(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体容器を兼ねた外筒アース電極の内部に、該外筒アース電極と同電位で、且つ、通液孔を複数個開設した筒状電極に構成され、その一端開口部を被処理液の圧入口とした中心筒電極を設け、前記外筒アース電極と中心筒電極の間に、外筒アース電極との間に液体分離空間を介在させて、径方向内側から外側に向けて濾目を段階的に小さくした筒状のコアレッサー型フィルターエレメントを介装し、該コアレッサー型フィルターエレメントの内周面を前記中心筒電極に接触又は近接させ、且つ、コアレッサー型フィルターエレメントの外周面に金属多孔板又は金属製網状体より構成された筒状荷電極を接触状態又は近接状態に配置してなる荷電コアレッサー型液体分離装置であって、前記筒状荷電極の外周面に、プラスの金属イオンを発生する銅、銀、又は金よりなるイオン発生電極を前記筒状荷電極と同電位で接触状態又は近接状態に配置し、且つ、該イオン発生電極を通液孔が複数個開設された筒状電極に構成し、前記筒状荷電極及びイオン発生電極に形成される濾目の大きさを、前記筒状荷電極の濾目が前記イオン発生電極の濾目よりも大きくなるように設定し、前記イオン発生電極、又はイオン発生電極と前記筒状荷電極の双方に、交流と直流の重畳電圧を印加したことを特徴とする荷電コアレッサー型液体分離装置。
【請求項２】
前記本体容器を兼ねた外筒アース電極を上部開放型に構成するとともに、本体容器内部空間の下部に集積された比重の大きな第１分離液とそれの上部に集積された比重の小さな第２分離液との分離面の上下レベルと同一レベル又はそれよりも低いレベルまで前記外筒アース電極の下方の排出口から上昇させた後再度下方に流動案内させるための筒状の第１分離液用案内部材を設けてなる請求項１記載の荷電コアレッサー型液体分離装置。
【請求項３】
外部の貯留部の上方に形成された浮上油層とこれの下方に形成された被処理液層との双方の被処理液を請求項１又は２記載の荷電コアレッサー型液体分離装置を用いて処理する液体分離処理方法であって、前記被処理液層の被処理液を前記荷電コアレッサー型液体分離装置の圧入口から供給して処理された処理液を前記貯留部に戻すようにし、前記浮上油層の浮上油を前記荷電コアレッサー型液体分離装置の前記外筒アース電極と前記イオン発生電極との間に供給して処理する液体分離処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば大小の金属加工に大量に使用され大量の廃液を発生している水溶性加工液等に含まれている切削により発生した金属粉、油分、水分を効率よく分離することにより再利用して、廃油、廃液の削減を図って省資源、省エネルギー、更には地球環境の清浄化に貢献することができる荷電コアレッサー型液体分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記荷電コアレッサー型液体分離装置として、例えば特公平７−１０６２８３号公報に示している荷電コアレッサー型液体分離装置がある。この分離装置により例えば水溶性加工液等に含まれる金属粉、油分、水分を分離させる場合には、金属粉は濾過層部分における電気凝集濾過により効率的に除去し、油分はコアレッサー部分における電気凝集により効率的に除去することによって、水分を金属粉や油分から分離することができるようにしている。
【０００３】
しかしながら、上記水溶性加工液は、ＰＨが７〜８程度であるため、特に夏場等の外気温度の上昇に伴い、液の温度が３０°Ｃ〜３５°Ｃ位まで上昇すると、バクテリアの栄養分となる金属粉や油分を分離除去するだけでは、腐敗バクテリアの繁殖を抑えることができず、悪臭を発生させるとともに、液の有効成分を分解してしまい、液の再利用が行えなくなるものであった。
【０００４】
そこで、例えば、液全体を冷却したり、殺菌剤の投入等を行うことが考えられるが、前者の液の冷却にはそれ専用の冷却装置を要するだけでなく、冷却装置を運転していくためのランニングコストが多くかかる不都合が発生し、又、後者の殺菌剤を投入するものでは、廃液の排水処理段階で排水処理に有効な菌を死滅させ、排水処理が困難となる等の問題があり、これら２つの手段は実際には使用し難いものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、コスト面及び排水処理面において有利にしながらも、腐敗バクテリアの繁殖を確実に抑えることができる荷電コアレッサー型液体分離装置及び液体分離処理方法を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、本体容器を兼ねた外筒アース電極の内部に、該外筒アース電極と同電位で、且つ、通液孔を複数個開設した筒状電極に構成され、その一端開口部を被処理液の圧入口とした中心筒電極を設け、前記外筒アース電極と中心筒電極の間に、外筒アース電極との間に液体分離空間を介在させて、径方向内側から外側に向けて濾目を段階的に小さくした筒状のコアレッサー型フィルターエレメントを介装し、該コアレッサー型フィルターエレメントの内周面を前記中心筒電極に接触又は近接させ、且つ、コアレッサー型フィルターエレメントの外周面に金属多孔板又は金属製網状体より構成された筒状荷電極を接触状態又は近接状態に配置してなる荷電コアレッサー型液体分離装置であって、前記筒状荷電極の外周面に、プラスの金属イオンを発生する銅、銀、又は金よりなるイオン発生電極を前記筒状荷電極と同電位で接触状態又は近接状態に配置し、且つ、該イオン発生電極を通液孔が複数個開設された筒状電極に構成し、前記筒状荷電極及びイオン発生電極に形成される濾目の大きさを、前記筒状荷電極の濾目が前記イオン発生電極の濾目よりも大きくなるように設定し、前記イオン発生電極、又はイオン発生電極と前記筒状荷電極の双方に、交流と直流の重畳電圧を印加したことを特徴とする荷電コアレッサー型液体分離装置を構成した。
【０００８】
ここで、前記本体容器を兼ねた外筒アース電極を上部開放型に構成するとともに、本体容器内部空間の下部に集積された比重の大きな第１分離液とそれの上部に集積された比重の小さな第２分離液との分離面の上下レベルと同一レベル又はそれよりも低いレベルまで前記外筒アース電極の下方の排出口から上昇させた後再度下方に流動案内させるための筒状の第１分離液用案内部材を設けてなるものが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、外部の貯留部の上方に形成された浮上油層とこれの下方に形成された被処理液層との双方の被処理液を請求項１又は２記載の荷電コアレッサー型液体分離装置を用いて処理する液体分離処理方法であって、前記被処理液層の被処理液を前記荷電コアレッサー型液体分離装置の圧入口から供給して処理された処理液を前記貯留部に戻すようにし、前記浮上油層の浮上油を前記荷電コアレッサー型液体分離装置の前記外筒アース電極と前記イオン発生電極との間に供給して処理する液体分離処理方法をも提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、水溶性加工液等の被処理液中の金属粉、油、ゴミ、水等を分離するための荷電コアレッサー型液体分離装置を示している。ここでは、油と水とを分離するものを示すが、比重の異なるものを分離するものでもよい。
【００１２】
前記荷電コアレッサー型液体分離装置は、本体容器を兼ねた外筒アース電極１と、その外筒アース電極１の内部に、該外筒アース電極１と同電位で、且つ、通液孔２を複数個開設した筒状電極に構成され、その一端開口部を被処理液の圧入口３とした中心筒電極４と、前記外筒アース電極１と中心筒電極４の間に、外筒アース電極１との間に液体分離空間５を介在させて、径方向内側から外側に向けて濾目を段階的に小さくした筒状のコアレッサー型フィルターエレメント（以下、フィルターエレメントという）６と、該フィルターエレメント６の外周面に接触状態又は近接状態に配置された筒状荷電極７と、この筒状荷電極７の外周面に接触状態又は近接状態に配置し、且つ、プラスの金属イオンを発生するイオン発生電極８とを主要構成部材としている。
【００１３】
前記外筒アース電極１は、底板部と側板部とからなる上方開放型に構成され、この底板部に前記中心筒電極４の下端を貫通して、中心筒電極４の圧入口３を外部に露出している。そして、外筒アース電極１の上部に分離された油を集積しておくための分離油集積空間９を設けるとともに、下部に分離水排出口１１に連通した分離水集積空間１０を設けている。又、前記外筒アース電極１の側板部の上部の一部を切欠いて前記分離油集積空間９に集積された分離油を排出する分離油排出口１２を形成するとともに、この分離油排出口１２を通して排出された分離油を下方の被処理液が入っている回収容器１３に戻すための傾斜案内部１４を外筒アース電極１から延出している。この傾斜案内部１４は、外筒アース電極１の外側ほど下方に位置する傾斜した底板部１５と、この底板部１５の分離油案内方向両側に立設した側板部１６，１６とから構成している。
【００１４】
前記分離水排出口１１に、前記分離水集積空間１０と分離油集積空間９との分離面の上下レベルａよりも少し低いレベルｂまで上昇させた後下方に流動案内させるための筒状の分離水用案内部材１７を連結している。この分離水用案内部材１７は、分離水排出口１１から図１において右側へ移動させる第１水平管部１８と、この第１水平管部１８の終端から図１において紙面へ向かって移動させる第２水平管部１９と、この第２水平管部１９の終端から図１において上側に移動させる第３上下管部２０と、この第３上下管部２０の上部から図１において右側に移動させる第４水平管部２１と、この第４水平管部２１の終端から図１において下方に移動させる第５上下管部２２とから構成している。前記第３上下管部２０の上方は開放されており、大気圧を利用して前記分離水用案内部材１７を通して分離水を移動させることができるようにしている。前記第４水平管部２１のレベルｂを分離油集積空間９の上下レベルａと同一にしてもよい。
【００１５】
前記フィルターエレメント６の上下端には、中心筒電極４の上下及びフィルターエレメント６の上下を封止するための金具２３，２４が設けられている。前記一方の下側の金具２４は、スプリング２５によりフィルターエレメント６側に移動付勢され、他方の上側の金具２３は、中心筒電極４の上端部に内嵌されたシール部材２７に螺合されたネジ２６により締め付け固定されている。従って、ネジ２６を緩め操作することによって、フィルターエレメント６を取り出してフィルターエレメント６の汚れ具合の確認や新たなフィルターエレメント６の交換等が容易に行えるようにしている。
【００１６】
前記筒状荷電極７及びイオン発生電極８には、多数の通液孔７Ａ及び８Ａが形成され、外側に位置するイオン発生電極８の通液孔７Ａの大きさが筒状荷電極７の通液孔７Ａの大きさよりも小さくなるように設定することによって、筒状荷電極７を通過した液がイオン発生電極８を通過し難くして、液の分離機能を発揮することができるようにしている。そして、これら筒状荷電極７の外側にイオン発生電極８が接触状態で配置され、このイオン発生電極８に荷電源トランス２８のプラス線２９を絶縁碍子３０を介して接続するとともに、荷電源トランス２８のマイナス（アース）線３１を前記外筒アース電極１に接続して、筒状荷電極７及びイオン発生電極８にプラス電荷を、外筒アース電極１、中心筒電極４、外筒アース電極１とイオン発生電極８との間に設けた外側アース電極３２にマイナス電荷を発生させるようにしている。つまり、外筒アース電極１と筒状荷電極７との間及び中心筒電極４と筒状荷電極７との間に液中不純物粒子が有しているゼーター電位を低下若しくは消失し得る大きさの電圧を印加するとともに、イオン発生電極８から発生するプラスイオンによりバクテリアの生体内のバランスを崩すことによって、バクテリアの繁殖を阻止することができるようにしている。前記外側アース電極３２を設けることによって、液体分離空間５の通液行路長を延ばすようにしたが、この外側アース電極３２を省略して実施することも可能である。図に示す３３は、外側アース電極３２に対してイオン発生電極８を位置決めするための絶縁碍子である。前記荷電源トランス２８は、交流と直流の重畳電圧を発生するものから構成することによって、イオン発生電極８からプラスイオンが必要以上に発生することを抑制することができ、イオン発生電極８を銅により構成する場合にイオン発生電極８が早期に溶けて無くなることを抑制することができるようにしている。前記イオン発生電極８は銅の他、銀や金等のプラスイオンを発生するものであればどのようなものでもよい。前記筒状荷電極７の内側にイオン発生電極８を配置して実施してもよいし、又、これら２つの電極を単一部材で構成することによって、部材の共有化を図ることができるようにしてもよいし、又、筒状荷電極７の内外両面又はいずか一方の面に銅又は銀又は金等を蒸着して実施してもよい。
【００１７】
図１に示した荷電コアレッサー型液体分離装置の動作説明をすれば、送りポンプ（図示せず）を作動させることにより、圧入口３を介して切削金属粉や混入した油滴を含んだ水溶性加工液等の被処理液を流入口２から中心筒電極４内に圧入する。中心筒電極４内に入り込んだ被処理液は、多数の通液孔２を通してフィルターエレメント６側に移動する。このとき、中心筒電極４と筒状荷電極７との間に発生する電界により金属粉の微粒子は、ゼータ電位を失い、粒子間引力によって凝集粗大化され、フィルターエレメント６の濾過層部分で効率よく濾過捕捉されて除去される。同じく油滴粒子もゼータ電位を失い、予備凝集しながらフィルターエレメント６の細孔を通過し、この通過するときに移動速度が減速されることから、移動方向で隣合う予備凝集した油滴粒子同士の距離が更に接近し、粒子間引力の働きにより更に凝集して大きくなった油滴粒子がイオン発生電極８と外側アース電極３２とで構成する電界空間に移動する。このとき、イオン発生電極８により発生するプラスイオンにより殺菌処理を行うのである。電界空間への移動後、更に電気凝集作用を受けて油滴粒子が大きくなりながら液の流れに沿って上昇する。上昇中に比重の関係で分離された分離油は更に上昇した後、傾斜案内部１４を介して回収容器１３に回収される。又、分離水は外側アース電極３２と外筒アース電極１との間の空間に落下した後、分離水用案内部材１７を介して外部に排出される。外部に排出された分離水を被処理液が貯留されている原タンクに戻すことによって、被処理液の循環経路を形成してリサイクル装置として構成してもよいし、処理した液を他のタンクに排出するようにしてもよい。
【００１８】
前記実施例では、外筒アース電極１を、図２において円形に構成する他、図３に示すように矩形状に構成して実施してもよい。又、図２では、外筒アース電極１の中心と他の電極４，７，８，３２の中心とをずらしたが、全ての電極１，４，７，８，３２が同心円となるように配置してもよい。図３では、外筒アース電極１の形状が図２と異なるだけであるため、他の部材は図２と同一番号を付すとともに、説明を省略する。
【００１９】
又、前記実施例では、外筒アース電極１を上部開放型に構成したが、図４に示すように、上部の開口部を閉じる蓋体３４を設けて実施してもよい。この場合、油と水との界面を検出する界面検知センサ３５を設けるとともに、この界面検知センサ３５により分離油集積空間９に設定量の分離油が集積されたことを界面検知センサ３５により検知すると、自動的に外部に分離油を排出するための電磁弁３６を設けて実施することになる。このように、密閉構造にすることによって、外筒アース電極１の下端面に形成の分離水排出口１１から分離水を排出することができる。又、外側アース電極３２の下端部に沈澱したゴミ等を排出する排出口３７を設けて実施することもできる。尚、図１と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
【００２０】
又、前記実施例では、被処理液を圧入口３に全て供給するようにしたが、図５に示すように、圧入口３と、外側アース電極３２とイオン発生電極８との間に下方の供給口３８の２つからそれぞれ供給するようにしてもよい。詳述すれば、前記被処理液が、貯留部としてのタンク３９の上方に形成された浮上油層４０とこれの下方に形成された被処理液層４１とからなり、前記被処理液層４１の被処理液は、下方の排出口４２を介してストレーナー４３に供給し、ポンプ４４を用いて前記圧入口３から装置内部に供給し、前述のように処理する。そして、前記ストレーナー４３と、ポンプ４４と、前記荷電コアレッサー型液体分離装置と、この荷電コアレッサー型液体分離装置により処理された処理液を前記タンク３９に戻す経路５１とから第１処理部４５を構成し、前記浮上油層の浮上油を前記外筒アース電極３２とイオン発生電極８との間に供給して処理する第２処理部４６を、前記浮上油層４０上に複数のフロート４７…により浮かんでいるパイプ４８と、このパイプ４８の下端から浮上油を吸い上げて前記供給口３８に供給するポンプ４９と、このポンプ４９とパイプ４８との間に設けられたストレーナー５０と、前記荷電コアレッサー型液体分離装置とから構成している。従って、単一の荷電コアレッサー型液体分離装置により被処理液層４１の被処理液と浮上油層の浮上油とを一挙に処理することができ、装置の小型化を実現することができる。図５では、図１で示した荷電コアレッサー型液体分離装置を用いたが、図４に示した荷電コアレッサー型液体分離装置を用いてもよい。又、図５では、外側アース電極３２とイオン発生電極８との間に浮上油を供給するようにしたが、イオン発生電極８を中心筒電極４と筒状荷電極７との間に設ける場合には、筒状荷電極７と外側アース電極３２との間に浮上油を供給することになる。尚、図５で示した荷電コアレッサー型液体分離装置は、図１で示した荷電コアレッサー型液体分離装置と同一であるため、一部符号を省略するとともに、付した同一符号は図１のものと同一のものを示し、説明を省略した。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１によれば、イオン発生電極を設けるだけで、バクテリアの繁殖を阻止することができるから、従来のように冷却装置等の特別な装置及び冷却装置に要するランニングコスト等のコスト面において有利にすることができるだけでなく、特別な排水処理を要することなく外部に排出することができる排水処理面においても有利にすることができる。しかも、筒状荷電極及びイオン発生電極に形成される濾目の大きさを径方向内側に位置する電極ほど大きく設定することによって、被処理液の移動速度を減速することができるから、凝集作用を発揮させて比重の異なる液体の分離を筒状荷電極とイオン発生電極との間でも促進させることができ、分離効率の向上を図ることができる。又、イオン発生電極が筒状荷電極と同電位であるから、イオン発生電極に対する電源を筒状荷電極と同一のもので構成することができ、コスト面及び組立作業面において有利になる。
【００２３】
請求項２によれば、本体容器を上部開放型に構成することによって、本体容器を密閉型に構成したものに比べて、第２分離液の排出能力を上げることが可能になり、処理能力の向上を図ることができるとともに、密閉型に構成した場合に必要となる界面検知センサ及びこのセンサに対する制御装置等が不要になり、コスト面において有利になる。
【００２５】
請求項３によれば、貯留部の上方に形成された浮上油層の浮上油をただ単に圧入口から入れて、フィルターエレメントによる濾過作用により処理するのではなく、電気凝集作用により油を大きな粒に凝集して浮上させる作用を利用することによって、フィルターエレメントが早期に目詰まりすることなく、浮上油層の浮上油をも同一装置にて回収処理することができ、装置の単一化による設備の小型化及びコスト高になることを一挙に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】荷電コアレッサー型液体分離装置の縦断側面図。
【図２】荷電コアレッサー型液体分離装置の横断平面図。
【図３】外筒アース電極の形状を変更した荷電コアレッサー型液体分離装置の横断平面図。
【図４】外筒アース電極を密閉型に変更した荷電コアレッサー型液体分離装置の縦断側面図。
【図５】荷電コアレッサー型液体分離装置の別の形態を示す縦断側面図。
【符号の説明】
１  外筒アース電極            ２  通液孔
３  圧入口                    ４  中心筒電極
５  液体分離空間              ６  コアレッサー型フィルターエレメント
７  筒状荷電極                7A  通液孔
８  イオン発生電極            8A  通液孔
９  分離油集積空間            10  分離水集積空間
11  分離水排出口              12  分離油排出口
13  回収容器                  14  傾斜案内部
15  底板部                    16  側板部
17  分離水用案内部材          18  第１水平管部
19  第２水平管部              20  第３上下管部
21  第４水平管部              22  第５上下管部
23,24 金具                    25  スプリング
26  ネジ                      27  シール部材
28  荷電源トランス            29  プラス線
30  絶縁碍子                  31  マイナス( アース線)
32  外側アース電極            33  絶縁碍子
34  蓋体                      35  界面検知センサ
36  電磁弁                    37  排出口
38  供給口                    39  タンク( 貯留部)
40  浮上油層                  41  被処理液層
42  排出口                    43  ストレーナー
44  ポンプ                    45  第１処理部
46  第２処理部                47  フロート
48  パイプ                    49  ポンプ
50  ストレーナー              51  経路
【図１】
0004324987.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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