JPS60166054A - 向流型分離板式遠心分離機 - 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】 産業上の利用分野： 本発明は分離板式遠心分離機に関する。

従来技術： 公知の各種遠心分離機の中には分離板式竪型遠心分離機
とデカンタ式横型遠心分離機とがあり、前者は第１図縦
断面図に示すように、積層陣笠状分離板０５を内蔵づ−
ろもので、高回転数で回転され、分離効率が大きいこと
で知られている。しかしその処理能力を大ぎく桐 するために分離板の積層数を増加し長期化すると、分離
板間の均等な原液配分が困難となるので、長胴型遠心機
への陣笠状分離板の適用は好ましくない。またこの型式
の遠心分離機には固形分を濃縮して排出する機能がない
のでその用途も限定される。

一方、デカンタ式横型遠心分離機においては、回転円胴
中に適宜の差速をもってスクリュウコンベヤを同軸的に
回動することにより連続排出を行なうことができるので
、下水汚泥の固形分の濃縮や脱水のように、大量の高濃
スラリーの固形分の荒取りには好適であるが、分離精度
が低いので、燃料油の清浄のように固形分の濃度が小さ
い微粒子の分離には不向きである。

発明の目的： 本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、デ
ィーゼルエンジンの燃料油や潤滑油のように比較的少量
の微粒子を含有する原液から固形微粒子を分離すると匁
もに脱液するに適する大容量で高性能の分離板式遠心分
離機を提供することを目的とする。

発明の構成： そのために本発明は、シリンダと該シリンダに内挿され
たスクリュウコンベヤとを速度差をもってそれぞれ回転
し、上記スクリュウコンベヤの軸心部の原液供給口より
上記シリンダ内に供給される原液を遠心力にて固形物と
清澄液に分離し、固形物は上記スクリュウコンベヤの推
力により上記シリンダの一端から排出すると又もに清澄
液は上記シリンダの他端より溢流するようにした遠心分
離機において、スフリーラコンベヤの軸の外周にそれぞ
れ半径方向に対して傾斜角θを有するとともに、上記シ
リンダ内に形成された液層の自由表面から後記らせんま
での半径方向高さＨＶｃ対し相互間隙ｙがｙ≦１４ｓｉ
ｎ　Ｏｆ満たすように挾められて突設され原液供給口か
ら清澄液出口に向かって延びる多数の縦通分離板と、上
記縦通分離板の外端縁を囲繞巻回するらせん面スクリュ
ウとを具えたことを特徴とする。

本発明の一実施例を図面について説明すると、第２図は
その縦断面図、第３図は第２図の■−■に漕った横断面
図、第４図は第２図の分離板を示す拡大図、第５図Ａ、
Ｂ、Ｃは第２図の分離区域のモデル図を示す縦断面図、
部分斜視図および部分横断面図、第６図は第４図の分離
板の変形例を示す図である。

上図において、ｌは両端がそれぞれ軸受により軸支され
軸線の周りに高速回転し５固形分出口方向で胴内径が徐
々に小さくなるシリンダ、２は両端がそれぞれシリンダ
ｌの両端に同軸的に内挿枢支されシリンダｌより若干小
なる回転数をもって同一方向に回転するスフリーラ軸、
３はスクリュウ軸２の右端中心孔中に延びる給液管４を
経て外部より供給されろ原液をシリンダｌ内に供給する
ためにスクリュウ軸２に半径方向に穿設された複数の供
給口、５はスクリュウ軸２の外周に微少間隔を存して等
間隔で半径方向に対しθの傾斜角で突設され供給口３付
近から軸方向に右方へ延びる多数の縦長の平面よりなる
縦通分離板、７は縦通分離板５の外端縁を囲繞巻回した
のちスフリーラ軸２の外周を巻回して左方へ延びろらせ
ん面、１０−１．ｔｏ−２はらせん面７により形成され
たらせん流路、１２はシリンダ１およびスクリュウ軸２
をそれぞれ所定の回転数で回転するだめのギヤボックス
、１３はケーゾングである。

発明の作用： このような装置において、給液管４を経て供給される原
液はスクリュウ軸２に開口する複数の供給口３かも、矢
印に示すように、半径方向に流入し、固形粒子の移動流
れを撹乱することな（シリンダｌの分配区域中に入り、
シリンダｌの内周に清って厚さＨ、自由表面Ｆの中空円
筒状液層１４となり、縦通分離板５０間を右方へ流れた
のち清澄液出口６より排出され、比重差により分離され
た固形物はらせん流路１０−１内の流層１４の外側にヌ
ラソジ層を形成してらせん面７による推力を受けてシリ
ンダｌの内面をコーン部らせん流路１Ｏ−２に搬送され
、脱液されたのち固形物出口８より排出されろ。

その際、原液は第５図に示すように、縦通分離板５０手
前の分配区域において旋回流を起こしながら、各縦通分
離板間に均等に分配され、分離板間を流れる原液中の微
粒子は、同図矢印に示すように、遠心力により沈降し、
流路の外周側の隣接分離板上に沈着し７、分離板に沿っ
て滑落し、らせん流路１０−１のシリンダ内周面に堆積
する。

その際、分離板表面の流速は零であるので、分離板上に
沈着した微粒子はその時点で軸方向の速度成分は零とな
り、微粒子は完全に軽液から分離されろことになる。

降しなければならないが、本装置では、同図に示すよう
に、半径方向に沈降距離１１だけ沈降すれば、すぐ分離
板５に当たるので、沈降は迅速に行なわれる。そのため
に分離板は例えば０．５〜２０．０咽というように狭い
すきまで多数並設されている。

また、因みに公知の分離板式竪型遠心分離機の分離板で
は、第１図の部分拡大図に示すように、点ａにある微粒
子は実線矢印で示づ−外向半径方向の遠心力および陣笠
状分離板に沿う流速の合成として破線方向に移動して、
点ａ′で陣笠状分離板上に沈着し、こＮでは層流である
から、Ｘ方向の速度は零となり、微粒子は遠心力の作用
で破線矢印に示す方向に移動する。

これが分離板式竪型遠心分離機の分離効率を高める所以
であるが、一方、微粒子の滑落方向は流速と正反対方向
になるので、これにより微粒子の自由な滑落は阻げられ
、沈着粒子層が厚く形成される場合は、一旦分離板に沈
着した微粒子の剥離が生じ、微粒子が再度流体と混合し
て流体の流速方向に流れてしまう現象も発生する。

しかしながら、本装置では、分離板上に沈着した微粒子
の滑落方向は、半径方向つまり、第５図に示すように、
軸方向の液流速に対して直交する方向であるから、微粒
子の滑落は阻げられることな（行なわれ、常に分離区域
内を外周方向へ移動してゆき、この微粒子の挙動は分離
板間隔に対して沈降粒子層が厚く形成される場合に非常
に有利である。

こ又で、岸発明に係る縦通分離板の理論的解析を行なう
と、下記のようになる。

一般に遠心分離機による微粒子を含有するスラリー処理
量Ｑはｔｌ）式で表わされる。こＮでＳは相当遠心沈降
面積である。

Ｑ−Ｖｇ　−８・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・　＋１）縦通分離板を具えない単なる円筒状遠
心分離機における相当遠心沈降面積Ｓは（２）式で表わ
されろ。

ここで１″０は液層の外径、ｌ゛１は液層の内径、ωは
角速度、Ｌは液の軸方向長さである。

これに対し、本発明に係る縦通分離板を具えた円筒状遠
心分離機におけろ相当遠心沈降面積Ｓａは（３）式で表
わされる。

従って、例えば、ｒｏ　＝１２　Ｅｌｌ＋ＩＩＩＩ　、
　ｒ、　＝９５　＋ｒｕｎ　、　ｙ　＝　ｌ　ｍｍ　、
θ＝３０°　、！：　−１−ル、！：、Ｓ　ａ　／　Ｓ
の比は、（（１）式で示１−ようになる。

上記例で示したように、本発明によれば、縦通分離板の
採用により、公知のデカンタ型遠心分離機の１０倍以上
の微粒子分離能力を発揮することができる。

なお、分離板としては、第４図に示した長方形平板のほ
か、第６図に示すように、折曲板、湾曲板、台形板およ
びこれらの組合せ等の種々の形状のものが採用される。

科詰りを防止１−る関係上、約０．５欄である。

また分離板の自由表面から最外径（らせんスクリュウと
の境界）迄の浸漬深さ：Ｈ１分離板と半径方向とのなす
角度θの間には、半径方向に沈降する微粒子が必ず分離
板に尚たるようにづ−ろために、 Ｙ　’４　Ｈｓｉ。θ の関係が成立てるようにづ−る。

実際にはθは１０°〜６０°、ｙは、１Ｘ　１４ｓｉｎ
θ〜ＬＨｓｉ口θが好適である。

発明の効果： このような装置によれば下記の効果が奏せられる。

（１）　軸方向に延びろ縦長の縦通分離板の採用により
シリンダの胴径がそれほど大きくならないので、遠ノし
力に起因する強度上の制約を受けないから、高速回転が
可能となり、比較的小径であるにもか〜わらす処理能力
を太き（し、同時に分離精度も高めろことができろ。

（２）　固形分濃度の少ない原液例えば燃料油、潤滑油
等を高い分離精度のもとで大量に清浄づ−ることかでき
ろ。

（３）分離板上におけろ固形粒子の滑落方向と液の流れ
方向とが互いに干渉しないので、分離効率が太きい。

（４）　各縦通分離板への原液分配が分離板の手前で行
なわれるので、各分離板に均等に負荷できろ。

（５）固形物の連続排出かできるので、原液の大量連続
処理に好適である。

（６）三相分離（水、油、固形物）にも利用可能で、こ
の場合軽液と重液の境界面の位置は縦通分離板高さの任
意の位置てあっても支障がない。

（７）排出固形物は脱液され減容化されているので、取
扱が容易である。

要するに本発明によれば、シリンダと該シリンダに内挿
されたスクリュウコンベヤとを速度差をもってそれぞれ
回転し、上記スフリーラコンベヤの軸心部の原液供給口
より上記シリンダ内に供給される原液を遠心力にて固形
物と清澄液に分離し、固形物は上記スフリーラコンベヤ
の推力により上記シリンダの一端から排出すると瓦もに
清澄液は上記シリンダの他端より溢流するようにした遠
心分離機において２クリユウコンベヤの軸の外周にそれ
ぞれ半径方向に対して傾斜角θを有するとともに、上記
シリンダ内に形成された液層の自由表面から後記らせん
までの半径方向高さ１１に対し相互間隙ｙがｙ≦１−］
　ｓｉｎθを満たすように挾められて突設され原液供給
口から清澄液出口に向かって延びる多数の縦通分離板と
、上記縦通分離板の外端縁を囲繞巻回するらせん面スク
リュウとを具えたことにより、高性能の分離板式遠心分
離機を得るから、本発明は産業上極めて有益なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の分離板式竪型遠ノし分離機の分離板の作
用を示す部分縦断面図、第２図は本発明の一実施例を示
す縦断面図、第３図は第２図のｕｔ−■に涜った横断面
図、第４図は第２図の縦通分離板を示す部分拡大図、第
５図Ａ　、　Ｂ　、　Ｃは第２図の分離区域のモデル図
を示づ一縦断面図、部分斜視図および部分横断面図、第
６図は第４図の分離板の変形例を示す図である。 ■・・シリンダ、２・・スクリュウ軸、３山供給口、４
・・・給液管、５，５′・・・縦通分離板、７・・・ら
せん面、ｌ　Ｏ−１、ｌ　Ｏ−２・・・らせん流路、１
２・・・ギヤボックス、１３・・・ケーシング、１４・
・・液層、 １セ゛・・・自由表面、Ｈ・・・縦通分離板の浸漬深さ
、ｌ］・・・沈降距離、Ｊ〕・液層の厚さ、ｙ・・・縦
通分離板の１−きま、θ・・・縦通分離板の傾斜角、Ｓ
・・・相当遠心沈降面積、１″１　・・・液層の内径、
ｒｏ　・・・液層の外径、ω・・・角速度代理人　弁理
士　塚　本　正　文 手　続　補　正　男 昭和タタ年３月８　日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ／　事件の表示 昭和５７年特許願願力／ど、２０ｇ号 ２　発明の名称 分離板式遠心分離機 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 任　所　東京都千代田区丸の内二丁目乙番２号名称　三
菱化工機株式会社 代表者　雲瀬富三部 久　代　理　人　〒／乙Ｏ 住　所　東京都新宿区南元町５番地３号乙　補正により
増加する発明の数　なし７　補正の対象 ７／）添付図面の第２図 ７．２）明細書の発明の詳細な説明の欄と　補正の内容 ｇ、／）添付図面の第２図を訂正 別紙図面の通り ｇ−２）明細書の発明の詳細な説明の欄（１）明細書３
頁上からグ〜Ｊ−行目「大量の高濃スラリー」を「大量
の高濃度スラリー」に訂正。 （２）明細書４頁」二から７行目「厚さＨ」を「厚さＤ
」に訂正。 （３）明細書３頁上から７３３行目流層／り」を［液層
／ＩＩＪに訂正。 （４）明細１乙頁下から３行目「原液は第３図に」を「
原液は第２図に」に訂正。 （５）明細書７頁」二から一行目「同図矢印に」を「第
５図矢印に」に訂正。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダと該シリンダに内挿されたスクリュウコンベヤ
   とを速度差をもってそれぞれ回転し、上記スクリュウコ
   ンベヤの軸心部の原液供給口より上記シリンダ内に供給
   されろ原液を遠心力にて固形物と清澄液に分離し、固形
   物は上記スクリュウコンベヤの推力により上記シリンダ
   の一端から排出すると匁もに清澄液は上記シリンダの他
   端より溢流するようにした遠心分離機において♂クリー
   ウコンベヤの軸の外周にそれぞれ半径方向に対して傾斜
   角θを有するとともに、上記シリンダ内にθを満たてよ
   うに挾められて突設さＡ電属液供給口から清澄液出口に
   向かって延びろ多数の縦通分離板と、上記縦通分離板の
   外端縁を囲繞巻回するらせん面スフリーラとを具えたこ
   とを特徴とする分離板式遠心分離機。