JPS61161156A - 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】 （発明の技術分野） 本発明は、固形の物質が混入する液体を固体と液体とに
分離する遠心分離機に関し、特に土砂、礫等の固体を含
む固体混入泥水を泥水と固体とに分離する装置として好
適な遠心分離機に関する。

（従来技術） 液体に粉状や粒状の固体が混入する固体混入液体を、固
体と液体とに分離する装置の一つとして、内面が円錐形
の回転ドラムを用いる遠心分離機がある。

この遠心分離機は、円錐形の内面を有しかつ前記円錐形
の中心軸線が一致し、前記円錐形の底面が対向するよう
に配置された第１と第２の周壁部と円周壁部を前記中心
軸線に沿って貫く支持軸とを含む回転ドラムと、該回転
ドラムを前記中心軸線の周りに回転させる回転機構とを
備える。第１と第２の周壁部の一方は前記支持軸に沿っ
て移動可能に前記支持軸に支承されかつ開閉機構により
他方に対し間欠的に移動される０周壁部の他方は、前記
支持軸に固定されている。

回転ドラムは、第１と第２０周壁部により規定される内
部の分離用空間にｍｉ記固体混入液体が供給されつつ前
記中心軸線の周りに回転され、また円周壁部の一方が他
方に対し間欠的に移動されることにより円周壁部の間に
隙間が間欠的に形成される。

回転ドラムの分離用空間に供給された固体混入液体は、
前記ドラムの回転にともなって固体が前記分離用空間の
径方向外方、すなわち分離用空間の最外周側へ移動し、
前記ドラムの内周面に堆積することにより、固体と液体
とに分離される０分離された固体は、前記ドラムの回転
中に円周壁部の間に前記隙間が形成されたときに、遠心
力により前記隙間から前記ドラムの外方へ飛び出し、第
１と第２の周壁部の突合せ部分の周りに配置された固体
用の排出路へ排出される。また、分離された液体は、回
転ドラムの回転中心側に設けられた排水口から液体用の
配水路へ排出される。

このような遠心分１ＩＩ１機は、固体の排出時に液体が
前記隙間か−ら固体用の排出路へ流出することを防止す
るために、固体の排出時に分離用空間への固体混入液体
の供給を中としなければならず。

従って固体混入液体を連続的に処理することができない
。

また、このような遠心分離機は、前記隙間を閉塞すると
きに、排出されるべき固体が前記隙間に挾み込まれると
、前記隙間が閉塞されず、その結果液体がその隙間から
回転ドラムの外へ飛び出して固体用の排出路へ流出する
。特に、泥水シールド工法のように泥水を使用する掘削
工法の実施によって生じた固体混入泥水を掘削土砂と泥
水とに分離するための装置として前記遠心分離機を用い
ると、前記一体混入泥水中の粘土、砂、櫟等の固体のう
ち粒径の大きな礫が前記隙間に挟み込まれ、その結果泥
水が小さな土砂とともに前記隙間から回転ドラムの外へ
飛び出して固体用の排出路へ流出する。

さらに、この遠心分離機は、前記隙間を形成している蒔
間が液体中の固体の量、堆積した固体の量、堆積した固
体の粘度等により異なるため、円周壁部の一方を他方に
対し移動させるタイミング、すなわち堆積された固体を
排出するタイミングを処理する固体混入液体に応じて変
更しなければならない。

（発明の目的） 本発明は、前記の円周壁部間に固体を排出するための隙
間を形成する必要がなく、固体混入液体を連続的に処理
でき、液体が固体用の排出口から流出せず、固体の排出
のタイミングを変更する必要がない遠心分離機を提供す
ることを目的とする。

（発明の構成） 本発明の遠心分離機は、固体が混入する液体を固体と液
体とに分離する遠心分離機であって、円錐形の内面をそ
れぞれ有しかつ前記円錐形の中心軸線が一致し、前記円
錐形の底面が対向するように配置された第１および第２
の周壁部を備え、一方の周壁部の前記円錐形の頂部側に
分離された液体の排水口が形成され他方の周壁部の前記
円錐形の頂部側に分離された固体の排出口が形成された
回転ドラムと、固体混入液体を前記回転ドラム内へ供給
する手段と、前記回転ドラムを前記円錐形の中心軸線の
周りに回転させる第１の回転機構と、前記回転ドラム内
にあって前記排出口を有する前記周壁側に配置され、前
記回転ドラム内に堆積した固体を前記排出口を有する前
記周壁部の内面に沿って前記排出口へ案内するかき上げ
羽根と、該かさ上げ羽根を前記回転ドラムと異なる速度
で回転させる第２の回転機構とを含む。

（発明の効果） 本発明によれば、回転ドラム内に堆積した固体を、固体
用の排出口を有する周壁部側に配置されたかき上げ羽根
により、固体用の排出口を有する周壁部の内面に沿って
前記排出口へ案内するため、円周壁部間に固体を排出す
るための隙間を形成する必要がなく、従って固体混入液
体を連続的に処理することができ、しかも液体が固体用
の排出口から流出することがない。また、堆積した固体
の排出が連続して行なわれるため、堆積した固体の排出
のタイミングを変更する必要がない。

（実施例） 以下、図面に示す本発明の実施例について説明する。

第１図に符号１０で示す遠心分離機は、回転ドラム１２
と、該回転ドラム内に固体混入液体Ａを供給する液体供
給手段１４と、ドラム１２を回転させるｔｊＳｌの回転
機構１６と、ドラム１２内に堆積した固体Ｂをかき上げ
るかき上げ羽根１８と、該かさ上げ羽根を回転させる第
２の回転機構２０とを含む。

回転ドラム１２は、第２図に示すように、円錐形の内面
２２．２４をそれぞれ有する第１と第２の周壁部２６．
２８と、円周壁部を支持する支持軸３０とを備え、円周
壁部２６．２８によりそれらの内側に分離用空間３２を
規定する。

第１と第２の周壁部２６．２８は、前記円錐形の中心軸
線ＯＰが一致しかつ前記円錐形の底面が対向するように
配置され、複数のねじ３４により相互に結合されている
。第１の周壁部２６は前記円錐形の頂部から底面に向け
て円錐形の中心軸線ＰＯに沿って伸びるポス３６を有し
、該ボスの先端にはフランジ３８が形成されている。

第１の周壁部２６の前記円錐形の頂部側には分離された
液体Ｃ用の複数の排水口４ｏが穿たれ、第２の周壁部２
８の前記円錐形の頂部側には固体Ｂ用の排出口４２が穿
たれている。排水口４２は、第２図に示すように、排出
口４０に対しドラム１２の回転中心側へ距離りだけ変位
している。

第１の周壁部２６には、前記円錐形の内面２２と、ポス
３６の外周面と、フランジ３８とに連なるリブ４４が形
成されている。

支持＠３０は、第２図に示すように、円周壁部２６．２
８を前記円錐形の中心軸線ＯＦに沿って貫く、この支持
軸３０は、一端が基台４６に取り付けられた支持体４８
にベアリング５０を介して回転自在に支承され、他端が
前記基台４６に取り付けられた支持体５２に後述するか
滲上げ羽根１８の軸部７６とベアリング５４とを介して
回転自在に支承され、水平に維持されている。支持軸３
０は、複数のキー５６によりボス３６に固定されている
。

支持軸３０には、支持体４６側の一端からその中心線に
沿って途中まで伸びる盲孔５８と、該盲孔と回転ドラム
１２の分離用空間３２とを連通させる複数の連通孔６０
とが穿たれている。

液体供給手段１４は、第２図に示すように、先端が前記
盲孔５８内に挿入された筒体６２を含み、基台４６に取
り付けられた支持台６４に支持されている。筒体６２と
支持軸３０との間には、両者の間から固体混入液体Ａが
漏洩することを防止するシール部材６６が配置されてい
る。

第１の回転機構１６は、第１図および第２図に示すよう
に、基台４６に＠置されたモータ６８と、このモータの
回転軸に取り付けられたプーリ７０と、支持軸３０に取
り付けられたプーリ７２と、プーリ７０．７２に巻き掛
けられた複数のベルト７４とを含み、モータ６８の回転
をプーリ７０、ベルト７４およびプーリ７２により支持
軸３０へ伝える。これにより、ドラム１２は、支持軸３
０と直交する面内で中心軸線の周りを回転される。

かき上げ羽根１８は、第２図、第３図および第４図に示
すように、分離用空間３２のうちｆｊＳ２の周壁部２８
側に配置され、また支持軸３０の盲孔５８と反対側の端
部が回転自在に貢〈軸部７６と、この軸部から第２の周
壁部２８の内面２４に沿って伸びる２つの羽根部７Ｂと
を含む。

軸部７６は、第２の周壁部２８の排出口４２を貫いてド
ラム１２に内方から外方へ伸び、また支持体５２にベア
リング８０を介して回転自在に支承されている。軸部７
８の分離用空間３２側の端部には、ベアリング８０を固
体混入液体Ａから保護するシール部材８２が設けられて
いる。

羽根部７８は、第３図および第４図に示すように、軸部
７６の分離用空間部３２側の端部に連なりかつ第２の周
壁部２８の内面２４に沿って伸びる対称な２つの支持壁
８４と、該支持壁の第２０周壁部２８側に設けられかつ
その内面２４に沿って伸びる対称な２つの案内部８６と
を含む。

各支持壁８４は、軸部７６の対向する位置から第２の周
壁部２８の内面２４に沿って分離用空間３２の直径方向
外方、すなわち分離用空間３２の最外周部へ伸びる。な
お、図示の例のような２つの支持壁８４を設ける代りに
、第２の周壁部２８の内面２４の円錐形と相似の円錐形
をした１つの壁を設けてもよい。

各案内部８６は、排出口４２から分離用空間３２の最外
周部に向けて螺旋状に伸び、第３図に示すように前記中
心軸線ＯＰ゛と直交する面内においてほぼ１８０度の範
囲に設けられている。各案内部８６の先端は、第２図お
よび第３図に示すように、第１の周壁部２２の最外周部
に接し、この最外周部に堆積した固体Ｂをかき取るカッ
タ８８の機能を有する。

第２の回転機構２０は１図示の例では第２図に示すよう
に、入力軸９０と、出力軸９２と、減速用の歯車が収納
されたケース９４とを備えた減速機構である。入力軸９
０はアーム９６により基台４６に固定され、出力軸９２
はカップリング９８により支持軸３０に連結され、ケー
ス９４は他のカップリング１００によりかき上げ羽根１
８の軸部７６に連結されている。このため、回転機構２
０は、支持軸３０が回転すると、かき上げ羽根１８を支
持軸３０の回転速度よりも速い速度で回転させる。

ドラム１２の排水口４０側と排出口４２側には、第２図
に示すように、それぞれカバー１０２．１０４が配置さ
れている。カバー１０２は、支持体４８に取り付けられ
、ドラム１２から排出される分離された液体Ｃの排水路
１０６を形成する。カバー１０４は、支持体５２に取り
付けられ、ドラム１２から排出される固体Ｂ用の排出路
１０８を形成する。

固体混入液体Ａは、筒体６２から支持軸３０の盲孔５８
および連通孔６０を経て、かき上げ羽根１８例の位置か
ら分離用空間３２へ供給される。

この固体混入液体には、粉状、粒状の固体が混入されて
いる。

遠心分離＠ｉｏの動作時に、ドラム１２は第１の回転機
構により第３図において左周りの方向へ高速回転され、
かき上げ羽根１８は第２の回転機構２０によりドラム１
２よりもやや高速でドラムｌ２と回じ方向へ回転される
。

分離用空間３２へ供給された固体混入液体Ａは、分離用
空間３２内を連通孔６０から排水口４０へ向けて流れ、
その間にドラム１２の回転により固体Ｂと液体Ｃとに分
離される。この際、分離空間３２を規定する円周壁部２
６．２８の内面２２．２４が円錐形であるため、固体混
入液体Ａが分離用空間３２内を流れる距離、すなわち連
通孔６０から排水口４０までの距離が長く、従って固体
混入液体Ａは固体Ｂと液体Ｃとに確実に分離される。

分離した固体Ｂは、遠心力により第１および第２の周壁
部２６．２８の内面２２．２４に沿って分離用空間３２
の最外周側へ移動され、そこに堆積する。

堆積した固体Ｂは、ドラム１２とかき上げ羽根１８の回
転速度が異るため、かき上げ羽根１８のカッタ８８によ
りかき取られ、案内部８６により第２の周壁部２８の内
面２４に沿って回転中心へ向けて螺旋状に移動され、排
出口４２から排出路１０８へ排出される。かきヒげ羽根
１８による固体Ｂの排出速度は、ドラム１２とかき上げ
羽根１８の回転速度の差に依存するが１図示の例のよう
に螺旋の巻き数が１以下であると、前記回転速度の差を
小さくても堆積した固体を迅速に排出することができる
。

分離した液体Ｃは、排水口４０から配水路１０６へ流出
する。

遠心分離機１０によれば、分離された固体を遠心力によ
りドラム１２の内面２２．２４に沿って分離用空間３２
の最外周側へ移動させ、そこに堆積した固体をかき上げ
羽根１８によりかき取って排出口４２へ案内するため、
円周壁部２４．２６間に固体排出用の隙間を形成する必
要がなく、従って固体混入液体Ａｔ一連続的に処理する
ことができ、しかも液体が固体用の排出口４２から流出
することがなく、その上分離した固体Ｂをかき上げ羽根
１８によるかき取り位置へかき寄せる機構が不要である
。また、かき上げ羽根１８の案内部８６が排出口４２か
ら第２の周壁部２８の内面２４に沿ってその最外周の方
向へほぼ２分の１回螺旋状に伸びるため、固体Ｂの排出
速度が速く、従って処理能力を高めることができる。さ
らに、かき上げ羽根１８の羽根部７８が第２の周壁部２
８偏に配置されているため、かき上げ羽根１８が固体と
液体との分離の妨げにならず、羽根部７８を厚くしてか
き上げ羽根１８の機械的強度を強めることができ、従っ
て掘削土砂のような砺を含む固体混入泥水を固体と泥水
とに分離する装置に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遠心分離機の一実施例を示す平面図、
第２図は第１図の■−■線に沿って得た断面図、第３図
は第２の周壁部を除去しかつ第２図の１−１を線に沿っ
て得た断面図、第４図は第３図のＩＶ−ｆｆ線に沿って
得た断面図である。 １０：遠心分離機、　　１２：回転ドラム、１４：液体
供給手段、１６：第１の回転機構、１８：かき上げ羽根
、２０：第２の回転機構、２２　、２４　：内面、　２
６：第１の周壁部、２８：第２の周壁部、３０：支持軸
、 ３２：分離空間、　　　４０：排水口、４２：排出口、
　　　　４６二基台、 ５８：盲孔、　　　　　６０：連通孔、６８：モータ、
７２　、７４　：プーリ、７６：ベルト、　　　　７６
：軸部、 ７８：羽根部、　　　　８４：支持壁、８６二案内部、
　　　　９０：入力軸、９２：出力軸、　　　　９４：
ケース、Ａ：固体混入液体、　　Ｂ：分離した固体、Ｃ
：分離した液体。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第３区 第４図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）固体が混入する液体を固体と液体とに分離する遠
   心分離機であって、円錐形の内面をそれぞれ有しかつ前
   記円錐形の中心軸線が一致し、前記円錐形の底面が対向
   するように配置された第１および第２の周壁部を備え、
   一方の周壁部の前記円錐形の頂部側に分離された液体の
   排水口が形成され他方の周壁部の前記円錐形の頂部側に
   分離された固体の排出口が形成された回転ドラムと、固
   体混入液体を前記回転ドラム内へ供給する手段と、前記
   回転ドラムを前記円錐形の中心軸線の周りに回転させる
   第１の回転機構と、前記回転ドラム内にあって前記排出
   口を有する前記周壁側に配置され、前記回転ドラム内に
   堆積した固体を前記排出口を有する前記周壁部の内面に
   沿って前記排出口へ案内するかき上げ羽根と、該かき上
   げ羽根を前記回転ドラムと異なる速度で回転させる第２
   の回転機構とを含む、遠心分離機。
2. （２）前記かき上げ羽根は、前記排出口から前記周壁部
   の直径方向の外方へほぼ２分の１回螺旋状に伸びる、特
   許請求の範囲第（１）項記載の遠心分離機。
3. （３）前記回転ドラムは、第１と第２の周壁部を前記円
   錐形の中心軸線に沿って貫く支持軸を備え、該支持軸が
   水平とされた状態で回転される、特許請求の範囲第（１
   ）項または第（２）項に記載の遠心分離機。
4. （４）前記回転軸は、その一端からその中心線に沿って
   途中まで伸びる盲孔と、該盲孔と前記回転ドラムの内部
   とを連通させる連通孔とを有し、前記液体供給手段は前
   記固体混入液体を前記盲孔を経て前記回転ドラムへ供給
   する手段である、特許請求の範囲第（３）項に記載の遠
   心分離機。
5. （５）前記かき上げ羽根は、前記回転軸が回転可能に貫
   く軸部と、この軸部から前記回転ドラムの一方の周壁部
   の内面に沿ってその直径方向の外方へ螺旋状に伸びる案
   内部を有する羽根部とを含む、特許請求の範囲第（４）
   項に記載の遠心分離機。
6. （６）前記羽根部は、前記軸部から前記内面と平行に伸
   びる円錐形の支持壁と、これに設けられた前記案内部と
   を含む、特許請求の範囲第（５）項に記載の遠心分離機
   。
7. （７）前記第１の回転機構は、モータと、前記支持軸と
   モータとを連結する手段とを含む、特許請求の範囲第（
   ３）項から第（６）項のいずれか１項に記載の記載の遠
   心分離機。
8. （８）前記第２の回転機構は、入力軸と、出力軸と、歯
   車を収納するケースとを備え、前記入力軸が基台に固定
   され、前記出力軸が前記回転軸に連結され、前記ケース
   が前記かき上げ羽根の軸部に連結されている、特許請求
   の範囲第（７）項に記載の遠心分離機。