JP5387232B2 - スラッジ除去装置 - Google Patents

Description

この発明は、スラッジを含む液体を槽に回収し、回収した液体からスラッジを除去する機構を有するスラッジ除去装置に関する。

例えば、薄板製造プロセスにおいては、鋼板の冷却や洗浄工程で使用した液体を回収する槽を設置し、前記液体に含まれるスラッジを槽内で沈降させて分離し、スラッジが除去された液体を再利用することが行われている。槽の底部に沈降したスラッジは速やかに外部に排出する必要がある。そのため、従来より、槽内のスラッジを除去する方法が提案されている。

特許文献１には、槽（メッキラインの溶融亜鉛浴槽）の底部に傾斜面を設け、傾斜面の下端部にスラッジ（ボトムドロス）の吸引口を設けることで、傾斜面の下端部に集まってくるスラッジを効率的に回収する方法が記載されている。
特許文献２には、槽（エンジンのオイルパン）の底部側壁にドレン孔（スラッジの排出口）を設け、槽内から液体（オイル）を排出した後、ドレン孔を開けてブレードを槽の底面に摺動させることで、スラッジをドレン孔から排出することが記載されている。この文献のスラッジ除去装置では、ドレン孔を塞ぐプラグ（栓と摘みが一体になった部材）がロッドを介してブレードに固定され、プラグの栓がドレン孔を塞ぎ、摘みが槽外に配置されている。このプラグの摘みを引き出して回転させることで、ドレン孔から栓が外れてブレードが動く機構になっている。

特許文献３には、槽内の底面の近傍に、周面に多数の吸引孔（吸込口）を有するスラッジ吸引管（吸込ヘッダー）を配置し、このスラッジ吸引管の長さ方向中央に垂直にスラッジ排出管（吸込管）を接続して、これを槽外に延ばし、その先端に吸引ポンプを接続するとともに、スラッジ排出管の移動機構を設けることが記載されている。これにより、槽の底面に堆積したスラッジが吸引孔からスラッジ吸引管に入って除去されることが、スラッジ排出管の移動により底面の全体に渡って行われる。

特許文献４には、周面に多数の吸引孔（小孔）を有するスラッジ吸引管（パイプ）を格子状に組むなどして、槽の底面全体に配置し、組まれたスラッジ吸引管をスラッジ排出管（ヘッダ）に接続して、ポンプで吸引することで、槽の底面に堆積したスラッジを吸引孔からスラッジ吸引管に入れてスラッジ排出管に集め、外部に排出することが記載されている。

特開平６−２９９３０８号公報 実開昭６０−１７００１５号公報 実開昭５６−７５０３号公報 特開昭６１−３８６８９号公報

特許文献１に記載された方法では、槽の底部に傾斜面を設けるため、槽の高さを高くする必要があり、設備が大型化する。
特許文献２に記載された方法では、槽内から液体を排出してからスラッジを排出するため、その間の設備停止に伴うコストアップが避けられないとともに、液体を一時的に受ける槽および送液設備が必要となることで設備コストも嵩む。すなわち、この方法は液体を回収して再利用する用途には向かない。

特許文献３に記載された方法では、スラッジ排出管の移動機構を設けることで、設備コストが嵩み、メンテナンスの手間や費用がかかるとともに信頼性の点で不安もある。
特許文献４に記載された方法では、格子状などに組まれた複数本のスラッジ吸引管を槽の底面全体に配置し、１本のスラッジ排出管に接続しているため、全てのスラッジ吸引管に形成された吸引孔の合計面積が、スラッジ排出管の断面積と比較して大幅に大きくなっている。これに伴って、十分な流速が得られず、スラッジの吸引力が低下して、吸引孔がつまり易くなる。

また、流速を確保するために吸引孔の面積を小さくすると、圧力損失が大きくなり、面積も小さいことで、吸引孔がつまり易くなる。さらに、スラッジ吸引管が格子状などに組まれていることで、場所によって吸引孔による吸引にバラツキが生じ易くなり、これによっても吸引孔がつまり易くなる。
この発明の課題は、設備の大型化を伴わず、槽内の液体を入れたままで処理が行われ、設備コストが嵩まず、スラッジの除去効率が高い、スラッジ除去装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のスラッジ除去装置は、内部が、底部から側壁の上端より低い位置まで立ち上がる仕切り板で、第１の部分と第２の部分とに仕切られている槽を有し、第１の部分の底部側に、周面にスラッジを吸引する吸引孔を有するスラッジ吸引管が配置され、前記スラッジ吸引管は、互いに平行な基端部および先端部と、これらを接続する中間部とからなり、前記基端部が前記仕切り板に沿って配置され、前記先端部が前記基端部と平行に前記仕切り板から離れて配置され、前記中間部が槽の側壁に沿って配置され、前記スラッジ吸引管の前記基端部に接続されたスラッジ排出管が槽外に配置され、スラッジ排出管に吸引ポンプが接続され、前記第２の部分に液体導出口が形成されていることを特徴とする。

スラッジ吸引管に形成されている全ての吸引孔の合計面積は、スラッジ排出管の断面積の０．７倍以上１．４倍以下であることが好ましい。０．７倍未満であるとポンプ内にキャビテーションが発生してポンプに破損が生じる恐れがあり、１．４倍を超えると吸引孔での流速が低下し、吸引孔に詰まりが生じる恐れがある。また、各吸引孔の面積は、槽の第１の部分に導入される液体に含まれるスラッジの性状や粒度等に応じて設定される。

この発明のスラッジ除去装置は、スラッジを含む液体を槽の第１の部分に導入して使用される。第１の部分に導入された液体は仕切り板を超える水位となった後に第２の部分に入り、その後は仕切り板を超える水位が維持されるように、第１の部分への液体の導入および第２の部分からの液体の導出を制御する。これにより、前記水位が維持されながら、第２の部分の液体が液体導出口から外部に導出される。

第１の部分に導入された液体に含まれているスラッジは、第１の部分の底部に沈降し、沈降したスラッジは、吸引ポンプの作動により吸引孔から吸引されてスラッジ吸引管内に入り、スラッジ排出管から槽外へ排出される。ここで、スラッジは、槽内での液体の流れから、第１の部分の底部の仕切り板側に堆積しやすいため、スラッジ吸引管の前記基端部が仕切り板に沿って配置されていることで、スラッジが効率良く吸引されて除去される。

また、この発明のスラッジ除去装置は、槽内に仕切り板を設け、スラッジ吸引管、スラッジ排出管、および吸引ポンプ等の配管部材を設置することで作製されるため、設備の大型化を伴わず、特許文献３および４に記載された装置と比較して設備コストを低くすることができる。

この発明のスラッジ除去装置は、設備の大型化を伴わず、槽内の液体を入れたままで処理が行われ、設備コストが嵩まず、スラッジの除去効率が高いものである。

この発明の一実施形態に相当するスラッジ除去装置を含む設備を示す斜視図である。 図１のスラッジ除去装置を示す断面図である。 スラッジ吸引管の吸引孔にスラッジが吸引される様子を示す断面図である。

以下、この発明の実施形態について説明する。
図１および２に示すように、この実施形態のスラッジ除去装置は、槽１と、仕切り板２と、スラッジ吸引管３と、スラッジ排出管４と、スラッジ分離器５と、液体戻し配管６と、スラッジ取り出し管７と、スラッジ受け容器７１と、液体導入配管８と、液体導出配管９と、ポンプ４１，９１とで構成されている。

槽１の内部が、底部から側壁１０の高さの３／４程度の高さまで立ち上がる仕切り板２により、第１の部分１１と第２の部分１２とに仕切られている。第１の部分１１の底部の少し上に、コの字状に形成されたスラッジ吸引管３が配置されている。すなわち、このスラッジ吸引管３は、互いに平行な基端部３２および先端部３３と、これらを接続する中間部３４とからなる。

図３に示すように、スラッジ吸引管３の周面には、円形の吸引孔３１が軸方向に沿って一定間隔で多数形成されている。スラッジ吸引管３に形成されている全ての吸引孔３１の合計面積Ｓｇは、スラッジ排出管の断面積Ｓｄとほぼ同じ面積（Ｓｇ＝０．９Ｓｄ）とされている。
スラッジ吸引管３の先端部３３の先端は閉塞されていてもよいが、先端部３３の先端付近でのスラッジの滞留や吸引孔３１の詰まりを防止するために、先端部３３の先端に開口を設けることが好ましい。

このスラッジ吸引管３の基端部３２が仕切り板２に沿って配置され、先端部３３が基端部３２と平行に仕切り板２から離れて配置され、中間部３３が槽１の側壁（図１および２で槽１の奥側の壁）に沿って配置されている。また、このスラッジ吸引管３は、吸引孔３１を槽１の底面側に向けて配置されている。このスラッジ吸引管３の基端部３２の先端は、槽１の外部に配置されたスラッジ排出管４と接続されている。

スラッジ排出管４の基端（スラッジ吸引管３と接続されている方）に近い部分にポンプ４１が接続され、スラッジ排出管４の先端はスラッジ分離器５に接続されている。スラッジ分離器５には、液体戻し配管６とスラッジ取り出し管７が接続されている。液体戻し配管６は、スラッジ分離器５でスラッジが除去された液体を槽１に戻す配管であり、その先端が、第１の部分１１の仕切り板２から離れた位置の上部に配置されている。スラッジ取り出し管７は、スラッジ分離器５で分離されたスラッジをスラッジ受け容器７１に排出する配管である。

液体導入配管８は、槽１の第１の部分１１にスラッジを含む液体を導入する配管であり、その先端が、第１の部分１１の仕切り板２から離れた位置の上部に配置されている。液体導出配管９は、槽１の第２の部分１２から液体を外部に導出する配管であり、第２の部分１２の下部の槽壁に形成された液体導出口１３に接続されている。液体導出配管９にポンプ９１が設けてある。

この実施形態のスラッジ除去装置では、液体導入配管８からスラッジを含む液体が槽１の第１の部分１１に導入され、第１の部分１１に導入された液体は仕切り板２を超える水位となった後に第２の部分１２に入る。そして、その後は、仕切り板２を超える水位が維持されるように、第１の部分１１への液体の導入および第２の部分１２からの液体の導出を制御する。これにより、前記水位が維持されながら、第２の部分１２内の液体が液体導入配管９から外部に導出される。

なお、この実施形態では、仕切り板１０の高さを槽１の側壁１０の高さの３／４程度の高さにしているが、仕切り板１０の高さはこれに限定されない。すなわち、仕切り板１０の高さが槽１の側壁１０の上端より低い高さであれば、仕切り板１０の上側に、第１の部分１１から第２の部分１２への液体の流路（上述の液体の流れ）が形成される。
第１の部分１１に導入された液体に含まれているスラッジは、第１の部分１１の底部に沈降し、図３に示すように、沈降したスラッジ５１は、ポンプ４１の作動により吸引孔３１から吸引されてスラッジ吸引管３内に入った後、スラッジ排出管４に入り、スラッジ分離器５に向かう。スラッジ分離器５でスラッジが除去された液体は、液体戻し配管６から槽１の第１の部分１１に導入される。スラッジ分離器５で分離されたスラッジは、スラッジ取り出し管７から受け容器７１に排出される。

この実施形態のスラッジ除去装置では、スラッジが第１の部分１１の底部の仕切り板２側の部分に堆積しやすく、この部分にスラッジ吸引管３が配置されていることで、スラッジがスラッジ吸引管３に効率良く吸引されて除去される。スラッジ吸引管３の形状は、この実施形態のような「コの字状」に限定されないが、少なくとも仕切り板２に沿って配置される部分（基端部３２に相当する部分）を有する形状とし、その部分が仕切り板２に沿って配置されている必要がある。

液体導入配管８を、薄板製造プロセスの鋼板の冷却または洗浄工程で使用した液体の排出口に接続し、液体導出配管９を前記工程で使用する液体の供給口に接続すれば、前記工程で使用した液体が液体導入配管８から槽１の第１の部分１１内に導入され、前記液体に含まれるスラッジが除去された後に、第２の部分１２から前記工程に向けてクリーンな液体が供給される。

この実施形態のスラッジ除去装置は、槽１内に仕切り板２を設けて第１の部分１１にスラッジ吸引管３を配置し、第１の部分１１の側壁に貫通孔を開けてスラッジ吸引管３と槽１外のスラッジ排出管４とを接続し、スラッジ排出管４にポンプ４１を設置し、第２の部分に液体導出口１３を設けて液体導出配管９を接続し、ポンプ９１を設置することで作製されるため、設備の大型化を伴わず、特許文献３および４に記載された装置と比較して設備コストが低いものである。

また、一般的な槽を有する設備であれば、槽内に仕切り板やスラッジ吸引管等を追加設置することで、この発明のスラッジ除去装置を作製できるため、この発明によれば、低コストで既存の設備のスラッジ回収効率を高くすることもできる。

１ 槽
１０ 側壁
１１ 第１の部分
１２ 第２の部分
１３ 液体導出口
２ 仕切り板
３ スラッジ吸引管
３１ 吸引孔
３２ 基端部
３３ 先端部
３４ 中間部
４ スラッジ排出管
４１ ポンプ
５ スラッジ分離器
５１ スラッジ
６ 液体戻し配管
７ スラッジ取り出し管
７１ スラッジ受け容器
８ 液体導入配管
９ 液体導出配管
９１ ポンプ

Claims (2)

1. 内部が、底部から側壁の上端より低い位置まで立ち上がる仕切り板で、第１の部分と第２の部分とに仕切られている槽を有し、
   第１の部分の底部側に、周面にスラッジを吸引する吸引孔を有するスラッジ吸引管が配置され、
   前記スラッジ吸引管は、互いに平行な基端部および先端部と、これらを接続する中間部とからなり、
   前記基端部が前記仕切り板に沿って配置され、前記先端部が前記基端部と平行に前記仕切り板から離れて配置され、前記中間部が槽の側壁に沿って配置され、
   前記スラッジ吸引管の前記基端部に接続されたスラッジ排出管が槽外に配置され、スラッジ排出管に吸引ポンプが接続され、
   前記第２の部分に液体導出口が形成されていることを特徴とするスラッジ除去装置。
2. スラッジ吸引管に形成されている全ての吸引孔の合計面積は、スラッジ排出管の断面積の０．７倍以上１．４倍以下である請求項１記載のスラッジ除去装置。

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