(57)【要約】【課題】従来のデカンタでは発生した分離液及び濃縮汚泥は次の処理を行なうために夫々別のポンプにより所定の場所に圧送されていた。すなわちデカンタを用いた従来の下水中の固形物を濃縮する設備では、デカンタに加えて圧送用のポンプも必要であり、コスト高であるとともに設置スペースも大きくなるという問題点があった。【解決手段】清澄液ゾーン５０と濃縮液ゾーン５２と前記両ゾーンの間にあり円筒形状を有する遠心濃縮ゾーン５１とを備え、清澄液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの中心部で互いに連通し、濃縮液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの外周部で互いに連通し、遠心濃縮ゾーンに同心状に回転する回転体１１を備える遠心濃縮ポンプ。【選択図】        図１
2004237197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
清澄液ゾーンと濃縮液ゾーンと前記両ゾーンの間にあり筒形状を有する遠心濃縮ゾーンとを備え、清澄液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの中心部で互いに連通し、濃縮液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの外周部で互いに連通し、遠心濃縮ゾーンに同心状に回転する回転体を備えることを特徴とする遠心濃縮ポンプ。
【請求項２】
第１の排出口と第２の排出口を有し第１の排出口に臨む清澄液ゾーンと第２の排出口に臨む濃縮液ゾーンと前記両ゾーンの間の遠心濃縮ゾーンとを有する筒体を備え、清澄液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの中心部で互いに連通し、濃縮液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの外周部で互いに連通し、遠心濃縮ゾーンに同心状に回転する回転体を備え、遠心濃縮ゾーンに原液供給口を備えることを特徴とする遠心濃縮ポンプ。
【請求項３】
清澄液ゾーンと濃縮液ゾーンと前記両ゾーンの間にある遠心濃縮ゾーンとを有し固定された筒体を備え、清澄液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの中心部で互いに連通し、濃縮液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの外周部で互いに連通し、遠心濃縮ゾーンに同心状に回転する回転体を備えることを特徴とする遠心濃縮ポンプ。
【請求項４】
清澄液ゾーンと濃縮液ゾーンと前記両ゾーンの間にある遠心濃縮ゾーンとを有し回転可能な筒体を備え、清澄液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの中心部で互いに連通し、濃縮液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの外周部で互いに連通し、前記筒体に支持され遠心濃縮ゾーンに同心状に回転する回転体を備えることを特徴とする遠心濃縮ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体中の固形物を濃縮、圧送するポンプに係り、特に下水中の固形物を濃縮、圧送するポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水中の固形物を濃縮するための機器としてデカンタと通称される遠心分離機が従来から知られている。図１０は特許文献１に記載された従来の遠心分離機を示す断面図である。以下、図１０を参照して従来の遠心分離機を説明する。
【０００３】
メインモータ９０８が外胴９０１を回転させ、この回転はギヤボックス９１０を介してスクリュー胴９０２に伝わり、スクリュー胴９０２は外胴９０１と同方向に僅かの回転数差で回転する。流入管９０５からスクリュー胴９０２へ流入した原液Ａは矢印のように流入孔９０７から外胴９０１へ入り、ここで遠心力によって固液分離される。分離液は一端の分離液排出口９０４から溢出し、固形物はスクリュー羽根９０６により他端へ押され排出口９０３から濃縮汚泥として排出される。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６０−２０６４５８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして発生した分離液及び濃縮汚泥は次の工程での処理を行なうために従来は夫々別のポンプにより所定の場所に圧送されていた。すなわちデカンタを用いた従来の下水中の固形物を濃縮する設備では、デカンタに加えて前記圧送用のポンプも必要であり、コスト高であるとともに設置スペースも大きくなるという問題点があった。
【０００６】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、コストがかからず設置スペースも小さくて済む遠心濃縮ポンプ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】
本発明者は下水等の固形物を含む被処理液体に遠心分離処理を施すことにより外周部に集まる濃縮液と中心部に集まる清澄液とに分離できるだけでなく、遠心力によって生じる圧力を利用すれば濃縮液と清澄液を圧送することも同時にできると考え本発明に至った。
【０００８】
すなわち、本願第一の発明は、清澄液ゾーンと濃縮液ゾーンと前記両ゾーンの間にあり筒形状を有する遠心濃縮ゾーンとを備え、清澄液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの中心部で互いに連通し、濃縮液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの外周部で互いに連通し、遠心濃縮ゾーンに同心状に回転する回転体を備えることを特徴とする遠心濃縮ポンプである。
【０００９】
本願第二の発明は、第１の排出口と第２の排出口を有し第１の排出口に臨む清澄液ゾーンと第２の排出口に臨む濃縮液ゾーンと前記両ゾーンの間の遠心濃縮ゾーンとを有する筒体を備え、清澄液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの中心部で互いに連通し、濃縮液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは遠心濃縮ゾーンの外周部で互いに連通し、遠心濃縮ゾーンに同心状に回転する回転体を備え、遠心濃縮ゾーンに原液供給口を備えることを特徴とする遠心濃縮ポンプである。第１の排出口及び第２の排出口の数は通常は夫々１箇所でよいが、２箇所以上とすることもできる。
【００１０】
前記筒体がベースに取り付けられ、前記原液供給口を有する軸管が筒体と同心状に回転自在に筒体に取り付けられ、前記回転体が前記軸管に取り付けられ、前記ベースに取り付けられた駆動手段により軸管を回転させながらすなわち回転体を筒体と同心状に回転させながら、固形物を含む原液を軸管に注入すると、前記原液が軸管を通って遠心濃縮ゾーンに位置する原液供給口から筒体の内部に吐出され、遠心濃縮ゾーンの回転体の回転により遠心力を受ける。このため原液に含まれる固形物のかなりの部分は、筒体の遠心濃縮ゾーンの外周面内側に前記遠心力を受けて押し付けられ濃縮汚泥となる。濃縮液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは前述のように外周部近傍では連通しているので、前記濃縮汚泥は遠心力により濃縮液ゾーンに押出されて第２の排出口から吐出される。
【００１１】
このように原液に含まれる固形物のかなりの部分は前記遠心力を受けて筒体の遠心濃縮ゾーンの外周面内側に押し付けられるので、遠心濃縮ゾーンの中心部すなわち軸管に近い場所では原液は固形物がかなり少ない状態の清澄液となるとともに遠心力の反作用による圧力を受けている。前記清澄液は前記遠心力の反作用による圧力により中心部連通口、清澄液ゾーンの順に押出されて、清澄液ゾーンの回転体の回転による遠心力をさらに受けて第１の排出口から吐出される。
【００１２】
このように遠心濃縮ポンプに注入された原液は濃縮汚泥と清澄液とに分離されて夫々別に吐出圧送される。すなわち遠心濃縮ポンプは従来のデカンタによる濃縮とポンプによる圧送を同時に行うことができる。
【００１３】
次のように外輪を設け、筒体回転方式とすることもできる。前記第１の排出口と軸方向位置が略一致する清澄液排出口及び前記第２の排出口と軸方向位置が略一致する濃縮液排出口を有する筒状の外輪を、筒体を同軸に環囲するようにして筒体と相対回転自在に設ける。清澄液排出口及び濃縮液排出口の数は通常は夫々１箇所であるが、２箇所以上とすることもできる。前記外輪は、第１の排出口から吐出される清澄液と第２の排出口から吐出される濃縮液とが混じり合わないようになっていて、ベースに取り付けられる。
【００１４】
前記原液供給口を有する軸管が筒体と同心状にベースに取り付けられ、前記回転体が筒体の外周面内側に取り付けられ、ベースに取り付けられた駆動手段により筒体を回転させながらすなわち前記回転体を筒体と一体に回転させながら、固形物を含む原液を軸管に注入すると、前記原液が軸管を通って遠心濃縮ゾーンに位置する原液供給口から筒体の内部に吐出され、遠心濃縮ゾーンの回転体の回転により遠心力を受ける。このため原液に含まれる固形物のかなりの部分は、筒体の遠心濃縮ゾーンの外周面内側に前記遠心力を受けて押し付けられ濃縮汚泥となる。濃縮液ゾーンと遠心濃縮ゾーンとは前述のように外周部近傍では連通しているので、前記濃縮汚泥は遠心力により濃縮液ゾーンに押出されて第２の排出口から吐出され、さらに外輪の濃縮液排出口から吐出される。
【００１５】
このように原液に含まれる固形物のかなりの部分は前記遠心力を受けて筒体外周面内側に押し付けられるので、遠心濃縮ゾーンの中心部すなわち軸管に近い場所では原液は固形物がかなり少ない状態の清澄液となるとともに遠心力の反作用による圧力を受けている。前記清澄液は前記遠心力の反作用による圧力により中心部連通口、清澄液ゾーンの順に押出されて、清澄液ゾーンの回転体の回転による遠心力をさらに受けて第１の排出口から吐出され、さらに外輪の清澄液排出口から吐出される。
【００１６】
このように遠心濃縮ポンプに注入された原液は濃縮汚泥と清澄液とに分離されて夫々別に吐出圧送される。すなわち遠心濃縮ポンプは従来のデカンタによる濃縮とポンプによる圧送を同時に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下、本明細書において「液密」とは、二つの部材の接合部において液が前記接合部を通過しない状態をいう。
【００１８】
（実施形態１）
図１は本発明の実施に好適に用いられる筒体固定の遠心濃縮ポンプ１を模式的に示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。遠心濃縮ポンプ１は筒体２、第１の端板３、第２の端板４、軸管５、第１の支持摺動部材６、第１のシール部材７、第１の隔離部材８、第２の隔離部材９、清澄液ゾーン回転体１０、遠心濃縮ゾーン回転体１１及び濃縮液ゾーン回転体１２を有する。筒体２は円筒形でその軸方向の全ての部分において同一の直径であり水平に設置され、その軸方向の一方の端部に第１の端板３が、他方の端部に第２の端板４が液密に設けられるとともに、その外周の第１の端板３側に第１の排出口２Ａが、第２の端板４側に第２の排出口２Ｂが具備される。第１の排出口及び第２の排出口の数は通常は夫々箇所個であるが、いずれか一方又は両方を２箇所以上とすることもできる。第１の排出口２Ａ、第２の排出口２Ｂの径方向外側には図示省略の第１の排出管、第２の排出管が液密に取り付けられる。第１の排出管、第２の排出管の圧力状態は大気開放状態である。端板３、端板４には後述する第１の支持摺動部材を軸承するための穴部を有するボス３Ａ、ボス４Ａが具備される。
【００１９】
ボス３Ａ、ボス４Ａの前記穴部を貫通して配設された軸管５は、その一端である開口された液注入口５Ａが筒体２の第２の端板４の外側に位置し、その他端が筒体２の第１の端板３の外側に位置し、その軸方向の液注入口５Ａ側は中空円筒の筒形部５Ｃ、その軸方向の前記他端側は軸部５Ｄである。筒形部５Ｃには、原液供給口５Ｅが後述する遠心濃縮ゾーン５１に位置するように具備される。軸部５Ｄは中実円柱である。ただし軸管５内に入る後述する原液の液漏れがないようにすれば、軸部５Ｄの一部又は全てを中空としても良い。図１、２は同一寸法形状の原液供給口５Ｅが軸方向に２箇所円周方向に４箇所、合計８個具備されている状態を示すがこれに限定されず任意の個数とすることができるし、全ての原液供給口５Ｅが同一寸法形状である必要はない。
【００２０】
ボス３Ａ、ボス４Ａの穴部と軸管５とのギャップには第１のシール部材７が挟装され、筒体２内の液が前記ギャップを通って筒体２外へ漏洩しないようにしている。前記ギャップの夫々の第１のシール部材７の軸方向外側には第１の支持摺動部材６が挟装され、軸管５は第１の端板３及び第２の端板４ならびにそれらに固着された筒体２に対し同心状であり回転自在である。
【００２１】
第１の隔離部材８は円板状で、その広さ方向の中心部に中心部連通口８Ａを有しその厚さ方向が筒体２の軸方向と平行で、第１の排出口２Ａの第２の端板４側に隣接するように筒体２外周面内側に液密に取り付けられる。中心部連通口８Ａの直径は軸部５Ｄの直径よりも大きくする。第２の隔離部材９は円板状で、その中心が軸管５に液密に貫通されて取り付けられ、その広さ方向の外周部と筒体外周面内側との間に外周部連通路２０が生じるようにして、その厚さ方向が筒体２の軸方向と平行で、第２の排出口２Ｂの第１の端板３側に隣接して取り付けられる。
【００２２】
以下、筒体２の内部を軸方向に順に次のように区分し、第１の端板３と第１の隔離部材８との間を清澄液ゾーン５０、第１の隔離部材８と第２の隔離部材９との間を遠心濃縮ゾーン５１、第２の隔離部材９と第２の端板４との間を濃縮液ゾーン５２と記すことにする。このようにすることにより、清澄液ゾーンは第１の排出口に臨み、濃縮液ゾーンは第２の排出口に臨み、遠心濃縮ゾーンは前記両ゾーンの間に位置するものとなる。
【００２３】
板状の複数の清澄液ゾーン回転体１０は、その厚さ方向が筒体２の軸方向と直交し筒体２の外周面内側にギャップを介して放射状に清澄液ゾーン５０の軸管５に取り付けられる。板状の複数の遠心濃縮ゾーン回転体１１は、その厚さ方向が筒体２の軸方向と直交し筒体２の外周面内側にギャップを介して放射状に遠心濃縮ゾーン５１の軸管５に取り付けられる。板状の複数の濃縮液ゾーン回転体１２は、その厚さ方向が筒体２の軸方向と直交し筒体２の外周面内側にギャップを介して放射状に濃縮液ゾーン５２の軸管５に取り付けられる。図２は同一寸法形状の遠心濃縮ゾーン回転体１１が円周方向に４枚取り付けられている状態を示すが４枚に限定されず任意の枚数とすることができるし、回転バランスを失わないようにすれば、全ての回転体が同一寸法形状である必要はない。このことは清澄液ゾーン回転体１０、濃縮液ゾーン回転体１２についても同様である。清澄液ゾーン回転体１０、遠心濃縮ゾーン回転体１１、濃縮液ゾーン回転体１２は枚数及び円周方向取り付け角度を同一にそろえる必要はない。濃縮液ゾーン回転体１２は無くても良いが、後述するように濃縮汚泥１７の吐出作用を増大させるためには濃縮液ゾーン回転体１２を設けることが好ましい。
【００２４】
液注入管１４はその外径が軸管５の液注入口５Ａの内径よりも小さく、軸管５に同軸に挿設されるとともに、液注入管１４と軸管５とのギャップには第２のシール部材１３が挟装され、軸管５内の液が前記ギャップを通って軸管５外へ漏洩しないようにしている。必要に応じて第２の支持摺動部材（図示せず）を軸方向に第２のシール部材１３よりも外側になるように前記ギャップに挟装することも好ましい。このようにして液注入管１４は軸管５に対して相対回転自在である。軸管５の前記他端には駆動手段１５が図示省略の駆動力伝達手段を介して連結される。駆動手段１５は電動機及び必要に応じて減速機等を有する。筒体２、液注入管１４及び駆動手段１５はベース１９に取り付けられる。
【００２５】
駆動手段１５により軸管５ならびにそれに取り付けられた清澄液ゾーン回転体１０、遠心濃縮ゾーン回転体１１及び濃縮液ゾーン回転体１２が筒体２と同心状に回転する。
【００２６】
固形物を含む原液１６は図示省略の注入手段により液注入管１４に注入され、後述する遠心力及び大気開放の排出管の吸引作用により、中空円筒の筒形部５Ｃを通って遠心濃縮ゾーン５１に位置する原液供給口５Ｅから筒体２の内部に吐出され、遠心濃縮ゾーン回転体１１の回転により遠心力を受ける。このため原液１６に含まれる固形物のかなりの部分は、筒体２の遠心濃縮ゾーン５１の外周面内側に前記遠心力を受けて押し付けられ濃縮汚泥１７となる。外周部連通路２０を通して遠心濃縮ゾーン５１と連通している濃縮液ゾーン５２は、さらに第２の排出口２Ｂ及びその外側の圧力状態が大気開放状態である図示省略の第２の排出管に連通している。このため前記筒体２の外周面内側に押し付けられた濃縮汚泥１７は、前記遠心力による押出作用及び前記大気開放の第２の排出管による吸引作用により外周部連通路２０、第２の排出口２Ｂ、第２の排出管の順に通過して吐出する。濃縮液ゾーン５２においては濃縮液ゾーン回転体１２の回転による遠心力のため前記濃縮汚泥１７の吐出作用が増大する。
【００２７】
このように原液１６に含まれる固形物のかなりの部分は前記遠心力を受けて筒体２外周面内側に押し付けられるので、遠心濃縮ゾーン５１の軸管５に近い場所では原液１６は固形物がかなり少ない状態で且つ前記遠心力の反作用による圧力を受けた清澄液１８となる。中心部連通口８Ａを通して遠心濃縮ゾーン５１と連通している清澄液ゾーン５０は、さらに第１の排出口２Ａ及びその外側の圧力状態が大気開放状態である図示省略の第１の排出管に連通している。このため前記軸管５に近い場所の清澄液１８は、前記遠心力の反作用の圧力による押出作用及び前記大気開放の第１の排出管の吸引作用により中心部連通口８Ａ、第１の排出口２Ａ、第１の排出管の順に通過して吐出する。清澄液ゾーン５０においては第１の回転体１０の回転による遠心力のため前記清澄液１８の吐出作用が増大する。
【００２８】
このように遠心濃縮ポンプ１に注入された原液１６は濃縮汚泥１７と清澄液１８とに分離されて夫々別に吐出圧送される。すなわち遠心濃縮ポンプ１は従来のデカンタによる濃縮とポンプによる圧送を同時に行うことができる。
【００２９】
（実施形態２）
図３は本発明の実施に好適に用いられる筒体回転方式の遠心濃縮ポンプ２０１を模式的に示す断面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。なお、図３、４において、図１、２に示すものと同じものには同一符号を付してある。遠心濃縮ポンプ２０１は筒体２０２、第１の端板２０３、第２の端板２０４、軸管２０５、第１の支持摺動部材６、第１のシール部材７、第１の隔離部材２０８、第２の隔離部材９、清澄液ゾーン回転体２１０、遠心濃縮ゾーン回転体２１１及び濃縮液ゾーン回転体２１２を有する。
【００３０】
筒体２０２は円筒形でその軸方向の全ての部分において同一の直径であり水平に設置され、その軸方向の一方の端部に第１の端板２０３が、他方の端部に第２の端板４が液密に設けられるとともに、その外周の第１の端板側に複数の第１の排出口２０２Ａが、第２の端板側に複数の第２の排出口２０２Ｂが具備される。前記「複数の」の意味は「円周方向に複数の」ということであり、軸方向には単数、複数のいずれでも良い。筒体２０２は軸方向の全ての部分において同一の直径である。第２の端板４には後述する軸管を軸承するための穴部を有するボス４Ａが具備される。
【００３１】
ボス４Ａの前記穴部を貫通して筒体２０２と同軸に配設された軸管２０５は両端開口の中空円筒形で、その一端である液注入口２０５Ａが筒体２０２の第２の端板４の外側に位置し、その他端である原液供給口２０５Ｅが後述する遠心濃縮ゾーン２５１に位置する。ボス４Ａの穴部と軸管２０５とのギャップには第１のシール部材７が挟装され、筒体２０２内の液が前記ギャップを通って筒体２０２外へ漏洩しないようにしている。第１のシール部材７の液注入口２０５Ａ側には必要に応じて第１の支持摺動部材６が挟装され、軸管２０５は第２の端板４及びそれに固着された筒体２０２に対し相対回転自在である。
【００３２】
第１の隔離部材２０８は円板状で、その広さ方向の中心部に中心部連通口２０８Ａを有しその厚さ方向が筒体２０２の軸方向と平行で、第１の排出口２０２Ａの第２の端板４側に隣接するように筒体２０２外周面内側に液密に取り付けられる。第２の隔離部材９は円板状で、その中心が軸管２０５に液密に貫通されて取り付けられ、その広さ方向の外周部と筒体外周面内側との間に外周部連通路２０が生じるようにして、その厚さ方向が筒体２０２の軸方向と平行で、第２の排出口２０２Ｂの第１の端板２０３側に隣接して取り付けられる。
【００３３】
以下、筒体２０２の内部を軸方向に順に次のように区分し、第１の端板２０３と第１の隔離部材２０８との間を清澄液ゾーン２５０、第１の隔離部材２０８と第２の隔離部材９との間を遠心濃縮ゾーン２５１、第２の隔離部材９と第２の端板４との間を濃縮液ゾーン２５２と記すことにする。このようにすることにより、清澄液ゾーンは第１の排出口に臨み、濃縮液ゾーンは第２の排出口に臨み、遠心濃縮ゾーンは前記両ゾーンの間に位置するものとなる。
【００３４】
板状の複数の清澄液ゾーン回転体２１０は、その厚さ方向が筒体２０２の軸方向と直交し清澄液ゾーン２５０の筒体２０２の外周面内側に放射状に取り付けられる。板状の複数の遠心濃縮ゾーン回転体２１１は、その厚さ方向が筒体２０２の軸方向と直交し遠心濃縮ゾーン２５１の筒体２０２の外周面内側に放射状に取り付けられる。板状の複数の濃縮液ゾーン回転体２１２は、その厚さ方向が筒体２０２の軸方向と直交し濃縮液ゾーン２５２の筒体２０２の外周面内側に放射状に取り付けられる。遠心濃縮ゾーン回転体２１１及び濃縮液ゾーン回転体２１２は、軸管２０５に当接しない寸法にする。図４は同一寸法形状の遠心濃縮ゾーン回転体２１１が円周方向に４枚取り付けられている状態を示すが４枚に限定されず任意の枚数とすることができるし、回転バランスを失わないようにすれば、全ての回転体が同一寸法形状である必要はない。このことは清澄液ゾーン回転体２１０、濃縮液ゾーン回転体２１２についても同様である。清澄液ゾーン回転体２１０、遠心濃縮ゾーン回転体２１１、濃縮液ゾーン回転体２１２は枚数及び円周方向取り付け角度を同一にそろえる必要はない。濃縮液ゾーン回転体２１２は無くても良いが、後述するように濃縮汚泥１７の吐出作用を増大させるためには濃縮液ゾーン回転体２１２を設けることが好ましい。
【００３５】
外輪３０は筒状で筒体２０２を同軸に環囲し、筒体２０２の第１の排出口２０２Ａと同じ軸方向位置に清澄液排出口３０Ａを具備し、筒体２０２の第２の排出口２０２Ｂと同じ軸方向位置に濃縮液排出口３０Ｂを具備する。清澄液排出口及び濃縮液排出口の数は通常は夫々１個であるが、いずれか一方又は両方を２個以上とすることもできる。清澄液排出口３０Ａ、濃縮液排出口３０Ｂの径方向外側には図示省略の第１の排出管、第２の排出管が液密に取り付けられる。第１の排出管、第２の排出管の圧力状態は大気開放状態である。
【００３６】
外輪３０と筒体２０２とのギャップには、第１の排出口２０２Ａ及び清澄液排出口３０Ａと第２の排出口２０２Ｂ及び濃縮液排出口３０Ｂとの間（以下「両排出口間」と記す）に、第１の排出口２０２Ａ及び清澄液排出口３０Ａの軸方向外側（以下「第１の排出口側の外側」と記す）に、第２の排出口２０２Ｂ及び濃縮液排出口３０Ｂの軸方向外側（以下「第２の排出口側の外側」と記す）に、それぞれ第３のシール部材３１が挟装されている。前記両排出口間に挟装された第３のシール部材３１は後述する濃縮汚泥１７と清澄液１８とが混合しないようにするためのものである。前記第１の排出口側の外側に挟装された第３のシール部材３１は後述する清澄液１８が第１の排出口側の外側に漏洩しないようにするためのものである。第２の排出口側の外側に挟装された第３のシール部材３１は後述する濃縮汚泥１７が第２の排出口側の外側に漏洩しないようにするためのものである。
【００３７】
前記ギャップの第１の排出口側の外側及び第２の排出口側の外側のさらに軸方向の夫々外側には、第３の支持摺動部材３２が挟装され筒体２０２が外輪３０に回転自在に支持される。第１の端板２０３には駆動力伝達手段３３を介して駆動手段１５が連結される。駆動手段１５は電動機及び必要に応じて減速機等を有する。外輪３０、軸管２０５及び駆動手段１５はベース２１９に取り付けられる。
【００３８】
駆動手段１５により駆動力伝達手段３３及び第１の端板２０３を介して筒体２０２ならびにそれに取り付けられた清澄液ゾーン回転体２１０、遠心濃縮ゾーン回転体２１１及び濃縮液ゾーン回転体２１２が筒体２と一体に回転させられる。
【００３９】
固形物を含む原液１６は図示省略の注入手段により液注入口２０５Ａに注入され、後述する遠心力及び大気開放の排出管の吸引作用により、中空円筒の軸管２０５を通って遠心濃縮ゾーン５１に位置する原液供給口２０５Ｅから筒体２０２の内部に吐出され、遠心濃縮ゾーン回転体２１１の回転により遠心力を受ける。このため原液１６に含まれる固形物のかなりの部分は、筒体２０２の遠心濃縮ゾーン２５１の外周面内側に前記遠心力を受けて押し付けられ濃縮汚泥１７となる。外周部連通路２０を通して遠心濃縮ゾーン２５１と連通している濃縮液ゾーン２５２は、さらに複数の第２の排出口２０２Ｂ、濃縮液排出口３０Ｂ及びその外側の圧力状態が大気開放状態である図示省略の第２の排出管に連通している。このため遠心濃縮ゾーン２５１の筒体２０２の外周面内側に押し付けられた濃縮汚泥１７は、前記遠心力による押出作用及び前記大気開放の第２の排出管による吸引作用により外周部連通路２０、複数の第２の排出口２０２Ｂ、濃縮液排出口３０Ｂ、第２の排出管の順に通過して吐出する。濃縮液ゾーン２５２においては濃縮液ゾーン回転体２１２の回転による遠心力のため前記濃縮汚泥１７の吐出作用が増大する。
【００４０】
このように原液１６に含まれる固形物のかなりの部分は前記遠心力を受けて筒体２０２外周面内側に押し付けられるので、遠心濃縮ゾーン２５１の軸中心に近い場所では原液１６は固形物がかなり少ない状態で且つ前記遠心力の反作用による圧力を受けた清澄液１８となる。中心部連通口２０８Ａを通して遠心濃縮ゾーン２５１と連通している清澄液ゾーン２５０は、さらに複数の第１の排出口２０２Ａ、第１の排出口３０Ａ及びその外側の圧力状態が大気開放状態である図示省略の第１の排出管に連通している。このため遠心濃縮ゾーン２５１の軸中心に近い場所の清澄液１８は、前記遠心力の反作用の圧力による押出作用及び前記大気開放の第１の排出管の吸引作用により中心部連通口２０８Ａ、複数の第１の排出口２０２Ａ、第１の排出口３０Ａ、第１の排出管の順に通過して吐出する。清澄液ゾーン２５０においては第１の回転体２１０の回転による遠心力のため前記清澄液１８の吐出作用が増大する。
【００４１】
このように遠心濃縮ポンプ２０１に注入された原液１６は濃縮汚泥１７と清澄液１８とに分離されて夫々別に吐出圧送される。すなわち遠心濃縮ポンプ２０１は従来のデカンタによる濃縮とポンプによる圧送を同時に行うことができる。
【００４２】
（実施形態３）
図５は本発明の実施に好適に用いられる遠心濃縮ポンプ３０１を模式的に示す断面図であり、図１、２に示すものと同じものには同一符号を付してある。本実施形態は実施形態１の遠心濃縮ポンプ１において、第１の端板３のボス３Ａを無くして図５のような第１の端板３０３とし、軸管５が第１の端板３０３を貫通せず軸管５の他端が第１の端板３０３の近傍の筒体２内に位置するとともに、ボス４Ａに抱持された第１の支持摺動部材６と筒体２のボス４Ａの外側でベース３１９に設けられた支持摺動部材保持手段２３に取り付けられた第１の支持摺動部材６とで軸管５を軸支している。すなわち軸管５の一端側が、ベース３１９に設けられた支持摺動部材保持手段２３に回転自在に取り付けられている。
【００４３】
そして筒体２のボス４Ａの外側でベース３１９に設けられた駆動手段１５の出力軸の駆動プーリ２２と軸管５に取り付けられた被駆動プーリ２１とに掛け回された図示省略の駆動ベルトにより駆動力を伝達するようにして、駆動手段１５により駆動手段１５により軸管５が回転させられる。なお、駆動プーリ２２、被駆動プーリ２１は前記２箇所の第１の支持摺動部材６の中間に位置するようにしても良い。支持摺動部材保持手段２３を設ける代わりにベース３１９を上方に延伸し第１の支持摺動部材６を取り付けるようにしても良い。
【００４４】
流体を処理するこのような機器においてはシール部材の維持管理に手間がかかるものであり、シール部材が少ないことが好ましい。軸管５が端板３を貫通する実施形態１に対して、本実施形態においては軸管５が端板３を貫通しないのでその分、シール部材が少なくて済み維持管理の手間を減らせるという利点がある。
【００４５】
（実施形態４）
図６は本発明の実施に好適に用いられる遠心濃縮ポンプ４０１を模式的に示す断面図であり、図３、４に示すものと同じものには同一符号を付してある。本実施形態は実施形態２において、外輪３０を二つに分けて、筒体２０２の第１の排出口２０２Ａと同じ軸方向位置に清澄液排出口４３０−１Ａを具備した第１の外輪４３０−１と、筒体２０２の第２の排出口２０２Ｂと同じ軸方向位置に濃縮液排出口４３０−２Ｂを具備した第２の外輪４３０−とで筒体２０２の軸方向両端部近傍を同軸に環囲したものである。清澄液排出口４３０−１Ａ、濃縮液排出口４３０−２Ｂの径方向外側には図示省略の第１の排出管、第２の排出管が液密に取り付けられる。
【００４６】
第１の外輪４３０−１と筒体２０２とのギャップの、第１の排出口２０２Ａ及び清澄液排出口４３０−１Ａと第２の排出口２０２Ｂ及び濃縮液排出口４３０−２Ｂとの間（以下「両排出口間」と記す）側に第３のシール部材３１が挟装され、さらにその両排出口間側に第３の支持摺動部材３２が挟装されていて、前記ギャップの第１の排出口２０２Ａ及び清澄液排出口４３０−１Ａの軸方向外側（以下「第１の排出口側の外側」と記す）に、第３のシール部材３１が挟装され、さらにその第１の排出口側の外側に第３の支持摺動部材３２が挟装される。このようにして清澄液１８が両排出口間及び第１の排出口側の外側に漏洩しないようになっているとともに第１の外輪４３０−１は筒体２０２に対して相対回転自在である。
【００４７】
第２の外輪４３０−２と筒体２０２とのギャップの、両排出口間に側に第３のシール部材３１が挟装され、さらにその両排出口間側に第３の支持摺動部材３２が挟装されていて、前記ギャップの第２の排出口２０２Ｂ及び濃縮液排出口４３０−２Ｂの軸方向外側（以下「第２の排出口側の外側」と記す）に、第３のシール部材３１が挟装され、さらにその第２の排出口側の外側に第３の支持摺動部材３２が挟装される。このようにして濃縮汚泥１７が両排出口間及び第２の排出口側の外側に漏洩しないようになっているとともに第２の外輪４３０−２は筒体２０２に対して相対回転自在である。
【００４８】
（実施形態５）
図７は本発明の実施に好適に用いられる遠心濃縮ポンプ５０１を模式的に示す断面図であり、図３、４に示すものと同じものには同一符号を付してある。本実施形態は実施形態２の遠心濃縮ポンプ２０１において、第２の端板４のボス４Ａをなくして第２の端板５０４とし、第２の端板５０４の中心が軸管２０５に液密に貫通されて取り付けられ、軸管２０５の液注入口５Ａには実施形態と同様に第２のシール部材１３（及び必要に応じて第２の支持摺動部材）を介して液注入管１４が同軸且つ液密に挿設され、外輪３０、液注入管１４及び駆動手段１５がベース５１９に取り付けられたものである。
【００４９】
すなわち軸管２０５及び第２の隔離部材９は、実施形態２においては回転しないが本実施形態においては第２の端板５０４を介して筒体２０２と一体に回転する。
【００５０】
図８は本実施形態において第２の隔離部材を変更した例を模式的に示す断面図であり、図９は図８のＢ−Ｂ断面図である。この変更例は、第２の隔離部材５０９の外周部が筒体外周面内側に取り付けられ第２の隔離部材５０９の外周部近傍に液通し外周穴５２０を有するようにしたものである。図９は遠心濃縮ゾーン２５１と濃縮液ゾーン２５２とを連通させるための液通し外周穴５２０が第２の隔離部材５０９の外周部を切り欠いた、すなわち隔離部材５０９の外周部が不連続な例であるが、これに限定されず液通し外周穴が前記外周部を切り欠かない、すなわち前記外周部が連続になるようにして外周部近傍に具備されても良い。液通し外周穴の形状、個数は図９のものに限定されず任意の形状、個数とすることができる。
【００５１】
以上、説明した各実施形態は本発明の一例を示すに過ぎず例えば次のような変形とすることもできる。
【００５２】
実施形態では筒体は水平に設置されるようにしたが、これに限定されず傾斜して設置されても良く、垂直に設置されても良い。
【００５３】
実施形態では筒体は軸方向の全ての部分において同一の直径としたが、これに限定されず異なる直径の部分があるようにしても良い。
【００５４】
実施形態では軸管、筒体、外輪、液注入管は円筒としたが、これに限定されず、支持摺動部材取り付け部及びシール部材取り付け部以外は断面形状を例えば多角形のように円形以外の形状としても良い。
【００５５】
実施形態２、４、５では軸管２０５の原液供給口は軸管２０５の他端に開口した原液供給口２０５Ｅとしたが、これに限定されず、前記他端が塞がれていて実施形態１の原液供給口５Ｅのように円周方向に複数個具備されている原液供給口としても良い。
【００５６】
実施形態１、３、５では小径の液注入管１４が大径の軸管に挿入されるようにしたが、小径の軸管が大径の液注入管１４に挿入されるようにしても良い。
【００５７】
実施形態１では、軸管５の他端が駆動手段１５により駆動されるようにしたが、実施形態３のように液注入口が駆動手段１５により駆動されるようにしても良い。
【００５８】
実施形態２、４、５では、第１の端板２０３が駆動力伝達手段３３を介して駆動手段１５により駆動されるようにしたが、軸方向に延伸された筒体の一端が駆動されるようにしても良く、実施形態４では筒体の第１の外輪と第２の外輪との間の部分が駆動されるようにしても良く、実施形態５では軸管２０５が駆動されるようにしても良い。
【００５９】
実施形態５では外輪を軸方向に一体のものにしたが、実施形態４のように第１の外輪と第２の外輪とに分割しそれらの軸方向両端部に夫々第３のシール部材３１及び第３の支持摺動部材３２が挿入されたものにしても良い。
【００６０】
実施形態１では液注入管、軸管及び駆動手段の連結体が、液注入管が第１の端板側に、駆動手段が第２の端板側になるように配設されたが、液注入管が第２の端板側に、駆動手段が第１の端板側になるように配設されても良い。
【００６１】
実施形態２、４、５では軸管が第１の端板側に、駆動手段が第２の端板側になるように配設されたが、軸管が第２の端板側に、駆動手段が第１の端板側になるように配設されても良い。
【００６２】
実施形態で回転体は筒体軸方向に延在する平板形状としたが、これに限定されず、回転することにより被処理流体に回転運動を与えることのできる形状であれば良い。
【００６３】
本発明においては、上記変形同士の組み合わせ或いは実施形態と変形との組み合わせは、任意に行うことができる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態あるいは変形について説明したが本発明は前記実施形態あるいは変形に限定されず、種々の形態とすることができ、形状、部材同士の固着（あるいは締結、取り付け）手段、シール部材の方式、支持摺動部材の方式等は機能を満足する任意のものとすれば良い。そして本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良ならびに設計の変更が可能であることは勿論である。本発明の遠心濃縮ポンプは下水処理分野の汚水と雨水との合流改善において、従来の沈砂池または越流堰の代替として好適に使用することができる。例えば汚水と雨水の合流水に硫酸バンド等の凝集剤を添加して本発明の遠心濃縮ポンプにかける。得られた清澄水は河川放流し濃縮水は下水処理場へ送る。
【００６５】
以上、下水処理用の遠心濃縮ポンプについて説明したが、本発明の遠心濃縮ポンプこれに限定されず例えば食品製造設備において、原液中のエキス分を濃縮、圧送する用途等任意の用途に用いることができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述した通り本発明の遠心濃縮ポンプによれば、従来のデカンタによる濃縮とポンプによる圧送を同時に行うことができるので、コストがかからず設置スペースも小さくて済む遠心濃縮ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の遠心濃縮ポンプを模式的に示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施形態２の遠心濃縮ポンプを模式的に示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施形態３の遠心濃縮ポンプを模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態４の遠心濃縮ポンプを模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態５の遠心濃縮ポンプを模式的に示す断面図である。
【図８】実施形態５の第２の隔離部材を変更した例を模式的に示す断面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】従来の遠心分離機を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２０１、３０１、４０１、５０１  遠心濃縮ポンプ
２、２０２  筒体
２Ａ、２０２Ａ  第１の排出口
２Ｂ、２０２Ｂ  第２の排出口
３、２０３、３０３  第１の端板
４、２０４、５０４  第２の端板
３Ａ、４Ａ  ボス部
５、２０５  軸管
５Ａ  液注入口
５Ｃ  筒形部
５Ｄ  軸部
５Ｅ、２０５Ｅ  原液供給口
６  第１の支持摺動部材
７  第１のシール部材
８、２０８  第１の隔離部材
８Ａ、２０８Ａ  中心部連通口
９、５０９  第２の隔離部材
１０、２１０  清澄液ゾーン回転体
１１、２１１  遠心濃縮ゾーン回転体
１２、２１２  濃縮液ゾーン回転体
１３  第２のシール部材
１４  液注入管
１５  駆動手段
１６  原液
１７  濃縮汚泥
１８  清澄液
１９、２１９、３１９、５１９  ベース
２０  外周部連通路
２１  被駆動プーリ
２２  駆動プーリ
２３  支持摺動部材保持手段
３０  外輪
３０Ａ、４３０−１Ａ  清澄液排出口
３０Ｂ、４３０−２Ｂ  濃縮液排出口
３１  第３のシール部材
３２  第３の支持摺動部材
３３  駆動力伝達手段
５０、２５０  清澄液ゾーン
５１、２５１  遠心濃縮ゾーン
５２、２５２  濃縮液ゾーン
４３０−１  第１の外輪
４３０−２  第２の外輪
５２０  液通し外周穴
【図１】
2004237197.tif 000003
【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】
2004237197.tif 000009
【図８】
2004237197.tif 000010
【図９】
2004237197.tif 000011
【図１０】
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