特開 2023-59306 クロスフロー湿式分級装置及びそれを用いた湿式分級方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023059306

(43)【公開日】2023-04-27

(54)【発明の名称】クロスフロー湿式分級装置及びそれを用いた湿式分級方法

(51)【国際特許分類】

   B03B 5/00 20060101AFI20230420BHJP

【ＦＩ】

B03B5/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021169221

(22)【出願日】2021-10-15

(71)【出願人】

【識別番号】000197746

【氏名又は名称】株式会社石垣

(72)【発明者】

【氏名】柴川 友佑

【テーマコード（参考）】

4D071

【Ｆターム（参考）】

4D071AA02

4D071AA05

4D071AB02

4D071AB32

4D071AB45

4D071AB62

(57)【要約】

【課題】ケーシングに内設した一対のフィルターに超音波の腹を照射しながら各フィルター間の原液供給室に流入する原液を分級するクロスフロー湿式分級装置及び湿式分級方法を提供する。
【解決手段】
ケーシング１４内を第１分級液室１５Ａと第２分級液室１５Ｂと原液供給室１６とに区画する一対のフィルター５Ａ、５Ｂと、フィルター５Ａ、５Ｂ間に形成される原液供給室１６に連通する原液供給管４及び原液排出管６と、分級液室１５Ａ、１５Ｂそれぞれに連通する分級液排出管７と、を備えるクロスフロー湿式分級装置において、一方の分級液室１５側から他方の分級液室１５側に超音波を照射する超音波振動子１２と、他方の分級液室１５で反射した超音波で生じた定常波２４の複数の腹２５のいずれかの位置に所定の間隔をあけて配設された第１フィルター５Ａ及び第２フィルター５Ｂと、を備えることで、フィルターの閉塞を防ぎ、効率よく分級処理できる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシング（１４）内を第１分級液室（１５Ａ）と第２分級液室（１５Ｂ）と原液供給室（１６）とに区画する一対のフィルター（５Ａ、５Ｂ）と、フィルター（５Ａ、５Ｂ）間に形成される原液供給室（１６）に連通する原液供給管（４）及び原液排出管（６）と、分級液室（１５Ａ、１５Ｂ）それぞれに連通する分級液排出管（７）と、を備えるクロスフロー湿式分級装置において、
一方の分級液室（１５）側から他方の分級液室（１５）側に超音波を照射する超音波振動子（１２）と、
他方の分級液室（１５）で反射した超音波で生じた定常波（２４）の複数の腹（２５）のいずれかの位置に所定の間隔をあけて配設された第１フィルター（５Ａ）及び第２フィルター（５Ｂ）と、を備える
ことを特徴とするクロスフロー湿式分級装置。

【請求項2】

前記他方の分級液室（１５）に反射部材（１８）を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のクロスフロー湿式分級装置。

【請求項3】

前記分級液室（１５Ａ、１５Ｂ）それぞれに連通する洗浄液供給管（８）を備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクロスフロー湿式分級装置。

【請求項4】

ケーシング（１４）内を一対のフィルター（５Ａ、５Ｂ）で第１分級液室（１５Ａ）と第２分級液室（１５Ｂ）と原液供給室（１６）とに区画し、フィルター（５Ａ、５Ｂ）間に形成される原液供給室（１６）に原液を供給するクロスフロー湿式分級方法において、
一方の分級液室（１５）側から他方の分級液室（１５）側に超音波を照射するとともに、他方の分級液室（１５）で反射した超音波で生じた定常波（２４）の腹（２５）でフィルター（５Ａ、５Ｂ）をそれぞれ振動させつつ分級を行う
ことを特徴とするクロスフロー湿式分級方法。

【請求項5】

前記一対のフィルター（５Ａ、５Ｂ）のうち、
一方のフィルター（５）が閉塞した場合、前記一対のフィルター（５Ａ、５Ｂ）に超音波を照射しつつ、一方のフィルター（５）で区画された分級液室（１５）に洗浄液を供給し、洗浄を行うとともに、他方のフィルター（５）で分級を継続し、
他方のフィルター（５）が閉塞した場合、前記一対のフィルター（５Ａ、５Ｂ）に超音波を照射しつつ、他方のフィルター（５）で区画された分級液室（１５）に洗浄液を供給し、洗浄を行うとともに、一方のフィルター（５）で分級を継続する
ことを特徴とする請求項４に記載のクロスフロー湿式分級方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波を用いて被処理液の分級を行う湿式分級装置に関し、特に、湿式分級装置内に設けた一対のフィルターに超音波を照射し、各フィルターを振動させながら分級を行うクロスフロー湿式分級装置及びそれを用いた湿式分級方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、異なる径の粒子を含有した被処理液をフィルターにて分級し、同一粒径ごとに分粒する湿式分級装置が知られている。特許文献１に開示しているように、対向配置された一対のフィルター表面に対しスラリーを平行に循環させながら分級するクロスフロー式の湿式分級装置も知られている。

【0003】

また、特許文献２には、洗浄槽内に固定された洗浄容器内に洗浄液と共に格納したフィルターを超音波にて洗浄する技術が開示されている。洗浄槽内部の壁面（第１の壁面）に形成する振動子より照射した超音波が対向する第２の壁面で反射して定常波を生じさせることが記されている。洗浄対象のフィルターを定常波の腹の位置に配置することも記載されている。このように、洗浄槽内に定常波を生成し、生成した定常波の腹の位置にフィルターを設けて洗浄を行う技術は公知である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平０２－１１７０３９号公報

【特許文献2】特開２０２１－０７４６６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の湿式分級装置は、被処理液を槽内のフィルター表面に対し垂直方向に透過させる全量式であり、フィルター表面より被処理液が連続的に透過することでフィルターの目より大きい粒子が堆積し早期に目詰まりが生じていた。目詰まりにより抵抗が増加するため、被処理液の透過効率が低下し、処理量が減少していた。目詰まりを解消するために、フィルター裏面より洗浄液を供給して洗浄を行っていたが、フィルターに堆積した固形物を除去することは困難であり、洗浄水量の増加や洗浄時間の長期化といった問題があった。

【0006】

特許文献１の湿式分級装置は、分級対象のスラリーを装置内に対向配置したフィルター表面に対し平行に透過させるクロスフロー式であり、フィルター表面を透過するスラリーの流速の力により表面に付着した粒子が常に洗浄されるため、フィルターの分級性能を維持できる。このように、フィルターの表面を常時洗浄可能なクロスフロー式では、従来の全量式よりも目詰まりを遅らせることはできるが、時間経過とともに粒子が堆積するため、フィルターの洗浄が必要であった。フィルターを洗浄する際には、複数のフィルターを洗浄しなければならず、装置の複雑化や洗浄水量の増加といった課題を有していた。また、処理方法がバッチ式であったため、フィルター洗浄時には分級を停止させる必要があり、連続的に処理することができなかった。

【0007】

フィルターの洗浄に関し、特許文献２には、フィルターを洗浄槽内の超音波の定常波の腹に設けて洗浄を行う技術が開示されている。しかし、フィルターを洗浄するためには、その都度、洗浄容器内にフィルター及び洗浄液を格納して洗浄槽に配置する必要があった。そのうえ、洗浄後の洗浄容器内の洗浄液がサンプルとなるため、洗浄後に洗浄槽から洗浄容器を取り外して容器内の洗浄液を回収する必要があり、洗浄作業に手間を要していた。

【0008】

本発明は、クロスフロー湿式分級装置において、超音波の反射により複数生成される定常波の腹の位置に一対のフィルターをそれぞれ配置し、各フィルターに振動を与えながら分級を行うことで、フィルターの目詰まりを防止し分級を継続できるクロスフロー湿式分級装置及びそれを用いた湿式分級方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

ケーシング内を第１分級液室と第２分級液室と原液供給室とに区画する一対のフィルターと、フィルター間に形成される原液供給室に連通する原液供給管及び原液排出管と、分級液室それぞれに連通する分級液排出管と、を備えるクロスフロー湿式分級装置において、一方の分級液室側から他方の分級液室側に超音波を照射する超音波振動子と、他方の分級液室で反射した超音波で生じた定常波の複数の腹のいずれかの位置に所定の間隔をあけて配設された第１フィルター及び第２フィルターと、を備えることで、各フィルター間に形成される原液供給室に流入する原液のうち、フィルターを透過できない大径粒子が各フィルターの振動を受けて剥離し、連続的に流入する原液によって下流へ押し流されるため、フィルターが閉塞しない。

【0010】

前記他方の分級液室に反射部材を備えることで、一方の分級液室側より照射された超音波を反射部材の反射面にて効率よく反射させることができるため、ケーシング内に定常波を生じさせることが可能となる。

【0011】

前記分級液室それぞれに連通する洗浄液供給管を備えることで、各分級液室を区画する各フィルターが閉塞した場合であっても各分級液室に向かって洗浄液を供給し、フィルターの閉塞を解消できる。

【0012】

ケーシング内を一対のフィルターで第１分級液室と第２分級液室と原液供給室とに区画し、フィルター間に形成される原液供給室に原液を供給するクロスフロー湿式分級方法において、一方の分級液室側から他方の分級液室側に超音波を照射するとともに、他方の分級液室で反射した超音波で生じた定常波の腹でフィルターをそれぞれ振動させつつ分級を行うことで、各フィルターに強い振動を生じさせることが可能となり、フィルターの閉塞を防止できる。

【0013】

前記一対のフィルターのうち、一方のフィルターが閉塞した場合、前記一対のフィルターに超音波をそれぞれ照射しつつ、一方のフィルターで区画された分級液室に洗浄液を供給し、洗浄を行うとともに、他方のフィルターで分級を継続し、他方のフィルターが閉塞した場合、前記一対のフィルターに超音波をそれぞれ照射しつつ、他方のフィルターで区画された分級液室に洗浄液を供給し、洗浄を行うとともに、一方のフィルターで分級を継続することで、洗浄工程を行う際に、分級工程を停止させる必要がなくなり、分級の連続処理が可能となるため、短時間で効率よく分級を行うことができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係るクロスフロー湿式分級装置及びそれを用いた湿式分級方法は、定常波の複数の腹の位置に一対のフィルターをそれぞれ配置することで、１つの超音波振動子で複数のフィルターに強い振動を生じさせることができる。また、超音波でフィルターを透過できない大径粒子の堆積によるフィルターの目詰まりを防止でき、目詰まりの頻度が減少する。これに伴い、洗浄頻度が低下するため、洗浄水使用量の減少及び洗浄水供給ポンプの稼働時間の減少につながり、ランニングコストが削減できる。一方のフィルターが目詰まりした場合であっても、目詰まりした少なくとも一方のフィルターのみ洗浄を行い、他方のフィルターでは分級を継続させるため、分級を停止させる必要がなくなり、連続的に分級処理できる。装置は２枚のフィルターを対設させたシンプルな構造であり、流入する原液をフィルター２面で効率よく分級できるため、装置のコンパクト化が可能となり、設置面積の減少を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る、湿式分級装置のフロー図である。

【図2】同じく、湿式分級装置の概略断面図である。

【図3】同じく、超音波照射時の湿式分級装置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、本発明に係る、湿式分級装置のフロー図である。
原液貯留槽２に貯留されている分級対象の原液は、原液供給ポンプ３により原液供給管４を介して湿式分級装置１に供給される。原液は、湿式分級装置１に内設した一対のフィルター５Ａ、５Ｂ間に供給される。

【0017】

湿式分級装置１には、分級液排出管７及び洗浄液供給管８を連通させている。分級液排出管７は、各フィルター５Ａ、５Ｂを透過する小径粒子の処理液を分級液貯留槽９へ排出する。洗浄液供給管８は、洗浄液供給ポンプ１０を介して洗浄液貯留槽１１内の洗浄液を各フィルター５Ａ、５Ｂで区画された第１分級液室１５Ａ、第２分級液室１５Ｂに供給する。

【0018】

分級液排出管７及び洗浄液供給管８は、それぞれ分岐しており、分級液排出弁Ｖ１、Ｖ２及び洗浄液供給弁Ｖ３、Ｖ４を介して湿式分級装置１に連通している。

【0019】

また、湿式分級装置１には、原液排出弁Ｖ５を介して原液排出管６を連通させている。原液排出管６は、フィルター５Ａ、５Ｂを透過できない大径粒子を含む原液を排出する。本実施例では、原液排出管６を原液貯留槽２に接続しているが、大径粒子を原液貯留槽２に返送せずに外部に排出させる構成としてもよい。

【0020】

湿式分級装置１の上方には、超音波振動子１２を設けている。超音波振動子１２は、交流電源に接続された発振器１３に接続してあり、発振器１３の駆動により高周波電力が印加される。

【0021】

高周波電力を受けた超音波振動子１２は振動し、超音波を発生する。超音波は、湿式分級装置１内に充填された液体に向かって伝播する。湿式分級装置１内を伝播していく超音波は、一対のフィルター５Ａ、５Ｂをそれぞれ振動させる。

【0022】

図２は、本発明に係る、湿式分級装置の概略断面図である。
湿式分級装置１は、ケーシング１４と、フィルター５Ａ、５Ｂと、超音波振動子１２と、で構成してある。

【0023】

＜ケーシング＞
ケーシング１４は、円筒形状に形成された上段ブロック１４Ａ、中段ブロック１４Ｂ、下段ブロック１４Ｃを積み重ねてボルト等で固定してあり、内部に原液を分級する空間を有する。

【0024】

ケーシング１４内部の原液を分級する空間は、所定の間隔を設けて水平に配置した一対のフィルター５Ａ、５Ｂで上下方向に分級液室１５Ａ、１５Ｂと原液供給室１６とで区画されている。

【0025】

分級液室１５Ａ、１５Ｂのうち、一方は、上段ブロック１４Ａ内の上部壁面である第１壁面１７Ａと後述する第１フィルター５Ａの間に形成する第１分級液室１５Ａであり、他方は、下段ブロック１４Ｃ内の下部壁面である第２壁面１７Ｂと後述する第２フィルター５Ｂの間に形成する第２分級液室１５Ｂである。そして、第１分級液室１５Ａ及び第２分級液室１５Ｂの間に一対のフィルター５Ａ、５Ｂが水平に配置してあり、両フィルター５Ａ、５Ｂ間に原液供給室１６を形成している。

【0026】

上段ブロック１４Ａ及び下段ブロック１４Ｃは、各分級液室１５Ａ、１５Ｂに貫通する孔に洗浄液供給管８及び分級液排出管７を接続している。中段ブロック１４Ｂは、原液供給室１６に貫通する孔に原液供給管４及び原液排出管６を接続している。
なお、連結された複数のブロック間にはシール部材を設けており止水してある。

【0027】

＜フィルター＞
フィルター５は、多数の開口部を形成した円形状の金属製の薄板を用いており、ケーシング１４内に上下一対で対向配置している。上側に設け、第１分級液室１５Ａと原液供給室１６を仕切る第１フィルター５Ａ、下側に設け、第２分級液室１５Ｂと原液供給室１６を仕切る第２フィルター５Ｂを設けてある。薄板の開口部の径、形状等は使用に応じて適宜決定する。

【0028】

第１フィルター５Ａ及び第２フィルター５Ｂは、供給された原液がフィルター面に対して平行に流れるようにケーシング１４内に所定の間隔を設けて水平に配設している。また、フィルター５Ａを上段ブロック１４Ａと中段ブロック１４Ｂの間に挟持するとともに、フィルター５Ｂを中段ブロック１４Ｂと下段ブロック１４Ｃの間に挟持している。そのため、後段で説明する定常波２４が伝わった際に振動が生じやすい。２枚のフィルター５Ａ、５Ｂを各ブロックに挟持したことで、フィルター５の交換が必要となった場合であっても各ブロックを解体しフィルター５を取り外すだけでよいため、交換作業に手間がかからない。

【0029】

各フィルター５Ａ、５Ｂは、表面１８、１８をそれぞれ対向させており、両フィルター間に原液供給室１６が形成されている。裏面１９、１９には、それぞれ分級液室１５Ａ、１５Ｂが形成されている。各分級液室１５Ａ、１５Ｂには、原液供給室１６に供給された原液がフィルター５Ａ、５Ｂをそれぞれ透過して流入する。

【0030】

＜クロスフロー＞
原液供給室１６には、原液供給管４及び原液排出管６を対向して連通させている。原液供給管４より供給される原液は、フィルター５Ａ、５Ｂの表面１８、１８を平行に流れる。フィルター５Ａ、５Ｂの開口部より大径の粒子は、原液と共に原液排出管６を介して原液貯留槽２に返送されるが、フィルター５Ａ、５Ｂの開口部より小径の粒子は、フィルター５Ａ、５Ｂを透過し各分級液室１５Ａ、１５Ｂに流入する。各分級液室１５Ａ、１５Ｂからは分級液排出管７を介して排出される。

【0031】

＜洗浄＞
分級中に、フィルター５の表面１８に堆積する粒子等は、連続的に供給される原液によって原液排出管６に向かって押し流されるが、一部の粒子は、フィルター５の開口部に堆積し、フィルター５を目詰まりさせる。フィルター５の目詰まりを解消するために、各分級液室１５Ａ、１５Ｂに連通した洗浄液供給管８を介して各フィルター５Ａ、５Ｂの裏面１９、１９に対応する各分級液室１５Ａ、１５Ｂに洗浄液を供給し、フィルター５を洗浄する。

【0032】

フィルター５の目詰まりを防ぐことで、フィルター５の洗浄頻度が低下し洗浄液使用量及び洗浄時間が減少しランニングコストが低下する。フィルター５の交換頻度も減るため、ケーシング１４からフィルター５を取り外す作業が不要となり、作業員の手間を減らすこともできる。

【0033】

＜超音波振動子＞
超音波振動子１２は、第１分級液室１５Ａを形成する上段ブロック１４Ａの中央に形成された開口部より挿通し、照射面２０をフィルター５Ａの裏面に向けて固定してある。開口部と振動子１２はシール部材で水密に固定してある。

【0034】

本実施例では、超音波振動子１２をケーシング１４に設けた開口部に挿通させて固定したが、一方のフィルター５の裏面から各フィルター５Ａ、５Ｂに照射できればよいためこれに限定しない。その他の固定方法として、例えば、薄板で構成したケーシング１４の外側に固定配置する、一方の壁面１７に敷設する、一方の分級液室１５内において壁面１７から離反する位置に固定する等が挙げられる。

【0035】

＜反射部材＞
超音波振動子１２より照射した超音波は、下段ブロック１４Ｃ底部の第２壁面１７Ｂの全面に敷設した反射部材１８にて反射される。反射部材１８を敷設することで、超音波の反射効率を高めることができる。反射部材１８は、反射面２１を超音波振動子１２の照射面２０に対向配置させることで、超音波振動子１２より照射された超音波を効率よく反射させることができる。なお、本実施例では、反射部材１８を敷設したが、反射部材１８を用いずに第２壁面１７Ｂで直接反射させてもよい。

【0036】

超音波は、伝播物質（ケーシング内の液体）と異なる音響インピーダンスを有する物質（反射部材１８）の界面で反射する。両物質の音響インピーダンスの差が大きいほど反射率が高くなるため、反射部材１８として、ステンレスが望ましい。ステンレスは、腐食性が高い特性を有していることから維持管理面でも優れている。反射部材１８は、表面に凹凸を有する場合、超音波を乱反射し、定常波２４の生成を妨げるため、反射面２１を平坦で滑らかに仕上げるほうが好ましい。
なお、反射部材１８及びケーシング１４の厚みや形状等は、超音波の反響に応じて適宜決定する。

【0037】

本実施例では、一方の分級液室１５（第１分級液室１５Ａ）側に設けた超音波振動子１２より照射される超音波を他方の分級液室１５（第２分級液室１５Ｂ）側に設けた反射部材で反射させているが、一方の分級液室１５（第２分級液室１５Ｂ）側に超音波振動子１２を設け、他方の分級液室１５（第１分級液室１５Ａ）側で反射させる構成としてもよい。

【0038】

図３は、超音波照射時の湿式分級装置を示す模式図である。

【0039】

超音波振動子１２から第１フィルター５Ａの裏面１９に向かって照射された入射波２２は、４分の１波長間隔で交互に腹２５と節２６を複数形成する。腹２５は、入射波２２の振幅が最大となる部分であり、節２６は、振幅がゼロとなる部分である。本実施例では、入射波２２の振幅が最大となる腹２５、２５に第１フィルター５Ａ及び第２フィルター５Ｂをそれぞれ配置している。そのため、各フィルター５Ａ、５Ｂに強い振動を生じさせることができる。また、後述する定常波２４は入射波２２と波長が同様であるため、第１フィルター５Ａ及び第２フィルター５Ｂは、定常波２４の腹２５にそれぞれ位置していることになる。

【0040】

入射波２２は、一対のフィルター５Ａ、５Ｂを透過した後、ケーシング１４底部の第２壁面１７Ｂに敷設された反射部材１８にて反射される。このとき、入射波２２を第２フィルター５Ｂから下方へ４分の１波長の整数倍の位置で反射させると、入射波２２と同様の波長を有する反射波２３が生成され、入射波２２と反射波２３が重なりあって定常波２４が生成する。したがって、入射波２２を反射させるケーシング１４底部に敷設した反射部材１８は、第２フィルター５Ｂから下方へ４分の１波長の整数倍の位置に交互に形成される定常波２４の節２６または腹２５の位置に設ける。

【0041】

定常波２４の腹２５は、入射波２２と同様に超音波の伝播方向に向かって２分の１波長間隔で発生するが、一対のフィルター５Ａ、５Ｂをそれぞれ定常波２４の腹２５、２５に配置する必要があるため、少なくとも２カ所以上発生させる必要がある。本実施例では、超音波振動子１２から反射部材１８に向かって伝播する定常波２４のうち、最初に発生した腹２５と２分の１波長間隔あけて２番目に発生した腹２５の位置に各フィルター５Ａ、５Ｂをそれぞれ配置するが、各フィルター５Ａ、５Ｂを多数発生する腹２５のうち、いずれかの腹２５の位置に配置すれば本発明の効果が得られる。

【0042】

また、超音波は超音波振動子１２から離れるほど減衰する。そのため、円形の照射面２０を有する本実施例では、薄板のフィルター５を円形に形成することでフィルター５に超音波を均一に当てることができる。なお、ケーシング１４の構造に合わせて四角形に形成したフィルター５を用いてもよい。

【実施例0043】

本発明で使用する湿式分級装置１は、上記のように構成してあり、その分級方法を以下に示す。

【0044】

分級開始前に、原液供給ポンプ３及び洗浄液供給ポンプ１０を起動し、ケーシング１４内を液体で充填する。このとき、洗浄液供給弁Ｖ３、Ｖ４は開であり、原液排出弁Ｖ５は閉である。ケーシング１４を液体で充填した後、洗浄液供給弁Ｖ３、Ｖ４を閉にし、洗浄液供給ポンプ１０を停止し、分級を開始する。

【0045】

原液貯留槽２から原液供給管４を介して供給される原液は、ケーシング１４内に配設した一対のフィルター５Ａ、５Ｂ間に形成された原液供給室１６に流入する。

【0046】

分級開始に伴い、発振器１３を起動し、超音波振動子１２からフィルター５Ａ、５Ｂに向かって入射波２２を照射する。入射波２２は、液体を伝播しながらフィルター５Ａ、５Ｂを透過し、ケーシング１４の第２壁面１７Ｂに敷設した反射部材１８にて反射され定常波２４を生成する。なお、発振器１３を起動するタイミングは、分級開始と同時に超音波の照射が開始できればよいため、分級開始前に起動しても分級開始と同時に起動してもよい。

【0047】

定常波２４は、４分の１波長間隔で交互に音圧の節２６と腹２５を複数形成しており、腹２５は振幅が最大となっている。本実施例では、定常波２４の腹２５、２５の位置に一対のフィルター５Ａ、５Ｂをそれぞれ配置しているため、分級時に一対のフィルター５Ａ、５Ｂそれぞれに強い振動を生じさせている。

【0048】

原液供給室１６に流入する原液は、フィルター５Ａ、５Ｂの表面１８に対し平行に流入する。流入した原液のうち、小径の粒子はフィルター５Ａ、５Ｂを透過し、各フィルター５Ａ、５Ｂの裏面１９、１９の分級液室１５Ａ、１５Ｂに流入する。

【0049】

小径の粒子は、分級液室１５Ａ、１５Ｂに流入した後、分級液室１５Ａ、１５Ｂと連通する分級液排出管７を介して分級液貯留槽９に排出される。分級液貯留槽９内には、予め設定した孔径を有するフィルター５Ａ、５Ｂを透過した所望の径を有する小径の粒子のみ貯留されている。

【0050】

一方、フィルター５を透過できない大径の粒子は、余剰分の原液とともに原液排出管６を通って原液貯留槽２に返送される。原液排出管６に配設された原液排出弁Ｖ５で分級液室１５に流れる流量を調整する。このようにして所望の径を有する粒子群ごとに分級する。

【0051】

原液はフィルター５の表面１８に対し平行に流入するため、フィルター５を透過できない大径の粒子は原液にて押し流される。

【0052】

また、一対のフィルター５Ａ、５Ｂをそれぞれ定常波の腹２４に配置しており、強い振動を生じさせているため、フィルター５を透過できない大径の粒子がフィルター５より振動を受けてフィルター５の表面１８から剥離する。そして、剥離した粒子が連続的に流入してくる原液によって下流へ押し流されるため、フィルター５を透過できない大径の粒子がフィルター５の表面１８に堆積し難く、効率よく分級を継続できる。

【0053】

振動で剥離しきれなかった粒子が堆積した場合、フィルター５の目詰まりを起こす。第１分級液室１５Ａ側の第１フィルター５Ａが目詰まりした場合には、第１分級液室１５Ａに接続する分級液排出管７に配置された分級液排出弁Ｖ１を閉にし、分級液の排出を停止する。

【0054】

そして、洗浄液供給弁Ｖ３を開にして第１分級液室１５Ａに連通する洗浄液供給管８より洗浄液を供給し、洗浄液を第１フィルター５Ａの裏面１９から表面１８に向かって流入させて第１フィルター５Ａの洗浄を行う。このとき、第２分級液室１５Ｂと連通する分級液排出管７に介在させた分級液排出弁Ｖ２は開のままであり、第２分級液室１５Ｂ側では分級を継続する。なお、洗浄時も、超音波の照射及び原液の供給を継続しているため、原液供給室１６に流入する原液は、フィルター５による強い振動を受けながら分級される。

【0055】

同様に、第２分級液室１５Ｂ側の第２フィルター５Ｂが目詰まりした場合には、第２分級液室１５Ｂに接続した分級液排出管７に配置された分級液排出弁Ｖ２を閉にし、分級液の排出を停止する。

【0056】

そして、洗浄液供給弁Ｖ４を開にして第２分級液室１５Ｂに連通する洗浄液供給管８より洗浄液を供給し、洗浄液を第２フィルター５Ｂの裏面１９から表面１８に向かって流入させて第２フィルター５Ｂの洗浄を行う。このとき、第１分級液室１５Ａと連通する分級液排出管７に介在させた分級液排出弁Ｖ１は開のままであり、第１分級液室１５Ａ側では分級を継続する。

【0057】

このように、一対のフィルター５Ａ、５Ｂのうち、少なくとも一方のフィルター５の目詰まりを検知した場合には、目詰まりを検知したフィルター５側の分級液室１５に洗浄液を供給し、洗浄を行い、目詰まりを検知していないフィルター５側の分級液室１５では分級を継続する。

【0058】

供給された洗浄液によってフィルター５から剥離した粒子は、原液排出管６を介して余剰分の原液および洗浄廃液と共に原液貯留槽２に返送される。

【0059】

フィルター５の洗浄終了後、洗浄液供給ポンプ１０を停止し、洗浄液供給弁Ｖ３（またはＶ４）を閉にするとともに、分級液排出弁Ｖ１（またはＶ２）を開にし、目詰まりを解消したフィルター５側の分級液室１５内で分級を再び開始する。この時、目詰まりを検知していない側のフィルター５側の分級液室１５では分級を継続している。

【0060】

本実施例では、少なくとも一方のフィルター５が目詰まりした場合であっても、他方のフィルター５の分級を継続できるため、連続処理が可能となる。

【0061】

第１フィルター５Ａ及び第２フィルター５Ｂが両方目詰まりした際には、各フィルター５Ａ、５Ｂの洗浄を交互に行う。一方のフィルター５の洗浄を行っている際は他方のフィルター５で分級を継続し、他方のフィルター５の洗浄を行っている際は、一方のフィルター５で分級を継続する。
なお、両方の目詰まりを検知した後、分級を停止し、両方のフィルター５Ａ、５Ｂを同時に洗浄してもよい。

【0062】

フィルター５の目詰まりが生じることで、分級液貯留槽９へ排出される分級液の排出量が減少するため、所定の流量が低下すると洗浄を開始する。その他、予め定めた所定時間経過後に洗浄を開始させてもよい。

【0063】

上述し、かつ図面に記載した本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で変形実施を可能とする。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本発明に係る湿式分級装置及びそれを用いた湿式分級方法は、湿式分級装置内に配設した一対のフィルターに超音波を照射し、振動を生じさせながらクロスフロー分級を行うものであり、フィルターを透過できない大径粒子が振動を受けてフィルターから剥離し連続的に供給される原液にて下流へ押し流されるため、フィルターの目詰まりを最小限に抑えながら長時間効率よく分級を行うことができる。したがって、製粉、医薬品、陶磁器、食料品、鉱産物、金属、樹脂原材料等、様々な被処理物の分級に有益な湿式分級装置及び湿式分級方法となる。

【符号の説明】

【0065】

１ 湿式分級装置
４ 原液供給管
５ フィルター
５Ａ 第１フィルター
５Ｂ 第２フィルター
６ 原液排出管
７ 分級液排出管
８ 洗浄液供給管
１２ 超音波振動子
１４ ケーシング
１５ 分級液室
１５Ａ 第１分級液室
１５Ｂ 第２分級液室
１６ 原液供給室
１８ 反射部材
２４ 定常波
２５ 腹

【図1】

【図2】

【図3】