JP2008110294A - Separator cartridge - Google Patents
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Description
本発明は、筒状のコア部材と、コア部材に巻き付けられた濾材層を有する濾材部およびガスケットから構成されるセパレータカートリッジに関する。 The present invention relates to a separator cartridge including a cylindrical core member, a filter medium portion having a filter medium layer wound around the core member, and a gasket.
従来から、石油精製工場などでは、油中の水分や固形物をフィルタセパレータにより分離除去することが一般的になっている(例えば、特許文献1参照)。フィルタセパレータに設けられるセパレータカートリッジとして、シリコーン等により撥水効果を持たせた濾紙をプリーツ状に成形したものや、側面に多数の貫通孔を有した円筒状のコア部材に合成繊維からなる濾材を巻き付け、さらに濾材を巻き付けたコア部材の両端にエンドプレートを接着して構成したものが知られている。このセパレータカートリッジの外部空間から濾材を通過する過程で油中の水滴が撥水され、濾材を通過した油からは水分が5〜15ppmまで分離除去される。なお、セパレータカートリッジは、所定期間使用されると濾材の目詰まりや撥水機能の低下が生じるなどして性能が低下するため、着脱交換可能に設けられる。使用後のセパレータカートリッジは、材料ごとに分別されて廃棄処分される。
従来のコア部材は、パンチングメタルを用いてコア部材が成形される一方、濾材には、プリーツ状に折り畳まれて断面菊花状の円筒状に成形された濾紙が用いられていた。このような濾材を廃棄するときには、オイルが染み込んだ濾材と金属製のコア部材および両端にエポキシ樹脂により接着されたエンドプレートとを分別する必要があり、分別処理に多大な手間がかかっている。 A conventional core member is formed by using punching metal, while a filter paper that is folded into a pleat shape and formed into a cylindrical shape having a cross section of chrysanthemum is used as the filter medium. When discarding such a filter medium, it is necessary to separate the filter medium soaked with oil, the metal core member, and the end plate bonded to both ends with an epoxy resin, which requires a lot of labor for the separation process.
このような問題に鑑み、本発明は、廃棄処分の作業を容易化できるセパレータカートリッジを提供することを目的とする。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a separator cartridge that can facilitate disposal work.
上記目的達成のため、本発明に係るセパレータカートリッジは、筒状に成形された金属製の多孔性のコア部材(例えば、実施形態におけるパンチングメタル14)と、コア部材の外周に筒状に巻き付けられた濾材層(例えば、実施形態における金網15)とからなる濾材部を有して構成され、濾材部の外周側面から炭化水素系流体を通過させて濾材層により流体に含まれる水滴が除去されるセパレータカートリッジであって、濾材部がコア部材と同一材料の金網で構成され、濾材部の両端に、濾材部の両端に形成された開口からの流体の流出を防ぐガスケットが取り付けられている。
In order to achieve the above object, a separator cartridge according to the present invention is wound in a cylindrical shape around a metal porous core member (for example, a
また、上記構成のセパレータカートリッジにおいて、濾材層が、金網に金網への水滴の付着を防止するため所定の接触角(例えば150°)以上を有するフッ素樹脂等の撥水材料を塗布して成形されるのが好ましい。 Further, in the separator cartridge having the above configuration, the filter medium layer is formed by applying a water repellent material such as a fluororesin having a predetermined contact angle (for example, 150 °) or more to prevent adhesion of water droplets to the wire mesh. It is preferable.
さらに、上記構成のセパレータカートリッジにおいて、流体中に含まれる固形物を捕捉除去し流体に含まれる水分を凝集させる水分凝集手段(例えば、実施形態におけるコアレッサカートリッジ20)を通って所定の大きさ(0.5mm〜10mm程度)に粗粒化した水滴が混入した状態で流入した流体が濾材層を通過することにより凝集した水分が濾材層表面で撥水除去されるのが好ましい。
Furthermore, in the separator cartridge having the above-described configuration, a predetermined size (for example, the
このように構成される本発明に係るセパレータカートリッジは、金属製のコア部材とコア部材に取り付けられる濾材層とが同一の金属材料から成形されている。このため、コア部材と濾材層とを分別せずに処理でき、処理作業を単純化できる。また、これらを減容して処分することにより、廃棄処理に要するコストを低減できる。さらに、使用後においては、簡単に濾材層とコア部材とを分離できるようになっているため、分離されたコア部材は簡単な洗浄を行うだけで再利用でき、資源の有効化が図られる。また、筒状の濾材部の両端には濾材部に形成された開口を閉塞するガスケットが設けられており、濾材部に流入した流体が外部に漏れないようにしっかりと保持される。 In the separator cartridge according to the present invention configured as described above, the metal core member and the filter medium layer attached to the core member are molded from the same metal material. For this reason, it can process without separating a core member and a filter medium layer, and can simplify a processing operation. Moreover, the cost which a disposal process requires can be reduced by reducing and disposing of these. Furthermore, since the filter medium layer and the core member can be easily separated after use, the separated core member can be reused only by simple cleaning, and the resources can be made effective. In addition, gaskets for closing the openings formed in the filter medium part are provided at both ends of the cylindrical filter medium part, and the fluid flowing into the filter medium part is firmly held so as not to leak to the outside.
なお、コア部材と同一材料で成形される濾材層として、所定のメッシュ数に設定された金網を用い、さらにこの金網にフッ素樹脂等からなる撥水材料を塗布して接触角を所定角(例えば150°)以上にすることにより、セパレータカートリッジの濾材層として充分に実用に供することができる。 In addition, as a filter medium layer formed of the same material as the core member, a wire mesh set to a predetermined number of meshes is used, and a water repellent material made of fluororesin or the like is further applied to the wire mesh to set a contact angle to a predetermined angle (for example, By setting it to 150 ° or more, it can be sufficiently put into practical use as a filter medium layer of a separator cartridge.
また、本発明に係るセパレータカートリッジは、流体中に含まれる固形物を捕捉除去し流体に含まれる水分を凝集させる、水分凝集手段(いわゆるコアレッサカートリッジ)と併用することにより、この水分凝集手段から流入した流体を濾材層を通過させて凝集した水滴を撥水処理させることが可能であるが、上記のように、接触角が所定角以上(150°以上)と超撥水領域にあるため、濾過スピードを上げて処理することが可能となり、機器をコンパクト(小型化)できる。 In addition, the separator cartridge according to the present invention is used together with a water aggregation means (so-called coalescer cartridge) that captures and removes solids contained in the fluid and aggregates the water contained in the fluid. It is possible to cause water droplets that have been aggregated by passing the fluid flowing through the filter medium layer to be water repellent, but as described above, because the contact angle is a predetermined angle or more (150 ° or more) and in the super water repellent region, It becomes possible to increase the filtration speed for processing, and the equipment can be made compact.
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、図1に示す矢印Uの方向を流体の流れ方向として説明する。そして、外形が略円筒状に形成されるセパレータカートリッジ10の長手軸方向を上下方向とする。図1に全体構成を示すフィルタセパレータ1は、ケーシング2と、ケーシング2の内部に収容されるコアレッサカートリッジ20(凝集層)とセパレータカートリッジ10とから構成される。このフィルタセパレータ1は、例えば石油精製工場や石油化学工場の製品出荷ラインに設けられている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the direction of the arrow U shown in FIG. 1 is demonstrated as a fluid flow direction. The longitudinal axis direction of the
ケーシング2は、例えば上下の半体を組み付けることにより構成され、組付状態において上下に延びる円筒状に成形され、内部に閉じた空間2Cが形成される。ケーシング2には、内部空間2Cとケーシング2の外部とを連通させるオイル流入孔2aおよびオイル流出孔2bが形成されている。
The
ケーシング2には、内部空間2Cを上下に区画し、上方内部空間2Dと下方内部空間2Eとを形成させる仕切壁2cが設けられている。下部内部空間2Eは、さらに、オイル流入孔2a側の汚油室2Fと、オイル流出孔2b側の清浄油室2Gとに区画される。仕切壁2cには、中心部とその外側の適宜位置との3箇所にそれぞれ、上下に貫通する開口2d,2e,2fが形成されている。開口2eは、上下に延びてコアレッサカートリッジ20を取り付ける垂直管2gを介してコアレッサカートリッジ20内部に連通し、開口2fは、上下に延びてセパレータカートリッジ10を取り付ける垂直管2hを介してセパレータカートリッジ10内部に連通する。また、仕切壁2cの中心部に設けられた開口2dおよび上下に延びる凝集水排出配管2iを介して、上方内部空間2Dとケーシング2の外部とが汚油室2Fおよび清浄油室2Gとは遮蔽された状態に連通される。
The
汚油室2Fは上下に延びる汚油排出配管2jと連通しており、汚油室2F内の清掃時等において、汚油室2F内の油を汚油排出配管2jを介してケーシング2の外部へ排出させることが可能である。また、清浄油室2Gは上下に延びる清浄油排出配管2kと連通しており、清浄油室2F内の清掃時等において、清浄油室2F内の油を清浄油排出配管2kを介してケーシング2の外部へ排出させることが可能である。
The dirty oil chamber 2F communicates with a vertically extending dirty oil discharge pipe 2j. When cleaning the dirty oil chamber 2F, the oil in the dirty oil chamber 2F is removed from the
コアレッサカートリッジ20は、油中に含まれる固形夾雑物を捕捉して微小な水滴を凝集分離する機能を有している。一方、セパレータカートリッジ10は、コアレッサカートリッジ20により分離除去しきれない水滴を撥水除去する機能を有している。すなわち、図1に示すように、オイル流入孔2aからケーシング2内に区画された汚油室2Fを介してコアレッサカートリッジ20に流入することによりコアレッサカートリッジ20で微小な水滴が凝集分離された油は、セパレータカートリッジ10を通過することにより水滴を撥水除去され、ケーシング2内に区画された清浄油室2Gを介してオイル流出孔2bから外部へと流出するようになっている。
The
ここで、本発明に係るセパレータカートリッジ10の構成について説明する。セパレータカートリッジ10は、円筒状のフローコントロールチューブ11と、フローコントロールチューブ11の外周に対して所定間隔に離間し且つこれを収容するように配置された円筒状の濾材部12とから構成される。フローコントロールチューブ11は、セパレータカートリッジ10に流れ込む流体の流速を均一化するために設置されるもので、オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304)からなる金属材料を円筒状に成形してなり、側面には、多数の円孔11a,11a,…が貫通して設けられている。フローコントロールチューブ11の上端部には、フローコントロールチューブ11とほぼ同じ径を有する円板状の蓋部材13が被せられている。この蓋部材13は、樹脂材料を材質として所定の形状に成形される。また、フローコントロールチューブ11は、垂直管2fの上端部に設置された段付きフランジ状のアダプタ18上に設置される。
Here, the configuration of the
濾材部12は、フローコントロールチューブ11と同じオーステナイト系ステンレス鋼からなる径145mm程度、長さ1000mm程度(必ずしもこのような寸法に限られない)の円筒形の金属製のパンチングメタル14に、オーステナイト系ステンレス鋼からなり、50〜400メッシュの間で適宜設定された筒状の金網15が筒の周方向に沿って巻かれてなる。そして、筒状の濾材部12には、その上下両端に開口12a,12bが形成される。なお、メッシュは、縦幅1インチ当たりにおける横方向のワイヤーの本数を表す単位であり、その値が大きければ大きいほど濾材部12の金網15の網目が細かいことを示す。
The
さらに、濾材部12の金網15の表面には、超撥水材料が塗布され、この超撥水材料として、例えばポリフッ化エチレン系樹脂が用いられている。このような超撥水材料が塗布されることにより、金網15上を水が流れた場合、金網15の水に対する接触角は約150°になる。ここで「接触角」とは、日本工業規格JIS R3257「ガラス基板のぬれ性試験方法」にも記載されているように、固体、液体および空気の接する部位から液体の表面に接線を引いたとき、この接線と液体に濡れている部分の固体表面とのなす角度をいう。この接触角が大きいほど撥水性が良く、逆に、接触角が小さいものはぬれ性が良い。なお、本発明に係るセパレータカートリッジ10においては、接触角が150°以上であればよい。
Further, a super water-repellent material is applied to the surface of the
このように構成された濾材部12には、その上下両端のそれぞれに濾材部12の端面に沿って、断面略コ字状に成形された樹脂材料からなる上下のガスケット16,16が取り付けられている。このガスケット16,16の材質として、例えばニトリルゴム(NBR)やバイトン(登録商標)ゴムといったものが挙げられる。なお、濾材部12は、上方に開口する向きに取り付けられる下部ガスケット16を介して垂直管2fと一体化したアダプタ18上に載置されている。また、濾材部12の上下両端には、流体が濾材部12の中に入り込まないように遮蔽するためのブラインド17,17が各々設けられている。このブラインド17,17は、いずれも濾材部12とほぼ同じ径を有して濾材部12の内周側に(パンチングメタル14の内周側に)設けられるリング状の部材からなり、各々濾材部12とともにガスケット16に装着されて固定される。
The upper and
段付きフランジ状のアダプタ18の略中央部には上下に貫通する貫通孔18aが形成され、フローコントロールチューブ11の内部と垂直管2fとがこの貫通孔18aを介して連通しているため、濾材部12により清浄化されたフローコントロールチューブ11内部の流体が垂直管2fへと送られるようになっている。また、センターロッド4の下端部を取り付け可能なセンターロッド取付部18cがアダプタ18に形成された貫通孔18aの一部を塞ぐように貫通孔18aの直径部分に亘って設けられており、センターロッド取付部18cにおけるフローコントロールチューブ11の長手軸線上には、センターロッド取付部18cを上下に貫通するロッド挿入孔18bが形成されている。このロッド挿入孔18bにはネジが切られており、下端部に同じくネジが切られたセンターロッド4をこのロッド挿入孔18bに挿入することでセンターロッド4をアダプタ18に対して締結固定することが可能である。
A through hole 18a penetrating in the vertical direction is formed in the substantially central portion of the stepped flange-shaped
フローコントロールチューブ11は、蓋部材13を上部に被せた状態で蓋部材13の略中央部に上下に貫通して形成されたロッド挿入孔13aにセンターロッド4を通すようにしてアダプタ18に載置し、ナット6,6によりフローコントロールチューブ11の上端側からフローコントロールチューブ11を締め付けることで、フローコントロールチューブ11の長手軸方向がアダプタ18に対して略垂直に上方に延びた状態でアダプタ18に固定される。
The flow control tube 11 is placed on the
さらに、濾材部12は、フローコントロールチューブ11がアダプタ18にセットされた状態で、フローコントロールチューブ11を覆うように入れ子式にケーシング2の内部に設置されている。濾材部12は、濾材部12の上端部に取り付けられ樹脂材料からなる蓋部材19の略中央部に上下に貫通して形成されたロッド挿入孔19aにセンターロッド4を通し、濾材部12およびフローコントロールチューブ11の内部を上下に通して設けられるセンターロッド4をナット5により締めつけられることでアダプタ18に固定されており、濾材部12およびフローコントロールチューブ11の長手軸の軸芯位置はいずれもセンターロッド4に一致するようになっている。このとき、蓋部材19が、ナット5の締め付けにより下方に開口する向きに取り付けられる上部ガスケット16を押さえ付けることで、濾材部12内部の流体が上端側の開口12aを介して外部に漏れ出さないようになっている。また、濾材部12の下端部が下部ガスケット16を介してアダプタ18を押さえ付けることにより、濾材部12内部の流体が下端側の開口12bを介して外部に漏れ出さないようになっている。
Further, the
以上、フィルタセパレータ1を構成するセパレータカートリッジ10の構造について説明したが、セパレータカートリッジ10は、流体中に含まれる固形物を捕捉除去し流体に含まれる水分を凝集させる、コアレッサカートリッジ20から流入した流体を、セパレータカートリッジ10の濾材部12の金網15を通過させることによりコアレッサカートリッジ20において凝集した水分が撥水除去されるようになっている。以下では、コアレッサカートリッジ20から流入した流体(石油)中の水分が、セパレータカートリッジ10において分離除去される様子について説明する。
Although the structure of the
コアレッサカートリッジ20を通過することで水分が凝集した石油は、油水分離材として機能するセパレータカートリッジ10の濾材部12の外周面に到達し、濾材部12の金網15を通過する。ここで、金網15の網目が50〜400メッシュに設定されているとともに、接触角が150°になるように撥水材料が表面に塗布されていることから、石油に含まれる水分が濾材部12の金網15の表面に付着して凝集し、石油と分離される。さらに、石油中に含まれる金属屑などの固形不純物が濾材部12により捕捉される。
Petroleum in which moisture has condensed by passing through the
濾材部12を通過することにより、水分および固形不純物が除去された石油は、フローコントロールチューブ11の円周側面に多数形成された円孔11a,11a,…を通過し、フローコントロールチューブ11の内部空間に到達する。フローコントロールチューブ11の内部空間に到達した石油は、垂直管2fを通ってセパレータカートリッジ10の外部へ流出し、清浄油室2Gからオイル流出孔2bを通ってケーシング2の外部へと流出する。
The oil from which moisture and solid impurities have been removed by passing through the filter
また、金網15に付着して凝集された水分は、互いに液滴を成長させ、自重により下方に落流する。このような水分は、仕切壁2cの上面まで落下して上方内部空間2Dの下部に滞留するが(図1の水分W)、仕切壁2cに形成された開口2dから凝集水排出配管2iに流入し、この凝集水排出配管2iに導かれて水分流出口からフィルタセパレータ1の外部に排出される。
Moreover, the water | moisture content adhering to the
フィルタセパレータ1は所定期間運用されると、固形不純物の濾過作用に伴って金網12に目詰まりが生じるなどして分離除去性能が低下するため、セパレータカートリッジ10の濾材部12の着脱交換を行う必要がある。この場合、濾材部12の着脱交換のためナット5,5を緩める方向に操作することで、濾材部12が、ケーシング2内においてセパレータカートリッジ10とフィルタカートリッジ20とを連結した状態に固定する連結部材2lから取外可能になり、また、濾材部12をフローコントロールチューブ11から抜き取るようにすることで、濾材部12を載置しているアダプタ18から濾材部12を取り外すことが可能である。古い濾材部12を取り外した後は、新しい濾材部12をフローコントロールチューブ11に被せるようにしてケーシング2の内部に設置させる。
When the filter separator 1 is operated for a predetermined period, the separation and removal performance deteriorates due to clogging of the
交換により取り出された濾材部12には石油が付着しているが、濾材部12のうちパンチングメタル14を洗浄して付着しているオイルを洗浄して取り除けば、そのまま再生利用でき、資源の有効化が図られる。また、パンチングメタル14と金網15は同一材料から成形されているため、パンチングメタル14と金網15とを分離回収することなく、取り出された濾材部12を組付状態のまま所定のプレス機でプレスすることにより、金網15が巻き付けられた状態の濾材部12を減容して処分することが可能で、廃棄処理に要するコストを低減できる。
Oil is attached to the filter
また、水分を除去するための濾材部として、50〜400メッシュの網目を有し、表面テフロン(登録商標)加工による撥水処理により水滴の接触角が150°以上になるように成形された金網が用いられている。このように成形された濾材部を用いることにより、フィルタセパレータ1の濾材として充分に実用に供することができる。 Further, as a filter medium part for removing water, a metal mesh having a mesh of 50 to 400 mesh and formed so that the contact angle of water droplets becomes 150 ° or more by water repellent treatment by surface Teflon (registered trademark) processing. Is used. By using the filter medium part formed in this way, it can be sufficiently put to practical use as the filter medium of the filter separator 1.
これまで、本発明に係るセパレータカートリッジの実施形態を説明したが、必ずしも上記構成に限られない。上記実施例では、石油から水分を除去するためのフィルタセパレータ1のセパレータカートリッジとして用いる例を示したが、本発明に係るセパレータカートリッジは、石油以外の他の液体の液液分離装置に用いられてもよい。また、石油から水分を除去するためのフィルタセパレータ1としての利用についても、石油精製工場の製品出荷ラインに設けるだけに限らず、他の用途であっても同様にして実施でき、同様の効果を得ることができる。 So far, the embodiment of the separator cartridge according to the present invention has been described, but it is not necessarily limited to the above-described configuration. Although the example used as a separator cartridge of the filter separator 1 for removing moisture from petroleum is shown in the above embodiment, the separator cartridge according to the present invention is used in a liquid-liquid separation device for liquids other than petroleum. Also good. Further, the use as the filter separator 1 for removing moisture from oil is not limited to being provided in the product shipping line of an oil refinery factory, but can be implemented in the same manner for other uses as well. Obtainable.
1 フィルタセパレータ
2 ケーシング
4 センターロッド
10 セパレータカートリッジ
11 フローコントロールチューブ(水分凝集手段)
11a 円孔
12 濾材部
12a,12b 開口
13 蓋部材
14 パンチングメタル(コア部材)
15 金網(濾材層)
16 上部および下部ガスケット
17 ブラインド
18 アダプタ
18a 貫通孔
18b ロッド挿入孔
18c センターロッド取付部
19 蓋部材
19a ロッド挿入孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
15 Wire mesh (filter material layer)
16 Upper and
Claims (4)
前記濾材層が前記コア部材と同一材料の金網で構成され、
前記濾材部の両端に、前記濾材部の両端に形成された開口からの流体の流出を防ぐガスケットが取り付けられていることを特徴とするセパレータカートリッジ。 A metal porous core member formed into a cylindrical shape and a filter medium part formed of a filter medium layer wound in a cylindrical shape around the outer periphery of the core member, and carbonized from the outer peripheral side surface of the filter medium part. A separator cartridge that allows hydrogen-based fluid to pass therethrough and removes free water mixed into the fluid by the filter medium layer,
The filter medium layer is composed of a wire mesh made of the same material as the core member,
A separator cartridge, wherein gaskets are attached to both ends of the filter medium part to prevent fluid from flowing out from openings formed at both ends of the filter medium part.
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