の応用

水力旋風分離器の構造

水力旋風分離器の上部は中空円筒、下部は円筒と連通する逆錐体で構成されており、これらが一体となって水力旋風分離器の作業空間を形成します。円筒部の上端には接線方向に給料管が設置され、最上部には溢流管および溢流導管が備わっています。円錐部の底部には砂溜まり室（グットチャンバー）が設けられており、各部品はフランジとボルトによって接続されています。給料口、円筒本体、および排出口の内側には通常、ゴム、ポリウレタン、炭化ケイ素、または玄武岩鋳石などの耐摩耗ライニングが施されており、摩耗による損傷を防ぎつつ、摩耗後は交換が可能となっています。

水力旋風分離器の作動原理

混合物の分離は、高速回転によって生じる強力な遠心力を利用することで実現されます。例えば、古典的な静置式水力旋風分離器では、外部圧力を用いて混合物を高速でサイクロン内に押し込みます。混合物がサイクロンの接線方向に移動するため、液体は円筒内壁に沿って回転運動を起こし、これを一般的に外渦（アウターボルテックス）と呼びます。

外周旋流中の粒子は遠心力の影響を受けます。粒子の密度が周囲の液体より大きい場合、作用する遠心力は増大します。この遠心力が移動に伴う液体抵抗を上回ると、粒子はその抵抗を克服して容器壁面へ向かい、周囲の液体から分離されます。分離された粒子はアンダーフローポート付近で集積し、高濃度のスラリーを形成した後にアンダーフローポートから排出されます。

分離後の液体は回転しながら下方へ移動を続けます。円錐部に入ると、サイクロンの内径が徐々に縮小するため、液体の回転速度が増加します。渦発生時の液体の半径方向における圧力分布は不均一であり、軸心に近いほど圧力は小さくなり、軸心上ではほぼゼロとなります。これにより低圧域、あるいは真空域が形成され、液体は軸心方向へ移動します。同時に、サイクロンセパレーターのアンダーフローポートが大きく絞り込まれているため、液体を迅速に排出できません。その結果、サイクロンチャンバー頂部カバー中央にあるオーバーフローポートが低圧域に位置することから、一部の液体が同ポートへ引き寄せられ、上向きの回転運動を形成した後にオーバーフローポートから排出されます。

サイクロンは主に鉱物処理に使用されます

1. 重液サイクロンは、一般的な重液選別装置です。

2. 粉砕回路における分級装置として、特に微粉砕の分級装置として機能します。

3. パルプの脱泥および濃縮を行います。