(57)【要約】      （修正有）【課題】比重の異なる二種の非溶解性液体を分離・収容するための装置を、分離する二種の比重差ごとに製作する必要をなくし、また電気、ガス、油圧、空気圧などの動力源を必要としない二液自動分離装置、及び同装置を用いた二液自動分離システムを提供する。【解決手段】側壁の上部に液体導入口１４と液体導出口１５を、下底壁に液体排出口１３を有する筒型容器４と、該容器内に上下動可能に収容されたフロート６と、該フロート下部に取り付けられた前記液体排出口１３を開閉する弁機構とから構成され、高比重の液体が前記液体導入口１４から筒型容器４内に導入されると前記液体排出口１３が開かれ、前記液体排出口１３から容器外へ排出され、低比重の液体が筒型容器４に導入されると前記液体排出口１３が閉じられ、前記液体導出口１５から容器４外へ導出されることを特徴とする二液自動分離装置による。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
比重の異なる二種の非溶解性の液体を分離・回収するための二液自動分離装置であって、側壁の上部には液体導入口と液体導出口を、下底壁には液体排出口を有する筒型容器と、該容器内に上下動可能に収容されたフロートと、該フロート下部に取り付けられた前記液体排出口を開閉する弁機構とから構成され、
高比重の液体が前記液体導入口から筒型容器内に導入されると前記液体排出口が開かれ、前記液体排出口から容器外へ排出され、低比重の液体が筒型容器に導入されると前記液体排出口が閉じられ、前記液体導出口から容器外へ導出されることを特徴とする二液自動分離装置。
【請求項２】
前記開閉弁機構が、前記フロート下部中央に垂設された軸体と、前記容器の下底壁に立設された支持棒と、前記軸体の下端部と前記支持棒の先端部との間に渡された梁材と、前記梁材の中央部に装着され先端が縮径された弁体とで構成され、
容器内に高比重液体が導入されるとフロートに加わる重力より大きな浮力が加わり、前記フロートに浮力が生じて上昇し、前記軸体と梁材を介して液体排出口に嵌入されていた前記弁体を持ち上げて前記液体排出口を開き、低比重液体が導入されるとフロートにかかる重力がフロートに加わる浮力よりも小さくなってフロートの上昇を抑え、弁体が液体排出口に嵌入した状態を維持してなることを特徴とする請求項１に記載の二液自動分離装置。
【請求項３】
前記フロートが、容器内に導入される高比重の液体の浮力によって浮上し、低比重の液体の浮力によっては浮上しないように前記フロートの重量を調整するための錘を挿入するポケットを上面中央部に設けてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の二液自動分離装置。
【請求項４】
前記流入口から流入する液体が直接フロートに衝突し、前記フロートが揺動して弁体の環状シートへの嵌入、離脱が不安定にならないよう、前記流入口付近の容器内側に緩衝壁を設けてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の二液自動分離装置。
【請求項５】
前記フロートの上部中央にインジケーターを立設し、その先端部を前記容器上部に突設された観測筒内に突出させ、前記フロートの上下動に伴う現在位置を容器外から確認可能にしてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の二液自動分離装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の二液自動分離装置が、その側壁上部の液体導入口を、比重の異なる非溶解性の二種の液体が上下に分かれて貯留されたタンクの側壁下部の液体取出口に仕切弁を介して接続されてなり、また、二液自動分離装置の側壁上部の液体導出口が、前記二液自動分離装置より高い位置に配管されたリターンラインによって前記タンク側壁に穿設されたリターンライン接続口に接続されてなることを特徴とする二液自動分離システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油と水など比重の異なる二種の非溶解性の液体を、その比重差を利用して分離・回収する二液自動分離装置及び同装置を使用した二液自動分離システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
比重の異なる二種の非溶解性の液体を、その比重差を利用して分離・回収する装置として、実開平６−４１８０１号公報には、「容器内を、垂直な仕切り板で左右二室Ａ、Ｂに仕切り、さらにその一方Ａを流通孔付仕切板で二つに仕切り、この一方の小区画室ａの上部から二液混合液を導入し、上記流通孔付仕切り板の流通穴を通過させてもう片方の小区画室ｂの下部から、大比重液を区画室Ｂ内に導入して低い位置から取り出し、小比重液は上記小区画室ｂの上部に滞留させ高い位置から取り出すようにした」二液分離装置が開示されている。
また、特開平４−５９００２号公報には、「処理対象物である油水混合液が収容された原液槽から油水混合液を供給してなる上面開放型の分離槽において、槽内空間を油水分離空間と分離水空間とに二分し且つ下部に両空間の流通を可能とする連通路を形成した仕切板を槽内に垂設し、分離油が集積する部分の槽壁には排油口を開設するとともに、電圧を印可した複数枚の荷電板を前記油水分離空間内に対向配設し、且つ電界の作用する油水分離空間に原液を供給してなる油水分離装置」が開示されている。
しかし、この上記特開平４−５９００２号公報で開示の油水分離装置には、大量の油に少量の水が混入している場合等、低比重液の比率が高比重液の比率に比べて大きい場合には、その分離効果が不十分という問題があることから、前記油水分離装置の発明者によって、新たに実開平４−４５６０４号公報に記載の考案が提示されている。
すなわち、「電圧が印可された複数枚の荷電板が対向配置され装置外部から連続供給される二液混合液の原液を前記荷電板間において上方から下方に向けて下向流で流して一次処理する下向流分離層と、前記下向流分離槽と下部で連通し当該連通路を通じて導入された一次処理液を下方から上方へ浮上させながら二次処理を行う上向流分離槽とを有し、前記上向流分離槽における上部側には分離された低比重液体の排出口を設け且つ底部側には高比重液体の排出口を設けてなる」油水混合液等の二液分離装置である。
【特許文献１】実開平６−４１８０１号公報
【特許文献２】特開平４−５９００２号公報
【特許文献３】実開平４−４５６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の二液分離装置では、大比重液は低い位置から、小比重液は高い位置から取り出すが、大比重液の取り出し口の基準ラインからの高さＨ1と、小比重液の取り出し口の基準ラインからの高さＨ2が、それぞれの比重ρ1とρ2に反比例する値（Ｈ1／Ｈ2＝ρ2／ρ1）に設定されることから、分離する二液によってそれぞれ異なった装置を製作しなければならないという問題がある。
また、特許文献２の油水分離装置、及び特許文献３の油水混合液等の二液分離装置には荷電板に供給する電力が必要となる。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、分離する二液の比重差ごとに対応する装置を製作する必要がなく、また電気、ガス、油圧、空気圧など外部からの動力を必要としない二液自動分離装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は上記課題を、下記の手段によって解決した。
（１）比重の異なる二種の非溶解性の液体を分離・回収するための二液自動分離装置であって、側壁の上部には液体導入口と液体導出口を、下底壁には液体排出口を有する筒型容器と、該容器内に上下動可能に収容されたフロートと、該フロート下部に取り付けられた前記液体排出口を開閉する弁機構とから構成され、
高比重の液体が前記液体導入口から筒型容器内に導入されると前記液体排出口が開かれ、前記液体排出口から容器外へ排出され、低比重の液体が筒型容器に導入されると前記液体排出口が閉じられ、前記液体導出口から容器外へ導出されることを特徴とする二液自動分離装置。
【０００５】
（２）前記開閉弁機構が、前記フロート下部中央に垂設された軸体と、前記容器の下底壁に立設された支持棒と、前記軸体の下端部と前記支持棒の先端部との間に渡された梁材と、前記梁材の中央部に装着され先端が縮径された弁体とで構成され、
容器内に高比重液体が導入されるとフロートに加わる重力より大きな浮力が加わり、前記フロートに浮力が生じて上昇し、前記軸体と梁材を介して液体排出口に嵌入されていた前記弁体を持ち上げて前記液体排出口を開き、低比重液体が導入されるとフロートにかかる重力がフロートに加わる浮力よりも小さくなってフロートの上昇を抑え、弁体が液体排出口に嵌入した状態を維持してなることを特徴とする前項（１）に記載の二液自動分離装置。
【０００６】
（３）前記フロートが、容器内に導入される高比重の液体と低比重の液体の比重差に対応して上下動するよう前記フロートの重量を調整する錘を挿入するためのポケットを上面中央部に設けてなることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の二液自動分離装置。
【０００７】
（４）前記流入口１４から流入する液体が直接フロートに衝突し、前記フロートが揺動して弁体８の環状シートへの嵌入、離脱が不安定にならないよう、前記流入口付近の容器内側に緩衝壁を設けてなることを特徴とする前項（１）〜（３）のいずれか１項に記載の二液自動分離装置。
【０００８】
（５）前記フロートの上部中央にインジケーターを立設し、その先端部を前記容器上部に突設された観測筒内に突出させ、前記フロートの上下動に伴う現在位置を容器外から確認可能にしてなることを特徴とする前項（１）〜（４）のいずれか１項に記載の二液自動分離装置。
【０００９】
（６）前項（１）〜（５）のいずれか１項に記載の二液自動分離装置が、その側壁上部の液体導入口を、比重の異なる非溶解性の二種の液体が上下に分かれて貯留されたタンクの側壁下部の液体取出口に仕切弁を介して接続されてなり、また、二液自動分離装置の側壁上部の液体導出口が、前記二液自動分離装置より高い位置に配管されたリターンラインによって前記タンク側壁に穿設されたリターンライン接続口に接続されてなることを特徴とする二液自動分離システム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の二液自動分離装置によって下記の効果が発揮される。
〈１〉比重の異なる二種の非溶解性の液体を分離・回収するための二液自動分離装置であって、側壁の上部には液体導入口と液体導出口を、下底壁には液体排出口を有する筒型と、容器内に上下動可能に収容されたフロートと、該フロート下部に取り付けられた前記液体排出口を開閉する弁機構とから構成され、
高比重の液体が前記液体導入口から筒型容器内に導入されると前記液体排出口が開かれ、低比重の液体が筒型容器に導入されると前記液体排出口が閉じられるので、外部から何らの動力を加えることなく前記液体排出口の開閉が制御でき、容易に高比重の液体は前記液体排出口から、また低比重の液体は前記液体導出口から容器外へ取り出して分離・回収できる。
【００１１】
〈２〉前記開閉弁機構が、前記フロート下部中央に垂設された軸体と、前記容器の下底壁に立設された支持棒と、前記軸体の下端部と前記支持棒の先端部との間に渡された梁材と、前記梁材の中央部に装着され先端が縮径された弁体とで構成されているので、
前記支持棒の先端部を支点、軸体の下端部を力点、弁体を作用点とする梃子の原理によって高比重の液体が容器内に導入された際のフロートに加わる浮力、また低比重の液体が容器内に導入された際の浮力に勝るフロートの重量が、それぞれ弁体に倍加して加わり、前記液体排出口のへの弁体の嵌入、離脱が確実、円滑に行え、二液の分離が精度よく行える。
【００１２】
〈３〉前記フロートが、容器内に導入される高比重の液体と低比重の液体の比重差に対応して上下動するよう前記フロートの重量を調整する錘を挿入するためのポケットを上面中央部に設けてなるので、錘の選択によって多様な比重差の二液の分離が可能で、広い分野での二液分離に使用できる。
【００１３】
〈４〉前記流入口付近の容器内側に緩衝壁を設けているので、前記流入口から流入する液体が直接フロートに衝突し、前記フロートが揺動するのが避けられ、弁体の環状シートへの嵌入、離脱が確実に行われ、二液が精度よく分離できる。
【００１４】
〈５〉前記フロートの上部中央にインジケーターを立設し、その先端部を前記容器上部に突設された観測筒内に突出させているので、前記フロートの上下動に伴う現在位置を容器外から容易に確認でき、二液分離作業の終了を的確に判断できる。
【００１５】
〈６〉前項〈１〉〜〈５〉のいずれか１項に記載の二液自動分離装置が、その側壁上部の液体導入口を、比重の異なる非溶解性の二種の液体が上下に分かれて貯留されたタンクの側壁下部の液体取出口に仕切弁を介して接続されてなり、また、二液自動分離装置の側壁上部の液体導出口が、前記二液自動分離装置より高い位置に配管されたリターンラインによって前記タンク側壁に穿設されたリターンライン接続口に接続されているので、前記仕切弁を開くことによってタンクの下層部に貯留する高比重の液体が前記二液自動分離装置に流入してフロートを浮上させ、二液自動分離装置の液体排出口を塞いでいた弁体を引き上げ、前記液体排出口を開いて、タンク内の高比重液体を自動的に排出し、タンク内に低比重液体を分離貯留することが可能となる。
このことは石油タンクに混入した水の排除などに有効に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の二液自動分離装置の実施の形態を、実施例の図に基づいて説明する。
図１は本発明の二液自動分離装置の一実施例の縦断面図、図２は本発明の二液自動分離装置の動作説明図、図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の二液自動分離装置を油貯蔵タンクの水抜きに使用した場合の動作説明図、図４は浮き屋根式タンクでの使用状態を示す図である。
図において１は二液自動分離装置、２は基台、３は基体、４は円筒体、５は蓋、６はフロート、６ａはポケット、７はガイドロッド、８は弁体、９は支持棒、１０は軸体、１１は梁材、１２は環状シート、１３は液体排出口、１４は液体導入口、１５は液体導出口、１６は緩衝壁、１７はインジケータ、１８は観測筒、２０は貯蔵タンク、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは仕切弁、２２は液体取出口、２３はリターンライン接続口、２４はベントバルブ、３０は浮き屋根式タンク、３１は天板、３３はスイングパイプを示す。
【００１７】
本発明の二液自動分離装置１は、側壁の上部に液体導入口１４と液体導出口１５を、下底壁に液体排出口１３を有する筒型容器と、該容器内に上下動可能に収容されたフロート６と、該フロート６の下部に取り付けられた前記液体排出口を開閉する弁機構とからなり、高比重の液体が前記液体導入口１４から筒型容器内に導入されると前記液体排出口１３が開かれ、前記液体排出口１３から容器外へ排出され、低比重の液体が筒型容器に導入されると前記液体排出口１３が閉じられ、前記液体導出口１５から容器外へ導出されるよう構成されている。
【００１８】
その一実施例を図１に示した。この実施例では、前記筒型容器が、基台２の上に載置固定された基体３を底面とし、その上に下端部のフランジをボルト、ナットで固着された円筒体４を側壁とし、前記円筒体４の上部フランジにボルト、ナットで固着された円板状の蓋５を上面として構成されており、該容器内には該容器側壁の円筒体４の上部に設けられた液体導入口１４から導入される液体の比重の高低によって浮上し又は浮上しないようにされたフロート６が、立設された複数本（好ましくは３〜４本）のガイドロッド７に沿って上下動可能に配設され、さらに、前記フロート下部中央に垂設された軸体１０と、前記容器底面の基体３に立設された支持棒９と、前記軸体１０の下端部と前記支持棒９の先端部との間に渡された梁材１１と、前記梁材１１の中央部に装着され先端が縮径された弁体８とからなる弁機構が備えられ、フロート６の上下動によって、前記弁体８の先端が前記基体３に穿設された液体排出口１３の容器内側開口部に固着された環状シート１２に離脱、嵌入して前記液体排出口１３を開閉するようになされている。
加えて、前記フロート６の上面中央に部には、容器内に導入される高比重の液体と低比重の液体それぞれの比重値に対応して高比重の液体では浮上し、低比重の液体では浮上しないように前記フロートの重量を調整する錘を挿入するポケット６ａが設けられている。
そして、前記液体導入口１４から流入する液体が直接フロート６に衝突し、前記フロート６が揺動して弁体８の環状シート１２への嵌入、離脱が不安定にならないよう、前記液体導入口１４付近の容器内側に緩衝壁１６が設けられている。
また、フロート６の上部中央にインジケーター１７を立設し、その先端部を前記容器上部に突設された観測筒１８内に突出させ、前記フロート６の上下動に伴う現在位置を容器外から確認可能にしている。
【００１９】
本発明の二液自動分離装置は、図２（ａ）に示すように、容器内に高比重の液体が満たされると、フロート６に加わる重力より大きな浮力が加わり、前記フロート６を浮上させる。したがって、フロート６の下部中央に垂設された軸体１０と軸体１０の下端に軸着された梁材１１を介して弁体８も引き上げられ、該弁体８の先端部が、嵌入していた前記環状シート１２から離脱するので、前記液体排出口１３が開き、高比重の液体は該液体排出口１３から容器外に排出され回収される。
一方、図２（ｂ）に示すように、容器内に低比重の液体が満たされたときには、フロート６に加わる浮力が、フロート６にかかる重力よりも小さくなるようになされているので、フロート６は浮上せず、したがって弁体８も環状シート１２に嵌入したままとなり、液体排出口１３は閉じられた状態を維持し、低比重の液体は容器の側壁をなす円筒体４の上部に設けられた液体導出口１５から容器外に導出され回収される。
【００２０】
本発明の二液自動分離装置は、その側壁上部の液体導入口１４を、比重の異なる非溶解性の二種の液体が上下に分かれて貯留されたタンクの側壁下部の液体取出口２２に仕切弁２１ａを介して接続され、また、二液自動分離装置の側壁上部の液体導出口１５が、前記二液自動分離装置より高い位置に配管されたリターンラインによって前記タンク側壁に穿設されたリターンライン接続口２３に接続されることによって二液自動分離システムを構成する。以下その二液自動分離システムについて説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の二液自動分離システムは、例えば、図３（ａ）に示すような、油の貯蔵タンク２０内に水が侵入して上部に油、底部に水と二層に分離して滞留しているような場合に、水と油の比重差を利用して、底部に滞留した水を自動的に排出するのに使用できる。
本実施例において、貯蔵タンク２０の下部の液体取出口２２に備えた仕切弁２１ａを開いて貯蔵タンク２０と二液自動分離装置１とを接続状態にすると、貯蔵タンク２０の底部に滞留している水が二液自動分離装置１の側壁の液体導入口１４から容器内に流入する。この際貯蔵タンク２０の上部のリターンライン接続口２３と二液自動分離装置１の液体導出口１５との間を結ぶリターンラインの仕切弁２１ｂ、２１ｃも開いて貯蔵タンク２０内と二液自動分離装置１の容器内の圧力バランスをとるようにしておくことが肝要である。
【００２２】
二液自動分離装置１の容器内に水が充満すると、図３（ｂ）に示すように、水の浮力を受けてフロート６が浮かび上がるのに伴って、前記フロート６の下面中央部に垂設された軸体１０が引き上げられ、該軸体の１０の先端と基体３に立設された支持棒９との間に渡された梁材１１の中央部に設けられた弁体８も引き上げられることになり、弁体８の先端部が基体３に穿設された液体排出口１３の環状リンク１２がら離脱する。
このとき仕切弁２１ｄを開くと二液自動分離装置１の容器内に充満した水は、容器外に排出され、貯蔵タンク２０から水の流入がなくなるまで、水の排出は自動的に継続される。
【００２３】
貯蔵タンク２０内の水が排出されていくにつれて、二液自動分離装置１内の水面が下がり、前記リターンラインを介して油が容器の上部から容器内に流入し、前記フロート６の周囲に充満してくる。前記フロート６は油から加わる浮力よりフロート６にかかる重力の方が大きくなるように作られているので油の流入によって徐々に下降し、それに伴って弁体８も下降し、ついには基体３に穿設された液体排出口１３の環状シート１２にその先端を嵌入して液体排出口１３を閉鎖し水の排出を停止する。
その後仕切弁２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを閉じれば、図３（ｃ）に示すように、貯蔵タンクの液体取り出し口のレベルより低い部分に水の滞留は残るものの、以後前記液体導入口１４からは油のみが二液自動分離装置１に流入し、前記液体導出口１５から取り出せることとなる。
なお、前記仕切弁２１ｄは常時開かれていてよく、仕切弁２１ｄが開いていることによってここから油が流出することはない。また、二液自動分離装置１の底部にも一部排出されない水が残るが、仕切弁２１ｅを開くことによって残留水を排出することもできる。
【実施例２】
【００２４】
本発明の二液自動分離装置１は、図３に示すような浮き屋根式タンク３０では、浮き屋根の天板３１上に集まる雨水の量によってはタンク内に雨水を流入させてしまうおそれがある。したがって、天板３１にスイングパイプ３２を備え、天板３１上に集まる雨水を直接排出する手段が採られているが、その一方で、浮き屋根式タンク３０であるために前記天板３１上にタンク内の油が漏出し、前記スイングパイプ３２から雨水に混じって排出されてくることがある。
浮き屋根式タンク３０内に流入し底部に滞留した雨水の排出は、本発明の二液自動分離装置１の使用によって前記実施例１と変わりなく行えるが、スイングパイプ３２から排出された油の混じった雨水をそのまま廃水として放流すれば環境汚染を引き起こすことになる。そこで、前記スイングパイプ３２の出口に本発明の二液自動分離装置１を配設して、油と雨水とを分離した後雨水のみを放流すれば環境保全に貢献でき好ましい用法となる。
【００２５】
本発明の二液自動分離装置１は、上述のように二液の比重差のみによって分離するので、精度よく分離でき、特に色がほとんど同じで見わけ難い二液の分離には有効に作用する。
また、外部から電気、ガス、油圧、空気圧等のどのような動力源をも必要としないことから温暖化防止にも貢献でき、電力、ガスなど動力源の供給が絶たれた災害時でも使用できるという大きなメリットも具備している。
【００２６】
したがって、実施例として示した油と水の分離だけでなく、エーテルやベンゼンと水、トルエンと水など二種の非溶解性の液体の分離・回収といった化学産業分野のほか、食用油の洗浄等の食品産業分野にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の二液自動分離装置の一実施例の縦断面図
【図２】本発明の二液自動分離装置の動作説明図
【図３（ａ）】本発明の二液自動分離装置を油貯蔵タンクの水抜きに使用した場合の動作説明図
【図３（ｂ）】本発明の二液自動分離装置を油貯蔵タンクの水抜きに使用した場合の動作説明図
【図３（ｃ）】本発明の二液自動分離装置を油貯蔵タンクの水抜きに使用した場合の動作説明図
【図４】浮き屋根式タンクでの使用状態を示す図
【符号の説明】
【００２８】
１：二液自動分離装置
２：基台
３：基体
４：円筒体
５：蓋
６：フロート
６ａ：ポケット
７：ガイドロッド
８：弁体
９：支持棒
１０：軸体
１１：梁
１２：環状シート
１３：液体排出口
１４：液体導入口
１５：液体導出口
１６：緩衝壁
１７：インジケータ
１８：観測筒
２０：貯蔵タンク
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ：仕切弁
２２：液体取出口
２３：リターンライン接続口
２４：ベントバルブ
３０：浮き屋根式タンク
３１：天板
３２：スイングパイプ
【図１】
2009268993.tif 000003
【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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【図４】
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