JP4719261B2 - 分離装置 - Google Patents

Description

本発明は下水道管路、工場内の廃水処理施設、固形物分離設備等において、液体から固形物を分離するために使用される分離装置に関する。

都市部に敷設される下水道の雨水排水処理施設に流入する雨水などの排水は、一部は雨水貯留浸透施設などにより地中に貯留若しくは排出され、残りは河川等に放流される。そして下水道を流通する雨水の中には土砂、種々のゴミ類、紙類、落ち葉、等の固形状の不純物が混入しており、それら不純物が河川に流入することで水質汚濁、環境汚染の原因となり、また未処理のままで雨水貯留浸透施設に流入すると、施設のメンテナンスを頻繁に行う必要があり、コスト的にも不利である。特に浸透用施設では浸透機能の低下を生じる原因となり、長期間での利用が困難となる場合がある。そこで、下水道の一部に固形状の不純物を分離する排水の分離装置が設けられる。

また、種々の工場、施設、建物などからは固形物を含む排水が排出されるが、そのような排水中から固形物を分離するために、排水設備や排水路に分離装置が設けられる。さらに製造プラント中においても液体中に含まれる固形物を分離するために分離装置が設置される。

液体の分離装置として、液体に旋回流を発生させ、その旋回流により固形状の不純物を分離する分離装置があり、そのような分離装置として例えばドイツのＵＦＴ社の商品名フルードセップが知られている。しかしスクリーンもしくはフィルターを有しない分離装置は、メンテナンスは容易であるが浮遊性や細かい固形状の不純物の分離・捕捉は困難である。

一方、旋回流発生方式とスクリーン分離方式を組み合わせた排水の分離装置が特許文献１に記載されている。特許文献１の分離槽は、平断面が円形の分離槽の下方に円筒形のスクリーンを配置し、分離槽の上方から排水を接線方向に供給することにより槽内に旋回流を発生させ、下方に配置したスクリーンで固形状の不純物を分離し、排水のみをスクリーンの外側に通過させるようになっている。

特開平８−１４１３２６号公報

しかし上記の従来の分離装置は、旋回流を発生させるために分離槽の円形周壁の接線方向に排水の供給管を接続しなければならないため、周壁に正確な角度での接続用の孔加工が必要である。特にコンクリート二次製品でその接続用孔を工場で加工するには非常に手間がかかり、また、円筒形のスクリーンは構造が複雑になり、コストアップになるという問題がある。

さらに、工場等で排水の流入口と流出口を設けない分離槽本体を製造し、それを施工現場に搬入して排水管路に接続する場合、施工現場で上流側の管路と下流側の管路方向に合わせて分離槽本体に管路接続用の貫通孔を施工するケースもある。そのようなときに円形の周壁を曲面加工により正確な貫通孔施工をするには熟練性を必要とし、施工工数も多くなる。

前記課題を解決する本発明の第１の分離装置は、液体に含まれる固形物を分離する分離装置において、側部と底部を有する直方体の分離容器を備え、前記分離容器には、液体を対向する２つの側部の一方から他方に向かうように流入させる流入部と、流入部から流入した液体が上下方向または水平方向の旋回流を生成するようにその流れ方向を誘導する誘導部が設けられ、前記誘導部の表面に沿うように形成される旋回流の外周面に接するように前記側部にスクリーンが形成され、流入部から分離容器内に流入した液体が旋回しながらスクリーンを通過して分離容器の外側に排出されるように構成されていることを特徴とするものである。

また第２の分離装置は、上記第１の分離装置において、前記スクリーンは、断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成され、各ウェッジワイヤの軸方向が前記旋回流の流れ方向と直交していることを特徴とするものである。

また第３の分離装置は、上記第１または第２の分離装置において、前記スクリーンは、生成する旋回流の外周面に接するように複数の側部に分散して形成されていることを特徴とするものである。

また第４の分離装置は、上記第１ないし第３のいずれかの分離装置において、前記分離容器の内部を上側室と下側室に区分する区分体が設けられ、区分体には開口部が設けられ、上側室に前記流入部が形成され、更に上側室に流入部から流入した液体が上下方向の旋回流を生成するようにその流れ方向を誘導する誘導部が設けられ、前記スクリーンは上側室に形成されると共にその下縁部が区分体まで又は下側室の中間高さまで延長され、下側室には上側室から開口部を通して流入する固形物の堆積部が形成されていることを特徴とするものである。

また第５の分離装置は上記第１ないし第４のいずれかの分離装置において、前記分離容器は、大気圧状態で液体に含まれている固形物を分離する開放型または加圧状態で液体に含まれている固形物を分離する閉鎖型とされていることを特徴とするものである。

また第６の分離装置は、上記第１ないし第５のいずれかの分離装置において、前記分離容器に液体の流出室が連結され、前記スクリーンと流出室の内部が連通され、流出室に液体の排出部が形成されていることを特徴とするものである。

また第７の分離装置は、上記第６の分離装置において、前記分離容器は大気圧状態で液体に含まれている固形物を分離する開放型とされ、前記分離容器の上部と流出室の上部を連通するオーバーフロー部が形成され、流出室に形成された排出部に油分や浮遊性の固形物の流入を防止する堰部が設けられていることを特徴とするものである。

また第８の分離装置は、上記第６の分離装置において、前記分離容器は大気圧状態で液体に含まれている固形物を分離する開放型とされ、前記流出室に水位調整堰が設けられ、前記排出部が水位調整堰の下流側に形成されていることを特徴とするものである。

本発明の第１の分離装置は、請求項１に記載のように、液体に含まれる固形物を分離する分離装置において、側部と底部を有する直方体の分離容器を備え、前記分離容器には、液体を対向する２つの側部の一方から他方に向かうように流入させる流入部と、流入部から流入した液体が上下方向または水平方向の旋回流を生成するようにその流れ方向を誘導する誘導部が設けられ、前記誘導部の表面に沿うように形成される旋回流の外周面に接するように前記側部にスクリーンが形成される。そして、流入部から分離容器内に流入した液体が旋回しながらスクリーンを通過して分離容器の外側に排出されるように構成されている。

上記分離装置は、誘導部によって液体に旋回流を生成させ、その旋回流の外周面に接するようにスクリーンが形成されているので、分離容器に流入した液体は旋回しながらスクリーンを通して分離容器の外部に流出し、固形物はスクリーンで阻止される。スクリーンで阻止された固形物はスクリーンに一時的に付着するが、液体の旋回流によって効率よく剥離され、比重の大きいものから先に分離容器の底部に沈降していく。その際、旋回流の流速が最も大きい外周面に接してスクリーンが形成されているので、スクリーンに付着した固形物の旋回流による剥離効率が最大化し、結果としてスクリーンの目詰まり防止効果が極めて高くなる。

また第２の分離装置では、上記第１の分離装置において、スクリーンを断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成し、各ウェッジワイヤの軸方向を前記旋回流の流れ方向と直交させるように配置することができる。ウェッジワイヤスクリーンで分離できる固形物の最小径は各ウェッジワイヤの間隙の大きさにより決まるが、設定できる最小間隙は１０ミクロン程度まで可能である。そのためウェッジワイヤスクリーンを使用することにより微細な固形物を効率よく分離できる。そして各ウェッジワイヤの軸方向を前記旋回流の流れ方向と直交させることにより、通液させるためのウェッジワイヤの間隙の向きも直交となるので、その間隙と同等以下の固形物による目詰まりはせず、また、液体の流動力により各ウェッジワイヤの間隙に液体が流入しやすくなる。そのため微細な固形物を分離するために各ウェッジワイヤの間隙を小さくした場合であっても、ウェッジワイヤスクリーンの有効面積当たりの液体処理量が大きくなるので、スクリーンの設置面積を大きくする必要性がなく、結果として分離容器の寸法を小さくでき且つコスト低減につながる。

また第３の分離装置では、上記第１または第２の分離装置において、スクリーンは生成する旋回流の外周面に接するように複数の側部に分散して形成することができる。このように構成すると、分離容器を大きくしなくてもスクリーンの有効面積を大きくできるので、液体の処理能力あたりの分離容器の寸法を小さくできる。

また第４の分離装置では、上記第１ないし第３のいずれかの分離装置において、分離容器の内部を上側室と下側室に区分する区分体に開口部を設け、上側室に流入部を形成し、上側室に流入部から流入した液体が上下方向の旋回流を生成するようにその流れ方向を誘導する誘導部を設け、上側室に形成するスクリーンの下縁部を区分体まで又は下側室の中間高さまで延長し、下側室には上側室から開口部を通して流入する固形物の堆積部を形成させることができる。

このように構成すると、上側室内で旋回流により固形物を分離し、その固形物が上下方向の旋回流により上側室内を循環中に次第に開口部から下側室に落下もしくは沈降し、下側室に形成される堆積部に堆積する。そのため、固形物を分離する領域である上側室における固形物の循環量を少なくすることができ、結果としてスクリーンの目詰まり防止効果をより高めることができる。

また第５の分離装置では、上記第１ないし第４のいずれかの分離装置において、分離容器を大気圧状態で液体に含まれている固形物を分離する開放型または加圧状態で液体に含まれている固形物を分離する閉鎖型とすることができる。開放型の分離容器の場合は、例えば下水道の排水管路のような大気圧状態で固形物の分離処理を行う際に有効であり、閉鎖型の分離容器の場合は、工場などで加圧状態にある排水の固形物分離を行う際、または製造プラントにおける加圧状態の液体の固形物分離を行う際に有効である。

また第６の分離装置では、上記第１ないし第５のいずれかの分離装置において、分離容器に液体の流出室を連結し、スクリーンと流出室の内部を連通し、流出容器に液体の排出部を形成することができる。このように構成すると、例えば管路の上流側に分離室の流入部を連結し、管路の下流側に流出室の排出部を連結することができる。すなわち管路の途中に分離装置を挿入することができる。

また第７の分離装置では、上記第６の分離容器に流出室を連結する場合において、分離容器を大気圧状態で液体に含まれている固形物を分離する開放型とし、分離容器の上部と流出室の上部を連通するオーバーフロー部を設け、流出室に形成した排出部に油分や浮遊性の固形物の流入を防止する堰部を設けることができる。

このように構成すると、例えば液体が下水道に流入する雨水の場合、大雨のときなどに一時的に大量の浮遊性の固形物や油分が雨水と共に分離容器に流入したときでも、それら固形物や油分は液体に伴ってオーバーフロー部から流出室側にオーバーフローして滞留するが、堰部によりそれら固形物や油分が排出部から下流側に流出することを防止される。なお流出室に滞留した浮遊性の固形物や油分は適当な時期に外部に取り出せばよい。

また第８の分離装置では、上記第６の分離容器に流出室を連結する場合において、分離容器を大気圧状態で液体に含まれている固形物を分離する開放型とし、流出室に水位調整堰を設け、排出部を水位調整堰の下流側に形成することができる。このように構成すると、例えば流入側の管路の高さが排出側の管路の高さより高い場合、その高さ調整を水位調整堰で行うことができる。

次に図面に基づいて本発明の最良の実施の形態について説明する。

図１は本発明の分離装置の１例を示す図であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

分離装置１は４辺の側部３および底部４を有する直方体の分離容器２を備えており、頂部に開閉可能な蓋部５を配置した開放型の分離装置である。分離容器２や蓋部５は例えばステンレス板等の耐腐食性の金属板、炭素繊維強化プラスチック板やガラス繊維強化プラスチック板等のプラスチック板、コンクリート板等により形成することができる。なお、以下の各実施例の分離容器２も同様な材料で形成することができる。

ここで直方形とは、４辺の側部３および底部４が互いに直交した箱状のものを意味するが、４辺の側部３および底部４の縁部が互いに接する隅部を円弧状にしたものも含む。また開放型とは、大気圧状態で液体に含まれている固形物を分離するタイプを意味し、例えば大気圧下で流れる排水管路に利用される。なお上記直方体と開放型の定義は、断りの無い限り以下の各実施例も同様に適用される。

分離容器２の側部３には流入部６が形成され、その配置位置および形状は、流入部６が形成されている側部３から対向する側部３に向かう水平な流れを形成するように構成される。なお、流入部６には処理すべき液体が流入する配管などが接続される。

流入部６が形成される側部３と対向する側（反対側）の側部３の上部に、傾斜した平板状の板材で形成した誘導部７が設けられている。誘導部７は流入部から水平方向に流入した液体を下方に反転させ、液体に矢印のような上下方向の旋回流を生成するようにその流れ方向を誘導するものである。誘導部７の下端部は側部３に固定され、上端部は蓋部５の下面に固定されずに接している。なお誘導部７は円弧状の板材で構成することもできる。本実施例では図示した誘導部７と同じ側部３の下方にも他の誘導部７が設けられており、さらに他の誘導部７と対抗した流入部６が形成される側部３の下方にも誘導部７（図示せず）を設けることもできる。しかし最初に説明した側部３の上部に設けた誘導部７以外の誘導部７は必要に応じて設けられる。

誘導部７を設けた側の側部３にスクリーン８が形成されている。分離容器２の内部に水平に流入した液体は、誘導部７の反転作用により下方に向きを変え、分離容器２の内部を上下方向に循環する旋回流になるが、スクリーン８をこの位置に形成することにより、旋回流の外周面、すなわち旋回流が最大流速になる領域にその分離面が接するようになる。

本実施例では側部３の一部にスクリーン８が形成されているが、その側部３全体をスクリーン８で構成することもできる。スクリーン８としては、例えばウェッジワイヤスクリーンやパンチングメタルスクリーンを使用することができる。

図９にスクリーン８としてのウェッジワイヤスクリーン９を示す。図９（ａ）はウェッジワイヤスクリーン９を前方から見た斜視図であり、図９（ｂ）はそれを斜め上方から見た斜視図である。ウェッジワイヤスクリーン９は断面楔状の複数のウェッジワイヤ９ａを平行に配列して構成され、各ウェッジワイヤ９ａ間に１０μｍ〜１ｍｍ程度の微小なスリット９ｂが形成されている。

各ウェッジワイヤ９ａは複数の支持棒９ｃに点溶接等により固定され、各ウェッジワイヤ９ａや支持棒９ｃは例えばステンレス等の耐食性の金属材料で作られる。ウェッジワイヤスクリーン９に形成される各スリット９ｂは、例えば１０μｍ〜１ｍｍ程度の固形物の通過を阻止し、スリット幅よりも小さい固形物を含む液体だけを通過させる。なお図１に示すウェッジワイヤスクリーン９は、各ウェッジワイヤ９ａの軸方向が旋回流の流れ方向に直交するように形成（配置）される。

図１０は図９に示すウェッジワイヤスクリーン９を構成するウェッジワイヤ９ａとスリット９ｂの部分拡大断面図である。断面が楔状のウェッジワイヤ９ａは所定間隔で互いに平行に配列しており、本実施例ではその頭部９ｄの面から垂直方向に延長する楔の軸線Ｓは、矢印Ｌで示す上下方向の旋回流方向の下流側に傾斜している。そして旋回流方向Ｌと頭部９ｄの面との角度αは３度〜８度、通常５度程度に設定される。

このように各ウェッジワイヤ９ａの軸線Ｓを傾斜させると、図示のように、旋回流の上流側における頭部９ｄの端部９ｅが下流側における頭部９ｄの端部９ｆより旋回流側に突出する。そのため旋回流が各ウェッジワイヤ９ａの突出した端部９ｅに衝突し、コアンダ効果によりスリット９ｂに効率よく引き込まれる。

従って、ミクロン単位の固形物を分離すためにスリット幅を小さくとするとスクリーンの開口率が非常に小さくはなるが、コアンダ効果により通水性が向上してスクリーンの開口率を実質的に増大させる効果を発揮する。このように通水性を向上させることが可能になると、微細な固形物を分離するためにスリット間隔を極めて小さくしても、分離処理能力をかなりのレベルに維持することができる。

次に図１の分離装置１を用いて液体中の固形物を分離する方法を説明する。排水等の処理すべき液体を流入部６から分離容器２に供給すると、液体は図示のように水平に流入してから上方の誘導部７によりその流れ方向を下方に転換され、ウェッジワイヤスクリーン９に沿って下降し下方の誘導部７により流れ方向を水平方向に転換され、流入部６の側部３に沿って上昇する。そのため分離容器２の内部に液体の上下方向の旋回流が生成する。

旋回流の最大流速領域となる外周面がウェッジワイヤスクリーン９の分離面（図１０に示す各ウェッジワイヤ９ａの頭部９ｄを連ねた面）に接しながら下降する際に、液体だけがそのウェッジワイヤ９ａの間隙（スリット９ｂ）を通って外部に流出する。一方、液体に含まれる固形物はウェッジワイヤ９ａの間隙を通過できず、分離容器２の内部を旋回流に乗って循環する。そして比較的比重の大きい固形物から次第に分離容器２の内部を下降もしくは沈降してその底部４付近に堆積していく。堆積した固形物は適当な時期に蓋部５を開けて外部に回収することができる。

ウェッジワイヤスクリーン９で固形物を分離する際、固形物の一部はその分離面に一時的に付着するが、ウェッジワイヤスクリーン９のスリット９ｂの向きがが水流の向きと直交しているので、スリット部にはスリット９ｂの幅と同等、若しくは僅かに小さい固形物が入り難く、旋回流により効率よく剥離されるので、ウェッジワイヤスクリーン９が固形物で閉塞する可能性は著しく低く、メンテナンスに費やす費用や手間も大幅に低減される。

例えばウェッジワイヤスクリーン９を形成した図１の分離装置１を微細な固形物の分離用として利用する場合には、排水中に含まれている種々の固形物のうち、比較的粒径の大きい固形物や浮遊物を目の粗いフィルターで除去してから分離装置１に供給することが望ましい。このような方法を採用すると、分離容器２に堆積する固形物が微細な粒径の固形物だけになるので、かなり長期間分離処理を行っても堆積する固形物の絶対量はそれほど増加しない。そのため堆積した固形物を回収する等のメンテナンス周期も長くできる。

図２は図１の分離装置１を利用した固形物の分離例を示すプロセスフロー図である。この例では処理液を貯留する処理槽１０に分離装置１を図示のように配置し、配管ａから液体を分離装置１に供給する。分離装置１のウェッジワイヤスクリーン９から流出する液体は処理槽１０内に流入し、処理槽１０の貯留液は配管ｂから他の設備や排液系統に排出される。

図３は図１の分離装置１の変形例を示す図であり、図３（ａ）は分離装置１の側断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。本実施例の分離装置１が図１の分離装置１と異なる部分は、流入部６が形成される側部３にもウェッジワイヤスクリーン９を形成したことで、そのほかは同様に構成される。従って、図１と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例ではウェッジワイヤスクリーン９が流入部６側の側部３とそれに対向する側部３の２箇所に分散して形成される。流入部６から水平に流入した液体は、上方の誘導部７によりその流れ方向を矢印のように下方に転換され、ウェッジワイヤスクリーン９に沿って下降し下方の誘導部７により流れ方向を水平方向に転換され、流入部６の側部３に沿って上昇する。そのため分離容器２の内部に液体の上下方向の旋回流が生成する。

旋回流がその最大流速領域となる外周面の２箇所でウェッジワイヤスクリーン９の分離面に接しながら下降および上昇する際に、液体はウェッジワイヤ９ａの間隙を通って外部に流出する。一方、液体に含まれる固形物はウェッジワイヤ９ａの間隙を通過できず、旋回流に乗って分離容器２の内部を循環する。

そして比較的比重の大きい固形物から順に分離容器２の内部を下降もしくは沈降してその底部４付近に堆積していく。堆積した固形物は適当な時期に蓋部５を開けて外部に回収することができる。本実施例の分離装置１は、ウェッジワイヤスクリーン９が流入部６側の側部３とそれに対向する側部３の２箇所に分散して形成されているので、分離容器２のスクリーン面積を大きく確保することができ、分離容器２の容積あたりの液体処理能力が図１の例より増加する利点がある。

図４は図１に示す開放型の分離容器２に、液体の流出室２０を一体的に連結した分離装置１の例であり、図４（ａ）はその側断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。流出室２０は側部２１と底部２２を有する直方体に形成され、その頂部は開閉自在な蓋部２３で覆われる。分離容器２の流入部６とは反対側の位置にある流出室２０の側部２１に液体の排出部２４が形成されており、その排出部２４を覆うように上下が開放された筒状の堰部２５が設けられている。なお流出室２０は分離容器２と同様な材料で形成することができる。

分離容器２の頂部は蓋部５が省略された開放状態となっており、その分離容器２の上部と流出室２０の上部を連通した空間領域にオーバーフロー部２６が形成される。流出室２０は分離容器２と同様に開放型であり、結果として分離装置１全体も開放型となっている。

本実施例の分離装置１は大気圧状態の管路に挿入して使用するのに適している。例えば図示のように、下水道管路の上流側の配管２７を分離容器２の流入部６に接続し、下水道管路の下流側の配管２８を流出室２０の排出部２４に接続することにより、分離装置１を下水道管路に挿入することができる。

次に図４のように、管路に挿入した分離装置１で液体に含まれる固形物を分離する方法を説明する。大気圧状態にある管路の上流側の配管２７から流入部６を通って分離容器２の内部に水平に流入した液体は、図１の例と同様に誘導部７の誘導作用により矢印のような上下方向の旋回流を生成し、旋回流の外周面に接して形成されたウェッジワイヤスクリーン９のウェッジワイヤ９ａの間隙を通して液体が流出室２０に流出する。一方、液体に含まれる固形物はウェッジワイヤ９ａの間隙を通過できず、旋回流に乗って分離容器２の内部を循環する。流出室２０に流出した液体は堰部２５の下側の開放部分から内部に流入し、排出部２４を通って下流側の配管２８に排出する。

前記オーバーフロー部２６は、分離装置１を下水道管路に使用する際に、例えば大雨などに遭遇したときにその威力を発揮する。大雨のときには一時的に大量の浮遊性の固形物や油分が雨水と共に下水道管路から分離容器２に流入することが多いが、配管２７から分離容器２に流入した浮遊性の固形物や油分は液体とともにはオーバーフロー部２６を通して流出室２０にオーバーフローするので、分離容器２の内部が固形物等で充満して閉塞状態になることはない。

液体と共に流出室２０にオーバーフローしてきた浮遊性の固形物や油分は、堰部２５で堰き止められる。そのため排出部２４から下流側の配管２８に浮遊性の固形物や油分が流出する恐れはない。流出室２０に滞留した浮遊性の固形物や油分は、適当な時期に蓋体２３を開け、分離容器２の底部４に堆積した固形物と共に流出室２０の上方から取り出して除去することができる。一方、大量の固形物や油分の流入の恐れがない状態で分離装置１が使用される場合は、前記オーバーフロー部２６や堰部２５を省略することができる。

図５は図４の分離装置１の変形例であり、図５（ａ）は分離装置１の側断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。本実施例が図４の例と異なる部分は、ウェッジワイヤスクリーン９が分離容器２の側部３の２箇所に分散して形成される点で、そのほかは同様に構成される。従って、図４と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例の分離容器２は図３に示す分離容器２と同様に構成される。それゆえ、その作用も図３について説明したものと同様である。分離容器２の対向する２つの側部３にウェッジワイヤスクリーン９が形成されており、それぞれから液体が流出する。そのため２箇所のウェッジワイヤスクリーン９から流出する液体を合流できるように、流出室２０は分離容器２の側部３を囲むような形状とされる。

図６は図５の分離装置１を更に変形したものであり、図６（ａ）は分離装置１の側断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。本実施例が図５の例と異なる部分は、分離容器２の内部構成だけで、そのほかは同様に構成される。従って、図５と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例における分離容器２は、その内部を上側室１１と下側室１２に区分する板状の区分体１３が設けられ、区分体１３には切り込みや間隙により形成される開口部１４が設けられ、上側室１１に流入部６が形成されると共に、図３の例と同様に、流入部６から流入した液体が上下方向の旋回流を生成するようにその流れ方向を誘導する誘導部７が設けられ、ウェッジワイヤスクリーン９も上側室１１の側部３に形成される。

本実施例では、ウェッジワイヤスクリーン９の下縁部は区分体１３より下方の下側室１２の中間高さまで延長されている。しかしウェッジワイヤスクリーン９の下縁部を区分体１３まで延長した形態としてもよい。そして下側室１２の空間部に上側室１１から開口部１４を通して流入する固形物の堆積部１５が形成される。

次に図６の分離装置１を大気圧状態の管路に挿入し、液体に含まれている固形物を分離する方法を説明する。管路の上流側の配管２７から流入部６を通って分離容器２の上側室１１に水平に流入した液体は、図１の例と同様に誘導部７の誘導作用により矢印のような上下方向の旋回流を生成し、旋回流の外周面に接して形成されたウェッジワイヤスクリーン９のウェッジワイヤ９ａの間隙を通して液体が流出室２０に流出する。流出室２０に流出した液体は堰部２５の下側の開放部分から内部に流入し、排出部２４を通って下流側の配管２８に排出する。

一方、液体に含まれる固形物はウェッジワイヤ９ａの間隙を通過できず、上下方向の旋回流に乗って上側室１１の内部を矢印のように循環する。循環する固形物は旋回流の作用や遠心力により、矢印のように区分体１３の開口部１４から液体に伴って、或いは自重により、下側室１２に次第に移動または落下して堆積部１５に堆積していく。

本実施例では、開口部１４の下方に位置する下側室１２の側部３に誘導部７が設けられている。誘導部７は開口部１４から下側室に移動してきた液体に上下方向の旋回流を形成し、固形物を堆積部１５の中央付近に集積する作用を有する。なお下側室１２の側部３に誘導部７は省略することもできる。

このように固形物を下側室１２に堆積する方法を採用すると、前記のように固形物を分離する領域である上側室１１における固形物循環量を少なくすることができ、結果としてウェッジワイヤスクリーン９の目詰まり防止効果が一層高まる。

図７は水平方向の旋回流を形成する分離容器２に流出室２０を一体的に連結した分離装置１を示すもので、図７（ａ）は図７（ｂ）のＧ−Ｇ断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。

分離装置１は４辺の側部３および底部４を有する直方体の分離容器２を備えており、その分離容器２に流出室２０が一体的に連結されている。分離容器２の頂部は開放状態とされ、それを覆う流出室２０の頂部には開閉可能な蓋部２３が配置されている。従って、本実施携帯の分離装置１は図４の例と同様に開放型である。

平断面図である図７（ａ）に示すように、分離容器２における図面下側に位置する側部３に流入部６が形成され、その配置位置や形状は流入部６が形成される側部３から対向する側部３に向かう水平な流れを形成するように構成されている。流入部６には処理すべき液体が流入する配管２７が接続され、分離容器２に連結された流出室２０の排出部２４に排出側の配管２８が接続される。

流入部６が形成される側部３に対向する側の側部３上部には、傾斜した平板状の板材で形成した誘導部７が設けられている。この誘導部７の左右の端部は側部３に固定され、流入部６から水平方向に流入した液体を左方（図７（ａ）の図面左方）に反転させ、液体に矢印のような水平方向の旋回流を生成するようにその流れ方向を誘導する。なお誘導部７は円弧状の板材で構成することもできる。

本実施例では前記誘導部７を設けた側部３に対向する側部３（図７（ａ）の図面左側の側部３）と、流入部６が形成されている側部３にも同様な誘導部７が設けられ、それらの協同作用により分離容器２の内部に水平方向の旋回流を効率よく生成するようになっている。しかし場合によっては、後者２つの誘導部７のいずれか一方、または両方を省略することもできる。

流入部６と、その流入部６から流入した液体を最初に方向転換する誘導部７とを挟む側部３にスクリーン８としてのウェッジワイヤスクリーン９が形成されている。分離容器２の内部に水平に流入した液体は最初に接する誘導部７の反転作用により左方向に向きを変えて水平方向の旋回流に変換されるが、ウェッジワイヤスクリーン９をこの位置に形成することにより、旋回流の外周面、すなわち旋回流が最大流速になる領域にその分離面が接するようになるので、ウェッジワイヤスクリーン９の分離面に付着する固形物に対する剥離作用を大きくできる。

本実施例では、流出室２０の排出部２４側の上流側に板状の水位調整堰２９が設けられる。このような水位調整堰２９を設けることにより、流入側の管路２７が排出側の管路２８の高さより高い場合に、その高さ調整をこの水位調整堰２９で行うことができる。しかし、そのような水位調整の必要性が無い場合は水位調整堰２９を省略できる。

次に図７の分離装置１を大気圧状態の管路に挿入して液体に含まれる固形物を分離する方法を説明する。管路の上流側の配管２７から流入部６を通って分離容器２の内部に水平に流入した液体は、各誘導部７の誘導作用により矢印のような水平方向の旋回流を生成し、旋回流の外周面に接するようにして形成されたウェッジワイヤスクリーン９のウェッジワイヤ９ａの間隙を通して液体が流出室２０に流出する。流出室２０に流出した液体は水位調整堰２９をオーバーフローし、排出部２４を通って下流側の配管２８に排出する。

一方、液体に含まれる固形物はウェッジワイヤ９ａの間隙を通過できず、水平方向の旋回流に乗って分離容器２の内部を循環し、比較的比重の大きい固形物は次第に分離容器２の内部を下降もしくは沈降してその底部４付近に堆積していく。堆積した固形物は適当な時期に蓋部５を開けて外部に回収することができる。

なおウェッジワイヤスクリーン９で固形物を分離する際、固形物の一部はその分離面に一時的に付着するが、旋回流により効率よく剥離されるので、ウェッジワイヤスクリーン９が固形物で閉塞する可能性は著しく低い。

図８は本発明に係る分離装置１の他の実施例を図４に準じて示すもので、図８（ａ）は分離装置１の側断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。本実施例が図４の例と異なる部分は、分離容器２が閉鎖型であり、図３のような流出室２０と連通するオーバーフロー部２６や堰部２５が設けられていない点であり、そのほかは同様に構成される。従って図３と同じ部分は同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例の分離装置１は閉鎖型の分離容器２を備えている。ここで閉鎖型とは、加圧状態で液体に含まれている固形物を分離できるように、内部が加圧状態になってもその蓋部などから外部へ液が漏れないようにしたタイプを意味し、例えば加圧ポンプで加圧された液体が流れる配管に流入部６を接続して固形物を分離する場合に適用される。

閉鎖型の分離容器２は、図１のような開放型の分離容器２に対し、その頂部に設ける蓋部５の取り付け形態に相違がある。図８の例では、図示しない液漏れ防止用のパッキンを介して蓋部５をボルト等により着脱自在に固定することにより、分離容器２の内部に加圧液体が充満しても頂部からの液漏れが防止される。

本実施例の分離容器２の主要部は図１の分離容器２と同様に構成され、流入部６から流入した加圧状態の液体が上下方向の旋回流を形成するように誘導部７が設けられ、その旋回流の外周面に接するようにウェッジワイヤスクリーン９が側部３に形成されている。

本実施例では、閉鎖型の分離容器２に開放型の流出室２０が一体的に連結されている。直方体の流出室２０は４辺の側部２１と底部２２を有し、その頂部は開閉自在な蓋部２３で覆われている。閉鎖型の分離容器２で液体に含まれている固形物を分離する作用は図１の分離容器２の場合と実質的に同じである。内部加圧状態の分離容器２からウェッジワイヤスクリーン９を通して流出室２０に流出（噴出）する液体は、排出部２４から下流側の配管２８に排出する。

図８の実施例では閉鎖型の分離容器２に開放型の流出室２０を連結して分離装置１を構成しているが、流出室２０を用いず、閉鎖型の分離容器２のみで分離装置１を構成することもできる。閉鎖型の分離容器２のみで構成した分離装置１は、例えば図２のような処理槽１０の上方に設置し、加圧ポンプで送られてくる液体から固形物を分離し、ウェッジワイヤスクリーン９を通過した液体を大気圧状態の処理槽１０に放出するような処理方法に適用できる。

本実施例に用いられる閉鎖型の分離容器２は、前記開放型の種々の形態と同様なものに変形することができる。例えば図３の例のように、複数の側部３にウェッジワイヤスクリーン９を分散配置することができ、図６の例のように区分体１３と開口部１４を設けて内部に上側室１１と下側室１２を形成することができる。さらに図７の例のように水平方向の旋回流を生成するように構成することもできる。

本発明が適用できる液体には、例えば家屋、道路、田畑から下水道に流入する雨水や一般排水、工場排水、料理店の厨房排水、食肉加工工場の排水、あるいは工業用水なども含むことができる。またそれらの排水を再利用する際にも適用可能である。従って本発明は多くの産業における固形物分離に夫々好ましく利用することができる

本発明の液体に含まれている固形物を分離する分離装置として利用できる。

分離装置の第１実施例を示す図であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 第１実施例の分離装置を利用した固形物の分離例を示すプロセスフロー図である。 分離装置の第２実施例を示す図であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 分離装置の第３実施例であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 分離装置の第４実施例であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 分離装置の第５実施例であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。 分離装置の第６実施例であり、（ａ）は（ｂ）のＧ−Ｇ断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。 分離装置の第７実施例であり、（ａ）は分離装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。 スクリーンとしてのウェッジワイヤスクリーンを示す図である。 ウェッジワイヤスクリーンを構成するウェッジワイヤとスリットの部分拡大断面図である。

１：分離装置
２：分離容器
３：側部
４：底部
５：蓋部
６：流入部
７：誘導部
８：スクリーン
９：ウェッジワイヤスクリーン
９ａ：ウェッジワイヤ
９ｂ：スリット
９ｃ：支持棒
９ｄ：頭部
９ｅ、９ｆ：端部
１０：処理槽
１１：上側室
１２：下側室
１３：区分体
１４：開口部
１５：堆積部
２０：流出室
２１：側部
２２：底部
２３：蓋部
２４：排出部
２５：堰部
２６：オーバーフロー部
２７：上流側の配管
２８：下流側の配管
２９：水位調整堰

Claims (8)

1. 液体に含まれる固形物を分離する分離装置において、側部と底部を有する直方体の分離容器を備え、前記分離容器には、液体を対向する２つの側部の一方から他方に向かうように流入させる流入部と、流入部から流入した液体が上下方向または水平方向の旋回流を生成するようにその流れ方向を誘導する誘導部が設けられ、前記誘導部の表面に沿うように形成される旋回流の外周面に接するように前記側部にスクリーンが形成され、流入部から分離容器内に流入した液体が旋回しながらスクリーンを通過して分離容器の外側に排出されるように構成されていることを特徴とする分離装置。
2. 請求項１において、前記スクリーンは、断面楔状の複数のウェッジワイヤを互いに平行に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成され、各ウェッジワイヤの軸方向が前記旋回流の流れ方向と直交していることを特徴とする分離装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記スクリーンは、生成する旋回流の外周面に接するように複数の側部に分散して形成されていることを特徴とする分離装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記分離容器の内部を上側室と下側室に区分する区分体が設けられ、区分体には開口部が設けられ、上側室に前記流入部が形成され、更に上側室に流入部から流入した液体が上下方向の旋回流を生成するようにその流れ方向を誘導する誘導部が設けられ、前記スクリーンは上側室に形成されると共にその下縁部が区分体まで又は下側室の中間高さまで延長され、下側室には上側室から開口部を通して流入する固形物の堆積部が形成されていることを特徴とする分離装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、前記分離容器は、大気圧状態で液体に含まれている固形物を分離する開放型または加圧状態で液体に含まれている固形物を分離する閉鎖型とされていることを特徴とする分離装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、前記分離容器に液体の流出室が連結され、前記スクリーンと流出室の内部が連通され、流出室に液体の排出部が形成されていることを特徴とする分離装置。
7. 請求項６において、前記分離容器は大気圧状態で液体に含まれている固形物を分離する開放型とされ、前記分離容器の上部と流出室の上部を連通するオーバーフロー部が形成され、流出室に形成された排出部に油分や浮遊性の固形物の流入を防止する堰部が設けられていることを特徴とする分離装置。
8. 請求項６において、前記分離容器は大気圧状態で液体に含まれている固形物を分離する開放型とされ、前記流出室に水位調整堰が設けられ、前記排出部が水位調整堰の下流側に形成されていることを特徴とする分離装置。

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