JP4277277B2 - Cyclone centrifuge - Google Patents
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Description
この発明は、流体に含まれる微粉末状クズ等の微細物を分離して除去するサイクロン型遠心分離装置に関するものである。 The present invention relates to a cyclone type centrifugal separation device that separates and removes fine substances such as fine powdery debris contained in a fluid.
例えば、機械加工装置では、供給タンクから切削液を供給しながら切削加工が行なわれ、切削液には微粉末状の切削クズが含まれる。この微粉末状の切削クズが含まれる切削液をフィルタ装置に供給し、このフィルタ装置で切削クズを除去して切削液を供給タンクに戻している(例えば特許文献1)。 For example, in a machining apparatus, cutting is performed while supplying a cutting fluid from a supply tank, and the cutting fluid contains fine powder cutting scraps. The cutting fluid containing the fine powdery cutting waste is supplied to the filter device, the cutting waste is removed by the filter device, and the cutting fluid is returned to the supply tank (for example, Patent Document 1).
このようなフィルタ装置には、例えばフィルタ膜によって切削クズを除去したり、沈殿によって切削クズを除去するものがあるが、いずれも切削液に大量に含まれる微粉末状の切削クズを、小型の装置で短時間に確実に除去することができない等の問題がある。また、フィルタ膜が目詰まりを起こすことがあり、詰まってしまった場合まずフィルタ装置の分解作業をし、そのフィルタ膜を洗浄しなければならない。この洗浄作業や使用不能になると交換作業が発生する。また、フィルタ膜は大抵繰り返し使用すると、濾過精度は悪くなり、詰まり易くなるため、フィルタ膜の殆どが使い捨てフィルタ膜であり、コストがかかる等の問題がある。 In such filter devices, for example, there is a device that removes cutting debris by a filter film or by removing precipitation, and all of them remove fine powder-like cutting debris contained in a large amount in the cutting fluid. There is a problem that it cannot be reliably removed in a short time by the apparatus. In addition, the filter membrane may be clogged. If the filter membrane is clogged, the filter device must first be disassembled and the filter membrane must be cleaned. When this cleaning work or use becomes impossible, replacement work occurs. In addition, when the filter membrane is used repeatedly, the filtration accuracy is deteriorated and the filter membrane is likely to be clogged.
このようなフィルタ装置に代えてサイクロン型遠心分離装置を用いると、液体流入通路から微細物を含む液体を所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるため、目詰まりのような問題は解消される(例えば特許文献2、特許文献3)。
ところで、サイクロン型遠心分離装置では、液体流入通路がサイクロン部の内壁の接線方向に沿って形成されているために、液体流入通路から微細物を含む液体を供給してサイクロン部の内壁に沿わせて旋回させる時に、摩擦抵抗が生じる。この摩擦抵抗によって渦巻き流に乱れが生じるために、液体中における微細物の沈降速度が低下し、所定の分離処理量や分離性能を得ることができないことがある。 By the way, in the cyclone type centrifugal separator, since the liquid inflow passage is formed along the tangential direction of the inner wall of the cyclone section, the liquid containing fines is supplied from the liquid inflow passage along the inner wall of the cyclone section. When turning, a frictional resistance is generated. Since the vortex flow is disturbed by this frictional resistance, the sedimentation speed of fine objects in the liquid is reduced, and a predetermined separation processing amount and separation performance may not be obtained.
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、渦巻き流の乱れを軽減して分離処理量や分離性能を向上させることが可能なサイクロン型遠心分離装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a cyclone centrifugal apparatus capable of reducing the turbulence of the spiral flow and improving the separation processing amount and the separation performance.
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。 In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention is configured as follows.
請求項1に記載の発明は、液体吐出通路から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるサイクロン部と、
前記液体吐出通路を複数箇所に形成したオリフィスリングと、
前記複数箇所の液体吐出通路の周囲に連通して形成した液圧室と、
前記液圧室に前記微細物を含む液体を導入する液体導入通路と、
を有し、
前記液体吐出通路を前記オリフィスリングの軸心に対して偏位させて形成し、
前記オリフィスリングは、出側液体吐出通路を有する内リング体と、入側液体吐出通路を有する外リング体とからなり、
前記内リング体と前記外リング体とを周方向に摺動して前記液体吐出通路の液体流入量を可変可能であることを特徴とするサイクロン型遠心分離装置である。
According to the first aspect of the present invention, the liquid containing the fine substance is supplied from the liquid discharge passage to generate the vortex at a predetermined flow rate, and the fine object is moved outward in the centrifugal state to separate the fine substance from the liquid outflow passage. A cyclone section for discharging the fluid and decelerating the spiral to settle the separated fines;
An orifice ring in which the liquid discharge passage is formed at a plurality of locations;
A hydraulic chamber formed in communication with the periphery of the liquid discharge passages at the plurality of locations;
A liquid introduction passage for introducing a liquid containing the fine substance into the hydraulic chamber;
Have
The liquid discharge passage is formed by being deviated with respect to the axis of the orifice ring ,
The orifice ring is composed of an inner ring body having an outlet liquid discharge passage and an outer ring body having an inlet liquid discharge passage,
The cyclone centrifugal device is characterized in that the amount of liquid flowing into the liquid discharge passage can be varied by sliding the inner ring body and the outer ring body in the circumferential direction .
請求項2に記載の発明は、液体吐出通路から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるサイクロン部を複数個並列に配置し、
前記それぞれのサイクロン部に複数箇所に形成したオリフィスリングと、
前記複数箇所の液体吐出通路の周囲に連通して形成した液圧室と、
前記液圧室に前記微細物を含む液体を導入する液体導入通路と、
前記それぞれのサイクロン部の前記液体流出通路を集合して排出する外部排出部と、
を有し、
前記液体吐出通路を前記オリフィスリングの軸心に対して偏位させて形成し、
前記オリフィスリングは、出側液体吐出通路を有する内リング体と、入側液体吐出通路を有する外リング体とからなり、
前記内リング体と前記外リング体とを周方向に摺動して前記液体吐出通路の液体流入量を可変可能であることを特徴とするサイクロン型遠心分離装置である。
According to the second aspect of the present invention, the liquid containing the fine substance is supplied from the liquid discharge passage to generate a vortex at a predetermined flow rate, and the fine substance is moved outward in the centrifugal state to separate the fine substance from the liquid outflow passage. Disposing the fluid, arranging a plurality of cyclone parts in parallel to decelerate the spiral and settle the separated fines,
Orifice rings formed at a plurality of locations in each of the cyclones,
A hydraulic chamber formed in communication with the periphery of the liquid discharge passages at the plurality of locations;
A liquid introduction passage for introducing a liquid containing the fine substance into the hydraulic chamber;
An external discharge part that collects and discharges the liquid outflow passages of the respective cyclone parts;
Have
The liquid discharge passage is formed by being deviated with respect to the axis of the orifice ring ,
The orifice ring is composed of an inner ring body having an outlet liquid discharge passage and an outer ring body having an inlet liquid discharge passage,
The cyclone centrifugal device is characterized in that the amount of liquid flowing into the liquid discharge passage can be varied by sliding the inner ring body and the outer ring body in the circumferential direction .
請求項3に記載の発明は、前記液体吐出通路は、軸芯方向から視て対称位置の複数箇所に配置したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のサイクロン型遠心分離装置である。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、前記液体吐出通路は、等間隔の位置に配置したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のサイクロン型遠心分離装置である。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、前記液体吐出通路は、曲線状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のサイクロン型遠心分離装置である。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、前記液体吐出通路は、入口側の断面積を出口側の断面積より大きくしたことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のサイクロン型遠心分離装置である。
The invention according to
請求項7に記載の発明は、前記液体吐出通路は、前記オリフィスリングの内壁の接線と平行な直線状の直線通路面と、この直線通路面側に凸曲線状の曲線通路面とを有することを特徴とする請求項6に記載のサイクロン型遠心分離装置である。
According to a seventh aspect of the present invention, the liquid discharge passage has a straight straight passage surface parallel to a tangent to the inner wall of the orifice ring, and a convex curved passage surface on the straight passage surface side. The cyclone-type centrifuge according to
請求項8に記載の発明は、前記液体導入通路の通路軸線と略平行または略直交する方向に、前記液体吐出通路の通路軸線を配置したことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のサイクロン型遠心分離装置である。
The invention according to
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。 With the above configuration, the present invention has the following effects.
請求項1に記載の発明では、液体吐出通路をオリフィスリングの軸心に対して偏位させて形成したことで、液体導入通路から液圧室に供給された微細物を含む液体が液体吐出通路からサイクロン部に供給されて内壁に沿わせて旋回する時に、内壁との摩擦抵抗が軽減して渦巻き流の乱れがなくなり、液体中における微細物の沈降速度が低下しなくなり、所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。また、オリフィスリングの内壁との摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁に沿った大きな渦巻きが得られることに加え、内リング体と外リング体とを周方向に摺動して液体吐出通路の液体流入量を可変することで、簡単に分離粒径の可変ができる。 In the first aspect of the present invention, the liquid discharge passage is formed so as to be displaced with respect to the axis of the orifice ring , so that the liquid containing fines supplied from the liquid introduction passage to the hydraulic pressure chamber is liquid discharge passage. When it is supplied to the cyclone and swirls along the inner wall, the frictional resistance with the inner wall is reduced, the turbulence is not disturbed, the sedimentation speed of fines in the liquid does not decrease, and the predetermined separation processing amount And separation performance can be obtained. In addition, the frictional resistance with the inner wall of the orifice ring can be reduced, a large spiral along the inner wall can be obtained, and the inner ring body and the outer ring body slide in the circumferential direction to cause a liquid discharge passage. By changing the liquid inflow amount, the separation particle size can be easily changed.
請求項2に記載の発明では、液体吐出通路をオリフィスリングの軸心に対して偏位させて形成したことで、液体導入通路から液圧室に供給された微細物を含む液体が液体吐出通路からそれぞれのサイクロン部に供給され、サイクロン部の内壁に沿わせて旋回させる時に、内壁との摩擦抵抗が軽減して渦巻き流の乱れがなくなり、液体中における微細物の沈降速度が低下しなくなり、所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。また、オリフィスリングの内壁との摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁に沿った大きな渦巻きが得られることに加え、内リング体と外リング体とを周方向に摺動して液体吐出通路の液体流入量を可変することで、簡単に分離粒径の可変ができる。 According to the second aspect of the present invention, the liquid discharge passage is formed so as to be deviated with respect to the axis of the orifice ring , so that the liquid containing the fine substance supplied from the liquid introduction passage to the hydraulic chamber is liquid discharge passage. Is supplied to each cyclone part, and when swirling along the inner wall of the cyclone part, the frictional resistance with the inner wall is reduced, the turbulence is not disturbed, and the sedimentation speed of fines in the liquid does not decrease, A predetermined separation throughput and separation performance can be obtained. In addition, the frictional resistance with the inner wall of the orifice ring can be reduced, a large spiral along the inner wall can be obtained, and the inner ring body and the outer ring body slide in the circumferential direction to cause a liquid discharge passage. By changing the liquid inflow amount, the separation particle size can be easily changed.
請求項3に記載の発明では、オリフィスリングの内壁との摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁に沿った大きな渦巻きが得られることに加え、対称位置の複数箇所から液体を吐出できて乱れのない整流された液体の渦巻きを得ることができ、結果として所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
In the invention according to
請求項4に記載の発明では、オリフィスリングの内壁との摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁に沿った大きな渦巻きが得られることに加え、等間隔の位置から液体を吐出できて乱れのない整流された液体の渦巻きを得ることができ、結果として所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
In the invention according to
請求項5に記載の発明では、オリフィスリングの内壁との摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁に沿った大きな渦巻きが得られることに加え、液体吐出通路が曲線に形成されていることで、オリフィスリングの内壁に沿った乱れのない整流された渦巻きを得ることができ、結果として所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
In the invention of
請求項6に記載の発明では、オリフィスリングの内壁との摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁に沿った大きな渦巻きが得られることに加え、液体吐出通路が入口側の断面積を出口側の断面積より大きくしたことで、液体吐出通路からの流速が上がり所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the frictional resistance with the inner wall of the orifice ring can be reduced, and a large spiral along the inner wall can be obtained. Since the flow area from the liquid discharge passage is increased, a predetermined separation processing amount and separation performance can be obtained.
請求項7に記載の発明では、液体吐出通路が直線状の直線通路面と曲線通路面とを有することで、直線通路面と曲線通路面とによって流速が上がり所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。 In the seventh aspect of the invention, the liquid discharge passage has a straight straight passage surface and a curved passage surface, so that the flow velocity is increased by the straight passage surface and the curved passage surface, and a predetermined separation processing amount and separation performance can be obtained. Obtainable.
請求項8に記載の発明では、オリフィスリングの内壁との摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁に沿った大きな渦巻きが得られることに加え、オリフィスリングを異なる液体吐出通路を有するオリフィスリングと交換することで、簡単に分離粒径の可変ができる。
In the invention according to
請求項9に記載の発明では、オリフィスリングの内壁との摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁に沿った大きな渦巻きが得られることに加え、液体導入通路の通路軸線と略平行または略直交する方向から液体を吐出して供給することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the frictional resistance with the inner wall of the orifice ring can be reduced, and a large spiral along the inner wall can be obtained. In addition, the passage axis of the liquid introduction passage is substantially parallel or substantially orthogonal. The liquid can be discharged and supplied from the direction in which it is performed.
以下、この発明のサイクロン型遠心分離装置の実施の形態について説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語はこれに限定されない。 Hereinafter, although the embodiment of the cyclone centrifugal separator of the present invention will be described, the present invention is not limited to this embodiment. The embodiment of the present invention shows the most preferable mode of the present invention, and the terminology of the present invention is not limited to this.
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置は、製薬、化学、食品、飲料の原料他の微細物の濾過に、また自動車、工作機、加工業の切削粉等の微細物の回収に、また各工場、水処理等の循環水、排水の濾過に、また半導体、バイオ等の不純物等の微細物の除去に、また洗浄水、溶剤等の異物である微細物の除去等に使用され、液体に含まれる微細物を分離除去するものに広く使用される。 The cyclone centrifuge of this embodiment is used for filtering fine materials such as pharmaceutical, chemical, food and beverage ingredients, and for collecting fine materials such as cutting powders for automobiles, machine tools and processing industries. Used for filtration of circulating water and wastewater in factories, water treatment, etc., removal of fines such as impurities such as semiconductors and biotechnology, and removal of fines such as washing water and solvents, etc. Widely used for separating and removing contained fines.
この第1の実施の形態のサイクロン型遠心分離装置の一例を、図1乃至図3に示す。図1はサイクロン型遠心分離装置の断面図、図2はサイクロン型遠心分離装置の平面図、図3は図1のIII−III線に沿う断面図である。 An example of the cyclone centrifugal device of the first embodiment is shown in FIGS. 1 is a cross-sectional view of a cyclone-type centrifuge, FIG. 2 is a plan view of the cyclone-type centrifuge, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG.
この実施の形態では、工作機、加工業の切削粉等の微細物の回収に用いる場合について説明する。この実施の形態では、液体に含まれる微粉末状クズの微細物を除去する場合について用いているが、微細物であればよく、微粉末状クズに限定されない。この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置1は、密閉筒体2に鉛直方向にサイクロン部3と粒子捕集部4とを有し、この密閉筒体2はSUS、アルミニウム等の金属で形成されて強度がある。
In this embodiment, a case of using for collecting fine objects such as machine tools and cutting powder of processing industry will be described. In this embodiment, although it is used about the case where the fine thing of fine powdery waste contained in a liquid is removed, it should just be a fine thing and is not limited to fine powdery waste. The cyclone
サイクロン部3は、上下2段のテーパ部3a,3bを有し、下部のテーパ部3bは連通孔5を介して粒子捕集部4に連通している。このサイクロン部3で液体吐出通路10から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路11から微細物を分離した流体を排出し、渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させる。
The
このサイクロン部3で沈降する分離された微細物は、連通孔5を通して粒子捕集部4に落下して溜る。粒子捕集部4は、下部の排出孔4aにドレンバルブ6が接続され、このドレンバルブ6によって粒子捕集部4に溜る微細物のドレンが排出される。
The separated fines settled in the
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置1は、液体吐出通路10を複数箇所に配置し、この複数箇所の液体吐出通路10の周囲に連通して形成した液圧室12と、液圧室12に微細物を含む液体を導入する液体導入通路13とを有する。複数箇所の液体吐出通路10は、オリフィスリング14に形成され、このオリフィスリング14は微細物を含む液体を導入する液体導入通路13を有する導入管部20の内部に配置され、この導入管部20とオリフィスリング14との間に、液体吐出通路10に連通する液圧室12を形成する。
The
この実施の形態では、導入管部20が、サイクロン部3の鉛直方向の上部に、上方を開口して形成され、液体吐出通路10を有する液体流入部20aで構成され、この液体流入部20aの開口を液体流出通路11を有する蓋体20bで塞ぎ、液体流入部20aと蓋体20bとの間でオリフィスリング14を着脱可能に支持する。この液体流入部20aの環状溝20a1にパッキン30が係合され、蓋体20bの環状溝20b1にパッキン31が係合され、パッキン30とパッキン31との間に、オリフィスリング14が液密に支持されている。オリフィスリング14は交換可能に設けられている。
In this embodiment, the
このオリフィスリング14と蓋体20bの液体流出通路11を形成する円筒部20b2との間に、サイクロン部3の上段テーパ部3aに連通する導入室19が形成される。複数箇所の液体吐出通路10から流体である切削液が導入室19に供給されて渦流となって上段テーパ部3aに入るようになっている。
Between the
この実施の形態では、4個の液体吐出通路10をオリフィスリング14の内壁14cの接線方向L11より内側に距離δ11だけ僅かに偏位させ、90度ずつ向きを変えて形成している。この液体吐出通路10をオリフィスリング14の内壁14cの接線方向L11より内側に偏位させて形成したことで、液体導入通路10から液圧室12に供給された微細物を含む液体が液体吐出通路10からサイクロン部3に供給され、サイクロン部3の内壁に沿わせて旋回させる時に、摩擦抵抗が軽減されて渦巻きの流速が速くなり、分離粒径の細小化が可能で分離精度が向上する。
In this embodiment, the four
また、液体吐出通路10をオリフィスリング14の内壁14cの接線方向L11より距離δ11として0.5mm〜1.5mm内側に偏位させている。液体吐出通路10がオリフィスリング14の内壁14cの接線方向L11に近過ぎると摩擦抵抗を軽減することができず、また遠過ぎると内壁に沿った大きな渦巻きが得られないが、液体吐出通路10を内壁14cの接線方向より0.5mm〜1.5mm内側に偏位させることで、オリフィスリング14の内壁14cとの摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁に沿った大きな渦巻きが得られる。
Further, the
また、液体吐出通路10は、サイクロン部3の軸芯方向から視て対称位置の4箇所の複数箇所に配置されている。オリフィスリング14の内壁14cとの摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁14cに沿った大きな渦巻きが得られることに加え、対称位置の複数箇所から液体を吐出できて乱れのない整流された液体の渦巻きを得ることができ、結果として所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
Further, the
また、液体吐出通路10は、90度の等間隔の位置に配置されている。オリフィスリング14の内壁14cとの摩擦抵抗を軽減することができ、また内壁14cに沿った大きな渦巻きが得られることに加え、等間隔の位置から液体を吐出できて乱れのない整流された液体の渦巻きを得ることができ、結果として所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
Further, the
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置1は、例えば、流体である切削液を供給しながら切削加工を行なう系に配置され、微細物である微粉末状の切削クズが含まれる切削液をサイクロン型遠心分離装置1に供給し、このサイクロン型遠心分離装置1で切削クズを除去して切削液を供給タンク等に戻す。
The cyclone-type
このサイクロン型遠心分離装置1の液体導入通路13から切削液が液圧室12に導入され、この液圧室12から複数箇所の液体吐出通路10によって切削液をサイクロン部3の上段のテーパ部3aに供給され、所定流速で渦巻きを生じさせる。この上段のテーパ部3aから下段のテーパ部3bに所定流速で渦巻きを生じ遠心状態となり、その作用により微細物が外側へ、微細物の取り除かれたきれいな流体が軸芯方向から液体流出通路11方向へ上昇して流れていく。この渦巻きを上段のテーパ部3aから下段のテーパ部3bで減速させることで、微細物が沈降して連通孔5に導かれて順次下側の粒子捕集部4に入り、微細物40が粒子捕集部4に沈殿する。
The cutting fluid is introduced into the
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置1では、液体吐出通路10を増加させることで処理流量を増加できる。また、液圧室12によって複数箇所の液体吐出通路10の供給圧力が均一になり、乱れのない整流された切削液の渦巻きを得ることができ、結果として流速が上がり分離粒径の細小化が可能で分離精度が向上する。また、液圧室12によって1箇所の液体導入通路13に接続した配管41から処理流量を増加でき、配管を複数設ける必要がなく、小型で配置スペースの確保が容易である。
In the cyclone
また、導入管部20の内部に、液体吐出通路10を複数箇所に形成したオリフィスリング14を配置することで、導入管部20とオリフィスリング14との間に、液体吐出通路10に連通する液圧室12を簡単に形成することができる。
In addition, by arranging an
図4乃至図6はサイクロン型遠心分離装置の第2の実施の形態を示し、図4はサイクロン型遠心分離装置の断面図、図5はサイクロン型遠心分離装置の平面図、図6は図4のVI−VI線に沿う断面図である。 4 to 6 show a second embodiment of the cyclone centrifuge, FIG. 4 is a sectional view of the cyclone centrifuge, FIG. 5 is a plan view of the cyclone centrifuge, and FIG. It is sectional drawing which follows the VI-VI line.
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置1は、図1乃至図4の実施の形態と同様に構成されるサイクロン部3を複数個並列に配置しており、図1乃至図4の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。
The
この実施の形態では、サイクロン部3が5個配置され、それぞれのサイクロン部3には、液体吐出通路10から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路11から微細物を分離した流体を排出し、渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させる。 それぞれのサイクロン部3に液体吐出通路10を複数箇所に配置し、この複数の液体吐出通路10に連通して液圧室12が形成されている。この液圧室12はオリフィスリング14に形成され、この液体吐出通路10に連通して微細物を含む液体を導入する液体導入通路13が形成されている。また、それぞれのサイクロン部3の液体流出通路11を集合して排出する外部排出部50が形成されている。
In this embodiment, five
このように、サイクロン部3を複数個並列に配置し、液体導入通路13から液圧室12に微細物を含む液体の切削液を導入し、この液圧室12から複数箇所の液体吐出通路10によって微細物を含む液体をそれぞれのサイクロン部3に供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、サイクロン部3を増加させることで処理流量をより増加できる。また、液圧室12によってそれぞれのサイクロン部3の複数箇所の液体吐出通路10の供給圧力が均一になり、それぞれのサイクロン部3で乱れのない整流された微細物を含む液体の渦巻きを得ることができ、結果として所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
In this way, a plurality of
また、液圧室12によって1箇所の液体導入通路13に接続した配管51から処理流量を増加でき、配管51を複数設ける必要がなく、複数のサイクロン部3を並列に配置しても小型で配置スペースの確保が容易である。
Further, the processing flow rate can be increased from the
また、この実施の形態では、外部排出部50が液体導入通路13の延長線L1上と異なる線L2上に配置されている。外部排出部50が液体導入通路13の延長線L1上と直交する線L2上に配置されており、このサイクロン型遠心分離装置1を機器や施設のコーナ部等に配置する場合で、外部排出部50と液体導入通路13の配管方向が異なる場合に配管方向を変えることなく、サイクロン型遠心分離装置1を配置することができる。
In this embodiment, the
この実施の形態の液体吐出通路10は、図1乃至図3の実施の形態と同様に、それぞれのオリフィスリング14の内壁14cの接線方向L11より内側に偏位させて形成されている。この液体吐出通路10は、オリフィスリング14の内壁14cの接線方向より0.5mm〜2mm内側に偏位させ、軸芯方向から視て対称位置の複数箇所で、等間隔の位置に配置されている。
The
図7乃至図9はサイクロン型遠心分離装置の第3の実施の形態を示し、図7はサイクロン型遠心分離装置の断面図、図8はサイクロン型遠心分離装置の平面図、図9は図7のIX−IX線に沿う断面図である。 7 to 9 show a third embodiment of the cyclone centrifuge, FIG. 7 is a sectional view of the cyclone centrifuge, FIG. 8 is a plan view of the cyclone centrifuge, and FIG. It is sectional drawing which follows the IX-IX line.
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置1は、図1乃至図4の実施の形態と同様に構成されるサイクロン部3を複数個並列に配置しており、図1乃至図4の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。
The
また、この実施の形態では、サイクロン部3が図4乃至図6の実施の形態と同様に5個配置されるが、外部排出部50は、液体導入通路13の延長線L1上に配置されている。外部排出部50が液体導入通路13の延長線L1上に配置されており、機器と機器の間等の直線ライン等に配置する場合で、外部排出部50と液体導入通路13の配管方向が同じ場合に配管方向を変えることなく、サイクロン型遠心分離装置1を配置することができる。
Further, in this embodiment, five
次に、サイクロン型遠心分離装置の図1乃至図3に示す実施の形態、図4乃至図6に示す実施の形態、図7乃至図9に示す実施の形態に用いるオリフィスリング14の他の実施の形態を図10乃至図13に示し、液体吐出通路10は、同様にオリフィスリング14の内壁14cの接線方向L11より内側に偏位させて形成されている。
Next, another embodiment of the
図10の実施の形態のオリフィスリング14は、液体吐出通路10が軸芯方向から視て対称位置の複数の2箇所に配置され、180度の等間隔に位置している。図10(a)乃至図10(c)では、液体吐出通路10が直線状に形成されている。
In the
このように、オリフィスリング14は、液体吐出通路10が軸芯方向から視て対称位置の複数箇所に配置されることで、乱れのない整流された液体の渦巻きを得ることができ、結果として流速が上がり分離粒径の細小化が可能で分離精度が向上する。また、液体吐出通路10が等間隔の位置に配置され、乱れのない整流された液体の渦巻きを得ることができ、結果として所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
In this way, the
図10(d)は液体吐出通路10の他の実施の形態を示し、液体吐出通路10の入口側10eの断面積を出口側10fの断面積より大きく、液体が入口側10eから出口側10fへ向けて徐々に絞られており、これにより液体吐出通路10からの流速が上がり分離粒径の細小化が可能で分離精度が向上する。
FIG. 10 (d) shows another embodiment of the
図10(e)は液体吐出通路10の他の実施の形態を示し、図10(d)と同様に構成されるが、軸芯方向に対して直交する断面において接線と平行な直線状の直線通路面10g1と、この直線通路面側に凸曲線状の曲線通路面10g2とを有する。この直線通路面10g1と曲線通路面10g2とによって液体吐出通路10からの流速が上がり分離粒径の細小化が可能で分離精度が向上する。
FIG. 10E shows another embodiment of the
図11の実施の形態のオリフィスリング14は、液体吐出通路10が軸芯方向から視て対称位置の複数の4箇所に配置され、90度の等間隔に位置している。図11(a)乃至図11(c)では、液体吐出通路10が直線状に形成されている。
In the
図11(d)は液体吐出通路10の他の実施の形態を示し、この実施の形態も4個の液体吐出通路10の入口側10eの断面積を出口側10fの断面積より大きく、液体が入口側10eから出口側10fへ向けて徐々に絞られており、これにより4個からの液体吐出通路10からの流速が上がり所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
FIG. 11 (d) shows another embodiment of the
図11(e)は液体吐出通路10の他の実施の形態を示し、この実施の形態も4個の液体吐出通路10が図10(e)の実施の形態と同様に構成される。
FIG. 11 (e) shows another embodiment of the
図12の実施の形態のオリフィスリング14は、液体吐出通路10が軸芯方向から視て対称位置の複数の4箇所に配置され、90度の等間隔に位置している。図12(a)乃至図12(c)では、液体吐出通路10が曲線状に形成されている。液体吐出通路10が曲線に形成されていることで、オリフィスリング14の内壁14cに沿った乱れのない整流された渦巻きを得ることができ、結果として所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
In the
図12(d)は液体吐出通路10の他の実施の形態を示し、曲線に形成された液体吐出通路10の入口側10eの断面積を出口側10fの断面積より大きく、液体が入口側10eから出口側10fへ向けて徐々に絞られており、これにより液体吐出通路10からの流速が上がり所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
FIG. 12 (d) shows another embodiment of the
図13の実施の形態のオリフィスリング14は、出側液体吐出通路10aを有する内リング体14aと、入側液体吐出通路10bを有する外リング体14bとからなる。この内リング体14aと外リング体14bは、外リング体14bの両端に形成した保持片14b1が内リング体14aの両端を保持し、内リング体14aと外リング体14bとは周方向に摺動可能になっている。
The
この内リング体10aと外リング体10bとを周方向に摺動することで、出側液体吐出通路10aと入側液体吐出通路10bの重なり程度によって液体吐出通路10の絞りが変化する。これにより、液体吐出通路10による液体流入量が可変し、簡単に分離粒径を可変することができる。
By sliding the
図13(d)は液体吐出通路10の他の実施の形態を示し、曲線に形成された出側液体吐出通路10aの入口側110の断面積を出口側111の断面積より大きく、また入側液体吐出通路10bの入口側120の断面積を出口側121の断面積より大きく、液体が入口側から出口側へ向けて徐々に絞られており、これにより液体吐出通路10からの流速が上がり所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
FIG. 13 (d) shows another embodiment of the
図13(e)は液体吐出通路10の他の実施の形態を示し、図13(d)と同様に構成されるが、軸芯方向に対して直交する断面において接線と平行な直線状の直線通路面10g11,10g12と、この直線通路面側に凸曲線状の曲線通路面10g21,10g22とを有する。この直線通路面10g11,10g12と曲線通路面10g21,10g22とによって液体吐出通路10からの流速が上がり分離粒径の細小化が可能で分離精度が向上する。
FIG. 13E shows another embodiment of the
なお、液体吐出通路10の位置や個数は、特に限定されず、液体が液圧室12から導入室19へ吐出する流速が速くなる構造が好ましく、この構造は特に限定されない。
The position and the number of the
このように、図1乃至図13に示す実施の形態の液体吐出通路10は、オリフィスリング14の内壁14cの接線方向L11より内側に偏位させて形成しており、この液体導入通路13から液圧室に供給された微細物を含む液体が液体吐出通路10からサイクロン部3に供給され、サイクロン部3の内壁に沿わせて旋回させる時に、摩擦抵抗が軽減されて渦巻きの流速が速くなり、所定の分離処理量や分離性能を得ることができる。
As described above, the
図14乃至図16はサイクロン型遠心分離装置の第4の実施の形態を示し、図14はサイクロン型遠心分離装置の断面図、図15はサイクロン型遠心分離装置の平面図、図16は図14のXVI−XVI線に沿う断面図である。 FIGS. 14 to 16 show a fourth embodiment of the cyclone centrifuge, FIG. 14 is a sectional view of the cyclone centrifuge, FIG. 15 is a plan view of the cyclone centrifuge, and FIG. It is sectional drawing which follows the XVI-XVI line.
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置101は、鉛直方向にサイクロン部102と粒子捕集箱103とを有する。サイクロン部102は、樹脂等の絶縁体、あるいはSUS等の導体金属で形成される。このサイクロン部102の上部には、軸芯に液体流出通路104を有し、軸芯から偏位した位置に液体導入通路105を有する。液体流出通路104は、サイクロン部102の上部を貫通した管体106により形成され、液体導入通路105は、サイクロン部102の上部に一体成形した管体107により形成される。
The cyclone
サイクロン部102は、上下2段のテーパ部102a1,102a2を有し、下部のテーパ部102a2は連通孔108を介して粒子捕集箱103に連通している。このサイクロン部102で液体導入通路105から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路104から微細物を分離した流体を排出し、渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させる。
The
このサイクロン部102で沈降する分離された微細物は、連通孔108を通して粒子捕集箱103に落下して溜る。粒子捕集箱103は、下部の排出孔103aにドレンバルブ109が接続され、このドレンバルブ109によって粒子捕集箱103に溜る微細物のドレンが排出される。
The separated fine matter that settles in the
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置101は、粒子捕集箱103の中心位置に電極棒210を配置し、この電極棒210は粒子捕集箱103の底蓋103bから連通孔108に臨むように上方へ延びている。また、粒子捕集箱103の底蓋103bは粒子捕集箱円筒103cに取り付けられ、この粒子捕集箱円筒103cはサイクロン部102の下部に取り付けられている。この粒子捕集箱円筒103cは、樹脂等の絶縁体で形成され、粒子捕集箱円筒103cの内部に金属リング211が設けられている。
In the cyclone
電圧印加手段112は、電極棒210に微細物の電荷と同じ電荷を付与し、粒子捕集箱103の金属リング211に微細物の電荷とは反対の電荷を付与する。この実施の形態では、液体に含まれる微細物が処理工程で静電気が生じて負に帯電するために、電極棒210に負の電位をかけて負極として負の電荷を与え、粒子捕集箱103の金属リング211に正の電位をかけて正極として正の電荷を与えている。
The
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置101は、サイクロン部102で沈降する分離された微細物は、連通孔108を通して粒子捕集箱103に落下して溜るが、液体の流速が低い粒子捕集箱で粒子捕集箱103内では中心付近で微細物が浮き上がる現象が生じるが、粒子捕集箱103の中心位置に電極棒210を配置し、電極棒210に微細物の電荷と同じ電荷を付与し、さらに粒子捕集箱103の金属リング211に微細物の電荷とは反対の電荷を付与することで、微細物を中心位置から外側へ移動させて粒子捕集箱103の金属リング211の内壁へ付着させ、あるいは飛散することを防止し、効率よく微細物を粒子捕集箱内に捕集することができる。なお、この実施の形態では、電極棒210に微細物の電荷と同じ電荷を付与し、粒子捕集箱3に微細物の電荷とは反対の電荷を付与するようにしているが、少なくともいずれか一方に電荷を付与する構造であればよい。
In the cyclone
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置101では、液体導入通路105と、液体流出通路104と、サイクロン部102とを備え、液体導入通路105をサイクロン部102の内壁102a11の接線方向L12より内側に距離δ12だけ偏位させて形成している。この液体導入通路105は、図1乃至図13に示す液体吐出通路10と同様に形成される。液体導入通路105をサイクロン部102の内壁102a11の接線方向L12より内側に偏位させて形成したことで、液体導入通路105からサイクロン部102の内部102a11に供給された微細物を含む液体が供給され、サイクロン部102の内壁102a11に沿わせて旋回させる時に、摩擦抵抗が軽減されて渦巻きの流速が速くなり、所定の分離処理量や分離性能を得ることができ、しかも所望の分級に近づけることができる。
[実施例]
図17及び図18に示すサイクロン型遠心分離装置を用い、微細物を含む液体は、シリカ粒子を含むイオン交換水の分散媒を試料として用いた。
The
[Example]
The cyclone-type centrifugal separation apparatus shown in FIGS. 17 and 18 was used, and the liquid containing fine substances used a dispersion medium of ion-exchanged water containing silica particles as a sample.
この実施例のサイクロン型遠心分離装置は、液体吐出通路から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるサイクロン部と、液体吐出通路を2箇所に形成したオリフィスリングと、2箇所の液体吐出通路の周囲に連通して形成した液圧室と、液圧室に微細物を含む液体を導入する液体導入通路と、を有し、液体吐出通路をオリフィスリングの内壁の接線方向より内側に偏位させて形成したものである。 The cyclone type centrifugal separator of this embodiment supplies a liquid containing fine substances from a liquid discharge passage to generate a vortex at a predetermined flow rate, moves the fine objects outward in a centrifugal state, and removes the fine substances from the liquid outflow passage. Formed in communication with the periphery of the two liquid discharge passages, the cyclone section that discharges the separated fluid, decelerates the vortex and settles the separated fine objects, the orifice ring that has two liquid discharge passages And a liquid introduction passage for introducing a liquid containing fine substances into the hydraulic pressure chamber, and the liquid discharge passage is formed to be displaced inward from the tangential direction of the inner wall of the orifice ring. .
このサイクロン型遠心分離装置を用いて試料粉体の分離を行なった。この結果を図19に示した。 The sample powder was separated using this cyclone type centrifugal separator. The results are shown in FIG.
図19に示す測定条件は、以下の通りである。 The measurement conditions shown in FIG. 19 are as follows.
試料粉体:シリカ粒子
分散媒:イオン交換水
分散媒の温度T:40℃
分散媒の流量Q:540l/h
分散媒の濃度Cp:0.5wt%
ブローダウン流量比Qb(下部室へ流出する割合):15%
液体流出通路dφ:3.2mm
液体吐出通路:2個で、幅が1mmで、長さが6mmの場合
この測定条件で、液体吐出通路を内壁の接線方向0mmより、0.5mm、1.0mm、1.5mmと内側に偏位させて試料粉体の分離を行ない、2.0mmについては所定の流速にならなかったので分離を行なわなかった。
Sample powder: Silica particles Dispersion medium: Ion exchange water Dispersion medium temperature T: 40 ° C
Dispersion medium flow rate Q: 540 l / h
Dispersion medium concentration Cp: 0.5 wt%
Blow-down flow rate ratio Qb (ratio flowing out to the lower chamber): 15%
Liquid outflow passage dφ: 3.2 mm
Liquid discharge passages: two, 1 mm wide and 6 mm long Under these measurement conditions, the liquid discharge passages are offset inward by 0.5 mm, 1.0 mm, and 1.5 mm from 0 mm in the tangential direction of the inner wall. The sample powder was separated, and 2.0 mm was not separated because the predetermined flow rate was not reached.
液体吐出通路を内壁の接線方向0mmが基準とすると、0.5mmから1.5mmと変化させると分離径は少し大きくなるが、部分分離効率曲線の勾配が大きくなり、理想分級に近づく。δ=0mmの場合には壁近くで乱れが多く発生し、少し壁から離れて液体を供給すると、サイクロン部の上部での流体の乱れの発生量が少なくなり、理想分級に近づいた。このように、液体吐出通路を内壁の接線方向より0.5mm〜1.5mmと内側に偏位させることで、渦巻き流の乱れを軽減して分離処理量や分離性能を向上させることが可能となった。 If the liquid discharge passage is based on 0 mm in the tangential direction of the inner wall, the separation diameter increases a little when it is changed from 0.5 mm to 1.5 mm, but the gradient of the partial separation efficiency curve increases and approaches the ideal classification. When δ = 0 mm, a lot of turbulence was generated near the wall, and when the liquid was supplied a little away from the wall, the amount of fluid turbulence generated in the upper part of the cyclone portion was reduced, approaching the ideal classification. In this way, by deviating the liquid discharge passage inward by 0.5 mm to 1.5 mm from the tangential direction of the inner wall, it is possible to reduce the turbulence of the spiral flow and improve the separation throughput and separation performance. became.
このサイクロン型遠心分離装置は、製薬、化学、食品、飲料の原料他の微細物の濾過に、また自動車、工作機、加工業の切削粉等の微細物の回収に、また各工場、水処理等の循環水、排水の濾過に、また半導体、バイオ等の不純物等の微細物の除去に、また洗浄水、溶剤等の異物である微細物の除去等に使用され、液体に含まれる微細物を分離除去するものに広く使用される。 This cyclone centrifuge is used for filtering fine materials such as pharmaceuticals, chemicals, foods, and beverages, and for collecting fines such as cutting powder from automobiles, machine tools, and processing industries. Used for filtration of circulating water, wastewater, etc., for removal of fine substances such as semiconductors, bio, and other impurities, and for removal of fine substances such as washing water and solvents, etc. Is widely used for the separation and removal.
1 サイクロン型遠心分離装置
3 サイクロン部
10 液体吐出通路
11 液体流出通路
12 液圧室
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記液体吐出通路を複数箇所に形成したオリフィスリングと、
前記複数箇所の液体吐出通路の周囲に連通して形成した液圧室と、
前記液圧室に前記微細物を含む液体を導入する液体導入通路と、
を有し、
前記液体吐出通路を前記オリフィスリングの軸心に対して偏位させて形成し、
前記オリフィスリングは、出側液体吐出通路を有する内リング体と、入側液体吐出通路を有する外リング体とからなり、
前記内リング体と前記外リング体とを周方向に摺動して前記液体吐出通路の液体流入量を可変可能であることを特徴とするサイクロン型遠心分離装置。 A liquid containing fine substances is supplied from the liquid discharge passage to generate a vortex at a predetermined flow rate, and the fine substance is moved outward in a centrifugal state to discharge the fluid that has separated the fine substance from the liquid outflow passage, and the vortex is decelerated. A cyclone section that settles the separated fine objects,
An orifice ring in which the liquid discharge passage is formed at a plurality of locations;
A hydraulic chamber formed in communication with the periphery of the liquid discharge passages at the plurality of locations;
A liquid introduction passage for introducing a liquid containing the fine substance into the hydraulic chamber;
Have
The liquid discharge passage is formed by being deviated with respect to the axis of the orifice ring ,
The orifice ring is composed of an inner ring body having an outlet liquid discharge passage and an outer ring body having an inlet liquid discharge passage,
A cyclone centrifugal device characterized in that the amount of liquid inflow into the liquid discharge passage can be varied by sliding the inner ring body and the outer ring body in the circumferential direction .
前記それぞれのサイクロン部に複数箇所に形成したオリフィスリングと、
前記複数箇所の液体吐出通路の周囲に連通して形成した液圧室と、
前記液圧室に前記微細物を含む液体を導入する液体導入通路と、
前記それぞれのサイクロン部の前記液体流出通路を集合して排出する外部排出部と、
を有し、
前記液体吐出通路を前記オリフィスリングの軸心に対して偏位させて形成し、
前記オリフィスリングは、出側液体吐出通路を有する内リング体と、入側液体吐出通路を有する外リング体とからなり、
前記内リング体と前記外リング体とを周方向に摺動して前記液体吐出通路の液体流入量を可変可能であることを特徴とするサイクロン型遠心分離装置。 A liquid containing fine substances is supplied from the liquid discharge passage to generate a vortex at a predetermined flow rate, and the fine substance is moved outward in a centrifugal state to discharge the fluid that has separated the fine substance from the liquid outflow passage, and the vortex is decelerated. A plurality of cyclone parts that settle the separated fine objects are arranged in parallel,
Orifice rings formed at a plurality of locations in each of the cyclones,
A hydraulic chamber formed in communication with the periphery of the liquid discharge passages at the plurality of locations;
A liquid introduction passage for introducing a liquid containing the fine substance into the hydraulic chamber;
An external discharge part that collects and discharges the liquid outflow passages of the respective cyclone parts;
Have
The liquid discharge passage is formed by being deviated with respect to the axis of the orifice ring ,
The orifice ring is composed of an inner ring body having an outlet liquid discharge passage and an outer ring body having an inlet liquid discharge passage,
A cyclone centrifugal device characterized in that the amount of liquid inflow into the liquid discharge passage can be varied by sliding the inner ring body and the outer ring body in the circumferential direction .
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