JP3610032B2 - 連続遠心分離機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続遠心分離機に関し、特に、微粒子成分を多く含む粘性の高いスラリーの固液分離を充分に行うことができる連続遠心分離機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固液分離工程の省力化を図るために、コーン型をしたバスケットの内側に、外周面にスクリュー羽根を突設したスクリューを配設し、バスケットを高速回転させるとともに、スクリューをバスケットよりわずかに異なる速度で回転させることにより、スラリーを移送しながら連続的に固液分離するようにしたコーン型連続遠心分離機が汎用されている。
【０００３】
ところで、本件出願人は、特願平２００１−１５６２１４号にて、微粒子成分が多く含まれたスラリーの固液分離を行うために、バスケットとスクリューとを各々軸方向に連接したコーン型連続遠心分離機を提案している。
【０００４】
このコーン型連続遠心分離機は、バスケットの先端部に補助バスケットを連接するとともに、この補助バスケットの内側に、外周面にスクリュー羽根を突設した補助スクリューを、スクリューに連接して配設した構成を有し、これにより、合成樹脂の微粒子を含む粘性の高いスラリーの場合でも良好に固液分離を行うとともに、補助バスケットのスクリーンにより捕捉された固形分を、補助スクリューによって補助バスケットの先端側に円滑に移送し、補助バスケットのスクリーンに固形分が滞留することを防止し、固形分を確実に排出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このコーン型連続遠心分離機においては、補助バスケットを連設することにより固形分の滞留時間を長くし、安定した脱水能力を発揮するものの、同じ円錐筒状のコーン型バスケットを連設していることから、このバスケットのテーパと遠心力によって固形分が排出側に移動しやすくなり、その結果、さらに細かい微粒子成分を含む粘性の高いスラリーにとっては、滞留時間が長く取れないことから、充分な固液分離が行いにくいという問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記従来のコーン型連続遠心分離機が有する問題点に鑑み、微粒子成分を多く含む粘性の高いスラリーの固液分離を充分に行うことができる連続遠心分離機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の連続遠心分離機は、軸方向に複数のバスケットを連接するとともに、各バスケットの内側に、外周面にスクリュー羽根を突設したスクリューを配設した連続遠心分離機において、送り方向に拡径した円錐筒状に形成したコーン型バスケットからなる第１バスケットと第３バスケットの間に、中心軸に対し同心状の略円筒形に形成した第２バスケットを配設したことを特徴とする。
【０００８】
この連続遠心分離機は、送り方向に拡径した円錐筒状に形成したコーン型バスケットからなる第１バスケットと第３バスケットの間に、中心軸に対し同心状の略円筒形に形成した第２バスケットを配設したことから、ほぼテーパのない略円筒形の第２バスケット内では、遠心力とテーパによる固形分の移動が阻止され、スクリューの送り速度のみで固形分の移動を制御することができ、これにより、固形分のバスケットでの滞留時間を長くし、微粒子成分を多く含む粘性の高いスラリーでも充分な固液分離を行うことができ、第１〜第３バスケットによって精度良く脱水することができる。
【０００９】
この場合において、略円筒形に形成した第２バスケットの先端部に、先端側が縮径した円錐ボールを配設するとともに、該円錐ボールの内側に、前記スクリューを延設することができる。
【００１０】
これにより、円錐ボールで固形分をせき止め、一時滞留させて沈降脱水を促進するとともに、沈降脱水された固形分をスクリューにより円滑に排出することができ、略円筒形に形成したバスケットでの脱水をより確実に行うことができる。
【００１１】
また、略円筒形に形成した第２バスケットのスクリューの送りピッチを、前段に配設した第１バスケットのスクリューの送りピッチより小さく設定することができる。
【００１２】
これにより、略円筒形に形成したバスケットでの固形分の滞留時間を長くして、後段の略円筒形に形成したバスケットでの脱水をさらに精度良く行うことができる。
【００１３】
さらに、略円筒形に形成した第２バスケットの位置に、洗浄水を供給するようにすることができる。
【００１４】
これにより、洗浄水がバスケットの先端側に直ちに流出することを防止できるとともに、固形分がバスケットの内周面に張設したスクリーンの表面に均一に分散されるようになり、洗浄及び脱水効果を向上することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の連続遠心分離機の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図２に、本発明の連続遠心分離機の一実施例を示す。
この連続遠心分離機は、バスケット１１〜１３の内側に、外周面にスクリュー羽根３１〜３３を突設したスクリュー２１〜２３を配設し、バスケット１１〜１３を高速回転させるとともに、スクリュー２１〜２３をバスケット１１〜１３よりわずかに異なる速度で回転させることにより、スラリーを移送しながら連続的に固液分離するように構成されている。
そして、この連続遠心分離機は、軸方向に連接した第１〜第３のバスケット１１〜１３の内側に、軸方向に連接した第１〜第３のスクリュー２１〜２３をそれぞれ配設するとともに、中間の第２バスケット１２及び第２スクリュー２２を、中心軸に対し同心状の略円筒形に形成している。
なお、本実施例においては、各バスケット１１〜１３に対応して、スクリュー２１〜２３を配設するようにしているが、必ずしも各バスケットに対応して、スクリューを配設する必要はなく、例えば、先端側の第３バスケット１３に対応する第３スクリュー２３を省略することもできる。
【００１７】
第１バスケット１１と第３バスケット１３は、連続遠心分離能力に応じて所要の角度と大きさに形成された円錐筒状のコーン型を呈し、周面に固液分離された液体分が通過する多数のスリット４が形成されるとともに、内周面に、特に限定されるものではないが、例えば、３０〜７０μｍ程度の多数の小孔を形成したスクリーン５が張設され、分離機本体により高速で回転する。
【００１８】
これに対し、第１バスケット１１と第３バスケット１３の間に配設される第２バスケット１２は、第１バスケット１１の先端部と第３バスケット１３の基端部とを連結するように固定され、ほぼテーパのない略円筒形に形成されている。
ここで、「ほぼテーパのない略円筒形」とは、中心軸に対し平行な円筒形を基準として、バスケットの筒壁を±５度以下の範囲で傾斜させた形状をいうが、好ましくは、バスケットの筒壁をテーパのない円筒形に形成するか、傾斜させる場合には、±３度以下の範囲のテーパに形成するようにする。
そして、この略円筒形に形成した第２バスケット１２も、第１バスケット１１及び第３バスケット１３と同様、周面に固液分離された液体分が通過するスリット４が形成されるとともに、内周面に、特に限定されるものではないが、例えば、３０〜７０μｍ程度の多数の小孔を形成したスクリーン５が張設され、分離機本体により第１、第３バスケット１１、１３と一体で高速回転する。
【００１９】
一方、これら第１〜第３バスケット１１〜１３の内側には、その外周面にスクリュー羽根３１〜３３を突設した第１〜第３スクリュー２１〜２３が、分離機本体にスクリュー取付具６を介して一体に取り付けられている。
各スクリュー２１〜２３は、第１バスケット１１には第１スクリュー２１、第２バスケット１２には第２スクリュー２２、第３バスケット１３には第３スクリュー２３がそれぞれ配設されており、これら各スクリュー２１〜２３は、各バスケット１１〜１３よりわずかに異なる速度で回転し、スクリュー羽根３１〜３３により各バスケット１１〜１３の内周面に張設されたスクリーン５により捕捉された固形分を、バスケット１１〜１３の先端側に移送する。
【００２０】
この場合、第１スクリュー２１と第３スクリュー２３は、円錐筒状に形成された第１バスケット１１と第３バスケット１３の内周面に沿うように、スクリュー羽根３１、３３の形状が設定されている。
また、第２スクリュー２２は、円筒状に形成された第２バスケット１２の内周面に沿うように、スクリュー羽根３２の形状が設定されている。
そして、この第２スクリューは、スクリュー羽根３２のピッチを第１バスケット１１のスクリュー２１より小さくすることにより、固形分の送り速度を第１バスケットより遅くし、第２バスケット１２での滞留時間を長くするようにしている。
なお、第１スクリューは、この実施例では２重螺旋のスクリューを用いているため、図ではスクリュー羽根３１のピッチがスクリュー羽根３２よりも小さく見えている。また、第３スクリューのスクリュー羽根３３も２重螺旋で、そのピッチは、第２スクリューのスクリュー羽根３２よりやや小さく設定されている。
【００２１】
また、第１〜第３バスケット１１〜１３の先端部には、スクリーン押え７を配設し、これによりバスケット１の内周面に張設されたスクリーン５を固定するようにし、さらに、第２バスケット１２の先端側には、スクリーン押えと共用して、先端側が縮径した円錐ボール８を取り付けるようにしている。
この場合、第２スクリュー２２は円錐ボール８の位置まで延設されており、スクリュー羽根３２が第２バスケット１２及び円錐ボール８の内周面に沿う形状に形成されている。
【００２２】
第１〜第３バスケット１１〜１３の周囲は、ケーシング９で覆われており、このケーシング９の内部は、第１バスケット１１周囲の第１排液室９１、第２バスケット１２周囲の第２排液室９２、第３バスケット１３周囲の第３排液室９３、及び第３バスケット１３の先端側のケーキ排出室９４に区画されている。
また、ケーシング９のケーキ排出室９４側からは、スラリーの給液管９５が第１スクリュー２１の内部まで延設されるとともに、第１スクリュー２１の透孔（図示省略）を介して第１バスケット１１に洗浄水を供給する第１洗浄パイプ９６と、第２スクリュー２２の透孔（図示省略）を介して第２バスケット１２に洗浄水を供給する第２洗浄パイプ９７とが、それぞれ給液管９５に沿って配設されている。
【００２３】
次に、この連続遠心分離機の動作について説明する。
各スクリュー２１〜２３を各バスケット１１〜１３よりわずかに異なる速度でそれぞれ高速で回転させながら、給液管９５を介してスラリーを供給すると、スラリーは、第１スクリュー２１の内部のスラリー供給口２１ａより第１スクリュー２１と第１バスケット１１の間に導びかれ、第１バスケット１１の内周面に張設されたスクリーン５に沿って、第１バスケット１１の先端側に向けて移送されながら脱水される。
また、これと併せて、必要に応じて、第１洗浄パイプ９６から第１スクリュー２１の透孔（図示省略）を介して第１バスケット１１に洗浄水を供給し、スラリーを脱水しながら固形物を洗浄することができる。
これにより、スラリーの液体分はスクリーン５を経て第１排液室９１に排出され、一方、固形分は第１スクリュー２１により第１バスケット１１の先端から、略円筒形に形成した第２バスケット１２に移送される。
【００２４】
略円筒形に形成した第２バスケット１２に移送された固形分は、第２スクリュー２２により、このバスケット１２内周面に張設されたスクリーン５に沿って、第２バスケット１２の先端側に向けて移送されながら、さらに脱水される。
これにより、固形分の液体分はスクリーン５を経て第２排液室９２に排出され、一方、固形分は第２スクリュー２２により第３バスケット１３に移送される。
この場合、この連続遠心分離機では、第２バスケット１２をテーパのない円筒形に形成したことから、遠心力とテーパによる固形分の移動を阻止し、スクリューの送り速度のみで固形分の移動を制御することができ、これにより、固形分のバスケット１２での滞留時間を長くして、微粒子成分を多く含む粘性の高いスラリーでも充分な固液分離を行うことができる。
そして、この連続遠心分離機では、第２バスケット１２の先端部に、先端側が縮径した円錐ボール８を配設するとともに、該円錐ボール８の内側に、前記スクリュー２２を延設したことから、円錐ボール８で固形分をせき止め、一時滞留させて沈降脱水を促進するとともに、沈降脱水された固形分をスクリュー２２により円滑に排出することができ、これにより、この第２バスケット１２での脱水をより確実に行うことができる。
【００２５】
また、略円筒形に形成した第２バスケット１２の前段にコーン型の第１バスケット１１を配設したことにより、前段で脱水された固形分を、後段の円筒形第２バスケット１２により、さらに精度良く脱水することができ、さらに、第２バスケット１２の第２スクリュー２２の送りピッチを、第１バスケット１１の第１スクリュー２１の送りピッチより小さくしたことにより、第２バスケットでの固形分の滞留時間を長くして、後段の円筒形に形成したバスケット１２での脱水をさらに精度良く行うことができる。
【００２６】
また、必要に応じて、第２洗浄パイプ９７から第２スクリュー２２の透孔（図示省略）を介して略円筒形に形成した第２バスケット１１に洗浄水を供給し、スラリーを脱水しながら固形物を洗浄することができる。
このように、略円筒形に形成した第２バスケット１２の位置に、第２洗浄パイプ９７から洗浄水を供給するようにすることにより、洗浄水が第２バスケット１２の先端側に直ちに流出することを防止できるとともに、固形分が第２バスケット１２の内周面に張設したスクリーン５の表面に均一に分散されるようになり、洗浄及び脱水効果を向上することができる。
【００２７】
一方、第２バスケット１２の円錐ボール８から排出された固形分は、さらに第３バスケット１３に移送され、第３スクリュー２３により、このバスケット内周面に張設されたスクリーン５に沿って、第３バスケット１３の先端側に向けて移送されながら、さらに脱水される。
これにより、固形分の液体分はスクリーン５を経て第３排液室に排出され、また、固形分は第３スクリュー２３によりケーキ排出室９４に排出される。
排出されたケーキは、第１〜第３バスケット１１〜１３で順次脱水され、特に、略円筒形に形成した第２バスケット１２で滞留時間を長くして充分な固液分離が行われることから、微粒子成分を多く含む粘性の高いスラリーからでも、ケーキ含水率を低くすることができる。
【００２８】
本実施例の連続遠心分離機と、コーン型バスケットを１段備える従来の遠心分離機との脱水実験結果を下記表１及び表２に示す。
表１ではＰＶＣ樹脂スラリーを、表２ではＡＢＳ樹脂スラリーを、それぞれ遠心分離により固液分離している。
各表により明らかなように、本実施例の連続遠心分離機は、従来の遠心分離機に比較し、格段に優れた脱水率と固液分離性とを実現することができる。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【表２】

【００３１】
以上、本発明の連続遠心分離機について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、本実施例のようにバスケットを３段に配設し、中間のバスケットに略円筒形に形成したバスケットを配設するのに代えて、バスケットを２段又は４段以上配設するようにしたり、略円筒形に形成したバスケットの配設位置や段数を変更する等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の連続遠心分離機によれば、送り方向に拡径した円錐筒状に形成したコーン型バスケットからなる第１バスケットと第３バスケットの間に、中心軸に対し同心状の略円筒形に形成した第２バスケットを配設したことから、ほぼテーパのない略円筒形の第２バスケット内では、遠心力とテーパによる固形分の移動が阻止され、スクリューの送り速度のみで固形分の移動を制御することができ、これにより、固形分のバスケットでの滞留時間を長くし、微粒子成分を多く含む粘性の高いスラリーでも充分な固液分離を行うことができ、第１〜第３バスケットによって精度良く脱水することができる。
【００３３】
また、略円筒形に形成した第２バスケットの先端部に、先端側が縮径した円錐ボールを配設するとともに、該円錐ボールの内側に、前記スクリューを延設することにより、円錐ボールで固形分をせき止め、一時滞留させて沈降脱水を促進するとともに、沈降脱水された固形分をスクリューにより円滑に排出することができ、略円筒形に形成したバスケットでの脱水をより確実に行うことができる。
【００３４】
また、略円筒形に形成した第２バスケットのスクリューの送りピッチを、前段に配設した第１バスケットのスクリューの送りピッチより小さく設定することにより、略円筒形に形成したバスケットでの固形分の滞留時間を長くして、後段の略円筒形に形成したバスケットでの脱水をさらに精度良く行うことができる。
【００３５】
さらに、略円筒形に形成した第２バスケットの位置に、洗浄水を供給するようにすることにより、洗浄水がバスケットの先端側に直ちに流出することを防止できるとともに、固形分がバスケットの内周面に張設したスクリーンの表面に均一に分散されるようになり、洗浄及び脱水効果を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続遠心分離機の一実施例を示す一部破断した概略図である。
【図２】同要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１１ 第１バスケット
１２ 第２バスケット
１３ 第３バスケット
２１ 第１スクリュー
２１ａ スラリー供給口
２２ 第２スクリュー
２３ 第３スクリュー
３１〜３３ スクリュー羽根
４ スリット
５ スクリーン
６ スクリュー取付具
７ スクリーン押え
８ 円錐ボール
９ ケーシング
９１ 第１排液室
９２ 第２排液室
９３ 第３排液室
９４ ケーキ排出室
９５ 給液管
９６ 第１洗浄パイプ
９７ 第２洗浄パイプ

Claims (4)

1. 軸方向に複数のバスケットを連接するとともに、各バスケットの内側に、外周面にスクリュー羽根を突設したスクリューを配設した連続遠心分離機において、送り方向に拡径した円錐筒状に形成したコーン型バスケットからなる第１バスケットと第３バスケットの間に、中心軸に対し同心状の略円筒形に形成した第２バスケットを配設したことを特徴とする連続遠心分離機。
2. 略円筒形に形成した第２バスケットの先端部に、先端側が縮径した円錐ボールを配設するとともに、該円錐ボールの内側に、前記スクリューを延設したことを特徴とする請求項１記載の連続遠心分離機。
3. 略円筒形に形成した第２バスケットのスクリューの送りピッチを、前段に配設した第１バスケットのスクリューの送りピッチより小さく設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の連続遠心分離機。
4. 略円筒形に形成した第２バスケットの位置に、洗浄水を供給するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の連続遠心分離機。

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