(57)【要約】【課題】簡便かつ確実性の高い油水分離方法及び油水分離装置を提供すること。【解決手段】油粒子と陰イオン界面活性剤とが結合した１次結合粒子がエマルション化した乳化水溶液が混入したオイルについて実施する油水分離方法に関する。この油水分離方法は、陽イオン界面活性剤をオイルに添加する添加ステップＳ２０と、該添加ステップＳ２０を実施した後に、比重分離法を利用してオイルを再生する分離ステップＳ３０とを含む方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油粒子と陰イオン界面活性剤とが結合した１次結合粒子がエマルション化した乳化水溶液が混入したオイルについて実施する油水分離方法において、
上記オイルに陽イオン界面活性剤を添加する添加ステップと、
該添加ステップを実施した後に、比重分離法を利用して上記オイルを再生する分離ステップとを含むことを特徴とする油水分離方法。
【請求項２】
請求項１において、上記油水分離方法は、上記乳化水溶液の混入割合に依存した上記オイルの特性値を計測する計測ステップを有してなり、上記添加ステップは、計測した上記特性値に基づいて算出した量の上記陽イオン界面活性剤を添加するステップであることを特徴とする油水分離方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記オイルは、機械装置の作動油又は潤滑油であって、かつ、上記乳化水溶液は、上記機械装置に適用する加工油であることを特徴とする油水分離方法。
【請求項４】
請求項１又は２において、上記乳化水溶液は、機械装置の作動油又は潤滑油であって、上記オイルは、上記機械装置に適用する加工油であることを特徴とする油水分離方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、上記陽イオン界面活性剤は、ハロゲンイオンを含まない第四級アンモニウム塩であることを特徴とする油水分離方法。
【請求項６】
請求項５において、上記オイル中に混入した上記乳化水溶液を１００重量％として、添加すべき上記陽イオン界面活性剤は、０．２重量％〜０．８重量％であることを特徴とする油水分離方法。
【請求項７】
請求項５において、上記オイル中に混入した上記乳化水溶液を１００重量％として、添加すべき上記陽イオン界面活性剤は、０．４重量％〜０．６重量％であることを特徴とする油水分離方法。
【請求項８】
陰イオン界面活性剤と油粒子とが結合した１次結合粒子がエマルション化した乳化水溶液を加工油として機械加工を実施する機械装置に循環させる潤滑油又は作動油としてのオイルについて油水分離を実施する油水分離装置において、
上記オイルを上記機械装置に循環させる配管経路と、
該配管経路中に配設された沈殿式油水分離器と、
上記配管経路内へ陽イオン界面活性剤を供給する活性剤供給装置とを有してなることを特徴とする油水分離装置。
【請求項９】
請求項８において、上記油水分離装置は、上記陽イオン界面活性剤を添加した上記オイルを撹拌する撹拌タンクを有してなり、上記沈殿式油水分離器は、上記撹拌タンクで撹拌した上記オイルを流入させるように構成してあることを特徴とする油水分離装置。
【請求項１０】
請求項８又は９において、上記配管経路には、該配管経路に混入した上記乳化水溶液の混入割合に依存する上記オイルの特性値を計測する計測手段を配設してあり、上記活性剤供給装置は、上記特性値に基づいて算出した量の上記陽イオン界面活性剤を添加するよう構成してあることを特徴とする油水分離装置。
【請求項１１】
請求項１０において、上記計測手段は、上記特性値として上記配管経路を流動するオイルの導電率を計測するよう構成してあることを特徴とする油水分離装置。
【請求項１２】
請求項１０において、上記計測手段は、上記特性値として上記配管経路を流動する上記オイルの光透過率を計測するよう構成してあることを特徴とする油水分離装置。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか１項において、上記活性剤供給装置は、上記撹拌タンク内の上記オイル中に上記陽イオン界面活性剤を供給するよう構成してあることを特徴とする油水分離装置。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１項において、上記陽イオン界面活性剤は、ハロゲンイオンを含まない第四級アンモニウム塩であることを特徴とする油水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，エマルション化した乳化水溶液が混入したオイルについての油水分離方法及び、その油水分離方法を実現する油水分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水や水溶液等が混入したオイルを油水分離する技術として、上記オイル中に浸した荷電板に交流電圧を印加して油水分離を実現する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）
しかしながら、上記従来の油水分離方法では、該油水分離方法を実施する装置が複雑となると共に、該装置の操作手順が煩雑になるという問題がある。
【０００３】
【特許文献１】特公平７−２２６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる従来の問題に鑑みて、簡便かつ確実性の高い油水分離方法及び油水分離装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、油粒子と陰イオン界面活性剤とが結合した１次結合粒子がエマルション化した乳化水溶液が混入したオイルについて実施する油水分離方法において、
上記オイルに陽イオン界面活性剤を添加する添加ステップと、
該添加ステップを実施した後に、比重分離法を利用して上記オイルを再生する分離ステップとを含むことを特徴とする油水分離方法にある（請求項１）。
【０００６】
上記第１の発明の油水分離方法は、エマルション化した上記乳化水溶液が混入した上記オイルについて油水分離を実施する方法である。この油水分離方法に関する発明は、（１）上記乳化水溶液は、通常、上記油粒子と未結合の余剰の陰イオン界面活性剤である余剰界面活性剤を含有していること、（２）該余剰界面活性剤が、上記オイル中において上記１次結合粒子と結合して２次結合粒子が発生し、該２次結合粒子が上記オイル中でエマルション化するおそれがあること、（３）該２次結合粒子を形成する上記余剰界面活性剤に上記陽イオン界面活性剤をイオン結合させれば２次結合粒子を破壊し得るという知見を見出し、その知見に基づいてなした発明である。つまり、上記油水分離方法は、上記陽イオン界面活性剤を添加することで上記２次結合粒子を破壊し、上記オイル中での乳化作用を抑制して油水分離を実現する方法である。そして、この油水分離方法は、上記２次結合粒子に直接的に働きかけて上記オイル中での乳化作用を抑制するため、上記オイルの諸特性に影響を及ぼすおそれ少なく油水分離を実現できる。
【０００７】
また、上記陽イオン界面活性剤と上記余剰界面活性剤との結合により上記２次結合粒子を減少させる上記油水分離方法は、陰イオン界面活性剤によりエマルション化してなる乳化水溶液に対して幅広く有効であり、上記油粒子や上記陰イオン界面活性剤の種類によらず幅広く対応できる可能性がある。さらに、上記陽イオン界面活性剤によれば、該陽イオン界面活性剤自体の殺菌力により上記オイル中で上記乳化水溶液が腐敗するおそれを抑制することができる。そして、上記添加ステップを実施した後に、比重の違いを利用して分離する比重分離法に基づく上記分離ステップを実施すれば、上記オイル中から上記乳化水溶液等の水分を分離して上記オイルを再生することができる。
【０００８】
以上のごとく、上記第１の発明の油水分離方法は、上記油粒子と上記陰イオン界面活性剤とが結合してなる１次結合粒子がエマルション化した多様な乳化水溶液に幅広く対応でき、かつ、防錆性や潤滑性等、上記オイルの特性を阻害するおそれ少なく油水分離を実現できる簡便であって、確実性の高い油水分離方法である。
【０００９】
第２の発明は、陰イオン界面活性剤と油粒子とが結合した１次結合粒子がエマルション化した乳化水溶液を加工油として機械加工を実施する機械装置に循環させる潤滑油又は作動油としてのオイルについて油水分離を実施する油水分離装置において、
上記オイルを上記機械装置に循環させる配管経路と、
該配管経路中に配設された沈殿式油水分離器と、
上記配管経路内へ陽イオン界面活性剤を供給する活性剤供給装置とを有してなることを特徴とする油水分離装置にある（請求項８）。
【００１０】
ここで、上記加工油とは、例えば、切削や穴開け等の機械加工を容易にするために加工箇所に供給する液状体及び、上記機械装置を冷却するための冷却液をいう。また、上記作動油とは、例えば、アクチュエータ等の作動媒体をいい、上記潤滑油とは、例えば、ベアリング等における摺動抵抗を低減するための液状体をいう。
そして、上記第２の発明の油水分離装置は、上記乳化水溶液を加工油として機械加工を実施する機械装置に適用する装置である。このような機械装置では、上記オイルを循環させる上記配管経路中に上記乳化水溶液が混入するおそれがある。該乳化水溶液は、通常、上記１次結合粒子を形成していない余剰の陰イオン界面活性剤である余剰界面活性剤を含んでいる。そのため、上記乳化水溶液が混入した上記オイル中では、上記１次結合粒子と上記余剰界面活性剤とが結合した２次結合粒子が発生し、乳化作用を生じるおそれがある。
【００１１】
上記油水分離装置は、上記配管経路内に上記陽イオン界面活性剤を供給する上記活性剤供給装置を備えてなる。上記オイル中に供給した上記陽イオン界面活性剤は、上記２次結合粒子を形成する上記余剰界面活性剤とイオン結合して２次結合粒子を破壊するように作用する。そして、この２次結合粒子を減少させれば、上記オイル中における上記乳化水溶液の乳化作用を抑制して油水分離を簡便かつ確実性高く実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記第１及び上記第２の発明においては、上記乳化水溶液をなす上記油粒子としては、鉱油、合成油、脂肪油、脂肪酸、エステル油などがある。上記陰イオン界面活性剤としては、脂肪酸アルカリ石けん、脂肪酸アミン塩、スルフォン酸塩、脂肪酸ナトリウム、リニア・アルキル・ベンゼン・スルフォン酸ナトリウム、アルキル・硫酸エステル・ナトリウム、アルファオレイン・スルフォン酸ナトリウム、高級脂肪酸エステル・スルフォン酸ナトリウムなどがある。また、上記陽イオン界面活性剤としては、第四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、フルオロカーボン系、ジメチルシリコン系、塩化アルキル・メチルアンモニウム、塩化アルキル・トリメチルアンモニウム、塩化ジアルキル・ジメチルアンモニウムなどがある。
【００１３】
上記第１の発明においては、上記油水分離方法は、上記乳化水溶液の混入割合に依存した上記オイルの特性値を計測する計測ステップを有してなり、上記添加ステップは、計測した上記特性値に基づいて算出した量の上記陽イオン界面活性剤を添加するステップであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記特性値に基づいて算出した量の上記陽イオン界面活性剤を添加することで、上記乳化水溶液の混入量に対する上記陽イオン界面活性剤の添加量を調整して、上記オイルについての油水分離の状態を調節することができる。すなわち、例えば、上記乳化水溶液が含む上記余剰界面活性剤の量と、上記陽イオン界面活性剤の添加量を平衡させれば、上記１次結合粒子を破壊することなく上記２次結合粒子を破壊できる。この場合には、上記オイル中での上記乳化水溶液の乳化作用を抑止してオイルと乳化水溶液とに分離することができる。一方、例えば、上記余剰界面活性剤の量に対して、上記陽イオン界面活性剤の添加量を十分多くすれば、上記２次結合粒子のみならず上記１次結合粒子を破壊して上記乳化水溶液を水分等に分解し、上記オイル中から水分を確実性高く分離除去できる。なお、上記陽イオン界面活性剤の適正な添加量は、上記乳化水溶液の種類や、上記陽イオン界面活性剤の種類等によって相違し、例えば、実験的或いは理論的に求めた算出式に基づいて算出することが好ましい。
【００１４】
また、上記オイルは、機械装置の作動油又は潤滑油であって、かつ、上記乳化水溶液は、上記機械装置に適用する加工油であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記乳化水溶液が混入した上記オイルを効率良く再生して上記機械装置に循環することで、該機械装置の正確な作動状態や潤滑等を十分に確保できる。
また、上記乳化水溶液は、機械装置の作動油又は潤滑油であって、上記オイルは、上記機械装置に適用する加工油であることが好ましい（請求項４）
この場合には、上記作動油又は上記潤滑油としての上記乳化水溶液が混入した上記加工油としての上記オイルを効率良く再生することができる。
また、上記陽イオン界面活性剤は、ハロゲンイオンを含まない第四級アンモニウム塩であることが好ましい（請求項５）。
この場合には、陰イオン部分として、例えば、二塩基カルボン酸イオンや、アルキル硫酸エステルイオンなどのハロゲンイオン以外の陰イオンを含む上記陽イオン界面活性剤は、焼却してもダイオキシンを発生するおそれがなく安全で、かつ、金属等を腐食させるおそれも少ない。また、上記陽イオン界面活性剤は抗菌性を発揮し得るため、上記オイル中での上記乳化水溶液等の水分の腐敗を防止できる。
なお、上記陽イオン界面活性剤としては、例えば、三洋化成工業株式会社製オスモリンＤＡ−５０（ジデシルジメチルアンモニウムアジペート）や、第一工業製薬株式会社製カチオーゲンＥＳ（アルキルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート）等がある。
【００１５】
また、上記オイル中に混入した上記乳化水溶液を１００重量％として、添加すべき上記陽イオン界面活性剤は、０．２重量％〜０．８重量％であることが好ましい（請求項６）。
この場合には、混入した上記乳化水溶液が有する上記余剰界面活性剤の量と上記陽イオン界面活性剤の量とを平衡させることができ、上記１次結合粒子を破壊するおそれを抑制しながら上記２次結合粒子を破壊することができる。そのため、上記オイル中での上記乳化水溶液の乳化作用を抑制して上記オイルから上記乳化水溶液を分離することができる。
一方、上記所定の割合が０．２重量％未満であると、上記２次結合粒子を十分に破壊できず、上記オイル中の乳化作用を十分に抑制できないおそれがある。また、０．８重量％を超えて上記陽イオン界面活性剤を供給すると、上記２次結合粒子のみならず上記１次結合粒子を破壊してしまうため、再生したオイル中に上記乳化水溶液の上記油粒子が混入するおそれがある。
【００１６】
また、上記オイル中に混入した上記乳化水溶液を１００重量％として、添加すべき上記陽イオン界面活性剤は、０．４重量％〜０．６重量％であることが好ましい（請求項７）
この場合には、混入した上記乳化水溶液が有する上記余剰界面活性剤の量と上記陽イオン界面活性剤の量とを、さらに適切に平衡させることができ、上記１次結合粒子を破壊するおそれをさらに抑制しながら上記２次結合粒子を破壊することができる。そのため、上記オイル中での上記乳化水溶液の乳化作用を抑制して上記オイルから上記乳化水溶液を確実性高く分離することができる。
一方、上記所定の割合が０．４重量％未満であると、上記２次結合粒子がわずかに残留し、上記オイル中の乳化作用を十分に抑制できないおそれがある。また、０．６重量％を超えて上記陽イオン界面活性剤を供給すると、上記２次結合粒子のみならず上記１次結合粒子を破壊してしまい再生したオイル中に上記乳化水溶液の上記油粒子が混入するおそれが残る。
【００１７】
上記第２の発明においては、上記油水分離装置は、上記陽イオン界面活性剤を添加した上記オイルを撹拌する撹拌タンクを有してなり、上記沈殿式油水分離器は、上記撹拌タンクで撹拌した上記オイルを流入させるように構成してあることが好ましい（請求項９）。
この場合には、上記撹拌タンクにおいて上記オイルと上記陽イオン界面活性剤とを十分に混合して、該陽イオン界面活性剤と上記余剰界面活性剤とのイオン結合を促進することができる。
また、上記配管経路には、該配管経路に混入した上記乳化水溶液の混入割合に依存する上記オイルの特性値を計測する計測手段を配設してあり、上記活性剤供給装置は、上記特性値に基づいて算出した量の上記陽イオン界面活性剤を添加するよう構成してあることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、上記特性値に基づいて算出した量の上記陽イオン界面活性剤を添加することで、油水分離の度合いを調節することができる。すなわち、上記乳化水溶液が含む上記余剰界面活性剤の量と、上記陽イオン界面活性剤の供給量とを平衡させれば、上記１次結合粒子を破壊するおそれ少なく上記２次結合粒子を破壊して上記オイルと上記乳化水溶液とを精度良く分離することができる。一方、上記余剰界面活性剤の量に対して上記陽イオン界面活性剤の供給量を十分に多くすれば、上記２次結合粒子のみならず上記１次結合粒子を破壊して上記オイル中の水分を確実性高く分離することができる。
【００１８】
また、上記計測手段は、上記特性値として上記配管経路を流動するオイルの導電率を計測するよう構成してあることが好ましい（請求項１１）。
この場合には、上記乳化水溶液の混入割合に応じて変化する上記オイルの導電率を計測することにより、該オイル中の上記乳化水溶液の混入割合を間接的に測定することができる。
また、上記計測手段は、上記特性値として上記配管経路を流動する上記オイルの光透過率を計測するよう構成してあることが好ましい（請求項１２）。
この場合には、上記乳化水溶液の混入量に応じて変化する上記オイルの光透過率を計測することにより、該オイル中の上記乳化水溶液の混入割合を間接的に測定することができる。透過させる光としては、ＬＥＤによる赤外光、紫外光、可視光や、レーザ発振器等により生成した赤外レーザ光や、可視レーザ光や、紫外レーザ光など、様々な波長領域の光が考えられる。
【００１９】
また、上記活性剤供給装置は、上記撹拌タンク内の上記オイル中に上記陽イオン界面活性剤を供給するよう構成してあることが好ましい（請求項１３）。
この場合には、上記撹拌タンク内の上記オイルに、直接、上記陽イオン界面活性剤を添加すると共に、該陽イオン界面活性剤を添加した上記オイルを撹拌して、上記第２の発明の効果を十分に発揮させることができる。
また、上記陽イオン界面活性剤は、ハロゲンイオンを含まない第四級アンモニウム塩であることが好ましい（請求項１４）。
この場合には、陰イオン部分として、例えば、二塩基カルボン酸イオンや、アルキル硫酸エステルイオンなどのハロゲンイオン以外の陰イオンを含む上記陽イオン界面活性剤は、焼却してもダイオキシンを発生するおそれがなく安全で、かつ、金属等を腐食させるおそれも少ない。また、上記陽イオン界面活性剤は抗菌性を発揮し得るため、上記オイル中での上記乳化水溶液等の水分の腐敗を防止できる。
なお、上記陽イオン界面活性剤としては、例えば、三洋化成工業株式会社製オスモリンＤＡ−５０（Ｒ）（ジデシルジメチルアンモニウムアジペート）や、第一工業製薬株式会社製カチオーゲンＥＳ（Ｒ）（アルキルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート）等がある。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
本例の油水分離方法について、図１〜図６を用いて説明する。
本例の油水分離方法は、図１に示すごとく、油粒子と陰イオン界面活性剤とが結合した１次結合粒子がエマルション化した乳化水溶液が混入したオイルについて実施する油水分離方法に関する例である。この油水分離方法は、陽イオン界面活性剤をオイルに添加する添加ステップＳ２０と、該添加ステップＳ２０を実施した後に、比重分離法を利用してオイルを再生する分離ステップＳ３０とを含んでいる。以下、この内容について詳しく説明する。
【００２１】
特に、本例の油水分離方法では、同図に示すごとく、上記添加ステップＳ２０を実施する前に、オイル中に混入した乳化水溶液の混入割合に依存する特性値を計測する計測ステップＳ１０を実施すると共に、上記添加ステップＳ２０では、計測した上記特性値に基づいて算出した量の陽イオン界面活性剤を添加する。
そして、本例の油水分離方法を実施する油水分離装置１は、図２に示すごとく、上記乳化水溶液を加工油として機械加工を実施する機械装置１０の潤滑油としてのオイルについて油水分離を実施する装置である。この油水分離装置１は、上記オイルを上記機械装置に循環させる配管経路１１と、該配管経路１１中に配設された沈殿式油水分離器５０と、配管経路１１内へ陽イオン界面活性剤を供給する活性剤供給装置３０とを有してなる。
【００２２】
なお、本例の油水分離装置１は、汎用性が高く様々な機械装置に適用できる。そのため、上記機械装置１０は、特定の機械装置に限定されるものではなく、切削装置、旋盤装置やフライス盤等、様々な装置とすることができる。そして、この機械装置１０に適用する加工油は、上記のごとく、陰イオン界面活性剤と油粒子とが結合した１次結合粒子がエマルション化した乳化水溶液、すなわちエマルション型クーラントである。本例では、上記乳化水溶液として、合成潤滑油よりなる油粒子と、脂肪酸アルカリ石けんよりなる陰イオン界面活性剤とが結合してエマルション化したユシローケン７７０ＴＧ（Ｒ）（ユシロ化学工業製）を適用した。これに代えて、鉱物油を含むエマルション型クーラント等の乳化水溶液を適用することもできる。
【００２３】
上記配管経路１１は、図２に示すごとく、上記機械装置１０に潤滑用のオイルを循環させる経路である。例えば、上記機械装置１０がボール盤であれば、上記配管経路１１には、穴開け加工等を行うドリルの回転部を軸支するベアリング等、摺動部の摺動抵抗を低減するための潤滑用のオイルが循環することになる。この配管経路１１は、オイルを循環させる循環ポンプ１０１と、上記沈殿式油水分離器５０と、オイル中の乳化水溶液の体積成分比を計測する計測手段２０とを配設してなる。さらに、本例の配管経路１１は、上記沈殿式油水分離器５０の上流側に隣接して、オイルを撹拌混合するための撹拌タンク４０を配設してなる。なお、本例では、上記オイルとして、鉱物油を主成分とするバクトラＮｏ２（Ｒ）（モービル石油製）を用いた。その他、バクトラＮｏ２ＳＬＣ（Ｒ）（モービル石油製）、ベロシティーＮｏ３（Ｒ）（モービル石油製）、バキュオリン１４０９（Ｒ）（モービル石油製）、マルチウェイ３２Ｃ（Ｒ）（出光興産製）等をオイルとして用いることができる。
【００２４】
上記撹拌タンク４０は、図２に示すごとく、オイルが流入する流入口４２と、流入したオイルを沈殿式油水分離器５０に供給するオイルポンプ４１とを設けてなる容量４０リットルのタンクである。撹拌タンク４０は、該撹拌タンク４０内に陽イオン界面活性剤を供給する活性剤供給装置３０を配設してなり、陽イオン界面活性剤を添加したオイルを撹拌するように構成してある。上記活性剤供給装置３０は、上記特性値に基づいて算出した量の陽イオン界面活性剤を撹拌タンク４０内に供給するように構成してある。なお、本例では、配管経路１１内を流動するオイルの導電率を上記特性値としている。
【００２５】
また、本例では、上記陽イオン界面活性剤として、三洋化成工業株式会社製オスモリンＤＡ−５０（Ｒ）を用いた。このオスモリンＤＡ−５０（Ｒ）は、テトラアルキルアンモニウム二塩基酸であり、化式１に示す化学式によって表される。ここで、Ｒは、主としてＣ１０Ｈ２１である。なお、上記陽イオン界面活性剤としては、オスモリンＤＡ−５０（Ｒ）に限定されるものではなく、その他、第一工業製薬株式会社製カチオーゲンＥＳ（Ｒ）等を適用することができる。
【００２６】
【化１】
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【００２７】
上記沈殿式油水分離器５０は、図２に示すごとく、撹拌タンク４０からオイルを流入させる流入口５１と、再生したオイルを上記機械装置１０に向けて循環させる循環口５２と、分離した乳化水溶液等の水分を排出するため底面付近に開口させた排出口５５とを設けてなるタンクである。
上記計測手段２０は、図２及び図３に示すごとく、撹拌タンク４０の流入口４２に接続したオイル配管１１０内に一対の電極２０１を配置してなり、該一対の電極２０１間の導電率を計測する手段である。オイル配管１１０内を流動するオイルの導電率は、混入した上記乳化水溶液の混入割合ｃ（重量％）に応じて変化するため、オイル配管１１０内を流動するオイルの導電率を計測すると乳化水溶液の混入割合ｃ（％）を間接的に計測し得る。さらに、本例では、上記計測手段２０及び上記活性剤供給装置３０は、制御装置１００と電気的に接続してある。該制御装置１００は、上記計測手段２０の計測信号を入力すると共に、該計測信号に基づいて上記活性剤供給装置３０を制御して所定の割合の陽イオン界面活性剤を供給するように構成してある。ここで、本例の上記循環ポンプ１０１は、毎秒０．２リットルのオイルを循環するように構成してある。そうすると、撹拌タンクに対しては、毎秒当たりｖｅ＝０．２（オイル循環量）×ｃ（重量％）（リットル）の乳化水溶液が流入することになる。そして、本例の制御装置１００は、毎秒当たりｖｐ＝ｖｅ×０．４（重量％）〜ｖｅ×０．６（重量％）（リットル）の陽イオン界面活性剤を供給するように上記活性剤供給装置３０を制御するよう構成してある。
【００２８】
次に、本例の油水分離装置１の動作について説明する。
上記配管経路１１を循環するオイルには、加工油としての上記乳化水溶液が混入するおそれがある。該乳化水溶液は、通常、上記１次結合粒子を形成していない余剰の陰イオン界面活性剤である余剰界面活性剤を含んでいる。そのため、乳化水溶液が混入したオイル中では上記１次結合粒子と上記余剰界面活性剤とが結合した２次結合粒子が発生する。それ故、上記撹拌タンク４０に対しては、上記２次結合粒子がエマルション化したオイルが流動してくるおそれがある。
一方、上記撹拌タンク４０内には、上記活性剤供給装置３０から陽イオン界面活性剤が供給される。そして、該撹拌タンク４０では、陽イオン界面活性剤を添加した上記オイルを撹拌する。そして、陽イオン界面活性剤と上記オイルとを混合すると、上記２次結合粒子を形成する上記余剰界面活性剤と陽イオン界面活性剤とのイオン結合を促進でき、両者のイオン結合により上記２次結合粒子を破壊できる。
【００２９】
なお、本例では、上記計測手段２０によりオイル中の乳化水溶液の導電率を計測すると共に、その導電率から推定される乳化水溶液の混入量１００重量％に対して０．４〜０．６重量％の陽イオン界面活性剤を供給するように構成してある。すなわち、本例の油水分離装置１は、２次結合粒子を形成する余剰界面活性剤の量と平衡するように、上記陽イオン界面活性剤を供給するように構成してある。そのため、本例の油水分離装置１では、上記１次結合粒子を破壊するおそれを抑制しながら、上記２次結合粒子のみを選択的に破壊することができる。
【００３０】
上記撹拌タンク４０で撹拌したオイルは、さらに、オイルポンプ４１を介して沈殿式油水分離器５０に供給される。該沈殿式油水分離器５０に供給されるオイルでは、上記のごとく２次結合粒子が破壊されているため、オイル中に上記乳化水溶液が乳化するおそれが少ない。そのため、沈殿式油水分離器５０においては、オイルと乳化水溶液との比重の違いにより両者は混在することなく上層５０１と下層５０２とに分離することになる。比重の重い乳化水溶液は、沈殿式油水分離器５０の底部に配設した排出口５５から回収でき、比重の軽いオイルは、沈殿式油水分離器５０の側面に配設した循環口５２を介して上記機械装置１０に再供給等することができる。
【００３１】
以上のように、本例の油水分離装置１によれば、乳化水溶液が混入したオイルに陽イオン界面活性剤を供給することで効率良く油水分離を実現できる。
なお、本例では、オイル中の乳化水溶液の混入割合に依存する特性値として上記オイルの導電率を計測するように計測手段２０を構成したが、これに代えて、図４に示すごとく、上記特性値として光透過率を計測するよう、発光部２１１と受光部２１２を有してなる計測手段２１を適用することもできる。例えば、オイルについての赤外光などの特定波長光の透過率や、レーザ光の透過率を計測するように上記計測手段２１を構成できる。さらに、上記特性値として、吸着方式により水分含有率を計測するように構成した水分検出素子よりなる計測手段を適用することもできる。
【００３２】
また、本例では、撹拌タンク４０に活性剤供給装置３０を設け、撹拌タンク４０内に陽イオン界面活性剤を供給するように構成したが、これに代えて、図５に示すごとく、循環ポンプ１０１と撹拌タンク４０とを接続するオイル配管１１０に活性剤供給装置３０を設けることもできる。さらに、図６に示すごとく、該活性剤供給装置３０と撹拌タンク４０との間のオイル配管１１０の外周に、例えば、リボンヒータを巻回してなる配管ヒータ１１５を配設することもできる。この場合には、陽イオン界面活性剤を添加したオイルを加熱することで、陽イオン界面活性剤と上記余剰界面活性剤とのイオン結合をさらに促進することができる。なお、これに代えて、撹拌タンク４０内のオイルを直接、加熱してイオン結合を促進するよう構成することもできる。
【００３３】
（実施例２）
本例は、実施例１の油水分離装置を利用して、供給する陽イオン界面活性剤の量を変更したときの油水分離状態の変化を調べた実験例である。本例では、ビーカー等のガラス容器内に、５０重量％のオイルと、５０重量％の乳化水溶液とを収容して１日放置してなり、乳化作用を生じてない正常なオイル層５１１と、上記２重エマルションがオイル中に乳化してなる乳化層５１２と、乳化水溶液中の１次結合粒子が減少してなる希釈層５１３との３層からなる資料を準備して実験を行った。
この実験では、上記乳化水溶液の混入量に対して、０〜０．８重量％の陽イオン界面活性剤を上記ガラス容器内に添加して１日放置し、その後、各条件下における油水分離状態を調べた。
【００３４】
この実験結果を、横軸に陽イオン界面活性剤の添加量（重量％）を、縦軸にガラス容器の高さ方向の距離（液面高さを１００として表す）を規定してなる図７のグラフに示す。
同図に示すごとく、乳化水溶液に対して０〜０．２重量％の陽イオン界面活性剤を添加するのみでは、上記オイル中の２次結合粒子の一部しか破壊できず、上記オイル中での乳化を完全に抑制できないことがわかった。すなわち、この範囲では、上記乳化層を解消できないためオイル層５１１と乳化層５１２と希釈層５１３とからなる上記３層の構成が維持されることになる。但し、陽イオン界面活性剤の添加量を増やすに従って、上記乳化層５１２の高さ方向距離Ｎが減少すると共に、上記希釈層５１３の１次結合粒子の濃度が回復して白濁が濃くなることが確認された。これは、上記陽イオン界面活性剤を添加すると、上記２次結合粒子が解消されて正常な１次結合粒子に戻り、上記希釈層５１３の１次結合粒子の濃度が濃くなるためと推定する。
【００３５】
また、乳化水溶液の混入量に対して０．４〜０．６重量％の陽イオン界面活性剤を供給した場合には、実施例１で説明したように上記１次結合粒子の破壊を抑制しながら上記２次結合粒子を破壊できる。そのため、この場合には、上記ガラス容器において上記乳化層５１２を解消できる。そして、該乳化層５１２をなす上記２次結合粒子を解消するに応じて正常な１次結合粒子を再生できるため、上記ガラス容器内をオイル層５１１と、ほぼ正常な１次結合粒子の濃度の乳化水溶液層５１４との２層に分離することができる。
【００３６】
さらに、乳化水溶液の混入量に対して０．６〜０．８重量％の陽イオン界面活性剤を供給した場合には、該陽イオン界面活性剤は、余剰界面活性剤のみならず、正常な１次結合粒子を形成する陰イオン界面活性剤とイオン結合する。そして、この場合には、上記２次結合粒子のみならず正常な１次結合粒子も破壊されることになる。このように、正常な１次結合粒子を破壊された上記乳化水溶液は、水と１次結合粒子を形成していた油粒子からなる油分等とに分離する。そのため、上記ガラス容器内は、上記油分等が混入したオイルと、水よりなる層５１４とに分離されることになる。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１における、油水分離方法の手順を説明するフローチャート図。
【図２】実施例１における、油水分離装置を示す装置ブロック図。
【図３】実施例１における、計測手段を示す断面図。
【図４】実施例１における、その他の計測手段を示す断面図。
【図５】実施例１における、活性剤供給装置のその他の配置構造を示す説明図。
【図６】実施例１における、配管ヒータを示す説明図。
【図７】実施例２における、陽イオン界面活性剤の添加量と、油水分離状態との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３８】
１  油水分離装置
１０  機械装置
１００  制御装置
１０１  循環ポンプ
１１  配管経路
１１０  オイル配管
２０、２１  計測手段
３０  活性剤供給装置
４０  撹拌タンク
４１  オイルポンプ
５０  沈殿式油水分離器
【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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