JPH0588614U - スクレーパー機構を設けた螺旋状分離体による固液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体より固体を連続的に分離して処理液体を
得るとともに、その分離した固体を連続的に分離処理槽
外に搬出し、固液分離処理効率を高め、また装置の操
作、運転、維持、管理を容易にして装置の運転コストの
低減をはかる。 【構成】 一端を閉鎖し、他端に吸引手段を付設した処
理液流出管を連通した螺旋状分離体を分離処理槽内に回
転可能に装填するについて、螺旋状分離体の両端に付設
した歯車等の回転板を、スクレーパーを取り付けたチェ
ーン等の駆動手段で回転するように構成し、固体を含む
液体より液体のみを螺旋状分離体の分離間隙から吸引す
ると同時に、螺旋状分離体の分離間隙および外側面で分
離した固体をスクレーパーで搬送して分離処理槽外に排
出するスクレーパー機構を設けた螺旋状分離体による固
液分離装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はスクレーパー機構を設けた螺旋状分離体による固液分離装置に関する もので、たとえば工作機械等より排出する切粉、金属粉等の懸濁物や切削物、破 砕物等の粒状物等の固体を含むクーラント廃液等の液体より、これらの懸濁物、 粒状物等の固体を分離するものであり、また本考案は砂、泥等の懸濁物や砂利、 ごみ等の粒状物等の固体を含む上下水や廃水等の液体より、これらの懸濁物、粒 状物等の固体を分離するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、各種の液体より懸濁物、粒状物等の固体を分離するについては、密閉状 の分離装置にスクリーンや多孔板あるいはパンチングメタルよりなる分離筒等の 分離手段を付設し、この分離装置内に懸濁物、粒状物等の固体を含む液体を圧入 させ、液体中の固体を、これらの分離手段で分離していた。 しかし、スクリーンや多孔板等の分離手段を構成するメッシュ、スリット、通 液孔は、特定の限られた大きさであって、変更、調整はできず、かつ区切られた 形状であるために、これらに懸濁物、粒状物等の固体が引っ掛かって目詰まりを 起こし易かった。 したがって、頻繁にスクリーンや多孔板等の分離手段の洗浄を頻繁に行う必要が 生じ、そのつど分離装置の運転を中断せざるをえなく、分離処理効率が悪くなる 欠点があった。 特にスクリーンや多孔板等の洗浄は面倒で、時間と手間がかかるばかりか、装 置の解体を伴う場合が多く、長期間にわたって運転を中止せざるをえなくなり、 工場の操業に支障をきたしていた。

【０００３】 また、分離して分離処理槽内の底面に落下、沈積した懸濁物、粒状物等の固体 を分離処理槽に排出するについても、分離装置の運転を、そのつど中断して行う ものが多く、分離処理中に自動的に固体を排出するものとしては、簡単な構造や 機構のもで、操作が楽なものはなかった。 さらに、懸濁物、粒状物等の固体を含む液体を分離装置内に加圧流入させるた めに、分離処理槽を密閉状の構造にする必要があり、装置コストが高価になるデ メリットもあった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、種々の固液分離条件に応じて、螺旋状分離体の線径と分離間隙の幅 を任意に設定し、または必要に応じて分離間隙の幅を任意に調整し、最適な固液 分離面積を簡単に確保して、効果的な固液分離処理を行うことを目的とし、ひい ては固液分離容量、固液分離精度を向上させることを目的とする。 また本考案は、液体より懸濁物、粒状物等の固体を目詰まりすることなく連続 的に分離して処理液体を得ると同時に、その分離した懸濁物、粒状物等の固体を 連続的に分離処理槽外に搬出することにより、従来固液分離処理を中断して頻繁 に行われていた面倒で、時間と手間がかる、懸濁物、粒状物等の固体の排出と固 液分離手段の洗浄を不必要として、固液分離処理効率を高めることを目的とする ものである。 さらに本考案は、固液分離手段と懸濁物、粒状物等の固体の排出機構を単純化 し、分離装置を開放状にすることにより、固液分離槽の構造を簡略化、コンパク ト化するとともに、固液分離槽の操作、運転、維持、管理を容易にし、装置のイ ニシャルコストとランニングコストの低減をはかることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、スクレーパーを設けた螺旋状分離体を用いた固液分離装置に関する もので、金属線等を螺旋状に巻いて巻線の間に分離間隙を有する螺旋状分離体を 固液分離手段とし、この螺旋状分離体一端を閉鎖するとともに、他端にポンプ等 の吸引手段を付設した処理液流出管を連通し、このように構成した螺旋状分離体 を分離処理槽内に回転可能に装填するについて、螺旋状分離体の両端に歯車を付 設するとともに、この歯車をモーター等の回転手段で作動するチェーン等の駆動 機構で回転するように構成し、またチェーン等の駆動機構に取り付けた懸濁物、 粒状物等の固体を搬送するスクレーパーを、分離処理槽内の底面に接触しながら 移動するように構成し、そしてポンプ等の吸引手段とチェーン等の駆動手段を作 動し、固体を含む液体より液体のみを螺旋状分離体の分離間隙から内部に吸引し て処理液体を得ると同時に、螺旋状分離体の分離間隙および外側面で分離した固 体をスクレーパーで搬送して分離処理槽外に排出することを特徴とするものであ る。

【０００６】 また本考案は、前述した螺旋状分離体において、液体を螺旋状分離体の分離間 隙から吸引して処理液体を得ると同時に、懸濁物、粒状物等の固体を螺旋状分離 体の分離間隙および外側面で分離する工程と、処理液体を処理液体流出管から螺 旋状分離体の内部に圧入し、分螺旋状分離体の分離間隙より噴射させて、分螺旋 状分離体の分離間隙および外側面に分離した懸濁粒状物を剥離、除去する工程と を、短時間に交互に繰り返すことを特徴とするものである。

【０００７】

【実施例】

本考案を、工作機械等より排出する切粉、金属粉等の懸濁物や切削物、破砕物 等の粒状物等の固体（以下、固体という）を含むクーラント廃液を例として、図 １に従って説明すると、螺旋状分離体１は、たとえばサブゼロ硬化処理をしたス テンレス鋼線等の金属線を螺旋状に巻いて巻線の間に分離間隙２を有する構造、 すなわちコイルスプリング状に巻いた構造であって、これを分離処理槽３内に回 転可能に設置するが、この螺旋状分離体１の両端は回転軸４を設けた側板５で閉 鎖し、一端の側板５には、回転軸４を介して、ポンプ（図示せず）を付設した処 理液体流出管６を連通させる。 また螺旋状分離体１の回転軸４には歯車７を取り付け、この回転軸４を分離処 理槽３の内側面に設けた軸受けに回転可能に挿填するが、螺旋状分離体１の設置 本数は、クーラント廃液の流量や固体９の種類、濃度等の処理条件に応じて、適 宜決定し、複数本の螺旋状分離体１を分離処理槽３内に設置する場合は、相互に 間隔を置いて平行に設置する。 さらに螺旋状分離体１の両端の側板５に設けた回転軸４には歯車７を取り付け 、この歯車７をチェーン８で回転するように構成する。 チェーン８にはスクレーパー１０を相互に間隔を置いて複数枚取り付けるが、 このスクレーパー１０は、その下端部が分離処理槽３内のの底面に接触しながら 、図２に示すように、モーター１１で作動するチェーン８とともに一体となって メリーゴーラウンド状に移動するように構成する。

【０００８】 以上のように構成した固液分離装置における固液分離処理について説明すると 、固体９を含むクーラント廃液を分離処理槽３内に流入させた後、処理液体流出 管６に付設したポンプと同時にモーター１１とを作動させ、チェーン８を回転さ せて歯車７を介して螺旋状分離体１を回転させながら、図３に示すように、クー ラント廃液中の固体９を螺旋状分離体１の分離間隙２および螺旋状分離体１の外 側面で分離し、固体９を除去した処理液体であるクーラント液のみを分離間隙２ から螺旋状分離体１内に吸引し、処理液体流出管６よりクーラント液として回収 する。 一方、チェーン８の回転と同時に、スクレーパー１０はメリーゴーラウンド状に 移動し、スクレーパー１０の下端部によって分離処理槽３内の底面に沈降してい る固体９を搬送し、分離処理槽３の落下口１２より外部に排出する。

【０００９】 前述したように螺旋状分離体１は、金属線を螺旋状、すなわちコイルスプリン グ状に巻き、巻線の間に固液分離をする分離間隙２を形成したものであり、この 分離間隙２は、螺旋状に連続した間隙であるために、その間隙の幅の設定、調整 が簡単、容易であるという特徴がある。 すなわち、従来のスクリーンや多孔板（パンチングメタル）等の分離手段におい ては、それを構成するメッシュ、スリット、通液孔の長さ、幅、径を変更、調整 は不可能であったり、また変更、調整するにも一つ一つのメッシュ、スリット、 通液孔について行う必要があったが、本考案の螺旋状分離体１は、各分離間隙２ を一つづつ調整することなく、螺旋状分離体１の全体を単に押圧または伸展する だけで、種々の固液分離条件に応じた適切で、かつ均等な分離間隙２の幅に設定 、調整することが可能であり、特に弾力性のある金属線よりなる螺旋状分離体１ の場合はこの間隙幅の設定、調整が極めて容易であるという特性がある。

【００１０】 また螺旋状分離体１は、表面が平面でなく、その構成素材である金属線の外面 が円形曲面になっており、さらに螺旋状分離体１の全体の外形が円筒状の曲面に なっているため、固体９と螺旋状分離体１の接触が点接触となり、通常の場合、 螺旋状分離体１の分離間隙２および外側面で分離した大部分の固体９は、これら の曲面に付着せず、また付着しても直ぐに剥離、落下する特性がある。

【００１１】 前述したように、螺旋状分離体１の分離間隙２は螺旋状に連続した長い間隙に なっていることに特徴があり、従来のスクリーンや多孔板等を構成するメッシュ 、スリット、通液孔のように、特定の大きさで、かつ区切られた構造ではないた めに、固体９は分離間隙３に引っ掛かったり、はまり込むまずに、滑って落下し 易く、分離間隙２に付着しにくいという特性もある。 さらに螺旋状分離体１は、螺旋状で弾力性のあるの構造になっているために、ク ーラント液を分離間隙２から吸引する際に、およびスクレーパー１０と接触する 際に、螺旋状分離体１が振動し、螺旋状分離体１の分離間隙２および側面で分離 した大部分の固体９を常に振り落という特性もある。 このように、螺旋状分離体１は、特異な構造と特性があるために、固体９によ る目詰まりを大変に起こしにくいという優れた性能を持っている。

【００１２】 螺旋状分離体１の材質としては、前述したサブゼロ硬化処理をたステンレス鋼 線が物理的強度に富んでる点で最適であるが、これ以外にも通常のステンレス鋼 線、または鋼鉄線等の物理的強度に富んでる素材であれば、どんなものでも用い ことができる。 なお螺旋状分離体１の素材である金属線等は物理的強度があって、弾力性がある ことが望ましいが、しかし、弾力性については、螺旋状分離体１の構造自体が多 少弾性を持つため、たとえば切粉のように無機質の固体９の固液分離のような場 合には、素材である金属線等は必ずしも弾力性がなくてもよい。

【００１３】 螺旋状分離体１の直径と長さは、液体中の固体９の種類、濃度や処理流量、分 離精度等の処理条件に応じて適宜決定するが、通常の場合は、直径としては２〜 ５０ｃｍ、長さとして８〜５００ｃｍの範囲のものを用い、また螺旋状分離体１ の回転数は１０〜５０回転／毎分程度にする。

【００１４】 なお、螺旋状分離体１の長さが同じであれば、線径と分離間隙２が小さいぼど 分離面積が大きくなり、分離精度もよくなるが、その反面において、通液抵抗の 増加による分離流量の低下、目詰りの増加による分離容量の低下、分離時間の短 縮等の問題がある。 また巻線の線径と分離間隙２が大きいぼど、その反対になるので、したがって、 螺旋状分離体１の巻線の線径と分離間隙２も、液体中の固体９の種類や濃度、処 理流量、分離精度等の処理条件を加味して最適なものを選択する。

【００１５】 たとえば切粉等の粒径０．２〜５ｍｍの固体９を分離の場合、螺旋状分離体１ の線径は３〜５ｍｍ程度、螺旋状分離体１の分離間隙２は０．１〜０．５ｍｍ程 度が適当であり、またコロイド物質等の０．００５〜０．０１ｍｍの極微細な固 体９を分離する場合、螺旋状分離体１の線径は０．５〜１ｍｍ程度、螺旋状分離 体１の分離間隙２は０．００１〜０．００５ｍｍ程度が適当である。

【００１６】 歯車７、チェーン８、スクレーパー１０の材質も、螺旋状分離体１の場合と同 様に、サブゼロ硬化処理をたステンレス鋼が物理的強度に富んでる点で最適であ るが、これ以外にも通常のステンレス鋼、または鋼鉄等の物理的強度に富んでる 素材であれば、どんなものでも使用することができる。

【００１７】 螺旋状分離体１に取り付ける回転板としての歯車７は回転軸４ではなく、側板 ５に設けてもよく、場合によっては、側板５を歯車７によって代用させることも 可能である。 また回転板としては、前述した歯車７以外に、プーリーや滑車等も用いることが でき、この場合の駆動機構としては、前述したチェーン８ではなく、ドライブベ ルトやロープを使用することになる。 さらに回転手段としては、前述したモーター１１以外に、エンジン等も用いても よく、さらに吸引手段としては、前述したポンプ以外に、オリフィス機構を利用 してもよい。

【００１８】 スクレーパー１０の設置枚数、設置間隔と移動速度は、液体中の固体９の種類 、濃度や分離した固体９の搬送量、搬送速度等の条件に応じて適宜決定するが、 通常の場合は、設置枚数は１〜２０枚、設置間隔は１０〜１００ｃｍ、移動速度 ５〜８０ｃｍ／毎秒程度が適当である。 スクレーパー１０の先端には、固体９の剥離、搬送を効率的に行うために、ブ ラシ、スポンジ、軟質ゴム板等の掻取手段（図示せず）を付設してもよい。 スクレーパー１０の長さは螺旋状分離体１の長さと同じくするが、通常の場合 、長方形の板状に成形することが多い。

【００１９】 分離処理槽３内に流入して来るクーラント廃液に、切削物や破砕物等の大きな 固体９が多量に含ている場合は、この固体９がスクレーパー１０に絡んだり、挟 まったりして固体９の全体の搬送の障害になることもあるので、このような場合 には、分離処理槽３の上流側に連通させてクーラント廃液の流入トラフを設け、 この流入トラフ内に、スパイラル状のスクレーパーを回転可能に装填させて、あ らかじめ、この固体９を排除することも考えられる。

【００２０】 なお、本考案の螺旋状分離体１による固液分離を行うについては、前述したよ うに、ポンプ５を作動してクーラント液のみを螺旋状分離体１の分離間隙２から 吸引し、固体９を螺旋状分離体１の分離間隙２および螺旋状分離体１の外側面で 分離する工程を行った後、ポンプ５を停止することなく、例えばポンプ５を吸引 側より吐出側に短時間切り替えることによって、処理液体であるクーラント液を 処理液体流出管６から螺旋状分離体１の内部に圧入し、分螺旋状分離体１の分離 間隙２より噴射させて、分螺旋状分離体１の分離間隙２および外側面に付着した 固体９を剥離、除去する工程を行い、以後の処理においては、この両工程を、短 時間に交互に繰り返すことによって、螺旋状分離体１におけるクーラント液の吸 引性と螺旋状分離体１における固体９の分離性を格段に高めて、固液分離効率を 一層促進させることも可能である。

【００２１】 前述した場合の工程の切り替えは、液面の変動を液面検知器で検知したり、タ イマーをオン・オフすることによって、ポンプ５を吸引側より吐出側に切り替え たり、あるいは流路の切り替え等他の手段によって行ってもよい。 なお、両工程の切り替え時間も、液体中の固体９の種類、大きさ、濃度、処理 流量、分離精度等の処理条件に応じて適宜決定するが、通常の場合、１〜１０分 毎に行うとよく、場合によっては吸引・捕捉工程を長くし、噴射・剥離工程を短 くしてもよい。

【００２２】 さらにクーラント廃液に含ている固体９が剥離性、除去性がよくなく、螺旋状 分離体１の分離間隙２および側面に固体９が付着して落下しにくくなることもあ るので、このような場合は、前述した固液分離処理を極く短時間中断し、既に固 体９を除去して貯留しているクーラント液を、加圧して処理液体流出管６から螺 旋状分離体１の内部に逆流させ、分螺旋状分離体１の分離間隙２から瞬間的に急 噴射させることによって、固体９の逆洗、除去を行なってもよい。 前述の固体９の逆洗、除去の場合、螺旋状分離体１は螺旋状の構造をしている ために弾力性があり、螺旋状分離体１の分離間隙２を加圧液によってフレキシブ ルな状態にして、分離間隙２を拡げて効果的な洗浄を行うこともでき、さらにク ーラント液の瞬間的な急噴射は間欠的に数回行ったり、加圧空気を併用すると洗 浄効率がよい。

【００２３】 また螺旋状分離体１は、この螺旋状分離体１の内部に、径の小さい同様の構造 の螺旋状分離体１を一つまたは二つ以上挿填して多重螺旋状分離体を構成しても よい。

【００２４】

【考案の効果】 本考案は、その螺旋状分離体１が螺旋状という特異な構造であるため、種々の 固液分離条件に応じて、螺旋状分離体１線径と分離間隙２の幅を任意に設定し、 または必要に応じて分離間隙２の幅を任意に調整し、最適な固液分離面積を容易 に確保できるので、効率的な固液分離を行うことが可能であり、ひいては固液分 離容量、固液分離精度を向上させることができる。 また本考案によると、螺旋状分離体１の構成素材である線の外面が円形曲面で あるとともに、螺旋状分離体１の全体の外形が円筒状の曲面であるため、固体９ が付着しにくく、さらに螺旋状分離体１の分離間隙２が螺旋状に連続した長い間 隙であるため、螺旋状分離体１は固体９による目ずまりを大変に起こしにくいと いう優れた効果を持っており、長時間の連続的な固液分離処理が可能となる。 特に、本考案においては、液体より分離した固体９を螺旋状分離体１より落下 させ、分離処理槽３内の底面に沈降した固体９を、固液分離処理中に、スクレー パー１０で、自動的に搬送して固液分離処理３の外部に排出できるため、従来の 場合のように固液分離処理を中断して固液分離体１の外部に排出する必要がなく 、固液分離の処理効率を格段に向上させることができる。 さらに本考案は、前述したように、固液分離装置の運転を中断せずに、長時間 の固液分離処理と固体９の自動的な排出が可能であり、かつ従来頻繁に行われて いた面倒で、時間と手間がかる、スクリーンや多孔板等の洗浄、装置の解体等の 繁雑な作業が一切不要となるために、固液分離の操作、運転、維持、管理が容易 となり、固液分離処理効率は飛躍的に向上し、装置のランニングコストを大幅に 低減できるメリットもある。 特に、本考案の固液分離処理を行うについて、処理液体を螺旋状分離体１から 吸引して固体９を螺旋状分離体１で捕捉する工程と、処理液体を螺旋状分離体１ 内に圧入して分螺旋状分離体１より噴射させて旋状分離体１に捕捉した固体９を 剥離、除去する工程とを、短時間に交互に繰り返す場合は、螺旋状分離体１が固 体９によって目ずまりをすることがないために、固液分離処理を連続的に、極め て長時間にわたり効率的に行うことができる。 また螺旋状分離体１の内部より外部に加圧した処理液体、空気等を噴射させた 場合、また螺旋状分離体１を常に振動させる場合も、螺旋状分離体１が固体９に よって目ずまりをすることがないために、前述した場合と同様に、極めて長時間 にわたり効率的に固液分離処理を行うことができる。 本考案の固液分離装置は、前述した工作機械等より排出する懸濁物や粒状物等 の固体を含むクーラント廃液の処理以外に、鉄粉等の懸濁物や破砕物等の粒状物 等の固体を含むエンジンオイル廃液の処理、または金属加工装置において発生す る金、プラチナ等の貴金属粉体等の懸濁物や貴金属切削物、粒状物等の固体を含 む洗浄液の処理、その他水処理装置の処理対象である砂、泥等懸濁物や砂利、石 等の粒状物等の固体を含む上下水や廃水の処理、その他種々の懸濁物、粒状物等 の固体と各種液体の分離処理に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の分離処理槽内に設けた螺旋状分離体を
スクレーパーを設けてチェーンで駆動する状態を示す断
面図である。

【図２】本考案の固液分離装置の断面図である。

【図３】本考案の螺旋状分離体の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 螺旋状分離体 ２ 分離間隙 ３ 分離処理槽 ４ 回転軸 ５ 側板 ６ 処理液体流出管 ７ 歯車 ８ チェーン ９ 固体 １０ スクレーパー

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属線等を螺旋状に巻いて巻線の間に分
   離間隙を有する螺旋状分離体の一端を閉鎖し、また他端
   にポンプ等の吸引手段を付設した処理液流出管を連通
   し、このように構成した螺旋状分離体を分離処理槽内に
   回転可能に装填するについて、螺旋状分離体の両端に歯
   車等の回転板を付設するとともに、この回転板をモータ
   ー等の回転手段で作動するチェーン等の駆動手段で回転
   するように構成し、またチェーン等の駆動手段に懸濁
   物、粒状物等の固体を剥離して搬送するスクレーパーを
   取り付け、このスクレーパーの端部を、分離処理槽内の
   底面に接触しながら移動するように構成し、ポンプ等の
   吸引手段とチェーン等の駆動手段を作動し、懸濁物、粒
   状物等の固体を含む液体より液体のみを螺旋状分離体の
   分離間隙から螺旋状分離体内に吸引して処理液体を得る
   と同時に、螺旋状分離体の分離間隙および螺旋状分離体
   の外側面で分離して分離処理槽内の底面に沈降した懸濁
   物、粒状物等の固体をスクレーパーで搬送して分離処理
   槽外に排出するスクレーパー機構を設けた螺旋状分離体
   による固液分離装置。
2. 【請求項２】 請求項１の螺旋状分離体において、ポン
   プ等の吸引手段を作動して液体のみを螺旋状分離体の分
   離間隙から吸引して処理液体を得ると同時に、懸濁物、
   粒状物等の固体を螺旋状分離体の分離間隙および螺旋状
   分離体の外側面で分離する工程と、ポンプ等の吸引手段
   を切り替えて処理液体を処理液体流出管から螺旋状分離
   体の内部に圧入し、螺旋状分離体の分離間隙より噴射さ
   せて、螺旋状分離体の分離間隙および外側面に付着した
   懸濁物、粒状物等の固体を除去する工程とを、短時間に
   交互に繰り返すスクレーパー機構を設けた螺旋状分離体
   による固液分離装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２の螺旋状分離体
   による液体の吸引と、懸濁物、粒状物等の固体の分離工
   程を中断し、加圧した処理液体または加圧した処理液体
   と加圧気体を、処理液体流出管から螺旋状分離体の内部
   に圧入させて分螺旋状分離体の分離間隙より噴射させる
   ことによって、分螺旋状分離体の分離間隙および外側面
   に付着した懸濁物、粒状物等の固体を剥離洗浄するスク
   レーパー機構を設けた螺旋状分離体による固液分離装
   置。