ギャップに固形分が詰まることを防止する固液分離装置において、回転するスクリューが可動リングの内周面を削り取って長さの長い削れ片が発生することを阻止する。【解決手段】  可動リング１１に、その内周面に沿って多数の切り込みＦを形成し、可動リング１１から発生した削れ片の長さが短くなるようにする。【選択図】  図２
2005066524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をあけて軸線方向に配列され、かつ一体的に固定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、前記複数の固定リング及び可動リングの内部に配置されて回転駆動されるスクリューとを具備し、前記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固液分離装置において、少なくとも一部の可動リングに、その内周面に沿って、複数の切り込みが形成されていることを特徴とする固液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに間隔をあけて軸線方向に配列され、かつ一体的に固定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、前記複数の固定リング及び可動リングの内部に配置されて回転駆動されるスクリューとを具備し、前記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固液分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚泥の脱水処理などに利用される上記形式の固液分離装置は従来より周知である（例えば特許文献１参照）。この形式の固液分離装置によれば、複数の固定リングと複数の可動リングによって形成された筒状体の軸線方向一端側の開口から流入した処理対象物を、筒状体の軸線方向他端側の開口へ向けて移動させ、筒状体内を移動する処理対象物から分離された液体を、固定リングと可動リングの間の微小ギャップを通して筒状体外へ排出させ、液体分の減少した処理対象物を筒状体の軸線方向他端側の開口から排出させることができる。
【０００３】
その際、可動リングの内径がスクリューの外径よりも小さく設定されているので、スクリューは、その回転によって、可動リングを半径方向に押動させ、該可動リングを固定リングに対して積極的に運動させることができる。このため、可動リングを駆動する専用の駆動装置を設けずとも、固定リングと可動リングの間の微小ギャップに入り込んだ固形分を効率よく排出させることができ、微小ギャップの目詰まりを防止することができる。筒状体の軸線方向他端側の開口から排出された脱液処理後の処理対象物は、例えば、焼却処理されたり、堆肥化処理されて肥料として使用される。
【０００４】
ところで、この形式の固液分離装置においては、スクリューが、回転しながら可動リングの内周面に接触するので、その内周面が摩耗することは避けられない。その際、可動リングの内周面が少量ずつ削られるに従って、その削られた材料より成るばりが、可動リングの内周面に沿って形成され、遂にはそのばりが、細い針金状の削れ片となって可動リングの内周面から剥離する。かかる削れ片は、全長が例えば５乃至１０ｃｍ程の大きなものとなることも稀ではない。このような削れ片が、液体分の減少した処理対象物と共に筒状体外に排出されるのであるが、この削れ片は長さが長いため、処理対象物のその後の処理時に邪魔となる欠点を免れない。
【０００５】
【特許文献１】特公平７−１０４４０号公報（第２−６頁、図１−図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した認識に基づきなされたものであって、その目的とするところは、従来のように長い削れ片が発生することを阻止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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、互いに間隔をあけて軸線方向に配列され、かつ一体的に固定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、前記複数の固定リング及び可動リングの内部に配置されて回転駆動されるスクリューとを具備し、前記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固液分離装置において、少なくとも一部の可動リングに、その内周面に沿って、複数の切り込みが形成されていることを特徴とする固液分離装置を提案する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、少なくとも一部の可動リングに、その内周面に沿って複数の切り込みが形成されているので、その可動リングから発生した削れ片の長さは従来よりも短くなり、その削れ片が邪魔となる不具合を阻止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は固液分離装置の一例を示す縦断面図である。ここに示した固液分離装置１は、多量の液体を含んだ処理対象物の一例である汚泥から水分を分離する装置として構成されている。かかる固液分離装置１は、ケーシング２と、このケーシング２の内部に配置された筒状体３とを有している。ケーシング２は、ケース本体５と、そのケース本体５の下部開口に固着されたろ液受け部材４と、ケース本体５の軸線方向各端部に固着された入口側端壁７と出口側端壁８とから構成されている。ろ液受け部材４の下部には、ろ液排出管９が一体に接続されている。
【００１０】
上述の筒状体３は、複数の固定リング１０と、各固定リング１０の間に配置された可動リング１１によって構成され、本例の固定リング１０と可動リング１１は図２に示すように形成されている。複数の固定リング１０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１０の間にはスペーサ１２が挟み込まれ、各固定リング１０の耳１０ａに形成された孔１３とスペーサ１２にはボルト１４が挿通されている。この例では４本のボルト１４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などを省略してある。スペーサを各固定リングに一体に形成し、これによって各固定リング間に間隙を形成してもよい。
【００１１】
筒状体３の軸線方向各外方には、図１に示すように、箱状の入口部材１５と、出口部材１６がそれぞれ配置され、この出口部材１６は水平断面がほぼロの字形に形成され、かつその上部と下部が開口している。固定リング１０の孔１３とスペーサ１２に挿入された各ボルト１４は、ケーシング２の出口側端壁８及び入口側端壁７と、出口部材１６の一方の側壁１７と、入口部材１５の一方の側壁１８にそれぞれ形成された孔を貫通し、その各ボルト１４にナット１９が螺着されて締め付けられている。このように、複数の固定リング１０は、スペーサ１２により互いに所定の間隔をあけて、その軸線方向に配列され、かつボルト１４とナット１９とによって互いに一体的に固定され、ケーシング２と入口部材１５と出口部材１６に対して不動に固定されている。ケーシング２は、図示していない支持フレームに不動に固定支持されている。
【００１２】
一方、図４に示すように、各固定リング１０の間にそれぞれ配置された各可動リング１１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１０の端面と、これに対向する可動リング１１の端面の間には、例えば０．５乃至１mm程の微小なギャップｇが形成される。かかる微小ギャップは、後述するように汚泥から分離された水分、すなわちろ液を通過させるものである。また各可動リング１１の外径Ｄ１は、そのまわりに位置する４個のスペーサ１２の内側面により形成される円ＣＣ（図２）の径Ｄ２よりも小さく、しかも各固定リング１０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１１は、各固定リング１０の間から離脱することなく、その半径方向に可動となる。
【００１３】
なお、図３においては、多数の固定リング１０と可動リング１１により構成される筒状体３の軸線方向中央部分の固定リングと可動リングについては、その外形だけを二点鎖線で示してある。
【００１４】
また、複数の固定リング１０と複数の可動リング１１の内部空間ＳＰには、これらのリング１０，１１の軸線方向に延びるスクリュー２０が配置され、このスクリュー２０は、軸部２１と、これに一体のらせん羽根２２を有している。かかるスクリュー２０は、図１に示すように、ケーシング２の入口側端壁７、入口部材１５、ケーシング２の出口側端壁８、及び出口部材１６を貫通して延び、該スクリュー２０の基端部が、出口部材１６の他方の側壁２３に固定された変速機２４に回転自在に支持されている。スクリュー２０の先端は、入口部材１５の他方の側壁２５に回転自在に支持されている。かかるスクリュー２０は、変速機２４に一体に接続された駆動モータ２６によって、そのスクリュー２０の中心軸線のまわりに回転駆動される。
【００１５】
図示していないフロック化装置において、多量の水分を含む汚泥に凝集剤が混合撹拌され、これによって汚泥がフロック化される。このようにフロック化された汚泥は、図１に矢印Ａで示すように、固液分離装置１の入口部材１５内に流入する。かかる汚泥の含水率は、例えば９９重量％程度である。
【００１６】
このとき、スクリュー２０は駆動モータ２６によって回転駆動されているので、入口部材１５に流入した汚泥は、矢印Ｂで示すように、入口部材１５の一方の側壁１８と、ケーシング２の入口側端壁７に形成された流入口２７を通って、固定リング１０と可動リング１１の内部空間、すなわち筒状体３の内部空間に、その軸線方向一端側の開口３Ａから流入する。このようにして筒状体３の内部に流入した汚泥は、スクリュー２０の回転により、筒状体３の軸線方向他端側の開口３Ｂへ向けて移動する。このとき、汚泥から分離された水分が、各固定リング１０と可動リング１１との間の微小ギャップｇ（図４）を通して筒状体外に排出される。排出された水分、すなわちろ液は、図１に矢印Ｃで示すように、ろ液受け部材４に受け止められて、ろ液排出管９から下方に流下する。このろ液には未だ多少の固形分が含まれているので、当該ろ液は他の汚泥と共に再度固液分離装置１に供給されて脱水処理される。
【００１７】
各固定リング１０の間に配置された可動リング１１は、その半径方向に可動であるため、各可動リング１１の端面が、これに対向する固定リング１０の端面に対して運動し、この掻動作用によって微小ギャップｇに入り込んだ固形分を、該ギャップ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２０の外径Ｄ４は、その回転が阻害されないように、固定リング１０の内径Ｄ３よりもわずかに小なる大きさに設定されているが、可動リング１１の内径Ｄ５よりも大きく設定されている。可動リング１１の内径Ｄ５がスクリュー２０の外径Ｄ４よりも小さく設定されているのである。このため、スクリュー２０の回転によって、各可動リング１１は、スクリュー２０から外力を受けて押動され、固定リング１０に対して半径方向に積極的に相対運動する。このようにして、微小ギャップｇに入り込んだ固形分を積極的に排出させることができ、そのギャップｇに対するクリーニング効率を高めることができる。
【００１８】
上述のように筒状体３内の汚泥の含水率が下げられ、含水量の減少した汚泥が筒状体３の軸線方向他端側の開口３Ｂから排出される。排出される汚泥は、図１に示すように、ケーシング２の出口側端壁８と出口部材１６の一方の側壁１７に形成された出口２８を通り、スクリュー２０の軸部２１に固定された規制部材２９に規制されながら、矢印Ｄで示すように出口部材１６内に移行し、次いでシュータ３０に案内されながら下方に落下する。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。
【００１９】
以上のように、本例の固液分離装置１は、互いに間隔をあけて軸線方向に配列され、かつ一体的に固定された複数の固定リング１０と、各固定リング１０の間に配置された可動リング１１と、複数の固定リング１０及び可動リング１１の内部に配置されて回転駆動されるスクリュー２０とを具備し、可動リング１１の内径Ｄ５がスクリュー２０の外径Ｄ４よりも小さく設定され、スクリュー２０を回転させながら、複数の固定リング１０と複数の可動リング１１によって構成された筒状体３の軸線方向一端側の開口３Ａから流入した処理対象物中の液体を固定リング１０と可動リング１１の間の微小ギャップｇを通して筒状体３外へ排出させ、液体分の減少した処理対象物を筒状体３の軸線方向他端側の開口３Ｂから排出させると共に、スクリュー２０の回転によって可動リング１１を固定リング１０に対して運動させ、これらのリング１１，１２の間の微小ギャップｇに入り込んだ固形分を除去するように構成されている。
【００２０】
また、本例の固液分離装置１においては、固定リング１０と可動リング１１の内部に汚泥が流入する流入側が、脱水処理された汚泥の排出される排出側より低くなるように、固定リング１０と可動リング１１が、図１に符号θで示すように、水平面に対して傾斜して配置されている。これにより、固定リング１０と可動リング１１とにより形成される微小ギャップｇの大きさを、常にほぼ所望する大きさに保つことが可能となる。但し、図４は、固定リング１０と可動リング１１が水平な状態に置かれたときの様子を示している。
【００２１】
また、図１に示すように、スクリュー２０のらせん羽根２２のピッチが、筒状体３の流入口２７の側から出口２８に向けて漸次小さくなっている。これにより、筒状体３内の汚泥に加えられる圧力が出口２８に近づくに従って大きくなり、汚泥に対する水分の絞り効果が高められる。これにより、汚泥から効率よく脱水でき、脱水処理後の汚泥の含水率を低いものにすることができる。脱水処理された汚泥は、例えば、焼却処理されたり、堆肥化処理されて肥料として利用される。
【００２２】
ところで、上述の固液分離装置１においては、回転するスクリュー２０が可動リング１１の内周面に接触しながら、その可動リング１１を半径方向に押動させるように構成されているので、可動リング１１の内周面とスクリュー２０との間には大きな摩擦力が発生し、可動リング１１の内周面が摩耗する。その際、図示した例においては、スクリュー２０の外面が、可動リング１１の外面よりも高硬度に構成されており、これにより可動リング１１の内周面が比較的大きく摩耗する。例えば、可動リング１１がステンレス鋼により構成されているのに対し、スクリュー２０はステンレス鋼により構成され、かつその表面にタングステンカーバイトが溶射によってコートされ、その表面硬度が可動リング１１の表面硬度よりも高くなっているのである。
【００２３】
上述のように、例えばステンレス鋼などの金属により構成された可動リング１１の内周面が少量ずつ削れられて摩耗するのであるが、従来のこの種の固液分離装置においては、先にも説明したように、可動リングの内周面が少量ずつ削られるに従って、その内周面に沿ってばりが形成され、そのばりが細い針金状の削れ片となって可動リングから剥離することがあった。特に、脱水処理後の汚泥の含水率を大きく下げるべく、スクリューの回転数を少なくすると、筒状体内の汚泥の含水率が低下するので、スクリューと可動リングとの圧接力が高まり、上述した削れ片が発生しやすくなる。また、筒状体内の汚泥移動方向下流側の領域に存する汚泥の方が、上流側の領域に存する汚泥よりも含水率が低いので、筒状体の下流側に位置する可動リングとスクリューの圧接力の方が、上流側に位置する可動リングとスクリューの圧接力よりも大きくなり、下流側に位置する可動リングからの方が上述の如き針金状の削れ片が剥離しやすい。
【００２４】
図６はかかる削れ片の一例を示す概略図であり、ここに示した削れ片Ｅの長さＬは、例えば５〜１０ｃｍ程度である。このような削れ片Ｅが脱水処理された汚泥と共に筒状体外に排出されると、この汚泥の後処理時に、長さの長い削れ片Ｅが邪魔となる欠点を免れない。
【００２５】
そこで、本例の固液分離装置１においては、図２及び図５に示すように、可動リング１１に、その内周面に沿って複数の切り込みＦが形成されている（図３及び図４には、切り込みＦの図示は省略してある）。かかる切り込みＦは、適宜な切断装置、例えばレーザーを用いた切断装置によって形成することができる。各切り込みＦのピッチＰは、例えば１乃至３ｍｍ程度の適宜な大きさに設定され、また切り込みＦの長さＦＬは、最大摩耗量に相当する、例えば７ｍｍ程度に設定される。
【００２６】
上述の如き可動リング１１の内周面が、回転するスクリュー２０により削られてばりが発生し、これが可動リング１１の内周面から剥離するが、このとき可動リング１１には、その内周面に沿って多数の切り込みＦが形成されているので、剥離した削れ片の長さは、切り込みＦのピッチＰに相当する極く短いものとなる。従来の固液分離装置においては、例えば５乃至１０ｃｍほどの大きな削れ片が生じていたのであるが、本例の固液分離装置１においては、可動リング１１から生じた削れ片の長さが、例えば１乃至３ｍｍほどの極く短いものとなるのである。このような短い削れ片が、脱水されて筒状体３から排出された汚泥中に含まれていても、当該削れ片は目立たず、その汚泥の後処理時に当該削れ片が邪魔となることはない。
【００２７】
全ての可動リング１１に切り込みＦを形成してもよいが、汚泥の移動方向上流側に位置する可動リング１１よりも下流側に位置する可動リングからの方が削れ片が発生しやすいので、下流側に位置する可動リング１１にのみ、切り込みＦを形成するように構成することもできる。このように、少なくとも一部の可動リング１１に、その内周面に沿って、複数の切り込みＦを形成するのである。
【００２８】
本発明は、汚泥以外の処理対象物を固液分離する固液分離装置、例えば廃豆腐から水分を除去して、その含水率を下げる固液分離装置などにも広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】固液分離装置の縦断面図である。
【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】筒状体とスクリューの分解斜視図である。
【図４】筒状体の断面図である。
【図５】可動リングの正面図である。
【図６】従来の固液分離装置から発生していた削れ片の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  固液分離装置
１０  固定リング
１１  可動リング
２０  スクリュー
Ｄ４  外径
Ｄ５  内径
Ｆ  切り込み
【図１】
2005066524.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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