ワイヤスクリーン、遠心分離装置、及びワイヤスクリーンの製造方法
【課題】スリットの目詰まりを防止することにより、脱水率等といった分離能力を格段に向上できるワイヤスクリーンを提供する。
【解決手段】１つの軸線Ｘ０に沿って互いに間隔をおいて配置されており互いに内径が異なる複数のリング部材２ａ，２ｂ，２ｃと、それら複数のリング部材の内周面に固着されており１つの軸線Ｘ０の回りに円錐形状を成すように並べて設けられた複数のワイヤ３，４とを有するワイヤスクリーン１Ａである。複数のワイヤ３，４の互いに隣接するものの間にスリットが形成されており、それらのスリットは円錐形状の小径端から大径端にわたって連続して真っ直ぐに延びている。リング部材２ａ，２ｂ，２ｃの内周面上に複数の凹部を予め形成しておき、これらの凹部にワイヤ３，４をはめ込むことにすれば、複数のワイヤを正確に位置決めでき、ワイヤ間に形成されるスリットの幅を正確に規定できる。
【解決手段】１つの軸線Ｘ０に沿って互いに間隔をおいて配置されており互いに内径が異なる複数のリング部材２ａ，２ｂ，２ｃと、それら複数のリング部材の内周面に固着されており１つの軸線Ｘ０の回りに円錐形状を成すように並べて設けられた複数のワイヤ３，４とを有するワイヤスクリーン１Ａである。複数のワイヤ３，４の互いに隣接するものの間にスリットが形成されており、それらのスリットは円錐形状の小径端から大径端にわたって連続して真っ直ぐに延びている。リング部材２ａ，２ｂ，２ｃの内周面上に複数の凹部を予め形成しておき、これらの凹部にワイヤ３，４をはめ込むことにすれば、複数のワイヤを正確に位置決めでき、ワイヤ間に形成されるスリットの幅を正確に規定できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離装置に好適に用いられるワイヤスクリーン及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離装置は、少なくとも２つの物質を含む材料に関してそれら２つの物質を分離するために用いられている。例えば、固形物に水分が含まれて材料が構成されている場合に、その固形物から水分を分離、すなわち脱水するために遠心分離装置が用いられている。従来の遠心分離装置として、特許文献１に開示されているように、複数のウェッジワイヤを互いに所定の目開きに並列させて平面状のスクリーンを形成し、このスクリーンによって液体を固形物から分離する、という技術が知られている。
【０００３】
また、従来、特許文献２に開示されているように、リング状に形成したウェッジワイヤを軸方向に所定寸法の間隙を設けて多数並列させることによってドラム型のスクリーンを形成し、このスクリーンによって、固体と液体とを分離する、という技術が知られている。また、従来、特許文献３に開示されているように、円錐形状（すなわちコーン形状）のスクリーンを用いてスラリーから水分を分離する、という技術が知られている。この文献で水を通過させるためにスクリーン中に形成される穴が円形、正方形等といった縦横同寸法の形状なのか、一方向に長いスリット状なのかが明確ではないが、添付図を参照すると、その穴は円形等であることが予測される。
【０００４】
また、従来、特許文献４に開示されているように、円筒形状のスクリーンを縦型に配設し、このスクリーンを自身の中心を通る軸線を中心として高速で回転させながら、その内部に材料を投入して、その材料内の水分を遠心力によって分離する、という技術が開示されている。この文献ではスクリーンに形成される脱水用の穴がどのような形状であるかについては詳しい説明がないが、この文献は本件出願と同じ出願人に係るものであり、スクリーン中に設けられる穴が円形状の穴であることは周知のところである。
【０００５】
また、従来、特許文献５に開示されているように、上方にロート状に開放する脱水用カゴを設け、その周側部に脱水用のスリット（細長い穴）を設け、その穴を通して脱水を行う、という技術が知られている。また、従来、特許文献６に開示されているように、ステンレス製で三角断面を有するウェッジワイヤを、渦巻き円錐状に巻形成して外筒を形成し、この外筒を通して懸濁物を濾液と脱水ケーキとに分離する、という技術が知られている。
【０００６】
【特許文献１】実願昭５７−０７８５８６号（実開昭５８−１８３２０３号）のマイクロフィルム）（第１，４頁、第１図）
【特許文献２】特開昭５８−００６２１５号公報（第１〜２頁、第１図）
【特許文献３】実願昭５６−１３１２６３号（実開昭５８−０３５９４４号）のマイクロフィルム）（第３頁、第１図）
【特許文献４】特開平９−１８７６７８号公報（第２〜３頁、図１）
【特許文献５】特開平５−２０８１４６号公報（第２頁、図１）
【特許文献６】特開平１１−１６９６１６号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、鉱物である石灰石が泥水に混在した状態の原材料に対して上記の従来技術を適用して遠心分離処理による脱水を行った。近年では、多くの産業分野において、非常に高い脱水率の石灰石が要望されている。実験の結果及び考察によれば、上記の各従来技術に基づいてスクリーンを形成した上で原材料から水を分離して脱水済み製品としての石灰石を生成したところ、従来のスクリーンでは目標とする脱水率が得られないことが分かった。
【０００８】
本発明者は、種々の検討を行った結果、従来のスクリーンでは目詰まりが発生し易く、そのために脱水率を上げることに限度があること、及びスクリーンの形状とそれに設ける脱水用の穴の形状とを相関的に工夫することにより、脱水率を向上できることを知見した。
【０００９】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、スクリーンの目詰まりを防止することにより、脱水率等といった分離能力を格段に向上できるワイヤスクリーン及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るワイヤスクリーンは、１つの軸線に沿って互いに間隔をおいて配置されており互いに内径が異なる複数のリング部材と、該複数のリング部材の内周面に固着されており前記１つの軸線の回りに円錐形状を成すように並べて設けられた複数のワイヤとを有し、該複数のワイヤの互いに隣接するものの間にスリットが形成されており、該スリットは前記円錐形状の小径端から大径端にわたって連続して真っ直ぐに延びていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、ワイヤの断面形状は、ウェッジ形（楔形又は三角形）、正方形、長方形、円形、楕円形等とすることができる。ウェッジ形状は、例えば図２（ａ−１）、（ａ−２）に示す形状である。また、長方形状は、例えば図２（ａ−３）に示す形状である。また、円錐形状の内周面となる面であるワイヤの内面の形状は、例えば図２（ａ）に示すように、内面の幅（ｗ）が長さ（Ｌ）方向で一定である形状であっても良いし（この形状のワイヤを本明細書で「第１ワイヤ」ということにする）、あるいは、図２（ｂ）に示すように、内面の幅（ｗｘ）が円錐形状の小径端から大径端にかけて徐々に大きくなるように変化する形状であっても良い（この形状のワイヤを本明細書で「第２ワイヤ」ということにする）。
【００１２】
上記第１ワイヤの内面形状は、両端が円弧状、楕円状、長円状等になるかもしれないが、概ね、細長い長方形状である。また、第２ワイヤの内面の幅が徐々に大きくなるとは、一定の割合で（すなわち一定の傾きで直線的に）徐々に変化するのが望ましいが、変化の割合が長さ方向で多少変化するものであっても良い。第２ワイヤの内面の幅が一定の割合で徐々に大きくなるものとすれば、その面形状は、細長い楔形状、細長い三角形状、又は細長い台形状等になる。
【００１３】
上記構成において、「固着」とは、例えば、溶接による固定、接着剤による固定である。また、複数のワイヤ間に形成されたスリットが連続して真っ直ぐに延びているというときの「連続して」とは、スリットが中断することがないということであり、「真っ直ぐに」とは、スリットが曲がっていないということである。スリット自体の幅は、円錐形状の小径端から大径端にかけて一定であっても良いし、徐々に変化しても良い。リング部材は少なくとも２個用いられる。リング部材の数が多くなるとワイヤスクリーンの機械的な強度は大きくなるかもしれないが、リング部材へワイヤを固着する作業が煩雑になるかもしれない。実際的には、リング部材は３個程度であることが望ましい。
【００１４】
本発明に係るワイヤスクリーンによれば、スリットが円錐形状の小径端から大径端にわたって連続して真っ直ぐに延びているので、脱水対象である固形物及びそれから出る粉がスリットに詰まることを効果的に防止できる。
また、スリットは、リング部材の内周面上に複数のワイヤを固着することによって円錐形状に形成されるので、連続して真っ直ぐに延びるスリットをそれらのワイヤ間に容易に形成できる。例えば、（ｉ）スリットに相当するゲージを用意しておき、そのゲージを用いて複数のワイヤを順次にリング部材に固着するという方法を採用できる。また、（ｉｉ）リング部材の内周面上に目印、例えばケガキ線を所定間隔で形成しておき、これらのケガキ線の上に複数のワイヤを順々に固着して行くという方法を採用できる。さらに、（ｉｉｉ）ワイヤの位置決めのための凹部を予めリング部材の内周面上に所定間隔で形成しておき、複数のワイヤを個々にその凹部にはめ込みさらに固着するという方法を採用できる。
【００１５】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいては、前記リング部材の内周面上に複数の凹部が設けられ、これらの凹部に前記ワイヤがはめ込まれていることが望ましい。このワイヤスクリーンは、上記したように、ワイヤの位置決めのための凹部を予めリング部材の内周面上に所定間隔で形成しておき、複数のワイヤを個々にその凹部にはめ込みさらに固着することによって製造されたものである。このワイヤスクリーンによれば、スリットを備えたワイヤスクリーンを複数のワイヤによって非常に容易に作製できる。しかも、ワイヤの位置決めを正確に行うことができるのでスリットの幅を正確に規定することができる。本発明で使用するワイヤの数は非常に多いが、本実施態様を用いれば、ワイヤの数が多くてもワイヤスクリーンを短時間で正確に形成できる。
【００１６】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記スリットの大径端側は外部へ開放していることが望ましい。仮に、スリットの大径側が開放端ではなく塞がっていると、脱水対象である固形物及びそれから出る粉によってスリットに目詰まりが発生し易く、脱水率が低下するおそれがある。これに対し、スリットの大径端が開放端となっていれば、スリットに目詰まりが発生することを防止でき、高い脱水率を長期間にわたって維持できる。
【００１７】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記スリットは前記円錐形状の小径端から大径端へ向けて徐々に広がっていることが望ましい。本発明において遠心力に基づいて脱液処理を受ける原材料は、円錐形状を成すワイヤスクリーンの小径端側から大径端側へ向けて移動する。従って、スリットが円錐形状の小径端から大径端へ向けて徐々に広がっていれば、スリットの目詰まりを効果的に防止できる。
【００１８】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤの一部又は全部は断面形状が楔形状であるウェッジワイヤであることが望ましい。この場合には、楔形状の頂点が前記円錐形状の外周面となり、該楔形状の前記頂点に対向した底辺が前記円錐形状の内周面となる。この構成によれば、互いに隣接する第１ワイヤの間に形成されるスリットに関して、円錐形状のワイヤスクリーンの外周面におけるそのスリットの幅が、当該ワイヤスクリーンの内周面における幅よりも広くなる。このことは、仮にワイヤスクリーンの内周面側からスリットに固形物が入ったとしても、その固形物は広くなっているスリットの外周方向へ容易に移動して外部へ放出されるということであり、このため、スリットに目詰まりが発生することを防止できる。
【００１９】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤの一部は内面の幅が長さ方向で一定である第１ワイヤ（例えば図２（ａ）参照）であり、他のワイヤは内面の幅が前記円錐形状の小径端から大径端にかけて徐々に大きくなるように変化する第２ワイヤ（例えば図２（ｂ）参照）であり、前記円錐形状の周方向に関して前記第１ワイヤの複数個おきに前記第２ワイヤが少なくとも１つ設けられていることが望ましい。
このワイヤスクリーンは、第１ワイヤと第２ワイヤの２種類のワイヤによってワイヤスクリーンが形成されるものである。この構成によれば、第２ワイヤの幅（例えば図２（ｂ）のｗｘ）を適宜に調整することにより、複数の第１ワイヤの間に形成されるスリットの小径端から大径端にかけての幅を自由に調節することができる。
【００２０】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤは内面の幅が長さ方向で一定である第１ワイヤ（例えば図２（ａ）参照）であることが望ましい。このワイヤスクリーンは第１ワイヤの１種類のワイヤによってワイヤスクリーンが形成されるものである。本実施態様のワイヤスクリーンによれば、使用する第１ワイヤの本数を調節することにより、それらの第１ワイヤ間に形成されるスリットの幅を調節できる。このワイヤスクリーンによれば、使用するワイヤが１種類であるので、部品点数を低く抑えることができ、コスト的に有利である。また、リング部材にワイヤ位置決め用の凹部を形成する場合には、その凹部の種類も１種類で足りるので、有利である。
【００２１】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤは内面の幅が前記円錐形状の小径端から大径端にかけて徐々に大きくなるように変化する第２ワイヤ（例えば図２（ｂ）参照）であることが望ましい。このワイヤスクリーンは第２ワイヤの１種類のワイヤによってワイヤスクリーンが形成されるものである。本実施態様のワイヤスクリーンによれば、使用する第２ワイヤの本数を調節することにより、それらの第２ワイヤ間に形成されるスリットの幅を調節できる。場合によっては、小径端から大径端にかけて幅が一定であるスリットを形成することができる。このワイヤスクリーンによれば、使用するワイヤが１種類であるので、部品点数を低く抑えることができ、コスト的に有利である。また、リング部材にワイヤ位置決め用の凹部を形成する場合には、その凹部の種類も１種類で足りるので、有利である。
【００２２】
次に、本発明に係るワイヤスクリーンの製造方法は、互いに内径の大きさが異なる複数のリング部材を、それらの中心が１つの軸線上に互いに間隔をおいて位置するように配置する工程と、複数のワイヤを前記複数のリング部材の内周面上に円錐形状を成すように固着するワイヤ固着工程とを有し、前記ワイヤ固着工程では、互いに隣接する複数のワイヤの間にスリットが連続して真っ直ぐに形成されるように前記複数のワイヤが前記リング部材に固着されることを特徴とする。
【００２３】
このワイヤスクリーンの製造方法によれば、本発明に係るワイヤスクリーンを製造することができる。製造されたそのワイヤスクリーンによれば、スリットが連続して真っ直ぐであるので、スリットに目詰まりが発生することを長期間にわたって防止でき、原材料の分離精度を長期間にわたって高く維持できる。製造作業は、複数のワイヤをリング部材の内周面上に順次に固着して行くだけであるので、非常に簡単である。
【００２４】
本発明に係るワイヤスクリーンの製造方法において、前記リング部材の内周面上には前記ワイヤがはまり込む凹部が設けられていることが望ましい。この構成によれば、作業者はワイヤを凹部にはめ込むという画一的な作業を行うだけで済むので、作業が非常に簡単である。そして、それにも拘らず、ワイヤ間に形成されるスリットの幅を所望の値に正確に規定できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るワイヤスクリーンによれば、スリットが円錐形状の小径端から大径端にわたって連続して真っ直ぐに延びているので、脱液対象である固形物及びそれから出る粉がスリットに詰まることを効果的に防止できる。また、スリットは、リング部材の内周面上に複数のワイヤを固着することによって円錐形状に形成されるので、連続して真っ直ぐに延びるスリットをそれらのワイヤ間に容易に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係るワイヤスクリーン及びその製造方法を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がその実施形態に限定されるものでないことはもちろんである。また、これ以降の説明では図面を参照するが、その図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。
【００２７】
（ワイヤスクリーン及びその製造方法の第１実施形態）
図１は本発明にかかるワイヤスクリーンの一実施形態を示している。このスクリーン１Ａは、例えば、泥水の中に固形物が含まれている状態であるスラリーから遠心分離処理によって脱水を行って、水分含有率の低い製品として固形物を生成するために用いられる。スクリーン１Ａは、小径端１Ａａから大径端１Ａｂにかけて広がる截頭円錐形状（すなわち頂部を切った状態の円錐形状）に形成されている。截頭円錐形状の小径端１Ａａ及び大径端１Ａｂはいずれも開放端となっている。このワイヤスクリーンは断面がウェッジ状（すなわち楔状又は三角形状）のワイヤを用いて形成されるので、ウェッジワイヤスクリーンと呼ばれることがある。
【００２８】
ワイヤスクリーン１Ａは、複数（本実施形態得は３つ）のリング部材２ａ，２ｂ，２ｃと、それらのリング部材によって支持されている第１ワイヤとしての複数のウェッジワイヤ３と、同じくそれらのリング部材によって支持されている第２ワイヤとしての複数の幅変化ワイヤ４とを有している。１本のウェッジワイヤ３は、図２（ａ）及びそのａ−ａ断面である図２（ａ−１）に示すように、断面形状が楔（ウェッジ）形状で、その断面形状が長さ方向で一定である直線状の線状部材によって形成されている。楔断面の最大幅ｗは例えば１．５ｍｍであり、厚さｔは例えば３ｍｍであり、ワイヤ３の全長Ｌは例えば３１０ｍｍである。ウェッジワイヤ３における幅ｗの底面が図１の円錐形状のスクリーン１Ａの内周面を形成している。
なお、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃの数は３個に限られず、使用するウェッジワイヤ３及び幅変化ワイヤ４の材質、それらの長さ、それらの数、スリット８の幅の寸法、並びに原材料の材質等に応じて、所望の分離性能を達成できるように、適宜に選定する。本実施形態の場合は、リング部材の数を７個とした場合にも良い結果が得られた。
【００２９】
一方、１本の幅変化ワイヤ４は、図２（ｂ）及びそのｂ−ｂ断面である図２（ｂ−１）に示すように、断面形状が矩形状で、その断面の幅ｗｘが最小値ｗ０から最大値ｗ１まで連続的且つ均一な割合（すなわち傾斜）で変化する形状、すなわち平面的に見て細長い楔形状に形成されている。幅変化ワイヤ４の図２（ｂ−１）で示す断面形状はｂ−ｂ断面を長手方向のどの点にとるかによって、縦長の長方形であったり、正方形であったり、横長の長方形であったりする。幅変化ワイヤ４の全長Ｌはワイヤ３と同じで例えば３１０ｍｍであり、断面幅の最小値ｗ０は例えば２．２２ｍｍであり、断面幅の最大値ｗ１は例えば１１．３ｍｍであり、断面の厚さｔは４ｍｍである。
【００３０】
幅変化ワイヤ４における幅ｗｘの面（表裏２面ある）のいずれか一方が図１の円錐形状のスクリーン１Ａの内周面を形成している。図２（ｂ）の場合は幅変化ワイヤ４の断面が矩形状であって幅ｗｘの面が表裏両面に形成されるが、幅変化ワイヤ４の断面形状が三角形状（すなわち楔形状）であったり、台形状であったり、五角形状であったりすると、幅変化ワイヤ４における幅ｗｘの面は１つだけ形成される。そして、この１つの面が図１の円錐形状の内周面を形成する。
【００３１】
図１のリング部材２ａ，２ｂ，２ｃは互いに内径が異なっているが、それらの構造自体は互いに同じであり、図３に示す通りである。図３は代表して中間のリング部材２ｂを示している。リング部材２ｂの外周面は均一な平面である。リング部材２ｂの内周面の全周には、部分拡大図に示すように、複数の矩形凹部６と複数の楔状凹部７とが交互に連続して形成されている。本実施形態の場合、隣接する矩形凹部６の間に７個の楔状凹部７が形成されている。隣接する矩形凹部６の間の楔状凹部７の数は、脱水処理の対象である原材料の状態に応じて７個以外の適宜の数を選定することができる。
【００３２】
図１の小径端１Ａａ側のリング部材２ａ及び大径端１Ａｂ側のリング部材２ｃに関しては、楔状凹部７の形状及び数は中間のリング部材２ｂと同じである。また、小径端側のリング部材２ａ及び大径端側のリング部材２ｃのそれぞれの矩形凹部６の数は、中間リング部材２ｂと同じである。しかしながら、平面形状が細長い楔形状である幅変化ワイヤ４を受けることができるようにするために、小径端側のリング部材２ａの矩形凹部６の幅ｗ２は、中間リング部材２ｂの矩形凹部６の幅ｗ２よりも狭くなっており、さらに、大径端側のリング部材２ｃの矩形凹部６の幅ｗ２は中間リング部材２ｂの矩形凹部６の幅ｗ２よりも広くなっている。
【００３３】
図１に示すスクリーン１Ａを作製する際には、図１のリング部材２ａ，２ｂ，２ｃを軸線Ｘ０を中心として互いに所定の間隔をおいて配置させ、それらのリング部材２ａ，２ｂ，２ｃの楔状凹部７に、図２（ａ）のウェッジワイヤ３の先端鋭角部をはめ込み、さらに溶接、接着等によって固着する。そしてさらに、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃの矩形凹部６に、図２（ｂ）の幅変化ワイヤ４の幅ｗｘ側をはめ込み、さらに溶接、接着等によって固着する。これらの作業をリング部材２ａ，２ｂ，２ｃの楔状凹部７及び矩形凹部６の全てについて行うことにより、複数のワイヤ３，４が１つの軸線Ｘ０の回りに円錐形状を形成するように並べて設けられ、図１のスクリーン１Ａが作製される。
【００３４】
図４は図１のスクリーン１Ａを矢印Ａ方向から見た正面構造を示している。図４の部分拡大図に示すように、隣接する一対の幅変化ワイヤ４の間に７本のウェッジワイヤ３が設けられている。そして、互いに隣接するウェッジワイヤ３の間にスリット（すなわち線状の貫通隙間）８が形成されている。これらの多数のスリット８が原材料スラリーのうちの固形製品成分の通過を禁止し、原材料のうちの分離すべき成分、例えば水分の通過を許容する穴として機能する。これらのスリット８は大径端１Ａｂ側において外部へ開放する状態となっている。
【００３５】
図５は図１のスクリーン１Ａを矢印Ｂ方向から見た側面構造を示している。図５に示すように、スクリーン１Ａの截頭円錐形状の円錐傾斜角度αは約２０°に設定される。但し、この傾斜角度αは原材料の状態及び目標とする脱水率に応じて適宜の値に選定される。この傾斜角度αは、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃの相互間隔及びそれらの内径を調節することによって所望の値に設定できる。なお、スクリーン１Ａの周面の軸線Ｘ０方向の長さＬはウェッジワイヤ３及び幅変化ワイヤ４の長さＬそのものであり、本実施形態では３１０ｍｍである。
【００３６】
ウェッジワイヤ３の間に形成されるスリット８の幅は小径端１Ａａ側が狭く、大径端１Ａｂ側が広くなるように幅変化ワイヤ４のテーパ形状（すなわち楔形状）が設定されている。具体的には、小径端側のスリット幅ＷＳ１が約０．２ｍｍで、大径側のスリット幅ＷＳ２が約０．８ｍｍとなるように設定されている。なお、幅変化ワイヤ４の楔形状の開き角度β（図２（ｂ）参照）を調節することにより、ウェッジワイヤ３間のスリット８の開き角度を調節できる。具体的には、幅変化ワイヤ４の開き角度βを大きくすれば、スリット８の開き角度を小さくでき、逆に、幅変化ワイヤ４の開き角度βを小さくすれば、スリット８の開き角度を大きくできる。
【００３７】
以上のように、本実施形態のワイヤスクリーン１Ａにおいては、複数のワイヤ３，４が１つの軸線Ｘ０の回りに円錐形状を形成するように並べて設けられている。それらのワイヤ３，４の一部は内面の幅が長さ方向で一定であるウェッジワイヤ３であり、他のワイヤは内面の幅が長さ方向で変化する幅変形ワイヤ４である。幅変形ワイヤ４の内面の幅は円錐形状の小径端１Ａａから大径端１Ａｂにかけて徐々に、望ましくは一定の傾斜で、大きくなっている。円錐形状の周方向に関してウェッジワイヤ３の複数個おきに幅変形ワイヤ４が１本設けられている。幅変形ワイヤ４は複数本が隣接していても良い。複数のウェッジワイヤ３の互いに隣接するものの間にスリット８（図５参照）が設けられている。これらのスリット８は円錐形状の小径端１Ａａから大径端１Ａｂにわたって連続して真っ直ぐに延びると共に、それらのスリット８の大径端１Ａｂ側は外部へ開放している。
【００３８】
以下、本実施形態のウェッジワイヤスクリーン１Ａの使用方法について説明する。図１において、截頭円錐形状の中心軸線Ｘ０を中心としてスクリーン１Ａが矢印Ｃで示すように大径開口側から見て反時計方向に高速で回転される。もちろん、回転方向は逆方向であっても良い。そして、回転しているスクリーン１Ａの内部（特に小径側１Ａａに近い部分）に原材料スラリー（例えば固形物と水との混合物）が供給される。通常、原材料は大径側１Ａｂの開口から投入されるが、これを小径側１Ａａから投入しても差し支えはない。
【００３９】
こうして投入された原材料は、回転するスクリーンから与えられる遠心力によってスクリーン１Ａの内部表面、すなわちウェッジワイヤ３及び幅変化ワイヤ４のそれぞれの内周表面に付着しつつ、スクリーン１Ａの円錐形状の傾きに従って大径端１Ａｂ側へ向けて移動する。そして、その移動の間に遠心力の作用により、原材料中の水分がワイヤ３，４間のスリット８（図４及び図５の部分拡大図参照）を通ってスクリーン１Ａの外部へ放出されて原材料が脱水され、脱水処理後の固形物がスクリーン１Ａの大径端１Ａｂ側の開口から外部へ放出されて、製品として回収される。
【００４０】
本実施形態では、図５に示したように、スクリーン１Ａのスリット８が截頭円錐形状の小径端１Ａａから大径端１Ａｂにわたって連続して（すなわち中断することなく）真っ直ぐに（すなわち曲がることなく）延びている。このため、脱水対象である固形物及びそれから出る粉がスリット８に詰まることを防止できる。
【００４１】
また、本実施形態において、スリット８は大径端１Ａｂにおいて外部へ向けて開放状態となっている。仮に、スリット８の大径側が開放端ではなく塞がっていると、脱水対象である固形物及びそれから出る粉によってスリット８に目詰まりが発生し易く、脱水率が低下するおそれがある。これに対し、スリット８の大径端が開放端となっていれば、スリット８に目詰まりが発生することを防止でき、高い脱水率を長期間にわたって維持できる。
【００４２】
また、本実施形態では、スリット８の小径端１Ａａ側が狭く、大径端１Ａｂ側に向けて一定の割合で徐々に広くなっている。このため、仮にスリット８の中に固形物又はその粉が入ったとしてもそれらは直ぐにスリット８の外部へ放出され、それ故、目詰まりの発生を防止できる。なお、本実施形態ではスリット８の幅を小径端１Ａａから大径端１Ａｂにかけて変化させたが、本発明はスリット８の幅が小径端１Ａａから大径端１Ａｂにかけて一定の場合も含むものである。
【００４３】
また、本実施形態では、互いに隣接する一対の幅変化ワイヤ４の間に７本のウェッジワイヤ３を設けたが、一対の幅変化ワイヤ４の間に、より多くの数あるいはより少ない数のウェッジワイヤ３を設けても良い。それらの場合には、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃの内周面に設ける矩形凹部６及び楔状凹部７の数及び配設位置を適宜に変更する。また、本実施形態では図１において、３つのリング部材２ａ，２ｂ，２ｃを用いたが、リング部材の数は２個でも良いし、４個以上でも良い。
【００４４】
以上の実施形態では、図２（ａ−１）に示したように、断面が三角形である楔状の線状部材、いわゆるウェッジワイヤ３を用いて図１のスクリーン１Ａを構成したが、このようなウェッジワイヤに代えて、図２（ａ−２）に示すような断面が五角形である楔状の線状部材であるウェッジワイヤや、図２（ａ−３）に示すような断面が長方形状の線状部材を用いてスクリーンを構成することもできる。また、断面が正方形状やその他の断面形状の線状部材を用いることも可能である。
【００４５】
（ワイヤスクリーン及びその製造方法の第２実施形態）
図６は、本発明に係るワイヤスクリーン及びその製造方法の他の実施形態を示している。図１に示した第１実施形態のスクリーン１Ａは、断面が楔形状である第１ワイヤとしての複数のウェッジワイヤ３と、平面が細長い楔形状である第２ワイヤとしての複数の幅変化ワイヤ４とを用いて形成した。これに対し、本実施形態のスクリーン１Ｂは、図２（ｂ）の幅変化ワイヤ４を用いることなく、図２（ａ）に示すウェッジワイヤ３だけを複数本、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃに組み付けることによって形成されている。
【００４６】
図７（ａ）は図６の矢印Ｄで示す大径端１Ｂｂの一部分を正面方向から見た状態を拡大して示しており、リング部材２ｃが円弧状に現れている。また、図７（ｂ）は矢印Ｅで示す大径端１Ｂｂの一部分を側面方向から見た状態を拡大して示しており、リング部材２ｃが直線状に現れている。本実施形態においては、円錐形状の内周面となるウェッジワイヤ３の面の幅が小径端１Ｂａから大径端１Ｂｂにわたって均一であるので、ウェッジワイヤ３間に形成される個々のスリット８の小径端から大径端にわたっての開き角度が、図１に示す実施形態の場合におけるスリットの開き角度に比べて大きくなっている。
【００４７】
以上のように、本実施形態のワイヤスクリーン１Ｂにおいては、複数のワイヤ３が１つの軸線Ｘ０の回りに円錐形状を形成するように並べて設けられており、それらのワイヤの全部は内面の幅が長さ方向で一定であるウェッジワイヤ３である。複数のウェッジワイヤ３の互いに隣接するものの間にスリット８（図７参照）が設けられている。これらのスリット８は円錐形状の小径端１Ｂａから大径端１Ｂｂにわたって連続して真っ直ぐに延びており、且つスリット８の大径端１Ｂｂ側は外部へ開放している。
【００４８】
本実施形態のスクリーン１Ｂの製造方法は、基本的には、図１に示したスクリーン１Ａの製造方法と同じである。異なるのは、使用するワイヤが図２（ａ）のウェッジワイヤ３の１種類であり、図３のリング部材２ｂの内周面に設けるはめ込み用の凹部もウェッジワイヤ３用の１種類である。このように、本実施形態のスクリーン１Ｂによれば、使用するワイヤが１種類であるので、部品コストを低減でき、しかもリング部材２ａ，２ｂ，２ｃの作製も簡単になる。
【００４９】
（ワイヤスクリーン及びその製造方法の第３実施形態）
図８は、本発明に係るワイヤスクリーン及びその製造方法のさらに他の実施形態を示している。図１に示した第１実施形態のスクリーン１Ａでは、断面楔形状である複数のウェッジワイヤ３と平面形状が細長い楔形状である複数の幅変化ワイヤ４とを用いて形成した。また、図６に示した第２実施形態のスクリーン１Ｂでは、ウェッジワイヤ３だけによってスクリーンを形成した。これに対し、本実施形態のスクリーン１Ｃは、図２（ａ）のウェッジワイヤ３を用いることなく、図２（ｂ）に示す幅変化ワイヤ４だけを複数本、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃに組み付けることによって形成されている。
【００５０】
図９（ａ）は図８の矢印Ｆで示す大径端１Ｃｂの一部分を正面方向から見た状態を拡大して示しており、リング部材２ｃが円弧状に現れている。また、図９（ｂ）は矢印Ｇで示す大径端１Ｃｂの一部分を側面方向から見た状態を拡大して示しており、リング部材２ｃが直線状に現れている。このスクリーン１Ｃは、図２（ａ）のウェッジワイヤ３を用いることなく、図２（ｂ）に示す幅変化ワイヤ４だけを複数本、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃに組み付けることによって形成されている。幅変化ワイヤ４の断面形状は楔形状ではなく、長方形状又は正方形状の矩形状である。幅変化ワイヤ４の広がり角度βを適宜に調節すれば、隣接する幅変化ワイヤ４によって形成されるスリットの幅を小径端から大径端にかけて一定にすることができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態のワイヤスクリーン１Ｃにおいては、複数のワイヤ４が１つの軸線Ｘ０の回りに円錐形状を形成するように並べて設けられている。それらのワイヤ４の全部は内面の幅が長さ方向で変化する幅変化ワイヤ４であり。幅変化ワイヤ４の内面の幅は円錐形状の小径端１Ｃａから大径端１Ｃｂにかけて徐々に大きくなっている。これらの幅変化ワイヤ４の互いに隣接するものの間にスリット８が形成されており、これらのスリット８は円錐形状の小径端１Ｃａから大径端１Ｃｂにわたって連続して真っ直ぐに延びており、且つこれらのスリット８の大径端１Ｃｂ側は外部へ開放している。
【００５２】
本実施形態のスクリーン１Ｃの製造方法も、基本的には、図１に示したスクリーン１Ａの製造方法と同じである。異なるのは、使用するワイヤが図２（ｂ）の幅変化ワイヤ４の１種類であり、図３のリング部材２ｂの内周面に設けるはめ込み用の凹部も幅変化ワイヤ４用の１種類である。このように、本実施形態のスクリーン１Ｃによれば、使用するワイヤが１種類であるので、部品コストを低減でき、しかもリング部材２ａ，２ｂ，２ｃの作製も簡単になる。
【００５３】
（その他の実施形態）
以上の実施形態においては、リング部材として３個のリング部材２ａ，２ｂ，２ｃを用いて複数のワイヤ３，４を截頭円錐形状に支持した。これに限られず、リング部材の数は２個でも良く、あるいは４個以上でも良い。リング部材の数が多くなればワイヤスクリーンの機械的強度を上げることができるが、リング部材へワイヤを固着する作業が煩雑になる。リング部材の数は、実際的には、作業性を考慮すれば３個程度が望ましい。また、作業性及び機械的強度の両方を考慮すれば、７個程度が望ましい。
【００５４】
（ワイヤスクリーンの使用例）
以下、本発明のワイヤスクリーンの構造及び機能をより理解し易くするために、その使用例について説明する。この使用例では、図１に示した実施形態に係るワイヤスクリーン１Ａを用いるものとする。
【００５５】
図１０は、ワイヤスクリーンを使用した遠心分離装置の一例の外観構造を示している。図１１はその遠心分離装置の正面断面構造を示している。図１０において、遠心分離装置１１は、遠心分離処理を行う遠心分離部１２と、処理のための駆動力を発生する動力部１３とを有している。なお、以下で説明される構造要素は、特に指摘がない場合には、ステンレス、構造用鋼、等といった金属によって形成される。
【００５６】
遠心分離部１２の頂部には原材料を投入するための原材料供給口１４が設けられている。本実施形態では、鉱山から採石された鉱石の一種である石灰石が泥水に含まれた状態であるスラリ−が原材料として投入されるものとする。なお、本実施形態では、直径２０ｍｍ以下の石灰石がスラリー状態で投入され、この石灰石が脱水された状態で製品として取り出されるものとする。原材料供給口１４に図１１に示すホッパ１６が装備される。遠心分離部１２の下部に排液管としての排水管１７が設けられている。この排水管１７は、遠心分離処理によってスラリーから分離された水を外部へ排出するものである。遠心分離部１２の底部に製品排出口１８が設けられている。この製品排出口１８は、遠心分離処理によって水分が脱離（すなわち脱水）された状態の製品としての石灰石を外部へ排出するものである。
【００５７】
図１１において、動力部１３の内部に減速機１９が設けられている。減速機１９は、アウタロータ２１及びその内部に設けられたインナロータ２２を有している。それらのロータの回転軸線は一致している。つまり、アウタロータ２１とインナロータ２２は同軸回転構造となっている。アウタロータ２１は２つの軸受２３，２３によって機枠２４に回転自在に支持されている。インナロータ２２はその一方が軸受２６によってアウタロータ２１に回転自在に支持され、他方が軸受２７によって機枠２４に回転自在に支持されている。以上の構成により、アウタロータ２１とインナロータ２２とは、互いに独立して回転自在となっている。
【００５８】
アウタロータ２１の左端部にプーリ２８が設けられている。機枠２４の外部に電動モータ２９が設けられ、そのモータの出力軸にプーリ３１が設けられている。プーリ２８とプーリ３１との間にベルト３２が掛け渡されている。モータ２９が作動してその出力軸が回転すると、その回転がベルト３２によって伝動されてアウタロータ２１が回転する。例えば、５００〜１８００ｒｐｍの高速で回転する。
【００５９】
アウタロータ２１とインナロータ２２との間には任意の減速機構が設けられており、このため、インナロータ２２はアウタロータ２１よりも高速度で同じ方向へ回転する。例えば、アウタロータ２１の回転速度の１／５９の数値だけ高い速度、すなわち５０８〜１８３１ｒｐｍの高速で回転する。このように、アウタロータ２１とインナロータ２２との間で回転速度に差を持たせているのは、遠心分離部１２内で行われる遠心分離処理の際の原材料の動きを安定且つ滑らかにするためであるが、詳しくは後述する。
【００６０】
インナロータ２２をアウタロータ２１よりも所定の速度だけ速く回転させるための減速機構としては、従来から知られている各種の減速機構を採用できる。例えば、遊星歯車減速機構、ハーモニックドライブ減速機構、サイクロ減速機構、ＲＶ減速機構、ボール減速機構、その他任意の減速機構を採用できる。本実施形態では、サイクロ減速機構を用いるものとする。このサイクロ減速機構は、例えば、遊星歯車機構と円弧系歯車との組合せによって構成できる。
【００６１】
アウタロータ２１の先端は遠心分離部１２の内部に突出し、その突出部分にフランジ３３が固着されている。そしてこのフランジ３３にバスケット３４が固着されている。インナロータ２２の先端は遠心分離部１２の内部においてアウタロータ２１の外部へ突出している。そして、その突出部にスクリュー体３５のボス３６が袋ナット３７によって締め付けられて固着されている。アウタロータ２１の先端に固着されたフランジ３３の外周面と、インナロータ２２の先端に固着されたボス３６の内周面との間にはわずかの隙間が形成されており、このため、フランジ３３とボス３６は互いに他の回転を拘束することなく独自に回転できる。
【００６２】
バスケット３４の下部には半円筒形状の排水路３８が設けられており、その排水路３８の先端に排水管１７が連続して設けられている。バスケット３４の右側の空間はバスケット３４から放出される脱水処理後の石灰石が飛び出る空間であり、この空間の下部に製品排出口１８が開口として開けられている。
【００６３】
遠心分離部１２の上部に設けられた原材料供給口１４の下部に材料搬送管３９が設けられている。材料搬送管３９の下側先端の開口３９ａはスクリュー体３５の内部まで延びている。また、スクリュー体３５の右側に水平方向に延びる空気搬送管４１が設けられている。空気搬送管４１の外部側の開口４１ａは遠心分離部１２の外部へ開口している。材料搬送管３９は空気搬送管４１の側壁を貫通してスクリュー体３５の内部まで延びている。
【００６４】
図１２（ａ）はスクリュー体３５の側面断面構造を示している。図１２（ｂ）は図１２（ａ）の矢印Ｈに従ったスクリュー体３５の正面構造を示している。図１２（ａ）において、スクリュー体３５は、インナロータ２２の先端に固着される既述のボス３６と、このボス３６の外周面に固着された円錐形状の側壁４２と、その側壁４２の外周面に設けられた複数個（実施形態では６個）の羽根部材４３とを有する。ボス３６はスクリュー体３５の内壁として機能する。側壁４２がボス３６に固着される部分には半径方向へ突出する遮蔽用フランジ４４が設けられている。側壁４２の小径端は内壁であるボス３６に固着され、大径端が開放端となっている。ボス３６は円錐形状すなわち山形形状となっている。
【００６５】
側壁４２のボス３６に取り付けられている部分の近傍には、原材料を内部から外部へ通過させるための材料用開口４６が側壁４２の円周方向に沿って適宜の大きさで複数、設けられている。また、材料用開口４６よりもボス３６から遠い側の側壁４２の内周面上に仕切り部材４７が固定されている。この仕切り部材４７は円錐形状の傾斜方向が側壁４２の円錐傾斜方向と逆向きである円錐形状に形成されている。図１１の材料搬送管３９の開口３９ａの近傍は仕切り部材４７の先端開口にはまり込んでおり、開口３９ａは仕切り部材４７の内部領域に臨み出ている。
【００６６】
ボス３６から見て仕切り部材４７よりも遠い側の側壁４２の内周面上に複数、本実施形態では２つの気流仕切り部材４８ａ及び４８ｂが互いに間隔をおいて固定されている。これらの仕切り部材４８ａ，４８ｂは、いずれも、仕切り部材４７と同じ円錐傾斜方向の円錐形状に形成されている。空気搬送管４１の先端開口近傍は外から見て奥側の気流仕切り部材４８ａの内部に入り込んでいる。仕切り部材４７と気流仕切り部材４８ａとの間の側壁４２、及び気流仕切り部材４８ａ，４８ｂ同士の間の側壁４２に複数の空気用開口４９が設けられている。外部側の気流仕切り部材４８ｂの開放端は、空気搬送管４１に設けられていて半径方向へ突出するフランジ５１によって塞がれている。
【００６７】
側壁４２の外周面上に設けられた個々の羽根部材４３は螺旋状に形成されている。羽根部材４３の螺旋形状は、側壁４２のボス３６への付け根部分（すなわち遮蔽用フランジ４４が設けられた部分）の近傍から始まって、側壁４２の大径端（すなわち開放端）で終わっている。１つの羽根部材４３の螺旋形状は、小径端側の始点から大径端側の終点まででちょうど１周期となるような形状であっても良いし、始点から終点までの間に１周期が収まらないような形状であっても良いし、あるいは、始点から終点までの間に１周期以上が収まるような形状であっても良い。この螺旋形状は、スクリュー体３５が予め決められた正反いずれかの時計方向へ回転したときに側壁４２の外周面上に存在する原材料をボス３６が在る小径端から大径端へ向けて搬送するような螺旋形状となっている。
【００６８】
図１１においてスクリュー体３５を覆うように設けられたバスケット３４は、図１３に示すように、円錐形状で骨組み構造であるフレーム５２の内部にスクリーン１Ａを組み付けて固定することによって形成されている。
【００６９】
図１４は、フレーム５２にスクリーン１Ａを装着してバスケット３４を作製する過程を模式的に示している。図１５は、フレーム５２に対するスクリーン１Ａの装着が完了してバスケット３４が完成した状態を示している。図１４において、フレーム５２を構成する複数のリブ５３のうち、小径側のもの、中央のもの、大径側のものの３つの大径側の面には座ぐり面である凹部５４が設けられており、スクリーン１Ａの各リング部材２ａ，２ｂ，２ｃがそれぞれの凹部５４にはめ込まれ、さらにボルト止めされることにより、スクリーン１Ａがフレーム５２に固着されて両者が一体になっている。リング部材２ａ〜２ｃの数が増えた場合には、それに応じて凹部５４を設けるリブ５３の数も増える。
【００７０】
以下、上記構成の遠心分離装置の動作を説明する。
まず、図１１において、遠心分離処理（すなわち遠心脱水処理）の対象である原材料がホッパ１６内へ投入される。この原材料は鉱山で採掘された石灰石が泥水の中に含まれている状態である。この原材料の水分量は、通常、３〜１１重量％である。採掘された石灰石の大きさは区々であるが、ホッパ１６へ供給される石灰石は、予め、その大きさが直径２０ｍｍ以下のものに選別されている。この選別は、主に、遠心分離装置１１の内部構造を損傷から保護するためのものである。
【００７１】
なお、原材料をホッパ１６内へ供給するのと同時に、図示しない水供給装置によってホッパ１６内へ水を供給しても良い。この水の供給により、原材料内の石灰石を洗浄することができ、それ故、ホッパ１６内へ原材料を供する前に原材料を前洗浄処理する必要がなくなる。本実施形態の遠心分離装置１１は非常に高効率で水を分離（すなわち脱水）できるので、このように原材料に水を加えたとしても、最終的に得られる製品としての石灰石の水分量を所望の値以下に抑えることができる。
【００７２】
また、加水することなく原材料をそのままバスケット３４内へ投入すると、その原材料はバスケット３４の内部の片寄った位置で塊状となって回転移動する傾向にあり、回転するバスケット３４のバランスが崩れて振動が発生するおそれがあり、その結果、部品の破損や分離精度の低下が生じるおそれがある。これに対し、脱液処理前の原材料に水を加えることにすれば、バスケット３４の内部での原材料の流動を促すことができ、原材料をバスケット３４の内部で片寄ることを防止して満遍なく行き渡すことができ、回転するバスケット３４のバランスが崩れること及び振動が発生することを防止でき、その結果、部品の破損や分離精度の低下を防止できる。
【００７３】
遠心分離装置１１において電動モータ２９が作動すると、その出力軸が回転し、ベルト３２によってその回転が減速機１９へ伝えられてアウタロータ２１が回転する。この回転の方向は矢印Ｉ方向から見て正時計方向及び反時計方向のいずれであっても良い。また、この回転の回転数は、例えば５００〜１８００ｒｐｍの範囲内の適宜の値である。アウタロータ２１の回転は減速機１９内の減速機構（本実施形態ではサイクロ減速機構）の働きによってインナロータ２２へ伝えられてインナロータ２２が回転する。この回転の方向はアウタロータ２１と同じであり、回転数はアウタロータ２２の回転数の１／５９だけ増速した値、すなわち５０８〜１８５１ｒｐｍの範囲内の値である。なお、アウタロータ２１に対するインナロータ２２の増速比は実際の脱水状況を調べた上で適宜に設定する。
【００７４】
アウタロータ２１の先端に固着されたバスケット３４はアウタロータ２１と一体に中心軸線を中心として回転する。一方、インナロータ２２の先端に固着されたスクリュー体３５はインナロータ２２と一体に中心軸線を中心として、バスケット３４よりも高速度で回転する。つまり、バスケット３４とスクリュー体３５は異なる速度で相対回転する。材料搬送管３９の内部を流れた原材料（石灰石及び水）は、開口３９ａからスクリュー体３５の内部、特に仕切り部材４７の内部に放出される。放出された原材料は内壁であるボス３６に衝突し、さらに遠心力の作用により半径方向へ移動し、側壁４２の根元部分に設けられた材料用開口４６を通って、バスケット３４の内周面（すなわちスクリーン１Ａ）とスクリュー体３５の外周面との間の円錐状の環状空間（すなわち脱水領域）内へ供給される。
【００７５】
脱水領域に入った原材料は、バスケット３４の高速回転の作用により遠心力を受けてスクリーン１Ａの内周面に付着する。さらに、原材料は、バスケット３４に対して相対回転するスクリュー体３５の外周に設けられた羽根部材４３によって掻き出されて、スクリーン１Ａに付着しながら大径の開放端方向へ螺旋状に移動する。原材料がこのようにしてスクリーン１Ａ上を移動する間、図５において複数のウェッジワイヤ３の間に形成された複数のスリット８を通して原材料内の水が外部へ放出されて、原材料が脱水される。一般的には、この脱水により、直径１０〜３ｍｍの石灰石は０．７重量％程度の含水率まで脱水され、直径３ｍｍ以下の石灰石は１．１重量％程度の含水率まで脱水される。なお、内壁であるボス３６は中心部が高い円錐形状、すなわち山形形状に形成されているので、材料搬送管３９の開口３９ａから放出された原材料はボス３６の頂部から裾部へ向けて均一に分散される。これにより、材料用開口４６付近での原材料の詰まりを防止でき、原材料の安定した流れを実現できる。
【００７６】
上記のような遠心力に基づいた脱水処理が行われている間、図１１において、図示しない熱風供給装置から空気搬送管４１へ熱風、すなわち高温空気流が供給される。供給された熱風は、空気搬送管４１によってスクリュー体３５の内部、特に仕切り部材４７の外側領域へ供給される。熱風の温度は、例えば１１０℃〜１３０℃の範囲内の適宜の値を目標として設定されている。この熱風は、スクリュー体３５の内部に設けた気流仕切り部材４８ａ，４８ｂに沿って側壁４２へ向けて流れ、されに側壁４２に設けた複数の空気用開口４９を通ってスクリーン１Ａの広い面積へ均等に吹き付けられ、スリット８を通して外部へ流れる。スクリーン１Ａの内周面に沿って移動する原材料はその高温空気流によって乾燥され、この結果、原材料が脱水される。
【００７７】
このように、本実施形態では、遠心力による脱水と高温空気流を用いた乾燥による脱水との協働により、きわめて高効率の脱水を行うことができ、石灰石を０．３重量％程度の含水率まで脱水できる。本実施形態におけるスクリーン１Ａのスリット８（図５参照）はスクリーン１Ａの回転軸線を中心とする周回方向に設けられるのではなく、回転軸線に沿った方向に連続して（すなわち中断することなく）真っ直ぐに（すなわち曲がることなく
）設けられるので、石灰石等がスリット８に詰まることが無くなった。しかも、スリット８の大径端部は外部へ向けて開放されているので、仮にスリット８内に石灰石等が入ったとしても、その石灰石は開放端において容易に外部へ放出される。スリット８に関するこのような構成は、遠心力による脱水に加えて熱風乾燥による脱水を併せて行うようにした本実施形態に関して非常に効果的であることが分かった。
【００７８】
脱水処理によって石灰石から分離した水は、排水路３８によって排水管１７へ集められて外部の所定箇所へ排出される。一方、脱水処理によって高効率で脱水された製品としての石灰石は製品排出口１８を通して外部へ回収される。
【００７９】
以上の説明では、本発明に係るワイヤスクリーンを遠心分離装置に適用して脱水処理を行うものとした。しかしながら、本発明のワイヤスクリーンは他の任意の装置にも適用できる。例えば、第１の固形物と第２の固形物とを分離する分離装置に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係るワイヤスクリーンの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】ワイヤスクリーンの構成要素であるワイヤの一実施形態を示す図である。
【図３】ワイヤスクリーンの構成要素であるリング部材の一実施形態を示す図である。
【図４】図１のワイヤスクリーンの正面図である。
【図５】図１のワイヤスクリーンの側面図である。
【図６】本発明に係るワイヤスクリーンの他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６のワイヤスクリーンの部分拡大図である。
【図８】本発明に係るワイヤスクリーンのさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８のワイヤスクリーンの部分拡大図である。
【図１０】本発明に係るワイヤスクリーンの使用例である遠心分離装置の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の遠心分離装置の正面断面図である。
【図１２】図１１の遠心分離装置の構成要素であるスクリュー体を示す図である。
【図１３】図１１の遠心分離装置の構成要素であるバスケットを示す斜視図である。
【図１４】図１３のバスケットの分解図である。
【図１５】図１３のバスケットの側面断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ．ワイヤスクリーン、 ２ａ，２ｂ，２ｃ．リング部材、
３．ウェッジワイヤ、 ４．幅変化ワイヤ、 ６．矩形凹部、 ７．楔状凹部、 ８．スリット、 １１．遠心分離装置、 １２．遠心分離部、 １３．動力部、 １４．原材料供給口、 １６．ホッパ、 １７．排水管、 １８．製品排出口、 １９．減速機、
２１．アウタロータ、 ２２．インナロータ、 ２３，２６，２７．軸受、
２４．機枠、 ２８，３１．プーリ、 ２９．電動モータ 、３２．ベルト、
３３．フランジ、 ３４．バスケット、 ３５．スクリュー体、 ３６．ボス部、
３７．袋ナット、 ３８．排水路、 ３９．材料搬送管、 ３９ａ．開口、
４１．空気搬送管、 ４１ａ．管の開口、 ４２．側壁、 ４３．羽根部材、
４４．遮蔽用フランジ、 ４６．開口、 ４７．仕切り部材、
４８ａ，４８ｂ．気流仕切り部材、 ４９．空気用開口、 ５１．フランジ、
５２．フレーム、 ５３．リブ、 ５４．凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離装置に好適に用いられるワイヤスクリーン及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離装置は、少なくとも２つの物質を含む材料に関してそれら２つの物質を分離するために用いられている。例えば、固形物に水分が含まれて材料が構成されている場合に、その固形物から水分を分離、すなわち脱水するために遠心分離装置が用いられている。従来の遠心分離装置として、特許文献１に開示されているように、複数のウェッジワイヤを互いに所定の目開きに並列させて平面状のスクリーンを形成し、このスクリーンによって液体を固形物から分離する、という技術が知られている。
【０００３】
また、従来、特許文献２に開示されているように、リング状に形成したウェッジワイヤを軸方向に所定寸法の間隙を設けて多数並列させることによってドラム型のスクリーンを形成し、このスクリーンによって、固体と液体とを分離する、という技術が知られている。また、従来、特許文献３に開示されているように、円錐形状（すなわちコーン形状）のスクリーンを用いてスラリーから水分を分離する、という技術が知られている。この文献で水を通過させるためにスクリーン中に形成される穴が円形、正方形等といった縦横同寸法の形状なのか、一方向に長いスリット状なのかが明確ではないが、添付図を参照すると、その穴は円形等であることが予測される。
【０００４】
また、従来、特許文献４に開示されているように、円筒形状のスクリーンを縦型に配設し、このスクリーンを自身の中心を通る軸線を中心として高速で回転させながら、その内部に材料を投入して、その材料内の水分を遠心力によって分離する、という技術が開示されている。この文献ではスクリーンに形成される脱水用の穴がどのような形状であるかについては詳しい説明がないが、この文献は本件出願と同じ出願人に係るものであり、スクリーン中に設けられる穴が円形状の穴であることは周知のところである。
【０００５】
また、従来、特許文献５に開示されているように、上方にロート状に開放する脱水用カゴを設け、その周側部に脱水用のスリット（細長い穴）を設け、その穴を通して脱水を行う、という技術が知られている。また、従来、特許文献６に開示されているように、ステンレス製で三角断面を有するウェッジワイヤを、渦巻き円錐状に巻形成して外筒を形成し、この外筒を通して懸濁物を濾液と脱水ケーキとに分離する、という技術が知られている。
【０００６】
【特許文献１】実願昭５７−０７８５８６号（実開昭５８−１８３２０３号）のマイクロフィルム）（第１，４頁、第１図）
【特許文献２】特開昭５８−００６２１５号公報（第１〜２頁、第１図）
【特許文献３】実願昭５６−１３１２６３号（実開昭５８−０３５９４４号）のマイクロフィルム）（第３頁、第１図）
【特許文献４】特開平９−１８７６７８号公報（第２〜３頁、図１）
【特許文献５】特開平５−２０８１４６号公報（第２頁、図１）
【特許文献６】特開平１１−１６９６１６号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、鉱物である石灰石が泥水に混在した状態の原材料に対して上記の従来技術を適用して遠心分離処理による脱水を行った。近年では、多くの産業分野において、非常に高い脱水率の石灰石が要望されている。実験の結果及び考察によれば、上記の各従来技術に基づいてスクリーンを形成した上で原材料から水を分離して脱水済み製品としての石灰石を生成したところ、従来のスクリーンでは目標とする脱水率が得られないことが分かった。
【０００８】
本発明者は、種々の検討を行った結果、従来のスクリーンでは目詰まりが発生し易く、そのために脱水率を上げることに限度があること、及びスクリーンの形状とそれに設ける脱水用の穴の形状とを相関的に工夫することにより、脱水率を向上できることを知見した。
【０００９】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、スクリーンの目詰まりを防止することにより、脱水率等といった分離能力を格段に向上できるワイヤスクリーン及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るワイヤスクリーンは、１つの軸線に沿って互いに間隔をおいて配置されており互いに内径が異なる複数のリング部材と、該複数のリング部材の内周面に固着されており前記１つの軸線の回りに円錐形状を成すように並べて設けられた複数のワイヤとを有し、該複数のワイヤの互いに隣接するものの間にスリットが形成されており、該スリットは前記円錐形状の小径端から大径端にわたって連続して真っ直ぐに延びていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、ワイヤの断面形状は、ウェッジ形（楔形又は三角形）、正方形、長方形、円形、楕円形等とすることができる。ウェッジ形状は、例えば図２（ａ−１）、（ａ−２）に示す形状である。また、長方形状は、例えば図２（ａ−３）に示す形状である。また、円錐形状の内周面となる面であるワイヤの内面の形状は、例えば図２（ａ）に示すように、内面の幅（ｗ）が長さ（Ｌ）方向で一定である形状であっても良いし（この形状のワイヤを本明細書で「第１ワイヤ」ということにする）、あるいは、図２（ｂ）に示すように、内面の幅（ｗｘ）が円錐形状の小径端から大径端にかけて徐々に大きくなるように変化する形状であっても良い（この形状のワイヤを本明細書で「第２ワイヤ」ということにする）。
【００１２】
上記第１ワイヤの内面形状は、両端が円弧状、楕円状、長円状等になるかもしれないが、概ね、細長い長方形状である。また、第２ワイヤの内面の幅が徐々に大きくなるとは、一定の割合で（すなわち一定の傾きで直線的に）徐々に変化するのが望ましいが、変化の割合が長さ方向で多少変化するものであっても良い。第２ワイヤの内面の幅が一定の割合で徐々に大きくなるものとすれば、その面形状は、細長い楔形状、細長い三角形状、又は細長い台形状等になる。
【００１３】
上記構成において、「固着」とは、例えば、溶接による固定、接着剤による固定である。また、複数のワイヤ間に形成されたスリットが連続して真っ直ぐに延びているというときの「連続して」とは、スリットが中断することがないということであり、「真っ直ぐに」とは、スリットが曲がっていないということである。スリット自体の幅は、円錐形状の小径端から大径端にかけて一定であっても良いし、徐々に変化しても良い。リング部材は少なくとも２個用いられる。リング部材の数が多くなるとワイヤスクリーンの機械的な強度は大きくなるかもしれないが、リング部材へワイヤを固着する作業が煩雑になるかもしれない。実際的には、リング部材は３個程度であることが望ましい。
【００１４】
本発明に係るワイヤスクリーンによれば、スリットが円錐形状の小径端から大径端にわたって連続して真っ直ぐに延びているので、脱水対象である固形物及びそれから出る粉がスリットに詰まることを効果的に防止できる。
また、スリットは、リング部材の内周面上に複数のワイヤを固着することによって円錐形状に形成されるので、連続して真っ直ぐに延びるスリットをそれらのワイヤ間に容易に形成できる。例えば、（ｉ）スリットに相当するゲージを用意しておき、そのゲージを用いて複数のワイヤを順次にリング部材に固着するという方法を採用できる。また、（ｉｉ）リング部材の内周面上に目印、例えばケガキ線を所定間隔で形成しておき、これらのケガキ線の上に複数のワイヤを順々に固着して行くという方法を採用できる。さらに、（ｉｉｉ）ワイヤの位置決めのための凹部を予めリング部材の内周面上に所定間隔で形成しておき、複数のワイヤを個々にその凹部にはめ込みさらに固着するという方法を採用できる。
【００１５】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいては、前記リング部材の内周面上に複数の凹部が設けられ、これらの凹部に前記ワイヤがはめ込まれていることが望ましい。このワイヤスクリーンは、上記したように、ワイヤの位置決めのための凹部を予めリング部材の内周面上に所定間隔で形成しておき、複数のワイヤを個々にその凹部にはめ込みさらに固着することによって製造されたものである。このワイヤスクリーンによれば、スリットを備えたワイヤスクリーンを複数のワイヤによって非常に容易に作製できる。しかも、ワイヤの位置決めを正確に行うことができるのでスリットの幅を正確に規定することができる。本発明で使用するワイヤの数は非常に多いが、本実施態様を用いれば、ワイヤの数が多くてもワイヤスクリーンを短時間で正確に形成できる。
【００１６】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記スリットの大径端側は外部へ開放していることが望ましい。仮に、スリットの大径側が開放端ではなく塞がっていると、脱水対象である固形物及びそれから出る粉によってスリットに目詰まりが発生し易く、脱水率が低下するおそれがある。これに対し、スリットの大径端が開放端となっていれば、スリットに目詰まりが発生することを防止でき、高い脱水率を長期間にわたって維持できる。
【００１７】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記スリットは前記円錐形状の小径端から大径端へ向けて徐々に広がっていることが望ましい。本発明において遠心力に基づいて脱液処理を受ける原材料は、円錐形状を成すワイヤスクリーンの小径端側から大径端側へ向けて移動する。従って、スリットが円錐形状の小径端から大径端へ向けて徐々に広がっていれば、スリットの目詰まりを効果的に防止できる。
【００１８】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤの一部又は全部は断面形状が楔形状であるウェッジワイヤであることが望ましい。この場合には、楔形状の頂点が前記円錐形状の外周面となり、該楔形状の前記頂点に対向した底辺が前記円錐形状の内周面となる。この構成によれば、互いに隣接する第１ワイヤの間に形成されるスリットに関して、円錐形状のワイヤスクリーンの外周面におけるそのスリットの幅が、当該ワイヤスクリーンの内周面における幅よりも広くなる。このことは、仮にワイヤスクリーンの内周面側からスリットに固形物が入ったとしても、その固形物は広くなっているスリットの外周方向へ容易に移動して外部へ放出されるということであり、このため、スリットに目詰まりが発生することを防止できる。
【００１９】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤの一部は内面の幅が長さ方向で一定である第１ワイヤ（例えば図２（ａ）参照）であり、他のワイヤは内面の幅が前記円錐形状の小径端から大径端にかけて徐々に大きくなるように変化する第２ワイヤ（例えば図２（ｂ）参照）であり、前記円錐形状の周方向に関して前記第１ワイヤの複数個おきに前記第２ワイヤが少なくとも１つ設けられていることが望ましい。
このワイヤスクリーンは、第１ワイヤと第２ワイヤの２種類のワイヤによってワイヤスクリーンが形成されるものである。この構成によれば、第２ワイヤの幅（例えば図２（ｂ）のｗｘ）を適宜に調整することにより、複数の第１ワイヤの間に形成されるスリットの小径端から大径端にかけての幅を自由に調節することができる。
【００２０】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤは内面の幅が長さ方向で一定である第１ワイヤ（例えば図２（ａ）参照）であることが望ましい。このワイヤスクリーンは第１ワイヤの１種類のワイヤによってワイヤスクリーンが形成されるものである。本実施態様のワイヤスクリーンによれば、使用する第１ワイヤの本数を調節することにより、それらの第１ワイヤ間に形成されるスリットの幅を調節できる。このワイヤスクリーンによれば、使用するワイヤが１種類であるので、部品点数を低く抑えることができ、コスト的に有利である。また、リング部材にワイヤ位置決め用の凹部を形成する場合には、その凹部の種類も１種類で足りるので、有利である。
【００２１】
本発明に係るワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤは内面の幅が前記円錐形状の小径端から大径端にかけて徐々に大きくなるように変化する第２ワイヤ（例えば図２（ｂ）参照）であることが望ましい。このワイヤスクリーンは第２ワイヤの１種類のワイヤによってワイヤスクリーンが形成されるものである。本実施態様のワイヤスクリーンによれば、使用する第２ワイヤの本数を調節することにより、それらの第２ワイヤ間に形成されるスリットの幅を調節できる。場合によっては、小径端から大径端にかけて幅が一定であるスリットを形成することができる。このワイヤスクリーンによれば、使用するワイヤが１種類であるので、部品点数を低く抑えることができ、コスト的に有利である。また、リング部材にワイヤ位置決め用の凹部を形成する場合には、その凹部の種類も１種類で足りるので、有利である。
【００２２】
次に、本発明に係るワイヤスクリーンの製造方法は、互いに内径の大きさが異なる複数のリング部材を、それらの中心が１つの軸線上に互いに間隔をおいて位置するように配置する工程と、複数のワイヤを前記複数のリング部材の内周面上に円錐形状を成すように固着するワイヤ固着工程とを有し、前記ワイヤ固着工程では、互いに隣接する複数のワイヤの間にスリットが連続して真っ直ぐに形成されるように前記複数のワイヤが前記リング部材に固着されることを特徴とする。
【００２３】
このワイヤスクリーンの製造方法によれば、本発明に係るワイヤスクリーンを製造することができる。製造されたそのワイヤスクリーンによれば、スリットが連続して真っ直ぐであるので、スリットに目詰まりが発生することを長期間にわたって防止でき、原材料の分離精度を長期間にわたって高く維持できる。製造作業は、複数のワイヤをリング部材の内周面上に順次に固着して行くだけであるので、非常に簡単である。
【００２４】
本発明に係るワイヤスクリーンの製造方法において、前記リング部材の内周面上には前記ワイヤがはまり込む凹部が設けられていることが望ましい。この構成によれば、作業者はワイヤを凹部にはめ込むという画一的な作業を行うだけで済むので、作業が非常に簡単である。そして、それにも拘らず、ワイヤ間に形成されるスリットの幅を所望の値に正確に規定できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るワイヤスクリーンによれば、スリットが円錐形状の小径端から大径端にわたって連続して真っ直ぐに延びているので、脱液対象である固形物及びそれから出る粉がスリットに詰まることを効果的に防止できる。また、スリットは、リング部材の内周面上に複数のワイヤを固着することによって円錐形状に形成されるので、連続して真っ直ぐに延びるスリットをそれらのワイヤ間に容易に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係るワイヤスクリーン及びその製造方法を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がその実施形態に限定されるものでないことはもちろんである。また、これ以降の説明では図面を参照するが、その図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。
【００２７】
（ワイヤスクリーン及びその製造方法の第１実施形態）
図１は本発明にかかるワイヤスクリーンの一実施形態を示している。このスクリーン１Ａは、例えば、泥水の中に固形物が含まれている状態であるスラリーから遠心分離処理によって脱水を行って、水分含有率の低い製品として固形物を生成するために用いられる。スクリーン１Ａは、小径端１Ａａから大径端１Ａｂにかけて広がる截頭円錐形状（すなわち頂部を切った状態の円錐形状）に形成されている。截頭円錐形状の小径端１Ａａ及び大径端１Ａｂはいずれも開放端となっている。このワイヤスクリーンは断面がウェッジ状（すなわち楔状又は三角形状）のワイヤを用いて形成されるので、ウェッジワイヤスクリーンと呼ばれることがある。
【００２８】
ワイヤスクリーン１Ａは、複数（本実施形態得は３つ）のリング部材２ａ，２ｂ，２ｃと、それらのリング部材によって支持されている第１ワイヤとしての複数のウェッジワイヤ３と、同じくそれらのリング部材によって支持されている第２ワイヤとしての複数の幅変化ワイヤ４とを有している。１本のウェッジワイヤ３は、図２（ａ）及びそのａ−ａ断面である図２（ａ−１）に示すように、断面形状が楔（ウェッジ）形状で、その断面形状が長さ方向で一定である直線状の線状部材によって形成されている。楔断面の最大幅ｗは例えば１．５ｍｍであり、厚さｔは例えば３ｍｍであり、ワイヤ３の全長Ｌは例えば３１０ｍｍである。ウェッジワイヤ３における幅ｗの底面が図１の円錐形状のスクリーン１Ａの内周面を形成している。
なお、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃの数は３個に限られず、使用するウェッジワイヤ３及び幅変化ワイヤ４の材質、それらの長さ、それらの数、スリット８の幅の寸法、並びに原材料の材質等に応じて、所望の分離性能を達成できるように、適宜に選定する。本実施形態の場合は、リング部材の数を７個とした場合にも良い結果が得られた。
【００２９】
一方、１本の幅変化ワイヤ４は、図２（ｂ）及びそのｂ−ｂ断面である図２（ｂ−１）に示すように、断面形状が矩形状で、その断面の幅ｗｘが最小値ｗ０から最大値ｗ１まで連続的且つ均一な割合（すなわち傾斜）で変化する形状、すなわち平面的に見て細長い楔形状に形成されている。幅変化ワイヤ４の図２（ｂ−１）で示す断面形状はｂ−ｂ断面を長手方向のどの点にとるかによって、縦長の長方形であったり、正方形であったり、横長の長方形であったりする。幅変化ワイヤ４の全長Ｌはワイヤ３と同じで例えば３１０ｍｍであり、断面幅の最小値ｗ０は例えば２．２２ｍｍであり、断面幅の最大値ｗ１は例えば１１．３ｍｍであり、断面の厚さｔは４ｍｍである。
【００３０】
幅変化ワイヤ４における幅ｗｘの面（表裏２面ある）のいずれか一方が図１の円錐形状のスクリーン１Ａの内周面を形成している。図２（ｂ）の場合は幅変化ワイヤ４の断面が矩形状であって幅ｗｘの面が表裏両面に形成されるが、幅変化ワイヤ４の断面形状が三角形状（すなわち楔形状）であったり、台形状であったり、五角形状であったりすると、幅変化ワイヤ４における幅ｗｘの面は１つだけ形成される。そして、この１つの面が図１の円錐形状の内周面を形成する。
【００３１】
図１のリング部材２ａ，２ｂ，２ｃは互いに内径が異なっているが、それらの構造自体は互いに同じであり、図３に示す通りである。図３は代表して中間のリング部材２ｂを示している。リング部材２ｂの外周面は均一な平面である。リング部材２ｂの内周面の全周には、部分拡大図に示すように、複数の矩形凹部６と複数の楔状凹部７とが交互に連続して形成されている。本実施形態の場合、隣接する矩形凹部６の間に７個の楔状凹部７が形成されている。隣接する矩形凹部６の間の楔状凹部７の数は、脱水処理の対象である原材料の状態に応じて７個以外の適宜の数を選定することができる。
【００３２】
図１の小径端１Ａａ側のリング部材２ａ及び大径端１Ａｂ側のリング部材２ｃに関しては、楔状凹部７の形状及び数は中間のリング部材２ｂと同じである。また、小径端側のリング部材２ａ及び大径端側のリング部材２ｃのそれぞれの矩形凹部６の数は、中間リング部材２ｂと同じである。しかしながら、平面形状が細長い楔形状である幅変化ワイヤ４を受けることができるようにするために、小径端側のリング部材２ａの矩形凹部６の幅ｗ２は、中間リング部材２ｂの矩形凹部６の幅ｗ２よりも狭くなっており、さらに、大径端側のリング部材２ｃの矩形凹部６の幅ｗ２は中間リング部材２ｂの矩形凹部６の幅ｗ２よりも広くなっている。
【００３３】
図１に示すスクリーン１Ａを作製する際には、図１のリング部材２ａ，２ｂ，２ｃを軸線Ｘ０を中心として互いに所定の間隔をおいて配置させ、それらのリング部材２ａ，２ｂ，２ｃの楔状凹部７に、図２（ａ）のウェッジワイヤ３の先端鋭角部をはめ込み、さらに溶接、接着等によって固着する。そしてさらに、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃの矩形凹部６に、図２（ｂ）の幅変化ワイヤ４の幅ｗｘ側をはめ込み、さらに溶接、接着等によって固着する。これらの作業をリング部材２ａ，２ｂ，２ｃの楔状凹部７及び矩形凹部６の全てについて行うことにより、複数のワイヤ３，４が１つの軸線Ｘ０の回りに円錐形状を形成するように並べて設けられ、図１のスクリーン１Ａが作製される。
【００３４】
図４は図１のスクリーン１Ａを矢印Ａ方向から見た正面構造を示している。図４の部分拡大図に示すように、隣接する一対の幅変化ワイヤ４の間に７本のウェッジワイヤ３が設けられている。そして、互いに隣接するウェッジワイヤ３の間にスリット（すなわち線状の貫通隙間）８が形成されている。これらの多数のスリット８が原材料スラリーのうちの固形製品成分の通過を禁止し、原材料のうちの分離すべき成分、例えば水分の通過を許容する穴として機能する。これらのスリット８は大径端１Ａｂ側において外部へ開放する状態となっている。
【００３５】
図５は図１のスクリーン１Ａを矢印Ｂ方向から見た側面構造を示している。図５に示すように、スクリーン１Ａの截頭円錐形状の円錐傾斜角度αは約２０°に設定される。但し、この傾斜角度αは原材料の状態及び目標とする脱水率に応じて適宜の値に選定される。この傾斜角度αは、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃの相互間隔及びそれらの内径を調節することによって所望の値に設定できる。なお、スクリーン１Ａの周面の軸線Ｘ０方向の長さＬはウェッジワイヤ３及び幅変化ワイヤ４の長さＬそのものであり、本実施形態では３１０ｍｍである。
【００３６】
ウェッジワイヤ３の間に形成されるスリット８の幅は小径端１Ａａ側が狭く、大径端１Ａｂ側が広くなるように幅変化ワイヤ４のテーパ形状（すなわち楔形状）が設定されている。具体的には、小径端側のスリット幅ＷＳ１が約０．２ｍｍで、大径側のスリット幅ＷＳ２が約０．８ｍｍとなるように設定されている。なお、幅変化ワイヤ４の楔形状の開き角度β（図２（ｂ）参照）を調節することにより、ウェッジワイヤ３間のスリット８の開き角度を調節できる。具体的には、幅変化ワイヤ４の開き角度βを大きくすれば、スリット８の開き角度を小さくでき、逆に、幅変化ワイヤ４の開き角度βを小さくすれば、スリット８の開き角度を大きくできる。
【００３７】
以上のように、本実施形態のワイヤスクリーン１Ａにおいては、複数のワイヤ３，４が１つの軸線Ｘ０の回りに円錐形状を形成するように並べて設けられている。それらのワイヤ３，４の一部は内面の幅が長さ方向で一定であるウェッジワイヤ３であり、他のワイヤは内面の幅が長さ方向で変化する幅変形ワイヤ４である。幅変形ワイヤ４の内面の幅は円錐形状の小径端１Ａａから大径端１Ａｂにかけて徐々に、望ましくは一定の傾斜で、大きくなっている。円錐形状の周方向に関してウェッジワイヤ３の複数個おきに幅変形ワイヤ４が１本設けられている。幅変形ワイヤ４は複数本が隣接していても良い。複数のウェッジワイヤ３の互いに隣接するものの間にスリット８（図５参照）が設けられている。これらのスリット８は円錐形状の小径端１Ａａから大径端１Ａｂにわたって連続して真っ直ぐに延びると共に、それらのスリット８の大径端１Ａｂ側は外部へ開放している。
【００３８】
以下、本実施形態のウェッジワイヤスクリーン１Ａの使用方法について説明する。図１において、截頭円錐形状の中心軸線Ｘ０を中心としてスクリーン１Ａが矢印Ｃで示すように大径開口側から見て反時計方向に高速で回転される。もちろん、回転方向は逆方向であっても良い。そして、回転しているスクリーン１Ａの内部（特に小径側１Ａａに近い部分）に原材料スラリー（例えば固形物と水との混合物）が供給される。通常、原材料は大径側１Ａｂの開口から投入されるが、これを小径側１Ａａから投入しても差し支えはない。
【００３９】
こうして投入された原材料は、回転するスクリーンから与えられる遠心力によってスクリーン１Ａの内部表面、すなわちウェッジワイヤ３及び幅変化ワイヤ４のそれぞれの内周表面に付着しつつ、スクリーン１Ａの円錐形状の傾きに従って大径端１Ａｂ側へ向けて移動する。そして、その移動の間に遠心力の作用により、原材料中の水分がワイヤ３，４間のスリット８（図４及び図５の部分拡大図参照）を通ってスクリーン１Ａの外部へ放出されて原材料が脱水され、脱水処理後の固形物がスクリーン１Ａの大径端１Ａｂ側の開口から外部へ放出されて、製品として回収される。
【００４０】
本実施形態では、図５に示したように、スクリーン１Ａのスリット８が截頭円錐形状の小径端１Ａａから大径端１Ａｂにわたって連続して（すなわち中断することなく）真っ直ぐに（すなわち曲がることなく）延びている。このため、脱水対象である固形物及びそれから出る粉がスリット８に詰まることを防止できる。
【００４１】
また、本実施形態において、スリット８は大径端１Ａｂにおいて外部へ向けて開放状態となっている。仮に、スリット８の大径側が開放端ではなく塞がっていると、脱水対象である固形物及びそれから出る粉によってスリット８に目詰まりが発生し易く、脱水率が低下するおそれがある。これに対し、スリット８の大径端が開放端となっていれば、スリット８に目詰まりが発生することを防止でき、高い脱水率を長期間にわたって維持できる。
【００４２】
また、本実施形態では、スリット８の小径端１Ａａ側が狭く、大径端１Ａｂ側に向けて一定の割合で徐々に広くなっている。このため、仮にスリット８の中に固形物又はその粉が入ったとしてもそれらは直ぐにスリット８の外部へ放出され、それ故、目詰まりの発生を防止できる。なお、本実施形態ではスリット８の幅を小径端１Ａａから大径端１Ａｂにかけて変化させたが、本発明はスリット８の幅が小径端１Ａａから大径端１Ａｂにかけて一定の場合も含むものである。
【００４３】
また、本実施形態では、互いに隣接する一対の幅変化ワイヤ４の間に７本のウェッジワイヤ３を設けたが、一対の幅変化ワイヤ４の間に、より多くの数あるいはより少ない数のウェッジワイヤ３を設けても良い。それらの場合には、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃの内周面に設ける矩形凹部６及び楔状凹部７の数及び配設位置を適宜に変更する。また、本実施形態では図１において、３つのリング部材２ａ，２ｂ，２ｃを用いたが、リング部材の数は２個でも良いし、４個以上でも良い。
【００４４】
以上の実施形態では、図２（ａ−１）に示したように、断面が三角形である楔状の線状部材、いわゆるウェッジワイヤ３を用いて図１のスクリーン１Ａを構成したが、このようなウェッジワイヤに代えて、図２（ａ−２）に示すような断面が五角形である楔状の線状部材であるウェッジワイヤや、図２（ａ−３）に示すような断面が長方形状の線状部材を用いてスクリーンを構成することもできる。また、断面が正方形状やその他の断面形状の線状部材を用いることも可能である。
【００４５】
（ワイヤスクリーン及びその製造方法の第２実施形態）
図６は、本発明に係るワイヤスクリーン及びその製造方法の他の実施形態を示している。図１に示した第１実施形態のスクリーン１Ａは、断面が楔形状である第１ワイヤとしての複数のウェッジワイヤ３と、平面が細長い楔形状である第２ワイヤとしての複数の幅変化ワイヤ４とを用いて形成した。これに対し、本実施形態のスクリーン１Ｂは、図２（ｂ）の幅変化ワイヤ４を用いることなく、図２（ａ）に示すウェッジワイヤ３だけを複数本、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃに組み付けることによって形成されている。
【００４６】
図７（ａ）は図６の矢印Ｄで示す大径端１Ｂｂの一部分を正面方向から見た状態を拡大して示しており、リング部材２ｃが円弧状に現れている。また、図７（ｂ）は矢印Ｅで示す大径端１Ｂｂの一部分を側面方向から見た状態を拡大して示しており、リング部材２ｃが直線状に現れている。本実施形態においては、円錐形状の内周面となるウェッジワイヤ３の面の幅が小径端１Ｂａから大径端１Ｂｂにわたって均一であるので、ウェッジワイヤ３間に形成される個々のスリット８の小径端から大径端にわたっての開き角度が、図１に示す実施形態の場合におけるスリットの開き角度に比べて大きくなっている。
【００４７】
以上のように、本実施形態のワイヤスクリーン１Ｂにおいては、複数のワイヤ３が１つの軸線Ｘ０の回りに円錐形状を形成するように並べて設けられており、それらのワイヤの全部は内面の幅が長さ方向で一定であるウェッジワイヤ３である。複数のウェッジワイヤ３の互いに隣接するものの間にスリット８（図７参照）が設けられている。これらのスリット８は円錐形状の小径端１Ｂａから大径端１Ｂｂにわたって連続して真っ直ぐに延びており、且つスリット８の大径端１Ｂｂ側は外部へ開放している。
【００４８】
本実施形態のスクリーン１Ｂの製造方法は、基本的には、図１に示したスクリーン１Ａの製造方法と同じである。異なるのは、使用するワイヤが図２（ａ）のウェッジワイヤ３の１種類であり、図３のリング部材２ｂの内周面に設けるはめ込み用の凹部もウェッジワイヤ３用の１種類である。このように、本実施形態のスクリーン１Ｂによれば、使用するワイヤが１種類であるので、部品コストを低減でき、しかもリング部材２ａ，２ｂ，２ｃの作製も簡単になる。
【００４９】
（ワイヤスクリーン及びその製造方法の第３実施形態）
図８は、本発明に係るワイヤスクリーン及びその製造方法のさらに他の実施形態を示している。図１に示した第１実施形態のスクリーン１Ａでは、断面楔形状である複数のウェッジワイヤ３と平面形状が細長い楔形状である複数の幅変化ワイヤ４とを用いて形成した。また、図６に示した第２実施形態のスクリーン１Ｂでは、ウェッジワイヤ３だけによってスクリーンを形成した。これに対し、本実施形態のスクリーン１Ｃは、図２（ａ）のウェッジワイヤ３を用いることなく、図２（ｂ）に示す幅変化ワイヤ４だけを複数本、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃに組み付けることによって形成されている。
【００５０】
図９（ａ）は図８の矢印Ｆで示す大径端１Ｃｂの一部分を正面方向から見た状態を拡大して示しており、リング部材２ｃが円弧状に現れている。また、図９（ｂ）は矢印Ｇで示す大径端１Ｃｂの一部分を側面方向から見た状態を拡大して示しており、リング部材２ｃが直線状に現れている。このスクリーン１Ｃは、図２（ａ）のウェッジワイヤ３を用いることなく、図２（ｂ）に示す幅変化ワイヤ４だけを複数本、リング部材２ａ，２ｂ，２ｃに組み付けることによって形成されている。幅変化ワイヤ４の断面形状は楔形状ではなく、長方形状又は正方形状の矩形状である。幅変化ワイヤ４の広がり角度βを適宜に調節すれば、隣接する幅変化ワイヤ４によって形成されるスリットの幅を小径端から大径端にかけて一定にすることができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態のワイヤスクリーン１Ｃにおいては、複数のワイヤ４が１つの軸線Ｘ０の回りに円錐形状を形成するように並べて設けられている。それらのワイヤ４の全部は内面の幅が長さ方向で変化する幅変化ワイヤ４であり。幅変化ワイヤ４の内面の幅は円錐形状の小径端１Ｃａから大径端１Ｃｂにかけて徐々に大きくなっている。これらの幅変化ワイヤ４の互いに隣接するものの間にスリット８が形成されており、これらのスリット８は円錐形状の小径端１Ｃａから大径端１Ｃｂにわたって連続して真っ直ぐに延びており、且つこれらのスリット８の大径端１Ｃｂ側は外部へ開放している。
【００５２】
本実施形態のスクリーン１Ｃの製造方法も、基本的には、図１に示したスクリーン１Ａの製造方法と同じである。異なるのは、使用するワイヤが図２（ｂ）の幅変化ワイヤ４の１種類であり、図３のリング部材２ｂの内周面に設けるはめ込み用の凹部も幅変化ワイヤ４用の１種類である。このように、本実施形態のスクリーン１Ｃによれば、使用するワイヤが１種類であるので、部品コストを低減でき、しかもリング部材２ａ，２ｂ，２ｃの作製も簡単になる。
【００５３】
（その他の実施形態）
以上の実施形態においては、リング部材として３個のリング部材２ａ，２ｂ，２ｃを用いて複数のワイヤ３，４を截頭円錐形状に支持した。これに限られず、リング部材の数は２個でも良く、あるいは４個以上でも良い。リング部材の数が多くなればワイヤスクリーンの機械的強度を上げることができるが、リング部材へワイヤを固着する作業が煩雑になる。リング部材の数は、実際的には、作業性を考慮すれば３個程度が望ましい。また、作業性及び機械的強度の両方を考慮すれば、７個程度が望ましい。
【００５４】
（ワイヤスクリーンの使用例）
以下、本発明のワイヤスクリーンの構造及び機能をより理解し易くするために、その使用例について説明する。この使用例では、図１に示した実施形態に係るワイヤスクリーン１Ａを用いるものとする。
【００５５】
図１０は、ワイヤスクリーンを使用した遠心分離装置の一例の外観構造を示している。図１１はその遠心分離装置の正面断面構造を示している。図１０において、遠心分離装置１１は、遠心分離処理を行う遠心分離部１２と、処理のための駆動力を発生する動力部１３とを有している。なお、以下で説明される構造要素は、特に指摘がない場合には、ステンレス、構造用鋼、等といった金属によって形成される。
【００５６】
遠心分離部１２の頂部には原材料を投入するための原材料供給口１４が設けられている。本実施形態では、鉱山から採石された鉱石の一種である石灰石が泥水に含まれた状態であるスラリ−が原材料として投入されるものとする。なお、本実施形態では、直径２０ｍｍ以下の石灰石がスラリー状態で投入され、この石灰石が脱水された状態で製品として取り出されるものとする。原材料供給口１４に図１１に示すホッパ１６が装備される。遠心分離部１２の下部に排液管としての排水管１７が設けられている。この排水管１７は、遠心分離処理によってスラリーから分離された水を外部へ排出するものである。遠心分離部１２の底部に製品排出口１８が設けられている。この製品排出口１８は、遠心分離処理によって水分が脱離（すなわち脱水）された状態の製品としての石灰石を外部へ排出するものである。
【００５７】
図１１において、動力部１３の内部に減速機１９が設けられている。減速機１９は、アウタロータ２１及びその内部に設けられたインナロータ２２を有している。それらのロータの回転軸線は一致している。つまり、アウタロータ２１とインナロータ２２は同軸回転構造となっている。アウタロータ２１は２つの軸受２３，２３によって機枠２４に回転自在に支持されている。インナロータ２２はその一方が軸受２６によってアウタロータ２１に回転自在に支持され、他方が軸受２７によって機枠２４に回転自在に支持されている。以上の構成により、アウタロータ２１とインナロータ２２とは、互いに独立して回転自在となっている。
【００５８】
アウタロータ２１の左端部にプーリ２８が設けられている。機枠２４の外部に電動モータ２９が設けられ、そのモータの出力軸にプーリ３１が設けられている。プーリ２８とプーリ３１との間にベルト３２が掛け渡されている。モータ２９が作動してその出力軸が回転すると、その回転がベルト３２によって伝動されてアウタロータ２１が回転する。例えば、５００〜１８００ｒｐｍの高速で回転する。
【００５９】
アウタロータ２１とインナロータ２２との間には任意の減速機構が設けられており、このため、インナロータ２２はアウタロータ２１よりも高速度で同じ方向へ回転する。例えば、アウタロータ２１の回転速度の１／５９の数値だけ高い速度、すなわち５０８〜１８３１ｒｐｍの高速で回転する。このように、アウタロータ２１とインナロータ２２との間で回転速度に差を持たせているのは、遠心分離部１２内で行われる遠心分離処理の際の原材料の動きを安定且つ滑らかにするためであるが、詳しくは後述する。
【００６０】
インナロータ２２をアウタロータ２１よりも所定の速度だけ速く回転させるための減速機構としては、従来から知られている各種の減速機構を採用できる。例えば、遊星歯車減速機構、ハーモニックドライブ減速機構、サイクロ減速機構、ＲＶ減速機構、ボール減速機構、その他任意の減速機構を採用できる。本実施形態では、サイクロ減速機構を用いるものとする。このサイクロ減速機構は、例えば、遊星歯車機構と円弧系歯車との組合せによって構成できる。
【００６１】
アウタロータ２１の先端は遠心分離部１２の内部に突出し、その突出部分にフランジ３３が固着されている。そしてこのフランジ３３にバスケット３４が固着されている。インナロータ２２の先端は遠心分離部１２の内部においてアウタロータ２１の外部へ突出している。そして、その突出部にスクリュー体３５のボス３６が袋ナット３７によって締め付けられて固着されている。アウタロータ２１の先端に固着されたフランジ３３の外周面と、インナロータ２２の先端に固着されたボス３６の内周面との間にはわずかの隙間が形成されており、このため、フランジ３３とボス３６は互いに他の回転を拘束することなく独自に回転できる。
【００６２】
バスケット３４の下部には半円筒形状の排水路３８が設けられており、その排水路３８の先端に排水管１７が連続して設けられている。バスケット３４の右側の空間はバスケット３４から放出される脱水処理後の石灰石が飛び出る空間であり、この空間の下部に製品排出口１８が開口として開けられている。
【００６３】
遠心分離部１２の上部に設けられた原材料供給口１４の下部に材料搬送管３９が設けられている。材料搬送管３９の下側先端の開口３９ａはスクリュー体３５の内部まで延びている。また、スクリュー体３５の右側に水平方向に延びる空気搬送管４１が設けられている。空気搬送管４１の外部側の開口４１ａは遠心分離部１２の外部へ開口している。材料搬送管３９は空気搬送管４１の側壁を貫通してスクリュー体３５の内部まで延びている。
【００６４】
図１２（ａ）はスクリュー体３５の側面断面構造を示している。図１２（ｂ）は図１２（ａ）の矢印Ｈに従ったスクリュー体３５の正面構造を示している。図１２（ａ）において、スクリュー体３５は、インナロータ２２の先端に固着される既述のボス３６と、このボス３６の外周面に固着された円錐形状の側壁４２と、その側壁４２の外周面に設けられた複数個（実施形態では６個）の羽根部材４３とを有する。ボス３６はスクリュー体３５の内壁として機能する。側壁４２がボス３６に固着される部分には半径方向へ突出する遮蔽用フランジ４４が設けられている。側壁４２の小径端は内壁であるボス３６に固着され、大径端が開放端となっている。ボス３６は円錐形状すなわち山形形状となっている。
【００６５】
側壁４２のボス３６に取り付けられている部分の近傍には、原材料を内部から外部へ通過させるための材料用開口４６が側壁４２の円周方向に沿って適宜の大きさで複数、設けられている。また、材料用開口４６よりもボス３６から遠い側の側壁４２の内周面上に仕切り部材４７が固定されている。この仕切り部材４７は円錐形状の傾斜方向が側壁４２の円錐傾斜方向と逆向きである円錐形状に形成されている。図１１の材料搬送管３９の開口３９ａの近傍は仕切り部材４７の先端開口にはまり込んでおり、開口３９ａは仕切り部材４７の内部領域に臨み出ている。
【００６６】
ボス３６から見て仕切り部材４７よりも遠い側の側壁４２の内周面上に複数、本実施形態では２つの気流仕切り部材４８ａ及び４８ｂが互いに間隔をおいて固定されている。これらの仕切り部材４８ａ，４８ｂは、いずれも、仕切り部材４７と同じ円錐傾斜方向の円錐形状に形成されている。空気搬送管４１の先端開口近傍は外から見て奥側の気流仕切り部材４８ａの内部に入り込んでいる。仕切り部材４７と気流仕切り部材４８ａとの間の側壁４２、及び気流仕切り部材４８ａ，４８ｂ同士の間の側壁４２に複数の空気用開口４９が設けられている。外部側の気流仕切り部材４８ｂの開放端は、空気搬送管４１に設けられていて半径方向へ突出するフランジ５１によって塞がれている。
【００６７】
側壁４２の外周面上に設けられた個々の羽根部材４３は螺旋状に形成されている。羽根部材４３の螺旋形状は、側壁４２のボス３６への付け根部分（すなわち遮蔽用フランジ４４が設けられた部分）の近傍から始まって、側壁４２の大径端（すなわち開放端）で終わっている。１つの羽根部材４３の螺旋形状は、小径端側の始点から大径端側の終点まででちょうど１周期となるような形状であっても良いし、始点から終点までの間に１周期が収まらないような形状であっても良いし、あるいは、始点から終点までの間に１周期以上が収まるような形状であっても良い。この螺旋形状は、スクリュー体３５が予め決められた正反いずれかの時計方向へ回転したときに側壁４２の外周面上に存在する原材料をボス３６が在る小径端から大径端へ向けて搬送するような螺旋形状となっている。
【００６８】
図１１においてスクリュー体３５を覆うように設けられたバスケット３４は、図１３に示すように、円錐形状で骨組み構造であるフレーム５２の内部にスクリーン１Ａを組み付けて固定することによって形成されている。
【００６９】
図１４は、フレーム５２にスクリーン１Ａを装着してバスケット３４を作製する過程を模式的に示している。図１５は、フレーム５２に対するスクリーン１Ａの装着が完了してバスケット３４が完成した状態を示している。図１４において、フレーム５２を構成する複数のリブ５３のうち、小径側のもの、中央のもの、大径側のものの３つの大径側の面には座ぐり面である凹部５４が設けられており、スクリーン１Ａの各リング部材２ａ，２ｂ，２ｃがそれぞれの凹部５４にはめ込まれ、さらにボルト止めされることにより、スクリーン１Ａがフレーム５２に固着されて両者が一体になっている。リング部材２ａ〜２ｃの数が増えた場合には、それに応じて凹部５４を設けるリブ５３の数も増える。
【００７０】
以下、上記構成の遠心分離装置の動作を説明する。
まず、図１１において、遠心分離処理（すなわち遠心脱水処理）の対象である原材料がホッパ１６内へ投入される。この原材料は鉱山で採掘された石灰石が泥水の中に含まれている状態である。この原材料の水分量は、通常、３〜１１重量％である。採掘された石灰石の大きさは区々であるが、ホッパ１６へ供給される石灰石は、予め、その大きさが直径２０ｍｍ以下のものに選別されている。この選別は、主に、遠心分離装置１１の内部構造を損傷から保護するためのものである。
【００７１】
なお、原材料をホッパ１６内へ供給するのと同時に、図示しない水供給装置によってホッパ１６内へ水を供給しても良い。この水の供給により、原材料内の石灰石を洗浄することができ、それ故、ホッパ１６内へ原材料を供する前に原材料を前洗浄処理する必要がなくなる。本実施形態の遠心分離装置１１は非常に高効率で水を分離（すなわち脱水）できるので、このように原材料に水を加えたとしても、最終的に得られる製品としての石灰石の水分量を所望の値以下に抑えることができる。
【００７２】
また、加水することなく原材料をそのままバスケット３４内へ投入すると、その原材料はバスケット３４の内部の片寄った位置で塊状となって回転移動する傾向にあり、回転するバスケット３４のバランスが崩れて振動が発生するおそれがあり、その結果、部品の破損や分離精度の低下が生じるおそれがある。これに対し、脱液処理前の原材料に水を加えることにすれば、バスケット３４の内部での原材料の流動を促すことができ、原材料をバスケット３４の内部で片寄ることを防止して満遍なく行き渡すことができ、回転するバスケット３４のバランスが崩れること及び振動が発生することを防止でき、その結果、部品の破損や分離精度の低下を防止できる。
【００７３】
遠心分離装置１１において電動モータ２９が作動すると、その出力軸が回転し、ベルト３２によってその回転が減速機１９へ伝えられてアウタロータ２１が回転する。この回転の方向は矢印Ｉ方向から見て正時計方向及び反時計方向のいずれであっても良い。また、この回転の回転数は、例えば５００〜１８００ｒｐｍの範囲内の適宜の値である。アウタロータ２１の回転は減速機１９内の減速機構（本実施形態ではサイクロ減速機構）の働きによってインナロータ２２へ伝えられてインナロータ２２が回転する。この回転の方向はアウタロータ２１と同じであり、回転数はアウタロータ２２の回転数の１／５９だけ増速した値、すなわち５０８〜１８５１ｒｐｍの範囲内の値である。なお、アウタロータ２１に対するインナロータ２２の増速比は実際の脱水状況を調べた上で適宜に設定する。
【００７４】
アウタロータ２１の先端に固着されたバスケット３４はアウタロータ２１と一体に中心軸線を中心として回転する。一方、インナロータ２２の先端に固着されたスクリュー体３５はインナロータ２２と一体に中心軸線を中心として、バスケット３４よりも高速度で回転する。つまり、バスケット３４とスクリュー体３５は異なる速度で相対回転する。材料搬送管３９の内部を流れた原材料（石灰石及び水）は、開口３９ａからスクリュー体３５の内部、特に仕切り部材４７の内部に放出される。放出された原材料は内壁であるボス３６に衝突し、さらに遠心力の作用により半径方向へ移動し、側壁４２の根元部分に設けられた材料用開口４６を通って、バスケット３４の内周面（すなわちスクリーン１Ａ）とスクリュー体３５の外周面との間の円錐状の環状空間（すなわち脱水領域）内へ供給される。
【００７５】
脱水領域に入った原材料は、バスケット３４の高速回転の作用により遠心力を受けてスクリーン１Ａの内周面に付着する。さらに、原材料は、バスケット３４に対して相対回転するスクリュー体３５の外周に設けられた羽根部材４３によって掻き出されて、スクリーン１Ａに付着しながら大径の開放端方向へ螺旋状に移動する。原材料がこのようにしてスクリーン１Ａ上を移動する間、図５において複数のウェッジワイヤ３の間に形成された複数のスリット８を通して原材料内の水が外部へ放出されて、原材料が脱水される。一般的には、この脱水により、直径１０〜３ｍｍの石灰石は０．７重量％程度の含水率まで脱水され、直径３ｍｍ以下の石灰石は１．１重量％程度の含水率まで脱水される。なお、内壁であるボス３６は中心部が高い円錐形状、すなわち山形形状に形成されているので、材料搬送管３９の開口３９ａから放出された原材料はボス３６の頂部から裾部へ向けて均一に分散される。これにより、材料用開口４６付近での原材料の詰まりを防止でき、原材料の安定した流れを実現できる。
【００７６】
上記のような遠心力に基づいた脱水処理が行われている間、図１１において、図示しない熱風供給装置から空気搬送管４１へ熱風、すなわち高温空気流が供給される。供給された熱風は、空気搬送管４１によってスクリュー体３５の内部、特に仕切り部材４７の外側領域へ供給される。熱風の温度は、例えば１１０℃〜１３０℃の範囲内の適宜の値を目標として設定されている。この熱風は、スクリュー体３５の内部に設けた気流仕切り部材４８ａ，４８ｂに沿って側壁４２へ向けて流れ、されに側壁４２に設けた複数の空気用開口４９を通ってスクリーン１Ａの広い面積へ均等に吹き付けられ、スリット８を通して外部へ流れる。スクリーン１Ａの内周面に沿って移動する原材料はその高温空気流によって乾燥され、この結果、原材料が脱水される。
【００７７】
このように、本実施形態では、遠心力による脱水と高温空気流を用いた乾燥による脱水との協働により、きわめて高効率の脱水を行うことができ、石灰石を０．３重量％程度の含水率まで脱水できる。本実施形態におけるスクリーン１Ａのスリット８（図５参照）はスクリーン１Ａの回転軸線を中心とする周回方向に設けられるのではなく、回転軸線に沿った方向に連続して（すなわち中断することなく）真っ直ぐに（すなわち曲がることなく
）設けられるので、石灰石等がスリット８に詰まることが無くなった。しかも、スリット８の大径端部は外部へ向けて開放されているので、仮にスリット８内に石灰石等が入ったとしても、その石灰石は開放端において容易に外部へ放出される。スリット８に関するこのような構成は、遠心力による脱水に加えて熱風乾燥による脱水を併せて行うようにした本実施形態に関して非常に効果的であることが分かった。
【００７８】
脱水処理によって石灰石から分離した水は、排水路３８によって排水管１７へ集められて外部の所定箇所へ排出される。一方、脱水処理によって高効率で脱水された製品としての石灰石は製品排出口１８を通して外部へ回収される。
【００７９】
以上の説明では、本発明に係るワイヤスクリーンを遠心分離装置に適用して脱水処理を行うものとした。しかしながら、本発明のワイヤスクリーンは他の任意の装置にも適用できる。例えば、第１の固形物と第２の固形物とを分離する分離装置に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係るワイヤスクリーンの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】ワイヤスクリーンの構成要素であるワイヤの一実施形態を示す図である。
【図３】ワイヤスクリーンの構成要素であるリング部材の一実施形態を示す図である。
【図４】図１のワイヤスクリーンの正面図である。
【図５】図１のワイヤスクリーンの側面図である。
【図６】本発明に係るワイヤスクリーンの他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６のワイヤスクリーンの部分拡大図である。
【図８】本発明に係るワイヤスクリーンのさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８のワイヤスクリーンの部分拡大図である。
【図１０】本発明に係るワイヤスクリーンの使用例である遠心分離装置の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の遠心分離装置の正面断面図である。
【図１２】図１１の遠心分離装置の構成要素であるスクリュー体を示す図である。
【図１３】図１１の遠心分離装置の構成要素であるバスケットを示す斜視図である。
【図１４】図１３のバスケットの分解図である。
【図１５】図１３のバスケットの側面断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ．ワイヤスクリーン、 ２ａ，２ｂ，２ｃ．リング部材、
３．ウェッジワイヤ、 ４．幅変化ワイヤ、 ６．矩形凹部、 ７．楔状凹部、 ８．スリット、 １１．遠心分離装置、 １２．遠心分離部、 １３．動力部、 １４．原材料供給口、 １６．ホッパ、 １７．排水管、 １８．製品排出口、 １９．減速機、
２１．アウタロータ、 ２２．インナロータ、 ２３，２６，２７．軸受、
２４．機枠、 ２８，３１．プーリ、 ２９．電動モータ 、３２．ベルト、
３３．フランジ、 ３４．バスケット、 ３５．スクリュー体、 ３６．ボス部、
３７．袋ナット、 ３８．排水路、 ３９．材料搬送管、 ３９ａ．開口、
４１．空気搬送管、 ４１ａ．管の開口、 ４２．側壁、 ４３．羽根部材、
４４．遮蔽用フランジ、 ４６．開口、 ４７．仕切り部材、
４８ａ，４８ｂ．気流仕切り部材、 ４９．空気用開口、 ５１．フランジ、
５２．フレーム、 ５３．リブ、 ５４．凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの軸線に沿って互いに間隔をおいて配置されており互いに内径が異なる複数のリング部材と、
該複数のリング部材の内周面に固着されており前記１つの軸線の回りに円錐形状を成すように並べて設けられた複数のワイヤと、を有し、
該複数のワイヤの互いに隣接するものの間にスリットが形成されており、
該スリットは前記円錐形状の小径端から大径端にわたって連続して真っ直ぐに延びている
ことを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項２】
請求項１記載のワイヤスクリーンにおいて、前記リング部材の内周面上に複数の凹部が設けられ、これらの凹部に前記ワイヤがはめ込まれていることを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のワイヤスクリーンにおいて、前記スリットの大径端側は外部へ開放していることを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項４】
請求項１から請求項３の少なくとも１つに記載のワイヤスクリーンにおいて、前記スリットは前記円錐形状の小径端から大径端へ向けて徐々に広がっていることを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のワイヤスクリーンにおいて、
前記複数のワイヤの一部又は全部は断面形状が楔形状であるウェッジワイヤであり、該楔形状の頂点が前記円錐形状の外周面となり、該楔形状の前記頂点に対向した底辺が前記円錐形状の内周面となる
ことを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のワイヤスクリーンにおいて、
前記複数のワイヤの一部は内面の幅が長さ方向で一定である第１ワイヤであり、
他のワイヤは内面の幅が前記円錐形状の小径端から大径端にかけて徐々に大きくなるように変化する第２ワイヤであり、
前記円錐形状の周方向に関して前記第１ワイヤの複数個おきに前記第２ワイヤが少なくとも１つ設けられている
ことを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤは内面の幅が長さ方向で一定である第１ワイヤであることを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤは内面の幅が前記円錐形状の小径端から大径端にかけて徐々に大きくなるように変化する第２ワイヤであることを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項９】
互いに内径の大きさが異なる複数のリング部材を、それらの中心が１つの軸線上に互いに間隔をおいて位置するように配置する工程と、
複数のワイヤを前記複数のリング部材の内周面上に円錐形状を成すように固着するワイヤ固着工程と、を有し、
前記ワイヤ固着工程では、互いに隣接する複数のワイヤの間に連続して真っ直ぐなスリットが形成されるように前記複数のワイヤが前記リング部材に固着される
ことを特徴とするワイヤスクリーンの製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載のワイヤスクリーンの製造方法において、前記リング部材の内周面上には前記ワイヤがはまり込む凹部が設けられていることを特徴とするワイヤスクリーンの製造方法。
【請求項１】
１つの軸線に沿って互いに間隔をおいて配置されており互いに内径が異なる複数のリング部材と、
該複数のリング部材の内周面に固着されており前記１つの軸線の回りに円錐形状を成すように並べて設けられた複数のワイヤと、を有し、
該複数のワイヤの互いに隣接するものの間にスリットが形成されており、
該スリットは前記円錐形状の小径端から大径端にわたって連続して真っ直ぐに延びている
ことを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項２】
請求項１記載のワイヤスクリーンにおいて、前記リング部材の内周面上に複数の凹部が設けられ、これらの凹部に前記ワイヤがはめ込まれていることを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のワイヤスクリーンにおいて、前記スリットの大径端側は外部へ開放していることを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項４】
請求項１から請求項３の少なくとも１つに記載のワイヤスクリーンにおいて、前記スリットは前記円錐形状の小径端から大径端へ向けて徐々に広がっていることを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のワイヤスクリーンにおいて、
前記複数のワイヤの一部又は全部は断面形状が楔形状であるウェッジワイヤであり、該楔形状の頂点が前記円錐形状の外周面となり、該楔形状の前記頂点に対向した底辺が前記円錐形状の内周面となる
ことを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のワイヤスクリーンにおいて、
前記複数のワイヤの一部は内面の幅が長さ方向で一定である第１ワイヤであり、
他のワイヤは内面の幅が前記円錐形状の小径端から大径端にかけて徐々に大きくなるように変化する第２ワイヤであり、
前記円錐形状の周方向に関して前記第１ワイヤの複数個おきに前記第２ワイヤが少なくとも１つ設けられている
ことを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤは内面の幅が長さ方向で一定である第１ワイヤであることを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のワイヤスクリーンにおいて、前記複数のワイヤは内面の幅が前記円錐形状の小径端から大径端にかけて徐々に大きくなるように変化する第２ワイヤであることを特徴とするワイヤスクリーン。
【請求項９】
互いに内径の大きさが異なる複数のリング部材を、それらの中心が１つの軸線上に互いに間隔をおいて位置するように配置する工程と、
複数のワイヤを前記複数のリング部材の内周面上に円錐形状を成すように固着するワイヤ固着工程と、を有し、
前記ワイヤ固着工程では、互いに隣接する複数のワイヤの間に連続して真っ直ぐなスリットが形成されるように前記複数のワイヤが前記リング部材に固着される
ことを特徴とするワイヤスクリーンの製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載のワイヤスクリーンの製造方法において、前記リング部材の内周面上には前記ワイヤがはまり込む凹部が設けられていることを特徴とするワイヤスクリーンの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−１４８７２６（Ｐ２００９−１４８７２６Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３０５５４（Ｐ２００７−３３０５５４）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ハーモニックドライブ
２．サイクロ
【出願人】（０００２２７２５０）日鉄鉱業株式会社 (82)
【出願人】（０００１０５６２６）コトブキ技研工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ハーモニックドライブ
２．サイクロ
【出願人】（０００２２７２５０）日鉄鉱業株式会社 (82)
【出願人】（０００１０５６２６）コトブキ技研工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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