JP2895376B2 - 消石灰水溶液製造装置 - Google Patents

消石灰水溶液製造装置

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喜夫 島田
良一 渡辺
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水道水の改善のために
用いられる消石灰水溶液の製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、水道水の赤水防止対策としては苛
性ソーダ注入法、ソーダ灰注入法、消石灰注入法等が知
られているが、最近消石灰注入法が注目されている。消
石灰は単に水のpHを上げるだけでなく主成分のカルシ
ウムが健康上も良いと言われていること、さらには消石
灰を飛散し易い粉体としてではなく水溶液として注入す
る技術が開発されたことなどから水道事業体の浄水場で
多く採用されてきている。
【0003】消石灰水溶液を連続的に製造する装置とし
ては、例えば特公昭63−2890号公報に記載されて
いる装置が知られている。この公知装置は、円筒型また
は角型の溶解槽の底部に給水管及び未溶物排出口、該給
水管のすぐ上の位置には水平に回転する撹拌翼が設けら
れ、槽上部に消石灰水溶液取り出し管を有する構成にな
っている。このように内部に撹拌翼のみを有するように
構成された溶解槽では、上部より取り出す消石灰水溶液
中に未溶解消石灰が混入してくるのを防止するには、撹
拌を極めて低速にし、かつ、溶解槽内の水上昇速度を
0.2mm/秒以下にする必要がある。このため、消石
灰水溶液の製造効率が非常に制限される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】消石灰水溶液を用いて
水道水を改善しようとする場合、特に大規模浄水場にお
いては設備の小型化を図るで上記公知装置における消
石灰水溶液の製造効率を向上させることが課題とされて
いる。本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題は筒型の溶解槽の下部に給水管がそして上部に消石
灰水溶液取り出し管がそれぞれ接続され、溶解槽内底部
に撹拌翼を有する消石灰溶解装置において、溶解槽内の
撹拌翼の上方位置に、少なくとも該撹拌翼の回転範囲を
覆い消石灰水溶液の渦状の乱流を整流された上昇流と
るための整流装置が設けられていることにより達成され
る。
【0006】なお、本発明において、溶解槽への原料消
石灰の供給は、水面上から行うことができるが、好まし
くは槽側面から槽内底部に供給する。槽底部に消石灰を
供給するには、例えば、溶解槽の水面から高さ方向で中
間位置まで仕切り板を設け、該溶解槽の内部を消石灰溶
解のための主室と消石灰供給のための副室とに仕切り、
副室から消石灰を粉体またはスラリー状で供給して、消
石灰粒子が溶解槽全体に浮遊しないようにする。また
は、この副室に代えて予め調製した消石灰スラリーを供
給するための管を槽下部側面に設けてもよい。このよう
にして消石灰を供給するときは、消石灰供給のために運
転を停止し、その沈降を待つ必要がなく、連続供給が可
能となる。
【0007】
【作用】溶解槽の底部では、撹拌翼が回転しており、ま
た給水管から給水を受けている。外部から供給されスラ
リー状で堆積していた消石灰は、給水と撹拌により流動
層をなし、十分に水に溶解して生成される消石灰水溶液
は若干の未溶解消石灰粒子を含有した状態で溶解槽内を
上昇する。その際、未溶解消石灰粒子は舞い上がるよう
にして渦状の乱流を形成しようとする。しかし、その範
囲には整流装置が配設されており、上記乱流は主として
上昇成分を有する流れに整流される。
【0008】このようにして整流された水溶液は上昇
し、上昇中に未溶解消石灰粒子が次第に分離して水溶液
のみが上昇する。かくして、未溶解消石灰を殆ど含有し
ない消石灰水溶液のみが消石灰水溶液取り出し管から取
り出される。
【0009】さらに、本発明においては、消石灰の流動
層の高さを抑制し、未溶解消石灰粒子の分離を促進する
ために、流動層高抑制装置を設けることもできる。
【0010】
【実施例】以下、添付図面にもとづき、本発明の実施例
を説明する。
【0011】〈第一実施例〉図1は本発明の第一実施例
装置を示す概要構成図である。
【0012】図において、符号1は筒状の溶解槽であ
り、本実施例の場合、該溶解槽1は角筒をなしていてそ
の内部空間が、中間位置まで垂下するように蓋部材2に
取り付けられた仕切壁3によって、溶解槽本来の機能を
果たす主室4と消石灰供給のための副室5とに区分され
ている。上記溶解槽1の底部には、外部から該溶解槽1
内に給水を行なうための給水管6と、適宜時期に不溶物
を外部に排出するための排出管7がそれぞれ弁(図示せ
ず)を介して接続されている。また、上記主室4の上部
には消石灰水溶液取り出し管8が接続されている。
【0013】上記溶解槽1の主室4には、駆動軸9によ
って回転を受ける水平撹拌翼10を上記主室4の底部に
有する撹拌装置11が設けられている。また、上記撹拌
翼10の上方位置には整流装置12が設けられている。
【0014】整流装置12は、例えば、溶解槽1が四角
筒をなしている場合には、図2及び図3に示すように上
下に貫通せる複数の案内路を形成する格子状構造にする
ことができる。かかる整流装置12によれば、撹拌翼1
0の撹拌により生じた渦状の乱流も安定に上昇流に整流
される。この整流装置12は上記図2及び図3のものに
限定されず、図4及び図5に示すような短円筒を配列し
たもの、図6及び図7に示すハニカム状の六角短筒を配
列したもの、さらには図8及び図9あるいは図10及び
図11に示すような溶解槽の周壁に接する領域を四等分
し、それぞれに平行な傾斜板を配したもの等、種々適用
可能である。一つの案内路の幅は、通常5〜50mm位
が適切で、傾斜板による場合は、水平面に対する傾斜角
が45〜75度であることが望ましい。
【0015】かかる構成の本実施例装置にあっては、消
石灰水溶液は次の要領で製造される。
【0016】ホッパ(図示せず)から所定量の消石灰
が副室5の水面に投下される。その際、飛散する消石灰
粒子の外気への逸散がスプレー(図示せず)により防止
される。投下直後に溶解せずに水面上で浮遊する消石灰
は、スラリーとなって沈降する。
【0017】沈降したスラリーは溶解槽1の底部にて
堆積するが、ここで撹拌翼10による撹拌を受けて流動
層を形成し、さらには、給水管6から給水された水との
接触を受け、溶解が進んで消石灰水溶液となって行く。
その際、未溶解消石灰粒子を含む消石灰水溶液は、撹拌
翼10により撹拌されて渦状の乱流を形成せんとする
が、整流装置12により整流されてほぼ均一な上昇流と
なる。
【0018】整流装置12を通過後、上記消石灰水溶
液は主室4中を上昇する。その際、上昇する消石灰水溶
液中には未溶解消石灰粒子が若干含有されており、これ
も一緒に上昇するが、消石灰水溶液に対して比重の高い
未溶解消石灰粒子は次第に降下し、消石灰水溶液が上昇
を続ける。
【0019】かくして、主室4の水面近傍は未溶解消
石灰粒子を殆ど含まない消石灰水溶液のみとなり、これ
が取り出し管8から取り出される。
【0020】図1に示す本実施例では、上記溶解槽は四
角筒として形成されたが、溶解槽が円筒の場合でも、外
周を円形にするだけで上記整流装置と同様の整流装置を
使用できる。また、溶解槽の上部(整流装置12よりも
上方の部分)を四角筒もしくは円筒状とし、下部(撹拌
翼10近傍の部分)を図12のごとく逆円錐台の筒体と
することもできる。しかし、四角筒の部分を有する場合
には、周方向の隅部にて上記渦状の乱流が強く発生する
傾向にあるので、図13及び図14に示すように、上記
隅部で案内路を密に形成するように、整流装置を構成す
るとよい。その場合、図13及び図14のごとく案内路
を格子状に形成することに限定されず、例えば、図15
及び図16あるいは図17及び図18に示されるごと
く、撹拌翼の回転範囲に傾斜板を放射状に疎に配置し、
隅部に平行な傾斜板を密に配置するようにしてもよい。
さらには、図19及び図20あるいは図21及び図22
のごとく隅部を三角形に形成し、そこに平行な傾斜板を
配置するようにしてもよい。
【0021】〈第二実施例〉次に、図23にもとづき第
二実施例を説明する。なお、図において、前述の第一実
施例における図1と共通部分には同一符号を付してその
説明を省略する。
【0022】本実施例では整流装置12の上方位置に流
動層高抑制装置21を有している。該流動層高抑制装置
21は、好ましくは図示のごとくほぼ等間隔で略平行に
配列された複数の傾斜板より成っている。傾斜板は図示
のごとく同一方向に傾斜するもので十分であるが、より
好ましくは傾斜の向きを異ならしめた多段に、例えば、
上下の二つの部分で傾斜が逆方向となっている二群の傾
斜板からなるようにするとよい。上記平行な傾斜板同士
の間隔は5〜70mm位がよい。
【0023】かかる本実施例によれば、上昇せる消石灰
水溶液中の未溶解消石灰粒子は、流動層高抑制装置21
によって効果的に分離が促進され、溶解槽の高さ寸法で
の小型化あるいは水の上昇速度(供給速度)を高めて消
石灰水溶液の製造能力をさらに向上させることができ
る。
【0024】なお、本実施例においても、溶解槽の上部
を四角筒あるいは円筒状とし、下部を逆円錐台状にする
ことができることも前実施例の場合と同様であり、その
際、前実施例の図2ないし図11そして図13ないし図
22の整流装置を同様に適用できる。
【0025】
【発明の効果】本発明は、以上のごとく、撹拌翼の上方
位置に、少なくとも該撹拌翼の回転範囲を覆う整流装置
を配することとしたので、撹拌により生ずる渦状の乱流
を早期に整流して消石灰水溶液を静かに上昇せしめるこ
とができ、該消石灰水溶液中に含まれる未溶解消石灰粒
子を効果的に沈降させるようになる。この結果、溶解槽
の高さ寸法での小型化あるいは水の供給速度による製造
能力の向上を期することができるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例装置の概要構成を示す縦断
面図である。
【図2】図1装置に使用可能な整流装置の平面図であ
る。
【図3】図2におけるIII-III 断面図である。
【図4】図1装置に使用可能な整流装置の他の平面図で
ある。
【図5】図4におけるV-V 断面図である。
【図6】図1装置に使用可能な整流装置の他の平面図で
ある。
【図7】図6におけるVII-VII 断面図である。
【図8】図1装置に使用可能な整流装置の他の平面図で
ある。
【図9】図8におけるIX-IX 断面図である。
【図10】図1装置に使用可能な整流装置の他の平面図
である。
【図11】図10におけるXI-XI 断面図である。
【図12】図1装置の変形を示す縦断面図である。
【図13】図1装置に使用可能な整流装置の他の平面図
である。
【図14】図13におけるXIV-XIV 断面図である。
【図15】図1装置に使用可能な整流装置の他の平面図
である。
【図16】図15におけるXVI-XVI 断面図である。
【図17】図1装置に使用可能な整流装置の他の平面図
である。
【図18】図17におけるXVIII-XVIII 断面図である。
【図19】図1装置に使用可能な整流装置の他の平面図
である。
【図20】図19におけるXX-XX 断面図である。
【図21】図1装置に使用可能な整流装置の他の平面図
である。
【図22】図21におけるXXII-XXII 断面図である。
【図23】本発明の第二実施例装置の概要構成を示す縦
断面図である。
【符号の説明】
1 溶解槽 4 主室 5 副室 6 給水管 8 消石灰水溶液取出管 10 撹拌翼 12 整流装置 21 流動層高抑制装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 良一 福島県いわき市中岡町5−8−22 (56)参考文献 特開 平5−68982(JP,A) 特開 平4−27423(JP,A) 実開 平2−95539(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C01F 11/02 B01F 1/00 C02F 1/68 510 C02F 1/68 520 C02F 1/68 530

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒型の溶解槽の下部に給水管がそして上
    部に消石灰水溶液取り出し管がそれぞれ接続され、溶解
    槽内底部に撹拌翼を有する消石灰溶解装置において、溶
    解槽内の撹拌翼の上方位置に、少なくとも該撹拌翼の回
    転範囲を覆い消石灰水溶液の渦状の乱流を整流された上
    昇流とするための整流装置が設けられていることを特徴
    とする消石灰水溶液製造装置。
  2. 【請求項2】 整流装置は、外形が溶解槽内壁に沿った
    形状をなしていることとする請求項1に記載の消石灰水
    溶液製造装置。
  3. 【請求項3】 溶解槽は撹拌翼が位置する底部を逆錐台
    形としその上方を筒型としている請求項1又は請求項2
    に記載の消石灰水溶液製造装置。
  4. 【請求項4】 筒型の溶解槽の下部に給水管がそして上
    部に消石灰水溶液取り出し管がそれぞれ接続され、溶解
    槽内底部に撹拌翼を有する消石灰溶解装置において、溶
    解槽の水面から高さ方向で中間位置まで該溶解槽の内部
    が消石灰溶解のための主室と消石灰供給のための副室と
    に仕切られ、主室には上記撹拌翼の上部位置に消石灰水
    溶液の渦状の乱流を整流するための整流装置が設けられ
    ていることを特徴とする消石灰水溶液製造装置。
  5. 【請求項5】 整流装置は、外形が主室の内壁に沿った
    形状をなしていることとする請求項に記載の消石灰水
    溶液製造装置。
  6. 【請求項6】 溶解槽には撹拌翼の上方に流動層高抑制
    装置が設けられ、整流装置が撹拌翼と流動層高抑制装置
    との間に配設されていることとする請求項に記載の消
    石灰水溶液製造装置。
  7. 【請求項7】 流動層高抑制装置は水平面に対し傾斜し
    て互いに略平行な複数の案内路を有していることとする
    請求項に記載の消石灰水溶液製造装置。
  8. 【請求項8】 水平面に対し傾斜して上下に貫通した互
    いに略平行な複数の案内路を有する流動層高抑制装置
    を、傾斜の向きを異ならして多段に設けてなることとす
    る請求項に記載の消石灰水溶液製造装置。
  9. 【請求項9】 流動層高抑制装置の案内路が互いに略平
    行な複数の傾斜板もしくは傾斜管により形成され、上記
    案内路の幅が5〜50mmで傾斜角が水平面に対し45
    〜75度であることとする請求項または請求項に記
    載の消石灰水溶液製造装置。
  10. 【請求項10】 溶解槽は、撹拌翼が位置する底部を逆
    錐台形としその上方を筒型としていることとする請求項
    ないし請求項のいずれか一つに記載の消石灰水溶液
    製造装置。
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