JPS6240065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、並行流デカンタ型遠心分離機に関す
るものである。

並行流デカンタ型遠心分離機において、液体と
固形物は分離中に遠心分離機中で同方向に移動す
る。典型的な並行流デカンタ型遠心分離機は 米国特許第3279687号 米国特許第3279688号 米国特許第3321131号 に開示されている。

遠心分離機は軟スラツジを分離するために、そ
の需要は増大している。（軟スラツジではその中
の固形物成分が本質的には多孔質かつ軟質である
ため、遠心中ではその中の液成分に極く近い見掛
け上の密度を持つものである。）高処理能力遠心
分離機は、回転筒およびコンベヤがより高速に回
転され、スラツジ処理量は増大するので、液体と
固形物の速度はより高速となる。この高速が分離
した固形物を液体中に再懸濁させる大きな機会を
招来する。遠心分離機設計に関する一説は、液体
に対する分離固形物の相対速度を（理論的に）減
少することにより、分離固形物が分離液体中に再
懸濁される機会を減ずるようにし、被処理固液混
合物の供給口からそれぞれの出口へ分離した固形
物と液体を回転筒内で同方向に移動させる並行流
デカンタ型遠心分離機を用いるよう主張してい
る。この説によると、軟スラツジの液体部分と固
形物部分の密度はそれぞれ殆んど同じなので、軟
スラツジを分離するために遠心分離機を使用する
場合に並行流デカンタ型遠心分離機を適用するこ
とが大切であると強調する。このような近似した
密度では、液体と固形物との間に或る程度の相対
速度があると、液体と固形物の境界における撹乱
を促進し、分離された固形物を液体中に再懸濁さ
せるという事態を招く。

公知の並行流デカンタ型遠心分離機は、コンベ
ヤ・ハブの上に取付けられ、少くとも供給口の近
隣からハブの台形部分まで延びた無孔螺旋状リボ
ンを備えたコンベヤを持つている。従来の並行流
デカンタ型分離機において、被処理固液混合物の
スラリーは回転筒に受入れられ、回転筒の回転に
より生ずる遠心力により液体の環状内層と固形物
の環状外層とに迅速に分離される。コンベヤは回
転筒の台形端にある１つまたはそれ以上の排出口
まで固形物を移動する。従来液体は螺旋状コンベ
ヤ翼と回転筒内表面により区画限定された螺旋状
通路内を移動し、液体は分離固形物の移動外層に
対して環状内層として移動する。液体は典型的な
ものは固形物排出口に到達する前に、或場合には
回転筒の台形部に到達する前に除去される。螺旋
状リボンはコンベヤ・ハブとの間に間隔をもつて
いない。したがつて、かかる公知の並行流デカン
タ型遠心分離機において、液体は或量の固形物を
初期に分離した後に、既に分離された固形物との
間で或る相対速度をもち、それと相接して限定さ
れた螺旋状通路を移動する。これを分離固形物を
液体中に再懸濁せしめる機会を与える。勿論固液
分離は遠心分離機の全長に亘つて行われる。

ベルリンは米国特許第1952788号において、被
処理固液混合物の供給口と液体排出口の間で、コ
ンベヤ・ハブから間隔をもつた螺旋状翼の部分を
有するコンベヤを備えた向流デカンタ型遠心分離
機を開示している。しかしながらベルリンの米国
特許は、上記の向流型遠心分離に加えて二段分離
法に関するものであり、かつ固形物排出口へ移送
した固形物から脱液させるようにした有孔回転筒
を利用するものである。また、ベルリンの米国特
許は翼を支持するために湾曲腕を用いているが、
この湾曲腕はコンベヤの回転軸線に平行に最大の
断面を持つように位置付けられており、コンベヤ
が回転する時角度をもつた掃過作用をもつて液を
撹拌するので、分離された固形物と液体の再混合
を減少するためハブから間隔をとつて、離れた位
置に翼を取付けることにより得られる効果を失つ
てしまう。このような撹拌は液体の撹乱を惹起
し、液体中に分離固形物の再懸濁を促進する。

本発明は、回転筒の円筒形部分内のハブから半
径方向外方に離れた位置に少くとも翼の一部を設
けた螺旋状コンベヤを有し、固液分離が並行流デ
カンタ型遠心分離機内で一段分離法により行なわ
れるようにし、分離固形物が液体中へ再懸濁する
のを最小限度に抑えるようにしたものであつて、
このような液体撹乱減少法については、以前には
知られていなかつた。これによれば、被処理混合
物質の入口よりも回転筒の円筒形部分と台形部分
と接合点により近く配置された分離液出口の方に
向つて翼とハブとの間でハブ沿いの概ね軸線方向
に、かつ分離固形物から離れて液体を流れさせ
る。かくして液体は分離固形物と混合することな
しに流れ、液清澄度が改良され、固液分離効果を
向上するのである。

以下本発明の実施例を図により説明する。

第１図において軸線方向並行流デカンタ型遠心
分離機の第１の実施態様は総括的に１０で示さ
れ、回転可能の台形−円筒形回転筒１２と螺旋状
コンベヤ２４とを含む。回転筒１２は、台形端に
固形物排出口１８のある台形部１６と円筒形部１
４をもつている。コンベヤ２４は、一般的に中心
ハブ２６と該ハブ２６から半径方向外方に延びた
螺旋状翼３０とを備えており、またハブ２６は、
前記回転筒１２の円筒形部１４と台形部１６の接
合箇所近傍の位置に回転筒１２からハブ２６の内
部へ分離された液体を流すための液体排出孔２８
をもつている。被処理固液混合物は、供給管２０
から出て円錐形加速表面４４に沿つて加速された
後、ハブ２６に設けられた被処理固液混合物の供
給入口３６を通つて回転筒１２に入る。被処理固
液混合物供給入口３６と液体排出孔２８の間のコ
ンベヤ・ハブの外側の回転筒環状容積は第１図の
括弧×により示された分離区域を形成する。回転
筒１２とコンベヤ２４とは、各個独立に共通の中
央軸線のまわりを回転可能でモーター４６により
駆動され、ギヤボツクス５１と関連して作動する
ので、回転方向は同じ方向であるが、相互に僅か
に異つた速度で回転する。回転筒１２とコンベヤ
２４は、軸受５０を介在させて回転し易くされ、
フレーム機材４８上にとりつけられる。

コンベヤ２４の螺旋状翼３０は、矢印Ｂにより
示されるように、供給入口３６から液体排出孔２
８に向いハブ２６に沿つて概ね軸線方向の分離区
域において液体を流れさせるように回転筒１２の
円筒形部分１４のほぼ全長に亘つてハブ２６から
離れて位置付けられている。（こゝに、用語「軸
流」及びその変形は、遠心分離機のコンベヤと共
に回転する同等の系に関して軸線方向にあり、か
つコンベヤの回転軸線に対し平行に指向される軸
線方向をもつている流れを意味する。）ハブ２６
とハブから離れている螺旋状翼３０の部分との間
の空間部分は第３図で明かなように半径方向翼３
８により保持されている。翼３８は最小断面積に
形成され、コンベヤが回るときに液体を掃過する
翼の断面積を最小にしている。ハブ２６中の液体
排出孔２８は、ここを通つて液体をハブ２６の内
部へ流入させ次いで、液体をハブ２６の内部の円
錐加速表面４４の方に向つて逆流するようにす
る。分離された清澄な液体は、固定のスキマー管
手段によりハブの内部から排出され、管３２によ
り液体は取出される。被処理固液混合物の入口
は、図示のようにハブを通るようにするのに代え
て回転筒を通つて被処理固液混合物を導入するよ
うに位置付けしてもよい。ハブは単一の連続形成
部材で造ることができ、その場合ハブは第１図の
上半部に示されたような形状になる。また、ハブ
は円筒形部材とこれより小径の円筒形部材とを互
いに溶接して造ることができ、その場合ハブは第
１図の下半部に示されたような形状になる。

運転中、モータ４６は、ギヤ・ボツクス５１を
経て作用し、回転筒１２とコンベヤ２４を僅かに
異つた速度で同方向に回転し、供給被処理固液混
合物のスラリは供給管２０を経て導入され、円錐
表面４４で加速される。供給固液混合物は、供給
入口３６を通り、回転筒１２に入る。回転筒１２
の回転により生じた遠心力により、この供給固液
混合物は固形物の半径方向内側に留るより軽くよ
り密度の低い液体と、液体を通つて回転筒１２の
内表面に向つて移動するより重く、より密度の高
い固形物とに分離される。コンベヤ２４の回転に
より固形物は第１図の左から右への螺旋状通路に
沿い移動し、円錐形部分１６の傾斜を上り、固形
物排出口１８を経て回転筒の台形端から排出され
る。分離区域にある液体は、コンベヤ２４が回転
している間にもコンベヤ螺旋状翼の内方にあつて
軸線方向に移動する液体と共に、矢印Ｂにより指
示されるようにコンベヤに関して更に軸線方向に
移動する。液体が排出孔２８に達すると、湾曲矢
印Ｄにより指示されるようにＵ字状に曲りハブ２
６の内部に入る。次いで矢印Ｃにより指示される
ように液体ハブ２６の内部を通つて逆流し、そこ
から固定スキマー管３２により取出される。

ハブ２６から離れた位置に螺旋状翼３０を支持
するため、ハブ２６周りで半径方向に延びる翼３
８の配置は、第３図に示すように被処理固液混合
物の供給入口３６に関し対称的に配置されてい
る。分離区域の全長に亘り、相互に周方向に間隔
をもつた翼３８は、ハブ２６上で等角度間隔をも
つて配置されることが望ましい。ハブ２６と該ハ
ブ２６上で周方向に等角度間隔をもつて配置され
た隣接する一組の翼３８とでもつて、ハブ２６に
沿つて軸線方向に延びる開放通路４０を形成し、
該通路４０を通して液体を排出孔２８に向つて流
れさせる。ハブ２６に沿い概ね軸線方向に延び、
かつ周方向に間隔を持つた各一組の半径方向翼が
ハブ２６の上に実質的に等角度の位置にある場
合、軸線方向の液流がハブ２６に沿つて通れるよ
うに各通路４０は真直ぐであることが望ましい。
固液混合物の供給入口３６は、各一組の半径方向
翼３８の間に設けられることが望ましく、そうす
れば液体は一つの供給入口３６から一つの軸線方
向流通路４０へ移動する間に、一つの半径方向翼
をまわりこんで流れることはない。

第２図では、発明を明示する遠心分離機の第二
実施例を示す。第１図に書かれた実施例と実質的
に同じ構造の詳細は省略された。第二実施例につ
いて、遠心分離機１０Ａは螺旋状コンベヤを伴つ
た回転可能の台形−円筒形回転筒１２をもつてい
る。回転筒１２とコンベヤ２４Ａは共通の軸線の
まわりに回転可能であり、運転中に同方向に僅か
に異つた速度で回転する。被処理固液混合物は管
２０を経て供給され、供給入口３６を経てコンベ
ヤ・ハブ２６と回転筒１２の間の分離区域に入る
前に円錐加速表面４４に沿つて加速される。コン
ベヤ２４の螺旋状翼３０は図示しない固形物排出
口に向い、第２図の右方向へ回転筒１２の回転に
より液体から分離された固形物を移動する。液体
は分離固形物のように、回転筒１２とコンベヤ２
４の回転軸線に関して同方向にハブに沿い矢印Ｂ
で示すように移動する。管状手段５２は、第４図
に明らかなように、液体が排出孔５４を通つて管
状部材５２に入り、液排出口５６に向い矢印Ｅに
よつて示される方向に移動する時、回転筒から液
体を取出す手段を供するものである。

第１図に示された、例えばスキマー管のような
遠心分離機ハブ内から液の排出を容易にするため
に用いられる装置が、第２図に示された遠心分離
機にも用いることができる。同じように第２図に
示された遠心分離機内から液体を取出すための技
術が第１図に示された遠心分離機に用いられても
よい。以下に検討するコンベヤの実施例の何れに
ついても第１図と第２図の遠心分離機に用いられ
ることができる。

第６図には、軸線方向に延びる複数のひれ状部
材４２がコンベヤ・ハブ２６と螺旋状翼３０の間
に形成された遠心分離機螺旋状コンベヤの一つの
代案の形状を示す。コンベヤ回転の方向は矢印Ｆ
で示される。ハブ２６と共に軸線方向に延びたひ
れ状部材４２は、液体が回転筒を出るときに通る
図示しない供給口から第１図の液体排出孔２８や
第２図の液体排出孔５６のような孔へハブに沿つ
て液体を流すため、複数の経路４３を形成する。
このような孔は、図面を明瞭にするため第６図か
ら第８図までに図示されていない。ひれ状部材４
２は、第６図、第７図、第８図のようにコンベヤ
２４の回転軸線に対し、半径方向から傾斜されて
いる。図示のようなひれ状部材の傾斜は、軸方向
に流れる液体中に懸濁した固形物の分離と蒐集を
促進し、コンベヤが回る時に遠心力やコリオリの
加速により固形物は外方に動く、各固形物のある
ものは傾斜したひれ状部材４２に遭遇し、それに
沿つて移動し、これが液体中に固形物の再懸濁を
防止する。ひれ状部材はハブの周りに均一な間隔
をもつことが望ましく、コンベヤ回転軸に関して
コンベ螺旋角より小さい角度で傾斜することが望
ましい。

第７図には、更にひれ状部材４２Ａの形状を明
らかにするためにコンベヤ螺旋翼は図示していな
いコンベヤの他の実施例を示す。ひれ状部材４２
Ａは、軸線方向に流れる液体に懸濁する固形物の
分離と蒐集を促進するため、半径方向に関し湾曲
している。コンベヤが回転する時、軸線方向に流
れる液体に懸濁する固形物は遠心力とコリオリの
加速によりコンベヤに関して外方に移動する。之
等固形物のあるものは、湾曲したひれ状部材４２
Ａに遭遇し、それに沿つて移動する。これは液中
に固形物を再懸濁させることを防止する。

更に他のひれ状部材の形状が第８図に示されて
いるが、この場合も明瞭にするためにコンベヤの
螺旋状翼は図示されていない。ひれ状部材４２Ｂ
は、曲線でひれ状部材４２Ｂとハブ２６の結合部
もやはり曲線を形成する。斯くて隣接するひれ状
部材４２Ｂとハブ２６により形成される経路４３
Ａは軸線方向に関し曲線である。

コンベヤ・ハブからコンベヤの螺旋状翼を離す
ために用いられた翼、すなわちひれ状部材の特別
な形状は、遠心分離機内で分離される供給被処理
固液混合物の特性によつて選択される。

上述の実施例あるいは他の変形からの部品の裏
返しを含む変更や組合せは、本発明の範囲に含ま
れるものである。上記の記述は、実施例を述べた
もので、本発明がそれにより限定されるものでは
なく、変更、省略、添加、代替およびまたは修正
が本発明の要旨を変更することなしに行うことが
できる。

本発明においては、特に上述のひれ状部材を設
けることにより、遠心分離機内の遠心沈降分離面
積を飛躍的に増大できたので、回転筒の半径を大
きくせずに処理能力の増大を図れるという優れた
効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の側断面を表わす
正面図。第２図は本発明の第２実施例の側断面を
表わす正面図。第３図は第１図の矢印３−３に沿
う断面図。第４図は第２図の矢印４−４に沿う断
面図。第５図は本発明の螺旋状コンベヤの各実施
例の部分的等角投影図。第６図はハブとひれ状部
材をよりよく配列するため螺旋状翼を除去して示
す螺旋状コンベヤの第２実施例の部分的等角投影
図。第７図は第３実施例の上記部分的等角投影
図。 ２４……コンベヤ、２６……ハブ、２８……
孔、３０……螺旋状翼、４０……通路、５２……
管状手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 被処理固液混合物を受け入れて該混合物
   を分離するため、台形部の末端近くに固形物排
   出口を有し、円筒形部と台形部とを接合してつ
   くられた回転可能な台形−円筒形回転筒と、 (b) 前記回転筒の円筒形部端に近接した位置の固
   液混合物供給入口を通して該回転筒へ固液混合
   物を導入するための固液混合物導入手段と、 (C) 前記回転筒の内部に該回転筒と同軸をなして
   回転可能に配置された中心ハブに螺旋状翼を連
   結してなる螺旋状コンベヤと、 (d) 前記回転筒の円筒形部端から分離された液体
   を取出すための液体取出し手段と、 (e) 前記回転筒と前記螺旋状コンベヤとを異なる
   速度で回転するための駆動手段と、 を有する遠心分離機において、 前記螺旋状コンベヤの中心ハブは、前記回転
   筒内への固液混合物供給入口よりも、該回転筒
   の円筒形部と台形部の接合箇所に対し一層近い
   位置に置かれた少なくとも一つの液体排出孔を
   有し、該排出孔を通して回転筒からハブ内へ分
   離された液体を流すように構成され、 前記螺旋状コンベヤの螺旋状翼は、少なくと
   も部分的に前記回転筒の円筒形部内では前記中
   心ハブとの間に空間部を形成するように半径方
   向外方に隔てて前記中心ハブに連結され、前記
   空間部を通して回転筒内で分離された液体を中
   心ハブに沿う並行流として前記液体排出孔に向
   つて流すように構成され、 また、前記中心ハブには、前記液体排出孔か
   ら中心ハブ内に入つた液体を前記液体取出し手
   段に向つて前記並行流の液体とは混り合うこと
   なく流れさせるため、少なくとも一部を導管に
   形成した液体排出手段が設けられ、 前記中心ハブと前記螺旋状翼との間の前記空
   間部には、中心ハブのまわりに等間隔に配置さ
   れ、かつ半径方向に対して傾けられた軸線方向
   に延びるひれ状部材が介在され、該ひれ状部材
   は、前記中心ハブおよび螺旋状翼とともに、液
   体を前記中心ハブの液体排出孔に向つて流すた
   めの通路を形成するように構成され ていることを特徴とする被処理固液混合物を分離
   するための軸線方向並行流デカンタ型遠心分離
   機。 ２ 前記ひれ状部材は、中心ハブのまわりに等間
   隔に配置され、かつ半径方向に対して湾曲された
   翼であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の遠心分離機。 ３ 前記ひれ状部材は、中心ハブのまわりに等間
   隔に配置され、かつ回転軸線に対し、前記螺旋状
   コンベヤの螺旋角より小さい角度で中心ハブに取
   付けられた翼であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の遠心分離機。