(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部から外筒、テーパ筒及び流出筒を連設した本体部と、該本体部内の上部に同心に設けた内筒と、外筒に接線方向に接続した空気導入筒と、前記流出筒を水封する下部水槽を備え、オイルミストを含む空気を空気導入筒から本体部に導入し、該空気に水の噴霧を吹き付けながら本体部内で旋回させ、オイルミストを分離した空気を内筒から吸引し、オイルミストを凝集した混合水を流出筒から下部水槽に流出させるサイクロン式オイルミスト除去装置において、流出筒の内部に、装置作動時に上昇する水面位置から上方に露出し且つ流出筒内部の貯留水を横切る方向に伸びる波立抑制板を設け、該流出筒の内部で波立抑制板の上方に、流出筒より小径の飛散防止板を水平に設け、前記空気導入筒内に、空気流に向けて水を噴霧する水噴霧ノズルを設けたことを特徴とするサイクロン式オイルミスト除去装置。
【請求項２】
波立抑制板の一端側を、流出筒の内部の装置作動時に上昇する水面位置から上方に露出させ、他端側を下部水槽の液面内に位置させることを特徴とする請求項１に記載のサイクロン式オイルミスト除去装置。
【請求項３】
波立抑制板の交点となる流出筒の中心に設けられた柱体に、飛散防止板が水面と平行に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のサイクロン式オイルミスト除去装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項において、下部水槽の水面の近傍位置に、油水排出管の入口を配置して油水分離器に連通し、下部水槽の底部近くに、水噴霧ノズルに水を送るための配管の入口を配置したことを特徴とするサイクロン式オイルミスト除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械加工や鋳造などの製造工程で切削油から発生したオイルミストや、鋳物砂の固形剤から発生したオイルミストなどを含有する空気を、サイクロンに導入して空気中からオイル分を除去するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気中に含まれるオイル分を除去する手段としては、例えば特開平１１−５００９号公報の技術が知られている。この技術は、本出願人の出願に係るもので、オイルミストを含有する処理空気をサイクロン内で旋回させながら処理空気中に水を噴霧し、オイル粒子を水粒子に捕集させながら遠心力で外筒の内周面に吹き付けて付着させ、これを内周面に沿って下部水槽内に流下させ、下部水槽内でオイルを吸着材に吸着させて水を分離し、分離した水を噴霧のために再利用し、サイクロン中心の内筒から吸い出した空気を次のサイクロンで更に浄化して、オイルミスト発生源を有する室へ戻している。そして、多量のオイルを吸着した吸着材は、新しい物と交換する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来技術にあっては、下部水槽に流下した貯留水が、サイクロン内の旋回気流によって飛沫になって巻き上げられてミスト化し、このミストを含む空気がサイクロン内を循環したり二次サイクロンに吸い込まれてオイル除去効率を低下させることが考えられ、また吸着材の交換に手間や費用がかかる点で改善の余地があった。本発明は、これらの点を改善してオイル除去効率を上げると共に保守を容易にすることを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、請求項１に記載したとおり、上部から外筒、テーパ筒及び流出筒を連設した本体部と、該本体部内の上部に同心に設けた内筒と、外筒に接線方向に接続した空気導入筒と、前記流出筒を水封する下部水槽を備え、オイルミストを含む空気を空気導入筒から本体部に導入し、該空気に水の噴霧を吹き付けながら本体部内で旋回させ、オイルミストを分離した空気を内筒から吸引し、オイルミストを凝集した混合水を流出筒から下部水槽に流出させるサイクロン式オイルミスト除去装置において、流出筒の内部に、装置作動時に上昇する水面位置から上方に露出し且つ流出筒内部の貯留水を横切る方向に伸びる波立抑制板を設け、該流出筒の内部で波立抑制板の上方に、流出筒より小径の飛散防止板を水平に設け、前記空気導入筒内に、空気流に向けて水を噴霧する水噴霧ノズルを設けたことを特徴とする。
この手段によれば、流出筒内の貯留水が、再びミスト化してサイクロン内を循環したり、二次サイクロンに吸い込まれるのを防止できる。
【０００５】
この手段によれば、流出筒内の貯留水が、再びミスト化してサイクロン内を循環したり、二次サイクロンに吸い込まれるのを防止できる。
【０００６】
また、この手段によれば、空気流中のオイル粒子は、水噴霧ノズルから出る水粒子によって捕捉されて大径の粒子になるから、サイクロン内に入ったのち内部の水噴霧ノズルからの水粒子によって更に捕捉されやすくなり、オイル除去効率が向上する。
【０００７】
請求項４の手段は、請求項１乃至３の何れか１項において、下部水槽の水面の近傍位置に、油水排出管の入口を配置して油水分離器に連通し、下部水槽の底部近くに、水噴霧ノズルに水を送るための配管の入口を配置したことを特徴とする。この手段によれば、オイル吸着材を用いることなく水の再利用ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１において、１は、オイルミストを発生して室内の空気中に放出する製造工程を有する工場であり、例えば切削油を用いて切削加工する工場や、鋳物砂にオイルを混ぜて使用する鋳物工場などである。２は空気中からオイルミストを最初に分離する一次サイクロン、３はオイルミストを２度目に分離する二次サイクロン、４は両サイクロン２、３から空気を吸い出す吸気ファン、５は下部水槽で、これに水ポンプ６、循環水浄化系ポンプ７、下部水槽５と一次、二次サイクロンを結ぶ水循環系の外に設置された油水分離器８、オイル回収タンク９が付属する。
【０００９】
一次サイクロン２は、上から順に外筒１１、テーパ筒１２、流出筒１３を備えて構成される縦型の本体部１０を有し、外筒１１に接線方向に空気導入筒１４が接続され、外筒１１の頂面壁１５からテーパ筒１２の上部にかけて同心に内筒１６が設置されており、空気導入筒１４は、換気ダクト１７で工場１内に接続され、内筒１６は、送気ダクト１８で二次サイクロン３に接続されている。
【００１０】
空気導入筒１４内には、図２に示すように、換気ダクト１７から入る処理空気の気流に対向して複数個の水噴霧ノズル１９が設置され、内筒１６の周囲には、図３に示すように、矢示の気流旋回方向と同方向に噴出する水噴霧ノズル２０が多段に設置され、本体部１０の内面には、図４に示すように該内面に沿って噴霧する水噴霧ノズル２１が下向きに設置されており、各水噴霧ノズルには、水ポンプ６、配管２２、２３により下部水槽５の水が供給される。
【００１１】
前記空気導入筒１４内の水噴霧ノズル１９は、工場内から排出された空気を本体部１０内に導入する前に、オイルミスト径を拡大させておくためのものであり、図２に示すように、処理空気中のオイルミスト粒子ｍは、水噴霧ノズル１９から出る噴霧Ｓの水粒子と衝突して捕捉されて該オイルミスト粒子ｍより大径のミスト粒子Ｍになって本体部１０に流入し、内筒１６の周囲に設けた水噴霧ノズル２０から出る噴霧の水粒子によって一層大径化して更に捕捉されやすくなり、大きい慣性力でテーパ筒１０の内面に衝突して該内面に容易に捕捉されて流下する。
【００１２】
水噴霧ノズル２１は、本体部１０の内壁に付着したオイルミストを含む大径の水滴を薄い水膜状にして流下させるが、依然として気流中にあるオイルミストを下向きの噴霧で捕捉して該内面を流下させることができる。したがって、前記水噴霧ノズル１９を設けたことにより、小径のオイルミスト粒子ｍが直接本体部１０に入るものに比べて除去装置全体のオイルミストの除去効率が向上する。なお、各水噴霧ノズルから出る噴霧の平均水粒径は、ノズル１９で１３０μｍ、ノズル２０で６００μｍ、ノズル２１で６００μｍである。
【００１３】
ところで、サイクロン内部は負圧のため、オイルミストを含む貯留水の再飛散が懸念されるが、本発明者らは、次の手段によりこれを解決した。すなわち、前記流出筒１３内には、図５に示すように、波立抑制板２５、２６と飛散防止板２８、２９からなる飛散防止装置２４が設けられる。このうち、波立抑制板２５は、径方向に十字形に設置されており、波立抑制板２６は、流出筒１３に内接する正方形状に設置されており、本体部１４内の負圧で上昇する内水面Ｌから上に僅かに突出する高さに固定されている。これらの波立抑制板２５、２６は、貯留水の旋回流を直角及び斜めに横切る方向に設けられているから、流出筒１３内の水の波立ちを防止してミスト化するのを抑制している。
【００１４】
そして波立抑制板２５の交点すなわち流出筒１３の中心に立てた柱体２７には、２枚の飛散防止板２８、２９が水面と略平行に固定されており、貯留水の飛沫又はミストが飛散したとき、これらに衝突させて更に上昇するのを阻止している。サイクロン２の処理空気量１００ｍ3／ｍｉｎ，流出筒１３の内径Ｄ＝５５０mm、外水面Ｌ0 から流出筒１３の上端までの高さＨ＝９５０mmのものにおいて、下部の飛散防止板２８は、内水面Ｌからｈ1 ＝４０mmの位置に設けられ、上部の飛散防止板２９は、下部の飛散防止板２８よりｈ2 だけ上方にあるが、該ｈ2 は、前記の高さＨに対して、ｈ2 ＝（４／９）Ｈ  程度とされ、各飛散防止板の直径ｄは、流出筒１３の内径Ｄに対して、ｄ＝（９／１１）Ｄ  程度とされる。
【００１５】
図６は、図５に示す飛散防止装置２４を備えたサイクロンのオイルミスト除去効果を、該飛散防止装置２４を備えていない従来構造のサイクロンと比較したもので、一次サイクロン２において飛散防止装置２４を備えたものは、除去効率が３２．８％であり、従来構造のものの１５．６％に比べて２倍以上の効率になっている。
【００１６】
二次サイクロン３には、一次サイクロン２から出た空気が送気ダクト１８によって送られ、残留したオイルを分離してパイプ３０で下部水槽５に流し、浄化した空気を戻しダクト３１で工場１に戻す。下部水槽５に戻った貯留水中のオイルは、比重差で次第に水と分離して水面に浮き、水面近傍に配置した配管３２の入口から循環水浄化系ポンプ７により水と共に吸引され、油水分離器８に送られて水と分離され、水はパイプ３３で下部水槽５に戻り、オイルはパイプ３４でオイル回収タンク９に送られる。
【００１７】
図中３５は給水弁で、水面計３６、水位調節器３７で制御され、下部水槽５の外水面Ｌ0 を制御する。また３８は、循環空気の温度を制御するためのヒートポンプを備えた熱源装置で、熱交換器３９、熱媒体の流れを制御する三方弁４０が接続され、温度センサ４１で換気ダクト３１を通る空気の温度を測定し、温度調節器４２で三方弁４０を調節して所要の気温に制御する。
【００１８】
以上により、工場１からサイクロン２に流入する空気中のオイルミストの粒子は、水噴霧ノズル１９、２０、２１から噴出する噴霧によって、次々と捕集されながら粒径を大にし、流出筒１３内に流れ落ちて下部水槽５に入る。水にオイルが混合した貯留水は、飛散防止装置２４を設けたことにより、流出筒１３の内部で旋回する気流によって再び水滴化又はミスト化して巻き上げられるのが防止され、オイルミストの少ない空気を内筒１６を経て二次サイクロンに送ることができる。また、下部水槽５中の貯留水は、前記従来技術で使用されていたオイル吸着剤を下部水槽５内に用いることなく処理されるから、オイル吸着剤を交換する手数と費用が軽減でき、オイル分離装置の保守は系外でできる。
【００１９】
なお、前記の実施の形態において、空気導入筒１４内の水噴霧ノズル１９の水噴出方向は、空気流に対向する方向のほかに、空気流に対して斜め、又は空気流を追う方向であってもよい。なお、サイクロンの運転条件に応じて、波立抑制板２５、２６の一方を省略し、又は飛散防止板２８、２９の一方を省略したり、板数を増減することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなとおり、請求項１の手段によれば、サイクロン式オイルミスト除去装置における流出筒内に流入したオイルを含む水は、飛散防止装置の波立抑制板によって波立ちが防止され、飛散防止板によって空気中に飛散するのが防止されるから、オイルミスト除去効率が、飛散防止装置を備えないものに比べて格段に向上する効果を奏する。しかも波立抑制板は、内水面から気流中に僅かに露出するだけであり、飛散防止板は水平であるから、いずれも気流の旋回を殆ど妨害せず、エネルギの損失が生じない利点がある。
【００２１】
また、導入管内の処理空気中のオイルミスト粒子は、水噴霧ノズルから出る噴霧の水粒子によって捕捉されて該オイルミスト粒子より大径の粒子になって本体部に流入するから、本体部内部の噴霧による捕捉と本体部の内周面による捕捉が容易になり、オイルミスト除去効率が向上する効果がある。
【００２２】
請求項４の手段によれば、吸着剤を用いることなく油水を分離するので取扱が容易である利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す各要素の配置図
【図２】空気導入筒の内部の作用説明図
【図３】内筒の横断面図
【図４】外筒の縦断面図
【図５】流出筒を示し（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図
【図６】飛散防止装置の効果を示すグラフ
【符号の説明】
１  工場                        ２  一次サイクロン
３  二次サイクロン              ４  吸気ファン
５  下部水槽                    ６  油水分離器
１０  本体部                    １１  外筒
１３  流出筒                    １４  空気導入筒
１６  内筒          １９、２０、２１  水噴霧ノズル
２４  飛散防止装置        ２５、２６  波立抑制板
２８、２９  飛散防止板
【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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