JPS61500009A - サイクロ分離機用出口 - Google Patents

サイクロ分離機用出口

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JPS61500009A
JPS61500009A JP59503245A JP50324584A JPS61500009A JP S61500009 A JPS61500009 A JP S61500009A JP 59503245 A JP59503245 A JP 59503245A JP 50324584 A JP50324584 A JP 50324584A JP S61500009 A JPS61500009 A JP S61500009A
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キヤロル,ノエル
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コノコ スペシャルティ プロダクツ インコーポレイティド
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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】 サイクロン分離様用出口 本発明はサイクロン分離機に関する。
米国特許第4,237,006号(コールマン化)は、次のような構成のサイク ロン分離機について論じている。
すなわち、第一、第二、第三の隣接円筒部をそのとおシの順序に配置した分離室 を有するサイクロン分離機で、第一の円筒部の径が第二円筒部分の径よりも大き く、第三の円筒部の径が第二円筒部の径より小さく、第一円筒部が該第二円筒部 と反対側のその端部にある流出出口と接線方向に向いた給送管とを備え混合物が 該供給口を経て該分離室内へ給送されたときに該混合体内の液体を互いに分離す るように分離機が装着され、該液体の一方が該流出口から現われ、またもう一方 の液体は該第二円筒部から去る方向に該第三円筒部を通過し該第−円筒部から隔 った該分離室端の分離機の底流出口から現われるという構成のものである。
上記の分離機は、専用のものとしてではないが特にオイルを水から分離するだめ のもので、使用中のオイルが流出口から現われまた水が該第三円筒部から現われ るというものである。
上述の円筒部は必ずしも断面積が直線状でその軸線に対して平行であるような側 表面をもつには及ばないという意味ては真円筒形である必要はない。
例えば、米国特許第4,237,006号は第一円筒部が第二円筒部に隣接する 円錐台形の断面を有し、第一円筒部の最大径と第一円筒部に出会う箇所の第二円 筒部の径との間にデー・ぐを設げた構成について述べでいる。
同様に17で上述の特許明細書は似たような円錐台形の断面を設けて第二円筒部 の最大径から第三円筒部の径へ至る第二円筒部の径にテーパを作シ出すような構 成について述べている。
更に、同明細書には第二円筒部がその全長にわたって定デー・ぐを示すような構 成についても述べられている。
出願人のオーストラリア特許出願明細書第12421/83号には」1記の種類 のサイクロン分離機で各種の変更を施したものについて述べられていて、これら の変更は本発明による構成の分離機に組み込むことができる。
米国特許第4−.237,006号鈍は、上述のサイクロン分離機は、その各種 構成品の相対的比率に関する限り一連の寸法上の制約に適応できるということが 語られている。
以上の制約とは、 10≦12/d2り25 o、 04 < 4 A l/ πd 1” りo、 10但し、doは該流出 「1の内径、d、は第一円筒部の径、d2は第二円筒部の径、d3は第三円筒部 の径、12は第二円筒部の径、A1は供給入口の流れに垂直に分離室内へ進入す る地点で測った供給口全部の総断面積である。
流出口、径の第一円筒部の径に対する比に関する制約に従う必要がないという点 を除けば、上述の寸法上の制約は一般的にいって本発明による構成のサイクロン 分離機にも有利に応用できるということが判った。また、’2/d2の比の最大 限25はそれよりももっと大きな比を使用することが可能なため、それに固執す る必要がないということも判った。
更に、米国特許第4,237,006号における構成では、供給入口が二個存在 するが、これに固執する必要はないということが判った。出口が一つの、もしく は二つ以上の構成でも有効である。
もし流出口が分離室に隣接して0.0035:< d。/a、(tの範囲の径d 。を有していれば、本発明による操作は容易になるということが判った。
殊に、流出口が段階状になった内径を呈するようにして第一円筒部に隣接した第 一孔径を第一円筒部から遠い方のその第二孔の径よシ大きくすることができる。
このばあい、第一孔部分は0oO35〈do/d1≦1の範囲にある径d をま た第二孔部分は0.0035≦d5/d。
くd。/d1の範囲の径d5を有することができる。
本発明は、最初に述べた種類のサイクロン分離機の改良型を提供せんとするもの で、該流出口が上述の段階状になった径を備え、段階状になった孔が該第一孔部 分から分離機の外部へ至る通路を備えているという特徴を備えている。それぞれ の孔部分は便宜上、円形の断面積を有しているが任意の適宜の断面積を備えてい て差し支えない。バルブ手段は選択的に働き該通路からの流れを可能にするよう に設けられることか望ましい。該パルプ手段を制御して予め選定した流量を下延 る流れが該第二通路内に生じたときに該通路からの流れを可能にするような分離 機内の流れに反応するだめの手段を設けることかできる。バルブ手段も分離さる べき液体状混合物内の液体成分量の比に反応することによって該パルプ手段を開 き、該比が所定の大きさを超えるばあいに該通路からの流れを可能にするような 手段によって操作されるように制御することができる。殊にオイルと水を分離す るばあいには該バルブは吐き出されたオイルと水の混合物内のオイル含有量が例 えば05%を超えるようなばあいに開くことになる。
液体をその内部へ流し該第一孔部分を経て分離室内へ逆流させるために該通路を 接続する働きをする手段を設けて、流出口内の閉塞を一掃しやすくすることが望 ましい。
以下実施例を用いて図面に即しつつ本発明を更に説明することにする。
第1図は本発明による構成のサイクロン分離機の破断透視図である。
第2図は第1図の分離機の流出口の軸方向拡大断面図である。
第3図は第1図の分離機の流出口の部分拡大断面図である。
第1図の分離機10は第一 、第二および第三の円筒形部分12 、1.4 、 16をその順序に同軸方向に配置した分離室25を有している。これらの円筒部 分は上述の米国特許第4,237,006号に述べたサイクロン分離機の分離室 の第一、第二、第三の円筒部にほぼ類似しておシ該米国特許明細書の内容は、本 明細書に編入されその一部を形成するものである。特に、第一円筒部12はそれ と連結した二つの供給管26.28を備えておplこれら供給管26.28は混 合物を各入口開口を経て円筒部12内へ接線方向へ供給するように配置されてい るが、該入口開口のうち一つだけ、つま9 i+イブ26と連結した開口30だ けが図面に描かれている。二つの供給孔は互いに対向するように配置され、第二 円筒部14から遠い方の第一円筒部12の端近くに位置している。
第二円筒部分14から遠い方の第一円筒部分12の端もまた流出管34に至る円 形出口開口32を備えている。第一円筒部分12と第二円筒部分14との間には 第二円筒部分14に向かう分離室のテーパ部分12aが位置する。しかしながら 、米国特許第4.237,006号に説明の通シ、かかるチー79部分は本質的 な点ではない。
第二円筒部14は該二つの円筒部間の接合部12aの径に等しい部分12aに隣 接した端部の径からその反・対側端部の幾分小さな径に至るまで傾斜したチー7 4部分をその長さ全体にわたって備えている。第三円筒部16は第二円筒部14 の最小径に等しい一定径を有している。
図面中の第一円筒部12の長さtl、その径d1.テーパ部12aのテーノ’? 角゛′α″′、その最大径端部の出口管34の内径d。、第二円筒部14の長さ t2と径d2、第三円筒部の長さt3と径d3は第二供給口30の総面積Atと 共にすべて米国特許第4,237,006号に述べられる諸元に従って選ぶこと ができるが出口径d。は同特許明細書に記述した範囲内に制限される必要もなげ れば、長さL2をL2/d2比が25の最大限界を超えないように運ぶ必要もな い。
出願人のオーストラリア特許第12421783号に述べである通シ、分離室2 5に対して一定部分を付は加えることができ、この部分は図面に参照番号18で 示しである通シである。該部分18は第三円筒部16の出口端部に最も近(隣接 したその端部の径d3に等しい最大径からその出口端部の径d4まで傾斜する円 錐佛状をした部分18aを第三円筒部に隣接して有している。第四円筒部18は 該部分18aの出口端に内径d4の出口管18bを構成しておシ、該管18bは 底流出口23へ通じている。部分18aの円錐台面の錐角もしくは半角であるγ 角は、普通、30°〜60°の範囲のもので十分であるけれども、はぼ45°で あることが望ましい。何れにせよ、d4/d3比は1:3ないし2:3の範囲内 にあることが望ましい。部分18aの長さは本発明にとって本質的な事項ではな く、何れにせよ上述のd 4/d 3の径比を選ぶことによって確定されるのが 普通である。
同様にしてパイプ18bの長さは本発明の働きにとって重要な意味を有するもの ではないということが判った。
部分18aは真円錐台形の断面を有するものとして描かれているけれども(即ち 断面図で見たばあいに部分18aの軸線に対して直線状の勾配を示す側面を有す るものとして描いである)この点は本質的な点ではない。該部分18は大径がら それより小さな経端へ至る方向を増したシ減少させたシするようにその長さに沿 って変化する円錐角を有することができる。何れにせよ、部分18の長さはその 最大径とほぼ同じであることが望ましい。
使用中、分離さるべき液体が供給管26.28を経て第一円筒部12内に接線方 向へ進入すると該液体の濃成分はその後分離機を経て長手方向に走行してノクイ グ18bの出口23から現われるが、一方、軽成分はi4イア’34から現われ ることに々る。
本発明に従って構成した実際の配置によれば、第一、第二1.第三の円筒部12 ,14.16の長さは、それぞれ例えばA1=116闇、t2−1250嘔、t 3−はぼ1000rraとすることができる。
テーパ部12aはほぼ160謹の長さとすることができる。かかるばありの第一 、第二、第三の円筒部はまた次のような直径を有することができる。
すなわち、第一円筒部の径d1=116ymn、第二円筒部14の径は径d2の ばあい58mm、径d3のばあい27肥のテーパ径。第三円筒部16の径d3= 27+nm、供給口30は20論の径とし、流出出口32の径は2.5鵡とする ことができる。
第2図は、出口管34をよシ詳しく示したものである。該管34は出口開口32 よシ至る段階状の内孔を備えている。特に該内孔は出口32の径に等しい径を有 し出口32に隣接する第一部分34′と該孔部分34′よシ小さな径で出口32 から隔った側の第二部分34〃とを備えている。孔部分34′は0.125〜0 .625の範囲の径d。とすることができるが分離室25の部分12の径d1の 0.17〜047倍であることが望ましい。孔部分34“の径d5は0.015 〜0.05とすることができるが、分離室25の部分12の径d1の0.025 〜0.035とすることが望ましい。しかし表から、原則として、第一孔部分は 何れのばあいにも0.0035(do/d 、< 1の範囲の径d。を、また、 第二孔部分は0.0035<d5/d 1(do/d 1の範囲の径d5を有す ることができる。
孔部分34”の長さは重要ではない。孔部分34′の長さLが大きくなるにつれ 効率は僅かに低下する傾向があるということが確認されている。長さLが大きく なると共に、サイクロンの運転が不安定になるような点に最終的に達することに なる。
また、同様に径d。が小さければ小さい程、それだけサイクロンの不安定な運転 が生じることなく長さ“ 一般的にいってL/do比は少なくともd。/d2≧ 0.31の比について10までとすることができる。
実施例1 径d2.do、d5の値が次の値をとる分離機について試験が行われた。
分離機を操業させ水を含んだ混合物からオイルを分離した。
出口管の大きい方の径部分の長さLを変化させて、その変化した長さLのそれぞ れについて分離効率Eを測定した。
15%と10%の分岐比Fでそれぞれ分離機を操業させるテストが個別に行われ た。該分岐比Fは次の比であると定義される。
効率は入口の混合物中のオイル濃度C4と分離機の底流出口から排出される水中 のオイル濃度C2を測定することによって判定されたがその結果、効率Eは以下 の比として表わされる。
20017分の容積流量で行われた以上のテストによって下表1・、2に示した ような結果が得られた。但し、MはL/doの比を表わす。
F = 1.5係のばあい 3.5 200 16 92% 3.5 400 22 94% 9.6 350 17 95% 9.6 500 30 94% 10.8 200 22 89係 表 2 F=1%のばあい 3.5 200 18 91係 3.5 400 24 94% 9.6 400 44 89係 第3図に示した実施態様の出口管34はその側壁中に形成された通路51も備え ており、孔部34′と出口管34の外側との間の連通を可能にしている。
この通路は、例えば0.05〜0.10の範囲の径d1をとることができる。通 路51は外部管55を介して・ぐルブ53に至る連通を可能にしている。正規作 業条件の下ではパルプ53は閉じていて流出液が出口32から孔部分34′と孔 部分34“を通過するようにする。
しかしながら5、ノ9イブ34が閉塞したばあいにはバルブ53の出口を適当な 高圧液体供給装置に接続することによって液体はパイプ55と通路51を経て孔 部分34′内へ進入することが可能にカシ液体は通路34’と出口32を経て逆 流し分離機の分離室内へはいることが可能にガる。このために、たとえ閉塞状態 が孔部分34”内で生じたばあいでも閉塞状態を取り除(ことが容易になるとい うことが判った。該高圧液体の供給は分離さるべき液体を供給してもよくそのば あい、部分離さるべき液体は例えばそれが通路51を経て出口管34内へ進入す る間は入口管26.28内へ流入する作用から一時的にはずれることができる。
本発明のその他の態様(図示せず)によれば、出口管34からの流れを検知する 働きを行う流量検知手段を設けて、自動的にノクルブ53を操作し、正規状態で は入口管26.28へ通される進入液流をそらして通路51を経て孔部分34′ へ流れて閉塞状態を一掃するようにすることも可能である。
狭い孔部分34”を設けると一般に非常に満足な分離効果が得られるが一方、分 離機からの出口を孔部分34“に備けたものよシも広くすることが必要もしくは 望ましいとされる場合もあるということが判った。そのばあい、かかる条件の下 では、パルプ53を開き・9イブ34を経て所定分離成分の流出が通路51、パ イプ55.バルブ53を経て生じることになる。分離されるべき混合物内のオイ ル量が比較的大きいばあいに該オイルと水の混合物からオイルと水を分離するば あいに、かかる配置が望ましいといえる。特に、入口管26.28に進入する水 のオイル含有分を連続的に監視するための手段を接続配置して検出されたオイル 含有分が例えば05%のような所定値を超えるような状況のばあいにバルブ53 を操作して通路51とパイプ55とバルブ53からの流出を可能にするように接 続することができる。
本発明に従って構成した実験的分離機は分離機が以下の寸法を取ったばあいにオ イルと水を分離する上で満足な性能を有することが判った。
出口孔部分34′の径d。=19閣 出口孔部分34”の径d5=3mm 径d、 =116■ 本発明は通路51が唯一つのばあいの構成に限定されるものではない。例えば各 種の径を有する二つもしくはそれ以上の通路を設けることもできる。これらは測 定されたオイル含有分に応じて選択的に働くことができる。
すなわち例えば一方の通路はオイル含有分が高いばあいに流出をそらせるために 使用することができるし、また他のものは閉塞状態を一掃するために使用するこ とができるという具合にである。
本発明による分離機の作業、殊にオイルと水を分離する作業は、適当な解乳化剤 を進入する水とオイルの混合物内へ同伴させるような手段によって容易にするこ とができよう。かかる同伴は供給管26゜28に供給するに先立って解乳化剤を 進入する液体内へ噴射する方法の如き周知の投与技術を使用することによって行 うことができる。
以上の解乳化剤は、市販上入手可能なもので全く十分であることが知られている 。
オーストラリア、カトレウム プティ社ボタニーN、S、W販売の解乳化剤 「ナルコア723Jを5〜8p、p柵の範囲の濃度で噴射すると有効であること が判った。
オイルは表面張力効果のだめに分離機内の遠心作用による1分離運動に抵抗する ような小滴の形で存在するのが自然状態であるだめに油性水の分離を容易にする うえで解乳化剤もしくは界面活性剤が有効であると考えられている。しかしなが ら、解乳化剤はかかる表面張力効果を低下させ、小滴を遠心力の下でより流動的 にする作用を行う。
使用される特定の解乳化剤に応じて加えられる解乳化剤の濃度は2〜1001) Pmの範囲にあるものを選択することができる。
一般的にいって解乳化剤の有効性は生ずる動混合の規模と分離機へ進入前の混合 物内における滞留時間に依存している。最良の結果を得るにはよく混合すること と十分な滞留時間が必要である。しかしながら、進入する液体内に解乳化剤を噴 射する上述の方法で十分であることが判っている。
もしもっと大きな滞留時間が必要であることが判ったならば、この点は混合物と 付加された解乳化剤を分離機に通す前に滞留タンクへ通すことによってその目的 を達成することができよう。
実施例1のばあい: 350p、p訓のオイルを含む水を第1図に示したものに似た形をした径d2− 35wnのサイクロン分離機に200 l/分の流量で通した。
分離された水中のオイルの出口濃度は下流出口で50 p、p、mであることが 判った。
実施例2のばあいニ アブライド・ケミカルズタイプ898oの呼称で販売されている市販の解乳化剤 タイプの3op、plmを分離機に進入させる前にオイルと水の混合物内へ噴射 させることによって実施例1の操作を繰シ返した。
解乳化剤の噴射は解乳化剤のタンクからピストンポンプを使用することによって 分離様入口へ至るパイプ内へ行われた。
分離機の下流出口で分離された水は14 p、p0mオイルの濃度を有すること が判った。
特許請求範囲に規定の本発明の精神と範囲からはずれるとと々くこれら多くの変 更を行うことができる。
手続補正代(方式) 昭和60年10月23日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1 事件の表示 PCT/AU84100164 2 発明の名称 サイクロン分離桟用出口 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 氏名 キャロル、ノニル 4代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番1o号5 補正命令の日付 6 補正の対象 +1] 明m@及び請求の範囲の翻8尺文(2)委任状 7 補正の内容 (1)明細書及び請求の範囲の翻1文の浄書(内容に変更なし) (2) 別紙の通り 8 添イ」書杢頁の目録 (1)明細書及び請求の範囲の翻言尺文 各1通(2)委任状及び訳文 各】通 国際調査報告 石) 〉 1゜ Fシ、。
−I1m−h hm−m−s−PCT/AL+847001641++m+vt lonml^990−u−*n−、PCT/ALI84100164ANNEX  To 丁HE INTERNATIONAL 5EARCHREPORT 0 NINTERNATIONAL APPLICATION No、 PCT/A U 84100164AU 47105/79 CA 1117441 GO1 583742US 4237006CONTINUED Patent Document C4ted in 5earch Patent Family Member sEN[l OF ANNEX

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.分離室(10)が第一,第二および第三の隣接する円筒部(12,14,1 6)を上記順序で配列したものから成り、該第一円筒部(12)の径が第二円筒 部(14)の径よりも大きく、第三円筒部(16)の径が第二円筒部の径よりも 小さく、該第一円筒部が該第二円筒部と反対側のその端部にある流出口(32) と接線方向に向いた供給口(26,28)とを備え、分離機が混合物が該供給口 (26,28)を経て該分離室内へ供給されるときに該混合物内の液体を互いに 分離するように装着され該分離された液体の一方が該流出口から現われ、また他 方の液体が該第二円筒部から去る方向に向かって該第三円筒部を通過し、該第一 円筒部から隔った該分離室端の分離機の底流出口(23)から現われるサイクロ ン分離機において、分離室に隣接した該流出口の径d0の値が0.0035≦d 0/d1<1(ただしd1は第一円筒部の径である)となるような値をとること を特徴とするサイクロン分離機。
  2. 2.該流出出口が段階状の孔を呈し、第一円筒部に隣接した第一孔部分が第一円 筒部分から隔ったその第二孔部分よりも大きな径を有していることを特徴とする 請求の範囲第1項に記載のサイクロン分離機。
  3. 3.該第一孔部分が0.0035<d0/d1≦1の範囲にある径d0を有し、 第二孔部分が0.0035≦d5/d1<d0/d1の範囲にある径d5を有す ることを特徴とする請求の範囲第2項に記載のサイクロン分離機。
  4. 4.該第一孔部分の長さLが0<L/d0<10の範囲にあることを特徴とする 請求の範囲第1項から第3項までのいずれか1項に記載のサイクロン分離機。
  5. 5.径d0が第二円筒部の径d2の0.31よりそれほど大きくないことを特徴 とする請求の範囲第4項に記載のサイクロン分離機。
  6. 6.0.04≦4Ai/πd12≦0.10(ただしAiは分離室へ至る供給管 全部の総面積)であることを特徴とする請求の範囲第1項から第5項までの何れ か1項に記載のサイクロン分離機。
  7. 7.第二円筒部の長さl2が第二円筒部の径d2の少なくとも十倍であることを 特徴とする請求の範囲第1項から第6項までの何れか1項に記載のサイクロン分 離機。
  8. 8.段階状の孔が該第一孔部分から分離機の外部に至る通路を備えていることを 特徴とする請求の範囲第2項に記載のサイクロン分離機。
  9. 9.バルブ手段が選択的に働いて該通路からの流れを可能にすることを特徴とす る請求の範囲第8項に記載のサイクロン分離機。
  10. 10.分離機を貫流する流れに反応し該バルブ手段を制御し予め選定した流量を 下廻る流れが該第二孔部分に生じると該通路からの該流れを可能にするための手 段が設けられることを特徴とする請求の範囲第9項に記載のサイクロン分離機。
  11. 11.該制御手段が第二孔部分内もしくは第二孔部分からの流れもしくは第一孔 部分内もしくは第一孔部分を貫流する流れに反応するように配置されることを特 徴とする請求の範囲第10項に記載のサイクロン分離機。
  12. 12.バルブ手段が分離される液体状混合物内の液体成分量の比に反応する手段 によって操作されるように制御され、その比が所定の大きさを超えるばあいに該 バルブ手段が開き、該通路からの流れを可能にすることを特徴とする請求の範囲 第8項から第11項までの何れか1項に記載のサイクロン分離機。
  13. 13.該通路をその内部へ液体を流し、該第一孔部分を経由して分離室内へ逆流 させるために接続され流出出口内の閉塞を一掃することを容易にするように働く 手段が設けられることを特徴とする請求の範囲第8項から第12項までの何れか 1項に記載のサイクロン分離機。
  14. 14.分離室が第一,第二,第三の円筒部がその順序に隣接して配置された三つ の円筒部を有し、該第一円筒部の径が該第二円筒部の径よりも大きく、該第三円 筒部の径が該第二円筒部の径よりも小さく該第一円筒部が該第二円筒部と反対側 のその端部にある流出口と接線方向に向いた供給口とを備え、液体混合物が該供 給口を経て該分離室内へ給送されたときに該混合物内の液体を互いに分離するた めに分離機が装着され、該液体の一方は該流出口から現われもう一方の液体は該 第二円筒部から去る方向へ該第三円筒部を通過し、該第一円筒部から隔った該分 離室端の分離機の底流出口から現われることになる種類のサイクロン分離機の操 作方法において解乳化剤が混合物を分離機に給送するに先立ち、分離さるべき液 体混合物に加えられることを特徴とするサイクロン分離機の操作方法。
  15. 15.分離室が第一,第二,第三の隣接する円筒部でその順序に配列されたもの を有し、該第一円筒部の径が該第二円筒部よりも大きく、該第三円筒部の径が該 第二円筒部の径よりも小さく、該第一円筒部が該第二円筒部に対向したその端部 にある流出出口と接線方向に向かう供給管を備え、分離機が混合物が該フィード 入口を経て該分離室内へ給送されたときに該混合物内の液体を互いに分離するよ う装着され該液体の一つが該流出出口から現われ、他方の液体が該第二円筒部か ら去る方向へ該第三円筒部を通過し該第一円筒部から隔った該分離室端部の分離 機の底流出口から現われることになるサイクロン分離機が、分離室へ進入するに 先立ち解乳化剤を該液体混合物へ進入させるための手段から構成されていること を特徴とするサイクロン分離機。
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