JP2001300292A - フローデフレクティング装置 - Google Patents

フローデフレクティング装置

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JP2001300292A
JP2001300292A JP2000168481A JP2000168481A JP2001300292A JP 2001300292 A JP2001300292 A JP 2001300292A JP 2000168481 A JP2000168481 A JP 2000168481A JP 2000168481 A JP2000168481 A JP 2000168481A JP 2001300292 A JP2001300292 A JP 2001300292A
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ダー ドゥワーン
Haig Joe
ヘイグ ジョー
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    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/14—Flotation machines
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    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 性能の高いフローデフレクティング装置
（５）を提供する。 【解決手段】 実質上平坦なバッフルが、第１フロー方
向（３ａ）をもつ第１部分（３）および第１方向からそ
れた第２フロー方向（４ａ）をもつ第２部分（４）を有
する導管（２）内に配置され、第２部分（４）の実質上
均一なフローが促進される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、フローデフレク
ティング装置、流体フロー装置、前記装置を含む水処理
システムおよび前記装置を使用し、水を処理する方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】流体が導管内に導かれるプロセスおよび
装置において、できるだけ均一の流体フローをもたせる
ことが好ましいことは知られている。その理由は、不均
一なフローによって下流プロセスの混乱および下流装置
の不効率運転が生じるからである。不均一なフローは、
直線の均一な直径の導管では問題はないが、導管の方向
および直径の偏差によって促進され、悪化される。この
ような領域では、偏ったフローが生ずる。
【０００３】均一なフローを得る１つのアプローチは、
小さい入口オリフィスを使用し、フローの運動量を効果
的に減少させ、フローが制止した状態で、混乱領域に入
るようにすることであった。しかしながら、高いヘッド
ロスおよび増大した運転コストが生じるため、小さい入
口オリフィスは望ましくない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な問題を除去するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の第１特徴によ
れば、第１フロー方向をもつ第１部分および第１方向か
らそれた第２フロー方向をもつ第２部分を有する導管内
に配置され、第２部分内の実質上均一のフローを促進す
る実質上平坦なバッフルからなるフローデフレクティン
グ装置が提供される。
【０００６】バッフルは、導管の第１部分の横断面積の
セグメントに対応する形状であることが好ましい。特
に、装置が、実質上円形状の横断面の内孔をもつ第１部
分を有する導管に使用され、バッフルは、内孔の弧およ
び弦によって形成されたセグメントからなることが好ま
しい。
【０００７】装置は、実質上バッフルに直角に配置され
たタブからなる取付手段を有し、タブは、それが配置さ
れる導管の形状に対応する形状であってもよい。
【０００８】この発明の第２の特徴によれば、第１フロ
ー方向をもつ第１部分および第１方向からそれた第２フ
ロー方向をもつ第２部分を有する導管と、導管内に配置
され、第２部分の実質上均一なフローを促進するデフレ
クタ手段とからなる流体フロー装置が提供される。この
構成は、不均一なフローパターンの問題を解決し、新規
な、そして、現存の設備の両方に容易に適用することが
できる。
【０００９】デフレクタ手段が導管の壁から垂下し、デ
フレクタ手段が導管の第１部分内に配置されていること
が好ましい。デフレクタ手段は、導管に対し第２部分の
それる方向と同一側に配置されていることが好ましい。
デフレクタ手段も、実質上平坦であり、プレートからな
ることが好ましい。
【００１０】デフレクタ手段は、第１の部分の内孔の弧
および弦によって形成されるセグメントからなることが
好ましい。
【００１１】デフレクタ手段は、実質上導管の壁から直
角に垂下し、導管の横断面の幅の５％〜５０％にわたっ
てのびることが好ましい。導管は、実質上円形状の内孔
からなり、デフレクタ手段は、第２部分の内孔の中心か
ら１／２〜２×第１部分の内孔の直径に対応する距離を
もって配置されることが好ましい。
【００１２】第２部分の横断面の幅が、分岐点から離れ
るに従って増大することが好ましい。たとえば、第２部
分は実質上円錐状であってもよい。
【００１３】装置は、水などの液体を導くためのもので
あってもよい。
【００１４】この発明の第３の特徴によれば、前述した
装置を有する水処理装置に水を送るための入口装置が提
供される。
【００１５】この発明の第４の特徴によれば、前述した
装置を有する逆流溶解空気フロテーション装置が提供さ
れる。
【００１６】この発明の第５の特徴によれば、デフレク
タを導管内に設ける工程を含む、導管の分岐点よりも下
流の導管の均一な流体フローを推進する方法が提供され
る。デフレクタは、分岐点よりも上流の導管内に配置さ
れていてもよく、デフレクタは、分岐方向と同一側の流
体フロー内に配置されることが好ましい。
【００１７】この発明の第６の特徴によれば、前述した
方法を使用し、処理する水を処理装置に供給する水を処
理する方法が提供される。
【００１８】以下、この発明の実施例を説明する。
【００１９】
【好ましい実施例の説明】図面、特に図１および図２を
参照すると、第１フロー方向３ａをもつ第１部分３およ
び第１方向からそれた第２フロー方向４ａをもつ第２部
分４を有する導管２内に配置し、第２部分４内の実質上
均一なフローを促進する実質上平坦なバッフルからなる
フローデフレクティング装置５が示されている。
【００２０】装置５は、直線エッジ１１ａおよび曲線エ
ッジ１１ｂを有するプレート１１からなる。曲線は、導
管２の内孔の曲率に対応する。プレート１１にタブから
なる取付手段１２が設けられ、これは曲線エッジ１１ｂ
から直角にのび、導管２の内孔の曲率に対応するよう湾
曲している。タブ１２は、導管２に取り付けるためのね
じ取付具１２ａを有する。装置５は、金属またはプラス
チック材料などの比較的剛性の材料から形成され、それ
は不活性であることが好ましい。装置は、導管２内に取
り付け可能であり、タブは、フローの方向に向かってま
たはそれから離れるよう配置される。
【００２１】特に、図３、図４および図６を参照する
と、第１フロー方向３ａをもつ第１部分３および第１フ
ロー方向３ａからそれた第２フロー方向４ａをもつ第２
部分４を有する導管２と、導管２内に配置され、第２部
分４内の実質上均一なフローを促進するデフレクタ手段
５からなる流体フロー装置１が示されている。
【００２２】デフレクタ５は、図１および図２の装置か
らなり、タブ１２は、便宜上破断状態で示されている。
デフレクタ手段５は、第２部分４よりも上流の導管２の
第１部分３内に配置されており、後述するように、図６
の実施例では、それは水処理装置に使用する円錐状出口
である。デフレクタ手段５の大きさまたは位置を変化さ
せることにより、フローを第２部分４の一方側にデフレ
クティングすることができる。プレートが大きいほど、
大量のフローが第２部分４の反対側に傾く。デフレクタ
５が、第２部分に接近するほど、大量のフローが反対側
に傾く。
【００２３】この発明の理解を容易するため、特別のタ
イプの水処理設備での使用状態を説明する。
【００２４】図５を参照すると、水などの液体から不純
物を除去する水処理装置６が示されている。
【００２５】装置６は、砂上の無煙炭のフィルタベッド
１７の上方に配置されたフロテーションタンク１６から
なり、砂自体などの適宜の材料をフィルタに使用しても
よいことは理解されるであろう。空気が過飽和された水
の入口が、グリッドからなる枝状構造に通じる入口マニ
ホルド１８の形式で設けられている。処理される水が、
入口マニホルド１８の上方に配置された入口コーン２０
を介して装置６内に送られる。
【００２６】グリッド１８は、実質上タンク１６の全面
積にわたってのびる微小気泡のゾーンを減少させる。気
泡は、最初は水に溶解するが、グリッドから出るとき、
溶液から生じ、微小気泡を形成し、これがタンク全体に
わたって空気のブランケットを効果的に形成し、気泡が
水の不純物に付着し、それを表面に上昇し、スラッジブ
ランケットを形成し、これが間欠的に制御された方法
で、せき１９を越えタンクから排出される。装置６は、
超音波学を使用したオンラインフローおよび濁度に関す
るデータに基づく自動制御下のもので、プロセス破損お
よび水の品質の悪化を防止する。
【００２７】清浄水が、タンク１６およびフィルタベッ
ド１７から出口１９ａを介して清浄水保管タンクに導か
れる。保管タンクからのいくらかの水がリサイクルさ
れ、微小気泡源が提供される。この水は、ポールリング
などの適宜のプラスチック接触媒体がパックされたサチ
ュレータ（図示せず）に導かれ、コンプレッサからの圧
力空気に接触し、空気のフローは、浮上システムによっ
て制御される。
【００２８】適宜のバルブ操作によって、タンク１６内
の水のレベルを上昇させることにより、タンク１６内の
液体の表面に集められた浮きかすが周期的に除去され、
その浮きかすがせき１９を越え、チャンネル２５内に注
がれ、そこから除去される。スキージャンプせきとして
知られている曲線リップを有する第２せき１５があり、
これはその表面にタンク１６を横切る液体の水平フロー
を提供する。適宜のバルブ操作により、支流がスキージ
ャンプせきに導かれ、せきを越え、浮きかすがチャンネ
ル２５に横方向に押される。
【００２９】逆流フロテーションの特徴は、高い藻類負
荷のとき、頻繁に逆洗しなくても、フィルタベッド１７
を長期間にわたって運転することを可能にする。したが
って、装置６をピーク除去モードで運転することがで
き、生水入口品質が良好であるとき、タンク１６のフロ
テーションを停止させ、連続運転のコストを削減するこ
とができる。フロテーションおよび濾過プロセスを停止
しなくても、浮きかすの除去を達成することができる。
【００３０】上向きの入口２０は、円錐状である。これ
は、大きく高いエネルギーのトロイダルうずによるスラ
ッジブランケットの損傷およびフロテーションゾーンの
崩壊を防止する。しかしながら、円錐状入口２０を使用
しても、不均一フローにより、いくらかのスラッジブラ
ンケットの崩壊が生じ、この装置でなされる水処理プロ
セスの持続的困難性は、入口コーン２０を通るフローが
均一に分布されることを保証することにある。これをし
ないと、スラッジブランケットの崩壊が生じ、望ましく
ないフロー循環が生じる。
【００３１】図６を参照すると、この発明の装置を前述
した装置６に使用した状態が示されている。導管２の１
つの入口コーン２０だけが示され、水は右側から入る。
【００３２】導管２の左端は、死端であってもよく、図
５に示されているように、それが一連のコーン２０に通
じていてもよい。
【００３３】計算的流体力学技術（ＣＦＤ）が使用さ
れ、多くの処理プロセスのパフォーマンスが成功裏に研
究された。前述した処理装置およびプロセスに対するこ
の発明の作用を明らかにするため、このＣＦＤ技術が使
用された。ＣＦＤ処理は知られており、その詳細な説明
しない。
【００３４】図７および図８を参照すると、現存のコー
ン装置（図７）およびこの発明の装置（図８）のＣＦＤ
シミュレーションの結果が示されている。図７におい
て、右側から導管２に入った水が、上向きにコーン２０
内に流れるが、フローラインによって示されているよう
に、フローは、実質上左側に付勢される。メインパイプ
内のフローの運動量が維持され、これが生じる。水が左
側から入る図８を参照すると、バッフル５がフローのパ
ターンを変化させ、それは左側に傾かないが、均一に分
布される。
【００３５】この特定の水処理装置において、コーン入
口２０の均一のフローから得られる利点は大きい。これ
まで、均一のフローパターンを得るには、比較的高さの
あるコーンが必要であった。この発明を使用すると、コ
ーンの高さを減少させ、コストを削減し、タンク１６の
高さも減少させ、コストを削減することができる。均一
のフローが望まれる他の装置に対する同様の利点が得ら
れることは、当業者であれば理解されるであろう。した
がって、この発明を使用すると、導管内の分岐点の下流
の均一のフローを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１つの特徴に従った装置の平面図で
ある。
【図２】図１の装置の斜視図である。
【図３】この発明の１つの特徴に従った装置の側面図で
ある。
【図４】この発明に従った装置の他の実施例の側面図で
ある。
【図５】この発明に従った装置に使用するに適した水処
理装置の説明図である。
【図６】この発明の他の特徴に従った装置の側面図であ
る。
【図７】従来の装置のフローパターンを示す側面図であ
る。
【図８】この発明の装置のフローパターンを示す側面図
である。
【符号の説明】
２ 導管 ３ 第１部分 ３ａ 第１部分フロー方向 ４ 第２部分 ４ａ 第２部分フロー方向 ５ フローデフレクティング装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドゥワーン ダー イギリス国、バークシャー アールジー２ ０ジェイエヌ、リーディング、マノー ファーム ロード、ゲインズボロー ハウ ス、テムズ ウォーター ユーティリティ ーズ リミテッド内 (72)発明者 ジョー ヘイグ イギリス国、バークシャー アールジー２ ０ジェイエヌ、リーディング、マノー ファーム ロード、ゲインズボロー ハウ ス、テムズ ウォーター ユーティリティ ーズ リミテッド内 Ｆターム(参考） 4D037 AA11 AB02 BA03 BB04 4G068 AB11 AC13 AD03 AD50 4G075 AA15 BD17 EC09 FC02

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１フロー方向をもつ第１部分および前
    記第１方向からそれた第２フロー方向をもつ第２部分を
    有する導管内に配置され、前記第２部分内の実質上均一
    のフローを促進する実質上平坦なバッフルからなるフロ
    ーデフレクティング装置。
  2. 【請求項２】 前記バッフルは、前記導管の第１部分の
    横断面積のセグメントに対応する形状であることを特徴
    とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 実質上円形状の横断面の内孔をもつ第１
    部分を有する導管内に使用され、前記バッフルは、前記
    内孔の弧および弦によって形成されるセグメントからな
    ることを特徴とする請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 取付手段を有することを特徴とする請求
    項１〜３のいずれかに記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記取付手段は、実質上前記バッフルに
    直角に配置されたタブからなることを特徴とする請求項
    ４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記タブは、それが配置される導管の形
    状に対応する形状であることを特徴とする請求項５に記
    載の装置。
  7. 【請求項７】 第１フロー方向をもつ第１部分および前
    記第１方向からそれた第２フロー方向をもつ第２部分を
    有する導管と、前記導管内に配置され、前記第２部分の
    実質上均一なフローを促進するデフレクタ手段とからな
    る流体フロー装置。
  8. 【請求項８】 前記デフレクタ手段が、前記導管の壁か
    ら垂下していることを特徴とする請求項７に記載の装
    置。
  9. 【請求項９】 前記デフレクタ手段が、前記第１部分内
    に配置されていることを特徴とする請求項７または８に
    記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記デフレクタ手段は、前記導管に対
    し前記第２部分のそれる方向と同一側に配置されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記デフレクタ手段は、実質上平坦で
    あることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載
    の装置。
  12. 【請求項１２】 前記デフレクタ手段は、プレートから
    なることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載
    の装置。
  13. 【請求項１３】 前記デフレクタ手段は、前記第１部分
    の内孔の弧および弦によって形成されたセグメントから
    なることを特徴とする請求項７〜１２のいずれかに記載
    の装置。
  14. 【請求項１４】 前記デフレクタ手段は、実質上前記導
    管の壁から直角に垂下していることを特徴とする請求項
    ８〜１３のいずれかに記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記デフレクタ手段は、前記壁から前
    記導管の横断面の幅の５％〜５０％にわたってのびるこ
    とを特徴とする請求項８〜１４のいずれかに記載の装
    置。
  16. 【請求項１６】 前記導管は、実質上円形状の内孔から
    なり、前記デフレクタ手段は、前記第２部分の内孔の中
    心から１／２〜２×前記第１部分の内孔の直径に対応す
    る距離をもって配置されていることを特徴とする請求項
    ９〜１５のいずれかに記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記第２部分の横断面の幅が、分岐点
    から離れるに従って増大することを特徴とする請求項７
    〜１６のいずれかに記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記第２部分は、実質上円錐状である
    ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 液体を導くようにしたことを特徴とす
    る請求項７〜１８のいずれかに記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記液体は、水からなることを特徴と
    する請求項１９に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 実質上添付図面に示されているとおり
    の装置。
  22. 【請求項２２】 請求項１〜６のいずれかに記載の装置
    または請求項７〜２１のいずれかに記載の装置を有する
    水を水処理装置に送るための入口装置。
  23. 【請求項２３】 請求項１〜６のいずれかに記載の装置
    または請求項７〜２１のいずれかに記載の装置を有する
    逆流溶解空気フロテーション装置。
  24. 【請求項２４】 実質上添付図面に示されているとおり
    の逆流溶解空気フロテーション装置。
  25. 【請求項２５】 フローデフレクタを導管内に設ける工
    程を含む、分岐点よりも下流の導管内の均一の流体フロ
    ーを促進する方法。
  26. 【請求項２６】 前記デフレクタが、分岐点の上流の導
    管内に配置されていることを特徴とする請求項２５に記
    載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記デフレクタが、分岐方向と同一側
    の流体フロー内に配置されていることを特徴とする請求
    項２６に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 処理する水を請求項２５〜２７のいず
    れかに記載の方法を使用した処理装置に供給することを
    特徴とする水を処理する方法。
JP2000168481A 2000-04-20 2000-06-06 フローデフレクティング装置 Pending JP2001300292A (ja)

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