JPS5927225B2 - 湿式サイクロン分離機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１端において２成分に分離される比較的低粘性
混合物用の切線方向に配置された入口を含み、かつ同一
端において前記２成分の一方に対する中心出口および対
向側に配置された第２成分用の第２出口を含み、前記入
口が処理される比較的高粘性混合物用の第１供給ライン
および稀釈液用の第２供給ラインに結合された入口ノズ
ルを具備する湿式サイクロン分離機と結合された装置に
関する。

サイクロン分離機は多目的に用いられている。

その主要用途の１つは、セルローズ繊維のけん濁液の精
製用のセルローズ工業におけるものである。

一般に、サイクロン分離機設備は数置列に接続された数
段階から成り、その各段階は入口および出口用の共通の
室をもって並列に結合された数個のサイクロン分離機を
含む。

このようなサイクロン分離機設備において当初から高度
に稀釈されたセルローズけん濁液が軽い成分を提供する
稀釈され精製された一方の流れと、重い成分を提供する
濃化された不純物の一方の流れに分離される。

最近の処理技術においては、サイクロン分離様設備によ
って分離されるセルローズけん濁液の温度は除徐に上昇
しており、それに応じて水の粘性が低下していることを
意味する。

よって、サイクロン分離機の分離力は低下し、たとえサ
イクロン分離様設備がさらに処理段階を増して拡大され
ないにしても、比較的濃縮された重い成分のセルローズ
繊維の濃度は高くなってしまう。

この重い成分の高濃度はまた最終サイクロン分離様段階
の詰りの危険をも意味する。

繊維の損失と詰りの問題を解決するため多（の試みがな
され、実際的な解決手段が商業ベースで試行されている
。

原理的に云えば、水は重い成分を稀釈するために、加圧
されて単一のサイクロン分離機に供給されるが、反面、
貴重な繊維を流し去ってしまう。

一般に、水はサイクロン分離機の重い成分出口端に近く
あるいは重い成分出口端内のサイクロン分離機の壁から
半径方向への成る距離を終端とする通路から供給される
。

また、サイクロン分離機の重い成分出口と直接結合され
た稀釈水用切線方向入口を具備する円筒あるいは円錐形
などの排出室を配置するように計画されたものもあった
。

これによっては、せいぜい詰りの問題が若干解決されま
た繊維損失が減らされた程度であって、依然として成る
程度の欠陥はそのままであった。

よってサイクロン分離機の機能に対して入口および出口
にあられれる圧力状態が適正なものであることが極めて
重要である。

稀釈水は従来各年−のサイクロン分離機に供給されたか
ら、稀釈水流を高い精度で調節する必要があり、これは
通常のバルブではその実施が困難であった。

サイクロン分離様設備は各段階ごとに並列配置の数個の
サイクロン分離機から構成されるから、稀釈水は各ユニ
ット間で絶対に均等分布されなげればならない。

これは実際面で殆んど不可能であった。これに関して提
案された運用方法もまた苛酷な磨耗問題を含んでいる。

一つの切線方向入口から懸濁液が供給され、別の切線方
向入口から稀釈水が供給されるサイクロン分離機を駆動
する原理は、例えば米国特許第３５０３５０３号に記述
されているようによ（知られている。

この参照例はサイクロン分離機の主軸線と直角に配置さ
れた切線方向入口からのけん濁液の供給について述べて
いる。

この設計は十分には目的を達しないことが判明し、セル
ローズけん濁液の精製用のサイクロン分離様設備から排
出する重い成分流から繊維を得るのに有効に用いること
ができない。

もし目的が高い程度にセルローズ繊維を精製し、かつ環
境上の理由から排水を少なくすることにあるならば、こ
れは不純物を供給流れのわずかな部分を構成する最終の
重い成分流に集積されなければならないことを意味する
。

本発明の１つの目的は上述型式の装置を提供し、即ちさ
らに行程段階の追加を行わずに所望の製品の損失を減少
し得る装置を提供することにある。

本発明によれば、この問題は、前記第１供給ラインおよ
び前記第２供給ラインを別個にかつ前記入口ノズルに直
接結合することによって、なお前記入口ノズル内に得ら
れた比較的低粘性混合物を湿式サイクロンの反対端に配
置された前記出口に向う主軸線に沿った方向の運動の１
成分をもって湿式サイクロン内に流入させるようにノズ
ルを設計することによって解決できる。

本発明の１実施例において、前記第２供給ラインは湿式
サイクロンの主軸線とほぼ直角に入口ノズルに結合され
、一方前記第１供給ラインは前記第２供給ラインと鋭角
で入口ノズルに結合されている。

また本発明の別の実施例においては、前記第１および第
２供給ラインは湿式サイクロンと切線方向の１つの平面
内に向いた入口ノズルに結合されている。

さらに本発明の他の実施例においては、入口ノズルは第
２供給ラインの結合部と湿式サイクロンへの入口ノズル
の切線方向入口との間に重い成分用の前記出口に向う１
つの軸方向延長部をもつ。

前記第１供給ラインは湿式サイクロンの主軸線に対し１
１０°〜１６０°の角度αで入口ノズルに結合されるこ
とが好ましく、これによりα−約１３５°が湿式サイク
ロンの最良機能を与えることが判明した。

本発明により、さらに余分な処理段階を増さずにサイク
ロン分離様設備の最終段階において従来可能と認められ
ていた量の約５０％の損失を減することが証明されてい
る。

このような設備の場合、重い成分出口および稀釈水シス
テムにおける通常あられれる圧力状態では精製されるけ
ん濁液用の入口面積および重い成分出口においてさえも
従来の対応するサイズのサイクロン分離機における対応
する面積と比較して２〜３倍に拡大できる。

これは作動安全が大巾に改善されることを意味し、また
本発明によるサイクロン分離機が、従来のサイクロン分
離機が詰りのために十分安全に作動しなかったような新
しい分野にも利用できることを意味する。

本発明の１実施例を説明する。

第１図は、直列に結合された本発明による２基のサイク
ロン分離機を含むサイクロン分離様設備の最終段階にお
ける１つの装置の断面図を示す。

第２図はサイクロン分離様設備の最終段階から重い成分
を精製するための従来設備の概略的な流れ図である。

第３図は同一目的をもつが並列に結合された２基のサイ
クロン分離機の３列から成る設備の流れ図で、このサイ
クロン分離機は精製されるセルローズけん濁液用、およ
び稀釈液用の切線方向入口を具備している。

しかし、この入口はサイクロン分離機の主軸線と直角に
配置されている。

第４図において本発明による湿式サイクロンはサイクロ
ン分離様設備の最終段階に直接直列に結合されている。

ポンプが稀釈水用として設けられている。

第１図に示す本発明実施例は、切線方向人口２、軽い成
分を排出するための中心出口３、重い成分用の出口４、
および入口ノズル５で構成されており、該入口ノズル５
（ζ不図示のサイクロン設備から排出する重い成分用の
第１供給ライン６と、稀釈液用の第２供給ラインＩとに
結合されている。

入口ノズルは、このように湿式サイクロン１の切線方向
人口２を末端とする。

供給ライン６は湿式サイクロンの主軸線に対しα＝約１
３５°の角度で入口ノズル５に結合され、一方、供給ラ
インＴは湿式サイクロン１の主軸に対しβ＝約９０°の
角度で入口ノズル５に結合されている。

供給ライン６．７は湿式サイクロン１に切線方向の１つ
の平面内に向いた入口ノズル５に結合されている。

第１図からあきらかなように、入口ノズル５は第２供給
ラインＴと湿式サイクロンへの入口ノズル５の切線方向
人口２との結合点間に１つの軸方向延長部をもつ。

軽い成分出口３を構成するパイプが入口２の下方で成る
長さ軸方向に延びる。

湿式サイクロンに直列に結合された第２湿式サイクロン
８はその設計は同様であるが小型である。

湿式サイクロン１０重い成分出口４からの重い成分はラ
イン９から供給され、稀釈水はライン１０から供給され
る。

最終に精製された軽い成分は軽い成分出口１１かも、ま
た最終の重い成分は重い成分出口１２かも排出される。

図示の装置において、供給ライン６．７，９および１０
用のそれぞれの入口ノズルの結合点における流通断面積
は互に５．５二１．〇二２．１：０．２にになっている
。

これに対する入口２の断面積の関係は８．５である。

本装置はつぎのとおり機能する。

サイクロン分離機からの重い成分は供給ライン６を通っ
て流れ、なお稀釈水、例えば白水システムからの稀釈水
は供給ライン７から加圧送入され、従って湿式サイクロ
ン１内の不純物からのセルローズ繊維の分離用主駆動力
を提供する。

流れは入口ノズル５内で混合され、これによって、流入
する重い成分は稀釈されて分離作用に対して好適な状態
を提供する。

湿式サイクロン１の主軸線に対する供給ライン６の方向
および入口ノズル１の設計により、入口２から流入する
流れは軸方向下方に向く運動成分を得、一方、主成分は
湿式サイクロン１の主軸線と直角方向である。

湿式サイクロン８において、セルローズ繊維は回収され
、この回収された繊維は軽い成分出口１１から流れと共
に排出されなお湿式サイクロン１の軽い成分出口３から
繊維と共に流出され、さらにサイクロン分離様設備内の
任意便宜な点に戻される。

重い成分流１２はサイクロン分離様設備からの最終廃物
を構成する。

本発明による装置によって得られる利点の１つの例証と
して、若干の作動比較データが第２図〜第４図による設
備に対して与えられる。

既述のように、第２図においては従来の装置、第３図は
精製される繊維げん濁液および稀釈水に対し直角な切線
方向入口を含む装置、第４図は本発明による装置を示す
。

第２〜第４図において、タンク１３゜１３ａ、１３ｂは
稀釈用の白水を含み、なおこれと関連するサイクロン分
離機１４，１４ａ、１４ｂの駆動用としてそれぞれの１
５．１５ａ、１５ｂは直列に結合されたサイクロン分離
機を示す。

同一サイズの機器の直接比較を提供するために３組の２
基が直列接続されたサイクロン分離様設備が例示されて
いることに注意を要する。

これらの図において、１６，１６ａ、１６ｂはセルロー
スけん濁液用の例えばサイシロン分離機の最終段階から
供給ラインを示し、１７〜２０はポンプを示し、２１．
２１ａ、２１ｂは軽い成分用の排出ライン、２２．２２
ａ、２２ｂは重い成分用の排出ライン、および２３はサ
イクロン分Ｍ機１５ 、１５ ａ 。

１５ｂから軽い成分用の再循環ラインを示す。

これら設備の他の特色は図から瞭らかである。

成果二 ■、従来装置（第２図） 損失は約ｌＯ％（容積）、５％（重量） ■、直角な切線方向入口をもつ装置（第３図）損失は約
８係（容積）、４％（重量） ■０本発明による装置（第４図） 損失は約３％（容積）、２．５％（重量）これらの例か
らあきらかなよ５に、本発明は効率のよい簡単な方法で
、所望の製品を回収でき、重い成分および稀釈水用の直
角な切線方向入口を含む装置ならびに従来装置と比較し
てかなり損失を減少させる効果がある。

本発明の範囲は、サイクロン分離様設備の最終段階から
流入する重い成分の稀釈および精製用の装置に限らず、
本発明による湿式サイクロンはサイクロン分離様設備の
任意の段階に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサイクロン分離様設備の最終段階
における装置の断面図；第２図はサイクロン分離様設備
の最終段階から重い成分を精製するための従来設備の概
略的な流れ図；第３図は精製されるセルローズけん濁液
用および稀釈液用切線方向入口をもつ並列に結合された
３列のサイクロン分離機を含む設備の流れ間第４図は当
該設備の最終段階に直列結合された実施例である。 １：湿式サイクロン、２：切線方向入口、３：中心出口
、４二重い成分用出口、５：入口ノズル、６：第１供給
ライン、？＝第２供給ライン、８：第２湿式サイクロン
、９：供給ライン、１０：供給ライン、１１：軽い成分
出口、１２：重い成分出口、１３，１３ａ、１３ｂ：タ
ンク、１４゜１４ａ、１４ｂ：サイクロン分離機、１５
、１５ａ。 １５ｂ：サイクロン分離機、１６．１５ａ、１５ｂ：供
給ライン、１１〜２０：ポンプ、２１．２１ａ。 ２１ｂ＝軽い成分排出ライン、２２，２２ａ。 ２２ｂ二重い成分排出ライン、２３：再循環ライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ｌ端において２成分に分離される比較的低粘性混合
   物用の切線方向に配置された入口２を含みかつ同一端に
   おいて前記２成分の一方に対する中心出口３および反対
   端に配置された第２成分用の第２の出口４を含み、前記
   入口２が、処理される比較的高粘性混合物用の第１供給
   ライン６および稀釈液用の第２供給ライン１に結合され
   た入口ノズル５を具備しており、前記入口ノズル５が該
   ノズル内に得られた比較的低粘性混合物を、湿式サイク
   ロン１０反対端に配置された前記出口４に向う主軸線に
   沿った方向の運動の１成分でもって湿式サイクロン１に
   流入せしめるように設計されていることを特徴とする湿
   式サイクロン分離機。 ２ 前記第２供給ラインＴが湿式サイクロン１の主軸線
   に対しほぼ直角に配置された入口ノズル５に結合され、
   前記第１供給ライン６が前記第２供給ライン７に対して
   鋭角をもって入口ノズル５に結合されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の湿式サイクロン分
   離機。 ３ 前記第１および第２供給ライン６．１が湿式サイク
   ロン１と切線方向の１つの平面内に指向された入口ノズ
   ル５に結合されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第２項のいずれかに記載の湿式サイクロン分離
   機。 ４ 人口ノズル５が、第２供給ライン７の結合点と、湿
   式サイクロン分離機１への該入口ノズル５の切線方向に
   配置された入口２との間に重い成分用の、前記出口４に
   向かう軸方向の延長部をもつことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の湿式サイ
   クロン分離機。 ５ 前記第１供給ライン６が湿式サイクロンの主軸線に
   対し１１０°〜１６０°の範囲の角度αをもって入口ノ
   ズルに結合されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項ないし率４項のいずれかに記載の湿式サイクロン
   分離機。 ６ 角度αが約１３５°であることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載の湿式サイクロン分離機。