トップ :: B 処理操作 運輸 :: B03 液体による,または,風力テ−ブルまたはジグによる固体物質の分離;固体物質または流体から固体物質の磁気または静電気による分離,高圧電界による分離

【発明の名称】 分離処理装置
【発明者】 【氏名】東 利保

【要約】 【課題】運転経費が嵩まず損傷トラブルの発生も抑えるとともに切り出し量の安定・確実化を図ったし渣、汚砂の分離処理装置を提供する。

【解決手段】分離処理装置Cは長寸筒状で両端部が密閉され傾斜して設置する。分離処理槽8内部は回転駆動するスクリュウコンベア20と分離して互いに同心状に連通し合う下部の固定筒24、回転筒25を備えている。回転筒は周方向に回転されるとともにその外周の下回りにくる部分に分離砂や水を通過可能な多孔状のスクリーンを備えている。下部の投入口28から投入されたし渣、汚砂はスクリュウコンベアで上方に搬送され水、砂は回転筒下部のスクリーンを通過し分離処理装置との隙間を通して下部の分離砂排出口14,15から排出され、し渣は上部の排出口46から排出される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
横断面が筒状で長寸状をなすとともにその長手方向両端部が密閉状をなし装置設置基盤に対しその上方に傾斜軸状に設置されて傾斜方向下部底面に開口した分離砂排出口を通じて分離砂を排出可能とされた分離処理槽を本体として備え、同分離処理槽の内部には、同処理槽内の長手方向にわたるべく、スクリュウコンベアが通されて前記長手方向両端部において回転自在に支持されるとともに駆動源により回転駆動可能とされ、同スクリュウコンベアの外周には、傾斜方向下部上側にし渣および/または汚砂の投入口が開口される一方傾斜方向上部底面にし渣の排出口が開口された外筒が前記分離処理槽の底面との間に分離砂と水を傾斜方向下向きに誘導して前記排出口に導くための隙間を存して設けられた分離処理装置であって、前記外筒は、傾斜方向上部の回転筒と下部の固定筒とに分離して互いに同心状に連通し合う関係で分離処理槽側に支持され、前記回転筒は周方向に回転式とされるとともにその外周のうち少なくとも下回りにくる部分が分離砂や水を通過可能な多孔状のスクリーン方式となっていることを特徴とする分離処理装置。
【請求項2】
請求項1に記載のものにおいて、固定筒の傾斜方向上端と回転筒の傾斜方向下端の突合せ部分の外周が分離処理槽側に固定された軸受手段により支持されている分離処理装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載のものにおいて、投入ホッパーは、固定筒の傾斜方向前後に向けてその下部が広がり、同下部内には、投入物を前記傾斜方向前後に振り分ける分配片が設けられている分離処理装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、投入されるし渣および/または汚砂を処理対象とする分離処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
水浄化処理場には、沈砂池が設けられ、同沈砂池では、河川や一般家庭等からの汚水が導入され、そこで、し渣を掻き揚げるとともに、沈澱した汚砂をポンプアップして処理する。
【0003】
前記汚砂は、回収され焼却されて海に廃棄したり再利用したりするのであるが、そのままではその中に有機固形物類が多量に付着・混在しているため、そのまま廃棄すると広い廃棄場所が必要になったり、前記再利用するにしても、コンクリートに割れが発生する等の問題が出てくる。そのため、汚砂をドラムスクリーン等により粉砕しながら焼却処分することにより有機固形物を微細化して前記のような問題が発生しないようにしているが、同方式は前記問題を解決するには今一つ有効でない。
そのことから、本出願人は本出願に先立って前記問題を解決する分離処理装置(洗浄処理装置)を開発し提案した(特開2002−26369)。本装置は、し渣と汚砂との分離処理が確実かつ効率的になされる点で画期的である。
本出願人は、特開2006−312162として開示する他の方式によりさらに有効な分離処理装置を提供した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特開2006−312162には主として請求項1と請求項3に記載した分離処理装置が開示されている。請求項1に係る分離処理装置は、底部が半円筒形の断面で長寸状をなすとともに傾斜軸状に設置される分離処理槽を本体として備え、同分離処理槽の傾斜方向下部には、投入口からのし渣および/または汚砂が導入される導入槽部を備える一方、同処理槽の傾斜方向上部には、し渣ホッパーが連通状に設けられるとともに、同処理槽の傾斜方向中途個所底部には、分離砂誘導ガイドと分離砂ホッパーとが設けられ、前記分離処理槽の内部には、同槽内の長手方向にわたるべく、スクリュウコンベアが回転駆動可能に通されるとともに、同スクリュウコンベアの外周には、スクリュウコンベアとは別駆動系で異なる回転速度で回転する回転外筒が同心状に設けられ、同回転外筒の傾斜方向下部に前記導入槽部からのし渣および/または汚砂を受け入れる流入口が、傾斜方向上部には掻き揚げられたし渣をし渣ホッパーに導くための流出口がそれぞれ設けられるとともに、同回転外筒の傾斜方向中途個所には、掻き揚げられる砂を分離除去するためのスクリーンが前記分離砂誘導ガイド内に連通すべく形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項3に係る分離処理装置は、底部が半円筒形の断面で長寸状をなすとともに傾斜軸状に設置される分離処理槽を本体として備え、同分離処理槽の内部には、同槽内の長手方向にわたるべく、回転駆動可能なスクリュウコンベアが通されるとともに、同スクリュウコンベアの外周には、前記分離処理槽との内外間に分離砂を誘導するための隙間を残した状態で周方向に往復的に回転駆動される回転外筒が通され、同回転外筒は、分離砂や水を通過可能な多孔状のスクリーンをその周底部に有し、前記回転外筒の上側には、し渣および/または汚砂が投入される投入口が開口されるとともに、同回転外筒の傾斜方向上部底面からはし渣を排出可能な開口が形成され、前記分離処理槽の傾斜方向下部には、分離砂排出のための開口が前記隙間に連通して形成されていることを特徴とするものである。
これらの分離処理装置によれば、スクリュウコンベアの外周を包む回転外筒がスクリュウコンベアとは別に回転駆動されて分離を活発に行うようにするものであるが、同回転外筒は、スクリュウコンベアと略同じ長寸状のものでありしかもその内部に処理物が導入され回転誘導されるものであるため、これら自重と内処理物重量を総合した全ての過大重量を回転駆動させる方式になっているため、運転経費が想定した以上に嵩むだけでなく、長い回転外筒が内部の処理物の重量をも加算された形になることから全体が大きく撓んでそれが駆動抵抗になって運転経費が嵩む他の要因になっていただけでなく、回転外筒が撓んだ状態で回転するとスクリュウコンベアの掻き揚げが不定化するとともにスクリュウコンベアとの間で損傷トラブルの発生原因にもなっていた。
また、請求項1に記載の分離処理装置によれば、回転外筒の下部に周方向数個所に分けて流入口を開口して処理物を導入するようにしてあるが、流入口以外の周部が存在ししかもこの周部が回転するものであることから、これら周部上に処理物が乗り掛かって持ち回され、導入槽部の下回りの壁との間に形成されるデッドポケットに次第に滞留蓄積したりあるときはこれら蓄積物がスクリュウコンベア外周に一気に落ち込むような導入の不定化を招きやすい。そのことからスクリュウ径×回転数で決定される上方への切り出し量が不定化しがちな結果、装置の切り出し仕様量を設定困難という不都合があった。
請求項3に記載の分離処理装置によれば、投入パイプと投入口とを縁切り状態にして供給方式を構成してあるが、実際には、投入口から処理物が溢れ出すことに対処して、投入パイプをフレキシブルチューブとして投入口に直結し回転外筒の往復的な回転にも追従可能な方式を採用しているが、この場合、フレキシブルチューブが揺動運動することから処理物の性状や供給状態によっては同チューブ内に処理物が詰まって堅固に滞留してしまい供給不能あるいは供給の不定化を招き、その結果、切り出し量が不定化しがちになり装置の切り出し仕様量を設定困難という不都合があった。
上記に鑑み、本発明は、運転経費が嵩まず、しかも、損傷トラブルの発生も抑えるようにした分離処理装置を提供することにある。
また、切り出し量の安定・確実化を図り、仕様通りの一定切り出し量が得られる分離処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、横断面が筒状で長寸状をなすとともにその長手方向両端部が密閉状をなし装置設置基盤に対しその上方に傾斜軸状に設置されて傾斜方向下部底面に開口した分離砂排出口を通じて分離砂を排出可能とされた分離処理槽を本体として備え、同分離処理槽の内部には、同処理槽内の長手方向にわたるべく、スクリュウコンベアが通されて前記長手方向両端部において回転自在に支持されるとともに駆動源により回転駆動可能とされ、同スクリュウコンベアの外周には、傾斜方向下部上側にし渣および/または汚砂の投入口が開口される一方傾斜方向上部底面にし渣の排出口が開口された外筒が前記分離処理槽の底面との間に分離砂と水を傾斜方向下向きに誘導して前記排出口に導くための隙間を存して設けられた分離処理装置であって、前記外筒は、傾斜方向上部の回転筒と下部の固定筒とに分離して互いに同心状に連通し合う関係で分離処理槽側に支持され、前記回転筒は周方向に回転式とされるとともにその外周のうち少なくとも下回りにくる部分が分離砂や水を通過可能な多孔状のスクリーン方式となっていることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のものにおいて、固定筒の傾斜方向上端と回転筒の傾斜方向下端の突合せ部分の外周が分離処理槽側に固定された軸受手段により支持されている。
請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載のものにおいて、投入ホッパーは、固定筒の傾斜方向前後に向けてその下部が広がり、同下部内には、投入物を前記傾斜方向前後に振り分ける分配片が設けられている。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、前記外筒は、傾斜方向上部の回転筒と下部の固定筒とに分離して互いに同心状に連通し合う関係で分離処理槽側に支持され、前記回転筒は周方向に回転式とされるとともにその外周のうち少なくとも下回りにくる部分が分離砂や水を通過可能な多孔状のスクリーン方式となっていることを特徴とするので、外筒の一部である回転筒とその内部掻き揚げ物のみを回転駆動させればよく、しかも、回転筒は短く軽いものでその中の処理物も軽量化されるので撓みが極端に少ないものとなって駆動抵抗も少なくなるので、駆動に要する経費が従来より格段に少なくても済むことになる。また、前記のように外筒を固定筒と回転筒に分けて回転筒を撓みにくいものとしたので、内部のスクリュウコンベアとの間で発生する損傷トラブルも少なく抑えられるメリットがある。
また、外筒の下部一部を固定筒としたので、供給から掻き揚げへの切り替えが安定確実化し、切り出し量も一定化して仕様として規定された通りの信頼性の高い分離処理装置を提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、この発明の一実施形態を図に従って詳細に説明する。尚、図1以下の各図においては、部材の板厚を表示したものと簡素かつ明確化のため板厚なしで単なる1本線で表示したものとがある。
図1は、この発明にかかる分離処理装置の一実施形態を縦断模式図で示すもので、図2はそのII−II線断面図、図3は図1のIII−III線断面図、図4は図3のIV−IV線に沿う拡大断面図、図5は図1のV方向からみた矢視図、図6は図1のVI−VI線断面図をそれぞれ示す。
【0008】
同実施形態においてAは前分離処理装置、Cは本発明にかかる(後)分離処理装置を示す。
図1における1は架台で、同架台1は、4本柱とこれらの間を上下にわたって横つなぎする連結部材とでなる枠型のもので、ここでは、アジャスタ2で支持されているが図示しないキャスタで移動自在に構成してもよい。この架台1の一側には回転支点3を介して(下部側)本体サポート4が回転自在に取り付けられる一方、他側には、ロック付き回転ネジジョイント5にねじ込まれたネジ軸6を介して回転自在に(上部)本体サポート4が設けられている。これら上下一対の本体サポート4,4は、分離処理装置Cの外周を抱き持つようにしており、前記回転ネジジョイント5をハンドル操作により調整することで図1に例示した傾斜角30度の状態から右下がりの伏倒姿勢にあるいは図1よりも更に立ち上がった起立姿勢に自在に角度変更させることができる。
尚、装置C側と架台1側との間にゴムなどの緩衝手段を介装することがある。この緩衝手段は振動発生手段としても機能するものとすれば分離作用が効率化する。
【0009】
分離処理装置Cは、分離処理槽8を備える。同槽8は、基本的に図2および図3(模式図)に示すように、下部が半円でその両側から立ち上がり部をもつU字形の横断面形状とされ、その上面に着脱可能な上蓋9を密閉状に備える。この上蓋9には通口9aが形成されている。同分離処理槽8は、その長手方向両端に閉止フランジ10を一体密閉式に備え、そのさらに外面には着脱自在な外フランジ11を備えている。閉止フランジ10と外フランジ11とは1枚物にしてもよい。
【0010】
分離処理槽8の傾斜方向上部には、その底面部を介してし渣ダクト通口13が開口状に形成される一方、傾斜方向下部には、その底面部を介して分離砂及び水の排出開口である第1、第2分離砂ダクト14、15が傾斜方向前後2個所を介してそれぞれ下向き突出状に設けられている。尚、前後のダクト14、15間に対応する分離処理槽8内周には円弧状をなす堰止め突片12が内向き突出状に設けられて手前の第1分離砂ダクト14へ分離砂等が流入するようにしているが、省略してもよい。また、前記第1、第2分離砂ダクト14,15は、単一個に統一することもできる。
【0011】
上側の外フランジ11には上側主軸受16がまた下側の外フランジ11を介して下側主軸受17がそれぞれ設けられ、これら軸受16,17に上下端が支持される形でスクリュウ中軸18が設けられている。同中軸18は、その両端部が上下の閉止フランジ10および外フランジ11に密閉化を保持して貫通するとともに、両端間の長い軸部が分離処理槽8内を通るようにして設けられている。同中軸18は、図2および図3に示すように、分離処理槽8の半円の中心に一致して設けられている。
【0012】
20はスクリュウコンベアで、スクリュウ中軸18とその外周に取り付けられる中間パイプならびに外嵌されるスクリュウパイプを軸系とし、そのスクリュウパイプ外周にスクリュウ羽根を突設して構成されており、同コンベア20は、その下端が分離砂ダクト14,15側の下端に位置し上端はし渣ダクト通口13より少し上にくるように位置している。
【0013】
21は下部外筒取付体、22は上部外筒取付体で、下部外筒取付体21は、円筒体aとフランジb並びに芯筒cで形成されてスクリュウ中軸18回りに同中軸18の回転を許す形で嵌め込まれている。上部外筒取付体22は、スクリュウ中軸18の上端外周に同行回転可能に取り付けられている。そして、これら両外筒取付体21,22を介してスクリュウコンベア20の回りにくるように外筒23が取り付けられるが、この実施形態の場合、外筒23は、傾斜方向下部の固定筒24と上部の回転筒25の機能の異なる筒体で構成され、両筒24,25の突合せ間は、外周の軸受手段26により密閉式に軸受保持されている。
【0014】
固定筒24は、全体に多孔等のない円筒体を基本としてスクリュウコンベア20と同心状に設けられ、その外周上部には投入口(受入口)28を開口する投入ホッパー(受入ホッパー)29が連通状に備え付けられ、そのホッパー29の下部は、傾斜方向前後に末広がり状に形成されるとともにその内部にはし渣および/または汚砂である投入物をスクリュウコンベア20の前後にx,xのように広く振り分けるための山型の分配片30が設けられている。
【0015】
この固定筒24は、その下端が接合フランジ31を介して前記下部外筒取付体21に着脱可能に連結されている。尚、32は内フランジで、下部外筒取付体21内に固定されるとともに、図2にも示すように、同フランジ32にはゴムパッキン33が取り付けられてスクリュウコンベア20周りに常時内接して投入物がそれより傾斜方向下方へ洩れ出ないようにしている。ゴムパッキン33は数段階に離間配置してもよい。
【0016】
前記軸受手段26は、図1では1つのブロックとして示してあるが、詳細には図3およびその拡大横断面図である図4に示す構成になっている。
すなわち、35はすべり軸受(あるいはころがり軸受)で、固定筒24の傾斜方向上端外周に突設したストッパリング36に一端を当てて固定筒24と回転筒25の突合せ部Jの外周にわたるようにして外嵌され、回転筒25の回転をすべりにより許すように設けられている。37は固定リングで、すべり軸受35の外周に同軸受35の抜け止めをするようにして外嵌されている。同固定リング37の外周には一対のステー38が突設され、このステー38は止着具39を介して分離処理槽8の内周に突設した一対の内周突片40に連結固定されている。これらステー38および内周突片40は、図3に示すように、分離処理槽8の下回りより少し上側に配置されることによって分離砂の流れが阻害されないようにしてある。尚、図3では、軸受手段26は、手前のストッパリング36を図示省略してある。
【0017】
回転筒25の傾斜方向下端には、図4に示すように、回転が障害なく確実かつ円滑に行われるように全周が一様な円筒面をもつ回転パイプ41が接合フランジ42により連結され、その外周が前記すべり軸受35に内嵌するようになっている。
【0018】
そうした回転パイプ41付の回転筒25は、図1お呼び図3に示すように、円筒体を基本として全体が分離通口25a…を備えたパンチングメタルなどの多孔筒状とされているが、スリット状やメッシュ状のものにしてもよい。スリットの溝方向は、スクリュウコンベア20の周方向に向く場合と軸方向に向く場合とがある他に、これらの複合方向である斜め方向に向く場合とがある。
また、前記回転筒25の多孔は全周に設けられていたが、周方向の下半部分のみに多孔を設けてスクリーンとしてもよい。この下半部分は、周方向に角度180度分を指すがそれより小さい角度例えば、120度や90度、60度などにしてもよい。
さらに、同多孔は、回転筒25の長手方向全長にわたって設けられていたが、例えば、傾斜方向下半部分のみに設け上半部分には設けず円筒面としてもよい。
また、回転筒25は、縦断面上において上下半割れ式で合わせ型としてもよい。その上下を全て多孔状のものにしてもよいが、上記のように上半分だけを多孔でない通常の半円筒体にしてもよい。
【0019】
前記回転筒25は、分離処理槽8の半円筒部分に対し分離砂誘導路を含む周隙間Sを存して設けられている。分離処理槽8の下回りおよび/または上回りには、この隙間Sを通じて回転筒25に水を噴射するスプレーノズル44…を配備してもよい。このノズル44…による水噴射により分離処理槽8の多孔に詰まり勝ちな異物を逆洗浄作用により除去し目詰まりを防止することができる。尚、上回りのスプレーノズル44は省略することがある。
【0020】
回転筒25の上端下回りにはし渣排出口45を有するし渣ダクト46が突設され、前記し渣ダクト通口13を通じて伸びているとともに同通口13内でし渣ダクト45が周方向に往復的に運動できるように通口13は周方向にやや長い開口とされている。
【0021】
一方、47は駆動源(減速機付きモーター)で分離処理槽8の上端に設置されており、図5に示すように左回りに回転される出力軸とスクリュウ中軸18に設けたスプロケット48,49とその間のチェーン50とによって構成された第1チェーン伝動装置51によりスクリュウ中軸18を介してスクリュウコンベア20が常時左回り矢印R方向に連続的に回転駆動されるようになっている。スクリュウ中軸18は、間欠駆動されることもあり、また一時的に逆回転(反M方向)されるように制御されることもある。スクリュウ中軸18とは別に設けたスプロケット52と下方のスプロケット53およびチェーン54により構成された第2チェーン伝動装置55によりクランク軸56が同一方向に連続回転されるようになっている。
【0022】
そして、クランク軸56は、外フランジ11から突設されたブラケット57に設けられた軸受58により回転自在に支持されており、同クランク軸56回りに突設したクランクアーム59を回転駆動させるようになっている。
尚、前記駆動源47の出力軸に備えたスプロケット48とスクリュウ中軸18回りに備えた2つのスプロケット49,52とは同径(PCD162)であるが、クランク軸56回りに備えたスプロケット53は前記48,49,52よりも小径(PCD97)とされてクランク軸56はスクリュウ中軸18よりも67%前後増速回転されるようになっている。この関係に限定されず、クランク軸56がスクリュウ中軸18よりも減速回転されるようにする場合と、同速回転されるようにする場合とがある。
【0023】
このクランクアーム59は、図6に示すように、矢印R方向に連続駆動されるのであるが、長さ調節可能な往復動変換ロッド60を介して上側のフランジ61を上下に往復回転運動させるように変換する。フランジ61は、分離処理槽8の対応する個所に長孔状に形成したスリット62を通じて突出する一体的な連動突部を備えている。同フランジ61を介して回転筒25が一体的に往復回転運動される。その角度範囲はZである。
【0024】
図1の矢印X2のように投入ホッパー29を通じてし渣および/または汚砂を投入する場合について説明する。矢印X2からは洗浄水を同時投入することがある。投入に伴い駆動源47が図5の矢印R方向である左回りに回転されると、第1チェーン伝動装置51を介してスクリュウ中軸18が同一方向に回転駆動される。その回転は第2チェーン伝動装置55を介して伝わりクランク軸56を同一方向に回転させるが、同回転運動は、図6に示すように、クランクアーム59と往復動変換ロッド60を介して図6のZ範囲でスクリュウ中軸18を往復回転運動させる。
【0025】
投入口28からのし渣および/または汚砂は、分配片30による前後分配機能により固定筒24の内部に偏ることなく前後にうまく分配されて導入される。そこで導入されたし渣および/または汚砂は、固定筒24で外周を包囲規制されながらR方向に連続回転するスクリュウコンベア20により図1の矢印L方向に確実に掻き揚げられる。
【0026】
固定筒24を通過したし渣および/または汚砂は、回転筒25内に持ち込まれて多孔スクリーン目を通じて汚砂や水類を流下させるとともに、周隙間Sから第1分離砂ダクト14を通じて矢印Dのように運搬コンテナ内に排出される。この場合、回転筒25が固定式でなくスクリュウコンベア20に対し相対的に往復回転するものであるからスクリーン目からの分離砂および水類の抜け出しは活発化し、分離流下作用が早期にかつ確実になされるようになる。回転筒25は往復回転されるが、固定筒24はあくまでも固定であるので、往復駆動されるものは、固定筒24の重量と固定筒24内の掻き揚げ分を除いて回転筒25の重量とその内部のし渣分のみとなり、しかも回転筒25はスクリーンでなるので軽量であり、そうしたことから装置の往復運転に要する動力は少なくて済むことになる。
【0027】
一方、し渣類は、矢印L方向に掻き揚げられて回転筒25とともに往復回転運動をするし渣ダクト46を通じて図示しない運搬コンテナ内に排出される。
【0028】
尚、前記実施形態では、矢印X2のように本分離処理装置Cに直接し渣および/または汚砂を投入するようにしたが、図1のように、前分離処理装置Aを組み合わせて構成してもよい。すなわち、前分離処理装置Aには、上部からし渣および/または汚砂がX1のように導入されて、底部排出口65から汚砂が排出されるが、同汚砂(し渣混じりのこともある)をバルブ66を介して本分離処理装置Cの投入口28に導くように構成してもよい。前分離処理装置Aは、特開2002−263696に開示される各実施形態の全ての内容を含むものである。このように前分離処理装置Aに本分離処理装置Cを組み合わせることで分離処理が最も効果的になされる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】 本発明の一実施形態を示す縦断面図。
【図2】 図1のII−II線断面図。
【図3】 図1のIII−III線断面図。
【図4】 図3のIV−IV線拡大断面図。
【図5】 図1のV方向からの矢視図。
【図6】 図1のVI−VI線断面図。
【符号の説明】
【0030】
A…前分離処理装置 C…後分離処理装置 8…分離処理槽 14,15…分離砂ダクト 20…スクリュウコンベア 23…外筒 24…固定筒 25…回転筒 28…投入口 29…投入ホッパー 45…し渣排出口 46…し渣ダクト 47…駆動源。
【出願人】 【識別番号】501098061
【氏名又は名称】株式会社サンエイ
【出願日】 平成19年1月30日(2007.1.30)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−183551(P2008−183551A)
【公開日】 平成20年8月14日(2008.8.14)
【出願番号】 特願2007−47975(P2007−47975)