JP3716230B2 - 油水分離装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油水分離装置に係り、特に真空チャンバに導入した油水混合液を減圧状態で加熱して沸騰させて油と水を分離せしめる油水分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の油水分離装置では、真空チャンバが真空ポンプの吸気側と連結してあり、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）を昇温する加熱器を設けている。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。真空チャンバが減圧下における水の沸点に達するとドレン中の水が蒸発（気化）して真空ポンプより排出され、真空チャンバ内には油が残留した状態になる。
【０００３】
真空チャンバ内のドレンが少なくなったら、新たにドレンを真空チャンバに導入して油と水を分離することを繰り返し、チャンバ内に残留した油は適宜に排出する。
【０００４】
このようなものを示したものとして、特開平１１−３４３９７６号公報や特開２０００−１８１６２号公報などがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
真空チャンバ内への油水混合液の導入を真空チャンバに連通するように設けたフロートスイッチの作動で行うようにすると、油水混合液が真空チャンバ内で沸騰する際に油分が飛散し、フロートスイッチを汚染しフロートスイッチの作動が良好に行なわれなくなる。
【０００６】
また、真空チャンバ内では油水混合液の油分濃度が上昇し、上部に濃縮化した浮上油が集まる。油水混合液の液面は油水分離の進行やドレンの追加で上下し、その際、フロートスイッチに浮上油の一部が流入してフロートスイッチが固渋して作動不良が生じるという問題があった。ドレンがゴミを含んでいる場合には、フロートスイッチは簡単に固渋を起してしまう。フロートスイッチの作動不良は、装置全体の作動停止を起す。
【０００７】
真空チャンバ内で浮上油の量が多くなると、油水混合液が真空チャンバ内で沸騰しても、下部の水の蒸発を妨げ、油水混合液の水位は変わらなくなり、フロートスイッチは正常であっても作動しなくなる。
【０００８】
それ故本発明の目的は、フロートスイッチが浮上油などで作動不良を起すことがなく、信頼性の高い油水分離装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、フロートスイッチの正常な動作を期待でき、信頼性の高い油水分離装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴とするところは、真空チャンバ内に油水混合液を導入し、真空チャンバ内を減圧しつつ導入した油水混合液を加熱し、減圧下での油水混合液の沸騰で油と水を分離せしめる油水分離装置において、真空チャンバに設けたフロートスイッチの作動で真空チャンバ内に油水混合液を導入し、該フロートスイッチの函体底部に弁を介して洗浄液を供給する配管を接続して、該弁を開いて真空チャンバ内の減圧で該フロートスイッチに洗浄液を吹き付けるようにしてあることである。
また、本発明の他の特徴とするところは、真空チャンバの側壁に設けた排出口に弁を具備した排出配管を接続し、弁を開くことにより油水分離で濃縮化して生じる浮上油を排出するようにしたことにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
図1は本発明の一実施形態である油水分離装置の系統図である。
図において、１０は真空チャンバ、１１は冷却器、１２は水タンク、１３はエゼクタを示し、真空チャンバ１０と冷却器１１は蒸留配管１４で接続し、冷却器１１とエゼクタ１３は蒸留配管１５で接続してある。
【００１１】
エゼクタ１３は水タンク１２とポンプ１６と熱交換器１８を循環水配管３６，３７，３８，３９で接続して水の循環回路を形成し、該循環回路によって、エゼクタ１３の駆動水を循環させ、真空チャンバ１０に対する真空発生機構（真空ポンプ機能）を構成させている。
【００１２】
エゼクタ１３は駆動水温が上昇すると性能が低下するので、駆動水温を安定させるため水タンク１２に熱交換器１８を含む水の冷却機構を組み込んでいる。即ち、冷凍システム１７の冷凍機で得る冷熱と熱交換器１８で熱交換して、エゼクタ１３における駆動水温の上昇を防止している。
【００１３】
水タンク１２には回収配管２８を差し込んであり、回収配管２８は電磁弁２４を介して真空チャンバのドレン液面を制御するフロートスイッチ２０を内蔵するフロートスイッチ函２７の底部と接続している。この回収配管２８と水タンク１２の接続は、水面から水タンク１２の底部に向けて設けたものに限定するものではなく、水タンク１２の側壁面の適当な位置に設けた排水口に接続してもよい。水タンク１２は、底部に処理水排出配管４０を接続してある。
【００１４】
真空チャンバ１０には、ドレン供給用としてストレーナ２６，電磁弁２１がドレン供給配管３５を介して、また廃液排出用として廃液排出配管３４、電磁弁２２が廃液排出配管３３を介して接続してある。真空チャンバ１０に設けた濃縮廃液排出口に接続した排出配管３１は電磁弁２３と放出管３２を介して廃液排出配管３４に接続している。
【００１５】
また、冷却器１１とエゼクタ１３を接続した蒸留配管１５には電磁弁２５を設けて、電磁弁２５の開動作により真空チャンバ１０を大気開放できるようにしてある。
【００１６】
真空チャンバ１０の内部にはドレンを昇温させる加熱器１９を設けており、真空チャンバ１０に導入したドレンを昇温する。この実施形態では加熱器１９は真空チャンバ１０の内部に設けているが、真空チャンバ１０の外側に設けてドレンを昇温してもよい。
【００１７】
電磁弁２１はフロートスイッチ２０の設定位置により、開閉する。即ち、図1における下向きの2個の三角形は、その上側になっている底辺でフロートスイッチ２０における設定位置を示し、真空チャンバ１０におけるドレンの液面位置が下方の三角形の設定位置に一致すると電磁弁２１が開いてドレンを導入し、上方の三角形の設定位置にドレンの液面位置が一致すると電磁弁２１は閉じてドレンの導入を停止する。
【００１８】
電磁弁２２は図示していない制御盤で開閉を設定するものであり、真空チャンバ１０内の全ドレンを廃液として定期的に排出する時に開くようにしてある。具体的にはドレンの油分濃度によって排出インターバルを設定できる機能を制御盤に組み込んである。
【００１９】
電磁弁２３，２５は、制御盤のタイマーで一定時間毎に真空チャンバ１０内の浮上油の油分濃度が一定値に達することを予定して開き、浮上油を排出し、真空チャンバ１０内でドレンの濃度が一定値以下に抑えるようにしてある。春秋に比較して、夏季は湿度が高くドレン中の油分濃度は低いので電磁弁２３，２５の閉期間は長くし、冬季は湿度が低く油分濃度は高いため閉期間は短くする。電磁弁２３，２５の開時間は排出配管３１からの浮上油を含むドレンの排出速度で決める。
【００２０】
電磁弁２４は、図示していない制御盤のタイマーで一定時間毎に開くようにしてある。電磁弁２４を開放した時の動作は、後述する。
【００２１】
油水分離に先立って、水タンク１２に処理水排出配管４０から水が流れ出すまで適宜な水を充填しておく。そして、電磁弁２１を開いて油水混合液であるドレンをドレン供給配管３５から真空チャンバ１０に導入する。真空チャンバ１０に所定量のドレンを導入したら、電動弁２１を閉にして導入を停止する。
【００２２】
ドレン導入の開始指示は制御盤上で行うが、後は自動運転において作業中に真空チャンバ１０内のドレンの水位が下った時にフロートスイッチ２０が作動して電動弁２１は開き、新しいドレンを導入する。なお、真空チャンバ１０内におけるドレン液面の低下は、後述する処理水排出配管４０からの流出による。
【００２３】
次に、ポンプ１６を運転して、自動運転に移行する。
ポンプ１６の作動により、水タンク１２内の水を循環水配管３６，３７，３８，３９によってエゼクタ１３を通して循環させると、エゼクタ１３によって蒸留配管１４、１５内が吸引されるので真空チャンバ１０内は減圧され、ドレンを加熱器１９で昇温していくと、これによりドレンの水分は低温で沸騰する。
【００２４】
真空チャンバ１０内で沸騰したドレンの水分は水蒸気となって蒸留配管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。エゼクタ１３は駆動水温が上昇すると性能が低下するので、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１８が水温の上昇を防止している。
【００２５】
水タンク１２に回収された処理水は、ポンプ１６の循環水と混合し水タンクの水位が上昇する。水タンク１２の上限水位は処理水排出配管４０の設定位置で決まり、この水位を超える水が処理水排出配管４０を経由して排出される。
【００２６】
真空チャンバ１０内のドレンは水分蒸発に伴って液面が低下する。液面位置は連通しているフロートスイッチ函２７の液面と同一であり、フロートスイッチ２０の設定位置にしたがって電磁弁２１の開閉を制御し、ドレンを真空チャンバ１０内に自動的に導入蒸留運転を継続する。
【００２７】
上記運転を繰り返すと真空チャンバ１０内の油水混合液は濃縮され、油分濃度が上昇し、油分濃度の高い液は比重差によって真空チャンバ１０内液面に浮上する。前述したように本図に示していない制御盤には定期的に本装置を停止する制御が組み込まれており、濃縮液排出口以上の液面条件においてフロートスイッチ２０が作動し、装置を停止するとともに、電磁弁２３、２５を開き真空チャンバ１０内の圧力を大気に開放し、浮上油を排出配管３１、電磁弁２３、排出配管３２、廃液排出配管３４を通して排出する。
【００２８】
真空チャンバ１０内の油水混合液の油分濃度が上昇した状態で液面が沸騰により波立って油分が飛散し、真空チャンバ内にとどまらず蒸気流にしたがってエゼクタ１３に到達し、時間経過とともに循環水を汚染する。水タンク１２では、油水の比重差によって油分が浮上するようになる。
【００２９】
回収配管２８の末端は水タンク１２の水面下にあり、図示していない制御盤のタイマーが電磁弁２４を開くと、水タンク１２と真空チャンバ１０側の圧力差によって水タンク１２の循環水は回収配管２８における末端の水位まで真空チャンバ１０側へ回収される。回収された油分を含む循環水（水タンク１２に貯留した循環水の上部水）は再蒸留され、水タンク１２に戻る。
【００３０】
水タンク１２に貯留した循環水の上部水は真空チャンバ１０に設けてあるフロートスイッチ函２７の底部に勢い良く回収される時に、フロートスイッチ２０を洗浄し、浮上油が付着していても洗い流す。循環水がフロートスイッチ函２７の底部から連結管３０を通って真空チャンバ１０へ流れる時の水流によってフロートスイッチ函２７下部に堆積した油分を含むゴミは撹拌され、真空チャンバ１０に回収される。水面が回収配管２８の末端に等しくなった時、回収される循環水に空気が入り、フロートスイッチ函２７の中で泡として膨張浮上することにより、フロートスイッチ２０に付着したゴミも除去し、フロートスイッチ２０は正常動作状況を維持する。また、水タンク１２から装置外への油分流出の防止にもなっている。
【００３１】
本実施形態で、下記の効果が得られる。
即ち、水タンク１２の循環水をフロートスイッチ函２７を通して定期的に真空チャンバ１０に回収することで、油分やゴミなどでフロートスイッチ２０が固渋することを防止でき、フロートスイッチ２０の動作不良がなくなり、また、循環水の水質を長期間にわたって清浄に保持することができ、ポンプ１６や熱交換器１８を含む水の循環路のメンテナンスを少なくすることができて、自浄作用により、高い信頼性を維持できる。さらに、電磁弁２３からの浮上油の排出により、真空チャンバ１０の油水混合液の濃縮度を下げ、油分の飛散を防ぎ、蒸留系統の油汚染を緩和することができる。
【００３２】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、真空ポンプとしてエゼクタを用いず、油水分離をして得た水を水タンク１２に貯留しない実施形態では、フロートスイッチ２０の洗浄液を電磁弁２４と同等な機能を持つ弁を介して適宜な供給系統から得ても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フロートスイッチが浮上油などで作動不良を起すことがなく、信頼性の高い油水分離装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態になる油水分離装置の系統を示す。
【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
１４，１５…蒸留配管
１６…ポンプ
１７…冷凍システム
１８…熱交換器
１９…加熱器
２０…フロートスイッチ
２１〜２５…電磁弁
２６…ストレーナ
２７…フロートスイッチ函
２８，２９…回収配管
３０…連結管
３１，３２…排出配管
３３，３４…廃液排出配管
３５…ドレン供給配管
３６〜３９…循環水配管
４０…処理水排出配管

Claims (4)

1. 真空チャンバ内に油水混合液を導入し、真空チャンバ内を減圧しつつ導入した油水混合液を加熱し、減圧下での油水混合液の沸騰で油と水を分離せしめる油水分離装置において、
   真空チャンバに設けたフロートスイッチの作動で真空チャンバ内に油水混合液を導入し、該フロートスイッチの函体底部に弁を介して洗浄液を供給する配管を接続して、該弁を開いて真空チャンバ内の減圧で該フロートスイッチに洗浄液を吹き付けるようにしてあることを特徴とする油水分離装置。
2. 上記請求項１に記載の油水分離装置において、洗浄液として真空チャンバ内で沸騰した油水混合液から発生した蒸気を冷却して水タンクに貯留した水の上部水を用いることを特徴とする油水分離装置。
3. 上記請求項１に記載の油水分離装置において、真空チャンバの側壁に設けた排出口に弁を具備した排出配管を接続し、該弁を開くことにより油水分離で濃縮化して生じる浮上油を排出するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の油水分離装置。
4. 上記請求項１に記載の油水分離装置において、水タンクに貯溜した水をポンプで循環せしめる循環路の途中に設けてあるエゼクタにおいて生じる減圧を真空チャンバに作用せしめて真空チャンバ内で沸騰した油水混合液から発生した蒸気を該水タンクに導くようにしてあることを特徴とする油水分離装置。

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