特許 7492927 遠心分離機

(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】2024-05-22

(45)【発行日】2024-05-30

(54)【発明の名称】遠心分離機

(51)【国際特許分類】

   B04B 1/20 20060101AFI20240523BHJP

   C02F 11/127 20190101ALN20240523BHJP

【ＦＩ】

B04B1/20 ZAB

C02F11/127

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021016991

(22)【出願日】2021-02-05

(65)【公開番号】P2022120224

(43)【公開日】2022-08-18

【審査請求日】2023-06-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(73)【特許権者】

【識別番号】505279215

【氏名又は名称】株式会社広島メタル＆マシナリー

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】弁理士法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】名越 収二郎

(72)【発明者】

【氏名】田中 達也

(72)【発明者】

【氏名】松井 寛幸

(72)【発明者】

【氏名】山本 章裕

(72)【発明者】

【氏名】北風 俊哉

(72)【発明者】

【氏名】藤嶋 宏治

(72)【発明者】

【氏名】平野 勝也

(72)【発明者】

【氏名】上刎 正士

【審査官】宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０９９２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２３９４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３５０９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３１８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９７０２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０４Ｂ １／２０

Ｃ０２Ｆ １１／１２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸心廻りに回転するボウルと、前記ボウルの回転軸心方向で前記ボウルの一端側に設けた分離液排出口と、前記ボウルの回転軸心方向で前記ボウルの他端側に設けた脱水ケーキ排出口と、前記ボウルと同回転軸心廻りに回転するスクリューコンベアを備え、
前記ボウルは、内周面が前記ボウルの回転軸心方向に伸びるボウル分離部と、前記ボウル分離部から前記脱水ケーキ排出口に向けて内周面がテーパー状に狭まるボウル排出部を有し、
前記スクリューコンベアは、内胴と内胴外周に螺旋状に設けた羽根を有し、
前記内胴は、前記ボウル分離部に対応して外周面が前記内胴の回転軸心方向に伸びる内胴分離部と、前記ボウル排出部に対応して前記脱水ケーキ排出口に向けて外周面がテーパー状に狭まる内胴排出部を有し、
前記ボウル排出部の内周面と前記内胴排出部の外周面の間に隙間排出部を有し、
前記ボウルが前記隙間排出部に臨む位置に保守用開孔を有し、前記保守用開孔を塞ぐプラグを着脱自在に設けたことを特徴とする遠心分離機。

【請求項2】

前記内胴は、前記内胴分離部から前記内胴排出部に向けて外周面がテーパー状に広がる内胴圧縮部を有することを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項3】

前記保守用開孔および前記プラグは、前記ボウルの周方向の複数個所に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の遠心分離機。

【請求項4】

前記保守用開孔および前記プラグは、前記ボウル分離部と前記ボウル排出部の境の近傍に位置することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の遠心分離機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は遠心分離機に関し、ボウル内の保守技術に係るものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば下水処理過程で発生する汚泥を処理する装置として、遠心脱水機や遠心濃縮機等の遠心分離機がある。

【0003】

遠心脱水機は、汚泥を高速回転させることで、固形分と水分を比重差によって分離し、脱水するものである。例えば特許文献１に記載するものは、直胴型遠心脱水装置であり、ボウルとボウル内に配置するスクリューコンベアを有し、スクリューコンベアの回転胴の外周面が、ストレート部とストレート部から径大方向に傾斜したテーパー部からなり、回転胴のストレート部の内周面に無機凝集剤を供給する無機凝集剤供給経路を設けている。

【0004】

ボウルは、一端側に分離液排出口を有し、他端側に脱水ケーキ排出口を有し、回転胴のテーパー部の終端付近から脱水ケーキ排出口まで隘路の隙間排出部を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１３１８４７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記の遠心脱水機において、下水汚泥のスラリーを無機凝集剤とともに、ボウル内に投入し、高速回転するボウル内で固液分離する。分離した固形物は、スクリューによって脱水ケーキ排出口に向けて搬送する間に脱水し、隙間排出部を通してボウルの外へ排出する。ケーキ層の含水率はボウル内の液深方向において一様ではなく、ボウル内周面側のケーキ層下部に近いほどに含水率が低下する。また、隙間排出部の隘路により与える排出抵抗力が大きいほどに、ケーキ層に加わる圧縮力が強くなる。

【0007】

しかし、汚泥の性状によっては圧縮力が過剰に作用して、低含水率ケーキが隙間排出部に詰まり、脱水ケーキによる閉塞が生じる。

【0008】

ボウルの内部を保守する場合には、ボウルの分解等を伴う工数の多い作業が必要となり、遠心脱水機の設置現場においてボウルを開放することは困難であり、ボウル内の汚泥堆積状況を視認して把握することができない。

【0009】

遠心脱水機は、通常の運転管理として運転停止時に洗浄工程を実施し、機内を洗浄する。しかし、隙間排出部が低含水率ケーキで閉塞した場合には、通常の洗浄工程を実施しても隙間排出部に詰まった脱水ケーキを洗い出すことは困難である。

【0010】

本発明は上記した課題を解決するものであり、隙間排出部の閉塞解除や清掃等の保守管理を容易に行うことができる遠心分離機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】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明の遠心分離機は、回転軸心廻りに回転するボウルと、前記ボウルの回転軸心方向で前記ボウルの一端側に設けた分離液排出口と、前記ボウルの回転軸心方向で前記ボウルの他端側に設けた脱水ケーキ排出口と、前記ボウルと同回転軸心廻りに回転するスクリューコンベアを備え、前記ボウルは、内周面が前記ボウルの回転軸心方向に伸びるボウル分離部と、前記ボウル分離部から前記脱水ケーキ排出口に向けて内周面がテーパー状に狭まるボウル排出部を有し、前記スクリューコンベアは、内胴と内胴外周に螺旋状に設けた羽根を有し、前記内胴は、前記ボウル分離部に対応して外周面が前記内胴の回転軸心方向に伸びる内胴分離部と、前記ボウル排出部に対応して前記脱水ケーキ排出口に向けて外周面がテーパー状に狭まる内胴排出部を有し、前記ボウル排出部の内周面と前記内胴排出部の外周面の間に隙間排出部を有し、前記ボウルが前記隙間排出部に臨む位置に保守用開孔を有し、前記保守用開孔を塞ぐプラグを着脱自在に設けたことを特徴とする。

【0012】

本発明の遠心分離機において、前記内胴は、前記内胴分離部から前記内胴排出部に向けて外周面がテーパー状に広がる内胴圧縮部を有することを特徴とする。

【0013】

本発明の遠心分離機において、前記保守用開孔および前記プラグは、前記ボウルの周方向の複数個所に設けたことを特徴とする。

【0014】

本発明の遠心分離機において、前記保守用開孔および前記プラグは、前記ボウル分離部と前記ボウル排出部の境の近傍に位置することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態における遠心分離機を示す断面図

【図2】同実施の形態における保守用開孔およびプラグを示すボウル軸心方向の断面図

【図3】同実施の形態における保守用開孔およびプラグを示すボウル径方向の断面図

【図4】同実施の形態における保守用開孔およびプラグを示すボウル軸心方向の断面図

【図5】同実施の形態における保守用開孔およびプラグを示すボウル径方向の断面図

【図6】本発明の他の実施の形態における遠心分離機を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施の形態に係る遠心分離機を図面に基づいて説明する。
（構造）
図１において、遠心分離機１００は、円筒直胴状のボウル１０６とボウル１０６の内部に配置する内胴１０７とを同心状に有し、ボウル１０６が軸受け部１０５ａ、１０５ｂを介して内胴１０７の回転軸心方向の両端の回転軸部１０７ａ、１０７ｂを回転可能に支持しており、同心状に配置されたボウル１０６と内胴１０７は同じ回転軸心廻りに回転可能であり、油圧モータ（図示省略）により内胴１０７がボウル１０６に対して所定の差速で回転する。

【0017】

内胴１０７は内胴外周に回転軸心の周りに螺旋状に設けた羽根１０８を有してスクリューコンベア１０９を構成している。

【0018】

ボウル１０６は、回転軸心方向の一端側に分離液排出口１１２を有し、他端側に脱水ケーキ排出口１１３を有しており、内周面が回転軸心方向に伸びる円筒直胴状のボウル分離部１３０と、ボウル分離部１３０から脱水ケーキ排出口１１３に向けて内周面がテーパー状に狭まるボウル排出部１４０を有している。

【0019】

ボウル分離部１３０は、回転軸心方向の一端側が主として分離した水分の分離液が滞留する分離液領域部１１０であり、回転軸心方向の他端側が主として分離した固形分の脱水ケーキを移送する脱水ケーキ領域部１１１である。

【0020】

分離液排出口１１２は、ボウル１０６の回転軸心方向の一端側の端部壁の複数個所に設けており、回転軸心から等距離の位置に、かつ回転軸心廻りに所定間隔で配置している。各分離液排出口１１２には越流堰をなすダムプレート（図示省略）が各分離液排出口の開口の一部を覆って装着されている。

【0021】

ダムプレートは、ボウル１０６のボウル径方向における位置を調整することにより、分離液の上限水位となる分離液排出口１１２での堰高さを設定する。脱水ケーキ排出口１１３は回転軸心を中心とする放射状の複数個所に、かつ回転軸心廻りに所定間隔で配置されている。

【0022】

内胴１０７は、外周面が回転軸心方向に伸びる内胴分離部１５０と、外周面がボウルの他端側に向けてテーパー状に広がる内胴圧縮部１６０と、内胴圧縮部１６０から脱水ケーキ排出口１１３に向けて外周面がテーパー状に狭まる内胴排出部１７０を有する。

【0023】

ボウル排出部１４０の内周面と内胴排出部１７０の外周面の間が隘路の隙間排出部１８０をなし、隙間排出部１８０により脱水ケーキ領域部１１１と脱水ケーキ排出口１１３が連通している。

【0024】

ボウル１０６は、隙間排出部１８０に臨む位置、ここではボウル分離部１３０とボウル排出部１４０の境の近傍の位置に、保守用開孔１９０を有しており、保守用開孔１９０にプラグ２００を着脱自在に設けている。保守用開孔１９０およびプラグ２００は、ボウル１０６の周方向の複数個所に設けている。

【0025】

ここでは、保守用開孔１９０に座繰り部１９１とネジ穴１９２を形成し、プラグ２００に座繰り部１９１に埋まる頭部２０１とネジ穴１９２に螺合するネジ軸２０２を形成し、プラグ２００が保守用開孔１９０に螺合結合している。

【0026】

また、保守用開孔１９０とプラグ２００は、図４および図５に示す構成とすることも可能である。すなわち、保守用開孔１９０に座繰り部１９１と貫通孔１９３を形成し、プラグ２００に座繰り部１９１に埋まる頭部２０１と貫通孔１９３に挿入する軸部２０３を形成し、プラグ２００を保守用開孔１９０に挿入する。そして、頭部２０１に形成した通し孔２０４に固定ネジ２０５を挿入し、ボウル１０６に形成した通しネジ孔２０６に固定ネジ２０５を螺合させて、プラグ２００をボウル１０６にネジ固定している。

【0027】

汚泥供給管１２０は、分離液領域部１１０の側の回転軸部１０６ａを貫通して内胴１０７の内部に挿入されており、先端開口１２０ａが内胴１０７の汚泥投入部１２１に連通している。薬剤供給管１２２は、汚泥供給管１２０の外側に二重管状に配置しており、先端開口１２２ａが内胴１０７の汚泥投入部１２１に連通している。

【0028】

内胴１０７の汚泥投入部１２１に対応する周壁には、分離液領域部１１０の内部に向けて開口する複数の汚泥投入口１２１ａが回転軸心を中心とする放射状の位置に、かつ回転軸心廻りに所定間隔で配置されている。
（運転）
以上の構成においては、原汚泥を、汚泥供給管１２０を通して高速回転する内胴１０７の汚泥投入部１２１に供給するとともに、高分子凝集剤を、薬剤供給管１２２を通して高速回転する内胴１０７の汚泥投入部１２１に供給して混合し、原汚泥と高分子凝集剤の混合汚泥（スラリー）を汚泥投入部１２１の汚泥投入口１２１ａから高速回転するボウル１０６の内部に投入する。

【0029】

ボウル１０６の内部で凝集した汚泥フロックを含む混合汚泥は、遠心力を受けて比重差により分離液と脱水ケーキとに固液分離される。ボウル１０６と回転数差（差速）をもつスクリューコンベア１０９が脱水ケーキを分離液領域部１１２から脱水ケーキ領域部１１１に移送する。脱水ケーキは、内胴圧縮部１６０を移動する間に圧縮されて含水率がさらに低下し、隙間排出部１８０を通って脱水ケーキ排出口１１３からボウル１０６の外部へ排出される。

【0030】

分離液は、ボウル１０６の分離液排出口１１２からダムプレートを越流してボウル１０６の外部へ排出される。
（保守管理）
隙間排出部１８０が閉塞した場合等の保守管理時には、プラグ２００を外して保守用開孔１９０を開放する。保守用開孔１９０は、ボウル１０６の隙間排出部１８０に臨む位置にあるので、保守用開孔１９０を通して隙間排出部１８０の脱水ケーキの堆積状態を視認し、把握することができる。そして、隙間排出部１８０に詰まった脱水ケーキを洗い流す洗浄作業を保守用開孔から行うことができ、機体の分解作業等を行うことなく保守管理を実施できる。

【0031】

図６は、本発明の他の実施の形態を示すものであり、先の実施の形態と同様の作用を行う部材には同符号を付して説明を省略する。

【0032】

本実施の形態では、先の実施の形態における内胴圧縮部１６０が存在せず、内胴１０７は、ボウル分離部１３０に対応して外周面が回転軸心方向に伸びる内胴分離部１５０と、ボウル排出部１４０に対応して脱水ケーキ排出口１１３に向けて外周面がテーパー状に狭まる内胴排出部１７０からなる。内胴分離部１５０は内胴排出部１７０に続く終端において外径が内胴排出部１７０の最大外径にまで拡がっている。

【符号の説明】

【0033】

１０５ａ、１０５ｂ 軸受け部
１０６ ボウル
１０６ａ、１０６ｂ 回転軸部
１０７ 内胴
１０７ａ、１０７ｂ 回転軸部
１０８ 羽根
１０９ スクリューコンベア
１１０ 分離液領域部
１１１ 脱水ケーキ領域部
１１２ 分離液排出口
１１３ 脱水ケーキ排出口
１２０ 汚泥供給管
１２０ａ 先端開口
１２１ 汚泥投入部
１２１ａ 汚泥投入口
１２２ 薬剤供給管
１２２ａ 先端開口
１３０ ボウル分離部
１４０ ボウル排出部
１５０ 内胴分離部
１６０ 内胴圧縮部
１７０ 内胴排出部
１８０ 隙間排出部
１９０ 保守用開孔
１９１ 座繰り部
１９２ ネジ穴
１９３ 貫通孔
２００ プラグ
２０１ 頭部
２０２ ネジ軸
２０３ 軸部
２０４ 通し孔
２０５ 固定ネジ
２０６ ネジ孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】