(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の濾過孔を設けた濾過筒と、該濾過筒内に設けられたスクリューと、該スクリューを回転駆動する駆動装置と、前記濾過筒に打撃力を作用させることで該濾過筒を振動させて前記濾過孔の目詰まりを防止する加振装置を備え、前記スクリューの上流側から下流側に至るにしたがってスクリューと濾過筒の間に存在するスラリーに圧縮力を作用させるスクリュープレス脱水装置において、
前記加振装置は、濾過筒の外周側に配設された支持部材と、該支持部材を往復運動させる作動機構と、支持部材に取付けられる打撃部材とを備え、前記作動機構は、回転体と、該回転体に取付けられるカム部材と、支持部材に取付けられ且つ前記カム部材によって押動されて前記支持部材を往動させる揺動部材と、該揺動部材を復動させる付勢部材とを備えており、該付勢部材の付勢力によって揺動部材が復動されたときに打撃部材が濾過筒の外周面を打撃するように構成されていることを特徴とするスクリュープレス脱水機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥や含水樹脂粉砕物などのスラリーを脱水するためのスクリュープレス脱水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種従来のスクリュープレス脱水装置として、例えば、特開昭６１−８５３号公報並びに特公昭６１−４９０３９号公報に記載のものが挙げられる。
【０００３】
これらスクリュープレス脱水機はいずれも、多数の濾過孔を設けた濾過筒と、該濾過筒内に設けられたスクリューと、該スクリューを回転駆動する駆動装置とを備えており、スクリューの上流側から下流側に至るにしたがってスクリューと濾過筒の間に存在する汚泥などのスラリーに圧縮力を作用させて脱水させ、水分を濾過筒の濾過孔から排出し、脱水後の固形分（ケーキ）を濾過筒の下流端から排出するようになっている。
【０００４】
さらに、前者の従来装置では、固形分と水分との分離を促進するために、振動発生機により、スクリュー全体を上下振動させるようになっている。
【０００５】
また、後者の従来装置では、繊維分を含んだ汚泥の固形粉体が濾過筒内で架橋することを抑制するために、濾過筒内の汚泥に振動を加える振動発生機が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のスクリュープレス脱水装置では、濾過筒に設けた濾過孔が目詰まりすると脱水性能に大きな支障をきたすため、何らかの目詰まり防止対策を行うことが肝要である。上記した各従来装置では、いずれも振動発生機が設けられており、かかる振動発生機の作用によりある程度目詰まりの解消が図られるとも考えられるが、そもそもの加振の目的が目詰まり防止ではないため、目詰まり防止用の振動発生機としては種々問題があった。
【０００７】
即ち、前者の従来装置は、スクリュー全体を上下振動することにより加振させるものであるため、スクリュー全体の重量並びに濾過筒内のスラリーの重量に応じた過大なトルクが必要であり、振動発生機として大規模のものが必要であり、動力消費も過大となる。さらに、機械部品のゆるみや摩耗が生じやすく、装置全体の耐振に考慮する必要があり、据付基礎等も過大になってしまい、装置全体の大型化、設備コスト増、スループットの低減などの原因となる。
【０００８】
また、後者の従来装置では、固形粉体の架橋を防止するために、アンバランスウェイトを電動機で比較的高速（数千回転／分程度）で回転させてる一方、その振幅は比較的小さいものとなる。このような振動数が大きく振幅の小さい振動の発生機を用いた場合、スラリー中の固形分の強度が弱いときに特に、固形分が濾過孔から抜け出し易くなり、脱水効率が非常に悪くなるとともに、濾液が濁りを生じて廃水基準をクリアせず、廃水処理をしなければ排水することができなくなることもあった。スラリーの固形分の強度がある場合においても、比較的比重の軽い固形分の場合は濾過孔で目詰まりを起こし、上記の様な振動発生機による高速低振幅の振動では濾過孔内に詰まった固形分を除去できないことが往々にして見られる。一方、インバータを用いれば上記振動発生機の回転数を下げることはできるが、それに応じて加振力も大幅に低下してしまい、脱水に適した振動を加えることができない。さらに、上記振動発生機はモータ一体型であるが、濾過筒の濾過孔から排水された濾液からの防水構造を考慮する必要もある。
【０００９】
そこで、本発明は、簡素な構造でありながら、濾過孔の目詰まり防止に適した振動を濾過筒に加えることのできる加振装置を備えたスクリュープレス脱水装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために次の技術的手段を講じた。
【００１１】
即ち、本発明は、多数の濾過孔を設けた濾過筒と、該濾過筒内に設けられたスクリューと、該スクリューを回転駆動する駆動装置と、前記濾過筒に打撃力を作用させることで該濾過筒を振動させて前記濾過孔の目詰まりを防止する加振装置を備え、前記スクリューの上流側から下流側に至るにしたがってスクリューと濾過筒の間に存在するスラリーに圧縮力を作用させるスクリュープレス脱水装置において、
前記加振装置は、濾過筒の外周側に配設された支持部材と、該支持部材を往復運動させる作動機構と、支持部材に取付けられる打撃部材とを備え、前記作動機構は、回転体と、該回転体に取付けられるカム部材と、支持部材に取付けられ且つ前記カム部材によって押動されて前記支持部材を往動させる揺動部材と、該揺動部材を復動させる付勢部材とを備えており、該付勢部材の付勢力によって揺動部材が復動されたときに打撃部材が濾過筒の外周面を打撃するように構成されていることを特徴とするものである。
かかる本発明によれば、作動機構の構成の簡素化を図るとともに、回転体の回転トルクを低く抑えつつも、付勢部材の付勢力によって打撃力を加えるものであるから、モータなどの駆動装置の駆動トルクを小さくすることができ、加振装置の構造の簡素化、コスト低減、消費動力の低減を図ることができる。
【００１７】
また、本発明のスクリュープレス脱水装置において、上記スクリューによるスラリーの圧縮方向は軸方向であり、打撃部材は、前記圧縮方向と直交する方向の打撃力を濾過筒に作用させるものとすることができる。これによれば、濾過孔内に詰まりかけた固形分に対し、上記方向の打撃力によって濾過孔から外部に除去される慣性力を的確に作用させることができ、より効率的な目詰まり防止が図られる。
【００１８】
なお、本発明において、スラリーは、液体に粒状若しくは粉状の細かな固形分の集合物を分散させてなる泥、懸濁液あるいはスラッジなど、固形分と液体の混合物であって流動性あるものであれば良く、特定のものに限定されるものではない。例えば、シールド掘進機などで地中を掘削する際に生じる泥や、粉砕されたプラスチックに水を添加してなる含水プラスチック粉状体をも、スラリーに含まれるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るスクリュープレス脱水装置１を示している。該装置１は、多数の濾過孔２を設けた濾過筒３と、該濾過筒３内に設けられたスクリュー４と、該スクリュー４を回転駆動する駆動モータ５と、加振装置６とを備えている。
【００２０】
濾過筒３は、略円筒状を呈し、その軸心が水平方向に沿うようにフレーム７に固定されている。濾過筒３の上流側（図示右側）にはスラリー（スラッジ）の供給ホッパー８が設けられ、下流側（図示左側）には脱水後のスラリー固形分（これをケーキと称することもある）を排出する排出ホッパー９が設けられている。この濾過筒３は、ウェッジワイヤーを用いて構成することができ、各ワイヤー間の隙間によって濾過孔２を構成することができる。
【００２１】
上記スクリュー４は、スクリュー軸４ａの周囲に螺旋状の翼部４ｂを設けてなるものであって、該翼部４ｂの外径は、濾過筒３の内径とほぼ同径となされている。また、図示例のスクリュー４は、その翼部４ｂの１周回あたりの軸長が下流側に至るにしたがって小さくなるものであって、下流側ほど翼部４ｂと翼部４ｂとの間でスラリーを軸方向に圧縮し、スラリーから液状分を脱水し、その濾液を上記濾過孔２から排出させるようになっている。なお、スクリュー軸４ａは、全長にわたって同径に構成することもできるが、下流側に至るにしたがって大径となる円錐台形状に構成することも勿論可能である。
【００２２】
上記加振装置６は、濾過筒３の軸方向所定位置の下部に上方に向けて打撃力を作用させることで該濾過筒３を振動させて、濾過孔２の目詰まりを防止するためのものであって、濾過筒３の外周側に配設された支持軸体１０（支持部材）と、該支持軸体を所定角度の範囲で回転往復運動させる作動機構１１と、支持軸体１０に取付けられる打撃部材１２とを備えている。
【００２３】
上記支持軸体１０は、軸受け１３を介してフレーム７に回転自在に支持されている。また、支持軸体１０は、図２に示すように、濾過筒３の下方側であって、濾過筒３よりも外側方位置に配設されており、その軸心は、濾過筒３の軸心と平行になされている。
【００２４】
該打撃部材１２は、支持軸体１０に軸方向位置調節自在に取付けられたアーム１２ａと、濾過筒３の下部を打撃するハンマーブロック１２ｂとを備えている。前記アーム１２ａは、支持軸体１０から濾過筒３の下部に向けてほぼ水平に延設され、前記ブロック１２ｂは、アーム１２ａに対して取付位置調節自在にアーム中途部にボルトで固定されている。したがって、支持軸体１０がその軸心回りに回転往復運動すると、それにともなってハンマーブロック１２ｂが濾過筒３の下部で上下運動し、濾過筒３の外周面下部に上方に向けて打撃力を作用させることができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、打撃部材１２は、支持軸体１２の軸方向の複数箇所にそれぞれ取付けられている。この取付個数は、打撃部材１２のアーム１２ａを支持軸体１０から着脱することで容易に変更することができ、脱水処理を行うスラリーの性状等に応じて適宜調節可能である。
【００２６】
また、ハンマーブロック１２ｂには、濾過筒３との衝当側に、濾過筒３の損耗を防止するために、銅、合成樹脂あるいはゴムなどからなるハンマーヘッドを取付けておくことが好ましい。
【００２７】
上記作動機構１１は、図３にも示すように、モータ１３によって回転駆動される回転板１４（回転体）と、該回転板１４に取付けられるカムローラ１５（カム部材）と、支持軸体１０に取付けられ且つカムローラ１５によって押動されて支持軸体１０を往動させる揺動部材１６と、該揺動部材１６を復動させる引っ張りコイルスプリング１７（付勢部材）とを備えている。
【００２８】
回転板１４は、円盤状であって、モータ１３の出力軸に固定されている。回転板１４には、周方向複数箇所（図示例では４カ所）にカムローラ取付部１８が設けられており、これら取付部１８のうちの適宜の位置（図示例では直径方向に対向する位置の２カ所）にカムローラ１５が着脱自在に取付けられている。
【００２９】
上記揺動部材１６は、支持軸体１０の一端部に固定されており、回転板１４の軸心方向に向けて延設されて前記カムローラ１５に衝当するカム片１６ａと、カム片１６ａとは反対方向（図示例では上方）に向けて延設されたスプリング取付片１６ｂとを備えている。該取付片１６ｂには、スプリング１７の一端が着脱自在に係止される係止孔２０が、軸体１０からの距離の異なる複数箇所に設けられており、これら係止孔２０の一つにスプリング１７の一端が選択的に係止されている。一方、スプリング１７の他端は、フレーム７に立設されたブラケット２１に進退自在に螺合されたねじ軸２２の先端に係止されている。したがって、ねじ軸２２を進退させるか、あるいは、スプリング１７の揺動部材１６への取付位置を調節することによって、揺動部材１６の付勢力の調節、ひいては打撃力の調節を行うことが可能である。
【００３０】
上記本発明の加振装置６によれば、モータ１３によって回転板１４が回転駆動されると、カムローラ１５が周期的に揺動部材１６のカム片１６ａを押動して、スプリング１７の付勢力に抗して揺動部材１６を図３において時計回り方向に往動させ、これに伴い支持軸体１０が回動されて、打撃部材１２のハンマーブロック１２ｂが下方に移動し、濾過筒３の外周面からハンマーブロック１２ｂを離反させる。回転板１４がさらに回転してカムローラ１５とカム片１６ａとの係合が外れると、スプリング１７の付勢力によって揺動部材１６並びに支持軸体１０が一気に復動され、これに伴い打撃部材１２のハンマーブロック１２ｂが勢いよく濾過筒３の外周面に向けて移動し、該打撃部材１２により濾過筒３にその軸心と直交する方向の打撃力を加える。すると、濾過孔２に詰まりかけた固形分は、その慣性力によって濾過孔２から除去され、濾過筒３内部からの濾液の排出とも相まって濾過孔２が清掃されるように作用し、目詰まりが防止される。
【００３１】
なお、打撃回数は、１分間あたり１０〜５０回程度が好ましい。かかる打撃回数の変更は、上記カムローラ１５の取付個数を変更するか、あるいは、モータ１３の回転数をインバータ等の適宜の手段により変更することによって行うことができ、本実施形態の機構によれば、打撃周期を変更しても打撃力には影響を与えないため、自由に打撃周期を調節することができる。
【００３２】
さらに、図１に示すように、供給ホッパー８の下部付近に濾過筒３に打撃力を加える打撃部材１２を設けることにより、濾過筒３の目詰まり防止と、スラリーの脱水により生じた濾液の分離排出を濾過筒３の上流端側で迅速に行うことができ、後の圧縮、脱水の効果を増大させることができる。
【００３３】
また、打撃位置を調節するには、打撃部材１２のアーム１２ａを支持軸体１０に固定しているボルト２３を緩め、アーム１２ａを軸方向に移動させた後、ボルト２３を締結することによって、容易に行うことができる。また、アーム１２ａを支持軸体１０に着脱することによって打撃部材１２の取付個数も適宜変更することができ、打撃箇所の増減も容易に行うことができる。
【００３４】
また、図示実施例では、濾過筒３及びスクリュー４の上流端を支持する機枠２４の外側にモータ１３や揺動部材１６などからなる作動機構１１を配設しているから、濾過筒３から排出される濾液から作動機構１１が機枠２４によって保護され、作動機構１１の別途の防水対策を考慮する必要がない。
【００３５】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更することができる。例えば、濾過筒３及びスクリュー４は、上下方向に沿って配設することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構造でコンパクトな装置構成としつつも、濾過筒に打撃力を作用させることで、濾過孔の目詰まり防止に適した振動を濾過筒に加えることができ、かかる振動波形は衝撃的なものであるから、濾過孔に詰まりかけた固形分を効率的に除去可能である。さらに、作動機構の構成の簡素化を図るとともに、回転体の回転トルクを低く抑えつつも、付勢部材の付勢力によって打撃力を加えるものであるから、モータなどの駆動装置の駆動トルクを小さくすることができ、加振装置の構造の簡素化、コスト低減、消費動力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスクリュープレス脱水装置の全体構造を示す簡略断面図である。
【図２】同装置の濾過筒と打撃部材との関係を示す図１のＡ−Ａ線断面相当の拡大断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面相当の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  スクリュープレス脱水装置
２  濾過孔
３  濾過筒
４  スクリュー
５  駆動装置
６  加振装置
１０  支持部材
１１  作動機構
１２  打撃部材
１４  回転体
１５  カム部材
１６  揺動部材
１７  付勢部材
１８  カム部材取付部
【図１】
0004382960.tif 000002
【図２】
0004382960.tif 000003
【図３】
0004382960.tif 000004