JPS632218B2

JPS632218B2 -

Info

Publication number: JPS632218B2
Application number: JP59018208A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Oomori
Original assignee: Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Current assignee: Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Priority date: 1984-02-06
Filing date: 1984-02-06
Publication date: 1988-01-18
Also published as: JPS60166054A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野：本発明は向流型分離板式遠心分離機に関する。

従来技術：公知の各種遠心分離機の中には分離板式竪型遠
心分離機とデカンタ式横型遠心分離機とがあり、
前者は第１図縦断面図に示すように、積層陣笠状
分離板０５を内蔵するもので、高回転数で回転さ
れ、分離効率が大きいことで知られている。しか
しその処理能力を大きくするために分離板の積層
数を増加し、長胴化すると、分離板間の均等な原
液配分が困難となるので、長胴型遠心機への陣笠
状分離板の適用は好ましくない。またこの型式の
遠心分離機には固形分を濃縮して排出する機能が
ないのでその用途も限定される。

一方、デカンタ式横型遠心分離機においては、
回転円胴中に適宜の差速をもつてスクリユウコン
ベヤを同軸的に回動することにより連続排出を行
なうことができるので、下水汚泥の固形分の濃縮
や脱水のように、大量の高濃度スラリーの固形分
の荒取りには好適であるが、分離精度が低いの
で、燃料油の清浄のように固形分の濃度が小さい
微粒子の分離には不向きである。

なお、特開昭54−53359号のような並行流デカ
ンタ型遠心分離機も知られているが、この種のデ
カンタ型分離機では、分離区域で分離した固形物
と液体は並行流を形成しながら回転筒内を同方向
に移動する関係上、固形物を分離された液体を取
出すために内部構造が複雑になるという問題があ
る。

発明の目的：本発明はこのような事情に鑑みて提案されたも
ので、デイーゼルエンジンの燃料油や潤滑油のよ
うに比較的少量の微粒子を含有する原液から固形
微粒子を分離するとゝもに脱液するに適する大容
量で高性能の向流型分離板式遠心分離機を提供す
ることを目的とする。

発明の構成：そのために本発明は、シリンダと該シリンダに
内挿されたスクリユウコンベヤとを速度差をもつ
てそれぞれ回転し、上記スクリユウコンベヤの軸
心部の原液供給口より上記シリンダ内に供給され
る原液を遠心力にて固形物と清澄液に分離し、固
形物は上記スクリユウコンベヤの推力により上記
シリンダの一端から排出するとゝもに清澄液は上
記シリンダの他端より溢流するようにした遠心分
離機において、上記スクリユウコンベヤの中空軸
に設けられ上記シリンダの円筒部と円錐部の継目
部に略対向する位置に開口する原液供給口と、ス
クリユウコンベヤの軸の外周にそれぞれ半径方向
に対して傾斜角θを有するとともに、上記シリン
ダ内に形成された液層の自由表面から後記らせん
までの半径方向高さＨに対し相互間隙ｙがｙ≦
Hsinθを満たすように挟められて突設され原液供
給口から清澄液出口に向かつて延びる多数の縦通
分離板と、上記縦通分離板の外端縁を囲繞巻回す
るらせん面スクリユウとを具えたことを特徴とす
る。

本発明の一実施例を図面について説明すると、
第２図はその縦断面図、第３図は第２図の―
に沿つた横断面図、第４図は第２図の分離板を示
す拡大図、第５図Ａ，Ｂ，Ｃは第２図の分離区域
のモデル図を示す縦断面図、部分斜視図および部
分横断面図、第６図は第４図の分離板の変形例を
示す図である。

上図において、１は両端がそれぞれ軸受により
軸支され軸線の周りに高速回転し固形分出口方向
で胴内径が徐々に小さくなるシリンダ、２は両端
がそれぞれシリンダ１の両端に同軸的に内挿枢支
されシリンダ１より若干小なる回転数をもつて同
一方向に回転するスクリユウ軸、３はスクリユウ
軸２の右端中心孔中に延びる給液管４を経て外部
より供給される原液をシリンダ１内に供給するた
めにスクリユウ軸２に半径方向に穿設された複数
の供給口、５はスクリユウ軸２の外周に微少間隔
を存して等間隔で半径方向に対しθの傾斜角で突
設され供給口３付近から軸方向に右方へ延びる多
数の縦長の平面よりなる縦通分離板、７は縦通分
離板５の外端縁を囲繞巻回したのちスクリユウ軸
２の外周を巻回して左方へ延びるらせん面、１０
―１，１０―２はらせん面７により形成されたら
せん流路、１２はシリンダ１およびスクリユウ軸
２をそれぞれ所定の回転数で回転するためのギヤ
ボツクス、１３はケーシングである。

発明の作用：このような装置において、給液管４を経て供給
される原液はスクリユウ軸２に開口する複数の供
給口３から、矢印に示すように、半径方向に流入
し、固形粒子の移動流れを撹乱することなくシリ
ンダ１の分配区域中に入り、シリンダ１の内周に
沿つて厚さＤ、自由表面Ｆの中空円筒状液層１４
となり、縦通分離板５の間を右方へ流れたのち清
澄液出口６より排出され、比重差により分離され
た固形物はらせん流路１０―１内の液層１４の外
側にスラツジ層を形成してらせん面７による推力
を受けてシリンダ１の内面をコーン部らせん流路
１０―２に搬送され、脱液されたのち固形物出口
８より排出される。

その際、原液は第２図に示すように、縦通分離
板５の手前の分配区域において旋回流を起こしな
がら、各縦通分離板間に均等に分配され、分離板
間を流れる原液中の微粒子は、第５図矢印に示す
ように、遠心力により沈降し、流路の外周側の隣
接分離板上に沈着し、分離板に沿つて滑落し、ら
せん流路１０―１のシリンダ内周面に堆積する。

その際、分離板表面の流速は零であるので、分
離板上に沈着した微粒子はその時点で軸方向の速
度成分は零となり、微粒子は完全に軽液から分離
されることになる。

因みに分離板がなければ、微粒子が原液より分
離されるためには、分離区域の全高Ｄを沈降しな
ければならないが、本装置では、同図に示すよう
に、半径方向に沈降距離ｈだけ沈降すれば、すぐ
分離板５に当たるので、沈降は迅速に行なわれ
る。そのために分離板は例えば0.5〜20.0mmとい
うように狭いすきまで多数並設されている。

また、因みに公知の分離板式竪型遠心分離機の
分離板では、第１図の部分拡大図に示すように、
点ａにある微粒子は実線矢印で示す外向半径方向
の遠心力および陣笠状分離板に沿う流速の合成と
して破線方向に移動して、点a′で陣笠状分離板上
に沈着し、こゝでは層流であるから、Ｘ方向の速
度は零となり、微粒子は遠心力の作用で破線矢印
に示す方向に移動する。

これが分離板式竪型遠心分離機の分離効率を高
める所以であるが、一方、微粒子の滑落方向は流
速と正反対方向になるので、これにより微粒子の
自由な滑落は阻げられ、沈着粒子層が厚く形成さ
れる場合は、一旦分離板に沈着した微粒子の剥離
が生じ、微粒子が再度流体と混合して流体の流速
方向に流れてしまう現象も発生する。

しかしながら、本装置では、分離板上に沈着し
た微粒子の滑落方向は、半径方向つまり、第５図
に示すように、軸方向の液流速に対して直交する
方向であるから、微粒子の滑落は阻げられること
なく行なわれ、常に分離区域内を外周方向へ移動
してゆき、この微粒子の挙動は分離板間隔に対し
て沈降粒子層が厚く形成される場合に非常に有利
である。

こゝで、本発明に係る縦通分離板の理論的解析
を行なうと、下記のようになる。

一般に遠心分離機による微粒子を含有するスラ
リー処理量Ｑは(1)式で表わされる。こゝでＳは相
当遠心沈降面積である。

Ｑ＝Vg・Ｓ …………(1) 縦通分離板を具えない単なる円筒状遠心分離機
における相当遠心沈降面積Ｓは(2)式で表わされ
る。

ここでr₀は液層の外径、r₁は液層の内径、ωは
角速度、Ｌは液の軸方向長さである。

Ｓ＝πω²／ｇＬ（r²／₀−r²／₁）／lu（r₀／r₁）…(
2) これに対し、本発明に係る縦通分離板を具えた
円筒状遠心分離機における相当遠心沈降面積Sa
は(3)式で表わされる。

従つて、例えば、r₀＝125mm、r₁＝95mm、ｙ＝
１mm、θ＝30゜とすると、Sa／Ｓの比は、(4)式で
示すようになる。

上記例で示したように、本発明によれば、縦通
分離板の採用により、公知のデカンタ型遠心分離
機の10倍以上の微粒子分離能力を発揮することが
できる。

なお、分離板としては、第４図に示した長方形
平板のほか、第６図に示すように、折曲板、湾曲
板、台形板およびこれらの組合せ等の種々の形状
のものが採用される。

分離板のすきまｙの下限は、固形物による目詰
りを防止する関係上、約0.5mmである。

また分離板の自由表面から最外径（らせんスク
リユウとの境界）迄の浸漬深さ：Ｈ、分離板と半
径方向とのなす角度θの間には、半径方向に沈降
する微粒子が必ず分離板に当たるようにするため
に、ｙHsinθ の関係が成立するようにする。

実際にはθは10゜〜60゜、ｙは１／20×Hsinθ〜１／
２ Hsinθが好適である。

発明の効果：このような装置によれば下記の効果が奏せられ
る。

(1) 軸方向に延びる縦長の縦通分離板の採用によ
りシリンダの胴径がそれほど大きくならないの
で、遠心力に起因する強度上の制約を受けない
から、高速回転が可能となり、比較的小径であ
るにもかゝわらず処理能力を大きくし、同時に
分離精度も高めることができる。

(2) 固形分濃度の少ない原液例えば燃料油、潤滑
油等を高い分離精度のもとで大量に清浄するこ
とができる。

(3) 分離板上における固形粒子の滑落方向と液の
流れ方向とが互いに干渉しないので、分離効率
が大きい。

(4) 各縦通分離板への原液分配が分離板の手前で
行なわれるので、各分離板に均等に負荷でき
る。

(5) 固形物の連続排出ができるので、原液の大量
連続処理に好適である。

(6) 三相分離（水、油、固形物）にも利用可能
で、この場合軽液と重液の境界面の位置は縦通
分離板高さの任意の位置であつても支障がな
い。

(7) 排出固形物は脱液され減容化されているの
で、取扱が容易である。

要するに本発明によれば、シリンダと該シリン
ダに内挿されたスクリユウコンベヤとを速度差を
もつてそれぞれ回転し、上記スクリユウコンベヤ
の軸心部の原液供給口より上記シリンダ内に供給
される原液を遠心力にて固形物と清澄液に分離
し、固形物は上記スクリユウコンベヤの推力によ
り上記シリンダの一端から排出するとゝもに清澄
液は上記シリンダの他端より溢流するようにした
遠心分離機において、上記スクリユウコンベヤの
中空軸に設けられ上記シリンダの円筒部と円錐部
の継目部に略対向する位置に開口する原液供給口
と、スクリユウコンベヤの軸の外周にそれぞれ半
径方向に対して傾斜角θを有するとともに、上記
シリンダ内に形成された液層の自由表面から後記
らせんまでの半径方向高さＨに対し相互間隙ｙが
ｙ≦Hsinθを満たすように挾められて突設され原
液供給口から清澄液出口に向かつて延びる多数の
縦通分離板と、上記縦通分離板の外端縁を囲繞巻
回するらせん面スクリユウとを具えたことによ
り、高性能の向流型分離板式遠心分離機を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の分離板式竪型遠心分離機の分離
板の作用を示す部分縦断面図、第２図は本発明の
一実施例を示す縦断面図、第３図は第２図の―
に沿つた横断面図、第４図は第２図の縦通分離
板を示す部分拡大図、第５図Ａ，Ｂ，Ｃは第２図
の分離区域のモデル図を示す縦断面図、部分斜視
図および部分横断面図、第６図は第４図の分離板
の変形例を示す図である。１…シリンダ、２…スクリユウ軸、３…供給
口、４…給液管、５，５′…縦通分離板、７…ら
せん面、１０―１，１０―２…らせん流路、１２
…ギヤボツクス、１３…ケーシング、１４…液
層、Ｆ…自由表面、Ｈ…縦通分離板の浸漬深さ、
ｈ…沈降距離、Ｄ…液層の厚さ、ｙ…縦通分離板
のすきま、θ…縦通分離板の傾斜角、Ｓ…相当遠
心沈降面積、r₁…液層の内径、r₀…液層の外径、
ω…角速度。

Claims

【特許請求の範囲】

１シリンダと該シリンダに内挿されたスクリユ
ウコンベヤとを速度差をもつてそれぞれ回転し、
上記スクリユウコンベヤの軸心部の原液供給口よ
り上記シリンダ内に供給される原液を遠心力にて
固形物と清澄液に分離し、固形物は上記スクリユ
ウコンベヤの推力により上記シリンダの一端から
排出するとともに清澄液は上記シリンダの他端よ
り溢流するようにした遠心分離機において、(イ)上
記スクリユウコンベヤの中空軸に設けられ上記シ
リンダの円筒部と円錐部の継目部に略対向する位
置に開口する原液供給口と、(ロ)上記スクリユウコ
ンベヤの軸の外周にそれぞれ半径方向に対して傾
斜角θを有するとともに、上記シリンダ内に形成
された液層の自由表面から後記らせんまでの半径
方向高さＨに対し相互間〓ｙがｙ≦Hsinθを満た
すように挾められて突設され原液供給口から清澄
液出口に向つて延びる多数の縦通分離板と、(ハ)上
記縦通分離板の外端縁を囲繞巻回するらせん面ス
クリユウとを具えたことを特徴とする向流型分離
板式遠心分離機。