WO2022249829A1 - 分離装置及び分離システム - Google Patents

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WO2022249829A1
WO2022249829A1 PCT/JP2022/018662 JP2022018662W WO2022249829A1 WO 2022249829 A1 WO2022249829 A1 WO 2022249829A1 JP 2022018662 W JP2022018662 W JP 2022018662W WO 2022249829 A1 WO2022249829 A1 WO 2022249829A1
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WO
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cylindrical portion
fluid
separation device
tubular portion
axial direction
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PCT/JP2022/018662
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English (en)
French (fr)
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将大 鶴居
將有 鎌倉
嘉城 早崎
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B5/00Other centrifuges
    • B04B5/12Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/005Processes using a programmable logic controller [PLC]

Definitions

  • the present disclosure relates generally to separation devices and separation systems, and more particularly to a separation device for separating solids contained in a fluid from a fluid, and a separation system comprising the same.
  • Patent Document 1 chemical injection for injecting chemicals such as flocculants into raw sludge used for efficiently recovering solids when raw sludge is solid-liquid separated at sewage treatment plants or sewage treatment plants A centrifuge with the device is disclosed.
  • An object of the present disclosure is to provide a separation device and a separation system capable of improving the separation performance of separating solids contained in a fluid from the fluid.
  • a separation device includes a bottomed casing, a rotating body, and blades.
  • the casing includes an outer tubular portion and an inner tubular portion arranged inside the outer tubular portion.
  • the rotating body is arranged inside the inner cylindrical portion and is rotatable about a rotation axis along the axial direction of the inner cylindrical portion.
  • the blades are arranged between the inner cylindrical portion and the rotating body, and rotate together with the rotating body.
  • the inner tubular portion has an inner inlet that communicates the inside and the outside of the inner tubular portion, and an inner tubular portion that allows the inside and the outside of the inner tubular portion to communicate with each other. a discharge port for discharging contained solids between the inner cylinder portion and the outer cylinder portion.
  • the outer cylinder part communicates the inside and the outside of the outer cylinder part, and causes the fluid that has flowed out from the inside of the inner cylinder part and flowed into the inside of the outer cylinder part to flow out of the outer cylinder part.
  • a fluid outlet a solid discharge section that is separated from the fluid outlet in the axial direction and discharges the solid discharged from the discharge port of the inner cylindrical section to the outside of the outer cylindrical section.
  • a separation system includes the separation device and a drive device.
  • the driving device rotationally drives the rotating body.
  • the separation device and separation system of the present disclosure can improve the separation performance of separating solids contained in a fluid from the fluid.
  • FIG. 1 is a perspective view of a separation device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a see-through perspective view of the same separation device.
  • FIG. 3 is a partially broken side view of the separation device of the same.
  • FIG. 4 is a perspective view of a main part of the separating device same as the above.
  • FIG. 5 is a perspective view of another essential part of the separating device;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to a cross-section of the inner cylindrical portion taken along line VI--VI in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the same separation device, corresponding to the VII-VII line cross-section of FIG.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a separation system including the same separation device.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a separation system including the same separation device.
  • FIG. 9 is a diagram showing simulation results of the separation performance of the same separation apparatus.
  • 10 is a see-through perspective view of a separation device according to Modification 1.
  • FIG. 11 is a perspective view of a main part of the separating device same as the above.
  • FIG. 12 is a perspective view of another essential part of the separating device;
  • FIG. 1 is a perspective view of a separation device 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a see-through perspective view of the separation device 1.
  • FIG. FIG. 3 is a partially broken side view of the separation device 1.
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view of the main part of the separation device 1.
  • FIG. FIG. 5 is a perspective view of another essential part of the separation device 1.
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the separating device 1 corresponding to a cross section taken along the line VI--VI in FIG.
  • FIG. 7 shows the separation device 1 and is a sectional view corresponding to the VII-VII line section of FIG.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a separation system 10 including the separation device 1. As shown in FIG.
  • the separation device 1 is a device that separates solids contained in a fluid from the fluid.
  • the fluid is a liquid, more particularly water.
  • the solids to be separated by the separation device 1 are impurities (particles, etc.) contained in water.
  • the separation device 1 is provided, for example, in the middle of a tubular conduit (duct) for supplying water such as domestic water, and separates solids 90 (see FIG. 1) such as impurities contained in the fluid (water) from the fluid. To separate.
  • the separation device 1 may be used to separate impurities (solids 90) contained in gray water after it has been used as domestic water.
  • the separation device 1 includes a casing 2, a rotating body 3, and blades 4.
  • the casing 2 includes an outer tubular portion 5 and an inner tubular portion 6. As shown in FIGS. At least a portion (entirely in this embodiment) of the inner tubular portion 6 is arranged inside the outer tubular portion 5 .
  • the rotating body 3 is arranged inside the inner cylindrical portion 6 .
  • the rotating body 3 is rotatable around the rotation axis.
  • the axial direction of the rotating shaft is along the axial direction D1 of the inner cylindrical portion 6 (see FIG. 4).
  • the blades 4 are arranged between the inner cylindrical portion 6 and the rotor 3 . The blades 4 rotate together with the rotating body 3 .
  • the inner tubular portion 6 has an inner inlet 61 and an outlet 63 .
  • the inner inlet 61 connects the inner space of the inner tubular portion 6 and the outer space of the inner tubular portion 6 .
  • the inner inlet port 61 allows communication between the inside and the outside of the inner cylindrical portion 6 .
  • the inner inlet 61 is a hole for allowing fluid (here, water) to flow from the outside to the inside of the inner tubular portion 6 .
  • the discharge port 63 connects the inner space of the inner tubular portion 6 and the outer space of the inner tubular portion 6 .
  • the discharge port 63 allows communication between the inside and the outside of the inner tubular portion 6 .
  • the discharge port 63 removes solids 90 (impurities) contained in the fluid (water) that has flowed into the inner cylindrical portion 6 into the space between the inner cylindrical portion 6 and the outer cylindrical portion 5 (recovery space 26; FIG. 1, Figure 3) is a hole for discharging.
  • the outer cylinder part 5 has a fluid outlet 52 .
  • the fluid outlet 52 connects the inner space of the outer cylinder portion 5 and the outer space of the outer cylinder portion 5 .
  • the fluid outflow port 52 allows communication between the inside and the outside of the outer cylindrical portion 5 .
  • the fluid outflow port 52 allows the inside and outside of the casing 2 to communicate with each other.
  • the fluid outflow port 52 is a hole for allowing the fluid (water) that has flowed out from the inside of the inner cylinder portion 6 and flowed into the inside of the outer cylinder portion 5 to flow out of the outer cylinder portion 5 .
  • the outer cylinder part 5 further includes a fluid inlet 51 .
  • the fluid inlet 51 connects the inner space of the outer cylinder portion 5 and the outer space of the outer cylinder portion 5 .
  • the fluid inlet 51 allows communication between the inside and the outside of the outer cylindrical portion 5 .
  • the fluid inlet 51 allows the inside and outside of the casing 2 to communicate with each other.
  • the fluid inlet 51 is a hole for allowing fluid to flow from the outside to the inside of the outer cylindrical portion 5 .
  • the inner tubular portion 6 is arranged inside the outer tubular portion 5 such that the inner inlet 61 is connected to the fluid inlet 51 of the outer tubular portion 5 . Therefore, the fluid that has flowed into the outer tubular portion 5 from the fluid inlet 51 flows into the inner tubular portion 6 through the inner inlet 61 .
  • the separation device 1 generates a fluid flow (water flow) that swirls inside the inner cylindrical portion 6 when the rotating body 3 rotates. As a result, the separation device 1 generates a swirling fluid flow within the casing 2 when the rotating body 3 rotates.
  • the separation device 1 can allow the fluid (water) that has flowed into the casing 2 from the upstream side to flow downstream while spirally rotating around the rotating body 3 .
  • the "upstream side” here means the upstream side (primary side) when viewed in the direction of fluid flow.
  • downstream side means the downstream side (secondary side) when viewed in the direction of fluid flow.
  • the separation device 1 is used in a state in which the fluid outlet 52 of the outer cylindrical portion 5 is positioned above the fluid inlet 51 in the vertical direction. In this case, in the separation device 1 , the fluid that has flowed into the casing 2 from the fluid inlet 51 can be moved upward while spirally rotating around the rotating body 3 and flowed to the fluid outlet 52 .
  • the outer cylinder part 5 further includes a solid discharge part 53.
  • the solid discharge portion 53 is a hole for discharging the solid 90 discharged from the discharge port 63 of the inner cylinder portion 6 to the outside of the outer cylinder portion 5 .
  • the solid discharge portion 53 connects the inner space of the outer cylinder portion 5 and the outer space of the outer cylinder portion 5 .
  • the solid discharge portion 53 allows communication between the inside and the outside of the outer cylindrical portion 5 .
  • the solid discharging part 53 allows the inside and outside of the casing 2 to communicate with each other.
  • the solid discharge portion 53 is separated from the fluid outlet 52 in the axial direction D2 of the outer cylinder portion 5 .
  • the separation device 1 In the separation device 1 , at least part of the solids 90 (impurities) contained in the fluid (water) that has flowed into the inner cylindrical portion 6 from the fluid inlet 51 through the inner inlet 61 flows from the outlet 63 to the inside. It is discharged between the cylindrical portion 6 and the outer cylindrical portion 5 (recovery space 26). In the separation device 1, the solids 90 discharged between the inner cylinder part 6 and the outer cylinder part 5 (recovery space 26) are discharged from the solids discharge part 53 to the outside of the outer cylinder part 5 (outside of the casing 2). can be discharged.
  • centrifugal force can be applied to the solids 90 contained in the fluid inside the inner tubular portion 6.
  • centrifugal force can be applied to the solids 90 contained in the fluid inside the inner tubular portion 6.
  • the separation system 10 includes a separation device 1 and a drive device 11, as shown in FIG.
  • the driving device 11 drives the rotor 3 to rotate.
  • the driving device 11 rotates the rotating body 3 around the rotating shaft.
  • the driving device 11 includes, for example, a motor.
  • the separation device 1 includes the casing 2 , the rotor 3 , and the blades 4 .
  • the casing 2 includes an outer tubular portion 5 and an inner tubular portion 6 .
  • the inner tubular portion 6 is entirely disposed within the outer tubular portion 5 .
  • the separation device 1 further includes an inflow cylinder portion 21, an outflow cylinder portion 22, a discharge cylinder portion 23, and an opening/closing portion 7.
  • the material of the outer cylinder part 5 is, for example, metal.
  • the material of the outer tube portion 5 is not limited to this, and may be resin (for example, polyethylene resin).
  • the outer cylindrical portion 5 may include a metal portion made of metal and a resin portion made of resin.
  • a material used as a material for water pipes is appropriately used.
  • the outer cylindrical portion 5 has a circular inner peripheral shape.
  • the phrase "having a circular inner circumference” means that the shape along the inner circumference of the outer cylindrical portion 5 is circular.
  • the shape along the outer circumference of the outer cylindrical portion 5 is circular.
  • the outer cylinder part 5 has a first end 501 and a second end 502 in the axial direction D2.
  • the casing 2 includes a first outer bottom portion 58 that closes the opening of the first end 501 of the outer cylinder portion 5 and a second outer bottom portion 58 that closes the opening of the second end 502 of the outer cylinder portion 5 . and an outer bottom 59 .
  • the outer cylindrical portion 5 , the first outer bottom portion 58 and the second outer bottom portion 59 form a bottomed cylindrical member with both ends closed.
  • the outer shell of the casing 2 is composed of the outer cylindrical portion 5 , the first outer bottom portion 58 and the second outer bottom portion 59 .
  • the separation device 1 is used with the axial direction D2 of the outer cylindrical portion 5 along the vertical direction, the first end 501 facing downward, and the second end 502 facing upward.
  • the vertical upper side may be referred to as “upper”
  • the vertical lower side may be referred to as “lower”.
  • the outer cylindrical portion 5 integrally has a first cylindrical portion 503, an enlarged diameter portion 504, and a second cylindrical portion 505.
  • the first cylindrical portion 503 , the enlarged diameter portion 504 , and the second cylindrical portion 505 are arranged in this order from the first end 501 toward the second end 502 in the axial direction D ⁇ b>2 of the outer cylindrical portion 5 . That is, the first cylindrical portion 503, the enlarged diameter portion 504, and the second cylindrical portion 505 are arranged in this order from bottom to top.
  • the inner and outer diameters of the first cylindrical portion 503 are constant over the entire length of the first cylindrical portion 503 in the axial direction D2 of the outer cylindrical portion 5 .
  • the inner and outer diameters of the second cylindrical portion 505 are constant over the entire length of the second cylindrical portion 505 in the axial direction D2 of the outer cylindrical portion 5 .
  • the inner diameter of the second cylindrical portion 505 is greater than the inner diameter of the first cylindrical portion 503
  • the outer diameter of the second cylindrical portion 505 is greater than the outer diameter of the first cylindrical portion 503 .
  • the inner diameter of the second cylindrical portion 505 is, for example, about 20 cm. However, the inner diameter of the second cylindrical portion 505 is not limited to this, and the inner diameter of the second cylindrical portion 505 is appropriately set according to the type of fluid, the type of the solid 90 to be separated, the desired separation performance, and the like.
  • the enlarged diameter portion 504 is located between the first cylindrical portion 503 and the second cylindrical portion 505 and connects the first cylindrical portion 503 and the second cylindrical portion 505 .
  • the opening area gradually increases from the end portion on the first end 501 side toward the end portion on the second end 502 side in the axial direction D ⁇ b>2 of the outer cylinder portion 5 .
  • the opening at the lower end of the first cylindrical portion 503 is closed by the first outer bottom portion 58 .
  • the upper end of the first cylindrical portion 503 is connected to the lower end of the enlarged diameter portion 504 .
  • the upper end of the enlarged diameter portion 504 is connected to the lower end of the second cylindrical portion 505 .
  • the opening at the upper end of the second cylindrical portion 505 is closed by the second outer bottom portion 59 .
  • the length in the axial direction D1 of the portion where the enlarged diameter portion 504 and the second cylindrical portion 505 are combined is about 50 cm.
  • the length of the purifying section is not limited to this, and the length of the purifying section is appropriately set according to the type of fluid, the type of solid 90 to be separated, desired separation performance, and the like.
  • the fluid inlet 51 communicates the inside and the outside of the outer cylinder part 5 between the first end 501 and the second end 502 of the outer cylinder part 5 .
  • a fluid inlet 51 is formed in the first cylindrical portion 503 .
  • the fluid inlet 51 is formed near the first outer bottom portion 58 along one direction that intersects with the axial direction D2 of the outer cylindrical portion 5 . In other words, the fluid inlet 51 is open to the side of the outer cylindrical portion 5 .
  • the fluid outlet port 52 is separated from the fluid inlet port 51 in the axial direction D ⁇ b>2 of the outer cylinder portion 5 , and the outer cylinder portion 5 is positioned between the first end 501 and the second end 502 of the outer cylinder portion 5 .
  • the inside and outside of the part 5 are communicated.
  • a fluid outlet 52 is formed in the second cylindrical portion 505 .
  • the fluid outlet 52 is formed near the second outer bottom portion 59 along one direction intersecting the axial direction D2 of the outer cylinder portion 5 . In other words, the fluid outflow port 52 is open to the side of the outer tube portion 5 .
  • the inflow tubular portion 21 is connected to the periphery of the fluid inflow port 51 on the outer peripheral surface 57 of the outer tubular portion 5, for example.
  • the inflow tubular portion 21 is a member for allowing the fluid to flow into the outer tubular portion 5 . That is, the inflow tubular portion 21 guides the fluid from the outside to the inside of the casing 2 .
  • the inflow tubular portion 21 has an internal space communicating with the fluid inflow port 51 and protrudes from the outer peripheral surface 57 of the outer tubular portion 5 .
  • the inflow cylinder part 21 is square cylinder shape.
  • the opening on the side opposite to the fluid inflow port 51 side is rectangular with respect to the part protruding from the outer peripheral surface 57 of the outer cylinder part 5 .
  • the inflow tubular portion 21 protrudes in a direction along one tangential line of the inner peripheral surface 56 of the outer tubular portion 5 when viewed from the axial direction D2 of the outer tubular portion 5 (see FIG. 6).
  • the outflow cylinder part 22 is connected to the periphery of the fluid outflow port 52 on the outer peripheral surface 57 of the outer cylinder part 5, for example.
  • the outflow cylinder part 22 is a member for supplying the fluid from which the solids 90 have been separated to the outside of the outer cylinder part 5 .
  • the outflow cylinder portion 22 has an internal space communicating with the fluid outflow port 52 and protrudes from the outer peripheral surface 57 of the outer cylinder portion 5 .
  • the outflow cylinder part 22 is rectangular cylinder-shaped. In the outflow tubular portion 22 , the opening on the side opposite to the fluid outflow port 52 is rectangular with respect to the portion protruding from the outer peripheral surface 57 of the outer tubular portion 5 .
  • the outflow tube portion 22 protrudes in a direction along one tangential line of the inner peripheral surface 56 of the outer tube portion 5 when viewed from the axial direction D2 of the outer tube portion 5 (see FIG. 7). In one specific example, the outflow tubular portion 22 protrudes in a direction parallel to the protruding direction of the inflow tubular portion 21 when viewed from the axial direction D1.
  • the material of the inner cylindrical portion 6 is, for example, metal. However, the material of the inner cylindrical portion 6 is not limited to this, and may be resin (for example, polyethylene resin). In addition, the inner cylindrical portion 6 may include a metal portion made of metal and a resin portion made of resin. The material of the inner tubular portion 6 may be the same as or different from the material of the outer tubular portion 5 . As the material of the inner cylindrical portion 6, for example, a material used as a material for water pipes is appropriately used.
  • the inner cylindrical portion 6 has a circular inner peripheral shape. "Having a circular inner circumference” means that the shape along the inner circumference of the inner cylindrical portion 6 is circular. The shape in the direction along the outer circumference of the inner cylindrical portion 6 is circular.
  • the axial direction D1 of the inner tubular portion 6 is along the axial direction D2 of the outer tubular portion 5 . That is, the inner tubular portion 6 is arranged inside the outer tubular portion 5 so that the axial direction D1 of the inner tubular portion 6 is aligned with the axial direction D2 of the outer tubular portion 5 . In one specific example, the axial direction D1 of the inner tubular portion 6 and the axial direction D2 of the outer tubular portion 5 are parallel to each other. More specifically, the inner tubular portion 6 is arranged coaxially with the outer tubular portion 5 . “Coaxially arranged with the outer cylinder part 5 ” means that the inner cylinder part 6 is arranged so that the axis of the outer cylinder part 5 is aligned with the axis of the inner cylinder part 6 .
  • the inner cylindrical portion 6 has a first end 601 and a second end 602 in the axial direction D1.
  • the inner diameter and the outer diameter of the inner tubular portion 6 are constant over the entire length of the inner tubular portion 6 in the axial direction D1.
  • the inner cylinder part 6 is cylindrical.
  • the outer diameter of the inner cylindrical portion 6 is approximately equal to the inner diameter of the first cylindrical portion 503 of the outer cylindrical portion 5 .
  • the outer diameter of the inner cylindrical portion 6 is smaller than the inner diameter of the second cylindrical portion 505 of the outer cylindrical portion 5 .
  • the length of the inner cylindrical portion 6 is longer than the length of the rotating body 3 in the axial direction D1 of the inner cylindrical portion 6 .
  • the length of the inner tubular portion 6 is shorter than the length of the outer tubular portion 5 in the axial direction D1 of the inner tubular portion 6 .
  • the casing 2 further includes an inner bottom portion 68 closing the opening of the first end 601 of the inner cylinder portion 6 .
  • the inner cylindrical portion 6 and the inner bottom portion 68 form a bottomed cylindrical member with one end open.
  • the opening at the second end 602 of the inner tubular portion 6 constitutes a discharge port 63 .
  • the discharge port 63 penetrates the inner cylindrical portion 6 in the axial direction D1.
  • the inner tubular portion 6 is provided with a fluid circulation port 62 .
  • the fluid flow port 62 connects the inner space of the inner tubular portion 6 and the outer space of the inner tubular portion 6 .
  • the fluid communication port 62 communicates the inside and the outside of the inner tubular portion 6 .
  • the opening of the second end 602 of the inner cylindrical portion 6 constitutes the fluid flow port 62 . That is, in the present embodiment, the opening of the second end 602 of the inner cylindrical portion 6 serves both as the fluid flow port 62 and as the discharge port 63 .
  • the inner inlet 61 communicates the inside and the outside of the inner tubular portion 6 between the first end 601 and the second end 602 of the inner tubular portion 6 .
  • the inner inlet port 61 is separated from the outlet port 63 and the fluid flow port 62 in the axial direction D1 of the inner tubular portion 6 .
  • the inner inlet 61 is formed in the inner tubular portion 6 at a position near the inner bottom portion 68 along one direction intersecting the axial direction D1 of the inner tubular portion 6 . In other words, the inner inlet 61 is open to the side of the inner cylindrical portion 6 .
  • the rotating body 3 is arranged inside the inner cylindrical portion 6 .
  • the rotor 3 is made of polycarbonate resin, for example.
  • the rotor 3 is rotatable about a rotation axis along the axial direction D1 of the inner cylindrical portion 6 .
  • the rotating body 3 is arranged coaxially with the inner cylindrical portion 6 inside the inner cylindrical portion 6 . “Coaxially arranged with the inner cylindrical portion 6 ” means that the rotating body 3 is arranged so that the rotational axis of the rotating body 3 is aligned with the central axis of the inner cylindrical portion 6 .
  • the rotating body 3 is, for example, a columnar shape with a constant diameter in the axial direction D1 of the inner cylindrical portion 6 .
  • the rotor 3 has a first end 31 on the side of the inner inlet 61 and a second end 32 on the side of the fluid flow port 62 .
  • the length of the rotor 3 is shorter than the length of the inner cylindrical portion 6 in the direction along the rotation axis of the rotor 3 .
  • the rotating body 3 is arranged at a position overlapping the central portion of the inner tubular portion 6 in the axial direction D1 of the inner tubular portion 6 .
  • a shaft 30 is connected to the rotor 3 .
  • the shaft 30 is arranged coaxially with the rotating body 3 .
  • the shaft 30 is connected to the motor of the drive 11 in the separating system 10 .
  • the motor is for example arranged on the outside of the casing 2 , more particularly on the outside face of the second outer bottom 59 . Note that illustration of the motor is omitted in each figure.
  • the blades 4 are arranged between the inner cylindrical portion 6 and the rotating body 3 and rotate together with the rotating body 3 .
  • a plurality of blades 4 (here, six blades) are arranged between the inner cylindrical portion 6 and the rotating body 3 . That is, the separation device 1 has a plurality of vanes 4 .
  • the plurality of blades 4 are connected to the rotating body 3 and separated from the inner peripheral surface 66 of the inner cylindrical portion 6 .
  • a plurality of blades 4 rotate together with the rotor 3 .
  • a plurality of blades 4 are provided on the rotating body 3 over the entire length of the rotating body 3 in the direction along the axial direction D1 of the inner cylindrical portion 6 . That is, the plurality of blades 4 are provided from the first end 31 to the second end 32 of the rotor 3 .
  • the material of the plurality of blades 4 is polycarbonate resin, for example.
  • the material of the rotating body 3 and the material of the plurality of blades 4 are the same, but are not limited to this and may be different.
  • the plurality of blades 4 may be formed integrally with the rotating body 3 , or may be formed as separate members from the rotating body 3 and fixed to the rotating body 3 to be connected to the rotating body 3 .
  • each of the plurality of blades 4 is arranged such that a gap is formed between each blade 4 and the inner cylinder portion 6 when viewed from the axial direction D1 of the inner cylinder portion 6 .
  • the distance between the projecting tip of each of the plurality of blades 4 and the outer peripheral surface 37 of the rotating body 3 is less than the distance of
  • Each of the plurality of blades 4 is arranged parallel to the rotation axis of the rotating body 3 in the space (flow path) between the outer peripheral surface 37 of the rotating body 3 and the inner peripheral surface 66 of the inner cylindrical portion 6 .
  • Each of the plurality of blades 4 has a flat plate shape.
  • Each of the plurality of blades 4 has a rectangular shape elongated in the direction along the rotation axis of the rotating body 3 when viewed from its thickness direction.
  • Each of the plurality of blades 4 forms an angle of 0 degrees with one radial direction of the rotating body 3 when viewed from the inner bottom portion 68 side in the direction along the axial direction D1 of the inner cylindrical portion 6 . That is, the plurality of blades 4 radially extend from the rotor 3 .
  • a plurality of blades 4 are arranged at equal angular intervals in the direction along the outer periphery of the rotating body 3 .
  • the term “equidangular interval” as used herein is not limited to the case where the angular interval is exactly the same. may be an angular interval of
  • the length of each of the plurality of blades 4 in the axial direction D1 of the inner cylindrical portion 6 is the same as the length of the rotor 3.
  • the length of each of the plurality of blades 4 is not limited to being the same as the length of the rotating body 3, and may be longer or shorter than the rotating body 3.
  • each of the plurality of blades 4 is shorter than the length of the inner cylinder portion 6 in the axial direction D1 of the inner cylinder portion 6 .
  • Each of the plurality of blades 4 is entirely arranged inside the inner cylindrical portion 6 in the axial direction D ⁇ b>1 of the inner cylindrical portion 6 .
  • the rotating body 3 and the plurality of blades 4 are positioned so as not to overlap the inner inlet 61 in the direction perpendicular to the axial direction D1 of the inner tubular portion 6 .
  • the inner tubular portion 6 is arranged inside the outer tubular portion 5 so that the lower surface of the inner bottom portion 68 contacts the upper surface of the first outer bottom portion 58, for example.
  • the lower surface of the inner bottom portion 68 being in contact with the upper surface of the first outer bottom portion 58 may mean that the lower surface of the inner bottom portion 68 is in surface contact with the upper surface of the first outer bottom portion 58. It may mean partially contacting the top surface of the first outer bottom 58 .
  • the inner inlet 61 of the inner tubular portion 6 communicates with the fluid inlet 51 of the outer tubular portion 5 while the inner tubular portion 6 is arranged inside the outer tubular portion 5 .
  • the second end 602 (upper end) of the inner cylinder portion 6 that is, the fluid flow opening 62 and the discharge port 63 are arranged in the second cylindrical portion of the outer cylinder portion 5 in a state where the inner cylinder portion 6 is arranged inside the outer cylinder portion 5 . It is in the middle position of the portion 505 in the axial direction D1. Therefore, in the second cylindrical portion 505 of the outer cylindrical portion 5, there is no inner cylindrical portion 6 inside the upper half in the axial direction D1. Therefore, the outer tubular portion 5 has the space 25 closer to the fluid outlet 52 than the second end 602 of the inner tubular portion 6 in the axial direction D2 of the outer tubular portion 5 .
  • the fluid outlet 52 is located at a position overlapping the space 25 in the direction perpendicular to the axial direction D ⁇ b>2 of the outer tube portion 5 . Further, in the separation device 1 , the fluid outlet 52 is positioned so as not to overlap the inner tubular portion 6 in the direction orthogonal to the axial direction D ⁇ b>2 of the outer tubular portion 5 . In other words, there is no inner cylinder part 6 in the projected area of the fluid outlet 52 when the outer cylinder part 5 is viewed from the side.
  • the inner peripheral surface of the first cylindrical portion 503 of the outer cylindrical portion 5 contacts the outer peripheral surface 67 of the inner cylindrical portion 6 without any gap.
  • a gap (recovery space 26 ) is formed between the inner cylinder part 6 and the outer cylinder part 5 in a state where the inner cylinder part 6 is arranged inside the outer cylinder part 5 .
  • the recovery space 26 is defined by the outer peripheral surface 67 of the inner tubular portion 6, the inner peripheral surface of the enlarged diameter portion 504 of the outer tubular portion 5, and the inner surface of the second cylindrical portion 505 in the direction perpendicular to the axial direction D2 of the outer tubular portion 5. It is the space sandwiched between the peripheral surface and .
  • the solid discharge portion 53 is provided in the enlarged diameter portion 504 of the outer cylinder portion 5 .
  • the solid discharge portion 53 connects the inner space of the outer cylinder portion 5 and the outer space of the outer cylinder portion 5 via the inner space of the solid discharge portion 53 .
  • the solid discharge part 53 connects the recovery space 26 in the inner space of the outer cylinder part 5 and the outer space of the outer cylinder part 5 .
  • the solid discharge part 53 is open downward in the vertical direction.
  • the distance between the solid discharge portion 53 and the fluid inlet 51 is shorter than the distance between the solid discharge portion 53 and the fluid outlet 52 in the direction along the axial direction D2 of the outer cylinder portion 5 .
  • the distance between the solid discharging portion 53 and the inflow cylindrical portion 21 is shorter than the distance between the solid discharging portion 53 and the fluid outlet 52. .
  • the discharge cylinder part 23 is connected to the peripheral edge of the solid discharge part 53 on the outer peripheral surface 57 of the outer cylinder part 5, for example.
  • the discharge cylinder part 23 is a member for discharging the solid 90 discharged into the recovery space 26 to the outside of the outer cylinder part 5 .
  • the discharge cylinder part 23 has an internal space communicating with the solid discharge part 53 and protrudes from the outer peripheral surface 57 of the outer cylinder part 5 .
  • the discharge cylinder part 23 is cylindrical.
  • the opening on the side opposite to the fluid outflow port 52 side is circular in relation to the part protruding from the outer peripheral surface 57 of the outer cylinder part 5 .
  • the discharge tube portion 23 protrudes in a direction along the axial direction D2 of the outer tube portion 5 .
  • the discharge tube portion 23 protrudes downward from the solid discharge portion 53 .
  • the opening/closing part 7 opens and closes the discharge tube part 23 .
  • the opening/closing part 7 opens and closes the solid discharging part 53 .
  • the opening/closing part 7 is, for example, a valve provided in the discharge cylinder part 23 .
  • the valve has, for example, a closed state in which the fluid in the outer cylinder portion 5 is prevented from flowing out of the outer cylinder portion 5 through the solid discharge portion 53 and the discharge cylinder portion 23, and a closed state in which the fluid in the outer cylinder portion 5 is prevented from flowing out. and an open state that allows the liquid to flow out of the outer tube portion 5 through the solid discharge portion 53 and the discharge tube portion 23 .
  • the valve may variably adjust the flow rate of fluid through the discharge tube 23 in the open state.
  • the valve is, for example, a manually operated valve that allows a user to manually switch between a closed state and an open state. may be
  • the separation system 10 includes a separation device 1 and a driving device 11 that drives the rotor 3 of the separation device 1 to rotate.
  • the driving device 11 includes, for example, a motor that rotates the rotating body.
  • the driving device 11 may have the rotating shaft of the motor directly or indirectly connected to the rotating body 3, or the rotation of the rotating shaft of the motor may be transmitted to the rotating body 3 via a pulley and a rotating belt.
  • the motor may be arranged inside the casing 2 or outside the casing 2 .
  • the rotational speed of the rotating body 3 rotationally driven by the driving device 11 is, for example, 250 rpm to 1000 rpm.
  • the separation system 10 further comprises a control device 12 that controls the drive device 11 .
  • Controller 12 includes a computer system.
  • a computer system is mainly composed of a processor and a memory as hardware.
  • the function of the control device 12 is realized by the processor executing a program recorded in the memory of the computer system.
  • the program may be recorded in advance in the memory of the computer system, may be provided through an electric communication line, or may be recorded in a non-temporary recording medium such as a computer system-readable memory card, optical disk, or hard disk drive. may be provided.
  • a processor in a computer system is made up of one or more electronic circuits, including semiconductor integrated circuits (ICs) or large scale integrated circuits (LSIs).
  • Integrated circuits such as ICs or LSIs are called differently depending on the degree of integration, and include integrated circuits called system LSI, VLSI (Very Large Scale Integration), or ULSI (Ultra Large Scale Integration).
  • FPGAs Field-Programmable Gate Arrays
  • a plurality of electronic circuits may be integrated into one chip, or may be distributed over a plurality of chips.
  • a plurality of chips may be integrated in one device, or may be distributed in a plurality of devices.
  • a computer system includes a microcontroller having one or more processors and one or more memories. Accordingly, the microcontroller also consists of one or more electronic circuits including semiconductor integrated circuits or large scale integrated circuits.
  • the rotation direction R1 of the rotor 3 is, for example, the direction of rotation of the rotor 3 from the second outer bottom portion 59 side in the axial direction D2 of the outer cylindrical portion 5. 3 is in the counterclockwise direction (see FIGS. 6 and 7).
  • the separating system 10 rotates the rotating body 3 by the driving device 11 .
  • the separation device 1 is used, for example, with the opening/closing part 7 closed.
  • the rotation of the rotating body 3 having the blades 4 makes it possible to apply force in the direction of rotation around the shaft 30 to the fluid in the inner space of the inner cylindrical portion 6.
  • the rotation of the rotating body 3 causes the plurality of blades 4 to rotate together with the rotating body 3 , and the velocity vector of the fluid flowing in the inner space of the inner cylindrical portion 6 changes in the direction parallel to the shaft 30 . It will have a velocity component and a rotational velocity component about the shaft 30 .
  • a swirling flow of fluid can be generated in the inner cylindrical portion 6 by rotating the rotating body 3 and each blade 4 .
  • a swirling fluid flow is a flow that rotates in a three-dimensional spiral.
  • the rotation of the rotating body 3 and the blades 4 generates a spirally rotating fluid flow that rises from the inner inlet 61 toward the fluid circulation port 62 . Therefore, in the separation device 1 , the rotation of the rotor 3 and the blades 4 generates a spirally rotating fluid flow that ascends from the fluid inlet 51 toward the fluid outlet 52 of the outer cylinder 5 .
  • the fluid flows from the outside of the casing 2 toward the inner space of the casing 2 through the inflow tubular portion 21 .
  • the fluid flows out from the inner space of the casing 2 toward the outside of the casing 2 through the outflow tubular portion 22 .
  • the solid 90 contained in the fluid that has flowed into the inner tubular portion 6 moves from the shaft 30 of the rotating body 3 into the inner tubular portion 6 as it spirally rotates in the inner space of the inner tubular portion 6 .
  • a centrifugal force directed toward the peripheral surface 66 is received.
  • the solid body 90 subjected to the centrifugal force tends to move toward the inner peripheral surface 66 of the inner tubular portion 6 and spirally rotate along the inner peripheral surface 66 in the vicinity of the inner peripheral surface 66 of the inner tubular portion 6 .
  • the solid 90 in the fluid moves from the inner space of the inner tubular portion 6 to the outside of the inner tubular portion 6 at a position near the inner peripheral surface 66 of the inner tubular portion 6 in the direction orthogonal to the axial direction D2. It is discharged into the space (that is, space 25) through the discharge port 63 (fluid flow port 62).
  • the solid 90 discharged to the space 25 through the discharge port 63 is moved to the recovery space 26 between the outer peripheral surface 67 of the inner cylinder portion 6 and the inner peripheral surface 56 of the outer cylinder portion 5 by gravity acting on the solid 90 . and sink.
  • the number of revolutions of the rotating body 3 is such that the solid 90 to be separated among the solids 90 discharged from the inner space of the inner cylindrical portion 6 through the discharge port 63 into the space 25 is equal to the amount of the fluid in the outer cylindrical portion 5 . It is appropriately set to a value that allows it to sink into the recovery space 26 against the rising force of the flow.
  • the solid 90 to be separated by the separation device 1 is not particularly limited, but is, for example, particles having a particle diameter of about 10 ⁇ m.
  • the solids 90 that have settled into the recovery space 26 pass through the solids discharge portion 53 and accumulate in the inner space of the discharge cylinder portion 23 .
  • the solids 90 accumulated in the discharge cylinder part 23 are discharged to the outside of the casing 2 through the discharge cylinder part 23 of the outer cylinder part 5 by opening the opening/closing part 7 .
  • an administrator who manages the separation system 10 may operate the opening/closing unit 7 to discharge the solid 90 during regular maintenance of the separation system 10 or the like.
  • the arrow A3 schematically shows the flow of the fluid containing the solids 90 from the inner space of the casing 2 toward the outside of the casing 2 through the discharge cylinder portion 23 .
  • part of the solids 90 in the fluid (water) that has flowed into the casing 2 from the fluid inlet 51 of the outer cylindrical portion 5 is discharged through the discharge port 63 and the solid discharge portion 53, and the solids 90 are separated.
  • a portion of the (removed) fluid (cleaned water) flows out from the fluid outlet 52 of the outer tube portion 5 .
  • FIG. 9 is a graph showing simulation results of separation characteristics when the number of revolutions of the rotor 3 is changed in the separation device 1 according to the embodiment.
  • the inner diameter of the second cylindrical portion 505 of the outer cylinder portion 5 is 20 cm
  • the length in the axial direction D1 of the purification portion (the portion where the enlarged diameter portion 504 and the second cylindrical portion 505 are combined) of the outer cylinder portion 5 is 50 cm
  • the flow rate of the fluid flowing into the inner space of the casing 2 from the fluid inlet 51 is 5 L/min.
  • water is assumed as the fluid.
  • the horizontal axis of FIG. 9 is the particle size [ ⁇ m] of the solid 90 to be separated.
  • the vertical axis of FIG. 9 is the separation efficiency [%]. Separation efficiency here means the dust collection efficiency (ratio of the amount of collected solids 90 to the amount of solids 90 contained in the fluid flowing into the fluid inlet 51).
  • the data plotted with triangles indicates the separation characteristics when the rotational speed of the rotor 3 is 1000 rpm.
  • the data plotted with diamonds indicates the separation characteristics when the rotational speed of the rotor 3 is 750 rpm.
  • the data plotted in squares indicates the separation characteristics when the rotational speed of the rotor 3 is 500 rpm.
  • the data plotted with circles indicates the separation characteristics when the rotational speed of the rotor 3 is 250 rpm.
  • the separation device 1 can separate solids 90 (particles) having a particle size of 10 ⁇ m from water with a separation efficiency of nearly 100% when the rotational speed of the rotor 3 is in the range of 250 rpm to 1000 rpm. .
  • the separation efficiency tends to increase as the rotation speed of the rotor 3 increases.
  • the rotation speed of the rotating body 3 is set so as to separate the solid 90 having a specified particle size or more.
  • the solid 90 with a specified particle size for example, particles with a particle size of 10 ⁇ m are assumed.
  • the solids 90 that remain in the fluid without being separated by the separation device 1 are, for example, fine particles having a particle diameter smaller than that of the solids 90 that are supposed to be separated by the separation device 1 (in other words, microparticles with a mass less than the mass of microparticles assumed to be
  • FIG. 10 is a see-through perspective view of a separation device 1A according to Modification 1.
  • FIG. 11 is a perspective view of a main part of the separation device 1A.
  • FIG. 12 is a perspective view of another essential part of the separation device 1A.
  • the separation device 1A of this modified example is different from the separation device 1 of the embodiment in that the discharge port 63 is formed separately from the fluid flow port 62 in the inner cylindrical portion 6. do.
  • the separation device 1A of this modified example is different from the separation device 1 of the embodiment in that a prevention unit 8 is further provided.
  • the same components as those of the separation device 1 according to the embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is appropriately omitted.
  • the discharge port 63 is separated from the fluid flow port 62 in the axial direction D1 of the inner cylindrical portion 6.
  • the discharge port 63 allows communication between the inside and the outside of the inner tubular portion 6 between the first end 601 and the second end 602 of the inner tubular portion 6 .
  • the discharge port 63 is a slit extending along the axial direction D1 of the inner cylindrical portion 6 .
  • two slit-shaped discharge ports 63 are formed in the inner cylindrical portion 6 . 10 and 12, the discharge port 63 is illustrated as a wide opening for convenience of explanation.
  • the fluid circulation port 62 is configured by an opening of the second end 602 of the inner cylindrical portion 6, as in the separation device 1 of the embodiment.
  • the separation device 1A of this modified example when the rotating body 3 is rotated, the fluid flows into the inner cylindrical portion 6 . Then, when the solid 90 contained in the fluid that has flowed into the inner cylindrical portion 6 spirally rotates in the inner space of the inner cylindrical portion 6 , the solid 90 moves from the rotation center axis 30 of the rotating body 3 to the inner periphery of the inner cylindrical portion 6 . A centrifugal force directed toward the surface 66 is received. The solid body 90 subjected to the centrifugal force tends to move toward the inner peripheral surface 66 of the inner tubular portion 6 and spirally rotate along the inner peripheral surface 66 in the vicinity of the inner peripheral surface 66 of the inner tubular portion 6 . In the separation device 1A, part of the solids 90 in the fluid pass through the discharge port 63 on the way through the inner space of the inner cylinder part 6 and exit the inner cylinder part 6 and the outer cylinder part 5. is discharged into the recovery space 26 between.
  • part of the solids 90 in the fluid that has flowed into the inner cylindrical portion 6 from the inner inlet 61 of the inner cylindrical portion 6 is discharged from the inner cylindrical portion 6 through the outlet 63, and the solids 90 are separated ( A portion of the removed fluid (cleaned water) flows out from the fluid flow opening 62 of the inner tubular portion 6 into the inner space of the outer tubular portion 5 .
  • the prevention part 8 prevents the solid 90 discharged between the inner cylinder part 6 and the outer cylinder part 5 (recovery space 26 ) from the discharge port 63 toward the fluid outlet 52 of the outer cylinder part 5 .
  • the prevention unit 8 includes a partition plate 81 .
  • the partition plate 81 is positioned between the inner cylinder portion 6 and the outer cylinder portion 5 when viewed in the axial direction D2 of the outer cylinder portion 5, and is located between the fluid flow opening 62 and the discharge port of the inner cylinder portion 6 in the axial direction D1. 63.
  • the partition plate 81 is a ring-shaped disc.
  • the inner diameter of the partition plate 81 is substantially equal to the inner diameter of the inner cylindrical portion 6 .
  • the outer diameter of the partition plate 81 is substantially equal to the inner diameter of the second cylindrical portion 505 of the outer cylindrical portion 5 .
  • the partition plate 81 is arranged such that the inner peripheral edge portion of its lower surface is in contact with the upper end surface of the inner cylindrical portion 6 . Thereby, the partition plate 81 separates the space 25 and the collection space 26 .
  • the separation device 1A since the discharge port 63 is formed separately from the fluid circulation port 62, at least a part of the solid 90 passes through the discharge port 63 on the way through the inner space of the inner cylindrical portion 6 and enters the recovery space. 26. As a result, even the solid 90 that has a small mass and is difficult to settle can be easily discharged to the recovery space 26 . Therefore, according to the separation device 1A, it is possible to improve the discharge efficiency of the solid 90 from the inner cylindrical portion 6 . As a result, it is possible to further improve the separation performance of separating the solids 90 contained in the fluid from the fluid.
  • the separation device 1A is provided with the prevention section 8 (partition plate 81), it is possible to prevent the solids 90 once discharged into the recovery space 26 from flowing into the space 25. This makes it possible to further improve the separation performance of separating the solids 90 contained in the fluid from the fluid.
  • the partition plate 81 may have an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the second cylindrical portion 505.
  • a gap connecting the space 25 and the recovery space 26 may be formed by, for example, forming a hole in the partition plate 81 .
  • the gap preferably has a shape and size that make it difficult for the fluid to flow from the collection space 26 to the space 25 .
  • the separation devices 1 and 1A may not include the opening/closing section 7 .
  • the fluid flows into the casing 2 from the fluid inlet 51 .
  • a part of the fluid that has flowed into the casing 2 flows out from the fluid outlet 52 , and the rest is discharged from the solid discharge part 53 together with the solid 90 .
  • the casing 2 may not have the inner bottom 68 .
  • the inner cylindrical portion 6 may be present at a position that overlaps part of the second cylindrical portion 505 and the enlarged diameter portion 504 in the direction orthogonal to the axial direction D1, and at a position that overlaps the first cylindrical portion 503. does not have to exist.
  • the inner tubular portion 6 and the outer tubular portion 5 may be integrally formed.
  • the second end 602 (upper end) of the inner cylindrical portion 6 may not be located at the middle position in the axial direction D1 of the second cylindrical portion 505 of the outer cylindrical portion 5, and the fluid outlet in the outer cylindrical portion 5 may be It is sufficient if it is on the second end 502 side (lower side) than the position of 52 .
  • the outer cylindrical portion 5 may not include all or at least the lower half of the first cylindrical portion 503 (the portion including the fluid inlet 51).
  • a portion of the inner cylindrical portion 6 including the inner inlet port 61 constitutes a portion of the outer shell of the casing 2 .
  • the inflow tubular portion 21 may be connected to the peripheral edge of the inner inflow port 61 on the outer peripheral surface 67 of the inner tubular portion 6 .
  • the outer tubular portion 5 does not have the fluid inlet 51
  • the inner inlet 61 of the inner tubular portion 6 also serves as the fluid inlet 51 .
  • At least one of the inner diameter and the outer diameter of the first cylindrical portion 503 of the outer cylinder portion 5 may not be constant. At least one of the inner diameter and the outer diameter of the first cylindrical portion 503 may gradually increase or decrease in the axial direction D2 of the outer cylinder portion 5 .
  • At least one of the inner diameter and the outer diameter of the second cylindrical portion 505 of the outer cylinder portion 5 may not be constant. At least one of the inner diameter and the outer diameter of the second cylindrical portion 505 may gradually increase or decrease in the axial direction D2 of the outer cylindrical portion 5 .
  • the number of discharge ports 63 provided in the inner cylindrical portion 6 is not limited to one or two, and may be three or more.
  • At least one of the inner diameter and the outer diameter of the inner cylindrical portion 6 may not be constant. At least one of the inner diameter and the outer diameter of the inner tubular portion 6 may gradually increase or decrease in the axial direction D1 of the inner tubular portion 6 .
  • the solid discharge portion 53 (discharge tubular portion 23) may be connected to the fluid inlet 51 (inflow tubular portion 21) via an appropriate bypass route.
  • the inflow tubular portion 21 is not limited to a square tubular shape, and may have another shape such as a cylindrical shape.
  • the outflow tube portion 22 is not limited to a square tube shape, and may have another shape such as a cylindrical shape.
  • the shape of the rotating body 3 is not limited to a cylindrical shape, and may be another shape.
  • the rotating body 3 may have a truncated cone shape whose diameter gradually increases from the first end 31 side toward the second end 32 side. In this case, by rotating the rotating body 3, the second end 32 side in the space around the rotating body 3 tends to have a negative pressure (lower pressure than the first end 31 side), and the fluid flows inside the casing 2. Easier to pull in.
  • each of the plurality of blades 4 may be inclined by a predetermined angle (for example, 45 degrees) with respect to one radial direction of the rotating body 3.
  • a predetermined angle for example, 45 degrees
  • the distal end on the side of the inner cylindrical portion 6 in the direction of projection from the rotating body 3 is positioned further than the proximal end on the side of the rotating body 3 in the rotational direction R1 of the rotating body 3 (FIGS. 4 and 4). 5) may be positioned rearward.
  • the tip on the side of the inner cylindrical portion 6 in the direction of projection from the rotating body 3 is positioned forward in the direction of rotation R1 of the rotating body 3 from the base end on the side of the rotating body 3.
  • each of the plurality of blades 4 may be inclined by a predetermined angle (for example, 45 degrees) in the rotation direction R1 of the rotor 3 with respect to the radial direction of the rotor 3 .
  • the predetermined angle is not limited to 45 degrees, and may be an angle greater than 0 degrees and less than or equal to 90 degrees.
  • the predetermined angle may be an angle within the range of 10 degrees or more and 80 degrees or less.
  • each of the plurality of blades 4 may have a shape including one or more curved portions such as an arc shape.
  • each of the plurality of blades 4 may be spirally formed around the shaft 30 of the rotating body 3 .
  • the term “spiral” is not limited to a spiral shape with a number of revolutions of 1 or more, but also includes a part of a spiral shape with a number of revolutions of 1.
  • the fluid flowing into the casing 2 from the fluid inlet 51 is not limited to water, and may be liquid other than water or gas such as air.
  • the discharge port 63 may not have a slit shape, and may have an appropriate shape such as a circle or polygon.
  • the discharge port 63 may be connected to the fluid circulation port 62 (opening on the second end 602 side of the inner cylindrical portion 6).
  • the discharge port 63 may have a slit shape extending from the periphery of the fluid circulation port 62 along the axial direction D2.
  • the separation device (1; 1A) of the first aspect comprises a bottomed casing (2), a rotating body (3), and blades (4).
  • the casing (2) comprises an outer tubular portion (5) and an inner tubular portion (6) arranged inside the outer tubular portion (5).
  • the rotating body (3) is arranged inside the inner cylindrical portion (6).
  • the rotor (3) is rotatable around a rotation axis along the axial direction (D1) of the inner cylinder (6).
  • the vanes (4) are arranged between the inner cylinder (6) and the rotor (3).
  • the vanes (4) rotate together with the rotating body (3).
  • the inner cylinder part (6) has an inner inlet (61) and an outlet (63).
  • the inner inlet (61) communicates the inside and the outside of the inner tubular portion (6).
  • the discharge port (63) communicates the inside and outside of the inner cylindrical portion (6).
  • the discharge port (63) discharges solids (90) contained in the fluid that has flowed into the inner cylinder part (6) through the inner inlet (61) into the inner cylinder part (6) and the outer cylinder part (5).
  • Eject between The barrel (5) comprises a fluid outlet (52) and a solids discharge (53).
  • the fluid outlet (52) communicates the inside and outside of the outer tube (5).
  • the fluid outflow port (52) allows the fluid that has flowed out from the inside of the inner tubular portion (6) and flowed into the inside of the outer tubular portion (5) to flow out of the outer tubular portion (5).
  • the solids discharge (53) is separated from the fluid outlet (52) in the axial direction (D1).
  • the solid discharge part (53) discharges the solids (90) discharged from the discharge port (63) of the inner cylinder part (6) to the outside of the outer cylinder part (5).
  • the separation device (1; 1A) of the second mode further comprises an opening/closing part (7) for opening and closing the solid discharging part (53).
  • the discharge port (63) is a slit formed in the inner cylindrical portion (6).
  • the inner tubular portion (6) further comprises a fluid flow port (62).
  • the fluid flow opening (62) is separated from the outlet (63) and the inner inlet (61) in the axial direction (D1).
  • the fluid flow port (62) communicates the inside and outside of the inner tubular portion (6).
  • the fluid flow opening (62) allows the fluid that has flowed into the inner tubular portion (6) to flow out to the outside of the inner tubular portion (6) and the inside of the outer tubular portion (5).
  • the separation device (1A) of the fifth aspect further comprises a prevention part (8) in the fourth aspect.
  • the prevention part (8) prevents the solid (90) discharged from the discharge port (63) between the inner cylinder part (6) and the outer cylinder part (5) from going to the fluid outlet (52). .
  • the prevention part (8) includes a partition plate (81).
  • the partition plate (81) is located between the inner cylinder part (6) and the outer cylinder part (5) when viewed in the axial direction (D1) and is positioned between the inner cylinder part (6) and the outer cylinder part (5) in the axial direction (D1). It is located between the flow port (62) and the discharge port (63).
  • the separation device (1; 1A) of the seventh aspect in any one of the first to sixth aspects, further comprises an inflow tubular part (21).
  • the inflow tube (21) guides the fluid from the outside to the inside of the casing (2).
  • the outer cylindrical part (5) has a bottomed cylindrical shape with a circular inner circumference.
  • the inflow tubular portion (21) protrudes in a direction along one tangential line of the inner peripheral surface of the outer tubular portion (5) when viewed from the axial direction (D1).
  • the separation device (1; 1A) of the tenth aspect in any one of the first to ninth aspects, further comprises an outflow tubular part (22).
  • the outflow cylinder part (22) has an internal space communicating with the fluid outflow port (52) and protrudes from the outer peripheral surface of the outer cylinder part (5).
  • the fluid from which the solid (90) has been separated flows easily through the fluid outlet (52) and the outlet cylinder (22).
  • a separation system (10) of an eleventh aspect comprises the separation device (1; 1A) of any one of the first to tenth aspects, and a driving device (11) for rotationally driving a rotating body (3). Prepare.
  • the separation device and separation system of the present disclosure can improve the separation performance of separating solids contained in a fluid from the fluid. As a result, the amount of impurities contained in domestic water, industrial water, agricultural water, etc. can be reduced. That is, the separation device and separation system of the present disclosure are industrially useful.

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Abstract

分離装置(1)は、有底のケーシング(2)と回転体(3)と羽根(4)とを備える。ケーシング(2)は、外筒部(5)及び内筒部(6)を備える。回転体(3)は、内筒部(6)の内側に配置され、内筒部(6)の軸方向に沿った回転軸を中心として回転する。羽根(4)は、内筒部(6)と回転体(3)との間に配置され、回転体(3)と一緒に回転する。内筒部(6)は、内側流入口(61)と排出口(63)とを備える。排出口(63)は、内側流入口(61)を通って内筒部(6)の内側に流入した流体に含まれる固体を、内筒部(6)と外筒部(5)との間に排出する。外筒部(5)は、流体流出口と、固体排出部と、を備える。流体流出口は、内筒部(6)の内側から流出して外筒部(5)の内側へと流入した流体を外筒部(5)の外側へ流出させる。固体排出部は、内筒部(6)の排出口(63)から排出された固体を外筒部(5)の外側へ排出する。

Description

分離装置及び分離システム
 本開示は、一般に、分離装置及び分離システムに関し、より詳細には、流体に含まれている固体を流体から分離する分離装置、及びそれを備える分離システムに関する。
 特許文献1には、下水処理場又は汚水処理場等で原汚泥を固液分離する際に固形分を効率よく回収するために用いられる凝集剤等の薬品を原汚泥に注入するための薬品注入装置を備えた遠心分離機が開示されている。
特開2000-254549号公報
 ところで、発展途上国等では、浄水施設等の整備が進んでおらず、生活用水、工業用水、農業用水等として用いられる水に、固体状の不純物が含まれていることがある。そのため、水に含まれる不純物の量を低減する技術が望まれており、分離性能を向上させるための分離機の構造の改善が望まれている。
 本開示の目的は、流体に含まれる固体を流体から分離する分離性能の向上を図ることが可能な分離装置及び分離システムを提供することにある。
 本開示の一態様の分離装置は、有底のケーシングと、回転体と、羽根と、を備える。前記ケーシングは、外筒部及び前記外筒部の内側に配置される内筒部を備える。前記回転体は、前記内筒部の内側に配置されており、前記内筒部の軸方向に沿った回転軸を中心として回転可能である。前記羽根は、前記内筒部と前記回転体との間に配置されており、前記回転体と一緒に回転する。前記内筒部は、前記内筒部の内外を連通させる内側流入口と、前記内筒部の内外を連通させており、前記内側流入口を通って前記内筒部の内側に流入した流体に含まれる固体を、前記内筒部と前記外筒部との間に排出する排出口と、を備える。前記外筒部は、前記外筒部の内外を連通させており、前記内筒部の内側から流出して前記外筒部の内側へと流入した前記流体を前記外筒部の外側へ流出させる流体流出口と、前記軸方向において前記流体流出口から離れており、前記内筒部の前記排出口から排出された前記固体を前記外筒部の外側へ排出する固体排出部と、を備える。
 本開示の一態様に係る分離システムは、前記分離装置と、駆動装置と、を備える。前記駆動装置は、前記回転体を回転駆動する。
 本開示の分離装置及び分離システムは、流体に含まれる固体を流体から分離する分離性能の向上を図ることが可能となる。
図1は、実施形態に係る分離装置の斜視図である。 図2は、同上の分離装置の透過斜視図である。 図3は、同上の分離装置の一部破断した側面図である。 図4は、同上の分離装置の要部の斜視図である。 図5は、同上の分離装置の別の要部の斜視図である。 図6は、同上の分離装置に関し、図3のVI-VI線に対応する部分で内筒部を切った断面に対応する断面図である。 図7は、同上の分離装置を示し、図3のVII-VII線断面に対応する断面図である。 図8は、同上の分離装置を備える分離システムの概略構成図である。 図9は、同上の分離装置の分離性能のシミュレーション結果を示す図である。 図10は、変形例1に係る分離装置の透過斜視図である。 図11は、同上の分離装置の要部の斜視図である。 図12は、同上の分離装置の別の要部の斜視図である。
 下記の実施形態等において説明する図1~図7,図10~図12は模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
 (1)実施形態
 以下、実施形態に係る分離装置1及びそれを備える分離システム10について、図1~図9に基づいて説明する。図1は、実施形態に係る分離装置1の斜視図である。図2は、分離装置1の透過斜視図である。図3は、分離装置1の一部破断した側面図である。図4は、分離装置1の要部の斜視図である。図5は、分離装置1の別の要部の斜視図である。図6は、分離装置1に関し、図3のVI-VI線に対応する部分で内筒部6を切った断面に対応する断面図である。図7は、分離装置1を示し、図3のVII-VII線断面に対応する断面図である。図8は、分離装置1を備える分離システム10の概略構成図である。
 (1.1)概要
 分離装置1は、流体に含まれている固体を流体から分離する装置である。本実施形態では、流体は液体であって、より詳細には水である。また本実施形態では、分離装置1が分離対象とする固体は、水に含まれる不純物(粒子等)である。
 分離装置1は、例えば、生活用水等の水を供給するための管状の導管(管路)の途中に設けられ、流体(水)に含まれる不純物等の固体90(図1参照)を流体から分離する。分離装置1は、生活用水として使用された後の生活雑排水に含まれる不純物(固体90)を分離するために用いられてもよい。
 図1~図7に示すように、分離装置1は、ケーシング2と、回転体3と、羽根4と、を備えている。
 図1~図3に示すように、ケーシング2は、外筒部5と内筒部6とを備える。内筒部6は、その少なくとも一部(本実施形態では全部)が外筒部5の内側に配置される。回転体3は、内筒部6の内側に配置されている。回転体3は、回転軸を中心として回転可能である。回転軸の軸方向は、内筒部6の軸方向D1(図4参照)に沿っている。羽根4は、内筒部6と回転体3との間に配置されている。羽根4は、回転体3と一緒に回転する。
 図4に示すように、内筒部6は、内側流入口61と、排出口63と、を備えている。
 内側流入口61は、内筒部6の内側空間と内筒部6の外側空間とをつないでいる。言い換えれば、内側流入口61は、内筒部6の内外を連通させる。内側流入口61は、流体(ここでは水)を、内筒部6の外側から内側に流入させるための孔である。
 排出口63は、内筒部6の内側空間と内筒部6の外側空間とをつないでいる。言い換えれば、排出口63は、内筒部6の内外を連通させる。排出口63は、内筒部6の内側に流入した流体(水)に含まれる固体90(不純物)を、内筒部6と外筒部5との間の空間(回収空間26;図1、図3参照)に排出するための孔である。
 図5に示すように、外筒部5は、流体流出口52を備えている。流体流出口52は、外筒部5の内側空間と外筒部5の外側空間とをつないでいる。言い換えれば、流体流出口52は、外筒部5の内外を連通させる。これにより、流体流出口52は、ケーシング2の内外を連通させる。流体流出口52は、内筒部6の内側から流出して外筒部5の内側へと流入した流体(水)を、外筒部5の外側へ流出させるための孔である。
 外筒部5は、流体流入口51を更に備えている。流体流入口51は、外筒部5の内側空間と外筒部5の外側空間とをつないでいる。言い換えれば、流体流入口51は、外筒部5の内外を連通させる。これにより、流体流入口51は、ケーシング2の内外を連通させる。流体流入口51は、流体を外筒部5の外側から内側に流入させるための孔である。
 図2に示すように、内筒部6は、内側流入口61が外筒部5の流体流入口51とつながるように、外筒部5の内側に配置されている。そのため、流体流入口51から外筒部5の内側に流入した流体は、内側流入口61を通って内筒部6の内側へ流入する。
 分離装置1は、回転体3の回転時に、内筒部6内に内筒部6内を旋回する流体の流れ(水流)を発生させる。これにより、分離装置1は、回転体3の回転時に、ケーシング2内にケーシング2内を旋回する流体の流れを発生させる。
 分離装置1は、上流側からケーシング2に流入した流体(水)を、回転体3のまわりで螺旋状に回転させながら、下流側に流すことができる。ここにおける「上流側」は、流体の流れる方向でみたときの上流側(一次側)を意味する。また、「下流側」は、流体の流れる方向でみたときの下流側(二次側)を意味する。分離装置1は、外筒部5の流体流出口52が流体流入口51よりも鉛直方向の上方に位置する状態で使用される。この場合、分離装置1では、流体流入口51からケーシング2内に流入した流体を、回転体3のまわりで螺旋状に回転させながら上方へ移動させ、流体流出口52に流すことができる。
 図5に示すように、外筒部5は、固体排出部53を更に備えている。固体排出部53は、内筒部6の排出口63から排出された固体90を外筒部5の外側へ排出するための孔である。固体排出部53は、外筒部5の内側空間と外筒部5の外側空間とをつないでいる。言い換えれば、固体排出部53は、外筒部5の内外を連通させる。これにより、固体排出部53は、ケーシング2の内外を連通させる。固体排出部53は、外筒部5の軸方向D2において流体流出口52から離れている。
 分離装置1では、流体流入口51から内側流入口61を通って内筒部6内に流入した流体(水)に含まれている固体90(不純物)の少なくとも一部は、排出口63から内筒部6と外筒部5との間(回収空間26)へ排出される。また、分離装置1では、内筒部6と外筒部5との間(回収空間26)に排出された固体90を、固体排出部53から外筒部5の外側(ケーシング2の外側)へ排出させることができる。
 また、分離装置1では、内筒部6内に配置された羽根4を回転させることで、内筒部6内の流体に含まれる固体90に遠心力を与えることができる。これにより、流体から固体90を分離する分離性能の向上を図ることができる。
 分離システム10は、図8に示すように、分離装置1と、駆動装置11と、を備える。分離システム10では、駆動装置11が回転体3を回転駆動する。つまり、駆動装置11は、回転軸を中心として回転体3を回転させる。駆動装置11は、例えば、モータを含む。
 (1.2)詳細
 上述のように、分離装置1は、ケーシング2と、回転体3と、羽根4と、を備える。ケーシング2は、外筒部5と内筒部6とを備える。図2に示すように、内筒部6は、その全体が外筒部5内に配置されている。
 図2に示すように、分離装置1は、流入筒部21と、流出筒部22と、排出筒部23と、開閉部7と、を更に備える。
 外筒部5の材料は、例えば、金属である。ただしこれに限らず、外筒部5の材料は樹脂(例えば、ポリエチレン樹脂)であってもよい。また、外筒部5は、金属により形成されている金属部と、樹脂により形成されている樹脂部と、を含んでいてもよい。外筒部5の材料としては、例えば、水道管の材料として用いられる材料が適宜に用いられる。
 図5、図7に示すように、外筒部5は、円形状の内周形状を有する。「円形状の内周形状を有する」とは、外筒部5の内周に沿った形状が円形状であることを意味する。外筒部5の外周に沿った形状は、円形状である。外筒部5は、軸方向D2の第1端501及び第2端502を有する。
 図5に示すように、ケーシング2は、外筒部5の第1端501の開口を塞いでいる第1外側底部58と、外筒部5の第2端502の開口を塞いでいる第2外側底部59と、を更に備えている。分離装置1では、外筒部5と第1外側底部58と第2外側底部59とで、両端が閉じた有底筒状の部材が形成されている。外筒部5と第1外側底部58と第2外側底部59とで、ケーシング2の外郭が構成される。
 分離装置1は、外筒部5の軸方向D2が鉛直方向に沿い、第1端501が下方、第2端502が上方を向いた状態で、使用される。以下では、分離装置1の使用状態において、鉛直方向の上側を「上」、鉛直方向の下側を「下」ということもある。
 外筒部5は、第1円筒部503と、拡径部504と、第2円筒部505と、を一体に有している。第1円筒部503、拡径部504、及び第2円筒部505は、外筒部5の軸方向D2において、第1端501から第2端502に向かってこの順に並んでいる。つまり、第1円筒部503、拡径部504、及び第2円筒部505は、下から上に向かってこの順に並んでいる。
 第1円筒部503の内径及び外径は、外筒部5の軸方向D2において第1円筒部503の全長にわたって、それぞれ一定である。第2円筒部505の内径及び外径は、外筒部5の軸方向D2において第2円筒部505の全長にわたって、それぞれ一定である。第2円筒部505の内径は第1円筒部503の内径よりも大きく、第2円筒部505の外径は第1円筒部503の外径よりも大きい。第2円筒部505の内径は、例えば、20cm程度である。ただしこれに限らず、第2円筒部505の内径は、流体の種類、分離対象の固体90の種類、所望の分離性能等に応じて適宜に設定される。
 拡径部504は、第1円筒部503と第2円筒部505との間に位置して第1円筒部503と第2円筒部505とをつないでいる。拡径部504では、外筒部5の軸方向D2において第1端501側の端部から第2端502側の端部へ向かうにつれて開口面積が漸増している。
 第1円筒部503の下端の開口は、第1外側底部58によって塞がれている。第1円筒部503の上端は、拡径部504の下端につながっている。拡径部504の上端は、第2円筒部505の下端につながっている。第2円筒部505の上端の開口は、第2外側底部59によって塞がれている。
 分離装置1では、特に限定されないが、例えば、拡径部504と第2円筒部505とを合わせた部分(以下、「浄化部」ともいう)の軸方向D1における長さが50cm程度である。ただしこれに限らず、浄化部の長さは、流体の種類、分離対象の固体90の種類、所望の分離性能等に応じて適宜に設定される。
 外筒部5では、流体流入口51は、外筒部5の第1端501と第2端502との間において外筒部5の内外を連通させる。流体流入口51は、第1円筒部503に形成されている。流体流入口51は、第1外側底部58の近くにおいて、外筒部5の軸方向D2に交差する一方向に沿って形成されている。言い換えれば、流体流入口51は、外筒部5の側方に開放されている。
 外筒部5では、流体流出口52は、外筒部5の軸方向D2において流体流入口51から離れており、外筒部5の第1端501と第2端502との間において外筒部5の内外を連通させる。流体流出口52は、第2円筒部505に形成されている。流体流出口52は、第2外側底部59の近くにおいて、外筒部5の軸方向D2に交差する一方向に沿って形成されている。言い換えれば、流体流出口52は、外筒部5の側方に開放されている。
 図5、図6に示すように、流入筒部21は、例えば、外筒部5の外周面57において流体流入口51の周縁につながっている。流入筒部21は、流体を外筒部5の内側へ流入させるための部材である。つまり、流入筒部21は、流体をケーシング2の外側から内側へと導く。流入筒部21は、流体流入口51に連通する内部空間を有し、外筒部5の外周面57から突出している。流入筒部21は、角筒状である。流入筒部21では、外筒部5の外周面57から突出した部分に関し、流体流入口51側とは反対側の開口が矩形状である。流入筒部21は、外筒部5の軸方向D2から見て、外筒部5の内周面56の一接線方向に沿った方向に突出している(図6参照)。
 図5、図7に示すように、流出筒部22は、例えば、外筒部5の外周面57において流体流出口52の周縁につながっている。流出筒部22は、固体90が分離された流体を外筒部5の外部へ供給するための部材である。流出筒部22は、流体流出口52に連通する内部空間を有し、外筒部5の外周面57から突出している。流出筒部22は、角筒状である。流出筒部22では、外筒部5の外周面57から突出した部分に関し、流体流出口52側とは反対側の開口が矩形状である。流出筒部22は、外筒部5の軸方向D2から見て、外筒部5の内周面56の一接線方向に沿った方向に突出している(図7参照)。一具体例において、流出筒部22は、軸方向D1から見て、流入筒部21の突出方向と平行な方向に突出している。
 内筒部6の材料は、例えば、金属である。ただしこれに限らず、内筒部6の材料は樹脂(例えば、ポリエチレン樹脂)であってもよい。また、内筒部6は、金属により形成されている金属部と、樹脂により形成されている樹脂部と、を含んでいてもよい。内筒部6の材料は、外筒部5の材料と同じであってもよいし異なっていてもよい。内筒部6の材料としては、例えば、水道管の材料として用いられる材料が適宜に用いられる。
 図4に示すように、内筒部6は、円形状の内周形状を有する。「円形状の内周形状を有する」とは、内筒部6の内周に沿った形状が円形状であることを意味する。内筒部6の外周に沿った方向の形状は、円形状である。
 内筒部6の軸方向D1は、外筒部5の軸方向D2に沿っている。つまり、内筒部6は、内筒部6の軸方向D1が外筒部5の軸方向D2に沿うように、外筒部5の内側に配置されている。一具体例において、内筒部6の軸方向D1と外筒部5の軸方向D2とは互いに平行である。より詳細には、内筒部6は、外筒部5と同軸的に配置されている。「外筒部5と同軸的に配置されている」とは、内筒部6が、外筒部5の軸を内筒部6の軸に揃えるように配置されていることを意味する。
 内筒部6は、軸方向D1の第1端601及び第2端602を有する。内筒部6の内径及び外径は、内筒部6の軸方向D1の全長にわたって、それぞれ一定である。要するに、内筒部6は、円筒状である。内筒部6の外径は、外筒部5における第1円筒部503の内径と略等しい。内筒部6の外径は、外筒部5における第2円筒部505の内径よりも小さい。
 内筒部6の軸方向D1において、内筒部6の長さは、回転体3の長さよりも長い。また、内筒部6の軸方向D1において、内筒部6の長さは、外筒部5の長さよりも短い。
 図4に示すように、ケーシング2は、内筒部6の第1端601の開口を塞いでいる内側底部68を更に備える。分離装置1では、内筒部6と内側底部68とで、一端が開口した有底筒状の部材が形成されている。内筒部6では、内筒部6の第2端602の開口が排出口63を構成している。排出口63は、内筒部6の軸方向D1に貫通している。
 内筒部6は、流体流通口62を備えている。流体流通口62は、内筒部6の内側空間と内筒部6の外側空間とをつないでいる。言い換えれば、流体流通口62は、内筒部6の内外を連通させる。本実施形態では、内筒部6の第2端602の開口が流体流通口62を構成している。つまり、本実施形態では、内筒部6の第2端602の開口が、流体流通口62としての役割と排出口63としての役割とを兼ねている。
 内筒部6では、内側流入口61は、内筒部6の第1端601と第2端602との間において内筒部6の内外を連通させる。内側流入口61は、内筒部6の軸方向D1において排出口63及び流体流通口62から離れている。内側流入口61は、内筒部6において、内側底部68の近くの位置に内筒部6の軸方向D1に交差する一方向に沿って形成されている。言い換えれば、内側流入口61は、内筒部6の側方に開放されている。
 回転体3は、内筒部6の内側に配置されている。回転体3は、例えば、ポリカーボネート樹脂製である。回転体3は、内筒部6の軸方向D1に沿った回転軸を中心として回転可能である。回転体3は、内筒部6の内側で内筒部6と同軸的に配置されている。「内筒部6と同軸的に配置されている」とは、回転体3が、回転体3の回転軸を内筒部6の中心軸に揃えるように配置されていることを意味する。
 回転体3は、例えば、内筒部6の軸方向D1において径が一定の円柱状である。回転体3は、内側流入口61側の第1端31と、流体流通口62側の第2端32と、を有する。回転体3の回転軸に沿った方向において、回転体3の長さは、内筒部6の長さよりも短い。
 回転体3は、内筒部6の軸方向D1において、内筒部6の中央部分と重複する位置に配置されている。
 回転体3には、シャフト30が連結されている。シャフト30は、回転体3と同軸的に配置されている。シャフト30には、分離システム10における駆動装置11のモータが連結されている。モータは、例えばケーシング2の外側、より詳細には第2外側底部59の外側の面に配置される。なお、各図においてモータの図示を省略している。
 羽根4は、内筒部6と回転体3との間に配置されており、回転体3と一緒に回転する。分離装置1では、内筒部6と回転体3との間には、複数(ここでは、6枚)の羽根4が配置されている。つまり、分離装置1は、複数の羽根4を備えている。複数の羽根4は、回転体3につながっており、内筒部6の内周面66からは離れている。複数の羽根4は、回転体3と一緒に回転する。
 複数の羽根4は、内筒部6の軸方向D1に沿った方向において回転体3の全長に亘って回転体3に設けられている。つまり、複数の羽根4は、回転体3の第1端31から第2端32に亘って設けられている。複数の羽根4の材料は、例えば、ポリカーボネート樹脂である。分離装置1では、回転体3の材料と複数の羽根4の材料とが同じであるが、これに限らず、異なってもよい。複数の羽根4は、回転体3と一体に形成されていてもよいし、回転体3と別部材として形成され回転体3に固定されることで回転体3に連結されていてもよい。
 図7に示すように、複数の羽根4の各々は、内筒部6の軸方向D1から見て各羽根4と内筒部6との間に隙間が形成されるように配置されている。言い換えれば、分離装置1では、複数の羽根4の各々と内筒部6の内周面66との間に隙間がある。回転体3の径方向において、複数の羽根4の各々の突出先端と回転体3の外周面37との間の距離は、回転体3の外周面37と内筒部6の内周面66との距離よりも短い。
 複数の羽根4の各々は、回転体3の外周面37と内筒部6の内周面66との間の空間(流路)において回転体3の回転軸と平行に配置されている。複数の羽根4の各々は、平板状である。複数の羽根4の各々は、その厚さ方向から見て回転体3の回転軸に沿った方向に長い四角形状である。複数の羽根4の各々は、内筒部6の軸方向D1に沿った方向において内側底部68側から見て、回転体3の一径方向とのなす角度が0度である。つまり、複数の羽根4は回転体3から放射状に延びている。
 複数の羽根4は、回転体3の外周に沿う方向において等角度間隔で離れて配置されている。ここでいう「等角度間隔」とは、厳密に同じ角度間隔である場合だけに限らず、例えば、規定の角度間隔に対して所定の誤差範囲(例えば、規定の角度間隔の±10%)内の角度間隔であってもよい。
 図4に示すように、内筒部6の軸方向D1において、複数の羽根4の各々の長さは、回転体3の長さと同じである。ここにおいて、複数の各々の羽根4の長さは、回転体3の長さと同じである場合に限らず、回転体3よりも長くてもよいし、短くてもよい。
 内筒部6の軸方向D1において、複数の羽根4の各々の長さは、内筒部6の長さよりも短い。内筒部6の軸方向D1において、複数の羽根4の各々の全体が、内筒部6の内側に配置されている。
 回転体3及び複数の羽根4は、内筒部6の軸方向D1に直交する方向において、内側流入口61と重複しない位置にある。
 図2に示すように、内筒部6は、例えば、内側底部68の下面が第1外側底部58の上面と接するように、外筒部5の内側に配置される。内側底部68の下面が第1外側底部58の上面と接するとは、内側底部68の下面が第1外側底部58の上面と面接触することを意味してもよいし、内側底部68の下面が第1外側底部58の上面と部分的に接触することを意味してもよい。
 内筒部6が外筒部5の内側に配置された状態で、内筒部6の内側流入口61は外筒部5の流体流入口51と連通する。
 内筒部6が外筒部5の内側に配置された状態で、内筒部6の第2端602(上端)、すなわち流体流通口62及び排出口63は、外筒部5の第2円筒部505における軸方向D1の中間位置にある。そのため、外筒部5の第2円筒部505のうちで軸方向D1の上半分の内側には、内筒部6がない。そのため、外筒部5は、外筒部5の軸方向D2において、内筒部6の第2端602よりも流体流出口52側に空間25を有する。分離装置1では、流体流出口52は、外筒部5の軸方向D2に直交する方向において空間25と重なる位置にある。また、分離装置1では、流体流出口52は、外筒部5の軸方向D2に直交する方向において内筒部6と重複しない位置にある。言い換えれば、外筒部5を側方から見たときの流体流出口52の投影領域には、内筒部6がない。
 内筒部6が外筒部5の内側に配置された状態で、外筒部5の第1円筒部503の内周面は、内筒部6の外周面67に隙間無く接触する。
 内筒部6が外筒部5の内側に配置された状態で、内筒部6と外筒部5との間には、隙間(回収空間26)が形成される。回収空間26は、外筒部5の軸方向D2と直交する方向において、内筒部6の外周面67と、外筒部5における拡径部504の内周面並びに第2円筒部505の内周面と、の間に挟まれた空間である。
 固体排出部53は、外筒部5の拡径部504に設けられている。固体排出部53は、固体排出部53の内側空間を介して、外筒部5の内側空間と外筒部5の外側空間とをつないでいる。ここでは固体排出部53は、外筒部5の内側空間における回収空間26と、外筒部5の外側空間と、をつないでいる。固体排出部53は、鉛直方向の下方に向けて開口している。
 外筒部5の軸方向D2に沿った方向において、固体排出部53と流体流入口51との間の距離は、固体排出部53と流体流出口52との間の距離よりも、短い。要するに、外筒部5の軸方向D2に沿った方向において、固体排出部53と流入筒部21との間の距離は、固体排出部53と流体流出口52との間の距離よりも、短い。
 排出筒部23は、例えば、外筒部5の外周面57において固体排出部53の周縁につながっている。排出筒部23は、回収空間26に排出された固体90を、外筒部5の外側へ排出するための部材である。排出筒部23は、固体排出部53に連通する内部空間を有し、外筒部5の外周面57から突出している。排出筒部23は、円筒状である。排出筒部23では、外筒部5の外周面57から突出した部分に関し、流体流出口52側とは反対側の開口が円形状である。排出筒部23は、外筒部5の軸方向D2に沿った方向に突出している。排出筒部23は、固体排出部53から下方へ突出している。
 開閉部7は、排出筒部23の開閉を行う。言い換えれば、開閉部7は、固体排出部53の開閉を行う。開閉部7は、例えば、排出筒部23に設けられているバルブである。バルブは、例えば、固体排出部53及び排出筒部23を通って外筒部5内の流体が外筒部5の外側へ流出するのを阻止する閉状態と、外筒部5内の流体が固体排出部53及び排出筒部23を通って外筒部5の外側へ流出するのを許容する開状態と、を取り得る。バルブは、開状態において、排出筒部23を通る流体の流量を可変に調整できてもよい。バルブは、例えば、ユーザが手動で閉状態と開状態とを切り換え可能な手動操作バルブであるが、これに限らず、適宜の電気信号に応じて閉状態と開状態とが切り換わるいわゆる電磁弁であってもよい。
 図8に示すように、分離システム10は、分離装置1と、分離装置1の回転体3を回転駆動する駆動装置11と、を備える。駆動装置11は、例えば、回転体を回転駆動させるモータを含む。駆動装置11は、モータの回転軸を回転体3に直接又は間接的に連結してあってもよいし、モータの回転軸の回転をプーリ及び回転ベルトを介して回転体3に伝達するようにしてあってもよい。モータは、ケーシング2の内側に配置されていてもよいし、ケーシング2の外側に配置されていてもよい。駆動装置11によって回転駆動される回転体3の回転数は、例えば、250rpm~1000rpmである。
 分離システム10は、駆動装置11を制御する制御装置12を更に備える。制御装置12は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、制御装置12としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1又は複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1又は複数の電子回路で構成される。
 (1.3)分離装置及び分離システムの動作
 実施形態に係る分離装置1では、回転体3の回転方向R1は、例えば、外筒部5の軸方向D2において第2外側底部59側から回転体3を見たときに反時計回り方向(図6、図7参照)である。分離システム10は、駆動装置11によって回転体3を回転駆動する。
 分離装置1は、例えば、開閉部7が閉状態において使用される。
 分離装置1では、羽根4を有する回転体3が回転することで、内筒部6の内側空間内の流体に対してシャフト30のまわりの回転方向の力を与えることが可能となる。分離装置1では、回転体3が回転することにより、回転体3と一緒に複数の羽根4が回転し、内筒部6の内側空間を流れる流体の速度ベクトルが、シャフト30に平行な方向の速度成分と、シャフト30のまわりの回転方向の速度成分と、を有することになる。要するに、分離装置1では、回転体3及び各羽根4が回転することにより、内筒部6内に旋回する流体の流れを発生させることができる。旋回する流体の流れは、3次元の螺旋状に回転する流れである。要するに、分離装置1では、回転体3及び各羽根4の回転により、内側流入口61から流体流通口62へ向かって上昇しながら螺旋状に回転する流体の流れが発生する。そのため、分離装置1では、回転体3及び各羽根4の回転により、外筒部5の流体流入口51から流体流出口52へ向かって上昇しながら螺旋状に回転する流体の流れが発生する。これにより、ケーシング2の外側から流入筒部21を通ってケーシング2の内側空間へ向かって、流体が流入する。また、ケーシング2の内側空間から流出筒部22を通ってケーシング2の外側へ向かって、流体が流出する。図1では、ケーシング2の外側から流入筒部21を通ってケーシング2の内側空間へ向かう流体の流れを矢印A1で模式的に示してある。また図1では、ケーシング2の内側空間から流出筒部22を通ってケーシング2の外側へ向かう流体の流れを矢印A2で模式的に示してある。
 分離装置1では、内筒部6に流入した流体に含まれている固体90は、内筒部6の内側空間において螺旋状に回転するときに回転体3のシャフト30から内筒部6の内周面66に向かう方向の遠心力を受ける。遠心力を受けた固体90は、内筒部6の内周面66へ向かい、内筒部6の内周面66付近を内周面66に沿って螺旋状に回転しやすい。そして、分離装置1では、流体中の固体90は、軸方向D2と直交する方向において内筒部6の内周面66付近の位置で、内筒部6の内側空間から内筒部6の外側空間(つまり、空間25)へ排出口63(流体流通口62)を通って排出される。
 排出口63を通って空間25へ排出された固体90は、固体90に作用する重力によって、内筒部6の外周面67と外筒部5の内周面56との間の回収空間26へと沈降する。回転体3の回転数は、内筒部6の内側空間から排出口63を通って空間25へ排出された固体90のうちで分離対象とする固体90が、外筒部5内での流体の流れにより上昇する勢いに逆らって回収空間26へ沈降可能な値となるよう、適宜に設定される。分離装置1が分離対象とする固体90は、特に限定されないが、例えば粒子径が10μm程度の粒子である。
 回収空間26へと沈降した固体90は、固体排出部53を通って排出筒部23の内側空間に蓄積される。排出筒部23に蓄積された固体90は、開閉部7を開状態とすることで、外筒部5の排出筒部23を通ってケーシング2の外部へと排出される。例えば、分離システム10を管理する管理者が、分離システム10の定期メンテナンスの際等に、開閉部7を操作して固体90を排出すればよい。図1では、ケーシング2の内側空間から排出筒部23を通ってケーシング2の外側へ向かう、固体90を含んだ流体の流れを矢印A3で模式的に示してある。
 分離装置1では、外筒部5の流体流入口51からケーシング2内に流入した流体(水)中の固体90の一部が、排出口63及び固体排出部53を通して排出され、固体90が分離(除去)された流体(清浄化された水)の一部が、外筒部5の流体流出口52から流出する。
 図9は、実施形態に係る分離装置1において、回転体3の回転数を変更した場合の分離特性のシミュレーション結果を示すグラフである。このシミュレーションでは、外筒部5の第2円筒部505の内径を20cm、外筒部5における浄化部(拡径部504と第2円筒部505とを合わせた部分)の軸方向D1における長さを50cm、流体流入口51からケーシング2の内側空間へ流入する流体の流量を5L/minとしてある。また、このシミュレーションでは、流体として水を想定している。
 図9の横軸は、分離対象の固体90の粒径[μm]である。図9の縦軸は、分離効率[%]である。ここでの分離効率とは、集塵率(流体流入口51に流入する流体に含まれる固体90の量に対する、固体90の捕集量の比)を意味する。図9では、三角形でプロットされたデータ(データをつなぐ線L1)が、回転体3の回転数が1000rpmの場合の分離特性を示している。また、図9では、菱形でプロットされたデータ(データをつなぐ線L2)が、回転体3の回転数が750rpmの場合の分離特性を示している。図9では、四角形でプロットされたデータ(データをつなぐ線L3)が、回転体3の回転数が500rpmの場合の分離特性を示している。図9では、丸印でプロットされたデータ(データをつなぐ線L4)が、回転体3の回転数が250rpmの場合の分離特性を示している。
 図9から、実施形態に係る分離装置1では、回転体3の回転数が250rpm~1000rpmの範囲で、粒径が10μmの固体90(粒子)を100%近い分離効率で水から分離できることが分かる。
 また、図9からわかるように、分離装置1の分離特性に関しては、回転体3の回転速度が速くなるにつれて分離効率が高くなる傾向にある。分離装置1では、例えば、規定粒径以上の固体90を分離するように回転体3の回転速度が設定されているのが好ましい。規定粒径の固体90としては、例えば、粒径が10μmの粒子を想定している。分離装置1で分離されずに流体中に残る固体90は、例えば、分離装置1で分離することを想定している固体90よりも粒子径の小さな微粒子(言い換えれば、分離装置1で分離することを想定している微粒子の質量よりも小さな質量の微粒子)を含む。
 (2)変形例
 上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
 (2.1)変形例1
 図10は、変形例1に係る分離装置1Aの透過斜視図である。図11は、分離装置1Aの要部の斜視図である。図12は、分離装置1Aの別の要部の斜視図である。本変形例の分離装置1Aは、図10~図12に示すように、内筒部6において排出口63が流体流通口62とは別に形成されている点で、実施形態の分離装置1と相違する。また、本変形例の分離装置1Aは、防止部8を更に備えている点で、実施形態の分離装置1と相違する。本変形例に係る分離装置1Aに関し、実施形態に係る分離装置1と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
 本変形例の分離装置1Aでは、排出口63は、内筒部6の軸方向D1において流体流通口62から離れている。排出口63は、内筒部6の第1端601と第2端602との間において内筒部6の内外を連通させる。ここでは、排出口63は、内筒部6の軸方向D1に沿って延びるスリットである。本変形例では、内筒部6にスリット状の排出口63が2個形成されている。なお、図10、図12では、説明の便宜上、排出口63を幅広の開口として図示してある。一方、流体流通口62は、実施形態の分離装置1と同様、内筒部6の第2端602の開口により構成されている。
 本変形例の分離装置1Aでは、回転体3を回転させると、内筒部6に流体が流入する。そして、内筒部6に流入した流体に含まれている固体90は、内筒部6の内側空間において螺旋状に回転するときに回転体3の回転中心軸30から内筒部6の内周面66に向かう方向の遠心力を受ける。遠心力を受けた固体90は、内筒部6の内周面66へ向かい、内筒部6の内周面66付近を内周面66に沿って螺旋状に回転しやすい。そして、分離装置1Aでは、流体中の固体90の一部が、内筒部6の内側空間を通過する途中で排出口63を通って内筒部6から、内筒部6と外筒部5との間の回収空間26へと排出される。
 分離装置1Aでは、内筒部6の内側流入口61から内筒部6内に流入した流体中の固体90の一部が、排出口63を通して内筒部6から排出され、固体90が分離(除去)された流体(清浄化された水)の一部が、内筒部6の流体流通口62から外筒部5の内側空間へと流出する。
 防止部8は、排出口63から内筒部6と外筒部5との間(回収空間26)に排出された固体90が外筒部5の流体流出口52へ向かうのを防止する。本変形例では、防止部8は、仕切り板81を備える。仕切り板81は、外筒部5の軸方向D2から見て内筒部6と外筒部5との間の位置であって、軸方向D1において内筒部6の流体流通口62と排出口63との間の位置に、配置されている。
 仕切り板81は、リング状の円板である。仕切り板81の内径は、内筒部6の内径と略等しい。仕切り板81の外径は、外筒部5の第2円筒部505の内径と略等しい。仕切り板81は、その下面の内周縁部分が内筒部6の上端面と接するように、配置されている。これにより、仕切り板81は、空間25と回収空間26とを分離する。
 分離装置1Aでは、排出口63が流体流通口62とは別に形成されているため、固体90の少なくとも一部が、内筒部6の内側空間を通過する途中で排出口63を通って回収空間26へと排出される。これにより、質量が小さくて沈降しにくい固体90であっても、回収空間26へ排出されやすくなる。そのため、分離装置1Aによれば、内筒部6からの固体90の排出効率の向上を図ることが可能となる。結果的に、流体に含まれる固体90を流体から分離する分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。
 また、分離装置1Aは、防止部8(仕切り板81)を備えていることで、一旦回収空間26へと排出された固体90が空間25へと流入するのを防ぐことが可能となる。これにより、流体に含まれる固体90を流体から分離する分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。
 なお、仕切り板81は、空間25と回収空間26とを隙間無く分離しているが、これに限らず、例えば仕切り板81の外径を第2円筒部505の内径よりもわずかに小さくしたり、仕切り板81に孔をあけたりする等して、空間25と回収空間26とをつなぐ隙間が形成されていてもよい。隙間は、回収空間26から空間25へ向かう向きに流体が流れにくい形状及び大きさを有していることが好ましい。
 (2.2)その他の変形例
 一変形例において、分離装置1,1Aは、開閉部7を備えていなくてもよい。この場合、回転体3を回転させると、流体は流体流入口51からケーシング2内に流入する。そして、ケーシング2内に流入した流体のうちの一部は流体流出口52から流出し、残りは固体90と一緒に固体排出部53から排出されることとなる。
 一変形例において、ケーシング2は、内側底部68を備えていなくてもよい。この場合、内筒部6は、軸方向D1と直交する方向において第2円筒部505の一部並びに拡径部504と重なる位置に存在していればよく、第1円筒部503と重なる位置には存在していなくてもよい。
 一変形例において、内筒部6と外筒部5とは一体に形成されてもよい。
 一変形例において、内筒部6の第2端602(上端)は、外筒部5の第2円筒部505における軸方向D1の中間位置になくてもよく、外筒部5において流体流出口52の位置よりも第2端502側(下側)にあればよい。
 一変形例において、外筒部5が第1円筒部503の全部又は少なくとも下半分(流体流入口51を含む部分)を備えていなくてもよい。この場合、内筒部6において内側流入口61を含む部分が、ケーシング2の外郭の一部を構成する。この場合、流入筒部21は、内筒部6の外周面67において内側流入口61の周縁に繋がっていてもよい。この場合、外筒部5は流体流入口51を備えておらず、内筒部6の内側流入口61が流体流入口51の役割を兼ねている。
 一変形例において、外筒部5の第1円筒部503は、内径及び外径のうちの少なくとも一方が一定でなくてもよい。第1円筒部503の内径及び外径のうちの少なくとも一方は、外筒部5の軸方向D2において漸増していてもよいし漸減していてもよい。
 一変形例において、外筒部5の第2円筒部505は、内径及び外径のうちの少なくとも一方が一定でなくてもよい。第2円筒部505の内径及び外径のうちの少なくとも一方は、外筒部5の軸方向D2において漸増していてもよいし漸減していてもよい。
 一変形例において、内筒部6が備える排出口63の数は、1つ又は2つに限定されず、3つ以上であってもよい。
 一変形例において、内筒部6は、内径及び外径のうちの少なくとも一方が一定でなくてもよい。内筒部6の内径及び外径のうちの少なくとも一方は、内筒部6の軸方向D1において漸増していてもよいし漸減していてもよい。
 一変形例において、固体排出部53(排出筒部23)は、適宜のバイパス経路を介して流体流入口51(流入筒部21)につながっていてもよい。
 一変形例において、流入筒部21は角筒状に限られず、円筒状等の他の形状であってもよい。
 一変形例において、流出筒部22は角筒状に限られず、円筒状等の他の形状であってもよい。
 一変形例において、回転体3の形状は円柱状に限られず、他の形状であってもよい。例えば、回転体3は、第1端31側から第2端32側へ向かって径が漸増する円錐台状であってもよい。この場合、回転体3を回転させることで、回転体3の周りの空間において第2端32側を負圧(第1端31側よりも小さな圧力)にさせやすく、流体をケーシング2の内部に引込みやすくなる。
 一変形例において、複数の羽根4の各々は、回転体3の一径方向に対して所定角度(例えば、45度)だけ傾いていてもよい。この場合、複数の羽根4の各々では、回転体3からの突出方向における内筒部6側の先端が、回転体3側の基端よりも、回転体3の回転方向R1(図4及び図5参照)において後方に位置していてもよい。或いは、複数の羽根4の各々では、回転体3からの突出方向における内筒部6側の先端が、回転体3側の基端よりも、回転体3の回転方向R1において前方に位置していてもよい。つまり、複数の羽根4の各々は、回転体3の一径方向に対して回転体3の回転方向R1に所定角度(例えば、45度)だけ傾いていてもよい。所定角度は、45度に限らず、0度よりも大きく90度以下の角度であってもよい。例えば、所定角度は、10度以上80度以下の範囲内の角度であってもよい。
 一変形例において、複数の羽根4の各々は、1つ以上の円弧状等の曲線状の部分を含む形状でもよい。
 一変形例において、複数の羽根4の各々は、回転体3のシャフト30のまわりで螺旋状に形成されていてもよい。ここにおいて「螺旋状」とは、回転数が1以上の螺旋形状に限らず、回転数が1の螺旋形状の一部の形状も含む。
 一変形例において、流体流入口51からケーシング2に流入する流体は、水に限らず、水以外の液体であってもよいし、空気等の気体であってもよい。
 分離装置1Aの一変形例において、排出口63は、スリット状でなくてもよく、円形、多角形等の適宜の形状であってもよい。
 分離装置1Aの一変形例において、排出口63は、流体流通口62(内筒部6の第2端602側の開口)とつながっていてもよい。例えば、排出口63は、流体流通口62の周縁から軸方向D2に沿って延びるスリット状であってもよい。
 (3)態様
 以上説明した実施形態及び変形例から明らかなように、本明細書には以下の態様が開示されている。
 第1の態様の分離装置(1;1A)は、有底のケーシング(2)と、回転体(3)と、羽根(4)と、を備える。ケーシング(2)は、外筒部(5)及び外筒部(5)の内側に配置される内筒部(6)を備える。回転体(3)は、内筒部(6)の内側に配置されている。回転体(3)は、内筒部(6)の軸方向(D1)に沿った回転軸を中心として回転可能である。羽根(4)は、内筒部(6)と回転体(3)との間に配置されている。羽根(4)は、回転体(3)と一緒に回転する。内筒部(6)は、内側流入口(61)と、排出口(63)と、を備える。内側流入口(61)は、内筒部(6)の内外を連通させる。排出口(63)は、内筒部(6)の内外を連通させる。排出口(63)は、内側流入口(61)を通って内筒部(6)の内側に流入した流体に含まれる固体(90)を、内筒部(6)と外筒部(5)との間に排出する。外筒部(5)は、流体流出口(52)と、固体排出部(53)と、を備える。流体流出口(52)は、外筒部(5)の内外を連通させる。流体流出口(52)は、内筒部(6)の内側から流出して外筒部(5)の内側へと流入した流体を外筒部(5)の外側へ流出させる。固体排出部(53)は、軸方向(D1)において流体流出口(52)から離れている。固体排出部(53)は、内筒部(6)の排出口(63)から排出された固体(90)を外筒部(5)の外側へ排出する。
 この態様によれば、流体に含まれる固体(90)を流体から分離する分離性能の向上を図ることが可能となる。
 第2の態様の分離装置(1;1A)は、第1の態様において、固体排出部(53)の開閉を行う開閉部(7)を更に備える。
 この態様によれば、所望のタイミングで固体(90)を回収することが可能となる。
 第3の態様の分離装置(1A)では、第1又は第2の態様において、排出口(63)は、内筒部(6)に形成されたスリットである。
 この態様によれば、分離性能の向上を図ることが可能となる。
 第4の態様の分離装置(1;1A)では、第1~第3のいずれか1つの態様において、内筒部(6)は、流体流通口(62)を更に備える。流体流通口(62)は、軸方向(D1)において排出口(63)及び内側流入口(61)から離れている。流体流通口(62)は、内筒部(6)の内外を連通させている。流体流通口(62)は、内筒部(6)の内側に流入した流体を内筒部(6)の外側であって外筒部(5)の内側へ流出させる。
 この態様によれば、分離性能の向上を図ることが可能となる。
 第5の態様の分離装置(1A)は、第4の態様において、防止部(8)を更に備える。防止部(8)は、排出口(63)から内筒部(6)と外筒部(5)との間に排出された固体(90)が流体流出口(52)へ向かうのを防止する。
 この態様によれば、排出口(63)から排出された固体(90)が流体流出口(52)へと流入するのを防ぐことが可能となり、分離性能の向上を図ることが可能となる。
 第6の態様の分離装置(1A)では、第5の態様において、防止部(8)は、仕切り板(81)を含む。仕切り板(81)は、軸方向(D1)から見て内筒部(6)と外筒部(5)との間の位置であって軸方向(D1)において内筒部(6)の流体流通口(62)と排出口(63)との間の位置に配置される。
 この態様によれば、排出口(63)から排出された固体(90)が流体流出口(52)へと流入するのを防ぐことが可能となり、分離性能の向上を図ることが可能となる。
 第7の態様の分離装置(1;1A)は、第1~第6のいずれか1つの態様において、流入筒部(21)を更に備える。流入筒部(21)は、流体をケーシング(2)の外側から内側へと導く。
 この態様によれば、流入筒部(21)を通って流体をケーシング(2)内へ導くことが可能となる。
 第8の態様の分離装置(1;1A)では、第7の態様において、外筒部(5)は、円形状の内周形状を有する有底円筒状である。流入筒部(21)は、軸方向(D1)から見て、外筒部(5)の内周面の一接線方向に沿った方向に突出している。
 この態様によれば、流入筒部(21)を通って流体をケーシング(2)内へ導くことが可能となる。
 第9の態様の分離装置(1;1A)では、第7又は第8の態様において、軸方向(D1)に沿った方向において、固体排出部(53)と流入筒部(21)との間の距離は、固体排出部(53)と流体流出口(52)との間の距離よりも、短い。
 この態様によれば、分離性能の向上を図ることが可能となる。
 第10の態様の分離装置(1;1A)は、第1~第9のいずれか1つの態様において、流出筒部(22)を更に備える。流出筒部(22)は、流体流出口(52)に連通する内部空間を有し外筒部(5)の外周面から突出している。
 この態様によれば、固体(90)を分離された流体が流体流出口(52)及び流出筒部(22)を通って流れやすくなる。
 第11の態様の分離システム(10)は、第1~第10のいずれか1つの態様の分離装置(1;1A)と、回転体(3)を回転駆動する駆動装置(11)と、を備える。
 この態様によれば、分離性能の向上を図ることが可能となる。
 本開示の分離装置及び分離システムは、流体に含まれる固体を流体から分離する分離性能の向上を図ることが可能となる。それにより、生活用水、工業用水、農業用水等に含まれる不純物の量を低減することができる。すなわち、本開示の分離装置及び分離システムは、産業上有用である。
 1,1A 分離装置
 2 ケーシング
 21 流入筒部
 22 流出筒部
 3 回転体
 4 羽根
 5 外筒部
 52 流体流出口
 53 固体排出部
 6 内筒部
 61 内側流入口
 62 流体流通口
 63 排出口
 7 開閉部
 8 防止部
 81 仕切り板
 90 固体
 10 分離システム
 11 駆動装置
 D1、D2 軸方向

Claims (11)

  1.  外筒部及び前記外筒部の内側に配置される内筒部を備える有底のケーシングと、
     前記内筒部の内側に配置された回転体であって、前記内筒部の軸方向に沿った回転軸を中心として回転可能な回転体と、
     前記内筒部と前記回転体との間に配置されており、前記回転体と一緒に回転する羽根と、
    を備え、
     前記内筒部は、
      前記内筒部の内外を連通させる内側流入口と、
      前記内筒部の内外を連通させており、前記内側流入口を通って前記内筒部の内側に流入した流体に含まれる固体を、前記内筒部と前記外筒部との間に排出する排出口と、
     を備え、
     前記外筒部は、
      前記外筒部の内外を連通させており、前記内筒部の内側から流出して前記外筒部の内側へと流入した前記流体を前記外筒部の外側へ流出させる流体流出口と、
      前記軸方向において前記流体流出口から離れており、前記内筒部の前記排出口から排出された前記固体を前記外筒部の外側へ排出する固体排出部と、
     を備える、
     分離装置。
  2.  前記固体排出部の開閉を行う開閉部を更に備える、
     請求項1に記載の分離装置。
  3.  前記排出口は、前記内筒部に形成されたスリットである、
     請求項1又は2に記載の分離装置。
  4.  前記内筒部は、
      前記軸方向において前記排出口及び前記内側流入口から離れており、前記内筒部の内外を連通させており、前記内筒部の内側に流入した前記流体を前記内筒部の外側であって前記外筒部の内側へ流出させる流体流通口を、更に備える、
     請求項1~3のいずれか1項に記載の分離装置。
  5.  前記排出口から前記内筒部と前記外筒部との間に排出された前記固体が前記流体流出口へ向かうのを防止する防止部を、更に備える、
     請求項4に記載の分離装置。
  6.  前記防止部は、前記軸方向から見て前記内筒部と前記外筒部との間の位置であって前記軸方向において前記内筒部の前記流体流通口と前記排出口との間の位置に配置された仕切り板を含む、
     請求項5に記載の分離装置。
  7.  前記流体を前記ケーシングの外側から内側へと導く流入筒部を、更に備える、
     請求項1~6のいずれか1項に記載の分離装置。
  8.  前記外筒部は、円形状の内周形状を有する有底円筒状であり、
     前記流入筒部は、前記軸方向から見て、前記外筒部の内周面の一接線方向に沿った方向に突出している、
     請求項7に記載の分離装置。
  9.  前記軸方向に沿った方向において、前記固体排出部と前記流入筒部との間の距離は、前記固体排出部と前記流体流出口との間の距離よりも、短い、
     請求項7又は8に記載の分離装置。
  10.  前記流体流出口に連通する内部空間を有し前記外筒部の外周面から突出している流出筒部を、更に備える、
     請求項1~9のいずれか1項に記載の分離装置。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載の分離装置と、
     前記回転体を回転駆動する駆動装置と、
    を備える、
     分離システム。
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