JPS5916505B2 - 泥水分離機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は泥水処理システムにおける泥水分離機の改良に
関するものである。

建設工事、土木工事或いは基礎工事における地下連続壁
、場所打杭、シールド工法等の土質安定液を使用する施
工では、最終の廃液処理が公害上の見地から問題を提起
するのもさること乍ら、肝要なのは、使用中の安定液の
管理にもとづくクリーンシステム、施工精度の維持向上
と掘削中の事故防止および水中コンクリートの強度の確
保等が強く要請されることにある。

かかる泥水処理システムにおいては、竪型遠心分離機（
脱水機）が用いられる。

従来におけるこの種の竪型遠心分離機は、底部に排出口
を備え、上部に泥水供給口及び回転駆動軸を備えた固定
ケーシングと、該ケーシングの内部で回転する筒状のバ
スケットとからなり、バスケットの環状底部内で十字状
に配列したアームの交叉中心部に上記回転駆動軸を固着
して高速回転せしめ、該高速回転駆動中にケーシングの
中心部から泥水（例えばスライムの混入した安定液）を
バスケット内に供給すると、泥土はバスケットの内周壁
に沈降耐着する。

一方、ベントナイト微粒子等を含む水は分離されてバス
ケット外に排出され、これを回収する。

しかして、バスケットが泥土（土砂を含む）耐着容量の
限界に達した時、脱水作業を一時中止させ、泥土を掻き
取らなければならない。

このような非作業時間は泥水濃度を２０％とした場合、
約１２分である。

そして、掻取作業を行なうに当り、バスケットの回転は
高速（約９０ Ｏｒｐｍ）から極低速（約６ Ｏｒｐｍ
）まで落とさなければ、バスケットの環状底部における
排土口から土砂がケーシング外に排出されない。

これは、前記環状底部とアームとにより構成される排土
口、即ち環状底部内周とアーム側面とにより構成される
開口部に、高速回転の慣性に基づく土砂の慣性力により
、該環状底部内周又はアーム側面に水平方向の押圧力が
作用して土砂を耐着せしめ、この堆積が増加して開口部
を閉塞することに因る。

しかして極低速になると、これらの環状底部内周又はア
ーム側面に耐着した土砂は、その慣性力に打勝つ重量圧
により崩壊し開口部から落下し排出口に至る。

かくして掻取り作業から次の脱水作業に移る場合、即ち
極低速回転から高速回転に至らしめるのに一工程約１７
分として約２分３０秒を要し、高速から低速回転に移る
中速回転（約７２ Ｏｒｐｍ）におけるスキム作業から
次の掻取り作業に移るには１分３０秒を要する。

更には、極低速で掻取り作業を行なうため、掻取り力も
弱く、その作業に５分３０秒も要した（表−１５表−２
参照）。

本発明はかかる事情に鑑み、泥水分離機の稼働効率を向
上せしめることを目的とするもので、これをバスケット
の底部を改良することによって解決した。

この改良の特徴は、固定ケーシングの内部で無孔壁のバ
スケットが、バスケットの底部中心に設けた環状底部に
固着された回転駆動軸により回転自在に吊支され、かつ
、環状底部に略十字状のアームで囲まれた排土口を設け
てなる泥水の竪型遠心分離機において、前記環状底部の
排土口の内周面及びアームが環状底部の軸−に対し排土
方向へ３０度乃至４５度傾斜して設けられていることを
特徴とする泥水分離機であり、また、固定ケーシングの
内部で無孔壁のバスケットが、バスケットの底部中心に
設けた環状底部に固着された回転駆動軸により回転自在
に吊支され、かつ、環状底部に略十字状のアームで囲ま
れた排土口を設けてなる泥水の竪型遠心分離機において
、前記環状底部の排土口の内周面及びアームを環状底部
の軸線に対し排土方向へ３０度乃至４５度傾斜して設け
、かつ、上記排土口に向けて開口するエアノズルを内設
することにより、ノ（スケットの泥土掻取時に排土を促
進する空気の吹付をなしうるようにしたことを特徴とす
る泥水分離機にある。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は泥水分離機の中央縦断面図を表わしている。

図において、符号１は固定ケーシングで、底部に排出口
２を備え、上部に泥水供給口３および回転駆動軸４を抱
持した軸ケーシング５を備えている。

回転駆動軸４は固定ケーシング１の上部に突出し、その
端部は油圧モータ（図示略）なとの回転駆動源と接続さ
れる。

一方回転駆動軸４の下端は、バスケット９の底部を吊支
すべく環状底部６に十字状に配列したアーム７の交叉中
心部８に固着されている。

したがって、バスケット９は回転駆動軸４にのみ支持さ
れて固定ケーシング１内において回転自在に設けられる
。

バスケット９は筒状体で、その内周壁は無孔であり、泥
土の耐着を可能ならしめる上部堰板１０と下部堰板１１
とを有する。

しかして、第２図、第３図及び第４図に示すように、環
状底部６とアーム７にて画成する排土口１２は従来のそ
れと異なる構成である。

即ち、環状底部６の内周面及びアーム７は環状底部６の
軸線に対し排土方向へそれぞれ所要の角度を有する斜面
６’、７’を有し、第５図に示すようにアーム７は全体
として舶用等のプロペラと略同じ仕様か施されている。

しかもアーム７をこのように形成するためにその回転に
よる偏心が生じないよう、アーム７の重心線が回転駆動
軸４の取付孔１３の中心と交叉すべく相Ｗに位相し、従
来のそれの如く完全なる十字状配列となっていない。

この斜面６’、７’は任意の角度でよいが、好ましくは
３０〜４５度がよい。

因みに、本例においては環状底部６の斜面６′の傾斜角
は３０度であり、アーム７のそれは４５度としている。

なお、アーム７の斜面７′上端のエツジを長さ方向に多
少切削し、面取部１４を形成しアーム７に長尺屑などが
耐着するのを防止すべく鋭角を避けるのがよい。

これら斜面６’、７’はバスケット９の外方へ向けられ
でいるもので、回転方向に対し迎角の状態で回転する。

したがって第４図に示すように、環状底部６の上方から
落下する泥土はアーム７の斜面７′に当って下方に落ち
、或いは、環状底部６の内周の斜面６′に当り下方へ落
ち、若しくは斜面６′。

７′に沿って下方へ摺り落ちる。

かくして、斜面６’、７’に耐着するこなく且泥土の排
出が間断なくスムーズに行なわれ、排土口１２を閉塞し
ないこととなる。

その為、掻取り用の低速回転は約３００回転に落とせば
可能となることが確認できた。

□なお、第１図において、符号１５はエアノズルを付設
する例を表わし、固定ケーシング１の外部に配設したコ
ンプレッサ１６から導くエアホース１７等に連結した管
体１８を軸ケーシング５の側部に固定し、エアノズル１
５が排土口１２に対向している。

したがって、バスケット９の内周壁に耐着した泥土の掻
取り時に、エアノズル１５がら空気を吹き付けると泥土
の排出が促進される。

なお、従来のバスケットを有する泥水分離機に、この空
気吹付のみを施してもよく、掻取時間の短縮がなされる
。

上記構成に係る本発明泥水分離機と従来の泥水分離機の
稼働比較実験データを示すと以下の通りである。

なお、本例において、エアノズルの使用はなされていな
い。

表−１の関係を１時間の工程において示すと第６図のよ
うになる。

かくして、本発明泥水分離機によれば、播取作業から吸
泥（泥水供給）作業に移る場合、即ち３００ｒｐｍから
８９Ｏｒｐｍまで回転数を上昇させるのに約１分５０秒
となり、４０秒の時間短縮がなされ、スキム作業から掻
取作業に移る場合、即ち７２０ｒｐｍから３０Ｏｒｐｍ
まで下降させるのに約１分となり、３０秒の時間短縮が
なされる。

また、従来より回転数が高くて掻取りが可能となるため
、掻取力も強く、これに要する時間も約３分４０秒とな
り、１分５０秒の時間短縮ができる。

このように、一工程における時間の短縮は合計約３分に
なるが、これを一定の時間（６０分）の処理に換算すれ
ば従来よりも略一工程増えることとなり（第６図）、そ
れだけ泥水処理量の増加をもたらすこととなる。

したがって長時間に及ぶ一定時間又は所要工程数におけ
る泥水分離作業を行なえば、かなりの工程数の増加又は
時間の短縮を期待できることが明らかである。

なお、実際の泥水処理に当っては、泥水濃度を測定し、
その濃度に見合った処理方法を実施するものであるが、
この泥水濃度と処理量との関係は密に関連する。

そこで、表−２にこれらの関係を表わす。

表−２において、バスケットは４８インチ径、容量は０
．４５ｍ”とし、従来のバスケットの脱水処理を行なっ
ていない時間を１２分とし、本発明に係るバスケットの
脱水処理を行なっていない時間を９分とし、かつ吸泥（
泥水供給）は１分間に０．５ｍ’とする。

表−２の関係を示すのが第７図である。

これらの関係から判るように、本発明によれば従来のも
のに比べ、第７図斜線図示部分が増加し、泥水濃度が高
い程一時間当りの処理能力が増大する。

以上記載した如く、本発明によると、泥水分離機のバス
ケット底部を前記の如く改良することにより、泥土が慣
性力によって排土口の内縁に付着せんとしてもモーメン
トの合成力が形成されて泥土に対し下向きの移動力を与
える一方、エアノズルから空気を吹きつけて泥土の付着
を防止できるから、低速回転は勿論のこと高速回転にお
いても排土口の目詰りが生じないため、従来の如く掻取
り作業でバスケットを極低速回転に下げる必要がない。

また掻取り力も強力となるから、一工程に要する時間の
短縮が図れ、作業能率が向上する。

そして更には、所要駆動力の節約がなされて省エネルギ
ーに貢献しうるほか、機械的に無理の生じない設計がで
き、またバスケットは無孔の周壁とすることにより如何
なる泥水の比重、粘性、砂分率等であってもスムーズに
分離できる。

しかも構成は簡便にして従来の泥水分離機にバスケット
を取り替えるだけで本発明の上記効果を達成できる利点
をもつ。

かかる故に、前記泥水処理システムにおける貢献性は頗
る大きい。

なお、本発明泥水分離機は基礎工事等に用いることに限
定されるものでないことはいうまでもなく、下水等の汚
泥処理その他に用い得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る泥水分離機を示す中央縦断面図、
第２図はバスケット底部を示す平面図、第３図は第２図
■−■線断面図、第４図は第２図ＩＶ−ＩＶ線断面図、
第５図はバスケット底部を外方からみた斜視図、第６図
は本発明と従来の泥水分離機の稼働比較実験結果を示す
グラフ、第７図は本発明と従来の泥水分離機における泥
水濃度と１時間当りの処理量の差異を表わすグラフであ
る。 １・・・・・・固定ケーシング、２・・・・・・排出口
、計・・・・・泥水供給口、４・・・・・・回転駆動軸
、５・・・・・・軸ケーシング、６・・・・・・環状底
部、６’、？’・・・・・・斜面、７・・・・・・アー
ム、８・・・・・・交叉中心部、９・・・・・・バスケ
ット、１０・・・・・・上部堰板、１１・・・・・・下
部堰板、１２・・・・・・排土口、１３・・・・・・取
付孔、１４・・・・・・面取部、１５・・・・・・エア
ノズル、１６・・・・・・コンプレッサ、１７・・・・
・・エアホース、１８・・・・・・管体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定ケーシングの内部で無孔壁のバスケットが、バ
   スケットの底部中心に設けた環状底部に固着された回転
   駆動軸により回転自在に吊支され、かつ、環状底部に略
   十字状のアームで囲まれた排土口を設けてなる泥水の竪
   型遠心分離機において、前記環状底部の排土口の内周面
   及びアームが環状底部の軸線に対し排土方向へ３０度乃
   至４５度傾斜して設けられていることを特徴とする泥水
   分離機。 ２ 固定ケーシングの内部で無孔壁のバスケットが、バ
   スケットの底部中心に設けた環状底部に固着された回転
   駆動軸により回転自在に吊支され、かつ、環状底部に略
   十字状のアームで囲まれた排土口を設けてなる泥水の竪
   型遠心分離機において、前記環状底部の排土口の内周面
   及びアームを環状底部の軸線に対し排土方向へ３０度乃
   至４５度傾斜して設け、かつ、上記排土口に向けて開口
   するエアノズルを内設することにより、バスケットの泥
   土掻取時に排土を促進する空気の吹付をなしうるように
   したことを特徴とする泥水分離機。