JPS586539B2 - スクリュデカンタ形遠心分離機のケ−ス内気流発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スクリュデカンタ形遠心分離機において、円
錐形状をした部分を含むボウルとボウルを外囲するケー
シングとの空間において不所望に発生する気流を無くす
ための気流を発生せしめる装置に関する。

従来からの或るスクリュデカンタ形遠心分離機は、大径
円筒部と、この円筒部に連なる円錐部とから成るボウル
をケーシングで囲繞した構造を有し、これ等の円筒部と
円錐部との接続付近において、ケーシング内に仕切板を
設けることによって円筒部の端部から排出される液体を
導出する液体排出室と、円錐部の端部から排出される固
体を導出する固体排出室とを形成し、液体と固体とを個
別に導出するようにしている。

このような先行技術では、円筒部の周速度が円錐部の周
速度よりも大きいので、遠心分離機を高速回転にて使用
すると、ケース内部に回転体より発生する乱気流（又は
圧力変動）が生じ、固体排出室から液体排出室の方にボ
ウルと仕切板との間のすき間を通って流れる気流が発生
する場合がある。

この状態で微粉の固形分を含有するスラリを遠心脱液し
て固体排出室内に排出すると固体がこの気流に同伴され
て固体排出室から液体排出室に移動し、液体に固体が混
入する問題がある。

これとは逆に、液体排出室から固体排出室に気流が発生
することもある。

この場合には液体が固体排出室に混入する。

このような問題を解決する他の先行技術は、たとえば米
国特許第３，８８０，３４６号に記載されている。

この先行技術では、円錐部の小径端に直円筒部が固着さ
れてボウルが形成され、その円錐部に羽根が固着される
。

この羽根は、仕切板からボウルの軸線方向に比較的大き
な間隔をあけて配置されている。

直円筒部を挿通する仕切板の挿通孔の周端は、断面がＵ
字状に形成された環状シール部材の環状溝に嵌り込んで
仕切板の両側がシールされ、このシール部材は直円筒部
に固定されている。

この先行技術が遭遇する新たな問題は羽根が仕切板まで
比較的大きな距離が隔てられているので、その羽根は板
体が彎曲されて構成された比較的複雑な構成を有し、こ
れによって大きな風量を生じるようにしている。

このような羽根は明らかに生産性が劣る。

また羽根が仕切板と比較的大きな距離を隔てていること
によって、ボウルの低速回転時には気流によって生じた
仕切板付近の効果が大幅に低下し、シール部材と仕切板
との間隙を通して気体が流れ、分離後の固体と液体との
混合が充分に防がれなくなる。

しかもシール部材が設けられることによって、構造が比
較的複雑になる。

さらにまた仕切板によって仕切られる２つの部屋の容積
を変えようとして羽根の取付位置を仕切板の位置に応じ
てボウルの軸線方向に変位するためには、羽根が円錐部
に取付けられていることに鑑み、取付構造が複雑である
とともに、羽根の周速度が変化するため適切な風量を得
ることが困難となり、また構成要素の標準化が困難であ
る。

本発明の目的は、このような先行技術の問題を解決し、
構成が簡単で生産性が優れており、構成要素の標準化が
容易であるスクリュデカンタ形遠心分離機のケース内気
流発生装置を提供することである。

第１図は本発明の一実施例の縦断面図であり、上半分は
軸線に沿う断面図を示す。

このスクリュデカンタ形遠心分離機のボウル１はその軸
線を水平にしてころがり軸受２，３によって支承されボ
ウル１と一体のベルト車４が駆動モータ（図示せず）に
よって回転駆動される。

ボウル１は、直円筒部１ａの一端部（第１図の右端部）
に中空の円錐部１ｂの大径端部（第１図の左端部）が連
なって構成される。

直円筒部１ａの他端部（第１図の左端部）には、分離液
体を排出するための液体吐出口５を有する大端側ボウル
ヘッド６が固着される。

円錐部１ｂの小径端部は、小端側ボウルヘッド７が固着
される。

この小端側ボウルヘッド７には、固体吐出口８が設けら
れる。

ボウル１内にそれと同軸に設けられたスクリュ９は、大
端側トラニオン１０と、中空の小端側トラニオン１１と
に連結される。

大端側ボウルヘッド６は固定位置に設けられたころがり
軸受２によって支承される。

小端側ボウルヘッド７は、固定位置に設けられたもう一
つのころがり軸受３によって支承される。

大端側ボウルヘッド６は中空に形成されておりそれと同
軸に大端側トラニオン１０が緩挿し、この大端側トラニ
オン１０の外周は大端側ボウルヘッド６の内周との間に
介装されたころがり軸受１２によって支承される。

ころがり軸受２よりもボウル１およびスクリュ９の軸線
方向外方に位置される。

小端側トラニオン１１は小端側ボウルヘッド７に内装さ
れたすべり軸受１３によって支承される。

大端側ボウルヘッド６および大端側トラニオン１０の遊
端は差動歯車装置１４に連結され、ボウル１とスクリュ
９とはわずかな回転速度差をもって同一方向に回転され
る。

小端側トラニオン１１内にはそれと同一軸線上に、固液
混合スラリをスクリュ９の胴内に供給するための供給管
１５が挿通する。

スクリュ９の胴には供給穴１６が穿設される。

液体吐出口５および固体吐出口８から排出される液体お
よび固体を個別に回収するために、ボウル１を外囲して
ケーシング１７が装設される。

ケーシング１７は、固体排出室１８および液体排出室１
９を区別するために、ボウル１の軸線にほぼ垂直な仕切
板が設けられ、この仕切板２０は直円筒部１ａを図示の
ように挿通する。

供給管１５を経てスクリュ９の胴内に圧送された固液混
合スラリは遠心力の作用で供給穴１６を経て直円筒部１
ａから円錐部１ｂの内壁に沿って溜り、液体は液体吐出
口５から液体排出室１９に導出される。

ボウル１とスクリュ９との回転差によってスクリュ９は
スラリの固体分を円錐部１ｂ側に送る。

固体分は円錐部１ｂにおいて液面を出て脱液され、固体
吐出口８から固体排出室１８に導出される。

第２図は仕切板２０付近の拡大断面図である。

ボウル１の直円筒部１ａ上で、仕切板２０の第１図にお
ける左側の一側方に近接して、半径方向外方に突出した
第１環状体２８が固定される。

第１環状体２８は液体排出室１９内にある。

この直円筒部１ａ上で仕切板２０の第１図における右側
の他側方に近接して、半径方向外方に突出した第２環状
体４１が固定される。

この第２環状体４１は、固体排出室１８内にある。

この第２環状体４１の外周面には、周方向に等間隔をあ
けて軸流羽根４２が形成されている。

仕切板２０は、第１環状体２８と羽根４２との間に形成
された軸方向に延びる間隔４３の間にわずかな隙間をも
って装設される。

参照符４４は、ボウル１の回転方向を示す。第３図は、
羽根４２の一部の拡大斜視図である。

羽根４２は、例えばその高さａが４ｍｍであり、幅ｂは
５ｍｍであり、羽根４２の相互間の円周方向の間隔ｃは
５０ｍｍであり、この場合ボウル１の円筒部１ａの外径
は４５０ｍｍである。

第４図は、第２図および第３図に示された羽根４２をボ
ウル１と同心円筒で切断した展開図である。

羽根４２の流入角は例えば４５度に選ばれている。

このような羽根４２によれば、液体排出室１９から仕切
板２０とボウル１との隙間４３を通って固体排出室１８
に流れる気流が発生し、そのため羽根４２がない時にお
いて生ずる固体排出室１８から液体排出室１９へ向けて
生じる気流を阻止することができる。

羽根４２は、第３図および第４図に明らかなように大略
的に直方体であり、ボウル１の第４図における左右方向
の軸線に対して前述のように４５度の角度をなして、細
長く延在している。

このような構造を有する羽根４２は、構造が単純であり
、生産性に優れている。

また固体が羽根４２に衝突してもその羽根４２は変形す
るおそれがなく、充分な強度を有することが可能である
。

羽根４２は、それがないときに生じる気流の発生を阻止
する程度の大きさに選べばよい。

羽根４２は、仕切板２０に対して第２図における左右す
なわち排出室１９または１８のいずれの側に取付けられ
てもよい。

液体排出室１９から固体排出室１８に向けて不所望な気
流が発生する場合には、羽根４２の回転軸線となす角を
上述と逆にして固体排出室１８から液体排出室１９に向
けて羽根４２によって気流が発生するようにして、両室
１８．１９相互間の気体の流出入を阻止するようにすれ
ばよい。

羽根４２は、環状体４１とともに、たとえばステライト
などの高硬度の材料で形成されているので、分離された
固体と接触しても摩耗量は少なく長期の使用が可能とな
る。

以上のように本発明によれば、ボウルの外周に羽根を設
け、ボウルの回転運動によって強制的に気流を発生し、
それによってケーシング内の仕切板の両側に設けられた
固体排出室と液体排出室との間に生じる気流すなわち液
体または固体の不所望な流れが防がれ、スクリュデカン
タ形遠心分離機の分離機能が向上される。

特に本発明によれば、羽根は、大略的に直方体であり、
ボウルの軸線に対して角度を成して細長く延在している
ので、構造が単純であり、生産性に優れている。

また前述の先行技術におけるように板体が彎曲して形成
されたものに比べて、本発明における羽根は充分な強度
を保つことができ、保守に優れている。

また直円筒部上で仕切板の一側方に近接して半径方向外
方に突出した第１環状体２８が固定され、この直円筒部
上で仕切板の他側方に近接して半径方向外方に突出した
第２環状体４１が固定される。

この第２環状体４１の外周面には、ボウルの軸線方向に
沿う気流をなくすための羽根が形成されている。

したがって、その羽根が仕切板に極く近接して配置され
ることになる。

したがってボウルがたとえ低速度で回転した場合にも、
充分な風量を得ることができる。

また第１環状体および第２環状体は、上述のように直円
筒部に設けられているので、仕切板をボウルの軸線に沿
って移動してその仕切板の両側に形成される固体排出室
と液体排出室との容積を変化する際においても、それら
の第１および第２環状体をボウルの軸線に沿って移動す
るだけですみ、羽根の周速度が変化することはないので
風量は一定であり、したがって構成要素の標準化が容易
である。

また仕切板は、第１および第２環状体によって挾まれて
いるので、前述の先行技術に関して述べたように断面が
Ｕ字状に形成された環状シール部材を、本発明では必要
とせず、このことによってもまた構成が簡略化され、生
産性が向上されることになる。

さらに固体排出室と液体排出室との容積を変えるために
前述のように仕切板を移動する際において、第１および
第２環状体は直円筒部にあり、したがって羽根の周速度
は常に最大に保たれることになり、風量の増大を図るこ
とができるとともに、設計が容易である。

これに対して前述の先行技術では、羽根は円錐部に設け
られており、このことによって羽根の取付け・交換が煩
しくなるとともにボウルの回転速度が一定であったとし
ても羽根の取付位置を軸線方向に移動することによって
羽根の周速度が変化し、それに応じて風量が変化し、設
計が複雑となる。

本発明では、このような問題が一掃される。

本件発明者による実験結果を述べる。

３５０〜４５０℃の高温下で熱処理を受けた石油系重質
油と１ｍｍ以下の粒径を有する石炭粉とのスラリを２０
０°〜３５０℃の高温下にて毎時１〜２ｔｏｎの処理能
力をもつスクリュデカンタ形遠心分離機（その外形はケ
ーシングを含めて１．３ｍ×１．２ｍ×高さ１ｍ）にお
いて、ボウル１に超硬金属製の長さ３０ｍｍ、幅３ｍｍ
、厚み３ｍｍ、流入角φ＝４５°の羽根を１００ｍｍピ
ンチでボウル全周１に設けた。

石炭粉濃度１５重量％重質油スラリを毎時１ｔｏｎ処理
する場合、遠心分離機を毎分２５００回転で回転させれ
ば９０％以上の分離効率で固液分離できる。

重質油中の軽質油分の固形分側への飛来量は、羽根がな
い場合に２〜３ｌ／Ｈであるのに対し、０．１〜０．２
ｌ／Ｈまで減少でき、固形分のハンドリングが極めて容
易になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は仕切板２
０付近の拡大断面図、第３図は第２図示の羽根４２の一
部の拡大斜視図、第４図は羽根４２の円周方向に沿う展
開図である。 １・・・・・・ボウル、２，３，１２，１３・・・・・
・軸受、４・・・・・・ベルト車、５・・・・・・液体
吐出口、８・・・・・・固体吐出口、９・・・・・・ス
クリユ、１７・・・・・・ケーシング、１８・・・・・
・固体排出室、１９・・・・・・液体排出室、２０・・
・・・・仕切板、４２・・・・・・羽根。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直円筒部１ａの一端部に中空の円錐部１ｂの大径端
   部が連なってボウル１が構成され、直円筒部１ａの他端
   部には液体吐出口５が形成され、円錐部１ｂの小径端部
   には、固体吐出口８が形成され、ボウル１は、ケーシン
   グ１７によって囲繞され、直円筒部１ａは、ボウル１の
   軸線にほぼ垂直な仕切板２０を挿通し、この仕切板２０
   によって直円筒部１ａの前記他端部側に液体排出室１９
   が、また円錐部１ｂの前記小径端部側に固体排出室１８
   がそれぞれ形成され、直円筒部１ａ上で仕切板の一側方
   に近接して半径方向外方に突出した第１環状体２８が固
   定され、この直円筒部１ａ上で仕切板２０の他側方に近
   接して半径方向外方に突出した第２環状体４１が固定さ
   れ、この第２環状体４１の外周面には、ボウルの軸線方
   向に沿う気流をなくすための羽根が形成され、この羽根
   ４２は、大略的に直方体であり、ボウル１の軸線に対し
   て角度をなして細長く延在していることを特徴とするス
   クリュデカンタ形遠心分離機のケース内気流発生装置。