JP2018094530A - 油中水分除去装置、油中水分除去方法及び真空ポンプシステム - Google Patents

Abstract

【課題】乳化液から油を高い回収率で簡便に回収する。【解決手段】油中水分除去装置は、第１の油水分離部と、第２の油水分離部と、第１のポンプとを具備する。第１の油水分離部は、油と水とが乳化された状態にある第１の液体をフィルタに通過させて解乳化する。第１の液体は、油を使用する機器から採取される。そして、第１の油水分離部は、第１の液体を油と水とに分離された状態にある第２の液体に変化させることができる。第２の油水分離部は、第１の収容室と、第２の収容室と、親水撥油シートとを有する。第２の収容室は、第１の収容室の少なくとも一部の上に位置し第２の液体が供給されることができる。親水撥油シートは、第１の収容室と第２の収容室との間に配置され、第２の液体中の水を選択的に通過させることができる。第１のポンプは、第２の液体を第１の油水分離部から第２の油水分離部の第２の収容室に移動させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、油中水分除去装置、油中水分除去方法及び真空ポンプシステムに関する。

油を使用する機器の代表なものに、油潤滑式の油回転真空ポンプがある。この真空ポンプにおいては、空気とともに水蒸気が真空ポンプ内に吸引されて、水蒸気が真空ポンプ内で凝縮液化する。凝縮液化によって真空ポンプ内に溜った水は、例えば、真空ポンプに設けられた水抜き用のバルブを開放し抜くことができる。しかし、油と水とが乳化すると、油と水とがそれぞれ連続層となって分離せず、水を真空ポンプから取り除くことが難しくなる。

このような状況の中、真空ポンプ内で発生した乳化液を真空ポンプ外で油と水とに分離し、乳化液中の油を真空ポンプに戻す方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法では、乳化液を油水分離フィルタに通過させることによって、乳化液中の水を大きな水滴に成長させる。そして、大きく成長した水滴と、油との比重差を利用し、油と水とを分離する。

特開平０６−１９３５６４号公報

しかし、上記の方法では、油水分離フィルタが油を収容する容器内に設けられ、この容器内にも水滴が分散している。従って、この容器から油を回収すると、油中に分散している水滴が同時に回収される可能性がある。また、この容器内において、油の下に水の連続層が安定して形成されるには長い時間を要する。従って、この方法では油を簡便に回収できない。
このように、上記の方法では、乳化液から油を高い回収率で簡便に回収できない状況にある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、乳化液から油を高い回収率で簡便に回収できる油中水分除去装置、油中水分除去方法及び真空ポンプシステムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る油中水分除去装置は、第１の油水分離部と、第２の油水分離部と、第１のポンプとを具備する。
前記第１の油水分離部は、油と水とが乳化された状態にある第１の液体をフィルタに通過させて解乳化する。ここで、前記第１の液体は、油を使用する機器から採取される。そして、前記第１の油水分離部は、前記第１の液体を油と水とに分離された状態にある第２の液体に変化させることができる。
前記第２の油水分離部は、第１の収容室と、第２の収容室と、親水撥油シートとを有する。前記第２の収容室は、前記第１の収容室の少なくとも一部の上に位置し前記第２の液体が供給されることができる。前記親水撥油シートは、前記第１の収容室と前記第２の収容室との間に配置され、前記第２の液体中の水を選択的に通過させることができる。
前記第１のポンプは、前記第２の液体を前記第１の油水分離部から前記第２の油水分離部の前記第２の収容室に移動させることができる。
これにより、油を使用する機器から採取された乳化液中の油が高い回収率で簡便に回収される。

上記の油中水分除去装置は、ドレーンと、第２のポンプとをさらに具備してもよい。
前記ドレーンは、前記第１の収容室に接続され、前記第１の収容室に収容された水を排水することができる。
前記第２のポンプは、前記第２の収容室に収容された油を前記機器に移動させることができる。
これにより、油を使用する機器から採取された乳化液中の油が高い回収率で簡便に機器に戻される。

上記の油中水分除去装置においては、前記第１のポンプは、前記第１の油水分離部の下流に設けられ、前記第２の油水分離部の上流に設けられてもよい。
これにより、第１の液体が直接、第１のポンプを通過せず、第１のポンプが劣化しにくくなる。

上記の油中水分除去装置においては、前記第１の収容室及び前記第２の収容室は、大気に開放されてもよい。
これにより、第２の液体に含まれる水が自重によって第１の収容室に収容され、油が第２の収容室に収容される。

上記の油中水分除去装置においては、前記第１の油水分離部において、前記フィルタは、第１のフィルタと、第２のフィルタとを有してもよい。前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタの上流に設けられてもよい。前記第１のフィルタは、前記第１の液体を前記第２の液体に変化させることができる。前記第２のフィルタは、前記第１の液体に含まれるスラッジを取り除くことができる。
これにより、第１の液体に含まれるスラッジが第２のフィルタによって除去され、親水撥油シートにスラッジの少ない第２の液体を滴下することができる。

上記の油中水分除去装置においては、前記第２の収容室は、前記第２の液体が供給される供給口と、前記第２の液体中の油が排出される排油口と、を有してもよい。前記供給口は、前記排油口よりも高い位置に設けられてもよい。前記親水撥油シートを上面視したとき、前記親水撥油シートは、前記供給口から前記排油口に向かう方向を長手方向とする矩形状である。
これにより、第２の液体中の油が親水撥油シート上で流れる方向が親水撥油シートの長手方向と実質的に同じになり、親水撥油シートの使用面積が充分に確保される。

上記の油中水分除去装置においては、前記親水撥油シートは、水平面に対して斜めに配置されてもよい。
これにより、第２の液体中の油が親水撥油シート上でさらに溜りにくくなり、第２の液体中の水が親水撥油シートに接触する面積が充分に確保される。

上記の油中水分除去装置においては、前記第２の油水分離部は、前記親水撥油シート上での前記第２の液体の滞留を抑制する滞留抑制機構をさらに有してもよい。
これにより、第２の液体中の油が親水撥油シート上でさらに溜りにくくなり、第２の液体中の水が親水撥油シートに接触する面積が充分に確保される。

また、上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る油中水分除去方法は、油を使用する機器から採取され、油と水とが乳化された状態にある第１の液体をフィルタに通過させて解乳化することにより、前記第１の液体を油と水とに分離された状態にある第２の液体に変化させることを含む。
前記第２の液体中の水を選択的に通過させることが可能な親水撥油シートが用いられ、前記第２の液体中の前記水を第１の収容室に、前記第２の液体中の油を第２の収容室に、それぞれ振り分けられる。
これにより、油を使用する機器から採取された乳化した液体について、油が高い回収率で簡便に回収される。

また、上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る真空ポンプシステムは、真空ポンプと、第１の油水分離部と、第２の油水分離部と、第１のポンプと、ドレーンと、第２のポンプとを具備する。
前記第１の油水分離部は、油と水とが乳化された状態にある第１の液体をフィルタに通過させて解乳化する。ここで、前記第１の液体は、真空ポンプから採取される。そして、前記第１の油水分離部は、前記第１の液体を油と水とに分離された状態にある第２の液体に変化させることができる。
前記第２の油水分離部は、第１の収容室と、第２の収容室と、親水撥油シートとを有する。前記第２の収容室は、前記第１の収容室の少なくとも一部の上に位置し前記第２の液体が供給されることができる。前記親水撥油シートは、前記第１の収容室と前記第２の収容室との間に配置され、前記第２の液体中の水を選択的に通過させることができる。
前記第１のポンプは、前記第２の液体を前記第１の油水分離部から前記第２の油水分離部の前記第２の収容室に移動させることができる。
前記ドレーンは、前記第１の収容室に接続され、前記第１の収容室に収容された水を排水することができる。
前記第２のポンプは、前記第２の収容室に収容された油を前記真空ポンプに移動させることができる。
これにより、真空ポンプから採取された乳化した液体について、油が高い回収率で簡便に回収され、この油が真空ポンプに戻される。

以上述べたように、本発明によれば、乳化液から油が高い回収率で簡便に回収できる。

本実施形態に係る油中水分除去装置の構成を示す概略的ブロック図である。 図Ａは、本実施形態に係る第１の油水分離部を示す概略的断面図である。図Ｂは、第１の油水分離部に通過される前の乳化液の様子を模式的に表す図である。図Ｃは、第１の油水分離部を通過した後の乳化液の様子を模式的に表す図である。 図Ａは、本実施形態に係る第２の油水分離部の断面を示す概略的断面図である。図Ｂは、本実施形態に係る第２の油水分離部の上面を示す概略的上面図である。 図Ａ及び図Ｂは、本実施形態に係る第２の油水分離部の動作を示す概略的断面図である。 本実施形態に係る油中水分除去方法を示す概略的フロー図である。 図Ａは、本実施形態に係る第２の油水分離部の第１変形例を示す概略的断面図である。図Ｂは、本実施形態に係る第２の油水分離部の第２変形例を示す概略的断面図である。 図Ａは、本実施形態に係る第２の油水分離部の第３変形例を示す概略的断面図である。図Ｂは、本実施形態に係る第２の油水分離部の第３変形例を示す概略的上面図である。 本実施形態に係る第２の油水分離部の第４変形例を示す概略的断面図である。 本実施形態に係る第２の油水分離部の第５変形例を示す概略的断面図である。 本実施形態に係る第２の油水分離部の第６変形例を示す概略的断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。

［油中水分除去装置の構成］
図１は、本実施形態に係る油中水分除去装置１の構成を示す概略的ブロック図である。
図１に示す油中水分除去装置１は、油水分離部１０（第１の油水分離部）と、油水分離部２０Ａ（第２の油水分離部）と、ポンプ３１（第１のポンプ）と、ポンプ３２（第２のポンプ）と、流路４１（第１の流路）と、流路４２（第２の流路）と、流路４３（第３の流路）と、ドレーン５０を具備する。また、図１には、油中水分除去装置１が使用される対象であって、油を使用する機器６０が示されている。

まず、油中水分除去装置１の全体的な概要について説明する。

油中水分除去装置１において、流路４１、油水分離部１０、流路４２、油水分離部２０Ａ及び流路４３は、この順に直列状に接続されている。流路４１は、機器６０と油水分離部１０との間に接続されている。流路４２は、油水分離部１０と油水分離部２０Ａとの間に接続されている。流路４３は、油水分離部２０Ａと機器６０との間に接続されている。流路４１、４２、４３は、例えば、樹脂製または金属製であり、フレキシブル性のパイプで構成されてもよい。油中水分除去装置１において、流路４１が最上流の流路であり、流路４３が最下流の流路である。図１では、油中水分除去装置１内を流れる液体の向きが矢印で示されている。

ポンプ３１は、流路４２の途中に設けられる。例えば、ポンプ３１は、油水分離部１０の下流であって油水分離部２０Ａの上流に設けられる。ポンプ３２は、流路４３の途中に設けられる。例えば、ポンプ３２は、油水分離部２０Ａの下流に設けられる。ポンプ３１、３２は、例えば、ダイヤフラムポンプ、チューブポンプ及びバイモルポンプ等の液体移送ポンプである。流路４２については、ポンプ３１より上流を流路部４２ａ、ポンプ３１より下流を流路部４２ｂとする。流路４３については、ポンプ３２より上流を流路部４３ａ、ポンプ３２より下流を流路部４３ｂとする。

流路４１は、機器６０で乳化した液体（以下、乳化液１ｅ（第１の液体））を採取する最初の流通路である。ここで、乳化液１ｅとは、油と水とが乳化された液体である。乳化液１ｅは、目視で見て、例えば白濁している。そして、ポンプ３１、３２が起動すると、流路４２を介して油水分離部１０が吸引され、乳化液１ｅが機器６０から流路４１を介して油水分離部１０内に移動する。乳化液１ｅが油水分離部１０に供給されると、乳化液１ｅは油水分離部１０によって解乳化され、透明液１ｔ（油相と水相）となって、油水分離部１０から流路４２を経由し、流路４２の最下流にまで移動する。透明液１ｔは、目視で見て、例えば透き通っている。

ここで、流路４２の途中に設けられたポンプ３１は、吸入時の水１ｗの粒度分布を保持して水１ｗ及び油１ｏを排出することができる。すなわち、ポンプ３１は、流路部４２ａにおける水１ｗの粒度分布を保持しつつ、水１ｗ及び油１ｏを流路部４２ａから流路部４２ｂに移送する。例えば、ポンプ３１を通過した水１ｗにおいて、新たに１ｍｍ以下の水粒子が発生したとしても、１ｍｍ以下の水粒子の粒度分布は、流路部４２ｂにおける水１ｗの粒径分布の１％以下である。例えば、ポンプ３１の上流から下流に、１０００個以上の水１ｗの母集団が流れた場合、ポンプ３１の下流において、任意に１０００個の水１ｗの母集団を採取した場合、粒径が１ｍｍ以下の水１ｗが存在する率は、下流における母集団の中、１％以下（１０００個中、１０個以下）である。同様に、ポンプ３１を通過した油１ｏにおいて、新たに１ｍｍ以下の油粒子が発生したとしても、１ｍｍ以下の油粒子の粒度分布は、流路部４２ｂにおける油１ｏの粒径分布の１％以下である。例えば、ポンプ３１の上流から下流に、１０００個以上の油１ｏの母集団が流れた場合、ポンプ３１の下流において、任意に１０００個の油１ｏの母集団を採取した場合、粒径が１ｍｍ以下の油１ｏが存在する率は、下流における母集団の中、１％以下（１０００個中、１０個以下）である。このような水１ｗまたは油１ｏの粒径分布は、例えば、レーザ回折法により求められる。

透明液１ｔが油水分離部２０Ａに供給されると、透明液１ｔに含まれる油１ｏと水１ｗとがそれぞれ油水分離部２０Ａ内の収容室２１，２２に振り分けられる。そして、ポンプ３２の作動により、油１ｏが流路４３を介して油水分離部２０Ａ内の収容室２２から機器６０に戻される。一方、水１ｗは、油水分離部２０Ａ内の収容室２１からドレーン５０を介して排水される。なお、油水分離部２０Ａ及び流路４３が機器６０よりも高い位置に設けられている場合、油１ｏは、自重によって油水分離部２０Ａ内の収容室２２から流路４３を介して機器６０に戻すことができる。この場合、油中水分除去装置１からポンプ３２を除くことができる。

機器６０は、例えば、錆防止、潤滑、振動防止、冷媒、冷却、作動等のために油を使用する機器である。油は、例えば、シールする目的で使用される油、摺動部に使用される潤滑油、酸化腐食を抑制する油、油圧機器に使用される作動油等である。一例として、機器６０は、油潤滑式の油回転真空ポンプである。機器６０が油潤滑式の油回転真空ポンプの場合、油としては、鉱物油、合成油等があげられる。

また、機器６０が油潤滑式の油回転真空ポンプの場合、機器６０と油中水分除去装置１とを合わせると、真空ポンプシステムが構成される。例えば、真空ポンプ内で発生した乳化液１ｅが油中水分除去装置１に採取されると、油中水分除去装置１内で油１ｏと水１ｗとに分離され、油１ｏが油回転真空ポンプに戻される。そして、乳化液１ｅに含まれる水１ｗは、ドレーン５０を介して排水される。

また、油中水分除去装置１において、ポンプ３１が流路４２の途中ではなく、流路４１の途中に設けられてもよい。但し、ポンプ３１は、乳化液１ｅに含まれるスラッジ１ｓが油水分離部１０によって予め除かれるので（後述）、流路４２の途中に設けられることが好ましい。これにより、スラッジ１ｓを含む乳化液１ｅが直接、ポンプ３１を通過せず、ポンプ３１が劣化しにくくなる。

また、乳化液１ｅは、油よりも比重が高いため、機器６０内においては、油よりも下に滞留する。これにより、乳化液１ｅを吸引する流路４１は、機器６０の底部に接続させ、油を戻す流路４３は、機器６０の上部に接続させることが望ましい。

次に、油中水分除去装置１を構成する油水分離部１０（第１の油水分離部）及び油水分離部２０Ａ（第２の油水分離部）の構成の詳細について説明する。

図２Ａは、本実施形態に係る第１の油水分離部１０を示す概略的断面図である。図２Ｂは、第１の油水分離部１０に通過される前の乳化液１ｅの様子を模式的に表す図である。図２Ｃは、第１の油水分離部１０を通過した後の乳化液１ｅの様子を模式的に表す図である。矢印は、液体が流れる向きを表している。

図２Ａに示すように、油水分離部１０は、円筒状の筒部１５ａと、円板状の上蓋１５ｂと、円板状の下蓋１５ｃと、フィルタ部材１４を有する。フィルタ部材１４は、フィルタ１２（第１のフィルタ）と、フィルタ１１（第２のフィルタ）と、フィルタ１３（第３のフィルタ）とを有する。フィルタ１１、フィルタ１２及びフィルタ１３は、Ｚ軸方向においてこの順に並ぶ。例えば、フィルタ１１は、フィルタ１２の上流に設けられ、フィルタ１２は、フィルタ１３の上流に設けられている。フィルタ部材１４の中、フィルタ１３は、フィルタ１１と同じ材料のため、フィルタ１３については、適宜除くことも可能である。

下蓋１５ｃは、流路４１に接続されている。上蓋１５ｂは、流路部４２ａに接続されている。筒部１５ａは、上蓋１５ｂ及び下蓋１５ｃに接続されている。上蓋１５ｂ及び下蓋１５ｃのそれぞれは、筒部１５ａに脱着可能である。上蓋１５ｂ及び下蓋１５ｃのそれぞれと、筒部１５ａとの間には、適宜Ｏリングが設けられてもよい。

油水分離部１０において、筒部１５ａ、上蓋１５ｂ及び下蓋１５ｃは、収容ケースとして機能する。上蓋１５ｂ及び下蓋１５ｃのいずれかを筒部１５ａから外すことにより、筒部１５ａ内に収容されたフィルタ１１、１２、１３のいずれかを新品なものに簡便に交換することができる。なお、図示された収容ケースの形状は、一例であり、この例に限らない。

フィルタ１１、１３は、例えば、ポリウレタン樹脂を含む。このポリウレタン樹脂は、例えば、発砲ポリウレタンである。フィルタ１２、例えば、メラミン樹脂を含む。このメラミン樹脂は、例えば、メラミンフォームである。

図２Ｂに示すように、油水分離部１０の上流である流路４１内には、機器６０から採取された直後の乳化液１ｅが存在している。乳化液１ｅは、乳化液１ｅのほかに、スラッジ１ｓを含んでいる。ここで、スラッジ１ｓとは、機器６０内で発生した錆び粉、磨耗された金属粉、油酸化物、カーボン粉、ダスト等である。このスラッジ１ｓは、油水分離部１０中のフィルタ１１によって予め除去される。これにより、フィルタ１１の下流では、乳化液１ｅ中のスラッジ１ｓが極めて少なくなる。

さらに、フィルタ１１は、乳化液１ｅを筒部１５ａ内でＸ軸方向及びＹ軸方向に広げる層としても機能する。例えば、フィルタ１１がなく、流路４１の直下流にフィルタ１２が配置された場合は、乳化液１ｅは、流路４１内で形成された流束の影響を受けて、フィルタ１２の中心部付近を通過してしまう。

一方、フィルタ１１がフィルタ１２と流路４１との間に配置された油水分離部１０では、流路４１から流出した乳化液１ｅがフィルタ１１内でＸ軸方向及びＹ軸方向に一旦広がる。そして、フィルタ１２には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に広がった乳化液１ｅが流入する。これにより、乳化液１ｅは、フィルタ１２内において満遍なく広がり、フィルタ１２における充分な使用体積が得られる。なお、フィルタ１１によって除去されなかったスラッジ１ｓは、フィルタ１３によって除去される。フィルタ１３内の孔径は、フィルタ１１内の孔径よりも小さく構成されてもよい。

乳化液１ｅがフィルタ１２に到達すると、例えば、乳化液１ｅ中に分散されている微小の水粒子がフィルタ１２のメラミン樹脂の繊維に捕捉され、擬集し、やがて微小の水粒子よりも径が大きい水滴に成長する。そして、フィルタ１２を通過し、流路部４２ａにまで到達した液体は、油１ｏと、玉状の水１ｗとに分離された状態である透明液１ｔ（第２の液体）になる（図２Ｃ）。

このように、乳化液１ｅが油水分離部１０のフィルタ１２を通過すると、乳化液１ｅが解乳化されて、乳化液１ｅが油１ｏと水１ｗとに分離された透明液１ｔに変化する。そして、透明液１ｔは、ポンプ３１の作動によって油水分離部１０から流路部４２ａを経由し、流路部４２ｂの最下流にまで移動する。流路部４２ｂの最下流にまで移動した透明液１ｔは、この後、水と油との比重差を利用して同じ容器内で分離されるではなく、次に説明する親水撥油シート２３ｓを用いて油１ｏと水１ｗとがそれぞれ別の収容室２１，２２に分離される。

図３Ａは、本実施形態に係る第２の油水分離部２０Ａの断面を示す概略的断面図である。図３Ｂは、本実施形態に係る第２の油水分離部２０Ａの上面を示す概略的上面図である。

図３Ａに示すように、油水分離部２０Ａは、親水撥油シート２３ｓと、筐体２５と、傾斜板２６と、支持板２７と、供給口２４ａと、排油口２４ｂと、排水口２４ｃとを有する。親水撥油シート２３ｓは、筐体２５内に収容されている。親水撥油シート２３ｓは、その外周がフレーム２３ｆにより保持されている。親水撥油シート２３ｓは、例えば、網により支えられてもよい。親水撥油シート２３ｓとフレーム２３ｆとをまとめて、フィルタカードリッジとする。また、筐体２５を上面視したときの形状は、矩形状になっている（図３Ｂ）。筐体２５の形状は、矩形状に限らず、円形状であってもよい。

親水撥油シート２３ｓは、例えば、透明液１ｔ中の水１ｗを選択的に通過させることができるシートである。フレーム２３ｆは、親水撥油シート２３ｓを支持するとともに、それ自体が筐体２５の係止部２５ｌ及び支持板２７に支持されている。フレーム２３ｆと支持板２７とが接触する部分からは、供給口２４ａに向かって傾斜板２６が設けられている。

また、油水分離部２０Ａは、筐体２５と支持板２７と親水撥油シート２３ｓとにより囲まれた収容室２１（第１の収容室）と、筐体２５と傾斜板２６と親水撥油シート２３ｓとにより囲まれた収容室２２（第２の収容室）とを有する。収容室２２は、収容室２１の少なくとも一部の上に位置している。図３Ａの例では、収容室２１全域上に収容室２２が設けられている。収容室２１及び収容室２２は、大気に開放されている。親水撥油シート２３ｓは、収容室２１と収容室２２との間に配置されている。ポンプ３１が作動すると、透明液１ｔが油水分離部１０から流路４２を経由し収容室２２にまで移動する。

また、油水分離部２０Ａは、筐体２５と傾斜板２６と支持板２７とに囲まれた空間２８を有する。空間２８については、例えば、支持板２７に開口を設けて、収容室２１と繋ぐことも可能である。この場合、収容室２１と空間２８とをまとめて収容室２１としてもよい。

供給口２４ａは、収容室２２に設けられている。供給口２４ａは、流路部４２ｂに接続されている。すなわち、流路部４２ｂは、供給口２４ａを介して収容室２２に接続されている。また、供給口２４ａは、排油口２４ｂ及び傾斜板２６よりも高い位置に位置している。例えば、供給口２４ａの下端は、傾斜板２６の上端よりも高い位置に位置する。流路部４２ｂにまで到達した透明液１ｔは、ポンプ３１の作動によって供給口２４ａを介して収容室２２に供給される。

排油口２４ｂは、収容室２２に設けられている。排油口２４ｂは、流路部４３ａに接続されている。すなわち、流路部４３ａは、排油口２４ｂを介して収容室２２に接続されている。排油口２４ｂは、ドレーン５０及び親水撥油シート２３ｓよりも上に位置している。例えば、排油口２４ｂの下端は、親水撥油シート２３ｓの上面と同じ高さになるように位置する。

排水口２４ｃは、ドレーン５０に接続されている。ドレーン５０は、排水口２４ｃを介して収容室２１に接続されている。例えば、排水口２４ｃの下端は、筐体２５の底部２５ｂの上面と同じ高さになるように位置する。

親水撥油シート２３ｓは、親水性且つ撥油性を有するシートである。例えば、親水撥油シート２３ｓは、基材としてのガラス繊維、ＰＥＴ（Poly-Ethylene-Terephthalate）繊維等に、親水性且つ撥油性を有する材料（例えば、特開２０１５−１８７２２０号公報参照）がコーティングされたシートである。例えば、水は、親水撥油シート２３ｓの親水性によって親水撥油シート２３ｓ内を浸透することができる。一方、油は、親水撥油シート２３ｓの撥油性によって、その表面で弾かれ、親水撥油シート２３ｓ内を浸透できない。

親水撥油シート２３ｓを上面視したとき、親水撥油シート２３ｓは、供給口２４ａから排油口２４ｂに向かう方向を長手方向とする矩形状（例えば、長方形）になっている。すなわち、親水撥油シート２３ｓの長手方向は、供給口２４ａから排油口２４ｂに向かう方向（Ｙ軸方向）と一致する。これにより、透明液１ｔが親水撥油シート２３ｓ上で流れる方向が親水撥油シート２３ｓの長手方向（Ｙ軸方向）と実質的に同じになり、親水撥油シート２３ｓの使用される面積が充分に確保される。仮に、透明液１ｔが親水撥油シート２３ｓ上で流れる方向が親水撥油シート２３ｓの長手方向と直交してしまうと、親水撥油シート２３ｓの短手方向において透明液１ｔが親水撥油シート２３ｓの中心部付近を横切ることになり、親水撥油シート２３ｓの使用される面積が充分に確保できない。

図４Ａ及び図４Ｂは、本実施形態に係る第２の油水分離部２０Ａの動作を示す概略的断面図である。

例えば、図４Ａに示すように、供給口２４ａから透明液１ｔが収容室２２に供給されると、透明液１ｔは、傾斜板２６に沿って流れ落ちる。傾斜板２６付近の親水撥油シート２３ｓ上には透明液１ｔが滴下される。これにより、透明液１ｔは、傾斜板２６近傍の親水撥油シート２３ｓに接触する。ここで、透明液１ｔ中の水１ｗは、油１ｏよりも比重が大きい。これにより、水１ｗは、油１ｏの下側に移動し、油１ｏよりも優先的に親水撥油シート２３ｓに接触する。そして、水１ｗが親水撥油シート２３ｓに接触すると、水１ｗの自重によって透明液１ｔ中の水１ｗが選択的に親水撥油シート２３ｓを通過し、水１ｗが収容室２２から収容室２１に移動する。すなわち、透明液１ｔ中の水１ｗは、収容室２１に収容される。

一方、油１ｏは、撥油性の親水撥油シート２３ｓを通過できず、親水撥油シート２３ｓ上に残留する。これにより、透明液１ｔ中の油１ｏは、収容室２２に収容される。なお、親水撥油シート２３ｓは、油１ｏに対して撥油効果がある。これにより、油１ｏは、親水撥油シート２３ｓに濡れずに、油１ｏに力が加えられると、油１ｏは、親水撥油シート２３ｓ上で動き得る状態になっている。

このように、本実施形態においては、同じ収容室内に油１ｏと水１ｗとを収容させ、油と水との比重差を利用して同じ収容室内で油１ｏと水１ｗを分離するのではなく、油１ｏと水１ｗとを親水撥油シート２３ｓによって分離し、油１ｏと水１ｗとをそれぞれを別の収容室２１，２２に収容する。なお、親水撥油シート２３ｓ上に乳化液１ｅを直接滴下しても、親水撥油シート２３ｓ下に水が落下しないことが判明している。

続いて、図４Ｂに示すように、新たな透明液１ｔが供給口２４ａから収容室２２に供給されると、新たな透明液１ｔ中の水１ｗは、親水撥油シート２３ｓを介して、収容室２２から収容室２１に移動し、油１ｏは、親水撥油シート２３ｓ上に残留する。さらに新たな油１ｏは、既に親水撥油シート２３ｓ上に残留している油１ｏに対して押圧力を与える。この結果、収容室２２に残留する油１ｏは、供給口２４ａから排油口２４ｂに向かう方向に流れ、収容室２２から排油口２４ｂを介して流路部４３ａに排出される。そして、収容室２２内の油１ｏは、ポンプ３２の作動により流路部４３ａを介して吸引されて、流路部４３ｂの最下流にまで移動する。さらに、ポンプ３２の作動によって、この油１ｏは、機器６０にまで移動する。一方、収容室２１に収容された水１ｗは、排水口２４ｃを介してドレーン５０に排出される。

本実施形態においては、同じ容器内で油層の下に連続した水の層（水滴が合一した層）を形成して、この容器から油を回収するのではなく、油水分離部１０で分離された油１ｏ及び水１ｗをともに油水分離部２０Ａに供給し、油水分離部２０Ａにおいて、油１ｏ及び水１ｗを親水撥油シート２３ｓによりそれぞれ別の収容室２１、２２に振り分けている。これにより、油層の下に連続した水の層を形成させる工程を省くことができ、さらに純度の高い油を高い回収率で回収することができる。また、ドレーン５０に排水される水１ｗの純度も高く、ドレーン５０に排水される水１ｗから再び油を除く処理も要しない。

また、油中水分除去装置１においては、油水分離部２０Ａの収容室２１、２２が大気に開放されており、透明液１ｔ中の水１ｗが自重で収容室２２から収容室２１に移動する。すなわち、透明液１ｔ中の水１ｗは、収容室２２が加圧されることなく収容室２２から収容室２１に移動する。

例えば、収容室２２を加圧して強制的に水１ｗを収容室２２から収容室２１に移動させると、透明液１ｔ中の油１ｏも水１ｗとともに親水撥油シート２３ｓを通過することがある。これに対し、油中水分除去装置１においては、収容室２１、２２が大気に開放され、水１ｗを自重で収容室２２から収容室２１に移動させている。これにより、油１ｏは、親水撥油シート２３ｓを通過せずに、確実に収容室２２に収容される。さらに、油中水分除去装置１においては、収容室２１、２２内の圧力を調整する複雑な機構を要しない。

このように、油中水分除去装置１を用いれば、油を使用する機器６０から採取された乳化液中の油が高い回収率で簡便に回収される。

また、油水分離部１０、２０Ａはともに小型であり、油水分離部１０内のフィルタ１１、１２、１３及び油水分離部２０Ａ内の親水撥油シート２３ｓは、簡便に交換される。これにより、油中水分除去装置１のメンテナンスも容易になる。

［油中水分除去方法］
以上説明した油中水分除去装置１を用いた油中水分除去は、次に示すステップに従う。図５は、本実施形態に係る油中水分除去方法を示す概略的フロー図である。

まず、油を使用する機器６０から採取された乳化液１ｅをフィルタ１２に通過させて解乳化することにより、乳化液１ｅを油１ｏと水１ｗとに分離された状態にある透明液１ｔに変化させる（ステップＳ１０）。
次に、透明液１ｔ中の水１ｗを選択的に通過させることが可能な親水撥油シート２３ｓを用い、透明液１ｔ中の水１ｗを収容室２１に、透明液１ｔ中の油１ｏを収容室２２に、それぞれ振り分ける（ステップＳ２０）。
次に、収容室２２に収容された油１ｏを機器６０に戻し、収容室２１に収容された水１ｗを廃棄する（ステップＳ３０）。
このような方法により、機器６０から採取された乳化液１ｅについて、油１ｏが高い回収率で簡便に回収される。

［第２の油水分離部の変形例］
図６Ａは、本実施形態に係る第２の油水分離部の第１変形例を示す概略的断面図である。図６Ｂは、本実施形態に係る第２の油水分離部の第２変形例を示す概略的断面図である。

図６Ａに示す油水分離部２０Ｂにおいては、親水撥油シート２３ｓが水平面（Ｘ−Ｙ平面）に対して斜めに配置されている。例えば、親水撥油シート２３ｓは、供給口２４ａから排油口２４ｂに向かう方向において、下り傾斜面を構成するように配置されている。このような構造であれば、油１ｏは、親水撥油シート２３ｓ上で動きやすくなり、親水撥油シート２３ｓ上に溜りにくくなる。これにより、水１ｗが親水撥油シート２３ｓに接触する面積が充分に確保され、親水撥油シート２３ｓの使用効率が増加する。

図６Ｂに示す油水分離部２０Ｃにおいても、親水撥油シート２３ｓは、供給口２４ａから排油口２４ｂに向かう方向において、下り傾斜になるように配置されている。但し、油水分離部２０Ｃにおいては、傾斜板２６及び支持板２７が設けられていない。油水分離部２０Ｃにおいては、空間２８はなくなり、親水撥油シート２３ｓ下の空間が収容室２１になっている。このような構造であれば、油水分離部２０Ｂと同じ効果を奏するとともに、構成が油水分離部２０Ｂよりもさらに簡便になる。

なお、油水分離部２０Ｂまたは油水分離部２０Ｃを有する油中水分除去装置１においては、水平面に対して親水撥油シート２３ｓが確実に斜めに配置されていることが確認できるレベルゲージが設けられてもよい。

また、第２の油水分離部は、親水撥油シート２３ｓ上での透明液１ｔの滞留を抑制する滞留抑制機構をさらに有してもよい。以下に、その具体例について説明する。

図７Ａは、本実施形態に係る第２の油水分離部の第３変形例を示す概略的断面図である。図７Ｂは、本実施形態に係る第２の油水分離部の第３変形例を示す概略的上面図である。

図７Ａ及び図７Ｂに示す油水分離部２０Ｄは、親水撥油シート２３ｓ上に設けられた複数のフィン１００と、回転軸１０１と有する。油水分離部２０Ｄにおける親水撥油シート２３ｓの外形は、例えば、円状である。回転軸１０１は、筐体２５の底部２５ｂから親水撥油シート２３ｓに向かって延伸し、親水撥油シート２３ｓを貫通している。回転軸１０１は、親水撥油シート２３ｓに対して垂直に設けられている。

複数のフィン１００は、回転軸１０１を中心に回転可能である。複数のフィン１００のそれぞれは、回転軸１０１を中心に等間隔で配置されている。複数のフィン１００のそれぞれは、Ｘ−Ｙ平面において円弧状に歪曲している（図７Ｂ）。複数のフィン１００のそれぞれは、切り欠かれた孔部１００ｈを有する。但し、孔部１００ｈが設けられていない構成も本実施形態に含まれる。フィン１００は、撥水撥油性を有する。孔部１００ｈは、親水撥油シート２３ｓに対向する。複数のフィン１００のそれぞれは、親水撥油シート２３ｓに接していない。例えば、親水撥油シート２３ｓとフィン１００とは、油１ｏが親水撥油シート２３ｓ上で滞留しない程度に離れている。

供給口２４ａは、フィン１００の上端よりも低い位置に設けられている。また、図７Ａ、Ｂの例では、排油口２４ｂは、供給口２４ａと対向する位置に設けられる。この配置は一例であり、例えば、供給口２４ａと回転軸１０１とを結ぶ線と、排油口２４ｂと回転軸１０１とを結ぶ線とのなす角は、１８０度より小さくてもよい。

油水分離部２０Ｄにおいて、供給口２４ａから透明液１ｔが供給されると、透明液１ｔが複数のフィン１００のいずれかの側面を押し、複数のフィン１００が回転軸１０１を中心に回転する。複数のフィン１００が回転すると、回転方向において隣り合うフィン１００間に挟まれた油１ｏも回転方向に動き、排油口２４ｂにまで移動する。この後、油１ｏは、排油口２４ｂを介して流路部４３ａに排出される。一方、水１ｗは、自重により親水撥油シート２３ｓを通過して、収容室２１に収容される。さらに、水１ｗは、排水口２４ｃを介して、ドレーン５０に排水される。

また、油水分離部２０Ｄにおいては、複数のフィン１００のそれぞれが孔部１００ｈを有し、複数のフィン１００が回転すると、フィン１００の下では油１ｏの渦流が発生する。これにより、油１ｏは、親水撥油シート２３ｓ上でさらに滞留しにくくなっている。

このような機構を有することにより、油１ｏは、親水撥油シート２３ｓ上でさらに動きやすくなり、親水撥油シート２３ｓ上にさらに溜りにくくなる。これにより、水１ｗが親水撥油シート２３ｓに接触する面積が充分に確保され、親水撥油シート２３ｓの使用効率がさらに増加する。なお、複数のフィン１００については、外部に設けられた駆動源により回転することも可能である。

図８は、本実施形態に係る第２の油水分離部の第４変形例を示す概略的断面図である。

図８に示す油水分離部２０Ｅにおいては、親水撥油シート２３ｓが筒状になっている。筒状の親水撥油シート２３ｓの両端は、環状のホルダ１０３ａ、１０３ｂによって支持されている。筒状の親水撥油シート２３ｓ内には、回転軸１０２が貫通している。回転軸１０２は、筐体２５に支持されている。回転軸１０２は、水平面に対して斜めになるように配置されている。例えば、回転軸１０２は、供給口２４ａから排油口２４ｂに向かう方向において、下るように配置されている。これにより、筒状の親水撥油シート２３ｓも供給口２４ａから排油口２４ｂに向かう方向において、下るように配置されている。筒状の親水撥油シート２３ｓの中心軸と回転軸１０２の中止軸とは一致する。また、筒状の親水撥油シート２３ｓは、回転軸１０２に付設された骨組み（不図示）によって、その内部から支持されている。

油水分離部２０Ｅにおいては、収容室２１と収容室２２とが筒状の親水撥油シート２３ｓにより分けられている。すなわち、油水分離部２０Ｅでは、筒状の親水撥油シート２３ｓ内が収容室２２になっている。そして、回転軸１０２は、油水分離部２０Ｅ外に設けられた駆動源によって、回転軸１０２の中心軸を中心に回転する。これにより、筒状の親水撥油シート２３ｓは、親水撥油シート２３ｓの中心軸を中心に回転する。

また、油水分離部２０Ｅにおいては、供給口２４ａの一部が筒状の親水撥油シート２３ｓ内に挿入されている。例えば、供給口２４ａの一部は、回転軸１０２と接触しないように筒状の親水撥油シート２３ｓに挿入される。また、排油口２４ｂの一部が筒状の親水撥油シート２３ｓ内に挿入されている。排油口２４ｂの一部は、例えば、斜めに傾いた筒状の親水撥油シート２３ｓにおいて最も低い位置付近に挿入されている。

供給口２４ａから透明液１ｔが筒状の親水撥油シート２３ｓ（収容室２２）内に供給されると、油１ｏは、親水撥油シート２３ｓを通過せず、傾斜し且つ回転する親水撥油シート２３ｓ内を沿って排油口２４ｂにまで移動する。この後、油１ｏは、排油口２４ｂを介して流路部４３ａに排出される。油水分離部２０Ｅにおいては、親水撥油シート２３ｓが傾斜し且つ回転しているので、油１ｏが筒状の親水撥油シート２３ｓ内で溜りにくい構成になっている。なお、筒状の親水撥油シート２３ｓの角速度は、油１ｏが遠心力によって親水撥油シート２３ｓを通過しない程度に調整される。

一方、水１ｗは、自重または遠心力により親水撥油シート２３ｓを通過して、収容室２１に収容される。そして、水１ｗは、排水口２４ｃを介して、ドレーン５０に排水される。油水分離部２０Ｅにおいては、水１ｗに自重のほか遠心力を持たせることにより、水１ｗの親水撥油シート２３ｓに対する接触性がより向上する。これにより、親水撥油シート２３ｓによって油１ｏと水１ｗとがさらに効率よく分離される。

図９は、本実施形態に係る第２の油水分離部の第５変形例を示す概略的断面図である。

図９に示す油水分離部２０Ｆは、斜めに傾いた筒状の親水撥油シート２３ｓの中に螺旋状のスクリュー１０５が設けられている。スクリュー１０５は、筒状の親水撥油シート２３ｓを支持する骨組み及び回転軸１０２に支持されている。すなわち、筒状の親水撥油シート２３ｓが回転すると、スクリュー１０５も一緒に回転する。ここで、供給口２４ａからスクリュー１０５を見た場合、スクリュー１０５は、時計周りに回転する。また、スクリュー１０５を構成する羽根は、撥水撥油性を有する。回転軸１０２の一部は、排油口２４ｂに嵌合されている。また、ホルダ１０３ｂ周辺の回転軸１０２においては、油１ｏを排油口２４ｂに排出する孔構造及び中空構造を有する。

供給口２４ａから透明液１ｔが筒状の親水撥油シート２３ｓ内に供給されると、油１ｏは、親水撥油シート２３ｓを通過できない。さらに、油１ｏは、筒状の親水撥油シート２３ｓ内で、スクリュー１０５の羽根で区切られた空間を旋回する。その後、油１ｏは、筒状の親水撥油シート２３ｓの下流であるホルダ１０３ｂ付近に到達する。そして、油１ｏは、回転軸１０２内を経由して、排油口２４ｂ、流路部４３ａに排出される。

油水分離部２０Ｆにおいては、親水撥油シート２３ｓが傾斜し且つ回転しているので、油１ｏが筒状の親水撥油シート２３ｓ内で溜りにくい構成になっている。さらに、スクリュー１０５の回転により油１ｏが筒状の親水撥油シート２３ｓ内で強制的に動き、油１ｏがさらに溜りにくくなる。一方、水１ｗは、自重または遠心力により親水撥油シート２３ｓを通過して、収容室２１に収容される。そして、水１ｗは、排水口２４ｃを介して、ドレーン５０に排水される。これにより、油１ｏと水１ｗとがさらに効率よく分離される。

図１０は、本実施形態に係る第２の油水分離部の第６変形例を示す概略的断面図である。

図１０に示す油水分離部２０Ｇにおいては、スクリュー１０５を有する筒状の親水撥油シート２３ｓが水平面に対して垂直になるように配置されている。すなわち、スクリュー１０５を有する筒状の親水撥油シート２３ｓの長手方向は、上下方向（Ｚ軸方向）に一致している。

供給口２４ａは、筐体２５の上部２５ｕに設けられている。回転軸１０２は、筐体２５の上部２５ｕに支持されている。回転軸１０２の一部は、筐体２５の底部２５ｂに設けられた排油口２４ｂに嵌合されている。また、ホルダ１０３ｂ周辺の回転軸１０２においては、油１ｏを排油口２４ｂに排出する孔構造及び中空構造を有する。

供給口２４ａから透明液１ｔが筒状の親水撥油シート２３ｓ内に供給されると、油１ｏは、親水撥油シート２３ｓを通過せず、筒状の親水撥油シート２３ｓ内で、スクリュー１０５の羽根で区切られた空間を旋回する。そして、油１ｏは、筒状の親水撥油シート２３ｓの下流であるホルダ１０３ｂ付近に到達する。この後、油１ｏは、回転軸１０２内を経由して、排油口２４ｂ、流路部４３ａに排出される。

油水分離部２０Ｇにおいては、親水撥油シート２３ｓが回転しているので、油１ｏが筒状の親水撥油シート２３ｓ内で溜りにくい構成になっている。さらに、スクリュー１０５の回転により油１ｏが筒状の親水撥油シート２３ｓ内で強制的に動き、油１ｏがさらに溜りにくくなる。一方、水１ｗは、遠心力により親水撥油シート２３ｓを通過して、収容室２１に収容される。そして、水１ｗは、排水口２４ｃを介して、ドレーン５０に排水される。これにより、油１ｏと水１ｗとがさらに効率よく分離される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。

１…油中水分除去装置
１ｅ…乳化液
１ｓ…スラッジ
１ｏ…油
１ｗ…水
１ｔ…透明液
１０…油水分離部
１１、１２、１３…フィルタ
１４…フィルタ部材
１５ａ…筒部
１５ｂ…上蓋
１５ｃ…下蓋
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｅ、２０Ｄ、２０Ｆ、２０Ｇ…油水分離部
２１、２２…収容室
２３ｓ…親水撥油シート
２３ｆ…フレーム
２４ａ…供給口
２４ｂ…排油口
２４ｃ…排水口
２５…筐体
２５ｂ…底部
２５ｕ…上部
２５ｌ…係止部
２６…傾斜板
２７…支持板
２８…空間
３１、３２…ポンプ
４１、４２、４３…流路
４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂ…流路部
５０…ドレーン
６０…機器
１００…フィン
１００ｈ…孔部
１０１、１０２…回転軸
１０３ａ、１０３ｂ…ホルダ
１０５…スクリュー

Claims (10)

1. 油を使用する機器から採取され、油と水とが乳化された状態にある第１の液体をフィルタに通過させて解乳化することにより、前記第１の液体を油と水とに分離された状態にある第２の液体に変化させることが可能な第１の油水分離部と、
   第１の収容室と、前記第１の収容室の少なくとも一部の上に位置し前記第２の液体が供給されることが可能な第２の収容室と、前記第１の収容室と前記第２の収容室との間に配置され、前記第２の液体中の水を選択的に通過させることが可能な親水撥油シートと、を有する第２の油水分離部と、
   前記第２の液体を前記第１の油水分離部から前記第２の油水分離部の前記第２の収容室に移動させることが可能な第１のポンプと
   を具備する油中水分除去装置。
2. 請求項１に記載の油中水分除去装置であって、
   前記第１の収容室に接続され、前記第１の収容室に収容された水を排水することが可能なドレーンと、
   前記第２の収容室に収容された油を前記機器に移動させることが可能な第２のポンプと
   をさらに具備する油中水分除去装置。
3. 請求項１または２に記載の油中水分除去装置であって、
   前記第１のポンプは、前記第１の油水分離部の下流に設けられ、前記第２の油水分離部の上流に設けられている
   油中水分除去装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の油中水分除去装置であって、
   前記第１の収容室及び前記第２の収容室は、大気に開放されている
   油中水分除去装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の油中水分除去装置であって、
   前記第１の油水分離部において、前記フィルタは、
   前記第１の液体を前記第２の液体に変化させることが可能な第１のフィルタと、
   前記第１の液体に含まれるスラッジを取り除くことが可能な第２のフィルタと
   を有し、
   前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタの上流に設けられている
   油中水分除去装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の油中水分除去装置であって、
   前記第２の収容室は、前記第２の液体が供給される供給口と、前記第２の液体中の油が排出される排油口と、を有し、
   前記供給口は、前記排油口よりも高い位置に設けられ、
   前記親水撥油シートを上面視したとき、前記親水撥油シートは、前記供給口から前記排油口に向かう方向を長手方向とする矩形状である
   油中水分除去装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の油中水分除去装置であって、
   前記親水撥油シートは、水平面に対して斜めに配置されている
   油中水分除去装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の油中水分除去装置であって、
   前記第２の油水分離部は、前記親水撥油シート上での前記第２の液体の滞留を抑制する滞留抑制機構をさらに有する
   油中水分除去装置。
9. 油を使用する機器から採取され、油と水とが乳化された状態にある第１の液体をフィルタに通過させて解乳化することにより、前記第１の液体を油と水とに分離された状態にある第２の液体に変化させ、
   前記第２の液体中の水を選択的に通過させることが可能な親水撥油シートを用い、前記第２の液体中の前記水を第１の収容室に、前記第２の液体中の油を第２の収容室に、それぞれ振り分ける
   油中水分除去方法。
10. 真空ポンプと、
    前記真空ポンプから採取され、油と水とが乳化された状態にある第１の液体をフィルタに通過させて解乳化することにより、前記第１の液体を油と水とに分離された状態にある第２の液体に変化させることが可能な第１の油水分離部と、
    第１の収容室と、前記第１の収容室の少なくとも一部の上に位置し前記第２の液体が供給されることが可能な第２の収容室と、前記第１の収容室と前記第２の収容室との間に配置され、前記第２の液体中の水を選択的に通過させることが可能な親水撥油シートと、を有する第２の油水分離部と、
    前記第２の液体を前記第１の油水分離部から前記第２の油水分離部の前記第２の収容室に移動させることが可能な第１のポンプと、
    前記第１の収容室に接続され、前記第１の収容室に収容された水を排水することが可能なドレーンと、
    前記第２の収容室に収容された油を前記真空ポンプに移動させることが可能な第２のポンプと
    を具備する真空ポンプシステム。