JP4348766B2 - Liquid separation / discharge device and liquid separation / discharge method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、都市ゴミ処理設備の乾留炉からでる水と油又は灰溶融炉のメタルとスラグ等といった互いに比重及び粘度の異なる結果、上下に層分離する2種以上の液体をそれぞれ分離して排出する液分離排出装置及び液分離排出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び課題が解決しようとする課題】
従来、水と油等のように比重の異なる2種類以上の液体の混合液を分離して排出する方法としては、かかる混合液を水槽等に一時的に貯留させて上下に層分離させた後、それぞれの液体層に排出口を有する排出ラインを設け、これら各排出ラインからポンプ等によってそれぞれの液体を別個に排出する方法が一般的に知られている。また、このような分離排出方法においては、それぞれの液レベルを検出するために、上下に層分離した各液体のほぼ中間の比重を有するフロートを透明な水槽中に投入し、そのフロートの高さ位置を水槽の側面等から目視によって確認することで各液体の液レベルを検出するようになっている。
【0003】
従って、従来の液分離排出方法は、このフロートの高さ位置を作業員が目視してそれぞれの液体の液レベルを確認しながら交互にあるいは、同時にそれぞれの液体を各排出ラインから手作業で排出することになる。
【0004】
しかしながら、このような従来方法では、フロートの高さ位置を外部から水槽越しに目視できるようなほぼ透明に近い液体の場合にしか利用できず、フロートの位置を目視できない色の濃い液体(タール等)や水槽自体が非透明の場合には、適用することができないといった不都合がある。また、この方法の場合は、水槽のサイズが大型化するに従ってフロートが益々目視でき難くなる上に、その回収も容易でないといった問題点がある。さらに、対象とする液体が、例えば灰溶融炉からでるメタルとスラグといった極めて高温の液体では、この温度に耐え得るフロートが見あたらない上に、作業員が近寄ることができないため、この方法を適用することは不可能である。また、各液体の排出制御は作業員の労力によるものであるため、効率が悪く、自動化が望まれている。
【0005】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その主な目的は上下に層分離する2種以上の混合液体を分離して自動的に排出できる新規な液分離排出装置及び液分離排出方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、互いに比重と粘度の異なる2種以上の液体からなる混合液が流れ込む水槽と、この水槽内部で層分離した上層液と下層液とをそれぞれ排出する排出ラインと、上記水槽内に設置された回転子と、該回転子を垂直に支持するパイプ状の支持ロッドと、該支持ロッドを支持すると共に上記回転子を回転駆動する駆動部とからなり、上記回転子の回転数を一定に保つべく変化するトルクを検知して上記上層液の液面高さと下層液の液面高さをそれぞれ検知すべく、上記回転子の設置高さが異なるように設置された複数の回転型粘度計と、これら回転型粘度計によって検知された各分離液の液面高さに応じて上記各排出ラインのバルブを開閉制御する制御部と、を備えたものである。そして、このような液分離排出装置を用い、上記水槽内で層分離した上層液と下層液の液面高さがそれぞれ各回転型粘度計の回転子に達したときに上記各排出ラインのバルブを開いてそれぞれの分離液を排出し、その後、各液面が回転子のレベルを下回ったときに上記各排出ラインのバルブを閉じて排出を停止するようにしたものである。
【0007】
すなわち、本発明は上層液と下層液との比重差のみならず、粘度差に着目し、それらの粘度差の違いを回転型粘度計によって検出することで各液体の液レベルを把握し、この回転型粘度計によって検出された各液レベルに応じて各液体の排出ラインのバルブを開閉制御するようにしたものである。
【0008】
これによって、従来のように透明な液体は勿論、タール等のような色の濃い液体や溶融メタル/スラグ等といった高温の液体であっても容易かつ正確にその液レベルを検知し、各液体の分離排出制御を自動的に行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【0010】
図1は本発明に係る液分離装置の実施の一形態を示したものである。
【0011】
図示するように、この液分離装置は、互いに比重と粘度の異なる2種類の液体からなる混合液体、例えば、水と油やタール,スラグと溶融メタル等が混合した状態で流れ込む水槽1と、この水槽1内部で層分離した上層液と下層液とをそれぞれ排出する排出ライン2a,2bと、これら各分離液の液面高さをそれぞれの検出する回転型粘度計3a,3bと、これら各回転型粘度計3a,3bによって検出された各分離液U,Lの液面高さに応じて上記各排出ライン2a,2bのバルブ4a,4bを開閉制御する制御部5とから主に構成されている。
【0012】
この回転型粘度計3a,3bは、それそれ水槽1内の分離液中で回転する回転子(プロペラ)6と、この回転子6を垂直に支持するパイプ状の支持ロッド7と、この支持ロッド7を支持すると共に回転子6を回転駆動する駆動部8とから構成されており、各分離液の粘度の違いによる回転数又は回転抵抗の変化、すなわち回転数を一定に保つべく変化するトルクを検知して各分離液の液レベルを検出し、その液レベル検出信号を上記制御部5にそれぞれ入力するようになっている。
【0013】
また、排出ライン2a,2bは水槽1の側面にそれぞれ上下、すなわち、排出ライン2a側が水槽1の底部に接続されると共に、排出ライン2b側が水槽1の中段部、より詳しくは回転型粘度計3a側の回転子6より上方の位置にそれぞれ接続されており、上下に層分離した各分離液をそれぞれの排出ライン2a,2bから分離排出するようになっている。さらに、これら排出ライン2a,2bに設けられたバルブ4a,4bは、例えば、電磁バルブなどのように瞬時に応答するものからなっており、制御部5からの制御信号によってそれぞれの排出ライン2a,2bを瞬時に開閉して各分離液の排出停止を行うようになっている。
【0014】
また、図中9は上記混合液を供給するための供給ラインであり、供給後の混合液の分離を促進すべく水槽1の底部側から水槽1内に混合液を供給するようになっている。
【0015】
次に、このような構成をした液分離排出装置を用いて本発明方法の一例を説明する。
【0016】
先ず、各排出ライン2a,2bの各バルブ4a,4bを閉じると共に、各回転型粘度計3a,3bの回転子6,6をそれぞれ回転駆動させた状態としてから供給ライン9から水槽1内に、互いに比重と粘度の異なる2種類の液体からなる混合液を連続して流し込む。すると、この混合液がその比重の違いにより水槽1内で上下に層分離すると共に、それらの液面が徐々に上昇してくる。
【0017】
そして、この液面の上昇によって最初に上層液側の液面が水槽1内下方に位置している回転型粘度計3aの回転子6のレベルに到達することで、その回転子6のトルクが上がることになるが、この時点では、制御部5はその検知信号を受け取っても排出ライン2a,2bのいずれのバルブ4a,4bを制御せずそのまま閉じた状態としておく。
【0018】
次に、このようにして各分離液の液レベルがさらに上昇して上層液の液面が上方に位置している回転型粘度計3bの回転子6のレベルに達し、その回転子6の回転数が上がると、図2に示すように、制御部5がこれを検知し、液レベルが上限に達したと判断して中段部の排出ライン2bのバルブ4bを開いて排出ライン2bから上層液の一部を排出する。これによって、上層液の液レベルが降下すると共に、上層液のみを排出ライン2bから水槽1外へ分離排出することができる。そして、この上層液の液レベルの降下に伴って回転型粘度計3bの回転子6が液面上に露出してそのトルクが下がったならば、再び、制御部5がこれを検知し、液レベルが下がったと判断して排出ライン2bのバルブ4bを閉じて上層液の排出を停止する。その後、再び、上層液の液レベルが上昇したならば、上記と同様に排出ライン2bのバルブ4bの開閉制御を繰り返すことで上層液のみを排出ライン2bから水槽1外へ効果的に分離排出することができる。
【0019】
一方、この上層液の上昇に伴って下層液の液レベルも上昇し、排出ライン2b付近まで達することになるが、その前に下方に位置している回転型粘度計3aの回転子6に達した時点で、この回転子6が上層液と下層液との粘度の違いによりさらにトルクが変化することにより、そのレベルに達したことを検知することになる。そして、レベル信号を受けた制御部5が図3に示すように、排出ライン2aのバルブ4aを開いてその下層液を排出ライン2aから排出することになるため、下層液の液レベルの上昇が抑制されて中段の排出ライン2b側から排出されるようなことがなくなると共に、水槽1中から下層液のみを水槽1外へ分離排出することができる。その後、このようにして下層液の液レベルが降下して回転型粘度計3aの回転子6の回転数が上昇したならば、制御部5がこれを検知し、排出ライン2aのバルブ4aを閉じて下層液の排出を停止することになる。そして、その後は上層液と同様に、この下層液の液レベルに応じて排出ライン2bのバルブ4bの開閉制御を行うことによって上層液のみを排出ライン2bから水槽1外へ分離排出することができる。
【0020】
このように、本発明は上層液と下層液との比重差のみならず、粘度差に着目し、それらの粘度差の違いを二つの回転型粘度計によって検出して各液体の液レベルを検出し、検出された各液体の液レベルに応じて排出ラインのバルブを開閉制御するようにしたものであるため、作業員の労力に頼ることなく自動的に液分離排出を行うことができる。しかも、その液レベルの検出を回転型粘度計によって検出するようにしたため、従来のように透明な液体は勿論、タール等のような色の濃い液体や溶融メタル/スラグ等といった高温の液体であっても容易かつ正確にその液レベルを検知し、正確な分離排出制御を行うことができる。
【0021】
尚、本実施の形態では、比重及び粘度の異なる2種類の液体からなる混合液体を分離排出するようにした例で示したが、粘度及び比重の異なる3種類以上の液体の混合液体であっても、上述した回転型粘度計及び排出ラインをその数に応じてそれぞれ設置高さを異ならしめて設置すれば、上記と同様にそれぞれの液体毎に自動的かつ確実に分離排出することが可能となる。
【0022】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、2種以上の液体の混合液のそれぞれの液レベルの検出と分離排出を作業員の労力に頼ることなく自動的かつ確実に行うことができる。また、その液レベルの検出を回転型粘度計によって検出するようにしたため、従来のように透明な液体は勿論、タール等のような色の濃い液体や溶融メタル/スラグ等といった高温の液体であっても容易かつ正確にその液レベルを検知し、正確な分離排出制御を行うことができる等といった優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液分離排出装置の実施の一形態を示す構成図である。
【図2】本発明に係る液分離排出装置を用いた液分離方法の実施の一形態を示す概念図である。
【図3】本発明に係る液分離排出装置を用いた液分離方法の実施の一形態を示す概念図である。
【符号の説明】
1 水槽
2a,2b 排出ライン
3a,3b 回転型粘度計
4a,4b バルブ
5 制御部
6 回転子
7 支持ロッド
8 駆動部
9 供給ライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, for example, separates two or more kinds of liquids that are separated into upper and lower layers as a result of different specific gravity and viscosity, such as water and oil from a carbonization furnace of a municipal waste treatment facility or metal and slag of an ash melting furnace. The present invention relates to a liquid separation / discharge device and a liquid separation / discharge method.
[0002]
[Prior art and problems to be solved]
Conventionally, as a method of separating and discharging a mixed liquid of two or more kinds of liquids having different specific gravities such as water and oil, such a mixed liquid is temporarily stored in a water tank or the like and separated into layers vertically. In general, a method is known in which each liquid layer is provided with a discharge line having a discharge port, and each liquid is separately discharged from each discharge line by a pump or the like. Further, in such a separation and discharge method, in order to detect the respective liquid levels, a float having a specific gravity approximately halfway between the liquids separated into upper and lower layers is put into a transparent water tank, and the height of the float is determined. The liquid level of each liquid is detected by visually confirming the position from the side surface of the water tank.
[0003]
Therefore, in the conventional liquid separation and discharge method, each liquid is manually discharged from each discharge line alternately or simultaneously while checking the liquid level of each liquid by visually checking the height position of the float. Will do.
[0004]
However, in such a conventional method, it can be used only in the case of a liquid that is almost transparent so that the height position of the float can be visually observed through the water tank from the outside. ) And the water tank itself is non-transparent, there is a disadvantage that it cannot be applied. Further, in this method, there is a problem that the float becomes more difficult to visually check as the size of the water tank increases, and the recovery thereof is not easy. Furthermore, if the target liquid is an extremely high-temperature liquid such as metal and slag that comes from an ash melting furnace, for example, a float that can withstand this temperature is not found, and workers cannot approach, so this method is applied. It is impossible. Moreover, since the discharge control of each liquid is based on the labor of an operator, it is inefficient and automation is desired.
[0005]
Therefore, the present invention has been devised to effectively solve such problems, and the main purpose of the present invention is a novel one capable of separating and automatically discharging two or more kinds of mixed liquids that are separated into layers vertically. A liquid separation / discharge apparatus and a liquid separation / discharge method are provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a water tank into which a mixed liquid composed of two or more liquids having different specific gravities and viscosities flows, and a discharge line for discharging the upper layer liquid and the lower layer liquid separated into layers in the water tank, respectively. And a rotor installed in the water tank, a pipe-like support rod that vertically supports the rotor, and a drive unit that supports the support rod and rotationally drives the rotor. In order to detect the torque level that changes to keep the rotor rotation speed constant and detect the liquid level height of the upper layer liquid and the liquid level height of the lower layer liquid, the rotor is installed with different installation heights. a plurality of rotary viscometer, in which and a control unit which controls the opening and closing of the valves of the respective discharge lines in accordance with the liquid level of the separated liquid detected by these rotational viscometer. Then, using such a liquid separation and discharge device, when the liquid level height of the upper layer liquid and the lower layer liquid separated in the water tank reaches the rotor of each rotary viscometer, the valve of each discharge line Is opened to discharge the respective separated liquids, and then, when each liquid level falls below the level of the rotor, the valves of the respective discharge lines are closed to stop the discharge.
[0007]
That is, the present invention focuses not only on the specific gravity difference between the upper layer liquid and the lower layer liquid, but also on the difference in viscosity, and by detecting the difference in viscosity with a rotary viscometer, the liquid level of each liquid is grasped. The valve of each liquid discharge line is controlled to open and close according to each liquid level detected by a rotary viscometer.
[0008]
This makes it possible to easily and accurately detect the liquid level of not only transparent liquids as in the past, but also high-temperature liquids such as dark liquids such as tar and molten metal / slag. Separation and discharge control can be performed automatically.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a preferred embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0010]
FIG. 1 shows an embodiment of a liquid separation apparatus according to the present invention.
[0011]
As shown in the figure, this liquid separation device includes a mixed liquid composed of two kinds of liquids having different specific gravity and viscosity, for example, a
[0012]
The
[0013]
Further, the
[0014]
In the drawings, 9 denotes a supply line for supplying the liquid mixture, so as to supply the mixed liquid mixture separation into the bottom side or al
[0015]
Next, an example of the method of the present invention will be described using the liquid separation / discharge device having such a configuration.
[0016]
First, the
[0017]
Then, when the liquid level rises, the liquid level on the upper layer liquid side first reaches the level of the
[0018]
Next, in this way, the liquid level of each separated liquid further rises and reaches the level of the
[0019]
On the other hand, as the upper layer liquid rises, the liquid level of the lower layer liquid also rises and reaches the vicinity of the
[0020]
As described above, the present invention focuses not only on the specific gravity difference between the upper layer liquid and the lower layer liquid but also on the viscosity difference, and detects the liquid level of each liquid by detecting the difference in the viscosity difference using two rotary viscometers. Since the valve of the discharge line is controlled to open and close in accordance with the detected liquid level of each liquid, liquid separation and discharge can be automatically performed without depending on the labor of the worker. Moreover, since the liquid level is detected by a rotary viscometer, it is not only a transparent liquid as in the prior art, but also a dark liquid such as tar or a high-temperature liquid such as molten metal / slag. However, the liquid level can be detected easily and accurately, and accurate separation and discharge control can be performed.
[0021]
In the present embodiment, an example in which a mixed liquid composed of two kinds of liquids having different specific gravity and viscosity is separated and discharged, but is a mixed liquid of three or more kinds of liquids having different viscosity and specific gravity. However, if the rotational viscometer and the discharge line described above are installed at different installation heights according to the number of the viscometers and the discharge lines, it is possible to automatically and reliably separate and discharge each liquid in the same manner as described above. .
[0022]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, it is possible to automatically and reliably perform detection and separation / discharge of each liquid mixture of two or more kinds of liquids without depending on the labor of an operator. Since the liquid level is detected by a rotary viscometer, it is not only a transparent liquid as in the prior art, but also a dark liquid such as tar or a high-temperature liquid such as molten metal / slag. However, the liquid level can be detected easily and accurately, and an excellent effect such as accurate separation and discharge control can be exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a liquid separation / discharge device according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an embodiment of a liquid separation method using a liquid separation / discharge apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an embodiment of a liquid separation method using a liquid separation / discharge apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Aquarium
2a, 2b discharge line
3a, 3b Rotary viscometer
4a,
Claims (2)
この水槽内部で層分離した上層液と下層液とをそれぞれ排出する排出ラインと、
上記水槽内に設置された回転子と、該回転子を垂直に支持するパイプ状の支持ロッドと、該支持ロッドを支持すると共に上記回転子を回転駆動する駆動部とからなり、上記回転子の回転数を一定に保つべく変化するトルクを検知して上記上層液の液面高さと下層液の液面高さをそれぞれ検知すべく、上記回転子の設置高さが異なるように設置された複数の回転型粘度計と、
これら回転型粘度計によって検知された各分離液の液面高さに応じて上記各排出ラインのバルブを開閉制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする液分離排出装置。A water tank into which a mixture of two or more liquids having different specific gravity and viscosity flows,
A discharge line for discharging the upper layer liquid and the lower layer liquid separated into layers in the water tank,
A rotor installed in the water tank, a pipe-like support rod that vertically supports the rotor, and a drive unit that supports the support rod and rotationally drives the rotor. A plurality of the rotors installed at different heights so as to detect the torque level changing to keep the rotational speed constant and detect the liquid level height of the upper liquid and the liquid level of the lower liquid respectively. A rotational viscometer of
And a control unit which controls the opening and closing of the valves of the respective discharge lines in accordance with the liquid level of the separated liquid detected by these rotational viscometer,
A liquid separation and discharge device comprising:
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