JPH088965B2 - 自動洗浄式濃縮装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動洗浄式濃縮装置に関するもので、詳しく
は、例えば高分子ポリマー粒子等の固形物を含有する反
応液等の原液中の固形物の濃縮のために利用されるもの
であるが、その他微粒固形物を含有する各種の液体の濃
縮或は過にも利用されるものである。

［従来の技術］ 従来の逆洗式濃縮装置は第７図に示すように、円筒密
閉容器ａ内をエレメント支持板ｂにより上下に仕切り、
該エレメント支持板ｂに導液孔ｃを同一円周上に複数穿
設し、該各導液孔ｃ上方に過エレメントｄを夫々配設
し、該円筒密度容器ａ及びエレメント支持板ｂの中心に
軸ｅを回転可能に貫設し、該軸ｅのエレメント支持板ｂ
下方に前記複数の導液孔ｃの一部を順次遮断する回収板
ｆを設けている。

円筒密閉容器ａの下記の入口ｇから供給される例えば
微細なポリマー粒子を含む反応液等の原液は回収板ｆに
より遮断されていない導液孔ｃから各過エレメントｄ
内に流入し、ポリマー粒子等の固形物は過されて円筒
密閉容器ａ上部の出口ｈから過された液体が流出す
る。

原液内の固形物は過エレメントｄ内面に捕捉される
が、回収板ｆにより遮断されている過エレメントｄ′
内には下方から原液が流入せず、前記過された液体の
一部が過面から流入し、該過エレメントｄ′内面に
捕捉された固形物が落され、導液孔ｃ′から前記回収板
ｆ内に穿設した回収孔ｉ、次いで前記軸ｅ下端部に穿設
した回収孔ｊを経て洗液回収ラインｋから回収される。

一部過エレメントｄ′の洗浄、回収が終了したら、
軸ｅを回転させて次の回収固形物のたまっている過エ
レメントｄ側に回収板ｆを移動させ、過済液体の一部
で逆洗、回収する。

こうして、原液が連続的に過され、固形物が濃縮さ
れる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、本方式のように過エレメントｄに供
給された原液を全量過する場合、第８図に示すように
過エレメントｄにより捕捉された原液中の固形物ｌは
過エレメントｄ表面に押し付けられ、斬次圧密されて
過抵抗が増大し易い。過抵抗が増大すると原液供給
圧力を高めなければならなくなり、これにより更に過
抵抗が増大して悪循環となり、原液処理量が減少し逆洗
回収回数が著しく多くなってしまう。

逆洗回収回数が増加しても、１回の逆洗により回収さ
れる固形物量は必ずしも多くないため、回収効率は低く
なる 又、逆洗回収時にも過抵抗が大きくなる反面、出口
ｈ側は入口ｇ側よりも圧力が低いため、充分な逆洗回収
効果を上げることはできず、回収液中の固形物濃度はあ
まり高くならず、濃縮効率が低い。

従って、逆洗回収操作を行なっても固形物の残留率が
高くなり、濃縮を停止して別途高圧の逆洗用流体を出口
ｈから供給して過エレメントd,d′の目詰まりを解消
しなければならない。

そのため、過エレメントd,d′は高い圧力を反対方
向から繰り返し受けることとなり、寿命が短かくなり、
原液及び逆洗用流体を高圧で供給するために制御機器等
の寿命も短かくなり、更に逆洗用流体の消費量も増大し
てしまう。

［問題点を解決するための手段］ 上述の従来の問題点を解決し、原液中の固形物の濃縮
を効率よく行なうと共に過エレメントの逆洗回数を少
なくししかも効率よく行なえるようにすることを目的と
して本発明では、ケーシングの内部を上下二つの支持体
により上中下の三室に仕切り、過エレメントを収容し
たセパレーティングチューブを、該過エレメントの外
側流路下部のみが前記下室と連通し且つ該過エレメン
トの内側流路上部のみが前記上室と連通するよう中間室
内に少なくとも一つ前記各上下支持体により支持し、該
各セパレーティングチューブの過エレメント外側流路
の上部に前記中間室と連通し得る開口部を夫々設け、前
記下室に原液入口を設け、前記中間室に濃縮液出口を設
け、前記上室に液出口を設けることにより自動洗浄式
濃縮装置を構成した。

［作用］ 原液入口から下室内に流入した原液は、各セパレーテ
ィングチューブの過エレメント外側流路に入り、原液
中の液分のかなりの量が過エレメントを通過して、該
過エレメント内側流路から上室に至り、液出口から
排出される。

原液中の固形分は過エレメントにより過され過
エレメント外側流路に残り、更に該外側流路を上方に流
れる原液の一部と共に開口部から中間室内へ流出し、濃
縮液出口から濃縮状態で回収される。

［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図乃至第６図は本発明の一実施例であり、筒体１
の上端部に固着した上部フランジ２の上側に上部カバー
３を着脱可能に嵌合固定し、該筒体１の下端部に固着し
た下部内側フランジ４の下側に下部カバー５を着脱可能
に嵌合固定し、更に該筒体１内下部に固着した中間内側
フランジ６に支持体７を固定して下方の一次室なちすわ
下室８と上方の二次室とに仕切り、該下室８側の筒体１
に原液入口10を設けると共に二次室側の筒体１上部に流
出量調整用のオリフィス29を有する液出口11を設けて
ある。

前記支持体７の中心に軸孔12を穿設すると共に、該軸
孔12の周囲に複数の導液孔13を同一円周上に穿設し、該
各導液孔13と前記軸孔12の内周面の開口部14とを流路15
により連通せしめてある。

該各導液孔13の上方からセパレーティングチューブ16
を液密に夫々挿入し、該各セパレーティングチューブ16
の上端部に連通孔17を有する連通管18を水密に夫々取り
付け、該各連通管18の下端部に過エレメント19を夫々
装着してある。

前記二次室側の筒体１内周側上部に環状の内側ボス20
を前記液出口11よりも下方に位置するよう固着し、該
内側ボス20に上部支持体21を液密に着脱し得るよう嵌合
し、該二次室を上室９及び中間室９′に仕切ってある。
該上部支持体21の下側に穿設した孔22に前記各連通管18
の上端部を夫々嵌入し、該各孔22と該上部支持体21の中
心に穿設された軸孔23の内周面に設けた開口部24とを連
通路25により連通せしめてある。

前記各連通管18に過エレメント外側流路47と前記中
間室９′とが連通するよう開口部48を夫々穿設し、該中
間室９′側の筒体１下部に流出量調整用のオリフィス31
を有する濃縮液出口49を設けると共に該筒体１の中間室
９′上部にエア抜管50を接続してある。

該上部支持体21の軸孔23と前記支持体７の軸孔12と前
記下部カバー５に穿設した軸孔26とを貫通するよう回転
軸27を回転可能に配設してある。

該回転軸27の下部中心に孔28を穿設すると共に該回転
軸27を所要の範囲に亘って細径となるよう流入溝30を凹
設し、前記下室８と他の流路15とが連通し原液が流入し
得るようにしてある。更に該回転軸27の下部カバー５か
ら突出する部分を軸受カバー32により覆ってある。

該回転軸27の上端中心部に穴33を設け、該穴33に前記
上部カバー３を貫通するよう配設した中間軸34を嵌入し
てピン35により回り止めし、該中間軸34の上端部に回転
駆動装置36の出力軸37を連結して、該回転軸27を所要の
角度ずつ間欠回転し得るようにしてある。

更に、該回転軸27の上部支持体21貫通部に、前記連通
路25′と連通し得る開口部39を設け、該開口部39を設け
た部分以外の範囲に流出溝40を所要範囲に亘って凹設
し、流出溝40と前記上部支持体21の回転軸27貫通部に設
けたボス41に穿設した流出孔42とが連通し得るようにし
てある。

前記孔28内に逆洗用のエアノズル52を、前記軸受カバ
ー32を貫通せしめて挿入し、軸受51により気密に且つ相
対回転可能に固定し、該孔28と前記開口部39とを流路53
により連通せしめ、前記エアノズル52から供給した圧縮
エアを流路53、開口部39,24′、連通路25′、連通孔1
7′を経て前記過エレメント19′の内側流路54′へ導
入し、逆洗し得るようにしてある。

更に、前記上部カバー３に前記上室９と連通し得るよ
う開閉弁を有するエア抜管59を接続してある。

図中、43はロッキングボルト、44,45は軸受、46はス
リーブ、60は逆止弁、61は逆洗位置検出器を示す。

以上のように構成したので、例えば微細な高分子ポリ
マー粒子を含む高分子重合反応液（原液）を原液入口10
から下室８に流入せしめると、該原液は回転軸27の支持
体７との貫通部に凹設された流入溝30を経て各流路15か
ら導液孔13を通ってセパレーティングチューブ16内に至
る。このとき、他の流路15′の開口部14′と回転軸27と
が密着しているため、流路15′には原液が流入しない。

セパレーティングチューブ16内に至った原液の一部は
過エレメント19を外側から内側へ通過して過され、
内側流路54から連通管18の連通孔17を通って上部支持体
21の連通路25に至り、開口部24から流出溝40を経て流出
孔42より上室９に抜け、液出口11から液が流出す
る。

又、前記セパレーティングチューブ16の過エレメン
ト外側流路47の上部には開口部48が設けられているた
め、流入した原液の一部は該外側流路47を上昇し、第６
図に示すような平行な上昇流となり、過エレメント19
の外側を洗うようにして分離された固形物55を上方へ移
動させ、開口部48から中間室９′へ流出する。すなわ
ち、開口部48からは固形物濃度の高くなった濃縮液が流
出し、濃縮液出口49から得られる。

原液の過率は液出口11のオリフィス29と濃縮液出
口49のオリフィス31により分配調節することができる。
又、得られる濃縮液の濃縮度が所定のレベル以下の場合
には、濃縮液を再度原液入口10から流入せしめて、同様
に濃縮することが可能である。

従って、原液中の固形物は過エレメント19に軟付着
するが、外側流路47の原液の流れにより容易に除去され
るため、過抵抗は増大しにくく、原得供給圧力も低圧
でよくなると共に目詰まりの頻度も大幅に減少する。

定期的に又は過エレメント19′の目詰まりが激しく
なった場合に、圧縮エアによる逆洗浄を行なう。

すなわち、エアノズル52から圧縮エア等の逆洗用流体
を孔28の奥に供給すると、逆洗用流体は流路53の開口部
39から上部支持体21の開口部24′、連通路25′、連通管
18′の連通孔17′を順次通過して過エレメント19′内
に流入し、該過エレメント19′を内側から外側に通過
する際該過エレメント19′の外側に付着した固形物が
除去され、過エレメント19′は逆洗される。

過エレメント19′表面に捕捉されていた固形物は逆
洗用流体と共に開口部48′から排出され、他の開口部48
から流出する濃縮液と共に濃縮液出口49から流出する。
逆洗用流体はエア抜管50から外部へ排出される。

こうして、一の過エレメント19′の自動逆洗が終了
したら、回転駆動装置36により中間軸34を介して回転軸
27を所要の角度（360゜÷過エレメント数、本実施例
の場合は45゜）回転する。回転軸27の流路53の開口部38
が前記連通路25′と隣接する連通路25と連通し、圧縮エ
アが次の過エレメント19に流入して逆洗が行なわれ
る。

前述の如く、一の過エレメント19′の圧縮エアによ
る逆洗が終了したら、回転駆動装置36により回転軸27を
回転すると、前記流路15′の開口部14′と流入溝30とが
連通し、下室８内の原液が流路15′及び導液孔13′を経
てセパレーティングチューブ16′内に入り、過エレメ
ント19′を外側から内側に通過する。

又、回転軸27の回転により連通路25′の開口部24′と
回転軸27の流出孔42とが連通し、エア逆洗後に該過エ
レメント19′内等に充満していたエアは、エア抜管59を
開とした状態において、連通路25′、流出孔42、上室９
を経てエア抜管59から排出される。これにより、エア逆
洗後に過エレメント19′内等に残留するエアが排出さ
れて原液等に置換される。

残留エアの排出が終了した後エア抜管59のバルブを閉
じる。

尚、本発明の自動洗浄式濃縮装置は上述の実施例のみ
に限定されるものではなく、ケーシングの形状は円筒以
外の任意の形状とし得ること、本実施例においては圧縮
エアによる逆洗系統を備え、順次切換えて逆洗する例に
ついて説明したが、斯かる回転切換可能な逆洗によるこ
となく、液出口から圧縮空気を吹き込んで逆洗するよ
うにしてもよいこと等本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において種々変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の自動洗浄式濃縮装置によれ
ば、下記の如く種々の優れた効果を発揮する。

（Ｉ） セパレーティングチューブ内の過エレメント
の外側流路に原液を下部から流し、該過エレメントの
内側流路上部から液を排出し、濃縮液を過エレメン
トの外側流路の上部から取り出すようにしたので、いわ
ばオープン・エンド・フロー方式となり原液中の固形物
は過エレメントに軟付着状態で過される。

（II） 前記外側流路では平行な上昇流により、過エ
レメントに軟付着した固形物が剥離除去されてセパレー
ティングチューブ外に運び出されるので、過エレメン
トの過抵抗は増大しにくい。

（III） 過抵抗が増大しにくいので、原液供給圧力
も低くてよく、長期間連続使用が可能になる。

（IV） 過エレメントの目詰まりも大幅に減少し、逆
洗回数も減少する。

（Ｖ） 原液供給圧力が低くてよいので、目詰まりの程
度も軽くてすみ、逆洗も容易になる。

（VI） （IV）（Ｖ）により、稼動率が向上すると共に
逆洗等に要するメンテナンス費用も大幅に節減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動洗浄式濃縮装置の一実施例の説明
図、第２図は第１図のII−II方向部分説明図、第３図は
第１図のIII−III方向矢視図、第４図は第１図のIV−IV
方向矢視図、第５図は第１図のＶ−Ｖ方向矢視図、第６
図は本発明の装置による濃縮状態の説明図、第７図は従
来の逆洗式濃縮装置の一例を示す説明図、第８図は第６
図で示した装置の濃縮状態図である。 １は筒体、３は上部カバー、５は下部カバー、７は支持
体、、８は下室、９は上室、９′は中間室、10は原液入
口、11は液出口、13,13′は導液孔、15,15′は流路、
16,16′はセパレーティングチューブ、17,17′は連通
孔、18,18′は連通管、19,19′は過エレメント、21は
上部支持体、25,25′は連通路、27は回転軸、28は孔、2
9,31はオリフィス、30は流入溝、34は中間軸、36は回転
駆動装置、39は開口部、40は流出溝、42は流出孔、47,4
7′は過エレメント外側流路、48,48′は開口部、49は
濃縮液出口、50,59はエア抜管、52はエアノズル、53は
流路、54,54′は内側流路を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 29/38 ５３０ Ａ 29/42 ５２０ (56)参考文献 特開 昭62−244410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−244412（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−88078（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−91577（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭46−33464（ＪＰ，Ｂ１) 特公 平６−93965（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−93964（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭39−24493（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭43−14077（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシングの内部を上下二つの支持体によ
   り上中下の三室に仕切り、過エレメントを収容したセ
   パレーティングチューブを、該過エレメントの外側流
   路下部のみが前記下室と連通し且つ該過エレメントの
   内側流路上部のみが前記上室と連通するよう中間室内に
   少なくとも一つの前記各上下支持体により支持し、該各
   セパレーティングチューブの過エレメント外側流路の
   上部に前記中間室と連通し得る開口部を夫々設け、前記
   下室に原液入口を設け、前記中間室に濃縮液出口を設
   け、前記上室に液出口を設けたことを特徴とする自動
   洗浄式濃縮装置。