JP2595344B2 - 液面上浮遊物の吸取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液面上に浮遊する油類や塗料カス等の浮遊
物を吸い取る液面上浮遊物の吸取装置に関する。

［従来の技術］ 例えば、自動車塗装工場では、実公昭59−21856号公
報、特公昭62−1318号公報に見られるように洗浄水を貯
液槽を介して循環利用している。この際、貯液槽内の液
面上に浮遊する塗料ガス等は吸取装置によって除去され
る。

かかる吸取装置は、第４図に示す如く構成とされてい
るのが一般的である。

図において、１は貯液槽、２はポンプ、３は吸込口４
とポンプ２とを連結する連結管、５は吸込口４を液面Ｌ
に保持するフロートである。フロート５は、液面上の浮
遊物Ｗを能率よく吸込みできるように吸込口４を液面Ｌ
に対して所定位置に保持する。この吸込口４は液面Ｌに
直交する単一の開口部４′から形成されている。このた
め連結管３は、金属管3Pのほかフロート５の液面追従を
許容するように、一部に可撓性あるホース3Hを含み形成
されている。

ここに、液面Ｌと吸込口４（開口部４′）との位置関
係は、ポンプ２で排出される排液量Ｑの最小化、吸込能
率の向上およびポンプ保護等の観点から空気吸込量の最
小化を図りつつ浮遊物Ｗを回収できるように決められ
る。一般的には、特開昭63−162093号公報に示された如
く、開口部４′つまり吸込口４の中心よりやや上側が液
面Ｌとなるように選定されている。

したがって、ポンプ２を運転すれば、浮遊物Ｗは吸込
口４から気液とともに吸込まれ連結管３（3H,3P）を通
して外部の図示しない処理設備へ排出される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記の従来構造では、第４図に示したよう
に吸込口４は単一の開口部４′から形成されかつその高
さ寸法Ｈは浮遊物Ｗの吸込能率、設備経済、液面変動に
対する追従性つまり吸込可能範囲の拡大等を比較考量し
て決定されている。

すなわち、浮遊物Ｗは原理的に気液とともに吸込まれ
ることからすれば、第６図（Ａ）に示す如く、開口部
４′の寸法Ｈは液面Ｌと交叉する定常状態ある限りにお
いて最小寸法H1（なお、図中Ｎは開口部４′の幅であ
る。）とするのが望ましい。吸込能率も高く、ポンプ等
の設備も小型で低コストとなるからである。しかし、定
常状態における液面SLから液面HLとなるような液面変動
があるとフロート５の動的慣性等に基づき過渡的に第６
図（Ｂ）に示す如く、開口部４′が液中に没しあるい
は、同（Ｃ）に示す如く、液面LLとなったときには大気
中に浮上し易い。いずれの場合にも浮遊物Ｗの吸込は不
可能となる。さらに（Ｂ）の状態ではポンプ動力が過大
となり、（Ｃ）の状態では空気のみを吸込むことになる
のでポンプ焼損を招くという欠点がある。したがって、
液面変動に対する追従性が劣るので徒らと寸法H1を小さ
くすることは実用性がなくなる。

一方、液面変動に対する追従性の点からいえば、第７
図（Ａ）に示す如く、高さ寸法Ｈを可能な限りにおいて
最大とするのが望ましい。しかし、浮遊物Ｗは気液とと
もに吸込まれる原理に立却れば、最大高H3とすると多量
の液気を吸込むことになるから、吸込能率および設備コ
ストが著しく不利となる。また、液面SLがHLと変動する
と過渡的に第７図（Ｂ）に示す状態となると、吸込運転
はできるものの極めて能力が悪くポンプ等の消費電力も
増大する。また、液面がLLに変動すると、第７図（Ｃ）
に示す状態となる。この場合には空気と液体との流路抵
抗差の問題から、とりわけ多量の空気を吸込んでしまう
ので、ほとんど吸込運転は有効に行なえずポンプ焼損を
招く。

ここに、従来は吸込能率向上・設備コスト低減と液面
変動に対する追従性向上（吸込可能範囲の拡大）という
相反事項を忍受し、その妥協策として第５図（Ａ）に示
す如く、適当な中間的高さ寸法H2を選択したといえる。

しかしながら、中間的寸法H2とする妥協策でも、最小
寸法（H1）型と最大寸法（H3）型との利害得失が半減さ
れるだけで抜本的対策とは言い難い。

しかも、液面Ｌの上下の大きな変動が無い定常状態に
ある場合においても、フロート５を最良のバランスをと
って液面Ｌに浮ばせたとしても、風による波動等によっ
て、第４図に示すＲ方向に揺動してしまう。

すると、矢印R1方向に揺動傾斜した場合には、第５図
（Ｂ）の状態と同様となるので、大量の液を吸込み浮遊
物Ｗを吸込むことが相当困難となり能率が悪い。一方、
矢印R2方向に揺動傾斜した場合には第５図（Ｃ）の状態
と同様となるので、大量の空気を吸込み浮遊物Ｗの吸込
能率が低下するばかりかポンプ２の焼損を招来する問題
がある。

特に、本出願人の幾多の分析によると、フロート５の
安定した通常運転（定常状態）においても、比較的多く
の空気を吸込むと、連結管３の可撓性に起因して上記問
題を誘発することが判明した。すなわち、第４図に示す
如く、ホース3Hは液中においてＵターンして上方に延る
ため、その液中曲折部分に吸込まれた空気が溜る。その
結果、ホース3Hが複雑かつ微妙に動きまわる。このホー
スの動きがフロート５の揺動を自己誘発し上記問題を引
起こす。さらに、このようにして誘発現象が増幅されフ
ロート５自体が転倒し、浮遊物Ｗの吸込が不可能となる
場合がある。

ここに本発明は、このような事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、大きな設備的液面変動や
風波による比較的小さな液面変動に対しても追従性が高
くかつ大量の空気・液体の吸込を防止して吸込能率の高
い安定した運転を保障できる液面上浮遊物の吸取装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点が単一開口部から形成されてい
る吸込口の構造に起因しているものと分析し、かつ大量
の液体吸込に比較して大量の空気吸込が致命的事態を誘
発するものと認識し、定常状態に対しては前記最小寸法
型と同じく作用するとともに、過渡状態に対しては前記
最大寸法型と同じく作用するように吸込口を複数の開口
部から形成しかつ最上位の開口部が液面と交叉するよう
に形成したものである。

すなわち、吸込口を液面に浮ばせたフロートに取付け
るとともに連結管を介して貯液槽外に配設されたポンプ
に連結させた液面上浮遊物の吸取装置において、 前記吸込口を前記フロートの上下方向に離隔配設され
た複数の開口部から形成するとともに前記フロートの浮
力を定常状態において最上位の開口部が液面と交叉する
ように選定したことを特徴とする。

［作用］ 上記構成による本発明によれば、液面変動のない定常
状態にあっては、最上位の開口部より気液が吸込まれ、
他の開口部より液が吸込まれるので小さな単一開口部と
同様に吸込能力が高くまた吸込液量も少なくなるからポ
ンプ動力も小さく確実・安定運転ができる。液面が変動
する過渡状態においては、他の開口部が液面と交叉する
ので大きな単一開口部と同様に追従性が高く吸込空気量
も少なく浮遊物の吸込運転ができる。

さらに、過渡的に全ての開口部が大気中に浮上したと
しても、全体の開口面積は単一開口部に比較して小さい
から、大量の空気を吸込むことがなくポンプ焼損やフロ
ートの自己揺動の誘発や転倒を防止できる。

一方、全ての開口部が液中に没しても、全体の開口面
積が小さいから大量の液体を吸込まないので、ポンプ動
力も小さく設備も小型、低コストとできる。

そして、設備的液面変動や風波による液面変動がおさ
まるとフロートの浮力により最上位の開口部が再び液面
と交叉するように迅速に復帰して定常状態に戻る。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

なお、本吸取装置の構成要素のうち、フロート５およ
び吸込口４を除く、他の構成要素は前出第４図に示す従
来の吸取装置と同様であるから、その図示と説明は省略
する。

（第１実施例） 第１実施例は第１図、第２図に示される。

管部６を介してポンプ２に連結される吸込口４は、実
質的に複数（この実施例では２つ）の開口部４′−1,
4′−２から構成されている。

具体的には、開口部４′−1,4′−２を有する円弧状
の板材10を４個のボルト11でフロート５に固着するもの
として形成している。

ここに、開口部４′−1,4′−２は、フロート５の上
下方向に離隔配設され、両開口部４′−1,4′−２との
間には板材10の一部を利用した盲部12が設けられてい
る。盲部12の高さは、hoである。また、開口部４′−１
の高さ寸法h1は、前出第６図で説明した最小寸法型の寸
法H1とされ、開口部４′−２の高さ寸法h1′は寸法h1よ
りさらに小さいものとされている。また、両開口部４′
−1,4′−２間に亘る全高寸法ｈは、前出第７図で説明
した高最大寸法型の寸法H3と同一と選定されている。

具体的には例えばh1＝100〜200mm、h1′＝10〜50mm、
ho＝90〜150mm、ｈ＝200〜400mmと選定する。

また、フロート５の浮力は、第１図、第２図に示した
液面SLすなわち大きな設備的液面変動や波風による比較
的小さな液面変動がない定常状態における基準的液面
が、最上位の開口部４′−１のほぼ中間を横切るように
交叉させた位置となるように選択されている。

以下に、かかる構成の本実施例の作用を述べる。

第１図に示す如く、液面SLに最上位の開口部４′−
１が位置づけされる定常状態においては、前記最小寸法
型と同様に高い吸込能力で浮遊物Ｗを吸取できる。しか
も、吸込液量は盲部12の高さ寸法ho分だけ減少されるの
でポンプ２の動力は小さく、また、吸込液量も少ないの
で配管３（3H）中に空気が溜ることもない。

また、風波によって過渡的に比較的小さな変動が生
じて液面がMLとなった場合には、下側の開口部４′−２
が液面MLと交叉するので、この場合にも液面上の浮遊物
Ｗを円滑に吸取ることができる。つまり、前記最大寸法
型と同様に液面変動に対する追従性が高まる。しかも、
この場合、液面ML上に浮上する部分のうち、ほとんどは
盲部12であるから、空気吸込口は高さh1の小さな最上位
の開口部４′−１だけである。

したがって、大量の空気を吸込むことがなく、配管3H
中の空気溜りによるフロート５の自己揺動もなく転倒も
生せず、消費電力量も小さく安定した浮遊物Ｗの吸取運
転ができる。

次に、液面がHLとなった場合、すなわち、大きな設
備的液面変動とフロート５の動的慣性等から液面とフロ
ート５の上下方向相対位置づれが生じる過渡状態にあっ
て液面がHLに上昇した場合、両開口部４′−1,4′−２
がともに液中に没しても、盲部12を挾む２つの開口部
４′−1,4′−２から液体を吸込むだけであるから、ポ
ンプ動力は僅かの増大しか招かない。

さらに、過渡的に液面がLLとなった場合、両開口部
４′−1,4′−２がともに大気中に浮上するが、吸込空
気量は最大寸法型の場合に比較して非常に少なく、過渡
的短時間では配管３（3H）中に溜った空気によるフロー
ト５の自己揺動も生じ難くその転倒もない。また、ポン
プ焼損も回避できる。

さらにまた、液面が、例えばSLに落着く定常状態に
戻ると、フロート５の選定された浮力に基づき、最上位
の開口部４′−１が液面SLと交叉するように迅速に復帰
し、再び高い吸込能率で浮遊物Ｗを円滑に吸取ることが
できる。

しかも、例えばポンプ能力を、従来の単一開口部
４′で最大寸法H2の場合と等しいものとすれば、盲部12
の寸法ho相当の液体を吸込む必要がないことから、最上
位の開口部４′−１から極めて強力に気液を吸込むこと
ができる。したがって、液面表層の動きを高速化できる
ので、フロート５つまり開口部４′−１周辺の浮遊物Ｗ
の収集力を飛躍的に向上でき、実質的吸取能力を一段と
高めることができる。

しかして、この実施例によれば、吸込口４をフロート
５の上下方向に離隔配設された複数の開口部４′−1,
4′−２から形成するとともにフロート５の浮力を定常
状態において最上位の開口部４′−１が液面SLと交叉す
るよう選定した構成であるから、最小寸法型とした場合
と同様に、吸込能率が高くポンプ等設備が小型廉価とな
る。とともに、最大寸法型とした場合と同様に、過渡的
液面変動に対する追従性が向上し、吸込可能範囲の広い
適用性が大きなものとなる。

また、定常状態のみならず過渡状態においても吸込気
液量が少ないので消費電力量も軽減できる。特に、吸込
空気量が少量であるから配管３（3H）に溜る空気は微量
となり、フロート５の自己揺動誘発がなくポンプ焼損・
フロート５転倒による運転不可能という事態を回避で
き、安定した運転を保障することができる。

さらに、複数の開口部を形成するには、フロート５自
体に大幅な改変を加えず穴明板材10等を取付けるだけで
よいから、低コストで容易に具現化できるという実用価
値の高いものである。

（第２実施例） この第２実施例は第３図に示され、第１実施例に対し
て開口部４′−1,4′−２の形成方法を一層容易とした
ものである。

すなわち、盲部12相当の寸法hoの円弧状細長板10′
を、単一的開口部（４′）から形成した吸込口４を２分
するようにフロート５自体にボルト11で取付ける構成と
されている。

しかして、この第２実施例も、高吸収能率，設備小型
・低コスト，追従性向上等々、第１実施例の場合と同様
の作用効果を奏するほか、さらに一層簡単で低コストと
することができる。

なお、吸込口４を複数の開口部から形成する構成は以
上の各実施例に開示された例示構成に限定されない。開
口部の数、高さ寸法も任意に選択決定できる。

［発明の効果］ 本発明は、以上の説明から明らかの通り、吸込口をフ
ロートの上下方向に離隔配設された複数の開口部から形
成するとともにフロートの浮力を定常状態において最上
位の開口部が液面と交叉するように選定した構成である
から、簡単な構造で従来問題点を一掃でき、相反する高
吸込能力・設備小型廉価と液面変動に対する追従性向上
・適用性拡大という双方要請を満足し、円滑で安定した
吸取ができる優れた浮遊物の吸取装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す一部を断面した要部
の側面図、第２図は同じく要部の正面図、第３図は第２
実施例を示す要部の正面図、第４図は従来吸収装置の全
体構成図、第５図〜第７図は単一開口部から形成した吸
込口と液面との関係を説明するための図で、各図とも
（Ａ）は定常状態にある場合、（Ｂ）は液中に沈んだ場
合、（Ｃ）は液面上に浮上した場合を示すものである。 １……貯液槽、 ２……ポンプ、 ３……連結管、 ４……吸込口、 ４′、４′−1,4′−２……開口部、 ５……フロート。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸込口を液面に浮ばせたフロートに取付け
   るとともに連結管を介して貯液槽外に配設されたポンプ
   に連結させた液面上浮遊物の吸取装置において、 前記吸込口を前記フロートの上下方向に離隔配設された
   複数の開口部から形成するとともに前記フロートの浮力
   を定常状態において最上位の開口部が液面と交叉するよ
   うに選定されていることを特徴とする液面上浮遊物の吸
   取装置。