JPH02303561A - 液出し円筒体を備えた液体サイクロン式セパレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、液出し円筒体を備えた液体サイクロン式セパ
レータに関する。

（従来の技術） 微粒子を含む液体の濾過においては、従来外槽内に円筒
形のカートリッジフィルタあるいはキャンドルフィルタ
を固定支持し、被濾過液を外槽内に圧送して上記フィル
タの外表面から内周面に通過させ、このフィルタの外表
面で披ａ過液に含まれる微粒子（固形物）を捕捉するａ
過装置が各分野において一般に用いられている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに上記従来の濾過装置では、固形物を多く含む被
濾過液の濾過時にはフィルタの目詰り（閉塞）が早いの
で、１段での濾過処理が難かしく、そのためプレフィル
タからファイナルフィルタまで直列に２〜数段とした濾
過装置を用いて運転する必要があり、またフィルタは外
槽に固定して支持されているので外表面の目詰りを防ぎ
ながら長時間連続運転させようとするには大きいａ過面
積を与えなければならず、これらに起因して濾過装置自
体が著しく大型になってしまうという問題があった。

また、サイクロンによる沈降分離をさせるとき、液体に
含まれる微粒固形分は分離されにく＼、排出される液に
固形物粒子が含まれたま＼流出してしまうという問題が
ある。

本発明はこれに鑑み、固形物の分ｉｉ！ｆ能力を増大し
、フィルタを用いた場合でも／ｉ通過面の固形物粒子の
付着による目詰りを減少し、自浄能力を発揮して、小型
に構成することができながら長時間の連続運転を可能と
する液出し円筒体を備えた液体サイクロン式セパレータ
を提供することを目的としてなされたものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記従来技術が有する課題を解決するため本発明は、接
線方向に被処理原液流入路が接続され下部にサイクロン
を有する外槽と、この外槽内上方部に回転自在に垂設さ
れた液出し円筒体と、この液出し円筒体に自転を与える
回転駆動機構と、前記液出し円筒体の内部に連通され処
理済液を外槽外に流出させる処理済液排出流路とを備え
、液出し円筒体の外表面に付着しようとする固形物をサ
イクロンによる遠心力と液出し円筒体の自転により離反
させるようにしたことを特徴とする液出し円筒体を備え
た液体サイクロン式セパレータを、？５求項１とし、前
記液出し円筒体が濾過フィルタである液出し円筒体を備
えたサイクロン式セパレータを請求項２とするものであ
る。

（作　用） 回転駆動機構により液出し円筒体を回転駆動させるとと
もに被処理原液を流入路を通じて外槽内に圧送すると、
被処理原液は外周接線方向から外槽内に流入し、サイク
ロン効果により固形物（スラッジ）と液とに分離される
。固形物はサイクロン下部に沈降し、その下部から排出
され、液は液出し円筒体を通って処理済液排出路へ流れ
る。このとき液に含まれる微粒子は液出し円筒体の回転
による遠心力によりその外表面に近づいて内部へ入ろう
としても円筒体の外表面から離反され、固形物粒子が液
出し円筒体内を通って排出されにく＼なり、固形物の分
離能力が増大される。また液出し円筒体を濾過フィルタ
とした場合には、その外表面に個形物が付着しにく〜な
り、濾材の目詰りが最小限に抑えられ、長時間の濾過の
連続運転を可能とする。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例を参照して説明する。

第１図において外槽１は、円筒形状をＨする上方部２と
、その下部に連設されて下すぼまり形状を有するサイク
ロン３とからなり、固定支持構造体４により垂直姿勢に
支持されている。

この外槽１の上方部２には、その外周接線方向に被処理
原液流入路５が接続され、サイクロン３の下端にはスラ
ッジの排出口６が設けられており、この排出口６はハン
ドル７の操作により随時開閉が可能とされている。

前記外槽１の上方部２内には液出し円筒体８が回転自在
に支持されている。この液出し円筒体８の回転支持構造
は、外槽１の上端を閉鎖するように固定された支持部材
９の軸受１０，１０に液出し円筒体８の基部に接続され
た軸筒１１が回転自在に支持され、この軸筒１１の上端
は公知のロータリジヨイント１２を介して処理済液排出
路１３に回転的に接続されている。

上記軸筒１１には、液出し円筒体８を自転させるための
回転駆動機構１４が付設されている。図示の実施例では
、液出し円筒体８の軸筒１１の上方部外周に歯付きプー
リー１５が設けられており、このプーリー１５と、前記
固定支持構造体４の支持台１６上に搭載されたモータ１
７により回転される歯付きプーリー１８とにタイミング
ベルト１９が巻回されモータ１７の駆動により液出し円
筒体８に回転が与えられるようになっている。なお液出
し円筒体８の回転は、流入路５から流入する被処理原液
の接線方向流入速度よりも周速が速くなる回転数が与え
られ、かつこれと同方向の回転とされる。また液出し円
筒体８の回転数は、取扱う被処理原液の性状に応じ適宜
選定することができる。

図示の実施例においては、液出し円筒体８を濾過フィル
タとした場合について掲示してあり、その外周面および
底面に濾材２０．２１を有し、外周面を構成する濾材２
０は、前記軸筒１１の下端のフランジ部２２と、このフ
ランジ部２２に垂設される複数本のロッド２３，２３・
・・の下端に周行されたリング状部材２４との間で支持
され、底面の円筒状の濾材２１は前記リング状部材２４
の下面と、この部材２４にネジ込まれる支持リング２５
との間で支持されている。

なお、濾過フィルタとする場合には、取扱う被処理原液
の種類やこれに含まれる固形物の粒径等に応じて選択さ
れ、また外周部のみに濾材を設け、底面は開放されるよ
うにしてもよい。さらに液出し円筒体８の外周面に凹凸
部を設けるようにすれば、一層固形分の離反作用を増進
することができつぎに上記実施例の作用を説明する。

回転駆動機構１４のモータ１７を駆動させると、ブーＩ
Ｊ　−１８、タイミングベルト１９、プーリー１５を通
じて液出し円筒体８に回転が与えられる。

このとき液出し円筒体８の回転速度は、外槽１内で旋回
する被処理原液の流速より速くされ、好ましくは約４倍
程度とされる。

一方、流入路５を通じ圧送される被処理原液は、外Ｗｊ
ｌ内にその接線方向から流入し、旋回流を起して次第に
下降する間にサイクロン効果によって固形物と液体とが
分離され、固形物はサイクロン３の下部に沈降する。

液は液出し円筒体８の外周面および底面の濾材２０．２
１を通過してその内部に入り、軸筒１１内からロータリ
ジヨイント１２を経て排出路１３を通じ排出される。

このとき液に含まれている固形物粒子は液出し円筒体８
の濾材２０，２１の外表面で捕捉されるが、液出し円筒
体８は高速で回転しているのでその外周面に付着しよう
とする固形物は液出し円筒体８の回転による遠心力、お
よびサイクロン作用による遠心力により液出し円筒体８
の外表面から離反する作用を受け、下方に沈降する。

これにより液出し円筒体８の外表面に固形物が付着する
ことが抑止され、濾材２Ｑ、２７のＲ諮りが起きにく〜
、長時間にわたる連続運転を可能とする。

この場合、サイクロン３による固液分離を行なわせると
き、液出し円筒体８を単純な円筒材を用いれば、サイク
ロン作用で分離された液中に残（ｊする固形分が液出し
円筒体８に近づくことが防がれ、その固形分が離反され
て、排出路１３側へ流入してしまうことが減少して固液
分離効果が高められる。

つぎに液体サイクロン式セパレータにおいて分離し得る
固形物の粒径の理論値について説明する。

第２図（Ａ）、　　（Ｂ）に例示する寸法関係をＨする
サイクロンを用い、濾過フィルタを固定とした場合に流
体サイクロンにより除去することができる最小粒径Ｄｓ
ｉｎの理論値は、流速Ｖ１で流入路５の矩形状の入口（
ＢＸＨ）から吹込まれてサイクロン３の内部でＮ回転す
る間に沈降分離される最小粒径Ｄｗｌｎは下記のように
なる。

Ｄ　５ｉｎ−μ　π　ｉ　ρｓ　−ｐ　　・・・・・・
（１） ここでμ；流体の粘度（ｋｇ／　ｍ−５ｅｅ　）Ｎ；サ
イクロン内での流、体の回転数 （１／ｓｅｅ　） ｖｌ　；吹込み流速（ｍ／５ｅｅ） ρＳ　；粒子の密度（ｋｇ／ｍ３） ρｒ　；流体の密度（ｋｇ／ｍ３） 一方、本発明のように液出し円筒体８を回転させるよう
にしたとき、その回転速度と除去できる最小粒径Ｄ　ｓ
ｉｎの理論値は、サイクロン内部外周速度ｙｍ−・ω（
ｅ；濾過フィルタの直径、ω：角速度（ラジアン／ｓｅ
ｅ　）　）ｙ　−ｓ　−−ω〉〉Ｖｌ 前記（１）式より、分離できる最小粒径は最高でＪ　ｖ
　／　ｖ　１倍だけ低くできる。たとえばＶ−４Ｖ　ｌ
とすれば、最高で２倍最小粒径が低くなることを意味す
る。

サイクロンにより分離できる最小粒径 Ｄｇ＋ｉｎ　　は、 ニーでに；係数（０〜１） 濾過フィルタにより分離できる固形物の粒径は、となる
。したがってＤ′■１ｎ＜Ｄ＜Ｄ−１ｎとなり、液出し
円筒体８を回転させることにより１１粒子まで分離が可
能となる。

これを図式で示すと、第３図示のように従来のサイクロ
ンにより除去される粒径域Ｘの他に液出し円筒体により
排除される粒径域Ｙに加え、さらに液出し円筒体の回転
により除去される粒径域２が加わって、粒径ＤＯからＤ
までの範囲の除去ができる。またサイクロンによりラジ
アル方向へ回転することにより母体との間の剪断力が大
きくなり、円筒体への付着の層が薄くなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、液体サイクロン式
セパレータにおいて、液出し円筒体を被処理原液の流入
旋回方向と同方向に回転駆動させるようにしたので、サ
イクロンにより沈降分離しきれずに液出し円筒体から排
出されようとする液中の固形分はサイクロンによる遠心
力に加え液出し円筒体の回転による遠心力によって液出
し円筒体に近づくことがなく、これにより液出し円筒体
に固形分が入りに（〜なって固形分の流出が減少し、分
離効率が高められる。

また請求項２のように、液出し円筒体を濾過フィルタと
した場合には、その外周面に近づく固形粒子が濾過フィ
ルタの回転によって振り払われることと液との摩擦によ
って付着しにく〜なり、濾材の目詰りが減少して長時間
にわたる連続運転が可能となるなどの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断側面図、第２図（
Ａ）、　　（Ｂ）は本発明において分離し得る固形物の
粒径を算出するための寸法例を示す１４面図および略示
断面図、第３図は原液中の固形物粒子分布と除去される
粒子径を示すグラフである。 １・・・外槽、３・・・サイクロン、５・・・被処理原
液流入路、６・・・スラッジ排出口、８・・・液出し円
筒体（濾過フィルタ）、１３・・・処理済液排出路、１
４・・・回転駆動機構、２０．２１・・・濾材。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接線方向に被処理原液流入路が接続され下部にサイ
   クロンを有する外槽と、この外槽内上方部に回転自在に
   垂設された液出し円筒体と、この液出し円筒体に自転を
   与える回転駆動機構と、前記液出し円筒体の内部に連通
   され処理済液を外槽外に流出させる処理済液排出流路と
   を備え、液出し円筒体の外表面に付着しようとする固形
   物をサイクロンによる遠心力と液出し円筒体の自転によ
   り離反させるようにしたことを特徴とする液出し円筒体
   を備えた液体サイクロン式セパレータ。 ２、前記液出し円筒体が濾過フィルタである請求項１記
   載の液出し円筒体を備えた液体サイクロン式セパレータ
   。