JP2002153771A

JP2002153771A - 遠心分離装置

Info

Publication number: JP2002153771A
Application number: JP2000355280A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Mizukami; 浩良水上; Noboru Suzuki; 鈴木　　登; Yasuyuki Yoshida; 泰之吉田; Hiroyuki Matsui; 寛幸松井; Takashi Uchikawa; 隆史内川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】横型遠心分離装置の分離性能向上と省エネル
ギー、低コスト化を図る。【解決手段】高速回転するボウル１の内部にスクリュ
ーコンベアを収容した遠心分離装置であって、ボウル１
を横型円筒の直胴形にし、その後端壁３には外周部に分
離液Ｃの排出口７を設けるとともに、排泥口６のあるボ
ウル１の前部内周に抑圧環８を突設し、他方、スクリュ
ーコンベア10の回転胴11には、その後部に原液ａの供給
口15を設けるとともに、回転胴11の前部に、抑圧環８に
向けて突出する固定抑圧板と、背圧に対応して径方向に
移動する受圧可動片25を備えた排泥調整体20ａを設け、
重成分の圧密とその吐出間隙を自動調節できるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水汚泥や工業排水等
の濃縮、脱水、固形物及び分離水の回収を、遠心力によ
り行うようにした、直胴型の遠心分離装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】汚泥等の固液分離には、従来一般に、デ
カンタ型の遠心分離装置が使用されている。この分離装
置は図11に示すように、横長の直胴部40の先に円錐筒41
を接続して形成した、高速回転されるボウル（外側回転
筒）１内に、内筒（内側回転筒）11に螺旋翼12を設け
た、ボウル１と相対速度差をもって回転されるスクリュ
ーコンベア10を収容し、内筒11よりボウル１の前後中央
部内に汚泥等の原液ａを供給して、遠心力により固液分
離を行うものである。そして、ボウル１内で遠心力によ
り、沈降分離された重成分ｂは、螺旋翼12により前端部
に向けて順次掻き寄せられて行き、円錐筒41内でさらに
圧密脱液作用を受け、前端の排泥口６より機外に排出さ
れ、分離液Ｃの方は、反対側であるボウル１の後端壁３
に設けた排出孔42からオーバーフローして流出されるよ
うになっている。

【０００３】このデカンタ型遠心分離装置では、ボウル
１内にろ液を貯めこむため、ろ液が、重成分を排出する
排泥口６から出てしまわないようにするために、およ
び、ビーチと呼ばれる円錐部によって、重成分をボウル
内の水位以上に持ち上げ、脱水効果を高めようとするた
めに、分離液の排出口42と同程度以上のレベル（水位）
まで前端を小径に絞った円錐筒41を必要としているのが
特徴である。

【０００４】これら従来の遠心分離装置は、液相中の結
晶などの濃縮や脱水のために発展してきたものである
が、これとはその性質を異にする汚泥のような被処理物
の濃縮や脱水に使用しようとすると、汚泥の沈殿層はペ
ースト状で親水性が強く、脱水率を高めるためにはいわ
ば水を絞りだすために強い圧密効果を作用させることが
必要となる。上記従来のデカンタ型遠心分離装置におい
て処理液ａは、ボウル１の中央部に供給されたとき、供
給直後のボウル直胴部40においては、高い遠心力場（約
２０００〜３０００Ｇ）により固液分離されるものの、
重成分ｂが排出されるボウル円錐部41では、回転中心か
らの距離（径）が短かくなるために、遠心力が弱くな
り、含水率が高まってしまう現象が見られる。事実、図
７に示す装置においては、直胴部40と円錐部41の境界近
くのｄ部分において含水率が最低となることが観測され
ている。さらに、重成分が排出されるためには強い遠心
力に逆らって円錐部を上昇する必要があり、スクリュー
コンベアによって移送しようとしても、含水率が低い場
合には摩擦抵抗による共廻りを生じてしまい、重成分は
滞留したまま排出されず、直胴部40の回転中心に近い含
水率の比較的に高いケーキのみが排出される傾向が見ら
れる。

【０００５】また、重成分ｂは、ボウル内の水位を越え
て排出させるための大きな傾斜の円錐筒を通過するの
で、この部分でのスリップをおこして排出が悪くなり、
分離液と共に、汚泥が分離液排出口42から排出されて分
離液が汚くなる等の欠点がある。また、排出される重成
分は、直胴部41の回転中心に近い含水率の比較的高いも
のが排出されることから、排出される重成分の含水率を
低くするために、ボウル１の回転数を必要以上に高め
（約２，０００〜３，０００ｒｐｍ）で運転しているの
が実情である。したがって大きな動力を要している。

【０００６】本発明は、上述のようなデカンタ型遠心分
離装置における問題点を解決するためになされたもの
で、上記従来型の遠心分離装置において、最も含水率の
低いｄ部分から直接に汚泥を排出することができる遠心
分離装置を得ようとするものである。これにより、分離
の促進によって分離効率の向上が図れるとともに、ボウ
ル回転数の低減化が実現でき、動力の節減と円錐状のビ
ーチ部分を持たないために装置の簡易、小型化が可能と
なる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の分離装置におい
ては、ボウル全体の形状を横長円筒の直胴形としてい
る。それにより、重成分の滞留時間が長くとれ、固液の
分離が十分に行われる。また、本発明の装置では、重成
分の排出される前端部に、重成分を圧密するための抑圧
環とこれに対向する排泥調整体を設けて、圧密度の最も
高くなるボウルの内周部から狭い吐出間隙を通して重成
分を取り出せるようにし、かつ、その吐出間隙が背圧に
対応して自動調節されるようにしている。それによっ
て、重成分の吐出圧制御による圧密作用の調節が自動的
にでき、原液の性状にかかわりなく、固液分離性能率の
向上及び安定した重成分が得られるようになる。

【０００８】上記排泥調整体としては、抑圧環に向けて
突出する固定抑圧板と、それら固定抑圧板に、背圧に対
応して径方向に移動することにより、抑圧環との間の吐
出間隙を自動的に調節する受圧可動片を設けた構造のも
のとすることができる。

【０００９】また、排泥調整体を、抑圧環に対し、背圧
に対応して軸線方向に移動できるようにした受圧可動板
を設けた構造のものとし、抑圧環と受圧可動板との間で
吐出間隙を調節させることができる。

【００１０】また、本発明の装置では、ろ液の排出個所
を、ボウル後部の周壁に設けることができ、さらには、
ボウル周壁に設けたろ液排出部に対し、それに付着する
汚泥を掻き落とすための掻取翼を設けたものとすること
ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１〜図４は本発明装置の
一実施態様を示し、図５、図６は重成分排出部の他の実
施態様を示し、また、図７〜図10は分離液排出部の他の
実施態様を示したものである。

【００１２】図１〜図４において、１は高速回転される
ボウル（外側回転筒）で、横型円筒の直胴形をなし、そ
の前後の両端壁２，３の中央部には中空軸４，５が突設
され、図示を略した軸受に支承されて、駆動装置により
高速回転されるようになっている。そして、ボウル１の
前端部の周壁には、周方向に沿って複数の排泥口６が隔
設されている。なお、図１の前部（右側）は図２のイ−
イ線断面構造となっている。

【００１３】また、ボウル１の後端壁３には、分離液の
排出口７が設けられている。この排出孔７は例えば図示
を略したが、複数の扇形のものを周方向に隔設したり、
或は、後端壁３の外周部に沿って多数の小孔を隔設する
のがよい。

【００１４】また、ボウル１の排泥口６の設けられた直
前（図の左側）の内周には、排出される際の重成分ｂに
圧密作用を与えるための抑圧環８が突設されている。こ
の抑圧環８は、断面が山形をなし、その後端面はテーパ
ー面８ａに形成されている。

【００１５】10はボウル１内に収容されたスクリューコ
ンベアで、横型円筒形の回転胴11の外周に螺旋翼12が巻
装されており、その両端部を、ボウル１の中空軸４，５
のボウル内突出部に支承され、中空軸４に挿通された回
転軸13により、ボウル１と所要の速度差をもって回動さ
れるようになっている。そして、回転胴11の後部内に
は、原液ａの供給室14が設けられ、その周壁には、ボウ
ル１と回転胴11との間の環状空間17と通ずる供給口15が
開設されているとともに、ボウル１の後部中空軸５より
挿通された原液の供給管16が供給室14に開口して設けら
れている。

【００１６】また、回転胴11前端部の、上記抑圧環８と
対向する個所には、抑圧環８との排泥隙間である吐出口
18ａの開度を、重成分の排出圧力に応じて自動調整する
排泥調整体20ａが設けられている。この排泥調整体20ａ
は、回転胴11の前端部に取り付けられた円筒状の基胴21
ａの外周面に、周方向に所要の間隔をおいて複数（例え
ば図示のように4個）の扇形をなす固定抑圧板23が、抑
圧環８のテーパー面８ａ近くまで突出して設けられてお
り、各固定抑圧板23，23相互間には、受圧可動片25が、
その基胴21に設けられた係合穴24に挿入して、受圧可動
片25の外端が抑圧環８に接し或いは近接する位置から、
抑圧環８と十分離れた位置まで径方向に移動自在に設け
られている。受圧可動片25の後端方向側の面は先細りの
テーパー面に形成されている。

【００１７】そして、この可動片25は、回転胴11の高速
回転にともない、常時はその先端が抑圧環８のテーパー
面に向けて突出し、吐出口18を閉じる傾向となるため、
必要に応じて図示のように、バネ26を設けて、その突出
をある程度抑制するようにすることが好ましい。なお、
このバネ26に代えて油圧や空気圧等の他の手段を用いる
ことができる。

【００１８】上記の装置において、脱水処理する原液ａ
は、矢印のように供給管16から供給室14に入り、供給口
15から環状空間17内に供給され、ボウル１及びスクリュ
ーコンベア10の回転の遠心力で固液分離されながら螺旋
翼12により前端に向け搬送されるようになる。そして、
分離された液体分である分離液Ｃは、後端壁の排出孔７
より機外に排出される。

【００１９】固形分と液分を含む重成分ｂは、螺旋翼12
によってボウル１の前端方向へと掻き寄せられて行きな
がら、さらに遠心力による分離作用を受けて、残留液分
の分離が進み、その分離液Ｃも排出孔７より排出され
る。ボウル１の前部に搬送された重成分ｂは、ボウル１
前端部に突設された抑圧環８と回転胴11の前端部の固定
抑圧板23と受圧可動片25とで圧密作用を受ける。その
際、受圧可動片25は、その後端面のテーパー面に作用す
る圧力に応じて、軸心方向に押し下げられ、押圧環８と
の間に形成された吐出口18ａより出て排泥口６から機外
へと流出される。そして、この吐出口18ａは、背圧に対
応してその広さが自動的に調節されることになる。受圧
可動片25にかかる背圧の大きさは、受圧可動片25の自重
やバネ26等の強さを変えることにより変更できる。

【００２０】図５、図６は、排泥調整体の他の実施態様
を示したものである。この排泥調整体20ｂは、回転胴11
の前端部に取り付けられた基胴21ｂと、これに取り付け
られた受圧可動板28とよりなる。基胴21ｂは、その外周
が抑圧環８の内周のテーパー面と所要の吐出間隙18ａを
距てた径に形成されている。そして、この基胴21ｂの前
端面には、周方向に間隔をおいて複数の軸線方向のピン
穴27が設けられており、この基胴21ｂに対向して、外周
を抑圧環８の内径あるいはそれ以上の大径とした環状の
受圧可動板28が配置され、その背面に突設した案内杆29
をピン穴26に挿入して、バネ26等の付勢手段により常時
は抑圧環８に接するようにして設けられ、両者間には、
吐出口18ａに連通する間隙18ｂが形成されるようになっ
ている。なお、このバネ26も、これに代えて油圧や空気
圧等の他の手段を用いることができる。

【００２１】この実施態様のものでは、ボウル１の前端
部に掻き寄せられてきた重成分は、抑圧環８とこれに対
向する基胴21ｂとで圧密作用を受けて両者間の吐出口18
ａを通り受圧可動板28に当り、その圧力（背圧）で受圧
可動板28を軸線方向に押圧して抑圧環８との間に間隙18
ｂを生じさせ、それより排泥口６を通って機外に排出さ
れる。その間隙18ｂの開度は背圧に対応して自動的に調
節されることになる。

【００２２】また、本発明の装置では、ろ液の排出個所
をボウル１の周壁に設けたものとすることができる。図
７、図８はその実施態様を示したものである。この実施
態様では、後端壁３には排出口を設けず、それに代って
ボウル１の後部の周壁に、ろ液の排出部30を設けてお
り、このろ液排出部30は、例えば図８に示すように、周
方向に沿って多数開設された排出孔31とその内側に、固
形分をろ過する多孔質プラスチック成形体や金網、セラ
ミック、金属の焼結体、ろ布等によるスクリーン32を添
設した構造となっている。なお、このろ液排出部30は、
上記のような構造に限定されるものではなく、排出孔31
とスクリーン32との組合せによるものであれば、適宜構
造を変更することができる。

【００２３】このように、ろ液の排出個所をボウル１の
周壁に設けたものでは、分離液Ｃは原液供給後直ちに排
出されるようになるので、ボウル１内には殆んど水面が
生ずることなく、したがって、固液分離がより効率よく
行われることになる。

【００２４】また、本発明の装置では、図９に示すよう
に、ろ液の排出個所を、図１の実施態様のようにボウル
後端壁３と図７の実施態様のように、ボウル１の周壁に
設けたものとすることができる。すなわち、後端壁には
排出口７を設け、ボウル周壁にはろ液排出部30を設ける
のである。このようにすれば、排出口７とろ液排出部30
との両方から分離液Ｃの排出が行われるので、濃度の薄
い汚泥の処理や高負荷に対しても能率のよい処理が可能
となる。

【００２５】図10は、ろ液排出部30に付着する汚泥を掻
き取る手段を設けた実施態様を示したものである。すな
わち、この実施例では、スクリューコンベア10の方に、
上記ろ液排出部30と対応して、螺旋翼12の一部を切り欠
き、その部分の回転筒11に、先端がスクリーン32と摺接
して、スクリーン32に付着した汚泥の掻取翼33の複数が
放射状に装着されている。なお、この掻取翼33は、スク
リーン32に付着の汚泥を単に掻き取るだけでなく、その
汚泥や重成分に対しての搬送力を有するように、軸線に
対して角度を保つようにするのが好ましい。また、この
図17の実施例では、ボウル１の後端壁３に排出口７を設
けたものとなっているが、この排出口７は設けないでも
よい。

【００２６】ろ液排出部30のスクリーン32に付着した汚
泥の掻き取りは、スクリューコンベア10の螺旋翼12によ
ってもある程度行える。しかし、螺旋翼12とスクリーン
32の内面との間には多少の隙間が存在するとともに、ボ
ウル１とスクリューコンベア10との回転速度差は僅かな
ものであることから、螺旋翼12による掻き取りは緩慢で
あるため、汚泥の掻き取りが不十分となって、スクリー
ン32に目詰りが生じ分離水の排出が悪くなる。そこで、
この実施例の装置では、スクリーン32に摺接する掻取翼
33を設けて汚泥の掻き取りが積極的に行えるようにして
いるのである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の遠心分離
装置によれば、ろ液（分離液）の排出部をボウル後部の
周壁或は後端壁の外周部に設けるとともに、原液をろ液
排出部（排出孔）のあるボウル内に供給するようにする
とともに、ボウル前端部とスクリューコンベアの回転筒
の前端部に対向して抑圧環と排泥調整体を設けたので、
次のように多くの優れた効果を奏する。

【００２８】（１）ボウルの形状を直胴形とし、重成分
の排出部に抑圧環と排泥調整体を設けたことにより、従
来機のように、長い傾斜で絞りを大きくした長大な円錐
筒を設けないですむとともに、含水率の低い重成分の搬
送、排出が円滑にできる。

【００２９】（２）重成分はその出口で抑圧環と排泥調
整体により圧密作用を受けて固液分離性能がより向上さ
れるとともに、排泥調整体は、その受圧可動片または受
圧可動板が、背圧の大小に対応して移動し、吐出口の開
度を自動的に調節するので、重成分の吐出抑制による圧
密作用の調節が自在にしかも人為操作によらず自動的に
でき、固液分離性能の向上が図れるとともに、安定した
重成分を得ることができる。

【００３０】（３）また、ろ液排出部を周壁に設けた装
置では、スクリーンによるろ過が行われるので、分離水
の性状も良好であり、かつ、ボウル内水面の発生するの
を防ぐことができ、特に、汚泥掻取翼を設けた装置で
は、スクリーンに目詰まりの生ずるのを防止でき、運転
効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施態様を示す側断面図であ
る。

【図２】図１のイ−イ線断面図である。

【図３】同ロ−ロ線断面図である。

【図４】本発明装置前部の固定抑圧板を通る線の側断面
図である。

【図５】排泥調整体の他の実施態様を示す側断面図であ
る。

【図６】図５のハ−ハ線断面図である。

【図７】ろ液排出部の他の実施例を示す側断面図であ
る。

【図８】ろ液排出部の拡大側断面図である。

【図９】ろ液排出部のさらに他の実施例を示す側断面図
である。

【図10】同さらに他の実施例を示したものである。

【図11】従来のデカンタ型の装置を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１ボウル２前端壁３後端壁６排泥口７ろ液の排出８抑圧環 10 スクリューコンベア 11 回転胴 12 螺旋翼 14 供給室 15 供給口 16 供給管 17 環状空間 18ａ，18ｂ吐出間隙 20ａ，20ｂ排泥調整体 21ａ，21ｂ基胴 23 固定抑圧板 24 係合穴 25 受圧可動片 26 バネ 27 ピン穴 28 受圧可動板 29 案内杆 30 ろ液排出部 31 排出孔 32 スクリーン 33 掻取翼

フロントページの続き (72)発明者吉田泰之大阪市浪速区敷津東１−２−47 株式会社クボタ大阪本社内 (72)発明者松井寛幸大阪市浪速区敷津東１−２−47 株式会社クボタ大阪本社内 (72)発明者内川隆史大阪市西淀川区西島２−１−６株式会社クボタ新淀川環境プラントセンタ−内Ｆターム(参考） 4D057 AA11 AB01 AC01 AC06 AD01 AE03 AF01 BA11 BA13 BA17 BA20 BA43 BC05 BC11 BC12 BC15 BC16 CB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高速回転されるボウル内に、これと相対
速度差をもって回転されるスクリューコンベアを収容
し、回転中のボウル内に供給される原液から重成分を遠
心力によって分離沈降させ、これをスクリューコンベア
によってボウルの前端に移送して排出する遠心分離装置
において、ボウルを、横型円筒の直胴形に形成し、該ボ
ウルの後端壁に分離液の排出孔を設けるとともに、ボウ
ルの前端部内周に、重成分に圧密作用を与える抑圧環を
突設し、また、スクリューコンベアの回転胴の前端部
に、上記抑圧環と対向して、抑圧環との間に、ボウルの
内周部より重成分を排出する吐出間隙を形成し、かつそ
の吐出間隙を背圧に対応して自動的に調節できる排泥調
節体を設けたことを特徴とする、遠心分離機。
【請求項２】排泥調整体が、抑圧環に向けて突設した
固定抑圧板に、背圧に対応して径方向に移動し、抑圧環
との間の吐出間隙を調節する受圧可動片を設けているこ
とを特徴とする、請求項１記載の遠心分離装置。
【請求項３】排泥調整体が、抑圧環に対し、背圧に対
応して軸線方向に移動し、抑圧環との間の吐出間隙を調
節する受圧可動板を設けていることを特徴とする、請求
項１記載の遠心分離装置。
【請求項４】ボウル後端壁の排出口に代えて、ボウル
後部の周壁に、分離液の排出孔とそれに添設のろ過用ス
クリーンとよりなるろ液排出部を設けたことを特徴とす
る、請求項１乃至３記載の遠心分離装置。
【請求項５】ボウル後端壁の排出口に加え、ボウル後
部の周壁に、分離液の排出孔とそれに添設のろ過用スク
リーンとよりなるろ液排出部を設けたことを特徴とす
る、請求項１乃至３記載の遠心分離装置。
【請求項６】スクリューコンベアの螺旋翼を切り欠
き、その部分に、ボウルの周壁に設けたろ液排出部のス
クリーンに付着する汚泥の掻取翼を設けたことを特徴と
する、請求項４または５記載の遠心分離装置。