JPH09215946A - スクリュー式縦型遠心分離機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原液がスクリュー羽根に移行する際、円周方
向に均等に配分されつつ流動することができ、固液の分
離性能が良く、装置に振動を起こすことなく、安定した
運転ができ、かつ修理が容易な構造を有する縦型スクリ
ュー式遠心分離機を提供する。 【解決手段】 外周面にスクリュー羽根５を取付けた回
転内胴３は、上半部８ａと下半部３ｂを繋ぎ且つ受入れ
液の流れを縦に分割し移送するための放射方向に配置さ
れた複数の分流リブ板４を有し、上半部と下半部の対向
するそれぞれの隅部に形成されたテーパ部の溝に分流リ
ブ板が固着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種の排水等におけ
る固形物と液体の分離と回収を行うスクリュー式縦型遠
心分離機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水処理における返流水汚泥、湾
岸、河川、湖沼等のヘドロの浚渫排水、石炭採掘排水、
及び各種スラッジの固液分離、もくしは油脂類の清澄分
離に用いられる種々の遠心分離装置が開発されてきた。

【０００３】とくに、下水処理は固液分離が基本であ
り、汚染物質や下水汚泥を処理、処分する方法は、下水
処理の根幹にかかわる。我が国の下水汚泥の年間発生量
は３億立方メートルで、年率５．５％の増加が見込まれ
ている。下水汚泥の特色は有機物、水分の比率が高いこ
とであり、廃棄物の原則である「減量化・安定化」を図
るためには固液分離による水分除去が重要である。とこ
ろで、汚泥は下水処理によって不可避的に発生するの
で、廃棄物の最終処分を埋め立てに依存すると、埋立地
は無限に必要になり、いずれは困窮する。現に最終処分
場の確保は年々困難になっている。有限の地球資源を考
えるとき、下水汚泥の有効利用が社会的に不可欠の課題
である。下水そのものが、集結された貴重な有機物資源
であるという観点から、この有機物資源の汚染部分を除
去し、無機部分を資材として活用し、また固液分離した
水分は化学処理により、再利用が可能となる。

【０００４】したがって、上述の遠心分離装置の技術の
向上に極めて大きな基体が寄せられている。

【０００５】図４の（ａ）は従来例の縦型スクリュー式
遠心分離機の一例を示す中央主要部の概略断面図、
（ｂ）は（ａ）の線Ｃ−Ｃ’における平断面図である。
この従来例において、回転外胴５２と、スクリュー羽根
５５を取付けられた回転内胴５３との間に僅かな隙間が
設けられ、かつ前者の回転速度を後者のそれよりも僅か
に大きくしてある。回転内胴５３の上半部は下方を外側
に傾斜させて取付けられている。４枚の細長い受流リブ
板５４が、回転内胴５３上半部の内側空間に円周方向に
等間隔に、かつ下方を内側に傾斜させて上下端を固着さ
れている。４個の原液移送口６０は、内胴５３上半部下
端で受流リブ板５４と同じ放射方向位置に空けられてい
る。

【０００６】原液が、中央部の原液供給管５６下端の供
給口から、回転内胴５３上半部内側の空間に供給される
と、４枚の細長い受流リブ板５４に当たる。ここで含有
固形物が細粒化された液は、受流リブ板５４の間を通過
し回転内胴５３に当たる。液はここで向きを変えて、回
転内胴５３の下端にある４個の原液移送口６０からスク
リュー羽根５５に送られる。スクリュー羽根５５の回転
中に固液が分離され、液体は上部の清澄液出口５７、固
体は下部のスラッジ排出口５８からそれぞれ装置外へ排
出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来例の遠心分
離機においては、上下の内胴間の受流リブ板の構造によ
り原液がスクリュー羽根へ移行する際、ある伸開線状に
流動する。それにより原液の分子構造および濃度等の変
動に伴いスクリュー羽根に加わる力が円周方向に不均一
となり、作動する装置の振動が起こり易く、この振動が
繰り返されて破損し運転中止を余儀なくされることもあ
った。

【０００８】そこで，本発明の課題は、上下の内胴間に
おいて原液がスクリュー羽根へ向かって円周方向に均一
に配分されつつ流動することができ、安定した運転がで
きる構造を有するスクリュー式縦型遠心分離機を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のスクリュー式縦
型遠心分離機によれば、直円筒状の上半部と、下方に向
かい内径が小さくなるテーパ円筒状の下半部とを有する
回転外胴と、前記回転外胴の内部に同心に支持され、上
半部、下半部及びこれらを繋ぎ且つ受け入れ液の流れを
縦に分割し移送するための複数の放射方向に配置された
分流リブ板を有する回転内筒であって、前記上半部と下
半部の対向するそれぞれの隅部には所定の大きさのテー
パが形成され、前記分流リブ板は上縁及び下縁が前記テ
ーバに沿って外側に向かい上下に広がった形状をしてい
る前記回転内胴と、前記分流リブ板で繋がれた前記回転
内胴の外周面に固着され、かつ外周縁を前記回転外胴の
内周面に僅かな隙間を形成して成るスクリュー羽根と、
前記回転内胴の上方から中心部を下方に延び、下端の開
口部が前記回転内胴上半部の下端に位置する原液供給管
と、前記回転外胴の上半部の内周面上端に沿う回転外胴
の天板部に設けられた開度調節可能な複数の清澄液出口
と、前記回転外胴の下端に形成されたスラッジ排出口
と、前記回転外胴と前記回転内胴を同一方向に、かつ回
転外胴を回転内胴よりも僅かに速く、所定の範囲内の任
意の速度差を設定して回転させることができる回転駆動
装置と、を具備し、これにより固形物と液体の分離と回
収を連続的に行うことができるものである。

【００１０】また、本発明のスクリュー式縦型遠心分離
機によれば、円筒状の上半部と、下方に向かい径が小さ
くなるテーパ円筒状の下半部とを有する回転外胴と、前
記回転外胴の内部に同心に支持され、上半部、下半部及
びこれらの間に配置され且つ受け入れ液の流れを縦に分
割し移送するための複数の放射方向に配置された分流リ
ブ板を有する回転内筒とあって、前記上半部と下半部の
対向面の少なくとも一方は所定の大きさのテーパが形成
され、前記分流リブ板は上縁又は下縁が前記テーバに沿
って外側に向かって広がった形状をしている前記回転内
胴と、前記回転内胴の外周面に固着され、かつ外周縁を
前記回転外胴の内周面に僅かな隙間を形成して成るスク
リュー羽根と、前記回転内胴の上方から中心部を下方に
延び、下端の開口部が前記回転内胴上半部の下端に位置
する原液供給管と、前記回転外胴と回転内胴との間に形
成される環状室の上端部に設けた清澄液出口および前記
環状室の下端部に設けたスラッジ排出口と、前記回転外
胴と前記回転内胴を同一方向に、かつ回転外胴を回転内
胴よりも僅かに速く、所定の範囲内の任意の速度差を設
定して回転させることができる回転駆動装置と、を具備
し、これにより固形物と液体の分離と回収を連続的に行
うことができるものである。

【００１１】この場合において、前記回転内胴の外周面
に固着されているスクリュー羽根は、前記回転内胴の上
半部では一定ピッチであり、下半部では下方に向かう程
ピッチが小さくなっている。

【００１２】また、前記回転内胴の外周面に固着されて
いるスクリュー羽根は、二重のらせん形状である。

【００１３】

【発明の実施の形態】上述のように、本発明の実施の形
態において特徴とするところは、回転内胴の上半部のテ
ーパ面と下半部のテーパ面とを繋ぎ、かつ受け入れ固液
の流れを縦に分割し移送するための複数の放射方向に配
置された分流リブ板が、固液を周方向に均一に流動させ
ることができ、内胴外面に固着されたスクリュー羽根の
外縁と外胴内面との間に僅かな隙間を形成し、かつ外胴
の回転速度を内胴の回転速度より僅かに速く設定するこ
とにより固液の分離を容易にしたことである。

【００１４】したがって、本発明の遠心分離機は、連続
して供給する原液汚泥水等を、連続的に遠心分離しつ
つ、分離して得た脱水固形物を付属の外筐から回収でき
る。一方、分離した水は、外筐内上部の排水受室を経て
回収できるので、これを再利用することができる。ま
た、運転を停止して清掃等を行う場合、縦構造なので固
形物は重力により自然落下し、容易に行える。原液の円
周方向均等分離機能により振動が非常に少なく、省スペ
ース化され、経済性の向上、資源の節約を図ることがで
きるなど、優れた利点を有するものである。

【００１５】特に、スクリュー羽根のピッチを、回転内
胴の径の一定な上半部では一定ピッチとし、下方に向か
うにしたがって径の小さくなった下半部においては、下
方に向かう程ピッチを小さくすると、この部分ではスラ
ッジ等の固形物移動速度が遅く、時間をかけて下方に移
動することとなるので、十分な固液分離が行われる。

【００１６】また、スクリュー羽根は、二重のらせん形
状とすることにより、１回転当りの進みを余り大きくす
ることなく、スクリュー羽根を密に配置することができ
るので、固体部分の細分化を一層促進することができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明のスクリュー式縦型遠心分離
機の一実施例の主要部の概略縦断面図、図２は図１の回
転内胴の拡大縦断面図、図３の（ａ）は図２の分流リブ
板の線Ａ−Ａ’断面図、（ｂ）は（ａ）の線Ｂ−Ｂ’正
面図である。

【００１９】本実施例のスクリュー式縦型遠心分離機１
は、回転外胴２と、スクリュー羽根５との分流リブ板４
とを取付けた回転内胴３と、原液供給管６と、清澄液で
出口７と、スラッジ排出口８と、回転外胴および回転内
胴の駆動装置９とを有する。

【００２０】回転外胴２は、直円筒状の上半部２ａと、
下方に向かい径が小さくなるテーパ円筒状の下半部２ｂ
と一体で連続して形成されたものである。

【００２１】回転内胴３は、回転外胴２の内部に同心に
支持され、回転外胴２の直円筒状上半部２ａに対応する
上半部３ａと、回転外胴２のテーパ状下半部２ｂに対応
する下半部３ｂと、これらを繋ぎ且つ受け入れ液の流れ
を縦に分割し移送するための４個の放射方向に配置され
た分流板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとを有する。

【００２２】回転内胴３の上半部３ａと下半部３ｂの対
向するそれぞれの端部には、所定の大きさのテーパが形
成され、両テーパ上には分流リブ板を固着させるための
４本の溝３ｃが互いに対応して放射方向に彫られてい
る。

【００２３】４枚の分流リブ板４は上縁および下縁が上
述のテーパの溝３ｃに沿って固着されるように外側に向
かい上下に広がった形状をしている。

【００２４】回転外胴２の内周面と回転内胴３の外周面
との間には、径方向の幅が略一定の環状室が形成され、
この環状室は、上述した回転外胴２の回転内胴３の形状
により、上半部は直円筒状で下半部は下方に向かって径
が徐々に小さくなる。

【００２５】スクリュー羽根５は、分流リブ板４で繋が
れた回転内胴３の（繋ぎ部分も含む）外周面に固着さ
れ、外周縁を回転外胴２の内周面との間で僅少の隙間を
形成している。

【００２６】このスクリュー羽根５は、１８０°の間隔
で配置された二重のらせん形状である。すなわち、回転
内胴３が１回転する毎に、らせんが２ピッチ分進むこと
になる。また、このスクリュー羽根５は、外径が略一定
な回転内胴の上半部３ａでは一定ピッチで配置され、外
径が下方に向かって小さくなるテーパ状の下半部３ｂで
は、下方に向かう程ピッチが小さくなっている。

【００２７】原液供給管６は、回転内胴３の上方から中
心部を下方に延び、下端の開口部が回転内胴上半部３ａ
の下端に位置する。

【００２８】複数の清澄液出口７は、回転外胴２の上半
部の内周面上端に沿う回転外胴の天板部に設けられ、開
度調整可能な構造となっている。開度調整可能とするた
めには、例えば、清澄液出口と対応する複数の開口を有
する円板状の堰板（図示せず）を、回転外胴３の天板部
にスライド可能に設け、この堰板を適宜スライドするこ
とにより清澄液出口７の大きさを調節可能とすることが
できる。

【００２９】スラッジ排出口８は、回転外胴２の下端に
形成されている。

【００３０】回転駆動装置９は、図示しないモータおよ
び伝達機構により、回転外胴２と回転内胴３を同一方向
に、かつ回転外胴２を回転内胴３より僅かに速く、所定
の範囲内の任意の速度差を設定して回転させることがで
きる機能を備えている。

【００３１】次に、以上の構造を有する本実施例の動作
について説明する。

【００３２】原液供給管６から供給された固形物を含ん
だ原液は、従来例で説明した４枚の円周方向の受流リブ
板５４と異なり、円周方向に等間隔に配置された４枚の
放射方向の分流リブ板４によって均等に流れが分割すな
わち分流され、且つ高速回転によって固体分子がカット
されるので、細分化されて固液の分離の性能が格段に向
上し、排出される液の清澄度が高まる。円滑にスクリュ
ー羽根５に供給された原液は、このスクリュー羽根５が
回転される間に液体と固体が上下に分離され、清澄液１
１が上部の清澄液出口７から、そしてスラッジ１２が下
部のスラッジ排出口８から、それぞれ機外へ排出され
る。

【００３３】このようにして固形物と液体の分離と回収
は連続的に行われるが、原液供給管６への原液の供給量
と、清澄液出口７の開度を調整することにより、清澄液
とスラッジとの比率および排出量を調整することができ
る。

【００３４】この場合において、スクリュー羽根５は二
重のらせん形状であり、且つスクリュー羽根５のピッチ
を、回転内胴３の径が一定な上半部３ａでは一定ピッチ
とし、下方に向かうにしたがって径の小さくなった下半
部３ｂにおいては、下方に向かう程ピッチを小さくして
いるので、スラッジ等の固形物は回転内胴３が高速回転
であるにもかかわらずピッチ移動速度が遅く、時間をか
けて下方に移動することとなるので、固液分離が十分促
進され、特に固体成分の細分化が一層促進される。

【００３５】以上、添付図面を参照して本発明の実施例
について詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限
定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内にお
いて種々の形態、変形、修正等が可能であることに留意
すべきである。

【００３６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、回転内胴の上半部のテーパ面と下半部のテーパ面と
を繋ぎ、かつ受け入れ固液の流れを縦に分割するための
複数の放射方向に配置された分流リブ板が、固液を周方
向に均等に分離して流動させることができ、かつ高速回
転する分流リブ板により含有固体の分子が細分化され、
さらに、内胴外面に固着されたスクリュー羽根の外縁と
外胴内面との間に僅かな隙間を形成し，かつ外胴の回転
速度を内胴の回転速度より僅かに速く設定すること等に
より、固液の分離を容易にし、かつ振動が少なく安全運
転ができ、修理も容易な構造を有するスクリュー式縦型
遠心分離機を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクリュー式縦型遠心分離機の一実施
例の主要部を示す概略縦断面図である。

【図２】図１の回転内胴の拡大縦断面図である。

【図３】（ａ）は図２の分流リブ板の線Ａ−Ａ’断面
図、（ｂ）は（ａ）の線Ｂ−Ｂ’正面図である。

【図４】（ａ）は従来例のスクリュー式縦型遠心分離機
の中央主要部の概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’
平断面図である。

【符号の説明】

１…縦型スクリュー式遠心分離機 ２、５２…回転外胴 ２ａ…上半部 ２ｂ…下半部 ３、５３…回転内胴 ３ａ…上半部 ３ｂ…下半部 ３ｃ…溝 ３ｄ…内胴駆動軸、原液供給管取付口 ４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…分流リブ板 ５、５５…スクリュー羽根 ６、５６…原液供給管 ７、５７…清澄液出口 ８、５８…スラッジ排出口 ９…回転駆動装置 １０、６０…原液移送口 １１…清澄液 １２…スラッジ ５４…受流リブ板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直円筒状の上半部（２ａ）と、下方に向
   かい内径が小さくなるテーパ円筒状の下半部（２ｂ）と
   を有する回転外胴（２）と、 前記回転外胴の内部に同心に支持され、上半部（３
   ａ）、下半部（３ｂ）及びこれらを繋ぎ且つ受け入れ液
   の流れを縦に分割し移送するための複数の放射方向に配
   置された分流リブ板（４）を有する回転内筒（３）であ
   って、前記上半部と下半部の対向するそれぞれの隅部に
   は所定の大きさのテーパが形成され、前記分流リブ板は
   上縁及び下縁が前記テーバに沿って外側に向かい上下に
   広がった形状をしている前記回転内胴（３）と、 前記分流リブ板で繋がれた前記回転内胴の外周面に固着
   され、かつ外周縁を前記回転外胴の内周面に僅かな隙間
   を形成して成るスクリュー羽根（５）と、 前記回転内胴の上方から中心部を下方に延び、下端の開
   口部が前記回転内胴上半部の下端に位置する原液供給管
   （６）と、 前記回転外胴の上半部の内周面上端に沿う回転外胴の天
   板部に設けられた開度調節可能な複数の清澄液出口
   （７）と、 前記回転外胴の下端に形成されたスラッジ排出口（８）
   と、 前記回転外胴と前記回転内胴を同一方向に、かつ回転外
   胴を回転内胴よりも僅かに速く、所定の範囲内の任意の
   速度差を設定して回転させることができる回転駆動装置
   （９）と、 を具備し、これにより固形物と液体の分離と回収を連続
   的に行うことができるスクリュー式縦型遠心分離機。
2. 【請求項２】 直円筒状の上半部（２ａ）と、下方に向
   かい径が小さくなるテーパ円筒状の下半部（２ｂ）とを
   有する回転外胴（２）と、 前記回転外胴の内部に同心に支持され、上半部（３
   ａ）、下半部（３ｂ）及びこれらの間に配置され且つ受
   け入れ液の流れを縦に分割し移送するための複数の放射
   方向に配置された分流リブ板（４）を有する回転内筒
   （３）とあって、前記上半部（３ａ）と下半部（３ｂ）
   の対向面の少なくとも一方は所定の大きさのテーパが形
   成され、前記分流リブ板は上縁又は下縁が前記テーバに
   沿って外側に向かって広がった形状をしている前記回転
   内胴（３）と、 前記回転内胴の外周面に固着され、かつ外周縁を前記回
   転外胴の内周面に僅かな隙間を形成して成るスクリュー
   羽根（５）と、 前記回転内胴の上方から中心部を下方に延び、下端の開
   口部が前記回転内胴上半部の下端に位置する原液供給管
   （６）と、 前記回転外胴と回転内胴との間に形成される環状室の上
   端部に設けた清澄液出口（７）および前記環状室の下端
   部に設けたスラッジ排出口（８）と、 前記回転外胴と前記回転内胴を同一方向に、かつ回転外
   胴を回転内胴よりも僅かに速く、所定の範囲内の任意の
   速度差を設定して回転させることができる回転駆動装置
   （９）と、 を具備し、これにより固形物と液体の分離と回収を連続
   的に行うことができるスクリュー式縦型遠心分離機。
3. 【請求項３】 前記回転内胴（３）の外周面に固着され
   ているスクリュー羽根（５）は、前記回転内胴（３）の
   上半部（３ａ）では一定ピッチであり、下半部（３ｂ）
   では下方に向かう程ピッチが小さくなっていることを特
   徴とする請求項２に記載のスクリュー式縦型遠心分離
   機。
4. 【請求項４】 前記回転内胴（３）の外周面に固着され
   ているスクリュー羽根（５）は、二重のらせん形状であ
   ることを特徴とする請求項２に記載のスクリュー式縦型
   遠心分離機。
5. 【請求項５】 前記清澄液出口（７）は、前記回転外胴
   （２）の上半部（２ａ）の内周面上端に沿う回転外胴の
   天板部に複数個設けられ、各清澄液出口（７）の開度が
   調節可能になっていることを特徴とする請求項２に記載
   のスクリュー式縦型遠心分離機。