特許 5942629 固液分離装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5942629

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年6月29日

(54)【発明の名称】固液分離装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/02 20060101AFI20160616BHJP

   C02F 1/24 20060101ALI20160616BHJP

   B04B 1/06 20060101ALI20160616BHJP

【ＦＩ】

   B01D21/02 J

   B01D21/02 F

   C02F1/24 A

   B04B1/06

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-138696(P2012-138696)

(22)【出願日】2012年6月20日

(65)【公開番号】特開2014-547(P2014-547A)

(43)【公開日】2014年1月9日

【審査請求日】2015年4月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100087527

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 光雄

(72)【発明者】

【氏名】磯 良行

(72)【発明者】

【氏名】加藤 真理子

(72)【発明者】

【氏名】黄 健

(72)【発明者】

【氏名】内田 博幸

【審査官】 井上 能宏

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０１−０２１７１３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００５５９６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 登録実用新案第３０４２０５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５０−１２５３６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ２１／００〜２１／３４

Ｂ０４Ｂ １／００〜 １／２０

Ｃ０２Ｆ １／００〜 １／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分散媒と密度差を有する固体粒子を含む原液の入口と、清澄液の出口と、濃縮される固体粒子の出口を備えた分離容器内に、翼型断面を有する翼型仕切板を備え、
上記翼型仕切板を、上記分離容器の内部に、上記原液の入口より連続的に供給されて上記清澄液の出口まで流れる間に該分離容器内に形成される原液の液流れの中で、該流れの方向の上流側と下流側に該翼型仕切板の前縁と後縁が位置するように設置し、且つ該翼型仕切板を、上記固体粒子が分散媒との密度差に基づいて原液中で移動する方向に対面する面側に該翼型仕切板に達するまでの上記原液の液流れよりも加速された流れを形成させる姿勢にしてなる構成を有すること
を特徴とする固液分離装置。

【請求項2】

上記翼型仕切板は、対称翼の翼型断面を有するものとし、上記分離容器の内部に、上記翼型仕切板を、分離容器内に形成される上記原液の液流れに対して、上記固体粒子が分散媒との密度差に基づいて原液中で移動する方向の上流側に傾く仰角を備えた姿勢で取り付けるようにした請求項１記載の固液分離装置。

【請求項3】

上記翼型仕切板は、非対称翼の翼型断面を有するものとし、上記分離容器の内部に、上記翼型仕切板を、非対称翼の翼型断面のキャンバーが設けてある側の面が、上記固体粒子が分散媒との密度差に基づいて原液中で移動する方向の上流側となる姿勢で取り付けるようにした請求項１記載の固液分離装置。

【請求項4】

上記分離容器を、一端側に上記原液の入口を備え、他端側の上部に上記清澄液の出口を備えると共に、底部に濃縮される上記固体粒子の出口を備えた沈降槽とした請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の固液分離装置。

【請求項5】

上記分離容器を、一端側に上記原液の入口を備え、他端側の下部に上記清澄液の出口を備えると共に、頂部に濃縮される上記固体粒子の出口を備えた浮上槽とした請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の固液分離装置。

【請求項6】

上記分離容器を、軸心方向の一端側に上記原液の入口を備えると共に他端側に上記清澄液の出口と濃縮される上記固体粒子の出口を備えた回転駆動可能な円筒状の遠心分離容器とし、該遠心分離容器の内側に、翼型断面を有する上記翼型仕切板を設けるようにした請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の固液分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分散媒と固体粒子を含む原液中に分散されている固体粒子と、分散媒とを、密度差を利用して分離させる固液分離装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

固液分離手法の１つである沈降分離装置としては、原液を収容させる沈降槽の内部に、傾斜板（傾斜姿勢の仕切板）を設置した構成のものが従来提案されている（たとえば、特許文献１（図９）、特許文献２（図１）参照）。なお、上記原液は、固体粒子として、分散媒よりも密度が大きい固体粒子を含んでいるものとする。

【0003】

上記構成としてある沈降分離装置では、上記沈降槽内で傾斜板により仕切られて形成された斜め方向に延びる領域ごとに、所謂ボイコット効果による固体粒子の沈降の促進が図られるようになる。そのため、上記傾斜板を備えた沈降槽全体では、上記固体粒子の沈降濃縮の処理能力が増加するとされている。

【0004】

又、沈降分離装置の別の形式のものとしては、横流れ式の沈降分離装置がある。これは、横方向に延びる沈降槽を備えていて、該沈降槽に一端側より連続供給する原液が他端側まで流れる（移動する）間に、該原液中の固体粒子を、上記沈降槽の底部まで沈降させることで分散媒と分離するようにしたものである。

【0005】

ところで、上記横流れ式の沈降分離装置では、固体粒子の沈降距離が大きいと、それだけ沈降に時間を要するため、上記沈降槽の原液を流す方向の寸法を大きく設定する必要が生じてしまう。

【0006】

そこで、上記横流れ式の沈降分離装置では、沈降槽の内部に、平板状の仕切板を、水平、もしくは、原液を流す方向の下流側に向けて下方傾斜する姿勢で設置した構成とすることが考えられている。このようにすれば、上記沈降槽は、その内部に、上記仕切板により仕切られた高さ寸法の小さい区画が上下に複数段形成されるようになり、該各区画では、原液中の固体粒子の沈降距離が小さくてすむようになる。このため、上記沈降槽の原液を流す方向の寸法を削減することが可能になるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５−２０５３９６号公報

【特許文献2】特開２０１１−２５２３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところが、従来の傾斜板を備えた形式の沈降分離装置は、通常、沈降する固体粒子が傾斜板の上面に達すると、該固体粒子を傾斜板の上面の傾斜に沿わせて滑り落ちるようにさせることで、沈降槽の底部に濃縮させるようにしてある。しかし、上記固体粒子が、傾斜板の上面に残存して堆積するようになると、傾斜板の上面に付着するようになってしまい、沈降槽の底部での固体粒子の濃縮効率の低下や、傾斜板により仕切られた領域での流路が狭くなることで原液の円滑な流通が阻害されるといった問題が生じる。

【0009】

そのために、従来の傾斜板を備えた沈降分離装置では、各傾斜板上面への固体粒子の残存、堆積、付着が生じる場合は、該各傾斜板を定期的に洗浄する必要が生じる。

【0010】

又、水平な仕切板を備えた形式の横流れ式の沈降分離装置は、仕切板の上面に堆積、付着する固体粒子を除去するために仕切板を定期的に洗浄する必要がある。

【0011】

上記のような傾斜板や仕切板の洗浄は、沈降分離装置による原液の沈降分離処理を一旦停止させて行う必要があるため、頻度が高い場合は、手間と運転コストが嵩むという問題がある。そのために、上記沈降分離装置の沈降槽内に備える傾斜板や仕切板の洗浄の頻度は低くすることが望まれる。

【0012】

なお、上記沈降槽内に設けられた傾斜板や仕切板の上面への固体粒子の堆積、付着を防止するための対策としては、たとえば、上記傾斜板や仕切板の上面を機械的に掻き取ることや、上記傾斜板や仕切板を傾動させることや、上記傾斜板や仕切板の表面部に予め装備してある無端状のベルトのような表面部材を移動させることによって、該傾斜板や仕切板の上面の残留物や堆積物を強制的に落下させて除去することが考えられる。しかし、これらの対策を実施する場合は、駆動源が必要になると共に、沈降分離装置の装置構成が複雑化し、大型化するという問題が生じてしまう。

【0013】

そこで、本発明は、仕切板を備えた分離容器に供給される原液中の固体粒子を、分散媒との密度差を利用して分離処理を行う際に、上記仕切板への固体粒子の堆積や付着を抑制するようにして、該仕切板の洗浄の頻度を低減でき、手間と運転コストの削減化を図ることができる固液分離装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、分散媒と密度差を有する固体粒子を含む原液の入口と、清澄液の出口と、濃縮される固体粒子の出口を備えた分離容器内に、翼型断面を有する翼型仕切板を備え、上記翼型仕切板を、上記分離容器の内部に、上記原液の入口より連続的に供給されて上記清澄液の出口まで流れる間に該分離容器内に形成される原液の液流れの中で、該流れの方向の上流側と下流側に該翼型仕切板の前縁と後縁が位置するように設置し、且つ該翼型仕切板を、上記固体粒子が分散媒との密度差に基づいて原液中で移動する方向に対面する面側に該翼型仕切板に達するまでの上記原液の液流れよりも加速された流れを形成させる姿勢にしてなる構成を有する固液分離装置とする。

【0015】

又、上記構成において、翼型仕切板は、対称翼の翼型断面を有するものとし、分離容器の内部に、上記翼型仕切板を、分離容器内に形成される原液の液流れに対して、固体粒子が分散媒との密度差に基づいて原液中で移動する方向の上流側に傾く迎角を備えた姿勢で取り付けるようにした構成とする。

【0016】

同様に、上記構成において、翼型仕切板は、非対称翼の翼型断面を有するものとし、分離容器の内部に、上記翼型仕切板を、非対称翼の翼型断面のキャンバーが設けてある側の面が、固体粒子が分散媒との密度差に基づいて原液中で移動する方向の上流側となる姿勢で取り付けるようにした構成とする。

【0017】

上述の各構成において、分離容器を、一端側に原液の入口を備え、他端側の上部に清澄液の出口を備えると共に、底部に濃縮される固体粒子の出口を備えた沈降槽とした構成とする。

【0018】

同様に、上述の各構成において、分離容器を、一端側に原液の入口を備え、他端側の下部に清澄液の出口を備えると共に、頂部に濃縮される固体粒子の出口を備えた浮上槽とした構成とする。

【0019】

同様に、上述の各構成において、分離容器を、軸心方向の一端側に原液の入口を備えると共に他端側に清澄液の出口と濃縮される固体粒子の出口を備えた回転駆動可能な円筒状の遠心分離容器とし、該遠心分離容器の内側に、翼型断面を有する翼型仕切板を設けるようにした構成とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明の固液分離装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）分離容器内に設けた翼型仕切板では、固体粒子が分散媒との密度差に基づき原液中で移動する方向に対面する面側に形成させてある加速した液流れにより、原液中で移動して該翼型仕切板の付近に達する固体粒子を、後縁側へスムーズに送ることができる。このため、上記翼型仕切板は、上記固体粒子が残存、付着することを抑制することができる。（２）したがって、上記翼型仕切板は、洗浄の頻度を低減させることができて、手間の削減化を図ることができる。
（３）原液の連続的な固液分離処理を長期に亘り継続させることが可能になることにより、運転コストの削減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の固液分離装置の実施の一形態として、沈降分離装置とした一例を示す概略切断側面図である。

【図2】本発明の実施の他の形態としての沈降分離装置とした別の例を示すもので、（ａ）は概略切断側面図、（ｂ）は概略切断平面図である。

【図3】本発明の実施の他の形態として、浮上分離装置とした例を示す概略切断側面図である。

【図4】本発明の実施の更に他の形態として、遠心分離装置とした例を示す概略断面図である。

【図5】本発明の実施の他の形態として、翼型仕切板の他の例を示す図１に対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

【0023】

図１は本発明の固液分離装置の実施の一形態として、沈降分離装置とする場合の構成例を示すものである。

【0024】

すなわち、上記沈降分離装置は、図１に符号１で示す如く、分散媒と、該分散媒よりも密度の大きい固体粒子を含む原液７を収容するための分離容器としての沈降槽２を備える。

【0025】

上記沈降槽２は、水平方向の一端側の下部に、原液７の入口３を、又、他端側の上部に、清澄液８の出口４をそれぞれ備え、且つ水平方向他端側の底部に、沈降分離される固体粒子をスラリー状の粒子濃縮物９として取り出すための濃縮粒子出口５を備えた構成としてある。

【0026】

更に、上記沈降槽２の内側には、断面形状が翼型の翼型仕切板６が、上記原液入口３より連続的に原液７が供給されることで該沈降槽２内に形成される矢印ａで示す如き液流れを横切るように水平方向に設置され、且つ翼型仕切板６は、原液７の流れ方向の上流側よりも下流側が低くなるように傾斜されている。図１では、説明の便宜上、上記翼型仕切板６は、上記沈降槽２内に、上下２段に配列させて設けた構成が示してある。

【0027】

上記沈降槽２の内側に設置された上記各翼型仕切板６は、図１に示すように、矢印ａに対して下流側が下り勾配となるように傾斜させてあるので、上記固体粒子が分散媒との密度差に基づいて原液７中で移動する方向となる沈降方向（矢印ｘで示す）の上流側となる面側、すなわち、該各翼型仕切板６の上面側に、上記矢印ａで示した液流れよりも加速された液流れ（矢印ａ１で示す）が形成されるようになっている。

【0028】

具体的には、図１に示すように、上記各翼型仕切板６の断面形状が対称翼としてある場合は、該各翼型仕切板６は、上記矢印ａで示す液流れに対して上向きの迎角θを備えた角度姿勢で上記沈降槽２内に設置してあり、これにより、該各翼型仕切板６の上面側に、上記加速された液流れ（矢印ａ１）を形成させることができるようにしてある。

【0029】

なお、上記沈降槽２は、上記原液入口３より供給された原液７が該沈降槽２内を上記清澄液出口４まで流れる間に、上記固体粒子を十分に沈降させることが可能な長さ寸法を備えるものとする。

【0030】

又、上記各翼型仕切板６の断面形状の翼型や、サイズ、上記迎角θは、上記矢印ａで示した液流れの中で、流れの剥離が生じないように設定してあるものとする。

【0031】

以上の構成としてある本実施の形態の沈降分離装置を使用して固液分離を行う場合は、上記原液７を、上記原液入口３より沈降槽２へ連続的に供給する。

【0032】

上記沈降槽２内に供給された上記原液７は、分散された液流れ（矢印ａ）となって上記清澄液出口４へ向かうようになり、この間に、該原液７に含まれている上記固体粒子が、分散媒との密度差に基づいて、上記沈降槽２の底部、又は、上記各翼型仕切板６の上面に向けて徐々に沈降するようになる。

【0033】

この際、上記沈降槽２内には、上記翼型仕切板６が、多段式に設けてあることから、該各翼型仕切板６により仕切られた各領域では、高さ寸法が制限されることで、上記原液中の固体粒子の沈降距離が小さくなるため、該固体粒子の沈降が効率よく行われるようになる。

【0034】

しかも、上記各翼型仕切板６は、上記上向きの迎角θで傾斜させて設置してあるため、上記各翼型仕切板６により仕切られて形成される各領域が斜め方向に延びた配置となる。このため、上記各領域では、上記所謂ボイコット効果による固体粒子の沈降の促進が図られるようになる。

【0035】

更に、上記各翼型仕切板６は、上記液流れ（矢印ａ）の中で、上面付近の液体の圧力（静圧）が、周囲に比べて低下する。このため、上記各翼型仕切板６の上面付近と、周囲との静圧差に起因して、上記各翼型仕切板６の上側には、該各翼型仕切板６の上面に向かう液体の流れが生じるようになる。このため、上記各翼型仕切板６の上側を通過する原液７では、該各翼型仕切板６の上面に向かう液体の流れにより、該原液７中の固体粒子が該各翼型仕切板６の上面に向けて沈降する速度が増加させられるようになることから、固液分離の処理能力の向上化が図られるようになる。

【0036】

上記沈降槽２内における各翼型仕切板６の上面側には、上記矢印ａで示した液流れよりも加速された液流れ（矢印ａ１）が生じているために、上記沈降する固体粒子のうち、上記各翼型仕切板６の上面付近に達したものは、上記加速された液流れ（矢印ａ１）に乗せられて該各翼型仕切板６の後縁側へスムーズに送られるようになる。これにより、上記各翼型仕切板６では、上面側での上記固体粒子の残存が抑制されるようになる。したがって、本実施の形態の沈降分離装置１は、上記各翼型仕切板６の洗浄の頻度を低減させることができて、手間の削減化を図ることができる。

【0037】

その後、上記加速された液流れ（矢印ａ１）により搬送された固体粒子は、上記各翼型仕切板６の後縁を通り過ぎると、該各翼型仕切板６の下方へ向けて更に沈降するようになる。

【0038】

以上により、上記沈降槽２では、上記原液７に含まれていた固体粒子が、該沈降槽２の底部まで沈降させられて濃縮される。したがって、上記沈降槽２では、上記清澄液出口４より、上記固体粒子の沈降分離が行われた後の清澄液８が連続的に取り出されるようになる。

【0039】

一方、上記沈降槽２の底部に沈降した上記固体粒子によって形成されるスラリー状の粒子濃縮物９は、上記濃縮粒子出口５より、連続的または断続的に抜き出して回収するようにすればよい。

【0040】

このように、本実施の形態の沈降分離装置１によれば、原液７中に含まれる固体粒子の沈降分離処理を効率よく実施することができる。

【0041】

しかも、本実施の形態の沈降分離装置１では、原液７の連続的な沈降分離処理を長期に亘り継続させることができるため、運転コストの削減化を図ることが可能になる。

【0042】

次に、図２（ａ）（ｂ）は本発明の実施の他の形態として、固液分離装置としての沈降分離装置の別の構成例を示すものである。

【0043】

すなわち、本実施の形態の沈降分離装置は、図２（ａ）（ｂ）に符号１０で示す如く、上下方向に斜めに延びる角筒状の沈降槽１１を備える。

【0044】

上記沈降槽１１は、上部の対角位置に、図１に示したと同様の原液７を供給するための原液入口３と、清澄液８の出口４が設けてある。

【0045】

上記沈降槽１１の底部は、ホッパ形状としてあり、その下端に、濃縮粒子出口５が設けられている。

【0046】

上記沈降槽１１の内側には、断面形状翼型の翼型仕切板１２が、該沈降槽１１の傾斜に対応して上下方向に斜めに延びる配置で、且つ上記原液入口３より連続的に原液７が供給されることで該沈降槽１１内に形成される矢印ｂで示す如き液流れを横切るように設置されている。図２（ａ）（ｂ）では、たとえば、上記沈降槽１１内に４枚の翼型仕切板１２を配列させて設けた構成が示してある。

【0047】

上記沈降槽１１内に傾斜配置された上記各翼型仕切板１２は、上記固体粒子が分散媒との密度差に基づいて原液７中で移動する沈降方向ｘ１（図２（ｂ）における図面に垂直な奥側方向）の上流側となる面側、すなわち、該各翼型仕切板１２の上面側に、上記矢印ｂで示した液流れよりも加速された液流れ（矢印ｂ１で示す）を形成できるような姿勢としてある。

【0048】

具体的には、図２（ｂ）に示すように、断面形状が対称翼としてある上記各翼型仕切板１２が、上記矢印ｂで示す液流れに対して上向きとなる迎角θ１を備える角度姿勢で上記沈降槽１１内に設置してある。

【0049】

なお、上記各翼型仕切板１２の断面形状の翼型や、サイズ、上記迎角θ１は、上記矢印ｂで示した液流れの中で、流れの剥離が生じないように設定してあるものとする。

【0050】

その他、図１に示したものと同一のものには同一符号が付してある。

【0051】

以上の構成としてある本実施の形態の沈降分離装置を使用して固液分離を行う場合は、上記原液７を、上記原液入口３より沈降槽１１へ連続的に供給する。

【0052】

上記沈降槽１１内に供給された上記原液７は、分散された液流れ（矢印ｂ）となって上記清澄液出口４へ向かうようになり、この間に、該原液７に含まれている上記固体粒子が、分散媒との密度差に基づいて、上記沈降槽１１の底部、又は、上記各翼型仕切板１２の上面に向けて徐々に沈降するようになる。

【0053】

この際、上記各翼型仕切板１２は、上記沈降槽１１内に傾斜させて設置してあるため、上記沈降槽１１内で上記各翼型仕切板１２により仕切られて形成された斜め方向に延びる領域では、所謂ボイコット効果による固体粒子の沈降の促進が図られるようになる。

【0054】

更に、上記各翼型仕切板１２は、上記液流れ（矢印ｂ）の中で、上面付近の液体の圧力（静圧）が、周囲に比べて低下するため、該各翼型仕切板１２の上側には、該各翼型仕切板１２の上面に向かう液体の流れが生じるようになる。このため、上記各翼型仕切板１２の上面に向かう液体の流れにより、原液７中の固体粒子が該各翼型仕切板１２の上面に向けて沈降する速度が増加させられるために、固液分離の処理能力の向上化が図られるようになる。

【0055】

上記各翼型仕切板１２の上面側には、上記矢印ｂで示した液流れよりも加速された液流れ（矢印ｂ１）を生じさせるようにしてあるため、上記沈降する固体粒子のうち、上記各翼型仕切板１２の上面付近に達したものは、上記加速された液流れ（矢印ｂ１）に乗せられて該各翼型仕切板１２の後縁側へスムーズに送られるようになる。このために、上記各翼型仕切板１２では、上面側での上記固体粒子の残存が抑制されるようになる。

【0056】

その後、上記加速された液流れ（矢印ｂ１）により搬送された固体粒子は、上記各翼型仕切板１２の後縁を通り過ぎると、沈降槽１１の底部へ向けて更に沈降するようになる。

【0057】

したがって、本実施の形態の沈降分離装置１０では、図１に示した沈降分離装置１と同様に、上記原液７中の固体粒子が、沈降槽１１の底部まで沈降させられて濃縮されるようになる。このため、上記沈降槽１１では、上記清澄液出口４より、上記固体粒子の沈降分離が行われた後の清澄液８が連続的に取り出されるようになる。一方、上記沈降槽１１の底部に形成されるスラリー状の粒子濃縮物９は、上記濃縮粒子出口５より、連続的または断続的に抜き出して回収するようにすればよい。

【0058】

このように、本実施の形態の沈降分離装置１０によれば、原液７中に含まれる固体粒子の沈降分離処理を効率よく実施することができる。

【0059】

更に、本実施の形態の沈降分離装置１０は、上記沈降分離処理の際に、各翼型仕切板１２の上面側に加速された液流れ（矢印ｂ１）を形成させることができるため、図１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0060】

次いで、図３は本発明の実施の更に他の形態として、固液分離装置としての浮上分離装置の構成例を示すものである。なお、浮上分離は、固体粒子の密度が液体の密度より小さい場合に好適に用いられる。又、浮上分離は、気泡を利用して、固体粒子を気泡に付着させて浮上させることで分離を行う場合もある。

【0061】

上記浮上分離装置は、図３に符号１３で示すもので、概説すると、図１に示した沈降分離装置１の上下を反転させた構成に相当する構成を備えている。

【0062】

すなわち、本実施の形態の浮上分離装置１３は、分散媒と、該分散媒よりも密度の小さい固体粒子を含む原液１９を収容するための分離容器としての浮上槽１４を備える。

【0063】

上記浮上槽１４は、水平方向の一端側の上部に、原液１９の入口１５を、又、他端側の下部に、清澄液２０の出口１６をそれぞれ備え、且つ水平方向他端側の頂部に、浮上分離される固体粒子をスラリー状の粒子濃縮物２１として取り出すための濃縮粒子出口１７を備えた構成としてある。

【0064】

更に、上記浮上槽１４の内側には、断面形状が翼型の翼型仕切板１８が、上記原液入口１５より連続的に原液１９が供給されることで該浮上槽１４内に形成される矢印ｃで示す如き液流れを横切るように水平方向に設置され、且つ液流れの上流側よりも下流側が高くなるように傾斜されている。図３では、たとえば、上記浮上槽１４内に、上記翼型仕切板１８を多段に配列させて設けた構成が示してある。

【0065】

上記浮上槽１４の内側に設置された上記各翼型仕切板１８は、上記固体粒子が分散媒との密度差に基づいて原液１９中で移動する浮上方向（矢印ｙで示す）の上流側となる面側、すなわち、該各翼型仕切板１８の下面側に、上記矢印ｃで示した液流れよりも加速された液流れ（矢印ｃ１で示す）を形成できるような姿勢としてある。

【0066】

具体的には、図３に示すように、断面形状が対称翼としてある各翼型仕切板１８が、上記矢印ｃで示す液流れに対して下向きの迎角θ２を備えた角度姿勢で上記浮上槽１４内に設置してある。

【0067】

なお、上記浮上槽１４は、上記原液入口１５より供給された原液１９が該浮上槽１４内を上記清澄液出口１６まで流れる間に、上記固体粒子を十分に浮上させることが可能な長さ寸法を備えるものとする。

【0068】

又、上記各翼型仕切板１８の断面形状の翼型や、サイズ、上記迎角θ２は、上記矢印ｃで示した液流れの中で、流れの剥離が生じないように設定してあるものとする。

【0069】

以上の構成としてある本実施の形態の浮上分離装置を使用して固液分離を行う場合は、上記原液１９を、上記原液入口１５より浮上槽１４へ連続的に供給する。

【0070】

上記浮上槽１４内に供給された上記原液１９は、分散された液流れ（矢印ｃ）となって上記清澄液出口１６へ向かうようになり、この間に、該原液１９に含まれている上記固体粒子が、分散媒との密度差に基づいて、上記浮上槽１４の天井部、又は、上記各翼型仕切板１８の下面に向けて徐々に浮上するようになる。

【0071】

この際、上記浮上槽１４内には、上記翼型仕切板１８が、上下に多段に設けてあることから、該各翼型仕切板１８により仕切られた各領域では、高さ寸法が制限されることで、上記原液中の固体粒子の浮上距離が小さくなり、このため、該固体粒子の浮上が効率よく行われるようになる。

【0072】

しかも、上記各翼型仕切板１８は、上記下向きの迎角θ２で傾斜させて設置してあるため、上記各翼型仕切板１８により仕切られて形成される各領域が斜め方向に延びた配置となる。このために、上記各領域では、上記固体粒子の分散媒との密度差に基づく浮上が、前述した沈降分離の際のボイコット効果と同様の分離促進効果により促進されるようになる。

【0073】

更に、上記各翼型仕切板１８は、上記液流れ（矢印ｃ）の中で、上面付近の液体の圧力（静圧）が、周囲に比べて低下するため、該各翼型仕切板１８の下側には、該各翼型仕切板１８の下面に向かう液体の流れが生じるようになる。このため、上記各翼型仕切板１８の下面に向かう液体の流れにより、原液１９中の固体粒子が該翼型仕切板１８の下面に向けて浮上する速度が増加させられるために、固液分離の処理能力の向上化が図られるようになる。

【0074】

上記浮上槽１４内における各翼型仕切板１８の下面側には、上記矢印ｃで示した液流れよりも加速された液流れ（矢印ｃ１）が生じているため、上記各翼型仕切板１８の下面側での上記固体粒子の残存が抑制されるようになる。したがって、本実施の形態の浮上分離装置１３は、上記各翼型仕切板１８の洗浄の頻度を低減させることができて、手間の削減化を図ることができる。

【0075】

上記加速された液流れ（矢印ｃ１）により搬送された固体粒子は、上記各翼型仕切板１８の後縁を通り過ぎると、浮上槽１４の頂部へ向けて浮上するようになる。

【0076】

以上により、上記浮上槽１４では、上記原液１９に含まれていた固体粒子が、該浮上槽１４の頂部まで浮上させられて濃縮される。これにより、上記浮上槽１４では、上記清澄液出口１６より、上記固体粒子の浮上分離が行われた後の清澄液２０が連続的に取り出されるようになる。

【0077】

一方、上記浮上槽１４の頂部まで浮上した上記固体粒子によって形成されるスラリー状の粒子濃縮物２１は、上記濃縮粒子出口１７より、連続的または断続的に抜き出して回収するようにすればよい。

【0078】

このように、本実施の形態の浮上分離装置１３によれば、原液１９中に含まれる固体粒子の浮上分離処理を効率よく実施することができる。

【0079】

しかも、本実施の形態の浮上分離装置１３は、原液１９の連続的な浮上分離処理を長期に亘り継続させることができるため、運転コストの削減化を図ることが可能になる。

【0080】

図４は本発明の実施の更に他の形態として、図１に示したと同様の原液７を処理対象とする固液分離装置としての遠心分離装置の構成例を示すものである。なお、遠心分離は、スラリー（固−液系懸濁液）の固液分離等に用いられ、特に、重力に比べて大きな力（ここでは遠心力）が必要な場合に好適に用いられる。

【0081】

すなわち、本実施の形態の遠心分離装置は、図４に符号２２で示す如く、上記原液７を収容する分離容器として、軸心Ｏを中心に図示しない回転駆動装置により回転駆動できるようにしてある円筒状の遠心分離容器２３を備える。

【0082】

上記遠心分離容器２３は、軸心方向の一端部に、上記原液７を供給するための原液入口２４が設けてある。上記遠心分離容器２３の軸心方向の他端部には、中心寄りに、清澄液８の出口２５が設けられていると共に、外周部に、遠心分離により該遠心分離容器２３の外周部に濃縮される固体粒子をスラリー状の粒子濃縮物９として取り出すための濃縮粒子出口２６を備えた構成としてある。

【0083】

更に、上記遠心分離容器２３の内側には、略円筒形状を有し且つ周壁の断面形状が翼型としてある翼型仕切板２７が、上記原液入口２４より連続的に原液７が供給されることで該遠心分離容器２３内に形成される矢印ｄで示す如き液流れを横切るように設けられている。

【0084】

上記翼型仕切板２７は、上記遠心分離容器２３の回転により作用する遠心力の下で固体粒子が分散媒との密度差に基づいて原液７中で移動する径方向外向きの移動方向（矢印ｚで示す）の上流側となる面側、すなわち、上記翼型仕切板２７の回転時の内周面側に、上記矢印ｄで示した液流れよりも加速された液流れ（矢印ｄ１で示す）を形成できるように、周壁の断面形状が設定してある。

【0085】

具体的には、図４に示すように、上記翼型仕切板２７の周壁の断面形状が対称翼の翼型としてある場合は、該翼型断面が、上記矢印ｄで示す液流れに対して軸心Ｏ側へ迎角θ３で傾斜した角度姿勢となるように形成してある。

【0086】

上記翼型仕切板２７は、図示しない連結部材を介して上記遠心分離容器２３に連結して、該遠心分離容器２３と一体に回転するようにしてある。なお、本実施の形態の遠心分離装置２２では、上記遠心分離容器２３内に供給される原液７は、該遠心分離容器２３と一緒に回転することで遠心力が作用するようになる。この点に鑑みて、上記翼型仕切板２７は、上記したように遠心分離容器２３と一体に回転するようにすることが望ましいが、上記遠心分離容器２３の回転で原液７に十分な遠心力を作用させることができるようにしてあれば、該翼型仕切板２７を、上記遠心分離容器２３の内側に外部より挿入した図示しない固定部材（回転しない部材）に保持させるようにしてもよい。

【0087】

又、上記翼型仕切板２７の断面形状の翼型や、サイズ、上記迎角θ３は、上記矢印ｄで示した液流れの中で、流れの剥離が生じないように設定してあるものとする。

【0088】

以上の構成としてある本実施の形態の遠心分離装置２２を使用して固液分離を行う場合は、上記遠心分離容器２３を、図示しない回転駆動装置により回転駆動させ、この状態で、上記原液７を、上記原液入口２４より遠心分離容器２３へ連続的に供給する。

【0089】

上記遠心分離容器２３内に供給された上記原液７は、分散された液流れ（矢印ｄ）となって上記清澄液出口２５へ向かうようになり、この間に、該原液７に含まれている上記固体粒子が、上記遠心力の作用の下で、分散媒との密度差に基づいて上記遠心分離容器２３の内周面、又は、上記翼型仕切板２７の内周面に向けて径方向外向きに移動（沈降）するようになる。

【0090】

更に、上記翼型仕切板２７は、上記液流れ（矢印ｄ）の中で、内周面付近の液体の圧力（静圧）が、周囲に比べて低下するため、該翼型仕切板２７の内周側には、該翼型仕切板２７の内周面に向かう液体の流れが生じるようになる。よって、この翼型仕切板２７の内周面に向かう液体の流れにより、原液７中の固体粒子が該翼型仕切板２７の内周面に向けて移動する速度が増加させられるために、固液分離の処理能力の向上化が図られるようになる。

【0091】

この際、上記翼型仕切板２７の内周面側には、上記矢印ｄで示した液流れよりも加速された液流れ（矢印ｄ１）を生じさせるようにしてあるため、上記径方向外向きに移動する固体粒子のうち、上記翼型仕切板２７の内周面付近に達したものは、上記加速された液流れ（矢印ｄ１）に乗せられて該翼型仕切板２７の後縁側へスムーズに送られるようになる。よって、上記翼型仕切板２７では、内周面側での上記固体粒子の残存が抑制されるようになる。したがって、本実施の形態の遠心分離装置２２は、上記翼型仕切板２７の洗浄の頻度を低減させることができて、手間の削減化を図ることができる。

【0092】

上記加速された液流れ（矢印ｄ１）により搬送された固体粒子は、上記翼型仕切板２７の後縁を通り過ぎると、上記遠心分離容器２３の内周面へ向けて更に移動するようになる。

【0093】

以上により、上記遠心分離容器２３では、上記原液７に含まれていた固体粒子が、該遠心分離容器２３の内周面まで移動させられて濃縮される。よって、上記遠心分離容器２３では、上記清澄液出口２５より、上記固体粒子の遠心分離が行われた後の清澄液８が連続的に取り出されるようになる。

【0094】

一方、上記遠心分離容器２３の内周面まで移動した上記固体粒子によって形成されるスラリー状の粒子濃縮物９は、上記濃縮粒子出口２６より、連続的または断続的に抜き出して回収するようにすればよい。

【0095】

このように、本実施の形態の遠心分離装置２２によれば、原液７中に含まれる固体粒子の遠心分離処理を効率よく実施することができる。

【0096】

しかも、本実施の形態の遠心分離装置２２は、原液７の連続的な遠心分離処理を長期に亘り継続させることができるため、運転コストの削減化を図ることが可能になる。

【0097】

なお、上記図４では、分散媒よりも密度が大きい固体粒子を含む原液７を処理対象とする遠心分離装置２２の構成例を示したが、本発明の固液分離装置は、図３に示した原液１９と同様に、分散媒よりも密度の小さい固体粒子を含む原液１９を処理対象とする遠心分離装置に適用してもよい。

【0098】

かかる遠心分離装置では、遠心力の作用時に原液１９中の固体粒子が分散媒との密度差に基づいて移動する方向が、径方向内向きとなる。このため、該遠心分離装置は、図４に示したと同様の構成において、遠心分離容器２３の内部に設ける円筒状の翼型仕切板を、外周面側に加速された液流れが形成されるように、その翼型断面が、外周側へ或る迎角で傾斜した角度姿勢となる構成とすればよい。又、上記遠心分離容器２３は、軸心方向の他端部の外周部に清澄液８の出口２５を、又、中心寄りに濃縮粒子出口２６を備えた構成とすればよい。

【0099】

又、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、翼型仕切板６，１２，１８，２７は、断面形状が対称翼の翼型を備えるものとして示したが、図５に示すように、非対称翼の翼型の断面形状を備える形式の翼型仕切板２８としてもよい。この種の翼型仕切板２８を採用する場合は、非対称翼の翼型におけるキャンバーが設けてある側の面２８ａが、原液７，１９中で分散媒との密度差に基づいて固体粒子が移動する方向の上流側に臨むように配置して、該キャンバーが設けてある側の面２８ａで流れが加速されるようにすればよい。

【0100】

すなわち、上記翼型仕切板２８のキャンバーが設けてある側の面２８ａは、図５に示す沈降分離装置の場合は上面側に位置させるようにすればよく、又、浮上分離装置の場合は下面側、分散媒よりも密度が大きい固体粒子を含む原液７の遠心分離装置の場合は内周面側、分散媒よりも密度が小さい固体粒子を含む原液１９の遠心分離装置の場合は外周面側に、それぞれ位置させるようにすればよい。

【0101】

又、上記翼型仕切板２８は、キャンバーを備えた翼型断面であるため、沈降槽２，１１、浮上槽１４、遠心分離容器２３の内部に形成される原液７，１９の液流れ（図５では沈降槽２の内部に形成される原液７の液流れ（矢印ａ））に対して、迎角を備えた角度姿勢のみならず、迎角のない角度姿勢で設けるようにしてもよい。なお、図５において、図１に示したものと同一のものには同一符号が付してある。

【0102】

図１の実施の形態、図２（ａ）（ｂ）の実施の形態、及び、図５の実施の形態において、沈降槽２，１１内に設ける翼型仕切板６，１２，２８の数や配列間隔は、沈降槽２，１１のサイズや形状、該沈降槽２，１１内における原液７の流れの速度、原液７中の固体粒子の分散媒との密度差、翼型仕切板６，１２，２８のサイズ等に応じて、図示した以外の数や配列間隔に変更してもよい。

【0103】

同様に、図３の実施の形態において、浮上槽１４内に設ける翼型仕切板１８の数や配列間隔は、浮上槽１４のサイズや形状、該浮上槽１４内における原液１９の流れの速度、原液１９中の固体粒子の分散媒との密度差、翼型仕切板１８のサイズ等に応じて図示した以外の数や配列間隔に変更してもよい。

【0104】

更に、図４の実施の形態において、遠心分離容器２３の内部に、複数の翼型仕切板２７を、径方向又は軸心方向に配列させて設けるようにしてもよい。その場合、各翼型仕切板２７の配列間隔は、遠心分離容器２３のサイズや形状、該遠心分離容器２３内における原液７の流れの速度、原液７中の固体粒子の分散媒との密度差、翼型仕切板２７のサイズ等に応じて適宜設定すればよい。

【0105】

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0106】

１ 沈降分離装置（固液分離装置）
２ 沈降槽（分離容器）
３ 原液入口
４ 清澄液出口
５ 濃縮粒子出口
６ 翼型仕切板
７ 原液
８ 清澄液
１０ 沈降分離装置（固液分離装置）
１１ 沈降槽（分離容器）
１２ 翼型仕切板
１３ 浮上分離装置（固液分離装置）
１４ 浮上槽（分離容器）
１５ 原液入口
１６ 清澄液出口
１７ 濃縮粒子出口
１８ 翼型仕切板
１９ 原液
２０ 清澄液
２２ 遠心分離装置（固液分離装置）
２３ 遠心分離容器（分離容器）
２４ 原液入口
２５ 清澄液出口
２６ 濃縮粒子出口
２７ 翼型仕切板
２８ 翼型仕切板
θ，θ１，θ２，θ３ 迎角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】