JPH0938406A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油水分離後の排水を濾過するフィルタの中心
部をも有効に利用することが可能なフィルタ容器の構造
を提供する。 【構成】 油水分離後の排水を濾過するフィルタの内部
をフィルタ容器内に充填されるフィルタ素材を水通過方
向に区分する隔板により排水通過方向に複数に区分し、
この隔板の中央部に開口が形成されており、さらに隔板
の中央部を水の進行方向に窪ませることにより、フィル
タ容器内に充填されたフィルタ素材の中央部分を通過す
る水およびエマルジョン化したドレンの量が増加し、水
の浄化処理が完全になるとともにフィルタ素材の交換回
数も減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】空気圧縮機の圧縮空気中からドレ
ンを分離するドレン分離装置に付属して使用され、分離
されたドレンからさらに油と水を分離する油水分離装置
に係る。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所において使用される大容量のもの
から、塗装に用いられる小型のものまで種々の分野で空
気圧縮機が用いられている。この空気圧縮機としては油
冷回転型あるいは給油往復動型の空気圧縮機が用いられ
ているが、これらの空気圧縮機から吐出された圧縮空気
は大気中の水分を多量に含んでいるため、冷却又は断熱
膨張が行われるときに凝縮水が生成される。この凝縮水
中には空気圧縮機内で使用される潤滑油が含まれてお
り、この凝縮水と潤滑油との混合物であるドレンが生成
される。このドレンはドレン分離装置で空気から分離さ
れるが、ドレンは水と潤滑油との混合物であるためその
まま環境中に放出すると環境を汚染することになる。そ
のため、ドレン分離装置には油水分離部が設けられ、ド
レンは水と油とに分離され、水は排出され、油は廃油槽
に貯蔵されて処分される。

【０００３】図１に示されたのは、圧縮空気から水分及
び油分からなるドレンを分離除去し、分離除去されたド
レンからさらに油分を除去するために使用される一般的
な油水分離装置の構造であり、（ａ）は開放型ドレン分
離装置に適用された油水分離装置、（ｂ）は密閉型ドレ
ン分離装置に適用された油水分離装置である。

【０００４】図１（ａ）において、１は開放型ドレン分
離装置、２は廃油槽、３はフィルタ容器である。開放型
ドレン分離装置１は上部に配置されたドレン分離室５及
び下部に配置された油水分離室６から構成され、その間
は水平方向に配置された壁４によって区画されている。
ドレン分離室５の内部には側壁部７及び多孔板８から構
成された空気室１２が形成され、ドレン分離室５の外側
壁には圧縮空気流入管９が、頂部に空気排出管１０が、
底を構成する壁４にドレン流下管１１が各々設けられて
いる。側壁部７は圧縮空気流入管９に対向しており衝突
壁を構成している。油水分離室６の外側壁上部には油排
出管１３が取り付けられ、油排出管１３が設けられた位
置の少し下の位置には水排出管１４が取り付けられてい
る。油排出管１３の先端は廃油槽２に接続されており、
水排出管１４の一端部１５は油水分離室６の底部近くに
開口し、他端部１６は排水受け１７の上に開口してい
る。排水受け１７はポンプ１８に接続され、ポンプ１８
はフィルタ容器３に接続されている。

【０００５】圧縮空気流入管９から開放型ドレン分離部
２の内部に流入したドレンを含んだ圧縮空気は減圧され
て膨張し衝突壁７に衝突することにより圧縮空気に含ま
れたドレンが空気と分離される。ドレンと分離された空
気は空気室１２を経て空気排出管１０から排出され、空
気と分離されたドレンはドレン流下管１１から油水分離
部６に流下する。

【０００６】油水分離部６に流下したドレンは油と水の
比重差により油層１９が上層に形成され、水層２０が下
層に形成されることにより分離する。油水分離部６の上
部に油排出管１３が設けられており、連通管の原理によ
り上層に分離した油層１９の油が油排出管１３から自然
に排出され、廃油槽２に貯蔵される。また、油水分離部
６の油排出管１３が設けられた高さの少し下に水排出管
１４が形成され、その下端部１５が油水分離部６の底部
近くに開口し、連通管の原理により下層に分離した水層
２０の水のみが水排出管１４から排出される。水排出管
１４の他端部１６から排出された水は排水受け１７で受
けられ、ポンプ１８によりフィルタ容器３に圧入され、
あるいはポンプ１８を用いずにフィルタ容器を横置型に
して水位差を利用して濾過して、完全な浄化が行われた
後環境中に放出される。

【０００７】図１（ｂ）において、２１は密閉型ドレン
分離装置、２及び３は（ａ）に示された開放型ドレン分
離装置と同様の廃油槽及びフィルタ容器である。ドレン
分離装置２１は、水平方向に配置されたドレン分離室で
ある第１室２３及び第２室２４から構成され、その間は
垂直方向に配置された壁２２によって区画されており、
これらの２つの室は下部で連通している。第１室２３の
底部には圧縮空気流入管２５が取り付けられ、圧縮空気
流入管２５の上端２６は第１室２３の上部に開口してお
り、第１室２３の上部には弁３２が付いた空気逃し口２
７が設けられている。圧縮空気流入管２５の上端２６の
少し下の位置に油排出管２８が取り付けられ、この油排
出管２８は弁２９を経て廃油槽２に接続されている。第
２室２４の底部には水排出管３０が取り付けられ、その
上端３１は第２室２４の上部で圧縮空気流入管２５の上
端２６の高さと油排出管２８の取り付け高さの中間の高
さである位置に開口している。水排出管３０の下端は逆
止弁３３を経てフィルタ容器３に接続されている。

【０００８】この密閉型ドレン分離装置２１において、
圧縮空気使用装置内で生成されたドレンが圧縮空気によ
って送給され、圧縮空気流入管２５から第１室２３に送
り込まれる。圧縮空気により送り込まれたドレンは、第
１室２３内で空気と分離し第１室２３の下部に蓄積さ
れ、内部圧力が過大になったとき安全弁３２が開かれ、
空気排出管２７から余剰な空気が排出される。第１室２
３の下部に蓄積されたドレンは油と水の比重差により油
層１９が上層に、水層２０が下層に形成されることによ
り分離する。

【０００９】（ａ）に示された開放型のドレン分離装置
１は圧縮空気の排出を前提としており、内部圧力の変動
は小さいためドレン液面の変動は少ないが、（ｂ）に示
された密閉型のドレン分離装置２１は圧縮空気の排出力
でフィルタ容器４での濾過を行う方法であるから、油水
分離装置での圧縮空気の排出を前提としていないため、
内部圧力の変動が大きくドレン液面の変動は大きい。し
たがって、開放型のドレン分離装置のように連通管の原
理によって上層に分離された油層１９の油を自然に排出
することはできない。そのため、第１室２３の上部に形
成された油排出管２８は常時は閉じられている弁２９を
介して廃油槽２に接続されており、目視確認して適当な
時機に弁２９を開いて油層１９の油のみを油排出管２８
から排出し、廃油槽２に貯蔵する。

【００１０】第１室２３及び第２室２４は下部で連通し
ているため、比重差により分離され第１室２３の下部に
分離・蓄積された水は連通した第２室２４に流入し、第
２室２４の上部に設けられた水排出管３０の上端３１に
流入する。前に述べたように、第２室２４の底部に設け
られた水排出管３０の上端３１は、第２室２４の上部で
圧縮空気流入管２５の上端２６の高さと油排出管３０の
取り付け高さの間の高さの位置に開口しているから、第
２室２４の液面とほぼ等しい高さに保持される第１室２
３の液面の変動がある程度抑制される。水排出管３０の
他端３２は逆止弁３３を介してフィルタ容器３に圧入さ
れ、完全な浄化が行われた後環境中に放出される。

【００１１】フィルタ容器３には、親油・疎水性により
油を吸着する機能を有する材料、エマルジョン化したド
レンを油と水とに分離する機能を有する材料及び活性炭
等が充填されているが、これらの材料は弾力性を有する
繊維状、シート状、細片状、フレーク状、球状、粒子状
等の形状を有している。このような材料から構成される
フィルタ素材を一般的に断面が円あるいは四角形である
筒型形状を有するフィルタ容器に充填した場合には、如
何に強く圧入しても素材の有する弾力性及び形状からフ
ィルタ容器の内壁付近部分のフィルタ素材の密度が内壁
から離れた中心部分のフィルタ素材の密度よりも小さく
なることが避けられない。

【００１２】この密度差によりフィルタ容器内壁付近部
分の排水の通過抵抗はフィルタ容器中心部の通過抵抗よ
り小さくなるため、圧入された水及びエマルジョン化し
たドレンの多くは通過抵抗の小さいフィルタ容器内壁付
近部分を通過する。そのため、水からの油吸着及びエマ
ルジョン化したドレンからの油の吸着・分離が不十分に
なり、排出される水の浄化処理が不完全になるばかりで
なく、フィルタ素材の中心部分はまだ充分使用可能であ
るにもかかわらずフィルタ素材の周辺部分が使用不能と
なりフィルタ素材を交換せざるを得なくなり、交換持の
装置の運転及び交換の手間の点からもまた省資源の点か
らも無駄が多い。

【００１３】

【発明の概要】このような状況に鑑み、本出願において
は充填されたフィルタの中心部をも有効に利用すること
が可能なフィルタ容器の構造を提供する。そのため、本
出願に係る発明においてはフィルタ容器内に充填される
フィルタ素材を水通過方向に区分すし中央部に排水通過
口が形成された平板状あるいは排水通過方向に突出した
截頭台形状である弾性材料からなる隔板が設けられ、さ
らに必要に応じて隔板に補強材を取り付ける。この構成
により、フィルタ容器の内壁に沿って通過しようとする
排水は隔板の開口を通過するためにフィルタ素材の中心
部分に集中され、開口を通過した排水は再びフィルタ素
材の周辺部に拡散する。そのため、フィルタ容器内に充
填されたフィルタ素材の中央部分を通過する水およびエ
マルジョン化したドレンの量が増加し、排水の浄化処理
が完全になるとともにフィルタ素材の交換回数も減少す
る。

【００１４】

【実施例】図２（ａ）および（ｂ）に示されたのは、本
発明を適用した円筒形状を有するフィルタ容器の第１実
施例および第２実施例の断面図である。これらの実施例
において、フィルタ容器３は円筒形状の本体４０及びそ
の円筒両端に設けられた鏡板４１および４２から構成さ
れ、鏡板４２には油水分離装置からの排水を供給する排
水供給管４３が、また鏡板４１にはフィルタ容器３内で
処理された排水を排出する排水排出管４４が、各々取り
付けられている。なお、鏡板４１および４２は本体４０
から取り外すことができるように構成されている。

【００１５】図２（ａ）に示された第１実施例のフィル
タ容器の内部は中央に開口４６が形成されたゴム等の弾
性材料からなる円板状の隔板４５によって円筒軸方向に
数個（ここに示された実施例の場合には３個）のフィル
タ室に区割されている。円板状の隔板４５はフィルタ容
器３の円筒状本体４０の内壁に対してその弾性により密
着している。円板状の隔板４５によって区画されている
各フィルタ室には親油・疎水性により油を吸着する機能
を有する材料、エマルジョン化したドレンを油と水とに
分離する機能を有する材料及び活性炭からなるフィルタ
素材４７が充填されている。このフィルタ素材の形状と
しては従来から用いられている繊維状、シート状、細片
状、フレーク状、球状、粒子状等の形状の他に円筒状本
体４０の内径を外径とする円板状の素体を積み重ねた形
状を採ることができる。

【００１６】このような構成を有するフィルタ容器３に
ドレン分離装置の油水分離装置で分離された排水が排水
供給管４３から圧入される。排水は、フィルタ素材４７
でエマルジョン分離機能材料によりエマルジョンが水と
油とに分離され、親油・疎水性材料により油が吸着さ
れ、活性炭によりその他の不純物が吸着される。

【００１７】フィルタ容器３の内部は中央に開口４６が
形成された円板状のゴム等の弾性材料からなる隔板４５
が円筒状本体４０の内壁に対してその弾性により密着し
ている。なお、この密着をより完全にするために隔板４
５と円筒状本体４０の内壁の間に液状ガスケットを塗布
してもよい。そのため、円筒状本体４０の内壁に沿って
通過しようとする排水は隔板４５の開口４６を通過する
ためにフィルタ素材４７の中心部分に集中され、開口４
６を通過した排水は再びフィルタ素材４７の周辺部に拡
散する。そのため、フィルタ容器３内に充填されたフィ
ルタ素材４７の中央部分を通過する水およびエマルジョ
ン化したドレンの量が増加し、排水の浄化処理が完全に
なるとともにフィルタ素材４７の交換回数も減少する。

【００１８】図２（ｂ）に示された第２実施例のフィル
タ容器３の内部は中央に開口４９が形成されたゴム等の
弾性材料からなる截頭円錐状の隔板４８によって円筒軸
方向に数個（ここに示された実施例の場合には３個）の
フィルタ室に区割されている。截頭円錐状の隔板４８は
フィルタ容器３の円筒状本体４０の内壁に対してその弾
性により密着している。截頭円錐状の隔板４８によって
区画されている各フィルタ室には親油・疎水性により油
を吸着する機能を有する材料、エマルジョン化したドレ
ンを油と水とに分離する機能を有する材料及び活性炭か
らなるフィルタ素材５０が充填されている。このフィル
タ素材５０の形状としては従来から用いられている繊維
状、シート状、細片状、フレーク状、球状、粒子状等の
形状の他に本体４０の内径を外径とする形状、円筒状本
体４０の内径を外径とし該当する位置の截頭円錐状の隔
板４８の外径に対応する孔部を形成された形状、該当す
る位置の截頭円錐状の弾性支持板４５の内径を外径とす
る形状、の円板形状を採ることができる。

【００１９】このような構成を有するフィルタ容器にあ
っては図２（ａ）に記載された第１実施例と同様な吸着
が行われるが、フィルタ素材を区画するために截頭円錐
状の隔板４８を用いているため、フィルタ容器３内に充
填されたフィルタ素材５０の中央部分を通過する水およ
びエマルジョン化したドレンの量がより増加する。

【００２０】また、以上説明した実施例においては隔板
４８を自身の弾性のみでフィルタ容器３の円筒状本体４
０の内壁に対して密着させているが、さらに液状ガスケ
ット材を塗布して装着することによりその効果を高める
ことができる。

【００２１】ゴム等からなる隔板４５あるいは４８は弾
性だけでなく柔軟性も併せ持っている。そのためこのフ
ィルタ素材４７あるいは５０が繊維状、シート状、細片
状、フレーク状、球状、粒子状等の形状を有している場
合にはこれらを充填する際に変形してしまい、隔板４５
あるいは４８と円筒状本体４０の内壁を密着させるのが
非常に困難になることがある。

【００２２】図３（ａ）および（ｂ）に示されたのは、
このことに対処することができる、本発明を適用した円
筒形状を有するフィルタ容器の第３実施例および第４実
施例の断面図である。図３（ａ）に示された第３実施例
のフィルタ容器３は、図２（ａ）に示された第１実施例
のフィルタ容器３の平板状の弾性材料からなる隔板４５
に、同様に中央に同様に開口４６が形成され、隔板４５
よりもやや小径の金属あるいは硬質樹脂からなる補強板
５１が粘着あるいは接着手段によって取り付けられてい
る。この補強板５１によって隔板４５の変形が防止さ
れ、隔板４５と円筒状本体４０の内壁の密着を確保する
ことができる。なお、補強板５１の外径は隔板４５と同
一でも良いが、隔板４５の弾力性を有効に利用するため
には隔板４５の外径よりもやや小径である方が好まし
い。

【００２３】図３（ｂ）に示された第４実施例のフィル
タ容器３は、図２（ｂ）に示された第２実施例のフィル
タ容器３の截頭円錐状の弾性材料からなる隔板４８に、
同様に中央に同様に開口４９が形成され、隔板４８より
もやや小径の金属あるいは硬質樹脂からなる補強板５２
が粘着あるいは接着手段によって取り付けられている。
この補強板５２によって隔板４８の変形が防止され、隔
板４８と円筒状本体４０の内壁の密着を確保することが
できる。

【００２４】図４（ａ）および（ｂ）に示されたのは、
図３（ａ）および（ｂ）に示された第３実施例および第
４実施例に対する各々の変形である第５および第６実施
例である。これらの実施例における補強板５３および５
５の中央に同様には開口が形成されておらず、その部分
は多孔性とされている。また、そのためフィルタ素材は
５４，５４，５４及び５６，５６，５６に分割されてい
る。このような構造の補強板５３あるいは５５によって
隔板４５あるいは４８の変形がより確実に防止され、隔
板４５あるいは４８と円筒状本体４０の内壁の密着をよ
り確保することができる。

【００２５】ここで使用される補強板５３および５５は
中央部のみが多孔性とされていてもよいが、全体が多孔
性のものであってもよい。また、隔板に対する補強板の
取り付け位置は排水の通過方向に対して図４に示された
ような上流側であっても、あるいは図３に示されたよう
な下流側であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】開放型ドレン分離装置及び密閉型ドレン分離装
置を用いた従来のドレン分離装置の構成説明図。

【図２】本発明を適用した第１実施例および第２実施例
のフィルタ容器の構成説明図。

【図３】本発明を適用した第３実施例および第４実施例
のフィルタ容器の構成説明図。

【図４】本発明を適用した第５実施例および第６実施例
のフィルタ容器の構成説明図。

【符号の説明】

１ 開放型ドレン分離装置 ２ 廃油槽 ３ フィルタ容器 ４，２２ 壁 ５ ドレン分離室 ６ 油水分離室 ７ 側壁部 ８ 多孔板 ９，２５ 圧縮空気流入管 １０，４２ 空気排出管 １１ ドレン流下管 １２ 空気室 １３，２８ 油排出管 １４，３０ 水排出管 １５ 一端部 １６ 他端部 １７ 排水受け １８ ポンプ １９ 油層 ２０ 水層 ２１ 密閉型ドレン分離装置 ２３ 第１室 ２４ 第２室 ２６，３１ 上端 ２７ 空気逃がし口 ２９ 弁 ３２ 安全弁 ３３ 逆止弁 ４０ フィルタ容器本体 ４１，４２ 鏡板 ４３ 排水供給管 ４４ 排水排出管 ４５，４８ 隔板 ４６，４９ 開口 ４７，５０，５４，５６ フィルタ素材 ５１，５２，５３，５５ 補強板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気圧縮機から供給されるドレンを含む
   圧縮空気中からドレンを分離するドレン分離装置に付属
   して用いられ、ドレンからさらに分離された排水を筒型
   の容器内に充填されたフィルタ素材によって濾過するフ
   ィルタ装置であって、該フィルタ装置は内部を排水通過
   方向に区分し前記フィルタ装置内壁に密接し中央部に排
   水通過口が形成された弾性材料からなる平板状の隔板に
   より複数のフィルタ室に区分されており、該フィルタ室
   にフィルタ素材が充填されているフィルタ装置。
2. 【請求項２】 空気圧縮機から供給されるドレンを含む
   圧縮空気中からドレンを分離するドレン分離装置に付属
   して用いられ、ドレンからさらに分離された排水を筒型
   の容器内に充填されたフィルタ素材によって濾過するフ
   ィルタ装置であって、該フィルタ装置は内部を排水通過
   方向に区分し前記フィルタ装置内壁に密接し中央部に排
   水通過口が形成され排水通過方向に突出した截頭台形状
   である弾性材料からなる隔板により複数のフィルタ室に
   区分されており、該フィルタ室にフィルタ素材が充填さ
   れているフィルタ装置。
3. 【請求項３】 前記隔板に補強部材が取り付けられてい
   る請求項１または請求項２記載のフィルタ装置。