JP2001198490A - サイクロン式オイルミスト除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気中に含まれるオイルミストを効率よく分
離する。 【解決手段】 サイクロン２の空気導入筒１４内に、水
噴霧ノズル１９を空気流と逆方向に設け、内筒１６の外
周に空気流と同方向に水噴霧ノズル２０、外筒１１内に
下向きの水噴霧ノズル２１を設ける。この構成により、
導入筒１４に入る空気中のオイルミストは、水噴霧ノズ
ル１９の噴霧に捕捉されて大径になり、サイクロン２内
の分離が容易になる。また除去装置３下端の流出筒１３
の内部に、内水面Ｌから上に僅かに突出する波立抑制板
２５、２６を設け、その上方に飛散防止板２８、２９を
設けて飛散防止装置２４を構成し、下端を下部水槽５の
水で水封する。この構成により、流出筒１３内のオイル
と混合した水が、サイクロン２の旋回気流によって飛散
して空気と再混合しようとしても、飛散防止装置２４で
動きが抑制されて飛散が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、機械加工や鋳造
などの製造工程で切削油から発生したオイルミストや、
鋳物砂の固形剤から発生したオイルミストなどを含有す
る空気を、サイクロンに導入して空気中からオイル分を
除去するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 空気中に含まれるオイル分を除去する
手段としては、例えば特開平１１−５００９号公報の技
術が知られている。この技術は、本出願人の出願に係る
もので、オイルミストを含有する処理空気をサイクロン
内で旋回させながら処理空気中に水を噴霧し、オイル粒
子を水粒子に捕集させながら遠心力で外筒の内周面に吹
き付けて付着させ、これを内周面に沿って下部水槽内に
流下させ、下部水槽内でオイルを吸着材に吸着させて水
を分離し、分離した水を噴霧のために再利用し、サイク
ロン中心の内筒から吸い出した空気を次のサイクロンで
更に浄化して、オイルミスト発生源を有する室へ戻して
いる。そして、多量のオイルを吸着した吸着材は、新し
い物と交換する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 前記の従来技術にあ
っては、下部水槽に流下した貯留水が、サイクロン内の
旋回気流によって飛沫になって巻き上げられてミスト化
し、このミストを含む空気がサイクロン内を循環したり
二次サイクロンに吸い込まれてオイル除去効率を低下さ
せることが考えられ、また吸着材の交換に手間や費用が
かかる点で改善の余地があった。本発明は、これらの点
を改善してオイル除去効率を上げると共に保守を容易に
することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 前記課題を解決するた
めの手段は、請求項１に記載したとおり、上部から外
筒、テーパ筒及び流出筒を連設した本体部と、該本体部
内の上部に同心に設けた内筒と、外筒に接線方向に接続
した空気導入筒と、前記流出筒を水封する下部水槽を備
え、オイルミストを含む空気を空気導入筒から本体部に
導入し、該空気に水の噴霧を吹き付けながら本体部内で
旋回させ、オイルミストを分離した空気を内筒から吸引
し、オイルミストを凝集した混合水を流出筒から下部水
槽に流出させるサイクロン式オイルミスト除去装置にお
いて、流出筒の内部に、装置作動時に上昇する水面位置
から上方に露出し且つ流出筒内部の貯留水を横切る方向
に伸びる波立抑制板を設け、該流出筒の内部で波立抑制
板の上方に、流出筒より小径の飛散防止板を水平に設け
たことを特徴とする。

【０００５】この手段によれば、流出筒内の貯留水が、
再びミスト化してサイクロン内を循環したり、二次サイ
クロンに吸い込まれるのを防止できる。

【０００６】請求項２の手段は、請求項１において、前
記空気導入筒内に、空気流に向けて水を噴霧する水噴霧
ノズルを設けたことを特徴とする。この手段によれば、
空気流中のオイル粒子は、水噴霧ノズルから出る水粒子
によって捕捉されて大径の粒子になるから、サイクロン
内に入ったのち内部の水噴霧ノズルからの水粒子によっ
て更に捕捉されやすくなり、オイル除去効率が向上す
る。

【０００７】請求項３の手段は、請求項１において、下
部水槽の水面の近傍位置に、油水排出管の入口を配置し
て油水分離器に連通し、下部水槽の底部近くに、水噴霧
ノズルに水を送るための配管の入口を配置したことを特
徴とする。この手段によれば、オイル吸着材を用いるこ
となく水の再利用ができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１において、１は、オイルミス
トを発生して室内の空気中に放出する製造工程を有する
工場であり、例えば切削油を用いて切削加工する工場
や、鋳物砂にオイルを混ぜて使用する鋳物工場などであ
る。２は空気中からオイルミストを最初に分離する一次
サイクロン、３はオイルミストを２度目に分離する二次
サイクロン、４は両サイクロン２、３から空気を吸い出
す吸気ファン、５は下部水槽で、これに水ポンプ６、循
環水浄化系ポンプ７、下部水槽５と一次、二次サイクロ
ンを結ぶ水循環系の外に設置された油水分離器８、オイ
ル回収タンク９が付属する。

【０００９】一次サイクロン２は、上から順に外筒１
１、テーパ筒１２、流出筒１３を備えて構成される縦型
の本体部１０を有し、外筒１１に接線方向に空気導入筒
１４が接続され、外筒１１の頂面壁１５からテーパ筒１
２の上部にかけて同心に内筒１６が設置されており、空
気導入筒１４は、換気ダクト１７で工場１内に接続さ
れ、内筒１６は、送気ダクト１８で二次サイクロン３に
接続されている。

【００１０】空気導入筒１４内には、図２に示すよう
に、換気ダクト１７から入る処理空気の気流に対向して
複数個の水噴霧ノズル１９が設置され、内筒１６の周囲
には、図３に示すように、矢示の気流旋回方向と同方向
に噴出する水噴霧ノズル２０が多段に設置され、本体部
１０の内面には、図４に示すように該内面に沿って噴霧
する水噴霧ノズル２１が下向きに設置されており、各水
噴霧ノズルには、水ポンプ６、配管２２、２３により下
部水槽５の水が供給される。

【００１１】前記空気導入筒１４内の水噴霧ノズル１９
は、工場内から排出された空気を本体部１０内に導入す
る前に、オイルミスト径を拡大させておくためのもので
あり、図２に示すように、処理空気中のオイルミスト粒
子ｍは、水噴霧ノズル１９から出る噴霧Ｓの水粒子と衝
突して捕捉されて該オイルミスト粒子ｍより大径のミス
ト粒子Ｍになって本体部１０に流入し、内筒１６の周囲
に設けた水噴霧ノズル２０から出る噴霧の水粒子によっ
て一層大径化して更に捕捉されやすくなり、大きい慣性
力でテーパ筒１０の内面に衝突して該内面に容易に捕捉
されて流下する。

【００１２】水噴霧ノズル２１は、本体部１０の内壁に
付着したオイルミストを含む大径の水滴を薄い水膜状に
して流下させるが、依然として気流中にあるオイルミス
トを下向きの噴霧で捕捉して該内面を流下させることが
できる。したがって、前記水噴霧ノズル１９を設けたこ
とにより、小径のオイルミスト粒子ｍが直接本体部１０
に入るものに比べて除去装置全体のオイルミストの除去
効率が向上する。なお、各水噴霧ノズルから出る噴霧の
平均水粒径は、ノズル１９で１３０μｍ、ノズル２０で
６００μｍ、ノズル２１で６００μｍである。

【００１３】ところで、サイクロン内部は負圧のため、
オイルミストを含む貯留水の再飛散が懸念されるが、本
は発明者らは、次の手段によりこれを解決した。すなわ
ち、前記流出筒１３内には、図５に示すように、波立抑
制板２５、２６と飛散防止板２８、２９からなる飛散防
止装置２４が設けられる。このうち、波立抑制板２５
は、径方向に十字形に設置されており、波立抑制板２６
は、流出筒１３に内接する正方形状に設置されており、
本体部１４内の負圧で上昇する内水面Ｌから上に僅かに
突出する高さに固定されている。これらの波立抑制板２
５、２６は、貯留水の旋回流を直角及び斜めに横切る方
向に設けられているから、流出筒１３内の水の波立ちを
防止してミスト化するのを抑制している。

【００１４】そして波立抑制板２５の交点すなわち流出
筒１３の中心に立てた柱体２７には、２枚の飛散防止板
２８、２９が水面と略平行に固定されており、貯留水の
飛沫又はミストが飛散したとき、これらに衝突させて更
に上昇するのを阻止している。サイクロン２の処理空気
量１００ｍ³／ｍｉｎ，流出筒１３の内径Ｄ＝５５０m
m、外水面Ｌ0 から流出筒１３の上端までの高さＨ＝９
５０mmのものにおいて、下部の飛散防止板２８は、内水
面Ｌからｈ1 ＝４０mmの位置に設けられ、上部の飛散防
止板２９は、下部の飛散防止板２８よりｈ2 だけ上方に
あるが、該ｈ2 は、前記の高さＨに対して、ｈ2 ＝（４
／９）Ｈ 程度とされ、各飛散防止板の直径ｄは、流出
筒１３の内径Ｄに対して、ｄ＝（９／１１）Ｄ 程度と
される。

【００１５】図６は、図５に示す飛散防止装置２４を備
えたサイクロンのオイルミスト除去効果を、該飛散防止
装置２４を備えていない従来構造のサイクロンと比較し
たもので、一次サイクロン２において飛散防止装置２４
を備えたものは、除去効率が３２．８％であり、従来構
造のものの１５．６％に比べて２倍以上の効率になって
いる。

【００１６】二次サイクロン３には、一次サイクロン２
から出た空気が送気ダクト１８によって送られ、残留し
たオイルを分離してパイプ３０で下部水槽５に流し、浄
化した空気を戻しダクト３１で工場１に戻す。下部水槽
５に戻った貯留水中のオイルは、比重差で次第に水と分
離して水面に浮き、水面近傍に配置した配管３２の入口
から循環水浄化系ポンプ７により水と共に吸引され、油
水分離器８に送られて水と分離され、水はパイプ３３で
下部水槽５に戻り、オイルはパイプ３４でオイル回収タ
ンク９に送られる。

【００１７】図中３５は給水弁で、水面計３６、水位調
節器３７で制御され、下部水槽５の外水面Ｌ0 を制御す
る。また３８は、循環空気の温度を制御するためのヒー
トポンプを備えた熱源装置で、熱交換器３９、熱媒体の
流れを制御する三方弁４０が接続され、温度センサ４１
で換気ダクト３１を通る空気の温度を測定し、温度調節
器４２で三方弁４０を調節して所要の気温に制御する。

【００１８】以上により、工場１からサイクロン２に流
入する空気中のオイルミストの粒子は、水噴霧ノズル１
９、２０、２１から噴出する噴霧によって、次々と捕集
されながら粒径を大にし、流出筒１３内に流れ落ちて下
部水槽５に入る。水にオイルが混合した貯留水は、飛散
防止装置２４を設けたことにより、流出筒１３の内部で
旋回する気流によって再び水滴化又はミスト化して巻き
上げられるのが防止され、オイルミストの少ない空気を
内筒１６を経て二次サイクロンに送ることができる。ま
た、下部水槽５中の貯留水は、前記従来技術で使用され
ていたオイル吸着剤を下部水槽５内に用いることなく処
理されるから、オイル吸着剤を交換する手数と費用が軽
減でき、オイル分離装置の保守は系外でできる。

【００１９】なお、前記の実施の形態において、空気導
入筒１４内の水噴霧ノズル１９の水噴出方向は、空気流
に対向する方向のほかに、空気流に対して斜め、又は空
気流を追う方向であってもよい。なお、サイクロンの運
転条件に応じて、波立抑制板２５、２６の一方を省略
し、又は飛散防止板２８、２９の一方を省略したり、板
数を増減することができる。

【００２０】

【発明の効果】 以上の説明から明らかなとおり、請求
項１の手段によれば、サイクロン式オイルミスト除去装
置における流出筒内に流入したオイルを含む水は、飛散
防止装置の波立抑制板によって波立ちが防止され、飛散
防止板によって空気中に飛散するのが防止されるから、
オイルミスト除去効率が、飛散防止装置を備えないもの
に比べて格段に向上する効果を奏する。しかも波立抑制
板は、内水面から気流中に僅かに露出するだけであり、
飛散防止板は水平であるから、いずれも気流の旋回を殆
ど妨害せず、エネルギの損失が生じない利点がある。

【００２１】請求項２の手段によれば、導入管内の処理
空気中のオイルミスト粒子は、水噴霧ノズルから出る噴
霧の水粒子によって捕捉されて該オイルミスト粒子より
大径の粒子になって本体部に流入するから、本体部内部
の噴霧による捕捉と本体部の内周面による捕捉が容易に
なり、オイルミスト除去効率が向上する効果がある。

【００２２】請求項３の手段によれば、吸着剤を用いる
ことなく油水を分離するので取扱が容易である利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す各要素の配置図

【図２】空気導入筒の内部の作用説明図

【図３】内筒の横断面図

【図４】外筒の縦断面図

【図５】流出筒を示し（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断
面図

【図６】飛散防止装置の効果を示すグラフ

【符号の説明】

１ 工場 ２ 一次サイクロン ３ 二次サイクロン ４ 吸気ファン ５ 下部水槽 ６ 油水分離器 １０ 本体部 １１ 外筒 １３ 流出筒 １４ 空気導入筒 １６ 内筒 １９、２０、２１ 水噴霧ノズル ２４ 飛散防止装置 ２５、２６ 波立抑制板 ２８、２９ 飛散防止板

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D032 AA05 AC03 AC07 AC08 BA05 BB18 4D053 AA01 AB01 BA01 BB02 BC01 BD04 CA18 CB11 CD27 CD30 CE05 CG01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部から外筒、テーパ筒及び流出筒を連
   設した本体部と、該本体部内の上部に同心に設けた内筒
   と、外筒に接線方向に接続した空気導入筒と、前記流出
   筒を水封する下部水槽を備え、オイルミストを含む空気
   を空気導入筒から本体部に導入し、該空気に水の噴霧を
   吹き付けながら本体部内で旋回させ、オイルミストを分
   離した空気を内筒から吸引し、オイルミストを凝集した
   混合水を流出筒から下部水槽に流出させるサイクロン式
   オイルミスト除去装置において、流出筒の内部に、装置
   作動時に上昇する水面位置から上方に露出し且つ流出筒
   内部の貯留水を横切る方向に伸びる波立抑制板を設け、
   該流出筒の内部で波立抑制板の上方に、流出筒より小径
   の飛散防止板を水平に設けたことを特徴とするサイクロ
   ン式オイルミスト除去装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記空気導入筒内
   に、空気流にに向けて水を噴霧する水噴霧ノズルを設け
   たことを特徴とするサイクロン式オイルミスト除去装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１において、下部水槽の水面の近
   傍位置に、油水排出管の入口を配置して油水分離器に連
   通し、下部水槽の底部近くに、水噴霧ノズルに水を送る
   ための配管の入口を配置したことを特徴とするサイクロ
   ン式オイルミスト除去装置。