(57)【要約】【解決手段】複数のサイクロン１，２．３，４，５，６を供給設備１３と排出設備１４との間の処理経路Ｒにおいて並設した。各サイクロン１〜６のうち、最上流側のサイクロン１の入口１０に供給設備１３を接続するとともに、最下流側のサイクロン６の上側出口１１に排出設備１４を接続し、上流側と下流側とで互いに隣接する両サイクロン１〜６では上流側のサイクロン１〜５の上側出口１１と下流側のサイクロン２〜６の入口１０とを互いに接続した。各サイクロン１〜６のアンダーフロー調整弁１２から回収される粒体Ｂの径が上流側のサイクロン１〜５よりも下流側のサイクロン２〜６で小さくなるように、分離筒７内の旋回室の内径が上流側のサイクロン１〜５よりも下流側のサイクロン２〜６で小さくなるようにした。【効果】処理する供給泥水Ａの種類に応じて供給泥水Ａから粒体Ｂを効率良く洗浄して回収することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口から分離筒内の旋回室に導入された供給泥水を、この分離筒の上部にある上側出口から排出される分離泥水と、この分離筒の下部にある下側出口から回収される粒体とに分離する複数のサイクロンを、処理前泥水供給口と処理後泥水排出口との間の一または二以上の処理経路において並設し、この処理経路における各サイクロンのうち、最上流側のサイクロンの入口に前記処理前泥水供給口を接続するとともに、最下流側のサイクロンの上側出口に前記処理後泥水排出口を接続し、上流側と下流側とで互いに隣接する両サイクロンでは上流側のサイクロンの上側出口と下流側のサイクロンの入口とを互いに接続し、下側出口から回収される粒体の径が上流側のサイクロンよりも下流側のサイクロンで小さくなるように各サイクロンを処理経路に配設したことを特徴とする泥水分級装置。
【請求項２】
前記処理経路の各サイクロンにおいて、分離筒内の旋回室の内径が上流側のサイクロンよりも下流側のサイクロンで小さくなるようにして、下側出口から回収される粒体の径が上流側のサイクロンよりも下流側のサイクロンで小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の泥水分級装置。
【請求項３】
入口から分離筒内の旋回室に導入された供給泥水を、この分離筒の上部にある上側出口から排出される分離泥水と、この分離筒の下部にある下側出口から回収される粒体とに分離するサイクロンを、一または二以上有する複数のサイクロンユニットを備え、この各サイクロンユニットを処理前泥水供給口と処理後泥水排出口との間の処理経路において並設し、この処理経路における各サイクロンユニットのうち、最上流側のサイクロンユニットの搬入口に前記処理前泥水供給口を接続するとともに、最下流側のサイクロンユニットの搬出口に前記処理後泥水排出口を接続し、上流側と下流側とで互いに隣接する両サイクロンユニットでは上流側のサイクロンユニットの搬出口と下流側のサイクロンユニットの搬入口とを互いに接続し、それぞれのサイクロンユニットでは搬入口をサイクロンの入口に接続するとともにサイクロンの上側出口を搬出口に接続し、各サイクロンユニットでサイクロンの下側出口に接続した回収口から回収される粒体の径が上流側のサイクロンユニットよりも下流側のサイクロンユニットで小さくなるように各サイクロンユニットを配設したことを特徴とする泥水分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給泥水をサイクロンにより処理して分離泥水と回収粒体とに分離し、特に、供給泥水中の粒体に付着した重金属類等の付着物をその粒体から剥離して洗浄する泥水分級装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、入口から分離筒内の旋回室に導入された供給泥水を、この分離筒の上側出口から排出される分離泥水と、この分離筒の下側出口から回収される粒体とに分離するサイクロンは、周知になっている。そのサイクロンについては、供給泥水が導入される旋回室の内径が大きいものから小さいものまで幅広くある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
旋回室の内径が小さいサイクロンについては、旋回室の内径が大きいサイクロンと比較して、径の小さい粒体を回収することができる反面、処理量が小さく、粒体に重金属類が残り易い。旋回室の内径が大きいサイクロンについては、旋回室の内径が小さいサイクロンと比較して、処理量が大きく、粒体に重金属類が残りにくい反面、径の小さい粒体を回収することができない。そのため、旋回室の内径が小さいサイクロンと旋回室の内径が大きいサイクロンとではそれぞれ一長一短がある。従って、旋回室の内径が同じサイクロンのみでは、処理する供給泥水の種類に応じて供給泥水から粒体を効率良く回収することは難しい。
【０００４】
この発明は、処理する供給泥水の種類に応じて供給泥水から粒体を効率良く洗浄して回収することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
後記実施形態の図面（図１，４に示す第１実施形態、図２，４に示す第２実施形態、図３，４に示す第３実施形態、）の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかる泥水分級装置は、第１実施形態及び第２実施形態に対応し、下記のように構成されている。
【０００６】
処理前泥水供給口（１３）と処理後泥水排出口（１４）との間の一または二以上の処理経路（Ｒ）において複数のサイクロン（１，２，３，４，５，６）を並設している。この各サイクロン（１〜６）においては、入口（１０）から分離筒（７）内の旋回室（８ａ）に導入された供給泥水（Ａ）を、この分離筒（７）の上部にある上側出口（１１）から排出される分離泥水（Ｃ）と、この分離筒（７）の下部にある下側出口（１２）から回収される粒体（Ｂ）とに分離する。この処理経路（Ｒ）における各サイクロン（１，２，３，４，５，６）のうち、最上流側のサイクロン（１）の入口（１０）に前記処理前泥水供給口（１３）を接続するとともに、最下流側のサイクロン（６）の上側出口（１１）に前記処理後泥水排出口（１４）を接続し、上流側と下流側とで互いに隣接する両サイクロン（１，２と２，３と３，４と４，５と５，６）では上流側のサイクロン（１〜５）の上側出口（１１）と下流側のサイクロン（２〜６）の入口（１０）とを互いに接続している。下側出口（１２）から回収される粒体（Ｂ）の径が上流側のサイクロン（１〜５）よりも下流側のサイクロン（２〜６）で小さくなるように、例えば請求項２の発明にかかる各サイクロン（１，２，３，４，５，６）を処理経路（Ｒ）に配設している。例えば、一つの処理経路（Ｒ）における各サイクロン（１〜６）の配置については、第１実施形態及び第２実施形態のようにサイクロン（１〜６）における旋回室（８ａ）の内径（Ｄ）を上流側から下流側へ順次小さくなるようにする。
【０００７】
請求項１の発明では、回収される粒体（Ｂ）の径が異なる複数のサイクロン（１，２，３，４，５，６）により供給泥水（Ａ）から粒体（Ｂ）を分離して径の大きい粒体（Ｂ）から径の小さい粒体（Ｂ）まで順次効率良く洗浄して回収することができる。径の小さい粒体（Ｂ）には重金属類が残り易いため、各サイクロン（１，２，３，４，５，６）を処理経路（Ｒ）に配置する際、粒体（Ｂ）内に残る重金属類が許容範囲内になるように、処理する供給泥水（Ａ）の種類に応じて、サイクロン（１〜６）における旋回室（８ａ）の内径（Ｄ）、台数及び配置を予め決めることができる。
【０００８】
請求項１の発明を前提とする請求項２の発明は、第１実施形態及び第２実施形態に対応し、下記のように構成されている。
前記処理経路（Ｒ）の各サイクロン（１，２，３，４，５，６）において、分離筒（７）内の旋回室（８ａ）の内径（Ｄ）が上流側のサイクロン（１〜５）よりも下流側のサイクロン（２〜６）で小さくなるようにして、下側出口（１２）から回収される粒体（Ｂ）の径が上流側のサイクロン（１〜５）よりも下流側のサイクロン（２〜６）で小さくなるようにしている。請求項２の発明では、供給泥水（Ａ）が導入される旋回室（８ａ）の内径（Ｄ）の異なる各サイクロン（１，２，３，４，５，６）を処理経路（Ｒ）に配置するだけで、回収される粒体（Ｂ）の径を簡単に変更することができる。
【０００９】
請求項３の発明にかかる泥水分級装置は、第３実施形態に対応し、下記のように構成されている。
処理前泥水供給口（１３）と処理後泥水排出口（１４）との間の処理経路（Ｒ）において複数のサイクロンユニット（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６）を並設している。この各サイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ６）においては、入口（１０）から分離筒（７）内の旋回室（８ａ）に導入された供給泥水（Ａ）を、この分離筒（７）の上部にある上側出口（１１）から排出される分離泥水（Ｃ）と、この分離筒（７）の下部にある下側出口（１２）から回収される粒体（Ｂ）とに分離するサイクロン（１，２，３，４，５，６）を、一または二以上有している。この処理経路（Ｒ）における各サイクロンユニット（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６）のうち、最上流側のサイクロンユニット（Ｕ１）の搬入口（２１）に前記処理前泥水供給口(１３)を接続するとともに、最下流側のサイクロンユニット(Ｕ６)の搬出口(３２)に前記処理後泥水排出口(１４)を接続し、上流側と下流側とで互いに隣接する両サイクロンユニット(Ｕ１，Ｕ２とＵ２，Ｕ３とＵ３，Ｕ４とＵ４，Ｕ５とＵ５，Ｕ６)では上流側のサイクロンユニット(Ｕ１〜Ｕ５)の搬出口(２２，２４，２６，２８，３０)と下流側のサイクロンユニット(Ｕ２〜Ｕ６)の搬入口(２３，２５，２７，２９，３１)とを互いに接続している。各サイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ６）において搬入口(２１，２３，２５，２７，２９，３１)及び搬出口(２２，２４，２６，２８，３０，３２)については、それぞれ一または二以上設けることができる。それぞれのサイクロンユニット（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６）では搬入口（２１，２３，２５，２７，２９，３１）をサイクロン（１〜６）の入口（１０）に接続するとともにサイクロン（１〜６）の上側出口（１１）を搬出口（２２，２４，２６，２８，３０，３２）に接続し、各サイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ６）でサイクロン（１〜６）の下側出口（１２）に接続した回収口（３３）から回収される粒体（Ｂ）の径が上流側のサイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ５）よりも下流側のサイクロンユニット（Ｕ２〜Ｕ６）で小さくなるように各サイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ６）を配設している。ちなみに、各サイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ６）内には一または二以上のサイクロン（１〜６）を設けているが、その各サイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ６）ごとのサイクロン（１〜６）における旋回室（８ａ）の内径（Ｄ）については、第３実施形態のようにすべて同一にしても、図示しないが異なるようにしてもよく、要するに、回収される粒体（Ｂ）の径が上流側のサイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ５）よりも下流側のサイクロンユニット（Ｕ２〜Ｕ６）で小さくなるように、処理する供給泥水（Ａ）の種類に応じて、各サイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ６）ごとにサイクロン（１〜６）における旋回室（８ａ）の内径（Ｄ）、台数及び配置などを決める。
【００１０】
請求項３の発明では、回収される粒体（Ｂ）の径が異なる複数のサイクロンユニット（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６）により供給泥水（Ａ）から粒体（Ｂ）を分離して径の大きい粒体（Ｂ）から径の小さい粒体（Ｂ）まで順次効率良く洗浄して回収することができる。径の小さい粒体（Ｂ）には重金属類が残り易いため、各サイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ６）を処理経路（Ｒ）に配置する際、粒体（Ｂ）内に残る重金属類が許容範囲内になるように、処理する供給泥水（Ａ）の種類に応じて、各サイクロンユニット（Ｕ１〜Ｕ６）内におけるサイクロン（１〜６）における旋回室（８ａ）の内径（Ｄ）及び台数を予め決めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、処理する供給泥水（Ａ）の種類に応じて供給泥水（Ａ）から粒体（Ｂ）を効率良く洗浄して回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず、本発明の第１実施形態にかかる泥水分級装置について図１及び図４を参照して説明する。
図１に示す一つの処理経路Ｒにおいて複数（例えば６台）のサイクロン１，２，３，４，５，６（負圧サイクロン）が上流側から下流側に沿って順次並設されている。図４に示すように、この各サイクロン１，２，３，４，５，６において、分離筒７は上部に設けられた円筒部８と下部に設けられた円錐部９とを備え、この円筒部８の外周面に入口１０が設けられているとともに、この円筒部８の上端面に上側出口１１が設けられ、この円錐部９の下端部にはアンダーフロー調整弁１２（下側出口）が設けられている。この処理経路Ｒにおける各サイクロン１，２，３，４，５，６のうち、最上流側のサイクロン１の入口１０には処理前泥水供給口としての供給設備１３（供給タンク１３ａと供給ポンプ１３ｂ）が接続されている。また、最下流側のサイクロン６の上側出口１１には処理後泥水排出口としての排出設備１４（排出タンク１４ａと排水路１４ｂ）が接続されている。さらに、上流側と下流側とで互いに隣接する両サイクロン１，２、両サイクロン２，３、両サイクロン３，４、両サイクロン４，５及び両サイクロン５，６では、それぞれ、上流側のサイクロン１〜５の上側出口１１と下流側のサイクロン２〜６の入口１０とが供給設備１５（供給タンク１５ａと供給ポンプ１５ｂ）を介して互いに接続されている。この各サイクロン１，２，３，４，５，６の分離筒７において、円筒部８内の旋回室８ａの内径Ｄ（サイクロン１の内径Ｄ１、サイクロン２の内径Ｄ２、サイクロン３の内径Ｄ３、サイクロン４の内径Ｄ４、サイクロン５の内径Ｄ５、サイクロン６の内径Ｄ６）は、上流側のサイクロン１〜５よりも下流側のサイクロン２〜６で小さくなるように、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４＞Ｄ５＞Ｄ６に設定されている。なお、この旋回室８ａの内径Ｄが小さくなると、分離筒７の円錐部９の長さＬも小さくなる。
【００１３】
供給設備１３と排出設備１４との間の処理経路Ｒにおいて、原砂含有供給泥水Ａは各サイクロン１，２，３，４，５，６により下記のようにして順次処理される。
原砂含有供給泥水Ａは、供給設備１３により、供給管１６（供給路）を通ってサイクロン１の入口１０からその分離筒７内の旋回室８ａに導入される。この分離筒７内では供給泥水Ａに遠心力が働いてその供給泥水Ａから分離された回収粒体Ｂ（回収砂）が下降し、分離筒７内の真空度に応じて開くアンダーフロー調整弁１２からその回収粒体Ｂが排出管１７（排出路）へ回収される。一方、電磁空気弁やストップバルブ等を含む空気補給調整手段１８により空気補給調整可能なサイホン管１９（オーバーフロー路）では、運転開始前に予め調整されて適度な真空圧になっているため、この分離筒７内で最適な分級が行われ、上側出口１１からサイホン管１９へ分離泥水Ｃとして排出される。供給泥水Ａ中の粒体に重金属類が付着している場合、その粒体から重金属類を剥離して洗浄する。洗浄後、その重金属類はこの分離泥水Ｃとともに排出される。また、供給管１６で一定以上の真空圧が発生すると、真空逃し弁２０が開いて充分な空気が流入するため、異常な真空圧の発生を防止する。
【００１４】
サイクロン１の上側出口１１からサイホン管１９へ排出された分離泥水Ｃは、供給設備１５により、供給管１６（供給路）を通ってサイクロン２の入口１０からその分離筒７内の旋回室８ａに導入され、サイクロン１の場合と同様に分級されて回収粒体Ｂと分離泥水Ｃとに分離される。その後、サイクロン２から排出された分離泥水Ｃはサイクロン３で同様に分級されて回収粒体Ｂと分離泥水Ｃとに分離され、サイクロン３から排出された分離泥水Ｃはサイクロン４で同様に分級されて回収粒体Ｂと分離泥水Ｃとに分離され、サイクロン５から排出された分離泥水Ｃはサイクロン６で同様に分級されて回収粒体Ｂと分離泥水Ｃとに分離される。それらの回収粒体Ｂは集められて洗浄砂Ｅとして再利用される。分離泥水Ｃ中の粒体に重金属類が付着している場合、その粒体から重金属類を剥離して洗浄する。洗浄後、その重金属類はこの分離泥水Ｃとともに排出される。供給泥水Ａや各分離泥水Ｃに重金属類が含有されている場合、その重金属類はこれらの回収粒体Ｂにも若干残ることがある。サイクロン６の上側出口１１からサイホン管１９へ排出された分離泥水Ｃは、排出設備１４により排出汚泥Ｆと排水Ｇとに分離される。その排出汚泥Ｆはさらにフィルタープレス等により処理された後に廃棄される。供給泥水Ａや各分離泥水Ｃに重金属類が含有されている場合、その重金属類はこの排出汚泥Ｆや排水Ｇとともに排出される。
【００１５】
前述したように、前記処理経路Ｒの各サイクロン１，２，３，４，５，６において、分離筒７内の旋回室８ａの内径Ｄは上流側のサイクロン１〜５よりも下流側のサイクロン２〜６で小さくなるようにＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４＞Ｄ５＞Ｄ６に設定されているので、その旋回室８ａ内での周速度は内径Ｄが小さいほど大きくなり、アンダーフロー調整弁１２から回収される粒体Ｂの径は上流側のサイクロン１〜５よりも下流側のサイクロン２〜６で小さくなる。そのため、そのサイクロン（実施形態では内径Ｄの異なる６台のサイクロン１，２，３，４，５，６）を増やせば、径の大きい回収粒体Ｂから径の小さい回収粒体Ｂまで順次回収することができる。従って、回収粒体Ｂ（洗浄砂Ｅ）を効率良く回収して再利用することができる。しかし、径の小さい回収粒体Ｂには重金属類が残り易いため、回収粒体Ｂ内に残る重金属類が許容範囲内になるように、処理する供給泥水Ａの種類に応じてサイクロン（実施形態では内径Ｄの異なる６台のサイクロン１，２，３，４，５，６）の内径Ｄ及び台数を予め決める。
【００１６】
次に、本発明の第２実施形態にかかる泥水分級装置について第１実施形態との相違点を中心に図２及び図４を参照して説明する。
１台のサイクロン１の上側出口１１から分岐された２本の供給管１６が２台のサイクロン２の入口１０に接続されている。２台のサイクロン２の上側出口１１からそれぞれ分岐された２本の供給管１６が３台のサイクロン３の入口１０に接続されている。３台のサイクロン３の上側出口１１からそれぞれ分岐された２本の供給管１６が４台のサイクロン４の入口１０に接続されている。４台のサイクロン４の上側出口１１からそれぞれ分岐された３本の供給管１６が９台のサイクロン５の入口１０に接続されている。９台のサイクロン５の上側出口１１からそれぞれ分岐された３本の供給管１６が１９台のサイクロン６の入口１０に接続されている。１９台のサイクロン６の上側出口１１がそれぞれ排出設備１４に接続されている。従って、この泥水分級装置は、供給設備１３と排出設備１４との間で各サイクロン１，２，３，４，５，６を第１実施形態と同様に並設した複数（１９）の処理経路Ｒからなる。ちなみに、サイクロン１，２，３，４，５，６の内径Ｄを小さくすると、処理量も小さくなるため、内径Ｄの小さいサイクロン１，２，３，４，５，６ほど台数を増やしている。
【００１７】
次に、本発明の第３実施形態にかかる泥水分級装置について第１実施形態との相違点を中心に図３及び図４を参照して説明する。
供給設備１３と排出設備１４との間の処理経路Ｒにおいて各サイクロンユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６が並設されている。サイクロンユニットＵ１では、１台のサイクロン１を備え、搬入口２１に供給設備１３が接続されているとともに、その搬入口２１にサイクロン１の入口１０が供給管１６により接続され、搬出口２２にサイクロン１の上側出口１１がサイホン管１９により接続されている。サイクロンユニットＵ２では、２台のサイクロン２を備え、搬入口２３にサイクロンユニットＵ１の搬出口２２が接続されているとともに、その搬入口２３に各サイクロン２の入口１０が供給設備１５を介して供給管１６により接続され、搬出口２４に各サイクロン２の上側出口１１がサイホン管１９により接続されている。サイクロンユニットＵ３では、３台のサイクロン３を備え、搬入口２５にサイクロンユニットＵ２の搬出口２４が接続されているとともに、その搬入口２５に各サイクロン３の入口１０が供給設備１５を介して供給管１６により接続され、搬出口２６に各サイクロン３の上側出口１１がサイホン管１９により接続されている。サイクロンユニットＵ４では、４台のサイクロン４を備え、搬入口２７にサイクロンユニットＵ３の搬出口２６が接続されているとともに、その搬入口２７に各サイクロン４の入口１０が供給設備１５を介して供給管１６により接続され、搬出口２８に各サイクロン４の上側出口１１がサイホン管１９により接続されている。サイクロンユニットＵ５では、９台のサイクロン５を備え、搬入口２９にサイクロンユニットＵ４の搬出口２８が接続されているとともに、その搬入口２９に各サイクロン５の入口１０が供給設備１５を介して供給管１６により接続され、搬出口３０に各サイクロン５の上側出口１１がサイホン管１９により接続されている。サイクロンユニットＵ６では、１９台のサイクロン６を備え、搬入口３１にサイクロンユニットＵ５の搬出口３０が接続されているとともに、その搬入口３１に各サイクロン６の入口１０が供給設備１５を介して供給管１６により接続され、搬出口３２に各サイクロン６の上側出口１１がサイホン管１９により接続されているとともに、その搬出口３２に排出設備１４が接続されている。各サイクロンユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６では、回収口３３に各サイクロン１，２，３，４，５，６のアンダーフロー調整弁１２が接続されているとともに、その回収口３３に排出管１７が接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態にかかる泥水分級装置を示すシステム図である。
【図２】第２実施形態にかかる泥水分級装置を示すシステム図である。
【図３】第３実施形態にかかる泥水分級装置を示すシステム図である。
【図４】各実施形態にかかる各サイクロンを示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１，２，３，４，５，６…サイクロン、７…分離筒、８ａ…旋回室、１０…入口、１１…上側出口、１２…アンダーフロー調整弁（下側出口）、１３…供給設備（処理前泥水供給口）、１４…排出設備（処理後泥水排出口）、２１，２３，２５，２７，２９，３１…搬入口、２２，２４，２６，２８，３０，３２…搬出口、３３…回収口、Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６…サイクロンユニット、Ｒ…処理経路、Ａ…供給泥水、Ｂ…回収粒体、Ｃ…分離泥水、Ｄ…旋回室の内径。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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