JPH0611074Y2 - 親油性液体の分離装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の利用分野） 本考案は、親油性液体の分離装置にかかわるもので、と
くに車両の冷却水等に混入した油等を分離するために適
用して好適な親油性液体の分離装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 一般に、油は、脂肪酸のグリセリドを主成分とする動
植物油脂、炭化水素よりなる鉱油、アルコール、ケ
トン、アルデヒドなどからなる芳香油、などの総称であ
るが、この油を含む親油性液体が、水を含む親水性液体
中に混合した場合に、このように親水性液体と親油性液
体との混合液体系から油その他の親油性液体を分離する
装置が各種開発されている。たとえば、特開昭54−1251
87号（「含油処理液の膜分離法」）に開示されている分
離方法は、多孔膜を用いるものである。また、特開昭58
−64103号（「水からの油分離方法および装置」）に開
示されている分離方法は吸油体層に混合液を通すことに
よるろ過方法である。これらいずれの方法ないし装置も
上記混合液体の流路中に分離用の多孔膜、あるいは吸油
体層を設け、いわば流路の断面中にフィルターとして配
設し、混合液体中から油ないし親油性液体を分離しよう
とするものである。

したがって、上記混合液体の流路の抵抗として混合液体
の流量、ないしはその流速を低下させ、長期にわたる分
離期間が容認されている場合を除き、一般の親油性液体
の分離には非能率的であり、とくに車両等のヒータに供
する循環水路においては致命的な欠陥となる。さらに、
いわゆるフィルターとして上記多孔膜、あるいは吸油体
層を設けているので、一定期間経過後にはそのフィルタ
ーを交換しなければならず、保守作業上の点からも望ま
しいものではないという問題がある。

このように、一般の親油性液体の分離方法ないし装置と
しての問題はもちろん、とくに車両用のヒータ用水の配
管系の場合には、上述のような問題に加えて以下のよう
な問題もある。

つまり、この車両のヒータ用水路の配管の途中には、Ｎ
ＢＲ（ニトリルブタジエンラバー）や、ＥＰＤＭ（ニチ
レンプロピレンジモノマー）その他のＥＰＲ（エチレン
プロピレンラバー）等のゴム系材料を用いた各種の弁が
使われている。このゴム系の材料は、一般的な物性とし
て、耐水性を保有しているが、そのほかに用途に応じて
耐熱生や耐油性を付加して使用されている。ここにおい
て、ゴム系材料の耐熱生と、耐油性とは相反するもので
ある。

しかして、車両用のヒータ用水路の配管系には水以外の
液体は通常混入するはずのないものであって、かつ水温
が比較的高く維持されることを勘案して上記ゴム系材料
としては耐熱性に重点を置いて耐油性には比較的劣る材
料を用いている。ところが、実際のヒータ用水路の配管
系においては、何らかの原因により油その他の親油性液
体、たとえばエンジンオイル、加工油、テレピン油など
の鉱物油が冷却水に混入してしまうのを避けられるもの
ではない。

したがって、それぞれの部位に設けた弁が、ヒータ用水
路に混入した油により膨潤し、弁としての機能の低下を
招くこととなる。また逆に、耐油性のすぐれた材料によ
り弁を製作すれば、上述とは逆にヒータ用水路の温度上
昇に対して耐性のない弁となってしまう問題がある。具
体的には、上記ＥＰＤＭは、上記ＮＢＲよりも耐熱性、
および耐水性にすぐれてはいるが、耐油性に劣るもので
ある。

かくして、ヒータ用水路において水と油との分離が必須
のこととなるが、上述のように従来からの分離方法ある
いは分離装置では、油分離のための流路の制限、および
保守上の難点など、採用にあたって必要な性能が得られ
ないという問題がある。

（考案の目的） 本考案は、以上のような諸問題に鑑み、親水性の液体と
親油性の液体とからなる混合液体から親油性液体を分離
するにあたり、当該混合液体の流路の妨げにならずに親
油性液体を連続的に分離することができるとともに、保
守ないし点検作業等についてもこれを簡単に行なうこと
ができ、フィルター等の消耗品を必要としない親油性液
体の分離装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわち本考案は、上記混合液体の配管系にその一面が
接するように油吸収性のある重合体からなる浸透膜を配
し、かつこの浸透膜の他の面と接するように親油性のあ
る溶媒の循環サイクルを形成して、この親油性浸透膜に
より上記混合液体中の油等を抽出溶解することにより、
連続的に当該混合液体の配管系から油を分離するように
した親油性液体の分離装置である。

（実施例） つぎに、本考案の一実施例を車両のヒータ用水路の配管
系に応用した場合を例にとって、第１図にもとづき説明
する。

第１図は、本実施例による油分離装置１を説明するため
の概略断面説明図であって、この油分離装置１は車両の
車室内外を暖房するためのヒータ用水２の配管系３と、
この配管系３に隣接する油分離配管系４とからなる。こ
の配管系３には、ヒータ用水２の中に前述したような鉱
物油などの油５（図において小丸で示した）が混入して
いるものとする。

上記配管系３の一面には親油性のある浸透膜６を配設
し、さらにこの浸透膜６に接して配管系３とは反対側
に、上記油分離配管系４の所定長さの油分離用配管部７
を接触させてある。

さらに上記油分離配管系４には、親油性溶媒８を循環可
能に充填し、この油分離配管系４は、上記油分離用配管
部７と、親油性溶媒帰環配管部９と、親油性溶媒蒸発タ
ンク部１０と、上記親油性溶媒８の蒸気通路配管部１１
と、親油性溶媒冷却配管部１２とを有していて、親油性
溶媒８の循環サイクルを構成するものである。

上記親油性溶媒蒸発タンク部１０には、この親油性溶媒
蒸発タンク部１０を加熱するための加熱装置１３を設
け、さらに上記親油性溶媒冷却配管部１２には、蒸気と
なった親油性溶媒８（図において点で示した）を冷却し
てこれを液化するための冷却装置１４を設けてある。こ
れら加熱装置１３および冷却装置１４の熱交換部は、
銅、あるいはアルミニウムのような熱伝導性の良い金属
から製作することが望ましいが、油分離配管系４のその
他の管路については耐油性および耐溶媒性があれば、と
くに材質を限定する必要はない。なおまた、油分離用配
管部７の管路と浸透膜６との接続は、必要であれば、耐
油性および耐溶媒性のゴムパッキン等（図示略）を用い
てシールするものとする。

なお、上記親油性溶媒蒸発タンク部１０の加熱装置１３
としては、車両のエンジン（図示略）の排熱、あるいは
車両のヒーター系の高温部を用い、さらに親油性溶媒冷
却配管部１２の冷却装置１４としては、エンジンを冷却
する冷却水、またはクーラー系の低温部を用いることと
する。

また、親油性溶媒蒸発タンク部１０はその底部に、油５
の排出手段として、適宜開閉可能な油排出口１５を有す
る。

なお、上記浸透膜６は、各種油に対して親和性のある、
すなわち親油性のある材料から製作するものとし、たと
えば前記ＥＰＤＭ、シリコンなどのゴム膜を用いる。こ
の浸透膜６の厚さとしては、所望する油分離の速度、お
よび配管系３内のヒータ用水２の圧力に対する強度等を
かんがみて設計するもので、たとえば２mm以下とするの
が好ましい。また、当該浸透膜６の材質については、分
離しようとする油の性質に応じて決定するものとする。

さらに、上記親油性溶媒８としては、各種油に対して親
和性ないし相溶性があり、かつ疎水性のある、たとえば
ハロゲン系の常温液、フロン、トリクレン、あるいはエ
ーテル系などの、油を溶解できる溶媒を用いる。ただ
し、上記エーテル系の溶媒は溶油性は高い一方、引火性
が高いので、閉サイクルにし、かつ漏洩を防止する等の
配慮が必要である。

また、この親油性溶媒８は、その沸点が分離しようとす
る油の沸点よりも低いものを選択することが必要であ
る。

このような構成の油分離装置１において、上記ヒータ用
水２と親油性のある浸透膜６との接触により、浸透膜６
にはヒータ用水２中の油５が選択的に侵入する。この侵
入した油５は、浸透膜６の反対側に接している親油性溶
媒８があるために浸透膜６からさらに親油性溶媒８内に
溶け込んでゆくこととなる。

したがって、親油性のある浸透膜６の油５の濃度勾配は
常に一定に保たれ、油５は、連続的にヒータ用水路の配
管系３から親油性のある浸透膜６へ、さらに親油性のあ
る浸透膜６から油分離用配管部７内の親油性溶媒８へと
移動することとなる。

ついで、油５を溶かし込んだ親油性溶媒８は親油性溶媒
帰還配管部９を通って親油性溶媒蒸発タンク部１０に流
れ込み、この親油性溶媒蒸発タンク部１０内において加
熱装置１３による加熱によって沸点の低い親油性溶媒８
のみが気化し、親油性溶媒８と油５との分離が行なわ
れ、油５は親油性溶媒蒸発タンク部１０の底部に液状の
まま溜り、一方気化した親油性溶媒８は蒸気通路配管部
１１を通って、親油性溶媒冷却配管部１２の冷却装置１
４部分で液化され、再び親油性溶媒８のみが油分離用配
管部７部分に循環してゆくものである。なお、親油性溶
媒蒸発タンク部１０内の底部に溜った油５は、適当な時
期にその油排出口１５から外部に排出するものである。

このようにして車両のヒーター系のヒータ用水路内のヒ
ータ用水２中に混入した親油性液体、油５を連続的に分
離することができるとともに，当該水路内で使用してい
る、とくに耐熱性に重きをおいて選択されたゴム系の部
品の親油性液体による弊害（たとえば材料物性の低下）
を防止することができる。

しかして、実際の装備にあたっては、第２図および第３
図に示すように、ヒータ用水２の配管系３の油分離部に
長さ方向の開口部３Ａを複数個所形成し、この部分に配
設する浸透膜として、前記親油性のある浸透膜６と同様
な親油性ゴム材を用いたゴム管形状のものを準備して配
管系３の上記開口部３Ａに嵌合固定するとともに、、油
分離用配管部７によりその周囲を取り囲こんで、当該部
分を二重構造として、第１図の原理にもとづく油分離装
置１を構成することができる。

上述の実施例は車両用ヒータ用水路の配管系に油が混入
した場合の例であるが、親油性のある浸透膜の材質およ
び厚さ、ならびに親油性液体と親油性溶媒の組を適宜選
択することにより、他の任意の配管系にも応用すること
ができることは言うまでもない。

（考案の効果） 以上説明したごとく本考案によれば、ヒータ用水ないし
ヒータ用水路の配管系など親水油性液体の流路を遮断し
て一方向型の分離を行なう従来のような形式で油分離装
置を装備するのではなく、親水性液体の流路の側面に親
油性のある浸透膜および油分離用配管部を配設すること
により、親油性溶媒が循環しながら親水性液体の流路と
接触するようにできるので、親油性のある浸透膜を用い
て、隔離された系の混合液体から親油性液体を連続的に
分離することができて、交換部品の手間もなく、かつヒ
ータ用水路の配管系内のヒータ用水等の流速度に何らの
影響を及ぼすこともないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による分離装置の概略断面説
明図、第２図は同、実際の装備の要部斜視図、第３図は
同、要部横断面図である。 １……油分離装置 ２……ヒータ用水 ３……配管系 ３Ａ……開口部 ４……油分離配管系 ５……油 ６……親油性のある浸透膜 ７……油分離用配管部 ８……親油性溶媒 ９……親油性溶媒帰還配管部 １０……親油性用溶媒蒸発タンク部 １１……蒸気通路配管部 １２……親油性溶媒冷却配管部 １３……加熱装置 １４……冷却装置 １５……油排出口

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】親水性液体と親油性液体とを含む混合液体
   の配管系の通路の一部に、該混合液体に一面で接するよ
   うに親油性のある浸透膜を設け、この浸透膜の反対側の
   他の面において該浸透膜に接するように親油性溶媒の循
   環サイクルを設けるとともに、この循環サイクルの途中
   に前記親油性溶媒の加熱手段、冷却手段、および前記親
   油性液体の排出手段を設けた親油性液体の分離装置。