JPS6363262B2 - - Google Patents

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JPS6363262B2
JPS6363262B2 JP57206276A JP20627682A JPS6363262B2 JP S6363262 B2 JPS6363262 B2 JP S6363262B2 JP 57206276 A JP57206276 A JP 57206276A JP 20627682 A JP20627682 A JP 20627682A JP S6363262 B2 JPS6363262 B2 JP S6363262B2
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hydrocyclone separator
separation chamber
separation
generating means
separation chambers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B04C5/103—Bodies or members, e.g. bulkheads, guides, in the vortex chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B04C5/081—Shapes or dimensions
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/18—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force
    • D21D5/24—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force in cyclones

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cyclones (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は相対的に低密度の軽量第1成分と相対
的に高密度の重量第2成分とに混合物を分離する
ためのハイドロサイクロン分離機に関し、該分離
機は給送混合物用の接線方向流入部および軽量成
分用の中央流出部を有する円筒形部分、および重
量成分用流出部を形成する円錐形部分から成る分
離室を含む。
ハイドロサイクロン分離機は広範囲にわたる適
用範囲に使用され、特にセルローズ繊維懸濁物の
精製用としてのセルローズ工業に用いられる。
ハイドロサイクロン分離機は多くの使用目的を
もつ。その主なるものの1つは、セルローズ繊維
懸濁物の精製のためのセルローズ工業である。一
般に、ハイドロサイクロン分離機システムは、直
列に接続した数段階を含み、各段階は流入室およ
び流出室を共有する並列に接続された数基のハイ
ドロサイクロン分離機を含む。このようなハイド
ロサイクロン分離機システムは原始の高度に稀釈
されたセルローズ懸濁物を「軽量成分」と称する
稀釈された繊維と、濃化された「重量成分」と称
する不純物とに分離する。
生産能力の増大およびエネルギ経費の増大によ
つて、従来用いられていたよりも高い繊維濃度を
有する給送原料を用いて前記の分離すなわち精製
を行うことができるようにしたいという要求が近
年生じている。また、生産方法の変化に伴い作業
温度が上昇している。そのうえ、所謂廃棄排出物
と称する重量成分とともに、繊維が損失するのを
減少させなければならないように環境規制の引締
めが行われている。これらすべてのために、ハイ
ドロサイクロン施設の設計がますます困難になつ
ている。
前記の問題、特に繊維の損失および相対的に重
い成分の排除流出部の詰まりに関する問題を解決
するため、種々の試みがこれまでに発表され、例
えばスエーデン特許第7702500号において、序文
で述べた形式のハイドロサイクロン分離機が開示
されている。これは案内手段を、排除流出部附近
に設け、該案内手段は円錐形部分の排除流出部に
向つて流動する重量成分に、分離室に向う軸方向
内向きの運動成分を与える。さらに、分離室の円
錐形部分内の壁部に沿つてら旋経路内を流れる重
量成分の流れに、半径方向内向きの成分を与える
ように設計された少なくとも1つの実質的に軸方
向に延びるうね部が該円錐形部分内に設けられて
いる。このような設計により、既知のハイドロサ
イクロン分離機に比して運転安全性が改善され、
運転経費が低減しかつ繊維の損失が減少してい
る。
本発明の目的は、懸濁物が分離機の内壁に沈澱
することを抑制して、高い運転信頼性と低い運転
経費と少い繊維損失量を示し、かつ従来用いられ
ていたよりも高い繊維濃度をもつセルローズ繊維
懸濁物を分離、すなわち精製することが可能な既
述形式のハイドロサイクロン分離機を提供するに
ある。
本発明によれば、文頭において述べた種類のハ
イドロサイクロン分離機において、分離室の軸方
向の実質的長さにわたつて、分離室の壁部に沿つ
て流体が流動するら旋経路の向き(分離室の軸に
対して右まわり、また左まわりの向き)と逆向き
に走行するら旋経路状に配置された比較的中程度
の乱流を発生する乱流発生手段を具備することを
特徴とする。分離室の壁部に沿うてら旋経路を画
いて流動する流れは、向度も乱流発生手段にぶつ
かつて通過することになり、分離室の壁部に近接
した流れに乱流が発生する。そのため、壁部近傍
における分離作用が弱められ該壁部上に沈殿が生
ずることが抑止させる。(特開昭54−93106号公報
に開示されたハイドロサイクロン分離機において
は、肩部のら旋経路と、流れが流動するら旋経路
とは同じ向きである。その結果、流れは隣接する
2つの肩部間の側壁に沿つてハイドロサイクロン
分離機の全行程を流動することができるため、乱
流は発生し難い、また特開昭50−115366号公報に
開示されたハイドロサイクロン分離機においては
中央棒によつて、分離室の壁部近傍に乱流を発生
することはできない。)このように乱流発生手段
はハイドロサイクロン分離機内において、セルロ
ーズ繊維懸濁給送物内の繊維濃度が比較的高くて
も分離室の壁部上の沈殿を抑止する流れ条件を与
える。前記手段は円錐形部分のみならず円筒形部
分にも配設され、あるいは使用分野によつてはそ
れらの一方のみに設けることもできる。
別の一好適実施例においては、乱流発生手段の
ら旋経路を形成する限定表面が分離室の軸対称軸
に垂直な平面に対して角αを形成し、このαは0゜
から75゜までの間の値をとる。
αが40゜から65゜の間の値をとる場合、特に好適
である。乱流発生手段のら旋経路を形成する限定
表面の幅は、分離室内において比較的中程度の乱
流は生じてもあまりに激しい乱流は生じない程度
に定められなければならない。このことは、乱流
発生手段のら旋経路を形成する限定表面を構成し
ない分離室の内壁部分でかつ、ら旋経路を形成し
ている内壁部分の母線の、分離室の軸対称軸に対
する傾きが円錐角の変化と共に変化することを意
味する。即ち、もし円錐角が大きけば、即ち分離
室の円錐形部分が軸方向に比較的短かければ、前
記母線は、乱流発生手段のら旋経路を形成した限
定表面が過大に幅広にならないように、ハイドロ
サイクロン分離機からの重量成分用の排除流出部
から見て分離室の軸対称軸に対して鋭角βをもつ
て傾斜されなければならない。反対に、もし円錐
形部分が比較的に細長ければ、前記母線は、ハイ
ドロサイクロン分離機の流入部から見て分離室の
軸対称軸に対し鋭角γをもつて傾斜しなければな
らない。この状態は分離室の円筒形部分において
も同じであり、この場合、前記母線はら旋経路状
の乱流発生手段が形成される場所が存在するよう
に軸対称軸に対し角γをもつて傾斜されなければ
ならない。
或る特定の場合において、分離室の円錐形部分
に関し、前記母線は分離室の軸対称軸と平行であ
る。
図面を参照してこの発明の一実施例について以
下にこの発明を説明する。
第1図乃至第3図において、1および2はハイ
ドロサイクロン分離機の分離室を構成する円筒形
部分および円錐形部分、3は分離すべき混合物用
の接線方向流入部、4は相対的に軽い成分用の中
央流出部、および5は相対的に重い成分用の円錐
形部分からの流出部を示す。円錐形部分2には、
円錐形部分の周辺まわりの等間隔に分布された4
つの軸方向に延びるうね部6が配設される。これ
らのうね部は、第3図の横断面で見るように対称
的なうね部を形成し、分離室の壁部に沿つてら旋
経路を流動する流れに半径方向内向きの成分を与
えるように配置される。1つ以上のこのようなう
ね部は分離室の円錐形部分の下方区域に配置され
るのが普通であるが、その上方区域または円筒形
部分においてさえも設けることができる。円錐形
部分に配置される場合、うね部は重量成分の下降
流動および軽量成分の上昇流動を促進する。乱流
発生手段は、分離室の円錐形部分に沿つて延びる
ら旋経路7の形状をもつて配置されている。ら旋
経路7の母線は分離室の軸対称軸に垂直な平面と
角αをなす。図示の実施例ではこの角度αは45゜
である。分離室の円錐形部分の内壁の、乱流発生
手段のら旋経路を形成する限定表面を構成しない
区域はら旋経路8を形成し、該経路の母線は図示
の実施例において分離室の軸対称軸9と平行であ
る。第4図には比較的短い円錐形分離室の壁の一
部を示す。この図において、2′,7′および8′
は第1図の参照番号2,7および8に対応し、
9′は円錐形分離室の軸対称軸である。ら旋経路
8′はハイドロサイクロンの排除流出部から見て
角βで外方へ傾斜している。第5図は比較的細長
い円錐形分離室の壁の一部を示す。この図におい
て参照番号2″,7″および8″は1図の2,7お
よび8に対応し、9″は第4図の9′に相当する。
ら旋経路8″はハイドロサイクロンの流入部から
見て角γで外方へ傾斜している。
本発明の範囲に含まれるものとして、一連の実
施例が可能である。その一例として、乱流発生手
段が分離室の円筒形および円錐形部分内で軸方向
に向つて多く延びまたは少く延びることができ
る。1つまたは複数のほぼ軸方向に延びる案内棒
部分が前記乱流発生手段と関連しつつ分離室内に
おいて種々の態様で配置される。
この発明によるハイドロサイクロン分離機の機
能の一例として、0.6%(重量)のセルローズの
給送繊維濃度で従来得られていた精製度と同じ精
製度が0.9%(重量)のセルローズの給送繊維濃
度で得られたことに注目すべきである。この濃度
の増加は経済的に重要な意味があり、これは以下
の使用例から明らかである。もしセルローズ製造
施設の生産能力が1000ton/24h.であれば、精製
される繊維物質の流量は0.6%(重量)の繊維濃
度において115m3/min.であるが、0.9%(重量)
の繊維濃度においては僅かに77m3/min.に過ぎ
ない。このことは投資および運転経費の両面にお
ける軽減を意味し、就中エネルギの面で30%の経
費節減になる。
上述の実施例では分離機の壁部にうね部を設け
たが、うね部を設けなくても乱流発生手段のら旋
経路のみで、懸濁物が壁部に沈積することを抑止
することができる。また、上述の記載では繊維物
質懸濁液の精製のみについて述べてきたが、この
発明によるハイドロサイクロン分離機はパルプ工
業および製紙工業以外の他の使用分野内において
も好適に用いられる。
以上説明したように本発明は、分離室の壁部に
乱流発生手段のら旋経路を設けることにより、壁
部近傍における遠心分離を弱め、該壁部に懸濁物
が沈積することを防止することができ、その結
果、懸濁物の濃度が従来よりも高い懸濁液を高い
信頼性と低い運転経費と少ない繊維損失量で精製
することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明によるハイドロサイクロン分
離機の縦断面図で乱流発生手段が略示され、第2
図は第1図の線−に沿つてとられた横断面
図、第3図は第1図の線−に沿つてとられた
横断面図、第4図は円錐形分離室の壁部の縦断面
部分図、第5図は第4図と同様な縦断面図で異る
円錐形状を有するものを示す。 1……円筒形部分、2,2′,2″……円錐形部
分、3……接線方向流入部、4……中央流出部、
5……流出部、6……うね部、7,7′,7″……
ら旋経路、8,8′,8″……ら旋経路、9,9′,
9″……軸対称軸。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 給送混合物用の接線方向流入部および相対的
    に低密度の軽い成分用の中央流出部4を備えてい
    る円筒形部分1と、相対的に高密度の重い成分用
    の流出部5を頂点に備えている円錐形部分2,
    2′,2″とをもつ分離室1,2,2′,2″を含
    み、混合物を軽い成分と重い成分に分離するハイ
    ドロサイクロン分離機において、 分離室1,2,2′,2″の壁部は、分離室1,
    2,2′,2″の軸のまわりの、かつ分離室1,
    2,2′,2″の壁部に沿つて流れが流動するら旋
    経路の向きと逆向きのら旋経路7,7′,7″の形
    に配置された乱流発生手段を備え、該乱流発生手
    段は分離室1,2,2′,2″の軸方向の実質的伸
    長部に沿つて設けられていて、分離室1,2,
    2′,2″の壁部の近傍において通過する流れに乱
    流を発生させることを特徴とするハイドロサイク
    ロン分離機。 2 分離室の1,2,2′,2″の壁部上に位置
    し、該分離室の軸方向に実質的に伸長し、分離室
    1,2,2′,2″の壁部に沿つてら旋経路中を流
    れる前記流れに半径方向内向き成分を与えるため
    に配置されているうね部6を備えている特許請求
    の範囲第1項に記載のハイドロサイクロン分離
    機。 3 前記乱流発生手段のら旋経路を限定する限定
    表面7,7′,7″は分離室1,2,2′,2″の軸
    9,9′,9″に垂直な平面と角度αを形成し、該
    角度αは0゜−75゜の範囲内にある特許請求の範囲
    第1項または第2項に記載のハイドロサイクロン
    分離機。 4 前記角度αが40゜−65゜の範囲内にある特許請
    求の範囲第3項に記載のハイドロサイクロン分離
    機。 5 前記乱流発生手段が分離室1,2,2′,
    2″の前記円錐形部分2,2′,2″に設けられて
    いる特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれ
    か1項に記載のハイドロサイクロン分離機。 6 分離室1,2′の壁部の、乱流発生手段のら
    旋経路を限定する限定表面7′によつて占められ
    ていない部分が、ハイドロサイクロン分離機の重
    い成分の流出部5から見て、分離室1,2′の軸
    9′と鋭角βを形成する母線をもつら旋経路8′を
    形成している特許請求の範囲第5項に記載のハイ
    ドロサイクロン分離機。 7 分離室1,2の壁部の、乱流発生手段のら旋
    経路を限定する限定表面7によつて占められてい
    ない部分が、分離室1,2の軸9に平行な母線を
    もつら旋経路8を形成している特許請求の範囲5
    項に記載のハイドロサイクロン分離機。 8 分離室1,2″の壁部の、乱流発生手段のら
    旋経路を限定する限定表面7″によつて占められ
    ていない部分が、ハイドロサイクロン分離機の軽
    い成分の中央流出部4から見て分離室1,2″の
    軸9″と鋭角γを形成する母線をもつら旋経路
    8″を形成している特許請求の範囲第5項に記載
    のハイドロサイクロン分離機。
JP57206276A 1981-12-04 1982-11-26 ハイドロサイクロン分離機 Granted JPS5898150A (ja)

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SE8107262-1 1981-12-04
SE8107262A SE434709B (sv) 1981-12-04 1981-12-04 Hydrocyklonseparator for rening av massasuspension med hog ingaende fiberhalt

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Publication Number Publication Date
JPS5898150A JPS5898150A (ja) 1983-06-10
JPS6363262B2 true JPS6363262B2 (ja) 1988-12-06

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