JPH10165841A - 遠心分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタを用いることなく、汚泥原水を、水
分と半脱水固形物とに分離することができ、フィルタの
目詰りの心配の無い遠心分離装置を提供する。 【解決手段】 遠心分離装置は、垂直軸線を有する分離
筒13と、分離筒13をそれ自身の軸線から所定距離を隔て
た垂直線を軸として回転させる公転手段と、分離筒13を
それ自身の軸線を軸として回転させる自転手段と、分離
すべき原水を分離筒13内に導入する導入手段とを備えて
いる。分離筒13の内面上端に内方突出環状堤部72を設け
るとともに、堤部72の内側に排水口部73を設ける。分離
筒13の軸線Ｃから堤部72先端までの回転半径Ｒ1 より、
分離筒13の内面下端開口縁部までの回転半径Ｒ2 を小に
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、遠心分離装置、
例えば、河川、湖沼に堆積しているヘドロ、製鉄工場か
ら排出される鉄粉、石炭等を含む汚水、土木工事にとも
なう泥水のような汚泥原水を、水分と半脱水固形物とに
分離する遠心分離装置装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の用途には、フィルタプレ
ス、遠心ドラム式脱水機のような種々なタイプの装置が
使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
いずれのタイプのものも、フィルタを用いており、これ
が目詰りし易いため、短期間でフィルタを清掃するか、
交換する必要があり、面倒であった。

【０００４】この発明の目的は、フィルタを用いること
なく、汚泥原水を、水分と半脱水固形物とに分離するこ
とができ、フィルタの目詰りの心配の無い遠心分離装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明による遠心分離
装置は、垂直軸線を有する分離筒と、分離筒をそれ自身
の軸線から所定距離を隔てた垂直線を軸として回転させ
る公転手段と、分離筒をそれ自身の軸線を軸として回転
させる自転手段と、分離すべき原水を分離筒内に導入す
る導入手段とを備えており、分離筒の内面上端に内方突
出環状堤部が設けられるとともに、堤部の内側に排水口
部が設けられ、分離筒の軸線から堤部先端までの回転半
径より、分離筒の内面下端開口縁部までの回転半径が小
であるものである。

【０００６】この発明による遠心分離装置では、分離筒
内に原水が導入されると、導入された原水は公転の遠心
力によって原水中の水分および固形物が比重差によって
分離されて、半脱水固形物が分離筒の内面に付着すると
ともに、水分がその表面で層をなし、水分の水嵩が増し
て水分が堰部の先端を超えると、堰部を超えた水分は排
水口部を通じて分離筒の上方に排出されるし、一方、こ
の間に、自転によって分離筒が回転方向の向きを変えて
いくと、半脱水固形物は分離筒の内面に付着したまま遠
心力に逆らってその向きを変えていき、遠心力が半脱水
固形物の付着力に勝ると、分離筒の内面から半脱水固形
物が剥離し、分離筒内を降下してその下端開口から排出
される。したがって、フィルタを用いることなく、汚泥
原水を、水分と半脱水固形物とに分離することができ
る。

【０００７】この発明による別の遠心分離装置は、装置
ボディに垂直線を中心として回転自在に支持されている
回転体と、回転体の回転中心から所定距離を隔てた円周
上の複数箇所に回転自在に取付けられている垂直回転中
心を有する複数の分離筒と、分離すべき原水を各分離筒
内に導入する導入手段とを備えており、各分離筒の内面
上端に内方突出環状堤部が設けられるとともに、堤部の
内側に排水口部が設けられ、各分離筒の軸線から堤部先
端までの回転半径より、各分離筒の内面下端開口縁部ま
での回転半径が小であるものである。

【０００８】この発明による別の遠心分離装置では、複
数の分離筒により分離作業を効率良く行うことができ
る。

【０００９】回転体を回転させると、分離筒を公転させ
ることができ、分離筒をその軸線を中心として回転させ
ると、分離筒を自転させることができるから、分離筒を
公転させながら自転させることを確実かつ容易に行うこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照してつぎに説明する。

【００１１】図１を参照すると、遠心分離装置は、中空
装置ボディ11と、ボディ11内に収容されている回転体12
と、回転体12に取付けられている４つの垂直円筒状分離
筒13とを備えている。

【００１２】ボディ11は、垂直筒状胴壁21と、これの上
端開口に被覆されている平板状頂壁22とよりなる。

【００１３】胴壁21内面の下端近くには水分回収用樋23
が設けられるとともに、樋23と連通するように水分排出
パイプ24が設けられている。胴壁21の下端には、水平帯
状支持バー25が胴壁軸線を通って胴壁下端開口を横切る
ように渡し止められている。支持バー25上面中央には軸
受26が胴壁軸線と同心となるように固定されている。胴
壁21外面上端近くには主モータ27が垂直上向きに装備さ
れている。主モータ27の出力軸には主駆動スプロケット
28が固定されている。

【００１４】頂壁22中央には軸挿通孔31が胴壁軸線と同
心となるようにあけられている。軸挿通孔31には、メイ
ンベアリング32がはめ込まれている。

【００１５】回転体12は、メインベアリング32に通され
た中空回転軸33と、回転軸33の下端に分配チャンバ34を
介して固定状に連結されている平板状頂壁42と、頂壁42
の周縁より垂下させられている垂直筒状胴壁41と、胴壁
41下端開口に被覆されている平板状底壁44と、胴壁41と
同心となるように頂壁42および底壁44中央部に渡されて
いる垂直筒状仕切壁43とを備えている。

【００１６】回転軸47の上方突出部には主従動スプロケ
ット48が固定されるとともに、これの上方にサブベアリ
ング49がはめ被せられている。主従動スプロケット48と
主駆動スプロケット28には歯付きベルト51が巻き掛けら
れている。回転軸47には原水供給パイプ52の下部が挿入
されている。原液供給パイプ52の上方突出部には、サブ
ベアリング49を保持したハウジング53が一体的に設けら
れている。

【００１７】頂壁42の外周寄りには、４つの上分離筒挿
入孔61が回転軸47の軸心を中心とする円周を４等分する
ようにあけられている。

【００１８】胴壁41の下端には、樋23内に入り込んだス
カート45が垂下状に設けられるとともに、底壁44のやや
上方には連通孔46が形成されている。

【００１９】底壁44の外周寄りには、４つの上分離筒挿
入孔61とそれぞれ同心となるように４つの下分離筒挿入
孔62があけられている。仕切壁43内に位置して底壁44の
上面中央部には副モータ54が垂直下向きに取付けられて
いる。副モータ54は、回転軸47と同心かつ底壁44を貫通
して軸受26に支持された出力軸55を有している。出力軸
55には副駆動スプロケット56が固定されている。

【００２０】分離筒13は、一体成形された上方突出垂直
導入管35を有している。導入管35上端は、上軸受63を介
して上分離筒挿入孔61に挿入保持されている。導入管35
の上端開口には分配チャンバ34からのびてきた分岐管36
の先端部が挿入されている。

【００２１】分離筒13の下端近くの部分は、下軸受64を
介して下分離筒挿入孔62に挿入保持されている。分離筒
13の下方突出部には、副従動スプロケット65が固定され
ている。

【００２２】図２に示すように、副駆動スプロケット56
および４つの副従動スプロケット65には１つのエンドレ
スチェーン57が巻き掛けられている。

【００２３】図３に、分離筒13の詳細構造が示されてい
る。分離筒13は、上から下まで一定の径を持つ内面71を
有している。分離筒内面71上端には内方突出環状上堤部
72が設けられるとともに、上堤部72の内側に排水口部73
が設けられている。一方、分離筒内面71下端には内方突
出環状下堤部74が設けられるとともに、下堤部74の内側
に固形物排出口部75が設けられている。図４を参照する
と、排水口部73は、上堤部72との境界線Ｓに外接するよ
うに円周上に並んだ複数の円形状小孔76があけられるこ
とにより形成されたものである。小孔76の列の内側に部
分に、導入管35の下方延長部77が設けられている。一
方、固形物排出口部75は、その全体を開口することによ
り形成されたものである。

【００２４】分離筒13の軸線をＣ、軸線Ｃから上堤部72
先端までの回転半径をＲ1 、軸線Ｃから下堤部74先端ま
での回転半径をＲ2 としたときに、Ｒ1 ＞Ｒ2 である。
すなわち、上堤部72の高さより下堤部74の高さが高くな
っている。

【００２５】主モータ27を作動させると、回転体12がそ
の回転軸47を中心として回転し、回転体12の回転にとも
ない、分離筒13が回転体12の回転軸の回りに公転させら
れる。一方、副モータ54を作動させると、チェーン57が
回転移動させられ、これにより、４つの分離筒13が一斉
にそれぞれ自身の軸線の回りに自転させられる。

【００２６】分離筒13の公転速度および自転速度は、分
離する原水の性状により適宜設定される。例えば、分離
筒13の公転速度は、その周速度が５００〜１０００ｍ／
minとなるように設定される。分離筒13の回転半径が４
００mm程度であるとすると、分離筒13の公転速度は、概
略、６００ｒｐｍとなり、分離筒13の公転速度は、１〜
２ｒｐｍ程度に設定される。

【００２７】分離筒13が公転および自転させられる状態
で、原水が供給パイプ52に供給されると、分配チャンバ
34、分配管36および導入管35を通じて原水が各分離筒13
に均等に分配導入される。この際に、導入管35の延長部
77が無いと、分離筒13内に導入された原水が分離される
ことなく、直ちに、小孔76が流出する恐れがあるが、原
水は延長部77に案内されて分離筒13内の奥深くまで導入
される。

【００２８】図４(a) に示すように、分離筒13内に導入
された原水は、公転による遠心力によって強制的に水分
Ｗと固形物Ｄに分離される。固形物Ｄは、分離筒13の内
面に付着し、水分Ｗは、付着した固形物Ｄの表面で層を
なす。層をなした水分Ｗは、遠心力によって分離筒13の
内面の周方向および上下方向に広がろうとする力を受け
る。水分Ｗの層の深さが上堤部72の高さまで達すると、
水分Ｗは上堤部72を乗り越えて、排水口部73の小孔76を
通じて分離筒13の外部に排出される。このときに、下堤
部74の高さは、上堤部72の高さより高いため、水分Ｗが
下堤部74を乗り越える心配はない。排出された水分Ｗ
は、連通孔46を通じて回転体12外に導出されて樋23で受
けられ、排出パイプ24を通じて装置ボディ11外に排出さ
れる。

【００２９】図４(b) に示すように、分離筒13の自転に
ともない、分離筒13の内面に付着した固形物Ｄは公転の
遠心力に逆らって次第に分離筒13の内面内側に回ってい
き、分離筒13の公転の遠心力が固形物Ｄの付着力を勝る
と、その遠心力によって、固形物Ｄが分離筒13の内面か
ら引き剥がされる。引き剥がされた固形物Ｄは、分離筒
13内を降下して、固形物排出口部75から排出される。

【００３０】自転により移動させられるのは固形物Ｄだ
けで、水分Ｗは流動性が良いため、公転の遠心力によっ
て、常に、分離筒13の内面外側に留り続ける。そして、
小孔76に位置まで溜まると排出される。したがって、効
率良い脱水作業が連続して行える。

【００３１】図５に、分離筒の変形例が示されている。
この変形例による分離筒13の内面には４つの羽根81が設
けられている。４つの羽根81は、分離筒13の内面を４等
分する位置を上下方向にのびかつ分離筒13の軸線に向か
って立上がっている。羽根81には複数の水抜き孔82が一
列に並んであけられている。

【００３２】この分離筒13は、粘着性の少ないさらさら
した固形物を含む原水を分離するのに適している。その
ような性状の固形物は、分離筒13の内面に付着しない
で、分離筒13の自転にしたがって分離筒13の内面内側に
移動しないで、水分とともに分離筒13の内面外側に留ま
る恐れがあるが、固形物を羽根81によって強制的に移動
させることができる。この場合、水分だけは羽根81の水
抜き孔82を通り抜けて、分離筒13の内面外側に留まるこ
とができる。

【００３３】図６に、他の実施の形態が示されている。
この実施の形態による遠心分離装置では、回転体の周方
向の１か所において上下３段に連ねられた分離筒91が用
いられている。この点以外は、図１の実施の形態のもの
と同一である。両実施の形態を通じて、対応する部分に
は同一の符号を付してある。

【００３４】この遠心分離装置によれば、３つの分離筒
91で順番に分離作用を行わせることにより、分離効率を
上げることができる。

【００３５】図７に詳しく示すように、分離筒91は、上
大径部101 、下細りテーパ状部102および下小径部103
を有している。分離筒内面111 上端には堤部112 および
排水口部113 が設けられている。堤部112 および排水口
部113 は、図１の実施の形態のものと同一のものであ
る。排水口部113 には小孔114 が形成されている。一
方、分離筒内面111 下端には堤部が設けられておらず、
分離筒内面111 の下端開口の全体が固形物排出口部115
となされている。

【００３６】分離筒91の軸線をＣ、軸線Ｃから堤部112
先端までの回転半径をｒ1 、軸線Ｃから分離筒91の内面
下端開口縁部までの回転半径をｒ2 としたときに、ｒ1
＞ｒ2 である。

【００３７】この実施の形態による分離筒91内で分離さ
れた水分Ｗおよび固形物Ｄは、上記実の形態による場合
と同様に、水分Ｗのみが小孔114 から排出され、固形物
Ｄは固形物排出口部115 から排出される。

【００３８】図８は、図６の実施の形態による遠心分離
装置の分離筒91の変形例を示している。この変形例によ
る分離筒91の上端には堤部121 および排水口部122 が形
成されている。堤部121 の内側全体は開口され、その開
口に上位の分離筒91の小径部103 が挿入されている。下
位の分離筒91の大径部101 と上位の分離筒91の小径部10
3 が２重壁構造を形成している。堤部121 の先端部と小
径部103 の間には間隙が形成されており、これが排水口
部122 を形成している。同間隙を複数箇所において横断
している連結部131 によって上下の分離筒91が連結され
ている。

【００３９】

【発明の効果】この発明によれば、フィルタを用いるこ
となく、汚泥原水を、水分と半脱水固形物とに分離する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による遠心分離装置の破砕断面を含む
斜視図である。

【図２】同装置の一部切欠水平横断面図である。

【図３】同装置の分離筒の垂直縦断面図である。

【図４】同装置による分離動作の説明図である。

【図５】同装置の分離筒の変形例を示す破砕断面を含む
斜視図である。

【図６】この発明の他の実施の形態を示す遠心分離装置
の図１相当の破砕断面を含む斜視図である。

【図７】同他の実施の形態による遠心分離装置の分離筒
の垂直縦断面図である。

【図８】同他の実施の形態による遠心分離装置の分離筒
の変形例を示す破砕断面を含む斜視図である。

【符号の説明】

11 ボディ 12 回転体 13 分離筒 72 堤部 73 排出口部 R1 回転半径 R2 回転半径

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直軸線を有する分離筒と、 分離筒をそれ自身の軸線から所定距離を隔てた垂直線を
   軸として回転させる公転手段と、 分離筒をそれ自身の軸線を軸として回転させる自転手段
   と、 分離すべき原水を分離筒内に導入する導入手段と、 を備えており、 分離筒の内面上端に内方突出環状堤部が設けられるとと
   もに、堤部の内側に排水口部が設けられ、分離筒の軸線
   から堤部先端までの回転半径より、分離筒の内面下端開
   口縁部までの回転半径が小である、 遠心分離装置。
2. 【請求項２】 装置ボディに垂直線を中心として回転自
   在に支持されている回転体と、 回転体の回転中心から所定距離を隔てた円周上の複数箇
   所に回転自在に取付けられている垂直回転中心を有する
   複数の分離筒と、 分離すべき原水を各分離筒内に導入する導入手段と、 を備えており、 各分離筒の内面上端に内方突出環状堤部が設けられると
   ともに、堤部の内側に排水口部が設けられ、各分離筒の
   軸線から堤部先端までの回転半径より、各分離筒の内面
   下端開口縁部までの回転半径が小である、 遠心分離装置。