JPH08214B2 - 連続排出型遠心分離機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、スラリーを分離スラッジと分離液とに分
離するための連続排出型遠心分離機に関し、特にスラリ
ーの沈殿効果を高めた連続排出型遠心分離機に関する。

［従来の技術］ 第１図に示すような従来型の、カウンタカレント方式
の遠心分離機は、回転ボール１とその内部に同一軸線上
に配置されたスクリュー軸２とを有しており、スクリュ
ー軸２の外周には、スクリュー３を螺旋状に溶接等にて
取り付けてある。スクリュー軸２の中には、スラリー注
入管2aが図面で見て左から挿入されている。

回転ボール１とスクリュー３は同一方向に回転する
が、回転ボール１とスクリュー３の回転間に差速（回転
速度差）を設けてある。この為、スラリー流入孔６から
回転ボール１内に供給されたスラリーが、回転ボール１
の遠心力によって、半径方向に流され回転ボール１の内
周面1aにぶつかって、分離スラッジと分離液とに分離す
る。そして分離スラッジは、回転ボール１の内周面1aに
沈殿し、スクリュー３によって第１図の左側1bに移送さ
れ、濃縮され、回転ボール１の一端の分離スラッジ排出
口５から外部に排出される。また分離液は、スクリュー
間の流路を経て、回転ボール１の他端、すなわち第１図
の右側の分離液排出口４から溢流し外部へ排出される。

第１図に示すようなカウンタカレント方式の他にも、
コンカレント方式など種々の工夫がなされた遠心分離機
が使用されている。これらの遠心分離機で共通している
のは、回転ボールと分離スラッジ掻き寄せのためのスク
リューを備えた構造を有していることである。

［発明が解決しようとする課題］ スクリューを備えた構造の遠心分離機に関し、本発明
が解決しようとする課題を説明する。

遠心分離機は、どの形であれ、分離スラッジと分離液
のバランスがうまくいかないと性能が良くならない。遠
心分離機の中で、遠心脱水機の場合は、分離スラッジと
分離液のバランスがうまくいかなくても、固形物回収率
に関しては、凝集剤の添加率でカバーできる。しかし、
凝集剤の力を借りない遠心濃縮機の場合は、凝集剤の力
を借りないので、きれいな分離液を出すための、すなわ
ち、固形物回収率を上げるために工夫をいろいろと行わ
なければならない。例えば、流路内の断面方向に生じる
旋回流を防ぐため、スクリューのピッチ間に１枚以上の
整流板を設け、分離性能の向上を図っている。

しかし、従来の装置では、スクリューの羽根や整流板
がスクリューの軸線に対して垂直であり、回転ボール内
でスクリューの羽根によって半径方向に流されるスラリ
ーが回転ボールの内周面、あるいは該内周面に堆積した
スラッジに達したときに初めて固液分離が行われること
になる。また、回転ボール内においてスクリューピッチ
内に形成される流路内に旋回流９が生じて、スラッジの
沈澱を妨害する。従って、沈殿効果の点でなお改良の必
要があった。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる連続排出型遠心分離機は、スラリー流
入孔と分離スラッジ排出口および分離液排出口とを配設
した回転ボールと、該回転ボールの内部に同一軸線上に
配置された軸および該軸から半径方向に伸びる羽根を有
するスクリューとを有し、該回転ボールと該スクリュー
とを差速を有して同一方向に回転させるように構成して
なる遠心分離機において、主たる固液分離を行う部分の
少なくとも一部において、前記スクリューの羽根が半径
方向内側の傾斜部と半径方向外側の掻取り部とからな
り、前記傾斜部が、スクリューの軸に対して傾斜して、
前記主たる固液分離を行う部分の水深の大部分を伸び、
掻取り部がスクリューの軸に対し略直交方向に向いてい
て、さらに、主たる固液分離を行う部分において前記ス
クリューのピッチ間に１枚以上のスクリュー状整流板を
有し、前記整流板が、スクリューの軸に対して傾斜し
て、少なくとも一部がスクリューの軸に対し直交方向に
スクリューの羽根と重なるように、前記主たる固液分離
を行う部分の水深の大部分を伸びている。

前記スクリューの傾斜部と前記整流板の少なくとも一
方が、スクリューの軸に略直交する根元部を介して、ス
クリューの軸に取り付けられていることが好ましい。ま
た、前記スクリューの傾斜部とスクリューの軸とのなす
角度が30〜60度であることが好ましい。

［作用］ この発明にかかる連続排出型遠心分離機では、スクリ
ューの羽根や整流板の半径方向長さの大部分がスクリュ
ーの軸に対して傾斜し、且つ傾斜した部分が互いに少な
くとも部分的に重なっているため、スラリーが回転ボー
ルの内周面に達する前にスクリュー羽根の傾斜部にぶつ
かるので、傾斜部を持たない従来型に比べてはるかに短
い距離で固液分離作用が行われ、沈殿効果が増大する。

［実施例］ スラッジの固液分離に対するスクリュー羽根の傾斜の
効果について、図面を参照して説明すると、第２図に示
した実施例の遠心分離機は、第１図と同様に、分離スラ
ッジ排出口５及び分離液排出口４を配設した回転ボール
１と、その内部に同一軸線上に配置されたスクリュー軸
２及び該スクリュー軸２から半径方向に伸びる羽根を有
するスクリュー３とを有し、該回転ボール１と該スクリ
ュー３が同一方向に回転すると共に回転ボール１と該ス
クリュー３の回転間に差速が設けられている。

スクリュー３を回転させると、スラリー流入孔６から
供給されたスラリーは、遠心力により、半径方向に流さ
れ、回転ボールの内周面1aにぶつかって固液分離し、ス
ラリー中のスラッジは該内周面上に沈殿し、スクリュー
３により、図面で見て左側1bの方向に移送濃縮され、分
離スラッジ排出口５から排出される。また、分離液は、
スクリュー３間の流路を通り、回転ボール１に配設され
た分離液排出口４から溢流排出される。

第２図のスクリュー３は傾斜型スクリューである。す
なわち、スクリュー３の羽根が半径方向外側の掻取り部
3aと半径方向内側の傾斜部3bとからなり、該傾斜部3bが
羽根の長さの大部分を占めると共に、スクリュー３の軸
線すなわち軸２に対して傾斜している。言い換えると、
スクリュー３の羽根は、その大部分がスクリューの軸線
に対して傾斜して、前記主たる固液分離を行う部分、す
なわち、スラリー流入孔６から分離液排出口４までの部
分の水深の大部分を伸びている。これにより、沈殿池に
傾斜板を入れたのと同様に、大部分のスラッジは傾斜部
に沈澱して、傾斜部を滑り落ち、ボール内面に堆積する
ので、スラリーの分離沈殿効果を増大することが判っ
た。スクリュー３の羽根の傾斜部3bの傾斜角は、スクリ
ュー３の軸線に対して30〜60度で効果があり、45度前後
が好ましい。30度より小さいと、スクリュー３の羽根の
強度を上げなければならないし、また、沈殿物の運搬能
力が下がって、全体の処理能力を下げてしまい、逆に60
度より大きいと、沈澱効果の改善があまり見られない。
この角度は、処理すべきスラッジの性状等により決まる
べきものである。このようにスクリューの羽根を傾斜さ
せる技術的思想は、従来技術には無かったことである。

なお、スクリュー３の羽根の掻取り部3aは、掻取り効
果を維持するために、スクリュー３の軸線に対して大体
直角方向に向いている。

第３図に示す本発明の実施例の遠心分離機では、主た
る固液分離を行う部分で、スクリュー３のピッチ７間に
１枚以上のスクリュー状整流板８を設けてある。すなわ
ち、１枚以上の、望ましくは２枚の整流板８はスクリュ
ー３のピッチ７と同じピッチで回転ボール１内を軸方向
に伸びている。これにより、沈降するスラリーは、必ず
スクリューの羽根や整流板に衝突すると共に、流路内の
断面方向に生じるおそれのある旋回流を防止し、固液分
離による沈殿効果を上げて、きれいな上澄を分離液とし
て排出することができる。

整流板８は、前記傾斜部とほぼ平行に、スクリューの
軸線に対して傾斜して、前記主たる固液分離を行う部分
の水深の大部分を伸びている。

整流板の傾斜部もスクリュー羽根の傾斜部と同様の作
用効果を有する。すなわち、沈殿池に傾斜板を入れたの
と同様に、スラッジの分離沈殿効果を増大する。本実施
例でも、スクリュー３の羽根の傾斜部3bと整流板８の傾
斜部8aの傾斜角は、スクリュー３の軸線に対して30〜60
度で効果があり、45度前後が好ましい。

第３図の実施例では、さらに、スクリュー３の軸２に
略直交する部材を介して、スクリュー３の羽根や整流板
８をスクリュー３の軸２の取付部に取付けてある。すな
わち、スクリュー３の羽根が掻取り部3aと傾斜部3bと根
元部3cとからなり、該傾斜部3bが羽根の長さの大部分を
占めると共に、スクリュー３の軸線に対して傾斜してい
る。更に、整流板８が、傾斜部8aと根元部8bからなり、
傾斜部8aがスクリュー３の軸線に対して傾斜している。

傾斜板型スクリューや傾斜整流板の取り付けは、初め
にスクリューの軸線に垂直方向の根元部3c、8bを通常の
スクリューと同じ様にしてスクリューの軸の周りに取り
付け、この根元部3c、8bにスクリュー３の傾斜部3bや整
流板８の傾斜部8aを取り付ける。そして、スクリューの
傾斜部3bに掻取り部3aを取り付ければ良い。

スクリュー状の１枚以上の整流板８は、前述のよう
に、傾斜部8aと根元部8bからなるが、スクリュー３のピ
ッチ７の中央部に、流路の断面方向（流路に対し直角方
向）の旋回流９（第１図）が生じない位置まで半径方向
に伸びている事が重要である。具体的には、整流板８の
半径方向長さは、スクリュー３の羽根より短いが、整流
板８が回転ボールの水深に浸漬する位置まで達するもの
でなければならない。望ましくは、整流板８の半径方向
長さは、水深の凡そ1/2程度以上まで達するものとす
る。これにより、流路の断面方向の旋回流がなくなり、
沈殿した分離スラッジが巻き上がることもなくなるの
で、分離液もきれいになり、固形物回収率も向上する。

なお、傾斜板型スクリューや傾斜整流板の根元部3c,8
bは、水面に達しても達しなくてもよい。

前述のように、整流板８が回転ボールの水深に浸漬す
る位置まで伸びていないと旋回流９（第１図）の発生を
抑えられないが、逆に、整流板８が長すぎると、すなわ
ち整流板８の長さが、水深の凡そ1/2程度以上を越え
て、沈殿した分離スラッジに接したり、それ以上分離ス
ラッジ内に入り込むと、スラリーの供給バランスや、分
離スラッジと分離液の性状の均一性に関し、ダブルスク
リュー型におけるような問題を生じる恐れがある。

この点、第３図の実施例では、スクリュー羽根のピッ
チが小さいためにスクリュー羽根と整流板が、その面積
の大部分において、スクリューの軸に対し直交方向に重
なっている。しかし第２図に近い状態のように、スクリ
ュー羽根と整流板とをその一部のみが重なるようにして
も、沈降するスラッジに衝突する効果は充分に得られ
る。

尚、スラリー流入孔６、分離スラッジ排出口５、分離
液排出口４の配設位置は、遠心分離機の型により異なる
のであって、前述の実施例に限定されない。

第３図の実施例ではスクリューと整流板の両方に傾斜
を付けたが、場合によっては、そのいずれかのみに傾斜
を付けても分離沈殿の効果を向上することはできる。た
だし、第３図の実施例のようにスクリューと整流板の両
方に傾斜を付けることが、沈殿効果から見れば、望まし
いことはいうまでもない。

また、第２図および第３図の実施例では主たる固液分
離を行う部分、すなわち、スラリー流入孔６から分離液
排出口４までの部分にわたり、傾斜板型スクリューや傾
斜整流板を設けたが、主たる固液分離を行う部分の一部
に傾斜板型スクリューや傾斜整流板を設けても良いので
ある。

［効果］ この発明にかかる連続排出型遠心分離機では、傾斜板
型スクリューの半径方向長さの大部分が該スクリューの
軸線に対して傾斜しているので、スラリーの分離沈殿効
果が著しく改善され、更に、スクリュー型の傾斜整流板
がスクリューの軸線に対して傾斜していることにより、
分離沈殿効果が更に改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来型遠心分離機を示す縦断面図である。 第２図は、スクリューが軸線に対し傾斜し、スラッジの
固液分離を効果的にした遠心分離機の縦断面図である。 第３図は、この発明の遠心分離機の実施例の縦断面図で
ある。 １……回転ボール 1a……回転ボール１の内周面 ２……スクリュー軸 ３……スクリュー 3a……掻取り部 3b……傾斜部 3c……根元部 ４……分離液排出口 ５……分離スラッジ排出口 ６……スラリー流入孔 ７……スクリューピッチ ８……整流板 8a……傾斜部 8b……根元部 ９……旋回流

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スラリー流入孔と分離スラッジ排出口およ
   び分離液排出口とを配設した回転ボールと、該回転ボー
   ルの内部に同一軸線上に配置された軸および該軸から半
   径方向に伸びる羽根を有するスクリューとを有し、該回
   転ボールと該スクリューとを差速を有して同一方向に回
   転させるように構成してなる遠心分離機において、主た
   る固液分離を行う部分の少なくとも一部において、前記
   スクリューの羽根が半径方向内側の傾斜部と半径方向外
   側の掻取り部とからなり、前記傾斜部が、スクリューの
   軸に対して傾斜して、前記主たる固液分離を行う部分の
   水深の大部分を伸び、掻取り部がスクリューの軸に対し
   略直交方向に向いていて、さらに、主たる固液分離を行
   う部分において前記スクリューのピッチ間に１枚以上の
   スクリュー状整流板を有し、前記整流板が、スクリュー
   の軸に対して傾斜して、少なくとも一部がスクリューの
   軸に対し直交方向にスクリューの羽根と重なるように、
   前記主たる固液分離を行う部分の水深の大部分を伸びて
   いることを特徴とする連続排出型遠心分離機。
2. 【請求項２】前記スクリューの傾斜部と前記整流板の少
   なくとも一方が、スクリューの軸に略直交する根元部を
   介して、スクリューの軸に取り付けられている請求項１
   に記載の連続排出型遠心分離機。
3. 【請求項３】前記スクリューの傾斜部とスクリューの軸
   とのなす角度が30〜60度である請求項１に記載の連続排
   出型遠心分離機。