JPS6333406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は流体混合物の成分の分離、そしてこ
れに限るわけではないが、特に液体からの固体の
分離に関する。

当出願人の英国特許第2082941号明細書には、
たとえば雨水オーバーフローにおいて、水から下
水汚物および他の固体物質を分離するのに特に適
する分離装置が開示されている。

この分離装置は円筒容器の形態を有すると共
に、この容器内の循環流を増進させるために、接
線方向に配置された流入口を備えている。

この循環流は、外側の比較的高速の流れと、内
側の比較的低速の流れとからなり、これら２つの
領域の間のせん断領域は、容器の頂部から下方へ
突出する環状浸漬プレートにより安定化されてい
る。流量修整部材が容器に設けられて、容器の底
部に蓄積する固体粒子を中央流出口へ向けて取出
すことを増進させるようになつている。きれいな
水は容器の頂部から取出される。

英国特許第2082941号明細書に開示される分離
装置は、最初は雨水のオーバフローに利用するよ
うに設計されていたから、これが低エネルギー水
準（すなわち、流入口において低圧力ヘツド）に
より運転されること、およびこれが保全の手数が
かからないこと、の２つが主要要件であつた。後
者の要件は、運動部分の利用、そして特にポンプ
のような活動エネルギー源の利用が、これまで避
けられてきたということを意味している。その結
果、既知の分離装置へのエネルギー入力は、容器
への流れの運動エネルギーから全部が取出されて
きた。

既知の分離装置においては、いくらか相違する
２つの処理が行なわれている。最初に、流入混合
物中の固体物質は、液体（通常は水）から沈降さ
せられ、それにより液体からの固体物質の分離が
達成される。最初に考えられたものに反して、容
器内での混合物の循環流から得られる遠心力は、
この分離過程においては、あまり重要な役割を有
していない。分離はほぼ完全に、粒子に作用する
重力によつて行なわれており、高い分離効率を得
るには、容器に流入する混合物の各“パケツト
（集合体）”が、流出口の１つに到達する前にでき
るだけで長い径路に沿つて走行して、固体粒子が
基部に沈降するのに十分な時間を与えられるよう
に、容器が設計されている。

分離装置内で行なわれる第２過程は、基部に到
達した固体物質を容器から除去することである。
この除去過程は容器の基部における、境界層効果
の作用により達成される。基部に到達する固体
は、基部における層流下層に同伴され、通常は移
動砂丘の形態で容器の中心へ向けて進行する。英
国特許第2082941号明細書に開示される分離装置
においては、流れ修整部材が、この部材と容器の
基部との間に画定される環状スロツトを介する、
内向き掃引効果の発生により前記移動を援助す
る。

通常の分離装置の設計においては、効果的な分
離と効果的な固体除去、という２重要求において
固有の矛循が存在している。分離効率は、流入口
を比較的高い水準に、そして好ましくは浸漬プレ
ートの下端部より上方に位置させることにより改
善される。分離効率はさらに、浸漬プレートをか
なりの距離まで下方へ、たとえば容器の全高の75
％まで延長することによつても改善される。しか
し、このように浸漬プレートを延長させると、浸
漬プレートの表面における摩擦効果により、かな
りのエネルギー損失が生じる。さらに、最適分離
効率で運転されている時は、固体除去に可能なエ
ネルギーは非常に低い値に減少し、固体流出口の
閉塞が問題になる。通常の分離装置の実際から、
流入口と基部との間に非常に急激な速度降下が存
することが示されている。容器内の流体の粘度が
増大するにつれてエネルギー損失が増大すること
が確認される。効果的な粒子除去のためには、基
部の境界層へできるだけ多量のエネルギーを移転
させるため、取出口を容器の下方に位置させなけ
ればならない。浸漬プレートを摩擦エネルギー損
失を減少させるため、できるだけ短くしなければ
ならない。英国特許第2082941号明細書に開示さ
れる分離装置においては、これらの矛盾する要求
を満すことは不可能であり、その結果の妥協案と
して、取入口は実質的に容器の中程に配置される
と共に、比較的短い浸漬プレートが設けられる。

エネルギー入力および作動ヘツドを増大する一
方法は、流入口を絞ることである。しかし、非常
に低流量においては、容器内に正しい流動パター
ンを確立するのに十分なエネルギーは、流入流体
中の粒子が流入口を閉塞してしまう程度まで、流
入口の面積を減少させた場合のみ達成できること
になる。さらに、容器内での正しい流動パターン
の達成が、運動エネルギー入力のみに依存する、
ということが完全に確実であるとも言えない。角
運動量も重大な影響を与えるものと信じられてい
る。

この発明により、円筒形外壁と一端における基
部壁とを有する容器と、この容器内に設けられる
と共に、前記基部壁と共に前記外壁から隔置され
た環状開口を画定する本体とを備え、前記容器
に、その内部に流体を導入する第１流入口と、容
器室内の流体に回転運動を発生または増進させる
方法で、前記容器内にエネルギー付与流体を導入
する第２流入口とが設けられた分離装置が提供さ
れている。

第１流入口は前記室内に回転運動を発生させる
ために接線方向に指向配置されており、その場合
第２流入口をへて流れるエネルギー付与流体は、
この回転運動を増進するようになつている。前記
流入口の１つまたは両者は、容器の外壁に設けら
れている。これら流入口は相互に異なる水準位置
に設けられ、この場合には第１流入口が第２流入
口の上方に配置されることが好ましい。たとえ
ば、第１流入口が容器の中程位置またはその上方
に配置され、第２流入口がこの中程位置またはそ
の下方で、好ましくは基部壁に近接して配置され
ている。

好ましい実施例においては、第２流入口を通過
する流体に運動量を付与する装置が設けられてい
る。この装置は、たとえばポンプとすることがで
きるが、他の手段として第２流入口を通過する流
体は、水道本管のような加圧供給源から取出すこ
とができる。

エネルギー付与流体は第１流入口を通過するの
と同一の流体とすることができ、この流体の一部
が第１流入口から第２流入口へ転向されている。
別の実施例においては、エネルギー付与流体は容
器内の流体から、たとえば、容器の頂部からの流
出流体から、あるいは容器の外壁に設けられた再
循環ポートから取出すことができる。

循環開口を、本体と基部との間に画定された環
状チヤンネルの口部とすることができる。チヤン
ネルの基部は、本体を基部に連結する部材の表面
により構成することができる。環状チヤンネルに
は流出ポートを設けることができる。

この発明の別の形態においては、円筒外部と一
端における基部とを有する容器と、前記容器内に
設けられると共に、容器の軸心を包囲する外面を
有する部材により基部に連結される本体とを備
え、前記本体が前記部材の外面を越えて半径方向
外方に突出して、前記本体、前記部材および基部
が環状チヤンネルを画定すると共に、このチヤン
ネルに流出開口が設けられている流体混合物から
成分を分離する分離装置が提供されている。

本体は通路を備えて、そこを通過して総体的に
容器の軸心方向に流体を流動させることができる
が、あるいはこの本体を中実形態にすることもで
きる。流出開口は、環状チヤンネルの壁を画定す
る基部の部分に設けることができ、あるいはチヤ
ンネルの基部を形成する面を画定する部材に設け
ることができる。

後者の場合は、流出口は中央貯溜部または排出
管路に連通される。両場合とも、流出口は容器の
接線方向に延びている。

この発明の良好な理解のため、そしてその実施
形態を示すために、図面を参照して例示的に説明
することにする。

第１図および第２図に示される分離装置は、外
部壁２と基部３とにより画定される円筒容器１を
備えている。容器１は主流入口４と２つの流出口
６および８を備えている。

流入口４（特に第２図参照）は、容器１内に循
環流または渦巻流を増進するために、ある程度接
線方向に向けて配置されている。この効果は偏向
プレート１０により増進される。壁部２には偏向
プレート１０の位置において、１つより多くの主
流入口を設けることができる。流入口は上下に配
置され得る。流体は、容器の中央軸心に一致する
と考えられる渦巻軸心の回りに循環するが、変動
状態によりこの状態が常時生じるものでないこと
が意味されている。流入口４は、第２図において
は接線方向からはずれて図示されているが、壁部
２に対して正確に接線方向に延びるようにするこ
とができる。ずれの角度は45゜までとされる。

流出口６は固体流出口を構成している。第１図
に示されるように、基部３は貯溜部１２に開口し
ており、これが流出口６へ排出されるようになつ
ている。尚、かかる貯溜部１２によつて、固体を
貯溜して、固体流出口を介して除去されるべき水
の量を減少させる。流出口６には遮断バルブを設
けることができる。分離された固体は、スラジの
形態で貯溜部１２に堆積されて、たとえば可動タ
ンカー内へ間欠的に排出される。連続的な固体の
排出が可能な場合は、貯溜部１２は省略できる。

流出口６の上方に、円錐体１４の形態を有する
流量修整部材または本体が設けられている。円錐
体１４は支持プレート１６により基部３上に支持
されている。円錐体１４を貫通して上方へ延びる
通路１８が設けられている。円錐体１４の頂角は
図示の実施例においては60゜であり、その寸法は、
円錐体の基部が、容器１の中央軸心と外部壁２と
の間の、ほぼ半分の位置に終つており、その領域
に前記円錐体の基部が基部３と共に、環状開口１
５を画定するように決められている。端部壁３は
30゜の掲斜を有し、すなわち円錐体１４と端部壁
３が相互に直角をなすことを意味している。もち
ろん、この角度は異なる状況に適合するように変
更することができる。

容器１の頂部に、プレート２２により支持され
たバフルプレート２０が設けられており、それは
流出口８へ流動するきれいな液体（たとえば、
水）のための流れスポイラとしての機能を有して
いる。流出口への途中で、２１で示されるきれい
な水はバフルプレート２０の外端部と浸漬プレー
ト３６（後述する）との間を上方へ通過し、それ
からバフルプレート２０と容器１の頂部との間に
画定された環状スロツトを介して、半径方向内方
へ流動する。これにより、固体物質がきれいな水
の流出口８へ流入する可能性が減少されるがその
理由は固体物質が渦巻軸線付近に蓄積する傾向を
有するからである。流出口８は環状室２４から延
びており、この環状室２４の頂部は閉鎖されても
されなくても良い。開口２６は環状室２４および
バフルプーレト２０を貫通して延びており、通路
１８および貯溜部１２を通過できる清掃ロツドを
受入れて、これらの部片に付着した固体物質を除
去できるようにしている。

容器頂部で外部壁２の付近に、浮遊物トラツプ
２８と浮遊物流出口３０が設けられている。

浮遊物トラツプ２８は、底部壁３２と底部壁３
４を備えており、その構造は、容器の頂部に浮遊
するいかなる固体物質も、トラツプ２８内へ移送
され、そこから流出口３０を介して排出されるよ
うに構成されている。第２図において、浮遊物ト
ラツプは流出口８の反対側に配置されるように図
示されているが、トラツプ２８は容器１の周縁の
任意の位置に配置することができる。

環状浸漬プレート３６は、頂部壁から容器２内
へ下方に突出している。円錐体１４の寸法におけ
ると同様に、浸漬プレート３６の軸心方向の範囲
は、経験により決定されなければならない。その
機能は、渦巻室内の混合物の外側の高速流動流体
と内側の低速流動流体との間に、せん断領域を発
生させるか安定させることである。

管路３８がきれいな水の流出口８から分岐し
て、流出口８を通過する流体の一部がポンプ４０
へ転向されるようになつている。ポンプ４０の吐
出口はパイプ４２により、第２流入口４４へ連結
されている。第２図に示されるように、パイプ４
２は主流入口４と同様に、容器１に対して接線方
向に延びている。主流入口４に対する偏向プレー
ト１０と類似の偏向プレートを第２流入口４４に
設けることができる。

雨水オーバフローシステムの一部としての運転
において、下水汚物および他の固体物質を含有す
る水は、主流入口４を介して容器１内へ送給され
る。この送給により、室２内に循環流が生じると
共に、浸漬プレート３６の助けにより、前述の外
側および内側流れが存在している。この流れは、
浮遊しない固体物質が基部３に沈降し、基部３に
おいて境界層効果の影響により、内方へ移動され
るような状態になつている。最終的に固体物質は
開口１５を、そしてプレート１６間を通過する。
しかし、固体物質の一部は円錐体１４の外面に付
着し、流動流体によりこれら付着物が円錐体１４
の上方へゆつくり移動させられる。円錐体１４は
第２流動体を発生させる効果を有しており、この
第２流動体は通路１８を通じて上方へ循環し、そ
れから再び円錐体１４の表面上およびプレート１
６間を下方へ流動する。円錐体１４の外壁を上昇
した付着物は最終的にこの流動体に同伴され、プ
レート１６間の通過が繰返し行なわれて、最終的
に貯溜部１２に堆積されるようになつている。容
器の上端部において、きれいな水はスロツト２
１、そしてプレート２２間を通過し、環状室２４
内へ入り、流出口８から流出する。条件によつて
はこの水は任意の可能な落ち口、たとえば不水吐
き口へ直接送ることができる程の清浄性を有して
いる。流出口６へ送られなかつた浮遊性固体はト
ラツプ２８に補集されて、流出口６から流出する
固体と混合されるか、あるいは別に処理される。

第１図から明らかなように、流入口４は容器１
の頂部付近で、浸漬プレート３６の下端より十分
に上方の位置に配置されている。浸漬プレート３
６は円筒壁２の中程より下方に終つている。この
ような構成は良好な分離を達成するが、低エネル
ギー水準で運転される時、付着した固体物質を開
口１５を介して貯溜部１２へ移動させるには、基
部３に隣接する位置でのエネルギーが不十分であ
る、という危険がある。その結果、固体物質は浅
瀬部または砂丘部に蓄積し、最終的に開口１５を
遮断することになり、固体の除去率が減少されて
しまう。

この問題を避けるために、流出口８を通過する
流体の一部がパイプ３８を介してポンプ４０へ転
向され、そしてポンプ給送される水がパイプ４２
を介して、第２流入口４４を介して容器１内へ戻
される。その再循環された水は室１内の流動体に
追加エネルギーを付与し、それにより基部３にお
ける流動体の角運動量が増大される。追加エネル
ギーは、浅瀬部の開口１５方向への移動を加速
し、あるいは浅瀬部の形成を防止することにもな
る。

エネルギーの追加にもかかわらず、容器１内の
渦巻速度が低く維持されることが認識される。特
に、渦巻速度は、遠心力が重力を超えることのな
いように十分に低くされる。ほとんどの場合は、
混合物の成分の分離において、遠心力の役割は無
視できるものである。基部３の外周縁の円周速度
が、毎秒３ｍを越えないことが観察されている。

第３図は、主要構成要素が第１図および第２図
のものに対応している別の構造を示している。こ
れらの構成要素は第１図および第２図におけるの
と同一の参照数字を付与されると共に、再度説明
することは省略している。第３図および第４図の
構造において、円錐体１４はプレート１６により
支持される代りに、円形壁４６の形態を有する部
材により支持されている。尚、かかる円形壁４６
によれば、例えば暴風雨時のオーバフロー中に、
固体を分離器から除去される間中移動しつづける
ことができる。第１図および第２図の実施例の円
錐体１４の通路１８に対応する通路は設けられて
おらず、したがつて円錐体１４は中実本体を構成
している。別の相違点としては、基部３が容器の
軸心方向に比較的浅い下向き傾斜を有すると共
に、少なくとも中央軸心付近では実質的に平坦で
あることである。この構成により、分離装置が掘
削位置に据付けられる場合、その掘削深さが、第
１図および第２図の実施例において要求される程
大きくする必要がない、という利点が得られる。

円錐体１４は壁部４６上に張出しており、その
結果、円錐体１４、壁部４６および基部３が環状
チヤンネル４８を画定すると共に、その口部は環
状開口１５により構成されている。壁部４６に
は、チヤンネル４８から貯溜部１２への流動を可
能にするため、１つまたはそれ以上の開口（図示
しない）を設けることができる。また、端部壁３
には、それがチヤンネル４８を部分的に画定する
位置に、５０で示される１つまたはそれ以上の流
出口が設けられ、その場合は貯溜部１２は不要で
あると共に、前述の掘削深さはさらに小さくする
ことができる。流出口５０は端部壁から渦巻方向
に接線方向に延びるように配置することができ
る。

主流入口４と共に、第２流入口５２がポンプ５
６によりポンプ５４の吐出側に連結されて設けら
れている。ポンプ５４の吸入側はパイプ６０によ
り再循環ポート５８に連結されている。第２流入
口は基部３付近に位置されるのに対して、再循環
ポート５８は外部壁２の比較的高い水準位置に設
けられている。ポート５８および第２流入口５２
は、相互に同一水準位置に設けることも可能であ
る。

第３図および第４図の実施例の利用において、
分離されるべき混合物が前述と同様に、主流入口
４を介して導入される。基部３におけるエネルギ
ー不足、およびその結果としての蓄積された固体
物質の浅瀬部の形成、および壁部４６の開口また
は流出口５０の閉塞という問題を克服するため
に、混合物の一部が外部壁２における境界層か
ら、再循環ポート５８を介して引出され、ポンプ
５４により加速されて、第２流入口ポート５２を
介して再導入される。こうすることにより、室１
の底部における混合物の角運動量が増大されて、
第１図および第２図の実施例において説明された
のと同様の固体の除去が改善される。固体は収集
領域の機能を有する環状チヤンネル４８内へ移動
し、それから壁部４６の開口または流出口５０を
通過する。収集領域においては、固体は容器１内
の主流動体から効果的に隔離されている。

別の流入口６２が第３図に示されている。この
流入口は、たとえば分離装置が連続分離装置とし
てよりも、バツチ処理における処理または反応容
器として利用される場合は、流入口４の代りに主
流入口として機能する。バツチ処理において分離
装置が利用される場合は、反応物が主流入口６２
を介して容器１内へ導入され、ポンプ５４による
反応物の再循環によつてのみ、回転流動が確立さ
れる。この過程において、反応物は相互に反応し
て凝結物が形成され、これは基部３に沈降して、
流出口５０または壁部４６の開口を介して除去さ
れる。

たとえば、ポンプ５４を適切に制御することに
より、凝結物の粒子サイズを制御することが可能
である。たとえば、容器１内に必要な流量を確立
するためにポンプが所定時間運転され、その後ポ
ンプは遮断される。容器１内の流量は次いで徐々
に低下して、容器１内での所定の反応時間後に、
固体が沈殿して除去される。

前述の化学的過程とは別に、第３図および第４
図の分離装置の原理は養魚場に適用することがで
き、新鮮な水が容器の頂部に低エネルギーにおい
て供給される。循環流が魚ふんおよび余分な植物
を流動体から分離させると共に、それを環状チヤ
ンネル４６を介して除去させるようになつてい
る。

第５図は第３図および第４図のポート５２およ
び５８、およびパイプ５６および６０を置換した
別の構造を示している。代りに、単一開口が壁部
２に形成されると共に、孔がブロツク７０により
内側で覆われている。ブロツクには２つの通路７
２および７４が設けられると共に、容器の外側で
パイプ７６および７８に連結されており、これら
のパイプはそれぞれ、第３図および第４図のポン
プ５４に類似のポンプの吸入口および吐出口に連
結されている。運転にあたり、混合物が容器から
通路７２およびパイプ７６を介して引出され、ポ
ンプにより加速されると共に、パイプ７８および
通路７４を介して容器へ戻されて容器内の流動体
にエネルギーを追加するようになつている。第５
図の実施例は、外部壁２に対して単一の水密連結
部のみが要求されることから、流動体内に追加エ
ネルギーを導入する提供するように、通常の分離
装置を修正するのに特に適している。

第３実施例が第６図に示されており、これは実
質的に第３図および第４図の実施例に対応してい
る。第６図の実施例において、第２流入口６４は
実質的に主流入口４と同一の形状を有すると共
に、主流入口４からの分岐管路６６により供給さ
れるようになつている。ポンプ６８が設けられる
が、これはすべての場合に必要であるというもの
ではない。流入口６４および４を異なる水準位置
に設けることにより、効率的な分離および効率的
な固体除去という２つの目的が達成できる。

これら３つの実施例において、第２流入口を通
る流量は連続的に維持されるか、あるいは分離装
置の正常運転中に蓄積される浅瀬部を分散させる
ために、流動体が間欠的に確立され得る。

前述のように、第１図乃至第６図により説明さ
れた分離装置の種々の部品の構成にあたり、多く
の変更が可能である。可能ないくつかの変更例を
第７図乃至第２１図を参照して議論することにす
る。第１図乃至第６図に示される部品に対応する
部品が、何らかの点において相違するとしても、
第７図乃至第２１図に示されている。

第７図において、円錐体１４は第１図の円錐体
の円錐外壁のみからなり、円錐体の基部と通路１
８を画定する内部構造部品は何も備えていない。
円錐体は支持部プレート１６により基部上に支持
されており、支持プレートは貯溜部１２へ延びる
と共に、円錐体１４の内面を少しの距離だけ延び
ている。支持プレート１６は渦巻軸心に関して半
径方向に延びると共に、流動体の回転を緩和させ
る機能を有し、その結果、貯溜部１２は実質的に
静止している収集および統合領域を提供してい
る。

これに対して、第８図の円錐体１４は実質的に
第７図の円錐体と同一形態を有しているが、基部
３によつてではなく、中央柱体またはチユーブ８
０から支持されている。円錐体１４は支持プレー
ト１６により柱体８０に連結されている。柱体８
０の下端部は、柱体８０を貯溜部１２の外壁に連
結する支柱８２により安定化されている。第８図
の実施例において、流動体の回転は円錐体１４の
下側および貯溜部１２内の領域に維持されてい
る。このことは、貯溜部１２内の固体がある種の
物質について詰まりの原因を生じるような付着お
よび合体を生じることを防止されることを意味し
ている。

第９図および第１０図は貯溜部１２についての
別の形態を示している。これまでの図面において
示されるような、貯溜部の下端部が円錐形を有す
る代りに、第９図および第１０図の貯溜部は、水
平基部８４に終る平行外部壁を備えている。

接線流出口６が基部８４に隣接する貯溜部の外
部壁から延びている。第９図および第１０図の形
態は、流体の回転が貯溜部１２内に維持される分
離装置に利用するのに特に適している。分離装置
の総深さを減少させることも可能になる。

第１１図は第８図のものに対応する構造を示し
ているが、第１図のものに対応する中実円錐体が
利用されている。

第１２図において、中央柱体は、第８図および
第１１図の支柱８２により安定化される代りに、
下部壁８４に設けられた栓状体８６上で安定化さ
れている。第１２図の実施例においては、下部壁
８４は傾斜しており、その結果、収集された固体
は、貯溜部１２の下部位置から延びる水平流出口
６に落下する。

第１３図の実施例において、貯溜部は流出口６
を備えていない。その代りに、この実施例におい
てはチユーブ状でなければならない中央柱体８０
が、貯溜部１２に収集された固体を引出すために
利用される。収集された固体はエアリフトまたは
ポンプを利用して、柱体８０を介して垂直上方へ
ポンプ給送することにより、連結または周期的に
排出することができる。この構造のものは深い底
流の排出パイプを必要としない。従つて分離装置
底部の地盤下における配管作業の必要性を無くす
る。

第１４図は、中実台座８８により容器の床に支
持された中実円錐体を示している。円錐体１４お
よび台座８８は、容器の下部壁と共に環状貯溜部
１２を画定している。多数の流出口パイプ６（た
とえば、４つ）の貯溜部１２から接線方向に延び
ている。第１５図は類似実施例を示しているが、
環状貯溜部１２の床が螺旋形を有し、流出口６へ
の固体粒子の走行を助けるようにしている点で相
違している。

第１４図および第１５図の実施例は高さが減少
された固体収集領域を備えており、このことは分
離装置の据付けにあたり、掘削量が少なくて良い
ことを意味している。同一の装置が第１６図の実
施例により提供されており、そこでは容器の下部
壁が上方へ延びる円錐部９０を備えており、これ
が再び環状貯溜部１２を提供すると共に、そこか
ら１つまたはそれ以上の流出口６が延びている。

第１７図は円錐体１４を備えていない。その代
りに垂直柱体９２が設けられて、外部壁９４と共
に、傾斜下部壁８４を有する環状貯溜部１２を画
定している。第１７図の形態は、スラジにより詰
まる可能性のある狭いオリフイスまたはスロツト
が避けられていることから、装置がスラジ濃密化
装置として利用する場合には特に適している。

第１８図および第１９図は、主流入口４につい
て可能な形態を示している。第２流入口４４につ
いても類似形状を利用できることは確認されるで
あろう。第１８図に示されるように、２つの流入
パイプ９６が、容器の外部壁２に連結される共通
の箱形マニホルド９８へ開口している。

箱９８の１つの壁は容器内へ延びて、偏向部１
００を提供している。マニホルド箱９８は垂直流
出口スロツト１０２に終つており、このスロツト
１０２を介して利用時に流入流体が容器の接線方
向に流動するようになつている。マニホルド箱９
８は平面図（第１８図）で示されるようにテーパ
を有すると共に、側面図（第１９図）で示される
ように拡開されている。この形状により、流動体
が容器内に送られた時、流入流動体は加速される
と共に、外部壁２にわたつて扇形に広げられる。
かくして、流入流動体の良好な分配を可能とし、
流入口における適切な流体力学的条件を維持した
まま、非常に変化する流入率を許容する。パイプ
９６と、壁部２に対する接線との間の角度は、0゜
〜45゜の間を変化できる。また、偏向部１００を
省略して、マニホルド箱９８の両側壁を外部壁２
に終らせるようにすることができる。

第２０図乃至第２２図は、バフルプレート２０
を取付ける別の方法を示している。第２０図にお
いて、バフルプレート２０は支持チユーブ１０４
により、容器の頂部から吊下げられている。この
構造においては、容器内の流動体の回転はバフル
プレートの上方に維持され、その結果、流出口８
は第２図に示されるように半径方向ではなくて、
接線方向に伸びていなければならない。たとえ
ば、第８図の実施例と共に第２０図の構造が利用
されたものとすると、支持チユーブ１０４は柱体
８０の上端部により構成される。また、支持チユ
ーブ１０４は柱体８０の上端部を包囲することが
できる。

第２１図の実施例において、バフルプレート２
０は複数の支持要素１０６により、容器の頂部か
ら吊下げられている。これらの支持要素１０６は
流線型にされて、容器の主要部分からの循環エネ
ルギーがバフルプレート２０の上方領域へ送られ
るようにしている。

第２２図の実施例において、バフルプレート２
０は円錐体１４の頂部に支持されている。明らか
なように、この構造は、容器が比較的小さい高さ
を有するか、あるいは円錐体１４が比較的急角度
を有する場合のみに可能である。円錐体１４を通
る上向き流動を可能とさせる場合（たとえば、第
１図および第７図）は、円錐体１４の頂部に一連
の開口１０８を設ける必要がある。

尚、上記実施例において、中実円錐体は、固体
貯溜無しに排出されるか、或いは固体が分離装置
の容器内に貯溜される場合に適しており、かかる
中実円錐体の使用によつてその真下の容積を減少
することができる。また、中空円錐体は例えば砂
の収集や汚水の予備沈澱の場合のように固体が貯
溜される場合に適しており、該円錐体の真下の大
きな収集領域が利用される。

第７図乃至第２２図に示される種々の例が、相
互に種々の組合せにおいて利用できる、また多く
の変形例が、容器内の流体に対してエネルギーを
追加する装置を備えない分離装置に利用できるこ
とも指摘しておく。

分離効率を低下させずに固体の除去効率を改善
することにより、分離装置の利用可能性は、下水
処理および雨水オーバフローにおける主利用法を
越えて、別の適用領域に延長させることができ
る。たとえば、この分離装置は容易に基部上方に
移動しない重量固体、たとえば砂、砂利および鉱
石を分離するために、そして化学処理による生成
物の分離に利用することができる。この分離装置
は、固体が濃密スラジを形成し、これが粒子状物
質としてではなく、非ニユートン粘性流体として
の挙動を行ない、あるいは静止された時に硬く固
化するような適用例に利用することもできる。そ
のような適用例としては、スラジ濃密化、農場廃
棄物処理および石こう分離がある。

多くの例において、第２流入口を通る流量が分
離装置の全流量の50％より大きい場合は、基部上
の沈澱物をかきまぜ、形成される砂丘状部を除去
する効果を有することが、テストにより示されて
いる。分離装置において主流動内への固体の再混
合が起こり、これが分離効率を低下させている。
しかし、この効果は適用例によつては、たとえば
鉱石の同伴においては有用であり、その理由は、
かきまぜおよび再結合が、密度の小さい固着しや
すい物質を移送して、流出口（たとえば、流出口
６）において良好な品質の鉱石が得られるからで
ある。

流動体が第２流入口を介して、分離装置の総流
量の55％を超える流量で間欠的に供給される場合
は、全体的な分離効率に厳しい影響を与えずに、
沈澱物をかきまぜて消散させる。間欠噴射と同様
に、沈澱物のより効果的な処理のために、パルス
型噴射を利用することもできる。

第２流入口を通る流量が、総流量の５〜50％で
連続的に供給される場合は、分離効率に厳しい低
下をもたらさずに、固体の除去効率が顕著に改善
される。

バフルプレート２０と外部壁２の底部との間で
測定した容器の高さは、直径の0.4倍から３倍以
上にすることが好ましい。直径0.4〜１倍の範囲
は分離のためには適しているが、直径1.5〜３倍
の範囲はスランジ濃密化に適している。

第１図乃至第４図の実施例において、第２流入
口４４および５２を介して導入される再循環流体
は、比較的固体を包含しておらず、その理由は、
それが流出口８または容器の比較的高い位置から
取出されるからである。その結果、分離効率は基
部３に近接する位置の固体の影響を受けることが
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明分離装置の１実施例の断面図、
第２図は第１図の分離装置の一部断面平面図、第
３図は分離装置の他の実施例の断面図、第４図は
第３図の分離装置の一部断面平面図、第５図は第
３図および第４図の分離装置の一部の別形態を示
す概略図、第６図は第３図の分離装置と類似の分
離装置の断面図、第７図および第８図は分離装置
の下部の別の構造を示す断面図、第９図は第７図
および第８図の実施例の一部の別の構造を示す概
略図、第１０図は第９図の矢印×方向に見た平面
図、第１１図乃至第１７図は分離装置の下部の別
の構造を示す断面図、第１８図は分離装置の流入
口の別の構造を示す平面図、第１９図は第１８図
の矢印方向に見た立面図、第２０図乃至第２
２図は分離装置の頂部の別の構造を示す断面図で
ある。 １……容器、２……外部壁、３……端部壁、４
……流入口（第１流入口）、１４……本体、１５
……環状開口、４４……エネルギー付与装置（第
２流入口）、４６……部材、４８……環状チヤン
ネル、５０………流出口開口（流出口ポート）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒外部壁と一端に設けられた基部とを有す
   る容器と、前記容器内に設けられ、前記外部壁か
   ら隔置されて環状開口を画定する本体と、前記容
   器内の固形成分を含有する流体を導入するために
   前記容器に設けられた第１流入口とから成る、液
   体混合物から固型成分を分離するための低エネル
   ギで運転される分離装置において、第２流入口は
   前記容器内の液体を懸濁固形物の回転運動を発生
   させるか、あるいはそれを増進させる方法で前記
   容器内エネルギー付与流体を投入するために設け
   られ、前記回転運動は、前記容器の前記基部にお
   いて、蓄積した固形物に対する環状開口に向う境
   界層効果をもたらし、あるいは増進するのに十分
   なものであると同時に、前記回転運動は十分に低
   いエネルギーであり、前記容器内の液体内の固形
   成分の分離は主として重力により生ずることを特
   徴とする分離装置。 ２ 前記第１流入口が前記外部壁に対して接線方
   向を向いていて、前記容器内に回転運動を発生さ
   せるようになつていると共に、前記第２流入口を
   流動する前記エネルギー付与流体が、前記回転運
   動を増進させるようになつていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の分離装置。 ３ 前記流入口の少なくとも１つが、前記容器の
   外部壁に設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項に記載の分離装置。 ４ 前記第１および第２流入口が、前記外部壁の
   軸心に沿つて異なる位置に設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
   ずれか１項に記載の分離装置。 ５ 前記外部壁の軸心が実質的に垂直方向にあ
   り、前記第１流入口が前記第２流入口の上方に配
   置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項に記載の分離装置。 ６ 前記第１流入口が前記容器の中程位置または
   その上方に設けられると共に、前記第２流入口が
   前記中程位置またはその下方に設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の分
   離装置。 ７ 前記第２流入口が前記基部に近接して配置さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第６項のいずれか１項に記載の分離装置。 ８ 前記第２流入口を通過する流体に対して運動
   量を付与する装置が設けられていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか
   １項に記載の分離装置。 ９ 運動量を付与する前記装置がポンプであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の分
   離装置。 １０ 前記エネルギー付与流体が前記第１流入口
   を通過するのと同一流体とされ、前記エネルギー
   付与流体が、前記第１流入口への流体供給から前
   記第２流入口へ転向されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第９項のいずれか１項
   に記載の分離装置。 １１ 前記エネルギー付与流体が前記容器内の流
   体から引出されると共に、前記第２流入口を介し
   て前記容器内へ再導入されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第９項のいずれか１項に
   記載の分離装置。 １２ 前記エネルギー付与流体が、前記容器から
   流出する流れから引出されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１１項に記載の分離装置。 １３ 前記エネルギー付与流体が、前記外部壁に
   設けられて再循環ポートから引出されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の分
   離装置。 １４ 前記環状開口が、前記本体と前記容器の前
   記基部との間に固定された環状チヤンネルの口部
   とされていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第１３項のいずれか１項に記載の分離装
   置。 １５ 前記チヤンネルの基部が、前記本体を前記
   容器の前記基部に連結する部材の表面を含んで形
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １４項に記載の分離装置。 １６ 前記環状チヤンネルが流出口ポートを備え
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１４項
   乃至第１５項に記載の分離装置。 １７ 前記本体は部材により前記基部に連結され
   ており、前記部材が、前記容器の軸心を包含する
   外面を有しており、前記本体が前記部材の外面を
   越えて半径方向外方へ突出していて、前記本体、
   前記部材および前記基部が環状チヤンネルを画定
   すると共に、このチヤンネルに流出口開口が設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第１３項のいずれか１項に記載の分離装
   置。 １８ 前記流出口ポートが、前記本体を前記容器
   の前記基部に連結する部材に設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１７項記載の分離
   装置。 １９ 前記流出口ポートが、前記環状チヤンネル
   の壁部を画定する前記基部の一部に受けられてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１６項また
   は第１７項に記載の分離装置。 ２０ 流出口ダクトが前記流出口ボートから接続
   方向に伸びるように配置されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１６項乃至第１９項のいず
   れか１項に記載の分離装置。 ２１ 前記本体が中実体とされていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第２０項のいず
   れか１項に記載の分離装置。 ２２ 液体混合物を、円筒外部壁と一端に設けら
   れた基部を有する容器内に第１流入口を介して接
   線方向に導入させ、前記液体混合物は分離すべき
   固形成分を含み、前記液体混合物は比較的低圧力
   ヘツドで導入され、前記液体は固形物の分離を主
   として重力により生ずように、円筒容器に沿つて
   回転運動し、 前記容器内の液体の一部を、前記容器の本体と
   前記容器の基部との間を画定する環状開口を通過
   させ、 前記容器の前記基部の領域内における液体の回
   転運動を発生させ、あるいは増進する方法でエネ
   ルギ付与流体を第２流入口を介し前記容器内に導
   入させ、前記回転運動は、前記容器の前記基部に
   おいて、蓄積した固形物に対する環状開口に向う
   境界槽効果をもたらし、あるいは増進するのに十
   分なものであり、また、同時に前記回転運動は十
   分に低いエネルギであり、前記容器内の液体の固
   形成分の分離は主として重力により生じ、 環状開口に向つて内方へ掃引された固形沈澱物
   を前記容器から除去させること特徴とする液体混
   合物から固形成分を分離する分離方法。