(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
と
ころで、消泡装置には消泡装置によって被処理水上の泡にもたらされる消泡作用の幅を広くすることが要求されている。具体的には、単なる消泡のみならず、消泡羽根に対して離間する泡に対して消泡作用を働かせたり、泡を沈降させることによって液中に泡の濃縮したものを溶解させたりするといった要求がある。即ち、消泡装置には、処理可能な泡の高さの拡大や、溶解作用の促進が望まれている。
しかしながら、消泡羽根のみの形状変更では、処理可能な泡の高さには限界があり、消泡作用に幅を持たせることができなかった。
【0005】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、消泡装置によってもたらされる消泡作用の幅を広げることができる消泡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の
第一の態様によれば、消泡装置は、駆動部と、前記駆動部によって回転される回転軸と、前記回転軸に取り付けられている中空構造の消泡羽根と、前記消泡羽根の下方に取り付けられ、前記消泡羽根に対して前記回転軸の軸方向の流れを作り出す軸方向案内装置と、を有
し、前記軸方向案内装置は、前記回転軸と同心に設けられた軸部と、前記軸部の外周面から突出するとともに、前記軸部の外周面に螺旋状に設けられた凸条部と、を有することを特徴とする。
【0007】
上記構成によれば、軸方向案内装置を泡部に挿入することによって泡部に上方に向かう流動性、又は下方に向かう流動性が与えられる。これにより、消泡装置によってもたらされる消泡作用を変化させることができる。
【0009】
上記構成によれば、軸方向案内装置の軸部の回転を反転させることによって、流動性が与えられる方向を制御することができる。即ち、軸方向案内装置を一方向に回転させることで、消泡効果を促進させることができ、他方向に回転させることで、泡部を沈降させることができる。
【0010】
本発明の第二の態様によれば、消泡装置は、駆動部と、前記駆動部によって回転される回転軸と、前記回転軸に取り付けられている中空構造の消泡羽根と、前記消泡羽根の下方に取り付けられ、前記消泡羽根に対して前記回転軸の軸方向の流れを作り出す軸方向案内装置と、を有し、前記軸方向案内装置は、前記回転軸と同心に設けられた軸部と、前記軸部の外周面に形成された複数の窪部と、を有する
ことを特徴とする。
【0011】
本発明の第三の態様によれば、消泡装置は、駆動部と、前記駆動部によって回転される回転軸と、前記回転軸に取り付けられている中空構造の消泡羽根と、前記消泡羽根の下方に取り付けられ、前記消泡羽根に対して前記回転軸の軸方向の流れを作り出す軸方向案内装置と、を有し、前記軸方向案内装置は、前記回転軸と同心に設けられた軸部と、前記軸部の外周面に形成された複数の突起部と、を有する
ことを特徴とする。
【0012】
本発明の第四の態様によれば、消泡装置は、駆動部と、前記駆動部によって回転される回転軸と、前記回転軸に取り付けられている中空構造の消泡羽根と、前記消泡羽根の下方に取り付けられ、前記消泡羽根に対して前記回転軸の軸方向の流れを作り出す軸方向案内装置と、を有し、前記軸方向案内装置は、前記回転軸と同心に設けられた軸部と、前記軸部の外周面から突出するとともに、前記軸部の長手方向に沿って延在する複数の羽根部と、を有する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、軸方向案内装置を泡部に挿入することによって泡部に上方に向かう流動性、又は下方に向かう流動性が与えられる。これにより、消泡装置によってもたらされる消泡作用を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】本発明の第一実施形態の消泡装置の一部断面した側面図である。
【
図2】本発明の第一実施形態の消泡装置の消泡体及び軸方向案内装置の斜視図である。
【
図3】本発明の第一実施形態の消泡装置の消泡体の平面図である。
【
図4】
図3のA矢視図であって、本発明の第一実施形態の消泡装置の消泡羽根の側面図である。
【
図5】
図3のB矢視図であって、本発明の第一実施形態の消泡装置の消泡羽根の側面図である。
【
図6】本発明の第一実施形態の消泡装置の作用を説明する側方概略図である。
【
図7】本発明の第一実施形態の消泡装置の作用を説明する側方概略図である。
【
図8】本発明の第一実施形態の消泡装置の変形例の側面図である。
【
図9】本発明の第一実施形態の消泡装置の変形例の側面図である。
【
図10】本発明の第二実施形態の消泡装置の消泡体及び軸方向案内装置の斜視図である。
【
図11】本発明の第二実施形態の消泡装置の消泡体及び軸方向案内装置の変形例の斜視図である。
【
図12】本発明の第三実施形態の消泡装置の消泡体及び軸方向案内装置の斜視図である。
【
図13】本発明の第三実施形態の消泡装置の消泡体及び軸方向案内装置の変形例の斜視図である。
【
図14】本発明の第三実施形態の消泡装置の消泡体及び軸方向案内装置の変形例の斜視図である。
【
図15】本発明の第三実施形態の軸方向案内装置の軸方向から視た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、内部に被処理液Wが貯留される筒状の処理槽50に、消泡装置1が設置された状態を示す正断面図である。処理槽50は、排水を濃縮して半固形状にし、最後は焼却する設備の一部に設けられるものであって、給排水装置51を通じて被処理液Wとなる排水が供給又は排出される。
なお、被処理液Wとなる排水には、例えば、エチレングリコールや界面活性剤、アクリルアミドやシアノアクリレート等の接着成分などが含まれ、輸送、撹拌、遠心分離処理などで生じた泡(符号Bで示す)が水面に浮遊した状態となっている。
【0016】
消泡装置1が設けられる処理槽50は、周囲を囲む側壁52とその上部を覆うスラブ53とを有し、このスラブ53の中央に形成された開口部54には、筒状の支持部55が設けられている。この支持部55の上部には取付架台56が設けられており、この取付架台56により消泡装置1が支持されている。取付架台56の中央部には、駆動部である駆動モータ57が設けられ、この駆動モータ57の回転軸2に、本発明に係る消泡体3及び軸方向案内装置16が取り付けられている。
【0017】
駆動モータ57の回転軸2は、処理槽50の中央上部に上下方向に配置されるものであって、その下端部に、消泡体3及び軸方向案内装置16が取り付けられている。また、回転軸2は、その軸線2Aに沿うように取付架台56に上下方向に移動自在に設けられている。
【0018】
次に、本実施形態の消泡体3について説明する。
図2、
図3、
図4、及び
図5に示すように、消泡体3は、回転軸2の周方向に間隔をあけて配置された一対の中空構造の消泡羽根4を有している。各々の消泡羽根4は、回転軸2の回転方向R上流側に開口して泡Bが流入する流入口5と、回転軸2の径方向外側に開口して泡Bが排出される排出口6を有している。消泡体3は、回転軸2の回転によって流入口5を前方にして回転する。
【0019】
消泡羽根4は、互いに回転軸2の軸方向に間隔をあけて配置された一対の板部材である上ディスク7及び下ディスク8と、上ディスク7と下ディスク8とを接続する仕切板9と、を有している。上ディスク7及び下ディスク8は、回転軸2から径方向外側に向かって張り出すように形成され、平面視において略三角形状をなす板状部材である。
【0020】
消泡羽根4は、上ディスク7と下ディスク8と仕切板9とからなる3つの面によって、断面三角形状の流路を形成している。
下ディスク8の主面は、回転軸2の軸線2Aに直交するように形成されている。上ディスク7は、回転軸2の軸線2Aに対して傾斜する傾斜面とされている。仕切板9は、下ディスク8と直交するように形成されている。
【0021】
上ディスク7の回転方向R前方の辺(以下、上前方辺11と呼ぶ)と下ディスク8の回転方向前方の辺(下前方辺12)との間に流路の流入口5が形成されている。流入口5は、上ディスク7の上前方辺11と、下ディスク8の下前方辺12と、回転軸2の外周面とからなる三角形状である。
【0022】
下ディスク8の下前方辺12は、回転軸2より放射方向に外方に延びる直線をなすように形成されている。
上ディスク7の上前方辺11は、回転軸2の径方向(以下、単に径方向と呼ぶ)内側が下ディスク8の下前方辺12よりも回転方向R後方に後退している。具体的には、
図3に示すように、上ディスク7の上前方辺11は、径方向外側の端部11aが下ディスク8の前方辺の径方向外側の端部12aと一致しているが、径方向内側の端部11bは、下ディスク8の径方向内側の端部12bよりも回転方向R後方に移動している。
【0023】
上ディスク7及び下ディスク8の回転方向R後方の辺(以下、後方辺13と呼ぶ)は、回転軸2より放射方向に外方に延びる直線をなすように形成されている。
また、上ディスク7及び下ディスク8の側方の辺であって、回転軸2と接続されていない辺(以下、側方辺14と呼ぶ)は、下前方辺12と直交するように形成されている。
【0024】
上ディスク7及び下ディスク8の後方辺13と側方辺14とが交わる部分の近傍は、斜めに切り落とされた形状を有しており、この部分に流路の排出口6が形成されている。
上ディスク7の後方辺13と下ディスク8の後方辺13とは、仕切板9を介して接続されている。即ち、仕切板9は、流入口5より流入した泡Bに対向するとともに、泡Bを排出口6に案内するように形成されている。
【0025】
そして、上ディスク7と下ディスク8とは、側方辺14にて直接端部同士が接続されている。これにより、上ディスク7と下ディスク8とは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って漸次接近する。即ち、上ディスク7は、水平に対して傾斜する傾斜面となっている。
【0026】
次に、本実施形態の軸方向案内装置16について説明する。
図2に示すように、軸方向案内装置16は、回転軸2が延長されるように、回転軸2と同心となるように形成された円柱形状の軸部17と、軸部17の外周面に設けられた一対凸条部である螺旋羽根部18と、を有している。螺旋羽根部18は、所謂二重螺旋構造とされている。
【0027】
軸部17は、消泡体3の下方に延在しており、消泡体3の軸方向寸法(厚さ)よりも十分に長い(例えば5倍)軸方向寸法を有している。即ち、軸部17は、消泡体3の下面が泡面SB(
図1参照)に対して離間している場合においても、泡Bに接触可能な長さを有している。
【0028】
螺旋羽根部18は、軸部17の外周面から突出するとともに、軸部17の外周面に螺旋状に設けられた板状の部材である。本実施形態の螺旋羽根部18の直径は、消泡体3の直径と略等しくされている。
なお、軸方向案内装置16の軸部17は、回転軸2を下方に延長したものでもよい。即ち、回転軸2と軸部17とは一体に形成されてもよい。
【0029】
本実施形態の軸方向案内装置16の螺旋羽根部18は、消泡体3の形状に対応して右巻き(Z巻き)となるように形成されている。一対の螺旋羽根部18のうち一方は、一方の消泡羽根4の流入口5を構成する下ディスク8の下前方辺12に接続されている。また、一対の螺旋羽根部18のうち他方は、他方の消泡羽根4の流入口5の下前方辺12に接続されている。
【0030】
以上のように構成された消泡装置1の作用について説明する。
図6に示すように、消泡体3が泡面SBよりも上方に位置し、かつ、軸方向案内装置16の下端が液面SWよりも僅かに上方に位置している場合における作用について説明する。
【0031】
図6に矢印R1で示すように、駆動モータ57(
図1参照)の回転軸2を駆動することによって、消泡体3及び軸方向案内装置16を回転させる。回転速度は1000rpm程度が好ましい。すると、泡Bに上方に向かう流動性が与えられ、泡Bが泡面SBよりも上方に位置する消泡体3に導入される。即ち、通常消泡体3による消泡に適した泡の高さ(SB1)よりも、泡の高さが低い場合(SB2)でも泡Bを消泡体3に吸い込ませることができる。
具体的には、軸方向案内装置16の螺旋羽根部18に接触した泡Bが、螺旋羽根部18に運ばれるようにして上方に移動する。螺旋羽根部18と下ディスク8に接続されているため、泡Bは消泡体3に滑らかに導入される。これによって、消泡効果が促進される。
【0032】
軸方向案内装置16によって消泡体3に導入された泡Bは、流入口5から流入して、排出口6から排出される。この際、上ディスク7と下ディスク8とは、径方向外側に向かうに従って、漸次近づく構成となっていることによって、流入口5から流入した泡Bは確実に圧縮され破泡される。
また、上ディスク7の上前方辺11が排出口6側にオフセットして配置されているため、流入口5の上方からも泡Bが飲み込まれる。
【0033】
一方で、流入口5が泡を吸い込む際に消泡羽根4の回転によってせん断破泡が生じる。せん断破泡が生じることによって流入口5の泡Bの吸引力が更に増す。
また、上ディスク7が下方に傾斜していることにより、破泡された泡Bは、下方及び遠方に噴霧され、シャワー消泡がなされる。
【0034】
一方、
図7に矢印R2で示す方向、即ち
図6のR1とは反対の方向に、消泡体3及び軸方向案内装置16を回転させると、泡Bを沈降させることができる。即ち、泡Bに下方に向かう流動性が与えられる。具体的には、軸方向案内装置16の螺旋羽根部18に接触した泡Bが、螺旋羽根部18に運ばれるようにして下方に移動する。これにより、被処理液W中に泡Bの圧縮したものを溶解させる作用が促進される。
【0035】
上記実施形態によれば、回転する軸方向案内装置16を泡面SBに挿入することによって泡面SBに上方に向かう流動性、又は下方に向かう流動性が与えられる。これにより、消泡装置1によって被処理水W上の泡Bにもたらされる消泡作用を変化させることができる。
【0036】
また、軸方向案内装置16の軸部17の回転を反転させることによって、流動性が与えられる方向を制御することができる。即ち、軸方向案内装置16を一方向に回転させることで、消泡効果を促進させることができ、他方向に回転させることで、泡Bを沈降させることができる。
【0037】
また、消泡体3においては、流入口5から流入する泡Bが排出口6に向かって移動する際に、軸方向間隔が径方向外側に向かうに従って漸次小さくなる上ディスク7及び下ディスク8によって圧縮される。消泡装置1は、上ディスク7と下ディスク8の側方辺14同士が接続されて泡の流路の軸方向の間隔がより狭くなるため、圧縮効果をより高めることができる。
また、消泡羽根4が上ディスク7、下ディスク8、及び仕切板9のみによって形成されるため、消泡羽根4を構成する部品点数を削減することができる。即ち、より容易に消泡羽根4を形成することができる。
【0038】
また、流入口5を長方形形状とした場合と比較すると、流入口5の面積を確保しながら、より径方向の長さを長くすることができる。即ち、回転する際の抵抗を増やすことなく、流入口5の径方向の長さを長くすることができる。これにより、消泡羽根4の径方向外側の端部の周速が大きくなる。これにより、せん断破泡効果を大きくすることができる。
また、長方形形状の流入口5と軸方向長さ及び径方向長さを同じにした場合、開口面積が小さくなるため、低動力化が可能となる。
【0039】
また、流入口5が上方に向けて開口されているため、上方からの泡の飲み込みが可能となる。これにより、より多くの泡Bを処理することができる。
【0040】
なお、軸方向案内装置16の形状は、上述したものに限ることはなく、適宜変更することができる。
例えば、上記実施形態では、螺旋羽根部18を二重螺旋構造としたが、螺旋羽根部18を二重にすることなく単一の螺旋羽根部18を軸部17の外周面に設ける構成としてもよい。あるいは、3つ以上の螺旋羽根部18を設ける構成としてもよい。
また、螺旋羽根部18の巻きの方向は右巻き(Z巻き)に限らず、左巻き(S巻き)としてもよい。
【0041】
また、螺旋羽根部18は、板状部材から形成する必要はなく、
図8に示すように、断面四角形状の棒材19を螺旋状に巻き付ける構成としてもよい。棒材19の断面形状は、四角形状に限らず、丸形状や、三角形状としてもよい。
【0042】
さらに、
図9に示すように、軸部17に螺旋状の溝20を形成する構成としてもよい。溝20の断面形状は、円弧状でもよいし、矩形状でもよい。
【0043】
(第二実施形態)
以下、本発明に係る第二実施形態の消泡装置を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図10に示すように、本実施形態の軸方向案内装置16Bは、軸部17と、軸部17の外周面に形成された複数の窪部21と、を有している。
【0044】
窪部21は、半球形状の凹みであり、軸部17の外周面に規則的に形成されている。具体的には、軸部17の軸方向に直線上に並べられた複数の窪部21による列が軸部17の周方向に複数列形成されている。周方向に隣り合う窪部21は、軸方向にオフセットして形成されている。
【0045】
次に、本実施形態の消泡装置1の作用について説明する。
図1と同様の位置に軸方向案内装置16Bを配置し軸方向案内装置16Bを回転させると、被処理液Wの粘性などの性状と窪部21の形状などに応じて泡Bに上方に向かう流動性が与えられたり、下方に向かう流動性が与えられたりする。
上述したように、泡Bの挙動は、窪部21の形状、大きさ、数量、間隔などに応じて変化するため、対象となる被処理液Wの性状に合わせて適宜調整することが好ましい。
【0046】
なお、窪部21の形状は、上述した半球形状に限らず、例えば、四角形状の凹みとしてもよい。また、半球形状の凹みと四角形状の凹みとが混在するように構成してもよい。
また、
図11に示すように、凹みではなく半球形状の突起22としてもよい。突起22の形状は半球形状に限らず、四角形状の突起でもよい。
また、窪部21と突起22とを混在させる構成としてもよい。
【0047】
窪部21、突起22の構成は、対象となる被処理液Wの性状に合わせて適宜調整することができる。例えば、軸方向案内装置16Bの上方に窪部21を形成し、軸方向案内装置16Bの下方に突起22を形成する構成とし、軸方向案内装置16Bの下方に向かうに従って、泡Bと軸方向案内装置16との接触面積を大きくするような構成としてもよい。
【0048】
(第三実施形態)
以下、本発明に係る第三実施形態の消泡装置を図面に基づいて説明する。
図12に示すように、本実施形態の軸方向案内装置16Cは、軸部17と、軸部17の外周面から突出するとともに、軸部17の長手方向に沿って延在する複数の直線羽根部23と、を有している。
具体的には、直線羽根部23は、軸部17の周方向に等間隔に複数(本実施形態は4つ)設けられている矩形板状の部材である。直線羽根部23は、軸部17の外周面と直交するように取り付けられている。
【0049】
本実施形態の軸方向案内装置16Cも第二実施形態の軸方向案内装置16Bと同様に、
図1と同様の位置に軸方向案内装置16Cを配置し、軸方向案内装置16Cを回転させると、被処理液Wの粘性などの性状と直線羽根部23の大きさなどに応じて泡Bに上方に向かう流動性が与えられたり、下方に向かう流動性が与えられたりする。
【0050】
なお、直線羽根部23の形状、数量は、適宜変更することができる。例えば、
図13に示すように、下方に向かうに従って幅広となるような三角形状の三角羽根部24としてもよい。このような形状となることで、泡Bと軸方向案内装置16Cとの接触面積が下方に向かうに従って大きくなる。
【0051】
また、
図14に示すように、直線羽根部23の形状は、上述した矩形板状に限らず、例えば断面円形の棒状部材25を用いた形状としてもよい。棒状部材25の断面形状は、円形に限らず、四角形状や、三角形状としてもよい。
また、
図15に示すように、直線羽根部23(又は三角羽根部24)が傾斜して軸部17に取り付けられる構成としてもよい。例えば、直線羽根部23の径方向外周側が回転方向の下流側に向かうように傾斜させた場合、軸方向案内装置16Cが回転する際の抵抗を低減させることができる。
【0052】
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。また、上記複数の実施形態で説明した特徴を任意に組み合わせた構成であってもよい。