JP2003093923A - 遠心分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バケットの内周面とスクリュー羽根との寸法精
度を高く管理しなくても、互いの寸法誤差を吸収するこ
とができると共に、遠心力によりスクリュー羽根がバケ
ットの内周面に回転可能な状態で拡縮自在に当接し得る
ことにより、製造コストの大幅な低減が可能であるばか
りでなく、沈降成分の分離効率を格段に向上させること
ができる遠心分離装置を提供する。 【解決手段】回転搬送機構３０は、軸心より放射方向へ
広がり各々が軸方向へ延びる複数の整流板３１と、各整
流板３１の外側を螺旋状に周回し前記バケット２０の内
周面に近接するスクリュー羽根３２とを有して成り、前
記スクリュー羽根３２を、前記各整流板３１の外側端縁
３１ａに沿って軸心より所定範囲で拡縮自在に取り付け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒状のバケット内
に回転搬送機構を内挿し、前記バケットと回転搬送機構
とをそれぞれ回転差を付けた状態で回転可能に支持して
成り、前記バケット内に供給される原液から、前記回転
搬送機構により沈降成分を前記バケットの一端側まで搬
送して分離する遠心分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のデカンタ型の遠心分離装
置は、一般に筒状のバケットの軸心を通るシャフト上
に、一方向へ巻かれるようにスクリュー羽根が固設され
ており、スクリュー羽根は、バケットの回転駆動装置と
は別の専用の回転駆動装置によって、回転差を与えられ
た状態で別個独立に回転駆動されるように構成されてい
た。

【０００３】バケットおよびスクリュー羽根が回転する
と、バケット内に供給された原液は、遠心力により沈降
成分と媒体液とに分けられ、沈降成分はバケットと回転
差を与えられているスクリュー羽根によって一方向へ順
次搬送されて、バケットの一端側より排出される。

【０００４】スクリュー羽根は、その外径端縁がバケッ
トの内周面に近接した状態に配されることで、遠心力で
バケットの内周面に沿う沈降成分を掻き出すように搬送
するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の遠心分離装置をバイオリアクターからの反応液の固液
分離、下水汚泥の濃縮、各種化学プロセスでのコロイド
状粒子の分離・濃縮等に用いる場合、沈降成分がペース
ト状で柔軟なものであるため、スクリュー羽根による掻
き出しでは、バケットとスクリュー羽根の隙間から漏洩
したり、バケットとスクリュー羽根の回転速度の差によ
る沈降成分層の乱れによって、十分な分離効果を得られ
なかった。

【０００６】また、前述したような従来の遠心分離装置
で、前記問題点を改善するために、バケットの内周面に
対して、スクリュー羽根の外径端縁を極めて近接した状
態に配するのは、精度出しが極めて困難であり煩わし
く、製造に時間もかかり、コストアップの要因となると
いう問題点があった。

【０００７】本発明は、以上のような従来技術が有する
問題点に着目してなされたもので、バケットの内周面と
スクリュー羽根との寸法精度を高く管理しなくても、互
いの寸法誤差を吸収することができると共に、遠心力に
よりスクリュー羽根がバケットの内周面に回転可能な状
態で拡縮自在に当接し得ることにより、製造コストの大
幅な低減が可能であるばかりでなく、沈降成分がペース
ト状で柔軟なものであっても、沈降成分の分離効率を格
段に向上させることができる遠心分離装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に
存する。 ［１］筒状のバケット（２０）内に回転搬送機構（３
０）を内挿し、前記バケット（２０）と前記回転搬送機
構（３０）とを回転差を付けた状態で回転可能に支持し
て成り、前記バケット（２０）内に供給される原液か
ら、前記回転搬送機構（３０）により沈降成分を前記バ
ケット（２０）の一端側まで搬送して分離する遠心分離
装置（１０）において、前記回転搬送機構（３０）は、
軸心より放射方向へ広がり各々が軸方向へ延びる複数の
整流板（３１）と、各整流板（３１）の外側を螺旋状に
周回し前記バケット（２０）の内周面に近接するスクリ
ュー羽根（３２）とを有して成り、前記スクリュー羽根
（３２）を、前記各整流板（３１）の外側端縁（３１
ａ）に沿って軸心より所定範囲で拡縮自在に取り付けた
ことを特徴とする遠心分離装置（１０）。

【０００９】［２］前記各整流板（３１）の外側端縁
（３１ａ）の要所に、前記スクリュー羽根（３２）の内
径端縁（３２ｂ）を掛け止める保持溝（３１１）をそれ
ぞれ形成し、前記スクリュー羽根（３２）の途中が前記
保持溝（３１１）に嵌合している範囲で、該スクリュー
羽根（３２）を各整流板（３１）の外側端縁（３１ａ）
に沿って軸心より拡縮自在に設定したことを特徴とする
［１］記載の遠心分離装置（１０）。

【００１０】［３］前記スクリュー羽根（３２）の内径
端縁（３２ｂ）の要所にも、前記保持溝（３１１）に対
して互いに嵌合し合う被係合溝（３２１）を形成したこ
とを特徴とする［２］記載の遠心分離装置（１０）。

【００１１】［４］前記バケット（２０）の一端側に、
動力により開閉可能な沈降成分排出孔（２２１）を設け
たことを特徴とする［１］，［２］または［３］記載の
遠心分離装置（１０）。

【００１２】［５］前記バケット（２０）の一端側に、
該バケット（２０）の内周面より外周側へ貫通する複数
の前記沈降成分排出孔（２２１）を円周方向に所定間隔
おきに設け、各沈降成分排出孔（２２１）のバケット
（２０）の内周面に開口する入口傍らに、それぞれ入口
に重なる位置と入口に重ならない位置とに動力により移
動可能に保持され、該入口に重なる位置にあるとき遠心
力により入口を塞ぐ可動弁（２４）を配したことを特徴
とする［４］記載の遠心分離装置（１０）。

【００１３】［６］前記可動弁（２４）は、ボールから
構成されることを特徴とする［５］記載の遠心分離装置
（１０）。

【００１４】［７］前記バケット（２０）の一端側に、
沈降成分の溜まり部（２２４）、該溜まり部（２２４）
に連通する沈降成分排出口（２２５）、および該沈降成
分排出口（２２５）を開閉する開閉弁（２２６）を設け
たことを特徴とする［１］，［２］または［３］記載の
遠心分離装置（１０）。

【００１５】［８］前記バケット（２０）の一端側開口
を塞ぐ蓋体（２３）に、媒体液を排出する複数の媒体液
排出口（２３１）を円周方向に所定間隔おきに開設した
ことを特徴とする［１］，［２］，［３］，［４］，
［５］，［６］または［７］記載の遠心分離装置（１
０）。

【００１６】［９］前記バケット（２０）の一端側に、
該バケット（２０）内で前記回転搬送機構（３０）の駆
動により生じる液流に対して対向する状態に開口し、媒
体液を排出する媒体液排出パイプ（７０）を内設したこ
とを特徴とする［１］，［２］，［３］，［４］，
［５］，［６］または［７］記載の遠心分離装置（１
０）。

【００１７】［１０］前記バケット（２０）および前記
回転搬送機構（３０）とをそれぞれ回転差を付けた状態
で回転駆動する駆動手段は１の動力源を有して成り、前
記バケット（２０）および前記回転搬送機構（３０）の
何れか一方は、前記動力源に連結された動力伝達機構
（４０）により駆動され、他方は磁力により一方に対し
て吸着または反発することにより、一方とは異なる回転
速度で駆動されることを特徴とする［１］，［２］，
［３］，［４］，［５］，［６］，［７］，［８］また
は［９］記載の遠心分離装置（１０）。

【００１８】［１１］前記バケット（２０）を前記動力
伝達機構（４０）により駆動し、前記バケット（２０）
の端部外側に、該バケット（２０）の軸心より離隔した
位置で周回する環状に第１磁石（５１）を配設し、前記
第１磁石（５１）を、その内周側の１箇所に前記バケッ
ト（２０）端部を回転可能に接触させることで、バケッ
ト（２０）側に比べて低速で回転させる一方、前記第１
磁石（５１）に対しバケット（２０）端部を間にして対
向する前記各整流板（３１）の端部に、前記第１磁石
（５１）に対して反発することで、前記各整流板（３
１）およびスクリュー羽根（３２）を順方向に回転させ
る第２磁石（５２）を配設したことを特徴とする［１
０］記載の遠心分離装置（１０）。

【００１９】次に前述した解決手段に基づく作用を説明
する。バケット（２０）内に供給された原液は、バケッ
ト（２０）と回転搬送機構（３０）との相対的な回転に
よって生じる遠心力の作用を受けて沈降成分が分離され
る。媒体液（母液）より比重の重い沈降成分は、バケッ
ト（２０）の内周面に沿うよう沈降し、回転搬送機構
（３０）のスクリュー羽根（３２）によって、バケット
（２０）の一端側へと向かい掻き寄せられるように搬送
される。

【００２０】バケット（２０）および回転搬送機構（３
０）の回転中は、スクリュー羽根（３２）を保持する各
整流板（３１）の回転によって、軸方向への整流が常に
発生しており、液面に定在波が発生することもなく、媒
体液が不要に乱れる事態を防止することができる。

【００２１】スクリュー羽根（３２）は、各整流板（３
１）の外側端縁（３１ａ）に沿って軸心より所定範囲で
拡縮自在に取り付けられているため、バケット（２０）
の内周面とスクリュー羽根（３２）との寸法誤差を吸収
することができ、スクリュー羽根（３２）を、その外径
端縁（３２ａ）がバケット（２０）の内周面に極めて近
接した状態に容易に配することが可能となる。

【００２２】特に、バケット（２０）および回転搬送機
構（３０）の回転中には、スクリュー羽根（３２）その
ものも、遠心力によりバケット（２０）の内周面に回転
可能な状態で当接し得るため、スクリュー羽根（３２）
の外径端縁とバケット（２０）の内周面との間に、搬送
の妨げとなる無駄な隙間が生じるおそれもなく、沈降成
分を極めて効率よく搬送することができる。

【００２３】スクリュー羽根（３２）の具体的な保持方
法であるが、各整流板（３１）の外側端縁（３１ａ）の
要所に、スクリュー羽根（３２）の内径端縁（３２ｂ）
を掛け止める保持溝（３１１）をそれぞれ形成し、スク
リュー羽根（３２）の途中が前記保持溝（３１１）に嵌
合している範囲で、該スクリュー羽根（３２）を各整流
板（３１）の外側端縁（３１ａ）に沿って軸心より拡縮
自在にするとよい。

【００２４】ここでスクリュー羽根（３２）の内径端縁
（３２ｂ）の要所にも、前記保持溝（３１１）に対して
互いに嵌合し合う被係合溝（３２１）を形成すれば、各
整流板（３１）を周回するスクリュー羽根（３２）の相
対的な位置ずれを確実に防止することができ、またスク
リュー羽根（３２）と各整流板（３１）との係合部分に
おける遊びの幅も広がるため、より広い範囲でのスクリ
ュー羽根（３２）の拡縮を実現することができる。

【００２５】また、バケット（２０）の一端側へ搬送さ
れた沈降成分は、結局バケット（２０）外部へと遠心力
により排出されるのだが、このバケット（２０）の一端
側に、動力により開閉可能な沈降成分排出孔（２２１）
を設ければ、沈降成分がある程度溜まった時点で沈降成
分排出孔（２２１）を開くことにより、沈降成分を短時
間で集中的に排出することが可能となり、媒体液の無駄
な排出も極力防止することができる。

【００２６】沈降成分排出孔（２２１）の具体的な開閉
方法であるが、バケット（２０）の一端側に、該バケッ
ト（２０）の内周面より外周側へ貫通する複数の沈降成
分排出孔（２２１）を円周方向に所定間隔おきに設けて
おき、各沈降成分排出孔（２２１）のバケット（２０）
の内周面に開口する入口傍らに、それぞれ入口に重なる
位置と入口に重ならない位置とに動力により移動可能に
保持され、該入口に重なる位置にあるとき遠心力により
入口を塞ぐ可動弁（２４）を配して構成すれば、簡易か
つ迅速に開閉することが可能となり、また沈降成分の排
出効率を高めることができる。なお、可動弁（２４）に
はボールを用いると良い。

【００２７】さらにまた、前述した沈降成分排出孔（２
２１）および可動弁（２４）を設ける代わりに、前記バ
ケット（２０）の一端側に、沈降成分の溜まり部（２２
４）と、該溜まり部（２２４）に連通する沈降成分排出
口（２２５）を設けることにより、沈降成分を効率的に
溜めることができる。

【００２８】沈降成分の溜まり部（２２４）に溜まった
沈降成分は、沈降成分排出口（２２５）を通じて、遠心
力により排出されるのだが、この沈降成分排出口（２２
５）を開閉する開閉弁（２２６）を設け、沈降成分が溜
まり部（２２４）にある程度溜まった時点で開閉弁（２
２６）を開くことにより、沈降成分をより集中的に排出
することが可能となる。なお、開閉弁（２２６）として
は、例えばリード弁、ボール弁、またはスライド弁等を
用いることができる。

【００２９】また、媒体液の排出に関しては、バケット
（２０）の一端側開口を塞ぐ蓋体（２３）に、複数の媒
体液排出口（２３１）を円周方向に所定間隔おきに開設
すれば、バケット（２０）本体自体には特別な加工を施
すことなく、取り替えが比較的容易な蓋体に媒体液排出
口（２３１）を適宜開設するだけで、媒体液を効率よく
排出することができる。

【００３０】あるいはまた、バケット（２０）の一端側
に、該バケット（２０）内で前記回転搬送機構（３０）
の駆動により生じる液流に対して対向する状態に開口す
る媒体液排出パイプ（７０）を内設すれば、蓋体自体に
も余分な加工を施す必要がなく、液流の慣性により媒体
液排出パイプ（７０）内に媒体液が強制的に圧送される
ため、さらに効率よく排出することができる。

【００３１】バケット（２０）および回転搬送機構（３
０）の駆動手段としては、互いに回転差を付けるために
２つの動力源を用いるとコストアップを招くため、１の
動力源だけを用いて、バケット（２０）および回転搬送
機構（３０）の何れか一方を、前記動力源に連結された
動力伝達機構（４０）により駆動し、他方を磁力により
一方に対して吸着または反発することで、一方とは異な
る回転速度で駆動するように工夫すれば、大幅なコスト
低減が可能となる。

【００３２】具体的には、前記バケット（２０）を前記
動力伝達機構（４０）により駆動し、前記バケット（２
０）の端部外側に、該バケット（２０）の軸心より離隔
した位置で周回する環状の第１磁石（５１）を配設す
る。この第１磁石（５１）を、その内周側の１箇所に前
記バケット（２０）端部を回転可能に接触させること
で、バケット（２０）側に比べて低速で回転させる。

【００３３】一方、第１磁石（５１）に対しバケット
（２０）端部を間にして対向する各整流板（３１）の端
部に、前記第１磁石（５１）に対して反発することで、
各整流板（３１）およびスクリュー羽根（３２）を順方
向に回転させる第２磁石（５２）を配設すれば、１の動
力源だけで比較的簡易な構造により、バケット（２０）
および回転搬送機構（３０）を回転差を付けて互いに同
じ方向へ回転駆動することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明を代
表する各種実施の形態を説明する。図１〜図１１は本発
明の第１実施の形態を示している。図１は遠心分離装置
１０を側面側より切断した断面を示し、図２は同装置１
０を正面側より切断した断面を示し、図３は同装置１０
内部の構成要素の一部を便宜上透視した平面図である。

【００３５】本実施の形態に係る遠心分離装置１０は、
円筒型（筒状）のバケット２０内に回転搬送機構３０を
内挿し、これらを相対的に回転可能に支持して成り、前
記バケット２０内に供給される原液から、前記回転搬送
機構３０により沈降成分を前記バケットの上端（一端）
側まで搬送して分離することができるように構成されて
いる。特に本装置１０は、各種化学プロセスから排出さ
れるような希薄なコロイド状粒子を含む排水から有価物
を回収するための濃縮操作にも利用可能なものである。

【００３６】図１に示すように、バケット２０はハウジ
ング１１の内部に回転可能に軸支されており、バケット
２０は駆動手段の動力伝達機構４０より回転力が直接伝
達されることで軸心Ｌ回りに回転する。動力伝達機構４
０には、１つの動力源である電動モータ等（図示省略す
る）からベルト４１およびプーリ４２を介して回転力が
伝達され、プーリ４２と一体のシャフト４３に連結され
たフランジ４４が、バケット２０の底板（端部）２１の
中心側に一体に固設されている。

【００３７】シャフト４３およびフランジ４４は、ハウ
ジング１１内に略水平に配されたベースプレート１２上
にある軸受け１３により軸支され、バケット２０の上端
側を塞ぐ蓋体２３の中心側に固設されたフランジ４５
は、ハウジング１１の天井壁１４にある軸受け１５によ
り軸支されている。すなわち、バケット２０はハウジン
グ１１内で、上下方向に立ち上がる状態で回転自在に支
持されている。

【００３８】また、バケット２０の軸心Ｌに沿って、上
方からバケット２０内へ原液の供給管６０が延ばされて
いる。供給管６０は、軸受け１５を貫通してバケット２
０の底部付近まで延ばされており、分離対象である沈降
成分が溶解ないし混合している原液は、供給管６０を通
って、供給管６０の底部付近に供給される。なお、バケ
ット２０の上端側（一端側）が沈降成分の排出方向とな
っている。

【００３９】バケット２０の上端縁には、蓋体２３をネ
ジ止めするために周囲へ所定幅で延出したフランジ２２
が形成されている。フランジ２２は相当の厚みを有して
おり、この部位に、バケット２０の内周面より外周側へ
貫通する複数の沈降成分排出孔２２１，２２１…が円周
方向に所定間隔おきに穿設されている。各沈降成分排出
孔２２１は、動力により開閉可能に構成されている。

【００４０】図８に拡大して示すように、各沈降成分排
出孔２２１におけるバケット２０の内周面に開口する入
口２２２はすり鉢状に凹設されており、この入口２２２
傍らに、入口２２２に重なる位置と入口２２２に重なら
ない位置とに移動可能に可動弁であるボール２４が配さ
れている。ただし、可動弁はボール２４に限られるもの
ではない。

【００４１】蓋体２３の直ぐ内側には、リング状のリテ
ーナ２５が動力により上下移動可能に配されており、前
記各沈降成分排出孔２２１の入口２２２毎に配されてい
るボール２４は、総てリテーナ２５の外周端縁に沿って
形成された嵌合溝２５１に填るようにして保持されてい
る。

【００４２】図１，図２に示すように、リテーナ２５の
上面側には、円周方向に所定間隔おきに複数のピン２
６，２６…が突設されており、各ピン２６は蓋体２３を
上下移動可能に貫通してその上端にはリング部材２７が
固設されている。リング部材２７は、図１中のソレノイ
ド２９により上下駆動される押しローラ２８（図２参
照）に回転可能に当接している。押しローラ２８は、ブ
ラケット２９１を介して回転可能な状態でソレノイド２
９に連結されている。

【００４３】すなわち、押しローラ２８の上下移動に伴
って、リング部材２７およびピン２６が押されてリテー
ナ２５も上下移動し、それにより前記ボール２４が、入
口２２２に重なる位置と、入口２２２に重ならない位置
とに、上下移動するように設定されている。

【００４４】ボール２４が入口２２２に重なる位置にあ
るときは、遠心力により入口２２２を塞ぐことができ、
ボール２４が入口２２２に重ならない位置にあるとき
は、入口２２２が開くために、沈降成分排出孔２２１か
ら沈降成分を外部へ排出することができるようになって
いる。

【００４５】また、前述した沈降成分排出孔２２１およ
びボール２４を設けて沈降成分を排出する代わりに、前
記バケット２０のフランジ２２と蓋体２３の間に、沈降
成分の溜まり部２２４および該溜まり部２２４に連通す
る複数の沈降成分排出口２２５を有するスペーサー２２
３を設けた態様の変形例について、以下に説明する。

【００４６】かかる変形例においては、図１０に示すよ
うな沈降成分の溜まり部２２４および該溜まり部２２４
に連通する複数の沈降成分排出口２２５を有するスペー
サー２２３を、図１１に示すように、前記バケット２０
のフランジ２２と蓋体２３の間に配することにより、バ
ケット２０や蓋体２３に特別な加工を施すことなく、簡
単に沈降成分の溜まり部２２４を設けることができる。
これら、沈降成分の溜まり部２２４および該溜まり部２
２４に連通する各沈降成分排出口２２５の数や形状は、
図１０に示されたものに限定されるものではなく、任意
の形状および数を採用することができる。

【００４７】沈降成分の溜まり部２２４に溜まった沈降
成分は、該溜まり部２２４に連通する沈降成分排出口２
２５を通じて、遠心力により排出されるのだが、この沈
降成分排出口２２５を開閉する開閉弁２２６を設け、沈
降成分が溜まり部２２４にある程度溜まった時点で開閉
弁２２６を開くことにより、沈降成分をより集中的に排
出することが可能となる。ここで開閉弁２２６として
は、例えばリード弁、ボール弁、またはスライド弁等を
用いることができ、その開閉方法は、図１３には表して
いないが、遠心力や外部からの動力等、任意の方法を採
用することができる。

【００４８】図１〜図３に示すように、前記蓋体２３に
は、フランジ４５ともども外部へ連通するよう貫通し、
バケット２０内の媒体液を外部へ排出するための複数の
媒体液排出口２３１，２３１…が、蓋体２３の円周方向
に沿って所定間隔おきに開設されている。

【００４９】ハウジング１１の内部上方には、前記各媒
体液排出口２３１から排出された媒体液を受け入れる媒
体液回収部１６が設けられている。さらに媒体液回収部
１６の下側には、前記各沈降成分排出孔２２１から排出
された沈降成分を受け入れる沈降成分回収部１７が重な
るように設けられている。

【００５０】また、回転搬送機構３０は、軸心Ｌより放
射方向へ広がり各々が軸方向へ延びる複数の整流板３１
と、各整流板３１の外側を螺旋状に周回し前記バケット
の内周面に近接するスクリュー羽根３２とを有して成
る。スクリュー羽根３２が、沈降成分をバケット２０の
上端側へ搬送するものである。

【００５１】図７に示すように、本実施の形態では整流
板３１は、全部で４枚が等角度で軸心Ｌより放射方向へ
広がる状態に配されている。各整流板３１は、それぞれ
上下端側が円板３３，３３，３４に固設されることで、
互いに放射方向へ広がる状態に固定されている。なお、
図１に示すように、各整流板３１の内側端縁３１ｂは、
前記バケット２０内における液面よりも軸心Ｌ側に位置
するように設定され、軸方向への整流が発生するように
なっている。

【００５２】各整流板３１の外側端縁３１ａに沿って、
スクリュー羽根３２が螺旋状に周回するように支持され
ている。スクリュー羽根３２の外径端縁３２ａは、バケ
ット２０の内周面に近接するように設定されている。こ
こで本発明の根幹として、スクリュー羽根３２は、各整
流板３１の外側端縁に沿って軸心Ｌより所定範囲で拡縮
自在に取り付られている。

【００５３】図４，図５に示すように、各整流板３１の
外側端縁３１ａの要所には、スクリュー羽根３２の内径
端縁３２ｂを掛け止める保持溝３１１がそれぞれ形成さ
れている。また、スクリュー羽根３２の内径端縁３２ｂ
の要所にも、前記保持溝３１１に対して互いに嵌合し合
う被係合溝３２１がそれぞれ形成されている。

【００５４】それにより、スクリュー羽根３２は、その
被係合溝３２１と各整流板３１の保持溝３１１とが互い
に嵌合し合う遊びの範囲で、軸心Ｌより図４中に矢印で
示した半径方向へ拡縮できるように設定されている。な
お、スクリュー羽根３２は１本ものとしないで、複数に
分割したエレメントを組み合わせるように構成してもか
まわない。

【００５５】このような回転搬送機構３０は、前記動力
伝達機構４０により直接的に回転駆動されるバケット２
０に対して、磁力によって反発させることにより、同じ
く動力伝達機構４０によってバケット２０とは異なる回
転速度で駆動されるように構成されている。

【００５６】詳しく言えば、図１，図２において、前記
バケット２０の底板２１の外側に、先ず該バケット２０
の軸心Ｌより離隔した位置で周回する環状に第１磁石５
１を配設する。第１磁石５１は、底板２１と一体に回転
するフランジ４４の外周を囲む位置に配されている。こ
こで第１磁石５１は、複数の保持ローラ５３により下か
ら持ち上げられた状態で回転可能に支持されている。

【００５７】図９，図１に示すように、第１磁石５１
は、その外周の一端側から押付ローラ５４により軸心Ｌ
側へと回転可能に付勢されている。それにより、第１磁
石５１の内周側の１箇所（図９中のＰ部位）に、前記フ
ランジ４４の外周を回転可能に接触させることで、第１
磁石５１がバケット２０側に比べて低速で回転するよう
に設定されている。なお、押付ローラ５４は、ブラケッ
ト５４１を介してベースプレート１２に支持されてい
る。

【００５８】一方、図７に示すように、第１磁石５１に
対し底板２１を間にして対向する最下端側の円板３４
（各整流板３１の端部）には、第１磁石５１に対して反
発することで、前記各整流板３１およびスクリュー羽根
３２を順方向に回転させる第２磁石５２が円周方向に並
ぶように別途配設されている。

【００５９】次に第１実施の形態の作用を説明する。遠
心分離装置１０の実際の運転により、例えば、原液中に
溶解ないし混合しているパラジウム等の各種化合物を分
離することができる。かかる原液中では、比重の大きい
各種化合物が沈降成分となり、遠心力により媒体液（母
液）より分離することが可能となる。なお原液は、バケ
ット２０内で予め設定した所定の深さ（図１中に矢印で
示す液面）を維持するように適宜供給される。

【００６０】図１において、原液は供給管６０からバケ
ット２０内の底部付近へ供給される。原液は、バケット
２０と回転搬送機構３０の相対的回転によって生じる遠
心力の作用下で沈降成分が分離される。すなわち、遠心
力の作用により、原液中に含まれる重比重の沈降成分は
バケット２０の外周側へ沈降し、バケット２０の内周面
に沿うように集まる。かかる沈降成分は、回転搬送機構
３０にあるスクリュー羽根３２の回転によって、バケッ
ト２０の上端側へ掻き寄せられるように搬送される。

【００６１】バケット２０および回転搬送機構３０の回
転中には、スクリュー羽根３２を保持する各整流板３１
の回転によって、軸方向への整流が常に発生しており、
液面に定在波が発生することもなく、媒体液が不要に乱
れる事態を防止することができる。

【００６２】スクリュー羽根３２は、各整流板３１の外
側端縁３１ａに沿って軸心Ｌより所定範囲で拡縮自在に
取り付けられているため、バケット２０の内周面とスク
リュー羽根３２との寸法誤差を吸収することができ、ス
クリュー羽根３２を、その外径端縁３２ａがバケット２
０の内周面に極めて近接した状態に容易に配することが
可能となる。

【００６３】特に、バケット２０および回転搬送機構３
０の回転中には、スクリュー羽根３２そのものも、遠心
力によりバケット２０の内周面に回転可能な状態で当接
し得るため、スクリュー羽根３２の外径端縁３２ａとバ
ケット２０の内周面との間に、搬送の妨げとなる無駄な
隙間が生じるおそれもなく、沈降成分を極めて効率よく
搬送することが可能となる。

【００６４】スクリュー羽根３２の具体的な保持方法
は、前述したように各整流板３１の外側端縁３１ａの要
所に、スクリュー羽根３２の内径端縁３２ｂを掛け止め
る保持溝３１１をそれぞれ形成し、スクリュー羽根３２
の途中が前記保持溝３１１に嵌合している範囲で、該ス
クリュー羽根３２を各整流板３１の外側端縁３１ａに沿
って軸心Ｌより拡縮自在とする。

【００６５】ここでスクリュー羽根３２の内径端縁３２
ｂの要所にも、前記保持溝３１１に対して互いに嵌合し
合う被係合溝３２１があるので、各整流板３１を周回す
るスクリュー羽根３２の相対的な位置ずれを確実に防止
することができる。さらに、スクリュー羽根３２は、そ
の被係合溝３２１と各整流板３１の保持溝３１１とが互
いに嵌合し合う遊びの範囲で、軸心Ｌより図４中に矢印
で示した半径方向へ拡縮できるので、より広い範囲での
スクリュー羽根３２の拡縮を実現することができる。

【００６６】バケット２０の上端側へ搬送された沈降成
分は、バケット２０の上端のフランジ２２にある複数の
沈降成分排出孔２２１，２２１…から外部へ排出され、
沈降成分回収部１７に導入されて回収される。ここで各
沈降成分排出孔２２１は動力により開閉可能であるた
め、沈降成分がある程度バケット２０の上端側に溜まっ
た時点で、各沈降成分排出孔２２１を開くことにより、
沈降成分を短時間で集中的に排出することが可能とな
る。それにより、媒体液の無駄な排出も極力防止するこ
とができる。具体的には、遠心分離装置１０の通水運転
開始時には、所定の設定時間が経過するまでは沈降成分
の排出は行わないようにすればよい。

【００６７】沈降成分排出孔２２１の具体的な開閉方法
であるが、図１中に示す駆動源であるソレノイド２９
は、通電するインターバルや連続通電時間を適宜設定で
きるタイマーにより制御される。かかるソレノイド２９
に通電すると、図２中の押しローラ２８をブラケット２
９１を介して移動させる。この押しローラ２８の移動に
伴って、リング部材２７およびピン２６が押されてリテ
ーナ２５も移動する。それにより、リテーナ２５に保持
されているボール２４が、前記各沈降成分排出孔２２１
の入口２２２に重なる初期位置から入口２２２に重なら
ない位置へと移動するようになっている。

【００６８】ボール２４が入口２２２に重なる初期位置
にあるときは、遠心力により入口２２２を確実かつ簡易
に塞ぐことができる。一方、ボール２４が入口２２２に
重ならない位置に移動すると、入口２２２が開くため沈
降成分排出孔２２１より沈降成分を外部にある沈降成分
回収部１７へと遠心力で排出することができる。以上の
構成により、簡易かつ迅速に各沈降成分排出孔２２１を
開閉することが可能となる。なお、沈降成分回収部１７
へ溜まる沈降成分は、実用上充分な濃縮度が得られたも
のとなる。

【００６９】また、媒体液の排出に関しては、バケット
２０の上端側開口を塞ぐ蓋体２３に、複数の媒体液排出
口２３１を円周方向に所定間隔おきに開設したので、バ
ケット２０本体自体には特別な加工を施すことなく、取
り替えが比較的容易な蓋体２３に媒体液排出口２３１を
適宜開設するだけで、媒体液を効率よく排出することが
できる。排出された媒体液は媒体液回収部１６に導入さ
れて回収される。

【００７０】バケット２０および回転搬送機構３０の駆
動手段としては、互いに回転差を付けるために２つの動
力源を用いるとコストアップを招くため、１の動力源だ
けを用いて駆動させる。すなわち、バケット２０の方
を、前記動力源に連結された動力伝達機構４０により駆
動し、回転搬送機構３０の方は、磁力により前記バケッ
ト２０に対して反発することで、互いに異なる回転速度
で駆動するように工夫しているから、大幅なコスト低減
が可能となる。

【００７１】具体的には、図１，図２において、前記バ
ケット２０を前記動力伝達機構４０により直接駆動する
一方、バケット２０と一体のフランジ４４の外周を囲む
ように環状の第１磁石５１を配設する。この第１磁石５
１を、押付ローラ５４により軸心Ｌ側へと回転可能に付
勢し、第１磁石５１の内周側の１箇所（図９中のＰ部
位）に、前記フランジ４４の外周を回転可能に接触させ
て、バケット２０側に比べて低速で回転させる。

【００７２】一方、図７に示すように、第１磁石５１に
対し底板２１を間にして対向する回転搬送機構３０の円
板３４に、第１磁石５１に対して反発することで、各整
流板３１およびスクリュー羽根３２を順方向に回転させ
る第２磁石５２を配設することで、１の動力源だけで比
較的簡易な構造により、バケット２０および回転搬送機
構３０を互いに回転差を付けて同じ方向へ回転駆動する
ことができる。

【００７３】図１２および図１３は、本発明の第２実施
の形態を示している。本実施の形態では、バケット２０
の上端側に、該バケット２０内で回転搬送機構３０の駆
動により生じる液流に対して対向する状態に開口し、媒
体液を排出する媒体液排出パイプ７０を内設している。

【００７４】媒体液排出パイプ７０は、バケット２０の
軸心Ｌに沿うように上方から延び、軸受け１５を貫通し
てバケット２０内の上部付近に導入され、途中から円周
方向に沿うように湾曲され、その先端口７１がバケット
２０内の液流に対して対向する状態に形成されている。

【００７５】このような構成によれば、蓋体２３に前記
各媒体液排出口２３１を開設する必要はなく、蓋体２３
自体にも余分な加工を施す必要がなくなり、さらに液流
の慣性により媒体液排出パイプ７０内に媒体液が強制的
に圧送されるため、さらに効率よく媒体液を排出するこ
とが可能となる。

【００７６】なお、供給管６０は、前記第１実施の形態
とは逆に、バケット２０の軸心Ｌに沿って下方からバケ
ット２０内へ延ばされており、それに伴い供給管６０を
前記動力伝達機構４０のシャフト４３内に挿通させるこ
とが必要になる。その他、第１実施の形態と同種の部位
には同一符号を付して重複した説明を省略する。

【００７７】以上、本発明の実施の形態を図面によって
説明してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に
限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
における変更や追加があっても本発明に含まれる。例え
ば、前記回転搬送機構３０を構成する各整流板３１の配
置位置や数は図示したものに限られず、整流板３１の枚
数を２，３枚、あるい５枚以上にしたり適宜設計変更す
ることができるものである。

【００７８】また、前記実施の形態では、各整流板３１
に保持溝３１１を形成するだけでなく、スクリュー羽根
３２にも、前記保持溝３１１に対して嵌合し合う被係合
溝３２１を形成したが、被係合溝３２１は省くことも可
能である。

【００７９】また、前記実施の形態では、回転搬送機構
３０を、前記動力伝達機構４０により直接的に回転駆動
されるバケット２０に対して、磁力によって反発させる
ことにより回転駆動させるように構成したが、逆に磁力
の吸着力を利用して回転駆動させるように構成してもよ
い。ただし、磁力の吸着力を利用する場合には、なおさ
ら摩擦抵抗を低減するための工夫が必要になる。

【００８０】さらにまた、バケット２０と回転搬送機構
３０とを回転差を付けた状態で回転させる機構は、前述
した動力伝達機構４０や第１磁石５１・第２磁石５２を
採用したものに限られることはなく、もちろん別々の動
力源を用いて駆動手段を構成したり、また駆動手段の具
体的構成として、各種変速ギア機構や太陽・遊星歯車機
構等を採用してもよい。

【００８１】

【発明の効果】本発明に係る遠心分離装置によれば、バ
ケット内の回転搬送機構を、軸心より放射方向へ広がる
複数の整流板と、各整流板の外側を螺旋状に周回するス
クリュー羽根とから構成し、スクリュー羽根を、各整流
板の外側端縁に沿って軸心より所定範囲で拡縮自在に取
り付けたから、運転中は各整流板の回転により、液面に
定在波が発生することもなく、媒体液が不要に乱れるの
を防止することができ、また、バケットの内周面とスク
リュー羽根との寸法誤差を吸収することができ、スクリ
ュー羽根を、その外径端縁がバケットの内周面に極めて
近接した状態に容易に配することができる。

【００８２】特に、バケットおよび回転搬送機構の回転
中には、スクリュー羽根そのものも、遠心力によりバケ
ットの内周面に回転可能な状態で当接し得るため、スク
リュー羽根の外径端縁とバケットの内周面との間に、搬
送の妨げとなる無駄な隙間が生じるおそれもなく、沈降
成分を極めて効率よく搬送することができる。

【００８３】また、バケットの一端側へ搬送された沈降
成分は、結局バケット外部へと遠心力により排出される
のだが、このバケットの一端側に、動力により開閉可能
な沈降成分排出孔を設ければ、沈降成分がある程度溜ま
った時点で沈降成分排出孔を開くことにより、沈降成分
を短時間で集中的に排出することが可能となり、媒体液
の無駄な排出も極力防止することができる。

【００８４】さらに、バケットおよび回転搬送機構の駆
動手段としては、互いに回転差を付けるために２つの動
力源を用いるとコストアップを招くため、１の動力源だ
けを用いて、バケットおよび回転搬送機構の何れか一方
を、前記動力源に連結された動力伝達機構により駆動
し、他方を磁力により一方に対して吸着または反発する
ことで、一方とは異なる回転速度で駆動するように工夫
すれば、大幅なコスト低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離装置を
側面側より切断して示す縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離装置を
正面側より切断して示す縦断面図である。

【図３】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離装置の
内部の一部構成要素を便宜上透視した平面図である。

【図４】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離装置の
要部を成す整流板とスクリュー羽根との取付状態を示す
説明図である。

【図５】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離装置の
要部を成す整流板とスクリュー羽根との取付状態を示す
（ａ）平面図（一部断面）、および（ｂ）正面図であ
る。

【図６】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離装置を
便宜上変形した上で概略的に示す説明図である。

【図７】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離装置を
構成する回転搬送機構を示す斜視図である。

【図８】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離装置に
おける各沈降成分排出孔とその開閉機構の要部を拡大し
て示す断面図である。

【図９】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離装置の
バケットおよび回転搬送機構の駆動手段の要部を拡大し
て示す平面図である。

【図１０】本発明の第１実施の形態の変形例に係る遠心
分離装置において、沈降成分の溜まり部と該溜まり部に
連通する沈降成分排出口を有するスペーサーを示す平面
図である。

【図１１】本発明の第１実施の形態の変形例に係る遠心
分離装置において、沈降成分の溜まり部と該溜まり部に
連通する沈降成分排出口を有するスペーサー、および前
記沈降成分排出口を開閉する開閉弁を配設した箇所を拡
大して示す断面図である。

【図１２】本発明の第２実施の形態に係る遠心分離装置
を便宜上変形した上で概略的に示す説明図である。

【図１３】本発明の第２実施の形態に係る遠心分離装置
の要部である媒体液排出パイプを拡大して示す説明図で
ある。

【符号の説明】 １０…遠心分離装置 １１…ハウジング １２…ベースプレート １３…軸受け １４…天井壁 １５…軸受け １６…媒体液回収部 １７…沈降成分回収部 ２０…バケット ２１…底板 ２２…フランジ ２２１…沈降成分排出孔 ２２２…入口 ２２３…スペーサー ２２４…沈降成分の溜まり部 ２２５…沈降成分排出口 ２２６…開閉弁 ２３…蓋体 ２３１…媒体液排出口 ２４…ボール（可動弁） ２５…リテーナ ２５１…嵌合溝 ２６…ピン ２７…リング部材 ２８…押しローラ ２９…ソレノイド ２９１…ブラケット ３０…回転搬送機構 ３１…整流板 ３１１…保持溝 ３２…スクリュー羽根 ３２１…被係合溝 ３４…円板 ４０…動力伝達機構 ４１…ベルト ４２…プーリ ４３…シャフト ４４…フランジ ４５…フランジ ５１…第１磁石 ５２…第２磁石 ５３…保持ローラ ５４…押付ローラ ６０…供給管 ７０…媒体液排出パイプ ７１…先端口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岸 茂 東京都杉並区上高井戸１−31−５ 株式会 社アステムエンジニアリング内 (72)発明者 草部 光司 神奈川県川崎市川崎区千鳥町１番２号 川 崎化成工業株式会社内 (72)発明者 本道 初夫 神奈川県川崎市川崎区千鳥町１番２号 川 崎化成工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D057 AA03 AA07 AA11 AB01 AC02 AD01 AE01 AF01 BA11 BB14 BC06 BC11 BC12 BC16

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状のバケット内に回転搬送機構を内挿
   し、前記バケットと前記回転搬送機構とを回転差を付け
   た状態で回転可能に支持して成り、前記バケット内に供
   給される原液から、前記回転搬送機構により沈降成分を
   前記バケットの一端側まで搬送して分離する遠心分離装
   置において、 前記回転搬送機構は、軸心より放射方向へ広がり各々が
   軸方向へ延びる複数の整流板と、各整流板の外側を螺旋
   状に周回し前記バケットの内周面に近接するスクリュー
   羽根とを有して成り、前記スクリュー羽根を、前記各整
   流板の外側端縁に沿って軸心より所定範囲で拡縮自在に
   取り付けたことを特徴とする遠心分離装置。
2. 【請求項２】前記各整流板の外側端縁の要所に、前記ス
   クリュー羽根の内径端縁を掛け止める保持溝をそれぞれ
   形成し、前記スクリュー羽根の途中が前記保持溝に嵌合
   している範囲で、該スクリュー羽根を各整流板の外側端
   縁に沿って軸心より拡縮自在に設定したことを特徴とす
   る請求項１記載の遠心分離装置。
3. 【請求項３】前記スクリュー羽根の内径端縁の要所に
   も、前記保持溝に対して互いに嵌合し合う被係合溝を形
   成したことを特徴とする請求項２記載の遠心分離装置。
4. 【請求項４】前記バケットの一端側に、動力により開閉
   可能な沈降成分排出孔を設けたことを特徴とする請求項
   １，２または３記載の遠心分離装置。
5. 【請求項５】前記バケットの一端側に、該バケットの内
   周面より外周側へ貫通する複数の前記沈降成分排出孔を
   円周方向に所定間隔おきに設け、各沈降成分排出孔のバ
   ケットの内周面に開口する入口傍らに、それぞれ入口に
   重なる位置と入口に重ならない位置とに動力により移動
   可能に保持され、該入口に重なる位置にあるとき遠心力
   により入口を塞ぐ可動弁を配したことを特徴とする請求
   項４記載の遠心分離装置。
6. 【請求項６】前記可動弁は、ボールから構成されること
   を特徴とする請求項５記載の遠心分離装置。
7. 【請求項７】前記バケットの一端側に、沈降成分の溜ま
   り部、該溜まり部に連通する沈降成分排出口、および該
   沈降成分排出口を開閉する開閉弁を設けたことを特徴と
   する請求項１，２または３記載の遠心分離装置。
8. 【請求項８】前記バケットの一端側開口を塞ぐ蓋体に、
   媒体液を排出する複数の媒体液排出口を円周方向に所定
   間隔おきに開設したことを特徴とする請求項１，２，
   ３，４，５，６または７記載の遠心分離装置。
9. 【請求項９】前記バケットの一端側に、該バケット内で
   前記回転搬送機構の駆動により生じる液流に対して対向
   する状態に開口し、媒体液を排出する媒体液排出パイプ
   を内設したことを特徴とする請求項１，２，３，４，
   ５，６または７記載の遠心分離装置。
10. 【請求項１０】前記バケットおよび前記回転搬送機構と
    をそれぞれ回転差を付けた状態で回転駆動する駆動手段
    は１の動力源を有して成り、 前記バケットおよび前記回転搬送機構の何れか一方は、
    前記動力源に連結された動力伝達機構により駆動され、
    他方は磁力により一方に対して吸着または反発すること
    により、一方とは異なる回転速度で駆動されることを特
    徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８または
    ９記載の遠心分離装置。
11. 【請求項１１】前記バケットを前記動力伝達機構により
    駆動し、 前記バケットの端部外側に、該バケットの軸心より離隔
    した位置で周回する環状に第１磁石を配設し、 前記第１磁石を、その内周側の１箇所に前記バケット端
    部を回転可能に接触させることで、バケット側に比べて
    低速で回転させる一方、 前記第１磁石に対しバケット端部を間にして対向する前
    記各整流板の端部に、前記第１磁石に対して反発するこ
    とで、前記各整流板およびスクリュー羽根を順方向に回
    転させる第２磁石を配設したことを特徴とする請求項１
    ０記載の遠心分離装置。