特許 7431008 遠心分離装置及び遠心分離装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-05

(45)【発行日】2024-02-14

(54)【発明の名称】遠心分離装置及び遠心分離装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B04B 1/20 20060101AFI20240206BHJP

   B04B 11/02 20060101ALI20240206BHJP

【ＦＩ】

B04B1/20

B04B11/02

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019183664

(22)【出願日】2019-10-04

(65)【公開番号】P2021058833

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-06-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(73)【特許権者】

【識別番号】000198352

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ回転機械エンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(74)【代理人】

【識別番号】100133307

【弁理士】

【氏名又は名称】西本 博之

(72)【発明者】

【氏名】山本 充俊

(72)【発明者】

【氏名】磯 良行

(72)【発明者】

【氏名】寺谷 直也

(72)【発明者】

【氏名】桐山 英哉

(72)【発明者】

【氏名】松見 優輝

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】小林 晃博

【審査官】宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】実開平０６－０６４７３３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０５５２０６０５（ＵＳ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０１５８８７６９（ＥＰ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５６８３３４３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開昭５２－０３３１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１３０１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５９４８２７１（ＵＳ，Ａ）

【文献】国際公開第９３／０１２８８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第１９９３／０１２８８５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０４Ｂ １／２０

Ｂ０４Ｂ １１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遠心分離装置の製造方法において、
前記遠心分離装置は、原液から固形成分を遠心分離する外胴部と、前記外胴部の内部に配置され、前記原液を移送する内胴部と、前記内胴部に設けられ、内部の前記原液が放出される原液放出口と、前記内胴部に設けられ、前記原液放出口から前記外胴部の内周面に向けて立設されたガイド部と、前記外胴部に設けられ、前記原液から分離された前記固形成分が排出される固形成分排出口と、前記内胴部の外周面に設けられ、前記固形成分排出口に向けて前記固形成分を移送するスクリュウ羽根と、前記原液から前記固形成分が分離された液体層であり、前記外胴部の内周面に沿った領域に形成された前記液体層の深さを調整する深さ調整部と、を備え、
前記ガイド部の先端は、前記固形成分排出口の形成位置に対応する基準高さよりも、前記外胴部の内周面に近くなるように突き出ており、
前記深さ調整部によって調整される前記液体層の深さ及び前記ガイド部の先端の高さを、前記固形成分排出口から排出された前記固形成分の含水率及び前記固形成分の回収率に基づいて決定すると共に、前記ガイド部の先端が、前記液体層と気体領域との境界面を超えることなく、前記境界面から離間するように調整している、遠心分離装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、固形成分を含む原液から固形成分を遠心分離する遠心分離装置及び遠心分離装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

デカンタ式遠心分離装置は、固形成分を含む原液を、液体成分（清澄液）と固形成分（固体ケーキ）に連続的に分離する装置である。（特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４参照）。この種の遠心分離装置は、一般的には、原液を収容する外胴部と内部のスクリューとを回転させ、原液に遠心力を発生させることで、原液を液体成分と固形成分とに分離し、それぞれ別々の排出口から排出される構造となっている。ここで固形成分は、水分が含まれている割合（含水率）が重要なパラメータとなる。含水率は低いほどよい。例えば廃水汚泥では含水率が低いほど汚泥体積が減少し、廃棄量が削減できる等の利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１３６７９０号公報

【文献】特開昭６２－１５２５５６号公報

【文献】特開平７－１５５６４３号公報

【文献】特開平１１－２５３７０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術において、固形成分の含水率を低下させようとすると、固形成分の回収率が低下してしまい、固形成分の含水率の低下と固形成分の回収率の向上とを両立させることは困難であった。

【0005】

本開示は、固形成分の回収率の低下を抑えながら，固形成分の含水率を低下させることができる遠心分離装置及び遠心分離装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

原液から固形成分を遠心分離する外胴部の内周面に沿った領域には、原液から固形成分が分離された液体層が形成される。発明者らは、固形成分の含水率及び固形成分の回収率と、液体層の深さ（液深）との間には相関関係があるとの知見を有していた。具体的には、固形成分の含水率は、液深が浅いほど低下するが、液深を浅くすると、今度は固形成分の回収率が低下してしまう。しかしながら、内胴部から放出される原液の放出位置と液体層との関係を調整することで、固形成分の回収率の低下を抑えながら，固形成分の含水率を低下させることができるとの新たな知見を得て、本開示に想到した。

【0007】

本開示の一態様に係る遠心分離装置は、固形成分を含む原液を収容し、回転によって原液から固形成分を遠心分離する筒状の外胴部と、外胴部の内部で前記外胴部の回転軸線に沿って配置され、原液を移送すると共に、外胴部の回転方向と同一方向に回転する内胴部と、内胴部に設けられ、内部の原液が放出される原液放出口と、外胴部に設けられ、原液から分離された固形成分が排出される固形成分排出口と、内胴部の外周面に設けられ、固形成分排出口に向けて固形成分を移送するスクリュウ羽根と、を備え、外胴部は、スクリュウ羽根による固形成分の移送方向に沿って縮径して固形成分排出口に至る絞り部を備え、内胴部は、原液放出口から外胴部の内周面に向けて立設されたガイド部を備え、ガイド部の先端は、固形成分排出口の形成位置に対応する基準高さよりも、外胴部の内周面に近くなるように突き出ている。

【0008】

この遠心分離装置の外胴部の内周面に沿った領域には、原液から固形成分が分離された液体層が形成される。また、内胴部から放出される原液は、少なくとも絞り部の最も縮径した位置に対応する基準高さよりも、外胴部の内周面に近くなる位置までガイド部により案内され、実質的に、この位置で、ガイド部による干渉を解かれて放出される。その結果、原液は、上記の基準高さよりも液体層に近い位置で放出されることになり、固形成分の回収率の低下を抑えながら，固形成分の含水率を低下させるのに有利となる。

【0009】

いくつかの態様において、外胴部の内周面に沿った領域には、上述の通り、原液から固形成分が分離された液体層が形成され、外胴部の両方の端部のうち、固形成分の移送方向とは反対方向の端部には、液体層の深さを調整する深さ調整部が設けられていてもよい。この形態によれば、液体層の深さを調整することで、固形成分の回収率の低下を抑えながら，固形成分の含水率を低下させるための最適化を図り易くなる。

【0010】

いくつかの態様において、深さ調整部は、外胴部の上記の端部を封止する内壁部と、内壁部に設けられ、固形成分から分離された液体が排出される液体通過口と、液体通過口の一部を閉塞して液体を堰き止めるオリフィス板と、を備えていてもよい。この態様によれば、オリフィス板を変更することで、液体層の深さを容易に調整できる。

【0011】

いくつかの態様において、深さ調整部により、ガイド部の先端が、液体層と気体領域との境界面を超えることなく、境界面から離間するように調整されていてもよい。ガイド部の先端が境界面から離間することにより、固形成分の回収率の向上に有利になる。

【0012】

いくつかの態様において、深さ調整部により、ガイド部の先端が、液体層と気体領域との境界面を超えて液体層内に配置されるように調整されていてもよい。ガイド部の先端が、液体層内に配置されることにより、ガイド部の先端の摩耗が軽減される。

【0013】

本開示の一態様は、遠心分離装置の製造方法において、遠心分離装置は、原液から固形成分を遠心分離する外胴部と、外胴部の内部に配置され、原液を移送する内胴部と、内胴部に設けられ、内部の原液が放出される原液放出口と、内胴部に設けられ、原液放出口から外胴部の内周面に向けて立設されたガイド部と、外胴部に設けられ、原液から分離された固形成分が排出される固形成分排出口と、内胴部の外周面に設けられ、固形成分排出口に向けて固形成分を移送するスクリュウ羽根と、原液から固形成分が分離された液体層であり、外胴部の内周面に沿った領域に形成された液体層の深さを調整する深さ調整部と、を備え、深さ調整部によって調整される液体層の深さ及びガイド部の先端の高さを、固形成分排出口から排出された固形成分の含水率及び固形成分の回収率に基づいて決定する。

【0014】

この製造方法によって製造された遠心分離装置によれば、固形成分の回収率の低下を抑えながら，固形成分の含水率を低下させることができる。

【発明の効果】

【0015】

本開示のいくつかの態様によれば、固形成分の回収率の低下を抑えながら，固形成分の含水率を低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、実施形態に係るスクリュウデカンタ型の遠心分離装置を示した斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る外胴ボウル及び内胴スクリュウコンベアの内部構造を示した縦断面図である。

【図3】図３は、図２のIII-III線に沿った断面図であり、（ａ）の図は一例であり、（ｂ）の図は他の例である。

【図4】図４は、内胴スクリュウコンベアの一部分を拡大して示す断面図である。

【図5】図５は、原液供給管の先端と液体層との関係を模式的に示す説明図であり、図５の（ａ）図は一例を示し、図５の（ｂ）図は他の一例を示し、図５の（ｃ）図は他の一例を示している。

【図6】図６は、実施例１、実施例２、実施例３、及び比較例１における固形成分の回収率（分離効率）を示すグラフである。

【図7】図７は、実施例４、実施例５、実施例６、及び実施例７における固形成分の含水率を示すグラフである。

【図8】図８は、実施例４、実施例５、実施例６、及び実施例７における固形成分の回収率（分離効率）を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、遠心分離装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

【0018】

重質分である固形成分と軽質分である液体との混合物（以下、「原液」と称する）に対し、両者を分離する固液分離処理として、遠心分離処理が用いられる。遠心分離処理では、例えば、回転体内で原液を高速で回転させ、回転体に加わる径方向の遠心力により固形成分の沈降速度を高めることで固液分離を促進する。本実施形態では、この遠心分離処理を実現する装置として、スクリュウデカンタ型遠心分離装置を例に挙げて説明する。

【0019】

図１及び図２に示されるように、遠心分離装置１は、遠心分離処理を実現する主要部である回転体２と、回転体２を収容するケーシング５と、回転体２に所望の回転力を付与する駆動ユニット６と、回転体２内に原液Ｍを供給するフィードパイプ７と、を備えている。遠心分離装置１は、例えば、食品、飲料水、薬品、化学製品、鉄鋼製品等の製造プロセスや、屎尿処理、下水処理、スラリー処理、工場排水処理等の水処理といった様々な分野において、固液分離に利用される。また、菌体や微生物などのできるだけ固形成分に衝撃を与えたくない処理物を対象とした固液分離に利用することもできる。

【0020】

回転体２は、外胴ボウル３（外胴部）と、外胴ボウル３内に配置された内胴スクリュウコンベア４とを備えている。外胴ボウル３の回転方向Ｒａと内胴スクリュウコンベア４の回転方向Ｒａとは同一である。外胴ボウル３は、略円筒形状の筒状体であり、両端の軸部が軸受３ａによって回転自在に軸支されている。外胴ボウル３の主要部はケーシング５内に配置されている。外胴ボウル３の回転軸線Ｌは、両方の軸受３ａを通るように、外胴ボウル３の長手方向に延在している。外胴ボウル３は、原液Ｍを内部に収容し、駆動ユニット６の作用で回動し、原液Ｍから液体Ｌｑと固形成分Ｓｄ（図４参照）と遠心分離する。

【0021】

図２及び図４に示されるように、外胴ボウル３の回転軸線方向（回転軸線Ｌに沿った方向）の一方の端部側は漸次縮径しており、この縮径によって絞り部３１が形成されている。絞り部３１には、内胴スクリュウコンベア４によって搬送された固形成分Ｓｄを排出する固形成分排出口３２が設けられている。外胴ボウル３の一方の端部には、外胴ボウル３を封止（閉鎖）する小径側外胴軸３３が固定されている。小径側外胴軸３３は、外部の軸受３ａ（図１参照）によって回転自在に軸支されている。小径側外胴軸３３の中央には、小径側外胴軸３３を貫通するようにフィードパイプ７が配置されている。フィードパイプ７は外胴ボウル３の回転軸線Ｌに沿って延在しており、フィードパイプホルダー７ａによって支持されている。フィードパイプ７内には、外胴ボウル３内に供給される原液Ｍが通過する。フィードパイプ７の一部を取り囲むように内胴スクリュウコンベア４が配置されている。内胴スクリュウコンベア４、外胴ボウル３の小径側外胴軸３３は、軸受３４を介して回転自在に連結されている。

【0022】

外胴ボウル３の回転軸線方向の他方の端部には大径側外胴軸３５が設けられている。大径側外胴軸３５は、外胴ボウル３と内胴スクリュウコンベア４との間の空間を封止する環状の内壁部３５ａと、内壁部３５ａの中央部分から外胴ボウル３の内方に突出する内軸部３５ｂと、内壁部３５ａの中央部分から外胴ボウル３の外方に突出する外軸部３５ｃとを備えている。内軸部３５ｂには内胴スクリュウコンベア４を軸支する軸受３５ｄが取り付けられている。外軸部３５ｃは、外部の軸受３ａ（図１参照）によって回転自在に軸支されている。内壁部３５ａの遠心方向ＣＤの外寄りの位置には、液体層内で固形成分Ｓｄから分離された液体Ｌｑが通過して排出される複数の液体通過口３６が設けられている。複数の液体通過口３６は、外胴ボウル３の内周面３ｂに沿うように設けられている。

【0023】

内胴スクリュウコンベア４は、略円筒形状の筒状体である内胴部４１と、内胴部４１の外周面４１ａに設けられ、径方向外方に突出したスクリュウ羽根４２とを備えている。内胴部４１は外胴ボウル３の回転方向Ｒａと同一方向に回転する。スクリュウ羽根４２は、内胴部４１の外周面４１ａに螺旋状に巻回して設けられている。スクリュウ羽根４２は、内胴部４１の回転に伴って回転し、液体Ｌｑから遠心分離された固形成分Ｓｄを内胴部４１の一方の端部側に移送する。内胴部４１の一方の端部側は、外胴ボウル３の縮径に対応するように縮径している。内胴部４１の一方の端部は、軸受３４を介して、フィードパイプ７及び外胴ボウル３に対して回転自在となるように連結されている。

【0024】

内胴部４１の周壁４３には、原液Ｍが通過する放出口８（原液放出口）と、放出口８を通過した原液Ｍを遠心方向ＣＤに案内する原液供給管９（ガイド部）とが設けられている。原液供給管９は、放出口８の周縁形状に沿った管内形状を有し、放出口８を囲むようにして内胴部４１の周壁４３から外胴ボウル３の内周面３ｂに向けて立設されている。遠心分離の対象となる原液Ｍは、フィードパイプ７を通過して内胴部４１の内部に供給され、次に、内胴部４１の放出口８から遠心方向ＣＤに放出され、更に原液供給管９を通過し、原液供給管９の先端９ａの開口から外胴ボウル３内に放出される。

【0025】

原液供給管９は、内胴部４１の外周面４１ａに溶接されてもよく、内胴部４１に一体に形成されてもよい。また、原液供給管９は原液Ｍ中の固形粒子によって摩耗することも懸念されるため、原液供給管９を内胴部４１に対して取り換え交換可能な構造（例えば、ブッシュ）にすることも可能である。また、内径の異なる複数の管を重ねて内装することで伸縮可能な原液供給管９にすることも可能である。

【0026】

外胴ボウル３内に供給された原液Ｍは、外胴ボウル３の回転によって液体Ｌｑと固形成分Ｓｄとに遠心分離される。固形成分Ｓｄが分離された液体Ｌｑは、外胴ボウル３の内周面３ｂに追従して回転する液体層ＬＬを形成する。より詳細に説明すると、原液Ｍのうち、重質分である固形成分Ｓｄは外胴ボウル３の内周面３ｂに堆積されるように集積され、軽質分である液体Ｌｑは固形成分Ｓｄよりも内方（遠心方向ＣＤに対して逆となる方向）に主体的に存在するようになって液体層ＬＬを形成する。液体層ＬＬの表層面、つまり、液体層ＬＬの内方に形成される表面は、固形成分Ｓｄ及び液体Ｌｑが疎となる気体領域Ａｓと液体層ＬＬとの境界面Ｂｓである。

【0027】

内胴スクリュウコンベア４は、液体層ＬＬ内で遠心方向ＣＤに沈降し、外胴ボウル３の内周面３ｂに堆積された固形成分Ｓｄをスクリュウ羽根４２によって外胴ボウル３の一方の端部側に送る。つまり、固形成分Ｓｄの移送方向ＴＤとは、外胴ボウル３の他方の端部から、この一方の端部に向かう方向である。この一方の端部側には絞り部３１が設けられている。絞り部３１は、固形成分Ｓｄの移送方向ＴＤに沿って、つまり、この移送方向ＴＤに進むに従って、内径が縮径するように形成されており、固形成分排出口３２に至る。

【0028】

絞り部３１の内径が縮径する形態は、連続的に漸次縮径する形態であっても、段階的に縮径する形態であってもよい。更に、縮径するテーパ角が一定の形態であっても、段階的に変化する形態であってもよい。絞り部３１に内装されているスクリュウ羽根４２の外径（遠心方向ＣＤの長さ）は、絞り部３１の内径に沿うように縮径している。絞り部３１とスクリュウ羽根４２との相互作用によって固形成分Ｓｄは脱水され、固形成分排出口３２から排出される。

【0029】

絞り部３１は、最も内径が小さくなる小径部３１ａを備えている。小径部３１ａは、例えば、固形成分Ｓｄの移送方向ＴＤの終端部に配置されており、小径部３１ａには、固形成分排出口３２が設けられている。本実施形態において、回転軸線Ｌから小径部３１ａまでの距離は、固形成分排出口３２の形成位置に対応する基準高さＢＨに相当する。

【0030】

外胴ボウル３の他方の端部、つまり、固形成分Ｓｄの移送方向ＴＤとは反対方向の端部には、液体層ＬＬの深さを調節する深さ調整部６０が設けられている。深さ調整部６０については、様々な形態を適用可能であるが、以下、いくつかの形態を例示する。

【0031】

外胴ボウル３の他方の端部には、内壁部３５ａが設けられており、内壁部３５ａには、液体通過口３６が設けられている。液体層ＬＬを形成する液体Ｌｑは、内壁部３５ａの液体通過口３６を通過して外部に排出される。液体通過口３６の少なくとも一部はオリフィス板３７によって閉塞されている。本実施形態に係る深さ調整部６０は、内壁部３５ａ、液体通過口３６、及びオリフィス板３７を備えて形成されている。オリフィス板３７の形態には、様々な対応があり、例えば、複数のオリフィス板３７によって、それぞれ液体通過口３６の一部を閉塞する形態であってもよく（図３の（ａ）図参照）、また、環状に形成された単体のオリフィス板３７によって複数の液体通過口３６の一部を閉塞する形態であってもよい。

【0032】

オリフィス板３７は、液体通過口３６の全領域のうち、外胴ボウル３の内周面３ｂに近い側の一部領域を堰き止めるように閉塞している。その結果、液体層ＬＬの深さ、言い換えると外胴ボウル３の内周面３ｂから液体層ＬＬの境界面Ｂｓまでの高さは、オリフィス板３７の高さによって規定されることになる。オリフィス板３７の高さとは、実質的に、オリフィス板３７によって堰き止められた液体通過口３６の一部領域のうち、外胴ボウル３の内周面３ｂに最も近い位置から内周面３ｂまでの距離を意味する。

【0033】

本実施形態に係る深さ調整部６０において、オリフィス板３７を設置していない状態に比べ、オリフィス板３７を設置した方が液体層ＬＬの深さは深くなる。また、サイズが異なる複数種類のオリフィス板３７を用意しておき、所望の液体層ＬＬの深さとなるように適宜にオリフィス板３７を選択して設置するようにしてもよい。

【0034】

駆動ユニット６は、外胴ボウル３を一方向に回転させ、外胴ボウル３に遠心分離機能を付与する駆動用モータ６１を備える。外胴ボウル３は、駆動用モータ６１により、例えば、１０ｒｐｍ～１００００ｒｐｍの高速回転をする。また、駆動ユニット６は、内胴スクリュウコンベア４を回転させる差速制動機６２及びギヤボックス６３の遊星歯車機構等を備えている。内胴スクリュウコンベア４の内胴部４１は、差速制動機６２の動力とギヤボックス６３の遊星歯車機構によって、外胴ボウル３と同方向に高速回転する。内胴部４１と外胴ボウル３との回転速度差は５０ｒｐｍ以下である。この回転速度差は、２０ｒｐｍ以下とすることができ、また、１０ｒｐｍ以下とすることができ、５ｒｐｍ以下とすることができる。

【0035】

次に、図２及び図４を参照して原液供給管９と液体層ＬＬの境界面Ｂｓとの関係及び原液供給管９の先端９ａと絞り部３１との関係について説明する。固形成分Ｓｄの含水率は、液深（液体層ＬＬの深さ）が浅いほど低下するが、液深を浅くすると、今度は固形成分Ｓｄの回収率が低下してしまう傾向が見られる。しかしながら、内胴部４１から放出される原液Ｍの放出位置と液体層ＬＬとの関係を調整することで、固形成分Ｓｄの回収率低下を抑えながら，固形成分Ｓｄの含水率を低下させることができる。

【0036】

本実施形態では、内胴部４１の周壁４３に形成した原液Ｍの放出口８から立設した原液供給管９（ガイド部）を設けて、内胴部４１から放出される原液Ｍの放出位置と液体層ＬＬとの関係を調整している。また、本実施形態では、深さ調整部６０によって液体層ＬＬの深さを調整して内胴部４１から放出される原液Ｍの放出位置と液体層ＬＬとの関係を調整している。

【0037】

原液供給管９は、外胴ボウル３の内周面３ｂに向けて立設され、先端９ａは、外胴ボウル３の内周面３ｂに向けて開放されている。境界面Ｂｓから外胴ボウル３の内周面３ｂまでの距離（液体層ＬＬの深さ）及び原液供給管９の先端９ａから境界面Ｂｓまでの距離等との関係は適宜に調整可能であり、原液供給管９の先端９ａから境界面Ｂｓまでの距離は、境界面Ｂｓの深さよりも短くなるようにしても良いし、逆に長くなるようにしても良い。

【0038】

また、図５に示されるように、原液供給管９の先端９ａは、固形成分排出口３２の形成位置に対応する基準高さＢＨよりも、外胴ボウル３の内周面３ｂに近くなるように突き出ている。具体的には、回転軸線Ｌから原液供給管９の先端９ａまでの距離ｄ２は、回転軸線Ｌから基準高さＢＨまでの距離ｄ１よりも大きくなっている（図５の（ａ）図、（ｂ）図、（ｃ）図参照）。ここで、例えば、第１の例（図５の（ａ）図参照）及び第２の例（図５の（ｂ）図参照）では、深さ調整部６０により、原液供給管９の先端９ａが、液体層ＬＬの境界面Ｂｓを超えることなく、境界面Ｂｓから離間するように液体層ＬＬの深さｄ４が調整されている。また、第３の例（図５の（ｃ）図参照）では、深さ調整部６０により、原液供給管９の先端９ａが、液体層ＬＬの境界面Ｂｓを超えて液体層ＬＬ内に配置されるように液体層ＬＬの深さｄ４が調整されている。

【0039】

また、上述の第１の例では、原液供給管９の高さｄ５は、液体層ＬＬの深さｄ４よりも高くなるように調整され、第２の例では、原液供給管９の高さｄ５は、液体層ＬＬの深さｄ４よりも低くなるように調整されている。また、第１の例及び第２の例において、原液供給管９の先端９ａから境界面Ｂｓまでの距離ｄ３は、液体層ＬＬの深さｄ４や原液供給管９の高さｄ５よりも短くなるように調整されている。

【0040】

ここで、回転軸線Ｌから基準高さＢＨまでの距離ｄ１は、外胴ボウル３や内胴スクリュウコンベア４の寸法に応じて適宜に決定することができるが、例えば、５０ｍｍ～６５０ｍｍに設定することができる。また、回転軸線Ｌから原液供給管９の先端９ａまでの距離ｄ２は、例えば、５０ｍｍ～３５０ｍｍに設定することができる。また、液体層ＬＬの深さｄ４は、例えば、１０ｍｍ～３５０ｍｍに設定することができる。

【0041】

次に、本実施形態に係る遠心分離装置１の製造方法について説明する。本実施形態に係る遠心分離装置１の製造方法では、深さ調整部６０や原液供給管９の設計条件を固形成分排出口３２から排出された固形成分Ｓｄの含水率及び固形成分Ｓｄの回収率に基づいて決定している。

【0042】

より具体的に説明すると、液体層ＬＬの深さｄ４（図５参照）を浅くすると固形成分Ｓｄの含水率の低下には有利であるが、固形成分Ｓｄの回収率は低下し易い。一方で、原液供給管９の先端９ａをできるだけ液体層ＬＬに近づけることで、固形成分Ｓｄの回収率を向上し易くなる。そこで、本実施形態に係る遠心分離装置１の製造方法では、液体層ＬＬの深さｄ４ができるだけ浅くなるように深さ調整部６０の設計条件を決め、更に、深さ調整部６０の設計条件によって決められた液体層ＬＬの深さｄ４に基づいて、原液供給管９の先端９ａの高さｄ５の設計条件を決めている。ここで、原液供給管９の先端９ａの高さｄ５とは、内胴部４１から原液供給管９の先端９ａまでの長さを意味する。

【0043】

本実施形態に係る遠心分離装置１によれば、内胴部４１から放出される原液Ｍは、少なくとも固形成分排出口３２の形成位置に対応する基準高さＢＨよりも、外胴ボウル３の内周面３ｂに近くなる位置まで案内される。そして、原液Ｍは、実質的に、この位置で、原液供給管９による干渉を解かれて放出される。その結果、原液Ｍは、基準高さＢＨよりも液体層ＬＬに近い位置で放出されることになり、固形成分Ｓｄの回収率低下を抑えながら，固形成分Ｓｄの含水率を低下させるのに有利となる。

【0044】

更に、遠心分離装置１は深さ調整部６０を備えており、深さ調整部６０によって液体層ＬＬの深さｄ４ができるだけ浅くなるように調整することで、固形成分Ｓｄの含水率の低下に更に有利になる。

【0045】

更に、深さ調整部６０は、内壁部３５ａ、液体通過口３６及びオリフィス板３７を備えて形成されている。この態様によれば、オリフィス板３７を変更することで、液体層ＬＬの深さを容易に調整できる。

【0046】

更に、深さ調整部６０により、原液供給管９の先端９ａが、液体層ＬＬの境界面Ｂｓを超えることなく、境界面Ｂｓから離間するように調整することで、固形成分Ｓｄの回収率の向上に有利になる。

【0047】

また、深さ調整部６０により、原液供給管９の先端９ａが、液体層ＬＬの境界面Ｂｓを超えて液体層ＬＬ内に配置されるように調整することで、原液供給管９の先端９ａの摩耗が軽減される。

【0048】

以上、実施形態に基づいて本開示に係る遠心分離装置１の説明をした。しかしながら、本開示は、上記の実施形態のみに限定されない。例えば、上記の実施形態では、ガイド部として原液供給管９を例に説明したが、原液供給管９に代えて、放出口８から立設された板状の部材を適用することもできる。

【0049】

また、上記の実施形態では、ガイド部として、所定長さの原液供給管９を例に説明したが、ガイド部の立設長さを調節可能（例えば、伸縮可能）な構造にすることもできる。例えば、液体層ＬＬの境界面Ｂｓは原液Ｍの処理量によって増減する可能性がある。そこで、外胴ボウル３内に、境界面Ｂｓを検知するセンサーを設けておき、このセンサーで検知した境界面Ｂｓの高さに基づき、ガイド部の立設高さを調節し、ガイド部の先端９ａが液体層ＬＬ内に配置されないようにすることも可能である。

【実施例】

【0050】

以下、実施例により本開示をより詳細に説明するが、本開示はこれらの例に限定されるものではない。また、後述の実施例及び比較例について、上述の実施形態と同一の要素や対応する構造については、上述の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

【0051】

（実施例１、実施例２、実施例３、比較例１）
実施例１（図４参照）は、上述の実施形態に対応する構造を備えており、内胴スクリュウコンベア４の内胴部４１には、回転軸線方向から見た場合に、周方向で等間隔となるように複数（四個）の放出口８及び原液供給管９が設けられている。実施例２は、実施例１に比べて原液供給管９の先端９ａが液体層ＬＬの境界面Ｂｓに近い位置となるように形成されている。また、実施例３は、原液供給管９の先端９ａが液体層ＬＬ内に埋没されるように配置されている。比較例１は、原液供給管９を備えていない点を除き、実質的に実施例１と共通する。実施例１－３、及び比較例１において、液体層ＬＬの深さは全て同じである。

【0052】

図６に示されるように、比較例１の固形成分Ｓｄの回収率は８０％未満であるのに対し、実施例１－３の固形成分Ｓｄの回収率は、８０％以上であった。

【0053】

（実施例４、実施例５、実施例６、実施例７）
実施例４（図４参照）は、上述の実施形態に対応する構造を備えており、内胴スクリュウコンベア４の内胴部４１には、回転軸線方向から見た場合に、周方向で等間隔となるように複数（四個）の放出口８及び原液供給管９が設けられている。実施例５、実施例６、実施例７は、原液供給管９の先端９ａの高さが異なる点を除いて、基本的に、実施例４（図４参照）と同一の構成を備えている。更に、実施例４－７において、原液供給管９の先端９ａから液体層ＬＬまでの距離は同じであり、従って、実施例４は液体層ＬＬの深さが最も深く、実施例５は次に深く、実施例６は次に深く、実施例７は最も浅い。

【0054】

図７に示されるように、液体層ＬＬの深さが最も浅い実施例７における固形成分Ｓｄの含水率が最も低く、固形成分Ｓｄの含水率が最も高い実施例５と比較して、液体層ＬＬの深さが浅い実施例６、実施例７の順に含水率は低下している。しかしながら、図８に示されるように、実施例１－７の全てにおいて固形成分Ｓｄの回収率は８０％を超えており、少なくとも、上述の比較例１に比べて、固形成分Ｓｄの回収率低下を抑えながら，固形成分Ｓｄの含水率を低下させるのに有利である。

【符号の説明】

【0055】

１ 遠心分離装置
３ 外胴ボウル（外胴部）
３ｂ 内周面
８ 放出口（原液放出口）
９ 原液供給管（ガイド部）
９ａ 先端
３１ 絞り部
３２ 固形成分排出口
３５ａ 内壁部
３６ 液体通過口
３７ オリフィス板
４１ 内胴部
４１ａ 外周面
４２ スクリュウ羽根
６０ 深さ調整部
Ｂｓ 境界面
ＢＨ 基準高さ
ＬＬ 液体層
Ｓｄ 固形成分
Ｌｑ 液体
Ｍ 原液
Ｌ 回転軸線
ＴＤ 移送方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】