(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速回転されるボウル内に、これと相対速度差をもって回転される外周に螺旋翼を巻装したスクリューコンベアを収容した遠心脱水装置において、ボウルを、前、後端壁を設けた横型円筒の直胴形に形成し、該ボウルの後端壁には回転中心からの距離が長く取れる位置である外周部近傍に位置して分離液の排出口を設け、また、ボウルの前部には、その周壁に排泥口を設けるとともに、その排泥口より後部の内周に、脱水ケーキに圧密作用を与える抑圧環を突設し、そして、前記スクリューコンベアの方には、前記ボウルの後部内に原液を供給する手段を設けるとともに、前記スクリューコンベアの回転胴の前部外周に、前記抑圧環と対向して抑圧鍔を突設し、それら抑圧環と抑圧鍔との間に狭い押出口を形成し、前記螺旋翼によって掻き寄せられて前記ボウルの前部に搬送された脱水ケーキが前記抑圧環と前記抑圧鍔により圧密作用を受け、前記狭い押出口より押出されて前記排泥口に流出されるようにしてなることを特徴とする、遠心脱水装置。
【請求項２】
抑圧環を、ボウルの長さ方向に進退調節自在に設け、吐出口の広さを調節できるようにしたことを特徴とする、請求項１記載の遠心脱水装置。
【請求項３】
抑圧環及び抑圧鍔を、その後端面がテーパ面の断面山形に形成したことを特徴とする、請求項１または２記載の遠心脱水装置。
【請求項４】
抑圧環と抑圧鍔のいずれか一方を、その後端面がテーパ面の断面山形に形成し、他方を、その後端面を直立面に形成したことを特徴とする、請求項１または２記載の遠心脱水装置。
【請求項５】
ボウル後端壁の排出口に代えて、ボウル後部の周壁に、分離液の排出孔とそれに添設のろ過用スクリーンとよりなるろ液排出部を設けたことを特徴とする、請求項１乃至４記載の遠心脱水装置。
【請求項６】
ボウル後端壁の排出口に加え、ボウル後部の周壁に、分離液の排出孔とそれに添設のろ過用スクリーンとよりなるろ液排出部を設けたことを特徴とする、請求項１乃至４記載の遠心脱水装置。
【請求項７】
スクリューコンベアの螺旋翼を切り欠き、その部分に、ボウルの周壁に設けたろ液排出部のスクリーンに付着する汚泥の掻取翼を設けたことを特徴とする、請求項５または６記載の遠心脱水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、下水汚泥や工業排水等の濃縮、脱水、固形物及び分離水の回収を、遠心力により行うようにした。直胴型の遠心脱水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
汚泥等の固液分離には、従来一般に、デカンタ型の遠心脱水機が使用されている。この脱水機は図１８に示すように、横長の直胴部３０の先に円錐筒３１を接続して形成した、高速回転されるボウル（外側回転筒）１内に、内筒（内側回転筒）１１に螺旋翼１２を設けた、ボウル１と相対速度差をもって回転されるスクリューコンベア１０を収容し、内筒１１よりボウル１の前後中央部内に汚泥等の原液ａを供給して、遠心力により固液分離を行うものである。そして、ボウル１内で遠心力により、沈降分離された脱水ケーキｂは、螺旋翼１２により前端部に向けて順次掻き寄せられて行き、円錐筒３１内でさらに圧密脱液作用を受け、前端の排泥口６より機外に排出され、分離液Ｃの方は、反対側であるボウル１の後端壁３に設けた排出孔７からオーバーフローして流出されるようになっている。
【０００３】
このデカンタ型遠心分離機では、ボウル１内にろ液を貯めこむため、ろ液が、ケーキを排出する排泥口６から出てしまわないようにするために、分離液の排出孔３２と同程度以上のレベル（水位）まで前端を小径に絞った円錐筒３１を必要としているのが特徴である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のデカンタ型遠心脱水機では、原液ａは、ボウル１の中央部に供給されたとき、供給直後のボウル直胴部３０においては、高い遠心力場（約２０００〜３０００Ｇ）により固液分離されるものの、脱水ケーキｂが排出されるボウル円錐部３１では、回転中心からの距離（径）が短かくなるために、直胴部３０の回転中心に近い含水率の比較的に高いケーキのみが排出され、回転中心から遠い含水率の比較的低いケーキは滞留したまま排出されないようになる。
【０００５】
また、脱水ケーキｂは、ボウル内の水位を越えて排出させるための大きな傾斜の円錐筒を通過するので、この部分でのスリップをおこして排出が悪くなり、分離液と共に、汚泥が分離液排出口７より排出して分離液が汚くなる等の欠点がある。また、排出される脱水ケーキは、直胴部３１の回転中心に近い含水率の比較的高いものが排出されることから、排出される脱水ケーキの含水率を低くするために、ボウル１の回転数を必要以上に高め（約２，０００  〜３，０００  ｒｐｍ  ）て運転しているのが実状である。したがって大きな動力を要している。
【０００６】
本発明は、上述のようなデカンタ型遠心脱水機における問題点を解決するためになされたもので、脱水の促進によって脱水効率の向上が図れるとともに、ボウル回転数の低減化が実現でき、動力の節減と装置の簡易、小型化のできる、直胴型の遠心脱水装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の脱水装置では、効率のよい固液分離と、分離液のすみやかな排出が行えるようにするために、分離液を排出するろ液排出部を回転中心からの距離が長くなる位置に設ける。それによって、供給原液のすみやかな分離と脱液が行われ、ボウル内に水面の生ずるのを防ぐとともに、脱水ケーキの滞留時間が長くとれるようにしている。そして、ボウルは直胴型に形成し、脱水ケーキの排出される前端部に、脱水ケーキを圧密するために抑圧環と抑圧鍔を突設して吐出口を狭く形成しており、それによって排出される脱水ケーキの含有率の低下を図っている。そして、本発明の装置では、分離液の排出口をボウル後端壁の外周部に設けたことにより、分離液はすみやかに排出され、ボウル内の水面はほとんど生じなくなる。
【０００８】
原液は、ボウル内に供給されると直ちに遠心分離によって、分離液が排出され、固形分の脱水ケーキはさらに遠心分離を受けながら搬送、掻き寄せられて排出されることになる。そのため、脱水ケーキ含水率の低下及びボウル回転数の低減が図れ、動力が少なくてすむようになる。また、分離液は原液供給直後に排出されるので、ボウル内の水位が極めて浅くなる。したがって、従来のデカンタ型の遠心脱水機の欠点である、脱水ケーキが水面を越えて排出するために必要な、傾斜した長い円錐部を設けなくてすむことになり、ボウルが短尺で装置全体の簡易化が図れることにもなる。
【０００９】
また、本発明の装置では、脱水ケーキの吐出口の広さを調節できるように、ボール前端部に設ける抑圧環をボウルの長さ方向に進退調節できるようにすることができる。また、ろ液の排出個所を、ボウル後部の周壁に設けることができ、さらには、ボウル周壁に設けたろ液排出部に対し、それに付着する汚泥を掻き落とすための掻取翼を設けたものとすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１〜図４は本発明装置の一実施例を示し、図５〜図１３は脱水ケーキ排出部の他の実施例を示し、また、図１４〜図１７は分離液排出部の他の実施例を示したものである。
【００１１】
図１〜図４において、１は高速回転されるボウル（外側回転筒）で、横型円筒の直胴形をなし、その前後の両端壁２，３の中央部には中空軸４，５が突設され、図示を略した軸受に支承されて、駆動装置により高速回転されるようになっている。そして、ボウル１の前端部の周壁には、周方向に沿って複数の排泥口６が隔設されている。
【００１２】
また、ボウル１の後端壁３には、回転中心からの距離ができるだけ長くとれる位置である外周部近傍に位置して、分離液の排出口７が設けられている。この排出孔７は例えば図２に示すように、複数の扇形のものを周方向に隔設したり、或は、図示を略したが、後端壁３の外周部に沿って多数の小孔を隔設するのがよい。本発明では、分離液の排出を回転中心からできるだけ離れた位置で行えるようにすることが重要であり、それによって、分離液の排出がすみやかに行われるようになるとともに、ボウル１内の水位が殆んど形成されぬか、形成されても極く浅くてすむことになり、それが脱水性能を向上させることになる。
【００１３】
また、ボウル１の排泥口６の設けられた直後の内周には、排出される際の脱水ケーキｂに圧密作用を与えるための抑圧環８が突設されている。この抑圧環８は、断面が山形をなし、その後端面はテーパー面８ａに形成されている。
【００１４】
１０はボウル１内に収容されたスクリューコンベアで、横型円筒形の回転胴１１の外周に螺旋翼１２が巻装されており、その両端部を、ボウル１の中空軸４，５のボウル内突出部に支承され、中空軸４に挿通された回転軸１３により、ボウル１と所要の速度差をもって回動されるようになっている。そして、回転胴１１の後部内には、原液ａの供給室１４が設けられ、その周壁には、ボウル１と回転胴１１との間の環状空間１７と通ずる供給口１５が開設されているとともに、ボウル１の後部中空軸５より挿通された原液の供給管１６が供給室１４に開口して設けられている。また、回転胴１１の前端部の、上記抑圧環８と対向する外周には、後端に向く側をテーパ面１８ａとした、上記抑圧環８より大きな断面山形の抑圧鍔１８が周設されており、それらの間に狭い押出口１９が形成されている。なお、上記テーパー面８ａ，１８ａは、それに代えて垂直面としてもよい。
【００１５】
上記の装置において、脱水処理する原液ａは、矢印のように供給管１６から供給室１４に入り、供給口１５から環状空間１７内に供給され、ボウル１及びスクリューコンベア１０の回転の遠心力で固液分離されながら螺旋翼１２により前端に向け搬送されるようになる。そして、分離された液体分である分離液Ｃは、後端壁の排出孔７より機外に排出される。
【００１６】
固形分と液分を含む脱水ケーキｂは、螺旋翼１２によってボウル１の前端方向へと掻き寄せられて行きながら、さらに遠心力による分離作用を受けて、残留液分の分離が進み、その分離液Ｃも排出孔７より排出される。ボウル１の前部に搬送された脱水ケーキｂは、ボウル１前端部に突設された抑圧環８と回転胴１１の前端部の抑圧鍔１８とで圧密作用を受け、両者間の狭い吐出口１９より排泥口６へと流出される。
【００１７】
上記本発明の装置では、原液ａはボウル１の後部に供給され、ボウル１の前端へと搬送されながら脱液され、分離液Ｃはボウル１後端壁３の外周部に設けられた排出孔７から排出されるため、ボウル１内の水位はデカンタ型のものに比べはるかに浅いものとなる。そして、水位が極めて浅いことから、ボウル１内に乱流の生ずることがなく、脱水ケーキの滞留時間も長くなるとともに、ボウル１は円筒形であるため、その全長にわたって高い遠心力を受け、分離能が高く維持できることになる。また、ボウル１前端に掻き寄せられた脱水ケーキは、そこで圧密されて、さらに脱液が行われて排出される。したがって、従来のような、直胴部の先の長大な円錐筒部は必要なくなり、ボウル全長の長さも短くてすむことになるとともに、ボウルの回転数も低減できることになる。
【００１８】
図５〜図８は、ボウル１先端部における抑圧環を設けた部分の他の実施例を示したものである。この実施例では、さきの実施例におけるような固定されたものではなく、ボウル１に対しその長さ方向に、進退調節自在となっている。すなわち、この抑圧環２０は、ボウル１とは別体となっており、さきの抑圧条環８と同様に、断面が山形をなし、その後端面がテーパー面２１ａまたは垂直面に形成された、ボウル１の内周と摺動自在に接合する環部２１の外周面に、周方向に隔設された各排泥口６の中に突入する取付片２２が突設された構造となっている。
【００１９】
そして、抑圧環２０の各取付片２２とボウル１（排泥口６の後端面）との間に、例えば薄板の積層によるスペーサ２３が介入され、取付片２２からスペーサ２３を貫通する取付ボルト２４によりボウル１に着脱自在に取り付けられている。したがって、スペーサ２３の厚さを変えることによって、抑圧環２０は、図７矢印のようにボウル１の長手方向に進退調節されることになる。それにより、これと対向する抑圧鍔１８との間に形成されている吐出口１９の広さが調節される。その結果、脱水ケーキの抑制による圧密作用の調節が自在にでき、脱水率の向上が図れるとともに、安定した脱水ケーキを得ることができ、また、各種性状の汚泥に対して広く適用できることになる。
【００２０】
上記実施例では、抑圧環２０の頂部２１ｂが押圧鍔１８の頂部１８ｂより後方（排出口側）に位置するようになっているが、図９に示すように、逆の前方に位置させることもできる。また、図１０、図１１に示すように、抑圧環２０の環部２１の断面形状を径方向に長い板状のものとし、その後面をほぼ直立面２１ｃに形成することができ、そして、抑圧環２０の頂部２１ｂに対する抑圧鍔１８の頂部１８ｂの位置を後方（図１０）または前方（図１１）にずらせたものとすることができる。
【００２１】
また、図１２、図１３に示すように、上記とは逆に抑圧鍔１８の方の断面形状を径方向に長い板状のものとし、その後面をほぼ直立面１８ｃに形成することもできる。この場合も、抑圧環２０の頂部２１ｂに対する抑圧鍔１８の頂部１８ｂの位置を後方（図１２）または前方（図１３）にずらせたものとすることができる。
【００２２】
また、本発明の装置では、ろ液の排出個所をボウル１の周壁に設けたものとすることができる。図１４、図１５はその実施例を示したものである。この実施例では、後端壁３には排出口を設けず、それに代ってボウル１の後部の周壁に、ろ液の排出部２５を設けており、このろ液排出部２５は、例えば図１０に示すように、周方向に沿って多数開設された排出孔２６とその内側に、固形分をろ過する多孔質プラスチック成形体や金網、セラミック、金属の焼結体、ろ布等によるスクリーン２７を添設した構造となっている。なお、このろ液排出部２５は、上記のような構造に限定されるものではなく、排出孔２６とスクリーン２７との組合せによるものであれば、適宜構造を変更することができる。
【００２３】
このように、ろ液の排出個所をボウル１の周壁に設けたものでは、分離液Ｃは原液供給後直ちに排出されるようになるので、ボウル１内には殆んど水面が生ずることなく、したがって、固液分離、脱水がより効率よく行われることになる。
【００２４】
また、本発明の装置では、図１６に示すように、ろ液の排出個所を、図１〜図５の実施例のようにボウル後端壁３と図１４、図１５の実施例のように、ボウル１の周壁に設けたものとすることができる。すなわち、後端壁には排出口７を設け、ボウル周壁にはろ液排出部２５を設けるのである。このようにすれば、排出口７とろ液排部２５との両方から分離液Ｃの排出が行われるので、濃度の薄い汚泥の処理や高負荷に対しても能率のよい処理が可能となる。
【００２５】
図１７は、ろ液排出部２５に付着する汚泥を掻き取る手段を設けた実施例を示したものである。すなわち、この実施例では、スクリューコンベア１０の方に、上記ろ液排出部２５と対応して、螺旋翼１２の一部を切り欠き、その部分の回転筒１１に、先端がスクリーン２７と摺接して、スクリーン２７に付着した汚泥の掻取翼２８の複数が放射状に装着されている。なお、この掻取翼２８は、スクリーン２７に付着の汚泥を単に掻き取るだけでなく、その汚泥や脱水ケーキに対しての搬送力を有するように、軸線に対して角度を保つようにするのが好ましい。また、この図１７の実施例では、ボウル１の後端壁３に排出口７を設けたものとなっているが、この排出口７は設けないでもよい。
【００２６】
ろ液排出部２５のスクリーン２７に付着した汚泥の掻き取りは、スクリューコンベア１０の螺旋翼１２によってもある程度行える。しかし、螺旋翼１２とスクリーン２７の内面との間には多少の隙間が存在するとともに、ボウル１とスクリューコンベア１０との回転速度差は僅かなものであることから、螺旋翼１２による掻き取りは緩慢であるため、汚泥の掻き取りが不十分となって、スクリーン２７に目詰りが生じ分離水の排出が悪くなる。そこで、この実施例の装置では、スクリーン８に摺接する掻取翼２８を設けて汚泥の掻き取りが積極的に行えるようにしているのである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の遠心脱水装置によれば、ろ液（分離液）の排出部をボウル後部の軸心より遠い周壁或は後端壁の外周部に設けるとともに、原液をろ液排出部（排出孔）のあるボウルの後部内に供給するようにするとともに、ボウル前端部とスクリューコンベアの回転筒の前端部に対向して抑圧環と抑圧鍔を設けたので、次のように多くの優れた効果を奏する。
【００２８】
（１）原液は供給後直ちに遠心分離されてろ液の排出が行われるので、ボウル内に水面が殆んどできず、したがって、従来機のように、ボウル内に水面ができることから長い傾斜で絞りを大きくした長大な円錐筒を設けないですむとともに、ろ液はボウルの周壁近くから直ちに排出されるので、ボウル内に水面が殆んどできず、したがってボウル内での逆流がなく、脱水率のよいケーキの搬送が円滑にできる。
【００２９】
（２）原液の供給とろ液の排出部が近いので、原液が供給されると、直ちに、遠心分離と分離液の排出が行われることになり、脱水効率が高いので、ボウルの回転数を低くしても、従来機同様の脱水効率が得られ、動力が少なくてすむことになる。
【００３０】
（３）脱水ケーキはその出口で抑圧環と抑圧鍔により圧密作用を受けて脱水率がより向上され、特に抑圧環を進退調節できるようにした装置では、各種汚泥の性状に対応できるとともに、安定した脱水ケーキを得ることができる。
【００３１】
（４）また、ろ液排出部を周壁に設けた装置では、スクリーンによるろ過が行われるので、分離水の性状も良好であり、かつ、ボウル内水面の発生するのを防ぐことができ、特に、汚泥掻取翼を設けた装置では、スクリーンに目詰まりの生ずるのを防止でき、運転効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一実施例を示す側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同Ｂ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明装置前部の拡大側断面図である。
【図５】本発明装置の他の実施例を示す側断面図である。
【図６】同前部の拡大側断面図である。
【図７】同側断面図である。
【図８】同６のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】抑圧環と抑圧鍔を設けた部分の他の実施例を示す要部の半截縦断面図である。
【図１０】同さらに他の実施例を示したものである。
【図１１】同さらに他の実施例を示したものである。
【図１２】同さらに他の実施例を示したものである。
【図１３】同さらに他の実施例を示したものである。
【図１４】ろ液排出部の他の実施例を示す側断面図である。
【図１５】ろ液排出部の拡大側断面図である。
【図１６】ろ液排出部のさらに他の実施例を示す側断面図である。
【図１７】同さらに他の実施例を示したものである。
【図１８】従来のデカンタ型の装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
１    ボウル
２    前端壁
３    後端壁
６    排泥口
７    ろ液の排出口
８    抑圧環
１０    スクリューコンベア
１１    回転胴
１２    螺旋翼
１４    供給室
１５    供給口
１６    供給管
１７    環状空間
１８    抑圧鍔
１９    吐出口
２０    抑圧環
２１    環部
２２    取付片
２３    スペーサ
２４    取付ボルト
２５    ろ液排出部
２６    排出孔
２７    スクリーン
２８    掻取翼
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003615955.tif 000017
【図１７】
0003615955.tif 000018
【図１８】
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