(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が大径に形成され且つ他端部が小径に形成された回転シリンダーと、このシリンダーと同軸に若干の差速をもって回転し且つ外周面にスクリューコンベヤが巻着された中空状のスクリュー軸と、このスクリュー軸内に同軸に挿着された原液供給管とを備え、上記原液供給管から供給された原液スラリーを遠心分離して上記シリンダーの大径端部に穿設された軽液口から軽液を排出すると共に、上記シリンダーの小径端部に穿設された重液口から重液を排出するスクリュー型デカンタにおいて、上記原液供給管の出口端にこれと同軸に先端が閉じた給液筒を延設すると共に上記給液筒に上記スクリュー軸の周壁を貫通し上記シリンダー側の液層内へ原液を供給する給液ノズルを設け、更に、上記スクリュー軸内で上記スクリュー軸と上記原液供給管とを固定リングを介して連結し、上記スクリュー軸と上記原液供給管とが一体的に回転することを特徴とするスクリュー型デカンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリュー型デカンタに関し、更に詳しくはスクリュー型デカンタの原液供給管の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のスクリュー型デカンタは、固形成分を含む原液スラリーを連続処理して固液分離するのに適しているため、従来から化学工業、食品工業、廃水処理等多くの分野で使用されている。そこで、従来のスクリュー型デカンタについて概説する。従来のスクリュー型デカンタは、図２に示すように、横置き型の筒状ケーシング１と、このケーシング１の両端面の中心に合わせて配設された左右の主軸受２、２に軸支され且つケーシング１内に収納されたシリンダー３と、このシリンダー３に内接し且つシリンダー３とは若干の差速をもって回転するスクリューコンベヤ４と、このスクリューコンベヤ４が螺旋状に巻着された中空状のスクリュー軸５と、このスクリュー軸５内にこれと同軸に挿着された原液供給管６とを備え、原液供給管６から供給された原液スラリーがシリンダー３側に供給され、シリンダー３の内周面で遠心力により液層Ｌを形成すると共に原液スラリー中の粒状物質等の固形成分を液体との比重差により遠心分離するように構成されている。
【０００３】
上記シリンダー３は、図２に示すように、右端が大径端部３１として形成され、左端が小径端部３２として形成されている。大径端部３１には軸支部３３を囲む複数の軽液口３４が周方向等間隔に穿設され、シリンダー３内で固形成分が遠心分離されて比重の小さな上澄液（以下、「軽液」と称す。）が矢印Ｃで示すように軽液口３４から排出する。また、シリンダー３の左端部には複数の重液口３５が周方向等間隔に穿設され、シリンダー３内で固形成分の沈澱物を含む比重の大きなスラリー（以下、「重液」と称す。）がスクリューコンベヤ４によってシリンダー３の傾斜部を掻き上げられて矢印Ｄで示すように重液口３５から排出する。また、スクリュー軸５はシリンダー３内で副軸受７、７によってそれぞれ軸支され、左端のスプライン軸８を介して減速機９に連結され、シリンダー３とは若干の差速をもってスクリューコンベヤ４と一体に同方向へ回転する。
【０００４】
また、原液供給管６は入口端部がホルダー１０で固定され、出口端部がスクリュー軸５の略中間まで延設されている。この原液供給管６は図示しない接続管路を介して矢印Ａ方向から流入した原液スラリーを出口端からスクリュー軸５へ供給する。スクリュー軸５内の原液スラリーは遠心力によりスクリュー軸５に穿設された複数の分配孔５１から矢印Ｂで示すようにシリンダー３側へ噴出し、シリンダー３内では原料スラリーが上述のように軽液と重液に遠心分離される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上概説したように、従来のスクリュー型デカンタには以下のような課題があった。即ち、シリンダー３の回転数が高く、遠心力が大きい場合には、原液供給管６の先端から流出する原液スラリーには強い遠心力が作用するため、スクリュー軸５内の原液スラリーは複数の分配孔５１を速い速度で通過して飛散し、シリンダー３の内周面に形成されている液層Ｌと激しく衝突し、液層Ｌを攪乱して混合し、原液スラリーの遠心分離効率を低下させる。
【０００６】
また、従来のスクリュー型デカンタを分級器として用いる場合には、シリンダー３の回転数を低くする必要があるが、この場合には、原液供給管６から流出する原液にかかる遠心力が小さいため、原液供給管６から流出した原液スラリーがスクリュー軸５内に滞留し、スクリュー軸５側から分配孔５１を介してスクリューコンベヤ４側へ連続して安定的に供給されず、安定した分級を行うことができなかった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、シリンダーの内周面で形成される液層を撹乱することなく原液をスクリュー軸内部からシリンダー内周面に形成された液層内へ層流を形成しながら静かに供給し、原液の分離効率を高めて効率良く遠心分離することができ、しかも、低い回転速度でも原液をスクリュー軸内部からシリンダー側へ連続的且つ安定的に供給することができるスクリュー型デカンタを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のスクリュー型デカンタは、一端部が大径に形成され且つ他端部が小径に形成された回転シリンダーと、このシリンダーと同軸に若干の差速をもって回転し且つ外周面にスクリューコンベヤが巻着された中空状のスクリュー軸と、このスクリュー軸内に同軸に挿着された原液供給管とを備え、上記原液供給管から供給された原液スラリーを遠心分離して上記シリンダーの大径端部に穿設された軽液口から軽液を排出すると共に、上記シリンダーの小径端部に穿設された重液口から重液を排出するスクリュー型デカンタにおいて、上記原液供給管の出口端にこれと同軸に先端が閉じた給液筒を延設すると共に、上記給液筒に上記スクリュー軸の周壁を貫通し上記シリンダー側の液層内へ原液を供給する給液ノズルを設けると共に、上記スクリュー軸内で上記スクリュー軸と上記原液供給管とを固定リングを介して連結し、上記スクリュー軸と上記原液供給管とが一体的に回転することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明のスクリュー型デカンタの一実施形態を示す軸方向の要部縦断面図である。
【００１０】
本実施形態のスクリュー型デカンタは、図１に示すように、原液供給管及びスクリュー軸の構造を異にする以外は基本的には図２に示すものに準じて構成されている。そのため、以下では、図１に示すスクリュー型デカンタと同一または相当部分には同一符号を附してそれぞれの説明を省略し、本発明の特徴を中心に説明する。
【００１１】
本実施形態のスクリュー型デカンタは、図１に示すように、右端部が大径に形成された且つ左端部が小径に形成されたシリンダー３と、このシリンダー３と同軸に若干の差速をもって回転し且つ外周面にスクリューコンベヤ４が巻着された中空状のスクリュー軸５と、このスクリュー軸５内に同軸に挿着された原液供給管１１とを備え、減速機（図２参照）によりスクリューコンベヤ４及びスクリュー軸５がシリンダー３とは若干の差速をもって回転し、原液供給管１１からシリンダー３内に供給された原液スラリーが遠心力を受けて軽液と重液に分離され、シリンダー３の大径端部３１に穿設された軽液口３４から比重の小さい軽液を排出すると共に、シリンダー３の小径端部に穿設された重液口（共に図２参照）から比重の大きい重液を排出する。
【００１２】
上記シリンダー３は、図１に示すように、右側に分離ゾーンとして形成された直胴部３７と、直胴部３７の左側に截頭円錐状の濃縮ゾーンとして形成されたコーン部３６とからなり、液層Ｌ内で遠心分離された軽液は大径端部３１の軽液口３４から溢流し、沈澱物はスクリューコンベヤ４によって濃縮ゾーンへ移送され、ここで更に濃縮され、重液として小径端部３２の重液口（図２参照）から排出される。
【００１３】
上記スクリューコンベヤ４は、上記直胴部３７の内周面に内接するように螺旋状に形成され、スクリュー軸５に固定されている。このスクリュー軸５内には原液供給管１１が同軸に挿入され、この原液供給管１１を介して直胴部３７内へ原液スラリーを供給する。この原液供給管１１は固定リング１６を介してスクリュー軸５内に固定され、スクリュー軸５と一体的に回転する。原液供給管１１の先端には給液筒１２が基端部で連結され、先端が直胴部３７とコーン部３６の境界近傍まで伸びている。この給液筒１２は、先端が閉じ、その基端にフランジ部１２Ａを有し、このフランジ部１２Ａを介してスクリュー軸５に対して固定されている。
【００１４】
また、上記給液筒１２には複数の給液ノズル１３が取り付けられている。即ち、図１に示すように給液筒１２には長手方向に２個の孔が形成され、また、２個の孔から例えば周方向へ１８０°偏倚した位置に２個の孔が同様に形成されている。更に、給液筒１２には２個の孔の中間位置で周方向へ例えば±９０°偏倚した位置に１個の孔が形成されている。また、スクリュー軸５には給液筒１２の各孔に対向させた貫通孔１７が形成されている。そして、給液筒１２の各孔には給液ノズル１３が基端で固定されて半径方向外方へ伸び、その先端がスクリュー軸５の各貫通孔１７を貫通している。しかも、各給液ノズル１３はシリンダー３内周面で形成される液層Ｌ内に浸漬する長さに形成されている。
【００１５】
従って、スクリュー型デカンタにより原液スラリーを遠心分離している時には、給液ノズル１３の先端がシリンダー３内の液層Ｌ内に確実に浸漬され、液層Ｌ内へ原液スラリーを層流で供給し、液層Ｌを極力撹乱せず、遠心分離を効率良く行うことができる。給液ノズル１３の個数は、原液スラリーの供給量に即して流速が最適になるように設定し、また、給液ノズル１３の長さは、液層Ｌの攪乱をより少なくなるように設定する。
【００１６】
また、原液供給管１１は、入口端部の外周面にシール部材１４が装着され、シール押さえ部材１５によって回転自在に支持されている。原液供給管１１の外周面とシリンダー３の軸支部３３の内周面との間には両者が回転自在になるように僅かな隙間がある。
【００１７】
次に、動作について説明する。減速機が始動すると、シリンダー３が高速回転すると共にスクリューコンベヤ４及びスクリュー軸５がシリンダー３より若干遅い速度で回転する。この時、原液供給管１１へ原液スラリーを図１の矢印Ａ方向から連続的に供給すると、原液スラリーは原液供給管１１から給液筒１２へ到達する。給液筒１２はスクリュー軸５と一体に回転してるため、給液筒１２内に到達した原液スラリーは図１の矢印Ｂで示すように遠心力により複数箇所の給液ノズル１３を経由してシリンダー３の内周面に向けて流出する。給液ノズル１３内では原液スラリーは層流を作って流れ、シリンダー３の内周面へ案内される。
【００１８】
シリンダー３側へ供給された原液スラリーはシリンダー３の遠心力によりその内周面で液層Ｌを形成すると共に原液スラリー中の固形成分は液体との比重差により液体より大きな遠心力を受けて液層Ｌ内で沈澱して重液層を作り、液層Ｌの表層部で比重が小さくなった軽液層を作る。そして、原液スラリーの連続供給により、シリンダー３内の液層Ｌの深さが徐々に深くなり、遂には液層Ｌが給液ノズル１３に達し、給液ノズル１３の先端が液層Ｌ内に浸漬される。
【００１９】
給液ノズル１３の先端が液層Ｌ内に浸漬されると、原液スラリーは給液ノズル１３から層流で液層Ｌ内に流れ込み、従来のように液層Ｌを攪乱することなく静かに液層Ｌ内へ供給される。このように本実施形態の場合には原液スラリーが層流で液層Ｌ内へ静かに注がれるため、液層Ｌ内で遠心分離された軽液層と重液層の乱れが少なく、周囲への影響を最小限に抑制することができ、遠心分離効果を高めることができ、より清澄な軽液がシリンダー３の軽液口３４から矢印Ｃで示すように溢流して排出され、より比重の高い重液がスクリューコンベヤ４により濃縮ゾーンへ移送されてより高濃度に濃縮されて重液口から排出される。ところが、従来構造のスクリュー型デカンタの場合には、原液スラリーが分配孔から液層Ｌの清澄な軽液層に直接流出し、広い範囲に渡って軽液層と重液層を攪乱してスラリーに戻し、このスラリーをスクリューコンベア４で重液口側へ移送すると共に懸濁した軽液を軽液口側へ移送するので遠心分離効果が低減する。
【００２０】
以上説明したように本実施形態によれば、原液供給管１１の出口端にこれと同軸に先端が閉じた給液筒１２を延設すると共に、給液筒１２にスクリュー軸５の周壁を貫通しシリンダ３側へ原液スラリーを案内する給液ノズル１３を設けたため、給液ノズル１３から流出する原液スラリーは液層Ｌ内へ層流で注ぎ込まれ、液層Ｌの乱れを極力抑制することができ、シリンダー３における遠心分離効果を高めることができる。
【００２１】
また、本実施形態によれば、給液筒１２の全周に給液ノズル１３を分散配置したため、シリンダー３の回転速度が遅く、給液筒１２内の原液スラリーに対する遠心力が小さくても、給液筒１２内に原液スラリーが滞留することなく、各給液ノズル１３から連続的に安定して流出し、原液スラリーを連続的且つ確実に軽液と重液とに分離することができる。
【００２２】
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、特に給液ノズルの個数及び長さは原液スラリーの供給流量等に即して適宜設定することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、シリンダーの内周面で形成される液層を撹乱することなく原液をスクリュー軸内部からシリンダー内周面に形成された液層内へ層流を形成しながら静かに供給し、原液の分離効率を高めて効率良く遠心分離することができ、しかも、低い回転速度でも原液をスクリュー軸内部からシリンダー側へ連続的且つ安定的に供給することができるスクリュー型デカンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクリュー型デカンタの一実施形態を示す軸方向の要部縦断面図である。
【図２】従来のスクリュー型デカンタを示す軸方向の縦断面図である。
【符号の説明】
３    シリンダー
４    スクリューコンベヤ
５    スクリュー軸
１１    原液供給管
１２    給液筒
１３    給液ノズル
３１    大径端部
３２    小径端部
３４    軽液口
３５    重液口
【図１】
0003884514.tif 000002
【図２】
0003884514.tif 000003