JP2021030131A - Centrifugal separation apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide a centrifugal separation apparatus that is effective in stably maintaining a liquid layer, so that solid-liquid separation performance is hardly impaired.SOLUTION: The centrifugal separation apparatus comprises: an outer shell bowl 3 that rotates to centrifugally separate solid Sd and liquid Lq from undiluted solutions M, an inner shell part 41 arranged in the outer shell bowl 3, and a screw blade 42, provided on an outer peripheral surface 41a of the inner shell part 41, which transfers the solid Sd to one side along a rotation shaft line L of the inner shell part 41. The inner shell part 41 comprises emission ports 91 through which the undiluted solutions M therein are emitted to a space between an inner peripheral surface 3b of the outer shell bowl 3 and the inner shell part 41, where the emission ports 91 are arranged to point a front side in a rotation direction Ra with an emission direction Da of the undiluted solution M as a reference.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、固体と液体との混合物から固体と液体とを遠心分離する遠心分離装置に関する。 The present disclosure relates to a centrifuge that centrifuges a solid and a liquid from a mixture of the solid and the liquid.

特許文献1には、遠心分離によって固体と液体とを遠心分離する遠心分離装置が開示されている。この遠心分離装置は、同一の回転軸線を有する内側及び外側の筒状体を備える。遠心分離の対象である混合物は、内側の筒状体内を通過し、内側の筒状体の放出口から外側の筒状体内に放出される。この混合物は、外側の筒状体内で遠心分離され、固体から分離された液体は、外側の筒状体の内周面に追従して回転する液体層を形成する。内側の筒状体からは、例えば、外側の筒状体と同程度の回転速度で新たな混合物が放出されており、この新たな混合物は、外側の筒状体と同一方向に回転しながら遠心方向にも移動して液体層に混入する。 Patent Document 1 discloses a centrifuge device that centrifuges a solid and a liquid by centrifugation. The centrifuge comprises inner and outer tubular bodies having the same axis of rotation. The mixture to be centrifuged passes through the inner tubular body and is discharged into the outer tubular body through the outlet of the inner tubular body. The mixture is centrifuged in the outer tubular body, and the liquid separated from the solid forms a liquid layer that rotates following the inner peripheral surface of the outer tubular body. For example, a new mixture is released from the inner tubular body at a rotation speed similar to that of the outer tubular body, and this new mixture is centrifuged while rotating in the same direction as the outer tubular body. It also moves in the direction and mixes with the liquid layer.

特開2009−136790号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-136790

しかしながら、回転する内側の筒状体から遠心方向に放出された混合物は、回転中心から離れるほど、回転方向への速度は小さくなり、液体層に混入する際に、液体層との間での回転速度差が大きくなり易い。その結果、この回転速度差に起因して液体層が乱れ、固体と液体とを分ける固液分離性を損なう可能性があった。 However, the mixture discharged in the centrifugal direction from the rotating inner tubular body decreases in the rotational direction as the distance from the center of rotation decreases, and when mixed with the liquid layer, it rotates with the liquid layer. The speed difference tends to be large. As a result, the liquid layer may be disturbed due to this difference in rotation speed, and the solid-liquid separability for separating the solid and the liquid may be impaired.

本開示は、固体から分離された液体層を安定して維持するのに有利であり、固液分離性を損ない難い遠心分離装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present disclosure to provide a centrifuge device which is advantageous for stably maintaining a liquid layer separated from a solid and does not impair the solid-liquid separability.

本開示の一態様に係る遠心分離装置は、固体と液体との混合物を収容し、回転によって混合物から固体と液体とを遠心分離する筒状の外胴部と、外胴部の内部で外胴部の回転軸線に沿って配置され、混合物を移送すると共に、外胴部の回転方向と同一方向に回転する内胴部と、内胴部の外周面に設けられ、内胴部の回転軸線に沿った一方側に固体を移送するスクリュウ羽根と、を備え、内胴部は、内部の混合物を、外胴部の内周面と内胴部との間に放出する放出口を備え、放出口は、混合物の放出方向を基準にして回転方向の前方を向いて配置されている。 The centrifuge device according to one aspect of the present disclosure includes a tubular outer body portion that accommodates a mixture of a solid and a liquid and centrifuges the solid and the liquid from the mixture by rotation, and an outer body portion inside the outer body portion. It is arranged along the rotation axis of the part to transfer the mixture, and is provided on the inner body part that rotates in the same direction as the rotation direction of the outer body part and the outer peripheral surface of the inner body part, and is provided on the rotation axis of the inner body part. It comprises a screw blade that transfers solids to one side along the side, and the inner body is provided with a discharge port that discharges an internal mixture between the inner peripheral surface of the outer body and the inner body. Are arranged facing forward in the rotational direction with respect to the discharge direction of the mixture.

この遠心分離装置によれば、内胴部の内部の混合物は、放出口を介して回転方向の前方に向けて放出される。従って、遠心方向に放出される態様に比べ、実質的に回転方向への速度は増加する。その結果、混合物が液体層に混入する際の回転方向への速度差を小さくし易くなる。 According to this centrifuge, the mixture inside the inner body is discharged forward through the discharge port in the rotational direction. Therefore, the velocity in the rotation direction is substantially increased as compared with the mode in which the discharge is performed in the centrifugal direction. As a result, it becomes easy to reduce the speed difference in the rotation direction when the mixture is mixed with the liquid layer.

いくつかの態様において、スクリュウ羽根は、内胴部の外周面に螺旋状に設けられ、放出口は、スクリュウ羽根のピッチ間に設けられており、混合物の放出方向は、スクリュウ羽根の螺旋方向に沿った方向にすることができる。この態様によれば、放出口から放出された混合物は、スクリュウ羽根に沿って流れるので、スクリュウ羽根による干渉を受け難く、従って、回転方向への速度が低下し難い。 In some embodiments, the screw blades are spirally provided on the outer peripheral surface of the inner body, outlets are provided between the pitches of the screw blades, and the discharge direction of the mixture is in the spiral direction of the screw blades. It can be oriented along. According to this aspect, the mixture discharged from the discharge port flows along the screw blades and is therefore less susceptible to interference by the screw blades, and thus is less likely to slow down in the rotational direction.

いくつかの態様において、外胴部の内周面に沿った領域には、混合物から固体が分離された液体層が形成され、放出口は、液体層と気体領域との境界面よりも、外胴部の内周面から離れた位置に設けられている態様にすることができる。この態様によれば、混合物は、気体領域を介して間接的に液体層に混入することになり、液体層内の固液分離性に対して、直接的な影響を及ぼし難くなる。 In some embodiments, the region along the inner peripheral surface of the outer body is formed with a liquid layer in which the solid is separated from the mixture, and the outlet is outside the interface between the liquid layer and the gas region. The mode may be provided at a position away from the inner peripheral surface of the body portion. According to this aspect, the mixture is indirectly mixed into the liquid layer through the gas region, and it is difficult to directly affect the solid-liquid separability in the liquid layer.

いくつかの態様において、外胴部の内周面に沿った領域には、混合物から固体が分離された液体層が形成され、放出口は、液体層内に配置されている態様にすることができる。この態様によれば、混合物は、液体層内で、回転方向の前方に向けて直接的に放出されることになる。その結果、液体層との間で生じる回転方向への速度差は小さくなる。 In some embodiments, the region along the inner peripheral surface of the outer body may be formed with a liquid layer in which the solid is separated from the mixture, and the outlet may be arranged within the liquid layer. it can. According to this aspect, the mixture is released directly in the liquid layer toward the front in the direction of rotation. As a result, the speed difference in the rotation direction that occurs with the liquid layer becomes small.

本開示のいくつかの態様によれば、固体から分離された液体層を安定して維持するのに有利であり、固液分離性を損ない難い。 According to some aspects of the present disclosure, it is advantageous to stably maintain the liquid layer separated from the solid, and the solid-liquid separability is not impaired.

図1は、実施形態に係るスクリュウデカンタ型の遠心分離装置を示した斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a screw decanter type centrifuge according to the embodiment. 図2は、実施形態に係る外胴ボウル及び内胴スクリュウコンベアの内部構造を示した縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the internal structure of the outer body bowl and the inner body screw conveyor according to the embodiment. 図3は、図2のIII−III線に沿った模式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 図4は、内胴スクリュウコンベアの一部を拡大して示す側面図である。FIG. 4 is an enlarged side view showing a part of the inner body screw conveyor. 図5は、図3に対応し、他の実施形態に係る内胴スクリュウコンベアの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of an inner body screw conveyor corresponding to FIG. 3 and according to another embodiment. 図6は、実施例1に係る遠心分離装置を示し、(a)図は、外胴ボウル及び内胴スクリュウコンベアの内部を回転軸線方向から見た場合のスワールの状態を示す説明図であり、(b)図は、液体層内における液体の流れの状態を示す説明図である。FIG. 6 shows a centrifuge device according to the first embodiment, and FIG. 6A is an explanatory view showing a swirl state when the inside of the outer body bowl and the inner body screw conveyor is viewed from the direction of the rotation axis. FIG. (B) is an explanatory diagram showing a state of liquid flow in the liquid layer. 図7は、比較例1に係る遠心分離装置を示し、(a)図は、外胴ボウル及び内胴スクリュウコンベアの一部分の内部構造を示した縦断面図であり、(b)図は、外胴ボウル及び内胴スクリュウコンベアの内部を回転軸線方向から見た場合のスワールの状態を示す説明図であり、(c)図は、液体層内における液体の流れの状態を示す説明図である。FIG. 7 shows a centrifuge device according to Comparative Example 1, FIG. 7A is a vertical sectional view showing an internal structure of a part of an outer body bowl and an inner body screw conveyor, and FIG. 7B is an outer view. It is explanatory drawing which shows the state of the swirl when the inside of the body bowl and the inner body screw conveyor is seen from the direction of the rotation axis, and (c) figure is the explanatory view which shows the state of the flow of liquid in a liquid layer. 図8は、実施例2及び比較例2、3における固体粒子回収率(分離効率)を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the solid particle recovery rate (separation efficiency) in Example 2 and Comparative Examples 2 and 3.

以下、遠心分離装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the centrifuge device will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements or the corresponding elements may be designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted.

重質分である固体と軽質分である液体との混合物(以下、「原液」と称する)に対し、両者を分離する固液分離処理として、遠心分離処理が用いられる。遠心分離処理では、例えば、回転体内で原液を高速で回転させ、回転体に加わる径方向の遠心力により固体の沈降速度を高めることで固液分離を促進する。本実施形態では、この遠心分離処理を実現する装置として、スクリュウデカンタ型遠心分離装置を例に挙げて説明する。 Centrifugal separation treatment is used as a solid-liquid separation treatment for separating a mixture of a solid which is a heavy component and a liquid which is a light component (hereinafter referred to as "stock solution"). In the centrifugation treatment, for example, the stock solution is rotated at high speed in the rotating body, and the sedimentation speed of the solid is increased by the centrifugal force in the radial direction applied to the rotating body to promote solid-liquid separation. In the present embodiment, as an apparatus for realizing this centrifugation treatment, a screw decanter type centrifugation apparatus will be described as an example.

図1及び図2に示されるように、遠心分離装置1は、遠心分離処理を実現する主要部である回転体2と、回転体2を収容するケーシング5と、回転体2に所望の回転力を付与する駆動ユニット6と、回転体2内に原液Mを供給するフィードパイプ7と、を備えている。遠心分離装置1は、例えば、食品、飲料水、薬品、化学製品、鉄鋼製品等の製造プロセスや、屎尿処理、下水処理、スラリー処理、工場排水処理等の水処理といった様々な分野において、固液分離に利用される。また、菌体や微生物などのできるだけ固体に衝撃を与えたくない処理物を対象とした固液分離に利用することもできる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the centrifugal separator 1 has a rotating body 2 which is a main part for realizing a centrifugal separation process, a casing 5 for accommodating the rotating body 2, and a desired rotational force on the rotating body 2. The drive unit 6 is provided, and the feed pipe 7 for supplying the undiluted solution M into the rotating body 2 is provided. The centrifuge 1 is used in various fields such as manufacturing processes for foods, drinking water, chemicals, chemical products, steel products, etc., and water treatments such as urine treatment, sewage treatment, slurry treatment, and factory wastewater treatment. Used for separation. It can also be used for solid-liquid separation of treated products such as bacterial cells and microorganisms that do not want to give an impact to a solid as much as possible.

回転体2は、外胴ボウル3(外胴部)と、外胴ボウル3内に配置された内胴スクリュウコンベア4とを備えている。外胴ボウル3の回転方向Ra(図3参照)と内胴スクリュウコンベア4の回転方向Raとは同一である。外胴ボウル3は、略円筒形状の筒状体であり、両端の軸部が軸受3aによって回転自在に軸支されている。外胴ボウル3の主要部はケーシング5内に配置されている。外胴ボウル3の回転軸線Lは、両方の軸受3aを通るように、外胴ボウル3の長手方向に延在している。外胴ボウル3は、原液Mを内部に収容し、駆動ユニット6の作用で回動し、原液Mから液体Lqと固体Sd(図3参照)と遠心分離する。 The rotating body 2 includes an outer body bowl 3 (outer body portion) and an inner body screw conveyor 4 arranged in the outer body bowl 3. The rotation direction Ra of the outer body bowl 3 (see FIG. 3) and the rotation direction Ra of the inner body screw conveyor 4 are the same. The outer body bowl 3 is a cylindrical body having a substantially cylindrical shape, and the shaft portions at both ends are rotatably supported by bearings 3a. The main part of the outer body bowl 3 is arranged in the casing 5. The rotation axis L of the outer body bowl 3 extends in the longitudinal direction of the outer body bowl 3 so as to pass through both bearings 3a. The outer body bowl 3 houses the undiluted solution M inside, rotates by the action of the drive unit 6, and centrifuges the liquid Lq and the solid Sd (see FIG. 3) from the undiluted solution M.

図2に示されるように、外胴ボウル3の回転軸線方向(回転軸線Lに沿った方向)の一方の端部側は漸次縮径しており、この縮径によって絞り部31が形成されている。絞り部31には、内胴スクリュウコンベア4によって搬送された固体Sdを排出する固体排出口32が設けられている。外胴ボウル3の一方の端部には、外胴ボウル3を封止(閉鎖)する小径側外胴軸33が固定されている。小径側外胴軸33は、外部の軸受3a(図1参照)によって回転自在に軸支されている。小径側外胴軸33の中央には、小径側外胴軸33を貫通するようにフィードパイプ7が配置されている。フィードパイプ7は外胴ボウル3の回転軸線Lに沿って延在しており、フィードパイプホルダー7aによって支持されている。フィードパイプ7内には、外胴ボウル3内に供給される原液Mが通過する。フィードパイプ7の一部を取り囲むように内胴スクリュウコンベア4が配置されている。内胴スクリュウコンベア4、外胴ボウル3の小径側外胴軸33は、軸受34を介して回転自在に連結されている。 As shown in FIG. 2, one end side of the outer body bowl 3 in the direction of the rotation axis (direction along the rotation axis L) is gradually reduced in diameter, and the throttle portion 31 is formed by this diameter reduction. There is. The throttle portion 31 is provided with a solid discharge port 32 for discharging the solid Sd conveyed by the inner body screw conveyor 4. A small diameter side outer body shaft 33 that seals (closes) the outer body bowl 3 is fixed to one end of the outer body bowl 3. The small diameter side outer body shaft 33 is rotatably supported by an external bearing 3a (see FIG. 1). A feed pipe 7 is arranged at the center of the small diameter side outer body shaft 33 so as to penetrate the small diameter side outer body shaft 33. The feed pipe 7 extends along the rotation axis L of the outer body bowl 3 and is supported by the feed pipe holder 7a. The undiluted solution M supplied into the outer body bowl 3 passes through the feed pipe 7. The inner body screw conveyor 4 is arranged so as to surround a part of the feed pipe 7. The small diameter side outer body shaft 33 of the inner body screw conveyor 4 and the outer body bowl 3 is rotatably connected via a bearing 34.

外胴ボウル3の回転軸線方向の他方の端部には大径側外胴軸35が設けられている。大径側外胴軸35は、外胴ボウル3と内胴スクリュウコンベア4との間の空間を封止(閉塞)する環状の内壁部35aと、内壁部35aの中央部分から外胴ボウル3の内方に突出する内軸部35bと、内壁部35aの中央部分から外胴ボウル3の外方に突出する外軸部35cとを備えている。内軸部35bには内胴スクリュウコンベア4を軸支する軸受35dが取り付けられている。外軸部35cは、外部の軸受3a(図1参照)によって回転自在に軸支されている。内壁部35aの遠心方向CDの外寄りの位置には、液体層内で固体Sdから分離された液体Lqが通過して排出される複数の液体通過口36が設けられている。複数の液体通過口36は、外胴ボウル3の内周面3bに沿うように設けられている。 A large-diameter outer body shaft 35 is provided at the other end of the outer body bowl 3 in the direction of the rotation axis. The large-diameter outer body shaft 35 includes an annular inner wall portion 35a that seals (closes) the space between the outer body bowl 3 and the inner body screw conveyor 4, and the outer body bowl 3 from the central portion of the inner wall portion 35a. An inner shaft portion 35b protruding inward and an outer shaft portion 35c protruding outward from the outer body bowl 3 from the central portion of the inner wall portion 35a are provided. A bearing 35d that pivotally supports the inner body screw conveyor 4 is attached to the inner shaft portion 35b. The outer shaft portion 35c is rotatably supported by an external bearing 3a (see FIG. 1). A plurality of liquid passage ports 36 through which the liquid Lq separated from the solid Sd in the liquid layer passes and is discharged are provided at the position of the inner wall portion 35a on the outer side of the centrifugal CD. The plurality of liquid passage ports 36 are provided along the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3.

内胴スクリュウコンベア4は、略円筒形状の筒状体である内胴部41と、内胴部41の外周面41aに設けられ、径方向外方に突出したスクリュウ羽根42とを備えている。内胴部41は外胴ボウル3の回転方向Raと同一方向に回転する。スクリュウ羽根42は、内胴部41の外周面41aに螺旋状に巻回して設けられている。スクリュウ羽根42は、内胴部41の回転に伴って回転し、液体Lqから遠心分離された固体Sdを内胴部41の一方の端部側に移送する。内胴部41の一方の端部側は、外胴ボウル3の縮径に対応するように縮径している。内胴部41の一方の端部は、軸受34を介して、フィードパイプ7及び外胴ボウル3に対して回転自在となるように連結されている。 The inner body screw conveyor 4 includes an inner body portion 41 which is a substantially cylindrical tubular body, and screw blades 42 which are provided on the outer peripheral surface 41a of the inner body portion 41 and project outward in the radial direction. The inner body portion 41 rotates in the same direction as the rotation direction Ra of the outer body bowl 3. The screw blade 42 is spirally wound around the outer peripheral surface 41a of the inner body portion 41. The screw blade 42 rotates with the rotation of the inner body portion 41, and transfers the solid Sd centrifuged from the liquid Lq to one end side of the inner body portion 41. One end side of the inner body portion 41 is reduced in diameter so as to correspond to the reduced diameter of the outer body bowl 3. One end of the inner body 41 is rotatably connected to the feed pipe 7 and the outer body bowl 3 via a bearing 34.

内胴部41の周壁43には、原液Mが通過する通過口8と、通過口8を通過した原液Mに干渉して原液Mの放出向きを変える原液案内部9とが設けられている。原液案内部9には、原液Mを、外胴ボウル3の内周面3bと内胴部41との間に放出する放出口91と、原液流路92とが形成されている。原液流路92は、通過口8から湾曲して放出口91に繋がっており、通過口8と放出口91とを接続している。 The peripheral wall 43 of the inner body portion 41 is provided with a passage port 8 through which the stock solution M passes, and a stock solution guide portion 9 that interferes with the stock solution M that has passed through the passage port 8 and changes the discharge direction of the stock solution M. The stock solution guide portion 9 is formed with a discharge port 91 for discharging the stock solution M between the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3 and the inner body portion 41, and a stock solution flow path 92. The undiluted solution flow path 92 is curved from the passage port 8 and is connected to the discharge port 91, and connects the passage port 8 and the discharge port 91.

原液案内部9は、内胴部41の外周面41aに溶接されてもよく、内胴部41に一体に形成されてもよい。また、原液案内部9は原液M中の固定粒子によって摩耗することも懸念されるため、原液案内部9を内胴部41に対して取り換え交換可能な構造(例えば、ブッシュ)にすることも可能である。 The undiluted solution guide portion 9 may be welded to the outer peripheral surface 41a of the inner body portion 41, or may be integrally formed with the inner body portion 41. Further, since the undiluted solution guide portion 9 may be worn by the fixed particles in the undiluted solution M, the undiluted solution guide portion 9 can be made into a structure (for example, a bush) that can be replaced with respect to the inner body portion 41. Is.

遠心分離の対象となる原液Mは、フィードパイプ7を通過して内胴部41の内部に供給され、次に、内胴部41の通過口8及び原液流路92を通過して放出口91から放出される。放出口91から外胴ボウル3内に供給された原液Mは、外胴ボウル3の回転によって液体Lqと固体Sdとに遠心分離される。固体Sdが分離された液体Lqは、外胴ボウル3の内周面3bに追従して回転する液体層LLを形成する。より詳細に説明すると、原液Mのうち、重質分である固体Sd(主に固体粒子)は外胴ボウル3の内周面3bに堆積されるように集積され、軽質分である液体Lqは固体Sdよりも内方(遠心方向CDに対して逆となる方向)に主体的に存在するようになって液体層LLを形成する。液体層LLの表層面、つまり、液体層LLの内方に形成される表面は、固体Sd及び液体Lqが疎となる気体領域Asと液体層LLとの境界面Bsである。 The undiluted solution M to be centrifuged is supplied to the inside of the inner body portion 41 through the feed pipe 7, and then passes through the passage port 8 and the undiluted solution flow path 92 of the inner body portion 41 to the discharge port 91. Is released from. The undiluted solution M supplied into the outer body bowl 3 from the discharge port 91 is centrifuged into the liquid Lq and the solid Sd by the rotation of the outer body bowl 3. The liquid Lq from which the solid Sd is separated forms a liquid layer LL that rotates following the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3. More specifically, in the stock solution M, the solid Sd (mainly solid particles), which is a heavy component, is accumulated so as to be deposited on the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3, and the liquid Lq, which is a light component, is accumulated. The liquid layer LL is formed so as to be mainly present inward of the solid Sd (in the direction opposite to the centrifugal direction CD). The surface layer surface of the liquid layer LL, that is, the surface formed inside the liquid layer LL is the boundary surface Bs between the gas region As where the solid Sd and the liquid Lq are sparse and the liquid layer LL.

内胴スクリュウコンベア4は、液体層LL内で遠心方向CDに沈降し、外胴ボウル3の内周面3bに堆積された固体Sdをスクリュウ羽根42によって外胴ボウル3の一方の端部側に送る。この一方の端部側には絞り部31が設けられており、絞り部31とスクリュウ羽根42との相互作用によって固体Sdは脱水され、固体排出口32から排出される。 The inner body screw conveyor 4 is settled in the centrifugal direction CD in the liquid layer LL, and the solid Sd deposited on the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3 is brought to one end side of the outer body bowl 3 by the screw blades 42. send. A throttle portion 31 is provided on one end side thereof, and the solid Sd is dehydrated by the interaction between the throttle portion 31 and the screw blade 42, and is discharged from the solid discharge port 32.

外胴ボウル3の他方の端部には、内壁部35aが設けられており、内壁部35aには、液体通過口36が設けられている。液体層LLを形成する液体Lqは、内壁部35aの液体通過口36を通過して外部に排出される。液体通過口36の少なくとも一部はオリフィス板37によって閉塞されている。より詳細に説明すると、オリフィス板37は、液体通過口36の全領域のうち、外胴ボウル3の内周面3bに近い側の一部領域を堰き止めるように閉塞している。その結果、液体層LLの厚さ、言い換えると外胴ボウル3の内周面3bから液体層LLの境界面Bsまでの高さは、オリフィス板37の高さによって規定されることになる。オリフィス板37の高さとは、実質的に、オリフィス板37によって堰き止められた液体通過口36の一部領域のうち、外胴ボウル3の内周面3bに最も近い位置から内周面3bまでの距離を意味する。 An inner wall portion 35a is provided at the other end of the outer body bowl 3, and a liquid passage port 36 is provided at the inner wall portion 35a. The liquid Lq forming the liquid layer LL passes through the liquid passage port 36 of the inner wall portion 35a and is discharged to the outside. At least a part of the liquid passage port 36 is blocked by the orifice plate 37. More specifically, the orifice plate 37 is closed so as to block a part of the entire region of the liquid passage port 36 on the side closer to the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3. As a result, the thickness of the liquid layer LL, in other words, the height from the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3 to the boundary surface Bs of the liquid layer LL is defined by the height of the orifice plate 37. The height of the orifice plate 37 is substantially from the position closest to the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3 to the inner peripheral surface 3b in a part of the liquid passage port 36 blocked by the orifice plate 37. Means the distance of.

駆動ユニット6は、外胴ボウル3を一方向に回転させ、外胴ボウル3に遠心分離機能を付与する駆動用モータ61を備える。外胴ボウル3は、駆動用モータ61により、例えば、10rpm〜10000rpmの高速回転をする。また、駆動ユニット6は、内胴スクリュウコンベア4を回転させる差速制動機62及びギヤボックス63の遊星歯車機構等を備えている。内胴スクリュウコンベア4の内胴部41は、差速制動機62の動力とギヤボックス63の遊星歯車機構によって、外胴ボウル3と同方向に高速回転する。内胴部41と外胴ボウル3との回転速度差は50rpm以下である。この回転速度差は、15rpm以下とすることができ、また、10rpm以下とすることができ、5rpm以下とすることができる。 The drive unit 6 includes a drive motor 61 that rotates the outer body bowl 3 in one direction and imparts a centrifugal separation function to the outer body bowl 3. The outer body bowl 3 is rotated at a high speed of, for example, 10 rpm to 10000 rpm by the drive motor 61. Further, the drive unit 6 includes a differential speed braker 62 for rotating the inner body screw conveyor 4, a planetary gear mechanism of the gearbox 63, and the like. The inner body portion 41 of the inner body screw conveyor 4 rotates at high speed in the same direction as the outer body bowl 3 by the power of the differential speed brake 62 and the planetary gear mechanism of the gearbox 63. The difference in rotational speed between the inner body portion 41 and the outer body bowl 3 is 50 rpm or less. This rotation speed difference can be 15 rpm or less, 10 rpm or less, and 5 rpm or less.

次に、図2、図3、及び図4を参照して原液案内部9及び放出口91の向きについて説明する。原液案内部9は、断面略半円形状の筒状体であり、内胴部41の外周面41aの接線方向に沿った横向きとなるように設けられている。原液案内部9の一方の端部は湾曲して閉塞しており、他方の端部には放出口91が設けられている。原液案内部9の原液流路92となる内部空間は、一方の端部側は内胴部41の通過口8に連通し、他方の端部側は放出口91に連通している。 Next, the orientations of the stock solution guide portion 9 and the discharge port 91 will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. The undiluted solution guide portion 9 is a tubular body having a substantially semicircular cross section, and is provided so as to be laterally oriented along the tangential direction of the outer peripheral surface 41a of the inner body portion 41. One end of the stock solution guide portion 9 is curved and closed, and a discharge port 91 is provided at the other end. The internal space of the undiluted solution guide portion 9 that serves as the undiluted solution flow path 92 communicates with the passage port 8 of the inner body portion 41 on one end side and communicates with the discharge port 91 on the other end side.

放出口91は、原液Mの放出方向Daを基準にして内胴部41の回転方向Raの前方を向くように配置されている。本実施形態において「内胴部41の回転方向Ra」とは、内胴スクリュウコンベア4の回転方向Raを意味し、外胴ボウル3の回転方向Raと同一方向である。更に、内胴スクリュウコンベア4が静置された状態であっても、スクリュウ羽根42の螺旋形状を観察すれば、固体Sdが、外胴ボウル3の一方の端部側(絞り部31側)に送られるような回転方向Raを特定できる。つまり、スクリュウ羽根42の螺旋形状に基づいて特定される回転方向Raは、内胴部41の回転方向Raとなる。次に、「原液Mの放出方向Daを基準にして」とは、放出口91から放出される原液Mの放出方向Daに基づいて放出口91の向きが規定されることを意味する。その結果、放出口91の略中心部分を通過して放出される原液Mの放出方向Daは、実質的に、放出口91の向きとなる。なお、放出口91の周縁(例えば、円形)を含む平面を仮定できる場合には、この平面の法線方向を放出口91の向きとして規定することも可能である。 The discharge port 91 is arranged so as to face the front in the rotation direction Ra of the inner body portion 41 with reference to the discharge direction Da of the stock solution M. In the present embodiment, the "rotation direction Ra of the inner body portion 41" means the rotation direction Ra of the inner body screw conveyor 4, and is the same direction as the rotation direction Ra of the outer body bowl 3. Further, even when the inner body screw conveyor 4 is in a stationary state, if the spiral shape of the screw blades 42 is observed, the solid Sd is placed on one end side (throttle part 31 side) of the outer body bowl 3. The rotation direction Ra to be sent can be specified. That is, the rotation direction Ra specified based on the spiral shape of the screw blade 42 is the rotation direction Ra of the inner body portion 41. Next, "with reference to the discharge direction Da of the stock solution M" means that the direction of the discharge port 91 is defined based on the discharge direction Da of the stock solution M discharged from the discharge port 91. As a result, the discharge direction Da of the undiluted solution M discharged through the substantially central portion of the discharge port 91 is substantially the direction of the discharge port 91. If a plane including the peripheral edge (for example, a circle) of the discharge port 91 can be assumed, the normal direction of this plane can be defined as the direction of the discharge port 91.

また、「内胴部41の回転方向Raの前方を向く」とは、実質的に放出方向Daまたは法線方向が回転方向Raの前方側であることを意味している。また、回転軸線Lと放出口91の中心とを通る基準平面Pxを仮定し、この基準平面Pxを挟んで回転方向Raの正転側の領域Qxと逆転側の領域Qyとを区別した場合に、「回転方向Raの前方」とは、正転側の領域Qxを広く含むことを意味している。従って、「内胴部41の回転方向Raの前方を向く」とは、例えば、正転側の領域Qxに向けた基準平面Pxの法線方向のみならず、この法線方向に対して傾いた方向であってもよい。 Further, "facing the front of the rotation direction Ra of the inner body portion 41" means that the discharge direction Da or the normal direction is substantially the front side of the rotation direction Ra. Further, when a reference plane Px passing through the rotation axis L and the center of the discharge port 91 is assumed and the region Qx on the normal rotation side and the region Qy on the reverse rotation side in the rotation direction Ra are distinguished with the reference plane Px in between. , "In front of the rotation direction Ra" means that the region Qx on the normal rotation side is widely included. Therefore, "facing the front of the rotation direction Ra of the inner body portion 41" means, for example, not only the normal direction of the reference plane Px toward the region Qx on the normal rotation side, but also tilted with respect to this normal direction. It may be a direction.

原液案内部9は、スクリュウ羽根42のピッチ間Pdに設けられており、原液案内部9の長手方向は、スクリュウ羽根42の螺旋方向に沿った方向となるように配置されている。従って、本実施形態に係る原液Mの放出方向Daは、スクリュウ羽根42の螺旋方向に沿った方向となっている。なお、原液Mの放出方向Daは、スクリュウ羽根42の螺旋方向に沿った方向に限定されず、回転軸線方向に非平行となる方向を広く含み、例えば、回転軸線方向に直交する方向であっても良い。 The stock solution guide portion 9 is provided at the pitch interval Pd of the screw blade 42, and the longitudinal direction of the stock solution guide portion 9 is arranged so as to be a direction along the spiral direction of the screw blade 42. Therefore, the discharge direction Da of the stock solution M according to the present embodiment is the direction along the spiral direction of the screw blade 42. The discharge direction Da of the undiluted solution M is not limited to the direction along the spiral direction of the screw blade 42, and widely includes a direction that is non-parallel to the rotation axis direction, for example, a direction orthogonal to the rotation axis direction. Is also good.

原液案内部9の頂部9aは、内胴部41の外周面41aから最も離れた位置である。本実施形態において、原液案内部9の頂部9aは液体層LL内に埋没しておらず、放出口91は、液体層LLの境界面Bsよりも、外胴ボウル3の内周面3bから離れた位置に設けられている。ここで、液体層LLの境界面Bsについて補足すると、境界面Bsは、例えば、液体通過口36の周縁のうち、外胴ボウル3の内周面3bに最も近い位置36aによって規定される。そして、この位置36aを基準として規定された境界面Bsから外胴ボウル3の内周面3bまでの距離d2は、原液案内部9の頂部9aから外胴ボウル3の内周面3bまでの距離d1よりも短い。 The top portion 9a of the stock solution guide portion 9 is located at the position farthest from the outer peripheral surface 41a of the inner body portion 41. In the present embodiment, the top portion 9a of the stock solution guide portion 9 is not buried in the liquid layer LL, and the discharge port 91 is separated from the boundary surface Bs of the liquid layer LL from the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3. It is provided at the above position. Here, supplementing the boundary surface Bs of the liquid layer LL, the boundary surface Bs is defined by, for example, the position 36a of the peripheral edge of the liquid passage port 36 closest to the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3. The distance d2 from the boundary surface Bs defined with reference to this position 36a to the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3 is the distance from the top 9a of the stock solution guide portion 9 to the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3. Shorter than d1.

次に、本実施形態に係る遠心分離装置1の作用、効果について説明する。遠心分離装置1において、原液案内部9の放出口91から回転方向Raの前方に向けて放出された原液Mは、遠心方向CDに向けて軌道を変えながら移動し、液体層LLに混入する。 Next, the operation and effect of the centrifuge device 1 according to the present embodiment will be described. In the centrifuge device 1, the undiluted solution M discharged from the discharge port 91 of the undiluted solution guide portion 9 toward the front in the rotation direction Ra moves toward the centrifugal direction CD while changing its trajectory and mixes with the liquid layer LL.

ここで、例えば、原液案内部9が設けられておらず、通過口8から遠心方向CDに向けて原液Mが放出される形態(比較形態)を想定する。比較形態において、内胴部41の通過口8から放出された原液Mは回転速度をvθbを有する。この原液Mは、遠心方向CDに移動しながらvθbの回転速度で液体層LLの境界面Bsに達する。これに対し、液体層LLは外胴ボウルの回転に追従して回転しており、液体層LLの境界面Bsは、外胴ボウルの回転速度に準じた回転速度vθaを有すると仮定できる。その結果、液体層LLの境界面Bsの回転速度vθaと原液Mの回転速度vθbとの差は大きくなる。 Here, for example, it is assumed that the stock solution guide portion 9 is not provided and the stock solution M is discharged from the passage port 8 toward the centrifugal CD (comparative form). In the comparative form, the undiluted solution M discharged from the passage port 8 of the inner body portion 41 has a rotation speed of vθb. The undiluted solution M reaches the boundary surface Bs of the liquid layer LL at a rotation speed of vθb while moving in the centrifugal direction CD. On the other hand, the liquid layer LL rotates following the rotation of the outer body bowl, and it can be assumed that the boundary surface Bs of the liquid layer LL has a rotation speed vθa corresponding to the rotation speed of the outer body bowl. As a result, the difference between the rotation speed vθa of the boundary surface Bs of the liquid layer LL and the rotation speed vθb of the undiluted solution M becomes large.

これに対し、本実施形態では、原液Mは放出口91から回転方向Raの前方側に向けて放出されるので、回転方向Raへの速度(回転速度)を増加させ易くなる。その結果、比較形態に比べ、原液Mが液体層LL内に混入する際に、原液Mと液体層LLとの間に生じる回転速度の差を小さくし易くなる。 On the other hand, in the present embodiment, the stock solution M is discharged from the discharge port 91 toward the front side in the rotation direction Ra, so that the speed (rotation speed) in the rotation direction Ra can be easily increased. As a result, as compared with the comparative form, when the undiluted solution M is mixed in the liquid layer LL, the difference in rotation speed generated between the undiluted solution M and the liquid layer LL can be easily reduced.

また、原液案内部9は、スクリュウ羽根42のピッチ間Pdに設けられており、原液Mの放出方向Daは、スクリュウ羽根42の螺旋方向に沿った方向となっている。その結果、放出口91から放出された原液Mは、スクリュウ羽根42に沿って流れ、スクリュウ羽根42による干渉を受け難くなるので、回転速度が低下し難い。 Further, the stock solution guide portion 9 is provided between pitches Pd of the screw blades 42, and the discharge direction Da of the stock solution M is a direction along the spiral direction of the screw blades 42. As a result, the undiluted solution M discharged from the discharge port 91 flows along the screw blade 42 and is less likely to be interfered by the screw blade 42, so that the rotation speed is unlikely to decrease.

また、放出口91は、境界面Bsよりも、外胴ボウル3の内周面3bから離れた位置に設けられており、放出口91から放出された原液Mは、気体領域Asを介して間接的に液体層LLに混入することになる。その結果、放出口91から放出された原液Mは、液体層LL内の固液分離性に対して、直接的な影響を及ぼし難くなる。その結果、液体層LL内において、遠心方向CDに沈降中の固体粒子や、既に沈降堆積している固体Sdを舞い上げてしまう可能性を低減し、固液分離性の低下を抑制できる可能性がある。 Further, the discharge port 91 is provided at a position farther from the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3 than the boundary surface Bs, and the undiluted solution M discharged from the discharge port 91 is indirectly passed through the gas region As. Will be mixed into the liquid layer LL. As a result, the undiluted solution M discharged from the discharge port 91 is less likely to directly affect the solid-liquid separability in the liquid layer LL. As a result, in the liquid layer LL, there is a possibility that solid particles that are settling in the centrifugal direction CD and solid Sd that has already settled and deposited can be reduced, and a decrease in solid-liquid separability can be suppressed. There is.

また、例えば、菌体や微生物などのできるだけ固体Sdに衝撃を与えたくない処理物が原液Mの場合に、本実施形態に係る遠心分離装置1によれば、原液Mと液体層LLとの回転速度の差を小さくできるので、固体Sdにかかる衝撃を和らげることができ、有利である。 Further, for example, when the processed product such as bacterial cells or microorganisms that does not want to give an impact to the solid Sd as much as possible is the undiluted solution M, according to the centrifuge device 1 according to the present embodiment, the undiluted solution M and the liquid layer LL are rotated. Since the difference in speed can be reduced, the impact applied to the solid Sd can be softened, which is advantageous.

また、本実施形態に係る遠心分離装置1では、外胴ボウル3の回転速度を落とすことなく、原液Mと液体層LLとの回転速度の差を小さくできるので、固液分離に必要な遠心力を維持、または増加し易くなる。 Further, in the centrifugal separator 1 according to the present embodiment, the difference in rotational speed between the stock solution M and the liquid layer LL can be reduced without reducing the rotational speed of the outer body bowl 3, so that the centrifugal force required for solid-liquid separation can be reduced. Is likely to be maintained or increased.

一方、図5に示されるように、他の実施形態として、放出口91が液体層LL内に配置された態様とすることもできる。他の実施形態に係る遠心分離装置1Aは、上述の実施形態に係る遠心分離装置1と同様の構造や要素を備えており、同様の構造や要素には同一の符号を付して詳しい説明は省略し、相違点を中心に説明する。 On the other hand, as shown in FIG. 5, as another embodiment, the discharge port 91 may be arranged in the liquid layer LL. The centrifuge device 1A according to another embodiment has the same structure and elements as the centrifuge device 1 according to the above-described embodiment, and the same structures and elements are designated by the same reference numerals for detailed description. It will be omitted and the differences will be mainly explained.

遠心分離装置1Aは、内胴部41の外周面41aから外胴ボウル3の内周面3bに向けて遠心方向CDに立設された原液案内部9Aを備えている。原液案内部9Aには、放出口91及び原液流路92が設けられており、原液流路92は、内胴部41の通過口8及び放出口91に接続されている。放出口91は、液体層LL内に配置されている。また、放出口91は、原液Mの放出方向Daを基準にして内胴部41の回転方向Raの前方を向くように配置されている。 The centrifuge device 1A includes a stock solution guide portion 9A erected in the centrifugal direction CD from the outer peripheral surface 41a of the inner body portion 41 toward the inner peripheral surface 3b of the outer body bowl 3. The stock solution guide portion 9A is provided with a discharge port 91 and a stock solution flow path 92, and the stock solution flow path 92 is connected to a passage port 8 and a discharge port 91 of the inner body portion 41. The discharge port 91 is arranged in the liquid layer LL. Further, the discharge port 91 is arranged so as to face the front in the rotation direction Ra of the inner body portion 41 with reference to the discharge direction Da of the stock solution M.

本実施形態に係る遠心分離装置1Aによれば、原液Mは、放出口91を介して回転方向Raの前方に向けて放出される。従って、遠心方向CDに放出される態様に比べ、実質的に回転速度は増加する。その結果、混合物が液体層LLに混入する際の回転方向Raへの速度差を小さくし易くなる。特に、本実施形態では、放出口91は、液体層LL内に配置されており、原液Mは、液体層LL内で、回転方向Raの前方に向けて直接的に放出される。その結果、液体層LLとの間で生じる回転方向Raへの速度差は小さくなる。 According to the centrifuge device 1A according to the present embodiment, the stock solution M is discharged toward the front in the rotation direction Ra through the discharge port 91. Therefore, the rotational speed is substantially increased as compared with the mode in which the CD is discharged in the centrifugal direction. As a result, it becomes easy to reduce the speed difference in the rotation direction Ra when the mixture is mixed in the liquid layer LL. In particular, in the present embodiment, the discharge port 91 is arranged in the liquid layer LL, and the undiluted solution M is directly discharged in the liquid layer LL toward the front in the rotation direction Ra. As a result, the velocity difference with respect to the liquid layer LL in the rotation direction Ra becomes small.

以上、実施形態及び他の実施形態に基づいて本開示に係る遠心分離装置1、1Aの説明をした。しかしながら、本開示は、上記の実施形態等のみに限定されない。例えば、上記の実施形態等では、放出口91の向きや高さが不変である原液案内部9、9Aを例に説明したが、放出口91の向きや高さを調節可能(例えば、伸縮可能)な構造にすることもできる。 The centrifugal separators 1 and 1A according to the present disclosure have been described above based on the embodiment and other embodiments. However, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and the like. For example, in the above embodiment, the stock solution guide portions 9 and 9A in which the direction and height of the discharge port 91 are unchanged have been described as an example, but the direction and height of the discharge port 91 can be adjusted (for example, can be expanded and contracted). ) Can be used.

以下、実施例により本開示をより詳細に説明するが、本開示はこれらの例に限定されるものではない。また、後述の実施例及び比較例について、上述の実施形態と同一の要素や対応する構造については、上述の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する場合がある。 Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail by way of examples, but the present disclosure is not limited to these examples. Further, with respect to Examples and Comparative Examples described later, the same elements and corresponding structures as those in the above-described embodiment may be designated by the same reference numerals as those in the above-described embodiment and the description thereof may be omitted.

(実施例1、比較例1)
実施例1(図6参照)は、上述の実施形態に対応する構造を備えており、内胴スクリュウコンベア4の内胴部41には、回転軸線方向から見た場合に、周方向で等間隔となるように複数(四個)の通過口8、原液案内部9及び放出口91が設けられている。通過口8及び放出口91の内径は100mmである。原液Mは、3m/hの流量で放出口91を通過して放出される。外胴ボウル3と内胴スクリュウコンベア4の内胴部41との回転速度差は、10rpmとした。
(Example 1, Comparative Example 1)
The first embodiment (see FIG. 6) has a structure corresponding to the above-described embodiment, and the inner body portion 41 of the inner body screw conveyor 4 is equally spaced in the circumferential direction when viewed from the rotation axis direction. A plurality (four) passage ports 8, a stock solution guide portion 9, and a discharge port 91 are provided so as to be. The inner diameters of the passage port 8 and the discharge port 91 are 100 mm. The undiluted solution M is discharged through the discharge port 91 at a flow rate of 3 m 3 / h. The difference in rotational speed between the outer body bowl 3 and the inner body portion 41 of the inner body screw conveyor 4 was set to 10 rpm.

比較例1(図7参照)は、放出口91が設けられた原液案内部9を備えていない点を除き、実質的に実施例1と共通する。 Comparative Example 1 (see FIG. 7) is substantially the same as Example 1 except that the stock solution guide portion 9 provided with the discharge port 91 is not provided.

図6の(b)図は、実施例1に係る外胴ボウル3及び内胴部41の内部を回転軸線方向から見た場合のスワールの状態を示す図であり、(b)図は、(a)図の領域Xの液体層LL内において、外胴ボウル3に対する液体層LL内の相対的な流れの向きや大きさを模式的に示した図である。なお、(b)図において領域Xに対して左側に向けて伸びる矢印は、外胴ボウル3の回転方向Raの速度に対して相対的に逆流していることを意味し、矢印の長さは逆流の大きさを意味している。 FIG. 6B is a diagram showing a swirl state when the insides of the outer body bowl 3 and the inner body portion 41 according to the first embodiment are viewed from the direction of the rotation axis, and FIG. 6B is a diagram showing a swirl state. a) It is a figure which shows typically the direction and the size of the flow in the liquid layer LL with respect to the outer body bowl 3 in the liquid layer LL of the region X of the figure. In addition, in the figure (b), the arrow extending to the left side with respect to the region X means that the flow is relatively back with respect to the speed of the rotation direction Ra of the outer body bowl 3, and the length of the arrow is It means the magnitude of backflow.

図7の(a)図は、比較例1に係る外胴ボウル3及び内胴部41の一部を拡大した断面図であり、(b)図は、外胴ボウル3及び内胴部41の内部を回転軸線方向から見た場合のスワールの状態を示す説明図であり、(c)図は、(b)図の領域Yの液体層LL内において、外胴ボウル3に対する液体層LL内の相対的な流れの向きや大きさを模式的に示した図である。なお、(b)図において領域Yに対して左側に向けて伸びる矢印は、外胴ボウル3の回転方向Raの速度に対して相対的に逆流していることを意味し、矢印の長さは逆流の大きさを意味している。 FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view of a part of the outer body bowl 3 and the inner body portion 41 according to Comparative Example 1, and FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view of the outer body bowl 3 and the inner body portion 41. It is explanatory drawing which shows the state of the swirl when the inside is seen from the direction of the rotation axis, and (c) figure is in the liquid layer LL of the region Y of FIG. It is a figure which showed the direction and the magnitude of a relative flow schematically. In addition, in the figure (b), the arrow extending to the left side with respect to the region Y means that the flow is relatively back with respect to the speed of the rotation direction Ra of the outer body bowl 3, and the length of the arrow is It means the magnitude of backflow.

図6の(a)図に示されるように、実施例1では、原液案内部9の放出口91から放出された原液Mは、湾曲するように遠心方向CDに向けて軌道を変更し、液体層LLの境界面Bsに略直交するように混入している。ここで図6の(b)図に示されるように、実施例1では、液体層LLの境界面Bs付近の回転速度は、外胴ボウル3の回転速度に対して相対的に逆流しているが、流れの向き等は比較的安定しており、液体層LLを安定して維持するのに有効である。 As shown in FIG. 6A, in the first embodiment, the undiluted solution M discharged from the discharge port 91 of the undiluted solution guide portion 9 changes its trajectory toward the centrifugal CD so as to be curved, and is a liquid. It is mixed so as to be substantially orthogonal to the boundary surface Bs of the layer LL. Here, as shown in FIG. 6B, in the first embodiment, the rotation speed of the liquid layer LL near the boundary surface Bs flows backward relative to the rotation speed of the outer body bowl 3. However, the direction of flow and the like are relatively stable, which is effective for stably maintaining the liquid layer LL.

一方で、図7の(b)図に示されるように、比較例1では、内胴部41の通過口8を通過した原液Mは、液体層LLの境界面Bsに対して斜めに混入している。ここで図7の(c)図に示されるように、比較例1の液体層LLの境界面Bs付近の流れの向きは、実施例1(図6の(b)図参照)に比べて乱れが大きい。また、比較例1の液体層LLの境界面Bs付近の回転速度は、外胴ボウル3の回転速度に対して相対的に逆流している。そして、この逆流の大きさは実施例1よりも大きくなっており、固液分離性に不利に働いている可能性がある。 On the other hand, as shown in FIG. 7B, in Comparative Example 1, the undiluted solution M that passed through the passage port 8 of the inner body portion 41 was obliquely mixed with the boundary surface Bs of the liquid layer LL. ing. Here, as shown in FIG. 7 (c), the direction of the flow near the boundary surface Bs of the liquid layer LL of Comparative Example 1 is more turbulent than that of Example 1 (see FIG. 6 (b)). Is big. Further, the rotation speed of the liquid layer LL of Comparative Example 1 near the boundary surface Bs flows backward relative to the rotation speed of the outer body bowl 3. The magnitude of this backflow is larger than that of Example 1, and there is a possibility that the solid-liquid separability is adversely affected.

(実施例2、比較例2、比較例3)
図8は、固体粒子回収率(分離効率)を示すグラフである。実施例2は、内径100mmの内胴部41に対し、40mmの高さの原液案内部9を設け、放出口91の向きを回転方向Raの前方に向けて配置した装置である。比較例2は、原液案内部9を備えていない点を除き、実質的に実施例2に共通する装置である。比較例3は、放出口91の向きを回転方向Raの後方(逆転側)に向けて配置した装置である。
(Example 2, Comparative Example 2, Comparative Example 3)
FIG. 8 is a graph showing the solid particle recovery rate (separation efficiency). The second embodiment is an apparatus in which a stock solution guide portion 9 having a height of 40 mm is provided on an inner body portion 41 having an inner diameter of 100 mm, and the discharge port 91 is arranged toward the front in the rotation direction Ra. Comparative Example 2 is an apparatus substantially common to Example 2 except that the undiluted solution guide unit 9 is not provided. Comparative Example 3 is a device in which the discharge port 91 is arranged toward the rear (reverse side) of the rotation direction Ra.

図8に示されるように、実施例2は、比較例2、比較例3に比べて、固体粒子回収率が向上している。 As shown in FIG. 8, in Example 2, the solid particle recovery rate is improved as compared with Comparative Example 2 and Comparative Example 3.

1、1A 遠心分離装置
3 外胴ボウル(外胴部)
3b 内周面
91 放出口
41 内胴部
42 スクリュウ羽根
Bs 境界面
As 気体領域
CD 遠心方向
Da 放出方向
Ra 回転方向
LL 液体層
Sd 固体
Lq 液体
Pd ピッチ間
M 原液(混合物)
L 回転軸線
1, 1A Centrifuge 3 Outer body bowl (outer body)
3b Inner peripheral surface 91 Discharge port 41 Inner body 42 Screw blade Bs Boundary surface As Gas region CD Centrifugal direction Da Discharge direction Ra Rotational direction LL Liquid layer Sd Solid Lq Liquid Pd Pitch M undiluted solution (mixture)
L rotation axis

Claims (4)

固体と液体との混合物を収容し、回転によって前記混合物から前記固体と前記液体とを遠心分離する筒状の外胴部と、
前記外胴部の内部で前記外胴部の回転軸線に沿って配置され、前記混合物を移送すると共に、前記外胴部の回転方向と同一方向に回転する内胴部と、
前記内胴部の外周面に設けられ、前記内胴部の前記回転軸線に沿った一方側に前記固体を移送するスクリュウ羽根と、を備え、
前記内胴部は、内部の前記混合物を、前記外胴部の内周面と前記内胴部との間に放出する放出口を備え、
前記放出口は、前記混合物の放出方向を基準にして回転方向の前方を向いて配置されている、遠心分離装置。
A tubular outer body that accommodates a mixture of solid and liquid and centrifuges the solid and liquid from the mixture by rotation.
An inner body portion that is arranged inside the outer body portion along the rotation axis of the outer body portion, transfers the mixture, and rotates in the same direction as the rotation direction of the outer body portion.
A screw blade provided on the outer peripheral surface of the inner body portion and for transferring the solid to one side of the inner body portion along the rotation axis is provided.
The inner body portion comprises a discharge port for discharging the mixture inside between the inner peripheral surface of the outer body portion and the inner body portion.
The centrifuge is arranged so that the discharge port faces forward in the rotation direction with respect to the discharge direction of the mixture.
前記スクリュウ羽根は、前記内胴部の前記外周面に螺旋状に設けられ、
前記放出口は、前記スクリュウ羽根のピッチ間に設けられており、
前記混合物の放出方向は、前記スクリュウ羽根の螺旋方向に沿った方向である、請求項1記載の遠心分離装置。
The screw blades are spirally provided on the outer peripheral surface of the inner body portion.
The outlet is provided between the pitches of the screw blades.
The centrifuge device according to claim 1, wherein the discharge direction of the mixture is a direction along the spiral direction of the screw blade.
前記外胴部の前記内周面に沿った領域には、前記混合物から前記固体が分離された液体層が形成され、
前記放出口は、前記液体層と気体領域との境界面よりも、前記外胴部の内周面から離れた位置に設けられている、請求項1または2記載の遠心分離装置。
A liquid layer in which the solid is separated from the mixture is formed in a region of the outer body portion along the inner peripheral surface.
The centrifuge according to claim 1 or 2, wherein the discharge port is provided at a position away from the inner peripheral surface of the outer body portion with respect to the boundary surface between the liquid layer and the gas region.
前記外胴部の前記内周面に沿った領域には、前記混合物から前記固体が分離された液体層が形成され、
前記放出口は、前記液体層内に配置されている、請求項1または2記載の遠心分離装置。
A liquid layer in which the solid is separated from the mixture is formed in a region of the outer body portion along the inner peripheral surface.
The centrifuge according to claim 1 or 2, wherein the discharge port is arranged in the liquid layer.
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