(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボウル内に供給された原液から沈降物と浮遊物それに母液を分離するための遠心分離機であって、回転する筒状の前記ボウルに内挿されてボウルと同軸で異なる速度で回転するスクリューコンベヤを有し、該スクリューコンベヤは、その軸胴部の途中よりフライトの螺旋巻き方向が両端に向かって互いに逆向きに設けられ、一方のフライトは沈降物を搬送する沈降物用フライトとなり、他方のフライトは浮遊物を搬送する浮遊物用フライトとなる遠心分離機において、
前記ボウルは、その両端側に内径が漸次縮小するテーパー部を有し、一方のテーパー部の先に沈降物排出口があり、他方のテーパー部の先に浮遊物排出口があり、他方のテーパー部壁面とその区間のボウル内壁とで囲まれた区画室に、ボウル半径方向の液深を規制すると共に浮遊物を取り除いた母液をボウル外へ排出可能なダム部を設け、
前記ボウルの他方のテーパー部は、その壁面に多数の孔乃至スリットを有し内周側が濾材で覆われており、
前記ダム部は、前記区画室内を臨むボウル内壁に、周方向に複数配設したスキミングチューブから成り、各スキミングチューブの突出した先端口で規制されるダム設定液面は、前記他方のテーパー部の傾斜途中までを覆う位置に設定され、
前記ボウル内に原液を供給する手段は、前記スクリューコンベヤの軸胴部内にフィードチューブを挿通させて、該フィードチューブの出口に連通する原液供給口を前記軸胴部の略中央に開設して成り、
前記沈降物用フライトは、前記他方のテーパー部の始端付近から前記沈降物排出口にかけて前記一方のテーパー部を含む前記ボール内壁に先端が沿うよう設けられ、
前記浮遊物用フライトは、前記他方のテーパー部の内周面上における前記ダム設定液面の境界よりやや前記原液供給口寄りの位置から前記浮遊物排出口にかけて前記他方のテーパー部を含む前記ボール内壁に先端が沿うよう設けられ、
前記沈降物用フライトの始端側に、浮遊物を母液と共に前記浮遊物排出口側へ積極的に搬送させるための加速用パドルを連設し、該加速用パドルの終端側を、前記浮遊物用フライトの始端側に対してボウル軸方向に僅かに重なる位置まで延出させることを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
ボウル内に供給された原液から沈降物と浮遊物それに母液を分離するための遠心分離機であって、回転する筒状の前記ボウルに内挿されてボウルと同軸で異なる速度で回転するスクリューコンベヤを有し、該スクリューコンベヤは、その軸胴部の途中よりフライトの螺旋巻き方向が両端に向かって互いに逆向きに設けられ、一方のフライトは沈降物を搬送する沈降物用フライトとなり、他方のフライトは浮遊物を搬送する浮遊物用フライトとなる遠心分離機において、
前記ボウルは、その両端側に内径が漸次縮小するテーパー部を有し、一方のテーパー部の先に沈降物排出口があり、他方のテーパー部の先に浮遊物排出口があり、他方のテーパー部壁面とその区間のボウル内壁とで囲まれた区画室に、ボウル半径方向の液深を規制すると共に浮遊物を取り除いた母液をボウル外へ排出可能なダム部を設け、
前記ボウルの他方のテーパー部は、その内径が漸次縮小する１段目テーパー部と、該１段目テーパー部の終端最小内径と略同一内径で続く中間円筒部と、該中間円筒部の終端よりさらに内径が漸次縮小する２段目テーパー部とに区分けされた多段状に設けられ、前記中間円筒部は、その壁面に多数の孔乃至スリットを有し内周側が濾材で覆われており、
前記中間円筒部がそのまま前記ダム部を成し、該中間円筒部の内周面がダム設定液面と略一致し、前記他方のテーパー部のうち少なくとも前記中間円筒部の壁面で囲まれた前記区画室内を臨むボウル内壁に、母液の排出口を複数開設したことを特徴とする遠心分離機。
【請求項３】
前記ボウル内に原液を供給する手段は、前記スクリューコンベヤの軸胴部内にフィードチューブを挿通させて、該フィードチューブの出口に連通する原液供給口を前記軸胴部の略中央に開設して成り、
前記沈降物用フライトは、前記他方のテーパー部における前記１段目テーパー部の始端付近から前記沈降物排出口にかけて設けられ、
前記浮遊物用フライトは、前記１段目テーパー部の終端最小内径部位よりやや前記原液供給口寄りの位置から前記浮遊物排出口にかけて設けられたことを特徴とする請求項２記載の遠心分離機。
【請求項４】
前記沈降物用フライトの始端側に、浮遊物を母液と共に前記浮遊物排出口側へ積極的に搬送させるための加速用パドルを連設し、該加速用パドルの終端側を、前記浮遊物用フライトの始端側に対してボウル軸方向に僅かに重なるように、前記中間円筒部の始端よりも僅かに前記２段目テーパー部寄りの位置まで延出させることを特徴とする請求項３記載の遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボウル内に供給された原液から沈降物と浮遊物それに母液を分離するための遠心分離機に関する。このような遠心分離機は、廃プラスチックのリサイクルの分野において、ＰＶＣ（塩ビ）やＰＥ（ポリエチレン）等の破砕された各種樹脂の比重差を利用した遠心分離および脱液に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のデカンタ型の遠心分離機は、例えば、図７に示すようなものが知られている。これはボウル１内で原液が遠心力により沈降粒子と母液とに分けられ、沈降粒子は、ボウル１と微少の回転差を与えられているスクリューコンベヤ２により搬送されて、図７中のボウル１の図中で右端より脱液排出されるように構成されている。
【０００３】
ところが、前記遠心分離機は、沈降粒子の分離と洗浄および脱液に関しては様々な工夫がなされたものが知られているが、原液中に含まれる浮遊粒子に関しては、何ら対策が施されていないものが多い。従って、原液からの浮遊粒子の分離自体が困難であり、沈降粒子と分離された液体中に混入した浮遊粒子の分離は、例えば、バスケット型の遠心分離機や他の固液分離機を利用する工程が別途必要であった。
【０００４】
このような不都合を解消するために、例えば、特開平６−１７８９４８号公報に記載された湿式分離装置等が提案されている。かかる装置は、ボウルの軸心を通る１本のシャフト上に互いに逆向きに巻かれた２つのスクリューを有し、一方のスクリューにより沈降粒子を回転容器の一端側へ搬送し、他方の逆巻きのスクリューにより浮遊粒子を回転容器の他端側へ搬送するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような公報記載の湿式分離装置では、沈降粒子搬送用スクリューがボウルの略中央から他端側には存在しないため、浮遊粒子搬送用スクリューまたは処理液の動きによって沈降粒子搬送用スクリューより他端側に沈降粒子が一旦移動すれば、かかる沈降粒子はボウル内面に蓄積してしまって、装置の運転中に装置外に排出することができず、定期的に装置を止めて分解した上で除去する必要があった。
【０００６】
また、前記湿式分離装置では、母液排出口が沈降粒子の排出側に配置されている関係上、浮遊粒子をスクリューにより回転容器の他端側へ搬送する際、母液の流れは浮遊粒子の搬送方向とは逆向きとなり、浮遊粒子の搬送効率の低下が容易に予想される。浮遊粒子の搬送効率が低下すれば、沈降及び浮遊粒子の比重分離精度も当然低下することになる。
【０００７】
本発明は、以上のような従来技術が有する問題点に着目してなされたもので、装置全体の大型化を招くことなく、原液から沈降物と浮遊物とそれに母液を確実かつ効率よく分離することができ、しかもそれぞれ分離した物を効率良く脱液することができる遠心分離機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】
前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］ボウル（２０）内に供給された原液から沈降物と浮遊物それに母液を分離するための遠心分離機（１０）であって、回転する筒状の前記ボウル（２０）に内挿されてボウル（２０）と同軸で異なる速度で回転するスクリューコンベヤ（４０）を有し、該スクリューコンベヤ（４０）は、その軸胴部（４１）の途中よりフライトの螺旋巻き方向が両端に向かって互いに逆向きに設けられ、一方のフライトは沈降物を搬送する沈降物用フライト（４２ａ）となり、他方のフライトは浮遊物を搬送する浮遊物用フライト（４２ｂ）となる遠心分離機（１０）において、
前記ボウル（２０）は、その両端側に内径が漸次縮小するテーパー部（２１ａ，２１ｂ）を有し、一方のテーパー部（２１ａ）の先に沈降物排出口（２２ａ）があり、他方のテーパー部（２１ｂ）の先に浮遊物排出口（２２ｂ）があり、他方のテーパー部（２１ｂ）壁面とその区間のボウル（２０）内壁とで囲まれた区画室（２４１，２７１）に、ボウル（２０）半径方向の液深を規制すると共に浮遊物を取り除いた母液をボウル（２０）外へ排出可能なダム部（２５，２６２）を設け、
前記ボウル（２０）の他方のテーパー部（２１ｂ）は、その壁面に多数の孔乃至スリット（２３）を有し内周側が濾材（３０）で覆われており、
前記ダム部（２５）は、前記区画室（２４１）内を臨むボウル（２０）内壁に、周方向に複数配設したスキミングチューブから成り、各スキミングチューブの突出した先端口で規制されるダム設定液面は、前記他方のテーパー部（２１ｂ）の傾斜途中までを覆う位置に設定され、
前記ボウル（２０）内に原液を供給する手段は、前記スクリューコンベヤ（４０）の軸胴部（４１）内にフィードチューブ（１５）を挿通させて、該フィードチューブ（１５）の出口に連通する原液供給口（４４）を前記軸胴部（４１）の略中央に開設して成り、
前記沈降物用フライト（４２ａ）は、前記他方のテーパー部（２１ｂ）の始端付近から前記沈降物排出口（２２ａ）にかけて前記一方のテーパー部（２１ａ）を含む前記ボール（２０）内壁に先端が沿うよう設けられ、
前記浮遊物用フライト（４２ｂ）は、前記他方のテーパー部（２１ｂ）の内周面上における前記ダム設定液面の境界よりやや前記原液供給口（４４）寄りの位置から前記浮遊物排出口（２２ｂ）にかけて前記他方のテーパー部（２１ｂ）を含む前記ボール（２０）内壁に先端が沿うよう設けられ、
前記沈降物用フライト（４２ａ）の始端側に、浮遊物を母液と共に前記浮遊物排出口（２２ｂ）側へ積極的に搬送させるための加速用パドル（４３）を連設し、該加速用パドル（４３）の終端側を、前記浮遊物用フライト（４２ｂ）の始端側に対してボウル（２０）軸方向に僅かに重なる位置まで延出させることを特徴とする遠心分離機（１０）。
【００１２】
［２］ボウル（２０）内に供給された原液から沈降物と浮遊物それに母液を分離するための遠心分離機（１０）であって、回転する筒状の前記ボウル（２０）に内挿されてボウル（２０）と同軸で異なる速度で回転するスクリューコンベヤ（４０）を有し、該スクリューコンベヤ（４０）は、その軸胴部（４１）の途中よりフライトの螺旋巻き方向が両端に向かって互いに逆向きに設けられ、一方のフライトは沈降物を搬送する沈降物用フライト（４２ａ）となり、他方のフライトは浮遊物を搬送する浮遊物用フライト（４２ｂ）となる遠心分離機（１０）において、
前記ボウル（２０）は、その両端側に内径が漸次縮小するテーパー部（２１ａ，２１ｂ）を有し、一方のテーパー部（２１ａ）の先に沈降物排出口（２２ａ）があり、他方のテーパー部（２１ｂ）の先に浮遊物排出口（２２ｂ）があり、他方のテーパー部（２１ｂ）壁面とその区間のボウル（２０）内壁とで囲まれた区画室（２４１，２７１）に、ボウル（２０）半径方向の液深を規制すると共に浮遊物を取り除いた母液をボウル（２０）外へ排出可能なダム部（２５，２６２）を設け、
前記ボウル（２０）の他方のテーパー部（２６）は、その内径が漸次縮小する１段目テーパー部（２６１）と、該１段目テーパー部（２６１）の終端最小内径と略同一内径で続く中間円筒部（２６２）と、該中間円筒部（２６２）の終端よりさらに内径が漸次縮小する２段目テーパー部（２６３）とに区分けされた多段状に設けられ、前記中間円筒部（２６２）は、その壁面に多数の孔乃至スリット（２３）を有し内周側が濾材（３０）で覆われており、
前記中間円筒部（２６２）がそのまま前記ダム部を成し、該中間円筒部（２６２）の内周面がダム設定液面と略一致し、前記他方のテーパー部（２６）のうち少なくとも前記中間円筒部（２６２）の壁面で囲まれた前記区画室（２７１）内を臨むボウル（２０）内壁に、母液の排出口（２８）を複数開設したことを特徴とする遠心分離機（１０）。
【００１３】
［３］前記ボウル（２０）内に原液を供給する手段は、前記スクリューコンベヤ（４０）の軸胴部（４１）内にフィードチューブ（１５）を挿通させて、該フィードチューブ（１５）の出口に連通する原液供給口（４４）を前記軸胴部（４１）の略中央に開設して成り、
前記沈降物用フライト（４２ａ）は、前記他方のテーパー部（２６）における前記１段目テーパー部（２６１）の始端付近から前記沈降物排出口（２２ａ）にかけて設けられ、
前記浮遊物用フライト（４２ｂ）は、前記１段目テーパー部（２６１）の終端最小内径部位よりやや前記原液供給口（４４）寄りの位置から前記浮遊物排出口（２２ｂ）にかけて設けられたことを特徴とする［２］記載の遠心分離機（１０）。
【００１４】
［４］前記沈降物用フライト（４２ａ）の始端側に、浮遊物を母液と共に前記浮遊物排出口（２２ｂ）側へ積極的に搬送させるための加速用パドル（４３）を連設し、該加速用パドル（４３）の終端側を、前記浮遊物用フライト（４２ｂ）の始端側に対してボウル（２０）軸方向に僅かに重なるように、前記中間円筒部（２６２）の始端よりも僅かに前記２段目テーパー部（２６３）寄りの位置まで延出させることを特徴とする［３］記載の遠心分離機（１０）。
【００１５】
次に本発明の作用を説明する。
本発明に係る遠心分離機（１０）によれば、スクリューコンベヤ（４０）の軸胴部（４１）内を挿通するフィードチューブ（１５）を介して、軸胴部（４１）に開設された原液供給口（４４）よりボウル（２０）内に供給された原液中の沈降物は、ボウル（２０）の内壁に沿うように沈降し、ボウル（２０）と微少差速で回転するスクリューコンベヤ（４０）の沈降物用フライト（４２ａ）により一方のテーパー部（２１ａ）へ搬送される。ここで沈降物は、予めダム部（２５）で設定されている液深よりも内径側へテーパー部（２１ａ）上を移動する際に脱液されて、沈降物排出口（２２ａ）より外部へ排出される。
【００１６】
また、原液中の浮遊物は、前記沈降物排出口（２２ａ）の反対側となる他方のテーパー部（２１ｂ）に向かって母液と共に、他方のテーパー部（２１ｂ）の始端付近まで配されている前記沈降物用フライト（４２ａ）の巻きピッチ間を螺旋状に流れる。ここで母液は、他方のテーパー部（２１ｂ）でその内周側を覆う濾材（３０）の隙間および壁面にある多数の孔乃至スリット（２３）を通り抜け、テーパー部（２１ｂ）の壁面で囲まれた区画室（２４１）内を臨むボウル（２０）内壁に複数配設されたスキミングチューブより外部へ分離排出される。
【００１７】
浮遊物は、前記沈降物用フライト（４２ａ）の始端側に連続して繋がり、他方のテーパー部（２１ｂ）の始端付近からテーパー部（２１ｂ）内周面上におけるダム設定液境界よりやや浮遊物排出口（２２ｂ）側寄りの区間まで延出した加速用パドル（４３）によって、母液と共に他方のテーパー部（２１ｂ）に積極的に搬送される。
【００１８】
さらに浮遊物は、前記加速用パドル（４３）の終端側と僅かにオーバーラップさせたテーパー部（２１ｂ）内周面上のダム設定液面境界よりやや原液供給口（４４）寄りの位置から浮遊物排出口（２２ｂ）までの区間に配された浮遊物用フライト（４２ｂ）によって、前述した沈降物とは逆方向に搬送され、予めダム部（２５）で設定されている液深よりも内径側へテーパー部（２１ｂ）上を移動する際に濾過脱液されて、浮遊物排出口（２２ｂ）より外部へ排出される。
【００１９】
また、別の発明に係る遠心分離機（１０）によれば、ボウル（２０）内に供給された原液中の沈降物は、ボウル（２０）の内壁に沿うように沈降し、ボウル（２０）と微少差速で回転するスクリューコンベヤの沈降物用フライト（４２ａ）により一方のテーパー部（２６）へ搬送される。ここで沈降物は、予めダム部すなわち他方にある多段状のテーパー部（２６）の中間円筒部（２６２）で設定されている液深よりも内径側へ一方のテーパー部（２１ａ）上を移動する際に脱液されて、沈降物排出口（２２ａ）より外部へ排出される。
【００２０】
原液中の浮遊物は、前記沈降物排出口（２２ａ）の反対側となる他方の多段状のテーパー部（２６）に向かって母液と共に、多段状テーパー部（２６）の１段目テーパー部（２６１）の始端付近まで配されている前記沈降物用フライト（４２ａ）の巻きピッチ間を螺旋状に流れる。浮遊物は、前記沈降物用フライト（４２ａ）の始端側に連続して繋がり、１段目テーパー部（２６１）の始端付近から中間円筒部（２６２）の始端よりも僅かに２段目テーパー部（２６３）寄りの区間まで延出した加速用パドル（４３）によって、１段目テーパー部（２６１）から中間円筒部（２６２）へと母液と共に積極的に搬送される。
【００２１】
母液は中間円筒部（２６２）において、その内周側を覆う濾材（３０）の隙間および壁面にある多数の孔乃至スリット（２３）を通り抜け、少なくとも中間円筒部（２６２）の壁面で隔離された区画室（２７１）内のボウル（２０）内壁に複数開設された排出口（２８）より外部へ分離排出される。さらに浮遊物は、前記加速用パドル（４３）終端部と僅かにオーバーラップさせた１段目テーパー部（２６１）の最小内径終端よりやや原液供給口（４４）寄りの位置から浮遊物排出口（２２ｂ）までの区間に配された浮遊物用フライト（４２ｂ）によって、前述した沈降物とは逆方向に搬送され、２段目テーパー部（２６３）上を移動する際に濾過脱液されて、浮遊物排出口（２２ｂ）より外部へ排出される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明を代表する各種の実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の第１実施の形態を示している。
本実施の形態に係る遠心分離機１０は、デカンタ型遠心分離機と通称される装置と同様、図１に示すように、円筒型（筒状）のボウル２０内にスクリューコンベヤ４０を内挿し、これらを相対的に回転可能に支持して成り、前記ボウル２０内に供給される原液から沈降物と浮遊物それに母液を別々に分離することができるように構成されている。
【００２３】
図１に示すように、ボウル２０とその内部のスクリューコンベヤ４０は、ケーシング１１の内部にシャフト１２ａ，１２ｂを介して回転可能に軸支されている。ボウル２０およびスクリューコンベヤ４０は、片側の軸受け１３に連設されたギヤボックス１４によって微少差速で回転駆動される。かかる回転駆動機構は公知であり詳細な説明は省略する。
【００２４】
ボウル２０の一端側（図１で右側）は沈降物の排出方向となっており、かかる一端側には、その内径が漸次縮小するテーパー部２１ａが形成されている。テーパー部２１ａの先（終端側）には、沈降物排出口２２ａが円周方向に複数開設されている。また、ボウル２０の他端側（図１で左側）は浮遊物の排出方向となっており、かかる他端側にも、その内径が漸次縮小するテーパー部２１ｂが形成されている。テーパー部２１ｂの先（終端側）には、浮遊物排出口２２ｂが円周方向に複数開設されている。
【００２５】
一方のテーパー部２１ａは、ボウル２０自体の内周面が傾斜することで形成されているが、他方のテーパー部２１ｂは、ボウル２０自体の内周面が傾斜することなく、この内周面に後付けされてテーパーを成す内層壁材２４から成る。図２に示すように、他方のテーパー部２１ｂは、その壁面に多数の孔乃至スリット２３を有し内周側が濾材３０で覆われている。なお、内層壁材２４において実際にはテーパーを成さない円筒部分についても、図示したように多数の孔乃至スリット２３を設けると良い。
【００２６】
孔乃至スリット２３の径や幅は、浮遊物の粒子径をさほど考慮する必要はないが、濾材３０は、浮遊物の粒子径より小径サイズの多数の微小孔またはスリットを有する素材から成る。具体的には、従来より利用されている打ち抜き穴型スクリーン、ウェッジワイヤースクリーン等の他、多孔質セラミック成形体や、セグメント型スクリーン（分割ブロックスクリーン）等により形成するとよい。なお、テーパー部２１ｂの内周側は濾材３０の厚さ分だけ僅かに表面が削られている。
【００２７】
他方のテーパー部２１ｂの壁面とその区間のボウル２０内壁とで囲まれた区画室２４１には、ボウル２０半径方向の液深を規制すると共に浮遊物を取り除いた母液をボウル２０外へ排出可能なダム部２５が設けられている。ダム部２５は、区画室２４１内を臨むボウル２０内壁に、周方向に複数配設したスキミングチューブから成る。各スキミングチューブの突出した先端口２４１で規制されるダム設定液面は、テーパー部２１ｂの傾斜途中までを覆う位置に設定されている。
【００２８】
ここでダム部２５は、浮遊物排出口２２ｂの直ぐ手前にある他方のテーパー部２１ｂに重なる位置にあるので、ボウル２０内に供給された母液の流れと浮遊物の搬送方向が一致することになる。また、ダム部２５で規制されるボウル２０内の液深は、ダム部２５より母液が外部へ排出されている間は本来のダム設定液面を越えるので、テーパー部２１ｂの濾材３０が随時液中に没する状態が生じている。
【００２９】
スクリューコンベヤ４０は、その軸胴部４１の途中よりフライトの螺旋巻き方向が両端に向かって互いに逆向きに設けられ、一方のフライトは沈降物を搬送する沈降物用フライト４２ａとなり、他方のフライトは浮遊物を搬送する浮遊物用フライト４２ｂとなっている。また、軸胴部４１内にはフィードチューブ１５が挿通されており、該フィードチューブ１５の出口に連通する原液供給口４４が軸胴部４１の略中央に複数開設されている。
【００３０】
沈降物用フライト４２ａは、他方のテーパー部２１ｂの始端付近から前記沈降物排出口２２ａにかけて設けられている。また、浮遊物用フライト４２ｂは、他方のテーパー部２１ｂの内周面上におけるダム設定液面の境界（図３中でＬ）よりやや原液供給口４４寄りの位置から前記浮遊物排出口２２ｂにかけて設けられている。
【００３１】
さらに、図３に示すように、沈降物用フライト４２ａの始端側には、浮遊物を母液と共に前記浮遊物排出口２２ｂ側へ積極的に搬送させるための加速用パドル４３が連設されている。かかる加速用パドル４３の終端側は、浮遊物用フライト４２ｂの始端側に対してボウル２０軸方向に僅かに重なる位置まで延出されている。
【００３２】
次に第１実施の形態に係る遠心分離機１０の作用を説明する。
本遠心分離機１０の運転に際し、例えば、廃品プラスチックから２種のプラスチックを分離するような場合、これらの比重の中間比重を有する母液にフレーク状に破砕した廃品プラスチックを混合して原液とする。かかる原液中では、重比重のプラスチックが沈降物となり、軽比重のプラスチックが浮遊物となる。
【００３３】
図１において、原液はフィードチューブ１５を介して、ポンプ等の駆動源を用いてボウル２０内へ供給される。フィードチューブ１５から送られた原液は、スクリューコンベヤ４０の軸胴部４１の略中央にある原液供給口４４から出て、ボウル２０内のダム部２５で予め設定した所定の深さまで張り込まれる。原液はボウル２０内で遠心力（通常３００Ｇから１５００Ｇ程度）の作用を受けて、浮遊物と沈降物が母液中で分離される。
ここでボウル２０の回転方向は、フィードチューブ１５側より見て時計方向であり、スクリューコンベヤ４０が、ボウル２０と微少差速で同一回転方向に回されている。
【００３４】
遠心力の作用により分離された固形物のうち母液より比重の大きい沈降物は、ボウル２０の内周面側へ沈降し、母液より比重の小さい浮遊物はボウル２０内で母液の液面の方向に浮上する。沈降物は、ボウル２０と微少差速で回転するスクリューコンベヤ４０の沈降物用フライト４２ａによって、ボウル２０の一端側にあるテーパー部２１ａへ搬送され、予めダム部２５で設定されている液深よりも内径側へテーパー部２１ａ上を移動する際に脱液されて、沈降物排出口２２ａより外部へ排出される。
【００３５】
また、原液中の浮遊物は、前記沈降物排出口２２ａの反対側となる他方のテーパー部２１ｂに向かって母液と共に、他方のテーパー部２１ｂの始端付近まで配されている沈降物用フライト４２ａの巻きピッチ間を螺旋状に流れる。ここで母液は、他方のテーパー部２１ｂでその内周側を覆う濾材３０の隙間および壁面にある多数の孔乃至スリット２３を通り抜け、他方のテーパー部２１ｂの壁面で隔離された区画室２４１内のボウル２０内壁に複数配設されたスキミングチューブから成るダム部２５により外部へ分離排出される。
【００３６】
浮遊物は、前記沈降物用フライト４２ａの始端側に連続して繋がり、他方のテーパー部２１ｂの始端付近からテーパー部２１ｂ内周面上におけるダム設定液境界（図３中でＬ）よりやや浮遊物排出口２２ｂ側寄りの区間まで延出した加速用パドル４３によって、母液と共に他方のテーパー部２１ｂまで積極的に搬送される。さらに浮遊物は、加速用パドル４３の終端側と僅かにオーバーラップする前記浮遊物用フライト４２ｂによって、前述した沈降物とは逆方向に搬送され、予めダム部２５で設定されている液深よりも内径側へテーパー部２１ｂの濾材３０上を移動する際に濾過脱液されて、浮遊物排出口２２ｂより外部へ排出される。
【００３７】
特に本遠心分離機１０によれば、前述したようにダム部２５が、浮遊物排出口２２ｂの直ぐ手前にある他方のテーパー部２１ｂに重なる位置にあるので、ボウル２０内に供給された母液の流れと浮遊物の搬送方向が一致することになり、さらに前記加速用パドル４３の作用も相俟って、浮遊物の搬送効率をよりいっそう高めることができる。また、ダム部２５がテーパー部２１ｂの外周側に配され、浮遊物用フライト４２ｂと干渉するおそれもないため、従来のようにスキミングチューブの逃げとしてフライトの一部を切り欠く必要もない。
【００３８】
さらに、ダム部２５で規制されるボウル２０内の液深は、ダム部２５より母液が外部へ排出されている間は本来のダム設定液面を越えるので、テーパー部２１ｂの濾材３０が随時液中に没する状態が生じている。それにより、濾材３０上に滞留した浮遊物は、濾材３０が母液中に没する際に浮力により濾材３０から離脱しようとするため、テーパー部２１ｂにおける浮遊物の目詰まりを防止することも可能となる。
【００３９】
以上に述べたとおり、本実施の形態に係る遠心分離機１０では、フィードチューブ１５によりボウル２０内に供給された処理原液は、沈降物、浮遊物、それに母液の３成分に効率良く分離され、連続的に外部に排出される。図１に示されたケーシング１１の内部は、ボウル２０にある沈降物排出口２２ａ、母液排出通路であるダム部２５、浮遊物排出口２２ｂにそれぞれ対応するように区画されており、沈降物、母液および浮遊物はそれぞれ別々に回収することができる。
【００４０】
図４〜図６は本発明の第２実施の形態を示している。
本実施の形態では、ボウル２０の他方のテーパー部２６を多段状に形成し、このテーパー部２６の一部をそのままダム部を成すように設定している。なお、第１実施の形態に係る遠心分離機１０と基本的構造や機能はほぼ共通しており、同種の部位には同一符号を付して説明する。
【００４１】
他方のテーパー部２６は、その内径が漸次縮小する１段目テーパー部２６１と、該１段目テーパー部２６１の終端最小内径と略同一内径で続く中間円筒部２６２と、該中間円筒部２６２の終端よりさらに内径が漸次縮小する２段目テーパー部２６３とに区分けされた多段状に設けられている。
【００４２】
図５に示すように、他方のテーパー部２６は、ボウル２０自体の内周面が傾斜することなく、この内周面に後付けされてテーパーを成す内層壁材２７から成る。テーパー部２６のうち中間円筒部２６２は、その壁面に多数の孔乃至スリット２３を有し内周側が濾材３０で覆われている。なお、内層壁材２７において中間円筒部２６２に続く２段目テーパー部２６３についても、図示したように多数の孔乃至スリット２３を設けると良い。
【００４３】
前記中間円筒部２６２がそのままダム部を成しており、該中間円筒部２６２の内周面がダム設定液面と略一致し、テーパー部２６を成す内層壁材２７の壁面で囲まれた区画室２７１内を臨むボウル２０内壁に、母液の排出口２８が複数開設されている。
【００４４】
本実施の形態における沈降物用フライト４２ｂは、前記他方のテーパー部２６における１段目テーパー部２６１の始端付近から前記沈降物排出口２２ａにかけて設けられ、また、浮遊物用フライト４２ｂは、前記１段目テーパー部２６１の終端最小内径部位よりやや前記原液供給口４４寄りの位置から前記浮遊物排出口２２ｂにかけて設けられている。
【００４５】
図６に示すように、沈降物用フライト４２ａの始端側には、第１実施の形態と同様に加速用パドル４３が連設されているが、この加速用パドル４３の終端側は、浮遊物用フライト４２ｂの始端側に対してボウル２０軸方向に僅かに重なるように、前記中間円筒部２６２の始端よりも僅かに２段目テーパー部２６３寄りの位置まで延出されている。
【００４６】
このような第２実施の形態によれば、ボウル２０内に供給された原液中の沈降物は、ボウル２０内壁に沿うように沈降し、ボウル２０と微少差速で回転するスクリューコンベヤ４０の沈降物用フライト４２ａにより一方のテーパー部２１ａへ搬送される。ここで沈降物は、ダム部を成す他方のテーパー部２６の中間円筒部２６２で設定されている液深よりも内径側へ一方のテーパー部２１ａ上を移動する際に脱液されて、沈降物排出口２２ａより外部へ排出される。
【００４７】
原液中の浮遊物は、前記沈降物排出口２２ａの反対側となる他方のテーパー部２６に向かって母液と共に、テーパー部２６の１段目テーパー部２６１の始端付近まで配されている前記沈降物用フライト４２ａの巻きピッチ間を螺旋状に流れる。浮遊物は、前記沈降物用フライト４２ａの始端側に連続して繋がり、１段目テーパー部２６１の始端付近から中間円筒部２６２の始端よりも僅かに２段目テーパー部２６３寄りの区間まで延出した加速用パドル４３によって、１段目テーパー部２６１から中間円筒部２６２へと母液と共に積極的に搬送される。
【００４８】
母液は中間円筒部２６２において、その内周側を覆う濾材３０の隙間および壁面にある多数の孔乃至スリット２３を通り抜け、テーパー部２６の壁面で隔離された区画室２７１内のボウル２０内壁に複数開設された排出口２８より外部へ分離排出される。さらに浮遊物は、前記浮遊物用フライト４２ｂによって、前述した沈降物とは逆方向に搬送され、２段目テーパー部２６３上を移動する際に濾過脱液されて、浮遊物排出口２２ｂより外部へ排出される。
【００４９】
特に本実施の形態によれば、ボウル２０内の液深を規制するダム部を成す中間円筒部２６２は、その全長にわたって液面とほぼ同一の内周面をなしているため、テーパー部２６を覆う濾材３０が広範囲にわたり液中に没する状態が生じている。それにより、濾材３０上に滞留した浮遊物は、濾材３０が母液中に没する際に浮力によって濾材３０から離脱しようとするため、より確実にテーパー部２６における浮遊物の目詰まりを防止することが可能となる。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、これらの具体的な構成によれば、原液から沈降物、母液および浮遊物をそれぞれ別々に回収することに関して高い処理能力を図りつつも、装置全体の小型化を実現することも可能となる。ただし、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれることは言うまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明に係る遠心分離機によれば、装置全体の小型化を図りながらも、原液中の沈降物と浮遊物それに母液を効率良く分離回収することができる。従来の遠心分離機が、母液と沈降物の分離に関して多くの工夫がなされているのに対し、本発明に係る遠心分離機は、多くの構造的特徴を有し、それらの特徴が浮遊物を含めた分離回収に関して特有の効果を発揮することは既に説明したとおりである。
【００５２】
特にボウル内の液深を規制すると共に母液をボウル外へ排出するダム部が、浮遊物排出口の直ぐ手前にある他方のテーパー部に重なる位置にあるので、ボウル内に供給された母液の流れと浮遊物の搬送方向が一致することになり、さらに加速用パドルの作用も相俟って、浮遊物の搬送効率をよりいっそう高めることができる。また、ダム部がテーパー部を含めてボウル内周側よりさらに内周側に突出することもなく、スクリューコンベヤと干渉するおそれもないため、従来のようにスキミングチューブの逃げとしてフライトの一部を切り欠く必要もなく、搬送効率の低下を招かないで済む。
【００５３】
さらに、ダム部で規制されるボウル内の液深は、ダム部より母液が外部へ排出されている間は本来のダム設定液面を越えるから、他方のテーパー部の濾材が随時液中に没する状態が生じているので、濾材上に滞留した浮遊物は、濾材が母液中に没する際に浮力により濾材から離脱しようとするため、濾材における浮遊物の目詰まりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離機を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離機の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態に係る遠心分離機の要部をさらに拡大して示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施の形態に係る遠心分離機を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施の形態に係る遠心分離機の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施の形態に係る遠心分離機の要部をさらに拡大して示す縦断面図である。
【図７】従来の一般的なデカンタ型の遠心分離機を概略的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０…遠心分離機
１１…ケーシング
１２ａ，１２ｂ…シャフト
１３…軸受け
１４…ギヤボックス
１５…フィードチューブ
２０…ボウル
２１ａ…テーパー部
２１ｂ…テーパー部
２２ａ…沈降物排出口
２２ｂ…浮遊物排出口
２３…孔乃至スリット
２５…ダム部
２４…内層壁材
２６…テーパー部
２６１…１段目テーパー部
２６２…中間円筒部
２６３…２段目テーパー部
２７…内層壁材
２８…排出口
３０…濾材
４０…スクリューコンベヤ
４１…軸胴部
４２ａ…沈降物用フライト
４２ｂ…浮遊物用フライト
４３…加速用パドル
４４…原液供給口
【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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