JP7633233B2 - 分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、分離装置に関する。

特許文献１に記載のように、２つのスクリュー羽根を設けたスクリューを回転させて、汚泥を搬送しつつ圧搾する分離装置が知られている。この分離装置は、側面に汚泥投入口が設けられたケーシングの内部に、２つのスクリュー羽根に挟まれた第１空間と第２空間を形成する。この分離装置は、第１空間で原汚泥を脱水して排出し、脱水により生じた分離液を、スクリュー羽根の外周とケーシング内周との間の間隙を介して、第１空間から第２空間に流出させて、排出する。このような分離装置においては、第２空間への汚泥の流入を抑制するために、第２空間を遮断するバッフルが設けられている。

国際公開第２０１５／１８６６１２号公報

このような分離装置においては、固液分離効率と洗浄性とを両立させることがより好ましい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固液分離効率と洗浄性との両立が可能な分離装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の分離装置は、対象物が投入される対象物投入口よりも第１方向側に設けられて脱水した対象物を排出する対象物排出口と、前記対象物投入口よりも前記第１方向と反対の第２方向側に設けられて分離液を排出する分離液排出口とが設けられるケーシングと、前記ケーシングの内部に設けられて前記ケーシングの延在方向に沿って延在するスクリュー軸と、前記スクリュー軸の外周面に螺旋状に延在し、前記ケーシング内における前記対象物投入口から前記対象物が投入される空間に、前記第２方向側を向く表面が面する第１スクリュー羽根と、前記第１スクリュー羽根に対して前記スクリュー軸の延在方向に沿って所定間隔を隔てるように前記スクリュー軸の外周面に螺旋状に延在し、前記ケーシング内における前記対象物投入口から前記対象物が投入される空間に、前記第１方向側を向く表面が面する第２スクリュー羽根と、を備え、前記第１スクリュー羽根の前記第１方向側の端部は、前記第２スクリュー羽根の前記第１方向側の端部よりも、前記第１方向側に位置している。

本発明によれば、固液分離効率と洗浄性との両立が可能となる。

図１は、本実施形態に係る分離装置の一部断面図である。 図２は、比較例に係る分離装置の断面の一部を拡大した模式図である。 図３は、本実施形態に係る分離装置の断面の一部を拡大した模式図である。 図４は、本実施形態の他の例を示す模式図である。

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る分離装置の一部断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る分離装置１は、スクリュー型分離装置であり、ケーシング１０、スクリュー軸１２、第１スクリュー羽根１４、第２スクリュー羽根１６、隔壁部２０、カバー部２２、投入部２４、排出ポンプ２６、傾斜調整部２８、及び制御部２９を有している。分離装置１は、後述の対象物投入口１１Ａからケーシング１０内に投入された対象物Ａ０を脱水して、脱水した後の濃縮対象物Ａを、後述する対象物排出口１１Ｂから排出する。そして、分離装置１は、脱水により対象物Ａ０から分離された分離液Ｃを、後述する分離液排出口１１Ｃから排出する。対象物Ａ０は、分離装置１に脱水される前の対象物であり、本実施形態では、含水率が高い下水や工場排水等の汚泥である。対象物Ａ０は、凝集剤が添加されて固形成分がフロック化していてもよいし、凝集剤が添加されずにフロック化されていない汚泥であってもよい。

以下、地表Ｇ０に平行な方向、すなわち水平方向を、方向Ｘとする。そして、方向Ｘのうちの一方の方向を、方向Ｘ１とし、方向Ｘのうちの他方の方向、すなわちＸ１方向と反対の方向を、Ｘ２方向とする。また、地表Ｇ０にも直交する方向、すなわち鉛直方向を、方向Ｚとする。そして、方向Ｚのうちの一方の方向である鉛直方向の上方に向かう方向を、Ｚ１方向とし、方向Ｚのうちの他方の方向である鉛直方向の下方に向かう方向を、Ｚ２方向とする。

ケーシング１０は、軸方向である延在方向Ｅに沿って一方の端部１０Ｂから他方の端部１０Ｃまで延在し、内部に空間が設けられる筒状の部材である。延在方向Ｅは、端部１０Ｂ側から端部１０Ｃ側に向かうに従って、Ｘ２方向に対してＺ１方向側に傾斜している。従って、ケーシング１０は、端部１０Ｂが、端部１０ＣよりもＺ２方向側に位置している。以下、延在方向Ｅに沿った方向のうち、端部１０Ｃ側から端部１０Ｂ側（Ｘ１方向側）に向かう方向を第１方向Ｅ１とし、第１方向Ｅ１と反対方向、すなわち端部１０Ｂ側から端部１０Ｃ側（Ｘ２方向側）に向かう方向を第２方向Ｅ２とする。

ケーシング１０は、中間部１０Ａにおける側面（外周面）に対象物投入口１１Ａが開口しており、対象物投入口１１Ａよりも第１方向Ｅ１側に対象物排出口１１Ｂが開口しており、対象物投入口１１Ａよりも第２方向Ｅ２側に分離液排出口１１Ｃが開口している。本実施形態では、ケーシング１０の端部１０Ｂに対象物排出口１１Ｂが開口しており、ケーシング１０の端部１０Ｃに分離液排出口１１Ｃが開口している。中間部１０Ａは、延在方向Ｅに沿ったケーシング１０の中央に位置しているが、延在方向Ｅに沿った端部１０Ｂと端部１０Ｃとの間の任意の位置にあってよい。なお、対象物投入口１１Ａは、ケーシング１０の側面に設けられることに限られない。例えば、対象物投入口１１Ａは、ケーシング１０内のスクリュー軸１２に形成されてもよい。この場合例えば、対象物投入口１１Ａは、延在方向Ｅにおける対象物排出口１１Ｂと分離液排出口１１Ｃと間において、後述の第１空間Ｓ１におけるスクリュー軸１２の外周面に開口する。この場合、スクリュー軸１２の内部には、分離装置１の外部から対象物Ａ０が供給されて対象物投入口１１Ａに連通する流路が形成されている。

ケーシング１０は、対象物投入口１１Ａ、対象物排出口１１Ｂ、及び分離液排出口１１Ｃ以外には、内部と外部とを連通する穴が形成されていないが、それら以外にも開口が形成されていてもよい。ただし、ケーシング１０は、メッシュ及びパンチングプレートなどのスクリーンとは異なり、全域にわたり多数の開口が形成される構造ではないといえる。

スクリュー軸１２は、円柱形状であり、ケーシング１０の内部に設けられて延在方向Ｅに沿って延在している。スクリュー軸１２は、第１方向Ｅ１側の端部１２Ｂ及び第２方向Ｅ２側の端部１２Ｃの少なくともいずれかが、軸受けによって軸支持されたモータ（いずれも図示せず）に連結されている。スクリュー軸１２は、このモータが制御部２９によって駆動されることにより、延在方向Ｅを軸中心として、回転方向Ｒに回転される。本実施形態では、回転方向Ｒは、端部１２Ｃ側から見て、反時計回りの方向であるが、それに限られない。

第１スクリュー羽根１４は、一方の端部１４Ｂから他方の端部１４Ｃまで、ケーシング１０の内部を、スクリュー軸１２の外周面に螺旋状に延在するよう設けられている。端部１４Ｂは、第１方向Ｅ１側の端部であり、対象物投入口１１Ａよりも対象物排出口１１Ｂ側に位置している。端部１４Ｃは、第２方向Ｅ２側の端部であり、対象物投入口１１Ａよりも分離液排出口１１Ｃ側に位置している。第１スクリュー羽根１４は、第１方向Ｅ１側を向く第１表面１４ａと、第２方向Ｅ２側を向く第２表面１４ｂとを有している。第１スクリュー羽根１４は螺旋状に巻回されているため、第１スクリュー羽根１４を延在方向Ｅに沿って貫通する仮想の直線は、延在方向Ｅに進むに従って、第１表面１４ａと第２表面１４ｂとに交互に交差することとなる。

第１スクリュー羽根１４は、端部１４Ｃから端部１４Ｂに向かって、回転方向Ｒと反対方向に巻回されている。すなわち、回転方向Ｒが端部１２Ｃ側から見て反時計回りの場合は、第１スクリュー羽根１４は、いわゆるＺ巻き（右手）の螺旋状に設けられる。反対に、回転方向Ｒが、端部１２Ｃ側から見て時計回りの場合は、第１スクリュー羽根１４は、いわゆるＳ巻き（左手）の螺旋状に設けられる。第１スクリュー羽根１４は、スクリュー軸１２の回転に伴い、回転する。

第１スクリュー羽根１４の外周部１４ｃは、ケーシング１０の内周面１０ａとは接触せず、外周部１４ｃと内周面１０ａと間には、間隙Ｈが形成されている。この間隙Ｈは、微小な隙間であり、濃縮対象物Ａの少なくとも一部の通過を抑制する（せき止める）程度の大きさであって、分離液Ｃなどの液体成分が通過可能な大きさとなっている。間隙Ｈは、例えば、１ｍｍ以上２ｍｍ以下程度の隙間である。

第２スクリュー羽根１６は、ケーシング１０の内部において、延在方向Ｅに沿ってスクリュー軸１２の外周面に螺旋状に延在する。第２スクリュー羽根１６は、第１スクリュー羽根１４に対して、延在方向Ｅに沿って所定間隔を隔ててずれた位置に設けられており、第１スクリュー羽根１４と同じ巻回方向で巻回されている。第２スクリュー羽根１６も、スクリュー軸１２の回転に伴い、回転する。第２スクリュー羽根１６は、第１方向Ｅ１側を向く第１表面１６ａと、第２方向Ｅ２側を向く第２表面１６ｂとを有している。第２スクリュー羽根１６は、螺旋状に巻回されているため、第２スクリュー羽根１６を延在方向Ｅに沿って貫通する仮想の直線は、延在方向Ｅに進むに従って、第１表面１６ａと第２表面１６ｂとに交互に交差することとなる。

第２スクリュー羽根１６の外周部１６ｃは、ケーシング１０の内周面１０ａとは接触せず、外周部１６ｃと内周面１０ａと間には、間隙Ｈが形成されている。

第２スクリュー羽根１６は、一方の端部１６Ｂから他方の端部１６Ｃまで、螺旋状に延在する。端部１６Ｂは、第１方向Ｅ１側の端部であり、対象物投入口１１Ａよりも対象物排出口１１Ｂ側に位置している。端部１６Ｃは、第２方向Ｅ２側の端部であり、対象物投入口１１Ａよりも分離液排出口１１Ｃ側に位置している。

第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｂは、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂよりも、第１方向Ｅ１側に位置している。すなわち、第１スクリュー羽根１４は、第２スクリュー羽根１６よりも第１方向Ｅ１側まで延在している。第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂと第１スクリュー羽根１４との間には、隔壁部が設けられておらず、間隙Ｇが形成されている。間隙Ｇの幅（第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂと第１スクリュー羽根１４との間の距離）は、間隙Ｈの長さ（ケーシング１０の内周面１０ａと第１スクリュー羽根１４や第２スクリュー羽根１６の外周部との間の距離）より長い。

図１の例では、第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｃは、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｃよりも第２方向Ｅ２側に位置している。ただし、端部１４Ｃと端部１６Ｃとの位置関係は、それに限られず、任意であってよい。

第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｃと第１スクリュー羽根１４との間には、隔壁部２０が設けられている。隔壁部２０は、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｃから、端部１６Ｃに対して第１方向Ｅ１において隣り合う第１スクリュー羽根１４までにわたって設けられる壁状の部材である。隔壁部２０は、後述の第１空間Ｓ１と空間Ｓ４とを区切るように設けられており、第１空間Ｓ１を、後述の空間Ｓ４から遮蔽する。なお、隔壁部２０の設けられる位置は、端部１６Ｃに限られず、対象物投入口１１Ａより第２方向Ｅ２側であればよい。また、隔壁部２０は、必須の構成でなく、省略可能である。

第１スクリュー羽根１４と第２スクリュー羽根１６とは以上のような位置に設けられているため、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂから端部１６Ｃまでの区間（以下、この区間を搬送促進区間Ｋ１とする）では、第１スクリュー羽根１４と第２スクリュー羽根１６との両方が設けられている。また、第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｂから第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂまでの区間（以下、この区間を対象物搬送区間Ｋ２とする）では、第１スクリュー羽根１４が設けられて第２スクリュー羽根１６が設けられていない。また、第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｃから第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｃまでの区間（以下、この区間を分離液搬送区間Ｋ３とする）でも、第１スクリュー羽根１４が設けられて第２スクリュー羽根１６が設けられていない。

搬送促進区間Ｋ１は、第１スクリュー羽根１４と第２スクリュー羽根１６とが設けられるダブルスクリュー区間である。搬送促進区間Ｋ１は、中心軸ＡＸを中心とした径方向から見て、少なくとも一部の区間において、対象物投入口１１Ａに重なるように設定されている。搬送促進区間Ｋ１においては、対象物Ａ０や濃縮対象物Ａが搬送される第１空間Ｓ１と、分離液Ｃが搬送される第２空間Ｓ２とが形成される。

対象物搬送区間Ｋ２は、搬送促進区間Ｋ１よりも第１方向Ｅ１側の区間である。対象物搬送区間Ｋ２内の空間Ｓ３は、対象物排出口１１Ｂと、搬送促進区間Ｋ１の第１空間Ｓ１とに連通する。

分離液搬送区間Ｋ３は、搬送促進区間Ｋ１よりも第２方向Ｅ２側の区間である。分離液搬送区間Ｋ３内の空間Ｓ４は、分離液排出口１１Ｃと、搬送促進区間Ｋ１の第２空間Ｓ２とに連通する。空間Ｓ４は、隔壁部２０に遮られることで、間隙Ｈ以外の領域においては、搬送促進区間Ｋ１の第１空間Ｓ１とは遮断されている。なお、分離液搬送区間Ｋ３は、本実施形態では、第１スクリュー羽根１４が設けられて第２スクリュー羽根１６が設けられないシングルスクリュー区間であるが、例えば第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｃと第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｃとが、延在方向Ｅにおいて同じ位置にある場合は、第１スクリュー羽根１４及び第２スクリュー羽根１６の両方が設けられない区間となる。

カバー部２２は、第２空間Ｓ２を形成する第１スクリュー羽根１４と第２スクリュー羽根１６との間における、対象物投入口１１Ａと重なる領域に設けられている。このカバー部２２は、対象物投入口１１Ａと重なる区間における第２空間Ｓ２の外周を覆うことで、対象物投入口１１Ａからの対象物Ａ０が、第２空間Ｓ２に投入されることを抑制することができる。ただし、カバー部２２は必須の構成ではない。例えば、第２空間Ｓ２に重畳しない位置に対象物投入口１１Ａを設ければ、対象物Ａ０が、第２空間Ｓ２に投入されることが抑制できるため、カバー部２２が不要となる。

投入部２４は、対象物投入口１１Ａに接続されており、ケーシング１０内への対象物Ａ０の投入量を制御する装置である。投入部２４は、例えば、開閉弁や、対象物Ａ０を搬送するポンプなどである。

排出ポンプ２６は、対象物排出口１１Ｂに接続されるポンプである。排出ポンプ２６は、停止時には、ケーシング１０の端部１０Ｂまで移動してきた濃縮対象物Ａをせき止める。また、排出ポンプ２６は、駆動時には吸引することにより、ケーシング１０内の濃縮対象物Ａを、対象物排出口１１Ｂから強制的に排出する。ただし、排出ポンプ２６は必須の構成でなく、例えば重力により排出させてもよい。

傾斜調整部２８は、ケーシング１０に取付けられて、ケーシング１０の傾斜角度を変化させる。ただし、傾斜調整部２８は必須の構成でなく、傾斜角度は一定であってもよい。

制御部２９は、分離装置１の動作を制御する制御装置である。制御部２９は、モータによるスクリュー軸１２の回転と、投入部２４による対象物Ａ０の投入量と、排出ポンプ２６の動作、すなわちケーシング１０内の濃縮対象物Ａの排出量と、傾斜調整部２８による傾斜角度と、の少なくとも１つを制御する。制御部２９は、例えば、演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有するコンピュータであり、ＣＰＵの演算により、分離装置１の動作を制御する。

（第１スクリュー羽根及び第２スクリュー羽根の空間に対する位置）
以上のように構成される分離装置１において、第１スクリュー羽根１４と第２スクリュー羽根１６との表面は、ケーシング１０内のそれぞれの空間（第１空間Ｓ１、第２空間Ｓ２など）に対して、以下で説明するように位置しているため、第１スクリュー羽根１４と第２スクリュー羽根１６とのうち、第２スクリュー羽根１６の方が、第１空間Ｓ１において対象物Ａ０を第１方向Ｅ１側に搬送する側のスクリュー羽根となっている。以下、第１スクリュー羽根１４と第２スクリュー羽根１６との配置について、具体的に説明する。

図１に示すように、第１空間Ｓ１は、第２スクリュー羽根１６の第１表面１６ａと、その第１表面１６ａに対向する第１スクリュー羽根１４の第２表面１４ｂとの間に形成されている。第２スクリュー羽根１６の第１表面１６ａは、第１空間Ｓ１の第２方向Ｅ２側で、第１空間Ｓ１に面しており、第１スクリュー羽根１４の第２表面１４ｂは、第１空間Ｓ１の第１方向Ｅ１側で、第１空間Ｓ１に面している。このように、第２スクリュー羽根１６の第１表面１６ａは、第２方向Ｅ２側で第１空間Ｓ１に面しているため、スクリュー軸１２の回転に伴い、第１空間Ｓ１の対象物Ａ０を第１方向Ｅ１側に押す。なお、第１空間Ｓ１は、対象物投入口１１Ａに連通しているため、第２スクリュー羽根１６の第１表面１６ａと第１スクリュー羽根１４の第２表面１４ｂとは、第１空間Ｓ１において対象物投入口１１Ａから対象物Ａ０が投入される箇所（空間Ｓ１ａ）に面しているといえる。

図１に示すように、第２空間Ｓ２は、第２スクリュー羽根１６の第２表面１６ｂと、その第２表面１６ｂに対向する第１スクリュー羽根１４の第１表面１４ａとの間に形成されている。第２スクリュー羽根１６の第２表面１６ｂは、第２空間Ｓ２の第１方向Ｅ１側で、第２空間Ｓ２に面しており、第１スクリュー羽根１４の第１表面１４ａは、第２空間Ｓ２の第２方向Ｅ２側で、第２空間Ｓ２に面しているといえる。また、第２空間Ｓ２にはカバー部２２が設けられるため、第２スクリュー羽根１６の第２表面１６ｂと第１スクリュー羽根１４の第１表面１４ａとは、スクリュー羽根を隔てて延在方向Ｅに隣り合う２つの空間（第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２）のうちの、カバー部２２が設けられる空間（第２空間Ｓ２）に面しているといえる。

なお、第２スクリュー羽根１６の第１表面１６ａとその第１表面１６ａに対向する第１スクリュー羽根１４の第２表面１４ｂとの間の、延在方向Ｅにおける距離（すなわち第１空間Ｓ１の延在方向における長さ）は、第２スクリュー羽根１６の第２表面１６ｂとその第２表面１６ｂに対向する第１スクリュー羽根１４の第１表面１４ａとの間の、延在方向Ｅにおける距離（すなわち第２空間Ｓ２の延在方向Ｅにおける長さ）よりも、長いことが好ましい。そのため、第１空間Ｓ１の容積は、第２空間Ｓ２の容積より大きい。第２スクリュー羽根１６の第１表面１６ａと第１スクリュー羽根１４の第２表面１４ｂとは、スクリュー羽根を隔てて延在方向Ｅに隣り合う２つの空間（第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２）のうちの、容積が大きい側の空間（第１空間Ｓ１）に面しているといえる。

（分離装置の動作）
次に、上述のように構成された分離装置１の動作および対象物の挙動について説明する。制御部２９は、投入部２４を制御して、対象物投入口１１Ａから、ケーシング１０内に対象物Ａ０を投入する。図１に示すように、対象物投入口１１Ａの位置は搬送促進区間Ｋ１に重なるため、対象物投入口１１Ａからの対象物Ａ０は、搬送促進区間Ｋ１の第１空間Ｓ１（空間Ｓ１ａ）に投入される。制御部２９は、スクリュー軸１２を回転させる。第１空間Ｓ１内に投入された対象物Ａ０は、重力と、第２スクリュー羽根１６の第１表面１６ａに押されることにより、液体成分が分離されつつ、第１方向Ｅ１側に移動する。第１空間Ｓ１内の対象物Ａ０の固形成分は、間隙Ｈを通り難いため第２空間Ｓ２への流入が抑えられつつ、第１空間Ｓ１内を通って第１空間Ｓ１に連通する空間Ｓ３に流入する。そして、空間Ｓ３に流入した対象物Ａ０の固形成分は、制御部２９に駆動される排出ポンプ２６により、液体成分が分離された濃縮対象物Ａとして、対象物排出口１１Ｂから、ケーシング１０の外部に排出される。一方、対象物Ａ０から分離された液体成分は、分離液Ｃとして、間隙Ｈを通って第２空間Ｓ２に流入し、液位の上昇に伴い、第２空間Ｓ２を第２方向Ｅ２側に流れて空間Ｓ４に流入して、分離液排出口１１Ｃからケーシング１０の外部に排出される。

ここで、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂと第１スクリュー羽根１４との間には、第２空間Ｓ２と空間Ｓ３とを遮断する隔壁部が設けられず、第２空間Ｓ２と空間Ｓ３とは間隙Ｇを介して連通している。従って、分離装置１によると、隔壁部に固形成分が堆積することが抑制され、分離装置１の洗浄が容易となる。例えば、洗浄の際には、対象物投入口１１Ａからケーシング１０内に洗浄水を流すことにより、洗浄液が、固形成分と共に、第２空間Ｓ２から空間Ｓ３を通って対象物排出口１１Ｂに排出されるため、第２空間Ｓ２内を容易に洗浄できる。このように隔壁部を設けないことで洗浄が容易となるが、空間Ｓ３と第２空間Ｓ２が連通しているため、空間Ｓ３から第２空間Ｓ２へ固形成分が流入して、固液分離効率が低下するおそれも考えられる。それに対し、本実施形態に係る分離装置１においては、第１空間Ｓ１で対象物Ａ０を押さない側の第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｂを、第１空間Ｓ１で対象物Ａ０を押す側の第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂよりも第１方向Ｅ１側まで延在させることで、空間Ｓ３から第２空間Ｓ２への固形成分の流入を抑制している。以下、具体的に説明する。

図２は、比較例に係る分離装置の断面の一部を拡大した模式図である。図２に示すように、比較例に係る分離装置１Ｘは、第２スクリュー羽根１６Ｘの端部１６ＸＢが、第１スクリュー羽根１４Ｘの端部１４ＸＢよりも第１方向Ｅ１にある点で、本実施形態とは異なる。また、比較例においては、第１スクリュー羽根１４Ｘの端部１４ＸＢと第２スクリュー羽根１６との間には隔壁部が設けられておらず、間隙ＧＸが形成されている。図２に示すように、ケーシング１０Ｘの第１空間Ｓ１内において、対象物Ａ０は、第１方向Ｅ１側の表面Ａｓ１が第１スクリュー羽根１４Ｘの第２表面１４Ｘｂに保持されつつ、第２方向Ｅ２側の表面Ａｓ２が第２スクリュー羽根１６Ｘの第１表面１６Ｘａによって押されて、第１方向Ｅ１側に移動する。一方、空間Ｓ３の端部１４ＸＢの近傍の箇所である空間Ｓ３ａにおいては、第１スクリュー羽根１４Ｘが途切れるため、対象物Ａ０の表面Ａｓ１は、第１スクリュー羽根１４Ｘの第２表面１４Ｘｂに保持されず、開放される。しかし、空間Ｓ３ａに存在する分離液Ｃによって対象物Ａ０に浮力が作用して、対象物Ａ０が下方（第１方向Ｅ１側）に沈む速度よりも、その対象物Ａ０よりも下方側の第２スクリュー羽根１６が回転により下方に移動する速度が速くなるため、空間Ｓ３ａにおいては、対象物Ａ０の層と下方（第１方向Ｅ１側）の分離液Ｃの層とが、分離したままとなる。そのため、空間Ｓ３ａの分離液Ｃの層が間隙ＧＸを介して第２空間Ｓ２と連通して、空間Ｓ３ａの分離液Ｃの層に含まれる固形成分Ｐが、第２空間Ｓ２に流入して、分離液Ｃと混ざり、固液分離効率が低下してしまう。

図３は、本実施形態に係る分離装置の断面の一部を拡大した模式図である。図３に示すように、本実施形態に係る分離装置１は、第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｂが、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂよりも第１方向Ｅ１側に位置している。図３に示すように、第１空間Ｓ１内において、対象物Ａ０は、表面Ａｓ１が第１スクリュー羽根１４の第２表面１４ｂに保持されつつ、表面Ａｓ２が第２スクリュー羽根１６の第１表面１６ａによって押されて、第１方向Ｅ１側に移動する。空間Ｓ３の端部１６Ｂの近傍の箇所である空間Ｓ３ａにおいては、対象物Ａ０を押していた第２スクリュー羽根１６が途切れるため、対象物Ａ０の表面Ａｓ２が開放される。空間Ｓ３ａ内では、分離液Ｃによって作用する浮力によって、対象物Ａ０の下方側（第１方向Ｅ１側）に沈む速度よりも、その対象物Ａ０の上方（第２方向Ｅ２側）の第１スクリュー羽根が回転により下方側に移動する速度が速くなるため、上方側の第１スクリュー羽根１４が対象物Ａ０側に近づいて来て、対象物Ａ０の表面Ａｓ２が、端部１６Ｂよりも上方側の第１スクリュー羽根１４の第１表面１４ａに接触する。そのため、空間Ｓ３ａの対象物Ａ０は、空間Ｓ３ａと第２空間Ｓ２とを連通する間隙Ｇを塞ぐこととなり、隔壁部と同様の機能を果たして、分離液Ｃの層に含まれる固形成分Ｐの第２空間Ｓ２への流入を抑制する。表面Ａｓ２が第１スクリュー羽根１４の第１表面１４ａに接触した対象物Ａ０は、第１スクリュー羽根１４の第１表面１４ａに押されて、第１方向Ｅ１に移動する。このように、本実施形態においては、第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｂを第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂよりも第１方向Ｅ１側に位置させることで、空間Ｓ３ａ（端部１６Ｂ）において、対象物Ａ０を押すスクリュー羽根が、第２スクリュー羽根１６から第１スクリュー羽根１４に切り替わる。これにより、空間Ｓ３ａの対象物Ａ０によって間隙Ｇを閉塞させて、固形成分Ｐの第２空間Ｓ２への流入が抑制される。また、空間Ｓ３における分離液Ｃは、間隙Ｇを閉塞する対象物Ａ０を通ることでろ過されて、固液分離効率の低下を抑制できる。なお、洗浄の際には、洗浄液によって、間隙Ｇを閉塞する対象物Ａ０を容易に排出できる。

以上説明したように、本実施形態に係る分離装置１は、ケーシング１０と、スクリュー軸１２と、第１スクリュー羽根１４と、第２スクリュー羽根１６とを備える。ケーシング１０は、対象物投入口１１Ａよりも第１方向Ｅ１側に設けられて脱水した濃縮対象物Ａを排出する対象物排出口１１Ｂと、対象物投入口１１Ａよりも第２方向Ｅ２側に設けられて分離液Ｃを排出する分離液排出口１１Ｃとが設けられる。スクリュー軸１２は、ケーシング１０の内部に設けられてケーシング１０の延在方向Ｅに沿って延在する。第１スクリュー羽根１４は、スクリュー軸１２の外周面に螺旋状に延在し、ケーシング１０内における対象物投入口１１Ａから対象物Ａ０が投入される空間Ｓ１ａに、第２方向Ｅ２側を向く第２表面１４ｂが面する。第２スクリュー羽根１６は、第１スクリュー羽根１４に対してスクリュー軸１２の延在方向Ｅに沿って所定間隔を隔てるようにスクリュー軸１２の外周面に螺旋状に延在し、空間Ｓ１ａに第１方向Ｅ１側を向く第１表面１６ａが面する。第１スクリュー羽根１４の第１方向Ｅ１側の端部１４Ｂは、第２スクリュー羽根１６の第１方向Ｅ１側の端部１６Ｂよりも、第１方向Ｅ１側に位置している。本実施形態に係る分離装置１は、第１空間Ｓ１において対象物Ａ０を押す第２スクリュー羽根１６よりも、第１スクリュー羽根１４が、第１方向Ｅ１側まで延在している。本実施形態に係る分離装置１によると、空間Ｓ３ａにおいて、対象物Ａ０を押すスクリュー羽根が、第２スクリュー羽根１６から第１スクリュー羽根１４に切り替わるため、空間Ｓ３ａの対象物Ａ０によって間隙Ｇを閉塞させて、固形成分Ｐの第２空間Ｓ２への流入を抑制できる。従って、本実施形態に係る分離装置１によると、隔壁部を設けずに洗浄を容易にすることを可能としつつ、対象物Ａ０によって固形成分Ｐの第２空間Ｓ２への流入を抑制することで、固液分離効率の低下も抑制することができる。このように、本実施形態に係る分離装置１によると、洗浄性と固液分離効率とを両立できる。

また、第２スクリュー羽根１６は、端部１６Ｂよりも第２方向Ｅ２側において対象物Ａ０を第１方向Ｅ１側に押し、第１スクリュー羽根１４は、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂよりも第１方向Ｅ１側において、対象物Ａ０を第１方向Ｅ１側に押す。この分離装置１によると、対象物Ａ０を押すスクリュー羽根が、第２スクリュー羽根１６から第１スクリュー羽根１４に切り替わることで、洗浄性と固液分離効率とを両立できる。

また、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂと第１スクリュー羽根１４との間には、間隙Ｇが形成されている。この分離装置１によると、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂと第１スクリュー羽根１４との間に隔壁部を設けず間隙Ｇを形成することで、洗浄性と固液分離効率とを両立できる。

図４は、本実施形態の他の例を示す模式図である。以上の説明においては、間隙Ｇの開口面積は、間隙Ｇよりも第２方向Ｅ２側における第２空間Ｓ２の開口面積と同じ大きさであったが、例えば図４に示すように、間隙Ｇの開口面積を第２空間Ｓ２の開口面積よりも小さくしてもよい。ここでの開口面積とは、螺旋状に延在する第２空間Ｓ２の延在方向から見た場合の、言い換えれば第２空間Ｓ２の螺旋状の中心線ＡＸに沿った方向から見た場合の、第２空間Ｓ２や間隙Ｇの面積を指す。図４の例では、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂの第２方向Ｅ２側に対向する第１スクリュー羽根１４の部分１４Ｔのピッチを、部分１４Ｔ以外の部分のピッチと異ならせることで、間隙Ｇの開口面積を第２空間Ｓ２の開口面積より小さくしている。より具体的には、第１スクリュー羽根１４の部分１４Ｔと、部分１４Ｔに第１方向Ｅ１側に隣り合う第１スクリュー羽根１４との距離Ｌ１が、部分１４Ｔ以外において延在方向Ｅに隣り合う第１スクリュー羽根１４同士の距離Ｌ２よりも小さくなるように、部分１４Ｔのピッチを設定している。これにより、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂと、端部１６Ｂの上方（第２方向Ｅ２側）に対向する第１スクリュー羽根１４との間の延在方向Ｅにおける距離を短くすることができるため、第２スクリュー羽根１６から解放された対象物Ａ０の表面Ａｓ２に上方側の第１スクリュー羽根１４が達する時間を早くすることが可能となり、第２スクリュー羽根１６から第１スクリュー羽根１４への、対象物Ａ０を押す役割の切り替えを早く行うことが可能となる。そのため、対象物Ａ０の排出効率の低下を抑制できる。なお、間隙Ｇの開口面積を小さくする方法は、第１スクリュー羽根１４の部分１４Ｔのピッチを異ならせることに限られず、例えば第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂの部分のピッチを、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂ以外の部分のピッチと異ならせてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態等の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態等の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 分離装置
１０ ケーシング
１１Ａ 対象物投入口
１１Ｂ 対象物排出口
１１Ｃ 分離液排出口
１２ スクリュー軸
１４ 第１スクリュー羽根
１４Ｂ 端部
１４ａ、１６ａ 第１表面
１４ｂ、１６ｂ 第２表面
１６ 第２スクリュー羽根
１６Ｂ 端部
Ｅ１ 第１方向
Ｅ２ 第２方向
Ｓ１ 第１空間
Ｓ２ 第２空間

Claims (3)

1. 対象物が投入される対象物投入口よりも第１方向側に設けられて脱水した対象物を排出する対象物排出口と、前記対象物投入口よりも前記第１方向と反対の第２方向側に設けられて分離液を排出する分離液排出口とが設けられるケーシングと、
   前記ケーシングの内部に設けられて前記ケーシングの延在方向に沿って延在するスクリュー軸と、
   前記スクリュー軸の外周面に螺旋状に延在し、前記ケーシング内における前記対象物投入口から前記対象物が投入される空間に、前記第２方向側を向く表面が面する第１スクリュー羽根と、
   前記第１スクリュー羽根に対して前記スクリュー軸の延在方向に沿って所定間隔を隔てるように前記スクリュー軸の外周面に螺旋状に延在し、前記ケーシング内における前記対象物投入口から前記対象物が投入される空間に、前記第１方向側を向く表面が面する第２スクリュー羽根と、を備え、
   前記第１スクリュー羽根の前記第１方向側の端部は、前記第２スクリュー羽根の前記第１方向側の端部よりも、前記第１方向側に位置し、
   前記第２スクリュー羽根の第１方向側の端部と第２方向側において対向する第１スクリュー羽根の部分と、前記第１スクリュー羽根の部分と第１方向に隣接する第１スクリュー羽根とのピッチが、前記第１スクリュー羽根の部分以外の第１スクリュー羽根間のピッチよりも小さい
   分離装置。
2. 前記第２スクリュー羽根は、前記第２スクリュー羽根の前記第１方向側の端部よりも前記第２方向側において、前記対象物を前記第１方向側に押し、
   前記第１スクリュー羽根は、前記第２スクリュー羽根の前記第１方向側の端部よりも前記第１方向側において、前記対象物を前記第１方向側に押す、請求項１に記載の分離装置。
3. 前記第２スクリュー羽根の前記第１方向側の端部と、前記第１スクリュー羽根との間には、間隙が形成されている、請求項１又は請求項２に記載の分離装置。

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