(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部小径端側に固形分排出口を有する截頭円錐部と、前記截頭円錐部の上部大径端側に連なり、上部端板に堰板を設けた分離液溢流口を有する円筒部とからなる回転ボウルと、前記回転ボウル内に同軸的に設けられ、差速装置を介して回転ボウルと若干の差速をもって回転するスクリュウコンベアと、前記回転ボウルの円筒部の上部端板の挿管孔から軸心部に挿入され、前記円筒部に原液スラリーを供給する原液スラリー供給管と、前記原液スラリー供給管の下端部に連接して回転ボウル内半径方向に設けられた分流リブ板とから主要部が構成される立型デカンタ式遠心分離機において、
前記固形分排出口を含む固形分排出部全体を外から囲繞するようにべルジャー形のゴムスカートを設け、
前記ゴムスカートの外側にシリンダを複数個設けて、前記シリンダのピストンの直線運動により前記ゴムスカートの内側に付着した固形分を剥離させる剥離機構を設け、
前記剥離機構が平面視で９０度振り分けに設けられ、最初の動作が１８０度向かい合っているピストン同士が同期して作動し、次の動作がそこからそれぞれ９０度離れたピストン同士を同期してストロークし、前記ゴムスカートの弾力を補完し合うようにストロークすることを特徴とする立型デカンタ式遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立型デカンタ式遠心分離機に関し、さらに詳しくは、脱液した固形分による摩耗や付着を防止することができるゴムスカートを有する立型デカンタ式遠心分離機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
立型デカンタ式遠心分離機は、化学工場での樹脂の脱水、触媒・酸化防止剤の回収、カオリンや酸化チタンの分級等遠心力場での固液分離が必要となる場所で多く使用されている。
【０００３】
従来の立型デカンタ式遠心分離機１００は、図３に示すように、
截頭円錐部１０１Ａと前記截頭円錐部１０１Ａの大径端側に連なる円筒部１０１Ｂとから構成される回転ボウル１０１と、前記回転ボウル１０１内に同軸的に設けられ、若干の差速をもって回転するスクリュウコンベア１０２と、前記回転ボウル１０１の円筒部１０１Ｂの上部端板１０３の中心部に突出する挿管孔１０４から挿入され、原液スラリーを回転ボウル１０１内の所定位置に供給する原液スラリー供給管１０５と、前記原液スラリー供給管１０５の下部に連接して設けられ、回転ボウル１０１内に供給されたスラリーを回転ボウル１０１の内壁に均一に分配する分流リブ板１０６と、前記回転ボウル１０１を高速回転させる主電動機１０７と、前記主電動機１０７の回転数と若干の差速を持たせてスクリュウコンベア１０２を回転ボウル１０１と同方向に回転させるための差速電動機１０９および差速装置１０８とから主要部が構成される。
【０００４】
次に、これらから構成される立型デカンタ式遠心分離機１００の作用について説明する。高速で回転する回転ボウル１０１内に、原液スラリー供給管１０５を通り分流リブ板１０６で分配された原液スラリーが、図３に示すように、回転ボウル１０１の円筒部１０１Ｂに供給されると、スラリー中の固形分は遠心力を受けて回転ボウル１０１の内壁側に沈降する。沈降した固形分は、スクリュウコンベア１０２により截頭円錐部１０１Ａ側に掻き揚げられ脱液された後、截頭円錐部１０１Ａの小径端側に設けられた固形分排出シュート１１０から固形物として外部に排出される。
一方、前記回転ボウル１０１の円筒部１０１Ｂで分離された清澄液は、回転ボウル１０１の円筒部１０１Ｂの上部端板１０３に設けた分離液溢流口１０３Ａを通り、堰板１０３Ｂを溢流した後、分離液排出口１１１から清澄した分離液として外部に排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の立型デカンタ式遠心分離機１００では、脱液されて固形分排出口１１２から排出される固形分が比重の大きい無機系の固形分（例えば酸化鉄）の場合には、
（１）比重が大きいため大きな遠心力を受けて、固形分排出口１１２から水平方向に排出される固形分が金属製の固形分排出シュート１１０の内面に衝突すると摩耗を生じやすく、固形分排出シュート１１０を頻繁に交換せざる得ないという問題があった。
（２）また、粘着性や付着性の強い固形分の場合は、固形分が排出される水平方向に設けられた金属性の固形分排出シュート１１０の衝突面に固形分が付着してしまうため、固形分排出シュート１１０内の固形分排出口１１２が閉塞してしまい、立型デカンタ式遠心分離機の運転を止めざるを得ないという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、液と比重差の大きい無機物のスラリーを処理しても脱液した固形分による摩耗や付着のない固形分排出シュートであるゴムスカートを有する立型デカンタ式遠心分離機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための請求項１に記載された発明は、下部小径端側に固形分排出口を有する截頭円錐部と、前記截頭円錐部の上部大径端側に連なり、上部端板に堰板を設けた分離液溢流口を有する円筒部とからなる回転ボウルと、前記回転ボウル内に同軸的に設けられ、差速装置を介して回転ボウルと若干の差速をもって回転するスクリュウコンベアと、前記回転ボウルの円筒部の上部端板の挿管孔から軸心部に挿入され、前記円筒部に原液スラリーを供給する原液スラリー供給管と、前記原液スラリー供給管の下端部に連接して回転ボウル内半径方向に設けられた分流リブ板とから主要部が構成される立型デカンタ式遠心分離機において、前記固形分排出口を含む固形分排出部全体を外から囲繞するようにべルジャー形のゴムスカートを設け、前記ゴムスカートの外側にシリンダを複数個設けて、前記シリンダのピストンの直線運動により前記ゴムスカートの内側に付着した固形分を剥離させる剥離機構を設け、前記剥離機構が平面視で９０度振り分けに設けられ、最初の動作が１８０度向かい合っているピストン同士が同期して作動し、次の動作がそこからそれぞれ９０度離れたピストン同士を同期してストロークし、前記ゴムスカートの弾力を補完し合うようにストロークすることを特徴とするものである。
【０００８】
このように、従来の固形分排出口に設けられた金属製の固形分排出シュートに替わりベルジャー形のゴムスカートを設けることにより、固形分を排出するときの耐摩耗性、耐薬品性が向上する。また、ゴムスカートの外側にシリンダを設けて、シリンダのピストンの直線運動によりゴムスカートの形状を変形させて内側に付着した固形分を剥離させる機構を設けることにより、確実に好適に脱液した固形分を外部に排出できる。さらに、剥離機構をゴムスカートの平面から見て９０度に振り分けて設け、１８０度向かい合っているピストン同士を最初に同期させて作動し、次に最初に同期させたピストン同士からそれぞれ９０度離れたピストン同士を同期させるようにして作動させることにより、前記ゴムスカートの弾力を補完し合うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機の一実施の形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機のゴムスカート周りの縦断面図、図２（ｂ）は、本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機のゴムスカート周りの平面断面図である。
【００１４】
最初に、図１を参照して本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機の一実施の形態について説明する。
本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機は、
下部小径端側に固形分排出口１３を有する截頭円錐部１Ａと、前記截頭円錐部１Ａの上部大径端側に連なり、上部端板３に堰板３Ｂを設けた分離液排出口を有する円筒部１Ｂとからなる回転ボウル１と、
前記回転ボウル内に同軸的に設けられ、差速装置８を介して回転ボウルと若干の差速をもって回転するスクリュウコンベア２と、
前記回転ボウル１の円筒部１Ｂの上部端板３の挿管孔４から軸心部に挿入され、前記円筒部１Ｂに原液スラリーを供給する原液スラリー供給管５と、
前記原液スラリー供給管５の下部に連接して回転ボウル１内半径方向に放射状に設けられた分流リブ板６と、
前記回転ボウル１と並行に架台１２上部に固設され、前記回転ボウル１をプーリ７Ａ，７Ｃとベルト７Ｂを介して高速回転させる主電動機５と、
前記回転ボウル１の下部に設けられ、前記回転ボウル１の回転速度と若干の差速を持たせてスクリュウコンベア２を回転させる差速装置８と、
前記差速装置８と並行に設けられ、前記差速装置８を介して前記スクリュウコンベア２を駆動させる差速電動機９と、
その上部は、前記固形分排出口１３を含む固形分排出部全体を外から適宜間隔を設けて囲繞するように設けられ、その下部は、下端面１０Ｃを開口したベルジャー形のゴムスカート１０と、
これらの機器・配管類をその上方に配設・固定する架台１２と、
から主要部が構成される。
【００１５】
回転ボウル１は、截頭円錐部１Ａと、前記截頭円錐部１Ａの大径端側と連接する円筒部１Ｂとを一体化した形状をしている。
截頭円錐部１Ａの下部小径端側には固形分排出口１３が設けられ、スクリュウコンベア２により搬送された固形分は、この固形分排出口１３から水平方向に排出され、ゴムスカート１０の下端面１０Ｃを通ってベルトコンベア１９により外部に固形物として排出される。
【００１６】
スクリュウコンベア２は、スクリュウ軸２Ｂと、前記スクリュウ軸２Ｂの表面を螺旋状に囲繞するスクリュウ羽根２Ａとから形成される。
スクリュウコンベア２の駆動は、差速電動機９を駆動源として差速装置８を介して行われ、回転ボウル１の回転速度と差速電動機９の回転速度の差に比例する差速（最小で０．５〜３ｍｉｎ-1）でスクリュウコンベア２が回転できるようになっている。
【００１７】
原液スラリー供給管５は、フランジ付きの配管であり、円管でも角管でも良い。原液スラリー供給管５のフランジは上部ケーシング１４上に設けられる。
原液スラリーの回転ボウル１内への供給方法は、ポンプで供給するのが望ましいが、原液スラリーをヘッドタンクから重力により回転ボウル１内に供給しても良い。
【００１８】
分流リブ板６は、原液スラリー供給管５の下端部に連接して設けられ、回転ボウル１内の半径方向に放射状に配置された原液スラリー分配用の中空配管である。
分流リブ板６の１枚の形状は、平面（半径方向断面）から見ると回転ボウル１の中心から内壁に向かって幅が略一定の配管部材であり、軸方向に沿った断面図で見ると回転ボウル１の中心側から内壁側に向かって台形（末広がりの形）をしており、原液スラリー供給管５からの原液スラリーの流れを軸方向に縦分割するための中空配管である。即ち、上底と下底は開口しており斜辺は閉口している部材である。
分流リブ板６は、スクリュウコンベア２に挿入される原液スラリー供給管５の下端部に連接して設けられ、スクリュウコンベア軸２Ｂの半径方向の軸方向に放射状に穿設された図示しない細溝に挿入して固定される。原液スラリー供給管５と分流リブ板６とは連通している配管である。分流リブ板６の開口している下底側はスクリュウ軸２Ｂの外壁まで連通している。
このように分流リブ板６を設けることにより、原液スラリーの流れを軸方向から半径方向に変えて回転ボウル１の内壁に確実に原液スラリーを供給することができるので、回転ボウル１内で原液スラリー中の固形分を分離するのに必要な滞留時間を確保できる。
【００１９】
主電動機７は、全閉外扇屋外型の三相誘導電動機又は三相同期電動機が使用される。極数は２〜６の電動機が使用される。主電動機７は、フランジ付き倒立型（出力軸上向き）の電動機が使用される。主電動機７は、架台１２の柱１２Ａから張り出した梁１４Ａにボルト・ナットで固定して取りつけられる。主電動機７の駆動軸にはプーリ７Ａが取りつけられベルト７Ｂを介して回転ボウル１側のプーリ７Ｃと連結しており主電動機７の出力をベルト７Ｂを介して回転ボウル１に伝える。
【００２０】
差速装置８は、二段以上で減速する遊星歯車減速機である。差速装置８の高速軸と低速軸は同一芯上にあって、しかも同方向に回転するのでレイアウトや設置の場所に便利である。遊星歯車機構は、平行軸歯車に比較して驚くほど小形軽量で、取り扱いが便利であるという特徴がある。
【００２１】
差速電動機９は、全閉外扇屋外型の三相誘導電動機又は三相同期電動機が使用される。極数は２〜６の電動機が使用される。差速電動機９は、フランジ付き正立型（出力軸下向き）の電動機が使用される。
差速電動機９の設置位置は、差速装置８にベルト９Ｂとプーリ９Ａ，９Ｃを介して横引きで動力が伝達できるように、差速装置８と垂直方向に並行に設けられる。
差速電動機９は、差速装置８を運転していない時には主電動機７と同期するようになっており主電動機７と同じ回転速度で回転するようになっている。
差速電動機９の回転数は、スクリュウコンベア２の差速の設定値を決めれば主電動機７の回転速度に対する差速電動機９の回転速度が決定できる（但し、差速装置８の減速比を一定とする）。
【００２２】
次に、図２を参照して本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機のゴムスカート周りの構成・作用について説明する。最初にゴムスカート周りの構成について説明する。
本発明に係るゴムスカート１０は、形状が図２（ａ）に示すようなベルジャー形をしており、円筒部１０Ａとドーム状の頭部１０Ｂとが一体化した形状をしている。
ゴムスカート１０の頭部１０Ｂは、その内部で固形分排出口１３を含む固形分排出部全体を外側から適宜間隔を設けて囲繞している。一方、円筒部１０Ａ下部の下端面１０Ｃは開口している。
ゴムの材質としては、耐摩耗性に関してはフッ素ゴム（ＦＫＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム等が使われる。
耐溶剤性が強く要求される場合は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、耐薬品性が要求される場合は、ブチルゴムが主として使用される。
これらの合成ゴムを用いることにより、金属よりも耐摩耗性および耐酸性や耐アルカリ性等の耐薬品性が向上する（但し、常温において）。
ゴムスカート１０の下端面１０Ｃの下側には、架台１２の開口部を貫通したゴムスカート１０から落下してくる脱液された固形分を受けて外部に搬送するためのベルトコンベア１９が設けられている。
ゴムスカート１０の頭部１０Ｂと円筒部１０Ａとの境界部の外側には、剥離機構１５，１６，１７，１８が９０度振り分けで設けられている。
剥離機構１５，１６，１７，１８は、図２（ｂ）に示すように、外周に沿って９０度振り分けで設けられる４個のシリンダ１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８Ａとピストン１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂ，１８Ｂと前記シリンダ１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８ＡをケーシングＣＧに固定するヒンジ１５Ｃ，１６Ｃ，１７Ｃ，１８Ｃとから構成される（図１参照）。
ピストン１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂ，１８Ｂの先端部の形状は、図２（ｂ）に示すように円盤状になっており、ゴムスカート１０内に先端部が埋設又は焼き付けられている。このような構造とすることにより、ゴムの耐摩耗性と弾性を有効に利用できる。
尚、剥離機構１５，１６，１７，１８の設置個数は、ゴムスカート１０の外周上部だけでなく、必要に応じて、外周下部に複数個設けても良い。
剥離機構１５，１６，１７，１８の駆動源は、油圧、空圧、電気が使用できるが、立型デカンタ式遠心分離機の設置場所の制約条件に対応して選択できる。
【００２３】
次にゴムスカート１０周りの作用について説明する。
１８０度に向かい合っている剥離機構の図２（ｂ）における符号の偶数同士１５，１６又は奇数同士１７，１８を最初に作動させる。ピストン１５Ｂ，１６Ｂ（又は１７Ｂ、１８Ｂ）が伸びてゴムスカート１０の頭部１０Ｂと円筒部１０Ａの境界部を内側に押し込むように作用する。このとき、ゴムが変形して、内壁に付着していた固形分と内壁との間に隙間が生じ、そのため固着した固形分が好適に剥離するので、固形分はそのまま落下し、ベルトコンベア１９で搬送されて外部へと排出される。前記ピストン１５Ｂ，１６Ｂ（又は１７Ｂ、１８Ｂ）が縮むとゴムの弾性によりゴムの形状が最初の形状に戻る。次に、ピストン１７Ｂ、１８Ｂ（又は１５Ｂ、１６Ｂ）を同様に作動させる。
このように、ピストン１５Ｂ，１６Ｂ（又は１７Ｂ、１８Ｂ）をストロークするタイミングを９０度づつずらして行うことにより、好適にゴムスカート１０の内側に付着した固形分を剥離することができるばかりかゴムスカート１０の弾力を補完しながら立型デカンタ式遠心分離機の運転をすることもできる。
尚、複数個設けた剥離機構は、一台づつ別々に作動させるようにしても良い。
【００２４】
架台１２は、前記主要構成機器・配管類をその上方に配設・固定するための台であり、平面形状が四角形（不図示）をしているが三角形でも良い。
架台１２は、上部には、柱１２Ａおよび主電動機７を固設するための梁１４Ａが設けられている。下部には、立型デカンタ式遠心分離機本体の振動を工場の床（基礎）に伝えないように支持するため複数の振動防止機１２Ｂ（例えば防振ゴム内蔵の振動防止機）が設けられている。
【００２５】
次に、以上の構成からなる立型デカンタ式遠心分離機の作用について図１を参照して説明する。
高速（例えば３０００〜５０００ｍｉｎ-1）で回転する回転ボウル１内に、原液スラリー供給管５と分流リブ板６を介して、原液スラリーが回転ボウル１の円筒部１Ｂの所定の位置に供給される。分流リブ板６から円筒部１Ｂに供給されたスラリー中の固形分は、遠心力を受けて内壁側に沈降する。沈降した固形分は、スクリュウコンベア２のスクリュウ羽根２Ａにより截頭円錐部１Ａ側に掻き揚げられ、固形分排出口１３に搬送されるまでの間に脱液される。截頭円錐部１Ａで脱液された固形分は、截頭円錐部１Ａの小径端側に設けられた固形分排出口１３から水平方向にベルジャー形のゴムスカート１０内に排出される。
水平方向に排出された固形分は遠心力により与えられた運動量をゴムスカート１０の内壁と衝突させることにより失う。この時、粘着性や付着性のある固形分の場合は、材質が金属とは異なるゴムであっても内壁に付着する。そこで、ゴムスカート１０の外周上部の頭部１０Ｂと円筒部１０Ａとの境界部に沿って９０度振り分けで４個設けられた剥離機構１５，１６，１７，１８のシリンダ１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８Ａのピストン１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂ，１８Ｂを、一定時間毎に直線的に作動させ、ゴムの形状を一時的に変形させることによりゴムスカート１０上部の内面に付着した固形分を内壁から好適に剥離することができる。また、１８０度に向かい合っている剥離機構の図２（ｂ）における符号の偶数同士１５，１６又は奇数同士１７，１８を最初に作動させ、次に最初に同期させたピストン同士からそれぞれ９０度離れたピストン同士を同期させるようにして作動させることにより、前記ゴムスカート１０の弾力を補完し合いながら立型デカンタ式遠心分離機を運転することができる。
ベルトコンベア１９のベルト１９Ａに落下した固形分は、ベルトコンベア１９のモータ１９Ｂを回転させることにより外部に固形物として搬出される。
一方、回転ボウル１内で分離された分離液は、回転ボウル１の円筒部１Ｂの上部端板３に設けた分離液溢流口３Ａを通り、堰板３Ｂを溢流して分離液排出口１１から分離液として外部に排出される。
【００２６】
【発明の効果】
以上の構成と作用からなる本発明によれば以下の発明の効果が得られる。
１）本発明の請求項１の発明によれば、従来の固形分排出口に設けられた金属製の固形分排出シュートに替わりベルジャー形のゴムスカートを設けることにより、固形分を排出するときの耐摩耗性、耐薬品性が向上する。
２）本発明の請求項１の発明によれば、ゴムスカートの外側にシリンダを設けて、シリンダのピストンの直線運動によりゴムスカートを変形させて内側に付着した固形分を剥離させる機構を設けることにより、確実に好適に脱液した固形分を外部に排出できる。
３）本発明の請求項１の発明によれば、シリンダを前記ゴムスカートの平面から見て９０度に振り分けて設け、１８０度向かい合っているピストン同士を最初に同期させて作動し、次に最初に同期させたピストン同士からそれぞれ９０度離れたピストン同士を同期させるようにして作動させることにより、前記ゴムスカートの弾力を補完し合うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機のゴムスカート周りの縦断面図である。
（ｂ）本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機のゴムスカート周りの平面断面図である。
【図３】従来の立型デカンタ式遠心分離機の一実施の形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１    回転ボウル
１Ａ  截頭円錐部
１Ｂ  円筒部
２    スクリュウコンベア
２Ａ  スクリュウ羽根
２Ｂ  スクリュウ軸
３    上部端板
３Ａ  分離液溢流口
３Ｂ  堰板
４    挿管孔
５    原液スラリー供給管
６    分流リブ板
７    主電動機
７Ａ  プーリ
７Ｂ  ベルト
７Ｃ  プーリ
８    差速装置
９    差速電動機
９Ａ  プーリ
９Ｂ  ベルト
９Ｃ  プーリ
１０    ゴムスカート
１１    分離液排出口
１２    架台
１２Ａ  柱
１２Ｂ  振動防止機（防振ゴム）
１３    固形分排出口
１４    上部ケーシング
１４Ａ  梁
１５，１６，１７，１８          剥離機構
１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８Ａ  シリンダ
１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂ，１８Ｂ  ピストン
１５Ｃ，１６Ｃ，１７Ｃ，１８Ｃ  ヒンジ
１９    ベルトコンベア
１９Ａ  ベルト
１９Ｂ  モータ
ＣＧ    ケーシング
【図１】
0003713187.tif 000002
【図２】
0003713187.tif 000003
【図３】
0003713187.tif 000004