(57)【要約】【課題】  運転する機械内を循環する流体中の微粒汚染物質を除去する方法及び装置を提供すること。【解決手段】  運転する機械から微粒汚染物質を除去する方法及び装置は、運転する機械内を循環する流体から微粒子を除去又は減ずべく安定した電荷凝集を用いる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転する機械内を循環する流体中の微粒汚染物質と液体容器との間の電位を除去又は減ずべく安定した電荷凝集を用いることを含む、運転する機械から微粒汚染物質を除去する方法。
【請求項２】
前記運転する機械内を循環する流体から微粒子を除去又は減ずべく前記安定した電荷凝集を用いることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
運転する機械内を循環する流体中の微粒汚染物質と液体容器との間の電位を除去又は減ずべく安定した電荷凝集装置を含む、運転する機械から微粒汚染物質を除去する装置。
【請求項４】
前記運転する機械内を循環する流体から微粒子を除去又は減ずる装置を用いることを含む、請求項２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子の除去、特に運転する機械から微粒汚染物質又は微粒汚濁物を除去する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転する機械は、消費ポイントに熱を運び、摩擦を減じ、力を液圧で伝達するために、絶縁液を使用する。この絶縁液は、機械で使用され又は後の使用のために蓄えられる潤滑油、圧液及び燃料を含み、またこれらの液体は、微粒汚染物質を含み、この微粒汚染物質を貯蔵タンクを含む物理的装置の離れた場所へ運ぶ。この微粒子は、製造、輸送、引渡、貯蔵及び液体の使用中に取り込まれる。この汚染物質は、いくつかの理由で有害である。
１．汚染物質は機械装置中に蓄積する。
２．汚染物質は水の蓄積のための表面積を提供する。
３．汚染物質は不安定な静電荷の溜まり場を提供する。
４．汚染物質は、水との組み合せで、バクテリアの潜伏の場を提供する。
５．汚染物質は、液体の酸化を促進する化学プロセスの材料を提供する。
６．粒子の希薄な集まりは、熱的又は機械的衝撃下で、液体中に戻って機械の回転時に致命傷となる機械的磨耗の突然で重大な始まりとなる。
７．汚染物質は化学反応の後モノマーを構成し、このモノマーは、液体容器の境界に熱の勾配を示したときに蓄積し、一般に「ニス」として知られる物質に重合する。このニスは機械的実体であり、絶縁液に比べて高い熱的インピーダンスを有する。
８．この微粒子の循環は、液体容器の端部に接触するとき、また十分な速度を有するとき、
微粒子の特異の材料及び容器に従って、また速度に比例して電荷を達成する。微粒子近傍の液体が絶縁体である限り、電荷は、ミリキン（Mｉｌｌｉｋｉｎ）らが確立した条件内で微粒子に残る傾向がある。
９．油粒子インターフェースでの水に組み合わせての電荷は、汚染物質の場合、微粒子が意図的でない、有害な化学反応を引き起こす。
【０００３】
この微粒子は、限られた流れを条件とする静かな渦又は細い通路の制御されない様式に蓄積する粒子の集団を生成するように、凝固力又は凝集力の作用により、コロイド懸濁液として溶液中に残る。この液体の多くは、親水性の、環境からの吸収水である。この水は、微粒汚染物質との組み合せで液体の特性の酸化、酸性化及び化学分解を引き起こす。
【０００４】
さらに、運転する装置からの微粒子の除去は、加速される機械的磨耗を機構から除去する。加えて、これらの微粒汚染物質及びこの微粒汚染物質と一体となった水の除去は、液体容器のインターフェースでの加水分解コーティングの付着を起こらないようにし、これにより熱伝導性を最大限にする。
【０００５】
また、液体から除去された微粒子と結合した水の移送は、細菌学上の再生の起こりの潜在的な場を除去する。液体環境からのこの汚染物質の除去は、この汚染物質の意図しない、有害な化学的、機械的結果が起こらないようにする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、運転する機械から微粒汚染物質を除去する方法であって、運転する機械内を循環する流体中の微粒汚染物質と液体容器との間の電位を除去又は減ずるように安定した電荷凝集を使用することを含む除去方法を提供し、また運転する機械から微粒汚染物質を除去する装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に詳細に説明する浄化システムは、制限的ではないが、運転する機械であるかまたはそうでない機械でありうる遠隔の装置から粒状汚染物質を除去することを意図している。流体からの物理的な汚染物質又は汚濁物の除去は、全体浄化に必要な要素である。本発明は、また、機械からの粒状物除去を容易にするために、化学的汚濁物を除去するために使用される。
【０００８】
熱的なまたは強制された循環による液体の通常の循環中、電荷は常に液体中に存在する固体微粒汚染物質の一部分に移されまたは誘導される。電荷された粒子は、同じ組成の材料に１つの極性を有する。同じタイプまたはクラスの材料が液体内に汚染物質として優位を占める場合、汚染物質は単一極性の電荷を呈する。この電荷が生じる点において、大地に関して３０ミリボルトより大きい不安定を生じ、微粒汚染物質は安定なコロイド懸濁液を構成する。このコロイドの動きは電解質中の陰イオン及び陽イオンと同程度の量の電流を生じる。これは、伝導面上にある範囲の汚染物質の電着を招く。電荷された粒子は、前記したような有害な結果を引き起こす。
【０００９】
電荷され、水で飽和した微粒子は、容器環境を安定させ、加速された電気化学反応を生じる電気化学レトルトを構成する。
【００１０】
これらの微粒子の性質は、一般に、これらの汚染物質が他のマクロ又はミクロの機械的成分から十分に除去されるならば、電荷は微粒子の液体機械境界面の微粒子に蓄えられる。微粒子の電荷が単極であるならば、微粒子がクーロンの法則に従って反発力を引き起こす、というものである。この反発力は荷電した微粒子を分散させる傾向をもつ。
【００１１】
それぞれが電荷された微粒子の単極の流れをつくる、絶縁された２本の導管があり、さらに２つの流れが反対の極性からなるとき、反対に電荷された微粒子は、溜め又は液体が通る他の場所から電荷された及び電荷されていない微粒子を集めるために使用される。
【００１２】
本発明のプロセスは、機械及び貯蔵タンクの一方又は双方から中央の除去ポイントへ微粒汚染物質を除去し、またそうしつつ本来の液体の特性の加速された崩壊を防ぐ。機械又は容器環境からの微粒汚染物質の除去又は排除は、液体機械容器の寿命を延ばす上で重要である。
【００１３】
特に、再循環する液体中の微粒汚染物質に適用される制御された電流の使用により、微粒子への平均の電荷はゼロに強制される。それから時間とともに、液体におけるいかなるポイントでの絶対電荷もゼロに減ぜられる。装置内の微粒子のすべてに対する不安定な電荷を排除するプロセスは、コロイド懸濁の維持が不可能な環境をつくる。これは、中和点での凝固及び凝集を促進するため好ましい。このプロセスにおいて、中和点は、液体内の、等しい及び反対の電荷をもつ微粒子流の間の相互作用点にある。
【００１４】
微粒汚染物質の表面に生じる電荷の極性は、微粒子、汚染物質、容器及び液体の性質により規定される。電荷の大きさは、微分速度に比例する。たいていの容器の構造材料は通常主として１材料であり、移動した電荷の極性は事実上単極である。
【００１５】
本発明は液体を絶縁された装置中に流し込ませる。本発明は移動する流体を２つの流れに分かつ。本発明は、高電圧及び電荷移動電極の使用により、容積ベースで、液体中に通常存在するより多数の電荷微粒子を生じる。微粒子に移動した電荷は２つの絶縁された電極に配分される。２つの電極への電荷は反対の極性をもつ。本発明は、電流が当初ほとんど同じであるような粒子に移動する電流を制御する。２つの電荷した液体の流れは、その後、粒状汚染物質がより大きなサイズのかたまりになるように混合される。
【００１６】
電荷した液体の混合流は、いくつかの汚染物質を除去する、電気的に絶縁された微粒子除去装置を通過する。サブシステムは、前記混合流から微粒子を除去するのに適した部分的に伝導性の設備からなる。液体と微粒子の流れは、特定のサイズより大きい粒子を除去する、部分的に伝導性の装置に突き当たる。サブシステムの伝導性は、微粒子に含まれた団粒電荷を制御入力に移す。サブシステムからコントロールへの帰還接続は、装置上の電圧をゼロに維持するためにコントロールに不安定電荷を移す。
【００１７】
サブシステムから流れる、装置によって除去されるには小さすぎる微粒子は、サブシステムと同じ平均電荷極性を有する。
【００１８】
液体と微粒子は、最後の「収集フィルター」を経てサブシステムから出る前にサブシステム内を何回も循環する。この反復プロセスは、汚染物質を２０回以上電荷混合均染浄化計画によるトリップにさらす。このプロセスの結果は、１０億につき一部のレベルでの汚染物質の制御である。
【００１９】
増大した運転効率及び速度は、優れた利益をもたらす。装置内のループを経る液体の流れからの微粒汚染物質の減少又は除去は、装置の１回の横断に比べ、汚染物質の４桁以上の大きさの減少を提供できる。内側及び外側のループの電荷をゼロに制御することは、両領域内に加速された性能を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図面において、同じ部分又は部品について同じ参照番号を使用する。
【００２１】
図１は全体に参照番号３０で示される一般的な機械を示し、該機械は、軸受４２により所定位置に保持され、ポンプ４４により循環される液体によって潤滑される回転軸４０を含む。潤滑液は機械３０の基部又は別な流体貯蔵容器に溜められている。機械３０は種々の形態を採ることができ、図示の機械は単なる例示にすぎない。出口５０は本発明の装置に潤滑液を運び、戻り口５２は本発明の装置から潤滑液を運ぶ。軸受４２は陽電荷（正電気）を与えるものとして示されているが、主として陰電荷（負電気）を与えることもできる。
【００２２】
図２は全体が参照番号１００で示された本発明の装置のフローチャートであり、「フロー２」は、「フロー３」より大きい「フロー１」より大きいか又はこれと等しい。装置１００はその前端部における主要なエレメントとして機械３０（図１）から潤滑液を運ぶ第１のポンプ１１０と、前処理ステージ１１２と、固体抽出ステージ１２２と、化学処理ステージ１１４とを含む。第２のポンプ１２０は、固体抽出ステージ１２２と帯電／混合ステージ１２４との間で液体を循環させる。比較的清浄な液体が帯電／混合ステージ１２４から収集ステージ１２６へ流れ、該収集ステージは該液体から微粒物質を除去し、機械３０に戻す。かたまりになった微粒子が固体抽出ステージ１２２から第３のポンプ１３０及びフィルタープレス１３２を経て流れ、該フィルタープレスでかたまりになった微粒子を除去する。センサー♯１〜♯５は、帯電／混合ステージ１２４の電極に出力をする電気コントローラ１４０に入力する。図２に関して特に説明をしなかったエレメントは、従来のシンボルで示されている。
【００２３】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、全体に参照番号１５０で示されたセンサー♯１（図２）を概略的に示し、該センサーは電極１５２と液体容器との間のガルバニ電位を測定する。
【００２４】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、全体が参照番号１６０で示されたセンサー♯２（図２）を示し、該センサーは液体流中の微粒子の表面に維持された電位を測定する。
【００２５】
図５〜８は、前処理ステージ１１２（図２）のための種々のオプションを概略的に示し、装置１００に入る過剰に大きな粒状物の除去を表している。前処理ステージ１１２を離れる液体の流れは、体積で約０．１％より小さい濃縮へ汚染物質レベルを減ずることが好ましい。図５に示されたオプションは、好ましいオプションである。
【００２６】
図９〜１２は、化学処理ステージ１１４（図２）のための種々のオプションを概略的に示し、液体の流れに存在するかもしれない不本意な化学的成分の除去を表している。好ましいオプションは、図９に概略的に示された「無」であり、液体の流れに不本意な化学的成分が存在しないことが望ましい。
【００２７】
図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、帯電／混合ステージ１２４（図２）を概略的に示している。電極に生じる電荷は約＋／−３０ｋＶより低いことが好ましい。図１４は、かたまりの除去を容易にする濃縮使用される標準的なハイドロクローンの具体的な変動を示している。空気バランスが、アンダーフローでの真空発生を防ぐためにハイドロクローンの中心に空気コーンを維持すべく使用されている。
【００２８】
図１５は、液体内からかたまりになった固体を捕集すること、安定化すること及び保持することをなす構造及びその方法を概略的に表している。
【００２９】
安定した電荷凝集の使用は、次の効果を奏する。
１．流体中の微粒汚染物質液体容器との間の電位を除去又は減少し、機械内に蓄積を引き起こす、流体から電荷微粒汚染物質を除去する力を除去する。
【００３０】
２．再循環する流体内の自由微粒子の関連した減少により、親水性液体内に水の収集と貯蔵のための表面域を除去又は減少する。流体からの水の除去は、
（ａ）腐食の先駆現象である、電気化学的セルを分離し、
（ｂ）スラッジに必要な成分を除去し、
（ｃ）加水分解化学反応の成分を除去し、また
（ｄ）液体内のイオン反応成分の蓄積のための成分を除去する。
【００３１】
３．再循環流体中の微粒子の減少により、液体中の気体の収集及び貯蔵のための表面領域を除去し又は減ずる。この気体は、
（ａ）液体の酸化とニトロ化を速め、
（ｂ）液体の濡れ特性を変え、
（ｃ）流体の熱容量を減じ、また
（ｄ）圧力に対する粘性の関係を変える。
【００３２】
４．再循環する流体中の微粒子の減少により、液体の表面張力が増加する。
【００３３】
５．再循環する流体中の微粒子の減少により、液体から除去された成分のために流体の溶解力が増加する。例えば、いかなる汚染物質及び汚染物質の凝縮のためにも、溶液中の材料及び所定温度での溶液外の材料の比率を決める可溶性製品定数がある。本発明により、微粒汚染物質を除去することにより、可溶性製品定数の作用を経て液体容器の縁に蓄積された成分の分解の自動的な促進がある。
【００３４】
６．直径が１マイクロメートルより小さいか又はこれより大きい微小な固体汚染物質の除去により、液体内の液体及び気体の汚染物質の蒸気圧に明らかな増加があり、流体の溜め上のヘッドスペースへ汚染物質を逃がさせ、これによりこれらの液体及び気体のための以前の及び歴史的なレベルの１／２〜１／１０である微粒汚染物質の除去後、流体内に汚染物質レベルを確立する。
【００３５】
７．上記のような固体、液体及び気体の汚染物質の除去又は減少は、１０回の最小限の要因によりすり減り及び腐食による損耗を減ずる。
【００３６】
８．上記した汚染物質の除去又は減少は、次の（ａ）〜（ｄ）の目的でこれらの液体により公式化された添加物の意図された作用を高める。
（ａ）摩耗特性を高めるために摩耗面を接着すること。
（ｂ）本来の水の酸化を減ずるために酸素分子を優先的に結合すること。
（ｃ）液体と水の界面の張力を改善すること、及び
（ｄ）ニトロ化又は溶存一酸化二窒素を減ずること。
【００３７】
本発明の実施例において、各要素又はその特徴は、制限的ではなく、変更することができる。特に、図面に示された各要素に関してこの明細書で使用された上方、下方、上側、下側、外側、内方、垂直、水平などの用語は、各要素の図示の位置に制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明が使用される機械を概略的に示す図。
【図２】本発明のプロセスのフロー図。
【図３Ａ】本発明によるガルバニーセンサーを概略的に示す図。
【図３Ｂ】本発明によるガルバニーセンサーを概略的に示す図。
【図４Ａ】本発明による微粒子電荷センサーを概略的に示す図。
【図４Ｂ】本発明による微粒子電荷センサーを概略的に示す図。
【図５】本発明による種々の前処理オプションを概略的に示す図。
【図６】本発明による種々の前処理オプションを概略的に示す図。
【図７】本発明による種々の前処理オプションを概略的に示す図。
【図８】本発明による種々の前処理オプションを概略的に示す図。
【図９】本発明による種々の化学処理オプションを概略的に示す図。
【図１０】本発明による種々の化学処理オプションを概略的に示す図。
【図１１】本発明による種々の化学処理オプションを概略的に示す図。
【図１２】本発明による種々の化学処理オプションを概略的に示す図。
【図１３Ａ】本発明による帯電／混合室を概略的に示す図。
【図１３Ｂ】本発明による帯電／混合室を概略的に示す図。
【図１４】本発明による固体抽出装置を概略的に示す図。
【図１５Ａ】本発明による収集室を概略的に示す図。
【図１５Ｂ】本発明の増加する固体内容物の効果を示す。
【符号の説明】
【００３９】
３０    機械
４０    回転軸
４２    軸受
４４    ポンプ
５０    出口
５２    戻り口
【図１】
2005527365.tif 000002
【図２】
2005527365.tif 000003
【図３Ａ】
2005527365.tif 000004
【図３Ｂ】
2005527365.tif 000005
【図４Ａ】
2005527365.tif 000006
【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005527365.tif 000011
【図９】
2005527365.tif 000012
【図１０】
2005527365.tif 000013
【図１１】
2005527365.tif 000014
【図１２】
2005527365.tif 000015
【図１３Ａ】
2005527365.tif 000016
【図１３Ｂ】
2005527365.tif 000017
【図１４】
2005527365.tif 000018
【図１５Ａ】
2005527365.tif 000019
【図１５Ｂ】
2005527365.tif 000020
【国際調査報告】
2005527365.tif 000021