JPH06206005A - デカンター型遠心分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 遠心分離装置は、回転バウルと、このバウル
に対し差動速度で回転する、同軸に取り付けられたコン
ベヤとを具備している。このコンベヤには、該コンベヤ
の軸方向長さの少なくとも一部に対し延びている中央ハ
ブがある。径方向に延びている一連のリブは、開放送り
域を横切っている。軸方向リブも、ハブ部に取り付けら
れている。前記の縦方向リブと横方向リブは、リボンコ
ンベヤ羽根を支える。 【効果】 開放送り域はバウルへの供給物送入中、乱流
を減少させる役割を果たす。送り域の外側および遠心分
離装置バウルの残りの部分において径方向に延びている
リブは、バウル内の乱流を減少させ、分離中に供給物質
の加速を制御する役割を果たす。遠心分離装置の構造は
全体として、流出の可能性を減らし、回転運動学的に堅
牢で、その結果、振動がより少なく、軽量で、製造費を
削減でき、さらに安定した運転を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠心分離装置、特にデ
カンター型遠心分離装置に関するものである。このデカ
ンター型遠心分離装置には、送り域を囲んでいる幾つか
の構造機素を備えているコンベヤと、液体放出部に向か
う清澄化域と、固形物放出部に向かう放出域とがあっ
て、全運転期間中、特に高効率濃縮中における安定性を
高めている。

【０００２】

【従来の技術】デカンター型遠心分離装置には一般的
に、孔線のないバウルがその中央軸線を中１に回転する
ように取り付けられている。このバウルには通常、一方
の端に円筒形状部と円錐台形状部がある。またこのバウ
ル内には、スクリュコンベヤが同軸になるよう取り付け
られており、バウルに対し差動速度で回転するようにな
っている。スクリュコンベヤには一般的に中央ハブがあ
って、このハブには、該ハブから径方向に向かって延び
ている一連のコンベヤ羽根が取り付けられており、ハブ
の長手方向に沿って螺旋をなしている。

【０００３】デカンター型遠心分離装置のバウルの回転
により遠心力が生じ、この力によって液状投入混合物ま
たはスラリーはその各成分に分離される。バウル内の投
入混合物は円筒状の滞留池を形成し、バウルの内壁に隣
接して環状または層状の重い成分の物質が、またこの重
い物質層の径方向の内側には軽い成分の物質が溜まる。

【０００４】『重い相』と『軽い相』という用語は、遠
心分離装置内の遠心力によって投入混合物から分離され
得る物質を示すためにしばしば用いられる。コンベヤを
有する遠心分離装置においては通常、軽い相の物質は液
体で、重い相の物質は幾つかの固形物の混合物で、いく
らか液体も含まれている。バウルに送り込まれる液状投
入混合物またはスラリー中には、一定の濃度を有する懸
濁固形物または他の不溶性物質が含まれている。これら
の固形物は遠心力により濃縮されて、バウル内におい
て、粗粒固形物、細粒固形物および液体を含む重い相の
混合物を形成する。バウル内の供給物に作用する遠心力
の影響も様々であるし、さらに固形物の濃度も様々であ
るため、分離された重い相の濃度（固形物の百分率とし
て表される）は、その相の遠心分離装置バウル内におけ
る様々な位置によって変化する。沈澱しないか、または
軽い相の物質から分離されない重い物質の濃度（mg／l
として表される）もまた、変化する。『界面』という用
語はしばしば、バウル内に形成される重い相と軽い相と
の分割線を示すために用いられる。バウル内の界面の位
置決めは、遠心分離装置の運転パラメータ、バウル内の
軸位置および投入混合物の性質によって、様々に変化す
る。遠心分離装置の運転状況を示すために、界面はしば
しば、明確な分割線として表示される。しかし、上述か
ら判断できるようにデカンター型遠心分離装置の典型的
な液体／固体タイプの分離方式における界面は、不定の
幅の濃度傾斜域または遷移域という形になる。

【０００５】デカンター型遠心分離装置のバウルからの
重い相の物質の放出は、バウルに対するコンベヤの差動
回転の作用として、なされる。差動速度によって、コン
ベヤ羽根はバウル内壁に沿って重い相の物質を移動させ
ることができ、このようにして、重い相の物質はバウル
のテーパ端に向かう。バウルの制限域端には放出路があ
って、コンベヤ羽根は堰面を越えて重い相を移送する。
清澄化された軽い相の材料は、普通、重い方の材料と反
対方向に流れる。軽い相の放出路は、バウルの円筒形状
端にあって、この場合も液体は堰面を越えて送られる。
デカンター型遠心分離装置の目的は、投入混合物の重い
相と軽い相の各成分を連続的に分離して放出することに
ある。

【０００６】デカンター型遠心分離装置の一つの実装形
態は、ブラウティガム米国特許３，７６４，０６２号に
示されている。この遠心分離装置のコンベヤの円筒形ハ
ブには、中央空洞部分があって、さらにこのハブの周縁
の様々な位置に一連の穴がある。送り管を通って供給物
はハブに移送される。投入混合物は孔を通って直接バウ
ルに送られる。このブラウティガム特許はここでは参考
に組み入れられているものである。

【０００７】ラバンシー米国特許４，２４５，７７７号
は、ブラウティガム特許のデカンター型遠心分離装置の
一変形を示している。ラバンシーの遠心分離装置には、
バウル内に送りコーンがあって、コンベヤハブの周縁か
ら突き出している。この送りコーンは、供給物質をコン
ベヤハブの穴からバウルに送る。上記送りコーンの円錐
面には、一連の加速管があって、投入液体をこの送り部
の面の下に送る。このラバンシー特許も、参考のために
ここに組み入れられている。

【０００８】リー米国特許３，７９５，３６１号はその
中の一つの実施例において、バウル内に円錐形送りコー
ンを有するデカンター型遠心分離装置を示している。リ
ーの送りコーンは、バウル内において半径方向外側に向
かって突き出しており、界面を通って重い相／固形物層
に延びている。またリー特許における別種の実施例の構
造では、環状ディスクの形状をしているバッフルが備え
られている。リー特許の送りコーンとディスクタイプの
バッフルは、重い層のバウルからの放出を助けるよう、
バウル内の遠心圧力ヘッドの一部を形成する。この遠心
圧力ヘッドにはまた、軽い相放出路の堰面を重い相堰面
の位置（『溢出』位置として知られている）より形方向
内側に位置決めする手段も含まれている。このリー特許
も参考に組み入れられている。

【０００９】リータイプのデカンター型遠心分離装置内
の環状コーンまたは径方向ディスクの突出部は、バウル
の液体放出端とバッフル間において投入混合物分離域を
形成する。バッフルの反対側には、重い相の放出域があ
る。重い相の層によってシールが形成されているため、
バッフルの径方向周囲面の下を通るのは、重い相のみで
ある。このようにバッフルの径方向周囲面にシールが形
成されるので、バウルの分離域内に圧力の不均衡が生
じ、その結果、制限域の流路（バッフルとバウル内壁に
よって形成されている）に遠心力が働き、バウルの円錐
部から重い相の放出路を通って、重い相の放出がなされ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】リータイプのデカンタ
ー型遠心分離装置においては、バッフルと重い相の層と
の間でシール損失があり、『流失』と呼ばれる状態が生
じる。流出とは、制限域流路を通り、放出域に流れ込む
重い相と軽い相双方の底流があるため、固形物が遠心分
離装置から放出されて、急激な固形物濃度の低下が生じ
ることをいう。この流出は一般的に、分離域における界
面がバッフルの径方向周囲に接近するか、または上記の
周囲を越えることによって、示されるが、その結果、遠
心圧力ヘッドによって供給物質は重い相放出域端に送ら
れ、重い相放出路を通してバウルから外に放出される。

【００１１】リータイプデカンター型遠心分離装置の典
型的な作業目標は、濃縮作業である。濃縮とは一般的
に、固形物１０％以下の重い相ケーキを放出することし
て定義される。通常、濃縮された重い相の外観は、粘性
のある泥土状のものである。ある種の濃縮作業への応用
では、移送しにくい物質は、リータイプの構造によりデ
カンター型遠心分離装置から放出する以外の方法はな
い。脱水タイプの作業では一般的に、濃縮工程とは異な
り、濃度が１０％以上の放出される重い相にはある程度
の乾燥工程が含まれる。通常の脱水された重い相の粘性
は一般的に、濃縮タイプの工程における粘性よりはるか
に高い。従って、ある種の脱水作業への応用では、リー
タイプの構造を必要としない。

【００１２】一般的に、リータイプの遠心分離装置を含
むデカンター型遠心分離装置の性能は、分離域の長さを
大きくすること、および／またはバウルの回転速度を増
すことによって改善することができる。最新の材料と装
置を用いれば、回転速度を上げることができ、従ってバ
ウル内の投入混合物を分離する作用のある加速度『Ｇ』
を上げることもできる。しかしながら、一般的にバウル
の長さは、軸受に配置されるコンベヤの固有振動数によ
って限定される。固有振動数は、破壊振動を避けるため
に最高運転速度より高くなければならない。こうした物
理的関係のため、デカンター型遠心分離装置においては
一般的に、必要な横方向の捩じり剛性を与えるために、
コンベヤハブの直径が大きくなる。

【００１３】バウルの分離域の長さを増す方法の一つ
は、バウルの円錐台部の角度を大きくすること、すなわ
ち回転軸とビーチ間の角度を大きくすることである。ま
た滞留池は深いことが望ましく、そうすれば、供給物の
滞留時間が長くなり、従って性能も高まる。滞留池の半
径を小さくすることによって可能になる深い滞留池は、
遠心分離装置の電力需要を低減させる効果がある。この
ように低減された電力需要は、清澄化液体と固形物の放
出部半径の２乗に比例する。例えば、滞留池半径が２０
％減少すれば、遠心分離装置の電力需要は４４％減少す
る。こうした修正はまた、分離域の放出部における乱流
を減少させる。

【００１４】遠心分離装置への送り率も、分離作業全体
の成果を決定する因子である。定められた送り率は、混
合物が遠心分離装置で処理される時間に影響を与えるば
かりでなく、乱流を引き起こすこともあり、そのため、
既に分離された重い相／固形物をまた混ぜ合わせてしま
う恐れもある。例えば、（上述の）ブラウティガム特許
においてコンベヤハブの穴に高率で送れば、噴流を生じ
させ、分離域の送り部に乱流を起こさせる。この種の送
り構造が、リータイプのバッフルに隣接していれば、二
次流動が生じることもあり、そのために界面で比較的に
高い流速が生まれる。界面の近辺における乱流と二次流
動は、安定性を保つことを困難にし、流出の可能性を高
める。流速が増すに従って重い相の粘性が低くなり、シ
ール損失の可能性が高まる場合、特に上述の指摘が当て
はまる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、遠心分離装置
に関し、特に投入混合物の軽い相と重い相の成分を分離
して放出するためのデカンター型遠心分離装置に関する
ものと考えられる。本発明は遠心分離装置のコンベヤ部
分に関する。本発明のコンベヤにおいては、（上述の）
リー特許に定義されている遠心圧力ヘッドと共に作動す
る、径方向に延びているバッフルが備えられていること
が望ましい。

【００１６】本発明のコンベヤには、遠心分離装置のバ
ウルの軸方向の長さの一部に延びている中央ハブがあ
る。本発明の具体例の一つでは、この中央ハブは遠心分
離装置の分離域の一部と、バウルの円錐台部の一部に延
びている。このハブは、バウル内の溢出位置（重い相の
堰面によって画定される）から形方向内側の位置に設置
されることが望ましい。コンベヤにはまた、上記中央ハ
ブに取り付けられていて、軸方向に延びている一連のリ
ブが備えられていて、ハブから径方向に突き出ている。
バウルの分離域でも、放出域でも、コンベヤ羽根はリブ
の外縁に取り付けられている。

【００１７】本発明のコンベヤのもう一つ特徴は、ハウ
ジングがない送り域を有することである。この送り域
は、コンベヤハブ部の円筒部とコンベヤハブ部の円錐台
部との間にあって軸方向に延びている。送り域の径方向
に向かって外側の境界には、一連のリブがあり、『溢出
下』位置から径方向に延びていて（すなわち、リブの内
径は固形物放出部の内径より大きい）、滞留池に入って
いる。リブはまた、送り域を軸方向に横切って延びてい
ると共に、その両端において２つのコンベヤハブ部分に
取り付けられているので、コンベヤの構造的支えになっ
ている。リブは、完全に滞留池に浸っている。コンベヤ
ハブの送り域より外側にある、上記のようなリブのある
区画は、分離域の送り部である。

【００１８】一本の送り管が、コンベヤ軸に沿って延び
ており、２つの円筒形ハブ部分間のエリアに到ってい
る。送り域は、分離域の送り部内においてリブの径方向
内側の部分と送り管出口との間においては、ほぼ遮るも
のはない。送り域を含むコンベヤの軸方向の長さに沿っ
て、螺旋状の羽根が延びていることが望ましい。

【００１９】

【作用】バウルの円筒部においても、また円錐台部にお
いても、コンベヤハブの径方向外側にある隣合ったリブ
間に、一連の管路がある。本発明のコンベヤハブは、滞
留池表面の径方向内側にあることが望ましい。このよう
にして、投入点と軽い相放出路間に流動を限定できるの
は、コンベヤハブの長さに沿って縦に延びており、径方
向に突出しているリブによると共に、一連のコンベヤ羽
根によっても画されているからである。遠心分離装置の
分離域内にリブには一連の穴があって、交差流動を可能
にしている。開放送り域は、バウルへの送り加速度をか
なり減速している。このようにして、送り域には制限が
なく、またコンベヤハブは連続していないので、供給物
をバウルに入れる際、径方向にゆっくり移動させること
ができ、またノズルを付ける必要もなく、そのため、乱
流を起こす恐れのある二次流動を起こすこともない。さ
らに、円錐台形部に軸方向に延びているリブを設置する
ことにより、デカンター型遠心分離装置の固形物放出口
に向かって内側に移動する重い相の確実な減速がなされ
る。

【００２０】本発明に従って用いられる構造と手段はそ
の外にも考えられる。こうした構造については、下記に
より詳細に説明されるが、以下の明細と図面を参照すれ
ば、当業者には容易に理解されよう。

【００２１】

【実施例】同様な機械要素は同じ参照番号で示されてい
る各図において、一般的に参照番号１０と表示されてい
るデカンター型遠心分離装置が図示されている。先ず図
１を参照すると、デカンター型遠心分離装置１０には一
般的に、孔線なしのバウル１２（横断面で示されてい
る）が具備されていて、その中央軸線を中心にして回転
するように取り付けられている。スクリュコンベヤ１４
が、バウル１２内にこれと同軸に取り付けられている。
バウル１２の周囲には、ケーシングまたはハウジング１
６（これも横断面で示されている）がある。

【００２２】バウル１２には一般的に円筒部１８と、円
錐台部すなわちテーパ部２０がある。テーパ部２０の傾
斜面は一般的に、ビーチ２２と呼ばれる。ビーチ２２の
上部（テーパ部２０の小さい方の半径端）には、バウル
１２から重い相の物質を放出するための放出路２４があ
る。重い相の物質は、バウル１２の回転により生じる遠
心力によって分離され、バウル１２の内面に沿ってコン
ベヤ１４（上記バウルといくらか異なる速度で回転す
る）により送られ、さらにはビーチ２２を登り、そして
放出路２４の縁にある堰面２６（その一つが図１に示さ
れている）を越えて放出される。重い相放出堰面２６の
径方向位置は、一般的にバウル内の『溢出』位置として
定義される。各図において、溢出線は参照番号２８で示
される。

【００２３】各図に示されているように、コンベヤ１４
には右回りピッチを有する羽根６２がある。このように
して、放出路２４を通して重い相を放出するため、バウ
ル１２は、コンベヤ１４より低速で回転する。なお、コ
ンベヤよりバウルを速く回転させることによって生じる
差動速度を持つ、左回りのコンベヤピッチも可能であ
る。

【００２４】テーパ部２０の反対側にあたる、バウル１
２の端末に、軽い相放出路３０がある。この軽い相放出
路３０は、バウルヘッド３４にある一連の穴によって終
わっている。図示されているように、バウルヘッド３４
には、バウル１２内の滞留池表面の径方向位置を調整す
る調整手段３６が備えられている。図示されている調整
手段３６は、『デカンター型遠心分離装置のための膨張
可能堰』と題された１９９１年６月６日提出の特許出願
０７／７１１，４７９号に従って制作されたものであ
る。この出願 ’４７９号は、ここでは参考のために組
み入れられている。調整手段３６は、溢出線２８の径方
向内側にある、バウル内の滞留池面の位置決めを行うも
のである。滞留池面を設定するため、上記の調整手段３
６の代わりに環状堰３０ａを用いることもできる。

【００２５】スクリュコンベヤ１４にはその他、バウル
１２のテーパ部２０と円筒部１８との接合部の近くに、
径方向に延びているディスク３８がある。このディスク
３８は、供給物の分離中バウル内の重い相の層（図示さ
れていない）に入り込むようになっている。ディスク３
８により制限域流路が作られると共に、滞留池面が溢出
面より上にある位置において調整手段３６または環状堰
３０ａが作動することによって、リー米国特許３，７９
５，３６１号（上述の特許で、参考として組み入れられ
たもの）に従って、バウルの差動回転速度と螺旋コンベ
ヤ羽根により生じた放出力に対し、これに加えられる補
助的放出力と遠心圧力水頭が生じるのである。

【００２６】図１に示されているように、遠心分離装置
１０のバウル１２は一般的に、分離域６４と放出域６６
に分けられる。バッフルまたはディスク３８のある遠心
分離装置では、これら２つの域６４、６６間の分割線
は、バッフル３８とバウル壁１８によって形成される制
限域流路である。投入液をコンベヤハブ４０内の送り域
５０からバウルに導く送り部４６が、分離域６４側にあ
るバッフル３８に隣接している。

【００２７】図２には特に、図１に示されている本発明
のスクリュコンベヤ１４が詳細に図示されている。コン
ベヤ１４は一般的に、２つの円筒形ハブ部４０と５８を
備えており、しかもその各部は溢出線２８の半径より小
さい外径を持っている。このようにして、第１ハブ部４
０と第２ハブ部５８は、重い相放出路２４（図１）の堰
面２６の径方向内側にあり、また調整手段３６によって
作られる最高滞留池面の位置から径方向内側にあること
が望ましい。したがって、２つのハブ４０と５８は、回
転しているバウル内の滞留池に触れることはない。第１
ハブ部４０は一般的に、バウル１２の円筒部１８内に形
成される。リブ４２は、溢出線２８より十分下の位置ま
でハブ４０から突出している。一連の穴４４は、第１ハ
ブ部４０の軸方向の長さに沿って、リブ４２内に開けら
れている。この穴４４によって、流れを均等にするた
め、軽い相／重い相が各隣合わせの管路（またはチャン
バ）間を流れるようにすることができる。

【００２８】分離域６４の送り部４６は第１ハブ部４０
に隣接している。投入混合物は、送り域５０からこの部
分４６に送られ、一方、この送り域５０は送り管４８か
ら送られてくる物質を受ける。送り管４８は、コンベヤ
１４とバウル１２の中央軸線に沿って延びている。投入
混合物は、ハブ部４０に隣接する溢出線２８の径方向内
側に形成された送り域５０に送られる。供給物は、送り
管４８に入り、第１ハブ部４０を閉鎖する壁５４にある
送りターゲット５２に当たる。その後、この供給物は径
方向外側に移動し、分離域６４の送り部４６に入る。

【００２９】径方向に延びている第２セットリブ５６
は、第１セットリブ４２とバッフル３８の間において、
分離域６４の送り部４６内に設けられている。これらの
送りリブ５６は、ディスク３８とリブ４２に連結されて
いると同様に、第１ハブ部４０にもしっかりと連結され
ている。後により詳しく説明されるように送りリブ５６
は、送り部４６内においてコンベヤ１４の強固な構造的
連続性を形成している。送りリブ５６は、溢出線２８
（したがって、バウル内の滞留池面の下）の下の径方向
外側の位置から、その径方向外側に延びている。図２お
よびそれ以降の図に示されているように、送りリブ５６
の延長部は、第１セットリブ４２の延長部より大きくす
ることが望ましい。

【００３０】バウル１２のテーパ部２０には、第２円筒
形ハブ部５８がある。この第２円筒形ハブ部５８には、
一連の径方向に延びているリブ６０がある。この第３セ
ットリブ６０は、ハブ５８から径方向に延びており、し
かもこれらリブの周縁は、ビーチ５２とほぼ同じテーパ
で、ハブ５８に対して傾斜している。この第３セットリ
ブ６０は、ハブ部５８に対して傾斜していることを除
き、第１セットリブ４２とほぼ同じ形状と構造をしてい
る。図示されているように、回転構造全体の重量を削減
するため、ハブ５８は一連の穴７０を有し、またこの穴
によって送り域５０からの溢出物が滞留池に送られ、さ
らに固形物口２４を通ってハブ５８内部からケーシング
１６に送り込まれる。リブ６０は、ディスク３８の固形
物放出域面とハブ５８とにしっかりと連結されている。

【００３１】図２に示されているように（図３および４
においても同様に）、コンベヤ１４に沿って連続螺旋コ
ンベヤ羽根６２が設置されている。コンベヤ羽根６２は
一般的に、コンベヤの内径がコンベヤハブ４０または５
８に直接的に接触しないようなコンベヤを形成する。コ
ンベヤ羽根６２はセットリブ４２、５６および６０とデ
ィスク３８の周囲面に取り付けられている。送りリブ５
６は、第１セットリブ４２の延長部から径方向に外側に
延びている。羽根６２が送りリブ５６を越えて延びてい
る羽根６２の内縁に、ノッチが刻まれている。径方向に
延びているリブのある開放区画は、送り部４６を含む分
離域６４と放出域６６とを含んで（１図参照）、コンベ
ヤ羽根６２の内側面から径方向内側に向かっている。

【００３２】通常、大きな直径のハブは、デカンター型
遠心分離装置内のコンベヤに必要な横捻り剛性を高める
ために用いられる。前述のように、コンベヤの固有振動
数は破壊振動を避けるために、最高運転回転速度よりか
なり高くなければならない。既存のデカンター型遠心分
離装置では、ハブの直径を小さくしなければならないの
で、コンベヤの固有振動数がかなり低くなるため、遠心
分離装置の速度が制限される。

【００３３】低い固有振動数は、運転の効率に悪影響を
及ぼすのみでなく、長いコンベヤでは、コンベヤ羽根と
バウル壁内側との間で破壊的な接触を引き起こすことさ
えある。

【００３４】本発明を具体化した実施例に示されている
コンベヤ１４においては、ハブ部４０と５８の直径は相
当削減されているので、たとえ溢出半径が非常に小さく
ても、滞留池面２８は、ハブ部４０と５８の外径に接触
することはない。高速度運転のために必要な剛性を得る
ために、リブ４２と６０が付けられている。分離域６４
の送り部４６のエリアにおいては、ハブは完全に除去さ
れている。送りリブ５６によって、送り域５０の長手方
向に沿ってコンベヤ１４の構造的連続性が生じ、またコ
ンベヤハブ部４０と５８の非連続性が生じている。図示
されているように、送りリブ５６は一般的に、各第１お
よび第３セットリブ４２と６０より重いが、それはすな
わち断面が大きいということである。これらのリブ間の
寸法の相対的関係は、図３に示されている。

【００３５】図３は、本発明のデカンター型遠心分離装
置１０の断面図である。バウル１２の円筒部１８は、コ
ンベヤ１４と同軸をなすようこのコンベヤを囲んでい
る。コンベヤ羽根６２は、リブ４２と５６および円筒形
コンベヤハブ４０の周囲を螺旋状に巻いている。コンベ
ヤ羽根６２の周縁は、バウル１２の壁の内壁に非常に近
接している。バウル１２の円筒部１８には、径方向に延
びているリブ４２が、コンベヤハブ４０の周囲に取り付
けられていて、このハブ４０から外側に向かって延びて
いる。コンベヤ羽根６２はリブ４２と５６の周縁に取り
付けられている。図３に示されているように、幾つかの
リブ４２には穴４４があって、均一な流れで液が配分さ
れるように、各導管間にこれらの穴によって液体の横流
が生じるようになっている。コンベヤ羽根６２の径方向
内側に向かい、コンベヤハブ４０の径方向外側に向かう
液流のための一般的には軸方向の流路は、一般的に参照
番号６８で示されている。

【００３６】図３では、バッフル３８の側の分離域６４
が図示されている。また、送り域５０（図２参照）の外
側の送りリブ５６も示されている。送りリブ５６は、第
１セットリブ４２より大きい断面を有している。前述の
ように、送りリブ５６の寸法が大きいことは、コンベヤ
ハブが連続していないエリアにおけるコンベヤの構造的
連続性と剛性を確保するためである。第１セットリブ４
２の横断面は、非対称形である。図示されているこのよ
うな横断面の形は、リブの外側周囲における横断面域を
最小にし、かつ管４０とリブ４２よりなる複合部材の慣
性曲げモーメントを最小にし、一方では、コンベヤ１４
の懸垂重量を最小にするためである。送りリブ５６もま
た、複合コンベヤ部の慣性曲げモーメントを最小にする
ため、リブ４２より大きい半径にまで延びている。

【００３７】図４には、バウルヘッド３４に向かって見
た、分離域６４の送り部４６におけるデカンター型遠心
分離装置１０の横断面図が示されている。ここでもコン
ベヤ羽根６２は、径方向に延びているリブ５６に取り付
けられていて、バウル１２の円筒部１８の内壁に非常に
近接している。供給物を送りターゲット５２とシーリン
グ壁５４に送るため、送り管４８が送り域５０に延びて
いる。供給物は送り域５０から径方向外側に向かって移
動し、バウル内に形成される滞留池（図示されていな
い）に入る。送り域５０内の液体は、コンベヤの回転速
度に応じてゆっくりと加速される。こうした緩い加速
は、送り域５０内に加速面が存在しないために可能にな
っている。緩慢な加速により、送り域５０内には供給物
の量が増してくるため、その遠心圧力によって外側への
動きが生じる。送り域５０内の供給物の量的増加によ
り、供給物の滞留時間が長くなり、供給へのコンベヤか
らのエネルギー入力率が減少する。こうした供給物の量
的増大とエネルギー入力率の減少はまた、供給固形粒子
の分散を減少させ、かつ分離性能を改善させる。

【００３８】供給液が滞留池の所に達するまでに通過す
るエリアが広いため（濃縮流動や噴流を引き起こすよう
なノズルや穴を通る流路がない）、分離域６４の送り部
４６内に乱流が生じるのを避けることができる。滞留池
内の送りリブ５６は、滞留池内に供給物の正加速を生じ
させる。このようにして、供給固形物は回転する滞留池
を通り、径方向外側に向かって移動するので、乱流もま
た最小になる。ただし、最初に供給物から分離された液
体は（上記の回転により）、軽い相放出口３２に向かい
径方向内側に向かって、自由に移動する。

【００３９】径方向に延びている送りリブ５６によっ
て、分離域６４の送り部４６内における安定性が改善さ
れる。さらに、コンベヤ羽根６２は送り部４６を通って
延びているので、上記の安定性の改善の結果として、重
い相／固形物をバウル１２から放出するコンベヤ１４の
性能が減じるようなことはない。送り域５０内の供給物
の緩やかな加速によって、分離域６４に入る供給物の速
度が減じ、さらに供給物の送り入れに際し生じるエネル
ギー散逸率の減少によって、供給物内の『固形』粒子の
損傷が減じる。その上、既に行われた分離もしくは、滞
留池に供給物を送り込むと直ちに開始される分離は、供
給物を連続的に送り込むため、乱流により悪影響を被る
ことはない。

【００４０】また例えばリブ４２のように、分離域６４
を通るリブ拡張部を作ることによって、軽い相放出口３
２に近い径方向の流れと渦乱流を最小にすることができ
る。その結果、バウルヘッド３４に隣接するバウル内の
乱流をさらに減少させることができる。送りリブ５６お
よび放出域リブ５８と同様にリブ４２は、コンベヤに構
造的安定性をさらに付け加えるので、滞留池の径方向内
側にコンベヤハブ４０を作ることもできる。その結果、
コンベヤハブの外側面にグリースが集まる恐れがなくな
る。グリースは通常、軽い相／液体より軽く、滞留池に
浮くことになり、液に浸されているコンベヤハブ上に集
まり易く、そのため軽い相放出口３２に向かう流動を制
限してしまう。分離されたグリースは、滞留池面に浮い
て軽い相放出路３０を経て放出口３２から外に放出され
る。コンベヤハブ４０にグリースが集まらないので、定
期的に温水で洗浄する必要がなくなり、さらに運転費用
が削減される。

【００４１】図５には、バッフル３８の放出域側に向か
って見た、本発明のデカンター型遠心分離装置１０の、
放出域６６を通る線で切った断面図（図１参照）が、示
されている。図５に見られるように、第３セットリブ６
０は一般的に、第１セットリブ４２（特に図３に示され
ているように）の断面と同じ形状である。第３セットリ
ブ６０はコンベヤハブ部５８の円筒形面に対して傾斜し
ている。図５では、各リブ６０の上面を一部、見ること
ができる。

【００４２】幾つかの図におけるデカンター型遠心分離
装置１０において、送り管４８は、バウル１２のテーパ
端を通って開放送り域５０に延びている。この送り管４
８は通常、回転せず、コンベヤハブ５８の軸線とバウル
１２に沿っている。前述のように、放出域６６における
コンベヤハブ５８には、一連の穴７０がある。ここで
も、コンベヤハブ５８は溢出線２８の径方向内側にあ
る。このようにして、流路２４を経てハブ５８の内部か
らケーシング１６に放出することができる。

【００４３】図５においては、バッフル３８の面が示さ
れているが、この面は一般的に放出域６６の後壁をな
す。特に図２により詳しく示されているように、バッフ
ルは、コンベヤ１４の分離域６４部分に、送りリブ５６
に取り付けることによって設置され、環状ディスクをな
している。利用者の運転条件によってはバッフル３８の
修正をする必要があるので、その場合バッフル板３８の
周縁に拡張リップ７２を取り付ける。図に示されている
ように、この拡張リップ７２は３つの部分よりなる。第
１の部分７２ａは、コンベヤ羽根６２がバッフル３８と
交差している位置７４から延びていて、その位置から約
１２０°の位置まで続いている。この位置７６には、短
いコンベヤ羽根部７８があって、この羽根部もまたバッ
フル３８に交差している。延長リップ７２ｂは、第２の
交差位置７６から、第２の短いコンベヤ羽根８２がある
第３の交差位置８０まで延びている。第３の交差位置８
０は、第２の交差位置７６から、またコンベヤ羽根６２
の交差位置７４から、約１２０°離れている。短いコン
ベヤ羽根部分７８、８２は、連続コンベヤ羽根６２から
離れているバウルエリアに搬送動作を与える。短いコン
ベヤ羽根部分７８、８２は、分離域６４から、バッフル
３８（および拡張リップ７２）とバウル２２の内壁によ
って形成される環状制限域流路まで、重い相物質の流れ
をより均等にするため設置されている。放出域６６に送
られる分離された重い相物質の流れを均等にすること
は、濃縮固形物質の還流が制限域流路を通って戻ってく
る可能性を減少させる。またこの『二次』流動を減少さ
せることは、流出の可能性を減じることにもなる。この
ような追加羽根部分７８と８２はさらに、コンベヤ速度
が変わる場合、遠心分離装置の運転制御を改善させる。

【００４４】図６は、本発明のデカンター型遠心分離装
置１０における送り域５０を示す、バッフル３８の分離
域側の方向に向かって見た断面図である。図６はまた、
短いコンベヤ羽根部分７８、８２の位置およびこれら位
置の連続コンベヤ羽根６２の交差位置７４に対する関係
を図示したものである。一連の短いリブ８４は、拡張リ
ップ７２の面にあって、送り部４６に延びている。短い
リブ８４の数は、分離域６４の送り部４６におけるリブ
５６の数に直接、対応している。短いリブ８４はまた、
制限域流路に隣接する物質を均等に加速させる機能を有
し、さらには、流出条件を作りだす、分離された重い相
に至るまでの供給液の漏洩を引き起こしたり、乱流を生
じさせたりする虞れのある、非均等の濃縮流を最小にす
る機能を有する。

【００４５】図６に示されているように、送り加速リブ
５６には、その内側面にキャップ構造８６がある。これ
らのキャップ８６は溢出線２８の径方向内側にあり、一
般的に硬化耐磨耗インサートを形成する。キャップ８６
は、リブ５６の内側面における加速送り効果を最小にす
るために、設置されている。各キャップ８６は一般的
に、表面にカーバイトまたは他の耐磨耗面９０があるベ
ースユニット８８を含み、ボルト９２によってリブ５６
に取り付けられている。上記の耐磨耗面９０は隣接のリ
ブ５６の半径方向に延びている面に対し、ある角度で傾
斜していることに留意願いたい。従来は指向性ノズルに
よって行っていたように、主送り流動方向を変えるた
め、この種のキャップ８６の加速面９０について、様々
な角度や曲率を採用することが可能である。この角度
は、隣接リブ５６から中央に向かって滞留池へと加速供
給物を送るように、設計されている。従って、リブ５６
の先行側に沿って物質の加速を行うことによって、漏洩
結果が生じなくなる。また図６に示されているように、
一連の送り加速翼９４が、バッフル３８に取り付けられ
たディスク９６に設置されている。送り加速翼９４は、
送り部４６の送り域５０を径方向外側に向かって離れて
滞留池に向かう供給液を導くために、取り付けられてい
る。また加速翼９４は、滞留池に向かう供給物の流れを
安定化する役割を果たす。

【００４６】

【発明の効果】本発明のコンベヤの構造上の特徴、すな
わちコンベヤハブの短縮直径と支えリブ５６の組み合わ
せによって、長さ対直径比が４：１より大きいデカンタ
ーにおいて高速運転条件に耐えることができる構造ユニ
ットを作ることができる。また、滞留池の最大深さをか
なり増すことができる上、これに見合ってバウルの直径
を増大させる必要もない。さらに、従来の送り域や軸方
向リブの取り付けは、バウル内に乱流や分流を作りだ
し、安定性や収率を最も低下させる原因になった。図示
されているコンベヤの設計は、同一のバウル容器に収め
られた従来のコンベヤに比べて、固有振動数は約２７％
高くなり、重量は１９％削減されている。より高い固有
振動数であれば、必要な場合、より高速の運転を可能に
する。重量を削減すればコストが安く、持ち上げるのも
容易になる。その上、図の様な送り域は、標準のコンベ
ヤ送り域の場合に比して、滞留時間は４倍、出口速度は
１０分の１になっている。これらの利点は、上述の他の
利点とあいまって、従来のコンベヤ設計に比較した場
合、同一の条件下で廃棄物活性スラッジ（『送り難い』
物質）を処理するとき、定常運転で２７％の性能向上に
なる。また、高い分離性能を維持するため、バウルハブ
に溜まったグリースを定期的に温水洗浄する必要もな
い。

【００４７】当業者にとって、本発明の明細書と図面を
参照すれば、その他の利点は自ずから明らかであろう。
なお本発明は、その精神または本質的特徴から逸脱しな
い範囲で、その他の実装形態に具体化することが可能で
あり、従って本発明の範囲を規定するには、上述の明細
書よりも請求の範囲を参照すべきである。

【図面の簡単な説明】

本発明を図示する目的で、複数の図面に、選択された１
具体例が示されているが、本発明は勿論、これに図示さ
れている配置と手段にのみ限定されるものではない。

【図１】本発明による、コンベヤを含むデカンター型遠
心分離装置の側面図である。

【図２】断面図で示される各部分を含む、図１に示され
たコンベヤの拡大図である。

【図３】図１における線３─３に沿って切断されたデカ
ンター型遠心分離装置の分離域の断面図である。

【図４】図１における線４─４に沿って切断されたデカ
ンター型遠心分離装置の送り域の断面図である。

【図５】図１における線５─５に沿って切断されたデカ
ンター型遠心分離装置の放出域の断面図である。

【図６】図１における線６─６に沿って切断されたデカ
ンター型遠心分離装置の送り域の断面図である。

【符号の説明】

１０ デカンター型遠心分離装置 １２ バウル １４ スクリュコンベヤ １６ ケーシングまたはハウジング １８ 円筒部 ２０ 円錐台部またはテーパ部 ２２ ビーチ ２４ 重い相の放出路 ２６ 堰面 ２８ 溢出線、滞留池面 ３０ 軽い相の放出路 ３０ａ環状堰 ３２ 軽い相の放出口 ３４ バウルヘッド ３６ 調整手段 ３８ ディスク ４０ コンベヤハブ、第１ハブ ４２ 第１セットリブ ４４，７０ 穴 ４６ 送り部 ４８ 送り管 ５０ 送り域 ５２ 送りターゲット ５４ 壁 ５６ 送りリブ ５８ 第２ハブ ６０ 第３セットリブ ６２ 羽根 ６４ 分離域 ６６ 放出域 ６８ 流路 ７２ 拡張リップ ７４，７６，８０ 交差位置 ７８，８２ コンベヤ羽根部分 ８４ 短いリブ ８６ キャップ ８８ ベースユニット ９０ 耐磨耗面、加速面 ９２ ボルト ９４ 加速翼 ９６ ディスク

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その中央軸線を中心にして回転するよう
   取り付けられているバウルを有するデカンター型遠心分
   離装置であって、この遠心分離装置には、 該遠心分離装置バウル内に同軸になるよう取り付けられ
   ている、回転コンベヤと、 前記バウルの縦方向の長さの少なくとも一部に対して延
   びている中央ハブと、 前記バウルに供給液体を送るための送り手段と、 回転軸から離れているリブ突出端の断面域を最小にし、
   かつ前記コンベヤの慣性モーメントを最小にするために
   形成され、中央ハブの周囲に取り付けられている一連の
   径方向に延びている支えリブと、そして前記一連のリブ
   に取り付けられ、かつ上記バウルに隣接する位置まで延
   びている螺旋状コンベヤ羽根とが備えられている遠心分
   離装置。
2. 【請求項２】 前記コンベヤ中央ハブは円筒形である請
   求項１記載の遠心分離装置。
3. 【請求項３】 中央円筒形ハブはほぼ中空である請求項
   ２記載の遠心分離装置。
4. 【請求項４】 前記コンベヤにはさらに、 中央ハブの長手方向に沿った非連続部分と、 前記ハブ非連続部分に形成されている開放送り域と、そ
   して前記ハブ内の非連続部分を横切って延びていて、か
   つ送り域においてコンベヤと構造的一体性をなす一連の
   リブとがある請求項１記載の遠心分離装置。
5. 【請求項５】 前記ハブの非連続部分に隣接するリブ
   は、コンベヤの周囲ハブ部分から延びているハブより大
   きな断面積を有している請求項４記載の遠心分離装置。
6. 【請求項６】 径方向に延びているディスクが前記ハブ
   非連続部分に隣接し、かつ前記ハブから径方向外側に突
   出して、ディスクの周囲と遠心分離装置のバウルとの間
   に制限域流路を形成している請求項４または５記載の遠
   心分離装置。
7. 【請求項７】 前記バウルにはこのバウルの軸線に対し
   て径方向位置にある一連の放出口があり、および前記コ
   ンベヤハブは放出口の径方向内側にある請求項６記載の
   遠心分離装置。
8. 【請求項８】 前記リブは、その接続部にテーパ域があ
   り、かつその周囲に向かうエリアは次第に面積が広がっ
   ている請求項１記載の遠心分離装置。
9. 【請求項９】 前記螺旋状コンベヤ羽根はその径方向最
   内側位置において、径方向に延びているリブの周囲に取
   り付けられ、これによって各リブ間および中央ハブと羽
   根の内径との間に開放域を形成する請求項８記載の遠心
   分離装置。
10. 【請求項１０】 各連のリブは、各域間と隣接のリブ間
    における連絡のため横方向の穴を有する請求項９記載の
    遠心分離装置。
11. 【請求項１１】 その中央軸線を中心にして回転するバ
    ウルと、 前記バウル内と同軸になるよう取り付けられていて、か
    つ該バウルに対し差動速度で回転するようになっている
    コンベヤとを備えたデカンター型遠心分離装置であっ
    て、しかも上記コンベヤは、 該コンベヤの長手方向の一部のために延びている中央ハ
    ブと、 前記中央ハブ部分に取り付けられている、一連の径方向
    に延びているリブと、 中央ハブの軸方向非連続部分によって画されている開放
    送り域と、 送り域の長さを横切っていて、かつ中央ハブの向かい合
    った両端に連結されている、一連の径方向に延びている
    加速リブと、そして中央ハブの径方向外側にあって、か
    つその内径おいて一連の径方向に延びているリブに連結
    されている、螺旋状のコンベヤ羽根とを備えており、 さらには、前記遠心分離装置には、バウルの回転によっ
    て構成成分に分離するため、分離域に緩い加速で送るよ
    う、送り域に液体を送る手段も備えられている遠心分離
    装置。
12. 【請求項１２】遠心分離装置の回転によって生じる遠心
    力により分離される、供給混合物の軽い相と重い相の成
    分を分離して放出するためのデカンター型遠心分離装置
    であって、この遠心分離装置には、 先ず、その中央軸線を中心にして回転するように取り付
    けられている孔線なしのバウルが備えられていて、しか
    もこのバウルには各端に円筒部と円錐台部があり、 次に、前記バウル円錐台部の制限域端末内には重い相物
    質のための放出路と、その放出路と反対のバウル端末に
    は軽い相物質のための放出路が備えられ、 重い相放出路が分離された重い相が放出される堰面を画
    し、しかも前記の重い相放出堰面の径方向位置は、前記
    バウル内の重い相と軽い相物質の滞留池における溢出位
    置を定めるものであり、 また、バウル内に同軸になるよう取り付けられ、かつバ
    ウルに対し差動速度で回転するようになっているコンベ
    ヤも備えられていて、しかもこのコンベヤは、 先ず、前記バウルの円筒形部の少なくとも縦の長さの一
    部に対し、かつ該バウルの円錐台部の少なくとも一部に
    対し延びている中央ハブを備えていて、しかもこのハブ
    は溢出位置の径方向内側にあるものであり、 次に、前記中央ハブに取り付けられ、このハブから径方
    向に突き出している、一連の軸方向に延びているリブ
    と、 さらに、円筒部コンベヤハブ部と円錐台部コンベヤハブ
    部との間に位置する送り域とまた、送り域を横切って延
    びていて、かつコンベヤハブ部の向かい合った両端に取
    り付けられている一連のリブと、そして軸方向リブと送
    り域を横切るリブにその内側面において取り付けられて
    いるコンベヤ羽根とを備えていて、その上、前記遠心分
    離装置には、 送り域に供給液を送る手段も備えられている遠心分離装
    置。
13. 【請求項１３】その中央軸線を中心にして回転するよう
    に取り付けられているバウルを有する遠心分離装置にお
    いて、該遠心分離装置には、 先ず、遠心分離装置バウル内にこれと同軸に取り付けら
    れている回転コンベヤが備えられていて、しかもこのコ
    ンベヤには、前記バウルの軸方向の長さの少なくとも一
    部に対して延びていて、かつその各隣接部間において非
    連続部分がある中央ハブがあり、 次に、供給液を前記バウルに送るために前記ハブの非連
    続部に形成され、供給液を非連続部の開放域に導く送り
    手段と、 さらに、前記非連続部の両端においてコンベヤハブ部に
    連結されている一連の径方向に延びている支えリブと、
    そしてコンベヤの長さにそって軸方向に延びていて、か
    つバウルに隣接する位置まで径方向に延びている螺旋状
    コンベヤ羽根とが備えられている遠心分離装置。
14. 【請求項１４】 前記の一連のリブがコンベヤの長さに
    そって軸方向に延びており、しかもこのリブの一部は、
    前記ハブに取り付けられ、かつこのハブから径方向外側
    に突き出している請求項１３記載の遠心分離装置。
15. 【請求項１５】 コンベヤハブに取り付けられる前記リ
    ブは、回転軸から離れているその突出端における断面積
    を最大にし、かつコンベヤの慣性モーメントを最高にす
    るために設置されている請求項１４記載の遠心分離装
    置。
16. 【請求項１６】 前記ハブにおける非連続部を横切って
    延びているリブは、ハブの周囲に取り付けられているリ
    ブより大きな横断面を有し、前記ハブの非連続部に沿っ
    て延びているリブは、ハブ非連続域においてコンベヤと
    構造上の一体性をなしている請求項１５記載の遠心分離
    装置。