JPH03193184A - 浮上液分離回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本装置は油と水或は有機溶剤と水などの如く、互に不溶
な二液間における浮上液を分離回収する装置において、
渦巻案内板の旋回渦流による向心力作用とインペラーの
ポンプ作用との相互作用により、分離回収する装置に関
するものである。

そして本発明装置においては従来まで回収が困難であっ
た高粘度の粘性浮上液でも効率よく回収できると共に、
渦巻案内板中央の円筒内に収集蓄積した貯留液をインペ
ラーが停止しても再び周辺に散逸することがないなど、
極めて微量な薄膜浮上液でも一定量に達すまで貯留した
り、或は又間欠稼働をするなどを可能にしたものである
。したがってこれらの特性を有する本発明装置を海洋や
河川、沼湖或は工場や家庭排水などの油や有機溶剤回収
に利用した場合、自然や産業分野の環境公害防止装置と
して極めて有効な手段となり得るものである。

〔従来の技術〕

定速回転する座標系には向心力（コリオリの力）という
慣性力が生じるが、渦流液体においても同様である。そ
こでこれに加うるに液体の渦流方向に巻込む渦巻案内板
を配設することで向心力を一局助勢すると共に、この案
内板の下方に複数の羽根を上面に設けた円板からなるイ
ンペラーを設け、渦巻案内板の巻込み方向に回転させ、
インペラーのポンプ作用をも併用し乍ら浮上液を分離回
収する方法をとっている。（例えば特公昭５９−２０８
０７参照） 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の渦巻案内板とインペラーのみによる向心力利用方
式では浮上回収液が高粘度の場合、粘性抵抗のため渦流
速度が遅くなり向心力も著しく低下する傾向があった。

これを補正するにはコリオリの力が角速度の２乗に比例
するのでインペラーの回転速度を緩急調整すればよいが
、或る速度以上になると逆にインペラーのポンプ作用で
遠心排水力の方が優勢になり、回収浮上液を逆に押し戻
すなどの不都合があった。

又従来は折角中央に収集蓄積してもインペラーが停止す
ると水面側から下方への吸引排水ポンプ作用もなくなる
ので、水中に厚く蓄積した貯留液が再び浮上し、周辺に
散逸してしまう欠点があった。

本発明装置は上記の諸欠点を改善し、回収対象浮上液の
粘性範囲を広ろげると共に、一旦蓄積貯留した液を再度
浮上散逸させぬ様防止手段を講じ、極微量な薄膜状の浮
上回収液でも一定量に達するまで間欠移動させ乍ら、渦
巻案内板中央部に収集して貯留させておくことも可能で
ある。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記目的を達成
するため次の二つの手段を講じている。

先づ第一としてインペラーの高速回転時に起る渦巻案内
板流入口附近の浮上液逆流あるいは押し戻し現象の防止
策について述べる。

これの対策として渦巻案内板とインペラーとの間に下記
仕様を有する円筒状のカバーを配置する。

即ち円筒カバー上端面が少くともインペラー外周より小
さな直径で開口し、円筒部の直径はインペラー外径より
十分大きく且つインペラーを覆い、下端は円筒部と同等
以上の直径で開口している。

そして上端面開口径と下端側開口径との比は十分大きく
し、少くともインペラーのポンプ作用により排水が円筒
上端面開口部から外方へ（即ち渦巻案内板周辺の流入口
へ）流出しない様設計上十分考慮されているものとする
。

斯如して円筒上面から吸引された水流はインペラーの遠
心ポンプ作用で周辺へ回送され円筒カバー下方の開口部
より排水されるため、渦巻案内板周辺の流入液とインペ
ラーのポンプ作用で排水される流れが互に干渉すること
なく、即ち浮上液の押し戻し現象が生ぜず効率よく回収
することができる。

次に第２の課題である渦巻案内板中央の蓄積貯留液がイ
ンペラー停止時に周辺に散逸することを防止する件であ
るが、次の手段を講じている。

従来の装置における渦巻円筒部は渦巻案内板と一体構造
の包絡円筒であった。これに対し本発明装置ではこの円
筒部材を案内部材から切り離し、回転を拘束するも水面
に対し浮沈できるよう上下可動に保持し、これにアクチ
ュエータを連結させておく。そしてこのアクチュエータ
をインペラー駆動部と連動して制御するようにしてある
ため、インペラーが回転すると円筒が下降して上像が水
面下に没し、停止すると浮上し渦巻案内板の流路と円筒
内側とがその都度連通と遮断の動作を行う。

インペラーの回転中は収集作業が行なわれるがインペラ
ーが停止中は円筒から外部への流路が遮断されるため一
旦内部へ収集蓄積した液を散逸防止することができる。

この発明方式は例えば間欠的に発生する稀薄な油膜の回
収に間欠稼働する際極めて有効な手段である。

尚円筒の駆動手段としては（イ）インペラーのポンプ作
用による下方吸引力を利用する方法、（ロ）インペラー
回転軸に取付けた重錘式遠心力を利用する方法、それに
（ハ）外部エネルギー（電気、空圧、油圧など）で駆動
されるアクチュエータを利用する方法などがある。この
中（イ）の方法は力が弱く実用性に乏しいので後述の実
施例では（ロ）と（ハ）について説明する。

〔実施例〕

先づインペラーの高速回転時における流入側浮上液の逆
流防止策についての実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明装置の原理及び機能を示説明図で（イ）
は平面図、（ロ）は縦断面図である。

先づ１は渦巻案内板、２はインペラー、３は前記二者の
間に同心に配置された円筒カバーである。

そして上端面はインペラー直径より小さな直径で開口さ
れ、下端は円筒状に開放されており、両者の比はインペ
ラー２がポンプ作用を十分発揮し得る仕様寸法に設定さ
れていることは勿論である。

そして０は回収す可き浮上液、４は回収用吸引ホース、
５はインペラー回転軸である。

尚渦巻案内板１は一条以上の複数部材から成り第１図で
は二条で構成された場合を示す。

又本図では本装置の機能説明を容易にするため、本体フ
レームや駆動部及び渦巻案内板 １と円筒カバー３の保持部材は図示を省略している。

図において回転軸５で２を渦巻案内 板１の巻込方向（矢印方向）に回転すると水中に渦流が
生じ浮上液０も旋回を始める。そしてこの渦流の向心力
と渦巻案内板１の向心流とにより次第に中心部に誘導さ
れる。一方インペラー側では遠心ポンプ作用により円筒
カバー３の上端面開口部から浮上液０の下側の液がイン
ペラー側に引寄せられ、半径方向に回送されて円筒カバ
ー３に達し図（ロ）の矢印の如く下方に排出される。

斯如して浮上液０は旋回し乍ら渦巻中心部に誘導される
と同時に、その過程で下局の液体と除々に分離濃縮され
、中央円筒部に収集蓄積される。そして十分貯留された
後、回収ホース４で吸引回収する仕組になっている。

以上のような原理・機能を有する本発明装置は次のよう
な特徴がある。

即ち渦巻案内板周辺からの流入液とインペラーのポンプ
作用による排水液とが円筒カバー５によって前者は水面
方向に、後者は下向き方向にそれぞれ向きを異にするた
め互に干渉することがない。

故に流動抵抗の高い高粘性浮上液の渦流速度を速めても
従来のようにインペラーの排水流が流入側へ逆送されて
浮上液が押し戻されるなどの不都合が解消される。

以上な訳で本発明装置によれば浮上回収液の粘性範囲を
従来より広ろげることができ、しかもインペラー２の回
転を制御するだけで効率よく分離回収することができる
。

次に渦巻案内板中心部に蓄積した貯留液のインペラー停
止時における散逸防止策について実施例を説明する。

先づ第２図は重錘式遠心力方式の要部縦断面図で、第３
図は今一つの直進シリンダー方式のフロート付の縦断面
図を示す。

いづれも基本的構成部材１〜５は第１図で説明した場合
と全く共通なので平面図を省略し、それぞれ縦断面図の
みを示す。

尚第２図は説明上最少限の構成部材を図示し、本体上部
フレームの一部分以外は円筒カバーや吸引ホースも省略
している。

さて第２図において渦巻案内板１の中央部にある円筒６
を案内部材から分離独立せしめ、この円筒６の上縁部に
複数のスライドバー１２を重力バランスをとる様均等に
取付け、本体の上部フレーム１９にこれらと嵌合するス
リーブ１３を図示の如く配置し取付けてある。なおこの
スリーブにリニアベアリングを用いることは有効な手段
である。

以上の如くして円筒６は回転を拘束されるも水面に対し
上下方向に摺動し得るよう保持されている。一方円筒６
の下方には遠心式カバナーと同様のアクチュエータ７、
７′、８、９、１０を組込んでいる。

即ち回転軸５に上下摺動自在に嵌合する摺動環１０に等
配分してピンで屈折自在に係合する複数のリンクアーム
７を配置し、その先端に錘り８をそれぞれ取付け、又補
助リンクアーム７′をリンクアーム７の中間からインペ
ラー２のボスにピンで係合せしめ、インペラーと共に回
転せしめると共にリンクアーム７、７′の屈伸動作で摺
動環１０を上下に摺動するよう構成されている。そして
この摺動環とインペラーボスとの間に圧縮バネ９が装着
されている。又摺動環１０の上部外周にはミゾが設けら
れ、円筒６の底部から伸びる棒状のリム１１を複数個周
遊自在に遊合し、摺動環１０の上下動には追従するも回
転は拘束しないようになっている。

以上のように構成された遠心力式アクチュエータにおい
て第２図について回転軸５の右半分にインペラー回転時
の状態を示し、左半分に停止時の状態を示す。

今図の右半分において原動機２０でインペラーの回転軸
５を回転すると、アクチュエータ７〜１０も共に回転し
、錘り８の遠心力でリンクアーム７、７′が半径方向に
開きバネ９に抗して摺動環１０を引き下げ、従ってリム
１１を介して円筒６も水中に引き下げられる。このよう
にして渦巻案内板１から円筒６への流路が開通するため
収積作業が支障なく行なわれる。

尚本装置に使用される原動機２０は電動モータや空圧又
は油圧式モータ等でよく、歯者減速機と併用した方が望
ましい。

次に図面の左半分のインペラー停止時について説明する
。このときは錘り８に遠心力が働かないため、前記回転
時と逆にバネ９で摺動環１０が押し上げられ、従って円
筒６も上昇して上端が水面に浮上し、渦巻案内板１への
流路が円筒６の側壁で遮断され、円筒６内の貯留液は散
逸を防止される。

以上が重錘式遠心力利用のアクチュエータ方式の概要で
ある。

次に今一つの直進シリンダーによるアクチュエータ方式
の実施例を第３図について説明する。

この方式の第２図と異る点は、円筒６のスライドバー１
２の上端がシリンダ１４と直結していることである。そ
の他の本装置の基本的な要素の各種部材１〜５及び第２
図に説明した貯留円筒６とそれのスライド機構部材１２
、１３の仕様及び機能は全て共通なので説明を省略する
。

尚第３図の実施例では本体フレームにフロート１６を取
付け、水位の変動に追従し得る様構成されている。その
ため本体フレームに上部フレーム１９と下部フレーム１
９′とを設け、両者を複数の支柱１５で連結し、これに
貫通穴を有するフロート１６を（浮上姿勢を安定させる
ため）３個以上の適正な数だけ取付けておくものとする
。

尚浮上手段としては図示以外の形状や他の手段の例えば
双胴船などを用いてもよい。又フロート部材は中空体や
独立気泡の発泡体でもよい。

又回転軸下端の１７はベアリングブシュ、１８は渦巻案
内板１や円筒カバー５の保持部材である。

尚シリンダ１４は円筒状のアクチュエータで電磁ソレノ
イドや、空圧又は油圧シリンダ等で構成され、インペラ
ー駆動部２０と連動して制御されるようになっている。

即ちインペラー２の回転と同時にシリンダ１４が作動し
スライドバー１２が下降して円筒６を中水へ沈める。逆
にインペラーが停止するとシリンダも消勢し、スライド
バーが後退して円筒を浮上させる。この様にして円筒６
を浮沈させることで渦巻案内板１側への流路に「開通」
と「遮断」の切換機能を付与し、その作用効果は第２図
で説明したときと全く同様である。

第３図は回転軸５を中心として右半分にインペラーの回
転時の状態を示し、左側半分に停止時の状態を示す。尚
本実施例の様にフロート式の場合はインペラーによる自
転防止のため、繋留索を設けるなどは勿論である。

〔発明の効果〕

以上各種の実施例について説明した様に、本発明装置に
よれば油と水、或は有機溶剤と水等の如く、二液が互に
不溶な液体についての浮上液を分離回収する装置におい
て、高粘性浮上液についても効率よく回収でき、又一旦
収集蓄積した回収液をインペラーが停止しても貯留円筒
から外部へ再び散逸することがない。したがって極めて
微量な薄膜状の浮上液等を回収する際でも吸引可能な量
に達するまで貯留したり、或は又浮上液検出装置と連動
して間欠稼働が可能など、今日の社会問題である自然環
境や多様化する産業分野の公害汚染防止対策に対し有効
な手段になり得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の原理及び機能を示す説明図で（イ
）は平面図、（ロ）は縦断面図、第２図及び第３図は収
積貯留液の散逸防止策の実施例を示すもので、第２図は
重錘式遠心力を利用したアクチュエータによる方式の動
作説明用縦断面図、第３図は直進シリンダー方式のフロ
ート付装置における縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１条以上の渦巻案内板を水面に回転を拘束して水面
   に保持し、案内板の下方部材は水面下に没せしめ、渦巻
   中心の包絡円筒部は上端を水面下に適宜設定し、下端は
   用辺案内板部材より深く没する構造となし、該円筒内に
   回収用吸引管を設け、一方この下方には渦巻案内板と同
   心に回転自在のインペラーを設け、渦巻案内板の巻込方
   向に回転することを特徴とし、且つ前記案内板とインペ
   ラーとの間に上端面の開口径がインペラー直径より小さ
   く、下端が開放された円筒カバーを設けたことを特徴と
   する浮上液分離回収装置。 ２、渦巻案内板中央に案内板部材から遊離した円筒を、
   回転は拘束するも上下動可能に保持し、これを上下方向
   に駆動するアクチュエーターと連結し、インペラーの回
   転時には円筒の上端が水面より没し、停止時には浮上す
   るようインペラー駆動部と連動して制御することを特徴
   とする請求項１記載の浮上液分離回収装置。