(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン油又は作動油のオイルを貯蔵するオイルタンクに自浄能力のある清浄化装置を閉回路で接続し、オイルタンク内のオイルを外部に排出することなく清浄化処理し、清浄化装置は紙を多数積層したフィルターエレメントを備え、紙の積層間隙にオイルを通過させて不純物をブラウン運動により紙の表面に付着させて除去するようしてなるオイルのリサイクル方法において、水分の吸収によるフィルターエレメントの体積の縮小を検出して、オイルへの水分の混入を検知することを特徴とするタービン油又は作動油のリサイクル方法。
【請求項２】
オイルへの水分の混入を検知する手段が、カートリッジ容器内に積層されたフィルターエレメントの上面に載置された圧力板から上方へ延出するように取り付けられた検知棒の下降を、カートリッジ容器の外部から視認することによって行うことを特徴とする請求項１記載のタービン油又は作動油のリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
この発明は、原子力発電所、火力発電所、ガスタービン発電所、船舶等におけるタービン油、作動油等のリサイクル方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原子力発電所から排出されるタービン油、作動油等の廃油には、放射性廃棄物として放射能レベルが高いものも低いものもあるが、放射能が全く含まれていないものもある。しかしながら、このような原子量発電所から排出される廃油は、放射能汚染の程度に拘わらず、地方自治体や民間での廃棄処理は敬遠され、必然的に自身で廃棄処理を行わざるを得ないのが現状である。しかしながら、廃油は容器腐食の問題があるため、その取り扱いや管理は非常に困難であり、しばしば汚染物質の流出事故が発生している。
【０００３】
又、原子力発電所、火力発電所や船舶等で使用されるタービン油や作動油には、クーラー等からの漏水事故に起因して水分が混入してくることがある。タービン油や作動油への水分の混入は、機械部分の発生や摩擦部分の腐食をもたらすため、０．５％程度の水分混入でもオイル全体を交換した後、フラッシング処理をして新油を補給する必要があった。このため、原子力発電所や船舶等からの廃油量を減少させるためには、水分の混入を早期に検知することが必要であった。従来、油類への水分の混入は、目視でオイルが不透明なエマルジョン化したのを検知するか、或は電気抵抗の差を利用して検知する方法が採られていた。更に、定期的にカールフィシャ法等により試験を行い、その結果を現場に通知してタービン油の交換を行っている。しかしながら、これらの方法では、屡々水分の混入に気づいたときには相当多量の水分が混入した後であるため、オイルはその全量を交換せざるを得ず、必然的に廃油量が増加してくるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、原子力発電所からの廃油の問題の解決は、油類を廃油として排出することを原則として無くすようにすることであると考え、クローズド化した油類の管理、処理を行い、廃棄物の発生を最小限に止めるようにすることを課題とする。又、油類に混入してくる水分を連続的に除去しつつ、水分の混入を早期に検知し得るようにして、廃油量の減少を図るようにすることを課題とする。
【０００５】
上記課題を解決するために本発明が採った手段は、タービン油又は作動油のオイルを貯蔵するオイルタンクに自浄能力のある清浄化装置を閉回路で接続し、オイルタンク内のオイルを外部に排出することなく清浄化処理し、清浄化装置は紙を多数積層したフィルターエレメントを備え、紙の積層間隙にオイルを通過させて不純物をブラウン運動により紙の表面に付着させて除去するようしてなるオイルのリサイクル方法において、水分の吸収によるフィルターエレメントの体積の縮小を検出して、オイルへの水分の混入を検知することを特徴とする。
【０００６】
又、オイルへの水分の混入を検知する手段が、カートリッジ容器内に積層されたフィルターエレメントの上面に載置された圧力板から上方へ延出するように取り付けられた検知棒の下降を、カートリッジ容器の外部から視認することによって行うことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の好ましい実施の形態を、以下に詳細に説明する。この発明は、原子力発電所等で使用されるタービン油、作動油等の油類の管理を、油類を使用する機器類、油類のタンク並びに油類の自浄能力のある清浄化装置を含む油類の供給、清浄化のための回路を閉回路に構成し、清浄化装置に逐次汚染してくる油類を順次清浄化し得る自浄能力を持たせて、油類を常に一定以下の汚染レベルに保持させることにより、油類は原則としてエンドレスにリサイクルさせて油類を廃油として排出するのを防止し、フィルターエレメント等の交換資材のみを廃棄物として排出させ、廃棄物の発生を最小限度にすると共に、油類に水分が混入してきた場合、混入してきた水分をフィルターエレメントで逐次除去しつつ水分の混入を検知して、水分混入の原因をサーチして原因を除去し、水分の混入による油類交換を防止して廃油の発生を押さえるようにしたことを特徴とする。廃棄されたフィルターエレメントは、活性炭に加工して水処理に使用することもできる。
【０００９】
清浄化装置は、混入してくる不純物の量より大きな除去能力を有する不純物除去手段によって不純物を連続に除去して、あたかも人体の腎臓機能のように潤滑油を常に一定の清浄度に保持し、これによって実質的に潤滑油を廃油として排出することがないようにする。不純物除去手段としては、多数の薄紙を積層し積層間隙と平行に油類を流過させて、不完全燃焼物であるカーボンが油類の添加剤に含まれるカルシューム、亜鉛、リン、マグネシューム等と反応して生成される固体粒子、燃料よりの不燃物及び金属摩耗粉等の個体不純物の内１μm以上の不純物を、ブラウン運動等により紙の繊維に付着させて油中から除去すると共に、１μmより微細な固体不純物は油中に残存させるようにしたフィルターエレメントが好適である。フィルターエレメントが、不純物の附着により目つまり状態となるのを防止するために、清浄オイルの流出路を所定時間毎に所定時間閉止し、フィルターエレメント内の圧力上昇に伴ってフィルターエレメントのドレンを定圧開放弁により開放して、フィルターエレメント内のオイルをドレンからブローアウトし、ブローアウトにより積層間隙に堆積した不純物をドレンから排出してフィルターエレメントを再生する。水分の混入が検知された場合には、前記フィルターエレメントによる清浄化処理を一時的に中断して、遠心分離機を作動させて不純物及び水分の除去を行いつつ、フィルターエレメントの交換並びに水分混入の原因除去を行う。
【００１０】
油類の清浄度は、ＮＡＳ等級８級以下を常に保つようにする。タービン油には、消泡剤（主としてシリコン油）が添加されているが、比較的早期に消泡剤は消耗するため、常に消泡剤を用意しておき、泡発生と同時に速やかに消泡剤を投入して対応する。酸化防止剤の如き添加剤は、原則として炭化水素より不安定な化学物質例えばフェノール系では2.6-ジブチル1-4-エチルフェノールなどを添加しているが、かかる酸化防止剤は短時間で昇華してしまうと共に、人体への毒性も懸念される物質であるので、不足したときにのみ添加するべきであるが、原則的には不要である。水分は、空気中の水分と冷却水の漏れが原因として考えられるが、漏れである場合には先ず補修を行い混入した水分を速やかに除去すべきであって、水を含んだ廃油を移動すべきではない。この発明によると、フィルターエレメントを構成する薄紙の大きな表面積をオイルと接触させることにより、オイル中に含まれる不純物や水分を除去して行くことができ、大量の水分の混入時には遠心分離機を作動させて水分を除去すると共に、補修を行う。遠心分離機による分離能力は粒子の大きさにしてせいぜい５μm程度であり、添加剤の混入により比重差がつき難くなるため、分離粒度は更に大きくなる。従って、この発明は遠心分離機の作動はアクシデントの発生による大量の水分の混入時に限定し、通常は薄紙を積層してなるフィルターエレメントによって、不純物、水分及び使用により性能を消失した添加剤の残骸を除去して行くようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【実施例】
図１はこの発明にかかる原子力発電所に設置されたタービン油のリサイクル回路を示し、図において(１)はタービンに接続されたタービン油を貯蔵するオイルタンクを示す。オイルタンク(１)には清浄化装置(２)がポンプ(３)を介して接続される。清浄化装置(２)の清浄化されたタービン油を取り出す出口は、切換弁(４)を介してオイルタンク(１)又は蒸発脱水タンク(５)に接続される。蒸発脱水タンク(５)はオイルタンク(１)に接続されている。又、オイルタンク(１)にはポンプ(６)と遠心分離機(７)とを含む遠心分離回路が別回路として取り付けられている。更に、オイルタンク(１)には、タービンにタービン油を送るポンプ(９)を含む送給パイプ(10)とタービンから汚染したタービン油を戻す戻しパイプ(11)が接続されている。蒸発脱水タンク(５)にはヒータ(12)が配設されており、タービン油を加熱して混入した水分を蒸発させ脱水させることができる。
【００１２】
図２，３を参照して、前記清浄化装置(２)を詳細に説明する。清浄化装置(２)は、ティッシュペーパーの如き薄紙を多数積層若しくはトイレットパーパー状に巻回したフィルターエレメント(20)を備える。かかるフィルターエレメント(20)の積層された紙の積層間隙と平行にオイルを流入させると、積層された紙の層間をオイルが通過中に、紙の繊維に不純物がそのブラウン運動等により付着しオイル中から分離、除去される。このフィルターエレメント(20)は、不純物をそのブラウン運動等により紙の繊維に付着させて除去するため、１μｍ以上の不純物の除去を効果的に行うことが出来る。薄紙を多数積層したフィルターエレメント(20)の濾過面積は、１枚の紙の表裏両面が濾過面として使用されるから、１枚の紙の表面積を２倍し、更に積層枚数を乗じた数値が１個のフィルターエレメントの全濾過面積となり、極めて大きな濾過能力を有するフィルターエレメントとなる。
【００１３】
フィルターエレメント(20)は、ティッシュペーパーのような薄紙を多数積層してなるため、オイル中に水分が混入してくると、その水分を吸収すると共に、水分の吸収により体積が縮小してくる。そこでこの体積の縮小を外部から視認したり、電気的に感知することにより、オイル中への水分の混入を検知することが可能となる。すなわち、オイル中への水分の混入は、例えばフィルターエレメント(20)に検知棒(27)を取り付け、水分の吸収によるフィルターエレメントの体積の縮小を、検知棒(21)の下降により外部から視認する等の方法で、水分の混入を確認することが出来る。
【００１４】
図２，３は、この清浄化装置(２)の構造を概略的に示す図であり、多数の薄紙を積層したフィルターエレメント(20)をカートリッジ容器(21)内に収納し、フィルターエレメント(20)の上面には圧力板(22)が配置される。カートリッジ容器(21)の側面に汚染したオイルの入口(23)が形成され、入口(23)から流入したオイルは圧力板(22)を押圧しつつフィルターエレメント(20)の側面に流れ、フィルターエレメント(20)の層間間隙を通って中央の通路(24)に入り、カートリッジ容器(21)の下面に形成された出口(25)から流出する。層間間隙において、オイル中の不純物は、紙の表面に付着し除去される。カートリッジ容器(21)の上部には、外部から視認も可能な検知管(26)が一体に形成され、該検知管(26)内に延び出して検知棒(27)が圧力板(22)に取り付けられる。
【００１５】
オイルに水分が混入してくると、フィルターエレメント(20)で水分が吸収・除去されると共に、水分の吸収によりフィルターエレメント(20)はその体積が縮小し、図３に示すように全体の長さが短くなる。この結果、圧力板(22)に取り付けられた検知棒(27)が下降し、検知管(26)内における検知棒(27)の下降を検知管(26)の外部から視認若しくは感知して、オイルへの水分の混入を検知することが出来る。そして、水分の混入の確認により、パッキンやシールの損傷或は不具合を早期に発見することが可能となる。検知棒の下降の確認は、視認によるほかセンサーを用いて電気的に検出し、コントロールセンターにて検知するようにしてもよいことはもちろんである。大量の水分の混入が確認された場合には、切換弁(４)を切り替えて水分を含んだオイルを蒸発脱水タンク(５)に流して水分を蒸発した後オイルタンク(１)に戻す。水分混入の原因箇所を検索してその修理を行うとと共に、清浄化装置(２)による清浄化処理を一時中断し、ポンプ(６)と遠心分離機(７)を作動して大量に混入した水分の除去を行う。修理完了後、清浄化装置(２)のフィルターエレメント(20)を交換して再び清浄化装置による清浄化処理を継続する。
【００１６】
４００Ｌのタービン油を１時間当たり２００Ｌ処理可能な清浄化装置で清浄化のテストを行った。清浄化装置は、図４〜６に示すような構造のものが用いられた。図４〜６を参照して、円筒形状の装置本体(28)内に前記図２，３に示すフィルターエレメント(20)を収納したカートリッジ容器(21)が７本収納される。装置本体(28)は、上面と下面を閉塞され、下面板(29)には各カートリッジ容器(21)の出口(25)が連通して開口されており、複数の出口(25)から流出したオイルは単一の受け容器(30)に集合され、オイルタンク(１)に送給される。装置本体(28)の上面は、蓋(31)で閉塞される。該蓋(31)の中央には、透明なアクリル樹脂で形成された検知管(26)が植立される。前記７本のカートリッジ容器(21)の中心に位置するカートリッジ容器(21a)のフィルターエレメント(20)の上面に配置された圧力板(22)には、ステンレス製の検知棒(27)が植立され前記検知管(26)内に延び出している。容器本体(28)の側面にはタービン油の流入孔(32)が形成され、流入したタービン油は各カートリッジ容器(21)の側面に形成された入口(23)からカートリッジ容器内に流入しフィルターエレメント(20)を通過して濾過され、出口(25)から流出して受け容器(30)に集合する。
【００１７】
かかる濾過装置にＮＡＳ等級で１１級のタービン油を通過させて濾過した。１回の通過（１パス）でタービン油は９級になり、３パスで８級、６パスで５級となった。そこで、このタービン油に水分を０．５％混入し空気で攪拌してエマルジョン化させた。このオイルを再び濾過装置で濾過したところ、フィルターエレメントに水分が吸収されフィルターエレメントは５０cmあった全長が１０cm縮小して４０cmとなった。又、タービン油は、水分が除去されて１２５PPMまで改善され、ＮＡＳ等級も５級となった。フィルタエレメントの縮小は、検知棒(27)の下降により、図６に示すように検知管(27)を通して視認することが出来、タービン油への水分の混入を検知することが出来た。
【００１８】
図７はこの発明の実施例の一変形を示す。清浄化装置(２)のドレンに別個の汚染タンク(33)を接続して、フィルターエレメント(20)の目詰まりを防止するためのブローアウトを、この汚染タンク(33)に流出させるようにすると共に、フィルターエレメント(20)を通過させると水分同志が集合して遠心分離が容易となるので、清浄化装置を通過した後遠心分離機(７)にかけるような配管とした点で図１と異なっており、その他の点は図１と実質的に同一である。清浄化装置(２)と汚染タンク(33)との間には安全弁(34)が入れられており、清浄化装置(２)の出口に接続された切換弁(４)にはタイマーがセットされている。従って、タイマーでセットされた所定時間毎に清浄化装置からオイルタンク(１)への回路が閉止され、圧力上昇により安全弁(34)が開放され、フィルターエレメント(20)に付着した不純物が汚染タンク(33)にブローアウトされる。使用後のフィルターエレメント(20)は、焼却する。焼却により、体積はオイル全体の０.１〜１％程度に減少する。尚、焼却の際空気を遮断すれば活性炭を作ることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、タービン油や作動油の清浄化処理をクローズド化された装置により行うことが出来、汚染したオイルが外部の排出されることがないため、特に原子力発電所のような廃油の外部処理が困難なプラントでのオイル処理に好適である。又、オイルに水分が混入した場合、水分の混入を早期に検知して混入した水分を逐次除去しつつ処理を行うことが出来る利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す回路図
【図２】水分検知手段を備えたフィルターエレメントの概略を示す図
【図３】フィルターエレメントが水分を吸収した状態を示す概略図
【図４】清浄化装置の断面図
【図５】図４Ａ−Ａ’線に沿った断面図
【図６】同水分の検知状態を示す要部の断面図
【図７】一変形例を示す回路図
【符号の説明】
(１)オイルタンク
(２)清浄化装置
(３)ポンプ
(４)切換弁
(５)蒸発脱水タンク
(６)ポンプ
(７)遠心分離機
(９)ポンプ
(10)送給パイプ
(11)戻しパイプ
(12)ヒータ
(20)フィルターエレメント
(21)カートリッジ容器
(22)圧力板
(23)入口
(24)中央通路
(25)出口
(26)検知管
(27)検知棒
(28)装置本体
(29)下面板
(30)受け容器
(31)蓋
(32)流入孔
(33)汚染タンク
(34)安全弁
【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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