JP2009269017A - フィルタエレメント、油水分離装置および油水分離システム - Google Patents

Abstract

【課題】異物捕集機能を有しつつ油吸着材の充填有効容積を増大させる。
【解決手段】容器本体２１における周壁２１ｃの一端側に形成された底壁２１ａと、その他端側に装着される蓋体２２とで中空柱体に形成されて油吸着材１２ａ，１２ｂおよび不織布１３を収容可能に構成され、かつ底壁２１ａに流入口２１ｂが形成されると共に蓋体２２に流出口２２ａが形成されて、底壁３２ａの内面に底壁２１ａの周縁部Ａが当接した状態で第２のハウジング３２内に装着される油水分離装置１ａ用のフィルタエレメント用容器１１と、容器１１内に充填された油吸着材１２ａ，１２ｂとを備えたフィルタエレメント２ａであって、底壁２１ａの表面から周壁２１ｃの表面に至るスリット部２１ｄが周縁部Ａに形成されて容器１１が構成されると共に、流入口２１ｂを閉塞するようにして不織布１３（エマルジョン破壊材）が配設されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、フィルタエレメント用容器に油吸着材が収容されたフィルタエレメント、このフィルタエレメントを備えて圧縮空気除湿装置のドレン水のように油分が混入した排水から油分を除去する油水分離装置および油水分離システムに関するものである。

この種の油水分離装置の一般的な構造は、本願出願人による下記の特許文献１にも記載されているように、ハウジングと、このハウジング内に収容されるフィルタとを備えた構造となっている。この場合、ハウジングは、配管（ドレン水の供給用配管およびドレン水の排出用配管）に接続された第１のハウジングと、フィルタ（フィルタエレメント）を収容する第２のハウジングとで構成されている。フィルタエレメントは、中筒と、この中筒内に充填された油吸着材とで構成されている。また、フィルタエレメントは、一端側がドレン水の供給用配管と連結された状態でハウジング内に配置されている。この油水分離装置では、供給用配管から流入したドレン水は、一端側からフィルタエレメント内に入り、油分が油吸着材で吸着され、フィルタエレメントの他端側からハウジング内に流出する。さらに、ドレン水は、ハウジングの内周面とフィルタエレメントの外周面との間の隙間を経由して排出用配管から排出される。

ところで、ドレン水には、油分だけでなく異物が混入する場合もあり、この異物を油水分離装置にて捕集したいという要請がある。そこで、出願人は、図７に示すような油水分離装置５１を既に開発している。この油水分離装置５１は、異物捕集手段５７を備えたフィルタエレメント５２を備えている。このフィルタエレメント５２は、円筒状の本体５３と、中央にドレン出口５４ａを有して本体５３の上部側を仕切る円形の上部仕切板５４と、中央にドレン入口５５ａを有すると共に周辺部に下側へ延出する脚部５５ｂを有して本体５３の下部を仕切る下部仕切板５５とを有し、本体５３内における上部仕切板５４と下部仕切板５５との間に吸着材５６が充填される共に、脚部５５ｂに異物捕集手段（小孔）５７が配設されている。この油水分離装置５１では、フィルタエレメント５２に異物捕集手段５７が配設されているため、ドレン水に含まれる異物５８をフィルタエレメント５２で捕集して除去することが可能となっている。また、フィルタエレメント５２単位で交換可能となるため、吸着材５６の交換が容易になっている。
特開２００１−１１３２６９号公報（第２−３頁、第１図）

ところが、本願発明者が、出願人の開発した上記の油水分離装置についてさらに検討を加えた結果、異物捕集手段５７を配設した脚部５５ｂの存在により、フィルタエレメント５２における吸着材５６の充填有効容積が減少していることを見出した。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、異物捕集機能を有しつつ、油吸着材の充填有効容積を増大させ得るフィルタエレメント用容器を有するフィルタエレメント、油水分離装置および油水分離システムを提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のフィルタエレメントは、筒状の周壁および当該周壁の両端部に配設された一対の側壁で中空柱体に形成されて内部に油吸着材を収容可能に構成され、かつ前記一対の側壁のうちの一方の側壁に流入口が形成されると共に他方の側壁に流出口が形成されて、フィルタハウジングにおけるドレン口の形成端面に当該一方の側壁の周縁部が当接した状態で当該フィルタハウジング内に装着される油水分離装置用のフィルタエレメント用容器と、当該フィルタエレメント用容器内に充填された前記油吸着材とを備えたフィルタエレメントであって、前記一方の側壁の表面から前記周壁の表面に至るスリット部が前記周縁部に形成されて前記フィルタエレメント用容器が構成されると共に、当該フィルタエレメント用容器における前記流入口を閉塞するようにしてシート状のエマルジョン破壊材が配設されている。

請求項２記載のフィルタエレメントは、請求項１記載のフィルタエレメントにおいて、前記エマルジョン破壊材が、アミン系のエマルジョン破壊材で構成されている。

請求項３記載のフィルタエレメントは、請求項１または２記載のフィルタエレメントにおいて、前記油吸着材としてのシート状吸着材および当該油吸着材としての短冊状吸着材の少なくとも一方が充填された第１の油吸着層と、前記油吸着材としての細紐状吸着材および当該油吸着材としての綿状吸着材の少なくとも一方が充填された第２の油吸着層とが前記エマルジョン破壊材の上にこの順で設けられて構成されている。

請求項４記載のフィルタエレメントは、請求項１または２記載のフィルタエレメントにおいて、前記油吸着材としての細紐状吸着材および当該油吸着材としての綿状吸着材の少なくとも一方が充填された油吸着層が前記エマルジョン破壊材の上に設けられて構成されている。

請求項５記載のフィルタエレメントは、請求項１から４のいずれかに記載のフィルタエレメントにおいて、前記フィルタエレメント用容器が、筒状の容器本体および当該容器本体に装着される蓋体とを備え、当該蓋体が前記一方の側壁または前記他方の側壁として構成されている。

請求項６記載のフィルタエレメントは、請求項１から５のいずれかに記載のフィルタエレメントにおいて、前記油吸着材が、前記流入口からドーム状に突出している。

請求項７記載の油水分離装置は、請求項１から６のいずれかに記載のフィルタエレメントと、内径が当該フィルタエレメントにおける前記フィルタエレメント用容器の外径よりも大径な中空柱体に形成されると共にドレン口の形成端面に当該フィルタエレメント用容器の前記一方の側壁の周縁部が当接した状態で当該フィルタエレメントを装着可能なフィルタハウジングとを備えている。

請求項８記載の油水分離システムは、粗処理用フィルタエレメントとしての請求項３記載のフィルタエレメントが装着された第１の油水分離装置と、本処理用フィルタエレメントとしての請求項４記載のフィルタエレメントが装着された第２の油水分離装置とを備え、処理対象のドレン水が前記第１の油水分離装置および前記第２の油水分離装置をこの順で通過するように当該両油水分離装置が連結されている。

請求項１記載のフィルタエレメントでは、その一方の側壁の周縁部がフィルタハウジングにおけるドレン口の形成端面に当接した状態でフィルタハウジング内に装着され、一方の側壁の表面から周壁の表面に至るスリット部がこの周縁部に形成されたフィルタエレメント用容器と、フィルタエレメント用容器内に充填された油吸着材とを備えると共に、フィルタエレメント用容器におけるドレン水の流入口を閉塞するようにしてシート状のエマルジョン破壊材が配設されている。したがって、このフィルタエレメントによれば、その一方の側壁をフィルタハウジングの底壁と直接当接させることで油吸着材の充填有効容積を増大させつつ、スリット部を異物捕集部として機能させてドレン水に含まれている異物を捕集することができるだけでなく、油吸着材に付着し難い（油吸着材によって除去し難い）エマルジョンが含まれている処理対象のドレン水がシート状のエマルジョン破壊材を通過する際にエマルジョン破壊（油分および水分の分離）されるため、処理対象のドレン水からエマルジョン化した油分を確実に取り除くことができる。

また、請求項２記載のフィルタエレメントによれば、エマルジョン破壊材をアミン系のエマルジョン破壊材で構成したことにより、エマルジョン化した油分および水分を確実に破壊（油分と水分とに分離）することができる。

さらに、請求項３記載のフィルタエレメントによれば、シート状吸着材および短冊状吸着材の少なくとも一方を充填した第１の油吸着層と、細紐状吸着材および綿状吸着材の少なくとも一方を充填した第２の油吸着層とをエマルジョン破壊材の上にこの順で設けて構成したことにより、エマルジョン破壊材によってエマルジョン破壊された直後に、第１の油吸着層において油吸着材によって油分が吸着されるため、エマルジョン破壊した油分および水分が再びエマルジョン化する事態を回避して油分を確実に取り除くことができる。また、このフィルタエレメントによれば、第１の油吸着層において比較的大きな油分の塊だけが除去されるため、例えばシート状のエマルジョン破壊材の直ぐ後ろに第２の油吸着層を設ける構成と比較して、第１の油吸着層を構成する油吸着材が短期間で目詰まりする事態を回避して十分に長い期間に亘って粗処理用フィルタエレメントの浄化能力を維持することができ、しかも、第１の油吸着層において取り除くことができなかった油分を第２の油吸着層において十分に取り除くことができる。

また、請求項４記載のフィルタエレメントによれば、細紐状吸着材および綿状吸着材の少なくとも一方を充填した油吸着層をエマルジョン破壊材の上に設けて構成したことにより、エマルジョン破壊材によってエマルジョン破壊された直後に、油吸着層を構成する油吸着材によって油分が吸着されるため、エマルジョン破壊した油分および水分が再びエマルジョン化する事態を回避して油分を確実に取り除くことができる。

さらに、請求項５記載のフィルタエレメントによれば、筒状の容器本体と蓋体とでフィルタエレメント用容器を構成したことにより、蓋体を外すことによって油吸着材を容易に交換することができるため、フィルタエレメント用容器を使い捨てることなく、再利用することができる。

また、請求項６記載のフィルタエレメントによれば、フィルタエレメント用容器の一方の側壁に形成された流入口からエマルジョン破壊材がドーム状に突出しているため、流入口から露出するエマルジョン破壊材の表面積（捕集面積）が、流入口においてエマルジョン破壊材が平面状態となるときと比較して増加している。したがって、このフィルタエレメントによれば、油分や異物の付着によるエマルジョン破壊材の目詰まりを低減することができる結果、フィルタエレメント全体および油水分離装置としての目詰まりを低減することができる。

また、請求項７記載の油水分離装置によれば、上記のフィルタエレメントを用いたことにより、フィルタエレメント用容器に対するスリット部の形成によって異物の捕集機能を確保しつつ、フィルタエレメント用容器での油吸着材の充填有効容積の増大によって油水分離機能を長期間に亘って発揮させることができる。したがって、この油水分離装置によれば、フィルタエレメントの長寿命化、言い換えれば、交換回数を低減することができる。

また、請求項８記載の油水分離システムによれば、粗処理用フィルタエレメントが装着された第１の油水分離装置と、本処理用フィルタエレメントが装着された第２の油水分離装置とを備え、処理対象のドレン水が第１の油水分離装置および第２の油水分離装置をこの順で通過するように両油水分離装置を連結したことにより、第１の油水分離装置における粗処理用フィルタエレメントで除去し切れなかった油分や異物を第２の油水分離装置における本処理用フィルタエレメントによって確実に除去することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るフィルタエレメント、油水分離装置および油水分離システムの最良の形態について説明する。

最初に、油水分離システムＳ１（油水分離装置１ａ，１ｂ）の構成について、図面を参照して説明する。

図１に示す油水分離システムＳ１は、本発明に係る油水分離システムの一例であって、本発明における油水分離装置の一例である油水分離装置１ａ，１ｂを備えて構成されている。油水分離装置１ａは、本発明における第１の油水分離装置の一例であって、図５に示すように、フィルタエレメント２ａ（本発明に係るフィルタエレメントの一例）および本体（本発明におけるフィルタハウジング）３を備えている。また、油水分離装置１ｂは、本発明における第２の油水分離装置の一例であって、図６に示すように、フィルタエレメント２ｂ（本発明に係るフィルタエレメントの他の一例）および本体（本発明におけるフィルタハウジング）３を備えている。この場合、図１に示すように、この油水分離システムＳ１では、上流側に配置された油水分離装置１ａにドレン配管における供給側配管４が接続されると共に、下流側に配置された油水分離装置１ｂにドレン配管における排出側配管５が連結され、かつ、油水分離装置１ａ，１ｂが連結用配管６を介して連結されて、供給側配管４から流入するドレン水に含まれている油分および異物を分離して排出側配管５に排出する機能を備えている。

フィルタエレメント２ａは、本発明における粗処理用フィルタエレメントの一例であって、図５に示すように、フィルタエレメント用容器１１と、フィルタエレメント用容器１１内に収容された油吸着材１２ａ，１２ｂおよび不織布１３とを備えている。本例では、フィルタエレメント用容器１１は、一端側（図５中の下端側）が底壁（本発明における周壁の両端部に配設された一対の側壁のうちの一方の側壁）２１ａによって閉塞されると共に他端側（図５中の上端側）が開放された筒状（一例として円筒状）の容器本体２１と、容器本体２１の他端側に装着（一例として螺合によって装着）された蓋体（本発明における一対の側壁のうちの他方の側壁）２２とを備えている。また、容器本体２１の底壁２１ａには、図３，５に示すように、その中央部位に流入口２１ｂ（一例として円形の１つの開口部）が形成されている。

また、容器本体２１は、フィルタエレメント２ａとして構成された状態で後述するように本体３内に装着された際には、図５に示すように、底壁２１ａの周縁部Ａ（リブ状に突出した部位）が本体３の底面（後述するドレン口の形成面）と当接するが、この底壁２１ａの周縁部Ａの表面には、図２〜５に示すように、底壁２１ａの表面（外面）から周壁２１ｃ（底壁２１ａを除く筒状の部位）の表面（外面）に至るスリット部２１ｄが１または２以上（本例では複数（一例として４つ））形成されている。このスリット部２１ｄは、一例として周壁２１ｃの一部を凹ませることで形成されている。この場合、周縁部Ａをリブ状に突出させることなく、底壁２１ａを平坦に形成してその周縁部にスリット部２１ｄを形成してもよい。また、スリット部２１ｄは、一例として、底壁２１ａの表面から周壁２１ｃの表面にかけて同じ幅に形成されて、ドレン水に含まれている異物を捕集する異物捕集部として機能する。このように油吸着材１２ａ，１２ｂおよび不織布１３を収容する容器本体２１の底壁２１ａが本体３の底面と直接当接するように構成され、かつ異物捕集部として機能するスリット部２１ｄが上記のように形成されているため、従来の構成（脚部５５ｂを使用する構成）と比較して、容器本体２１における油吸着材１２ａ，１２ｂや不織布１３を収容する部位を長くできる結果、容器本体２１についての油吸着材１２ａ，１２ｂの充填有効容積が大幅に増大している。なお、このような構成を備えた容器本体２１は、樹脂材料（一例としてポリプロピレン）を用いてブロー成形で形成されている。

蓋体２２は、その中央に流出口２２ａが形成されている。流出口２２ａは、一例として、円形の領域内に複数の小孔が開口されて網目状に構成されている。また、蓋体２２の外面における流出口２２ａの周縁部分には、後述する本体３との連結管として機能する円筒体２２ｂが立設されて、その内面にシール用のＯリング２２ｃが配設されている。蓋体２２は、樹脂成形（一例として、ポリエチレンを用いた射出成型）で形成されている。このように容器本体２１と蓋体２２とで構成されるフィルタエレメント用容器１１は中空柱体として構成されて、その内部に油吸着材１２ａ，１２ｂおよび不織布１３が収容されている。具体的には、図５に示すように、容器本体２１の底壁２１ａに不織布１３が流入口２１ｂを覆うようにして複数枚敷設され、フィルタエレメント用容器１１内の残りの空間内に油吸着材１２ａ，１２ｂが充填されている。不織布１３は、本発明における「シート状のエマルジョン破壊材」に相当し、一例として、アミン系のエマルジョン破壊シート（繊維状のポリプロピレンをベースとしてシート状に形成された材）で構成されている。この場合、このフィルタエレメント２ａでは、上記したように、流入口２１ｂを覆うようにして（閉塞するようにして）数枚の不織布１３が容器本体２１内に積層されるようにして配設されている。また、このフィルタエレメント２ａでは、不織布１３の一部が油吸着材１２ａ，１２ｂから圧力を受けて変形して、流入口２１ｂからドーム状に突出した状態となっている。

また、油吸着材１２ａは、容器本体２１内に充填されて本発明における第１の油吸着層を構成する材であって、一例として、短冊状に裁断したポリプロピレンの小片（本発明における「短冊状吸着材」の一例）で構成されている。この場合、短冊状に裁断したポリプロピレンの小片に代えて、シート状のポリプロピレン（本発明における「シート状吸着材」の一例）を巻回または折り重ねた状態で容器本体２１内に充填することで本発明における第１の油吸着層を構成することもできる。なお、油吸着材１２ａとしてシート状吸着材を採用する場合には、容器本体２１の側方から見て各シート状吸着材に重なりが生じるように（流入口２１ｂから流入したドレン水が各シート状吸着材の間を通過して流出口２２ａに向かって流れるように）充填することで、フィルタエレメント２ａを通過する際のドレン水の流動抵抗が過剰に大きくなる事態を回避することができる。

さらに、油吸着材１２ｂは、容器本体２１内に充填されて本発明における第２の油吸着層を構成する材であって、一例として、綿状に加工されたポリプロピレン（本発明における「綿状吸着材」の一例）で構成されている。この場合、綿状に加工されたポリプロピレンに代えて、ポリプロピレンの繊維を編んだ細紐（本発明における「細紐状吸着材」の一例）を容器本体２１内に充填することで本発明における第２の油吸着層を構成することもできる。このフィルタエレメント２ａでは、不織布１３を積層した上に、上記の油吸着材１２ａが充填された層（本発明における第１の油吸着層）および上記の油吸着材１２ｂが充填された層（本発明における第２の油吸着層）がこの順で設けられて、流入口２１ｂから容器本体２１内に流入したドレン水が、不織布１３、油吸着材１２ａの層および油吸着材１２ｂの層を順に通過して流出口２２ａから流出する構成が採用されている。この場合、ポリプロピレンは、油吸着性に優れていることが知られている。したがって、油吸着材１２ａ，１２ｂおよび不織布１３だけでなく、容器本体２１もポリプロピレンで形成したこのフィルタエレメント２ａによれば、ドレン水に含まれている油分を十分に除去することができる。

一方、フィルタエレメント２ｂは、本発明における本処理用フィルタエレメントの一例であって、図６に示すように、上記のフィルタエレメント２ａと同じ構成のフィルタエレメント用容器１１を備えると共に、フィルタエレメント２ａにおいて油吸着材１２ａが充填された層および油吸着材１２ｂが充填された層に代えて、フィルタエレメント用容器１１の容器本体２１内に油吸着材１２ｂが充填された層だけが設けられている。この場合、このフィルタエレメント２ｂでは、流入口２１ｂを閉塞するようにして数十枚の不織布１３が容器本体２１内に積層されるようにして配設されている。また、このフィルタエレメント２ｂでは、不織布１３を積層した上に、上記の油吸着材１２ｂが充填された層（本発明における油吸着層）が設けられて、流入口２１ｂから容器本体２１内に流入したドレン水が、不織布１３および油吸着材１２ｂの層を順に通過して流出口２２ａから流出する構成が採用されている。この場合、フィルタエレメント用容器１１内に配設する不織布１３の枚数や、油吸着材１２ａ，１２ｂの充填量については、処理対象のドレン水の状態（処理対象のドレン水に含まれる異物や油分の量）に応じてフィルタエレメント２ａ，２ｂ毎に適宜規定することができる。なお、以下の説明において上記のフィルタエレメント２ａ，２ｂを区別しないときには「フィルタエレメント２」ともいう。

本体３は、図５，６に示すように、第１のハウジング３１と第２のハウジング３２とで構成されている。第１のハウジング３１は、有底円筒体に形成されて、その内部にフィルタエレメント２を取り付けるためのフィルタヘッド３３が配設されている。また、第１のハウジング３１の周壁３１ａには、供給側配管４（または連結用配管６）と連結される第１接続口３４、および排出側配管５（または連結用配管６）と連結される第２接続口３５が取り付けられている。この場合、第２接続口３５は、フィルタヘッド３３に連結されて、フィルタヘッド３３を排出側配管５（または連結用配管６）と連通させる。

第２のハウジング３２は、有底円筒体に形成されて、その内部にフィルタエレメント２が収容される。また、第２のハウジング３２の底壁３２ａは、中央部分へ近づくに従って外側に突出するドーム状に形成されて、その最も突出した部位（中央部）にドレン口３２ｂが配設されている。第２のハウジング３２に収容されて装着されたフィルタエレメント２は、容器本体２１の底壁２１ａにおける周縁部Ａが底壁３２ａの内面（本発明におけるドレン口の形成端面）と当接する。また、第２のハウジング３２は、その周壁３２ｃの内径がフィルタエレメント２の外径（フィルタエレメント用容器１１を構成する容器本体２１の外径および蓋体２２の外径のいずれか大きい方）よりも大径に形成されている。これにより、第２のハウジング３２の内周面とフィルタエレメント２の外周面との隙間Ｂが、供給側配管４（または連結用配管６）からフィルタエレメント２に供給されるドレン水の流路として機能する。また、上記のように構成された第１のハウジング３１および第２のハウジング３２は、一例として、図５，６に示すように、第１のハウジング３１の周壁３１ａにおける開口側端部（下端部）に、第２のハウジング３２の周壁３２ｃにおける開口側端部（上端部）が挿入されて互いに連結されている。また、第１のハウジング３１の周壁３１ａおよび第２のハウジング３２の周壁３２ｃの各重合部分には、シール用のＯリング３６が配設されている。

次いで、油水分離システムＳ１（油水分離装置１ａ，１ｂ）の油水分離動作について説明する。

この油水分離システムＳ１では、油分および様々な大きさの異物５８を含むドレン水が供給側配管４から供給された際に、ドレン水は、まず、図５において二点鎖線で示すように、油水分離装置１ａにおける第１のハウジング３１の内部から第２のハウジング３２内に形成された隙間Ｂに達する。この場合、本例の油水分離装置１ａでは、第２のハウジング３２の底壁３２ａと当接する容器本体２１の底壁２１ａには、底壁２１ａの表面から周壁２１ｃの表面に至るスリット部２１ｄが形成されている。このため、ドレン水は、このスリット部２１ｄを流路として、第２のハウジング３２の底壁３２ａと容器本体２１の底壁２１ａとの間の隙間Ｃに流入する。この際に、ドレン水に含まれている異物５８のうちのスリット部２１ｄの幅よりも大きな異物５８は、スリット部２１ｄを通過できないため、通過が阻止されて、隙間Ｂの下部に留まる。つまり、スリット部２１ｄは、その幅よりも大きな異物５８を捕集する異物捕集部として機能する。

続いて、スリット部２１ｄを通過して隙間Ｃに流入したドレン水は、容器本体２１の底壁２１ａに形成された流入口２１ｂからフィルタエレメント２ａの内部に流入する。この際に、ドレン水に含まれる異物５８のうちでも大きなものは、第２のハウジング３２の底壁３２ａの内面に沈殿する。また、ドレン水に含まれる異物５８のうちでも小さなものは、流入口２１ｂからフィルタエレメント２ａ内に進入しようとした際に、不織布１３によって捕集（捕捉）されて、油吸着材１２ａ，１２ｂへの進入が阻止される。この場合、上記したように不織布１３が流入口２１ｂからドーム状に突出しているため、流入口２１ｂから突出する不織布１３の表面積（捕集面積）が平面状態と比較して増加している。したがって、この油水分離装置１ａでは、異物５８の付着による不織布１３の目詰まり、つまりフィルタエレメント２ａの目詰まりが発生しにくくなっている。なお、不織布１３は油吸着材１２ａ，１２ｂほどではないにしても油分についても吸着するため、本発明における油吸着材としても機能する。また、第２のハウジング３２の底壁３２ａの内面に沈殿した異物５８は、底壁３２ａが上記したようなドーム状に形成されているため、底壁３２ａの中央部分に移動してドレン口３２ｂ内に落下し、ドレン口３２ｂ内に集められる。これにより、ドレン口３２ｂを開くことにより、集まった（溜まった）異物５８を容易に排出することができる。

また、このフィルタエレメント２ａでは、前述したように、処理対象のドレン水が流入口２１ｂからフィルタエレメント用容器１１内に流入し、不織布１３が積層された層、油吸着材１２ａが充填された層、および油吸着材１２ｂが充填された層をこの順で通過させられる。この場合、処理対処のドレン水には、油分と水分とが混じり合ってエマルジョン化した液（乳濁液：以下、単に「エマルジョン」ともいう）が含まれている。したがって、この油水分離システムＳ１では、まず最初に、エマルジョンを含んだドレン水が油水分離装置１ａにおけるフィルタエレメント２ａ内の不織布１３（シート状のエマルジョン破壊材）の層を通過するようにドレン水の流路を構成して、ドレン水中のエマルジョンを破壊（油分と水分とを分離）させる構成が採用されている。また、不織布１３の層を通過してエマルジョン破壊されたドレン水は、油吸着材１２ａ（この例では、短冊状に裁断したポリプロピレンの小片）の層を通過する際に、比較的大きな油分の塊が油吸着材１２ａに付着して取り除かれた後に、油吸着材１２ｂ（この例では、綿状に加工されたポリプロピレン）の層を通過する際に、油吸着材１２ａの層において取り除くことができなかったある程度小さな油分の塊が油吸着材１２ｂに付着して取り除かれる。これにより、フィルタエレメント２ａによるドレン水の粗処理が完了する。この後、粗処理が完了したドレン水は、フィルタエレメント用容器１１内を移動して蓋体２２に達して、蓋体２２に形成された流出口２２ａを介してフィルタエレメント２ａの外部に流出して、蓋体２２に連結されているフィルタヘッド３３内に流入する。これにより、油水分離装置１ａによるドレン水の粗処理が完了して、ドレン水は、フィルタヘッド３３から接続口３５を介して連結用配管６に排出される。

一方、連結用配管６を介して油水分離装置１ｂに供給されたドレン水は、図６において二点鎖線で示すように、まず、接続口３４から第１のハウジング３１内に導入され、第１のハウジング３１の内部から第２のハウジング３２内に形成された隙間Ｂに達する。なお、上記したように油水分離装置１ｂは、フィルタエレメント２ａに代えてフィルタエレメント２ｂを備えている点を除き、上記の油水分離装置１ａと同様の構成が採用されている。したがって、導入されたドレン水がフィルタエレメント２ｂ内に流入するまでに異物５８が捕集される原理については上記の油水分離装置１ａと同様であるため、その説明を省略する。次いで、第２のハウジング３２の底面に達したドレン水は、フィルタエレメント２ｂにおける流入口２１ｂからフィルタエレメント用容器１１内に流入し、不織布１３が積層された層、および油吸着材１２ｂが充填された層をこの順で通過させられる。この際に、油水分離装置１ａ（フィルタエレメント２ａ）による粗処理が完了したドレン水には、極く少量の（極く小さな塊の）エマルジョンが依然として含まれていることがある。したがって、この油水分離システムＳ１では、粗処理が完了したドレン水がまず最初に油水分離装置１ｂ内のフィルタエレメント２ｂにおける不織布１３（シート状のエマルジョン破壊材）の層を通過するようにドレン水の流路を構成して、ドレン水中のエマルジョンを完全に破壊させる構成が採用されている。

また、不織布１３の層を通過してエマルジョンが破壊されたドレン水は、油吸着材１２ｂ（この例では、綿状に加工されたポリプロピレン）の層を通過する際に、油水分離装置１ａ（フィルタエレメント２ａ）によって取り除くことができなかった小さな油分の塊や、フィルタエレメント２ｂにおける不織布１３の層によって新たにエマルジョン破壊された小さな油分の塊が油吸着材１２ｂに付着してほぼ完全に取り除かれる。これにより、フィルタエレメント２ｂ（油水分離装置１ｂ）によるドレン水の本処理が完了する。この後、本処理が完了したドレン水は、流出口２２ａからフィルタヘッド３３内に流出し接続口３５から排出側配管５に排出される。この場合、この油水分離システムＳ１では、上記の油水分離装置１ａ，１ｂの双方において、ドレン水がフィルタエレメント２内を上昇する方向で各処理層（不織布１３の層、油吸着材１２ａの層および油吸着材１２ｂの層）を通過する構成が採用されている。この場合、ドレン水に含まれている油分やエマルジョン破壊によって生じた油分は、水分よりも軽量であるため、フィルタエレメント２内をフィルタヘッド３３に向かって浮上しようとする力が働く。したがって、この油水分離システムＳ１では、除去すべき油分が、水分と共に上方に向かって圧送されつつ、自らが浮上しようとする力によって上記の各処理層を通過することとなる。これにより、油分が第２のハウジング３２の底部に留まることなく各油吸着材１２ａ，１２ｂに付着し易くなっている。

一方、フィルタエレメント２が汚れて油水分離能力が低下したときには、フィルタエレメント２を交換する。この際には、まず、ドレン口３２ｂを開いて本体３内のドレン水を排出する。次いで、第１のハウジング３１から第２のハウジング３２を取り外して、フィルタエレメント２を露出させる。続いて、フィルタヘッド３３からフィルタエレメント２を外し、新品のフィルタエレメント２をフィルタヘッド３３に装着する。次いで、第１のハウジング３１に第２のハウジング３２を連結させる。これにより、フィルタエレメント２の交換が完了する。この場合、油吸着材１２ａ，１２ｂや不織布１３自体を取り出す必要がないため、交換は短時間で完了する。また、交換のための特殊な工具や技術が不要なため、交換作業が初めてのユーザであってもフィルタエレメント２を容易に交換できる。

この場合、特許第４０６４１５７号公報には、ロール状の油分吸着材を積層した油分吸着材層（４）と、粒体（６）の表面に凝集剤（７）を充填付着させることによって一体化した支持体層（５）とがドレン水の流路に沿って交互に設けられた油分分離装置（１）が開示されている。この油分分離装置（１）では、油分含有液（処理対象のドレン水）が、まず、通液板（９）によって分散されながら、槽（２）の内部に流入する。また、流入した油分含有液は、支持体層（５）の粒体（６）の間の凝集剤（７）中を流通し、凝集剤層（８）を通過して油分吸着材層（４）に到達する。この際に、凝集剤（７）および凝集剤層（８）中で微細なコロイド状油分が凝集、粗大化される結果、油分吸着材層（４）において分離された油分が吸着、除去される。しかしながら、この油分分離装置（１）では、粒体（６）の表面に凝集剤（７）を充填付着させて支持体層（５）を形成する処理が煩雑であると共に、この支持体層（５）と油分吸着材層（４）とを交互に幾重にも積層する作業が非常に煩雑となっている。このため、この油分分離装置（１）では、その製造コストの低減が課題となっている。

これに対して、この油水分離システムＳ１では、フィルタエレメント用容器１１内に不織布１３を積層し、この不織布１３の層の上に油吸着材１２ａを充填して本発明における第１の油吸着層を形成し、その上に油吸着材１２ｂを充填して本発明における第２の油吸着層を形成しただけの非常に簡易な構成のフィルタエレメント２ａを備えて油水分離装置１ａが構成されると共に、フィルタエレメント用容器１１内に不織布１３を積層し、この不織布１３の層の上に油吸着材１２ｂを充填して本発明における油吸着層を形成しただけの非常に簡易な構成のフィルタエレメント２ｂを備えて油水分離装置１ｂが構成されている。したがって、前述したように、不織布１３によってエマルジョンを破壊して油吸着材１２ａ，１２ｂ（または油吸着材１２ｂのみ）によって油分を確実に吸着可能としつつ、その製造コストを十分に低減することが可能となっている。

また、特許第３５４１８８６号公報には、油水を分離する油分離槽（１０）と、エマルジョン破壊をおこさせるフィルターエレメント（２２）が配設された異物捕捉槽（２０）と、エマルジョン破壊粒子付吸着材（３２）、油吸着材（３３）および活性炭（３４）が配設されたエマルジョン破壊油吸着槽（３０）とを備えた油水分離装置（１Ａ）が開示されている。この場合、この油水分離装置（１Ａ）では、上記の油分離槽（１０）、異物捕捉槽（２０）およびエマルジョン破壊油吸着槽（３０）がそれぞれ別体に構成されると共に、油分離槽（１０）と異物捕捉槽（２０）とが接続管（２７２）によって相互に接続され、かつ異物捕捉槽（２０）とエマルジョン破壊油吸着槽（３０）とが接続管（２７３）によって相互に接続されている。したがって、この油水分離装置（１Ａ）では、油分離槽（１０）において分離された油分と水分とが接続管（２７２）を通過する際に、エマルジョン化したり、異物捕捉槽（２０）においてエマルジョン破壊された油分と水分とが接続管（２７３）を通過する際に再びエマルジョン化したりすることが想定される。

このため、この油水分離装置（１Ａ）では、ドレン水の流路における末端に位置するエマルジョン破壊油吸着槽（３０）内にエマルジョン破壊粒子付吸着材（３２）の層を幾重にも設ける必要が生じており、その製造コストの低減が課題であると共に、エマルジョン破壊油吸着槽（３０）内において十分にエマルジョン破壊できなかったエマルジョンが処理済みのドレン水として水分と共に排出されるおそれがある。また、ドレン水の流路が非常に長い上記の油水分離装置（１Ａ）では、ドレン水に加わっている圧力の損失（ドレン水の圧送力の低下）が非常に大きくなっている。このため、エマルジョンや油分を含んだドレン水が、複数の処理層を幾重にも重ねた上記のエマルジョン破壊油吸着槽（３０）内を通過するのが困難となっており、スムーズな浄化処理が課題となっている。

これに対して、この油水分離システムＳ１（油水分離装置１ａ，１ｂにおけるフィルタエレメント２ａ，２ｂ）では、上記したように、エマルジョン破壊を目的とした不織布１３の層と、油分を吸着するための油吸着材１２ａ，１２ｂ（または油吸着材１２ｂのみ）とが１つのフィルタエレメント用容器１１内に収容されている。したがって、この油水分離システムＳ１では、不織布１３の層を通過する際にエマルジョン破壊で生じた油分が再びエマルジョン化する前に油吸着材１２ａ，１２ｂ（または油吸着材１２ｂのみ）に付着して取り除かれる。また、ドレン水の流路を十分に短くすることができるため、ドレン水に加わっている圧力の損失を十分に低減することができる結果、スムーズかつスピーディな浄化処理が可能となっている。

このように、このフィルタエレメント２ａ，２ｂでは、第２のハウジング３２の底壁３２ａ（ドレン口３２ｂの形成端面）と当接するフィルタエレメント用容器１１を構成する容器本体２１の底壁２１ａにおける周縁部Ａに、底壁２１ａの表面から容器本体２１の周壁２１ｃの表面に至るスリット部２１ｄが形成されたフィルタエレメント用容器１１と、フィルタエレメント用容器１１内に充填された油吸着材１２ａ，１２ｂ（または油吸着材１２ｂのみ）とを備えると共に、フィルタエレメント用容器１１におけるドレン水の流入口２１ｂを閉塞するようにして不織布１３（シート状のエマルジョン破壊材）が配設されている。したがって、このフィルタエレメント２ａ，２ｂによれば、容器本体２１の底壁２１ａを第２のハウジング３２の底壁３２ａと直接当接させることで容器本体２１における油吸着材１２ａ，１２ｂ（または油吸着材１２ｂのみ）の充填有効容積を増大させつつ、スリット部２１ｄを異物捕集部として機能させてドレン水に含まれている異物５８を捕集することができるだけでなく、油吸着材１２ａ，１２ｂに付着し難い（油吸着材１２ａ，１２ｂによって除去し難い）エマルジョンが含まれている処理対象のドレン水が不織布１３の層を通過する際にエマルジョン破壊（油分および水分の分離）されるため、処理対象のドレン水からエマルジョン化した油分を確実に取り除くことができる。

また、このフィルタエレメント２ａ，２ｂによれば、本発明におけるエマルジョン破壊材（この例では、不織布１３）をアミン系のエマルジョン破壊材で構成したことにより、エマルジョン化した油分および水分を確実に破壊（油分と水分とに分離）することができる。

さらに、このフィルタエレメント２ａによれば、シート状吸着材および短冊状吸着材の少なくとも一方（この例では、短冊状に裁断したポリプロピレンの小片からなる油吸着材１２ａ：短冊状吸着材）を充填した第１の油吸着層と、細紐状吸着材および綿状吸着材の少なくとも一方（この例では、綿状に加工されたポリプロピレンからなる油吸着材１２ｂ：綿状吸着材）を充填した第２の油吸着層とを不織布１３の層の上にこの順で設けて構成したことにより、不織布１３によってエマルジョン破壊された直後に、油吸着材１２ａによって油分が吸着されるため、エマルジョン破壊した油分および水分が再びエマルジョン化する事態を回避して油分を確実に取り除くことができる。また、このフィルタエレメント２ａ，２ｂによれば、油吸着材１２ａの層において比較的大きな油分の塊だけが除去されるため、例えば不織布１３の層の直ぐ後ろに油吸着材１２ｂの層を設ける構成と比較して、油吸着材１２ａの層が短期間で目詰まりする事態を回避して十分に長い期間に亘ってフィルタエレメント２ａの浄化能力を維持することができ、しかも、油吸着材１２ａの層において取り除くことができなかった油分を油吸着材１２ｂの層において十分に取り除くことができる。

また、このフィルタエレメント２ｂによれば、細紐状吸着材および綿状吸着材の少なくとも一方（この例では、綿状に加工されたポリプロピレンからなる油吸着材１２ｂ：綿状吸着材）を充填した油吸着層を不織布１３の層の上に設けて構成したことにより、不織布１３によってエマルジョン破壊された直後に、油吸着材１２ｂによって油分が吸着されるため、エマルジョン破壊した油分および水分が再びエマルジョン化する事態を回避して油分を確実に取り除くことができる。

また、このフィルタエレメント２ａ，２ｂによれば、フィルタエレメント用容器１１を容器本体２１と蓋体２２とで構成したことにより、油吸着材１２ａ，１２ｂ（または油吸着材１２ｂのみ）および不織布１３を容易に交換することができるため、フィルタエレメント用容器１１を使い捨てることなく、再利用することができる。

また、フィルタエレメント２ａ，２ｂによれば、容器本体２１の底壁２１ａに形成された流入口２１ｂから不織布１３がドーム状に突出しているため、流入口２１ｂから露出する不織布１３の表面積（捕集面積）が、流入口２１ｂにおいて不織布１３が平面状態となるときと比較して増加している。したがって、このフィルタエレメント２ａ，２ｂによれば、油分や異物５８の付着による不織布１３の目詰まりを低減することができる結果、フィルタエレメント２ａ，２ｂ全体および油水分離装置１ａ，１ｂ全体としての目詰まりを低減することができる。

また、この油水分離装置１ａ，１ｂによれば、上記のフィルタエレメント２ａ，２ｂを用いたことにより、フィルタエレメント用容器に対するスリット部２１ｄの形成によって異物５８の捕集機能を確保しつつ、フィルタエレメント用容器１１での油吸着材１２ａ，１２ｂ（または油吸着材１２ｂのみ）の充填有効容積の増大によって油水分離機能を長期間に亘って発揮させることができる。したがって、この油水分離装置１ａ，１ｂによれば、フィルタエレメント２ａ，２ｂの長寿命化、言い換えれば、交換回数を低減することができる。

また、この油水分離システムＳ１によれば、本発明における粗処理用フィルタエレメントとしてのフィルタエレメント２ａが装着された油水分離装置１ａと、本発明における本処理用フィルタエレメントとしてのフィルタエレメント２ｂが装着された油水分離装置１ｂとを備え、処理対象のドレン水が油水分離装置１ａ，１ｂをこの順で通過するように両油水分離装置１ａ，１ｂを連結したことにより、油水分離装置１ａにおけるフィルタエレメント２ａで除去し切れなかった油分や異物を油水分離装置１ｂにおけるフィルタエレメント２ｂによって確実に除去することができる。

なお、本発明は、上記した構成に限定されない。例えば、不織布１３や油吸着材１２ａ（または油吸着材１２ｂ）を流入口２１ｂからドーム状に突出させる構成に代えて、逆に、容器本体２１の内側にドーム状に凹ませる構成を採用することもできる。この構成においても、不織布１３や油吸着材１２ａ，１２ｂの表面積（捕集面積）を平面状態と比較して増加させることができるため、上記のフィルタエレメント２ａ，２ｂおよび油水分離装置１ａ，１ｂ（油水分離システムＳ１）と同様にして、油分や異物５８の付着による不織布１３や油吸着材１２ａ，１２ｂの目詰まりを低減することができる。この構成は、例えば、流入口を流出口２２ａと同様にして複数の小孔が開口された網目状に形成して、この部分を容器本体２１の内部に凹むドーム状に形成することで実現することができる。

また、容器本体２１の底壁２１ａに流入口２１ｂを形成し、かつ蓋体２２に流出口２２ａを形成してフィルタヘッド３３に連結させる構成のフィルタエレメント用容器１１について上記したが、図示はしないが、逆の構成とすることもできる。つまり、蓋体２２に流入口およびスリット部を形成し、かつ容器本体２１の底壁２１ａに流出口を形成して、底壁２１ａをフィルタヘッド３３に連結させる構成とすることもできる。この場合、蓋体２２の周縁部が本体３の底面と当接するようにし、かつこの周縁部に蓋体２２のスリット部に繋がるスリット部を形成する構成とする。この構成においても、上記したフィルタエレメント用容器１１と同様の作用効果を奏することができ、このフィルタエレメント用容器１１を用いるフィルタエレメント２ａ，２ｂおよび油水分離装置１ａ，１ｂ（油水分離システムＳ１）も、上記した作用効果と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記の例では、スリット部２１ｄの幅について、底壁２１ａの表面から周壁２１ｃの表面にかけて同じになるように形成しているが、この方向に従って徐々に幅広になる構成や、幅狭になる構成を採用することもできる。

油水分離システムＳ１の正面図である。 容器本体２１の底壁２１ａおよびその近傍の要部拡大図である。 図２の下方側から見た容器本体２１の底面図である。 図３におけるＷ−Ｗ線断面図である。 油水分離装置１ａの構成を示す一部切欠き断面図である。 油水分離装置１ｂの構成を示す一部切欠き断面図である。 油水分離装置５１の構成を示す断面図である。

符号の説明

Ｓ１ 油水分離システム
１ａ，１ｂ 油水分離装置
２ａ，２ｂ フィルタエレメント
３ 本体
１１ フィルタエレメント用容器
１２ａ，１２ｂ 油吸着材
１３ 不織布
２１ 容器本体
２１ａ 底壁
２１ｂ 流入口
２１ｃ 周壁
２１ｄ スリット部
２２ 蓋体
２２ａ 流出口
３１ 第１のハウジング
３２ 第２のハウジング
３２ｂ ドレン口
Ａ 周縁部

Claims (8)

1. 筒状の周壁および当該周壁の両端部に配設された一対の側壁で中空柱体に形成されて内部に油吸着材を収容可能に構成され、かつ前記一対の側壁のうちの一方の側壁に流入口が形成されると共に他方の側壁に流出口が形成されて、フィルタハウジングにおけるドレン口の形成端面に当該一方の側壁の周縁部が当接した状態で当該フィルタハウジング内に装着される油水分離装置用のフィルタエレメント用容器と、当該フィルタエレメント用容器内に充填された前記油吸着材とを備えたフィルタエレメントであって、
   前記一方の側壁の表面から前記周壁の表面に至るスリット部が前記周縁部に形成されて前記フィルタエレメント用容器が構成されると共に、当該フィルタエレメント用容器における前記流入口を閉塞するようにしてシート状のエマルジョン破壊材が配設されているフィルタエレメント。
2. 前記エマルジョン破壊材は、アミン系のエマルジョン破壊材で構成されている請求項１記載のフィルタエレメント。
3. 前記油吸着材としてのシート状吸着材および当該油吸着材としての短冊状吸着材の少なくとも一方が充填された第１の油吸着層と、前記油吸着材としての細紐状吸着材および当該油吸着材としての綿状吸着材の少なくとも一方が充填された第２の油吸着層とが前記エマルジョン破壊材の上にこの順で設けられて構成されている請求項１または２記載のフィルタエレメント。
4. 前記油吸着材としての細紐状吸着材および当該油吸着材としての綿状吸着材の少なくとも一方が充填された油吸着層が前記エマルジョン破壊材の上に設けられて構成されている請求項１または２記載のフィルタエレメント。
5. 前記フィルタエレメント用容器は、筒状の容器本体および当該容器本体に装着される蓋体とを備え、当該蓋体が前記一方の側壁または前記他方の側壁として構成されている請求項１から４のいずれかに記載のフィルタエレメント。
6. 前記エマルジョン破壊材は、前記流入口からドーム状に突出している請求項１から５のいずれかに記載のフィルタエレメント。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のフィルタエレメントと、
   内径が当該フィルタエレメントにおける前記フィルタエレメント用容器の外径よりも大径な中空柱体に形成されると共にドレン口の形成端面に当該フィルタエレメント用容器の前記一方の側壁の周縁部が当接した状態で当該フィルタエレメントを装着可能なフィルタハウジングとを備えている油水分離装置。
8. 粗処理用フィルタエレメントとしての請求項３記載のフィルタエレメントが装着された第１の油水分離装置と、本処理用フィルタエレメントとしての請求項４記載のフィルタエレメントが装着された第２の油水分離装置とを備え、処理対象のドレン水が前記第１の油水分離装置および前記第２の油水分離装置をこの順で通過するように当該両油水分離装置が連結されている油水分離システム。

Images