JP7062121B1

JP7062121B1 - 液処理装置

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Publication number: JP7062121B1
Application number: JP2021108578A
Authority: JP
Inventors: 章寛谷井
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2022-05-02
Anticipated expiration: 2041-06-30
Also published as: CN217724659U; JP2023006143A

Abstract

【課題】傾斜しにくく、安定して液面付近から処理液を吸引する液処理装置を提供する。【解決手段】液処理装置１０は、低比重液および高比重液を含む処理液３を貯留するタンク１に浮遊する浮上液回収器１１であって、外周上部に配置され、処理液３が流入する流入口１７を有する流入容器１５と、流入容器１５の内部に配置され、流入容器１５に流入した処理液３を上方に吸い上げる吸上口２１と、流入容器１５と接続され、流入容器１５を囲むように配置された浮子１３と、を有する浮上液回収器１１と、吸入口５１ａと、吐出口５１ｂと、を有する吸入ポンプ５１と、吸上口２１と吸入口５１ａとを接続する第１吸上管２３と、吐出口５１ｂと接続され、処理液３中の低比重液を高比重液から分離する処理槽５９と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、液処理装置に関する。

浮上油を吸引する吸引口を有する吸引部材と、吸引口を液上に浮上させるフロートと、フロートを引部材に固定するフレームと、吸引ホースを介して吸引部材と接続された吸引ポンプと、を含む浮上油回収装置が提案されている（実用新案登録第３１５３２７２号公報。以下、特許文献１）。

特許文献１の浮上油回収装置は、吸引ホースの重さによってフレームが傾き、浮上油を回収しにくい場合がある。
本発明は、傾斜しにくく、安定して液面付近から処理液を吸引できる液処理装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面は、
低比重液および高比重液を含む処理液を貯留するタンクに浮遊する浮上液回収器であって、
外周上部に配置される流入口であって、前記処理液が流入する流入口を有する流入容器と、
前記流入容器の内部に配置され、前記流入容器に流入した前記処理液を上方に吸い上げる吸上口と、
前記流入容器と接続され、前記流入容器を囲むように配置された浮子と、
を有する浮上液回収器と、
吸入口と、吐出口と、を有する吸入ポンプと、
前記吸上口と前記吸入口とを接続する第１吸上管と、
前記吐出口と接続され、前記処理液中の前記低比重液を前記高比重液から分離する処理槽と、
を有する、液処理装置である。

流入容器は、箱やカップである。流入口は、流入容器の側方上部に配置される。流入容器は、上方から見て、例えば、三角形状、矩形状、円形である。流入容器は、上方が閉じられていても良い。流入口は、一部が液面よりも上方に延びても良い。流入口は、流入容器の上端から下方に延びる切り欠きであって良い。流入口は、流入容器と一体となって液面を浮遊する。
例えば、上方が閉じられた流入容器と、上面から胴部にかけて延びて配置された流入口とを組み合わせても良い。
箱である流入容器は、底板と側板を持つ。流入口は、側板に配置される。浮子は、側板、又は、側板と側板との交差部に接続される。
カップである流入容器は、口が上方に向くように設置される。流入容器の胴部は、下方に進むにしたがって、絞られてもよい。流入容器は、例えば、紡錘型やグラス型であっても良い。流入口は、胴部の口付近に配置される。浮子は、例えば、胴部に接続される。

１つ又は複数の浮子は、上方から見て、流入容器を囲むように配置される。浮子は、例えば、長球状、角柱状、円柱状である。複数の浮子は、流入容器の中心（例えば、平面図における重心）に回転対称に配置されてよい。例えば、流入容器が上方から見て正３角形状であれば、流入容器の中心から、３回対称に配置される。
浮子は、流入容器を囲むように、延びて配置されても良い。例えば、浮子は、流入容器の中心を中心とする円弧上に延びても良い。浮子は、流入容器と一体となって液面を浮遊する。例えば、浮子は、流入容器に固定される。

吸上口は、流入容器の中央部に配置される。吸上口は、例えば、鉛直方向上向きに延びる。吸上口は、例えば、ニップルや方ニップルである。好ましくは、第１吸上げ管は、鉛直上向きから、斜め上方向きに接続される。吸上口は、好ましくは、流入口よりも下方に配置される。吸上口は、流入容器と一体となって液面を浮遊する。例えば、吸上口は、流入容器に固定される。吸上口は流入容器に一体となって構成されても良い。
流入容器は、吸上管継手を有しても良い。第１吸上管は、吸上管継手の上部に接続される。吸上口は、吸上管継手の下方部に配置されて良い。吸上口は、鉛直下向きに配置されて良い。複数の吸上口が、水平方向に配置されても良い。鉛直下向きと水平向きの吸上口が併用されても良い。鉛直下向きと水平向きの吸上口が接続されても良い。

中層吸込口には、フィルタを取り付けてもよい。フィルタは、例えば、金網である。フィルタは、例えば、微細気泡発生器の吸入口やノズルに詰まるサイズの固形物が通過しないように構成される。枠体は、例えば、フランジ、円環、矩形のフレームである。中層吸込口は、例えば、複数の脚で支えられても良いが、タンク内の液の流れに押されたり、清掃時に清掃用具と衝突したりして倒れる場合がある。中層吸込口に枠体が設置されることで、中層吸込口がタンクの底面から枠体の幅だけ上方に配置される。

微細気泡発生器は、ポンプから吐出された処理液に微細気泡を混入する。微細気泡発生器は、例えば、空気せん断流式、加圧溶解式、微細孔式の微細気泡発生器である。処理液に混入された微細気泡は、処理槽内における、油分や異物の集合と上昇を促進する。微細気泡発生器は、中層吸込口に特に好適に組合せられる。

処理槽は、分離槽と、回収槽と、を有する。回収槽の底部は、分離槽の底部と接続される。分離槽は、流入口を有する。流入口は、ポンプの吐出口と接続される。分離槽内に流入した処理液は、分離槽内で比重によって分離する。回収槽から溢れ出した高比重液は、タンクへ戻される。低比重液は、分離槽から排出される。

本発明の液処理装置は、傾斜しにくく、安定して液面付近から処理液を吸引できる。

実施形態の液処理装置図１のＩＩ－ＩＩ線矢視図

図１に示すように、本実施形態の液処理装置１０は、タンク１に適用される。液処理装置１０は、浮上液回収器１１と、ポンプ５１と、処理槽５９と、第１ホース（第１吸上管）２３と、を有する。液処理装置１０は、中層吸込器３１と、分岐継手２５と、第２ホース（第２吸上管）４１と、微細気泡発生器５３と、絞り５５と、チェック弁５７と、を有しても良い。図２は、浮上液回収器１１の平面図である。図１の浮上液回収器１１は、図２のＩ－Ｉ線断面図である。図１の中層吸込器３１と微細気泡発生器５３は、縦断面を示す。

タンク１は、処理液３を貯留する。タンク１は、例えば、加工機や洗浄機のタンクである。処理液３は、例えば、水系クーラント、水系洗浄液である。処理液３は、例えば、油脂分を含む。このとき、水溶液である水系液剤が高比重液、油分が低比重液である。低比重液は、界面活性剤とミセルを形成し、高比重液中に分散する場合がある。また、タンク１内で処理液３が攪拌され、低比重液が高比重液中に混濁する場合がある。

図１及び図２に示すように、浮上液回収器１１は、複数の浮子１３と、流入容器１５と、流入口１７と、ブラケット１９と、吸上管継手２２と、を有する。浮上液回収器１１は、処理液３の液面５に浮遊する。

流入容器１５は、底板１５ａと、複数の側板１５ｂとを有する。各側板１５ｂは、流入口１７を有する。流入容器１５は、上方が開口した箱型で、正四角形の水平断面を有する。隣接する側板１５ｂは、互いに接続される。各側板１５ｂは、底板１５ａに接続される。流入口１７は、側板１５ｂの上端から下方に延びる。流入口１７の下端は、液面５よりも下方に配置される。流入口１７は、流入容器１５の重心を通る鉛直軸１５ｃを中心に４回対称に配置される。

吸上管継手２２は、流入容器１５の中央に、鉛直軸１５ｃに沿って配置される。吸上管継手２２は、上部に、垂直方向上向きに第１ホース２３の一端と接続される。吸上管継手２２は、下方に向けて開口する吸上口２１を有する。吸上口２１は、吸上管継手２２の下方部に配置される。吸上口２１は、液面５よりも下方に設置される。吸上管継手２２は、ブラケット１９によって底板１５ａに固定される。

浮子１３は、半径の等しい２つの円を共通外接線でつないだ形状を、その共通中心線を中心に回転させた形状である。各浮子１３は、各側板１５ｂの中央部から放射状に延びる。浮子１３は、鉛直軸１５ｃを中心に４回対称に配置される。浮子１３は、流入容器１５に固定される。
なお、浮子１３は、上方から見て、流入容器１５の４つの頂点部分から延びても良い。

ポンプ５１は、例えば、ダイヤフラムポンプである。ポンプ５１は、吸入口５１ａと、吐出口５１ｂと、を有する。吸入口５１ａは、分岐継手２５に接続される。

第１ホース２３は、吸上管継手２２と、分岐継手２５と、を接続する。好ましくは、第１ホース２３は、断面が小さく、単位長さ当りの質量が小さい。例えば、浮上液回収器１１の幅２７が２００ｍｍ～４００ｍｍのときに、第１ホース２３は、外径８ｍｍ～１６ｍｍのプラスチックホースである。第１ホース２３は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリアミドである。好ましくは、第１ホース２３は、タンク１から下方に垂れ下がらないように、設置される。第１ホース２３は、処理液３に浸されない。好ましくは、第１ホース２３は、吸上管継手２２から上向きに接続される。第１ホース２３は、例えば、鉛直上向き、上向きに鉛直方向から４５度傾いて接続される。第１ホース２３は、液面５が最も低いときに、浮上液回収器１１が少し（例えば、幅２７の１／５～１／３）だけ液面５上を移動できる程度の長さを有する。

中層吸込器３１は、ボディ３３と、フィルタ３５と、枠体３７と、を有する。ボディ３３は、主管３３ａと、枝管３３ｂと、を有するティー継手である。主管３３ａは、２つの中層吸込口３４を有する。フィルタ３５は、中層吸込口３４にそれぞれ配置される。枝管３３ｂは、第２ホース４１の一端と接続される。枠体３７は、フランジであり、中層吸込口３４を囲む。フィルタ３５は、金網であり、その目開きは、ノズル５３ｄ（後述）の直径よりも小さい。
第２ホース４１は、枝管３３ｂと分岐継手２５とを接続する。

微細気泡発生器５３は、空気せん断流型であり、処理液流入口５３ａと、空気流入口５３ｂと、気泡排出口５３ｃと、ノズル５３ｄと、気泡発生室５３ｅと、を有する。処理液流入口５３ａは、ノズル５３ｄに接続される。ノズル５３ｄは、気泡発生室５３ｅ内に処理液３を噴射する。気泡発生室５３ｅは、ノズル５３ｄから離れるにつれて径が拡大する円錐状である。空気流入口５３ｂは、気泡発生室５３ｅの側面に接続される。空気流入口５３ｂは、絞り５５とチェック弁５７を介して、大気に開放される。気泡排出口５３ｃは、気泡発生室５３ｅの円錐の底面に接続される。

処理槽５９は、分離槽６１と、回収槽６３と、を有する。回収槽６３の底部は、分離槽６１の底部と接続される。分離槽６１は、流入口６１ａとドレン口６１ｂとを有する。ドレン口６１ｂは、低比重液や、浮上分を排出する。流入口６１ａは、分離槽６１の深さの中間に位置し、気泡排出口５３ｃと接続される。回収槽６３は、戻し口６３ａを有する。戻し口６３ａは、回収槽６３の上部に配置される。分離槽６１に流入した処理液３は、分離槽６１内で低比重液や浮上分が浮上し、ドレン口６１ｂから排出される。高比重液は、回収槽６３に流入し、戻し口６３ａから溢れ出してタンク１へ戻される。

微細気泡発生器５３が配置された場合、処理液３中の油分や浮遊物に微細気泡が付着し、油分や浮遊物の合体と上昇とが促進される。

なお、更に第２の分離槽（不図示）が配置されても良い。ドレン口６１ｂから排出されたドレンは、第２の分離槽によって再度比重分離され、高比重液を回収しても良い。第２の分離槽から回収された高比重液は、例えば、分離槽６１へ戻される。

なお、中層吸込器３１、微細気泡発生器５３、絞り５５、チェック弁５７は、省いても良い。

本実施形態によれば、浮子１３が流入容器１５を取り囲むように配置される。そのため、流入容器１５の姿勢が傾きにくい。
吸上管継手２２は、鉛直方向上向きに第１ホース２３の一端と接続される。これによって、第１ホース２３がタンク１から垂れ下がることが抑制される。第１ホース２３は、第１ホース２３に作用する重力によって、浮上液回収器１１が傾くことを抑制できる重量を有する。

第１ホース２３は、タンク１から垂れ下らないように設置される。また、第１ホース２３は、処理液３に浸されず、液面５の上方に位置する。第１ホース２３の重量の一部は、浮子１３によって処理液３に浮く流入容器１５に支えられる。すなわち、第１ホース２３の重量の一部は、浮上液回収器１１の中央に下方に向けて作用する。これにより、浮上液回収器１１の傾きが抑制される。また、第１ホース２３によりタンク１が傾くことが抑制される。
流入口１７は、浮子１３や流入容器１５に固定される。そのため、液面５が変動しても、流入口１７は液面５に追従する。
液面５付近の流体が流入容器１５に一旦流入し、流入容器１５に溜まった処理液３をポンプ５１が吸い上げる。そのため、吸上口２１は、流入容器１５内の処理液３に浸漬している。これにより、ポンプ５１は、液面５付近の処理液３を安定して吸い上げることができる。

また、本実施形態の液処理装置１０は、微細気泡発生器５３と中層吸込器３１を有する。そのため、液面５に浮遊している低比重液のみならず、液面付近でない中層部の液中に分散している低比重液を回収でき、分離できる。

中層吸込口３４は、枠体３７によってタンク１の底面から離間している。そのため、底面に沈降している異物を中層吸込口３４から吸い上げることが抑制される。中層吸込口３４には、フィルタ３５が取り付けられる。そのため、異物によるノズル５３ｄの目詰まりや、ポンプ５１の故障を抑制できる。

洗浄機や加工機では、タンク１の内部が激しく攪拌される場合がある。このとき、処理液３中に油分等が分散する。中層吸込口３４が配置された場合、中層吸込口３４から、タンク深さの中程度に存在する処理液３を吸上げて、油分を回収又は分離できる。洗浄機や加工機の場合、タンク１の液面５付近や底面付近ではない中層部の液をクーラントや洗浄液として利用する。中層部に浮遊する液体等を分離できるため、加工能力や洗浄能力が向上する。

さらに、微細気泡発生器５３を有する場合、水溶液内部に分散した油分等の集合や浮上を促進する。そのため、より洗浄液やクーラントをより良い状態に保ちやすい。このとき、処理液内部に酸素を満たすため、処理液からの腐敗臭の発生を抑制できる。

本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１タンク
３処理液
１１浮上液回収器
１３浮子
１５流入容器
１７流入口
２３第１ホース（第１吸上管）
５１ポンプ
５９処理槽

Claims

低比重液および高比重液を含む処理液を貯留するタンクに浮遊する浮上液回収器であって、
外周上部に配置される流入口であって、前記処理液が流入する流入口を有する流入容器と、
前記流入容器の内部に配置され、前記流入容器に流入した前記処理液を上方に吸い上げる吸上口と、
前記流入容器と接続され、前記流入容器を囲むように配置された浮子と、
を有する浮上液回収器と、
吸入口と、吐出口と、を有する吸入ポンプと、
前記吸上口と前記吸入口とを接続する第１吸上管と、
前記吐出口と接続され、前記処理液中の前記低比重液を前記高比重液から分離する処理槽と、
中層吸込器であって、
前記タンクの前記液面と底面との中間の高さに配置された中層吸込口と、
前記中層吸込口と前記吸入口とを接続する第２吸上管と、
を有する中層吸込器と、
を有する、液処理装置。
前記流入口は、前記処理液の液面よりも下方に位置し、
前記吸上口は、前記処理液の前記液面よりも下方に位置する、
請求項１に記載の液処理装置。
前記流入容器は、上方に開口を有する、
請求項１又は２に記載の液処理装置。
前記第１吸入管は、前記処理液の液面よりも上方に位置する、
請求項１～３のいずれかに記載の液処理装置。
前記第１吸入管は、ホースである、
請求項１～４のいずれかに記載の液処理装置。
微細気泡発生装置であって、
気泡発生室と、
前記気泡発生室と前記吐出口とに接続され、前記処理液が流入する処理液流入口と、
前記気泡発生室と接続され、大気に開放される空気流入口と、
前記気泡発生室と接続され、気泡を含む前記処理液を排出する気泡排出口と、
を有する、微細気泡発生装置を更に有する、
請求項１～５のいずれかに記載の液処理装置。
前記中層吸込器は、前記中層吸込口を囲む枠体を有する、
請求項１～６のいずれかに記載の液処理装置。