JP3974066B2

JP3974066B2 - Decanter type centrifugal dehydrator

Info

Publication number: JP3974066B2
Application number: JP2003087124A
Authority: JP
Inventors: 崇村澤; 統久高吉; 義彦中沢; 光男吉田
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP2004290831A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水汚泥等の被処理物を脱水するためのデカンタ型遠心脱水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このようなデカンタ型遠心脱水装置として、本発明の発明者等は、例えば特許文献１において、一端側内周部が先細り状に傾斜させられた外形略円筒状をなして軸線回りに回転される回転ボウルとその内周に同軸的に配置されるスクリュウコンベアとを備え、これらスクリュウコンベアと回転ボウルとの間の環状空間に供給された被処理物を固液分離して、固形分は上記一端側に搬送して排出する一方、分離液は他端側において上記環状空間の内周側に開口した分離液流路から排出するように構成し、さらにこの環状空間内のスクリュウシャフトの上記一端側の部分に、この一端側に向かうに従い外径が漸次縮径する円錐台状のコーン状部を形成したものを提案している。
【０００３】
従って、このようなデカンタ型遠心脱水装置によれば、環状空間内の一端側の部分に上記コーン状部が形成されることにより、固形分が排出されるこの一端側において環状空間の断面積をより小さくすることができて、被処理物から固液分離された固形分を確実に圧縮して効率的な脱水を図ることができる。また、その一方で、分離液が排出される流路は環状空間の内周側に開口しているので、この分離液が遠心力による大きな運動エネルギーをもったまま排出されるのを防ぐことができ、エネルギー損失を抑えて当該装置を駆動するための消費動力の軽減を図ることができる。なお、特許文献２〜６などにも、同様に下水汚泥のような被処理物を脱水を行う装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３３６７３５号公報
【特許文献２】
特開２００１−２１９０９７号公報
【特許文献３】
特開２００２−２３９４１５号公報
【特許文献４】
特開２００２−２３９４１６号公報
【特許文献５】
特開２００２−２７３２７０号公報
【特許文献６】
特開２００２−２８２７３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このうち特許文献１記載の装置にあっては、固形分が排出される環状空間の一端側の断面積を小さくする先細り状に傾斜させられた回転ボウルの一端側内周部と上記コーン状部の外周部とが、上記軸線に対する径方向に互いに対向するようにされているため、この断面積が小さくさせられた部分が軸線方向に長くなり、下水汚泥の性状等によっては、上述のようにこの部分で固形分が確実に圧縮されることにより、却って詰まりやスリップを生じたりして排出性が損なわれるおそれがあることが分かった。
【０００６】
また、特許文献２〜６に記載の装置でも、同様に環状空間の一端側で断面積が小さくなる部分が形成されているものの、これら特許文献２〜６では、この部分は固形分の排出口となるその一端で径方向に環状空間の外周縁寄りの位置に開口するように形成されており、このため今度は比重の大きな固形分が遠心力による大きな運動エネルギーをもったまま排出されることとなって、回転ボウルやスクリュウシャフトの回転駆動量の増大を招く結果となる。また、特にこのうち特許文献３にあってはこの部分が上記一端側に向かって狭くなるように形成されており、特許文献４にあってはこの部分に突条が形成されており、特許文献５にあってはこの部分に螺旋翼が設けられているので、この部分で断面積が小さくなることによって圧縮された固形分がやはり詰まりを生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたもので、被処理物を脱水して固形分と分離液とに固液分離するデカンタ型遠心脱水装置において、固形分の排出口での詰まりを防止しつつ効率的な脱水を図りながらも、消費動力を確実に低減することが可能なデカンタ型遠心脱水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】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、外形略円筒状をなして軸線回りに回転可能に支持される回転ボウルと、この回転ボウル内に同軸的に配置されて回転ボウルと差速をもって同方向に回転可能に支持されるスクリュウコンベアとを備え、このスクリュウコンベアのスクリュウシャフト外周と回転ボウルの内周との間の環状空間に供給された被処理物を回転ボウルの遠心力によって固液分離しつつ、分離された固形分はスクリュウコンベアによってこの環状空間を軸線の方向の一端側に搬送するとともに、被処理物から分離された分離液は軸線の方向の他端側において環状空間の内周側に開口した分離液流路から排出可能とし、環状空間の一端側において、スクリュウシャフト外周には環状空間に突出するスクリュウ側凸壁部を設けるとともに、回転ボウルの内周にはスクリュウ側凸壁部から一端側に間隔をあけて該スクリュウ側凸壁部に軸線方向に対向するように環状空間に突出するボウル側凸壁部を設け、上記スクリュウ側凸壁部の上記一端側を向く壁面を、上記一端側に向かうに従い内周側に向かって傾斜する円錐状面として、その一端側の内周縁を上記スクリュウシャフトの外周面に連続させて、これらスクリュウ側凸壁部とボウル側凸壁部との間に、環状空間の外周側から一端側に向かうに従い内周側に向かって環状空間の内周縁に臨むように開口する固形分の排出経路を形成し、この固形分の排出経路を、その軸線に対する径方向の幅が、上記一端側に向かうに従い漸次大きくなるように形成したことを特徴とする。
【０００９】
従って、このように構成されたデカンタ型遠心脱水装置においては、まず被処理物が供給される上記環状空間の一端側において、スクリュウシャフト外周に設けられたスクリュウ側凸壁部と回転ボウル内周に設けられたボウル側凸壁部とにより、これよりも他端側の環状空間に対して断面積が小さくされた固形分の排出経路が形成されることとなるので、これによって固形分をこの一端側で圧縮して効率的な脱水を図ることができる。その一方で、これらスクリュウ側凸壁部とボウル側凸壁部とは回転ボウルの軸線方向に対向するようにされているため、この排出経路の軸線方向長さも短くすることができて、これにより、上述のように圧縮された固形分が排出経路で詰まりを生じるのを防ぐことができる。そして、この排出経路の固形分排出口とされる一端側は上記環状空間の内周側に臨んで開口させられているので、排出される固形分が遠心力による大きな運動エネルギーを伴うことが無く、しかも分離液が排出される分離液流路も環状空間の内周側に開口しているため、エネルギー損失を抑えてその分回転ボウルやスクリュウコンベアの回転駆動力を低減することが可能となる。
【００１０】
また、上記固形分の排出経路を、その上記固形分排出口における上記軸線に対する径方向の幅が、該排出経路の他端における径方向の幅よりも大きくなるようにすることにより、一層確実な詰まりの防止を図ることができる。そして、本発明では、この固形分の排出経路を、その上記軸線に対する径方向の幅が、上記一端側に向かうに従い漸次大きくなるように形成することにより、円滑な固形分の排出を促すことができる。さらに、上記スクリュウ側凸壁部の上記一端側を向く壁面と上記ボウル側凸壁部の上記他端側を向く壁面とを、上記一端側に向かうに従い内周側に向かって傾斜する円錐面状とした場合には、上記軸線に沿った断面においてこれらの壁面同士の該軸線に対する径方向の中心を結んだ直線がこの軸線に対してなす排出経路傾斜角を２０〜７０°の範囲に設定することにより、排出経路の軸線方向の長さをより確実に抑えつつも、固形分を排出経路を通して内周側に排出するのに大きな押圧力を要したり、かかる押圧力によって固形分に過度な圧縮力が作用して詰まりを生じたりするのを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において回転ボウル１は、軸線Ｏを中心とした概略円筒状をなすボウル本体２と、このボウル本体２と略同内径の有底円筒状をなして該ボウル本体２の軸線Ｏ方向一端側（図１、２において左側）の開口部に同軸に取り付けられる支持部材３、およびボウル本体２と略同外径の円板状をなして該ボウル本体２の他端側（図１、２において右側）の開口部に取り付けられる支持部材４とから構成されて、これら支持部材３，４により両端が閉塞された直胴型をなしている。
【００１２】
このうち、支持部材３の底部中央と支持部材４の中央とには、当該回転ボウル１の内部に連通する小径円筒状の支持部３ａ，４ａがそれぞれ軸線Ｏを中心として外側に突出するように設けられていて、これらの支持部３ａ，４ａが図示されない軸受に取り付けられるとともに、その一方がやはり図示されない回転駆動装置に連結されることにより、回転ボウル１は軸線Ｏを水平にして該軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。なお、このうち例えば一端側の支持部材３の支持部３ａは、図２に示すように該支持部材３がなす上記有底円筒の内部に突出するようにされていてもよい。
【００１３】
また、スクリュウコンベア５は、円筒状のスクリュウシャフト６ａの外周にスクリュウ羽根６ｂが設けられてなるスクリュウコンベア本体６と、上記スクリュウシャフト６ａの両端に同軸に取り付けられたトラニオン７，８とから構成されており、これらトラニオン７，８はそれぞれ上記回転ボウル１の支持部材３，４の支持部３ａ，４ａ内にベアリング９を介して軸線Ｏ回りに回転自在かつ液密に支持されるとともに、そのうちの一方は、回転ボウル１の上記回転駆動装置とは異なる図示されない回転駆動装置に連結されていて、これにより当該スクリュウコンベア５は回転ボウル１内に同軸的に配置されて該回転ボウル１と差速をもって同方向に回転可能とされる。
【００１４】
しかして、本実施形態では、このように同軸的に配置されたスクリュウコンベア５の概ね上記スクリュウシャフト６ａ部分の外周と、回転ボウル１の概ね上記ボウル本体２の内周との間に形成される環状空間Ｃに下水汚泥等の被処理物Ｐを供給することにより、この被処理物Ｐが上記環状空間Ｃ内に充密させられて回転ボウル１の遠心力によって固液分離され、被処理物Ｐから分離されて脱水された固形分Ｓはスクリュウコンベア５のスクリュウ羽根６ｂによりこの環状空間Ｃを軸線Ｏ方向一端側に搬送される一方、分離液Ｌは軸線Ｏ方向他端側に押し出されてそれぞれ排出される。
【００１５】
ここで、上記トラニオン７，８のうち、他端側のトラニオン８内には軸線Ｏに沿って被処理物Ｐの供給路８ａが形成されるとともに、スクリュウコンベア本体６のスクリュウシャフト６ａには、回転ボウル１の軸線Ｏ方向略中央部に位置するように被処理物Ｐの供給部材１０が備えられており、この供給部材１０は上記供給路８ａと供給管１０ａによって連結されている。
【００１６】
ここで、この供給部材１０は、本実施形態では鋳鉄等の鋳物によって円盤状に形成されてスクリュウシャフト６ａに同軸に取り付けられ、その内部には、上記軸線Ｏ上に他端側を向いて開口する上記供給管１０ａとの連結部から分岐し、この軸線Ｏに滑らかに接する円弧状をなして一端側に向かうに従い外周側に向かった後に、軸線Ｏに直交する方向に延びてスクリュウシャフト６ａの外周に開口する供給路１０ｂが、周方向に等間隔に複数（本実施形態では４つ）形成されている。従って、トラニオン８の上記供給路８ａから供給された被処理物Ｐは、供給管１０ａを介してこの供給部材１０の供給路１０ｂから上記環状空間Ｃの軸線Ｏ方向中間部においてその内周に吐出して該環状空間Ｃ内に供給される。
【００１７】
また、上記他端側のトラニオン８内には、上記供給路８ａの外周に、分離液Ｌの排出用の複数の分離液流路８ｂが互いに周方向に等間隔に、かつそれぞれ軸線Ｏに平行に形成されており、これらの分離液流路８ａは、その一端が外周側に延びて上記環状空間Ｃ内の他端に位置するトラニオン８の端部の外周すなわち該環状空間Ｃの内周に開口させられている。なお、この分離液流路８ａの環状空間Ｃ内への開口部には液側ベーン８ｃが備えられている。また、上記スクリュウ羽根６ｂは、スクリュウシャフト６ａ他端に取り付けられたこのトラニオン８の端部にまで延設されており、さらにこのスクリュウ羽根６ｂの内周側の根元部分には、該スクリュウ羽根６ｂを軸線Ｏ方向に貫通する複数の貫通孔６ｃが周方向に間隔を開けて、かつ当該スクリュウ羽根６ｂの軸線Ｏ方向全長に亙って形成されている。
【００１８】
一方、上記スクリュウシャフト６ａの一端部外周には環状空間Ｃ内に突出するようにインナーコーン１１が取り付けられていて、このインナーコーン１１により本実施形態におけるスクリュウ側凸壁部が構成されている。このインナーコーン１１は、スクリュウシャフト６ａの一端部外周に外嵌されて着脱可能に固定される軸線Ｏを中心としたリング状の部材であって、ただしその外径は、スクリュウ羽根６ｂの外径が回転ボウル１のボウル本体２内径よりも僅かに小さい程度であるのに対し、このスクリュウ羽根６ｂ外径よりもさらに一段小さくされており、図２に示すように軸線Ｏ方向一端側を向く壁面１１ａと他端側を向く壁面１１ｂおよび外周側を向く周面１１ｃとを備えている。
【００１９】
そして、このうち上記一端側を向く壁面１１ａは、この一端側に向かうに従い一定の傾斜角αで内周側に向かう軸線Ｏを中心とした円錐状面とされていて、その一端側の内周縁はスクリュウシャフト６ａの外周面に連続させられている。また、このインナーコーン１１の他端側を向く上記壁面１１ｂは、上記傾斜角αよりも軸線Ｏに対して大きな傾斜角βで壁面１１ａとは逆に一端側に向かうに従い外周側に向かうやはり軸線Ｏを中心とした円錐状面とされ、従ってその軸線Ｏ方向の長さは壁面１１ａよりも短くされる。さらに、インナーコーン１１の上記周面１１ｃも、その軸線Ｏ方向の長さが壁面１１ａより短くされた該軸線Ｏを中心とする円筒面状とされている。
【００２０】
さらに、このインナーコーン１１に対して軸線Ｏ方向一端側に間隔を開けた位置には、やはり環状空間Ｃに突出するようにしてアウターコーン１２が回転ボウル１の内周に取り付けられており、このアウターコーン１２は上記インナーコーン１１に軸線Ｏ方向において対向するようにされていて、本実施形態におけるボウル側凸壁部とされている。ここで、このアウターコーン１２も軸線Ｏを中心としたリング状の部材であって、軸線Ｏ方向他端側を向く壁面１２ａと一端側を向く壁面１２ｂおよび内周側を向く周面１２ｃとを備えている。
【００２１】
なお、このアウターコーン１２の外周部には円環板状のフランジ部１２ｄが形成されており、このフランジ部１２ｄが回転ボウル１の上記ボウル本体２と支持部材３との取付部に１ないし複数のスペーサー１２ｅとともに介装されることにより、該アウターコーン１２は回転ボウル１の内周に着脱可能に固定されている。従って、このスペーサー１２ｅを上記フランジ部１２ｄの前後（軸線Ｏ方向一端側と他端側）で入れ替えることにより、アウターコーン１２の軸線Ｏ方向の位置は調整可能とされる。
【００２２】
そして、このアウターコーン１２の上記他端側を向く壁面１２ａは、インナーコーン１１の上記壁面１１ａの傾斜角αよりも小さな傾斜角γで一端側に向かうに従い内周側に向かう該軸線Ｏを中心とした円錐状面とされている。従って、これらの壁面１１ａ，１２ａの間には、環状空間Ｃの一端側において、回転ボウル１の内周面寄りの円周部すなわち環状空間Ｃの外周縁部から一端側に向かうに従い内周側に向けて延び、この一端内周側でスクリュウシャフトの外周面寄りの円周部すなわち環状空間Ｃの内周縁部に開口する、軸線Ｏを中心とした円錐台面に沿った空間が形成されることとなり、この空間が被処理物Ｐから分離された固形分Ｓの排出経路１３とされる。
【００２３】
また、このように排出経路１３を形成する壁面１２ａの傾斜角γが壁面１１ａの傾斜角αよりも小さくされることにより、この排出経路１３は、上記環状空間Ｃの外周縁部から内周縁部に向かう部分では、その上記軸線Ｏに対する径方向の幅が上記一端側に向かうに従い漸次大きくなるように形成されることとなる。
【００２４】
なお、このように一端側に向かうに従い環状空間Ｃの外周縁部から内周縁部に向かうように傾斜した排出経路１３の傾斜角、すなわち図２に示すように円錐面状とされた上記壁面１１ａ，１２ａ同士の軸線Ｏに沿った断面における該軸線Ｏに対する径方向の中心を結んだ直線Ｍが軸線Ｏに対してなす排出経路傾斜角θ（＝（α＋γ）／２）は、本実施形態では２０〜７０°の範囲に設定されている。因みに、本実施形態では、壁面１１ａの上記傾斜角αは２０〜７０°の範囲とされるとともに、壁面１２ａの傾斜角γは２０〜６０°の範囲とされて、これらの範囲でα＞γとされ、さらにインナーコーン１１の他端側を向く壁面１１ｂの傾斜角β（＞α＞γ）は６０〜９０°の範囲とされている。
【００２５】
さらに、アウターコーン１２の上記壁面１２ａは、インナーコーン１１の上記周面１１ｃよりも軸線Ｏ方向一端側において回転ボウル１の内周面に連続するようにされ、従って上記排出経路１３の他端側にはこの周面１１ｃと回転ボウル１の内周面（ボウル本体２の内周面）との間に、軸線Ｏに平行に延びる短い導入部１３ａが形成されることとなる。ただし、図示のアウターコーン１２においては壁面１２ａが円錐状面のまま回転ボウル１の内周面に連なるようにされているが、この壁面１２ａが回転ボウル１内周面に連なる部分は軸線Ｏに垂直な平面によって切り欠くようにしてもよい。
【００２６】
また、アウターコーン１２の上記周面１２ｃは、上記周面１１ｃと同様にその軸線Ｏ方向の長さが壁面１２ａより短くされた該軸線Ｏを中心とする円筒面状とされている。ただし、その内径は上記周面１１ｃの外径よりも小さくされて、これによりインナーコーン１１とアウターコーン１２とは、その壁面１１ａ，１２ａ同士が軸線Ｏに対する径方向にオーバーラップされるようにして、上述のように軸線Ｏ方向に対向させられることとなる。
【００２７】
さらに、該周面１２ｃは、インナーコーン１１の壁面１１ａがスクリュウシャフト６ａの外周面に連なる部分よりも僅かに軸線Ｏ方向一端側に配設されており、これによりこの周面１２ｃとスクリュウシャフト６ａの外周面との間には、排出経路１３の他端側にあって軸線Ｏに平行に延びる短い排出部１３ｂが形成されることとなって、この排出部１３ｂの一端、すなわち周面１２ｃとスクリュウシャフト６ａ外周面との一端縁の間に形成される円環状の開口部が排出経路１３からの固形分Ｓの排出口１３ｃとされる。しかして、この排出口１３ｃの軸線Ｏに対する径方向の幅Ａは、排出経路１３の他端における上記導入部１３ａの径方向の幅Ｂよりも大きくされている。
【００２８】
一方、この排出口１３ｃよりもさらに一端側の上記支持部材３内は、その他端側が、該支持部材３の円筒壁部に周方向に間隔を開けて形成される複数の排出孔１４ａを介して大気圧に開放された固形分Ｓの排出室１４とされている。そして、この排出室１４には、支持部材３内の一端側に設けられた弁機構１５によって上記排出口１３ｃに向けて進退可能とされて該排出口１３ｃを開閉する弁体１６が備えられており、従って本実施形態ではこの弁体１６および弁機構１５は、回転ボウル１内に配設されることとなる。
【００２９】
ここで、この弁機構１５においては、回転ボウル１を構成する上記支持部材３内の一端側に周方向に等間隔に複数の油圧室１５ａが形成されていて、これらの油圧室１５ａ内にはピストン１５ｂがその周面を油圧室１５ａ内壁に液密に摺接させて軸線Ｏ方向に進退可能に収容されるとともに、該ピストン１５ｂによって前後に分けられる油圧室１５ａには、図示されない作動油の供給手段からトラニオン７および支持部材３内に形成された作動油供給路１５ｃを介して作動油が供給・排出可能とされている。また、ピストン１５ｂには油圧室１５ａから軸線Ｏに平行に他端側に向けて延びて上記排出室１４に突出するロッド１５ｄがオイルシール１５ｅを介して設けられていて、これら複数の油圧室１５ａから突出する複数のロッド１５ｄの先端に上記弁体１６が取り付けられている。従って、これら複数のロッド１５ｄも周方向に間隔を開けて配設されるとともに、個々のロッド１５ｄの排出室１４内における内周側と外周側とには、ある程度の空間があけられている。
【００３０】
また、この弁体１６は、上述のように円環状をなして開口する排出口１３ｃに合わせて円環状とされていて、すなわち１つの弁体１６が上記複数のロッド１５ｄの先端に支持されて軸線Ｏ方向に進退可能とされており、上記油圧室１５ａのピストン１５ｂより他端側に作動油を供給したときには図２の上側に示されるように一端側に後退して排出口１３ｃを開放可能とされ、逆に油圧室１５ａのピストン１５ｂより一端側に作動油を供給したときには図２の下側に示されるように他端側すなわち排出口１３ｃ側に前進して該排出口１３ｃの開口部周縁に密着することにより、この排出口１３ｃを閉鎖可能とされている。従って、この弁体１６の外径は排出口１３ｃの外径より大きくされ、内径は排出口１３ｃの内径よりも小さくされる。
【００３１】
なお、この弁体１６の内径は、当該弁体１６の内周側に環状の空間があけられるように、その内周に配置されるトラニオン７の外径や、図２に示したように支持部材３の支持部３ａが有底円筒部内に突出しているときにはその外径よりも大きくされる。ただし、図示においては弁体１６の排出口１３ｃ側を向く先端面とこの先端面が密着する排出口１３ｃの開口部周縁とが軸線Ｏに直交する平坦面状とされているが、例えば排出口１３ｃ開口部周縁の内外周をテーパ状に切り欠くとともに弁体１６の先端部内外周をこの排出口１３ｃを閉鎖可能な形状としてもよい。
【００３２】
そして、このように弁体１６によって排出口１３ｃが閉鎖されることにより、回転ボウル１の上記環状空間Ｃを一端側に搬送されて上記排出経路１３内に押し込まれた固形分Ｓには、上記油圧室１５ａに供給された作動油の圧力による一定の背圧が作用することとなり、この背圧を固形分Ｓの排出圧力が上回ったときに上記作動油の圧力に抗して弁体１６が後退して排出口１３ｃが開放され、この排出口１３ｃから固形分Ｓが排出室１４内に排出されて、さらに排出孔１４ａを通して回転ボウル１の外周に排出される。なお、この回転ボウル１の外周には、軸線Ｏ方向において少なくともその直胴部分（支持部材３，４の支持部３ａ，４ａの間）を覆うように図示されないカバーが設けられている。
【００３３】
従って、このように構成されたデカンタ型遠心脱水装置では、まず環状空間Ｃの上記一端側においてインナーコーン１１（スクリュウ側凸壁部）とアウターコーン１２（ボウル側凸壁部）とにより、この環状空間Ｃよりも断面積の小さな固形分Ｓの排出経路１３が形成されるので、スクリュウコンベア５によってこの一端側に搬送された固形分Ｓを該排出経路１３で圧縮して、その効率的な脱水を図ることができる。また、その一方で、これらインナーコーン１１とアウターコーン１２とは回転ボウル１の軸線Ｏ方向に対向するように環状空間Ｃ内の内周側と外周側とに突出するように設けられているので、回転ボウルの一端側内周部とコーン状部の外周とが軸線に対する径方向に対向するようにされた特許文献１記載のデカンタ型遠心脱水装置に比べては排出経路傾斜角θを大きくすることができ、従って排出経路１３の径方向の長さが同じでも軸線Ｏ方向の長さは短くすることができて、すなわち排出経路１３自体を短くすることができ、これにより被処理物Ｐが下水汚泥等であってもその固形分Ｓが排出経路１３内で詰まりやスリップを生じてその円滑な排出が阻害されたり被処理物Ｐの遠心分離自体が不可能となったりするような事態を防止することができる。
【００３４】
そして、さらに上記構成のデカンタ型遠心脱水装置によれば、上記アウターコーン１２内周の周面１２ｃがインナーコーン１１の壁面１２ａよりも一端側に位置してスクリュウコンベア５のスクリュウシャフト６ａ外周面と対向することにより上記固形分Ｓの排出口１３ｃが形成されており、すなわち排出経路１３が環状空間Ｃの外周側から上記一端側に向かうに従い内周側に向かってこの環状空間Ｃの内周縁に臨むように開口させられているので、遠心分離の際に回転ボウル１ととも回転することによって与えられた遠心力による大きな運動エネルギーを固形分Ｓが伴ったまま排出口１３ｃから排出されてしまうのを防ぐことができる。従って、これによりエネルギー損失を抑えて回転ボウル１やスクリュウコンベア５の回転駆動力の低減を図ることが可能となり、被処理物Ｐの遠心脱水の省エネルギー化を促すことができる。
【００３５】
また、本実施形態の遠心脱水装置では、上記排出経路１３の軸線Ｏ方向両端部に、環状空間Ｃの一端側に搬送された被処理物Ｐの固形分Ｓを排出経路１３の導入する導入部１３ａと、この排出経路１３を通った固形分Ｓを排出口１３ｃに導く排出部１３ｂとが、傾斜した排出経路１３よりは短いものの軸線Ｏに平行に延びるように形成されており、これにより固形分Ｓを円滑に排出経路１３に導入して排出することが可能となる。そして、この排出経路１３の両端における当該排出経路１３の軸線Ｏに対する径方向の幅は、固形分Ｓが排出される一端側の排出部１３ｂの排出口１３ｃにおける幅Ａが、固形分Ｓが導入される他端側の導入部１３ａにおける幅Ｂよりも大きくされているので、例えば上記特許文献３のようにこの間で排出経路の幅が一端側に向かって狭くなるように形成されていたりするのに比べ、排出経路１３に導入された固形分Ｓが該排出経路１３の傾斜（縮径）によって強く圧縮されすぎるのを緩和することができ、上述のように排出経路１３の長さ自体が短くされることとも相俟って、その詰まり等をより確実に防止することができる。
【００３６】
さらに、本実施形態では、この排出経路１３の径方向の幅が、その両端の上記導入部１３ａと排出部３ｂとの間の一端側に向かうに従い内周側に向かって傾斜する部分で、上記幅Ｂから幅Ａへと一端側に向けて漸次大きくなるようにされている。すなわち、この部分で排出経路１３の幅の拡がりが不連続となることがないので、このような不連続部において固形分Ｓが滞留したりすることで詰まりを生じるようなこともなく、一層円滑な固形分Ｓの排出を図ることができる。
【００３７】
しかも、この排出経路１３の内周側に傾斜する部分を形成するインナーコーン１１とアウターコーン１２の互いに対向する壁面１１ａ，１１ｂは、いずれも軸線Ｏを中心とした円錐面状に形成されており、これにより排出経路１３の当該部分も上述のように軸線Ｏを中心とする円錐台面に沿った空間（ただし、径方向の幅は一端側に向けて漸次大きくなる。）として形成されることとなる。すなわち、本実施形態では排出経路１３に周方向にも不連続な部分が形成されることがなくなるので、例えば上記特許文献４記載の遠心脱水装置のように上記壁面に突条が形成されていたり、特許文献５に記載の遠心脱水装置のように排出経路に螺旋翼が設けられていたりするのに比べ、これら突条や螺旋翼と干渉することよって固形分Ｓの排出が阻害されるようなこともない。
【００３８】
ところで、本実施形態では、このようにインナーコーン１１とアウターコーン１２の壁面１１ａ，１２ａが円錐面状とされた上で、この排出経路１３を形成する上記空間が沿う円錐台面の母線の傾斜角、すなわち上記軸線Ｏに沿った断面においてこれらの壁面１１ａ，１２ａ同士の径方向の中心を結んだ上記直線Ｍが軸線Ｏに対してなす排出経路傾斜角θを２０〜７０°の範囲に設定しているが、これは、この排出経路傾斜角θがこれよりも大きいと、そのような傾斜の急な排出経路１３を通して固形分Ｓを回転ボウル１の回転による遠心力に抗して内周側に排出するには、上記スクリュウコンベア５によって大きな押圧力で固形分Ｓを排出経路１３に押し込まなければならず、またこのような大きな押圧力によって固形分Ｓが強く圧縮されすぎて排出経路１３における詰まりを招くおそれがあるからである。
【００３９】
その一方で、逆に排出経路傾斜角θが上記範囲よりも小さくて傾斜が緩やかであると、上記壁面１１ａ，１２ａが径方向に対向するようになって上述の効果を得られなくなるおそれが生じるので、この排出経路傾斜角θは上記範囲に設定されるのが望ましい。なお、同様の理由により、これらの壁面１１ａ，１２ａが軸線Ｏに対してなす上記傾斜角α，γも、本実施形態のように傾斜角αは２０〜７０°の範囲、傾斜角γは２０〜６０°の範囲とされるのが望ましい。
【００４０】
また、本実施形態ではインナーコーン１１とアウターコーン１２とが着脱可能とされるとともに、特にアウターコーン１２はスペーサー１２ｅによってその軸線Ｏ方向の位置を変更することができるので、被処理物Ｐの性状等に応じてインナーコーン１１やアウターコーン１２をその上記傾斜角α，β，γの異なるものと交換したり、排出経路１３の軸線Ｏ方向の間隔や径方向の幅を調整したりすることもできる。さらにまた、上記スペーサー１２ｅは、これを周方向に分割可能な例えば半割状などにしておいて外周側から交換可能としておけば、回転ボウル１のボウル本体２と支持部材３とを完全に取り外すことなく、アウターコーン１２の位置変更を行うことができて作業が容易となる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、上記壁面１１ａとは反対のインナーコーン１１（スクリュウ側凸壁部）の他端側を向く壁面１１ｂが、壁面１１ａとは逆に一端側に向かうに従い外周側に向かう軸線Ｏを中心とした円錐状面とされており、従って環状空間Ｃを一端側に搬送された固形物Ｃを、該環状空間Ｃの外周側縁部に開口する上記排出経路１３の導入部１３ａに、より円滑に導入することができて確実に圧縮することにより効率的な脱水を促すことができる。なお、この壁面１１ｂの軸線Ｏに対する傾斜角βについても、これが大きすぎると固形分Ｓを上記導入部１３ａに円滑に導くことができなくなる一方、逆に小さすぎるとインナーコーン１１が軸線Ｏ方向に長くなって被処理物Ｐを固形分Ｓと分離液Ｌとに固液分離する環状空間Ｃのスペースが小さくなるので、本実施形態のように壁面１１ａの傾斜角αよりは大きくされるのが望ましく、または６０〜９０°の範囲とされるのが望ましい。
【００４２】
一方、本実施形態においては、上記環状空間Ｃの一端に開口した固形分Ｓの排出口１３ｃに該排出口１３ｃを開閉可能な弁体１６が設けられている。従って、この弁体１６によって排出口１３ｃを閉鎖しておくことにより、排出口１３ｃから排出されようとする固形分Ｓには一定の圧力（背圧）が作用することとなるため、固形分Ｓを一層確実に圧縮することが可能となり、これによってさらに高い脱水効率を得ることができる。
【００４３】
なお、分離液流路８ａが環状空間Ｃの内周側に開口してこれよりさらに内周側の上記他端側のトラニオン８内に延びるように形成された本実施形態の遠心脱水装置では、この分離液流路８ａの図示されない排出口と環状空間Ｃの内周側縁部に臨んで開口した上記固形分Ｓの排出口１３ｃとの間には、その径方向の位置によって大きな差圧が生じることとなり、この排出口１３ｃを弁体１６が塞ぐことによって固形分Ｓに与えられる上記一定の圧力は、この差圧分に相当する圧力とされる。従って、固形分Ｓが環状空間Ｃの一端側で圧縮されてその圧力がこの差圧分の一定圧力を上回ったところで上述のように弁体１６は開放され、固形分Ｓは排出口１３ｃから排出室１４を介してその排出孔１４ａより排出される。
【００４４】
そして、本実施形態では、この弁体１６が、回転ボウル１の内部に配設されており、すなわち上記円筒状のボウル本体２の一端に取り付けられて直胴型の回転ボウル１を構成する有底円筒状の支持部材３内に収容されているので、上記排出口１３ｃを、周方向に間隔を開けて点在するように形成することなく、環状空間Ｃにそのまま連通するようにされた環状に形成することが可能となり、これによって排出口１３ｃの開口面積を大きく確保して固形分Ｓが排出される際の詰まり等も防止することが可能となる。
【００４５】
しかるに、例えば上記特許文献１記載の遠心脱水装置においても、環状空間からの固形分の排出口には弁体が備えられているが、この特許文献１における弁体は回転ボウルの外部に設けられたものであり、すなわち回転ボウルの排出口が形成された端壁部から延びる軸端部の外周にリング状の弁体が進退可能に設けられたものであるので、弁体やこれを進退せしめる弁機構のメインテナンスは容易であるものの、この弁体が設けられる上記軸端部は排出口が形成される上記端壁部を介して回転ボウルの本体と連結されるため、この排出口が軸線回りに一周する環状であると、軸端部と回転ボウルの本体とが分断されて一体に回転させることができなくなってしまう。従って、そのような特許文献１記載の遠心脱水装置では、こうして軸端部と回転ボウルの本体とが分断されないように、上記排出口を上述のように周方向に間隔を開けて点在するように形成して、この間隔を開けた部分で軸端部と回転ボウル本体とが連結されるようにしなければならず、その結果この軸端部と回転ボウル本体が連結される上記排出口が間隔を開けた部分で排出口の開口面積が小さくなってしまい、特にこの部分の背面で固形分の詰まりを生じるおそれがある。
【００４６】
ところが、これに対して本実施形態では、弁体１６が回転ボウル１の内部に配設されていて、その外周を取り囲む支持部材３の円筒部分が円筒状のボウル本体２の一端部に取り付けられて支持部３ａと連結されているので、排出口１３ｃを環状としても上記支持部３ａを回転ボウル１のボウル本体２と一体に回転することが可能となり、排出口１３ｃでの固形分Ｓの詰まり等を防止することができるのである。また、この排出口から排出されようとする固形分には上述のような大きな差圧が作用しているため、上述のように排出口が間隔を開けた部分で軸端部と回転ボウル本体とが連結されていると、排出口を開放したときにこの部分にかかる差圧が作用してその変形を招いたりするおそれもあるが、排出口１３ｃを環状に形成することが可能な本実施形態ではそのような変形による損傷も生じることはなく、従って装置寿命の延長を図ることが可能となる。
【００４７】
一方、このように弁体１６が回転ボウル１に配設されることにより、本実施形態によれば、例えばこの弁体１６が上記スクリュウコンベア５側に設けられている場合と比べても、この弁体１６や回転ボウル１の損傷を防いで装置寿命の延長を図ることが可能となる。すなわち、このように弁体１６がスクリュウコンベア５側に設けられている場合でも、回転ボウル１内に配設されていれば排出口１３ｃを環状に形成することは可能であるが、スクリュウコンベア５は回転ボウル１と差速をもって回転するため、弁体１６がこの排出口１３ｃの開口部周縁に密着して該排出口１３ｃを閉じた状態では、弁体１６はこの排出口１３ｃの回転ボウル１側の開口部周縁つまり排出口１３ｃの外周側の開口部周縁に摺接しながら軸線Ｏ回りに上記差速分の回転速度で回転ボウル１に対し相対回転させられることとなり、間に排出された固形分Ｓの粒子が噛み込まれたりすることとも相俟って、これら弁体１６の外周縁部と回転ボウル１側の上記排出口１３ｃの開口部周縁に摩耗が生じたりするおそれがある。
【００４８】
この点、このような相対回転による摺接は、弁体１６を回転ボウル１側に設けた本実施形態でも、弁体１６と排出口１３ｃのスクリュウコンベア５側の開口部周縁つまり排出口１３ｃの内周側の開口部周縁との間に生じることとなる。ところが、こうして弁体１６が排出口１３ｃの内周側の開口部周縁と摺接する場合には、外周側と摺接する場合に比べて軸線Ｏからの径が小さいために同じ差速による回転速度であっても周速度は小さく、しかも周長も短いために噛み込まれる固形分Ｓの粒子も少なくなるため、本実施形態では、弁体１６や開口部周縁の摩耗を抑えることができて長期に亙って高い密着性を得ることができるのである。
【００４９】
さらに、本実施形態では、この弁体１６が、やはり回転ボウル１内に設けられた複数の弁機構１５によって開閉駆動可能とされており、すなわちこの回転ボウル３の上記支持部材３に軸線Ｏ周りの周方向に複数設けられた油圧室１５ａ内にそれぞれ収容されたピストン１５ｂから突出するロッド１５ｄの先端に当該弁体１６が取り付けられて、これらの油圧室１５ａに作動油を供給・排出することにより、ピストン１５ｂがロッド１５ｄごと進退して弁体１６により排出口１３ｃが開閉可能とされているので、このロッド１５ｄのオイルシール１５ｅのシール性を確保しやすく、また確実な弁体１６の開閉を図ることができる。
【００５０】
すなわち、同じ油圧駆動によって弁体を進退させるにしても、例えば上記特許文献１記載の遠心脱水装置では、上述のように弁体が軸端部の外周に設けられたリング状のものであって、すなわち軸端部外周にフランジ部が形成されるとともに、弁体は断面が内周側に開口する「コ」字状とされて、上記フランジ部を取り囲むように軸端部外周にオイルシールを介して密着して進退可能に取り付けられ、この弁体の内周とフランジ部との間に形成される油圧室に作動油を供給・排出して弁体を進退させるものであり、従ってその上記オイルシールは大径の軸端部外周の全周に亙って軸端部と弁体との間に介装しなければならず、シール性の確保や弁体を円滑に進退させるには高い取付精度や軸端部および弁体の成形精度が要求されることとなる。ところが、これに対して本実施形態では、個々の弁機構１５におけるオイルシール１５ｅは小径で済むためシール性が確保しやすく、しかも万一１つの弁機構１５でオイルシール１５ｅの破損や成形精度の誤差によってピストン１５ｂやロッド１５ｄの進退が不安定となっても、残りの弁機構１５によって弁体１６を確実に開閉駆動することができるのである。
【００５１】
また、この特許文献１記載の遠心脱水装置のように、軸端部の外周をリング状の弁体が取り囲むようにして進退可能に取り付けられている場合に、弁体によって固形分の排出口を閉じた状態でこの排出口の内周側の開口部周縁と弁体との間に隙間があると、この隙間から弁体と軸端部との間に介装された上記オイルシールまでの範囲が、排出される固形分に作用する上記背圧と等しい圧力状態となるため、該オイルシールにはより高い耐圧性が要求されることとなる。ところが、これに対して本実施形態では、弁体１６は環状であるもののその内径はトラニオン７や支持部材３の支持部３ａの外径より大きくされており、またこの弁体１６を進退せしめる弁機構１５のロッド１５ｄも、周方向に間隔を開けるとともにその排出室１４内外周にも空間が開けられるように突出してその先端に該弁体１６を支持した構成とされているので、排出口１３ｃの開口部周縁と弁体１６との間に隙間が形成されても、この隙間は大気圧に開放された上記排出室１４内に連通することとなって、弁機構１５におけるロッド１５ｄのオイルシール１５ｅ等に大きな圧力が作用することはなく、一層高いシール性を確保することが可能となる。
【００５２】
さらにまた、本実施形態では、上記環状空間Ｃに被処理物Ｐを供給する供給部材１０に、軸線Ｏに沿って延びる供給管１０ａに連通し、この軸線Ｏに滑らかに接する円弧状をなして外周側に延びる供給路１０ｂが形成されており、被処理物Ｐに空気等のガスが混入したりした場合でもこれを供給路１０ｂ内に留めることなく確実かつ速やかに排出して、環状空間Ｃ内に充填された被処理物Ｐに圧力変動が生じるのを防ぎ、安定した遠心脱水を図ることができる。
【００５３】
この点、例えば上記特許文献２〜６に記載された遠心脱水装置は、分離液の排出口が回転ボウルの端面に開口させられた、いわゆる堰排出型のものであって、被処理物から分離した分離液は、遠心力により回転ボウルの内周面側に保持されて上記排出口の外周側縁部で堰き止められ、これを越えた分が排出されることとなるため、その液面はこの排出口の外周側縁部に維持されて、これよりも内周側の回転ボウル内は大気圧に開放された空洞状態となっており、従って環状空間に供給された被処理物中にガスが混ざっていてもこの空洞部分に排出されるため、遠心脱水に影響を及ぼすことはない。
【００５４】
ところが、本実施形態のように分離液Ｌを排出する分離液流路８ｂが環状空間Ｃの内周側に開口していて、被処理物Ｐから固液分離された分離液Ｌと固形分Ｓとによって環状空間Ｃ内が充密される、いわゆる水没式の遠心脱水装置では、被処理物Ｐ中にガスが混入してこれが速やかに排出されないと、溜まったガスが被処理物や分離液Ｌおよび固形分Ｓの圧力によって加圧されて一定圧を越えたときに一気に分離液流路８ｂや固形分Ｓの排出口１３ｃから放出されることとなり、これによって安定した遠心脱水操作が阻害される結果となる。そして、上記供給路１０ｂに供給された比重の大きい被処理物Ｐは遠心力によって外周側の環状空間Ｃ内に速やかに送り出されて分離されるのに対し、比重の小さいガスはこれとは逆に内周側の供給路８ｂ内に滞りやすく、従ってそのような供給路８ｂが角度をもって曲折していたりするとガスが一層抜け難くなって蓄積してしまい、これが環状空間Ｃに排出されたときにはより大きな不安定要因となってしまう。
【００５５】
また、このような水没式の遠心脱水装置において、上述のように下水汚泥を被処理物Ｐとして脱水する場合には、装置に供給する下水汚泥に高分子凝集剤を添加して撹拌することにより、予め固形分Ｓをフロックとして形成しておいて固液分離されやすいようにしておくが、供給路８ｂがこのように角度をもって曲折していると、折角形成されたフロックが崩れてしまって効率的な固液分離が阻害されるという問題もある。
【００５６】
そこで、本実施形態においては、上述のようにこの供給路１０ｂを滑らかな円弧状に形成することにより、供給路１０ｂ内にガスを滞留させることなく被処理物Ｐとともに滑らかに環状空間Ｃ内に送り出し、この供給路１０ｂ内や環状空間Ｃ内にも蓄積されないうちに速やかに分離液流路８ｂから排出することで、円滑な遠心脱水操作が維持されるようにしている。しかも、本実施形態では、スクリュウコンベア５のスクリュウ羽根６ｂの根元部分すなわち環状空間Ｃの内周側に貫通孔６ｃが形成されているので、環状空間Ｃ内に送り出されて遠心力によりその内周側に寄ったガスを、スクリュウ羽根６ｂがなす螺旋に沿って移動させるのではなく、この貫通孔６ｃを通してショートパスさせて分離液流路８ｂに導くことができ、従って一層速やかなガスの排出を図ることができる。
【００５７】
また、こうして供給路１０ｂが滑らかに形成されることで、下水汚泥を被処理物Ｐとする場合でもフロックが崩されるのを防ぐことができ、効率的な遠心脱水を促すことが可能となる。さらに、本実施形態では、この供給路１０ｂがスクリュウコンベア５のコンベア本体６におけるスクリュウシャフト６ａに取り付けられた供給部材１０に形成されており、この供給部材１０は鋳鉄等の鋳物製であるため、このような円弧状に曲折する供給路１０ｂも比較的精度よく容易に形成することが可能であり、しかも質量の大きい鋳物製の供給部材１０が回転するスクリュウコンベア５の回転中心に位置することとなるので、高い回転バランスを維持することができるという利点も得られる。なお、本実施形態では供給路１０ｂは円弧状とされてその外周側が軸線Ｏに垂直に延びるようにされているが、滑らかな弧状を描くものであれば円弧以外の曲線状とされていてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環状空間の一端側に軸線方向に対向するスクリュウ側凸壁部とボウル側凸壁部とによってこの環状空間の内周縁に臨むように開口する固形分の排出経路を形成することにより、排出経路を短くして固形分の詰まりを防止しつつ固形分を圧縮して効率的な脱水を図りながらも、排出される固形分によるエネルギー損失を抑えることができ、これに伴い回転ボウルやスクリュウコンベアの回転駆動力も軽減することができて、消費動力の少ない経済的なデカンタ型遠心脱水装置を提供することが可能となる。そして、この排出経路の径方向の幅を、一端側の排出口に向けて漸次大きくすることにより、一層確実に排出経路における固形分の詰まりを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す実施形態の一端側部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１回転ボウル
２ボウル本体
３，４支持部材
５スクリュウコンベア
６コンベア本体
６ａスクリュウシャフト
６ｂスクリュウ羽根
７，８トラニオン
８ｂ分離液流路
１０供給部材
１０ｂ供給路
１１インナーコーン（スクリュウ側凸壁部）
１１ａインナーコーン（スクリュウ側凸壁部）１１の一端側を向く壁面
１２アウターコーン（ボウル側凸壁部）
１２ａアウターコーン（ボウル側凸壁部）１２の他端側を向く壁面
１３排出経路
１３ｃ排出口
１４排出室
１５弁機構
１６弁体
Ｏ回転ボウル１、スクリュウコンベア５の回転軸線
Ａ固形分排出口１３ｃにおける排出経路１３の軸線Ｏに対する径方向の幅
Ｂ排出経路１３の他端における径方向の幅
Ｃ環状空間
Ｍ壁面１１ａ，１１ｂの軸線Ｏに対する径方向の中心を結んだ直線
Ｐ被処理物
Ｓ固形分
Ｌ分離液
θ 排出路傾斜角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a decanter type centrifugal dewatering device for dewatering an object to be treated such as sewage sludge.
[0002]
[Prior art]
As such a decanter-type centrifugal dewatering device, the inventors of the present invention, for example, in Patent Document 1, rotate around an axis by forming a substantially cylindrical shape in which an inner peripheral portion at one end is tapered and tapered. A rotating bowl and a screw conveyor disposed coaxially on the inner periphery thereof, and subjecting the object to be processed supplied to the annular space between the screw conveyor and the rotating bowl to solid-liquid separation; The separation liquid is discharged from the separation liquid flow path opened to the inner peripheral side of the annular space on the other end side, and further, the one end side of the screw shaft in the annular space. In this part, a conical part having a truncated cone shape whose outer diameter is gradually reduced toward the one end side is proposed.
[0003]
Therefore, according to such a decanter type centrifugal dewatering device, the cone-shaped portion is formed in a portion on one end side in the annular space, so that the cross-sectional area of the annular space is reduced on the one end side where the solid content is discharged. It can be made smaller and the solid content separated from the object to be processed can be reliably compressed to achieve efficient dehydration. On the other hand, since the flow path through which the separation liquid is discharged opens to the inner peripheral side of the annular space, it is possible to prevent the separation liquid from being discharged with a large kinetic energy due to centrifugal force. It is possible to reduce power consumption for driving the device while suppressing energy loss. Similarly, Patent Documents 2 to 6 propose an apparatus for dewatering an object to be treated such as sewage sludge.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-336735 A
[Patent Document 2]
JP 2001-219097 A
[Patent Document 3]
JP 2002-239415 A
[Patent Document 4]
JP 2002-239416 A
[Patent Document 5]
JP 2002-273270 A
[Patent Document 6]
JP 2002-282737 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, among these, in the apparatus described in Patent Document 1, the inner peripheral portion on one end side of the rotating bowl that is inclined in a tapered manner to reduce the cross-sectional area on one end side of the annular space from which the solid content is discharged, and the cone Since the outer peripheral portion of the shaped portion is opposed to each other in the radial direction with respect to the axis, the portion where the cross-sectional area is reduced becomes longer in the axial direction, and depending on the properties of the sewage sludge and the like, Thus, it has been found that the solid content is reliably compressed at this portion, so that there is a possibility that the discharge performance may be impaired due to clogging or slippage.
[0006]
Also, in the devices described in Patent Documents 2 to 6, a portion having a small cross-sectional area is formed on one end side of the annular space, but in these Patent Documents 2 to 6, this portion is a solid content outlet. It is formed so that it opens at a position near the outer peripheral edge of the annular space in the radial direction at one end, so that solid content with high specific gravity is now discharged with a large kinetic energy due to centrifugal force. As a result, the rotational drive amount of the rotating bowl or screw shaft is increased. In particular, in Patent Document 3, this part is formed so as to narrow toward the one end side, and in Patent Document 4, a protrusion is formed in this part. In the case of 5, the spiral blade is provided in this portion, so that the compressed solid content may still be clogged due to the reduced cross-sectional area in this portion.
[0007]
The present invention has been made under such a background. In a decanter-type centrifugal dehydration apparatus that dehydrates an object to be processed and separates it into a solid and a separated liquid, clogging at a solid content outlet is performed. An object of the present invention is to provide a decanter-type centrifugal dewatering device capable of reliably reducing power consumption while achieving efficient dewatering while preventing.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve such an object, the present invention has a substantially cylindrical outer shape. Axis A screw bowl supported rotatably around the screw, and a screw conveyor disposed coaxially within the rotary bowl and supported so as to be rotatable in the same direction at a differential speed with the rotary bowl, and a screw shaft of the screw conveyor The processed material supplied to the annular space between the outer periphery and the inner periphery of the rotating bowl is solid-liquid separated by the centrifugal force of the rotating bowl, and the separated solids are axially separated by the screw conveyor. of direction of The separation liquid that is transported to one end side and separated from the workpiece is the axis of direction of On the other end side, it is possible to discharge from the separation liquid channel opened to the inner peripheral side of the annular space. On one end side of the annular space, a screw-side convex wall portion projecting into the annular space is provided on the outer periphery of the screw shaft, and a rotating bowl A bowl-side convex wall portion projecting into the annular space is provided on the inner periphery of the screw-side convex wall portion so as to face the one end side from the screw-side convex wall portion so as to face the axial direction, and the screw-side convex wall The wall surface facing the one end side of the part is a conical surface that is inclined toward the inner peripheral side toward the one end side, and the inner peripheral edge on the one end side is continued to the outer peripheral surface of the screw shaft, and the screw side Between the convex wall part and the bowl-side convex wall part, a solid content discharge path is formed that opens toward the inner peripheral side toward the inner peripheral side from the outer peripheral side of the annular space toward the one end side. The solid content discharge path is formed so that the radial width with respect to the axis gradually increases toward the one end side. It is characterized by that.
[0009]
Therefore, in the decanter type centrifugal dewatering device configured in this way, first, on one end side of the annular space to which the workpiece is supplied, the screw side convex wall portion provided on the outer periphery of the screw shaft and the inner periphery of the rotating bowl are provided. The provided bowl-side convex wall portion forms a solid content discharge path having a smaller cross-sectional area with respect to the annular space on the other end side. Efficient dehydration can be achieved by compressing on the side. On the other hand, since the screw-side convex wall portion and the bowl-side convex wall portion are adapted to face each other in the axial direction of the rotating bowl, the length in the axial direction of the discharge path can be shortened. The solid content compressed as described above can be prevented from clogging in the discharge path. And since the one end side used as the solid content discharge port of this discharge path is opened facing the inner peripheral side of the annular space, the discharged solid content is not accompanied by large kinetic energy due to centrifugal force. Moreover, since the separation liquid flow path through which the separation liquid is discharged is also opened to the inner peripheral side of the annular space, it becomes possible to suppress energy loss and reduce the rotational driving force of the rotating bowl and screw conveyor accordingly. .
[0010]
Further, the solid content discharge path is made more reliable by making the radial width of the solid content discharge port with respect to the axis line larger than the radial width of the other end of the discharge path. It is possible to prevent clogging. And in the present invention, By forming the solid content discharge path so that the radial width with respect to the axis gradually increases toward the one end side, smooth solid content discharge can be promoted. Further, the wall surface facing the one end side of the screw-side convex wall portion and the wall surface facing the other end side of the bowl-side convex wall portion are inclined in a conical surface shape toward the inner peripheral side toward the one end side. In this case, the discharge path inclination angle formed by the straight line connecting the radial centers of the wall surfaces with respect to the axis in the cross section along the axis is set in the range of 20 to 70 °. As a result, while the length of the discharge path in the axial direction is more reliably suppressed, a large pressing force is required to discharge the solid content to the inner peripheral side through the discharge path, or the solid content is excessive due to the pressing force. It is possible to prevent clogging due to the compression force acting.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the rotating bowl 1 includes a bowl body 2 having a substantially cylindrical shape centered on the axis O, and a bottomed cylindrical shape having substantially the same inner diameter as the bowl body 2, and one end of the bowl body 2 in the direction of the axis O. A support member 3 that is coaxially attached to an opening on the side (left side in FIGS. 1 and 2), and a disc shape having substantially the same outer diameter as the bowl body 2, and the other end side of the bowl body 2 (FIGS. 1 and 2) And a support member 4 attached to the opening on the right side), and has a straight barrel shape in which both ends are closed by these support members 3 and 4.
[0012]
Among them, small-diameter cylindrical support portions 3 a and 4 a communicating with the inside of the rotary bowl 1 protrude outwardly about the axis O at the bottom center of the support member 3 and the center of the support member 4. These support portions 3a and 4a are provided on bearings (not shown), and one of them is connected to a rotary drive device (not shown), so that the rotating bowl 1 has the axis O horizontal and the axis O It is supported so that it can rotate around. Of these, for example, the support part 3a of the support member 3 on one end side may protrude into the inside of the bottomed cylinder formed by the support member 3 as shown in FIG.
[0013]
The screw conveyor 5 is composed of a screw conveyor body 6 in which screw blades 6b are provided on the outer periphery of a cylindrical screw shaft 6a, and trunnions 7 and 8 that are coaxially attached to both ends of the screw shaft 6a. The trunnions 7 and 8 are respectively supported in a support portion 3a and 4a of the support members 3 and 4 of the rotary bowl 1 via a bearing 9 so as to be rotatable and liquid-tight around the axis O. One of them is connected to a rotary drive device (not shown) different from the rotary drive device of the rotary bowl 1, whereby the screw conveyor 5 is coaxially arranged in the rotary bowl 1 and is different from the rotary bowl 1 in the differential speed. Can be rotated in the same direction.
[0014]
Thus, in the present embodiment, the screw conveyor 5 arranged coaxially as described above is formed between the outer periphery of the screw shaft 6a portion and the inner periphery of the bowl body 2 of the rotating bowl 1. By supplying an object to be treated P such as sewage sludge to the annular space C, the object to be treated P is packed in the annular space C and solid-liquid separated by the centrifugal force of the rotating bowl 1, and the object to be treated is obtained. The solid content S separated and dehydrated from P is conveyed to the one end side in the axis O direction by the screw blade 6b of the screw conveyor 5, while the separated liquid L is pushed out to the other end side in the axis O direction. Each is discharged.
[0015]
Here, among the trunnions 7 and 8, a supply path 8 a for the workpiece P is formed along the axis O in the trunnion 8 on the other end side, and the screw shaft 6 a of the screw conveyor body 6 is A supply member 10 for the object to be processed P is provided so as to be positioned at a substantially central portion of the rotating bowl 1 in the axis O direction, and the supply member 10 is connected by the supply path 8a and the supply pipe 10a.
[0016]
Here, in this embodiment, the supply member 10 is formed in a disc shape by a cast material such as cast iron, and is coaxially attached to the screw shaft 6a, and has an opening facing the other end side on the axis O. Branching from the connecting portion with the supply pipe 10a, forming an arc shape that smoothly contacts the axis O, and toward the outer peripheral side toward the one end, and then extending in a direction perpendicular to the axis O to extend the screw shaft 6a. A plurality (four in this embodiment) of supply paths 10b that open to the outer periphery are formed at equal intervals in the circumferential direction. Therefore, the workpiece P supplied from the supply path 8a of the trunnion 8 is discharged from the supply path 10b of the supply member 10 to the inner periphery of the annular space C in the center in the axis O direction via the supply pipe 10a. Then, it is supplied into the annular space C.
[0017]
Further, in the trunnion 8 on the other end side, a plurality of separation liquid flow paths 8b for discharging the separation liquid L are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the supply path 8a and parallel to the axis O, respectively. The separation liquid flow path 8a is formed on the outer periphery of the end of the trunnion 8 located at the other end in the annular space C, that is, on the inner periphery of the annular space C. Opened. In addition, a liquid side vane 8c is provided in an opening portion of the separation liquid channel 8a into the annular space C. The screw blade 6b extends to the end of the trunnion 8 attached to the other end of the screw shaft 6a. Further, the screw blade 6b is provided at the root portion on the inner peripheral side of the screw blade 6b. A plurality of through-holes 6c penetrating in the direction of the axis O are formed over the entire length of the screw blade 6b in the direction of the axis O with a gap in the circumferential direction.
[0018]
On the other hand, an inner cone 11 is attached to the outer periphery of one end of the screw shaft 6a so as to protrude into the annular space C, and the inner cone 11 constitutes a screw-side convex wall portion in the present embodiment. The inner cone 11 is a ring-shaped member centered on an axis O that is externally fitted to the outer periphery of one end of the screw shaft 6a and is detachably fixed. However, the outer diameter of the inner cone 11 is the outer diameter of the screw blade 6b. Is slightly smaller than the inner diameter of the bowl main body 2 of the rotating bowl 1, but is made one step smaller than the outer diameter of the screw blade 6 b and faces the one end side in the axis O direction as shown in FIG. 11a, a wall surface 11b facing the other end side, and a peripheral surface 11c facing the outer peripheral side.
[0019]
Of these, the wall surface 11a facing the one end side is a conical surface centered on the axis O toward the inner peripheral side at a constant inclination angle α toward the one end side, and the inner peripheral edge on the one end side. Is continued to the outer peripheral surface of the screw shaft 6a. Further, the wall surface 11b facing the other end of the inner cone 11 has an inclination angle β that is larger than the inclination angle α with respect to the axis O, and is also directed toward the outer circumference as it goes to one end side opposite to the wall surface 11a. Therefore, the length in the direction of the axis O is shorter than the wall surface 11a. Further, the peripheral surface 11c of the inner cone 11 is also formed into a cylindrical surface centered on the axis O whose length in the direction of the axis O is shorter than the wall surface 11a.
[0020]
Further, an outer cone 12 is attached to the inner periphery of the rotating bowl 1 so as to protrude into the annular space C at a position spaced from the inner cone 11 on one end side in the axis O direction. The outer cone 12 is opposed to the inner cone 11 in the direction of the axis O, and is a bowl-side convex wall portion in the present embodiment. Here, the outer cone 12 is also a ring-shaped member centered on the axis O, and includes a wall surface 12a facing the other end side in the axis O direction, a wall surface 12b facing the one end side, and a peripheral surface 12c facing the inner peripheral side. I have.
[0021]
An annular plate-shaped flange portion 12 d is formed on the outer peripheral portion of the outer cone 12, and one or a plurality of flange portions 12 d are attached to the attachment portion between the bowl body 2 and the support member 3 of the rotating bowl 1. The outer cone 12 is detachably fixed to the inner periphery of the rotating bowl 1 by being interposed together with the spacer 12e. Therefore, the position of the outer cone 12 in the axis O direction can be adjusted by replacing the spacer 12e before and after the flange portion 12d (one end side and the other end side in the axis O direction).
[0022]
The wall surface 12a facing the other end side of the outer cone 12 is centered on the axis O toward the inner peripheral side toward the one end side with an inclination angle γ smaller than the inclination angle α of the wall surface 11a of the inner cone 11. It has a conical surface. Therefore, between these wall surfaces 11a and 12a, on the one end side of the annular space C, the inner peripheral side as it goes toward the one end side from the circumferential portion near the inner peripheral surface of the rotating bowl 1, that is, the outer peripheral edge portion of the annular space C. A space along the frustoconical surface with the axis O as the center is formed on the inner peripheral side of the screw shaft and opening to the circumferential portion near the outer peripheral surface of the screw shaft, that is, the inner peripheral edge of the annular space C. Thus, this space serves as a discharge path 13 for the solid content S separated from the workpiece P.
[0023]
Further, the inclination angle γ of the wall surface 12a forming the discharge path 13 is made smaller than the inclination angle α of the wall surface 11a in this way, so that the discharge path 13 extends from the outer peripheral edge portion to the inner peripheral edge portion of the annular space C. In the portion toward, the radial width with respect to the axis O is formed so as to gradually increase toward the one end side.
[0024]
In addition, the inclination angle of the discharge path 13 inclined so as to go from the outer peripheral edge of the annular space C toward the inner peripheral edge as it goes to one end side, that is, the wall surface 11a having a conical shape as shown in FIG. , 12a, the discharge path inclination angle θ (= (α + γ) / 2) formed with respect to the axis O by the straight line M connecting the radial center with respect to the axis O in the cross section along the axis O is, in this embodiment, It is set in the range of 20 to 70 °. Incidentally, in the present embodiment, the inclination angle α of the wall surface 11a is in a range of 20 to 70 °, and the inclination angle γ of the wall surface 12a is in a range of 20 to 60 °, and α> γ in these ranges. Furthermore, the inclination angle β (>α> γ) of the wall surface 11b facing the other end of the inner cone 11 is in the range of 60 to 90 °.
[0025]
Further, the wall surface 12 a of the outer cone 12 is made to be continuous with the inner peripheral surface of the rotating bowl 1 at one end side in the axis O direction with respect to the peripheral surface 11 c of the inner cone 11, and accordingly, the other end side of the discharge path 13. The short introduction portion 13a extending in parallel to the axis O is formed between the peripheral surface 11c and the inner peripheral surface of the rotating bowl 1 (the inner peripheral surface of the bowl body 2). However, in the illustrated outer cone 12, the wall surface 12a is connected to the inner peripheral surface of the rotating bowl 1 with a conical surface, but the portion where the wall surface 12a continues to the inner peripheral surface of the rotating bowl 1 is on the axis O. You may make it notch by a perpendicular plane.
[0026]
Moreover, the said peripheral surface 12c of the outer cone 12 is made into the cylindrical surface shape centering on this axis line O in which the length of the axis line O direction was shorter than the wall surface 12a similarly to the said peripheral surface 11c. However, the inner diameter is made smaller than the outer diameter of the peripheral surface 11c, so that the inner cone 11 and the outer cone 12 have their wall surfaces 11a, 12a overlapped in the radial direction with respect to the axis O. As described above, they are opposed to each other in the direction of the axis O.
[0027]
Further, the peripheral surface 12c is disposed slightly on the one end side in the axis O direction from the portion where the wall surface 11a of the inner cone 11 is connected to the outer peripheral surface of the screw shaft 6a, whereby the peripheral surface 12c and the screw shaft 6a are arranged. A short discharge portion 13b that is located on the other end side of the discharge path 13 and extends in parallel with the axis O is formed between the discharge portion 13 and one end of the discharge portion 13b, that is, the peripheral surface 12c. An annular opening formed between one end edge of the screw shaft 6a and the outer peripheral surface serves as a solid content S discharge port 13c from the discharge path 13. Thus, the radial width A of the discharge port 13c with respect to the axis O is larger than the radial width B of the introduction portion 13a at the other end of the discharge path 13.
[0028]
On the other hand, the inside of the support member 3 further on the one end side than the discharge port 13c is connected to the other end side through a plurality of discharge holes 14a formed in the cylindrical wall portion of the support member 3 at intervals in the circumferential direction. The discharge chamber 14 for the solid content S opened to the atmospheric pressure is used. The discharge chamber 14 is provided with a valve body 16 that can be moved back and forth toward the discharge port 13c by a valve mechanism 15 provided on one end side in the support member 3 to open and close the discharge port 13c. Therefore, in this embodiment, the valve body 16 and the valve mechanism 15 are disposed in the rotating bowl 1.
[0029]
Here, in this valve mechanism 15, a plurality of hydraulic chambers 15 a are formed at equal intervals in the circumferential direction on one end side in the support member 3 constituting the rotating bowl 1, and in these hydraulic chambers 15 a A piston 15b is slidably contacted with the inner wall of the hydraulic chamber 15a in a fluid-tight manner so that the piston 15b can be moved forward and backward in the direction of the axis O. The hydraulic oil can be supplied and discharged from the supply means via the trunnion 7 and the hydraulic oil supply passage 15 c formed in the support member 3. Further, the piston 15b is provided with a rod 15d extending from the hydraulic chamber 15a toward the other end side in parallel with the axis O and projecting into the discharge chamber 14 via an oil seal 15e, and the plurality of hydraulic chambers 15a. The valve body 16 is attached to the tips of a plurality of rods 15d protruding from the top. Accordingly, the plurality of rods 15d are also arranged at intervals in the circumferential direction, and a certain amount of space is provided on the inner peripheral side and the outer peripheral side in the discharge chamber 14 of each rod 15d.
[0030]
Further, the valve body 16 is formed in an annular shape in accordance with the discharge port 13c that opens in an annular shape as described above, that is, one valve body 16 is supported by the tips of the plurality of rods 15d. It can be moved back and forth in the direction of the axis O, and when hydraulic fluid is supplied to the other end side from the piston 15b of the hydraulic chamber 15a, the discharge port 13c can be opened by retreating to one end side as shown in the upper side of FIG. Conversely, when hydraulic oil is supplied to one end side from the piston 15b of the hydraulic chamber 15a, as shown in the lower side of FIG. 2, the hydraulic oil moves forward to the other end side, that is, the discharge port 13c side, and the opening of the discharge port 13c. The discharge port 13c can be closed by closely contacting the peripheral edge. Therefore, the outer diameter of the valve body 16 is made larger than the outer diameter of the discharge port 13c, and the inner diameter is made smaller than the inner diameter of the discharge port 13c.
[0031]
The inner diameter of the valve body 16 is supported by the outer diameter of the trunnion 7 disposed on the inner circumference so that an annular space is opened on the inner circumference side of the valve body 16, as shown in FIG. When the support portion 3a of the member 3 protrudes into the bottomed cylindrical portion, it is made larger than its outer diameter. However, in the drawing, the front end surface of the valve body 16 facing the discharge port 13c side and the peripheral edge of the opening of the discharge port 13c where the front end surface is in close contact with each other have a flat surface shape orthogonal to the axis O. It is good also as a shape which can cut off this discharge port 13c at the front-end | tip part inner periphery of the valve body 16 while notching the inner periphery of 13c opening part periphery in a taper shape.
[0032]
And since the discharge port 13c is closed by the valve body 16 in this way, the solid content S conveyed to the one end side through the annular space C of the rotating bowl 1 and pushed into the discharge path 13 includes A constant back pressure due to the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic chamber 15a is applied. When the discharge pressure of the solid content S exceeds this back pressure, the valve body 16 resists the pressure of the hydraulic oil. The discharge port 13c is opened backward, and the solid content S is discharged from the discharge port 13c into the discharge chamber 14, and is further discharged to the outer periphery of the rotating bowl 1 through the discharge hole 14a. A cover (not shown) is provided on the outer periphery of the rotary bowl 1 so as to cover at least the straight body portion (between the support portions 3a and 4a of the support members 3 and 4) in the direction of the axis O.
[0033]
Therefore, in the decanter type centrifugal dehydration apparatus configured as described above, first, the annular space C is formed by the inner cone 11 (screw-side convex wall portion) and the outer cone 12 (bowl-side convex wall portion) on the one end side. Since the discharge path 13 for the solid content S having a smaller cross-sectional area than the space C is formed, the solid content S transported to the one end side by the screw conveyor 5 is compressed by the discharge path 13 to efficiently remove the solid content S. Can be achieved. On the other hand, the inner cone 11 and the outer cone 12 are provided so as to protrude to the inner peripheral side and the outer peripheral side in the annular space C so as to face the axis O direction of the rotating bowl 1. As compared with the decanter-type centrifugal dewatering device described in Patent Document 1 in which the inner peripheral portion at one end of the rotating bowl and the outer periphery of the cone-shaped portion are opposed to each other in the radial direction with respect to the axis, the discharge path inclination angle θ is increased. Therefore, even if the length of the discharge path 13 in the radial direction is the same, the length in the direction of the axis O can be shortened, that is, the discharge path 13 itself can be shortened. Even if it is sewage sludge etc., the solid content S will clog and slip in the discharge path 13, and the smooth discharge will be obstructed, or the centrifugation of the to-be-processed object P itself will become impossible. To prevent Can.
[0034]
Further, according to the decanter type centrifugal dewatering device having the above configuration, the outer peripheral surface 12c of the inner periphery of the outer cone 12 is positioned on one end side with respect to the wall surface 12a of the inner cone 11, and the outer peripheral surface of the screw shaft 6a of the screw conveyor 5 By facing each other, a discharge port 13c for the solid content S is formed, that is, the discharge path 13 is formed on the inner peripheral edge of the annular space C toward the inner peripheral side from the outer peripheral side of the annular space C toward the one end side. Since it is opened so as to face, the large kinetic energy due to the centrifugal force given by rotating together with the rotating bowl 1 during centrifugation is discharged from the discharge port 13c with the solid content S. Can be prevented. Therefore, energy loss can be suppressed thereby, and the rotational driving force of the rotating bowl 1 and the screw conveyor 5 can be reduced, and energy saving of centrifugal dehydration of the workpiece P can be promoted.
[0035]
Further, in the centrifugal dehydrator of the present embodiment, the introduction part for introducing the solid content S of the workpiece P conveyed to one end side of the annular space C into the both ends of the discharge path 13 in the axis O direction. 13a and a discharge portion 13b that guides the solid content S that has passed through the discharge path 13 to the discharge port 13c are formed so as to extend in parallel to the axis O although being shorter than the inclined discharge path 13, thereby The minute S can be smoothly introduced into the discharge path 13 and discharged. The radial width with respect to the axis O of the discharge path 13 at both ends of the discharge path 13 is the width A at the discharge port 13c of the discharge portion 13b on the one end side where the solid content S is discharged, and the solid content S is introduced. Since the width B is larger than the width B of the introduction portion 13a on the other end side, for example, the width of the discharge path is narrowed toward the one end side as in Patent Document 3 above. As compared with the above, the solid content S introduced into the discharge path 13 can be alleviated from being compressed too strongly by the inclination (reduction diameter) of the discharge path 13, and the length of the discharge path 13 itself is short as described above. Combined with this, it is possible to prevent the clogging and the like more reliably.
[0036]
Furthermore, in this embodiment, the radial width of the discharge path 13 is a portion that is inclined toward the inner peripheral side toward the one end side between the introduction portion 13a and the discharge portion 3b at both ends thereof. The width B is gradually increased from the width A toward the one end side. That is, since the expansion of the width of the discharge path 13 does not become discontinuous in this portion, the solid content S stays in such a discontinuous portion, so that clogging does not occur and smoother. The solid content S can be discharged.
[0037]
Moreover, the mutually opposing wall surfaces 11a and 11b of the inner cone 11 and the outer cone 12 that form a portion inclined toward the inner peripheral side of the discharge path 13 are formed in a conical shape centered on the axis O. As a result, the portion of the discharge path 13 is also formed as a space along the frustoconical surface centering on the axis O as described above (however, the radial width gradually increases toward one end side). Become. In other words, in the present embodiment, no discontinuous portion is formed in the circumferential direction in the discharge path 13. For example, a protrusion is formed on the wall surface as in the centrifugal dehydrator described in Patent Document 4 above. As compared with the centrifugal dewatering device described in Patent Document 5, a spiral blade is provided in the discharge path, and the solid content S is prevented from being discharged by interfering with the protrusions and the spiral blade. There is nothing.
[0038]
By the way, in this embodiment, after making the wall surface 11a, 12a of the inner cone 11 and the outer cone 12 into a conical surface in this way, the inclination angle of the generatrix of the truncated cone surface along which the space forming the discharge path 13 is along. That is, the discharge path inclination angle θ formed by the straight line M connecting the radial centers of the wall surfaces 11a and 12a in the cross section along the axis O with respect to the axis O is set in a range of 20 to 70 °. However, this is because when the discharge path inclination angle θ is larger than this, the solid content S is resisted against the centrifugal force generated by the rotation of the rotating bowl 1 through the discharge path 13 having such a steep slope. In order to discharge the solid content S, the solid content S must be pushed into the discharge path 13 by the screw conveyor 5 with a large pressing force, and the solid content S is strongly compressed by the large pressing force. There is a possibility of causing clogging in the discharge path 13 Te.
[0039]
On the other hand, if the discharge path inclination angle θ is smaller than the above range and the inclination is gentle, the wall surfaces 11a and 12a may face each other in the radial direction and the above-described effect may not be obtained. Therefore, it is desirable that the discharge path inclination angle θ is set in the above range. For the same reason, the inclination angles α and γ formed by the wall surfaces 11a and 12a with respect to the axis O are also in the range of 20 to 70 ° and the inclination angle γ is 20 as in this embodiment. It is desirable to be in the range of ˜60 °.
[0040]
Further, in this embodiment, the inner cone 11 and the outer cone 12 can be attached and detached, and in particular, the outer cone 12 can change the position in the direction of the axis O by the spacer 12e. Depending on the above, the inner cone 11 and the outer cone 12 may be exchanged with ones having different inclination angles α, β, γ, or the interval in the axis O direction and the radial width of the discharge path 13 may be adjusted. it can. Furthermore, the spacer 12e can be removed from the outer peripheral side of the rotating bowl 1 by completely removing the bowl body 2 and the supporting member 3 if the spacer 12e is divided in the circumferential direction, for example, and can be exchanged from the outer peripheral side. Therefore, the position of the outer cone 12 can be changed, and the operation becomes easy.
[0041]
Furthermore, in this embodiment, the wall surface 11b facing the other end side of the inner cone 11 (screw-side convex wall portion) opposite to the wall surface 11a is directed toward the outer circumference side toward the one end side, opposite to the wall surface 11a. A solid surface C having a conical surface centered on O and thus conveyed to one end side of the annular space C is introduced into the introduction portion 13a of the discharge path 13 that opens to the outer peripheral side edge of the annular space C. Thus, it can be introduced more smoothly, and by efficiently compressing, efficient dehydration can be promoted. If the inclination angle β of the wall surface 11b with respect to the axis O is too large, the solid content S cannot be smoothly guided to the introduction portion 13a. On the other hand, if the inclination angle β is too small, the inner cone 11 moves in the direction of the axis O. Since the space of the annular space C that becomes longer and solid-liquid separates the workpiece P into the solid content S and the separation liquid L becomes smaller, it is made larger than the inclination angle α of the wall surface 11a as in this embodiment. Desirably, or in the range of 60 to 90 °.
[0042]
On the other hand, in the present embodiment, a valve body 16 capable of opening and closing the discharge port 13c is provided at the discharge port 13c of the solid content S opened at one end of the annular space C. Therefore, by closing the discharge port 13c with the valve body 16, a certain pressure (back pressure) acts on the solid content S to be discharged from the discharge port 13c. Can be more reliably compressed, and thereby higher dewatering efficiency can be obtained.
[0043]
In the centrifugal dehydration device of the present embodiment in which the separation liquid channel 8a is formed so as to open to the inner peripheral side of the annular space C and extend further into the trunnion 8 on the other end side on the inner peripheral side. A large differential pressure is generated between the discharge port (not shown) of the separation liquid flow path 8a and the discharge port 13c of the solid content S opened facing the inner peripheral edge of the annular space C depending on the radial position. The constant pressure given to the solid content S by the valve body 16 closing the discharge port 13c is a pressure corresponding to the differential pressure. Therefore, when the solid content S is compressed on one end side of the annular space C and the pressure exceeds a certain pressure corresponding to the differential pressure, the valve body 16 is opened as described above, and the solid content S is discharged from the discharge port 13c. It is discharged from the discharge hole 14 a through the chamber 14.
[0044]
In this embodiment, the valve body 16 is disposed inside the rotary bowl 1, that is, attached to one end of the cylindrical bowl body 2 to constitute the straight barrel type rotary bowl 1. Since it is accommodated in the bottom cylindrical support member 3, the discharge port 13c is not formed so as to be scattered at intervals in the circumferential direction, and the ring is configured to communicate with the annular space C as it is. This makes it possible to ensure a large opening area of the discharge port 13c and prevent clogging or the like when the solid content S is discharged.
[0045]
However, for example, also in the centrifugal dehydrator described in Patent Document 1, a valve body is provided at the solid content outlet from the annular space. However, the valve body in Patent Document 1 is provided outside the rotating bowl. In other words, a ring-shaped valve body is provided on the outer periphery of the shaft end portion extending from the end wall portion where the discharge port of the rotating bowl is formed, so that the valve body and the valve body can be advanced and retracted. Although maintenance of the valve mechanism is easy, the shaft end provided with the valve body is connected to the main body of the rotating bowl through the end wall portion where the discharge port is formed. If the ring is circular, the shaft end and the main body of the rotating bowl are divided and cannot be rotated together. Therefore, in such a centrifugal dewatering device described in Patent Document 1, the discharge ports are scattered at intervals in the circumferential direction as described above so that the shaft end portion and the main body of the rotating bowl are not divided in this way. The shaft end and the rotary bowl main body must be connected at a portion where the gap is formed, and as a result, the discharge port where the shaft end and the rotary bowl main body are connected is spaced. The opening area of the discharge port becomes small at the portion where the opening is opened, and there is a risk of clogging solids, particularly on the back surface of this portion.
[0046]
However, in this embodiment, the valve body 16 is disposed inside the rotating bowl 1, and the cylindrical portion of the support member 3 surrounding the outer periphery thereof is attached to one end of the cylindrical bowl body 2. Since it is connected to the support portion 3a, the support portion 3a can be rotated integrally with the bowl body 2 of the rotating bowl 1 even if the discharge port 13c is annular, and the solid content S is clogged at the discharge port 13c. Etc. can be prevented. In addition, since the large differential pressure as described above acts on the solid content to be discharged from the discharge port, the shaft end portion, the rotating bowl body, and the main body at the portion where the discharge port is spaced as described above. Is connected, there is a risk that the differential pressure applied to this portion will act when the discharge port is opened, leading to deformation thereof, but this embodiment in which the discharge port 13c can be formed in an annular shape. Then, damage due to such deformation does not occur, so that it is possible to extend the life of the apparatus.
[0047]
On the other hand, by arranging the valve body 16 in the rotating bowl 1 in this way, according to the present embodiment, for example, compared with the case where the valve body 16 is provided on the screw conveyor 5 side, It is possible to prevent damage to the valve body 16 and the rotating bowl 1 and extend the life of the apparatus. That is, even when the valve body 16 is provided on the screw conveyor 5 side as described above, the discharge port 13c can be formed in an annular shape as long as it is disposed in the rotating bowl 1, but the screw conveyor 5 Is rotated at a differential speed with respect to the rotating bowl 1, so that the valve body 16 is in close contact with the peripheral edge of the opening of the discharge port 13c and the discharge port 13c is closed. The peripheral edge of the opening, that is, the peripheral edge of the opening on the outer periphery of the discharge port 13c, is rotated relative to the rotating bowl 1 around the axis O at the rotational speed corresponding to the differential speed, and the solid discharged in the meantime. In combination with the biting of the particles of the minute S, there is a possibility that the outer peripheral edge of the valve body 16 and the peripheral edge of the opening of the discharge port 13c on the rotating bowl 1 may be worn.
[0048]
In this respect, the sliding contact by the relative rotation is also the peripheral edge of the opening on the screw conveyor 5 side of the valve body 16 and the discharge port 13c, that is, the discharge port 13c of the present embodiment in which the valve body 16 is provided on the rotating bowl 1 side. It will occur between the peripheral edge of the opening on the inner peripheral side. However, when the valve body 16 is in sliding contact with the peripheral edge of the opening on the inner peripheral side of the discharge port 13c in this way, the diameter from the axis O is smaller than in the case of sliding contact with the outer peripheral side. Even in this case, since the peripheral speed is low and the peripheral length is short, the amount of particles of the solid content S that is bitten is reduced. In this embodiment, the wear of the valve body 16 and the peripheral edge of the opening can be suppressed for a long time. As a result, high adhesion can be obtained.
[0049]
Further, in the present embodiment, the valve body 16 can be driven to open and close by a plurality of valve mechanisms 15 provided in the rotary bowl 1, that is, the support member 3 of the rotary bowl 3 is rotated around the axis O. The valve body 16 is attached to the tip of a rod 15d protruding from a piston 15b accommodated in each of a plurality of hydraulic chambers 15a provided in the circumferential direction, and hydraulic oil is supplied to and discharged from these hydraulic chambers 15a. As a result, the piston 15b advances and retreats together with the rod 15d, and the discharge port 13c can be opened and closed by the valve body 16. Therefore, the sealing performance of the oil seal 15e of the rod 15d can be easily secured, and the valve body 16 can be reliably opened and closed. Can be achieved.
[0050]
That is, even if the valve body is advanced and retracted by the same hydraulic drive, for example, in the centrifugal dewatering device described in Patent Document 1, the valve body is a ring-shaped one provided on the outer periphery of the shaft end portion as described above. That is, a flange portion is formed on the outer periphery of the shaft end portion, and the valve body has a “U” shape whose cross section opens to the inner peripheral side, and an oil seal is provided on the outer periphery of the shaft end portion so as to surround the flange portion. The hydraulic fluid is supplied to and discharged from a hydraulic chamber formed between the inner periphery of the valve body and the flange portion so that the valve body can be advanced and retracted. The oil seal must be interposed between the shaft end and the valve body over the entire circumference of the outer periphery of the large-diameter shaft end, which is high to ensure sealing performance and to smoothly advance and retract the valve body. Mounting accuracy and molding accuracy of the shaft end and valve body will be required. However, in the present embodiment, the oil seal 15e in each valve mechanism 15 has a small diameter, so that it is easy to ensure sealing performance. Even if the piston 15b and the rod 15d advance and retract due to the error, the valve body 16 can be reliably opened and closed by the remaining valve mechanism 15.
[0051]
Further, as in the centrifugal dehydrator described in Patent Document 1, when the ring-shaped valve body surrounds the outer periphery of the shaft end portion so as to be able to advance and retreat, the solid body discharge port is opened by the valve body. In the closed state, if there is a gap between the peripheral edge of the opening on the inner peripheral side of the discharge port and the valve body, the range from the gap to the oil seal interposed between the valve body and the shaft end portion However, since the pressure is equal to the back pressure acting on the discharged solid content, higher pressure resistance is required for the oil seal. However, in this embodiment, the valve body 16 is annular, but its inner diameter is made larger than the outer diameter of the trunnion 7 and the support portion 3a of the support member 3, and the valve body 16 is advanced and retracted. The rod 15d of the mechanism 15 also has a configuration in which a clearance is provided in the circumferential direction and a space is opened in the outer periphery of the discharge chamber 14 so that the valve body 16 is supported at the tip thereof. Even if a gap is formed between the peripheral edge of the opening and the valve body 16, the gap communicates with the discharge chamber 14 opened to the atmospheric pressure, and the oil seal of the rod 15 d in the valve mechanism 15. A large pressure does not act on 15e or the like, and it becomes possible to ensure a higher sealing performance.
[0052]
Furthermore, in the present embodiment, the supply member 10 that supplies the workpiece P to the annular space C communicates with the supply pipe 10a that extends along the axis O, and has an arc shape that smoothly contacts the axis O. A supply path 10b extending to the outer peripheral side is formed, and even when a gas such as air is mixed into the workpiece P, the supply path 10b is reliably and promptly discharged without being retained in the supply path 10b. It is possible to prevent pressure fluctuation from occurring in the workpiece P filled therein, and to achieve stable centrifugal dehydration.
[0053]
In this regard, for example, the centrifugal dehydration apparatus described in Patent Documents 2 to 6 described above is a so-called weir discharge type in which the discharge port of the separation liquid is opened at the end face of the rotating bowl, and is separated from the object to be processed. The separated liquid is held on the inner peripheral surface side of the rotating bowl by centrifugal force and is blocked by the outer peripheral side edge of the discharge port, and the portion beyond this is discharged, so the liquid level is The inside of the rotating bowl, which is maintained at the outer peripheral side edge of the discharge port and is further open to the atmospheric pressure than the inner peripheral side, is in a hollow state, and therefore gas is contained in the object to be processed supplied to the annular space. Even if is mixed, it is discharged into this hollow portion, so that centrifugal dehydration is not affected.
[0054]
However, the separation liquid flow path 8b for discharging the separation liquid L is opened on the inner peripheral side of the annular space C as in this embodiment, and the separation liquid L and the solid content S separated from the object P by solid-liquid separation. In the so-called submerged centrifugal dewatering device in which the inside of the annular space C is filled with the gas, if the gas is mixed into the object to be processed P and is not quickly discharged, the accumulated gas is removed from the object to be processed or the separation liquid L. When the pressure is increased by the pressure of the solid content S and exceeds a certain pressure, the solid content S is discharged from the separation liquid flow path 8b and the solid content S discharge port 13c at once, thereby inhibiting a stable centrifugal dehydration operation. Result. The workpiece P having a large specific gravity supplied to the supply path 10b is quickly sent out into the annular space C on the outer peripheral side by centrifugal force and separated, whereas a gas having a small specific gravity is opposite to this. Therefore, if the supply path 8b is bent at an angle, the gas is more difficult to escape and accumulates, and when this is discharged into the annular space C, it is more difficult. It becomes a big instability factor.
[0055]
Moreover, in such a submerged centrifugal dewatering device, when dewatering the sewage sludge as the workpiece P as described above, the polymer flocculant is added to the sewage sludge supplied to the device and stirred. The solid content S is formed in advance as a floc so as to be easily separated into solid and liquid. However, if the supply path 8b is bent at such an angle, the bent floc is broken and the efficiency is increased. There is also a problem that solid-liquid separation is hindered.
[0056]
Therefore, in the present embodiment, the supply path 10b is formed in a smooth arc shape as described above, so that the gas is not retained in the supply path 10b, and the object P is smoothly put into the annular space C. A smooth centrifugal dehydration operation is maintained by discharging and quickly discharging from the separation liquid flow path 8b before being accumulated in the supply path 10b or the annular space C. In addition, in the present embodiment, since the through hole 6c is formed in the root portion of the screw blade 6b of the screw conveyor 5, that is, the inner peripheral side of the annular space C, the inner periphery thereof is sent out into the annular space C by centrifugal force. Instead of moving the gas approaching the side along the spiral formed by the screw blade 6b, it can be short-passed through the through-hole 6c and guided to the separation liquid flow path 8b, so that the gas can be discharged more quickly. Can be planned.
[0057]
In addition, since the supply path 10b is formed smoothly in this way, even when the sewage sludge is used as the workpiece P, it is possible to prevent the floc from being broken and to promote efficient centrifugal dehydration. Furthermore, in this embodiment, this supply path 10b is formed in the supply member 10 attached to the screw shaft 6a in the conveyor body 6 of the screw conveyor 5, and since this supply member 10 is made of a cast material such as cast iron, Such a supply path 10b that bends in an arc shape can be easily formed with relatively high accuracy, and the casting supply member 10 having a large mass is positioned at the rotation center of the screw conveyor 5 that rotates. Therefore, the advantage that a high rotation balance can be maintained is also obtained. In the present embodiment, the supply path 10b has an arc shape and its outer peripheral side extends perpendicularly to the axis O. However, as long as it draws a smooth arc shape, it may have a curved shape other than the arc shape. Good.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the solid content opened to face the inner peripheral edge of the annular space by the screw-side convex wall portion and the bowl-side convex wall portion facing the one end side of the annular space in the axial direction. By forming a discharge path, it is possible to shorten the discharge path and prevent clogging of the solid content, while compressing the solid content and achieving efficient dehydration, while suppressing energy loss due to the discharged solid content Accordingly, the rotational driving force of the rotating bowl and the screw conveyor can be reduced, and it is possible to provide an economical decanter type centrifugal dewatering device with less power consumption. And this Increase the radial width of the discharge path gradually toward the discharge port on one end. By doing It becomes possible to more reliably prevent clogging of solid contents in the discharge path.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of one end side portion of the embodiment shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 rotating bowl
2 Bowl body
3,4 Support member
5 Screw conveyor
6 Conveyor body
6a Screw shaft
6b Screw blade
7,8 trunnion
8b Separation liquid flow path
10 Supply members
10b Supply path
11 Inner cone (screw-side convex wall)
11a Wall surface facing one end of inner cone (screw side convex wall) 11
12 Outer cone (convex wall on the bowl side)
12a Wall surface facing the other end of the outer cone (bowl-side convex wall) 12
13 Discharge route
13c outlet
14 discharge chamber
15 Valve mechanism
16 Disc
O Rotation axis of rotating bowl 1 and screw conveyor 5
A Width in the radial direction with respect to the axis O of the discharge path 13 at the solid content discharge port 13c
B Radial width at the other end of the discharge path 13
C annular space
M Straight line connecting the radial centers of the wall surfaces 11a and 11b with respect to the axis O
P Workpiece
S Solid content
L Separation liquid
θ Discharge channel inclination angle

Claims

A rotary bowl having a substantially cylindrical outer shape and rotatably supported about an axis; a screw conveyor disposed coaxially within the rotary bowl and rotatably supported in the same direction with a speed difference from the rotary bowl; The solid matter separated while solid-liquid separating the object to be processed supplied to the annular space between the outer periphery of the screw shaft of the screw conveyor and the inner periphery of the rotating bowl by the centrifugal force of the rotating bowl is The screw conveyor conveys the annular space to one end side in the direction of the axis, and the separated liquid separated from the object to be processed opens to the inner peripheral side of the annular space on the other end side in the direction of the axis. A screw-side protrusion projecting into the annular space on the outer periphery of the screw shaft on one end side of the annular space. With part it is provided, projecting to the annular space so the inner periphery of the rotating bowl faces the direction of the axis on the screw side convex wall portion at intervals in the one end side from the screw-side convex wall portion And a wall surface facing the one end side of the screw side convex wall portion is a conical surface inclined toward the inner peripheral side toward the one end side. The inner peripheral edge of the annular space is made continuous with the outer peripheral surface of the screw shaft, and between the screw-side convex wall part and the bowl-side convex wall part, the inner peripheral side increases toward the one end side from the outer peripheral side of the annular space. The solid content discharge path that opens so as to face the inner peripheral edge of the annular space is formed, and the solid content discharge path gradually increases in width in the radial direction with respect to the axial line toward the one end side. Na It is formed so as decanter type centrifugal dehydrator apparatus according to claim.

The decanter-type centrifugal dewatering device according to claim 1, wherein a wall surface facing the other end side of the screw-side convex wall portion is a conical surface toward the outer peripheral side toward the one end side .

The solid content discharge port opened at one end of the annular space is provided with a valve body that can be advanced and retracted toward the discharge port by a valve mechanism to open and close the discharge port. The decanter-type centrifugal dewatering device according to claim 1 or 2.

The wall surface facing the one end side of the screw-side convex wall portion and the wall surface facing the other end side of the bowl-side convex wall portion have a conical surface shape inclined toward the inner peripheral side toward the one end side. The discharge path inclination angle formed by the straight line connecting the radial centers of the wall surfaces with respect to the axis in the cross section along the axis is set in the range of 20 to 70 °. The decanter-type centrifugal dewatering device according to any one of claims 1 to 3, wherein