JPH0686903A - 気体含有懸濁液から気体を分離する方法及び装置 - Google Patents

気体含有懸濁液から気体を分離する方法及び装置

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JPH0686903A
JPH0686903A JP3098392A JP9839291A JPH0686903A JP H0686903 A JPH0686903 A JP H0686903A JP 3098392 A JP3098392 A JP 3098392A JP 9839291 A JP9839291 A JP 9839291A JP H0686903 A JPH0686903 A JP H0686903A
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separating
fraction
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Jorma Elonen
エロネン ヨルマ
Jouni Lehtinen
レティネン ヨウニ
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Ahlstrom Corp
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • F04D7/045Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous with means for comminuting, mixing stirring or otherwise treating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • B01D19/0042Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B01D19/0052Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 非常に大きな且つ高価な装置又は種々の化学
薬品を使用することなく、気体含有懸濁液から気体を分
離する方法及び装置を提供。 【構成】 遠心ポンプ10のケーシングが懸濁液を2つ
の画分に分割するための遠心分離器14へ連結され、分
離器はより重い画分を分離器から排出するための導管4
2と、より軽い画分をポンプの吸込側へ通じるチャネル
へ戻すための導管46とを有し、懸濁液の少なくとも一
部分が遠心ポンプによって遠心分離の作用を受け、懸濁
液は2つの画分に少なくとも一回分割され、そのより少
ない気体を含むより重い部分又は画分が装置から排出さ
れ、より多い気体を含むより軽い部分又は画分が遠心ポ
ンプの吸込側へ戻される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は気体を含有する懸濁液か
ら気体を分離する方法及び装置に関するものであり、こ
れに関連して懸濁液は一般に繊維のような或る固体物質
をおそらく混合した液体媒体を言う。また、蒸気は気体
として容易に考えられることができる。本発明による方
法及び装置は気体を含有する繊維状スラッジ及び濾液か
ら気体を分離するためにパルプ及び紙工業で容易に適用
されることができる。
【0002】
【従来の技術】液体から気体を分離するための多くの異
なる方法及び装置がある。そのような分離についての多
くの文献は実際の燃料から燃料中の蒸気を分離すること
に関する。非常にしばしば、そのような刊行物は航空機
燃料中の気体/蒸気分離に関する。たいていは、ポンプ
作用される液体から気体画分を分離するために遠心ポン
プの既知の特徴が利用され、それはポンプ作用成績が低
く且つポンプの不均等な動作がみられることができる。
ポンプの動作に乱れを生ずることなく吐出するように羽
根車の前で気体を案内するためにそのような種類のポン
プと共に動作する相当によく運転する装置が開発されて
いる。この種類の装置の適切な例は例えばスウェーデン
特許第202 830号及び米国特許第3,271,9
33号、同第3,276,187号、同第3,290,
864号及び同第4,201,555号である。上記刊
行物の全ては単段気体分離に関係し、それにより気体は
少なくとも残留気体がポンプ作用過程を乱さないような
程度まで液体から分離される。若干の場合には、ポンプ
作用に加えて該過程の主な目的は気体排出であるが、遠
心ポンプはそれがポンプ作用する懸濁液中の全ての気体
を一段階で分離することができない。
【0003】しかしながら、例えばパルプ工業では、繊
維懸濁液中の空気又は若干の他の気体が懸濁液の処理、
例えば洗浄及び漂白工程を常に乱す。それ故、少なくと
も製紙機械の前で懸濁液流れが大きな槽へ案内され、該
槽は減少された圧力を備え、それにより懸濁液中の気体
が槽中の懸濁液の表面で気泡として分離され且つ放出す
る。そのような槽は例えば米国特許第2,642,95
0号で紹介されている。他方、過大寸法の貯蔵槽があ
り、液体が槽中に淀む時に気体が表面で気泡として分離
し且つ放出する目的のために例えば洗浄装置及び製紙機
械からの濾液が槽へ集められる。また、化学薬品が発泡
を阻止するために使用され、該化学薬品の目的は液体中
の気体の有害な作用を阻止することである。
【0004】これらの気体排出方法の全ては問題を生ず
る。大きな槽、貯蔵槽及び排出槽の両方、は多くの空間
を必要とし、従ってそれらの大きさのために非常に費用
がかかる。他方、前記槽からの放出は、濾液又は懸濁液
から分離する気体が稀には純粋の空気であるが多くの化
学薬品の蒸気を含んでいるので有害である。更に、発砲
を最小限にするために使用される異なる化学薬品はそれ
らが排水中に混入されて下水道系へ容易に流れるので環
境上の危険を生じる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は気体分離装置
に関し、その目的は少なくとも上述した大きな又はそう
でなければ有害な装置及び方法に取って代わることであ
る。本発明は好ましくは気体を分離するために遠心ポン
プと共に取付けられることを意図されることを特徴とす
る。本発明による装置はかなり小さく、従って新しいプ
ラントに及び既存のプラントにも容易に配置される。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による方法は、懸
濁液の少なくとも一部分が遠心ポンプによって遠心分離
へ導入され又は遠心ポンプによって遠心分離の作用を受
け且つ遠心ポンプによって別の遠心分離ヘ導入され、懸
濁液は少なくとも一回2つの画分に分割され、そのより
少ない気体を含むより重い部分又は画分が装置から排出
され、より多い気体を含むより軽い部分又は画分が遠心
本付の吸込側へ戻されることを特徴とする。
【0007】本発明による装置は、遠心ポンプのケーシ
ングが懸濁液を2つの画分に分割するための遠心分離器
へ連結され、該分離器が分離器からより重い画分を排出
するための導管と、より軽い画分をポンプの吸込側へ通
じるチャネルへ戻す導管とを有することを特徴とする。
【0008】本発明による装置及び該装置を利用した方
法は添付図面を参照して例として以下でより詳細に説明
される。
【0009】
【実施例】図1に従うと、この実施例による装置は遠心
ポンプ10と、そのための駆動装置12と、遠心式分離
器の気体排出ユニット14と、制御回路16とを主とし
て含む。遠心ポンプ10は気体分離式のものであり、そ
れ故図面はポンプ10の気体排出系を概略的に図示して
いる。それはポンプの内側にチャネルを含み、該チャネ
ルは外部気体排出管20と結合し、該気体排出管は弁2
2を通して吸込ポンプ24へ連結され、該吸込ポンプは
例えば所謂ナッシュポンプ(Nash−pump)であ
ることができる。また、図面は吸込ポンプ24によって
発生された減少された圧力を制御するための制御弁26
を図示している。遠心ポンプ10は図示したように吸込
開口28と圧力開口30とを有する。吸込ダクト32が
吸込開口へ取付けられ、該ダクト32は弁34によって
懸濁液のための入口管36へ連結される。
【0010】気体排出ユニット14は管38によって遠
心ポンプ10の圧力開口へ連結されている。気体排出ユ
ニット14は円筒状の室40を含み、該室へ管38が接
線方向へ結合し、該室へ懸濁液のための排出管42が接
線方向へ結合している。流入する懸濁液のための管38
は懸濁液のための排出管42に対して室40の対向端に
配置されている。また、室40は2つの端を有し、その
排出管42の側の端44は気体を含む画分のための排出
管46を設けており、該排出管46は端44の中央に配
置され且つ弁48によって導管50へ連結され、該導管
50は懸濁液のための入口管36へ通じている。制御回
路16は、吸込ダクト32へ連結された圧力センサ52
と、弁34へ連結されて該弁の動作を調整するための制
御ユニット54とを含む。
【0011】上述した装置は処理される懸濁液かポンプ
10によって入口管36から弁34を通り且つ吸込ダク
ト32を通って引入れられるように動作する。流れは、
減少された圧力が吸込ダクト中及びポンプの吸込開口中
に発生され、懸濁液からの気体の分離を容易にするよう
に弁34によって制限される。制御回路16の圧力セン
サ52及び制御ユニット54によって、吸込ダクト中の
圧力は懸濁液が減少された圧力のために沸騰するのを防
止するに充分なだけ高く維持される。このようにして、
羽根車の前で懸濁液から分離する気体の量ができるだけ
多くなるように最適化され、気体は遠心ポンプ10から
通常の経路を通って排出される。このため、遠心ポンプ
10は懸濁液を圧力開口30を通してポンプ作用し、前
記懸濁液の気体含有量は入口管36の中の懸濁液の気体
含有量よりもかなり低い。
【0012】懸濁液は圧力開口30から管38を通して
気体排出室40へ供給される。室40中で、懸濁液が室
の壁に沿って高速度で循環する時に、気体は懸濁液が遠
心力によって壁に対して強制的に押付けられる時に懸濁
液から室の中心へ分離される。急速に循環する懸濁液は
室40から排出管42へ排出され、気体又は多量の気体
を含む画分が気体排出管46を通して排出される。懸濁
液が気体排出室40へ流れる時に懸濁液中に残った気体
が殆どないので、確かにきれいでない気体が分離される
ことはありうるが、弁48によって懸濁液の流れは気体
分離を最大にするために非常に少なくなるように連続的
に調節されるにちがいない。前記懸濁液の流れは懸濁液
のための入口管36へ戻され、それによりそれは再びポ
ンプ10中での分離及び気体排出室40中での遠心分離
の両方へ流れる。
【0013】図2は本発明の第2の実施例を示してお
り、それは気体排出遠心ポンプ60に依然基づいてい
る。ポンプ60の吸込側は室62を設けており、該室6
2は弁64を通して懸濁液のための入口管66へ連結さ
れている。弁64は圧力センサ68及び制御ユニット7
0によって上述したように調節される。遠心ポンプ60
の圧力開口はポンプの吸込開口に対してポンプの裏側に
配置された気体排出サイクロン72の入口端74へ連結
され、又は図面に示したようにポンプ60のケーシング
は懸濁液を前記サイクロンの入口端74へ導くように半
径方向へ開いている。しかしながら、羽根車の前から分
離された気体画分は羽根車の前から分離され且つサイク
ロンの他端80へ導かれる。サイクロン72中で循環す
る懸濁液は遠心力のために懸濁液中の最も軽い画分、換
言すれば気体画分を室78の外側の壁に対して中心に集
め、該画分はサイクロン72の端80にある別個の環状
室82へ流れる。サイクロン72中で循環する重い画分
はサイクロンの端80にある導管84を通して装置から
排出される。サイクロンから環状室82へ流れたより軽
い画分は管86に沿って流れ、弁88によってポンプ6
0の前にある室62へ流れ、そこからそれは気体排出過
程へ再び戻る。チャネル78に沿って流れ且つ羽根車の
前から排出された画分は室90へ案内され、該室はその
中で回転する羽根車を有し、該羽根車は好ましくはポン
プ60の羽根車76と同じ駆動装置96へ連結された軸
94に取付けられる。羽根車92の目的はおそらくチャ
ネル78に沿って流れることができた媒体から懸濁液を
分離することと、それを室90から管98に沿ってポン
プ60の先にある圧62へ戻し、気体排出過程へ再び戻
すこととである。きれいな気体は室90から弁100に
よって吸込ポンプ102へ導かれ且つそれを通って装置
から出る。装置のより詳細な動作は図1に従う実施例の
動作に対応する。
【0014】図3は気体排出遠心ポンプ110を利用す
ることに基づいた第3の実施例を示す。処理される懸濁
液は入口管116、弁114及び吸込ダクト112を通
って遠心ポンプ110へ供給される。弁114の動作は
他の実施例におけると同様に圧力センサ118によって
制御ユニット120へ与えられる信号に従って調整され
る。遠心ポンプ110の圧力開口はサイクロン122の
入口端124へ接線方向に連結されるか又は図面の実施
例におけるように遠心ポンプ110の胴が半径方向へ開
き且つ懸濁液をサイクロン122の入口端124へ半径
方向へ供給するかのいずれかにすることができる。遠心
ポンプ110の羽根車126の前で分離された気体は羽
根車126の開口を通って羽根車の裏側の室128へ排
出され、そこで二次羽根車130が液体懸濁液を気体か
ら分離し且つ懸濁液を管132に沿って懸濁液の入口管
116へ戻す。気体画分は管134、弁136及び吸込
ダクト138を通って装置から便利に再び排出される。
気体排出サイクロン122はこの実施例では吸込ダクト
112と同じケーシングの側に配置されているので、サ
イクロン中で循環する懸濁液からの軽い画分は吸込ダク
ト112の外方表面の近傍に蓄積し、そこからそれは環
状チャネル140へ排出され、該環状チャネルは弁14
2及び管144によって懸濁液のための入口管116へ
連結されている。このため、より軽い画部は気体排出装
置中で循環されるためにサイクロンから入口へ戻され
る。サイクロン122の外方壁に沿って循環するより重
い画分は導管146を通って装置から排出される。
【0015】上の説明から理解され得るように、ポンプ
作用される物質から気体を排出するために在来の装置よ
りも一層有効に利用されることができる新しい種類の気
体排出系が開発された。しかしながら、上述した3つの
実施例は本発明を例示するために単に与えられたもので
あり、本発明を図示した構造にだけ関係するように制限
するものではなく、ポンプ作用で使用される異なる構造
の可能な構成を示すものである。従って、本発明は特許
請求の範囲で決められた構造及び方法によってだけ制限
され、特許請求の範囲だけが本発明の範囲を決める。更
に、全ての図示した実施例で述べられた構成はその目的
で適用されることができる類推可能な構成代替例に関係
することは注目されねばならない。例えば、圧力センサ
は温度センサであることができ、又は代替的に一方向又
は他方向への液体の蒸発を検知する他の検知器であるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による装置の概略図。
【図2】本発明の第2の実施例による装置の概略図。
【図3】本発明の第3の実施例による装置の概略図。
【符号の説明】
10 遠心ポンプ 14 気体排出ユニット 30 圧力開口 34 弁 36 管 42 排出管 46 排出管 60 気体排出遠心ポンプ 62 室 64 弁 72 気体排出サイクロン 74 入口端 78 チャネル 80 サイクロンの他端 82 環状チャネル 84 導管 86 管 90 室 110 気体排出遠心ポンプ 114 弁 116 入口管 122 サイクロン 124 入口端 140 環状チャネル 146 導管
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年7月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項13
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項14
【補正方法】変更
【補正内容】

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気体含有懸濁液から気体を分離する方法
    において、懸濁液の少なくとも一部分が遠心ポンプによ
    って遠心分離へ導入され又は遠心ポンプによって遠心分
    離の作用を受け且つ遠心ポンプによって更に遠心分離へ
    導入され、懸濁液は2つの画分に少なくとも一回分割さ
    れ、そのより少ない気体を含むより重い部分又は画分が
    装置から排出され、より多い気体を含むより軽い部分又
    は画分が遠心ポンプの吸込側へ戻されることを特徴とす
    る気体含有懸濁液から気体を分離する方法。
  2. 【請求項2】 懸濁液が前記遠心分離へ供給されるに先
    立って気体が遠心ポンプ中で懸濁液から分離され、該気
    体が装置から導出されることを特徴とする請求項1に記
    載された気体含有懸濁液から気体を分離する方法。
  3. 【請求項3】 懸濁液が前記遠心分離へ供給されるに先
    立って軽い画分が遠心ポンプ中で懸濁液から分離され、
    軽い画分が別個の分離へ導かれ、そこでそのより軽い画
    分が装置から排出され且つそのより重い画分が遠心ポン
    プの吸込側へ戻されることを特徴とする請求項1に記載
    された気体含有懸濁液から気体を分離する方法。
  4. 【請求項4】 減少された圧力が遠心ポンプの吸込側に
    作用するように配置され、それによって懸濁液からの気
    体画分の分離が増強されることを特徴とする請求項2又
    は3に記載された気体含有懸濁液から気体を分離する方
    法。
  5. 【請求項5】 遠心ポンプの吸込側の圧力が液体の蒸発
    を導く吸込側の圧力よりも高く調節されることを特徴と
    する請求項4に記載された気体含有懸濁液から気体を分
    離する方法。
  6. 【請求項6】 遠心ポンプの吸込側の減少された圧力が
    温度及び/又は圧力に従って又は別に液体の蒸発に依存
    して制御される弁によって調節されることを特徴とする
    請求項5に記載された気体含有懸濁液から気体を分離す
    る方法。
  7. 【請求項7】 気体含有懸濁液から気体を分離する装置
    であって、該装置が羽根車、ケーシング及び気体排出装
    置を有する気体排出遠心ポンプを含む装置において、前
    記ポンプ(10、60、110)のケーシングが懸濁液
    を2つの画分に分割するための遠心分離器(14、7
    2、122)へ連結され、該分離器(14、72、12
    2)はより重い画分を分離器から排出するための導管
    (42、84、146)と、より軽い画分をポンプの吸
    込側へ通じるチャネル(36、62、116)へ戻すた
    めの導管(46、82、140)とを有することを特徴
    とする気体含有懸濁液から気体を分離する装置。
  8. 【請求項8】 遠心分離器(72、122)が、分離器
    (72、122)の入口端(74、124)がポンプの
    ケーシングを形成するようにポンプ(60、110)と
    連通状態に配置されていることを特徴とする請求項7に
    記載された気体含有懸濁液から気体を分離する装置。
  9. 【請求項9】 遠心分離器(14)がポンプ(10)の
    ケーシングの圧力開口(30)へ接線方向に連結されて
    いることを特徴とする請求項7に記載された気体含有懸
    濁液から気体を分離する装置。
  10. 【請求項10】 遠心分離器(14、72、122)が
    サイクロン形式のものであり、サイクロンのコーンが入
    口端(74、124)から排出端(80)の方へ減少し
    ていることを特徴とする請求項8又は9に記載された気
    体含有懸濁液から気体を分離する装置。
  11. 【請求項11】 遠心分離器(72)がポンプ(60)
    の吸込開口に対してポンプ(60)の裏側に配置されて
    いることを特徴とする請求項8に記載された気体含有懸
    濁液から気体を分離する装置。
  12. 【請求項12】 遠心分離器(122)がポンプ(11
    0)の吸込開口に対してポンプ(110)の前側に配置
    されていることを特徴とする請求項8に記載された気体
    含有懸濁液から気体を分離する装置。
  13. 【請求項13】 遠心ポンプ(60)の気体排出装置が
    ポンプ(60)中で分離されたより軽い画分を、該画分
    を気体画分と液体画分とに分割するための遠心分離器
    (72)の排出端(80)と連通状態に配置された別個
    の分離器装置(90)へ導くための軸線方向チャネル
    (78)を含むことを特徴とする請求項11に記載され
    た気体含有懸濁液から気体を分離する装置。
  14. 【請求項14】 軸線方向環状チャネル(82)が、分
    離器を通って流れた画分から分離されたより軽い画分
    を、ポンプ860)の吸込側へ通じる管(86)へ導く
    ために遠心分離器(72)中に配置されていることを特
    徴とする請求項11に記載された気体含有懸濁液から気
    体を分離する装置。
  15. 【請求項15】 吸込側の圧力及び/又は温度に従って
    制御される弁が遠心ポンプ(10、60、110)の吸
    込側に配置されていることを特徴とする請求項7に記載
    された気体含有懸濁液から気体を分離する装置。
JP3098392A 1990-02-02 1991-02-01 気体含有懸濁液から気体を分離する方法及び装置 Pending JPH0686903A (ja)

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FI900525A FI87049C (fi) 1990-02-02 1990-02-02 Anordning foer separering av gas ur en suspension innehaollande gas

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