(57)【要約】  本発明は、中空の内側凹部（１１）を画定する本体（１０）であって、内側凹部（１１）が、円錐台形区域（１１１）を有する下側部分まで延びる円柱形区域（１１０）を有する上側部分を含み、円錐台形区域（１１１）の直径が、本体（１０）の下部に向かって減少する、本体（１０）と、液体及び固体の混合物用の入口（１２）であって、円柱形区域（１１０）内に通じる入口（１２）と、液体から本質的に分離された固体を放出する下側流出口（１３）であって、内側凹部（１１）の下端に連通する下側流出口（１３）と、固体から本質的に分離された液体を放出する上側流出口（１５）であって、内側凹部（１１）の上端に連通する上側流出口（１５）とを備える液体サイクロンに関する。下側流出口（１３）が、円錐台形区域（１１１）を有する下側部分の下端から延びており、液体サイクロンの下側部分に向かって増大する直径を有する円錐台形区域を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の内部空洞（１１）を画定する本体（１０）であって、前記中空の内部空洞（１１）が、円錐台形区域（１１１）を有する下側部分まで延びる円柱形区域（１１０）を有する上側部分を含んでおり、前記円錐台形区域（１１１）の直径が前記本体（１０）の下部に向かって減少している、本体（１０）と、
液体及び固体の混合物用の入口（１２）であって、前記円柱形区域（１１０）内に通ずる入口（１２）と、
前記液体から本質的に分離された前記固体を放出する下側流出口（１３）であって、前記内部空洞（１１）の下端に連通する下側流出口（１３）と、
前記固体から本質的に分離された前記液体を放出する上側流出口（１５）であって、前記内部空洞（１１）の上端に連通する上側流出口（１５）と
を備える液体サイクロンであって、
前記下側流出口（１３）が、前記円錐台形区域（１１１）の下側部分の下端から延びており、液体サイクロンの下部に向かって増大する直径を有する円錐台形区域を含んでおり、
前記下側流出口（１３）の輪郭が少なくとも１つの螺旋溝（１４）を備えており、
前記螺旋溝の螺旋方向が、前記内部空洞（１１）内における前記液体の螺旋方向と一致している、液体サイクロン。
【請求項２】
前記少なくとも１つの溝（１４）が、前記内部空洞（１１）の下側部分（１１１）の輪郭上にて部分的に延びている、請求項１に記載の液体サイクロン。
【請求項３】
前記螺旋溝（１４）が凹んでいる、請求項１又は２に記載の液体サイクロン。
【請求項４】
前記下側流出口（１３）の長さが、前記内部空洞（１１）の円錐台形状の下側部分（１１１）と前記液体サイクロンの下側流出口（１３）との間における接続部の直径の３倍よりも大きくなっている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体サイクロン。
【請求項５】
前記下側流出口（１３）の円錐台形区域（１３０）におけるその回転軸に対する角度αが１０°から２５°の範囲内にある、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体サイクロン。
【請求項６】
前記上側流出口（１５）が円錐台状管（１５１）を備えており、
前記円錐台状管（１５１）が、前記円柱形区域（１１０）の延長線上に延びており、前記液体サイクロンの上部の方に向かって増大する直径を有する、請求項１〜５のいずれか一項の記載の液体サイクロン。
【請求項７】
前記円錐台状管（１５１）が、前記内部空洞（１１）に連通する入口（１５１１）と、前記本体（１０）内に形作られた周辺ハウジング（１６）内に通じる出口（１５１２）とを備えており、
前記上側流出口（１５）が、前記本体（１０）に対して横方向に延びる放出管（１５２）をさらに備えており、
前記放出管（１５２）が、前記周辺ハウジング（１６）に連通する入口（１５２１）と、前記本体（１０）の外側に通じる出口（１５２２）とを備えている、請求項６に記載の液体サイクロン。
【請求項８】
前記上側流出口（１５）の円錐台状管（１５１）におけるその回転軸に対する角度が１０°から３０°の範囲内にある、請求項６又は７に記載の液体サイクロン。
【請求項９】
前記入口（１２）が、前記本体（１０）の長軸を中心とする螺旋に沿って延びる入口管（１２０）を備えている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体サイクロン。
【請求項１０】
前記入口管（１２０）が、前記本体の一回りに対して１／４から３／４の長さわたって前記螺旋に沿って延びている、請求項９に記載の液体サイクロン。
【請求項１１】
前記入口管（１２０）が、前記本体（１０）の底に向かって傾斜して延びている、請求項９又は１０に記載の液体サイクロン。
【請求項１２】
前記入口管（１２０）における前記本体（１０）の横軸に対する傾斜角βが３０°よりも小さいか又は等しくなっている、請求項１１に記載の液体サイクロン。
【請求項１３】
前記内部空洞（１１）の円柱形区域（１１０）に対する前記入口管（１２０）の接続部が接線方向に沿っている、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の液体サイクロン。
【請求項１４】
前記入口管（１２０）の断面が、前記円柱形区域（１１）に向かって徐々に減少している、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の液体サイクロン。
【請求項１５】
前記入口管（１２０）の最大断面が、前記円柱形区域（１１０）の断面に対して３０％から５０％の範囲内にあり、
前記入口管（１２０）の最小断面が、前記円柱形区域（１１０）の断面に対して２０％から３０％の範囲内にある、請求項１４に記載の液体サイクロン。
【請求項１６】
前記入口管（１２０）が円形断面を有しており、
前記内部空洞（１１）の円柱形区域（１１０）に対する前記入口管（１２０）の接続部（１７）が楕円形状になっている、請求項９〜１５のいずれか一項に記載の液体サイクロン。
【請求項１７】
前記楕円形状の接続部（１７）の小径と大径との比率が１から２の範囲内にある、請求項１６に記載の液体サイクロン。
【請求項１８】
前記入口管（１２０）の円形断面から、前記内部空洞（１１）の円柱形区域（１１０）に対するこの管の接続部（１７）における前記楕円形状への移行が徐々に行われている、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の液体サイクロン。
【請求項１９】
前記内部空洞（１１）の円柱形区域（１１０）の上側輪郭（１１２）が、前記内部空洞（１１）内における前記液体の循環の方向と一致する螺旋方向に螺旋状に延びている、請求項９〜１８のいずれか一項に記載の液体サイクロン。
【請求項２０】
前記内部空洞（１１）の円柱形区域（１１０）の上側輪郭（１１２）が、前記楕円形状の接続部（１７）の上端（１７１）から底端（１７２）にわたって螺旋状に延びている、請求項１９に記載の液体サイクロン。
【請求項２１】
前記円錐台状区域（１１１）を有する前記下側部分と前記下側流出口（１３）との間における前記接続部にて、供給水を前記内部空洞（１１）内に注入する手段（６０）を備える、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の液体サイクロン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、廃水処理部門において混合物の液相と固相とを分離するために慣習的に用いられている液体サイクロンの設計及び製造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体サイクロンは、通常、液体−固体分離を実施すべく所定の種類の廃水を処理する場合に用いられている。
【０００３】
本出願人は、例えば、Ａｃｔｉｆｌｏ（登録商標）の名称で商業展開されている水処理のプロセスを実施する場合に、液体サイクロンを用いており、これと全く同一の液体サイクロンが、水又は工業廃水を処理するために他の方法においても用いられている。
【０００４】
Ａｃｔｉｆｌｏ（登録商標）方式の水処理方法はバラスト凝集のステップを含む。このステップ中においては、予め凝固及び／又は凝結した水を、迅速にフロックを生じさせるべく微細砂のようなバラストと接触させ、さらに、当該フロックを後に続く沈降又は沈殿のステップ中にて沈降させるようになっている。
【０００５】
このような沈降のステップによって、少なくとも部分的に処理された水と、沈降したスラッジ及びバラストの混合物とが生じることになる。
【０００６】
このような処理方法の性能レベルを維持するためには、バラスト濃度を、処理中に本質的に一定に保たなければならない。
【０００７】
バラストの消費を制限することによって、運転コストを低減しながら、性能レベルを維持すべく、バラストが処理中に再生利用されている。このような目的を達成するために、スラッジ及びバラストの混合物は、液体サイクロンに向かって運ばれ、当該液体サイクロン内において、バラストによって形成された固相が液相から本質的に分離される。
【０００８】
液体、スラッジ、及びバラストの混合物は、液体サイクロンの本体内において加圧下で横方向に導かれる。液体サイクロンは、内部における円柱−円錐台形状を有しており、その直径は、当該サイクロンの下側流出部に向かって減少している。内部の空洞内においては、送給圧の影響によって渦が生じる。この渦は、固相を空洞の周辺壁に張り付かせる傾向にある。次いで、固相は、液体サイクロンの下側流出部に向かって流れ、液相は、液体サイクロンの上側流出口に向かって上昇する。
【０００９】
このような方法においてバラストを再導入するために、砂、少量の液体、及びスラッジの混合物は、少なくとも部分的に再生利用されるように下側流出部にて取り出される。液体、スラッジ、及び少量のバラストの混合物は、上側流出部にて取り出される。
【００１０】
このような液体サイクロンを導入することによって、バラストの効率的な回収が可能になり、これによって、バラストを当該方法にて再生利用することができる。そのため、液体サイクロンを導入することは、バラスト固有のコストの削減のみならず、バラストの消費量の削減に役立つことになる。
【００１１】
水、スラッジ、及びバラストの混合物における液相と固相との効率的な分離を確実なものとすべく、当該混合物は、高圧下にて、一般的には、約２バールの圧力下にて液体サイクロン内に導かれねばならない。この目的を達成するためには、高出力ポンプを用いる必要がある。しかしながら、このようなポンプはエネルギーを大量に消費する装置である。
【００１２】
加えて、現在の液体サイクロンは、処理される水の懸濁物質（ＳＭ）濃度の変動に影響され易くなっている。しかしながら、処理される水のＳＭ量は、１年にわたって大きく変動する。処理される水が高ＳＭ濃度を有する期間では、この液体サイクロンの下側流出口が閉塞される傾向にある。そのため、液体サイクロンにおいては、スラッジ及びバラストの混合物を下側流出口に放出することが困難となる。このような現象は、「詰まり（ｃｌｏｇｇｉｎｇ）」と呼ばれる。スラッジ及びバラストの一部は、処理された水と一緒に上側流出口に放出され、これによって、バラストの損失及び処理された水の品質が低下することとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、特に、これら種々の問題の少なくともいくつかに対して効率的な解決策を提供することを意図している。
【００１４】
特に、少なくとも１つの実施形態によれば、本発明の目的は、処理される廃水のＳＭ濃度の変動に影響され難い液体サイクロンを提供することにある。
【００１５】
特に、少なくとも１つの実施形態によれば、本発明の目的は、詰まり現象に影響され難いこの種の液体サイクロンを提供することにある。
【００１６】
少なくとも１つの実施形態において、本発明の他の目的は、少なくとも先行技術の液体サイクロンと比較して、エネルギー消費を小さくするこの種の液体サイクロンを提供することにある。
【００１７】
特に、少なくとも１つの実施形態によれば、本発明の目的は、少なくとも１つの先行技術の液体サイクロンと比較して、低い送給圧で効率的に運転可能な液体サイクロンを提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、信頼性のある及び／又は頑丈な及び／又は簡単な構成であるこの種の液体サイクロンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的を達成するために、本発明は、
中空の内部空洞を画定する本体であって、前記内部空洞が、円錐台形区域を有する下側部分まで延びる円柱形区域を有する上側部分を含んでおり、前記円錐台形区域の直径が前記本体の下部に向かって減少している、本体と、
液体及び固体の混合物用の入口であって、前記円柱形区域内に通ずる入口と、
前記液体から本質的に分離された前記固体を放出する下側流出口であって、前記内部空洞の下端に連通する下側流出口と、
前記固体から本質的に分離された前記液体を放出する上側流出口であって、前記内部空洞の上端に連通する上側流出口と、
を備える液体サイクロンであって、
前記下側流出口が、前記円錐台形区域の下側部分の下端から延びており、前記液体サイクロンの下部に向かって増大する直径を有する円錐台形区域を含んでいる、液体サイクロンを提案するものである。
【００２０】
そのため、本発明のこの態様によれば、液体サイクロンの底に向かって広くなる直径を有する円錐台形区域を含んだ下側流出口を組み込むことによって、流体の旋回運動の持続が助長される。
【００２１】
このことは、液体サイクロン内における液相と固相との分離を促進することに役立ち、液体サイクロンの下側流出口における詰まりの現象を抑制する。従って、本発明に係る液体サイクロンは、処理される廃水のＳＭ濃度の変動に影響され難くなっている。
【００２２】
さらに、このことは、混合物内の液相と固相との高レベルの分離を維持しながら、送給圧を低減させる。そのため、液体サイクロンによる液体／固体分離の実施に附随するコストが低減される共に、エネルギー消費が低減される。
【００２３】
一変更形態によれば、前記下側流出口の輪郭が、少なくとも１つの螺旋溝を備えており、当該螺旋溝の螺旋方向が、前記内部空洞内の液体の螺旋方向（又は循環方向）と一致している。
【００２４】
このような溝を組み込むことによって、液体サイクロンの下部における流体の回転が維持される。これによって、液体サイクロンの下側流出口の詰まりを防ぐことが助長され、液体サイクロンが処理される流体のＳＭ濃度の変動に影響され難くなることが助長される。
【００２５】
一変更形態によれば、前記少なくとも１つの溝が、前記内部空洞の下側部分の輪郭上に部分的に延びている
【００２６】
これによっても、液体サイクロンの下部内の流体の回転が維持され、液体サイクロンの下側流出口の詰まりを防ぐことが助長され、液体サイクロンが処理される廃水のＳＭ濃度の変動に影響され難くなる。
【００２７】
一変更形態によれば、前記螺旋溝が凹んでいる。
【００２８】
これによって、液体サイクロン内の流体の効率的な案内が確実になる。一変更形態では、溝が、内部空洞内の突出特徴部によって形成されてもよい。
【００２９】
一変更形態によれば、前記下側流出口の長さが、内部空洞の円錐台形状の下側部分と液体サイクロンの下側流出口との間における接続部の直径の３倍よりも大きくなっている。
【００３０】
前記下側流出口の長さは、好ましくは、内部空洞の円錐台形状の下側部分と液体サイクロンの下側流出口との間における接続部の直径の１０倍よりも小さいか又は等しくなっている。
【００３１】
より短い長さは、円錐台形状の下側流出口の組込みによって予期される効果、すなわち、液体／固体分離を改良し、液体サイクロンを処理される廃水のＳＭ濃度の変動によって影響され難くし、同時に送給圧を低減させる効果を制限することになる。それにも関わらず、あまりにも大きい長さは、大きなヘッド損失をもたらすことになる。
【００３２】
一変更形態によれば、下側流出口の円錐台形区域におけるその回転軸に対する角度αは１０°から２５°の範囲内にある。、
【００３３】
一変更形態によれば、前記上側流出口は、円錐台状管を備えており、当該円錐台状管は、前記円柱部分の延長線上に延びており、前記液体サイクロンの上部の方に向かって増大する直径を有する。
【００３４】
これによって、送給圧が低減されて、液体サイクロン内の流体の回転が維持される。
【００３５】
一変更形態によれば、前記円錐台状管は、前記内部空洞に連通する入口と前記本体内に形作られた周辺ハウジング内に通じる出口とを備えており、前記上側流出口は、前記本体に対して横方向に延びる放出管をさらに備えており、前記放出管は、前記周辺ハウジングに連通する入口と前記本体の外側に通じる出口とを備えている。
【００３６】
この変更形態によれば、液体サイクロンの上側流出口は溢流式となる。実際、内部空洞からの液相は、受入ボックス又は受入ケースを構成する周辺ハウジング内に溢れ出し、このボックスから横方向放出管内に流れるようになっている。これによって、上側流における異方性、従って、溢流の回転が維持される。スラッジは異方性流を有する。すなわち、この流れは、当該流れを測定する液体サイクロンの位置によって（方向及び速度が）異なっている。このことは、特に、液体サイクロン内におけるスラッジの回転運動及びスラッジ（完全に均質でない層）の性質から生じる。もしも放出ユニットが溢流式と異なっているのであれば（例えば、導管であったならば）、流れに力が作用し、維持されることが意図される渦流に対して大きな応力が作用するであろう。そのため、溢流ボックス（溢流の受入ボックス）方式によって、流れに対して応力を加えないようにすることができる。
【００３７】
一変更形態によれば、上側流出口の円錐台状管におけるその回転軸に対する角度βは、１０°から３０°の範囲内にある。
【００３８】
これによって、回転運動を維持しながら、上側流出に対して低いヘッド損失を得ることができる。
【００３９】
一変更形態によれば、前記入口は、前記本体の長軸を中心とする螺旋に沿って延びる入口管を備えている。
【００４０】
これによって、内部空洞内への混合物の流入速度を高め、遠心力効果を増大させることができる。逆に、同等レベルの遠心力効果の場合、流量及び送給圧を低減させることができる。
【００４１】
一変更形態によれば、前記入口管は、前記本体の一回りに対して１／４から３／４の長さにわたって前記螺旋に沿って延びている、
【００４２】
これによって、液体／固体混合物の速度に対して高加速レベルが得られ、液体サイクロン内の遠心力効果が高められる。
【００４３】
一変更形態によれば、前記入口管は、前記本体の底に向かって傾斜して延びている。
【００４４】
このことは、混合物が液体サイクロンに入ると直ちに、当該混合物を下側流出口に向かって配向させる。そのため、液体サイクロンの下部に向かう固体の循環が促進され、これによって、液体／固体分離プロセスを妨げることなく、送給圧が低減されることになる。
【００４５】
一変更形態によれば、前記入口管における前記本体の横軸に対する傾斜角が３０°よりも小さいか又は等しくなっている。
【００４６】
一変更形態によれば、前記内部空洞の円柱形区域に対する前記入口管の接続部は、接線方向に沿っている。
【００４７】
これによって、混合物が液体サイクロン内に入ると直ちに、当該混合物を内部空洞の周辺壁に張り付かせることができて、液体／固体分離を改良し、送給圧を低減させることができる。
【００４８】
一変更形態によれば、前記入口管の断面が、前記円柱形区域に向かって徐々に減少している。
【００４９】
このことは、混合物の流れを加速させ、混合物が液体サイクロン内に入ると直ぐに、当該混合物を内部空洞の周辺壁に貼り付けせることに役立ち、液体／固体分離を改良し、送給圧を低減させることになる。
【００５０】
一変更形態によれば、前記入口管の最大断面が、前記円柱形区域の断面に対して３０％から５０％の範囲内にあり、前記入口管の最小断面は、前記円柱形区域の断面に対して２０％から３０％の範囲内にある。
【００５１】
一変更形態によれば、前記入口管が円形断面を有しており、前記内部空洞の円柱形区域に対する前記入口管の接続部が楕円形状になっている。
【００５２】
このこともまた、混合物が液体サイクロンに入ると直ちに、当該混合物を内部空洞の周辺壁に張り付かせることに役立ち、液体／固体分離を改良し、送給圧を低減させることになる。
【００５３】
一変更形態によれば、前記楕円形状の接続部の小径と大径との間の比率が１から２の範囲内にある。
【００５４】
一変更形態によれば、前記入口管の円形断面から、前記内部空洞の円柱形区域に対するこの管における接続部の楕円形状への移行が徐々に行われている、
【００５５】
これによって、液体サイクロンの送給圧が低減される。
【００５６】
一変更形態によれば、前記内部空洞の円柱形区域の上側輪郭が、前記内部空洞内における液体の循環の方向と一致する螺旋方向にて螺旋状に延びている。
【００５７】
このことは、流体が液体サイクロンに入ると直ちに、当該流体の回転を維持し、該流体を下側流出口に向かって配向させ、円柱形区域の頂部の無駄な容積をなくして、これによって、液体サイクロン内の液相と固相との分離を促進させ、液体サイクロンの下側流出口における詰まりの現象を抑制することになる。そのため、液体サイクロンは、処理される廃水のＳＭ濃度の変動に影響され難くなる。これによって、液体サイクロンの送給圧を低減させることもできる。
【００５８】
一変更形態によれば、前記内部空洞の円柱形区域の上側輪郭は、楕円形状の接続部の上端から底端にわたってに螺旋状に延びている。
【００５９】
これによって、内部空洞の螺旋状の上側輪郭を用いる効果を最大化することができる。
【００６０】
一変更形態によれば、前記液体サイクロンは、前記円錐台形区域を有する前記下側部分と前記下側流出口との間における接続部にて、供給水を前記内部空洞内に注入する手段を備えている。
【００６１】
このような注入手段は、極端なケースとして液体サイクロンが閉塞した場合であっても、溶解材として機能することができる。
【００６２】
本発明の他の特徴及び利点は、簡単かつ非制限的な例及び添付の図面と併せて以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る液体サイクロンの正面図である。
【図２】本発明に係る液体サイクロンの長軸及び液体サイクロンの放出管の軸を通る面に沿った断面図である。
【図３】本発明に係る入口管の内側輪郭及び円柱形区域を有する上側部分の概略的な部分図である。
【図４】本発明に係る液体サイクロンの入口管及び円柱形区域を有する上側部分の概略的な上面図である。
【図５】本発明に係る液体サイクロンを、上部を取り外した状態で示す上面図である。
【図６】本発明に係る液体サイクロンの下側流出口の透視側面図である。
【図７】傾斜する入口管システムを有する本発明に係る液体サイクロンの変更形態の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
［構造］
図１〜図７を参照すると、本発明に係る液体サイクロンが例示されている。
【００６５】
これらの図に示されるように、このような液体サイクロンは、長軸に沿って延びる本体１０を備える。かかる本体１０は中空の内部空洞１１を備える。
【００６６】
かかる中空の内部空洞１１は、
‐円柱形区域を有する上側部分１１０と、
‐円錐台形区域を有する下側部分１１であって、液体サイクロンの底に向かう円柱形区域の延長線上に形作られる下側部分１１と
を備える。
【００６７】
ここでの円錐台形区域は回転円錐の切頭部分であり、その直径は、液体サイクロンの底に向かって減少する傾向にある。
【００６８】
この液体サイクロンは、液体及び固体の混合物、例えば、水、沈降したスラッジ、及びバラストの混合物用の入口１２を備える。
【００６９】
この入口１２は入口管１２０を有している。この入口管１２０は、円形断面を有する。この入口管１２０の軸は、液体サイクロンの本体の横軸に対して、すなわち、本体１０の長軸と直交する軸に対して３０°よりも小さいか又は等しい角度βにて下方に傾斜している（図７参照）。そのため、この入口管１２０の入口は、その出口よりも高くなっている。一変更形態では、この入口管は傾斜していなくてもよい（図１、図２参照）。この場合、入口管は、本体１０の長軸と直交する軸に沿って延びることになる。
【００７０】
入口管１２０は、本体１０の長軸の周りに螺旋を形成している。この螺旋は、本体１０の周辺部に対して１／４から３／４にわたって延びている。
【００７１】
内部空洞１０の円柱形区域１１０に対する入口管１２０の接続部１７は、接線方向に沿っている。
【００７２】
入口管１２０の断面は、円柱形区域１１０に向かって徐々に減少している。
【００７３】
入口管の最大断面、すなわち、その入口の断面は、円柱形区域１００の断面に対して３０％から５０％の範囲内にあり、入口管１２０の最小断面は、円柱形区域１１０の断面に対して２０％から３０％の範囲内にある。
【００７４】
入口管１２０は円形断面を有する。内部空洞１０の円柱形区域１１０に対する入口管１２０の接続は、好ましくは、楕円形状になっている。言い換えれば、接続部１７は、楕円形状を有する。
【００７５】
入口管１２０と円柱形区域１１０との間における楕円形状の接続部１７の小径と大径との比率は１から２の範囲内にある。
【００７６】
入口管１２０の円形断面から、内部空洞１１の円柱形区域１１０に対するこの入口管における接続部の楕円形状への移行は、徐々に行われている。
【００７７】
内部空洞１１の円柱形区域１１０の上側輪郭１１２は、螺旋状に延びており、その螺旋方向は、内部空洞１１内の液体の循環方向と一致している。好ましくは、上側輪郭１１２は、入口管１２０と円柱形区域１１０との間における楕円形状の接続部１７の上端１７１から底端１７２にわたって延びている。
【００７８】
液体サイクロンは、入口管１２０を介して液体サイクロン内に導かれた混合物の液体から本質的に分離された固体を放出する下側流出口１３を備えている。この下側流出口は、内部空洞１１の下端、さらに具体的には、円錐台形区域１１１の下端と連通している。
【００７９】
下側流出口１３は、下側円錐台形区域１１１の下端から延びている。下側流出口１３は、円錐台形区域１３０を有しており、その直径は、液体サイクロンの下部に向かって増大している。この円錐台形区域は、この実施形態では、回転円錐台形である。当該円錐台形区域は本体１０の外部に開いている。
【００８０】
下側流出口１３の長さＬは、内側空洞の円錐台形状の下側部分と液体サイクロンの下側流出口との間における接合部の直径の３倍よりも大きくなっている。下側流出口１３の円錐台形区域１３０におけるその長軸又は回転軸に対する角度αは、１０°から２５°の範囲内にある。
【００８１】
下側流出口１３は、少なくとも１つの螺旋溝１４を備えており、この螺旋溝１４の螺旋方向は、内部空洞１１内の液体、すなわち、液体サイクロン内に導かれた固体及び液体から成る液体混合物の循環方向と一致している。溝の数は、好ましくは、偶数である。この数は、例えば、２つ又は４つである。溝は、下側流出口１３の円錐台形区域１３０の周囲に均一に分布されることになる。１つ又は複数の溝は、好ましくは、下側流出口１３の円錐台形区域１３０の表面上に形成された凹形状の特徴部である。代替例として、これらの特徴部は、下側流出口の円錐台形区域の表面上における隆起であってもよく、すなわち、下側流出口１３の内側に極厚部を形成するようになっていてもよい。
【００８２】
１つ又は複数の溝１４は、内部空洞の下側部分の輪郭上に部分的に延びている。
【００８３】
液体サイクロンは、入口管を介して液体サイクロン内に導かれた混合物の固体から本質的に分離された液体を放出する上側流出口１５を備えている。この上側流出口は、内部空洞１１の上端、さらに具体的には、円柱形状の上側部分１１０の上端と連通している。
【００８４】
上側流出口１５は、円柱形区域１１０の延長線上に延びる円錐台状管１５１を備えている。円錐台状管１５１の直径は、液体サイクロンの上側部分に向かって増大している。この実施形態では、円錐台状管１５１は回転円錐台形を構成している。  
【００８５】
上側流出口１５の円錐台状管１５１は、内部空洞１１、この場合、その上側部分１１０に連通する入口１５１０と、本体１１内に作られた周辺ハウジング１６内に通じる出口１５１１とを備えている。この周辺ハウジングは、受入ボックスである。上側流出口１５は、放出管１５２をさらに備えている。放出管１５２は、本体１０の長軸と本質的に直交する軸に沿って本体に対して横方向に延びている。この横方向放出管１５２は、周辺ハウジング１６に連通する入口１５２１と、本体１０の外部に通じる出口１５２２とを備えている。上側流出口１５は溢流出口となっている。すなわち、円錐台状管１５１からの液体が、周辺ハウジング１６内に溢れ出し又は流れ出し、放出管システム１５２内に流れ込むようになっている。
【００８６】
上側流出口の円錐台状管１５１におけるその長軸又は回転軸に対する角度は１０°から３０°の範囲内にある。
【００８７】
一変更形態では、液体サイクロンは、円錐台形状の下側部分と下側流出口との間における接合部に、供給水を内部空洞内に注入するための手段を備えている。これらの注入手段の例として、例えば、給水注入パイプ６０が挙げられる。
【００８８】
円錐台形状の下側部分と下側流出口との間の接合部に供給水を注入するという事実は、もし極端な場合に液体サイクロンが詰まったとしても、溶解材の機能を果たし、これによって、液体サイクロンを詰まらせないようにすることができる
【００８９】
［運転］
混合物、例えば、水と沈降又は沈殿したスラッジ含有バラストとの混合物における液相と固相とを分離するためには、本発明による液体サイクロンを従来通りの方法によって実施することができる。
【００９０】
この目的を達成するために、このような混合物が、低圧下、好ましくは、０．３バールから１．５バールの範囲内の低圧下で入口管１２０を介して液体サイクロンの内側に導かれる。
【００９１】
この入口管の螺旋形状に起因して、流体が入口管の内側で加速され、遠心力効果が増大する。対照的に、同一の遠心力効果を得る場合、送給流量及びヘッド損失を低減させることができる。そのため、送給圧を低減させることができる。
【００９２】
入口管の断面が減少しているので、流体が加速され、これによって、前述の段落において述べた効果と同じ効果が生じる。遠心力効果は、固体を外壁に張り付かせる傾向にある。
【００９３】
入口管は、液体サイクロンの下側流出口に向かって傾斜している。そのため、流体は、液体サイクロンに入ると直ちに、液体サイクロンの内部空洞１１内における流れの方向に配向される。これによっても、固形物を捕捉して分離の品質を妨げる内部空洞の頂部における「無駄な容積」を回避することによって、送給圧を低下させることができる。
【００９４】
流体は、入口管１２０と円柱形状の上側部分１１０との間における楕円形状の接続部を通ることによって、円柱形状の上側部分１１０内に進入する。加えて、この接続部は、円柱形状の上側部分１１０の内周輪郭に対して接線方向に沿っている。この接続部の幾何学的特性に起因して、固体並びに液体は、下側空洞に入ると直ちに、この空洞の内壁の近傍に張り付くことになる。
【００９５】
流体は、内部空洞１１の円柱形区域１１０の上側輪郭１１２に沿って流れる。上側輪郭１１２は、入口管１２０と円柱形区域１１０との間における楕円形状の接続部の上端から底端にわたって、内部空洞１１内の液体の循環方向と一致する螺旋方向において螺旋状に延びている。これによって、円柱形状の上側部分１１０の上側領域における無駄な区域を回避することができ、液体サイクロンの下側流出口に向かって循環しなければなならい流体を運ぶことができ、かつ送給圧を軽減させることができる。
【００９６】
流体は、継続的に内部空洞１１内を流れ、円錐台形状の下側部分１１１内に入る。これによって、固相は、液体サイクロンの下側流出口１３に向かって流れ、液相は、液体サイクロンの上側流出口１５に向かって上昇する。
【００９７】
固相は、円錐台形状の下側部分１１１から下側流出口１３に向かって流れる。固相は、円錐台形区域１１１の下側領域の周辺輪郭上に延びる溝１４に沿って流れる。この区域における溝１４の使用によって、流体の回転が維持され、液体サイクロンが当該液体サイクロン内に導かれた混合物のＳＭ量に影響され難くなる。
【００９８】
流体の固形部は、下側流出口１３の円錐台形区域１３０内を流れる。底に向かって広くなる直径を有する円錐台形区域を有する下側流出口の使用によって、誘起流を阻止し、これによって、液体サイクロンの内側の回転を維持することができる。このことは、送給圧を軽減させる。
【００９９】
円錐台形区域１３０の内側の溝１４によって、流体の回転が維持され、その結果、液体サイクロンは、当該液体サイクロン内に導かれた混合物のＳＭ量の変動に影響されに難くなる。
【０１００】
液相は、内部空洞１１内を上昇し、円錐台形状の下側部分１１１から円柱形状の上側部分１１０、次いで、上側流出口１５の円錐台状管１５１内に入ることになる。
【０１０１】
頂部に向かって広くなる直径を有する円錐台状管１５１の使用によって、上側流出の異方性が維持される。これによって、流体の回転が維持される。また、これよって、送給圧が軽減される。
【０１０２】
次いで、液体は、円錐台状管１５１の上部から周辺ハウジング１６内に流れ出す。この後、液体は、周辺ハウジング１６から放出管１５２内に流れることになる。
【０１０３】
液相が円錐台状管１５１から周辺ハウジング１６内に溢れ出すので、上側流出口内の水の高さは低く、かつ一定に維持され、これによって、下側流出を制約しないことになる。
【０１０４】
［利点］
本発明による技術は、
−傾斜した入口管と、
−円柱形状の上側部分における上面の螺旋形状と、
−下側流出口の円錐台形区域と、
−上側流出口の円錐台状管と、
−溢流による液相の放出部と、
−下側流出口の円錐台形区域の内側の溝と、
−内部空洞の円錐台形状の下側部分における下側区域の溝と
を単独で又は組合せて用いることによって、液体サイクロン内の流体の回転を容易にし、かつこの回転を維持するようになっている。
【０１０５】
これらの全てが協働し、液体サイクロン内の液相と固相との分離を好ましく行い、液体サイクロンの下側流出における詰まりの現象を制限することになる。
【０１０６】
本発明に係る技術は、
−螺旋状の入口管と、
−入口管及び円柱形状の上側部分間における楕円形状の接線方向接続部と、
−内部空洞に向う方向における入口管の断面の減少と、
−入口管及び内部空洞に対するその接続部間における円形から楕円への形状の徐変と、
−入口管の傾斜と、
−円柱形状の上側部分における上面の螺旋形状と、
−下側流出口の円錐台形区域と、
−上側流出口の円錐台状管と、
−溢流による液相の放出部と
を単独で又は組合せて用いることによって、液体サイクロンの送給圧を低減させるようになっている。
【０１０７】
本発明に係る技術は、
−下側流出口における円錐台形区域の内側の溝と、
−内部空洞の円錐台形状の下側部分における下側区域の溝と、
−溢流による液相の放出部と
を単独で又は組合せて用いることによって、液体サイクロン内に導かれた混合物のＳＭ量の変動に対して液体サイクロンを影響され難くし、これによって、下側流出の詰まりの現象を抑制するようになっている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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