JP4277278B2 - 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1箇所であり、分離性能を上げるには液体流入通路を絞り、渦巻きの流速を速くする必要があるが、液体流入通路を絞ると圧力損失が増加する共に、処理流量が得られにくい。 By the way, in the cyclone type centrifugal separator, there is only one liquid inflow passage, and in order to improve the separation performance, it is necessary to restrict the liquid inflow passage and increase the flow speed of the spiral. While increasing, it is difficult to obtain a processing flow rate.
また、1箇所の液体流入通路から渦巻き流を作るために、所定の流速が得られず渦巻き流に乱れが生じ、分離粒径の細小化が困難で所定の分離精度を得ることができない等の問題がある。 In addition, since a swirl flow is created from one liquid inflow passage, a predetermined flow velocity cannot be obtained, the swirl flow is disturbed, and it is difficult to reduce the separation particle size and a predetermined separation accuracy cannot be obtained. There's a problem.
このため、液体流入通路を複数設けて配管から供給するようにすると、処理流量は確保できるが、配管を複数設ける分装置が大型化し、配置スペースの確保が困難である等の問題がある。 For this reason, if a plurality of liquid inflow passages are provided and supplied from the pipe, the processing flow rate can be ensured, but there is a problem that it is difficult to ensure the arrangement space because the apparatus is provided with a plurality of pipes.
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、小型で処理流量を簡単に確保でき、かつ分離粒径の細小化をして分離精度を向上することが可能で、さらに処理流量、分離径を簡単に可変することができる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 circumstances, and it is possible to easily secure a processing flow rate with a small size, and to improve the separation accuracy by reducing the separation particle size. It is an object of the present invention to provide a cyclone type centrifugal separator that can be easily changed.
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を備え、
前記液体吐出通路を複数箇所に配置し、
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、
前記液体導入通路を有する導入管部と、
前記導入管部の内部に配置され、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、
を有し、
前記導入管部と前記オリフィスリングとの間に、前記液圧室を形成した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;
The liquid discharge passage is arranged 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
An introduction pipe portion having the liquid introduction passage;
An orifice ring that is disposed inside the introduction pipe portion and has the liquid discharge passage formed at a plurality of locations;
Have
The cyclone centrifugal apparatus is characterized in that the hydraulic chamber is formed between the introduction pipe portion and the orifice ring .
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前記液体吐出通路を複数箇所に配置し、
前記複数の液体吐出通路に連通して形成した前記液圧室と、
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、
を設け、
前記液体導入通路を有する導入管部と、
前記導入管部の内部に配置され、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を有し、
前記導入管部と前記オリフィスリングとの間に、前記液圧室を形成した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,
The liquid discharge passages are arranged at a plurality of locations in each of the cyclones,
The hydraulic chamber formed in communication with the plurality of liquid discharge passages;
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;
Provided,
An introduction pipe portion having the liquid introduction passage;
An orifice ring disposed inside the introduction pipe portion and having the liquid discharge passage formed at a plurality of locations;
The cyclone centrifugal apparatus is characterized in that the hydraulic chamber is formed between the introduction pipe portion and the orifice ring .
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、前記オリフィスリングの内壁の接線方向に液体を流入させ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 described in
請求項6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。 A sixth aspect of the present invention is the cyclone centrifugal apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the liquid discharge passage is formed in a curved shape.
請求項7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6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。 A seventh aspect of the present invention is the cyclone according to any one of the first to sixth aspects, wherein the liquid discharge passage has a cross-sectional area on the inlet side larger than a cross-sectional area on the outlet side. Type centrifuge.
請求項8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7に記載のサイクロン型遠心分離装置である。 According to an eighth 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 claim 7 .
請求項9に記載の発明は、前記サイクロン部の鉛直方向の上部に、上方を開口して形成され、前記液体吐出通路を有する液体流入部と、
前記液体流入部の開口を塞ぎ、前記液体流出通路を有する蓋体と、
前記液体流入部と前記蓋体との間で、前記オリフィスリングを着脱可能に支持することを特徴とする請求項2乃至請求項8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。
According to a ninth aspect of the present invention, a liquid inflow portion having the liquid discharge passage formed at the upper portion in the vertical direction of the cyclone portion, the upper portion being opened,
A lid that closes the opening of the liquid inflow portion and has the liquid outflow passage;
The cyclone centrifugal device according to any one of
請求項10に記載の発明は、前記外部排出部は、前記液体導入通路の延長線上と異なる線上に配置したことを特徴とする請求項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11に記載の発明は、前記外部排出部は、前記液体導入通路の延長線上に配置したことを特徴とする請求項2に記載のサイクロン型遠心分離装置である。
The invention according to
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、液体導入通路から液圧室に微細物を含む液体を導入し、この液圧室から複数箇所の液体吐出通路によって微細物を含む液体をサイクロン部に供給して所定流速で渦巻きを生じさせる。この液体を供給する液体吐出通路を複数箇所に配置して増加させたことで、処理流量を増加できる。また、液圧室によって複数箇所の液体吐出通路の供給圧力が均一になり、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、液圧室によって1箇所の液体導入通路に接続した配管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。また、導入管部の内部に、液体吐出通路を複数箇所に形成したオリフィスリングを配置することで、導入管部とオリフィスリングとの間に、液体吐出通路に連通する液圧室を簡単に形成することができる。また、オリフィスリングの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 containing the fine substance is introduced from the liquid introduction passage into the hydraulic pressure chamber, and the liquid containing the fine substance is supplied from the hydraulic pressure chamber to the cyclone portion through the liquid discharge passages at a plurality of locations. A vortex is generated at a predetermined flow rate. By disposing and increasing the liquid discharge passages for supplying the liquid at a plurality of locations, the processing flow rate can be increased. In addition, the supply pressure of the liquid discharge passages at multiple locations is made uniform by the hydraulic chamber, and a liquid swirl containing rectified fines without turbulence can be obtained. As a result, the flow velocity increases and the separation particle size is reduced. Is possible and the separation accuracy is improved. In addition, the treatment flow rate can be increased from a pipe connected to one liquid introduction passage by the hydraulic chamber, and there is no need to provide a plurality of pipes, and the arrangement space can be easily secured with a small size. In addition, by arranging an orifice ring with multiple liquid discharge passages in the introduction pipe section, a fluid pressure chamber communicating with the liquid discharge passage can be easily formed between the introduction pipe section and the orifice ring. can do. In addition, the separation particle size can be easily changed by sliding the inner ring body and the outer ring body of the orifice ring in the circumferential direction to change the liquid inflow amount of the liquid discharge passage.
請求項2に記載の発明では、サイクロン部を複数個並列に配置し、液体導入通路から液圧室に微細物を含む液体を導入し、この液圧室から複数箇所の液体吐出通路によって微細物を含む液体をそれぞれのサイクロン部に供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、サイクロン部を増加させることで処理流量をより増加できる。また、液圧室によってそれぞれのサイクロン部の複数箇所の液体吐出通路の供給圧力が均一になり、それぞれのサイクロン部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、液圧室によって1箇所の液体導入通路に接続した配管から処理流量を増加でき、配管を複数設ける必要がなく、複数のサイクロン部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。また、導入管部の内部に、液体吐出通路を複数箇所に形成したオリフィスリングを配置することで、導入管部とオリフィスリングとの間に、液体吐出通路に連通する液圧室を簡単に形成することができる。また、オリフィスリングの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 second aspect of the present invention, a plurality of cyclones are arranged in parallel, a liquid containing fine substances is introduced from the liquid introduction passage into the hydraulic pressure chamber, and the fine objects are discharged from the hydraulic pressure chamber by a plurality of liquid discharge passages. It is possible to further increase the treatment flow rate by supplying a liquid containing a cyclone to each cyclone unit to generate a vortex at a predetermined flow rate and increasing the cyclone unit. In addition, the supply pressure of the liquid discharge passages at a plurality of locations in each cyclone section is made uniform by the hydraulic chamber, and a liquid swirl containing rectified fines without disturbance in each cyclone section can be obtained. As the flow rate increases, the separation particle size can be reduced and the separation accuracy is improved. In addition, the treatment flow rate can be increased from the pipe connected to one liquid introduction passage by the hydraulic chamber, there is no need to provide a plurality of pipes, and even if a plurality of cyclone parts are arranged in parallel, it is small and easy to secure an arrangement space. It is. In addition, by arranging an orifice ring with multiple liquid discharge passages in the introduction pipe section, a fluid pressure chamber communicating with the liquid discharge passage can be easily formed between the introduction pipe section and the orifice ring. can do. In addition, the separation particle size can be easily changed by sliding the inner ring body and the outer ring body of the orifice ring in the circumferential direction to change the liquid inflow amount of the liquid discharge passage.
請求項3に記載の発明では、液体吐出通路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。 In the third aspect of the invention, the liquid discharge passages are arranged at a plurality of symmetrical positions as viewed from the axial direction, so that a vortex of the rectified liquid without disturbance can be obtained, and as a result, the flow velocity is increased. The separation particle size can be reduced and the separation accuracy can be improved.
請求項4に記載の発明では、液体吐出通路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。
In the invention described in
請求項5に記載の発明では、液体吐出通路がオリフィスリングの内壁の接線方向に液体を流入させることで、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。
In the invention according to
請求項6に記載の発明では、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。 In the invention according to claim 6 , since the liquid discharge passage is formed in a curved line, a turbulent rectification without turbulence along the inner wall of the orifice ring can be obtained. The separation accuracy can be improved.
請求項7に記載の発明では、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ており、液体吐出通路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。 In the invention according to claim 7 , the liquid discharge passage has a larger cross-sectional area on the inlet side than a cross-sectional area on the outlet side, the flow velocity from the liquid discharge passage is increased, and the separation particle size can be reduced and the separation accuracy can be reduced. Will improve.
請求項8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 invention described in claim 8 , since the liquid discharge passage has a straight straight passage surface and a curved passage surface, 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9に記載の発明では、サイクロン部の鉛直方向の上部に、液体流入部と蓋体との間でオリフィスリングを着脱可能に支持することで、液体吐出通路に連通する液圧室を簡単に形成することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the orifice chamber is detachably supported between the liquid inflow portion and the lid on the upper portion of the cyclone portion in the vertical direction, so that the hydraulic pressure chamber communicating with the liquid discharge passage can be simplified. Can be formed.
請求項10に記載の発明では、外部排出部が液体導入通路の延長線上と異なる線上に配置され、外部排出部と液体導入通路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を配置することができる。
In the invention according to
請求項11に記載の発明では、外部排出部が液体導入通路の延長線上に配置され、外部排出部と液体導入通路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を配置することができる。
In the invention according to
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 apparatus of this 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。 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.
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強度がある。
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の液体流入通路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他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 another embodiment of the cyclone centrifugal device, FIG. 4 is a sectional view of the cyclone centrifugal device, FIG. 5 is a plan view of the cyclone centrifugal device, and FIG. It is sectional drawing which follows a 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。
In this way, a plurality of
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
図7乃至図9はサイクロン型遠心分離装置のさらに他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 still another embodiment of the cyclone centrifugal separator, FIG. 7 is a sectional view of the cyclone centrifugal separator, FIG. 8 is a plan view of the cyclone centrifugal separator, 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の実施の形態を図10乃至図13に示す。
Next, the embodiment of the cyclonic centrifugal device shown in FIG. 1 to FIG. 3, the embodiment shown in FIG. 4 to FIG. 6, and the 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。また、図10(a)〜(c)は液体吐出通路10は、オリフィスリング14の内壁14cの接線方向に液体を流入させるように直線状に形成されている。
In 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100の断面積を出口側101の断面積より大きく、液体が入口側100から出口側101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、図10と同様に構成されるが液体吐出通路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。
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。また、液体吐出通路10は、オリフィスリング14の内壁14cの接線方向に液体を流入させるように曲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がオリフィスリング14の内壁14cの接線方向に液体を流入させることで、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。
In this way, the
As a result, the flow rate increases and the separation particle size can be reduced, and the separation accuracy is improved.
さらに、図12に示すように、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。
Furthermore, as shown in FIG. 12, since 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100の断面積を出口側101の断面積より大きく、液体が入口側100から出口側101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. 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分離粒径の細小化が可能で分離精度が向上する。
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。
[実施例]
(比較例)
図1乃至図3に示す多孔型入口のサイクロン型遠心分離装置と、比較例として図14及び図15に示す単孔型入口のサイクロン型遠心分離装置とを用い、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。試料粉体の流量を変化させて分離効率を測定した。
The position and the number of the
[Example]
(Comparative example)
A cyclonic centrifuge with a porous inlet shown in FIGS. 1 to 3 and a cyclone centrifuge with a single hole inlet shown in FIGS. 14 and 15 are used as comparative examples. A dispersion medium containing ion-exchanged water containing particles was used as a sample. The separation efficiency was measured by changing the flow rate of the sample powder.
比較例として図14及び図15に示す単孔型入口のサイクロン型遠心分離装置は、軸芯に流体出口を有し、軸芯から偏位した位置に流体入口を有し、流体入口から微細物を含む流体を所定流速で供給して渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて流体出口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ものである。 As a comparative example, a cyclone type centrifugal separator having a single-hole inlet shown in FIGS. 14 and 15 has a fluid outlet at the shaft core, a fluid inlet at a position displaced from the shaft core, and a fine object from the fluid inlet. Is supplied at a predetermined flow rate to generate a swirl, and in a centrifugal state, the fine object is moved to the outside to discharge the fluid from which the fine object has been separated, and the swirl is decelerated to remove the separated fine object. Settling.
この結果を図16に示した。 The results are shown in FIG.
図16に示す測定条件は、以下の通りである。 The measurement conditions shown in FIG. 16 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:41℃
分散媒の流量Q:600l/h、800l/h、1000l/h
分散媒の濃度Cp:0.5wt%
図16に示す測定結果では、分散媒の流量を変化させた場合でも粒子径Dpは10μm程度までしか分離できなかった。
(実施例)
図17及び図18に示す実施例のサイクロン型遠心分離装置を用い分離処理を行なった。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。
Sample powder: Silica particles Dispersion medium: Ion exchange water Dispersion medium temperature T: 41 ° C
Dispersion medium flow rate Q: 600 l / h, 800 l / h, 1000 l / h
Dispersion medium concentration Cp: 0.5 wt%
In the measurement result shown in FIG. 16, even when the flow rate of the dispersion medium was changed, the particle diameter Dp could be separated only to about 10 μm.
(Example)
Separation processing was performed using the cyclone type centrifugal separator of the embodiment shown in FIGS. As a liquid containing fine substances, a dispersion medium of ion-exchanged water containing silica particles was used 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に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. It is formed by discharging the separated fluid, decelerating the vortex and allowing the separated fine objects to settle, an orifice ring having two liquid discharge passages, and the periphery of the two liquid discharge passages. And a liquid introduction passage for introducing a liquid containing a fine substance into the hydraulic pressure chamber, and the liquid discharge passage is formed in 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い、この結果を図19に示した。 The sample powder was separated using this cyclone type centrifugal separator, and the result is 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%
この測定条件で、液体吐出通路が2個で、液体吐出通路の幅が1mmで、長さが6mmの場合の分離粒径と分離効率の関係を示した。このように、図19に示す実施例の測定結果では、粒子径Dpは1μm程度まで分離でき、図16に示す比較例の測定結果では、粒子径Dpが10μm程度であるのと比較して分離性能を向上させることができた。
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%
Under these measurement conditions, the relationship between the separation particle diameter and the separation efficiency was shown when there were two liquid discharge passages, the width of the liquid discharge passage was 1 mm, and the length was 6 mm. Thus, in the measurement result of the example shown in FIG. 19, the particle diameter Dp can be separated to about 1 μm, and in the measurement result of the comparative example shown in FIG. 16, the particle diameter Dp is separated as compared with about 10 μm. The performance could be improved.
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
13 液体導入通路
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記液体吐出通路を複数箇所に配置し、
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、
前記液体導入通路を有する導入管部と、
前記導入管部の内部に配置され、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、
を有し、
前記導入管部と前記オリフィスリングとの間に、前記液圧室を形成した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. Equipped with a cyclone section that settles the separated fines,
The liquid discharge passage is arranged 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
An introduction pipe portion having the liquid introduction passage;
An orifice ring that is disposed inside the introduction pipe portion and has the liquid discharge passage formed at a plurality of locations;
Have
A cyclone centrifugal apparatus characterized in that the hydraulic chamber is formed between the introduction pipe section and the orifice ring .
前記それぞれのサイクロン部に前記液体吐出通路を複数箇所に配置し、
前記複数の液体吐出通路に連通して形成した前記液圧室と、
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、
を設け、
前記液体導入通路を有する導入管部と、
前記導入管部の内部に配置され、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を有し、
前記導入管部と前記オリフィスリングとの間に、前記液圧室を形成した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,
The liquid discharge passages are arranged at a plurality of locations in each of the cyclones,
The hydraulic chamber formed in communication with the plurality of liquid discharge passages;
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;
Provided,
An introduction pipe portion having the liquid introduction passage;
An orifice ring disposed inside the introduction pipe portion and having the liquid discharge passage formed at a plurality of locations;
A cyclone centrifugal apparatus characterized in that the hydraulic chamber is formed between the introduction pipe section and the orifice ring .
大きくしたことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のサイクロン型遠心分離装置。 The cyclone centrifugal device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the liquid discharge passage has a cross-sectional area on the inlet side larger than a cross-sectional area on the outlet side.
前記液体流入部の開口を塞ぎ、前記液体流出通路を有する蓋体と、
前記液体流入部と前記蓋体との間で、前記オリフィスリングを着脱可能に支持することを特徴とする請求項2乃至請求項8のいずれか1項に記載のサイクロン型遠心分離装置。 A liquid inflow portion that is formed in the upper portion of the cyclone portion in the vertical direction and has an upper opening, and has the liquid discharge passage;
A lid that closes the opening of the liquid inflow portion and has the liquid outflow passage;
The cyclonic centrifugal device according to any one of claims 2 to 8 , wherein the orifice ring is detachably supported between the liquid inflow portion and the lid.
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