JP7199902B2 - centrifuge - Google Patents
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Description
本発明は、被処理液体中に含まれる固形成分を分離する遠心分離装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a centrifugal separator for separating solid components contained in liquid to be treated.
遠心分離装置には、分離された固形成分を排出する機構が設けられている。そのような機構としては、例えば、固形成分を間欠的に纏めて排出するものや、比較的小さなノズル等から連続的に排出するものなどがある。また、これらの排出機構を併せ持つ分離板型遠心分離機も知られている(例えば、特許文献1参照。)。 The centrifugal separator is provided with a mechanism for discharging the separated solid components. Such a mechanism includes, for example, a mechanism that intermittently discharges the solid component together, a mechanism that continuously discharges the solid component from a relatively small nozzle or the like. Further, a separating plate type centrifuge having both of these discharge mechanisms is also known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記のような固形成分を比較的小さなノズル等から連続的に排出する排出機構は、ノズル等が詰まりがちであり、詰まった場合には、装置を分解清掃等する作業が必要になる。 However, such a discharge mechanism for continuously discharging solid components from a relatively small nozzle or the like tends to clog the nozzle or the like.
本発明は、上記の点に鑑み、遠心分離装置において、被処理液体から分離された固形成分を連続的に排出するノズル等を詰まりにくいようにすることを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above points, it is an object of the present invention to prevent clogging of a nozzle or the like in a centrifugal separator that continuously discharges solid components separated from a liquid to be treated.
上記の目的を達成するため、本発明は、
回転容器と、上記回転容器の内部に所定の間隔を空けて積層された複数の分離板とを有し、被処理液体に含まれる固形成分を遠心力により分離して排出する遠心分離装置であって、
上記回転容器の内側外周部に開口する内側開口部に連通し、上記回転容器の内側外周部に堆積される固形成分を連続的に排出する連続排出口を有し、
上記連続排出口における、上記回転容器の回転中心からの距離が可変に構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above objects, the present invention
A centrifugal separation apparatus having a rotating container and a plurality of separation plates stacked at predetermined intervals inside the rotating container, for separating and discharging solid components contained in the liquid to be treated by centrifugal force. hand,
a continuous discharge port that communicates with an inner opening that opens to the inner peripheral portion of the rotating container and that continuously discharges solid components deposited on the inner peripheral portion of the rotating container;
The distance from the center of rotation of the rotary container to the continuous discharge port is variable.
これにより、上記連続排出口における、上記回転容器の回転中心からの距離に応じて、連続排出口で作用する圧力が異なるので、連続的に排出される固形成分の量を調整することができる。それゆえ、例えば連続排出口を過度に小さく設定しないようにして、連続排出口等が詰まりにくいようにすることなどができる。 As a result, the pressure acting at the continuous discharge port differs depending on the distance from the center of rotation of the rotary container at the continuous discharge port, so that the amount of continuously discharged solid component can be adjusted. Therefore, for example, it is possible to prevent the continuous discharge port from being clogged by not setting the continuous discharge port to be excessively small.
本発明によれば、遠心分離装置において、被処理液体から分離された固形成分を連続的に排出するノズル等を詰まりにくいようにすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a centrifugal separator, the nozzle etc. which continuously discharge|eject the solid component isolate|separated from the to-be-processed liquid can be made hard to be clogged.
以下、本発明の実施形態として、例えば船舶用ディーゼルエンジン機関の燃料油および潤滑油等の被処理流体である原液の清浄化に用いられる分離板型遠心分離機である遠心分離装置について説明する。この分離板型遠心分離機は、回転体内に截頭円錐形状の薄板からなる分離板を案内筒の軸方向に沿って小間隙を有して多数積層して装着した竪型の遠心分離機であって、回転体内で分離・堆積されるスラッジを弁シリンダの開閉によって外部に排出する機構を有している。上記スラッジは、被処理液体に含まれる固形物等であって、より詳しくは、遠心力で回転体内の最外径部側に分離・堆積される固形分である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment of the present invention, a centrifugal separation apparatus, which is a plate-type centrifugal separator used for purifying a stock solution, which is a fluid to be treated such as fuel oil and lubricating oil for marine diesel engines, will be described below. This separation plate type centrifuge is a vertical centrifuge in which a large number of separation plates made of truncated conical thin plates are laminated in the rotating body with small gaps along the axial direction of the guide cylinder. It has a mechanism for discharging the sludge separated and accumulated in the rotating body to the outside by opening and closing the valve cylinder. The sludge is a solid substance or the like contained in the liquid to be treated, and more specifically, a solid substance separated and accumulated on the outermost diameter side in the rotating body by centrifugal force.
(分離板型遠心分離機101の概略構成)
分離板型遠心分離機101は、図1に示すように、
回転軸102に取り付けられて高速回転する回転容器103と、
上記回転容器103の中心部上部に設けられ、原液が外部から供給される液入口管104と、
上記原液を回転容器103内の最下部に向けて末広がりに導く案内筒105と、
上記原液におけるスラッジ等の各成分を比重差により分離するために、上記案内筒105の軸方向に小間隙を有して多数積層されて装着された分離板113、および水取板152を有する分離領域と回転容器103内の最外径部(内側外周部)のスラッジ堆積領域とから形成される分離室151と、
上記回転容器103内の下部に設けられ、作動水の水圧に応じて上下動制御され、スラッジを堆積させる時に上昇して(図1の左半分)外周部上縁が弁パッキン107に圧接されて間欠排出部112の間欠排出口112aを閉じる一方、スラッジを排出する時に下降して(図1の右半分)間欠排出口112aを開く弁シリンダ106と、
上記分離室151で分離されたスラッジをそれぞれ連続排出口211を介して連続して外部へ排出する複数の連続排出部201と、
上記分離室151で分離された清浄油(軽液)等を外部に排出するための液抜き出し部154・156と、
を備えている。
(Schematic Configuration of Separating Plate Centrifuge 101)
As shown in FIG. 1, the
a rotating
A
a
In order to separate each component such as sludge in the undiluted liquid according to the difference in specific gravity, a separation having a
It is provided in the lower part of the rotating
a plurality of
It has
上記回転容器103は、上部に設けられた略截頭円錐台形部である回転体蓋103aと、下部に設けられた上記截頭円錐台形部の外径よりも大きな内径を有する大径円柱部である回転胴103bとが、リングナット103cによって一体化した形状をしている。回転容器103は回転軸102と一体化されて高速回転(例えば7000~9000min-1)できるように固定されている。
The rotating
上記のような分離板型遠心分離機101の分離室151内に導入された原液は、分離板113間の間隙を上昇して流れていくうちに比重の大きい固形分はスラッジ堆積領域へ、油(軽液)は回転容器103の中心側へと分離され、分離水は回転容器103の上部に設けられた液抜き出し部156より排出される。
As the undiluted liquid introduced into the
上記スラッジ堆積領域に堆積したスラッジは、間欠排出部112から間欠的に排出させることもできるし、連続排出部201から連続的に排出させることもできる。
The sludge accumulated in the sludge accumulation area can be discharged intermittently from the
すなわち、上記間欠的な排出は、例えば原液の処理量や、そのスラッジの含有量から、回転容器103内に堆積したスラッジの堆積量が所定量になる時間が推定され、タイマー等により制御される所定のタイミングで、開閉弁作動水供給部材111の閉弁作動水供給ノズル121または開弁作動水供給ノズル131から開閉弁作動水受部材110に閉弁作動水または開弁作動水が供給されて行われる。より詳しくは、閉弁作動水供給ノズル121から閉弁作動水が供給されると、その閉弁作動水は閉弁作動水供給路122を介して閉弁作動水圧室123に導入され、遠心力によって外周側に押し付けられることによって生じる圧力により弁シリンダ106が上昇して弁パッキン107に圧接され、間欠排出口112aが閉じられる。また、開弁作動水供給ノズル131から開弁作動水が供給されると、その開弁作動水は開弁作動水供給路132を介して弁体133を遠心力に抗して内周側にスライドさせ、閉弁作動水圧室123内の閉弁作動水を開弁作動水排水流路134から開弁作動水排出孔135を介して放出させることにより弁シリンダ106が下降して間欠排出口112aを開き、スラッジの排出が行われる。その後、直ちに開弁作動水の供給は停止され、再び閉弁作動水が閉弁作動水圧室123に供給されると、弁シリンダ106は上方に押し上げられ、間欠排出口112aがシールされる。
That is, the intermittent discharge is controlled by a timer or the like by estimating the amount of sludge accumulated in the rotating
また、上記連続的な排出は、所定の内径に設定されたノズルとして作用する連続排出口211が、回転体蓋103aに形成された連続排出流路212を介して、回転体蓋103aの内面に開口する内側開口部213に連通することによって、回転容器103の回転による遠心力によって、スラッジ堆積領域に堆積するスラッジが、徐々に、連続的に排出されるようになっている。
In addition, the continuous discharge is performed by a
(連続排出口211の洗浄について)
回転体蓋103aの外側には、連続排出口211を囲むように洗浄液貯留部201aが設けられ、連続排出口211や連続排出流路212を洗浄する例えば清浄な水等の洗浄液203が、貯留されるようになっている。より具体的には、例えば洗浄液受部201bがリングナット103cにボルト202によって取り付けられ、回転体蓋103aの外壁と洗浄液受部201bとで囲まれる空間に、洗浄液203が貯留されるようになっている。上記洗浄液203は、例えば、回転容器103の外方に設けられた支持板221に取り付けられた給水管222(洗浄液供給部)により給水バルブ223を介して供給されるようになっている。上記洗浄液受部201bには、回転容器103の外周側に向けて開口する排出孔201cが設けられ、洗浄液貯留部201aの内部に連続排出口211から排出されたスラッジが徐々に外方側に流れ出し得るようになっている。また、上記洗浄液貯留部201aに貯留される洗浄液203の液面の位置は、前記のように間欠排出口112aから回転体内の内容物を全量排出するトータル排出される時において、上記内側開口部213よりも回転容器103の回転中心に近い位置になるように設定されている。
(Regarding cleaning of continuous discharge port 211)
A cleaning
上記のように設定されていることによって、例えば以下のようにして連続排出口211の洗浄が行われる。
By setting as described above, the cleaning of the
まず、例えば、回転容器103が所定の回転速度で回転している状態で、図2に示すように閉弁作動水が供給されると間欠排出部112の間欠排出口112aが閉じて、内部のスラッジ堆積領域にスラッジが堆積する。堆積したスラッジのうちの一部は、内側開口部213から連続排出流路212を介して連続排出口211から排出され、さらに排出孔201cから回転容器103の外方側に流れ出す。すなわち、遠心力によって各部に作用する圧力の関係を図3に示すように水頭圧を模して表すと、例えば間欠排出部112における水頭圧をHとした場合、連続排出口211には水頭圧h1(または洗浄液貯留部201aに、排出孔201cから排出され切らないスラッジが貯留されている場合には、その液面の位置に応じた水頭圧h2)が作用する。そこで、上記水頭圧に応じて、回転容器103内のスラッジが連続排出口211から排出される。
First, for example, in a state in which the
やがて、スラッジ堆積領域に所定量のスラッジが堆積することが見込まれるタイミングで間欠排出部112の間欠排出口112aが開放される際には、その開放に所定の時間だけ先立って、給水管222から洗浄液203が供給され、洗浄液貯留部201aに溜められた後に間欠排出口112aが開放される。この場合、回転容器103内の被処理液体が比較的短時間に間欠排出部112から排出されて回転容器103が完全に、またはほぼ空になると、図4に示すように、間欠排出部112における水頭圧Hは0となり、連続排出口211に連通する内側開口部213には、洗浄液203の液面から内側開口部213の位置までの距離に応じた水頭圧h3が作用する。そこで、洗浄液貯留部201aに貯留された洗浄液203は連続排出流路212を逆流し、これによって、連続排出口211、連続排出流路212、および内側開口部213が洗浄される。
Before long, when the
なお、上記排出孔201cから流れ出し得るスラッジの量は、連続排出口211から排出されるスラッジの量よりも多ければ、給水管222から清浄な洗浄液203が供給されたときに洗浄液受部201bに貯留される洗浄液203のスラッジ濃度を低く抑えやすい点で好ましいが、洗浄液受部201bからスラッジや洗浄液203が溢れたとしても特に差し支えはなく、給水管222から十分な洗浄液203が供給されるなどすれば、以下のような連続排出口211等の洗浄を十分行わせることはできる。また、洗浄液203の清浄程度は相対的なもので、連続排出口211等の洗浄が可能な程度に清浄であればよい。
If the amount of sludge that can flow out from the
(連続排出口211からのスラッジ排出量(排出速度)の調整について)
連続排出口211から排出されるスラッジの量は、回転容器103の回転速度や、被処理液体中の固形成分濃度、連続排出口211のオリフィス径などの他、連続排出口211における水頭圧(図3のh1やh2)によっても変化する。そこで、図1に併せて示すように、回転容器103の回転中心からの距離が異なる複数の位置に連通し得るように連続排出流路212を設け、何れかの位置に選択的に連続排出口211を設けることによって、連続排出口211から排出されるスラッジの量を調整することが容易にできる。それゆえ、連続排出口211のオリフィス径の共通化を図ったり、オリフィス径を過度に小さく設定することなく、排出量を小さく設定するなど、連続排出口より排出されるスラッジの排出流速(量)を簡易的に可変することが容易にできる。
(Adjustment of sludge discharge amount (discharge speed) from continuous discharge port 211)
The amount of sludge discharged from the
ここで、上記のように連続排出口211の位置を種々に設定する場合、それに対応するように洗浄液203の液面の位置を設定するためには、例えば図1に仮想線で示すように、連続排出部201に代えて洗浄液受部201bの長さが異なる連続排出部201’を取り付けたり、支持板221上での取り付け位置が異なる給水管222’を用いるようにしたりしてもよい。また、洗浄液受部201bを伸縮可能にしたり、給水管222をスライド可能にしたりしてもよい。
Here, when the position of the
(その他の事項)
なお、洗浄液受部201bは、リングナット103cに取り付けるのに限らず、回転体蓋103aや回転胴103bに取り付けられるなどしてもよい。また、リングナット103cや、回転体蓋103a、回転胴103bの2つ以上に取り付け得るようにされてもよい。
(Other Matters)
Note that the cleaning
また、連続排出口211の位置が同一に設定される場合でも、洗浄液受部201bの長さ等を異ならせるなどして、洗浄液203の液面の位置を種々に設定可能にしてもよい。この場合には、図4における水頭圧h3を種々に設定し得ることになるので、これに応じて連続排出口211等の洗浄程度を設定することができる。
Further, even when the positions of the
また、洗浄液203の液面の位置を設定するためには、洗浄液受部201bにおける回転容器103の回転中心からの距離が異なる複数の位置に洗浄液203を溢れさせる開口部を設け、それらの開口部を選択的に閉塞させ得るようにしてもよい。
In addition, in order to set the position of the surface of the cleaning
101 分離板型遠心分離機
102 回転軸
103 回転容器
103a 回転体蓋
103b 回転胴
103c リングナット
104 液入口管
105 案内筒
106 弁シリンダ
107 弁パッキン
110 開閉弁作動水受部材
111 開閉弁作動水供給部材
112 間欠排出部
112a 間欠排出口
113 分離板
121 閉弁作動水供給ノズル
122 閉弁作動水供給路
123 閉弁作動水圧室
131 開弁作動水供給ノズル
132 開弁作動水供給路
133 弁体
134 開弁作動水排水流路
135 開弁作動水排出孔
151 分離室
152 水取板
154・156 液抜き出し部
201 連続排出部
201’ 連続排出部
201a 洗浄液貯留部
201b 洗浄液受部
201c 排出孔
202 ボルト
203 洗浄液
211 連続排出口
212 連続排出流路
213 内側開口部
221 支持板
222 給水管
222’ 給水管
223 給水バルブ
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
上記回転容器の内側外周部に開口する内側開口部に連通し、上記回転容器の内側外周部に堆積される固形成分を連続的に排出する連続排出口を有し、
上記連続排出口における、上記回転容器の回転中心からの距離が可変に構成されていることを特徴とする遠心分離装置。 A centrifugal separation apparatus having a rotating container and a plurality of separation plates stacked at predetermined intervals inside the rotating container, for separating and discharging solid components contained in the liquid to be treated by centrifugal force. hand,
a continuous discharge port that communicates with an inner opening that opens to the inner peripheral portion of the rotating container and that continuously discharges solid components deposited on the inner peripheral portion of the rotating container;
A centrifugal separator, wherein the distance from the center of rotation of the rotating vessel in the continuous outlet is variable.
上記回転容器の回転中心からの距離が互いに異なる複数の上記連続排出口が設けられ、上記複数の上記連続排出口が選択的に閉塞されることにより、上記連続排出口における、上記回転容器の回転中心からの距離が可変に構成されていることを特徴とする遠心分離装置。 The centrifuge device of claim 1, comprising:
A plurality of the continuous discharge ports are provided at different distances from the center of rotation of the rotating container, and the plurality of the continuous discharge ports are selectively closed, thereby rotating the rotating container at the continuous discharge ports. A centrifugal separator, characterized in that the distance from the center is variable.
さらに、上記回転容器の内側外周部に堆積された固形成分を間欠的に排出する間欠排出口を有することを特徴とする遠心分離装置。 The centrifugal separation device of any one of claims 1 and 2,
The centrifugal separator further comprises an intermittent discharge port for intermittently discharging the solid components deposited on the inner peripheral portion of the rotating container.
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BE464440A (en) * | 1946-02-21 |
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