JP2004305921A

JP2004305921A - 油水分離装置

Info

Publication number: JP2004305921A
Application number: JP2003103257A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ogoshi; 和弘大越; Jiyunki Sasaki; 順基佐々木; Toru Hamanaka; 徹濱中
Original assignee: Yamashin Industry Inc
Current assignee: Yamashin Industry Inc
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】コンパクトに構成できる高効率の油水分離装置を提供する。
【解決手段】筒状をなし、油水混合液Ａの流入口１３と流出口１５とを有する第１ケーシング部材１１を備えている。第１ケーシング部材１１の内部には、筒状をなし油水混合液Ａを通過させることによって油水混合液Ａに含まれる水分を粗大化させる油水分離フィルタ２３と、油水分離フィルタ２３を通過した油水混合液Ａが流動する流路３２を有する。流路３２の上部に、撥水性を有する油水分離セパレータ４０が設けられている。油水分離セパレータ４０の下面側にて油水混合液Ａ中の水分が捕捉される。油水分離セパレータ４０は流路３２を利用して設置される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油水混合液に含まれる微小な水滴を油と分離する油水分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油水混合液中の水分を分離するために、油水混合液の流入口および流出口を有するケースと、前記ケース内に油水混合液を内側から外側へ圧送することにより水分を粗大化させる油水分離フィルタとを具備し、油分と水分との比重差を利用して水分を分離する油水分離装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、油水混合液を流入および流出可能なケース内に、油水混合液を内側から外側へ圧送することにより水分を粗大化する油水分離フィルタと、油水混合液を外側から内側へ通液することにより、水分を撥水分離するセパレータとを具備した油水分離装置も知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８８３０３号公報（図１および図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されている油水分離フィルタを筒状のケースの内部に収容し、該ケースの上部に流出口を有する装置では、水滴が分離された油が流出口へ向かって流動する際に、油の上昇する流速が早ければ粗大化した水滴も共に流出口から流出してしまい、油水分離性能が低下するおそれがある。また、流速を緩和させるためには流路を広くしなければならず、ケースを含む装置全体が大きくなるおそれがある。
【０００６】
ケース内部に油水分離フィルタとセパレータを配置したものでは、油水分離フィルタを配置するためのスペースとは別にセパレータを配置するためのスペースも必要になり、装置がさらに大きくなるという問題がある。
【０００７】
従って、本発明はコンパクトに構成できかつ油中から水滴を効果的に分離させることのできる油水分離装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の油水分離装置は、筒状をなし、油水混合液を導入可能な流入口を有しかつ上部に流出口を有するケースと、筒状をなし、前記ケースの内部に収容され、前記油水混合液が通過することにより前記油水混合液に含まれる水分が粗大化されて前記ケースの内部に排出される油水分離フィルタと、前記ケースの内面と前記油水分離フィルタとの間に形成された流路であって、前記流出口に連通し、かつ前記油水分離フィルタを通過した油水混合液が流動するケース内流路と、前記ケース内流路の上部に配置され、撥水性を有し、下面側にて前記油水混合液中の水分を捕捉するとともにその水滴を前記ケースの底部に向かって落とす油水分離セパレータとを具備した。
【０００９】
本発明の好ましい形態では、前記油水分離セパレータを環状に形成し、該油水分離セパレータを、前記ケースの内面と前記油水分離フィルタの外面との間に形成された環状の前記ケース内流路に収容した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下に本発明の一実施形態に係る油水分離装置１０を、図１ないし図３を参照して説明する。
図１に示す油水分離装置１０は、一端に底面１１ａを有し、他端が開放された略円筒形の第１ケーシング部材１１を有している。この第１ケーシング部材１１の上部にフランジ部１１ｂが形成され、このフランジ部１１ｂにカバー部材１２が設けられている。
【００１１】
カバー部材１２は、その中心部に流入口１３が形成されている。この流入口１３に、微小な水滴Ｄ１を含んだ油分などの油水混合液Ａを導入することができる。流入口１３の下方に、凸部１４が形成されている。カバー部材１２には、その中心から偏心した位置に、前記油水混合液Ａ中から水分が取り除かれた油Ｂを排出可能な流出口１５が形成されている。これら第１ケーシング部材１１とカバー部材１２は、例えば複数のボルト２０を用いて互いに固定されている。ボルト２０の近傍には第１のＯリング２１を収容する溝２２が形成され、この溝２２に第１のＯリング２１が設置される。
【００１２】
第１ケーシング部材１１の内部には、油水混合液Ａ中の微小な水滴Ｄ１（図２に示す）を粗大化させる油水分離フィルタ２３が設けられている。油水分離フィルタ２３は、第２ケーシング部材２４と、微小な水滴Ｄ１を粗大化させる繊維状シート２５より構成されている。
【００１３】
第２ケーシング部材２４は略円筒形をなし、その上下両端は開放されている。第２ケーシング部材２４の下端部の開口は、第１プレート部材３０により閉塞されている。第２ケーシング部材２４の上端開口部は、第１ケーシング部材１１の上端開口部と同心に配置されている。すなわち、第１および第２ケーシング部材１１，２４は互いに略同心に配置されている。
【００１４】
繊維状シート２５は、油水混合液Ａが通過するときに、油水混合液Ａ中の微小な水滴Ｄ１が極細の多数繊維によって捕らえられ、水滴Ｄ１が粗大化することにより、これら繊維の下流側にて水滴が脱離する性質を持っている。
【００１５】
繊維状シート２５は、図２に示すように、例えば折り畳まれることによって略カートリッジ型のプリーツ形状に形成され、略円筒状をしており、第２ケーシング部材２４の内部に略同心に配置されている。カバー部材１２に設けた前記凸部１４は、繊維状シート２５の上端開口部に上側から挿入されている。
【００１６】
第２ケーシング部材２４の側面には、繊維状シート２５を通過した油水混合液Ａが第２ケーシング部材２４の外側へ流出できるように、第１穴３１が多数形成されている。なお、図１に示される第２ケーシング部材２４の側面には、作図の都合上、一部にのみ第１穴３１が描かれているが、実際にはこれらの第１穴３１は、第２ケーシング部材２４の側面全域に亘って形成されている。
【００１７】
また、第１ケーシング部材１１の内面と第２ケーシング部材２４の外面との間には、油水分離フィルタ２３を通過した油水混合液Ａが流動可能な所定の隙間Ｌの環状の流路３２が形成されている。この流路３２の上方に前記流出口１５が位置している。
【００１８】
さらに、第１ケーシング部材１１の底面１１ａと第２ケーシング部材２４の第１プレート３０との間には、分離された水分Ｗが所定量溜められる空間３３が形成されている。第１ケーシング部材１１の底面１１ａには、この水分Ｗを排出可能なドレイン穴３４が形成されている。ドレイン穴３４にドレインプラグ３５が設置される。
【００１９】
流路３２の上部に油水分離セパレータ４０が設けられている。油水分離セパレータ４０は撥水性を有しており、水分は通さない性質を有している。油水分離セパレータ４０は円環状に形成されており、第１ケーシング部材１１と第２ケーシング部材２４との環状の隙間に設置される。
【００２０】
図３に示すように、断面が略Ｌ字の形状をした第２プレート部材４１は、そのフランジ部５０によって油水分離セパレータ４０の下面を支持している。油水分離セパレータ４０の内側面は、第３プレート４２の側面部５１によって支持されている。側面部５１は第２プレート部材４１の側面部５２と接着されている。第２プレート部材４１の側面部５２と第２ケーシング部材２４外周面との間に、若干の隙間Ｇが形成されている。
【００２１】
油水分離セパレータ４０の上面は、第４プレート部材４３の下面５３により支持されている。また、第３プレート部材４２の内周部５４は、第４プレート部材４３の下面５３に接着されている。第４プレート部材４３と第３プレート部材４２の一部によって、第２ケーシング部材２４の上端開口部が閉塞されている。上記構成により、油水分離フィルタ２３と水分離セパレータ４０が互いに一体に構成されている。なお、それぞれの接着に例えば接着材が用いられる。
【００２２】
第４プレート部材４３の内周側に立上がり部６０が形成されている。立上がり部６０の内周面６１に、第５プレート部材４４の外周面６２が接着されている。第５プレート部材４４は、略円筒状に形成された繊維状シート２５の内側に挿入されており、かつカバー部材１２の凸部１４の外周面と密着するように形成されている。
【００２３】
第５プレート部材４４と凸部１４との間の隙間６３に、第２のＯリング６４が設置される。これにより、カバー部材１２の流入口１３から導入される油水混合液Ａが、繊維状シート２５の内側へ流入することになる。
【００２４】
また、油水分離セパレータ４０の上下を支持している第４プレート部材４３および第２プレート部材４１の互いに対応する箇所に、図２に示すように第２穴６５、第３穴７０が各プレート部材４３，４１の周方向複数箇所に形成されている。これらの穴６５，７０の中心は、図３に示すように、例えばそれぞれ油水分離セパレータ４０の断面の中心点Ｐよりも内側へ偏心して位置しており、かつ第２穴６５の中心は第３穴７０の中心よりも内側に位置している。
【００２５】
次に上記構成の油水分離装置１０の作用について説明する。
流入口１３から導入される油水混合液Ａは、まず油水分離フィルタ２３の繊維状シート２５の内側へ導入される。導入された油水混合液Ａは、繊維状シート２５を内側から外側へ向けて通過する。その際、第２ケーシング部材２４は、繊維状シート２５が液圧によって外側へ押し広がることを抑える作用も有している。通過後の油水混合液Ａ中には、微小な水滴Ｄ１が粗大化され、大粒の水滴Ｄ２が含まれるようになる。油水混合液Ａは第２ケーシング部材２４の穴３１を通って流路３２に至る。
【００２６】
流路３２において大粒の水滴Ｄ２は、油分との比重差により下方に落下し、油分は上昇し油水分離セパレータ４０に至る。ここでは、図３に示すように、油分の上昇に伴い落下することができずに油分と共に上昇した比較的粒の小さい水滴Ｄ２が捕らえられ、油分だけが流出口１５から流出される。
【００２７】
油水分離セパレータ４０で捕らえられた水滴Ｄ２は次第に合体して粗大化し、油分の上昇に打ち勝つ大きさの水滴Ｄ３にまで成長すると下方へ落下する。下方へ落下した水分は空間３３に溜まる。空間３３に溜まった水分Ｗは、ドレインプラグ３５を外すことによってドレイン穴３４から排出することができる。
【００２８】
流路３２内では、油分の上昇速度が早い場合に、水滴Ｄ２のほとんどが油分と共に上昇しても、水滴Ｄ２は油水分離セパレータ４０で分離されるため、流出口１３より流出することはない。さらに、油水分離装置１０が傾いたり、振動を受けても水分は流出口１５より流出することはない。
【００２９】
油水分離セパレータ４０は、第１ケーシング部材１１と第２ケーシング部材２４との間に形成される流路３２の上部のスペースを有効に活用して設置されている。このため、油水分離フィルタ２３と油水分離セパレータ４０とによって効果的な油水分離性能を発揮できるとともに、油水分離装置１０をコンパクトに構成することができる。流路３２の上部に位置する油水分離セパレータ４０によって粗大化された水滴Ｄ３は自然に落下するため、油水分離セパレータ４０の水分による目詰まりを防ぎ、効率良く水分を分離することができる。
【００３０】
流路３２内での流体の上昇速度を早めても、水分が流出口１５から流出することを油水分離セパレータ４０によって防ぐことができるため、流路３２の幅Ｌを狭く形成することによる油分の上昇速度増加に対処できる。このため、油水分離装置１０をよりコンパクトに構成することができる。
【００３１】
油水分離セパレータ４０は環状に形成されており、油水分離フィルタ２３の周方向に配置される。このため、油水分離セパレータ４０の面積を大きくとることが容易であり、水分の分離性能をより向上させることができる。
【００３２】
振動や傾きにより水分が流出口１３より流出することがなくなるため、油水分離装置１０を動体機に搭載することも可能となる。例えばディーゼルエンジンのヒュエルフィルタなどに搭載されることにより、燃料中の水分を除去して二酸化炭素の発生を軽減でき、環境問題に助力することもできる。
【００３３】
作動油系に使用した場合、密閉された回路内での水分による錆の発生を防止できる。既存の油水分離フィルタを備えた油水分離装置に油水分離セパレータ４０を追加することにより、高価な油圧機器の防錆に役立つため、機器の寿命を延ばすことができる。
【００３４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施形態について図４を参照して説明する。
本実施の形態の油水分離装置１０ａは、第１ケーシング部材７１を有する。第１ケーシング部材７１の底面には、ドレイン穴３４が形成されている。ドレイン穴３４にドレインプラグ３５が設置される。ドレイン穴３４の上方にフロート部材７４が設けられている。
【００３５】
第１ケーシング部材７１の上部開口部にカバー部材７５が接合される。カバー部材７５は略中央に油水混合液Ａの流入口１３と、偏心した位置に流出口１５が形成されている。カバー部材７５と第１ケーシング部材７１との接合には、リング部材８１とＯリング７７などが用いられる。
【００３６】
第１ケーシング部材７１の内部には、油水分離フィルタ２３と油水分離セパレータ４０と、油水混合液Ａ中に含まれるゴミなどを除去する濾過用フィルタ８４が設置される。この油水分離フィルタ２３の内部には、濾過用フィルタ８４が略同心に配置される。なお、油水分離フィルタ２３と油水分離セパレータ４０は、第１の実施の形態と同様に、互いに一体に構成されている。
【００３７】
濾過用フィルタ８４は、第２ケーシング部材８５と繊維状シート８６から構成される。繊維状シート８６は、油水混合液Ａが通過すると油水混合液Ａ中のゴミを取り除く作用を有する。繊維状シート８６は、繊維状シート２５と同様に略カートリッジ型のプリーツ形状に形成されて略円筒状をなしており、第２ケーシング部材８５の内部に略同心に配置される。第２ケーシング部材８５の側面には、ケーシング部材２４と同様に穴９０が形成されている。
【００３８】
次に上記構成による油水分離装置１０ａの作用について説明する。
流入口１３より導入された油水混合液Ａは、まず濾過用フィルタ８４の内部に導入される。次いで繊維状シート８６を通過し、ゴミが取り除かれた油水混合液Ａは油水分離フィルタ２３を通過する。濾過用フィルタ８４を通過した後の作用は、第１の実施の形態と同様であり、ここでの説明を省略する。
【００３９】
第２の実施の形態によると、油水混合液Ａは濾過用フィルタ８４を通過した後に油水分離フィルタ２３を通過する。このため、第１の実施の形態の効果に加えて、繊維状シート２５のゴミなどによる目詰まりを防ぎ、油水分離フィルタ２３の油水分離性能をより効果的に発揮できるとともに、油水分離フィルタ２３を長持ちさせることができる。但し、第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同じ部分は、同一符合を付してその説明を省略した。
【００４０】
なお、繊維状シート２５，８６および油水分離セパレータ４０は、各々の目的とする作用を有する限り、それぞれを構成する素材は何ら限定されるものではない。また、繊維状シート２５，８６は、第１，２の実施の形態のように略カートリッジ型のプリーツ形状に限定されるものではなく、粗大化処理時の形態は何ら限定されるものではない。本発明を実施するに当たって、繊維状シートおよび油水分離セパレータをはじめとして、本発明の構成要素は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変換して実施できることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、油分と水分を効率良く分離できるとともに油水分離装置をコンパクトに構成することができる。
【００４２】
請求項２に記載の発明によれば、さらに油分と水分の分離性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油水分離装置を示す断面図。
【図２】油水分離装置の一部を拡大して示す斜視図。
【図３】油水分離装置の一部を拡大して示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る油水分離装置を分解して示す断面図。
【符号の説明】
１０…油水分離装置、１０ａ…油水分離装置、１１…第１ケーシング部材（ケース）、１２…カバー部材（上部）、１３…流入口、１５…流出口、２３…油水分離フィルタ、３２…流路（ケース内流路、隙間）、４０…油水分離セパレータ、７１…第１ケーシング部材（ケース）、７５…カバー部材（上部）。

Claims

筒状をなし、油水混合液を導入可能な流入口を有しかつ上部に流出口を有するケースと、
筒状をなし、前記ケースの内部に収容され、前記油水混合液が通過することにより前記油水混合液に含まれる水分が粗大化されて前記ケースの内部に排出される油水分離フィルタと、
前記ケースの内面と前記油水分離フィルタとの間に形成された流路であって、前記流出口に連通し、かつ前記油水分離フィルタを通過した油水混合液が流動するケース内流路と、
前記ケース内流路の上部に配置され、撥水性を有し、下面側にて前記油水混合液中の水分を捕捉するとともに、その水滴を前記ケースの底部に向かって落とす油水分離セパレータと、
を具備したことを特徴とする油水分離装置。
前記油水分離セパレータが環状に形成され、該油水分離セパレータが、前記ケースの内面と前記油水分離フィルタの外面との間に形成された環状の前記ケース内流路に収容されたことを特徴とする請求項１に記載の油水分離装置。