(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離処理すべき固形物を含有した汚水が連続して供給される、上部ハウジング９と下部ハウジング１７とを接合して形成されたハウジング内に、該ハウジングの側面から周方向に汚水を供給する汚水供給管８と、該ハウジングの側面内壁に沿って区画壁１４を設けることにより汚水が前記ハウジングの側面内壁に沿って流れ下りるようにした流路とを具えた、重力を利用して前記固形物の沈殿を行わせる沈殿分離手段と、側面に複数個の通水孔１０５、１０５Ａ、１０５Ｂが開けられ、下端に水平縁部１０６が設けられた複数枚の円錐状筒本体１０３、１０３Ａ、１０３Ｂを、その中心部を回転軸６に固着し、隣接する円錐状筒本体１０３、１０３Ａ、１０３Ｂでは前記通水孔１０５、１０５Ａ、１０５Ｂが重ならないよう所定間隔で積層して成る円錐状筒部１０と、上部中央の開口部５０に臨んだ上部水平縁部５１を有し、下端に下部水平縁部５３を有する上縁下縁付末広がり円筒体１１１、１１１Ａ、１１１Ｂを、前記上部水平縁部５１が前記円錐状筒本体１０３、１０３Ａ、１０３Ｂの水平縁部１０６に水平間隔を隔てて対向するよう各円錐状筒本体１０３、１０３Ａ、１０３Ｂに対応させて配設して積層すると共に、積層した上縁下縁付末広がり円筒体１１１、１１１Ａ、１１１Ｂの下方に開口部５５を有する下縁付末広がり円筒体１１２を配設して成る末広がり円筒体１１と、を具えたモーター駆動による遠心力を利用して前記固形物を分離する遠心分離手段と、前記ハウジングからガイド筒７で上方へ導かれた後、排水管３で導かれて来た、前記遠心分離手段により含有固形物から分離された上澄み液を排出する排水部２と、
を具えて構成された分離部Ａと、
前記分離部Ａで分離された固形物を含む汚泥状物１８が下端近くに供給され、傾斜角度を付けて設置され、搬送速度が制御可能とされた搬送機２１と、該搬送機２１の途中であって前記排水部２とほぼ同じ高さに設置され、搬送過程での沈殿分離で生ずる上澄み液を排出する排水部２３と、前記搬送機２１の上端近くに設置され、上澄み液排出後の固塊物を排出する排出管２８と、
を具えて構成されたた搬送部Ｂと、
から成ることを特徴とする遠心沈殿分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重力による通常の沈殿分離と、遠心力を利用した分離を併用して、汚水中の含有固形物の分離を行うようにした遠心沈殿分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚水の浄化処理を行う場合、汚水に含まれている固形物を沈殿分離する工程が、必ずどこかに含められている。
全工程の前の方に置かれる場合、沈殿分離工程はいわば前処理であり、汚水の含有固形物を出来るだけ沈殿分離し、その後の浄化処理の負荷を小にしようとするものである。
全工程の後の方に置かれる場合、沈殿分離工程はいわば仕上処理であり、そこまでの工程でもなお残っている含有固形物を沈殿分離させるものである。
【０００３】
従来の沈殿分離は、沈殿槽に収容された汚水中の含有固形物が、重力により自然に下降して行く現象を利用して行っている。比重が大の物は沈殿するのにあまり時間がかからないが、比重が小の物は沈殿するのに時間がかかる。そのため、少しでも沈殿分離を速くしようとする場合には、幾つかの方法が講じられている。
例えば、第１の方法は、汚水に凝固剤を加える方法である。凝固剤を加えれば含有固形物は凝集して大きな塊となるので、沈殿分離は促進される。
第２の方法は、沈殿槽内に傾斜板層を設ける方法である。これにより沈殿効率が高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３６２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
（問題点）
前記した従来の技術には、次のような問題点があった。
１．沈殿分離するまでの時間が長い。
２．大量の汚水を処理する場合、大きな沈殿槽を必要とし、設備費や維持費が大となってしまう。
【０００６】
（問題点の説明）
前記した問題点につき個別に説明すると、次の通りである。
１．沈殿は、汚水中の含有固形物が重力の作用により自然に下降して来るのを待っているだけ（言わば受け身の消極的姿勢でいるだけ）なので、比重の軽い物質であった場合、底まで沈殿してくれるまでには長い時間がかかっていた。前記したような沈殿を促進する方法を採用した場合でも、本質的な原理では同じであるので、時間が画期的に短くなるというようなことはなかった。
【０００７】
２．少なくとも沈殿分離をさせている時間だけは、汚水を沈殿槽に収容し滞留させておく必要がある。従って、大量の汚水を処理する場合には、大きな沈殿槽を設けなければならず、設備費が大となる。
また、沈殿槽には関連施設が必要である。即ち、槽の底部に沈殿した沈殿物は、水分を多量に含んだ汚泥状のものとなっているが、これは定期的に回収廃棄してやる必要がある。汚泥状物を回収して濃縮・脱水するための設備も、沈殿槽に見合った大型のものが必要となり、設備費がかさむ。設備が大型となれば、当然のことながらそれらの維持費も大となる。
本発明は、以上のような問題点を解決することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の遠心沈殿分離装置は、分離部Ａと搬送部Ｂとにより構成されており、前記分離部Ａは、処理すべき固形物を含有した汚水が連続して供給される、上部ハウジング９と下部ハウジング１７とを接合して形成されたハウジング内に、該ハウジングの側面から周方向に汚水を供給する汚水供給管８を備えている。
【０００９】
また、本発明の遠心沈殿分離装置を構成する分離部Ａは、前記ハウジングの側面内壁に沿って区画壁１４を設けることにより汚水が前記ハウジングの側面内壁に沿って流れ下りるようにした流路を具えた、重力を利用して前記固形物の沈殿を行わせる沈殿分離手段を備えている。
【００１０】
更に、本発明の遠心沈殿分離装置を構成する分離部Ａは、側面に複数個の通水孔１０５、１０５Ａ、１０５Ｂが開けられ、下端に水平縁部１０６が設けられた複数枚の円錐状筒本体１０３、１０３Ａ、１０３Ｂを、その中心部を回転軸６に固着し、隣接する円錐状筒本体１０３、１０３Ａ、１０３Ｂでは前記通水孔１０５、１０５Ａ、１０５Ｂが重ならないよう所定間隔で積層して成る円錐状筒部１０と、上部中央の開口部５０に臨んだ上部水平縁部５１を有し、下端に下部水平縁部５３を有する上縁下縁付末広がり円筒体１１１、１１１Ａ、１１１Ｂを、前記上部水平縁部５１が前記円錐状筒本体１０３、１０３Ａ、１０３Ｂの水平縁部１０６に水平間隔を隔てて対向するよう各円錐状筒本体１０３、１０３Ａ、１０３Ｂに対応させて配設して積層すると共に、積層した上縁下縁付末広がり円筒体１１１、１１１Ａ、１１１Ｂの下方に開口部５５を有する下縁付末広がり円筒体１１２を配設して成る末広がり円筒体１１を具えたモーター駆動による遠心力を利用して前記固形物を分離する遠心分離手段を備えている。
【００１１】
また更に、本発明の遠心沈殿分離装置を構成する分離部Ａは、前記ハウジングからガイド筒７で上方へ導かれた後、排水管３で導かれて来た、前記遠心分離手段により含有固形物から分離された上澄み液を排出する排水部２を備えている。
【００１２】
そしてまた、本発明の遠心沈殿分離装置を構成する搬送部Ｂは、前記分離部Ａで分離された固形物を含む汚泥状物１８が下端近くに供給され、傾斜角度を付けて設置され、搬送速度が制御可能とされた搬送機２１と、該搬送機２１の途中であって前記排水部２とほぼ同じ高さに設置され、搬送過程での沈殿分離で生ずる上澄み液を排出する排水部２３を備えている。
【００１３】
そして更に、本発明の遠心沈殿分離装置を構成する搬送部Ｂは、前記搬送機２１の上端近くに設置され、上澄み液排出後の固塊物を排出する排出管２８を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の遠心沈殿分離装置によれば、次のような効果を奏する。
１．含有固形物を分離する時間が短くなる。
含有固形物の分離を、重力による自然下降現象を利用すると共に、遠心力による振り飛ばし現象をも利用して行うようにしたので、分離が連続的にしかも短時間で行われるようになる。
２．大量の汚水を処理する場合でも大きな沈殿槽を必要とせず、設備費や維持費が小で済む。
分離が遠心力を利用して連続的になされるので（バッチ処理ではなく）、たとえ汚水がどんどん供給されて来るような場合でも、大きな沈殿槽を必要としない。従って、設備費や維持費が小で済む。
３．水より比重が僅かに重いだけでなかなか沈殿しない浮遊物質でも、速やかに分離して排出することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図
【図２】円錐状筒部の構造を説明する図
【図３】仕切板の構造を説明する図
【図４】末広がり円筒部の構造を説明する図
【図５】整流筒の構造を説明する図
【図６】排出部を説明する図
【図７】傾斜可変装置の構造を説明する図
【図８】排水部２３の構造を説明する図
【図９】排水部２の構造を説明する図
【図１０】沈殿分離の動作を説明する図
【図１１】円錐状筒部における汚水の流れを説明する図
【図１２】円錐状筒部から末広がり円筒部への流れを説明する図
【図１３】第２の実施形態における円錐状筒部を示す図
【図１４】第２の実施形態における分離部の一部を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
先ず、本発明装置の構成について説明する。
図１は、本発明の実施形態を示す図である。図１において、１は遠心沈殿分離装置、２は排水部、３は排水管、４はモーター駆動装置、５は軸受、６は回転軸、６−１は排水用羽根車、７はガイド筒、８は汚水供給管、９は上部ハウジング、１０は円錐状筒部、１１は末広がり円筒部、１２は取付ロッド、１３は軸受，１４は区画壁、１５は仕切板、１６は整流筒、１７は下部ハウジング、１８は汚泥状物、１９は排出部、２０は接続部、２１は搬送機、２２は傾斜可変装置、２３は排水部、２４は排水管、２５は伸縮自在管、２６は排水管、２７はモーター駆動装置、２８は排出管、Ａは分離部、Ｂは搬送部である。
【００１７】
遠心沈殿分離装置１は、大きく分けて分離部Ａと搬送部Ｂとから構成されている。
分離部Ａは、汚水に含まれる固形物を重力および遠心力を利用して分離する部分である。この部分での分離により、含有固形物が少なくされた上澄み液は上方から排出され、分離により含有固形物が濃縮されて出来た汚泥状物は、下方から排出される。
搬送部Ｂは、分離部Ａから排出される汚泥状物を斜め上方へ搬送しつつ、更に上澄み液と固形物の分離を行う部分である。上澄み液は搬送路の途中で排出され、水分が少なくされて固塊状となった固形物は、搬送路の最後で排出される。
【００１８】
（分離部Ａの構成）
先ず、分離部Ａの構成について説明する。上部ハウジング９は略円筒状をしており、その中に同心円状の区画壁１４が設けられている（後で図１０（１）で説明する）。必要に応じ、区画壁１４の上部は半径小の円とされ、下部は半径大の円とされる。
区画壁１４の内側中央部には、回転軸６に取り付けられた円錐状筒部１０が配設され、その斜め下方には取付ロッド１２に取り付けられた末広がり円筒部１１が配設される。これらの詳細については後で説明する（図２，図４）。
上部ハウジング９の上部側面には、処理すべき汚水を上部ハウジング９内へ供給する汚水供給管８が設けられている。
【００１９】
回転軸６の円錐状筒部１０より上方に出ている部分には、上部ハウジング９からの上澄み液の上方への流れを促進する排水用羽根車６−１が取り付けられ、回転軸６の上端は駆動源であるモーター駆動装置４に連結されている。軸受５は、回転軸６の上端付近を支持する軸受である。
ガイド筒７は、上部ハウジング９からの上澄み液を上方へ案内するための筒であり、排水管３に接続される。排水管３の末端には排水部２が設けられ、上澄み液はここから外へ排出される（排水部２の例は図９で説明する）。
仕切板１５は、上部ハウジング９と下部ハウジング１７との仕切りとなっている板である（詳細は図３で説明する）。これには、次のようなものが取り付けられる。仕切板１５の上側には、末広がり円筒部１１が取り付けられた取付ロッド１２、および回転軸６の下端を支持する軸受１３。仕切板１５の下側には、整流筒１６。
下部ハウジング１７は、漏斗状（逆円錐状）の形状とされている。従って、沈殿した含有固形物は、下方に沈むほど濃縮，圧縮された汚泥状物となる。下部ハウジング１７の細くなった下部は、排出部１９に接続される。排出部１９の下端は接続部２０を介して搬送機２１に接続される。
【００２０】
（搬送部Ｂの構成）
次に、搬送部Ｂの構成について説明する。搬送部Ｂは、汚泥状物を斜め上方へ搬送する搬送機２１と、搬送機２１の傾斜角度を変える傾斜可変装置２２と、搬送機２１の途中に設けられた排水部２３と、搬送機２１の上端付近に設けられた排出管２８と、搬送機２１の駆動源であるモーター駆動装置２７とから成っている。排水部２３には、排水を導いて行く排水管２４，伸縮自在管２５，排水管２６が接続されている。
搬送機２１は、水分を含む汚泥状物を斜め上方へ搬送し得る機能を有するものであれば、どのようなものでもよい。例えば、コンベアーで搬送するタイプのものでもよいし、搬送機２１の管内でスクリュー体を回転させて搬送するタイプのものであってもよい。
【００２１】
傾斜可変装置２２は、搬送機２１全体を矢印の如く上げたり下げたりして、搬送機２１の傾きを変える装置である（詳細は図７）。
排水部２３は、搬送機２１内で出来た上澄み液を外へ排出する部分である。汚泥状物が搬送機２１で斜め上方へ搬送されて行く過程でも、沈殿による分離が行われ、上澄み液が出来るが、それをここで排出する。そこから更に斜め上方へ搬送される過程でも水分は更に滲みだし、搬送機２１の上端付近では水分が少なくなった固塊物となる。そして、排出管２８を通って外へ排出される。
【００２２】
（個別の構造の説明）
次に、個別の構造について説明する。
図２は、円錐状筒部１０の構造を説明する図である。符号は図１のものに対応し、１０１は回転軸挿通孔、１０２はスペーサ、１０３は円錐状筒本体、１０４は回転軸挿通孔、１０５は通水孔、１０６は水平縁部、１０７はキー溝である。
図２（１）に示すように、円錐状筒本体１０３の上部中央には、回転軸６を挿通するための回転軸挿通孔１０４が開けられている。円錐状筒本体１０３の側面中央付近には、複数個の通水孔１０５が開けられている。そして、円錐状筒本体１０３の下端は、水平方向に張り出した水平縁部１０６とされている。
【００２３】
回転軸６に複数個の円錐状筒本体１０３を挿通して層を形成させるが、挿通する際、円筒状のスペーサ１０２と交互に挿通する。これにより、円錐状筒本体１０３の層の間隔は一定間隔（＝スペーサ１０２の円筒の長さ）とされる。層の間隔は、間隔に入り込んでいる汚水を抱きかかえるが如くして、共に回転して行くのに好都合と思われる値に、適宜選定される。
図２（２）は、スペーサ１０２の平面図である。キー溝１０７は、回転軸挿通孔１０１に沿って設けられた溝である。スペーサ１０２を回転軸６に挿通する際、この部分を回転軸６の側面に設けられた凸条であるキー体（図示せず）に嵌め合わせる。すると、回転軸６が回転する際、スペーサ１０２も空回りすることなく回転する。
図示してないが、円錐状筒本体１０３の回転軸挿通孔１０４にも同様のキー溝が設けられており、回転軸６が回転すると円錐状筒本体１０３も空回りすることなく回転する。
【００２４】
図３は、仕切板１５の構造を説明する図である。符号は図１のものに対応し、１５１は中央部、１５２は放射状枝部、１５３は内環部、１５４は外環部、１５５は隙間、１５６は取付孔である。仕切板１５は、中央部１５１を中心として間隔を置いて環状の内環部１５３，外環部１５４が配置され、これらを中央部１５１から放射状に延びる複数個の放射状枝部１５２で連結した形状とされている。それら各部の間には隙間１５５が形成され、汚水はここを通って流れることが可能となっている。
中央部１５１には、回転軸６の下端を支持する軸受１３が設置される。内環部１５３の上側には末広がり円筒部１１が取り付けられ、下側には整流筒１６が取り付けられる（図１参照）。取付孔１５６は、その取付けを行うための孔であり、ここに取付ロッド１２を挿通して取り付ける。
【００２５】
図４は、末広がり円筒部１１の構造を説明する図である。符号は図１のものに対応し、５０は開口部、５１は上部水平縁部、５２は側面、５３は下部水平縁部、５４は挿通孔、５５は開口部、５６は側面、５７は下部水平縁部、５８は挿通孔、１１１は上縁下縁付末広がり円筒体、１１２は下縁付末広がり円筒体、１１３はスペーサである。
末広がり円筒部１１は、複数個の上縁下縁付末広がり円筒体１１１と、１個の下縁付末広がり円筒体１１２と、複数個のスペーサ１１３とで構成されている。
【００２６】
上縁下縁付末広がり円筒体１１１は、円筒上部に内側へ水平に張り出した上部水平縁部５１を有し、円筒下部に向かって末広がりとなる側面５２を有し、円筒下部に外側へ水平に張り出した下部水平縁部５３を有する形状とされている。そして、下部水平縁部５３の適宜箇所には、取付ロッド１２を挿通するための挿通孔５４が設けられている。
スペーサ１１３は取付ロッド１２に挿通し得る開口を有する筒状体であり、その長さは前記したスペーサ１０２（図２参照）の長さと略同じとされている。上縁下縁付末広がり円筒体１１１を取付ロッド１２に挿通して層を形成するが、その際、スペーサ１１３を交互に挿通し、積層する上縁下縁付末広がり円筒体１１１の層間隔を所定のものにしている。
【００２７】
下縁付末広がり円筒体１１２は、円筒上部に水平縁部は有しないが、円筒下部に向かって末広がりとなる側面５６を有し、円筒下部に外側へ水平に張り出した下部水平縁部５７を有する形状とされている。そして、下部水平縁部５７の適宜箇所には、取付ロッド１２を挿通するための挿通孔５８が設けられている。
以上述べたように、末広がり円筒部１１は、複数個の上縁下縁付末広がり円筒体１１１をスペーサ１１３を介して層状に形成し、一番下に下縁付末広がり円筒体１１２を配設することにより構成される。
なお、スペーサ１１３の開口や挿通孔５４には、図２（２）で述べたようなキー溝を設ける必要はない。なぜなら、上縁下縁付末広がり円筒体１１１や取付ロッド１２は回転するものではないからである。
【００２８】
図５は、整流筒１６の構造を説明する図であり、１６１は上部水平縁部、１６２は取付孔、１６３は側面部である。取付孔１６２は、上部水平縁部１６１の適宜箇所に開けられている。上部水平縁部１６１は、仕切板１５の下側の面に取り付けるために設けられた縁部である。取付孔１６２に取付具（取付ロッド１２を兼用してもよい）を挿通し、仕切板１５に取り付ける。なお、取付孔１６２を開けて取り付ける方法は取付方の１例であり、孔を開けなくてもよい他の取り付け方（接着とか係合とか）を採用しても構わない。
また、図５では末広がりの円筒を示しているが、これは１例である。整流筒１６は、下部ハウジング１７の内側中央部方向への流れが出来ないようにし、且つ下方へ所定深さだけは流れるよう流れを整えることを目的とするものである。従って、その目的に照らし、側面部１６３の傾斜度合は、必要に応じて小さくしたり大きくしたりすることが出来る。あるいは傾斜を無くして、通常の円筒としてもよい。
なお、上記のような目的を果たす必要性が、それほど無いという場合には、整流筒１６は敢えて設けなくともよい。
【００２９】
図６は、排出部１９を説明する図であり、１９１は上部管、１９２は連結支持体、１９３は屈曲自在管、１９４は連結支持体、１９５は下部管、１９６は連結軸である。
上部管１９１は下部ハウジング１７（図１）の下端に連なる管であり、その下に屈曲自在管１９３，下部管１９５がこの順に接続されている。屈曲自在管１９３は屈曲自在な材料，構造で作られた管（例えば蛇腹管）であり、下部管１９５は接続部２０を介して搬送機２１に接続される管である（図１）。
【００３０】
連結支持体１９２の上端は上部管１９１に固着され、下端は連結軸１９６を介して連結支持体１９４の上端に回動自在に連結されている。連結支持体１９４の下端は、下部管１９５に固着されている。連結支持体１９２，１９４は、屈曲自在管１９３が上下方向に引っ張られる力で破れたりしないよう、上部管１９１と下部管１９５との連結を機械的に強化するためのものである。
以上のようにして、排出部１９は、上部管１９１に対し下部管１９５が左右に屈曲可能なように作られる。屈曲可能にする理由は、搬送機２１の傾斜角度は傾斜可変装置２２により変えられるが、その角度変化に対応して下部管１９５の角度を変えるためである。もし変えなければ、搬送機２１より排出部１９に大きな歪み力が加わり、破壊される恐れがある。
【００３１】
図７は、傾斜可変装置２２の構造を説明する図であり、２２１は取付軸、２２２はＵ字部、２２３は昇降支持部である。搬送機２１は、ここでは管状の断面を示している。この搬送機２１の両外側に、取付軸２２１によりＵ字部２２２の端部を取り付ける。Ｕ字部２２２の下部中央には、下方へ延びる昇降支持部２２３が設けられている。
搬送機２１の傾斜角度を変える際には、昇降支持部２２３が矢印のように上げたり、下げたりされる（図１参照）。昇降支持部２２３を上下する具体的方法としては、例えばハンドルを回してねじ溝を進ませる方法がある。
【００３２】
図８は、排水部２３（搬送機２１の途中に設置されている排水部）の構造を説明する図である。符号は図１のものに対応し、２３１は溢流排水収容器、２３２は排水管スライド体、２３３，２３４は中央水位である。図８（１）（３）は、溢流排水収容器２３１の側面の内、排水管２４が取り付けられている側面を示している。図８（２）（４）は、搬送機２１の長手方向（搬送方向）に見た溢流排水収容器２３１を示している。
溢流排水収容器２３１は、搬送機２１の内部と通ずるようにされている。図１の搬送機２１内を斜め上方へ搬送されてくる汚泥状物の上澄み液は、溢流排水収容器２３１へ溢れて流れ込んで来る。溢流排水収容器２３１へ入って来た上澄み液は排水管２４へ流れ出て、伸縮自在管２５，排水管２６を通って外部へ排出される。
【００３３】
排水管２４は、溢流排水収容器２３１の側面に取り付けられているが、その取付け位置は上下方向に変え得るようにされている。取付け方の１例を示せば、次の通りである。排水管２４の開口部を排水管スライド体２３２に取り付けておくと共に、溢流排水収容器２３１の側面に縦長の開口を設けておく。そして、必要に応じ、排水管スライド体２３２を、溢流排水収容器２３１側面の開口に沿い、上へずらした位置に位置決めして取り付けたり、下へずらした位置に位置決めして取り付けたりする。
【００３４】
図８（１）（２）は排水管スライド体２３２を上へずらして取り付けた場合を示し、図８（３）（４）は下へずらして取り付けた場合を示している。中央水位２３３，２３４は排水管２４の開口の中央部分の水位を示している。両方の中央水位２３３，２３４を比べると、図８（２）の中央水位２３３の方が高くなっている。
排水管スライド体２３２により排水管２４の取付け位置をずらし得るようにしてある理由は、溢流排水収容器２３１から排水管２４へ排出される水位を、必要に応じて変えるためである。
この水位は、図１の排水部２から排出する水位と略同じにされるのが望ましい（同じでないと、両排水部での排出状況がアンバランスになる）。しかし、搬送する内容物の種類に応じて搬送機２１の傾斜角度が変えられると、溢流排水収容器２３１の高さが変えられ、排出水位も変ってしまう。そこで、排水管スライド体２３２の取付け位置を変え、排出水位を調整する。
【００３５】
図９は、排水部２の構造を説明する図であり、２０１は回転ハンドル、２０２はハウジング、２０３はねじ棒、２０４は水位調節筒、２０５は橋絡部、２０６は隙間部である。図９（１）は側方から見た一部断面を示し、図９（２）は水位調節筒２０４の平面を示している。
水位調節筒２０４は、ハウジング２０２の内壁に接する筒状とされており、その上部に上面中央を通る橋絡部２０５が設けられている。上面の内、橋絡部２０５を除いた部分は隙間部２０６となっている。橋絡部２０５の中央にはねじ棒２０３の下端が取り付けられ、ねじ棒２０３の上方部分はハウジング２０２の外へ出され、上端には回転ハンドル２０１が取り付けられている。
【００３６】
回転ハンドル２０１を回すことにより、水位調節筒２０４を上方または下方へ動かすことが出来る。即ち、必要に応じて上下方向の位置を調節することが出来る。
排水管３を流れて来た上澄み液は、矢印の如く水位調節筒２０４の上部の隙間部２０６を通って流れ込み、下方へ流れ抜けて排出される。従って、水位調節筒２０４の位置を高くすると、排出水位が高くされることになり、低くすると排出水位が低くされることになる。図８で述べた排水部２３と同様、排水部２の排出水位も、このようにして調整することが出来るようにされている。
なお、水位調節筒２０４を上下する具体的方法としては、手動の回転ハンドルの代わりにモーターで駆動するものにしたり、あるいは水位調節筒２０４をスライドするようなものにしたりすることも出来る。
【００３７】
次に、本発明装置の動作を説明する。
（本発明動作の概要）
図１を参照しつつ、最初に動作の概要を説明する。
１．処理すべき汚水が、汚水供給管８より上部ハウジング９の中に流し込まれる。
２．汚水は、区画壁１４の外側と上部ハウジング９の内面との間の隙間を、周回しながら下方へ流れ下りる。
３．流れ下りた汚水の一部は下部ハウジング１７の下方へ降りて行き、一部は整流筒１６の外側から内側へ回り込み、上昇して行く。
内側に上昇流が発生するその他の理由は、上部ハウジング９内の上部の中央付近で円錐状筒部１０が回転させられ、さらにその上方で排水用羽根車６−１が回転させられているためである。円錐状筒部１０は、回転流を生じさせ、排水用羽根車６−１は液を上方へ引き上げる。
【００３８】
４．上昇した汚水は円錐状筒部１０の層間に入り込み、遠心力で振り回され、末広がり円筒部１１の層間に送り込まれる。そして、その層間を通って下降し、次いで整流筒１６の外側に沿って下降する。その一部は下部ハウジング１７の下方へ降りて行き、一部は整流筒１６を回り込んでまた上昇する。
５．円錐状筒部１０の上方に出来た上澄み液は、排水用羽根車６−１により上方に引かれ、ガイド筒７，排水管３を経て排水部２より外部へ排出される。
【００３９】
６．下部ハウジング１７の下部には、汚水に含まれていた固形物が沈殿して濃縮され、汚泥状物１８が形成される。
７．沈殿濃縮された汚泥状物が搬送機２１に送り込まれ、斜め上方に搬送される。搬送途中でも沈殿がなされ、それによって出る上澄み液は、排水部２３から外部へ排出される。
８．上澄み液が排出され、更に上方へ搬送されて固塊状となった固形物は、排出管２８から外部へ排出される。
【００４０】
以下、動作の詳細を説明する。
（沈殿分離の動作）
まず、沈殿による分離について説明する。
図１０は、重力による沈殿の動作を説明する図である。符号は図１のものに対応し、１１２は下縁付末広がり円筒体である。図１０（１）は上部ハウジング９の横断面を上から見た図、図１０（２）は上部ハウジング９から下部ハウジング１７の途中までの中央を縦断した図を示している。
処理すべき汚水は、汚水供給管８から上部ハウジング９内に送り込まれる。汚水供給管８は、送り込まれた汚水が上部ハウジング９の周面に沿って滑らかに流れるような向きに、上部ハウジング９の側面上部に取り付けておく。すると、汚水は図１０（１）の矢印で示すように、区画壁１４の外面と上部ハウジング９の内面との隙間を周回しながら流れ下りる。
【００４１】
図示した例では、区画壁１４は上部は径が小で下部は径が大にしてあるが（図１０（２）参照）、このようにしておくと、流れ下りるに従って周回する長さは長くなり、薄い幅広の流れとなり、速さも緩やかになる。このようにして下部ハウジング１７へ流れ下りて来ると、この段階で比重の大きい含有固形物は沈殿し始め、下部ハウジング１７の下方へと向かう。
【００４２】
既に述べたように、上部ハウジング９の中央部には上昇流が出来ている。区画壁１４の外側を流れ下りて来た汚水は、仕切板１５の隙間１５５（図３）を通って下部ハウジング１７に入り、整流筒１６の下端より下方に来たところで、一部は前記上昇流の影響を受けて整流筒１６の下端を内方へ回り込み、下部ハウジング１７の中央部へ誘引されて行く。つまり、比重がそれほど大きくはなく、整流筒１６の下端付近まで流れ下りて来た段階では沈殿し切れなかった含有固形物は、汚水に含まれたまま下部ハウジング１７の中央部へ誘引されて行く。
【００４３】
整流筒１６が配設されている理由は、区画壁１４の外周に沿って流れ下りて来た汚水を、直ぐには上昇流の影響にさらさないようにするためである。もし整流筒１６が配設されていないと、流れ下りて来た汚水は直ぐに上昇流の影響を受けて中央部へ誘引されて行く。しかし、それでは、せっかくここで沈殿しようとしている含有固形物に、沈殿する時間を与えないことになってしまう。整流筒１６が配設してあると、その下端に下りて行くまでは上昇流の影響を受けることは少なく、その間に比重の大きい含有固形物の沈殿は、十分に行われる。
【００４４】
（遠心分離の動作）
次に、遠心力による分離について説明する。
下部ハウジング１７の中央部に誘引された汚水は、上昇流となって仕切板１５の隙間１５５を通って上部ハウジング９に入り、円錐状筒部１０の内側へと進む。なお円錐状筒部１０は、図２で説明したように、複数個の円錐状筒本体が所定の間隔で積層されて構成されたものであり、各円錐状筒本体の側面には複数個の通水孔１０５が開けられている。
【００４５】
図１１は、円錐状筒部１０における汚水の流れを説明する図であり、１０３Ａ，１０３Ｂは円錐状筒本体、１０５Ａ，１０５Ｂは通水孔、１０６Ａ，１０６Ｂは水平縁部である。円錐状筒本体１０３Ａの上に円錐状筒本体１０３Ｂが積層されており、通水孔１０５Ａは円錐状筒本体１０３Ａの通水孔であり、通水孔１０５Ｂは円錐状筒本体１０３Ｂの通水孔である。なお、ここでは円錐状筒本体のうちの２個だけ（１０３Ａ，１０３Ｂ）を示しているが、円錐状筒部１０は多数の円錐状筒本体で構成されている。
円錐状筒本体１０３Ａの下方内側にあった汚水は、通水孔１０５Ａを通って円錐状筒本体１０３Ａの上に出て来る。その汚水の一部は、上の円錐状筒本体１０３Ｂの通水孔１０５Ｂを通って更に上の層へ進み、残りは円錐状筒本体１０３Ｂの内側に沿って流れ下り、水平縁部１０６Ａと１０６Ｂの間から外方へ排出される。
【００４６】
なお隣接する円錐状筒本体１０３Ａ，１０３Ｂを積層する際、通水孔１０５Ａ，１０５Ｂが重ならないように注意して積層しておく。その理由は汚水が層間に滞在している時間をなるべく長くし、回転している円錐状筒本体１０３Ａ，１０３Ｂによる遠心力を、出来るだけ層間の汚水に作用させるためである。もし通水孔が重なっていると、汚水が層間を直ぐに抜けてしまって層間に滞在している時間が短くなり、作用する遠心力が小さくなってしまい、好ましくない。
【００４７】
図１２は、円錐状筒部１０から末広がり円筒部１１への流れを説明する図である。符号は図１，図４，図１１のものに対応し、２９は固形物、５１Ａ，５１Ｂは上部水平縁部、５３Ａ，５３Ｂは下部水平縁部、１１１Ａ，１１１Ｂは上縁下縁付末広がり円筒体である。
円錐状筒本体１０３Ａの水平縁部１０６Ａと僅かの間隔をおいて、上縁下縁付末広がり円筒体１１１Ａの上部水平縁部５１Ａが対向するように、上縁下縁付末広がり円筒体１１１Ａが配設されている。同様に、円錐状筒本体１０３Ｂの水平縁部１０６Ｂと僅かの間隔をおいて、上縁下縁付末広がり円筒体１１１Ｂの上部水平縁部５１Ｂが対向するように、上縁下縁付末広がり円筒体１１１Ｂが配設されている。他の円錐状筒本体１０３と上縁下縁付末広がり円筒体１１１も、同様な位置関係となるよう配設されている。
【００４８】
円錐状筒本体１０３Ａ，１０３Ｂは回転軸６を中心に高速で回転させられているので、円錐状筒本体１０３Ａと１０３Ｂとの層間に入り込んでいる汚水も、それにつられて回転する。円錐状筒本体は側面が末広がりに傾斜している円錐状なので、回転により遠心力で外方へ離れようとする汚水は、上の層の円錐状筒本体の内側に押し付けられる。すると、ちょうど内懐に抱えられる形で回転することになるので、汚水にも回転力が良好に伝えられる。
【００４９】
汚水が回転させられることにより、汚水に含まれている固形物２９にも遠心力が働く。遠心力は、回転により半径方向外方へ向かって生ぜしめられる加速度により発生する。従って、例えば或る回転数で生ぜしめられる加速度が１００Ｇだったとすると（Ｇ＝重力加速度）、固形物２９には１００Ｇに対応する遠心力が働く（回転数を大にするほど固形物２９に作用する遠心力は大になる。）。
前記した沈殿による分離では、単に重力の作用（つまり加速度１Ｇ）を利用して行う分離であるので、水に比べて大きな比重を有する固形物は速やかに沈殿し、容易に分離出来るものの、水に比べて僅かしか重くない物は、時間がたってもなかなか沈殿せず、容易に分離することは出来ない。しかし、１００Ｇがかかる遠心分離を行うと、重力利用の分離に比べて比重差を１００倍に拡大して分離することになるので、短時間で容易に分離することが出来る。本発明では、この現象を利用している。
【００５０】
円錐状筒本体１０３Ａ，Ｂの層間にある固形物２９に１００Ｇに対応する遠心力が働くと、固形物２９はその力で円錐状筒本体１０３Ｂの内側の面まで速やかに押しやられる（つまり遠心分離される）。ついで、矢印の如く円錐状筒本体１０３Ｂの内側面に沿ってガイドされながら下方へと送られ、水平縁部１０６Ｂと１０６Ａの間から外方へと振り出される。
水平縁部１０６Ｂと１０６Ａに対向して、僅かな間隔をおいて上部水平縁部５１Ｂと５１Ａが設けられているので、振り出された固形物２９の殆どは、上部水平縁部５１Ｂと５１Ａの間に受け入れられる。そして、上縁下縁付末広がり円筒体１１１Ｂ，１１１Ａ間を流れ下って、下部水平縁部５３Ｂ，５３Ａの間より排出される。
上昇して行く汚水は各層間でこのような動作を受けるので、上の層間に行くほど含有する固形物２９の量は少なくなる。最上層を抜けて円錐状筒部１０の上方へ出る上澄み液は、そのまま排出しても支障ないほどにきれいなものとなっている。
【００５１】
末広がり円筒部１１の外側に排出された固形物２９は、図１０（２）で示されるように、整流筒１６の外側に沿って下降して行き、一部は下部ハウジング１７の下方へ沈殿して行き、一部はまた整流筒１６の下端を回り込んで中央へ誘引されて行く。
なお、下縁付末広がり円筒体１１２は、円錐状筒本体１０３の水平縁部１０６と、上縁下縁付末広がり円筒体１１１の上部水平縁部５１との隙間より、こぼれ落ちて来た固形物２９を受け止め、整流筒１６の外側へと導くためのものである。
【００５２】
以上述べて来たように、図１の分離部Ａでは、先ず最初に上部ハウジング９と区画壁１４との間を流れ下りさせたところで、重力を利用した沈殿分離を行い、ついで回転する円錐状筒部１０を中心としたところで、遠心力を利用した遠心分離を行うことにより、比重の小さい含有固形物まで効率よく短時間のうちに分離している。
円錐状筒部１０の上方へ出て来た液体は、水に比べて僅かしか重くない含有固形物まで分離除去された上澄み液となっており、これは排水管３を通って排水部２より排出される。
【００５３】
その後の処理は、その上澄み液が除かれた後の汚水に対して行えばよいことになるが、このことは、処理すべき汚水量を早々と減じてくれるという効果（減容効果）を奏していることを意味している。
一方、下部ハウジング１７の下部に含有固形物が沈殿して形成された汚泥状物１８は、排出部１９，接続部２０を経て搬送機２１へと供給されて行く。
なお、分離部Ａでの分離は、バッチ処理ではなく連続処理で行われる。
【００５４】
（搬送機２１での動作）
汚泥状物１８は、図１に示すように傾斜された搬送機２１で斜め上方へ搬送されて行くが、その過程でも固形物が沈殿し上澄み液が出て来るという分離が行われる。
この沈殿分離は、搬送機２１内での搬送速度とも関連する。例えば、搬送速度が速いと沈殿分離は十分に行われないし、遅いと沈殿分離は十分に行われるものの、遠心沈殿分離装置１全体としての処理の流れが悪くなる。また沈殿分離のし易さは、汚泥状物１８の質的要素（例、濃度，粒度，粘性，油性等）によっても異なるから、同じ搬送速度でも沈殿分離の進行度合は異なる。
【００５５】
従って、搬送機２１の搬送速度は、遠心沈殿分離装置１全体の処理の流れや汚泥状物１８の質的要素等を考慮に入れて、制御する必要がある。そのため、搬送機２１を駆動するモーター駆動装置２７には、搬送速度を制御する装置（例、変速機構等）を備えておく必要がある。
搬送機２１での搬送過程で出て来た上澄み液は排水部２３から排出され、その後更に斜め上方へ搬送された固形物は、水分の少ない固塊状となって排出管２８から排出されるが、これらの搬送・排出も連続処理で行われる。
【００５６】
（搬送機２１の傾斜角度の調節）
ところで、本発明の遠心沈殿分離装置１には、排水部が２つある。排水部２と排水部２３とである。これらの排水部の高さは、ほぼ同程度であることが望ましい。例えば、もし排水部２３が排水部２に比べて相当低い位置にあったとすると、圧力差の関係で排水部２３から流出する量の方が多くなる。それでは好ましくないので、排水部２３の高さを排水部２の高さと同程度となるよう調節してやる必要がある。
その調節手段の１つが傾斜可変装置２２である。搬送機２１の傾斜角度を調節することにより、排水部２３の高さを調節することが出来る。
【００５７】
上記では排水部の高さの調節について述べたが、正確に言えば、必要なのは排出水位の高さの調節である。なぜなら、排水部での流出開始は排出水位によって決まるからである。そこで、搬送機２１の傾斜角度調節によってだけでなく、更にきめ細かく排出水位を調節したいという場合には、排水部２，２３自体に排出水位を調節する機能を持たせるようにすればよい。図８，図９はその１例を示している。
排水部２，２３にそのような機能を持たせた場合、まず搬送機２１の傾斜角度調節により排水部２，２３の高さの大まかな調節を行い、排水部２，２３のところで排出水位を細かく調節するというようにすることが出来る。
また、搬送機２１を或る傾斜角度に固定しておき（つまり傾斜可変装置２２は設けず）、排水部２，２３でのみ排出水位を調節するようにするということも、必要に応じて可能である。
【００５８】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。処理すべき汚水によっては、沈殿するものばかり含んでいるとは限らない。比重が軽く、放っておけば水面に浮上して来るような物も含んでいる汚水もある。第２の実施形態は、そのような汚水の場合にも対処し得るようにしたものである。
【００５９】
図１３は、第２の実施形態における円錐状筒部の一部の構成を示す図である。符号は図１１のものに対応し、１０８Ａ，１０８Ｂは通水孔である。ここには第２の実施形態の円錐状筒部に使用する多数の円錐状筒本体のうち、２個だけ（１０３Ａ，１０３Ｂ）を示している。第１の実施形態の円錐状筒本体と相違する点は、中心付近に更に別の通水孔１０８Ａ，１０８Ｂを設けたという点である。
【００６０】
円錐状筒本体１０３Ａ，１０３Ｂが回転された場合、汚水に含まれる固形物のうち水より比重の重い物は、第１の実施形態で説明したように（図１２参照）外方へ押しやられ、円錐状筒本体１０３Ａ，１０３Ｂの内面に案内されて下方へ送られて行く。
一方、水より比重の軽い物は回転の中心付近に集まって来る。このようにして中心付近に収集された物は、下から押し上げられて来る汚水全体の流れに乗せられ、通水孔１０８Ａ，１０８Ｂを通って上方へ送られる。その後の動作は、図１４によって説明する。
【００６１】
図１４は、第２の実施形態における分離部（Ａ）の一部を示し、第１の実施形態のものと相違する点を説明する図である。符号は図１のものに対応し、５９はガイド筒、６０は排水管である。
第１の実施形態と相違する第１の点は、円錐状筒部１０から上昇して来る液を導くガイド筒７の内側にガイド筒５９を新設し、筒を２重にしたという点である。第２の相違点は、ガイド筒５９の上部と接続された排水管６０を新設したという点である。
【００６２】
ガイド筒５９は、図１３の通水孔１０８Ａ，１０８Ｂを通って上昇して来た液（水より比重の軽い含有固形物が収集された液）を上方へ案内するための筒であるので、ガイド筒５９の下部開口は、少なくとも通水孔１０８Ａ，１０８Ｂからの上昇流を受け入れるサイズとしておく。ガイド筒５９内を上昇して来た液は、排水管６０を通って外部へ排出される。
その結果、第２の実施形態では、次のように分離して排出される（図１，図１４）。
（１）沈殿する物は分離部（Ａ）の下方へ沈殿され、搬送部（Ｂ）へ送られて排出
（２）水より比重の軽い物を収集した液は排水管６０から排出
（３）それ以外の液（清浄にされた液）は排水管３から排出
なお、第１の実施形態では、（１）と（３）が行われる。
【００６３】
（第３の実施形態）
第１，第２の実施形態では、分離部Ａで分離された固形物を含む汚泥状物を、搬送機２１で排出するようにしている。しかし、搬送機２１の代わりに汚泥ポンプを接続し、汚泥ポンプで汚泥状物を吸引して抜き取る構成にしても良い。
【００６４】
なお、搬送機２１を用いる第１，第２の実施形態では、傾斜可変装置２２（図１，図７参照）により、搬送機２１の傾斜角度を可変にしたものを示して説明したが、可変でないものとすることも出来る。
また、第１〜第３の実施形態では、円錐状筒本体１０３として下端に水平縁部１０６が設けられたものを示して説明し（図２参照）、末広がり円筒体１１１として上部水平縁部５１が設けられたものを示して説明した（図４参照）。しかし、これらの水平縁部は、各筒体の機械的強度を増すために設けたものであり、特に強度を大にしようとする場合に設ければよく、そうでない場合は設ける必要はない。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ…分離部、Ｂ…搬送部、１…遠心沈殿分離装置、２…排水部、３…排水管、４…モーター駆動装置、５…軸受、６…回転軸、６−１…排水用羽根車、７…ガイド筒、８…汚水供給管、９…上部ハウジング、１０…円錐状筒部、１１…末広がり円筒部、１２…取付ロッド、１３…軸受，１４…区画壁、１５…仕切板、１６…整流筒、１７…下部ハウジング、１８…汚泥状物、１９…排出部、２０…接続部、２１…搬送機、２２…傾斜可変装置、２３…排水部、２４…排水管、２５…伸縮自在管、２６…排水管、２７…モーター駆動装置、２８…排出管、２９…固形物、５０…開口部、５１，５１Ａ，５１Ｂ…上部水平縁部、５２…側面、５３，５３Ａ，５３Ｂ…下部水平縁部、５４…挿通孔、５５…開口部、５６…側面、５７…下部水平縁部、５８…挿通孔、５９…ガイド筒、６０…排水管、１０１…回転軸挿通孔、１０２…スペーサ、１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ…円錐状筒本体、１０４…回転軸挿通孔、１０５，１０５Ａ，１０５Ｂ…通水孔、１０６…水平縁部、１０７…キー溝，１０８Ａ，１０８Ｂ…通水孔、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ…上縁下縁付末広がり円筒体、１１２…下縁付末広がり円筒体、１１３…スペーサ、１５１…中央部、１５２…放射状枝部、１５３…内環部、１５４…外環部、１５５…隙間、１５６…取付孔、１６１…上部水平縁部、１６２…取付孔、１６３…側面部、１９１…上部管、１９２…連結支持体、１９３…屈曲自在管、１９４…連結支持体、１９５…下部管、１９６…連結軸、２０１…回転ハンドル、２０２…ハウジング、２０３…ねじ棒、２０４…水位調節筒、２０５…隙間部、２０６…隙間部、２２１…取付軸、２２２…Ｕ字部、２２３…昇降支持部、２３１…溢流排水収容器、２３２…排水管スライド体
【図１】
0005520882.tif 000002
【図２】
0005520882.tif 000003
【図３】
0005520882.tif 000004
【図４】
0005520882.tif 000005
【図５】
0005520882.tif 000006
【図６】
0005520882.tif 000007
【図７】
0005520882.tif 000008
【図８】
0005520882.tif 000009
【図９】
0005520882.tif 000010
【図１０】
0005520882.tif 000011
【図１１】
0005520882.tif 000012
【図１２】
0005520882.tif 000013
【図１３】
0005520882.tif 000014
【図１４】
0005520882.tif 000015