KR101791365B1 - 소포 장치 - Google Patents

Abstract

구동부에 의하여 회전되는 회전축(2)과, 회전축(2)에 마련되어 둘레 방향으로 간격을 두고 복수가 배치되어, 회전축(2)의 회전 방향(R) 상류측에 개구하는 유입구(5)와, 직경 방향 외측에 개구하는 배출구(6)를 갖는 소포 블레이드(4)를 구비하고, 소포 블레이드(4)는, 회전축(2)으로부터 직경 방향 외측을 향하여 돌출되어, 서로 회전축의 축 방향으로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 판 부재(7, 8)와, 회전 방향(R) 하류측에서 한 쌍의 판 부재(7, 8)끼리를 접속하는 구획판(9)을 가지며, 한 쌍의 판 부재(7, 8)끼리는, 축 방향 간격이 직경 방향 외측을 향함에 따라 점차 작아져, 직경 방향 외측의 단부끼리가 접속되어 있는 소포 장치를 제공한다.

Description

소포 장치{DEFOAMING DEVICE}

본 발명은, 유입구로부터 유입된 거품을 소포하면서 배출구로부터 배출하는 소포 블레이드를 갖는 소포 장치에 관한 것이다.

본원은, 2013년 8월 28일에 출원된 일본 특허출원 2013-177217호, 및 2014년 3월 11일에 출원된 일본 특허출원 2014-048041호에 대하여 우선권을 주장하여, 그 내용을 여기에 원용한다.

용기 내의 용액 상에 존재하여, 수송 펌프로의 혼입에 의하여 수송량 불안정의 원인이 되는 거품을 소실 또는 파괴하기 위한 소포 장치가, 특허문헌 1에 제안되어 있다.

특허문헌 1에 기재된 소포 장치는, 상하에 간격을 두고 대향하여 배치된 판 형상체와, 판 형상체 사이에 마련된 구획판을 갖는 소포 블레이드를 갖고 있다. 판 형상체와 구획판은, 회전축의 직경 방향 외측(원심 방향)을 향하여 거품의 유로를 구성하고 있다. 판 형상체와 구획판은, 이 유로를 원심 방향과 하방을 향하여 점차 좁게 한 형상으로 되어 있다.

이러한 소포 블레이드의 소포 원리는, 이하의 3가지이다. 첫 번째는, 유입구로부터 배출구를 향하여 유로를 좁혀, 블레이드의 내로의 단면을 급격히 축소함으로써 거품을 압축하는 압축 파포(破泡)이다. 두 번째는, 소포 블레이드의 회전에 의한 전단 파포이다. 세 번째는, 파포한 액을 하방 및 원방으로 분무하는 샤워 효과에 의한 소포이다.

이 중, 첫 번째의 압축 파포는, 유입구와 배출구의 개구비에 의하여 결정된다. 두 번째의 전단 파포는, 소포 블레이드의 직경 방향 외측의 단부의 주속에 의하여 결정된다. 세 번째의 샤워 효과에 의한 소포는, 소포 블레이드의 직경 방향 외측의 단부의 주속 및 블레이드의 경사에 의하여 결정된다.

특허문헌1: 일본 공개특허공보 평9-57010호

그런데, 특허문헌 1에 기재된 소포 블레이드는, 유입구 및 배출구의 개구 형상은 직사각형 형상으로 되어 있다. 따라서, 유로의 단면 형상에 있어서의 직경 방향 외측 단부에 이르는 경사가 작기 때문에, 원심 방향의 압축 효과가 작다.

또, 특허문헌 1의 구조는, 소포 장치 일기(一基)에 대하여 소포 블레이드의 장착 수는 한 개이기 때문에, 소포 능력을 증가시키고 싶은 경우에는, 소포 블레이드의 크기를 변경하는 것으로 밖에 대응할 수 없다.

이 발명은, 보다 거품의 압축 효과를 높임과 함께, 소포 블레이드를 구성하는 부품 점수를 삭감할 수 있는 소포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 양태에 의하면, 소포 장치는, 구동부와, 상기 구동부에 의하여 회전되는 회전축과, 상기 회전축에 마련되어 둘레 방향으로 간격을 두고 복수가 배치되어, 상기 회전축의 회전 방향 상류측에 개구하는 유입구와, 직경 방향 외측에 개구하는 배출구를 갖는 소포 블레이드를 구비하고, 상기 소포 블레이드는, 상기 회전축으로부터 직경 방향 외측을 향하여 돌출되어, 서로 축 방향으로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 판 부재와, 상기 회전 방향 하류측에서 한 쌍의 판 부재끼리를 접속하는 구획판을 가지며, 상기 한 쌍의 판 부재끼리는, 축 방향 간격이 직경 방향 외측을 향함에 따라 점차 작아져, 직경 방향 외측의 단부끼리가 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 유입구로부터 유입되는 거품이 배출구를 향하여 이동할 때에, 축 방향 간격이 직경 방향 외측을 향함에 따라 점차 작아지는 판 부재끼리에 의하여 압축된다. 상기 구성의 소포 장치는, 판 부재의 단부끼리가 접속되어 거품의 유로의 축 방향의 간격이 보다 좁아지기 때문에, 압축 효과를 보다 높일 수 있다.

또, 소포 블레이드가 한 쌍의 판 부재와 구획판으로만 형성되기 때문에, 소포 블레이드를 구성하는 부품 점수를 삭감할 수 있다. 즉, 보다 용이하게 소포 블레이드를 형성할 수 있다.

상기 소포 장치에 있어서, 상기 유입구는, 상기 한 쌍의 판 부재의 회전 방향 상류측의 단부와, 상기 회전축의 외주면으로 이루어지는 삼각 형상인 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 유입구를 직사각형 형상으로 한 경우와 비교하면, 유입구의 면적을 확보하면서, 보다 직경 방향의 길이를 길게 할 수 있기 때문에, 소포 블레이드의 직경 방향 외측의 단부의 주속이 커진다. 이로써, 전단 파포 효과를 크게 할 수 있다.

또, 직사각형 형상의 유입구와 축 방향 길이 및 직경 방향 길이를 동일하게 한 경우, 개구 면적이 작아지기 때문에, 저동력화가 가능해진다.

상기 소포 장치에 있어서, 상기 한 쌍의 판 부재의 회전 방향 상류측의 단부 중 일방은, 상기 배출구측으로 오프셋하여 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 유입구의 상방 또는 하방을 향하여 개구하기 때문에, 상방 또는 하방으로부터의 거품의 유입이 가능해진다. 즉, 유입구에서 보다 많은 거품을 유입시킬 수 있다.

상기 소포 장치에 있어서, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수가 배치된 상기 소포 블레이드가, 상기 회전축의 축 방향으로 이간하여 복수 마련되어 있는 구성으로 해도 된다.

상기 구성에 의하면, 소포 블레이드의 수를 증가시킴으로써, 용이하게 소포 능력의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명에 의하면, 유입구로부터 유입되는 거품이 배출구를 향하여 이동할 때에, 축 방향 간격이 직경 방향 외측을 향함에 따라 점차 작아지는 판 부재끼리에 의하여 압축된다. 상기 구성의 소포 장치는, 판 부재의 단부끼리가 접속되어 거품의 유로의 축 방향의 간격이 보다 좁아지기 때문에, 압축 효과를 보다 높일 수 있다.

또, 소포 블레이드가 한 쌍의 판 부재와 구획판으로만 형성되기 때문에, 소포 블레이드를 구성하는 부품 점수를 삭감할 수 있다. 즉, 보다 용이하게 소포 블레이드를 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 소포 장치의 일부 단면한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태의 소포 장치의 소포 블레이드의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태의 소포 장치의 소포 블레이드의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A 화살표 방향에서 본 도로서, 본 발명의 실시형태의 소포 장치의 소포 블레이드의 측면도이다.
도 5는 도 3의 B 화살표 방향에서 본 도로서, 본 발명의 실시형태의 소포 장치의 소포 블레이드의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태의 소포 장치의 변형예의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 내부에 피처리액(W)이 저장되는 통 형상의 처리조(50)에, 소포 장치(1)가 설치된 상태를 나타내는 정단면도이다. 처리조(50)는, 배수를 농축하여 반고체 형상으로 하고, 마지막에는 소각하는 설비의 일부에 마련되는 것이다. 처리조(50)에는, 급배수 장치(51)를 통하여 피처리액(W)이 되는 배수가 공급 또는 배출된다.

또한, 피처리액(W)이 되는 배수에는, 예를 들면 에틸렌글라이콜이나 계면활성제, 아크릴아마이드나 사이아노아크릴레이트 등의 접착 성분 등이 포함된다. 피처리액(W)이 되는 배수에는, 수송, 교반, 원심 분리 처리 등으로 발생한 거품(부호 B로 나타냄)이 수면에 부유한 상태로 되어 있다.

소포 장치(1)가 마련되는 처리조(50)는, 주위를 둘러싸는 측벽(52)과 그 상부를 덮는 슬래브(53)를 갖고 있다. 슬래브(53)의 중앙에 형성된 개구부(54)에는, 통 형상의 지지부(55)가 마련되어 있다. 이 지지부(55)의 상부에는 장착 가대(56)가 마련되어 있다. 소포 장치(1)는, 장착 가대(56)에 의하여 지지되어 있다. 장착 가대(56)의 중앙부에는, 구동부인 구동 모터(57)가 마련되어 있다. 구동 모터(57)의 회전축(2)에는, 본 발명에 관한 소포체(3)가 장착되어 있다.

구동 모터(57)의 회전축(2)은, 처리조(50)의 중앙 상부에 상하 방향으로 배치되는 것이다. 회전축(2)의 하단부에는, 수평이 되도록 소포체(3)가 장착되어 있다. 또, 회전축(2)은, 그 축선(2A)을 따르도록 장착 가대(56)에 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되어 있다. 회전축(2)은, 2점 쇄선으로 나타내는 상방 위치로부터, 실선으로 나타내는 하방의 소포 처리 위치와의 사이를 이동할 수 있다.

도 2, 도 3, 도 4, 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 소포체(3)는, 회전축(2)의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 소포 블레이드(4)를 갖고 있다. 각각의 소포 블레이드(4)는, 회전축(2)의 회전 방향(R) 상류측에 개구하여 거품(B)이 유입되는 유입구(5)와, 회전축(2)의 직경 방향 외측에 개구하여 거품(B)이 배출되는 배출구(6)를 갖고 있다. 소포체(3)는, 회전축(2)의 회전에 의하여 유입구(5)를 전방으로 하여 회전한다.

소포 블레이드(4)는, 서로 회전축(2)의 축 방향으로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 판 부재인 상 디스크(7) 및 하 디스크(8)와, 상 디스크(7)와 하 디스크(8)를 접속하는 구획판(9)을 갖고 있다. 상 디스크(7) 및 하 디스크(8)는, 회전축(2)으로부터 직경 방향 외측을 향하여 돌출하도록 형성되어 있는 판 형상 부재이다. 상 디스크(7) 및 하 디스크(8)는, 평면으로부터 보아 대략 삼각 형상을 이루고 있다.

상 디스크(7), 하 디스크(8), 및 구획판(9)은, 회전축(2)에 장착된 원통 형상의 기부(基部)(10)에 장착되어 있다.

소포 블레이드(4)는, 상 디스크(7)와 하 디스크(8)와 구획판(9)으로 이루어지는 3개의 면에 의하여, 단면 삼각 형상의 유로를 형성하고 있다.

하 디스크(8)의 주면은, 회전축(2)의 축선(2A)과 직교하도록 형성되어 있다. 상 디스크(7)는, 회전축(2)의 축선(2A)에 대하여 경사진 경사면이다. 구획판(9)은, 하 디스크(8)와 직교하도록 형성되어 있다.

상 디스크(7)의 회전 방향(R) 전방의 변(이하, 상 전방변(11)이라고 부름)과 하 디스크(8)의 회전 방향 전방의 변(하 전방변(12))의 사이에 유로의 유입구(5)가 형성되어 있다. 유입구(5)는, 상 디스크(7)의 상 전방변(11)과, 하 디스크(8)의 하 전방변(12)과, 회전축(2)의 외주면으로 이루어지는 삼각 형상이다.

하 디스크(8)의 하 전방변(12)은, 회전축(2)보다 방사 방향으로 외방으로 뻗는 직선을 이루도록 형성되어 있다.

상 디스크(7)의 상 전방변(11)은, 회전축(2)의 직경 방향(이하, 간단히 직경 방향이라고 부름) 내측이 하 디스크(8)의 하 전방변(12)보다 회전 방향(R) 후방으로 후퇴하고 있다. 구체적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상 디스크(7)의 상 전방변(11)은, 직경 방향 외측의 단부(11a)가 하 디스크(8)의 전방변의 직경 방향 외측의 단부(12a)와 일치하고 있지만, 직경 방향 내측의 단부(11b)는, 하 디스크(8)의 직경 방향 내측의 단부(12b)보다 회전 방향(R) 후방으로 이동하고 있다.

상 디스크(7) 및 하 디스크(8)의 회전 방향(R) 후방의 변(이하, 후방변(13)이라고 부름)은, 회전축(2)보다 방사 방향으로 외방으로 뻗는 직선을 이루도록 형성되어 있다.

또, 상 디스크(7) 및 하 디스크(8)의 측방의 변으로서, 회전축(2)과 접속되어 있지 않은 변(이하, 측방변(14)이라고 부름)은, 하 전방변(12)과 직교하도록 형성되어 있다.

상 디스크(7) 및 하 디스크(8)의 후방변(13)과 측방변(14)이 교차하는 부분의 근방은, 비스듬하게 잘려 나간 형상을 갖고 있어, 이 부분에 유로의 배출구(6)가 형성되어 있다.

상 디스크(7)의 후방변(13)과 하 디스크(8)의 후방변(13)은, 구획판(9)을 통하여 접속되어 있다. 즉, 구획판(9)은, 유입구(5)로부터 유입된 거품(B)에 대향함과 함께, 거품(B)을 배출구(6)로 안내하도록 형성되어 있다.

그리고, 상 디스크(7)와 하 디스크(8)는, 측방변(14)에 직접 단부끼리가 접속되어 있다. 이로써, 상 디스크(7)와 하 디스크(8)는, 직경 방향 내측으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라 점차 접근한다. 즉, 상 디스크(7)는, 수평에 대하여 경사진 경사면으로 되어 있다.

이상과 같이 구성된 소포 장치(1)의 작용에 대하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 먼저, 회전축(2)의 위치를 축선(2A)을 따라 상하 방향으로 조정하여, 소포체(3)를 액면(SW)과 거품면(SB)의 사이에 배치한다.

그 후, 도 2에 화살표 R로 나타내는 바와 같이, 구동 모터(57)의 회전축(2)을 구동함으로써, 소포체(3)를 회전시킨다. 그러면, 유입구(5)로부터 피처리액(W) 상의 거품(B)이 유입되어, 배출구(6)로부터 배출된다.

이 때, 상 디스크(7)와 하 디스크(8)가, 직경 방향 외측을 향함에 따라, 점차 가까워지는 구성으로 되어 있는 것에 의하여, 유입구(5)로부터 유입된 거품(B)은 확실히 압축되어 파포된다.

또, 상 디스크(7)의 상 전방변(11)이 배출구(6)측으로 오프셋하여 배치되어 있기 때문에, 유입구(5)의 상방으로부터도 거품(B)이 유입된다.

한편, 유입구(5)가 거품을 흡입할 때에 소포 블레이드(4)의 회전에 의하여 전단 파포가 발생한다. 전단 파포가 발생함으로써 유입구(5)의 거품(B)의 흡인력이 더 증가한다.

또, 상 디스크(7)가 하방으로 경사져 있음으로써, 파포된 거품(B)은, 하방 및 원방으로 분무되어, 샤워 효과에 의한 소포가 이루어진다.

상기 실시형태에 의하면, 유입구(5)로부터 유입되는 거품(B)이 배출구(6)를 향하여 이동할 때에, 축 방향 간격이 직경 방향 외측을 향함에 따라 점차 작아지는 상 디스크(7) 및 하 디스크(8)에 의하여 압축된다. 소포 장치(1)는, 상 디스크(7)와 하 디스크(8)의 측방변(14)끼리가 접속되어 거품의 유로의 축 방향의 간격이 보다 좁아지기 때문에, 압축 효과를 보다 높일 수 있다.

또, 소포 블레이드(4)가 상 디스크(7), 하 디스크(8), 및 구획판(9)으로만 형성되기 때문에, 소포 블레이드(4)를 구성하는 부품 점수를 삭감할 수 있다. 즉, 보다 용이하게 소포 블레이드(4)를 형성할 수 있다.

또, 유입구(5)를 직사각형 형상으로 한 경우와 비교하면, 유입구(5)의 면적을 확보하면서, 보다 직경 방향의 길이를 길게 할 수 있다. 즉, 회전할 때의 저항을 증가시키지 않고, 유입구(5)의 직경 방향의 길이를 길게 할 수 있다. 이로써, 소포 블레이드(4)의 직경 방향 외측의 단부의 주속이 커진다. 이로써, 전단 파포 효과를 크게 할 수 있다.

또, 직사각형 형상의 유입구(5)와 축 방향 길이 및 직경 방향 길이를 동일하게 한 경우, 개구 면적이 작아지기 때문에, 저동력화가 가능해진다.

또, 유입구(5)가 상방을 향하여 개구되어 있기 때문에, 상방으로부터의 거품의 유입이 가능해진다. 이로써, 보다 많은 거품(B)을 처리할 수 있다.

다음으로, 본 실시형태의 변형예의 소포 장치에 대하여 설명한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 변형예의 소포 장치의 소포체(3B)는, 회전축(2)의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 소포 블레이드(4)가, 회전축(2)의 축 방향으로 이간하여 2개 마련되어 있다. 바꾸어 말하면, 변형예의 소포체(3B)는, 실시형태의 소포체(3)를 축 방향으로 2단 마련한 구성이다. 한 쌍의 소포 블레이드(4)는, 기부(10)를 통하여 회전축(2)에 장착되어 있기 때문에, 회전축(2)으로의 장착 수를 증가시킬 수 있다.

상기 변형예에 의하면, 소포 블레이드(4)의 수를 증가시킴으로써, 용이하게 소포 능력의 향상을 도모할 수 있다. 또, 소포 블레이드(4)는, 원통 형상의 기부(10)를 통하여 용이하게 회전축(2)에 장착될 수 있다.

또한, 한 쌍의 소포 블레이드(4)의 수량은, 2단에 한정되지 않고, 요구되는 소포 능력에 따라 적절히 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 기술 범위는 상기의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 다양한 변경을 더하는 것이 가능하다. 또, 상기 복수의 실시형태에서 설명한 특징을 임의로 조합한 구성이어도 된다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 상 디스크(7)를 경사면으로 하여, 하방으로 파포된 거품이 방출되는 구성으로 했지만, 하 디스크(8)를 경사면으로 하여, 상방으로 파포된 거품이 방출되는 구성으로 해도 된다.

또, 소포 블레이드(4)는 2개에 한정되지 않고, 예를 들면 3개 이상의 소포 블레이드(4)를 회전축(2)에 장착하는 구성으로 해도 된다.

산업상 이용 가능성

이 소포 장치에 의하면, 유입구로부터 유입되는 거품이 배출구를 향하여 이동할 때에, 축 방향 간격이 직경 방향 외측을 향함에 따라 점차 작아지는 판 부재끼리에 의하여 압축된다. 상기 구성의 소포 장치는, 판 부재의 단부끼리가 접속되어 거품의 유로의 축 방향의 간격이 보다 좁아지기 때문에, 압축 효과를 보다 높일 수 있다.

또, 소포 블레이드가 한 쌍의 판 부재와 구획판으로만 형성되기 때문에, 소포 블레이드를 구성하는 부품 점수를 삭감할 수 있다. 즉, 보다 용이하게 소포 블레이드를 형성할 수 있다.

1 소포 장치
2 회전축
3, 3B 소포체
4 소포 블레이드
5 유입구
6 배출구
7 상 디스크(판 부재)
8 하 디스크(판 부재)
9 구획판
10 기부
11 상 전방변
12 하 전방변
13 후방변
14 측방변
50 처리조
51 급배수 장치
52 측벽
53 슬래브
54 개구부
55 지지부
56 장착 가대
57 구동 모터(구동부)
B 거품
R 회전 방향
W 피처리액

Claims (4)

1. 구동부와,
   상기 구동부에 의하여 회전되는 회전축과,
   상기 회전축에 마련되어 둘레 방향으로 간격을 두고 복수가 배치되어, 상기 회전축의 회전 방향 상류측에 개구하는 유입구와, 직경 방향 외측에 개구하는 배출구를 갖는 소포 블레이드를 구비하고,
   상기 소포 블레이드는, 상기 회전축으로부터 직경 방향 외측을 향하여 돌출되어, 서로 회전축의 축 방향으로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 판 부재와,
   상기 회전 방향 하류측에서 한 쌍의 판 부재끼리를 접속하는 구획판을 가지며,
   상기 한 쌍의 판 부재끼리는, 상기 축 방향의 간격이 직경 방향 외측을 향함에 따라 점차 작아져, 직경 방향 외측의 단부끼리가 접속되고,
   상기 유입구는, 상기 한 쌍의 판 부재의 회전 방향 상류측의 단부와, 상기 회전축의 외주면으로 이루어지는 삼각 형상인 소포 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 한 쌍의 판 부재의 회전 방향 상류측의 단부 중 일방은, 상기 배출구측으로 오프셋하여 배치되어 있는 소포 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 3 에 있어서,
   둘레 방향으로 간격을 두고 복수가 배치된 상기 소포 블레이드가, 상기 회전축의 축 방향으로 이간하여 복수 마련되어 있는 소포 장치.

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