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JP2004290832A - Decanter type centrifugal dehydrator - Google Patents

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JP2004290832A
JP2004290832A JP2003087125A JP2003087125A JP2004290832A JP 2004290832 A JP2004290832 A JP 2004290832A JP 2003087125 A JP2003087125 A JP 2003087125A JP 2003087125 A JP2003087125 A JP 2003087125A JP 2004290832 A JP2004290832 A JP 2004290832A
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discharge port
valve body
axis
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崇 村澤
Munehisa Takayoshi
統久 高吉
Yoshihiko Nakazawa
義彦 中沢
Mitsuo Yoshida
光男 吉田
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Tsukishima Kikai Co Ltd
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Tsukishima Kikai Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accelerate the smooth discharge of a solid component while preventing the clogging with the solid component in a solid component discharge port when a valve disc for opening and closing the discharge port is provided. <P>SOLUTION: An object P to be treated is supplied to the annular space C between the outer periphery of the screw shaft 6a of a screw conveyor 5 and the inner periphery of a rotary bowl 1 to be subjected to solid-liquid separation by the centrifugal force of the rotary bowl and the separated solid component S is fed toward one end in the direction of the axial line O of the annular space C by a screw conveyor 5 to be discharged from the discharge port 13c opened to one end of the annular space C. The valve disc 16 is provided to the discharge port 13c of the solid component S on one end side of the annular space C so as to open and close the discharge port 13c. This valve disc 16 is provided in the rotary bowl 1. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水汚泥等の被処理物を脱水するためのデカンタ型遠心脱水装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
このようなデカンタ型遠心脱水装置として、本発明の発明者等は、例えば特許文献1において、一端側内周部が先細り状に傾斜させられた外形略円筒状をなして軸線回りに回転される回転ボウルとその内周に同軸的に配置されるスクリュウコンベアとを備え、これらスクリュウコンベアと回転ボウルとの間の環状空間に供給された被処理物を固液分離して、固形分は上記一端側に搬送して排出する一方、分離液は他端側において上記環状空間の内周側に開口した分離液流路から排出するように構成し、さらにこの環状空間内のスクリュウシャフトの上記一端側の部分に、この一端側に向かうに従い外径が漸次縮径する円錐台状のコーン状部を形成したものを提案している。
【0003】
従って、このようなデカンタ型遠心脱水装置によれば、環状空間内の一端側の部分に上記コーン状部が形成されることにより、固形分が排出されるこの一端側において環状空間の断面積をより小さくすることができて、被処理物から固液分離された固形分を確実に圧縮して効率的な脱水を図ることができる。また、その一方で、分離液が排出される流路は環状空間の内周側に開口しているので、この分離液が遠心力による大きな運動エネルギーをもったまま排出されるのを防ぐことができ、エネルギー損失を抑えて当該装置を駆動するための消費動力の軽減を図ることができる。そして、この特許文献1記載の遠心脱水装置では、上記環状空間の一端側に開口した固形分の排出口に、固形分の排出量を調整可能な弁体が設けられている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−336735号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この特許文献1記載の装置にあっては、その上記弁体が回転ボウルの外部に設けられており、すなわち上記排出口が形成された回転ボウルの端壁部の内周部から、上記軸線を中心とした略円筒状の軸端部が軸線方向外側に延びるように設けられ、この軸端部の内周には上記スクリュウコンベアのスクリュウシャフトが相対的に回転自在に貫挿されるとともに、該軸端部の外周にリング状の弁体が弁機構により上記排出口に向けて進退可能に設けられた構成とされている。従って、そのような特許文献1記載の遠心脱水装置では、上記排出口が軸線回りに一周する環状に形成されていると、軸端部と回転ボウルの本体とが分断されてこれらを一体に回転させることができなくなってしまうため、この排出口を上記端壁部に周方向に間隔を開けて点在するように形成して、この間隔を開けた部分で軸端部と回転ボウル本体とが連結されるようにして上記弁体および弁機構ごと一体回転可能としなければならない。
【0006】
しかしながら、こうして弁体および弁機構が回転ボウルの外部に設けられていると、弁体や弁機構のメインテナンスなどは容易とはなるものの、上述のように固形分の排出口は回転ボウルの端壁部に周方向に間隔を開けて点在するように形成しなければならず、この点在した排出口が周方向に間隔を開けた部分すなわち軸端部と回転ボウルの本体とが連結された部分で排出口の開口面積が小さくなってしまうため、特にこの部分の背面で固形分の詰まりを生じたりして、固形分の円滑な排出が阻害されてしまうおそれがあった。また、特に分離液が排出される分離液流路が上記環状空間の内周側に開口した特許文献1記載の遠心脱水装置では、これよりも外周側に位置することとなる上記排出口から排出される固形分に、これら排出口と上記分離液流路の開口部との径方向の位置の差によって大きな差圧(背圧)が作用することとなり、上記弁体が排出口から後退して排出口が開放されたときには、この差圧は端壁部の上記排出口が周方向に間隔を開けた部分に作用するので、この部分に変形が生じたりするおそれもあった。
【0007】
本発明は、このような背景の下になされたもので、被処理物を脱水して固形分と分離液とに固液分離するデカンタ型遠心脱水装置において、固形分の排出口を開閉する弁体を設けた場合に、上記排出口での固形分の詰まり等を防止してその円滑な排出を促すことが可能なデカンタ型遠心脱水装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
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、外形略円筒状をなして中心軸線回りに回転可能に支持される回転ボウルと、この回転ボウル内に同軸的に配置されて該回転ボウルと差速をもって同方向に回転可能に支持されるスクリュウコンベアとを備え、このスクリュウコンベアのスクリュウシャフト外周と上記回転ボウルの内周との間の環状空間に供給された被処理物を上記回転ボウルの遠心力によって固液分離しつつ、分離された固形分は上記スクリュウコンベアによってこの環状空間を上記軸線方向一端側に搬送して、この環状空間の一端に開口した排出口から排出可能とするとともに、上記被処理物から分離された分離液は上記軸線方向他端側に開口した分離液流路から排出可能とし、上記環状空間の一端側において、上記固形分の排出口に該排出口を開閉する弁体を備えて、この弁体を上記回転ボウルの内部に設けたことを特徴とする。
【0009】
従って、このようなデカンタ型遠心脱水装置においては、上記弁体が回転ボウルの内部に設けられるのに伴い、この弁体により開閉される上記固形分の排出口も回転ボウル内部の上記環状空間一端側に設けられることとなり、言い換えれば回転ボウルはこの排出口が設けられる環状空間の一端よりもさらに上記軸線方向一端側に延設されて該軸線回りに回転可能に支持されることとなる。このため、上記排出口は軸線回りに一周する環状に形成しても、上記環状空間を形成する回転ボウルの本体を、この回転ボウルが上記一端側に延設された部分を介して、該回転ボウルが軸線回りに回転可能に支持される部分と連結して一体に回転させることができ、これにより上記排出口の開口面積を大きく確保して固形分を円滑に排出することが可能となる。なお、こうして弁体を回転ボウル内部に配設するには、例えば当該回転ボウルを、概略円筒状をなして上記スクリュウシャフト外周との間に上記環状空間を形成するボウル本体と、このボウル本体の上記一端側に取り付けられて上記軸線回りに回転可能に支持される支持部材とを備えた構成とし、上記弁体をこの支持部材の内部に収容すればよい。
【0010】
一方、上記特許文献1記載の遠心脱水装置では、上述のように軸端部の外周に設けられたリング状の弁体を進退させて上記排出口を開閉する弁機構が、上記軸端部の外周にフランジ部を形成するとともに、弁体を断面が内周側に開口する「コ」字状として、上記フランジ部を取り囲むように軸端部外周にオイルシールを介して密着して進退可能に取り付け、この弁体の内周とフランジ部との間に形成される油圧室に作動油を供給・排出して該弁体を進退させる構成とされており、従ってその上記オイルシールは大径の軸端部外周の全周に亙って軸端部と弁体との間に介装しなければならず、シール性の確保や弁体を円滑に進退させるには高い取付精度や軸端部および弁体の成形精度が要求されることとなるという問題もある。そこで、このような問題を解決するには、上記弁体を、上記軸線の周りに周方向に間隔を開けて配設された複数の弁機構によって開閉駆動するのが望ましく、これにより個々の弁機構は上記と同様に油圧室に作動油を供給・排出して上記弁体を進退させるものとしても、そのオイルシールは小径のもので済み、容易にシール性の確保を図ることが可能となる。
【0011】
また、この特許文献1記載の遠心脱水装置のように軸端部の外周にリング状の弁体がオイルシールを介して密着して進退可能に取り付けられている場合に、弁体によって固形分の排出口を閉じた状態でこの排出口の内周側の開口部周縁と弁体との間に隙間があると、この隙間から弁体と軸端部との間に介装された上記オイルシールまでの範囲が、排出される固形分に作用する上記差圧と等しい圧力状態となるため、該オイルシールにはより高い耐圧性が要求されるという問題もある。そこで、このような問題を解決するには、上記弁体を、上記と同様に軸線回りに一周する環状に形成するにしても、この弁体の内周側は、シール等を介して軸端部に密着させたりすることなく、大気圧に開放された空間が形成されるようにするのが望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
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、軸線Oを中心とした概略円筒状をなすボウル本体2と、このボウル本体2と略同内径の有底円筒状をなして該ボウル本体2の軸線O方向一端側(図1、2において左側)の開口部に同軸に取り付けられる支持部材3、およびボウル本体2と略同外径の円板状をなして該ボウル本体2の他端側(図1、2において右側)の開口部に取り付けられる支持部材4とから構成されて、これら支持部材3,4により両端が閉塞された直胴型をなしている。
【0013】
このうち、支持部材3の底部中央と支持部材4の中央とには、当該回転ボウル1の内部に連通する小径円筒状の支持部3a,4aがそれぞれ軸線Oを中心として外側に突出するように設けられていて、これらの支持部3a,4aが図示されない軸受に取り付けられるとともに、その一方がやはり図示されない回転駆動装置に連結されることにより、回転ボウル1は軸線Oを水平にして該軸線O回りに回転可能に支持されている。なお、このうち例えば一端側の支持部材3の支持部3aは、図2に示すように該支持部材3がなす上記有底円筒の内部に突出するようにされていてもよい。
【0014】
また、スクリュウコンベア5は、円筒状のスクリュウシャフト6aの外周にスクリュウ羽根6bが設けられてなるスクリュウコンベア本体6と、上記スクリュウシャフト6aの両端に同軸に取り付けられたトラニオン7,8とから構成されており、これらトラニオン7,8はそれぞれ上記回転ボウル1の支持部材3,4の支持部3a,4a内にベアリング9を介して軸線O回りに回転自在かつ液密に支持されるとともに、そのうちの一方は、回転ボウル1の上記回転駆動装置とは異なる図示されない回転駆動装置に連結されていて、これにより当該スクリュウコンベア5は回転ボウル1内に同軸的に配置されて該回転ボウル1と差速をもって同方向に回転可能とされる。
【0015】
しかして、本実施形態では、このように同軸的に配置されたスクリュウコンベア5の概ね上記スクリュウシャフト6a部分の外周と、回転ボウル1の概ね上記ボウル本体2の内周との間に形成される環状空間Cに下水汚泥等の被処理物Pを供給することにより、この被処理物Pが上記環状空間C内に充密させられて回転ボウル1の遠心力によって固液分離され、被処理物Pから分離されて脱水された固形分Sはスクリュウコンベア5のスクリュウ羽根6bによりこの環状空間Cを軸線O方向一端側に搬送される一方、分離液Lは軸線O方向他端側に押し出されてそれぞれ排出される。
【0016】
ここで、上記トラニオン7,8のうち、他端側のトラニオン8内には軸線Oに沿って被処理物Pの供給路8aが形成されるとともに、スクリュウコンベア本体6のスクリュウシャフト6aには、回転ボウル1の軸線O方向略中央部に位置するように被処理物Pの供給部材10が備えられており、この供給部材10は上記供給路8aと供給管10aによって連結されている。
【0017】
この供給部材10は、本実施形態では鋳鉄等の鋳物によって円盤状に形成されてスクリュウシャフト6aに同軸に取り付けられ、その内部には、上記軸線O上に他端側を向いて開口する上記供給管10aとの連結部から分岐し、この軸線Oに滑らかに接する円弧状をなして一端側に向かうに従い外周側に向かった後に、軸線Oに直交する方向に延びてスクリュウシャフト6aの外周に開口する供給路10bが、周方向に等間隔に複数(本実施形態では4つ)形成されている。従って、トラニオン8の上記供給路8aから供給された被処理物Pは、供給管10aを介してこの供給部材10の供給路10bから上記環状空間Cの軸線O方向中間部においてその内周に吐出して該環状空間C内に供給される。
【0018】
また、上記他端側のトラニオン8内には、上記供給路8aの外周に、分離液Lの排出用の複数の分離液流路8bが互いに周方向に等間隔に、かつそれぞれ軸線Oに平行に形成されており、これらの分離液流路8aは、その一端が外周側に延びて上記環状空間C内の他端に位置するトラニオン8の端部の外周すなわち該環状空間Cの内周に開口させられている。なお、この分離液流路8aの環状空間C内への開口部には液側ベーン8cが備えられている。また、上記スクリュウ羽根6bは、スクリュウシャフト6a他端に取り付けられたこのトラニオン8の端部にまで延設されており、さらにこのスクリュウ羽根6bの内周側の根元部分には、該スクリュウ羽根6bを軸線O方向に貫通する複数の貫通孔6cが周方向に間隔を開けて、かつ当該スクリュウ羽根6bの軸線O方向全長に亙って形成されている。
【0019】
一方、上記スクリュウシャフト6aの一端部外周には環状空間C内に突出するようにインナーコーン11が取り付けられている。このインナーコーン11は、スクリュウシャフト6aの一端部外周に外嵌されて着脱可能に固定される軸線Oを中心としたリング状の部材であって、ただしその外径は、スクリュウ羽根6bの外径が回転ボウル1のボウル本体2内径よりも僅かに小さい程度であるのに対し、このスクリュウ羽根6b外径よりもさらに一段小さくされており、図2に示すように軸線O方向一端側を向く壁面11aと他端側を向く壁面11bおよび外周側を向く周面11cとを備えている。
【0020】
これらの壁面11a,11bのうち上記一端側を向く壁面11aは、この一端側に向かうに従い一定の傾斜角αで内周側に向かう軸線Oを中心とした円錐状面とされていて、その一端側の内周縁はスクリュウシャフト6aの外周面に連続させられている。また、このインナーコーン11の他端側を向く上記壁面11bは、上記傾斜角αよりも軸線Oに対して大きな傾斜角βで壁面11aとは逆に一端側に向かうに従い外周側に向かうやはり軸線Oを中心とした円錐状面とされ、従ってその軸線O方向の長さは壁面11aよりも短くされる。さらに、インナーコーン11の上記周面11cも、その軸線O方向の長さが壁面11aより短くされた該軸線Oを中心とする円筒面状とされている。
【0021】
さらに、このインナーコーン11に対して軸線O方向一端側に間隔を開けた位置には、やはり環状空間Cに突出するようにしてアウターコーン12が回転ボウル1の内周に取り付けられており、このアウターコーン12は上記インナーコーン11に軸線O方向において対向するようにされている。ここで、このアウターコーン12も軸線Oを中心としたリング状の部材であって、軸線O方向他端側を向く壁面12aと一端側を向く壁面12bおよび内周側を向く周面12cとを備えている。
【0022】
なお、このアウターコーン12の外周部には円環板状のフランジ部12dが形成されており、このフランジ部12dが回転ボウル1の上記ボウル本体2と支持部材3との取付部に1ないし複数のスペーサー12eとともに介装されることにより、該アウターコーン12は回転ボウル1の内周に着脱可能に固定されている。従って、このスペーサー12eを上記フランジ部12dの前後(軸線O方向一端側と他端側)で入れ替えることにより、アウターコーン12の軸線O方向の位置は調整可能とされる。
【0023】
さらに、このアウターコーン12の上記他端側を向く壁面12aは、インナーコーン11の上記壁面11aの傾斜角αよりも小さな傾斜角γで一端側に向かうに従い内周側に向かう該軸線Oを中心とした円錐状面とされている。従って、これらの壁面11a,12aの間には、環状空間Cの一端側において、回転ボウル1の内周面寄りの円周部すなわち環状空間Cの外周縁部から一端側に向かうに従い内周側に向けて延び、この一端内周側でスクリュウシャフトの外周面寄りの円周部すなわち環状空間Cの内周縁部に開口する、軸線Oを中心とした円錐台面に沿った空間が形成されることとなり、この空間は被処理物Pから分離された固形分Sの排出経路13とされる。
【0024】
また、このように排出経路13を形成する壁面12aの傾斜角γが壁面11aの傾斜角αよりも小さくされることにより、この排出経路13は、上記環状空間Cの外周縁部から内周縁部に向かう部分では、その上記軸線Oに対する径方向の幅が上記一端側に向かうに従い漸次大きくなるように形成されることとなる。
【0025】
なお、このように一端側に向かうに従い環状空間Cの外周縁部から内周縁部に向かうように傾斜した排出経路13の傾斜角、すなわち図2に示すように円錐面状とされた上記壁面11a,12a同士の軸線Oに沿った断面における該軸線Oに対する径方向の中心を結んだ直線Mが軸線Oに対してなす排出経路傾斜角θ(=(α+γ)/2)は、本実施形態では20〜70°の範囲に設定されている。因みに、本実施形態では、壁面11aの上記傾斜角αは20〜70°の範囲とされるとともに、壁面12aの傾斜角γは20〜60°の範囲とされて、これらの範囲でα>γとされ、さらにインナーコーン11の他端側を向く壁面11bの傾斜角β(>α>γ)は60〜90°の範囲とされている。
【0026】
さらに、アウターコーン12の上記壁面12aは、インナーコーン11の上記周面11cよりも軸線O方向一端側において回転ボウル1の内周面に連続するようにされ、従って上記排出経路13の他端側にはこの周面11cと回転ボウル1の内周面(ボウル本体2の内周面)との間に、軸線Oに平行に延びる短い導入部13aが形成されることとなる。ただし、図示のアウターコーン12においては壁面12aが円錐状面のまま回転ボウル1の内周面に連なるようにされているが、この壁面12aが回転ボウル1内周面に連なる部分は軸線Oに垂直な平面によって切り欠くようにしてもよい。
【0027】
また、アウターコーン12の上記周面12cは、上記周面11cと同様にその軸線O方向の長さが壁面12aより短くされた該軸線Oを中心とする円筒面状とされている。ただし、その内径は上記周面11cの外径よりも小さくされて、これによりインナーコーン11とアウターコーン12とは、その壁面11a,12a同士が軸線Oに対する径方向にオーバーラップされるようにして、上述のように軸線O方向に対向させられることとなる。
【0028】
さらに、該周面12cは、インナーコーン11の壁面11aがスクリュウシャフト6aの外周面に連なる部分よりも僅かに軸線O方向一端側に配設されており、これによりこの周面12cとスクリュウシャフト6aの外周面との間には、排出経路13の他端側にあって軸線Oに平行に延びる短い排出部13bが形成されることとなって、この排出部13bの一端、すなわち周面12cとスクリュウシャフト6a外周面との一端縁の間に形成される円環状の開口部が、本実施形態における環状空間C一端の固形分Sの排出口13cとされる。なお、この排出口13cの軸線Oに対する径方向の幅Aは、排出経路13の他端における上記導入部13aの径方向の幅Bよりも大きくされている。
【0029】
一方、この排出口13cよりもさらに一端側の上記支持部材3内は、その他端側が、該支持部材3の円筒壁部に周方向に間隔を開けて形成される複数の排出孔14aを介して大気圧に開放された固形分Sの排出室14とされている。そして、この排出室14には、支持部材3内の一端側に設けられた弁機構15によって上記排出口13cに向けて進退可能とされて該排出口13cを開閉する弁体16が備えられており、従ってこの弁体16および弁機構15は、回転ボウル1内に配設されることとなる。
【0030】
ここで、この弁機構15においては、回転ボウル1を構成する上記支持部材3内の一端側に周方向に等間隔に複数の油圧室15aが形成されていて、これらの油圧室15a内にはピストン15bがその周面を油圧室15a内壁に液密に摺接させて軸線O方向に進退可能に収容されるとともに、該ピストン15bによって前後に分けられる油圧室15aには、図示されない作動油の供給手段からトラニオン7および支持部材3内に形成された作動油供給路15cを介して作動油が供給・排出可能とされている。また、ピストン15bには油圧室15aから軸線Oに平行に他端側に向けて延びて上記排出室14に突出するロッド15dがオイルシール15eを介して設けられていて、これら複数の油圧室15aから突出する複数のロッド15dの先端に上記弁体16が取り付けられている。従って、これら複数のロッド15dも周方向に間隔を開けて配設されるとともに、個々のロッド15dの排出室14内における内周側と外周側とには、ある程度の空間があけられている。
【0031】
また、この弁体16は、上述のように円環状をなして開口する排出口13cに合わせて円環状とされていて、すなわち1つの弁体16が上記複数のロッド15dの先端に支持されて軸線O方向に進退可能とされており、上記油圧室15aのピストン15bより他端側に作動油を供給したときには図2の上側に示されるように一端側に後退して排出口13cを開放可能とされ、逆に油圧室15aのピストン15bより一端側に作動油を供給したときには図2の下側に示されるように他端側すなわち排出口13c側に前進して該排出口13cの開口部周縁に密着することにより、この排出口13cを閉鎖可能とされている。従って、この弁体16の外径は排出口13cの外径より大きくされ、内径は排出口13cの内径よりも小さくされる。
【0032】
なお、この弁体16の内径は、当該弁体16の内周側に環状の空間があけられるように、その内周に配置されるトラニオン7の外径や、図2に示したように支持部材3の支持部3aが有底円筒部内に突出しているときにはその外径よりも大きくされる。従って、この弁体16の内周側には、大気圧に開放された上記排出室14の連通して同様に大気圧に開放された環状の空間が形成されることとなる。ただし、図示においては弁体16の排出口13c側を向く先端面とこの先端面が密着する排出口13cの開口部周縁とが軸線Oに直交する平坦面状とされているが、例えば排出口13c開口部周縁の内外周をテーパ状に切り欠くとともに弁体16の先端部内外周をこの排出口13cを閉鎖可能な形状としてもよい。
【0033】
このように構成されたデカンタ型遠心脱水装置では、この弁体16によって排出口13cが閉鎖されることにより、回転ボウル1の上記環状空間Cを一端側に搬送されて上記排出経路13内に押し込まれた固形分Sには、上記油圧室15aに供給された作動油の圧力による一定の背圧が作用することとなり、これによって固形分Sを圧縮して高い脱水効率を得ることができる。そして、この背圧を固形分Sの排出圧力が上回ったときに上記作動油の圧力に抗して弁体16が後退して排出口13cが開放され、この排出口13cから固形分Sが排出室14内に排出されて、さらに排出孔14aを通して回転ボウル1の外周に排出される。なお、この回転ボウル1の外周には、軸線O方向において少なくともその直胴部分(支持部材3,4の支持部3a,4aの間)を覆うように図示されないカバーが設けられる。
【0034】
しかも、本実施形態では、上記分離液流路8aが環状空間Cの内周側に開口してこれよりさらに内周側の上記他端側のトラニオン8内に延びるように形成されており、従ってこの分離液流路8aの図示されない排出口と環状空間Cの内周側縁部に臨んで開口した上記固形分Sの排出口13cとの間には、その径方向の位置によって大きな差圧が生じることとなって、排出口13cを弁体16が塞ぐことによって固形分Sに与えられる上記一定の圧力はこの差圧分に相当する圧力とされるので、固形分Sをさらに確実に圧縮してより高い脱水効率を得ることが可能となる。
【0035】
そして、上記構成のデカンタ型遠心脱水装置においては、この弁体16が、回転ボウル1の内部に配設されており、特に本実施形態では上記円筒状のボウル本体2の一端に取り付けられて直胴型の回転ボウル1を構成する有底円筒状の支持部材3内に弁体16が収容されているので、上記排出口13cを、特許文献1記載の遠心脱水装置のように周方向に間隔を開けて点在するように形成することなく、環状空間Cにそのまま連通するようにされた環状に形成することが可能となり、これによって排出口13cの開口面積を大きく確保して固形分Sが排出される際の詰まり等も防止することが可能となる。
【0036】
すなわち、本実施形態では、弁体16が回転ボウル1の内部に配設されていて、その外周を取り囲む支持部材3の円筒部分が円筒状のボウル本体2の一端部に取り付けられて支持部3aと連結されているので、排出口13cを環状としても上記支持部3aを回転ボウル1のボウル本体2と一体に回転することが可能となり、排出口13cでの固形分Sの詰まり等を防止することができるのである。また、この排出口から排出されようとする固形分には上述のような大きな差圧が作用しているため、上述のように排出口が間隔を開けた部分で軸端部と回転ボウル本体とが連結されていると、排出口を開放したときにこの部分にかかる差圧が作用してその変形を招いたりするおそれもあるが、排出口13cを環状に形成することが可能な本実施形態ではそのような変形による損傷も生じることはなく、従って装置寿命の延長を図ることが可能となる。
【0037】
一方、このように弁体16が回転ボウル1に配設されることにより、本実施形態によれば、例えばこの弁体16が上記スクリュウコンベア5側に設けられている場合と比べても、この弁体16や回転ボウル1の損傷を防いで装置寿命の延長を図ることが可能となる。すなわち、このように弁体16がスクリュウコンベア5側に設けられている場合でも、回転ボウル1内に配設されていれば排出口13cを環状に形成することは可能であるが、スクリュウコンベア5は回転ボウル1と差速をもって回転するため、弁体16がこの排出口13cの開口部周縁に密着して該排出口13cを閉じた状態では、弁体16はこの排出口13cの回転ボウル1側の開口部周縁つまり排出口13cの外周側の開口部周縁に摺接しながら軸線O回りに上記差速分の回転速度で回転ボウル1に対し相対回転させられることとなり、間に排出された固形分Sの粒子が噛み込まれたりすることとも相俟って、これら弁体16の外周縁部と回転ボウル1側の上記排出口13cの開口部周縁に摩耗が生じたりするおそれがある。
【0038】
しかるに、このような相対回転による摺接は、弁体16を回転ボウル1側に設けた本実施形態でも、弁体16と排出口13cのスクリュウコンベア5側の開口部周縁つまり排出口13cの内周側の開口部周縁との間に生じることとなる。ところが、こうして弁体16が排出口13cの内周側の開口部周縁と摺接する場合には、外周側と摺接する場合に比べて軸線Oからの径が小さいために同じ差速による回転速度であっても周速度は小さく、しかも周長も短いために噛み込まれる固形分Sの粒子も少なくなるため、本実施形態によれば、弁体16や開口部周縁の摩耗を抑えることができて長期に亙って高い密着性を得ることができるのである。
【0039】
さらに、本実施形態では、この弁体16が、やはり回転ボウル1内に設けられた複数の弁機構15によって開閉駆動可能とされており、すなわちこの回転ボウル3の上記支持部材3に軸線O周りの周方向に複数設けられた油圧室15a内にそれぞれ収容されたピストン15bから突出するロッド15dの先端に当該弁体16が取り付けられて、これらの油圧室15aに作動油を供給・排出することにより、ピストン15bがロッド15dごと進退して弁体16により排出口13cが開閉可能とされているので、このロッド15dのオイルシール15eのシール性を確保しやすく、また確実な弁体16の開閉を図ることができる。
【0040】
この点、同じ油圧駆動によって弁体を進退させるにしても、例えば上記特許文献1記載の遠心脱水装置では、上述のように弁体が軸端部の外周に設けられたリング状のものであって、すなわち軸端部外周にフランジ部が形成されるとともに、弁体は断面が内周側に開口する「コ」字状とされて、上記フランジ部を取り囲むように軸端部外周にオイルシールを介して密着して進退可能に取り付けられ、この弁体の内周とフランジ部との間に形成される油圧室に作動油を供給・排出して弁体を進退させるものであり、従ってその上記オイルシールは大径の軸端部外周の全周に亙って軸端部と弁体との間に介装しなければならず、シール性の確保や弁体を円滑に進退させるには高い取付精度や軸端部および弁体の成形精度が要求されることとなる。ところが、これに対して本実施形態では、個々の弁機構15におけるオイルシール15eは小径で済むためシール性が確保しやすく、しかも万一1つの弁機構15でオイルシール15eの破損や成形精度の誤差によってピストン15bやロッド15dの進退が不安定となっても、残りの弁機構15によって弁体16を確実に開閉駆動することができるのである。
【0041】
また、この特許文献1記載の遠心脱水装置のように、軸端部の外周をリング状の弁体が取り囲むようにして進退可能に取り付けられている場合に、弁体によって固形分の排出口を閉じた状態でこの排出口の内周側の開口部周縁と弁体との間に隙間があると、この隙間から弁体と軸端部との間に介装された上記オイルシールまでの範囲が、排出される固形分に作用する上記背圧と等しい圧力状態となるため、該オイルシールにはより高い耐圧性が要求されることとなる。ところが、これに対して本実施形態では、弁体16は環状であるもののその内径はトラニオン7や支持部材3の支持部3aの外径より大きくされて、該弁体16の内周側が大気圧に開放された排出室14に連通する空間とされており、またこの弁体16を進退せしめる弁機構15のロッド15dも、周方向に間隔を開けるとともにその排出室14内外周にも空間が開けられるように突出してその先端に該弁体16を支持した構成とされているので、排出口13cの開口部周縁と弁体16との間に隙間が形成されても、この隙間は大気圧に開放された上記排出室14内に連通することとなって、弁機構15におけるロッド15dのオイルシール15e等に大きな圧力が作用することはなく、一層高いシール性を確保することが可能となる。
【0042】
また、本実施形態のデカンタ型遠心脱水装置では、環状空間Cの上記一端側において、インナーコーン11とアウターコーン12とにより、この環状空間Cよりも断面積の小さな固形分Sの排出経路13が形成されるので、スクリュウコンベア5によってこの一端側に搬送された固形分Sを該排出経路13で圧縮して、一層効率的な脱水を図ることができる。また、その一方で、上記特許文献1記載のデカンタ型遠心脱水装置では回転ボウルの一端側内周部とコーン状部の外周とが軸線に対する径方向に対向するようにされているのに対し、本実施形態では上記インナーコーン11とアウターコーン12とが回転ボウル1の軸線O方向に対向するように環状空間C内の内周側と外周側とに突出して設けられているので、排出経路傾斜角θを大きくすることができ、従って排出経路13の径方向の長さが同じでも軸線O方向の長さは短くすることができて、すなわち排出経路13自体を短くすることができる。従って、これにより、被処理物Pが下水汚泥等であってもその固形分Sが排出経路13内で詰まりやスリップを生じて円滑な排出が阻害されたり被処理物Pの遠心分離自体が不可能となったりするような事態を防止することができる。
【0043】
さらに、本実施形態のデカンタ型遠心脱水装置によれば、上記アウターコーン12内周の周面12cがインナーコーン11の壁面12aよりも一端側に位置してスクリュウコンベア5のスクリュウシャフト6a外周面と対向することにより上記固形分Sの排出口13cが形成されており、すなわち排出経路13が環状空間Cの外周側から上記一端側に向かうに従い内周側に向かってこの環状空間Cの内周縁に臨むように開口させられているので、遠心分離の際に回転ボウル1ととも回転することによって与えられた遠心力による大きな運動エネルギーを固形分Sが伴ったまま排出口13cから排出されてしまうのを防ぐことができる。従って、これによりエネルギー損失を抑えて回転ボウル1やスクリュウコンベア5の回転駆動力の低減を図ることが可能となり、被処理物Pの遠心脱水の省エネルギー化を促すことができる。
【0044】
また、本実施形態の遠心脱水装置では、上記排出経路13の軸線O方向両端部に、環状空間Cの一端側に搬送された被処理物Pの固形分Sを排出経路13の導入する導入部13aと、この排出経路13を通った固形分Sを排出口13cに導く排出部13bとが、傾斜した排出経路13よりは短いものの軸線Oに平行に延びるように形成されており、これにより固形分Sを円滑に排出経路13に導入して排出することが可能となる。そして、この排出経路13の両端における当該排出経路13の軸線Oに対する径方向の幅は、固形分Sが排出される一端側の排出部13bの排出口13cにおける幅Aが、固形分Sが導入される他端側の導入部13aにおける幅Bよりも大きくされているので、排出経路13に導入された固形分Sが該排出経路13の傾斜(縮径)によって強く圧縮されすぎるのを緩和することができ、上述のように排出経路13の長さ自体が短くされることとも相俟って、その詰まり等をより確実に防止することができる。
【0045】
さらに、本実施形態では、この排出経路13の径方向の幅が、その両端の上記導入部13aと排出部3bとの間の一端側に向かうに従い内周側に向かって傾斜する部分で、上記幅Bから幅Aへと一端側に向けて漸次大きくなるようにされている。すなわち、この部分で排出経路13の幅の拡がりが不連続となることがないので、このような不連続部において固形分Sが滞留したりすることで詰まりを生じるようなこともなく、一層円滑な固形分Sの排出を図ることができる。
【0046】
しかも、この排出経路13の内周側に傾斜する部分を形成するインナーコーン11とアウターコーン12の互いに対向する壁面11a,11bは、いずれも軸線Oを中心とした円錐面状に形成されており、これにより排出経路13の当該部分も上述のように軸線Oを中心とする円錐台面に沿った空間(ただし、径方向の幅は一端側に向けて漸次大きくなる。)として形成されることとなる。すなわち、本実施形態では排出経路13に周方向にも不連続な部分が形成されることがなくなるので、これによっても固形分Sの円滑な排出を促すことができる。
【0047】
ところで、本実施形態では、このようにインナーコーン11とアウターコーン12の壁面11a,12aが円錐面状とされた上で、この排出経路13を形成する上記空間が沿う円錐台面の母線の傾斜角、すなわち上記軸線Oに沿った断面においてこれらの壁面11a,12a同士の径方向の中心を結んだ上記直線Mが軸線Oに対してなす排出経路傾斜角θを20〜70°の範囲に設定しているが、これは、この排出経路傾斜角θがこれよりも大きいと、そのような傾斜の急な排出経路13を通して固形分Sを回転ボウル1の回転による遠心力に抗して内周側に排出するには、上記スクリュウコンベア5によって大きな押圧力で固形分Sを排出経路13に押し込まなければならず、またこのような大きな押圧力によって固形分Sが強く圧縮されすぎて排出経路13における詰まりを招くおそれがあるからである。
【0048】
その一方で、逆に排出経路傾斜角θが上記範囲よりも小さくて傾斜が緩やかであると、上記壁面11a,12aが径方向に対向するようになって上述の効果を得られなくなるおそれが生じるので、この排出経路傾斜角θは上記範囲に設定されるのが望ましい。なお、同様の理由により、これらの壁面11a,12aが軸線Oに対してなす上記傾斜角α,γも、本実施形態のように傾斜角αは20〜70°の範囲、傾斜角γは20〜60°の範囲とされるのが望ましい。
【0049】
また、本実施形態ではインナーコーン11とアウターコーン12とが着脱可能とされるとともに、特にアウターコーン12はスペーサー12eによってその軸線O方向の位置を変更することができるので、被処理物Pの性状等に応じてインナーコーン11やアウターコーン12をその上記傾斜角α,β,γの異なるものと交換したり、排出経路13の軸線O方向の間隔や径方向の幅を調整したりすることもできる。さらにまた、上記スペーサー12eは、これを周方向に分割可能な例えば半割状などにしておいて外周側から交換可能としておけば、回転ボウル1のボウル本体2と支持部材3とを完全に取り外すことなく、アウターコーン12の位置変更を行うことができて作業が容易となる。
【0050】
さらに、本実施形態では、上記壁面11aとは反対のインナーコーン11の他端側を向く壁面11bが、壁面11aとは逆に一端側に向かうに従い外周側に向かう軸線Oを中心とした円錐状面とされており、従って環状空間Cを一端側に搬送された固形分Sを、該環状空間Cの外周側縁部に開口する上記排出経路13の導入部13aに、より円滑に導入することができて確実に圧縮することにより効率的な脱水を促すことができる。なお、この壁面11bの軸線Oに対する傾斜角βについても、これが大きすぎると固形分Sを上記導入部13aに円滑に導くことができなくなる一方、逆に小さすぎるとインナーコーン11が軸線O方向に長くなって被処理物Pを固形分Sと分離液Lとに固液分離する環状空間Cのスペースが小さくなるので、本実施形態のように壁面11aの傾斜角αよりは大きくされるのが望ましく、または60〜90°の範囲とされるのが望ましい。
【0051】
さらにまた、本実施形態では、上記環状空間Cに被処理物Pを供給する供給部材10に、軸線Oに沿って延びる供給管10aに連通し、この軸線Oに滑らかに接する円弧状をなして外周側に延びる供給路10bが形成されており、被処理物Pに空気等のガスが混入したりした場合でもこれを供給路10b内に留めることなく確実かつ速やかに排出して、環状空間C内に充填された被処理物Pに圧力変動が生じるのを防ぎ、安定した遠心脱水を図ることができる。
【0052】
この点、例えばこの種の遠心脱水装置では、分離液の排出口が回転ボウルの端面に開口させられた、いわゆる堰排出型のものも種々提案されており、このような堰排出型の遠心脱水装置では、被処理物から分離した分離液は、遠心力により回転ボウルの内周面側に保持されて上記排出口の外周側縁部で堰き止められ、これを越えた分が排出されることとなるため、その液面はこの排出口の外周側縁部に維持されて、これよりも内周側の回転ボウル内は大気圧に開放された空洞状態となっており、従って環状空間に供給された被処理物中にガスが混ざっていてもこの空洞部分に排出されるため、遠心脱水に影響を及ぼすことはない。
【0053】
ところが、本実施形態のように分離液Lを排出する分離液流路8bが環状空間Cの内周側に開口していて、被処理物Pから固液分離された分離液Lと固形分Sとによって環状空間C内が充密される、いわゆる水没式の遠心脱水装置では、被処理物P中にガスが混入してこれが速やかに排出されないと、溜まったガスが被処理物や分離液Lおよび固形分Sの圧力によって加圧されて一定圧を越えたときに一気に分離液流路8bや固形分Sの排出口13cから放出されることとなり、これによって安定した遠心脱水操作が阻害される結果となる。そして、上記供給路10bに供給された比重の大きい被処理物Pは遠心力によって外周側の環状空間C内に速やかに送り出されて分離されるのに対し、比重の小さいガスはこれとは逆に内周側の供給路8b内に滞りやすく、従ってそのような供給路8bが角度をもって曲折していたりするとガスが一層抜け難くなって蓄積してしまい、これが環状空間Cに排出されたときにはより大きな不安定要因となってしまう。
【0054】
また、このような水没式の遠心脱水装置において、上述のように下水汚泥を被処理物Pとして脱水する場合には、装置に供給する下水汚泥に高分子凝集剤を添加して撹拌することにより、予め固形分Sをフロックとして形成しておいて固液分離されやすいようにしておくが、供給路8bがこのように角度をもって曲折していると、折角形成されたフロックが崩れてしまって効率的な固液分離が阻害されるという問題もある。
【0055】
そこで、本実施形態においては、上述のようにこの供給路10bを滑らかな円弧状に形成することにより、供給路10b内にガスを滞留させることなく被処理物Pとともに滑らかに環状空間C内に送り出し、この供給路10b内や環状空間C内にも蓄積されないうちに速やかに分離液流路8bから排出することで、円滑な遠心脱水操作が維持されるようにしている。しかも、本実施形態では、スクリュウコンベア5のスクリュウ羽根6bの根元部分すなわち環状空間Cの内周側に貫通孔6cが形成されているので、環状空間C内に送り出されて遠心力によりその内周側に寄ったガスを、スクリュウ羽根6bがなす螺旋に沿って移動させるのではなく、この貫通孔6cを通してショートパスさせて分離液流路8bに導くことができ、従って一層速やかなガスの排出を図ることができる。
【0056】
また、こうして供給路10bが滑らかに形成されることで、下水汚泥を被処理物Pとする場合でもフロックが崩されるのを防ぐことができ、効率的な遠心脱水を促すことが可能となる。さらに、本実施形態では、この供給路10bがスクリュウコンベア5のコンベア本体6におけるスクリュウシャフト6aに取り付けられた供給部材10に形成されており、この供給部材10は鋳鉄等の鋳物製であるため、このような円弧状に曲折する供給路10bも比較的精度よく容易に形成することが可能であり、しかも質量の大きい鋳物製の供給部材10が回転するスクリュウコンベア5の回転中心に位置することとなるので、高い回転バランスを維持することができるという利点も得られる。なお、本実施形態では供給路10bは円弧状とされてその外周側が軸線Oに垂直に延びるようにされているが、滑らかな弧状を描くものであれば円弧以外の曲線状とされていてもよい。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固形分の排出口を開閉する弁体を、例えば回転ボウルの本体一端側に取り付けられる支持部材内に収容したりして、この回転ボウルの内部に設けることにより、上記排出口を該回転ボウルとスクリュウコンベアとの間に形成される環状空間にそのまま連通する環状とすることができ、これにより排出口の開口面積を確保して固形分に詰まりを生じたりすることなく円滑な排出を図ることが可能となる。また、この弁体を開閉駆動する弁機構を周方向に複数設けたり、弁体の内周側に大気圧に開放された空間を形成したりすることにより、この弁機構におけるシール性を確実に確保して、円滑な弁体の開閉を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図2】図1に示す実施形態の一端側部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 回転ボウル
2 ボウル本体
3,4 支持部材
5 スクリュウコンベア
6 コンベア本体
6a スクリュウシャフト
6b スクリュウ羽根
7,8 トラニオン
8b 分離液流路
10 供給部材
10b 供給路
11 インナーコーン
12 アウターコーン
13 排出経路
13c 排出口
14 排出室
15 弁機構
16 弁体
O 回転ボウル1、スクリュウコンベア5の回転軸線
C 環状空間
P 被処理物
S 固形分
L 分離液
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a decanter-type centrifugal dewatering device for dewatering an object to be treated such as sewage sludge.
[0002]
[Prior art]
As such a decanter-type centrifugal dehydrator, the inventors of the present invention disclose, for example, in Patent Document 1, an inner peripheral portion at one end side is formed into a substantially cylindrical shape with a tapered incline and rotated around an axis. A rotating bowl and a screw conveyor coaxially arranged on the inner periphery thereof; and a processing object supplied to an annular space between the screw conveyor and the rotating bowl is subjected to solid-liquid separation. While the separated liquid is discharged from a separated liquid flow path opened to the inner peripheral side of the annular space at the other end, and further, the one end of the screw shaft in the annular space is further discharged. Is formed with a truncated cone-shaped portion whose outer diameter gradually decreases toward the one end.
[0003]
Therefore, according to such a decanter-type centrifugal dehydrator, the cross-sectional area of the annular space is reduced at one end where solids are discharged by forming the cone-shaped portion at one end of the annular space. It is possible to reduce the size, and to surely compress the solid content separated into solid and liquid from the object to be processed, and to achieve efficient dehydration. On the other hand, since the flow path from which the separated liquid is discharged is opened on the inner peripheral side of the annular space, it is possible to prevent the separated liquid from being discharged with large kinetic energy due to centrifugal force. Thus, power consumption for driving the device can be reduced while suppressing energy loss. In the centrifugal dewatering device described in Patent Literature 1, a valve for adjusting the amount of discharged solids is provided at a discharge outlet for solids opened at one end of the annular space.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-336735.
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the device described in Patent Document 1, the valve body is provided outside the rotary bowl, that is, the valve body is provided from the inner peripheral portion of the end wall portion of the rotary bowl in which the discharge port is formed. A substantially cylindrical shaft end centered on the axis is provided so as to extend outward in the axial direction, and the screw shaft of the screw conveyor is relatively rotatably inserted into the inner periphery of the shaft end, A ring-shaped valve body is provided on the outer periphery of the shaft end so as to be able to advance and retreat toward the discharge port by a valve mechanism. Therefore, in such a centrifugal dewatering device described in Patent Document 1, if the discharge port is formed in an annular shape that goes around the axis, the shaft end and the main body of the rotating bowl are separated, and these are rotated integrally. Since the discharge port cannot be formed, the discharge port is formed in the end wall so as to be scattered at intervals in the circumferential direction, and the shaft end and the rotating bowl main body are formed at the portion where the gap is opened. The valve body and the valve mechanism must be integrally rotatable together so as to be connected.
[0006]
However, when the valve body and the valve mechanism are provided outside the rotary bowl, maintenance of the valve body and the valve mechanism becomes easy, but as described above, the solid content outlet is provided at the end wall of the rotary bowl. The part must be formed so as to be spaced apart in the circumferential direction at the portion, and the dotted outlet is connected to the part spaced apart in the circumferential direction, that is, the shaft end and the main body of the rotating bowl. Since the opening area of the discharge port is reduced in the portion, there is a possibility that the solid content may be clogged particularly on the back surface of this portion, and the smooth discharge of the solid content may be hindered. Further, in the centrifugal dewatering apparatus described in Patent Document 1 in which the separated liquid flow path through which the separated liquid is discharged is opened on the inner peripheral side of the annular space, the separated liquid is discharged from the discharge port which is located on the outer peripheral side. A large differential pressure (back pressure) acts on the solid content due to a difference in the radial position between these outlets and the opening of the separated liquid flow path, and the valve body retreats from the outlet. When the discharge port is opened, the differential pressure acts on a portion of the end wall portion where the discharge port is circumferentially spaced, and there is a possibility that this portion may be deformed.
[0007]
The present invention has been made under such a background, and in a decanter-type centrifugal dehydrator for dehydrating an object to be separated into a solid and a separated liquid by solid-liquid separation, a valve for opening and closing a discharge port of the solid. An object of the present invention is to provide a decanter-type centrifugal dehydrator capable of preventing solid clogging at the discharge port and promoting smooth discharge when a body is provided.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the present invention provides a rotating bowl which has a substantially cylindrical outer shape and is rotatably supported around a central axis, and coaxially provided in the rotating bowl. A screw conveyor that is arranged and supported rotatably in the same direction at a different speed from the rotary bowl, and is provided in an annular space between an outer circumference of a screw shaft of the screw conveyor and an inner circumference of the rotary bowl. While the processed material is separated into solid and liquid by the centrifugal force of the rotating bowl, the separated solids are conveyed through the annular space to one end in the axial direction by the screw conveyor, and a discharge port opened at one end of the annular space. And the separated liquid separated from the object to be processed can be discharged from a separated liquid flow path opened at the other end in the axial direction. There are, provided with a valve for opening and closing the discharge port to the discharge port of the solids, the valve body, characterized in that provided inside said rotary bowl.
[0009]
Therefore, in such a decanter-type centrifugal dehydrator, as the valve body is provided inside the rotary bowl, the discharge port of the solid which is opened and closed by the valve body also has one end of the annular space inside the rotary bowl. In other words, the rotating bowl is further extended to one end side in the axial direction than one end of the annular space where the discharge port is provided, and is supported so as to be rotatable around the axis. For this reason, even if the discharge port is formed in an annular shape that circles around the axis, the body of the rotating bowl that forms the annular space is rotated through the part of the rotating bowl that extends to the one end. The bowl can be connected to a portion rotatably supported about an axis and can be integrally rotated, whereby a large opening area of the discharge port can be ensured and solids can be smoothly discharged. In order to dispose the valve body inside the rotary bowl in this manner, for example, the rotary bowl is formed into a substantially cylindrical shape and forms the annular space between the outer periphery of the screw shaft and a bowl main body. A support member attached to the one end side and supported to be rotatable about the axis may be provided, and the valve body may be housed inside the support member.
[0010]
On the other hand, in the centrifugal dehydrator described in Patent Document 1, the valve mechanism for opening and closing the discharge port by moving the ring-shaped valve element provided on the outer periphery of the shaft end as described above is provided. A flange portion is formed on the outer circumference, and the valve body has a U-shape whose cross section opens to the inner circumference side, and can be advanced and retracted through an oil seal on the outer circumference of the shaft end so as to surround the flange portion. It is configured to supply and discharge hydraulic oil to and from a hydraulic chamber formed between the inner periphery of the valve body and the flange to move the valve body forward and backward. The shaft end must be interposed between the shaft end and the valve over the entire circumference of the shaft end, and high mounting accuracy and shaft end are required to ensure sealing performance and to smoothly advance and retreat the valve. Also, there is a problem that the molding accuracy of the valve element is required. Therefore, in order to solve such a problem, it is desirable that the valve element be driven to be opened and closed by a plurality of valve mechanisms arranged at intervals in the circumferential direction around the axis. Even if the mechanism supplies and discharges hydraulic oil to and from the hydraulic chamber to move the valve body forward and backward, the oil seal only needs to have a small diameter, making it possible to easily ensure the sealing performance. .
[0011]
Further, when a ring-shaped valve body is attached to the outer periphery of the shaft end portion in an intimate manner via an oil seal so as to be able to advance and retreat as in the centrifugal dewatering device described in this Patent Document 1, the valve body is used to remove solid matter. If there is a gap between the periphery of the opening on the inner peripheral side of the discharge port and the valve body with the discharge port closed, the oil seal interposed between the valve body and the shaft end from the gap. In this case, there is a problem that the oil seal is required to have higher pressure resistance because the pressure up to the pressure range is equal to the differential pressure acting on the discharged solids. Therefore, in order to solve such a problem, even if the valve body is formed in an annular shape so as to make a circuit around the axis in the same manner as described above, the inner peripheral side of the valve body is provided with a shaft end through a seal or the like. It is desirable that a space opened to the atmospheric pressure be formed without making close contact with the part.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 and 2 show one embodiment of the present invention. In the present embodiment, the rotating bowl 1 has a bowl body 2 having a substantially cylindrical shape around an axis O, and a bottomed cylindrical shape having substantially the same inner diameter as the bowl body 2, and one end of the bowl body 2 in the axis O direction. 1 and 2, a support member 3 coaxially attached to an opening on the other side, and a disk-shaped member having substantially the same outer diameter as the bowl body 2, and the other end side of the bowl body 2 (FIGS. 1 and 2). And a support member 4 attached to the opening (right side in FIG. 3), and has a straight body type having both ends closed by the support members 3 and 4.
[0013]
Of these, at the center of the bottom of the support member 3 and at the center of the support member 4, small-diameter cylindrical support portions 3a and 4a communicating with the inside of the rotary bowl 1 project outward about the axis O, respectively. The rotating bowl 1 is provided with the supporting portions 3a and 4a attached to bearings (not shown), and one of the supporting portions 3a and 4a is connected to a rotary driving device (not shown). It is supported so that it can rotate around. In addition, for example, the support portion 3a of the support member 3 on one end side may be configured to protrude into the bottomed cylinder formed by the support member 3 as shown in FIG.
[0014]
The screw conveyor 5 includes a screw conveyor body 6 having a screw blade 6b provided on the outer periphery of a cylindrical screw shaft 6a, and trunnions 7, 8 coaxially mounted on both ends of the screw shaft 6a. These trunnions 7 and 8 are rotatably and liquid-tightly supported around the axis O via bearings 9 in the support portions 3a and 4a of the support members 3 and 4 of the rotary bowl 1, respectively. One is connected to a rotary driving device (not shown) different from the above-mentioned rotary driving device of the rotary bowl 1, whereby the screw conveyor 5 is coaxially arranged in the rotary bowl 1, and is different from the rotary bowl 1 in speed difference. Can be rotated in the same direction.
[0015]
Thus, in the present embodiment, the screw conveyer 5 is formed between the outer periphery of the screw shaft 6a of the screw conveyer 5 and the inner periphery of the bowl main body 2 of the rotary bowl 1 substantially. By supplying the to-be-processed object P such as sewage sludge to the annular space C, the to-be-processed object P is filled in the annular space C, and solid-liquid separated by the centrifugal force of the rotating bowl 1. The solid S separated and dehydrated from the P is conveyed to the one end of the annular space C in the direction of the axis O by the screw blade 6b of the screw conveyor 5, while the separated liquid L is pushed out to the other end of the axis O in the direction of the axis. Each is discharged.
[0016]
Here, among the trunnions 7 and 8, a supply path 8 a for the workpiece P is formed along the axis O in the trunnion 8 on the other end side, and the screw shaft 6 a of the screw conveyor main body 6 has: A supply member 10 for the workpiece P is provided so as to be located substantially at the center of the rotating bowl 1 in the direction of the axis O, and the supply member 10 is connected to the supply passage 8a and a supply pipe 10a.
[0017]
In the present embodiment, the supply member 10 is formed in a disk shape by a casting such as cast iron and is coaxially attached to the screw shaft 6a. Inside the supply member 10, the supply member 10 opens on the axis O toward the other end. After branching from the connecting portion with the pipe 10a, forming an arc shape smoothly in contact with the axis O, going toward the outer peripheral side toward one end side, and extending in a direction perpendicular to the axis O to open on the outer periphery of the screw shaft 6a. A plurality of (four in this embodiment) supply paths 10b are formed at equal intervals in the circumferential direction. Accordingly, the workpiece P supplied from the supply path 8a of the trunnion 8 is discharged from the supply path 10b of the supply member 10 to the inner periphery of the annular space C at the intermediate portion in the direction of the axis O via the supply pipe 10a. Then, it is supplied into the annular space C.
[0018]
Further, in the trunnion 8 on the other end side, a plurality of separated liquid flow paths 8b for discharging the separated liquid L are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the supply path 8a, and are respectively parallel to the axis O. These separated liquid flow paths 8a are formed on the outer circumference of the end of the trunnion 8 located at the other end in the annular space C, that is, on the inner circumference of the annular space C. It is open. A liquid-side vane 8c is provided at an opening of the separated liquid flow path 8a into the annular space C. The screw blade 6b extends to the end of the trunnion 8 attached to the other end of the screw shaft 6a. Further, the screw blade 6b is attached to the root portion on the inner peripheral side of the screw blade 6b. Are formed at intervals in the circumferential direction and are formed over the entire length of the screw blade 6b in the axis O direction.
[0019]
On the other hand, an inner cone 11 is attached to the outer periphery of one end of the screw shaft 6a so as to protrude into the annular space C. The inner cone 11 is a ring-shaped member centered on an axis O which is externally fitted to the outer periphery of one end of the screw shaft 6a and is detachably fixed, provided that the outer diameter is the outer diameter of the screw blade 6b. Is slightly smaller than the inner diameter of the bowl main body 2 of the rotating bowl 1, but is further reduced by one step from the outer diameter of the screw blade 6b, and as shown in FIG. 11a, a wall surface 11b facing the other end, and a peripheral surface 11c facing the outer peripheral side.
[0020]
Of these wall surfaces 11a and 11b, the wall surface 11a facing the one end side is a conical surface centered on an axis O directed toward the inner peripheral side at a constant inclination angle α toward the one end side. The inner peripheral edge on the side is connected to the outer peripheral surface of the screw shaft 6a. The wall surface 11b facing the other end of the inner cone 11 has an inclination angle β larger than the inclination angle α with respect to the axis O, and the axis line is directed toward the outer periphery toward the one end side opposite to the wall surface 11a. It is a conical surface centered on O, and therefore its length in the direction of the axis O is shorter than the wall surface 11a. Further, the peripheral surface 11c of the inner cone 11 also has a cylindrical surface centered on the axis O whose length in the direction of the axis O is shorter than the wall surface 11a.
[0021]
Further, an outer cone 12 is attached to the inner periphery of the rotating bowl 1 at a position spaced apart from the inner cone 11 on one end side in the axis O direction so as to project into the annular space C. The outer cone 12 faces the inner cone 11 in the direction of the axis O. Here, the outer cone 12 is also a ring-shaped member centered on the axis O, and includes a wall surface 12a facing the other end in the direction of the axis O, a wall surface 12b facing one end, and a peripheral surface 12c facing the inner peripheral side. Have.
[0022]
An annular plate-shaped flange portion 12 d is formed on the outer peripheral portion of the outer cone 12, and the flange portion 12 d is attached to one or a plurality of mounting portions of the rotating bowl 1 between the bowl main body 2 and the support member 3. The outer cone 12 is detachably fixed to the inner periphery of the rotating bowl 1 by being interposed with the spacer 12e. Therefore, the position of the outer cone 12 in the direction of the axis O can be adjusted by exchanging the spacer 12e before and after the flange 12d (one end and the other end in the direction of the axis O).
[0023]
Further, the wall surface 12a of the outer cone 12 facing the other end side is centered on the axis O which is directed toward the inner peripheral side toward the one end side at an inclination angle γ smaller than the inclination angle α of the wall surface 11a of the inner cone 11. It has a conical surface. Therefore, between the wall surfaces 11a and 12a, at one end of the annular space C, the inner circumferential side is closer to the inner circumferential surface of the rotating bowl 1 from the outer peripheral edge of the annular space C toward the one end. And a space is formed along the frusto-conical surface centered on the axis O, which is open at a circumferential portion near the outer circumferential surface of the screw shaft at the one inner circumferential side, that is, at an inner circumferential edge of the annular space C. This space is used as a discharge path 13 for the solid content S separated from the processing object P.
[0024]
Further, since the inclination angle γ of the wall surface 12a forming the discharge path 13 is made smaller than the inclination angle α of the wall surface 11a, the discharge path 13 is formed from the outer peripheral edge to the inner peripheral edge of the annular space C. Is formed so that its radial width with respect to the axis O gradually increases toward the one end.
[0025]
In addition, the inclination angle of the discharge path 13 inclined from the outer peripheral edge to the inner peripheral edge of the annular space C toward the one end side, that is, the conical wall surface 11a as shown in FIG. , 12a, the discharge path inclination angle θ (= (α + γ) / 2) formed by the straight line M connecting the center in the radial direction with respect to the axis O in the cross section along the axis O is equal to the axis O in this embodiment. It is set in the range of 20 to 70 °. Incidentally, in the present embodiment, the inclination angle α of the wall surface 11a is in the range of 20 to 70 °, and the inclination angle γ of the wall surface 12a is in the range of 20 to 60 °. In these ranges, α> γ The inclination angle β (>α> γ) of the wall surface 11b facing the other end of the inner cone 11 is in the range of 60 to 90 °.
[0026]
Further, the wall surface 12a of the outer cone 12 is connected to the inner peripheral surface of the rotary bowl 1 at one end in the direction of the axis O with respect to the peripheral surface 11c of the inner cone 11, so that the other end of the discharge path 13 A short introduction portion 13a extending parallel to the axis O is formed between the peripheral surface 11c and the inner peripheral surface of the rotating bowl 1 (the inner peripheral surface of the bowl main body 2). However, in the illustrated outer cone 12, the wall surface 12 a is formed to be continuous with the inner peripheral surface of the rotating bowl 1 while keeping the conical surface. The cutout may be made by a vertical plane.
[0027]
The peripheral surface 12c of the outer cone 12 has a cylindrical surface centered on the axis O whose length in the direction of the axis O is shorter than the wall surface 12a, similarly to the peripheral surface 11c. However, the inner diameter is made smaller than the outer diameter of the peripheral surface 11c, so that the inner cone 11 and the outer cone 12 have their wall surfaces 11a, 12a overlapped in the radial direction with respect to the axis O. , As described above.
[0028]
Further, the peripheral surface 12c is disposed slightly closer to one end in the direction of the axis O than the portion where the wall surface 11a of the inner cone 11 is continuous with the outer peripheral surface of the screw shaft 6a, so that the peripheral surface 12c and the screw shaft 6a A short discharge portion 13b extending parallel to the axis O at the other end of the discharge path 13 is formed between the discharge portion 13 and the outer peripheral surface of the discharge portion 13b. An annular opening formed between one end edge of the screw shaft 6a and the outer peripheral surface is a discharge port 13c for the solid content S at one end of the annular space C in the present embodiment. The radial width A of the outlet 13c with respect to the axis O is larger than the radial width B of the introduction portion 13a at the other end of the discharge path 13.
[0029]
On the other hand, the inside of the support member 3 on one end side further than the discharge port 13c is provided on the other end side through a plurality of discharge holes 14a formed in the cylindrical wall portion of the support member 3 at intervals in the circumferential direction. It is a discharge chamber 14 for the solid content S that is opened to the atmospheric pressure. The discharge chamber 14 is provided with a valve body 16 that can be advanced and retracted toward the discharge port 13c by a valve mechanism 15 provided on one end side in the support member 3 to open and close the discharge port 13c. Therefore, the valve element 16 and the valve mechanism 15 are disposed in the rotary bowl 1.
[0030]
Here, in the valve mechanism 15, a plurality of hydraulic chambers 15a are formed at one end in the support member 3 constituting the rotary bowl 1 at equal intervals in the circumferential direction. The piston 15b is housed so that the peripheral surface thereof is slidably contacted with the inner wall of the hydraulic chamber 15a in a liquid-tight manner such that the piston 15b can advance and retreat in the direction of the axis O. Hydraulic oil can be supplied / discharged from the supply means via a trunnion 7 and a hydraulic oil supply passage 15c formed in the support member 3. A rod 15d extending from the hydraulic chamber 15a to the other end side in parallel with the axis O and protruding from the discharge chamber 14 is provided on the piston 15b via an oil seal 15e. The valve body 16 is attached to tips of a plurality of rods 15d protruding from the valve body. Accordingly, the plurality of rods 15d are also arranged at intervals in the circumferential direction, and a certain amount of space is provided between the inner peripheral side and the outer peripheral side in the discharge chamber 14 of each rod 15d.
[0031]
Further, the valve element 16 is formed in an annular shape in accordance with the discharge port 13c which is formed in an annular shape as described above, that is, one valve element 16 is supported by the tips of the plurality of rods 15d. When hydraulic oil is supplied from the piston 15b of the hydraulic chamber 15a to the other end side, it can retreat to one end side to open the discharge port 13c as shown in the upper part of FIG. Conversely, when hydraulic oil is supplied from the piston 15b of the hydraulic chamber 15a to one end of the hydraulic chamber 15a, the hydraulic fluid advances to the other end, that is, the discharge port 13c, as shown in the lower part of FIG. By closely contacting the peripheral edge, the outlet 13c can be closed. Therefore, the outer diameter of the valve body 16 is made larger than the outer diameter of the outlet 13c, and the inner diameter is made smaller than the inner diameter of the outlet 13c.
[0032]
The inner diameter of the valve body 16 is adjusted so that an annular space is formed on the inner circumferential side of the valve body 16 so that the outer diameter of the trunnion 7 disposed on the inner circumference of the valve body 16 and the support diameter as shown in FIG. When the support portion 3a of the member 3 protrudes into the bottomed cylindrical portion, the outer diameter thereof is made larger. Therefore, on the inner peripheral side of the valve element 16, an annular space is formed which communicates with the discharge chamber 14 opened to the atmospheric pressure and is also opened to the atmospheric pressure. However, in the drawing, the front end face of the valve body 16 facing the discharge port 13c side and the peripheral edge of the opening of the discharge port 13c to which the front end face adheres are flat surfaces orthogonal to the axis O. The inner and outer peripheries of the periphery of the opening 13c may be cut out in a tapered shape, and the inner and outer peripheries of the distal end of the valve body 16 may be shaped so as to close the outlet 13c.
[0033]
In the decanter-type centrifugal dehydrator configured as described above, the outlet 13 c is closed by the valve body 16, so that the annular space C of the rotating bowl 1 is conveyed to one end side and pushed into the discharge path 13. A constant back pressure due to the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic chamber 15a acts on the solids S thus obtained, whereby the solids S can be compressed and high dehydration efficiency can be obtained. Then, when the discharge pressure of the solid S exceeds the back pressure, the valve body 16 retreats against the pressure of the hydraulic oil to open the discharge port 13c, and the solid S is discharged from the discharge port 13c. It is discharged into the chamber 14 and further discharged to the outer periphery of the rotary bowl 1 through the discharge hole 14a. A cover (not shown) is provided on the outer periphery of the rotary bowl 1 so as to cover at least the straight body portion (between the support portions 3a and 4a of the support members 3 and 4) in the direction of the axis O.
[0034]
Moreover, in the present embodiment, the separation liquid flow path 8a is formed so as to open to the inner peripheral side of the annular space C and extend further into the trunnion 8 on the other end side on the inner peripheral side. A large differential pressure is generated between the discharge port (not shown) of the separated liquid flow path 8a and the discharge port 13c of the solid component S which opens toward the inner peripheral edge of the annular space C depending on its radial position. As a result, the constant pressure given to the solid content S by closing the discharge port 13c by the valve body 16 is a pressure corresponding to this differential pressure, so that the solid content S is more reliably compressed. Thus, higher dehydration efficiency can be obtained.
[0035]
In the decanter-type centrifugal dehydrator having the above configuration, the valve body 16 is disposed inside the rotary bowl 1, and in this embodiment, in particular, is directly attached to one end of the cylindrical bowl body 2 in this embodiment. Since the valve element 16 is accommodated in the bottomed cylindrical support member 3 constituting the body-shaped rotary bowl 1, the discharge port 13 c is spaced circumferentially as in the centrifugal dehydrator described in Patent Document 1. Can be formed in an annular shape so as to directly communicate with the annular space C without being formed so as to be scattered, thereby securing a large opening area of the discharge port 13c and reducing the solid content S. It is also possible to prevent clogging at the time of discharging.
[0036]
That is, in the present embodiment, the valve element 16 is disposed inside the rotary bowl 1, and the cylindrical portion of the support member 3 surrounding the outer periphery thereof is attached to one end of the cylindrical bowl body 2, and the support portion 3 a The support portion 3a can be integrally rotated with the bowl main body 2 of the rotating bowl 1 even if the discharge port 13c is formed in an annular shape, thereby preventing clogging of the solid content S at the discharge port 13c. You can do it. In addition, since the large differential pressure acts on the solids to be discharged from the discharge port as described above, the shaft end and the rotating bowl main body are formed at the portions where the discharge ports are spaced as described above. Is connected, when the outlet is opened, a differential pressure applied to this portion may act to cause deformation, but the present embodiment allows the outlet 13c to be formed in an annular shape. In this case, no damage is caused by such deformation, and therefore, the life of the device can be extended.
[0037]
On the other hand, by disposing the valve element 16 in the rotary bowl 1 in this manner, according to the present embodiment, for example, as compared with the case where the valve element 16 is provided on the screw conveyor 5 side, It is possible to prevent the valve body 16 and the rotary bowl 1 from being damaged, thereby extending the life of the apparatus. That is, even when the valve element 16 is provided on the screw conveyor 5 side, the discharge port 13c can be formed in an annular shape if it is disposed in the rotary bowl 1, but the screw conveyor 5 Rotates at a speed different from that of the rotary bowl 1, so that when the valve 16 is in close contact with the periphery of the opening of the outlet 13 c and the outlet 13 c is closed, the valve 16 is rotated by the rotary bowl 1 at the outlet 13 c. Is rotated relative to the rotary bowl 1 around the axis O at the rotation speed corresponding to the above-mentioned differential speed while slidingly contacting the periphery of the opening on the side, that is, the periphery of the opening on the outer peripheral side of the discharge port 13c. Along with the fact that the particles of the portion S are caught, there is a possibility that abrasion may occur on the outer peripheral edge of the valve body 16 and the peripheral edge of the opening of the discharge port 13c on the rotating bowl 1 side.
[0038]
However, even in the present embodiment in which the valve body 16 is provided on the rotary bowl 1 side, the sliding contact by such relative rotation is performed in the opening edge of the valve body 16 and the discharge port 13c on the screw conveyor 5 side, that is, in the discharge port 13c. This will occur between the peripheral edge of the opening and the peripheral edge. However, when the valve body 16 is in sliding contact with the peripheral edge of the opening on the inner peripheral side of the discharge port 13c, the diameter from the axis O is smaller than that in the case of sliding on the outer peripheral side. Even so, the peripheral speed is low, and the peripheral length is short, so that the amount of solids S particles caught is also small. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress wear of the valve body 16 and the peripheral edge of the opening. High adhesion can be obtained over a long period of time.
[0039]
Further, in the present embodiment, the valve element 16 can be driven to be opened and closed by a plurality of valve mechanisms 15 also provided in the rotating bowl 1, that is, the support member 3 of the rotating bowl 3 is rotated around the axis O. The valve element 16 is attached to the tip of a rod 15d protruding from a piston 15b housed in a plurality of hydraulic chambers 15a provided in the circumferential direction of the hydraulic cylinder 15a, and supplying and discharging hydraulic oil to these hydraulic chambers 15a. As a result, the piston 15b advances and retreats together with the rod 15d, and the discharge port 13c can be opened and closed by the valve body 16. Therefore, it is easy to secure the sealing property of the oil seal 15e of the rod 15d, and the opening and closing of the valve body 16 is ensured. Can be achieved.
[0040]
In this regard, even if the valve element is moved forward and backward by the same hydraulic drive, for example, in the centrifugal dewatering device described in Patent Document 1, as described above, the valve element is a ring-shaped one provided on the outer periphery of the shaft end. That is, a flange portion is formed on the outer periphery of the shaft end, and the valve body has a U-shape in cross section opening to the inner peripheral side, and an oil seal is formed on the outer periphery of the shaft end so as to surround the flange portion. The valve body is attached and movably attached to the valve body so as to advance and retreat, and supplies and discharges hydraulic oil to and from a hydraulic chamber formed between the inner periphery of the valve body and the flange portion to advance and retract the valve body. The oil seal must be interposed between the shaft end and the valve body over the entire circumference of the large-diameter shaft end, and in order to ensure the sealing performance and to smoothly advance and retreat the valve body. High mounting accuracy and molding accuracy of the shaft end and the valve body are required. However, in the present embodiment, the oil seals 15e of the individual valve mechanisms 15 need only be small in diameter, so that the sealing performance is easily ensured. Even if the piston 15b or the rod 15d becomes unstable due to an error, the valve element 16 can be reliably opened and closed by the remaining valve mechanism 15.
[0041]
Further, as in the centrifugal dewatering device described in Patent Document 1, when a ring-shaped valve body is mounted so as to advance and retreat so as to surround an outer periphery of a shaft end, a discharge port for solid content is provided by the valve body. If there is a gap between the periphery of the opening on the inner peripheral side of the discharge port and the valve body in the closed state, the range from this gap to the oil seal interposed between the valve body and the shaft end portion However, since the pressure is equal to the back pressure acting on the discharged solid, the oil seal is required to have higher pressure resistance. On the other hand, in the present embodiment, the valve body 16 is annular, but its inner diameter is made larger than the outer diameter of the trunnion 7 and the support portion 3a of the support member 3, so that the inner peripheral side of the valve body 16 is at atmospheric pressure. The rod 15d of the valve mechanism 15 for moving the valve body 16 forward and backward is also spaced apart in the circumferential direction, and a space is also formed in the inner and outer periphery of the discharge chamber 14. And the valve body 16 is supported at its tip so that even if a gap is formed between the periphery of the opening of the discharge port 13c and the valve body 16, this gap is kept at atmospheric pressure. By communicating with the opened discharge chamber 14, a large pressure does not act on the oil seal 15 e of the rod 15 d in the valve mechanism 15, and it is possible to secure a higher sealing property.
[0042]
Further, in the decanter-type centrifugal dehydrator of the present embodiment, at the one end side of the annular space C, the inner cone 11 and the outer cone 12 form a discharge path 13 for the solid S having a smaller sectional area than the annular space C. Since it is formed, the solids S conveyed to the one end side by the screw conveyor 5 are compressed in the discharge path 13 so that more efficient dewatering can be achieved. On the other hand, in the decanter-type centrifugal dewatering device described in Patent Document 1, the inner peripheral portion on one end side of the rotating bowl and the outer peripheral portion of the cone-shaped portion are configured to face radially with respect to the axis, In the present embodiment, since the inner cone 11 and the outer cone 12 are provided so as to protrude on the inner peripheral side and the outer peripheral side in the annular space C so as to oppose each other in the direction of the axis O of the rotating bowl 1, the discharge path is inclined. The angle θ can be increased, and therefore, even if the length of the discharge path 13 in the radial direction is the same, the length in the axis O direction can be shortened, that is, the discharge path 13 itself can be shortened. Therefore, even if the material to be treated P is sewage sludge or the like, the solid content S of the material to be clogged or slipped in the discharge path 13 hampering smooth discharge, and the centrifugal separation of the material to be treated P itself becomes impossible. It is possible to prevent such a situation as being possible.
[0043]
Furthermore, according to the decanter-type centrifugal dewatering device of the present embodiment, the outer peripheral surface 12c of the inner periphery of the outer cone 12 is located at one end side of the wall surface 12a of the inner cone 11, and the outer peripheral surface of the screw shaft 6a of the screw conveyor 5 is in contact with the outer peripheral surface. The discharge port 13c of the solid content S is formed by being opposed, that is, the discharge path 13 is formed on the inner peripheral edge of the annular space C toward the inner peripheral side from the outer peripheral side of the annular space C toward the one end side. Since it is opened so as to face, large kinetic energy due to centrifugal force given by rotating with the rotating bowl 1 at the time of centrifugal separation is discharged from the discharge port 13c with the solid content S accompanying. Can be prevented. Therefore, this makes it possible to reduce the rotational driving force of the rotary bowl 1 and the screw conveyor 5 while suppressing energy loss, and to promote energy saving in centrifugal dehydration of the processing object P.
[0044]
In addition, in the centrifugal dehydrator of the present embodiment, the introduction portion that introduces the solids S of the workpiece P conveyed to one end of the annular space C into the discharge path 13 at both ends of the discharge path 13 in the direction of the axis O. 13a and a discharge portion 13b for guiding the solids S passing through the discharge path 13 to the discharge port 13c are formed so as to extend in parallel with the axis O although shorter than the inclined discharge path 13, thereby forming a solid. The minute S can be smoothly introduced into the discharge path 13 and discharged. The width of the discharge path 13 at both ends in the radial direction with respect to the axis O of the discharge path 13 is such that the width A at the discharge port 13c of the discharge portion 13b at one end where the solids S are discharged is equal to the width of the solids S. Since the width B is larger than the width B of the introduction section 13a on the other end side, the solid content S introduced into the discharge path 13 is alleviated from being excessively compressed by the inclination (diameter reduction) of the discharge path 13. In addition to the fact that the length of the discharge path 13 itself is shortened as described above, the clogging and the like can be more reliably prevented.
[0045]
Further, in the present embodiment, the width of the discharge path 13 in the radial direction is a portion inclined toward the inner peripheral side toward one end side between the introduction section 13a and the discharge section 3b at both ends thereof. The width is gradually increased from the width B to the width A toward one end. That is, since the width of the discharge path 13 does not become discontinuous in this portion, the solid content S does not stay in such a discontinuous portion, so that clogging does not occur. The solid content S can be discharged.
[0046]
In addition, the opposing wall surfaces 11a and 11b of the inner cone 11 and the outer cone 12 which form a portion inclined on the inner peripheral side of the discharge path 13 are both formed into conical surfaces with the axis O as a center. As a result, the portion of the discharge path 13 is also formed as a space along the truncated conical surface centered on the axis O as described above (however, the width in the radial direction gradually increases toward one end). Become. That is, in the present embodiment, since the discontinuous portion is not formed in the discharge path 13 in the circumferential direction, the smooth discharge of the solid content S can be promoted also by this.
[0047]
By the way, in the present embodiment, after the wall surfaces 11a and 12a of the inner cone 11 and the outer cone 12 are formed as conical surfaces, the inclination angle of the generating line of the truncated conical surface along which the space forming the discharge path 13 extends. That is, in the cross section along the axis O, the discharge path inclination angle θ formed by the straight line M connecting the radial centers of the wall surfaces 11a and 12a with the axis O is set in the range of 20 to 70 °. However, when the inclination angle θ of the discharge path is larger than this, the solid S is passed through the discharge path 13 having such a steep inclination toward the inner peripheral side against the centrifugal force caused by the rotation of the rotary bowl 1. In order to discharge the solids S, the solids S must be pushed into the discharge path 13 by the screw conveyor 5 with a large pressing force, and the solids S are strongly compressed by such a large pressing force. There is a possibility of causing clogging in the discharge path 13 Te.
[0048]
On the other hand, if the inclination angle θ of the discharge path is smaller than the above range and the inclination is gentle, the wall surfaces 11a and 12a may be opposed to each other in the radial direction, and the above-described effect may not be obtained. Therefore, it is desirable that the discharge path inclination angle θ be set in the above range. For the same reason, the inclination angles α and γ formed by the wall surfaces 11a and 12a with respect to the axis O are also in the range of 20 to 70 ° and the inclination angle γ is 20 as in the present embodiment. It is desirably in the range of 60 °.
[0049]
In this embodiment, the inner cone 11 and the outer cone 12 are detachable, and the position of the outer cone 12 in the direction of the axis O can be changed by the spacer 12e. The inner cone 11 and the outer cone 12 may be replaced with those having different inclination angles α, β, and γ, or the interval of the discharge path 13 in the direction of the axis O and the width in the radial direction may be adjusted according to the above. it can. Furthermore, if the spacer 12e is formed into a half-split shape which can be divided in the circumferential direction and is replaceable from the outer peripheral side, the bowl body 2 and the support member 3 of the rotating bowl 1 are completely removed. Without this, the position of the outer cone 12 can be changed, and the work becomes easy.
[0050]
Furthermore, in the present embodiment, the wall surface 11b facing the other end of the inner cone 11 opposite to the wall surface 11a has a conical shape centered on the axis O that goes to the outer peripheral side as it goes to the one end side opposite to the wall surface 11a. Therefore, the solids S conveyed to the one end side of the annular space C are smoothly introduced into the introduction portion 13a of the discharge path 13 which is opened at the outer peripheral edge of the annular space C. Thus, efficient dehydration can be promoted by reliably compressing. If the inclination angle β of the wall surface 11b with respect to the axis O is too large, the solid content S cannot be smoothly guided to the introduction portion 13a, while if too small, the inner cone 11 moves in the direction of the axis O. Since the space becomes longer and the space of the annular space C for solid-liquid separation of the object to be processed P into the solid content S and the separation liquid L becomes smaller, the inclination angle α of the wall surface 11a should be larger than in the present embodiment. Desirably, or in the range of 60 to 90 °.
[0051]
Furthermore, in the present embodiment, the supply member 10 that supplies the workpiece P to the annular space C communicates with a supply pipe 10a that extends along the axis O, and forms an arc shape that smoothly contacts the axis O. A supply passage 10b extending to the outer peripheral side is formed, and even if a gas such as air is mixed into the processing object P, the supply passage 10b discharges the gas reliably and promptly without keeping the gas in the supply passage 10b. It is possible to prevent pressure fluctuations from occurring in the object to be processed P filled therein, and to achieve stable centrifugal dehydration.
[0052]
In this regard, for example, in this type of centrifugal dewatering apparatus, various types of so-called weir discharge types in which a discharge port of a separated liquid is opened at an end face of a rotating bowl have been proposed. In the apparatus, the separated liquid separated from the object to be treated is held on the inner peripheral surface side of the rotating bowl by centrifugal force and is blocked at the outer peripheral edge of the discharge port, and the excess liquid is discharged. Therefore, the liquid level is maintained at the outer peripheral edge of the discharge port, and the inside of the rotating bowl on the inner peripheral side is in a hollow state opened to the atmospheric pressure, so that the liquid is supplied to the annular space. Even if gas is mixed in the processed object, the gas is discharged to this hollow portion, so that there is no influence on centrifugal dehydration.
[0053]
However, as in the present embodiment, the separation liquid flow path 8b for discharging the separation liquid L is opened on the inner peripheral side of the annular space C, and the separation liquid L and the solid content S separated from the processing object P by solid-liquid separation. In the so-called submerged centrifugal dehydrator in which the inside of the annular space C is filled with the gas, the gas is mixed into the object to be processed P, and if the gas is not quickly discharged, the accumulated gas may be removed from the object to be processed or the separated liquid L. Also, when the pressure is increased by the pressure of the solid content S and exceeds a certain pressure, the separated liquid flow path 8b and the discharge port 13c of the solid content S are released at a stretch, thereby hindering a stable centrifugal dehydration operation. Results. The object P with a large specific gravity supplied to the supply path 10b is quickly sent out and separated into the annular space C on the outer peripheral side by centrifugal force, whereas the gas with a small specific gravity is converse to this. When the supply passage 8b is bent at an angle, the gas is more difficult to escape and accumulates, so that the gas is more likely to accumulate in the inner peripheral side supply passage 8b. It becomes a big instability factor.
[0054]
Further, in such a submerged centrifugal dewatering apparatus, when dewatering sewage sludge as an object to be treated P as described above, a polymer flocculant is added to the sewage sludge supplied to the apparatus, followed by stirring. The solids S are formed as flocs in advance to facilitate solid-liquid separation. However, if the supply path 8b is bent at such an angle, the bent flocks are broken and the efficiency is reduced. There is also a problem that effective solid-liquid separation is hindered.
[0055]
Therefore, in the present embodiment, by forming the supply path 10b into a smooth arc shape as described above, the supply path 10b smoothly enters the annular space C together with the processing object P without retaining the gas in the supply path 10b. By sending it out and quickly discharging it from the separated liquid flow path 8b before being accumulated in the supply path 10b or the annular space C, a smooth centrifugal dewatering operation is maintained. Moreover, in the present embodiment, since the through-hole 6c is formed at the root of the screw blade 6b of the screw conveyor 5, that is, at the inner peripheral side of the annular space C, it is sent out into the annular space C and the inner peripheral portion thereof is centrifugally moved by centrifugal force. Rather than moving along the spiral formed by the screw blades 6b, the gas approaching to the side can be short-passed through the through-hole 6c and guided to the separated liquid flow path 8b, so that the gas can be discharged more quickly. Can be planned.
[0056]
In addition, since the supply passage 10b is formed smoothly in this way, even when the sewage sludge is used as the treatment object P, the flocs can be prevented from being broken, and efficient centrifugal dewatering can be promoted. Further, in the present embodiment, the supply path 10b is formed in the supply member 10 attached to the screw shaft 6a in the conveyor body 6 of the screw conveyor 5, and the supply member 10 is made of a casting such as cast iron. Such an arc-shaped bent supply path 10b can also be easily formed with relatively high accuracy, and the supply member 10 made of a large casting is located at the rotation center of the screw conveyor 5 which rotates. Therefore, an advantage that a high rotational balance can be maintained can also be obtained. In the present embodiment, the supply path 10b is formed in an arc shape and its outer peripheral side extends perpendicular to the axis O. However, as long as it draws a smooth arc, it may be formed in a curved shape other than an arc. Good.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the valve element for opening and closing the solid content outlet is housed in a support member attached to, for example, one end side of the main body of the rotating bowl, and the inside of the rotating bowl is By providing the discharge port, the discharge port can be formed into an annular shape that directly communicates with the annular space formed between the rotary bowl and the screw conveyor, thereby securing the opening area of the discharge port and preventing solids from being clogged. It is possible to achieve smooth discharge without any occurrence. In addition, by providing a plurality of valve mechanisms for opening and closing the valve body in the circumferential direction, or by forming a space open to the atmospheric pressure on the inner peripheral side of the valve body, the sealing performance of the valve mechanism is reliably ensured. As a result, the valve can be smoothly opened and closed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of one end portion of the embodiment shown in FIG.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 rotating bowl 2 bowl bodies 3, 4 support member 5 screw conveyor 6 conveyor body 6 a screw shaft 6 b screw blade 7, 8 trunnion 8 b separated liquid flow path 10 supply member 10 b supply path 11 inner cone 12 outer cone 13 discharge path 13 c discharge port 14 Discharge chamber 15 Valve mechanism 16 Valve body O Rotating bowl 1, rotating axis C of screw conveyor 5 Annular space P Workpiece S Solid content L Separated liquid

Claims (4)

外形略円筒状をなして中心軸線回りに回転可能に支持される回転ボウルと、この回転ボウル内に同軸的に配置されて該回転ボウルと差速をもって同方向に回転可能に支持されるスクリュウコンベアとを備え、このスクリュウコンベアのスクリュウシャフト外周と上記回転ボウルの内周との間の環状空間に供給された被処理物を上記回転ボウルの遠心力によって固液分離しつつ、分離された固形分は上記スクリュウコンベアによってこの環状空間を上記軸線方向一端側に搬送されて、この環状空間の一端に開口した排出口から排出可能とされるとともに、上記被処理物から分離された分離液は上記軸線方向他端側に開口した分離液流路から排出可能とされており、上記環状空間の一端側において、上記固形分の排出口には該排出口を開閉する弁体が備えられていて、この弁体は上記回転ボウルの内部に設けられていることを特徴とするデカンタ型遠心脱水装置。A rotary bowl having a substantially cylindrical shape and rotatably supported around a central axis, and a screw conveyor disposed coaxially within the rotary bowl and rotatably supported in the same direction at a different speed from the rotary bowl. The object to be processed supplied to the annular space between the outer periphery of the screw shaft of the screw conveyor and the inner periphery of the rotary bowl is separated into solid and liquid by the centrifugal force of the rotary bowl. The annular space is conveyed to one end in the axial direction by the screw conveyor, can be discharged from a discharge port opened at one end of the annular space, and the separated liquid separated from the object to be processed is separated from the axial line. A valve for opening and closing the solid content discharge port at one end of the annular space, the discharge port being capable of being discharged from a separated liquid flow path opened at the other end side in the direction. Is not provided, the valve body decanter centrifugal dehydrator, characterized in that provided inside of the rotary bowl. 上記回転ボウルは、概略円筒状をなして上記スクリュウシャフト外周との間に上記環状空間を形成するボウル本体と、このボウル本体の上記一端側に取り付けられて上記軸線回りに回転可能に支持される支持部材とを備え、上記弁体はこの支持部材の内部に収容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脱水装置。The rotating bowl has a substantially cylindrical shape and forms the annular space between the screw shaft and the outer periphery of the screw shaft. The rotating bowl is attached to the one end of the bowl body and is supported so as to be rotatable around the axis. The decanter-type centrifugal dehydrator according to claim 1, further comprising a support member, wherein the valve body is housed inside the support member. 上記弁体は、上記軸線の周りに周方向に間隔を開けて配設された複数の弁機構によって開閉駆動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脱水装置。The decanter-type centrifugal dewatering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the valve body is driven to be opened and closed by a plurality of valve mechanisms disposed at intervals in the circumferential direction around the axis. . 上記弁体は、上記軸線回りに一周する環状に形成されるとともに、この弁体の内周側には大気圧に開放された空間が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のデカンタ型遠心脱水装置。3. The valve body according to claim 1, wherein the valve body is formed in an annular shape so as to make a circuit around the axis, and a space open to atmospheric pressure is formed on an inner peripheral side of the valve body. 3. The decanter-type centrifugal dehydrator according to any one of 3.
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