JP6876860B1 - スクリュープレス - Google Patents

Abstract

【課題】スクレーパーの掻き取り能力を長期間にわたって十分に維持することが可能なスクリュープレスを提供する。【解決手段】筒状のスクリーン５の内部に回転自在なスクリュー軸が挿入され、スクリュー軸の外周面に螺旋状のスクリュー羽根７が設けられたスクリュープレスであって、スクリュー羽根７の径方向外周縁に、湾曲した姿勢でスクリーン５の内面に摺接する弾性変形自在なスクレーパー１７が設けられ、スクレーパー１７の湾曲した側に、スクレーパー１７を湾曲した姿勢から起立した姿勢へ戻す復元方向Ｃへ付勢する弾性部材１９が設けられ、弾性部材１９はスクリーン５の内面から径方向Ｄにおける内側へ離間している。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば下水汚泥や工業廃水汚泥等の被脱水物を脱水するのに用いられるスクリュープレスに関する。

従来、この種のスクリュープレスとしては、例えば図１１に示すように、筒状のスクリーン１０１内に回転自在なスクリュー軸が挿入され、スクリュー軸の外周面に螺旋状のスクリュー羽根１０３が設けられたものがある。
スクリーン１０１の上流側端部には汚泥供給口が設けられ、スクリーン１０１の下流側端部には汚泥排出口が設けられている。

スクリュー羽根１０３の径方向外周縁には、弓なりに湾曲した姿勢でスクリーン１０１の内面に摺接するゴム製の弾性変形自在なスクレーパー１０６が設けられている。

スクレーパー１０６の湾曲した側（上流側）には金属製の押え板１０７が設けられ、スクレーパー１０６は、スクリュー羽根１０３と押え板１０７との間に挟まれ、複数のボルト１０８およびナット１０９によってスクリュー羽根１０３に取り付けられている。

これによると、スクリュー軸を回転させることにより、スクリュー羽根１０３が回転する。汚泥供給口からスクリーン１０１内に供給された汚泥は、スクリュー羽根１０３の回転によって、上流側から下流側へ送られながら加圧濾過される。この際に発生した濾液はスクリーン１０１の貫通孔１１２を通過してスクリーン１０１の下方へ排出され、脱水された汚泥はケーキ（脱水汚泥）として汚泥排出口から排出される。

また、スクリュー羽根１０３が回転している際、スクレーパー１０６は弓なりに湾曲した状態でスクリーン１０１の内面に摺接するため、スクリーン１０１の内面の汚泥がスクレーパー１０６により掻き取られ、汚泥がスクリーン１０１の内面に付着するのを防止することができる。

尚、製作時のスクリュー羽根１０３の外径公差やスクリーン１０１の内径公差等によって、スクリュー羽根１０３とスクリーン１０１との間隙１１５が縮小した間隙縮小部１１５ａ（図１２参照）や拡大した間隙拡大部１１５ｂ（図１３参照）がスクリーン１０１の周方向において存在することがある。

上記のようなスクレーパー１０６を備えたスクリュープレスは例えば下記特許文献１に記載されている。

特許第５６３１０６７号

しかしながら上記の従来形式では、スクレーパー１０６が経年劣化して、永久歪みによるへたりが発生し、スクレーパー１０６が湾曲姿勢から起立姿勢に戻ろうとする復元力が低下するといった問題がある。

特に、図１２に示すように、間隙縮小部１１５ａにおいて、スクレーパー１０６が急角度で湾曲したままスクレーパー１０６の復元力が低下し、スクレーパー１０６がへたってしまった場合、スクレーパー１０６がスクリュー羽根１０３と共に回転して、スクレーパー１０６のへたった部分が間隙縮小部１１５ａから図１３に示す間隙拡大部１１５ｂに回転した際にスクリーン１０１の内面に十分に摺接せず、スクレーパー１０６の掻き取り能力が不足してしまうという問題がある。

また、上記特許文献には、図１４に示すように、２枚のスクレーパー１０６，１１７を重ね合わせて、スクリュー羽根１０３と押え板１０７との間に挟み込み、複数のボルト１０８およびナット１０９によってスクリュー羽根１０３に取り付けたスクリュープレスが開示されている。

しかしながら、２枚のスクレーパー１０６，１１７が弓なりに湾曲した状態でスクリーン１０１の内面に摺接するため、スクリュー羽根１０３を回転させる際の摩擦抵抗が増大するといった問題がある。

本発明は、スクレーパーの掻き取り能力を長期間にわたって十分に維持することが可能なスクリュープレスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、筒状のスクリーン内に回転自在なスクリュー軸が挿入され、スクリュー軸の外周面に螺旋状のスクリュー羽根が設けられたスクリュープレスであって、
スクリュー羽根の径方向外周縁に、スクリーン内面に当接することで起立した姿勢から湾曲した姿勢となる弾性変形自在なスクレーパーが設けられ、
スクレーパーは湾曲した側の反対側でスクリーン内面に摺接し、
スクレーパーの湾曲した側に、スクレーパーを湾曲した姿勢から起立した姿勢へ戻す復元方向へ付勢する弾性部材が設けられ、
弾性部材はスクリーン内面から径方向内側へ離間しているものである。

これによると、弾性部材がスクレーパーを復元方向へ付勢しているため、スクレーパーは見掛け上永久歪みし難くなり、スクレーパーの掻き取り能力が長期間にわたって十分に維持される。これにより、スクレーパーの交換寿命を延ばすことができる。

また、弾性部材はスクリーン内面に接触していないため、スクリュー羽根を回転させる際の摩擦抵抗の増大を防止することができる。

本第２発明におけるスクリュープレスは、弾性部材は材質がゴムである。

本第３発明におけるスクリュープレスは、弾性部材の圧縮永久歪み率が３０％以下である。

これによると、弾性部材は永久歪みを起し難い。

本第４発明におけるスクリュープレスは、弾性部材はバネである。

本第５発明におけるスクリュープレスは、スクレーパーは材質が熱可塑性エラストマー樹脂である。

本第６発明におけるスクリュープレスは、スクレーパーの湾曲した側に押え部材が設けられ、
スクレーパーと弾性部材とはスクリュー羽根と押え部材との間に挟まれて取り付けられ、
弾性部材の外周端部は押え部材の外周端部よりも径方向において外側に位置しているものである。

これによると、弾性部材は、押え部材の外周端部よりも径方向における外側の部分において、スクレーパーと共に湾曲することができる。これにより、弾性部材がスクレーパーを復元方向へ付勢する付勢力が増大し、スクレーパーの掻き取り能力が向上する。

以上のように本発明によると、スクレーパーの掻き取り能力を長期間にわたって十分に維持することができ、スクレーパーの交換寿命を延ばすことができる。

本発明の第１の実施の形態におけるスクリュープレスの一部切欠き側面図である。 図１におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、スクリュープレスのスクレーパーがスクリーンの内面に摺接している様子を示す拡大断面図である。 同、スクリュープレスのスクリーンを設けていない場合のスクレーパーの様子を示す拡大断面図である。 同、スクリュープレスのスクレーパーがスクリーンの内面に摺接している様子を示す拡大断面図であって、スクリュー羽根とスクリーンとの間隔が縮小した状態を示す。 同、スクリュープレスのスクレーパーがスクリーンの内面に摺接している様子を示す拡大断面図であって、スクリュー羽根とスクリーンとの間隔が拡大した状態を示す。 本発明の第２の実施の形態におけるスクリュープレスのスクレーパーがスクリーンの内面に摺接している様子を示す拡大断面図である。 本発明の第３の実施の形態におけるスクリュープレスのスクレーパーがスクリーンの内面に摺接している様子を示す拡大断面図である。 図８におけるＸ−Ｘ矢視図である。 本発明の第４の実施の形態におけるスクリュープレスのスクレーパーがスクリーンの内面に摺接している様子を示す拡大断面図である。 従来のスクリュープレスのスクレーパーがスクリーンの内面に摺接している様子を示す拡大断面図である。 同、スクリュープレスのスクレーパーがスクリーンの内面に摺接している様子を示す拡大断面図であって、スクリュー羽根とスクリーンとの間隔が縮小した状態を示す。 同、スクリュープレスのスクレーパーがスクリーンの内面に摺接している様子を示す拡大断面図であって、スクリュー羽根とスクリーンとの間隔が拡大した状態を示す。 同、スクリュープレスのスクレーパーがスクリーンの内面に摺接している様子を示す拡大断面図であり、スクレーパーを２枚重ね合わせた例を示す。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１，図２に示すように、１は被脱水物の一例である汚泥２を脱水するための一軸式スクリュープレスである。スクリュープレス１は、本体フレーム４により支持された円筒状のスクリーン５と、スクリーン５内に挿入された回転自在な一本のスクリュー軸６と、スクリュー軸６を回転させる回転駆動装置２８と、スクリュー軸６の外周面に設けられた螺旋状のスクリュー羽根７とを備えている。

スクリーン５には多数の貫通孔８が形成されている。スクリーン５の一端には汚泥供給口９（被脱水物供給部の一例）が設けられ、スクリーン５の他端には汚泥排出口１０（被脱水物排出部の一例）が設けられている。尚、汚泥供給口９側を上流側とし、汚泥排出口１０側を下流側とする。

スクリュー軸６は、下流側（汚泥排出口１０側）ほど太径となるテーパー状の軸である。スクリュー羽根７はスクリュー軸６に一条設けられており、スクリュー羽根７のピッチＰは等ピッチに設定されている。これにより、スクリュー羽根７の１ピッチ当りの濾室容積は下流側（汚泥排出口１０側）ほど縮小される。

汚泥排出口１０には背圧板１１が配置されている。背圧板１１は、シリンダ装置１２によってスクリュー軸６の軸心方向へ移動自在であり、汚泥排出口１０に向って作用させる圧力を調整することにより、脱水力（圧搾力）を制御するものである。

スクリュー羽根７の上流側（汚泥供給口９側）に向いた面を裏面Ａとし、スクリュー羽根７の下流側（汚泥排出口１０側）に向いた面を表面Ｂとすると、図３に示すように、スクリュー羽根７の径方向外周縁の裏面Ａには、上流側（汚泥供給口９側）へ弓なりに湾曲した姿勢でスクリーン５の内面に摺接する弾性変形自在なスクレーパー１７が設けられている。

スクレーパー１７は、材質が熱可塑性エラストマー樹脂であり、上流側から見て螺旋状に形成されている。スクレーパー１７の湾曲した側（上流側）には、スクレーパー１７を復元方向Ｃへ付勢する弾性部材１９が設けられている。尚、図４に示すように、スクリーン５を設けていない状態では、スクレーパー１７は径方向Ｄにおける外側へ起立した姿勢になり、復元方向Ｃとはスクレーパー１７が湾曲した姿勢から起立した姿勢へ戻ろうとする方向である。

弾性部材１９は上流側から見て螺旋状に形成されているゴム製の帯板である。尚、ゴムとしては、例えば圧縮永久歪み率が３０％（７０℃、２４時間）以下のクロロプレンゴム等が使用される。弾性部材１９の外周端部１９ａはスクリーン５の内面から径方向Ｄにおける内側へ離間している。

スクレーパー１７の湾曲した側（上流側）には押え板２１（押え部材の一例）が設けられている。押え板２１は上流側から見て螺旋状に形成されているステンレス等の金属製の板である。スクレーパー１７と弾性部材１９とはスクリュー羽根７と押え板２１との間に挟まれ、複数のボルト２３およびナット２４で取り付けられている。尚、スクレーパー１７はスクリュー羽根７に隣接し、弾性部材１９は押え板２１に隣接しており、ボルト２３はスクリュー羽根７とスクレーパー１７と弾性部材１９と押え板２１とを厚さ方向Ｅにおいて貫通している。

弾性部材１９の外周端部１９ａは押え板２１の外周端部２１ａよりも径方向Ｄにおいて外側に位置している。

尚、製作時のスクリュー羽根７の外径公差やスクリーン５の内径公差等によって、スクリュー羽根７とスクリーン５との間隙３１が縮小した間隙縮小箇所３１ａ（図５参照）や拡大した間隙拡大箇所３１ｂ（図６参照）がスクリーン５の周方向Ｇにおいて存在することがある。

以下、上記構成における作用を説明する。

スクリュー軸６の回転と共にスクリュー羽根７が回転し、汚泥供給口９からスクリーン５内に供給された汚泥２は、スクリュー羽根７の回転によって、上流側から下流側へ送られながら濾過脱水される。この際に発生した濾液２５はスクリーン５の貫通孔８を通過してスクリーン５の下方へ排出され、脱水された汚泥２はケーキ２９（脱水汚泥）として汚泥排出口１０から排出される。

この際、図３に示すように、スクレーパー１７がスクリーン５の内面に摺接するため、スクリーン５の内面の汚泥２がスクレーパー１７により掻き取られ、汚泥２がスクリーン５の内面に付着するのを防止することができる。

このとき、弾性部材１９がスクレーパー１７を復元方向Ｃへ付勢しているため、スクレーパー１７は見掛け上永久歪みし難くなり、スクレーパー１７の掻き取り能力が長期間にわたって十分に維持される。これにより、スクレーパー１７の交換寿命を延ばすことができる。

また、弾性部材１９の外周端部１９ａは押え板２１の外周端部２１ａよりも径方向Ｄにおいて外側に位置しているため、弾性部材１９は、押え板２１の外周端部２１ａよりも径方向Ｄにおける外側の部分において、スクレーパー１７と共に上流側へ湾曲することができる。これにより、図５に示すように、間隙縮小箇所３１ａにおいて、スクレーパー１７が急角度で湾曲しても、スクレーパー１７がスクリーン５の内面と押え板２１の外周端部２１ａとの間に挟まれて損傷するのを防止することができる。

また、スクレーパー１７が間隙縮小箇所３１ａから図６に示す間隙拡大箇所３１ｂに回転した際、湾曲した弾性部材１９が急角度で湾曲していたスクレーパー１７を復元方向Ｃへ付勢することにより、スクレーパー１７がスクリーン５の内面に十分に摺接し、スクレーパー１７の掻き取り能力が向上する。

また、弾性部材１９はスクリーン５の内面に接触していないため、スクリュー羽根７を回転させる際の摩擦抵抗の増大を抑制することができる。

（その他の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、図３に示すように、弾性部材１９としてゴム製の帯板を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、第２の実施の形態として、図７に示すように、上流側から見て螺旋状に形成されている板ばねを弾性部材１９に用いてもよい。

また、第３の実施の形態として、図８，図９に示すように、弾性部材１９をゴム製の複数の円柱状部材３３で構成してもよい。この場合、スクレーパー１７と押え板２１との間に円筒状の複数のスペーサ３４が設けられ、ボルト２３はスペーサ３４に挿通されている。

また、第４の実施の形態として、図１０に示すように、弾性部材１９を複数のコイルバネ３６で構成してもよい。

上記各実施の形態では、図１に示すように、一軸式のスクリュープレス１にスクレーパー１７等を適用する形態を示したが、二軸式のスクリュープレスに対して同様にスクレーパー１７等を適用してもよい。

上記各実施の形態では、スクリュープレス１として、スクリュー軸６が下流側ほど太径となるテーパー状の軸であり、且つ、スクリュー羽根７が等ピッチで一条設けられている形態を示したが、スクリュー羽根７のピッチＰが下流側ほど狭くなっていれば、スクリュー軸６はテーパー状である必要はない。また、スクリュー羽根７がスクリュー軸６に二条以上（複数条）設けられたスクリュープレスであってもよい。

１ スクリュープレス
５ スクリーン
６ スクリュー軸
７ スクリュー羽根
１７ スクレーパー
１９ 弾性部材
１９ａ 弾性部材の外周端部
２１ 押え板（押え部材）
２１ａ 押え板の外周端部
３６ コイルバネ
Ｃ 復元方向
Ｄ 径方向

Claims (6)

1. 筒状のスクリーン内に回転自在なスクリュー軸が挿入され、スクリュー軸の外周面に螺旋状のスクリュー羽根が設けられたスクリュープレスであって、
   スクリュー羽根の径方向外周縁に、スクリーン内面に当接することで起立した姿勢から湾曲した姿勢となる弾性変形自在なスクレーパーが設けられ、
   スクレーパーは湾曲した側の反対側でスクリーン内面に摺接し、
   スクレーパーの湾曲した側に、スクレーパーを湾曲した姿勢から起立した姿勢へ戻す復元方向へ付勢する弾性部材が設けられ、
   弾性部材はスクリーン内面から径方向内側へ離間していることを特徴とするスクリュープレス。
2. 弾性部材は材質がゴムであることを特徴とする請求項１に記載のスクリュープレス。
3. 弾性部材の圧縮永久歪み率が３０％以下であることを特徴とする請求項２に記載のスクリュープレス。
4. 弾性部材はバネであることを特徴とする請求項１に記載のスクリュープレス。
5. スクレーパーは材質が熱可塑性エラストマー樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスクリュープレス。
6. スクレーパーの湾曲した側に押え部材が設けられ、
   スクレーパーと弾性部材とはスクリュー羽根と押え部材との間に挟まれて取り付けられ、
   弾性部材の外周端部は押え部材の外周端部よりも径方向において外側に位置していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスクリュープレス。

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