WO2006087881A1

WO2006087881A1 - 浮上分離装置および浮上分離方法

Info

Publication number: WO2006087881A1
Application number: PCT/JP2006/300582
Authority: WO
Inventors: Saburou Tanaka
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2006-08-24
Also published as: CN101128396B; CN101128396A; JP4928438B2; JPWO2006087881A1

Abstract

浮上分離装置は、浮遊する異物が混入している処理液混合物が貯留される浮上分離槽と、浮上分離槽内の液面に浮上している異物を旋回して掻き寄せるスキマーと、液面近傍に開口を有し、スキマーにより掻き寄せられた異物を液面から排出ためのスカムボックスとを備えている。浮上分離装置は、旋回するスキマーがスカムボックスから旋回方向に離間すると処理液混合物の水位を下げ、スキマーがスカムボックスに旋回方向に近接すると処理液混合物の水位を上げる水位切換調整手段を更に備えている。これにより、過剰な処理液混合物の流出を防止するとともに、スカムボックスの堰に異物が付着することを防止する。

Description

明細書

浮上分離装置および浮上分離方法

技術分野

[0001] 本発明は、浮遊する異物が混入している処理液から異物を分離する浮上分離装置および浮上分離方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、例えば、自動車などの生産ラインにおいては、車体などのワークに塗装を施す塗装工程を有している。この塗装工程では、塗装ブースにおいて、塗装ガンから塗料を噴き付けることにより、ワークに塗料を塗着させている。このとき、ワークに塗着しなかった余剰塗料は、塗装ブース内を流下するエアによって床面に降下させられる。塗装ブースの床面には、工業用水の供給路と、排水路と、工業用水および余剰塗料を排水路に収集させるための傾斜面と、を有する余剰塗料捕集部が設けられている。余剰塗料は、工業用水（以下、「処理液」という）により洗い流されて捕集され、塗装ブース外に配設された浮上分離装置の浮上分離槽に排出される。その処理液は、浮上分離槽内において、塗料が分離され、ポンプにより再び塗装ブースの床面に供給されて循環されている。

[0003] 処理液から余剰塗料を塗料スラッジ (以下、「異物」という）として分離させる浮上分離装置としては、第 1浮上分離槽と第 2浮上分離槽の 2つの分離槽を備えるものが知られている。この装置では、異物を含む処理液は、予め凝集剤が添加された第 1浮上分離槽に供給され、異物を浮上分離させる。その第 1浮上分離槽の異物含有の処理液は、第 2浮上分離槽に導入されて、異物の凝集、すなわち処理液からの異物の分離がさらに促進される。

[0004] 図 6は、従来の浮上分離装置におけるスキマーの設置状態を示す要部拡大図である。

第 2浮上分離槽には、図 6に示すように、異物を外部に排出する開口が液面近傍に位置するようにスカムボックス 200が配置され、このスカムボックス 200の開口に向けて旋回して液面に浮上した異物を搔き寄せるスキマー 100が設けられている。ところがその異物は、粘着性が高ぐスカムボックス 200の堰に付着し易い。装置の正常な作動を維持するために、堰ゃスキマー 100などに付着した異物を定期的に除去するという多大な労力が必要となる。

[0005] また、異物をスカムボックス 200内に流れ易くするためには、浮上分離槽内の液面の高さを堰より高く設定すると良いが、その場合には、常時、異物含有の処理液がスカムボックス 200内に流入されるようになる。そうすると、スカムボックス 200の下流側に設けられた異物濾過槽に大量の異物含有の処理液が供給され、処理液が槽内のメッシュ金網の処理能力を超えオーバーフローするという問題がある。

さらに、大量の異物含有の処理液がスカムボックス 200から排出されると、第 2浮上分離槽に供給する処理液の量が増加し、それに伴レ、凝集剤の量も増加することになるので、設備費が嵩むという問題点がある。

[0006] このように、必要以上の処理液が排出されることを防止する装置としては、例えば、曰本国特開 2002— 166271号公幸 (特に段落 0020〜0024、図 1〜図 4)に開示されたものが知られている。この文献には、スキマーアームが異物を搔き寄せて、スカムボックスに接近すると、第 1センサがそれを検出し、異物排出管の電磁弁を開いて異物を排出して、スカムボックス上をスキマーアームが通過してスカムボックスへの異物の流入が終了すると第 2センサがそれを検出して前記異物排出管の電磁弁を閉じて、必要以上の処理液が排出されることを防止している。

[0007] し力ながら、上記文献のような浮上分離装置では、異物の排出時に、排水により沈殿槽内の水位が低下するため、旋回するスキマーアームがスカムボックス上を通過して異物を排出する際、スキマーアームで搔き寄せた異物がスカムボックスの開口部のテーパー状の堰に擦り付けられる。このとき、処理液が塗装排水や廃油などである場合には、スキマーとスカムボックスの縁とで押し潰されて粘度の高レ、ダマとなって堰の側壁や上面ゃスキマーに付着して固化する。この付着した異物は、スカムボックスの堰などに蓄積されて肥大化し、異物含有の処理液の排出が困難になるという問題点がある。

また、図 6に示す従来の浮上分離装置のスキマー 100においても、異物は、スキマ一 100とスカムボックス 200とによって押し潰されて、スキマー 100とスカムボックス 20 0とに付着して蓄積されて肥大化し、異物除去性能を低下させるという問題点がある

[0008] 従って、前記従来技術の問題点を解決する装置を提供することが望まれている。

発明の開示

[0009] 本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を行った。その結果、過剰な処理液の流出を防止するとともに、スカムボックスの堰に異物が付着することを防止する浮上分離装置および浮上分離方法を実現し、本発明を完成するに至った。

[0010] すなわち、本発明の諸側面として、次のような浮上分離装置及び方法を提供する。

[1]浮遊する異物が混入している処理液が貯留される浮上分離槽と、前記浮上分離槽内の処理液の液面に沿って旋回して、液面に浮上してレ、る異物を搔き寄せる少なくとも一つのスキマーと、前記処理液の液面近傍に開口を有し、前記スキマーにより搔き寄せられた前記異物を液面から除去するためのスカムボックスと、を備えた浮上分離装置であって、旋回する前記スキマーが前記スカムボックスから旋回方向に離間すると前記処理液の水位を下げ、前記スキマーが前記スカムボックスに旋回方向に近接すると前記処理液の水位を上げる水位切換調整手段を備えたことを特徴とする浮上分離装置。

[2]前記スカムボックスの前記開口には、前記スキマーが近付いて来る側に他の部分より低レ、堰が形成されてレ、ることを特徴とする [ 1 ]に記載の浮上分離装置。

[3]前記水位切換調整手段は、前記処理液を前記浮上分離槽から外部へ排出する排出路と、前記スキマーの位置を検出する少なくとも 1つのスキマー検出スィッチと、前記排出路上に設けられ、前記スキマー検出スィッチからの検出信号で前記排出路を開閉する電磁バルブと、を備えてレ、ることを特徴とする [1]または [2]に記載の浮上分離装置。

[4]前記下げられる水位が、前記堰より下に設定され、前記上げられる水位が、前記堰より上かつ前記スカムボックスの上端より下に設定されていることを特徴とする [2 ]または [3]に記載の浮上分離装置。

[5]前記スキマーの長手方向の幅は前記堰の長手方向の幅よりも長いことを特徴とする [2]から [4]のうちいずれか 1項に記載の浮上分離装置。 [6]浮遊する異物が混入している処理液が貯留される浮上分離槽と、前記処理液の液面に浮上した前記異物を旋回させて搔き寄せる少なくとも 1つのスキマーと、前記スキマーによって搔き寄せられた前記異物を前記浮上分離槽の外部に排出するスカムボックスと、を備え、前記浮上分離槽内の処理液に浮上した前記異物を取り除く浮上分離装置による浮上分離方法であって、旋回する前記スキマーが前記スカムボッタスから旋回方向に離間したときに前記処理液の水位を下げ、前記スキマーが前記スカムボックスに旋回方向に近接したときに前記処理液の水位を上げて前記異物を取り除くことを特徴とする浮上分離方法。

[0011] [1]および [6]によれば、浮遊する異物が混入している処理液は、浮上分離槽に送られて貯留されると、異物が処理液の液面に浮上して、処理液から分離する。浮上分離槽内の処理液混合物の液面近傍には、液面に沿って旋回するスキマーによって搔き寄せられた浮遊する異物を液面から排出するための開口を有するスカムボックスが設置されている。

そして、旋回しているスキマーがスカムボックスから旋回方向に離間した位置になると、水位切換調整手段が処理液を浮上分離槽の外部に送ってその水位を下げる。このため、スキマーが異物をスカムボックスに落し込まないときは、処理液がスカムボッタスから外部に廃棄されることを阻止して、過剰な処理液が浮上分離槽から流出することを防止できる。

スキマーがスカムボックスに旋回方向に近接したときには、浮上分離槽の外部に送つてレ、た処理液の流出を停止させるなどして、前記水位切換調整手段が処理液の水位を上げるように制御する。このように水位切換調整手段によって処理液の水位を調整することにより、旋回しているスキマーが異物をスカムボックスの開口に搔き寄せて落し込むときに、異物がスカムボックスの堰より高くなつた液面に浮上している。このため、スキマーは、異物を押し潰してスカムボックスに付着させることがなぐかつ、搔き寄せた異物を効率的に開口に落し込ませて廃棄させることができる。

したがって、スカムボックスから過剰に処理液が流出されて廃棄される量を削減でき、再利用される処理液の量を増加させることができる。

[0012] [2]によれば、スキマーによって搔き寄せられて液面に浮上している異物は、スキマ一が近付いて来る側の開口が、他の部分より低く形成された堰からなるため、スムーズに堰からスカムボックス内に流れ込むようになる。

[0013] [3]によれば、水位切換調整手段は、スキマーが所定の位置にあるときをスキマー検出スィッチで検出して、このスキマー検出スィッチからの検出信号で電磁バルブが排出路を開閉し、浮上分離槽内の処理液を排出路から外部へ排出させ、あるいは排出を止めることができる。水位切換調整手段は、例えば、スキマーがスカムボックスから旋回方向に離間するときに電磁バルブが開き、処理液を排出路から外部に排出して水位を下げ、スキマーがスカムボックスに旋回方向に近接すると電磁バルブを閉めて処理液の水位を上げるように制御する。そうすると、旋回するスキマーは、スカムボッタスの堰に近付くにしたがって水位が上昇して、液面に浮上する異物を搔き寄せてスカムボックスの開口力異物を落し込むことができるようになり、そのときのみ異物を廃棄するため、異物を多く含有した処理液を開口力廃棄する時間を削減して、廃棄される処理液の量を減少させることができる。

[0014] [4]によれば、水位が下げられる場合は水位が堰より下に保たれるため、スキマーが異物を集める際に過剰な処理液が浮上分離槽から流出することがない。また水位が上げられる場合は水位が堰より上に保たれるため、スキマーが異物を開口に流し込む際に堰に付着することがなレ、。

[0015] [5]によれば、スキマーの幅が堰の幅よりも長く設定されている。このため、スキマーが堰上を通過するときにスキマーが堰の左右に位置するスカムボックスの側壁の前端部に摺接してスキマーが堰の上面に当接することがなぐ異物が堰に押しつぶされることがない。

[0016] 本発明に係る浮上分離装置および浮上分離方法によれば、異物含有の処理液から異物を分離するときに、過剰に処理液が流出することを防止できるとともに、スカムボックスの堰に異物が付着することを防止できる。

[0017] 前記した本発明の諸側面及び効果、並びに、他の効果及び更なる特徴は、添付の図面を参照して後述する本発明の例示的かつ非制限的な実施の形態の詳細な説明により、一層明らかとなるであろう。

図面の簡単な説明 [0018] [図 1]本発明の実施形態に係る浮上分離装置を備えた塗装設備の全体構成を示す概略図である。

[図 2]本発明の実施形態に係る浮上分離装置の要部拡大概略図である。

[図 3]本発明の実施形態に係る浮上分離装置のスキマーの設置状態を示す要部拡大図である。

[図 4]図 2の X— X断面図である。

[図 5]本発明の実施形態に係る浮上分離装置を示す要部斜視図である。

[図 6]従来の浮上分離装置におけるスキマーの設置状態を示す要部拡大図である。発明を実施するための最良の形態

[0019] 次に、図 1〜図 5を参照して、発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）を説明する。

以下、本発明の実施形態の一例として、自動車の車体を塗装したときに、塗装ブースの床面に降下した未固着の余剰塗料を工業用水（処理液)で洗い流し、その余剰塗料 (異物）が混入した処理液から異物を浮上分離する場合を例に挙げて説明する

。なお、工業用水は処理液、処理液に混入された余剰塗料である塗料スラッジは異物として説明する。また、「液面に浮遊 (浮上）する異物」及びそれに相当する表現は、液体の表面（液面レベルより上）に浮遊している異物のみならず、液面に近い液体内（液面レベルより下）に存在する異物を含みうるものである。再利用のために浮上分離が行われる、異物を含む処理液を「処理液混合物」と称することもある。

[0020] < <塗装設備 > >

図 1に示すように、塗装設備 1は、車体 Wを搬送装置 21で搬送しながら塗装ロボット 22で塗装し、車体 Wに塗着しなかった余剰塗料を塗装ブース 23の床面 23aに降下させて、処理液で洗い流しながら収集し、処理液に混入した塗料を異物として分離して、処理液混合物を浄化し循環させて再利用する設備である。塗装設備 1は、自動車の塗装ラインにおいて、車体 Wを塗装する塗装装置 2と、車体 Wに塗着しなかった余剰塗料 (異物）を含む処理液から異物を分離するための浮上分離システム Aと、処理液又は処理液混合物を所望の各所に送るための流通路 8と、を主として備えて構成されている。 [0021] 塗装装置 2は、車体 Wを収容可能な塗装ブース 23と、この塗装ブース 23内に車体 Wを搬送する搬送装置 21と、この搬送装置 21により搬送される車体 Wに対し塗料を噴霧して塗装作業を行う塗装ロボット 22と、を備えてなる。

[0022] 前記搬送装置 21は、例えば、塗装ブース 23内に敷設されたレール 21aと、駆動モータを搭載した搬送台車 21bと、搬送台車 21bの移動量を検出するセンサ（図示せず）と、塗装ロボット 22の動作および搬送台車 21bの搬送を制御する制御装置（図示せず）と、から構成されている。

[0023] 塗装ロボット 22は、搬送装置 21の位置に基づき、制御装置（図示せず）にメモリされたデータによって制御されて車体 _wを塗装するものであり、塗料を噴射する塗装ガン (塗料噴射装置） 22aを備えたアームを有する。

塗装ガン 22aは、図示しないタンクに貯蔵された塗料を、塗料供給管を介して塗装ロボット 22のアームの先端から噴射するものである。

[0024] 塗装ブース 23は、余剰塗料 (異物）の分散を防止するとともに、塗装装置 2から排出される余剰塗料 (異物）を含む処理液を収集するためのものである。この塗装ブース 23は、降下した処理液が排水口 23bに自動的に収集するように形成された傾斜を有する床面 23aと、この床面 23aの最も低い場所に配設された排水口 23bと、エアを下向きに噴射して車体 Wに定着しなかった余剰塗料を床面 23aに降下させるためのエア噴出装置 24が設置された天井面 23cとを備えている。

床面 23aには、この床面 23aに降下した塗料を洗い流す処理液を供給するための処理液供給路 81の開口端に設置されて処理液を噴射するノズル 81 aが複数設置されている。

[0025] < <浮上分離システム > >

図 1に示すように、浮上分離システム Aは、塗装装置 2から排出される異物 (余剰塗料）が混入している処理液混合物を、処理液と異物とに分離して、処理液を再利用させるシステムである。この浮上分離システム Aは、処理液混合物中の異物を浮上させて異物と処理液とに分離する第 1回目の分離を行う第 1浮上分離装置 3と、この第 1 浮上分離装置 3で分離した処理液混合物（異物を多く含有した処理液）をさらに異物と処理液に分離する第 2回目の分離を行う第 2浮上分離装置 4と、この第 2浮上分離装置 4で分離した異物を脱水処理して濾過する第 3の分離を行う濾過槽 9と、力構成されている。

[0026] <第 1浮上分離装置 >

第 1浮上分離装置 3は、処理液混合物中の異物を液面に浮上させて分離し、第 1 浮上分離槽 31の下層の澄んだ処理液を処理液供給路 81を介してノズル 81 aに供給し、異物を多く含有した液面の処理液混合物をフロート式ポンプ P2によって供給路 83を介して第 2浮上分離槽 41に送る装置である。この第 1浮上分離装置 3は、排出路 82と、第 1浮上分離槽 31と、フロート式ポンプ P2と、供給路 83と、帰還路 84と、処理液供給路 81と、汲み上げポンプ P1とから主に構成されている。

[0027] 排出路 82は、前記排水口 23bに接続されて、この排水口 23bから排出された処理液混合物を第 1浮上分離槽 31に引き込むための管である。

第 1浮上分離槽 31は、排出路 82および帰還路 84から送られて来た処理液混合物を貯留して、この処理液混合物中に含まれる異物を浮上させる貯留槽であり、塗装設備 1の稼動時に、約 300トンの処理液混合物を貯留可能に構成されている。なお、この第 1浮上分離槽 31の容量は、塗装ブース 23の大きさや、塗装ブース 23の床面 2 3aを覆うように流れる処理液の量や、余剰塗料の量や、塗料と処理液との分離に要する時間などによって適宜な量に決定される。この第 1浮上分離槽 31の上方には、前記排出路 82と、後記する帰還路 84と、フロート式ポンプ P2と、供給路 83と、が配設されている。なお、第 1浮上分離槽 31は、第 2浮上分離槽 41およびオーバーフロー槽 6より低い位置に配置されている。

[0028] 処理液供給路 81は、一端が第 1浮上分離槽 31の下層に接続され、他端が汲み上げポンプ P 1を介して前記ノズノレ 81 aに接続されている。

汲み上げポンプ P1は、この処理液供給路 81に接続されて第 1浮上分離槽 31の底面近傍の澄んだ処理液を汲み上げてノズル 81aに供給するためのものである。

[0029] フロート式ポンプ P2は、第 1浮上分離槽 31内の処理液混合物の液面に吸引口を配置して、その液面に浮上した異物や処理液混合物を、エアを含みながら吸引し、気泡を形成しながら供給路 83を介して第 2浮上分離槽 41に送るためのポンプである。フロート式ポンプ P2は、例えば、図示しない架台によって第 1浮上分離槽 31の処理液混合物の液面上に設置されている。なお、フロート式ポンプ P2は、処理液混合物の液面に吸引口が配置されているため、第 1浮上分離槽 31内の処理液から異物を取り除く機能も備えている。また、フロート式ポンプ P2で生成された気泡は、第 2浮上分離槽 41に送られたときに、供給路 83内での異物の凝集の促進、および、供給路 83内の内壁への異物の固着を防止している。

[0030] ぐ第 2浮上分離装置 >

図 1に示すように、第 2浮上分離装置 4は、前記フロート式ポンプ P2で吸引して供給路 83から送られてきた処理液混合物を第 2浮上分離槽 41に貯留させて、水位切換調整手段 7で処理液をオーバーフロー槽 6に送って水位を調整しながら異物除去手段 5で異物を濾過槽 9に排出して除去させる装置である。この第 2浮上分離装置 4 は、供給路 83と、第 2浮上分離槽 41と、異物除去手段 5と、オーバーフロー槽 6と、水位切換調整手段 7とを備えてなる。この第 2浮上分離装置 4には、異物除去手段 5 の一部を構成するスキマー 52およびスカムボックス 53が少なくとも備えられている。なお、第 2浮上分離装置 4は、特許請求の範囲に記載の「浮上分離装置」に相当する。

[0031] < <供給路 > >

前記供給路 83は、フロート式ポンプ P2で吸引した異物を多く含む処理液混合物を、フィードゥエル 43内に送って吐出するための管である。この供給路 83は、一端がフロート式ポンプ P2に接続され、他端部が第 2浮上分離槽 41およびフィードゥエル 43 の側面を貫通して、他端がフィードゥエル 43内の下層中央部に、開口端を上向きにして配置されている。供給路 83の中間部には、加圧ポンプ P3を介してオーバーフロー槽 6に接続されているエア含有処理液供給路 86が接続されている。

その加圧ポンプ P3は、オーバーフロー槽 6から供給された処理液に、大気から取り込んだエアを混合してバブリングするためのものである。加圧ポンプ P3によってエアを含んだ処理液は、供給路 83に送り込まれて、処理液混合物と攪拌させ、異物の凝集-成長を促進して、その異物が第 2浮上分離槽 41に送られたときに液面に浮上し、異物処理筒 44の内周側に向かって流れ、スキマー 52によって効率よく搔き寄せられるように流れる。 [0032] < <第 2浮上分離槽> >

図 2に示すように、第 2浮上分離槽 41は、第 1浮上分離槽 31 (図 1参照）に貯留され浮遊する異物を多く混入している処理液混合物が供給されて貯留される貯留槽であり、処理液から異物を分離するために設けられている。第 2浮上分離槽 41は、槽本体 42内に宙釣り状態に異物処理筒 44が設置された 2槽形式の貯留槽である。第 2浮上分離槽 41には、槽本体 42と、フィードゥエル 43と、異物処理筒 44と、処理筒支持部材 45と、オーバーフロー堰 42aと、異物除去手段 5と、排出路 85と、オーバーフロー槽 6とが設置されるとともに、濾過槽 9が近傍に設けられている。

なお、第 2浮上分離槽 41は、特許請求の範囲に記載の「浮上分離槽」に相当する

[0033] 槽本体 42は、例えば、平面視して四角形の金属製容器からなり、上面が開口している（図 5参照）。槽本体 42には、一側面に、槽本体 42内の処理液混合物を所定量に維持するためのオーバーフロー堰 42aを介してオーバーフロー槽 6が隣設され、その対向部に、スカムボックス 53が装着されている。

なお、前記図 1において、第 2浮上分離装置 4および第 2浮上分離曹 41の大きさは、誇張して図示してあり、槽本体 42の容量は、第 1浮上分離槽 31の容量と比較して小さく、 1/10力 1/100程度になっている。

[0034] 図 2に示すように、フィードゥヱル 43は、前記供給路 83から吐出された第 1浮上分離槽 31にあった異物を多く含む処理液混合物力異物処理筒 44内の下層部中央力上方向に向かって流れるように指向性を持たせるための管である。フィードウエノレ 43は、上側の開口端が拡開した円筒状の部材であり、下端部が第 2浮上分離槽 41 の内底中央に閉塞するように溶接されて、垂直に設けられている。フィードウエノレ 43 は、第 2浮上分離槽 41内において、処理液混合物内に沈んだ状態で設置されて、上側の略半分が異物処理筒 44内に配置されている。なお、フィードゥエル 43の拡開した上端部は、フィードゥヱル 43内力浮上した異物が異物処理筒 44の内周面に向力、つて矢印 Β方向に流れて、スキマー 52の異物の搔き取り効率を向上させるために形成されている。このフィードゥヱル 43の下層において、前記供給路 83の吐出口が上向きに配置されて、前記第 1浮上分離槽 31内から吸い上げた処理液混合物が、異物処理筒 44内の液面方向に向けて吐出されるようになっている。

[0035] 異物処理筒 44は、第 2浮上分離槽 41内に吊り下げられた円筒状の部材であり、外周部に設けた処理筒支持部材 45によって槽本体 42の内壁に固定されている。異物処理筒 44は、下端部が槽本体 42の内底から離間されてフィードゥエル 43の周囲に配置され、上端部が処理液混合物の液面から突出した状態に配設されている。異物処理筒 44の下端部は、この異物処理筒 44内の異物が異物処理筒 44の外側に流れ出るのを防止するためと、異物処理筒 44内を矢印 Cに示すように大回りさせることで、処理液混合物中の異物が凝集して浮上する時間を稼ぎ、異物処理筒 44内でより多く分離させるために、縮径している。

[0036] 処理筒支持部材 45は、異物処理筒 44を槽本体 42内に宙釣り状態に設置するための部材であり、複数の金属製棒状部材からなる。この処理筒支持部材 45は、一端が異物処理筒 44の外周面に溶接され、他端が槽本体 42の内壁に溶接されている。

[0037] < <異物除去手段 > >

図 2に示すように、異物除去手段 5は、異物処理筒 44内の処理液混合物の液面に浮上した異物をスキマー 52で搔き寄せてスカムボックス 53内に流し込んで除去する装置である。この異物除去手段 5は、モータ Mと、スキマーアーム 51と、スキマー 52と、スカムボックス 53とから主に構成されている。

[0038] モータ Mは、スキマーアーム 51を低速で回転させるための駆動源であり、槽本体 4 2を跨ぐようにして槽本体 42の中央上部に配置されたモータ支持部材 10に設置されている（図 5参照）。このモータ Mのモータ軸 Maは、槽本体 42の中央上部に架設されたブラケット 42bに遊挿して、先端がスキマーアーム 51の中央部にボルトによって連結されている。

[0039] <スキマーアーム >

スキマーアーム 51は、異物処理筒 44内の上部周縁に対して回動自在に設置された板部材からなり、モータ Mによって処理液混合物の液面の上方を旋回するように水平に設置されている。スキマーアーム 51の長手方向には、一対のスキマー 52 (52a， 52b)が横並びになるように設置されている。スキマーアーム 51の両端部には、後記するスキマー検出スィッチ 71 , 72を作動させるための作動杆 73, 74が設置されている。

[0040] くスキマー >

スキマー 52は、異物処理筒 44内の処理液混合物に浮上する異物を、液面に沿つて旋回して搔き寄せるための部材であり、連結部材 54を介してスキマーアーム 51にボルト締めされている。スキマー 52の長さは、スカムボックス 53の開口 53aにおける異物処理筒 44の半径方向の長さより長く形成されている。すなわち、スキマー 52は、異物除去堰 53bの長さより長く形成されており、異物除去堰 53b上を通過するときに、異物除去堰 53bの左右に位置するスカムボックス 53の側壁の前端部に摺接して異物除去堰 53bの上面に接触しなレ、ように形成されてレ、る。

図 3に示すように、前記スキマー 52は、可撓性を有する長方形のゴム製板材からなり、下端部 52cがスカムボックス 53の異物除去堰 53bより僅かに低ぐ処理液混合物の水位が下降時の液面 F2に僅かに浸る位置であり、かつ、開口 53aの上端部 53cより低レ、位置に配置されてレ、る。

[0041] くスカムボックス〉

図 4に示すように、スカムボックス 53は、スキマー 52によって搔き寄せられた異物を液面から排出するための角筒状の部材であり、異物を廃棄するために設けられている。スカムボックス 53は、上端に開口 53aおよび異物除去堰 53bを有し、下端に縮径された異物排出口 53dを有して、このスカムボックス 53内に流れ込んだ異物を濾過槽 9に送るシユーターの機能を有する。このスカムボックス 53は、異物処理筒 44および槽本体 42の側壁を貫通した状態で第 2浮上分離槽 41に固定されて、上端の開口 53aが異物処理筒 44の処理液混合物の液面近傍に配置され、下端の異物排出口 5 3dが濾過槽 9の上方に配置されてレ、る。

[0042] 開口 53aは、平面視して、異物処理筒 44の半径方向に長い長方形をしており、例えば、右方向（時計方向）に回転するスキマー 52が近付いて来る長辺の一つに前記異物除去堰 53bが形成されている。異物除去堰 53bは、上端部 53c (開口 53aの他の部分）より低く形成されてレ、る（図 3参照）。

[0043] 濾過槽 9は、前記スカムボックス 53から排出された異物を濾過して収容するための槽であり、浮上分離システム A (図 1参照）において、処理液混合物から異物を分離する第 3回目の分離を行う装置でもある。この濾過槽 9は、異物を脱水処理して溜め置きする籠状のメッシュ金網 91を内設し、底面に濾過された処理液を外部に排出する排出口 9a (図 2参照）を有する。

[0044] くく水位切換調整手段 > >

図 4に示すように、水位切換調整手段 7は、スキマー 52がスカムボックス 53から旋回方向に離間すると処理液混合物の水位を液面 F2 (図 3参照）まで下げ、スキマー 5 2がスカムボックス 53に旋回方向に近接すると処理液混合物の水位を液面 F1 (図 3 参照）まで上げて、液面を調整するための装置である。この水位切換調整手段 7は、処理液を第 2浮上分離槽 41からオーバーフロー槽 6 (外部）へ排出する排出路 85と、スキマー 52の位置を検出するスキマー検出スィッチ 71， 72と、排出路 85上に設けられ、スキマー検出スィッチ 71 , 72からの検出信号で開閉する電磁バルブ Vと、を備えている。

[0045] 図 3に示す液面 F1は、異物除去堰 53bの位置より上で、スカムボックス 53の上端部 53cより低い位置である。水位が F1に上昇したとき、異物は異物除去堰 53bより高くなった液面に浮上しており、この状態で、スカムボックス 53内に向かって流速を上げながら勢いを増して流れ、異物除去堰 53bに接触して付着することなぐ開口 53a内に流れ込むようになってレ、る。

一方、液面 F2は、水位が下がった処理液に浮上した異物を搔き寄せるため、スキマー 52の下端部 52cより僅かに高ぐスキマー 52の下部が浸って処理液混合物に浮上する異物をかき寄せることができる高さで、異物除去堰 53bの位置より下の位置である。

なお、処理液混合物の水位が上昇したときの液面 F1と、下降したときの液面 F2との差は、例えば、約 2cmである。

[0046] 図 4に示すように、スキマー検出スィッチ 71 , 72は、スキマー 52がスカムボックス 53 に対して前後 30〜45度の角度範囲の位置になったときに、旋回する作動扞 73, 74 が近接して開閉するスィッチである。このスキマー検出スィッチ 71 , 72は、異物処理筒 ₄₄の外壁面の上部に設置され、電磁バルブ Vと電気的にそれぞれ接続されている。スキマー検出スィッチ 71は、スキマー 52がスカムボックス 53に旋回方向に近接したときに作動して、電磁バルブ Vの弁を閉め、第 2浮上分離槽 41内の処理液が排出路 85からオーバーフロー槽 6に流れることを阻止して、水位を上昇させるためのスイツチである。スキマー検出スィッチ 71は、異物処理筒 44の半径方向に伸びるスカムボックス 53に対して、右方向に回転するスキマー 52が近付いて来る側で異物処理筒 4 4の外周上のスカムボックス 53と 45度をなす位置に配設されている。

スキマー検出スィッチ 72は、スキマー 52がスカムボックス 53に旋回方向に離間したときに作動して、電磁バルブ Vの弁を開き、第 2浮上分離槽 41内の処理液が排出路 85からオーバーフロー槽 6に流れようにして水位を下降させるスィッチである。スキマ一検出スィッチ 72は、異物処理筒 44の半径方向に伸びるスカムボックス 53に対して、右方向に回転するスキマー 52が離れていく側で異物処理筒 44の外周上のスカムボックス 53と 45度をなす位置に配設されている。

[0047] 排出路 85は、異物処理筒 44と槽本体 42との間にある浄化された処理液を、ォーバーフローネ曹 6に送るための管である。排出路 85は、オーバーフロー堰 42aを貫通して配設されるとともに、一端が異物処理筒 44と槽本体 42との間の処理液内の液面 F 2の位置に配置され、他端が電磁バルブ Vを介してオーバーフロー槽 6の上方に配置されている（図 2参照）。すなわち、排出路 85は、処理液が液面 F2より上昇すれば自然に流れ込むような位置に配置されている。排出路 85は、図 4に示すように、第 2 浮上分離槽 41におレ、て、スカムボックス 53に対して対向した位置に配置されてレ、る電磁バルブ Vは、排出路 85を開閉して処理液の流動を制御するものである。

[0048] オーバーフロー槽 6は、排出路 85から流れて来た処理液と、槽本体 42内の処理液が増加したときにオーバーフロー堰 42aを超えて流れ出た処理液と、を一時的に貯留する槽である。オーバーフロー槽 6の下層には、処理液を前記第 1浮上分離槽 31 (図 1参照）に戻すための帰還路 84と、エア含有処理液供給路 86とが設置されている。オーバーフロー槽 6は、このオーバーフロー槽 6内の処理液の水位力第 2浮上分離槽 41内の処理液の水位より低レ、位置で、第 1浮上分離槽 31内の処理液の水位より高い位置になるように設置されている。帰還路 84は、一端 (第一端)側がオーバーフロー槽 6の処理液内に配置されて、他端 (第二端)側が第 1浮上分離槽 31上に配置されるとともに、第二端が第一端より低い位置に配置されて、処理液が自然に第 1浮上分離槽 31に流れるようになつている

[0049] オーバーフロー堰 42aは、槽本体 42内の処理液の液面が上限（すなわち液面 F1) を超えたときに、処理液をオーバーフロー槽 6に流出させるためのものである。ォーバーフロー堰 42aは、槽本体 42の側壁の一部を開口して、その開口に板材をボルトで固定してなる。このオーバーフロー堰 42aを構成する板材は、槽本体 42の側壁の一部と、オーバーフロー槽 6の側壁の一部とを兼ねるとともに、上端部が処理液の液面の上限高さと略同じ高さの位置 (F1)に配置されている。

[0050] < <作用 > >

次に、各図を参照しながら塗装設備 1の動作を説明する。

まず、準備段階として、所定量の処理液混合物を図 1に示す第 1浮上分離槽 31に入れて、処理液混合物に異物（塗料)の分離剤を混ぜて、異物を浮上分離するための液体を作製する。

塗装設備 1を稼動させる際には、エア噴出装置 24、汲み上げポンプ Pl、フロート式ポンプ P2、加圧ポンプ P3およびモータ Mを稼動させて、前記処理液を塗装ブース 2 3と第 1浮上分離槽 31と第 2浮上分離槽 41との間で循環させる。

[0051] そして、車体 Wを、搬送装置 21によって塗装ブース 23内に搬送する。車体 Wは、塗装ブース 23の基準地点に搬送されると、センサ（図示せず）によってその位置が検出されて、塗装ロボット 22が塗装ガン 22aから塗料を噴射することによって塗装される

[0052] この塗装が行われている際に、余剰塗料がエア噴出装置 24によって床面 23aに降下させられる。床面 23aに降下した余剰塗料は、床面 23aに固着する前に、汲み上げポンプ P1によってノズル 81aから噴射された処理液によって洗い流されて、排水口 23bから排出路 82を通って第 1浮上分離槽 31に送られる。

[0053] 第 1浮上分離槽 31では、処理液中の余剰塗料が分離剤の作用により異物として凝集して殆どが液面に浮上する。フロート式ポンプ P2が液面の処理液混合物を吸引することで、液面に浮上した異物が排出路 82の下方側からフロート式ポンプ P2側に向力て流動して集まり、供給路 83に入り、フィードゥエル 43に送られる。

[0054] なお、第 1浮上分離槽 31の底部付近の処理液は、異物が分離してほとんど含まれていない。この処理液は、汲み上げポンプ P1によって、処理液供給路 81を経て、再び、塗装装置 2に供給されて、床面 23aに降下した塗料の洗い流しに再利用される。

[0055] 前記フロート式ポンプ P2によって吸引された液面付近の異物を多く含む処理液混合物は、加圧ポンプ P3によって供給路 83内に送り込まれたエアからなる気泡と混合されながら、フィードゥエル 43内に吐出される。この吐出された処理液混合物は、フィ一ドゥエル 43内から矢印 B方向の異物処理筒 44の内周面の液面に向かって流れる。供給路 83内で前記気泡に攪拌されながら凝集が促進させられた異物は、異物処理筒 44内でさらに成長し、液面付近では、粒径の大きいダマ状の異物となって浮上して、異物処理筒 44の内周面に集まる。

[0056] このように、異物が混入している処理液混合物は、第 2浮上分離槽 41内に貯留されると、浮力のある異物が液面に浮上することにより、澄んだ処理液と、異物とに分離する。槽本体 42内において、異物は、異物処理筒 44内の液面に集中し、それ以外の処理液内では殆ど含まれない状態となる。すなわち、異物の含有濃度が極めて低い処理液が、異物処理筒 44とフィードゥヱル 43との間を矢印 Cに示すように降下して、異物処理筒 44の下端開口部からこの異物処理筒 44と槽本体 42との間に流れる。

[0057] 異物処理筒 44内の液面では、モータ Mによってスキマーアーム 51が回転されて、一対のスキマー 52 (52a, 52b)が旋回している。例えば、スキマー 52bが図 4に示すスカムボックス 53から旋回方向に離間して、作動杆 74がスキマー検出スィッチ 72に近接すると、このスキマー検出スィッチ 72が ONして電磁バルブ Vを作動させて弁が開く。すると、浄化された処理液は、液面 F1より低い位置に開口部がある排出路 85 内に流れ込んでオーバーフロー槽 6に送り込まれる。さらに、オーバーフロー槽 6内の処理液は、帰還路 84から前記第 1浮上分離槽 31に戻される。

[0058] 図 4に実線で示すスキマー 52aがさらに旋回して作動杆 73がスキマー検出スィッチ 71に近接すると、このスキマー検出スィッチ 71が〇Nして電磁バルブ Vを作動させて弁が閉まる。すると、槽本体 42の処理液混合物は、供給路 83 (図 2参照）から連続的に送り込まれているため、スキマー 52aがスカムボックス 53に旋回方向に近接するにしたがって処理液混合物の水位が上昇する。異物は、前記したように、異物処理筒 4 4の内周面に集中して集まっている。スキマー 52aは、処理液混合物の液面に浮上しているその異物を搔き寄せながら旋回して異物除去堰 53bから異物をスカムボックス 53内に落し込ませる。

[0059] スキマー 52aが異物除去堰 53bの近傍を通過するとき、処理液混合物の水位は、図 3に示すように、スカムボックス 53内へ異物をスムーズに排出するために、異物除去堰 53bの上まで上昇するように調整されており、液面 F1の位置まで上昇する。その結果、異物は、異物除去堰 53bより上に位置する処理液混合物の液面 F1まで浮上することによって、スキマー 52の下端部 52cより上方の処理液混合物中に存在することになる。このため、異物のダマ（塗料の塊）は、スキマー 52の下端部 52cによつて、異物除去堰 53bの外壁や上面に押し潰して付着させることが回避され、スムーズにスカムボックス 53内に落し込まれて排出されるようになる。さらに、異物除去堰 53b (スキマー 52が近付いて来る側）は、開口 53aの上端部 53c (開口 53aの他の部分）より低く形成されているため、スキマー 52が圧接することがなぐ異物除去堰 53bへの異物の付着を防止できる。

したがって、上記の構成を有するスキマー 52およびスカムボックス 53の開口 53aは、異物除去の性能が低下することを防止できるとともに、異物除去堰 53bゃスキマー 52に付着した異物を除去する作業を不要にすることができる。

[0060] 前記スカムボックス 53内に落し込まれた異物は、図 2に示すように、濾過槽 9内でメッシュ金網 91内に落し込まれて脱水処理され、処理液混合物が濾過される。濾過された処理液は、濾過槽 9の内底の排出口 9aから第 1浮上分離槽 31に循環して再度使用することが可能である。なお、メッシュ金網 91内の異物は、外部に廃棄される。

[0061] スキマー 52aがスカムボックス 53を乗り越えてスキマー検出スィッチ 72がある地点まで移動するときは、電磁バルブ Vが閉まっていて、水位が液面 F1の位置に上昇している（図 3参照）。なお、水位が液面 F1よりさらに上昇したときには、浄化された処理液がオーバーフロー堰 42aからオーバーフロー槽 6に流れ落ちて、水位が液面 F1に保たれる。 [0062] そして、図 4に示すように、スキマー 52aが旋回してさらにスカムボックス 53から旋回方向に離間して、作動杆 73がスキマー検出スィッチ 72に近接すると、スキマー検出スィッチ 72が ONして、電磁バルブ Vの弁を開き、処理液が排出路 85からオーバーフロー槽 6に流れて水位を下降させる。

スキマー 52aがスキマー検出スィッチ 72を ONした後、スカムボックス 53から旋回方向に離間するとき、処理液混合物の水位は、スカムボックス 53内へ処理液混合物の流出を防止するために、異物除去堰 53bの下まで下降するように調整されており、液面 F2の位置まで下降する。その結果、スキマー 52が異物をスカムボックス 53内に落し込む作業をしていないときには、処理液混合物が異物除去堰 53bからスカムボックス 53内に流れることがなレ、。このため、スカムボックス 53内に流れる処理液混合物の量を少なくすることができる。

[0063] このように、スキマー 52が異物を搔き寄せるときは、スカムボックス 53から処理液混合物が排出されることを防止するために、電磁バルブ Vを開いて槽本体 42からォーバーフロー槽 6に排出路 85から処理液を流して水位を液面 F2まで下げ、スカムボッタス 53に異物を排出するときは、電磁バルブ Vを閉じて槽本体 42からオーバーフロー槽 6に処理液が流出するのを停止して水位を液面 F1まで上昇させ、スカムボックス 53内に異物がスムーズに落し込まれるように水位を調整している。

[0064] 第 2浮上分離装置 4は、スキマーアーム 51が 1回転する 1サイクルの間に、異物を濾過槽 9に排出して除去する動作と、浄化された処理液をオーバーフロー槽 6に送る動作と、を 2つのスキマー 52a, 52bと水位切換調整手段 7とによって 2回行っている。このため、異物を効率よく排出（廃棄)することができるため、排水として廃棄する処理液の量の大幅な削減が実現できる。

[0065] 本実施形態の第 2浮上分離装置 4によれば、次のような効果を奏する。

(1) 異物除去堰 53bは、スカムボックス 53の開口 53aの上端部 53cより低く形成されているので、処理液混合物の液面 F1に浮上した異物が異物除去堰 53bの上面より上の位置力スカムボックス 53内に落ち込むように流れるため、処理液混合物の流速が上がり、スムーズに排出できる。

(2)スキマー 52の横幅は、異物除去堰 53bの横幅より長く形成されている。これにより、スキマー 52は、異物除去堰 53b上を通過するときに、スキマー 52の両側が異物除去堰 53bの左右に位置するスカムボックス 53の側壁の前端部に摺接することにより、異物除去堰 53bの上面に当接することがないため、異物を異物除去堰 53bに押し潰して付着させることがなレ、。

(3) スキマー 52で異物をスカムボックス 53に落し込むとき、スキマー検出スィッチ 7 1で電磁バルブ Vの弁を閉じて、処理液混合物の水位を異物除去堰 53bより高い液面 F1まで上昇させ異物が異物除去堰 53bに接触して付着することが無いので、スカムボックス 53内にスムーズに落ち込むようになる。

(4) スキマー 52が異物除去堰 53b上を通過するとき、処理液混合物の水位は、異物除去堰 53bの上の液面 F1まで上昇するように調整され、異物が処理液混合物に浮かんだ状態で、スカムボックス 53内に向かって流速を上げながら勢いを増して流れ、異物除去堰 53bに接触して付着することなぐ開口 53a内に流れ込む。そのため、スキマー 52の下端部 52cによって異物のダマが異物除去堰 53bの上面に押し潰すようにして付着されることが回避される。

(5) スキマー 52が異物を搔き寄せているときは、スキマー検出スィッチ 72で電磁バルブ Vの弁を開き、処理液をオーバーフロー槽 6に送って水位を下降させ、スカムボックス 53から処理液混合物が排出されることを防止する。このため、スカムボックス 53 を介して廃棄される処理液の量を削減しつつ、異物を確実に排出して、処理液を有効に再利用することができる。

[0066] なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。

[0067] < <変形例 > >

例えば、前記実施形態では、工業用水を処理液として説明したが、その処理液は、異物が浮遊する液体であればよぐ特に限定されない。一方、異物は、液体でも固体でもよく、浮力がなくてもエアなどによって浮遊するようになるものであればよぐ特に限定されない。

すなわち、本発明の浮上分離装置および浮上分離方法は、液体の液面に浮遊する異物を取り除く装置としてあらゆるものに使用できる。

[0068] また、水位切換調整手段 7であるスキマー検出スィッチ 71 , 72は、リミットスィッチや近接スィッチなどのスィッチに限定されるものではなぐスキマー 52の位置を検出するものであればよい。例えば、スキマー検出スィッチ 71 , 72は、スキマーアーム 51の回転角度を検出するエンコーダや回転スィッチなどや、発光素子と受光素子とによつてスキマー ₅₂を検出するものであってもよい。

[0069] さらに、スキマー 52a, 52bの数は、 2個に限定されるものではなぐ浮上分離システム Aの大きさや処理能力や処理液などによって適宜に変更してもよレ、。スキマー 52a , 52bの数は、例えば、 1個であってもよい。

Claims

請求の範囲

[1] 浮遊する異物が混入している処理液が貯留される浮上分離槽と、

前記浮上分離槽内の処理液の液面に沿って旋回して、液面に浮上してレ、る異物を搔き寄せる少なくとも一つのスキマーと、

前記処理液の液面近傍に開口を有し、前記スキマーにより搔き寄せられた前記異物を液面から除去するためのスカムボックスと、を備えた浮上分離装置であって、旋回する前記スキマーが前記スカムボックスから旋回方向に離間すると前記処理液の水位を下げ、前記スキマーが前記スカムボックスに旋回方向に近接すると前記処理液の水位を上げる水位切換調整手段を備えたことを特徴とする浮上分離装置。

[2] 前記スカムボックスの前記開口には、前記スキマーが近付いて来る側に他の部分より低レヽ堰が形成されてレ、ること

を特徴とする請求の範囲第 1項に記載の浮上分離装置。

[3] 前記水位切換調整手段は、前記処理液を前記浮上分離槽から外部へ排出する排出路と、

前記スキマーの位置を検出する少なくとも 1つのスキマー検出スィッチと、前記排出路上に設けられ、前記スキマー検出スィッチからの検出信号で前記排出路を開閉する電磁バルブと、を備えていること

を特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の浮上分離装置。

[4] 前記下げられる水位が、前記堰より下に設定され、

前記上げられる水位が、前記堰より上かつ前記スカムボックスの上端より下に設定されてレ、ること

を特徴とする請求の範囲第 2項または第 3項に記載の浮上分離装置。

[5] 前記スキマーの長手方向の幅は前記堰の長手方向の幅よりも長いこと

を特徴とする請求の範囲第 2項から第 4項のうちいずれ力、 1項に記載の浮上分離装置。

[6] 浮遊する異物が混入している処理液が貯留される浮上分離槽と、

前記処理液の液面に浮上した前記異物を旋回させて搔き寄せる少なくとも 1つのスキマーと、前記スキマーによって搔き寄せられた前記異物を前記浮上分離槽の外部に排出するスカムボックスと、を備え、前記浮上分離槽内の処理液に浮上した前記異物を取り除く浮上分離装置による浮上分離方法であって、

旋回する前記スキマーが前記スカムボックスから旋回方向に離間したときに前記処理液の水位を下げ、前記スキマーが前記スカムボックスに旋回方向に近接したときに前記処理液の水位を上げて前記異物を取り除くこと

を特徴とする浮上分離方法。