JP2002542008A - 流体力学的渦流分離機 - Google Patents

流体力学的渦流分離機

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Abstract

(57)【要約】 本発明は液体から浮遊物を分離する流体力学的分離機を提供するものであり、前記分離機は、円筒状の外壁（３）と；容器内に液体の低エネルギー渦流を発生させるように前記液体を該容器内へ導入する入口手段（１３）と；一端にある基部（４）と；該基部の反対端にある天井壁であって、該液体の流れから該容器内へ分離された浮遊物を含む流れを受けるための軸方向の出口開口を有する天井壁（５）と；該容器内部に設けられ、該外壁から離間した環状開口を該天井壁と共同して形成する流れ変更部材（２０）と；該容器の該外壁から離間した環状沈下板であって、浮遊物を含む液体の流れのための間隙を形成するために前記天井壁から離間した上端部を有する沈下板（１２）と；該容器から第一次の液体の流れを除去する導管であって、該基部と該天井壁との間の実質的に軸上の位置で該容器内部と連通する導管を有する、該天井壁の該軸方向の出口開口から分離された出口手段（１０，３１，３２，３３）とを備える分離容器を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、流体力学的な渦流分離機に関し、特にグリースのような浮遊物を該
浮遊物を含む液体の流れから分離するのに使用される分離機に関する。また、本
発明は、廃水流中に含まれるグリットとグリースのような沈殿物と浮遊物とを互
いに分離し、また、それらを含む液体の流れからそれらを分離する分離機に関す
る。また、ここでは流体力学的分離機用の新規な入口構造が開示される。
【０００２】 （背景技術） 流体力学的な渦流分離機は周知であり、１９５０年代及び１９６０年代になさ
れた初期の研究成果に基づく（Design、Construction and performance of vort
ex overflow , Bernard Smisson , Symposium on Storm Sewage Overflow ,Inst
itution of Civil Engineers ,1967,99-110ページ）。それらは合同下水道放水
路（CSOs）として、またグリット分離機としての適用が発見された。
【０００３】 「流体力学的」分離機として知られている分離機は低エネルギー装置であり、
浮遊する固形物を含む液体を円筒状の容器中で旋回させることにより、該固形物
が重力で底部に沈下し、該装置内の複雑な流れのパターンによって生じる内方へ
の掃き集め効果によって、そこから中央下部出口へ掃き集められるという原理で
作動する。この装置は、液体と固体との混合物から固体の沈殿を促進させるのに
適したものである。従って、このような装置は、流入する原汚水から硬いグリッ
トを分離するための汚水処理に使用されており、結果としてグリットを除去され
た下水が従来の下水処理プラントに通されている。また、それらは従来の下水処
理施設の「激流放水路」の上流部として使用されており、下水処理施設が早い流
れに対応できないときに、激流状態中の液体廃棄物から汚物全体を分離するのを
確実とすることを目的とする。この種の「流体力学的」分離機は、例えば、英国
特許明細書第２０８２９４１号（対応米国特許第４４５１３６６号）及び第２１
５８７４１号（対応米国特許第４７４７９６２号）に開示され、特許請求されて
いる。
【０００４】 既知の流体力学的分離機は可動部品のない単純な装置である。しかしながら、
該装置の単純な幾何学構造は、内部の複雑な流れの構造を隠している。観察され
る通常の流れのパターンは、外側領域における下方への渦流と、該分離機の中央
領域付近における上方への渦流とである。これらの２つの渦流の規則は分離領域
で分離される。上昇流と下降流との連動は、一定しない軸の流れの動作を促す。
異なる速度で動く流れが近接する領域における流体の粘着性、水流の境界層及び
瞬間的な移動によって、速度勾配や渦巻き運動が生じる。これらは、第一次流に
重なり、順番に固体を下方流水路（又は固体集積通路／ホッパー）へ掃き出す第
二次流を生じさせる。該分離機における水力学的規則により、プラグフロータイ
プに近い流れの規則を持つ短絡は非常に少なくなる。
【０００５】 前述のように、流体力学的分離の原理は、これまで、液体の流れから沈殿物（
すなわち重力作用下で沈殿する傾向を持つ物質）を分離するのを容易にするため
に使用されてきた。今、驚くべきことには、これと同じ原理が液体の流れから浮
遊物を分離することに使用できる可能性があることが発見された。つまり、これ
は、既知の流体力学的分離機の要素を逆に作用するように配置することによって
達成される。驚くべきことに、使用の際に発生した流れは浮遊する固形物を集め
るように作用し、その固形物は、その浮力の結果として自然に該容器内で上昇し
て、該容器を通過する液体の通常の流れから離れて中央上部領域へ向かわされ、
除去のために集められる。
【０００６】 （発明の開示） 従って、本発明の第一の態様によれば、浮遊物を含む液体から該浮遊物を分離
するため、該浮遊物を含む液体の流れを処理する流体力学的分離機であって、前
記分離機は次の分離容器を有する。すなわち、分離容器は、円筒状の外壁と；該
容器内に流体の渦流を発生させるように該容器内に前記液体を導入する入口手段
と；一端に設けられた基部と；該基部と反対端に設けられた天井壁であって、該
容器への液体の流れから分離された浮遊物を含む流れを受けるための軸方向の出
口開口を有する天井壁と；該容器から第一次の液体の流れを除去する導管であっ
て、該基部と該天井壁との間で実質的に軸上の位置で該容器の内部と連通する導
管を有する、該天井壁の該軸方向の出口開口から離れた出口手段とを有する。
【０００７】 本発明の第一の態様の分離機は、更に、該容器の該外壁から離間した環状の沈
下板を有してもよい。この沈下板は、該容器内の該流れを安定化するのを助け、
特に外側の早い流れと内側の遅い流れとの境界を決める。該沈下板の正確な放射
方向の位置は、分離機の選択されたデザインに従って最適な作動が得られるよう
に選択され、該容器への液体の流れの起こり得る性質に依存する。通常、環状の
沈下板は、該容器の軸と外壁との間の距離の約０．２から０．８倍の間で配置さ
れる。該沈下板の高さは重大ではない。該容器の高さと比べてかなり浅い実施例
もあれば、かなり深い実施例もある。通常、該沈下板の高さは、少なくとも該容
器内への該入口開口の高さを有し、また、通常、該入口開口と垂直方向に少なく
とも部分的に重なっている。
【０００８】 また、本発明のこの態様の分離機は、該容器内部に設けられ、該外壁から離間
した環状開口を該天井壁と共同して形成する流れ変更部材を備えてもよい。前述
の該天井壁にある軸方向の開口は、前記環状開口の中へ開口する。該流れ変更部
材本体は、その基部最上部が概ね円錐形であり、該容器の中心軸と同軸であって
もよい。すなわち、該円錐体は中空でも中実でもよく、該円錐体を貫通して延び
る中央開口を設けられ、その軸と同心であってもよい。言及する実施例では、該
円錐体は円錐台状であり、すなわち、該基部と平行に裁断された平面を備える。
【０００９】 該天井壁は、好ましくはその中央領域で該環状開口へ向かって上方へ傾斜する
。該環状開口は、好ましくは該容器の半径の約０．２から０．８倍の間の位置に
あり、より好ましくは該中央垂直軸から該容器の半径の約０．４から０．６倍の
位置にあるべきである。
【００１０】 該天井壁にある出口開口は、浮遊物を集めるため、該容器の上方でチャンバー
と連通してもよい。このチャンバーは、浮遊物を除去できるような出口手段を有
してもよい。それに代えて、該軸方向の出口開口は、浮遊物を該分離機から継続
的に排出することができる適切な導管と直接連通してもよい。
【００１１】 該容器の基部は、好ましくは該容器の中心軸へ向かって下方へ傾斜している。
該基部は、該容器への液体の流れから分離された浮遊物を含む流れを受けるため
の環状開口の中へ、軸方向の出口開口を有してもよい。この出口開口は、沈殿物
が該容器から除去される際に通過する出口を備えたチャンバー又は排水槽であっ
てもよい。
【００１２】 分離装置は特別の特徴を有しており、浮遊物を含む液体が容器に導入され、該
容器の垂直軸周りに渦を発生させたとき、発生した複合した流れのパターンは容
器の中心垂直軸周りの渦流として単純化されて説明され、該渦流は外側の相対的
に早い流れと内側の相対的に遅い流れとに分けられ、循環する流れは外側の比較
的早い流れと内側の比較的遅い流れとの間に分割され、これら二つの領域間の分
離領域は、好ましくは該環状沈下板の上端部と、該環状開口のヘリを形成する前
記流れ変更部材又は胴体の端部とによって安定化される。
【００１３】 該容器内への液体の流れの大部分は前記出口手段を通って該容器から流れ出る
。該液体の流れの主要部に加えて、自ら浮力のある物質もまた集められて、前記
出口導管を通って除去される。前述のように、該出口手段は、該容器の天井壁に
ある軸方向の開口へ向かう流れから独立した液体の流れを受けるために、該容器
の内部と連通する導管を有する。この導管は該容器の軸上又は軸周りに実質的に
位置する場所で該容器内へ連通して、該容器内の液体が環状小路に沿って流れて
、該導管の開口端によって捕捉され、該容器から該容器の外部へ、例えば実質的
に垂直方向に、運び去られるようにしてもよい。
【００１４】 該入口手段は、該容器の外側で入口導管と連通する外壁にある入口開口を有し
てもよい。
【００１５】 一の実施例において、該入口導管は、該容器内に渦流を発生させるように液体
を該容器内へ向かわせるため、該外壁に対して接線方向に向けられている。
【００１６】 他の実施例においては、該入口手段は、該容器の内部で前記入口開口と連通し
て、流入する液体の流れを該容器の外壁の内面に近接した弓形の小路に向かわせ
ることにより前記渦流を発生させるように配置されたダクトを有してもよい。
【００１７】 この実施例においては、前記ダクトは、該容器の外壁の内部の垂直壁（好まし
くは弓形）と、該容器の周囲に伸びる部分通路（これは、例えば、該容器の周囲
の４分の１ぐらいまであってもよい）と、前記ダクトに対する下側防壁を形成す
る基部壁とを有してもよい。このように、互いに、前記弓形壁、該容器の外壁、
及び該基部壁が前記ダクトを形成する。該弓形壁は該容器の外壁と平行又は略平
行でもよい。それに代えて、前記弓形壁は、その入口開口端で該外壁と交わって
もよく、該外壁より半径の曲率が小さい結果として、該外壁から離れる小路に沿
うようにしてもよい。更に、該基部壁は、該入口開口から離れる方向に下方へ傾
斜してもよい。
【００１８】 この実施例の一つの示された好ましい配置において、該容器内への入口開口は
、該天井壁の上方の該外壁内に設けられており、入口ダクトの上方に位置して該
容器の前記天井壁内のスロットを通じて該ダクトと連通する入口チャンバーと連
通している。従って、該液体の流れはこのチャンバーから前記スロットを通って
沈降し、該ダクトの基部と関連する弓形壁とにより、流れに渦方向成分を持たせ
て該容器内へ向かうようにされる。
【００１９】 前記入口チャンバーは、該入口ダクトの終点を越えて該出口へ伸びてもよい。
該入口ダクトの終点又はその周辺に該入口チャンバーを区分する隔壁を設けても
よく、該隔壁は、液体が該入口チャンバーの２つの分離された部分の間を流れる
ことができるように、該入口チャンバーの床の上方で終わっていてもよい。前記
２つの部分の間の開口部分は、浮遊物が該入口チャンバーの入口側から該入口チ
ャンバーの出口側へ通過するのを妨げるスクリーンを備えている。該スクリーン
は一連の間隔を空けた垂直棒からなってもよい。該入口チャンバーの出口側には
、高さを調節可能な放水堰を設けてもよい。該堰は該出口と連通している。この
構成によれば、該分離機が作動する条件を越える強い流れの条件下では、液体が
溢れて該入口から該出口へ流れることができる。
【００２０】 直前の段落に記載された構造に代わるものとして、該入口チャンバーは、通常
は閉鎖部材により閉鎖されている開口を有する隔壁によって該出口から隔離され
るようにして、該閉鎖部材が、相対的に強い流れの条件下で、液体が該入口チャ
ンバーから該出口へ通過して流れることができるように開放可能であるようにし
てもよい。例えば、該開口には、通常は該開口を閉鎖するように付勢されている
フラップ手段を設けてもよい。しかしながら、強い流れの条件下で、十分な液体
が該入口チャンバーに蓄積されたとき、該フラップが開くように、該閉鎖手段の
付勢は選択される。他の例として、該閉鎖部材は浮遊作動であって、該フロート
が該入口チャンバー内の液体の高さで浮くような位置にあり、該入口チャンバー
内の液体の高さが所定の高さに達したときに該閉鎖部材を開放するようにしても
よい。この実施例では、更に、該隔壁の開口には、液体が該隔壁の出口側から該
入口チャンバーへ逆流するのを防止する逆流防止手段を設けてもよい。
【００２１】 前述した入口の好ましい配置は流体力学的分離機の既知のタイプの入口構造に
対して特に有利であり、該容器への入口開口は、該容器の基部上の高さを該容器
からの出口と実質的に同じ高さに配置することができる。従来の配置では、入口
開口は該容器の側壁の中間点に配置されており、該出口の高さよりかなり下であ
り、該分離機への入口ラインにいわゆる入口ピットを必要としていた。フル流量
下では、該入口ピット内の液体は該出口の高さに対応する高さに合わせられる。
図７ａ及び７ｂを見るとこの利点をより良く理解できる。
【００２２】 この実施例においては、該容器の外側の入口導管は該容器に対して接線方向に
あることは必要でなく、実際、好適な実施例でそれは接線方向にない。例えば、
該入口導管は該容器の外壁と直角又は実質上直角に交わってもよい。
【００２３】 本発明による分離機は、従来の流体力学的分離機の特徴を付加的に有してもよ
く、それにより、該容器から流出する第一次の流れを用いて除去される自ら浮力
を有する物と同様、浮遊物と固体、沈殿物とを分離する機能を発揮してもよい。
かかる実施例においては、本発明の分離機は、容器内に流れ変更体を追加的に有
してもよく、該変更体は、該外壁から離間した環状開口を該基部と共同して形成
する。該環状開口は、好ましくは該中心軸から該容器の半径の約０．２から０．
８倍の間、更に好ましくは０．４から０．６倍の間に配置されるべきである。該
変更体は、その最下部にある基部で該容器の中心軸周りに一致させた正円錐体の
形状であってもよい。該円錐体は中空でも中実でもよく、また円錐体を貫通して
その軸と一致して伸びる中央開口を有してもよい。好ましい実施例では、該円錐
体は円錐台状、すなわち該基部と平行に裁断された平面を有する。この実施例に
加えて、必要であれば、該容器の基部で沈殿物の沈殿を促進する流れのパターン
を安定化させるのを補助するために、環状の沈下板は高さ方向および半径方向に
調整可能としてもよい。
【００２４】 また、本発明の第一の態様に関する前記入口手段は、ここに記載した従来の流
体力学的分離機の入口手段として使用されても良い。
【００２５】 そして、本発明の第二の態様によれば、沈殿物を含む液体から沈殿物を含む液
体の流れを処理する流体力学的分離機が提供され、該分離機は次の構成を備えた
容器からなる。すなわち、容器は、円筒状の外壁と；該容器内に液体の渦流を発
生させるように前記液体を該容器内へ導入するための入口手段であって、入口開
口を有し、且つ前記容器内部で前記入口開口と連通しており、且つ液体の流れを
該容器の外壁の内面に近接した弓形の小路に向かわせることにより前記渦流を発
生させるように配置されたダクトを有する入口手段と；一端にある基部であって
、第一次の液体から分離された沈殿物を含む流れを受けるための軸方向の出口開
口を有する基部とを備える。
【００２６】 該分離機はまた、前述したような該容器の外壁から離間した環状の沈下板と、
本発明の第一の態様に関して前述した要素と同様の、該容器内に設けられ、該外
壁から離間し且つ該基部内の環状開口の外方にある環状開口を該天井壁と共同し
て形成する流れ変更部材とを有してもよい。
【００２７】 本発明の第一の態様の分離機は、前記浮遊物を含む液体から浮遊物を分離する
方法に使用してもよい（そして、また、液体の流れから沈殿物及び／又は自ら浮
遊性のある物を分離するための実施例においてでもよい）。前記方法において、
該液体の流れは、前記入口手段を通って該容器内へ導入され、該容器の軸回りに
渦状の流れを発生させる。発生した流れのパターンにより、浮遊物は、該天井壁
の出口開口へ向かい、これを通って、そこから除去することが可能となる。沈殿
物は、該基部の出口開口を通って除去することが可能であり、自ら浮遊性を持つ
物は、前記出口手段を通って主たる液体の流れを用いて除去することができる。
【００２８】 このような使用方法において、該流れを装置内に通させるために必要な水力学
的ヘッドは１０００ｍｍ見満であり、基本的には５００ｍｍ未満である。このた
め、高エネルギー装置であり、基本的に複数の棒の押圧ヘッドを作用させる（１
つの棒はウォーターヘッドの１０ｍである）ハイドロサイクロンと対比して、該
方法は「低エネルギー」方法として分類される。
【００２９】 （発明を実施するための最良の形態） 添付図面を参照して説明する。
【００３０】 図１から６に示された分離機は、液体の流れからグリースのような浮遊物とグ
リットのような固形物との両方を分離する二重の機能を奏する。従って、該分離
機は、沈殿可能な固形物を除去できるようにするために従来の流体力学的分離機
が持つ要素を備えている。更にまた、該分離機は、浮遊物を集めて廃棄できるよ
うにするため、浮遊物を該容器の中央上部領域に集中させる流れのパターンを発
生させる流体力学的分離機を形成するための新規な要素（後述する）を備えてい
る。
【００３１】 図１から３を参照して、これらは同じ装置を示している。装置１は、円筒状の
外壁３、基部４、及び、天井壁又は蓋５によって形成される容器２を含む。該容
器は脚部６上に支持されてもよい。基部４は沈殿する固形物が落下する排水槽７
を有し、固形物は排水槽７から導管８を通って除去される。基部４に隣接する位
置に円錐台状の部材９があって、該基部と共同して環状開口８ａを形成しており
、使用の際に容器２内部で生成される様々な流れのパターン（詳細は以下で説明
する）の作動下で、固形物が環状開口８ａを通過して排水槽へ行く。円錐部材９
は中実でも中空（図示）でもよく、前記円錐部材９を支持するように作用する管
状部材１０と連通している。管状部材１０は該装置の使用中に液体が通過する開
口１１を有する。該容器内には、示された実施例の中心軸と外壁３とのほぼ中間
に、該容器内の流れのパターンを安定化させる環状沈下板１２がある。該沈下板
は連結棒(図示せず)によって基部４又は蓋５のいずれかに支持されてもよい。基
部４と沈下板１２とに隣接した前記円錐部材９は、ＧＢ−Ａ―２０８２９４１な
どの先行技術で知られたような、入口を通って該容器内へ接線方向に導入される
液体から沈殿物を沈殿させる効果を高めるための流体力学的分離機の要素である
が、図１から６に示された入口と出口との独特の配置は先行技術では知られてい
ないことに注意すべきである。
【００３２】 本発明によれば、装置１にはまた、入口１３を通って該容器内へ導入される液
体の流れから浮遊物を効果的に分離できるようにする流体力学的な流れのパター
ンを生成するための要素が設けられている（詳細は図４から６を参照して後述す
る）。これらの要素は、基部の最上部に配置され且つ該容器について軸方向に向
いた円錐部材２０を含む。この円錐部材２０は該容器の蓋５に近接した位置にあ
り、該装置の作動時に浮遊物を運ぶ流れが通過する環状開口２１を該蓋と共同し
て形成する。円錐部材２０は円錐台状であって、管状部材１０に連結されており
、該容器の下部における円錐部材９と対称になっている。また本発明の環状沈下
板１２は、従来の流体力学的分離機の要素の一つのように、容器２内の低エネル
ギー渦流の結果として生成される該容器内の流れのパターンを安定化させるため
に好適な要素であって、浮遊物が該蓋の方へ上昇して該蓋の該開口へ押し流され
るようにする。
【００３３】 図２に最適に示されるように、浮遊物は環状スロット又は開口２１を通過して
チャンバー３０へ移動し、そこから継続的に又は一まとめとして除去できる。チ
ャンバー３０内部には、管状部材１０を通って上昇してきた容器２からの流れを
受けるための管状部材１０の延長部３１がある。この流れは導管３２内を通過し
て、出口３３を通って該装置から排出される。
【００３４】 図４から６は、液体が該容器内へ導入されて、幾つかの環境下で、該容器をバ
イパスさせる入口手段の要素の構成の詳細を示す。該構成は図５に最適に示され
る。入口１３は入口チャンバー１００内へ開口しており、入口チャンバー１００
は、該容器の外壁３の延長部である外壁３aと、外壁３aと同心の円形垂直壁の一
部である内壁１０１とを有する環の一部を形成する。該チャンバーはその下端で
天井壁５の上部表面により区画されている。該チャンバーの各端部は垂直壁１０
２（入口３３に隣接する端部）及び１０３（出口１３に隣接する端部）である。
隔壁１０４はチャンバー１００を領域１００aと１００ｂとに区分する。隔壁１
０４は内壁１０１と外壁３aの間に伸びているが、天井壁５の高さより上で、領
域１００ａと１００ｂとの間のスロット１０５を残して終了している。図５に示
された実施例において、スロット１０５には、一連の間隔を空けた平行棒１０７
を有する浮遊性スクリーン１０６が設けられている。垂直端壁１０３には調整可
能な延長部１０３aが設けられている。図６に示された実施例にはかかる浮遊性
スクリーンがない。
【００３５】 該天井蓋の一部分５aは、チャンバー１００ａ内の液体が該容器内へ流れ込む
ために通過する開口を形成するために切除されている。この切除部分は、外壁３
（図１参照）と、弓形の内壁１１１と、傾斜した基部部分１１２とによって区画
される入口シュート１１０に連通している。液体はチャンバー１００a内の押圧
ヘッドの下で入口シュート１１１の中へ向かい、そこから出口スロット１１３を
通って該容器の中へ渦巻き方向に向かう。該容器への入口スロット１１３はおお
よそ該容器の中点の高さにある。
【００３６】 図１から６に示された該装置の作動中に、沈殿する固形物とグリースのような
浮遊物とを含む流体の流れは、図５及び６に示された入口１３及び入口ダスト構
造を通って容器２内へ導入される。容器２の要素、特に円錐部材９及び２０並び
に沈下板１２のもたらす結果として、複雑な流れのパターンが該装置内に作り出
され、沈殿する固形物は、重力の下で該基部へ落下し、そこで開口８ａから排水
槽７内へ押し流されて除去される。他方、浮遊物は浮上して、それをチャンバー
３０へ通過させる該装置の中心へ移動し、示された実施例においてはそこから断
続的に除去される。該容器内にドーナツ型に付加的に流れる液体は、入口開口１
１を通り、管状部材１０を通って上昇して、延長部材３２へ行き、導管３２へ行
って、そこから出口３３を通って除去される。
【００３７】 通常の条件下では、処理されるために流入する液体はチャンバー１００内に残
り、浮遊物はスクリーン１０５によって領域１００ａ内に維持される。流れの強
い条件下では、液体は該容器をバイパスして堰１０３ａの上端を越えて、出口３
３に連通するチャンバー１２０内へ溢れ出す。堰１０３ａの高さは該分離機の作
動条件に応じて調節できるようにしてもよい。
【００３８】 図４から６に示された入口の配置は、該分離機への最初の入口１３が出口３３
の高さに対応する高さに位置することを許容する。これは、図７ａ及び７ｂに例
示されたような先行技術の配置を上回る利点を提供する。この配置は、沈殿物を
それを含む液体から分離する流体力学的分離機で知られたものである。かかる配
置には、基部に近接した出口２０２を有する上流チャンバー２０１の中へ流れ込
む最初の入口２００があり、処理される液体を該容器のおおよそ中点の高さで該
容器内へ導入する。最初の入口２００が該分離機からの出口２０３と同じ高さに
あることが注目されるであろう。これは該システムにおいて液体を望ましい高さ
に保持するために必要である。図１から６に示された配置は示された入口の配置
をもって、図７ａ及び７ｂに示されたシステムの上流チャンバー２０１を必要と
しない分離機システムを構成できる。
【００３９】 図８及び９は、他の入口手段及びバイパス構造を有する本発明の別の実施例を
示す。図８は該分離機の内部構造の要素を示す部分図であり、図９はこの別の分
離機を通る断面図である。本発明のこの実施例においては、入口３１３は、入口
３１３から出口３３３へ伸びる線形通路３００（図１から７の実施例における弓
形通路に対する）の一部である入口チャンバー３００ａ内へ開口している。通路
３００は防壁３０４によって入口チャンバー３００ａと出口チャンバー３００ｂ
とに区分されている。該容器の内部（図８に図示せず）は管状部材３１０を通っ
て出口チャンバー３００ｂと連通しており、これにより該容器内の液体は出口３
３３へ通過する。
【００４０】 通常の流れでは、入口３００ａからの液体は入口スロット３０５内の開口３０
６を通って入口３０５の中へ流れる。伸張する入口スロット３０５は湾曲して伸
び、且つ天井壁、底壁及び側壁によって区画されており、液体がそこの中へ流れ
るように規制して、前記液体をその出口３０７へ向かわせ、接線方向成分を該容
器内の液体の流れへ分岐させる。
【００４１】 この配置において、強い流れでは、液体は防壁３０４を越えて流れ、出口３３
３を直接通過して、該容器をバイパスする（図９参照）。
【００４２】 図１０は、図５及び６に示された上述の防壁１０４の他の例を示す。防壁１０
４の代わりに、上端を固定された柔軟性を有するフラップ１５０があり、フラッ
プ１５０はそれに力が適用されときに柔軟性を奏することができる。フラップ１
５０は例えばゴム材料でできている。通常の条件の下で、フラップ１５０は、チ
ャンバー１００ｂから入口チャンバー１０２ａを隔離する程度にチャンバー１０
０ｂの床でへり手段１５１を密閉するのに充分な弾力性を有する。強い流れの条
件の下では、液体はフラップ１５０の入口側で蓄積されるが、（フラップ１５０
の弾力性に応じた）予め定められた高さで、液体の重量がフラップ１５０を開か
せる程度に充分となると、流れをチャンバー１００ｂ内へ開放し、出口１２０へ
と流す。該液体の高さが下がったときは、フラップ１５０は、入口チャンバー１
００ａとチャンバー１００ｂとの間の開口における通常の位置まで戻る。
【００４３】 図１１ａ，１１ｂ及び１１ｃは、図５及び６に示された防壁１０４の更に別の
例を示す。図１１ａは該構成の正面図、図１１ｂは側面図、図１１ｃは背面図で
ある。防壁１０４に代えて、チャンバー１００ａと１００ｂとの間に防壁を形成
する壁１７０が設けられている。防壁１７０は、防壁１７０を貫通して伸びる管
状差込部１７２であって、入口チャンバー１００ａ側に浮遊作動閉鎖部材１７３
が設けられ、放出側に非復帰フラップ１７４が設けられた管状差込部１７２を含
むバイパス手段１７１を有する。該浮遊作動閉鎖部材は、管状差込部１７２の端
部で開口を開閉するために垂直面で閉鎖手段１７６をスライド可能とする閉鎖ハ
ウジング１７５を有する。閉鎖手段１７６はフロート１７７に付着されている。
【００４４】 作動の際、強い流れの条件の下では、液体は入口チャンバー１００ａ内に蓄積
される。管状差込部１７２の高さより上の予め定められた液体の高さで、チャン
バー１００ａ内の液体はフロート１７７を浮かせ始め、高さが上昇するに従って
、フロート１７７が上昇して閉鎖部材１７６を上昇させ、液体が管状差込部１７
２を通って流れることを可能とする。液体は非復帰手段１７４を通ってチャンバ
ー１００ｂへ流れることができるが、反対方向への流れは非復帰手段１７４によ
り制限される。液体の高さが低下すると、該フロートが下方へ移動して、閉鎖部
材１７６は差込部１７２に接して閉鎖する。前述したように、チャンバー１００
ａ内の液体の高さが管状差込部１７２の天井より上になったときにのみ、液体が
管状差込部１７２を通って流れることができるように、フロート１７７の高さは
選択してもよい。これにより、浮遊物が差込部１７２を通って出口側１００ｂへ
通過しないのを確実とする。
【００４５】 （産業上の利用可能性） 本発明の分離機は、グリットのような固形物とグリースのような浮遊物とを含
む液体の流れを処理するのに特に適している。
【図面の簡単な説明】
図１，２及び３は、本発明による分離機の異なる切断透視図である。 図４は、図１から３に示された分離機の平面図である。 図５及び６は、図１から３に示された分離機の他の切断透視図である。 図７a及び７ｂは、従来の流体力学的分離機における上流チャンバーを備えた
入口及び出口の配置の正面図及び平面図である。 図８及び9は、本発明による分離機の別の構成を示す。 図１０は、液体の流れのバイパスを制御するための別の構成を示す。 図１１ａ，１１ｂ及び１１ｃは、本発明による分離機における液体の流れのバ
イパスを制御するための更に別の構成を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (71)出願人 ＳＨＥＡＲＷＡＴＥＲ ＨＯＵＳＥ，ＣＬ ＥＶＥＤＯＮ ＨＡＬＬ ＥＳＴＡＴＥ， ＶＩＣＴＯＲＩＡ ＲＯＡＤ，ＣＬＥＶＥ ＤＯＮ ＢＳ21 ７ＲＤ（ＧＢ) (72)発明者 アンドウ ロバート ヨー ギアムフィ イギリス国 サーレイ シーアール４ １ エックスエッチ ミッチャム グラモーガ ン クロース 68 (72)発明者 ファラム マイク イギリス国 ブリストル ビーエス20 ７ エルエス ポーティスヘッド ティドマン ロード 10 (72)発明者 ル コーヌ ポール イギリス国 ソマーセット ビーエー４ ６アールキュー シェプトン マレット ラグゾール ラグゾール ハウス ユニッ ト４ Ｆターム(参考） 4D051 AA01 AB03 CA23 DD15 DD18

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 浮遊物を含む液体から該浮遊物を分離するために該浮遊物を含む液体の流れを
    処理する流体力学的分離機であって、前記分離機は以下を備える分離容器を有す
    る： 円筒状の外壁； 該容器内に液体の低エネルギー渦流を発生させるように前記液体を該容器内へ
    導入する入口手段； 一端にある基部； 該基部の反対端にある天井壁であって、該容器への液体の流れから分離された
    浮遊物を含む流れを受けるための軸方向の出口開口を有する天井壁； 該容器内部に設けられ、該外壁から離間した環状開口を該天井壁と共同して形
    成する流れ変更部材； 該容器の該外壁から離間した環状の沈下板であって、浮遊物を含む液体の流れ
    のための間隙を形成するために前記天井壁から離間した上端部を有する沈下板；
    及び 該容器から第一次の液体の流れを除去する導管であって、該基部と該天井壁と
    の間の実質的に軸上の位置で該容器内部と連通する導管を有する、該天井壁の該
    軸方向の出口開口から分離された出口手段。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の分離機において、該容器の該外壁から離間した環状沈下板を更
    に備える。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の分離機において、該外壁から離間した環状開口を該天井
    壁と共同して形成する流れ変更部材を更に備え、該天井壁にある軸方向出口が前
    記環状開口内に開口している。
  4. 【請求項４】 請求項1、２、又は３記載の分離機において、該天井壁が該環状開口へ向かっ
    て上方に傾斜している。
  5. 【請求項５】 いずれかの前記請求項記載の分離機において、該入口手段は、前記容器の内部
    で該容器の外壁の入口開口と連通しており、流入する液体の流れを該容器の外壁
    の内面に近接した弓形の小路に向かわせることにより容器内に浮遊する固形物と
    液体の渦流を発生させるように配置されたダクトを有する。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の分離機において、前記ダクトは、該容器の外壁の内部の垂直壁
    と、該容器の周囲に伸びる部分通路と、前記ダクトに対する下側防壁を形成する
    基部壁とを含む。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の分離機において、前記垂直壁は、該容器の外壁に平行か又は略
    平行である。
  8. 【請求項８】 請求項６記載の分離機において、前記垂直壁は、一端で該外壁と交わると共に
    、該外壁より半径の曲率が小さいため、該外壁から離れる小路に沿っている。
  9. 【請求項９】 請求項５から８のいずれか１項に記載の分離機において、前記基部壁は、該入
    口開口から離れる方向に下方へ傾斜している。
  10. 【請求項１０】 請求項５から９のいずれか１項に記載の分離機において、該容器内への入口開
    口は、該天井壁の上方の該外壁内に設けられており、入口ダクトの上方に位置し
    て該容器の前記天井壁内のスロットを通じて該ダクトと連通する入口チャンバー
    と連通している。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の分離機において、前記入口チャンバーは、該入口ダクトが該
    容器の胴部内へ開口する位置を越えて、該出口へ向かって伸びている。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の分離機において、該入口チャンバーを２つの部分に区分する
    隔壁が設けられており、前記隔壁は、液体が該入口チャンバーの該２つの部分の
    間を流れることができるようにスロットを形成するため、該入口チャンバーの床
    の上方で終わっている。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の分離機において、前記スロットは、浮遊物が該入口チャンバ
    ーの入口側から該入口チャンバーの出口側へ通過するのを妨げるスクリーンを備
    える。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の分離機において、該スクリーンは、一連の間隔を開けた垂直
    棒からなる。
  15. 【請求項１５】 請求項１２から１４のいずれか１項に記載の分離機において、高さを調節可能
    な堰が該入口チャンバーの該出口側に設けられ、該流れの該入口チャンバーへあ
    ふれた部分が該出口へ流れることができるようにされている。
  16. 【請求項１６】 浮遊物を含む液体の流れから浮遊物を分離する方法であって、以下のステップ
    を備える： いずれかの前記請求項に記載の分離機の中へその入口手段を通じて該液体の流
    れを導入して、前記液体が該容器の軸回りに回転するように流れるようにして、
    これにより前記浮遊物が該分離機の該天井壁内の該出口開口へ向かってこれを通
    過するように方向づける。
  17. 【請求項１７】 沈殿物を含む液体の流れを処理する流体力学的分離機であって、前記分離機は
    以下を備える容器を有する： 円筒状の外壁； 一端にある基部であって、第一次の液体から分離された沈殿物を含む流れを受
    けるための軸方向の出口開口を有する基部； 該基部の反対端にある天井壁；及び、 該容器内に液体の渦流を発生させるように前記液体を該容器に導入するための
    入口手段であって、入口開口を有し、且つ前記容器内部で前記入口開口と連通し
    ており、且つ液体の流れを該容器の外壁の内面に近接した弓形の小路に向かわせ
    るダクトであって、これにより容器内に浮遊する固形物と液体の渦流を、該容器
    の該外壁の内側表面に近接して、発生させるように配置されたダクトを有する入
    口手段。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載の分離機において、前記ダクトは、該容器の外壁の内側の垂直
    壁と、該容器の周りに伸びる部分通路と、前記ダクトへの下側防壁を形成する基
    部壁とを有する。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載の分離機において、前記垂直壁は、該容器の外壁に対して平行
    か又は略平行である。
  20. 【請求項２０】 請求項１８記載の分離機において、前記垂直壁は、一端で該外壁と交わると共
    に、該外壁よりも半径の曲率が小さいため該外壁から離れる小路に沿っている。
  21. 【請求項２１】 請求項１７から２０のいずれか１項に記載の分離機において、入口ダクトの基
    部壁が、該入口開口から離れる方向へ下方に傾斜している。
  22. 【請求項２２】 請求項１７から２１のいずれか１項に記載の分離機において、該容器内への入
    口開口は、該天井壁の上方の該外壁内に設けられており、入口ダクトの上方に位
    置して該容器の前記天井壁内のスロットを通じて該ダクトと連通する入口チャン
    バーと連通している。
  23. 【請求項２３】 請求項２２記載の分離機において、前記入口チャンバーは、該入口ダクトが該
    容器の胴部内へ開口する位置を越えて、該出口へ向かって伸びている。
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