JPS5874154A - デカンタ型分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデカンタ型分離装置、特に回転自在に固定され
た円錐円筒バレルとこのバレル内に設けられバレルの回
転速度とは興なる速度で回転して固体を移送するねじ型
ロータとを含む分離装置に関するものである。

この種の傾瀉清澄装置は従来デカンタ遠心分離機又は単
にデカンタとして呼称され一般に周知でありまた通常の
場合反流原理に従って動作する。

デカンタ装置における主たる設計上の問題は同体移送ね
じの構造に企る。ねじの幾何学的形状は固体がテーパバ
レル部から確：実に排除されるように設定されなければ
ならず、この時に連続的な排：・ 除が行われることなく固体がバレル内に逆流したりある
いはバレルによって回転が与えられてしまうようなこと
がないようにしなければならない。

経験上固体の移送及び排除における種々の問題はバレル
のテーバの存在によって増加することが知られている。

また、固体の移送はねじのピッチあるいはロータの段差
を小さくすることにより改良できることが知られている
。

従来の経験からするならば、８ないし１０度のテーバが
満足できる結果を得るために採用されている。

更に、シリンダの半径に対するねじのピッチに関して言
うならば、この値は６ないし８度の範囲に設定すること
が種々の構造上あるいはプロセスにおける要求を折衷さ
せて適当な成果を得るために採用されている。

しかしながら、従来、多くの問題がテーバ部と円筒バレ
ル部との閤の領域においてしばしば生じていた。この領
域に、おいて固体ケーキを形成するＪ：ま ための固体堆積物″′ｉすでに円筒部においてほぼ固体
に近い粘度を有する。従って、この固体ケーキは円筒部
とテーバ部との間の接合部を通過するためには破砕され
なければならずまたテーバ部にて最適な新たな形状に成
型しなおされなければならない。また、特にペースト状
の報品を処理する場合には、固体はテーバ部において蓄
積される場合が生じ、ロータにより生起される押し出し
効果が固体をテーパバレル部に向って送り出す作業を完
全に行っていたとしてもこのように蓄積した固体が円１
１！部に逆流してしまうという事態が生じる。

以上略示した理由に従って円筒部からテーパバレル部へ
の移行領域そして円筒バレル部自体においてもしばしば
固体がバレル内を周回するいわゆる［固体循環移送１と
して知られる現象が生じる。

この現象はもちろん適当な固体分離を著しくさまたげる
とともにまたほとんどその作用を無効にしＣしまうとい
う場合が生じる。

テーパバレル部におけるピッチ角をほぼ８度以上にする
ことが有用な効果を生むということが判明して以来この
結論は対応するピッチ角が同様にバレルの円筒部におい
ても妥当であるという誤解を招いていた。

一般に、当業者はこの結論を有用な解決手段であるとし
て受は取った。すなわち、周知のようにフルサイズねじ
型ロータを用いた実験はそれ自体実現性に乏しく、特に
このようなねじの製造には多大の費用が必要となり、有
用なねじ型０−夕の製造は多くの技術的そして製造上の
問題を生じ、またこれによって費用が多額になるという
問題があり、このような理由から前述した結論に対する
実験的な証明が行われにくかった。

もちろん、多（の実例において周知のデカンタ型分離装
置は充分満足できる結果が得られないということは知ら
れており、また液体のＷ４溜作用を改良するために方法
あるいは手段を見い出すための数多くの努力がなされて
きた。

良い清澄作用を行うためにはデカンタのロータ上にとど
まる最適な定在時間を必要とする。また、ロータの段差
を通過する液体流中に乱れが生じないような設計をする
必要がある。

この結果、満足されるべき条件としては、ねじとバレル
とのわずかな差動速度、段差のできる限り滑かなスロー
プ、らせんが一体に溶接接合されている部分においても
必要とされるねじの高精度のそして均一な平面スロープ
、そして均一な寸法精度が上げられる。

流れを安定化させるために特に重要なことは逆流速度を
低下させることである。所定の液体処理量に対して、で
きるだけ広いねじダクトを選択することは有効であり、
またこれは理論的にピッチを増加することによって実現
可能である。しかしながら、このような方式は実験結果
とは矛盾するものであり、また固体の移送を適当に行う
ことはできないであろうという危険性が指摘されていた
。

このような理由から、当業者はほぼ６ないし８度より大
きなねじピッチを使うことを自制していた。そしてその
代りに、他の手段によって液流の状態を改善することに
よってｌｌ’ｉＦｌ用１高める努力がなされていた。　
　　、１ ねじに起因する液流の乱気を除去するために、短絡路あ
るいはバイパスが提案され、これによって乱れの原因と
なる液流はもはやねじダクト内を流れる必要がなくなる
。

また、改良された結果を得るための努力は浸漬ねじロー
タとしてロータを用いることによっても行われた。浸漬
ねじロータを使用する基本的な作動原理は液体もしくは
少なくともその一部を数多くの孔が設けられたロータ本
体の短絡路あるいはバイパス路を通しニオ−バフローす
るように流すことであり、これによって、ねじ空室への
液流及び体積の妨害を限定し、ロータ空洞中の安定化さ
れている領域への悪影響を除去することができる。

狭い段差が使われるとともに大きなロータ本体が用いら
れまた余剰水はロータ本体自体に設けられている透孔を
通ってオーバフロ一端へ流れることができる。一方にお
いて、このような解決手段における欠点としては、起動
時にロータを充満させる際に、沈澱した固体がロータ空
洞内に落下し局部的な体積物を珍１成することにある。

従って、ロータの再起動時にζ、これらの局部的な堆積
物はデカンタをアンバランスにしまたこれによって装置
を分解してロータを洗浄のために取り外さなければなら
ないような作業を課す場合がある。

他の解決手段としてリボン型ねじ構造の改良が行われ、
リボンとロータ本体との闇に突出縁、うねあるいはこれ
と類似する緑溝形成素子によって液体を軸方向に導く方
式が提案されている。

しかしながら、このような付加的構造は設計及び製造上
の複雑さを増加するとともに点検保守を困難にするとい
う欠点があった。この結果、このような解決手段はほと
んど実用上有用な物として認められなかった。　・ 以上のように、従来の各種の解決手段では液流の乱れの
発生を防止することが不可能であった。

本発明は前記従来の課題に鑑み為されたものであり、そ
の目的は、良好な清澄作用が得られるとともに連続的か
つ滑かな固体移送除去作用を行うことのできるデカンタ
型分離装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明においては、円筒バ
レル部の少なくとも一部に沿って伸張した集中清澄領域
が設けられ、またこの集中清澄領域内におけるねじのピ
ッチがほぼ１０度より大きく形成されていることを特徴
とする。

本発明は従来にない新規なかつ従来とは全く異なるむし
ろ従来において避けるべきであった基本的な構成を用い
たことを特徴とし、すなわち、長年の従来の経験及び当
ｉ□者においては用いるべきでないとされていたピッチ
が利用されている。これはねじのピッチを従来において
実現可能であると考えられていた一般的な推奨値よりも
大きく設定したことにある。

本発明を用いること（よって極めて有用な効果を達成す
ることができ、これは特に被清ＷＩ液が驚くほど良好に
清澄されることによって示される。

すなわち、本発明によれば、ねじの段差を通過する液体
の流れから乱れの発生を効率良く除去することができ、
これによって、前述した所望の効果を容易に達成するこ
とが可能となる。

更に、本発明の実施例によれば、有害な逆流速度を著し
く低下させるという効果を生じることができる。

本発明に係るデカンタ型分離装置における更に改良され
た構成によれば、ねじのピッチは集中清澄領域において
ほぼ１５ないし６０度とすることができる。また好まし
くは、本発明による構成において、従来と同様のピッチ
を有するねじ部と前述した集中清澄領域との間に移行領
域を設けることが良く、この移行領域におけるねじのピ
ッチは徐々に連続して増加するように形成することが良
い。

また前記移行領域が３６０°ま１伸張すれば更に他の有
用な効果を達成することが可能となる。

更に本発明における他の良好な実施例に従えば、前述し
た移行領域は円筒バレル部に対してテーバ部が接合する
領域に設けられることが良好である。

更に、本発明における他の改良された構造として集中清
澄領域におけるねじピッチをテーバ部からの距離にした
がって増加さ、′ｉ！るこｉが好適であり、これよって
拡散部が形・成′される。そして、好ましくはこの拡散
部において液流ガイド素子あるいはそらせ板を段差の間
に設けることが好ましい。

前記ガイド素子あるいはそらせ板により、分岐流路内の
流れは通路面壁に沿って維持されることとなる。

本発明は一見矛盾すると思われるような相反する要求を
両立させることができるという見地に基づてなされてお
り、すなわち、一方において確実かつ連続的な固体の移
送及び除去を行うことができるとともに他方おいて可能
な限り安定な液流を得ることを可能としている。

従って、本発明の基本となる技術思想に従えば、ねじの
低いピッチはテーババレル部において確保されまた同様
に円筒バレル部の一部においても確保されることが好ま
しい。従って、本発明によれば、適当な徐々にまた連続
的な移行の後に従来とは全く異なる大きなピッチを用い
ることができ、これによって実質的に液流の速度を減少
させることができまたこの：″結果従来前えられない程
変に：・、′：・。

液流の乱れを減少さ、、せ効率の良い清澄作用を行うこ
とが可能となる。

本発明において、ねじのピッチを従来の装置よりも「実
質的に大きく」することは極め工重要であり、このこと
は、ピッチを１０度、よりも僅かに大きな値としたよう
な構造においても改善された結果が得られることを意味
する。この場合において、ねじピッチを周知の構造より
も著しく大きく設定することも同様に本発明の効果を何
ら疎外することがなく、このピッチ角を４０から５０度
の範囲に設定することも可能でありまた特定な場合にお
いて６０度台とすることも何らの問題がない。

このピッチの最上限値はバレルの端部から堆積した粒子
を除去することができるか否かの条件によって定められ
る。

本発明の範囲内において、ねじピッチの上限値は段差の
粗度に主として依存するが、またもちろん処理・される
製品の特性によってもまた段差の磨耗状態によっても変
化する。一般に本発明の範囲内で考えられ得る上限値は
ほとんど段差面の状態に依存するということができる。

ねじピッチ範囲の上限値を正しく決定するために他の有
効な方法も採用できる。すなわち、ねじとバレルとの間
の相対速度はねじダクト内で励起運動するロール型の流
れを形成する。この液流は段差の立も上がり端に向かっ
て上昇し、ねじダクトの表面に沿って逆流し、そこから
段差の立ち下がり端において段差間の溝の底に下降する
。この液流の乱れはねじピッチに伴なって増加するので
、前記作用効果は有用なピッチ範囲の上限値を決めるた
めに重要な基準を提供することとなる。

本発明を更に詳細に説明するために、以下に図示した実
施例を示す。図はデカンタ装置の部分的な概略図であり
、この図は符号１０で示されるようにデカンタ装置を完
全に図示するものではなく、単に本発明の特徴事項を理
解するために重要である部分のみを示すに留まる。

円筒部１１ａ及び円錐又はテーバ部１１ｂを有するバレ
ル１１の内部には移送ねじ１２が設けられている。図に
おいて、これらのバレル１１及びねじ１２はその一部が
概略的に示されている。

本発明に従って設けられた集中清ＷＩ領域１３内で、ね
じの段差は移行領域１４及び特にバレル１１のテーバ部
１１．ｂと比較して相対的に大き、な距離で示されてい
る。図から明らかなように、これらの段差は集中清澄領
域１３内において等しい間隔に設定されているのではな
く、むしろそれらの間隔は図の右側へ向かうに従い増加
している。

移行領域１４内において、ねじのピッチは徐々にまた連
続的に増加しており、これによってねじ１２は図におい
て円筒°バレル部の多くの部分を占めている集中清澄領
域１３の全体に渡ってテーババレル部１１ｂより実質的
に大きなピッチを有する。

拡散部１５において、ピッチは連続的に増加しておりこ
れによって分岐流ダクトが拡散８Ｂ１５内に形成される
。拡散部１゛５内において、液流ガイド素子あるいはそ
らせ板１６が概略的に図□示されているように設けられ
、液流ダクトの壁土の流れを保つことができる。

単なる機能的な説明のために、図においては、被処理材
入力部が概略的１符号１７にて示されている。

本発明の範囲において、移行領域１４はバレル１１のテ
ーバ及び円筒部の接合部分から円筒バレ′ル部内に移動
することができる。また、移行領域の形状及び大きさは
本発明から逸脱することなしに変更することができる。

特に、この移行領域は３６０°程度に拡げることができ
る。

原理的に本発明は円筒バレル部及び集中清澄領域内にお
いて、ねじが従来の一般的な構造（゛なわちそのねじピ
ッチが１０度よりも小さい装置に対して実質的に大きな
ピッチを有するようないかなる装置あるいは構造をも含
むものと解釈されなければならない。

′　４、図面の簡単な説明 図は本発明に係るデカンタ型装置の好適な実施例を示す
要部断面図である。

１０　・・・　デカンタ、 １１　・・・　バレル、 １１ａ　・・・　　円−、部、 １１ｂ・・・　円錐支はテーバ部、 １２　・・・　移送ねじ、 １３　・・・　集中清澄領域、 １４　・・・　移行領域、 １５　・・・　拡散部、 １６　・・・　液流ガイド素子あるいはそらせ板、１７
　・・・　彼処ｌ！！材入力部。

代理人　　　弁理士　　　古　１）研　二手続補正書（
龍） 昭和　５７年　１１月２２日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５７年　特許願　第１７３８１８号２、発明の名称 デカンタ型分離装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 氏名　　ウニルナ−スタール ４、代理人 ３１２−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）回転自在に固定された円錐円筒バレル内に固体移
   送ねじがバレル回転速度と異なる速度で回転できるよう
   に構成されたデカンタ型分離装置において、集中清澄領
   域が円筒バレル部の少なくとも一部に沿って伸張し、前
   記ねじのピッチが集中清澄領域において１０度より実質
   的に大きく設定されていることを特徴するデカンタ型分
   離装置。 （２、特許請求の範囲（１）記載の装置においてねじの
   ピッチは集中清澄領域においてほぼ１５から６０度の範
   囲に設定されていることを特徴とするデカンタ型分離装
   置。 （３）特許請求の範囲（１）又−は（２）２のいずれか
   に記載の装置において、ねじの従来ピッチの領域と集中
   清澄領域との間に移行領域が形成されており、ねじのピ
   ッチは前記移行領域内で徐々に連続的に増加した構造を
   有することを特徴とするデカンタ型分離装置。 （４）特許請求の範囲（１）〜（３）のいずれかに記載
   の装置において、移行領域はほぼ３６０゜の大きさを有
   することを特徴とするデカンタ型分離装置。 （５）特許請求の範囲（１）〜（４）のいずれかに記載
   の装置において、移行領域はバレルのテーバ部と円筒部
   との藺の境界領域内に設けられていることを特徴とする
   デカンタ型分離装置。 （６）特許請求の範囲（１）〜（５）のいずれかに記載
   の装−において、集中清澄領域内でのねじピッチはテー
   ババレル部に対して増加しており、これＫよって拡散部
   を形成することを特徴とするデカンタ型分離装置。 （７）特許請求の範囲（６）記載の装置において、拡散
   部にはねじの段差間で液流ガイド素子又はそらせ板が設
   けられていることを特徴とするデカンタ型分離＠冒。 （８）特許請求の範囲（１）〜（７）のいずれかに記載
   の装置において、集中清澄領域はバレルのテーバ部に近
   い円筒領域に設けられている材料供給部からバレルの円
   筒部の終端まで伸張していることを特徴とするデカンタ
   型分離装置。