JP4588397B2 - ドレン排出装置 - Google Patents

Description

本発明は、スラッジの混入した蒸気等の凝縮性流体を処理する場合に用いる気水分離容器に関する。より詳しくは、気水分離容器でガスを分離した後に気水分離容器内のドレンを排出するドレン排出装置に関する。

従来、浄水場などから発生する汚泥や、火力発電所等から排出される石炭灰や焼却灰等を含んだ排水等の流体を処理する場合に、気水分離容器に通すことにより流体中のガスを分離し、残留したドレンを排出することが行われている。
こうした処理においては、気水分離容器内で高温・高圧下での熱分解処理が行われること、及び残留ドレンの中には、スラッジといった固形物が混入されていることが特徴としてあげられる。

この気水分離容器においては以下のような処理が行われる。
最初に、前工程で何らかの処理が加えられた後、スラッジの混入した流体が気水分離容器に送られてくる。
気水分離容器内では、送られてきた流体に対して高温・高圧下での熱分解処理が行われてガスが分離される。分離されたガスは圧力調整弁を介して排出される。
ガスを分離して残留したドレンは、ドレン排出装置を介して、気水分離容器から排出される。

ここで、気水分離容器には次々と処理すべき流体が送られてくるため、ガスを分離した後の残留ドレンを定期的に気水分離容器から排出するドレン排出装置が必要となる。
こうしたドレン排出装置として、従来、ダブルダンパ方式やロータリーバルブ方式といった機構が用いられてきた。

しかしながら、直列に配置された二箇所の弁を交互に開閉して排出するダブルダンパ方式によれば、一方の弁と他方の弁との間の排出容積内に、排出すべきドレンが瞬時に流れ込むため、気水分離容器内の圧力変動が大きくなってしまう。
気水分離容器内では高温・高圧下での熱分解処理が行われており、圧力変動が大きくなると分離するガスの成分比率が変化し、適切な熱分解処理を行うことができない。

また、ロータリーバルブ方式によれば、スラッジの混入した高温・高圧のドレンに対し、ロータ・ケーシング等部品の磨耗が激しく、耐久性に問題が生じてしまう。

そこで本発明は、上記従来の問題を解決するためのものであり、スラッジといった固形物の混入した流体に対応できるとともに、気水分離容器内の圧力変動を抑制することができるドレン排出装置を提供するものである。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明のドレン排出装置は、スラッジの混入した流体をガスとドレンに分離する気水分離容器（２）に接続され、ガスを分離した後に、前記気水分離容器（２）内のドレンを排出するドレン排出装置（１）において、前記気水分離容器（２）とドレン排出口（３）の間に、内部が二分割され各室（５１，５２）の容積比率を変えることのできる駆動手段（５０）と、前記気水分離容器（２）と前記各室（５１，５２）の一方（５１）を接続するとともにその前記各室（５１，５２）の一方（５１）と前記ドレン排出口（３）を接続する第１排出路（１０）と、前記気水分離容器（２）と前記各室（５１，５２）の一方（５１）の間で第１排出路（１０）を開閉する第１弁（１１）と、前記各室（５１，５２）の一方（５１）と前記ドレン排出口（３）の間で第１排出路（１０）を開閉する第２弁（１２）と、前記気水分離容器（２）と前記各室（５１，５２）の他方（５２）を接続するとともにその前記各室（５１，５２）の他方（５２）と前記ドレン排出口（３）を接続する第２排出路（２０）と、前記気水分離容器（２）と前記各室（５１，５２）の他方（５２）の間で第２排出路（２０）を開閉する第３弁（２１）と、前記各室（５１，５２）の他方（５２）と前記ドレン排出口（３）の間で第２排出路（２０）を開閉する第４弁（２２）と、及び第１弁乃至第４弁（１１，１２，２１，２２）の開閉タイミングを制御する制御部（５）と、を備え、第１弁（１１）と第４弁（２２）を開くとともに第２弁（１２）と第３弁（２１）を閉じて、前記各室（５１，５２）の一方（５１）内にドレンを吸入するとともに前記各室（５１，５２）の他方（５２）内のドレンを排出し、第１弁（１１）と第４弁（２２）を閉じるとともに第２弁（１２）と第３弁（２１）を開いて、前記各室（５１，５２）の一方（５１）内のドレンを排出するとともに前記各室（５１，５２）の他方（５２）内にドレンを吸入することを繰り返して行うことにより、ドレン排出時の前記気水分離容器（２）内の圧力変動を抑制することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明のドレン排出装置は、スラッジの混入した流体をガスとドレンに分離する気水分離容器（２）に接続され、ガスを分離した後に、前記気水分離容器（２）内のドレンを排出するドレン排出装置（１）において、前記気水分離容器（２）とドレン排出口（３）の間に、内部が二分割され各室（５１，５２）の容積比率を変えることのできる駆動手段（５０）と、前記各室（５１，５２）の一方（５１）の容積比率に対応して変化する第１室（１３）と前記各室（５１，５２）の他方（５２）の容積比率に対応して変化する第２室（２３）と、前記気水分離容器（２）と前記第１室（１３）を接続するとともにその前記第１室（１３）と前記ドレン排出口（３）を接続する第１排出路（１０）と、前記気水分離容器（２）と前記第１室（１３）の間で第１排出路（１０）を開閉する第１弁（１１）と、前記第１室（１３）と前記ドレン排出口（３）の間で第１排出路（１０）を開閉する第２弁（１２）と、前記気水分離容器（２）と前記第２室（２３）を接続するとともにその前記第２室（２３）と前記ドレン排出口（３）を接続する第２排出路（２０）と、前記気水分離容器（２）と前記第２室（２３）の間で第２排出路（２０）を開閉する第３弁（２１）と、前記第２室（２３）と前記ドレン排出口（３）の間で第２排出路（２０）を開閉する第４弁（２２）と、及び第１弁乃至第４弁（１１，１２，２１，２２）の開閉タイミングを制御する制御部（５）と、を備え、第１弁（１１）と第４弁（２２）を開くとともに第２弁（１２）と第３弁（２１）を閉じて、前記第１室（１３）内にドレンを吸入するとともに前記第２室（２３）内のドレンを排出し、第１弁（１１）と第４弁（２２）を閉じるとともに第２弁（１２）と第３弁（２１）を開いて、前記第１室（１３）内のドレンを排出するとともに前記第２室（２３）内にドレンを吸入することを繰り返して行うことにより、ドレン排出時の前記気水分離容器（２）内の圧力変動を抑制することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明のドレン排出装置は、スラッジの混入した流体をガスとドレンに分離する気水分離容器（２）に接続され、ガスを分離した後に、前記気水分離容器（２）内のドレンを排出するドレン排出装置（１）において、前記気水分離容器（２）に一端が接続され、他端がドレン排出口（３）に接続された第１排出路（１０）と、第１排出路（１０）上に配置され第１排出路（１０）を流れるドレンを吸入、排出する第１ドレンシリンダ（１３）と、前記気水分離容器（２）と第１ドレンシリンダ（１３）の間で第１排出路（１０）を開閉する第１弁（１１）と、第１ドレンシリンダ（１３）と前記ドレン排出口（３）の間で第１排出路（１０）を開閉する第２弁（１２）と、前記気水分離容器（２）に一端が接続され、他端が前記ドレン排出口（３）に接続された第２排出路（２０）と、第２排出路（２０）上に配置され第２排出路（２０）を流れるドレンを吸入、排出する第２ドレンシリンダ（２３）と、前記気水分離容器（２）と第２ドレンシリンダ（２３）の間で第２排出路（２０）を開閉する第３弁（２１）と、第２ドレンシリンダ（２３）と前記ドレン排出口（３）の間で第２排出路（２０）を開閉する第４弁（２２）と、第１ドレンシリンダ（１３）に一端が接続され、他端が第２ドレンシリンダ（２３）に接続されるとともに、内部が左右に移動する仕切板（５３）を介して分割される第１シリンダ室（５１）と第２シリンダ室（５２）とを有し、前記仕切板（５３）の移動による第１シリンダ室（５１）の容積拡大時に第１ドレンシリンダ（１３）を吸入方向に、容積縮小時に第１ドレンシリンダ（１３）を排出方向に駆動させ、第２シリンダ室（５２）の容積拡大時に第２ドレンシリンダ（２３）を吸入方向に、容積縮小時に第２ドレンシリンダ（２３）を排出方向に駆動させて、第１ドレンシリンダ（１３）と第２ドレンシリンダ（２３）を交互に吸入、排出させるように駆動させる油圧又は空圧の駆動シリンダ（５０）と、前記駆動シリンダ（５０）に接続される油圧又は空圧のポンプ（４）と、前記ポンプ（４）から第１シリンダ室（５１）を通り再び前記ポンプ（４）に至る第１流路（３０）と、前記ポンプ（４）から第１シリンダ室（５１）に至る間で第１流路（３０）を開閉する第５弁（３１）と、第１シリンダ室（５１）から前記ポンプ（４）に至る間で第１流路（３０）を開閉する第６弁（３２）と、前記ポンプ（４）から第２シリンダ室（５２）を通り再び前記ポンプ（４）に至る第２流路（４０）と、前記ポンプ（４）から第２シリンダ室（５２）に至る間で第２流路（４０）を開閉する第７弁（４１）と、第２シリンダ室（５２）から前記ポンプ（４）に至る間で第２流路（４０）を開閉する第８弁（４２）と、第１弁乃至第８弁（１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２）の開閉タイミングを制御する制御部（５）とからなり、第１弁（１１）、第４弁（２２）及び第５弁（３１）、第８弁（４２）を開き、かつ第２弁（１２）、第３弁（２１）、第６弁（３２）及び第７弁（４１）を閉じて、第１ドレンシリンダ（１３）内にドレンを吸入するとともに第２ドレンシリンダ（２３）内のドレンを排出し、第１弁（１１）、第４弁（２２）、第５弁（３１）及び第８弁（４２）を閉じ、かつ第２弁（１２）、第３弁（２１）、第６弁（３２）及び第７弁（４１）を開いて、第１ドレンシリンダ（１３）内のドレンを排出するとともに第２ドレンシリンダ（２３）内にドレンを吸入することを繰り返して行うことにより、ドレン排出時の前記気水分離容器（２）内の圧力変動を抑制することを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の発明において、前記気水分離容器（２）内における流体の量を検出する流体量検出手段（６）と、前記第１流路（３０）及び第２流路（４０）を流れる油又は空気の速度を調整する速度調整弁（７）を設け、前記制御部（５）は、前記流体量検出手段（６）により検出した流体の量が所定の基準値を上回った場合には前記油又は空気の速度を高速にし、所定の基準値を下回った場合には前記油又は空気の速度を低速にするように、前記速度調整弁（７）を制御することを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記第１シリンダ室（５１）の容積が所定の値に達したことを検知する第１検知手段（１５）と、前記第２シリンダ室（５２）の容積が所定の値に達したことを検知する第２検知手段（２５）を設け、前記制御部（５）は、前記第１検知手段（１５）の検知により第１弁（１１）、第４弁（２２）、第５弁（３１）及び第８弁（４２）を閉じ、かつ第２弁（１２）、第３弁（２１）、第６弁（３２）及び第７弁（４１）を開き、前記第２検知手段（２５）の検知により第１弁（１１）、第４弁（２２）、第５弁（３１）及び第８弁（４２）を開き、かつ第２弁（１２）、第３弁（２１）、第６弁（３２）及び第７弁（４１）を閉じるように、第１弁乃至第８弁（１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２）の開閉タイミングを制御することを特徴とする。

なお、括弧内の記号は、発明を実施するための最良の形態および図面に記載された対応要素または対応事項を示す。

請求項１に係る発明のドレン排出装置によれば、気水分離容器とドレン排出口の間に、内部が二分割され各室の容積比率を変えることのできる駆動手段を備えることにより、気水分離容器から排出されたドレンを、各室の一方と他方に交互に吸入させるとともに、各室の他方と一方からドレン排出口に交互に排出させることができる。
この動作を繰り返し行えば、気水分離容器から排出されるドレンは、駆動手段の速度に応じ各室を通って徐々に排出されることとなるため、ドレン排出時の気水分離容器内の圧力変動を抑制することができる。

また、請求項２に係る発明のドレン排出装置によれば、気水分離容器とドレン排出口の間に、内部が二分割され各室の容積比率を変えることのできる駆動手段を備えることにより、気水分離容器から排出されたドレンを、各室の一方の容積比率に対応して変化する第１室と各室の他方の容積比率に対応して変化する第２室に交互に吸入させるとともに、第２室と第１室からドレン排出口に交互に排出させることができる。
この動作を繰り返し行えば、気水分離容器から排出されるドレンは、駆動手段の速度に応じて変化する第１室及び第２室を通って徐々に排出されることとなるため、ドレン排出時の気水分離容器内の圧力変動を抑制することができる。

また、請求項３に係る発明のドレン排出装置によれば、気水分離容器に一端が接続され、他端がドレン排出口に接続された第１排出路と、同じく気水分離容器に一端が接続され、他端がドレン排出口に接続された第２排出路を設け、さらに各々の排出路上にドレンを吸入、排出する第１ドレンシリンダ及び第２ドレンシリンダを備えるので、排出するドレンを第１ドレンシリンダと第２ドレンシリンダに交互に吸入、排出させることができる。
従って、気水分離容器から排出されるドレンは、第１ドレンシリンダ及び第２ドレンシリンダを通って徐々に排出されることになるため、ドレン排出時の気水分離容器内の圧力変動を抑制することができる。

また、第１排出路を開閉する第１弁及び第２弁と、第２排出路を開閉する第３弁及び第４弁を備えるので、第１弁乃至第４弁を開閉することにより第１ドレンシリンダと第２ドレンシリンダが交互にドレンを吸入、排出するよう制御することができる。

また、第１ドレンシリンダに一端が接続され、他端が第２ドレンシリンダに接続されるとともに、内部が左右に移動する仕切板を介して分割される第１シリンダ室と第２シリンダ室とを有する油圧又は空圧の駆動シリンダを備えることにより、仕切板の移動による第１シリンダ室の容積拡大時に第１ドレンシリンダを吸入方向に、容積縮小時に第１ドレンシリンダを排出方向に駆動させ、第２シリンダ室の容積拡大時に第２ドレンシリンダを吸入方向に、容積縮小時に第２ドレンシリンダを排出方向に駆動させることができる。
従って、油圧又は空圧のポンプの圧力により駆動シリンダを駆動させ、第１ドレンシリンダと第２ドレンシリンダにドレンを交互に吸入、排出させることができる。

また、ポンプから第１シリンダ室を通り再びポンプに至る第１流路を開閉する第５弁及び第６弁と、ポンプから第２シリンダ室を通り再びポンプに至る第２流路を開閉する第７弁及び第８弁を備えるので、第５弁乃至第８弁を開閉することにより駆動シリンダがスムースに駆動するよう制御することができる。

また、請求項４に係る発明によれば、請求項３に記載の発明の作用効果に加えて、気水分離容器内における流体の量を検出する流体量検出手段と、第１流路及び第２流路を流れる油又は空気の速度を調整する速度調整弁を設けるので、流体量検出手段により検出した流体の量が所定の基準値を上回った場合には油又は空気の速度を高速にし、所定の基準値を下回った場合には油又は空気の速度を低速にするように制御することができる。
この制御により、第１流路及び第２流路を流れる油又は空気の速度が高速になれば駆動シリンダの駆動速度も速くなるので、ドレン排出量が増加する。
逆に第１流路及び第２流路を流れる油又は空気の速度が低速になれば駆動シリンダの駆動速度も遅くなるので、ドレン排出量は減少する。
従って、気水分離容器に送られてくる流体の量が変化しても、気水分離容器内の流体の量を一定に保ち、適切に処理を継続することができる。

また、請求項５に係る発明によれば、請求項３又は請求項４に記載の発明の作用効果に加えて、第１シリンダ室の容積が所定の値に達したことを検知する第１検知手段と、第２シリンダ室の容積が所定の値に達したことを検知する第２検知手段を設けるので、駆動シリンダの状態に応じて、第１弁乃至第８弁の開閉タイミングを制御することができる。
従って、駆動シリンダを効率的に駆動させて、ドレン排出処理をスムースに行うことができる。

さらに、上記いずれの発明においても、スラッジといった固形物の混入した流体に対応することが可能であり、耐久性に優れた構成を実現することができる。

次に、図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態に係るドレン排出装置について説明する。
図１及び図２は、本発明の実施形態に係るドレン排出装置の構成図であり、図３はドレン排出処理を示すフローチャートである。
最初に図１を参照して、本実施形態に係るドレン排出装置１の構成について説明する。ドレン排出装置１は気水分離容器２に接続され、ガスを分離した後のドレンをドレン排出口３に排出する装置である。

ドレン排出装置１には、排出するドレンの通路として、気水分離容器２に一端が接続され他端がドレン排出口３に接続された第１排出路１０と、同じく気水分離容器２に一端が接続され他端がドレン排出口３に接続された第２排出路２０が設けられている。
なお図１に示すように、気水分離容器２から延びた一本の排出路が途中から、第１排出路１０と第２排出路２０に分離し、ドレン排出口３の手前で再び合流するように構成されている。

第１排出路１０の途中には、第１ドレンシリンダ１３が設けられ第１排出路１０を流れるドレンを吸入、排出するようになっている。また、気水分離容器２と第１ドレンシリンダ１３の間には第１弁１１が、第１ドレンシリンダ１３とドレン排出口３の間には第２弁１２が設けられ、それぞれ第１排出路１０を開閉するようになっている。

同様に、第２排出路２０の途中には、第２ドレンシリンダ２３が設けられ第２排出路２０を流れるドレンを吸入、排出するようになっている。また、気水分離容器２と第２ドレンシリンダ２３の間には第３弁２１が、第２ドレンシリンダ２３とドレン排出口３の間には第４弁２２が設けられ、それぞれ第２排出路２０を開閉するようになっている。

第１ドレンシリンダ１３と第２ドレンシリンダ２３の間には駆動シリンダ５０が配置されている。駆動シリンダ５０の内部には左右に移動する仕切板５３が設けられ、仕切板５３により第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２に分割されている。
また、この仕切板５３は共通のロッド５４を介して、第１ドレンシリンダ１３内の第１ピストン１４及び第２ドレンシリンダ２３内の第２ピストン２４と接続されている。
従って仕切板５３の移動により、第１シリンダ室５１の容積が拡大するときには第１ドレンシリンダ内にドレンが吸入される方向に、容積が縮小するときには排出される方向に、第１ピストン１４が移動する。
同じく、仕切板５３の移動により、第２シリンダ室５２の容積が拡大するときには第２ドレンシリンダ内にドレンが吸入される方向に、容積が縮小するときには排出される方向に、第２ピストン２４が移動する。

駆動シリンダ５０には、油圧又は空圧により駆動シリンダ５０を動かすためのポンプ４が接続されている。
ポンプ４と駆動シリンダ５０の間には、油又は空気の流路として第１流路３０と第２流路４０が設けられている。
なお図１に示すように、ポンプ４から延びた一本の流路が途中から、第１流路３０と第２流路４０に分離し、再びポンプ４に接続される手前で合流するように構成されている。

第１流路３０は、ポンプ４から駆動シリンダ５０の第１シリンダ室５１を通り再びポンプ４に接続されている。
ポンプ４から第１シリンダ室５１に至る間には第５弁３１が、第１シリンダ室５１からポンプ４に至る間には第６弁３２が設けられ、それぞれ第１流路３０を開閉するようになっている。

また、第２流路４０は、ポンプ４から駆動シリンダ５０の第２シリンダ室５２を通り再びポンプ４に接続されている。
ポンプ４から第２シリンダ室５２に至る間には第７弁４１が、第２シリンダ室５２からポンプ４に至る間には第８弁４２が設けられ、それぞれ第２流路４０を開閉するようになっている。

第１弁乃至第８弁１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２の開閉タイミングは制御部５により制御される。制御部５はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成される。

また、気水分離容器２内の流体量Ｌを検出するために流体量検出手段６が設けられ、検出された流体量Ｌが制御部５に伝達される。また、ポンプ４から延びる流路には、第１流路３０及び第２流路４０を流れる油又は空気の速度を調整するために、速度調整弁７が設けられ、制御部５からの制御により開閉されるようになっている。

さらに、駆動シリンダ５０の両側には、第１シリンダ室５１の容積が所定の値に達したことを検知する第１検知手段１５と、第２シリンダ室５２の容積が所定の値に達したことを検知する第２検知手段２５が設けられている。第１検知手段１５又は第２検知手段２５で検知がされると、制御部５に検知結果が伝達される。
なお、この検知手段１５，２５は、例えばロッド５４の所定箇所が通過することを検知するセンサー等により構成することができるが、これに限らず駆動シリンダ５０の内部に設けるようなものであってもよい。

また、気水分離容器２で分離されるガスを適切に排出するために、圧力計８と圧力調整弁９が設けられており、制御部５は圧力計８で計測した圧力に応じて圧力調整弁９を制御する。ただし、本実施形態ではドレン排出装置１の制御部５でガスの排出を制御しているが、ドレン排出装置１の外部にガス排出用の別の制御部を設けてもよい。

次に、図１乃至図３を参照して、上記構成のドレン排出装置１が気水分離容器２内のドレンを排出する過程について説明する。
最初に、浄水場などから発生する汚泥や、火力発電所等から排出される石炭灰や焼却灰等を含んだ排水等の、スラッジの混入した蒸気等の凝縮性流体が、気水分離容器２に送られてくる。気水分離容器２では熱分解処理等により、送られてきた流体をガスとドレンに分離する。
分離されたガスは、圧力計８及び圧力調整弁９を介して制御されながら排出される。
一方、分離されたドレンは、第１排出路１０及び第２排出路２０を通って、ドレン排出口３へと排出される。

このときのドレン排出装置１の各部の動きを、図３のフローチャートに従って説明する。
ここで、気水分離容器２内の流体量Ｌについては、その基準値の範囲をＬ１≦Ｌ≦Ｌ２とし、基準値を外れた場合に流体量Ｌを調整するための制御を行うこととする。

まず制御部５は、第１弁乃至第８弁１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２の開閉について初期化するための制御を行う（Ｓ１００）。図１において白抜きで記載したように、第１弁１１，第４弁２２，第５弁３１，第８弁４２を開かせ、黒塗りで記載したように、第２弁１２，第３弁２１，第６弁３２，第７弁４１を閉じさせる。

この状態では、第１弁１１が開いているので、気水分離容器２から排出されたドレンは第１排出路１０を通り第１ドレンシリンダ１３内部に吸入される。一方で第２弁１２が閉じているので、第１排出路１０からドレン排出口３に排出されることはない。
また、第３弁２１が閉じているので、ドレンは第２排出路２０を通って第２ドレンシリンダ２３内部に吸入されることはない。一方で第４弁２２が開いているので、既に第２ドレンシリンダ内に吸入されたドレンが存在する場合には、第２排出路２０からドレン排出口３に排出される。

またこのとき、第５弁３１が開いているので、ポンプ４から流出した油又は空気は第１流路３０を通り駆動シリンダ５０の第１シリンダ室５１に流入する。一方で第６弁３２が閉じているので、第１流路３０からポンプ４へと流入することはない。
また、第７弁４１が閉じているので、油又は空気は第２流路４０を通って第２シリンダ室５２に流入することはない。一方で第８弁４２が開いているので、既に第２シリンダ室５２内に流入した油又は空気が存在する場合には、第２流路４０からポンプ４へと流入する。

第１シリンダ室５１へと流入した油又は空気の圧力により、仕切板５３は第１シリンダ室５１を拡大し第２シリンダ室５２を縮小するように移動する。
仕切板５３が移動すると、ロッド５４を介して接続された第１ピストン１４は第１シリンダ１３内にドレンを吸入する方向に移動し、同じくロッド５４を介して接続された第２ピストン２４は第２ドレンシリンダ２３内からドレンを排出する方向に移動する。

このように、第１弁乃至第８弁１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２を同時に制御することにより、駆動シリンダ５０、第１ドレンシリンダ１３、第２ドレンシリンダ２３を、同期をとりながら動かすことができる。

次に、流体量検出手段６が、気水分離容器２内の流体量Ｌを検出し（Ｓ１０１）、制御部５に伝達する。制御部５は流体量Ｌを所定の基準値Ｌ２と比較し（Ｓ１０２）、流体量Ｌが基準値Ｌ２を上回っている場合は、速度調整弁７を所定値だけ開かせて、第１流路３０及び第２流路４０を流れる油又は水の速度を高速にする（Ｓ１０４）。
これにより、第１シリンダ室５１及び第２シリンダ室５２に単位時間あたりに流入する油又は水の量が増加し、駆動シリンダ５０の動きを高速にすることができる。
一方、流体量Ｌが基準値Ｌ２を上回っていない場合、制御部５はさらに基準値Ｌ１と比較する（Ｓ１０３）。その結果、流体量Ｌが基準値Ｌ１を下回っている場合は、速度調整弁７を所定値だけ閉じさせて、第１流路３０及び第２流路４０を流れる油又は水の速度を低速にする（Ｓ１０５）。
これにより、第１シリンダ室５１及び第２シリンダ室５２に単位時間あたりに流入する油又は水の量が減少し、駆動シリンダ５０の動きを低速にすることができる。

次に制御部５は、第１検知手段１５が第１シリンダ室５１の容積が所定の値に達したことを検知したか否かを判断する（Ｓ１０６）。第１検知手段１５が検知した場合には、図１に示すように、既に第１ドレンシリンダ１３には排出するドレンが限界まで吸入されていると判断されるので、このとき開いている第１弁１１，第４弁２２，第５弁３１，第８弁４２を閉じさせ、このとき閉じている第２弁１２，第３弁２１，第６弁３２，第７弁４１を開かせるように制御する（Ｓ１０８）。

このように制御を行った後の状態では、図２に示すように、第３弁２１が開いているので、気水分離容器２から排出されたドレンは第２排出路２０を通り第２ドレンシリンダ２３内部に吸入される。一方で第４弁２２が閉じているので、第２排出路２０からドレン排出口３に排出されることはない。
また、第１弁１１が閉じているので、ドレンは第１排出路１０を通って第１ドレンシリンダ１３内部に吸入されることはない。一方で第２弁１２が開いているので、既に第１ドレンシリンダ内に吸入されたドレンが存在する場合には、第１排出路１０からドレン排出口３に排出される。

またこのとき、第７弁４１が開いているので、ポンプ４から流出した油又は空気は第２流路４０を通り駆動シリンダ５０の第２シリンダ室５２に流入する。一方で第８弁４２が閉じているので、第２流路４０からポンプ４へと流入することはない。
また、第５弁３１が閉じているので、油又は空気は第１流路３０を通って第１シリンダ室５１に流入することはない。一方で第６弁３２が開いているので、既に第１シリンダ室５１内に流入した油又は空気が存在する場合には、第１流路３０からポンプ４へと流入する。

第２シリンダ室５２へと流入した油又は空気の圧力により、仕切板５３は第２シリンダ室５２を拡大し第１シリンダ室５１を縮小するように移動する。
仕切板５３が移動すると、ロッド５４を介して接続された第２ピストン２４は第２シリンダ２３内にドレンを吸入する方向に移動し、同じくロッド５４を介して接続された第１ピストン１４は第１ドレンシリンダ１３内からドレンを排出する方向に移動する。

このように、第１弁乃至第８弁１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２を同時に制御することにより、駆動シリンダ５０、第１ドレンシリンダ１３、第２ドレンシリンダ２３を、同期をとりながら動かすことができる。

一方、第１検知手段１５が検知していない場合には、制御部５は、第２検知手段２５が第２シリンダ室５２の容積が所定の値に達したことを検知したか否かを判断する（Ｓ１０７）。第２検知手段２５が検知した場合には、図２に示すように、既に第２ドレンシリンダ２３には排出するドレンが限界まで吸入されていると判断されるので、このとき開いている第２弁１２，第３弁２１，第６弁３２，第７弁４１を閉じさせ、このとき閉じている第１弁１１，第４弁２２，第５弁３１，第８弁４２を開かせるように制御する（Ｓ１０９）。
このように制御を行った後の状態では、再び図１に示すように、気水分離容器２から排出されたドレンが第１排出路１０を通り第１ドレンシリンダ１３内部に吸入され、既に第２ドレンシリンダ内に吸入されたドレンが第２排出路２０からドレン排出口３に排出される。

ドレン排出装置１の各部が以上の動きを繰り返し行うことにより、気水分離容器２で分離されたドレンは、第１排出路１０又は第２排出路２０を通りながらドレン排出口３に排出される。

本実施形態に係るドレン排出装置によれば、気水分離容器２に一端が接続され、他端がドレン排出口３に接続された第１排出路１０と、同じく気水分離容器２に一端が接続され、他端がドレン排出口３に接続された第２排出路２０を設け、さらに各々の排出路上にドレンを吸入、排出する第１ドレンシリンダ１３及び第２ドレンシリンダ２３を備えるので、排出するドレンを第１ドレンシリンダ１３と第２ドレンシリンダ２３に交互に吸入、排出させることができる。
従って、この動作を繰り返し行うことにより、気水分離容器２から排出されるドレンは、第１ドレンシリンダ１３及び第２ドレンシリンダ２３を通って徐々に排出されることになるため、ドレン排出時の気水分離容器２内の圧力変動を抑制することができ、分離するガスの成分比率を一定にするなど、適切な熱分解処理を行うことができる。

また、第１排出路１０を開閉する第１弁１１及び第２弁１２と、第２排出路２０を開閉する第３弁２１及び第４弁２２を備えるので、第１弁乃至第４弁１１，１２，２１，２２を開閉することにより第１ドレンシリンダ１３と第２ドレンシリンダ２３が交互にドレンを吸入、排出するよう制御することができる。
即ち、第１弁乃至第４弁１１，１２，２１，２２の開閉を制御して、排出されるドレンが、第１ドレンシリンダ１３に吸入されるときは第２ドレンシリンダ２３から排出されるように、逆に第１ドレンシリンダ１３から排出されるときは第２ドレンシリンダ２３に吸入されるように制御することができるのである。

また、第１ドレンシリンダ１３に一端が接続され、他端が第２ドレンシリンダ２３に接続されるとともに、内部が左右に移動する仕切板５３を介して分割される第１シリンダ室５１と第２シリンダ室５２とを有する油圧又は空圧の駆動シリンダ５０を備えることにより、仕切板５３の移動による第１シリンダ室５１の容積拡大時に第１ドレンシリンダ１３を吸入方向に、容積縮小時に第１ドレンシリンダ１３を排出方向に駆動させ、第２シリンダ室５２の容積拡大時に第２ドレンシリンダ２３を吸入方向に、容積縮小時に第２ドレンシリンダ２３を排出方向に駆動させることができる。
従って、油圧又は空圧のポンプ４の圧力により駆動シリンダ５０を駆動させ、第１ドレンシリンダ１３と第２ドレンシリンダ２３にドレンを交互に吸入、排出させることができる。
これにより、駆動シリンダ５０をよりスムースに動かすことができる。

また、ポンプ４から第１シリンダ室５１を通り再びポンプ４に至る第１流路３０を開閉する第５弁３１及び第６弁３２と、ポンプ４から第２シリンダ室５２を通り再びポンプ４に至る第２流路４０を開閉する第７弁４１及び第８弁４２を備えるので、第５弁乃至第８弁３１，３２，４１，４２を開閉することにより駆動シリンダ５０がスムースに駆動するよう制御することができる。
即ち、第５弁乃至第８弁３１，３２，４１，４２の開閉を制御して、ポンプ４から流れ出す油又は空気が、第１シリンダ室５１に流入するときは第２シリンダ室５２から流出するように、逆に第１シリンダ室５１から流出するときは第２シリンダ室５２に流入するように制御することができるのである。

また、本実施形態に係るドレン排出装置１によれば、気水分離容器２内における流体の量を検出する流体量検出手段６と、第１流路３０及び第２流路４０を流れる油又は空気の速度を調整する速度調整弁７を設けるので、流体量検出手段６により検出した流体の量Ｌが所定の基準値Ｌ２を上回った場合には油又は空気の速度を高速にし、所定の基準値Ｌ１を下回った場合には油又は空気の速度を低速にするように制御することができる。
この制御により、第１流路及３０び第２流路４０を流れる油又は空気の速度が高速になれば駆動シリンダ５０の駆動速度も速くなるので、ドレン排出量が増加する。
逆に第１流路３０及び第２流路４０を流れる油又は空気の速度が低速になれば駆動シリンダ５０の駆動速度も遅くなるので、ドレン排出量は減少する。
従って、気水分離容器２に送られてくる流体の量が変化しても、気水分離容器２内の流体の量Ｌを一定に保ち、適切に処理を継続することができる。

なお、本実施形態では流体量検出手段６と速度調整弁７を設けることにより、気水分離容器２内の流体量Ｌが基準範囲内Ｌ１≦Ｌ≦Ｌ２に収まるような構成としたが、こうした構成を必ずしもドレン排出装置１側に設ける必要はない。例えば気水分離容器２内の流体量Ｌに応じて気水分離容器２に流入する流体の量を調整する機能を別に構成してもよい。

さらに、本実施形態に係るドレン排出装置１によれば、第１シリンダ室５１の容積が所定の値に達したことを検知する第１検知手段１５と、第２シリンダ室５２の容積が所定の値に達したことを検知する第２検知手段２５を設けるので、駆動シリンダ５０の状態に応じて、第１弁乃至第８弁１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２の開閉タイミングを制御することができる。
従って、駆動シリンダ５０を効率的に駆動させて、ドレン排出処理をスムースに行うことができる。
即ち、第１ドレンシリンダ１３又は第２ドレンシリンダ２３のいずれかにドレンが充満すると、これを直ちに検知して、充満したドレンを排出する方向へとピストン１４，２４を動かすことができるのである。

なお、本実施形態では第１検知手段１５と第２検知手段２５を設けることにより、第１弁乃至第８弁１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２の開閉タイミングを制御する構成としたが、これに限らず、予め設定した所定時間に応じて開閉したり、あるいは速度調節弁７の開き具合に連動した時間に応じて開閉するような構成としてもよい。

また、本実施形態に係るドレン排出装置１によれば、スラッジといった固形物の混入した流体に対応することが可能であり、耐久性に優れた構成を実現することができる。

以上、本発明の実施形態に係るドレン排出装置１について説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施形態では駆動シリンダ５０を油圧又は空圧のポンプ４に接続して駆動させているが、内部が二分割され各室の容積比率を変えることのできる駆動手段であれば他の手段であってもよい。
また、排出されるドレンを第１ドレンシリンダ１３と第２ドレンシリンダ２３を介して吸入、排出させているが、駆動手段に設けた各室の一方の容積比率に対応して変化する第１室と、他方の容積比率に対応して変化する第２室を備え、第１室と第２室を介して交互にドレンを排出できるものであれば他の手段であってもよい。

さらには、このような第１室と第２室を設けずに、駆動手段に設けた容積比率を変えることのできる各室に直接ドレンを通過させる構成とし、交互に吸入、排出させるようにしてもよい。

本発明の実施形態に係るドレン排出装置の構成図であり、第１ドレンシリンダにドレンが吸入され、第２ドレンシリンダからドレンが排出された状態を示す。 本発明の実施形態に係るドレン排出装置の構成図であり、第２ドレンシリンダにドレンが吸入され、第１ドレンシリンダからドレンが排出された状態を示す。 ドレン排出処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ドレン排出装置
２ 気水分離容器
３ ドレン排出口
４ ポンプ
５ 制御部
６ 流体量検出手段
７ 速度調整弁
８ 圧力計
９ 圧力調整弁
１０ 第１排出路
１１ 第１弁
１２ 第２弁
１３ 第１ドレンシリンダ
１４ 第１ピストン
１５ 第１検知手段
２０ 第２排出路
２１ 第３弁
２２ 第４弁
２３ 第２ドレンシリンダ
２４ 第２ピストン
２５ 第２検知手段
３０ 第１流路
３１ 第５弁
３２ 第６弁
４０ 第２流路
４１ 第７弁
４２ 第８弁
５０ 駆動シリンダ
５１ 第１シリンダ室
５２ 第２シリンダ室
５３ 仕切板
５４ ロッド

Claims (5)

1. スラッジの混入した流体をガスとドレンに分離する気水分離容器に接続され、ガスを分離した後に、前記気水分離容器内のドレンを排出するドレン排出装置において、
   前記気水分離容器とドレン排出口の間に、内部が二分割され各室の容積比率を変えることのできる駆動手段と、前記気水分離容器と前記各室の一方を接続するとともにその前記各室の一方と前記ドレン排出口を接続する第１排出路と、前記気水分離容器と前記各室の一方の間で第１排出路を開閉する第１弁と、前記各室の一方と前記ドレン排出口の間で第１排出路を開閉する第２弁と、前記気水分離容器と前記各室の他方を接続するとともにその前記各室の他方と前記ドレン排出口を接続する第２排出路と、前記気水分離容器と前記各室の他方の間で第２排出路を開閉する第３弁と、前記各室の他方と前記ドレン排出口の間で第２排出路を開閉する第４弁と、及び第１弁乃至第４弁の開閉タイミングを制御する制御部と、を備え、
   第１弁と第４弁を開くとともに第２弁と第３弁を閉じて、前記各室の一方内にドレンを吸入するとともに前記各室の他方内のドレンを排出し、第１弁と第４弁を閉じるとともに第２弁と第３弁を開いて、前記各室の一方内のドレンを排出するとともに前記各室の他方内にドレンを吸入することを繰り返して行うことにより、ドレン排出時の前記気水分離容器内の圧力変動を抑制することを特徴とするドレン排出装置。
2. スラッジの混入した流体をガスとドレンに分離する気水分離容器に接続され、ガスを分離した後に、前記気水分離容器内のドレンを排出するドレン排出装置において、
   前記気水分離容器とドレン排出口の間に、内部が二分割され各室の容積比率を変えることのできる駆動手段と、前記各室の一方の容積比率に対応して変化する第１室と前記各室の他方の容積比率に対応して変化する第２室と、前記気水分離容器と前記第１室を接続するとともにその前記第１室と前記ドレン排出口を接続する第１排出路と、前記気水分離容器と前記第１室の間で第１排出路を開閉する第１弁と、前記第１室と前記ドレン排出口の間で第１排出路を開閉する第２弁と、前記気水分離容器と前記第２室を接続するとともにその前記第２室と前記ドレン排出口を接続する第２排出路と、前記気水分離容器と前記第２室の間で第２排出路を開閉する第３弁と、前記第２室と前記ドレン排出口の間で第２排出路を開閉する第４弁と、及び第１弁乃至第４弁の開閉タイミングを制御する制御部と、を備え、
   第１弁と第４弁を開くとともに第２弁と第３弁を閉じて、前記第１室内にドレンを吸入するとともに前記第２室内のドレンを排出し、第１弁と第４弁を閉じるとともに第２弁と第３弁を開いて、前記第１室内のドレンを排出するとともに前記第２室内にドレンを吸入することを繰り返して行うことにより、ドレン排出時の前記気水分離容器内の圧力変動を抑制することを特徴とするドレン排出装置。
3. スラッジの混入した流体をガスとドレンに分離する気水分離容器に接続され、ガスを分離した後に、前記気水分離容器内のドレンを排出するドレン排出装置において、
   前記気水分離容器に一端が接続され、他端がドレン排出口に接続された第１排出路と、第１排出路上に配置され第１排出路を流れるドレンを吸入、排出する第１ドレンシリンダと、前記気水分離容器と第１ドレンシリンダの間で第１排出路を開閉する第１弁と、第１ドレンシリンダと前記ドレン排出口の間で第１排出路を開閉する第２弁と、
   前記気水分離容器に一端が接続され、他端が前記ドレン排出口に接続された第２排出路と、第２排出路上に配置され第２排出路を流れるドレンを吸入、排出する第２ドレンシリンダと、前記気水分離容器と第２ドレンシリンダの間で第２排出路を開閉する第３弁と、第２ドレンシリンダと前記ドレン排出口の間で第２排出路を開閉する第４弁と、
   第１ドレンシリンダに一端が接続され、他端が第２ドレンシリンダに接続されるとともに、内部が左右に移動する仕切板を介して分割される第１シリンダ室と第２シリンダ室とを有し、前記仕切板の移動による第１シリンダ室の容積拡大時に第１ドレンシリンダを吸入方向に、容積縮小時に第１ドレンシリンダを排出方向に駆動させ、第２シリンダ室の容積拡大時に第２ドレンシリンダを吸入方向に、容積縮小時に第２ドレンシリンダを排出方向に駆動させて、第１ドレンシリンダと第２ドレンシリンダを交互に吸入、排出させるように駆動させる油圧又は空圧の駆動シリンダと、
   前記駆動シリンダに接続される油圧又は空圧のポンプと、
   前記ポンプから第１シリンダ室を通り再び前記ポンプに至る第１流路と、前記ポンプから第１シリンダ室に至る間で第１流路を開閉する第５弁と、第１シリンダ室から前記ポンプに至る間で第１流路を開閉する第６弁と、
   前記ポンプから第２シリンダ室を通り再び前記ポンプに至る第２流路と、前記ポンプから第２シリンダ室に至る間で第２流路を開閉する第７弁と、第２シリンダ室から前記ポンプに至る間で第２流路を開閉する第８弁と、
   第１弁乃至第８弁の開閉タイミングを制御する制御部とからなり、
   第１弁、第４弁、第５弁及び第８弁を開き、かつ第２弁、第３弁、第６弁及び第７弁を閉じて、第１ドレンシリンダ内にドレンを吸入するとともに第２ドレンシリンダ内のドレンを排出し、第１弁、第４弁、第５弁及び第８弁を閉じ、かつ第２弁、第３弁、第６弁及び第７弁を開いて、第１ドレンシリンダ内のドレンを排出するとともに第２ドレンシリンダ内にドレンを吸入することを繰り返して行うことにより、ドレン排出時の前記気水分離容器内の圧力変動を抑制することを特徴とするドレン排出装置。
4. 前記気水分離容器内における流体の量を検出する流体量検出手段と、前記第１流路及び第２流路を流れる油又は空気の速度を調整する速度調整弁を設け、
   前記制御部は、前記流体量検出手段により検出した流体の量が所定の基準値を上回った場合には前記油又は空気の速度を高速にし、所定の基準値を下回った場合には前記油又は空気の速度を低速にするように、前記速度調整弁を制御することを特徴とする請求項３に記載のドレン排出装置。
5. 前記第１シリンダ室の容積が所定の値に達したことを検知する第１検知手段と、前記第２シリンダ室の容積が所定の値に達したことを検知する第２検知手段を設け、
   前記制御部は、前記第１検知手段の検知により第１弁、第４弁、第５弁及び第８弁を閉じ、かつ第２弁、第３弁、第６弁及び第７弁を開き、前記第２検知手段の検知により第１弁、第４弁、第５弁及び第８弁を開き、かつ第２弁、第３弁、第６弁及び第７弁を閉じるように、第１弁乃至第８弁の開閉タイミングを制御することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のドレン排出装置。

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