(57)【要約】  本発明は、油水混合液から油含有成分を除去するための油水分離装置（１０；１０’）に関する。油水分離装置（１０；１０’）は、油水混合液から油含有成分を分離するように構成されたメインフィルタ（３０）を含み、浄化される油水混合液は、凝縮液ライン（８２）を介して上部ハウジング（２０）からメインフィルタ（３０）に供給され、メインフィルタ（３０）を通過した後に油水分離装置（１０；１０’）から除去され、油水分離装置（１０；１０’）は、静水圧原理に従ってこれらの液体を供給および除去するように構成されている。上部ハウジング（２０）は、メインフィルタ（３０）の上方に配置され、上部ハウジング（２０）とメインフィルタ（３０）との間の距離は、少なくとも０．０５バールの静水圧をメインフィルタ（３０）にもたらすように選択される。
2020506040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油水混合液から油含有成分を除去するための油水分離装置（１０；１０’）であって、前記油水混合液から前記油含有成分を分離するように構成されたメインフィルタ（３０）を含み、
ここで、浄化される油水混合液は、凝縮液ライン（８２）を介して上部ハウジング（２０）から前記メインフィルタ（３０）に供給され、前記メインフィルタ（３０）を通過した後に前記油水分離装置（１０；１０’）から除去され、
前記油水分離装置（１０；１０’）は、静水圧原理に従ってこれらの液体を供給および除去するように構成されており、
前記上部ハウジング（２０）は、前記メインフィルタ（３０）の上方に配置され、前記上部ハウジング（２０）と前記メインフィルタ（３０）との間の距離は、前記メインフィルタ（３０）への静水圧が少なくとも０．０５バールになるように選択されることを特徴とする油水分離装置。
【請求項２】
前記上部ハウジング（２０）と前記メインフィルタ（３０）との間の前記距離は、前記メインフィルタ（３０）への静水圧が０．１バール〜０．３バールになるように選択される請求項１に記載の油水分離装置。
【請求項３】
前記油水分離装置（１０；１０’）は、前記油水分離装置（１０；１０’）を制御空気（１４）で一時的にチャージするように構成された制御ユニット（６０）をさらに有する請求項１または２に記載の油水分離装置。
【請求項４】
前記油水混合液の充填レベルを検出するためのセンサ手段（６４）が、前記油水分離装置（１０；１０’）に設けられ、前記制御ユニット（６０）に接続されている請求項３に記載の油水分離装置。
【請求項５】
前記制御ユニット（６０）は、所定の油水混合液の充填レベル（Ａ）が前記センサ手段（６４）によって検出される場合に、前記油水分離装置（１０；１０’）を制御空気（１４）で一時的にチャージするように構成されている請求項４に記載の油水分離装置。
【請求項６】
前記制御ユニット（６０）は、所定の油水混合液の充填レベル（Ｂ）が前記センサ手段（６４）によって検出される場合、前記油水分離装置（１０；１０’）を制御空気（１４）でチャージすることを停止するように構成されている請求項３ないし５のいずれかに記載の油水分離装置。
【請求項７】
前記制御ユニット（６０）への制御コマンドにより、前記制御ユニット（６０）は、前記油水分離装置（１０；１０’）を制御空気（１４）でチャージするように構成されている請求項３ないし６のいずれかに記載の油水分離装置。
【請求項８】
前記油水分離装置（１０；１０’）への前記油水混合液の前記供給は、制御空気（１４）の前記チャージ中は停止される請求項３ないし７のいずれかに記載の油水分離装置。
【請求項９】
前記油水分離装置（１０；１０’）は、前記上部ハウジング（２０）内のチャンバ（２４）へ前記油水混合液を供給するための手段と、前記チャンバ（２４）から前記メインフィルタ（３０）へ前記油水混合液を移送するための接続開口部（２３）とをさらに有し、
前記制御ユニット（６０）は、前記チャンバ（２４）を制御空気（１４）で一時的にチャージするように構成され、その間、前記油水混合液が、過圧によって、前記接続開口部（２３）を介して前記チャンバ（２４）から前記メインフィルタ（３０）に押し込まれるように、制御空気（１４）が、前記上部ハウジング（２０）内の前記チャンバ（２４）へ導入される請求項３ないし８のいずれかに記載の油水分離装置。
【請求項１０】
前記制御空気（１４）および前記油水混合液は、ダイアフラムバルブ（５０）を介して前記上部ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）内に導入され、ここで、前記ダイアフラムバルブ（５０）は、ダイアフラム（５４）によって互いに分離された制御空気チャンバ（５２）と混合液チャンバ（５３）とを有し、さらに、前記ダイアフラムバルブ（５０）は、前記油水混合液を前記混合液チャンバ（５３）内に供給するための混合液入口（５５）と、制御空気（１４）を前記制御空気チャンバ（５２）内に供給するための制御空気入口（５８）とを有し、
さらに、前記混合液チャンバ（５３）から前記上部ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）へ前記油水混合液（１１）を除去するための混合液出口（５６）と、前記制御空気チャンバ（５２）から前記上部ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）へ前記制御空気（１４）を除去するための制御空気出口（５７）とが前記ダイアフラムバルブ（５０）に設けられ、
前記混合液入口（５５）は、前記制御空気チャンバ（５２）を制御空気（１４）でチャージすることによって、前記ダイアフラム（５４）で閉鎖可能である請求項９に記載の油水分離装置。
【請求項１１】
前記ダイアフラムバルブ（５０）の前記制御空気出口（５７）は、前記制御空気入口（５８）よりも小さい開口横断面を有する請求項１０に記載の油水分離装置。
【請求項１２】
前記ダイアフラムバルブ（５０）への前記油水混合液の前記供給は、前記上部ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）への制御空気の前記チャージ中に、前記制御ユニット（６０）によって中断可能である請求項１０または１１に記載の油水分離装置。
【請求項１３】
０．３〜１バール、特に約０．５バールの過圧で制御空気（１４）が使用される請求項１ないし１２のいずれかに記載の油水分離装置。
【請求項１４】
前記上部ハウジング（２０）は、入口開口部（２２）を有し、前記入口開口部（２２）を介して前記油水混合液を前記上部ハウジング（２０）内の圧力逃しチャンバ（２１）内に導入可能であり、そこから前記油水混合液を前記上部ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）内に導入可能である請求項９ないし１３のいずれかに記載の油水分離装置。
【請求項１５】
前記圧力逃しチャンバ（２１）は、前記混合液入口（５５）を介して前記ダイアフラムバルブ（５０）の前記混合液チャンバ（５３）に接続されている請求項１４に記載の油水分離装置。
【請求項１６】
前記上部ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）内の前記油水混合液に浮遊する遊離油分（１３）は、収集ドレイン（７１）を介して、前記チャンバ（２４）から排出可能である請求項９ないし１５のいずれかに記載の油水分離装置。
【請求項１７】
制御空気（１４）による前記チャンバ（２４）の前記チャージの間、前記収集ドレイン（７１）は、前記制御ユニット（６０）によって閉鎖可能である請求項１６に記載の油水分離装置。
【請求項１８】
前記メインフィルタ（３０）は、前記上部ハウジング（２０）に一時的に接続可能な少なくとも１つのフィルタカートリッジによって形成されている請求項１ないし１７のいずれかに記載の油水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油水混合液から油含有成分を除去するための油水分離装置に関する。油水分離装置は、油水混合液から油含有成分を分離するように構成されたメインフィルタを備える。
【背景技術】
【０００２】
この種の油水分離装置は空気圧縮機に接続して頻繁に使用される。空気圧縮機は、外気を吸引し、圧縮することによって圧縮空気を生成する。このプロセスでは、外気中の湿気は、物理的理由および圧縮空気の乾燥に起因して、凝縮液として蓄積する。この凝縮液（油水混合液）は、空気圧縮機からの潤滑油が加わった量に起因して廃水であり、炭化水素濃度の限度を超えるため、公共下水管に排出することがほとんど許されない。
【０００３】
吸引される空気の体積流量を６０ｍ３／ｈと仮定すると、２４０ｍｇ／ｈの油でチャージされた１．２３ｌ／ｈのほとんど不連続な凝縮液フローが典型的に生成される。これは、凝縮液１リットルあたり１９５ｍｇの油に相当する。これらの値は、さまざまなパラメータによって変動する可能性がある。これらのパラメータには、例えば、気候条件（周囲の温度および湿度）、圧縮機に使用される油の種類、ならびに圧縮機の構造および動作モードが含まれる。また、水と潤滑油との間の結合も変化し、油と水の混合液から、分散液およびエマルジョンに及ぶ。しかしながら、衛生下水管への排出の許容値は、１０〜２０ｍｇ／ｌ程度であり、一部では、５ｍｇ／ｌ（油／凝縮液）でさえある。したがって、たとえ９９．５％が外気の湿気（ａｍｂｉｅｎｔ  ａｉｒ  ｈｕｍｉｄｉｔｙ）からの水であっても、廃棄物処理会社によって処分されなければならない特別な廃棄物が生成される。
【０００４】
したがって、そのような凝縮液を処理するための油水分離器の使用は周知である。この場合、商業的に入手可能な油水分離器の目的は、それが排出可能なように現場で凝縮液を処理すること、すなわち費用対効果の良い方法で水から油分（ｏｉｌ  ｆｒａｃｔｉｏｎｓ）を除去することである。この設計の既存装置は、通常、所望の純度の水を得るために、いくつかの分離段階を採用する。このプロセスでは、凝縮液は、典型的には、ゆっくりと、そしてそれ故ほとんど乱流を伴わず、圧力逃し要素を介してプレセパレーター中に排出される。プレセパレーターは、重力分離の原理に従って機能し、重堆積不純物（密度１ｋｇ／ｄｍ３超）の堆積と、遊離油分（密度１ｋｇ／ｄｍ３未満）の浮遊とを提供する。これらの油分は、その後、収集容器に向かって流れる。第二段階において、微細な油滴は、吸着フィルタによって凝縮液から分離される。ここで、吸着フィルタは、親油性材料と、非常に大きな内部表面を有する活性炭とに大抵基づいている。
【０００５】
油水分離器の別の設計では、凝縮液は、遊離油分と共に、吸着フィルタを介して供給される。吸着フィルタは、次々と凝縮液表面に浮遊し、ここに堆積する油分（密度１ｋｇ／ｄｍ３超）を吸収する。そのような油水分離器は、例えばＤＥ  １０  ２００６  ００９  ５４２  Ａ１から周知である。この油水分離器の設計は、対応する水柱の原理（ｔｈｅ  ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ  ｏｆ  ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ  ｗａｔｅｒ  ｃｏｌｕｍｎｓ）に従って機能する。ここで、処理された凝縮液は、新たな凝縮液フローと同量で、純水出口から下水管に向かって装置を出る。
【０００６】
そのような油水分離器では、収集された遊離油および油浸透フィルタは、通常、熱的に利用されるが、処理されてもよい。強く分散した凝縮液、または乳化した凝縮液さえもこれらの装置では処理することができず、通常はより複雑な方法、例えば、ダイアフラムプロセス、蒸発プロセスまたは分解プロセスによって処理される。 
【０００７】
そのような油水分離器の動作において、上層の飽和に起因して、または生物学的な粘性層（ｓｌｉｍｙ  ｌａｙｅｒｓ）の形成に起因して、フィルタの流動抵抗が増加するという問題が頻繁にある。オーバーフローやバックウォーターを防ぐために、フィルタの容量がまだ使い果たされていなくても、フィルタを早めに交換する必要がある。この問題を解決するために、ＷＯ２０１１／１０４３６８Ａ１は、ヘドロ状物質（ｓｌｉｍｅ−ｌｉｋｅ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ）を分離するための機械的分離装置と、フィルタを介して凝縮液を吸引し、それにより流動抵抗を克服する電気ポンプとを提供することを提案している。この動作は、凝縮液が存在する場合に行われ、電子レベル検出手段を介して制御される。原則として、フィルタを介するフローはポンプによってのみ発生し、これは前述の利点を有するが、エネルギー費用の増加を伴う。ポンプの購入、メンテナンスおよび修理のための追加費用も発生する。
【発明の概要】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、簡単に、かつ、低エネルギーで動作可能な油水分離装置を提供することである。かかる油水分離装置は、製造するのに費用対効果が良く、メンテナンス費用およびサービス費用も低いと考えられる。
【０００９】
本発明によれば、この目的は、独立請求項１による油水分離装置によって達成される。装置の有利な実施形態は従属請求項から明らかである。
【００１０】
各請求項において引用された特徴は、技術的に有意義な任意の方法で互いに組み合わせることができ、本発明の他の実施形態を示すことに留意されたい。詳細な説明（特に図に関連する説明）は、本発明をさらに特徴付け、特定する。
【００１１】
本発明による油水分離装置は、油水混合液から油含有成分を除去するのに適している。ここで、油水混合液は、特に、空気圧縮機の凝縮液であり得る。しかしながら、当該装置は、同様の油水混合液を処理するのにも適しており、「油水混合液」および「凝縮液」という用語は、本発明の説明の都合上、同義語として使用される。
【００１２】
当該装置は、油水混合液から油含有成分を分離するように構成されたメインフィルタを備える。ここで、浄化される油水混合液は、メインフィルタに供給され、メインフィルタを通過した後に、油水分離装置から除去される。この場合、油水分離装置は、静水圧原理（ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ  ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）に従って、これらの液体を供給および除去するように構成される。したがって、処理された凝縮液は、対応する水柱の原理に従って、新たな凝縮液が装置に流入するのと同じ量で装置から出る。この原理は、様々な既知の方法、特に、対応して構成された容器およびライザー管（ｒｉｓｅｒ  ｐｉｐｅｓ）を用いて、実現可能である。
【００１３】
したがって、本発明は、通常動作において、静水圧原理に従った既知の方法でもっぱら動作可能な装置を提供する。しかしながら、増加した静水圧に起因して、当該分離装置は、流動抵抗が増加する条件に特に適している。その結果、当該分離装置は、オーバーフローを効果的かつ簡単に防止し、流動抵抗が増加したとしても、フィルタを介する油水混合液の通過を維持することができる。これにより、分離装置の動作寿命が延びる。これは、定期的なメンテナンス間隔が予定されているが予定された各メンテナンス日の間にフィルタ要素の交換が避けられる場合に特に有利である。本発明によれば、装置の動作は次のメンテナンス間隔まで維持することができる。
【００１４】
原理的にはこのようにして、当該装置は、追加のエネルギー供給無しで動作し、油水混合液から油含有成分を連続的に分離することができる。複雑なバルブシステムが不要であるという事実は非常に重要な利点である。静水圧チャージは恒久的に行われるので、流入（ｆｌｏｗ−ｔｈｒｏｕｇｈ）は全動作時間にわたって保証される。
【００１５】
静水圧チャージが低圧範囲で行われる場合、すなわちメインフィルタに作用する静水圧が１バール未満、好ましくは０．５バール未満である場合、特に有利であることが分かった。特に、０．０５〜０．５バール、好ましくは０．０５〜０．３バール、特に好ましくは０．１〜０．３バールの静水圧が合理的かつ十分であることが分かった。生成される凝縮液の異なる量に起因して、充填の程度、すなわち装置内の充填レベルが時間の経過とともに増加または減少するので、静水圧は動作中どうしても変動する。
【００１６】
典型的に生じる流動抵抗を克服し、フィルタを介して凝縮液を押し出すためには、０．５バールまでの過圧で十分であることが分かった。さらに、このオーダーでの過圧は、油水分離装置が欧州連合の圧力機器指令（ＰＥＤ）の意味において圧力容器としてカウントされないという点で、有利である。さもなければ、油水分離装置はこのガイドラインの特別な要求に従わなければならない。
【００１７】
メインフィルタに作用する凝縮液の静水圧は、装置の幾何学的寸法によって実質的に影響を受ける。メインフィルタは、上部ハウジングの下に配置されたメインフィルタハウジングに設置されている。上部ハウジングとメインフィルタハウジングは凝縮液ラインを介して互いに接続されている。上部ハウジングとメインフィルタハウジングとの間の距離、すなわち凝縮液ラインの長さは、メインフィルタに作用する静水圧に関わり、極めて重要である。高さ１ｍ、すなわち凝縮液ラインの長さ１ｍは、メインフィルタに約０．１バールの静水圧を生じさせる。最終的に、装置内で作用する所望の静水過圧（ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ  ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ）は、当該距離を選択、調整することによって調整され得る。
【００１８】
本実施形態の特に有利な変形例では、凝縮液ラインは、長さ可変に構成され、これにより、長さの調整、すなわち静水圧の調整を迅速かつ容易に現場で行うことができる。例えば、凝縮液ラインは、互いに押し込み可能なラインセクションを有する伸縮ライン（ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ  ｌｉｎｅ）として構成されてもよい。代替として、長さ調整可能なスパイラルホースを有する構成も考えられる。
【００１９】
通常動作においては、このように、分離装置は静水圧のみを使用する。しかしながら、本発明によれば、油水分離装置は、油水分離装置を制御空気で一時的にチャージするように構成された制御ユニットをさらに備えることができ、これにより、さらに高い過圧で、メインフィルタを介して油水混合液を押し出すことができる。必要ならば、そのような圧力チャージは、フィルタを介して凝縮液を押し出すために行ってもよい。これは、フィルタの流動抵抗がさらに大きくなった場合に特に必要である。
【００２０】
フィルタの増加した流動抵抗を検出するために、制御ユニットに接続され、油水混合液の充填レベルを検出するためのセンサ手段を、油水分離装置に設けることができる。フィルタの流動抵抗が上昇すると、装置内の凝縮液の充填レベルも上昇する。本発明の一実施形態では、制御ユニットは、所定の油水混合液の充填レベルＡがセンサ手段によって検出された場合、油水分離装置を制御空気で一時的にチャージするように構成される。この充填レベルＡは、可能ならば超えるべきではない凝縮液の最大充填レベルを構成する。
【００２１】
この場合、制御ユニットは、様々な評価機能および制御機能を実行することができ、ユーザとのインタラクションのために構成されてもよい。この目的のために、例えば、ディスプレイ、およびコマンドを入力するための入力手段が設けられてもよい。特に、制御ユニットへの制御コマンドにより、制御ユニットは、油水分離装置を制御空気でチャージするように構成されてもよい。これは、必要ならば、フィルタを空にするために、特に装置のメンテナンス中に使用されてもよい。この機能は、例えば、交換可能なフィルタカートリッジを使用する場合に有利である。なぜなら、フィルタカートリッジを取り外す前に、油水分離装置から大部分の凝縮液を除去することができるからである。さもなければ、フィルタカートリッジが交換されたときに大量の液体が装置から流出し、これは対応する対策によって防止されなければならないであろう。
【００２２】
再び、所定の油水混合液の充填レベルＢがセンサ手段によって検出された場合、制御ユニットはさらに、油水分離装置への制御空気のチャージを停止するように構成されてもよい。この充填レベルＢは、最大充填レベルＡを下回り、到達した場合に圧力チャージが終了されるレベルを構成する。制御空気のスイッチが切られた後、凝縮液は、圧力チャージプロセスが再び実行されるまで充填レベルを何度も増加させて流れることができ、その結果、２つの動作モードを交互に行うこともできる。その場合、装置の動作範囲はレベルＡとレベルＢの間である。
【００２３】
充填レベルＢより低い他の充填レベルＣが、任意選択的に設定されてもよい。充填レベルはこのレベルを下回らないと想定されるため、このレベルＣは下限アラームポイントを構成する。凝縮液のレベルがこのレベルＣを下回る場合、さまざまな対策が講じられてもよい。例えば、アラームが出力されてもよく、および／または、装置の電源が自動的に切られてもよい。
【００２４】
好ましくは、油水分離装置への油水混合液の供給は、制御空気のチャージ中は停止される。このようにして、対応する供給を緊密にシールすることができる（そうでなければ制御空気がその供給を介して逃げ得る）。このシールは、油水分離装置の構造に応じて、制御空気によって過圧を発生させるために、必要であるかまたは少なくとも有利である。
【００２５】
本発明の一実施形態では、油水分離装置は、上部ハウジングと、上部ハウジング内のチャンバへ油水混合液を供給する手段と、このチャンバからメインフィルタ内に油水混合液を移送するための接続開口部とを備える。制御ユニットは、チャンバを制御空気で一時的にチャージするように構成され、その間、油水混合液が、過圧によって、チャンバから接続開口部を介してメインフィルタに押し込まれるように、制御空気が、上部ハウジング内のチャンバへ導入される。好ましい実施形態では、このチャンバ内への油水混合液の供給はプロセス中に停止される。
【００２６】
チャンバに過圧を発生させるための制御空気の供給は、様々な方法および種々のバルブを用いて実行することができる。この場合、原理的には、凝縮液上のチャンバ内に過圧を構築可能にするために、チャンバの他の開口部をシールすることができる手段と、制御空気のための供給管と、が設けられてもよい。本発明の一実施形態では、制御空気および油水混合液は、共通のダイアフラムバルブを介して上部ハウジングのチャンバ内に導入される。共通のダイアフラムバルブは、例えば、様々な方法で構成され、特に、制御空気によって作動可能である。例えば、ダイアフラムバルブは、この目的のために制御空気チャンバおよび混合液チャンバを有し、これらはダイアフラムによって互いに分離されている。ダイアフラムバルブは、油水混合液を混合液チャンバ内に供給するための混合液入口と、制御空気を制御空気チャンバ内に供給するための制御空気入口とを有する。さらに、ダイアフラムバルブには、混合液チャンバから上部ハウジング内のチャンバへ油水混合液を除去するための混合液出口と、制御空気チャンバから上部ハウジングのチャンバへ制御空気を除去するための制御空気出口とが設けられている。当該バルブの混合液入口は、制御空気チャンバを制御空気でチャージすることによって、ダイアフラムで閉鎖可能である。したがって、当該バルブを用い、制御空気を、制御空気チャンバを介して上部ハウジングのチャンバ内へ流すことにより、上部ハウジングのチャンバ内に導入することができる。しかしながら、同時に、上部ハウジングのチャンバ内への凝縮液のさらなるフローは、ダイアフラムバルブへの混合液入口を閉鎖するようにダイアフラムを動かす制御空気によって止めることができる。さらに、ダイアフラムは混合液入口もシールし、それを介して空気が逃げることができないようにする。
【００２７】
制御空気がダイアフラムを作動させるのに十分な圧力を制御空気チャンバで構築することができるようにするために、ダイアフラムバルブの制御空気出口は、制御空気入口よりも小さい開口横断面を有することが好ましい。したがって、制御空気は、まず、制御空気チャンバで圧力を急速に増大し、制御空気が上部ハウジングのチャンバ内で過圧を構築し続ける前に、ダイアフラムを動かす。
【００２８】
制御空気のチャージ中にダイアフラムバルブへの油水混合液の供給がダイアフラムによって中断されることがあるが、これは、油水分離装置またはダイアフラムバルブへの浄化される混合液の供給の一般的な中断によって補完されてもよい。さもなければ、ダイアフラムへの混合液の圧力が非常に高くなり、それが再び開く可能性がある。
【００２９】
制御空気は過圧で適切に使用され、その過圧は適切に選択される。それは、好ましくは、０．３〜１バール、特に、約０．５バールである。油水分離装置がより高圧の圧縮空気管に接続されている場合には、制御空気を装置に供給する前または後に、対応する減圧が行われてもよい。例えば、圧力を７バールから０．５バールまたは他の圧力に下げてもよい。
【００３０】
この場合、このオーダーでの過圧は、油水分離装置が欧州連合の圧力機器指令（ＰＥＤ）の意味において圧力容器としてカウントされないという点で、有利である。
【００３１】
メインフィルタにおける油含有成分を分離するという基本的な機能に加えて、油水分離装置は他の機能要素を有していてもよい。例えば、装置の上部ハウジングが入口開口部を有し、入口開口部を介して油水混合液を最初に上部ハウジング内の圧力逃しチャンバに導入することができ、そこから次に油水混合液を上部ハウジングのチャンバ内に導入することができる。凝縮液と共に運ばれる圧縮空気は、この圧力逃しチャンバから逃げてもよい。これは、逃げている空気を浄化するため、または油含有成分が逃げるのを回避するために、別のフィルタを通過するように行われることが好ましい。装置が圧力でチャージされる時に空気がこの圧力逃し出口を介して逃げることを不可能にするために、その出口は閉鎖可能なバルブを用いてシールすることができ、閉鎖可能なバルブもまた制御ユニットによって作動することができる。上述のダイアフラムバルブが使用される場合、圧力逃しチャンバは、混合液入口を介してダイアフラムバルブの混合液チャンバに接続され得る。
【００３２】
本発明の一実施形態では、メインフィルタの前で凝縮液から遊離油分を前もって除去するために、上部ハウジングのチャンバの油水混合液に浮遊するこれらの遊離油分を、収集ドレインを介してチャンバから排出することができる。収集ドレインは、収集容器に接続されてもよい。好ましくは、この収集ドレインも、制御ユニットによるチャンバへの制御空気のチャージ中に閉鎖することができる。その結果、空気もこの管を介して逃げることができない。
【００３３】
本発明の他の利点、特別な特徴および目的にかなったさらなる開発は、従属請求項、および以下の図を参照した好ましい実施形態の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、通常動作における本発明による油水分離装置の第１実施形態の概略図である。
【図２】図２は、通常動作における本発明による圧縮空気をチャージする油水分離装置の第２実施形態の概略図である。
【図３】図３は、圧縮空気をチャージした時の図２の油水分離装置の概略図である。
【図４】図４は、通常動作における油水分離装置のダイアフラムバルブを示す図である。
【図５】図５は、圧縮空気をチャージした時の油水分離装置のダイアフラムバルブを示す図である。
【図６】図６は、通常動作における本発明による油水分離装置の第３実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１に概略的に示される本発明による油水分離装置１０の第１実施形態は、様々な構成要素を備える。この場合、装置は少なくとも、図示されない空気圧縮機からの油水混合液、すなわち凝縮液１１を、この凝縮液から油含有成分が分離されるように処理するために構成されたメインフィルタ３０を備える。これは、フィルタ材料への吸着によって行われてもよい。メインフィルタ３０は、微細に分散された油、さらには乳化された油を伴う液体を、それらが供給される準備が整うように分離することができる材料を含むことが好ましい。この目的のために、極めて微細な油滴を吸収するのに適した堅さ（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）およびサイズを有する活性炭、分布指向性の表面圧縮および形状（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｓｈａｐｅ）を有する親油性溶融紡糸ポリマー（ｏｌｅｏｐｈｉｌｉｃ  ｍｅｌｔ−ｓｐｕｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）、および親油性発泡ポリマーが適している。メインフィルタ３０は、対応する吸着フィルタ材料３１が挿入されるメインフィルタハウジング８０を有する。
【００３６】
図示の例示的実施形態では、油水分離装置１０は、装置の機能を制御することができる制御ユニット６０をさらに備える。特に、これは、様々な検出器のセンサ信号の評価、バルブの開閉および周期の検出を行ってもよい。好ましくは、制御ユニット６０は、手動で制御コマンドを入力するための入力手段をさらに有する。例えば、装置のメンテナンス作業はこれらの制御コマンドを介して実行することができる。また、制御ユニット６０は、装置の状態、および／または、警告通知ならびにサービス通知を表示するための表示手段を備えていてもよい。
【００３７】
油水分離装置１０は、連通カラム（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ  ｃｏｌｕｍｎｓ）の静水圧原理に従って動作する。この目的のために、上部ハウジング２０が典型的にはメインフィルタ３０の上方に取り付けられている。上部ハウジング２０は、接続開口部２３および後続の凝縮液ライン８２を介してメインフィルタ３０に接続されている。凝縮液ライン８２の長さ、すなわち、メインフィルタハウジング８０とメインフィルタ３０との間の距離は、凝縮液がメインフィルタ３０を介して押し出される静水圧を決定する。特に、メインフィルタ３０は、入口ポート３２を介して上部ハウジング２０に一時的に接続される少なくとも１つの交換可能なカートリッジフィルタであってもよい。特に、これは、緊密なねじ接続部（ｔｉｇｈｔ  ｓｃｒｅｗ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）によって達成することができる。
【００３８】
凝縮液は、入口開口部２２を介して上部ハウジング２０に導入することができる。特に、凝縮液１１は、空気圧縮機から生じ、油水分離装置１０で凝縮液１１から油含有成分が除去されることにより処理される。この場合、凝縮液１１は上部ハウジング２０に流れ込み、重力により、その下に位置するメインフィルタ３０に流れ込む。メインフィルタ３０は、出口ポート３３を介してライザー管４０に接続されており、ライザー管４０を介して処理済み凝縮液１１’’が油水分離装置１０を出る。この出口ポート３３はまた、緊密なねじ接続部を介してライザー管４０に接続されてもよく、それによりメインフィルタ３０は全体として交換可能である。処理済み凝縮液１１’’は、新たな凝縮液１１が上部ハウジング２０に流れ込むのと同じ量で、純水出口４２から下水管に向かって装置を出る。
【００３９】
このようにしてハウジング２０内に生成された凝縮液レベルの高さで、収集容器７０に接続された収集ドレイン７１を設けることができる。バルブ７２は、例えば、制御ユニット６０によって作動させることができる電磁バルブ（ｓｏｌｅｎｏｉｄ  ｖａｌｖｅ）である。上部ハウジング２０内で凝縮液１１’を浮遊する遊離油分１３は、この収集ドレイン７１を介して除去および収集することができる。これらの遊離油分は、１ｋｇ／ｄｍ３未満の密度を有する。このようにして、凝縮液１１がメインフィルタ３０に供給される前に遊離油分の分離が行われ、その結果、浄化前の凝縮液１１’がメインフィルタ３０に到達する。しかしながら、遊離油分の分離は、メインフィルタ３０のカートリッジに統合されてもよい。
【００４０】
１ｋｇ／ｄｍ３超の密度を有する重質の堆積物状成分を分離するための装置（図示せず）を、入口開口部２２の上流または下流に設けることができる。それは重力分離の原理に従って動作するので、これらの成分は、その装置の底部に堆積し、メインフィルタ３０に入らない。
【００４１】
図示のように、上部ハウジング２０は、凝縮液１１が流入し、そこからメインフィルタ３０に供給される少なくとも１つのチャンバ２４を有する。このチャンバ２４は、上部ハウジング２０のメインチャンバを構成しているが、圧力逃しチャンバ２１の形態で第２チャンバを追加してもよい。凝縮液１１は、圧力除去のために、まず圧力逃しチャンバ２１に導入される。圧縮機からの同伴圧縮空気はこの圧力逃しチャンバ２１に排出することができ、この空気は出口を介して逃げることができる。この逃し空気出口１２は、フィルタマット２５を介していてもよく、また閉鎖可能なバルブ（図示せず）とともに設けられていてもよい。
【００４２】
この圧力逃しチャンバ２１から、凝縮液１１は上部ハウジング２０のチャンバ２４に到達し、遊離油分１３は収集ドレイン７１を介して排出され、このようにして浄化前凝縮液１１’はメインフィルタへ流れ落ちる。これは装置１０の通常動作を構成し、そこでは所定の凝縮液レベルがチャンバ２４内で生成され、その中で遊離油分１３が連続的に除去され、浄化された凝縮液１１’’が、ライザー管４０を介して下水管へ排出される。
【００４３】
生成された静水圧に起因して、浄化される凝縮液はすでに十分な過圧でメインフィルタ３０に押し込まれる。
【００４４】
しかしながら、フィルタ３０の上層の飽和に起因して、または生物学的な粘性層の形成に起因して、フィルタ３０の流動抵抗がさらにいっそう増大する可能性がある。これが起こると、チャンバ２４内で凝縮液レベルが上昇し、それによって装置がオーバーフローする可能性がある。また、凝縮液レベルが上昇した場合、遊離油分だけでなく、未浄化凝縮液も収集容器７０へ流れ落ちる。
【００４５】
装置１０は、既に通常動作において過圧で動作可能であるが、装置１０の通常動作は、図２に示すように、凝縮液１１’をさらに高い過圧によってメインフィルタ３０を介して押し出すことができる圧力動作によって補うことができる。これは、制御空気管６３を介してチャンバ２４を制御空気１４でチャージすることによって行われることが好ましい。チャンバ２４内の上昇した凝縮液レベルを検出するために、凝縮液１１’の充填レベルを測定する少なくとも１つのセンサ手段６４が設けられている。このセンサ手段は制御ユニット６０に接続されており、制御ユニット６０はセンサ手段６４の信号を評価し、充填レベルが上昇した場合に制御空気によるチャージを開始する。この目的のために、制御ユニット６０は、制御空気管６３内のバルブ６２を作動させ、チャンバ２４への制御空気１４の供給を制御することができる。収集ドレイン７１は、バルブ７２を備えている。バルブ７２は、例えば、制御ユニット６０によって作動させることができる電磁バルブである。 
【００４６】
好ましくは、制御空気１４は、０．５バールまでの過圧でチャンバ２４内に導入され、その結果、チャンバ２４とメインフィルタ３０の出口ポート３３との間に圧力差が生じ、それによって凝縮液１１’がフィルタ３０を介して押し出される。この目的のために装置１０がより高い圧力で圧縮空気管に接続されている場合、対応する減圧がバルブ６２の上流で、および／またはバルブ６２内で行われてもよい。例えば、圧力を７バールから０．５バールに減少させることができ、これは絞り（ｔｈｒｏｔｔｌｉｎｇ）によって達成されてもよい。代替的に又は追加的に、減圧は、バルブ６２の下流で行われてもよく、それは例えばバルブ５０によって実現され得る。
【００４７】
圧力によるチャージは、チャンバ２４と、チャンバ２４およびメインフィルタ３０の間の接続部と、が非常に緊密であるため、一切の空気または少なくともかなりの量の空気が、この時点で逃げることができないように構成されていることを前提としている。さらに、圧力チャージの間、制御ユニット６０が、収集容器７０のバルブ７２を遊離油分１３に対して緊密になるようシールしてもよい。さらに、圧力チャージの間の新たな凝縮液１１の供給も、この供給をシールするために都合よく停止される。
【００４８】
図２および図３の例示的実施形態では、凝縮液供給部および制御空気供給部６３に接続されたダイアフラムバルブ５０が、この目的のために上部ハウジング２０のチャンバ２４内に設けられている。ダイアフラムバルブ５０は、２つのチャンバ、すなわち制御空気チャンバ５２と混合液チャンバ５３とを備えている。これら２つのチャンバは、弾性ダイアフラム５４によって互いに隔てられている。凝縮液１１は、圧力逃しチャンバ２１から混合液入口５５を介してダイアフラムバルブ５０の混合液チャンバ５３に流入する。図２は、油水分離装置の通常動作において、凝縮液が混合液チャンバ５３から上部ハウジングのチャンバ２４にどのように流れるかを示している。これは混合液出口５６を介して行われる。処理された凝縮液１１’’は、凝縮液１１が混合液出口５６からチャンバ２４内に流れるのと同じ量で、純水出口から下水管に向かって装置を出る。このプロセスで、チャンバ２４に所定の凝縮液レベルが生成される。
【００４９】
メインフィルタ３０の流動抵抗が増加すると、この凝縮液レベルは上昇し、充填レベルＡは、例えば、超えるべきではない臨界最大凝縮液充填レベルを構成する。この上昇した凝縮液レベルＡがセンサ手段６４によって検出される場合、制御ユニット６０はバルブ６２を開き、これにより、制御空気１４をダイアフラムバルブ５０の制御空気チャンバ５２内へ導く。この場合、センサ手段６４は、凝縮液レベルのみが検出される一方、凝縮液より上の遊離油分および空気は無視されるように構成されていることが好ましい。これにより、凝縮液と油または空気とを区別することができる。このように、センサ手段６４は、凝縮液１１’の充填レベルを検出し、凝縮液１１’より上の遊離油分１３の充填レベルを検出しない。
【００５０】
制御空気は、制御空気出口５７を介して制御空気チャンバ５２から逃げることができ、これにより、上部ハウジング２０のチャンバ２４に到達することができる。この場合、制御空気出口５７は、好ましくは、制御空気入口５８よりも小さい横断面を有し、制御空気１４が導入されると、圧力が制御空気チャンバ５２内で迅速に増大し得る。この圧力に起因して、バルブ５０内のダイアフラム５４は、混合液入口５５の方向に左へ移動し、混合液入口５５をシールする。これにより、凝縮液１１はもはやチャンバ２４に流入することができない。好ましくは、同時に、制御ユニット６０は、圧力逃しチャンバ２１への凝縮液１１の供給も中断する。これは、特に、油水分離装置１０の凝縮液上流の中間収集部と組み合わせることができ、凝縮液は、並列に接続された別の油水分離装置に供給される。
【００５１】
ダイアフラム５４によって混合液入口５５を閉鎖することによって、空気が、チャンバ２４から圧力逃しチャンバ２１へ逃げることもこの方法によってできない。好ましくは、制御ユニット６０は、収集容器７０へのバルブ７２も閉鎖する。制御空気１４をチャンバ２４内にさらに供給することにより、その中の圧力が上昇し、それにより凝縮液１１はメインフィルタ３０およびライザー管４０を介して出口４２に向かって押し出され、そのプロセスにおいて浄化される。このように、フィルタの増大した流動抵抗が克服され、装置はオーバーフローすることなく動作を継続することができる。このプロセスにおいて、制御空気１４は、最初に、ダイアフラム５４によって混合液入口５５を閉鎖することに貢献し、次にチャンバ２４内の圧力を増大することに貢献する。この状況を図３に示す。凝縮液レベルは最大充填レベルＡに達し、ダイアフラム５４は混合液入口５５を閉鎖する。
【００５２】
図４および図５は、ダイアフラムバルブ５０の動作モードを示す概略図である。図示の通り、バルブハウジング５１内には、弾性ダイアフラム５４によって互いに分離された２つのチャンバ５２およびチャンバ５３がある。通常の動作（図４）では、ダイアフラム５４は、混合液入口５５が開いており、凝縮液が、混合液入口５５から混合液チャンバ５３を介して、さらに混合液出口５６から流出できるように位置している。制御空気１４が制御空気入口５８に導入されると、圧力が制御空気チャンバ５２内で増大し、それに起因して、ダイアフラム５４が最初に混合液入口５５に押し付けられ、混合液入口５５をシールする。制御空気は、制御空気出口５７を出て、これにより、上部ハウジング２０のチャンバ内で圧力が増大する。
【００５３】
様々な条件下で、制御ユニット６０は、再び、制御空気１４のスイッチを切ることができる。例えば、凝縮液レベルがより低い充填レベルＢに達した場合、そのスイッチを切ってもよい。制御空気１４のスイッチを切ると、ダイアフラム５４は元の位置（図２）に戻り、混合液入口５５の遮断が解除され、その結果、新しい凝縮液１１がチャンバ２４に流入することができる。凝縮液レベルが再び充填レベルＡまで上昇すると、圧力によるチャージを再び行うことができ、その結果、通常の動作と圧力によるチャージとが連続的に交互に行われる。したがって、凝縮液のレベルはポイントＡとポイントＢとの間を移動する。
【００５４】
さらに、チャンバ２４における凝縮液レベルがより低い充填レベルＢに達しない場合、すなわち、圧力によるチャージ中であってもこのレベルより上に留まる場合、制御ユニット６０にエラー通知が発せられてもよい。これは、例えば、フィルタ３０が遮断されていること、および／またはダイアフラムバルブ５０に欠陥があることを示唆している。
【００５５】
所定の期間後、例えば、経験的値（ｅｍｐｉｒｉｃａｌ  ｖａｌｕｅｓ）が、当該期間後に、チャンバ２４内の充填レベルがレベルＢに対応する所定のレベルに低下したことを示す場合、制御空気１４のスイッチが切られてもよい。また、この場合、レベルの新たな増加の状況において、圧力による別のチャージが続いてもよい。したがって、この実施形態では、レベルＡを定義し、タイマー制御を実現するだけでよい。
【００５６】
さらに、凝縮液レベルをこれより落としてはならない最小充填レベルＣを定義してもよい。それは、レベルＢより低く、すなわち、ＡとＢの間の動作範囲よりも低い。制御空気のスイッチが切られているにもかかわらず、凝縮液レベルがこの最小充填レベルＣを下回る場合、これは、制御空気１４の電磁バルブ６２に欠陥があること、例えば、その制御空気が依然としてダイアフラムバルブ５０に流れ込むことを示唆している。この場合も、エラー通知が制御ユニット６０に出力されてもよい。さもなければ、容器が空になるからである。したがって、任意のポイントＣはアラームポイントを構成する。
【００５７】
制御ユニット６０はサービス通知を出力してもよい。これは、例えば、所定のサイクル数に到達した場合、または、あるサイクルの継続時間が長すぎる場合に行われてもよい。この場合、サイクルは、圧力チャージを伴う動作、すなわち、例えばレベルＡとレベルＢとの間の動作を構成する。サービス間隔（例えば６か月）が経過した場合に、サービス通知が出力されてもよい。
【００５８】
メンテナンス目的で、圧力チャージを伴う動作が実行されてもよい。この目的のために、対応するサービスコマンドがメンテナンス職員によって制御ユニット６０に入力され、それにより、制御空気１４の上記供給を引き起こす制御コマンドが生成されてもよい。これにより、メインフィルタ３０を空にして、それがカートリッジの場合は交換することができる。この目的のために、入口ポート３２と出口ポート３３のねじ接続部が緩められ、メインフィルタ３０が外され、新しいフィルタが取り付けられる。一方、チャンバ２４がこの目的のためにポンプでくみ上げられ空にされた場合、バックフローに起因して、凝縮液がフィルタから吸い上げられる可能性がある。これは、接続開口部２３の領域に別のバルブを要求する。
【００５９】
静水圧原理に従って動作する油水分離装置内の水圧レベル（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｌｅｖｅｌｓ）は、センサレベルＡ、センサレベルＢおよびセンサレベルＣから区別されなければならない。水圧レベルは、出口開口部４２の凝縮液排出、収集ドレイン７１の油排出、およびフィルタ上の凝縮液レベルに起因して生成される。
【００６０】
本発明の上述した例示的な実施形態で使用されるバルブは、例を構成するにすぎない。ここで、これらおよび他のバルブは、それぞれの用途に適した他の種類のバルブによっても形成される。例えば、電磁バルブ７２は、ダイアフラムバルブ５０のように構成されてもよい。さらに、両方のバルブについて、ボールバルブ、スライドゲートバルブ、ピンチバルブなど、他の種類のバルブを使用してもよい。
【００６１】
例として、図６は、通常の動作における本発明による油水分離装置１０’の第２実施形態を示す。この油水分離装置１０’の本質的な構成要素および機能は、図２による第１実施形態のものに対応し得る。しかしながら、バルブ５０は、上述した機能を備えたダイアフラムバルブとして構成されておらず、第２のチャンバ２４への凝縮液の供給を制御することができる別のタイプのバルブとして使用され得る。凝縮液１１は、依然として圧力逃しチャンバ２１からバルブ５０を介して第２のチャンバ２４に流入する。ここで、凝縮液１１’がレベルＡに達すると、特に制御空気によってバルブ５０を作動させることができる。この目的のために、制御空気入口５８は、それを作動させるために制御空気の一部をバルブ５０に導くことができるように、分岐している。追加の制御空気は、第２のチャンバ２４に到達してそこで圧力を増加させる前に、まず絞り手段６５に供給される。このようにして、制御空気の減圧を装置内で行うことができる。しかしながら、装置の制御空気が所望の圧力で既に供給されている場合、または別の位置で絞りが行われている場合、この減圧も省くことができる。
【００６２】
バルブ５０は、好ましくは、制御空気のスイッチが切られた時に再び開くように構成される。しかしながら、バルブは、例えばバルブを開くようにするために、制御ユニット６０によって作動可能であってもよい。制御ユニット６０によってバルブ５０の閉鎖を始動することが可能であってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０，１０’    油水分離装置
１１            処理される凝縮液、油水混合液
１１’          遊離油分の分離後の凝縮液、油水混合液
１１’’        メインフィルタ通過後の凝縮液
１２            逃し空気出口
１３            遊離油分
１４            制御空気、空気供給
２０            上部ハウジング
２１            圧力逃しチャンバ、第１のチャンバ
２２            入口開口部
２３            接続開口部
２４            第２のチャンバ
２５            フィルタマット
３０            メインフィルタ
３１            吸着フィルタ材料
３２            入口ポート
３３            出口ポート
４０            ライザー管
４１            通気開口部（Ｖｅｎｔ  ｏｐｅｎｉｎｇ）
４２            出口開口部
５０            ダイアフラムバルブ、バルブ
５１            バルブハウジング
５２            制御空気チャンバ
５３            混合液チャンバ
５４            ダイアフラム
５５            混合液入口
５６            混合液出口
５７            制御空気出口
５８            制御空気入口
６０            制御ユニット
６２            電磁バルブ、バルブ
６３            圧縮空気供給部
６４            センサ手段、充填レベルセンサ
６５            絞り部
７０            収集容器、キャニスタ
７１            収集ドレイン
７２            電磁バルブ、バルブ
８０            メインフィルタハウジング
８２            凝縮液ライン
Ａ              最大充填レベル
Ｂ              充填レベル
Ｃ              最小充填レベル
【図１】
2020506040.tif 000003
【図２】
2020506040.tif 000004
【図３】
2020506040.tif 000005
【図４】
2020506040.tif 000006
【図５】
2020506040.tif 000007
【図６】
2020506040.tif 000008
【国際調査報告】
2020506040.tif 000009
2020506040.tif 000010
2020506040.tif 000011
2020506040.tif 000012
2020506040.tif 000013
2020506040.tif 000014