(57)【要約】【課題】高強度のウェッジワイヤ式スクリーンをスクリュープレス圧搾機の圧搾部に適用して圧搾脱水（脱油）を可能とする。【解決手段】原料ａが接触する内周部にくさび型断面の部位４７を有する環状又は非環状のスクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄと環状の介在物４９ａ〜４９ｄとを交互に積層して隣接するスクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄの間に隙間５０を形成し、かつ、前記スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄの外周部に前記隙間５０に連通する切欠き状の排出部５１を設ける。【選択図】図４
2013059781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料が接触する内周部にくさび型断面の部位を有する環状のスクリーン形成部材と環状又は非環状の介在物とを交互に積層して隣接するスクリーン形成部材の間に隙間を形成し、かつ、前記スクリーン形成部材の外周部に前記隙間に連通する切欠き状の排出部を設けたことを特徴とするディスク積層型スクリーン。
【請求項２】
原料が接触する内周部にくさび型断面の部位を有する環状のスクリーン形成部材と環状又は非環状の介在物とを交互に積層して隣接するスクリーン形成部材の間に隙間を形成し、かつ、介在物の内径を、スクリーン形成部材の内径よりも大径にすることを特徴とする請求項１に記載のディスク積層型スクリーン。
【請求項３】
原料が接触する内周部にくさび型断面の部位を有する環状のスクリーン形成部材と環状又は非環状の介在物とを交互に積層して隣接するスクリーン形成部材の間に隙間を形成し、かつ、隣接するスクリーン形成部材の間に形成された隙間を、介在物の板厚を変更することにより任意に調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のディスク積層型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイドレートの圧搾脱水、高含水率原料の脱水、菜種油に代表される植物油の圧搾等に使用されるスクリュープレス圧搾機に適用するためのディスク積層型スクリーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリュープレス圧搾機は、主として油圧搾に使用されるため、非常に堅牢な構造になっている。図９に示すように、入口ノズル２４から投入された原料は、ウォームスクリュー１２，１３によりスクリューの回転とともに出口シュート３２側に搬送される。その搬送過程において、ウォームスクリュー１３と横桟２７，２８とが成すすきま間隔が徐々に狭まっているため、移送されるにつれて原料は脱水（脱油）されて行く。
【０００３】
プレート構造である横桟２６，２７，２８は、ウォームスクリュー１２，１３に対して円筒配置となるよう組み上げられる。横桟２６，２７，２８の側端部には、スリット（幅０．１〜０．４ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ）が４カ所設けられており、このスリットから水若しくは油が圧搾排出される。
【０００４】
更に、従動側プレート２、調節プレート４、ウォームスクリュー１３、出口側スリーブ１７で構成される最狭窄部（圧搾部）において原料は最も圧搾され、調節プレート４の位置により、所望の脱水（脱油）率となるケーキが出口シュート３２より排出される仕組みとなっている。
【０００５】
しかし、最狭窄部に脱水（脱油）経路を確保することは、スクリーン強度の観点から不可能であった。ハイドレートのようなガス、固体、水混合の物質から水だけを除去する場合、ウェッジワイヤ式スクリーンが有効であることは良く知られている。ところが、ウェッジワイヤ式スクリーンは、くさび型断面を持つ細いワイヤと細いロッドの溶接組み合わせで製作されるために強度が低い。
【０００６】
このため、脱水に有効であると認識されているものの圧力がかかる部分にウェッジワイヤ式スクリーンを適用することができなかった。ウェッジワイヤ式スクリーンの適用事例としては、高々、０．５ＭＰａＧ程度である。
【０００７】
一方、これまでの試験により、スクリュープレス圧搾部では、最大３ＭＰａＧ程度の圧力印加が計測されている。
【０００８】
なお、スクリュープレス機としては、果汁や豆乳等を絞る食品加工処理、或いは、畜糞、野菜屑、果物屑等の廃棄物処理に用いるものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１３２２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、高強度のウェッジワイヤ式スクリーンをスクリュープレス圧搾機の圧搾部に適用して圧搾脱水（脱油）を可能とすることにより、高品質のケークを生成可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の請求項１に係るディスク積層型スクリーンは、原料が接触する内周部にくさび型断面の部位を有する環状又は非環状のスクリーン形成部材と環状の介在物とを交互に積層して隣接するスクリーン形成部材の間に隙間を形成し、かつ、前記スクリーン形成部材の外周部に前記隙間に連通する切欠き状の排出部を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
本願の請求項２に係るディスク積層型スクリーンは、原料が接触する内周部にくさび型断面の部位を有する環状のスクリーン形成部材と環状又は非環状の介在物とを交互に積層して隣接するスクリーン形成部材の間に隙間を形成し、かつ、介在物の内径を、スクリーン形成部材の内径よりも大径にすることを特徴とするものである。
【００１３】
本願の請求項３に係るディスク積層型スクリーンは、原料が接触する内周部にくさび型断面の部位を有する環状のスクリーン形成部材と環状又は非環状の介在物とを交互に積層して隣接するスクリーン形成部材の間に隙間を形成し、かつ、隣接するスクリーン形成部材の間に形成された隙間を、介在物の板厚を変更することにより任意に調整することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように、本発明は、原料が接触する内周部に断面くさび型の部位を有する環状又は非環状のスクリーン形成部材と環状の介在物とを交互に積層して隣接するスクリーン形成部材の間に隙間を形成し、かつ、前記スクリーン形成部材の外周部に前記隙間に連通する切欠き状の排出部を設けたので、圧搾圧が高い部分でも排水や排油等の排出が可能となり、安定した高品質の製品の生成が可能になる。
【００１５】
スクリーンの構造が単純なディスク構造であるため強度が高い。ＦＥＭ解析（有限要素法解析）の結果、５ＭＰａＧの内圧に対しても破壊するに至らなかった。
【００１６】
また、隣接するスクリーン形成部材の間に形成された隙間の間隔は、シムやスペーサ等の介在物の板厚を変更することにより任意に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るディスク積層型スクリーンを適用したスクリュープレス圧搾機の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ矢視図である。
【図５】本発明に係るディスク積層型スクリーンの正面図である。
【図６】本発明に係るディスク積層型スクリーンの一部断面を含む要部拡大正面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】本発明に係るディスク積層型スクリーンの作用説明図である。
【図９】従来のスクリュープレス圧搾機の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。尚、この実施の形態では、原料のガスハイドレートスラリーを脱水する場合を例に採る。
【００１９】
図１において、符号１００はスクリュープレス圧搾機であり、入口ノズル２４から投入された原料（ガスハイドレートスラリー）ａは、ウォームスクリュー１２〜１６によりスクリューの回転とともに出口シュート３２側に搬送される。その搬送過程において、ウォームスクリュー１３〜１６と横桟２７，２８とが成すすきま間隔が徐々に狭まっているため、移送されるにつれて原料（ガスハイドレートスラリー）ａは脱水されて行く。
【００２０】
プレート構造である横桟２７，２８は、ウォームスクリュー１２の後半部分及び１３〜１６に対して円筒配置となるように組み上げられ、その外側がケージ（構造体）３０で保持されている（図４参照）。横桟２７，２８の側端部には、スリット２９（幅０．１〜０．４ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ）が４カ所設けられており、このスリット２９から水が圧搾排出される。換言すれば、横桟２７，２８の部分は、固液分離部３６となっている。
【００２１】
他方、ウォームスクリュー１２の前半部分に対応する個所は、円筒状のウェッジワイヤスクリーン２５となっている。ウェッジワイヤスクリーン２５は、図３に示すように、多数のＶ字型断面ワイヤー３７を平行に並べたもので、入口が狭く内部が広くなる連続したスロット３８を持っている。ワイヤー３７の外側には、スロット３８の間隔を一定に保持するための多数の円弧状のロッド３９があり、ワイヤー３７とロッド３９の交差部は溶接されている。
【００２２】
ウォームスクリュー１２は、スクリュー翼が連続しているが、ウォームスクリュー１３，１４，１５，１６は、スクリュー翼が単巻き翼となっている。これらのウォームスクリュー１２〜１６を装着した駆動軸９は、その一端がケージ１の上流端に装着した軸受蓋７に保持され、他端が出口ハウジング５に保持されている。出口ハウジング５は、筒状のスケールプレート３１を介してケージ１の下流端に装着した従動側プレート２に取り付けられている。
【００２３】
符号３３はウェッジワイヤスクリーン２５で分離された液状物を受けて排出するトレイであり、その最下部に排出孔を有している。符号３４は固液分離部３６で分離された液状物を受けて排出するトレイであり、その最下部に排出孔を有している。
【００２４】
図１に示すように、駆動軸９の下流端に嵌合された円筒状の出口側スリーブ１７は、駆動軸９に螺合させた六角ナット４０によってウォームスクリュー１６の下流端に押圧されている。
【００２５】
従動側プレート２の後流側に設けられた環状の調節プレート４は、漏斗状の先端部４１が従動側プレート２の軸芯部に設けられている貫通孔内に挿入されている。このため、調節プレート４を駆動軸９の長手方向に移動させると、調節プレート４の漏斗状の先端部４１と出口側スリーブ１７の上流端に設けた円錐台状の頭部１８との間の隙間を調整することができる。
【００２６】
スケールプレート３１の下部に出口シュート３２が設けられ、ケージ１の上流端から数えて２番目の枠体にシール板６が設けられている。また、ウォームスクリュー１２の上流端にシールスリーブ１１が設けられ、従動側プレート２の上流端に本発明のディスク積層型スクリーン４５が装着されている。
【００２７】
ディスク積層型スクリーン４５は、図５〜図７に示すように、原料が接触する内周部４６にくさび型断面の部位４７を持った複数の円環状のスクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄと複数の円環状の介在物（例えば、円環状のシム又はスペーサ等）４９ａ〜４９ｄとを交互に積層したものであり、スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄの間に介在物４９ｂ〜４９ｄによって形成された隙間５０を備えている。各スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄは、その外周部に隙間５０に連通する切欠き状の排出部５１を設けている。
【００２８】
排出部５１は、スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄの円周方向に一定の間隔で複数設けられている。排出部５１の形状は、限定されないが、製作上、円弧形又はＵ字形等が望ましい。符号５２は締付けねじであり、隣接する排出部５１，５１の間に形成された突出部５３に配置され、スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄと介在物４９ａ〜４９ｄとを一体化させている。
【００２９】
その際、スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄの外周部に設けた切欠き状の排出部５１をスクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄの間に形成された隙間５０と連通させるため、円環状の介在物４９ａ〜４９ｄの内径を円環状のスクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄの内径より大径とすることが必要である。
【００３０】
ディスク積層型スクリーン４５は、図７に示すように、くさび型断面の部位４７の内周部４６が滑らかである。また、隣接する二つのくさび型断面の部位４７，４７の間の隙間は、入口が狭く、内部が広くなっている。
【００３１】
また、スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄ及び介在物４９ａ〜４９ｄの数量は、適宜、増減することができる。
【００３２】
次いで、スクリュープレス圧搾機１００の動作を説明する。
【００３３】
先ず、調節プレート４を駆動軸９の長手方向に移動させて調節プレート４の漏斗状の先端部４１と出口側スリーブ１７の円錐台状の頭部１８との間の隙間を調整し、原料（ガスハイドレートスラリー）ａに付加する加圧力を調整する。
【００３４】
次いで、駆動軸９に装着されたウォームスクリュー１２及び１３〜１６を回転させた後、入口ノズル２４から原料であるハイドレートスラリーａを投入すると、ウォームスクリュー１２によって下流側に移送される間にハイドレートスラリーａに含まれている水ｗの一部がウェッジワイヤースクリーン２５のスロット３８からトレイ３３内に流下し、排出孔から機外に排出される。
【００３５】
一部脱水されたハイドレートスラリーａは、ウォームスクリュー１２及び１３〜１６によって下流側に移送されるが、ウォームスクリュー１３，１４，１５，１６は下流側に行くにつれて軸径が、順次、大きく形成された圧搾軸部になっているため、次第に圧搾され、ハイドレートスラリーａより絞り出された水ｗは、横桟２７，２８のスロット２９からトレイ３４内に流下し、排出孔から機外に排出される。
【００３６】
ウォームスクリュー１６によってディスク積層型スクリーン４５内に押し込まれたハイドレートケーキａ’は、調節スリーブ４の漏斗状の先端部４１と出口側スリーブ１７の円錐台状の頭部１８との間が通過し難くなっていることから更に圧搾される。
【００３７】
このため、図８に示すように、ハイドレートケーキａ’より絞られた水ｗは、スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄの間の隙間５０を通過した後、スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄに設けた排出部５１よりディスク積層型スクリーン４５の外周部側に流出する。この流出水ｗは、既に説明したトレイ３４内に排出される。
【００３８】
調節プレート４の先端部４１と出口側スリーブ１７の円錐台状の頭部１８との間を通過したハイドレートケーキａ’は、出口シュート３２から機外に排出される。
【００３９】
以上の説明では、スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄの間に円環状の介在物４９ａ〜４９ｄを介在させた場合について説明したが、介在物４９ａ〜４９ｄとしては、非円環状の介在物を使用することもできる。この場合、スクリーン形成部材４８ａ〜４８ｄの間に形成された隙間５０が排出部を兼ねることになる。
【００４０】
また、ディスク積層型スクリーンは、ハイドレートの圧搾脱水のほか、高含水率原料の脱水、菜種油に代表される植物油の圧搾等に使用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
ａ  原料
４６  内周部
４７  くさび型断面の部位
４８ａ〜４８ｄ  スクリーン形成部材
４９ａ〜４９ｄ  介在物
５０  隙間
５１  排出部
【図１】
2013059781.tif 000003
【図２】
2013059781.tif 000004
【図３】
2013059781.tif 000005
【図４】
2013059781.tif 000006
【図５】
2013059781.tif 000007
【図６】
2013059781.tif 000008
【図７】
2013059781.tif 000009
【図８】
2013059781.tif 000010
【図９】
2013059781.tif 000011