JP2026508564A - 遠心分離機を含むシステムの操作方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、液体供給混合物から少なくとも一つの液相と汚泥相とを分離するための遠心分離機（２）を含むシステム（１）を操作する方法（１００）を提供する。方法（１００）は、第１の操作モードと第２の操作モードとを交互に切り替えるステップを含む。第１の操作モードは、ステップａ）洗浄されるべき前記液体供給混合物を前記遠心分離機（２）に供給するステップ（１０１）であって、前記液体供給混合物は第１の温度を有するステップと、ステップｂ）少なくとも１つの分離された液相を前記遠心分離機（２）から排出するステップ（１０２）とを含む。第２の操作モードは、ステップｃ）遠心分離機（２）への液体供給混合物の供給を停止するステップ（１０３）と、ステップｄ）液体供給混合物の温度を第２の温度まで低下させるステップ（１０４）、および／または、液体供給混合物の流速を減少させるステップ（１０５）とを含む。本発明はさらに、液体供給混合物から少なくとも１つの液相と汚泥相とを分離するためのシステム（１）を提供する。

Description

本発明は、船舶上で燃料オイルを浄化するための遠心分離機などの遠心分離機の分野に関し、より具体的には、遠心分離機を含むシステムの電力消費を削減することに関する。

遠心分離機は一般に、液体混合物または気体混合物から液体および／または固体を分離するために使用される。動作中、分離される流体混合物は回転ボウルに導入され、遠心力により、重い粒子または水などの密度の高い液体は回転ボウルの周辺に蓄積され、密度の低い液体は回転の中心軸の近くに蓄積される。これにより、例えば、周辺部や回転軸の近くにそれぞれ配置された異なる出口によって、分離された画分が収集され得る。

船舶に供給される燃料は通常、エンジンで使用される前に船上で処理され、触媒微粒子と呼ばれるシリコンやアルミニウムの化合物の粒子（例えば、微孔性アルミニウムケイ酸塩またはゼオライトとして知られるアルミノケイ酸塩）などの固体汚染物質や、水などの液体汚染物質が除去される。船舶用ディーゼルエンジンは、船内で適切に処理されている限り、通常、市販の燃料オイルを複数種類使用できる。さらに、エンジンの潤滑オイルにも、水などの固体および液体の不純物が含まれている場合があり、使用前に分離する必要がある。

燃料オイルと潤滑オイルとの分離は、非常に多くのエネルギーを消費する用途である。例えば、船舶の燃料として使用される重質燃料オイル（ＨＦＯ）を分離する場合、通常、オイルは５０℃から９８℃に加熱される。約５ｍ^３／ｈの容量を有する一般的な分離機を稼働させるには、供給物を加熱するために必要なエネルギーは約１３０ｋＷである。

したがって、分離システムの全体的なエネルギー消費を減らすために、分離プロトコルを改善することが当該技術分野で求められている。

本発明の主な目的は、船舶上での燃料オイルや潤滑オイルの分離などの分離プロセスの全エネルギー消費量を削減するシステムおよび方法を提供することである。

本発明の第１の態様として、液体供給混合物から少なくとも１つの液相と汚泥相とを分離するための遠心分離機を備えたシステムを動作させる方法が提供される。当該方法は、第１の操作モードと第２の操作モードとを交互に切り替えるステップを含み、
前記第１の操作モードは、
ステップａ）洗浄される前記液体供給混合物を前記遠心分離機に供給するステップであって、前記液体供給混合物は第１の温度を有するステップと、
ステップｂ）少なくとも１つの分離された液相を前記遠心分離機から排出するステップと、
を含み、
前記第２の操作モードは、
ステップｃ）前記遠心分離機への前記液体供給混合物の供給を停止するステップと、
ステップｄ）前記液体供給混合物の温度を第２の温度まで低下させるステップ、および／または、前記液体供給混合物の流速を低下させるステップと、
を含む。

システムは、遠心分離機と、液体供給混合物の流速や温度など、分離される液体供給混合物のプロセスパラメータに影響を与える関連機器とを備え得る。

この方法は、２つの異なる操作モード、すなわち、少なくともステップａ）およびステップｂ）が実行される第１の操作モードと、少なくともステップｃ）およびステップｄ）が実行される第２の操作モードとを含む。

この方法は、第１のモードと第２のモードとを周期的に交互に実行するステップ、すなわち、第１のモードを実行して次に第２のモードを実行し、次に再び第１のモードを実行すること等を含む。したがって、ステップａ）およびステップｂ）は、ステップｃ）およびステップｄ）の後に、すべてのステップａ）～ステップｄ）を実行するさらなるサイクルで実行することが可能で、したがって、第２のモードは第１のモードの直後に実行することができ、その逆も同様である。

しかしながら、２つのモードは異なる時間間隔で実行され得る。例えば、液体原料混合物を遠心分離機に供給して分離する第１のモードは、操作時間の大部分で実行され、第２のモードは、第１のモードでの操作中の短い休憩時間など、断続的な時間帯に実行される。

遠心分離機は、液体原料混合物から少なくとも一つの液相と汚泥相とを分離するためのものである。したがって、遠心分離機は、液体原料混合物を単一の液相と汚泥相とに分離するように、または、二つの液相と汚泥相とに分離するように構成され得る。遠心分離機は、固定フレームと、フレーム内で遠心分離ボウルを回転させる駆動部材とを備え得る。遠心分離ボウルは分離空間を囲んでいる。分離空間は、回転軸の周囲に中央に配置された分離ディスクの積層体を備え得る。このような分離ディスクは、分離空間において表面積を拡大するインサートを形成する。分離ディスクは円錐台形状を有していてもよく、すなわち、積層体は円錐台形状の分離ディスクを積層したものであり得る。

したがって、洗浄される液体供給混合物を遠心分離機に供給するステップａ）は、例えば、液体供給混合物を貯蔵するタンクから、分離空間に通じる入口パイプを介して、液体供給混合物を遠心分離機の分離空間に供給するステップを含み得る。液体供給混合物は、ステップａ）において第１の温度を有する。この第１の温度は室温以上、例えば５０℃以上、例えば９０℃以上であり得る。

少なくとも１つの分離された液相を排出するステップｂ）は、少なくとも１つの分離された液相を連続的に排出するステップ、例えば、第１の分離された液相のみを連続的に排出するステップ、または第１および第２の分離された液相を連続的に排出するステップであり得る。

第２の操作モードでは、ステップｃ）が実行され、すなわち、遠心分離機への液体供給混合物の供給が停止される。しかしながら、分離される液体供給混合物は、システムの他の部分に流れ続ける可能性があり、例えば、遠心分離機に供給するタンクに再循環される可能性がある。したがって、ステップｃ）の間、液体供給混合物の流速は依然としてゼロより大きい可能性がある。

さらに、第２のモード中、ステップｄ）中に、液体供給混合物の温度が第１の温度よりも低い第２の温度まで下げられるか、または、液体供給混合物の流速が減少するか、あるいは、代替的にこれらの両方の措置が実行され、すなわち、液体供給混合物の温度が第１の温度よりも低い第２の温度まで下げられ、液体供給混合物の流速が減少される。

ステップｄ）は、ステップｃ）中、すなわち液体供給混合物が供給されず、したがって遠心分離機に入らない時間中に実行される。

したがって、ステップｄ）は、液体供給混合物の温度を第２の温度まで下げるステップ、および／または、液体供給混合物が遠心分離機に供給されていないときに液体供給混合物の流速を減少させるステップを含み得る。

本発明の第１の態様は、第２の操作モード中、すなわち、分離機内で実際の分離が実行されていないプロセス全体の時間中に、分離される液体供給混合物に対して電力節約対策が実行され得るという洞察に基づいている。例えば、遠心分離機の停止中や汚泥相の排出中などがこれに該当する。このような省電力対策により、第２の操作モードの後に第１の操作モードを継続する場合でも、良好なプロセスおよび分離が維持されることが分かっている。これは船舶燃料オイルの分離時に有利であることが判明しており、分離された汚泥の排出時には、分離されるオイルの供給が停止されるか、分離機から離れる方向に向けられる。このような排出シーケンスには約６０～２００秒、例えば９０～１５０秒かかり、その間、事前に分離されるオイルの供給は再循環状態で実行され、未だ９８℃に加熱されている。本発明者は、例えば、このような排出シーケンス（第２の操作モード）中に加熱を減少させることによって、供給物が再び分離機（第１の操作モード）に送られるときに、依然として良好な分離性能が得られることを発見した。

したがって、本発明の第１の態様の実施形態では、第２の操作モードは、さらに、ステップｅ）分離された汚泥相を遠心分離機から排出するステップを含む。

したがって、第２の操作モードは、実際の排出シーケンスを含み得る。このような排出シーケンス、すなわち第２の操作モードは、３分未満であり、例えば、船舶燃料オイルの通常の分離中に、１時間あたり５回未満、例えば３回未満実行され得る。

ステップｅ）は、さらに、遠心分離機に置換液を供給することを含み得る。当該技術分野において周知のように、水などのいわゆる置換液は、通常、汚泥を排出する直前に遠心分離機ボウルに供給される。置換液を供給する目的は、分離空間内の分離液相の量を減らし、排出時に分離液相が汚泥出口から分離空間外へ流出しないようにすることである。例えば、液体供給混合物から分離する液体のうち、より重いものが水である場合、通常は置換液として水が使用される。

しかしながら、遠心分離機は、第２の操作モード中もスタンバイモードにされ得る。このようなスタンバイモードは、例えば、遠心分離機が停止する前に回転速度を低下させることを含み得る。例えば、遠心分離機は停止する前に１０分間スタンバイモードにされ得る。したがって、エネルギーを節約するために、遠心分離機のスタンバイ中に、液体供給混合物の流速を減少させる第２の温度まで供給物の温度を下げること、すなわちステップｄ）も実行され得る。

第１の態様の実施形態では、この方法は、燃料オイルを船上で処理する方法、すなわち、船上で使用される方法である。

第１の態様の実施形態では、ステップａ）は、前記液体供給混合物をタンクから供給することを含み、ステップｃ）はさらに、前記液体供給混合物を前記タンクに再循環させることを含む。したがって、第２の操作モードは、前記液体供給混合物の再循環を含み得る。

しかしながら、第２の操作モードは、液体供給混合物の流れを実際に停止することを含み得る。

第１の態様の実施形態では、ステップａ）は、加熱装置を使用して、前記液体供給混合物を前記第１の温度まで加熱することを含む。

加熱装置は電気ヒーターであり得る。しかしながら、加熱装置は、蒸気／温水／熱媒オイル熱交換器であり得る。第１の温度は、室温以上、例えば５０℃以上、例えば９０℃以上であり得る。

ステップｄ）は、温度を少なくとも１０℃、例えば少なくとも２０℃、例えば少なくとも３０℃、例えば少なくとも４０℃下げることを含み得る。

液体供給混合物の温度を第２の温度まで低下させるステップｄ）は、加熱装置の設定温度を前記第２の温度まで低下させることであり得る。したがって、ステップｄ）中の液体供給混合物の実際の測定温度は、前記第２の温度よりも高くなり得る。したがって、加熱装置の設定温度を低く設定することで、エネルギーを節約できる。

一例として、ステップｄ）は加熱装置をオフにすることを含み得る。

第１の態様の実施形態では、ステップａ）は、液体供給ポンプを使用して前記液体供給混合物を供給することを含む。

ステップｄ）中に液体供給混合物の流速を減少させるために、このような供給ポンプの設定流速を減少させ得る。

一例として、ステップｄ）は、前記液体供給ポンプをオフにすることを含み得る。

第１の態様の実施形態では、液体供給混合物はオイルであり、ステップａ）における前記第１の温度は少なくとも５０℃である。

分離温度は多くの場合、オイルの粘度に応じて決定される。分離機で処理されるオイルの粘度が低いほど、分離効率は高くなる。

オイルは潤滑オイルであってもよく、ディーゼルエンジン用の燃料オイルなどの燃料オイルであってよい。

本明細書において「ディーゼルエンジン用燃料オイル」という用語は、船舶のエンジンまたは発電所のエンジンなどの発電用エンジンで使用されることを意図したオイルを指す。「燃料オイル」という用語は、ＩＳＯ８２１７、石油製品－燃料（クラスＦ）－船舶用燃料の仕様、２００５年版および２０１２年版で定義されているもの、または、船舶のエンジンまたは発電所で使用する前にそのようなオイルを前処理して得られるオイル成分／相を指す。ディーゼルは、本明細書では燃料オイルとみなされる。したがって、燃料オイルは、船舶（残渣）燃料オイル（ＭＦＯ）またはバンカーＣオイルのいずれかであり得る。

「ディーゼルエンジン用燃料オイル」は、通常タンク内に貯蔵される、粘度の異なる複数種類の燃料オイルから構成される場合があり、これは、洗浄のために分離機に送られる燃料オイルの種類が時間とともに変化する可能性があることを意味する。

例えば、ディーゼルエンジンの燃料オイルは重質燃料オイル（ＨＦＯ）で構成されている。ＨＦＯは、蒸留または鉱物オイル処理における分解で残留するオイルである。したがって、ステップａ）は、遠心分離機において燃料オイルを洗浄し、清浄なオイル相、並びに、オプションで汚泥相および水相を得ることを含み得る。汚泥相は、触媒微粒子（キャットファイン）などの固体不純物を含み得る。触媒微粒子は、接触分解と呼ばれる原油精製プロセスから生じる残留物であり、このプロセスでは、長い炭化水素分子がより短い分子に分解される。

一例として、液体供給混合物は燃料オイルであり、ステップａ）における第１の温度は少なくとも５０℃、例えば少なくとも７０℃、例えば少なくとも９５℃、例えば約９８℃である。

さらに、液体供給混合物がオイルであり、ステップａ）における前記第１の温度が少なくとも５０℃であるとき、ステップｄ）は、前記第１の温度より少なくとも１０℃低い第２の温度までオイルの温度を下げることを含み得る。

一例として、液体供給混合物はディーゼルエンジン用の燃料オイルであり、前記第１の温度は少なくとも９７℃であり、ステップｄ）は、前記オイルの温度を８０℃未満、例えば７０℃未満に下げることを含む。

したがって、第１の態様の実施形態では、燃料オイルから清浄なオイル相と汚泥相とを分離するための遠心分離機を備えたシステムを動作させる方法が提供され、前記方法は、第１の操作モードと第２の操作モードとを切り替えるステップを含み、前記第１の操作モードは、
ステップａ）少なくとも９５℃の第１の温度を有する、浄化対象の燃料オイルを前記遠心分離機に供給するステップと、
ステップｂ）少なくとも清浄なオイル相を前記遠心分離機から排出するステップと、
を含み、
前記第２の操作モードは、
ステップｃ）遠心分離機への燃料オイルの供給を停止するステップと、
ステップｄ）燃料オイルの温度を７０℃未満の第２の温度まで低下させるステップ、および／または、燃料オイルの流速を減少させるステップと、
を含む。

前述したように、液体供給混合物は潤滑オイルであり得る。潤滑オイルは、ディーゼルエンジンなどのエンジン用の潤滑オイルであり得る。第１の態様の実施形態では、本方法は、潤滑オイルを船上で処理する方法、すなわち船舶内で使用される方法である。

潤滑オイルの分離温度は、多くの場合７０℃を超え、例えば少なくとも９５℃である。分離された潤滑オイルは、エンジン下部にあるオイルタンクやオイルパンなどのオイルタンクに送られ、そこからエンジンに供給される。しかしながら、潤滑オイルがエンジンに供給される際には、通常５５℃程度まで冷却される。その結果、本発明の方法を適用すると、第２の操作モード中に潤滑オイルを完全に加熱する必要がなく、代わりにオイルタンクに循環して戻されるので、オイルタンク内のオイルの温度は低くなり、したがって、エンジンへの供給中に必要な温度までオイルを冷却するために必要なエネルギーが少なくて済む。

したがって、第１の態様の実施形態では、潤滑オイルから清浄なオイル相と汚泥相とを分離するための遠心分離機を備えたシステムを動作させる方法が提供され、前記方法は、第１の操作モードと第２の操作モードとを交互に切り替えるステップを含み、前記第１の操作モードは、
ステップａ）洗浄される潤滑オイルを前記遠心分離機に供給するステップ（前記潤滑オイルは少なくとも９５℃の第１の温度を有する）と、
ステップｂ）少なくとも清浄なオイル相を前記遠心分離機から排出するステップと、
を含み、
前記第２の操作モードは、
ステップｃ）遠心分離機への潤滑オイルの供給を停止するステップと、
ステップｄ）潤滑オイルの温度を７０℃未満の第２の温度まで下げる、および／または、潤滑オイルの流速を減少させるステップと、
を含む。

本発明の第２の態様として、液体供給混合物から少なくとも１つの液相と汚泥相とを分離するためのシステムが提供される。前記システムは、
－前記液体供給混合物から少なくとも１つの液相と汚泥相とを分離するように構成され、さらに、前記少なくとも１つの分離された液相を連続的に排出し、前記汚泥相を断続的に排出するように配置された遠心分離機と、
－前記液体供給混合物を前記遠心分離機に供給するための液体供給ポンプと、
－前記液体供給混合物を加熱するための加熱装置と、
－前記液体供給ポンプを介して前記遠心分離機への液体供給混合物の供給を調節し、および／または、前記加熱装置を用いて前記液体供給混合物の温度を調節するように構成された制御装置と、
を備え、
さらに、前記遠心分離機から前記汚泥相の排出を開始するように構成され、さらに、前記制御装置は、本明細書で上述した本発明の第１の態様に従って、前記第１の操作モードと前記第２の操作モードとを交互に切り替えるように構成されている。

第２の観点に関連して使用される用語および定義は、上述した第１の観点に関連して説明したものと同じである。

したがって、遠心分離機は、上述した第１の態様に関連して説明したとおりである。遠心分離機は、液体供給混合物から２つの液相と汚泥相とを分離するように構成され得る。２つの液相は連続的に排出されるか、或いは、例えば遠心分離機の液体出口の下流に配置されたバルブによって、一方が連続的に排出され、他方が断続的に排出される。

液体供給ポンプは、加熱装置の上流、したがって遠心分離機の上流に配置され得る。

加熱装置は電気ヒーターであり得る。しかしながら、加熱装置は、さらに、蒸気／温水／熱媒オイル熱交換器であってもよい。

制御装置は、洗浄対象となる液体供給混合物の供給量および／または液体供給混合物の温度を調節するように構成されている。したがって、制御装置は、液体供給ポンプおよび／または加熱装置と通信するためのプロセッサおよび入出力インターフェースを備え得る。したがって、制御装置は、デジタル信号処理用の回路（デジタル信号プロセッサ、ＤＳＰ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、処理ユニット、処理回路、プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、マイクロプロセッサ、或いは、命令を解釈して実行され得る他の処理ロジックなど、任意の適切なタイプのプログラム可能な論理回路、プロセッサ回路、またはマイクロコンピュータを備え得る。

制御装置は、遠心分離機の回転速度などのパラメータを調節・制御するために使用される制御装置と同じものであり得る。したがって、遠心分離機の制御に使用されるソフトウェアは、液体供給ポンプおよび／または加熱装置の制御にも使用され得る。

第２の態様の実施形態では、制御装置は、上述した第１の態様による方法のステップａ）、ステップｃ）、および、ステップｄ）を実行するように構成される。

さらに、制御装置は、分離された汚泥相を遠心分離機から排出するステップｅ）を開始するように構成され得る。

したがって、制御装置は、遠心分離機の間欠排出シーケンスを開始するように構成され得る。そのために、制御装置は、遠心分離機の断続排出システムに一定量の水を供給するために当技術分野で使用されている操作水モジュール（ＯＷＭ）に指示を送信するように構成され、遠心分離機の汚泥出口を断続的に開くように構成されている。

第２の態様の実施形態では、システムは、分離される液体供給混合物を貯蔵するタンクをさらに備え、液体供給ポンプは、前記タンクから前記遠心分離機に前記液体供給混合物を供給するために配置され得る。

したがって、システムは、遠心分離機に供給される前に、洗浄される液体供給混合物を貯蔵するためのバンカータンクなどを更に備え得る。

さらに、システムは、遠心分離機の上流に配置され、第１の操作モード中に液体供給混合物の供給を遠心分離機に導き、第２の操作モード中に液体供給混合物の供給を前記タンクに戻すように構成されたバルブ部材を備え得る。

したがって、三方弁などのバルブ部材は、再循環中に液体供給混合物を遠心分離機に送ったり、タンクに戻したりすることを交互に行うために使用され得る。制御装置は、このようなバルブ部材を制御するように構成され、すなわち、液体供給混合物を遠心分離機に送るかタンクに戻すかを切り替えるための指示をバルブ部材に送信するように構成され得る。

本発明の第３の態様として、制御装置に上述した第１の態様の方法のステップａ）、ステップｃ）、および、ステップｄ）を実行させる命令を含むコンピュータプログラムが提供される。例えば、このコンピュータプログラムは、制御装置に上述した第１の態様の方法のステップａ）、ステップｃ）、ステップｄ）、および、ステップｅ）を実行させる命令を含み得る。

さらに、コンピュータプログラムは、制御装置に上述した第１の態様の方法のステップｂ）も実行させる命令を含み得る。したがって、命令は、例えば、分離された液相の出口の下流に配置されたバルブを開き、分離された液相を遠心分離機から排出するための命令であり得る。

本発明の第４の態様として、本発明の第３の態様のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な媒体が提供される。

本発明のシステムの実施形態の第１の操作モード時の概略図を示す。 本発明のシステムの実施形態の第２の操作モード時の概略図を示す。 システムの遠心分離機の概略図を示す。 本発明によるシステムを操作する方法を概略的に示す。

本開示による方法およびシステムは、添付図面を参照しつつ以下の説明によってさらに詳しく説明される。これらの例は、ディーゼルエンジン用燃料オイルを浄化するシステムおよびそのようなシステムの操作方法を説明するものであるが、これらの教示は、他の用途、すなわち他の種類の液体供給混合物を使用する場合にも当然適用可能である。

図１は、ディーゼルエンジン用燃料オイルを浄化するシステム１の一実施形態の概略図である。システム１は、バンカータンク（または沈殿タンク）２０に貯蔵された燃料オイルから、少なくとも清浄オイル相と汚泥相とを分離するための遠心分離機２を備えている。浄化対象となる燃料オイルは、システム１の液体供給ポンプ２１を介して配管２６を介して遠心分離機２に供給される。システムはさらに、浄化対象となる燃料オイルを加熱するための加熱装置２２を備える。本実施形態では、燃料オイルは加熱装置２２によって最初に約９８℃に加熱される。

このシステムは、遠心分離機２の上流に配置され、例えば循環中に、洗浄される燃料オイルの供給を遠心分離機１へ、またはバンカータンク（または沈殿タンク）２０へ戻すように導くように構成された三方弁２３も備えている。

図１に示されるように、本開示の方法の第１の操作モードでは、三方弁２３は、浄化される燃料オイルを入口パイプ８を介して遠心分離機に導くように設定される。この例では、遠心分離機は、浄化されたオイル相を、液体軽相出口１３を介して、分離された水相を、液体重相出口１４を介して連続的に排出するように構成されている。オイルの洗浄中、遠心分離機内に汚泥相が蓄積される。この汚泥は、分離後しばらく経った後、遠心分離機１から排出する必要がある。そのため、遠心分離機は、汚泥相を断続的に排出する機能も備えている。

図２に示されるように、第２の操作モードでは、遠心分離機１への浄化対象燃料オイルの供給が停止される。これは、三方弁を用いて燃料オイルをバンカータンク２０に戻すことで行われ、つまり、燃料オイルはタンク２２に再循環される。

間欠排出シーケンスは、水などの置換液を、入口８を介して遠心分離機に供給することを含む。置換水はタンク３０から供給され、そこから置換水が配管３１を介して入口パイプ８に供給される。次に、操作水モジュール（ＯＷＭ）４１を用いて遠心分離機に操作水が供給されて、汚泥排出口を開く。これらの排出口は、分離機１の遠心ボウル内に蓄積した汚泥を排出するために、ほんの一瞬だけ開く。この間欠排出シーケンス中は、排出口１３または１４から清浄なオイル相または水相が排出されない。

この第２の操作モード中、浄化される燃料オイルがタンク２０に再循環されるとき、燃料オイルの温度は、例えば６０℃以下、例えば５０℃まで低下する。これは、加熱装置２２の設定温度を下げるか、加熱装置２２の電源をオフにすることで実行される。代替または補完として、液体供給ポンプ２１の設定流速を下げるか、液体供給ポンプをオフにすることで、タンク２０に循環される燃料オイルの流速が低下する。

その結果、図４の方法ステップで示されているように、本開示の方法は、燃料オイルの連続洗浄が行われる第１の操作モードと、洗浄される燃料オイルが遠心分離機１に供給されず、再循環燃料オイルの温度および／または流速を低下させることによってエネルギーが節約される第２の操作モードとを含む。したがって、この例では、第１の操作モードは、
ステップａ）タンクから遠心分離機２に洗浄対象の燃料オイルを供給し（１０１）、洗浄対象の燃料オイルを約９８℃の第１の温度に加熱するステップ（１０１）と、
ステップｂ）遠心分離機２から清浄なオイル相と水相を排出するステップ（１０２）と、
を含む。

第２の操作モードは、
ステップｃ）遠心分離機２への燃料オイルの供給を停止し、浄化すべき燃料オイルをタンクに再循環させるステップ（１０３）と、
ステップｄ）再循環される燃料オイルの温度を７０℃未満の第２の温度まで下げるステップ（１０４）、および／または、液体供給混合物の流速を減少させるステップ（１０５）と、
ステップｅ）分離された汚泥相を遠心分離機２から排出するステップ（１０６）と、
を含む。

さらに、ステップｅ）が実行された後、さらなる汚泥排出を実行する必要があるまで、システム１は再び第１の操作モードで動作され得る。

図１および図２に示されるように、このシステムは、点線矢印「Ａ」で示されるように、液体供給ポンプ２１を介して遠心分離機２への燃料オイルの供給（流速など）を調節するように構成された制御装置５０も備えている。さらに、制御装置２１は、点線「Ｂ」で示されるように加熱装置２２を使用して燃料オイル混合物の温度を調節し、矢印「Ｅ」で示されるように三方弁２３を使用して燃料オイルを分離機１に供給するかタンク２２に再循環させるかを制御するようにも構成されている。したがって、制御装置５０は、本開示の方法に従って第１の操作モードと第２の操作モードとを交互に切り替えるように構成されている。

調節の目的で、制御装置５０は、例えばメモリに格納されるコンピュータコード命令を実行するように構成された中央処理装置などの処理ユニットを備え得る。したがって、メモリは、そのようなコンピュータコード命令を格納するための（非一時的な）コンピュータ可読媒体を形成し得る。処理ユニットは、代替的に、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field-programmable gate array）などのハードウェアコンポーネントの形態であり得る。したがって、制御装置５０は、送信機／受信機などの通信インターフェースを備え、それを介して液体供給ポンプ２１および加熱装置２２からデータを受信し、さらに液体供給ポンプ２１および加熱装置２２への操作要求を含むデータを送信し得る。

したがって、本発明は、制御装置に本開示の方法のステップａ）、ステップｃ）、および、ステップｄ）を実行させる命令を含むコンピュータプログラムも提供する。

制御ユニット５０は、遠心分離機２自体を制御するために使用されるものと同じ制御ユニットであり得る。したがって、制御装置は、矢印「Ｃ」で示されるように、遠心分離機の速度を制御するように構成され得る。制御装置はさらに、遠心分離機２から汚泥相の排出を開始するように構成され得る。このために、制御装置５０は、矢印「Ｄ」で示されるように、操作水モジュール（ＯＷＭ）４１を制御するように構成され得る。

したがって、本発明は、制御装置に本開示の方法のステップａ）、ステップｃ）、ステップｄ）、および、ステップｅ）を実行させる命令を含むコンピュータプログラムも提供する。

本発明の方法およびシステム１は、システム１の全体的な電力消費を削減するという点において有利である。一例として、船上での燃料オイルの洗浄中、燃料オイルの供給は通常５０℃から９８℃に加熱される。一般的なサイズの分離機（処理能力約５ｍ^３／ｈまで）を稼働させるには、原料の加熱に必要なエネルギーは約１３０ｋＷまでである。汚泥排出時には、分離機への燃料オイルの供給はほぼ常に停止される。汚泥排出シーケンスは、操作水の供給を含めて合計１５０秒かかり得る。この１５０秒の間、燃料オイルは循環操作を継続する。本発明は、このようにして、加熱のスマートな制御を実現するものであり、再循環に入ると、温度設定点が全く加熱しないように、または、６０℃などのわずかな加熱のみに変更される。一般的な排出間隔である１時間ごとの排出を想定すると、２４時間あたり第２のモードでの操作時間は約１時間となる。これは、システムが１日あたり最大１３０ｋＷｈの電力を節約できることを意味し、大きな節約となる。

図３は、図１および図２に示されるシステム１で使用され得る遠心分離機２の詳細を示し、より詳しく説明している。

遠心分離機２は回転可能な遠心ボウル９を備えており、遠心ボウル９自体の中に分離室１０が形成され、操作中にその中で燃料オイルの遠心分離が行われる。

分離室１０には、燃料オイルを効果的に分離するために、円錐台形状の分離ディスク１１の積層体が設けられる。円錐台形状の分離ディスク１１の積層体は、表面積拡大インサートの一例である。これらのディスク１１は、遠心分離ボウルの中心に同軸に取り付けられており、分離ディスク１１が遠心分離機２に取り付けられたときに液体の軸方向の流れのためのチャネル１２を形成する穴を備え得る。入口パイプ８は中央ダクトを形成し、分離室１０内で遠心分離するために燃料オイルを導入するように構成されている。本実施形態では燃料オイルは上部から供給されるが、システム１では下部から供給される分離機も使用され得る。

遠心分離機２からは、燃料オイルから分離された低密度成分用の液体軽相出口１３と、燃料オイルから分離された高密度成分、すなわち重相用の液体重相出口１４が延びている。したがって、液体軽質相出口１３は清浄なオイル相を排出するためのものであり、液体重質相出口１４は分離された水相を排出するためのものである。出口１３、１４はフレーム１５を貫通して延在する。

遠心分離ボウル９には、その外周部に、汚泥やその他の固形物などの高密度成分を排出するための断続的に開閉可能な出口形状をした一組の放射状汚泥出口１６がさらに設けられている。この物質は、分離室１０の半径方向外側部分から遠心分離ボウル９の周囲の空間に排出される。例えば、触媒微粒子を含む相は、出口１６から排出され得る。

遠心分離機２は、スピンドル４と、スピンドルに取り付けられた遠心分離ボウル９を所定の速度で回転させるための駆動モーター７をさらに備えている。スピンドル４および遠心分離ボウル９は、上部ベアリング５および下部ベアリング６によって固定フレーム１５に吊り下げられている。

図３の分離機の動作中、遠心分離ボウル９は駆動モーター７によって回転する。入口パイプ８を介して、分離する燃料オイルが分離空間１０に導入される。密度に応じて、燃料オイル内の異なる相が分離ディスク１１間で分離される。水相や汚泥相などの重い成分は分離ディスク間を半径方向外側へ移動するが、きれいなオイル相などの最も密度の低い相は分離ディスク間を半径方向内側へ移動し、分離機内の半径方向最内レベルに配置された出口１３から押し出される。代わりに、高密度の液体は、出口１３の半径レベルよりも大きい半径距離にある出口１４から押し出される。したがって、分離中に、分離空間１０内に、低密度の液体と高密度の液体との間の界面が形成される。固形物、すなわち汚泥は分離室１０の周囲に蓄積され、汚泥出口１６が開かれることによって分離空間から断続的に排出され、その結果、汚泥と一定量の流体が遠心力によって分離空間から排出される。

特定の用途では、分離機１には、液体出口１３のみ、および汚泥出口１６のみなど、単一の液体出口のみが含まれる。これは、処理される燃料オイルによって異なる。

本発明は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で変更および修正され得る。また、本発明は、図面に示されている分離機の種類に限定されない。「遠心分離機」という用語は、実質的に水平に向いた回転軸を備えた遠心分離機と、単一の液体出口を有する分離機も含む。

１ システム
２ 遠心分離機
４ スピンドル
５ 上部ベアリング
６ 下部ベアリング
７ 駆動モーター
８ 入口パイプ
９ 遠心分離ボウル
１０ 分離室
１１ 分離ディスク
１３ 液体軽相出口、液体出口
１４ 液体重相出口
１５ 固定フレーム
１６ 汚泥出口
２０ バンカータンク（または沈殿タンク）
２１ 液体供給ポンプ
２２ 加熱装置
２３ 三方弁
４１ 操作水モジュール（ＯＷＭ）
５０ 制御装置

Claims (15)

1. 液体供給混合物から少なくとも１つの液相と汚泥相とを分離するための遠心分離機（２）を備えたシステム（１）を操作する方法（１００）であって、当該方法（１００）は、第１の操作モードと第２の操作モードとを交互に切り替えるステップを含み、
   前記第１の操作モードは、
   ステップａ）洗浄される前記液体供給混合物を前記遠心分離機（２）に供給するステップ（１０１）であって、前記液体供給混合物は第１の温度を有するステップと、
   ステップｂ）少なくとも１つの分離された液相を前記遠心分離機（２）から排出するステップ（１０２）と、
   を含み、
   前記第２の操作モードは、
   ステップｃ）前記遠心分離機（２）への前記液体供給混合物の供給を停止するステップ（１０３）と、
   ステップｄ）前記液体供給混合物の温度を第２の温度まで低下させるステップ（１０４）、および／または、前記液体供給混合物の流速を低下させるステップ（１０５）と、
   を含む、方法（１００）。
2. 前記第２の操作モードは、
   ステップｅ）分離された汚泥相を前記遠心分離機（２）から排出するステップ（１０６）をさらに含む、請求項１に記載の方法（１００）。
3. 前記ステップａ）は、タンク（２０）から前記液体供給混合物を供給するステップ（１０１）を含み、前記ステップｃ）は、前記液体供給混合物を前記タンク（２０）に再循環させるステップを含む、請求項１に記載の方法（１００）。
4. 前記ステップａ）は、加熱装置（２２）を用いて前記液体供給混合物を前記第１の温度まで加熱するステップをさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法（１００）。
5. 前記ステップｄ）は、前記加熱装置（２２）をオフにするステップを含む、請求項４に記載の方法（１００）。
6. 前記ステップａ）は、液体供給ポンプ（２１）を使用して前記液体供給混合物を供給するステップ（１０１）を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法（１００）。
7. 前記ステップｄ）は、前記液体供給ポンプ（２１）をオフにするステップを含む、請求項６に記載の方法（１００）。
8. 前記液体供給混合物はオイルであり、前記ステップａ）における前記第１の温度は少なくとも５０℃である、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法（１００）。
9. 前記ステップｄ）は、前記オイルの温度を前記第１の温度より少なくとも１０℃低い第２の温度まで下げるステップを含む、請求項８に記載の方法（１００）。
10. 前記液体供給混合物はディーゼルエンジン用の燃料オイルであり、前記第１の温度は少なくとも９７℃であり、前記ステップｄ）は、前記オイルの温度を８０℃未満、例えば７０℃未満に下げるステップを含む、請求項９に記載の方法（１００）。
11. 液体供給混合物から少なくとも１つの液相と汚泥相とを分離するためのシステム（１）であって、当該システム（１）は、
    －前記液体供給混合物から少なくとも１つの液相と汚泥相とを分離し、さらに、前記少なくとも１つの分離された液相を連続的に排出し、前記汚泥相を断続的に排出するように構成された遠心分離機（２）と、
    －前記液体供給混合物を前記遠心分離機（２）に供給するための液体供給ポンプ（２１）と、
    －前記液体供給混合物を加熱するための加熱装置（２２）と、
    －前記液体供給ポンプ（２１）を介して前記液体供給混合物の前記遠心分離機（２）への供給を調節し、および／または、前記加熱装置（２２）を用いて前記液体供給混合物の温度を調節するように構成された制御装置（５０）と、
    を備え、さらに、
    前記遠心分離機（２）から前記汚泥相の排出を開始するように構成され、
    さらに、前記制御装置（５０）は、請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法（１００）によって、前記第１の操作モードと前記第２の操作モードとを交互に切り替えるように構成されている、システム（１）。
12. 前記制御装置（５０）は、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法（１００）のステップａ）、ステップｃ）、およびステップｄ）を実行するように構成されている、請求項１１に記載のシステム（１）。
13. 前記制御装置（５０）は、さらに、分離された汚泥相を前記遠心分離機（２）から排出するステップｅ）を開始するように構成されている、請求項１２に記載のシステム（１）。
14. 分離される前記液体供給混合物を貯蔵するタンク（２０）をさらに備え、前記液体供給ポンプ（２１）は、前記タンク（２０）から前記遠心分離機（２）に前記液体供給混合物を供給するように構成されている、請求項１１～１３のいずれか一項に記載のシステム（１）。
15. 前記遠心分離機（２）の上流に配置されるバルブ部材（２３）であって、前記第１の操作モード中に前記液体供給混合物の供給を前記遠心分離機（１）に導き、前記第２の操作モード中に前記液体供給混合物の供給を前記タンク（２０）に戻すように構成されているバルブ部材（２３）をさらに備えている、請求項１４に記載のシステム（１）。