固液分離装置
【課題】複数の固定板及び隣り合う固定板の間に配置された可動板を有する固液分離部と、該固液分離部を貫通して延びるスクリューとを具備し、回転するスクリューによって可動板が押し動かされるように、該可動板が形成されていると共に、固液分離部に入り込んだ汚泥を、回転するスクリューによって固液分離部の出口に向けて移動させながら、その汚泥から分離された濾液を、可動板と固定板の間の微小ギャップを通して固液分離部外へ排出させる固液分離装置において、汚泥に対する脱水効率を高く保ちつつ、可動板の摩耗を抑制する。
【解決手段】固液分離部３内に位置するスクリューの所定の位置Ｓ１よりも、固液分離部３の出口３Ａの側のスクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄが、出口３Ｂの側に向けて漸次大きくなっていると共に、そのスクリュー部分２１Ａのリード角が１０°乃至３０°に設定されている。
【解決手段】固液分離部３内に位置するスクリューの所定の位置Ｓ１よりも、固液分離部３の出口３Ａの側のスクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄが、出口３Ｂの側に向けて漸次大きくなっていると共に、そのスクリュー部分２１Ａのリード角が１０°乃至３０°に設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の固定板及び隣り合う固定板の間に配置された可動板を有する固液分離部と、該固液分離部を貫通して延びる少なくとも１本のスクリューとを具備し、回転するスクリューによって前記可動板が押し動かされるように、該可動板が形成されていると共に、固液分離部に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって固液分離部の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、固液分離部の濾液排出ギャップを通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から固液分離部外に排出させる固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を含む処理対象物、例えば、廃豆腐、食品加工排水、下水処理物或いは養豚場から排出される廃水などの有機系汚泥、切削屑を含む切削油、メッキ廃液、インク廃液、顔料廃液、塗料廃液などの無機系汚泥、或いは野菜屑や果実の皮、食品残渣、おからなどの処理対象物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乃至３参照）。この形式の固液分離装置によれば、回転するスクリューによって、可動板を固定板に対して積極的に運動させることができるので、可動板を駆動する専用の駆動装置を設けずとも、可動板と固定板の間の濾液排出ギャップに入り込んだ固形物を効率よく排出させ、濾液排出ギャップの目詰まりを防止することができる。
【０００３】
ところで、この種の固液分離装置においては、その固液分離部の出口側の領域を移動する処理対象物の含液率は既に低下しているので、この領域に存する処理対象物の脱液効率を高め、含液率の低くなった処理対象物を固液分離部の出口から排出させる必要がある。このため、従来は、固液分離部の出口側の領域に位置するスクリュー部分のリード角を、８°乃至９°程度の小さな値に設定し、このスクリュー部分のリードの値を小さくすることによって、固液分離部の出口側領域の容積を狭くし、固液分離部の出口側領域に存する処理対象物に対して大きな圧力を加え、その処理対象物に対する脱液効率を高めていた。
【０００４】
固液分離装置を上述のように構成することによって、確かに、処理対象物に対する脱液効率、すなわち処理対象物から液体を絞り出す効率を高めることができるのであるが、本発明者による最近の検討の結果、スクリューのリード角を小さくすると、回転するスクリューにより押し動かされる可動板の摩耗が著しくなり、可動板の寿命が短くなってしまうことが明らかとなった。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８２６９９１号公報
【特許文献２】特許第３５６５８４１号公報
【特許文献３】特許第３６３８５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記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、処理対象物に対する脱液効率を低下させることなく、可動板の摩耗を従来よりも抑制することのできる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、冒頭に記載した形式の固液分離装置において、前記固液分離部に位置するスクリューの所定の位置よりも、固液分離部の出口側のスクリュー部分の少なくとも一部の軸部の直径が、該出口の側に向けて漸次大きくなっていると共に、そのスクリュー部分の少なくとも一部のリード角が１０°乃至３０°に設定され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１）。
【０００８】
また、上記請求項１に記載の固液分離装置において、処理対象物が固液分離部に入り込む入口よりも、処理対象物移動方向下流側の位置を前記スクリューの所定の位置とすると有利である（請求項２）。
【０００９】
さらに、上記請求項１又は２に記載の固液分離装置において、前記スクリュー部分の軸部の直径が、そのスクリュー部分の全長に亘って、固液分離部の出口側に向けて漸次大きくなっていると有利である（請求項３）。
【００１０】
また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の固液分離装置において、前記スクリュー部分の全長に亘って、そのリード角が１０°乃至３０°に設定され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、前記リード角が１３°乃至１４°であると有利である（請求項５）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、処理対象物に対する脱液効率を低下させることなく、可動板の摩耗を従来よりも抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って説明し、併せて前述の従来の欠点を図面に即してより具体的に明らかにする。
【００１４】
図１は固液分離装置の一例を示す部分断面正面図である。この固液分離装置によって、液体を含む各種の処理対象物を固液分離することが可能であるが、ここでは、多量の水分を含んだ汚泥を脱水処理する場合について説明する。
【００１５】
ここに示した固液分離装置は、入口部材１と、出口部材２と、これらの間に配置された固液分離部３とを有し、入口部材１は、上部が開口した矩形の箱状に形成され、その上部開口によって、汚泥が流入する流入口４が構成されている。符号７は入口部材１の底壁を示す。また固液分離部３を向いた側の入口部材１の側壁５には開口６が形成され、さらに入口部材１の側壁５に対向したもう一つの側壁８には、横断面が矩形状に形成されたモータ支持部材９の一方の側壁１０がボルトとナットによって固定され、モータ支持部材９の他方の側壁１１に、減速機付きのモータ１２が固定されている。
【００１６】
入口部材１の両側壁５，８は下方に延び、その下端部が図示していないボルトとナットによって支持フレームのステー１３，１４にそれぞれ着脱可能に固定され、モータ支持部材９の両側壁１０，１１も下方に延び、その下端部が図示していないボルトとナットによって支持フレームのステー１４に着脱可能に固定されている。
【００１７】
出口部材２は、その上部と下部が開口し、水平断面が矩形状に形成されていて、固液分離部３を向いた側の出口部材２の側壁１９と、これに対向する出口部材２の側壁２０には、開口２２，２３がそれぞれ形成されている。側壁１９，２０は、下方に延び、その下端部が支持フレームのステー５２，５３に図示していないボルトとナットによって着脱可能に固定されている。また、側壁２０に形成された開口２３には、軸受部材１８が配置され、その軸受部材１８は、ボルト２４とナット２５によって側壁２０に着脱可能に固定されている。出口部材２の下部開口は、脱水処理された汚泥が排出される排出口２６を構成している。
【００１８】
一方、本例の固液分離部３は、小リング状の複数のスペーサ３８によって軸線方向に互いに間隔をあけて配置されたリングより成る複数の固定板２８と、軸線方向に隣り合う固定板２８の間に配置されたリングより成る可動板２９とを有している。図２は隣り合う２つの固定板２８と、これらの固定板２８の間に配置された可動板２９と、スペーサ３８の外観を示す分解斜視図であり、図３は固液分離部３の部分縦断面図である。複数の固定板２８は、図１乃至図３に示すように同心状に配列され、軸線方向に隣り合う固定板２８の間に４つのスペーサ３８がそれぞれ配置されている。図１に示すように、固液分離部３は出口部材２の側が高くなるように傾斜して配置されている。
【００１９】
図示した固液分離装置においては、図２及び図３に示すように、各固定板２８に、その半径方向に突出し、かつその周方向に配列された４つの耳部３９が形成され、その各耳部３９に取付孔３２がそれぞれ形成されている。各耳部３９に形成された各取付孔３２と、軸線方向に隣り合う固定板２８の間に配置された各スペーサ３８の中心孔には、ステーボルト３４がそれぞれ貫通して延び、さらにその各ステーボルト３４は、図１に示すように、入口部材１の側壁５と、出口部材２の側壁１９を貫通し、その各端部に形成された雄ねじにナット３６，３６Ａがそれぞれ螺着されて締め付けられている。なお、図１においては、図を判りやすくするため、一部のステーボルトとスペーサなどの図示を省略してある。
【００２０】
上述のようにして、複数の固定板２８は、複数のステーボルト３４と、ナット３６，３６Ａとによって一体的に固定連結され、入口部材１と出口部材２に対して固定されている。各ステーボルト３４は、複数の固定板２８を貫通して延びていて、その複数の固定板２８を連結する用をなす。スペーサによって互いに間隙をあけて配置された各固定板をわずかに遊動できるように組み付けることもできる。
【００２１】
図３に示すように、各固定板２８の間にそれぞれ配置された各可動板２９の厚さＴは、各固定板間の間隙幅Ｇより小さく設定され、各固定板２８の端面と、これに対向する可動板２９の端面の間には、例えば０．１mm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濾液排出部を構成するものである。可動板２９の厚さＴは、例えば、１．０mm乃至２mm程に設定され、間隙幅Ｇは、例えば２mm乃至３mm程に設定される。また固定板２８の厚さｔは、例えば１．５mm乃至３mm程に設定される。ギャップｇ、厚さＴ，ｔ及び間隙幅Ｇの大きさは、処理対象物の種類などを考慮して適宜設定されるものである。
【００２２】
図４は、固定板２８と、可動板２９と、隣り合う固定板２８の間に配置されたスペーサ３８と、ステーボルト３４の配置状態を示す説明図であり、この図では可動板２９を破線で示してある。ここで、固定板２８の周方向に隣り合う２つのスペーサ３８の間の間隔をＬとしたとき、この間隔Ｌの方が可動板２９の外径Ｄ４よりも小さくなっている（Ｌ＜Ｄ４）。このため、可動板２９が隣り合う固定板２８の間から抜け出ることが阻止される。
【００２３】
また、図２にも示すように、複数のスペーサ３８の固定板中心側の部分に接する円ＣＣを考えたとき、各可動板２９の外径Ｄ４は、円ＣＣの直径Ｄ１よりも小さく、しかも各可動板２９の外径Ｄ４が各固定板２８の内径Ｄ３よりも大きく設定されている（Ｄ１＞Ｄ４，Ｄ４＞Ｄ３）。これにより、各可動板２９は、各固定板２８の中心孔から抜け出ることなく、該可動板２９の半径方向に可動で、かつ隣り合う固定板２８の間に回転可能に保持される。
【００２４】
また、本例の固液分離装置においては、図４に示すように、固定板２８の外径Ｄ２が前述の円ＣＣの直径Ｄ１よりも小さく設定されている（Ｄ１＞Ｄ２）。図４においては、隣り合う固定板２８と可動板２９を、その軸線方向に見たときに、これらの板２８，２９が互いに重なり合う部分にハッチングを付してある。本例の固定板２８は、複数の耳部３９を有しているが、かかる固定板２８の外径Ｄ２は、これらの耳部３９以外の円環状の部分の外径である。
【００２５】
上述のように、本例の固液分離装置においては、スペーサ３８により、軸線方向に間隔をあけて配置され、かつステーボルト３４によって互いに固定された複数の固定板２８と、隣り合う固定板２８の間に配置された可動板２９とによって固液分離部３が構成されている。図６に示すように、スペーサ３８を、当該スペーサ３８に隣接する２つの固定板のうちの一方の固定板２８に一体に形成し、その固定板２８とこれに固定されたスペーサ３８を１つの部品として構成することもできる。例えば、固定板２８とスペーサ３８が共に金属より成るときは、これらを溶接によって一体化し、或いは鋳造によって、これらを一体に成形することができる。或いは、素材を切削加工して、一体となった固定板２８とスペーサ３８を製造することもできる。また固定板２８とスペーサ３８を共に樹脂により構成するときは、これらを成形型によって一体の成形品として製造することもできる。
【００２６】
また、図１乃至図３に示すように、複数の固定板２８と複数の可動板２９を有する固液分離部３の内部には、その固液分離部３の軸線方向に延びるスクリュー２１が配置され、このスクリュー２１は、軸部４１と、この軸部４１に一体に形成されたらせん状の羽根部４２を有している。かかるスクリュー２１は、図１に示すように、入口部材１の側壁５と、出口部材２の側壁１９，２０に形成された開口６，２２，２３を貫通して延びていて、このスクリュー２１の軸部４１の一方の端部が、軸受部材１８に軸受１５を介して回転自在に支持されている。なお、図４にはスクリュー２１の図示は省略してある。
【００２７】
一方、図１に示したモータ１２の出力軸４５は、モータ支持部材９の側壁１１，１０と、入口部材１の側壁８を貫通して延び、側壁１０に軸受を介して回転自在に支持されている。かかる出力軸４５の先端部は、図５に示すように、内部が中空に形成され、その中空部４９の中央部に係合片５０が固定配置されている。また、スクリュー２１の軸部４１の他方の端部には、係合溝５１が形成され、軸部４１の端部が図１に示すように出力軸４５の中空部４９に挿入され、軸部４１に形成された係合溝５１が出力軸４５に設けられた係合片５０に係合している。モータ１２が作動して出力軸４５が回転すると、その回転が、互いに係合した係合片５０と係合溝５１を介してスクリュー２１に伝えられ、該スクリュー２１がその中心軸線のまわりに回転する。
【００２８】
上述のように、本例の固液分離装置は、その固液分離部３を貫通して延びる１本のスクリュー２１を有しているが、後述するように、複数のスクリューを有する固液分離装置にも本発明を適用することができる。固液分離装置は、固液分離部を貫通して延びる少なくとも１本のスクリューを有しているのである。
【００２９】
次に、本例の固液分離装置の基本的な動作例を説明する。
【００３０】
固液分離部３の下方に位置する図示していないサービスタンク内の汚泥が、同じく図示していないフロック化装置に供給され、その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。フロック化された汚泥（図には示さず）は、図１に矢印Ａで示すように、固液分離装置の入口部材１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。このとき、スクリュー２１はモータ１２によって回転駆動されているので、入口部材１に流入した汚泥は、矢印Ｂで示すように、入口部材１の側壁５に形成された開口６を通って、固定板２８と可動板２９の内部空間、すなわち固液分離部３の内部空間に、その軸線方向一端側の入口３Ａから流入する。
【００３１】
上述のようにして固液分離部３の内部に流入した汚泥は、モータ１２により回転駆動されたスクリュー２１によって、固液分離部３の軸線方向他端側の出口３Ｂへ向けて搬送される。このとき、汚泥から分離された水分、すなわち濾液が、各固定板２８と可動板２９との間の微小ギャップｇ（図３）より成る濾液排出ギャップを通して固液分離部外に排出される。排出された濾液は、ステー１３，５２に固定された濾液受け部材４０に受け止められ、次いで濾液排出管４６を通って流下する。この濾液には未だ多少の固形分が含まれているので、当該濾液は他の汚泥と共に再度水処理され、次いで固液分離装置に供給されて脱水処理される。
【００３２】
ここで、図３に示す如く、スクリュー２１の外径Ｄ６は、その回転が阻害されないように、固定板２８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（Ｄ３＞Ｄ６）が、このスクリュー２１の外径Ｄ６は可動板２９の内径Ｄ５よりも大きく設定されている。可動板２９の内径Ｄ５がスクリュー２１の外径Ｄ６よりも小さく設定されているのである（Ｄ６＞Ｄ５）。このため、スクリュー２１の回転によって、各可動板２９は、スクリュー２１から外力を受けて半径方向に押し動かされ、固定板２８に対して積極的に運動する。このようにして、可動板２９を駆動する専用の駆動手段を設けることなく、微小ギャップｇに入り込んだ固形物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。このように、回転するスクリュー２１によって可動板２９が押し動かされるように、各可動板２９が形成されているのである。
【００３３】
上述のように固液分離部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、図１に矢印Ｄで示すように、固液分離部３の軸線方向他端側の出口３Ｂから排出される。この出口３Ｂに対向して背圧板４７が設けられ、出口３Ｂから排出される汚泥が背圧板４７に当り、出口３Ｂから排出される汚泥の量が規制される。これにより、固液分離部内の圧力が高められ、汚泥に対する脱水効率が高められる。図示した例では、背圧板４７はスクリュー２１の軸部４１に、図示していないボルトによって位置調整可能に固定されている。固液分離部３から排出された汚泥は、下部の排出口２６を通して下方に落下する。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乃至８５重量％程度である。
【００３４】
上述のように、固液分離装置は、その固液分離部内に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって、固液分離部の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、固液分離部の濾液排出ギャップを通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を固液分離部の出口から固液分離部外に排出させるように構成されている。
【００３５】
ところで、上述した固液分離装置においては、先にも説明したように、固液分離部３内の出口３Ｂの側の領域を搬送される汚泥の含水率は、既に低下しているので、この領域に存する汚泥の脱水効率を特に高め、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を充分に低下させる必要がある。このため、従来の固液分離装置においては、図１０に示すように、固液分離部３の出口３Ｂの側に位置するスクリュー部分２１Ａのリード角を、８°乃至９°程の小さな値に設定し、これによって、このスクリュー部分２１Ａの存する固液分離部３内の領域の容積を狭くして、ここを搬送される汚泥に対して大きな圧力を加え、その汚泥に対する脱水効率を高めていた。ところが、このようにスクリューのリード角が小さくなると、スクリュー２１によって押し動かされる可動板２９の内周面の摩耗が著しくなり、その寿命が低下する欠点を免れない。その理由は以下のように考えられる。
【００３６】
図１１は、１枚の固定板２８とその固定板２８よりも汚泥移動方向上流側に位置する１枚の可動板２９を示す説明図である。汚泥は、回転するスクリューによって、矢印Ｅ方向に搬送される。ここで、図１１には示していないスクリュー２１が回転すると、可動板２９は、そのスクリュー２１から可動板２９の半径方向に外力を受けると共に、汚泥の移動方向Ｅにも外力を受け、これにより可動板２９は、図１１に示すように固定板２８に対してＦで示す力で押圧される。その際、スクリュー２１のリード角が小さいと、回転するスクリュー２１から可動板２９が受ける汚泥移動方向の力が大きくなり、可動板２９は、その隣りの固定板２８に対して大きな力Ｆで押圧される。このように、可動板２９が固定板２８に対して大きな力Ｆで押圧された状態で、可動板２９が、スクリュー２１によって該可動板２９の半径方向に押し動かされるので、このとき可動板２９に作用する摩擦力が大きくなる。このため、回転するスクリュー２１によって可動板２９を、その半径方向に押し動かすのに必要とされる力が大きくなり、スクリュー２１の羽根部４２のエッジ部が、可動板２９の内周面に大きな力で摺擦する。このようにして、従来の固液分離装置においては、可動板２９の内周面の摩耗が促進され、可動板２９の寿命が短くなっていたのである。また、スクリュー２１によって可動板２９の内周面が削り取られて、細長い髪状の削り屑が生じることもあった。
【００３７】
上述した従来の欠点を除去するため、本例の固液分離装置においては、図１及び図７に示すように、固液分離部３に位置するスクリュー２１の所定の位置Ｓ１よりも、固液分離部３の出口３Ｂの側のスクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄが、出口３Ｂの側に向けて漸次大きくなっていると共に、そのスクリュー部分２１Ａのリード角が１０°乃至３０°に設定されている。図８は、スクリュー２１のリード角を説明する図であり、同図におけるＤ６はスクリューの外径を示し、πＤ６はスクリュー２１の外周部の周長を示し、ＬＥはリードを示し、さらにαはリード角を示している。図示した例では、スクリュー部分２１Ａのリード角は、そのスクリュー部分２１Ａの全長に亘って一定となっているが、そのリード角を１０°乃至３０°の範囲内で変化させてもよい。
【００３８】
上述のようにスクリュー部分２１Ａのリード角αが従来よりも大きく設定されているので、図１１に示したように、回転するスクリュー２１によって可動板２９が固定板２８に押圧される力Ｆが従来よりも小さくなる。このため、可動板２９をスクリュー２１によって従来よりも小さな力で半径方向に押し動かすことができ、これによって可動板２９の内周面の摩耗量を抑え、しかもその内周面が削り取られて、細長い髪状の削り屑が生じることを防止することができる。
【００３９】
但し、上述のように、スクリュー部分２１Ａのリード角αを大きくすると、スクリュー部分２１Ａが位置する固液分離部３内の領域の容積が従来よりも大きくなり、汚泥に対する脱水効率が低下するおそれがある。そこで、本例の固液分離装置においては、前述のように、スクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄが出口３Ｂの側へ向けて漸次大きくなっている。このため、スクリュー部分２１Ａが位置する固液分離部３内の領域の容積を小さくすることができ、これによって汚泥に対する脱水効率を、従来と同等ないしはそれ以上に高めることができる。しかも、固液分離部３内の汚泥の含水率が出口３Ｂに近づくに従って低下するのに合わせて、スクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄが出口３Ｂに近づくに従って大きくなっているので、固液分離部３内の汚泥に対する脱水効率は、出口３Ｂに近づくに従って高められ、効率よく汚泥から水分を分離することができる。
【００４０】
上述のように、本例の固液分離装置においては、スクリュー部分２１Ａのリード角αを従来よりも大きくして、可動板２９の内周面の摩耗を抑え、かつその内周面が削り取られるのを防止すると共に、スクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄを固液分離部３の出口３Ｂの側へ向けて漸次大きくすることにより、リード角αを大きくしたことによる脱水効率の低下を補っているのである。これにより、可動板２９の寿命を延ばし、かつ高い脱水効率を維持することができる。
【００４１】
リード角αが１０°よりも小さくなると、前述のように可動板２９の内周面の摩耗が著しくなり、かつその内周面が削り取られるようになり、逆にリード角αが３０°よりも大きくなると、汚泥に対する脱水効率が大きく低下してしまう。リード角αを１０°乃至３０°に設定すると共に、スクリュー２１の軸部４１の直径ｄを上述のように大きくすることによって、可動板２９の長寿命化と、汚泥に対する高い脱水効率の維持を確保できるのである。その際、リード角αを１０°乃至１５°、特に１３°乃至１４°に設定することが望ましい。また、固液分離部３の出口側の領域に存する汚泥に加えられる圧力が大きくなりすぎると、微小ギャップｇを通して排出される固形分の量が増大してしまう不具合が発生するので、この点をも考慮に入れて、スクリュー部分２１Ａのリード角αと、その直径ｄの大きさを設定すべきは当然である。
【００４２】
図１に示した例では、処理対象物が固液分離部３に入り込む入口３Ａよりも、処理対象物の移動方向下流側の位置をスクリューの所定の位置Ｓ１とし、この所定の位置Ｓ１よりも、固液分離部３の出口３Ｂの側のスクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄを、出口３Ｂの側に向けて漸次大きく設定したが、スクリューの所定の位置Ｓ１は、固液分離部３の入口３Ａに対応するスクリュー位置であってもよい。この場合には、入口３Ａに対応するスクリュー位置よりも、出口３Ｂの側のスクリュー部分の軸部４１の直径が、出口３Ｂの側に向けて漸次大きく形成される。
【００４３】
また、図１及び図７に示した例では、スクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄが、そのスクリュー部分２１Ａの全長に亘って、固液分離部３の出口３Ｂの側に向けて漸次大きくなっているが、スクリュー部分２１Ａにおける一部の軸部の直径ｄが出口３Ｂに向けて漸次大きく形成されていてもよい。例えば、図９に示すように、スクリュー部分２１Ａのうちの出口３Ｂの近傍の部分２１Ｂの軸部の直径を一定の大きさに設定することもできる。
【００４４】
さらに、図１及び図７に示した例では、スクリュー部分２１Ａの全長に亘って、そのリード角αが１０°乃至３０°に設定されているが、スクリュー部分２１Ａの一部だけのリード角αを１０°乃至３０°に設定しても本発明の所期の目的を達成できる。固液分離部に位置するスクリューの所定の位置よりも、固液分離部の出口の側のスクリュー部分の少なくとも一部の軸部の直径を、該出口の側に向けて漸次大きく設定すると共に、そのスクリュー部分の少なくとも一部のリード角を、１０°乃至３０°に設定するのである。
【００４５】
また、図１、図７及び図９に示したスクリュー部分２１Ａよりも、固液分離部の入口３Ａの側のスクリュー２１の部分２１Ｃの軸部４１の直径と、そのリード角は、適宜な大きさに設定することができるが、図示した例では、このスクリュー２１の部分２１Ｃの軸部４１の直径は、スクリュー２１の所定の位置Ｓ１の軸部４１の直径に等しく設定されている。しかもスクリュー２１の部分２１Ｃのリード角は、スクリュー部分２１Ａのリード角αよりも大きく設定されていると共に、当該部分２１Ｂのリード角が固液分離部３の出口３Ｂの側に向けて漸次小さくなっている。
【００４６】
以上、スクリュー２１が１本だけ設けられた固液分離装置に本発明を適用した例を説明したが、本発明は、特許第３５６５８４１号公報や特許第３６３８５９７号公報に記載されているように、複数の固定板と、隣り合う固定板の間に配置された可動板とを有する固液分離部を貫通して伸びる複数のスクリューを備えた固液分離装置にも、支障なく適用できるものである。また、複数の羽根部を有するスクリューを用いた固液分離装置や、隣り合う固定板の間に複数の可動板が配置された固液分離装置などにも、本発明を適用できることは当然である。さらに、特許第３６３８５９７号公報に記載された固液分離装置のように、上部が開放した凹部を有する可動板と固定板を用いた場合には、かかる可動板と固定板の上方から、固液分離部に処理対象物を供給することもできる。この場合には、固液分離部の入口が、固定板と可動板の上方に位置することになる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】固液分離装置の部分断面正面図である。
【図２】隣り合う固定板と、その両固定板の間に配置された可動板などを示す固液分離装置の分解斜視図である。
【図３】固液分離部の縦断面図である。
【図４】固定板と、可動板と、スペーサと、ステーボルトの配置状態を示す説明図である。
【図５】出力軸とスクリューの軸部の連結に関する構成を示す斜視図である。
【図６】スペーサを固定板に一体に固定した例を示す正面図である。
【図７】固液分離部から取り外した状態のスクリューを示す正面図である。
【図８】スクリューのリード角を説明する図である。
【図９】図１に示したスクリューとは一部構造の異なったスクリューを有する固液分離装置の部分断面正面図である。
【図１０】従来のスクリューを備えた固液分離装置の部分断面正面図である。
【図１１】回転するスクリューによって、可動板が固定板に対して押圧されることを説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
３ 固液分離部
３Ｂ 出口
２１ スクリュー
２１Ａ スクリュー部分
２８ 固定板
２９ 可動板
４１ 軸部
ｄ 直径
Ｓ１ 所定の位置
α リード角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の固定板及び隣り合う固定板の間に配置された可動板を有する固液分離部と、該固液分離部を貫通して延びる少なくとも１本のスクリューとを具備し、回転するスクリューによって前記可動板が押し動かされるように、該可動板が形成されていると共に、固液分離部に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって固液分離部の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、固液分離部の濾液排出ギャップを通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から固液分離部外に排出させる固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を含む処理対象物、例えば、廃豆腐、食品加工排水、下水処理物或いは養豚場から排出される廃水などの有機系汚泥、切削屑を含む切削油、メッキ廃液、インク廃液、顔料廃液、塗料廃液などの無機系汚泥、或いは野菜屑や果実の皮、食品残渣、おからなどの処理対象物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乃至３参照）。この形式の固液分離装置によれば、回転するスクリューによって、可動板を固定板に対して積極的に運動させることができるので、可動板を駆動する専用の駆動装置を設けずとも、可動板と固定板の間の濾液排出ギャップに入り込んだ固形物を効率よく排出させ、濾液排出ギャップの目詰まりを防止することができる。
【０００３】
ところで、この種の固液分離装置においては、その固液分離部の出口側の領域を移動する処理対象物の含液率は既に低下しているので、この領域に存する処理対象物の脱液効率を高め、含液率の低くなった処理対象物を固液分離部の出口から排出させる必要がある。このため、従来は、固液分離部の出口側の領域に位置するスクリュー部分のリード角を、８°乃至９°程度の小さな値に設定し、このスクリュー部分のリードの値を小さくすることによって、固液分離部の出口側領域の容積を狭くし、固液分離部の出口側領域に存する処理対象物に対して大きな圧力を加え、その処理対象物に対する脱液効率を高めていた。
【０００４】
固液分離装置を上述のように構成することによって、確かに、処理対象物に対する脱液効率、すなわち処理対象物から液体を絞り出す効率を高めることができるのであるが、本発明者による最近の検討の結果、スクリューのリード角を小さくすると、回転するスクリューにより押し動かされる可動板の摩耗が著しくなり、可動板の寿命が短くなってしまうことが明らかとなった。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８２６９９１号公報
【特許文献２】特許第３５６５８４１号公報
【特許文献３】特許第３６３８５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記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、処理対象物に対する脱液効率を低下させることなく、可動板の摩耗を従来よりも抑制することのできる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、冒頭に記載した形式の固液分離装置において、前記固液分離部に位置するスクリューの所定の位置よりも、固液分離部の出口側のスクリュー部分の少なくとも一部の軸部の直径が、該出口の側に向けて漸次大きくなっていると共に、そのスクリュー部分の少なくとも一部のリード角が１０°乃至３０°に設定され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１）。
【０００８】
また、上記請求項１に記載の固液分離装置において、処理対象物が固液分離部に入り込む入口よりも、処理対象物移動方向下流側の位置を前記スクリューの所定の位置とすると有利である（請求項２）。
【０００９】
さらに、上記請求項１又は２に記載の固液分離装置において、前記スクリュー部分の軸部の直径が、そのスクリュー部分の全長に亘って、固液分離部の出口側に向けて漸次大きくなっていると有利である（請求項３）。
【００１０】
また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の固液分離装置において、前記スクリュー部分の全長に亘って、そのリード角が１０°乃至３０°に設定され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、前記リード角が１３°乃至１４°であると有利である（請求項５）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、処理対象物に対する脱液効率を低下させることなく、可動板の摩耗を従来よりも抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って説明し、併せて前述の従来の欠点を図面に即してより具体的に明らかにする。
【００１４】
図１は固液分離装置の一例を示す部分断面正面図である。この固液分離装置によって、液体を含む各種の処理対象物を固液分離することが可能であるが、ここでは、多量の水分を含んだ汚泥を脱水処理する場合について説明する。
【００１５】
ここに示した固液分離装置は、入口部材１と、出口部材２と、これらの間に配置された固液分離部３とを有し、入口部材１は、上部が開口した矩形の箱状に形成され、その上部開口によって、汚泥が流入する流入口４が構成されている。符号７は入口部材１の底壁を示す。また固液分離部３を向いた側の入口部材１の側壁５には開口６が形成され、さらに入口部材１の側壁５に対向したもう一つの側壁８には、横断面が矩形状に形成されたモータ支持部材９の一方の側壁１０がボルトとナットによって固定され、モータ支持部材９の他方の側壁１１に、減速機付きのモータ１２が固定されている。
【００１６】
入口部材１の両側壁５，８は下方に延び、その下端部が図示していないボルトとナットによって支持フレームのステー１３，１４にそれぞれ着脱可能に固定され、モータ支持部材９の両側壁１０，１１も下方に延び、その下端部が図示していないボルトとナットによって支持フレームのステー１４に着脱可能に固定されている。
【００１７】
出口部材２は、その上部と下部が開口し、水平断面が矩形状に形成されていて、固液分離部３を向いた側の出口部材２の側壁１９と、これに対向する出口部材２の側壁２０には、開口２２，２３がそれぞれ形成されている。側壁１９，２０は、下方に延び、その下端部が支持フレームのステー５２，５３に図示していないボルトとナットによって着脱可能に固定されている。また、側壁２０に形成された開口２３には、軸受部材１８が配置され、その軸受部材１８は、ボルト２４とナット２５によって側壁２０に着脱可能に固定されている。出口部材２の下部開口は、脱水処理された汚泥が排出される排出口２６を構成している。
【００１８】
一方、本例の固液分離部３は、小リング状の複数のスペーサ３８によって軸線方向に互いに間隔をあけて配置されたリングより成る複数の固定板２８と、軸線方向に隣り合う固定板２８の間に配置されたリングより成る可動板２９とを有している。図２は隣り合う２つの固定板２８と、これらの固定板２８の間に配置された可動板２９と、スペーサ３８の外観を示す分解斜視図であり、図３は固液分離部３の部分縦断面図である。複数の固定板２８は、図１乃至図３に示すように同心状に配列され、軸線方向に隣り合う固定板２８の間に４つのスペーサ３８がそれぞれ配置されている。図１に示すように、固液分離部３は出口部材２の側が高くなるように傾斜して配置されている。
【００１９】
図示した固液分離装置においては、図２及び図３に示すように、各固定板２８に、その半径方向に突出し、かつその周方向に配列された４つの耳部３９が形成され、その各耳部３９に取付孔３２がそれぞれ形成されている。各耳部３９に形成された各取付孔３２と、軸線方向に隣り合う固定板２８の間に配置された各スペーサ３８の中心孔には、ステーボルト３４がそれぞれ貫通して延び、さらにその各ステーボルト３４は、図１に示すように、入口部材１の側壁５と、出口部材２の側壁１９を貫通し、その各端部に形成された雄ねじにナット３６，３６Ａがそれぞれ螺着されて締め付けられている。なお、図１においては、図を判りやすくするため、一部のステーボルトとスペーサなどの図示を省略してある。
【００２０】
上述のようにして、複数の固定板２８は、複数のステーボルト３４と、ナット３６，３６Ａとによって一体的に固定連結され、入口部材１と出口部材２に対して固定されている。各ステーボルト３４は、複数の固定板２８を貫通して延びていて、その複数の固定板２８を連結する用をなす。スペーサによって互いに間隙をあけて配置された各固定板をわずかに遊動できるように組み付けることもできる。
【００２１】
図３に示すように、各固定板２８の間にそれぞれ配置された各可動板２９の厚さＴは、各固定板間の間隙幅Ｇより小さく設定され、各固定板２８の端面と、これに対向する可動板２９の端面の間には、例えば０．１mm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濾液排出部を構成するものである。可動板２９の厚さＴは、例えば、１．０mm乃至２mm程に設定され、間隙幅Ｇは、例えば２mm乃至３mm程に設定される。また固定板２８の厚さｔは、例えば１．５mm乃至３mm程に設定される。ギャップｇ、厚さＴ，ｔ及び間隙幅Ｇの大きさは、処理対象物の種類などを考慮して適宜設定されるものである。
【００２２】
図４は、固定板２８と、可動板２９と、隣り合う固定板２８の間に配置されたスペーサ３８と、ステーボルト３４の配置状態を示す説明図であり、この図では可動板２９を破線で示してある。ここで、固定板２８の周方向に隣り合う２つのスペーサ３８の間の間隔をＬとしたとき、この間隔Ｌの方が可動板２９の外径Ｄ４よりも小さくなっている（Ｌ＜Ｄ４）。このため、可動板２９が隣り合う固定板２８の間から抜け出ることが阻止される。
【００２３】
また、図２にも示すように、複数のスペーサ３８の固定板中心側の部分に接する円ＣＣを考えたとき、各可動板２９の外径Ｄ４は、円ＣＣの直径Ｄ１よりも小さく、しかも各可動板２９の外径Ｄ４が各固定板２８の内径Ｄ３よりも大きく設定されている（Ｄ１＞Ｄ４，Ｄ４＞Ｄ３）。これにより、各可動板２９は、各固定板２８の中心孔から抜け出ることなく、該可動板２９の半径方向に可動で、かつ隣り合う固定板２８の間に回転可能に保持される。
【００２４】
また、本例の固液分離装置においては、図４に示すように、固定板２８の外径Ｄ２が前述の円ＣＣの直径Ｄ１よりも小さく設定されている（Ｄ１＞Ｄ２）。図４においては、隣り合う固定板２８と可動板２９を、その軸線方向に見たときに、これらの板２８，２９が互いに重なり合う部分にハッチングを付してある。本例の固定板２８は、複数の耳部３９を有しているが、かかる固定板２８の外径Ｄ２は、これらの耳部３９以外の円環状の部分の外径である。
【００２５】
上述のように、本例の固液分離装置においては、スペーサ３８により、軸線方向に間隔をあけて配置され、かつステーボルト３４によって互いに固定された複数の固定板２８と、隣り合う固定板２８の間に配置された可動板２９とによって固液分離部３が構成されている。図６に示すように、スペーサ３８を、当該スペーサ３８に隣接する２つの固定板のうちの一方の固定板２８に一体に形成し、その固定板２８とこれに固定されたスペーサ３８を１つの部品として構成することもできる。例えば、固定板２８とスペーサ３８が共に金属より成るときは、これらを溶接によって一体化し、或いは鋳造によって、これらを一体に成形することができる。或いは、素材を切削加工して、一体となった固定板２８とスペーサ３８を製造することもできる。また固定板２８とスペーサ３８を共に樹脂により構成するときは、これらを成形型によって一体の成形品として製造することもできる。
【００２６】
また、図１乃至図３に示すように、複数の固定板２８と複数の可動板２９を有する固液分離部３の内部には、その固液分離部３の軸線方向に延びるスクリュー２１が配置され、このスクリュー２１は、軸部４１と、この軸部４１に一体に形成されたらせん状の羽根部４２を有している。かかるスクリュー２１は、図１に示すように、入口部材１の側壁５と、出口部材２の側壁１９，２０に形成された開口６，２２，２３を貫通して延びていて、このスクリュー２１の軸部４１の一方の端部が、軸受部材１８に軸受１５を介して回転自在に支持されている。なお、図４にはスクリュー２１の図示は省略してある。
【００２７】
一方、図１に示したモータ１２の出力軸４５は、モータ支持部材９の側壁１１，１０と、入口部材１の側壁８を貫通して延び、側壁１０に軸受を介して回転自在に支持されている。かかる出力軸４５の先端部は、図５に示すように、内部が中空に形成され、その中空部４９の中央部に係合片５０が固定配置されている。また、スクリュー２１の軸部４１の他方の端部には、係合溝５１が形成され、軸部４１の端部が図１に示すように出力軸４５の中空部４９に挿入され、軸部４１に形成された係合溝５１が出力軸４５に設けられた係合片５０に係合している。モータ１２が作動して出力軸４５が回転すると、その回転が、互いに係合した係合片５０と係合溝５１を介してスクリュー２１に伝えられ、該スクリュー２１がその中心軸線のまわりに回転する。
【００２８】
上述のように、本例の固液分離装置は、その固液分離部３を貫通して延びる１本のスクリュー２１を有しているが、後述するように、複数のスクリューを有する固液分離装置にも本発明を適用することができる。固液分離装置は、固液分離部を貫通して延びる少なくとも１本のスクリューを有しているのである。
【００２９】
次に、本例の固液分離装置の基本的な動作例を説明する。
【００３０】
固液分離部３の下方に位置する図示していないサービスタンク内の汚泥が、同じく図示していないフロック化装置に供給され、その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。フロック化された汚泥（図には示さず）は、図１に矢印Ａで示すように、固液分離装置の入口部材１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。このとき、スクリュー２１はモータ１２によって回転駆動されているので、入口部材１に流入した汚泥は、矢印Ｂで示すように、入口部材１の側壁５に形成された開口６を通って、固定板２８と可動板２９の内部空間、すなわち固液分離部３の内部空間に、その軸線方向一端側の入口３Ａから流入する。
【００３１】
上述のようにして固液分離部３の内部に流入した汚泥は、モータ１２により回転駆動されたスクリュー２１によって、固液分離部３の軸線方向他端側の出口３Ｂへ向けて搬送される。このとき、汚泥から分離された水分、すなわち濾液が、各固定板２８と可動板２９との間の微小ギャップｇ（図３）より成る濾液排出ギャップを通して固液分離部外に排出される。排出された濾液は、ステー１３，５２に固定された濾液受け部材４０に受け止められ、次いで濾液排出管４６を通って流下する。この濾液には未だ多少の固形分が含まれているので、当該濾液は他の汚泥と共に再度水処理され、次いで固液分離装置に供給されて脱水処理される。
【００３２】
ここで、図３に示す如く、スクリュー２１の外径Ｄ６は、その回転が阻害されないように、固定板２８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（Ｄ３＞Ｄ６）が、このスクリュー２１の外径Ｄ６は可動板２９の内径Ｄ５よりも大きく設定されている。可動板２９の内径Ｄ５がスクリュー２１の外径Ｄ６よりも小さく設定されているのである（Ｄ６＞Ｄ５）。このため、スクリュー２１の回転によって、各可動板２９は、スクリュー２１から外力を受けて半径方向に押し動かされ、固定板２８に対して積極的に運動する。このようにして、可動板２９を駆動する専用の駆動手段を設けることなく、微小ギャップｇに入り込んだ固形物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。このように、回転するスクリュー２１によって可動板２９が押し動かされるように、各可動板２９が形成されているのである。
【００３３】
上述のように固液分離部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、図１に矢印Ｄで示すように、固液分離部３の軸線方向他端側の出口３Ｂから排出される。この出口３Ｂに対向して背圧板４７が設けられ、出口３Ｂから排出される汚泥が背圧板４７に当り、出口３Ｂから排出される汚泥の量が規制される。これにより、固液分離部内の圧力が高められ、汚泥に対する脱水効率が高められる。図示した例では、背圧板４７はスクリュー２１の軸部４１に、図示していないボルトによって位置調整可能に固定されている。固液分離部３から排出された汚泥は、下部の排出口２６を通して下方に落下する。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乃至８５重量％程度である。
【００３４】
上述のように、固液分離装置は、その固液分離部内に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって、固液分離部の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、固液分離部の濾液排出ギャップを通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を固液分離部の出口から固液分離部外に排出させるように構成されている。
【００３５】
ところで、上述した固液分離装置においては、先にも説明したように、固液分離部３内の出口３Ｂの側の領域を搬送される汚泥の含水率は、既に低下しているので、この領域に存する汚泥の脱水効率を特に高め、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を充分に低下させる必要がある。このため、従来の固液分離装置においては、図１０に示すように、固液分離部３の出口３Ｂの側に位置するスクリュー部分２１Ａのリード角を、８°乃至９°程の小さな値に設定し、これによって、このスクリュー部分２１Ａの存する固液分離部３内の領域の容積を狭くして、ここを搬送される汚泥に対して大きな圧力を加え、その汚泥に対する脱水効率を高めていた。ところが、このようにスクリューのリード角が小さくなると、スクリュー２１によって押し動かされる可動板２９の内周面の摩耗が著しくなり、その寿命が低下する欠点を免れない。その理由は以下のように考えられる。
【００３６】
図１１は、１枚の固定板２８とその固定板２８よりも汚泥移動方向上流側に位置する１枚の可動板２９を示す説明図である。汚泥は、回転するスクリューによって、矢印Ｅ方向に搬送される。ここで、図１１には示していないスクリュー２１が回転すると、可動板２９は、そのスクリュー２１から可動板２９の半径方向に外力を受けると共に、汚泥の移動方向Ｅにも外力を受け、これにより可動板２９は、図１１に示すように固定板２８に対してＦで示す力で押圧される。その際、スクリュー２１のリード角が小さいと、回転するスクリュー２１から可動板２９が受ける汚泥移動方向の力が大きくなり、可動板２９は、その隣りの固定板２８に対して大きな力Ｆで押圧される。このように、可動板２９が固定板２８に対して大きな力Ｆで押圧された状態で、可動板２９が、スクリュー２１によって該可動板２９の半径方向に押し動かされるので、このとき可動板２９に作用する摩擦力が大きくなる。このため、回転するスクリュー２１によって可動板２９を、その半径方向に押し動かすのに必要とされる力が大きくなり、スクリュー２１の羽根部４２のエッジ部が、可動板２９の内周面に大きな力で摺擦する。このようにして、従来の固液分離装置においては、可動板２９の内周面の摩耗が促進され、可動板２９の寿命が短くなっていたのである。また、スクリュー２１によって可動板２９の内周面が削り取られて、細長い髪状の削り屑が生じることもあった。
【００３７】
上述した従来の欠点を除去するため、本例の固液分離装置においては、図１及び図７に示すように、固液分離部３に位置するスクリュー２１の所定の位置Ｓ１よりも、固液分離部３の出口３Ｂの側のスクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄが、出口３Ｂの側に向けて漸次大きくなっていると共に、そのスクリュー部分２１Ａのリード角が１０°乃至３０°に設定されている。図８は、スクリュー２１のリード角を説明する図であり、同図におけるＤ６はスクリューの外径を示し、πＤ６はスクリュー２１の外周部の周長を示し、ＬＥはリードを示し、さらにαはリード角を示している。図示した例では、スクリュー部分２１Ａのリード角は、そのスクリュー部分２１Ａの全長に亘って一定となっているが、そのリード角を１０°乃至３０°の範囲内で変化させてもよい。
【００３８】
上述のようにスクリュー部分２１Ａのリード角αが従来よりも大きく設定されているので、図１１に示したように、回転するスクリュー２１によって可動板２９が固定板２８に押圧される力Ｆが従来よりも小さくなる。このため、可動板２９をスクリュー２１によって従来よりも小さな力で半径方向に押し動かすことができ、これによって可動板２９の内周面の摩耗量を抑え、しかもその内周面が削り取られて、細長い髪状の削り屑が生じることを防止することができる。
【００３９】
但し、上述のように、スクリュー部分２１Ａのリード角αを大きくすると、スクリュー部分２１Ａが位置する固液分離部３内の領域の容積が従来よりも大きくなり、汚泥に対する脱水効率が低下するおそれがある。そこで、本例の固液分離装置においては、前述のように、スクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄが出口３Ｂの側へ向けて漸次大きくなっている。このため、スクリュー部分２１Ａが位置する固液分離部３内の領域の容積を小さくすることができ、これによって汚泥に対する脱水効率を、従来と同等ないしはそれ以上に高めることができる。しかも、固液分離部３内の汚泥の含水率が出口３Ｂに近づくに従って低下するのに合わせて、スクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄが出口３Ｂに近づくに従って大きくなっているので、固液分離部３内の汚泥に対する脱水効率は、出口３Ｂに近づくに従って高められ、効率よく汚泥から水分を分離することができる。
【００４０】
上述のように、本例の固液分離装置においては、スクリュー部分２１Ａのリード角αを従来よりも大きくして、可動板２９の内周面の摩耗を抑え、かつその内周面が削り取られるのを防止すると共に、スクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄを固液分離部３の出口３Ｂの側へ向けて漸次大きくすることにより、リード角αを大きくしたことによる脱水効率の低下を補っているのである。これにより、可動板２９の寿命を延ばし、かつ高い脱水効率を維持することができる。
【００４１】
リード角αが１０°よりも小さくなると、前述のように可動板２９の内周面の摩耗が著しくなり、かつその内周面が削り取られるようになり、逆にリード角αが３０°よりも大きくなると、汚泥に対する脱水効率が大きく低下してしまう。リード角αを１０°乃至３０°に設定すると共に、スクリュー２１の軸部４１の直径ｄを上述のように大きくすることによって、可動板２９の長寿命化と、汚泥に対する高い脱水効率の維持を確保できるのである。その際、リード角αを１０°乃至１５°、特に１３°乃至１４°に設定することが望ましい。また、固液分離部３の出口側の領域に存する汚泥に加えられる圧力が大きくなりすぎると、微小ギャップｇを通して排出される固形分の量が増大してしまう不具合が発生するので、この点をも考慮に入れて、スクリュー部分２１Ａのリード角αと、その直径ｄの大きさを設定すべきは当然である。
【００４２】
図１に示した例では、処理対象物が固液分離部３に入り込む入口３Ａよりも、処理対象物の移動方向下流側の位置をスクリューの所定の位置Ｓ１とし、この所定の位置Ｓ１よりも、固液分離部３の出口３Ｂの側のスクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄを、出口３Ｂの側に向けて漸次大きく設定したが、スクリューの所定の位置Ｓ１は、固液分離部３の入口３Ａに対応するスクリュー位置であってもよい。この場合には、入口３Ａに対応するスクリュー位置よりも、出口３Ｂの側のスクリュー部分の軸部４１の直径が、出口３Ｂの側に向けて漸次大きく形成される。
【００４３】
また、図１及び図７に示した例では、スクリュー部分２１Ａの軸部４１の直径ｄが、そのスクリュー部分２１Ａの全長に亘って、固液分離部３の出口３Ｂの側に向けて漸次大きくなっているが、スクリュー部分２１Ａにおける一部の軸部の直径ｄが出口３Ｂに向けて漸次大きく形成されていてもよい。例えば、図９に示すように、スクリュー部分２１Ａのうちの出口３Ｂの近傍の部分２１Ｂの軸部の直径を一定の大きさに設定することもできる。
【００４４】
さらに、図１及び図７に示した例では、スクリュー部分２１Ａの全長に亘って、そのリード角αが１０°乃至３０°に設定されているが、スクリュー部分２１Ａの一部だけのリード角αを１０°乃至３０°に設定しても本発明の所期の目的を達成できる。固液分離部に位置するスクリューの所定の位置よりも、固液分離部の出口の側のスクリュー部分の少なくとも一部の軸部の直径を、該出口の側に向けて漸次大きく設定すると共に、そのスクリュー部分の少なくとも一部のリード角を、１０°乃至３０°に設定するのである。
【００４５】
また、図１、図７及び図９に示したスクリュー部分２１Ａよりも、固液分離部の入口３Ａの側のスクリュー２１の部分２１Ｃの軸部４１の直径と、そのリード角は、適宜な大きさに設定することができるが、図示した例では、このスクリュー２１の部分２１Ｃの軸部４１の直径は、スクリュー２１の所定の位置Ｓ１の軸部４１の直径に等しく設定されている。しかもスクリュー２１の部分２１Ｃのリード角は、スクリュー部分２１Ａのリード角αよりも大きく設定されていると共に、当該部分２１Ｂのリード角が固液分離部３の出口３Ｂの側に向けて漸次小さくなっている。
【００４６】
以上、スクリュー２１が１本だけ設けられた固液分離装置に本発明を適用した例を説明したが、本発明は、特許第３５６５８４１号公報や特許第３６３８５９７号公報に記載されているように、複数の固定板と、隣り合う固定板の間に配置された可動板とを有する固液分離部を貫通して伸びる複数のスクリューを備えた固液分離装置にも、支障なく適用できるものである。また、複数の羽根部を有するスクリューを用いた固液分離装置や、隣り合う固定板の間に複数の可動板が配置された固液分離装置などにも、本発明を適用できることは当然である。さらに、特許第３６３８５９７号公報に記載された固液分離装置のように、上部が開放した凹部を有する可動板と固定板を用いた場合には、かかる可動板と固定板の上方から、固液分離部に処理対象物を供給することもできる。この場合には、固液分離部の入口が、固定板と可動板の上方に位置することになる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】固液分離装置の部分断面正面図である。
【図２】隣り合う固定板と、その両固定板の間に配置された可動板などを示す固液分離装置の分解斜視図である。
【図３】固液分離部の縦断面図である。
【図４】固定板と、可動板と、スペーサと、ステーボルトの配置状態を示す説明図である。
【図５】出力軸とスクリューの軸部の連結に関する構成を示す斜視図である。
【図６】スペーサを固定板に一体に固定した例を示す正面図である。
【図７】固液分離部から取り外した状態のスクリューを示す正面図である。
【図８】スクリューのリード角を説明する図である。
【図９】図１に示したスクリューとは一部構造の異なったスクリューを有する固液分離装置の部分断面正面図である。
【図１０】従来のスクリューを備えた固液分離装置の部分断面正面図である。
【図１１】回転するスクリューによって、可動板が固定板に対して押圧されることを説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
３ 固液分離部
３Ｂ 出口
２１ スクリュー
２１Ａ スクリュー部分
２８ 固定板
２９ 可動板
４１ 軸部
ｄ 直径
Ｓ１ 所定の位置
α リード角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固定板及び隣り合う固定板の間に配置された可動板を有する固液分離部と、該固液分離部を貫通して延びる少なくとも１本のスクリューとを具備し、回転するスクリューによって前記可動板が押し動かされるように、該可動板が形成されていると共に、固液分離部に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって固液分離部の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、固液分離部の濾液排出ギャップを通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から固液分離部外に排出させる固液分離装置において、
前記固液分離部に位置するスクリューの所定の位置よりも、固液分離部の出口側のスクリュー部分の少なくとも一部の軸部の直径が、該出口の側に向けて漸次大きくなっていると共に、そのスクリュー部分の少なくとも一部のリード角が１０°乃至３０°に設定されていることを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
処理対象物が固液分離部に入り込む入口よりも、処理対象物移動方向下流側の位置を前記スクリューの所定の位置とした請求項１に記載の固液分離装置。
【請求項３】
前記スクリュー部分の軸部の直径が、そのスクリュー部分の全長に亘って、固液分離部の出口側に向けて漸次大きくなっている請求項１又は２に記載の固液分離装置。
【請求項４】
前記スクリュー部分の全長に亘って、そのリード角が１０°乃至３０°に設定されている請求項１乃至３のいずれかに記載の固液分離装置。
【請求項５】
前記リード角が１３°乃至１４°である請求項１乃至４のいずれかに記載の固液分離装置。
【請求項１】
複数の固定板及び隣り合う固定板の間に配置された可動板を有する固液分離部と、該固液分離部を貫通して延びる少なくとも１本のスクリューとを具備し、回転するスクリューによって前記可動板が押し動かされるように、該可動板が形成されていると共に、固液分離部に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって固液分離部の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、固液分離部の濾液排出ギャップを通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から固液分離部外に排出させる固液分離装置において、
前記固液分離部に位置するスクリューの所定の位置よりも、固液分離部の出口側のスクリュー部分の少なくとも一部の軸部の直径が、該出口の側に向けて漸次大きくなっていると共に、そのスクリュー部分の少なくとも一部のリード角が１０°乃至３０°に設定されていることを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
処理対象物が固液分離部に入り込む入口よりも、処理対象物移動方向下流側の位置を前記スクリューの所定の位置とした請求項１に記載の固液分離装置。
【請求項３】
前記スクリュー部分の軸部の直径が、そのスクリュー部分の全長に亘って、固液分離部の出口側に向けて漸次大きくなっている請求項１又は２に記載の固液分離装置。
【請求項４】
前記スクリュー部分の全長に亘って、そのリード角が１０°乃至３０°に設定されている請求項１乃至３のいずれかに記載の固液分離装置。
【請求項５】
前記リード角が１３°乃至１４°である請求項１乃至４のいずれかに記載の固液分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−３０７５２６（Ｐ２００７−３０７５２６Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４１８２６（Ｐ２００６−１４１８２６）
【出願日】平成１８年５月２２日（２００６．５．２２）
【特許番号】特許第３９０４５９０号（Ｐ３９０４５９０）
【特許公報発行日】平成１９年４月１１日（２００７．４．１１）
【出願人】（５９１００７０２２）アムコン株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２２日（２００６．５．２２）
【特許番号】特許第３９０４５９０号（Ｐ３９０４５９０）
【特許公報発行日】平成１９年４月１１日（２００７．４．１１）
【出願人】（５９１００７０２２）アムコン株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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