特許 7523797 スクリーン洗浄装置、および、固液分離装置

(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】2024-07-19

(45)【発行日】2024-07-29

(54)【発明の名称】スクリーン洗浄装置、および、固液分離装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 35/16 20060101AFI20240722BHJP

   B01D 29/00 20060101ALI20240722BHJP

   B01D 24/46 20060101ALI20240722BHJP

   B01D 29/62 20060101ALI20240722BHJP

【ＦＩ】

B01D35/16

B01D23/02 A

B01D23/24 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021001637

(22)【出願日】2021-01-07

(65)【公開番号】P2022106550

(43)【公開日】2022-07-20

【審査請求日】2023-10-27

(73)【特許権者】

【識別番号】393008326

【氏名又は名称】東洋スクリーン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】的場 康人

(72)【発明者】

【氏名】奥田 隆昭

【審査官】伊藤 真明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１２６６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－１６３４１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－３０１０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１７５３０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ２４／００－３７／０４

Ｂ０１Ｄ ４６／００－４６／９０

Ｂ０５Ｂ １２／１６－１２／３６

Ｂ０５Ｂ １４／００－１６／８０

Ｂ０８Ｂ ３／００－ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固液混合物を固体と液体とに分離するためのスクリーンを高圧水によって洗浄するために固液分離装置に備えられるスクリーン洗浄装置であって、
前記高圧水を、前記固液分離装置の互いに対向する２つの仕切側壁の間の空間内に配置された前記スクリーンに噴射するために前記空間内に位置するノズルと、
前記高圧水を前記ノズルに供給するために一方の前記仕切側壁を貫通して水平に支持される供給管と、
前記ノズルを左右に揺動させるための左右揺動機構と、
前記左右揺動機構を駆動するために前記空間外に設けられる駆動装置と、を備え、
前記左右揺動機構は、
他方の前記仕切側壁を貫通して前記供給管と同軸に支持されるパイプ材と、
前記駆動装置によって前記パイプ材内で前記パイプ材に沿って往復移動する摺動体と、
前記摺動体の往復移動を前記ノズルに伝達して前記ノズルを左右に揺動させるために前記摺動体と前記ノズルとを繋ぐ接続体と、を備える、
ことを特徴とするスクリーン洗浄装置。

【請求項2】

スロットが、前記パイプ材の軸線方向に延在するように前記パイプ材の外周面に形成され、
前記接続体は、前記スロットを通じて前記摺動体と前記ノズルとに接続される、
請求項１に記載のスクリーン洗浄装置。

【請求項3】

前記接続体は、
前記摺動体に接続されかつ前記スロットに挿通される第１部材と、
前記パイプ材外で一端において前記第１部材に揺動可能にかつ他端において前記ノズルに揺動可能に接続される第２部材と、を備える、
請求項２に記載のスクリーン洗浄装置。

【請求項4】

前記左右揺動機構は、さらに、
駆動力を前記駆動装置から前記摺動体に伝達して前記摺動体を往復移動させるために前記空間外に設けられる伝達体を備える、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスクリーン洗浄装置。

【請求項5】

前記ノズルを上下に揺動させるために前記空間外に設けられる上下揺動機構をさらに備え、
前記供給管および前記パイプ材は、一体的に軸線周りに回転可能であり、
前記上下揺動機構は、前記駆動装置によって駆動されて前記供給管および前記パイプ材を前記軸線周りに回転させることで、前記ノズルを上下に揺動させる、
請求項４に記載のスクリーン洗浄装置。

【請求項6】

前記摺動体の前記空間外に位置する一端部分はシャフト形状であり、
前記左右揺動機構は、さらに、
前記パイプ材内において前記摺動体に対して相対回転可能に前記一端部分を受容し、前記摺動体と一体的に前記パイプ材に沿って往復移動するように設けられた筒体を備え、
前記伝達体は、前記筒体に接続されており、
前記供給管、前記パイプ材、および、前記摺動体が前記上下揺動機構によって回転される際に、前記伝達体および前記筒体は回転されない、
請求項５に記載のスクリーン洗浄装置。

【請求項7】

固液分離装置であって、
互いに対向する２つの仕切側壁を含むケーシングと、
固液混合物を固体と液体とに分離するために前記ケーシング内に設けられたスクリーンと、
前記スクリーンを高圧水によって洗浄するためのスクリーン洗浄装置と、を備え、
前記スクリーン洗浄装置は、
前記高圧水を前記スクリーンに噴射するために前記ケーシング内に設けられたノズルと、
前記高圧水を前記ノズルに供給するために一方の前記仕切側壁を貫通して水平に支持された供給管と、
前記ノズルを左右に揺動させるための左右揺動機構と、
前記左右揺動機構を駆動するために前記ケーシング外に設けられた駆動装置と、を備え、
前記左右揺動機構は、
他方の前記仕切側壁を貫通して前記供給管と同軸に支持されたパイプ材と、
前記駆動装置によって前記パイプ材内で前記パイプ材に沿って往復移動する摺動体と、
前記摺動体の往復移動を前記ノズルに伝達して前記ノズルを左右に揺動させるために前記摺動体と前記ノズルとを繋ぐ接続体と、を備える、
ことを特徴とする固液分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固液混合物を固体と液体とに分離するためのスクリーンを洗浄するために固液分離装置に備えられるスクリーン洗浄装置に関する。また、本発明は、前記スクリーンおよび前記スクリーン洗浄装置を備える固液分離装置に関する。

【背景技術】

【0002】

固液分離装置は、例えば、ケーシングと、ケーシング内に収容されたスクリーンとを備え、ケーシング内にてスクリーンによって固液混合物を固体と液体とに分離する。このような固液分離装置には、スクリーン洗浄装置が備えられることがある。

【0003】

特許文献１に開示されたスクリーン洗浄装置は、高圧水をスクリーンに噴射してスクリーンを洗浄する。具体的には、スクリーン洗浄装置は、高圧水をスクリーンへ噴射するためのノズルと、ノズルを上下左右に揺動させるための揺動機構と、揺動機構を駆動する駆動装置と、を備える。スクリーン洗浄装置は、ノズルを上下左右に揺動させながら高圧水をノズルからスクリーンに向かって噴射して、スクリーンを全体的に洗浄する。

【0004】

ところで、特許文献１のスクリーン洗浄装置は、ケーシング内に配置されている。それゆえ、モータや減速機などといった駆動装置の電気的な構成要素の不具合が長期間の運転中に生じ得る。また、メンテナンスのためには、ケーシングのカバーを外して駆動装置にアクセスする必要がある。

【0005】

駆動装置は、ケーシング外に配置されてもよい。これにより、駆動装置に関する上記の問題は解決する。しかしながら、駆動力を駆動装置からノズルへ伝達してノズルを左右に揺動させるために、揺動機構の構成要素を、ケーシングを貫通するように配置する必要がある。そして、このために設けたケーシングの開口から水などが飛散しないように、パッキンなどを含む止水構造を当該開口に設ける必要がある。

【0006】

特許文献１のスクリーン洗浄装置では、高圧水をノズルに供給するための供給管がケーシングの両側の仕切側壁を貫通するように水平に支持されるので、２つの開口をケーシングに設ける必要がある。したがって、駆動装置をケーシング外に配置する場合、供給管のための２つの開口に加え、揺動機構の構成要素のための開口をケーシングに新たに設ける必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許５８７９１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、駆動装置がスクリーン配置用の空間外に配置されつつも開口の数が抑えられるスクリーン洗浄装置を提供することにある。また、本発明の目的は、このようなスクリーン洗浄装置を含む固液分離装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様によれば、固液混合物を固体と液体とに分離するためのスクリーンを高圧水によって洗浄するために固液分離装置に備えられるスクリーン洗浄装置が提供される。
前記スクリーン洗浄装置は、
前記高圧水を、前記固液分離装置の互いに対向する２つの仕切側壁の間の空間内に配置された前記スクリーンに噴射するために前記空間内に位置するノズルと、
前記高圧水を前記ノズルに供給するために一方の前記仕切側壁を貫通して水平に支持される供給管と、
前記ノズルを左右に揺動させるための左右揺動機構と、
前記左右揺動機構を駆動するために前記空間外に設けられる駆動装置と、を備える。
前記左右揺動機構は、
他方の前記仕切側壁を貫通して前記供給管と同軸に支持されるパイプ材と、
前記駆動装置によって前記パイプ材内で前記パイプ材に沿って往復移動する摺動体と、
前記摺動体の往復移動を前記ノズルに伝達して前記ノズルを左右に揺動させるために前記摺動体と前記ノズルとを繋ぐ接続体と、を備える。

【0010】

スロットが、前記パイプ材の軸線方向にのびるように前記パイプ材の外周面に形成されてよい。
前記接続体は、前記スロットを通じて前記摺動体と前記ノズルとに接続されてよい。

【0011】

前記接続体は、
前記摺動体に接続されかつ前記スロットに挿通される第１部材と、
前記パイプ材外で一端において前記第１部材に揺動可能にかつ他端において前記ノズルに揺動可能に接続される第２部材と、を備えてよい。

【0012】

前記左右揺動機構は、さらに、
駆動力を前記駆動装置から前記摺動体に伝達して前記摺動体を往復移動させるために前記空間外に設けられる伝達体を備えてよい。

【0013】

前記スクリーン洗浄装置は、
前記ノズルを上下に揺動させるために前記空間外に設けられる上下揺動機構をさらに備えてよい。
前記供給管および前記パイプ材は、一体的に軸線周りに回転可能でよい。
前記上下揺動機構は、前記駆動装置によって駆動されて前記供給管および前記パイプ材を前記軸線周りに回転させることで、前記ノズルを上下に揺動させてよい。

【0014】

前記摺動体の前記空間外に位置する一端部分はシャフト形状でよい。
前記左右揺動機構は、さらに、
前記パイプ材内において前記摺動体に対して相対回転可能に前記一端部分を受容し、前記摺動体と一体的に前記パイプ材に沿って往復移動するように設けられた筒体を備える。
前記伝達体は、前記筒体に接続されてよい。
前記供給管、前記パイプ材、および、前記摺動体が前記上下揺動機構によって回転される際に、前記伝達体および前記筒体は回転されない。

【0015】

本発明のさらに別の態様によれば、固液分離装置が提供される。
前記固液分離装置は、
互いに対向する２つの仕切側壁を含むケーシングと、
固液混合物を固体と液体とに分離するために前記ケーシング内に設けられたスクリーンと、
前記スクリーンを高圧水によって洗浄するためのスクリーン洗浄装置と、を備える。
前記スクリーン洗浄装置は、
前記高圧水を前記スクリーンに噴射するために前記ケーシング内に設けられたノズルと、
前記高圧水を前記ノズルに供給するために一方の前記仕切側壁を貫通して水平に支持された供給管と、
前記ノズルを左右に揺動させるための左右揺動機構と、
前記左右揺動機構を駆動するために前記ケーシング外に設けられた駆動装置と、を備える。
前記左右揺動機構は、
他方の前記仕切側壁を貫通して前記供給管と同軸に支持されたパイプ材と、
前記駆動装置によって前記パイプ材内で前記パイプ材に沿って往復移動する摺動体と、
前記摺動体の往復移動を前記ノズルに伝達して前記ノズルを左右に揺動させるために前記摺動体と前記ノズルとを繋ぐ接続体と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】例示のスクリーン洗浄装置のノズルとスクリーンとの関係を示す立面図である。

【図2】図１の供給管直上のレベルでの固液分離装置の概略水平断面図である。

【図3】図２におけるＤ－Ｄ－Ｅ－Ｅ折線で見た概略立面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して、実施形態に係るスクリーン洗浄装置および固液分離装置が説明される。

【0018】

図１の通り、固液分離装置は、ケーシング１と、固液混合物を固体と液体とに分離するためのスクリーン２とを備える。ケーシング１は、その内部に、スクリーン２が配置されかつ固液分離が実施される空間１０を規定している。スクリーン２は、ケーシング１内（即ち、空間１０内）の所定の位置でケーシング１に支持されている。スクリーン２は、例えば弧状曲面を有する。スクリーン２は、例えばウェッジワイヤースクリーンであるが、他の種類のスクリーンが用いられてもよい。

【0019】

固液分離装置は、ケーシング１内にてスクリーン２を用いて固液混合物を固体と液体とに分離する。特許文献１と同様であるため、その詳細は省略されるが、固液分離装置は、固液混合物をスクリーン２上に供給し、弧状曲面上で流下させる。流下の際に、固液混合物の液体がスクリーン２の目を通り抜け、排出口から排出される一方、固液混合物の固体はスクリーン２の目を通り抜けずにスクリーン２の表面を滑り落ち、回収される。

【0020】

固液分離装置は、さらに、高圧水によってスクリーン２を洗浄するためのスクリーン洗浄装置３（以下、単に洗浄装置と称する）を備える。洗浄装置３は、高圧水をスクリーン２に噴射するための管状のノズル３０と、高圧水をノズル３０に供給するための供給管３１とを備えている。ノズル３０は、ケーシング１内に位置し、スイベルジョイント３２を介して供給管３１に接続されている。

【0021】

図２の通り、ケーシング１は、互いに対向してそれらの間に前記の空間１０を規定するために設けられた２つの仕切側壁１１，１２を含む。供給管３１は、仕切側壁１１を貫通してケーシング１の内外に渡って水平に延在する。供給管３１は、軸受け５０によってその軸線３１ａの周りに回転可能に支持されている。

【0022】

供給管３１は、仕切側壁１１を貫通するが仕切側壁１２を貫通しない。供給管３１のケーシング１外（即ち、空間１０外）に位置する端は開口している。特許文献１と同様に、洗浄水が昇圧されて高圧水となり、当該高圧水が当該開口を通じて供給管３１に供給される。供給管３１のケーシング１内に位置する端には、止水フランジ３１０が設けられており、当該端部は閉口している。

【0023】

ノズル３０は、スクリーン２の中央鉛直線を通る鉛直中心平面２ｃと整合するように設けられている。高圧水は、ケーシング１外から供給管３１を通じてケーシング１内のノズル３０に供給され、ノズル３０の噴射口３００からスクリーン２に向って噴射される。

【0024】

洗浄装置３は、さらに、ノズル３０を左右（即ち、スクリーン２の幅方向）に揺動させるための左右揺動機構４と、ノズル３０を上下に揺動させるための上下揺動機構５と、左右揺動機構４および上下揺動機構５を駆動する駆動装置６とを備える。

【0025】

ノズル３０は、前述のスイベルジョイント３２（図１）により、当該スイベルジョイント３２の軸線３２ａの周りに供給管３１に対して左右に揺動可能である。

【0026】

左右揺動機構４は、パイプ材４０を備える。パイプ材４０は、仕切側壁１２を貫通してケーシング１の内外に渡って水平に延在する。パイプ材４０は、軸受け５１によってその軸線４０ａの周りに回転可能に支持されている。

【0027】

パイプ材４０は、仕切側壁１２を貫通するが仕切側壁１１を貫通しない。パイプ材４０は、供給管３１と同軸に支持されている。即ち、供給管３１の軸線３１ａとパイプ材４０の軸線４０ａとが一直線状に整列している。パイプ材４０のケーシング１内に位置する端には、フランジ４００が設けられている。パイプ材４０のフランジ４００と供給管３１の止水フランジ３１０との連結によって、供給管３１とパイプ材４０が一体的にそれらの軸線３１ａ，４０ａの周りに回転可能となっている。

【0028】

左右揺動機構４は、摺動体４１と接続体４２とをさらに備える。摺動体４１は、シャフト形状である。摺動体４１は、パイプ材４０内に配置され、仕切側壁１２の内外に渡って延在し、パイプ材４０に沿って摺動可能に配置されている。摺動体４１は、後述の通り、駆動装置６によってパイプ材４０内でパイプ材４０に沿って往復移動される。

【0029】

接続体４２は、ケーシング１内に位置する。接続体４２は、図２では簡略化されているが、摺動体４１の往復移動をノズル３０に伝達してノズル３０を左右に揺動させるため摺動体４１とノズル３０とを繋いでいる。このために、スロット４０１（長孔）が、パイプ材４０の軸線４０ａの方向に延在するようにパイプ材４０の外周面に形成されている。接続体４２は、スロット４０１を通じて摺動体４１とノズル３０とに接続される。

【0030】

図３は、図２のＤ－Ｄ－Ｅ－Ｅ折線で見た概略立面図である。図３の通り、接続体４２は、摺動体４１に接続され、スロット４０１に挿通されて、パイプ材４０の内外に延在する第１部材４２０と、パイプ材４０外において一端で第１部材４２０に揺動可能に接続され他端でノズル３０の取付部３０１に揺動可能に接続された第２部材４２１とからなる。

【0031】

図２の通り、駆動装置６は、ケーシング１外に設けられている。駆動装置６は、駆動力を発生させるモータ６０を備える。

【0032】

左右揺動機構４は、伝達体４３、クランク板４４、ローラ４５、リニアガイド４６をさらに備える。これらの構成要素は、駆動力を、駆動装置６からパイプ材４０内の摺動体４１に伝達して、摺動体４１を往復移動させるためにケーシング１外に設けられている。

【0033】

図２、図３を参照して、クランク板４４は、モータ６０の出力軸に装着されている。ローラ４５は、モータ６０の出力軸から、距離Ｌ、偏芯し、回転自在にクランク板４４に支持されている。

【0034】

リニアガイド４６は、伝達体４３を水平に往復移動させるためのものである。リニアガイド４６は、スライド板４６０と、スライド板４６０を水平に摺動可能に案内する上下一対のレール４６１とを含む。スライド板４６０は、レール４６１に緩く挟まれているので倒れたり傾いたりしない。スロット４６２が、スライド板４６０に形成されている。ローラ４５は、このスロット４６２に僅かな隙間をもって挿通されている。

【0035】

図２の通り、左右揺動機構４は、筒体４７をさらに備える。筒体４７は、後述の通り、ノズル３０の左右の揺動と上下の揺動とを同時に実施するために設けられている。摺動体４１のケーシング１外に位置する一端部分４１０は、小径のシャフト形状である。筒体４７は、パイプ材４０内に設けられ、この一端部分４１０を受容している。連通口４０２が、ケーシング１外において、パイプ材４０の外周面に形成されている。伝達体４３は、その一端においてこの連通口４０２を通じて筒体４７に接続されており、他端側においてスライド板４６０の穴に差し込まれることでスライド板４６０に接続されている。

【0036】

規制片４８が一端部分４１０の先端に取り付けられており、筒体４７は、規制片４８と摺動体４１の大径の主体部分４１１との間に位置している。これにより、筒体４７は、摺動体４１と共にパイプ材４０に沿って往復移動するが、摺動体４１に対して相対回転可能となっている。

【0037】

クランク板４４のモータ６０による回転に伴い、スライド板４６０がローラ４５によって振幅Ｌで水平に往復移動する。したがって、伝達体４３、筒体４７、摺動体４１、および、接続体４２の第１部材４２０が一体的に振幅Ｌで往復移動する。そして、この往復移動によって、ノズル３０は、鉛直中心平面２ｃを基準に左右にそれぞれ角度θで揺動する。こうして、左右揺動機構４は、モータ６０の駆動力をノズル３０まで伝達してノズル３０を左右に揺動させる。

【0038】

ノズル３０の揺動角度θは、スイベルジョイント３２の回転中心（軸線３２ａ）とノズル３０の取付部３０１との距離Ｒ（図１、図２参照）に依存するので、ノズル３０の取付部３０１の位置を調整することで調整可能である。

【0039】

次に、上下揺動機構５が説明される。上下揺動機構５も、モータ６０の駆動力によって駆動される。図３の通り、駆動装置６は、減速機６１をさらに備える。チェーン６２（図３で簡略化されている）が、モータ６０の出力軸に装着されたスプロケット（図示略）と、減速機６１の入力軸に装着されたスプロケット６３との間に掛け渡されている。

【0040】

上下揺動機構５は、クランク板５２と、クランクレバー５３とを備える。クランク板５２が減速機６１の出力軸に装着されており、クランクレバー５３の基端が、当該出力軸から偏芯してボールジョイント５３０を介してクランク板５２に取り付けられている。したがって、クランクレバー５３は、モータ６０によって減速機６１を介して動かされる。これらは、特許文献１と実質的に同じであるので、その詳細は省略される。

【0041】

図２の通り、クランクレバー５３の先端は、ボールジョイント５３１を介して、パイプ材４０のケーシング１外に位置する端に取り付けられている。左右揺動機構４が、上記の軸受け５０，５１を備え、供給管３１およびパイプ材４０を、互いに一直線状に整列している軸線３１ａ，４０ａの周りに回転可能に支持していることは、上記の通りである。

【0042】

従って、クランクレバー５３がモータ６０によって動かされると、供給管３１およびパイプ材４０が一体的に軸線３１ａ，４０ａの周りに摺動体４１と共に所定の角度範囲で往揺動回転する。この揺動回転によって、ノズル３０が、接続体４２やスイベルジョイント３２と共に所定の角度範囲で上下に揺動する。実施形態では、図１の通り、ノズル３０は、仰角αで俯角βで揺動角度γで上下に揺動する（即ち、２γ＝α＋β）。

【0043】

左右揺動機構４の上述構成により、上下揺動機構５が、供給管３１、パイプ材４０、および、摺動体４１を回転させるとき、伝達体４３および筒体４７は上下揺動機構５によって回転されることはなく水平状態を維持する。したがって、上下揺動機構５がノズル３０を上下に揺動させているときでも左右揺動機構４がノズル３０を左右に揺動させることが保障されている。

【0044】

洗浄装置３は、このように、ノズル３０を上下および左右に同時に揺動させることができる。洗浄装置３は、ノズル３０を上下左右に揺動させつつ高圧水をノズル３０からスクリーン２へ向って噴射することで、スクリーン２を全体的に洗浄する。

【0045】

上記洗浄装置３では、駆動装置６は、ケーシング１外に、すなわち、固液分離およびスクリーン２の洗浄が実施される空間１０の外に配置されている。故に、長期間の運転における信頼性が高い。さらに、駆動装置６へのアクセスも容易であるので、メンテナンス性も改善されている。すなわち、モータ６０や減速機６１といった電気的な構成要素に対するメンテナンスが容易である。

【0046】

従来技術では、駆動装置をケーシング外に配置したときに、ケーシングに追加の開口が必要である。一方、実施形態の洗浄装置３では、パイプ材４０が供給管３１と同軸に設けられ、供給管３１は一方の仕切側壁１１を貫通し、パイプ材４０が他方の仕切側壁１２を貫通している。そして、駆動装置６の駆動力が、空間１０外からパイプ材４０内を通じて、空間１０内のノズル３０に伝達され、ノズル３０が左右に揺動する。

【0047】

これにより、駆動装置６が空間１０外に配置されているにもかかわらず、必要な開口は２つで足り、新たな開口を必要としない。こうして、開口の数を抑えることができ、それに伴い必要となる止水構造の数も抑えることができる。

【0048】

以上、実施形態が説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0049】

１ ケーシング
１０ スクリーンが配置される空間
１１，１２ 仕切側壁
２ スクリーン
３ スクリーン洗浄装置
３０ ノズル
３１ 供給管
４ 上下揺動機構
４０ パイプ材
４０１ スロット
４０ａ パイプ材の軸線
４１ 摺動体
４１０ 一端部分
４２ 接続体
４３ 伝達体
４７ 筒体
５ 上下揺動機構
５２ クランク板
５３ クランクレバー
６ 駆動装置
６０ モータ
６１ 減速機

【図1】

【図2】

【図3】