JP2000000403A - 液体分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分離槽内の混合液の対流や渦の発生を防止し
て分離界面の乱れを防ぎ、純度よく分離成分を抜出すこ
とができる液体分離装置を提供すること。 【解決手段】 分離槽２の底部には、抜出口３方向への
分離成分の流路８を形成する流路形成部材５が配置さ
れ、流路形成部材５の側壁部には複数の孔６が形成され
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体をその比重差
を利用して多層に分離する装置であって、分離された成
分を抜出す際の分離界面の乱れを防ぎ、抜出成分とは異
なる層からの成分混入を防止する液体分離装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液体をその比重差を利用して多層に分離
する操作は、製品の精製、排水の洗浄化等の目的で一般
的に行われている。例えば、特開平９−２３４３０５に
おいては、油水混合液体を静置させた後、油膜の厚さを
測定し水を抜出す静置式液体分離装置が提供されてい
る。また、特開平８−２４５０７においては、槽内に多
孔板を複数設け、微粒子を粗粒子化してその比重差によ
り分離する油水分離装置が提供されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の様な多
くの静置式液体分離装置では、抜出に際して対流や渦が
発生すると共に、抜出口付近の流速の変化により分離界
面が乱れ、分離成分の純度が下がってしまう場合が多
い。また、後者の油水分離装置にあっては、界面活性剤
が混入している液体を分離する場合、混合液の流動によ
り容易に親油性の液体と親水性の液体が混ざり、純度良
く分離することができない。

【０００４】本発明は、上記状況に鑑みてなされたもの
で、分離槽内の混合液の対流や渦の発生を防止して分離
界面の乱れを防ぎ、純度よく分離成分を抜出すことがで
きる液体分離装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液体分離
装置は、互いに不溶解性で密度の異なる少なくとも２種
以上の混合物の成分を分離するための装置であって、混
合物を収容、分離する分離槽と、該分離槽側壁下部に設
けられて前記混合物の分離成分を抜出す抜出口とを備え
てなる液体分離装置において、前記分離槽底部には、前
記抜出口方向への前記分離成分の流路を形成する流路形
成部材が配置され、該流路形成部材の側壁部には複数の
孔が形成されていることを特徴とする。

【０００６】この液体分離装置においては、分離成分が
流路形成部材に形成された多数の孔から分散して抜出さ
れるため、抜出口付近での急速な流速の変化による対流
や渦の発生が防止される。

【０００７】請求項２記載の液体分離装置は、請求項１
記載の液体分離装置であって、前記流路形成部材は、一
端が開口して前記抜出口に接続されると共に他端が閉塞
された構成とされ、前記流路が略水平方向を向くように
配置されていることを特徴とする。

【０００８】この液体分離装置においては、流路形成部
材に対する流路方向への分離成分の流入が阻止され、流
路形成部材の側面から流入し抜出される。従って、分離
槽内の渦や対流の発生が防止される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１から図３を参照して本
発明の一実施形態である液体分離装置について説明す
る。図１は、本発明の一実施形態である液体分離装置を
示す図である。図１において、１は液体分離装置、２は
互いに不溶性で密度の異なる少なくとも２種類の混合物
を収容、分離する分離槽であり、その横断面形状は円形
である。分離槽２下部側面には分離された成分のうち比
較的高密度の成分を抜出すための分離成分抜出口３が設
けられ、この分離成分抜出口３は断面輪郭形状が円形で
あって、分離槽の外側で排出管４を通じてポンプ７に接
続されている。分離槽底面には、分離槽２の底面と流路
形成部材５との間に断面が矩形で略水平方向に延びる流
路８が形成された構成となっている。この流路形成部材
５は、図２及び図３に示すように、コ字状断面であって
一方向に延在する構成とされていて、開口部５ａを下方
に向けて分離槽２の底面上に設置されている。従って、
この場合、流路８は略水平方向に延在するように配置さ
れている。この流路形成部材５の側壁には、複数の孔６
が形成されている。この孔６の口径は断面輪郭形状が円
形であって、その口径は抜出口の口径の１／２．５以下
で、好ましくは１／４以下１／７以上に設定され、孔６
の軸線に直交する断面積の総和は、抜出口３の断面積の
３倍以上、好ましくは６倍から２０倍に設定されてい
る。各孔６の大きさは抜出口３に近い孔ほど小さくなる
ように形成されている。また、流路形成部材５の長さ
は、分離槽２の内径と同じ長さとなっており、分離槽２
内側面に接する両端部５ｂは、分離槽２側面によって閉
塞されるよう分離槽２側面と同じ曲率の円弧状となって
いる。ここで、孔６の口径及び断面積が上記範囲に設定
されているのは、流路形成部材５の孔６の口径が、抜出
口３の口径の１／４以上、特に１／２．５以上である場
合、抜出中において分離槽２内の混合液体に対流や渦が
発生し、一方、１／７以下である場合、抜出効率が劣る
ためである。また、孔６の断面積の総和が抜出口３の断
面積の６倍以下、特に３倍以下である場合、抜出中にお
いて分離槽２内の混合液体に対流や渦が発生し、一方、
２０倍以上である場合にも、分離槽２内の混合液体に対
流や渦が発生するという理由からである。

【００１０】上記液体分離装置１では、まず、分離槽２
に互いに不溶性の複数の液体を注入し静置し、密度の違
いにより混合物の成分を分離させる。すなわち、密度が
より小さい成分は上層に、密度がより大きな成分は下層
に分離する。その後、抜出口３よりポンプ７で最下層の
分離成分を抜出す。この際、最下層の液体は流路形成部
材５の側壁に設けられた孔から流路に流れ込み、抜出口
３を通じて排出される。分離成分は複数の孔６から分散
して排出されるので、分離槽２内の液体には急激な流速
の変化は起きず対流や渦が発生しない。すなわち、流路
形成部材５を設けなかった場合の抜出口付近の流速に比
べ、流路形成部材５に設けられた孔６を通過する分離成
分の流速は小さく、また、複数の孔６から分散して抜出
されるので、渦や対流が発生しない。更に、抜出口３付
近の孔６は小さく形成されており、抜出口３付近の急激
な流速の変化がより効率的に抑えられ、抜出口３に近い
孔６と抜出口３から遠い孔６を通過する分離成分の流速
が近くなってより均一に分離成分を抜出すことができ
る。

【００１１】以上の本実施形態における液体分離装置１
においては、分離成分は複数の孔６を通じて抜出される
ため、混合液の対流や渦の発生を防止することができ
る。従って、分離成分とその上方の成分の分離界面の乱
れを防ぎ、抜出成分とは異なる層からの成分混入を防止
することができる。更に、孔６の口径は抜出口３に近い
ほど小さく形成されているので、分離槽内の分離界面の
乱れをより効率的に防止することができる。従って、界
面活性剤が混入しており非常に混ざりやすい液体等を分
離する際にも、純度よく分離することが可能である。

【００１２】なお、本実施形態においては、流路形成部
材５は両端において分離槽２内側面に接することとした
が、図４に示すように、流路形成部材５の長さが分離槽
２内径より短く設定され、その一端が抜出口３側に接続
していると共に、他端に蓋体９が設けられ、閉口端とさ
れていてもよい。また、本実施形態では流路形成部材５
はその断面がコ字状のものを用いたが、本発明の目的を
達成するのに十分であればこれに限定されるものではな
く、円筒状等であってもよい。さらに、孔６及び抜出口
３の断面輪郭形状は円形であり、孔６は大きさが前記範
囲内に設定され、その大きさは抜出口３に近いほど小さ
く形成されるとしたが、本発明の目的を達成するのに十
分であればこれに限定されるものではなく、その大きさ
の範囲が上記範囲に限定されるものでなくてもよく、ま
た、孔６の大きさが均一等であってもよい。さらに、本
実施形態では分離槽２としてその横断面形状が円形のも
のを用いたが、特にこれに限定されるものではなく、ま
た、分離成分はポンプ７によらず自重により抜出すこと
としてもよい。

【００１３】

【実施例、比較例】次に、本発明の実施例、比較例を以
下に示す。本発明の液体分離装置を用い、この装置から
下層の液体を抜出し、抜出口で上層の液体の混入が認め
られた時点で抜出しを停止し、コンテナ内の液体の残量
を測定して評価した。具体的には、図５に示す液体分離
装置を用いた。図５において、１２は液体分離装置、１
３は分離槽、１４は流路形成部材、１５は抜出口、１６
はポンプである。液体分離装置１２の中央には攪拌装置
１７が取り付けられている。分離槽１３の直径は１５０
０ｍｍで高さが２０００ｍｍ、抜出口１５の口径は５０
Ａ、スケジュール１０Ｓ（厚さ２．８ｍｍ）、断面積２
３．６６ｃｍ²であり、流路形成部材１４側面には、口
径１０ｍｍ、断面積の総和１５７ｃｍ²の一様な大きさ
の孔１８が２００個設けられている。孔１８の断面積総
和は、抜出口１５断面積の６．６倍となっている。この
液体分離装置１２内に、油と水とを混合した混合液を注
入した。本実施例では、混合液体の油と水の体積比率が
２０：８０である実施例１と、５：９５である実施例２
について示すと共に、比較例として、流路形成部材１４
の配置されていない液体分離装置においても同様に抜出
を行った。この混合液を、分離槽１３に注入し、攪拌装
置１７により攪拌した後静置し、下層の水層１９をポン
プ１６により速度２２０Ｌ／ｍｉｎで抜出す。抜出口１
５で上層２０の油の混入が認められたときに抜出しを停
止して、分離槽１３内の残液の量を測定した。本実施例
では、抜出しを停止したときの槽内の液残量（体積）
が、より上層２０の油の量（体積）に近ければ、抜出し
における油層２０と水層１９の界面の乱れが少ないとい
うことがわかり、分離効率がよいということが言える。
その結果を表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１では、実施例１、２ともに、それぞれ
比較例１、２と比較した場合、液残量が油層２０の量に
非常に近く、効率的に下層１９を抜出すことができたこ
とがわかる。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る液体分離装置においては、
抜出す分離成分が底面に設けられた流路形成部材の孔を
通じて抜出されることにより、抜出口付近の急激な流速
の変化に起因する分離槽内の混合液体の対流や渦の発生
を抑制し、分離成分とその上層の界面の乱れを防止す
る。従って、上層成分の分離成分への混入を防ぎ、分離
成分の純度を高めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態として示した液体分離装
置の断面図である。

【図２】 同液体分離装置の底部に配設された流路形成
部材の斜視図である。

【図３】 同流路形成部材の側面図である。

【図４】 本発明の異なる実施形態として示した液体分
離装置の断面図である。

【図５】 本発明の実施例において使用した液体分離装
置の断面図である。

【符号の説明】

１ 液体分離装置 ２ 分離槽 ３ 抜出口 ５ 流路形成部材 ６ 孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに不溶解性で密度の異なる少なくと
   も２種以上の混合物の成分を分離するための装置であっ
   て、混合物を収容、分離する分離槽と、該分離槽側壁下
   部に設けられて前記混合物の分離成分を抜出す抜出口と
   を備えてなる液体分離装置において、 前記分離槽底部には、前記抜出口方向への前記分離成分
   の流路を形成する流路形成部材が配置され、該流路形成
   部材の側壁部には複数の孔が形成されていることを特徴
   とする液体分離装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液体分離装置であって、 前記流路形成部材は、一端が開口して前記抜出口に接続
   されると共に他端が閉塞された構成とされ、前記流路が
   略水平方向を向くように配置されていることを特徴とす
   る液体分離装置。