KR100593789B1 - 혼탁물 분리장치 - Google Patents

Abstract

혼탁물 분리장치에는 혼탁물을 포함하는 원액을 공급하는 원액공급장치(1)와, 혼탁물의 분리를 촉진하는 거품발생기(2)와, 원액을 제1 농축액과 제1 청정액으로 분리하는 제1 분리부(3)와, 이 제1 분리부(3)에 의해 분리된 제1 농축액을 필터링하고 제1 분리부(3) 내에 제공된 필터링장치(5)와, 제1 청정액을 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하고 필터링장치(5) 내에 제공된 제2 분리부(6)와, 제2 분리부(6)에 의해 분리된 제2 농축액을 외부로 배출하는 제2 배출통로(22)와, 그리고 제2 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로(8)가 구비되어 있다. 물 보다 큰 비중을 갖는 다량의 혼탁물을 포함하는 원액에도 혼탁물을 효과적으로 분리된다.

Description

혼탁물 분리장치{PARTICLE SEPARATING APPARATUS}

본 발명은 혼탁물을 포함하는 원액을, 혼탁물 함유률이 높은 농축액과 혼탁물 함유률이 낮은 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리장치에 관한 것이다.

공지의 혼탁물 분리장치는, 예컨대 일특개평 5-277402호에 개시되어 있다. 이 장치에는 혼탁물을 포함하는 원액을 공급하는 원액 공급통로와, 원액공급통로 내의 원액에 기체를 분리시켜 주입하는 기체주입장치와, 혼탁물분리부와, 혼탁물분리부 내의 농축액을 배출하는 농축액배출통로와, 그리고 혼탁물분리부내의 청정액을 배출하는 청정액 배출통로가 구비되어 있다. 혼탁물분리부는 원액공급통로로 부터 유입된 원액을 선회시켜 반경방향으로 정압차를 발생시켜, 이 정압차에 의해 원액속의 기체 혼탁물을 중심부로 이동시켜, 이 중심부에 기액혼상 와류를 발생시키고, 이 기액혼상 와류에 의해 혼탁물을 와류 축선방향의 일 단측에 집중시켜 원액을 농축액과 청정액으로 분리한다.

원액의 선회에 의한 원심력과 정압차에 의해, 물 보다 큰 비중을 가지는 원액에 포함된 혼탁물은 와류의 외측을 향해 이동하고 측방향측에 제공된 농축액 배출통로를 통해 배출되며, 물 보다 작은 비중을 가지는 원액에 포함된 혼탁물은 중앙을 향해 이동하고 상측에 제공된 청정액 배출통로를 통해 배출되도록 중앙에 생 성된 공기거품과 함께 상방으로 이동한다.

이와 같이 구성된 혼탁물 분리장치에 있어서, 혼탁물은 물 보다 큰 비중을 가지는 혼탁물과 물 보다 작은 비중을 가지는 혼탁물을 효과적으로 분리할 수 있다. 그러나, 물과 유사한 비중을 가지는 콜로이드 또는 젤라틴 혼탁물을 효과적으로 분리할 수 없다. 이들 혼탁물이 청정액에 혼합되어 청정액 배출통로로 유입되는 것을 방지할 수 없다. 이처럼, 이 장치는 물과 유사한 비중을 갖는 다량의 혼탁물이 원액에 포함될 경우 혼탁물을 충분히 분리할 수 없는 문제가 있었다. 상기 공개 공보에 개시된 혼탁물 분리장치에는, 장치의 외측케이싱을 형성하는 외측튜브부재가 구비되어 있다. 이 외측튜브부재는 혼탁물분리부를 형성하는 내측튜브를 설치하고 아래에 설치되는 대경부와, 농축액 배출통로가 제공된 상측부재에 연결되고 위에 설치되는 소경부로 구성되어 있다. 이처럼, 상기 장치는 외측튜브부재의 복잡한 구성의 추가적 문제와 외측튜브부재 제작의 곤란성을 갖고 있다.

본 발명은 종래 기술에 내재하는 문제점을 해결한 혼탁물분리장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 물과 유사한 비중을 갖는 다량의 혼탁물이 원액에 포함된 경우에도 혼탁물을 효과적으로 분리할 수 있는 혼탁물 분리장치를 제공하고, 쉽게 제조할 수 있는 간략화된 구조를 갖는 데에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 혼탁물 분리장치는 혼탁물을 포함하는 원액을 혼탁물 함유률이 높은 농축액과 혼탁물 함유률이 낮은 청정액으로 분리하기에 적합하다. 원액을 분리장치의 주요부에 공급하는 원액공급장치와, 혼탁물의 분리를 촉진하는 거품발생기와, 원액공급장치에서 공급된 원액을 선회시켜 생성된 원심력에 의해 원액을, 제1 농축액과 제1 청정액으로 분리하는 제1 분리부와, 제1 분리부에 의해 분리된 제1 농축액을 외부로 배출하는 제1 배출통로와, 제1 청정액의 통로를 제공하고 제1 청정액에 혼탁물을 수집하는 제1 분리부 내에 제공된 필터와, 제1 청정액을 선회시켜 그 반경방향에서 생성된 정압차에 의해 그 중앙 또는 그 중앙부 근처로 공기거품과 제1 청정액의 기액혼상 와류를 발생하고 생성된 와류에 의해 제1 청정액을 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하고 필터 내에 제공된 제2 분리부와, 제2 분리부에 의해 분리된 제2 농축액을 외부로 배출하는 제2 배출통로와, 그리고, 제2 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로가 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 관상부재로 형성된 외측튜브와, 외측튜브의 대향 단부에 개구를 밀폐하는 한 쌍의 뚜껑과, 관통구멍이 형성되고 외측튜브 내에 제공된 내측튜브와, 외측튜브를 따라 원액을 선회하는 방법으로 원액을 분리장치에 공급하는 원액공급장치와, 원액을 선회시켜 작용하는 원심력에 의해 분리된 제1 농축액을 배출하는 제1 배출통로와, 제1 청정액이 내측튜브의 관통구멍을 통해 내측튜브로 유입될 때 원심력에 의해 원액을 분리하여 생성된 제1 청정액의 혼탁물을 수집하기 위해 공기 거품을 발생하는 거품발생기와, 기액혼상 와류를 발생시키기 위해 제1 청정액을 선회시킴으로써 그 반경 방향으로 생성된 정압차에 의해 그 중앙 쪽으로 공기 거품을 이동시키고 상기 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향의 일 측면상에 혼탁물을 농축하여 제1 청정액을 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하고 내측튜브에 제공된 혼탁물 분리유니트와, 혼탁물 분리유니트에 의해 분리된 제2 농축액을 외부로 배출하는 제2 배출통로와, 그리고 혼탁물을 제거하여 생성된 제2 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 관상부재로 형성된 외측튜브와, 외측튜브의 대향 단부에서 개구를 밀폐하는 한 쌍의 뚜껑과, 외측튜브에 원액을 공급하는 원액공급장치와, 혼탁물의 분리를 촉진하는 공기거품을 발생하는 거품발생기와, 기액혼상 와류를 발생시키기 위해 원액공급장치에서 공급된 원액을 선회시킴으로써 그 반경 방향으로 생성된 정압차에 의해 그 중앙 쪽으로 공기 거품을 이동시키고 상기 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향의 일측면에 혼탁물을 농축하여 원액을 농축액과 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리유니트와, 농축액을 외부로 배출하는 농축액 배출통로와, 생성된 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로가 제공된다. 농축액 배출통로와 원액공급장치는 외측튜브의 종방향을 따라 일정 간격 이격된 위치에서 외측튜브와 연결되며, 원액공급장치의 연결 단부의 외경은 농축액 배출통로의 연결 단부의 외경 보다 작다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 관상부재로 형성된 외측튜브와, 외측튜브의 대향 단부에서 개구를 밀폐하는 한 쌍의 뚜껑과, 외측튜브에 원액을 공급하는 원액공급장치와, 혼탁물의 분리를 촉진하는 공기거품을 발생하는 거품발생기와, 기액혼상 와류를 발생시키기 위해 원액공급장치의 원액공급통로를 통해 공급된 원액을 선회시킴으로써 그 반경 방향으로 생성된 정압차에 의해 그 중앙 쪽으로 공기 거품을 이동시키고 상기 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향의 일측면에 혼탁물을 농축하여 원액을 농축액과 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리유니트와, 농축액을 외부로 배출하는 농축액 배출통로와, 생성된 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로가 제공된다. 외측튜브의 원주면은 원액공급통로가 연결되는 근접부와 농축액 배출통로가 연결되는 근접부 사이에 직선 형태로 형성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 원액을 분리장치의 주요부로 공급하는 원액공급장치와, 혼탁물의 분리를 촉진하는 성형제를 주입하는 성형제 주입수단과, 기액혼상 와류를 발생시키기 위해 원액공급장치의 원액공급통로를 통해 공급된 원액을 선회시킴으로써 그 반경 방향으로 생성된 정압차에 의해 그 중앙 쪽으로 공기 거품을 이동시키고 상기 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향의 일측면에 혼탁물을 농축하여 원액을 농축액과 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리유니트와, 농축액을 외부로 배출하는 농축액 배출통로와, 그리고 생성된 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로가 제공된다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 장점은 하기의 상세한 설명과 첨부 도면으로부터 더 명백해진다.

도 1은 본 발명에 따른 혼탁물 분리장치의 기본 실시예를 도시하는 단면도.

도 2는 원액공급장치의 구조를 도시하는 단면도.

도 3은 필터장치의 구조를 도시하는 전개도.

도 4는 혼탁물 분리장치의 주요부를 도시하는 평면도.

도 5는 혼탁물 분리장치의 주요부를 도시하는 정면도.

도 6은 도 5의 단면 C-C의 정압 분포를 도시하는 그래프.

도 7은 원액의 유입압력과 혼탁물의 제거율 사이의 관계를 도시하는 그래프.

도 8은 혼탁물의 처리율과 제거율 사이의 관계를 도시하는 그래프.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 단면도.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도.

도 11a 및 도 11c는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도.

도 12a 및 도 12c는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도.

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도.

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도.

도 1은 본 발명에 따른 혼탁물 분리장치의 일 실시예를 도시한다. 이 혼탁물 분리장치에는 원액공급장치(1), 거품발생기(2), 제1 분리부(3), 제1 배출통로(4), 필터장치(5), 제2 분리부(6), 제2 배출통로(22) 및 청정액배출통로(8)가 구비되어 있다. 원액공급장치(1)는 혼탁물이 포함된 원액을 공급한다. 거품발생기(2)는 혼탁물의 분리를 촉진하는 공기 거품을 발생시킨다. 제1 분리부(3)는 원액을 제1 농축액 및 제1 청정액으로 분리한다. 제1 배출통로(4)는 제1 분리부(3)에 의해 분리된 제1 농축액이 배출된다. 필터장치(5)는 제1 분리부(3)내에 설치되어 제1 청정액 중 혼탁물을 수집하면서 제1 청정액의 통과를 허용한다. 제2 분리부(6)는 필터장치(5)내에 설치되어 제1 청정액을 제2 농축액 및 제2 청정액으로 분리한다. 제2 배출통로(22)는 제2 분리부(6)에 의해 분리된 제2 농축액을 외부로 배출시킨다. 청정액배출통로(8)는 제2 청정액을 외부로 배출한다.

원액공급장치(1)는 미도시의 원액탱크로부터의 공급된 원액을 가압하기 위한 원액펌프(9)와 혼탁물분리장치에 유입되는 원액의 압력과 유속을 조절하는 조절밸브가 포함된 원액공급통로(10)로 구성되어 있다. 원액펌프(9)에 의해 규정 압력으로 원액을 제1 분리부(3)에 공급함으로써 제1 분리부(3)에서 원액이 선회된다. 특히, 도 2에 도시한 바와 같이, 원액공급통로(10)의 선단부는 제1 분리부(3)의 말단부에 제공된 뚜껑(11)에 비스듬히 연결되고, 가이드 플레이트(12)는 공급통로(10)와 뚜껑(11)의 연결부 상에 제공되어 있다.

원액펌프(9)에 의해 공급된 원액의 유입압력, 즉 장치로의 원액의 공급압력은 장치의 크기 또는 그의 용도에 따라 바람직하게 설정될 수 있다. 원액이 제1 분리부에서 활발하게 흐르도록 함으로써 기액혼상 와류를 적절하게 형성함으로써 혼탁물의 분리를 효과적으로 개선하기 위해서, 원액의 유입압력을 14.7 kPa 또는 그 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
후술하는 바와 같이, 외측튜브(15)의 직경이 400 mm인 장치 내에 표 1에 표시된 원액유입압력 및 원액유량으로 원액을 공급한 실험에 있어서, 원액유입압력을 14.7 kPa 이상으로 설정하면 혼탁물의 제거율을 현저히 향상시킬 수 있는 것이 확인되었다.

거품발생기(2)는 성형제를 원액에 주입하기 위해 원액공급장치(1)의 원액펌프(9)로부터 하류에 제공된 성형제 주입장치(2a)와, 기체를 원액에 주입하기 위해 원액펌프(9)로부터 상류에 구비된 기체주입장치(2b)를 포함하고 있다. 성형제 주입장치(2a)에 의해 원액에 주입되는 중탄산나트륨, 드라이아이스 또는 과산화수소와 같은 성형제의 분해 또는 용해에 의해 발생된 공기거품과, 기체주입장치(2b)에 의해 원액에 기체분산 및 혼합에 의해 발생된 공기거품이 원액과 함께 혼탁물 분리 장치에 주입된다.

제1 분리부(3)는 일측이 타단에 대해 그 길이방향을 따라 상부에 위치하는 한 쌍의 원통형 부재(13, 14)를 연결하여 형성된 외측튜브(15)와, 이 외측튜브(15)의 대향 개방단부를 밀폐하는 한 쌍의 뚜껑(16, 11)으로 구성되어 있다. 공기거품과 함께 혼합된 원액이 외측튜브(15)에서 선회함으로써 발생된 원심력에 따라 외측에 큰 비중의 혼탁물을 제거함으로써, 원액은 큰 비중의 고농도 혼탁물의 제1 농축액과 저농도 혼탁물의 제1 청정액으로 분리된다.

제1 배출통로(4)를 형성하는 파이프의 저단부는 제1 분리부(3) 위에 제공된 뚜껑(16)의 상측면 외측에 연결되어 있다. 더욱이, 원액공급통로(10)의 선단부는 제1 분리부(3) 아래에 제공된 뚜껑(11)의 하측면 외측에 연결되어 있고, 필터장치(5)에 의해 수집된 혼탁물을 포함하는 농축액을 배출하기 위한 농축액 배출통로(7)가 뚜껑(16)의 중앙을 통해 삽입되어 있다.

필터장치(5)는 제1 분리부(3)에 배열되고 외측튜브(15)의 전체 길이를 따라 연장하는 제1 관상부재(17)와, 이 제1 관상부재(17) 내에 배열되고 제1 관상부재(17)의 반 정도 길이를 따라 연장하는 제2 관상부재(18)를 포함하고 있다. 제1 관상부재(17)의 중앙에는 경사진 원추부(19)가 구비되고 이 원추부의 직경은 상부로 연장할 수록 감소한다. 제2 관상부재(18)에는 또한 제1 관상부재(17)에 대응하는 경사진 원추부(19)가 구비되어 있다.

게다가, 규정 직경을 갖는 관통구멍(21)은 도 3에 도시하는 바와 같이 소정의 간격으로 서로에 대해 엇갈리도록 제1 및 제2 관상본체(17, 18)의 벽에 형성되 어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 거품발생기(2)의 성형제 주입장치(2a)로부터 분사된 성형제와 거품발생기의 기체 주입장치(2b)로부터 분사된 기체에 의해 발생된 공기거품은 관통구멍(21)을 덮도록 놓여지며, 물과 유사한 비중의 혼탁물은 제1 청정액에 포함되고, 이들 공기거품(a)에 의해 수집된다.

제1 및 제2 관상부재(17, 18)의 벽에 형성된 관통구멍(21)의 직경은 분리장치의 크기, 원액의 유입압력, 및 다른 인자에 따라 적절하게 설정된다. 예컨대, 원액의 유입압력이 높은 경우에는, 그것이 낮은 경우에 비하여, 관통구멍(21)의 직경은 보다 작은 값으로 설정된다. 적절한 값의 설정은 관통구멍을 덮도록 제1 및 제2 관상부재(17, 18)의 벽면에 놓이는 공기거품이 관통구멍(21)을 통과하는 제1 청정액의 수압에 의해 벽면으로부터 분리되는 것을 방지한다.
후술하는 바와 같이, 외측튜브(15)의 직경이 400 mm, 필터장치(5)의 관통구멍(21)의 직경이 8 mm인 장치 내에 표 1에 표시된 원액유입압력 및 원액유량으로 원액을 공급한 실험을 행한 결과, 원액 유입 압력이 15.7 kPa 이상 23.5 kPa 이하의 범위에서는 혼탁물의 제거율을 85% 이상으로 하는 것이 가능하였다. 원액유입압력이 더욱 높은 경우에는, 상기한 바와 같이 관통구멍(21)의 직경을 8 mm보다 작은 값으로 설정하는 것에 의하여, 관통구멍(21)을 덮도록 부착하는 공기거품(a)에 의한 혼탁물의 수집 작용을 동등한 정도로 유지할 수 있다고 생각된다.

관통구멍을 덮도록 놓이는 공기거품에 의해 수집된 혼탁물, 즉 물과 유사한 비중을 갖는 혼탁물은 공기거품(a)과 함께 이동하여 상측 뚜껑(16)의 상부면 중앙에 연결되어 있는 농축액 배출통로(7)를 통해 외부로 배출된다. 이런 방식으로, 이러한 혼탁물 함유률이 높은 농축액이 수집된다.

제2 관상부재(18)의 상단부에는 파이프로 구성된 제2 배출통로(22)의 단부가 연결되어 제2 분리부(6)에 의해 분리된 제2 농축액을 외부로 배출한다. 제2 배출통로(22)의 선단부에는 하부 뚜껑(11)을 통해 필터장치(5)의 제1 및 제2 관상부재(17, 18) 사이에 설치되어 있는 재순환통로(25)가 연결되어 있다. 이 재순환통로(25)는 제2 배출통로를 통해 외부로 배출되는 제2 농축액을 제1 및 제2 관상부재(17, 18) 사이에 공급하여 원액을 재순환시킨다.

또한, 재순환통로(25)는 그 선단부가 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이 제2 분리부(6)의 외측면을 따라 원호상으로 연장하도록 구비되어 있다. 이와 같이, 재순환통로(25)를 통해 필터장치(5)의 제1 및 제2 관상부재(17, 18) 사이에 공급된 제2 농축액은 제2 분리부(6)의 외측면을 따라 선회된다. 제2 농축액의 선회각(β)은 원액공급장치(1)로부터 공급된 원액의 선회각(α)과 정반대이다.

제2 분리부(6)는 필터장치(5)의 제2 관상부재(18) 내에 배열되며, 청정액 가이드통로(8)의 상단부와 연속적으로 연결되는 관상체로 형성되어 있다. 제2 분리부(6)의 상단부에는 경사진 원추부(23)와 이 원추부(23)의 중앙으로부터 하부로 연장하는 원통부(24)가 구비되어 있다.

필터장치(5)의 관통구멍(21)을 통해 제2 분리부(6)로 공급되는 제2 청정액을 선회함으로써, 거품발생기(2)로부터 분사된 성형제 및 기체에 의해 발생하는 공기거품의 기액혼상 와류가 발생한다. 제2 농축액은 기액혼상 와류에 의해 중앙에 생성된 부력에 의해 이동하고, 그 결과 제1 청정액은 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리된다.

보다 상세하게는, 제2 청정액은 제1 분리부(3)에서 선회하는 원액과 재순환통로(25)를 통해 제2 분리부(2)의 제1 및 제2 관상부재(17, 18)로 공급된 제2 농축액에 의해 선회된다. 그 결과, 도 6에 도시한 바와 같이 제1 청정액이 필터장치(5)를 통과할 때 저항에 의해 압력이 약간 증가한 후 중앙에서의 정압은 외주부 보다 낮은 정압분포가 얻어진다. 이와 같이, 물 보다 작은 비중의 혼탁물을 포함하는 제1 청정액과 원액에 혼합된 공기 거품이 정압차에 의해 발생한 부력 의 영향을 받게 되는 경우 중앙을 향해 이동한다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 원통부(24)의 개구부를 덮기 위해 공기거품(B)이 제2 분리부(6)의 중앙에 형성된다. 또한, 공기거품과 제1 청정액의 기액혼상 와류가 발생하고, 작은 비중의 혼탁물이 도 5에서 화살표 A로 지시된 바와 같이 상방으로 이동한다. 그 결과, 제1 청정액은 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리된다. 제2 농축액은 재순환통로(25)에 의해 제1 및 제2 분리부(3, 6) 사이에 공급되고 제2 관상부재(18)의 상단부에 연결된 제2 배출통로(22)를 통해 외부로 배출된 후에 일정 주기로 수집된다.

작은 비중을 갖는 혼탁물을 제거함으로써 생성된 제2 청정액은 원통부(24)의 개구부를 통해 화살표(B)로 지시된 바와 같이 하방으로 흐르고, 청정액의 유속을 조절하는 조절밸브(28)가 설치된 청정액 가이드통로(8)를 통해 외부로 배출된다.

전술한 바와 같이, 혼탁물 분리장치에는 혼탁물을 포함하는 원액을 분리장치로 공급하기 위한 원액공급장치(1)와, 혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 공기거품을 발생시키는 거품발생기(2)와, 원액공급장치(1)로부터 공급된 원액을 선회하여 발생한 원심력에 따라 원액을 제1 농축액과 제1 청정액으로 분리하기 위한 제1 분리부(3)와, 제1 분리부에 의해 분리된 제1 농축액을 배출하기 위한 제1 배출통로(4)와, 제1 청정액의 통로를 제공하고 제1 청정액에 혼탁물을 수집하기 위해 제1 분리부내에 배열되는 필터장치(5)와, 반경방향에 생성되는 정압차에 따라 그 중앙에 공기거품과 제1 청정액의 기액혼상 와류를 발생하기 위해 제1 청정액을 선회하고, 제1 청정액을 발생된 와류에 의해 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하 기 위해 필터장치(5)에 배열되는 제2 분리부(6)와, 이 제2 분리부(6)에 의해 분리된 제2 농축액을 외부로 배출하기 위해 제2 배출통로(22) 및 제2 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로(8)가 구비되어 있다. 따라서, 원액에 포함된 각종 혼탁물이 효과적으로 제거될 수 있다.

보다 상세하게는, 혼탁물을 포함하는 원액은 원액공급장치(1)에 의해 규정 압력으로 제1 분리부(3)를 형성하는 외측튜브(15)에 공급되고 성형제와 기체가 거품발생기(2)에 의해 원액에 혼합되고, 이 원액은 제1 분리부(3)에서 선회된다. 따라서, 원액에 포함된 혼탁물, 예컨대 물 보다 비중이 큰 금속 분말은 원액의 선회운동으로 생성된 원심력에 의해 외측으로 이동되고, 그 결과 원액은 큰 비중을 갖는 고농도의 제1 농축액과 이러한 저농도 혼탁물의 제1 청정액으로 분리될 수 있다. 이처럼, 큰 비중을 갖는 혼탁물은 제1 농축액을 제1 배출통로(4)를 통해 외부로 배출함으로써 원액으로부터 신속하고 효과적으로 제거 및 수집될 수 있다.

큰 비중의 혼탁물을 제거함으로써 생성된 제1 청정액은 제1 농축액 보다 원심력에 의한 영향을 적게 받기 때문에, 제1 농축액이 외측으로 이동함에 따라 제1 분리부(3)의 내측으로 이동한다. 제1 분리부(3) 내측에는 관통구멍(21)이 형성된 제1 및 제2 관상부재(17, 18)로 구성되는 필터장치(5)가 구비되고, 성형제와 기체를 원액에 주입함으로써 생성된 공기거품이 거품발생기(2)에 의해 관통구멍(21)을 덮도록 놓여진다. 이처럼, 제1 청정액이 관통구멍(21)을 통과할 때, 제1 청정액에 포함되고 물과 유사한 비중을 갖는 콜로이드 또는 젤라틴 혼탁물이 공기거품에 의해 수집됨으로써, 이러한 혼탁물을 제1 청정액으로부터 효과적으로 제거할 수 있 다.

더욱이, 제1 청정액의 기액혼상 와류는 큰 비중의 혼탁물을 포함하는 제1 농축액 보다 원심력에 의한 영향을 작게 받고 필터장치(5) 내의 제1 청정액을 선회함으로써 발생되는 정압차에 따라 중앙을 향해 이동된 공기거품이 발생하며, 작은 비중을 갖는 혼탁물 함유률이 높은 제2 농축액이 발생한 기액혼상 와류에 의해 전진 이동하게 된다. 따라서, 제1 청정액은 이것으로부터 제거된 각종 혼탁물을 포함하는 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리될 수 있다. 따라서, 제2 농축액은 제2 배출통로(22)를 통해 외부로 배출됨으로써 일정 주기로 수집되고, 제2 청정액은 제2 청정액 가이드통로(8)를 통해 외부로 안내될 수 있으므로, 고순도의 청정액을 수집할 수 있다.

혼탁물 분리장치의 효과를 확인하기 위해 실행된 실험 결과를 하기에 설명한다. 이 실험에서 직경이 400 mm의 외측튜브(15)와, 직경이 8 mm의 관통구멍(21)이 형성되어 있는 필터장치(5)와, 내경이 15 mm의 원통부(24)와, 그리고 원액펌프(9)의 하류측에 성형제 주입장치(2a)에 의해 중탄산나트륨으로 제조된 성형제의 규정량을 주입함으로써 그리고 원액펌프(9)의 상류측에 규정량의 가스를 주입함으로써 혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 공기거품을 발생하는 거품발생기(2)를 포함하는 장치가 사용되었다.

또한, 하기의 표 1에 도시하는 바와 같이, 즉 리터 원액 당 혼탁물의 중량비로서 상이한 혼탁물 농축액을 가지는 각종 원액은 원액공급장치(1)에 제공된 원액펌프(9)의 펌프압력과 조절밸브(27)에 의해 각종 값으로 설정되는 유입압력과 유속 으로 실험장치에 공급된다. 더욱이, 청정액 가이드통로(8)의 조절밸브(28)의 개구는 배출되는 청정액의 유속(m³/sec)을 제어하기 위해 조절된다. 이와 같이, 원액공급장치(1)에 의해 공급된 원액의 유속과 배출되는 청정액의 유속의 비율(m³/sec)인 처리용액비(%)는 각종 값으로 설정된다.

청정에서의 혼탁물 농도(g/m³)를 측정하고, 실험장치에 의한 혼탁물 제거율(%)을 계산하여 청정액에서의 농도(g/m³)와 비교한다. 또한, 표 2에 도시된 데이터는 제1 배출통로(4)로부터 배출된 제1 농축액의 혼탁물 농도(g/m³)와 농축액 배출통로(7)로부터 배출된 농축액의 농도(g/m³)를 측정하여 얻어진다.

표 1

주) A. M. V.는 실제 측정치를 나타낸다.

표 2

주) A : 유속(m³/sec), B : 혼탁물 농도(g/m³),

C : PH, D : 혼탁물제거율(%), TX : 테스트샘플

혼탁물 제거율이 본 발명에 따른 혼탁물 분리장치에서 50% 또는 그 이상임을 상기 데이터로부터 확인하였다. 이 제거율은 혼탁물 제거율이 약 30%이고, 또는 축방향 사이클론 분리장치의 혼탁물 제거율이 약 20% 또는 그 이하였던 전술한 특 허공보에 개시된 종래기술의 장치와 비교하여 상당히 향상된 것이다.

도 7은 원액공급장치(1)로부터 장치에 공급되는 원액이 유입압력에 대한 혼탁물 제거율을 도시하는 그래프이다. 이 그래프는 원액의 유입압력이 14.7 kPa 또는 그 이상으로 설정되면 혼탁물 제거율이 현저하게 향상될 수 있다는 것을 도시한다. 이는 다음 추론에 기초한 것이다. 원액의 유입압력이 14.7 kPa 이하이면, 기액혼상 와류를 생성하기 위한 정압차는 발생하기 어렵고, 따라서, 필터장치(5)의 관상부재(17, 18)에 형성된 관통구멍(21) 및 제2 분리부(6)의 원통부(24)에 놓여지는 공기거품은 적절하게 농축될 수 없고, 이 결과 공기거품은 혼탁물을 수집할 수 없게 된다.

특히, 표 1의 데이터에 따르면, 유입압력이 15.7 kPa 또는 그 이상으로 설정되면 혼탁물제거율은 85% 또는 그 이상이다. 따라서, 원액의 유입압력을 장치에서 15.7 kPa 또는 그 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

원액의 유입압력이 과도하게 설정되는 경우, 정압차를 발생하기 위한 와류가 난류가 될 수 있고, 짧은 시간 주기 동안 외부로 배출되는 혼탁물 제거율이 감소할 수 있다. 그러나, 실험 결과에 따르면, 원액의 유입압력을 23.5 kPa 또는 그 이하로 설정하면 이러한 일은 결코 발생하지 않았다. 이 이유는 필터장치(5)의 관상부재(17, 18)가 와류를 조정하고 공기거품이 정압차에 대해 필터장치(5)의 관통구멍(21)과 제2 분리부(6)의 원통부(24)에 예기치 않게 도달하여, 충분한 혼탁물 수집작용을 나타내기 때문이라고 생각된다.

도 8은 원액공급장치(1)로부터 공급된 원액의 유입 유속과 청정액의 배출 유 속의 비율인 처리용액비에 대한 혼탁물제거율을 도시한다. 이 그래프는 처리용액비가 25% 또는 그 이하로 설정될 경우 65% 또는 그 이상의 혼탁물 제거율을 갖는 훌륭한 분리가 얻어짐을 나타낸다. 이 이유는 원액의 유입 유속과 청정액의 배출 유속이 25% 또는 그 이하에서 처리용액비를 설정함으로써 적절하게 균형을 이룰 수 있고, 이에 따라 이 균형이 깨짐으로써 배출통로를 통해 필터장치(5)의 관통구멍(21)과 제2 분리부(6)의 원통부(24)에 놓여져야 하는 공기거품이 외부로 배출되는 경우의 발생을 방지할 수 있다고 생각된다.

필터장치(5)는 이전 실시예에서 제1 및 제2 분리부(3, 6) 사이에 서로에 대해 대향 위치하는 제1 및 제2 관상부재(17, 18)로 구성되기 때문에, 물과 유사한 비중을 갖는 혼탁물을 포함하는 제1 청정액은 각각의 관상부재(17, 18)에 형성된 관통구멍(21)을 덮도록 놓이는 동시에 제1 및 제2 관상부재(17, 18) 사이에 유지되는 공기거품에 의해 혼탁물을 효과적으로 수집할 수 있다. 따라서, 물과 유사한 비중을 갖고 고농도 혼탁물의 농축액이 농축액 통로(7)를 통해 외부로 배출되어, 혼탁물 제거율을 효과적으로 개선할 수 있다.

또한, 필터장치(5)는 도 9a에 도시된 바와 같이 단일의 관상부재로 구성되거나 소정의 간격으로 서로에 대해 내측에 배열되는 세 개 또는 그 이상의 관상부재로 구성될 수도 있다. 변형예로서, 그물 모양의 물질 등으로 구성된 필터장치가 제1 및 제2 분리부(3, 6) 사이에 제공될 수도 있다. 그러나, 필터장치는 기본 실시예로서 관통구멍(21)이 마련된 제1 및 제2 관상부재(17, 18)로 구성될 경우, 물과 유사한 비중을 가지는 혼탁물을 수집하기 위한 공기거품이 효과적으로 그 벽면 에 놓여질 수 있다.

더욱이, 필터장치(5)에 의해 수집되고 물과 유사한 비중을 갖는 혼탁물을 포함하는 농축액을 배출하기 위한 농축액 배출통로(7)가 이전 실시예와 독립적으로 제공되기 때문에, 이러한 혼탁물은 별도로 수집될 수 있고 혼탁물이 효과적으로 혼합물로부터 청정액 가이드통로(8)를 통해 외부로 안내되는 청정액과 혼합되는 것을 방지한다.

게다가, 경사진 원추부(19, 20)가 이전 실시예에서 필터장치(5)의 제1 및 제2 관상부재(17, 18)의 적어도 일부에 제공되기 때문에, 혼탁물을 분리하기 위해 원액공급장치(1)로부터 제1 분리부(3)로 공급되는 원액을 선회함으로써 와류가 효과적으로 발생될 수 있고 제1 및 제2 관상부재(17, 18)의 원추부(19, 20)를 따라 혼탁물을 분리하기 위해 효과적으로 선회될 수 있다. 따라서, 원액에 포함된 큰 비중의 혼탁물을 효과적으로 제거할 수 있다.

원액공급장치(1)의 원액공급통로(10)의 선단부가 하부 뚜껑(11)에 연결되는 상기 실시예 대신에, 원액공급통로(10)는 제1 분리부(3)의 내면을 따라 그 선단부가 길이방향, 즉 도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같이 외측튜브(15)의 접선방향으로 연장하도록 제1 분리부(3)의 외측튜브(15) 외측면의 하부와 연결될 수도 있다. 이러한 구조에 있어서, 원액공급통로(10)로부터 공급된 원액이 외측튜브(15)의 내면을 따라 흐르도록 함으로써 생성되는 물 보다 큰 비중의 혼탁물을 분리하기 위한 원심력 등이 효과적으로 생성될 수 있다.

또한, 제2 분리부(6)에 의해 분리된 작은 비중을 가지는 고농도 혼탁물의 제2 농축액을 배출하기 위한 제2 배출통로(22)가 구비되고, 이 제2 농축액은 도 1에 도시된 기본 실시예와 같이 필터장치(5)에 의해 수집된 혼탁물 함유률이 높은 농축액과 다른 통로를 통해 배출되고, 하기의 효과가 얻어진다. 먼저, 다른 비중을 갖는 혼탁물을 별도로 수집할 수 있다. 또한, 작은 비중을 갖는 제2 농축액의 혼탁물은 제2 농축액을 제2 배출통로(22)를 통해 외부로 배출함으로써 청정액 가이드통로(8)를 통해 외부로 안내되도록 청정액으로의 혼합을 효과적으로 방지할 수 있다.

특히, 전술한 실시예에 있어서, 제2 배출통로(22)를 통해 외부로 배출되는 제2 농축액은 재순환통로(25)에 의해 필터장치(5)의 제1 및 제2 관상부재(17, 18) 사이를 재순환하고 외부로 일정 주기로 배출된다. 따라서, 그 농도가 효과적으로 증가한 후에 제2 농축액에서의 혼탁물은 농축액 배출통로(7) 등을 통해 외부로 배출될 수 있고, 그 후 혼탁물 제거율이 개선된다. 제1 분리부(3)와 제2 분리부(6) 사이에 제2 농축액에 압력을 공급하기 위한 액체펌프가 재순환통로(25) 등에 구비되어 제1 및 제2 관상부재(17, 18) 사이에 제2 농축액을 규정압력으로 강제로 재순환시킬 수 있다.

더욱이, 상기 실시예에 있어서, 평면도로서 제2 분리부(6)의 외면을 따라 길이방향으로 재순환통로(25)를 통해 재순환하는 제2 농축액의 방향으로 설정함으로써 재순환통로(25)를 통해 필터장치(5)의 제1 및 제2 관상부재(17, 18) 사이에 공급된 제2 농축액이 제2 분리부(6)의 외면을 따라 흐르도록 한다. 따라서, 제2 분리부(6)가 제공된 지점에 기액혼상 와류가 효과적으로 발생할 수 있다. 또한, 필 터장치(5)에 놓여지는 공기거품에 의해 효과적으로 수집됨으로써 제2 농축액에 포함되고 물과 유사한 비중을 갖는 혼탁물을 제거할 수 있기 때문에, 필터장치(5)의 여과효과를 개선할 수 있다.

재순환통로(25)의 선단부는 도 10a에 도시한 바와 같이 하부 뚜껑(11)에 연결되어 제2 농축액을 하부로부터 필터장치(5)와 제2 분리부(6) 사이에 공급한다. 이러한 경우, 제2 분리부(6)의 외면을 따라 길이방향으로 제2 농축액을 안내하기 위한 가이드플레이트(26)를 구비함으로써 제2 농축액을 선회시키는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 실시예에 있어서, 재순환통로(25)를 통해 공급되는 제2 농축액의 선회각(β)과 대향으로 원액공급장치(1)에 의해 제1 분리부(3)로 공급되는 원액의 선회각(α)을 설정함으로써 필터장치(5)의 내외측에 다른 선회방향을 가지는 두 개의 와류가 형성된다.

게다가, 상기 실시예에 있어서, 제1 분리부(3)의 외면에 종방향을 따라 직선 연장하는 외면을 갖는 외측튜브(15)가 제공되고, 간단한 구조를 갖는 외측튜브(15)에 의해 혼탁물 분리장치의 외측케이싱이 쉽게 형성될 수 있다. 또한, 상기 공보에 개시된 종래기술 장치와 다르게 외측면에 아무런 벌지부(bulged portion)가 형성되지 않기 때문에, 벌지부에서 난류를 발생하는 와류에 의해 원심력이 감소될 우려가 없다. 그 결과, 큰 비중을 갖는 혼탁물을 분리하기 위한 기능이 원심력에 의해 효과적으로 개선될 수 있다.

외측튜브(15)가 원통형부재(13, 14)에 의해 형성되는 기본 실시예와 달리, 외측튜브(15)가 6각형 또는 8각형 단면의 관상부재에 한정하지 않는다. 예컨대, 도 10b에 도시된 바와 같이 제1 분리부(3)의 외측튜브(15)는 상부를 향해 폭이 확대되는 관상부재로 형성될 수도 있다.

제1 분리부(3)의 외측에 제공된 외측튜브(15)의 대향하는 개방단부를 밀폐하기 위한 한 쌍의 뚜껑(16)은 도 1에 도시된 기본 실시예와 같이 제공되고, 혼탁물 분리장치의 외측케이싱은 각각 단순 구조의 외측튜브(15)와 뚜껑(16, 11)으로 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 기본 실시예로서 제1 배출통로(4)와 뚜껑(16)의 외측을 연결하고 제2 배출통로(22)와 뚜껑(16)의 중앙과 연결됨으로써 만족할만한 농축액을 보장하면서 제1 분리기(3)에 의해 분리된 제1 농축액을 배출하기 위한 제1 배출통로(4)와 제2 분리기(6)에 의해 분리된 제2 농축액을 배출하기 위한 제2 배출통로(22)의 레이아웃이 개선될 수 있다.

제1 분리부(3)의 외측면에 제공된 외측튜브(15)가 도 1에 도시된 바와 같이 서로에 대해 상부에 연결된 원통형 튜브(13, 14)를 포함하는 복수 개의 관상부재로 형성되는 경우에, 대형 혼탁물 분리장치용 외측케이싱은 간단한 구조로 복수 개의 관상부재로 간단히 형성할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서와 같이 거품발생기(2)의 기체주입장치(2b)에 의해 원액에 기체가 주입되는 경우에, 혼탁물을 수집함으로써 혼탁물을 효과적으로 분리하기 위한 특별한 화학물을 사용하지 않고 혼탁물을 분리하기 위한 공기거품은 쉽고 저렴하게 생성될 수 있다.

더욱이, 기체뿐만 아니라 중탄산나트륨, 드라이아이스, 과산화수소 등 성형 제가 성형제 주입장치(2a)에 의해 원액에 주입되는 경우에, 혼탁물의 분리를 촉진하기 위한 공기거품은 성형제의 용해 또는 분해로 효율적으로 생성될 수 있다

특히, 중탄산나트륨을 포함하는 성형제가 거품발생기(2)의 성형제 주입장치(2a)에 의해 원액에 주입되는 경우에, 혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 원액에 비교적 저렴한 중탄산나트륨을 용해함으로써 이산화탄소를 포함하는 공기거품이 적절하게 발생될 수 있다.

성형제와 함께, 케라틴과 같은 단백질, 사포닌, 알부민, 폴리비닐알콜, 비누 등을 포함하는 성형안정제가 원액에 공급될 수도 있다. 이와 같은 경우에 있어서, 공기거품의 충분한 표면적이 공기거품을 안정시킴으로써 안정될 수 있고, 공기거품에 의해 혼탁물을 수집하는 효과가 개선될 수 있다. 따라서, 혼탁물 분리효율을 효과적으로 개선할 수 있다.

거품발생기(2)가 원액공급통로(10)에 제공되는 구조 대신에, 거품발생기(2)가 도 11a에 도시된 바와 같이 재순환통로(25)에 제공될 수도 있고, 또는 원액공급장치(1)의 원액공급통로(10)와 재순환통로(25) 모두에 제공될 수도 있고, 또는 제1 분리부(3)의 외측튜브(15)에 직접 기체또는 성형제를 주입하기 위해 하부 뚜껑(11)의 하부면에 구비될 수 있다.

베이스 저단부, 즉 제2 청정액을 외부로 안내하기 위한 청정액 가이드통로(8)의 상단부가 전술한 실시예에서 필터장치(5)내에 제공되기 때문에, 제2 청정액은 간단하고 콤팩트한 구조로 필터장치(5)에 의해 혼탁물 여과작용을 손상하지 않고 청정액 가이드통로(8)를 통해 외부로 안내될 수 있다.

필터장치(5)는 도 12에 도시된 바와 같이 균일한 직경을 갖는 관상부재로 구성될 수도 있다. 그러나, 필터장치(5)가 도 12b 및 도 12c에 도시된 바와 같이 (상부를 향해) 경사진 원추형 관상부재로 구성되고, 청정액 가이드통로(8)의 저단부가 원추형 관상부재의 대경부에 배열될 경우 더 간단하고 콤팩트한 구조로 필터장치(5)와 청정액 가이드통로(8)를 적절하게 배열하는 장점이 있다.

원액공급장치(1)의 원액통로(10)와 청정액 가이드통로(8)가 제1 분리부(3) 및 제1 배출부(4)의 외측튜브(15)의 일 단부에 연결되면, 제2 배출통로(22) 등이 도 1에 도시된 기본 실시예와 같이 외측튜브(15)의 타단에 연결되고, 통로(10, 8) 및 배출통로(4, 22)는 각각 콤팩트한 방법으로 외측튜브(15)의 대향 단부에 기능상 연결될 수 있다. 그 결과, 외측튜브(15)의 전체 길이를 이용하여 혼탁물을 효과적으로 분리할 수 있다.

제1 배출통로(4)와 원액공급통로(10)는, 각각 도 13a에 도시된 바와 같이 외측튜브(15)의 측면 상하단부에 연결될 수도 있다. 변형예로서, 원액공급통로(10)가 도 13b에 도시된 바와 같이 외측튜브(15)의 측면 중앙에 연결될 수도 있다. 그러나, 기본 실시예로서 원액공급통로(10) 및 청정액 가이드통로(8)가 외측튜브(15)의 일 단부를 덮는 뚜껑(11)에 연결되고 제2 배출통로(4, 22)가 외측튜브(15)의 타단부에 연결되면, 뚜껑(11, 16)의 평탄면에 쉽게 연결될 수 있다.

도 14a에 도시된 바와 같이, 혼탁물 분리장치에는 외측튜브(15)와, 외측튜브(15)의 대향 단부를 밀폐하기 위한 한 쌍의 뚜껑(11, 16)과, 원액을 외측튜브(15)에 이송하기 위한 원액공급장치(1)와, 성형제 주입장치(2)를 포함하는 거 품발생기와, 제2 분리부(6)와 실질적으로 동일한 방법으로 구성된 혼탁물 분리부(6a)와, 농축액을 외부로 배출하기 위한 농축액 배출통로(4, 7)와, 그리고 청정액을 외부로 안내하기 위한 청정액 가이드통로(8)가 구비되며, 배출통로(4, 7) 및 원액공급장치(1)는 외측튜브(15)의 종방향 길이방향으로 일정 간격으로 이격 위치되어 제공될 수있고, 원액공급장치(1)의 연결 단부의 외경은 배출통로(4, 7)의 연결단부의 외경 보다 작게 설정되어 있다.

이 구조에 있어서, 원액공급장치(1)로부터 공급되는 원액은 그 상부를 향해 외측튜브(15)의 전체 길이에 걸쳐 효과적으로 선회될 수 있다. 따라서, 큰 비중을 갖는 혼탁물은 이 와류에 의해 발생된 원심력에 의해 효과적으로 분리될 수 있다. 또한, 원액을 선회시킴으로써, 공기거품 등이 와류의 반경방향으로 생성된 정압차에 따라 중앙을 향해 이동되고, 이에 따라 기액혼상 와류가 발생한다. 기액혼상 와류는 그 축방향의 일 단부에 혼탁물을 집중시킬 수 있고, 이에 따라 원액을 농축액과 청정액으로 분리한다.

더욱이, 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 혼탁물 분리장치에는 관상부재로 구성된 외측튜브(15)와, 이 외측튜브(15)의 대향 단부를 밀폐하기 위한 한 쌍의 뚜껑(11, 16)과, 원액을 외측튜브(15)에 공급하기 위한 원액공급장치(1)와, 제2 분리부(6)와 실질적으로 동일한 방법으로 구성된 혼탁물 분리부(6a)와, 농축액을 외부로 배출하기 위한 농축액 배출통로(4, 7)와, 그리고 청정액을 외부로 안내하기 위한 청정액 가이드통로(8)가 구비되며, 외측튜브(15)는 원액공급장치(1)에 연결되는 지점과 배출통로(4, 7)가 연결되는 지점 사이의 직선형 내벽면을 가질 수도 있 다. 이 경우에 있어서, 큰 비중을 갖는 혼탁물은 외측튜브(15)의 벽면을 따라 원액공급장치(1)로부터 공급되는 원액을 선회시킴으로써 더욱 효율적으로 분리될 수 있고, 작은 비중을 갖는 혼탁물은 혼탁물 분리부(6a)에 의해 더욱 효율적으로 분리될 수 있고, 그리고 혼탁물 분리장치의 외측케이싱은 간단하고 콤팩트한 구조를 갖는 외측튜브(15)로 간단하게 형성될 수 있다.

도 14b에 도시된 바와 같이 그 길이방향을 따라 균일한 내경을 갖는 관상부재로 외측튜브(15)를 형성하는 것이 특히 바람직하다. 원액공급장치(1)의 연결단부의 외경이 농축액 배출통로(4, 7)의 연결단부의 외경과 동일하게 설정하면, 혼탁물 분리장치의 외측케이싱은 외측튜브(15)의 내벽을 따라 원액공급장치(1)로부터 공급되는 원액의 와류에 의해 생성된 원심력에 따라 큰 비중을 갖는 혼탁물 분리장치의 작용과 혼탁물 분리부(6a)에 의한 작은 비중을 갖는 혼탁물 분리 작용을 저하시키지 않고 간단한 구조를 갖는 외측튜브(15)에 의해 더 용이하고 저렴하게 형성될 수 있다.

농축액 배출통로(4, 7)가 혼탁물 분리장치에서 외측튜브(15)의 개구를 밀폐하기 위한 뚜껑(16)에 연결되면, 관상부재로 형성된 외측튜브(15)에 연결되는 경우와 비교했을 때 뚜껑(16)의 평탄면에 더 용이하고 적절하게 연결될 수 있다.

또한, 원액공급장치(1)의 원액공급통로(10)가 혼탁물 분리장치에서 외측튜브(15)의 개구를 밀폐하기 위한 뚜껑(11)에 연결되면, 관상부재로 형성된 외측튜브(15)에 연결되는 경우와 비교했을 때 뚜껑(11)의 평탄면에 더 용이하고 적절하게 연결될 수 있다.

더욱이, 혼탁물 분리장치에는 관상부재로 구성된 외측튜브(15)와, 이 외측튜브(15)의 대향 단부를 밀폐하기 위한 한 쌍의 뚜껑(11, 16)과, 원액을 분리장치에 공급하기 위한 원액공급장치(1)와, 이 원액공급장치(1)로부터 공급된 원액을 선회함으로써 기액혼상 와류를 생성함으로써 반경방향으로 생성된 압력차에 따라 중앙을 향해 공기거품을 이동하기 위해, 원액을 농축액과 청정액으로 분리하기 위해 기액혼상 와류에 의해 와류의 종방향 길이의 일 단부에 혼탁물을 집중하는 혼탁물 분리부(6a)와, 농축액을 외부로 배출하기 위한 농축액 배출통로(7)와, 그리고 청정액을 외부로 안내하기 위한 청정액 가이드통로(8)가 구비되며, 혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 중탄산나트륨, 드라이아이스, 과산화수소 등과 같은 성형제를 주입하기 위한 성형제 주입장치(2a)가 도 14a에 도시된 바와 같이 제공될 수도 있다.

이 구조에 있어서, 성형제 주입장치(2a)에 의해 원액에 주입된 중탄산나트륨과 같은 성형제를 용해 또는 분해함으로써 발생된 공기거품은 혼탁물 분리부(6a)에 공급된다. 이는 작은 비중을 갖는 혼탁물이 혼탁물 분리부(6a)의 혼탁물 분리효율을 효과적으로 개선함으로써 효과적으로 분리될 수 있는 장점을 유발한다.

한편, 원액을 가압 이송하는 원액펌프(9)가 도 14a에 도시된 바와 같이 상기 혼탁물 분리장치에서 원액공급장치(1)의 원액공급통로(10)에 구비되면, 공기거품은 원액펌프(9)에 의해 가압 이송되는 원액을 선회함으로써 반경방향으로 생성된 정압차에 따라 중앙을 향해 이동하게 되므로, 기액혼상 와류를 효과적으로 발생하게 된다.

더욱이, 도 14a에 도시된 바와 같이 원액펌프(9)의 하류측에 연결되어 있는 성형제 주입장치(2a) 구조는 원액펌프(9)의 상류측에 연결되어 있는 성형제 주입장치(2a) 구조와 달리 원액펌프(9)에서 교란되는 주입된 성형제에 의해 다량의 공기거품이 갑자기 발생함으로써 야기되는 캐비테이션(cavitation)의 발생이 없게 된다. 따라서, 원액펌프(9)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.

원액펌프(9)에 캐비테이션의 발생이 없으면, 성형제 주입장치(2a)가 원액펌프(9)의 상류측에 연결될 수도 있다. 이러한 경우에 있어서, 성형제 주입장치(2a)로부터 원액펌프(9)의 상류측에 주입된 성형제를 원액에 혼합함으로써 원액펌프(9)에서 원액을 교란시킴으로써 효과적으로 분산된다.

혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 기체를 주입하기 위한 기체주입장치(2b)와 성형제 주입장치(2b) 모두가 도 1에 도시된 실시예와 같이 제공될 수 있다. 이러한 구조에 있어서, 성형제 주입장치(2a)에 의해 주입된 성형제와 기체주입장치(2b)에 의해 주입된 기체에 의해 혼탁물의 분리는 더욱 효과적으로 촉진될 수 있다. 더욱이, 기체주입장치와 성형제 주입장치 뿐만 아니라, 케라틴과 같은 단백질, 사포닌, 알부민, 폴리비닐알콜, 비누 등의 표면활성재를 포함하는 성형안정제가 공급될 수 있다.

원액에 고체의 형태의 혼탁물이 상기 실시예에서 혼탁물 분리장치에 공급되지만, 본 발명은 다음의 분리에도 적용될 수 있다. 양의 오줌과 같은 불순물에 원액을 주입되는 응결제와 같은 화학물이 불순물을 응결하기 위해 분해된 후에, 이 원액은 혼탁물, 즉 불순물을 분리하기 위한 분리장치에 공급된다.

혼탁물 분리장치는 원액공급장치(1)로부터 공급된 액체가 기액혼상 와류를 발생함으로써 공기발생기(2)로부터 주입된 공기와 같은 기체와 효율적으로 접촉하도록 할 수 있다. 따라서, 이 장치는 알콜과 같은 연료의 연소반응, 기액반응계의 촉매반응, 응결반응, 그리고 혼탁물 분리작용 뿐만 아니라 기액계의 열교환반응을 포함하는 각종 반응을 촉진하기 위한 반응촉진장치로서 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 혼탁물을 포함하는 원액을 혼탁물 함유률이 높은 농축액과 혼탁물 함유률이 낮은 청정액으로 분리하기 위한 독창적인 혼탁물 분리장치는, 원액을 분리장치의 메인부에 공급하기 위한 원액공급장치, 혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 공기거품을 발생하는 거품발생기, 원액공급장치로부터 공급되는 원액을 선회함으로써 발생된 원심력에 따라 제1 농축액과 제1 청정액으로 분리하기 위한 제1 분리부, 제1 분리부에 의해 분리된 제1 농축액을 외부로 배출하기 위한 제1 배출통로, 제1 청정액의 통로를 허용하고 제1 청정액의 혼탁물을 수집하기 위해 제1 분리부내에 제공된 필터, 제1 청정액을 선회함으로써 그 반경방향으로 생성된 정압차에 따라 그 중앙에 또는 근방에 공기거품과 제1 청정액의 기액혼상 와류를 발생하기 위해 필터내에 제공된 제2 분리부, 제2 분리부에 의해 분리된 제2 농축액을 외부로 배출하기 위한 제2 배출통로 및 제2 청정액을 외부로 안내하기 위한 청정액 가이드통로를 포함하고 있다.

이 구조에 의해, 제1 분리부에 의해 큰 비중을 갖는 혼탁물을 분리함으로써 생성된 제1 청정액은 필터가 설치되는 지점을 통과하는 혼탁물을 필터에 의해 수집되고 그내에 포함되고, 혼탁물이 제2 분리부가 설치되는 위치로 허용되는 물의 비중과 유사한 비중을 갖는 것을 방지한다. 이것은 제1 분리부에 의해 분리된 후 혼 탁물이 청정액 가이드통로를 통해 외부로 안내된 청정액에 혼합되는 것을 방지한다.

필터에는 공기거품으로 덮이는 관통구멍이 형성된 관상부재가 구비될 수 있다. 이러한 필터에 의해, 제1 청정액에 포함되고 물과 유사한 비중을 가지는 혼탁물이 관상부재의 관통구멍을 덮는 방법으로 놓이는 공기거품에 의해 수집되고 제1 분리부에 의해 공급되는 원액을 선회함으로써 발생된 정압차에 따라 필터의 설치 위치를 통과함으로써 내향으로 이동하게 된다. 이처럼, 제1 청정액을 효과적으로 여과할 수 있다.

또한, 필터에는 제1 분리부와 제2 분리부 사이에 서로에 대해 대향 배열되는 복수 개의 관상부재가 구비될 수 있다. 이러한 필터에 의해, 제1 청정액에 포함되고 물과 유사한 비중을 가지는 혼탁물이 관상부재의 관통구멍을 덮는 방법으로 놓이는 공기거품에 의해 수집되고, 원액공급장치로부터 공급된 원액을 선회함으로써 발생된 원심력에 따라 원액으로부터 큰 비중을 갖는 혼탁물을 제거함으로써 생성된 제1 청정액이 복수 개의 관상부재에 유지된다. 이처럼, 제1 청정액을 효과적으로 여과할 수 있다.

필터에 의해 수집된 혼탁물을 포함하는 농축액을 외부로 배출하기 위한 농축액 배출통로가 더 구비될 수 있다. 이 배열에 의해, 농축액은 복수 개의 관상부재를 포함하는 필터에 의해 수집된 혼탁물을 농축함으로써 생성되고, 농축액 배출통로를 통해 외부로 배출된다. 이것은 혼탁물이 청정액 가이드 통로를 통해 외부로 안내되는 청정액과 혼합되는 것을 방지한다.

경사진 원추부는 필터의 관상부재의 적어도 일부에 형성될 수 있다. 이 배열에 의해, 제1 청정액을 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하기 위한 기액혼상 와류가 제1 청정액을 관상부재의 원추부를 따라 필터장치로 공급된 제1 청정액을 선회함으로써 생성될 수 있다.

제1 분리부와 제2 분리부 사이에 제2 분리부에 의해 분리된 제2 농축액을 재순환하기 위한 재순환 통로가 더 구비될 수 있다. 이 배열에 의해, 제2 분리부에 의해 분리된 제2 농축액이 재순환 통로를 통해 제1 및 제2 분리부 사이에 공급되기 때문에, 그내의 혼탁물의 농도가 효과적으로 증가한 후에 농축액 배출통로 등을 통해 외부로 배출된다.

원액공급장치에 의해 공급된 원액의 선회방향과 재순환 통로를 통해 공급된 제2 농축액의 선회방향은 서로에 대해 대향방향으로 설정된다. 이 배열에 의해, 상이한 선회 방향을 가지는 두 개의 와류가 필터의 내외측에 발생하기 때문에, 혼탁물은 필터에 의해 더 효과적으로 수집될 수 있다.

제1 분리부 둘레에 외측튜브가 더 제공될 수 있고, 외측튜브의 원주면은 그 길이방향을 따라 직선 연장한다. 이 배열에 의해, 혼탁물 분리장치의 외측케이싱은 간단한 구조의 외측튜브로 용이하게 형성될 수 있다.

제1 분리부 둘레에 외측튜브의 대향 단부의 개구를 밀폐하기 위한 한 쌍의 뚜껑이 더 제공될 수 있다. 이 배열에 의해, 혼탁물 분리장치의 외측케이싱은 각각이 간단한 구조를 갖는 뚜껑의 쌍과 외측튜브로 용이하게 형성될 수 있다.

거품발생기는 공기를 원액에 주입하도록 구성될 수 있다. 이 배열에 의해, 거품발생기에 의해 원액에 주입된 공기에 의해 혼탁물의 분리를 촉진하기 위한 공기거품이 제2 분리부에서 발생될 수 있다.

거품발생기는 성형제를 원액에 주입하도록 구성될 수 있다. 이 배열에 의해, 거품발생기에 의해 원액에 주입된 성형제의 용해 또는 분해에 의해 혼탁물의 분리를 촉진하기 위한 공기거품이 제2 분리부에서 발생될 수 있다.

거품발생기에 의해 주입된 성형제는 중탄산나트륨이 될 수 있다. 이러한 성형제에 의해, 이산화탄소를 포함하는 공기거품이 거품발생기에 의해 원액에 주입된 중탄산나트륨의 용해에 의해 발생되고, 혼탁물의 분리가 이들 공기거품에 의해 촉진된다.

필터는 원추형 튜브의 형태가 될 수 있고 청정액 가이드통로의 베이스 단부는 필터의 대경부에 배열될 수 있다. 이 배열에 의해, 청정액 가이드통로는 분리장치의 전체 구조를 콤팩트하게 하면서 원추형 튜브의 형태로 필터의 대경부가 용이하게 연결될 수 있다.

다른 신규한 혼탁물 분리장치에는 관상부재로 형성된 외측튜브와, 이 외측튜브의 대향 단부에서 개구를 밀폐하기 위한 한 쌍의 뚜껑과, 외측튜브 내부에 제공되고 관통구멍이 형성된 내측튜브와, 외측튜브를 따라 원액을 선회하는 방법으로 원액을 분리장치에 공급하기 위한 원액공급장치와, 원액을 선회시키는 작용을 하는 원심력에 의해 분리된 제1 농축액을 배출하기 위한 제1 배출통로와, 제1 청정액이 내측튜브의 관통구멍을 통해 내측튜브로 유입될 때 원심력에 의해 원액을 분리하여 생성된 제1 청정액에 혼탁물을 수집하기 위해 공기거품을 발생하기 위한 거품발생 기와, 기액혼상 와류를 발생하기 위해 제1 청정액을 선회하고 제1 청정액을 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하기 위해 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향 길이의 일 측면상에 혼탁물을 농축함으로써 그 반경방향에서 생성된 정압차에 따라 그 중앙을 향해 공기거품을 이동하기 위해 내측튜브에 제공된 혼탁물 분리 유니트와, 이 혼탁물 분리 유니트로 분리된 제2 농축액을 외부로 배출하기 위한 제2 배출통로와, 그리고 혼탁물을 외부로 제거함으로써 생성된 제2 청정액을 안내하기 위한 제거청정액 가이드 통로가 구비되어 있다.

이 구조에 의해, 외측튜브를 따라 원액공급장치로부터 공급된 원액을 선회함으로써 생성된 원심력에 의해 큰 비중을 갖는 혼탁물을 분리하는 작용과, 내측튜브의 관통구멍을 덮도록 하는 방법으로 놓이는 공기거품에 의해 물과 유사한 비중을 갖는 혼탁물을 수집하는 작용과, 그리고 혼탁물 분리유니트에 물 보다 작은 비중을 갖는 혼탁물을 분리하는 작용은 제한된 공간내에 효과적으로 얻어질 수 있다.

이러한 분리장치에 있어서, 원액공급장치의 혼탁물 공급통로와 청정액 가이드통로는 외측튜브의 일 단부에 연결될 수 있고 제1 및 제2 배출통로는 외측튜브의 타단부에 연결될 수 있다. 이러한 배열에 의해, 원액공급통로, 청정액 가이드통로, 그리고 제1 및 제2 배출통로는 각각 콤팩트한 방법으로 외측튜브의 대향 단부와 기능적으로 연결될 수 있다.

원액공급장치의 원액공급통로와 청정액 가이드통로는 외측튜브의 일 단부를 밀폐하기 위한 뚜껑에 연결될 수 있고, 제1 및 제2 배출통로는 각각 콤팩트한 구조로 외측튜브의 대향 단부에 제공된 뚜껑에 기능적으로 연결될 수 있다.

원액공급장치로부터 혼탁물 분리장치에 공급된 원액의 유입압력은 14.7 kPa 또는 그 이상으로 설정될 수 있다. 이러한 배열에 의해, 14.7 kPa 또는 그 이상의 압력으로 공급된 원액은 분리장치에서 규정속도로 선회되고, 이에 따라 분리장치의 중앙을 향해 공기거품과 제1 청정액의 기액혼상 와류를 이동하기 위해 적절하게 정압차가 발생한다.

처리용액비, 즉 유입된 원액의 유속과 외부로 안내된 청정액의 유속의 비는 25% 또는 그 이하로 설정될 수 있다. 이러한 배열에 의해, 유입된 원액의 유속과 안내되는 청정액의 유속 사이의 균형이 적절하게 유지될 수 있고, 이에 따라 관상부재에 형성된 관통구멍에 놓여야 하는 공기거품이 상실 균형에 의해 외부로 배출되는 것을 방지한다.

또 다른 신규한 혼탁물 분리장치는, 관상부재로 형성된 외측튜브와, 이 외측튜브의 대향 단부에 개구를 밀폐하기 위한 한 쌍의 뚜껑과, 외측튜브에 원액을 공급하기 위한 원액공급장치와, 혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 공기거품을 생성하는 거품발생기와, 기액혼상 와류를 발생하기 위해 원액공급장치로부터 공급된 원액을 선회하고 원액을 농축액과 청정액으로 분리하기 위해 기액혼상 와류에 의해 그 반경방향에서 생성된 정압차에 따라 그 중앙을 향해 공기거품을 이동하기 위한 혼탁물 분리유니트와, 제1 청정액을 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하기 위해 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향 길이의 일 측면상에 혼탁물을 농축함으로써 내측튜브에 제공된 혼탁물 분리유니트와, 농축액을 외부로 배출하기 위한 농축액 배출통로와, 생성된 청정액을 외부로 안내하기 위한 청정액 가이드통로를 포 함하고, 농축액 배출통로와 원액공급장치는 외측튜브의 종방향을 따라 이격 위치된 외측튜브에 연결되고, 원액공급장치의 연결 단부의 외경은 농축액 배출통로의 연결 단부의 외경 보다 작게 설정되어 있다.

이러한 구조에 의해서, 원액공급장치로부터 외측튜브의 내측의 일 단부까지 공급되는 원액을 선회함으로써 생성된 원심력이 외측튜브의 전체 길이에 걸쳐 안정되게 지지되어 있다. 따라서, 공기거품의 기액혼상 와류와 제1 청정액을 분리장치의 중앙을 향해 이동하기 위한 정압차는 원액공급장치가 설치되는 지점과 농축액 배출통로가 설치되는 지점 사이의 범위에서 명백하게 생성될 수 있다. 따라서, 원액을 혼탁물과 청정액으로 분리하기 위한 기액혼상 와류는 효과적으로 발생될 수 있고 청정액은 와류의 종방향의 일 단부에 공기거품에 의해 수집된 혼탁물을 농축함으로써 효과적으로 발생될 수 있다.

추가의 혼탁물 분리장치는, 관상부재로 형성된 외측튜브와, 이 외측튜브의 대향 단부에 개구를 밀폐하기 위한 한 쌍의 뚜껑과, 외측튜브에 원액을 공급하기 위한 원액공급장치와, 혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 공기거품을 생성하는 거품발생기와, 기액혼상 와류를 발생하기 위해 원액공급장치의 원액공급통로를 통해 공급된 원액을 선회하고 원액을 농축액과 청정액으로 분리하기 위해 기액환상 와류에 의해 기액혼상와류의 그 반경방향에서 생성된 정압차에 따라 그 중앙을 향해 공기거품을 이동하고 제1 청정액을 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하기 위해 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향 길이의 일 측면상에 혼탁물을 농축하기 위해 내측튜브에 제공된 혼탁물 분리유니트와, 농축액을 외부로 배출하기 위한 농축 액 배출통로와, 생성된 청정액을 외부로 안내하기 위한 청정액 가이드통로를 포함하고 있다. 외측튜브의 원주면은 원액공급통로가 연결되는 근접부와 농축액 배출통로가 연결되는 근접부 사이에 직선으로 형성되어 있다.

이러한 구조에 의해서, 외측튜브의 내면을 따라 원액공급통로를 통해 공급된 원액을 선회함으로써 큰 비중을 갖는 혼탁물을 분리하는 작용과, 혼탁물 분리유니트에서 와류의 종방향의 일 단부상에 작은 비중을 갖는 혼탁물을 농축함으로써 혼탁물을 분리하는 작용은 제한된 공간내에 효과적으로 얻어질 수 있다. 또한, 혼탁물 분리장치의 외측케이싱은 간단한 구조의 외측튜브로 형성될 수 있다.

이러한 분리장치에 있어서, 원액공급통로의 연결단부의 외경은 농축액 배출통로의 연결단부의 외경과 같게 설정될 수 있다. 이러한 배열에 의해, 혼탁물 분리장치의 외측케이싱은 외측튜브의 내면을 따라 원액공급통로를 통해 공급되는 원액을 선회함으로써 큰 비중을 갖는 혼탁물을 분리 작용과, 혼탁물 분리유니트에 의한 작은 비중을 갖는 혼탁물 분리 작용을 손상하지 않고 더 간단한 구조의 외측튜브로 형성될 수 있다.

농축액 배출통로는 외측튜브의 개구를 밀폐하기 위한 뚜껑과 연결될 수도 있다. 이러한 배열에 의해, 농축액 배출통로는 외측튜브의 개구를 밀폐하기 위한 뚜껑에 용이하게 연결될 수 있다.

원액공급통로는 외측튜브의 개구를 밀폐하기 위한 뚜껑과 연결될 수도 있다. 이러한 배열에 의해, 원액공급통로는 외측튜브의 개구를 밀폐하기 위한 뚜껑에 용이하게 연결될 수 있다.

추가의 혼탁물 분리장치는, 원액을 혼탁물 분리장치에 공급하기 위한 원액공급장치와, 혼탁물의 분리를 촉진하기 위한 성형제를 주입하는 성형제 주입장치와, 기액혼상 와류를 발생하기 위해 원액공급장치의 원액공급통로를 통해 제1 청정액을 선회하고 제1 청정액을 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하기 위해 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향 길이의 일 측면상에 혼탁물을 농축함으로써 그 반경방향에서 생성된 정압차에 따라 그 중앙을 향해 공기거품을 이동하고 내측튜브에 제공된 혼탁물 분리유니트와, 농축액을 외부로 배출하기 위한 농축액 배출통로와, 그리고 생성된 청정액을 외부로 안내하기 위한 청정액 가이드통로를 포함한다.

이러한 구조에 의해, 성형제 주입장치에 의해 원액에 주입된 성형제의 분해 또는 용해에 의해 미세한 공기거품이 생성된다. 기액혼상 와류는 그 종방향의 일 단부에 공기거품을 수집함으로써 혼탁물을 농축하고, 이에 따라 혼탁물 분리유니트에서 작은 비중의 혼탁물을 분리한다.

이러한 분리장치에 있어서, 원액을 가압 이송하기 위한 원액펌프가 원액공급장치의 원액공급통로에 제공될 수도 있고, 성형제는 원액펌프의 하류측에서 주입된다. 이러한 배열에 의해, 혼탁물 분리유니트에서 작은 비중을 갖는 혼탁물을 분리하기 위한 기액혼상 와류는 원액펌프에 의해 원액을 분리장치에 가압 이송함으로써 효과적으로 발생될 수 있다. 또한, 원액펌프에서 성형제 주입장치로부터 주입된 성형제의 동요에 의해 발생하는 캐비테이션을 유발하지 않고 원액에 주입된 성형제에 의해 혼탁물을 수집하기 위한 공기거품이 발생할 수 있다.

원액을 가압 이송하기 위한 원액펌프는 원액공급장치의 원액공급통로에 제공 될 수도 있고, 성형제는 원액펌프의 상류측에 주입된다. 이러한 배열에 의해, 혼탁물 분리유니트에 작은 비중을 갖는 혼탁물을 분리하기 위한 기액혼상 와류는 원액펌프에 의해 원액을 혼탁물 분리장치에 가압 이송함으로써 효과적으로 발생될 수 있다. 또한, 원액펌프에서 성형제 주입장치로부터 주입된 성형제를 교란함으로써 원액에 분산되면서 혼탁물을 수집하기 위한 미세한 공기거품은 적절하게 발생될 수 있다.

성형제 주입장치에 의해 주입된 성형제는 중탄산나트륨이 될 수 있다. 이러한 성형제에 의해, 이산화탄소를 포함하는 공기거품은 거품발생기에 의한 원액에 주입된 중탄산나트륨의 용해에 의해 발생되고, 혼탁물의 분리가 이들 공기거품에 의해 촉진된다.

혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 기체를 주입하기 위한 기체주입장치를 더 구비할 수도 있다. 이러한 배열에 의해, 혼탁물을 수집하기 위한 공기거품은 성형제 주입장치로부터 주입된 성형제와 기체주입장치로부터 주입된 기체에 의해 효과적으로 발생될 수 있다.

전술한 바와 같이, 신규한 혼탁물 분리장치는 혼탁물을 포함하는 원액을 혼탁물 함유률이 높은 농축액과 혼탁물 함유률이 낮은 청정액으로 분리하기에 적당하다. 이 장치에는 원액을 분리장치에 공급하기 위한 원액공급장치와, 혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 공기거품을 발생하는 거품발생기와, 원액공급장치로부터 공급된 원액을 선회함으로써 생성된 원심력에 의해 원액을 제1 농축액과 제1 청정액으 로 분리하는 제1 분리부와, 제1 분리부에 의해 분리된 제1 농축액을 외부로 배출하기 위한 제1 배출통로와, 제1 분리부내에 제1 청정액의 통로를 허용하고 제1 청정액에 혼탁물을 수집하기 위한 필터와, 제1 청정액을 선회함으로써 반경방향에서 생성된 정압차에 의해 그 중앙에 또는 근방에 공기거품과 제1 청정액의 기액혼상 와류를 발생하고, 제1 청정액을 발생한 와류에 의해 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하기 위해 필터내에 제공되는 제2 분리부와, 제2 분리부에 의해 분리된 제2 농축액을 외부로 배출하기 위한 제2 배출통로와, 그리고 제2 청정액을 외부로 안내하기 위한 청정액 가이드통로가 구비되어 있다.

따라서, 금속, 콜로이드 또는 물과 유사한 비중을 갖는 젤라틴 입자와 같은 큰 비중의 혼탁물과 오일과 같은 작은 비중의 혼탁물을 각각 바람직하게 효과적으로 분리할 수 있다.

Claims (30)

1. 혼탁물을 포함하는 원액을, 혼탁물 함유률이 높은 농축액과 혼탁물 함유률이 낮은 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리장치에 있어서,

   원액을 분리장치의 주요부에 공급하는 원액공급장치와,

   혼탁물의 분리를 촉진하는 공기거품을 발생하는 거품발생기와,

   원액공급장치에서 공급된 원액을 선회시켜 생성된 원심력에 의해 원액을, 제1 농축액과 제1 청정액으로 분리하는 제1 분리부와,

   제1 분리부에 의해 분리된 제1 농축액을 외부로 배출하는 제1 배출통로와,

   제1 청정액의 통과를 허용하고 제1 청정액 중의 혼탁물을 수집하는 제1 분리부 내에 제공된 필터와,

   제1 청정액을 선회시켜 그 반경방향에서 생성된 정압차에 의해 그 중앙 또는 그 중앙부 근처로 공기거품과 제1 청정액의 기액혼상 와류를 발생시키고 생성된 와류에 의해 제1 청정액을 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하고 필터 내에 제공된 제2 분리부와,

   제2 분리부에 의해 분리된 제2 농축액을 외부로 배출하는 제2 배출통로와, 그리고,

   제2 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 필터는 공기거품에 의해 덮이는 관통구멍이 형성된 관상부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 필터는 제1 분리부와 제2 분리부 사이에 서로에 대해 대향 배열되는 복수 개의 관상부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
4. 제3항에 있어서, 필터에 의해 수집된 혼탁물을 포함하는 농축액을 외부로 배출하기 위한 농축액 배출통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
5. 제2항에 있어서, 경사진 원추부가 필터의 관상부재의 적어도 일부분에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
6. 제1항에 있어서, 제1 분리부와 제2 분리부 사이에 제2 분리부에 의해 분리된 제2 농축액을 재순환하기 위한 재순환 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
7. 제6항에 있어서, 원액공급장치에 의해 공급된 원액의 선회방향과 재순환 통로를 통해 공급된 제2 농축액의 선회방향은 서로에 대해 대향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
8. 제1항에 있어서, 제1 분리부 둘레에 제공된 외측튜브를 더 포함하고, 외측튜브의 원주면이 그 종방향을 따라 직선 연장하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
9. 제8항에 있어서, 제1 분리부 둘레에 제공된 외측튜브의 대향 단부에 개구를 밀폐하기 위한 한 쌍의 뚜껑을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
10. 제1항에 있어서, 거품발생기는 공기를 원액에 주입하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
11. 제1항에 있어서, 거품발생기는 성형제를 원액에 주입하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
12. 제11항에 있어서, 거품발생기에 의해 주입된 성형제는 중탄산나트륨인 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
13. 제1항에 있어서, 필터는 원추형 튜브의 형태이고 청정액 가이드통로의 저단부는 필터의 대경부에 배열되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
14. 제1항에 있어서, 원액공급장치로부터 장치로 공급된 원액의 유입 압력은 14.7 kPa 또는 그 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
15. 제1항에 있어서, 유입 원액의 유속과 외부로 안내된 청정액의 유속의 비율인 처리용액비는 25% 또는 그 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
16. 혼탁물을 포함하는 원액을, 혼탁물 함유률이 높은 농축액과 혼탁물 함유률이 낮은 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리장치에 있어서,

    관상부재로 형성된 외측튜브와,

    외측튜브의 대향 단부에 개구를 밀폐하는 한 쌍의 뚜껑과,

    관통구멍이 형성되고 외측튜브 내에 제공된 내측튜브와,

    외측튜브를 따라 원액을 선회하는 방법으로 원액을 분리장치에 공급하는 원액공급장치와,

    원액을 선회시켜 작용하는 원심력에 의해 분리된 제1 농축액을 배출하는 제1 배출통로와,

    제1 청정액이 내측튜브의 관통구멍을 통해 내측튜브로 유입될 때 원심력에 의해 원액을 분리하여 생성된 제1 청정액의 혼탁물을 수집하기 위해 공기 거품을 발생하는 거품발생기와,

    기액혼상 와류를 발생시키기 위해 제1 청정액을 선회시킴으로써 그 반경 방향으로 생성된 정압차에 의해 그 중앙 쪽으로 공기 거품을 이동시키고 상기 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향의 일 측면상에 혼탁물을 농축하여 제1 청정액을 제2 농축액과 제2 청정액으로 분리하고, 내측튜브 내에 제공된 혼탁물 분리유니트와,

    혼탁물 분리유니트에 의해 분리된 제2 농축액을 외부로 배출하는 제2 배출통로와, 그리고,

    혼탁물을 제거하여 생성된 제2 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
17. 제16항에 있어서, 원액공급장치의 원액공급통로와 청정액 가이드통로는 외측튜브의 일 단부에 연결되고, 제1 및 제2 배출통로는 외측튜브의 타단부에 연결되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
18. 제16항에 있어서, 원액공급장치의 원액공급통로와 청정액 가이드통로는 외측튜브의 일 단부를 밀폐하기 위한 뚜껑에 연결되고, 제1 및 제2 배출통로는 외측튜브의 타단부에 밀폐하기 위한 뚜껑에 연결되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
19. 제16항에 있어서, 원액공급장치로부터 장치로 공급된 원액의 유입 압력은 14.7 kPa 또는 그 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
20. 제16항에 있어서, 유입 원액의 유속과 외부로 안내된 청정액의 유속의 비율인 처리용액비는 25% 또는 그 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장 치.
21. 혼탁물을 포함하는 원액을, 혼탁물 함유률이 높은 농축액과 혼탁물 함유률이 낮은 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리장치에 있어서,

    관상부재로 형성된 외측튜브와,

    외측튜브의 대향 단부에서 개구를 밀폐하는 한 쌍의 뚜껑과,

    외측튜브로 원액을 공급하는 원액공급장치와,

    혼탁물의 분리를 촉진하는 공기거품을 발생하는 거품발생기와,

    기액혼상 와류를 발생시키기 위해 원액공급장치로부터 공급된 원액을 선회시킴으로써 그 반경방향으로 생성된 정압차에 의해 그 중앙 쪽으로 공기 거품을 이동시키고 상기 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향의 일측면에 혼탁물을 농축시켜 원액을 농축액과 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리유니트와,

    농축액을 외부로 배출하는 농축액 배출통로와,

    생성된 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로를 포함하며,

    농축액 배출통로와 원액공급장치는 외측튜브의 종방향을 따라 일정 간격 이격된 위치에서 외측튜브와 연결되며, 원액공급장치의 연결 단부의 외경은 농축액 배출통로의 연결 단부의 외경 보다 작은 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
22. 혼탁물을 포함하는 원액을, 혼탁물 함유률이 높은 농축액과 혼탁물 함유률이 낮은 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리장치에 있어서,

    관상부재로 형성된 외측튜브와,

    외측튜브의 대향 단부에서 개구를 밀폐하는 한 쌍의 뚜껑과,

    외측튜브에 원액을 공급하는 원액공급장치와,

    혼탁물의 분리를 촉진하는 공기거품을 발생하는 거품발생기와,

    기액혼상 와류를 발생시키기 위해 원액공급장치의 원액공급통로를 통해 공급된 원액을 선회시킴으로써 그 반경 방향으로 생성된 정압차에 의해 그 중앙 쪽으로 공기 거품을 이동시키고 상기 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향의 일측면에 혼탁물을 농축시켜 원액을 농축액과 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리유니트와,

    농축액을 외부로 배출하는 농축액 배출통로와,

    생성된 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로를 포함하며,

    외측튜브의 원주면은 원액공급통로가 연결되는 근접부와 농축액 배출통로가 연결되는 근접부 사이에 직선 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
23. 제22항에 있어서, 원액공급통로의 연결단부의 외경은 농축액 배출통로의 연결단부의 외경과 동일한 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
24. 제22항에 있어서, 농축액 배출통로는 외측튜브의 개구를 밀폐하기 위한 뚜껑에 연결되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
25. 제22항에 있어서, 원액공급통로는 외측튜브의 개구를 밀폐하기 위한 뚜껑에 연결되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
26. 혼탁물을 포함하는 원액을, 혼탁물 함유률이 높은 농축액과 혼탁물 함유률이 낮은 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리장치에 있어서,

    원액을 분리장치의 주요부로 공급하는 원액공급장치와,

    혼탁물의 분리를 촉진하는 성형제를 주입하는 성형제 주입수단과,

    기액혼상 와류를 발생시키기 위해 원액공급장치의 원액공급통로를 통해 공급된 원액을 선회시킴으로써 그 반경 방향으로 생성된 정압차에 의해 그 중앙 쪽으로 공기 거품을 이동시키고 상기 기액혼상 와류에 의해 기액혼상 와류의 종방향의 일측면에 혼탁물을 농축시켜 원액을 농축액과 청정액으로 분리하는 혼탁물 분리유니트와,

    농축액을 외부로 배출하는 농축액 배출통로와, 그리고,

    생성된 청정액을 외부로 안내하는 청정액 가이드통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
27. 제26항에 있어서, 원액을 가압 공급하는 액체펌프가 원액공급장치의 원액공급통로에 구비되며, 성형제는 상기 액체펌프의 하류측에 주입되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
28. 제26항에 있어서, 원액을 가압 공급하는 액체펌프가 원액공급장치의 원액공급통로에 구비되며, 성형제는 상기 액체펌프의 상류측에 주입되는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
29. 제26항에 있어서, 성형제 주입장치에 의해 주입된 성형제는 중탄산나트륨인 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.
30. 제26항에 있어서, 혼탁물의 분리를 촉진하기 위해 기체를 주입하기 위한 기체주입장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼탁물 분리장치.

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