JP6587996B2 - Screw press and operating method of screw press - Google Patents
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Description
本発明は、汚泥などの液体含有物を圧搾して該液体含有物から液体を分離するスクリュープレスに関する。さらに、本発明は、スクリュープレスの運転方法に関する。 The present invention relates to a screw press that squeezes a liquid-containing material such as sludge to separate the liquid from the liquid-containing material. Furthermore, the present invention relates to a method for operating a screw press.
従来から、上下水処理場、し尿処理場などの液体処理施設から排出される汚泥(液体含有物)を圧搾して、該汚泥から水を分離する(すなわち、脱水する)装置として、スクリュープレスが知られている。このスクリュープレスは、スクリーン(多孔板)から形成されたろ過筒と、ろ過筒の内部に配置されたスクリューとを備える。スクリューは、ろ過筒と同心状に配置されたスクリュー軸と、スクリュー軸の外面に固定されたスクリュー羽根と、を有している。スクリュー軸に連結された回転機構によって、スクリュー羽根を回転させることにより、ろ過筒に投入された汚泥を圧搾し、脱水する。ろ過筒の下流側開口端には、汚泥を堰き止める背圧板が配置され、この背圧板により、回転するスクリュー羽根により送られてくるケーキ(脱水された汚泥)を滞留させ、ケーキからなるプラグ(栓)を形成する。このプラグが後から送り込まれるケーキに背圧を加えて、ケーキをさらに圧搾することにより、ろ過筒内の汚泥の含水率を低下させる。 Conventionally, a screw press has been used as a device for squeezing sludge (liquid-containing material) discharged from liquid treatment facilities such as water and sewage treatment plants and human waste treatment plants and separating water from the sludge (ie, dehydrating). Are known. This screw press includes a filter cylinder formed from a screen (perforated plate) and a screw arranged inside the filter cylinder. The screw has a screw shaft arranged concentrically with the filtration cylinder, and a screw blade fixed to the outer surface of the screw shaft. By rotating the screw blades by a rotating mechanism connected to the screw shaft, the sludge put into the filter cylinder is squeezed and dehydrated. At the downstream opening end of the filtration cylinder, a back pressure plate that dams sludge is arranged. With this back pressure plate, cake (dehydrated sludge) sent by rotating screw blades is retained, and a plug made of cake ( Plug). This plug applies back pressure to the cake fed later, and further squeezes the cake, thereby reducing the moisture content of the sludge in the filter cylinder.
プラグが形成される位置にはスクリュー羽根は設けられておらず、スクリュー軸のみが存在する。プラグを形成するケーキ(以下、「プラグケーキ」と称する)は、後から送り込まれるケーキによって背圧板に押し付けられ、少しずつろ過筒の下流側開口端から排出される。ろ過筒内のケーキに加えられる背圧の大きさは、ろ過筒の下流側開口端に対する背圧板の位置(すなわち、プラグケーキが排出される排出口の大きさ)とプラグケーキの量とにより決定され、プラグケーキの量はプラグ長さにより決定される。プラグ長さは、スクリュー羽根の終端から背圧板までの距離であり、プラグケーキの長さと同義である。適切なプラグ長さは、ろ過筒に投入される汚泥の性状(例えば、粘度、含水率など)によって変わる。そこで、特許文献1に開示されているように、プラグ長さを調節する機構が従来から提案されている。
No screw blade is provided at the position where the plug is formed, and only the screw shaft is present. The cake forming the plug (hereinafter referred to as “plug cake”) is pressed against the back pressure plate by the cake fed later, and is gradually discharged from the downstream opening end of the filter cylinder. The size of the back pressure applied to the cake in the filter cylinder is determined the position of the back plate against the downstream side opening end of the filtration tube (i.e., the size of the outlet plug cake is discharged) and by the amount of plug Cake The amount of plug cake is determined by the plug length. The plug length is a distance from the end of the screw blade to the back pressure plate, and is synonymous with the length of the plug cake. The appropriate plug length varies depending on the properties (eg, viscosity, moisture content, etc.) of the sludge charged into the filter cylinder. Therefore, as disclosed in
プラグ長さを大きくした状態でプラグケーキの含水率が低下すると、円筒状のプラグケーキが硬化し、背圧板に突き当たったプラグケーキを円滑にろ過筒から排出することができなくなることがある。また、プラグケーキとスクリュー軸とが供回りして、プラグケーキをろ過筒から排出できなくなることもある。これらの問題を解決するために、上記特許文献1に記載の脱水プレスは、スクリュー軸をその軸方向に移動させる移動装置を備えている。移動装置でスクリュー軸をろ過筒に対して移動させることで、低含水率のプラグケーキをろ過筒から押し出す(すなわち、排出する)ことができる。さらに、スクリュー軸をその軸方向に移動させることにより、ろ過筒内のケーキにさらなる圧力を加えることが可能となっている。
If the water content of the plug cake is lowered with the plug length being increased, the cylindrical plug cake may be hardened, and the plug cake that hits the back pressure plate may not be smoothly discharged from the filter cylinder. In addition, the plug cake and the screw shaft may rotate together, and the plug cake may not be discharged from the filter cylinder. In order to solve these problems, the dehydrating press described in
しかしながら、スクリュー軸をその軸方向に移動させる移動装置を備えたスクリュープレスには、次のような問題点がある。
(i)移動装置は、重量物であるスクリュー軸と該スクリュー軸に連結された回転装置とを同時に移動させながら、ろ過筒内のケーキを圧縮するときの反力も受けるため、大きな推力を必要とする。このため、高出力の移動装置が必要となり、スクリュープレス全体の大型化および製造コスト増を招いてしまう。
(ii)移動装置によって移動するスクリュー軸はろ過筒の端部の壁を貫通するため、止水性を持ち、かつ、スクリュー軸の回転運動と直進運動を同時に受ける軸受をろ過筒の壁に配置する必要がある。このような軸受は、その構造が特殊であり、高価である。
(iii)スクリュー羽根およびろ過筒は、それらの間に微小な隙間を介して配置される。したがって、スクリュー軸が移動装置によって移動するときに、スクリュー羽根がろ過筒に接触しないように、高い精度で、移動装置を製作する必要がある。
(iv)スクリュー軸をろ過筒の排出側に向かって移動させると、汚泥の投入部にスクリュー羽根がなくなるため、ろ過筒に投入された汚泥を移送することができなくなり、汚泥の脱水効率が低下する。
(v)汚泥のろ過中、ろ過筒の内面には濃縮された汚泥の層が形成され、この汚泥の層はスクリュー羽根により掻き取られながら移送される。しかしながら、汚泥の投入部にスクリュー羽根がなくなると、汚泥の層がスクリュー羽根によって掻き取られず、その部分はろ過面として機能しなくなる。
(vi)スクリュー軸がスライドするため、スクリュー軸のストローク分のスペースが必要になる。その結果、スクリュープレス全体の大型化を招いてしまう。
(vii)脱水効率を高めるために高い背圧をろ過筒内のケーキに加えると、ケーキとスクリューとが供回りしてしまい、スクリュープレスの運転が継続できなくなる。ろ過筒内のケーキに加えるべき適正な背圧は、ろ過筒に投入される汚泥の性状(例えば、粘度、含水率など)に影響されるため一定でないことが多い。そのため、ろ過筒内のケーキに適正な背圧を加えるためには、背圧板の微妙な調整が必要である。しかしながら、背圧板は直線的な移動のみが許容されており、かつ汚泥の投入口とは離れた位置に配置されているので、この背圧板とスクリューの回転では、ろ過筒内のケーキに加えられる背圧の微妙な調整が困難である。
However, the screw press provided with the moving device for moving the screw shaft in the axial direction has the following problems.
(I) Since the moving device receives a reaction force when compressing the cake in the filtration cylinder while simultaneously moving the screw shaft, which is a heavy object, and the rotating device connected to the screw shaft, a large thrust is required. To do. For this reason, a high-output moving device is required, which leads to an increase in the size and manufacturing cost of the entire screw press.
(Ii) Since the screw shaft that is moved by the moving device penetrates the wall at the end of the filtration cylinder, a bearing that has water-stopping properties and that simultaneously receives the rotational movement and straight movement of the screw shaft is disposed on the wall of the filtration cylinder. There is a need. Such a bearing has a special structure and is expensive.
(Iii) The screw blade and the filter cylinder are arranged through a minute gap between them. Therefore, when the screw shaft is moved by the moving device, it is necessary to manufacture the moving device with high accuracy so that the screw blades do not contact the filtration cylinder.
(Iv) When the screw shaft is moved toward the discharge side of the filtration cylinder, there is no screw blade in the sludge inlet, so the sludge introduced into the filtration cylinder cannot be transferred and the sludge dewatering efficiency decreases. To do.
(V) During sludge filtration, a concentrated sludge layer is formed on the inner surface of the filter cylinder, and this sludge layer is transferred while being scraped off by screw blades. However, when there is no screw blade in the sludge inlet, the sludge layer is not scraped off by the screw blade, and the portion does not function as a filtration surface.
(Vi) Since the screw shaft slides, space for the stroke of the screw shaft is required. As a result, the overall size of the screw press is increased.
(Vii) When a high back pressure is applied to the cake in the filter cylinder in order to increase the dewatering efficiency, the cake and the screw are rotated, and the operation of the screw press cannot be continued. The appropriate back pressure to be applied to the cake in the filter cylinder is often not constant because it is affected by the properties (eg, viscosity, moisture content, etc.) of the sludge charged into the filter cylinder. Therefore, in order to apply an appropriate back pressure to the cake in the filtration cylinder, it is necessary to finely adjust the back pressure plate. However, since the back pressure plate is only allowed to move linearly and is disposed at a position away from the sludge inlet, the back pressure plate and the screw are added to the cake in the filtration cylinder. It is difficult to finely adjust the back pressure.
特許文献2および特許文献3は、ろ過筒内のケーキに加えられる背圧を調整するために、ろ過筒の投入部側に配置された第1スクリューと、汚泥の移送方向において、この第1スクリューの下流側に配置された第2スクリューとを備えた装置を記載している。
特許文献2に記載された脱水装置では、第2スクリューの回転速度を調整することにより、ケーシング(上記ろ過筒に相当する)から排出されるケーキの量を調整することができる。さらに、この脱水装置では、ケーシングの下流端に設けられた圧力調整ガイドの長さを調整することにより、第2スクリューに対して前進・後退可能な抵抗体(上記背圧板に相当する)に押し付けられる脱水ケーキに加えられる背圧を調整することができる。しかしながら、圧力調整ガイドの長さを変更するには、脱水装置を停止して、大掛かりな作業を行う必要がある。そのため、ケーシングに投入される汚泥の性状に応じて、ケーシング内のケーキに加えられる背圧を適時調整することが困難である。さらに、第2スクリューの羽根の巻数が多いため、高い粘性を有する汚泥を脱水処理する場合は、第2スクリューにケーキが付着して、このケーキと第2スクリューとが供回りしてしまう。
In the dehydrating apparatus described in
特許文献3に記載のスクリュープレスでは、第1段スクリューによって圧搾されたケーキの圧力を検出する圧力検出器の出力信号と、ろ過筒から排出されたろ液の流量を検出する流量検出器の出力信号とに基づいて、ろ過筒内のケーキに加えられる背圧を調整する。したがって、このスクリュープレスには、特許文献2に記載の抵抗体が不要である。しかしながら、このスクリュープレスは、特許文献2に記載の脱水装置と同様に、第2段スクリューに設けられた羽根の巻数が多いため、スクリュープレスで、高い粘性を有する汚泥の脱水処理を行う場合に、ケーキと第2段スクリューとが供回りしてしまう。また、特許文献3に記載のスクリュープレスでは、ろ過筒内のケーキに高い背圧が加わると、供回りを避けるために、ケーキをろ過筒から排出するように構成されているため、高い背圧をろ過筒内のケーキに加えることが困難であり、脱水効率を高めることができない。
The screw press described in
特許文献4および特許文献5に記載されたスクリュープレス型脱水機も、2つのスクリュー軸を備えている。しかしながら、排出側のスクリュー軸は、外筒(上記ろ過筒に相当する)の排出口に向かってその軸径が拡大する円錐台形状を有している。そのため、ろ過筒内のケーキとスクリュー軸とが供回りしたときに、背圧を低減してケーキを外筒から強制的に排出することができない。
The screw press type dehydrator described in
そこで、本発明は、液体含有物から液体を分離する効率を高めることができ、かつスクリューをろ過筒に対して移動させることなく、プラグケーキをろ過筒から排出することができるスクリュープレスを提供することを目的とする。さらに、本発明は、このスクリュープレスの運転方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a screw press that can increase the efficiency of separating a liquid from a liquid-containing material and can discharge a plug cake from the filter cylinder without moving the screw relative to the filter cylinder. For the purpose. Furthermore, this invention aims at providing the operating method of this screw press.
本発明の一参考例は、液体含有物が投入されるろ過筒と、前記ろ過筒内で、該ろ過筒と同心状に配置され、前記液体含有物を所定の移送方向に移送する第1スクリューおよび第2スクリューと、前記第1スクリューを回転させる第1回転機構と、前記第1スクリューとは独立に前記第2スクリューを回転させる第2回転機構と、を備え、前記第2スクリューは、前記移送方向において前記第1スクリューの下流側に配置されており、前記第1スクリューは、円錐台形状の第1スクリュー軸と、該第1スクリュー軸の外面に固定された第1スクリュー羽根とを有し、前記第2スクリューは、円筒形状の第2スクリュー軸と、該第2スクリュー軸の外面に固定された第2スクリュー羽根とを有し、前記第2回転機構は、前記第2スクリューを前記第1スクリューとは異なる回転速度で回転させることが可能であり、前記第2スクリュー羽根の巻数は、3巻未満であることを特徴とするスクリュープレスである。 One reference example of the present invention includes a filter cylinder into which a liquid-containing material is charged, and a first screw that is arranged concentrically with the filter cylinder in the filter tube and transfers the liquid-containing material in a predetermined transfer direction. And a second screw, a first rotating mechanism that rotates the first screw, and a second rotating mechanism that rotates the second screw independently of the first screw, the second screw, The first screw is disposed downstream of the first screw in the transfer direction, and the first screw has a frustum-shaped first screw shaft and a first screw blade fixed to the outer surface of the first screw shaft. The second screw has a cylindrical second screw shaft and a second screw blade fixed to the outer surface of the second screw shaft, and the second rotating mechanism is configured to move the second screw to the second screw shaft. 1 screw and is capable of rotating at different rotational speeds, the number of turns of the second screw blade is a screw press, characterized in that less than 3 vol.
本発明の一参考例は、前記第2スクリュー羽根の巻数は、2巻き以上であることを特徴とする。 One reference example of the present invention is characterized in that the number of turns of the second screw blade is two or more.
本発明の一態様は、液体含有物が投入されるろ過筒と、前記ろ過筒内で、該ろ過筒と同心状に配置され、前記液体含有物を所定の移送方向に移送する第1スクリューおよび第2スクリューと、前記第1スクリューを回転させる第1回転機構と、前記第1スクリューとは独立に前記第2スクリューを回転させる第2回転機構と、を備え、前記第2スクリューは、前記移送方向において前記第1スクリューの下流側に配置されており、前記第1スクリューは、円錐台形状の第1スクリュー軸と、該第1スクリュー軸の外面に固定された第1スクリュー羽根とを有し、前記第2スクリューは、円筒形状の第2スクリュー軸と、該第2スクリュー軸の外面に固定された第2スクリュー羽根とを有し、前記第2回転機構は、前記第2スクリューを前記第1スクリューとは異なる回転速度で回転させることが可能であり、前記第2スクリュー羽根の巻き方向は、前記第1スクリュー羽根の巻き方向とは逆であることを特徴とするスクリュープレスである。 One aspect of the present invention includes a filter cylinder into which a liquid-containing material is charged, a first screw that is disposed concentrically with the filter cylinder in the filter tube, and that transfers the liquid-containing material in a predetermined transfer direction. A second screw, a first rotating mechanism for rotating the first screw, and a second rotating mechanism for rotating the second screw independently of the first screw; The first screw has a truncated cone-shaped first screw shaft and a first screw blade fixed to the outer surface of the first screw shaft. The second screw has a cylindrical second screw shaft and a second screw blade fixed to the outer surface of the second screw shaft, and the second rotating mechanism moves the second screw to the second screw shaft. It is possible to rotate at different rotational speeds and screw, the winding direction of the second screw blade, said the winding direction of the first screw blade is screw press, which is a reversed.
本発明の好ましい態様は、前記第2スクリュー羽根のピッチは、前記第1スクリュー羽根のピッチよりも小さいことを特徴とする。
本発明の一参考例は、前記第2スクリューの上流側での第2スクリュー羽根のピッチは、前記第2スクリューの下流側での第2スクリュー羽根のピッチよりも大きいことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第2回転機構は、前記第2スクリューの回転方向を前記第1スクリューの回転方向に対して同方向または逆方向に切り替え可能であるように構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第2回転機構は、前記第2スクリューを回転させるための駆動機と、前記駆動機の電流および/またはトルクを検出可能な検出器と、を有しており、前記第2スクリューの回転方向は、前記駆動機の電流および/またはトルクに基づいて切り替えられることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the pitch of the second screw blades is smaller than the pitch of the first screw blades.
One reference example of the present invention is characterized in that the pitch of the second screw blades on the upstream side of the second screw is larger than the pitch of the second screw blades on the downstream side of the second screw.
In a preferred aspect of the present invention, the second rotation mechanism is configured such that the rotation direction of the second screw can be switched in the same direction or the reverse direction with respect to the rotation direction of the first screw. Features.
In a preferred aspect of the present invention, the second rotation mechanism includes a drive machine for rotating the second screw, and a detector capable of detecting current and / or torque of the drive machine, The rotation direction of the second screw may be switched based on the current and / or torque of the driving machine.
本発明の他の態様は、上記スクリュープレスの運転方法であって、前記第2スクリューを回転させずに、前記第1スクリューを回転させることにより、前記ろ過筒内の前記液体含有物を前記第2スクリューに移送して、前記第2スクリュー軸の周りにプラグケーキを形成し、前記プラグケーキが形成された後で、前記第2スクリューを回転させて、前記ろ過筒からプラグケーキを排出することを特徴とする運転方法である。 Another aspect of the present invention is the above-described method of operating the screw press, wherein the liquid-containing material in the filter cylinder is removed by rotating the first screw without rotating the second screw. 2 The screw is transferred to the screw to form a plug cake around the second screw shaft, and after the plug cake is formed, the second screw is rotated to discharge the plug cake from the filter cylinder. Is a driving method characterized by
本発明の一参考例は、前記第2スクリューの回転速度を変更することにより、前記プラグケーキの排出量を調整することを特徴とする。
本発明の一参考例は、前記第2スクリューの回転と停止とを交互に繰り返す間欠運転を行うことにより、前記第1スクリューにより圧搾される前記液体含有物に加えられる背圧を調整することを特徴とする。
本発明の一参考例は、前記第2スクリューの回転方向を変更することにより、前記第1スクリューにより圧搾される前記液体含有物に加えられる背圧を調整することを特徴とする。
本発明の一参考例は、前記第2スクリューの回転方向は、前記第2駆動機構の駆動機の電流および/またはトルクに基づいて変更されることを特徴とする。
One reference example of the present invention is characterized in that the discharge amount of the plug cake is adjusted by changing a rotation speed of the second screw.
One reference example of the present invention is to adjust the back pressure applied to the liquid-containing material squeezed by the first screw by performing intermittent operation that alternately repeats rotation and stop of the second screw. Features.
One reference example of the present invention is characterized in that a back pressure applied to the liquid-containing material squeezed by the first screw is adjusted by changing a rotation direction of the second screw.
One reference example of the present invention is characterized in that the rotational direction of the second screw is changed based on a current and / or torque of a drive unit of the second drive mechanism.
本発明によれば、第1スクリューとは独立して回転可能な第2スクリューの回転速度を制御することによって、ろ過筒内の液体含有物に加えられる背圧を調整することができるので、液体含有物から液体を分離する効率を高めつつ、ケーキと第2スクリューとの供回りを防止することができる。さらに、第2スクリューを第1スクリューとは独立して回転させることにより、プラグケーキをろ過筒から円滑に排出することができる。したがって、第1スクリューおよび第2スクリューをろ過筒に対して移動させることなく、プラグケーキをろ過筒から排出することができる。さらに、第1スクリューおよび第2スクリューがろ過筒に対して移動しないので、第1スクリュー羽根および第2スクリュー羽根を常にろ過筒のスクリーン面全体と対向させることができる。その結果、ろ過筒のスクリーン面全体を使用して液体含有物から液体を分離することが可能となり、液体含有物から液体を分離する効率を向上させることができる。
さらに、第2スクリュー羽根の巻数が3巻未満である構成によれば、プラグケーキを短時間でろ過筒から排出することができる。したがって、スクリュープレスで液体が分離される液体含有物が高い粘性を有している場合でも、プラグケーキが第2スクリューと供回りする前に、プラグケーキをろ過筒から排出することができる。
さらに、第2スクリュー羽根の巻き方向が第1スクリュー羽根の巻き方向と異なる構成によれば、第2スクリューは、プラグケーキをろ過筒から排出するために、第1スクリューとは逆方向に回転させられる。したがって、第1スクリューの回転によって圧搾される液体含有物と、第2スクリューよって回転されるプラグケーキとは、逆回転方向に互いに押し合うため、プラグケーキと第2スクリューとの供回りを防止できる。その結果、液体含有物に高い背圧を加えながら、スクリュープレスを運転することが可能になるので、液体含有物から液体を分離する効率を高めることができる。
According to the present invention, the back pressure applied to the liquid-containing material in the filter cylinder can be adjusted by controlling the rotation speed of the second screw that can rotate independently of the first screw. While increasing the efficiency of separating the liquid from the inclusions, it is possible to prevent the cake and the second screw from rotating. Furthermore, the plug cake can be smoothly discharged from the filter cylinder by rotating the second screw independently of the first screw. Therefore, the plug cake can be discharged from the filtration cylinder without moving the first screw and the second screw with respect to the filtration cylinder. Furthermore, since the first screw and the second screw do not move with respect to the filter cylinder, the first screw blade and the second screw blade can always face the entire screen surface of the filter cylinder. As a result, it becomes possible to separate the liquid from the liquid-containing material using the entire screen surface of the filtration cylinder, and the efficiency of separating the liquid from the liquid-containing material can be improved.
Furthermore, according to the configuration in which the number of turns of the second screw blade is less than 3, the plug cake can be discharged from the filter cylinder in a short time. Therefore, even when the liquid-containing material from which the liquid is separated by the screw press has a high viscosity, the plug cake can be discharged from the filter cylinder before the plug cake is brought together with the second screw.
Further, according to the configuration in which the winding direction of the second screw blade is different from the winding direction of the first screw blade, the second screw is rotated in the opposite direction to the first screw in order to discharge the plug cake from the filter cylinder. It is done. Therefore, since the liquid content squeezed by the rotation of the first screw and the plug cake rotated by the second screw are pressed against each other in the reverse rotation direction, it is possible to prevent the plug cake and the second screw from rotating. . As a result, the screw press can be operated while applying a high back pressure to the liquid-containing material, so that the efficiency of separating the liquid from the liquid-containing material can be increased.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、一実施形態に係るスクリュープレスを示す模式図である。図1に示されるスクリュープレスは、円筒状のスクリーンケーシング(ろ過筒)1と、スクリーンケーシング1内で、該スクリーンケーシング1と同心状に配置され、汚泥(液体含有物)を所定の移送方向Dに移送する第1スクリュー3および第2スクリュー4と、第1スクリュー3を回転させる第1回転機構7と、第1スクリュー3とは独立に第2スクリュー4を回転させる第2回転機構20と、を備えている。スクリーンケーシング1は、パンチングメタルなどのスクリーン(多孔板)から形成されている。スクリーンケーシング1の上流側端部には、汚泥の投入口2が形成されている。投入口2からスクリーンケーシング1に投入された汚泥は、回転する第1スクリュー3および第2スクリュー4によりスクリーンケーシング1内で所定の移送方向Dに移送される。さらに、スクリュープレスは、第1回転機構7と第2回転機構20の動作を制御する制御部6を有する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a screw press according to an embodiment. A screw press shown in FIG. 1 has a cylindrical screen casing (filter cylinder) 1 and is arranged concentrically with the
第2スクリュー4は、第1スクリュー3とは独立に回転可能なように、第1スクリュー3に連結されている。第1スクリュー3および第2スクリュー4は、スクリーンケーシング1および排出チャンバー33をそれぞれ貫通して延びている。排出チャンバー33は、スクリーンケーシング1に接続されている。この排出チャンバー33に、後述するプラグケーキがスクリーンケーシング1から排出される。第2スクリュー4の軸方向の長さは、第1スクリューの軸方向の長さよりも短い。第1スクリュー3は、汚泥の移送方向Dにおける下流側に向かってその径が徐々に大きくなる円錐台形状(テーパ形状)の第1スクリュー軸3Aと、第1スクリュー軸3Aの外面に固定された第1スクリュー羽根3Bとを有している。第2スクリュー4は、円筒形状の第2スクリュー軸4Aと、第2スクリュー軸4Aの外面に固定された第2スクリュー羽根4Bとを有している。
The
スクリーンケーシング1の上流側の端部は閉塞壁8によって密封されている。第1スクリュー軸3Aの一方の端部(移送方向Dにおける上流側端部)はこの閉塞壁8を貫通して延びている。この閉塞壁8には、該閉塞壁8と第1スクリュー軸3Aとの間の隙間をシールする水封装置10が設置されている。閉塞壁8を貫通して延びる第1スクリュー軸3Aの上流側端部は、ベース(図示せず)に設置された軸受11,12により軸方向の移動を拘束されながら回転自在に支持されている。なお、軸受11,12の一方を省略することができる。
The upstream end of the
第1スクリュー軸3Aの上流側端部は、第1スクリュー3を回転させるための第1回転機構7に連結されている。本実施形態では、第1回転機構7は、第1駆動機(例えば、電動機)14と、第1駆動機14の回転軸に固定されたスプロケット15と、第1スクリュー軸3Aに固定されたスプロケット16と、これらスプロケット15,16に巻きかけられたチェーン17とを備える。スプロケット16は、上記軸受11,12の間に位置している。第1回転機構7の第1駆動機14を駆動すると、この第1駆動機14の回転軸に固定されたスプロケット15が回転し、チェーン17を介して第1スクリュー軸3Aに固定されたスプロケット16を回転させる。その結果、第1スクリュー3が第1回転機構7により回転させられる。第1駆動機14は、制御部6に接続され、制御部6は、第1駆動機14の動作を制御することができるように構成されている。
The upstream end of the
図示はしないが、第1駆動機14の回転軸を、減速機を介して第1スクリュー軸3Aに連結してもよい。あるいは、第1駆動機14の回転軸を、直接第1スクリュー軸3Aに連結してもよい。
Although not shown, the rotating shaft of the first driving
図2は、図1に示される第2スクリュー4の概略断面図である。図2に示されるように、第2スクリュー軸4Aは、中空構造を有している。第1スクリュー軸3Aの他方の端部(移送方向Dにおける下流側端部)には、円筒形状の第2スクリュー軸4Aに挿入される縮径部3Cが形成されている。縮径部3Cを第1スクリュー軸3Aに形成することによって、第1スクリュー軸3Aには、その軸方向と垂直な壁面3Dが形成される。縮径部3Cは、円筒形状の第2スクリュー軸4Aに挿入され、第2スクリュー軸4Aの内壁4Cに固定されたすべり軸受30,31に回転自在に支持されている。このような構成で、第1スクリュー3は、第2スクリュー4と回転可能に連結される。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
図2に示されるように、第1スクリュー軸3Aの縮径部3Cが第2スクリュー軸4の内部に挿入された状態で、第2スクリュー軸4Aの上流側端部は、第1スクリュー軸3Aの壁面3Dと接触している。一実施形態では、第2スクリュー軸4Aの上流側端部と第1スクリュー軸3Aの壁面3Dとの間に、わずかな隙間が形成されてもよい。この場合、スクリーンケーシング1内の汚泥がすべり軸受30と縮径部3Cとの間の隙間を通過することを阻止するシール構造(例えば、ラビリンス構造)を、すべり軸受30および/または縮径部3Cに設けてもよい。
As shown in FIG. 2, the upstream end of the
図1および図2に示されるように、第2スクリュー4の第2スクリュー軸4Aは、第1スクリュー軸3Aと同心状に配置される。第2スクリュー軸4Aの外径は第1スクリュー軸3Aの最大径と同一である。第2スクリュー軸4Aは、排出チャンバー33の壁33Aを貫通して延びている。第2スクリュー軸4Aの上流側端部は、上記すべり軸受30,31を介して第1スクリュー軸3Aに回転自在に支持され、第2スクリュー軸4Aの下流側端部は、ベース(図示せず)に設置された軸受22,23により軸方向の移動を拘束されながら回転自在に支持されている。なお、軸受23を省略することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第2スクリュー軸4Aの下流側端部は、第2スクリュー4を回転させるための第2回転機構20に連結されている。本実施形態では、第2回転機構20は、第2駆動機(例えば、電動機)24と、第2駆動機24の回転軸に固定されたスプロケット25と、第2スクリュー軸4Aに固定されたスプロケット26と、これらスプロケット25,26に巻きかけられたチェーン27とを備える。スプロケット26は、軸受22,23の間の位置している。第2回転機構20の第2駆動機24を駆動すると、この第2駆動機24の回転軸に固定されたスプロケット25が回転し、チェーン27を介して第2スクリュー軸4Aに固定されたスプロケット26を回転させる。その結果、第2スクリュー4が第2回転機構20により回転させられる。
The downstream end of the
第2駆動機24は、上記制御部6に接続される。第2駆動機24には、インバータ(図示せず)が内蔵されており、制御部6は、インバータを介して第2駆動機24の動作を制御することができるように構成されている。すなわち、制御部6は、インバータを介して第2駆動機24の回転速度および回転方向を制御することができる。第2駆動機24は、第2スクリュー4を第1スクリュー3とは独立して回転させることが可能である。なお、上記第1駆動機14も、該第1駆動機14の回転速度および回転方向を変更可能なインバータを内蔵していることが好ましい。
The
図示はしないが、第2駆動機24の回転軸を、減速機を介して第2スクリュー軸4Aに連結してもよい。あるいは、第2駆動機24の回転軸を、直接第2スクリュー軸4Aに連結してもよい。
Although not shown, the rotation shaft of the
第1スクリュー羽根3Bは、第1スクリュー軸3Aの軸方向に沿って螺旋状に延びており、第2スクリュー羽根4Bは、第2スクリュー軸4Aの軸方向に沿って螺旋状に延びている。第1スクリュー羽根3Bが固定されている第1スクリュー3の部分と、第2スクリュー羽根4Bが固定されている第2スクリュー4の部分を合計した長さは、スクリーンケーシング1の軸方向の長さと同一か、または長い。
The
スクリーンケーシング1の内面と第1スクリュー羽根3Bとの間には微小な隙間が形成されており、第1スクリュー羽根3Bはスクリーンケーシング1に接触することなく回転することができるようになっている。同様に、スクリーンケーシング1の内面と第2スクリュー羽根4Bとの間には微小な隙間が形成されており、第2スクリュー羽根4Bはスクリーンケーシング1に接触することなく回転することができるようになっている。スクリーンケーシング1の上流側端部に形成された投入口2からスクリーンケーシング1に投入された汚泥を、回転する第1スクリュー羽根3Bおよび第2スクリュー羽根4Bによって排出チャンバー33に向かって(すなわち、移送方向Dに)移送することができる。
A minute gap is formed between the inner surface of the
本実施形態では、第2スクリュー羽根4Bの巻き方向(すなわち、螺旋方向)は、第1スクリュー羽根3Bの巻き方向とは逆である。したがって、投入口2から投入された汚泥を、排出チャンバー33へ送り出すときは、図1に示されるように、第2スクリュー4を第1スクリュー3とは逆方向に回転させることになる。
In the present embodiment, the winding direction (that is, the spiral direction) of the
第2スクリュー羽根4Bの巻き方向を、第1スクリュー羽根3Bの巻き方向と同一にしてもよい。この場合、投入口2から投入された汚泥を、排出チャンバー33へ送り出すときは、第2スクリュー4を第1スクリュー3と同方向に回転させることになる。第2スクリュー羽根4Bの巻き方向が第1スクリュー羽根3Bの巻き方向と同一である実施形態については後述する。
The winding direction of the
図2に示されるように、第2スクリュー羽根4BのピッチP1は、第1スクリュー羽根3BのピッチP2よりも小さい(すなわち、P1<P2)。さらに、第2スクリュー羽根4Bは、その巻数が3巻き未満である。図3は、第2スクリュー羽根4Bの巻数を説明するための模式図である。図3に示されるように、螺旋状に延びる第2スクリュー羽根4Bの巻数は、該第2スクリュー羽根4Bが始点S1から点S2まで第1スクリュー軸4Aの周りを360°進んだときに、1巻きとカウントする。図3に示される第2スクリュー4では、第2スクリュー羽根4Bの巻数は、2巻きである。
As shown in FIG. 2, the pitch P1 of the
図1に示されるように、スクリーンケーシング1は、第1スクリュー3が配置された脱水領域1Aと、第2スクリュー4が配置されたプラグ形成領域1Bとに分割される。脱水領域1Aで汚泥が移送される空間は、スクリーンケーシング1の内面と、第1スクリュー羽根3Bと、第1スクリュー軸3Aとによって形成される。この移送空間の断面積は、図1に示すように、汚泥の移送方向Dに沿って漸次減少する。したがって、投入口2から投入された汚泥がこの移送空間を第1スクリュー羽根3Bによって移送されるに従って、汚泥は圧搾され、脱水される。スクリーンケーシング1のスクリーン(多孔板)を通過したろ液は、スクリーンケーシング1の下方に配置されたろ液受け38によって回収される。ろ液受け38には、ドレイン39が接続されており、ろ液受け38によって回収されたろ液は、ドレイン39を介してスクリュープレスから排出される。
As shown in FIG. 1, the
プラグ形成領域1Bで汚泥が移送される空間は、スクリーンケーシング1の内面と、第2スクリュー羽根4Bと、第2スクリュー軸4Aとによって形成される。図1に示すように、この移送空間の断面積は一定である。プラグ形成領域1Bでは、脱水領域1Aで脱水された汚泥(すなわち、ケーキ)によって、プラグケーキが形成される。プラグケーキを形成する方法については後述する。
A space in which the sludge is transferred in the
図4は、他の実施形態に係るスクリュープレスを示す模式図である。図5は、図4に示される第2スクリュー4の概略断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図1に示される実施形態の構成と同一であるため、その重複する説明を省略する。図4に示されるスクリュープレスは、第1回転機構7が第1スクリュー3の上流側端部ではなく、下流側端部に連結されている点で、図1に示されるスクリュープレスとは異なる。
FIG. 4 is a schematic view showing a screw press according to another embodiment. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the
図4および図5に示されるように、第1スクリュー軸3Aの縮径部3Cは、円筒形状の第2スクリュー軸4Aを貫通して延びており、第2スクリュー軸4Aの後端から突出している。第1回転機構7の軸受11,12は、この第2スクリュー軸4Aの後端から突出する縮径部3Cを回転可能に支持している。縮径部3Cに固定されたスプロケット16は、軸受11,12の間に配置される。閉塞壁8を貫通して延びる第1スクリュー軸3の上流側端部は、軸受36により回転自在に支持されている。このような構成により、第2の回転機構20は、第2スクリュー4を、第1回転機構7により回転させられる第1スクリューとは独立に回転させることができる。
4 and 5, the reduced
上述した実施形態のスクリュープレスは、第1スクリュー3および第2スクリュー4をスクリーンケーシング1に対して軸方向に移動させる移動機構を持たない。すなわち、スクリーンケーシング1と、第1スクリュー3および第2スクリュー4との相対位置は固定されている。したがって、移動機構が設けられる従来のスクリュープレスと比較して、スクリュープレス全体をコンパクトに構成することができる。さらに、第1スクリュー3および第2スクリュー4がスクリーンケーシング1に対して軸方向に移動しないので、第1スクリュー羽根3Bおよび第2スクリュー羽根4Bを常にスクリーンケーシング1のスクリーン面全体と対向させることができる。その結果、スクリーンケーシング1の全体を使用して汚泥を脱水することができるので、汚泥の脱水効率(すなわち、液体含有物から液体を分離する効率)を向上させることができる。
The screw press of the embodiment described above does not have a moving mechanism that moves the
次に、図1に示されるスクリュープレスの運転方法について、図6乃至図8を参照して説明する。図6乃至図8は、図1に示されるスクリュープレスの動作を説明するための図である。以下では、図1に示されるスクリュープレスの運転方法が説明されるが、同様の運転方法で、図4に示されるスクリュープレスを運転することができる。 Next, an operation method of the screw press shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 6 to 8 are views for explaining the operation of the screw press shown in FIG. In the following, the operation method of the screw press shown in FIG. 1 will be described, but the screw press shown in FIG. 4 can be operated by the same operation method.
図6に示されるように、制御部6は、第2スクリュー4を停止させた状態で、第1回転機構7を駆動させて第1スクリュー3を回転させる。次いで、投入口2から汚泥(液体含有物)をスクリーンケーシング1内に投入する。上述したように、スクリーンケーシング1に対する第1スクリュー3の軸方向の位置は固定されているので、投入口2の下には常に第1スクリュー羽根3Bが存在する。したがって、投入口2から投入された汚泥は、その場に滞ることなく、回転する第1スクリュー羽根3Bによって第2スクリュー4に向かって(すなわち、移送方向Dに)移送される。
As shown in FIG. 6, the
第1スクリュー3が配置される脱水領域1Aでは、汚泥が移送される空間の断面積は、移送方向Dに沿って漸次減少する。したがって、脱水領域1Aを移送されるに従って汚泥は圧搾され、汚泥に含まれる水はスクリーンケーシング1によってろ過される。スクリーンケーシング1の内面に堆積した汚泥の層は、回転する第1スクリュー羽根3Bによって掻き取られるので、脱水領域1Aにおけるスクリーンケーシング1の内面(ろ過面)は常に良好な状態に維持される。
In the
汚泥がスクリーンケーシング1の脱水領域1Aを移送される間に、汚泥は脱水されてケーキとなり、第2スクリュー4が配置されたプラグ形成領域1Bに送り込まれる。図6に示されるように、運転当初は、第2スクリュー4は回転していない(すなわち、停止している)ので、プラグ形成領域1B内のケーキは排出チャンバー33に排出されず、該プラグ形成領域1Bに滞留する。ケーキは第2スクリュー4上に徐々に蓄積され、脱水領域1Aからプラグ形成領域1Bに移送される汚泥(以下、「後続のケーキ」と称する)によって第2スクリュー羽根4Bに押し付けられる。プラグ形成領域1B内のケーキは、第2スクリュー羽根4Bによって移動を妨げられることで圧搾され、低含水率のケーキとなる。この低含水率のケーキが、後続のケーキの移動を妨げるプラグケーキを形成する。第2スクリュー軸4Aの周りに形成されたプラグケーキによって、後続のケーキには背圧が加えられ、該後続のケーキはさらに圧搾される。プラグ形成領域1Bでプラグケーキから分離された水は、上記ろ液受け38によって回収され、ドレイン39を介してスクリュープレスから排出される。
While the sludge is transferred through the
スクリュープレスの運転が継続されるにしたがって、プラグケーキは、第2スクリュー軸4Aの全周に亘って均一に形成される。その結果、図6に示されるように、後続のケーキを確実に堰き止めるプラグケーキが第2スクリュー軸4Aの周りに形成される。したがって、後続のケーキの含水率が高い場合でも、プラグ形成領域1Bに形成されたプラグケーキによって、後続のケーキを確実に堰き止めることができるので、後続のケーキの片流れを防止することができる。この「片流れ」とは、プラグケーキよりも高い含水率を有する後続のケーキがプラグ形成領域1Bをそのまま通過して排出チャンバー33に排出されてしまうことを意味する。
As the operation of the screw press continues, the plug cake is uniformly formed over the entire circumference of the
図7に示されるように、プラグケーキが形成された後、制御部6は、第2スクリュー4を第1スクリュー3の回転方向とは逆方向に回転させ、第2スクリュー羽根4Bによってプラグケーキを少しずつ排出チャンバー33に送り出す(すなわち、排出する)。このように、プラグケーキの形成とプラグケーキの排出とが連続的に行なわれるので、常にプラグ形成領域1Bにプラグケーキが存在する状態で、スクリュープレスを運転することができる。
As shown in FIG. 7, after the plug cake is formed, the
第2スクリュー4上のプラグケーキは、後続のケーキに背圧を加えながら、第2回転機構20よって回転される第2スクリュー4の第2スクリュー羽根4Bによって排出チャンバー33に排出される。制御部6は、第2スクリュー4の回転速度を変更することによって、排出チャンバー33に排出されるプラグケーキの量を調整することができる。より具体的には、制御部6が第2スクリュー4の回転速度を低下させると、プラグケーキの排出量が減少し、制御部6が第2スクリュー4の回転速度を増加させると、プラグケーキの排出量が増加する。プラグケーキの排出量が減少すると、後続のケーキが脱水領域1Aに滞留して、該後続のケーキに加えられる背圧が増加する。したがって、制御部6が第2スクリュー4の回転速度を低下させることにより、後続のケーキの含水率を低下させることができる。一実施形態では、第2スクリュー4の回転と停止とを交互に繰り返す間欠運転を行うことにより、後続のケーキに加えられる背圧を調整してもよい。
The plug cake on the
このように、本実施形態では、第2スクリュー4を第1スクリュー3の回転方向とは逆向きに回転させることにより、第1スクリュー3および第2スクリュー4をスクリーンケーシング1に対して移動させることなく、低含水率のプラグケーキをスクリーンケーシング1から除去することができる。その結果、従来のスクリュープレスに設けられた移動装置でスクリュー軸をスクリーンケーシングの開口端部に向かって移動させたときと同様の効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、スクリーンケーシング1の排出側端部には、背圧板などの抵抗体を設ける必要がない。したがって、プラグケーキをスクリーンケーシング1から円滑に排出チャンバー33に排出することができる。さらに、背圧板や背圧板の作動機構が不要であるため、スクリュープレスを安価に製作することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, the
第2スクリュー4の第2スクリュー羽根4BのピッチP1(図2参照)は、第1スクリュー3の第1スクリュー羽根3BのピッチP2よりも小さい(すなわち、P1<P2)。このように、第2スクリュー羽根4BのピッチP1を第1スクリュー羽根3BのピッチP2よりも小さくすると、第2スクリュー4が1回転する間に排出チャンバー33に排出されるプラグケーキの移送距離が短くなるので、脱水領域1A内のケーキに加えられる背圧をより細やかに調整することが可能になる。
The pitch P1 (see FIG. 2) of the
従来のスクリュープレスでは、円筒形状に圧搾されたプラグケーキが硬くなりすぎると、この硬化したプラグケーキがスクリーンケーシングを閉塞させ、スクリーンケーシングから排出できなくなる。さらに、この硬化したプラグケーキがスクリューと供回りしてしまう。その結果、スクリュープレスの運転が継続できなくなる。本実施形態のスクリュープレスでは、第2スクリュー4の第2スクリュー羽根4Bの巻き方向は、第1スクリュー3の第1スクリュー羽根3Bの巻き方向とは逆である。したがって、プラグ形成領域1Bに形成されたプラグケーキを排出チャンバー33に排出するときは、図7に示されるように、第2スクリュー4を、第1スクリュー3の回転方向と逆方向に回転させる。第2スクリュー4とは逆方向に回転する第1スクリュー3によってケーキがプラグケーキに押し付けられると、第2スクリュー4の回転方向とは逆方向の力がプラグケーキに加えられる。その結果、プラグ形成領域1B内のプラグケーキと第2スクリュー4との供回り、および/または脱水領域1A内のケーキと第1スクリュー3との供回りが防止されるので、汚泥に高い背圧を加えながら、スクリュープレスを運転することが可能になる。
In the conventional screw press, if the plug cake squeezed into a cylindrical shape becomes too hard, the hardened plug cake closes the screen casing and cannot be discharged from the screen casing. Furthermore, this hardened plug cake will be used with the screw. As a result, the operation of the screw press cannot be continued. In the screw press of the present embodiment, the winding direction of the
第2スクリュー羽根4Bの巻数が3巻き以上であると、プラグ形成領域1Bに形成されたプラグケーキを排出チャンバー33に移送する時間が長くなる。プラグケーキの粘性が高い場合は、プラグケーキが第2スクリュー4と供回りするおそれがある。本実施形態では、第2スクリュー羽根4Bの巻数が3巻未満であるので、プラグケーキを短時間でスクリーンケーシング1から排出することができる。したがって、スクリュープレスで脱水される汚泥が高い粘性を有している場合でも、プラグケーキが第2スクリュー4とともに回転する前に、プラグケーキをスクリーンケーシング1から排出することができる。第2スクリュー羽根4Bの巻数が1巻きである場合は、プラグケーキが後続のケーキによって排出チャンバー33に押し出されて、後続のケーキに効果的に背圧を加えることができなくなるおそれがある。したがって、第2スクリュー羽根4Bの巻数は、2巻き以上で3巻き未満が好ましい。
When the number of turns of the
図8に示されるように、第2スクリュー4を第1スクリュー3と同一方向に回転させてもよい。第2スクリュー4を第1スクリュー3と同一方向に回転させると、プラグ形成領域1Bに形成されたプラグケーキが脱水領域1Aに向かって押し出され、脱水領域1Aのケーキにより大きな背圧を加えることができる。その結果、汚泥の脱水効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 8, the
第2スクリュー4を第1スクリュー3と同一方向に長時間回転させると、脱水領域1A内のケーキが第1スクリュー3と供回りするおそれがある。したがって、第2スクリュー4を第1スクリュー3と同一方向にある程度の時間だけ回転させた後で、第2スクリュー4の回転方向を、第1スクリュー3の回転方向とは逆向きに戻す(図7参照)。本実施形態のスクリュープレスは、プラグケーキの排出を妨げる背圧板のような抵抗体を有していないので、第2スクリュー4は、スクリューコンベアのように、プラグケーキを円滑に排出チャンバー33に排出することができる。このように、制御部6が第2スクリュー4の回転方向を変更することにより、脱水領域1Aで第1スクリュー3により圧搾される汚泥に加えられる背圧を調整することができる。プラグケーキを排出チャンバー33に確実に排出するために、第2スクリュー4の第2スクリュー羽根4Bの後端がスクリーンケーシング1の開口端部からやや突出するように構成してもよい。
If the
制御部6が第2スクリュー4の回転速度および回転方向を変更することにより、従来のスクリュープレスでは達成することができない低含水率にまで汚泥を脱水することができる。すなわち、第2スクリュー4を停止させた状態で、第1スクリュー3を回転させてプラグケーキを第2スクリュー軸4Aの周りに形成する。次いで、第2スクリュー4を正方向(第1スクリュー3の回転方向とは逆方向)に回転させてプラグケーキを排出チャンバー33に排出しながら、スクリーンケーシング1内の汚泥を圧搾して脱水処理を行う。汚泥の脱水処理中に、第2スクリュー4を逆方向(第1スクリュー3の回転方向と同一方向)に回転させて、脱水領域1A内のケーキをさらに低含水率にまで脱水させ、その後、第2スクリュー4を正方向に回転させて、低含水率のプラグケーキを排出チャンバー33に排出するようにしてもよい。このような第2スクリュー4の回転方向を変更する動作は、汚泥の性状に応じた間隔で定期的に行なうことが好ましい。
When the
図6乃至図8に示されるように、第2回転機構20の第2駆動機24は、該第2駆動機24の電流値および/またはトルクを検出可能な検出器28を有していてもよい。検出器28は、信号線(図示せず)を介して制御部6に接続されている。第2駆動機24の電流値および/またはトルクは、第2スクリュー4を回転させるために第2駆動機24にかかる負荷と相関関係がある。したがって、制御部6が検出器28から送られる電流値および/またはトルクの出力信号に基づいて第2スクリュー4の回転方向を変更することにより、第2駆動機24にかかる負荷に応じて第2スクリュー4の回転方向を切り替えることができる。このように、第2スクリュー4の回転方向を、第2駆動機24の電流値および/またはトルクに基づいて変更してもよい。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
図9は、他の実施形態に係る第2スクリュー4を示した模式図である。図9に示される第2スクリュー4の第2スクリュー羽根4Bのピッチは、汚泥の移送方向Dにおける上流側と下流側で異なっている。より具体的には、第2スクリュー羽根4Bの上流側のピッチP1’は、第2スクリュー羽根4Bの下流側のピッチP1’’よりも大きい(すなわち、P1’>P1’’)。このように、上流側のピッチP1’を下流側のピッチP1’’よりも大きくすると、第1スクリュー3の回転により脱水領域1Aからプラグ形成領域1Bに移送されたケーキを、プラグ形成領域1Bに徐々に滞留させることができる。その結果、脱水領域1A内のケーキに加えられる背圧が急激に上昇しないので、脱水領域1A内のケーキが第1スクリュー3と供回りすることを効果的に防止することができる。
FIG. 9 is a schematic view showing the
図10は、さらに他の実施形態に係るスクリュープレスを示した模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図1に示される実施形態の構成と同一であるため、その重複する説明を省略する。図10に示されるスクリュープレスは、第2スクリュー4の第2スクリュー羽根4Bの巻き方向(すなわち,螺旋方向)が第1スクリュー3の第1スクリュー羽根3Bの巻き方向と同一である点で、図1に示されるスクリュープレスとは異なる。
FIG. 10 is a schematic view showing a screw press according to still another embodiment. The configuration of the present embodiment not specifically described is the same as the configuration of the embodiment shown in FIG. 10 is that the winding direction of the
本実施形態では、第2スクリュー羽根4Bの巻き方向は、第1スクリュー羽根3Bの巻き方向と同一である。したがって、投入口2から投入された汚泥を、排出チャンバー33へ送り出すときは、図10に示されるように、第2スクリュー4を第1スクリュー3とは同一方向に回転させることになる。プラグケーキを短時間でスクリーンケーシング1から排出するために、第2スクリュー羽根4Bの巻数は3巻未満である。さらに、第2スクリュー羽根4Bの巻数は、後続のケーキに効果的に背圧を加えるために、2巻き以上であることが好ましい。図10に示した第2スクリュー羽根4Bの巻数は2巻きである。
In the present embodiment, the winding direction of the
次に、図10に示されるスクリュープレスの運転方法について説明する。最初に、制御部6は、第2スクリュー4を停止させた状態で、第1回転機構7を駆動させて第1スクリュー3を回転させる。次いで、投入口2から汚泥(液体含有物)をスクリーンケーシング1内に投入し、この汚泥を、回転する第1スクリュー羽根3Bによって第2スクリュー4に向かって(すなわち、移送方向Dに)移送する。
Next, the operation method of the screw press shown in FIG. 10 will be described. First, the
上述したように、第1スクリュー3が配置される脱水領域1Aを移送される間に、汚泥は脱水されてケーキとなり、第2スクリュー4が配置されたプラグ形成領域1Bに送り込まれる。運転当初は、第2スクリュー4は回転していない(すなわち、停止している)ので、プラグ形成領域1B内のケーキは排出チャンバー33に排出されず、該プラグ形成領域1Bに滞留する。その結果、後続のケーキの移動を妨げるプラグケーキがプラグ形成領域1Bに形成される。第2スクリュー軸4Aの周りに形成されたプラグケーキによって、後続のケーキには背圧が加えられるので、該後続のケーキをさらに圧搾することができる。
As described above, while the
プラグケーキが形成された後、制御部6は、第2スクリュー4を第1スクリュー3の回転方向と同一方向に回転させ、第2スクリュー羽根4Bによってプラグケーキを少しずつ排出チャンバー33に送り出す(すなわち、排出する)。このように、プラグケーキの形成とプラグケーキの排出とが連続的に行なわれるので、常にプラグ形成領域1Bにプラグケーキが存在する状態で、スクリュープレスを運転することができる。
After the plug cake is formed, the
第2スクリュー4上のプラグケーキは、後続のケーキに背圧を加えながら、第2回転機構20よって回転される第2スクリュー4の第2スクリュー羽根4Bによって排出チャンバー33に排出される。図10に示されるスクリュープレスも、制御部6は、第2スクリュー4の回転速度を変更することによって、排出チャンバー33に排出されるプラグケーキの量を調整することができる。より具体的には、制御部6が第2スクリュー4の回転速度を低下させると、プラグケーキの排出量が減少し、制御部6が第2スクリュー4の回転速度を増加させると、プラグケーキの排出量が増加する。プラグケーキの排出量が減少すると、後続のケーキが脱水領域1Aに滞留して、該後続のケーキに加えられる背圧が増加する。したがって、制御部6が第2スクリュー4の回転速度を低下させることにより、後続のケーキの含水率を低下させることができる。一実施形態では、第2スクリュー4の回転と停止とを交互に繰り返す間欠運転を行うことにより、後続のケーキに加えられる背圧を調整してもよい。
The plug cake on the
本実施形態でも、第1スクリュー3および第2スクリュー4をスクリーンケーシング1に対して移動させることなく、低含水率のプラグケーキをスクリーンケーシング1から除去することができる。その結果、従来のスクリュープレスに設けられた移動装置でスクリュー軸をスクリーンケーシングの開口端部に向かって移動させたときと同様の効果が得られる。さらに、本実施形態でも、スクリーンケーシング1の排出側端部には、背圧板などの抵抗体を設ける必要がない。したがって、プラグケーキをスクリーンケーシング1から円滑に排出チャンバー33に排出することができる。さらに、背圧板や背圧板の作動機構が不要であるため、スクリュープレスを安価に製作することが可能になる。
Also in this embodiment, the plug cake having a low water content can be removed from the
第2スクリュー4を第1スクリュー3と逆方向に回転させてもよい。第2スクリュー4を第1スクリュー3と逆方向に回転させると、プラグ形成領域1Bに形成されたプラグケーキが脱水領域1Aに向かって押し出され、脱水領域1Aのケーキにより大きな背圧を加えることができる。その結果、汚泥の脱水効率を向上させることができる。
The
さらに、第2スクリュー4を第1スクリュー3と逆方向に回転させると、第2スクリュー4によって回転されるプラグ形成領域1B内のプラグケーキと、第1スクリュー3によって回転させられる脱水領域1A内のケーキとは、逆回転方向で互いに押し合う。その結果、プラグ形成領域1B内のプラグケーキと第2スクリュー4との供回り、および脱水領域1A内のケーキと第1スクリュー3との供回りを防止しながら、脱水領域1A内のケーキに大きな背圧を加えることができるので、低含水率にまで汚泥を脱水することができる。しかしながら、脱水領域1A内のケーキに加えられる背圧が高すぎると、スクリーンケーシング1のスクリーン(多孔板)からケーキが漏洩することがある。したがって、第2スクリュー4を第1スクリュー3と逆方向にある程度の時間だけ回転させた後で、第2スクリュー4の回転方向を、第1スクリュー3の回転方向と同一の方向に戻す。このように、制御部6が第2スクリュー4の回転方向を変更することにより、脱水領域1Aで第1スクリュー3により圧搾される汚泥に加えられる背圧を調整することができる。プラグケーキを排出チャンバー33に確実に排出するために、第2スクリュー4の第2スクリュー羽根4Bの後端がスクリーンケーシング1の開口端部からやや突出するように構成してもよい。
Further, when the
図1に示されるスクリュープレスと同様に、制御部6が第2スクリュー4の回転速度および回転方向を変更することにより、従来のスクリュープレスでは達成することができない低含水率にまで汚泥を脱水することができる。第2スクリュー4の回転方向を変更する動作は、汚泥の性状に応じた間隔で定期的に行なうことが好ましい。あるいは、第2スクリュー4の回転方向を、検出器28から制御部6に送られる第2駆動機24の電流値および/またはトルクに基づいて変更してもよい。
Similar to the screw press shown in FIG. 1, the
図2を参照して説明されたように、第2スクリュー羽根4Bのピッチは、好ましくは、第1スクリュー羽根3Bのピッチよりも小さい。図9を参照して説明されたように、第2スクリュー羽根4Bの上流側のピッチを、第2スクリュー羽根4Bの下流側のピッチよりも大きくしてもよい。図示はしないが、図10に示されるスクリュープレスの第1回転機構7を、図4および図5参照して説明されたスクリュープレスのように、第1スクリュー3の下流側端部に連結してもよい。
As described with reference to FIG. 2, the pitch of the
上述した実施形態のスクリュープレスは、液体含有物の一例である汚泥から液体である水を分離するために用いられているが、このスクリュープレスを汚泥以外の液体含有物から液体を分離するために用いてもよい。例えば、果実、油等の食品の処理、および古紙の再生処理などの工業製品の処理にも、上述の実施形態に係るスクリュープレスを用いることができる。食品の処理では、果実、種子などの原料(液体含有物)を圧搾して、果汁、油などの液体を原料から分離するためにスクリュープレスが用いられる。古紙の再生処理では、古紙を水および薬品などの液体と混合して、古紙を繊維状物質にほぐす。スクリュープレスは、繊維状物質と液体の混合物(液体含有物)を圧搾して、繊維状物質を混合物から分離するために用いられる。 The screw press of the embodiment described above is used to separate water, which is a liquid, from sludge, which is an example of a liquid-containing material. In order to separate the liquid from a liquid-containing material other than sludge, this screw press is used. It may be used. For example, the screw press which concerns on the above-mentioned embodiment can be used also for processing of foodstuffs, such as fruit and oil, and processing of industrial products, such as a recycling process of used paper. In food processing, a screw press is used to squeeze raw materials (liquid-containing materials) such as fruits and seeds and separate liquids such as fruit juice and oil from the raw materials. In the recycling of used paper, the used paper is mixed with water and chemicals to loosen the used paper into fibrous materials. A screw press is used to squeeze a fibrous material and liquid mixture (liquid containing material) to separate the fibrous material from the mixture.
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.
1 スクリーンケーシング(ろ過筒)
1A 脱水領域
1B プラグ形成領域
2 投入口
3 第1スクリュー
3A 第1スクリュー軸
3B 第1スクリュー羽根
3C 縮径部
3D 壁面
4 第2スクリュー
4A 第2スクリュー軸
4B 第2スクリュー羽根
6 制御部
7 第1回転機構
8 閉塞壁
10 水封装置
11,12 軸受
14 第1駆動機
15,16 スプロケット
17 チェーン
20 第2回転機構
22,23 軸受
24 第2駆動機
25,26 スプロケット
27 チェーン
28 検出器
30,31 すべり軸受
33 排出チャンバー
36 軸受
38 ろ液受け
39 ドレイン
1 Screen casing (filter cylinder)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ろ過筒内で、該ろ過筒と同心状に配置され、前記液体含有物を所定の移送方向に移送する第1スクリューおよび第2スクリューと、
前記第1スクリューを回転させる第1回転機構と、
前記第1スクリューとは独立に前記第2スクリューを回転させる第2回転機構と、を備え、
前記第2スクリューは、前記移送方向において前記第1スクリューの下流側に配置されており、
前記第1スクリューは、円錐台形状の第1スクリュー軸と、該第1スクリュー軸の外面に固定された第1スクリュー羽根とを有し、
前記第2スクリューは、円筒形状の第2スクリュー軸と、該第2スクリュー軸の外面に固定された第2スクリュー羽根とを有し、
前記第2回転機構は、前記第2スクリューを前記第1スクリューとは異なる回転速度で回転させることが可能であり、
前記第2スクリュー羽根の巻き方向は、前記第1スクリュー羽根の巻き方向とは逆であることを特徴とするスクリュープレス。 A filter cylinder into which the liquid-containing material is charged;
A first screw and a second screw that are arranged concentrically with the filtration cylinder in the filtration cylinder and transfer the liquid-containing material in a predetermined transfer direction;
A first rotation mechanism for rotating the first screw;
A second rotating mechanism for rotating the second screw independently of the first screw,
The second screw is disposed downstream of the first screw in the transfer direction;
The first screw has a frustoconical first screw shaft and a first screw blade fixed to the outer surface of the first screw shaft,
The second screw has a cylindrical second screw shaft, and a second screw blade fixed to the outer surface of the second screw shaft,
The second rotation mechanism can rotate the second screw at a rotation speed different from that of the first screw.
The screw press characterized in that the winding direction of the second screw blade is opposite to the winding direction of the first screw blade.
前記第2スクリューの回転方向は、前記駆動機の電流および/またはトルクに基づいて切り替えられることを特徴とする請求項3に記載のスクリュープレス。 The second rotation mechanism includes a drive machine for rotating the second screw, and a detector capable of detecting current and / or torque of the drive machine,
The screw press according to claim 3 , wherein a rotation direction of the second screw is switched based on a current and / or torque of the driving machine.
前記第2スクリューを回転させずに、前記第1スクリューを回転させることにより、前記ろ過筒内の前記液体含有物を前記第2スクリューに移送して、前記第2スクリュー軸の周りにプラグケーキを形成し、
前記プラグケーキが形成された後で、前記第2スクリューを回転させて、前記ろ過筒からプラグケーキを排出することを特徴とする運転方法。 It is the operating method of the screw press as described in any one of Claims 1 thru | or 4 , Comprising:
By rotating the first screw without rotating the second screw, the liquid-containing material in the filtration cylinder is transferred to the second screw, and a plug cake is formed around the second screw shaft. Forming,
After the plug cake is formed, the second screw is rotated to discharge the plug cake from the filter cylinder.
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