(57)【要約】固体の粒子を流体混合物から分離するデカンタ型遠心分離機に使用することを目的とし、かつデカンタ型遠心分離機に使用されるように構成されているスクリュコンベヤ（２）は、中央のボディ（１０）と、少なくとも１つのコンベヤねじ（１１ａ；１１ｂ）と、コンベヤねじの異なる部分の間に形成された流路を埋める少なくとも１つのバッフル（１２）と、を有している。スクリュコンベヤ（２）は、各々がコンベヤねじ（１１ａ；１１ｂ）の一部を有しており、かつ軸方向に一体に保持されている、少なくとも２つの本来は別個の部分（２２，２３）を有している。バッフル（１２）は、スクリュコンベヤ（２）の２つの部分（２２，２３）が軸方向に一体に保持されているときにそれらの２つの部分（２２，２３）の間の定位置に保持されるように配置され、かつ、コンベヤねじがバッフル（１２）と交差し、かつバッフル（１２）を越えて延びている領域内に、コンベヤねじ（１１ａ；１１ｂ）の一部を形成する部分（２６；２７）を有する、分離部材を構成している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体の粒子を、前記粒子よりも密度が低い液体中に前記粒子が浮遊している流体混合物から分離するデカンタ型遠心分離機に使用することを目的とし、かつ前記デカンタ型遠心分離機に使用されるように構成されているスクリュコンベヤ（２）であって、前記デカンタ型遠心分離機は、
前記混合物用の入口（１４）と、分離された固体粒子用の出口（７）および前記固体粒子が除去された液体用の出口（６）とを有し、回転軸（Ｒ）を中心として第１の速度で回転可能なロータ（１）と、
前記ロータ（１）内に配置されており、かつ前記回転軸（Ｒ）を中心として前記第１の速度とは異なる第２の速度で回転可能なスクリュコンベヤ（２）と、を有しており、
前記スクリュコンベヤ（２）は、
前記回転軸（Ｒ）に沿って延びている中央のボディ（１０）と、
スクリュ形状の流路が前記ボディ（１０）の周囲に形成されるように、前記中央のボディ（１０）に沿って前記中央のボディ（１０）の周囲にねじ山のように延びており、かつ前記中央のボディ（１０）に支持されている、少なくとも１つのコンベヤねじ（１１ａ；１１ｂ）と、
液体および固体粒子の、固体粒子用の前記出口（７）に向かう前記流路に沿った自由な動きを防止するために、前記コンベヤねじ（１１ａ；１１ｂ）の異なる部分間で前記流路を埋める少なくとも１つのバッフル（１２）と、
各々が前記コンベヤねじ（１１ａ；１１ｂ）の一部を有しており、かつ軸方向に一体に保持されている、少なくとも２つの本来は別個の部分（２２，２３）と、を有しており、前記バッフル（１２）は、前記スクリュコンベヤ（２）の前記２つの部分（２２，２３）が軸方向に一体に保持されているときに前記２つの部分（２２，２３）の間の定位置に保持されるように配置された分離部材を構成している、スクリュコンベヤにおいて、
前記分離部材は、前記コンベヤねじが前記バッフル（１２）と交差し、かつ前記バッフル（１２）を越えて延びている領域内に、前記コンベヤねじ（１１ａ；１１ｂ）の一部を形成する部分（２６；２７）を有していることを特徴とする、スクリュコンベヤ。
【請求項２】
前記分離部材は、前記スクリュコンベヤ（２）の前記２つの部分（２２，２３）が軸方向に一体に保持されているときに、前記２つの部分（２２，２３）によって定位置に保持されるように構成されている、請求項１に記載のスクリュコンベヤ。
【請求項３】
前記スクリュコンベヤ（２）の前記２つの部分（２２，２３）は互いに分離可能に連結されている、請求項１または２に記載のスクリュコンベヤ。
【請求項４】
前記スクリュコンベヤの前記２つの部分（２２，２３）の各々は前記中央のボディ（１０）の一部を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載のスクリュコンベヤ。
【請求項５】
前記スクリュコンベヤの前記２つの部分（２２，２３）の各々は、軸方向の複数のリブおよび複数の溝を有している実質的に円柱形状の部分（２４；２５）を有しており、前記２つの部分の一方は内側の複数のリブおよび複数の溝を有しており、前記２つの部分の他方は外側の複数のリブおよび複数の溝を有しており、前記スクリュコンベヤの前記部分（２２，２３）が動力を伝えるように互いに連結された状態が保たれるように構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のスクリュコンベヤ。
【請求項６】
前記スクリュコンベヤの前記２つの部分（２２，２３）は、前記中央のボディ（１０）の一部を通って軸方向に延びている部材（２９）によって軸方向に一緒に保持されるように構成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のスクリュコンベヤ。
【請求項７】
２つのスクリュ形状の流路が前記ボディ（１０）の周囲に形成されるように、２つのコンベヤねじ（１１ａ，１１ｂ）が、前記中央のボディ（１０）に沿って前記中央のボディ（１０）の周囲にねじ山のように延び、かつ前記中央のボディ（１０）に支持されており、
定められた種類のバッフル（２８ａ；２８ｂ）が前記２つの流路の各々に存在し、前記２つのバッフル（２８ａ，２８ｂ）は、前記液体および前記固体粒子の、固体粒子用の前記出口（７）に向かう前記２つの流路に沿った自由な動きを防止するために、前記２つのコンベヤねじ（１１ａ，１１ｂ）の異なる部分の間で各々の前記流路を埋めている、
請求項１から６のいずれか１項に記載のスクリュコンベヤ。
【請求項８】
前記２つのバッフル（２８ａ，２８ｂ）は、前記２つの流路を埋め、かつ前記スクリュコンベヤ（２）の前記２つの部分（２２，２３）の間の定位置に保持されるように構成された１つの部材（１２）として構成されている、請求項７に記載のスクリュコンベヤ。
【請求項９】
前記１つの部材（１２）は直径方向に対向している２つの部分（２６，２７）を有している実質的に環状のディスクの形状を有しており、前記２つの部分（２６，２７）の一方の部分（２６）は前記２つのコンベヤねじの一方（１１ａ）の一部を形成しており、他方の部分（２７）は前記２つのコンベヤねじの他方（１１ｂ）の一部を形成している、請求項８に記載のスクリュコンベヤ。
【請求項１０】
前記環状のディスク（１２）は、前記２つのスクリュ形状の流路のそれぞれを埋める前記２つのバッフルの１つを各々が構成している、直径方向に対向している２つの他の部分（２８ａ，２８ｂ）を有している、請求項９に記載のスクリュコンベヤ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのバッフル（２８ａ；２８ｂ）は、前記回転軸（Ｒ）から第１の距離にある半径方向の液位から、前記回転軸（Ｒ）から第２のより長い距離にある半径方向の液位までの該バッフルの流路を埋めており、前記第２のより長い距離は、前記回転軸（Ｒ）と当該バッフル（２８ａ；２８ｂ）の領域内の前記コンベヤねじ（１１ａ；１１ｂ）の外周部分との間の距離よりも短い、請求項１から８のいずれか１項に記載のスクリュコンベヤ。
【請求項１２】
前記２つのバッフル（２８ａ，２８ｂ）は、前記回転軸（Ｒ）から第１の距離にある半径方向の液位から、前記回転軸（Ｒ）から第２のより長い距離にある半径方向の液位までの各々の流路を埋めており、前記第２のより長い距離は、前記回転軸（Ｒ）と当該２つのバッフル（２８ａ，２８ｂ）の領域内の前記２つのコンベヤねじ（１１ａ，１１ｂ）の外周部分との間の距離よりも短い、請求項９または１０に記載のスクリュコンベヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体の粒子を、粒子よりも密度が低い液体中にそのような粒子が浮遊している流体混合物から分離するデカンタ型遠心分離機に使用することを目的とし、かつデカンタ型遠心分離機に使用されるように構成されているスクリュコンベヤであって、デカンタ型遠心分離機は、
混合物用の入口と、分離された固体粒子用の出口および固体粒子が除去された液体用の出口とを有し、回転軸を中心として第１の速度で回転可能なロータと、
ロータ内に配置されており、かつ回転軸を中心として第１の速度とは異なる第２の速度で回転可能なスクリュコンベヤと、を有しており、
スクリュコンベヤは、
回転軸に沿って延びている中央のボディと、
スクリュ形状の流路がボディの周囲に形成されるように、中央のボディに沿って中央のボディの周囲にねじ山のように延びており、かつ中央のボディに支持されている、少なくとも１つのコンベヤねじと、
液体および固体粒子の、固体粒子用の出口に向かう流路に沿った自由な動きを防止するために、コンベヤねじの異なる部分間で流路を埋める少なくとも１つのバッフルと、を有するスクリュコンベヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクリュコンベヤは、特許文献１および特許文献２に記載されている。
【０００３】
特許文献１によるスクリュコンベヤでは、前述のバッフルは、回転軸に対して実質的に垂直な平面内に配置された環状のディスクの形態を有している。
【０００４】
他方、特許文献２によるスクリュコンベヤでは、バッフルは、コンベヤねじの隣接している２つの部分の間に配置されており、回転軸に対して実質的に半径方向および軸方向に延びている。
【０００５】
また、特許文献３は、冒頭に述べた種類のスクリュコンベヤを示している。
【０００６】
従来、デカンタ型遠心分離機用スクリュコンベヤは金属で作製されており、シート状の金属のストリップが、スクリュねじ内に形成され、かつその半径方向内側のスクリュ状に成形された縁に沿って中央のボディ上に溶接されていた。上述した種類のバッフルは、必要に応じて、スクリュねじと、場合によっては中央のボディとに溶接されていた。
【０００７】
特許文献３には、ロータとスクリュコンベヤとは互いに分離可能に連結されているいくつかの部品で構成可能なこと（２２ページ）と、スクリュコンベヤはプラスチックからなる一部品で作製可能なこと（１５ページ）とが述べられている。しかしながら、スクリュコンベヤの製造方法に関するより詳細な記載は一切なされていない。プラスチックのディテールの一般的な製造方法は、射出成形である。しかしながら、この方法は、特許文献３に示されているスクリュコンベヤのいずれの実施形態にも適切とは考えられない。したがって、射出成形されたスクリュコンベヤをねじのように回転させることで金型から取り外すことが可能とは考えられない。
【０００８】
特許文献４にも、ロータとスクリュコンベヤとが互いに分離可能に連結されているいくつかの部品で構成可能な遠心分離機が示されている。
【特許文献１】米国特許第３８８５７３４号明細書
【特許文献２】米国特許第３９３４７９２号明細書
【特許文献３】国際公開第９９／６５６１０号パンフレット
【特許文献３】米国特許第５８００３３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、スクリュコンベヤがプラスチックで作製されてもスクリュコンベヤの製造を簡素化することができ、固体の粒子をロータ内でバッフルを通過させて確実に搬送し、かつコンベヤねじがバッフルと交差する領域におけるコンベヤねじに必要な剛性と強度をもたらす、スクリュコンベヤの構造を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、スクリュコンベヤの組み立てを簡素化することができるスクリュコンベヤの構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、これらの目的は、
スクリュコンベヤが、各々がコンベヤねじの一部を有しており、かつ軸方向に一体に保持されている、少なくとも２つの本来は別個の部分とを有しており、
バッフルは、スクリュコンベヤの２つの部分が軸方向に一体に保持されているときに２つの部分の間の定位置に保持されるように配置された分離部材を構成しており、
分離部材は、コンベヤねじがバッフルと交差し、かつバッフルを越えて延びている領域内に、コンベヤねじの一部を形成する部分を有している、冒頭に述べた種類のスクリュコンベヤによって達成される。
【００１２】
本発明により、スクリュコンベヤのそれぞれの部分とバッフルとをそれぞれ別々に製造することが可能になる。スクリュコンベヤがプラスチックで作製されるときには、それぞれの部分を射出成形技術を用いることができるように形成してもよい。
【００１３】
本発明の好ましい態様では、分離部材は、スクリュコンベヤの２つの部分が軸方向に一体に保持されているときに、２つの部分によって定位置に保持されるように構成されている。さらに、スクリュコンベヤの２つの部分は互いに分離可能に連結されている。これにより、たとえば当該デカンタ型遠心分離機が用いられる分離プロセスに対してバッフルの大きさが最適ではないと考えられる場合などに、バッフルを容易に交換することが可能になる。たとえばバッフルが摩耗したときには、必要に応じてバッフルを交換することが可能である。
【００１４】
スクリュコンベヤの２つの部分の各々は中央のボディの一部を有していることが好ましい。この場合、スクリュコンベヤの２つの部分の各々は、軸方向の複数のリブおよび複数の溝を有している実質的に円柱形状の部分を有しており、２つの部分の一方は内側の複数のリブおよび複数の溝を有しており、２つの部分の他方は外側の複数のリブおよび複数の溝を有しており、スクリュコンベヤの２つの部分が動力を伝えるように互いに連結された状態が保たれるように構成されている。スクリュコンベヤの２つの部分は、中央のボディの一部を通って軸方向に延びている部材によって軸方向に一緒に保持されるように構成されている。これによって、これらの部分の各々は必要に応じて容易に交換可能となる。
【００１５】
本発明は、１つだけのコンベヤねじと１つだけのバッフルとを有するスクリュコンベヤに限定されない。本発明の好ましい態様では、２つのスクリュ形状の流路がボディの周囲に形成されるように、２つのコンベヤねじが、中央のボディに沿って中央のボディの周囲にねじ山のように延び、かつ中央のボディに支持されている。さらに、スクリュコンベヤは、２つの流路の各々用の定められた種類のバッフルを有しており、２つのバッフルは、液体および固体粒子の、固体粒子用の出口に向かう２つの流路に沿った自由な動きを防止するために、２つのコンベヤねじの異なる部分の間で各々の流路を埋めている。２つのコンベヤねじを備えたスクリュコンベヤでは、スクリュコンベヤ内のバランスが改善され、デカンタ型の遠心分離機の動作特性が改善される。
【００１６】
スクリュコンベヤが定められた種類の２つのバッフルを有している場合には、これらの２つのバッフルは、２つの流路を埋め、かつスクリュコンベヤの２つの部分の間の定位置に保持されるように構成された１つの部材として構成されていてもよい。これらのバッフルの各々は、特許文献１（米国特許第３８８５７３４号明細書）または特許文献２（米国特許第３９３４７９２号明細書）のいずれかのバッフルのように形成することができる。
【００１７】
本発明の好ましい態様では、１つの部材は直径方向に対向している２つの部分を有している実質的に環状のディスクの形状を有しており、２つの部分の一方の部分は２つのコンベヤねじの一方の一部を形成しており、他方の部分は２つのコンベヤねじの他方の一部を形成していてもよい。さらに、環状のディスクは、２つのスクリュ形状の流路のそれぞれを埋める２つのバッフルの１つを各々が構成している、直径方向に対向している２つの他の部分を有していてもよい。その場合、２つのバッフルは、特許文献１（米国特許第３８８５７３４号明細書）から理解できるように形成される。
【００１８】
以下に、本発明を添付図面を参照してさらに説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、垂直な回転軸Ｒを中心としてある速度で回転可能なロータ１と、ロータ１内に配置され、かつ同じ回転軸Ｒを中心としてロータ１の速度とは異なる速度で回転可能なスクリュコンベヤ２とを有しているデカンタ型遠心分離機を示している。デカンタ型遠心分離機は、特許文献３（国際公開第９９／６５６１０号パンフレット）に示されているような手法で垂直に吊り下げられるようになっている。そのため、デカンタ型遠心分離機を吊り下げ、かつ駆動させるために必要な構成については、本明細書に記述していない。
【００２０】
ロータ１は、中空のロータシャフト４を有している、つまりロータシャフト４に連結されている、実質的に円柱形状の上側のロータ部分３と、実質的に円錐形状の下側のロータ部分５とを有している。ロータ部分３とロータシャフト４とは、複数のねじ（不図示）によって互いに連結されている。もちろん、他の連結部材を用いることもできる。ロータ部分３および５は、たとえば複数のねじ（不図示）によって、互いに分離可能に連結されている２つの独立した部分として構成することが可能である。
【００２１】
ロータ１は、液体用のいくつかの出口６をその上端部に有し、かつ中心におよび軸方向を向いたスラッジ用の出口７をその下側部分に有している。複数の液体出口６の領域には、それらのいくらか下方に、ロータ内を複数の出口６に向けて流れてそこから流れ出る液体用のオーバーフロー出口を形成しているリング８が配置されている。リング８は、ロータ１内の自由液面を半径方向の液位９に維持するように構成されている。リング８は取り外し可能に構成されており、それによって半径方向の液位９を変更できるように様々な内径のリングを選択することができる。
【００２２】
図１からわかるように、スクリュコンベヤは、回転軸Ｒに沿って延びている中央のボディ１０と、それぞれがスクリュねじのように中央のボディ１０に沿って中央のボディ１０の周囲を延びている２つのコンベヤねじ１１ａおよび１１ｂと、回転軸Ｒに対して垂直に中央のボディ１０から周囲のロータ部分３に向かう方向に延びているディスク１２と、を有している。ディスク１２は、回転軸Ｒから第１の距離にある半径方向の液位から（この場合は中央のボディ１０から）、回転軸Ｒから回転軸線Ｒとディスク１２の領域内のそれぞれのコンベヤねじ１１ａおよび１１ｂの外周部分との間の距離よりも短い第２のより長い距離にある半径方向の液位まで、２つの流路を埋めている。それによって、隙間１２ａがディスク１２の外周部分とロータ部分３との間に形成され、その隙間は、コンベヤねじ１１ａおよび１１ｂによって隙間が塞がれている２つの領域内を除いて回転軸Ｒの周囲を延びている。
【００２３】
中空のシャフト１３は、ロータの上方からロータ１内にロータシャフト４の内部を通って延び、かつロータ内で中央のボディを支持している。液体混合物をロータ１内で処理するために設けられた、固定された入口パイプ１４が、シャフト１３を通って延びている。入口パイプ１４は、中央のボディ１０内の第１の空間１５内に開口している。第１の空間１５は、その軸方向の下側端部が仕切り壁１６によって画定されており、これによって液体混合物が中央のボディ１０内をさらに下向きに流れることを防止している。空間１５は、その軸方向の上側端部が円錐形状の部材１７によって画定されている。円錐形状の部材１７は、隙間１８が円錐形状の部材１７と入口パイプ１４との間に形成されるように構成されている。空間１５は、その軸方向上側の端部で、隙間１８を通して第２の空間１９と連通している。中央のボディ１０は、第１の空間１５を、ディスク１２の上方で中央のボディ１０と周囲の回転部分３との間に形成されているロータ１の分離室に接続している１つまたは２つ以上の穴２０を有している。中央のボディ１０はまた、第２の空間１９をロータ１の分離室に接続している１つまたは２つ以上の穴２１を有している。
【００２４】
中央のボディ１０は、第１の上側部分２２と第２の下側部分２３との２つの部分を有している。これらの部分は互いに分離可能に連結されており、この連結のために、下側部分２３は軸方向に延びた複数のリブおよび複数の溝を外側に有している実質的に円筒形の部分２４を有しており、これらのリブおよび溝は、中央のボディ１０の上側部分２２の同様に実質的に円柱状の部分２５の内側に形成されている同様の複数のリブおよび複数の溝と噛み合っている。したがって、中央のボディ１０の２つの部分２２および２３は動力を伝えるように互いに連結されている。
【００２５】
環状のディスク１２（図３を参照）は、直径方向に対向している２つの部分２６および２７を有しており、これらのうちの一方の部分２６はコンベヤねじ１１ａの一部を形成しており、他方の部分２７はコンベヤねじ１１ｂの一部を形成している。さらに、ディスク１２は直径方向に対向している２つの他の部分２８ａおよび２８ｂを有しており、これらの各々はコンベヤねじ１１ａおよび１１ｂの間に形成されているそれぞれの（２つの）スクリュ形状の流路を埋めている２つのバッフルの１つを構成している。
【００２６】
図２に示されているように、スクリュコンベヤの別々の部分２２および２３は、互いの方に軸方向に移動させることによって１つに連結させることができる。そして、環状ディスク１２はこれらの部分２２および２３の間に配置され、これらの部分が１つに連結されたときにこれらの部分によって定位置に保持される。
【００２７】
これらの部分２２および２３を１つに連結させた後、これらの部分は中央のボディ１０内に配置されているバー２９によって軸方向に一体に保持される（図１を参照）。バー２９は、空間１５から、仕切り壁１６を通り、さらにボディ１０の下側部分２３の全体を通って延びている。前述のようにして取り付けられると、中央のボディ１０に沿って中央のボディ１０の周囲を並んでスクリュねじのように延びているコンベヤねじ１１ａおよび１１ｂによって、コンベヤねじ１１ａおよび１１ｂの間に形成された、２つの流路を有するスクリュコンベヤ２が得られる。ディスク１２は、液体が２つの流路に沿って出口７の方へ流れるのを防止するために２つの流路を埋めている。ディスク１２を下方に迂回できるのは、入口パイプ１４と通って流入した混合物から分離されており、かつロータ部分３の内側に沿ってディスク１２とロータ部分３との間の隙間１２ａを通ってコンベヤねじ１１ａおよび１１ｂによって軸方向に供給されるスラッジだけである。
【００２８】
ディスク１２は、ロータ１の内部をディスク１２の上方の分離室３０とディスク１２の下方のスラッジ用の出口室３１とに隔てる仕切り壁を形成している。したがって、２つの室３０および３１は、隙間１２ａを通してのみ互いに連通している。
【００２９】
ディスク１２によって、スラッジを含む液体を出口７を通して排出させることなく、必要に応じて、分離されたスラッジ用の出口７の液位よりも半径方向内側の液位に分離室３０内の自由液面を維持することが可能になる。
【００３０】
上述したデカンタ型遠心分離機は以下のように動作する。
【００３１】
ロータ１およびスクリュコンベヤ２は、いくらか異なる回転速度で回転軸Ｒを中心として回転状態に維持される。液体と、液体中に浮遊しており液体よりも密度の高い粒子との混合物が、入口パイプ１４と通してロータの上方からロータ内に供給される。混合物は、第１の空間１５および穴２０を通してロータ内に流入し、そこで液体は回転させられる。自由液面が、ロータ内の、ロータの上側部分のオーバーフロー出口８によって位置が定められている液位９に形成される。液体は中央のボディ１０の周囲をらせん状に流れて液体出口６から流れ出るのに対し、分離された固体の粒子はロータ部分３の内側に堆積する。スクリュコンベヤ２によって、スラッジの形態のそのような粒子は、ロータ部分３の内側に沿って、ディスク１２を通過して運ばれ、さらにロータ部分５の内側に沿ってロータのスラッジ出口７の方に運ばれ、スラッジ出口７から排出される。
【００３２】
ディスク１２の特別な機能については、特許文献１（米国特許第３８８５７３４号明細書）および特許文献３（国際公開第９９／６５６１０号パンフレット）を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ロータと、スクリュコンベヤと、１つに連結されているスクリュコンベヤの２つの部分の間に保持されている環状のディスクとを有するデカンタ型遠心分離機の縦軸方向の断面図である。
【図２】スクリュコンベヤの２つの部分が軸方向にある距離だけ互いに分離して配置されている、図１のスクリュコンベヤの拡大断面図である。
【図３】環状のディスクの拡大斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2006527654.tif 000008