JP4097440B2 - 油水分離回収装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油及び水を分離して回収する装置に関するものであり、特に比重の違いを利用して分離、回収する油水分離回収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガソリンスタンドや、自動車、鉄道、及び航空機の分野で使用されるガソリン、灯油、軽油、及び重油などの燃料系油の中で、未使用のまま酸化して古くなったものや、種々の工場において機械の洗浄剤として使用されて汚れた洗浄系油などが廃油（油分を含む廃棄物）として多量に処分されている。その他にも、上述した工場で使用される機械油、油圧油、焼入れ油、及び切削油などの潤滑系油も繰返して使用するうちに酸化して品質が劣化するため、廃油として多量に処分されている。
【０００３】
このとき、工場から排出された上述の廃油を処分するために、工場内に廃油処理用の設備等を新たに設置することは多大なコストが必要となる。そこで、廃棄物処理などを専門に扱う業者に廃油の処理を委託契約し、処理に係るコストを節減している。この場合、処理業者には回収される廃油の量に応じた金額を処理費として支払うことが多い。
【０００４】
また、工場やガソリンスタンドは、多量に排出される廃油を一旦まとめて貯留しておくために、地下などに貯留タンクを設置していることがある。そして、該貯留タンクに貯留された廃油が前述の処理業者によって回収される。具体的な廃油の回収方法として、タンクローリーなどの廃油回収設備を有する車両を利用した真空方式と呼ばれるものが挙げられる。これは、廃油をタンクローリーの回収タンク内に回収するために、貯留タンクに吸入管を没入させ、真空ポンプによってタンクローリーの回収タンク内部を減圧させることにより、外気との間に圧力差を発生させて貯留タンク内の廃油の吸引を行なうものである。
【０００５】
ところで、前述したタンクローリーなどによる搬送中に事故などが発生し、廃油が海や河川などに流出することがある。このとき、廃油の流出量が多い場合には、吸引型或いはドレッジャー型の油回収専用の回収機などを用いて廃油が回収される。この回収機は、廃油と水とをまとめて回収槽に回収し、その後、該廃油及び水が比重の違いによって分離する（廃油が上方側、水が下方側に分離する）ことを利用して、回収槽の下方及び側方から、それぞれ別々に廃油と水とを排出して回収するものである。一方、流出した廃油が比較的少量である場合には、上述した回収機を用いることなく、主にオイルフェンスや油吸収マットなどを利用して手作業で回収を行なうことがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した貯留タンクに貯留された廃油は、湿度やその他の要因によって若干量の水分が混入することがある。処理業者によって貯留タンク内の廃油を回収する際に、水分を分離して回収することは時間的な問題や作業者の労力を大きくすることなどから、これら廃油と水分とをまとめて回収することが多かった。したがって、前述したような回収する廃油の量に応じた金額を処理業者に支払うシステムの場合には、本来の廃油量に加えて、混入した水分がさらに加わるため、処理業者に支払う処理費用が余計にかかっていた。
【０００７】
また、海や河川などへ廃油が流出する事故で、前述した回収機を用いた場合は、多額の費用を要した。さらに、回収機が大型である場合が多く、設置場所などが十分に確保できないなど、使用が制限されることもあった。一方で、手作業による回収を行なう場合には、多大な人員、時間、及び労力を要するという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は上記実情に鑑み、油及び水を容易に分離して回収する油水分離回収装置の提供を課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明にかかる油水分離回収装置は、油及び水を含む油水混合液を貯留可能な貯留空間が内部に形成された貯留容器と、前記貯留容器の前記貯留空間に連通し、前記貯留空間内に前記油水混合液を導入する導入部と、前記貯留容器の上壁から前記貯留空間に連通し、前記油水混合液が比重の違いによって上方側に分離した前記貯留空間内の前記油を回収する油回収部と、前記油回収部と接続し、前記貯留空間内を減圧することにより、圧力差を利用して、前記油水混合液を前記導入部から前記貯留空間内に導入し、分離した前記油を前記油回収部から吸引して回収するための吸引手段と、前記貯留容器の前記貯留空間に連通し、比重の違いによって下方側に分離した前記貯留空間内の前記水を排出し回収する排水部とを具備するものである。
【００１０】
ここで、油とは、石油類及び動植物から製油された非水溶性ものであり、未使用の状態で酸化したものや、工場などで使用されて排出された廃油などが回収対象として挙げられる。なお、油と水とが混合されたものは、油と水との比重の違いによって容器内で分離する（油は上方側、水は下方側に分離する）性質を一般に有している。
【００１１】
また、貯留容器とは、ステンレス鋼、アルミニウム、及びＦＲＰ材などによって形成され、油や水などを内部に貯留可能な空間を有する容器である。
【００１２】
さらに、吸引手段は、吸入口及び吐出口を有するポンプなどが例示される。具体的には、ポンプの駆動部から発生される吸引圧力を利用して吸入口から気体または液体を吸引し、吐出口からそれらを排出する。ポンプの種類は、その構造によって真空ポンプや送風機などに分けられる。また、機構的には、往復ポンプ、回転ポンプ、及び遠心ポンプなどに分けられる。これにより、例えば、内部が閉塞された容器を、管などを用いて吸入口または吐出口と連通し、ポンプを駆動すると、該容器内を減圧または加圧することが可能となる。
【００１３】
加えて、導入部、油回収部、及び排水部とは、例えば、一般配管用に使用される止水栓を含んで構成される配管などが挙げられる。すなわち、配管を、油及び水などを貯留する容器の内部に連通し、コックなどを用いた各弁の開閉操作を行なうことにより、該配管内に油及び水などを流通させることなどが可能となる。さらに、コックの開度を調整することにより流量調整を行なうことも可能である。
【００１４】
したがって、請求項１の油水分離回収装置によれば、吸引手段によって、貯留容器内部の貯留空間を減圧し、貯留空間と外気との間に圧力差を発生させることが可能となる。そして、この圧力差によって油及び水を含む油水混合液が、導入部から貯留空間内に導入される。その後、貯留空間内で比重の違いによって油が上方側に、水が下方側に分離する。さらに、吸引手段によって、分離した油が油回収部から吸引され回収される。また、分離した水は、排水部から排出され回収される。すなわち、吸引手段によって発生する圧力差を利用して、油水混合液を貯留空間内に導入し、さらに分離した油を油回収部から吸引して回収することが連続的に行なえる。これにより、油水混合液に占める油の割合が大である場合には、油及び水の分離、回収作業が特に効率的に行なえる。
【００１５】
請求項２に記載の油水分離回収装置は、請求項１の油水分離回収装置において、前記貯留容器の側壁から前記貯留空間に連通し、分離した前記油を側方から排出し回収する排油部をさらに備えるものである。
【００１６】
ここで、排油部とは、前述した導入部、油回収部、及び排水部と同様に、一般配管用に使用される止水栓を含んで構成される配管などが例として挙げられる。
【００１７】
したがって、請求項２の油水分離回収装置によれば、請求項１の油水分離回収装置の作用に加え、貯留空間内の油を吸引手段によって上方から吸引することなく、貯留空間の排油部によって側方へ排出することが可能となるため、分離した油の回収が簡便となる。
【００２５】
請求項３に記載の油水分離回収装置は、請求項１または請求項２の油水分離回収装置において、前記貯留容器の前記上壁から挿通されるとともに、前記貯留空間内の下端近傍まで没入され、分離した前記水を回収する水回収部と、前記水回収部と接続し、分離した前記水を前記水回収部から吸引して回収するための吸水手段とをさらに備えるものである。
【００２６】
ここで、吸水手段は、前述した吸引手段と同様の構成及び機能を奏するものが利用可能である。
【００２７】
したがって、請求項３の油水分離回収装置は、請求項１または請求項２の油水分離回収装置の作用に加え、吸水手段によって、貯留空間内で下方側に分離した水が水回収部から吸引され回収されることが連続的に行なえる。これにより、油水混合液に占める水の割合が大である場合に、特に回収作業が効率的に行なえる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である油水分離回収装置１について図１乃至図４に基づいて説明する。図１は本実施形態の油水分離回収装置１の構成を示す斜視図であり、図２は油２を油回収管１５から回収する状態を説明する説明図であり、図３は水３を排水部２１、油２を排油部２４から回収する状態を説明する説明図であり、図４は水３を水回収管１６から回収する状態を説明する説明図である。
【００２９】
本実施形態の油水分離回収装置１は、図１及び図２に示すように、略直方形状を呈し、油２及び水３の混ざった油水混合液４を貯留可能な貯留空間５が内部に形成された貯留容器６と、該貯留容器６の側壁７の一面に設けられたガラス窓８と、貯留容器６の貯留空間５に連通した導入管９及び該導入管９の流路を開閉可能な導入弁１０を有する導入部１１と、吸入口及び吐出口（ともに図示しない）を有し、該吐出口に吐出管１２が接続されたポンプ１３と、貯留容器６の上壁１４から貯留空間５に一端が連通し、他端がポンプ１３の吸入口に接続した油回収管１５と、一端が油回収管１５の途中で連通し、貯留容器６の上壁１４を貫通し他端が貯留空間５内の下端近傍まで没入した水回収管１６と、油回収管１５及び水回収管１６の流路をそれぞれ開閉可能にする油回収弁１７及び水回収弁１８と、貯留容器６の貯留空間５に連通した排水管１９及び排水弁２０を有する排水部２１と、同様に貯留容器６の貯留空間５に連通した排油管２２及び排油弁２３を有する排油部２４と、貯留空間５に連通した通気管２５及び通気弁２６を有する通気部２７と、貯留容器６の上壁１４に設けられた連成計２８と、導入部１１及び排水部２１の間の貯留容器６内部に設けられた油吸収マット２９とから構成されている。ここで、ガラス窓８が本発明の貯留量確認手段に相当し、ポンプ１３が本発明の吸引手段及び吸水手段に相当し、油回収管１５及び油回収弁１７が本発明の油回収部に相当し、水回収管１６及び水回収弁１８が本発明の水回収部に相当し、油吸収マット２９が本発明の油防止手段に相当する。
【００３０】
なお、油２は、ガソリンスタンドなどから出される廃油である。ここで、油２及び水３を含む油水混合液４を貯留空間内５に貯留すると、油２が上方側に分離し、水３が下方側に分離する。これは、油２及び水３のそれぞれに作用する分子間引力が、油２及び水３の界面に作用する相互間引力（界面張力）よりも大であり、さらに、油２の比重が水３の比重よりも小であるためである。以上のことから、油２は上方側に、水３は下方側に分離してそれぞれの層を形成し、互いに混ざり合うことがない。
【００３１】
また、ポンプ１３は、ケーシングと羽根車（ともに図示しない）とから構成される一般的な角運動量変換型のターボポンプが利用される。具体的には、ポンプ１３の羽根車の回転によって吸引圧力を発生し、これにより、吸入口に接続された油回収管１５から貯留空間５内の気体を吸引して減圧する。また、貯留空間５内で上方側に分離し、貯留空間５の上壁１４面に到達した油２を、吸引圧力によって油回収管１５から吸引して回収することも可能である。ここで、ポンプ１３は、一般家庭から電力供給が可能な商用電源（図示しない）を動力源としている。
【００３２】
そして、貯留容器６は、ステンレス鋼によって形成されたものである。さらに、前述したポンプ１３の吸引圧力によって貯留空間５内が減圧されても、貯留容器６が変形したり破損したりすることがないような強度で、ある程度の厚みを有して壁面が形成されている。
【００３３】
また、連成計２８は、大気圧以上の圧力と大気圧以下の真空圧力を測定可能な圧力測定器である。これにより、装置の使用者は、連成計２８の表示によって貯留空間５の内圧を確認することができる。
【００３４】
さらに、通気部２７は、通気弁２６の開閉操作により、貯留空間５を外気に開放したり閉塞したりすることができるものである。具体的には、貯留空間５が減圧された状態で通気弁２６を開けると、通気管２５から貯留空間５に外気が流れ込み、貯留空間５が外気と同圧になる。一方、通気弁２６を閉じ、ポンプ１３を駆動させると、貯留空間５が減圧される。
【００３５】
加えて、油吸収マット２９とは、親油性及び疎水性に優れたポリプロピレンによってマット型に形成された吸油材が利用される。具体的に説明すると、油吸収マット２９は、貯留空間５の断面と略同形に形成され、貯留空間５内の水３の透過が可能であり、一方で油２を内部に吸着させる特性を有している。
【００３６】
続いて、油水分離回収装置１の使用方法について、図１至図４に基づいて説明する。図１に示すように、貯留容器６の貯留空間５内には、予め油吸収マット２９より高位まで水３が貯留されている。そして、導入弁１０、水回収弁１８、排水弁２０、排油弁２３、及び通気弁２６を閉じた状態でポンプ１３の駆動電源を入れる。これにより、ポンプ１３の駆動によって吸引圧力が発生し、ポンプ１３の吸入口に接続された油回収管１５を介して貯留空間５内が減圧される。
【００３７】
次に、図２に示すように、油水混合液４が貯留された貯留タンク３０に導入管９の一端を没入し、導入弁１０を開放すると、減圧された貯留空間５内と外気との間の圧力差によって、貯留タンク３０内の油水混合液４が、導入管９を流通して貯留空間５内に導入される（矢印Ａ方向）。
【００３８】
そして、貯留空間５に導入された油水混合液４は、予め貯留空間５内に貯留された水３と混ざり、さらに油２及び水３の比重の違いによって油２が上方側に分離し、水３が下方側に分離する。
【００３９】
このとき、貯留空間５に油水混合液４が導入された勢いなどで油２が水３に分散し、水３とともに油吸収マット２９に到達した油２は、油吸収マット２９によって吸着されるため、油吸収マット２９より下位の水３に油２が混入することはほとんどない。
【００４０】
さらに、ポンプ１３の吸引圧力によって、導入管９から貯留空間５内に油水混合液４が導入され、油２の上液面が貯留空間５の上面に到達すると、分離した油２が油回収管１５から吸引され、図２の矢印Ｂ方向に沿ってポンプ１３を通って油回収容器３１に回収される。これにより、貯留空間５内には、回収された油２分の空き容量ができるため、さらに、吸引圧力によって油水混合液４が貯留空間５内に導入され、油２の分離及び回収が連続的に行なわれる。
【００４１】
上記の作業を継続して行なうと、分離した油２のみが油回収管１５から油回収容器３１に回収されるため、貯留空間５は、油２よりも水３の比率が高くなる。すなわち油２と水３との界面が上昇する。そこで、ポンプ１３を操作して吸引圧力の発生を停止し、油回収弁１７を閉じ、さらに通気弁２６を開いて貯留空間５を外気に開放する。そして、連成計２８の圧力表示によって、貯留空間５と外気とが同圧になったことを確認した後に排水弁２０を開ける。これにより、図３の矢印Ｃ方向に沿って貯留空間５内の水３が排水管１９から排出され、水回収容器３２に回収される。一方、貯留空間５に貯留された油２は、図３に示すように、通気弁２６を開放して貯留空間５内を外気と同圧にした後に、排油弁２３を開放することにより、矢印Ｄ方向に沿って排油管２２から排出され、油回収容器３１に回収することができる。
【００４２】
このとき、油吸収マット２９によって、該油回収マット２９より下位の水３への油２の混入がないため、排水管１９からは水３に不純物などが混ざって排出されることがない。なお、ガラス窓８から貯留空間５内の油２及び水３の貯留量を適宜確認して、貯留空間５内の水３の貯留量が常に油吸収マット２９より高位に保持されているようにすることが望ましい。そして、排油管２２から過って水３を排出することがないように注意する。
【００４３】
ところで、貯留空間５内に導入される油水混合液４の水３が占める割合が大である場合には、前述したように排水管１９から水３を排出して回収してもよいが、水３の貯留量が増す度に頻繁にポンプ１３を停止して回収作業を行なわなければならず、回収効率が低下する。そこで、図４に示すように、貯留空間５内を減圧した後に、油回収弁１７を閉塞し水回収弁１８を開放することにより、ポンプ１３によって水２を水回収管１６から上方に吸引し、水回収容器３２に回収してもよい（矢印Ｅ方向）。
【００４４】
すなわち、貯留空間５内に導入される油水混合液４の油２及び水３が占める割合に応じて、油回収弁１７及び水回収弁１８を操作し、ポンプ１３と流通する流路を油回収管１５或いは水回収管１６に切換え、吸引圧力によってそれぞれを吸引して回収を行なうことができる。
【００４５】
このように、油水分離回収装置１は、外気との圧力差を利用して、油水混合液４を貯留空間５内に導入し、これを比重の違いによって分離した油２と水３とをそれぞれ回収する作業を連続して行なうことができる。すなわち、多量の油２及び水３を分離して回収する作業を簡便且つ効率的に行なうことができる。したがって、廃油のみを処理業者によって回収させることができるため、処理業者に、回収された廃油量に応じた金額を支払うシステムの場合には、水３分の回収費を余分に払うことが少なくなり、従来の廃油処理にかかるコストを節減することができる。
【００４６】
また、廃油の搬送中の事故などによって、廃油が海や河川などに流出した場合には、油水分離回収装置１を使用することにより、効率的な回収作業を行なうことができる。これにより、従来行なわれていた手作業による回収作業に比べて、作業が簡便になり、かかる人件費などのコストを節減することが可能となる。
【００４７】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００４８】
すなわち、油回収管１５及び水回収管１６の流路を一つのポンプ１３に接続したものを示したが、油回収管１５及び水回収管１６のそれぞれにポンプを一つずつ接続したものであってもよい。これにより、二つのポンプを同時に駆動させることで、油回収管１５から油２を吸引して回収することと、水回収管１６から水３を吸引して回収することを一度に行なうことができ、さらに効率的に油２及び水３の分離、回収作業を行える。
【００４９】
さらに、本実施形態において、貯留容器６の側壁７に排油部２４を一つ設けたものを示したが、これを貯留容器６の高さに応じて複数設けてもよい。これにより、貯留空間５内の油２及び水３の貯留量に応じて、好適な排油部２４を選択し、貯留空間５内の油２の大半を排出して回収することが可能になる。したがって、回収作業終了後に、廃油に含まれるスラッジなどが貯留空間５内に多量に残留することがないため、油水分離回収装置１を衛生的に保管することができる。
【００５０】
加えて、ポンプ１３は長時間に亘って使用すると、ポンプ１３が稼動中に羽根車の回転によって生じる摩擦熱で焼付けを起こし、使用不能になることがある。そのため、例えば、定期的にポンプ１３内に潤滑油を供給する油供給タンクを設け、ポンプ１３の焼付けを抑止するようにしてもよい。これにより、ポンプが焼付けによって破損したり吸引性能が低下したりすることが少なくなり、長期に亘って使用することが可能となる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明の油水分離回収装置は、圧力差を利用して油水混合液を貯留空間内に導入し、貯留空間内で上下に分離した油及び水を回収する作業が簡便にできる。また、油回収部から油を連続して回収することができるため、特に油水混合液に占める油の割合が大であるときに効率的となり好適である。
【００５２】
請求項２の油水分離回収装置によれば、請求項１の油水分離回収装置の効果に加えて、排油部によって、貯留空間内で上方側に分離した油を貯留容器の側方から排出し回収することができる。したがって、貯留空間内に残留した油を上方から吸引しないで、簡便に回収することができる。
【００５５】
請求項３の油水分離回収装置は、請求項１または請求項２の油水分離回収装置の効果に加えて、圧力差を利用して貯留空間内の下方側に分離した水を、水回収部から回収することができる。したがって、水回収部から水を連続的に吸引して回収することができるため、特に、油水混合液に占める水の割合が大であるときに、さらに効率的に回収作業を行なえ、より好適となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の油水分離回収装置の構成を示す斜視図である。
【図２】油を油回収管から回収する状態を説明する説明図である。
【図３】水を排水部、油を排油部から回収する状態を説明する説明図である。
【図４】水を水回収管から回収する状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 油水分離回収装置
２ 油
３ 水
４ 油水混合液
５ 貯留空間
６ 貯留容器
７ 側壁
８ ガラス窓（貯留量確認手段）
１１ 導入部
１３ ポンプ（吸引手段、吸水手段）
１４ 上壁
１５ 油回収管（油回収部）
１６ 水回収管（水回収部）
１７ 油回収弁（油回収部）
１８ 水回収弁（水回収部）
２１ 排水部
２４ 排油部
２９ 油吸収マット（油防止手段）

Claims (3)

1. 油及び水を含む油水混合液を貯留可能な貯留空間が内部に形成された貯留容器と、
   前記貯留容器の前記貯留空間に連通し、前記貯留空間内に前記油水混合液を導入する導入部と、
   前記貯留容器の上壁から前記貯留空間に連通し、前記油水混合液が比重の違いによって上方側に分離した前記貯留空間内の前記油を回収する油回収部と、
   前記油回収部と接続し、前記貯留空間内を減圧することにより、圧力差を利用して、前記油水混合液を前記導入部から前記貯留空間内に導入し、分離した前記油を前記油回収部から吸引して回収するための吸引手段と、
   前記貯留容器の前記貯留空間に連通し、比重の違いによって下方側に分離した前記貯留空間内の前記水を排出し回収する排水部と
   を具備することを特徴とする油水分離回収装置。
2. 前記貯留容器の側壁から前記貯留空間に連通し、分離した前記油を側方から排出し回収する排油部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の油水分離回収装置。
3. 前記貯留容器の前記上壁から挿通されるとともに、前記貯留空間内の下端近傍まで没入され、分離した前記水を回収する水回収部と、
   前記水回収部と接続し、分離した前記水を前記水回収部から吸引して回収するための吸水手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油水分離回収装置。

Images