JPS6253205B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、管路における流体流の制御装置に関
するものであつて、管路における液体流の流量制
御ばかりでなく、液体流中の粉粒体の分割抽出、
分離抽出等の制御をも可能にしたことを特徴とす
るものである。

例えば管路を流れる流体の流量は、その管路に
絞りその他の流量抵抗を与えるものを設けたり、
ポンプの能力を可変とすることにより、適宜制御
することができる。しかるに、このような管路を
流れる流体が粉粒体を含む場合に、その粉粒体の
一部を分割抽出したり、比重による分離抽出を行
う場合には、そのための手段を管路に付設する必
要がある。

本発明は、適切な条件の設定により、上記管路
中の液体流の流量の大巾な制御ばかりでなく、粉
粒体の任意割合による分割抽出や比重による分離
抽出など、広範囲の流体流の制御を行うことがで
きる構成が極めて簡単な制御装置を提供しようと
するものである。

このような流体流の制御装置は、例えば土木、
基礎工事において、泥水を循環させながら地盤の
掘削を行う泥水工法の掘削泥水中より土砂を分離
する場合、河川やダム等の堆積物を除去する場
合、鉱業において細粒の石炭、金属鉱物の比重分
離を行う場合、化学工業においてパイプライン中
からの不純物の除去、流れの分割、他の物質の添
加、異比重液体の分離等を行う場合に、また都市
ごみ等の廃棄物処理を行う場合の高比重物の除去
等に、有効に利用することができる。

而して、本発明の流体流制御装置は、制御すべ
き液体を流す主管と循環液流を流す副管とを、両
者の軸線が平行し且つ両者の液体が同じ方向に流
れるように接合させ、その接合部において両管の
間に連弾孔を穿設して両管の液体の接触部を形成
し、この液体の接触部において主管側から副管側
へ重量または遠心力が作用するものとして構成し
たことを特徴とするものである。

以下、図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

第１図及び第２図に示す第１実施例は、直管型
の流体流御制装置を示すもので、制御すべき液体
を一定流量で流す主管１と、ポンプ３等によつて
循環液流を流す副管２とを、両者の対向側面に開
口部４，５を設けて、この開口部４，５間に仕切
板６を介在させて両軸線が平行し且つ両者の液体
が同じ方向に流れるように接合させている。この
接合部において、上記仕切板６には両管１，２の
液体の接触部を形成する１個または複数個の連通
孔７を穿設しているが、この連通孔の形状及び大
きさは、液体流の制御の目的に応じて選定される
べきであり、必要に応じて各種形状及び大きさを
有する連通孔を穿設した多数の仕切板を用意し、
それらを液体流の性状等に応じて使い分けること
ができる。

而して、上記主管１及び副管２は、液体の接触
部において主管１を上方に、副管２を下方に配置
し、従つて主管側から副管側へ重量が作用するも
のとして構成している。

このような構成を有する流体流制御装置におい
ては、主管１に水その他の液体を一定流量で流し
ながら副管２にポンプ３によつて水その他の循環
液流を流し、両管１，２の接触部において両液体
を接触させると、上記循環液流の流量に応じて主
管１における流出側流量を無段階的に増減させる
ことができる。この場合に主管１及び副管２の液
体が同一でなければ、主管１中の液体の一部を副
管２内に分割抽出し、あるいは副管２の液体を主
管１の液体に添加することになり、また主管１中
に２以上の液体の混合液が流れている場合には、
その比重の大きい方が副管内に分離抽出されるこ
とになる。

さらに、主管１に粉粒体を含むスラリーが流れ
ている場合には、副管２に循環液流を流すことに
より主管１の流出側の液体流量を制御できると同
時に、その粉粒体の一部を副管２に分割抽出した
り、比重による粉粒体の分離を行うことができ
る。

第３図及び第４図に示す第２実施例は、スパイ
ラル型の制御装置を示すもので、制御すべき液体
を一定流量で流す主管１１と、図示しないポンプ
等によつて循環液流を流す副管１２とを備え、こ
れらの両管を主管１１と内側として接合したうえ
でスパイラル状に巻回し、このスパイラル管の適
所において主管１１と副管１２との間に適数の連
通孔１７を穿設している。このスパイラル型の流
体流制御装置は、主管１１及び副管１２に同じ方
向に液体を流して連通孔１７を設けた接触部にお
いて両液体を接触させるが、両管がスパイラル状
で主管を内側に配設しているので、主管側から副
管側へ遠心力が作用することになる。従つて、ス
パイラル管を適宜傾斜させて用いることもでき
る。なお、図中１８はスパイラル管の内側固定板
である。

このような構成を有する流体流制御装置におい
ては、主管１１に液体を一定流量で流すと共に副
管１２に循環液流を流すと、スパイラル状の両管
を流れる液体に遠心力が作用し、この遠心力は流
速によつて制御できるため、特に粉粒体の比重分
離に有効であつて、その分離精度を高めることが
できる。この場合、分離精度を支配する因子とし
ては、粉粒体の供給量、管内流量（流速）、装置
の傾斜角度、連通孔の位置、大きさ、形状などが
あり、これらをも適切に設定するのが望ましい。

なお、この第２実施例の場合も第１実施例の場
合と同様に広範囲の流体流の制御を行うことがで
きるのは勿論である。

以下に上記装置による実験例について説明す
る。

実験例 １ 第１図及び第２図に示す直管型の装置におい
て、長さ1200mm、直径20mmφの水平主管中を流量
20／minで流通する水に対し、循環流用副管中
を同方向に流れる循環水流を、15／minから45
／minまで５／min置きに流量を変化させて
接触させた。両管における流体の接触部を形成す
る連通孔は、巾10mm、長さ10、20、30、50、70、
100mmの異なつた６種類とし、それぞれについて
水平主管の流出側流量を測定した。

その結果、水平主管中に流す水の流量を一定と
しても、循環水流の流量を増加させることによつ
て主管の流出側流量が増加し、また主管と副管に
おける流体の接触部の面積を増大させれば主管の
流出側流量がわずかに減少する傾向を示し、上記
循環水流の流量と接触部面積を選択することによ
つて、流出側の流量を0.3倍から1.8倍まで細かく
変化させることができ、この範囲で所期の流出側
流量を得るための制御が可能であることを確認で
きた。

実験例 ２ 粒度14〜48メツシユ、比重1.3〜1.5の石炭と、
同粒度で比重1.6〜2.2の選炭廃石を、石炭80％、
廃石20％の重量割合で混合した粉粒体試料を用
い、固体重量が水に対し10％のスラリーを調整
し、前記と同じ実験条件下で主管を通過させ、副
管への粉粒体の分割流入割合及び比重による固体
の分離状況について測定した。

その結果、主管を通過して流出側で得られる水
量を流入側とほぼ同じとすることを前提とした場
合、前記条件下では、循環水流の流量及び両管に
おける水流の接触部面積を適宜選択決定すること
により、主管の流出側の粉粒体重量を95％〜70％
の範囲で任意に決定できることが認められた。

この場合、循環水流の流量を増大するに従つて
主管の流出側に導かれる粉粒体重量が増加し、ま
た上記接触部面積を増大させるに従つて主管の流
出側の粉粒体重量がわずかに減少した。

なお、流出側の水量が流入側と比べて変化する
場合には、粉粒体を０〜100％の割合で副管へ分
割流入させ得ることは勿論である。

また、水平主管を通過してその流出側で得られ
る粉粒体重量が80％（循環水流側に20％）となる
ように循環水流の流量と接触部面積を選択した数
種類の異なる条件下においては、上記流量が32
／min、接触部長さが50mmの場合に、循環水側
の固体重量（20％）のうち、廃石が12％（石炭８
％）となつて、最もよい分離結果が得られた。こ
れは、主管内を通過する廃石の60％に相当するも
のである。

実験例 ３ 第３図及び第４図に示すスパイラル型の装置
を、直径20mmφの主管及び副管を接合し、その主
管を内側として主管の内側直径250mm、巻き間隔
50mmでスパイラル状に15回巻くことにより構成
し、このスパイラル管の１巻ごとに主管と副管の
間に各１個所の直径８mmφの連通孔を設けて流体
の接触部を形成した。

実験例２で用いた10％濃度のスラリー試料を実
験例２と同じ条件で主管に流し、副管には循環水
流を通過させることにより、基本的には実験例１
及び２の場合と同様な傾向を示す結果が得られた
が、装置を45゜傾斜させて行つた実験結果では、
最も良い場合に全体廃石量の90％を回収すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成図、第２図
はその要部分解斜視図、第３図は本発明の第２実
施例の平面図、第４図はその一部破断正面図であ
る。 １，１１……主管、２，１２……副管、７，１
７……連通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 制御すべき液体を流す主管と循環液流を流す
   副管とを、両者の軸線が平行し且つ両者の液体が
   同じ方向に流れるように接合させ、その接合部に
   おいて両管の間に連通孔を穿設して両管の液体の
   接触部を形成し、この液体の接触部において主管
   側から副管側へ重力または遠心力が作用するもの
   として構成したことを特徴とする管路における流
   体流の制御装置。