JP4214183B2

JP4214183B2 - スクリュー式脱水機

Info

Publication number: JP4214183B2
Application number: JP2003107070A
Authority: JP
Inventors: 万里小嶋; 哲也山本; 茂雄西田; 直昭道宗; 泰弘原田
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP2004313823A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、含水率の高いスラッジあるいはスラリーなどの被処理物を脱水するスクリュー式脱水機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、スラッジあるいはスラリーなどの被処理物の含水率を下げる脱水機として、スクリュー式のものが知られている。この種のスクリュー式脱水機では、例えばスクリューを円筒状のスクリーンの内部に保持し、ホッパーから投入した被処理物をスクリューによって搬送しつつ、脱水するように構成されている。すなわち、被処理物に螺旋運動を与えるので、その運動の過程で圧搾力が作用し、被処理物が搾られて水分が除去される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のスクリュー式脱水機では、被処理物に作用する圧搾力が、被処理物の運動方向の変化による抵抗力やスクリューを収容しているスクリーンの内面との間の摩擦力に起因するものに限られるので、必ずしも充分には圧搾力が生じず、脱水率を向上させる点で未だ改善する余地があった。
【０００４】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、脱水率を従来以上に向上させることのできるスクリュー式脱水機を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、螺旋状に連続するスクリュー羽根を有しかつ中心軸線を中心にモータによって回転させられるスクリューを収納している筒状のドラムスクリーンが所定ピッチを空けて相互に平行に配列されたワイヤーによって形成されたスクリュー式脱水機において、前記ドラムスクリーンが前記スクリュー羽根を収容している本体部分とその本体部分の先端側に延びかつ内周側にスクリュー羽根の存在しない先端部とから構成され、その先端部が前記スクリュー羽根の螺旋方向と同方向に湾曲して巻かれた前記ワイヤーによって筒状に形成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
したがって、この発明では、スクリューをその中心軸線を中心にしてモータによって回転させると、そのスクリュー羽根が中心軸線に対して傾斜するようにリード角が付与されているので、すなわちスクリュー羽根が螺旋状に巻かれているので、被処理物が螺旋運動させられつつ軸線方向に押される。その過程で、被処理物の自重やスクリュー羽根もしくはドラムスクリーンとの間の摩擦力などによって圧搾力が生じ、被処理物から脱水される。スクリュー羽根によってドラムスクリーンの排出側の先端部に押し出された被処理物は、後続の被処理物によって更に前進させられる。これに対してドラムスクリーンの排出側の先端部が、ワイヤーを螺旋状に巻いて円筒状に形成されており、しかもその螺旋の方向がスクリュー羽根と同じ方向、すなわち被処理物の螺旋運動の方向とは逆になっているので、被処理物の前進を阻害する抵抗力が生じる。すなわち被処理物に対していわゆるブレーキング作用が生じて被処理物が更に圧搾され、その脱水率が高くなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は、この発明の一例を示す縦断側面図であって、ここに示すスクリュー式脱水機１は、ユニットケーシング２とその内部にほぼ水平に設置した円筒状のドラムスクリーン３とを備え、そのドラムスクリーン３の中心軸線に沿ってスクリュー４が回転自在に配置されている。
【０００８】
そのスクリュー４は、円筒状のシャフト５の外周にスクリュー羽根６を一体に設けたものであって、そのスクリュー羽根６は、シャフト５の軸線方向での中間部に設けられており、中心軸線に対して所定の角度で傾斜した状態、すなわち所定のリード角を付与してシャフト５に一体化されている。なお、図に示す例では、左ネジと同様のリード角が設定されている。
【０００９】
シャフト５の基端部（図１での左側端部）には、撹拌羽根７が一体に設けられており、投入された被処理物を撹拌して分散させつつ、スクリュー羽根６側に移動させるようになっている。また、シャフト５の先端側（図１の右側）に所定の長さを残してスクリュー羽根６が終了しており、したがってシャフト５の先端部がそのまま露出している。
【００１０】
ユニットケーシング２には、被処理物を投入するホッパー８が設けられている。すなわち前述した撹拌羽根７に対応する箇所である図１の左側の端部にホッパー８が設けられており、その内部には被処理物の落下を促進するための振動板９が配置されている。この振動板９は、被処理物を加振して、被処理物の架橋現象（ブリッジング）を阻止するためのものであり、図示しないバイブレータに連結されている。
【００１１】
また、ユニットケーシング２のホッパー８側の端部に設けられた端板を貫通して駆動軸１０が設けられ、その駆動軸１０が前記スクリュー４に連結されている。さらに、その駆動軸１０は、図示しないギヤードモータが連結されており、そのギヤードモータによってスクリュー４を回転させるようになっている。そして、ユニットケーシング２の長手方向での中央部の下側に、排水孔１１が設けられている。
【００１２】
前記ドラムスクリーン３は、前記スクリュー羽根６の外周側に対応する部分とそれより先端側の部分との二分割構造となっている。すなわちスクリュー羽根６の外周側に対応するいわゆる本体部分３Ａは、軸線方向に向けた多数のウェッジワイヤー１２を、互いに所定の間隔を空けて円筒状に配列して構成されている。その円筒部分の内径は、スクリュー羽根６の外径とほぼ等しく、したがってスクリュー羽根６の外周端がドラムスクリーン３に接触せず、しかも特には隙間を空けずに、スクリュー羽根６が回転するようになっている。
【００１３】
なお、ウェッジワイヤー１２は断面がほぼ三角形状をなす公知の構造のものであって、各ウェッジワイヤー１２はその三角形状の所定の頂点を外周側に位置させた姿勢に揃えて円筒状に配列されている。したがって各ウェッジワイヤー１２同士の隙間から水分のみを排出させ、かつ各ウェッジワイヤー１２同士の間の隙間の間隔が、外周側で拡がっているので、目詰まりしにくい構造となっている。
【００１４】
ドラムスクリーン３の本体部分３Ａが、ウェッジワイヤー１２を軸線方向に配列して構成されているのに対して、排出側の先端部３Ｂは、図２に示すように、多数本のウェッジワイヤー１２を互いに間隔を空けて螺旋状に湾曲させて円筒状に巻くことにより構成されている。その螺旋の向きは、前記スクリュー羽根６と同様であり、左ネジの向きになっている。これは、前記スクリュー４の回転方向と反対方向のリード角を設定した構造である。
【００１５】
このドラムスクリーン３を構成しているウェッジワイヤー１２は、例えば鋼材からなるリング（図示せず）の内周に取り付けて円筒状に保持されている。また、そのドラムスクリーン３はその基端部と先端部ならびに中間部の複数箇所とをユニットケーシング２の内面に固定することによりほぼ水平に配置されている。
【００１６】
ドラムスクリーン３の先端部（図１の右側端部）は開口しており、その先端側にテーパー状のエンドプレート１３が配置されている。そのエンドプレート１３は、ユニットケーシング２から延びるロッド１４によって保持されており、その中心部に前記スクリュー４のシャフト５を回転自在に嵌合させることにより、シャフト５の先端部を支持している。このエンドプレート１３とドラムスクリーン３の先端との間に隙間が開いており、ここに排出口１５が形成されている。
【００１７】
つぎに上記のスクリュー式脱水機の作用について説明する。スクリュー４を回転させ、かつ前記振動板９を加振している状態で、ホッパー８から被処理物を連続して投入する。その被処理物は例えば牛舎や養豚場などから排出されるスラッジであり、振動板９によって加振されつつ、もしくは直接落下する。スクリュー４の基端部に撹拌羽根７が取り付けられているので、被処理物は固まりを分断した状態に撹拌され、かつスクリュー羽根６側に移動させられる。
【００１８】
スクリュー４は、そのスクリュー羽根６の螺旋方向とは反対方向（図に示す例では右方向）に回転させられており、したがって被処理物に対して軸線方向に向けた推進力が作用し、被処理物が排出孔１５に向けて押される。その過程で被処理物には、スクリュー羽根６が螺旋状に湾曲していることによる圧縮力や、撹拌による圧縮力、ドラムスクリーン３との間の摩擦力に起因する圧縮力などの荷重が圧搾力として作用し、さらには自重による圧搾力が作用するので、被処理物は次第に絞られて水分が除かれる。なお、被処理物から絞り出された水分は、ウェッジワイヤー１２の間を通って落下し、ユニットケーシング２の排水孔１１から排出される。
【００１９】
ドラムスクリーン３の本体部分３Ａを通過して先端部３Ｂに押し出された被処理物は最早、スクリュー羽根６による撹拌作用や推進作用を受けないが、後続の被処理物によって排出口１５に向けて押される。その被処理物が接触しているドラムスクリーン３の先端部３Ｂでは、前述したように、ウェッジワイヤー１２を螺旋状に巻き、かつその螺旋の方向をスクリュー羽根６の回転方向とは反対方向に設定してあるので、被処理物の運動方向とウェッジワイヤー１２の配列方向とが対向した関係となり、その結果、被処理物の前進を阻止する方向の荷重がウェッジワイヤー１２によって生じる。いわゆるウェッジワイヤー１２によるブレーキング作用である。
【００２０】
そのため、後続の被処理物による推進力とウェッジワイヤー１２による抵抗力とによって被処理物に対して更に圧搾力が作用し、被処理物から水分が搾り出される。その結果、被処理物の脱水率が更に高くなる。なお、ドラムスクリーン３の先端部にテーパー状の前記エンドプレート１３が配置されているので、被処理物に対してそのエンドプレート１３による抵抗力が作用するから、ここでも被処理物に対して圧搾力が生じる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、スクリュー羽根によってドラムスクリーンの排出側の先端部に押し出された被処理物が、後続の被処理物によって更に前進させられるのに対して、ドラムスクリーンの排出側の先端部が、ワイヤーを螺旋状に巻いて円筒状に形成されており、しかもその螺旋の方向がスクリュー羽根と同じ方向、すなわち被処理物の螺旋運動の方向とは逆になっているので、この部分において被処理物の前進を阻害する抵抗力が積極的に生じ、その結果、被処理物が更に圧搾してその脱水率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のスクリュー式脱水機の一例を示す断面図である。
【図２】そのドラムスクリーンの先端部におけるウェッジワイヤーの螺旋巻き状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…スクリュー式脱水機、３…ドラムスクリーン、３Ａ…本体部分、３Ｂ…先端部、４…スクリュー、６…スクリュー羽根、１２…ウェッジワイヤー。

Claims

螺旋状に連続するスクリュー羽根を有しかつ中心軸線を中心にモータによって回転させられるスクリューを収納している筒状のドラムスクリーンが所定ピッチを空けて相互に平行に配列されたワイヤーによって形成されたスクリュー式脱水機において、
前記ドラムスクリーンが前記スクリュー羽根を収容している本体部分とその本体部分の先端側に延びかつ内周側にスクリュー羽根の存在しない先端部とから構成され、その先端部が前記スクリュー羽根の螺旋方向と同方向に湾曲して巻かれた前記ワイヤーによって筒状に形成されていることを特徴とするスクリュー式脱水機。