JP3798988B2 - 液体吸引装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体吸引装置に関するものである。本発明の液体吸引装置は、混入物（油や金属粉や藻や綿など）が混入している液体を混入物と共に吸引する際に、液中や底部に漂っている混入物と、液面に浮かんでいる混入物を同時に吸引することができるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
アルカリ脱脂液や機械加工切削液には金属粉や油などの混入物が混入している。このような混入物は微細であるため、混入物は液体中に漂っていると共に、混入物の一部は液面に浮かんでいる。このように、混入物が混入している液体を浄化する装置が各種開発されている。
【０００３】
図５は、油水分離装置を用いた従来の浄化システムの一例を示す。図５に示すように、槽１中には油混入水２が貯溜されている。この油混入水２には油２ａが混入しており、微細な油２ａは液中に漂っている一方で、粒径が大きくなった油２ａは液面に浮かんでいる。吸引パイプ３は、その先端３ａが油混入水２中に浸漬され、その基端３ｂが吸引ポンプ４に連結されている。吸引ポンプ４の吐出側には油水分離装置５が接続され、更に、油水分離装置５と槽１との間には戻りパイプ６が配置されている。
【０００４】
吸引ポンプ４が吸引動作を開始すると、槽１中の油混入水２は、吸引パイプ３を通って吸引ポンプ４に吸引され、更に油水分離装置５に送られる。油水分離装置５では、油混入水２中に含まれている油を分離し、油を分離した水（ただし僅かに油が混入していることがある）は戻りパイプ６を通って槽１に戻る。このように油混入水２を、槽１→吸引パイプ３→吸引ポンプ４→油水分離装置５→戻りパイプ６→槽１という経路に沿い循環流通させていくことにより、油混入水２中の油２ａを除去・浄化している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５に示す従来の浄化システムでは、油混入水２中に漂っている油２ａは、油混入水２中に浸漬された吸引パイプ３を通して吸引されるため除去され易い。しかし、吸引パイプ３の先端３ａと液面とが離れているため、液面に浮かんでいる油２ａは吸引されにくく除去しにくい。したがって、油混入水２に含まれている全部の油を除去・浄化するのに長時間を要すると共に、完全な油除去ができにくいという問題があった。
【０００６】
作業者などが吸引パイプ３の先端３ａを持って先端３ａを液面の近くにもってくれば、液面付近の油混入水２を吸引して液面に浮かんだ油２ａを除去することもできるが、作業が面倒である。また、吸引パイプ３の先端３ａを液面の近くにもってくると、油混入水２のみならず、空気をも吸い込んでしまう場合があり、効率的な吸い込みができなくなる。更に、空気を多量に吸い込んでしまった場合には、吸引ポンプ４が過回転してしまい、インターロック装置が作動して吸引ポンプ４の回転が停止してしまうこともある。
【０００７】
したがって、従来では、液面に浮かんだ油２ａを、他の手段により除去するようにしていた。例えば、油付着用の回転ベルトを用いて浮いた油２ａを回転ベルトに付着させることにより油除去をしたり、越流壁を設けてこの越流壁を乗り越えたきた油混入水２から油除去をしていた。
【０００８】
なお、油混入水のみならず、微細な金属粉が混入した液体においても、金属粉が液中に漂うのみならず、ゴミや油が付着した金属粉が液面に浮かぶ。このような金属粉混入液をフィルタ処理するために、図５と同様にして、金属粉混入液を吸引パイプで吸引してフィルタ装置にて濾過処理しようとした場合にも、液面に浮かんだ金属粉を効果的に吸引することができなかった。
【０００９】
本発明は上記従来技術に鑑み、混入物（油や金属粉や藻や綿など）が混入している液体を混入物と共に吸引する際に、液中や底部に漂っている混入物と、液面に浮かんでいる混入物を同時に吸引することができる液体吸引装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の構成は、混入物が液中に漂うと共に混入物が液面に浮かんでいる液体を、前記混入物と共に吸引する液体吸引装置であって、基端が吸引手段に連結されると共に、先端が前記液体の液中に浸漬される主パイプと、前記主パイプの途中から分岐すると共に、先端が前記液体の液中に浸漬される従パイプと、前記液体に浮かぶと共に、前記従パイプの先端を前記液体の液中に保持して、従パイプの先端を液面から予め決めた所定深さに位置させる浮体型吸引部とを有すると共に、前記浮体型吸引部は、フロートと、このフロートに連結された漏斗部材と、この漏斗部材の上部周縁に形成された切り欠きと、この切り欠きに沿い備えられたフィンを有しており、前記漏斗部材は、上面が開口し底面が閉塞すると共に上方から下方に向かうに従い径が漸減する漏斗形状となっており、その底部に前記従パイプの先端が連結され、しかも、浮体型吸引部が液体に浮かんだ際に漏斗部材が液中に没するように前記フロートに連結されており、前記フィンは、漏斗部材の外周側から内周側に向かって液体が流入してきた場合に、液体の流れ方向をガイドして漏斗部材の内周側で旋回流を発生させる向きに配置されており、前記切り欠きは、下方に向かうに従い開口寸法が漸減する形状になっていることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の構成は、前記漏斗部材の内周側に更に内側円筒材が同心状に配置されており、この内側円筒材の上端は漏斗部材の上端よりも下方に位置し、内側円筒材の下端は漏斗部材の下端よりも上方に位置していることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態に係る液体吸引装置１００を用いた浄化システムを示す構成図であり、図２は液体吸引装置１００の浮体型吸引部１１０を示す正面図であり、図３は浮体型吸引部１１０を示す平面図であり、図４は浮体型吸引部１１０の吸引筒部１２０を示す斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の実施の形態にかかる液体吸引装置１００は、主パイプ１０１と、従パイプ１０２と、浮体型吸引部１１０とで構成されている。主パイプ１０１はその基端１０１ｂが吸引ポンプ１４に連結され、その先端１０１ａが、槽１１に貯溜した油混入水１２中に浸漬される。従パイプ１０２は、その基端１０２ｂが主パイプ１０１の途中から分岐しており、その先端１０２ａは浮体型吸引部１１０に連結されている（連結の態様は後述する）。従パイプ１０２の内径は主パイプ１０１の内径よりも小さくなっている。
【００１６】
なお、油混入水１２には油１２ａが混入しており、この油１２ａは液中に漂うとともに、液面に浮かんでいる。また図１において、１５は油水分離装置、１６は戻りパイプである。
【００１７】
ここで、本発明の実施の形態にかかる液体吸引装置１００の浮体型吸引部１１０の詳細構造を、図２〜図４を参照して説明する。これらの図に示すように、浮体型吸引部１１０は２つのフロート１１１と、吸引筒部１２０とを、連結部材１３０により連結して形成されている。フロート１１１は中空の浮き部材でありその比重が水よりも小さく、一方、吸引筒部１２０はステンレスで形成されておりその比重が水よりも大きくなっている。そして、浮体型吸引部１１０の全体の比重は水よりも小さくなっており、浮体型吸引部１１０は、図１に示すように、油混入水１２に浮かぶようになっている。しかも、浮体吸引部１１０が油混入水１２に浮かんだときに、吸引筒部１２０の頂部が、油混入水１２の液面から予め決めた所定深さ（例えば５ｍｍ〜１５ｍｍの間の任意の深さ）に位置するように、フロート１１１の比重、吸引筒部１２０の比重、並びに、フロート１１１に対する吸引筒部１２０の取り付け位置が調整されている。
【００１８】
吸引筒部１２０は、漏斗部材１２１と内側円筒材１２２を有している。この漏斗部材１２１及び内側円筒材１２２は、その軸方向が液面に対して交差（略直交）する向きに配置されている。そして、漏斗部材１２１は上方から下方に向かうに従い径が漸減するような漏斗形状となっており、その上面は開口すると共にその底面が閉塞されている。一方、内側円筒材１２２は、支持棒１２３を介して漏斗部材１２１の内部に配置されている。ちょうど、内側円筒材１２２と漏斗部材１２１とが同心状となるように配置されている。この内側円筒材１２２の軸方向長さは、漏斗部材１２１の軸方向長さよりも短くなっており、内側円筒材１２２の上端は漏斗部材１２１の上端よりも下方に位置し、内側円筒材１２２の下端は漏斗部材１２１の下端よりも上方に位置している。
【００１９】
図３及び図４に特に明確に示されているように、漏斗部材１２１の上部周縁には、周方向に沿う複数箇所（本実施の形態では６箇所）に、Ｖ字形の切り欠き１２１ａと、外周側に張り出した逆三角形のフィン１２１ｂが形成されている。この切り欠き１２１ａとフィン１２１ｂを形成する手順は次の通りである。即ち、漏斗部材１２１の上部に孔１２１ｃを形成し、この孔１２１ｃから上方に向かって斜めに切り込みを入れる。そして、フィン１２１ｂに相当する部分を外周側に押して張り出すと、フィン１２１ｂが形成されると同時に、フィン１２１ｂが無くなった部分が切り欠き１２１ａとなるのである。
【００２０】
しかも、各フィン１２１ｂは、各切り欠き１２１ａの２つの辺（Ｖ字形を形成する２つの斜めの辺）のうちの一方の辺に沿って形成されている。つまり、漏斗部材１２１の外周側から内周側に液体が流入してきた場合に、液体はフィン１２１ｂにより流れ方向がガイドされて旋回流（図３において符号Ａで示す）となるが、各旋回流Ａの方向が同一方向（図３では時計回り方向）となるように、各フィン１２１ｂの向き（形成位置）が一致している。
【００２１】
このように構成された吸引筒部１２０の漏斗部材１２１の底部に、従パイプ１０２の先端１０２ａが連結されている（図２参照）。このため、従パイプ１０２の先端１０２ａは、油混入水１２の液面から予め決めた所定深さ（例えば２００ｍｍ程度の深さ）に位置して保持されることになる。
【００２２】
上述したような構成となっている液体吸引装置１００は、図１に示すような状態にして使用される。即ち、主パイプ１０１の先端１０１ａを油混入水１２中に浸漬すると共に、主パイプ１０１の基端１０１ｂを吸引ポンプ１４に接続し、浮体型吸引部１１０を油混入水１２の液面に浮かべて使用される。このとき、浮体型吸引部１１０は全体としては浮いているが、吸引筒部１２０は液中に水没した状態となっている。
【００２３】
この状態で吸引ポンプ１４の吸引動作を開始すると、槽１１中の油混入水１２は主パイプ１０１を通って吸引ポンプ１４に吸引される。このように主パイプ１０１中に油混入水１２が流れると、エジェクタ(ejector) と同様の原理により、主パイプ１０１中を流れる油混入水１２が作動流体となって巻き込み作用を発生し、これにより従パイプ１０２の内部が負圧となり、吸引円筒部１２０内に入り込んだ油混入水１２が従パイプ１０２中に流れ込んで吸引ポンプ１４に吸引される。
【００２４】
吸引筒部１２０の頂部、即ち、漏斗部材１２１の頂部は、油混入水１２の液面から所定深さの位置にあるため、油混入水１２と共に浮いた油１２ａも吸引筒部１２０を介して従パイプ１０２に吸引される。しかも、空気を吸い込むことはない。
【００２５】
更に、漏斗部材１２１の上部周縁に、Ｖ字形の切り欠き１２１ａと、逆三角形のフィン１２１ｂが形成されているため、漏斗部材１２１の外周側から内周側に流入してくる油混入水１２は、フィン１２１ｂでガイドされつつ切り欠き１２１ａを通過することにより旋回流Ａとなる（図３参照）。このため、漏斗部材１２１の内周側では複数の旋回流Ａが合流して渦巻き流となる。この渦巻き流の中心位置は、内側円筒材１２２があるためこの内側円筒材１２２の内周側空間に納まり、内側円筒材１２２の外周側空間に出ていくことはない。このように、渦巻き流が発生するとともに、この渦巻き流の中心位置が大きく振れたりずれたりすることなく、内側円筒材１２２のほぼ中心に収束するため、吸引筒部１２０から従パイプ１０２への油混入水１２の流入抵抗は極めて小さくなり、スムーズに油混入水１２が吸引筒部１２０を通って従パイプ１０２に吸引される。
【００２６】
このように主パイプ１０１を介して槽１１の底部から中程にある油混入水１２を吸引して液中や底部に漂っている油１２ａを吸引することができる。同時に、浮体型吸引部１１０と従パイプ１０２を介して液面近くの油混入水１２を吸引して液面に浮かんでいる油１２ａを吸引することができる。結局、液中や底部に漂っている油１２ａと、液面に浮いている油１２ａを同時に吸引することが可能となる。
【００２７】
このように、液中や底部に漂っている油１２ａと、液面に浮いている油１２ａを同時に吸引することが可能となるため、この油１２ａを油分離装置１５により分離することにより、槽１１中の油混入水１２に含まれている油１２ａを、短時間で確実に除去することができる。このように、液中や底部に漂っている油１２ａと、液面に浮いている油１２ａを同時に吸引することが、本発明の最も重要な効果である。
【００２８】
なお、微細な金属粉が混入した液体を浄化する場合には、図１において、槽１１中に油混入水の代わりに、金属粉が混入した液体を貯溜するとともに、油水分離装置１５の代わりにフィルタを配置する。このようにすれば、主パイプ１０１を介して槽１１の底部から中程にある液体を吸引して液中や底部に漂っている金属粉を吸引することができると同時に、浮体型吸引部１１０と従パイプ１０２を介して液面近くの液体を吸引して液面に浮かんでいる金属粉を吸引することができる。そして、吸引した金属粉をフィルタにより除去することができる。
【００２９】
このように、本発明の実施の形態にかかる液体吸引装置１００を用いれば、混入物が混入している液体を吸引する際に、液中や底部に漂っている混入物（油や金属粉や藻や綿など）と、液面に浮かんでいる混入物を同時に吸引することができる。
【００３０】
なお、浮体型吸引装置１００の変形例として次のようなものも使用することができる。
（１）吸引ポンプ１４の吸引能力が大きい場合には、内側円筒材１２２がなくてもよい。
（２）フィン１２１ｂを漏斗部材１２１の外周側に張り出しているが、内周側に張り出すようにしてもよい。またフィン１２１ｂは、切り欠き１２１ａを形成した後に、溶接等により後付けするようにしてもよく、フィン１２１ｂの形状は逆三角形型に限るものではない。
（３）切り欠き１２１ａの形状はＶ字型に限らず、Ｕ字型でもよい。要は、下方に向かうに従い切り欠きの開口寸法が漸減する形状になっていればよい。なお切り欠き１２１ａは、切り込みを入れて形成する場合のみならず、漏斗部材１２１をプラスチック一体成型や鋳造一体成型等で形成する場合には、切り欠き１２１ａに相当する部分を、漏斗部材１２１の形成と同時に形成するようにしてもよい。なお本明細書において、「切り欠き」とは、切り込み形成した切り欠きのみならず、一体生成してできた「切り欠き」をも含む概念として用いている。
【００３１】
なお混入物が液体の液面にのみ浮かび、液中には漂わない液体を吸引する場合には、図１に示す構成において、従パイプ１０２を無くし、主パイプ１０１の先端１０１ａを浮体型吸引部１１０に接続する構成とすることもできる。このようにすれば、浮いた混入物（油）を液体（油混入水）と共に、浮体型吸引部１１０及び主パイプ１０１を介して吸引ポンプ１４にて吸引することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上実施の形態と共に具体的に説明したように本発明の液体吸引装置によれば、主パイプが液中に浸漬されると共に、従パイプの先端が、浮体型吸引部により、液面から予め決めた所定深さに位置されるため、主パイプにより中程や底部の液体を吸引でき、従パイプにより空気を吸い込むことなく液面近くの液体を吸引できるため、液中に漂っている混合物のみならず、液面に浮かんでいる混合物を同時に吸引することができる。このため、混合物が混合している液体の処理（分離処理等）を良好に行うことができる。
【００３３】
また、従パイプは主パイプから分岐しているため、吸引ポンプ等の吸引手段は主パイプに接続するだけですみ、従パイプはエジェクタの原理により吸引をする。この結果、吸引手段は１台のみですみ使用する設備はコンパクトで済む。
【００３４】
浮体型吸引部を、フロートと、漏斗部材と、切り欠きと、フィンを用いて構成することにより、漏斗部材内に流入した液体が渦巻き流となり、浮体型吸引部から従パイプへの流入抵抗が減少し、従パイプを通じての液体の吸い込みが良好に行われる。また、漏斗部材の内部に内側円筒材を配置することにより、渦巻き流の中心位置が安定し、更に流入抵抗が減少し、従パイプを通じての液体の吸い込みがより良好になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る液体吸引装置を用いた浄化システムを示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る液体吸引装置の浮体型吸引部を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る液体吸引装置の浮体型吸引部を示す平面図である。
【図４】浮体型吸引部の吸引筒部を示す斜視図である。
【図５】従来の浄化システムを示す構成図である。
【符号の説明】
１，１１ 槽
２，１２ 油混入水
２ａ，１２ａ 油
３ 吸引パイプ
４，１４０ 吸引ポンプ
５，１５ 油水分離装置
６，１６ 戻りパイプ
１００ 液体吸引装置
１０１ 主パイプ
１０２ 従パイプ
１１０ 浮体型吸引部
１１１ フロート
１２０ 吸引筒部
１２１ 漏斗部材
１２１ａ 切り欠き
１２１ｂ フィン
１２２ 内側円筒材
１２３ 支持棒
１３０ 連結部材

Claims (2)

1. 混入物が液中に漂うと共に混入物が液面に浮かんでいる液体を、前記混入物と共に吸引する液体吸引装置であって、
   基端が吸引手段に連結されると共に、先端が前記液体の液中に浸漬される主パイプと、
   前記主パイプの途中から分岐すると共に、先端が前記液体の液中に浸漬される従パイプと、
   前記液体に浮かぶと共に、前記従パイプの先端を前記液体の液中に保持して、従パイプの先端を液面から予め決めた所定深さに位置させる浮体型吸引部とを有すると共に、
   前記浮体型吸引部は、フロートと、このフロートに連結された漏斗部材と、この漏斗部材の上部周縁に形成された切り欠きと、この切り欠きに沿い備えられたフィンを有しており、
   前記漏斗部材は、上面が開口し底面が閉塞すると共に上方から下方に向かうに従い径が漸減する漏斗形状となっており、その底部に前記従パイプの先端が連結され、しかも、浮体型吸引部が液体に浮かんだ際に漏斗部材が液中に没するように前記フロートに連結されており、
   前記フィンは、漏斗部材の外周側から内周側に向かって液体が流入してきた場合に、液体の流れ方向をガイドして漏斗部材の内周側で旋回流を発生させる向きに配置されており、
   前記切り欠きは、下方に向かうに従い開口寸法が漸減する形状になっていることを特徴とする液体吸引装置。
2. 前記漏斗部材の内周側に更に内側円筒材が同心状に配置されており、この内側円筒材の上端は漏斗部材の上端よりも下方に位置し、内側円筒材の下端は漏斗部材の下端よりも上方に位置していることを特徴とする請求項１の液体吸引装置。

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