(57)【要約】【課題】  例えば洗浄液と油が混ざり合ったエマルジョン（乳化液）を油と洗浄液に効率的に分離することができる装置、方法知られていない。【解決手段】  槽と、この槽内に設置されたマイクロバブル発生体と、外部に存在する廃液又は前記槽内の液体或いはその両方を前記マイクロバブル発生体に供給する供給装置と、前記マイクロバブル発生体に空気等のガス体を供給するガス供給装置とを備え、前記マイクロバブル発生体を旋回剪断型のマイクロバブル発生体とし、当該マイクロバブル発生体から出たマイクロバブルによって前記マイクロバブル発生体の出口付近で前記液中のエマルジョンを解乳化し、相互に親和性のない少なくとも２種類の液に分離するとともに一方の液体を前記マイクロバブルとともに浮上させることを特徴とする。【選択図】図１
2015155092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽と、この槽内に設置されたマイクロバブル発生体と、外部に存在するエマルジョンを含む液又は前記槽内の液或いはその両方を前記マイクロバブル発生体に供給する液供給装置と、前記マイクロバブル発生体に空気等のガス体を供給するガス供給装置とを備え、前記マイクロバブル発生体を旋回剪断型のマイクロバブル発生体とし、当該マイクロバブル発生体からマイクロバブルが発生するときの剪断力によって前記マイクロバブル発生体の出口付近で前記液中のエマルジョンを解乳化し、相互に親和性のない少なくとも２種類の液に分離することを特徴とするエマルジョン解乳化装置。
【請求項２】
前記マイクロバブル発生体を円筒体とし、前記液供給装置と前記ガス供給装置から供給された液とガスを前記円筒体内で高速旋回流とし、前記円筒体の先端部内壁に前記旋回流が通って来た通路の径を部分的に拡大した径拡大部を設けたことを特徴とする請求項１記載のエマルジョン解乳化装置。
【請求項３】
前記マイクロバブル発生体を円筒体とし、前記液供給装置と前記ガス供給装置から供給された液とガスを前記円筒体内で高速旋回流とし、前記円筒体の出口に、この出口の径を部分的に拡大した径拡大部を設けたリングを取付けたことを特徴とする請求項１記載のエマルジョン解乳化装置。
【請求項４】
前記マイクロバブル発生体を一対その先端を対向状態で近接して設置したことを特徴とする請求項１記載のエマルジョン解乳化装置。
【請求項５】
前記円筒体の内部の径を途中から先端に行くほど小さくしたことを特徴とする請求項２，３又は４記載のエマルジョン解乳化装置。
【請求項６】
槽と、この槽内に設置されたマイクロバブル発生体と、外部に存在する油と洗浄液とによるエマルジョンを含む製品洗浄後の廃液又は前記槽内の液或いはその両方を前記マイクロバブル発生体に供給する液供給装置と、前記マイクロバブル発生体に空気等のガス体を供給するガス供給装置とを備え、前記マイクロバブル発生体を旋回剪断型のマイクロバブル発生体とし、当該マイクロバブル発生体からマイクロバブルが発生するときの剪断力によって前記マイクロバブル発生体の出口付近で前記液中のエマルジョンを解乳化し、分離された油を発生したマイクロバブルとともに浮上させて除去し、残りの液を洗浄液として再生することを特徴とする洗浄液再生装置。
【請求項７】
旋回剪断型のマイクロバブル発生体のマイクロバブル発生時に生じる剪断力によって相互に親和性のない少なくとも２種類の液により構成されているエマルジョンを前記マイクロバブル発生体の出口付近で解乳化することを特徴とするエマルジョン解乳化方法。
【請求項８】
前記マイクロバブル発生体を円筒体とし、供給された液とガスを前記円筒体内で高速旋回流とし、前記円筒体の先端部に前記旋回流が通って来た通路の径を部分的に拡大した径拡大部を設けたことを特徴とする請求項７記載のエマルジョン解乳化方法。
【請求項９】
前記マイクロバブル発生体を一対その先端を対向状態で近接して設置したことを特徴とする請求項７記載のエマルジョン解乳化方法。
【請求項１０】
旋回剪断型のマイクロバブル発生体のマイクロバブル発生時に生じる剪断力によって少なくとも洗浄液と油で構成されているエマルジョンを前記マイクロバブル発生体の出口付近で解乳化し、前記油を除去して洗浄液を再生することを特徴とする洗浄液再生方法。
【請求項１１】
ガス体と液体とを供給して高速旋回流を内部に発生させる旋回剪断型のマイクロバブル発生体を一対設け、この一対のマイクロバブル発生体の先端を対向状態で近接して設置し、前記対向する部分において、前記一対のマイクロバブル発生体から出る旋回流を相殺することを特徴とするマイクロバブル発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えば洗浄液と油が混ざり合ったエマルジョン（乳化液）を洗浄液と油に分離する場合等に用いることができるエマルジョン解乳化装置及び解乳化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  金属の板等を曲げ加工したり、切削加工してりして製品を作る過程で製品に付着している油を取り除くために、洗浄槽に製品を入れて、洗浄液を流動させて、製品を洗浄することが行われる。製品の洗浄が繰り返されると、洗浄液と油が混ざり合ってエマルジョン化し、洗浄液としての能力が劣化してくる。【０００３】  廃液からの浮上油回収方法及び装置として、特開２００７−３８１９５号公報（特許文献１）に示されるように、エマルジョン化したものを含め油を中心とする異物を含んだ廃液にマイクロバブルを送り込み、マイクロバブルが水面に上昇するまでの間にマイクロバブルの表面に油を中心とする異物を付着させて浮上油とし、この浮上油を回収することが知られている。
【先行技術文献】
【０００４】
【特許文献】
【特許文献１】  特開２００７−３８１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】  上記特許文献１に記載のものは、廃液からの浮上油回収方法及び装置であり、油を回収するためにマイクロバブルを利用しているが、エマルジョンを解乳化することに関する記載はない。
本発明は、例えば洗浄液と油が混ざり合ったエマルジョン（乳化液）を油と洗浄液に連続的に且つ効率的に分離することができるエマルジョン解乳化装置及び解乳化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明のエマルジョン解乳化装置は、槽と、この槽内に設置されたマイクロバブル発生体と、外部に存在するエマルジョンを含む液又は前記槽内の液或いはその両方を前記マイクロバブル発生体に供給する液供給装置と、前記マイクロバブル発生体に空気等のガス体を供給するガス供給装置とを備え、前記マイクロバブル発生体を旋回剪断型のマイクロバブル発生体とし、当該マイクロバブル発生体からマイクロバブルが発生するときの剪断力によって前記マイクロバブル発生体の出口付近で前記液中のエマルジョンを解乳化し、相互に親和性のない少なくとも２種類の液に分離することを特徴とする【０００６】  また、  前記マイクロバブル発生体を円筒体とし、前記液供給装置と前記ガス供給装置から供給された液とガスを前記円筒体内で高速旋回流とし、前記円筒体の先端部内壁に前記旋回流が通って来た通路の径を部分的に拡大した径拡大部を設けたことを特徴とする。
また、前記マイクロバブル発生体を円筒体とし、前記液供給装置と前記ガス供給装置から供給された液とガスを前記円筒体内で高速旋回流とし、前記円筒体の出口に、この出口の径を部分的に拡大した径拡大部を設けたリングを取付けたことを特徴とする。【０００７】  また、前記マイクロバブル発生体を一対その先端を対向状態で近接して設置したことを特徴とする。
また、前記円筒体の内部の径を途中から先端に行くほど小さくしたことを特徴とする。【０００８】  また、本発明の洗浄液再生装置は、槽と、この槽内に設置されたマイクロバブル発生体と、外部に存在する油と洗浄液とによるエマルジョンを含む製品洗浄後の廃液又は前記槽内の液或いはその両方を前記マイクロバブル発生体に供給する液供給装置と、前記マイクロバブル発生体に空気等のガス体を供給するガス供給装置とを備え、前記マイクロバブル発生体を旋回剪断型のマイクロバブル発生体とし、当該マイクロバブル発生体からマイクロバブルが発生するときの剪断力によって前記マイクロバブル発生体の出口付近で前記液中のエマルジョンを解乳化し、分離された油を発生したマイクロバブルとともに浮上させて除去し、残りの液を洗浄液として再生することを特徴とする。【０００９】  また、本発明のエマルジョン解乳化方法は、旋回剪断型のマイクロバブル発生体のマイクロバブル発生時に生じる剪断力によって相互に親和性のない少なくとも２種類の液により構成されているエマルジョンを前記マイクロバブル発生体の出口付近で解乳化することを特徴とするエマルジョン解乳化方法。
また、前記マイクロバブル発生体を円筒体とし、供給された液とガスを前記円筒体内で高速旋回流とし、前記円筒体の先端部に前記旋回流が通って来た通路の径を部分的に拡大した径拡大部を設けたことを特徴とする。
また、前記マイクロバブル発生体を一対その先端を対向状態で近接して設置したことを特徴とする。【００１０】  また、本発明の洗浄液再生装置は、旋回剪断型のマイクロバブル発生体のマイクロバブル発生時に生じる剪断力によって少なくとも洗浄液と油で構成されているエマルジョンを前記マイクロバブル発生体の出口付近で解乳化し、前記油を除去して洗浄液を再生することを特徴とする。
さらに、ガス体と液体とを供給して高速旋回流を内部に発生させる旋回剪断型のマイクロバブル発生体を一対設け、この一対のマイクロバブル発生体の先端を対向状態で近接して設置し、前記対向する部分において、前記一対のマイクロバブル発生体から出る旋回流を相殺することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】  以上のように、本発明のエマルジョンの解乳化装置及び解乳化方法によればマイクロバブル発生体内で発生していた旋回流に急ブレーキがかけられることにより、マイクロバブル発生時に大きな剪弾力が生じ、エマルジョン中の相互に親和性のない少なくとも２種類の液体が引き離され連続して、しかも効率よく解乳状態とすることができる。【００１２】  また、本発明の解乳化装置、解乳化方法を用いると廃液中のエマルジョンを解乳化することができ、その結果廃液を洗浄液として再利用することができ洗浄剤の再生装置、再生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】  本発明の実施の形態に係るエマルジョン解乳化装置の原理図である。
【図２】  同エマルジョン解乳化装置に用いるマイクロバブル発生体の断側面図である。
【図３】  同マイクロバブル発生体の正面図である。
【図４】  同エマルジョン解乳化装置の一部分の断側面図である。
【図５】  同エマルジョン解乳化装置の一部分の断側面図である。
【図６】  同マイクロバブル発生体説明のための原理図である。
【図７】  同マイクロバブル発生体説明のための図である。
【図８】  同マイクロバブル発生体の他の実施形態の断側面図である。
【図９】  図８のＣ−Ｃ’断面図である。
【図１０】  同マイクロバブル発生体のさらに他の実施形態の断側面図である。
【図１１】  図１０のマイクロバブル発生体の一部分正面図である。
【図１２】  同マイクロバブル発生体のさらに他の実施形態の断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１４】  以下、本発明の実施の形態について図面とともに説明する。
図１に於いて、１はエマルジョン解乳化装置の槽である。この槽は仕切り壁２ａ，２ｂにより三個の部屋３ａ，３ｂ，３ｃに分離されている。部屋３ａ，３ｂ，３ｃは完全に分離されておらず、部屋３ａと３ｂは上方で，部屋３ｂと３ｃは下方で繋がっている。部屋３ａの下方にはマイクロバブル発生体４が設置されている。このマイクロバブル発生体４にはエアーポンプ５から空気５ａが供給されている。実施例では空気を用いたが窒素ガスなどの気体を用いてもよい。【００１５】  マイクロバブル発生体４にはさらに、槽６に貯められた廃液７がポンプ８を介して供給されている。廃液７は洗浄液で加工された製品を洗浄した液であり基本的には洗浄液（水と界面活性剤を含む）と油できたエマルジョンを含んでおり、このエマルジョンが増加してくると洗浄液としての効果が劣化する。
同時に部屋３ｃに設置された取出口９から槽１の液１０がポンプ１１で吸い出されマイクロバブル発生体４に供給されている。この液２１の供給は廃液７と液１０の両方、廃液７のみ、液１０のみの三通りが考えられる。図１はエマルジョンを解乳化し、相互に親和性のない少なくとも２種類の液Ａ，Ｂに分離した状態を示している。例えば液Ａは油、液Ｂは洗浄液であるが、液Ｂは完全に洗浄液だけではなく、油を含んだエマルジョンを含んでいる。【００１６】  液Ａは液Ｂよりも比重が軽いので上方に位置する。この液Ａは壁２ａの上を越えて部屋３ａから部屋３ｂに入る。そして、取出口１２ａから外部に取出される。取出された液Ａは槽１３に貯められる。また、部屋３ｃにも取出口１２ｂが設けられ、ここから取出された液Ｂは槽１４に貯められる。取出口１２ａ，１２ｂは図４、図５に示すように取出口１２ａ，１２ｂは液Ａ，液Ｂがオーバーフローするように構成されている。液の取出手段は他の手段でも良い。槽１で減少した液は廃液７が供給されていることで補われる。【００１７】  次に、マイクロバブル発生体３について説明する。
マイクロバブルを発生させる手段として一般的に知られている方式として加圧圧縮方式と旋回剪断方式がある。本発明はマイクロバブル発生体４として旋回剪断方式を用いていることに特徴がある。
この実施例では気液二相流旋回剪断方式を用いている。図２にマイクロバブル発生体４の構造を示す。円筒体１５が設けられ、その内壁面に沿うように廃液７と液１０（両方合わせて液２１）が供給口１６より供給される。円筒体１５は途中から先端に行くほど径が小さくなっている。そして、先端部１７は通路の径が大きくなっている部分（径拡大部）を含む複雑な形状になっている。例えば図３に示すよう構成されている。円筒体１５の後端部には空気２０の供給口１８が設けられている。【００１８】  供給口１６より入った液２１は円筒体１５の内壁面に沿って旋回し、図６に示すように高速の旋回流１９となる。円筒体１５の内径は途中から先端に行くほど径が小さくなっているので、旋回流１９は円筒体１５の先端に行くほど高速になる。そして遠心力により、円筒体１５の円筒中心部に負圧が発生する。図７に示すように供給口１８から供給された空気２０は主にこの円筒中心部を通過する。円筒体１５の内壁近くは、液２１の中の主に水２２が通過し、この水２２と円筒中心部を通過する空気２０の間を水２２と廃液７中の油とのエマルジョン２３が通過する。旋回流１９を作る手段は、上述のように液２１を円筒体１５の内壁面に沿って供給する手段と、円筒体１５の後部（液２１を供給する方）に捩じれた仕切板を設けて、この仕切板で旋回流を作る手段がある。【００１９】  つまり、比重の軽いものが、円筒中心部に集まり、竜巻状の旋回流１９が形成される。旋回流は円筒体１５の先端部１７に移動する。この先端部１７は内径が大きくなっている部分を含んでいるため、ここで旋回流１９の旋回速度が急速に低下する。この状態で旋回流１９は円筒体１５の先端から噴出されるが、このとき円筒体１５の先端周囲の液１０により、回転速度はさらに減衰する。このため、円筒体１５内部の旋回流１９の高速回転数と液１０に出るときときの回転数に大きな回転速度差が発生する。この回転速度差により、剪断力が発生し、渦流が連続的に剪断される。【００２０】  エマルジョン２３中の油に界面活性剤が吸着し水と新和する状態になっている。この状態で上記の剪断力がエマルジョンに働くと、油から界面活性剤が離された状態になり、同時に微小な気泡つまりマイクロバブル２４が発生する。つまりマイクロバブルが発生するときに大きな剪断力が発生する。分離した油はこのマイクロバブル２４の表面に吸着してマイクロバブルとともに浮上し図１の状態になる。マイクロバブル２４は外気と混じり合って消滅する。【００２１】  マイクロバブル発生体４の他の実施例を図８，図９により説明する。図２と同一名称については同一番号を付して説明する。円筒体１５に供給口１６，１８が設けられている。円筒体１５の中間に中央孔２５を持つ仕切壁２６が設けられ、中央孔２５と円筒体１５の出口孔２７との間に円筒体１５の中央孔２５を通ってきた高速の旋回流を急速減衰させる複数の減衰板２８が設けられている。この減衰板２８により旋回流の速度は減衰し、図２の場合と同様の状態が起こる。【００２２】  マイクロバブル発生体４のさらに他の実施例を図１０，図１１により説明する。この実施例は円筒体１５の先端部１７を複雑な形状に加工する替わりに先端にリング３１を設けた��のである。このリング３１の形状は図１１に示すように
中央に出口孔２９、とその周囲に複数の連通孔３０を設けたものであり、この特殊な形状により、この部分で旋回流の速度は減衰し、図２の場合と同様の状態が起こる。【００２３】  図１２はさらに他の実施例である。この実施例は二つの円筒体１５の先端を対向させる。すると二つの円筒体１５内部の旋回流１９の渦巻き方向が逆になるので、先端から出た旋回流１９は打ち消され、原理的には旋回流はなくなる。つまり円筒体１５内で発生していた旋回流が急ブレーキをかけられて止まった状態になる。このことにより、大きな剪弾力が生じ、エマルジョン２３中の油から界面活性剤が離され解乳状態となる。一対の円筒体１５の先端の対向間隔は、二つの円筒体１５の先端から出た旋回流１９が相殺されて旋回流１９がなくなる距離である。種々の条件にもよるが、１０ｍｍ程度が例としてあげられる。前記相殺は完全な相殺であれば良いが、完全な相殺を期待するものではない。この方式は円筒体１５から出た旋回流１９が無くなるので剪断力は大きなものが得られ、エマルジョンの解乳化ばかりでなく、種々のものに利用できる。【００２４】  マイクロバブルを発生させる手段として、加圧圧縮法があるが、この方法ではマイクロバブル発生時に大きな剪断力が発生しないのでエマルジョン中の油から界面活性剤が切離されることが少なく、本発明の効果が期待できない。
一方、図１で説明したように、廃液７は洗浄液で加工された製品を洗浄した液であり基本的には水と油できたエマルジョンを含んでおり、このエマルジョンが増加してくると洗浄液としての効果が劣化する。本発明の解乳化装置、解乳化方法を用いると廃液７中のエマルジョン１９が解乳化され、その結果廃液７は洗浄液として復活し、再利用される。
【産業上の利用可能性】
【００２５】  本発明のエマルジョン解乳化装置、解乳化方法は、廃液となった洗浄液を再生させて再利用させる場合等に用いて有用である。
【符号の説明】
【００２６】  １，６，１３，１４：  槽
２ａ，２ｂ：  仕切り壁
３ａ，３ｂ，３ｃ：  部屋
４：  マイクロバブル発生体
５：  エアーポンプ
５ａ：  空気
６：  槽
７：  廃液
８，１１：  ポンプ
９：  取出口
１０：  液
１２ａ，１２ｂ：  取出口
１５：  円筒体
１６，１８：  供給口
１７：  先端部
１９：  旋回流
２０：  空気
２１：  液
２２：  水分
２３：  エマルジョン
２４：  マイクロバブル
２５：  中央孔
２６：  仕切壁
２７：  出口孔
２８：  減衰板
２９：  出口孔
３０：  連通孔
３１：  リング
【図１】
2015155092.tif 000003
【図２】
2015155092.tif 000004
【図３】
2015155092.tif 000005
【図４】
2015155092.tif 000006
【図５】
2015155092.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2015155092.tif 000011
【図１０】
2015155092.tif 000012
【図１１】
2015155092.tif 000013
【図１２】
2015155092.tif 000014