JP2015062887A

JP2015062887A - 消泡装置

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Publication number: JP2015062887A
Application number: JP2014048041A
Authority: JP
Inventors: 誠人尾田; Masato Oda; 博文代田; Hirobumi Shirota; 寿生萩本; Toshio Hagimoto
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: WO2015029665A1; KR101791365B1; CN105492096B; KR20160045133A; CN105492096A; JP6260054B2

Abstract

【課題】より泡の圧縮効果を高めるとともに、消泡羽根を構成する部品点数を削減する。【解決手段】駆動部によって回転される回転軸２と、回転軸２に設けられて周方向に間隔をあけて複数が配置され、回転軸２の回転方向Ｒ上流側に開口する流入口５と、径方向外側に開口する排出口６と、を有する消泡羽根４と、を備え、消泡羽根４は、回転軸２から径方向外側に向かって張り出して、互いに回転軸の軸方向に間隔をあけて配置された一対の板部材７，８と、回転方向Ｒ下流側にて一対の板部材７，８同士を接続する仕切板９と、を有し、一対の板部材７，８同士は、軸方向間隔が径方向外側に向かうに従って漸次小さくなり、径方向外側の端部同士が接続されている消泡装置を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、流入口から流入した泡を消泡しつつ排出口から排出する消泡羽根を有する消泡装置に関する。

容器内の溶液上に存在して、輸送ポンプへの混入によって輸送量不安定の原因となる泡を消失又は破壊するための消泡装置が、特許文献１に提案されている。
特許文献１に記載の消泡装置は、上下に間隔をおいて対向して配置された板状体と、板状体間に設けられた仕切板を有する消泡羽根を有している。板状体と仕切板とは、回転軸の径方向外側（遠心方向）に向かって泡の流路を構成しており、この流路を遠心方向と下方に向かって漸次狭くした形状となっている。

このような消泡羽根の消泡原理は、以下の三点である。まず一点目として、流入口から排出口に向けて流路を狭めて、羽根の内路の断面を急縮することで泡を圧縮する圧縮破泡である。二点目は、消泡羽根の回転によるせん断破泡である。三点目は、破泡した液を下方及び遠方に噴霧するシャワー破泡である。

このうち、一点目の圧縮破泡は、流入口と排出口との開口比によって決定される。二点目のせん断破泡は、消泡羽根の径方向外側の端部の周速によって決定される。三点目のシャワー破泡は、消泡羽根の径方向外側の端部の周速及び羽根の傾斜によって決定される。

特開平９−５７０１０号公報

とろこで、特許文献１に記載の消泡羽根は、流入口及び排出口の開口形状は長方形状とされており、流路の断面形状における径方向外側端部に至る傾斜が小さいため、遠心方向の圧縮効果が小さい。

また、特許文献１の構造は、消泡装置一基に対して消泡羽根の取り付け数は一個であるため、消泡能力を増加させたい場合は、消泡羽根の大きさを変えることでしか対応することができない。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、より泡の圧縮効果を高めるとともに、消泡羽根を構成する部品点数を削減することができる消泡装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の消泡装置は、駆動部と、前記駆動部によって回転される回転軸と、前記回転軸に設けられて周方向に間隔をあけて複数が配置され、前記回転軸の回転方向上流側に開口する流入口と、径方向外側に開口する排出口と、を有する消泡羽根と、を備え、前記消泡羽根は、前記回転軸から径方向外側に向かって張り出して、互いに軸方向に間隔をあけて配置された一対の板部材と、前記回転方向下流側にて一対の板部材同士を接続する仕切板と、を有し、前記一対の板部材同士は、軸方向間隔が径方向外側に向かうに従って漸次小さくなり、径方向外側の端部同士が接続されていることを特徴とする。

上記構成によれば、流入口から流入する泡が排出口に向かって移動する際に、軸方向間隔が径方向外側に向かうに従って漸次小さくなる板部材同士によって圧縮される。上記構成の消泡装置は、板部材の端部同士が接続されて泡の流路の軸方向の間隔がより狭くなるため、圧縮効果をより高めることができる。
また、消泡羽根が一対の板部材と仕切板のみによって形成されるため、消泡羽根を構成する部品点数を削減することができる。即ち、より容易に消泡羽根を形成することができる。

上記消泡装置において、前記流入口は、前記一対の板部材の回転方向上流側の端部と、前記回転軸の外周面と、からなる三角形状であることが好ましい。

上記構成によれば、流入口を長方形形状とした場合と比較すると、流入口の面積を確保しながら、より径方向の長さを長くすることができるため、消泡羽根の径方向外側の端部の周速が大きくなる。これにより、せん断破泡効果を大きくすることができる。
また、長方形形状の流入口と軸方向長さ及び径方向長さを同じにした場合、開口面積が小さくなるため、低動力化が可能となる。

上記消泡装置において、前記一対の板部材の回転方向上流側の端部のうち一方は、前記排出口側にオフセットして配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、流入口の上方又は下方に向けて開口するため、上方又は下方からの泡の飲み込みが可能となる。即ち、流入口よりより多くの泡を流入させることができる。

上記消泡装置において、周方向に間隔をあけて複数が配置された前記消泡羽根が、前記回転軸の軸方向に離間して複数設けられている構成としてもよい。
上記構成によれば、消泡羽根の数を増やすことによって、容易に消泡能力の向上を図ることができる。

本発明によれば、流入口から流入する泡が排出口に向かって移動する際に、軸方向間隔が径方向外側に向かうに従って漸次小さくなる板部材同士によって圧縮される。上記構成の消泡装置は、板部材の端部同士が接続されて泡の流路の軸方向の間隔がより狭くなるため、圧縮効果をより高めることができる。
また、消泡羽根が一対の板部材と仕切板のみによって形成されるため、消泡羽根を構成する部品点数を削減することができる。即ち、より容易に消泡羽根を形成することができる。

本発明の実施形態の消泡装置の一部断面した側面図である。本発明の実施形態の消泡装置の消泡羽根の斜視図である。本発明の実施形態の消泡装置の消泡羽根の平面図である。図３のＡ矢視図であって、本発明の実施形態の消泡装置の消泡羽根の側面図である。図３のＢ矢視図であって、本発明の実施形態の消泡装置の消泡羽根の側面図である。本発明の実施形態の消泡装置の変形例の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、内部に被処理液Ｗが貯留される筒状の処理槽５０に、消泡装置１が設置された状態を示す正断面図である。処理槽５０は、排水を濃縮して半固形状にし、最後は焼却する設備の一部に設けられるものであって、給排水装置５１を通じて被処理液Ｗとなる排水が供給又は排出される。
なお、被処理液Ｗとなる排水には、例えば、エチレングリコールや界面活性剤、アクリルアミドやシアノアクリレート等の接着成分などが含まれ、輸送、撹拌、遠心分離処理などで生じた泡（符号Ｂで示す）が水面に浮遊した状態となっている。

消泡装置１が設けられる処理槽５０は、周囲を囲む側壁５２とその上部を覆うスラブ５３とを有し、このスラブ５３の中央に形成された開口部５４には、筒状の支持部５５が設けられている。この支持部５５の上部には取付架台５６が設けられており、この取付架台５６により消泡装置１が支持されている。取付架台５６の中央部には、駆動部である駆動モータ５７が設けられ、この駆動モータ５７の回転軸２に、本発明に係る消泡体３が取り付けられている。

駆動モータ５７の回転軸２は、処理槽５０の中央上部に上下方向に配置されるものであって、その下端部に、水平となるように消泡体３が取り付けられている。また、回転軸２は、その軸線２Ａに沿うように取付架台５６に上下方向に移動自在に設けられており、二点鎖線で示す上方位置から、実線で示す下方の消泡処理位置との間を移動することができるようになっている。

図２、図３、図４、及び図５に示すように、消泡体３は、回転軸２の周方向に間隔をあけて配置された一対の消泡羽根４を有している。各々の消泡羽根４は、回転軸２の回転方向Ｒ上流側に開口して泡Ｂが流入する流入口５と、回転軸２の径方向外側に開口して泡Ｂが排出される排出口６を有している。消泡体３は、回転軸２の回転によって流入口５を前方にして回転する。

消泡羽根４は、互いに回転軸２の軸方向に間隔をあけて配置された一対の板部材である上ディスク７及び下ディスク８と、上ディスク７と下ディスク８とを接続する仕切板９と、を有している。上ディスク７及び下ディスク８は、回転軸２から径方向外側に向かって張り出すように形成され、平面視において略三角形状をなす板状部材である。
上ディスク７、下ディスク８、及び仕切板９は、回転軸２に取り付けられた円筒状の基部１０に取り付けられている。

消泡羽根４は、上ディスク７と下ディスク８と仕切板９とからなる３つの面によって、断面三角形状の流路を形成している。
下ディスク８の主面は、回転軸２の軸線２Ａに直交するように形成されている。上ディスク７は、回転軸２の軸線２Ａに対して傾斜する傾斜面とされている。仕切板９は、下ディスク８と直交するように形成されている。

上ディスク７の回転方向Ｒ前方の辺（以下、上前方辺１１と呼ぶ）と下ディスク８の回転方向前方の辺（下前方辺１２）との間に流路の流入口５が形成されている。流入口５は、上ディスク７の上前方辺１１と、下ディスク８の下前方辺１２と、回転軸２の外周面とからなる三角形状である。

下ディスク８の下前方辺１２は、回転軸２より放射方向に外方に延びる直線をなすように形成されている。
上ディスク７の上前方辺１１は、回転軸２の径方向（以下、単に径方向と呼ぶ）内側が下ディスク８の下前方辺１２よりも回転方向Ｒ後方に後退している。具体的には、図３に示すように、上ディスク７の上前方辺１１は、径方向外側の端部１１ａが下ディスク８の前方辺の径方向外側の端部１２ａと一致しているが、径方向内側の端部１１ｂは、下ディスク８の径方向内側の端部１２ｂよりも回転方向Ｒ後方に移動している。

上ディスク７及び下ディスク８の回転方向Ｒ後方の辺（以下、後方辺１３と呼ぶ）は、回転軸２より放射方向に外方に延びる直線をなすように形成されている。
また、上ディスク７及び下ディスク８の側方の辺であって、回転軸２と接続されていない辺（以下、側方辺１４と呼ぶ）は、下前方辺１２と直交するように形成されている。

上ディスク７及び下ディスク８の後方辺１３と側方辺１４とが交わる部分の近傍は、斜めに切り落とされた形状を有しており、この部分に流路の排出口６が形成されている。
上ディスク７の後方辺１３と下ディスク８の後方辺１３とは、仕切板９を介して接続されている。即ち、仕切板９は、流入口５より流入した泡Ｂに対向するとともに、泡Ｂを排出口６に案内するように形成されている。

そして、上ディスク７と下ディスク８とは、側方辺１４にて直接端部同士が接続されている。これにより、上ディスク７と下ディスク８とは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って漸次接近する。即ち、上ディスク７は、水平に対して傾斜する傾斜面となっている。

以上のように構成された消泡装置１の作用について説明する。
図１に示すように、まず、回転軸２の軸線２Ａに沿って上下方向に位置を調整することで、消泡体３が、液面ＳＷと泡面ＳＢとの間に位置するように配置する。
その後、図２に矢印Ｒで示すように、駆動モータ５７の回転軸２を駆動することによって、消泡体３を回転させる。すると、流入口５から被処理液Ｗ上の泡Ｂが流入して、排出口６から排出される。

この際、上ディスク７と下ディスク８とは、径方向外側に向かうに従って、漸次近づく構成となっていることによって、流入口５から流入した泡Ｂは確実に圧縮され破泡される。
また、上ディスク７の上前方辺１１が排出口６側にオフセットして配置されているため、流入口５の上方からも泡Ｂが飲み込まれる。

一方で、流入口５が泡を吸い込む際に消泡羽根４の回転によってせん断破泡が生じる。せん断破泡が生じることによって流入口５の泡Ｂの吸引力が更に増す。
また、上ディスク７が下方に傾斜していることにより、破泡された泡Ｂは、下方及び遠方に噴霧され、シャワー消泡がなされる。

上記実施形態によれば、流入口５から流入する泡Ｂが排出口６に向かって移動する際に、軸方向間隔が径方向外側に向かうに従って漸次小さくなる上ディスク７及び下ディスク８によって圧縮される。消泡装置１は、上ディスク７と下ディスク８の側方辺１４同士が接続されて泡の流路の軸方向の間隔がより狭くなるため、圧縮効果をより高めることができる。
また、消泡羽根４が上ディスク７、下ディスク８、及び仕切板９のみによって形成されるため、消泡羽根４を構成する部品点数を削減することができる。即ち、より容易に消泡羽根４を形成することができる。

また、流入口５を長方形形状とした場合と比較すると、流入口５の面積を確保しながら、より径方向の長さを長くすることができる。即ち、回転する際の抵抗を増やすことなく、流入口５の径方向の長さを長くすることができる。これにより、消泡羽根４の径方向外側の端部の周速が大きくなる。これにより、せん断破泡効果を大きくすることができる。
また、長方形形状の流入口５と軸方向長さ及び径方向長さを同じにした場合、開口面積が小さくなるため、低動力化が可能となる。

また、流入口５が上方に向けて開口されているため、上方からの泡の飲み込みが可能となる。これにより、より多くの泡Ｂを処理することができる。

次に、本実施形態の変形例の消泡装置について説明する。
図６に示すように、変形例の消泡装置の消泡体３Ｂは、回転軸２の周方向に間隔をあけて配置された一対の消泡羽根４が、回転軸２の軸方向に離間して２つ設けられている。換言すれば、変形例の消泡体３Ｂは、実施形態の消泡体３を軸方向に２段設けた構成である。一対の消泡羽根４は、基部１０を介して回転軸２に取り付けられているため、回転軸２への取り付け数を増やすことができる。

上記変形例によれば、消泡羽根４の数を増やすことによって、容易に消泡能力の向上を図ることができる。また、消泡羽根４は、円筒状の基部１０を介して容易に回転軸２に取り付けることができる。
なお、一対の消泡羽根４の数量は、２段に限ることはなく、要求される消泡能力に応じて適宜増やすことができる。

なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。また、上記複数の実施形態で説明した特徴を任意に組み合わせた構成であってもよい。
例えば、上記実施形態では、上ディスク７を傾斜面として、下方に破泡された泡が放出される構成としたが、下ディスク８を傾斜面として、上方に破泡された泡が放出される構成としてもよい。
また、消泡羽根４は２つに限らず、例えば、３つ以上の消泡羽根４を回転軸２に取り付ける構成としてもよい。

１消泡装置
２回転軸
３，３Ｂ消泡体
４消泡羽根
５流入口
６排出口
７上ディスク（板部材）
８下ディスク（板部材）
９仕切板
１０基部
１１上前方辺
１２下前方辺
１３後方辺
１４側方辺
５０処理槽
５１給排水装置
５２側壁
５３スラブ
５４開口部
５５支持部
５６取付架台
５７駆動モータ（駆動部）
Ｂ泡
Ｒ回転方向
Ｗ被処理液

Claims

駆動部と、
前記駆動部によって回転される回転軸と、
前記回転軸に設けられて周方向に間隔をあけて複数が配置され、前記回転軸の回転方向上流側に開口する流入口と、径方向外側に開口する排出口と、を有する消泡羽根と、を備え、
前記消泡羽根は、前記回転軸から径方向外側に向かって張り出して、互いに回転軸の軸方向に間隔をあけて配置された一対の板部材と、
前記回転方向下流側にて一対の板部材同士を接続する仕切板と、を有し、
前記一対の板部材同士は、前記軸方向の間隔が径方向外側に向かうに従って漸次小さくなり、径方向外側の端部同士が接続されていることを特徴とする消泡装置。
前記流入口は、前記一対の板部材の回転方向上流側の端部と、前記回転軸の外周面と、からなる三角形状であることを特徴とする請求項１に記載の消泡装置。
前記一対の板部材の回転方向上流側の端部のうち一方は、前記排出口側にオフセットして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の消泡装置。
周方向に間隔をあけて複数が配置された前記消泡羽根が、前記回転軸の軸方向に離間して複数設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の消泡装置。