(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に含まれている固形物を分離する固体分離装置において、流入室と流出室を有する分離槽を備え、
流入室は、底部と該底部から上方に延長する前後左右の４つの側部を有し平断面方形な形状とされ、流入室内に水平方向の液体流を供給する供給部が前側部の上方または下方に形成され、前記水平方向の液体流を後側部の内面に沿った方向に変化させる誘導面を有する第１誘導部が前記供給部に対向して後側部に設けられ、前記方向変化した液体流を前側部に向かう水平方向の液体流に方向変化させる誘導面を有する第２誘導部がさらに後側部に設けられ、且つ該第２誘導部の誘導面は後側部に沿って上下方向に移動可能とされ、前記第１誘導部と第２誘導部の誘導面により流入室内の液体流が上下方向の旋回流を形成するように構成され、
流入室内の液体を流出室側に流出させるため、流入室に形成される旋回流の外周面と直交する前記流入室の右側部と左側部に、平面状のスクリーンが互いに平行に対向して形成されており、
流出室はその内面が前記流入室の４つの側部の外側を取り囲むように形成され、且つ流出室には液体の排出部が形成されていることを特徴とする固体分離装置。
【請求項２】
液体に含まれている固形物を分離する固体分離装置において、流入室と流出室を有する分離槽を備え、
流入室は底部と該底部から上方に延長する前後左右の４つの側部を有し平断面が方形な形状とされ、流入室内に水平方向の液体流を供給する供給部が前側部の上方または下方に形成され、前記水平方向の液体流を後側部の内面に沿った方向に変化させる誘導面を有する第１誘導部が前記供給部に対向して後側部に設けられ、前記方向変化した液体流を前側部に向かう液体流に方向変化させる誘導面を有する第２誘導部が後側部の中間部に設けられ、且つ第２誘導部の誘導面は前記後側部の固定位置を旋回中心とする上下方向の角度変化が可能とされ、それによって第２誘導部から前記前側部に向かう液体流の方向転換角度を上下方向に変化できるように構成され、前記第１誘導部と第２誘導部の誘導面により流入室内の液体流は上下方向の旋回流を形成するように構成され、
流入室内の液体を流出室側に流出させるため、流入室に形成される旋回流の外周面と直交する前記流入室の右側部と左側部に、平面状のスクリーンが互いに平行に対向して形成されており、
流出室はその内面が前記流入室の４つの側部の外側を取り囲むように形成され、且つ流出室には液体の排出部が形成されていることを特徴とする固体分離装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記流出室は平断面が流入室と相似形の方形、または平断面が円形、楕円形、方円形、小判型のいずれかであることを特徴とする固体分離装置。
【請求項４】
液体に含まれている固形物を分離する固体分離方法において、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液体分離装置を用い、前記供給部から液体を流入して上下方向の旋回流を形成し、スクリーンで固形物を分離すると共に、スクリーンを通過して流出室に流出した液体を排出部から分離槽の外部に排出し、上下旋回流の回転中心軸近傍における液体中に負圧状態が発生するように前記供給部から供給する液体の流速を設定することを特徴とする固体分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は下水道管路等の液体に含まれている固形物（以下、固体とも称する）を分離する固体分離装置および固体分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部に敷設される下水道に流入する雨水などの排水は、その一部が雨水貯留浸透設備などにより地中に貯留若しくは排出され、残りは河川に放流される。下水道を流通する雨水中には土砂、種々のゴミ類、紙類、落ち葉、等の固形物が混入しており、それら固形物が雨水貯留設備に流入すると、設備のメンテナンスを頻繁に行う必要があり、コスト的にも不利になる。また浸水対策のための雨水貯留設備等において、固形物を除去せずに一時的に地下に貯留した雨水は、晴天時にポンプアップして河川に放流されることになり、河川の水質汚濁や環境汚染問題を発生する。
【０００３】
一方、工場などの廃水処理設備等に流入する廃水中には、製造過程で発生する微細な切削粉や木片、ゴミ類などの固形物が混入していることが多く、下水道と同様な問題が生じる。そこで、このような水質汚濁や環境汚染を回避する手段として、下水道管路や廃水管路または処理設備の上流側に固形物を予め分離する分離装置を設けている。
【０００４】
特許文献１には、下水道などの管路に設ける固形物の分離装置が開示されている。特許文献１の分離装置は分離槽と、分離槽の内部を流入室と流出室に仕切る仕切板と、仕切板に設けたスクリーンと、流入室に形成された流入部と、流出室に形成された排出部とを備えている。そして、流入室には流入部から流入する液体を反転させて該流入室内に上下方向の旋回流を形成するための誘導部が流入室の上下に設けられている。
【０００５】
特許文献１の分離装置は、流入室に設けた誘導部により供給される液体流が上下方向の旋回流に変化され、形成される旋回流の外周面と直交する方向の両側（旋回流の両側面）に２枚のスクリーンが互いに平行に対向配置されている。流入室内の液体はスクリーンで固形物を分離されて流出室側に流出し、流出室に流出した液体はそこに設けた排出部から分離装置の外部に排出される。
【０００６】
このように上下方向の旋回流の外周面と直交する方向の両側に２枚にスクリーンを互いに平行に配置すると、スクリーンは旋回流により生成される遠心力と直交する位置になるので、スクリーンで分離した固形物が旋回流の遠心力でスクリーンに押しつけられる力が低く、旋回流によるスクリーン表面からの固形物剥離がより容易になり、スクリーンの洗浄間隔も長くできる。しかし、スクリーン面の全体もしくはその大部分において、その固形物の剥離性を高い状態でより長期間維持できるようにするには、更なる改良を必要とすることが分かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３９５１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記の分離装置において、実験によれば、スクリーン面の中央領域では長期間運転後も固形物の付着量が極めて低い状態に維持されるが、スクリーン面の周辺領域では長期間運転後に、ある程度の固形物付着が確認された。すなわち流入室内の旋回流の圧力分布に偏りがあり、それがスクリーン面の周辺領域における固形物付着量が長時間運転により徐々に増える主な原因であることが分かった。
【０００９】
流入室内に上下方向の旋回流を形成させると、旋回流の中心軸に近い領域の圧力は旋回流の外周面に近い領域より低下する。このように旋回流の中心領域の圧力が周辺領域より低下する現象は、流体力学上、リンキン渦といわれており、例えば洗濯機の渦中心部がへこむ現象もこれに相当する。
【００１０】
このように圧力が低くなる領域では固形物をスクリーン表面に押しつける力が一層低くなり、それによって旋回流による剥離性能もより高くなるので、上記のように長期間運転後も該領域では固形物の付着量が著しく低いという結果になると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はこの圧力分布の偏り現象を利用し、スクリーンの中央領域だけでなく周辺領域の固形物付着量も著しく低下させるため、上下旋回流の中心領域を移動可能とし、スクリーンの広い範囲にわたって圧力の低い領域を作り出す装置を提供するものである。
【００１２】
本発明の第１の固体分離装置は、液体に含まれている固形物を分離する固体分離装置において、流入室と流出室を有する分離槽を備え、流入室は、底部と該底部から上方に延長する前後左右の４つの側部を有し平断面方形な形状とされ、流入室内に水平方向の液体流を供給する供給部が前側部の上方または下方に形成され、前記水平方向の液体流を後側部の内面に沿った方向に変化させる誘導面を有する第１誘導部が前記供給部に対向して後側部に設けられ、前記方向変化した液体流を前側部に向かう水平方向の液体流に方向変化させる誘導面を有する第２誘導部がさらに後側部に設けられ、且つ該第２誘導部の誘導面は後側部に沿って上下方向に移動可能とされ、前記第１誘導部と第２誘導部の誘導面により流入室内の液体流が上下方向の旋回流を形成するように構成され、流入室内の液体を流出室側に流出させるため、流入室に形成される旋回流の外周面と直交する前記流入室の右側部と左側部に、平面状のスクリーンが互いに平行に対向して形成されており、流出室はその内面が前記流入室の４つの側部の外側を取り囲むように形成され、且つ流出室には液体の排出部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第２の固体分離装置は、液体に含まれている固形物を分離する固体分離装置において、流入室と流出室を有する分離槽を備え、流入室は底部と該底部から上方に延長する前後左右の４つの側部を有し平断面が方形な形状とされ、流入室内に水平方向の液体流を供給する供給部が前側部の上方または下方に形成され、前記水平方向の液体流を後側部の内面に沿った方向に変化させる誘導面を有する第１誘導部が前記供給部に対向して後側部に設けられ、前記方向変化した液体流を前側部に向かう液体流に方向変化させる誘導面を有する第２誘導部が後側部の中間部に設けられ、且つ第２誘導部の誘導面は前記後側部の固定位置を旋回中心とする上下方向の角度変化が可能とされ、それによって第２誘導部から前記前側部に向かう液体流の方向転換角度を上下方向に変化できるように構成され、前記第１誘導部と第２誘導部の誘導面により流入室内の液体流は上下方向の旋回流を形成するように構成され、流入室内の液体を流出室側に流出させるため、流入室に形成される旋回流の外周面と直交する前記流入室の右側部と左側部に、平面状のスクリーンが互いに平行に対向して形成されており、流出室はその内面が前記流入室の４つの側部の外側を取り囲むように形成され、且つ流出室には液体の排出部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第３の固体分離装置は、上記何れかの固体分離装置において、前記流出室は平断面が流入室と相似形の方形、または平断面が円形、楕円形、方円形、小判型のいずれかであることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の固体分離方法は、液体に含まれている固形物を分離する固体分離方法において、上記いずれかの固体分離装置を用い、前記分離装置における流入室の供給部から液体を流入して上下方向の旋回流を形成し、スクリーンで固形物を分離すると共に、スクリーンを通過して流出室に流出した液体を排出部から分離槽の外部に排出し、上下旋回流の回転中心軸近傍における液体中に負圧状態が発生するように前記供給部から供給する液体の流速を設定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の固体分離装置は、第２誘導部の誘導面が後側部に沿って上下方向に移動可能になっている。上下方向の旋回流の中心軸は基本的には第１誘導部と第２誘導部の上下方向の中間領域に形成される。例えば液体の供給部を前側部の上方に形成し、それに対向して第１誘導部の誘導面の位置を流入室の後側部の上部に固定した状態で、第２誘導部の誘導面を後側部の最下部に設定すると、上下方向の旋回流の中心軸は流入室の上下方向のほぼ中央領域に形成され、その領域の圧力が最も低くなり、該領域におけるスクリーンの固形物剥離性が最も高くなる。
【００１７】
上記において、第２誘導部の誘導面を最下部から上方に移動していくと、上下方向の旋回流の中心軸もその移動に応じて上方に移動し、それと共に旋回流の一部は第２誘導部の下側の流入室内に分岐して上側とは逆方向の上下方向の旋回流を形成するようになる。
【００１８】
第２誘導部の誘導面を流入室における後側部の上下方向の中心位置より更に上方に移動していくと、旋回流の主要部もそれに応じて第２誘導部の上側から下側に次第に移っていく。このように第２誘導部の誘導面の移動に応じて上下方向旋回流の中心軸位置が上下方向に移動し、それと共に旋回流の分割割合も変化していく。そして二つの旋回流の中心軸の圧力が低い領域が広い範囲に移動し、該領域におけるスクリーンの固形物剥離性を高める。
【００１９】
すなわち、第２誘導部の誘導面の位置を定期的もしくは随時に順次移動させることにより、スクリーン面の各領域を固形物剥離性の高い領域に順次変化させることができ、それによりスクリーンに付着する固形物量がスクリーン面全体でより均一化され、結果としてスクリーン面に付着する固形物の全体量も少なくなり、従来技術よりスクリーン清掃のメンテナンス間隔を長くすることができる。なお、液体の供給部を前側部の下方に形成し、それに対向して第１誘導部の誘導面の位置を流入室の後側部の下部に固定した状態では、上下方向の旋回流の方向が逆になるだけで、その作用効果は上記と同様である。
【００２０】
本発明の第２の固体分離装置は、第２誘導部の誘導面が前記後側部内面を旋回中心とする上下方向の角度変化が可能になっている。例えば液体の供給部を前側部の上方に形成し、それに対向して第１誘導部の誘導面の位置を流入室の後側部の上部に固定した状態で、第２誘導部の誘導面の角度を最も下方に向かうように設定すると、第１誘導部で下方に方向転換した液体流は、第２誘導部の誘導面により最も下方向、すなわち流入室の底部に向かう方向に転換される。その結果、前記第１の発明において第２誘導部の誘導面を流入室の最も下方に設定した場合と同様に、流入室内の上下方向の中央領域に中心軸を有する上下方向の旋回流が１つ形成される。
【００２１】
第２誘導部の誘導面の角度を上記のような下方向から水平方向に順次変化すると、前記第１の発明において第２誘導部の誘導面を流入室の上方に順次移動した場合と同様に、上下方向の旋回流の中心軸もその角度変化に応じて上方に移動し、それと共に旋回流の一部は第２誘導部の下側の流入室内に分岐して上側とは逆方向の上下方向の旋回流を形成するようになる。
【００２２】
第２誘導部の誘導面を水平方向より更に上方に移動していくと、旋回流の主要部もそれに応じて第２誘導部下側に移っていく。このように第２誘導部の角度変化に応じて上下方向旋回流の中心軸位置が上下方向に移動し、それと共に旋回流の分割割合も変化していく。そして二つの旋回流の中心軸の圧力が低い領域も広い範囲に移動し、該領域におけるスクリーンの固形物剥離性を高める。なお、液体の供給部を前側部の下方に形成し、それに対向して第１誘導部の誘導面の位置を流入室の後側部の下部に固定した状態では、上下方向の旋回流の方向が逆になるだけで、その作用効果は上記と同様である。
【００２３】
本発明の第３の固体分離装置は、上記何れかの固体分離装置において、前記流出室は平断面が流入室と相似形の方形、または平断面が円形、楕円形、方円形、小判型のいずれかであることを特徴とする固体分離装置である。本発明の特徴は流入室の形状と第２誘導部にあり、流出室の形状は特に制限がなく、形状の自由度が高いので設置条件に適合する形状を採用することができる。
【００２４】
本発明の固体分離方法は、上記何れかの固体分離装置を用いた分離方法であり、前記装置における流入室の供給部から液体を流入し、流入室内に上下方向の旋回流を形成し、前記２枚のスクリーンで固形物を分離すると共に、スクリーンを通過して流出室に流出した液体を排出部から分離槽の外部に排出し、その際、上下旋回流の回転中心軸近傍における液体中に負圧状態が発生するように前記供給部から供給する液体の流速を設定することを特徴とする。
【００２５】
上下方向の旋回流の回転中心軸近傍の圧力は、流入室に供給される液体の流速が高くなるとそれに逆比例して低くなり、液体の流速を次第に高くしていくと、上下方向の旋回流の回転中心軸近傍における液体中の圧力は正圧状態から負圧状態に変化する。負圧状態になるとスクリーンを通過して流出室側に流出した液体の一部はその負圧に引き寄せられてスクリーンを逆通過して流出室側に戻る現象が発生する。
【００２６】
したがって本発明の分離方法においては、上下方向の旋回流の回転中心軸近傍のスクリーンが常に流出室側から逆流する液体の作用で逆洗浄される状態となり、該領域の固形物剥離性が更に高くなる。そして上下方向の旋回流の回転中心軸の位置を前記のように移動することにより、逆洗浄領域を広範囲に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の固体分離装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１（ｂ）に示す流入室２の主要部を模式的に示した図である。
【図３】本発明の固体分離装置の第２実施形態を示す図である。
【図４】本発明の固体分離装置の第３実施形態を示す図である。
【図５】図１の例における流出室の平断面形状（方形）を変えたものを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に図面を基に本発明の最良の実施形態を説明する。図１は本発明の分離装置の第１実施形態であり、図１における（ａ）は（ｂ）のＢ−Ｂ矢視の平断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視の側断面図である。
【００２９】
分離装置１は流入室２とその外周面を外側から囲むように設けられた流出室３を備えている。流入室２は平坦な上面を有する底部４と該底部４から上方に延長する前後左右の４つの内面が平坦な側部、すなわち、それぞれが平板状の前側部５、後側部６、右側部（前側部から見て右側）７および左側部（前側部から見て左側）８を有し、各側部は底部４から垂直上方に延長し、図１（ａ）に示すように、平断面図が長辺と短辺からなる方形とされている。なお図示の装置では流入室２の上端部が開口され、流入室２から流出室３に液体はオーバフローが可能になっているが、流入室２に蓋を着脱自在に固定してもよく、処理すべき液体が加圧液体である場合は、液体が流入室２の上部から漏出しないように、蓋体により流入室２を密閉型とすることが好ましい。
【００３０】
流入室２の前側部５の上方に液体の供給部９が形成される。供給部９は流出室３及び流入室２の前側部５を水平に貫通する管で構成され、処理すべき液体を流入室２内にその上方から後側部６に向けて水平に噴出するようになっている。
【００３１】
流入室２の後側部６の上方であって供給部９と対向する位置（具体的には、供給部９から水平に噴出する液体流が、そのまま水平に移動したときに突き当たる位置）に第１誘導部１０が設けられている。第１誘導部１０は平板からなり後側部６から前側部５に向けて傾斜した状態で後側部６に固定され、傾斜状態における第１誘導部１０の平坦な下面が誘導面１１を形成する。
【００３２】
第１誘導部１０より下方の後側部６に、上下方向に移動可能な第２誘導部１２が設けられている。第２誘導部１２は後側部６に沿ってスライド可能に装着された傾斜部１３とそれから水平方向に延長する平板状の水平部１４を有し、傾斜部１３の平坦な上面と水平部１４の平坦な上面により第２誘導部１２の誘導面１５が形成される。なお第１誘導部１０と第２誘導部１２の誘導面における傾斜角度は、上下旋回流の形成効率が最適になるように実験などにより適宜設定される。
【００３３】
第２誘導部１２を後側部６にスライド可能に装着するには、例えば後側部６の内面に垂直方向かつ直線状の断面凹型のスライドガイドを固定し、第２誘導部１２の傾斜部１３に垂直状の突起を有する係合部を設け、更にその突起の上端から上方に棒状の操作部を延長する。そして前記スライドガイドの凹部に突起を嵌合した状態で、操作棒を流入室２の上方から上下方向に移動操作すれば、第２誘導部１２が後側部６に沿って上下方向に移動できる。
【００３４】
流入室２の右側部７と左側部８に、平板状の方形なスクリーン１６が互いに平行になるように対向して装着される。スクリーン１６は流入室２の液体を通過させ、液体に含まれている固形物の通過を阻止するもので、この分野で使用される剛性のあるパンチメタル型のスクリーンやウェッジワイヤ型のスクリーンを採用することができる。ウェッジワイヤ型のスクリーンを採用する場合は、ウェッジワイヤの軸が上下方向になるように装着することが望ましい。
【００３５】
ウェッジワイヤ型のスクリーンの装着方法としては、例えば右側部７と左側部８にそれぞれ方形な開口部を形成し、開口部の垂直な両側部にそれぞれスライドガイドを形成し、平板状の方形なウェッジワイヤ型のスクリーンを上方からスライドガイドに滑らせて装着する。なお、スクリーン１６は分離すべき固体の粒径に応じた孔径や隙間を有するものを適宜選択する。
【００３６】
流出室３は平坦な上面を有する底部２０と、該底部２０から上方に延長する前後左右の４つの側部、すなわちそれぞれが平板状の前側部２１、後側部２２、右側部２３および左側部２４を有し、各側部は底部２０から垂直上方に延長する。本実施形態の流出室３は、平断面が長辺と短辺からなる方形であって、流入室２の平断面と相似形になっており、その上端部には蓋体２５が着脱自在に装着されている。なお本実施形態では流出室３の底部２０が流入室２の底部４と共通になっているが、流入室２と流出室３が夫々独立した底部を有することでもよい。
【００３７】
図１に示すように、流出室３の４つの側部は流入室２の４つの側部を取り囲むように配置され、全体がコンパクトになるように形成されている。そして流出室３の後側部２２上方には管体からなる液体の排出部２６が形成される。
【００３８】
次に上記固体分離装置の作用を説明する。先ず図１のように第２誘導部１２を流入室２の最下部に設定した場合において、処理すべき液体を供給部９から流入室２の上部に水平方向に供給すると、液体流は第１誘導部１０の誘導面１１により下方に方向変化する。
【００３９】
下方に方向変化した液体流は第２誘導部１２の誘導面１５により前側部５に向かう水平な液体流に変化され、次いでその液体流は前側部５に沿って上昇し、供給部９から新たに噴出する液体流と合流して、再び第１誘導部１０に向かう水平方向の液体流となる。このようにして流入室２内には図１（ｂ）に点線で示すように、回転中心軸Ｓを有する上下方向の旋回流（図正面から見て時計回り）が持続的に形成される。なお、第２誘導部１２に上方から下降した液体流は、先ずその傾斜部１３の誘導面１５により水平方向に方向転換し、水平方向に延長する水平部１４の誘導面１５でその水平方向への移動力を安定化される。
【００４０】
旋回する液体の一部は、図１（ａ）に矢印で示すように２枚のスクリーン１６を通過して流出室３側に流出し、次いで流出室３の排出部２６から分離装置の外部に排出される。一方、液体に含まれている固形物は各スクリーン１６で阻止される。各スクリーン１６で阻止された固形物の大部分は流出室２内を旋回流に乗って旋回するが、一部はスクリーン１６の表面（流入室２側の表面）に付着する。
【００４１】
スクリーン１６の表面に付着した固形物の殆どは旋回流の剥離作用によりスクリーン１６から剥離されて旋回流内に戻るが、その際の剥離性能は上下方向の旋回流の旋回流速に比例する、言い換えれば供給部９から供給される液体の流速に比例する。しかし固形物の一部はスクリーン１６の表面に固着して残留した状態を継続することがあり、それが次第に蓄積してきたときに分離処理を一時的に中断してスクリーン清掃（メンテナンス作業）を行う必要がある。
【００４２】
スクリーン表面に残留する固形物の量はスクリーン表面を押圧する液体圧に比例する傾向があり、その傾向は上下方向の旋回流における押圧力が低い旋回流の回転軸領域では比較的低く、押圧力が高い周辺領域では比較的高くなる。本発明の固体分離装置では前記のように、上下方向の旋回流の回転中心軸を適宜移動できるように構成されており、それによって上記スクリーン表面の固形物残留問題を低減することができる。
【００４３】
スクリーン１６の表面における旋回流の流速は、供給部９から供給される液体の流速に比例し、且つ、旋回流の中心領域（旋回の回転中心軸領域）から外周領域（旋回流の外周面領域）になるほどその流速は大きくなる。そして旋回流の流速を次第に大きくしていくと、旋回流の外周領域におけるスクリーン１６に向かう圧力（スクリーン１６の表面を押圧する液体圧）もそれに応じて大きくなるが、中心領域におけるスクリーン１６への圧力（スクリーン１６の表面を押圧する液体圧）は逆に低下していき、ついに負圧状態に転じる。
【００４４】
例えば、立方形の流入室の両側に縦１０００ｍｍ、横４５０ｍｍの方形のスクリーン１６を２枚平行に、且つ互いの間隔を５００ｍｍにして取り付けた分離装置を用いて実験した結果、スクリーン１６の短い方の両端近傍、すなわち横方向（４５０ｍｍの方向）の両端近傍を流れる旋回流の流速が１ｍ／ｓ程度に達すると、旋回流の中心領域の圧力は負圧領域に転じることがわかった。その際、スクリーン１６の短い方の両端近傍では液体が流入室２から流出室３に流速１ｍ／ｓ程度で流出しているが、スクリーン１６の中心領域では逆に液体が流出室３から流入室２に０．３ｍ／ｓ程度の流速で流入する状態になる。
【００４５】
この負圧領域は、スクリーン１６の面から直角に見た場合、旋回流の中心領域を軸とするほぼ円形もしくは楕円形（スクリーンの縦方向が幾分長い楕円形）の形状をしている。そして旋回流の流速をさらに高めていくと、それに比例して負圧領域の大きさ（スクリーン１６に平行な面の負圧面積）も大きくなることが確認された。
【００４６】
旋回流の中心領域が負圧状態になると、その領域の液体の流れは流出室側から流入室側に向かう流れ（逆流）になる。このような液体が逆流する領域ではスクリーン１６に付着した固形物が裏面から逆押圧されることになるので、スクリーン１６における固形物の剥離効果が著しく大きくなり、固形物をより効率的に剥離することができる。
【００４７】
図２は図１（ｂ）に示す流入室２の主要部を模式的に示した図であり、（ａ）は第２誘導部１２の位置を後側部６の最下部から幾分上昇させたときの流入室２内における液体流の様子を示す図、（ｂ）は第２誘導部１２の位置を後側部６の中央部まで上昇させたときの流入室２内における流入室２内の液体流の様子を示す図、（ｃ）は第２誘導部１２の位置を後側部６の上部まで上昇させたときの流入室２内における液体流の様子を示す図である。
【００４８】
図２（ａ）の場合、第２誘導部１２の誘導面の上側であって、流入室２内の中央部から少し上方に、図１（ｂ）に示す大きさにほぼ近い上下方向の旋回流（図正面から見て時計回り）が形成され、それと共に、第２誘導部１２の下側において小さな上下方向の旋回流が形成される。この小さな旋回流の旋回方向は第２誘導部１２の上側に形成される前記の大きな旋回流と逆方向（正面から見て反時計回り）の上下方向の旋回流である。
【００４９】
この現象は、第２誘導部１２の誘導面が流入室２の底部から少し上昇してその小さな下側に空間領域が生じ、その空間領域に向けて図示のような液体流が前側部５付近から流れ込んで旋回し、それによってこのような小さい上下方向の旋回流が形成されることが実験とその解析から実証された。この小さな旋回流によるスクリーン１６表面に残留する固形物の剥離性能向上はあまり期待できないが、第２誘導部１２の上側に形成する大きな旋回流の回転中心軸領域は図１の場合より流入室２内を上方に移動しており、それによって低い圧力領域が上方に移動するので、本発明が目的とする広範囲の剥離性能向上効果は十分に発揮できる。
【００５０】
図２（ｂ）の場合、流入室２の上下方向の中央部を境にして第２誘導部１２の上側と下側に略同じ大きさで互いに逆方向（上側が正面から見て時計回り、下側が正面から見て反時計回り）の上下方向の旋回流が形成される。すなわち、第２誘導部１２の誘導面１５が流入室２の底部から上昇してその下側に上側と同じ大きさの空間領域が生じ、その空間領域に向けて図示のような液体流が前側部５付近から流れ込んで旋回する現象が発生し、それによって２つの互いに逆方向の同じ大きさの旋回流が形成される。このような場合は、２つの旋回流の回転軸中心の領域は互いに離間し、且つ図１（ｂ）の状態から上下方向に離反するので、それらの領域における固形物剥離性を高めることができる。なお、第２誘導部１２の誘導面１５の下面は平坦な面に形成されており、下側の旋回流の流速低下などへの影響は見られない。
【００５１】
図２（ｃ）の場合、第２誘導部１２の上側における流入室２内の上下方向の旋回流の大きさが図２（ｂ）の場合より小さくなり、その分、第２誘導部１２の下側における流入室２内の上下方向の旋回流が大きくなっている。これは第２誘導部１２の上側における空間領域が小さくなり、下側における空間領域が大きくなったことによる。この小さな旋回流によるスクリーン１６表面に残留する固形物の剥離性能向上は小さくなるが、第２誘導部１２の下側に形成する大きな旋回流の回転中心軸領域は図１の場合より流入室２内を下方に移動しており、それによって低い圧力領域が下方に移動するので、本発明が目的とする広範囲の剥離性能向上効果は十分に発揮できる。
【００５２】
図３は本発明の固体分離装置の第２実施形態であり、図３における（ａ）は（ｂ）のＣ−Ｃ矢視の平断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視の側断面図である。本実施形態が図１の例と異なる部分は、流入室２における供給部９の位置と、第１誘導部１０及び第２誘導部１２の位置のみで、その他は同様に構成される。そのため同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５３】
図３（ｂ）に示されているように、本実施形態では供給部９が流入室２の前側部５の下方に形成され、そこから水平方向に液体を噴出するようになっている。第１誘導部１０は供給部９に対向して後側部６の下方に設けられ、さらに第２誘導部１２は後側部６の上方に設けられ、且つ第２誘導部１２は図１の例と同様に上下方向に移動可能とされている。
【００５４】
次に本実施形態の作用を説明する。先ず図３（ｂ）のように、第２誘導部１２を流入室２の最上部に設定した場合において、処理すべき液体を供給部９から流入室２の下部に水平方向に供給すると、液体流は第１誘導部１０の誘導面１１により上方に方向変化する。
【００５５】
上方に方向変化した液体流は第２誘導部１２の誘導面１５により前側部５に向かう水平な液体流に変化され、次いでその液体流は前側部５に沿って下降し、供給部９から新たに噴出する液体流と合流しながら再び第１誘導部１０に向かう水平方向の液体流となる。このようにして流入室２内には図３（ｂ）に点線で示すように、回転中心軸Ｓを有する上下方向の旋回流（図正面から見て反時計回り）が持続的に形成される。
【００５６】
旋回する液体の一部は、図３（ａ）に矢印で示すように２枚のスクリーン１６を通過して流出室３側に流出し、次いで排出部２６を経て分離装置の外部に排出される。なお、第２誘導部１２の上下方向の移動による旋回流の回転中心軸領域の移動とその効果は図１の例と同様である。
【００５７】
図４は本発明の第３の実施形態であり、図３における（ａ）は（ｂ）のＦ−Ｆ矢視の平断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ−矢視の側断面図である。本実施形態が図１の例と異なる部分は、第２誘導部の構造とその作用のみで、その他は同様に構成される。そのため同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５８】
本実施形態の第２誘導部１２は、後側部６における上下方向の中間部（もしくは中央部）に固定され、且つその誘導面１５の上下方向の角度を変化できるようになっている。第２誘導部１２は後側部６に固定される固定部１２ａと、固定部１２ａに回転可能に連結された平板状で方形の延長部１２ｂを有し、延長部１２ｂの上面に誘導面１５が形成されている。
【００５９】
固定部１２ａに延長部１２ｂを回転可能に連結するには、例えば固定部１２ａに水平方向に軸芯を有する回転軸を設け、その回転軸に延長部１２ｂの後端部を固定すると共に円形のギア部を連結し、そのギア部に流入室２の上方まで垂直に延長する棒状のラックを螺合する。そしてラックを流入室２の上方から上下に操作することにより、第２誘導部１２の誘導面１５の上下方向の角度を変化させる。
【００６０】
第２誘導部１２は上記のように後側部６における上下方向の中間部（もしくは中央部）に固定されるが、その固定位置は第２誘導部１２を下方向に最大限に回転した際に、その先端部が流入室２の底部４に接触しない位置もしくはそれより上方である。なお、後側部６の上下方向の長さに比べて第２誘導部１２の長さがかなり小さい場合は、固定位置の寸法的制約はない。
【００６１】
図４（ｂ）に示すように、第２誘導部１２の誘導面１５を最も下方の角度に設定した状態で、処理すべき液体を供給部９から流入室２の上部に水平方向に供給すると、液体流は第１誘導部１０の誘導面１１により下方に方向変化する。
【００６２】
下方に方向変化した液体流は第２誘導部１２の誘導面１５により前側部５に向かう水平な液体流に変化され、次いでその液体流は前側部５に沿って上昇し、供給部９から新たに噴出する液体流と合流しながら再び第１誘導部１０に向かう水平方向の液体流となる。このようにして流入室２内には図１（ｂ）に点線で示すように回転中心軸Ｓを有する上下方向の旋回流（図正面から見て時計回り）が持続的に形成される。
【００６３】
旋回する液体の一部は、図４（ａ）に矢印で示すように、２枚のスクリーン１６を通過して流出室３側に流出し、次いで排出部２６を経て分離装置の外部に排出される。一方、液体に含まれている固形物はスクリーン１６で阻止される。スクリーン１６で阻止された固形物は流出室２内を旋回流に乗って旋回し、一部はスクリーン１６の表面（流入室２側の表面）に付着する。
【００６４】
次に第２誘導部１２の誘導面１５を水平方向になるように、延長部１２ｂの角度を変化させると、図２（ｂ）のケースに類似した同じ大きさの２つの上下方向の旋回流が形成され、２つの旋回流は互いに逆方向（誘導面１５の上側の旋回流は図正面から見て時計回り、誘導面１５の下側は図正面から見て反時計回り）になる。更に第２誘導部１２の誘導面１５を上方に角度変化させると、図２（ｃ）のケースに類似した２つの上下方向の旋回流が形成される。すなわち誘導面１５の上側が小さな旋回流となり、下側は大きな旋回流になる。これらの作用効果も図２（ｂ）（ｃ）のケースと同様である。
【００６５】
図５は図１の例における流出室３の平断面形状（方形）を変えたものの模式的な図であり、流入室２とその周辺部分は図１の例と同じである。図５における（ａ）は流出室３の平断面が円形な側部を有するものであり、これに類似するものとして楕円形の側部を有するものでもよい。図５（ｂ）は流出室３の平断面が小判状の側部を有するもので、図５（ｃ）は流出室３の平断面が方円形の側部を有するものである。いずれの形状であっても流入室２における上下方向の旋回流の形成に対する影響はほとんどなく、流出室３の形状自由性の高いことが本発明の特徴である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の固体分離装置および固体分離方法は、下水道等の液体中に含まれる固形物を分離するために利用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１              分離装置
２              流入室
３              流出室
４、２０        底部
５、２１        前側部
６、２２        後側部
７、２３        右側部
８、２４        左側部
９              供給部
１０            第１誘導部
１１            誘導面
１２            第２誘導部
１３            傾斜部
１４            水平部
１５            誘導面
１６            スクリーン
２５            蓋体
２６            排出部
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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