JPS58137454A - 二重構造遠心分離機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二重構造遠心分離機に係り、特に固体と固体と
の比重差分離に使用するのに好適な回分式のバスケット
型二重構造遠心分離機に関するものである。

固体−液体系（スラリーなと）の分離法の１つとして回
分式の遠心分離機を用いる方法がある。

この方法は、原理的に２つの方法に分けられる。

すなわち、遠心沈降法と遠心ろ適法である。以下それぞ
れについての従来技術について説明する。

第１図は遠心沈降機の断面図である。第１図において、
１は遠心機回転体の上部端板、２は無孔の中窒円間体、
′３は下部端板、４は駆動軸、５は液体排出パイプ、６
は液体排出パイプ秘動機、７は供給管、８はかきとり機
、９はかきとり機上下駆動機、１０はかきとり機上下駆
動機、１１は固体排出口、１２は固定棒で、Ａは固体、
Ｂは液体を示す。

上部端板１と下部端板３とは中空無孔円筒体２に一体化
されていて回転体を＆７成しており、駆動軸４は複数の
固定棒１２を介して下部端板３に固定してあり、図示し
ないモータに接続しである。

液体排出パイプ駆動機６、供給管７およびかきとり機水
平駆動機１０は図示しない外部ケーシングに固定しであ
る。

次に動作について説明する。捷ず、液体排出パイプ５と
かきとり機８とを液面に接触しないよう移動し、モータ
を回転して、その回転力を駆動軸４を介して回転体に与
える。次に、供給管７より固体Ａと液体Ｂとの混合スラ
リーを供給する。このスラリーの固体Ａの比重が液体Ｂ
の比重より大きいときは、図示のように、固体Ａは外周
方向に、液体Ｂは内周方向に移動する。このとき、液体
Ｂの比重より小さい固体があれば、それは液体Ｂよりも
内周方向に移動する。その後、液体排出パイプ５が駆動
機６によって外周方向に徐々に移動されながら液体Ｂを
排出する。このとき、液体Ｂの比重より小さい固体も排
出される。液体Ｂの排出を終了したら、回転体の回転数
を下げて、かきとり機８を水平、駆動機９によって外周
方向に移動し、さらに、上下駆動機１０によって上下に
動かしながら固体Ａをかきおとし、固体排出口１１より
重力によって刊ｑ」ｉする。

しかし、このような遠心沈降機では、固体−液体、固体
一固体の比重差分離ができても、固体内の液体の回収が
不完全となる。したがって、木取外の液体の場合、固体
の洗浄を他の装置を用いて行う必要があるという問題を
生ずる。

第２図は遠心ろ過機の断面図である。第２図において、
１３は洗浄１管、１４は中空多孔円筒体で、その他の部
分は第１図と同様であり、それぞれ同一作用物は同じ符
号で示し、ここでは説明を省略する。なお、洗浄管１３
は供給管７、かきとり機水平駆動機１０とともに外部ケ
ーシングに固定しである。遠心沈降機と異なる点は、液
体排出パイプ５がなく、液体Ｂは固体Ａとの比重の大小
に関係なく、中空多孔円筒体１４の孔を通り、回転体外
部に排出されるようにしであることにある。また、洗浄
管１３を使用することによって、固体Ａの洗浄も行える
。

しかしながら、液体Ｂを回転体内部に保持することがで
きないだめ、固体と固体との比重差分離ができないとい
う問題がある。

以上のように、従来の遠心沈降機や遠心ろ過機では、そ
れぞれ１台で固体一固体分離、洗浄等の一連の分離処理
ができないため、多数の機器、受タンク等が必要になる
ばかりでなく、それにともなう移送の際に配管閉塞など
のトラブルの原因になるスラリーの処置作業が多くなる
などの問題がある。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、遠心沈降機と遠心ろ過機との機能をもつ二重
構造遠心分離機を提供することにある。

本発明の特徴は、中空無孔円筒体とこの円筒体の上下端
にそれぞれ取シ付けだ無孔端板とからなる外周容器と、
この外周容器の内部に同軸になるように固定した中空多
孔円筒体とこの円筒体の上下端にそれぞれ取り付けだ無
孔端とからなる内周容器とから構成された回転体を有す
る構造の遠心分離機とした点にある。

以下本発明を第３図に示した実施例および第４図、第５
図を用いて詳細に説明する。

第３図は本発明の遠心分離機の一実施例を示す断面図で
ある。第３図において、２は外側に設けた中空無孔円筒
体で、これには上部端板１５と下部端板１６とが固定し
てあって外周容器を構成している。また、１４は内側に
設けた中空多孔円筒体で、これには上部端板１７と下部
端板１８とが固定してあって内周容器を構成している。

この内周容器と上記の外周容器とは、駆動軸４が中心と
なるように下部端板１８を下部端板１６に固定すること
によって一体として回転体を形成していて、固定棒１２
を介して図示しないモータに接続しである駆動軸４に固
着しである。そして、内周容器内には、液体（比重の小
さな固形分を含む。）排出パイプ５、供給管７、かきと
り機８および洗浄管１３が図示のように挿入してあり、
外周容器内にはろ過液排出パイプ１９が図示のように挿
入しである。液体排出パイプ５は液体排出パイプ駆動機
６で、ろ過液排出パイプ１９はろ過液排出パイプ駆動機
２０でそれぞれ移動されるようになっており、また、か
きとり機８は水平駆動機９によって外周方向に、上下駆
動機１０によって上下方向に移動されるようにしてちゃ
、駆ｄＪ機６，２０、洗浄管１３、供給管７および上下
駆動機１０は図示しない外部ケーシングに固定しである
。

以下、同体−固体の比重差分離、分離液の排出および洗
浄、固体の排出の３つの操作手順について説明する。ま
ず、前操作として、液体排出パイプ５、ろ過液排出パイ
プ１９およびかきとり機８は、液面に接触しないように
それぞれ駆動機６゜２０．９によって内周方向に移動さ
せる。次いで、モータを回転させ、その回転力を駆動軸
４を介して回転体に与える。約１５０Ｏｒｐｍ程度の高
速回転になったら、次に示す種々の操作を行う。

まず、ろ過液排出パイプ１９をその先端が中空多孔円筒
体１４の外周位置になるように移動し、分離しようとす
る固体と液体との；混合スラリーを供給管７より匹給す
る。スラリー中の液体は、中空多孔円筒体１４の孔を通
って外周容器内にたまり、液体はろ過液排出パイプ１９
より排出される。

その後、ろ過液排出パイプ１９を内周方向に移動し、パ
イプ先端が液面（最大液量時の液面）に触れないように
し、供給管７より分離しようとする２つの固体の中間比
重の分離液を供給する。そして分離液を供給しながら液
体排出パイプ５を外周方向に移動し、液体排出パイプ５
から分離液と比重の軽い固体とをｉｌＦ出する。排出終
了後、液体排出パイプ５を最大液量１埒でも液面に触れ
ない位置まで戻す。

次に、残留する分離液の排出操作を行う。この場合、回
転体を回転させたままろ過液排出パイプ１９を外周方向
に保々に移動してろ過液排出パイプ１９より分離液を排
出する。そしてこの操作をろ過排出パイプ１９が最外周
位置になるまで続ける。

次に洗浄操作に入る。洗浄操作は、ろ過液排出パイプ１
９をその捷ま最外周位置とし、洗浄管１３より純水など
をスプレーし、洗浄後の水は、ろ過排出パイプ１９より
排出する。

次に固体排出操作を行う。固体排出は、回転体の回転を
１５０Ｏｒｐｍ程度からｌＱｒｐｍ程度まで下げ、かき
とり機８を内周容器内に入れ、固体をかき落す。かき落
された固体は、重力によって固体排出口１１から排出さ
れる。

上記したように本発明に係る二重構造遠心分離離におい
ては、固体一固体の分離、洗浄等の一連の操作を機器内
で行うことができる。

次に、本発明に係る二重構造遠心機の効果を第４図、第
５図を用いて説明する。第４図はろ過助剤として用いら
れる粉状イオン交換樹脂の再生時の処理のフロー線図で
ある。使用済の粉状イオン交換樹脂Ｃには固形不純物が
付着しているので、これを超音波洗浄によって除去しく
Ｄ）、次に、後段の比重差分離Ｇでは２０重量％のＮａ
０Ｆ■を分離液として用いることが有効であるため、あ
らかじめ希薄なＮａＯＨ溶液に浸漬する前処理操作Ｅを
行う。これは分離の対象がイオン交換樹脂であるため、
あらかじめ化学形を整える意味もある。その後脱水Ｆを
行い、後段で用いる２０重量％Ｎａ０Ｈ（９） の分離液が希釈されるのを防止する。次に、２０重量％
ＮａＯＨに浸漬して粉状イオン交換樹脂を構成している
粉状陽イオン交換樹脂と粉状陰イオン交換樹脂との比重
差分離Ｇを行う。ここで、比重は粉状陰イオン交換樹脂
、２０重量％ＮａＯＨ，粉状陽イオン交換樹脂の順に太
きい。したがって、粉状陰イオン交換樹脂■は浮上し、
粉状陽イオン交換樹脂Ｈは沈降する。また、この分離操
作を遠心分離によって行えば、分離性が向上する（分離
効率７０〜８０％）だけでなく、短時間で分離を終了す
ることができる。

次に、それぞれの粉状イオン交換樹脂Ｈ，Ｉから分離液
を回収する脱液Ｊ、Ｋを行う。これは分離液の消費量を
少なくするだけでなく、後段の水洗り、Ｍ等の操作を容
易にする。次に、それぞれの樹脂の水洗り、Ｍを行い、
水洗後の液は前処理液として再使用する。一方、粉状陰
イオン交換樹脂■はＯＨ型で用いるため、そのまま脱水
Ｏを行い、再使用に供する。また、粉状陽イオン交換樹
脂Ｈは、Ｎａ型となっているため、硫酸によって（１０
） 使用される化学形であるＩ］型に再生する（Ｎ）。その
後、水洗を行い、さらに、脱水Ｐを行い、再使用に供す
る。

これらの操作において、脱液、脱水に遠心ろ禍根を用い
れば合計６台が必要になり、また、それらに付属する機
器も多くなる。さらには、配管閉塞などの問題を生じや
すいスラリー、固体の移送をともなうことになる。とこ
ろで、この処理を本発明に係る二重構造遠心分離機を適
用して行うようにすると、そのときの系統図は第５図に
示すようにできる。第５図において、２１は本発明に係
る二重構造遠心分離機、２２は従来タイプの遠心ろ禍根
、２３は再生粉状陽イオン交換樹脂受はタンク、２４は
丙生粉状陰イオン交換樹脂受はタンク、２５，２６，４
７．４８はポンプ、２７け固形分除去後の使用済粉状イ
オン交換樹脂供給タンク、２８は分離液タンク、２９は
前処理液タンク、３０は洗浄水タンク、３１は祠生液タ
ンク、３２（１１） 供給タンク２７と分離液タンク２８とはバルブ３３．３
４およびポンプ４８を介して二重構造遠心分離機２１の
供給管７に接続してあり、前処理タンク２９、洗浄水タ
ンク３０および再生液タンク３１はそれぞれバルブ３５
，３７．３８を通り、ポンプ２６を介して二重構造遠心
分離機２１の洗浄管１３に接続しである。また、二重構
造遠心分離機２１のろ過液排出パイプ１９は、バルブ４
４を介して廃液受はタンク３２へ、さらに、バルブ４２
と３９を介して分離液タンク２８へ、バ／ｌ、　７”４
２と４０を介して前処理液タンク２９へ接続しである。

寸だ、二重構造遠心分離機２１の液体排出パイプ５はバ
ルブ４５を介して遠心ろ禍根２２の供給管に接続しであ
る。なお、液体排出パイプ５、ろ過液排出パイプ１９か
らの流出液は数ｍの揚程があり、このラインにはポンプ
が不用である。

また、二重構造遠心分離機２１の固体排出口１１の直下
に再生粉状陽イオン交換樹脂タンク２３が設けである。

洗浄水タンク３ｏはバルブ３６、ポンプ２５を介して遠
心ろ禍根２２の洗浄管にも接（１２） 続してあり、ろ過液は外部ケーシング下部に設けた孔か
らろ過液受はタンク４６に流入する。このろ過液受はタ
ンク４６は、ポンプ４７を介してバルブ４３を通り廃液
受はタンク３２へ、また、バルブ４１．３９を通り分離
液タンク２８へ、さらに、バルブ４１．４０を通り前処
理タンク２９へそれぞれ接続しである。また、遠心ろ禍
根２２の固体排出口の直下に再生粉状陰イオン交換樹脂
受はタンク２４が設けである。

以下、操作手順にしたがって分離動作について説明する
。使用済粉状イオン交換樹脂はスラＩＪ−状態で供給タ
ンク２７に一時保管されており、これを二重構造遠心分
離機２２内に供給し、ろ過液は廃液受はタンク３２に捨
てる。次に、二重構造遠心分離機２２内に前処理液を前
処理液タンク２９から供給し、廃液は廃液受はタンク３
２に捨てる。前処理液の脱水を十分に行った後、分離液
を分離液タンク２８から供給し、二重構造遠心分離機２
１の回転体内に満たし、比重差分離を行う。

分離の際、比重が小さい粉状陰イオン交換樹脂は、（１
３） 分離液の一部とともに遠心ろ禍根２２に供給する。

その後、二重構造遠心分離機２１と遠心ろ禍根２２とで
脱液を行い、回収された分離液はそれぞれ分離液タンク
２８へ戻し、その後、洗浄水を洗浄水タンク３０から分
離液２１、ろ禍根２２に供給し、それぞれ水洗を行う。

水洗後の液は前処理液として利用するだめ、それぞれ前
処理タンク２９へ送る。そして遠心ろ禍根２２の中の粉
状陰イオン交換樹脂はかき落して再生粉状陰イオン交換
樹脂受はタンク２４内に保管する。一方、二重構造遠心
分離機２１内の粉状陽イオン交換樹脂は再生液タンク３
１から供給して再生し、さらに、洗浄水を洗浄水タンク
３ｏから供給して水洗し、その後脱水する。これらの廃
液は廃液タンク３２へ送る。そして二重構造遠心分離機
２１の中の粉状陽イオン交換樹脂をかき落して再生粉状
陽イオン交換樹脂タンク２３内に保管する。このように
して粉状イオン交換樹脂を再生する。

上記したように、本発明に係る二重構造遠心分離機２１
を用いれば、従来、６台の遠心分離機が（１４） 必要であったのを二重構造遠心分離機１台と従来の遠心
ろ逸機１台の合計２台の遠心分離機で処理することがで
き、スラリー等の移送が少なくなり、時間短縮が可能に
なる。

なお、第３図に示す実施例においては、比重差分離時の
比重が小さい固体を液体排出バイブロから排出するよう
にしているが、供給管７より分離液を供給し続けて、比
重が小さい軽い固体とともに分離液を回転体からオーバ
フローさせて、外部ケーシングで受けて回収するように
してもよく、効果は同一である。

以上説明したように、本発明によれば、遠心沈降機と遠
心ろ禍根との２つの機能をもったものとすることができ
、固体−同体の比重差分離とそれにともなう一連の処理
を本発明に係る二重構造遠心分離機と従来の遠心ろ禍根
との２台の遠心分離機とで行うことが可能になり、スラ
リー移送等を最少限度とし処理時間の短絡をはかること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

（１５） 第１図は従来の遠心沈降機の断面図、第２図は従来の遠
心ろ禍根の断面図、第３図は本発明の二重構造遠心分離
機の一実施例を示す断面図、第４図はろ過助剤として用
いられる粉状イオン交換樹脂の再生時の処理のフロー線
図、第５図は第４図に示す処理を本発明に係る二重構造
遠心分離機を適用して行う場合の系統図である。 ２・・・外ｉ１１［に設けた中空無孔円筒体、訃・・液
体排出パイプ、７・・・供給管、８・・・かきとり機、
１１・・・固体排出口、１２・・・固定棒、１３・・・
洗浄管、１４・・・内側に設けた中空多孔円筒体、１５
．１７・・・上部端板、１６．１８・・・下部端板、１
９・・・ろ過排出パ（１６） ｓ　　　Ｎ ８８　８＼−曳

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遠心沈降分離と遠心ろ過分離を行う回分式のバスケ
   ット型遠心分離機において、中空無孔円筒体と該中空無
   孔円筒体の上下端にそれぞれ取り付けた無孔端板とから
   なる外周容器と、該外周容器の内部に同軸になるように
   固定した中壁多孔円筒体と該中壁多孔円筒体の」二下端
   にそれぞれ取り付けた無孔端板とからなる内周容器とか
   ら構成された回転体を有することを特徴とする二重構造
   遠心分離機。 ２、前記外周容器にはろ過液排出手段が設けてあり、前
   記内周容器にはスラリーや分離液を供給する供給手段と
   前記内周容器の外周方向より分離液体を排出する液体排
   出手段と洗浄液を供給する洗浄液供給手段と分離固体を
   排出する固体排出手段とが設けである特許請求の範囲第
   １項記載の二重構造遠心分離機。