特許 7421395 分離装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-16

(45)【発行日】2024-01-24

(54)【発明の名称】分離装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/125 20190101AFI20240117BHJP

【ＦＩ】

C02F11/125 ZAB

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020056323

(22)【出願日】2020-03-26

(65)【公開番号】P2021154205

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-10-07

(73)【特許権者】

【識別番号】507214083

【氏名又は名称】メタウォーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丹 雅史

【審査官】石岡 隆

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／１８６６１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－２０９２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５４０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３２０４９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ１１／００－１１／２０

Ｂ０１Ｄ４３／００

Ｂ０４Ｂ１／００－１５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の端部側に設けられ脱水した対象物を排出する対象物排出口、他方の端部側に設けられ分離液を排出する分離液排出口、及び、前記対象物排出口と前記分離液排出口との間に設けられ、前記対象物が投入される複数の対象物投入口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一方の端部から前記他方の端部への方向である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する第２スクリュー羽根と、
前記対象物が貯留される対象物供給源に接続される母管、及び、前記母管から分岐して前記複数の対象物投入口のそれぞれに接続される複数の分岐管を含む配管部と、
を備え、
前記母管から前記複数の分岐管に分岐する部分である分岐部は、前記分離液排出口よりも、鉛直方向において、下方側に設けられる、分離装置。

【請求項2】

一方の端部側に設けられ脱水した対象物を排出する対象物排出口、他方の端部側に設けられ分離液を排出する分離液排出口、及び、前記対象物排出口と前記分離液排出口との間に設けられ、前記対象物が投入される複数の対象物投入口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一方の端部から前記他方の端部への方向である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する第２スクリュー羽根と、
を備え、
前記複数の対象物投入口は、前記ケーシングの外周面において、周方向に等間隔に設けられる、分離装置。

【請求項3】

一方の端部側に設けられ脱水した対象物を排出する対象物排出口、他方の端部側に設けられ分離液を排出する分離液排出口、及び、前記対象物排出口と前記分離液排出口との間に設けられ、前記対象物が投入される複数の対象物投入口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一方の端部から前記他方の端部への方向である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する第２スクリュー羽根と、
を備え、
前記複数の対象物投入口は、それぞれ、前記延在方向において同じ位置に設けられる、分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、分離装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、側面に対象物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空間で対象物（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。この分離装置は、対象物投入口からの原汚泥が第２空間に流入しないように、第２空間の外周を覆うカバー部が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１５／１８６６１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような分離装置において、さらに固液分離効率を高めることができればより好ましい。

【0005】

本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであって、固液分離効率をより高めることが可能な分離装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成する為に、本開示に係る分離装置は、一方の端部側に設けられ脱水した対象物を排出する対象物排出口、他方の端部側に設けられ分離液を排出する分離液排出口、及び、前記対象物排出口と前記分離液排出口との間に設けられ、前記対象物が投入される複数の対象物投入口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一方の端部から前記他方の端部への方向である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する第２スクリュー羽根と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係る分離装置によれば、固液分離効率をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本開示に係る第１実施形態の分離装置の一部断面図である。

【図2】図２は、本開示に係る第１実施形態の分離装置の断面図である。

【図3】図３は、本開示に係る第２実施形態の分離装置の一部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本開示の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により、この開示が限定されるものではない。

【0010】

（第１実施形態）
（分離装置の全体構成）
図１は、本開示に係る第１実施形態の分離装置の一部断面図である。図１に示すように、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、第１隔壁部１８、第２隔壁部２０、カバー部２２、排出ポンプ２６、傾斜調整部２８、及び制御部２９を備える。分離装置１は、配管部Ｌを介して、対象物供給源３０に接続されている。対象物供給源３０は、対象物Ａ０を供給する供給源である。対象物供給源３０として用いることが可能なものとしては、沈殿池、ろ過濃縮装置などが挙げられるが、対象物を供給可能なものであればよく、これに限定するものではない。分離装置１は、対象物供給源３０から配管部Ｌを介して供給された対象物Ａ０が、後述する対象物投入口１１Ａから、ケーシング１０内に投入され、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。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、分離液排出口１１Ｃから排出する。この対象物Ａ０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、対象物供給源３０で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。

【0011】

以下、図１に示す地表Ｇ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のうちのケーシング１０の端部１０Ｂ側の方向を、方向Ｘ１とし、方向Ｘのうちのケーシング１０の端部１０Ｃ側の方向、すなわちＸ１方向と反対の方向を、Ｘ２方向とする。また、方向Ｘに直交する方向であって、地表Ｇ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を、Ｚ１方向とし、方向Ｚのうちの他方の方向、すなわちＺ１方向と反対の方向を、Ｚ２方向とする。Ｚ１方向は、鉛直方向の上方に向かう方向、すなわち地表Ｇと離れる方向であり、Ｚ２方向は、鉛直方向の下方に向かう方向、すなわち地表Ｇ側に向かう方向である。

【0012】

図１に示すように、ケーシング１０は、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から端部１０Ｃ側（Ｘ２方向側）に向かう方向であり、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。

【0013】

ケーシング１０は、中間部１０Ａにおける側面（外周面）に、複数の対象物投入口１１Ａが開口しており、端部１０Ｂ側に対象物排出口１１Ｂが開口しており、端部１０Ｃ側に分離液排出口１１Ｃが開口している。中間部１０Ａ（対象物投入口１１Ａ）は、ケーシング１０の延在方向Ｅに沿った端部１０Ｂ（対象物排出口１１Ｂ）と端部１０Ｃ（分離液排出口１１Ｃ）との間の箇所である。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。複数の対象物投入口１１Ａは、延在方向Ｅにおいて対象物排出口１１Ｂと分離液排出口１１Ｃとの間に設けられるが、詳細な説明は後述する。

【0014】

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、対象物投入口１１Ａ、対象物排出口１１Ｂ、および、分離液排出口１１Ｃ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。

【0015】

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、一方の端部１２Ｂ又は他方の端部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（電動機）（いずれも図示せず）に、減速機を介して、又は、減速機を介さずに、連結されている。スクリュー軸１２は、このモータ（電動機）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。第一実施形態では、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。

【0016】

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、対象物排出口１１Ｂ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、分離液排出口１１Ｃ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は対象物排出口１１Ｂ側を向く表面である第１面１４ａと、分離液排出口１１Ｃ側を向く表面である第２面１４ｂとを有する。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面１４ａと第２面１４ｂとに交互に交差することとなる。

【0017】

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。

【0018】

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との間には、間隙（クリアランス）Ｈが形成されている。この間隙（クリアランス）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（クリアランス）Ｈは、例えば、１ｍｍ以上２ｍｍ以下程度の隙間である。

【0019】

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離間し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、対象物排出口１１Ｂ側を向く表面である第１面１６ａと、分離液排出口１１Ｃ側を向く表面である第２面１６ｂとを有する。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面１６ａと第２面１６ｂとに交互に交差することとなる。

【0020】

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、対象物排出口１１Ｂ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、分離液排出口１１Ｃ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。図１の例では、端部１６Ｂは、延在方向Ｅにおいて、第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｂよりも対象物排出口１１Ｂ側にあり、端部１６Ｃは、延在方向Ｅにおいて、第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｃよりも分離液排出口１１Ｃ側にある。ただし、端部１６Ｂ、１６Ｃと第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｂ、１４Ｃの位置関係は、以上の説明に限られず任意であってよい。

【0021】

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との間には、間隙（クリアランス）Ｈが形成されている。

【0022】

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１スクリュー羽根１４の端部１４Ｂから端部１４Ｃ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２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂから第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｂ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２スクリュー羽根１６が設けられて第１スクリュー羽根１４が設けられていない。また、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｃから第１スクリュー羽根１４の端部１４Ｃ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２スクリュー羽根１６が設けられて第１スクリュー羽根１４が設けられていない。

【0023】

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。第１空間Ｓ１は、第２スクリュー羽根１６の第１面１６ａと、その第１面１６ａに対向する第１スクリュー羽根１４の第２面１４ｂとの間に形成される。第１面１６ａは、第１空間Ｓ１の分離液排出口１１Ｃ側に面しており、第２面１４ｂは、第１空間Ｓ１の対象物排出口１１Ｂ側に面している。第２空間Ｓ２は、第２スクリュー羽根１６の第２面１６ｂと、その第２面１６ｂに対向する第１スクリュー羽根１４の第１面１４ａとの間に形成される。第２面１６ｂは、第２空間Ｓ２の対象物排出口１１Ｂ側に面しており、第１面１４ａは、第２空間Ｓ２の分離液排出口１１Ｃ側に面している。

【0024】

対象物搬送区間Ｋ２は、搬送促進区間Ｋ１よりも対象物排出口１１Ｂ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。空間Ｓ３は、後述する第１隔壁部１８に遮られることで、間隙（クリアランス）Ｈ以外の領域においては、搬送促進区間Ｋ１の第２空間Ｓ２から遮断されている。なお、対象物搬送区間Ｋ２は、第一実施形態では、第２スクリュー羽根１６が設けられて第１スクリュー羽根１４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１４Ｂと第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂ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。

【0025】

分離液搬送区間Ｋ３は、搬送促進区間Ｋ１よりも分離液排出口１１Ｃ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、後述する第２隔壁部２０に遮られることで、間隙（クリアランス）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、第一実施形態では、第２スクリュー羽根１６が設けられて第１スクリュー羽根１４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１４Ｂと第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂ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。

【0026】

第１隔壁部１８は、第１スクリュー羽根１４から、その第１スクリュー羽根１４に対して延在方向Ｅにおいて隣り合う第２スクリュー羽根１６までにわたって設けられる壁状の部材である。第１隔壁部１８は、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｂに設けられている。第１隔壁部１８は、第２空間Ｓ２と空間Ｓ３とを区切るように設けられており、第２空間Ｓ２を、対象物搬送区間Ｋ２の空間Ｓ３から遮蔽する。なお、第１隔壁部１８は、必須の構成でなく、省略可能である。

【0027】

第２隔壁部２０は、第１スクリュー羽根１４から、その第１スクリュー羽根１４に対して延在方向Ｅにおいて隣り合う第２スクリュー羽根１６までにわたって設けられる壁状の部材である。第２隔壁部２０は、第２スクリュー羽根１６の端部１６Ｃに設けられている。第２隔壁部２０は、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、分離液搬送区間Ｋ３の空間Ｓ４から遮蔽する。なお、第２隔壁部２０は、必須の構成でなく、省略可能である。

【0028】

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。カバー部２２は、延在方向Ｅにおいて対象物投入口１１Ａと重なる箇所における、第２スクリュー羽根１６の第２面１６ｂ側の外周部１６ｃから、第１スクリュー羽根１４の第１面１４ａ側の外周部１４ｃまでを延在方向Ｅに沿って覆い、第１スクリュー羽根１４と第２スクリュー羽根１６の１巻き分の外周部を覆うように形成されている。ただし、カバー部２２が形成される区間は、第１スクリュー羽根１４と第２スクリュー羽根１６の１巻き分の外周部に限られない。例えば、カバー部２２が形成される区間は、第１スクリュー羽根１４の分離液排出口１１Ｃ側の面の外周部から第２スクリュー羽根１６の対象物排出口１１Ｂ側の面の外周部までであって、第１スクリュー羽根１４と第２スクリュー羽根１６とが両方設けられる区間である搬送促進区間Ｋ１の全てであってもよい。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の外周部を覆うため、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。

【0029】

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、排出管２６Ｂを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。排出ポンプ２６としては、スクリュー付き遠心式ポンプなどを用いることが出来る。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。

【0030】

傾斜調整部２８は、ケーシング１０に取付けられている。傾斜調整部２８は、油圧アクチュエータ、電動アクチュエータなどの動力伝達装置によって構成されてよい。傾斜調整部２８は、制御部２９の制御により、油圧アクチュエータ、電動アクチュエータなどを動作させることにより、ケーシング１０の傾斜角度θ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θは一定であってもよい。

【0031】

制御部２９は、分離装置１を制御する制御装置である。制御部２９は、モータ（電動機）によるスクリュー軸１２の回転数と、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θ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を備えてよいし、機械式の演算装置を備えてもよい。制御部２９が備える演算装置の演算結果に従って制御対象を動作させることにより、分離装置１の動作を制御する。

【0032】

（対象物投入口）
複数の対象物投入口１１Ａは、カバー部２２が回転方向Ｒにおいてどの位置にある場合にも、一部の領域がカバー部２２に塞がれずに開放されるように配置されている。すなわち、スクリュー軸１２が回転しても、少なくとも１つの対象物投入口１１Ａの一部の領域がカバー部２２と重ならないように、対象物投入口１１Ａの位置が設定されている。複数の対象物投入口１１Ａは、カバー部２２の回転方向Ｒにおける位置毎の、有効投入口面積（全ての対象物投入口１１Ａの面積からカバー部２２が重なる部分の面積を引いた値）の差が、できるだけ少なくなるように配置されていることが好ましく、カバー部２２が回転方向Ｒにおいてどの位置にある場合にも、有効投入口面積が一定になるように配置されることがより好ましい。有効投入口面積が一定になるように対象物投入口１１Ａを配置することによって、時間当たりの対象物Ａ０の投入量を均一に近づけて、固液分離効率の低下を抑制できる。複数の対象物投入口１１Ａは、延在方向Ｅを軸方向とした場合の周方向において、それぞれ異なる位置に配置されることで、カバー部２２が回転方向Ｒにおいてどのような位置に配置される場合であっても、少なくとも１つの対象物投入口１１Ａの一部の領域がカバー部２２に重ならないように設定されている。また、少なくとも１つの対象物投入口１１Ａの一部の領域がカバー部２２に重ならせない、有効投入口面積の差を小さくする、又は、有効投入口面積を一定にすることを実現するために、対象物投入口１１Ａの位置に加え、対象物投入口１１Ａの大きさ、第１スクリュー羽根１４及び第２スクリュー羽根１６のピッチについても設定してもよい。複数の対象物投入口１１Ａは、周方向において等間隔に設けられることが好ましいが、それに限られず、周方向に異なる間隔で設けられてもよい。

【0033】

本実施形態においては、対象物投入口１１Ａは、２つ設けられている。ただし、対象物投入口１１Ａの数は２つに限定されるものではなく、２つ以上の任意の数であってよく、例えば３つ乃至４つ設けられていてもよい。対象物投入口１１Ａの数を４つ以下とすることで、製造コストの増加を抑えて、対象物投入口１１Ａ毎の対象物Ａ０の流入量のバランスを適切に保つことができる。

【0034】

図１に示すように、それぞれの対象物投入口１１Ａは、延在方向Ｅにおいて同じ位置に配置される。これにより、少なくとも１つの対象物投入口１１Ａの一部の領域がカバー部２２に重ならせなかったり、有効投入口面積の差を小さく有効投入口面積を常に一定に保ったり、有効投入口面積を常に一定にしたりすることが可能となる。ここで、延在方向Ｅにおいて同じ位置とは、複数の対象物投入口１１Ａが形成されるケーシング１０を、対象物投入口１１Ａが設けられる位置において、延在方向Ｅに垂直な平面で切断した場合に、同一の平面上に、複数の対象物投入口１１Ａの全てが配置されることを意味する。ただし、それぞれの対象物投入口１１Ａは、延在方向Ｅにおいて同じ位置に配置されることに限られず、延在方向Ｅにおいて異なる位置に配置されてもよい。

【0035】

（配管部）
図１に示すように、対象物供給源３０と対象物投入口１１Ａに接続される配管部Ｌは、母管３１と、分岐部３２と、複数の分岐管３３とを含む。母管３１は、一方の端部が対象物供給源３０に接続され、他方の端部が、分岐部３２に接続される配管である。分岐管３３は、一方の端部が分岐部３２に接続され、他方の端部がケーシング１０の対象物投入口１１Ａに接続される配管である。分岐管３３は、対象物投入口１１Ａごとに設けられるため、対象物投入口１１Ａが２つ設けられる本実施形態の場合は、分岐管３３Ａと分岐管３３Ｂとの２つが設けられている。分岐部３２は、母管３１と分岐管３３Ａ、３３Ｂとを接続するジョイント（接合部分）であるといえ、母管３１は、分岐部３２を介してそれぞれの分岐管３３に接続されている。

【0036】

本実施形態では、母管３１から分岐部３２までは、対象物投入口１１ＡよりＺ１方向側に配置される。分岐管３３は、分岐部３２と接続されている端部から対象物投入口１１Ａに接続されている端部に向かって、Ｚ２方向に向けて延在する。母管３１や分岐管３３は、対象物供給源３０から対象物投入口１１Ａに向かって、Ｚ１方向に向けて延在せず、水平方向又は水平方向よりもＺ２方向に向けて延在することが好ましい。これにより、対象物供給源３０から母管３１、分岐管３３に供給される対象物が、重力によって対象物供給源３０に逆流したり、母管３１や分岐管３３内で対象物Ａ０が溜まったりすることを防ぐことができる。

【0037】

図２は、本開示に係る第１実施形態の分離装置の断面図である。図２は、本実施形態に係るケーシング１０を、対象物投入口１１Ａが設けられる位置において、延在方向Ｅに対して垂直な平面で切断した面を、対象物排出口１１Ｂが設けられる側の端部から延在方向Ｅに沿って見た場合の模式的な断面図である。図２に示すように、対象物投入口１１Ａと分岐管３３とは、対象物投入口１１Ａを、分岐管３３の端部３３ａにおける延在方向Ａｘａに沿ってケーシング１０の内周面に向けて投影した場合に、投影した部分がスクリュー軸１２に重ならないように、設けられていることが好ましい。このように対象物投入口１１Ａと分岐管３３とを設けることにより、対象物投入口１１Ａからの対象物Ａ０の投入される方向が回転方向Ｒに沿わせることが可能となり、投入された対象物Ａ０がスクリュー軸１２にあたることを抑制できる。なお、端部３３ａは、分岐管３３の対象物投入口１１Ａに接続される端部である。また、対象物投入口１１Ａから投入された対象物Ａ０は、重力によって対象物投入口１１Ａの鉛直方向下方に流れ落ちる場合がある。したがって、対象物投入口１１Ａをスクリュー軸１２に対して鉛直方向の上方側に設ける場合には、対象物投入口１１Ａは、スクリュー軸１２に対して水平方向に離れた位置に配置されることが好ましい。すなわち、スクリュー軸１２を鉛直方向の下方側からケーシング１０の内周部に正投影した際に、ケーシング１０の内周部に形成されるスクリュー軸１２の投影部分には、対象物投入口１１Ａが設けられないことが好ましい。これにより、対象物投入口１１Ａから投入された対象物Ａ０が鉛直方向下方に流下した際にスクリュー軸１２の上に堆積することを抑制できる。

【0038】

図２の例では、複数の対象物投入口１１Ａのそれぞれに接続する複数の分岐管３３の長さは互いに異なっているが、それぞれの分岐管３３の長さは、均等になっていてもよい。それぞれの分岐管３３の長さが均等になることで、対象物供給源３０から供給された対象物Ａ０が、母管３１を経由して分岐部３２に到達し、分岐部３２において分岐管３３Ａ、３３Ｂに分配された後に、分岐管３３Ａ、３３Ｂにおいて対象物が分岐管の内面から受ける摩擦損失を同等とすることができる。その為、分岐管３３Ａ、３３Ｂを経由して、対象物投入口１１Ａから投入される対象物の流速を、分岐管ごとに均等に近づけることで、対象物投入口１１Ａ毎の対象物の投入量をそれぞれの開口面積に応じた量として、全ての対象物投入口１１Ａからの対象物の投入量の合計を一定に近づけることが可能となる。

【0039】

（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。図１に示すように、分離装置１においては、制御部２９の制御によりスクリュー軸１２が回転している。対象物供給源３０から供給された対象物Ａ０は、母管３１を経由して、分岐部３２において分岐管３３Ａ、３３Ｂに分配される。分岐管３３Ａ、３３Ｂに分配された対象物Ａ０は、分岐管３３Ａ、３３Ｂを経由して、それぞれの対象物投入口１１Ａまで到達する。ここで、カバー部２２は、スクリュー軸１２の回転に伴い、位置が重なる対象物投入口１１Ａが切り替わる。言い換えれば、それぞれの対象物投入口１１Ａは、スクリュー軸１２の回転に伴い、カバー部２２に重なっている状態と、カバー部２２に重ならずに第１空間Ｓ１に連通している状態とが切り替わる。なお、対象物投入口１１Ａの全てにおいて、スクリュー軸の回転に伴い一部がカバー部２２に重なる瞬間がある可能性もあるが、この場合でも、少なくとも１つの対象物投入口１１Ａの一部の領域は、カバー部２２に重ならずに第１空間Ｓ１に連通している。カバー部２２に重ならない対象物投入口１１Ａからは、ケーシング１０の第１空間Ｓ１内に、対象物Ａ０が投入される。一方、カバー部２２に重なっている対象物投入口１１Ａに到達した対象物Ａ０は、カバー部２２に遮られて、ケーシング１０内への投入が抑制される。そのため、カバー部２２に重なっている対象物投入口１１Ａを介した第２空間Ｓ２への対象物Ａ０の投入が抑制される。

【0040】

スクリュー軸１２の回転に伴い、カバー部２２に重なっていた対象物投入口１１Ａも、カバー部２２と重ならなくなるタイミングが発生するため、そのタイミングにおいて、その対象物投入口１１Ａから、第１空間Ｓ１内に対象物Ａ０が投入される。また、スクリュー軸１２の回転に伴い、カバー部２２と位置が重なる対象物投入口１１Ａが切り替わるが、カバー部２２と重ならない対象物投入口１１Ａが常に存在する。そのため、本実施形態に係る分離装置１によると、どのタイミングにおいても、いずれかの対象物投入口１１Ａからは第１空間Ｓ１に対象物Ａ０が投入されることとなり、全体として第１空間Ｓ１に一定量の対象物Ａ０を安定的に供給することが可能となる。

【0041】

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面１６ａに押されることにより、液体成分が分離されつつ、対象物排出口１１Ｂ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（クリアランス）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から分離した液体成分は、間隙（クリアランス）Ｈを通って第２空間Ｓ２に流入し、分離液Ｃは、分離液排出口１１Ｃから外部に排出される。

【0042】

このように、本実施形態に係る分離装置１によると、複数の対象物投入口１１Ａが形成されているため、スクリュー軸１２が回転しても、複数の対象物投入口１１Ａの内の一部の対象物投入口１１Ａはカバー部２２に遮断されずに、第１空間Ｓ１に連通している。その為、本実施形態に係る分離装置１によると、複数の対象物投入口１１Ａの内の１つの対象物投入口１１Ａに重なる位置にカバー部２２が配置されるタイミングであっても、ケーシング１０の内部への対象物Ａ０の投入が一時的に阻害されることを抑制して、一定量の対象物Ａ０を安定的に供給することができ、固液分離効率を高めることができる。

【0043】

（第２実施形態）
第２実施形態に係る分離装置１の構成は、分岐部３２に係る部分以外は第１実施形態の構成と同じである。その為、第２実施形態の第１実施形態と共通する部分については、説明を省略する。

【0044】

図３は、本開示に係る第２実施形態の分離装置の一部断面図である。図３に示す第２実施形態においては、分岐部３２と分岐管３３とが、分離液排出口１１Ｃに対して、Ｚ方向（鉛直方向）において、下方側に設けられる。分岐部３２では、母管３１からの対象物Ａ０が、ケーシング１０に接続される複数の分岐管３３に分配される。ケーシング１０内においては、分離液排出口１１Ｃから分離液Ｃが排出されるため、ケーシング１０内における液面は、Ｚ方向において分離液排出口１１Ｃの位置とほぼ同じ位置（例えば数ｃｍ程度の差）となる。ケーシング１０に接続されている分岐管３３及び分岐部３２は、ケーシング１０における分離液Ｃの液面の位置より低くなり、分岐部３２から分岐管３３までが、対象物Ａ０によって満たされることになる。その為、分岐部３２に供給される対象物Ａ０に作用する圧力によって、対象物Ａ０をそれぞれの分岐管３３に各対象物投入口１１Ａとカバー部２２との重なり具合に応じて適量を分配することができる。

【符号の説明】

【0045】

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
１６ 第２スクリュー羽根
１８ 第１隔壁部
２０ 第２隔壁部
２２ カバー部
２６ 排出ポンプ
２８ 傾斜調整部
２９ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】