(57)【要約】【課題】従来のタンクの場合には、原料重油を加熱管２によって常時加熱しているため、原料重油の対流により水や金属固形物等の不純物成分が沈降し難く、良質で均質な低質重油を得ることができない。【解決手段】本発明のタンク１０は、タンク本体１１内で分離機構１２の回転軸１６によって回転容器１５内の原料重油に回転させて遠心力を付与しながらノズル１５Ａから原料重油を噴出することにより原料重油を密度の高い不純物成分を多く含む重質重油と不純物成分の少ない粗低質重油とに密度差を付けて分離した後、密度の低い粗低質重油を更に濾過機構１８によって濾過して不純物成分の殆どを除去した良質の低質重油を得ることができる一方、不純物を多く含む重質重油を冷却コイル２０によって冷却して更に粗低質重油との間に密度差を付けることによって重質重油を低質重油からより確実に分離する。【選択図】      図１
2004298788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的の液体より密度の高い不純物成分を含む被処理液を受給するタンク本体と、このタンク本体内で密度差を利用して密度の高い不純物成分を上記被処理液から分離する分離機構と、を備えたタンクであって、上記分離機構は、上記被処理液を受給して外方へ噴出する噴出部を有する回転容器と、この回転容器を回転させて上記回転容器内の被処理液に遠心力を付与して密度差で第１の処理液と上記不純物成分を多く含む第２の処理液とに分離させる回転軸と、この回転軸を介して上記回転容器の噴出部から噴出する第１、第２の処理液を整流する整流機構と、この整流機構を介して整流する間に第１の処理液を濾過する濾過機構と、この濾過機構によって濾過された上記目的の液体を、濾過前の第１の処理液及び第２の処理液から隔離する隔壁と、この隔壁の下方に配置され且つ上記第２の処理液を冷却する冷却機構と、を備えたことを特徴とするタンク。
【請求項２】
上記被処理液が重油または潤滑油であることを特徴とする請求項１に記載のタンク。
【請求項３】
上記被処理液が海上流出重油であることを特徴とする請求項１に記載のタンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密度差分離機構を有するタンクに関し、更に詳しくは、例えば密度の高い不純物成分を含む被処理液から不純物成分を分離する分離機構を有するタンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のタンク、例えば重油用のタンクとしては静置方式のものが多く使用されている。この種のタンクは、例えば図４に模式的に示すように、大型原油タンクから受給した原料重油を貯留するタンク本体１と、タンク本体１内の底部に配置され且つ原料重油を加熱する加熱管２とを備えている。そして、大型重油タンク（図示せず）から送油管３を介してタンク本体１内に原料重油を移し替え、タンク本体１内で加熱管２によって原料重油を所定の温度に保ち、その流動性を維持した状態で静置する。
【０００３】
ところで、原料重油は水や金属固形物等の密度の高い不純物成分を含むため、タンク本体１内に重油を静置する間に水や金属固形物等の不純物成分がタンク本体１の底部に沈降し、不純物成分の少ない低質重油と不純物成分を多く含む重質重油に分離する。そして、低質重油を例えばディーゼル機関等の設備の燃料として使用する。この場合に、低質重油を取り出し管４から取り出してディーゼル機関等の設備へ燃料として供給し、不純物成分を多く含む重質重油は排出管５から回収して元の大型タンクに戻している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のタンクの場合には、原料重油を加熱管２によって常時加熱しているため、原料重油の対流により水や金属固形物等の不純物成分が沈降し難く、良質で均質な低質重油を得ることができないという課題があった。
【０００５】
その結果、タンクから燃料として供給される低質重油には水や金属固形物等の不純物成分が比較的多く含まれているため、このような低質重油をディーゼル機関等の設備の燃料として使用すると、不純物成分が原因となってディーゼル機関等の設備の燃焼系統の損傷や劣化を早めると共に、不完全燃焼等による煤煙を多く発生する虞がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、タンク本体内で密度の高い不純物成分を含む被処理液から目的の液体を効率良く分離して良質で均質な液体を得ることができる分離機構を有するタンクを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のタンクは、目的の液体より密度の高い不純物成分を含む被処理液を受給するタンク本体と、このタンク本体内で密度差を利用して密度の高い不純物成分を上記被処理液から分離する分離機構と、を備えたタンクであって、上記分離機構は、上記被処理液を受給して外方へ噴出する噴出部を有する回転容器と、この回転容器を回転させて上記回転容器内の被処理液に遠心力を付与して密度差で第１の処理液と上記不純物成分を多く含む第２の処理液とに分離させる回転軸と、この回転軸を介して上記回転容器の噴出部から噴出する第１、第２の処理液を整流する整流機構と、この整流機構を介して整流する間に第１の処理液を濾過する濾過機構と、この濾過機構によって濾過された上記目的の液体を、濾過前の第１の処理液及び第２の処理液から隔離する隔壁と、この隔壁の下方に配置され且つ上記第２の処理液を冷却する冷却機構と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載のタンクは、請求項１に記載の発明において、上記被処理液が重油または潤滑油であることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載のタンクは、請求項１に記載の発明において、上記被処理液が海上流出重油であることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明の分離機構を有するタンクの一実施形態の構造を示す模式図、図２は図１に示すタンクの整流機構を模式的に示す斜視図、図３は図１に示すタンクの濾過機構を模式的に示す斜視図である。
【００１１】
本実施形態のタンク１０は、例えば図１に示すように、目的の液体（例えば、低質重油）より例えば水分や金属固形物等の密度の高い不純物成分を含む被処理液（例えば、原料重油）を受給するタンク本体１１と、このタンク本体１１内で密度差を利用して水分や金属固形物等の密度の高い不純物成分を原料重油から分離する分離機構１２と、を備え、大型重油タンク（図示せず）から原料重油を受給し、原料重油から不純物の極力少ない第１の処理液（例えば、粗低質重油）を密度の高い不純物を含む第２の処理液（例えば、重質重油）を分離した後、この低質重油を例えばディーゼル機関の燃料として供給するようにしている。
【００１２】
上記分離機構１２は、送油管１３を介して原料重油を受給する受給容器１４と、この受給容器１４から原料重油を受給して噴出させる例えばノズル、孔等の噴出部（本実施形態ではノズル）１５Ａを周面に複数有する回転容器１５と、この回転容器１５を例えば１８０〜１８００ｒｐｍの回転速度で回転させて回転容器１５内の原料重油に遠心力を付与して密度差で粗低質重油と不純物成分を多く含む重質重油とに分離させる回転軸１６と、この回転軸１６を介して回転容器１５のノズル１５Ａから噴出する粗低質重油及び重質重油に上昇流を付与し且つ粗低質重油及び重質重油を整流する有底円筒状の整流機構１７と、この整流機構１７の内側に配置され且つ整流機構１７を介して上昇する間に粗低質重油を濾過するロート形状の濾過機構１８と、この濾過機構１８の上端とタンク本体１１の周壁１１Ａとの隙間を塞ぎ且つ濾過機構１８によって濾過された低質重油を、粗低質重油及び重質重油から隔離するリング状の隔壁１９と、この隔壁１９の下方に配置され且つ重質重油を冷却する冷却機構（例えば、冷却コイル）２０と、を備えている。そして、整流機構１７は複数の支柱２１Ａによって支持され、濾過機構１８は上端が複数の支柱２１Ａによって支持され、底部が支持枠２１Ｂによって水平に支持されている。
【００１３】
而して、上記回転軸１６は、図１に示すように、タンク本体１１の軸心を通るように配置され、上下両端が軸受け２２、２３によって回転自在に軸支されている。上方の軸受け２２は濾過機構１８の底面に取り付けられ、下方の軸受け２３はタンク本体１１の底面に配置されている。また、回転軸１６には受給容器１４の下方に位置させた従動歯車１６Ａが固定され、この従動歯車１６には回転軸１６を回転させる駆動機構２４がチェーン２５を介して連結されている。
【００１４】
また、上記駆動機構２４は、タンク本体１１の外側に付設されたケーシング２６内で垂直に配置された駆動軸２４Ａと、この駆動軸２４Ａを軸支する上下の軸受け２４Ｂ、２４Ｃと、駆動軸２４Ａの上部及び中間部に固定された第１、第２駆動歯車２４Ｄ、２４Ｅとを備え、上部の第１駆動歯車２４Ｄがチェーン（図示せず）を介して駆動源（図示せず）に連結され、中間部の第２駆動歯車２４Ｅがチェーン２５を介して回転軸１６の従動歯車１６Ａに連結されている。また、ケーシング２６は駆動軸２４Ａを密閉するようにタンク本体１１の側面に設けられ、その内部はタンク本体１１に形成された開口部を介してタンク本体１１の内部と連通している。従って、ケーシング２６内は重質重油で満たされ、この重質重油が駆動軸２４Ａの潤滑油の役割を果たしている。
【００１５】
上記回転軸１６は、図１に示すように、受給容器１４、整流機構１７の底部１７Ａ及び回転容器１５を貫通している。受給容器１４と回転容器１５は、整流機構１７の底部に連結された基板を上下から挟むように配置されている。そして、受給容器１４の上面は整流機構１７の底部によって形成されている。この受給容器１４の回転軸１６の貫通部にはそれぞれ軸受け１４Ａ、１４Ｂが配置され、回転軸１６が受給容器１４を軸心に沿って貫通した状態で円筒部材２７及び回転容器１５と一緒に回転自在になっている。
【００１６】
また、回転容器１５は円筒状の扁平な容器として形成され、円筒部材２７を介して回転軸１６に取り付けられている。この円筒部材２７は例えば回転容器１５の上面のやや上方で上端を封止して回転軸１６に固定され、その回転容器１５内に位置する周面に周方向等間隔を空けて複数の流通孔２７Ａが形成されている。また、円筒部材２７はその上端の他、その上下方向中ほどで周方向等間隔を隔てた位置で連結ピン２７Ｂ介して回転軸１６に固定されている。この円筒部材２７の下端は整流機構１７の底部を貫通し、受容容器１４内で開口している。そして、回転軸１６と円筒部材２７間のリング状の隙間と流通孔２７Ａによって受容容器１４と回転容器１５を連通する連通路を形成している。従って、回転容器１５は、受給容器１４内に原料重油が供給されると、回転軸１６及び円筒部材２７を介して回転する間に、受容容器１４の原料重油を連通路から受給し、この原料重油に遠心力を与え、密度の高い不純物成分に大きな加速度を付与するため、タンク本体１１の軸心から径方向の外側ほど密度の高い不純物成分を多く含む重質重油が集まり、その内側に不純物成分の少ない粗低質重油が集まる。つまり、回転容器１５によって重質重油層が外側に形成され、その内側に粗低質重油が形成される。
【００１７】
上記整流機構１７は、図１、図２に示すように、タンク本体１１と同心円状に形成されたリング状の底部１７Ａを有する大径筒体１７Ｂと、この筒状体１７Ｂの周壁面の内側に同心円状に形成された小径筒体１７Ｃと、これら両筒体１７Ｂ、１７Ｃの隙間を空けて連結する複数の整流板１７Ｄとを備え、回転容器１５から噴出して分離した重質重油の流れを上昇流に変換した後、両筒体１７Ｂ、１７Ｃの間で複数の整流板１７Ｄによって全周に均一な上昇流を形成する。また、整流機構１７の底部１７Ａに連結された基板は支持枠２１Ｂによって支持され（図１参照）、大径筒体１７Ｂは連結部材１７Ｅによって支柱２１Ａに連結、固定されている（図２参照）。そして、この整流機構１７の内側に濾過機構１８が配置されている。
【００１８】
上記濾過機構１８は、図１、図３に示すように、ロート形状に形成された濾過部材１８Ａと、この濾過部材１８Ａの下端及び上端をそれぞれ固定して支持する円盤１８Ｂ及びリング状の押さえ金具１８Ｃと、この押さえ金具１８Ｃの周方向等間隔を隔てて取り付けられ且つ濾過部材１８Ａを補強する補強金具１８Ｄとを備え、整流機構１７を介して上昇流に変換された粗低質重油を濾過して密度の高い不純物成分を除去し、良質の低質重油を得る。また、濾過部材１８Ａは、例えば、外側がステンレス製の畳織方式の濾材１８Ｅと、この濾材１８Ｅの内側を被覆する金網１８Ｆとを備えている。また、濾過部材１８Ａの下端部の外面は囲い板１８Ｇによって被覆された状態で円盤１８Ｂと支持枠２１Ｂ間に挟持され、ボルト締めされている。また、濾過部材１８Ａの上端部の外面は囲い板１８Ｈによって被覆された状態で押さえ金具１８Ｃと支柱２１Ａに取り付けられたリング状の固定金具１８Ｉ間に挟持され、ボルト締めされている。
【００１９】
また、上記隔壁１９は、図１に示すように、濾過部材１８Ａの上端とタンク本体１１の周壁１１Ａとの間に形成された隙間に配置され、濾過部材１８Ａの上部空間とその下部空間を遮断している。上部空間には濾過機構１８によって不純物成分が濾過された良質の低質重油が溜まり、下部空間には不純物成分を多く含む重質重油が溜まるようにしてある。
【００２０】
そして、図１に示すように、上部空間にはロート付の第１の排出管２８が配置され、この排出管２８から低質重油をディーゼル機関等の設備に供給するようにしてある。また、下部空間には冷却コイル２０が配置されている。この冷却コイル２０は、タンク本体１１の周壁１１Ａの下部に沿って配置され、整流機構１７から流下する重質重油を冷却し、低質重油との密度差を更に大きくして重質重油を粗低質重油から確実に分離するようにしてある。また、周壁１１Ａの下端部には第２の排出管２９が配置され、この排出管２９から不純物成分を多く含み、密度の高くなった重質重油をタンク本体１１外へ排出するようにしてある。尚、図１において、３０は均一管、３１はオーバーフロー管である
【００２１】
次に、動作について説明する。駆動機構２４を駆動すると、第２駆動歯車２４Ｅ、チェーン２５及び従動歯車１６Ａを介して回転軸１６が回転し、回転容器１５を回転させる。この状態で大型重油タンクからタンク本体１１内の受給容器１４内へ送油管１３を介して原料重油を供給すると、原料重油は受給容器１４から円筒部材２７と回転軸１６間に形成された連通路を通り、流通孔２７Ａから回転容器１５内に到達する。
【００２２】
この回転容器１５は回転軸１６を介して回転しているため、回転容器１５内で原料重油に対して遠心力を付与し、ノズル１５Ａから原料重油を整流機構１７の両筒体１７Ｂ、１７Ｃに向けて噴出する。この際、原料重油中で密度の高い不純物成分は大きな加速度を得て整流機構１７の大径筒体１７Ｂに早く到達し、原料重油は密度の高い不純物成分を含む重質重油と不純物成分の少ない粗低質重油とに分離し、重質重油層を外側に形成し、粗低質重油層を内側に略同心円状に形成する。この状態で粗低質重油及び重質重油は整流機構１７を介して上昇する。
【００２３】
この際、内側の粗低質重油は整流機構１７の小径筒体１７Ｃの内側を上昇する間に濾過機構１８の濾過部材１８Ａによって粗低質重油中の不純物成分を濾過し、濾過後の不純物成分を殆ど含まない良質の低質重油になって濾過機構１８の上方の空間を満たす。そして、ディーゼル機関等の設備に燃料として供給する場合には、第１の排出管２８から良質の低質重油を供給する。
【００２４】
ディーゼル機関等の設備には不純物を殆ど含まない良質の低質重油を供給するため、ディーゼル機関等の設備では不純物成分による機械的な磨耗や損傷を格段に抑制することができると共に、燃料の不完全燃焼を格段に抑制することができ、延いては煤煙を格段に抑制し環境汚染を防止することができる。
【００２５】
一方、外側の重質重油は整流板１７Ｄの働きで両筒体１７Ｂ、１７Ｃの隙間を上昇する間に周方向で略均一な流速で上昇し、隔壁１９に達した後、隔壁１９から折り返して下降流となってタンク本体１１の周壁１１Ａに沿って底部に到達する。この間に冷却コイル２０によって重質重油を冷却し、その密度を高めて粗低質重油から確実に分離させる。冷却により密度の高くなった不純物成分を多く含む重質重油は第２の排出管２９から排出する。
【００２６】
以上説明したように本実施形態によれば、タンク本体１１内で分離機構１２の回転軸１６によって回転容器１５内の原料重油に回転させて遠心力を付与しながらノズル１５Ａから原料重油を噴出することにより原料重油を密度の高い不純物成分を多く含む重質重油と不純物成分の少ない粗低質重油とに密度差を付けて分離した後、密度の低い粗低質重油を更に濾過機構１８によって濾過して不純物成分の殆どを除去した良質の低質重油を得ることができる一方、不純物を多く含む重質重油を冷却コイル２０によって冷却して更に粗低質重油との間に密度差を付けることによって重質重油を粗低質重油からより確実に分離することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、良質の低質重油を得ることができるため、低質重油をディーゼル機関等の設備の燃料として使用する場合には、不純物成分による機械的な磨耗や損傷を格段に抑制することができると共に、燃料の不完全燃焼を格段に抑制することができ、延いては煤煙を格段に抑制し環境汚染を防止することができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、良質の低質重油を得ることができるため、低質重油をディーゼル機関等の設備の燃料として使用する場合には、不純物成分による機械的な磨耗や損傷を格段に抑制することができると共に、燃料の不完全燃焼を格段に抑制することができ、延いては煤煙を格段に抑制し環境汚染を防止することができる。
【００２９】
尚、上記実施形態では大型重油タンクからの原料重油を処理する場合について説明したが、本発明の分離機構を有するタンクは、潤滑油にも適用することができ、更に海上に流出した重油を回収する場合にも使用することができる。海上の流出重油を回収する場合には海水等の不純物を除去して元の重油を迅速且つ確実に回収することができる。また、本発明のタンクは必要に応じて複数組み合わせて使用し、複数段階で不純物成分を除去することができる。更に、上記実施形態では重油の不純物成分を除去する場合について説明したが、密度の差のある不純物成分を含む混合液体であれば、重油、潤滑油以外の混合液にも本発明のタンクを用いることができる。また、本発明の構成要素は上記実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて適宜設計変更することができる。例えば、上記実施形態では駆動機構をタンク本体の側方に付設したものについて説明したが、タンク本体の屋根にモータ等の駆動機構を設け、タンク本体から突出する回転軸に減速機等を介してモータを連結したものであっても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜請求項３に記載の発明によれば、タンク本体内で密度の高い不純物成分を含む重油等の被処理液から低質重油等の目的の液体を効率良く分離して良質で均質な低質重油等の目的の液体を得ることができる分離機構を有するタンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分離機構を有するタンクの一実施形態の構造を示す模式図である。
【図２】図２は図１に示すタンクの整流機構を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３は図１に示すタンクの濾過機構を模式的に示す斜視図である。
【図４】従来のタンクの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０    分離機構を有するタンク
１１    タンク本体
１２    分離機構
１５    回転容器
１５Ａ  ノズル（噴出部）
１６    回転軸
１７    整流機構
１８    濾過機構
１９    隔壁
２０    冷却コイル（冷却機構）
【図１】
2004298788.tif 000003
【図２】
2004298788.tif 000004
【図３】
2004298788.tif 000005
【図４】
2004298788.tif 000006