(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向とされた流下方向へ油水混合の液体が流れるように形成されるとともに流下の上流側から同液体が流入されて比重差を利用して油水を分離して流下の下流側から浮上している油を排出する油水分離槽を有する本体と、
上記油水分離槽内にて流下方向と交差するように配置されつつそれぞれ一部に流路を確保する隙間が形成された複数の板材を同隙間が相連続して重ならないように水平方向に並べて配置して水平方向に流路を蛇行させて長くし、乱流を発生させつつ方向を転換させる衝突部位を形成する仕切板部材とを具備し、
上記仕切板部材は、蛇行させた上記流路のみにより流下の上流側と流下の下流側とを繋ぐように形成され、
上記板材に形成された隙間は、並べて配置された板材の配置間隔よりも小さくされ、水平方向に蛇行する流路を流れる上記液体の流速を上げるように形成されていることを特徴とする油水分離装置。
【請求項２】
上記請求項１に記載の油水分離装置において、
上記板材は、上記隙間に隣接する端部に液体の流れを拡散させずに通過させる折り返し部位が形成されていることを特徴とする油水分離装置。
【請求項３】
上記請求項２に記載の油水分離装置において、
上記折り返し部位の長さは、上記板材に形成された隙間の幅よりも長くされていることを特徴とする油水分離装置。
【請求項４】
上記請求項３に記載の油水分離装置において、
上記折り返し部位は、上記隙間に隣接する端部から流下方向へ折り返されて形成され、
上記板材に形成された隙間は、当該隙間の幅をＧａとし、隣り合う上記板材で挟まれた通路部の幅をＧｂとして、２Ｇａ＜Ｇｂとなるように形成され、
上記折り返し部位は、当該折り返し部位の長さをＬｄとして、２Ｌｄ＜Ｇｂとなるように形成されていることを特徴とする油水分離装置。
【請求項５】
上記請求項２〜請求項４のいずれかに記載の油水分離装置において、
本油水分離装置は、液体の流れを攪乱させる略円柱状部材を上記折り返し部位と上記衝突部位との間に備えることを特徴とする油水分離装置。
【請求項６】
上記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の油水分離装置において、
上記複数の板材は、上記油水分離槽の幅よりも短めに形成されて、同油水分離槽の両内側壁に対して交互に密着および分離するように順番に略並行に配置されていることを特徴とする油水分離装置。
【請求項７】
上記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の油水分離装置において、
上記隙間は、上記油水分離槽における幅方向外側と幅方向内側とに交互に形成されていることを特徴とする油水分離装置。
【請求項８】
上記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の油水分離装置において、
上記板材は、水平断面において略Ｖ字形に形成されていることを特徴とする油水分離装置。
【請求項９】
上記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の油水分離装置において、
上記本体は、上記油水分離槽の底部に沈降した沈降物を排出させる沈降物排出手段を有することを特徴とする油水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油水分離装置に関し、特に、油水混合の液体を比重差により分離する油水分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金属加工用の工作機械等に使用される切削油、研削油、潤滑油、防錆油等を含む液体等から油水を分離するため、油水を比重差により分離する油水分離装置が用いられている。この種の油水分離装置は、油水混合の液体を油水分離槽に流入させ、滞留させている。すると、水よりも比重の小さい油が油水分離槽内で浮上するので、浮上した油をオーバーフローさせて排出させ、下層の水を油排出口より低い位置に設けた水排出口より排出させている。
【０００３】
また、図１３に示す特開平８−２５２４０４号公報に開示されたような油水分離装置も知られている。同図において、円柱状の油水分離槽１内では、多孔を有し円錐状に形成されて中央孔を備えた複数の第一の分離板２と第二の分離板３とが交互に隙間を設けて積み重ねられている。ここで、第一の分離板２の多孔は外周部に設けられ、第二の分離板３の多孔は内周部に設けられている。
油水混合の液体は、図１３では左上方の流入口４から流入し、積み重ねられた第一の分離板２と第二の分離板３とに設けられた多孔を通過しながら流下する。第一の分離板２の多孔と第二の分離板３の多孔との位置はずれており、各多孔を通過した液体が下方の分離板に衝突するようになっている。すると、油粒子が凝集し、凝集した油が各分離板の間に設けられた隙間を流れて中央孔から浮上し、油水分離槽１の上部に設けられた油排出口５から排出される。一方、図１３では右下方に水排出口６が設けられ、油より比重の大きい水が排出される。以上により、油水分離性能が向上するとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の油水分離装置においては、次のような課題があった。
前者の油水分離装置では、液体中の油や水が細かい粒子となっている場合、油水分離槽内で滞留する時間内に油粒子が十分に浮上しなかったり水粒子が十分に沈降しなかったりして、油水の分離が不完全となることがある。また、金属くず等の固形物も油水分離槽内で滞留する時間内に沈降しきれず、油排出口や水排出口に付着して液面が変化することがあり、この場合は、比重差で油水を分離する油水分離装置の性能が低下することになる。
一方、後者の油水分離装置では、油粒子の凝集が促進されるので油水分離性能は向上するものの、金属くず等の固形物を含む油が各分離板の間に設けられた隙間を上昇するうちに分離板に付着し、この隙間を短時間の内に閉塞させることがある。また、構造が複雑であり、分離板に付着した油を除去するのが困難である。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、簡易な構造にて油水分離性能を向上させることができ、長時間安定して稼働させることが可能な油水分離装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、水平方向とされた流下方向へ油水混合の液体が流れるように形成されるとともに流下の上流側から同液体が流入されて比重差を利用して油水を分離して流下の下流側から浮上している油を排出する油水分離槽を有する本体と、上記油水分離槽内にて流下方向と交差するように配置されつつそれぞれ一部に流路を確保する隙間が形成された複数の板材を同隙間が相連続して重ならないように水平方向に並べて配置して水平方向に流路を蛇行させて長くし、乱流を発生させつつ方向を転換させる衝突部位を形成する仕切板部材とを具備し、上記仕切板部材は、蛇行させた上記流路のみにより流下の上流側と流下の下流側とを繋ぐように形成され、上記板材に形成された隙間は、並べて配置された板材の配置間隔よりも小さくされ、水平方向に蛇行する流路を流れる上記液体の流速を上げるように形成されている構成としてある。
【０００６】
上記のように構成した請求項１にかかる発明においては、油水混合の液体は、油水分離槽の流下の上流側から流入し、油水分離槽内の仕切板部材により水平方向に蛇行させて長くさせるように形成された流路を流れる。そして、液体は流路に形成された衝突部位を通過する際、乱流が発生させられつつ方向が転換される。すると、液体中の油や水が細かい粒子であっても、粒子どうしがぶつかり合うので油粒子や水粒子の凝集が促進されたり、また、液体が衝突部位で衝突することにより油粒子が仕切板部材や油水分離槽内側壁に付着したりする。仕切板部材等に付着した油にも液体の流れに乗った新たな油粒子がぶつかり、付着した油は表面張力により合体し、大きくなる。大きくなった油粒子群は、やがて、液体の流速により引きちぎられて、仕切板部材により形成された流路を水平方向に流れていく。
【０００７】
また、衝突部位以外の流路では、流れが比較的遅いため、凝集した油や水に働く浮力や沈降力により、油の塊や油粒子が浮上して集まり、更に大きくなるとともに、水粒子も沈降して集まり、大きくなる。その結果、仕切板部材で形成された流路を流れた液体は、油粒子や水粒子が凝集粗大化して油水分離槽の流下の下流側に到達し、容易に油水が分離される状態となっている。そして、油水の比重差により、水より比重の小さい油が浮上しているので、浮上している油を排出すると、油水混合の液体から油だけを排出することが可能である。
【０００８】
上記仕切板部材は、上記油水分離槽内にて流下方向と交差するように配置されつつそれぞれ一部に流路を確保する隙間が形成された複数の板材を同隙間が相連続して重ならないように水平方向に並べて配置して水平方向に流路を蛇行させて長くし、乱流を発生させつつ方向を転換させる衝突部位を形成するとともに、蛇行させた流路のみにより流下の上流側と流下の下流側とを繋ぐように形成されている。上記板材に形成された隙間は、並べて配置された板材の配置間隔よりも小さくされ、水平方向に蛇行する流路を流れる上記液体の流速を上げるように形成されている。
上記のように構成した請求項１にかかる発明においては、仕切板部材を構成する複数の板材は、油水分離槽に対して流下方向と交差するように水平方向に並べて配置され、水平方向に液体の流路を蛇行させて長くしている。仕切板部材は、蛇行させた流路のみにより流下の上流側と流下の下流側とを繋ぐように形成されている。また、複数の板材は、流路を確保するように一部に板材の配置間隔よりも小さい隙間を形成され、液体の流速を上げるようにしている。さらに、この隙間が相連続して重ならないように配置され、流速を上げられた液体の流れの方向を転換させるように衝突部位が形成される。
【０００９】
ここで、仕切板部材に付着する油は水より比重が小さいので、仕切板部材の上部に付着することになり、仕切板部材の下部では液体の流路が確保され、流路の閉塞が防がれる。
すなわち、油水分離槽内に上記のような仕切板部材を設けるだけで、液体中の油や水が細かい粒子となっていても凝集粗大化され、油水の分離が促進される。同時に、短時間の内に流路が閉塞することがない。したがって、油水の分離が促進されるような流路を容易に形成することが可能であり、簡易な構造にて油水分離性能を向上させることができ、長時間安定して稼働させることが可能となる。
なお、油水混合の液体は、水の割合の多い水中油滴（Ｏ／Ｗ）型であっても、油の割合の多い油中水滴（Ｗ／Ｏ）型であっても、上述した効果が得られる。
【００１０】
ここで、油水分離槽は、水平方向とされた流下方向へ油水混合の液体が流れるように形成されるとともに、油水混合の液体が流下の上流側から流入して流れ、流下の下流側他端側から浮上している油を排出することができる形状であればよい。したがって、油水分離槽の形状を略一定幅としてこの幅内で液体が流下するようにしてもよし、下流側になるほど幅を広くする等してもよく、様々な形状とすることができる。
【００１１】
本体は、油水分離槽を有し、油水分離槽の流下の上流側に油水混合の液体が流入されて流れ、流下の下流側から浮上している油が排出されるようになっていればよい。油水分離槽に液体を流れるように流入させるには、油水分離槽に流入口を設けてポンプで液体が送られるようにしてもよいし、油水分離槽の上方から液体が落下して流入するようにしてもよく、その構成は様々である。
また、油水分離槽から浮上している油を排出するには、液体の表面部をオーバーフローさせるようにしたり、液体の表面部を吸引ポンプで吸引したりしてもよいし、回転しているベルトに液体の表面部の油を付着させ、付着した油を掻き取って排出させるようにしてもよく、その構成は様々である。
【００１２】
油粒子や水粒子の凝集を促進させるには、粒子どうしがぶつかり合う機会を多くさせるようにすればよく、その具体的な構成の一例として、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の油水分離装置において、上記板材は、上記隙間に隣接する端部に液体の流れを拡散させずに通過させる折り返し部位が形成されている構成としてある。
上記のように構成した請求項２にかかる発明においては、流路を流れる液体は隙間に隣接する端部に設けられた折り返し部位により流れが拡散されず、衝突部位に衝突して乱流を発生させられる。すると、油粒子どうし、水粒子がさらにぶつかり合うようになり、油粒子や水粒子の凝集がさらに促進され、油水の分離が促進される。
【００１３】
また、請求項３にかかる発明は、上記請求項２に記載の油水分離装置において、上記折り返し部位の長さは、上記板材に形成された隙間の幅よりも長くされている構成としてある。
さらに、請求項４にかかる発明は、上記請求項３に記載の油水分離装置において、上記折り返し部位は、上記隙間に隣接する端部から流下方向へ折り返されて形成され、上記板材に形成された隙間は、当該隙間の幅をＧａとし、隣り合う上記板材で挟まれた通路部の幅をＧｂとして、２Ｇａ＜Ｇｂとなるように形成され、上記折り返し部位は、当該折り返し部位の長さをＬｄとして、２Ｌｄ＜Ｇｂとなるように形成されている構成としてある。
【００１４】
また、粒子どうしがぶつかり合う機会を多くさせる別の一例として、請求項５にかかる発明は、請求項２〜請求項４のいずれかに記載の油水分離装置において、本油水分離装置は、液体の流れを攪乱させる略円柱状部材を上記折り返し部位と上記衝突部位との間に備える構成としてある。
【００１５】
上記のように構成した請求項５にかかる発明においては、液体は流速が上げられつつ略円柱状部材に向かって流れる。すると、略円柱状部材から下流で流れが剥離してカルマン渦が発生し、液体の流れが攪乱される。その結果、液体中の油粒子どうし、水粒子どうしがぶつかり合い、油粒子や水粒子の凝集が促進される。その後、衝突部位に衝突し、乱流を発生させられつつ油粒子や水粒子の凝集がさらに促進される。
【００１６】
複数の板材の配置は様々であり、その具体的な構成の一例として、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の油水分離装置において、上記複数の板材は、流下方向と略直交しつつ略並行に配置されている構成としてもよい。
【００１７】
上記のように構成した発明においては、複数の板材は油水分離槽に対して流下方向と略直交しつつ略並行に配置されているので、流路を流れる液体を衝突部位で乱流を発生させつつ大きく方向転換させることができる。したがって、液体中の油粒子どうし、水粒子どうしをぶつかり合わせる効果が大きく、油粒子や水粒子を凝集粗大化させて油水の分離を促進させることができる。
上記のように構成した発明によれば、油粒子どうし、水粒子どうしをぶつかり合わせる効果が大きく、油粒子や水粒子を凝集粗大化させて油水の分離を促進させることができる。
【００１８】
また、複数の板材は油水分離槽の内側壁を利用して衝突部位の一部を形成するように配置されてもよく、その具体的な構成の一例として、請求項６にかかる発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の油水分離装置において、上記複数の板材は、上記油水分離槽の幅よりも短めに形成されて、同油水分離槽の両内側壁に対して交互に密着および分離するように順番に略並行に配置されている構成としてある。
【００１９】
上記のように構成した請求項６にかかる発明においては、油水分離槽の幅よりも短めに形成されつつ油水分離槽の両内側壁に密着した板材は、油水分離槽の両内側壁から離れたところに隙間が形成されている。また、油水分離槽の幅よりも短めに形成されつつ油水分離槽の両内側壁から分離するように配置された板材は、油水分離槽の両内側壁との間に隙間が形成されている。そして、これら異なる配置をされた板材が交互に略並行に配置されているので、それぞれの隙間は相連続して重なっていない。したがって、これらの隙間と板材とで、乱流を発生させつつ液体の流れの方向を転換させるような衝突部位が形成され、簡易な構成にて流路が形成される。
【００２０】
また、隙間を形成する別の具体例として、請求項７にかかる発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の油水分離装置において、上記隙間は、上記油水分離槽における幅方向外側と幅方向内側とに交互に形成されている構成としてある。
上記のように構成した請求項７にかかる発明においても、それぞれの隙間は相連続して重なっていない。したがって、これらの隙間と板材とで、液体の流速を上げつつ流れの方向を転換させるような衝突部位が形成され、簡易な構成にて流路が形成される。
【００２１】
なお、液体の流路を長くするには、複数の板材を油水分離槽に対して流下方向と略直交するように配置させる以外にも可能である。そこで、その一例として、請求項８にかかる発明は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の油水分離装置において、上記板材は、水平断面において略Ｖ字形に形成されている構成としてある。
上記のように構成した請求項８にかかる発明においては、液体は油水分離槽の流下方向に対して斜めに蛇行するように流れる。したがって、流路をより長く形成することができ、液体中の油粒子や水粒子の粗大化が促進される。
【００２２】
なお、沈降する固形物の多い液体では、流路の途中に固形物が堆積することがある。その際、堆積した固形物を除去するように構成すれば、長時間連続稼働させる際に好適である。そこで、その構成の一例として、請求項９にかかる発明は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の油水分離装置において、上記本体は、上記油水分離槽の底部に沈降した沈降物を排出させる沈降物排出手段を有する構成としてある。
【００２３】
上記のように構成した請求項９にかかる発明においては、油水分離槽の底部に沈降した沈降物が排出される。むろん、上述した仕切板部材により液体は蛇行して長くなるように形成された流路を流れ、衝突部位にて乱流を発生させられつつ方向を転換させられるので、油粒子、水粒子が凝集粗大化されて、油水が分離される。すなわち、油水分離槽と沈降物排出手段とを有する本体に上述した仕切板部材を組み合わせて油水分離装置を構成することも可能である。
【００２４】
ここで、沈降物排出手段は、油水分離槽の底部に沈降した沈降物を排出させることができればよい。したがって、油水分離槽の底部に吸入口を設けて吸引ポンプで沈降物を吸引してもよいし、油水分離槽の底部にコンベアを設置し、沈降物を排出する排出口を設けて、この排出口に沈降物を移送させるようにしてもよく、その構成は様々である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、液体中の油や水の細かい粒子の凝集が促進され、油水の分離が促進されると同時に、短時間の内に流路が閉塞することがない。したがって、簡易な構造にて油水分離性能を向上させることができ、長時間安定して稼働させることが可能な油水分離装置を提供することができる。
【００２６】
また、請求項２〜請求項４にかかる発明によれば、油粒子どうし、水粒子どうしをぶつかり合わせる効果が大きく、油粒子や水粒子を凝集粗大化させて油水の分離が促進される。
さらに、請求項５にかかる発明によれば、液体の流れがより攪乱され、油水分離が促進される。
【００２７】
さらに、請求項６にかかる発明によれば、簡易な構成にて流路が形成される。
さらに、請求項７にかかる発明によっても、簡易な構成にて流路が形成される。
さらに、請求項８にかかる発明によれば、流路をより長く形成することができ、油水の分離が促進される。
さらに、請求項９にかかる発明によれば、油水分離が促進されつつ、油水分離槽の底部に沈降した沈降物が排出される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる油水分離装置を斜視図により示しており、図２はそのＡ−Ａ断面図である。
これらの図において、油水分離装置は、略一定幅に形成された油水分離槽１０と、油水分離槽１０内にて流路を蛇行させて長くするように形成された仕切板部材２０とから構成されている。仕切板部材２０により、油水分離槽１０内は、油水混合の液体が流入する流入室１０ａと、流入室１０ａに流入した液体が通過する通路部１０ｂと、通路部１０ｂを通過した液体が流入する油分離室１０ｃとに仕切られている。また、油水分離槽１０には、底部に液体が流入可能な水導入口１１ａが形成された縦壁１１が設けられ、油分離室１０ｃから仕切られるとともに、油分離室１０ｃに流入した液体が水導入口１１ａから流入する水分離室１０ｄが形成されている。
【００２９】
そして、油水分離槽１０には、油分離室１０ｃを形成した部分の上部側面に油排出口１２が取り付けられ、浮上している油がオーバーフローするように排出されるようになっている。また、水分離室１０ｄを形成した部分で油排出口１２よりも若干低めとした位置であって流下方向側に水排出口１３が取り付けられ、液体の下層にある水が水導入口１１ａを通過した後、水排出口１３から排出されるようになっている。なお、本実施形態では設けていないが、水排出口１３に高さを調節可能な水出口調整板を取り付け、この水出口調整板から液体をオーバーフローさせるようにしてもよい。すると、流入する液体の油水の比率等に応じた油水分離を行うことが可能となる。
【００３０】
仕切板部材２０は、流入室１０ａから油分離室１０ｃへの方向を流下方向として、油水分離槽１０に対して流下方向と交差するように配置された複数の板材２１，２２から構成されている。複数の板材２１，２２は、図３に示す上面からみた概略図において略Ｖ字形となるように間隔が設けられて重ねて配置されており、流下方向への流路を確保するため、隙間２１ａ，２２ａが設けられている。なお、隙間２１ａ，２２ａは、流体の連続の法則により通過する液体の流速が上げられるように、重ねられるように配置された板材２１，２２の配置間隔よりも小さくしている。
【００３１】
これらの隙間２１ａ，２２ａは、油水分離槽１０における幅方向内側（Ｖ字形の閉口側の基底部）と幅方向外側（Ｖ字形の開口側の端部）とに交互に形成されている。すなわち、仕切板部材２０は、油水分離槽１０における幅方向内側に隙間２１ａが設けられた板材２１と、幅方向外側に隙間２２ａが設けられた板材２２とを交互に重ねて配置され、構成されている。
また、板材２１，２２は、隙間２１ａ，２２ａに隣接する端部にそれぞれ折り返し部位２１ｂ，２２ｂが形成されている。液体はこれらの折り返し部位２１ｂ，２２ｂを通過する際、流れが拡散しないようになっている。そして、隙間２１ａ，２２ａが相連続して重ならないように複数の板材２１，２２を配置して形成されているので、隙間２１ａ，２２ａから折り返し部位２１ｂ，２２ｂで形成された流路を流れる液体は板材２１，２２に衝突するようになっている。すなわち、板材２１，２２、隙間２１ａ，２２ａ、折り返し部位２１ｂ，２２ｂとで、液体の流速が上げられつつ方向が転換される液体の衝突部位が形成されている。
【００３２】
以上の構成により、流入室１０ａに流入した油水混合の液体は、まず、隙間２１ａから通路部１０ｂに流入し、通路部１０ｂを蛇行するように流れて本実施形態では隙間２２ａから油分離室１０ｃに流入する。そして、浮上している油が油排出口１２から排出されるとともに、下層にある水が水導入口１１ａを通過した後、水排出口１３から排出されることになる。
なお、本油水分離装置で油水分離する液体は、水の割合が多い液体であってもよいし、油の割合が多い液体であってもよい。したがって、油水混合の液体をオイルスキマーで一次分離した油分の多い液体を処理することもできるようになっている。
【００３３】
なお、油水分離槽内で仕切板部材により形成される流路は、蛇行するように長くなっていればよいため、水平断面において略Ｖ字形以外の形状とすることも可能である。例えば、図４に示す上面からみた概略図では、複数の板材４１，４２は、流下方向と略直交しつつ略並行に配置されている。そして、油水分離槽３０の幅よりも短めに形成されて、油水分離槽３０の両内側壁３０ｅ，３０ｅに対して交互に密着および分離するように順番に配置されている。すなわち、仕切板部材４０は、油水分離槽３０における幅方向内側に隙間４１ａが設けられた板材４１と、油水分離槽３０の両内側壁３０ｅ，３０ｅに隣接する端部に隙間４２ａが設けられた板材４２とを交互に重ねて配置され、構成されている。なお、隙間４１ａ，４２ａは、通過する液体の流速が上げられるように、重ねられるように配置された板材４１，４２の配置間隔よりも小さくしている。
【００３４】
この構成により、流入室３０ａに流入した油水混合の液体は、隙間４１ａから通路部３０ｂに流入し、通路部３０ｂを蛇行するように流れて隙間４２ａから油分離室３０ｃに流入する。その際、通路部３０ｂ中の隙間４１ａを通過した液体は板材４２に、隙間４２ａを通過した液体は板材４１に衝突し、方向が転換される。
なお、図４では、板材４１，４２の隙間２１ａ，２２ａに隣接する端部に折り返し部位が設けられていないが、液体の流れを攪乱するため、適宜折り返し部位を形成してもよい。
【００３５】
また、仕切板部材で形成される隙間の一部を油水分離槽の内側壁に隣接して設ける必要はなく、例えば、図５に示す上面からみた概略図のように隙間を設けてもよい。同図において、仕切板部材６０は、油水分離槽５０における幅方向内側に隙間６１ａが設けられた板材６１と、油水分離槽５０の両内側壁５０ｅ，５０ｅには隣接しないが幅方向外側に隙間６２ａが設けられた板材６２とを交互に重ねて配置して構成している。この場合、板材６１，６２で形成された通路の一部に液体の流れが淀む淀み部５０ｆが形成され、液体の流れが攪乱される。
【００３６】
さらに、油水分離装置に流入する油水混合の液体は、金属くず等の固形物が含まれていることも多い。そこで、付着した固形物や固形物が含まれた油を除去しやすいよう、仕切板部材を着脱可能としてもよい。例えば、仕切板部材を構成する複数の板材を流下方向と略直交しつつ略並行に配置する場合、複数の板材を油水分離槽の幅よりも僅かに大きめに形成し、油水分離槽内にて幅方向に当接しつつ突っ張って保持されるようにしてもよい。
【００３７】
図６は、複数の板材８１，８２を着脱可能とした油水分離装置の例を外観斜視図により示している。ここで、板材８１，８２の油水分離槽７０の幅方向の長さＬ１は、油水分離槽７０の幅方向の内寸Ｌ２より僅かに大きくしている。そして、油水分離槽７０内で幅方向に突っ張ることができるよう、ステンレス等若干の弾性を示すものを採用している。なお、複数の板材８１，８２は、流路を確保するため油水分離槽７０の幅方向の端部の一方に切り欠くように隙間８１ａ，８２ａが形成され、これらの隙間８１ａ，８２ａが相連続して重ならないように配置されている。
【００３８】
図１に示した油水分離装置の場合は、液体の流路を長くするため水平断面において略Ｖ字形に形成している。例えば、油水分離槽１０の幅方向に対し、角度αが４５度となるように板材２１，２２を配置すると、同じ枚数重ねて流下方向に略直交するように配置した場合と比べ、流路は、１／ｃｏｓ（４５度）＝１．４１倍となる。流路は、この角度αを大きくするほど長くなるが、油水分離槽自体も流下方向へ長くする必要があるため、油水分離装置を設置する場所に応じて適宜決定される。
【００３９】
次に、油水分離槽に流入した油水混合の液体から油水が分離される作用について説明する。
流入室１０ａの上方から落下させる等で流入室１０ａに流入した油水混合の液体は、まず、図７の要部拡大図に示す隙間２１ａから折り返し部位２１ｂ，２１ｂで挟まれた増速部２１ｃを通過する。流入室１０ａの液体が狭い増速部２１ｃを通過すると、液体は液体の連続の法則により流速を上げられる。ここで、本実施形態においては、隙間２１ａの幅Ｇａを、通路部１０ｂの幅をＧｂとして２Ｇａ＜Ｇｂとなるように設定し、折り返し部位２１ｂの長さＬｄを、２Ｌｄ＜Ｇｂとなるように設定している。むろん、幅Ｇａ、Ｇｂ、長さＬｄの関係を、これら以外にすることも可能である。
液体は、増速部２１ｃを通過した後、増速された状態で、略Ｖ字形に配置された板材２２の閉口側の基底部２２ｄに衝突する。すると、液体の流れは方向転換されて減速されるとともに一部が乱流状態となり、板材２１，２２で挟まれた通路部１０ｂを油水分離槽１０の幅方向外側へ流れる。その際、折り返し部位２１ｂ，２１ｂがあるために液が淀む淀み部２１ｅ，２１ｅが生じ、液体の流れが攪乱される。
【００４０】
液体が板材２２の閉口側の基底部２２ｄに衝突すると、液体中の油や水が細かい粒子であっても粒子どうしがぶつかり合い、油粒子や水粒子の凝集が促進されるとともに、液体中の油粒子の一部が基底部２２ｄに付着する。また、淀み部２１ｅ，２１ｅがあることでも、液体中の油粒子どうし、水粒子どうしがぶつかり合うことになり、油粒子や水粒子の凝集が促進される。基底部２２ｄに付着した油２２ｆには流速を上げられた液体中の油粒子がさらにぶつかり、仕切板部材に付着した油２２ｆは大きくなる。大きくなった油２２ｆは、やがて、液体の流速により引きちぎられて、通路部１０ｂを流れていく。
【００４１】
なお、本実施形態では、図８の断面図に示すように衝突部位に衝突した液体を垂直方向に攪乱させるよう、基底部２２ｄの下端を流下方向の下流側が凸状になるように丸くした角部２３としている。油水分離槽１０の底部１０ｇを流れる液体は、基底部２２ｄに衝突すると方向転換して基底部２２ｄに沿った上昇流となる。すると、液体中の油粒子どうし、水粒子どうしがさらにぶつかり合い、油粒子や水粒子の凝集が促進される。そして、比重差により発生する油粒子の浮力と相乗して、基底部２２ｄに付着した油粒子群を液面方向に運ぶようになっている。
そして、液体が板材２１，２２で挟まれた通路部１０ｂを流れている間は、層流状態であるので、油や水に働く浮力や沈降力により、油粒子群や油粒子が浮上して集まり、成長するとともに、水粒子も沈降して集まり、大きくなる。
【００４２】
続いて、液体は図９の要部拡大図に示す隙間２２ａから折り返し部位２２ｂと油水分離槽１０の内側壁１０ｅとで挟まれた増速部２２ｃを通過する。板材２１，２２の間隔より狭い増速部２２ｃを液体が通過すると、液体は再び流速を上げられ、今度は略Ｖ字形に配置された板材２１の開口側の端部２１ｄに衝突する。すると、液体の流れは方向転換されて減速され、板材２１，２２で挟まれた通路部１０ｂを油水分離槽１０の幅方向内側へ流れる。その際、折り返し部位２２ｂがあるため、同様に淀み部２２ｅが生じ、液体の流れが攪乱される。
【００４３】
すなわち、液体は通路部１０ｂを流れる内に、繰り返し、加速、方向転換、攪乱、減速されることになる。液体が加速、方向転換、攪乱されると、油粒子が板材２１，２２に順次付着したり、液体中の油粒子どうし、水粒子どうしがぶつかり合ったりするので、油粒子や水粒子の凝集が促進される。そして、液体が減速されると、凝集した油粒子や水粒子に働く浮力や沈降力により、油粒子が浮上して集まり、成長するとともに、水粒子も沈降して集まり、成長する。凝集、成長が繰り返されることにより、油粒子や水粒子は大きく成長する。
【００４４】
通路部１０ｂを通過した液体は、最後の隙間２２ａから油分離室１０ｃに流入する。油分離室１０ｃは通路部１０ｂを形成する板材２１，２２の間隔より広い空間が設けられており、流入した液体の流速は遅くなる。ここで、液体中の油粒子や水粒子は凝集して大きく成長しているので、比重差により油が浮上し、水が沈降する。すなわち、浮上している油を排出すると、油水混合の液体から油だけを排出することが可能である。本実施形態では、浮上している油が油排出口１２からオーバーフローするように排出されるようになっている。そして、沈降している水は、縦壁１１の底部に形成された水導入口１１ａを通過した後、水排出口１３から排出される。
このように、油水混合の液体の流れを繰り返し加速、衝突、方向転換、攪乱、減速させると、液体中の細かい油粒子や水粒子が凝集され、粗大化される。その結果、従来、電気凝集や遠心分離でしか分離できなかった流径数ミクロン程度の粒子も本油水分離装置により分離されるようになる。
【００４５】
以上述べたように、油水分離装置の油水分離槽１０内に上記のような複数の板材２１，２２で構成された仕切板部材２０を設けるだけで、液体中の油粒子や水粒子の凝集が促進され、油水の分離が促進される。したがって、簡易な構造にて油水分離装置の油水分離性能を向上させることができ、例えば、油水分離装置の低コスト化を図ることが可能となる。また、従来の油水分離槽を使用した油水分離装置と比べ、分離された油水の純度が大きいため、水中に塩素系の防腐剤等が含まれている場合でも、油を焼却する際に環境汚染物質であるダイオキシン類が発生しないという効果も得られる。
【００４６】
なお、液体中の油粒子は複数の板材２１，２２で形成された通路部１０ｂを流れるうちに凝集して分離し、板材２１，２２等に付着することがある。しかし、水より比重が小さい油は板材２１，２２等の上部に付着し、板材２１，２２等の下部では液体の流路が確保される。その結果、流路が閉塞せず、長時間稼働させつつ油水分離を行わせることができる。
【００４７】
図１０は、本発明の第二の実施形態にかかる油水分離装置を上面からみた概略図により示している。なお、本実施形態は、油水分離槽設置面積が十分に確保できないときに好適な構成としている。
この油水分離装置も、図１と同様の複数の板材１０１，１０２や縦壁９１により、流入室９０ａ、通路部９０ｂ、油分離室９０ｃ、水分離室９０ｄとに仕切られている。しかし、流れる液体をさらに攪乱させるため、板材１０１に形成された折り返し部位１０１ｂ，１０１ｂと板材１０２のＶ字形の基底部１０２ｄとの間であって、折り返し部位１０１ｂ，１０１ｂで形成された増速部１０１ｃの中心線上に円柱状部材１０３を設けている。ここで、本実施形態においては、図１２の要部拡大図で示す隙間１０１ａの幅Ｌａを、通路部の幅をＬｅとして、２Ｌａ＜Ｌｅの関係とし、折り返し部位１０１ｂの長さＬｄと通路部の幅Ｌｅとを、２Ｌｄ＜Ｌｅの関係にしている。また、円柱状部材１０３の直径Ｄは、１／３Ｌａ＜Ｄ＜Ｌａとしている。むろん、幅Ｌａ、Ｌｅ、長さＬｄ、直径Ｄの関係を、これら以外にすることも可能である。
【００４８】
また、金属くず等の固形物が多く含まれた液体の油水分離を想定し、油水分離槽９０の下部で底部とは隙間を設けられつつ流下方向上流側内側壁９０ｇと流下方向下流側内側壁９０ｈとで固定された複数の支持板１０４に、板材１０１，１０２や円柱状部材１０３の下部が固定されている。すなわち、油水分離槽９０内で、板材１０１，１０２や円柱状部材１０３の下方に隙間ができており、この隙間を液体中で相対的に比重の大きい水が流れるようになっている。そして、油水分離槽９０の底部から流下方向下流側であって図１１では右上方向に沈降物を移送させる、油水分離槽９０の幅方向に配置された多数のかき取り板１０５ａを有するスラッジコンベア１０５も設けられている。なお、スラッジコンベア１０５の移送方向の端部の位置は、油水分離槽９０内の液面となる油排出口９２よりも高くなっている。そして、同端部における底面に、下向きに取り付けられた沈降物排出口９４が設けられ、スラッジコンベア１０５で移送されてきた沈降物が液体から分けられて沈降物排出口９４より排出されるようになっている。すなわち、スラッジコンベア１０５と沈降物排出口９４とにより、沈降物排出手段が構成される。
【００４９】
上記のように構成した油水分離装置では、流入室９０ａに流入した油水混合の液体は、図１２の要部拡大図に示す隙間１０１ａから折り返し部位１０１ｂ，１０１ｂで挟まれた増速部１０１ｃを、流速を上げられつつ通過する。すると、液体は円柱状部材１０３を回避するように流れる。そのとき、液体の流れの方向を基準として円柱状部材１０３の後方で流れが剥離してカルマン渦１０３ａが発生する。すなわち、液体の流れは円柱状部材１０３にて攪乱され、円柱状部材１０３の後方にある基底部１０２ｄに衝突する。
【００５０】
すると、液体中の油粒子の一部が円柱状部材１０３に付着するとともに、液体中の油粒子どうし、水粒子どうしがぶつかり合い、油粒子や水粒子の凝集が促進される。円柱状部材１０３に付着した油１０３ｆには液体中の油粒子が次々にぶつかり、油１０３ｆは大きくなる。そして、大きくなった油２２ｆは液体の流速により引きちぎられて、滑らかな流れの層流である通路部９０ｂを流れていく。一部の引きちぎられた油１０３ｆはカルマン渦１０３ａに巻き込まれ、漂いながら成長し、やがて滑らかな流れに引き寄せられて移動する。
このように、液体は、繰り返し加速されてカルマン渦を発生させられ、衝突、方向転換、減速させられる。その後は、図１で示した油水分離装置と同様、油分離室９０ｃから浮上している油が排出され、水分離室から水が排出される。
【００５１】
一方、金属くず等の重い固形物は、流入室９０ａや通路部９０ｂで沈降し、スラッジコンベア１０５の上に堆積する。そこで、スラッジコンベア１０５を作動させると、堆積した沈降物が油水分離槽９０内の液面より高くした移送方向の端部へ移送される。そして、沈降物は液体から分けられて、沈降物排出口９４より落下し、排出される。したがって、油水分離を行いつつ、沈降物の排出が可能となる。
【００５２】
このように、本発明を用いると、種々の油水分離装置において、油水分離槽内に上述したような仕切板部材を設けるだけで液体中の油粒子や水粒子の凝集が促進され、油水の分離が促進される。また、仕切板部材の下部では液体の流路が確保され、流路の閉塞が防がれる。したがって、簡易な構造にて油水分離性能を向上させることができ、長時間安定して稼働させることが可能な油水分離装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態にかかる油水分離装置を示す斜視図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】  本発明の一実施形態にかかる油水分離装置を上面からみた概略図である。
【図４】  変形例にかかる油水分離装置を上面からみた概略図である。
【図５】  別の変形例にかかる油水分離装置を上面からみた概略図である。
【図６】  別の変形例にかかる油水分離装置を上面からみた概略図である。
【図７】  油水分離槽内の液体の流れを示す要部拡大図である。
【図８】  油水分離槽内の液体の流れを示す断面図である。
【図９】  油水分離槽内の液体の流れを示す要部拡大図である。
【図１０】  別の変形例にかかる油水分離装置を上面からみた概略図である。
【図１１】  図１０のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】  別の変形例において油水分離槽内の液体の流れを示す要部拡大図である。
【図１３】  従来例にかかる油水分離装置示す断面図である。
【符号の説明】
１…油水分離槽
２…第一の分離板
３…第二の分離板
４…流入口
５…油排出口
６…水排出口
１０…油水分離槽
１０ａ…流入室
１０ｂ…通路部
１０ｃ…油分離室
１０ｄ…水分離室
１０ｅ…内側壁
１０ｇ…底部
１１…縦壁
１１ａ…水導入口
１２…油排出口
１３…水排出口
２０…仕切板部材
２１，２２…板材
２１ａ，２２ａ…隙間
２１ｂ，２２ｂ…折り返し部位
２１ｃ，２２ｃ…増速部
２１ｄ…端部
２１ｅ，２２ｅ…淀み部
２２ｄ…基底部
２２ｆ…付着した油
２３…角部
３０…油水分離槽
３０ａ…流入室
３０ｂ…通路部
３０ｃ…油分離室
３０ｅ…内側壁
４０…仕切板部材
４１，４２…板材
４１ａ，４２ａ…隙間
５０…油水分離槽
５０ｅ…内側壁
５０ｆ…淀み部
６０…仕切板部材
６１，６２…板材
６１ａ，６２ａ…隙間
７０…油水分離槽
８１，８２…板材
８１ａ，８２ａ…隙間
９０…油水分離槽
９０ａ…流入室
９０ｂ…通路部
９０ｃ…油分離室
９０ｄ…水分離室
９０ｇ，９０ｈ…内側壁
９１…縦壁
９２…油排出口
９４…沈降物排出口
１０１，１０２…板材
１０１ａ…隙間
１０１ｂ，１０１ｂ…折り返し部位
１０１ｃ…増速部
１０２ｄ…基底部
１０３…円柱状部材
１０３ａ…カルマン渦
１０３ｆ…付着した油
１０４…支持板
１０５…スラッジコンベア
１０５ａ…かき取り板
【図１】
0003820433.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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【図６】
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【図７】
0003820433.tif 000008
【図８】
0003820433.tif 000009
【図９】
0003820433.tif 000010
【図１０】
0003820433.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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