KR20110093633A

KR20110093633A - 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치

Info

Publication number: KR20110093633A
Application number: KR20110008743A
Authority: KR
Inventors: 요지 모리; 요지 카라사와; 야스이치 하가; 코지 사카모토
Original assignee: 가부시키가이샤 월드 케미컬
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2011-08-18
Also published as: US20110192771A1; CN102114439A; CN102114439B; EP2353688A1; EP2353688B1; TWI519351B; US8512565B2; KR101453137B1; JP2011161363A; TW201134557A; JP4621802B1

Abstract

자흡식 액체펌프로서 특별한 구성(특별한 재료·특별한 구조)을 갖는 것을 필요로 하는 일 없이, 그 펌프의 마모를 방지할 수 있고, 저비용으로 고체 액체 혼합물의 정화를 행할 수 있는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위한 구성으로서는, 자흡식 액체펌프에 접속되어, 액체에 포함되는 슬러지를 사이클론 분리하는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치에 있어서, 장치 본체가 펌프의 상류측인 펌프의 흡인계에 접속되어, 외측에 설치된 제1 사이클론 기구와, 그 제1 사이클론 기구에 연통되어, 그 제1 사이클론 기구의 선회축과 같은 축상에서 또한 내측에 설치된 제2 사이클론 기구를 갖는 내외２중 구성이고, 액체를 외부로부터 도입해 제1 사이클론 분리를 행하고, 제1 사이클론 분리된 액체를 제2 사이클론 분리를 행하는 구성이고, 제1 사이클론 기구와 제2 사이클론 기구의 아래쪽에는, 사이클론 분리되는 슬러지를 회수하는 분리조가 설치되는 구성이다.

Description

자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치{SOLID-LIQUID SEPARATOR WITH SELF-PRIMING PUMP}

본 발명은 자흡식(自吸式) 고체 액체 혼합물 분리장치에 관한 것으로, 상세하게는 액체 사이클론의 원심력에 의해 슬러지 등의 이물질을 분리하는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치에 관한 것이다.

슬러지, 고형 부스러기, 분진(粉塵), 진애(塵埃) 등의 이물질이 혼입되어 있는 피(被)처리 유체액인 고체 액체 혼합물의 정화장치로서, 고체 액체 혼합물을 펌프에 의해 사이클론통(筒) 안으로 송액(送液)하고, 이 사이클론통 안에서 생기게 하는 선회류(旋回流)에 의해 고체 액체 혼합물 속의 슬러지 등을 사이클론 분리하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조). 한편, 본 명세서에 있어서 슬러지란, 슬러지뿐만 아니라 그 슬러지를 포함한 플루크(fluke) 형상의 유동(流動) 현탁액인 슬러리도 포함하여 말하는 것으로 한다.

사이클론 분리에 의한 정화장치는 버그 필터(bug filter)나 카트리지 필터(cartridge filter)를 이용한 분리 기술에 비해서 높은 분리 성능을 갖는 것이지만, 펌프의 토출계에 접속함으로써 동작하는 것이었기 때문에, 슬러지에 의한 펌프 구성의 마모 손상이라는 문제를 갖고 있다. 즉, 사이클론 분리에 의한 정화장치는 고체 액체 혼합물 분리가 목적이기 때문에 펌프의 마모에 대해서는 전혀 고려되지 않고 있었다.

이 펌프 구성의 마모 손상이라는 문제에 대하여는, 펌프 본체의 구조 및 재료를 연구하여, 슬러지액에 대하여 강한 펌프, 즉, 펌프 본체를 내마모성 재료를 사용함과 아울러, 이물질이 통과하기 쉬운 펌프 구조로 한다는 펌프측에서의 대처가 지금까지 행하여져 왔다.

특허문헌1 : 일본특허공개 2006-061897호 공보

상술한 대처 수단, 즉, 펌프 본체를 내마모성 재료로 제작한 경우에는, 내마모성 재료의 사용에 의한 비용 상승으로 된다는 문제점이 있고, 또한, 이물질이 통과하기 쉬운 구조로 한 경우에는, 펌프 구조에 제약이 크다는 문제점이 있었다.

그래서 본 발명은 사이클론 기구에 접속하는 자흡식 액체펌프로서 특별한 구성(특별한 재료·특별한 구조)을 갖는 것을 필요로 하는 일 없이, 그 펌프의 마모를 방지할 수 있고, 저비용으로 고체 액체 혼합물의 정화를 행할 수 있는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치를 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 과제는 하기 구성에 의해 달성된다.

1. 자흡식 액체펌프를 갖는 펌프부와, 그 펌프부의 자흡식 액체펌프의 흡인력에 의해 외부로부터 사이클론통 안에 도입한 액체에 선회류를 생기게 함으로써 그 액체에 포함되는 슬러지를 사이클론 분리하는 분리부를 가져 구성되는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치에 있어서,

상기 펌프부의 상류측인 상기 자흡식 액체펌프의 흡인계에 상기 분리부가 직접 또는 간접적으로 접속되는 구성이고,

상기 분리부가,

외측에 설치된 제1 사이클론통을 가져 이루어지는 제1 사이클론 기구와, 그 제1 사이클론 기구에 연통(連通)되고, 그 제1 사이클론 기구의 선회축과 같은 축상에서 또한 상기 제1 사이클론통의 내측에 설치되는 것으로 상기 제1 사이클론통보다 작은 직경의 제2 사이클론통을 가져 이루어지는 제2 사이클론 기구를 갖는 내외２중 구성이고,

상기 제1 사이클론 기구는, 상기 액체를 외부로부터 제1 사이클론통 안에 도입하고, 그 제1 사이클론통의 내주벽(內周壁)을 따라 선회함으로써 제1 사이클론 분리를 행하는 구성이고,

상기 제2 사이클론 기구는, 상기 제1 사이클론 기구에 의해 제1 사이클론 분리된 액체를 제2 사이클론통 안에 도입하여 그 제2 사이클론통의 내주벽을 따라 선회시킴으로써 제2 사이클론 분리를 행하는 구성이고,

상기 제1 사이클론 기구와 제2 사이클론 기구의 아래쪽에는, 그 제1 사이클론 기구 및/또는 제2 사이클론 기구에 의해 사이클론 분리되는 슬러지를 저류(貯留)하는 슬러지 저류조(貯留槽)가 설치되는 구성이고,

상기 저류조가, 상기 제1 사이클론 기구의 아래쪽에 설치되어 그 제1 사이클론 기구에 의해 사이클론 분리되는 슬러지를 저류하는 제1 슬러지 저류조와, 상기 제2 사이클론 기구의 아래쪽에 설치되어 그 제2 사이클론 기구에 의해 사이클론 분리되는 슬러지를 저류함과 아울러 상기 제2 사이클론통의 아래쪽을 밀폐가능한 제2 슬러지 저류조를 가져 이루어지는 2조(槽)구성이고,

상기 제2 슬러지 저류조가 상기 제1 슬러지 저류조의 위쪽에 설치됨과 아울러, 그 제2 슬러지 저류조의 저부(底部)가 개방 가능하고, 그 저부의 개방에 의해 그 제2 슬러지 저류조 안의 슬러지를 상기 제1 슬러지 저류조 안으로 낙하시키는 구성인 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치에 있어서,

상기 제2 슬러지 저류조의 저부에는, 상기 펌프부의 자흡식 액체펌프의 흡인력 및/또는 부력(浮力)에 의해 그 저부를 개폐하는 플로트 밸브가 설치되어 있고, 그 플로트 밸브가 하기 (1) 또는 (2)의 구성인 것을 특징으로 하는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치.

<플로트 밸브의 구성>

(1) 상기 자흡식 액체펌프 정지시인 분리 처리 정지시에 상기 플로트 밸브 위에 저류하는 슬러지의 중량이 상기 자흡식 액체펌프 정지에 의해 저하하는 흡인력과 상기 플로트 밸브의 부력의 합보다 크게 되었을 때에 상기 플로트 밸브에 의한 상기 저부의 폐쇄가 개방되는 구성.

(2) 상기 자흡식 액체펌프 정지시 및/또는 공기 취입시에 장치 본체 내의 고체 액체 혼합물의 액면(液面)이 상기 저부의 위치보다 저하하였을 때에 상기 플로트 밸브에 의한 상기 저부의 폐쇄가 개방되는 구성.

2. 상기 제1 사이클론 기구의 상부와 상기 제2 사이클론 기구의 상부를 연통하는 공기빼기 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 1에 기재한 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치.

3. 상기 분리부에는, 제1 슬러지 저류조 안에 저류하는 슬러지량을 검지하는 검지수단이, 상기 제1 사이클론 기구 및 상기 제2 사이클론 기구와 상기 제1 슬러지 저류의 외측으로서 또한 상기 제1 사이클론 기구의 제1 사이클론통 또는 상기 제2 사이클론 기구의 제2 사이클론통 중 어느 하나와 상기 제1 슬러지 저류조를 접속하는 접속배관 경로상에 설치되어 있고,

그 검지수단이,

상기 제1 슬러지 저류조 안에 연신(延伸) 가능하게 접속하여 그 제1 슬러지 저류조 안의 상부의 액체를 취출하는 상기 접속배관의 일부인 취출관과,

그 취출관에 접속되어, 내부를 통과하는 액체의 상태를 눈으로 볼 수 있는 투명부분을 갖는 확인부와,

그 확인부와 상기 제1 사이클론통 또는 상기 제2 사이클론통을 접속하여, 상기 제1 슬러지 저류조로부터 취출한 액체를 상기 제1 사이클론통 안 또는 제2 사이클론통 안으로 복귀시키는 상기 접속배관의 다른 일부인 복귀관을 갖는 구성인 것을 특징으로 하는 상기 1 또는 2에 기재한 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치.

4. 상기 검지수단의 액체경로상 중 어느 하나의 부위에, 그 검지수단 내에의 통액(通液)을 제어하는 개폐밸브가 설치되는 구성인 것을 특징으로 하는 상기 3에 기재한 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치.

5. 상기 검지수단의 확인부와 상기 펌프부의 자흡식 액체펌프를 접속하는 배출관을 갖고,

상기 검지수단의 확인부를 통과하는 액체에 슬러지가 확인되었을 때에, 분리부의 외부로부터의 고체 액체 혼합물의 도입을 정지함과 아울러 그 분리부 내로 흡기하고, 그 분리부 안으로서 또한 상기 제1 슬러지 저류조에 저류하는 슬러지의 상면으로부터 위쪽에 있는 액체를 상기 검지수단 및 배출관을 통하여 상기 자흡식 액체펌프에 의해 배출함으로써, 상기 제1 슬러지 저류조 안의 슬러지를 폐기할 수 있는 상태로 하는 것이 가능하게 되는 구성인 것을 특징으로 하는 상기 3 또는 4에 기재한 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치.

청구항 1에 나타내는 발명에 따르면, 사이클론 기구에 접속하는 자흡식 액체펌프로서 특별한 구성(특별의 재료·특별한 구조)을 갖는 것을 필요로 하는 일 없이, 그 펌프의 마모를 방지할 수 있고, 저비용으로 고체 액체 혼합물의 정화를 행할 수 있는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치를 제공할 수 있다.

특히, 2단계의 사이클론 기구의 외측에 위치하는 제1 사이클론 기구에 의한 제1 사이클론 분리에서는, 선회 직경이 크고 선회류가 느리기 때문에 비중이나 입자가 큰 슬러지의 분리가 가능하고, 내측에 위치하는 제2 사이클론 기구에 의한 제2 사이클론 분리에서는, 선회 직경이 작고 선회류가 빠르기 때문에 비중이나 입자가 작은 슬러지의 분리가 가능하고, 이 2단계의 사이클론 기구에 의해 고체 액체 혼합물으로 슬러지를 사이클론 분리하는 분리부를 자흡식 액체펌프를 갖는 펌프부의 상류측에 접속하는 구성에 의해, 펌프부의 자흡식 액체펌프 내에의 슬러지의 침입을 현저하게 억제할 수 있다. 따라서, 슬러지에 의한 자흡식 액체펌프의 마모 손상을 현저하게 억제할 수 있다.

또한, 2개의 사이클론 기구의 각각으로 독립하여 분리한 슬러지를 1개의 저류조(제1 슬러지 저류조)에 한데 모을 수 있으므로 효율적으로 폐기할 수 있다. 특히, 제1 사이클론 기구의 내측이라고 하는 장치 본체로부터의 취출이 곤란한 위치에 있는 제2 슬러지 저류조에 저류한 슬러지의 폐기가 용이하게 된다.

플로트 밸브의 구성(1)에 따르면, 2개의 사이클론 기구의 각각으로 독립하여 분리한 슬러지를 1개의 저류조(제1 슬러지 저류조)에 한데 모을 수 있으므로 효율적으로 폐기할 수 있다. 특히, 제1 사이클론 기구의 내측이라고 하는 취출이 곤란한 위치에 있는 제2 슬러지 저류조에 저류한 슬러지를, 자흡식 액체펌프를 정지하는 것만으로 제1 슬러지 저류조 안으로 낙하시키는 것이 가능하게 된다.

플로트 밸브의 구성(2)에 따르면, 2개의 사이클론 기구의 각각으로 독립하여 분리한 슬러지를 1개의 저류조(제1 슬러지 저류조)에 한데 모을 수 있으므로 효율적으로 폐기할 수 있다. 특히, 제1 사이클론 기구의 내측이라고 하는 취출이 곤란한 위치에 있는 제2 슬러지 저류조에 저류한 슬러지를, 자흡식 액체펌프를 정지하는 것만 및/또는 분리부 내에 공기를 받아들이게 하는 것만으로 제1 슬러지 저류조 안으로 낙하시키는 것이 가능하게 된다.

청구항 2에 나타내는 발명에 따르면, 외부의 공기가 고체 액체 혼합물의 도입과 함께 제1 사이클론 기구 내에 침입하여 버린 경우, 침입한 공기가 제1 사이클론통의 상부에 점차적으로 모이고, 이 모여진 공기량이 많아지면 사이클론 분리가 기능하지 않게 될 우려가 있지만, 제1 사이클론 기구의 상부와 제2 사이클론 기구의 상부를 연통하는 공기빼기 구멍에 의해, 제1 사이클론 기구 내에 침입한 공기는 그 공기빼기 구멍을 통과해서 제2 사이클론통의 상부로 진행된 후, 그 제2 사이클론통의 상부로부터 자흡식 액체펌프에 흡인되어 외부로 신속하게 배출할 수 있다. 따라서, 외부의 공기가 분리부 내에 억지로 들어가버린 경우라도 사이클론 분리의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

청구항 3에 나타내는 발명에 따르면, 제1 슬러지 저류조가 슬러지 저류량이 규정량에 도달하는지 아닌지가 장치 외부로부터 육안으로 용이하게 확인할 수 있다.

청구항 4에 나타내는 발명에 따르면, 제1 슬러지 저류조의 슬러지량의 검지 확인 작업이 검지수단으로의 통액(通液)을 제어하는 밸브를 개방하는 것만으로 행할 수 있다.

청구항 5에 나타내는 발명에 따르면, 분리부 안이면서 제1 슬러지 저류조 안의 슬러지의 상면보다 위쪽에 있는 액체를 배출할 수 있으므로, 제1 슬러지 저류조에는, 액체의 잔존량이 적은 슬러지가 남게 되고, 효율적인 슬러지의 폐기가 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치의 제1 실시예를 나타내는 부분 단면도.
도 2는 도 1에 나타내는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치에 자흡식 액체펌프를 접속한 상태를 나타내는 평면도.
도 3은 도 2의 좌측면도.
도 4는 제1 사이클론 기구 내에 침입한 공기의 배출 상태를 설명하는 주요부 단면 설명도.
도 5는 제2 슬러지 저류조의 저부의 개방 구성의 일례를 나타내는 개략 설명도.
도 6은 제2 슬러지 저류조의 저부의 개방 구성의 다른 예를 나타내는 개략 설명도.
도 7은 본 발명에 의한 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치의 제2 실시예를 나타내는 부분 단면도.
도 8은 도 7에 나타내는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치의 액체배출시의 상태를 나타내는 부분 단면도.

다음으로, 첨부한 도면에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

우선, 도 1∼도 6에 기초하여 본 발명의 제1 실시예로부터 설명한다.

본 발명에 의한 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치(이하, 간단히 장치라고 하는 경우도 있음)은 자흡식 액체펌프(21)를 갖는 펌프부(2)와, 그 펌프부(2)의 자흡식 액체펌프(21)의 흡인력에 의해 외부로부터 사이클론통 안에 도입한 액체에 선회류를 생기게 함으로써 그 액체에 포함되는 슬러지를 사이클론 분리하는 분리부(1)를 주된 구성으로 한다.

본 제1 실시예에서는, 도 1∼도 3에 도시하는 바와 같이, 분리부(1)와 펌프부(2)는 대차(臺車)(3) 위에 재치(載置)됨으로써 이동가능한 컴팩트(compact) 구성으로 되어 있다.

도 1∼도 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 장치는 펌프부(2)의 상류측인 상기 자흡식 액체펌프(21)의 흡인계에 상기 분리부(1)가 직접 또는 간접적으로 접속되는 구성이다.

분리부(1)는 외측에 설치된 제1 사이클론통(11)을 가져 이루어지는 제1 사이클론 기구와, 그 제1 사이클론 기구에 연통되어, 그 제1 사이클론 기구의 선회축과 같은 축상에서 또한 상기 제1 사이클론통(11)의 내측에 설치됨으로써 상기 제1 사이클론통(11)보다 작은 직경의 제2 사이클론통(12)을 가져 이루어지는 제2 사이클론 기구를 갖는 내외(內外)２중 구성이다.

한편, 도 1 중에 표시하는 화살표는 실선+실선의 양편에 파선의 화살표가 슬러지 분리 전의 고체 액체 혼합물의 흐름, 실선+실선의 양편에 점선의 화살표가 비중이나 입자가 큰 슬러지가 분리 제거된 고체 액체 혼합물의 흐름, 실선의 화살표가 비중이나 입자가 작은 슬러지가 분리 제거된 액체의 흐름, 파선의 화살표가 비중이나 입자가 큰 슬러지의 흐름, 점선의 화살표가 비중이나 입자가 작은 슬러지의 흐름을 각각 나타낸다.

우선, 제1 사이클론 기구는 슬러지를 포함하는 액체(고체 액체 혼합물)를 장치의 외부로부터 배관(13)을 통하여 제1 사이클론통(11) 안에 도입한다. 도입된 액체는 제1 사이클론통(11)의 내주벽(11A)을 따라 선회시킴으로써 제1 사이클론 분리가 행하여져, 액체 중의 비중이나 입자가 큰 슬러지는 이 단계에서 분리 처리된다.

제1 사이클론통(11) 안에서의 선회류에 의한 제1 사이클론 분리에 의해 분리된 슬러지는 그 제1 사이클론통(11)의 아래쪽에 설치된 제1 슬러지 저류조(14) 안으로 낙하해서 저류하게 된다.

제1 사이클론 기구1의 제1 사이클론통(11) 안에서 제1 사이클론 분리가 끝난 액체는 다음으로, 제2 사이클론 기구의 제2 사이클론통(12) 안에 도입된다. 도입된 액체는 제2 사이클론통(12)의 내주벽(12A)을 따라 선회시킴으로써 제2 사이클론 분리가 행하여져, 상기 제1 사이클론 분리에서는, 분리할 수 없었던 비중이나 입자가 보다 작은 슬러지가 액체로 분리 처리된다.

제2 사이클론통(12) 안에서의 선회류에 의한 제2 사이클론 분리에 의해 분리된 슬러지는 그 제2 사이클론통(12)의 아래쪽에 설치된 제2 슬러지 저류조(15) 안으로 낙하해서 저류하게 된다. 제2 슬러지 저류조(15)는 슬러지를 저류함과 아울러 상기 제2 사이클론통(12)의 아래쪽을 밀폐가능하게 구성하는 것이다.

또한, 제1 사이클론 기구의 상부와 상기 제2 사이클론 기구의 상부는 도 4에 도시하는 바와 같이, 공기빼기 구멍(16)이 형성되어 연통되는 구성으로 되어 있는 것이 바람직하다. 이는, 장치 바깥의 공기가 고체 액체 혼합물의 도입과 함께 제1 사이클론 기구 내에 침입하여 버린 경우, 침입한 공기가 제1 사이클론통(11)의 상부에 점차적으로 모이고, 이 모여진 공기량이 많아지면 사이클론 분리가 기능하지 않게 될 우려가 있지만, 공기빼기 구멍(16)에 의해 제1 사이클론 기구의 상부와 제2 사이클론 기구의 상부를 연통함으로써, 제1 사이클론 기구 내에 침입한 공기는 그 공기빼기 구멍(16)을 통하여 제2 사이클론통(12)의 상부로 진행된 후, 그 제2 사이클론통(12)의 상부로부터 자흡식 액체펌프(21)에 흡인되어 외부로 신속하게 배출되게 된다. 따라서, 외부의 공기가 분리부(1) 안에 억지로 들어가버린 경우라도 사이클론 분리의 효율저하를 방지할 수 있다. 한편, 도 4에서는, 침입한 공기의 흐름을 긴 파선으로 나타내고 있다.

분리부(1)의 제1 사이클론 기구와 제2 사이클론 기구에 의한 2단계의 사이클론 분리에 의해 액체에 포함되는 슬러지의 대부분이 분리 처리된 후, 분리 처리가 끝난 액체는 제2 사이클론 기구의 위쪽으로부터 분리부(1)의 하류측에 배관(22)을 통하여 접속된 펌프부(2)로 송액된다. 장치에의 액체의 도입, 분리부(1)에서의 사이클론 분리는 물론, 분리부(1)로부터 펌프부(2)에의 도입이라고 하는 각 송액은 펌프부(2)의 자흡식 액체펌프(21)에 흡인됨으로써 행하여진다. 그 자흡식 액체펌프(21)에 흡인된 액체는 펌프부(2)를 통과한 후, 계(系) 바깥 또는 원래의 액조(液槽)로 송액됨으로써 1회의 처리가 종료된다. 한편, 도면 중에 나타내는 부호 23은 자흡식 액체펌프(21)를 구동하기 위한 모터이다.

본 발명의 분리부(1)에 채용되는 사이클론 기구는 접속한 자흡식 액체펌프(21)의 흡액력(吸液力)에 의해 장치 내에 액체가 도입되어 분리 처리된 후에 장치 본체 바깥으로 도출되는 사이클론 기구 자체에 구동부를 갖고 있지 않는 구성의 것이고, 고체 액체 혼합물 분리를 행하는 공지의 사이클론 기구 중, 제1 사이클론 기구와 제2 사이클론 기구와를 갖는 2단계 분리를 행하는 소위 더블(double) 사이클론 기구이고, 또한 상기한 바와 같이 사이클론 분리 시의 선회축이 같은 축상에서 또한 선회 직경이 다른 사이클론통이 내외２중으로 설치된 내외２중 구성의 형태를 채용하는 것이다. 한편, 제1 사이클론통(11)(및 그 내벽부)의 형상으로서는, 본 실시예에 나타내는 바와 같이, 아래쪽이 오므라든 막자사발 형상(역원추 형상)으로서도 좋지만, 후술하는 제2 실시예(도 7 및 도 8 참조)의 제1 사이클론통(11)(및 그 내벽부)과 같이 위쪽으로부터 아래쪽이 거의 같은 직경의 원통 형상으로서도 좋다. 한편 또, 제2 사이클론통(12)에 대해서도 마찬가지로 원통 형상으로 할 수도 있다.

본 발명이 채용하는 내외２중 구성의 사이클론 기구에 따르면, 2개의 사이클론 기구를 병렬로 접속한 형태의 것이나 상하 2단계로 접속한 형태의 것에 비해 컴팩트한 구성으로 하는 것이 가능하다.

사이클론 분리한 슬러지를 저류하는 슬러지 저류조는 본 실시예에 나타내는 바와 같이, 제1 사이클론통(11)의 아래쪽에 제1 사이클론 분리에 의해 분리 낙하하는 슬러지를 저류하는 제1 슬러지 저류조(14)를 설치하고, 제2 사이클론(12)의 아래쪽에 제2 사이클론 분리에 의해 분리 낙하하는 슬러지를 저류하는 제2 슬러지 저류조(15)를 설치하는 2조(槽) 구성으로 되어 있다.

또한 본 실시예에 도시하는 바와 같이, 제2 슬러지 저류조(15)가 제1 슬러지 저류조(14)의 위쪽에 설치됨과 아울러, 그 제2 슬러지 저류조(15)의 저부가 개방 가능하고, 그 저부의 개방에 의해 그 제2 슬러지 저류조(15) 안의 슬러지를 상기 제1 슬러지 저류조(14)에 낙하시키는 것이 가능한 구성인 것이 바람직하다.

제2 슬러지 저류조(15)의 저부를 개폐하는 구체적 구성으로서는, 그 저부를 개폐가능한 밸브와 같은 부재를 설치하는 것이며, 도 1∼도 3에 나타내는 본 실시예에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상하 이동에 의해 폐쇄 {도 5(A) 참조}/개방 {도 5(B) 참조}가능한 구성의 플로트 밸브(17)를 채용하고 있다. 본 구성에 따르면, 플로트 밸브(17)가 내려감으로써 제2 슬러지 저류조(15)의 저부가 개방되면, 제2 슬러지 저류조(15) 안에 퇴적하여 있던 슬러지는 슬러지 배출구멍(15A)을 통해 배출되어 낙하하여, 아래쪽에 설치되어 있는 제1 슬러지 저류조(14)에 저류한다. 본 구성의 경우, 플로트 밸브(17)의 상면을 도 5에 나타내는 것 같이 원추형(원뿔형)으로 함으로써 슬러지 배출구멍(15A)으로부터 슬러지를 원활하게 배출할 수 있다.

또한, 그 플로트 밸브(17)는 도 5에 나타내는 상하 이동에 의한 개폐 구성에 한정되지 않고, 도 6에 도시하는 바와 같이, 추축(17A)을 지점으로 폐쇄 {도 6(A) 참조}/개방 {도 6(B) 참조}가능한 구성으로 할 수도 있다. 본 구성에 따르면, 플로트 밸브(17)가 추축(17A)을 지점으로 아래쪽으로 회동함으로써 제2 슬러지 저류조(15)의 저부가 개방되면, 제2 슬러지 저류조(15) 안에 퇴적하여 있던 슬러지는 아래쪽으로 낙하하여, 아래쪽에 설치되어 있는 제1 슬러지 저류조(14)에 저류된다.

도 5 및 도 6에 있어서, 부호 18은 제2 슬러지 저류조(15)의 저부를 플로트 밸브(17)에 의해 폐쇄하였을 때에, 저부를 밀폐하여 제2 사이클론통(12) 안의 부압(負壓)을 유지하기 위한 씰(seal)부이며, 그 씰(18)에 의한 밀폐에 의해 제2 사이클론 기구에 의한 제2 사이클론 분리의 효율 저하를 방지할 수 있다. 그 씰부(18)은 합성 또는 천연 고무나 실리콘과 같은 탄성재료로 형성되는 것이 바람직하다.

제2 슬러지 저류조(15) 저부는, 펌프부(2)의 자흡식 액체펌프(21) 운전시는 제2 사이클론 기구 안이 부압으로 되어 있기 때문에 상기 플로트 밸브(17)에 의해 상기 저부는 밀폐 상태로 폐쇄되어 있지만, 예를 들면, 하기 (1) 또는 (2)에 나타내는 구성의 경우에 폐쇄가 해제되어 개방하게 된다.

(1) 제2 슬러지 저류조(15)의 저부에는, 자흡식 액체펌프(21)의 흡인력 및/또는 부력에 의해 그 저부를 개폐하는 플로트 밸브(17)가 설치되어 있고, 상기 자흡식 액체펌프(21) 정지시인 분리 처리 정지시에 상기 플로트 밸브(17) 위에 저류하는 슬러지의 중량이 상기 자흡식 액체펌프(21) 정지에 의해 저하하는 흡인력과 상기 플로트 밸브(17)의 부력과의 합보다 크게 되었을 때에 상기 플로트 밸브(17)에 의한 상기 저부의 폐쇄가 개방되는 구성.

즉, 자흡식 액체펌프(21) 운전 중은, 제2 사이클론 기구 안은 부압상태로 되어 있기 때문에 플로트 밸브(17) 위에 저류하고 있는 슬러지의 중량이 그 플로트 밸브(17)의 부력보다 크더라도 그 플로트 밸브(17)에 의한 폐쇄는 유지되지만, 자흡식 액체펌프(21) 정지에 의해 제2 사이클론 기구 안이 부압상태로는 되지 않으면 플로트 밸브(17)는 슬러지의 중량에 의해 내려가는(가라앉는) 것으로 되어, 상기 저부를 개방하게 된다.

(2) 제2 슬러지 저류조(15)의 저부에는, 자흡식 액체펌프(21)의 흡인력 및/또는 부력에 의해 그 저부를 개폐하는 플로트 밸브(17)가 설치되어 있고, 상기 자흡식 액체펌프(21) 정지시 및/또는 공기 흡입 시에 장치 내의 고체 액체 혼합물의 액면이 상기 플로트 밸브(17)의 위치보다 저하하였을 때에 상기 플로트 밸브(17)에 의한 상기 저부의 폐쇄가 개방되는 구성.

즉, 자흡식 액체펌프(21) 운전 중은, 제2 사이클론 기구 안은 부압상태로 되어 있기 때문에 플로트 밸브(17) 위에 저류하고 있는 슬러지의 중량이 그 플로트 밸브(17)의 부력보다 크더라도 그 플로트 밸브(17)에 의한 폐쇄는 유지되지만, 자흡식 액체펌프(21)가 정지한 경우나 운전 중이어도 장치 내에 공기를 받아들이는 것에 의해 제2 사이클론 기구 안이 부압상태로 되지 않음과 아울러 장치 내의 액면이 상기 저부의 위치보다 내려감으로써 플로트 밸브(17)는 내려가는(가라앉는) 것으로 되어, 상기 저부를 개방하게 된다.

한편, 제2 슬러지 저류조(15)의 저부의 개폐 구성은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 분리 처리시는 상시 폐쇄 상태로 고정하고, 분리 처리 정지시에 분리부(1)의 외부로부터 제2 슬러지 저류조(15)에 접근(access)해서 상기 저부를 기계적 수단에 의해 개방함으로써 슬러지를 폐기하는 구성으로서도 좋고, 혹은 제2 슬러지 저류조(15) 자체를 제거 가능한 구성으로 하여 그 제2 슬러지 저류조(15) 을 분리부(1)의 외부로 취출한 후에 내부의 슬러지를 폐기하는 구성으로 하여도 좋다.

제1 슬러지 저류조(14) 안에는, 분리하는 슬러지의 성상(性狀)에 따라 버그 필터(19)를 설치할 수 있다. 즉, 슬러지가 점성이 낮은 것인 경우에는, 버그 필터(19)에 의해 저류한 슬러지의 탈수·고형화가 용이하게 되므로 폐기 효율이 높아진다. 반대로, 슬러지가 점성이 높은 것인 경우에는, 필터 막힘이 생기기 쉬워지므로 버그 필터(19)는 불필요하다.

본 발명의 펌프부(2)에 채용되는 자흡식 액체펌프(21)로서는, 자흡식 구성의 액체펌프이면 좋고, 적용하는 고체 액체 혼합물 분리의 처리량에 따른 송액 성능을 갖는 것을 특별한 제한 없이 이용할 수 있다.

다음으로, 도 7 및 도 8에 기초하여 본 발명의 제2 실시예에 대해서 설명한다.

본 제2 실시예는 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 전술한 컴팩트 구성의 제1 실시예와는 달리 대량의 고체 액체 혼합물 분리 처리를 행하는 경우에 적합한 구성, 즉, 제1 슬러지 저류조(14)를 대형 구성으로 한 형태로 되어 있고, 그 제1 슬러지 저류조(14)가 저류하는 슬러지량이 가득 찼는지 아닌지를 검지할 수 있고, 가득 찼을 경우에는, 슬러지 폐기 상태로 하는 것이 가능한 형태로 되어 있다.

한편, 본 제2 실시예에 있어서, 분리부(1)에서 작용하는 사이클론 분리 처리, 펌프부(2)에서 작용하는 흡액처리에 대해서는 전술한 제1 실시예와 기본적으로 같기 때문 사이클론 분리 처리에 관한 설명은 생략한다. 한편 또, 펌프부(2)에 대해서는 도시를 생략한다.

이하, 제1 슬러지 저류조(14)에 저류하는 슬러지의 검지 구성, 및 슬러지가 가득 찼을 때의 폐기 구성에 대해서 설명한다.

본 발명의 장치의 분리부(1)에는, 제1 슬러지 저류조(14) 안에 저류하는 슬러지량을 검지하는 검지수단(4)이 설치되어 있고, 그 검지수단(4)에 의해 슬러지량의 검지가 행하여진다.

검지수단(4)은, 상기 제1 슬러지 저류조(14) 안에 연신 가능하게 접속하여 그 제1 슬러지 저류조(14) 안의 상부의 액체를 취출하는 취출관(41)과,

그 취출관(41)에 접속되어, 내부를 통과하는 액체의 상태를 눈으로 볼 수 있는 투명부분을 갖는 확인부(42)와,

그 확인부(42)와 상기 제1 사이클론 기구 또는 상기 제2 사이클론 기구(본 제2 실시예에서는, 제2 사이클론 기구의 제2 사이클론통(12))를 접속하고, 상기 제1 슬러지 저류조(14)로부터 취출한 액체를 상기 제1 사이클론 기구 안 또는 제2 사이클론 기구 안(본 제2 실시예에서는, 제2 사이클론통(12) 안)으로 복귀시키는 복귀관(43)을 갖는 구성이다.

또한, 검지수단(4)의 확인부(42)와 상기 펌프부(2)의 자흡식 액체펌프(21)는 배출관(44)에 의해 접속되어 있다.

또한, 분리부(1) 안으로 흡기할 때에 이용되는 개폐 가능한 공기밸브(19)가 설치되어 있다.

제1 슬러지 저류조(14) 안의 슬러지량의 검지를 행하기 위해서는, 우선, 도 7에 도시하는 바와 같이, 개폐밸브(43A)를 「개방」으로 함으로써 복귀관(43)을 통액이 가능한 상태로 한다. 이 조작에 의해, 제1 슬러지 저류조(14) 안의 상부의 액체, 즉, 저류하는 슬러지의 상면보다 위쪽에 위치하는 액체가 취출관(41)으로부터 흡인되어, 확인부(42)를 통해, 복귀관(43)을 통하고, 제2 사이클론통(12) 안으로 복귀되어, 제2 사이클론 분리되는, 즉, 원래의 사이클론 분리의 처리계로 복귀되게 된다. 이 검지수단(4)을 통과하는 액체는 확인부(42)의 투명부분을 통과할 때에 장치의 외부로부터 액체의 상태, 즉, 액체에 슬러지가 포함되어 있는지 아닌지를 육안으로 용이하게 판단하는 것이 가능하다.

확인부(42)를 통과하는 액체에 슬러지가 포함되어 있지 않은 경우는, 제1 슬러지 저류조(14)에 저류하는 슬러지의 상면은 아직 취출관(41)의 위치까지 모이지 않은 상태임을 나타낸다. 따라서, 사이클론 분리 처리를 계속할 수 있다. 한편, 사이클론 분리를 계속할 경우, 개폐밸브(43A)는 「개방」상태로 하여도 좋고, 다음 검지를 행할 때까지는 「폐쇄」상태로 하여도 좋다. 한편 또, 개폐밸브(43A)는 복귀관(43)의 경로상에 설치되는 구성에 한정되지 않고, 검지수단(4)의 액체경로상 중 어느 하나의 부위에 설치되어 있으면 좋다.

제1 슬러지 저류조(14)에 저류하는 슬러지의 양이 더 늘어나고, 그 슬러지의 상면이 취출관(41)의 위치(도 8의 일점쇄선으로 나타내는 위치)까지 모이면, 취출관(41)으로부터 액체와 함께 슬러지도 흡인되기 때문에, 확인부(42)를 통과하는 액체에 슬러지가 포함되어 있는 것을 육안으로 확인할 수 있다.

확인부(42)에서 슬러지를 육안으로 확인하면, 신속하게 사이클론 분리 처리를 정지한다. 사이클론 분리 처리의 정지는 펌프부(2)의 자흡식 액체펌프(21)의 운전을 정지해도 좋지만, 바람직하게는 그 자흡식 액체펌프(21)는 운전한 채의 상태로 사이클론 분리 처리를 정지하는 것이다.

사이클론 분리 처리의 정지는 도 8에 도시하는 바와 같이,

배관(13)의 개폐밸브(13A)를 「폐쇄」상태로 함으로써 고체 액체 혼합물의 장치 내에의 도입을 정지,

공기밸브(19)를 「개방」상태로 하여 외부의 공기를 장치 안으로 흡기,

배관(22)의 개폐밸브(22A)를 「폐쇄」상태로 하여 사이클론 분리된 액체의 펌프부(2)로의 송액을 정지,

검지수단(4)의 복귀관(43)의 개폐밸브(43A)를 「폐쇄」상태로 하여 검지수단으로부터의 사이클론 기구으로의 액체의 복귀를 정지,

배출관(44)의 개폐밸브(44A)를 「개방」상태로 하여 검지수단(4)의 취출관(41)과 확인부(42) 및 배출관(44)을 통하여 분리부(1) 안의 액체를 펌프부(2)의 자흡식 액체펌프(21)에 의해 장치 바깥으로 배출,

이라는 공정을 거침으로써 행하여진다.

한편, 상기 공정에 있어서는, 가득 찬 슬러지의 흡인을 방지하기 위해서 취출관(41)의 취출구 부분이 슬러지 상면으로부터 벗어나도록 그 취출관(41)을 도 7에 나타내는 위치에서부터 도 8에 나타내는 위치까지 상승시키는 것이 바람직하다.

상기 공정에 따르면, 사이클론 분리 처리를 정지할 뿐만 아니라, 분리부(1) 안이고 또한 제1 슬러지 저류조(14)에 저류하는 슬러지의 상면보다 위쪽에 있는 액체를 장치 바깥으로 배출할 수 있다. 이 액체의 배출에 의해, 제1 슬러지 저류조(14)에는, 액체의 잔존량이 적은 슬러지가 남게 되고, 효율적인 슬러지의 폐기가 가능하게 된다.

제1 슬러지 저류조(14) 안의 슬러지의 폐기는 그 제1 슬러지 저류조(14)를 분리부(1)로부터 제거하는 것에 의해 행하여진다.

제1 슬러지 저류조(14) 안에 저류한 슬러지는 상기한 바와 같은 공정에 의해 정기적으로 폐기하는 것 이외에, 그 제1 슬러지 저류조(14)의 저부를 원추콘(corn)형(型)으로 구성하고, 그 원추콘 형의 최하부에 2축 스크류를를 접속함으로써, 그 2축 스크류의 작동에 의해 저류한 슬러지를 상기 제1 슬러지 저류조(14)의 외부로 반송하여 폐기하는 구성으로 할 수도 있다.

1 : 분리부
11 : 제1 사이클론통
12 : 제2 사이클론통
13 : 배관
13A : 개폐밸브
14 : 제1 슬러지 저류조
14A : 버그 필터
15 : 제2 슬러지 저류조
15A : 슬러지 배출구멍
16 : 공기빼기 구멍
17 : 플로트 밸브
17A : 추축
18 : 씰부
19 : 공기밸브
2 : 펌프부
21 : 자흡식 액체펌프
22 : 배관
22A : 개폐밸브
23 : 모터
3 ; 대차
4 : 검지수단
41 : 취출관
42 : 확인부
43 : 복귀관
43A : 개폐밸브
44 : 배출관
44A : 개폐밸브

Claims

자흡식(自吸式) 액체펌프를 갖는 펌프부와, 그 펌프부의 자흡식 액체펌프 흡인력에 의해 외부로부터 사이클론통 안에 도입한 액체에 선회류(旋回流)를 생기게 함으로써 그 액체에 포함되는 슬러지를 사이클론 분리하는 분리부를 가져 구성되는 자흡식 고체 액체 혼합물분리장치에 있어서,
상기 펌프부의 상류측인 상기 자흡식 액체펌프의 흡인계에 상기 분리부가 직접 또는 간접적으로 접속되는 구성이고,
상기 분리부가,
외측에 설치된 제1 사이클론통을 가져 이루어지는 제1 사이클론 기구와, 그 제1 사이클론 기구에 연통(連通)되어, 그 제1 사이클론 기구의 선회축과 같은 축상에서 또한 상기 제1 사이클론통의 내측에 설치됨으로써 상기 제1 사이클론통보다 작은 직경의 제2 사이클론통을 가져 이루어지는 제2 사이클론 기구를 갖는 내외２중 구성이고,
상기 제1 사이클론 기구는 상기 액체를 외부로부터 제1 사이클론통 안에 도입하고, 그 제1 사이클론통의 내주벽을 따라 선회함으로써 제1 사이클론 분리를 행하는 구성이고,
상기 제2 사이클론 기구는 상기 제1 사이클론 기구에 의해 제1 사이클론 분리된 액체를 제2 사이클론통 안에 도입하여 그 제2 사이클론통의 내주벽을 따라 선회시킴으로써 제2 사이클론 분리를 행하는 구성이고,
상기 제1 사이클론 기구와 제2 사이클론 기구의 아래쪽에는, 그 제1 사이클론 기구 및/또는 제2 사이클론 기구에 의해 사이클론 분리되는 슬러지를 저류하는 슬러지 저류조(貯留槽)가 설치되는 구성이고,
상기 저류조가 상기 제1 사이클론 기구의 아래쪽에 설치되어 그 제1 사이클론 기구에 의해 사이클론 분리되는 슬러지를 저류하는 제1 슬러지 저류조와, 상기 제2 사이클론 기구의 아래쪽에 설치되어 그 제2 사이클론 기구에 의해 사이클론 분리되는 슬러지를 저류함과 아울러 상기 제2 사이클론통의 아래쪽을 밀폐 가능한 제2 슬러지 저류조를 가져 이루어지는 2조(槽) 구성이고,
상기 제2 슬러지 저류조가 상기 제1 슬러지 저류조의 위쪽에 설치됨과 아울러, 그 제2 슬러지 저류조의 저부(底部)가 개방 가능하고, 그 저부의 개방에 의해 그 제2 슬러지 저류조 안의 슬러지를 상기 제1 슬러지 저류조 안으로 낙하시키는 구성인 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치에 있어서,
상기 제2 슬러지 저류조의 저부에는, 상기 펌프부의 자흡식 액체펌프의 흡인력 및/또는 부력(浮力)에 의해 그 저부를 개폐하는 플로트 밸브가 설치되어 있고, 그 플로트 밸브가 하기 (1) 또는 (2)의 구성인 것을 특징으로 하는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치.
<플로트 밸브의 구성>
(1) 상기 자흡식 액체펌프 정지시인 분리 처리 정지시에 상기 플로트 밸브 위에 저류하는 슬러지의 중량이 상기 자흡식 액체펌프 정지에 의해 저하하는 흡인력과 상기 플로트 밸브의 부력과의 합보다 크게 되었을 때에 상기 플로트 밸브에 의한 상기 저부의 폐쇄가 개방되는 구성
(2) 상기 자흡식 액체펌프 정지시 및/또는 공기 취입시에 장치 본체 내의 고체 액체 혼합물의 액면이 상기 저부의 위치보다 저하하였을 때에 상기 플로트 밸브에 의한 상기 저부의 폐쇄가 개방되는 구성
제1항에 있어서,
상기 제1 사이클론 기구의 상부와 상기 제2 사이클론 기구의 상부를 연통하는 공기빼기 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 분리부에는, 제1 슬러지 저류조 안에 저류하는 슬러지량을 검지하는 검지수단이, 상기 제1 사이클론 기구 및 상기 제2 사이클론 기구와 상기 제1 슬러지 저류의 외측으로서 또한 상기 제1 사이클론 기구의 제1 사이클론통 또는 상기 제2 사이클론 기구의 제2 사이클론통 중 어느 하나와 상기 제1 슬러지 저류조를 접속하는 접속배관 경로상에 설치되어 있고,
그 검지수단이,
상기 제1 슬러지 저류조 안에 연신(延伸) 가능하게 접속하여 그 제1 슬러지 저류조 안의 상부의 액체를 취출하는 상기 접속배관의 일부인 취출관과,
그 취출관에 접속되어, 내부를 통과하는 액체의 상태를 눈으로 볼 수 있는 투명부분을 갖는 확인부와,
그 확인부와 상기 제1 사이클론통 또는 상기 제2 사이클론통을 접속하여, 상기 제1 슬러지 저류조로부터 취출한 액체를 상기 제1 사이클론통 안 또는 제2 사이클론통 안으로 복귀시키는 상기 접속배관의 다른 일부인 복귀관을 갖는 구성인 것을 특징으로 하는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치.
제3항에 있어서,
상기 검지수단의 액체경로상 중 어느 하나의 부위에, 그 검지수단 내에의 통액(通液)을 제어하는 개폐밸브가 설치되는 구성인 것을 특징으로 하는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 검지수단의 확인부와 상기 펌프부의 자흡식 액체펌프와를 접속하는 배출관을 갖고,
상기 검지수단의 확인부를 통과하는 액체에 슬러지가 확인되었을 때에, 분리부의 외부로부터의 고체 액체 혼합물의 도입을 정지함과 아울러 그 분리부 내로 흡기하고, 그 분리부 안으로서 또한 상기 제1 슬러지 저류조에 저류하는 슬러지의 상면으로부터 위쪽에 있는 액체를 상기 검지수단 및 배출관을 통하여 상기 자흡식 액체펌프에 의해 배출함으로써, 상기 제1 슬러지 저류조 안의 슬러지를 폐기할 수 있는 상태로 하는 것이 가능하게 되는 구성인 것을 특징으로 하는 자흡식 고체 액체 혼합물 분리장치.