JP2009248026A - 分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の分離装置における設置スペースや管路接続に関する問題を解決した、スクリーンから剥離された固形物が付着することを抑制できる分離装置を提供する。
【解決手段】分離装置１は、流入する液体に含まれる固形物を分離する装置において、分離槽２と、分離槽２の内部を流入室３と流出室４に仕切る仕切体５と、仕切体５に配置されたスクリーン６と、流入室３を上側の第１室７と下側の第２室８に区分する区分体９と、区分体９に形成された開口部１０と、流入室３に形成された供給部１１と、流出室４に形成された排出部１２を備え、第１室７には供給部１１から流入する液体の流入方向を反転させて該第１室内に上下方向の旋回流を生成するための誘導部１６が設けられ、スクリーン６は第１室７に形成される上下方向の旋回流の側面に沿うように配置され且つその下縁部が少なくとも区分体９まで延長され、第２室８に開口部１０から流入する固形物の堆積部１７が形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は種々の工場やプラントの排液処理施設や下水道管路等の排水処理施設などにおいて、液体に含まれる固形状の不純物を効率よく分離するために用いられる分離装置に関する。

例えば都市部に敷設される下水道の雨水排水処理施設に流入する雨水などの排水は、一部は雨水貯留浸透施設などにより地中に貯留若しくは排出され、残りは河川等に放流される。そして下水道を流通する雨水の中には土砂、種々のゴミ類、紙類、落ち葉、等の固形状の不純物（以下、単に固形物という。）が混入しており、それら固形物が河川に流入することで水質汚濁、環境汚染の原因となり、また未処理のままで雨水貯留浸透施設に流入すると、施設のメンテナンスを頻繁に行う必要があり、コスト的にも不利である。特に浸透用施設では浸透機能の低下を生じる原因となり、長期間での利用が困難となる場合がある。そこで、下水道の一部に固形物を分離する排水の分離装置が設けられる。

排水の分離装置として、排水に水平方向の旋回流（スワール）を発生させ、その旋回流により固形物を分離する分離装置があり、そのような分離装置として、例えばドイツのＵＦＴ社の商品名フルードセップが知られている。しかしフィルター若しくはスクリーンを有しない分離装置は、メンテナンスは容易であるが浮遊性や細かい固形物の確実な分離・捕捉は困難である。

一方、旋回流発生方式とスクリーン分離方式を組み合わせた分離装置が特許文献１に記載されている。特許文献１の分離槽は、平断面が円形の分離槽の下方に円筒形のスクリーンを配置し、分離槽の上方から排水を接線方向に供給することにより槽内に旋回流を発生させ、下方に配置したスクリーンで固形物を分離し、排水のみをスクリーンの外側に通過させるようになっている。

特開平８−１４１３２６号公報

しかし上記従来の分離装置は、水平方向の旋回流を効率よく発生させるために、分離槽の円形周壁の接線方向に排水の供給管を接続しなければならないため、周壁に正確な角度での接続用の孔加工が必要である。特にコンクリート二次製品でその接続用孔を工場で加工するには非常に手間がかかり、また、円筒形のスクリーンは構造が複雑になり、コストアップになるという問題がある。

さらに、工場等で排水の流入口と流出口を設けない分離槽本体を製造し、それを施工現場に搬入して排水管路に接続する場合、施工現場で上流側の管路と下流側の管路方向に合わせて分離槽本体に管路接続用の貫通孔を施工するケースもある。そのようなときに円形の周壁を曲面加工により正確な貫通孔施工をするには熟練性を必要とし、施工工数も多くなる。

また、上記分離装置は水平方向の旋回流を発生させる構造であるため、管路方向と垂直な横方向に大きな設置面積を必要とする。一般に分離装置を下水道や街路に沿った排水路などの途中に挿入して設置する場合、または工場などにおける通路に設けた排水路などの管路の途中に設置する際には、管路方向の設置スペースには充分な余裕があるが、それと垂直な横方向の設置スペースは制限される場合が多い。そのため上記従来の分離装置では設置場所の選択に大きな制約がある。

そこで本発明は、上記従来の分離装置における設置スペースや管路接続に関する問題を解決することを課題とし、そのためのスクリーンを有する改良された分離装置を提供することを目的とし、特にスクリーンから剥離された固形物がスクリーンに再付着することを抑制できる分離装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明の第１の分離装置は、流入する液体に含まれる固形物を分離する装置において、分離槽と、分離槽の内部を流入室と流出室に仕切る仕切体と、仕切体に配置されたスクリーンと、流入室を上側の第１室と下側の第２室に区分する区分体と、区分体に形成された開口部と、第１室に形成された供給部と、流出室に形成された排出部を備え、前記第１室には供給部から流入する液体の流入方向を反転させて該第１室内に上下方向の旋回流を生成するための誘導部が設けられ、前記スクリーンは前記第１室に形成される上下方向の旋回流の側面に沿うように配置され且つその下縁部が少なくとも区分体まで延長され、第２室に前記開口部から流入する固形物の堆積部が形成されていることを特徴とするものである。

また第２の分離装置は、上記第１の分離装置において、前記スクリーンの下縁部は区分体より下方の第２室の中間高さまで又は第２室の底部まで延長されていることを特徴とするものである。

また第３の分離装置は、上記第１又は第２の分離装置において、前記区分体は板状に形成され、区分体の対向する２つの縁部にそれぞれ接するように前記スクリーンが垂直方向に延長され、前記区分体の一部に前記上下方向の旋回流を生成するための誘導部が形成されていることを特徴とするものである。

また第４の分離装置は、上記第３の分離装置において、前記第１室に形成される供給部は液体を水平方向に供給するように構成され、その供給部の下方に延長された区分体の領域に前記開口部が形成されていることを特徴とするものである。

また第５の分離装置は、上記第３の分離装置において、前記第１室に形成される供給部は液体を下方向に供給するように構成され、その供給部の下方における区分体に前記上下方向の旋回流を生成するための誘導部が形成され、その誘導部から離反した領域の区分体に前記開口部が形成されていることを特徴とするものである。

また第６の分離装置は、上記第４又は第５の分離装置において、前記開口部は区分体の前記２つの縁部間の中央、一方の縁部の内側または２つの縁部の内側のいずれかに形成されていることを特徴とするものである。

また第７の分離装置は、上記第１ないし第６のいずれかの分離装置において、前記第２室には堆積した固形物を外部に排出する排出手段が設けられることを特徴とするものである。

また第８の分離装置は、上記第１ないし第７のいずれかの分離装置において、前記仕切板により分離槽内が複数の流入室と１つの流出室に仕切られ、各流入室に第１室と第２室に区分する区分体及びスクリーンが設けられるとともに、各第１室に供給部が設けられることを特徴とするものである。

また第９の分離装置は、上記第１ないし第８のいずれかの分離装置において、前記スクリーンは断面楔状の複数のウェッジワイヤを上下方向に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成され、各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の内面の一部が形成されることを特徴とするものである。

また第１０の分離装置は、上記第１ないし第９のいずれかの分離装置において、仕切体の上部に流入室と流出室を連通するオーバーフロー部が設けられ、排出部には油分や浮遊性の固形物の流入を防止する堰部が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の第１の分離装置は、流入室を区分体により第１室と第２室に区分し、供給部から第１室に供給される流水を反転させ、第１室内に上下方向の旋回流を形成するための誘導部を該第１室に設け、形成される旋回流の側面に沿うようにスクリーンが配置されていることを特徴とする。

このように液体から固形物を分離する主要部となる第１室において、上下方向の旋回流を形成する方式を採用すると、分離の処理能力を高めるためにスクリーンの面積を大きくする際に、スクリーンの長さを管路方向に大きくできるので、管路方向と垂直な横方向に大きな設置面積を必要としない。

また、流入部に接続する配管等の管路は分離槽の周壁の面に対して垂直方向に接続できるので、管接続等の施工およびその設計が簡単になると共に、管路との漏水しにくい接続構造が容易に得られる。

一方、固形物がスクリーンで阻止されて分離する際に固形物の一部はスクリーンの表面に付着する。しかしスクリーンは上下方向の旋回流の側面に沿うように配置されているので、その表面に付着した固形物はその旋回流によって効率よく剥離される。そのためスクリーンの清掃が長期間不要になり、分離装置のメンテナンスが容易になる。

第１室で分離された固形物は区分体に形成された開口部から第２室に誘導されて落下（もしくは排出）する。第２室には固形物を再び上昇させるような他からの力は実質的に存在しないので、固形物が開口部から上昇して固形物を分離する主要部となる第１室に戻る恐れはない。そのためスクリーンで分離された固形物が第１室の内部を長時間旋回流に乗って滞留する割合が小さくなり、結果として分離された固形物が第１室におけるスクリーンの表面に再付着する可能性も大幅に低下する。

また第２の分離装置では、上記第１の分離装置において、前記スクリーンの下縁部は区分体より下方の第２室の中間高さまで又は第２室の底部まで延長することができる。スクリーンの下縁部を区分体より下方の第２室まで延長すると、第２室のスクリーン部分から液体が流出室側に流出するので、第１室の液体を開口部から第２室に吸い込む力が発生する。この吸い込み力によって第１室から第２室に流出する液体の量は第２室におけるスクリーンの流出量に比例して大きくなる。そのためスクリーンの下縁部を第２室の底部まで延長すると、第１室内を旋回流に乗って旋回する固形物の第２室への落下率もそれに応じて大きくなる。

また、前記スクリーンの下縁部を第２室の中間高さまで延長した場合は、第２室のスクリーン部分から流出室側に流出する液体の量は底部まで延長した場合より少なくなるが、第１室から第２室に落下した固形物が第２室内を自然旋回する力も弱くなり、固形物は堆積部に効率よく堆積する。そのため、堆積部から固形物を外部に回収することが容易になる。

一方、前記スクリーンの下縁部を第２室まで延長しない場合は、第１室から第２室への液体流通は起こらない。そのため第１室から開口部を経て第２室への固形物の落下率も小さくなるが、第２室の堆積部に固形物がより安定して堆積するので、堆積部から固形物を外部に回収することが更に容易になる。

また第３の分離装置では、上記第１又は第２の分離装置において、前記区分体を板状に形成し、区分体の対向する２つの縁部にそれぞれ接するように前記スクリーンを垂直方向に延長し、前記区分体の一部に前記上下方向の旋回流を生成するための誘導部を形成することができる。このように区分体自体に誘導部を形成すると、他の部材を追加することなく第１室の下方にも誘導部を形成できるので、簡単な構成で第１室における上下方向の旋回流の生成効率を一層高めることが可能になる。

また第４の分離装置では、上記第３の分離において、区分体を板状に形成する場合、液体を第１室内に水平方向に供給できるように供給部を構成し、その供給部の下方に延長された区分体の領域に前記開口部を形成することができる。このように構成すると供給部から第１室に供給された液体は、第１室の上部を供給部の反対側（下流側）の仕切体部分に向かって水平に移動し、次いで下降して第１室の下部を構成する区分体の上側を反対方向に水平に移動し、次いで供給部の下方から上昇するような上下方向の旋回流が生成する。そしてその旋回流に乗って固形物も移動するが、液体が供給部の下方から上昇する際に、固形物の自重またはその上昇領域に開口する開口部から第２室への液体の流通による吸い込み力等により、固形物の一部は液体の上昇力に逆らって第２室に落下することができる。

また第５の分離では、上記第３の分離装置において、さらに区分体を板状に形成する場合、第１室の下方向に液体を供給できるように供給部を構成し、その供給部の下方における区分体の領域に前記上下方向の旋回流を生成するための誘導部を形成し、その誘導部から離反した（下流側の）領域における区分体に前記開口部を形成することができる。このように構成する場合も、前記供給部から水平方向に液体を供給する場合と同様に固形物を効率よく第２室に落下させ堆積することができる。そして本装置は液体を下方向に供給するほうが都合のよい場所などに好適に採用することができる。

また第６の分離装置では、上記第４又は第５の分離装置において、さらに上記区分体を板状に形成する場合、前記開口部を区分体の前記２つの縁部間の中央に形成し、一方の縁部の内側に形成し、または２つの縁部の内側にそれぞれ形成することができる。

第１室の上下方向の旋回流に乗って移動する固形物は旋回流の中央部分に集中する傾向があるので、開口部を区分体の前記２つの縁部間の中央に形成すると、固形物を効率よく第２室に落下させて堆積することができる。

また、前記開口部を区分体の一方の縁部の内側に形成すると、第２室にスクリーンが延長されている場合に、開口部から第２室に流入した液体に水平方向の緩やかな旋回流が生成される。このように第２室に流入した液体に緩やかな水平方向の旋回流が生成すると、開口部から第２室に落下した固形物も水平方向に緩やかに旋回しながら堆積部に安定に堆積することができる。

また、前記開口部を区分体の２つの縁部間の内側にそれぞれ形成すると、第２室にスクリーンが延長されている場合に、２つの開口部から第２室に流入した液体にそれぞれ水平方向の旋回流が生成されるが、それら２つの旋回流の方向は互いに逆方向なので打ち消し合って開口部から離れた端部方向に向かって合流する緩やかな流れを生成する。そのため固形物がその流れに乗って堆積部に集中して堆積するので、堆積した固形物の回収操作が容易になる。

また第７の分離装置では、上記第１ないし第５のいずれかの分離装置において、前記第２室の堆積部に堆積した固形物を外部に排出する排出手段を設けることができる。排出手段を設けることにより第２室の堆積部に堆積した固形物を外部に取り出す操作を確実に且つ容易に行うことができる。

また第８の分離装置では、さらに上記第１ないし第６のいずれかの分離装置において、前記仕切板により分離槽内を複数の流入室と１つの流出室に仕切り、各流入室に第１室と第２室に区分する区分体及びスクリーンを設けると共に、各第１室に供給部を設けることができる。このように構成すると、分離槽の設置面積をそれほど大きくしなくても、スクリーン面積を増加できるので、液体の処理容量を大きくすることができる。特にミクロン単位の微細な固形物を除去するためにスクリーンの目やスリットの幅の大きさも極小にする必要となるが、そのためにスクリーンの開口率が小さくなり、液体を処理するにはスクリーンの面積を大きくして開口面積を確保する必要があり、この対応に効果的となる。またミクロン単位の固形物の除去には繊維を使用した膜フィルターを利用することがあるが、メンテナンス時に破損等の問題が生じ易く、また再使用が不可能であるが、本分離装置にスクリーンは金属等の堅牢な材質のものを使用するので破損等の問題はなく、分離槽内で高圧水等による清掃も可能で、再利用が可能であり、経済的である。

また第９の分離装置では、さらに上記第１ないし第８のいずれかの分離装置において、前記スクリーンとして断面楔状の複数のウェッジワイヤを上下方向に配列したウェッジワイヤスクリーンを用い、各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の内面の一部を形成することができる。

このようなウェッジワイヤスクリーンを用いると、微細な固形物も効率よく分離できる。また、ウェッジワイヤスクリーンを構成する各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の面を形成し、その頭部の配列形状を供給部から供給される流水に水平方向の旋回流を形成させるように構成したので、ウェッジワイヤスクリーンに付着する微細な固形物もその旋回流で容易に剥離される。そのためウェッジワイヤスクリーンを目詰まりし難い状態で運転することができる。

また第１０の分離装置では、さらに上記第１ないし第９のいずれかの分離装置において、仕切板の上部に流入室と流出室を連通するオーバーフロー部を設け、排出部には油分や浮遊性の固形物の流入を防止する堰部を設けることができる。このように構成すると、例えば液体が下水道に流入する雨水の場合、大雨のときなどに一時的に大量の浮遊性の固形物や油分が雨水と共に流入室側に流入したときでも、それらはオーバーフロー部から流出室側にオーバーフローして滞留するが、堰部によりそれらが排出部から下流側に流出することを防止される。なお流出室に滞留した浮遊性の固形物や油分は適当な時期に外部に取り出せばよい。

次に図面に基づいて本発明の最良の実施形態を説明する。

図１は本発明の分離装置の第１実施例を示す図であり、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ方向の断面図である。

分離装置１は分離槽２と、分離槽２の内部を流入室３と流出室４に仕切る仕切体５と、仕切体５に配置されたスクリーン６と、流入室３を第１室７と第２室８に区分する区分体９と、区分体９に形成された開口部１０と、第１室７に形成された供給部１１と、流出室４に形成された排出部１２を備えている。供給部１１は第１室７の側壁に設けた貫通孔により形成され、排出部１２は流出室４の周壁に設けた貫通孔により形成される。

そして供給部１１には例えば下水道の上流側の管路に接続するための短管１１ａが接続され、排出部１２には下流側の管路に接続するための短管１２ａが接続される。なお場合によっては短管１１ａ、１２ａを省略し、下水道等の管路を直接供給部１１と排出部１２に接続することもできる。

分離槽２は鉄筋コンクリート、金属、繊維強化プラスチックなどで作ることができる。図１（ｂ）に示すように分離槽２の上部は開放状態となっており、分離処理の際には鉄板等の開閉自在な蓋体１３で閉鎖される。流入室３（具体的には流入室３を構成する第１室７）と流出室４の内部はそれらの上方の空間部分で互いに連通しており、その空間部分はオーバーフロー部１４を形成する。オーバーフロー部１４は前記のように、大雨のときなどに一時的に大量の浮遊性の固形物や油分が雨水と共に流入室側に流入した際に、それらを流出室４にオーバーフローさせることにより、流入室３が固形物等で充満し閉塞されることを防止するものである。

排出１２には堰部１５が設けられ、堰部１５によりオーバーフローしてきた浮遊性の固形物や油分が排出部から下流側に流出することを防止している。なお流出室４に滞留した浮遊性の固形物や油分は、適当な時期に蓋体１３を開けて上方から取り出して除去することができる。

スクリーン６を配置した仕切板５は、分離槽２の内部を流入室３と流出室４に仕切るもので、耐食性金属や繊維強化プラスチックなどで作ることができる。図１の実施例では、仕切板５の平行する２つの主要面が幅の小さな枠体により形成され、その枠体の内側にスクリーン６が配置されている。

そのため分離槽２の内部を流入室３と流出室４に仕切る機能の大部分はスクリーン６の部分が担っている。仕切板５はその周囲を分離槽２の内壁に固定することができる。しかし平断面がコ字型のスクリーン６の両端部を分離槽２の内壁に直接固定することもでき、その場合はスクリーン６が仕切板５を兼用することになる。

スクリーン６はこの分野で一般に慣用されている、薄いステンレス板などに数ミリの大きさの孔を多数に施したパンチングメタルで作られたパンチングメタルスクリーンを使用することができる。しかし微細な固形物、例えば平均粒径が数ミクロン〜１ｍｍ程度の固形物を分離する場合は、そのような分離に適したウェッジワイヤスクリーンを使用することが望ましい。図１の例ではウェッジワイヤスクリーンを使用している。次にウェッジワイヤスクリーンについて具体的に説明する。

図２（ａ）は図１のスクリーン６として用いたウェッジワイヤスクリーン６の前方から見た斜視図であり、図２（ｂ）はそれを斜め上方から見た斜視図である。ウェッジワイヤスクリーン６は断面楔状の複数のウェッジワイヤ６ａを平行に配列して構成され、各ウェッジワイヤ６ａ間に１０μｍ〜１ｍｍ程度の微小なスリット６ｂが形成されている。そして各ウェッジワイヤ６ａは複数の支持棒６ｃに点溶接等により固定される。なお各ウェッジワイヤ６ａおよび支持棒６ｃは例えばステンレス等の耐食性の金属材料で作られる。ウェッジワイヤスクリーン６に形成される各スリット６ｂは１０μｍ〜１ｍｍ程度の固形物の通過を阻止し、スリット幅よりも小さい固形物を含む流水だけを通過させる。なおウェッジワイヤスクリーン６は図１（ｂ）に示すように、各ウェッジワイヤ６ａの軸方向が分離槽２の上下方向に一致するように仕切板５に設けられる。

図３は図２に示すウェッジワイヤスクリーン６を構成するウェッジワイヤ６ａとスリット６ｂの部分拡大断面図である。断面が楔状のウェッジワイヤ６ａは所定間隔で互いに平行に配列しており、その頭部６ｄの面が流入室側の面の一部を形成する。その頭部６ｄの面から垂直方向に延長する楔の軸線Ｓは、矢印Ｌで示す流入室３の内側面に沿った上下方向の旋回流方向の下流側に傾斜している。そして旋回流方向Ｌと頭部６ｄの面との角度αは３度〜８度、通常５度程度に設定される。

このように各ウェッジワイヤ６ａの軸線Ｓを傾斜させると、図示のように、旋回流の上流側における頭部６ｄの端部６ｅが下流側における頭部６ｄの端部６ｆより流入室３の内側方向に突出する。そのため旋回流が各ウェッジワイヤ６ａの突出した端部６ｅに衝突し、コアンダ効果によりスリット６ｂに効率よく引き込まれる。従って、ミクロン単位の固形物を分離すためにスリット幅を小さくとするとスクリーンの開口率が非常に小さくはなるが、コアンダ効果により通水性が向上してスクリーンの開口率を実質的に増大させる効果を発揮する。このように通水性を向上させることが可能になると、微細な固形物を分離するためにスリット間隔を極めて小さくしても、分離処理能力をかなりのレベルに維持することができる。従って、分離槽２にウェッジワイヤスクリーン６を配置する場合、旋回流の上流側における頭部６ｄの端部６ｅが下流側における頭部６ｄの端部６ｆより流入室３の内側方向に突出するように配置される部分が多いほど望ましい。

第１室７に形成される供給部１１は、第１室７の上部から液体を水平に供給するようになっている。供給部１１から供給される液体が第１室７の上部を水平に移動して突き当たる反対側の仕切板５付近には、移動してきた液体をスムーズに下降させ、それによって第１室７内に上下方向の旋回流をスムーズに生成させるための誘導部１６が設けられる。なお誘導部１６は例えば鋼製、ＦＲＰ製、あるいはポリエチレンなどの樹脂製、コンクリート等の材料で作ることができる。

流入室３を第１室７と第２室８に区分する板状の区分体９は、流入室３内を供給部１１が形成される側からその反対側まで延長されている。このように流入室３を上下に区分することにより、ほぼ同じ平面積を有する第１室７と第２室８が形成され、その第２室８の内部空間を利用して固形物の堆積部１７が形成される。なおこの区分体９は例えば鋼製、ＦＲＰ製、あるいはポリエチレンなどの樹脂製、コンクリート等の材料で作ることができる。

板状の区分体９は全体的に見れば水平に配置されているが、供給部１１が形成される側の領域とその反対側（下流側）の領域には、それぞれ上方に円弧状に湾曲された誘導部１６ａが形成されている。これら誘導部１６ａは第１室７の上方に設けた誘導部１６の作用と協調して、第１室７内に上下方向の旋回流を生成することを助長する作用を担っている。

板状の区分体９の幅方向の縁部、すなわち供給部１１側とその反対側を結ぶ軸線に対して垂直な方向において対向する２つの縁部に、それぞれ接するようにして前記スクリーン６が垂直方向に延長され、その下縁部は第２室８の底部に接している。そして区分体９における供給部１１側の誘導部１６ａの中央、すなわち前記２つの縁部間の中央に、第１室７から第２室８に固形物を落下させるための開口部１０が形成されている。なお図１（ａ）に示された開口部１０の幅方向の両縁は、区分体９の幅方向の２つの縁部から離反しているが、必ずしもこれに限る必要はなく、例えば開口部１０の幅方向の両縁を区分体９の幅方向の２つの縁部に一致させることもできる。

次に図１の分離装置１により液体に含まれる固形物を分離する方法を説明する。供給部１１から第１室７内に供給された液体は、第１室７の上部を矢印のように水平方向に移動し、次いで誘導部１６に誘導されて下降し、さらに区分体９の一方の端部に形成された誘導部１６ａ（図１（ｂ）の右側の誘導部１６ａ）により水平方向に戻るように誘導されて第１室７の下部を通って供給部１１の下方に移動する。供給部１１の下方に移動した液体は、そこから区分体９の他方の端部に形成された誘導部１６ａ（図１（ｂ）の左側の誘導部１６ａ）により上昇方向に誘導される。このようにして第１室７内の液体に上下方向の旋回流が生成される。

一方、第１室７において上下方向に旋回する液体の一部は２つのスクリーン６から流出室４側に流出するが、その際、液体に含まれている固形物はスクリーン６の表面に補足されて通過せず分離される。そして供給部１１から液体が流入している間は、第１室７の内部に上下方向の旋回流が生成すると共に、その流入量に相当する液体量がスクリーン６を通過して流出室４側に流出する。

上下方向の旋回流は上記のように第１室７内を巡回するが、その旋回流を流れの束としてみた場合、流入部１１から水平方向に流れるときの旋回流の束の上面は下流側の誘導部１６に誘導されて下降し、第１室７の下部を通って上流側に戻るときは下面になる。逆に流入部１１から水平方向に流れるときの旋回流の束の下面は下流側の誘導部１６に誘導されて下降し、第１室７の下部を通って上流側に戻るときは上面になる。そしてスクリーン６はこのような旋回流の上下の面と垂直な側面に沿うように配置されている。

スクリーン６の面に捕捉されて付着する固形物は上下方向の旋回流により効率よく剥離される。剥離した砂などの固形物は旋回流に乗って移動するが、大部分は移動途中において開口部１０から液体の一部と共に第２室８に移動（落下）し、第２室８の堆積部１７に堆積する。なお、第２室８に流入した液体は、第２室８まで延長されたスクリーン６を通過して流出室４側に流出する。

仕切板５に設けたスクリーン６は、上記のように形成される上下方向の旋回流の側面に沿うように配置されており、旋回流の一部はスクリーン６を通って流出室４側に通過する。

スクリーン６としてウェッジワイヤスクリーンを用いて微細な固形物まで分離する場合は、微細な固形物が旋回流に乗って第１室７内を循環する割合が多くなる。しかし微細な固形物の絶対量は少ないので、例え第１室７内を循環していても、分離処理を長期間継続することができるので実用上は問題にならない。一方、スクリーン６を通過して流出室４側に流出した液体は、堰部１５の底部に形成した開口部から排出部１２に流出し、そこから下流側の管路に排出される。

流入室３と流出室４の上部はオーバーフロー部１４により互いに連通している。前記のように、一時的に大量の浮遊性の固形物や油分が雨水と共に流入室３側に流入したときに、それらはオーバーフロー部１４から流出室４側にオーバーフローして滞留するようになっている。オーバーフローしてきた浮遊性の固形物や油分は堰部１５により阻止されるので、排出部１２から下流側に流出することはない。

分離装置１で液体処理を長期間継続すると、第２室８の堆積部１７に堆積する固形物の量も次第に増加していくので、適当な時期に分離処理を停止して堆積した固形物を外部に排出する必要がある。排出方法としては、例えば分離槽２の上部を覆う蓋体１３を開け、上方から開口部１０を通して吸引管を第２室８内に挿入し、吸引ポンプなどで堆積部１７に堆積した固形物を上方に吸引して回収する操作を行う。

図４は本発明の分離装置の第２実施例を模式的に示す図である。この分離装置１が第１実施例と異なる部分は、供給部１１による液体の供給方向、およびそれに伴い区分体９に形成される開口部１０の位置であり、そのほかは同様に構成される。従って図４においては主要部だけを示し、他の部分は省略している。

第２実施例では、例えば供給部１１にエルボー状の短管を取り付け、第１室７の上方から液体を流下状態で供給できるように構成されている。第１実施例と類似する形状の区分体９には、供給部１１が形成される側の領域とその反対側の領域にそれぞれ上方に円弧状に湾曲された誘導部１６ａが形成されている。そして上記反対側の領域に形成された誘導部１６ａ、すなわち供給部１１が形成される側の誘導部１６ａから離反した領域の区分体９に開口部１０が形成されている。

第２実施例において、供給部１１から第１室７の下方に向かって供給される液体は、第１室７内をそのまま下方に移動し、区分体９の一方の端部に形成された誘導部１６ａ（図４の左側の誘導部１６ａ）により水平方向に誘導されて方向転換し、第１室７の下部を水平方向に移動し、次いで区分体９の他方の端部に形成された誘導部１６ａ（図４の右側の誘導部１６ａ）により上方に誘導され、さらに第１室７の上部に設けられた誘導部１６により水平方向に誘導されることにより、第１室７内の液体に上下方向の旋回流が生成される。

図５は区分体９の変形例を示す模式的な図である。図５（ａ）は板状の区分体９の一方の端部のみに上方に円弧状に湾曲する誘導部１６ａを設け、直線状になっている他方の端部に開口部１０を形成した例である。図５（ｂ）は全体的に下方に円弧状に湾曲した板状の区分体９の一方の端部に開口部１０を形成した例である。図５（ｃ）は区分体９の一方の端部が上方に円弧状に湾曲し、他方の端部が下方に円弧状に湾曲することにより、全体的に波型に湾曲した形状の区分体９に形成した例である。そして上方に湾曲する端部が誘導部１６ａを形成し、下方に湾曲する端部に開口部１０を形成している。これらの変形例はいずれも本発明の分離装置１に適用できる。

図６は区分体９における開口部１０の形成位置の変形例を図１（ａ）に準じて模式的に示す図である。図６（ａ）は板状の区分体９の幅方向の縁部、すなわち供給部１１側とその反対側を結ぶ軸線に対して垂直な方向において対向する２つの縁部の内側にそれぞれ開口部１０を形成した例である。図６（ｂ）は板状の区分体９の幅方向の縁部、すなわち供給部１１側とその反対側を結ぶ軸線に対して垂直な方向において対向する２つの縁部の一方の内側に開口部１０を形成した例である。これらの変形例は夫々前記した独自の効果を有し、いずれも本発明の分離装置１に適用できる。

図７はスクリーン６の下端部の延長形態の変形例を図１（ｂ）に準じて模式的に示す図である。図７（ａ）はスクリーン６の下縁部を区分体９より下方の第２室８の中間高さまで延長した例である。図７（ｂ）はスクリーン６の下縁部を区分体９まで延長した例である。これらの変形例は夫々前記した独自の効果を有し、いずれも本発明の分離装置１に適用できる。

図８は本発明の分離装置１（例えば第１実施例の分離装置１）において、第２室８の堆積部１７に堆積した固形物を外部に排出する排出手段２０を設けた例を模式的に示す図である。図８（ａ）は排出手段２０として装脱着自在な吸引管２１を設けた例である。吸引管２１は分離槽２の上方から開口部１０を通して吸引管２１を第２室８内に挿入して装着し、その上端に図示しない真空吸引装置などを接続して堆積部１７に堆積した固形物を外部に排出する。そして固形物の排出後に吸引管２１を分離槽２から引き抜く。なお図８（ａ）の変形例の排出手段２０は分離装置１の分離運転の休止期間に使用する。

図８（ｂ）は排出手段２０として吸引管２１を第２室８に挿入した状態で固定した例である。本例は図８（ａ）の例と実質的に同じであるが、吸引管２１を第２室の周壁に液密に固定したことが異なる。なお吸引管２１の代わりに点線で示す開閉弁２２を有する排出管２３を設けることもできる。本変形例の排出手段２０は分離装置１の運転中でも使用することが可能である。

図８（ｃ）は流入室３の下部を構成する第２室８を流出室４側に拡大した形状とし、その拡大部に排出手段２０として吸引管２１を上方から挿入した状態で固定した例である。本例の場合、直線状の挿入管２１を使用できる利点がある。なお本例においても吸引管２１の代わりに点線で示す開閉弁２２を有する排出管２３を設けることもできる。また分離装置１の運転中でも堆積部１７に堆積した固形物を外部に排出することが可能である。

図８（ｄ）は流入室３の下部を構成する第２室８を流出室４の周壁まで拡大した形状とし、その拡大部の端面（流出室４の周壁面と同じ位置の面）に仕切弁機構２４の入口側を連結し、その仕切弁機構２４の出口側にカートリッジ形式の排出容器２５を着脱自在に連結している。仕切弁機構２４の出口側に排出容器２５を装着した状態で、仕切弁機構２４の仕切弁を開けると、第２室８の堆積部１７に堆積した固形物が液体の一部と共に排出容器２５に排出される。排出が終了したら仕切弁機構２４の仕切弁を閉じ、排出容器２５を仕切弁機構２４の出口側から脱着し、内部の固形物を取り出す。本例の排出手段２０は分離装置１の運転中でも使用することが可能である。

図９は本発明の第３実施例を図１（ａ）に準じて模式的に示す図である。第３実施例は共通の分離槽２の内部に複数の平断面が方形の流入室３を互いに離反し且つ平行に設けたことを特徴とし、そのほかは第１実施例と同様に構成される。

図９（ａ）の例では分離槽２の外側に液体分配機能を有する中空の連結部２７が設けられる。連結部２７は１つの入口部とそれに連通する複数の出口部を有し、入口部に液体の流入する短管１１ａが連結され、各出口部に各流入室３の第１室７に形成された供給部１１が連結される。各流入室３は仕切板５により形成され、仕切板５にはスクリーン６が設けられる。

短管１１ａから流入する液体は連結部２７を経て各流入室３の第１室７に供給され、供給された液体には第１実施例と同様に第１室７内において上下方向の旋回流が形成される。そして各流入室３から流出室４側に流出した液体は、排出部１２から短管１２ａを経て下流側の管路等に排出される。

図９（ｂ）は分離槽２の内側に液体分配機能を有する中空の連結部２７が設けられることのみ図９（ａ）の例と異なり、そのほかは図９（ａ）の例と同様に構成され、その作用も同様である。

図９（ｃ）は特に大型の分離装置１に適用する場合の例であり、実質的には図９（ｂ）と同様な構成であるが、流入室３の数が多くなっている。

図１０は図９の変形例であり、平断面が円形な分離槽２を用いる点のみが第３実施例と異なり、そのほかは実質的に第３実施例と同様に構成される。図１０（ａ）は図９（ｂ）の変形例であり、分離槽２の内部に連結部２７が設けられ、その構成は図９（ｂ）と同様である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）より流入室３の数を多くしたもので、そのほかは図１０（ａ）と同様に構成される。図１０（ｃ）は分離槽２の内部に４つの流入室３を放射状に配置したもので、そのほかの構成は図１０（ａ）と同様である。これらの変形例はいずれも本発明に適用できる。

図１１は本発明の第４実施例の分離装置を図１（ｂ）に準じて模式的に示す図である。第４実施例が第１実施例と異なる部分は、第２室８の中間高さに第２の区分体９ａを設けたことであり、そのほかは第１実施例と同様に構成される。そこで第１実施例の一部は省略して示されている。

第２の区分体９ａは区分体９と同様に、例えば板状とすることができ、区分体９と上下方向に略平行に配置される。区分体９に形成した開口部１０の下方領域における第２の区分体９ａは上方に円弧状に湾曲する誘導部１６ｂが形成され、その反対側の端部に開口部１０ａが形成されている。そして区分体９と第２の区分体９ａに挟まれた空間部に第２の第２室８ａが形成され、第２の区分体９ａの下方の空間部に第１実施例における第２室８と同様な第２室８が形成され、その第２室８に固形物の堆積部１７が形成される。なおスクリーン６は第１室７から第２の区分体まで延長されている。

第４実施例において、区分体９に形成した開口部１０から第２の第２室８ａに流入する液体の一部と固形物は、第２の区分体９ａに設けた開口部１０ａから矢印のように第２室８に流入する。このように構成された第４実施例の分離装置１では、第２室８に設けられる開口部１０ａが排出部１１と反対側に位置する。従って、そのような位置関係が好都合な設備に適用することができる。

本発明が適用できる液体には、例えば家屋、道路、田畑から下水道に流入する雨水や一般排水、工場排水、料理店の厨房排水、食肉加工工場の排水、あるいは工業用水なども含むことができる。またそれらの排水を再利用する際にも適用可能である。従って本発明は多くの産業における固形物分離に夫々好ましく利用することができる。

分離装置の第１実施例を示す図であり、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ方向の断面図である。 スクリーンとしてのウェッジワイヤスクリーンの例を示す図である。 ウェッジワイヤスクリーンを構成するウェッジワイヤとスリットの部分拡大断面図である。 分離装置の第２実施例を模式的に示す図である。 区分体の変形例を示す模式的な図である。 区分体における開口部の形成位置の変形例を模式的に示す図である。 スクリーンの下端部の延長形態の変形例を模式的に示す図である。 堆積部に堆積した固形物を外部に排出する排出手段の例を模式的に示す図である。 分離装置の第３実施例を模式的に示す図である。 第３実施例の分離装置の変形例を模式的に示す図である。 第４実施例の分離装置を模式的に示す図である。

符号の説明

１：分離装置
２：分離槽
３：流入室
４：流出室
５：仕切体
６：スクリーン
６ａ：ウェッジワイヤ
６ｂ：スリット
６ｃ：支持棒
６ｄ：頭部
６ｅ：端部
６ｆ：端部
７：第１室
８：第２室
９：区分体
１０：開口部
１０ａ：開口部
１１：供給部
１１ａ：短管
１２：排出部
１２ａ：短管
１３：蓋体
１４：オーバーフロー部
１５：堰部
１６：誘導部
１６ａ：誘導部
１７：堆積部
１８：開口部：
２０：排出手段
２１：吸引管
２２：開閉弁
２３：排出管
２４：仕切弁機構
２５：排出容器
２７：連結部
Ｌ：矢印
α：角度
Ｓ：軸線

Claims (10)

1. 流入する液体に含まれる固形物を分離する装置において、分離槽と、分離槽の内部を流入室と流出室に仕切る仕切体と、仕切体に配置されたスクリーンと、流入室を上側の第１室と下側の第２室に区分する区分体と、区分体に形成された開口部と、第１室に形成された供給部と、流出室に形成された排出部を備え、
   前記第１室には供給部から流入する液体の流入方向を反転させて該第１室内に上下方向の旋回流を生成するための誘導部が設けられ、前記スクリーンは前記第１室に形成される上下方向の旋回流の側面に沿うように配置され且つその下縁部が少なくとも区分体まで延長され、第２室に前記開口部から流入する固形物の堆積部が形成されていることを特徴とする分離装置。
2. 請求項１において、前記スクリーンの下縁部は区分体より下方の第２室の中間高さまで又は第２室の底部まで延長されていることを特徴とする分離装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記区分体は板状に形成され、区分体の対向する２つの縁部にそれぞれ接するように前記スクリーンが垂直方向に延長され、前記区分体の一部に前記上下方向の旋回流を生成するための誘導部が形成されていることを特徴とする分離装置。
4. 請求項３において、前記第１室に形成される供給部は液体を水平方向に供給するように構成され、その供給部の下方に延長された区分体の領域に前記開口部が形成されていることを特徴とする分離装置。
5. 請求項３において、前記第１室に形成される供給部は液体を下方向に供給するように構成され、その供給部の下方における区分体に前記上下方向の旋回流を生成するための誘導部が形成され、その誘導部から離反した領域の区分体に前記開口部が形成されていることを特徴とする分離装置。
6. 請求項４または請求項５において、前記開口部は区分体の前記２つの縁部間の中央、一方の縁部の内側または２つの縁部の内側のいずれかに形成されていることを特徴とする分離装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、前記第２室には堆積した固形物を外部に排出する排出手段が設けられることを特徴とする分離装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかにおいて、前記仕切板により分離槽内が複数の流入室と１つの流出室に仕切られ、各流入室に第１室と第２室に区分する区分体及びスクリーンが設けられるとともに、各第１室に供給部が設けられることを特徴とする分離装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかにおいて、前記スクリーンは断面楔状の複数のウェッジワイヤを上下方向に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成され、各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の内面の一部が形成されることを特徴とする分離装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかにおいて、仕切体の上部に流入室と流出室を連通するオーバーフロー部が設けられ、排出部には油分や浮遊性の固形物の流入を防止する堰部が設けられていることを特徴とする分離装置。

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