JP3343092B2 - 混濁物分離装置 - Google Patents

混濁物分離装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、混濁物を含む原液
を、混濁物の含有率が高い濃厚液と、混濁物の含有率が
低い清澄液とに分離する混濁物分離装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開平５−２７７４０２号
公報に示されるように、混濁物を含む原液を供給する原
液供給通路と、原液供給通路内の原液に気体を分散させ
て注入する気体注入手段と、原液供給通路から流入した
原液を旋回させて径方向の静圧差を生じさせ、この静圧
差によって原液中の気体粒子を中心部に移動させ、この
中心部に気液混相渦流を生じさせ、この気液混相渦流に
より混濁物を渦流の軸線方向の一端部に集中させて原液
と濃厚液とに分離する混濁物分離部と、混濁物分離部内
の濃厚液を排出する濃厚液排出通路と、混濁物分離部内
の清澄液を排出する清澄液排出通路とを備えた混濁物分
離装置が知られている。
【０００３】そして、上記原液を旋回させることによっ
て生じる遠心力および静圧差に応じて、原液中に含まれ
た水に比べて比重の大きな混濁物を渦流の外方側に移動
させて横側の濃厚液排出通路から外部に排出するととも
に、原液中に含まれた水に比べて比重の小さな混濁物を
渦流の中心部側に移動させ、この中心部に生成された気
泡とともに上記比重の小さな混濁物を上昇させて上方の
濃厚液排出通路から外部に排出するすることが行われて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の混濁物分離
装置では、水に比べて比重の大きい混濁物および比重の
小さい混濁物を効果的に分離することができるが、水に
近い比重を有するコロイド状またはゲル状等の混濁物を
効果的に分離することができず、この混濁物が清澄液に
混入して上記清澄液排出通路内に導入されるのを防止す
ることが困難である。このため、上記原液中に、水に近
い比重を有する混濁物が多く含まれている場合には、混
濁物の分離効果が充分に得られないという問題があっ
た。
【０００５】また、上記公報に記載された混濁物分離装
置では、この装置の外側ケースを構成する外筒部材を設
け、この外筒部材を、上記混濁物分離部を構成する内筒
部材が設置される下方の大径部と、濃厚液排出通路が設
けられた上側部材に接続される上方の小径部とによって
構成したため、上記外筒部材の構造が複雑でその製造が
困難であるという問題があった。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、原液中
に、水に近い比重を有する混濁物が多く含まれている場
合においても、混濁物を効果的に分離することができ、
また構造を簡略化して容易に製造することができる混濁
物分離装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
混濁物を含む原液を、混濁物の含有率が高い濃厚液と、
混濁物の含有率が低い清澄液とに分離する混濁物分離装
置において、この分離装置内に原液を供給する原液供給
手段と、上記混濁物の分離を促進するための気泡を発生
させる気泡発生手段と、上記原液供給手段から供給され
た原液を旋回流動させることにより生じる遠心力に応じ
て上記原液を第１濃厚液と第１清澄液とに分離する第１
分離手段と、この第１分離手段によって分離された第１
濃厚液を排出する第１排出通路と、上記第１清澄液の通
過を許容するとともに、この第１清澄液中の混濁物を捕
集する濾過手段と、この濾過手段の内方側に配設されて
上記第１清澄液を旋回流動させることにより、その径方
向に生じる静圧差に応じて中心部側に上記気泡と第１清
澄液との気液混相渦流を生成し、この渦流により上記第
１清澄液を第２濃厚液と第２清澄液とに分離する第２分
離手段と、この第２分離手段によって分離された第２濃
厚液を外部に排出する第２排出通路と、上記第２清澄液
を外部に導出する清澄液導出通路とを備えたものであ
る。
【０００８】上記構成によれば、第１分離手段により比
重の重い混濁物が分離されることによって生成された第
１清澄液が、濾過手段の設置部を通過する際に、この濾
過手段によって第１清澄液中の混濁物が捕集されること
により、この第１清澄液中に含まれた水に近い比重を有
する混濁物が第２分離手段の設置部側に導入されること
が防止されるため、この第２分離手段により分離されて
上記清澄液導出通路から外部に導出される清澄液への上
記混濁物の混入が効果的に防止されることになる。
【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
の混濁物分離装置において、気泡によって覆われる透孔
が設けられた筒状体によって上記濾過手段を構成したも
のである。
【００１０】上記構成によれば、第１分離手段に供給さ
れた原液が旋回流動することにより生成された静圧差に
応じ、上記第１清澄液中に含まれた水に近い比重を有す
る混濁物が濾過手段の設置部を通過して内方側に移動す
る際に、上記筒状体の透孔を覆うように付着した気泡に
上記混濁物が捕集されることにより、上記第１清澄液が
効果的に濾過されることになる。
【００１１】請求項３に係る発明は、上記請求項２記載
の混濁物分離装置において、上記第１分離手段と第２分
離手段との間に相対向して配置された複数の筒状体によ
って上記濾過手段を構成したものである。
【００１２】上記構成によれば、原液供給手段から供給
された原液が旋回流動することにより生じる上記遠心力
に応じて比重の大きい混濁物が原液から除去された第１
清澄液が上記複数の筒状体の間に滞留した状態で、この
第１清澄液中に含まれた水に近い比重を有する混濁物
が、上記筒状体に設けられた透孔を覆うように付着した
気泡によって効果的に捕集されることにより、上記第１
清澄液が効果的に濾過されることになる。
【００１３】請求項４に係る発明は、上記請求項３記載
の混濁物分離装置において、上記濾過手段によって捕集
された混濁物を含有する濃厚液を外部に排出する濃厚液
排出通路を備えたものである。
【００１４】上記構成によれば、複数の筒状体からなる
上記濾過手段により捕集された混濁物が濃縮されること
によって濃厚液となり、この濃厚液が上記濃厚液排出通
路を介して外部に排出されることにより、上記清澄液導
出通路から外部に導出される清澄液への上記混濁物の混
入が効果的に防止されることになる。
【００１５】請求項５に係る発明は、上記請求項２〜請
求項４のいずれかに記載の混濁物分離装置において、上
記濾過手段を構成する筒状体の少なくとも一部に、先窄
まりの円錐状部を設けたものである。
【００１６】上記構成によれば、濾過手段の内方側に供
給された第１清澄液を、上記筒状体の円錐状部に沿って
旋回流動させることにより、上記第１清澄液を第２濃厚
液と第２清澄液とに分離するための気液混相渦流が効果
的に形成されることになる。
【００１７】請求項６に係る発明は、上記請求項１記載
の混濁物分離装置において、第２分離手段によって分離
された第２濃厚液を、第１分離手段と第２分離手段との
間に循環させる循環路を設けたものである。
【００１８】上記構成によれば、第２分離手段により分
離された第２濃厚液が循環路を介して第１分離手段と第
２分離手段との間に供給されることにより、上記第２濃
厚液中における混濁物の濃度が効果的に高められた状態
で、上記濃厚液排出通路等から外部に排出されることに
なる。
【００１９】請求項７に係る発明は、上記請求項６記載
の混濁物分離装置において、原液供給手段によって供給
される原液の旋回方向と、循環路を介して供給される第
２濃厚液の旋回方向とを逆向きに設定したものである。
【００２０】上記構成によれば、濾過手段の内方と外方
とで方向に異なる２つの旋回流が生成されることによ
り、上記濾過手段による混濁物の捕集作用が効果的に高
められることになる。
【００２１】請求項８に係る発明は、上記請求項１記載
の混濁物分離装置において、第１分離手段の外周部に、
その長さ方向に沿って周面が直線状に伸びる外筒を設け
たものである。
【００２２】上記構成によれば、簡易な構造を有する上
記外筒により、混濁物分離装置の外側ケースが容易に構
成されることになる。
【００２３】請求項９に係る発明は、上記請求項８記載
の混濁物分離装置において、第１分離手段の外周部に設
けられた外筒の両端開口部をそれぞれ閉止する一対の蓋
体を設けたものである。
【００２４】上記構成によれば、簡易な構造を有する上
記外筒および一対の蓋体により、混濁物分離装置の外側
ケースが容易に構成されることになる。
【００２５】請求項１０に係る発明は、上記請求項１記
載の混濁物分離装置において、気泡発生手段によって原
液中に空気を注入するように構成したものである。
【００２６】上記構成によれば、気泡発生手段によって
原液中に注入された空気により、上記第２分離手段等に
おいて混濁物の分離を促進するための気泡が生成される
ことになる。
【００２７】請求項１１に係る発明は、上記請求項１記
載の混濁物分離装置において、気泡発生手段によって原
液中に発泡剤を注入するように構成したものである。
【００２８】上記構成によれば、気泡発生手段によって
原液中に注入された発泡剤が分解または溶解する等によ
り、上記第２分離手段等において混濁物の分離を促進す
るための気泡が効果的に生成されることになる。
【００２９】請求項１２に係る発明は、上記請求項１１
記載の混濁物分離装置において、気泡発生手段によって
炭酸水素ナトリウムからなる発泡剤を注入するように構
成したものである。
【００３０】上記構成によれば、気泡発生手段によって
原液中に注入された炭酸水素ナトリウムが分解すること
により、二酸化炭素からなる気泡が生成され、この気泡
によって上記混濁物の分離が促進されることになる。
【００３１】請求項１３に係る発明は、上記請求項４記
載の混濁物分離装置において、濾過手段を円錐筒状に形
成するとともに、その大径部に上記清澄液導出通路の基
端部を配設したものである。
【００３２】上記構成によれば、分離装置の全体構成を
コンパクトに形成しつつ、円錐筒状に形成された上記濾
過手段の大径部に対する清澄液導出通路の接続作業を容
易に行うことができる。
【００３３】請求項１４に係る発明は、混濁物を含む原
液を、混濁物の含有率が高い濃厚液と、混濁物の含有率
が低い清澄液とに分離する混濁物分離装置において、筒
状体からなる外筒と、この外筒の両端開口部を閉止する
一対の蓋体と、上記外筒内に配設された透孔を有する内
筒と、上記外筒に沿って原液を旋回流動させるようにこ
の外筒内に原液を供給する原液供給手段と、上記原液の
旋回流動に応じて作用する遠心力により分離された第１
濃厚液を外部に排出する第１排出通路と、上記遠心力よ
り原液を分離することにより生成された第１清澄液が上
記内筒の透孔を通って内筒内に導入される際に、上記第
１清澄液中の混濁物を捕集するための気泡を発生させる
気泡発生手段と、上記内筒内に配設されて第１清澄液を
旋回流動させることにより、その径方向に生じる静圧差
に応じて上記気泡を中心部側に移動させて気液混相渦流
を生成し、この気液混相渦流により混濁物を渦流の軸線
方向の一端部側に集中させて第１清澄液を第２濃厚液と
第２清澄液とに分離する混濁物分離部と、この混濁物分
離部によって分離された第２濃厚液を外部に排出する第
２排出通路と、上記混濁物が除去されることによって生
成された第２清澄液を外部に導出する清澄液導出通路と
を備えたものである。
【００３４】上記構成によれば、上記原液供給手段から
供給された原液を外筒に沿って旋回流動させることによ
り生じる遠心力によって比重の大きな混濁物を分離する
分離作用と、上記内筒の透孔を覆うように付着した気泡
によって水に近い比重の混濁物を捕集する捕集作用と、
上記混濁物分離部において水よりも比重の小さな混濁物
を分離する分離作用とが、限られた空間部内において効
果的に得られることになる。
【００３５】請求項１５に係る発明は、上記請求項１４
記載の混濁物分離装置において、上記外筒の一端部側
に、原液供給手段の原液供給通路と、清澄液導出通路と
を接続するとともに、上記外筒の他端部側に、上記第１
排出通路と、第２排出通路とを接続したものである。
【００３６】上記構成によれば、上記原液供給通路およ
び清澄液導出通路と、上記第１排出通路および第２排出
通路とが、上記外筒の両端部側にそれぞれ機能的かつコ
ンパクトに接続されることになる。
【００３７】請求項１６に係る発明は、上記請求項１４
または請求項１５記載の混濁物分離装置において、上記
外筒の一端部を覆う蓋体に、原液供給手段の原液供給通
路と、清澄液導出通路とを接続するとともに、上記外筒
の他端部を覆う蓋体に、上記第１排出通路と、第２排出
通路とを接続したものである。
【００３８】上記構成によれば、上記原液供給通路およ
び清澄液導出通路と、上記第１排出通路および第２排出
通路とが、上記外筒の両端部側に設けられた蓋体に対し
てそれぞれ機能的かつ容易に接続されることになる。
【００３９】請求項１７に係る発明は、上記請求項１〜
請求項１６のいずれかに記載の混濁物分離装置におい
て、原液供給手段から供給される原液の装置内への導入
圧力を１４．７ｋＰａ以上に設定したものである。
【００４０】上記構成によれば、原液供給手段から１
４．７ｋＰａ以上の圧力で供給された原液が、分離装置
内において所定速度で旋回流動することにより、上記気
泡と第１清澄液との気液混相渦流を分離装置の中心側へ
移動させる静圧差が適正に生成されることになる。
【００４１】請求項１８に係る発明は、上記請求項１〜
請求項１７のいずれかに記載の混濁物分離装置におい
て、原液の導入流量に対する清澄液の導出流量の割合か
らなる処理水比を２５％以下に設定したものである。
【００４２】上記構成によれば、原液の導入流量と清澄
液の導出流量とのバランスが適正に維持され、このバラ
ンスが崩れることに起因して筒状体に形成された透孔に
付着すべき気泡が排出通路から外部に排出されるという
事態の発生が効果的に防止されることになる。
【００４３】請求項１９に係る発明は、混濁物を含む原
液を、混濁物の含有率が高い濃厚液と、混濁物の含有率
が低い清澄液とに分離する混濁物分離装置において、筒
状体からなる外筒と、この外筒の両端開口部を閉止する
一対の蓋体と、上記外筒内に原液を供給する原液供給手
段と、上記混濁物の分離を促進するための気泡を発生さ
せる気泡発生手段と、上記原液供給手段から供給された
原液を旋回流動させることにより、その径方向に生じる
静圧差に応じて上記気泡を中心部側に移動させて気液混
相渦流を生成し、この気液混相渦流により混濁物を渦流
の軸線方向の一端部側に集中させて原液を濃厚液と清澄
液とに分離する混濁物分離部と、濃厚液および清澄液を
外部にそれぞれ排出する濃厚液排出通路および清澄液導
出通路とを備え、この濃厚液排出通路と上記原液供給手
段の原液供給通路とを上記外筒の軸方向に離れた位置に
接続するとともに、原液供給通路の接続部側の外筒径
を、濃厚液排出通路の接続部側の外筒径よりも小さく設
定したものである。
【００４４】上記構成によれば、上記原液供給手段から
外筒内の一端部側に供給された原液を旋回流動させるこ
とにより生じる遠心力を、上記外筒内の全長に亘って安
定して維持することができるので、上記気泡と第１清澄
液との気液混相渦流を分離装置の中心側へ移動させる静
圧差を、上記原液供給通路の設置部から濃厚液排出通路
の設置部に至る範囲において顕著に生じさせることがで
きる。このため、上記気泡によって捕集された混濁物を
渦流の軸線方向の一端部側に集中させることにより、原
液を上記混濁物と清澄液とに分離する気液混相渦流が効
果的に生成されることになる。
【００４５】請求項２０に係る発明は、混濁物を含む原
液を、混濁物の含有率が高い濃厚液と、混濁物の含有率
が低い清澄液とに分離する混濁物分離装置において、筒
状体からなる外筒と、この外筒の両端開口部を閉止する
一対の蓋体と、上記外筒内に原液を供給する原液供給手
段と、上記混濁物の分離を促進するための気泡を発生さ
せる気泡発生手段と、上記原液供給手段の原液供給通路
から供給された原液を旋回流動させることにより、その
径方向に生じる静圧差に応じて上記気泡を中心部側に移
動させて気液混相渦流を生成し、この気液混相渦流によ
り混濁物を渦流の軸線方向の一端部側に集中させて原液
を濃厚液と清澄液とに分離する混濁物分離部と、濃厚液
および清澄液を外部にそれぞれ排出する濃厚液排出通路
および清澄液導出通路とを備え、原液供給通路の接続部
近傍から濃厚液排出通路の接続部近傍に至る外筒の周面
を直線状に形成したものである。
【００４６】上記構成によれば、上記原液供給通路から
供給された原液を外筒の内周面に沿って旋回流動させる
ことによる比重の大きな混濁物の分離作用と、上記混濁
物分離部において比重の小さな混濁物を渦流の軸線方向
の一端部側に集中させることによる混濁物の分離作用と
が、限られた空間内において効果的に得られるととも
に、簡易な構造を有する上記外筒により、混濁物分離装
置の外側ケースが形成されることになる。
【００４７】請求項２１に係る発明は、上記請求項２０
記載の混濁物分離装置において、原液供給通路の接続部
側の外筒径と、濃厚液排出通路の接続部側の外筒径とを
等しく設定したものである。
【００４８】上記構成によれば、原液供給通路から供給
された原液を外筒の内周面に沿って旋回流動させること
による比重の大きな混濁物の分離作用と、上記混濁物分
離部による比重の小さな混濁物の分離作用とを損なうこ
となく、さらに簡易な構造を有する上記外筒により、混
濁物分離装置の外側ケースが形成されることになる。
【００４９】請求項２２に係る発明は、上記請求項１９
〜請求項２１のいずれかに記載の混濁物分離装置におい
て、外筒の開口部を閉止する蓋体に、濃厚液排出通路を
接続したものである。
【００５０】上記構成によれば、外筒の開口部を閉止す
る蓋体に対する濃厚液排出通路の接続作業を容易に行う
ことができる。
【００５１】請求項２３に係る発明は、上記請求項１９
〜請求項２２のいずれかに記載の混濁物分離装置におい
て、外筒の開口部を閉止する蓋体に、上記原液供給通路
を接続したものである。
【００５２】上記構成によれば、外筒の開口部を閉止す
る蓋体に対する原液供給通路の接続作業を容易に行うこ
とができる。
【００５３】請求項２４に係る発明は、混濁物を含む原
液を、混濁物の含有率が高い濃厚液と、混濁物の含有率
が低い清澄液とに分離する混濁物分離装置において、こ
の分離装置内に原液を供給する原液供給手段と、上記混
濁物の分離を促進するための発泡剤を注入する発泡剤注
入手段と、上記原液供給手段の原液供給通路から供給さ
れた原液を旋回流動させることにより、その径方向に生
じる静圧差に応じて上記気泡を中心部側に移動させて気
液混相渦流を生成し、この気液混相渦流により混濁物を
渦流の軸線方向の一端部側に集中させて原液を濃厚液と
清澄液とに分離する混濁物分離部と、濃厚液および清澄
液を外部にそれぞれ排出する濃厚液排出通路および清澄
液導出通路とを備え、上記原液供給手段の原液供給通路
に、原液を圧送する液体ポンプを設け、この液体ポンプ
の上流側部に発泡剤を注入するように構成したものであ
る。
【００５４】上記構成によれば、発泡剤注入手段によっ
て原液中に注入された発泡剤が分解または溶解する等に
より微細な気泡が生成され、この気泡によって捕集され
た混濁物を、上記気液混相渦流によって渦流の軸線方向
の一端部側に集中させることにより、上記混濁物分離部
において比重の小さい混濁物が効果的に分離されること
になる。また、液体ポンプにより原液を分離装置内に圧
送することにより、上記混濁物分離部において比重の小
さい混濁物を分離するための気液混相渦流が効果的に生
成されるとともに、上記発泡剤注入手段から注入された
発泡剤が上記液体ポンプ内において撹拌されることによ
り、上記混濁物を捕集するための微細な気泡が原液中に
分散された状態で適正に生成されることになる。
【００５５】請求項２５に係る発明は、上記請求項２４
記載の混濁物分離装置において、発泡剤注入手段によっ
て注入される発泡剤が炭酸水素ナトリウムである。
【００５６】上記構成によれば、発泡剤注入手段によっ
て注入された炭酸水素ナトリウムが分解することによ
り、二酸化炭素からなる気泡が生成され、この気泡によ
って上記混濁物の分離が促進されることになる。
【００５７】
【００５８】
【００５９】
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る混濁物分離装
置の実施形態を示している。この混濁物分離装置は、混
濁物を含む原液を供給する原液供給手段１と、上記混濁
物の分離を促進するための気泡を発生させる気泡発生手
段２と、上記原液供給手段１から供給された原液を第１
濃厚液と第１清澄液とに分離する第１分離手段３と、こ
の第１分離手段３によって分離された第１濃厚液を排出
する第１排出通路４と、上記第１分離手段３の内方側に
配設されて第１清澄液の通過を許容するとともに、この
第１清澄液中の混濁物を捕集する濾過手段５と、この濾
過手段５の内方側に配設されて上記第１清澄液を第２濃
厚液と第２清澄液とに分離する第２分離手段６と、この
第２分離手段６によって分離された第２濃厚液を外部に
排出する第２排出通路２２と、上記第２清澄液を外部に
導出する清澄液導出通路８とを備えている。
【００６４】上記原液供給手段１は、図外の原液タンク
から供給された原液を圧送する液体ポンプ９と、上記原
液の分離装置内への導入圧力および導入流量を調節する
調節バルブ２７とが設けられたパイプ材からなる原液供
給通路１０を有し、上記液体ポンプ９によって上記原液
を第１分離手段３内に所定の圧力で圧送することによ
り、この第１分離手段３内で上記原液を旋回流動させる
ように構成されている。すなわち、図２に示すように、
上記原液供給通路１０の先端部が第１分離手段３の下端
部に設けられた蓋体１１に対して斜め向きに接続される
とともに、この接続部の上方に、上記第１分離手段３を
構成する外筒１５の内周面に沿って原液を略水平に流動
させるように案内する案内板１２が設けられ、この案内
板１２によって上記原液が案内されることにより、第１
分離手段３内を原液が旋回流動するようになっている。
【００６５】上記液体ポンプ９により圧送される原液の
導入圧力、つまり装置に対する原液の供給圧力は、装置
の大きさおよび用途等に応じて任意に設定可能である
が、上記原液を第１分離手段３内で積極的に流動させる
ことにより、後述する気液混相渦流を適正に形成して混
濁物の分離作用を効果的に向上させるためには、上記原
液の導入圧力を１４．７ｋＰａ以上に設定することが望
ましい。
【００６６】上記気泡発生手段２は、原液供給手段１の
液体ポンプ９の下流側に配設されて原液中に発泡剤を注
入する発泡剤注入手段２ａと、上記液体ポンプ９の上流
側に配設されて原液中に空気を注入する気体注入手段２
ｂとからなっている。そして、上記発泡剤注入手段２ａ
から原液中に注入された炭酸水素ナトリウム、ドライア
イス、過酸化水素等の発泡剤が分解または溶解すること
により生成された気泡と、上記気体注入手段２ｂから原
液中に分散混入された空気により生成された気泡とが原
液とともに装置内に導入されるように構成されている。
【００６７】上記第１分離手段３は、上下一対の円筒体
１３，１４をその長さ方向に連結することによって形成
された外筒１５と、この外筒１５の両端開口部をそれぞ
れ閉止する一対の蓋体１６，１１とを有している。そし
て、上記気泡が混入された原液を上記外筒１５内におい
て旋回流動させることにより生じる遠心力に応じ、比重
が大きい混濁物を外方側に移動させることにより、上記
原液を、比重が大きい混濁物の含有率が高い第１濃厚液
と、同混濁物の含有率が低い第１清澄液とに分離するよ
うに構成されている。
【００６８】上記第１分離手段３の上方に設けられた蓋
体１６の上面外方側部には、上記第１排出通路４を構成
するパイプ材の基端部が接続されている。また、第１分
離手段３の下方に設けられた蓋体１１の下面外方側部に
は、上記原液供給通路１０の先端部が接続され、かつ上
記蓋体１６の中央部には、上記濾過手段５によって捕集
された混濁物を含有する濃厚液を外部に排出する濃厚液
排出通路７が挿通された状態で取り付けられている。
【００６９】上記濾過手段５は、第１分離手段３内に配
設されて上記外筒１５内の全長に亘って伸びる第１筒状
体１７と、この第１筒状体１７の内方側に配設されてそ
の上半部に沿って伸びる第２筒状体１８とを有してい
る。上記第１筒状体１７の中央部には、上方に至るにし
たがって直径が小さくなるように構成された先窄まりの
円錐状部１９が設けられるとともに、上記第２筒状体１
８には、第１筒状体１７の上記円錐状部１９に対応した
先窄まりの円錐状部２０が設けられている。
【００７０】また、上記第１筒状体１７および第２筒状
体１８の壁面には、図３の展開図に示すように、所定の
孔径を有する透孔２１が所定間隔で千鳥状に設けられて
いる。そして、図４に示すように、上記気泡発生手段２
の発泡剤注入手段２ａから注入された発泡剤および気体
注入手段２ｂから注入された空気によって生成された気
泡ａが上記透孔２１を覆うように付着し、この気泡ａに
よって上記第１清澄液中に含まれた水に近い比重を有す
る混濁物が捕集されるようになっている。
【００７１】なお、上記第１筒状体１７および第２筒状
体１８の壁面に形成された透孔２１の孔径は、分離装置
の大きさおよび上記原液の導入圧力等に応じて適宜に設
定すればよい。例えば、上記原液の導入圧力が高い場合
には、この原液の導入圧力が低い場合に比べて上記透孔
２１の孔径を小さな値に設定することにより、上記透孔
２１を覆うように第１，第２筒状体１７，１８の壁面に
付着した気泡ａが、透孔２１を通過する第１清澄液の水
圧に応じて上記壁面から剥離するのを防止するのに適し
た値に設定することが望ましい。
【００７２】上記透孔２１を覆うように付着した気泡ａ
によって捕集された混濁物、つまり水に近い比重を有す
る混濁物は、上記気泡ａとともに上昇し、図１に示すよ
うに、上方の蓋体１６の上面中央部に接続された濃厚液
排出通路７から外部に排出されることにより、上記混濁
物の含有率が高い濃厚液として回収されるように構成さ
れている。
【００７３】また、上記第２筒状体１８の上端部には、
第２分離手段６によって分離された第２濃厚液を外部に
排出するパイプ材からなる上記第２排出通路２２の基端
部が接続されている。この第２排出通路２２の先端部に
は、上記下方の蓋体１１を貫通して上記濾過手段５の第
１筒状体１７と第２筒状体１８との間に導入された循環
路２５が接続されている。この循環路２５は、上記第２
排出通路２２を介して外部に排出された第２濃厚液を、
上記第１筒状体１７と第２筒状体１８との間に供給して
循環させるように構成されている。
【００７４】また、上記循環路２５は、その先端部が、
図４および図５に示すように、第２分離手段６の外周面
に沿って円弧状に伸びるように設置されることにより、
上記循環路２５を介して上記濾過手段５の第１筒状体１
７と第２筒状体１８との間に供給された上記第２濃厚液
を、第２分離手段６の外周面に沿って旋回流動させるよ
うに構成されている。この第２濃厚液の旋回方向βは、
上記原液供給手段１から供給される原液の旋回方向αと
逆向きとなるように設定されている。
【００７５】上記第２分離手段６は、上記濾過手段５を
構成する第２筒状体１８の内方側に配設されるととも
に、上記清澄液導出通路８の上端部に連設された筒状体
からなり、その上端部には、先窄まり円錐状部２３と、
その中央部から下方に伸びる円筒状部２４とが設けられ
ている。
【００７６】そして、上記濾過手段５の透孔２１を通っ
て内方側に供給された第１清澄液が旋回流動することに
より、上記気泡発生手段２から注入された発泡剤および
空気によって生成された気泡と第１清澄液との気液混相
渦流が生成され、この気液混相渦流に応じて中心部に生
じる浮力により上記第２濃厚液が上昇し、上記第１清澄
液が第２濃厚液と第２清澄液とに分離されて上記第１清
澄液外部に排出されるようになっている。
【００７７】すなわち、上記第１分離手段３内において
旋回流動する原液と、上記循環路２５を介して濾過遮断
６の第１筒状体１７と第２筒状体１８との供給された第
２濃厚液とにより、上記第１清澄液が駆動されて旋回流
動することにより、図６に示すように上記第１清澄液が
濾過手段５を通過する際の抵抗により若干の圧力上昇を
生じた後、中心部の静圧が外周部に比べ低くなった静圧
分布が生成される。このため、水よりも比重の小さい混
濁物を含む第１清澄液と、原液中に混入された気泡とが
上記静圧差による浮力を受けて中心部側に移動する。
【００７８】そして、図５に示すように、上記第２分離
手段６の中央部には、上記円筒状部２４の開口部を覆う
ように気泡ｂの集合体が形成されるとともに、上記気泡
と第１清澄液との気液混相渦流が生成されているため、
比重の小さい混濁物が上記気泡ｂによって捕集された
後、上記気液混相渦流の浮力を受けて図５の矢印Ａに示
すように上昇することにより、上記第１清澄液が第２濃
厚液と、第２清澄液とに分離される。上記第２濃厚液
は、第２筒状体１８の上端部に接続された上記第２排出
通路２２を介して外部に排出された後、上記循環路２５
により上記第１分離手段３と第２分離手段６との間に供
給されるとともに、定期的に回収されるようになってい
る。
【００７９】また、上記比重の小さい混濁物が除去され
ることにより生成された第２清澄液は、上記円筒状部２
４の開口を通って矢印Ｂに示すように下方に流下し、清
澄液導出通路８を介して外部に導出される。この清澄液
導出通路８には、清澄液の導出流量を調節するための調
節バルブ２８が設けられている。
【００８０】上記のように混濁物を含む原液を分離装置
内に供給する原液供給手段１と、上記混濁物の分離を促
進するための気泡を発生させる気泡発生手段２と、上記
原液供給手段１から供給された原液を旋回流動させるこ
とにより生じる遠心力に応じて上記原液を第１濃厚液と
第１清澄液とに分離する第１分離手段３と、この第１分
離手段３によって分離された第１濃厚液を排出する第１
排出通路４と、上記第１分離手段３の内方側に配設され
て第１清澄液の通過を許容するとともに、この第１清澄
液中の混濁物を捕集する濾過手段５と、この濾過手段５
の内方側に配設されて上記第１清澄液を旋回流動させる
ことにより、その径方向に生じる静圧差に応じて中心部
側に上記気泡と第１清澄液との気液混相渦流を生成し、
この渦流により上記第１清澄液を第２濃厚液と第２清澄
液とに分離する第２分離手段６と、この第２分離手段６
によって分離された第２濃厚液を外部に排出する第２排
出通路２２と、上記第２清澄液を外部に導出する清澄液
導出通路８とを設けたため、上記原液中に含まれた各種
の混濁物を効果的に除去することができる。
【００８１】すなわち、上記気泡発生手段２から原液中
に発泡剤および空気を混入しつつ、上記原液供給手段１
により、第１分離手段３を構成する外筒１５内に、混濁
物を含む原液を所定の圧力で供給し、この原液を上記第
１分離手段３内において旋回流動させるように構成した
ため、上記原液の旋回流動に応じて生じる遠心力に応
じ、上記原液に含まれた水に比べて比重の大きい金属紛
等からなる混濁物を外方に移動させることにより、この
比重の大きい混濁物の含有率の高い第１濃厚液と、この
混濁物の含有率が低い第１清澄液とに分離することがで
きる。したがって、上記第１濃厚液を上記第１排出通路
４から外部に排出することにより、上記比重の大きい混
濁物を原液から迅速かつ効果的に除去して回収すること
ができる。
【００８２】また、上記比重の大きい混濁物が除去され
ることによって生成された第１清澄液は、上記第１濃厚
液に比べて遠心力の影響が小さいので、この第１濃厚液
の外方側への移動に対応して第１分離手段３の内方側に
移動する。この第１分離手段３の内方側には、透孔２１
が形成された上記第１，第２筒状体１７，１８からなる
濾過手段５が設けられ、上記気泡発生手段２により発泡
剤および空気が原液中に注入されることによって生成さ
れた気泡ａが上記透孔２１を覆うように付着しているた
め、この透孔２１の設置部を上記第１清澄液が通過する
際に、この第１清澄液中に含まれた水に近い比重を有す
るコロイド状またはゲル状の混濁物を上記気泡ａによっ
て捕集することにより、上記水に近い比重を有する混濁
物を上記第１清澄液から効果的に除去することできる。
【００８３】さらに、濾過手段５の内方側において上記
第１清澄液を旋回流動させることにより生じる静圧差に
応じ、上記比重の大きい混濁物を含有する第１濃厚液に
比べて遠心力の影響が小さい第１清澄液と、気泡とを中
心部側に移動させることにより、この気泡と第１清澄液
との気液混相渦流を生成してこの渦流により比重の小さ
い混濁物の含有率が高い第２濃厚液を上昇させるように
構成したため、上記濾過手段５の内方側に配設された第
２分離手段６により、第１清澄液中を、上記第２濃厚液
と、各種の混濁物が除去された第２清澄液とに分離する
ことができる。したがって、上記第２濃厚液を第２排出
通路２２から外部に排出して定期的に回収するととも
に、上記第２清澄液を清澄液導出通路８から外部に導出
することにより、純度の高い清澄液を回収することがで
きる。
【００８４】上記混濁物分離装置の効果を確認するため
に行った実験結果について以下に説明する。この実験に
は、図１に示す構成において、外筒１５の径が４００ｍ
ｍ、濾過手段５の透孔の孔径が８ｍｍ、円筒状部２４の
孔径が１５ｍｍに設定されるとともに、発泡剤注入手段
２ａにより液体ポンプ９の下流側に所定量の炭酸水素ナ
トリウムからなる発泡剤を注入するとともに、気体注入
手段２ｂにより液体ポンプ９の上流側に所定量の空気を
注入することにより、混濁物の分離を促進するための気
泡を発生させる気泡発生手段２が設けられた実験装置を
使用した。
【００８５】また、下記の表１に示すように、原液１リ
ットル当たりに対する混濁物の重量比からなる混濁物濃
度（ｍｇ／Ｌ）が種々の値に設定された各種の原液を、
上記原液供給手段１に設けられた液体ポンプ９の吐出圧
力および調節バルブ２７より種々の値に設定された導入
圧力（Ｐａ）および導入流量（Ｌ／ｍｉｎ）で、上記実
験装置内に供給するとともに、清澄液導出通路８の調節
バルブ２８の開度を調節して清澄液の導出流量（Ｌ／ｍ
ｉｎ）を制御することにより、上記原液供給手段１から
供給される原液の導入流量に対する清澄液の導出流量
（Ｌ／ｍｉｎ）の割合からなる処理水比（％）を種々の
値に設定した。
【００８６】そして、上記清澄液中の混濁物濃度（ｍｇ
／Ｌ）を測定し、この値と上記原液中の混濁物濃度（ｍ
ｇ／Ｌ）とを比較することにより、上記実験装置による
混濁物の除去率（％）を求めるとともに、第１排出通路
４から排出される第１濃厚液中の混濁物濃度（ｍｇ／
Ｌ）と、濃厚液排出通路７から排出される濃厚液中の混
濁物濃度（ｍｇ／Ｌ）とを測定したところ、表２に示す
ようなデータが得られた。
【００８７】
【表１】
【００８８】
【表２】
【００８９】上記データから本発明に係る混濁物分離装
置によれば、上記混濁物の除去率が５０％以上となるこ
とが確認された。この除去率は、混濁物の除去率が３０
％程度以下である上記公報に示す従来装置、または混濁
物の除去率が２０％程度以下である軸流サイクロン型の
分離装置に比べて格段に優れた値である。
【００９０】図７は、上記原液供給手段１から供給され
る原液の装置内への導入圧力と、上記混濁物の除去率と
の対応関係をグラフ化したものであり、このグラフか
ら、上記原液の導入圧力を、０．１５Ｐａ以上に設定し
た場合に、上記混濁物の除去率を著しく向上させること
ができることがわかる。これは、上記原液の導入圧力が
０．１５Ｐａ未満となった場合に、上記気液混相渦流を
生成するための静圧差が生じにくく、上記濾過手段５の
筒状体１７，１８に形成された透孔２１および第２分離
手段６の円筒状部２４等に付着させる気泡を適正に集中
させることができなくなって、混濁物の捕集作用が損な
われるためであると考えられる。
【００９１】特に、上記表１のデータによれば、導入圧
力を０．１６Ｐａ以上に設定した場合には、上記混濁物
の除去率を８５％以上にすることができるため、上記原
液の装置内への導入圧力を０．１６Ｐａ以上に設定する
ことが望ましい。
【００９２】なお、上記原液の導入圧力が高すぎると、
上記静圧差を生じさせるための渦流に乱れが生じるとと
もに、原液中の混濁物が短時間で外部に導出されること
に起因して混濁物の除去率が低下する懸念があるが、上
記実験結果によれば、原液の導入圧力が０．２３Ｐａ以
下の範囲では、上記のような事態は一切生じなかった。
その理由は、上記濾過手段５を構成する筒状体１７，１
８が渦流の整流作用を有し、かつ上記静圧差に対して原
液中の気泡が予想以上に早く上記濾過手段５の透孔２１
および第２分離手段６の円筒状部２４に到達し、上記混
濁物の捕集作用が充分に得られるためであると思われ
る。
【００９３】図８は、上記原液供給手段１から供給され
る原液の導入流量に対する清澄液の導出流量の割合から
なる処理水比と、上記混濁物の除去率との対応関係をグ
ラフ化したものである。このグラフから、上記処理水比
を、２５％以下に設定した場合には、上記混濁物の除去
率が６５％以上となって優れた分離作用が得られること
がわかる。これは、上記処理水比を２５％以下に設定す
ることにより、原液の導入流量と清澄液の導出流量との
バランスを適正に維持することができ、このバランスが
崩れることに起因して上記濾過手段５の透孔２１および
第２分離手段６の円筒状部２４等に付着すべき気泡が排
出通路から外部に排出されるという事態の発生を防止で
きるためであると考えられる。
【００９４】また、上記実施形態では、第１分離手段３
と第２分離手段６との間に相対向して配置された第１，
第２筒状体１７，１８によって上記濾過手段５を構成し
たため、水に近い比重を有する混濁物を含有する第１清
澄液を、上記第１，第２筒状体１７，１８の間に滞留さ
せた状態で、各筒状体１７，１８に設けられた透孔２１
を覆うように付着した気泡ａにより、上記第１清澄液の
混濁物を効果的に捕集することができる。したがって、
上記水に近い比重を有する混濁物の含有率が高い濃厚液
を上記濃厚液排出通路７から外部に排出させることによ
り、上記混濁物の除去率を効果的に向上させることがで
きる。
【００９５】なお、図９（ａ）に示すように、単一の筒
状体により濾過手段５を構成してもよく、あるいは所定
間隔をおいて相対向して設置された３個以上の筒状体に
より濾過手段を構成してもよい。また、上記第１分離手
段３と第２分離手段６との間に網状体等からなる濾過手
段を設けた構造とすることもできるが、上記基本実施形
態に示すように透孔２１を有する複数の第１，第２筒状
体１７，１８によって濾過手段を構成した場合には、そ
の壁面に、上記水に近い比重の混濁物を捕集するための
気泡ａを効果的に付着させることができるという利点が
ある。
【００９６】また、上記実施形態では、濾過手段５によ
って捕集された水に近い比重を有する混濁物を含有する
濃厚液を排出する濃厚液排出通路７を独立して設けたた
め、上記水に近い比重を有する混濁物を分別して回収す
ることができるとともに、この混濁物が上記清澄液導出
通路８から外部に導出される清澄液中に混入するのを効
果的に防止することができる。
【００９７】さらに、上記実施形態では、濾過手段５を
構成する第１，第２筒状体１７，１８の少なくとも一部
に、先窄まりの円錐状部１９，２０を設けたため、上記
原液供給手段１から第１分離手段３内に供給された原液
を、上記第１，第２筒状体１７，１８の円錐状部１９，
２０に沿って旋回流動させることにより生じる遠心力に
応じ、上記混濁物を分離する渦流を効果的に形成して、
上記原液中に含まれた比重の大きい混濁物を効率よく分
離することができる。
【００９８】なお、上記原液供給手段１を構成する原液
供給通路１０の先端部を、下方の蓋体１１に接続してな
る上記実施形態に代え、図９（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、上記第１分離手段３を構成する外筒１５の周面下方
部に原液供給手段１の原液供給通路１０を接続するとと
もに、この原液供給通路１０の先端部を第１分離手段３
の内周面に沿った方向つまり、上記外筒１５の接線方向
に設置した構造としてもよい。このように構成した場合
には、上記原液供給通路１０から供給された原液を、外
筒１５の内周面に沿って流動させることにより、上記原
液中に含まれた水に比べて比重の大きい混濁物を分離す
るための遠心力等を効果的に生成することができる。
【００９９】また、図１に示す基本実施形態のように、
上記第２分離手段６によって分離された比重の小さい混
濁物の含有率が高い第２濃厚液を排出する第２排出通路
２２を設け、上記濾過手段５によって捕集された混濁物
の含有率が高い濃厚液を排出する上記濃厚液排出通路７
とは別の通路を介して上記第２濃厚液を排出するように
構成した場合には、比重の異なる混濁物を別々に回収す
ることができるとともに、上記第２排出通路２２を介し
て第２濃厚液を外部に排出することにより、この第２濃
厚液中に含まれた比重の小さな混濁物が、上記清澄液導
出通路８から外部に導出される清澄液中に混入するのを
効果的に防止することができる。
【０１００】特に、上記実施形態では、第２排出通路２
２を介して外部に排出された上記第２濃厚液を、循環路
２５によって濾過手段５の第１内筒１７と第２内筒１８
との間に循環させるとともに、これを定期的に外部に排
出するように構成したため、上記第２分離手段６により
分離された第２濃厚液中における混濁物の濃度を効果的
に高めた状態で、上記濃厚液排出通路７等から外部に排
出して回収することができ、上記混濁物の除去効率を効
果的に向上させることができる。なお、上記第１分離手
段３と第２分離手段６との間に第２濃厚液を圧送する液
体ポンプを上記循環路２５等に設け、上記第２濃厚液を
所定の圧力で第１内筒１７と第２内筒１８との間に強制
的に循環させるように構成してもよい。
【０１０１】また、上記実施形態では、循環路２５を通
って循環される第２濃厚液の供給方向を、平面視におい
て第２分離手段６の外周面に沿った方向に設定する等に
より、上記循環路２５を介して濾過手段５の第１内筒１
７と第２内筒１８との間に供給された上記第２濃厚液
を、第２分離手段６の外周面に沿って流動させるように
構成したため、この第２分離手段６の設置部において上
記気液混相渦流を効果的に形成することができる。しか
も、上記第２濃厚液に含まれた水に近い比重を有する混
濁物を、濾過手段５に付着した気泡ａによって効果的に
捕集して除去できるため、この濾過手段５による濾過作
用を向上させることができる。
【０１０２】なお、図１０（ａ）に示すように、上記循
環路２５の先端部を下方側の蓋体１１に接続し、上記濾
過手段５と第２分離手段６との間の下方から上記第２濃
厚液を供給するように構成してもよい。この場合には、
上記第２濃厚液を第２分離手段６の外周面に沿った方向
に案内する案内板２６を設けることにより、上記第２濃
厚液を旋回流動させるように構成することが望ましい。
【０１０３】また、上記実施形態では、原液供給手段１
によって供給される第１分離手段３内に供給される原液
の旋回方向αと、上記循環路２５を介して供給される第
２濃厚液の旋回方向βとを逆向きに設定したため、濾過
手段５の外方と内方で方向が異なる２つの旋回流を形成
することにより、上記濾過手段５による混濁物の濾過作
用を効果的に向上させることができる。
【０１０４】さらに、上記基本実施形態では、第１分離
手段３の外周部に、その長さ方向に沿って周面が直線状
に伸びる外筒１５を設けたため、簡易な構造を有する上
記外筒１５により、混濁物分離装置の外側ケースを容易
に構成することができる。しかも、上記公報に示す従来
装置のように、外筒の一部に膨出部が現在した形状では
ないため、膨出部において旋回流が乱れて遠心力が低下
するという懸念はなく、比重の大きな混濁物を遠心分離
する機能を効果的に向上させることができる。
【０１０５】なお、上記円筒体１３，１４によって外筒
１５を構成した上記基本実施形態に代え、断面形状が六
角形または八角形等に形成された多角形の筒状体により
上記外筒１５を構成してもよい。また、上記外筒１５
は、均一な内径を有する筒状体に限られず、図１０
（ｂ）に示すように、上広がりに形成された筒状体によ
って上記第１分離手段３の外筒１５を構成してもよい。
【０１０６】また、上記図１に示す基本実施形態のよう
に、第１分離手段３の外周部に設けられた外筒１５の両
端開口部をそれぞれ閉止する一対の蓋体１６，１１を設
けた場合には、簡易な構造を有する上記外筒１５および
両蓋体１６，１１により、混濁物分離装置の外側ケース
を容易に構成することができる。さらに、上記基本実施
形態に示すように、第１分離手段３により分離された第
１濃厚液を排出する第１排出通路４を、蓋体１６の外周
部に接続するとともに、第２分離出段６により分離され
た第２濃厚液を排出する第２排出通路２２を、蓋体１６
の中央部に接続する等により、濃厚液の排出機能を確保
しつつ、レイアウト性を向上することが可能となる。
【０１０７】また、図１に示すように、上記第１分離手
段３の外周部に設けられた外筒１５を、その長さ方向に
連結された上記円筒体１３，１４等からなる複数の筒状
体によって構成した場合には、簡易な構造を有する上記
複数の筒状体によって大型の混濁物分離装置の外側ケー
スを容易に構成できるという利点がある。
【０１０８】また、上記実施形態に示すように、気泡発
生手段２の気泡注入手段２ｂによって原液中に空気を注
入するように構成した場合には、特別な薬剤等を使用す
ることなく、上記混濁物を分離するための気泡を容易か
つ安価に生成し、この気泡によって上記混濁物を効果的
に捕集して分離することができる。
【０１０９】さらに、上記空気に加えて発泡剤注入手段
２ａにより炭酸水素ナトリウム、ドライアイス、過酸化
水素等の発泡剤を原液中に注入するように構成した場合
には、上記発泡剤を分解または溶解させる等により、上
記混濁物の分離を促進する気泡を効果的に生成すること
ができる。
【０１１０】特に、上記気泡発生手段２の発泡剤注入手
段２ａによって炭酸水素ナトリウムからなる発泡剤を原
液中に注入するように構成した場合には、比較的安価な
上記炭酸水素ナトリウムを原液中で分解させることによ
り、上記混濁物の分離を促進するための二酸化炭素から
なる気泡を適正に生成することができる。
【０１１１】なお、上記発泡剤とともに、ケラチン等の
タンパク質、サポニン、アルグミン、ポリビニルアルコ
ールまたは石ケン類等の界面活性剤等からなる気泡安定
剤を原液中に供給するようにしてもよく、このように構
成した場合には、上記気泡を安定化させてその表面積を
充分に確保することができるとともに、この気泡による
混濁物の捕集効果を高めることができるため、混濁物の
分離効率を効果的に向上させることができる。
【０１１２】また、原液供給通路１０に気泡発生手段２
を設置してなる上記構成に代え、図１１（ａ）に示すよ
うに、循環路２５に気泡発生手段２を設置し、あるいは
図１１（ｂ）に示すように、原液供給手段１の原液供給
通路１０と、循環路２５との両方に気泡発生手段２を設
置し、または図１１（ｃ）に示すように、下方の蓋体１
１の下面等に気泡発生手段２を設置して第１分離手段３
を構成する外筒１５内に直接空気または上記発泡剤等を
注入するように構成してもよい。
【０１１３】また、上記実施形態では、第２清澄液を導
出する清澄液導出通路８の基端部、つまり上端部を上記
濾過手段５の内方側に配設したため、簡単かつコンパク
トな構成において、上記濾過手段５による混濁物の濾過
作用を損なうことなく、上記清澄液導出通路８を介して
上記第２清澄液を外部に導出することができる。
【０１１４】なお、図１２（ａ）に示すように、均一な
径を有する筒状体によって上記濾過手段５を形成した構
造とすることもできるが、図１２（ｂ）および図１２
（ｃ）に示すように、先窄まり（上窄まり）の円錐筒状
によって上記濾過手段５を形成するとともに、その大径
部に上記第２分離手段６および清澄液導出通路８の基端
部を配設した構造とした場合には、さらに簡単かつコン
パクトな構成において、上記濾過手段５と清澄液導出通
路８とを適正に配設できるという利点がある。
【０１１５】図１に示す基本実施形態のように、上記第
１分離手段３を構成する外筒１５の一端部側に、原液供
給手段１の原液供給通路１０と、清澄液導出通路８とを
接続するとともに、上記外筒１５の他端部側に、上記第
１排出通路４と、第２排出通路２２等を接続した場合に
は、上記原液供給通路１０および清澄液導出通路８と、
上記第１排出通路４および第２排出通路２２等を、上記
外筒１５の両端部側にそれぞれ機能的かつコンパクトに
接続し、上記外筒１５の全長を有効に利用して混濁物の
分離を行うことができる。
【０１１６】なお、図１３（ａ）に示すように、上記外
筒１５の側面の上下両端部に上記第１排出通路４および
原液供給手段１を接続し、あるいは図１３（ｂ）に示す
ように、外筒１５の側面中央部に上記原液供給通路１を
接続した構造とすることもできるが、上記基本実施形態
に示すように、外筒１５の一端部を覆う蓋体１１に、原
液供給通路１０と、清澄液導出通路８とを接続するとと
もに、上記外筒１５の他端部を覆う蓋体１６に、上記第
１排出通路４と、第２排出通路２２とを接続した構造と
すれば、これらの接続作業を、上記蓋体１１，１６から
なる平坦面に対して容易に行うことができる。
【０１１７】また、図１４（ａ）に示すように、筒状体
からなる外筒１５と、この外筒１５の両端開口部を閉止
する一対の蓋体１１，１６と、上記外筒１５内に原液を
供給する原液供給手段１と、発泡剤注入手段２ａ等から
る気泡発生手段と、上記第２分離手段６と同様に構成さ
れた混濁物分離部６ａと、濃厚液および清澄液を外部に
それぞれ排出する濃厚液排出通路４，７および清澄液導
出通路８とを備えた混濁物分離装置において、上記濃厚
液排出通路４，７と上記原液供給手段１とを上記外筒１
５の軸方向に離れた位置に設置するとともに、原液供給
手段１の接続部側の外筒径を、上記排出通路４，７の接
続部側の外筒径よりも小さく設定した構造としてもよ
い。
【０１１８】上記構成によれば、上記原液供給手段１か
ら供給された原液を、上広がりに形成された上記外筒１
５内の全長に亘って効果的に旋回流動させることができ
るため、この旋回流動に応じて生じる遠心力により、比
重の大きな混濁物を効率よく分離することができるとと
もに、原液を旋回流動させることにより、その径方向に
生じる静圧差に応じて上記気泡等を中心部側に移動させ
て気液混相渦流を生成し、この気液混相渦流により混濁
物を渦流の軸線方向の一端部側に集中させて原液を濃厚
液と清澄液とに分離することができる。
【０１１９】また、図１４（ａ），（ｂ）に示すよう
に、筒状体からなる外筒１５と、この外筒１５の両端開
口部を閉止する一対の蓋体１１，１６と、上記外筒１５
内に原液を供給する原液供給通路１と、上記第２分離手
段６と同様に構成された混濁物分離部６ａと、濃厚液お
よび清澄液を外部にそれぞれ排出する濃厚液排出通路
４，７および清澄液導出通路８とを備えた混濁物分離装
置において、上記原液供給手段１の接続部近傍から濃厚
液排出通路４，７の接続部近傍に至る外筒１５の内周面
を直線状に形成した場合には、上記原液供給手段１から
供給された原液を外筒１５に沿って旋回流動させること
による比重の大きな混濁物の分離効率と、上記混濁物分
離部６ａによる比重の小さな混濁物の分離効率とを、効
果的に向上させることができるとともに、簡易かつコン
パクトな構成を有する上記外筒１５により、混濁物分離
装置の外側ケースを容易に構成することができる。
【０１２０】特に、図１４（ｂ）に示すように、上記外
筒１５をその長さ方向に均一な内径を有する筒状体で形
成することにより、原液供給手段１の接続部側の外筒径
と、濃厚液排出通路４，７の接続部側の外筒径とを等し
く設定した場合には、原液供給手段１から供給された原
液を外筒１５に沿って旋回流動させることによる生じる
遠心力に応じ、比重の大きな混濁物を分離する作用と、
上記混濁物分離部６ａにより比重の小さな混濁物を分離
する作用とをそれぞれ損なうことなく、簡易な構造の上
記外筒１５により、混濁物分離装置の外側ケースを、さ
らに容易かつ安価に製造することができる。
【０１２１】また、上記混濁物分離装置において、外筒
１５の開口部を閉止する蓋体１６に、上記濃厚液排出通
路４，７を接続するように構成した場合には、この濃厚
液排出通路４，７を筒状体からなる上記外筒１５に接続
する場合に比べて、上記蓋体１６の平坦面に対して上記
濃厚液排出通路４，７を容易かつ適正に接続することが
できる。
【０１２２】さらに、上記混濁物分離装置において、外
筒１５の開口部を閉止する蓋体１１に、原液供給手段１
の原液供給通路１０を接続するように構成した場合に
は、この原液供給通路１０を、筒状体からなる上記外筒
１５に接続する場合に比べて、上記蓋体１１の平坦面に
対して原液供給通路１０を容易かつ適正に接続すること
ができる。
【０１２３】また、上記筒状体からなる外筒１５と、こ
の外筒１５の両端開口部を閉止する一対の蓋体１１，１
６等を有する混濁物分離装置において、この分離装置内
に原液を供給する原液供給手段１と、この原液供給手段
１から供給された原液を旋回流動させることにより、そ
の径方向に生じる静圧差に応じて上記気泡を中心部側に
移動させて気液混相渦流を生成し、この気液混相渦流に
より混濁物を渦流の軸線方向の一端部側に集中させて原
液を濃厚液と清澄液とに分離する混濁物分離部６ａと、
濃厚液および清澄液を外部にそれぞれ排出する濃厚液排
出通路７および清澄液導出通路８とを備えた混濁物分離
装置において、図１４（ａ）に示すように、上記混濁物
の分離を促進するための発泡剤として炭酸水素ナトリウ
ム、ドライアイス、過酸化水素等を注入する発泡剤注入
手段２ａを設けた構造としてもよい。
【０１２４】上記構成によれば、発泡剤注入手段２ａに
よって原液中に注入された炭酸水素ナトリウムの発泡剤
が分解または溶解する等により生成された気泡が、上記
混濁物分離部６ａに供給されることにより、この混濁物
分離部６ａによる混濁物の分離効率を効果的に向上させ
て水よりも小さい比重を有する上記混濁物を効果的に分
離できるという利点がある。
【０１２５】また、上記混濁物分離装置において、図１
４（ａ）に示すように、原液供給手段１の原液供給通路
１０に、原液を圧送する液体ポンプ９を設けた場合に
は、この液体ポンプ９により圧送された原液を旋回流動
させることにより、その径方向に生じる静圧差に応じて
上記気泡を中心部側に移動させて気液混相渦流を効果的
に生成することができる。
【０１２６】さらに、上記図１４（ａ）に示すように、
液体ポンプ９の下流側部に上記発泡剤注入手段２ａを接
続した構成によれば、この発泡剤注入手段２ａを液体ポ
ンプ９の上流側に接続した場合のように、注入された発
泡剤が上記液体ポンプ９内で撹拌されて大量の気泡が急
激に生成されることに起因するキャビテーション現象が
発生することがないため、液体ポンプ９の損傷を効果的
に防止することができる。
【０１２７】なお、上記キャビテーション現象の発生す
るおそれがない液体ポンプ９を使用した場合には、この
液体ポンプ９の上流側部に、上記発泡剤注入手段２ａを
接続するように構成してもよい。このように構成した場
合には、上記発泡剤注入手段２ａから液体ポンプ９の上
流側に注入された発泡剤を、上記液体ポンプ９内におい
て撹拌することにより、上記発泡剤を原液中に効果的に
分散させた状態で混入できるという利点がある。
【０１２８】また、上記発泡剤注入手段２ａによって炭
酸水素ナトリウムからなる発泡剤を注入するように構成
した場合には、比較的安価な炭酸水素ナトリウムを分解
させることによって大量の二酸化炭素からなる気泡を効
率よく生成し、この気泡によって上記混濁物の分離を促
進することができる。
【０１２９】なお、図１に示す実施形態と同様に、上記
混濁物の分離を促進するための気体を注入する気体注入
手段２ｂと、上記発泡剤注入手段２ａとの両方を設けた
構造としてもよい。このように構成した場合には、上記
発泡剤注入手段２ａから注入された発泡剤と、上記気体
注入手段２ｂから注入された気体とにより、上記混濁物
の分離を効果的に促進することができる。さらに、上記
気体注入手段および発泡剤注入手段２ａに加え、ケラチ
ン等のタンパク質、サポニン、アルグミン、ポリビニル
アルコールまたは石ケン類等の界面活性剤等からなる気
泡安定剤を原液中に供給する気泡安定剤注入手段を設け
た構造としてもよい。
【０１３０】また、上記実施形態では、原液中に固形物
として存在する混濁物を分離装置内に供給するようにし
た例について説明したが、家畜の尿等からなる不純物が
溶解した原液中に、凝集材等の薬品を注入して上記不純
物を凝集させた後に、この原液を分離装置内に供給して
上記不純物からなる混濁物を分離するものにおいても本
発明を適用可能である。
【０１３１】本発明に係る混濁物分離装置は、上記気液
混相渦流を生成することにより、原液供給手段１から供
給された液体と、気泡発生手段２から注入された空気等
の気体と効率よく接触させることができるため、上記混
濁物の分離作用以外に、アルコール等からなる燃料の燃
焼促進作用、気液反応系の触媒作用、凝集反応の促進作
用および気液系の熱交換作用等からなる各種の反応を促
進する反応促進装置としても利用が可能である。
【０１３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、混濁物
を含む原液を、混濁物の含有率が高い濃厚液と、混濁物
の含有率が低い清澄液とに分離する混濁物分離装置にお
いて、上記原液を供給する原液供給手段と、上記混濁物
の分離を促進するための気泡を発生させる気泡発生手段
と、上記原液供給手段から供給された原液を旋回流動さ
せることにより生じる遠心力に応じて上記原液を第１濃
厚液と第１清澄液とに分離する第１分離手段と、この第
１分離手段によって分離された第１濃厚液を排出する第
１排出通路と、上記第１分離手段の内方側に配設されて
第１清澄液の通過を許容するとともに、この第１清澄液
中の混濁物を濾過する濾過手段と、この濾過手段の内方
側に配設されて上記第１清澄液を旋回流動させることに
より、その径方向に生じる静圧差に応じて中心部側に上
記気泡と第１清澄液との気液混相渦流を生成し、この渦
流により上記第１清澄液を第２濃厚液と第２清澄液とに
分離する第２分離手段と、この第２分離手段によって分
離された第２濃厚液を外部に排出する第２排出通路と、
上記第２清澄液を外部に導出する清澄液導出通路とを設
けたため、金属等の比重の大きい混濁物と、水に近い比
重を有するコロイド状またはゲル状の混濁物と、油分等
の比重の小さい混濁物とをそれぞれ効率よく分離できる
という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る混濁物分離装置の基本実施形態を
示す説明図である。
【図２】原液供給手段の構成を示す断面図である。
【図３】濾過手段の構成を示す展開図である。
【図４】上記混濁物分離装置の要部を示す平面断面図で
ある。
【図５】上記混濁物分離装置の要部を示す正面断面図で
ある。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面における静圧の分布状態を
示す説明図である。
【図７】原液の導入圧力と混濁物の除去率との対応関係
を示すグラフである。
【図８】処理水比と混濁物の除去率との対応関係を示す
グラフである。
【図９】本発明の別の実施形態を示す説明図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態を示す説明図で
ある。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態を示す説明図で
ある。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態を示す説明図で
ある。
【図１３】本発明のさらに別の実施形態を示す説明図で
ある。
【図１４】本発明のさらに別の実施形態を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
１ 原液供給手段 ２ 気泡発生手段 ２ａ 発泡剤注入手段 ３ 第１分離手段 ４ 第１排出通路 ５ 濾過手段 ６ 第２分離手段 ６ａ 混濁物分離部 ７ 濃厚液排出通路 ８ 清澄液導出通路 ９ 液体ポンプ １０ 原液供給通路 １１，１６ 蓋体 １３，１４ 円筒体（筒状体） １５ 外筒 １７，１８ 筒状体 １９，２０ 円錐状部 ２１ 透孔 ２２ 第２排出通路 ２５ 循環路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−277402（ＪＰ，Ａ) 登録実用新案3057195（ＪＰ，Ｕ) 独国特許出願公開4302358（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B04C 5/00

Claims (25)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 混濁物を含む原液を、混濁物の含有率が
    高い濃厚液と、混濁物の含有率が低い清澄液とに分離す
    る混濁物分離装置において、この分離装置内に原液を供
    給する原液供給手段と、上記混濁物の分離を促進するた
    めの気泡を発生させる気泡発生手段と、上記原液供給手
    段から供給された原液を旋回流動させることにより生じ
    る遠心力に応じて上記原液を第１濃厚液と第１清澄液と
    に分離する第１分離手段と、この第１分離手段によって
    分離された第１濃厚液を外部に排出する第１排出通路
    と、上記第１分離手段の内方側に配設されて第１清澄液
    の通過を許容するとともに、この第１清澄液中の混濁物
    を捕集する濾過手段と、この濾過手段の内方側に配設さ
    れて上記第１清澄液を旋回流動させることにより、その
    径方向に生じる静圧差に応じて中心部側に上記気泡と第
    １清澄液との気液混相渦流を生成し、この渦流により上
    記第１清澄液を第２濃厚液と第２清澄液とに分離する第
    ２分離手段と、この第２分離手段によって分離された第
    ２濃厚液を外部に排出する第２排出通路と、上記第２清
    澄液を外部に導出する清澄液導出通路とを備えたことを
    特徴とする混濁物分離装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の混濁物分離装置におい
    て、気泡によって覆われる透孔が設けられた筒状体によ
    って上記濾過手段を構成したことを特徴とする混濁物分
    離装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の混濁物分離装置におい
    て、上記第１分離手段と第２分離手段との間に相対向し
    て配置された複数の筒状体によって上記濾過手段を構成
    したことを特徴とする混濁物分離装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の混濁物分離装置におい
    て、上記濾過手段によって捕集された混濁物を含有する
    濃厚液を外部に排出する濃厚液排出通路を備えたことを
    特徴とする混濁物分離装置。
  5. 【請求項５】 請求項２〜請求項４のいずれかに記載の
    混濁物分離装置において、上記濾過手段を構成する筒状
    体の少なくとも一部に、先窄まりの円錐状部を設けたこ
    とを特徴とする混濁物分離装置。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の混濁物分離装置におい
    て、第２分離手段によって分離された第２濃厚液を、第
    １分離手段と第２分離手段との間に循環させる循環路を
    設けたことを特徴とする混濁物分離装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の混濁物分離装置におい
    て、原液供給手段によって供給される原液の旋回方向
    と、循環路を介して供給される第２濃厚液の旋回方向と
    を逆向きに設定したことを特徴とする混濁物分離装置。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の混濁物分離装置におい
    て、第１分離手段の外周部に、その長さ方向に沿って周
    面が直線状に伸びる外筒を設けたことを特徴とする混濁
    物分離装置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の混濁物分離装置におい
    て、第１分離手段の外周部に設けられた外筒の両端開口
    部をそれぞれ閉止する一対の蓋体を設けたことを特徴と
    する混濁物分離装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の混濁物分離装置におい
    て、気泡発生手段は、原液中に空気を注入するものであ
    ることを特徴とする混濁物分離装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の混濁物分離装置におい
    て、気泡発生手段は、原液中に発泡剤を注入するもので
    あることを特徴とする混濁物分離装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の混濁物分離装置にお
    いて、気泡発生手段によって注入される発泡剤は炭酸水
    素ナトリウムであることを特徴とする混濁物分離装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１記載の混濁物分離装置におい
    て、濾過手段を円錐筒状に形成するとともに、その大径
    部に上記清澄液導出通路の基端部を配設したことを特徴
    とする混濁物分離装置。
  14. 【請求項１４】 混濁物を含む原液を、混濁物の含有率
    が高い濃厚液と、混濁物の含有率が低い清澄液とに分離
    する混濁物分離装置において、筒状体からなる外筒と、
    この外筒の両端開口部を閉止する一対の蓋体と、上記外
    筒内に配設された透孔を有する内筒と、上記外筒に沿っ
    て原液を旋回流動させるようにこの外筒内に原液を供給
    する原液供給手段と、上記原液の旋回流動に応じて作用
    する遠心力により分離された第１濃厚液を外部に排出す
    る第１排出通路と、上記遠心力より原液を分離すること
    により生成された第１清澄液が上記内筒の透孔を通って
    内筒内に導入される際に、上記第１清澄液中の混濁物を
    捕集するための気泡を発生させる気泡発生手段と、上記
    内筒内に配設されて第１清澄液を旋回流動させることに
    より、その径方向に生じる静圧差に応じて上記気泡を中
    心部側に移動させて気液混相渦流を生成し、この気液混
    相渦流により混濁物を渦流の軸線方向の一端部側に集中
    させて第１清澄液を第２濃厚液と第２清澄液とに分離す
    る混濁物分離部と、この混濁物分離部によって分離され
    た第２濃厚液を外部に排出する第２排出通路と、上記混
    濁物が除去されることによって生成された第２清澄液を
    外部に導出する清澄液導出通路とを備えたことを特徴と
    する混濁物分離装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載の混濁物分離装置にお
    いて、上記外筒の一端部側に、原液供給手段の原液供給
    通路と、清澄液導出通路とを接続するとともに、上記外
    筒の他端部側に、上記第１排出通路と、第２排出通路と
    を接続したことを特徴とする混濁物分離装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１４または請求項１５記載の混
    濁物分離装置において、上記外筒の一端部を覆う蓋体
    に、原液供給手段の原液供給通路と、清澄液導出通路と
    を接続するとともに、上記外筒の他端部を覆う蓋体に、
    上記第１排出通路と、第２排出通路とを接続したことを
    特徴とする混濁物分離装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１〜請求項１６記載の混濁物分
    離装置において、原液供給手段から供給される原液の装
    置内への導入圧力を１４．７ｋＰａ以上に設定したこと
    を特徴とする混濁物分離装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１〜請求項１６記載の混濁物分
    離装置において、原液の導入流量に対する清澄液の導出
    流量の割合からなる処理水比を２５％以下に設定したこ
    とを特徴とする混濁物分離装置。
  19. 【請求項１９】 混濁物を含む原液を、混濁物の含有率
    が高い濃厚液と、混濁物の含有率が低い清澄液とに分離
    する混濁物分離装置において、筒状体からなる外筒と、
    この外筒の両端開口部を閉止する一対の蓋体と、上記外
    筒内に原液を供給する原液供給手段と、上記混濁物の分
    離を促進するための気泡を発生させる気泡発生手段と、
    上記原液供給手段から供給された原液を旋回流動させる
    ことにより、その径方向に生じる静圧差に応じて上記気
    泡を中心部側に移動させて気液混相渦流を生成し、この
    気液混相渦流により混濁物を渦流の軸線方向の一端部側
    に集中させて原液を濃厚液と清澄液とに分離する混濁物
    分離部と、濃厚液および清澄液を外部にそれぞれ排出す
    る濃厚液排出通路および清澄液導出通路とを備え、この
    濃厚液排出通路と上記原液供給手段とを上記外筒の軸方
    向に離れた位置に接続するとともに、上記原液供給手段
    の接続部側の外筒径を、濃厚液排出通路の接続部側の外
    筒径よりも小さく設定したことを特徴とする混濁物分離
    装置。
  20. 【請求項２０】 混濁物を含む原液を、混濁物の含有率
    が高い濃厚液と、混濁物の含有率が低い清澄液とに分離
    する混濁物分離装置において、筒状体からなる外筒と、
    この外筒の両端開口部を閉止する一対の蓋体と、上記外
    筒内に原液を供給する原液供給手段と、上記混濁物の分
    離を促進するための気泡を発生させる気泡発生手段と、
    上記原液供給手段の原液供給通路から供給された原液を
    旋回流動させることにより、その径方向に生じる静圧差
    に応じて上記気泡を中心部側に移動させて気液混相渦流
    を生成し、この気液混相渦流により混濁物を渦流の軸線
    方向の一端部側に集中させて原液を濃厚液と清澄液とに
    分離する混濁物分離部と、濃厚液および清澄液を外部に
    それぞれ排出する濃厚液排出通路および清澄液導出通路
    とを備え、上記原液供給通路の接続部近傍から濃厚液排
    出通路の接続部近傍に至る外筒の周面を直線状に形成し
    たことを特徴とする混濁物分離装置。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載の混濁物分離装置にお
    いて、原液供給通路の接続部側の外筒径と、濃厚液排出
    通路の接続部側の外筒径とを等しく設定したことを特徴
    とする混濁物分離装置。
  22. 【請求項２２】 請求項１９〜請求項２１のいずれかに
    記載の混濁物分離装置において、外筒の開口部を閉止す
    る蓋体に、濃厚液排出通路を接続したことを特徴とする
    混濁物分離装置。
  23. 【請求項２３】 請求項１９〜請求項２２のいずれかに
    記載の混濁物分離装置において、外筒の開口部を閉止す
    る蓋体に、上記原液供給通路を接続したことを特徴とす
    る混濁物分離装置。
  24. 【請求項２４】 混濁物を含む原液を、混濁物の含有率
    が高い濃厚液と、混濁物の含有率が低い清澄液とに分離
    する混濁物分離装置において、この分離装置内に原液を
    供給する原液供給手段と、上記混濁物の分離を促進する
    ための発泡剤を注入する発泡剤注入手段と、上記原液供
    給手段の原液供給通路から供給された原液を旋回流動さ
    せることにより、その径方向に生じる静圧差に応じて上
    記気泡を中心部側に移動させて気液混相渦流を生成し、
    この気液混相渦流により混濁物を渦流の軸線方向の一端
    部側に集中させて原液を濃厚液と清澄液とに分離する混
    濁物分離部と、濃厚液および清澄液を外部にそれぞれ排
    出する濃厚液排出通路および清澄液導出通路とを備え、
    上記原液供給手段の原液供給通路に、原液を圧送する液
    体ポンプを設け、この液体ポンプの上流側部に発泡剤を
    注入するように構成したことを特徴とする混濁物分離装
    置。
  25. 【請求項２５】 請求項２４記載の混濁物分離装置にお
    いて、発泡剤注入手段によって注入される発泡剤が炭酸
    水素ナトリウムであることを特徴とする混濁物分離装
    置。
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