(57)【要約】【課題】【解決手段】下方出口端及び上方入口端を有し、その長さが容器の最大断面寸法の倍数である細長い入口容器を有する、油中水混合物から水を分離する装置である。油出口及び分岐した水出口を有する分離容器は、入口容器の下方出口端と連通した入口通路を有する。貫通して流れる混合物を電界に曝すための少なくとも１つの電極が入口容器内に配置されている。【選択図】図１
2010524666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油中水混合物から水を分離する装置において、
下方出口端及び上方入口端を有し、その長さが容器の最大断面寸法の倍数である細長い入口容器と、
油出口と、分岐した（ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ）水出口と、前記入口容器の下方出口端と連通した入口通路とを有する分離容器と、
前記入口容器内に配置されて、貫通して流れる混合物を電界に曝すための少なくとも1つの電極と、を備える油中水混合物から水を分離する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記入口容器は水平線に対して傾斜している、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、
前記分離容器は細長で且つ傾斜しており、長手方向軸線を有し、
前記入口容器は、前記分離容器の長手方向軸線と交差する長手方向軸線を有する、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、
前記入口容器の長手方向軸線は、前記傾斜した容器の長手方向軸線とほぼ直角に交差する、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、
前記入口容器は、前記容器の最大断面寸法の少なくとも２倍である長手方向長さを有する、装置。
【請求項６】
請求項２に記載の装置において、
前記傾斜した入口容器は、水平線に対して約４５°の角度にて向き決めされる、装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置において、
前記入口容器内に配置された前記少なくとも１つの電極は、絶縁され又は絶縁されない、装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置において、
前記分離容器内に配置された電極であって、混合物が前記入口容器の入口と前記分離容器の油出口との間を流れるとき、該混合物が別個の電極により提供された２つの別個の電界に曝されるようにする前記電極を含み、
前記各々の電極は、絶縁された電極及び絶縁されない電極から選ばれる、装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、
前記電極の１つは絶縁され、前記電極の他方は絶縁されない、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、
前記中間の入口の下方にて前記分離容器に固定されて、前記分離容器の下方部分内にて液レベルが維持されるようにする液レベル制御装置を含む、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置において、
該装置は直列に配置され、これにより、第一の装置の前記分離容器の上方油出口が第二の入口容器の上方入口端と接続され、単一の上方油出口と、複数の下方水出口とを提供する、装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の装置において、
下方に傾斜した入口容器と上方に傾斜した油捕集部分との間に介在された水平な遷移容器を含み、
前記水捕集部分は、前記水平な遷移容器と連通している、装置。
【請求項１３】
油中水から水を分離する方法において、
前記混合物を狭小な入口経路を通して高位置から低位置まで流す工程と、
前記混合物を前記狭小な経路内の電界を通して流す工程と、
前記混合物の流路を上方に傾斜した油が優勢な流体の流路と、下方に傾斜した水が優勢な流体の流路とに分割する工程と、を備える油中水から水を分離する方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
前記上方に傾斜した油が優勢な流体の流路内の前記混合物を電界に曝し、これにより電界効果を増強する工程を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法において、
前記狭小な入口通路内にて前記混合物が流れる方向は、前記油が優勢な流路内にて混合物が流れる方向に対して約９０°である、方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法において、
前記狭小な入口通路内にて前記混合物が流れる方向は、水平線に対して約４５°である、方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の方法において、
前記下方に傾斜した水が優勢な流路は、選んだ液レベルに維持された溜まった水と連通する、方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の方法において、
前記油が優勢な流体の流路及び前記水が優勢な流体の流路の流れ方向は、互いに実質的に垂直である、方法。
【請求項１９】
請求項１３に記載の方法において、
前記油が優勢な流体の流路及び前記水が優勢な流体の流路の流れ方向は、互いに実質的に共直線状である、方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載の方法において、
前記電界は、前記狭小な入口内にて絶縁した電極により設定され、
また、前記上方に傾斜した油が優勢な流体流路内にて露出型電極により設定される、方法。
【請求項２１】
請求項１３に記載の方法において、
前記電界は、絶縁した電極及び絶縁しない電極から選んだ１つの電極により設定される、方法。
【請求項２２】
請求項１４に記載の方法において、
前記第一の電界及び前記第二の電界は、各々、絶縁した電極及び絶縁しない電極から選んだ１つの電極により設定される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合物の非混和性成分の静電合体（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ
ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）の分野に関し、より具体的には、油中水混合物から水を分離する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界で最も有用なエネルギ源の１つは、地下形成物から得られる原油である。原油が地表面に達するとき、原油は、典型的に、油中水混合物の形態をしている。すなわち、原油は、不可避的に、関係した水を含み、この水は、油成分を使用可能で商業的に許容可能な製品に効率良く精製することができる前に、分離しなければならない。
【０００３】
油／水の分離の効果を向上させる一般的な技術は、合体（ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）、すなわち、より大きい水滴となるように小さい水滴を互いに接着させ、その水滴が混合物からより容易に分離することのできるようにする技術を使用することである。水滴の寸法が増すに伴い、重力分離の動力学は向上する。水滴の合体を増強する１つの方法は、混合物を電界に曝すことである。油は非極性流体であるため、誘電体として作用し、また、水滴は極性であるため、電界に曝されたとき、合体される。合体は、通常、電極間に電界を設定し且つ油中水混合物を電界に通すことにより実行される。水は僅かに極性であるため、水滴は、電界により極性化される。極性化した水滴は、互いに吸引され且つ、互いの内部に入り、また、互いに合体する。より大きい水滴は、混合物内にて重力より下方に動く傾向となり、水部分が除去された油は、混合物内にて重力により上方に動く傾向となる。
【０００４】
油と水成分の分離を増強するため混合物の静電合体の分野にて多くの研究が為されている。本明細書に含めた本発明の主題事項に関する背景情報は、以下の米国特許から得ることができる。
特許番号 発明者名
１，１１６，２９９  レアード（Ｌａｉｒｄ）ら                      石油エマルジョンの処理方法（Ｐｒｏｃｃｅｓｓ  ｏｆ  ｔｒｅａｔｉｎｇ  ｐｅｔｒｏｌｃｕｍ  ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ）
１，２７６，３８７  マッキベン（ＭｃＫｉｂｂｅｎ）                関係した液体の分離方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｌｉｑｕｉｄｓ）
１，８３８，９３１  フィシャー（Ｆｉｓｈｅｒ）                    商業的周波数回路を高周波数回路に変換する装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ  ｃｏｍｍｍｅｒｃｉａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ｉｎｔｏ  ｈｉｇｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）
２，１２０，９３２  ディロン（Ｄｉｌｌｏｎ）                      高周波数誘導脱湿機（Ｈｉｇｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｎｄｕｃｔｕｉｏｎ  ｄｅｈｙｄａｔｏｒ）
２，８４９，３９５  ウィンターミュート（Ｗｉｎｔｅｒｍｕｔｅ）    エマルジョンを電気的に分離する方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ）
３，７７２，１８０  プレストリッジ（Ｐｒｅｓｔｒｉｄｇｅ）        電気的処理機（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｔｒｅａｔｅｒ）
３，８３９，１７６  マッコイ（ＭｃＣｏｙ）                        液体から汚染物を除去する方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｒｅｍｏｖｉｎｇ  ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ  ｆｒｏｍ  ｌｉｑｕｉｄｓ）
３，８４７，７７５  プレストリッジ                                水を電気的に合体する方法（Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏａｌｅｓｃｉｎｇ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ）
４，１２６，５３７  プレストリッジ                                流体を電界にて分離する方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｆｌｕｉｄｓ  ｗｉｔｈ  ａｎ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ）
４，１６１，４３９  ワーレン（Ｗａｒｒｅｎ）ら                    静電界を混合し及び分離する流体に適用する装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｆｉｅｌｄｓ  ｔｏ  ｍｉｘｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ  ｆｌｕｉｄｓ）
４，２００，５１６  ポープ（Ｐｏｐｅ）                            静電合体システム（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｃｏａｌｅｓｃｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）
４，２０４，９３４  ワーレンら                                    静電界を混合し及び分離する流体に適用する方法（Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｆｉｅｌｄｓ  ｔｏ  ｍｉｘｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ  ｆｌｕｉｄｓ）
４，２２４，１２４  ポープ                                        静電合体システム（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｃｏａｌｅｓｃｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）
４，２８３，２９０  デイヴィス（Ｄａｖｉｅｓ）                    静電合体と共に液体膜を利用する精製方法（Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  ｌｉｑｕｉｄ  ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｗｉｔｈ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）
４，２９０，８８２  デンプシー（Ｄｅｍｐｓｃｙ）                  液体−液体抽出物からの不純物相の静電分離（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ  ｐｈａｓｅ  ｆｒｏｍ  ｌｉｑｕｉｄ−ｌｉｑｕｉｄ  ｅｘｔｒａｔｉｏｎ）
４，３０８，１２７  プレストリッジ                                電界によるエマルジョンの分離（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ）
４，４００，２５３  プレストリッジ                                静電油処理機用の電圧制御システム（Ｖｏｌｔａｇｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｏｉｌ  ｔｒｅａｔｅｒ）
４，４１５，４２６  スー（Ｈｓｕ）ら                              液体エマルジョンを電気的に合体するための電極（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ  ｏｆ  ｌｉｑｕｉｄ  ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ）
４，４１７，９７１  フェリン（Ｆｅｒｒｉｎ）ら                    異なる誘電強度の流体混合物中にて発生された静電界の強度を維持する回路（Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｆｏｒ  ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ  ｔｈｅ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  ａｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  ｉｎ  ａ  ｆｌｕｉｄ  ｍｉｘｔｕｒｅ  ｏｆ  ｖａｒｙｉｎｇ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）
４，４６９，５８２  サブレット（Ｓｕｂｌｅｔｔｅ）ら              電気的に増強した傾斜板分離機（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｉｎｃｌｉｎｅｄ  ｐｌａｔｅ  ｓｅｐａｒａｔｅｒ）
４，４７９，１６１  ヘンリッヒ（Ｈｅｎｒｉｃｈ）ら                燃料噴射装置用のスイッチング型ドライバ回路（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｔｙｐｅ  ｄｒｉｖｅｒ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｆｏｒ  ｆｕｅｌ  ｉｎｊｅｃｔｏｒ）
４，５８１，１１９  ラジャニ（Ｒａｊａｎｉ）ら                    静電合体により連続的な液体相から分散した液体相を分離する装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ  ａ  ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  ｌｉｑｕｉｄ  ｐｈａｓｅ  ｆｒｏｍ  ａ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｌｉｑｕｉｄ  ｐｈａｓｅ  ｂｙ  ｅｌｅｃｒｔｏｓｔａｔｉｃ  ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）
４，５８１，１２０  サブレット                                    油界エマルジョンを分離する方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ  ｏｉｌｆｉｅｌｄ  ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ）
４，６０１，８３４  バイレス（Ｂａｉｌｅｓ）ら                    液体分散物の静澄（Ｓｅｔｔｉｎｇ  ｏｆ  ｌｉｑｕｉｄ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓ）
４，６０６，８０１  プレストリッジら                              静電混合機／分離機（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｍｉｘｅｒ／ｓｅｐａｒａｔｏｒ）
４，７０２，８１５  プレストリッジら                              分配型電荷組成物電極及び脱塩システム（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ  ａｎｄ  ｄｅｓａｌｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）
４，７４７，９２１  バイレス                                      液体−液体接触法（Ｌｉｑｕｉｄ−ｌｉｑｕｉｄ  ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ）
４，７６７，５１５  スコット（Ｓｃｏｔｔ）ら                      高強度の電界を利用する溶媒抽出システムにて表面積の生成及び液滴寸法の制御（Ｓｕｒｆａｃｅ  ａｒｅａ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｄｒｏｐｌｅｔ  ｓｉｚｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  ｓｏｌｖｅｎｔ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  ｈｉｇｈ  ｉｎｔｅｎｓｉｌｙ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄｓ）
４，８０４，４５３  サブレットら    
多電界によるエマルジョンの分解（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｍｕｌｓｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄｓ）
５，１４７，０４５  チー（Ｃｈｉ）ら                              静電合体による粒子の分離（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｓｃｐａｒａｔｉｏｎｓ  ｂｙ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｃｏｓｌｅｓｃｅｎｃｅ）
５，４１１，６５１  ヤマグチ（Ｙａｍａｇｕｃｈｉ）ら                静電液体／液体接触機用の方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ／ｌｉｑｕｉｄ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）
５，４２１，９７２  ヒッキー（Ｈｉｃｋｅｙ）ら                      可溶性汚染物質を炭化水素流れから除去する方法及び装置（Ｐｒｏｃｅｓｓ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｒｅｍｏｖｉｎｇ  ｓｏｌｕｂｌｅ  ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ  ｆｒｏｍ  ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  ｓｔｒｅａｍ）
５，４６４，５２２  マックエドモンソン（ＭａｃＥｄｍｏｎｄｓｏｎ）  静電油エマルジョンの処理方法及び装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｏｉｌ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ  ｔｒｅａｔｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）
５，５４３，０２７  ヤマグチら                                      静電液体／液体接触機用の装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ／ｌｉｑｕｉｄ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）
５，５６５，０７８  サムス（Ｓａｍｓ）ら                            油水エマルジョン中の水の合体を増強する装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ａｕｇｍｅｎｔｉｎｇ  ｔｈｅ  ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ  ｉｎ  ａ  ｗａｔｅｒ−ｉｎ−ｏｉｌ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ）
５，５７５，８９６  サムスら                                        二重電極遠心型合体機を使用する油／水分離の方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｏｉｌ／ｗａｔｅｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｄｕａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  ｃｏａｌｅｓｃｅｒ）
５，６４３，４３１  サムスら                                        油水エマルジョン中の水の合体を増強する方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ａｕｇｍｅｎｔｉｎｇ  ｔｈｅ  ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ  ｉｎ  ａ  ｗａｔｅｒ−ｉｎ−ｏｉｌ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ）
５，８２４，２０３  レモ（Ｒｅｍｏ）                                物質の性質を変化させる方法及び手段（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ  ｃｈａｎｇｉｎｇ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ）
６，０１０，６３４  サムスら                                        液体流の混合した重質成分及び軽質成分を分離するシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ  ｍｉｎｇｌｅｄ  ｈｅａｖｉｅｒ  ａｎｄ  ｌｉｇｈｔｅｒ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ｏｆ  ａ  ｌｉｑｕｉｄ  ｓｔｒｅａｍ）
６，１１３，７６５  ワグナー（Ｗａｇｎｅｒ）ら                      伝導率改質装置にて炭化水素の連続エマルジョン又は分散物の分解を向上させる方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ  ｏｒ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ）
６，８６０，９７９  サムス                                          二重周波数静電合体装置（Ｄｕａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、油中水混合物から水を分離する方法及び装置を提供する。本発明は、原油から水を分離するのに特に有用である。今日、地球上にて消費されている大量のエネルギは、地下堆積物にて見られ且つ、油井により地表面に吸い上げた原油から得ている。原油が地表面に達したとき、原油は、不可避的に、油中水混合物の形態をしている。すなわち、原油は、通常、水と関係した状態にて見られる。原油を成功裏に且つ経済的に輸送し、精製し且つ使用するため、原油が地表面に吸い上げられた後、最初の必要条件の１つは、水含有分を分離し且つ適正に処分することである。これを実現する方法及び色々なシステムが図示され且つ本明細書に記載されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの実施の形態は、下方出口端及び上方入口端を有する細長い入口容器を含む。細長い入口容器は、典型的に、処理すべき原油の量によってその直径が決まるパイプの形態とすることができる。パイプは、容易に利用可能な細長い容器の一例である一方、細長い容器の断面は四角形、矩形又はその他の形状とすることができるが、全ての実用的な目的のため、パイプは、完全に満足し得るように機能し且つ、容易に利用可能でき、また、低廉である。
【０００７】
本発明の装置を構成する第二の要素は、上方油出口と、下方水出口と、中間の入口通路とを有する分離容器である。入口容器の場合のように、分離容器は、例えば、円形の断面を有する１本のパイプとすることができ、分離容器の直径は、典型的に、入口容器の直径と同一とし又は実質的に同一とすることができる。分離容器は、典型的に、直径に対して細長であり、また、典型的に、入口容器とほぼ同一の長さとすることができる。
【０００８】
少なくとも１つの電極が入口容器と共に配置され、該電極により貫通して流れる混合物は電界に曝される。電極は、一例として、入口容器の壁内の絶縁体を通じて印加された電圧を受け取るコイル導体の形態とすることができる。入口容器が金属導体であるとき、電極と入口容器自体との間に電圧を印加することができる。電極は、絶縁し、又は、適正な用途にて、露出型とすることができる、すなわち、入口を通って流れる混合物体液体と電気的に接触しているようにする。
【０００９】
分離機は、短い液体流路を提供することにより機能する。混合物は、入口容器内にて電界に曝された後、直ちに、分離容器に進み、この分離容器にて、分離した水を下方に流し且つ、水の実質的な部分が抽出された油を上方に流すため、通路が設けられている。
【００１０】
油中水混合物から水を分離する装置は、直列の関係に配置し、これにより混合物から分離された水の比率が増大するようにするか又は、処理される原油の量の変化に対して調節し得るよう平行な関係に配置することができる。
【００１１】
本発明は、図面及び添付した特許請求の範囲と共に、好ましい実施の形態に関する以下の詳細な説明から、一層良く理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
次に、本発明の好ましい実施の形態について、更に詳細に説明する。本発明のその他の特徴、側面、及び有利な効果は、以下の詳細な説明、添付した特許請求の範囲、及び添付図面（正確な縮尺通りではない）を参照することにより一層良く理解されよう。
【図１】本発明の要素を実施するための基本的システムの平面図である。
【図２】本発明の基本的システムの１つの代替的な図である。図２には、混合物を静電界に曝すための電極を有する管状の入口容器と、油処理過程及び水処理過程の容器と連通した拡大する水捕集及び油捕集部分とが示されている。
【図３】分離容器が上方製品出口及び下方水出口を有して縦型である、本発明の基本的着想による別の代替的な実施の形態である。
【図４】混合物から水をより完全に分離するため本発明を実施すべく使用される基本的システムを直列に配置するための方法を示す、本発明の１つの実施の形態の平面図である。更に、図４には、マニホルドの間を伸びるシステムを平行に繰り返し、これにより増大した容積の用途に対してシステムを適応させるべく使用可能である入口マニホルド及び出口マニホルドが示されている。
【図５】分離システムが混合物から塩を抽出する用途にて使用される、本発明の脱塩装置の実施の形態の図である。
【図６】より完全な水の分離及び塩の除去を実現し得るよう本発明の基本的な分離システムの２つを回路網内にて採用する方法を示す別の脱塩装置システムの図である。
【図７】システムの要求される水除去レベルに依存して必要とされるよう図２の基本的配置を多数回繰返す方法を示す概略図である。一例として、図４には、連続的な２つの基本的システムが示されている一方、図７には、連続的な３つの基本的システムが概略図的に示されている。
【図８】本発明の基本的分離システムが特に吸引混合物からガスを抽出するのに有用な吸引構造体に従い、また、その第一のものが図２と同様で、その第二のものが図１と同様の２つの基本的分離システムが直列に採用される、本発明の別の実施の形態の図である。
【図９】分離容器が水平線に対して約２２．５°にて向き決めされた本発明の別の実施の形態を示す図である。
【図１０】電極の代替的な実施の形態の断面図である。ロッド型電極の形態が示されている。
【図１１】電極の代替的な実施の形態の断面図である。コイル型電極の形態が示されている。
【図１２】電極の代替的な実施の形態の断面図である。板型電極の形態が示されている。
【図１３】本発明を図１に最初に開示したように実施する基本的システムの１つの代替的な実施の形態の図である。この実施の形態は、入口容器と油捕集部分との間に水平の遷移部分を採用して、分離した水の流れが分離した油の流れから分岐した乱流を減少させる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に説明する本発明は、添付図面に示した部品の構造及び配置の詳細にのみ、その適用例が限定されるものではないことを理解すべきである。本発明は、その他の実施の形態が可能であり、多様な方法にて実施し又は実行することができる。本明細書にて採用した文章及び技術用語は、説明の目的のためであり、限定するためのものではない。
【００１４】
図面により示した要素は、次の番号により識別される。
【００１５】
本発明の基本的着想は、図１にその最も簡略化した形態にて示されている。基本的に、本発明は、下方出口端１２及び上方入口端１４を有する細長い入口容器１０を含む。図１に「供給材」として識別された吸引液体が流れる電界を提供する電極１６が入口容器１０内に配置されている。図１において、破線にて示した電極１６は、容器１０内に配置され、この容器１０は、伝導性材料、すなわち金属にて出来ており、このため、電極１６と容器１０の壁との間に静電界が設定される。
【００１６】
入口容器１０は、細長である、すなわち上方入口端１４から下方出口端１２まで測定したとき、容器の最大断面寸法の倍数である長さを有する。図１の図示した配置において、入口容器１０は、パイプの形態をしている、すなわち容器の断面は円形である。容器１０の長さは、容器の直径の約２倍であることが好ましいが、精密な長さは、本発明の重要な要素ではなく、容器１０は細長であり、貫通して流れる流体は、最小時間、電極１６により設定された静電界に曝されるようにすればよい。
【００１７】
図１の装置の第二の基本的要素は、分離容器１８である。容器１８は、上方油出口端２０と、下方水出口端２２とを有している。更に、分離容器１８は、入口容器の下方出口端１２と連通する中間の入口通路２４を有している。
【００１８】
本発明は、図１に示されているため、入口フランジ装着具２６は、入口容器１０の上方入口端に固定され、また、同様の出口フランジ装着具２８は、分離容器１８の上方油出口端２０に固定されている。フランジ装着具２６、２８は、図１のシステムを配管と接続する便宜な装置を提供するが、その他の点では、システムの性能に関与しない。同様の態様にて、分離容器１８の下方水出口端２２には、パイプ装着具３０が設けられ、このパイプ装着具３０によりシステムによって処分又は更なる処理のため分離された水を運び去ることができる。
【００１９】
図１に開示した本発明の実施の形態において、「供給材」として表示した油及び水の混合物は、入口フランジ装着具２６を介してシステムに入り、このフランジ装着具２６にて、混合物は入口容器内１０内に進む。混合物は、表示したように下方に傾斜していることが好ましい細長い入口容器を通って流れる。入口容器を傾斜させることは、高液体量が電極を通るのを許容するのを助ける。入口容器内にて、混合物は静電界に曝さされる。入口容器内の電極１６が絶縁体にて被覆されている場合、電気は、電極１６から混合物まで直接、伝導されず、その代わり、混合物が曝される容器１０内に静電界のみが維持される。絶縁した電極１６を使用することにより、電極と容器１０の壁との間の電圧は顕著となり、このため、静電界が入口混合物に印加される。静電界により混合物内の水滴は急速に合体する。その内部の水の顕著な部分が大きい水滴に合体した混合物は、直ちに、入口容器１０の長手方向軸線に対して垂直な角度にあることが好ましい分離容器１８内に直接、進む。この分離容器１８は、図１において、入口容器１０の長手方向軸線は、番号３２にて示す一方、分離容器１８の長手方向軸線は、番号３４にて示されている。
【００２０】
静電界に曝され、このため、水が急速に合体される環境を通って進む混合物は、分離容器１８内に垂直に入る。分離容器１８内にて内方に流れる混合物には、重質成分及び軽質成分に分離する迅速な機会が与えられる。重質成分は、混合物から分離し且つ、傾斜した分離容器１８内にて下方に流れ、入口通路２４の下方の容器１８の部分である水捕集部分３６内に入る。水捕集部分３６内の水は、水位制御装置４０により選択した液レベル３８に維持される。水位制御装置４０は、油／水分離時、頻繁に且つ標準的に使用され、また、当該技術の任意の実施者にとって周知であるから、概略図的に示されている。典型的な水位制御システムは、図８に示され且つ、以下、図８を参照して説明する。基本的に、水位制御装置４０は、水が容器の下方部分３６内に蓄積するとき、水を排出し得るようパイプ装着具３０と接続された弁（図示せず）を作動させ、このため、液レベル３８は、水捕集部分３６内の予め選んだ高さに止まる。
【００２１】
下方出口端１２を通って、入口容器１０から流れ出る混合物は分離し、軽質成分は、分離容器１８の油捕集部分４２内に上方に運ばれる。水の少なくとも顕著な部分が抽出された供給混合物の油成分は、入口容器１０の上方油出口端２０を通り且つ、出口フランジ装着具２８を通って流れ、配管に運ばれ、この配管にて、油を精油所に送ることができ、又は貯蔵又は更なる処理のための施設まで輸送することができる。
【００２２】
図１の油水混合物から水を分離するシステムは、今日、使用されている殆どの油／水分離装置と比較して極めて簡単であり、しかも改良された性能を提供するよう配置されている。具体的には、図１の分離システムの独創的な特徴は、油／水混合物が静電界に曝され、このため、混合物は、その後直ちに、分離のため進み、水成分は一方向に流れ、油成分は反対方向に流れる。更に、入口容器１０及び分離容器１８の傾斜した配置は、静電界に曝された後、油中水混合物を重力支援にて直ちに分離することを可能にする。図１の装置は、その他の既知のシステムと比較して最も簡単な流れの配置にて油及び水を最も迅速に且つ効果的に分離する。
【００２３】
図１において、静電界を入口容器１０内にて混合物に印加する方法の例が示されている。電圧源４４は、導体４６、４８の間にて電圧出力を提供する。導体４８は、入口容器１０の側壁に固定される一方、導体４６は、容器１０の側壁を通って電極１６まで伸びる絶縁体５０を通して供給される。導体４６、４８を亙る電圧は、ＡＣ電圧、ＤＣ電圧、パルス状ＤＣ電圧又は二重周波数電圧とすることができる。油中水混合物中の水の合体を増強すべく使用される色々な電圧システムの有利な点及び不利益な点を規定するため多くの研究が為されているから、入口容器内にて静電界を発生させるべく印加された特定の電圧は、本発明の重要な要素ではない。一例として、米国特許第６，８６０，９７９号は、図１の装置に適用することのできる二重周波数の静電合体システムを教示している。かかる二重周波数システムは、図６を参照して一層良く示され且つ説明する。
【００２４】
図１に示した本発明の基本的システムは、多岐にわたる改変例を具体化することができる。図２には、入口容器１０、下方出口１２、上方入口１４及び電極１６が全て図１に関して説明したものと同一の要素番号及び同一の目的を有する点にて、図１の改変例の一例が示されている。
【００２５】
入口容器の下端１２は、図１を参照して説明したように水位３８を維持し得るよう水位制御装置４０を有する水捕集部分３６Ａと直線状に接続されている。図２の水捕集部分の下方水出口端２２は、入口混合物から抽出された水を処理し且つ（又は）処分する１つのシステムの一例である水処理過程容器５４の入口５２と接続する。水処理過程５４は、単に、入口油中水混合物から抽出された水を処分することができ、又は、ハイドロサイクロン、遠心力分離機、重力分離機、波形板分離機、浮上セル又はフィルタのような、吸引混合物から運ばれた全ての残留油を除去する更なる処理を表わすものとすることができる。
【００２６】
図２の配置において、入口フランジ２６を通ってシステム内に流れる入口混合物は、入口混合物の水部分を合体させる機能を果たす電極１６により提供された電界に曝される。合体した水は、水捕集部分３６Ａ内に下方への流れを続ける。混合物から分離し且つこのため水位３８の上方に止まる油は、上方に方向変更し、油捕集部分４２Ａ内に流れる。分離された油は、上方油出口端２０、油出口５６を通って捕集部分４２Ａから流れ出て容器５８により示した油の処理過程に入る。油の処理過程の容器５８は、図２のシステムにより分離された油を更に取り扱い、輸送し、処理し又は貯蔵するための任意のシステムの一例である。典型的に、油の処理過程５８は、処理のため精油所に運ぶような、更なる使用のため輸送される前に、水の実質的な部分が抽出された原油が貯蔵される貯蔵施設とすることができる。
【００２７】
図２を図１と比較すると、２つの明確な相違点が示されている。第一に、図２には、システムから出る分離された油及び水を更に処理するための一例として水処理過程の容器５４及び油の処理容器５８が示されている。第二に、図１と比較して図２には、吸引水中油混合物から分離された油及び水の流路の異なる幾何学的配置が示されている。図１及び図２の双方にて、分離した油は方向変更し、吸引混合物の流路に対してある角度にて上方に動く。しかし、図１と比較した図２において、分離した水は、入口容器の同一の流路内を連続して流れる。これらの相違に関係なく、図１及び図２のシステムの基本的機能は同一である。すなわち、水中油の吸引混合物は、細長い入口容器を通って下方向に流れ、その間、その混合物は静電界に曝され、また、分離容器は、入口容器の下方出口端と連通した入口通路を有している。図２には、水中油の吸引混合物が静電界に曝され、その後、直ちに分離した水及び油が異なる方向に流れるための別個の通路が提供される１つの配置が示されている。
【００２８】
図３には、本発明のシステムのもう１つの代替的な実施の形態が示されている。図３において、入口容器１０は、図１及び図２に示したものと同一であるように、細長であり且つ下方に傾斜している。しかし、図３において、油捕集部分４２Ｂは、垂直上方である。長手方向軸線３２は、約４５°の角度にて分離容器の長手方向軸線３４と交差する。図３において、混合物は、入口容器１０内にて電極１６により設定された静電界を通って流れた後、方向変更し且つ、水捕集部分３６Ｂと垂直に整合している油捕集部分４２Ｂ内に水平に入る。電極１６の作用によって合体された混合物から分離した水は、直ちに、水捕集部分３６Ｂ内に下方に方向変更し、分離した軽質な油成分は直ちに油捕集部分４２Ｂ内に上方に方向変更し、上方油出口２０から流れ出る。このように、図１及び図２と同様、入口混合物は静電界に曝され、その後、直ちに入口混合物からの流れは、分岐経路に入り、この分岐経路内にて、分離した水は、分離した油から分岐した方向に向けて流れることができる。図３の場合、分離した水成分は、直ちに、水捕集部分３６Ｂ内への下方経路内に分岐した一方、分離した油成分は、反対方向に、すなわち、油捕集部分４２内に上方に流れる。このように、図３には、図１及び図２と同一の独創的な基本的着想を提供する、すなわち、混合物が静電界に曝される細長い容器の混合物入口を通り、その後、直ちに、分離した水及び油成分に対する分岐経路を通って流れる。
【００２９】
図９には、本発明のシステムのもう１つの代替的な実施の形態が示されている。入口容器１０、下方出口１２、上方入口１４及び電極１６は、全て図１、図２及び図３を参照して説明したものと同一の要素の番号及び同一の目的を有する。入口容器１０は、細長であり且つ、下方に傾斜しているが、フランジ装着具２６は、垂直供給材を受け取るような向きとされている。分離機容器１８の水捕集部分３６Ｃ及び油捕集部分４２Ｃは、分離容器の長手方向軸線３４に沿って整合され且つ水平線に対して約２２．５°の角度にて向き決めされている。入口容器の長手方向軸線３２は、分離容器の長手方向軸線３４に対して垂直である。混合物は、入口容器１０内にて電極１６により設定された静電界を通って流れた後、分離し、分離した水は、水捕集部分３６Ｃ内に下方に角度を付けて方向変更し、分離した軽質な油成分は、油捕集部分４２Ｃ内に上方に角度を付けて方向変更し、上方油出口２０から流れ出る。出口フランジ装着具２８は、垂直に向き決めした油処理過程領域と接続できるような向きとされている。このように、図１、図２及び図３と同様、吸引混合物は、静電界に曝され、その後直ちに、吸引混合物からの流れは、分岐経路に入り、この分岐経路内にて、分離した水は、分離した油から分岐した方向に向けて流れることができる。図１、図２、図３及び図９にて示唆したように、入口容器１０の角度は、垂線に対して０°から４５°の範囲とし、また、分離容器１８の角度は、水平線に対して０°から４５°の範囲とすることができる。
【００３０】
図１、図２、図３及び図９の各々は、複数の静電界を利用する。図１、図２、図３及び図９の各々にて、入口容器１０内に配置された電極１６に加えて、第二の電極６０が油捕集部分４２内に配置されている、すなわち図１の油捕集部分４２、図２の油捕集部分４２Ａ、図３の油捕集部分４２Ｂ、及び図９の油捕集部分４Ｃ内に第二の電極６０がある。第二の電極の各々は、実施の形態の各々にて主電極１６と同一の態様にて静電界を提供し且つ、最初の分離が為された後、分離した油中に残る全ての水の合体を更に助ける作用を果たす。第二の電極６０は、絶縁するか、又は、装置の油捕集部分内にて混合物中に残る水の比率が十分に減少した場合、第二の電極６０は、低電圧にて作用する露出型電極とすることができる。
【００３１】
図４には、油中水混合物から水をより完全に分離するため本発明の基本的な分離システムを直列的に使用する方法が示されている。図４には、図１におけると同一の番号識別の構成要素を有する番号６４により全体的に示した第一の分離システム内に油中水混合物を供給するための入口マニホルド６２が示されている。第一の分離システム６４の出口フランジ２８は、第二の分離システム６６の入口フランジ２６Ａと接続する。分離システム６６の出口フランジ２８Ａは、出口マニホルド６８と連通し、これにより入口マニホルド６２内を流れる混合物の油成分は捕集される。このように、第一の分離システム６４及び第二の分離システム６６の各々は、図１を参照して説明したのと同一に機能し、各々は、入口容器１０と、水捕集部分３６と、油捕集部分４２とを有している。入口容器の各々は、電極１６を有し、水捕集部分３６の各々は、供給混合物から分離された水を分離システムから移送するためのパイプ装着具を有している。更に、分離システム６４、６６の双方には、第二の電極６０がある。
【００３２】
図１と比較して図４の１つの相違点は、ガス出口が入口容器１０、１０Ａの各々と連通する状態にて示されている点である。ガス出口７０、７０Ａの各々は、システムから分離されたガスをガス捕集施設、原油採掘施設等々のような場所に運ぶための配管７２により接続されている。
【００３３】
図７は、図２の分離システムを直列に接続する方法を示す概略図である。図７には、図２を参照して示し且つ説明したように機能する分離システム７４と、直列に接続した同一の分離システム７６、７８とが概略図的に示されている。これは、本明細書にて説明した分離システムは要求される分離レベルを実現し得るよう直列に接続した実質的に同一の分離システムを必要なだけ多数直列に接続することができることを示す。
【００３４】
図４を再度参照すると、この図は、本発明の分離システムが容易に並列に配置することができることを示唆する。図４には、入口マニホルド６２から出口マニホルド６８まで伸びる２つの分離システム６４、６６が示されている。図４に示した任意の数のシステムを並列に横に並べて配置し、その各々が入口マニホルド６２から出口マニホルド６８まで伸びるようにすることができることが容易に理解される。同様の態様にて、図７のシステムは、処理すべき油水混合物の容積に従って要求される多くの分離システムと同様に並列に容易に配置することができる。
【００３５】
図５には、本発明の分離システムを脱塩システムにて採用することができる方法が示されている。図５において、図１を参照して説明した第一の分離システム６４は、洗浄水入口８２を有するＴ字形装着具８０と接続された出口フランジ装着具２８にて分離した油を提供する機能を果たす。出口フランジ２８から流れる分離した油は、Ｔ字形装着具８０内の洗浄水と混合し、混合物は、出口８４、混合弁８６及び入口８８パイプを通ってＴ字形装着具から出て脱塩装置容器９０に進む。容器９０内にて、油及び水が分離することを許容する静寂領域が提供される。洗浄水入口８２を通して導入された水は、第一の分離機システム６４から排出された油内の塩分を吸収する。脱塩装置容器９０から、水は、出口９２を通って流れ出て、また、実質的に全ての水及び実質的に全ての塩が除去された油は、油出口９４を通って流れ出る。
【００３６】
図５の脱塩装置の基本的着想は、既知である、すなわち塩を含む油と混合するよう洗浄水を使用する工程は既知であり、従って本発明の要旨ではない。図５の重要性は、本発明の分離システム６４を脱塩装置にて使用して脱塩装置システムの効率及び効果を向上させる方法を示す点である。
【００３７】
図６には、本発明の分離システムを脱塩施設にて使用する方法の更なる図が示されている。図１を参照して示し且つ説明したように、第一の分離システム６４は、分離した油を出口フランジ２４を通して図５にて説明したように水入口８２を有するＴ字形装着具８０内に提供する。混合物は、説明したように混合弁８６を通って進み、この場合にも、図１の基本的な分離システムと同一である第二の分離システム６６の別の入口フランジ装着具２６に入る。出口装着具２８Ａを通って流れる分離した油は、脱塩装置容器９０に入り、この脱塩装置容器９０にて、混合物の水及び油成分は、重力により分離し、水は塩が溶解しており、また、比較的塩無しの油は、上方に進み、油出口９４を通って脱塩装置から出る。
【００３８】
図６には、以下に参照する分離システム内の電極に対して電圧を印加するための回路がより詳細に示されている。
【００３９】
図８には、本発明の分離システムを直列にて追加することのできる１つの方法が示されている。図８にて、油水混合物は、入口９６を通って頂部にガス出口１００を有する縦型容器の形態をした予備分離機９８に入る。液体は、予備分離機９８内にて下方に流れ、容易に分離した水成分は、底部に沈殿し、水位制御装置４０により維持された水位３８となる。制御装置４０は、排水弁１０２を作動させ、容器９８内の水位３８が維持される。パイプ出口装着具３０は、水を予備分離機９８から移送する。ガス及び容易に分離した水が除去された混合物は、図２にて説明したものと同様の第一の分離機システム７４内に流れ込む。
【００４０】
水が分離システム７４内にて混合物の油成分から分離されると、水は、水捕集部分３６Ａ内に下方に流れ、最終的に、パイプ出口装着具３０から排出される。混合物からの油は、油捕集部分４２を通って上方に動き、この油捕集部分４２にて、油は、再度、第二の電極６０により静電界に曝される。分離した油は、油出口５６を通って動き、第二の分離システム６４内に入り且つ、電極１６を有する下方に傾斜した入口容器１０を通って流れる。分離システム６４において、混合物は、図１を参照して説明したように、すなわち、本発明の基本的な分離システム内にて処理される。入口容器１０から、混合物は、電極１６により提供された静電界に曝された後、分離容器１８内に流れ、水は、水捕集部分３６内に下方に運ばれ、この水捕集部分にて、水は、分離システム７４の水捕集部分３６Ａから排出された水と混合し、パイプ出口３０を通ってシステムから流れ出る。入口容器１０から流れ出る油は、油捕集部分４２を通って上方に且つ出口フランジ装着具２８を通って運ばれ、これらは全て図１を参照して説明した態様にて行われる。
【００４１】
図８は、全てが図１に示した基本的着想にて実現される、それ自体、多岐にわたる組み合わせに対して本発明の独創的な分離システムが適応可能であるようにする方法を示す。図８のシステムにおいて、混合物は、４つの電極により提供される静電界に曝される。混合物内に含まれた油から水を極めて効果的に分離するため、電極の各々は、混合物の水含有分が減少したシステムの一部分内にあるから、連続的な電極の静電界の強さを増大させることができる。一例として、分離システム７４の電極１６、６０は絶縁することができるが、分離システム６４の電極１６、６０は、非絶縁としてよい、すなわち露出型である。更に、図１０、図１１及び図１２により示したように、電極１６、６０に対して異なる電極の形態を使用し、所望の静電界を実現することができる。例えば、図１０において、電極１６Ａは平行な板の形態をしている。図１１において、電極１６Ｂは、同心状の筒形電極１６Ｂの形態をしている一方、図１２にて、同軸状電極１６Ｃは、同心状の筒形部材１６Ｄにより取り囲まれたロッドの形状をしている。第二の電極６０は、図１０、図１１及び図１２にて示した断面の配置の任意のものを有することができる。
【００４２】
図１を参照して説明したように、本明細書にて説明した分離システムで採用される電極の各々は、ＡＣ電圧、ＤＣ電圧、整流ＡＣ電圧又は選択した周波数及び波形を有するＡＣ電圧とすることのできる電位電圧により供給される。本発明の静電分離機システムと共に使用される有効電圧形式は、「二重周波数静電合体（Ｄｕａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）」という名称の米国特許第６，８６０，９７９号明細書に詳細に説明されているように、二重周波数電圧である。この特許は、２００５年５月１日に発行され、また、参考として引用し本明細書に含められている。図６には、本特許にて開示した基本回路が示されており、この回路によって、二重周波数電圧は分離システム６４の電極１６に印加される。この二重周波数回路内にて、３相電圧源１０４が整流器１０６に印加されてＤＣバス１０８上に電圧を発生させる。ＤＣバス１０８からの電圧は、モジュレータ１１０に供給され、このモジュレータ１１０は、導体１１２に供給された信号によりチョッパ１１４を制御し、このチョッパ１１４は、選択可能な周波数のＡＣ電圧を変圧器１１８の一次巻線１１６に提供する。変圧器１１８の二次巻線１２０は、接地１２２と導体１２４との間にて電圧を印加し、この導体１２４は、絶縁体５０を通って流れる電圧を電極１６に供給する。図６の回路は、選んだ周波数Ｆ２にて強度が変調された容易に選択可能な周波数Ｆ１のＡＣ電圧源を提供することにより、入口容器１０を通って流れる混合物の油及び水成分の分離を増強する方法を提供する。
【００４３】
図１３には、図１の基本的な実施の形態と比較した、本発明の１つの代替的な実施の形態が示されている。図１３において、典型的に、１本のパイプの図示した形態をした水平の遷移容器１２６は、油捕集容器４２を入口容器１０と相互に接続する。Ｔ字形装着具１２８は、水平遷移容器１２６の底部から伸びて且つ、水捕集容器３６の入口と接続する。このように、入口容器１０及び油捕集容器４２内にて分離する水は、水平遷移容器１２６の底部に沈殿し且つ、Ｔ字形装着具１２８を通って排出され、乱流を少なくしつつ、水捕集容器３６に入る。
【００４４】
図面にて、本発明の分離機の基本的形態が図１、図２、図３、図９及び図１３に示されている。この分離機システムを適用するための異なるシステムは、図４、図５、図６、図７及び図８に示されている。図５及び図６には、洗浄水が利用される脱塩システムにて本明細書の分離機システムを採用するための方法が具体的に示されている。本発明の分離機システムは図４から図８にて例示したように、色々な形態となるよう改変するための方法は、単に一例であり、分離機システムを採用するための唯一の配置として示したものではないことを強調することが重要である。
【００４５】
本発明は、ある程度、特定的に説明したが、本発明の思想及び範囲から逸脱せずに、構成要素の構造及び配置の細部の点にて多くの変更を為すことができることは明らかである。本発明は、例示の目的のため、本明細書にて記載した実施の形態にのみ限定されず、その要素の各々が妥当する等価物の全範囲を含んで添付した特許請求項の範囲によってのみ限定されるものであることが理解される。
【符号の説明】
【００４６】
１０  入口容器
１２  下方出口端
１４  上方入口端
１６  電極
１８  分離容器
２０  上方油出口端
２２  下方水出口端
２４  入口通路
２６  入口フランジ装着具
２８  出口フランジ装着具
３０  パイプ出口装着具
３２  吸引長手方向軸線
３４  分離容器の長手方向軸線
３６  水捕集部分
３８  水位
４０  水位制御装置
４２  油捕集部分
４４  電圧源
４６  導体
４８  導体
５０  絶縁体
５２  水入口
５４  水処理過程容器
５６  油出口
５８  油処理過程容器
６０  第二の電極
６２  入口マニホルド
６４  第一の分離システム
６６  第二の分離システム
６８  出口マニホルド
７０  ガス出口
７２  配管
７４  第一の分離システム
７６  第二の分離システム
７８  第三の分離システム
８０  Ｔ字形装着具
８２  洗浄水入口
８４  出口
８６  混合弁
８８  入口
９０  脱塩装置容器
９２  水出口
９４  油出口
９６  入口
９８  予備分離機
１００  ガス出口
１０２  弁
１０４  ３相電圧
１０６  整流器
１０８  ＤＣバス
１１０  モジュレータ
１１２  導体
１１４  チョッパ
１１６  一次巻線
１１８  変圧器
１２０  二次巻線
１２２  接地
１２４  導体
１２６  水平の遷移容器
１２８  Ｔ字装着具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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