JP2002239415A

JP2002239415A - 遠心分離装置

Info

Publication number: JP2002239415A
Application number: JP2001044496A
Authority: JP
Inventors: Noboru Suzuki; 鈴木　　登
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2002-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】横型遠心分離装置の分離性能の向上と省エネ
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
向けて抑圧鍔23aを突設し、抑圧環８と抑圧鍔23ａとの
間に、先端に向けて狭くなる、重成分の吐出路20を形成
させる。それにより、脱水率の大巾な向上が図れること
になる。

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９に示すように、横長の直胴部40の先に円錘筒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、脱液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】

【発明が解決しようとする課題】デカンタ型の遠心分離
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、固液分離性
能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９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汚泥のみが排出され
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、ボウ
ルの後端壁に分離液の排出孔を設けている。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
向する抑圧鍔を設けて、圧密度の最も高くなるボウルの
内周部から、先細りの狭い吐出路を通して重成分を取り
出せるようにし、原液や重成分の性状にかかわりなく、
固液分離性能の向上及び安定した重成分が得られるよう
にする。

【０００８】上記の抑圧環は、ボウル前端部の排泥口の
直前（図１の左側）に、後面側をテーパー面とした断面
ほぼ山形に突出して形成されている。また、抑圧鍔の方
は、前面側をテーパー面とした断面山形に突設したもの
として、それらテーパー面の間に、先端に向けて狭くな
る、断面漏斗状の環状をなす、重成分の吐出路を形成す
る。

【０００９】また、上記抑圧鍔としては、その断面形状
を、後面部をテーパー面とした断面山形に突設したもの
とすることができ、また、外周を平坦面とした断面台形
に突設したものとすることもできる。

【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２は本発明装置の
一実施態様を示し、図３、図４はそれぞれ重成分吐出部
の他の実施態様を示し、また、図５〜図８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２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
設されており、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。この排出口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。

【００１３】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８と通ずる供給口15が
開設されているとともに、ボウル１の後部中央軸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。

【００１４】そして、ボウル１の前端部内には、環状空
間８内を搬送されてきた重成分ｂに圧密作用を与えて排
出するための、軸方向に短い吐出路20が設けられてい
る。すなわちボウル１の前端部に設けられた排泥口６の
直前位置（図1の左側）の内周には、後面側をテーパー
面22とした先細りの断面ほぼ山形の抑制環21が内方に向
けて突設されている。また、スクリューコンベア10の回
転胴11の前端部には、上記抑圧環21と対向した位置に、
抑圧環21との間に環状の吐出路20を形成する抑圧鍔23a
が突設されている。

【００１５】上記の抑圧鍔23aは、図示のように、抑圧
環21のテーパー面22と対向する面が、テーパー面22より
緩い傾斜のテーパー面24となった先細りの断面山形に形
成されている。それによって、両者21と23aの対向する
テーパー面22、24間には、緩やかに先細りとなる吐出路
20が形成される。

【００１６】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。

【００１７】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21と回転胴11の前部に突設さ
れた抑圧鍔23aに当って圧密作用を受けながら吐出路20
に流入する。そして、先細りとなった吐出路20に押し込
まれてさらに圧密され、その先端より出て排泥口から機
外へと流出されることになる。

【００１８】図３、図４は、重成分ｂの吐出部である抑
圧環21と抑圧鍔23aを設けた部分のそれぞれ他の実施態
様を示したものである。図３の実施態様では、抑圧鍔23
ｂの形状がさきの抑圧鍔23aと異なっている。すなわ
ち、図示のように、この抑圧鍔23ｂは、さきのテーパー
面22とは逆向きのテーパー面25が対向した断面山形のも
のとなっている。それによって、両者のテーパー面22、
25との間には、漏斗状に環状をなす吐出路20が形成され
る。この場合は、吐出路20が急激に先細りとなるので圧
密効果が増強される。

【００１９】また、図４の実施態様では、抑圧鍔23ｃの
断面形状を、図示のように、抑圧環21と対向する外周を
平坦面26とした、断面台形のものとしており、抑圧環21
のテーパー面22とこの平坦面26との間には、前両者の吐
出路20の中間的な先細り度合となる吐出路20が形成され
る。

【００２０】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
５、図６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６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の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との組合わ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。

【００２１】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、脱水がより効
率よく行われることになる。

【００２２】また、本発明の装置では、図７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５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。

【００２３】図８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
汚泥や脱水ケーキ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、
この実施態様では、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。

【００２４】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。

【００２５】

【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抑圧鍔を設け、それら両者
間に出口（先端）に向けて漸次挟まる吐出路を設けたの
で、次のように多くの優れた効果を奏する。

【００２６】(1) ボウルの形状を直胴形とし、重成分の
排出部に抑圧環と抑圧鍔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。

【００２７】(2) 重成分は、ボウルの前端部で抑圧環と
抑圧鍔により圧密作用を受けるとともに、抑圧環と抑圧
鍔とにより形成された先細りとなる吐出路を通過するこ
とになり、さらに強い圧密作用を受けて排出されるの
で、脱水率が大巾に向上する。

【００２８】(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のイーイ線断面図である。

【図３】重成分吐出部の他の実施態様を示す側断面図で
ある。

【図４】同さらに他の実施態様を示す側断面図である。

【図５】ろ液排出部の他の実施例を示す側断面図であ
る。

【図６】ろ液排出部の拡大側断面図である。

【図７】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８】同さらに他の実施例を示したものである。

【図９】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環状空間スクリューコンベア回転胴 12 螺旋翼 14 供給室 15 供給口吐出路 21 抑圧環 22 テーパー面 23a、23ｂ、23ｃ抑圧鍔 24、25 テーパー面 26 平坦面 30 ろ液排出部 31 排出孔 32 スクリーン掻取翼

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鍔を突設し、それら抑圧
環と抑圧鍔との間に、前端に向けて漸次狭くなる重成分
の吐出路を形成したことを特徴とする、遠心分離機。
【請求項２】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記載の遠心分離装置。
【請求項３】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記載の遠心分離装置。
【請求項４】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２または３記載の遠心分離装置。