JP4215584B2 - 油水分離装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、下記の特許文献1,2などに記載のものがある。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−343976号公報
【特許文献2】
特開2000−18162号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
真空チャンバ内で加熱器によりドレンを加熱すると、真空チャンバ内の減圧に対応した沸点でドレン中の水が沸騰し、蒸気の泡でドレン水面が変動する。
【0007】
また、泡が破壊する時、ドレン中の油分が真空チャンバ内で飛散し、微量の油ミストが真空チャンバに連結された真空ポンプの吸気側に水の蒸気と共に流出される。
【0008】
装置の運転経過にともなって、微量の油ミストは真空チャンバの内壁や真空チャンバと真空ポンプを接続している配管の内壁に付着し、水の蒸気通路を汚染する。
【0009】
水蒸気は真空ポンプ通過後冷却されて油水分離装置から油分を含まない清水として排出されるが、油ミストによる汚染が進行すると油水分離装置からの排水に基準値を超えた油分が混入するようになり、これを防止するために定期的に真空チャンバや配管の内部を清掃する必要がある。
【0010】
配管については構造的に分解が容易なこと、及び油水分離装置を停止させた時、真空チャンバ内を大気と均圧させる工程において空気を真空ポンプに近い位置から取り入れ、真空チャンバ側に高速で逆流させることにより配管表面の油分を真空チャンバ側に推し戻して清掃(逆洗)することが可能である。
【0011】
しかし、真空チャンバについては、前述の空気による逆洗は配管に較べて空気の流速が遅く効果がないことから、分解によって内部を清掃する必要があるが、分解は困難である。
【0012】
それ故本発明の目的は、真空チャンバを分解することなく自動的に内部を清掃でき、長時間信頼性の高い機能と性能を維持できる油水分離装置を提供することである。
【0013】
【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、真空チャンバの側壁に吐出口を内部側として接線方向に流体を吐出するノズルを設け、該ノズルの吐出口から吐出する流体で該真空チャンバの内側壁を洗浄するようにしたことにある。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態になる油水分離装置の配管系統を示している。
【0015】
図1において、1は真空チャンバ、2は冷却器、3はエゼクタ、4は水タンク、5は熱交換器、6はポンプ、7は冷凍システムである。
【0016】
真空チャンバ1の頂部と冷却器2は蒸留配管11で接続し、冷却器2とエゼクタ3ののど部は蒸留配管12で接続し、エゼクタ3の出口と水タンク4は循環水配管13で接続し、水タンク4と冷却器5は循環水配管14で接続し、冷却器5とポンプ6は循環水配管15で接続し、ポンプ6とエゼクタ3の入口は循環水配管16で接続してある。
【0017】
エゼクタ3は駆動水温が上昇すると性能が低下するので、駆動水温、即ち、循環水配管の途中に熱交換器5を設けて、冷凍システム7の冷凍機で得る冷熱と熱交換を行い、エゼクタ3における駆動水温の上昇を防止している。
【0018】
真空チャンバ1の底部にはドレン供給用のストレーナ21,電磁弁22およびドレン供給配管23を介してドレンを供給できるようになっており、真空チャンバ1内の廃液は廃液排出配管25,電磁弁26および廃液排出配管27を介して排出できるようになっている。
【0019】
真空チャンバ1の内部に、ドレンを昇温させる電熱器28を設けてある。この電熱器28は真空チャンバ1の外壁に沿って設けたものでも良いし、電熱器に代わる加熱器を用いても構わない。
【0020】
真空チャンバ1の側壁中間部における濃縮廃液排出口30に濃縮廃液の排出配管31を接続して、電磁弁32および放出管33を介して廃液排出配管27に連通させてある。
【0021】
35は真空チャンバ1に設けたフロートスイッチ函であり、フロートスイッチ函35の内部には真空チャンバ1におけるドレン液面を検出するフロートスイッチ36を備えている。
【0022】
水タンク4には上方から回収配管37を挿入してあり、電磁弁38および回収配管39を介してフロートスイッチ函35の底部と連通してある。回収配管37は水タンク4の側壁部から挿入してあってもよい。
【0023】
また、水タンク4の底部には処理水の排出配管41を接続してある。排出配管41の途中を一旦立ち上げて、水タンク4内の処理水の液面を設定できるようにしてある。なお、42は、水タンク4内に設けたフロートスイッチである。
【0024】
45は、図2に示すように、吐出口を内部側として真空チャンバ1の内周面に関して接線方向に向けて側壁上部に設けたノズルである。実線では1個のノズル45を示しているが、点線で示すように複数のノズルを等間隔で配置してもよい。
【0025】
エゼクタ3と水タンク4を結ぶ循環水配管13に洗浄配管46を接続し、電磁弁47を介して洗浄配管48をノズル45に接続している。
【0026】
なお、18は冷却器2とエゼクタ3ののど部を接続している蒸留配管12に連通させた配管19に設けた真空チャンバ1を大気開放するための電磁弁である。
【0027】
電磁弁22は、フロートスイッチ36の設定位置により開閉するようになっている。即ち、図1で、各三角形における上側の底辺の位置が設定位置を示し、真空チャンバ1におけるドレンの液面位置Hが下方の三角形の設定位置に一致すると電磁弁22が開いてドレンを供給し、真空チャンバ1におけるドレンの液面位置Hが上方の三角形の設定位置に一致すると電磁弁22は閉じてドレンの供給を停止するようになっている。
【0028】
電磁弁26の開閉は図示していない制御装置で設定しており、真空チャンバ1の全ドレンを廃液として定期的に排出させる時に開くようにしてあり、一例としては、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当該制御装置に組み込んである。
【0029】
電磁弁32は、電磁弁26の開閉の設定と同様に、図示していない制御装置におけるタイマーの設定で、一定時間毎に真空チャンバ1内における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、浮上油を排出して真空チャンバ1内におけるドレンの油分濃度が一定値以下に抑えられるようにしてある。
【0030】
油水分離に先立って、水タンク4に処理水排出配管41から水が流れ出るまで適宜な水を充填しておく。そして、ポンプ6を運転して、自動運転に移行する。ポンプ6の作動により、水タンク4の処理水を循環水配管14―熱交換器5―循環水配管15―ポンプ6―循環水配管16―エゼクタ3―循環水配管13の経路で循環させると、エゼクタ3において蒸留配管11,12や冷却器2が吸引されるので、真空チャンバ1が減圧される。
【0031】
そして、電磁弁22を開いて油水混合液であるドレンをストレーナ21とドレン供給配管25から真空チャンバ1に導入し、所望量のドレンを導入したら電磁弁22を閉じて導入を止める。
【0032】
その後電熱器28でドレンを昇温していくと、真空チャンバ1内は減圧されていることにより、100度以下の温度でドレンは沸騰し、水分が蒸発を始める。
【0033】
ドレンの導入開始は図示していない制御装置上で行うが、後は制御装置による自動運転に移行し、エゼクタ3の吸引により真空チャンバ1内で蒸発した水分は冷却器2で水に戻され水タンク4に回収され、真空チャンバ1内のドレンの水位が低下したことをフロートスイッチ36が検出すると、電磁弁22が開いて真空チャンバ1にドレンを導入し補充する。
【0034】
水タンク4にドレンの水が回収されることで、水タンク4の水量が上昇するが、上限位置は処理水排出配管41の立ち上げ設定位置で決まり、この設定位置を越える水量は処理水排出配管41から流出する。
【0035】
上記運転の繰り返しで、真空チャンバ1内のドレンは濃縮して油分濃度が高くなった液は比重差で真空チャンバ1内液面に浮上する。濃縮液排出口30以上の液面条件においてフロートスイッチ36が作動すると、図示していない制御装置は本装置を停止させ、電磁弁18を開いて真空チャンバ1内を大気開放するとともに、電磁弁32も開いて、真空チャンバ1内の浮上油を濃縮液排出口30から排出配管31―電磁弁32―排出配管33―廃液排出配管24を通して排出させる。
【0036】
真空チャンバ1と連通したフロートスイッチ函35の内部はドレンに含まれるごみや浮上油によって汚染され、フロートスイッチ36の作動が阻害されるので、電磁弁38が図示していない制御装置のタイマーで定期的に一定時間開くようになっており、真空チャンバ1は減圧状態にあるため電磁弁38の開放で水タンク4中の処理水が回収配管37―電磁弁38―回収配管39を経てフロートスイッチ函35に勢い良く流入し、フロートスイッチ函35内に付着した油分を含むごみを洗い流し真空チャンバ1とフロートスイッチ函35を結ぶ連通管路から真空チャンバ1に流出して、フロートスイッチ36は正常動作状態を維持する。
【0037】
真空チャンバ1の内部もドレンに含まれるごみや浮上油によって汚染されるので、図示していない制御装置のタイマーで電磁弁47を定期的に一定時間開くようにしてある。循環水配管16を流れる循環水はポンプ6で加圧されており、真空チャンバ1は減圧状態にあることもあって、電磁弁47を開くと循環水配管13を流れている循環水の一部は洗浄配管46に流れ込み、電磁弁47と洗浄配管48を経て、ノズル45から真空チャンバ1の内に噴出する。
【0038】
真空チャンバ1の内周接線方向に噴出した水流は真空チャンバ1の内壁に沿って図2に示すように旋回し、真空チャンバ1の内壁に付着した油分などを満遍なく洗い落とす。汚れを含んだ液は真空チャンバ1の濃縮されたドレンと混合し、電磁弁26が開かれたときに、廃液排出配管25,27から排出される。
【0039】
水タンク4における処理水は洗浄配管46への分流で水面は低下し、フロートスイッチ42が液面を検出すると、図示していない制御装置は電磁弁47を閉じて、真空チャンバ1の洗浄が終了する。電磁弁47を開く一定時間前から
電磁弁47が開いている間中、冷却器2と冷凍システム7の冷凍機の作動を停止させ、循環水が所望温度に上昇するようにして、ノズル45から噴出させると、真空チャンバ1内は減圧状態にあるので、ノズル45から噴出した洗浄水は旋回しつつ沸騰し、沸騰で発生する気泡の運動エネルギーで真空チャンバ1の内壁に付着した油分などを剥離しやすくなり、効率的に洗浄が行われる。
【0040】
電磁弁47は図示していない制御装置により定期的に開放するようにプログラムを組み込んでおけば、真空チャンバ1を分解することなく自動的に洗浄し、長期に亘って高い油水分離性能を維持することができる。
【0041】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、真空チャンバの減圧手段としてエゼクタを用いず、油水分離で得た水を水タンクに処理水として貯留しない実施形態の湯水分離装置ではノズル45から噴出させる洗浄水を電磁弁47と同等な機能をもつ弁を介し適宜な洗浄水供給系統から得てもよい。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、真空チャンバを分解することなく自動的に内部を清掃でき、長時間信頼性の高い機能と性能を維持できる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概略配管系統図である。
【図2】 図1における油水分離装置の真空チャンバにおいて、洗浄を実施している状況を示す図である。
【符号の説明】
1…真空チャンバ
2…冷却器
3…エゼクタ
4…水タンク
5…熱交換器
6…ポンプ
7…冷凍システム
11,13…蒸留配管
13〜16…循環水配管
22,26,32,38,47…電磁弁
28…電熱器
36,42…フロートスイッチ
45…ノズル
46,48…洗浄配管
Claims (5)
- 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、
真空チャンバの側壁に吐出口を内部側として接線方向に流体を吐出するノズルを設け、該ノズルの吐出口から吐出する流体で該真空チャンバの内側壁を洗浄するようにしてあることを特徴とする油水分離装置。 - 上記請求項1に記載の油水分離装置において、
該真空チャンバ内で油と分離し水タンクに貯留した水を該ノズルの吐出口から吐出する流体として用いるようになされていることを特徴とする油水分離装置。 - 上記請求項2に記載の油水分離装置において、
水タンクとポンプとエゼクタを配管で接続して循環路を設け、該真空チャンバと該エゼクタののど部を配管で接続し、該循環路を流れる水流で該エゼクタののど部に生じる減圧で該真空チャンバを減圧するとともに、該循環路を流れる水流の一部を該ノズルの吐出口から吐出する流体として用いるようになされていることを特徴とする油水分離装置。 - 上記請求項3に記載の油水分離装置において、
該真空チャンバと該エゼクタののど部を接続する配管の途中に冷却手段を設け、該循環路に該循環路を流れる水を冷却する冷却手段を設け、該両冷却手段は該循環路を流れる水流の一部を該ノズルの吐出口から吐出する流体として用いている間に該循環路を流れる水の冷却を停止するようになされていることを特徴とする油水分離装置。 - 上記請求項2に記載の油水分離装置において、
該水タンクの液面が低下したことを検知するスイッチを設け、該スイッチが液面の低下を検出したら該ノズルの吐出口から流体を吐出することを停止するようになされていることを特徴とする油水分離装置。
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