JPS60110353A - デカンタ型遠心分離機 - 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】 （技術分野） 本発明は、デカンタ型遠心分離機に関する。

（従来技術） ソリッドボウル型およびスクリーンボウル型の従来のデ
カンタ型遠心分離機は、キャリヤ液体内の固形す粒子の
混合物からなるスラリの流入を受け入れて、これを分離
する。普通は少量のキャリヤ液体が分離固形物（分離後
の固形物にくっついてこれを汚染するのであって、非常
に細かい固形物が残って分離液（分離後の流体）を汚染
する０汚染の程度は、分離の効率の悪さの尺度になる。

遠心分離機によっては、固形物をあらかじめ分けておく
ことが必要である。すなわち、分離液と共に微細固形物
（遠心分離機の分離寸法より小さい）を除去し、残りの
固形物をキャリヤ液体から分離することであるＯ ソリッドボウル型デカンタ遠心分Ｍ機の用途によっては
、固形物がキャリヤ液体を去るときに洗浄液を固形物に
加えて固形物の汚染を減少できる。これは、比較的効率
が良くないのである。すなわち、洗浄液と固形物の接触
時間が短く、洗浄液が分離液内に失われ、固形物がキャ
リヤ液体内へ逆に洗い去られてしまう。

スクリーンボウル型デカンタ遠心分離機の用途によって
は、固形物がスクリーン部分を通過するときに、洗浄液
を固形物に加えて、固形物の汚染を減少できる。接触時
間が短いが、効果的な洗浄が可能である。しかし、微細
な固形物とキャリヤ液体がスクリーンを通って洗い去ら
れ、洗浄液を汚染する。この汚染された洗浄液は、分離
されない固形物と液体を出すことになり、共に、二次的
な分離プロセスを必要とし、あるいは、遠心分離機を再
循環することになり、微細固形物の負荷乞増大すること
にある。

（発明の開示） 本発明の目的は、公知の技術によって行われる分離プロ
セスの効率を高めることである。

本発明によると、キャリヤ液体よりも比重が大きくて混
合しない第２の液体を更にボウル内に導入し、ボウルの
周縁に第２の液体の層を形成し、キャリヤ液体の層の半
径方向外側に移送区域を画成し、遠心力作用によりキャ
リヤ液体から分離された固形物を前記移送区域に移動さ
せ、そこで固形物粒子に付着しているキャリヤ液体が比
重の大きい第２の液体により追い出され、固形物粒子は
、ボウルの固形物出口に向って移送区域内を渦巻いてい
く。

ボウルの円錐台形部分からキャリヤ液体の層を隔てる手
段乞ボウルの固形物排出端の近くに設けるのが好ましい
。これによって、固形物排出口に向って移送区域からボ
ウルの円錐台形部分を通って固形物が渦巻いていくとき
、固形物はキャリヤ液体によって再汚染されない。

後者の手段は、コンベヤによって支持され且つボウルの
固形物排出端近くに配置された円板を有するが好都合で
、この円板の外径は、前記追加の液体の層の中に入り込
んでおり、またその内径は、キャリヤ液体の層の半径方
向内側表面より半径方向内側に存在するようになってい
るＯ 本発明の実施例を添付の図面に関して、以下に記載する
。

（実施例） 第１図と第２図は、固液分離のための従来形式のデカン
タ型遠心分離機で、ソリッドボウルとスクリーンボウル
の形であって、図中同様の部材には同一の参照数字を付
しである。

第１図の遠心分離機は、基本的には、駆動手段（図示せ
ず）によって水平軸１２のまわりを回転するようになっ
ているソリッドボウル１゜を有する、ボウル１１１は、
半径方向端壁１４と、円筒状側壁部分１６と円錐台形側
壁部分１８を有する。ボウル内に、わずかに異なった速
度で回転するように同軸に取りつげられているのは、ら
せんねじコンベヤ２０で、これによって、ボウルの内周
に沈積した固形物が、円錐台形部分１８の運搬方向下流
に配置された固形物排出口２２へ向って渦巻く。ボウル
の他端にある半径方向壁１４は液体排出、Ｊ−ＩＪフィ
ス２４を有す。

分離すべき液体スラリは、供給管２６とコンベヤ２０の
穴２８によって、ボウルの内部へ導入される。

第２図のボウルは、第１図のものと類似であるが、円錐
台形部分と固形物排出口２２との間の円筒形スクリーン
（網目）部分３０Ｙ有する点で異なる。

これらのデカンタ型遠心分離機では、分離すべきスラリ
か高い半径方向加速すなわちｒＧＪ力乞受け、こうして
液体出口２４へ流れる軽いキャリヤ液体から重い固形物
３２（これは、コンベヤ２０によって固形物排出口２２
へ渦巻いて行（ためのｒＧＪ力によってボウルの周縁へ
移動する。）を分離する。

ソリッドボウル式デカンタ型遠心分離機（第１図）に関
し、技術の現状による洗浄では、洗浄液供給管３４から
洗浄液を出口管３８を介しく洗浄区域３６へ送るが、そ
の欠点については前述した。

スクリーンボウル式デカンタ型遠心分離機（第２図）に
関し、技術の現状による洗浄では、供給管３４かもスク
リーン３０を渦巻いて通る固形物に出口管３８αを介し
て洗浄液を送るが、汚染された洗浄液は外側ケーシング
４０のスクリーン部分４０α内に集まる。

第３図の本発明による実施例では、始動時、遠心分離機
は回転し、空であるが、キャリヤ液体より比重が高くて
、それと混和しない洗浄液４２が洗浄液供給管３４と洗
浄液流入管４４を介して、回転結果のｒＧＪ力のもとで
導入され、過剰の洗浄液が液体出口２４がら流れるまで
（すなわち、回転する収集桶や上澄み取り管などの公知
手段によって除去されるまで）ボウルを満たしていく。

こうして、設計速度やその近くでデカンタ遠心分離機が
回転すると、ボウルの周縁に洗浄区域４６が出来る。次
に、スラリか、スラリ供給管２６や供給口２８を介して
遠心分離機に供給され、分離液が出口管５ｏを介して排
出するにつれて、スラリ区域４８を深さＸまで満たし、
洗浄液の深さはＹまで減る。

（深さＸ、Ｙは洗浄液と分離液の各比重の関数である。

）半径方向分離円板５２が、コンベヤトラニオンに一体
に回転するようにしっかりと取りつけられており、円板
５２の外径は、円筒形ボウル部分１６０内孔の径からＹ
を引いたものより大きく、内径は、円筒形ボウル部分の
孔径から（ｘ＋ｙ）を引いたものより小さい。これは、
ボウルの液体排出端において、洗浄液と分離液の分離を
持続するためである。

高い「Ｇ」力が加わっているスラリ区域４８内の固体粒
子は、ボウル周辺に同って半径方向外方へ移動し、洗浄
液区域４６を通ってボウル壁へ向い、コンベヤ２０によ
って、洗浄区域４６から固形物出口２２（第３図には示
されていない。）へ向って渦巻く。このプロセス中、表
面張力によって固形物に保持されているキャリヤ液体の
一部を密度の高い洗浄液４２が追い出す。追い出された
軽いキャリヤ液体は、スラリ区域４８へ向って半径方向
内側へ移動し、ついには分離液として排出される。この
ため、固形物は、洗浄液４２の中に滞留する時間内に完
全に洗浄され、キャリヤ液体を比較釣台まない形で排出
される。すなわち、固形物のキャリヤ液体汚染度は減少
し、その代わり、洗浄液による許容できる程度の汚染が
生じる。

洗浄液区域のレベ）Ｖの維持は、洗浄液供給管３４へ必
要量の洗浄液を流すことによって行われる。この供給は
、新しい洗浄液かあるいは、ケーシングの洗浄区域から
回収した使用ずみオーバフロー洗浄液から（タンク、ポ
ンプ等の公知手段によって）再循環した洗浄液、あるい
はその両者の組合わせによって行う。

この発明の本実施例の欠点は、固形物が円錐形ボウル部
分１８を通って固形物排出口２２へ渦巻いていくとき、
固形物が再びキャリヤ液体（スラリ）区域４８を少し通
ることであり、従って、キャリヤ液体によって幾分汚染
されることである。しかし、試験の結果、この再汚染の
程度は低く、本方法によって洗浄の改善はかなり得られ
ることがわかった。これは洗浄液が、キャリヤ液体と混
合しないで、分離液内に失われることも無く、そして再
循環、再使用が可能であるという利点の上に得られる。

第４図は、第３図の実施例に生じる固形物再汚染の欠点
を克服する本発明の好適実施例を示す。第２の液体分離
円板５４が、やはりコンベヤ２０にしっかりと固定され
、遠心分離機の固形物排出端近くにはめ込まれている。

円板５４０寸法は、その外径が、ボウル端における洗浄
液とキャリヤ液体の間の界面の直径より大きく、その内
径がキャリヤ液体の回転自由表面の直径より小さいよう
になっている。始動時、洗浄液は、洗浄液入口管４４を
介して、前述の遠心分離機の固形物排出端近くの最終洗
浄区域４６αへ導入され、洗浄区域４６，４６αを作る
。次いで、スラリは、分離円板５２．５４の間のスラリ
分離区域４８へ導入され、液体レベルは、図示のように
、そして前述のようにレヘルＸ、レベルＹに保持される
。分離液の分離と排出は、前述のように行われるが、更
に、固形物は、液体分離日板５４とボウルの間のコンベ
ヤによって、最終洗浄区域４６０Ｌを介して固形物出口
２２へ渦巻いて行く。分離円板５４は、スラリ区域４８
を最終洗浄区域４６αから隔てろことによって、固形物
の両汚染を防止し、固形物と洗浄液の間の接触期間を最
大限に伸ばす。

前述したところのものは、「向流１式ソリッドおよびス
クリーンボウル式のデカンタ型遠心分離機と呼ばれる。

すなわち、この遠心分離機でし１、ボウルの液体排出端
へ向うキャリヤ液体の流れが、ボウルの固形物排出端へ
の固形物の流れと反対の方向にある。これに代わる公知
の同方向流式デカンタ型遠心分離機では、固形物とキャ
リヤ流体が第５図に示すように、分離期間中、同一方向
へ流れる。

この公知の装置では、スラリは、供給管２６と供給口２
８を介して、遠心分離機の液体排出端近くでボウルへ流
れ、キャリヤ液体は、（左から右へ）コンベヤ２０によ
って、固形物の渦巻きと同方向流で同一方向へ固形物排
出端に向って流れる。分離後、分離液は、（右から左へ
）軸方向流路６０を通って戻り、液体出口２４ケ介して
排出される。分離円板６２は分離液乞スラリ区域６４か
ら分離する。

ノリノドボウル式の遠心分離機では、技術の現状では、
第１図に示ず向流設計の欠点がある。

加えて、洗浄液が洗浄区域へ入ったとき、軸方向流路へ
向う分離液の流れノくター／によって制限が生じる。

本発明は、同方向流式の遠心分離（幾にも利用可能で、
公知の洗浄方法の欠点を克服できる。

第６図は、同方向流式デカンタ０心分離機に利用可能な
本発明の実施例を示す。第４図に示すように５分離円板
５２，５４は、デカンタの液体排出口と固形物排出端の
近くにはめ込まれ、洗浄区域４６を画成するために、お
よびスラリ区域４８から最終洗浄区域４６ｃＬ’ａ？隔
てるタメニコンベヤ２０に固定されている。図示の装置
では、封じ込め円板６６がボウルにはめ込まれ、洗浄液
４２と分離液のための隔室乞画成し、洗浄液は洗浄液出
口管６８から排出され、分離液は液体出口２４から排出
される（液体出口は、ここでは第４図のものと逆の役割
りを持っている。） 始動は、第３図、第４図に関し前述したように行われ、
洗浄区域４６，４６αは、洗浄液供給管３４と洗浄液流
入管４４”Ｙ介して洗浄液を導入することによって作ら
れ１次いでスラリの導入が行われる。

前述のように分離が生じて、固形物と洗浄液の間の接触
時間が最大になる。洗浄液は、ケーシング部分（図示せ
ず）から再使用のために回収され、必要に応じて再循環
させられる。分離効率は、固形物のキャリヤ液体汚染を
洗浄液汚染に代えることによって増大する。さらに、キ
ャリヤ液体と固形物の流れは分離のために同方向流であ
るが、洗浄液と固形物の流れは排出直前で固形物洗浄用
流入洗浄液と向流関係になり、固形物の洗浄を強化する
。

本発明の一用途として、油井や天然ガス井戸からの切削
物の洗浄があり、特に油乞基としたドリル流体で穴あけ
したものの洗浄がある。油でぬれた切削物を廃棄するこ
とは油の損失になるし、環境汚染（特に沖合の場合）に
なる。切削物の表面の過に！１１油な除いたり、これを
洗浄液（例えば、海水）に代えることは経済的であり、
環境上健全である。

本発明の前述の実施例によって、ソリッドボウル式デカ
ンタ型遠心分離機にも、スクリーンボウル式デカンタ型
遠心分離機にも次のような基礎的な利点が更に得られる
。

＋Ｉ＋　固形物を汚染するキャリヤ液体の量を減らすこ
とによって分離動産が増大する。

（２）　固形物と長期間接触しても、キャリヤ液体と混
合したりその中に失われたりすること無しに回収され、
再循環される洗浄液をソリッドボウル式デカンタ型遠心
分離機へ使用できる。

（３）前述の＋１１　、　＋２＋におけるように、スク
リーン式洗浄に代えて、あるいはそれに加えて、洗浄液
をスクリーンボウル式デカンタ型遠心分離機に使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、公知のソリッドボウル式デカンタ型遠心分離
機の部分縦方向断面図。 第２図は、公知のスクリーンボウル式デカンタ型遠心分
離機の部分縦方向断面図。 第３図は、本発明を採用したソリッドボウル式デカンタ
型遠心分離機の部分縦方向断面図。 第４図は、本発明によるソリッドボウル式デカンタ型遠
心分離機の第２実施例の部分縦方向断面図０ 第５図は、公知の同方向流式デカンタ型遠心分離機の部
分縦方向断面図。 第６図は、本発明を採用した同方向流式デカンタ型遠心
分離機の部分縦方向断面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）デカンタ型遠心分離機において液体スラリから分
   離された固形物粒子からキャリヤ液体ン除去する方法で
   あって、キャリヤ液体より比重が大きくてキャリヤ液体
   と混合しない第２の液体（４２）　’＆ボウル（１０）
   内に導入し、ボウルの周縁に第２の液体の層を形成し、
   キャリヤ液体の層の半径方向外側に移送区域（４６）　
   ’ａ？形成し。 遠心力作用によりキャリヤ液体から分離された固形物（
   ３２）　Ｙ移送区域（４６）へ移動させ、そこで固形物
   粒子に付着しているキャリヤ液体を比重の大きい第２の
   液体（４２）によって置換し固形物粒子（３２）が移送
   区域（４６）　＊通ってボウルの固形物出口（２２）へ
   向って渦巻いていくようにした方法。 （２）円筒形部分（１６）と円錐台形部分（１８）と暑
   有し、水平軸のまわりを回転するようになっているソリ
   ッドボウルと、ボウルに対して異なった速度で回転する
   ようにボウル内に同軸に配置されたらせん形コンベヤ（
   ２０）と、ボウルの円筒形端にある液体排出口（２４）
   と、ボウルの円錐台形端にある固形物排出口（２２）と
   からなり、ボウルの円錐台形部分（１８）からキャリヤ
   液体の層を隔てる手段（５４）　ｗボウルの固形物排出
   端の近（に配置し、固形物（３２）が移送区域（４６）
   からボウルの円錐台形部分（１８）　’ｆ通って固形物
   排出口（２２）へ向って渦巻いて行くとき、固形物がキ
   ャリヤ液体によって再汚染されないようにしたデカンタ
   型遠心分離機。 １３）前記隔てる手段が、コンベヤ（３０）に支持され
   それと同軸回転し、ボウルの固形物排出口の近くに配置
   された第１環状円板（５４）　Ｙ有し、第１環状円板（
   ５４）の外径が、第２の液体（４２）の層の中に入り込
   むようになっていて、そしてその内径がキャリヤ液体の
   層の半径方向内側表面より半径方向内側に存在するよう
   にした、特許請求の範囲第２項に記載のデカンタ型遠心
   分離接。 （４）　コンベヤ（２０）によってそれと同軸回転する
   ように支持され、ボウルの液体排出端の近くに配置され
   た第２環状円板（５２）　’ｆ有し、第２環状円板（５
   ２）の外径は、第２の液体（４２）の層内に入り込むよ
   うになっていて、またその内径は、キャリヤ液体の層の
   半径方向内側表面より半径方向内側に存在するようにな
   っていて、更に、ボウルからキャリヤ液体乞除去してキ
   ャリヤ液体の層の半径方向内側表面のレベルを画成する
   出口管手段（５０）を設けた、特許請求の範囲第２項ま
   たは第３項に記載のデカンタ型遠心分離機。 （５）ボウルの円筒形部分の固形物排出端の近くにある
   場所から円筒形部分の他端にある液体排出口へ分離キャ
   リヤ液体を導く流路手段（６０’）’に有し、液体スラ
   リか液体排出口端付近のボウルの円筒形部分へ導かれ、
   そこで、固形物と分離キャリヤ液体が分離プロセス中ボ
   ウルの円筒形部分に沿って大体同一方向へ移動するよう
   になっているものにおいて、前記隔てる手段がコンベヤ
   （２０）　＆こよってそれと同軸回転するように支持さ
   れ且つボウルの円筒形部分の固形物排出端近くに配置さ
   れた第１ソリッド環状円板（５４）と、コンベヤ（２０
   ）によってそれと同軸回転するように支持され且つボウ
   ルの円筒形部分の液体排出端近（に配置された第２ソリ
   ッド環状円板（５２）とを有し、第１および第２環状円
   板の外径が第２の液体（４２）の層の中に入り込み、更
   にボウルの液体排出端と第２環状円板（５２）の間の場
   所にボウルの円筒形部分の周縁から半径方向内側に延び
   ている第３環状円板（６６）と、ボウルから第２の液体
   （４２）を除去し、第２および第３環状円板（５６，５
   ２）の間における区域にある第２の液体の半径方向内側
   表面のレベルを画成するようにした出口管手段（６８）
   とを設けた同方向流型である、特許請求の範囲第２項に
   記載のデカンタ型遠心分離機。 （６）　円筒形部分（１６）と円錐台形部分（１８）、
   ’＆有し、水平軸のまわりχ回転するようになっている
   ソリッドボウル（１０）と、ボウルと異った速度で回転
   するようにボウル内に同軸に配置されたらせん形コンベ
   ヤ（２０）と、ボウルの円筒形端にある液体排出口（２
   ４）と、ボウルの円錐台形端にある固形物排出口（２２
   ）と、コンベヤによってそれと同軸回転するように支持
   されボウルの液体排出端の近くに配置された環状円板（
   ５２）とを有し、円板（５２）の外径は、第２の液体の
   層の中に入り込むようになっていて、そしてその内径は
   キャリヤ液体の層の半径方向内側表面より半径方向内側
   にあるようになっていて、さらに、ボウルからキャリヤ
   液体を除去し、キャリヤ液体の層の半径方向内側表面の
   レベルケ画成するようにしたデカンタ型遠心分離板。