JP5137109B2 - Separation tower and suspended substance separation device - Google Patents

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Description

この発明は、一般的には、分離塔および懸濁物質分離装置に関し、より特定的には、溶媒中に分散した、溶媒よりも小さい比重を有する懸濁物質を分離する分離塔および懸濁物質分離装置に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention generally relates to a separation column and a suspended substance separation device, and more specifically, a separation column and a suspended substance that separates a suspended substance dispersed in a solvent and having a specific gravity smaller than that of the solvent. The present invention relates to a separation device.

一般的に、二液体が混合している場合、その混合物界面には化学ポテンシャルの作用があり、界面の表面張力、濃度勾配によって物質を吸着する現象が生じる。気体を混入した場合は、気体と二液体との３種の混合となるが、気体と液体との界面には、上記と同様な現象によって物質を吸着する効果が生じる。   In general, when two liquids are mixed, the interface of the mixture has an action of chemical potential, and a phenomenon occurs in which a substance is adsorbed by the surface tension and concentration gradient of the interface. When gas is mixed, three types of gas and two liquids are mixed. However, an effect of adsorbing a substance is generated at the interface between the gas and the liquid by the same phenomenon as described above.

従来の懸濁物質分離装置については、たとえば、特開２００７−３８１７３号公報に、疎水性の低い油を含む水を排水基準にまで高速に油水分離することを目的とした油水分離装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された油水分離装置では、被処理液に、塩化マグネシウムや塩化カルシウムなどを添加し、微細気泡を発生させる。その微細気泡に被処理液中の懸濁性浮遊物や油分を付着させ、付着した懸濁性浮遊物や油分を、気泡と一緒に浮上させ、水面で分離する。
特開２００７−３８１７３号公報 As for a conventional suspended substance separation device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-38173 discloses an oil-water separation device for the purpose of oil-water separation of water containing oil having low hydrophobicity up to a drainage standard. (Patent Document 1). In the oil-water separator disclosed in Patent Document 1, magnesium chloride, calcium chloride, or the like is added to the liquid to be treated to generate fine bubbles. Suspended suspended matters and oil in the liquid to be treated are attached to the fine bubbles, and the attached suspended suspended matters and oil are floated together with the bubbles and separated on the water surface.
JP 2007-38173 A

上述の特許文献１に開示されるように、溶媒中に分散した懸濁物質を分離する場合に、懸濁物質を気泡に付着させ、気泡と一緒に浮上させる方法がある。このような分離装置において、気泡が微小な場合と大きい場合とを同一気体体積で比較すると、微小な気泡の場合、表面積すなわち気液界面面積を大きく取れる。しかしながら、浮力が小さくなり、水中懸濁物質の分離に時間がかかる。一方、気泡が大きい場合、総気液界面面積が小さくなる。また、浮上速度が大きくなりすぎて気泡がすぐに水面に浮上してしまい、懸濁物質の付着効率が低下する。   As disclosed in Patent Document 1 described above, when separating a suspended substance dispersed in a solvent, there is a method in which the suspended substance is attached to bubbles and floated together with the bubbles. In such a separation device, when the bubbles are small and large in terms of the same gas volume, the surface area, that is, the gas-liquid interface area can be increased in the case of small bubbles. However, the buoyancy is reduced and it takes time to separate suspended substances in water. On the other hand, when the bubbles are large, the total gas-liquid interface area is small. Further, the rising speed becomes too high, and the bubbles immediately rise to the surface of the water, so that the attachment efficiency of the suspended substance is lowered.

また、従来の分離装置では、気泡を利用した浮上分離のみによって懸濁物質を分離しており、懸濁物質の分離効率は必ずしも十分とは言えない。   Moreover, in the conventional separation apparatus, the suspended substance is separated only by floating separation using bubbles, and the separation efficiency of the suspended substance is not necessarily sufficient.

また、従来の分離装置では、水槽内で分離を行なう。このため、たとえば、洗濯機のように水槽内（洗濯槽内）に洗濯物がある場合には、洗濯物の攪拌によって水面が静止していないため、せっかく分離した懸濁物が水中に混入し、洗濯物に付着して洗濯物を再汚染するおそれがある。このため、水槽内での浮上分離を行なうことはできず、配管系内での懸濁物質の除去、すなわちインラインでの懸濁物質の除去が必要となる。   In the conventional separation apparatus, separation is performed in a water tank. For this reason, for example, when there is laundry in the water tub (in the laundry tub) as in a washing machine, the water surface is not stationary due to the stirring of the laundry, so that the separated suspension is mixed into the water. There is a risk of re-contamination of the laundry by adhering to the laundry. For this reason, floating separation cannot be performed in the water tank, and it is necessary to remove suspended substances in the piping system, that is, remove suspended substances in-line.

また、比重差による遠心力の差を利用した分離方法があるが、微細な懸濁物質の場合、流体の粘性効果が大きくなり、懸濁物質の分離効率は必ずしも十分とは言えない。また、比重差が大きい微細気泡の場合でも、懸濁物質の分離効率は必ずしも十分とは言えない。   Further, there is a separation method using a difference in centrifugal force due to a difference in specific gravity. However, in the case of a fine suspended substance, the fluid viscosity effect becomes large, and the separation efficiency of the suspended substance is not necessarily sufficient. Even in the case of fine bubbles having a large specific gravity difference, it cannot be said that the separation efficiency of suspended substances is necessarily sufficient.

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、溶媒中に分散した懸濁物質が効率良く分離される分離塔および懸濁物質分離装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a separation column and a suspended substance separation device that can efficiently separate suspended substances dispersed in a solvent.

この発明に従った分離塔は、溶媒中に分散した、その溶媒よりも比重の小さい懸濁物質を溶媒から分離する分離塔である。分離塔は、導入口を含む内管と、導出口を含み、内管を収容し、筐体形状を有する外管とを備える。内管は、導入口を通じて導入された懸濁物質を含む溶媒を、その内部で旋回流として流す。内管は、外管に連通し、旋回流となって流れる溶媒を外管に導く連通口をさらに含む。外管は、内管から流入した溶媒を貯留し、導出口を通じて外部に導出する。外管は、外管の内部から外部に気体を排出する気体排出口を含む。分離塔は、気体排出口に設けられ、気体の排出を制御する制御弁をさらに備える。連通口は、外管に貯留された溶媒から露出する。溶媒と懸濁物質とからなる懸濁液が内管に導入されると、遠心分離により、内管の内部空間の内側に懸濁物質が集まり、内管の内部空間の外側に、溶媒の割合を大きくした懸濁液が集まる。その内管の内部空間の外側に集まった懸濁液が連通口より外管に導かれると、浮上分離により、懸濁物質が懸濁液の液面近くに集まり、溶媒が導出口を通じて外部に導出される。 The separation column according to the present invention is a separation column for separating suspended substances dispersed in a solvent and having a specific gravity smaller than that of the solvent from the solvent. The separation tower includes an inner tube including an introduction port and an outer tube including an outlet port, which accommodates the inner tube and has a housing shape. The inner tube allows a solvent containing suspended solids introduced through the inlet to flow as a swirl flow therein. The inner pipe further includes a communication port that communicates with the outer pipe and guides the solvent flowing as a swirling flow to the outer pipe. The outer pipe stores the solvent flowing in from the inner pipe and leads it to the outside through the outlet. The outer tube includes a gas discharge port that discharges gas from the inside of the outer tube to the outside. The separation tower further includes a control valve that is provided at the gas discharge port and controls the discharge of the gas. The communication port is exposed from the solvent stored in the outer tube. When a suspension composed of a solvent and a suspended substance is introduced into the inner tube, the suspended substance gathers inside the inner space of the inner tube by centrifugation, and the ratio of the solvent is outside the inner space of the inner tube. The larger suspension is collected. When the suspension collected outside the inner space of the inner pipe is led to the outer pipe from the communication port, suspended substances gather near the liquid surface of the suspension due to levitation separation, and the solvent moves outside through the outlet. Derived.

このように構成された分離塔によれば、分離塔に懸濁物質を残し、溶媒を分離塔の外部に排出することによって、溶媒中に分散した懸濁物質を溶媒から分離する。この際、内管における遠心分離と、外管における浮上分離との２段階の工程によって分離が実施されるため、懸濁物質を効率良く分離することができる。
また、外管は、外管の内部から外部に気体を排出する気体排出口を含む。分離塔は、気体排出口に設けられ、気体の排出を制御する制御弁をさらに備える。このように構成によれば、溶媒に気体が混入した場合、外管における溶媒の水位が低くなり、導出口を通じて懸濁物質が流出するおそれがある。これに対して、外管に気体排出口を設け、制御弁により気体の排出を制御することによって、外管における溶媒の水位を適正な高さに調整することができる。 According to the separation tower configured as described above, the suspended matter dispersed in the solvent is separated from the solvent by leaving the suspended substance in the separation tower and discharging the solvent to the outside of the separation tower. At this time, since the separation is performed by a two-stage process of centrifugal separation in the inner tube and levitation separation in the outer tube, the suspended substance can be separated efficiently.
The outer tube includes a gas discharge port that discharges gas from the inside of the outer tube to the outside. The separation tower further includes a control valve that is provided at the gas discharge port and controls the discharge of the gas. According to this configuration, when gas is mixed in the solvent, the water level of the solvent in the outer tube is lowered, and there is a possibility that the suspended substance flows out through the outlet. On the other hand, the water level of the solvent in the outer pipe can be adjusted to an appropriate height by providing a gas discharge port in the outer pipe and controlling the gas discharge by the control valve.

なお、懸濁物質とは、溶媒中に分散した溶媒とは異なる種類の物質を意味し、液体であってもよいし、固体であってもよい。   The suspended substance means a different kind of substance from the solvent dispersed in the solvent, and may be a liquid or a solid.

また好ましくは、内管は、溶媒の旋回流が形成される筒部と、筒部の一方端を閉じる第１端部とを含む。導入口は、筒部に設けられ、第１端部から、第１端部における筒部の内径に相当する距離以内に配置される。このように構成された分離塔によれば、導入口を通じて内管に導入された溶媒を第１端部によって整流し、内管の内部により大きい旋回流を形成することができる。これにより、内管における遠心分離を効率良く行なうことができる。   Preferably, the inner tube includes a cylindrical portion in which a swirling flow of the solvent is formed, and a first end portion that closes one end of the cylindrical portion. The introduction port is provided in the cylindrical portion and is disposed within a distance corresponding to the inner diameter of the cylindrical portion at the first end portion from the first end portion. According to the separation tower configured as described above, the solvent introduced into the inner pipe through the inlet can be rectified by the first end, and a larger swirling flow can be formed inside the inner pipe. Thereby, centrifugation in an inner tube can be performed efficiently.

また好ましくは、導入口は、第１端部に接するように配置される。このように構成された分離塔によれば、第１端部による整流効果を最大限とし、内管における遠心分離をさらに効率良く行なうことができる。   Preferably, the introduction port is disposed so as to contact the first end. According to the separation tower configured as described above, the rectification effect by the first end can be maximized, and the centrifugal separation in the inner tube can be performed more efficiently.

また好ましくは、内管は、溶媒の旋回流が形成される筒部と、筒部の一方端を閉じる第１端部と、筒部の他方端を閉じる第２端部とを含む。導入口は、第１端部の近傍に位置する筒部に設けられる。連通口は、第２端部または第２端部の近傍に位置する筒部に設けられる。このように構成された分離塔によれば、導入口と連通口とを十分に離して内管の内部により大きい旋回流を形成すると同時に、分離塔をコンパクトに構成できる。   Preferably, the inner tube includes a cylindrical portion where a swirling flow of the solvent is formed, a first end portion that closes one end of the cylindrical portion, and a second end portion that closes the other end of the cylindrical portion. The introduction port is provided in a cylindrical portion located in the vicinity of the first end portion. The communication port is provided in the second end portion or the cylindrical portion located in the vicinity of the second end portion. According to the separation tower configured as described above, the introduction opening and the communication opening are sufficiently separated to form a larger swirling flow inside the inner pipe, and at the same time, the separation tower can be configured compactly.

また好ましくは、連通口は、第２端部に接するように筒部に設けられる。このように構成された分離塔によれば、連通口を筒部に設けた場合に、導入口と連通口との間を最大限、離して、内管の内部により大きい旋回流を形成することができる。   Preferably, the communication port is provided in the cylindrical portion so as to be in contact with the second end portion. According to the separation tower configured as described above, when the communication port is provided in the cylindrical portion, the introduction port and the communication port are separated as much as possible to form a larger swirling flow inside the inner pipe. Can do.

また好ましくは、内管は、溶媒の旋回流が形成される筒部と、筒部の端を閉じる端部とを含む。外管は、溶媒を貯留する空間を形成する壁部を含む。内管および外管は、端部と壁部とが重なるように配置される。このように構成された分離塔によれば、分離塔をコンパクトに構成することができる。   Preferably, the inner tube includes a cylindrical portion in which a swirl flow of the solvent is formed, and an end portion that closes an end of the cylindrical portion. The outer tube includes a wall portion that forms a space for storing the solvent. The inner tube and the outer tube are arranged so that the end portion and the wall portion overlap each other. According to the separation tower thus configured, the separation tower can be configured in a compact manner.

また好ましくは、内管は、外管の外部に突出する突出部分を含む。導入口は、突出部分に設けられる。このように構成された分離塔によれば、導入口を通じて溶媒を内管に導入する際に、溶媒を外管の外部から内部に通す必要がない。このため、分離塔を簡易な構成とできる。   Preferably, the inner tube includes a protruding portion that protrudes to the outside of the outer tube. The introduction port is provided in the protruding portion. According to the separation tower configured as described above, when introducing the solvent into the inner tube through the inlet, it is not necessary to pass the solvent from the outside to the inside of the outer tube. For this reason, a separation tower can be made into a simple structure.

また好ましくは、上方から見て連通口と導出口とは互いにずれた位置に設けられる。連通口の断面積は、導入口の断面積以上である。このように構成された分離塔によれば、連通口から流出する溶媒の流速をより小さくする。これにより、連通口から外管に導かれた溶媒の、外管における広がりを抑制し、懸濁物質を含む溶媒を導出口に達し難くできる。結果、分離塔により多くの懸濁物質を残し、分離効率を向上させることができる。   Preferably, the communication port and the outlet port are provided at positions shifted from each other when viewed from above. The cross-sectional area of the communication port is greater than or equal to the cross-sectional area of the introduction port. According to the separation tower thus configured, the flow rate of the solvent flowing out from the communication port is further reduced. Thereby, the spread of the solvent guided from the communication port to the outer tube in the outer tube can be suppressed, and the solvent containing the suspended solids can hardly reach the outlet port. As a result, a large amount of suspended matter remains in the separation tower, and the separation efficiency can be improved.

また好ましくは、内管は、溶媒の旋回流が形成される筒部を含む。筒部は、その管軸方向に沿って内径が変化するテーパ形状を有する。導入口は、テーパ形状の小径側に位置する筒部に形成される。このように構成された分離塔によれば、内管内面の遠心力によって、斜面に沿ってテーパ形状の大径側から小径側に向かう溶媒流れが発生する。これにより、内管において溶媒が流れる距離が増大し、懸濁物質が他の懸濁物質と衝突、合体する機会が増え、懸濁物質の塊の大きさが増大する。これにより、遠心分離による懸濁物質の分離の効率を向上させることができる。また、懸濁物質がテーパ形状の小径側に集まるため、懸濁物質が連通口から流出し難くなる。これにより、分離塔により多くの懸濁物質を残し、分離効率を向上させることができる。   Further preferably, the inner tube includes a cylindrical portion in which a swirling flow of the solvent is formed. The cylindrical portion has a tapered shape whose inner diameter changes along the tube axis direction. The introduction port is formed in a cylindrical portion located on the small diameter side of the tapered shape. According to the separation tower configured as described above, a solvent flow from the large-diameter side of the tapered shape toward the small-diameter side is generated along the slope due to the centrifugal force of the inner surface of the inner tube. This increases the distance through which the solvent flows in the inner tube, increases the chance that the suspended material collides with and merges with other suspended material, and increases the size of the suspended material mass. Thereby, the efficiency of separation of suspended solids by centrifugation can be improved. In addition, since the suspended substance collects on the small diameter side of the tapered shape, the suspended substance is less likely to flow out of the communication port. Thereby, many suspended solids remain in the separation tower, and the separation efficiency can be improved.

また好ましくは、連通口は、内管の最も高い位置に設けられる。このように構成された分離塔によれば、連通口と導出口との間の距離を大きくとることで、導出口から排出される懸濁物質の量を少なくできる。   Preferably, the communication port is provided at the highest position of the inner pipe. According to the separation tower configured in this way, the amount of suspended matter discharged from the outlet can be reduced by increasing the distance between the communication port and the outlet.

また好ましくは、内管は、内管の管軸と水平方向との成す角度が、０°以上４５°以下となるように設けられる。導出口は、外管に貯留された溶媒に浸る。導出口の直上における位置よりも連通口の直下における位置の方が、外管に貯留された溶媒の深さが浅い。このように構成された分離塔によれば、連通口から流出した溶媒が外管に貯留された溶媒に入り込む深さを浅くできる。これにより、外管における懸濁物質の拡散を抑制し、導出口から排出される懸濁物質の量を少なくできる。 Preferably, the inner tube is provided such that an angle formed between the tube axis of the inner tube and the horizontal direction is 0 ° or more and 45 ° or less. The outlet is immersed in the solvent stored in the outer tube. The depth of the solvent stored in the outer tube is shallower at the position directly below the communication port than at the position immediately above the outlet. According to the separation tower configured as described above, the depth at which the solvent flowing out from the communication port enters the solvent stored in the outer tube can be reduced. Thereby, diffusion of the suspended substance in the outer tube can be suppressed, and the amount of suspended substance discharged from the outlet can be reduced.

また好ましくは、内管は、連通口が設けられる位置の管軸よりも導入口が設けられる位置の管軸の方が高くなるように構成される。管軸とは、内管の管断面の中心軸を意味する。このように構成された分離塔によれば、比重の小さい懸濁物質が導入口側に集まるため、懸濁物質が連通口から流出し難くなる。これにより、分離塔により多くの懸濁物質を残し、分離効率を向上させることができる。   Preferably, the inner tube is configured such that the tube shaft at the position where the introduction port is provided is higher than the tube shaft at the position where the communication port is provided. The tube axis means the central axis of the tube cross section of the inner tube. According to the separation tower configured as described above, suspended substances having a small specific gravity are collected on the inlet side, so that it is difficult for the suspended substances to flow out of the communication port. Thereby, many suspended solids remain in the separation tower, and the separation efficiency can be improved.

また好ましくは、気体排出口は、外管の最も高い位置に形成される。このように構成された分離塔によれば、外管における溶媒の水位が高くなった場合にも、懸濁物質が気体排出口を通じて排出されることを抑制できる。   Preferably, the gas discharge port is formed at the highest position of the outer tube. According to the separation tower configured as described above, it is possible to prevent the suspended matter from being discharged through the gas discharge port even when the water level of the solvent in the outer tube becomes high.

また好ましくは、分離塔は、外管に設けられ、外管に貯留された溶媒の水位を検知する水位センサをさらに備える。このように構成された分離塔によれば、水位センサで検知された溶媒の水位に基づいて、制御弁を制御することができる。   Preferably, the separation tower further includes a water level sensor that is provided in the outer pipe and detects the water level of the solvent stored in the outer pipe. According to the separation tower thus configured, the control valve can be controlled based on the water level of the solvent detected by the water level sensor.

また好ましくは、内管は、内管の内部から外部に液体を排出する液体排出口を含む。分離塔は、液体排出口を開閉する第１液体開閉弁をさらに備える。このように構成された分離塔によれば、第１液体開閉弁を開弁することにより、内管に残る液体を分離塔から排出することができる。   Further preferably, the inner pipe includes a liquid discharge port for discharging liquid from the inside of the inner pipe to the outside. The separation tower further includes a first liquid on-off valve that opens and closes the liquid outlet. According to the separation tower configured as described above, the liquid remaining in the inner pipe can be discharged from the separation tower by opening the first liquid on-off valve.

また好ましくは、分離塔は、液体排出口と導出口とを連結する配管と、配管に配置され、液体排出口と導出口との間を開閉する第２液体開閉弁とをさらに備える。このように構成された分離塔によれば、第２液体開閉弁を開弁することにより、外管に残る液体を分離塔から排出することができる。   Preferably, the separation tower further includes a pipe that connects the liquid discharge port and the outlet, and a second liquid on-off valve that is disposed in the pipe and opens and closes between the liquid outlet and the outlet. According to the separation tower configured as described above, the liquid remaining in the outer pipe can be discharged from the separation tower by opening the second liquid on-off valve.

また好ましくは、内管および外管は、筒形状を有する。内管および外管は、筒形状の端部を塞ぐ蓋部品と、蓋部品と組み合わされるベース部品とから構成される。このように構成された分離塔によれば、ベース部品を成型品として作製する場合に、ベース部品を成型する型を蓋部品が組み合わせる位置から抜くことができる。このため、ベース部品を一体成型することが可能となり、分離塔の量産性を向上させることができる。   Preferably, the inner tube and the outer tube have a cylindrical shape. The inner tube and the outer tube are composed of a lid part that closes the cylindrical end and a base part that is combined with the lid part. According to the separation tower configured as described above, when the base component is produced as a molded product, the mold for molding the base component can be removed from the position where the lid component is combined. For this reason, it becomes possible to integrally mold the base part, and the mass productivity of the separation tower can be improved.

また好ましくは、ベース部品には、周縁の一部分が開放された形態の連通口が形成される。その一部分は、ベース部品と組み合わされた蓋部品によって閉じられる。このように構成された分離塔によれば、ベース部品を成型品として作製する場合に、連通口を成型する型を一部分を通じて抜くことができる。このため、連通口を型により成型できるため、分離塔の量産性をさらに向上させることができる。   Preferably, the base part is formed with a communication port having a shape in which a part of the periphery is opened. Part of it is closed by a lid part combined with a base part. According to the separation tower configured as described above, when the base part is manufactured as a molded product, the mold for forming the communication port can be pulled out through a part. For this reason, since a communicating port can be shape | molded with a type | mold, the mass productivity of a separation tower can further be improved.

また好ましくは、連通口の幅が、導入口に近づくに従って小さくなる。このように構成された分離塔によれば、連通口を成型する型を一部分を通じて抜く工程を、容易に行なうことができる。   Further, preferably, the width of the communication port becomes smaller as it approaches the introduction port. According to the separation tower configured as described above, the step of pulling out the mold for forming the communication port through a part can be easily performed.

この発明に従った懸濁物質分離装置は、上述のいずれかに記載の分離塔と、導入口に接続され、内管に溶媒を供給する加圧装置と、内管に供給する溶媒に気泡を混入させる気泡発生装置とを備える。このように構成された懸濁物質分離装置によれば、気泡による吸着分離が、内管における遠心分離と外管における浮上分離との２段階の工程で実施されるため、懸濁物質を溶媒から効率良く分離することができる。   A suspended substance separation device according to the present invention includes a separation tower according to any one of the above, a pressurization device connected to the inlet and supplying a solvent to the inner tube, and bubbles in the solvent supplied to the inner tube. A bubble generating device to be mixed. According to the suspended substance separation apparatus configured as described above, the adsorption separation by the bubbles is performed in two steps, that is, the centrifugal separation in the inner tube and the levitation separation in the outer tube. It can be separated efficiently.

また好ましくは、気泡発生装置は、１０μｍ以上５００μｍ以下の直径を有する気泡が全体の８０％以上を占めるように気泡を発生させる。このように構成された懸濁物質分離装置によれば、気泡の直径を５００μｍ以下とすることにより、気泡数を増大させ、懸濁物質を吸着する気泡の表面積を十分に確保することができる。また、気泡の直径を１０μｍ以上とすることにより、気泡の浮力が小さくなりすぎることを防ぎ、分離速度を一定以上に確保できる。   Preferably, the bubble generating device generates bubbles such that bubbles having a diameter of 10 μm or more and 500 μm or less occupy 80% or more of the whole. According to the suspended substance separation apparatus configured as described above, by setting the diameter of the bubbles to 500 μm or less, it is possible to increase the number of bubbles and sufficiently ensure the surface area of the bubbles that adsorb the suspended substance. In addition, by setting the diameter of the bubbles to 10 μm or more, it is possible to prevent the buoyancy of the bubbles from becoming too small, and to ensure the separation speed above a certain level.

また好ましくは、分離塔は、配管系の経路上に配置される。このように構成された懸濁物質分離装置によれば、分離塔を配管系に配置した場合にあっても、気泡による吸着分離を利用した遠心分離および浮上分離の２段階の工程によって、十分な分離効率を達成することができる。   Also preferably, the separation tower is disposed on a route of the piping system. According to the suspended substance separation apparatus configured as described above, even when the separation tower is arranged in the piping system, the two steps of the centrifugal separation and the flotation separation using the adsorption separation by bubbles are sufficient. Separation efficiency can be achieved.

また好ましくは、配管系は、閉じた循環系である。このように構成された懸濁物質分離装置によれば、たとえば液体の浄化等を、短時間で効率良く行なうことができる。   Preferably, the piping system is a closed circulation system. According to the suspended substance separation apparatus configured in this manner, for example, liquid purification or the like can be performed efficiently in a short time.

以上説明したように、この発明に従えば、溶媒中に分散した懸濁物質が効率良く分離される分離塔および懸濁物質分離装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a separation tower and a suspended substance separation apparatus that can efficiently separate suspended substances dispersed in a solvent.

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における懸濁物質分離装置を模式的に表わす図である。図１を参照して、懸濁物質分離装置１０は、配管１６の経路上に設けられた、分離塔２０と、気泡発生装置１２と、加圧装置としてのポンプ１４とを含む。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a suspended substance separation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, the suspended solid separation device 10 includes a separation tower 20, a bubble generation device 12, and a pump 14 as a pressurization device, which are provided on a path of a pipe 16.

配管１６には、代表的に、懸濁物質としての油が分散した溶媒としての水（以下、懸濁物質が分散した溶媒を、懸濁液と呼ぶ）が流通する。油は、水よりも小さい比重を有する。分離塔２０によって、水と油とが分離される。本発明によって分離される懸濁液は、水と油とから構成される懸濁液に限られず、適宜変更される。懸濁液は、液体と固体との組み合わせでもよく、一例として、研磨剤として使用されるアルミナや金剛砂等を含む液体の浄化が挙げられる。この場合、本発明を、環境に配慮した、研磨排水の放出に利用することができる。   Typically, water as a solvent in which oil as a suspended substance is dispersed (hereinafter, a solvent in which a suspended substance is dispersed is referred to as a suspension) flows through the pipe 16. Oil has a specific gravity less than water. The separation tower 20 separates water and oil. The suspension separated according to the present invention is not limited to a suspension composed of water and oil, and can be changed as appropriate. The suspension may be a combination of a liquid and a solid. As an example, purification of a liquid containing alumina, gold sand or the like used as an abrasive may be mentioned. In this case, the present invention can be used to discharge polishing wastewater in consideration of the environment.

配管１６は、閉じた系のインラインとして構成されている。ポンプ１４の駆動により、懸濁液が配管１６に流通する。懸濁液を流通させる加圧装置は、ポンプに限られず、たとえば水位差を利用した装置であってもよい。気泡発生装置１２は、分離塔２０に供給される懸濁液中に気泡を混入させる。   The pipe 16 is configured as a closed system inline. The suspension flows through the pipe 16 by driving the pump 14. The pressurizing device for circulating the suspension is not limited to a pump, and may be a device using a water level difference, for example. The bubble generation device 12 mixes bubbles in the suspension supplied to the separation tower 20.

図２は、図１中の分離塔を示す断面図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った分離塔の断面図である。続いて、図１中の分離塔２０について詳細な説明を行なう。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the separation tower in FIG. FIG. 3 is a sectional view of the separation tower along the line III-III in FIG. Subsequently, the separation tower 20 in FIG. 1 will be described in detail.

図１から図３を参照して、本実施の形態における分離塔２０は、内管２２と、外管３０とを含む。内管２２および外管３０は、両端が閉塞された筒形状を有する。内管２２および外管３０は、略円形の断面形状を有する。外管３０は、図中に示す形状に限られず、たとえば直方体の筐体であってもよい。分離塔２０は、内管２２が外管３０の内部に収容された２重管構造を有する。なお、本発明では、内管２２の全体が外管３０の内部に完全に収まった形態で設けられなくてもよい。   With reference to FIGS. 1 to 3, separation tower 20 in the present embodiment includes an inner tube 22 and an outer tube 30. The inner tube 22 and the outer tube 30 have a cylindrical shape with both ends closed. The inner tube 22 and the outer tube 30 have a substantially circular cross-sectional shape. The outer tube 30 is not limited to the shape shown in the figure, and may be a rectangular parallelepiped housing, for example. The separation tower 20 has a double tube structure in which the inner tube 22 is accommodated in the outer tube 30. In the present invention, the entire inner tube 22 may not be provided in a form that is completely contained in the outer tube 30.

内管２２は、導入口２４を含む。導入口２４は、配管１６から外管３０を貫通し、内管２２に接続されている。内管２２は、筒形状を有する筒部２２ｓと、筒部２２ｓの一方端を塞ぐ第１端部としての端部２２ｍと、筒部２２ｓの他方端を塞ぐ第２端部としての端部２２ｎとを含む。導入口２４は、筒部２２ｓに接続されている。導入口２４は、略円形の断面形状を有する。導入口２４は、矩形、楕円、半楕円、半円等の断面形状を有してもよい。   The inner tube 22 includes an introduction port 24. The introduction port 24 penetrates the outer pipe 30 from the pipe 16 and is connected to the inner pipe 22. The inner tube 22 has a cylindrical portion 22s having a cylindrical shape, an end 22m as a first end that closes one end of the cylindrical portion 22s, and an end 22n as a second end that closes the other end of the cylindrical portion 22s. Including. The introduction port 24 is connected to the cylindrical portion 22s. The introduction port 24 has a substantially circular cross-sectional shape. The introduction port 24 may have a cross-sectional shape such as a rectangle, an ellipse, a semi-ellipse, and a semi-circle.

内管２２は、連通口２６を含む。連通口２６は、筒部２２ｓに形成されている。連通口２６は、内管２２と外管３０との間を連通させる。外管３０は、導出口３２を含む。導出口３２は、配管１６に接続されている。   The inner tube 22 includes a communication port 26. The communication port 26 is formed in the cylindrical portion 22s. The communication port 26 communicates between the inner tube 22 and the outer tube 30. The outer tube 30 includes a lead-out port 32. The outlet 32 is connected to the pipe 16.

ポンプ１４の駆動時、水と油とからなる懸濁液が、導入口２４を通じて内管２２に導入される。懸濁液は、内管２２の内部で旋回流となる。すなわち、内管２２の外周である筒部２２ｓから内管２２の内部に導入された懸濁液は、筒部２２ｓの内周面に沿って回転しながら流れる。このとき、油の比重は水の比重よりも小さいため、より小さい比重を有する油が、内管２２の内部空間の内側に集まり、より大きい比重を有する水が、内管２２の内部空間の外側に集まる。内管２２の内部空間では、油が集まる内周側で懸濁液の流れが滞った状態となり、外周側で、内管２２の内周面に沿って周方向に旋回しながら導入口２４から連通口２６に向けて内管２２の管軸方向に進行する懸濁液の流れが形成される。   When the pump 14 is driven, a suspension composed of water and oil is introduced into the inner tube 22 through the introduction port 24. The suspension becomes a swirl flow inside the inner tube 22. That is, the suspension introduced into the inner tube 22 from the cylindrical portion 22s which is the outer periphery of the inner tube 22 flows while rotating along the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22s. At this time, since the specific gravity of the oil is smaller than the specific gravity of water, the oil having a smaller specific gravity gathers inside the inner space of the inner tube 22, and the water having a larger specific gravity is outside the inner space of the inner tube 22. To gather. In the inner space of the inner tube 22, the suspension flow is stagnant on the inner peripheral side where the oil collects, and on the outer peripheral side, the inner tube 22 turns from the introduction port 24 while turning in the circumferential direction along the inner peripheral surface. A suspension flow is formed that proceeds in the direction of the tube axis of the inner tube 22 toward the communication port 26.

結果、内管２２では、遠心力を利用した第１分離としての遠心分離により、懸濁液が水と油とに分離される。具体的には、油が内管２２に残り、水の割合を大きくした懸濁液が、連通口２６を通じて外管３０に流出する。   As a result, in the inner tube 22, the suspension is separated into water and oil by centrifugal separation as the first separation using centrifugal force. Specifically, the oil remains in the inner pipe 22, and a suspension with a larger proportion of water flows out to the outer pipe 30 through the communication port 26.

このような遠心分離に与える影響が大きいパラメータとしては、内管２２の内径、導入口２４を通じて内管２２に導入される懸濁液の流入速度、内管２２の管軸方向の長さなどが挙げられる。内管２２の内径が小さく、懸濁液の流入速度が大きく、内管２２の長さが長く、懸濁物質が粒子である場合には懸濁物質の粒子径が大きいほど、分離が促進され、内管２２の半径方向の中央部に懸濁物質を集め易い。   The parameters having a great influence on the centrifugal separation include the inner diameter of the inner tube 22, the inflow speed of the suspension introduced into the inner tube 22 through the introduction port 24, the length of the inner tube 22 in the tube axis direction, and the like. Can be mentioned. When the inner diameter of the inner tube 22 is smaller, the inflow speed of the suspension is larger, the length of the inner tube 22 is longer, and the suspended substance is particles, the larger the particle diameter of the suspended substance, the more the separation is promoted. It is easy to collect suspended solids in the central portion of the inner tube 22 in the radial direction.

一般的に、旋回流が発達する（定常的に旋回流の回転中心近傍に渦が形成される状態）ためには、内管２２の十分な長さが必要である。内管２２の長さが短いと、旋回流が十分に発達する前に懸濁液が連通口２６を通じて流出するため、懸濁物質を十分に内管２２に収集することができない。たとえば、内管２２の長さが足りず、導入口２４から導入された懸濁液が１回転して連通口２６に到達する場合、懸濁物質を遠心分離することは事実上、不可能である。   In general, a sufficient length of the inner tube 22 is necessary for a swirling flow to develop (a state in which a vortex is regularly formed near the rotation center of the swirling flow). When the length of the inner tube 22 is short, the suspension flows out through the communication port 26 before the swirl flow is sufficiently developed, so that the suspended substance cannot be sufficiently collected in the inner tube 22. For example, when the length of the inner tube 22 is insufficient and the suspension introduced from the introduction port 24 makes one rotation and reaches the communication port 26, it is virtually impossible to centrifuge the suspended substance. is there.

本実施の形態では、分離塔２０をコンパクトに構成しつつ、導入口２４と連通口２６との間の距離を十分に大きく確保すべく、導入口２４が、端部２２ｍの近傍に位置する筒部２２ｓに設けられ、連通口２６が、端部２２ｎの近傍に位置する筒部２２ｓに設けられている。   In the present embodiment, the separation port 20 is configured in a compact manner, and the introduction port 24 is positioned in the vicinity of the end portion 22m in order to ensure a sufficiently large distance between the introduction port 24 and the communication port 26. The communication port 26 is provided in the cylindrical portion 22s located in the vicinity of the end portion 22n.

より好ましくは、連通口２６は、端部２２ｎに接するように設けられる。連通口２６は、端部２２ｎに設けられてもよい。連通口２６を端部２２ｎに設ける場合、好ましくは、連通口２６は筒部２２ｓに接するように設けられる。このような構成により、連通口２６を内管２２の外周側に配置する。これにより、内管２２の内周側に集まった油が連通口２６から流出することを抑制できる。   More preferably, the communication port 26 is provided in contact with the end 22n. The communication port 26 may be provided at the end 22n. When the communication port 26 is provided at the end 22n, the communication port 26 is preferably provided in contact with the cylindrical portion 22s. With such a configuration, the communication port 26 is disposed on the outer peripheral side of the inner tube 22. Thereby, it is possible to suppress the oil collected on the inner peripheral side of the inner pipe 22 from flowing out from the communication port 26.

図４は、図２中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。図５は、図２中の分離塔の第１変形例を示す断面図である。図４を参照して、導入口２４は、端部２２ｍから、端部２２ｍにおける筒部２２ｓの内径Ｄに相当する距離以内に配置される（ｂ≦Ｄ）。図５を参照して、さらに好ましくは、導入口２４は、端部２２ｍに接するように配置される。   4 is an enlarged cross-sectional view of a range surrounded by a two-dot chain line IV in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a first modification of the separation tower in FIG. Referring to FIG. 4, introduction port 24 is disposed within a distance corresponding to inner diameter D of cylindrical portion 22s at end 22m from end 22m (b ≦ D). Referring to FIG. 5, more preferably, introduction port 24 is arranged so as to contact end 22m.

通常、液体で満たされた自由空間に液体を噴出すると、液体の勢いは拡散されてしまう。内管２２の内部で旋回流を発生させる場合、拡散する方向の流れは不要で、周方向の流れが必要となる。これに対して、本実施の形態では、図４および図５に示すように、導入口２４を端部２２ｍの近傍に配置する。このような構成により、導入口２４から噴出し、拡散しようとする懸濁液の流れを、端部２２ｍによって整流することが可能となる。つまり、端部２２ｍによって周方向の流れが主として生成されるため、内管２２の内部で強力な旋回流を発生させることができる。   Usually, when a liquid is ejected into a free space filled with the liquid, the momentum of the liquid is diffused. When a swirl flow is generated inside the inner tube 22, a flow in the diffusing direction is unnecessary, and a flow in the circumferential direction is necessary. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the introduction port 24 is arranged in the vicinity of the end 22m. With such a configuration, it is possible to rectify the flow of the suspension that is ejected from the introduction port 24 and is to be diffused by the end 22m. That is, since a circumferential flow is mainly generated by the end 22m, a strong swirling flow can be generated inside the inner tube 22.

図６は、図２中の分離塔の第２変形例を示す側面図である。図６を参照して、本変形例では、筒部２２ｓが、その管軸方向に沿って内径ｄが変化するテーパ形状を有する。筒部２２ｓは、その管軸方向に沿って一定の割合で内径ｄが変化するテーパ形状を有する。導入口２４は、筒部２２ｓのテーパ形状の小径側に配置される。連通口２６は、筒部２２ｓのテーパ形状の大径側に配置される。   FIG. 6 is a side view showing a second modification of the separation tower in FIG. Referring to FIG. 6, in this modification, the cylindrical portion 22 s has a tapered shape in which the inner diameter d changes along the tube axis direction. The cylindrical portion 22s has a tapered shape in which the inner diameter d changes at a constant rate along the tube axis direction. The introduction port 24 is disposed on the small diameter side of the tapered shape of the cylindrical portion 22s. The communication port 26 is arranged on the large diameter side of the tapered shape of the cylindrical portion 22s.

このような構成により、導入口２４を通じて内管２２に導入された懸濁液には、筒部２２ｓの内周面の斜面に沿った旋回流の遠心力が作用する。懸濁液は、テーパ形状の大径側から小径側に向かおうとし、その結果、内管２２において懸濁液が流れる距離が増大する。この場合、内管２２の内部で油同士が衝突、合体する機会が増え、油の塊の大きさが増大する。このため、遠心分離による懸濁液の分離の効率を向上させることができる。また、懸濁物質である油が連通口２６とは反対側の、テーパ形状の小径側に集まるため、油が連通口２６から流出し難くなる。   With such a configuration, the centrifugal force of the swirling flow along the slope of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22s acts on the suspension introduced into the inner tube 22 through the inlet port 24. The suspension tends to go from the large-diameter side of the tapered shape to the small-diameter side, and as a result, the distance that the suspension flows in the inner tube 22 increases. In this case, the opportunity for oil to collide and coalesce inside the inner tube 22 increases, and the size of the oil mass increases. For this reason, the efficiency of the separation of the suspension by centrifugation can be improved. Further, since oil as a suspended substance is collected on the tapered small diameter side opposite to the communication port 26, the oil is difficult to flow out from the communication port 26.

図２を参照して、連通口２６から流出した懸濁液は、連通口２６と対向する外管３０の内壁に衝突し、あるいは外管４の内壁に至ることなく、外管３０に貯留された液体に向かって落下する。外管３０内の液体の液面から液中に浸入した懸濁液中の油は、比重が小さいため液面に上昇する。結果、外管３０では、第２分離としての浮上分離により、懸濁液が水と油とに分離される。油は、外管３０に貯留された液体の液面近くに集まり、油が除かれた懸濁液は、導出口３２を通じて分離塔２０から排出される。   Referring to FIG. 2, the suspension flowing out from communication port 26 collides with the inner wall of outer tube 30 facing communication port 26, or is stored in outer tube 30 without reaching the inner wall of outer tube 4. Falling toward the liquid. The oil in the suspension that has entered the liquid from the liquid level in the outer tube 30 rises to the liquid level because of its low specific gravity. As a result, in the outer tube 30, the suspension is separated into water and oil by floating separation as the second separation. The oil gathers near the liquid level of the liquid stored in the outer tube 30, and the suspension from which the oil has been removed is discharged from the separation tower 20 through the outlet 32.

図７は、図２中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿った内管の断面図である。図２および図７を参照して、上方から見て連通口２６と導出口３２とは互いにずれた位置に設けられている。連通口２６の断面積は、導入口２４の断面積以上である。このような構成により、連通口２６から流出する（吹き上がる）懸濁液の流速を小さくすることが可能となる。この場合、連通口２６から流出した懸濁液が外管３０の内壁まで到達したとしても、外管３０の内壁で懸濁液が拡散することを抑制できる。これにより、懸濁液の拡散領域と導出口３２との間の距離をより長く設定し、導出口３２から排出される油の量を減少させることができる。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the inner tube along line VII-VII in FIG. Referring to FIGS. 2 and 7, the communication port 26 and the outlet port 32 are provided at positions shifted from each other when viewed from above. The cross-sectional area of the communication port 26 is greater than or equal to the cross-sectional area of the introduction port 24. With such a configuration, it is possible to reduce the flow rate of the suspension flowing out (blowing up) from the communication port 26. In this case, even if the suspension flowing out from the communication port 26 reaches the inner wall of the outer tube 30, the suspension can be prevented from diffusing on the inner wall of the outer tube 30. Thereby, the distance between the diffusion region of the suspension and the outlet 32 can be set longer, and the amount of oil discharged from the outlet 32 can be reduced.

連通口２６から流出する懸濁液の流速がさらに遅くなると、連通口２６から懸濁液を吹き上げても、ほとんど外管３０の内壁に当たることなく、外管３０内の液面に落下していく。この場合、懸濁液の落下高さを小さくして懸濁液が有する位置エネルギを低くできるので、懸濁液の拡散をより効果的に抑制できる。   When the flow rate of the suspension flowing out from the communication port 26 is further reduced, even if the suspension is blown up from the communication port 26, it almost falls on the liquid surface in the outer tube 30 without hitting the inner wall of the outer tube 30. . In this case, since the potential height of the suspension can be reduced by reducing the drop height of the suspension, diffusion of the suspension can be more effectively suppressed.

連通口２６は、内管２２の最も高い位置に設けられている。導出口３２は、外管３０の最も低い位置に設けられている。導出口３２は、導入口２４の下方に配置されている。このような構成により、連通口２６から流出した懸濁液が外管３０内で着水する位置と、導出口３２との距離を十分に確保できる。これにより、導出口３２から排出される油の量を減少させることができる。   The communication port 26 is provided at the highest position of the inner tube 22. The outlet 32 is provided at the lowest position of the outer tube 30. The outlet 32 is disposed below the inlet 24. With such a configuration, a sufficient distance can be ensured between the position where the suspension flowing out from the communication port 26 lands in the outer tube 30 and the outlet 32. Thereby, the amount of oil discharged from the outlet 32 can be reduced.

図１および図２を参照して、本実施の形態では、気泡発生装置１２によって懸濁液中に気泡が混入される。気体を混入させると、気体と液体との界面における懸濁物質の表面張力と溶媒の表面張力との差が、懸濁物質および溶媒が液体同士である場合の懸濁物質の表面張力と溶媒の表面張力との差よりも大きくなる。また、その界面には、微視的に考えると懸濁物質の濃度変化が生じている。   With reference to FIG. 1 and FIG. 2, in the present embodiment, bubbles are mixed into the suspension by the bubble generator 12. When a gas is mixed, the difference between the surface tension of the suspended material and the surface tension of the solvent at the interface between the gas and the liquid is the difference between the surface tension of the suspended material and the solvent It becomes larger than the difference with the surface tension. In addition, a change in the concentration of suspended solids occurs at the interface when considered microscopically.

この表面張力差と濃度差（変化）とが主たる駆動力となって、気体近傍にある物質が吸着される。したがって、この吸着力が大きい気体（気泡）を利用すると、分子レベルに近い懸濁物質も、気泡に吸着させて分離することが可能となる。また、通常、気泡の比重は、液体の比重に比べて１／１０００程度であるため、比重差による遠心分離も行ない易くなる。   This surface tension difference and concentration difference (change) are the main driving forces, and substances in the vicinity of the gas are adsorbed. Therefore, when a gas (bubble) having a large adsorption force is used, suspended substances close to the molecular level can be adsorbed to the bubble and separated. In addition, since the specific gravity of the bubbles is usually about 1/1000 compared to the specific gravity of the liquid, it is easy to perform centrifugation due to the specific gravity difference.

気泡混入の方法はいかなる方法であってもよく、たとえば、旋回流の気泡発生器、ベンチュリー管、圧縮加圧空気の導入などが挙げられる。旋回流の気泡発生器では、液体の旋回によって、旋回中心を負圧とする。そこに気体を導入することによって、気液混合流体を放出する出口部で気体を粉砕して微細気泡を生成する。ベンチュリー管を用いる場合、ベンチュリー管内の流速を上げると、ベルヌイの定理から断面積の小さい所（流速の速い所）で負圧が生じるため、その負圧によって気体を導入する。これにより、懸濁液を気液混合流体とし、音速の低下を図る（気液混合流体の音速は、十数メートルレベルまで低下する）。さらに後流では、管をラバール管のように流路断面積を徐々に増加するように構成することで、流れが音速を超え、流れ内に衝撃波を生成する。この衝撃波に気体が音速を超えて衝突するため、気体の細分化が図られ、微細気泡が発生することとなる。   Any method of mixing bubbles may be used, and examples thereof include a swirling bubble generator, a venturi tube, and introduction of compressed pressurized air. In the swirling bubble generator, the swirling center is set to a negative pressure by swirling the liquid. By introducing the gas there, the gas is pulverized at the outlet for discharging the gas-liquid mixed fluid to generate fine bubbles. When a Venturi tube is used, if the flow velocity in the Venturi tube is increased, a negative pressure is generated at a place where the cross-sectional area is small (a place where the flow velocity is fast) from Bernoulli's theorem. As a result, the suspension is used as a gas-liquid mixed fluid, and the speed of sound is reduced (the speed of sound of the gas-liquid mixed fluid decreases to a level of several tens of meters). Further, in the wake, the pipe is configured to gradually increase the flow path cross-sectional area like a Laval pipe, so that the flow exceeds the speed of sound and a shock wave is generated in the flow. Since the gas collides with the shock wave beyond the speed of sound, the gas is subdivided and fine bubbles are generated.

懸濁液に混入される気泡は、微細気泡発生器で生成した微細気泡であることが好ましい。この場合、同じ体積であっても、気泡の表面積を格段に増やすことが可能となるため、効率の良い分離を行なうことができる。具体的には、気泡発生装置１２は、１０μｍ以上５００μｍ以下の直径を有する気泡が全体の８０％以上を占めるように気泡を発生させる。気泡の直径の測定は、たとえば、水槽内の気泡を、ＣＣＤカメラを用いた微粒子測定装置（Oxford Lasers製）で計測することにより行われる。   The bubbles mixed in the suspension are preferably fine bubbles generated by a fine bubble generator. In this case, even if the volume is the same, the surface area of the bubbles can be remarkably increased, so that efficient separation can be performed. Specifically, the bubble generating device 12 generates bubbles such that bubbles having a diameter of 10 μm or more and 500 μm or less occupy 80% or more of the whole. The measurement of the diameter of the bubbles is performed, for example, by measuring the bubbles in the water tank with a fine particle measuring device (manufactured by Oxford Lasers) using a CCD camera.

分離塔２０に多量の気泡が流入すると、外管３０内で破泡する気泡が増加する。この場合、液面が低下して導出口３２と液面とが近くなるため、液面近くに分離した油が導出口３２を通じて外部に漏れ出すおそれがある。   When a large amount of bubbles flow into the separation tower 20, bubbles that break up in the outer tube 30 increase. In this case, since the liquid level is lowered and the outlet 32 is close to the liquid level, the oil separated near the liquid level may leak out to the outside through the outlet 32.

これに対して、本実施の形態では、外管３０に気体排出口３４が設けられている。気体排出口３４には、制御弁としての流量調整弁３６が設けられている。外管３０の内部で水位が低下した場合に、導出口３２から油が排出される前に流量調整弁３６を開弁する。このとき、外管３０の内部は、加圧装置としてのポンプ１４により加圧されているため、気体排出口３４を通じて外管３０の外部に気体が放出され、水位を復元することができる。また、流量調整弁３６を、適当な開度に設定することにより、一定の水位を保つことも可能である。具体的には、外管３０内で破泡し、増える気体の体積分を流量調整弁３６から排出することによって、一定の水位を保つ。   In contrast, in the present embodiment, the outer tube 30 is provided with a gas discharge port 34. The gas discharge port 34 is provided with a flow rate adjustment valve 36 as a control valve. When the water level drops inside the outer pipe 30, the flow rate adjustment valve 36 is opened before the oil is discharged from the outlet 32. At this time, since the inside of the outer tube 30 is pressurized by the pump 14 as a pressurizing device, the gas is discharged to the outside of the outer tube 30 through the gas discharge port 34, and the water level can be restored. It is also possible to maintain a constant water level by setting the flow rate adjustment valve 36 to an appropriate opening degree. Specifically, a constant water level is maintained by discharging the volume of the gas that breaks and increases in the outer pipe 30 from the flow regulating valve 36.

好ましくは、気体排出口３４は、外管３０の最も高い位置に形成される。このような構成により、外管３０内の水位が高くなった場合にも、懸濁物質である油が気体排出口３４を通じて流出することを抑制できる。   Preferably, the gas outlet 34 is formed at the highest position of the outer tube 30. With such a configuration, even when the water level in the outer tube 30 becomes high, it is possible to suppress oil that is a suspended substance from flowing out through the gas discharge port 34.

流量調整弁３６の代替として、開閉弁を用いることも可能である。すなわち、水位センサ３８を内管２２の所定の位置に設け、ある水位以下になると流量調整弁３６または開閉弁を開弁するように制御する。これにより、気体排出口３４からの油の流出を抑制しつつ、水位を一定に保つことが可能となる。   As an alternative to the flow rate adjustment valve 36, an on-off valve may be used. That is, the water level sensor 38 is provided at a predetermined position of the inner pipe 22, and the flow rate adjustment valve 36 or the on-off valve is controlled to open when the water level becomes lower than a certain water level. As a result, it is possible to keep the water level constant while suppressing the outflow of oil from the gas outlet 34.

なお、本実施の形態では、気泡発生装置１２を用いて積極的に気体を混入した場合を説明したが、配管系によっては、加圧装置から自然に気体が混入する場合（たとえば、ポンプのエア噛みや、水槽の排出口の自由渦等によって発生する場合）がある。このような場合であっても、気体排出口３４の設置は有効である。   In the present embodiment, the case where gas is actively mixed using the bubble generating device 12 has been described. However, depending on the piping system, when gas is naturally mixed from the pressurizing device (for example, the air of the pump) It may be caused by biting or a free vortex at the outlet of the water tank). Even in such a case, the installation of the gas outlet 34 is effective.

気泡を含んだ懸濁液が連通口２６から吹き上げられ、外管３０の内壁に衝突する場合、吹き上げる動圧によって、幾分かの気泡が破泡することがある。この破泡を促進することによって、油を吸着した気泡が外管３０で浮上分離されることなく導出口３２から排出されることを防止できる。したがって、懸濁液が衝突する外管３０の部位に突起を設けたり、表面粗さを粗くすることによって、この破泡を促進させ、分離効率を向上させることができる。   When the suspension containing bubbles is blown up from the communication port 26 and collides with the inner wall of the outer tube 30, some bubbles may break up due to the dynamic pressure that is blown up. By promoting the bubble breakage, it is possible to prevent the bubbles having adsorbed oil from being discharged from the outlet 32 without being floated and separated by the outer tube 30. Therefore, by providing a protrusion at the site of the outer tube 30 where the suspension collides or by roughening the surface roughness, it is possible to promote this bubble breakage and improve the separation efficiency.

また、上記説明では、分離塔２０を水平設置した場合（分離塔２０の筒部が重力に対して直角方向に延びるように設置）について説明したが、垂直設置（分離塔２０の筒部が重力に対して平行方向に延びるように設置）であっても、内管２２の遠心分離のみから構成された場合（単管）と比べて、分離効果を向上させることができる。   In the above description, the case where the separation tower 20 is horizontally installed (installed so that the cylindrical portion of the separation tower 20 extends in a direction perpendicular to the gravity) has been described, but the vertical installation (the cylindrical portion of the separation tower 20 is gravity-induced). However, the separation effect can be improved as compared with the case where the inner tube 22 is constituted only by centrifugation (single tube).

図８は、図２中の分離塔の第３変形例を示す断面図である。図８を参照して、本変形例では、導出口３２の直上における位置よりも連通口２６の直下における位置の方が、外管３０に貯留された懸濁液の深さが浅い（Ｈ２＜Ｈ１）。好ましくは、連通口２６を有する側の内管２２の管軸２２ｐと水平方向との成す角αが０°以上４５°以下の値となる。このような構成により、連通口２６から流出した懸濁液が外管３０内の液体に落下する部位の懸濁液の深さを低くできるので、外管３０内の液体に入り込む懸濁液の深さを抑制できる。これにより、油を吸着した気泡が水面に浮上し易くなり、導出口３２から排出される油の量を減少させることができる。また、導出口３２と連通口２６との距離が離れて構成される方が分離効率がよい。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing a third modification of the separation tower in FIG. Referring to FIG. 8, in the present modification, the depth of the suspension stored in outer tube 30 is shallower at the position directly below communication port 26 than at the position immediately above outlet 32 (H2 < H1). Preferably, the angle α formed between the tube axis 22p of the inner tube 22 on the side having the communication port 26 and the horizontal direction is a value of 0 ° to 45 °. With this configuration, the suspension depth at the portion where the suspension flowing out from the communication port 26 falls into the liquid in the outer tube 30 can be reduced, so that the suspension that enters the liquid in the outer tube 30 can be reduced. Depth can be suppressed. As a result, bubbles that have adsorbed oil can easily float on the water surface, and the amount of oil discharged from the outlet 32 can be reduced. Further, the separation efficiency is better when the distance between the outlet 32 and the communication port 26 is increased.

図９は、図２中の分離塔の第４変形例を示す断面図である。図９を参照して、本変形例では、内管２２は、連通口２６が設けられる位置の管軸２２ｐよりも導入口２４が設けられる位置の管軸２２ｑの方が高くなるように構成される。好ましくは、連通口２６を有する側の管軸２２ｐと水平方向との成す角βが０°以上１０°以下の値となる。このような構成により、気泡が導入口２４の近傍に均一に集まり易くなる。これにより、導入口２４から流入した微細気泡等を捕らえ易くなり、分離塔２０の分離性能を向上させることができる。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a fourth modification of the separation tower in FIG. Referring to FIG. 9, in this modification, the inner tube 22 is configured such that the tube shaft 22q at the position where the introduction port 24 is provided is higher than the tube shaft 22p at the position where the communication port 26 is provided. The Preferably, the angle β formed by the horizontal direction with the tube axis 22p on the side having the communication port 26 is a value of 0 ° or more and 10 ° or less. With such a configuration, bubbles are easily gathered uniformly in the vicinity of the inlet 24. Thereby, it becomes easy to capture fine bubbles and the like flowing from the introduction port 24, and the separation performance of the separation tower 20 can be improved.

なお、図中では、内管２２のみが傾いて設けられているが、分離塔２０の全体が傾いて設けられてもよい。   In the figure, only the inner tube 22 is provided to be inclined, but the entire separation tower 20 may be provided to be inclined.

この発明の実施の形態１における分離塔は、溶媒としての水中に分散した、水よりも比重の小さい懸濁物質としての油を水から分離する分離塔２０である。分離塔２０は、導入口２４を含む内管２２と、導出口３２を含み、内管２２を収容する外管３０とを備える。内管２２は、導入口２４を通じて導入された油を含む水としての懸濁液を、その内部で旋回流として流す。内管２２は、外管３０に連通し、旋回流となって流れる懸濁液を外管３０に導く連通口２６をさらに含む。外管３０は、内管２２から流入した懸濁液を貯留し、導出口３２を通じて外部に導出する。   The separation tower according to Embodiment 1 of the present invention is a separation tower 20 that separates oil as a suspended substance having a specific gravity smaller than that of water dispersed in water as a solvent. The separation tower 20 includes an inner tube 22 including an inlet 24 and an outer tube 30 including an outlet 32 and accommodating the inner tube 22. The inner tube 22 causes a suspension as water containing oil introduced through the introduction port 24 to flow as a swirl flow therein. The inner tube 22 further includes a communication port 26 that communicates with the outer tube 30 and guides the suspension flowing as a swirling flow to the outer tube 30. The outer tube 30 stores the suspension flowing in from the inner tube 22 and guides it to the outside through the outlet 32.

懸濁物質分離装置１０は、分離塔２０と、導入口２４に接続され、内管２２に懸濁液を供給する加圧装置としてのポンプ１４と、内管２２に供給する懸濁液に気泡を混入させる気泡発生装置１２とを備える。   The suspended substance separation device 10 is connected to a separation tower 20, an introduction port 24, a pump 14 as a pressurizing device that supplies a suspension to the inner tube 22, and bubbles in the suspension supplied to the inner tube 22. And a bubble generating device 12 for mixing the water.

このように構成された分離塔２０および懸濁物質分離装置１０によれば、内管２２および外管３０の２重管構造により、遠心分離と浮上分離との２段階の分離工程が実施される。このため、懸濁液の分離を効率良く行なうことができる。   According to the separation tower 20 and the suspended substance separation device 10 configured as described above, a two-stage separation process of centrifugal separation and flotation separation is performed by the double tube structure of the inner tube 22 and the outer tube 30. . For this reason, the suspension can be separated efficiently.

インラインとして構成された配管１６の経路上に分離塔２０を配置した本実施の形態では、配管経路中のポンプ圧力のかかった二重管内に自由界面（水面）を生成することができる。このため、この自由界面で気泡をトラップすることができ、さらに旋回流の遠心力を利用したトラップもできる。本実施の形態における分離塔２０および懸濁物質分離装置１０は、食器洗浄機の洗浄後の油や洗濯水中の疎水性汚れを水から分離する用途に、特に有効に適用される。   In this Embodiment which has arrange | positioned the separation tower 20 on the path | route of the piping 16 comprised as in-line, a free interface (water surface) can be produced | generated in the double pipe | tube with the pump pressure in the piping path | route. For this reason, bubbles can be trapped at this free interface, and trapping utilizing centrifugal force of swirling flow can also be performed. Separation tower 20 and suspended substance separation apparatus 10 in the present embodiment are particularly effectively applied to the use of separating oil after washing in a dishwasher and hydrophobic soil in washing water from water.

（実施の形態２）
図１０は、この発明の実施の形態２における分離塔を示す断面図である。本実施の形態における分離塔は、実施の形態１における分離塔２０と基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。また、気泡を混入しない場合について説明するが、気泡を混入する場合、気体排出口、流量調整弁または開閉弁、水位センサを同様に組み込むことができる。 (Embodiment 2)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a separation tower according to Embodiment 2 of the present invention. The separation tower in the present embodiment has basically the same structure as the separation tower 20 in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated. Further, a case where bubbles are not mixed will be described. However, when bubbles are mixed, a gas discharge port, a flow rate adjusting valve or an on-off valve, and a water level sensor can be similarly incorporated.

図１０を参照して、外管３０は、筒形状を有する筒部３０ｓと、筒部３０ｓの両端を塞ぐ壁部としての端部３０ｍおよび端部３０ｎとを含む。本実施の形態における分離塔１２０では、内管２２および外管３０が、端部３０ｍと端部２２ｍとが重なり、端部３０ｎと端部２２ｎとが重なるように構成されている。端部３０ｍと端部２２ｍとが、同一面内に延在し、端部３０ｎと端部２２ｎとが、同一面内に延在する。このような構成により、導入口２４と連通口２６との間の距離を十分に確保して大きい旋回流を発生させつつ、分離塔１２０をよりコンパクトに構成できる。   Referring to FIG. 10, outer tube 30 includes a cylindrical portion 30s having a cylindrical shape, and an end portion 30m and an end portion 30n as wall portions closing both ends of cylindrical portion 30s. In the separation tower 120 in the present embodiment, the inner tube 22 and the outer tube 30 are configured such that the end 30m and the end 22m overlap, and the end 30n and the end 22n overlap. The end 30m and the end 22m extend in the same plane, and the end 30n and the end 22n extend in the same plane. With such a configuration, the separation tower 120 can be configured more compactly while ensuring a sufficient distance between the introduction port 24 and the communication port 26 to generate a large swirling flow.

このように構成された、この発明の実施の形態２における分離塔１２０によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。   With the separation tower 120 according to the second embodiment of the present invention configured as described above, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained.

（実施の形態３）
図１１は、この発明の実施の形態３における分離塔を示す断面図である。本実施の形態における分離塔は、実施の形態１における分離塔２０と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。また、気泡を混入しない場合について説明するが、気泡を混入する場合、気体排出口、流量調整弁または開閉弁、水位センサを同様に組み込むことができる。 (Embodiment 3)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a separation tower according to Embodiment 3 of the present invention. Compared with the separation column 20 in the first embodiment, the separation column in the present embodiment basically has the same structure. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated. Further, a case where bubbles are not mixed will be described. However, when bubbles are mixed, a gas discharge port, a flow rate adjusting valve or an on-off valve, and a water level sensor can be similarly incorporated.

図１１を参照して、本実施の形態における分離塔２２０では、内管２２が突出部分２３を含む。内管２２は、突出部分２３が外管３０の外部に突出するように設けられている。突出部分２３が、外管３０の外部に配置され、突出部分２３を除く内管２２の他の部分が、外管３０の内側に配置されている。導入口２４は、突出部分２３に設けられている。このような構成により、導入口２４を外管３０の外部空間に設けることができる。これにより、導入口２４を加工する際に、外管３０に導入口２４を貫通させる孔を設ける必要がないため、分離塔を簡易な構成とできる。また、導入口２４と内管２２との接続部のシールが行ない易くなり、加工性を著しく向上させることができる。   Referring to FIG. 11, in separation tower 220 in the present embodiment, inner tube 22 includes protruding portion 23. The inner tube 22 is provided such that the protruding portion 23 protrudes outside the outer tube 30. The protruding portion 23 is disposed outside the outer tube 30, and the other portion of the inner tube 22 excluding the protruding portion 23 is disposed inside the outer tube 30. The introduction port 24 is provided in the protruding portion 23. With such a configuration, the introduction port 24 can be provided in the external space of the outer tube 30. Thereby, when processing the inlet 24, it is not necessary to provide a hole through the inlet 24 in the outer tube 30, so that the separation tower can have a simple configuration. Further, it becomes easy to seal the connecting portion between the introduction port 24 and the inner tube 22, and the workability can be remarkably improved.

図１２は、図１１中の分離塔の配管構造を示す断面図である。図１２を参照して、内管２２には、液体排出口としての排水口４２が設けられている。排水口４２は、内管２２の内部から外部に懸濁液を排出する。排水口４２は、突出部分２３に接続されている。排水口４２は、内管２２の最も低い位置に設けられている。分離塔２２０は、排水口４２を開閉する第１液体開閉弁としての排水弁４４を含む。分離塔２２０は、配管４６を含む。配管４６は、排水口４２と導出口３２とを連結する。分離塔２０は、第２液体開閉弁としての止弁４８を含む。止弁４８は、配管４６に配置されている。止弁４８は、排水口４２と導出口３２との間を開閉する。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing the piping structure of the separation tower in FIG. Referring to FIG. 12, the inner pipe 22 is provided with a drain port 42 as a liquid discharge port. The drain port 42 discharges the suspension from the inside of the inner tube 22 to the outside. The drain port 42 is connected to the protruding portion 23. The drain port 42 is provided at the lowest position of the inner pipe 22. The separation tower 220 includes a drain valve 44 as a first liquid on-off valve that opens and closes the drain port 42. The separation tower 220 includes a pipe 46. The pipe 46 connects the drain outlet 42 and the outlet 32. The separation tower 20 includes a stop valve 48 as a second liquid on-off valve. The stop valve 48 is disposed in the pipe 46. The stop valve 48 opens and closes between the drain port 42 and the outlet port 32.

本実施の形態では、懸濁液の分離時、排水弁４４および止弁４８をともに閉じた状態とする。懸濁液の分離が終了した後の排水時、排水弁４４および止弁４８の両方を開放する。これにより、内管２２に残る懸濁液は、排水口４２を通じて分離塔２２０から排出され、外管３０に残る懸濁液は、導出口３２および配管４６を通じて分離塔２２０から排出される。   In the present embodiment, both the drain valve 44 and the stop valve 48 are closed when the suspension is separated. When draining after the separation of the suspension is completed, both the drain valve 44 and the stop valve 48 are opened. Thereby, the suspension remaining in the inner pipe 22 is discharged from the separation tower 220 through the drain outlet 42, and the suspension remaining in the outer pipe 30 is discharged from the separation tower 220 through the outlet 32 and the pipe 46.

図１３は、図１１中の分離塔の配管構造の変形例を示す断面図である。図１３を参照して、本変形例では、内管２２に排水孔５２が形成されている。排水孔５２は、内管２２と外管３０とを連通させる。排水孔５２は、内管２２の最も低い位置に形成されている。排水孔５２は、図示されていない連通口２６よりも小さい断面積を有する。本変形例では、図１２中の排水口４２および排水弁４４が設けられていない。分離塔２２０は、排水管５４および排水弁５８を含む。排水管５４は、導出口３２に接続されている。排水弁５８は、排水管５４の経路上に配置されている。   FIG. 13 is a cross-sectional view showing a modification of the piping structure of the separation tower in FIG. Referring to FIG. 13, in the present modification, drain hole 52 is formed in inner tube 22. The drain hole 52 allows the inner tube 22 and the outer tube 30 to communicate with each other. The drain hole 52 is formed at the lowest position of the inner pipe 22. The drain hole 52 has a smaller cross-sectional area than the communication port 26 not shown. In this modification, the drain port 42 and the drain valve 44 in FIG. 12 are not provided. The separation tower 220 includes a drain pipe 54 and a drain valve 58. The drain pipe 54 is connected to the outlet 32. The drain valve 58 is disposed on the path of the drain pipe 54.

懸濁液の分離時、懸濁液は、圧力抵抗の少ない、より大きい断面積を有する連通口２６から流出する。排水時、排水弁５８を開弁する。このとき、加圧装置としてのポンプ１４が停止しているため、懸濁液は、内管２２内の水位によって排水孔５２から外管３０に流出し、さらに排水管５４を通じて排水される。   During the separation of the suspension, the suspension flows out from the communication port 26 having a larger cross-sectional area with less pressure resistance. When draining, the drain valve 58 is opened. At this time, since the pump 14 as the pressurizing device is stopped, the suspension flows out from the drain hole 52 to the outer pipe 30 due to the water level in the inner pipe 22 and is further drained through the drain pipe 54.

なお、本実施の形態では、排水孔５２を図１１中の分離塔２２０に適用した場合について説明したが、他の実施の形態で説明した分離塔に排水孔５２を設けても同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the case where the drain hole 52 is applied to the separation tower 220 in FIG. 11 has been described, but the same effect can be obtained even if the drain hole 52 is provided in the separation tower described in other embodiments. Can be obtained.

このように構成された、この発明の実施の形態３における分離塔２２０によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。   According to the separation tower 220 according to the third embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained.

（実施の形態４）
図１４は、この発明の実施の形態４における分離塔を示す断面図である。図１５は、図１４中のＸＶ−ＸＶ線上に沿った分離塔の断面図である。本実施の形態における分離塔は、実施の形態１における分離塔と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。 (Embodiment 4)
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a separation tower according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 15 is a cross-sectional view of the separation tower along the line XV-XV in FIG. Compared with the separation tower in the first embodiment, the separation tower in the present embodiment has basically the same structure. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.

図１４および図１５を参照して、本実施の形態における分離塔３２０は、蓋部品６４およびベース部品６２の２部品から構成されている。蓋部品６４は、内管２２および外管３０の筒形状の端部を塞ぐ。ベース部品６２は、内管２２および外管３０の筒形状をなし、蓋部品６４と組み合わされる。ベース部品６２は、一方端が開口された２重管構造を有する。ベース部品６２には、連通口２６が形成されている。   Referring to FIGS. 14 and 15, separation tower 320 in the present embodiment is composed of two parts, a lid part 64 and a base part 62. The lid part 64 closes the cylindrical ends of the inner tube 22 and the outer tube 30. The base part 62 has a cylindrical shape of the inner pipe 22 and the outer pipe 30 and is combined with the lid part 64. The base part 62 has a double pipe structure with one end opened. A communication port 26 is formed in the base part 62.

分離塔３２０の製造時、たとえば、蓋部品６４以外のベース部品６２を型で一体に樹脂成型する。蓋部品６４が組み合わされる位置から型を抜き出す。その後、加熱したコテなどで樹脂を溶融させて追加工し、連通口２６を成形する。このような工程により、分離塔３２０を型を用いて製造することが可能となり、生産性を向上させることができる。   When the separation tower 320 is manufactured, for example, the base part 62 other than the lid part 64 is integrally molded with a mold. The mold is extracted from the position where the lid part 64 is combined. Thereafter, the resin is melted with a heated iron or the like to perform additional processing, and the communication port 26 is formed. Through such a process, the separation tower 320 can be manufactured using a mold, and productivity can be improved.

図１６は、図１４中のＸＶＩ−ＸＶＩ線上に沿った分離塔の断面図である。図１６を参照して、ベース部品６２は、蓋部品６４が接合される端面６２ｇを含む。端面６２ｇは、ベース部品６２の開口端に配置されている。連通口２６は、周縁の一部分が端面６２ｇで開放された形状を有する。連通口２６は、端面６２ｇから凹んだ形状を有する。連通口２６は、図示しない導入口２４に近づくに従って小さくなる幅ｃを有する。連通口２６は、端面６２ｇから離れるに従って小さくなる幅ｃを有する。連通口２６は、ベース部品６２と、蓋部品６４または蓋部品６４とベース部品６２との間に介装されるパッキンとによって閉じた形状に形成される。   FIG. 16 is a cross-sectional view of the separation tower along the line XVI-XVI in FIG. Referring to FIG. 16, the base part 62 includes an end face 62g to which the lid part 64 is joined. The end face 62g is disposed at the opening end of the base part 62. The communication port 26 has a shape in which a part of the periphery is opened at the end face 62g. The communication port 26 has a shape recessed from the end face 62g. The communication port 26 has a width c that decreases as it approaches an introduction port 24 (not shown). The communication port 26 has a width c that decreases as the distance from the end face 62g increases. The communication port 26 is formed in a closed shape by a base part 62 and a lid part 64 or a packing interposed between the lid part 64 and the base part 62.

このような構成により、連通口２６も型で一体に成型されるため、さらに生産性を向上させることができる。   With such a configuration, since the communication port 26 is also integrally formed with a mold, productivity can be further improved.

このように構成された、この発明の実施の形態４における分離塔３２０によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。   According to the separation tower 320 in the fourth embodiment of the present invention configured as described above, the effect described in the first embodiment can be obtained in the same manner.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明の実施の形態１における懸濁物質分離装置を模式的に表わす図である。It is a figure which represents typically the suspended solids separation apparatus in Embodiment 1 of this invention. 図１中の分離塔を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the separation tower in FIG. 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った分離塔の断面図である。It is sectional drawing of the separation tower along the III-III line in FIG. 図２中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the range enclosed with the dashed-two dotted line IV in FIG. 図２中の分離塔の第１変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of the separation tower in FIG. 図２中の分離塔の第２変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the 2nd modification of the separation tower in FIG. 図２中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿った内管の断面図である。It is sectional drawing of the inner tube | pipe along the VII-VII line in FIG. 図２中の分離塔の第３変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd modification of the separation tower in FIG. 図２中の分離塔の第４変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 4th modification of the separation tower in FIG. この発明の実施の形態２における分離塔を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the separation tower in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３における分離塔を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the separation tower in Embodiment 3 of this invention. 図１１中の分離塔の配管構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the piping structure of the separation tower in FIG. 図１１中の分離塔の配管構造の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the piping structure of the separation tower in FIG. この発明の実施の形態４における分離塔を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the separation tower in Embodiment 4 of this invention. 図１４中のＸＶ−ＸＶ線上に沿った分離塔の断面図である。It is sectional drawing of the separation tower along the XV-XV line | wire in FIG. 図１４中のＸＶＩ−ＸＶＩ線上に沿った分離塔の断面図である。It is sectional drawing of the separation tower along the XVI-XVI line in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 懸濁物質分離装置、１２ 気泡発生装置、１４ ポンプ、２０，１２０，２２０，３２０ 分離塔、２２ 内管、２２ｍ，２２ｎ，３０ｍ，３０ｎ 端部、２２ｐ，２２ｑ 管軸、２２ｓ，３０ｓ 筒部、２３ 突出部分、２４ 導入口、２６ 連通口、３０ 外管、３２ 導出口、３４ 気体排出口、３６ 流量調整弁、３８ 水位センサ、４２ 排水口、４４ 排水弁、４６ 配管、４８ 止弁、５２ 排水孔、６２ ベース部品、６４ 蓋部品。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Suspended substance separator, 12 Bubble generator, 14 Pump, 20, 120, 220, 320 Separation tower, 22 Inner pipe, 22m, 22n, 30m, 30n End part, 22p, 22q Tube axis, 22s, 30s Tube part , 23 Projection portion, 24 Inlet port, 26 Communication port, 30 Outer tube, 32 Outlet port, 34 Gas outlet port, 36 Flow rate adjustment valve, 38 Water level sensor, 42 Drain port, 44 Drain valve, 46 Piping, 48 Stop valve, 52 drainage holes, 62 base parts, 64 lid parts.

Claims (23)

溶媒中に分散した、該溶媒よりも比重の小さい懸濁物質を溶媒から分離する分離塔であって、
導入口を含む内管と、
導出口を含み、前記内管を収容し、筐体形状を有する外管とを備え、
前記内管は、前記導入口を通じて導入された懸濁物質を含む溶媒を、その内部で旋回流として流し、
前記内管は、前記外管に連通し、旋回流となって流れる溶媒を前記外管に導く連通口をさらに含み、
前記外管は、前記内管から流入した溶媒を貯留し、前記導出口を通じて外部に導出し、
前記外管は、前記外管の内部から外部に気体を排出する気体排出口を含み、
前記気体排出口に設けられ、気体の排出を制御する制御弁をさらに備え、
前記連通口は、前記外管に貯留された溶媒から露出し、
溶媒と懸濁物質とからなる懸濁液が前記内管に導入されると、遠心分離により、前記内管の内部空間の内側に懸濁物質が集まり、前記内管の内部空間の外側に、溶媒の割合を大きくした懸濁液が集まり、
その前記内管の内部空間の外側に集まった懸濁液が前記連通口より前記外管に導かれると、浮上分離により、懸濁物質が懸濁液の液面近くに集まり、溶媒が前記導出口を通じて外部に導出される、分離塔。 A separation column for separating suspended substances dispersed in a solvent and having a specific gravity smaller than that of the solvent from the solvent,
An inner pipe including an introduction port;
Including an outlet, containing the inner tube, and having an outer tube having a housing shape,
The inner pipe flows a solvent containing suspended solids introduced through the introduction port as a swirl flow therein,
The inner pipe further includes a communication port that communicates with the outer pipe and guides the solvent flowing as a swirling flow to the outer pipe.
The outer pipe stores the solvent flowing in from the inner pipe, and leads out to the outside through the outlet.
The outer pipe includes a gas discharge port for discharging gas from the inside of the outer pipe to the outside,
A control valve provided at the gas discharge port for controlling gas discharge;
The communication port is exposed from the solvent stored in the outer tube ,
When a suspension composed of a solvent and a suspended substance is introduced into the inner tube, the suspended substance gathers inside the inner space of the inner tube by centrifugation, and outside the inner space of the inner tube, Suspensions with a higher solvent ratio gather,
When the suspension collected outside the inner space of the inner pipe is guided to the outer pipe from the communication port, suspended substances gather near the liquid surface of the suspension by floating separation, and the solvent is introduced into the outer pipe. Separation tower that is led out through the outlet . 前記内管は、溶媒の旋回流が形成される筒部と、前記筒部の一方端を閉じる第１端部とを含み、
前記導入口は、前記筒部に設けられ、前記第１端部から、前記第１端部における前記筒部の内径に相当する距離以内に配置される、請求項１に記載の分離塔。 The inner pipe includes a cylindrical portion in which a swirling flow of solvent is formed, and a first end portion that closes one end of the cylindrical portion,
2. The separation tower according to claim 1, wherein the introduction port is provided in the cylindrical portion and is disposed within a distance corresponding to an inner diameter of the cylindrical portion at the first end portion from the first end portion. 前記導入口は、前記第１端部に接するように配置される、請求項２に記載の分離塔。   The separation tower according to claim 2, wherein the introduction port is disposed so as to be in contact with the first end portion. 前記内管は、溶媒の旋回流が形成される筒部と、前記筒部の一方端を閉じる第１端部と、前記筒部の他方端を閉じる第２端部とを含み、
前記導入口は、前記第１端部の近傍に位置する前記筒部に設けられ、
前記連通口は、前記第２端部または前記第２端部の近傍に位置する前記筒部に設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載の分離塔。 The inner tube includes a cylindrical portion in which a swirling flow of the solvent is formed, a first end that closes one end of the cylindrical portion, and a second end that closes the other end of the cylindrical portion,
The introduction port is provided in the cylindrical portion located in the vicinity of the first end portion,
The separation tower according to any one of claims 1 to 3, wherein the communication port is provided in the second end portion or the cylindrical portion located in the vicinity of the second end portion. 前記連通口は、前記第２端部に接するように前記筒部に設けられる、請求項４に記載の分離塔。   The separation tower according to claim 4, wherein the communication port is provided in the cylindrical portion so as to be in contact with the second end portion. 前記内管は、溶媒の旋回流が形成される筒部と、前記筒部の端を閉じる端部とを含み、
前記外管は、溶媒を貯留する空間を形成する壁部を含み、
前記内管および前記外管は、前記端部と前記壁部とが重なるように配置される、請求項１から５のいずれか１項に記載の分離塔。 The inner pipe includes a cylindrical portion in which a swirling flow of a solvent is formed, and an end portion that closes an end of the cylindrical portion,
The outer tube includes a wall portion that forms a space for storing a solvent,
The separation tower according to any one of claims 1 to 5, wherein the inner pipe and the outer pipe are arranged so that the end portion and the wall portion overlap each other. 前記内管は、前記外管の外部に突出する突出部分を含み、
前記導入口は、前記突出部分に設けられる、請求項１から６のいずれか１項に記載の分離塔。 The inner pipe includes a protruding portion that protrudes to the outside of the outer pipe,
The separation tower according to any one of claims 1 to 6, wherein the introduction port is provided in the protruding portion. 上方から見て前記連通口と前記導出口とは互いにずれた位置に設けられ、
前記連通口の断面積は、前記導入口の断面積以上である、請求項１から７のいずれか１項に記載の分離塔。 The communication port and the outlet port are provided at positions shifted from each other when viewed from above,
The separation tower according to any one of claims 1 to 7, wherein a cross-sectional area of the communication port is equal to or larger than a cross-sectional area of the introduction port. 前記内管は、溶媒の旋回流が形成される筒部を含み、
前記筒部は、その管軸方向に沿って内径が変化するテーパ形状を有し、
前記導入口は、前記テーパ形状の小径側に位置する前記筒部に形成される、請求項１から８のいずれか１項に記載の分離塔。 The inner pipe includes a cylindrical portion in which a swirling flow of solvent is formed,
The cylindrical portion has a tapered shape in which the inner diameter changes along the tube axis direction,
The separation tower according to any one of claims 1 to 8, wherein the introduction port is formed in the cylindrical portion located on a small diameter side of the tapered shape. 前記連通口は、前記内管の最も高い位置に設けられる、請求項１から９のいずれか１項に記載の分離塔。   The separation tower according to any one of claims 1 to 9, wherein the communication port is provided at a highest position of the inner pipe. 前記内管は、前記内管の管軸と水平方向との成す角度が、０°以上４５°以下となるように設けられ、
前記導出口は、前記外管に貯留された溶媒に浸り、
前記導出口の直上における位置よりも前記連通口の直下における位置の方が、前記外管に貯留された溶媒の深さが浅い、請求項１から１０のいずれか１項に記載の分離塔。 The inner tube is provided such that an angle formed between a tube axis of the inner tube and a horizontal direction is 0 ° or more and 45 ° or less,
The outlet is immersed in a solvent stored in the outer tube,
The separation tower according to any one of claims 1 to 10, wherein the depth of the solvent stored in the outer pipe is shallower at a position directly below the communication port than at a position immediately above the outlet port. 前記内管は、前記連通口が設けられる位置の管軸よりも前記導入口が設けられる位置の管軸の方が高くなるように構成される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の分離塔。   The said inner pipe | tube is comprised so that the pipe shaft of the position in which the said inlet is provided becomes higher than the pipe axis of the position in which the said communication port is provided. Separation tower. 前記気体排出口は、前記外管の最も高い位置に形成される、請求項１から１２のいずれか１項に記載の分離塔。   The separation tower according to any one of claims 1 to 12, wherein the gas discharge port is formed at a highest position of the outer pipe. 前記外管に設けられ、前記外管に貯留された溶媒の水位を検知する水位センサをさらに備える、請求項１から１３のいずれか１項に記載の分離塔。   The separation tower according to any one of claims 1 to 13, further comprising a water level sensor that is provided in the outer tube and detects a water level of a solvent stored in the outer tube. 前記内管は、前記内管の内部から外部に液体を排出する液体排出口を含み、
前記液体排出口を開閉する第１液体開閉弁をさらに備える、請求項１から１４のいずれか１項に記載の分離塔。 The inner pipe includes a liquid discharge port for discharging liquid from the inside of the inner pipe to the outside,
The separation tower according to claim 1, further comprising a first liquid on-off valve that opens and closes the liquid discharge port. 前記液体排出口と前記導出口とを連結する配管と、
前記配管に配置され、前記液体排出口と前記導出口との間を開閉する第２液体開閉弁とをさらに備える、請求項１５に記載の分離塔。 A pipe connecting the liquid outlet and the outlet;
The separation tower according to claim 15, further comprising a second liquid on-off valve disposed in the pipe and opening and closing between the liquid discharge port and the outlet port. 前記内管および前記外管は、筒形状を有し、
前記内管および前記外管は、前記筒形状の端部を塞ぐ蓋部品と、前記蓋部品と組み合わされるベース部品とから構成される、請求項１から１６のいずれか１項に記載の分離塔。 The inner tube and the outer tube have a cylindrical shape,
The separation tower according to any one of claims 1 to 16, wherein the inner pipe and the outer pipe are configured by a lid part that closes the cylindrical end part and a base part that is combined with the lid part. . 前記ベース部品には、周縁の一部分が開放された形態の前記連通口が形成され、
前記一部分は、前記ベース部品と組み合わされた前記蓋部品によって閉じられる、請求項１７に記載の分離塔。 The base part is formed with the communication port in a form in which a part of the periphery is opened,
The separation tower of claim 17, wherein the portion is closed by the lid part combined with the base part. 前記連通口の幅が、前記導入口に近づくに従って小さくなる、請求項１８に記載の分離塔。   The separation tower according to claim 18, wherein a width of the communication port decreases as the communication port approaches. 請求項１から１９のいずれか１項に記載の分離塔と、
前記導入口に接続され、前記内管に溶媒を供給する加圧装置と、
前記内管に供給する溶媒に気泡を混入させる気泡発生装置とを備える、懸濁物質分離装置。 A separation tower according to any one of claims 1 to 19,
A pressure device connected to the inlet and supplying a solvent to the inner tube;
A suspended substance separation device comprising: a bubble generating device for mixing bubbles in a solvent supplied to the inner tube. 前記気泡発生装置は、１０μｍ以上５００μｍ以下の直径を有する気泡が全体の８０％以上を占めるように気泡を発生させる、請求項２０に記載の懸濁物質分離装置。   21. The suspended solid separation device according to claim 20, wherein the bubble generation device generates bubbles such that bubbles having a diameter of 10 μm to 500 μm occupy 80% or more of the total. 前記分離塔は、配管系の経路上に配置される、請求項２０または２１に記載の懸濁物質分離装置。   The suspended solids separation device according to claim 20 or 21, wherein the separation tower is disposed on a route of a piping system. 前記配管系は、閉じた循環系である、請求項２２に記載の懸濁物質分離装置。   The suspended substance separation device according to claim 22, wherein the piping system is a closed circulation system.
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