JP6860549B2 - 圧縮空気供給による油・水分離装置 - Google Patents

Description

説明

本発明は、油・水混合物から油含有分を除去する油・水分離装置に関する。油・水分離装置は、油・水混合物から油含有分を分離するように設計された主フィルタを含む。

この種の油・水分離装置は、空気圧縮機と関連して用いられることが多い。空気圧縮機は、周囲空気の吸引および圧縮により圧縮空気を生成する。この過程において、周囲空気中に含まれる空気水分が物理的理由および圧縮空気の乾燥に起因して凝縮液として蓄積する。この凝縮液は、油・水混合物であり、廃水であり、潤滑油が含まれているため、炭化水素濃度の上限を超えているので、公設下水中へ排水することは許されない場合がほとんどである。

吸引された空気の体積流量が６０ｍ^３／ｈであるとすると、典型的には、２４０ｍｇ／ｈの油で供給されたほとんど不連続に近い１．２３ｌ／ｈの凝縮液流を発生することになる。これは、凝縮液１リットルあたり１９５ｍｇの油に対応する。これらの値は、様々なパラメータに応じて変動し得る。これらのパラメータの例を挙げると、例えば、気象条件（周囲温度および湿度）、コンプレッサ中において用いられる油の種類ならびにコンプレッサの構造および動作モードがある。水と潤滑油との間の結合も、油および水の混合物から分散物およびエマルジョンまでの範囲で変動する。しかし、汚水管渠中への排水が許される値は１０〜２０ｍｇ／ｌのオーダであり、中には５ｍｇ／ｌ（油／凝縮液）の場合もある。そのため、生ずる水の９９．５％が周囲空気の水分に由来する水であっても、廃棄物処理会社で処理してもらわなければならない特殊な廃棄物となる。

したがって、このような凝縮液の処理には、油・水分離器の使用が公知である。この場合、市販の油・水分離器の目的は、凝縮液を現場で処理して、廃棄できるようにする（すなわち、水からの油画分の除去をコスト効率の良い方法で行う）ことである。このような設計の公知の装置の場合、所望の純度の水を達成するために、いくつかの分離段階が用いられることが多い。このプロセスにおいて、凝縮液はゆっくりと排水されることが多いため、乱流が少ない状態で圧力解放要素を介して前段分離器中へ送られる。前段分離器は、重力分離理論に基づいて機能し、（密度が１ｋｇ／ｄｍ^３を超える）重い沈殿汚染物質の堆積および（密度が１ｋｇ／ｄｍ^３を下回る）遊離油画分の浮遊が生ずる。その後、これらの油画分は、回収容器へ向かって流れる。第２の段階において、凝縮液から微細な油滴が吸収フィルタによって分離され、ここで、吸収フィルタは、内面が極めて大きな親油性材料および活性炭に基づくことが多い。

油・水分離器による別の設計において、凝縮液は遊離油画分と共に吸収フィルタを通して送られて、凝縮液表面上を浮遊し、ここで堆積する（密度が１ｋｇ／ｄｍ^３を超える）油画分を吸い取る。このような油・水分離器は、例えば、ドイツ特許公開公報１０ ２００６ ００９ ５４２号から公知である。このような油・水分離器の設計は、等位水柱の原理に基づいて機能し、処理された凝縮液は、流入する新規の凝縮液と同じ量だけ装置の純水出口から下水道に退出する。

このような油・水分離器においては、回収された遊離油および油浸漬フィルタは通常は熱的に利用されることが多いが、処理されることもある。凝縮液が大きく分散またはさらにはエマルジョン化した場合、これらの装置において扱うことができず、より複雑な方法、例えば、ダイヤフラム、蒸発または分解プロセスによって扱うことが多い。

このような油・水分離器の運用で多い問題点として、上層の飽和に起因するかまたは生物学的粘液層の形成に起因して、フィルタの流れ抵抗が増加する点がある。そのため、水の溢流または還流を回避するには、フィルタ容量を使い切っていなくてもフィルタを早期に交換する必要が出てくる。この問題を解決するため、国際出願公開公報２０１１／１０４ ３６８号において、粘液状物質を分離する機械分離装置と、凝縮液をフィルタを通して吸引することで流れ抵抗を解消する電気ポンプとを設けることが提案されている。このような運用は、凝縮液が存在する場合に行われ、電子的レベル検出手段によって制御される。原理的には、フィルタの通過流は、ポンプのみによって発生する。ポンプの場合、上記利点を伴うものの、エネルギーコストの増加も伴う。

よって、本発明の目的は、簡単に操作することができかつエネルギー消費が少ない油・水分離装置を提供することである。

本発明によれば、この目的は、独立請求項１に記載の油・水分離装置によって達成される。本装置の有利な実施形態は、従属請求項２〜１６から明らかである。

請求項中に個別に記載される特徴は、任意の技術的に有意義な様態で相互に組み合わせることができ、本発明の他の実施形態を示す点に留意されたい。本発明の説明は、特に図面と組み合わせれば、本発明がさらに特徴付けられ、特定される。

本発明による油・水分離装置は、油・水混合物からの油含有分の除去に適しており、油・水混合物は、特に、空気圧縮機の凝縮液でよい。しかし、本装置は、同様の油・水混合物の処理にも適している。「油・水混合物」および「凝縮液」という用語は、本発明の説明においてのみ同義のものとして用いられる。

本装置は、油・水混合物から油含有分を分離するように設計された主フィルタを含む。精製すべき油・水混合物は、主フィルタへ供給され、主フィルタを通過した後に油・水分離装置から除去される。この場合、油・水分離装置は、これらの液体を静水原理に従って供給および除去するように構成されている。よって、処理された凝縮液は、装置に流入する新規凝縮液と同量だけ、対応する水柱の原理に従って本装置から退出する。この原理は、具体的には、対応して構成される容器および立上りパイプにより、様々な公知の様態で実現可能である。

よって、原理的には、本装置は、さらなるエネルギー供給および油・水混合物からの油含有分の連続分離を設けることなく動作させることができる。これは、装置の通常の動作と考えてよい。本発明によれば、油・水分離装置は制御部を有するが、制御部は、油・水分離装置へ一時的に空気を供給するように構成されて、これにより、油・水混合物を過圧力で主フィルタを通して押圧することができる。必要な場合、このような圧力供給は、フィルタを通して凝縮液を押圧するために行ってもよい。これは、フィルタの流れ抵抗が増加した場合に特に必要になる。

よって、本発明によれば、通常の動作では静水原理に従って公知の様態で単純に動作することができ、フィルタの流れ抵抗が増加した場合、圧力供給によってこの流れ抵抗の増加を解消して装置からの溢流を回避することができる装置が提供される。よって、本装置は、交互に用いることが可能な２つの動作モードを有する。よって、流れ抵抗が増加した場合でも、フィルタ内の油・水混合物の通過を維持することが可能になる。その結果、分離装置の動作寿命が長くなる。これは、定期保守間隔が設定されていながらその設定保守日の中間でフィルタ要素を交換することを避けたい場合に、特に有利である。本発明によれば、次の保守間隔まで装置の動作を維持することができる。

フィルタの流れ抵抗の増加を検出するために、油・水混合物貯液レベルを検出するセンサ手段を油・水分離装置中に設けることができ、センサ手段は制御部へ接続されている。フィルタの流れ抵抗が上昇すると、装置中の凝縮液貯液レベルも上昇する。この場合、本発明の一実施形態において、制御部は、所定の油・水混合物貯液レベルＡがセンサ手段によって検出された場合、油・水分離装置に制御用空気を一時的に供給するように構成されている。この貯液レベルＡは、できるだけ超えない方がよい最大凝縮液貯液レベルを構成する。

この場合、制御部は、様々な評価および制御機能を行うことができ、ユーザとインタラクティブに構成してもよい。この目的のため、制御部は、表示器と、例えばコマンドを入力するための入力手段とを含んでよい。詳細には、制御部は、制御部への制御コマンドに起因して油・水分離装置に制御用空気を供給するように構成してもよい。これは、特に、必要な場合にフィルタを空にするための装置の保守時に用いてもよい。この機能は、例えば交換可能なフィルタカートリッジを用いる場合に有利である。なぜならば、このように凝縮液の大部分を油・水分離装置から除去した後にフィルタカートリッジをネジ装着することができるからである。そうしないと、フィルタカートリッジの交換時に大量の液体が装置から流出し、対応策によってこれを回避する必要が出てくるであろう。

制御部はさらに、所定の油・水混合物貯液レベルＢがセンサ手段によって検出された場合に油・水分離装置への制御用空気の供給を再度中止するように構成してもよい。この貯液レベルＢは、最大貯液レベルＡよりも低く、到達した場合に圧力供給を終了すべきレベルを構成する。制御用空気が切り離された後、凝縮液を再度流すことができ、圧力供給が再度行われるまで貯液レベルを再度増加させることができ、これら２つの動作モードも交互に行うことができる。この場合、装置の動作範囲はレベルＡとレベルＢとの間である。

貯液レベルＢよりも低い別の貯液レベルＣを任意選択的に規定してもよい。貯液レベルがこのレベルＣを下回ることはないと考えられているため、このレベルＣは下限警告ポイントを構成する。凝縮液レベルがこのレベルＣを下回った場合、様々な対策を行うことができる。例えば、警告を出力してもよいし、かつ／または装置を自動的にオフにしてもよい。

好適には、制御用空気の供給時において、油・水分離装置中への油・水混合物の供給が停止される。このようにして、そうしなければ制御用空気が通って逃げてしまうような対応する供給を緊密に密閉することができる。油・水分離装置の構造に応じて、これは、制御用空気によって過圧力を生成するために必要であるか、または少なくとも有利であり得る。

本発明の一実施形態において、油・水分離装置は、ハウジングと、このハウジング内のチャンバ中に油・水混合物を供給する手段と、油・水混合物をこのチャンバから主フィルタ中へ移送するための接続開口部とを有する。制御部は、チャンバに制御用空気を一時的に供給するように構成されている。この供給時において制御用空気をハウジング内のチャンバ内へ導入して、油・水混合物が過圧力により接続開口部を通ってチャンバから主フィルタ中へ押圧されるようにする。好適な実施形態において、このチャンバ中への油・水混合物の供給はこの過程で停止される。

チャンバ中に過圧力を発生させるための制御用空気の供給は、異なる様態および異なる弁で行ってもよい。この場合、原則的に、制御用空気のための給気管と、チャンバ内で凝縮液の上方に過圧力を形成することができるようにチャンバの他の開口部を密閉する手段を設けてもよい。本発明の一実施形態において、共通ダイヤフラム弁を介してハウジングのチャンバ中へ制御用空気および油・水混合物を導入する。共通ダイヤフラム弁は、様々な様態で構成してもよく、とくに制御用空気によって駆動することができる。例えば、ダイヤフラム弁は、この目的のために制御用空気チャンバおよび混合物チャンバを有する。制御用空気チャンバおよび混合物チャンバは、ダイヤフラムによって相互に分離されている。ダイヤフラム弁はさらに、油・水混合物を混合物チャンバ中へ供給するための混合物入口と、制御用空気を制御用空気チャンバ中へ供給するための制御用空気入口とを有する。さらに、混合物チャンバからの油・水混合物をハウジング内のチャンバ中へ除去するための混合物出口と、制御用空気チャンバからの制御用空気をハウジングのチャンバ中へ除去するための制御用空気出口とが設けられている。この弁の混合物入口は、ダイヤフラムによって制御用空気チャンバに制御用空気を供給することにより、閉鎖することができる。このようにして、この弁により、制御用空気チャンバを通ってハウジングのチャンバ中へ制御用空気を流すことにより、制御用空気をこのハウジングのチャンバ中へ導入することができる。しかし、同時に、ダイヤフラム弁に対する混合物入口を閉鎖するように制御用空気によってダイヤフラムを動かすことで、ハウジングのチャンバ中への凝縮液のさらなる流れを停止させることができる。さらに、ダイヤフラムは、混合物入口から空気が逃げることができないように、混合物入口を密閉する。

制御用空気チャンバ中にダイヤフラムを駆動するための充分な圧力を制御用空気が形成することができるようにするために、ダイヤフラム弁の制御用空気出口は好適には、制御用空気入口よりも小さな開口断面を有する。よって、制御用空気は、先ず制御用空気チャンバ中に圧力を迅速に形成し、ダイヤフラムを動かした後、ハウジングのチャンバ中に圧力を形成し続ける。

制御用空気の供給時においてダイヤフラム弁への油・水混合物の供給がダイヤフラムによって中断される場合があるものの、油・水分離装置またはダイヤフラム弁への精製すべき混合物の供給の一般的中断により、これを補完することもできる。そうしないと、ダイヤフラム上への混合物の圧力が上昇し過ぎて再度開いてしまう。

適切には、制御用空気は過圧力で用いられる。過圧力は、適切に選択可能である。好適には、過圧力は、０．３〜１ｂａｒのオーダであるが、特に約０．５ｂａｒである。油・水分離装置がより高圧力で圧縮空気管へ接続される場合、装置への制御用空気の供給の前または後に、対応する圧力低下が発生し得る。例えば、圧力は、７ｂａｒから０．５ｂａｒまで、または他の圧力値へ低下することがある。

０．５ｂａｒの過圧力は、典型的に発生する流れ抵抗を解消し、フィルタを通って凝縮液を押圧するのに充分であることが分かっている。そのため、この場合、このオーダの過圧力は、欧州連合の圧力機器指令書（ＰＥＤ）の観点において油・水分離装置が圧力容器とみなされることのない点において有利である。そうしないと、油・水分離装置は、このガイドラインの特殊条件に適合させる必要が出てくるであろう。

主フィルタ中の油含有分を分離する基本的機能に加えて、油・水分離装置は、他の機能要素を有してもよい。例えば、装置のハウジングは、入口開口部を有してもよい。この入口開口部を介して、先ず油・水混合物をハウジング内の圧力解放チャンバ中へ導入することができ、その後、圧力解放チャンバから油・水混合物をハウジングのチャンバ中へ導入することができる。凝縮液と共に移送される圧縮空気は、この圧力解放チャンバから逃げる場合があり、これは好適には、逃げる空気を精製したり、または油含有分が逃げないようにするために別のフィルタを通したりする際に発生する。装置への圧力供給時に空気がこの圧力解放出口から逃げる事態を無くすために、出口は、開閉可能な弁によって密閉することができる。この開閉可能な弁は、制御部によって駆動としてもよい。上記ダイヤフラム弁を用いる場合、圧力解放チャンバは、混合物入口を介してダイヤフラム弁の混合物チャンバへ接続される。

主フィルタより前で遊離油画分を凝縮液から除去するために、本発明の一実施形態において、ハウジングのチャンバ中の油・水混合物上に浮遊しているこれらの遊離油画分を回収ドレインを経由してチャンバから排出するように構成してもよい。回収ドレインは、回収容器へ接続してもよい。この回収ドレインは、制御部からチャンバへの制御用空気の供給時に閉鎖してもよい。よって、空気がこの管から逃げる事態を無くすことができる。

本発明の他の利点、特殊な特徴および好都合なさらなる展開は、従属請求項および好適な実施形態の以下の記載を図面と共に参照すれば明らかになる。

本発明の油・水分離装置の第１の実施形態の通常の動作における模式図である。 図１の油・水分離装置に圧縮空気が供給された際の模式図である。 通常の動作における油・水分離装置のダイヤフラム弁を示す。 は、圧縮空気が供給された際の油・水分離装置のダイヤフラム弁を示す。 は、本発明による油・水分離装置の第２の実施形態の通常の動作における模式図である。

詳細な説明

図１中に模式的に示す本発明による油・水分離装置１０の第１の実施形態は、様々な構成要素を含む。この場合、装置は、少なくとも主フィルタ３０を含む。主フィルタ３０は、図示しない空気圧縮機からの油・水混合物または凝縮液１１の処理をこの凝縮液から油含有分を分離することによって行うように構成される。これは、フィルタ材料への吸収によって行うことができ、主フィルタ３０は好適には、エマルジョン化した油であっても微細に分散した液体を分離することでこの液体を供給できるようにすることが可能な材料を含む。この目的のために適切なものとして、分散型表面圧密および形状を有する親油性メルトスパンポリマーと、最も微細な油滴および親油性泡状ポリマーを吸収するように適合された濃度およびサイズを有する活性炭とがある。主フィルタ３０は、対応する吸収フィルタ材料３１が挿入されるハウジングを有する。

油・水分離装置１０はさらに、制御部６０を含む。制御部６０により、本装置の機能を制御することができる。とくにこれは、様々な検出器のセンサ信号の評価と、弁の開閉と、期間の検出とを含んでよい。好適には、制御部６０はさらに、制御コマンドを手入力するための入力手段を有する。本装置に対する保守作業は、例えば、これらの制御コマンドを介して行うことができる。制御部６０は、装置の状態および／または警告および保守通知を表示する表示手段も含んでよい。

油・水分離装置１０は、連通水柱の静水原理に従って機能する。この目的のため、ハウジング２０は、その配置に起因してヘッドハウジングとも呼ばれ、典型的には主フィルタ３０の上方に取り付けられる。ハウジング２０は、接続開口部２３を介して主フィルタ３０へ接続される。この接続は固定でもよいが、主フィルタ３０は、入口ポート３２を介してハウジング２０へ一時的に接続される少なくとも１つの交換可能なカートリッジフィルタであってもよい。詳細には、これは、緊密なネジ接続を介して行ってもよい。

凝縮液は、入口開口部２２を介してハウジング２０中へ導入することができる。詳細には、凝縮液１１は空気圧縮機から発生するが、凝縮液１１は油含有分を凝縮液１１から除去することで油・水分離装置１０により処理する必要が出てくる。この場合、凝縮液１１は、ヘッドハウジング２０中に流入し、その結果、ヘッドハウジング２０の上方に配置された主フィルタ３０中へ重力によって流入する。主フィルタ３０は、出口ポート３３を介して立上りパイプ４０へ接続されている。立上りパイプ４０を介して、処理された凝縮液１１’’が油・水分離装置１０から退出する。この出口ポート３３は、緊密なネジ接続を介して立上りパイプ４０へ接続してもよく、その場合、主フィルタ３０全体を交換可能することが可能になる。処理された凝縮液１１’’は、純水出口４２において装置から退出して、ハウジング２０中へ流入する新規の凝縮液１１と同量だけ下水道へ移動する。

ハウジング２０内にこのように発生した凝縮液レベルの高さには回収ドレイン７１を設けてもよく、これは、弁７２を介して回収容器７０へ接続されている。弁７２は、例えば、制御部６０によって駆動可能なソレノイド弁である。ハウジング２０内において凝縮液１１’上に浮遊する遊離油画分１３は、この回収ドレイン７１を介して除去および回収することができる。これらの遊離油画分の密度は１ｋｇ／ｄｍ^３未満である。こうして、遊離油画分の分離を行った後、凝縮液１１を主フィルタ３０へ供給して、事前精製された凝縮液１１’が主フィルタ３０に到着するようにする。しかし、遊離油画分の分離は、主フィルタ３０のカートリッジに組み込んでもよい。

密度が１ｋｇ／ｄｍ^３を超える高重量の土砂状物を分離するための装置（図示せず）を入口開口部２２から上流または下流に設けられてもよい。このような装置は、重力分離原理に従って機能し、これらの成土砂状物は装置底部上に堆積し、主フィルタ３０には進入しない。

図１の例示的実施形態において、ヘッドハウジング２０は、少なくとも１つのチャンバ２４を有する。このチャンバ２４中に凝縮液１１が流入し、ここから主フィルタ３０へ供給される。このチャンバ２４は、ヘッドハウジング２０の主チャンバを構成する。しかし、この主チャンバは、圧力解放チャンバ２１としての第２のチャンバによって補完してもよい。凝縮液１１は、先ず圧力解放のために後者へ導入される。コンプレッサから取り込まれた圧縮空気は、この圧力解放チャンバ２１中へ排出することができる。この空気は、出口を通って逃げる。この放出空気出口１２はフィルタマット２５を通り、また開閉可能な弁（図示せず）を設けてもよい。

凝縮液１１は、ヘッドハウジング２０のチャンバ２４中のこの圧力解放チャンバ２１から到着し、遊離油画分１３は回収ドレイン７１から排出され、このようにして事前精製された凝縮液１１’は、主フィルタ３０中に流入する。これは、装置１０の通常の動作を構成する。この通常の動作において、特定の凝縮液レベルがチャンバ２４内において生成され、チャンバ２４中において遊離油画分１３が連続的に除去され、精製された凝縮液１１’’が立上りパイプ４０を通って下水道中へ排出される。

しかし、フィルタ３０の上層の飽和または生物学的粘液層の形成に起因して、フィルタ３０の流れ抵抗が増加することがある。これが発生すると、チャンバ２４内の凝縮液レベルが増加し、その結果、装置において溢流が発生することがある。さらに、凝縮液レベルが上昇すると、遊離油画分が回収容器７０中に流入するだけでなく、凝縮液が精製されなくなる。

よって、本発明によれば、装置１０の通常の動作は、図２に示すように過圧力によって主フィルタ３０中に凝縮液１１’を押し込む圧力動作によって補完される。これは好適には、制御用空気管６３を経由してチャンバ２４に制御用空気１４を供給することにより、行われる。凝縮液１１’の貯液レベルを測定する少なくとも１つのセンサ手段６４を設けて、チャンバ２４内の凝縮液レベルの上昇を検出する。このセンサ手段は、制御部６０へ接続されている。制御部６０は、センサ手段６４の信号を評価し、貯液レベル上昇の際に制御用空気の供給をトリガする。この目的のため、制御部６０は、制御用空気管６３中の弁６２を駆動する。弁６２により、チャンバ２４への制御用空気１４の供給を制御することができる。

好適には、制御用空気１４は、０．５ｂａｒまでの過圧力によりチャンバ１４中へ導入され、これにより圧力差がチャンバ２４と主フィルタ３０の出口ポート３３との間に発生し、これにより凝縮液１１’がフィルタ３０を通って押圧される。この目的のために装置１０がより高圧力で圧縮空気管へ接続されると、対応する圧力低下が弁６２の上流および／または弁６２中において発生することができる。例えば、圧力は７ｂａｒから０．５ｂａｒへ低下することができ、これは絞り弁によって達成してもよい。代替的にまたは追加的に、圧力低下は弁６２の下流において発生させてもよく、その場合、例えば弁５０によって実現してもよい。

圧力供給は、チャンバ２４、およびチャンバ２４と主フィルタ３０との間の接続が、この位置において空気が逃げないかまたは少なくとも空気の逃げがほとんど無いよう構成されていることを前提としている。さらに、圧力供給時に制御部６０が回収容器７０の弁７２も密閉して遊離油画分１３が漏洩しないように構成してもよい。さらに、この供給を密閉するためにも圧力供給時における新規の凝縮液１１の供給は、停止するのがよい。

図１の例示的実施形態において、ダイヤフラム弁５０は、凝縮液供給および制御用空気供給口６３へ接続されているが、この目的のためにヘッドハウジング２０のチャンバ２４内に設けられたものである。ダイヤフラム弁５０は、２つのチャンバ、すなわち制御用空気チャンバ５２および混合物チャンバ５３を含む。これら２つのチャンバは、弾性ダイヤフラム５４によって相互に分離されている。凝縮液１１は、圧力解放チャンバ２１から混合物入口５５を介してダイヤフラム弁５０の混合物チャンバ５３中へ流動する。図１は、油・水分離装置の通常の動作において凝縮液が混合物チャンバ５３からヘッドハウジングのチャンバ２４中へ流入する様子を示す。これは、混合物出口５６を経由して行われる。処理された凝縮液１１’’は、装置の純水出口から退出して、混合物出口５６からチャンバ２４中へ流入する凝縮液１１と同量だけ下水道へ移動する。この過程において、特定の凝縮液レベルがチャンバ２４中に生成される。

主フィルタ３０の流れ抵抗が増加した場合、この凝縮液レベルが上昇し、貯液レベルＡは、例えば超えてはいけない臨界の最大凝縮液貯液レベルを構成する。この凝縮液レベルＡの上昇がセンサ手段６４によって検出されると、制御部６０は、弁６２を開口して制御用空気１４をダイヤフラム弁５０の制御用空気チャンバ５２中へ導入する。この場合、センサ手段６４は好適には、凝縮液レベルのみを検出しつつ遊離油画分および凝縮液の上方の空気は無視するように構成される。よって、凝縮液と油または空気とを区別することが可能になる。よって、センサ手段６４は、凝縮液１１’の貯液レベルを検出し、凝縮液１１’の上方の遊離油画分１３の貯液レベルは検出しない。

制御用空気は、制御用空気出口５７を通って制御用空気チャンバ５２を出て、ヘッドハウジングのチャンバ２４中に到着することができる。この場合、制御用空気出口５７は好適には、制御用空気入口５８よりも小さな断面を有するため、制御用空気１４が導入されると、制御用空気チャンバ５２中には迅速に圧力を形成することができる。この圧力に起因して、弁５０内のダイヤフラム５４は、混合物入口５５の方向における左側に動き、後者を密閉する。そのため、この段階において凝縮液１１はチャンバ２４中に流入することができなくなる。同時に制御部６０は、凝縮液１１から圧力解放チャンバ２１への供給も中断するのが好適である。これは、具体的には、油・水分離装置１０の上流での凝縮液の中間回収と組み合わせてもよいし、あるいは、並列接続された別の油・水分離装置に凝縮液を供給する。

混合物入口５５をダイヤフラム５４によって閉鎖することにより、このようにしてチャンバ２４から圧力解放チャンバ２１中へ逃げる空気も無くなる。好適には、制御部６０は、回収容器７０に対する弁７２も閉鎖する。制御用空気１４をチャンバ２４中にさらに供給することにより、その内部の圧力が上昇し、これにより、凝縮液１１を主フィルタ３０および立上りパイプ４０を通して出口４２の方へ押圧して、本工程で凝縮液１１を精製することができる。よって、フィルタの流れ抵抗の上昇を解消し、装置は溢流無しで動作し続けることができる。本工程において、制御用空気１４は、先ずダイヤフラム５５によって混合物入口５５を閉鎖した後、チャンバ２４内に圧力を形成するように機能する。この状況を図２に示す。凝縮液レベルは最大貯液レベルＡに到達し、ダイヤフラム５４は混合物入口５５を閉鎖する。

図３および図４は、ダイヤフラム弁５０の動作モードの模式図である。これら２つのチャンバ５２および５３は、弁ハウジング５１内において明確であり、弾性ダイヤフラム５４によって相互に分離されている。通常の動作（図３）において、ダイヤフラム５４は、混合物入口５５が開口し、凝縮液が混合物チャンバ５３を通って混合物入口５５から流れて混合物出口５６から退出できるように、配置されている。制御用空気１４が制御用空気入口５８中に導入されると、圧力が制御用空気チャンバ５２内に形成され、その結果、ダイヤフラム５４が先ず混合物入口５５へ押圧され、その結果、混合物入口５５が密閉される。制御用空気は、制御用空気出口５７から退出し、その結果、ヘッドハウジングのチャンバ内に圧力が形成される。

制御用空気１４は、様々な条件下において制御部６０によって再度切り離すことができる。例えば、凝縮液レベルが低い方の貯液レベルＢに到達した場合、制御用空気１４を切り離すことができる。制御用空気１４が切り離されると、ダイヤフラム５４は原位置（図１）に戻り、混合物入口５５を開放して新規の凝縮液１１がチャンバ２４に流入できるようになる。凝縮液レベルが再度貯液レベルＡまで上昇すると、圧力供給が再開して通常の動作および圧力供給が連続的に交互に行われることになる。そのため、凝縮液レベルは、点Ａと点Ｂとの間を移動する。

さらに、圧力供給時であってもチャンバ２４中の凝縮液レベルが低い方の貯液レベルＢに到達しない場合（すなわち、このレベルを上回る場合）、制御部６０にてエラー通知を発行することができる。これは、例えばフィルタ３０が目詰まりし、かつ／またはダイヤフラム弁５０が損傷したりしていることを示唆している。

例えば、チャンバ２４中の貯液レベルが所定の期間後にレベルＢに対応する所定のレベルへ低下したことを経験値が示した場合、この期間後に制御用空気１４を切り離してもよい。この場合も、レベル上昇が更新された場合に別の圧力供給を行ってもよい。よって、この実施形態において、レベルＡのみを規定すればよく、タイマ制御を行う必要がある。

さらに、凝縮液レベルが下回ることのできない最低貯液レベルＣを規定してもよい。最低貯液レベルＣは、レベルＢよりも下側、したがってＡ・Ｂ間の動作範囲を下回る。制御用空気が切り離されたのに凝縮液レベルがこの最低貯液レベルＣを下回った場合、例えば制御用空気１４のソレノイド弁６２が損傷し、制御用空気が未だにダイヤフラム弁５０に流入していることを示唆している。この場合においても、制御部６０にてエラー通知を出力してもよく、そうしないと容器から溢流してしまう。そのため、任意選択点Ｃは、警告ポイントを構成している。

制御部６０は、保守通知を出力するように構成してもよい。これは、例えば、所定数のサイクルに到達した場合、またはサイクル長が長すぎる場合に行うようにしてもよい。この場合、サイクルとは、圧力供給を伴う動作、すなわち、例えばレベルＡとレベルＢとの間の動作を構成している。保守期間が経過したとき（例えば、６ヶ月）に保守通知を出力してもよい。

圧力供給を伴う動作は、保守目的のために行ってもよい。この目的のため、対応する保守コマンドを保守担当者によって制御部６０へ入力してもよく、これにより制御コマンドが生成されると、上記した制御用空気１４の供給が行われる。よって、主フィルタ３０を空にして、主フィルタ３０がカートリッジであれば、これをすることができる。この目的のため、入口ポート３２および出口ポート３３のネジ接続が解除され、主フィルタ３０のネジ係合を緩めて、新しいフィルタをネジ係合させる。これに対して、チャンバ２４をこの目的でポンプで空にしたとしたら、凝縮液は逆流によってフィルタから吸引できたであろう。この場合は、接続開口部２３の領域内に別の弁が必要になろう

静水原理に従って動作する油・水分離装置内の油圧レベルは、センサレベルＡ、ＢおよびＣを区別する必要がある。出口開口部４２の凝縮液排出には、回収ドレイン７１の油排出時にフィルタ上方の凝縮液レベルに起因して油圧レベルが発生する。

本発明の上記した例示的実施形態において用いられる弁は、ひとえに一例であり、上記および他の弁は、各用途に適した他の任意の種類の弁によっても形成される。例えば、ソレノイド弁７２は、ダイヤフラム弁５０のように構成してもよい。さらに、他の種類の弁、例えばボール弁、摺動ゲート弁、ピンチ弁等を両弁ともに用いてもよい。

例示目的のため、図５は、通常の動作における本発明の油・水分離装置１０’の第２の実施形態を示す。この油・水分離装置１０’の本質的な構成要素および機能は、図１に記載の第１の実施形態に相当するものでよい。しかし、弁５０は、上記機能を備えたダイヤフラム弁としては構成されていない。むしろ、第２のチャンバ２４中への凝縮液供給を制御可能な別の種類の弁を用いてもよい。この場合でも、凝縮液１１は、圧力解放チャンバ２１から弁５０を通って第２のチャンバ２４中へ流入し、凝縮液１１’がレベルＡに到達した場合、弁５０を、具体的には制御用空気によって駆動することができる。この目的のため、制御用空気入口５８を分岐させて、制御用空気の一部を弁５０へ通し、弁５０を駆動できるようにする。さらなる制御用空気が第２のチャンバ２４中へ到着する前に、先ず絞り弁手段６５へ供給され、そこの圧力を増加させる。このようにして、制御用空気のための圧力低下をチャンバ内において行うことができる。しかし、装置の制御用空気を既に所望の圧力で供給できる場合、または別の箇所で絞りを行う場合、この圧力低下は無くてもよい。

弁５０は好適には、制御用空気を切り離した際に再度開口するように構成されている。しかし、例えば制御部６０によって弁を駆動して、この弁を開口することも可能である。あるいは、制御部６０によって弁５０の閉鎖をトリガ可能にすることもできる。

参照符号のリスト

１０、１０’ 油・水分離装置
１１ 処理すべき油・水混合物、凝縮液
１１’ 遊離油内容物分離後の油・水混合物、凝縮液
１１” 主フィルタを通過後の凝縮液
１２ 放出空気出口
１３ 遊離油画分
１４ 空気供給、制御用空気
２０ ハウジング、ヘッドハウジング
２１ 第１のチャンバ、圧力解放チャンバ
２２ 入口開口部
２３ 接続開口部
２４ 第２のチャンバ
２５ フィルタマット
３０ 主フィルタ
３１ 吸収フィルタ材料
３２ 入口ポート
３３ 出口ポート
４０ 立上りパイプ
４１ 通気開口部
４２ 出口開口部
５０ 弁、ダイヤフラム弁
５１ 弁ハウジング
５２ 制御用空気チャンバ
５３ 混合物チャンバ
５４ ダイヤフラム
５５ 混合物入口
５６ 混合物出口
５７ 制御用空気出口
５８ 制御用空気入口
６０ 制御部
６２ 弁、ソレノイド弁
６３ 圧縮空気供給
６４ センサ手段、貯液レベルセンサ
６５ 絞り弁
７０ 回収容器、キャニスタ
７１ 回収ドレイン
７２ 弁、ソレノイド弁
Ａ 貯液レベル、最大
Ｂ 貯液レベル
Ｃ 貯液レベル、最低

Claims (16)

1. 油・水混合物から油含有分を除去するための油・水分離装置（１０；１０’）であって、該装置は、前記油・水混合物から油含有分を分離するように設計された主フィルタ（３０）を含み、精製すべき油・水混合物を前記主フィルタ（３０）へ供給し、これを該主フィルタ（３０）の通過後に該油・水分離装置（１０；１０’）から除去し、該油・水分離装置（１０；１０’）は、これらの液体を静水原理に従って供給および除去するように構成され、
   該油・水分離装置（１０；１０’）は制御部（６０）を有し、該制御部（６０）は、該油・水分離装置（１０；１０’）に制御用空気（１４）を一時的に供給するように構成され、該一時的供給により、油・水混合物を過圧力で前記主フィルタ（３０）を通して押圧することができることを特徴とする油・水分離装置。
2. 前記油・水分離装置（１０；１０’）内には前記油・水混合物貯液レベルを検出するセンサ手段（６４）が設けられ、該センサ手段は前記制御部（６０）へ接続されていることを特徴とする請求項１に記載の油・水分離装置。
3. 前記制御部（６０）は、所定の油・水混合物貯液レベル（Ａ）が前記センサ手段（６４）によって検出されると、前記油・水分離装置（１０；１０’）に制御用空気（１４）を一時的に供給するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の油・水分離装置。
4. 前記制御部（６０）は、所定の油・水混合物貯液レベル（Ｂ）が前記センサ手段（６４）によって検出された場合、前記油・水分離装置（１０；１０’）への制御用空気（１４）の供給を中止するように構成されることを特徴とする請求項２および３のうちのいずれか１項に記載の油・水分離装置。
5. 前記制御部（６０）は、該制御部（６０）への制御コマンドに起因して前記油・水分離装置（１０；１０’）に制御用空気（１４）を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載の油・水分離装置。
6. 前記油・水分離装置（１０；１０’）中への油・水混合物は、前記制御用空気（１４）の供給時に停止されることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載の油・水分離装置。
7. 制御用空気（１４）は、０．３〜１ｂａｒ、特に約０．５ｂａｒのオーダの過圧力で用いられることを特徴とする請求項１ないし６のうちのいずれか１項に記載の油・水分離装置。
8. 前記油・水分離装置（１０；１０’）は、ハウジング（２０）と、前記油・水混合物を該ハウジング（２０）内のチャンバ（２４）中へ供給する手段と、前記油・水混合物をこのチャンバ（２４）から前記主フィルタ（３０）中へ移送するための接続開口部（２３）とを含み、前記制御部（６０）は、前記チャンバ（２４）へ制御用空気（１４）を一時的に供給するように構成され、該一時的供給の際、制御用空気（１４）を前記ハウジング（２０）内の前記チャンバ（２４）中へ導入して、前記油・水混合物が過圧力によって前記チャンバ（２４）から前記接続開口部（２３）を通って前記主フィルタ（３０）中へ押圧されるようにすることを特徴とする請求項１ないし７のうちのいずれか１項に記載の油・水分離装置。
9. 前記制御用空気（１４）および前記油・水混合物は、ダイヤフラム弁（５０）を介して前記ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）内へ導入され、前記ダイヤフラム弁（５０）は、ダイヤフラム（５４）によって分離された制御用空気チャンバ（５２）および混合物チャンバ（５３）を有し、前記ダイヤフラム弁（５０）は、前記混合物チャンバ（５３）中へ油・水混合物を供給するための混合物入口（５５）と、前記制御用空気チャンバ（５２）内へ制御用空気（１４）を供給するための制御用空気入口（５８）とを有し、さらに前記油・水混合物（１１）を前記混合物チャンバ（５３）から前記ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）中へ除去するための混合物出口（５６）と、前記制御用空気（１４）を前記制御用空気チャンバ（５２）から前記ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）中へ除去するための制御用空気出口（５７）とが設けられ、前記混合物入口（５５）は、前記制御用空気チャンバ（５２）に制御用空気（１４）を供給することにより前記ダイヤフラム（５４）によって閉鎖されることを特徴とする請求項８に記載の油・水分離装置。
10. 前記ダイヤフラム弁（５０）の前記制御用空気出口（５７）は、前記制御用空気入口（５８）よりも小さな開口断面を有することを特徴とする請求項９に記載の油・水分離装置。
11. 前記ダイヤフラム弁（５０）への前記油・水混合物の供給は、前記制御部（６０）から前記ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）への前記制御用空気の供給時に中断可能であることを特徴とする請求項９および１０のうちのいずれか１項に記載の油・水分離装置。
12. 前記ハウジング（２０）は入口開口部（２２）を有し、該入口開口部（２２）を通って油・水混合物を前記ハウジング（２０）内の圧力解放チャンバ（２１）中へ導入することができ、前記圧力解放チャンバ（２１）から前記油・水混合物を前記ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）中へ導入することができることを特徴とする請求項８ないし１１のうちのいずれか１項に記載の油・水分離装置。
13. 圧力解放チャンバ（２１）が前記混合物入口（５５）を介して前記ダイヤフラム弁（５０）の前記混合物チャンバ（５３）へ接続されていることを特徴とする請求項９ないし１１のうちのいずれか１項に記載の油・水分離装置。
14. 前記ハウジング（２０）の前記チャンバ（２４）中の前記油・水混合物上に浮遊する遊離油画分（１３）を前記チャンバ（２４）から回収ドレイン（７１）を通して排出することができることを特徴とする請求項８ないし１３のうちのいずれか１項に記載の油・水分離装置。
15. 前記回収ドレイン（７１）は、前記制御部（６０）から前記チャンバ（２４）への前記制御用空気（１４）の供給時に閉鎖可能であることを特徴とする請求項１４に記載の油・水分離装置。
16. 前記主フィルタ（３０）は、前記ハウジング（２０）へ一時的に接続することが可能な少なくとも１つのフィルタカートリッジによって形成されることを特徴とする請求項８ないし１５のうちのいずれか１項に記載の油・水分離装置。

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