JPS6333425B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、遠心型清澄ろ過機を用いて懸濁液か
ら固体粒子を分離する方法及び、遠心力を用いて
沈殿とろ過とのコンビネーシヨンによつて固体・
液体混合物を分離する遠心型清澄ろ過機に関す
る。

従来の技術 原則的に遠心分離機は２つの異なつたグルー
プ、すなわち遠心沈降機と遠心ろ過機とに分けら
れる。

遠心沈降機では重い相はドラム周壁に沈殿し、
軽い相は堰を越えて流出する。遠心沈降機は主と
して液体を清澄するのに使用される。これに対し
て遠心ろ過機では液体はフイルタケーキ及びろ材
を通して分離室に流入する。遠心ろ過機は主にス
ラツジの脱水のために使用される。

本発明による遠心型清澄ろ過機の特徴は、ろ過
と沈殿の２つの機能が行われることにある。従つ
てこのような遠心型清澄ろ過機は公知の遠心分離
機に属するものではない。

スイス特許第406076号明細書に基づいて公知の
ろ過しにくい物質用の遠心分離機では、分離過程
は２つの異なつた分離方法を重畳させることによ
つて特徴づけられている。懸濁液を液体相と固体
相とに分離することは沈殿とろ過の両方によつて
行われる。この公知の遠心分離機はほぼ次のよう
になつている。すなわち、有利には互いに平行に
位置していてかつ回転軸と堅く結合されしかも該
回転軸に対して垂直に位置しているプレート状の
２つの部材が、液体を収容するために働く中空室
（分離室）を形成し、該中空室が周面において、
回転軸線の方向で移動可能能な管状部材によつて
閉鎖されていて、該管状部材が固体の放出のため
に開放可能になつている。布製の分離挿入体は、
前記プレート状の部材の一方に設けられた切欠き
に回転軸線に対して垂直に固定されていて、ろ材
として働く。室背壁には室前壁を固定するために
複数のピンが設けられている。懸濁液は軸方向で
中空軸を貫いて直接中空室に流入し、一部はろ材
を通つてまた一部は変向円板を介して直接中空軸
近くの開口を通つて流出する。懸濁液が中空軸を
介して遠心分離機のろ過室に直接供給されること
によつて、規定することのできない流れ関係と不
規則なケーキ形成が生じる。

またろ材の開口が比較的大きいことに基づい
て、懸濁液の完全なろ過が達成されず、ろ液には
なお固体粒子が残留している。

さらにまた公知の遠心分離機には、室背壁に設
けられた多数のピンに基づいて次の欠点がある。
すなわち、これらのピンは回転中に製粉機のピン
のように作用して、懸濁液における固体粒子はさ
らに細かくされる。そしてこの場合乳濁液の微細
な粒子を分離することは困難である。また多数の
ピンによつてろ液の流出も妨げられる。

別の欠点としては、ろ布がろ材保持プレートの
平らな面に固定されていることが挙げられる。つ
まりこのようになつていると、ろ液は流出しにく
くなり、フイルタケーキの規定の残留湿度を得る
ことができない。

発明の課題 ゆえに本発明の第１の課題は、遠心型清澄ろ過
機によつて懸濁液からろ過しにくい固体粒子を完
全に分離して澄んだ液体を得る方法を提供するこ
とである。

本発明の第２の課題は、遠心型清澄ろ過機を改
良して本発明による方法を実施するのに最適な遠
心型清澄ろ過機を提供することである。

課題を解決するための手段 第１の課題を解決するために本発明の方法で
は、回転軸線に対して垂直に延びている室背壁
と、軸方向に延びている回転軸線から半径方向に
間隔をおいて位置するドラム周壁と、回転軸線に
対して垂直なろ過面を有するろ材を備えた室前壁
とによつて制限された分離室を有する遠心型清澄
ろ過機を用いて懸濁液から固体粒子を分離する方
法において、まず初め、大きな固体粒子と微細な
固体粒子とを含有する懸濁液を室前壁の側から軸
方向で分離室内に供給し、軸方向に供給された懸
濁液を、回転軸線に対して所定の角度をなす円錐
面を備えた分配コーンを用いて加速し、この際
に、軸方向に供給された懸濁液を前記角度で半径
方向に変向させて軸方向流に回転流を重畳させ、
次いで加速された懸濁液を回転軸線に対して垂直
に半径方向に室背壁に沿つてドラム周壁に向かつ
て変向させて、懸濁液に含まれる大きな固体粒子
をドラム周壁に沈殿させ、この後で、微細な固体
粒子を含む懸濁液を供給時とは逆向きの軸方向で
ろ材に向かつて変向させて、該ろ材において微細
な固体粒子を含む懸濁液をろ過して該固体粒子を
分離させ、ろ液を軸方向でろ材を通して外部に流
出させるようにした。

また第２の課題を解決するために本発明の構成
では、回転軸線に対して垂直に延びている室背壁
と、軸線方向に延びていて回転軸線から半径方向
に間隔をおいて位置するドラム周壁と、回転軸線
に対して垂直なろ過面を有するろ材を備えた室前
壁とによつて制限された分離室を有する遠心型清
澄ろ過機において、大きな固体粒子と微細な固体
粒子とを含有する懸濁液を室前壁の側から軸方向
で分離室に供給する給液手段と、回転軸に対して
所定の角度をなす円錐面を備えた分配コーンとが
設けられていて、この場合軸方向に供給された懸
濁液が前記角度で半径方向に変向されかつ加速さ
れて軸方向流に回転流が重畳されるようになつて
おり、前記給液手段が給液ホツパを有し、該給液
ホツパが円錐部分と半径方向部分とから成つてい
て、この場合円錐部分が分配コーンの円錐面から
間隔をおいてかつ該円錐面に対して平行に延び、
半径方向部分が室背壁から間隔をおいてかつ該室
背壁に対して平行に延びていて、懸濁液の飛散を
阻止している。

発明の作用並びに効果 本発明による方法が実施されると又は遠心型清
澄ろ過機が本発明のように構成されていると、分
配コーンにおける懸濁液の変向時に懸濁液は加速
されて、軸方向流に回転流が重畳される。次いで
懸濁液は室背壁に沿つて半径方向にドラム周壁に
向かつて流れる。このドラム周壁において懸濁液
は軸方向にろ材又はろ材保持プレートに向かつて
変向せしめられる。この場合遠心力及び慣性力に
基づいて大きな固体粒子はドラム周壁に沈殿して
ケーキを形成し、これに対して微細な固体粒子を
含む液体は沈殿した固体粒子を越えてろ材を貫い
て軸方向に分離室から流出する。従つて本発明の
方法及び構成によつて、大きな固体粒子と微細な
固体粒子とを含有する懸濁液を沈殿及びろ過の２
つの機能により極めて良好に清澄することができ
る。

実施例 次に図面につき本発明の実施例を説明する。

図面では本発明による遠心型清澄ろ過機の分離
室が上側部分では閉鎖された状態で、下側部分で
は開放された状態で示されている。

室前壁１は、保護スリーブとして働くスリーブ
３に差込まれている３つのピン２（図面ではその
うちの１つだけを示してある）を介して室背壁４
と堅く結合されている。ドラム周壁５はＯリング
７を介して軸６に沿つて滑動可能に該軸６に固定
されている。室前壁１の外周にはろ材保持プレー
ト８が固定されている。支持薄板９の上には２つ
の緊締リングでろ材１０が固定されている。ろ材
保持プレート８の自由なろ過面（有効ろ過面）は
内方に向かつて緊締リングによつて外方に向かつ
ては装着された遮蔽リングによつて制限されてい
る。分離室の閉鎖状態ではドラム周壁５は前記遮
蔽リングに押付けられる。ろ材としては0.1〜0.5
mmの、有利には0.3mmの薄いプラスチツク膜から
成る液体透過性のダイヤフラムが最適である。こ
のようなダイヤフラムの表面は電子顕微鏡で見る
と海綿状の構造を示しており、この場合孔のサイ
ズは例えば0.2〜10マイクロメータ、有利には
0.45〜５マイクロメータである。軸６には分配コ
ーン１１が取付けられていて、この分配コーン１
１の上には給液ホツパ１２が取付けられている。
位置固定の給液管１３は回転する給液ホツパ１２
のなかに突入している。

遠心型清澄ろ過機の運転時に懸濁液は真中に位
置している給液管１３を介して回転する分配コー
ン１１に供給され、加速されて半径方向に分配さ
れる。給液ホツパ１２は懸濁液が飛び散ることを
防止している。分配コーン１１に沿つて懸濁液は
加速され、この際に軸方向流に回転流が重畳され
る。懸濁液は室背壁４に沿つて半径方向に流れ、
次いでドラム周壁５にぶつかる。ここで懸濁液の
流れは再び軸方向につまりろ材保持プレート８の
方向に変向される。

遠心力及び慣性力によつて大きな固体粒子は軸
方向流への半径方向流の変向時に外方に運ばれて
ドラム周面に沈殿する。固体の密度は液体の密度
よりも大なので、微細な固体粒子を含む液体は沈
殿した大きな固体粒子を越えてさらに流れ、ろ材
１０を貫いて分離室から流出する。

この場合大きな固体粒子は主にドラム周壁５の
後部に沈殿する。極めて微細な固体粒子は液体流
によつて連行されて、ろ材保持プレート８に固定
されたろ材１０によつて引留められる。

懸濁液は、液体がスリーブ３の高さに達するま
で供給される。懸濁液の供給が停止されると次い
で遠心力による脱水が行われる。すなわち、懸濁
液の供給停止時においてなお分離室内にある液体
はろ材１０を通して流出させられる。この結果分
離室内には、比較的残留湿度の低い固体ケーキが
残る。

脱水固体を搬出するためには遠心型清澄ろ過機
を回転させながらドラム周壁５を軸方向で後方に
移動せしめて分離室を開放する。これによつて脱
水固体は遠心力に基づいて外方に放出される。次
いでドラム周壁５は再びニユーマチツク切換え装
置を介して作業位置にもたらされて分離室は閉鎖
される。この後で再び新たに懸濁液の供給が開始
され得る。

上に述べた構成では、ろ材１０によつて引留め
られた微細な固体粒子がろ材１０を閉塞すること
はない。なぜならばドラムにおける液体の短い滞
在期間は、液体をドラム回転数にまで加速するの
に十分ではないからである。従つてせん断流を生
ぜしめるスリツプが発生するので、連続的に流れ
る液体はろ材表面における固体粒子の付着を阻止
する。

本発明による遠心型清澄ろ過機は、水酸化アル
ミニウムを含む懸濁液のようなろ過しにくいスラ
ツジを分離するのに特に適しており、例えばトナ
ー脱水物、ステアリン酸塩、酸性白土、澱粉、除
草剤、ポリアミルアルコール、カオリン、有機物
質、薬剤、二酸化チタン、ゲル状物質及び廃水ス
ラツジの分離に適している。この場合もちろん使
用範囲は上述の例に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による遠心型清澄ろ過機の１実施
例を示す断面図である。 １……室前壁、２……ピン、３……スリーブ、
４……室背壁、５……ドラム周壁、６……軸、７
……Ｏリング、８……ろ材保持プレート、９……
支持薄板、１０……ろ材、１１……分配コーン、
１２……給液ホツパ、１３……給液管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸線に対して垂直に延びている室背壁４
   と、軸方向に延びていて回転軸線から半径方向に
   間隔をおいて位置するドラム周壁５と、回転軸線
   に対して垂直なろ過面を有するろ材１０を備えた
   室前壁１とによつて制限された分離室を有する遠
   心型清澄ろ過機を用いて懸濁液から固体粒子を分
   離する方法であつて、 まず初め、大きな固体粒子と微細な固体粒子と
   を含有する懸濁液を室前壁１の側から軸方向で分
   離室内に供給し、 軸方向に供給された懸濁液を、回転軸線に対し
   て所定の角度をなす円錐面を備えた分配コーン１
   １を用いて加速し、この際に、軸方向に供給され
   た懸濁液を前記角度で半径方向に変向させて軸方
   向流に回転流を重畳させ、 次いで加速された懸濁液を回転軸線に対して垂
   直に半径方向に室背壁４に沿つてドラム周壁５に
   向かつて変向させて、懸濁液に含まれる大きな固
   体粒子をドラム周壁５に沈殿させ、 この後で、微細な固体粒子を含む懸濁液を供給
   時とは逆向きの軸方向でろ材１０に向かつて変向
   させて、該ろ材において微細な固体粒子を含む懸
   濁液をろ過して該固体粒子を分離させ、ろ液を軸
   方向でろ材を通して外部に流出させる ことを特徴とする、遠心型清澄ろ過機を用いて懸
   濁液から固体粒子を分離する方法。 ２ 回転軸線に対して垂直に延びている室背壁４
   と、軸線方向に延びていて回転軸線から半径方向
   に間隔をおいて位置するドラム周壁５と、回転軸
   線に対して垂直なろ過面を有するろ材１０を備え
   た室前壁１とによつて制限された分離室を有する
   遠心型清澄ろ過機であつて、大きな固体粒子と微
   細な固体粒子とを含有する懸濁液を室前壁１の側
   から軸方向で分離室内に供給する給液手段と、回
   転軸線に対して所定の角度をなす円錐面を備えた
   分配コーン１１とが設けられていて、この場合軸
   方向に供給された懸濁液が前記角度で半径方向に
   変向されかつ加速されて軸方向流に回転流が重畳
   されるようになつており、前記給液手段が給液ホ
   ツパ１２を有し、該給液ホツパが円錐部分と半径
   方向部分とから成つていて、この場合円錐部分が
   分配コーン１１の円錐面から間隔をおいてかつ該
   円錐面に対して平行に延び、半径方向部分が室背
   壁４から間隔をおいてかつ該室背壁に対して平行
   に延びていて、懸濁液の飛散を阻止していること
   を特徴とする遠心型清澄ろ過機。 ３ 室背壁４が、スリーブ３に取囲まれた少なく
   とも３つのピン２を介して室前壁１に固定されて
   いる特許請求の範囲第２項記載の遠心型清澄ろ過
   機。 ４ ろ材が厚さ0.1〜0.5mmのダイヤフラムから成
   つている特許請求の範囲第２項記載の遠心型清澄
   ろ過機。 ５ ダイヤフラムがプラスチツクから成つている
   特許請求の範囲第４項記載の遠心型清澄ろ過機。 ６ ダイヤフラムが0.2〜0.45マイクロメータの
   孔を有している特許請求の範囲第４項記載の遠心
   型清澄ろ過機。 ７ ドラム周壁５がステンレス鋼から製造されて
   いる特許請求の範囲第２項記載の遠心型清澄ろ過
   機。 ８ 分配コーン１１を支持する回転可能な軸が６
   が設けられている特許請求の範囲第２項記載の遠
   心型清澄ろ過機。 ９ ろ材１０がろ材保持プレート８に取付けられ
   ていて、該ろ材保持プレートが室として形成され
   たろ液集合スペースを有している特許請求の範囲
   第２項記載の遠心型清澄ろ過機。 １０ プラスチツク製のダイヤフラムから成るろ
   材１０がろ材保持プレート８に取付けられている
   特許請求の範囲第２項記載の遠心型清澄ろ過機。