(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈澱性粒子を含む液が収容された液槽と、
この液槽内の液を循環させるとともに液中に微細な気泡を発生させる渦流ポンプユニットと、
気泡により液面に浮上した沈澱性粒子を回収する回収手段とを具備し、
前記渦流ポンプユニットは、
渦流ポンプと、
この渦流ポンプ内の液吸込部に挿入された空気吸込管とを備え、
前記渦流ポンプは、
前記液吸込部から吸込まれた液と前記空気吸込管から前記液吸込部に吸込まれた空気とが内部で生じる渦流によって攪拌されることで微細な気泡が作られる構造を有し、
前記空気吸込管中に設けられた管路開閉用の電磁弁と、
前記渦流ポンプの吐出口から吐出された液流れを検知して前記電磁弁を開く液流れ検知手段とを具備した
ことを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
液槽は、
塗料ミストを排気ファンにより吸引する過程で液面にて捕集する塗装用ベンチュリブースの下部に設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項３】
渦流ポンプユニットおよび回収手段は、
塗装用ベンチュリブースの排気ファン停止時に稼働させる
ことを特徴とする請求項２記載の液処理装置。
【請求項４】
回収手段は、
液面に浮上した沈澱性粒子を含む泡状スカムを吸引する真空ポンプと、
この真空ポンプへの吸引管路中に設けられ泡状スカムを収容するとともに真空圧により泡を破壊して気液を分離するスカム回収タンクと、
液中の沈澱性粒子を分離除去するフィルタと
を具備したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈澱性粒子を含む液を処理する液処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図４に示されるように、塗装ノズル11から噴霧された塗料ミスト12の周囲拡散を防止するための塗装用ベンチュリブース13がある。
【０００３】
この塗装用ベンチュリブース13は、ブース本体14の下部に液槽15を備え、この液槽15上に塗装空間16と回収空間17とを仕切るための仕切板18が、液面19に対する吸引間隙20を介して設けられ、回収空間17内には複数の邪魔板21，22，23が交互に配置され、回収空間17上のブース本体上部には排気ファン24が設けられている。
【０００４】
そして、塗装ノズル11から噴霧された塗料ミスト12は、排気ファン24の吸引力により、空気とともに塗装空間16から吸引間隙20を経て回収空間17に吸引され、その際に、最下部の邪魔板21により下向きの力が与えられ、空気から分離して液面19に叩き付けられ、捕集される。一方、空気は、排気ファン24の吸引力で上昇して、外部へ排気される。
【０００５】
このようにして、液面19に叩き付けられ捕集された塗料粉は、沈澱性粒子であるから、時間の経過とともに液槽15内に沈澱し、汚泥状のスラッジとして堆積する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この液は、腐敗して悪臭が発生するので、沈澱堆積したスラッジを定期的に除去しているが、いったん液槽15の底部に沈澱して堆積したスラッジを掻出す作業は大変な困難を伴い、手間と費用を要する問題がある。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、液中の沈澱性粒子を沈澱堆積させずに回収できる液処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、沈澱性粒子を含む液が収容された液槽と、この液槽内の液を循環させるとともに液中に微細な気泡を発生させる渦流ポンプユニットと、気泡により液面に浮上した沈澱性粒子を回収する回収手段とを具備し、前記渦流ポンプユニットは、渦流ポンプと、この渦流ポンプ内の液吸込部に挿入された空気吸込管とを備え、前記渦流ポンプは、前記液吸込部から吸込まれた液と前記空気吸込管から前記液吸込部に吸込まれた空気とが内部で生じる渦流によって攪拌されることで微細な気泡が作られる構造を有し、前記空気吸込管中に設けられた管路開閉用の電磁弁と、前記渦流ポンプの吐出口から吐出された液流れを検知して前記電磁弁を開く液流れ検知手段とを具備した液処理装置であり、このような構成を採用したことにより、渦流ポンプの液吸込部に液が吸込まれる際に、空気吸込管から液吸込部に空気も吸込まれ、液と空気とが渦流ポンプ内で生じる渦流によって十分に攪拌されるので、微細な気泡を効率良く製造できるとともに、液中の溶存酸素量を効率良く増加させることができる渦流ポンプユニットを用いて、この渦流ポンプユニットから液槽の液中に微細な気泡を多量に供給し、微量な気泡を液中の沈澱性粒子に結合させて沈澱性粒子を液面に浮上させ、浮上した沈澱性粒子を回収手段により回収するので、液中の沈澱性粒子を液槽内に沈澱堆積させずに回収できる。同時に、微細な気泡の供給により、液中の溶存酸素量が増加するため、悪臭源である嫌気性バクテリアの発生が抑制され、液の腐敗によって発生する悪臭を抑えることができるとともに、溶存酸素による液浄化の効果により液寿命が延長するため、液処理に要する費用を低減できる。また、ポンプ起動時は、電磁弁を閉じて、空気吸込管からの空気吸込を阻止することで、渦流ポンプは液を効率良く吸込んで短時間のうちにポンプ内部の空気を液と置換するので、ポンプシール部などの損傷を招くドライ運転を防止でき、また、渦流ポンプ内に液がいきわたって吐出されたときに、その液流れを検知した液流れ検知手段により電磁弁を開くことで、渦流ポンプの液吸込部に吸込まれる液中に空気吸込管から空気を混入させる運転へと自動的に切換えることができ、渦流ポンプを液槽より上側に設置するなどの、ポンプ設置条件が吸上げ条件の場合にも対応できる。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の液処理装置における液槽が、塗料ミストを排気ファンにより吸引する過程で液面にて捕集する塗装用ベンチュリブースの下部に設けられたものであり、渦流ポンプユニットから塗装用ベンチュリブースの液中に微細な気泡を多量に供給し、微細な気泡を液中の塗料粉に結合させて塗料粉を液面に浮上させ、浮上した塗料粉を回収手段により回収するので、液中の塗料粉を塗装用ベンチュリブースの液槽内に沈澱堆積させずに回収でき、同時に、空気の注入により、液中の溶存酸素量が増加するため、悪臭源である嫌気性バクテリアの発生が抑制され、塗装用ベンチュリブースから液の腐敗によって発生する悪臭を抑えることができる。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の液処理装置において、渦流ポンプユニットおよび回収手段は、塗装用ベンチュリブースの排気ファン停止時に稼働させるものであり、塗装用ベンチュリブースの排気ファン停止時は、液槽内の液面が静止状態となるので、このときに渦流ポンプユニットおよび回収手段を駆動して、液面に浮上した塗料粉を、渦流ポンプユニットから吐出された液流れにより一箇所に集めて、回収手段により効率良く回収できる。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の液処理装置における回収手段が、液面に浮上した沈澱性粒子を含む泡状スカムを吸引する真空ポンプと、この真空ポンプへの吸引管路中に設けられ泡状スカムを収容するとともに真空圧により泡を破壊して気液を分離するスカム回収タンクと、液中の沈澱性粒子を分離除去するフィルタとを具備したものであり、液面に浮上した沈澱性粒子を含む泡状スカムを真空ポンプにより吸引してスカム回収タンクに回収し、スカム回収タンク内の真空圧で泡状スカムの泡を破壊して気液を分離し、液中の沈澱性粒子をフィルタで分離除去するので、泡状スカム内の沈澱性粒子を効率良く分離して少量にした上で廃棄処理できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１および図２に示された一実施の形態、図３に示された渦流ポンプユニットの変形例を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１には、図４に示された塗装用ベンチュリブース13が別の断面で示されているので、同一部分には同一符号を付する。
【００１４】
この塗装用ベンチュリブース13は、塗料ミストを排気ファン24により吸引する過程で、ブース本体14の下部に設けられた液槽15内の液面19にて塗料ミストを捕集するものであり、この塗装用ベンチュリブース13に液浄化処理用の液処理装置が設置されている。
【００１５】
この液処理装置は、沈澱性粒子としての塗料粉を含む液が収容された液槽15と、この液槽15内の液を循環させるとともに液中に微細な気泡を発生させる渦流ポンプユニット31を具備している。
【００１６】
渦流ポンプユニット31は、液槽15の下部から引出された管路32が、渦流ポンプ33の液吸込口34に接続され、渦流ポンプ33の吐出口35が、管路36を経て液槽15の上部に接続され、さらに、渦流ポンプ33内の液吸込部に空気吸込管37が挿入されている。液吸込側の管路32には、吸込流量調整弁38および圧力計39がそれぞれ設けられている。
【００１７】
図２は、渦流ポンプ33の一例を示し、この渦流ポンプ33は、ポンプ本体41内に羽根車42が回転可能に嵌合されており、この羽根車42の外周部には、複数の小羽根43およびこれらの小羽根43の間の羽根溝44が設けられており、羽根車42の中心に嵌着された回転軸45を外部のモータなどで回動することにより、羽根車42とともにこれらの小羽根43および羽根溝44が回転する。
【００１８】
ポンプ本体41と羽根車42との間には環状の昇圧通路46が形成され、この昇圧通路46の入口に位置する液吸込部47に、外部の管路32と接続される液吸込口34が連通され、また、昇圧通路46の出口に位置する吐出部48に、外部の管路36と接続される吐出口35が連通形成され、液吸込部47と吐出部48との間に隔離部49が形成されている。
【００１９】
渦流ポンプ33の液吸込口34を形成する部分には、空気吸込管37が螺入されて固定されており、この空気吸込管37の先端部分は液吸込部47まで挿入され、空気吸込管37の内部に形成された吸気孔37aが液吸込部47に開口されている。
【００２０】
そして、渦流ポンプ33の羽根車42を回転させると、液吸込口34から液吸込部47に吸込まれた液は、羽根車42と共に昇圧通路46をほぼ一周し、その間に昇圧されて吐出部48より吐出口35を経て外部へ吐出される。
【００２１】
その際、昇圧通路46に吸込まれた液には、羽根車42の各羽根溝44内と昇圧通路46との間で渦流が生じ、この渦流の発生が各羽根溝44で同時に行なわれながら昇圧通路46内を進み、昇圧通路46を進むにつれて昇圧される。
【００２２】
また、液吸込部47から昇圧通路46内に液が吸込まれる際に、空気吸込管37の吸気孔37aから液吸込部47に空気も吸込まれ、液と空気とが一緒に羽根車42と昇圧通路46との間で生じる渦流によって攪拌され、微細な気泡が作られる。
【００２３】
このとき、液吸込部47では昇圧通路46に吸込まれる液の流速が速く圧力が低くなるため、この液吸込部47に挿入された空気吸込管37の吸気孔37aから液中への空気の吸込効率がよい。
【００２４】
このように、渦流ポンプ33内で液中に空気が混合され昇圧された気液混合体は、吐出口35から管路36を経て、塗装用ベンチュリブース13の液槽15に吐出される。
【００２５】
この気液混合体は、無数の微細な気泡を含み、その微細な気泡が、塗装用ベンチュリブース13の液面19で捕集されて沈降しようとする塗料粉に結合して、この塗料粉を浮上させ、液面19に塗料粉を含む泡状スカム50を形成させる。
【００２６】
一方、この塗装用ベンチュリブース13の液槽15において渦流ポンプユニット31とは反対側に、泡状スカム50の形態で液面19に浮上した塗料粉を回収する回収手段51が設けられている。
【００２７】
この回収手段51は、液面19に浮上した塗料粉を含む泡状スカム50を吸引管路52を経て吸引する真空ポンプ53が設置され、この真空ポンプ53への吸引管路52中に、泡状スカム50を収容するとともに真空圧により泡状スカム50の泡を破壊して気液を分離するスカム回収タンク54が設けられ、このスカム回収タンク54の下部に、弁55を介して、液中の塗料粉を粉末状態の廃棄物として分離除去するフィルタ56が設けられている。
【００２８】
スカム回収タンク54の上部には真空度計57が設けられ、また、フィルタ56の下部には、フィルタ56内の濾紙により濾過された液を液槽15に戻すための戻し管路58が接続されている。
【００２９】
なお、渦流ポンプユニット31の渦流ポンプ33および回収手段51の真空ポンプ53は、塗装用ベンチュリブース13の排気ファン24の停止時に稼働されるように、これらの制御回路を設けておく。
【００３０】
次に、図１および図２に示された実施の形態の作用を説明する。
【００３１】
塗装用ベンチュリブース13の排気ファン24の運転時は、液処理装置を稼働停止させ、一方、排気ファン24の停止時は、液処理装置の渦流ポンプユニット31および回収手段51を稼働させるように自動運転する。
【００３２】
液処理装置の稼働時は、渦流ポンプユニット31を駆動して、渦流ポンプ33内の液吸込部47に吸込まれる液中に空気吸込管37より空気を供給して、羽根車42の羽根溝44と昇圧通路46との間で生じる渦流によって気液を攪拌しながら昇圧させることにより、液中に微細な気泡を多量に発生させるとともに液中に酸素を溶存させ、この気液混合体を渦流ポンプ33から吐出して、塗装用ベンチュリブース13の液槽15内の液中に噴出させる。
【００３３】
液槽15内の液面で捕集された塗料ミストの塗料粉は、沈澱性粒子であり、そのままでは時間の経過とともに液槽15の底部に沈降するが、渦流ポンプ33から塗装用ベンチュリブース13の液槽15内に液とともに噴込まれた微細な気泡が塗装粉と結合して、塗装粉を液面19に浮上させるので、液面19には塗装粉を含む泡状スカム50が生成される。
【００３４】
液面19に浮上した塗料粉の泡状スカム50は、渦流ポンプ33から吐出された液流れに導かれて、回収手段51の側に移動され、一箇所に集められる。
【００３５】
液面19の一個所に集められた泡状スカム50は、真空ポンプ53の吸引力により吸引管路52を経て吸引され、スカム回収タンク54内に導入される。
【００３６】
スカム回収タンク54内に収容された泡状スカムの泡は、スカム回収タンク54内の真空圧により破壊され、気液が分離される。空気は、真空ポンプ53により外部へ排気され、液は、スカム回収タンク54の下部に溜められる。
【００３７】
定期的に弁55を開くことにより、スカム回収タンク54内の液は、フィルタ56内の濾紙で濾過され、戻し管路58にて液槽15に戻される。液中の塗料粉は、フィルタ56の濾紙により粉末状態の廃棄物として分離除去される。濾紙および濾紙内で乾燥された粉末は、そのまま廃棄処分される。
【００３８】
次に、図１および図２に示された実施の形態の効果を列挙する。
【００３９】
渦流ポンプユニット31から塗装用ベンチュリブース13の液槽15の液中に微細な気泡を多量に供給し、微細な気泡を液中の塗料粉に結合させて、塗料粉を液面19に浮上させ、液面19に生成された塗料粉を含む泡状スカム50を回収手段51により回収するので、液中の塗料粉を塗装用ベンチュリブース13の液槽15内に沈澱堆積させずに回収できる。
【００４０】
同時に、微細な気泡の供給により、液中の溶存酸素量が増加するため、悪臭源である嫌気性バクテリアの発生が抑制され、塗装用ベンチュリブース13から液の腐敗によって発生する悪臭を抑えることができるとともに、溶存酸素による液浄化の効果により液寿命が延長するため、産廃処理費などの液処理に要する費用を低減できる。
【００４１】
塗装用ベンチュリブース13の排気ファン24の停止時は、液槽15内の液面19が静止状態となるので、このとき、液処理装置の渦流ポンプユニット31および回収手段51を稼働させるように自動運転することで、液面19に浮上した塗料粉を含む泡状スカム50を、渦流ポンプ33から吐出された液流れにより一箇所に集めて、回収手段51により効率良く回収できる。
【００４２】
渦流ポンプ33内の液吸込部47に液が吸込まれる際に、空気吸込管37から液吸込部47に空気も吸込まれ、液と空気とが渦流ポンプ33内で生じる渦流によって十分に攪拌されるので、微細な気泡を効率良く製造できるとともに、液中の溶存酸素量を効率良く増加させることができる。
【００４３】
液面19に浮上した塗料粉を含む泡状スカム50を真空ポンプ53により吸引してスカム回収タンク54に回収し、スカム回収タンク54内の真空圧で泡状スカム50の泡を破壊して気液を分離し、液中の塗料粉をフィルタ56で分離除去するので、泡状スカム50内の塗料粉を効率良く分離して少量にした上で廃棄処理できる。
【００４４】
なお、液面19より泡状スカムを回収するその他の回収手段としては、特殊べルトの表面に付着した泡状スカムをスキマにより掻取るオイルスキマ方式、回転式またはスライド式の掻取機による分離除去方式、回転ドラム形スクリーンの表面に付着した泡状スカムをスキマにより掻取るスクリーンスキマ方式などがあるので、回収手段としては、これらの分離除去方式を用いても良い。
【００４５】
また、スカム回収タンク54内の泡状スカムを脱水処理するスカム脱水処理方式としては、上記フィルタ56の濾紙で水分を濾過する方式だけでなく、スカム回収タンク54内を高真空にすることで、泡を壊すとともに真空にて脱水分離する方式もある。
【００４６】
いずれにしても、泡状スカム50中の水分が除去され乾燥した粉末となるため、廃棄量が極度に少なくなる。
【００４７】
次に、図３は、前記渦流ポンプ33の始動方式を改良した渦流ポンプユニット31を示す。
【００４８】
この図３に示された渦流ポンプユニット31は、渦流ポンプ33を液槽15の上側に設置した吸上げ条件の場合であり、このような吸上げ条件では、ポンプ起動と同時に空気吸込管37より空気が吸込まれると、ポンプ吸込側の管路32中の空気が排出されず、いつまでも渦流ポンプ33に液槽15内の液が供給されず空転状態が続き、ドライ運転によりポンプシール部などを損傷する問題がある。
【００４９】
このような問題を解決するために、空気吸込管37中に管路開閉用の電磁弁61が設けられ、また、渦流ポンプ33の吐出口35から液槽15内に配管された吐出側の管路36中に液流れ検知手段としてのフロースイッチ62が設けられている。このフロースイッチ62は、渦流ポンプ33の吐出口35から吐出された液流れを検知して電磁弁61を開くものである。吐出側の管路36中には吐出流量調整弁63も設けられている。
【００５０】
そして、電磁弁61とフロースイッチ62とを併用し、空気吸込管37からの空気注入（オン，オフ）を自動制御する。
【００５１】
すなわち、ポンプ起動時は、電磁弁61を閉じて、空気吸込管37からの空気吸込を阻止することで、渦流ポンプ33は液槽15内の液を管路32を経て効率良く吸込み、短時間のうちに管路32内および渦流ポンプ33内の空気を液と置換するので、ポンプシール部などの損傷を招くドライ運転を防止できる。
【００５２】
さらに、渦流ポンプ33内に液がいきわたり、渦流ポンプ33が吸込側の管路32から液を吸引して吐出側の管路36に送給するようになると、フロースイッチ62がその液流れを検知して検知信号を出力し、この検知信号に基づき空気吸込管37中の電磁弁61が開き、空気吸込管37から渦流ポンプ33の液吸込部47に空気が吸引され、液中に適度な空気を混入させる運転へと自動的に切換えることができる。
【００５３】
このポンプ始動方式は、渦流ポンプ33を液槽15より上側に設置するなどの、ポンプ設置条件が吸上げ条件の場合でも、渦流ポンプ33による液の吸引と送給を可能にするものである。
【００５４】
なお、図１または図３に示された液処理装置は、塗装用ベンチュリブース13の液処理に用いると効果的であるが、塗装用ベンチュリブース13の液槽15だけに用途を限定されるものではなく、その他の、液を循環使用するクーラント液、クーリング液などの沈澱性粒子を含む各種の液の液処理に用いると、その沈澱性粒子を回収することができる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、渦流ポンプの液吸込部に液が吸込まれる際に、空気吸込管から液吸込部に空気も吸込まれ、液と空気とが渦流ポンプ内で生じる渦流によって十分に攪拌されるので、微細な気泡を効率良く製造できるとともに、液中の溶存酸素量を効率良く増加させることができる渦流ポンプユニットを用いて、この渦流ポンプユニットから液槽の液中に微細な気泡を多量に供給し、微細な気泡と結合した液中の沈澱性粒子を液面に浮上させ、液面の沈澱性粒子を回収手段により回収するので、液中の沈澱性粒子を液槽内に沈澱堆積させずに回収できる。同時に、微細な気泡の供給により、液中の溶存酸素量が増加するため、悪臭源である嫌気性バクテリアの発生が抑制され、液の腐敗によって発生する悪臭を抑えることができるとともに、溶存酸素による液浄化の効果により液寿命が延長するため、液処理に要する費用を低減できる。また、ポンプ起動時は、電磁弁を閉じて、空気吸込管からの空気吸込を阻止することで、渦流ポンプは液を効率良く吸込んで短時間のうちにポンプ内部の空気を液と置換するので、ポンプシール部などの損傷を招くドライ運転を防止でき、また、渦流ポンプ内に液がいきわたって吐出されたときに、その液流れを検知した液流れ検知手段により電磁弁を開くことで、渦流ポンプの液吸込部に吸込まれる液中に空気吸込管から空気を混入させる運転へと自動的に切換えることができ、渦流ポンプを液槽より上側に設置するなどの、ポンプ設置条件が吸上げ条件の場合にも対応できる。
【００５６】
請求項２記載の発明によれば、渦流ポンプユニットから塗装用ベンチュリブースの液中に微細な気泡を多量に供給し、微細な気泡を液中の塗料粉に結合させて塗装粉を液面に浮上させ、液面に浮上した塗料粉を回収手段により回収するので、液中の塗料粉を塗装用ベンチュリブースの液槽内に沈澱堆積させずに回収でき、同時に、空気の注入により、液中の溶存酸素量が増加するため、悪臭源である嫌気性バクテリアの発生が抑制され、塗装用ベンチュリブースから液の腐敗によって発生する悪臭を抑えることができる。
【００５７】
請求項３記載の発明によれば、塗装用ベンチュリブースの排気ファン停止時は、液槽内の液面が静止状態となるので、このときに渦流ポンプユニットおよび回収手段を駆動して、液面に浮上した塗料粉を、渦流ポンプユニットから吐出された液流れにより一箇所に集めて、回収手段により効率良く回収できる。
【００５８】
請求項４記載の発明によれば、液面に浮上した沈澱性粒子を含む泡状スカムを真空ポンプにより吸引してスカム回収タンクに回収し、スカム回収タンク内の真空圧で泡状スカムの泡を破壊して気液を分離し、液中の沈澱性粒子をフィルタで分離除去するので、泡状スカム内の沈澱性粒子を効率良く分離して少量にした上で廃棄処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る液処理装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】  同上液処理装置に用いられた渦流ポンプの断面図である。
【図３】  同上渦流ポンプの始動方式を改良した渦流ポンプユニットの配管図である。
【図４】  塗装用ベンチュリブースの断面図である。
【符号の説明】
13    塗装用ベンチュリブース
15    液槽
19    液面
24    排気ファン
31    渦流ポンプユニット
33    渦流ポンプ
35    吐出口
36    管路
37    空気吸込管
47    液吸込部
50    泡状スカム
51    回収手段
52    吸引管路
53    真空ポンプ
54    スカム回収タンク
56    フィルタ
61    電磁弁
62    液流れ検知手段としてのフロースイッチ
【図１】
0003919508.tif 000002
【図２】
0003919508.tif 000003
【図３】
0003919508.tif 000004
【図４】
0003919508.tif 000005