TWI549733B - Oil and water separation equipment - Google Patents

Description

油水分離設備

本發明係有關於一種油水分離設備，特別是一種利用葉輪裝置以將油與水進行分離之設備。

一般而言，金屬零件在做表面處理前必須把表面的油污清洗乾淨，此製程稱之為脫脂或除油。脫脂的製程參數會影響除銹及氧化皮膜去除的成效，進而影響表面電鍍、塗裝層的品質。金屬表面殘留油汙的來源有的是從材料的加工過程帶來的，有些是在貯存運輸過程中為了防銹而使用防銹油塗佈於金屬表面。金屬零件表面經脫脂製程後，油汙會累積在脫脂槽中，造成零件的二次汙染，所以需使用油水分離設備。其中，油與水因為密度不同的關係，二者通常不會混合，尤其受到超音波或剪切力時，水或油之一方會轉變成微細的液滴，而分散於另一方之水相或油相中，而形成類似乳化狀的乳液。而此類乳化乳液中所含之油份係難以與水分離。因此，目前業界中對於此種含有油脂與水之乳液的油水混合物常存在有難以進行油水分離之問題，並且潛在地存在廢液之處理與油脂之再利用等種種問題。

針對此議題，為了從含有油與水之乳液的油水混合物中分離出油脂與水分，習知技術有利用氣化溫度差、比重差、或利用微生物、化學處理，甚或利用電性或界面等性質差異的吸附劑，以藉由這些特殊製程或吸附劑材料將油脂自混合物中擷取出來。然而，值得注意的是，藉由此些方法分離油脂時，多必須使用到大規模的設備設施，其處理效率低、處理費時等問題不僅未受到解決，對於環境之負荷亦變得更大。同時，龐大的支出成本亦對生產企業的負 擔造成鉅額的增加。

習知技術遂提出另一種自動化的刮油機，如圖式第1圖所示，其係利用一鋼製的轉盤10提供類似刮刀的功能，當轉盤10開始旋轉時，即可透過油脂與水的黏度差異，刮附起水面上的油脂15，之後，再利用轉盤旋轉，將刮起的油脂進一步排入排油溝槽20，以利後續排出。不過，利用此種設備同樣具有設備成本與管理費用過高的問題。除此之外，利用此種刮油機對油脂進行刮除的方法，油脂會吸附在刮刀附近，其分離油脂的效果亦較差，需要額外的人力去清除油脂。因此目前還沒有一種比較好的除油設備可以完全解決上述之諸多缺失。

緣是，為了解決習知技術存有的眾多問題，本發明人有感上述缺失之可改善，且依據多年來從事此方面之相關經驗，悉心觀察且研究之，並配合學理之運用，而提出一種設計新穎且有效改善上述缺失之本發明，其係揭露一種利用葉輪裝置進行油水分離之設備，其具體之架構及實施方式將詳述於下。

為解決習知技術存在的問題，本發明之一目的係在於提供一種油水分離設備，其係針對現行常見的刮油設備作一改良，此改良之處有助於本發明有效節省了習見刮油設備之成本、操作時間與操作設備人員之成本，以有效提升其油水分離效益。

本發明之又一目的係在於提供一種油水分離設備，此種油水分離設備不僅可針對現有油水混合物的領域進行應用外，更對於其他有需要進行油水分離的樣本，皆可應用本發明，在無形中提高本發明所能應用之範疇，並增進其產業應用性。

本發明之再一目的係在於提供一種油水分離設備，其主要是利用一葉輪裝置，鄰近設置於取樣槽，使得葉輪裝置可自取樣槽取出部分之油水混 合物。之後，在葉輪裝置旋轉後，即可將油水混合物中所含之水分排出，藉此分離出油脂，經實務證實，利用水車本身的旋轉機制來進行油水分離，實為一種可行並且分離效率高之裝置。

承上所述，本發明係揭露一種油水分離設備，其係包括有一取樣槽，內部容置有一油水混合物；一葉輪裝置，鄰近設置於該取樣槽，使葉輪裝置可自取樣槽取出部分之油水混合物，並在旋轉後將油水混合物中所含之水排出，藉此分離出油；以及一集油槽，鄰近設置於該葉輪裝置，該葉輪裝置在繼續旋轉後，使分離出之油可流入此集油槽，以利用此集油槽收集自葉輪裝置所分離出之油。

根據本發明之實施例，其中，葉輪裝置更包括有一樞軸；以及一轉盤，其中該樞軸係設置於轉盤之中央，以帶動轉盤旋轉。轉盤內更包括有至少一組的取樣排水組合，且每一組取樣排水組合係包括有一取樣部與一排水部，取樣部係用以自取樣槽取出油水混合物，排水部中具有一隔板，並利用此隔板與樞軸間隔出一空隙，使得轉盤旋轉時，油水混合物中所含的水係可由該空隙中排出。

再者，根據本發明所揭露之實施例，其中取樣部係具有一開口，且此一開口之方向係朝向排水部而對應設置。並且，依據葉輪裝置之旋轉方向，排水部之位置係設置於取樣部之前方。如此一來，當轉盤之取樣部旋轉至一頂點時，油水混合物中所含有之水分始可流入所述之空隙中排出。之後，殘留的油脂即可接續被導入集油槽，而完成收集。

底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

10‧‧‧轉盤

14‧‧‧水分

15‧‧‧油脂

16‧‧‧油脂

20‧‧‧排油溝槽

100‧‧‧取樣槽

200‧‧‧葉輪裝置

202‧‧‧樞軸

204‧‧‧轉盤

206‧‧‧驅動馬達

210‧‧‧開口

211‧‧‧取樣部

212‧‧‧排水部

213‧‧‧隔板

223‧‧‧空隙

300‧‧‧集油槽

302‧‧‧導油溝槽

304‧‧‧檔片

第1圖係為習知一自動化刮油機之示意圖。

第2圖係為根據本發明實施例之油水分離設備之示意圖。

第3圖係為根據本發明實施例之葉輪裝置之示意圖。

第4A至4E圖係為根據本發明實施例之葉輪裝置藉由進行取樣排水以分離出油之作動示意圖。

第5圖係為根據本發明另一實施例之取樣部之示意圖。

第6圖係為根據本發明另一實施例之排水部之示意圖。

第7圖係為根據本發明另一實施例具有檔板之導油溝槽之示意圖。

以上有關於本發明的內容說明，與以下的實施方式係用以示範與解釋本發明的精神與原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

為了解決現行刮油設備多具有設備成本與管理費用過高的問題，並且，利用習知刮油機對油脂進行刮除而形成的分離油脂效果亦較差，本發明係針對這些缺失提出一種有效的改良設備，其係為一種利用葉輪裝置來進行油水分離的設備，其架構請參閱第2圖所示，包括有一取樣槽100、一葉輪裝置200與一鄰近設置於葉輪裝置200之集油槽300。其中，取樣槽100中係容置有一油水混合物，該油水混合物中係包含有位於下層之水分14(圖中係以複數個點示之)與位於上層之油脂16(圖中係以複數條短直線示之)。葉輪裝置200係鄰近設置於取樣槽100，以自取樣槽100中取出部分之油水混合物，並利用水車本身的旋轉機制在旋轉後將油水混合物中所含之水分14排出，藉此分離出油脂16。由於集油槽300中係具有一導油溝槽302，且此一導油溝槽302係連接上述之葉輪裝置200。因此，在葉輪裝置200繼續旋轉後，即可將其所分離出之油脂16導入此導油溝槽302，並透過導油溝槽302將所分離出之油脂導至所述的集油槽300進行收集。

為了能更佳理解本發明所述之技術內容，請一併參閱第3圖所示結構之示意圖，其係揭露本發明所使用葉輪裝置200之細部結構，本發明將據此進行詳細之說明如下。如圖所示，葉輪裝置200係包括有一樞軸202與一轉盤204，其中樞軸202係設置於轉盤204之中央，並可連接至一驅動馬達206，以利用驅動馬達206所提供之動力帶動轉盤204旋轉。其中，轉盤204內更包括有至少一組取樣排水組合，在本實施例中，其係以葉輪裝置200內含有兩組取樣排水組合作為一示範例之說明。換言之，本發明所述之技術思想，並不以取樣排水組合之數量為限，其數量例如可以為單一組，或是複數組。當葉輪裝置200中具有複數組 取樣排水組合時，則同樣可應用相同的原理而利用該等取樣排水組合將油水混合物中的油水進行分離。為了便於解釋本發明是如何利用取樣排水組合進行油水分離之動作，以下係針對單一組取樣排水組合之細部構造進行介紹與解釋，惟相同之原理亦可同樣應用於其他取樣排水組合上，本發明將不據此贅述。

詳細而言，如第3圖所示，取樣排水組合係包括一取樣部211與一排水部212，其中取樣部211之形狀例如可為一杓狀，其外型呈現一直角，並向上具有一開口210。如此一來，當葉輪裝置200開始旋轉時，取樣部211係可利用其開口210，以自第2圖所示之取樣槽100中取出油水混合物。另一方面而言，排水部212中係設計有一隔板213，以利用該隔板213與樞軸202之間隔出一空隙(gap)223。如此一來，由於取樣部211之開口210係朝向排水部212而對應設置，且排水部212的位置係依據葉輪裝置200之旋轉方向而定。換言之，排水部212的設置位置必須依據水車之旋轉方向，而位於取樣部211之前方。因此，當葉輪裝置200利用取樣部211完成取樣，且葉輪裝置200開始轉動後，本發明所取出之油水混合物中所含之水分14即可藉由該空隙223排出，以藉此分離出油脂16。

詳細而言，請參閱第4A圖至第4E圖所示，係為根據本發明實施例之葉輪裝置藉由進行取樣排水以分離出油之作動示意圖，其中，箭頭方向所指示係代表葉輪裝置之旋轉方向，在此實施例中葉輪裝置之旋轉方向即為一順時針方向。首先，如第4A至4B圖所示，葉輪裝置200首先利用取樣部211取出油水混合物，其中，由於油脂16的密度較低，故係以短直線示之，表示油脂16係位於水分14之上方。之後，如第4C至4D圖所示，當葉輪裝置200繼續旋轉，使得取樣部211旋轉至一頂點時，則此時由於水分14是可流動的，而位於其上的油脂16乃是類似凝結成凍狀的油塊，因此水分14會因重力的關係而開始往下流出。在此情況下，流掉的水分14即可藉由排水部212與樞軸202間的空隙223而排出，於此，完成排水的動作。至於，剩餘的油脂16即可接續經由第2圖所示之導油溝槽 302，而將其導入並收集於集油槽300中。

之後，再如第4E圖所示，葉輪裝置200乃繼續轉動，而週而復始地進行前述取樣與排水的動作，由此完成本發明油水分離之最終目的。值得說明的是，有關於本發明所使用之取樣部211的形狀，本發明並不以前述所言之杓狀為限，第5圖係揭露本發明另一實施例之取樣部的實施態樣，如圖所示，在此實施例中的取樣部211亦可以設計為一弧形或瓢形，其底部呈現一彎角，並向上具有開口210，則在此實施例中，此種呈現弧形或瓢形的取樣部211亦同樣可用以針對取樣槽中之油水混合物完成取樣的動作。再者，第6圖係揭露本發明又一實施例之排水部的實施態樣，其係為葉輪裝置200之側面示意圖，如圖所示，在此實施例中所揭露之排水部212更可以具有一導角θ，該導角θ係形成於排水部212與轉盤204之間。並且，此導角θ係可設計為0至180度之間，是以，根據本發明之實施例，排水部212亦可利用該導角θ以將油水混合物中所含的水導引排出。換言之，本發明即可利用善加設計葉輪裝置200中之取樣部211與排水部212的細部構造及其外型，針對該些細部作一巧妙設計，進而提升本發明將油水分離之效益。緣此，若熟習此項技術領域之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，則當不能以之限定本發明之專利範圍，惟仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

另一方面而言，為了更進一步增強本發明集油的效果，第7圖係為根據本發明另一實施例之導油溝槽之示意圖，其虛線框內所示之圖式係為導油溝槽之局部放大示意圖。如圖所示，導油溝槽302係用以連接於葉輪裝置200，以將葉輪裝置200分離出的油脂16導向集油槽完成收集。在此實施例中，如圖所示，導油溝槽302上更可額外設置有至少一檔片304，其係突出設置於導油溝槽302上。在第7圖中，本發明係以一雙對稱的檔片304作為一實施例之說明。是以，當葉輪裝置200完成取樣排水(參第4A至4E圖)的動作後，剩餘的油脂16即可經由導油溝槽302而導入集油槽300收集。並且，由於檔片304係突設於導油溝槽302 上，並在葉輪裝置200轉動時會接觸到其外側邊緣，因此，本發明更可進一步地利用這些一個或一個以上的檔片304來刮取並收集位於水車外側之油脂16，以進一步地增加本發明集油之效能。

是以，綜上所述，本發明所提出之油水分離設備係為利用一葉輪裝置，並設計該葉輪裝置中具有一排水部，以利用此特定之排水部將油水混合物中所含有的水分排出，藉此分離出油。根據本發明之實施例，其中，排水部中係設計有一隔板，以利用此隔板與水車樞軸間形成的空隙將水排出。由此觀之，本發明所揭露之油水分離設備，其係透過與現有裝置結合的方式，來成功達到將油水混合物中所含之油脂與水分進行有效分離的目的。換言之，本發明係結合現有的裝置，可在簡易的流程與工時，並無須耗費龐大的裝置成本下，成功達到油水分離之功效。相較於習知技術，本發明所揭露之油水分離設備，顯然具有較佳之成本效益與產能效率，實具有極佳之產業發展性與廣於發展之潛力。

另一方面而言，本發明所能應用之範疇，相較於習知技術更是大幅地成長與擴充，將兼具有較高之產業應用性與發展潛力。由此觀之，顯見本發明之目的及功效係明顯優於先前技術，且本發明所揭露之技術特徵、方法手段與達成之功效係顯著地不同於現行方案，實非為熟悉該項技術者能輕易完成者，故具備有專利要件。

以上所述之諸多實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

14         水分 16          油脂 100        取樣槽 200        水車裝置 300        集油槽 302        導油溝槽

Claims (10)

1. 一種油水分離設備，包括：一取樣槽，其內部容置有一油水混合物；一葉輪裝置，鄰近設置於該取樣槽，使該葉輪裝置係自該取樣槽取出部分之該油水混合物，並在旋轉後將該油水混合物中所含之水排出，藉此分離出油，其中該葉輪裝置更包括：一樞軸；及一轉盤，該樞軸係設置於該轉盤之中央，以帶動該轉盤旋轉，該轉盤內更包括至少一組取樣排水組合，每一該取樣排水組合係包括一取樣部與一排水部，其中該取樣部係用以自該取樣槽取出該油水混合物，該排水部中具有一隔板，並利用該隔板與該樞軸間隔出一空隙，使得該轉盤旋轉時，該油水混合物中所含的水係可由該空隙中排出；以及一集油槽，鄰近設置於該葉輪裝置，該葉輪裝置在繼續旋轉後，使分離出之油可流入該集油槽，以利用該集油槽收集自該葉輪裝置所分離出之油。
2. 如請求項1所述之油水分離設備，其中該集油槽更包括一導油溝槽，該導油溝槽係連接該葉輪裝置，以將該葉輪裝置所分離出之油導入該集油槽收集。
3. 如請求項1所述之油水分離設備，其中該取樣部係具有一開口，且該開口之方向係朝向該排水部而對應設置。
4. 如請求項1所述之油水分離設備，其中依據該葉輪裝置之一旋轉方向，該排水部係設置於該取樣部之前方。
5. 如請求項1所述之油水分離設備，其中該取樣部之外型係可呈一直角 或一彎角。
6. 如請求項1所述之油水分離設備，其中該葉輪裝置更可包括複數組該取樣排水組合，以利用該些取樣排水組合將該油水混合物中之油水分離。
7. 如請求項1所述之油水分離設備，其中該樞軸更連接至一驅動馬達，以利用該驅動馬達提供之動力帶動該轉盤旋轉。
8. 如請求項2所述之油水分離設備，其中該導油溝槽上更包括至少一檔片，其係突出設置於該導油溝槽上，以進一步利用該至少一檔片刮取並收集該油水混合物中之油。
9. 如請求項1所述之油水分離設備，其中該排水部更可具有一導角，以利用該導角將該油水混合物中所含的水導引排出。
10. 如請求項9所述之油水分離設備，其中該導角係介於0至180度之間。