JPS6328462A - デカンタ型遠心濃縮機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、比較的固体濃度の高い懸濁液やスラリーを遠
心力により固形物を含有するｆ：５縮液と固形物を分離
した分離液とに分離する水平型のデカンタ型遠心濃縮機
に関する。

（従来の技術） 従来、この種デカンタ型遠心濃縮機としては。

例えば特開昭５９−１３６１５２号公報に開示されたも
のが知られている。

即ち、前記デカンタ型遠心濃縮機は、水平状態で且つ回
転自在に支持された円筒形状のポールと、ポール内に内
装されてポールと同軸的且つわずかの回転速度差で回転
するスクリューコンベヤ等から構成されている。

而して、ボール内の一端側に供給された懸濁液は、ポー
ルの回転力により生ずる遠心力によって固形物を含有す
る濃縮液と固形物を分離した分離液とに夫々分離され、
濃縮液はスクリューコンベヤの搬送作用によりボール内
の他端側に搬送されて濃縮液排出経路からボール外へ排
出されると共に、分離液はポールの他端側から分離液排
出経路を通ってボール外へ排出される。

然し乍ら、前記デカンタ型遠心濃縮機にあっては、）懸
濁液中に砂分等を多く含む場合、スクリューコンベヤは
ポール内壁面にある濃縮液と常に一定の相対速度を持っ
て接触する為、スクリューコンベヤの羽根先端が砂分等
により摩耗され易いという問題があった。そこで、羽根
の摩耗を防止ずへく羽根の先端に耐摩耗性に優れた超硬
合金若（−くはセラミックス等を装着することも行われ
ているが、この場合にも結果的には交替を要することに
なり、これに係わる日数と費用は多大なものになるとい
う問題がある。

又、デカンタ型遠心濃縮機は、ポールとスクリューコン
ベヤとを夫々回転自在に支持し、両者を回転速度差を持
たせて回転駆動する構成とした為、遠心製縮機自体の構
造が極めて複雑化すると共に、コスト高になるうえ、駆
動動力が犬きくな−〕て消費電力が多くなるという問題
もある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の問題点を解消する為に創案されたもの
であり、その目的は摩耗個所の大幅な削減、πｉびに構
造の簡略化等を図れ、然も′ａ縮線法分離液との流量比
を容易に調節できて所望の濃縮液濃度を得られると共に
、省エネルギー型のデカンタ型遠心濃縮機を提供するに
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明のデカンタ型遠心濃縮機は、截頭円錐形状のポー
ルをその側端部に夫々連通状態で固定した第１中空支持
軸及び第２中空支持軸により水平状態で回転自在に支持
し、ボール内の両端部にこれと同軸的に胴体を固設し、
胴体とポールの小口径側端部との間に第１中空支持軸か
らボール内へ懸濁液を供給する第１流路を形成すると共
に、胴体とポールの大口径側端部との間並びに第２中空
支持軸内にボール内の濃縮液及び分離液を別々に排出す
る第２流路及び第３Ａ路を形成し、第２流路の開放近傍
位置に５ｆ！液の排出流量を調節しうる流量調節弁を配
設したことを特徴とするものである。

（作用） 懸濁液を第１中空支持軸及び第１−流路を経てボール内
の小口径側へ供給すると、懸濁液は、ポールの回転によ
り生ずる遠心力によって固形物を含有する濃縮液と固形
物を分離した分離液とに夫々分離される。

そして、′ａ縮線法、ボール内壁面の傾斜によりポール
の大口径側へ移動して集積さ九、第２流路を経てボール
外へ排出される。尚、濃縮液の排出量は、所望の濃縮液
濃度を得られるように流量調節弁によって制御されてい
る。

一方１分離液は、ポールの軸心近くを小口径側から大口
径側へ流れ、第３流路を経てボール外へ排出される。

（実施例） 以下１本発明の実施例髪図面に店づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明に係るデカンタ型遠心′ｆ３縮機の縦断
面図であって、１はボール、２は第１中空支持軸、３は
第２中空支持軸、４は胴体、５はバッフル、６は流量調
節弁である。

前記ボール１は、截頭円錐形状を呈し、水平状態で且つ
回転自在に支持されている。即ち、ボール１は、テーバ
状の外筒部７と、外筒部７の小口径側を閉塞する小口径
端板８と、外筒部７の大口径側を閉塞する大口径端板９
等から構成されており、小口径端板８の中心部に第１中
空支持軸２を。

大口径端板９の中心部に第２中空支持軸３を夫々連通状
態で固定し、第１中空支持軸２及び第２中空支持軸３を
夫々軸受１０．１１により水平に支持することにより、
水平状態で且つ回転自在に支持される。又、第１中空支
持軸２の先端にはプーリ１２が嵌着され、ベルトを介し
て駆動用動力源に連動連結されている。

尚、軸心に対するポール内壁面の傾斜角度は、濃縮液が
該濃縮液とボール内壁面との間に生ずる摩擦力に打ち勝
ってボール１の小口径側から大口径側へ移動できるよう
に設定されている。

即ち、傾斜した内壁面を有するボール１を使用した場合
、濃縮液の大口径側端板への移送に寄与する力は、遠心
効果Ｚ　（Ｚ＝４００−１５００　Ｇ　）を考慮すると
１次式の通りと成る。

Ｆ＝ｍＺ　（ｓ　ｉ　ｎθ−μｃｏｓθ）ここにｍは濃
縮液の質量、２は遠心効果、μは濃縮液とボール内壁面
との摩擦係数、０はボール内壁面の傾斜角である。前記
式中（ｓｉｎθ−μｃｏｓθ）が微小であり、正の値を
取れば、遠心場では２の値が大きく、移送に寄与するカ
は大きくなる６又、ポール１内での濃縮液の流れは連続
流であり、濃縮液には小口径端板８側がら大口径端板９
側への流れが生ずる。従って、濃縮液について所定の移
送が可能なボール内壁面の傾斜角を求めると、８度程度
であり、性状の変化を考慮しても１０度以下で充分であ
る。

前記胴体４は、円筒形状を呈し、ボール１内にこれと同
軸的に内装されてボール１の両端部に固定されている。

即ち、胴体４は、内筒部１３と。

これの両端を夫々閉塞する端板１４と、内筒部１３の外
周面に並設された複数枚のバッフル５等から構成さ九で
おり、その各端板１４が小口径端板８と大口径端板９に
夫々固設されている。従って。

ボール１．第１中空支持軸２、第２中空支持軸３及び胴
体４は一本の剛体と成り、回転に伴う捻じれ、撓み等に
充分安全な機械的強度を有することになる。

前記バッフル５は、笠状を呈し、内筒部１３の外周面で
且つ軸心方向に適宜のピッチで並設されており、該バッ
フル５は内筒部１３外周面近くに複数の開孔１５を備え
ている。又、バッフル５の直径は、ボール内壁面との間
に濃縮液がボール１の大口径端板９側へ流れるような間
隙が形成されるように設定されている。このバッフル５
は、）懸濁液や濃縮液、分離液がボール１の小口径端板
８側から大口径端板９側へ短絡流を生じたり、或は攪拌
されたりするのを防止するものである。

前記ボール１の小口径端板８と胴体４との間には第１中
空支持軸２内の懸濁液をボール１内へ導く第１流路１６
が形成されており９本実施例に於いては、第１流路１６
は、第２図に示す如く、放射状に複数本形成されている
。この第１流路１６により第１中空支持軸２内の懸濁液
は加速されてボール１内へ均−且つスムースに供給され
るので。

ボール１内の液の攪拌は最小限に止められる。

前記ボール１の大口径端板９と胴体４との間並びに第２
中空支持軸３内にはボール１内の濃縮液を排出する第２
流路１７と分離液を排出する第３流路１８とが夫々別個
に形成されており１本実施例に於いては、ボール１の大
口径端板９と胴体４との間には第２流路１７及び第３流
路１８が複数本形成されている。

即ち、第２流路１７は、第２中空支持軸３の内径よりも
小径の濃縮液排出管１９を第２中空支持軸３内に挿入し
てその一端を胴体４の端板１４に固設すると共に、その
他端を回転自在に支持し。

胴体４とボール１の大口径端板９との間に第２通路２０
を放射状に複数本形成し、濃縮液排出管１９と第２通路
２０とを導管２１で連通ずることにより、形成される。

この第２通路２０の開口はポ−ル内壁面の近傍に位置し
ている３ 又、第３流路１８は、胴体４とボール１の大口径端板９
との間に第３通路２２を放射状に複数本形成し、該第３
通路２２を第２中空支持＠３と濃縮″４．排出管１９と
の間の管状空間２３に連通ずることにより、形成される
。この第３通路２２の開口は第２通路２０の開口よりも
ボール１の軸心側に位置している。。

前記流量調節弁６は、第２流路１７の開放近傍位置に配
設され、濃縮液の排出流量を調節して濃縮液と分離液と
の流量比を調節するものである。

即ち、流量調節弁６は、操作＠２４を濃縮液排出管１９
の軸心方向にスライド自在且つ回転自在に軸受２５によ
り支持し、この操作軸２４の先端部に濃縮液排出管１つ
の開口部に対向する先窄まり状の弁体２６を軸受２７を
介して回転自在に取り付け、操作軸２４の基端側に該操
作＠２４をスライドさせる駆動機構を設けて構成されて
いる。

この駆動機構は、正逆転モータ２８と、モータ２８の軸
に固着したピニオン２９と、操作軸２４に形成されてピ
ニオン２９に゛噛合するラック、３０等から構成されて
いる。従って、モータ２８をＪ１有ψ回転させると、操
作＠２１１がスライド移動し、て弁体２６が前進若しく
は後退し、濃縮液排出管１１〕から排出される濃縮液の
量を調節することができる。このとき、弁体２６は操作
軸２４に回転自在に取付けられている為、回転するａ脳
液排出管１９から排出される旋回流たるａ脳液が弁体２
６に衝突したとき、弁体２６か濃縮液の旋回方向に共回
りして弁体２６と濃縮液との接触面に於ける相対速度差
が小さくなり、弁体２６表面のａ脳液衝突による摩耗の
発生が極力防１１ニされることになる。

そして、前記流量調節弁６は、第５国に示す如＜、ｆＡ
度検出ボックス３１−内に貯流された濃縮液の濃度を粘
性或は光の透過、散乱量を測定する測定器３２により検
出し、制御装置３：３により自動制御されるように構成
されている。

尚、第１図において、３４はケーシング、３５は出口ケ
ーシング、３６は濃縮液上巳、３゛７１よ分離液出口で
ある。

次に、前記デカンタ型遠心濃縮機の作用について説明す
る。

第１中空支持軸２内を通った懸濁液は一第１流路１６を
経てボール１内の小口径側へ供給される７このとき、懸
濁液は、第１流路１６により加速されてボール１内へ均
−且つスムースに供給される。

従って、ボール１内の液の攪拌は最小限に止められる。

ボール１内へ供給された懸濁液は、ボール１の回転によ
り生ずる遠心力によって固形物を含有した′ａ縮線法固
形物を分離した分離液とに分離さ才りる４ そして、ボール内壁面側に位置する′ｆ５縮液線法ポー
ル内壁面の傾斜により内壁面に沿ってボール１の大口径
側に移動し、集積される８尚、ボール１の小口径側から
大口径側に進むにつれて遠心力が大きくなるので濃縮が
効果的となる。又、バッフル５により懸濁液や濃縮液１
分離液がボール１の小口径側から大口径側へ短絡流を主
したり、或は攪拌されたりするのが防止されろ。

ボール１内の大口径側に集積された濃縮液は、第２流路
１７つまり第２通路２０及び濃縮液排出管１９を経て排
出される。このとき、濃縮液排出管１９は回転している
ので、濃縮液は旋回流となって排出さ九る。又１ｊｌ縮
液は、排出位置がボール１の軸心に近いので、濃縮液の
持つ運動エネルギーは小さくなる。従って、消費電力も
少なくて済む。

濃縮液排出管】、９から排出されるａ脳液は、自動制御
されている流量調節弁６により濃度が所定の値になるよ
うにその排出斌か制御されている。

又、流量調節弁６の弁体２６は、′ｅＡ縮液線法回方向
に追従回転せしめられる為、弁体２６と放：回流との接
触部分に於ける相対速度が極めて小さくなり、旋回流及
びこれに含まれる固形物による弁体２６の摩耗は極力防
止される。

一方、固形物を分離された分離液は、ボール１の軸心近
くを小口径側から大口径側へ流れ、第３流路１８つまり
第３通路２２及び環状空間２３を経て排出される。尚、
分離液中に残存した固形物は、バッフル５に沿ってボー
ル内壁面側へ移動する。これにより、短絡流や攪拌が防
止される。又。

分離液は、排出位置が軸心にちがいので、分離液の持つ
運動エネルギーは小さくなる。従って、消費電力も小さ
くて済む。

尚、上記実施例に於いては、胴体４のバッフル５を笠状
としたが、他の実施例に於いては、バッフル５を平板状
としても良い。即ち、第７図及び第８図に示す如く、内
筒部１３の外周面に、ボール１と６糊液１分離液との間
に生ずるせん断力に起因する円周方向の掃流による攪拌
を防止する為に、軸心方向に沿う複数枚の平板状のパン
フルＳが固定されて居り、バッフル５の先端はボール１
の内壁面と当接状態になっている。従って、ボール１内
に複数の流路が形成されることになる。而して、ボール
内壁面近くの濃縮液にはボール内壁面の摩擦力が大きく
働き、ボール１の軸心近くの分離液には小さな摩擦力し
か作用しない。その為に円周方向にぜん断力が生じ、沈
降した濃縮液が攪拌を受けるが、バッフル５によりボー
ル１内を区切っているので、せん断力による掃流を小さ
くすることができ、攪拌を防止することができる。

（発明の効果） 本発明は、上記の構成であるから、以下の利点を有する
。

（１）本発明のデカンタ型遠心濃縮機は、ボールを截頭
円錐形状とし、ボール内壁面の傾斜を利用して濃縮液を
移送する構成とした為、従来のデカンタ型遠心濃縮機の
ようにスクリューコンベヤを設ける必要もなく、従来の
ものに比較して摩耗個所の大幅な削減を図れると共ｔこ
、構造の簡略化を図れる。その結果、メンテナンスに要
する時間と費用の大幅な削減は図れる上、寿命を向上さ
せることができる。

（２）本発明のデカンタ型遠心濃縮機は、ボールのみを
回転駆動する構成とした為、従来の遠心濃縮機のように
ボールとスクリューコンベヤとを夫々別個に回転駆動さ
せるものに比較して駆動動力が小さくて済み、省エネル
ギー型となる。

（３）本発明のデカンタ型遠心濃縮機は、濃縮液及び分
離液の排出位置をボールの軸心位置に近くしたので、各
液の持つ運動エネルギーは小さくなる。従って、消費動
力も少なくて済む。

（４）本発明のデカンタ型遠心濃縮機は、濃縮液が排出
される第２流路の開放近傍位置に濃縮液の排出流量を調
節しうる流量調節弁を配設した為、濃縮液と分離液との
流量比を調節して所望の濃縮液濃度を得ることができる
。

（５）市記流量調節弁は、１１１縮液の旋回方向に回転
自在な弁体を備えている為、弁体は濃縮液の衝突により
その旋回方向に追従回転せしめられ、濃縮液と弁体との
接触部分に於ける相対速度差が小さくなり、弁体表面の
濃縮液による摩耗が極力防止される。

（６）前記ボール内１こ内装した胴体は、パンフルを備
えている為、＠濁液や′ａ縮線法分離液がボールの小口
径側から大口径側へ短絡流を生したり、或は攪拌された
りするのが防止される。その結果、懸濁液を′Ｉ３縮液
線法離液とに良好且つ確実に分離することができる、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係るデカンタ型遠心濃縮
機の縦断面図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３
図は第１図の■−■線断面図、第４図は第１図のＩＶ−
Ｒ／線断面図、第５図は、＊量調節弁の概略断面図、第
６図はバッフルの部分拡大断面図、第７図は本発明の第
２実施例に係るデカンタ型遠心濃縮機の一部省略縦断面
図、第８図は第７図の■−〜■線断面図である。 １はボール、２は第１中空支持軸、３は第２中空支持軸
、４は胴体、５はパンフル、６は流量調節弁、１６は第
１流路、１７は第２流路、１８は第３流路、２６は弁体
。 特許出願人　株式会社　タ　り　マ 第５図 一雫−’−−−ｍ 第７仁・］ 第６図 ］ 第８図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）截頭円錐形状のボールをその両端部に夫々連通状
   態で固定した第１中空支持軸及び第２中空支持軸により
   水平状態で回転自在に支持し、ボール内の両端部にこれ
   と同軸的に胴体を固設し、胴体とボールの小口径側端部
   との間に第１中空支持軸からボール内へ懸濁液を供給す
   る第１流路を形成すると共に、胴体とボールの大口径側
   端部との間並びに第２中空支持軸内にボール内の濃縮液
   及び分離液を別々に排出する第２流路及び第３流路を形
   成し、第２流路の開放近傍位置に濃縮液の排出流量を調
   節しうる流量調節弁を配設したことを特徴とするデカン
   タ型遠心濃縮機。
2. （２）前記胴体は、その外周面で且つ軸心方向に並設さ
   れた複数枚の笠状のバッフルを備えていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のデカンタ型遠心濃縮
   機。
3. （３）前記胴体は、その外周面に軸心方向に沿う複数枚
   の平板状のバッフルを備えていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のデカンタ型遠心濃縮機。
4. （４）前記胴体とボールの小口径側端部との間に第１流
   路を複数形成すると共に、胴体とボールの大口径側端部
   との間に第２流路及び第３流路を複数形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項に記
   載のデカンタ型遠心濃縮機。
5. （５）前記流量調節弁は、濃縮液の流れ方向に沿って進
   退移動すると共に、濃縮液の旋回方向に回転自在な弁体
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   第２項、第３項又は第４項に記載のデカンタ型遠心濃縮
   機。
6. （６）前記流量調節弁は、濃縮液濃度を検出することに
   よって自動制御されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項、第４項、又は第５項に記載の
   デカンタ型遠心濃縮機。