JP2003126842A - 油水分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空チャンバ内に導入した油水混合液を真空
中で沸騰させて油水を分離する装置であって、処理水を
真空発生機構の駆動水として回収し連続運転が可能な油
水分離装置を提供すること。 【解決手段】油水混合液を導入する真空チャンバ１０
と、水タンク１２とエゼクタ１３とポンプを管で接続し
て水の循環回路１９を構成する。水の循環回路１９に冷
凍システムの冷凍機による熱交換器２２を設け、真空チ
ャンバ１０に加熱器を設ける。水の循環回路１９によっ
て発生する負圧を真空チャンバ１０に供給し、真空チャ
ンバ１０内に導入した油水混合液の水を沸騰うさせて水
分のみを蒸発させ、蒸発した水蒸気を冷却器１１で水に
戻して処理水として排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油水分離装置に係
り、特に、油水混合液を真空状態で沸騰させて油水を分
離する油水分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空沸騰式の油水分離装置として
は、特開２０００−１８１６２号公報に記載のものがあ
る。この公報の装置では、真空チャンバが真空ポンプの
吸気側と連結されており、また真空チャンバの本体には
内部の油水混合液（例えばドレン）を昇温する加熱器が
設けられているものである。ドレンを油と水に分離する
には、ドレンを真空チャンバに導入し、真空ポンプを運
転すると共に加熱器により真空チャンバを昇温する。真
空チャンバが真空下における水の沸点に達するとドレン
中の水が気化して真空ポンプより大気に放出され、真空
チャンバ内には油だけが残留した状態になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、真空チャ
ンバに真空ポンプを接続し、真空ポンプの排気側から大
気に放出された水蒸気を、後段に設けた熱交換器で凝縮
させて蒸留水に還元し処理するものであって、真空ポン
プを必要とするものであった。一方、ドレンを未処理の
まま下水道又は河川に放流すると環境汚染の原因となる
ので、ドレンは油と水に分離してから廃棄処理するのが
好ましく、このため油水分離装置の必要性が高まってい
る。

【０００４】そこで、本発明の目的は、真空チャンバ内
に導入した油水混合液を真空中で沸騰させて油水を分離
する装置において、気化した水分を凝縮させ、その蒸留
水をエゼクタとポンプによる水の循環回路によって真空
発生機構を構成すると共に、回収した処理水を駆動水に
使用するものであって、真空ポンプを不要にした油水分
離装置を提供することである。

【０００５】本発明の他の目的は、真空チャンバ内の油
水混合液を昇温するために加熱器に加えて、補助熱源を
設けて油水液の沸騰を促進させる油水分離装置を提供す
ることである。

【０００６】又、本発明の他の目的は、真空チャンバ内
に設けた温度センサにより、弁洩れなどの原因による真
空度の異常を検出・報知できる油水分離装置を提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、油水混合液を導入する真空チャンバと、
冷却器と、水タンクとエゼクタとポンプを管で接続した
水の循環回路とを具備し、真空チャンバと冷却器を接続
し、かつ冷却器とエゼクタを接続し、水の循環回路に冷
凍機の熱交換器を設け、真空チャンバに加熱器を設け、
水の循環回路によって発生する負圧を真空チャンバに供
給することを特徴とする。

【０００８】また、真空チャンバは冷凍機の凝縮側の放
熱器を補助熱源として設けていることを特徴とする。

【０００９】更に、真空チャンバは内部に温度センサを
設け、真空度に応じて決まる油水混合液の沸点に到達す
るまでの設定時間と温度センサが測定する温度とを比較
し、設定された時間内に沸点に達していないときは装置
が異常であることを検出することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の油水分離装置の構
成を示す構成図、図２は水タンクの内部構造を示す断面
図、図３は真空チャンバの内部構造を示す断面図であ
る。

【００１１】図において、真空チャンバ１０は、配管１
４により冷却器１１と、配管３２と三方電磁弁１７とエ
ゼクタ１３を介して水タンク１２とに接続されている。
なお、配管３２と配管１４は真空チャンバ１０側で直接
接続してある。また、冷却器１１は配管１５によりエゼ
クタ１３に接続されている。さらに、エゼクタ１３と水
タンク１２は、ポンプ１６及び三方電磁弁１７を介して
配管１８で接続されている。水タンク１２と、エゼクタ
１３と、ポンプ１６とは配管１８によって水の循環回路
１９を形成し、この水の循環回路１９によって真空発生
機構が構成されている。ところで、エゼクタ１３は駆動
水温が上昇すると精度が低下するので、駆動水温を安定
させるため水タンク１２内に水を冷却する冷却機構を組
み込んでいる。水の冷却機構は水タンク１２と接続する
冷凍システムであって、冷凍機２０及び凝縮器２１から
なる冷凍システムで冷却したガスを、水タンク１２内に
設けた熱交換器２２に送ることで、水タンク１２内の水
温の上昇を防止している。一方、真空チャンバ１０内に
は、冷凍機２０の凝縮側の熱を放出する放熱器２３を設
けてある。また、水タンク１２には水道水を補給する水
補給管２４が設けてある。

【００１２】本発明では、上記のようにエゼクタ１３で
負圧を発生するように構成したため、真空ポンプを別設
する必要が無くなくなり装置の小型化を図ることが可能
となる。また、真空チャンバ１０の補助熱源に冷凍機２
０の凝縮側の熱を利用する構成としたため、真空チャン
バ１０の加熱に要する電力が少なくて済み省エネルギを
図ることが出来る。

【００１３】なお、本実施形態では、熱交換器２２を水
タンク１２の内部に設けた構成としたが、水タンク１２
内に限定するものでなく、水の循環回路１９中に設けら
れればよい。

【００１４】更に、真空チャンバ１０には、ドレン供給
管３０と廃液放出管３１が接続されている。なお、真空
チャンバ１０に設けたフロート管３３に接続した放出管
３４を廃液放出管３１に接続している。また、真空チャ
ンバ１０に接続したドレン供給管３０には電動弁３５を
設け、廃液放出管３１にも電動弁３６を設けると共に、
廃液放出管３１のバイパス管３７に手動弁３８を設け、
さらに、フロート管３３に接続した放出管３４に手動弁
３９を設けている。この他、水タンク１２の上方位置に
処理水放出管４０が接続され、また、水タンク１２とポ
ンプ１６の間の配管１８にポンプ排水管４１が手動弁４
２を介して接続されている。なお、冷却器１１とエゼク
タ１３を接続した配管１５には電動弁４３が設けられて
いる。

【００１５】図３を参照して、真空チャンバ１０とフロ
ート管３３は上方及び下方位置に設けた連結管４４を介
して接続され、フロート管３３内の液面が真空チャンバ
１０内のドレンが沸騰した場合でも変動しないようにし
ている。この、フロート管３３内には、真空チャンバ１
０の水位を検出するための水位センサ４５が設けられて
いる。

【００１６】又、真空チャンバ１０の内部には、ドレン
を昇温させる加熱器５０が設けられており、真空チャン
バ１０内に導入されたドレンを昇温する。また、真空チ
ャンバ１０内は温度センサ５１を設けてある。なお、図
示していないが本装置には、この温度センサ５１が測定
する温度と、真空度に応じて決まる油水混合液の沸点に
到達するまでの設定時間とを比較する制御機構を備えて
いる。また、設定された時間内に沸点に達していないと
きに制御機構が異常であることを検出して、異常を報知
（音声又は表示により報知）する警報装置とを備えてい
る。このように、温度上昇速度から装置の異常を検出し
警報を発する事ができるため、流路中に設けた三方電磁
弁や大気開放用の電動弁４３の洩れ等により所定の負圧
になるまでの時間が伸びていたり、ドレンの供給を行う
電動弁３５の洩れにより、所定量のドレンが供給されな
い等の異常を早めに把握でき、無駄な運転を抑制するこ
とができる。

【００１７】さらに、真空チャンバ１０内には、ドレン
の沸騰による油分の飛散を防止するため、ドレンに浸か
るように網板又は穴あき板５２を設けると共に、ドレン
面より上方に隔壁板５３を設けている。なお、隔壁板５
３は蒸発した気体のみが上方にいき、液状のものが混じ
らないように迷路状に配置してある。

【００１８】本実施形態では、真空チャンバ１０の内部
に加熱器５０を設けたが、真空チャンバ１０の外側に設
けて真空チャンバ全体を昇温してもよい。

【００１９】次に、本実施形態の装置によって油水を分
離する動作を説明する。まず始めに、油水混合液である
ドレンをドレン供給管３０から真空チャンバ１０に導入
する。真空チャンバ１０に所定量のドレンが導入された
ら、電動弁３５を閉にしてドレンの導入を停止する。ド
レン導入の開始指示は、図示していない制御盤上で行わ
れる。また、作業中に真空チャンバ１０内のドレンの水
位が基準以下に下がったことを水位センサ４５で検出す
ると、制御機構が自動的に電動弁３５の開指令を出し
て、新しいドレンを導入する。また、水タンク１２には
予め所定量の水が供給されているものとする。

【００２０】次に、三方電磁弁１７により配管３２への
接続を切り、ポンプ１６を運転して水タンク１２内の水
を配管４２から配管１８によってエゼクタ１３を通して
循環させる。同時に真空チャンバ１０内の加熱器５０に
通電してドレンを昇温する。真空チャンバ１０内のドレ
ンが昇温すると共に、エゼクタ１３によって管１４、１
５内が吸引される。このため、真空チャンバ１０内が負
圧になり、これによりドレンの水分は低温で沸騰する。
真空チャンバ１０の内部には、前述のように冷凍システ
ムの凝縮側の熱を放出する放熱器２３を設けたので、加
熱器５０による昇温とともに放熱器２３によってドレン
の昇温が促進される。また真空チャンバ１０に導入され
た油水混合液（ドレン）は温度センサ５１によって測定
されており、制御機構は温度センサ５１が測定する温度
と、真空度に応じて決まる油水混合液の沸点に達するま
での設定時間とを比較し、設定された時間内に沸点に達
していないときは弁洩れなどによる装置の異常と判断し
て、図示しない警報装置を作動する。

【００２１】真空チャンバ１０内で沸騰したドレンの水
分は油分を含まない水蒸気となって管１４を通って冷却
器１１に送られ、冷却器１１で水に戻されて処理水とな
り、エゼクタ１３を経て水タンク１２に回収される。前
述のように、エゼクタ１３は駆動水温が上昇すると精度
が低下するので、水タンク１２内に設けた冷凍システム
の冷凍機による熱交換器２２が水温の上昇を防止してい
る。又、冷凍システムを構成する冷凍機２０の凝縮側の
放熱器２３を真空チャンバ１０内に設けたので、放熱器
２３はドレンを昇温する熱源の補助熱源として利用され
る。

【００２２】水タンク１２に回収された処理水は油分を
含んでいないので、このまま下水道又は河川に放流する
ことができる。水タンク１２内の水位が処理水放出管４
０の接続部に達すると、処理水は処理水放出管４０から
放出される。又、真空チャンバ１０はフロート管３３の
水位センサ４５により、ドレン処理が進み、その水位が
所定の高さに達したことを検出したら、電動弁３６を開
にして廃液放出管３１から油分を含み濃縮されたドレン
を廃液ドレンとして回収する。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明は、真空チャンバ
に負圧を供給する真空発生機構を、エゼクタと水タンク
とポンプによる水の循環回路で構成することで、真空ポ
ンプを別設する必要が無くなり、かつ気化した水分を凝
縮させて、その蒸留水を水の循環回路に合流させること
により定期的な駆動水の補給が不要なり、水タンクの水
温を安定させるため水の循環回路中に冷凍機による熱交
換器を設けたので、エゼクタの駆動水温を安定させるこ
とができるものである。また冷凍機の凝縮機を真空チャ
ンバの補助熱源として用いて省エネルギを図っている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による油水分離装置の構成を示す構成
図。

【図２】水タンクの内部構造を示す断面図。

【図３】真空チャンバの内部構造を示す断面図。

【符号の説明】

１０ 真空チャンバ １１ 冷却器 １２ 水タンク １３ エゼクタ １４ 配管 １５ 配管 １６ ポンプ １７ 三方電磁弁 １８ 配管 １９ 水の循環回路 ２０ 冷凍機 ２１ 凝縮器 ２２ 熱交換器 ２３ 放熱器 ２４ 水補給管 ３０ ドレン供給管 ３１ 廃液放出管 ３２ 通水管 ３３ フロート管 ３４ 放出管 ３５ 電動弁 ３６ 電動弁 ３７ バイパス管 ３８ 手動弁 ３９ 手動弁 ４０ 処理水放出管 ４１ ポンプ排水管 ４２ 手動弁 ４３ 電動弁 ４４ 連結管 ４５ 水位センサ ５０ 加熱器 ５１ 温度センサ ５２ 網板又は穴あき板 ５３ 隔壁板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油水混合液を導入し油水分離する真空チャ
   ンバと、冷却器と、水タンクとエゼクタ及びポンプとを
   配管で接続した水の循環回路とを具備し、前記真空チャ
   ンバと前記冷却器を配管で接続し、かつ前記冷却器と前
   記エゼクタを配管で接続し、前記水の循環回路中に冷凍
   機で冷却した冷気により処理水を冷却するための熱交換
   器を設け、前記真空チャンバに加熱器を設け、前記エゼ
   クタによって発生する負圧を前記真空チャンバに供給す
   ることを特徴とする油水分離装置。
2. 【請求項２】前記真空チャンバ内に冷凍機の凝縮側の放
   熱器を補助熱源として設けたことを特徴とする請求項１
   に記載の油水分離装置。
3. 【請求項３】前記真空チャンバの内部に温度センサを設
   け、真空度に応じて決まる油水混合液の沸点に到達する
   までの設定時間と前記温度センサが測定する温度とを比
   較し、設定された時間内に沸点に達していないときは装
   置が異常であることを検出することを特徴とする請求項
   １又は２に記載の油水分離装置。