JP2015107445A - 遠心分離タンク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体のろ過が効率よく行われる遠心分離タンク装置を提供すること。【解決手段】液体中に含まれる沈降成分が遠心力を受けて分離される遠心分離タンク装置１００は、液体を溜めるタンク１０と、タンク１０内に液体を流入させる流入路２０と、タンク１０内の液体に旋回流を起こす羽根付き回転体５１と、羽根付き回転体５１を回転駆動する駆動機構６０と、回転する羽根付き回転体５１の内側に設けられる筒状のフィルタ３０と、フィルタ３０を通過した液体をフィルタ３０内のフィルタ内側流路３２を通じて流出させる流出路４０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、液体中に含まれる沈降成分が遠心力を受けて分離される遠心分離タンク装置に関する。

特許文献１には、原水の汚れ物質が遠心力を受けて分離されるセパレータが記載されている。

特許文献２には、バケット内に原液が流入し、バケット内で回転する回転搬送機構により沈降成分を原液と共に旋回させながらバケットの一端側まで搬送して分離する遠心分離装置が記載されている。

上記バケットの内側に設けられる回転搬送機構は、バケットの外側から導かれる磁力により回転駆動される。

特許文献３には、排水処理タンク内に設置される吸引ろ過フィルタと、吸引ろ過フィルタのろ過水流出側に接続されるろ過水流出ラインと、排水処理タンクのスラッジ排出側に接続される遠心分離機と、備える排水処理システムが記載されている。

上記排水処理システムによると、排水処理タンク内で凝集沈殿剤を使用することなく、吸引ろ過フィルタによってされた被処理水がろ過水流出ラインから取り出される。被処理水から取り除かれたスラッジは、遠心分離機によって沈降濃縮される。これによりスラッジの減容が行われる。

実用新案登録第３１１８５２９号公報 特開２００３−９３９２３号公報 特開２００２−２１０４６１号公報

しかしながら、特許文献３に記載の排水処理システムによると、被処理水が吸引ろ過フィルタを通ることによってろ過されるが、被処理水をろ過するのに遠心分離機が用いられないため、被処理水のろ過が効率よく行われないという問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、液体のろ過が効率よく行われる遠心分離タンク装置を提供することを目的とする。

本発明は、液体中に含まれる沈降成分が遠心力を受けて分離される遠心分離タンク装置であって、液体を溜めるタンクと、タンク内に液体を流入させる流入路と、タンク内の液体に旋回流を起こす羽根付き回転体と、羽根付き回転体を回転駆動する駆動機構と、羽根付き回転体の内側に設けられる筒状のフィルタと、フィルタを通過した液体をフィルタ内のフィルタ内側流路を通じて流出させる流出路と、を備えることを特徴とする。

本発明では、羽根付き回転体の回転によりタンク内で旋回する液体から遠心力によって沈降成分が分離される。旋回流の中心部から遠心分離で浄化された液体がフィルタに通され、フィルタによってろ過された液体がフィルタ内側流路を通じて流出路から流出する。これにより、タンク内で凝集沈殿剤を使用することなく、液体のろ過を連続して効率よく行うことができる。

本発明の実施形態に係る遠心分離タンク装置の概略構成を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る遠心分離タンク装置の概略構成を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１、図２に示す遠心分離タンク装置１００は、例えば池や河川から汲み上げた被処理水を浄化するものである。

遠心分離タンク装置１００は、有底円筒状のタンク１０と、タンク１０の上部開口端を閉塞するカバー１１と、を備える。タンク１０に被処理水を流入させる流入路２０が設けられる。カバー１１に被処理水を流出させる流出路４０が設けられる。

タンク１０は、軸Ｏを中心とする円筒状の外周壁１５と、外周壁１５の下端に連接する円盤状の底壁部１６と、を有する。タンク１０は、例えば樹脂等の非磁性材によって形成される。タンク１０は、複数の支柱１８によって地面に対して支持される。タンク１０は、軸Ｏが鉛直方向に延びるように設置される。

タンク１０の外周壁１５にインレットチューブ２１が接続され、インレットチューブ２１によって流入路２０が画成される。インレットチューブ２１にはホース２２が接続される。ポンプ（図示省略）によって池や河川から汲み上げられた被処理水は、ホース２２を通じて流入路２０からタンク１０の内部に流入する。

流入路２０は、タンク１０の外周壁１５に軸Ｏを中心とする周方向に延びるように形成される。これにより、流入路２０からタンク１０の内部に流入する被処理水は、外周壁１５に沿って流れ、軸Ｏを中心として旋回する旋回流を起こす。

タンク１０の内部には、羽根付き回転体５１が回転自在に設けられる。羽根付き回転体５１は、円盤状のベース板５２と、ベース板５２の上面から突出する複数の羽根５５と、を備える。

羽根５５は、矩形の板状に形成される。ベース板５２には、複数の羽根５５が軸Ｏを中心とする放射状に延びるように取り付けられる。

タンク１０の底壁部１６には、環状のブッシュ４５が設置される。ブッシュ４５は、ゴム材等の弾性材によって形成される。ブッシュ４５は、ベース板５２の内周端部を摺動自在に受け、ベース板５２を軸Ｏを中心として回転自在に支持する軸受として機能する。

遠心分離タンク装置１００は、羽根付き回転体５１を回転駆動する駆動機構６０を備える。駆動機構６０は、タンク１０の底壁部１６の下方に配置される回転駆動体６１と、回転駆動体６１を軸Ｏを中心として回転駆動する電動モータ６５と、を備える。

回転駆動体６１の上面には、複数の永久磁石６２が軸Ｏを中心とする周方向に並んで取り付けられる。

一方、羽根付き回転体５１のベース板５２の下面には、複数の磁性材ブロック５３が軸Ｏを中心とする周方向に並んで取り付けられる。磁性材ブロック５３は、永久磁石によって形成される。磁性材ブロック５３は、それぞれの磁極が回転駆動体６１の永久磁石６２と磁力によって引き合うように配置される。なお、上述した構成に限らず、磁性材ブロック５３は、例えば鉄材等の軟磁性材によって形成され、回転駆動体６１の永久磁石６２と磁力によって引っ張られるようにしてもよい。

ベース板５２の磁性材ブロック５３は、樹脂製の保護カバー５４（図２参照）によって覆われる。これにより、磁性材ブロック５３に錆等の腐食が生じることが防止される。

モータ６５によって回転駆動体６１が矢印Ａで示すように回転駆動されると、回転駆動体６１の永久磁石６２とベース板５２の磁性材ブロック５３が磁力によって引き合うことにより、羽根付き回転体５１が矢印Ｂで示すように回転駆動される。

なお、モータ６５は、電動式モータに限らず、例えばエンジン等を用いてもよい。

駆動機構６０は、上述した構成に限らず、タンク１０の底壁部１６の外側に配置される電磁コイルを備える構成としてもよい。この場合には、電磁コイルに生じる磁極が軸Ｏを中心とする周方向に順に切換わるように制御されることにより、羽根付き回転体５１が磁力によって回転駆動される。

タンク１０の内部には、被処理水に含まれる異物を分離するフィルタ３０が設けられる。円筒状のフィルタ３０は、羽根付き回転体５１の内側に設置され、軸Ｏを中心として上下方向に延びるように配置される。フィルタ３０の下部開口端は、タンク１０の底壁部１６から突出した円柱状の下中央ブロック１７（図２参照）に嵌合して支持される。フィルタ３０の上部開口端は、カバー１１の内壁面から突出した円筒状の上中央ブロック１２（図２参照）に嵌合して支持される。カバー１１がタンク１０から取り外されることにより、フィルタ３０をタンク１０から取り外すことができる。

タンク１０の内部はフィルタ３０によって遠心分離室３１とフィルタ内側流路３２に仕切られる。遠心分離室３１は、タンク１０の外周壁１５とフィルタ３０の外周の間に断面環状の液体室として画成される。フィルタ内側流路３２は、フィルタ３０の内側に上下方向に延びる断面円形の液体流路として画成される。

流出路４０は、円盤状のカバー１１の中央部に設けられる。流出路４０は、その一端が上中央ブロック１２の下面に開口し、その他端にホース４１が接続される。

図１、図２において、白抜き矢印は遠心分離タンク装置１００の作動時に被処理水が流れる方向を示す。これについて説明すると、池や河川からポンプによって汲み上げた被処理水がホース２２及び流入路２０を通じて遠心分離室３１に流入するとともに、遠心分離室３１にて羽根付き回転体５１が回転して被処理水を攪拌することによって、遠心分離室３１には被処理水が外周壁１５に沿って流れる旋回流が起こされる。旋回する被処理水に含まれる沈降成分（汚れ物質）は、遠心力を受けて外周壁１５の近傍に集められ、外周壁１５に沿って沈降する。こうして沈降成分が遠心分離された被処理水が旋回流の中心部からフィルタ３０を通過し、被処理水に含まれる異物がフィルタ３０によって分離される。こうしてフィルタ３０によってろ過された処理水が、フィルタ内側流路３２に流入し、フィルタ内側流路３２から流出路４０及びホース４１を通じて取り出される。このようにして遠心分離タンク装置１００は、凝集沈殿剤を使用することなく、被処理水を連続して効率よく浄化することができる。

なお、遠心分離タンク装置１００によって処理される処理水の流量を増やす場合には、処理水を取り出すホース４１の出口に吸引ポンプ（図示省略）を接続して、フィルタ３０によってろ過された処理水を吸い出すように構成してもよい。

カバー１１は、タンク１０の上部開口端に載せられた状態で複数の留め具１９を介して固定される。タンク１０内から沈降成分や異物を取り出す際に、カバー１１がタンク１０から取り外される。なお、上述した構成に限らず、タンク１０の下部に開口する排出口（図示省略）を設け、排出口からタンク１０の下部に溜まった沈降成分を排出するようにしてもよい。

以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

〔１〕遠心分離タンク装置１００は、液体を溜めるタンク１０と、タンク１０内に液体を流入させる流入路２０と、タンク１０内の液体に旋回流を起こす羽根付き回転体５１と、羽根付き回転体５１を回転駆動する駆動機構６０と、羽根付き回転体５１の内側に設けられる筒状のフィルタ３０と、フィルタ３０を通過した液体をフィルタ３０内のフィルタ内側流路３２を通じて流出させる流出路４０と、を備える構成とした。

上記構成に基づき、遠心分離タンク装置１００は、羽根付き回転体５１の回転によりタンク１０内で旋回する液体から遠心力によって沈降成分を分離し、旋回流の中心部から遠心分離で浄化された液体をフィルタ３０に通し、フィルタ３０によってろ過された液体がフィルタ内側流路３２を通じて流出路４０から流出する。これにより、タンク１０内で凝集沈殿剤を使用することなく、液体のろ過を連続して効率よく行うことができる。

筒状のフィルタ３０が回転する羽根付き回転体５１の内側に設けられることにより、タンク１０内の限られたスペースにてフィルタ３０の容積（ろ過面積）が十分に確保される。

〔２〕駆動機構６０は、タンク１０の外部で回転し、磁力によって羽根付き回転体５１を回転させる回転駆動体６１を備える構成とした。

上記構成に基づき、タンク１０の外部で回転駆動体６１が回転すると、磁力によって羽根付き回転体５１が回転駆動される。これにより、回転駆動体６１と羽根付き回転体５１を結ぶシャフト等がタンク１０の底部を貫通して設けられることがなく、タンク１０の構造を簡素化することができる。

〔３〕タンク１０はフィルタ３０の軸Ｏと同軸上に配置される円筒状の外周壁１５を有し、流入路２０はフィルタ３０の軸Ｏを中心とする周方向に沿って延びるように外周壁１５に開口し、液体が流入路２０からタンク１０に流入する方向と、羽根５５の回動によってタンク１０内の液体が旋回する方向と、が一致する構成とした。

上記構成に基づき、流入路２０からタンク１０に流入する液体の流れ方向と、タンク１０内に羽根５５の回動によって旋回する液体の流れ方向とが一致することによって、タンク１０内で旋回する液体の流速を高められ、液体中に含まれる沈降成分が遠心力を受けて分離されることが促される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、羽根付き回転体を回転駆動する駆動機構は、タンクの底部を貫通するシャフトを備え、モータの回転がシャフトを介して羽根付き回転体に伝えられる構成としてもよい。

また、駆動機構のモータは、電動モータに限らず、例えばエンジンを用いてもよい。

また、本発明の遠心分離タンク装置は、池や河川から汲み上げた被処理水を浄化するものに限らず、他の液体をろ過するものに用いてもよい。

１０ タンク
１５ 外周壁
２０ 流入路
３０ フィルタ
３２ フィルタ内側流路
４０ 流出路
５１ 羽根付き回転体
６０ 駆動機構
６１ 回転駆動体
１００ 遠心分離タンク装置

Claims (3)

1. 液体中に含まれる沈降成分が遠心力を受けて分離される遠心分離タンク装置であって、
   液体を溜めるタンクと、
   前記タンク内に液体を流入させる流入路と、
   前記タンク内の液体に旋回流を起こす羽根付き回転体と、
   前記羽根付き回転体を回転駆動する駆動機構と、
   前記羽根付き回転体の内側に設けられる筒状のフィルタと、
   前記フィルタを通過した液体を前記フィルタ内のフィルタ内側流路を通じて流出させる流出路と、を備えることを特徴とする遠心分離タンク装置。
2. 前記駆動機構は、タンクの外部で回転し、磁力によって羽根付き回転体を回転させる回転駆動体を備えることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離タンク装置。
3. 前記タンクは前記フィルタの軸と同軸上に配置される円筒状の外周壁を有し、
   前記流入路は前記フィルタの軸を中心とする周方向に沿って延びるように前記外周壁に開口し、
   前記流入路から前記タンク内に液体が流入する方向と、前記羽根付き回転体の回動によって前記タンク内の液体が旋回する方向と、が一致することを特徴とする請求項１または２に記載の遠心分離タンク装置。

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