JP2006061897A

JP2006061897A - 二段分離装置

Info

Publication number: JP2006061897A
Application number: JP2004280587A
Authority: JP
Inventors: Masuki Takasu; 益樹高須
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-03-09

Abstract

【課題】従来技術のうち、ことに、装置全体の大型化、設置場所の制約、メンテナンスの困難性、分離性能の低下問題、およびフィルター等の分離性能の早期劣化を解消した二段分離装置およびその分離方法を得る。
【解決手段】円筒状容器１の内部を円筒状隔壁４により第一分離領域２と第二分離領域３とに区画して被処理流体を第一分離領域と第二分離領域の両者を通過させるようにして容器内における該被処理流体の滞留時間を長くとってその通過過程において、初めに第一分離領域で被処理流体を円筒状容器内周に沿って旋回させ流体中の異物をサイクロンにより遠心分離させるとともに、次いで被処理流体を第二分離領域内に設定した二次分離器で残余の異物を分離、除去するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、粉塵、塵埃、スラッジ、固形屑等の異物が混入している排ガス、廃油、汚水等の被処理流体を浄化する二段分離装置、詳しくは、サイクロン分離器とサイクロン分離器、もしくは、サイクロン分離器と濾過器とを一体的に組合わせて被処理流体を二段階に浄化するようにした二段分離装置の改良に関するものである。

異物が混入している被処理流体を浄化する装置には、布、または紙を素材にしたバグフィルターやカートリッヂフィルターに被処理流体を通過させてそれらに異物を捕捉させるもの、円筒状あるいは円錐状、もしくはそれら両者を組合わせた容器の中に被処理流体を接線方向に送給して渦流を発生させ、その旋回によって生じる遠心力で異物を分離させるもの、また、簡易なものとして円筒状容器の中に砂、小石、大きな石等を積層して濾過層を形成しこの濾過層に被処理流体を通過させて異物を捕捉する推積式濾過、およびそれらを組合わせたもの等がある。

従来、二段分離装置、とりわけ第一段目にサイクロン分離機を、第二段目にサイクロン分離器、もしくはそれ以外の分離機とを直列に連結し、先ず、サイクロン分離機で被処理流体中の異物を取り除き、そののち、残余の異物を後続の第二段目の分離機で取除く二段分離装置はすでに数多く知られている（例えば特許文献１および２参照）。
特開平０４−２６７９１５号公報（第４頁、図４）特開平１１−３３８６８号公報（第１２頁、図８）

しかしながら、これら二段分離装置の浄化機能は、構成上の仕様が固定的であるものを導流路により単に連結して組合わせるだけのものであるため、前述の各種被処理流体の種類、処理量、設計等に対応した浄化機能を選定するのが難しい。なんとなれば、サイクロン分離機について考察すると、その処理容量を向上させるためには、例えば、サイクロン分離機の直径を大きくするとか、サイクロン分離機の台数をマルチプルに増やさなければならず、また他方、分離性能を上げるためにはサイクロンの高さを大きくして被処理流体の容器内における滞留時間を長くとるようにしなければならない。このような諸条件を満たそうとすると、サイクロン分離機内における被処理流体の渦流速度が低下して遠心力が落ちたり、装置全体の大きさや高さが大きくなってコストの高騰を招くほか、設置場所の制約、メンテナンスの困難性が増加し、その結果、分離性能の固定的範囲を超えさせることができない。また、第一段目処理に続く第二段目の分離機部分について考えると、第二段目は前段の分離性能をまともに受けるため、早期に目詰りを起こして装置全体の分離性能を悪くする。その結果、第二段目の分離機を簡便なバグフィルターやカートリッヂフィルターを用いるようにした場合には、交換頻度が高くなるため、交換作業時間や濾過運転の停止により運転効率の低下、それらフィルター交換によるランニングコストの増大、さらに使用済みフィルターの処分といった廃棄物処理問題が発生する。

この発明は、以上述べたような従来技術の諸問題のうち、ことに、第一段目処理としてのサイクロン部分の分離性能を向上させるために被処理流体の容器内における滞留時間を長くしようとする場合の問題点、および第二段目の分離部分において分離性能が早期に劣化する問題点を解消し、効率良く、低コストで連続的に異物を除去し、被処理流体の浄化、再利用が計られるようにすることを目的とした二段分離装置を得るために創案されたものである。

問題を解決するための手段

上述の課題、目的を達成するために、この発明は、円筒状容器の内部を円筒状隔壁で第一分離領域と第二分離領域とに区画し、被処理流体を第一分離領域に導入するとともに、円筒状隔壁下方に設けた連絡流路を経て第二分離領域に導き、これら両分離領域を通過させる過程において、初めに第一分離領域で被処理流体を円筒状容器内周に沿って旋回させ被処理流体中の異物をサイクロンにより遠心分離させるとともに、次いで被処理流体を第二分離領域内に設置した二次分離機で残余の異物を分離、除去するようにした二段分離装置を提供することにより解決を計ろうとするものである。

またこの発明には、前記二次分離器をサイクロン分離機とした態様、また、同じく二次分離器をコイルバネフィルターとし、付着した異物をコイルバネの拡開により清掃するようにした態様、さらには、前記第二分離領域内に設置するサイクロン分離機の下端と円筒状容器の下端との間隙を被処理流体の導入流量の１５％以下となるように定めてなるそれぞれの態様を含んでいる。

発明の効果

この発明は、次のような効果を奏する。
イ．濾過円筒状容器の内部を円筒状隔壁により第一分離領域と第二分離領域とに区画して被処理流体を第一分離領域と第二分離領域の両者を通過させるようにしたので容器内における該被処理流体に高い流速を付与する滞留時間を長くとることができ、小さな濾過装置でありながらサイクロンの高さや外径を大きくすることなく、従来の組合せ形濾過装置以上の清浄、分離、濾過機能を発揮する。
ロ．第一分離領域をサイクロンを主体としたものとしたので後続の二次分離器の分離・濾過の負荷を小さくすることができ、二次分離器の寿命を延ばすことができる。その結果、二次分離器のメンテナンス、例えば、フィルターの交換や再生を極めて小さくするものであってメンテナンスフリーともいえる性能を生み出し、交換作業時間や濾過運転の停止による運転効率の低下、フィルター交換によるランニングコストの増大、さらに使用済みフィルターの処分といった廃棄物問題を解消する。
ハ．各構成要素をひとつの円筒状容器内にまとめているので従来の組合せ形濾過装置と比較して各構成要素を結合する配管等が不要となり、その結果、装置全体がコンパクトになり、コストの高騰を押え、設置場所の制約を受けることなく、さらに、メンテナンス上の高所作業等の危険性も排除することができ、総合的に、各構成要素の固定的な分離性能を乗り越えた分離装置を得ることができる。

この発明の実施の形態について、以下、添付図面を参照して説明する。この発明に係る被処理流体の二段分離方法、ならびに二段分離装置は、円筒状容器１の内部を第一分離領域２と第二分離領域３とに区画する円筒状隔壁４と、第一分離領域に被処理流体を導入する入口管７と、円筒状隔壁下方に配置される第一分離領域と第二分離領域とを連通する連絡流路５と、第二分離領域の上部に設けた被処理流体の出口管８と、円筒状容器の下部に開閉弁１０を介して設けられるブロー管１１と、および、該第二分離領域の内部に設置される二次分離器６とから構成される。

サイクロンを形成する第一分離領域２は、入口管７から接線方向に送給される被処理流体に渦流を発生させ、その旋回によって生じる遠心力で異物が分離され、分離された異物は円筒状容器の円周面に沿って重力降下して、定期的に開閉弁１０を介してブロー管１１から円筒状容器外に排出される。異物が分離された被処理流体は連絡流路５を通って第二分離領域３に入り、この領域内に設けられた二次分離器６で残余の異物が分離、除去される。この実施例における二次分離器は、二段目としてのサイクロンを形成しており連絡流路５から上昇してきた被処理流体が入口６２から接線方向に送給され、被処理流体に渦流を発生させ、その旋回によって生じる遠心力で異物を分離し、前述の異物同様、サイクロンを形成する二次分離器６の内周面に沿って重力降下して定期的に開閉弁１０、ブロー管１１を通して円筒状容器外へ排出される。異物が分離された被処理流体は出口管８から円筒状容器外に送り出され再利用される。

上述のように、この発明はひとつの円筒状容器の中に二つの分離機を備えるようにしたものであるから被処理流体の出入口は入口管７、出口管８で共用されるものであり、他方、スラッジ等の異物取出口も開閉弁１０で共用されている。したがって二次分離機の下端６４と円筒状容器１の下端は被処理流体からみれば自由通路となっており、この自由通路が装置の分離運転中には二つの分離機相互の圧力差により正逆流を起こす可能性がある。この正逆動は異物の動力降下や清澄液の回収に障害をもたらすため、自由通路でありながら相互が独立した状態を保持するような停滞ゾーンとすることが重要である。この停滞ゾーンにおける被処理流体を停滞させるためには、入口管７からの供給量、出口管８からの排出量、２つの分離機の作動圧力差、バランス、サイクロン下端６４と円筒状容器１の下端におけるそれぞれの開口断面積の比率等の相乗効果が関与するものであるが、装置全体のトータルコストを考慮すると前述の両者間の開口率を１５：８５（１５％（とするのがよい。このように被処理流体は二つの分離領域を通るようにして濾過・分離のために円筒状容器内における滞留時間が長く維持されるようになっている。この滞留時間は出口管８の流出量を増減させることによって調整することができるのは言を待たない。

次いで図３により二つ目の実施例を説明する。サイクロンを形成する第一分離領域２は、前述の第１実施例と同様、入口から接線方向に送給される被処理流体に渦流を発生させ、その旋回によって生じる遠心力で異物が分離され、分離された異物は円筒状容器の内周面に沿って重力降下して定期的に開閉弁１０、ブロー管１１を介して円筒状容器外に排出される。異物が分離された被処理流体は連絡流路５を通って第二分離領域３に入り、この領域内に設けられた二次分離器６で残余の異物が分離、除去される。この実施例における二次分離器６は、コイルバネフィルターを形成しており、連絡流路５から上昇してきた被処理流体がコイルバネフィルターの外周から僅少間隙を潜り抜けて異物をその僅少間隙に捕捉させる。

捕捉した異物は、分離運転を一時停止し、コイルバネフィルターに装置されたリンク機構を用いてコイルバネを拡開させながら被処理流体を強制逆流させ、コイルバネフィルターを洗浄する。洗浄中の異物は逆流に乗せて二次分離機の内周面からサイクロン下端６４を経て開閉弁１０の上流側に貯えられる。異物が分離された被処理流体は出口管８から円筒状容器外に送出され再利用される。この実施例でも被処理流体が二つの分離領域を通るようにして濾過分離のために円筒状容器内における滞留時間を長く保っている。

メンテナンス等のため、二段分離装置の運転を停止することなく続行させたい要求に対しては、前記ブロー管１１の終端に第二の開閉弁を設け、開閉弁１０を閉じ、その第二開閉弁を開くようにすれば運転を続行しながらブロー管１１に沈降した異物を外部に排出させることができる。

は二段分離装置の実施例１の縦断面図、は図１のＸ−Ｘ線に沿った端面図、は二段分離装置の実施例２の縦断面図である。

符号の説明

１・・・円筒状容器
２・・・第一分離領域
３・・・第二分離領域
４・・・円筒状隔壁
５・・・連絡流路
６・・・二次分離器
６１・・出口
６２・・入口
６３・・連絡流路
６４・・サイクロン下端
７・・・入口管
８・・・出口管
９・・・間隙
１０・・開閉弁
１１・・ブロー管

Claims

被処理流体を円筒状隔壁により区画された第一分類領域に導入し、その内周壁に沿って旋回させ被処理流体中の異物をサイクロンにより遠心分離するとともに、続いて前記被処理流体を連絡流路を経て第二分離領域に導き、被処理流体中の残余の異物を当該第二分離領域内に設置された二次分離器により分離、除去するようにしたことを特長とする二段分離方法。
円筒状容器の内部を第一分離領域と第二分離領域とに区画する円筒状隔壁と、第一分離領域に被処理流体を導入する入口管と、円筒状隔壁下方に配置される第一分離領域と第二分離領域とを連通する連絡流路と、第二分離領域の上部に設けた被処理流体の出口管と、円筒状容器の下部に開閉弁を介して設けられるブロー管と、および、該第二分離領域の内部に設置される二次分離器とからなり、被処理流体を第一分離領域通過程において円筒状容器内周に沿って旋回させ、被処理流体中の異物をサイクロンにより遠心分離させるとともに、被処理流体を前記連絡流路から第二分離領域に導いて被処理流体中の残余の異物を前記二次分離器により分離、除去するようにしたことを特長とする二段分離装置。
前記第二分離領域内に設置する二次分離器をサイクロン分離器とし、かつ、当該サイクロン分離器を円筒状隔壁内の軸線上に配設したことを特長とする請求項２記載の二段分離装置。
前記第二分離領域内に設置する二次分離器をコイルフィルターとし、付着した異物をコイルバネの拡開により清掃するようにしたことを特長とする請求項２乃至３のいずれか１項記載の二段分離装置。
前記第二分離領域内に設置するサイクロン分離器の下端と円筒状容器の下端との間隙を被処理流体の導入流量の１５％となるよう定めたことを特長とする請求項２乃至４のいずれか１項記載の二段分離装置。