JPS6330048B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、比較的有極性の液体と比較的無極性
の液体との混合物が強度の変化する複数の電界を
介して通過されるような通路を形成する電気的に
荷電された電極の構成に関する。更に詳しくは、
液体混合物の流れ方向に導電率の変化する電極構
造の材料を使うことにより強度の変化する一連の
電界を電極間に発生させることに関する。

背景技術 液体相の一方がタールサンドまたはオイルシエ
ールから抽出された普通の原油または合成原油で
あり、他方が水または鹹水であるような混合物の
高速で大量の液体／液体分離に関して、油産業界
には遍在要求がある。油と水はもちろん混合でき
ないものであるが、しかし、水相は生産された油
の中に大いに分散され、連続された相のようにな
つてしばしば存在している。その混合物はエマル
ジヨンと呼称されている。この水相は源は地層水
であつたり、二次および三次回収にて使用される
液化された蒸気であつたりする。

油からの同伴水または乳化水の除去は、以下の
特許および刊行物によつて明示されているよう
に、懸案の問題である。U.S.Prestridgeの米国特
許第3772180号、1973年、同第3847775号、1974
年、同第4116790号、1978年、同第4308127号、
1981年、Waterman，L.C.の「Chem.Eng.
Progress」、61(10)、51―57（1965）、Sjoblom，G.
L.およびGoren，S.L.の「Ｉ＆EC Fund.」、５
(4)、519―525（1966）。この分離を行なうのに最も
広く使用されている方法の１つに高電圧電界の使
用がある。油のような無極性媒体の中の比較的有
極性の水または鹹水の液滴を電界の力によつて合
体凝集させるには２つのメカニズムが働いている
らしい。第１に、水滴は荷電電極との直接接触に
より、または油により電極からの電荷の対流移動
を通じて電荷を得るといつてよい。得られた逆極
性の電荷を有する水滴の間には吸引力が存在す
る。この吸引力が水滴の合体を促進させる。第２
に、電界の中の水滴は、外部電界による有極性の
水の分子の配向によつて、および水滴中の移動カ
チオンおよびアニオンの再分配を通じて分極され
るようになる。近くにある水滴の逆極性に荷電さ
れた部分の間に働く静電吸引力はそれらの合体を
助長する。これら２つのメカニズムの相互の重要
なところは２つの相の物理的および化学的特性に
よつて明確に決定される。特に重要なものの１つ
に油の電気導電率がある。電気的に強化される合
体のメカニズムは科学文献において広範囲に論議
されている。Pearce，C.A.R.による「Brit.J.of
Appl.Phys.」、５，136―143（1954）、Allan，R.S.
およびMason，S.G.による「Trans.Far.Soc.」、
57、2027―2040（1961）、Pohl.H.A.による「J.
Appl.Phys.」、22(7)、869―871（1951）、Bailes，
P.J.およびLarkai，S.K.L.による「Trans.I.
Chem.E.」、59、229―237（1981）、Sadek，S.E.お
よびHendricks，C.D.による「Ｉ＆EC Fund.」、
13，139―142（1974）を参照。

電気的に強化される合体についての従来技術に
は、無極性液体の中に有極性液体が分散されてい
る混合物の分解へ向けて電界を有効に適用させる
点について多くの態様がある。本発明に特に好適
な１つは漸減電界の方法である。この概念は、F.
F.Prestridgeによる米国特許第4126537号（1978
年）およびPrestridgeおよびLongwellによる米
国特許第4308127号（1981）の基礎を成すもので
ある。これらの特許に記載の電気的な強化合体の
実施例においては、電極間の距離を次第に広げる
ことによつて、固定電極間の電圧勾配は流体流れ
の方向に漸減させている。電極装置の配列は、処
理しようとするエマルジヨンがまず、接近された
電極によつて発生される高い電界強度にさらさ
れ、次いで、電極間距離が広がるにつれて次第に
低くなる電界強度にさらされるようになつてい
る。前記したように漸減電界なる概念の重要なと
ころは、漸減電界の使用は従来の電気処理装置の
固有の制限を回避するようにされた意義のあるこ
とにある。この重要さは以下の記載から明らかに
なろう。

特定の電界強度にあつては、無極性かつ比較的
非導電性で連続している液体相の中で、分極され
または荷電された有極性液体の隣合つている液滴
の間に働らく吸引力の大きさは、いぐぶんか液滴
の半径に依存する。液滴の半径が小さくなればな
るほど合体させる吸引力は弱くなる。さらに、液
滴の半径は衝突頻度によつて合体効率に影響を与
える。電荷を運ぶ有極性液体の液滴は逆極性に荷
電された電極に向つて電界の中を移動する。一定
の電界強度および一定の液滴電荷においては、液
滴速度は液滴半径の大きさによつて低下する。遅
い液滴速度と小さな液滴半径とが相まつて衝突の
頻度が低下する。逆極性に荷電された液滴間の吸
引力はそれらの間の距離が近くなるほど増加する
ので、衝突または遭遇頻度が低下しても合体効率
には影響はない。Sadek，S.E.およびHendricks，
C.D.による「Ｉ＆EC Fund.」、13、139―142
（1974）参照。

無極性で連続する相の中の分極され荷電された
有極性液滴の間の吸引力は、さらには荷電された
液滴の速度はその液滴が受ける電界の強度が大き
くなるほど増加する。したがつて、従来技術が、
分散された有極性相の非常に小さな液滴を合体さ
せるために非常に高い電界強度を必要としていた
としても驚くにあたらない。しかし、ある一定の
電界強度においては、最大液滴寸法に関するある
制限がある。分析の目的として、油中水の場合を
考える。これら制限の第１のものは水滴が電界中
で受ける流体力学上の力に関する。水滴が獲得し
た電荷は２つの荷電電極間または荷電電極とアー
スとの間の領域内でそれら水滴を動かすことにな
る。この動きには連続油相内に発生した電気対流
の電流が加えられる。これらの動きは、それぞれ
の水滴が分散されるような流体力学上の力を受け
る。水滴を分散させるに必要な流体力学上の力の
大きさは、水滴の半径に一部分依存する。水滴半
径が小さければ小さいほど水滴を分散させるに必
要な流体力学上の力は大きくなる。

制限の第２のものは水滴にかかる電気的応力に
関する。荷電された水滴は水滴表面に臨界勾配が
生じた時に分散する傾向を有する。この臨界分散
勾配の大きさは水滴の半径の平方根に逆比例す
る。したがつて、荷電水滴が大きいほど水滴が分
散される水滴表面の電気勾配は小さくなる。水滴
表面における過剰の電荷勾配が水滴の導電または
対流による荷電を通じて、または水滴の分極化を
通じて発生される。そのため、流体力学上のおよ
び電気的な応力が電界中に水滴の最も大さな寸法
のものを作ることになる。この最大の寸法は２つ
の液体相の物理的特性および電界の強度および均
一さによつて決定される。電気的合体装置のこれ
ら制限は以下の科学文献に述べられている。
Sadek，S.E.およびHendricks.C.D.による「Ｉ＆
EC Fund.」、13、139―142（1974）、Waterman，
L.C.による「Chem.Eng.Prog.」、61(10)、51―57
（1965）、Doyle，A.，Moffett，D.R.，
Vonnegut，Ｂによる「J.Colloid Sci.」、19、136
―143（1964）を参照。

原油中の水または鹹水のエマルジヨンは通常、
水相液滴寸法の分布を含んでいる。油の分野にお
いて、エマルジヨン、たとえば２〜100ミクロン
以上の直径の水滴の分布は珍らしいことではな
い。あるエマルジヨンにおいては、その分布にお
ける最小液滴に含まれる同伴水の量は十分に乾燥
した油を作るためにそれらの除去が必要な位十分
にある。これら非常に小さな水滴の合体は高い電
界強度が必要である。しかし、前述のように、こ
れら高い電界強度は電界中で達成できる水滴の最
大寸法を制限することになる。この制限された寸
法の水滴が油から沈降できる位の十分な大きさで
あれば、それらの合体によつて少しは大きくされ
る。さらに、処理する電界強度に対応する最大液
滴寸法より大きな寸法をもつてもともと分散され
ている水滴は分散されることになる。漸減電界の
概念を示す前に、ほとんどの電気処理装置は、油
から沈降できる程度に十分な大きさであり、エマ
ルジヨンの最小液滴の多少の合体ができる程度に
十分な電界強度で水滴を作ることができる電界を
使用している。荷電された電極間の距離を流れの
方向に広げることによつて作られた漸減電界にお
いて、エマルジヨンはまず、非常に小さな液滴を
合体することのできる高い勾配領域にさらされ
る。この領域での生成物は次いで低い電気勾配を
有する第２領域へ行く。この第２領域の電界は第
１領域から受けた水滴の合体を増加させるに十分
な強度である。しかし、第１領域よりも弱い第２
領域の電界はこの電界中に存在できる最大液滴寸
法に大きくできる。したがつて、エマルジヨンは
電界強度の漸減するところを通つてゆつくり進む
ので、分散されている水滴は油から沈降するに十
分な大きさまで大きくなる。漸減電界のこのタイ
プによつて生起された従来技術の改良すべき点
は、１）展型的な油中水エマルジヨンの極小水滴
の合体効率の向上、および２）処理された混合物
中の水滴をより大きくしてより効率的に沈降させ
ることである。

上記した漸減電界の実施例は有機的に連続する
エマルジヨンの電気処理において従来以上の改良
をした。しかし、これは万能ではない。電界強度
は流れ方向で減少するけれども、電極への電荷は
その全範囲にわたつて比較的一定となつてしま
う。したがつて、導電または対流の電荷移動およ
び液滴の更なる分散によつて水滴が荷電するとい
うメカニズムが弱い電界強度領域に存在する。電
気応力の影響の基での水滴分散メカニズムによれ
ば、作られる小さな水滴はもとの水滴より非常に
小さいものとなる。この小さな水滴が低電界強度
の領域で作られると、それらの再合体の機会はほ
とんどない。この問題はさらに、臨界分散勾配が
水滴の分極化を通つて電界の出口領域の電極の近
くにある水滴に生じることによつて複雑にされ
る。水滴の強力な分極は電極の端部における局部
的に不均一な発散電界にさらされることによつて
生じる。

これらの基本的な制限に加え、従来では漸減電
界を発生させるための板状電極の物理的間隔の問
題、およびこれら電極の懸架のむしろ厳格な機械
的な問題を有している。金属シートの形の電極は
重くそれらの容器内での支持を困難にしている。
好ましくは、その電極の組成は重量を減らすよう
に、かつ通路を通る液体混合物の流れの方向に物
理的空間的広がりを要することのないようにして
作られるのがよい。

発明の開示 本発明は、電極間の有極性および無極性液体の
混合物の流れの方向に電気導電率が変化し、かつ
混合物の流れの方向に強度が変化する電界を発生
する材料から成る、間隔を置いて荷電される電極
としている。

本発明はさらに、互いに平行で流体流れの方向
に装着された電極板の装置を介して、比較的無極
性の連続液体相の中に比較的有極性の液体相が分
散されているエマルジヨンを通すものとしてい
る。この電極は、電気的導電性の部分と電気的非
導電性のまたは絶縁部分とを物理的に密着した状
態で構成されている。導電性および非導電性部分
は、２枚の平行極板の間を流れるエマルジヨンが
導電性材料によつて限界された領域を通つた後非
導電性材料によつて限界された領域を通るような
方法で関連されている。

本発明はさらに、電気導電性のプラスチツクま
たはフアイバガラスを一次元で電気導電率が低減
するよう構成された電極の電気的特性を考えてい
る。各極板の電気抵抗は、平行電極間を流れるエ
マルジヨンがその流れにつれて電気的導電性材料
の次第に少なくされたものによつて限界されるよ
うな方法で、流れの方向に増加する。

本発明はさらに、隣接する極板の導電性部分が
逆極性に荷電されるように、または極板が一板お
きに荷電され残りの極板がアースされるように、
電極板の導電性部分が励起されるものを考えてい
る。

以下添付図面に例示した本発明の好適な実施例
について詳述する。

実施例 用語および術語 板状の電極の従来の構成および配列は、極板が
互いに平行に垂直に懸架され、それぞれ対となる
極板間に通路を与えてその中に有極性および無極
性の液体のエマルジヨンが電極間の電界を通つて
流れるようになつている。従来では、これら極板
は慣例的に金属であり容器的に絶縁体より懸垂さ
れていて、それらの間に電界を発生させる電気エ
ネルギ源に接続されている。

本発明の好適な実施例における板状電極はその
電極間の通路に多数の電界を発生し、その電極の
一方は液体混合物の流れの方向の電界強度を漸減
させている。現在では、流体流れの方向の電界強
度を弱めるためそれぞれ対となる電極板を互いに
物理的に広げることが不要な電極板の少なくとも
２種類の構成が知られている。

本発明の最も広い概念は、たとえここで好適な
実施例であつたとしても、垂直に懸架された平板
電極の実施例に限定されるものではない。この概
念の基本的な考え方は、荷電された電極は互いに
間隔が置かれ、その電極間に維持される電界は、
電極材料の電気導電率の変化に基き、電極間の空
間にある液体エマルジヨンの流れの方向に沿つて
強度を変化させることにある。各電極は、非導電
材料の部分と密着している導電材料の部分によつ
て形成されてもよく、または流れの方向に沿つて
電気導電率が連続的に増減するような電極材料を
与えることもできる。しかし、本発明の広い概念
はこれらいずれの電極構成をも含むものである。

第１図の概要 第１図は、水平に細長い容器を形成していると
わかるシエル１を充分に現わすために示したもの
である。従来通りに、油井産出物をシエル１の端
に流し、その産出物をその成分に分離し、シエル
１内に収集されたとおりにそれら成分を別々に排
出することは習慣的に行なわれている。いつもの
ように、シエル１の内部構成は電極１を通つて流
れる油井産出物に分離する力を与えるよう構成さ
れている。

第１図に示したように、シエル１の端部にある
油井産出物を受けるところを詳細に示すにはいく
らか不便である。矢印２は、シエル１の油井との
接続部を示しており、油井からの液体およびガス
はシエルの前端の側部へ流れる。あらゆるガスは
この産出物から除かれているとする。この発明は
油と水とのエマルジヨンを分離する構成において
実施され、これら液体は矢印２によつて示した入
口を介してシエル１内へ入る。それらの分離後、
油および水はシエル１の上と下の部分に集めら
れ、第１図には図示する必要のない導管によつて
別々に排出される。

第１図に示された中間の部分は、シエル１の中
に挿入された液体混合物が、垂直に懸架されシエ
ル１の長手方向軸に直角に延在している一対の板
状電極３の間に形成された平行通路を通つて流れ
るところである。これら板状電極３の支持は精巧
に示してある。シエル１の上部に格子構造に作ら
れたたなの組から絶縁ハンガ４が伸びている。板
状電極が現在では普通であるが金属性であれば、
これら絶縁ハンガ４は板状電極の重量によつて課
せられる荷重を支えるよう設計されていなければ
ならない。この技術はそれらの垂直荷重に耐える
と同時にその極板に関して電気的絶縁を与えるこ
とができるハンガを与えるという問題にある。

周囲の必要な構成要素の全体にわたる図示を完
全にするために、絶縁ブシユ５がシエル１の壁を
貫通するよう示してある。これらブシユ５を介し
て変圧器結線６が変圧器７から板状電極３に延び
ている。これにより一対の電極３の間に電界が生
じ、この中に油と水のエマルジヨンが通ると分離
する。

第２図および第３図は本発明を実施した板状電
極の形を示している。各図面にはシエル１の中の
流体の流れに関して１対の電極だけを示し、合体
集収された水は電極の下方に、残りの油は電極の
上方へ流れる。このように、第１図は本発明の必
須要素である、シエルの最初の取り巻きと、電源
と、板状電極の支持系とを配置している。

第２図―導電性部分と非導電性部分の電極 通 則 第２図は別々の導電性部分と非導電性部分とに
よつて構成された１対の電極板を示しており、こ
れら極板の間の非導電性部分の絶縁特性によつて
弱い電界になる。導電性部分の端と非導電性部分
の端とを接触することにより、導電性部分へ印加
される極性と同じ極性の表面電荷が非導電性部分
の絶縁材料に生ずる。この絶縁材料の荷電はよく
理解されていない。しかし、絶縁体の表面に沿つ
て電荷が移動する速度は式、τ＝ε／σによつて
規定された材料の電荷緩和時定数に関係される。
ここで、τは電荷緩和時定数、εは誘電率、σは
材料の導電率である。電荷緩和時定数が大きくな
ればなるほど表面づたいに移動する電荷は遅くな
る。動作状態のもとでは絶縁材料の表面電荷は全
表面域にわたつて均一ではない。非導電性部分は
その電荷源として導電性部分と接触している線路
を有するが、導電性部分と接触している線路から
の距離が大きくなるにつれて電荷密度が減少する
という表面電荷の勾配がある。この勾配の正確な
特性は、非導電性材料の電荷緩和時定数と、連続
無極性相の導電率と、分散有極性相の体積とに依
存する。これら後に記したパラメータのいずれか
一方の増加により絶縁材料からの電荷の減少が増
え、かつ導電性部分からの距離の増加に従つて電
荷密度の変化速度が増える。或る適用例において
は、非導電性部分の電位を流れの方向にてゼロに
落とすことが望ましい。これは、導電性部分との
接触から最も離れた非導電性部分の端部をアース
することによつて行なうことができる。

詳 細 第２図は本発明を実施している１対だけの電極
板３を示している。第２図には示していないが、
電極板は第１図に示したように処理しようとする
液体の混合物が流れるシエル１の中のハンガ４よ
り懸架されている。矢印１０は処理しようとする
液体混合物の流れの方向を示している。図示のよ
うに、混合物の流れは、平行な電極板３および３
ａによつて構成された通路１１に流入するものと
する。混合物の比較的有極性の液体は通路１１に
て合体して沈降するので、集収物１２は極板の下
方に形成される。本発明は電極板３，３ａの構成
および配列によつて示してある。

流体流れの方向において、各電極は電気的に非
導電性の部分１３，１３ａと、これに続く導電性
部分１４，１４ａと、別な非導電性部分１５，１
５ａとによつて構成される。非導電性部分１３，
１３ａによつて限界された電極の間の領域におい
て、エマルジヨンは流れの方向において増々強く
なる電界を受ける。導電性部分１４，１４ａによ
つて制限された領域において、エマルジヨンは、
電界強度一定で均一な電界にさらされる。電極板
の間を流れる間にエマルジヨンがさらされる最も
強い電界強度は部分１４，１４ａの間に形成され
たこの領域にある。非導電性部分１５，１５ａに
よつて制限された領域においてエマルジヨンは流
れの方向に弱くなる電界を受ける。したがつて。
エマルジヨンは隣接する電極板の間を流れるので
３つの異なつた処理領域を経験することになる。
第１の領域は前処理領域として作用し、ここで分
散有極性相の大きな液滴の合体が強められる。弱
い電界強度でのエマルジヨンの前処理は２つの理
由によつて好ましい。１つは、強い電界強度の領
域を流通させる前に分散相の大きな液滴を除去す
ることにより電気的および液体力学上の圧力によ
るこれら液滴の分散、したがつてそれらの再合体
の必要性が減らされることにある。換言すれば、
このような前処理は単に逆効果となる液滴の分散
を制限しているだけである。第２は、エマルジヨ
ンが分散有極性相の大部分を占めるとき、強い電
界強度に直接さらされることにより電界強度の損
失が生じて導電性の道の形成（絶縁破壊）となる
からである。弱い電界強度での前処理は分散有極
性相の部分を減らし、強い電界強度領域での絶縁
破壊を減らすのである。

エマルジヨンが受ける第２処理領域は接近した
極板の導電性区域１４，１４ａ間の強度一定で均
一な電界である。この領域において、エマルジヨ
ンは所要の強さの電界強度にさらされて、このエ
マルジヨンの中に分散有極性相の最小液滴を合体
することができる。非導電性部分１５，１５ａの
間に位置された第３の領域は強い電界強度領域で
の生成物を受け、分散相の液滴が混合物から沈降
するに充分な大きさに生長するまでそのエマルジ
ヨンを漸減電界強度にさらすのである。しかし漸
減電界強度は電極板の電荷密度を小さくすること
によつて作られるので、電気的および液体力学上
の応力は漸減電界強度領域にて最小にされ、ここ
に分散有極性相の大きな液滴が存在することにな
る。

３つの処理領域にて発生された電界の特性は多
くの設計要因に依存する。これらには、１）各電
極板の導電性および非導電性部分の相対寸法およ
び配置、２）導電性部分に印加される電位、３）
印加電位の性質、４）電極板間の距離、５）非導
電性または絶縁部分の荷電特性がある。この最後
のパラメータは流れの方向の非導電性部分に生ず
る電荷勾配の特性、したがつて漸減電界の性質に
影響を与えるものである。もちろん、絶縁材料に
生じる表面電荷が導体との接触点から短かい距離
しか及ぼさないことは好ましいことではない。漸
減電界領域においては流れの方向に表面電荷が次
第に弱くなるのが好ましい。普通、繊維ガラスは
或る応用において絶縁材料として受け入れられて
いる。他に適当な非導電性材料の選択は研究の見
地からすでに論議されている。

第２図に示した実施例の電気回路は、第１図に
も示した変圧器７を備えている。この変圧器の１
次側１６は図示しない電源に接続され、２次側１
７は片方をアースに、他方を各電極板の導電性部
分に接続してある。この２次側の電極への接続は
並列に２つの整流器１８，１９を有している。各
整流器は、電極装置の電極の１つおきに同じ整流
器に接続されるようにして電極の半分づつに接続
される。このように接続された電極板のすべて隣
接する対の導体は逆極性に荷電される。さもなけ
れば、これら整流器を回路から外し、２次側の片
方を装置の１つおきの極板導体に接続する一方、
２次側の他方をアースと残りの極板に接続しても
よい。このように接続された装置における電極の
隣接するあらゆる対において、一方の極板は交流
電流によつて荷電され、他方の極板はアースされ
ることになる。

第３図―プラスチツク電極 通 則 導電性のプラスチツクまたは繊維ガラスの混じ
つた極板を使つた電極装置において、漸減電界は
流れの方向にプラスチツクまたは繊維ガラスの電
気導電率の増加によつてほとんど達成される。い
ろいろな電気的導電性のプラスチツクおよび繊維
ガラスが開発されており、金属被膜ガラスフアイ
バ、金属フアイバ、カーボンフアイバ、および特
殊カーボンブラツクの組合せ結合からそれらの導
電率が得られる。したがつて、任意に与えられた
寸法のところの導電性充填物に濃度に勾配を生じ
させるような方法でプラスチツクを作ることによ
り、プラスチツクまたは繊維ガラス板のその寸法
に電気抵抗の勾配を作ることができる。
Wehrenberg，R.H.の「Materials Eng.」95(3)，
37―43（1982），およびAnonymousの「Battelle
Today」＃８，P.7（1978）を参照。電気導電率が
流れの方向に小さくなる電極の間に生じる漸減電
界の正確な特性は、電極の導電率勾配の性質にほ
とんど大部分が影響される。しかし、動作状態で
の非導電性材料または絶縁材料の荷電特性に影響
を与える要因もまた重要であり考慮すべきであ
る。これらの要因についてはすでに論議されてい
るところである。

詳 細 導電性プラスチツクでなる電極を使つた電気処
理システムの実施例を第３図に示す。第３図によ
つて示された実施例の配列は極板の構成以外は第
２図のそれと同じである。第２図と同様に、電極
が装着される容器は第１図のものと同じであると
する。矢印２１は処理しようとする液体の混合物
の流れ方向を示している。液体の流れは電極２
３，２４の間に形成された通路を通る。合体され
た液体２５は板状電極の下の方に沈降されてい
る。液体２５と混合物の残りの液体との別々の回
収については特に詳しくは示していない。

第３図の極板２３，２４の電気導電率は陰影の
濃度変化によつて示してある。最大の導電率を有
する極板の領域は最も濃くしてある。エマルジヨ
ンは図示した２枚の電極板の間を水平に流れるの
で、最初に、導電率が流れの方向で増加する電極
の前方部分によつて限界された領域内で強度が増
大する電界にさらされる。これは、第２図の実施
例に記載した電極部分１３，１３ａの間の領域と
機能上同じ前処理領域である。第３図に示したよ
うに、エマルジヨンは次に、電極板の高い導電率
の部分によつて限界された領域内の強度一定で均
一な電界を経験する。この領域はエマルジヨン内
の分散極性相の最小液滴を合体させるに必要な十
分に高い電界強度を与えるものである。この領域
の一定かつ均一な電界を通り過ぎると、エマルジ
ヨンは導電率が流れ方向に減少していくような極
板部分によつて限界された領域を通り、漸減電界
を経験する。したがつて、エマルジヨンは分散相
の液滴が十分に大きく生長して混合物より沈降し
液体２５と結び付くようになるまで漸減電界にさ
らされる。しかし、再度、この漸減電界の流れの
方向に電極板の電荷密度を減少させることによつ
て作られる。したがつて、電気的および液体力学
上の応力はこの漸減電界強度の領域にて最小とな
り、分散相の大きな液滴が存在することになる。

第２図に示した実施例と関連して説明した設計
パラメータは第３図の実施例にも関係する。しか
し、上述のように、導電性充填物の選択および電
極板におけるその充填物の濃度勾配という新らし
いパラメータがある。第３図によつて示した実施
例の電極板に接続される電気回路は第２図の実施
例について述べたものと同じであり、繰り返すに
は及ばないであろう。

上述した流れの方向での電極電荷密度は低減を
通じて漸減電界を生成するこれら実施例は説明だ
けのものであつて、これら実施例に使用した設計
パラメータのこれらの選択だけに本発明を限定す
ることを意味するものではない。

第４図の説明 分離された導電性および非導電性部分から成る
電極を使つた電気処理装置の第２実施例は第４図
に示してある。第４図に示した実施例の配列は極
板の導電性および非導電性部分の物理的配列を除
いて第２図のそれと同じである。第２図および第
３図のように、中に電極を装備している容器は第
１図のそれと同じであるとする。矢印３０は処理
しようとする液体の混合物の流れ方向を示してい
る。液体の流れは電極３２，３３の間に形成され
る通路３１を通る。水滴が合体された水体３４は
板状電極の下方へ沈降する。水体３４から水を、
そして混合物の残りの液体を別々に排出する構成
は特に示していない。

上述したように、第４図の極板３２，３３はそ
れぞれ電気的導電性の部分と電気的非導電性の部
分から成り、第２図の極板の部分に匹敵する。し
かし、導電性および非導電性部分は第４図では半
径方向に異なつた構成で配向されている。すなわ
ち、電気的導電性部分３２ａは電極板３２の上部
にある。下方部分３２ｂは極板３２の下方にあ
る。２つの部分は水平方向に平行に延びた端と端
との接触部を有している。板状極板３３は板状電
極３２と同様明確に２つの部分によつて構成され
ている。したがつて、電極３２，３３間の最も強
い電界は通路３１の上方部分にあり、一方その通
路の下方部分は通常の動作状態にて端から端まで
延びた接触線路より下方に向つて漸減する電界を
有することになる。

矢印３０は分離しようとするエマルジヨンのた
めの通路３１への入口点を示している。本発明の
この種の概念の実施において、エマルジヨンの入
口は極板の２つの部分の端と端との接触部よりい
くらか下側にすべきと予想されている。寸法の異
なる水滴はエマルジヨンの状態にある。エマルジ
ヨンの軽い部分である油は上方に上昇し始め、こ
の油によつて小寸法の水滴が一掃される。大きな
寸法の水滴は水体３４に向つて沈降するようにな
る。電極の下方部分の間の漸減する電界によつて
合体による大きな水滴の生長が助長されて水体３
４と結合するよう下方へ沈降する。より強い電界
内の小さな水滴は合体によつて生長され、そして
漸減電界へ降下してきて、ここでそれらの生長は
すべて水が水体３４へ収集されるまで続く。通路
３１の上方部分のより強い電界と通路３１の下方
部分の漸減電界との間に、無作法に挿入された矢
印３０によつて表わされた水平の流れの前記配列
において、油の分離流と合体する水とは互いの影
響が最小となる。

結局、本発明の２つの新らしい利点を再度書き
とめるべきである。第１に、ここに記載したいず
れの風にも構成された電極板は従来の全部がスチ
ール製の極板よりも軽量となろう。電極格子シス
テムは第１図にハンガ６によつて示したように、
一般にはテフロン製の絶縁ハンガより処理容器内
に懸架されていなければならない。電極格子シス
テムがより軽量であることはこれら比較的もろい
ハンガの機械的故障の発生率が減少することにな
る。第２に、電界が有極性相と無極性相との間の
界面の方向で漸減するものとした本発明のこれら
実施例において、界面が格子装置の底部まで上が
つて来たとしても、電極はそれが異常の間シヨー
トされないように設計される。

上述から、本発明は前記した目的を、この装置
にとつて明らかかつ固有の利点と共に得るようう
まく適合されたものである。

幾多の実施例が本発明の精神を逸脱しない範囲
で可能であるので、ここに記したことおよび添付
図面に示したものはすべて説明上のことであつて
何ら限定するものではないと理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による垂直に懸架された平行平
板電極を含む水平方向に細長い容器の切断斜視
図、第２図は間にエマルジヨンの通路を形成する
第１図の１対の平板電極の斜視図、第３図は極板
が他の構成を有する第２図と同様の斜視図、第４
図は容器内に長手方向に延在する電極を有する第
１図と同様の切断斜視図である。 １…シエル、３…電極、４…絶縁ハンガ、５…
ブシユ、６…線、７…変圧器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 垂直に向けられた平板電極を平行に設け、そ
   れら電極間に接続される電気エネルギ源を有して
   その電極間に電界が確立されるようにした通路を
   介して流れる比較的無極性の液体の中に分散され
   ている比較的有極性の液体を合体させる装置にお
   いて、極板は流れの方向に関して第１の非導電性
   部分と、導電性部分と、第２の非導電性部分とで
   構成されており、極板間の電界の強さは通路の流
   れの方向に、電極の第１の非導電性部分の間で増
   加し、電極の導電性部分の間で一定を維持し、そ
   して電極の第２の非導電性部分の間で減少するこ
   とを特徴とする液体合体装置。 ２ 各板はプラスチツクから成つていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 電気エネルギ源は各電極の導電性部分に接続
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ４ 電極は隣接する極板を逆極性で荷電するよう
   な配列で電気エネルギ源に接続されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５ 電気エネルギ源と電極との接続は交流電位に
   よつて電極を１つおきに荷電し、残りの電極はア
   ースしてあることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の装置。