(57)【要約】【課題】回転ボウルとスクリュウコンベアとの摩擦力が大きくなったときに差速装置に損傷が生じるのを確実に防ぐ。【解決手段】単一の駆動装置１０によって回転駆動される回転ボウル１の内部に差速をもって同軸に回転駆動されるスクリュウコンベア４を備え、回転ボウル１のボウル回転軸１Ｃとスクリュウコンベア４のスクリュウ回転軸４Ｄにはボウル回転プーリ１５とスクリュウ回転プーリ１６をそれぞれ設け、駆動装置１０の駆動軸１０Ａには、ボウル回転プーリ１５とスクリュウ回転プーリ１６とにそれぞれ連結されるボウル駆動プーリ１１とスクリュウ駆動プーリ１２とを設け、このうちスクリュウ駆動プーリ１２と駆動軸１０Ａとをシャーピン１４を介して一体回転可能、かつこのシャーピン１４の破断により駆動軸１０Ａの軸線Ｘ回りに互いに相対回転自在に取り付ける。【選択図】図１
2012106194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の駆動装置によって回転駆動させられる回転ボウルの内部に、この回転ボウルと差速をもって同軸に回転駆動させられるスクリュウコンベアを備えたデカンタ型遠心分離機であって、上記回転ボウルのボウル回転軸と上記スクリュウコンベアのスクリュウ回転軸にはボウル回転プーリとスクリュウ回転プーリがそれぞれ設けられるとともに、上記駆動装置の駆動軸には、上記ボウル回転プーリとスクリュウ回転プーリとにそれぞれ連結されるボウル駆動プーリとスクリュウ駆動プーリとが設けられており、このうちスクリュウ駆動プーリと上記駆動軸とはシャーピンを介して一体回転可能、かつ該シャーピンの破断により上記駆動軸の軸線回りに互いに相対回転自在に取り付けられていることを特徴とするデカンタ型遠心濃縮機。
【請求項２】
上記シャーピンには、上記スクリュウ駆動プーリと上記駆動軸との間にくびれ部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のデカンタ型遠心濃縮機。
【請求項３】
上記スクリュウ駆動プーリは上記駆動軸にベアリングを介して取り付けられていて、上記シャーピンの破断により上記駆動軸の軸線回りに該駆動軸に対して相対回転自在とされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデカンタ型遠心濃縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置によって軸線回りに回転駆動させられる回転ボウルの内部に、この回転ボウルと差速をもって同軸線回りに回転駆動させられるスクリュウコンベアを備え、遠心力によって汚泥等の固形分を分離して濃縮するデカンタ型遠心濃縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなデカンタ型遠心濃縮機においては、例えば特許文献１に記載されているように、回転ボウルのボウル回転軸とスクリュウコンベアのスクリュウ回転軸の上記軸線方向における互いに反対側の端部にそれぞれ回転プーリが取り付けられ、これらの回転プーリに、それぞれ個別の駆動装置（モータ）の駆動プーリがベルトを介して連結されたものが知られている。ここで、スクリュウコンベアの回転プーリはギアボックスを介してスクリュウ回転軸と連結されている。
【０００３】
一方、このように回転ボウルとスクリュウコンベアとをそれぞれ別々の駆動装置によって回転駆動するもののほかに、例えば特許文献２〜４には、ボウル回転軸とスクリュウ回転軸とを差速装置（ギアボックス）を介して連結し、単一の駆動装置によってボウル回転軸を回転させることにより、この差速装置によって回転ボウルとの間に差速を生じさせつつスクリュウコンベアを回転させるようにしたものが提案されている。このようなデカンタ型遠心濃縮機では、駆動装置が１つで済むので省エネルギー化および低コスト化を図ることができる。
【０００４】
ところで、このようなデカンタ型遠心濃縮機では、例えば供給される汚泥の濃度が高くなって濃縮された汚泥の詰まり等により回転ボウルとスクリュウコンベアとの摩擦力が大きくなると、スクリュウコンベアに連結されたギアボックスへの負荷が大きくなり、場合によってはギアボックスの破損を招くおそれがある。この点について、回転ボウルとスクリュウコンベアとがそれぞれ異なる駆動装置により回転駆動される特許文献１に記載のデカンタ型遠心濃縮機では、スクリュウコンベアの駆動装置（モータ）の負荷電流を検出して、これに基づき、汚泥の供給を停止するとともに回転ボウルの回転を低速としたり、回転ボウルとスクリュウコンベアとの差速を大きくしたりして、汚泥の排出を促すようにしている。
【０００５】
これに対して、単一の駆動装置により回転ボウルとスクリュウコンベアとを回転駆動する特許文献２〜４に記載のデカンタ型遠心濃縮機では、特許文献１に記載のデカンタ型遠心濃縮機のように駆動装置のスクリュウコンベア分の負荷だけを単独で検出することはできないので、例えば特許文献２には、上記ギアボックスに負荷開放装置を備えて、スクリュウコンベアの回転トルクが所定の値に達すると同時にギアボックス内におけるボウル回転軸とスクリュウ回転軸との拘束を解除して回転ボウルからスクリュウコンベアへのトルク伝達を解消したり、スクリュウコンベアの回転トルクをロードセル、トルクコンバータ、リミットスイッチ等により検出して、これに基づき、供給される汚泥等の供給量を制御することが記載されている。
【０００６】
また、特許文献３にも、差速装置の駆動伝達部にシャーピンを設けて、過大な負荷が作用したときにはシャーピンの破断により回転ボウルとスクリュウコンベアの回転差を無くしたり、あるいは差速装置にトルクアーム等の過負荷検知機構を設けてリミットスイッチにより電気的に遠心濃縮機を停止させたり、スクリュウコンベアの摩擦力を差速装置に設けたトルクアームにかかる空気圧変化として検出して、検出された空気圧に基づいて、供給される汚泥の濃度を希釈したりすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９７３４５８号公報
【特許文献２】特開昭５３−９１４６５号公報
【特許文献３】特開昭５６−６２５６１号公報
【特許文献４】特開平９−５７１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２〜４と同じように単一の駆動装置によって回転ボウルとスクリュウコンベアとを回転駆動するデカンタ型遠心濃縮機であっても、この駆動装置の駆動軸に、ボウル回転軸のプーリとスクリュウ回転軸のプーリとにそれぞれ連結されるボウル駆動プーリとスクリュウ駆動プーリとが設けられていて、回転ボウルは駆動軸の回転により直接的に、またスクリュウコンベアはスクリュウ回転軸とスクリュウ回転プーリの間に設けた差速装置を介して回転させるようにしたデカンタ型遠心濃縮機では、ギアボックスの負荷が増大した場合に、特許文献２に記載のギアボックスに備えた負荷開放装置や特許文献３に記載の差速装置に設けたシャーピンによってボウル回転軸とスクリュウ回転軸との拘束を解除して回転ボウルとスクリュウコンベアの回転差を解消するようなことはできない。
【０００９】
また、同様に、特許文献２に記載されたロードセル、トルクコンバータ、リミットスイッチや特許文献３に記載されたトルクアーム等によってスクリュウコンベアの回転トルクや摩擦力を検出して遠心濃縮機を停止させたりすることも不可能である。その一方で、特許文献１のように駆動装置の負荷電流を検出しても、その検出結果は回転ボウルとスクリュウコンベアの駆動電力の合算値であるため、スクリュウコンベア分の負荷だけを単独で検出することはできない。
【００１０】
このため、そのようなデカンタ型遠心濃縮機では、回転ボウルとスクリュウコンベアとの摩擦力が大きくなって差速装置に定格トルク以上の負荷が作用した場合、例えば駆動装置のスクリュウ駆動プーリとスクリュウ回転軸のスクリュウ回転プーリとを連結するＶベルトにスリップが生じることによって差速が低下するのを検知し、これに基づき濃縮機を停止させるなどして差速装置を保護するような保護手段を採らざるを得ないが、そのような保護手段ではスリップ等によって差速の低下が生じるまでの間に差速装置に過大な負荷が作用して損傷が発生するおそれがある。
【００１１】
本発明は、このような背景の下になされたもので、単一の駆動装置の駆動軸に、回転ボウルのボウル回転プーリとスクリュウコンベアのスクリュウ回転プーリとにそれぞれ連結されるボウル駆動プーリとスクリュウ駆動プーリとが設けられたデカンタ型遠心濃縮機において、汚泥の詰まり等によりこれら回転ボウルとスクリュウコンベアとの摩擦力が大きくなったときに、差速装置に損傷が生じるのを確実に防ぐことが可能なデカンタ型遠心濃縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、単一の駆動装置によって回転駆動させられる回転ボウルの内部に、この回転ボウルと差速をもって同軸に回転駆動させられるスクリュウコンベアを備えたデカンタ型遠心分離機であって、上記回転ボウルのボウル回転軸と上記スクリュウコンベアのスクリュウ回転軸にはボウル回転プーリとスクリュウ回転プーリがそれぞれ設けられるとともに、上記駆動装置の駆動軸には、上記ボウル回転プーリとスクリュウ回転プーリとにそれぞれ連結されるボウル駆動プーリとスクリュウ駆動プーリとが設けられており、このうちスクリュウ駆動プーリと上記駆動軸とはシャーピンを介して一体回転可能、かつ該シャーピンの破断により上記駆動軸の軸線回りに互いに相対回転自在に取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
このように構成されたデカンタ型遠心濃縮機では、回転ボウルとスクリュウコンベアとの摩擦力が大きくなると、差速をもって回転させられるべき回転ボウルのボウル回転軸とスクリュウコンベアのスクリュウ回転軸の回転速度が近づくのに従い、これらボウル回転軸とスクリュウ回転軸に設けられたボウル回転プーリとスクリュウ回転プーリにそれぞれ連結された、単一の駆動装置における単一の駆動軸に設けられたボウル駆動プーリとスクリュウ駆動プーリとの間では回転速度（回転数）に差速が生じるように、ボウル駆動プーリが取り付けられた駆動軸とスクリュウ駆動プーリとの間に負荷が作用する。
【００１４】
そして、この負荷が所定の大きさを超えるとシャーピンが破断し、それ以降は駆動軸とスクリュウ駆動プーリとが互いに相対回転自在となるため、スクリュウ駆動プーリには駆動軸から回転駆動力が伝えられることはなくなり、スクリュウ回転プーリおよびスクリュウ回転軸にも駆動力は作用しないので、スクリュウコンベアは摩擦力によって回転ボウルと略等しい回転速度（回転数）で回転させられることになる。このため、スクリュウコンベアに設けられる差速装置にも負荷が作用することはなくなるため、例えばシャーピンの破断による差速の低下を検知してから濃縮装置を停止しても、差速装置に損傷等が発生するのを防止することが可能となる。
【００１５】
また、上記シャーピンにおいて、上記スクリュウ駆動プーリと上記駆動軸との間にくびれ部を形成することにより、上述のような負荷がシャーピンに作用した際の破断は、このくびれ部から生じ易くなる。従って、駆動装置の回転駆動力や濃縮すべき汚泥等の被処理物の性状などに応じて、このくびれ部におけるシャーピンの外径を適宜設定することにより、差速装置に損傷が生じない範囲で駆動装置からスクリュウコンベアに確実かつ効率的に回転駆動力を伝達することが可能となる。
【００１６】
さらに、上記スクリュウ駆動プーリを上記駆動軸にベアリングを介して取り付けて、上記シャーピンの破断により上記駆動軸の軸線回りに該駆動軸に対して相対回転自在とされるようにしてもよく、これにより、シャーピンの破断後でもスクリュウ駆動プーリを駆動軸に安定的に支持しつつ相対回転可能として、スクリュウ回転プーリ、スクリュウ回転軸およびスクリュウコンベアを円滑に回転ボウルと略等しい回転速度で回転させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、単一の駆動装置の単一の駆動軸にボウル駆動プーリとスクリュウ駆動プーリとが設けられて、この単一の駆動装置によって回転ボウルとスクリュウコンベアとを駆動することにより省エネルギー化および低コスト化を図ったデカンタ型遠心濃縮機において、汚泥等の被処理物の詰まりなどによりこれら回転ボウルとスクリュウコンベアとの摩擦力が大きくなったときでも、差速装置に過大な負荷が作用して損傷が生じたりするのを確実に防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態を示す平断面図である。
【図２】図１に示す実施形態における駆動装置のボウル駆動プーリおよびスクリュウ駆動プーリ部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１および図２は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において回転ボウル１は、そのボウル本体１Ａが水平に配置される軸線Ｏを中心とした略一定の内外径の概略円筒状をなしているとともに、このボウル本体１Ａの両端部は同軸線Ｏを中心とした円環板状部１Ｂによって閉塞され、さらにこれら円環板状部１Ｂの中央部からはやはり軸線Ｏを中心とした中空軸状のボウル回転軸１Ｃが該軸線Ｏに沿ってそれぞれ外側に延びるように設けられていて、これらボウル回転軸１Ｃがベアリング２に取り付けられることにより、回転ボウル１は軸線Ｏ回りに回転可能に基台３上に支持されている。
【００２０】
この回転ボウル１の内部には、スクリュウコンベア４が収容されている。このスクリュウコンベア４は、上記ボウル本体１Ａ内に収容される部分がスクリュウコンベア本体４Ａとされ、このスクリュウコンベア本体４Ａは、ボウル本体１Ａよりも一回り小さな外径で上記軸線Ｏと同軸に配置される略円筒状のコンベア軸４Ｂの外周に、ボウル本体１Ａの内径よりも僅かに小さな外径のスクリュウ羽根４Ｃが設けられた構成とされている。なお、コンベア軸４Ｂは、上記軸線Ｏ方向の一端部（図１において左側の端部）から他端部（図１において右側の端部）側に向けては一定外径とされる一方、この他端部側では他端に向かうに従い外径が漸次大きくなる円錐台状とされている。
【００２１】
また、スクリュウコンベア本体４Ａのコンベア軸４Ｂの両端中央部には、このコンベア軸４Ｂと同軸とされた中空軸状のスクリュウ回転軸４Ｄが、同じく中空軸状とされた上記ボウル回転軸１Ｃの内周部を通り軸線Ｏに沿ってそれぞれ外側に延びるように設けられており、これらスクリュウ回転軸４Ｄがボウル回転軸１Ｃ内周部にベアリング５を介して取り付けられることにより、スクリュウコンベア４は、回転ボウル１と同軸の軸線Ｏ回りに回転可能、かつこの回転ボウル１に対しても軸線Ｏ回りに相対的に回転可能に支持されている。なお、回転ボウル１のボウル本体１Ａの外周と、円環板状部１Ｂとベアリング２との間とは、カバー６によって覆われている。
【００２２】
このように互いに中空軸状とされたボウル回転軸１Ｃとスクリュウ回転軸４Ｄとは、軸線Ｏ方向の両端部ともにスクリュウ回転軸４Ｄがボウル回転軸１Ｃよりも外側に突出するようにされており、このうち上記一端部側のスクリュウ回転軸４Ｄの内周部を通して汚泥等の被処理物が供給される。すなわち、この一端部側のスクリュウ回転軸４Ｄは、その一端部がロータリジョイント７を介して図示されない被処理物の供給源に接続されるとともに、他端部は上記スクリュウコンベア本体４Ａのコンベア軸４Ｂ内に軸線Ｏに沿って配設された供給管路４Ｅに接続され、この供給管路４Ｅはスクリュウコンベア本体４Ａの軸線Ｏ方向略中央部で外周側に曲折してコンベア軸４Ｂの外周面に開口させられている。
【００２３】
このように、上記供給源から一端部側のスクリュウ回転軸４Ｄ内周部および供給管路４Ｅを介して、回転ボウル１のボウル本体１Ａとスクリュウコンベア４のスクリュウコンベア本体４Ａにおけるコンベア軸４Ｂとの間の空間に供給される被処理物は、後述するようにこれら回転ボウル１とスクリュウコンベア４とが僅かな差速をもって高速回転させられることにより遠心力によって固液分離させられ、固形分はスクリュウ羽根４Ｃによって上記他端部側に搬送させられる一方、液分は上記一端部側に送り出される。
【００２４】
ここで、この一端部側のスクリュウ回転軸４Ｄには上記液分の排出路４Ｆが形成されている。この排出路４Ｆは、該一端部側においてボウル本体１Ａ内の内周側に位置するスクリュウ回転軸４Ｄの外周面に開口して、この外周面と上記被処理物が供給される内周部との間のスクリュウ回転軸４Ｄ内を上記一端部側に向けて延び、上記ロータリジョイント７の手前に設けられた液分排出ボックス８内に開放されて、上記一端部側に向けて送り出された液分を排出、回収するようになされている。
【００２５】
一方、上記他端部側のスクリュウ回転軸４Ｄは、その内周部自体が固形分排出路４Ｇとされている。すなわち、この固形分排出路４Ｇも、上記他端部側においてボウル本体１Ａ内の内周側に位置するスクリュウ回転軸４Ｄの外周面に開口して上記内周部に達し、さらに軸線Ｏに沿ってこの他端部側に延びた後、この他端部側のスクリュウ回転軸４Ｄの他端に設けられた固形分排出ボックス９内に開放されて、分離、搬送された固形分を排出、回収するようになされている。
【００２６】
このような回転ボウル１とスクリュウコンベア４とを、本実施形態では単一の駆動装置１０によって高速回転させている。この駆動装置１０は電動モータであって、その駆動軸１０Ａの軸線Ｘを上記回転ボウル１およびスクリュウコンベア４の軸線Ｏと平行として、この駆動軸１０Ａを該軸線Ｏ方向の上記一端部側に向け、これら回転ボウル１およびスクリュウコンベア４の該一端部側の側方に配設されている。
【００２７】
この駆動装置１０の駆動軸１０Ａの一端部には、ボウル回転軸１Ｃを回転させるためのボウル駆動プーリ１１とスクリュウ回転軸４Ｄを回転させるためのスクリュウ駆動プーリ１２とが、軸線Ｘ方向の一端側（図１および図２において左側）に向けてこの順に取り付けられている。このうち、ボウル駆動プーリ１１はスクリュウ駆動プーリ１２よりも大径とされて、図示されないキー等を介して駆動軸１０Ａに固定されて常に駆動軸１０Ａと一体に回転可能とされている。
【００２８】
これに対して、スクリュウ駆動プーリ１２は、図２に示すように駆動軸１０Ａの外周にベアリング１３を介して取り付けられていて、このままの状態では駆動軸１０Ａに対してその軸線Ｘ回りに互いに相対回転自在とされている。なお、このベアリング１３としては転がり軸受けや滑り軸受け等を使用することができる。ところが、このスクリュウ駆動プーリ１２の一端部側には、駆動軸１０Ａの一端部側の端面を取り囲むようにホルダ１２Ａが取り付けられており、このホルダ１２Ａと駆動軸１０Ａとはシャーピン１４を介して連結されており、これによりスクリュウ駆動プーリ１２は、シャーピン１４が破断されない状態では該シャーピン１４を介して駆動軸１０Ａと一体に回転可能とされている。
【００２９】
このシャーピン１４は、駆動軸１０Ａやボウル駆動プーリ１１、スクリュウ駆動プーリ１２、ホルダ１２Ａが鋼材等により形成されているのに対して、これらよりも強度が小さい材質である例えば銅合金により形成されている。また、シャーピン１４の軸線Ｘ方向の両端部１４Ａはこの軸線Ｘを中心とした例えば図２に示す正四角柱のような正多角形柱状とされていて、これら両端部１４Ａが、ホルダ１２Ａと駆動軸１０Ａの上記一端部側の端面とに軸線Ｘに沿ってそれぞれ形成された断面が両端部１４Ａと同じ正方形等の正多角形状の嵌合穴１２Ｂ、１０Ｂに嵌合させられることにより、スクリュウ駆動プーリ１２は駆動軸１０Ａと一体回転可能とされる。なお、シャーピン１４の両端部１４Ａと嵌合穴１２Ｂ、１０Ｂは、互いに嵌合して一体回転可能となるものであれば、断面正多角形以外のものであってもよい。
【００３０】
一方、シャーピン１４のこれら両端部１４Ａの間には、駆動軸１０Ａの上記一端部側の端面とスクリュウ駆動プーリ１２に取り付けられたそのホルダ１２Ａとの間に位置するようにして、この両端部１４Ａがなす正六角柱に対してくびれて外径が小さくなるようにされたくびれ部１４Ｂが形成されている。このくびれ部１４Ｂは、軸線Ｘに直交する断面が例えば両端部１４Ａがなす正六角形に内接する円よりも径の小さな円形とされ、また軸線Ｘ方向に一定の幅で該軸線Ｘ回りに周回する断面「コ」字状の環状溝とされている。
【００３１】
このように、駆動軸１０Ａに直接固定されたボウル駆動プーリ１１と、シャーピン１４を介して取り付けられたスクリュウ駆動プーリ１２とは、ボウル回転軸１Ｃに設けられたボウル回転プーリ１５と、スクリュウ回転軸４Ｄに設けられたスクリュウ回転プーリ１６とに、それぞれＶベルト１７、１８を介して連結される。なお、ボウル回転プーリ１５はスクリュウ回転プーリ１６よりも大きな外径とされ、ただしその外径比は、ボウル駆動プーリ１１がスクリュウ駆動プーリ１２に対してなす外径比と異なる大きさとされており、具体的に本実施形態ではボウル回転プーリ１５とスクリュウ回転プーリ１６との外径比よりもボウル駆動プーリ１１とスクリュウ駆動プーリ１２との外径比が大きくなるようにされていて、これによってもボウル回転軸１Ｃとスクリュウ回転軸４Ｄとに差速が生じるようにされている。
【００３２】
また、ボウル駆動プーリ１１とボウル回転プーリ１５に巻き掛けられるＶベルト１７は、スクリュウ駆動プーリ１２とスクリュウ回転プーリ１６に巻き掛けられるＶベルト１８より幅広でベルトの山が大きく、また山の数も多いものとされ、これに合わせて図２に示すようにボウル駆動プーリ１１およびボウル回転プーリ１５も、スクリュウ駆動プーリ１２およびスクリュウ回転プーリ１６に対して軸線Ｏ、Ｘ方向の幅が幅広で、個々のＶ溝も大きく、かつＶ溝の数も多くされている。
【００３３】
こうして駆動装置１０のスクリュウ駆動プーリ１２によりＶベルト１８を介して回転駆動させられるスクリュウ回転プーリ１６は、スクリュウコンベア４のスクリュウ回転軸４Ｄと差速装置１９を介して連結されており、この差速装置１９により、ボウル回転プーリ１５と連結されて回転駆動させられる回転ボウル１とスクリュウコンベア４との間に所定の回転速度（回転数）の差、すなわち差速が生じるようにされる。この差速装置１９は、遊星ギアを複数段に組み込んだ減速機（ギアボックス）とされている。
【００３４】
このように構成されたデカンタ型遠心濃縮機では、まず回転ボウル１とスクリュウコンベア４とが単一の駆動装置１０によって回転駆動させられるため、特許文献１のように別々の駆動装置によってこれら回転ボウルとスクリュウコンベアを回転駆動するのに比べ、濃縮機全体としての省エネルギー化や低コスト化、あるいは省スペース化などを図ることができる。
【００３５】
さらに、濃縮処理される汚泥等の被処理物の性状の変化等により回転ボウル１とスクリュウコンベア４との間に固形分の詰まりが生じたりして両者の摩擦力が大きくなって、所定の差速をもって回転させられるべきこれら回転ボウル１とスクリュウコンベア４の回転速度が近づいた場合には、この差速を生じせしめる上記差速装置１９に負荷が生じるとともに、この差速装置１９に連結されたスクリュウ回転プーリ１６とボウル回転軸１Ｃに連結されたボウル回転プーリ１５に与えられる差速も上記外径比の相違に基づく差速と異なる大きさとなり、これにより、これらボウル回転プーリ１５とスクリュウ回転プーリ１６とにそれぞれ連結される一方で単一の駆動装置１０の単一の駆動軸１０Ａに取り付けられて互いに等しい回転速度（回転数）で回転させられるべきボウル駆動プーリ１１とスクリュウ駆動プーリ１２との間にも、差速を生じさせるように負荷が作用する。
【００３６】
そして、このボウル駆動プーリ１１とスクリュウ駆動プーリ１２との間の負荷は、ボウル駆動プーリ１１が固定された駆動軸１０Ａとスクリュウ駆動プーリ１２に固定されたホルダ１２Ａとを連結するシャーピン１４に軸線Ｘ回りの捩りモーメントとして作用するので、上記差速装置１９に作用する負荷が該差速装置１９に損傷を生じさせる大きさとなる前に、シャーピン１４に作用する負荷により該シャーピン１４が破断するように、このシャーピン１４の強度を設定しておくことにより、差速装置１９が損傷するよりも先にシャーピン１４が破断して、スクリュウ駆動プーリ１２はベアリング１３により駆動軸１０Ａに対して軸線Ｘ回りに相対回転自在な状態となる。
【００３７】
従って、この時点で駆動装置１０からスクリュウ駆動プーリ１２、スクリュウ回転プーリ１６、差速装置１９、およびスクリュウコンベア４のスクリュウ回転軸４Ｄには回転駆動力は伝達されなくなり、これらはスクリュウコンベア４と回転ボウル１との摩擦力によって回転ボウル１と差速が低下した状態で共回りさせられるだけとなるので、差速装置１９に負荷が作用することもなくなり、その損傷を未然に防止することができる。
【００３８】
このため、その後に、例えば上記保護手段によって差速の低下を検知して濃縮機を停止させるようにした場合でも、差速装置１９は確実に保護することが可能となり、上述のような遊星ギアを複数段に組み込んだ減速機（ギアボックス）である高価な差速装置１９の交換を余儀なくされたり、修理のために濃縮機の稼働を長期間停止せざるを得なくなったりするような事態が生じるのを防止することが可能となる。その一方で、シャーピン１４は比較的安価で交換も容易であるので、破断したシャーピン１４を交換することで低廉かつ速やかに汚泥等の被処理物の濃縮を再開することが可能となる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、このシャーピン１４において、上記スクリュウ駆動プーリ１２のホルダ１２Ａと駆動装置１０の駆動軸１０Ａとの間に位置するようにくびれ部１４Ｂが形成されており、このくびれ部１４Ｂは、ホルダ１２Ａと駆動軸１０Ａに嵌合させられたシャーピン１４の両端部１４Ａよりも小径とされているため、負荷が作用した際のシャーピン１４の破断はこのくびれ部１４Ｂから生じることになる。
【００４０】
従って、このくびれ部１４Ｂにおけるシャーピン１４の外径を、駆動装置１０による回転駆動力や汚泥等の被処理物の性状等に応じて適切に設定することにより、過大な負荷が作用した際の差速装置１９の損傷は上述のように防ぎつつ、それほど大きくない負荷でもシャーピン１４が破断して頻繁に交換しなければならなくなるような事態を防止し、スクリュウコンベア４に確実かつ効率的に回転駆動力を伝達して円滑な被処理物の濃縮作業を促すことが可能となる。なお、くびれ部１４Ｂは、本実施形態のような断面「コ」状の環状溝以外に、シャーピン１４の破断されやすさを調整するために断面形状をＵ字状やＶ字状としたりしてもよい。
【００４１】
さらにまた、本実施形態では、スクリュウ駆動プーリ１２が転がり軸受けや滑り軸受け等のベアリング１３を介して駆動軸１０Ａに取り付けられて、シャーピン１４が破断した後に駆動軸１０Ａの軸線Ｘ回りに駆動軸１０Ａに対して相対回転自在とされており、これにより、シャーピン１４の破断後にスクリュウ駆動プーリ１２を駆動軸１０Ａに安定的に支持しながら相対回転可能とすることができる。従って、このシャーピン１４破断後でもスクリュウ回転プーリ１６、スクリュウ回転軸４Ｄおよびスクリュウコンベア４を円滑に回転ボウル１と略等しい回転速度で回転させることが可能となり、これにより、差速装置１９に負荷が作用するのを一層確実に防止することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、上述のようにボウル回転プーリ１５のスクリュウ回転プーリ１６に対する外径比が、ボウル駆動プーリ１１のスクリュウ駆動プーリ１２に対する外径比と異なる大きさとされ、具体的にはボウル回転プーリ１５とスクリュウ回転プーリ１６との外径比よりもボウル駆動プーリ１１とスクリュウ駆動プーリ１２との外径比が大きくされており、回転ボウル１とスクリュウコンベア４との差速が低下したときに、より大きな負荷をシャーピン１４の作用させることができて、差速装置１９に過大な負荷が作用する前に確実にシャーピン１４を破断させて負荷の開放を図ることができる。
【００４３】
ただし、これらボウル回転プーリ１５のスクリュウ回転プーリ１６に対する外径比と、ボウル駆動プーリ１１のスクリュウ駆動プーリ１２に対する外径比とが例えば等しくされた濃縮機においても、スクリュウ回転プーリ１６が差速装置１９を介してスクリュウコンベア４に連結されていれば、回転ボウル１との差速が低下したときには逆にボウル駆動プーリ１１とスクリュウ駆動プーリ１２とに差速を生じさせるように負荷が作用してシャーピン１４が破断されるので、そのようなデカンタ型遠心濃縮機に本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  回転ボウル
１Ａ  ボウル本体
１Ｃ  ボウル回転軸
２、５、１３  ベアリング
４  スクリュウコンベア
４Ａ  スクリュウコンベア本体
４Ｄ  スクリュウ回転軸
１０  駆動装置
１０Ａ  駆動軸
１１  ボウル駆動プーリ
１２  スクリュウ駆動プーリ
１２Ａ  スクリュウ駆動プーリ１２のホルダ
１４  シャーピン
１４Ｂ  くびれ部
１５  ボウル回転プーリ
１６  スクリュウ回転プーリ
１７、１８  Ｖベルト
１９  差速装置１９
Ｏ  回転ボウル１およびスクリュウコンベア４の軸線
Ｘ  駆動装置１０の駆動軸１０Ａの軸線
【図１】
2012106194.tif 000003
【図２】
2012106194.tif 000004