KR20010078718A - 디캔터형 원심분리기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스크루 컨베이어200A는 소경부103 내에 있어서, 케이크를 케이크 배출구105로 반송하기 위한 제1플라이트211 및 제2플라이트212를 구비하고 있다. 각 플라이트211, 212는 각각 플라이트의 선단과 소경부103의 내주면 사이에 소간극d1을 형성하는 소간극 형성부211a, 212a 및 대간극d2를 형성하는 대간극 형성부211b, 212b를 구비하고 있다. 각 플라이트211, 212의 대간극 형성부211b, 212b의 전역은 회전축 C방향의 동일위치에 있어서 다른 플라이트212, 211의 소간극 형성부212a, 211a와 중복되어 있다.

Description

디캔터형 원심분리기{DECANTER TYPE CENTRIFUGE}

종래로부터 탈액(脫液) 기능과 세정(洗淨) 기능을 구비하는 디캔터형 원심분리기가 많이 알려져 있고, 일반적으로 스크린 볼(screen ball)식이라고 불리어지고 있다.

여기에서 도7을 사용하여 전형적인 종래의 스크린 볼식 디캔터형 원심분리기에 대하여 설명한다.

이 디캔터형 원심분리기는 외측 회전통(外側 回轉筒)100과, 그 외측 회전통100 내에서 상대회전(相對回轉)하는 스크루 컨베이어200를 구비하고 있다.

외측 회전통100은 대경부(大徑部)101, 축경부(縮徑部)102 및 소경부(小徑部)103가 일체로 형성된 것이다. 대경부101의 끝면부분에는 청징액(靑澄液) 배출구멍, 즉 댐(dam)104이 형성되고, 소경부103의 끝부분 근방에는 케이크 배출구105가 형성되어 있다. 소경부103는, 그 외주벽(外周壁)108에 여액(濾液) 배출구멍107이 형성되어 있다. 그 외주벽108의 내주면(內周面)은 다공질체(多孔質體)106로 덮여있다.

외측 회전통100과 일정한 속도차이로 회전하는 스크루 컨베이어200는 회전축인 허브(hub)201와 그 허브201에 고정되어 있는 플라이트(flight)202를 구비하고 있다. 허브201의 내부에는 세정액실203이 설치되고, 그곳에 세정액 분무 노즐204이 설치되어 있다.

처리 대상물인 원액은, 허브201 내에 설치되고 회전하지 않는 원액 공급관300에 의하여 대경부101 내로 공급된다. 세정액은 원액 공급관300의 외주(外周)에 설치되는 세정액 공급관301을 지나서 세정액 공급구302에서 전술한 세정액실203 내로 공급된다.

원액 공급관300에서 대경부101 내로 공급되는 원액은 원심력에 의하여 대경부101의 내주면에 달라 붙는다. 원액 중의 액체는 대경부101의 끝부분에 형성되어 있는 댐104으로 배출되고, 원액 중의 케이크는 플라이트202에 의하여 반송되어 축경부102, 소경부103를 지나서 케이크 배출구105로 배출된다. 소경부103 내의 케이크는 세정액으로 세정되면서 탈액된다.

그러나 이상에서 살펴 본 바와 같은 종래의 기술에서는, 케이크는 플라이트202의 케이크 배출구105측의 면을 한변으로 하는 단면이 대략 삼각형으로 되어 플라이트202에 의하여 강제적으로 반송되기 때문에 이 단면이대략 삼각형의 부분에 세정액을 분무하여도 세정액의 대부분이 케이크의 경사 표면만을 흘러 케이크 내부로 흘러 들어가지 못하여 케이크의 세정효과가 낮아지는 문제점이 있다. 세정효과를 높이기 위해서 다량의 세정액을 공급하면 폐액량이 증가할 뿐만 아니라 탈액효과를 떨어뜨리기 때문에 여과부분을 길게 하지 않으면 양호한 탈액효과를 얻을 수 없으므로 결과적으로 장치의 전체 길이가 길어져서 장치의 코스트가 증가하고 만다.

또한 종래의 다른 기술에서는 케이크의 세정효과를 높이기 위하여 플라이트 사이에 플레이트 또는 나이프를 외측 회전통과 적당한 거리를 두고서 설치하여 산 모양의 케이크를 분쇄하여 세정액을 분무하는 시도도 하고 있지만 이들 부품은 케이크 반송저항이 되어 더 큰 동력을 필요로 함과 아울러 기계 자체의 세정이 곤란하여 케이크가 축적되므로 소위 폐쇄를 일으킬 염려가 있기 때문에 처리물을 대량으로 또한 안정적으로 처리할 수 없다. 또한 이런 종래의 기술에서는 부품수의 증가로 장치의 코스트를 증가시키고 만다.

본 발명은, 원액에서 액체와 고체의 케이크(cake)를 분리하는 디캔터형 원심분리기(decanter type centrifuge)에 관한 것으로, 특히 케이크를 높은 효율로 세정(洗淨)하는 것에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 관한 제1실시형태에 있어서 디캔터형 원심분리기의 단면도이다.

도2는 본 발명에 관한 제1실시형태에 있어서 소경부 내의 플라이트의 형상을 나타내기 위한 설명도이다.

도3은 본 발명에 관한 제1실시형태에 있어서 소경부 내의 특정영역에서의 케이크 반송상황 및 케이크 세정상황을 나타내는 설명도이다.

도4는 도3 중의 각 위치에 있어서 단면도이다.

도5는 본 발명에 관한 제1실시형태에 있어서 소경부 내의 각 위치에서의 케이크 반송상황을 나타내는 설명도이다.

도6은 본 발명에 관한 제2실시형태에 있어서 소경부 내의 플라이트의 형상을 나타내기 위한 설명도이다.

도7은 종래의 스크린 볼식 디캔터형 원심분리기의 단면도이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점에 착안하여 세정액의 공급량을 증가시키지 않고 또한 부품수를 증가시키지 않고 케이크의 세정효율을 높일 수 있는 디캔터형 원심분리기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 디캔터형 원심분리기는,

회전통 및 그 회전통 내에 상대회전이 가능하게 설치되는 스크루 컨베이어를 구비하고, 상기 회전통은, 내부에 원액이 공급되는 원통 형상의 대경부와, 그 대경부로부터 점점 내경이 작아지는 축경부와, 그 축경부의 내경이 작아지는 측에 접속되어 있는 소경부를 구비하고, 상기 소경부는, 그 외주벽의 일부 또는 전부에 미세한 여액 배출구멍이 형성되어 있음과 아울러 상기 대경부와 반대측의 끝부분에 케이크 배출구가 형성되고, 상기 소경부 내에는, 상기 대경부에서 상기 축경부를 통하여 이송되는 케이크에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단이 설치되어 있는 디캔터형 원심분리기에 있어서,

상기 스크루 컨베이어는, 상기 소경부 내에 있어서, 상기 케이크를 상기 케이크 배출구로 반송하기 위한 복수의 플라이트를 구비하고,

복수의 상기 플라이트는, 각각 그 플라이트의 선단과 상기 소경부의 내주면 사이에 소간극을 형성하는 소간극 형성부 및 대간극을 형성하는 대간극 형성부를 구비하고,

복수의 상기 플라이트의 상기 대간극 형성부의 전역은, 상기 스크루 컨베이어의 회전축 방향의 동일 위치에 있어서, 다른 플라이트의 상기 소간극 형성부와 중복되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 대간극이란 소간극부에 대하여 2배 이상의 큰 간극을 말한다.

여기에서 상기 디캔터형 원심분리기에 있어서,

상기 세정액 공급수단은, 상기 대간극 형성부의 상기 대경부측에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한 상기 세정액 공급수단은, 상기 대간극 형성부의 상기 대경부측의 플라이트 표면을 향하여 상기 세정액을 분무할 수 있도록 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한 이상의 디캔터형 원심분리기에 있어서,

상기 플라이트의 상기 대간극 형성부와, 상기 회전축 방향의 동일 위치에 위치하고 있는 다른 플라이트의 상기 소간극부는, 그 대간극 형성부가 1/2 회전 이상 회전할 때에 동일점을 통과하도록 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한 이상의 디캔터형 원심분리기는,

상기 대간극 형성부의 상기 케이크 배출구측에 위치하고 있는 케이크는, 상기 소경부의 내주면과 그 대간극 형성부 사이의 상기 대간극을 통과하고, 그 대간극 형성부의 상기 대경부측에, 그 대간극과 실질적으로 동일한 치수의 두께를 가지는 케이크 잔층이 형성되어 가고, 그 대간극 형성부가 끝나서 상기 소간극 형성부로 이동하기 직전에는, 그 대간극 형성부의 상기 케이크 배출구측의 플라이트 표면에는, 상기 케이크의 접촉압력이 걸리지 않도록, 상기 대간극의 치수 및 상기 대간극 형성부의 길이가 설정되어 있는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 부품수나 세정액을 증가시키는 것이 아니라 플라이트에 대간극 형성부를 형성하고, 그곳을 통과하는 얇은 케이크 잔층에 세정액을 공급하고 있기 때문에 세정효과를 높일 수 있다. 특히 대간극 형성부의 대경부측의 플라이트면에 세정액을 공급함으로써 얇은 케이크 잔층의 전체로 균일하게 세정액이 공급되기 때문에 세정효과를 더 높게 할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 관한 디캔터형 원심분리기의 각종 실시형태에대하여 도1∼도6을 사용하여 설명한다.

우선, 도1∼도5를 사용하여 본 발명에 관한 디캔터형 원심분리기의 제1실시형태에 대하여 설명한다.

본 실시형태의 디캔터형 원심분리기는, 기본적으로 도7을 사용하여 설명한 종래의 디캔터형 원심분리기와 마찬가지로 외측 회전통100과 스크루 컨베이어200A(도1에 나타낸다)를 구비하고 있지만 외측 회전통100의 소경부103 내의 플라이트 구성과 세정액 분무 노즐의 부착위치 및 부착방향이 종래의 원심분리기와 다르게 되어있다. 그래서 종래의 원심분리기와 동일한 부위에 관하여는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하고, 다른 부위에 관하여는 이하에서 상세하게 설명한다.

도1에 나타내는 바와 같이 소경부103 내에서는, 스크루우 컨베이어200A의 허브201에는, 제1플라이트211와 제2플라이트212가 설치되어 있다. 각 플라이트211, 212는 플라이트 선단과 소경부103의 내주면 사이에 소간극d1을 형성하는 소간극 형성부211a, 212a와 대간극d2을 형성하는 대간극 형성부211b, 212b를 구비하고 있다. 또한 도1에 있어서, 플라이트 중의 흰부분이 소간극 형성부211a, 212a를 나타내고, 격자표시가 있는 부분이 대간극 형성부211b, 212b를 나타내고 있다. 세정액 분무 노즐214은 대간극 형성부211b, 212b의 대경부측(후방)에 설치되고 또한 이 대간극 형성부211b, 212b의 대경부측의 플라이트 표면에 세정액을 분무할 수 있는 방향에 설치되어 있다.

여기에서 도2를 사용하여 각 플라이트211, 212의 소간극 형성부211a, 212a 및 대간극 형성부211b, 212b에 대하여 상세하게 설명한다. 또한 동(同) 도면 중에 ①은 제1플라이트211을 나타내고, ②는 제2플라이트212를 나타내고 있고, 파선은 소경부의 내주면을 나타내고 있다. 또한 동도(a)는 가로축이 소경부 내의 회전축C 방향의 위치를 나타내고, 세로축이 회전축C 회전 각도를 나타내고 있고, 그 좌표계 내에서 각 플라이트211, 212의 형상을 나타내는 것이다. 또한 동도(b)는 회전축 방향의 각 플라이트211, 212의 형상을 나타내는 것이다.

본 실시형태의 소경부의 회전축 방향의 치수는 1000mm로, 이 소경부 내의 전역에 100mm 간격으로 제1플라이트211가 설치되어 있다. 또한 제2플라이트212는 소경부 내의 거의 전역에 걸쳐서 제1플라이트211 사이에 설치되어 있다.

각 플라이트211, 212의 대간극 형성부211b, 212b는 495° 간격마다 270°의 각도 폭으로 형성되어 있다. 또한 각 플라이트211, 212의 소간극 형성부211a, 212a는 270°간격마다 495°의 각도 폭으로 형성되어 있다. 각 플라이트211, 212의 대간극 형성부211b, 212b의 전역은, 이 대간극 형성부211b, 212b가 1/2 회전(180°)할 때에 회전축 방향의 동일 위치에 위치하고 있는 다른 플라이트212, 211의 소간극 형성부212a, 211a는 동일점을 통과한다. 이를 구체적으로 설명하면 제1플라이트211의 대간극 형성부211b의 시점s 및 종점e은 각각 회전축 방향의 동일위치에 위치하고 있는 제2플라이트212의 소간극 형성부212a 위의 점s', e'과 중복되어 있다. 이 때문에 소경부103의 내주면과 각 플라이트211, 212의 대간극 형성부211b, 212b 사이의 대간극d2을 통과하고 남는 케이크 잔층은 다른 플라이트212, 211의 소간극 형성부212a, 211a에 의하여 케이크 배출구105의 방향으로 반송된다.

여기에서 이하 설명의 경우에는 각 플라이트211, 212의 전체의 대간극 형성부211b, 212b의 후방에 형성되는 케이크 잔층의 영역에 관하여 대경부로부터 순서대로 제1케이크 잔층 형성 영역Ⅰ, 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ, ........ , 제7케이크 잔층 형성 영역Ⅶ으로 한다.

세정액 분무 노즐214은 각 플라이트211, 212의 전체의 대간극 형성부211b, 212b의 대경부측, 바꾸어 말하면 전체의 케이크 잔층 영역에 설치되어 있는 것이 아니라 본 실시형태에서는 제2케이크 잔층 영역Ⅱ 및 제4케이크 잔층 영역Ⅳ의 위치에 설치되어 있다.

다음에 도3 및 도4를 사용하여 특정 영역(제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ 및 그 주위의 영역)에서의 케이크 반송상황 및 케이크 세정상황에 대하여 설명한다. 또한 도3은 소경부 내의 상황을 이해하기 쉽게 하기 위하여 회전통을 전개하여 플라이트를 직선으로 표현하고 있고, 도면의 상부가 스크류 콘베이어의 허브 방향이고, 도면의 하부가 소경부의 외주측 방향이다. 또한 도4(a), (b), (c), (d), (e)는 각각 도3 중의 a-a단면, b-b단면, c-c단면, d-d단면, e-e단면을 나타내고 있다. 또한 도3 및 도4에 있어서는, 플라이트의 소간극 형성부211a, 212a와 소경부 내주면 사이를 케이크가 통과하여 형성되는 매우 얇은 케이크 잔층이 생략되어 있다.

도3 및 도4(a)에 나타내는 바와 같이 제2플라이트212의 소간극 형성부212a가 케이크 배출구측으로 이동하는 과정에서 케이크C1는 종래 기술에서 말한 바와 같이 이 소간극 형성부212a의 케이크 배출구측의 플라이트 표면에 눌려져서 그 면을 한변으로 하는 단면이 삼각형상으로 되어 케이크 배출구측으로 반송된다.

도3 및 도4(b), (c)에 나타내는 바와 같이 케이크가 제2플라이트212의 대간극 형성부212b에 도달하면 케이크가 이 대간극 형성부212b와 소경부103의 내주면 사이의 대간극d2을 통과하는 만큼 케이크가 반송되지 않고 대간극 형성부212b의 후방 즉 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ에 케이크 잔층C2이 형성된다. 이 때문에 대간극 형성부212b의 케이크 배출구측(전방)에 있는 케이크는 대간극 형성부212b의 시단s에서 종단e으로 향함에 따라 점점 적게되어 종단e에 있어서 반송되어야 하는 케이크가 없게된다. 대간극 형성부212b의 후방에 형성되는 케이크 잔층C2은 대간극d2의 치수에 대응하여 두껍게 된다

대간극 형성부212b의 후방의 플라이트면 및 케이크 잔층C2이 형성되기 시작하는 부분에서는 세정액 분무 노즐214에서 세정액이 공급된다. 즉 대간극 형성부212b에서 후방으로 케이크가 통과하고, 케이크 잔층C2이 형성되기 시작하는 과정에서 세정액이 순차적으로 케이크 잔층C2에 공급된다. 이 때문에 이 케이크 잔층C2의 전체 표면에 대하여 균등하게 세정액이 뿌려진다. 케이크 잔층C2이 형성되기 시작하는 부분에 뿌려지는 세정액은 외측 회전통100의 회전에 의한 원심력으로 매우 짧은 시간에 케이크 층에 침투하고, 케이크 층 내의 용해분(溶解粉)(불순물)을 용해시키면서 다공질체106의 방향으로 이동하고, 그 대부분은 다공질체106를 통과하여 여액 배출구멍107을 통하여 장치 밖으로 배출된다.

본 실시형태에서는 이와 같이 외측 회전통100의 회전에 의한 원심력에 대하여 거의 수직인 케이크 잔층C2의 표면에 세정액이 공급되기 때문에 세정액이 케이크 표면을 흐르는 것이 아니라 그 대부분이 케이크 내부에 침투된다. 또한 케이크 잔층C2의 두께는 단면이 대략 삼각형상인 케이크C1의 높이 보다도 낮기 때문에 케이크 잔층C2에 뿌려지는 세정액의 대부분은 케이크 잔층C2을 통과한 후에 거의 확실하게 다공질체106 및 여액 배출구멍107을 통하여 장치 밖으로 배출된다. 또한 본 실시형태에서는 전술한 바와 같이 케이크 잔층C2의 전체 표면에 대하여 균등하게 세정액이 뿌려진다. 따라서 본 실시형태에서는 1회의 세정으로 전체의 케이크 잔층C2에 대하여 균등하게 또한 높은 세정효과를 얻을 수 있다.

또한 케이크에는 항상 원심력이 작용하고 있기 때문에 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ의 케이크에 대해서는 항상 탈액작용을 하고 있다. 본 실시형태에서는 이 때문에 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ에 있어서 균등하게 펼쳐지는 케이크에 대하여 탈액작용을 하기 때문에 높은 탈액효과를 얻을 수 있다.

제2플라이트212의 대간극 형성부212b를 통과하는 케이크 잔층C2은 도3 및 도4(c), (d)에 나타내는 바와 같이 제2플라이트212의 대간극 형성부212b의 후방에 위치하고 있는 제1플라이트211의 소간극 형성부211a에 순차적으로 모아지고, 이 소간극 형성부211a의 전면에 케이크가 점점 쌓여서 도3 및 도4(e)에 나타내는 바와 같이 다시 단면이 대략 삼각형상의 케이크C1가 형성된다. 이 케이크C1는 제1플라이트211의 소간극 형성부211a에 의하여 케이크 배출구측으로 반송되고, 제1플라이트211의 대간극 형성부211b에 도달되면 여기를 통과하여 결국 그 후방의 제3케이크 잔층 형성 영역Ⅲ에서 다시 케이크 잔층C2으로 된다. 본 실시형태에서는 이와 같이 케이크를 단면이 대략 삼각형인 것과 층상인 것을 반복하여 형성함으로써 케이크가 그 때마다 분쇄되어 각반되기 때문에 세정효과 및 탈액효과가 더 높아진다.

이후에 케이크는 제4케이크 잔층 형성 영역Ⅳ, ....... , 제7케이크 잔층 형성 영역Ⅶ까지 마찬가지로 처리되어 최종적으로 케이크 배출구105까지 반송되어서 그곳에서 외부로 방출된다. 단, 본 실시형태에서는 전술한 바와 같이 세정액 분무 노즐214은 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ 및 제4케이크 잔층 형성 영역Ⅳ의 위치에만 설치되어 있기 때문에 제3케이크 잔층 형성 영역Ⅲ, 제5케이크 잔층 형성 영역Ⅴ, 제6케이크 잔층 형성 영역Ⅵ, 제7케이크 잔층 형성 영역Ⅶ에서는 케이크 잔층C2으로 세정액은 공급되지 않는다.

본 실시형태에 있어서, 이와 같이 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ 및 제4케이크 잔층 형성 영역Ⅳ에서만 케이크 잔층에 세정액을 공급하는 것은케이크 자체의 성질로서 비교적 투액성(透液性)이 나쁜 것을 고려하기 때문이다. 이는 케이크의 투액성이 나쁘면 제2케이크 잔층 영역에 세정액을 공급하여도 제3케이크 잔층 영역 내에서 세정액을 완전하게 배액(排液)하지 못하므로 계속하여 제2케이크 잔층 영역 내에 세정액을 공급하면 케이크 층 위에 세정액이 쌓여서 세정 및 탈액 효과가 오히려 낮아지기 때문이다. 따라서, 반대로 투액성이 좋은 케이크를 처리하는 경우에는 제1케이크 잔층 형성 영역Ⅰ, 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ, 제3케이크 잔층 형성 영역Ⅲ으로 세정액을 연속하여 공급하여도 된다.

또한 본 실시형태에서는, 제4케이크 잔층 형성 영역Ⅳ 보다도 전방에서는 세정액을 전혀 공급하지 않기 때문에 제5, 6, 7케이크 잔층 형성 영역을 일부러 형성하는 것은 무용하게 보이지만 이는 층상으로 펼쳐지는 케이크에 대하여 반복하여 원심력을 작용시켜서 탈액효과를 더 높이기 위함이다.

다음에 도5를 사용하여 회전축 방향의 각 위치에서의 케이크 반송상황에 대하여 설명한다.

제1플라이트211의 소간극 형성부211a에서 케이크가 제1케이크 잔층 형성 영역Ⅰ으로 반송되어 오면 제1플라이트211는 소간극 형성부211a에서 대간극 형성부211b로 바뀌기 때문에 이 제1케이크 잔층 형성 영역Ⅰ에서는 제1플라이트211의 대간극 형성부211b의 후방에 케이크 잔층C2이 남는다. 이 케이크 잔층C2은, 제1플라이트211의 대간극 형성부211b에 대하여 반회전(180°) 늦어져서 제1케이크 잔층 형성 영역Ⅰ을 통과하는 제2플라이트212의 소간극 형성부212a에서 깍여져서 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ으로 반송된다. 제2플라이트212는, 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ에 도달하면 소간극 형성부212a에서 대간극 형성부212b로 바뀐다. 이 때문에 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ에서는 제2플라이트212의 대간극 형성부212b의 후방에 케이크 잔층C2이 남고, 이 케이크 잔층C2에 대하여 세정액이 공급된다.

이 케이크 잔층C2은, 제2플라이트212의 대간극 형성부212b에 대하여 반회전(180°) 늦어져서 제2케이크 잔층 형성 영역Ⅱ을 통과하는 제1플라이트211의 소간극 형성부211a에서 깍여져서 제3케이크 잔층 형성 영역Ⅲ으로 반송된다.

이후에는 마찬가지의 처리가 반복되면서 케이크 배출구105까지 케이크가 반송된다.

이상 살펴본 바와 같이 본 실시형태에서는, 소경부103 내의 플라이트 형상을 변경하고, 세정액 분무 노즐214의 위치 및 방향을 변경함으로써 소경부103 내에서의 케이크 반송과정에서 케이크가 층상으로 펼쳐지고, 그곳에 세정액이 균등하게 공급되기 때문에 장치의 코스트를 거의 증가시키지 않고 케이크의 세정효과 및 탈액효과를 높일 수 있다.

발명자는, 본 실시형태의 디캔터형 원심분리기의 시험기계를 만들어 이 시험기계에서 분말 석고, 분말 테레프탈 산(terephthalic acid), 미분쇄 폴리 에틸렌 테레프 타레이트 수지(polyethylene terephthalate 樹脂) 등의수분산 슬러리(水分散 slurry)에 효소를 불순물로 하여 시험을 실시한다. 그 결과 시험을 하는 전체의 처리 대상물에 관하여 양호한 세정효과와 탈액효과가 얻어진다.

그런데 케이크의 세정효율을 높이기 위해서는, 도4(d)에 나타내는 바와 같이 대간극 형성부212b가 끝나기 직전에 대간극 형성부212b의 전방에 케이크가 남아있지 않는 것, 바꾸어 말하면 대간극 형성부212b의 후방에 동도4(a)의 케이크C1와 같은 단면적 크기의 케이크 잔층C2이 형성되어 있는 것이 중요하다.

이는 가령 대간극 형성부212b가 끝나기 직전에 동도(d')에 나타내는 바와 같이 대간극 형성부212b의 전방에 케이크가 남아 있으면 이 케이크C3에는 세정액이 공급되는 것이 아니라 소간극 형성부로 반송되어 버리기 때문이다. 따라서 대간극 형성부211b, 212b가 끝나기 직전에 그 하류측에 케이크가 거의 잔류하지 않도록, 바꾸어 말하면 대간극 형성부211b, 212b의 전방 플라이트면에 케이크 압력이 걸리지 않도록, 대간극d2의 치수 및 대간극 형성부211b, 212b의 길이를 설정하는 것이 바람직하다.

여기에서 구체적으로 소간극d1 및 대간극d2의 치수에 대하여 설명한다.

예를 들면 본 실시형태의 디캔터형 분리기의 설계의 제조건이 이하와 같은 값으로 한다.

소경부 내경(內徑) : 260mm

소경부 길이 : 1000mm

컨베이어 피치(pitch) : 100mm

컨베이어 속도차이 : 40rpm

케이크 배출량 : 18.3리터/분(分)

이상의 조건으로 도4(a)에서 케이크C1의 삼각형 단면적은 약5.6㎠으로 된다. 이 케이크C1의 전체가 도4(d)에 나타낸 바와 같이 케이크 잔층C2으로 되기 위해서는, 가령 단순한 예로서 대간극 형성부211b, 212b의 길이를 360°로 하면 대간극d2의 길이는 최저이더라도 소간극d1의 길이에 5.6mm가 더 필요하다. 그런데 본 실시형태에서는 대간극 형성부211b, 212b의 길이는 270°이기 때문에 본 실시형태에 있어서 대간극d2의 길이는 최저이더라도 소간극d1의 길이에 7.5mm(= 5.6mm x 360°/270°)가 더 필요하다. 그러나 실제로는 플라이트의 반송로스, 대간극부에 있어서 케이크의 통과저항 및 세정액 공급에 의한 미끄러짐이나 흐름에 의한 로스 및 팽윤(澎潤:swelling) 등을 감안할 필요가 있기 때문에 대간극d2의 길이는 계산값 보다 10∼20% 크게 설정하는 것이 바람직하다.

한편 소간극d1은 가능한 한도에서 작게하는 것이 바람직하지만 통상 기계제작 오차나 스크루 컨베이어의 휘어짐 등을 감안하여 0.5mm∼1.5mm이다.

본 실시형태에서는 이상의 사항을 고려하여 소간극의 길이d1를 1.0mm로 하고, 대간극의 길이d2를 9.6mm(= 1.0mm + 7.5mm x 1.15)로 되어 있다.

다음에 본 발명에 관한 디캔터형 원심분리기의 제2실시형태에 대하여 도6을 사용하여 설명한다. 또한 도6도 도2(a)와 마찬가지로 가로축이 소경부 내의 회전축 방향의 위치를 나타내고, 세로축이 회전축의 회전 각도를 나타내고 있고, 이 좌표계 내에서 각 플라이트의 형상을 나타내는 것이다. 또한 원안의 번호는 각각 플라이트의 번호를 나타내고 있다.

본 실시형태는 도6에 나타내는 바와 같이 소경부 내에 4개 이상의 플라이트를 설치하는 것이다. 각 플라이트 221, 222, 223, 224에는 소간극 형성부221a, 222a, 223a, 224a 및 대간극 형성부221b, 222b, 223b, 224b가 형성되어 있다. 각 플라이트 221, 222, 223, 224의 대간극 형성부221b, 222b, 223b, 224b의 전역에는 이 대간극 형성부가 2/3회전(240°)할 때에 회전축 방향의 동일 위치에 위치하고 있는 다른 플라이트의 소간극부가 동일점을 통과하도록 되어있다.

이와 같이 소경부 내에 3개 이상의 플라이트를 설치하여도 제1실시형태와 기본적으로 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한 본 실시형태에서는, 각 플라이트의 대간극 형성부의 전역은 이 대간극 형성부가 2/3회전(240°)할 때에 회전축 방향의 동일 위치에 위치하고 있는 다른 플라이트의 소간극부가 동일점을 통과하기 때문에 케이크 잔층이 다음의 플라이트의 소간극 형성부에 의하여 깍여질 때까지의 시간이 길어지게 되어 더 많은 세정액이 소경부의 외주에 도달하기 때문에 제1실시형태 보다도 세정효과 및 탈액효과를 더 높일 수 있다.

Claims (5)

1. 회전통 및 그 회전통 내에 상대회전(相對回轉)이 가능하게 설치되는 스크루 컨베이어를 구비하고, 상기 회전통은, 내부에 원액이 공급되는 원통 형상의 대경부(大徑部)와, 그 대경부로부터 점점 내경이 작아지는 축경부(縮徑部)와, 그 축경부의 내경이 작아지는 측에 접속되어 있는 소경부(小經部)를 구비하고, 상기 소경부는, 그 외주벽(外周壁)의 일부 또는 전부에 미세한 여액(濾液) 배출구멍이 형성되어 있음과 아울러 상기 대경부와 반대측의 끝부분에 케이크 배출구가 형성되고, 상기 소경부 내에는, 상기 대경부에서 상기 축경부를 통하여 이송되는 케이크(cake)에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단이 설치되어 있는 디캔터형 원심분리기(decanter type centrifuge)에 있어서,

   상기 스크루 컨베이어는, 상기 소경부 내에 있어서, 상기 케이크를 상기 케이크 배출구로 반송하기 위한 복수의 플라이트(flight)를 구비하고,

   복수의 상기 플라이트는, 각각 그 플라이트의 선단과 상기 소경부의 내주면(內周面) 사이에 소간극(小間隙)을 형성하는 소간극 형성부 및 대간극(大間隙)을 형성하는 대간극 형성부를 구비하고,

   복수의 상기 플라이트의 상기 대간극 형성부의 전역은, 상기 스크루 컨베이어의 회전축 방향의 동일 위치에 있어서, 다른 플라이트의 상기 소간극 형성부와 중복되어 있는

   것을 특징으로 하는 디캔터형 원심분리기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 세정액 공급수단은, 상기 대간극 형성부의 상기 대경부측에 설치되어 있는

   것을 특징으로 하는 디캔터형 원심분리기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 세정액 공급수단은, 상기 대간극 형성부의 상기 대경부측의 플라이트 표면을 향하여 상기 세정액을 분무할 수 있도록 설치되어 있는

   것을 특징으로 하는 디캔터형 원심분리기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 플라이트의 상기 대간극 형성부와, 상기 회전축 방향의 동일 위치에 위치하고 있는 다른 플라이트의 상기 소간극부는, 그 대간극 형성부가 1/2 회전 이상 회전할 때에 동일점을 통과하도록 설치되어 있는

   것을 특징으로 하는 디캔터형 원심분리기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 대간극 형성부의 상기 케이크 배출구측에 위치하고 있는 케이크는, 상기 소경부의 내주면과 그 대간극 형성부 사이의 상기 대간극을 통과하고, 그 대간극 형성부의 상기 대경부측에, 그 대간극과 실질적으로 동일한 치수의 두께를 가지는 케이크 잔층이 형성되어 가고, 그 대간극 형성부가 끝나서 상기 소간극 형성부로 이동하기 직전에는, 그 대간극 형성부의 상기 케이크 배출구측의 플라이트 표면에는, 상기 케이크의 접촉압력이 걸리지 않도록 상기 대간극의 치수 및 상기 대간극 형성부의 길이가 설정되어 있는

   것을 특징으로 하는 디캔터형 원심분리기.