JPH0720559B2

JPH0720559B2 - 懸濁液を分離する装置

Info

Publication number: JPH0720559B2
Application number: JP62192780A
Authority: JP
Inventors: パウル・フランツエン; ギユンター・フルチユ
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1986-08-02
Filing date: 1987-08-03
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: ATE87506T1; EP0255623A2; EP0255623B1; DE3626314A1; DE3626314C2; JPS6342754A; US4895666A; EP0255623A3

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、周壁面に周域瀘液を流過させるフィルタ機構
及び該フィルタ機構によって濾過された周域瀘液を導出
するために捕集室と連通した環状室、並びに側壁面の少
なくとも部分範囲に側域瀘液を流過させるフィルタ機構
及び該フィルタ機構によって濾過された側域瀘液を導出
するためにドラム底壁と前記フィルタ機構との間に設け
られた捕集室と連通した環状室を有する遠心分離ドラム
を装備した形式の、懸濁液を分離する装置に関するもの
である。

従来の技術前記形式の懸濁液分離装置は例えばドイツ連邦共和国特
出願公開第2603610号明細書に基づいて公知になつてい
る。しかも懸濁液を分離するドラム型遠心分離機におい
て、ドラム底壁の側方に１つの環状室を配置して側域フ
イルタ機構と接続することは前記特許出願公開明細書に
基づいて公知である。また環状室を、ドラム周壁に沿つ
て設けた周域フイルタ機構と接続することもドイツ連邦
共和国特許出願公告第1151764号明細書に基づいて公知
になつている。いずれの場合においても側方の環状室
は、遠心分離ドラムに対して軸平行にかつ旋回可能に支
承された１本の排出管によつて排出される。

側域瀘液のために環状室を使用する場合（ドイツ連邦共
和国出願公開第2603610号明細書）、主濾過工程の開始
時に、フイルタケークの上方に位置する液体は比較的迅
速に除去される。しかしながら、液体残分を除去するた
めに必要な周域濾過工程（いわゆる乾燥遠心分離動作）
は、周域濾過用のフイルタ機構及び、固形分の排出後
に、該フィルタ機構上に残留している残留層が浄化回収
されない場合には比較的緩慢にしか行われないことが判
つた。このような浄化回収は、周域瀘液の環状室を使用
する場合は（ドイツ連邦共和国特許出願公知第1151764
号明細書）該環状室内へ逆洗浄液を充填して、周域瀘液
の流動方向に対して向流の方向で周域フィルタ機構を通
流させることによつて達成することができる。しかしな
がらこの利点とは裏腹に、フイルタケークの上方に位置
する液体が、フイルタケーク及び該フイルタケークの上
に堆積する沈降物層を極めて緩慢に通過してしかフイル
タ機構に到達せず、これによつて濾過時間が大であると
いう欠点がある。

発明が解決しようとする問題点前記従来技術に対して本発明の課題は、冒頭で述べた形
式の分離装置を改良して主濾過時間のみならず乾燥遠心
分離時間をも著しく短縮できるようにすることである。

問題点を解決するための手段前記課題を解決するための本発明の構成手段は、周域瀘
液用の捕集室がドラム周壁と所属のフイルタ機構との間
に配置されており、周域瀘液を導出するための環状室が
側域瀘液用の環状室の側方に配置され、しかも側域瀘液
用の環状室の底部を周域瀘液用の環状室の底部の内側に
位置させるように配置されており、かつ、側域瀘液用の
捕集室が、遠心ドラムへの懸濁液充填中は遮断可能に構
成されている点にある。

本発明の有利な実施態様は請求の範囲の従属請求項に記
載した通りである。

作用本発明のように２つの別個の環状室を遠心分離ドラムの
側方に設けることによつて、両フイルタ機構つまり側域
フィルタ機構及び周域フイルタ機構の逆洗浄（洗い戻
し）という可能性を、主濾過動作中に側域瀘液を抽出す
るという可能性と始めて一体化することが可能になる。
その場合周域瀘液用の環状室内の液面レベルを、付加的
な圧力差が濾過促進のために有効になる程度に低下させ
ることによつて、乾燥遠心分離のためにサイホン効果を
特に有利に発生させることが可能である。しかも、ドラ
ム周壁と周域フイルタ機構との間に設けられている周域
瀘液用の捕集室を、比較的低い圧力レベル（例えば大気
圧）の空間に接続し、かつ全面的に密封された遠心分離
機ケーシングを、例えば正圧２〜４バールのガス状圧力
媒体で負荷する場合には最大限の効果が奏せられる。

実施例次に図面につき本発明の実施例を詳説する。

第１図中に符号10で総体的に示した遠心分離ドラムの軸
11は水平な回転軸線12を中心として回転可能に支承され
ている。ドラム周壁13並びにドラム底壁14に沿つて周域
及び側域のフイルタ機構15,17が、ドラム周壁13と周域
フイルタ機構15との間に捕集室18を、またドラム底壁14
と側域フイルタ機構17との間に捕集室16を形成するよう
に装着されている。

ドラム底壁14に対向している端面に遠心分離ドラム10は
１つのドラム開口28を有し、該ドラム開口は、濾過開始
前に懸濁液を装填するため並びに、濾過後に集域及び側
域のフイルタ機構15,17によつて差し留められた固形分
を搬出するために用いられる。第１図では濾過開始時の
状態が示されている。すなわち瀘液20と固形分21とから
成る懸濁液は、ドラム周壁13とドラム開口28との間の半
径方向内向きのフランジリング部19のほぼ高さＢ（第２
図）にまで装入され、しかも遠心分離ドラム10は水平な
回転軸線12を中心として高速回転される。次いで主濾過
が始まると瀘液20は主として側域フイルタ機構17を通つ
て、その後方に位置する捕集室16内へ流入する。瀘液20
のその他の部分は、固形分21から成るフイルタケークと
路ばれる固形分層を通過しかつ周域フイルタ機構15を通
り、その下方に位置する捕集室18内へ流入する。フイル
タケーク上には微粒状の沈降物がその上位の瀘液20から
きわめて迅速に分離されるので、フイルタケークを瀘液
20が通流することが、場合によつては付加的に困難にな
る。

以上のことから判るように、主遠心分離動作時には、瀘
液20と接触している側域フイルタ機構17の部分しか実際
には有効には働かない。他面において、なお沈降物を伴
なつた瀘液20が遠心分離ドラム10の装入中にすでに側域
フイルタ機構16を通過して、沈降物を含んだ側域瀘液が
捕集室16内に入り込む怖れがある。この理由からこれま
で、フイルタケークの範囲外に側域フイルタ機構17を配
置することは論外とされてきた。側域フイルタ機構17
を、第１図に示したように配置することが可能になるの
は、なお後述した通り遠心分離ドラム10に懸濁液を装入
するあいだ捕集室16を遮断できるようにすることによつ
てである。従つて側域フイルタ機構17の半径方向外縁は
周域フイルタ機構15に対して半径方向間隔をおいて配置
される。第２図に符号Ｈで示した半径方向間隔はフラン
ジリング部19の高さＢの約20％乃至約60％の範囲内にあ
る。

また第１図から判るように、ドラム底壁14の側方には側
域瀘液用の環状室22及び周域瀘液用の環状室24が設けら
れている。但し第２図では環状室24は簡略化のために省
かれている。第１図の実施例では環状室22は環状室24よ
りもドラム底壁14に近接して配設されており、しかも環
状室22の底部は環状室24の底部よりも半径方向内位に位
置している。なお本明細書中に記載の「半径方向」は常
に遠心分離ドラム10の水平な回転軸線12を基準とするも
のである。

環状室22はその底部範囲でドラム底壁14内に穿設した孔
23を介して捕集室16と連通している。孔23の内部には、
第４図で示したように、弁球体29と弁座30とから成る弁
が、遠心分離ドラム10に懸濁液を装入するあいだ捕集室
16を遮断するために配置されている。前記弁29,30は、
環状室22内に遮断液を充填するように静水圧式に制御さ
れ、その場合この遮断液のレベルは側域フイルタ機構17
の半径方向内縁を超えているので、側域フイルタ機構17
に対する遮断液の静水圧は懸濁液の静水圧よりも大であ
る。

環状室22から排出するために排出管26が使用され、該排
出管は遠心分離ドラム10の回転軸線12に対して軸平行
に、しかも旋回可能に支承されており、かつ該排出管の
前方口金26aは環状室22の内へ旋回したり環状室22の外
へ旋回することができる。しかし該排出管26は、液体を
環状室22内へ搬入するために兼用することもできるが、
液体搬入用としては別個の注入管25（第２図）を設ける
方がよい。該注入管25は前記回転軸線に対して軸平行に
ガイドされており、かつ該注入管の屈曲した注ぎ口は環
状室22内へ入り込んでいる。すでに述べた遮断液以外に
洗浄液を前記注入管25を介して環状室22内に注入し、そ
こから、開かれた孔23を通つて側域フイルタ機構17に到
達させ、こうして濾過工程の終了後に周域及び側域のフ
イルタ機構15,17からフイルタケークを除去したのち側
域フイルタ機構17を逆洗浄することも可能である。

周域瀘液用の環状室24は、ドラム周壁13内に穿設した孔
25aを介して、あるいは破線で示したようにドラム底壁1
4内に穿設した孔25bを介して周域フイルタ機構15の背面
に接続されている。孔25bはドラム周壁13に対して実質
的に平行に延びておりかつ図示の例では半径方向で見て
比較的高位の部位で環状室24内に開口している。それと
いうのは、孔25aが択一的に設けられているので環状室2
4はドラム周壁13の下方に半径方向最深部位を有してい
るからである。孔25bを設けた場合にはこのように環状
室24を深く設ける必要はない。むしろこのような実施態
様の場合には環状室24は、孔25bが環状室24の底部で開
口するように構成される。

環状室24を第１図に示したように構成することによつて
サイホンが形成され、この場合ドラム周壁13内の孔25a
は回転軸線12に対して30゜乃至60゜の角度で斜向して延
在しかつ環状室24の底部のところで開口している。サイ
ホン効果を得るために環状室24内で図示のように液面レ
ベルが存在していなければならず、この液面レベルは斜
向した孔25aの開口を完全に覆つた状態にある。この液
面レベルと周域フイルタ機構15の上面との間の半径差は
乾燥遠心分離時の濾過促進のための付加的な圧力差とし
て作用する。乾燥遠心分離動作は、瀘液20のレベルがフ
イルタケーク（固形分21の層）内に入り込む直ちに開始
される。この開始時点は、瀘液20が側域瀘液として側域
フイルタ機構17を介して分離され、また（側域瀘液より
も著しく僅かな）周域瀘液として周域フイルタ機構15を
介して分離された時点である。乾燥遠心分離時に流出す
る瀘液は実質的に周域瀘液として環状室24内へ達する。
環状室24から瀘液を排出するために、かつ、サイホン効
果のために重要な、環状室24内の液面レベルを制御する
ために、回転軸線12に対して軸平行に、いま１つの排出
管27が旋回可能に支承されており、該排出管27の口金27
aは環状室24内へ、あるいは環状室24外へ旋回すること
ができる。環状室22の場合と同等の形式で濾過終了後に
周域フイルタ機構15を逆洗浄するために排出管27を介し
て洗浄液を環状室24内へ注入することが可能である。

第１図に示したように２つの環状室22,24を構造的に一
体化することによつて、主遠心分離工程（瀘液20の主抽
出濾過）及び乾燥遠心分離工程に要する所要時間を最小
限にして濾過を行う最適の構成が得られる。実験の結
果、従来技術による遠心分離ドラムに対比して本発明の
遠心分離ドラムを用いれば、フイルタケークが大きな抵
抗を有している場合には主濾過時間を約7500秒から250
秒に短縮できることが判明した。

側域濾過のために設けられている側域フイルタ機構17
は、第３図〜第６図に示すように殊に有利には円環体と
して構成されており、該円環体は第３図の例ではドラム
底壁14上に円形に均等に分配して配置されている。

第５図及び第６図から判るように各円環体は、中央にハ
ブ31aを有するホイールの形状に構成された支持枠31を
備えている。前記ハブ31aを貫通しているねじ33はドラ
ム底壁14のねじ孔14a内にねじ込まれている。支持枠31
はその円周範囲に嵌込まれたシールリング35を介してド
ラム底壁14に対してシールされている。支持枠31のフレ
ーム構造によつて４つのセクタ窓が生じ、該セクタ窓に
側域フイルタ機構17のフイルタセグメントがセクタ状に
装着されている。その場合各フイルタセグメントとドラ
ム底壁14の表面との間に波形の支持グリッド32が装着さ
れており、これによつて逆洗浄時の側域フイルタ機構17
の膨隆が或る限度範囲内に保たれると同時に、側域瀘液
が環状室22内に妨げなく流出することが保証される。

側域フイルタ機構17の別の実施態様は第７図及び第８図
に示されている。この場合も、注型可能又は射出成形可
能なプラスチツクから製作された支持枠31が設けられて
おり、該支持枠は異なつた形状のセグメント状切除部を
有し、該セグメント状切除部には、第５図及び第６図に
示した円環体の場合と同等の形式で側域フイルタ機構17
が嵌込まれており、該側域フイルタ機構もやはり支持グ
リツド32に支えられている。１つのリングゾーンで互い
に隣接配置された支持枠31を固定するために、ドラム底
壁14にはリング溝14bが形成されており、該リング溝内
に支持枠31はドラム底壁14の表面に整合するように嵌込
まれている。また、各支持枠31を２つの拡幅部位で貫通
してドラム底壁14の対応ねじ孔内にねじ込まれた固定用
のねじ33が設けられている。支持枠31のシールは、シー
ルビード35aによつて行われ、該シールビードは支持枠3
1の周面とリング溝14bの側面との間に嵌込まれている。
場合によつては、支持枠31を高弾性材料から製作してこ
のようなシールビードを省くことも可能である。

支持枠31のセクタにおいて側域フイルタ機構17を設計す
るためには、側域フイルタ機構17の総面積対ドラム周壁
13の総面積の比が約1:20乃至約1:60の範囲内にあるよう
にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による遠心分離ドラムの第１実施例の下
半部の断面図、第２図は簡略化のために周域瀘液用の第
２環状室を省いた本発明による遠心分離ドラムの第２実
施例の断面図、第３図は第２図のIII−III線に沿つた断
面図、第４図は第２図に鎖線円IVで示した側域瀘液用環
状室部分の拡大詳細図、第５図及び第６図は側域瀘液用
フイルタ機構の１実施態様の詳細断面図及び平面図、第
７図及び第８図は側域瀘液用フイルタ機構の異なつた実
施態様の詳細断面図及び平面図である。 10……遠心分離ドラム、11……軸、12……水平な回転軸
線、13……ドラム周壁、14……ドラム底壁、14a……ね
じ孔、14b……リング溝、15……周域フイルタ機構、16
……捕集室、17……側域フイルタ機構、18……捕集室、
19……フランジリング部、20……瀘液、21……固形分、
22……環状室、23……孔、24……環状室、25……注入
管、25a,25b……孔、26,27……排出管、26a,27a……口
金、28……ドラム開口、29……弁球体、30……弁座、31
……支持枠、31a……ハブ、32……支持グリツド、33…
…ねじ、34……孔、35……シールリング、35a……シー
ルビード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周壁面に周域瀘液を流過させるフィルタ機
構（15）及び該フィルタ機構によって濾過された周域瀘
液を導出するために捕集室（18）と連通した環状室（2
4）、並びに側壁面の少なくとも部分範囲に側域瀘液を
流過させるフィルタ機構（17）及び該フィルタ機構によ
って濾過された側域瀘液を導出するためにドラム底壁
（14）と前記フィルタ機構（17）との間に設けられた捕
集室（16）と連通した環状室（22）を有する遠心分離ド
ラム（10）を装備した形式の、懸濁液を分離する装置に
おいて、周域瀘液用の捕集室（18）がドラム周壁（13）
と所属のフィルタ機構（15）との間に配置されており、
周域瀘液を導出するため環状室（24）が側域瀘液用の環
状室（22）の側方に配置され、しかも側域瀘液用の環状
室（22）の底部を周域瀘液用の環状室（24）の底部の内
側に位置させるように配置されており、かつ、側域瀘液
用の捕集室（16）が、遠心ドラム（10）への懸濁液充填
中は遮断可能に構成されていることを特徴とする、懸濁
液を分離する装置。
【請求項２】周域瀘液と側域瀘液とを導出するために、
それぞれ遠心分離ドラム（10）に軸平行に、しかも旋回
可能に、支承された排出管（26,27）が設けられてお
り、該排出管が、それぞれ側方の所属の環状室（22,2
4）内へ旋回可能な口金（26a,27a）を前端部に有してい
る、特許請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項３】側方の環状室（22,24）が遠心分離ドラム
（10）のドラム底壁（14）に配置されている、特許請求
の範囲第１項又は第２項記載の装置。
【請求項４】側域瀘液用の環状室（22）の方が、周域瀘
液用の環状室（24）よりもドラム底壁（14）に近く配置
されており、しかも側域瀘液用の環状室（22）の底部
が、周域瀘液用の環状室（24）の底部よりも半径方向内
位に位置している、特許請求の範囲第１項から第３項ま
でのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】周域瀘液用の環状室（24）が少なくとも１
つの孔（25a,25b）を介して、ドラム周壁（13）と周域
用のフィルタ機構（15）との間に存在する捕集室（18）
と連通しており、前記孔がドラム周壁に対して実質的に
平行に延びているか、又はサイホン効果を発生させるよ
うにドラム周壁に対して所定の角度で斜向して延びてい
る、特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１
項記載の装置。
【請求項６】両環状室（22,24）の少なくとも一方の環
状室（22）には、当該環状室の接続しているフィルタ機
構（17）を逆洗するための洗浄液が、注入可能である、
特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記
載の装置。
【請求項７】ドラム底壁（14）と側域用フィルタ機構
（17）との間に設けられている捕集室（16）と側域瀘液
用の環状室（22）とを連絡する孔（23）内に、静水圧を
受けて閉鎖可能な弁（29,30）が配置されており、しか
も前記孔（23）が前記環状室（22）内へ、半径方向で見
て最深部位範囲で開口している、特許請求の範囲第１項
から第６項までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】側域用フィルタ機構（17）と周域用フィル
タ機構（15）との間に半径方向間隔（Ｈ）が設けられて
おり、該半径方向間隔が、ドラム周壁（13）と側方の懸
濁液充填用のドラム開口（28）との間に設けられている
半径方向内向きのフランジリング部（19）の高さ（Ｂ）
の約20％乃至約60％の範囲内にある、特許請求の範囲第
１項から第７項までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】側域用フィルタ機構（17）の総面積対ドラ
ム周壁（13）の総面積の比が約1:20乃至1:60の範囲内に
ある、特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか
１項記載の装置。
【請求項１０】側域用フィルタ機構（17）が複数のフィ
ルタセグメントを形成するように支持枠（31）内に保持
されている、特許請求の範囲第１項から第９項までのい
ずれか１項記載の装置。