JP5211190B2

JP5211190B2 - 凝集剤溶解装置

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Publication number: JP5211190B2
Application number: JP2011057882A
Authority: JP
Inventors: 守今吉; 修吉川
Original assignee: Yoshikawa Corp
Current assignee: Yoshikawa Corp
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2031-03-16
Also published as: KR101676046B1; KR20120033217A; CN102430353A; JP2012091156A; CN102430353B

Description

本発明は粉末凝集剤等のような凝集剤を水に供給して溶解させる凝集剤溶解装置に関するものである。

従来、凝集剤溶解装置への給水は溶解槽の上部から斜め下方に向って相当の距離を経てスプレーノズルにより散水し、凝集剤を該スプレーノズルからの噴射水により水面上に拡散し散布するものであった（例えば特許文献１，２，３）。そのため、水面から反射して飛び散った水により粉末凝集剤が溶解槽の壁面や天井面に付着成長して「まま粉」が発生していた。また、水面上を凝集剤が拡散移動するため、効率的な溶解が行われ難いものであった。尚、「まま粉」とは、粉末状の凝集剤が、水分を含み、水には完全に溶けずに溶解槽の壁面や天井面に付着して成長し塊状となったもの、及び、水分に完全に溶解していない粉末状の凝集剤が互いにくっついて水中、水面を浮遊しているものをいう。

これを防止するために、図９に示すように、凝集剤の定量供給口７の一側近傍に圧力水給水管５の下向給水ノズル５’を水面に近接して設け、上記下向給水ノズル５’からの噴出圧力水によって上記凝集剤を静水面下に進入させることにより、上記「まま粉」の発生を防止し、効率的に凝集剤の溶解を行うようにしたものが提案されている（特許文献４）。

特開２００１−８７６０３号特開２００５−１１８７３２号特開２００５−１６９１６９号特開２００８−９３５３０号

上記特許文献４の凝集剤溶解装置では、上記「まま粉」の発生は防止し得るが、凝集剤を水面上に直接落下させるものであるため、上記溶解槽内の攪拌機による攪拌水流の影響をなくし、さらに効率的に凝集剤を水位面下に進入させて、効率的に凝集剤を溶解し得る装置が望まれている。

本発明は上記課題を解決するために、凝集剤による「まま粉」の発生を防止し、効率よく凝集剤を溶解し得る凝集剤溶解装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、
第１に、溶解槽の内部に水位保持用仕切板を設けて該溶解槽の水面の水位を保持するよう形成し、上記溶解槽の水位保持側に攪拌機を設け、上記溶解槽の上面板に凝集剤定量供給装置及び圧力水給水管を設け、上記上面板に凝集剤の定量供給口を開口し、該定量供給口の一側近傍に上記圧力水給水管の下向給水ノズルを配設し、該下向給水ノズルの下端噴射口を上記水面に近接して設けてなる凝集剤溶解装置において、上記定量供給口の他側近傍に、該定量供給口と上記水面との間から、上記一側近傍の上記下向給水ノズルの上記下端噴射口の直下に向う水膜を形成する水膜スプレーノズルを傾斜方向に設けてなり、上記水膜スプレーノズルから噴射される上記水膜の幅は上記定量供給口の直下において上記定量供給口の内径と同一又は大となるように構成し、かつ上記水膜スプレーノズルから噴射される水膜の幅を、上記一側近傍の上記下向給水ノズルの上記下端噴射口から下向に噴射される圧力水の幅に略一致させてなる凝集剤溶解装置により構成される。

よって、定量供給口から溶解槽に供給される凝集剤は、水膜スプレーノズルからの水膜により該水膜上に落下し下向給水ノズルの下端噴射口の直下に誘導されるので、上記凝集剤は溶解槽の水面上に直接落下することなく、上記下向給水ノズルの下端噴射口から噴射される圧力水により溶解槽の水位の水面下に引き込むことができ、効率的に凝集剤を溶解することができる。下端噴射口を上記水面に近接して設けるとは、例えば下端噴射口を水面上５０ｍｍ〜水面上１５０ｍｍの範囲内の位置（例えば水面上５０ｍｍの位置、水面上１３０ｍｍの位置等）に設けることをいう。上記下端噴射口の直下に向う水膜とは、上記下端噴射口の直下であって水面より若干上の高さ（例えば水面Ｌより１０ｍｍ上の高さ）に向う水膜をいう。このように構成すると、下端噴射口から下向きに噴射される圧力水により効率的に凝集剤を水面下に進入させて溶解することができる。

第２に、上記水膜スプレーノズルの位置から上記一側近傍の上記下向給水ノズルの上記下端噴射口の直下に向けて水膜誘導板を設け、上記水膜スプレーノズルから該誘導板上に上記下向給水ノズルに向かう水膜を形成するように構成した上記第１記載の凝集剤溶解装置により構成される。

このように構成すると、定量供給口から溶解槽に供給される凝集剤は、水膜誘導板上に落下し該誘導板上の水膜によって下向給水ノズルの下端噴射口の直下に誘導されるので、上記凝集剤は溶解槽の水面上に直接落下することなく、上記下向給水ノズルの下端噴射口から噴射される圧力水により溶解槽の水位の水面下に引き込むことができ、効率的に凝集剤を溶解することができる。

第３に、上記下向給水ノズルの上記下端噴射口と上記水膜スプレーノズルの下端噴射口とがほぼ平行方向の長孔である上記第１又は２に記載の凝集剤溶解装置により構成される。

従って溶解槽内に上記仕切板によって水位が保持されると、一定水位側の水は攪拌され、その水位の水面に向かって凝集剤が定量供給口から定量供給される。
その状態において上記水面に近接する上記下向給水ノズルの下端噴射口から、圧力水が噴射すると同時に、上記定量供給口の他側近傍の水膜スプレーノズルから上記下向給水ノズルの下端噴射口の直下に向って水膜が形成されるため、上記定量供給口から落下する凝集剤は上記水膜によって上記下向給水ノズルの下端噴射口の直下に誘導され、誘導された凝集剤は、上記下向給水ノズルの圧力水によって上記水面下に垂直軸線ａに沿って引き込まれる。

本発明によると、凝集剤の定量供給口から供給される凝集剤は水膜スプレ−ノズルからの水膜によって下向給水ノズルの下端噴射口の直下に誘導されるため、上記定量供給口から直接水面下に落下する凝集剤を抑制することができ、また、上記水膜スプレーノズルから噴射される水膜の幅を、上記一側近傍の上記下向給水ノズルの上記下端噴射口から下向に噴射される圧力水の幅に略一致させてなるものであるから、下向給水ノズルの直下に誘導された凝集剤は上記下向給水ノズルから噴射する圧力水により、溶解槽の水面下に確実に引き込まれるため、仮に攪拌機による水流の乱れが生じたとしても、かかる水流の乱れに影響されることなく、上記定量供給口から供給される凝集剤を確実に水面下に引き込んで効果的に凝集剤を溶解することができる。

また、定量供給口から供給される凝集剤が水面に直接落下することを抑制し得るため、いわゆる「まま粉」の発生を効果的に防止し得る。

本発明に係る凝集剤溶解装置を示す正面図である。図１の右側面図である。凝集剤の定量供給口及びその一側近傍及び他側近傍の右側面図である。上記供給口と一定水位との中間水準に水膜の誘導板を傾斜方向に設けた上記両近傍の右側面図である。（イ）は図３Ａ−Ａ線による概略断面図、（ロ）は（イ）Ｂ−Ｂ線による正面図、（ハ）は図４Ａ’−Ａ’線による概略断面図、（ニ）は水膜スプレーノズルの概略斜視図である。水膜スプレーノズルからの水膜の下向給水ノズル直下への引き込み状態の概略斜視図である。凝集剤の定量供給口及びその一側近傍及び他側近傍の右側面図である。上記供給口と一定水位との中間水準に水膜の誘導板を傾斜方向に設けた上記両近傍の右側面図である。従来の凝集剤溶解装置の給水ノズル近傍の側面図である。

床面８に支持した円筒形水槽の上面を上面板１’で閉鎖して粉末状凝集剤（凝集剤）６と水１０との溶解槽１を形成する。

上面板１’上には方形機函１１を設け、該機函１１の上面には粉末状凝集剤６の収容ホッパー１２を配設し、該ホッパー１２の下端に上記凝集剤６の定量供給装置１３（例えば特開２００１−２７８４５３号）を設け、該定量供給装置１３の定速回動用電動機を上記機函１１内に設けて、粉末状の凝集剤定量供給装置４を形成する。

上記定量供給装置１３の定量排出口１３’を機函１１内に設けた供給筒７’に開口し、供給筒７’の下端の定量供給口７を上記上面板１’に開口する。

上記方形機函（機函）１１内には圧搾空気管を導入し、また機函１１内に配管した垂直圧力水給水管５，１４を、上記供給筒７’及び定量供給口７の一側近傍Ｘ及び他側近傍Ｙ（図２参照）に、各々下向に上面板１’の下方に延長して設け、さらに一側近傍Ｘの上記圧力水給水管５に下端下向給水ノズル５’を配設し、一方、上記他側近傍Ｙの垂直圧力水給水管１４の下端に水膜スプレーノズル１５を上記下端下向給水ノズル５’の下端に向けて傾斜させて配設する。尚、圧力水給水管５（一側近傍Ｘ）と同給水管１４（他側近傍Ｙ）は、上記定量供給口７の両側に、上記給水管５、上記供給口７、上記給水管１４が一直線上に位置するように配置されている（図１，２）。

上記溶解槽１の内部には、一定水位の水面Ｌ’を保持する仕切板２を設け、かつ該仕切板２に沿って静水位保持板１６を設ける（図１参照）。

この静水位保持板１６の上端は、流動水面Ｌ上に突出して攪拌機３による水面変動による越流を防止し、下端は溶解槽１の底面１”の上方に上記仕切板２方向への流入間隔Ｓを介在させ（図１矢印参照）、仕切板２の上端と上記静水位保持板１６との間に静水位の水面Ｌ’を保持することができる。

上記下向給水ノズル５’の下端噴射口５”は、上記静水位の水面Ｌ’より少し高い上記流動水面（水面）Ｌ、即ち一定水位の水面Ｌにその噴射口５”を向けた状態で、該噴射口５”を上記水面Ｌにある程度近づけると共に該水面Ｌから一定間隔離間した位置に固定されており、即ち一定水位の水面Ｌに近接して設けられており、該噴射口５”は上記ノズル５’の垂直軸線ａと軸線を共有する（図３参照）。上記流動水面Ｌと下端噴射口５”との間隔は例えば５０ｍｍ（図３参照）、１３０ｍｍ（図７参照）とする。

上記攪拌機３は、上記上面板１’上に設けた電動機１７の回転軸１８を水面Ｌ下（水位保持側）に延長し、攪拌翼３’，３’を設けて矢印ｂ方向に回転し、上記保持板１６側（水位保持側）の貯水１０を攪拌し、上記回転軸１８の回りでは水面Ｌが低下するが、図２に示すように、上記定量供給口７と下端噴射口５”の位置は攪拌機３から離隔した位置に設ける。

上記垂直圧力水給水管５，１４のそれぞれ垂直軸線ａ，ｃは上記定量供給口７の垂直軸線ｄの両側（一側近傍Ｘ及び他側近傍Ｙ）に垂直平面内にあって、該圧力水給水管５の下部、即ち下向給水ノズル５’の下端噴射口５”は、流動水面Ｌ即ち一定水位に近接して設けられ、上記他側近傍Ｙの上記圧力水給水管１４の下端部に水膜スプレーノズル１５を形成し、該ノズル１５を、上記供給口７と上記一定水位の流動水面Ｌとの略中間水準位置Ｚ（定量供給口７と水面Ｌとの間）から上記下向給水ノズル５’の下端噴射口５”の直下であって上記水面Ｌより若干上の高さ（例えば水面Ｌより１０ｍｍ程度上の高さ）に向って下向傾斜方向（傾斜方向）に設けるものである（図２、図３、図７参照）。上記水膜スプレーノズル１５と上記垂直圧力水給水管１４の垂直軸線ｃとの傾斜角θは例えば約６０度とする（図３参照）。

上記水膜スプレーノズル１５の上記傾斜角θは、このように上記垂直軸線ｃと約６０度とし、該ノズル１５の開口部１５’は図５（イ）（ハ）（ニ）に示すように、水平方向の長孔であり、該開口部１５’から扇形の水膜１５”又は長方形の水膜１５”を噴出又は噴射し、該水膜１５”の幅ｅを上記定量供給口７の直下において、該供給口７の内径と同一又は大となすものである。このように、上記水膜１５”が上記定量供給口７の直下（下方）を通るので、上記定量供給口７から落下する粉末状凝集剤６は、全て上記水膜１５”上に落下供給され、水膜１５”の水流Ｅにより上記下向給水ノズル５’の下端噴射口５”の直下であって水面Ｌより若干上の高さに誘導される。尚、上記誘導される高さは、上記流動水面Ｌと上記下端噴射口５”との間隔が５０ｍｍ、１３０ｍｍ何れの場合も水面Ｌから上方に例えば１０ｍｍの位置とする。

上記下向給水ノズル５’の下端噴射口５”の径又は幅は図５（イ）に示すように、上記水膜１５”の下端部の幅より小であるが、図６に示すように、上記下端噴射口５”から上記水面Ｌに対して下向きに扇形に膜状の圧力水１９が噴出し、上記水膜スプレーノズル１５の開口部１５’から噴射される圧力水膜１５”の幅ｅ’を、上記一側近傍Ｘの上記下向給水ノズル５’の上記下端噴射口５”から下向に噴射される膜状の圧力水１９の幅ｅ”に対応（例えば図６に示すように上記幅ｅ’と幅ｅ”を略一致）させてなるものである。このように構成すると、上記水膜１５”の水流Ｅによって上記下端噴射口５”直下に誘導された凝集剤６は、上記圧力水１９の垂直方向の水流によって水面Ｌ方向に進路変更され、上記水面Ｌ下に引き込まれる。

また、上記下向給水ノズル５’の上記下端噴射口（開口部）５”と上記水膜スプレーノズル１５の下端噴射口（開口部）１５’とが、ほぼ平行方向の細い長孔となるように構成されている。従って、図６に示すように、各噴射口５”、１５’からは所定幅の薄い膜状の圧力水が噴射され、落下粉末状凝集剤６を適切に下向給水ノズル５’直下に誘導し得るし、圧力水１９によって確実に水面Ｌ下に引き込むことができる。

勿論、上記水膜１５”は、上記定量供給口７からその上に落下供給される粉末状凝集剤６の全てを上記下端噴射口５”の直下水準に供給し、水膜１５”の途中から水面Ｌに落下させることはなく、充分な水圧及び水量を保持する。

また、図４、図８に示すように、上記水膜スプレーノズル１５の開口部１５’の位置から上記一側近傍Ｘの上記下向給水ノズル５’の下端噴射口５”の直下であって上記水面Ｌより若干上の高さ（例えば水面Ｌより１０ｍｍ上の高さ）に向けて傾斜水膜誘導板（水膜誘導板）１５ａ（図５（ハ））を設け、上記水膜スプレーノズル１５から該誘導板１５ａ上に上記下端噴射口５”の直下に向かう水膜１５”を形成するように構成することができる。尚、図４は上記下端噴射口５”を水面Ｌ上約５０ｍｍに設けた場合、図８は上記下端噴射口５”を水面Ｌ上約１３０ｍｍに設けた場合である。

従って、攪拌機３を作動させ、図３、図４、図５、図６、図７、図８に示すように、定量供給口７の直下には該定量供給口７の他側近傍Ｙにある水膜スプレーノズル１５から噴射された水膜１５”が上記下向給水ノズル５’の方向に傾斜して位置しているので、上記定量供給口７から上記水面Ｌの方向に定量落下供給される粉末状凝集剤６は、上記水膜１５”上に落下し（図３）、当該水膜１５”の水流Ｅにより上記下向給水ノズル５’の下端噴射口５”の直下であって水面Ｌ上約１０ｍｍの位置に誘導されるため、上記水面Ｌ’又は上記流動水面Ｌに近接した水準位置にある上記下端噴射口５”から噴出する圧力水１９によって該水面Ｌ下に引き込まれ、水面Ｌ上に飛散することなく貯水内に圧入され、攪拌水１０中に溶解する。貯水内に圧入された凝集剤６は攪拌機３による貯水の攪拌により十分に水中に溶解する。
上記下端噴射口５”は、上記凝集剤の供給位置（上記下端噴射口５”の直下であって水面Ｌ上１０ｍｍの位置）から上方に所定間隔離間した位置に設ける。この下端噴射口５”の設置位置は水面Ｌに近接した位置であり、水面Ｌ上５０ｍｍの位置から水面Ｌ上１５０ｍｍの位置の範囲内の何れかの位置（好ましくは水面Ｌ上１００ｍｍ〜１４０ｍｍの範囲内の位置）とすれば良く、例えば水面Ｌ上１３０ｍｍ（図７、図８参照）とする。

上記水面Ｌは、仕切板２と静水位保持板１６との間の静水位の水面Ｌ’と略一致又は攪拌により若干隆起した一定水位の水面Ｌは、上記静水位の水面Ｌ’と若干交差する。

上記仕切板２を超えた凝集剤溶解液１０’は、図１に示すように、溶解完了液貯水槽９内に入り、水位センサ２０により水位を上記仕切板２による静水位の水面Ｌ’下に保つように排出口２１からポンプにより次工程に輸送される。

以上のように、本発明によると、定量供給口７から供給される凝集剤６は水膜スプレーノズル１５からの水膜１５”によって下向給水ノズル５’の下端噴射口５”の直下であって水面Ｌより若干上の高さに誘導されるため、上記定量供給口７から直接水面Ｌ上に落下する凝集剤を抑制することができ、略全ての凝集剤６を上記下向給水ノズル５’の下端噴射口５”の直下に誘導することができる。

また、上記下向給水ノズル５’の下端噴射口５”の直下に誘導された凝集剤６は上記下向給水ノズル５’から噴射する圧力水１９により、溶解槽１の水面Ｌ下に確実に引き込まれるため、仮に攪拌機３による水流の乱れ（例えば図３における定量供給口７の下方水面Ｌにおける上記下向給水ノズル５’とは反対方向の矢印Ｆ方向の水流）が生じたとしても、かかる水流の乱れに影響されることなく、上記供給口７から供給される凝集剤６を確実に水面Ｌ下に引き込んで効率的に凝集剤を溶解することができる。

また、定量供給口７から供給される凝集剤６が水面Ｌに直接落下することを抑制し得るため、いわゆる「まま粉」の発生を効果的に防止し得る。

上記水膜１５”によって下端噴射口５”の直下に供給される凝集剤の位置は、水面Ｌ上１０ｍｍの位置としたが、当該位置はこれに限定されず、下端噴射口５”と上記水面Ｌとの間における上記水面Ｌより若干上の高さ（例えば水面Ｌ上５ｍｍ〜２０ｍｍ）であれば良い。尚、図中２２で示すものは制御盤である。

本発明は吸湿固化し易い高分子粉末状凝集剤６を「まま粉」を発生させることなく溶解調整することができる。

１溶解槽
１’ 上面板
２水位保持用仕切板（仕切板）
３攪拌機
４粉末状凝集剤定量供給装置（凝集剤定量供給装置）
５，１４垂直圧力水給水管（圧力水給水管）
５’ 下端下向給水ノズル（下向給水ノズル）
５” 下端噴射口（開口部）
６粉末状凝集剤（凝集剤）
７定量供給口
１５水膜スプレーノズル
１５’ 下端噴射口（開口部）
１５” 扇形又は長方形圧力水膜（水膜）
１５ａ傾斜水膜誘導板（水膜誘導板）
１９圧力水
Ｘ一側近傍
Ｙ他側近傍
Ｌ流動水面（水面）
ｅ’ 水膜の幅
ｅ” 圧力水の幅

Claims

溶解槽の内部に水位保持用仕切板を設けて該溶解槽の水面の水位を保持するよう形成し、
上記溶解槽の水位保持側に攪拌機を設け、
上記溶解槽の上面板に凝集剤定量供給装置及び圧力水給水管を設け、
上記上面板に凝集剤の定量供給口を開口し、該定量供給口の一側近傍に上記圧力水給水管の下向給水ノズルを配設し、該下向給水ノズルの下端噴射口を上記水面に近接して設けてなる凝集剤溶解装置において、
上記定量供給口の他側近傍に、該定量供給口と上記水面との間から、上記一側近傍の上記下向給水ノズルの上記下端噴射口の直下に向う水膜を形成する水膜スプレーノズルを傾斜方向に設けてなり、
上記水膜スプレーノズルから噴射される上記水膜の幅は上記定量供給口の直下において上記定量供給口の内径と同一又は大となるように構成し、
かつ上記水膜スプレーノズルから噴射される水膜の幅を、上記一側近傍の上記下向給水ノズルの上記下端噴射口から下向に噴射される圧力水の幅に略一致させてなる凝集剤溶解装置。
上記水膜スプレーノズルの位置から上記一側近傍の上記下向給水ノズルの上記下端噴射口の直下に向けて水膜誘導板を設け、
上記水膜スプレーノズルから該誘導板上に上記下向給水ノズルに向かう水膜を形成するように構成した請求項１記載の凝集剤溶解装置。
上記下向給水ノズルの上記下端噴射口と上記水膜スプレーノズルの下端噴射口とがほぼ平行方向に長孔である請求項１又は２に記載の凝集剤溶解装置。