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技術 固液分離装置

出願人 キシヤセイゾウカブシキガイシヤ
発明者 中西敏雄吉本力川崎聡三輪敬一鈴木健次
出願日 1999年3月2日 (21年9ヶ月経過) 出願番号 1999-053838
公開日 2000年9月12日 (20年3ヶ月経過) 公開番号 2000-246012
状態 特許登録済
技術分野 凝集・沈殿処理 凝集又は沈殿 凝集または沈澱による水処理
主要キーワード 水平円板 截頭逆円錐状 自由渦流 密閉円筒 部分平面 つれまわり 旋回防止板 截頭円錐状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年9月12日)のものです。
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図面 (4)

課題

熱水反応処理装置析出した微粒子処理液から効率よく分離する。

解決手段

水熱反応処理装置で処理された処理液から液中に懸濁する微粒子12を分離する固液分離装置であって、密閉円筒状のケーシング1と、ケーシング1内壁に沿って設けられたらせん管2と、らせん管を囲繞してらせん管2とケーシング1との間に設けられ、外側に向って斜め下向きのスリット3bが形成された円筒状の捕集ルーバー3とからなり、上記らせん管の外側は微粒子が通過可能な多孔板2aになっており、らせん管2の上端処理液流入口4が、下端清澄液出口5が接続されており、上記ケーシング1の下部は逆円錐状底板を有する沈降室8になっていて、沈降室8下端に微粒子排出口1dが接続されている。

概要

背景

パルプスラッジなどの有機廃棄物減容化のための装置として水熱反応装置が開発されている。水熱反応装置は温度200℃以上、圧力20気圧以上の温度圧力の条件下で有機廃棄物を熱水反応処理するもので、有機廃棄物は分解して可溶化し、無機物または無機物と有機物の混合の微粒子残滓が残る。これらの微粒子の懸濁物は、バルブ配管背圧弁等に沈積して閉塞が発生するおそれがあるので、水熱反応装置での処理後または処理途中で液中から除去する必要がある。

固液を分離する装置として沈降式や液体サイクロン式などの分離装置があるが、処理時間、必要なスペース分離能力などの点で液体サイクロン式の固液分離装置が適している。

概要

熱水反応処理装置析出した微粒子を処理液から効率よく分離する。

水熱反応処理装置で処理された処理液から液中に懸濁する微粒子12を分離する固液分離装置であって、密閉円筒状のケーシング1と、ケーシング1内壁に沿って設けられたらせん管2と、らせん管を囲繞してらせん管2とケーシング1との間に設けられ、外側に向って斜め下向きのスリット3bが形成された円筒状の捕集ルーバー3とからなり、上記らせん管の外側は微粒子が通過可能な多孔板2aになっており、らせん管2の上端処理液流入口4が、下端清澄液出口5が接続されており、上記ケーシング1の下部は逆円錐状底板を有する沈降室8になっていて、沈降室8下端に微粒子排出口1dが接続されている。

目的

本発明は従来技術の以上述べた問題点に鑑み案出されたもので、液体サイクロンで必要とされるむだなエネルギを節約するとともに、サブミクロン粒子を含む微粒子を処理液から分離することのできる固液分離装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

水熱反応処理装置で処理された処理液から液中に懸濁する微粒子を分離する固液分離装置であって、密閉円筒状のケーシングと、ケーシング内壁に沿って設けられたらせん管と、らせん管を囲繞してらせん管とケーシングとの間に設けられ、外側に向って斜め下向きのスリットが形成された円筒状の捕集ルーバーとからなり、上記らせん管の外側は微粒子が通過可能な多孔板になっており、らせん管の上端処理液流入口が、下端清澄液出口が接続されており、上記ケーシングの下部は逆円錐状底板を有する沈降室になっていて、沈降室下端に微粒子排出口が接続されていることを特徴とする固液分離装置。

請求項2

上記沈降室の上部に水平円板状の遮蔽板が設けられていて、該遮蔽板の外周に、旋回防止板を兼ねる支持脚取付けられている請求項1記載の固液分離装置。

請求項3

水熱反応処理装置で処理された処理液から液中に懸濁する微粒子を分離する固液分離装置であって、密閉截頭逆円錐状のケーシングと、ケーシング内壁に沿って設けられたアルキメデスらせん管と、アルキメデスらせん管を囲繞してアルキメデスらせん管とケーシングとの間に設けられ、外側に向って斜め下向きのスリットが形成された截頭逆円錐状の捕集ルーバーとからなり、上記アルキメデスらせん管の外側は微粒子が通過可能な多孔板になっており、アルキメデスらせん管の上端に処理液流入口が、下端に清澄液流出口が接続されており、上記ケーシングの下部は逆円錐状の底板を有する沈降室となっていて、沈降室下端に微粒子排出口が接続されていることを特徴とする固液分離装置。

請求項4

上記沈降室の上部に水平円板状の遮蔽板が設けられていて、該遮蔽板の外周に旋回防止板を兼ねる支持脚が取付けられている請求項3記載の固液分離装置。

技術分野

0001

本発明は水熱反応装置での処理後または処理途中で、無機懸濁物が分離堆積して詰まりを起こすのを防止するための固液分離装置に関するものである。

背景技術

0002

パルプスラッジなどの有機廃棄物減容化のための装置として水熱反応装置が開発されている。水熱反応装置は温度200℃以上、圧力20気圧以上の温度圧力の条件下で有機廃棄物を熱水反応処理するもので、有機廃棄物は分解して可溶化し、無機物または無機物と有機物の混合の微粒子残滓が残る。これらの微粒子の懸濁物は、バルブ配管背圧弁等に沈積して閉塞が発生するおそれがあるので、水熱反応装置での処理後または処理途中で液中から除去する必要がある。

0003

固液を分離する装置として沈降式や液体サイクロン式などの分離装置があるが、処理時間、必要なスペース分離能力などの点で液体サイクロン式の固液分離装置が適している。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記液体サイクロン式の固液分離装置では、粒子径が数μm〜100μmのものには適しているが、捕集した微小粒子分離器内で再飛散してしまうなどの問題があるため、1μm以下のサブミクロン粒子比重差の少ないものに対してはかなり難しい。また、従来の液体サイクロンではサイクロン内全体の液体旋回させているので余分なエネルギを必要とし、また、処理流量が少ない場合には、十分な流速がえられず分離性能が低下する。なお、水熱反応装置の温度および圧力条件被処理物により異なり、処理の困難なものについては、超臨界の温度・圧力条件下で行うものがある。

0005

本発明は従来技術の以上述べた問題点に鑑み案出されたもので、液体サイクロンで必要とされるむだなエネルギを節約するとともに、サブミクロン粒子を含む微粒子を処理液から分離することのできる固液分離装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するため、請求項1記載発明の固液分離装置は、水熱反応処理装置で処理された処理液から液中に懸濁する微粒子を分離する固液分離装置であって、密閉円筒状のケーシングと、ケーシング内壁に沿って設けられたらせん管と、らせん管を囲繞してらせん管とケーシングとの間に設けられ、外側に向って下向きのスリットが形成された円筒状の捕集ルーバーとからなり、上記らせん管の外側は微粒子が通過可能な多孔板になっており、らせん管の上端処理液流入口が、下端清澄液出口が接続されており、上記ケーシングの下部は逆円錐状底板を有する沈降室となっていて、沈降室下端に微粒子排出口が接続されている。

0007

また、請求項3記載発明の固液分離装置は、水熱反応処理装置で処理された処理液から液中に懸濁する微粒子を分離する固液分離装置であって、密閉截頭逆円錐状のケーシングと、ケーシング内壁に沿って設けられたアルキメデスらせん管と、アルキメデスらせん管を囲繞してアルキメデスらせん管とケーシングとの間に設けられ、外側に向って下向きのスリットが形成された截頭逆円錐状の捕集ルーバーとからなり、上記アルキメデスらせん管の外側は微粒子が通過可能な多孔板になっており、アルキメデスらせん管の上端に処理液流入口が、下端に清澄液流出口が接続されており、上記ケーシングの下部は逆円錐状の底板を有する沈降室となっていて、沈降室下端に微粒子排出口が接続されている。

0008

上記2つの発明について、上記沈降室の上部に水平円板状の遮蔽板が設けられていて、該遮蔽板の外周に旋回防止板を兼ねる支持脚取付けられているのが好ましい。

0009

次に本発明の作用を説明する。処理液は、上部の処理液流入口からケーシング内のらせん管内に流入し、らせん管内を流れて下部の清澄液流出口から排出される。処理液がらせん管内を流下する間に遠心力により、処理液中に懸濁した微粒子は外側に加速される。らせん管の外側は、微粒子が通過可能な多孔板になっているので、微粒子は貫通孔を通って外側に飛び出す。らせん管を囲繞して、外側に向って斜め下向きのスリットが形成された捕集ルーバーが設けられており、らせん管を飛び出した微粒子は、ルーバーに当って斜め下向きに方向を変え、ケーシング内壁に沿って下降し、下部の沈降室に入り、その中心に集って微粒子排出口から排出される。ケーシング内はらせん管内の流れにつれまわりする形でゆるやかな旋回流になっているが、沈降室の上部には水平円板状の遮蔽板が設けられており、遮蔽板を支持する支持脚は、遮蔽板の外周に放射方向に斜め下方に向って張り出して設けられた垂直板であって、旋回防止板を兼ねているので沈降室内部には旋回流は存在せず静止している。したがって、処理液から分離された微粒子は飛散することがなく、外部に排出されて清澄液中に再混入することがない。また、一般のサイクロンのようにケーシング内の液全体を旋回させて自由渦流を作るのではなく、らせん管内の処理液のみ旋回させるので管内の流速を大きくしてもエネルギの無駄が少ない。

0010

請求項1の発明は、ケーシングおよびらせん管が円筒状であるのに対し、請求項3の発明はケーシングが截頭逆円錐状であり、らせん管がアルキメデスらせん管である点が異る。請求項3の発明では、らせん管がアルキメデスらせん管なので、下方に行くにしたがって遠心力が大きくなり、上部では粗粒子が、下部では微粒子がそれぞれ分離するので粒子の排出口を別に設ければ微粒子の分級が可能である。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下、本発明の1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1(A)は請求項1記載発明の固液分離装置の部分平面図であり、図1(B)は断面図である。図2図1(A)のA−A矢視拡大断面図である。これらの図において、1は密閉円筒状のケーシングである。ケーシング1は円筒部1aと、円筒部1aの上部を密閉する天井板1bと、円筒部1aの下部を密閉する逆円錐状の底板1cと底板1cの下端に接続された微粒子排出口1dとからなる。逆円錐状の底板1cにより沈降室8を形成している。2はケーシング1の内壁に沿って設けられたらせん管であり、らせん管2の外側の半分に微粒子が通過可能な多数の孔が穿設された多孔板2aになっている。らせん管2のピッチ円半径はrである。らせん管2の上端には処理液流入口4が接続されており、下端には清澄液流出口5が接続されている。3は捕集ルーバーでらせん管2を囲繞してらせん管2とケーシング1との間に設けられ、外側に向って斜め下向きの多数のスリット3aを形成するように截頭円錐状の多数の円環が上下方向に多数並んで設けられている。なお、捕集ルーバー3はらせん状に形成されていてもよい。

0012

6は水平円板状の遮蔽板であり、沈降室8の上部に設けられており、その外周には放射方向に斜め下方に向って張り出した4〜8板の垂直板からなる支持脚7が設けられており、支持脚7の下端はケーシング1の底板1cに固着されている。上記支持脚7は、旋回防止板を兼ねている。9は微粒子排出口1dに設けられた弁である。

0013

次に、本実施形態の作用を説明する。処理液10は上部の処理液流入口4からケーシング1内のらせん管2内に流入し、らせん管2内を流れて下部の清澄液流出口5から排出される。処理液10がらせん管2内を流下する間に遠心力により、処理液10中に懸濁した微粒子12は外側に加速される。らせん管2の外側の半分は微粒子が通過可能な多孔板2aになっているので、微粒子は貫通孔2bを通って外側に飛び出す。らせん管2を囲繞して外側に向って斜め下向きのスリット3aが形成された捕集ルーバー3が設けられており、らせん管2を飛び出した微粒子12は、ルーバー3に当って斜め下向きに方向を変え、ケーシング1内壁に沿って下降し下部の沈降室8に入り、その中心に集って微粒子排出口1dから弁9を間欠的に開くことにより排出される。ケーシング1内はらせん管2内の流れにつれまわりする形でゆるやかな旋回流になっているが、沈降室8の上部には水平円板状の遮蔽板6が設けられており、遮蔽板6を支持する支持脚7は遮蔽板6の外周に放射方向に斜め下方に向って張り出して設けられた垂直板であって、旋回防止板を兼ねているので、ゆるやかな旋回流は防止され、沈降室8内部には旋回流は存在せず静止している。したがって、処理液10から分離された微粒子は飛散することがなく、外部に排出されて清澄液11中に再混入することがない。なお、らせん管2内の流速をVとすれば微粒子に作用する遠心力はV2 /rに比例する。このように、ケーシング1内の液全体を旋回させて自由渦流を作るのではなく、らせん管2内の処理液のみ旋回させるので流速を大きくしてもエネルギの無駄が少ない。

0014

図3(A)は請求項3記載発明の部分平面図であり、図3(B)は断面図である。図1に示す請求項1の発明は、ケーシング1、捕集ルーバー3およびらせん管2が円筒状であるのに対し、図3に示す請求項3の発明は、ケーシング21および捕集ルーバー23は截頭逆円錐状であり、らせん管22はアルキメデスらせん管である点が異る。請求項3の発明では、らせん管22がアルキメデスらせん管(上端の半径がR、下端の半径がr)なので、下方に行くにしたがって遠心力が大きくなり、上部では粗粒子が、下部では微粒子がそれぞれ分離するので、粒子の排出口を別に設ければ粒子の分級が可能である。

0015

本発明は以上述べた実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

発明の効果

0016

以上述べたように本発明の固液分離装置は、ケーシング内に外側に多孔板を有するらせん管を設けて処理液をらせん管内で高速に流すことにより、微粒子を遠心力により管外に飛び出させて捕集しているので、一般の液体サイクロンに比べて、余分な領域へのエネルギの放出を抑えることができ、エネルギの節約になる。また、分離装置内で飛散した微粒子が清澄液中に再混入することがなく、サブミクロンの微粒子まで高い分離効率が得られるなど優れた効果を有する。

図面の簡単な説明

0017

図1請求項1記載発明の(A)は部分平面図、(B)は断面図である。
図2図1のA−A矢視拡大断面図である。
図3請求項3記載発明の(A)は部分平面図、(B)は断面図である。

--

0018

1,21ケーシング
2,22らせん管
3,23捕集ルーバー
4処理液流入口
5清澄液流出口
6遮蔽板
7旋回防止板
8 沈降室
10処理液
11 清澄液
12 微粒子

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