混合液体の分離装置
【課題】混合液体から所望の液体を損失少なく効率よく分離して回収する。
【解決手段】混合液体Ｂを霧状にして噴出する噴出ノズル１４、および該噴出ノズルから混合液体が内部に噴出される容器体１５を備えるとともに、噴出ノズルから容器体内に噴出された混合液体を加熱することで、被回収液体Ａを液状のまま低沸点液体を気化する加熱分離器１１と、低沸点液体の気化ガスを容器体内から吸い出す吸出手段１３と、該吸出手段による吸引力に抗して自重により落下する被回収液体を回収する回収部１２と、を備え、吸出手段は、容器体において噴出ノズルよりも混合液体の噴出方向の前方に位置する前方部分１５ａに接続通路２５を介して接続され、容器体の前方部分、および接続通路のうちの少なくとも一方に、被回収液体の噴出ノズル側から吸出手段側に向かう流れを乱す邪魔部材２７が配設されている。
【解決手段】混合液体Ｂを霧状にして噴出する噴出ノズル１４、および該噴出ノズルから混合液体が内部に噴出される容器体１５を備えるとともに、噴出ノズルから容器体内に噴出された混合液体を加熱することで、被回収液体Ａを液状のまま低沸点液体を気化する加熱分離器１１と、低沸点液体の気化ガスを容器体内から吸い出す吸出手段１３と、該吸出手段による吸引力に抗して自重により落下する被回収液体を回収する回収部１２と、を備え、吸出手段は、容器体において噴出ノズルよりも混合液体の噴出方向の前方に位置する前方部分１５ａに接続通路２５を介して接続され、容器体の前方部分、および接続通路のうちの少なくとも一方に、被回収液体の噴出ノズル側から吸出手段側に向かう流れを乱す邪魔部材２７が配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合液体の分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記特許文献１に示されるように、ナノ濾過部材等を用いることで、複数種の液体を含有する混合液体から所望の液体を分離して回収する手段が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０１２２４９３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の混合液体の分離装置では、混合液体から所望の液体を損失少なく効率よく分離して回収することについて改善の余地があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、混合液体から所望の液体を損失少なく効率よく分離して回収することができる混合液体の分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の混合液体の分離装置は、被回収液体、および該被回収液体より沸点の低い低沸点液体を含有する混合液体から被回収液体を分離して回収する混合液体の分離装置であって、前記混合液体を霧状にして噴出する噴出ノズル、および該噴出ノズルから前記混合液体が内部に噴出される容器体を備えるとともに、前記噴出ノズルから前記容器体内に噴出された混合液体を加熱することで、被回収液体を液状のまま低沸点液体を気化する加熱分離器と、前記低沸点液体の気化ガスを前記容器体内から吸い出す吸出手段と、該吸出手段による吸引力に抗して自重により落下する前記被回収液体を回収する回収部と、を備え、前記吸出手段は、前記容器体において前記噴出ノズルよりも混合液体の噴出方向の前方に位置する前方部分に接続通路を介して接続され、前記容器体の前方部分、および前記接続通路のうちの少なくとも一方に、前記被回収液体の前記噴出ノズル側から吸出手段側に向かう流れを乱す邪魔部材が配設されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、容器体の内部で混合液体を加熱して低沸点液体を気化するに際し、混合液体を噴出ノズルにより霧状にするので、低沸点液体を少ないエネルギで容易かつ確実に気化させることが可能になり、消費エネルギを抑えることができるとともに、混合液体に含まれる被回収液体や低沸点液体の量によって、回収される被回収液体の純度がばらつくのを抑制することが可能になり、適用可能な混合液体の種類が制限されるのを抑えることができる。
さらに、容器体の前方部分、および接続通路のうちの少なくとも一方に、被回収液体の噴出ノズル側から吸出手段側に向かう流れを乱す邪魔部材が配設されているので、霧状の被回収液体を損失少なく確実に回収部に回収することが可能になる。
例えば、回収部が接続通路に配設され、かつ邪魔部材が、接続通路のうち回収部よりも吸出手段側に位置する部分に配設されている場合には、霧状の被回収液体が、吸出手段からの吸引力によって回収部から離れ吸出手段側に流されても、邪魔部材に接触させてこの霧状の被回収液体の流れを乱すことにより、霧状の被回収液体を、例えば邪魔部材上に付着させたり、邪魔部材上で凝集させたりすること等が可能になり、この被回収液体が邪魔部材を超えて吸出手段側に流出するのを抑制することができる。
一方例えば、回収部が接続通路に配設され、かつ邪魔部材が、接続通路のうち回収部より加熱分離器側に位置する部分、若しくは容器体の前方部分に配設されている場合には、霧状の被回収液体を、回収部に到達する前に予め、邪魔部材に接触させることで凝集させて嵩張らせておくことが可能になり、被回収液体を吸出手段による吸引力に抗して確実に自重により回収部に向けて落下させることができる。
また例えば、噴出ノズルが、混合液体を容器体内に鉛直方向に交差する横方向若しくは鉛直方向の上方に向けて噴出し、かつ回収部が、容器体において噴出ノズルより鉛直方向の下方に位置する部分に連結されている場合にも、噴出ノズルから噴出された霧状の被回収液体を、邪魔部材に接触させることで凝集させて嵩張らせることが可能になり、この被回収液体を、低沸点液体の気化ガスとともに吸出手段側に向けて流出させずに、吸出手段による吸引力に抗して確実に自重により回収部に向けて落下させることができる。
【０００８】
ここで、前記接続通路には、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体を、前記吸出手段からの鉛直方向の上方に向けた吸引力によって旋回させることで、前記気化ガスから被回収液体を遠心力により分離する遠心分離器が鉛直方向の下方に向けて突設され、該遠心分離器には、前記回収部が鉛直方向の下方に向けて突設されてもよい。
【０００９】
この場合、遠心分離器が配設されているので、被回収液体を回収部に回収する前に予め、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体の混合体を旋回させ、前記気化ガスから霧状の被回収液体を遠心力により分離することが可能になり、被回収液体をより一層確実に回収部に回収することができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る混合液体の分離装置によれば、混合液体から所望の液体を損失少なく効率よく分離して回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る一実施形態として示した混合液体の分離装置の概略図である。
【図２】図１に示す混合液体の分離装置のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【図３】本発明に係る他の実施形態として示した混合液体の分離装置の要部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る混合液体の分離装置の一実施形態を、図１および図２を参照しながら説明する。
この分離装置１は、被回収液体Ａ、および該被回収液体Ａより沸点の低い低沸点液体を含有する混合液体Ｂから被回収液体Ａを分離して回収する構成となっている。
【００１３】
ここで、本実施形態でいう「液体」とは、例えば、平成元年２月２３日付消防危第１１号「危険物の規制に関する政令等の一部を改正する政令（危険物の試験及び性状に係る部分）並びに危険物の試験及び性状に関する省令の公布について」において、別添２に示された方法に従って確認されるもの等としてもよい。
また本実施形態でいう「沸点」とは、例えば、ＪＩＳ Ｋ ２２３３（１９８４）に規定される方法で測定されるもの等としてもよい。なお、沸点を有しない例えばイオン液体等の場合に、本実施形態でいう「沸点」とは「分解点」を意味するものとする。「分解点」は、熱重量測定装置（ＴＧＡ）を用いて、液体の重量を測定しつつ、この液体を１分間に１０℃ずつ昇温させていく過程で、液体の重量が１０％減少したときの温度をいう。ここで、イオン液体とは、塩により構成される化学物質であって、一気圧・１００℃で液状の有機化合物を意味し、水は含まない。
【００１４】
混合液体Ｂが含有する液体としては、例えば有機物であっても無機物であってもよい。
有機物としては、例えば、Ｎ−メチルモルフォリンオキシド（ＮＭＭＯ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、エタノール、イソプロピルアルコール、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルフォスフェイト（Ｃ２ｍｉｍＤＥＰ）、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム塩化物（ＡｍｉｍＣｌ）、１−エチルピリジニウム塩化物、ジメチルスルフォキシド（ＤＭＳＯ）、ピリジン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムメチルスルフォネート、若しくはジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等が挙げられる。
これらのうち、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルフォスフェイト（Ｃ２ｍｉｍＤＥＰ）、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム塩化物（ＡｍｉｍＣｌ）、１−エチルピリジニウム塩化物、および１−エチル−３−メチルイミダゾリウムメチルスルフォネートが、前述のイオン液体に該当する。
無機物としては、例えば水（Ｈ２Ｏ）や溶融塩等が挙げられる。
【００１５】
なお、混合液体Ｂとしては、例えば、水（沸点：約１００℃）とＣ２ｍｉｍＡｃ（沸点（分解点）：約２１０℃）との混合物、水とＣ２ｍｉｍＤＥＰ（沸点（分解点）：約２５５℃）との混合物、水とＡｍｉｍＣｌ（沸点（分解点）：約２４５℃）との混合物、水とＮＭＭＯ（沸点：約１２０℃）との混合物、水とＴＨＦ（沸点：約６６℃）との混合物、
水とピリジン（沸点：約１１５．２℃）との混合物、水とポリエチレングリコール（沸点：約２５０℃以上）との混合物、水とＤＭＳＯ（沸点：約１８９℃）との混合物、若しくは水とＤＭＦ（沸点：約１５３℃）との混合物等が挙げられる。
なお、低沸点液体の沸点と被回収液体Ａの沸点との差は、例えば２０℃〜２００℃、好ましくは１００℃〜２００℃としてもよい。
また、混合液体Ｂに含有させる液体の種類は、共沸混合物とならない組み合わせとする。なお、共沸混合物としては、例えば、水とエタノールとの混合物、若しくは水とイソプロピルアルコールとの混合物等が挙げられる。
【００１６】
そして混合液体の分離装置１は、混合液体Ｂを霧状にして噴出する噴出ノズル１４、および噴出ノズル１４から混合液体Ｂが内部に噴出される容器体１５を備えるとともに、噴出ノズル１４から容器体１５内に噴出された混合液体Ｂを加熱することで、被回収液体Ａを液状のまま低沸点液体を気化する加熱分離器１１と、低沸点液体の気化ガスを容器体１５内から吸い出す吸出手段１３と、吸出手段１３による吸引力に抗して自重により落下する被回収液体Ａを回収する回収部１２と、を備えている。
【００１７】
加熱分離器１１において、噴出ノズル１４の先端部１４ａは、容器体１５の内部に位置していて、噴出ノズル１４の先端部１４ａから霧状の混合液体Ｂが噴出される。図示の例では、噴出ノズル１４は、先端部１４ａが下方を向くように鉛直方向に沿って延設されている。
容器体１５は、鉛直方向に沿って延びる有底筒状に形成され、その上端開口部内に、噴出ノズル１４の先端部１４ａが位置している。これにより、混合液体Ｂは、噴出ノズル１４の先端部１４ａから容器体１５内に下方に向けて噴出される。
【００１８】
さらに本実施形態では、加熱分離器１１は、噴出ノズル１４内に混合液体Ｂおよび圧縮気体を供給する供給手段１６と、容器体１５内に加熱された気体を供給して混合液体Ｂを加熱する加熱手段１７と、を備えている。
【００１９】
供給手段１６は、噴出ノズル１４の基端部に連結された気液混合器１８と、混合液体Ｂが貯留された貯留槽１９と、例えばコンプレッサー等の図示されない圧縮気体供給手段と、気液混合器１８と貯留槽１９とを接続する液体供給管２０と、気液混合器１８と圧縮気体供給手段とを接続する圧縮気体供給管２１と、を備えている。
液体供給管２０には、貯留槽１９内の混合液体Ｂを気液混合器１８に供給するポンプ２０ａが配設されている。
圧縮気体供給管２１には、気液混合器１８に供給する圧縮気体の圧力を調整するレギュレータ２１ａが配設されている。
【００２０】
加熱手段１７は、容器体１５内に連通された供給通路２２と、供給通路２２に配設され、吸出手段１３からの吸引力により吸引された気体を加熱するヒータ２３と、供給通路２２に配設され、ヒータ２３により加熱された気体の温度が測定可能な温度計２４と、を備えている。
供給通路２２において、容器体１５に連結された先端部２２ａは、鉛直方向に沿って延びる筒状体とされ、その内側に噴出ノズル１４が同軸に配設されている。供給通路２２の先端部２２ａおよび噴出ノズル１４の先端部１４ａそれぞれの鉛直方向に沿う位置は互いに同等となっている。図示の例では、噴出ノズル１４の先端部１４ａは、供給通路２２の先端部２２ａよりも僅かに下方に突出している。
【００２１】
吸出手段１３は、加熱分離器１１の容器体１５において、噴出ノズル１４よりも混合液体Ｂの噴出方向の前方に位置する前方部分１５ａに接続通路２５を介して接続されている。図示の例では、接続通路２５は、加熱分離器１１の容器体１５において、噴出ノズル１４の先端部１４ａよりも下方に位置する下部に接続されている。
接続通路２５は、加熱分離器１１の容器体１５の下部に接続されて水平方向に延びる第１通路２５ａと、第１通路２５ａの先端部から上方に向けて延びる第２通路２５ｂと、吸出手段１３に接続され上方に向けて延びる第３通路２５ｃと、第２通路２５ｂの上端と第３通路２５ｃの上端とを接続する第４通路２５ｄと、を備えている。第１通路２５ａには、加熱分離器１１を通過した混合気体Ｂの温度を測定可能な温度計２６が配設されている。
なお、この温度計２６、および加熱手段１７が備える温度計２４それぞれによる測定結果に基づいて、加熱手段１７のヒータ２３の温度が制御可能になっている。
【００２２】
そして本実施形態では、加熱分離器１１の容器体１５の前方部分１５ａ、および接続通路２５のうちの少なくとも一方に、被回収液体Ａの噴出ノズル１４側から吸出手段１３側に向かう流れを乱す邪魔部材２７が配設されている。
図示の例では、邪魔部材２７は接続通路２５の第２通路２５ｂに配設されている。また、邪魔部材２７は、図２に示されるように、第２通路２５ｂの内周面に、径方向の内側に向けて突設されるとともに、第２通路２５ｂの軸方向に間隔をあけて配設された複数の板体２８を備えている。
【００２３】
各板体２８は、弦に沿って切欠かれた切欠き部２８ａを有し、かつ半円より大きい円板状体となっていて、切欠き部２８ａと第２通路２５ｂの内周面との間に隙間Ｘが設けられている。また、各板体２８は、該板体２８のうち切欠き部２８ａが、低沸点液体の気化ガスが噴出ノズル１４側から吸出手段１３側に向けて流れる流動方向に沿って最も後側に位置するように、第２通路２５ｂの軸方向に対して傾斜して配設されている。板体２８の外周縁の曲率半径は、第２通路２５ｂの内周面の半径と同等になっている。前記隙間Ｘは、その全域にわたって、第２通路２５ｂの軸方向に隣接する他の板体２８によって第２通路２５ｂの軸方向に覆われている。図示の例では、第２通路２５ｂの軸方向で隣り合う各板体２８は、前記隙間Ｘが、第２通路２５ｂの径方向に沿って中央部を挟む反対側に位置するように第２通路２５ｂの軸方向に沿って互い違いに配設されている。
【００２４】
また本実施形態では、図１に示されるように、接続通路２５に、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体Ａを、吸出手段１３からの鉛直方向の上方に向けた吸引力によって旋回させることで、前記気化ガスから被回収液体Ａを遠心力により分離する遠心分離器２９が鉛直方向の下方に向けて突設されている。
図示の例では、遠心分離器２９の上端部が、接続通路２５における第１通路２５ａと第２通路２５ｂとの接続部分に連結されている。遠心分離器２９は、鉛直方向の上方から下方に向かうに従い漸次縮径された円筒状体となっている。また、遠心分離器２９には、該分離器２９内の被回収液体Ａを冷却可能な冷却手段２９ａが配設されている。なお、冷却手段２９ａは、内部に冷媒が循環する循環配管を備え、この循環配管の一部が遠心分離器２９の内部に位置していて、この循環配管の一部に遠心分離器２９内の被回収液体Ａの一部が接触することで凝集することがある。
この遠心分離器２９に、回収部１２が鉛直方向の下方に向けて突設されている。回収部１２は、内径が遠心分離器２９の下端部における内径よりも大きく、かつ遠心分離器２９よりも鉛直方向の大きさが小さい有底筒状体となっている。また、遠心分離器２９と回収部１２とは同軸に配設されている。
【００２５】
次に、以上のように構成された混合液体の分離装置１の作用について説明する。
【００２６】
まず、供給手段１６においては、気液混合器１８に、圧縮気体供給手段から圧縮気体供給管２１を通してレギュレータ２１ａにより圧力が調整された圧縮気体が供給されるとともに、貯留槽１９から液体供給管２０を通してポンプ２０ａにより流量が調整された混合液体Ｂが供給される。そして、これらの圧縮気体と混合液体Ｂとが気液混合器１８内で混合された後に、噴出ノズル１４の先端部１４ａから加熱分離器１１の容器体１５内に下方に向けて噴出される。
なお、このときの混合液体Ｂの液滴の粒径は、例えば１μｍ〜１０００μｍ、好ましくは１０μｍ〜７００μｍ、さらに好ましくは４００μｍ〜５００μｍとしてもよい。
【００２７】
一方、加熱手段１７においては、吸出手段１３からの吸引力によって供給通路２２内に吸引された気体が、供給通路２２の先端部２２ａに向けて流れる過程でヒータ２３により加熱される。このように加熱された気体は、供給通路２２の先端部２２ａから加熱分離器１１の容器体１５内に下方に向けて供給される。
この際、供給通路２２の先端部２２ａおよび噴出ノズル１４がそれぞれ同軸に位置し、かつ供給通路２２の先端部２２ａおよび噴出ノズル１４の先端部１４ａそれぞれの鉛直方向に沿う位置が互いに同等になっているので、噴出ノズル１４から噴出された混合液体Ｂは、加熱手段１７からの加熱された気体に即座に全体にわたって接することとなり、低沸点液体の沸点以上、かつ被回収液体Ａの沸点より低い温度まで確実に加熱される。これにより、噴出ノズル１４から加熱分離器１１の容器体１５内に噴出された混合液体Ｂは、即座に、被回収液体Ａは液滴のまま低沸点液体のみが気化する。なお、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体Ａの混合体の温度は、接続通路２５に到達するまでの間に、多少は低下するものの、低沸点液体の沸点以上、かつ被回収液体Ａの沸点より低い温度に維持される。
【００２８】
なお、このときの加熱分離器１１の容器体１５の内圧は、例えば０．０１ＭＰａ〜０．５０ＭＰａ、好ましくは０．０３ＭＰａ〜０．３０ＭＰａ、さらに好ましくは０．０５ＭＰａ〜０．２０ＭＰａ、最も好ましくは０．０８ＭＰａ〜０．１５ＭＰａとしてもよい。さらに、加熱手段１７から容器体１５内に供給する気体としては、例えば空気、窒素ガス、若しくはその他の不活性ガス等が挙げられる。また、加熱手段１７から容器体１５内に供給する気体の温度は、混合液体Ｂとして、例えば水を約９９．６ｗｔ％含有し、かつＣ２ｍｉｍＡｃを約０．４ｗｔ％含有するものを採用した場合、約２２０℃としてもよい。
【００２９】
そして、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体Ａの混合体は、加熱分離器１１の容器体１５の下部に到達すると、接続通路２５の第１通路２５ａを通過して遠心分離器２９に到達する。この際、遠心分離器２９の内部に作用する吸出手段１３からの上方に向けた吸引力によって、遠心分離器２９内の前記混合体を旋回させることで、前記気化ガスから被回収液体Ａが遠心力により分離される。なおこの過程において、被回収液体Ａは冷却手段２９ａにより遠心分離器２９内で冷却される。このように分離された被回収液体Ａは、自重により回収部１２に向けて落下して回収される一方、低沸点液体の気化ガスは、吸出手段１３からの上方に向けた吸引力により第２通路２５ｂ内を上昇し、第４通路２５ｄおよび第３通路２５ｃをこの順に通過して吸出手段１３に到達し排出される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態による混合液体の分離装置１によれば、加熱分離器１１の容器体１５の内部で低沸点液体を気化するに際し、混合液体Ｂを、噴出ノズル１４により微小液滴の霧状にしてその表面積を増大させるとともに、加熱手段１７からの加熱された気体により低沸点液体の沸点以上、かつ被回収液体Ａの沸点より低い温度まで加熱するので、低沸点液体を少ないエネルギで容易かつ確実に気化させることが可能になり、消費エネルギを抑えることができるとともに、混合液体Ｂに含まれる被回収液体Ａや低沸点液体の量によって、回収される被回収液体Ａの純度がばらつくのを抑制することが可能になり、適用可能な混合液体Ｂの種類が制限されるのを抑えることができる。
【００３１】
さらに、接続通路２５に、被回収液体Ａの噴出ノズル１４側から吸出手段１３側に向かう流れを乱す邪魔部材２７が配設されているので、霧状の被回収液体Ａを損失少なく確実に回収部１２に回収することが可能になる。
本実施形態では、回収部１２が接続通路２５に配設され、かつ邪魔部材２７が、接続通路２５のうち回収部１２よりも吸出手段１３側に位置する第２通路２５ｂに配設されているので、霧状の被回収液体Ａが、吸出手段１３からの吸引力によって回収部１２から離れ吸出手段１３側に流されても、邪魔部材２７の板体２８の表裏面のうち、吸出手段１３側を向く背面では、カルマン渦または／および乱流を発生させ霧状の被回収液体Ａを凝集させ嵩張らせ、また、噴出ノズル１４側を向く対向面には霧状の被回収液体Ａを付着させること等が可能になり、この被回収液体Ａが邪魔部材２７を超えて吸出手段１３側に流出するのを抑制することができる。
【００３２】
また、遠心分離器２９が配設されているので、被回収液体Ａを回収部１２に回収する前に予め、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体Ａの混合体を旋回させ、前記気化ガスから霧状の被回収液体Ａを遠心力により分離することが可能になり、被回収液体Ａをより一層確実に回収部１２に回収することができる。
【００３３】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３４】
例えば、前記実施形態では、邪魔部材２７を接続通路２５の第２通路２５ｂに配設したが、これに限らず、第１通路２５ａ、第２通路２５ｂ、第３通路２５ｃ、第４通路２５ｄ、および加熱分離器１１の容器体１５の前方部分１５ａのうちの少なくとも一つに配設すればよい。
なお、邪魔部材２７を、回収部１２および遠心分離器２９よりも加熱分離器１１側に位置する第１通路２５ａや容器体１５の前方部分１５ａに配設した場合には、霧状の被回収液体Ａを、回収部１２や遠心分離器２９に到達する前に予め、邪魔部材２７に接触させることで凝集させて嵩張らせておくことが可能になる。
これにより、被回収液体Ａを、遠心分離器２９による遠心力によって確実に低沸点液体の気化ガスから分離することができるとともに、被回収液体Ａを、吸出手段１３による吸引力に抗して確実に自重により回収部１２に向けて落下させることができる。
【００３５】
また、邪魔部材２７は、前記実施形態に限らず、例えばメッシュ体、あるいは径方向に延在する棒状体、あるいは径方向に沿って平行に延びる板体等適宜変更してもよい。
なお、メッシュ体の場合、霧状の被回収液体Ａが、メッシュ体の表裏面のうち、噴出ノズル１４側を向く対向面には直接付着し、また、吸出手段１３側を向く背面には、カルマン渦または／および乱流が発生して凝集することで付着する。
また前記棒状体の場合、霧状の被回収液体Ａが、吸出手段１３側を向く背部にカルマン渦または／および乱流が発生することで凝集して付着したり、あるいは直接付着したりする。
さらに遠心分離器２９に冷却手段２９ａは配設しなくてもよく、また、遠心分離器２９は配設しなくてもよい。
さらに回収部１２は加熱分離器１１に直結してもよい。
また、加熱手段１７は、前記実施形態に限らず例えば、容器体１５に直接配設したヒータであってもよいし、さらに、供給通路２２に気体を供給するポンプ等を吸出手段１３とは別に配設してもよい。
さらにまた、邪魔部材２７と吸出手段１３との間に、冷却手段を有する補助回収部を配設し、この補助回収部により低沸点液体を回収するようにしてもよい。
【００３６】
また、図３に示されるように、噴出ノズル１４の先端部１４ａを鉛直方向の上方に向けて、混合液体Ｂを容器体１５内に鉛直方向の上方に向けて噴出させるようにしてもよい。この図３に示す混合液体の分離装置２では、回収部１２は、容器体１５において噴出ノズル１４より鉛直方向の下方に位置する部分に連結されている。また、接続通路２５は、容器体１５において噴出ノズル１４より鉛直方向の上方に位置する前方部分１５ａに連結されている。さらに、邪魔部材２７は、容器体１５の前方部分１５ａのうち接続通路２５よりも鉛直方向の下方に位置する部分に配設されている。
このような混合液体の分離装置２では、鉛直方向の上方に向けて噴出された霧状の被回収液体Ａを、邪魔部材２７に接触させることで凝集させて嵩張らせることが可能になり、この被回収液体Ａを、低沸点液体の気化ガスとともに吸出手段１３側に向けて流出させずに、吸出手段１３による吸引力に抗して確実に自重により回収部１２に向けて落下させることができる。
なお、この図３に示す混合液体の分離装置２において、噴出ノズル１４の先端部１４ａを鉛直方向に交差する横方向に向け、混合液体Ｂを容器体１５内に横方向に噴出させてもよい。
【００３７】
さらに、混合液体Ｂは、３種類以上の液体を含有してもよい。また、加熱分離器１１で気化させる低沸点液体は複数種であってもよいし、回収部１２で回収する被回収液体Ａも複数種であってもよい。
【００３８】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
混合液体から所望の液体を損失少なく効率よく分離して回収することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１、２ 混合液体の分離装置
１１ 加熱分離器
１２ 回収部
１３ 吸出手段
１４ 噴出ノズル
１５ 容器体
１５ａ 容器体の前方部分
２５ 接続通路
２７ 邪魔部材
２８ 板体
２８ａ 板体の先端縁
２９ 遠心分離器
Ａ 被回収液体
Ｂ 混合液体
Ｘ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合液体の分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記特許文献１に示されるように、ナノ濾過部材等を用いることで、複数種の液体を含有する混合液体から所望の液体を分離して回収する手段が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０１２２４９３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の混合液体の分離装置では、混合液体から所望の液体を損失少なく効率よく分離して回収することについて改善の余地があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、混合液体から所望の液体を損失少なく効率よく分離して回収することができる混合液体の分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の混合液体の分離装置は、被回収液体、および該被回収液体より沸点の低い低沸点液体を含有する混合液体から被回収液体を分離して回収する混合液体の分離装置であって、前記混合液体を霧状にして噴出する噴出ノズル、および該噴出ノズルから前記混合液体が内部に噴出される容器体を備えるとともに、前記噴出ノズルから前記容器体内に噴出された混合液体を加熱することで、被回収液体を液状のまま低沸点液体を気化する加熱分離器と、前記低沸点液体の気化ガスを前記容器体内から吸い出す吸出手段と、該吸出手段による吸引力に抗して自重により落下する前記被回収液体を回収する回収部と、を備え、前記吸出手段は、前記容器体において前記噴出ノズルよりも混合液体の噴出方向の前方に位置する前方部分に接続通路を介して接続され、前記容器体の前方部分、および前記接続通路のうちの少なくとも一方に、前記被回収液体の前記噴出ノズル側から吸出手段側に向かう流れを乱す邪魔部材が配設されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、容器体の内部で混合液体を加熱して低沸点液体を気化するに際し、混合液体を噴出ノズルにより霧状にするので、低沸点液体を少ないエネルギで容易かつ確実に気化させることが可能になり、消費エネルギを抑えることができるとともに、混合液体に含まれる被回収液体や低沸点液体の量によって、回収される被回収液体の純度がばらつくのを抑制することが可能になり、適用可能な混合液体の種類が制限されるのを抑えることができる。
さらに、容器体の前方部分、および接続通路のうちの少なくとも一方に、被回収液体の噴出ノズル側から吸出手段側に向かう流れを乱す邪魔部材が配設されているので、霧状の被回収液体を損失少なく確実に回収部に回収することが可能になる。
例えば、回収部が接続通路に配設され、かつ邪魔部材が、接続通路のうち回収部よりも吸出手段側に位置する部分に配設されている場合には、霧状の被回収液体が、吸出手段からの吸引力によって回収部から離れ吸出手段側に流されても、邪魔部材に接触させてこの霧状の被回収液体の流れを乱すことにより、霧状の被回収液体を、例えば邪魔部材上に付着させたり、邪魔部材上で凝集させたりすること等が可能になり、この被回収液体が邪魔部材を超えて吸出手段側に流出するのを抑制することができる。
一方例えば、回収部が接続通路に配設され、かつ邪魔部材が、接続通路のうち回収部より加熱分離器側に位置する部分、若しくは容器体の前方部分に配設されている場合には、霧状の被回収液体を、回収部に到達する前に予め、邪魔部材に接触させることで凝集させて嵩張らせておくことが可能になり、被回収液体を吸出手段による吸引力に抗して確実に自重により回収部に向けて落下させることができる。
また例えば、噴出ノズルが、混合液体を容器体内に鉛直方向に交差する横方向若しくは鉛直方向の上方に向けて噴出し、かつ回収部が、容器体において噴出ノズルより鉛直方向の下方に位置する部分に連結されている場合にも、噴出ノズルから噴出された霧状の被回収液体を、邪魔部材に接触させることで凝集させて嵩張らせることが可能になり、この被回収液体を、低沸点液体の気化ガスとともに吸出手段側に向けて流出させずに、吸出手段による吸引力に抗して確実に自重により回収部に向けて落下させることができる。
【０００８】
ここで、前記接続通路には、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体を、前記吸出手段からの鉛直方向の上方に向けた吸引力によって旋回させることで、前記気化ガスから被回収液体を遠心力により分離する遠心分離器が鉛直方向の下方に向けて突設され、該遠心分離器には、前記回収部が鉛直方向の下方に向けて突設されてもよい。
【０００９】
この場合、遠心分離器が配設されているので、被回収液体を回収部に回収する前に予め、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体の混合体を旋回させ、前記気化ガスから霧状の被回収液体を遠心力により分離することが可能になり、被回収液体をより一層確実に回収部に回収することができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る混合液体の分離装置によれば、混合液体から所望の液体を損失少なく効率よく分離して回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る一実施形態として示した混合液体の分離装置の概略図である。
【図２】図１に示す混合液体の分離装置のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【図３】本発明に係る他の実施形態として示した混合液体の分離装置の要部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る混合液体の分離装置の一実施形態を、図１および図２を参照しながら説明する。
この分離装置１は、被回収液体Ａ、および該被回収液体Ａより沸点の低い低沸点液体を含有する混合液体Ｂから被回収液体Ａを分離して回収する構成となっている。
【００１３】
ここで、本実施形態でいう「液体」とは、例えば、平成元年２月２３日付消防危第１１号「危険物の規制に関する政令等の一部を改正する政令（危険物の試験及び性状に係る部分）並びに危険物の試験及び性状に関する省令の公布について」において、別添２に示された方法に従って確認されるもの等としてもよい。
また本実施形態でいう「沸点」とは、例えば、ＪＩＳ Ｋ ２２３３（１９８４）に規定される方法で測定されるもの等としてもよい。なお、沸点を有しない例えばイオン液体等の場合に、本実施形態でいう「沸点」とは「分解点」を意味するものとする。「分解点」は、熱重量測定装置（ＴＧＡ）を用いて、液体の重量を測定しつつ、この液体を１分間に１０℃ずつ昇温させていく過程で、液体の重量が１０％減少したときの温度をいう。ここで、イオン液体とは、塩により構成される化学物質であって、一気圧・１００℃で液状の有機化合物を意味し、水は含まない。
【００１４】
混合液体Ｂが含有する液体としては、例えば有機物であっても無機物であってもよい。
有機物としては、例えば、Ｎ−メチルモルフォリンオキシド（ＮＭＭＯ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、エタノール、イソプロピルアルコール、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルフォスフェイト（Ｃ２ｍｉｍＤＥＰ）、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム塩化物（ＡｍｉｍＣｌ）、１−エチルピリジニウム塩化物、ジメチルスルフォキシド（ＤＭＳＯ）、ピリジン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムメチルスルフォネート、若しくはジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等が挙げられる。
これらのうち、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルフォスフェイト（Ｃ２ｍｉｍＤＥＰ）、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム塩化物（ＡｍｉｍＣｌ）、１−エチルピリジニウム塩化物、および１−エチル−３−メチルイミダゾリウムメチルスルフォネートが、前述のイオン液体に該当する。
無機物としては、例えば水（Ｈ２Ｏ）や溶融塩等が挙げられる。
【００１５】
なお、混合液体Ｂとしては、例えば、水（沸点：約１００℃）とＣ２ｍｉｍＡｃ（沸点（分解点）：約２１０℃）との混合物、水とＣ２ｍｉｍＤＥＰ（沸点（分解点）：約２５５℃）との混合物、水とＡｍｉｍＣｌ（沸点（分解点）：約２４５℃）との混合物、水とＮＭＭＯ（沸点：約１２０℃）との混合物、水とＴＨＦ（沸点：約６６℃）との混合物、
水とピリジン（沸点：約１１５．２℃）との混合物、水とポリエチレングリコール（沸点：約２５０℃以上）との混合物、水とＤＭＳＯ（沸点：約１８９℃）との混合物、若しくは水とＤＭＦ（沸点：約１５３℃）との混合物等が挙げられる。
なお、低沸点液体の沸点と被回収液体Ａの沸点との差は、例えば２０℃〜２００℃、好ましくは１００℃〜２００℃としてもよい。
また、混合液体Ｂに含有させる液体の種類は、共沸混合物とならない組み合わせとする。なお、共沸混合物としては、例えば、水とエタノールとの混合物、若しくは水とイソプロピルアルコールとの混合物等が挙げられる。
【００１６】
そして混合液体の分離装置１は、混合液体Ｂを霧状にして噴出する噴出ノズル１４、および噴出ノズル１４から混合液体Ｂが内部に噴出される容器体１５を備えるとともに、噴出ノズル１４から容器体１５内に噴出された混合液体Ｂを加熱することで、被回収液体Ａを液状のまま低沸点液体を気化する加熱分離器１１と、低沸点液体の気化ガスを容器体１５内から吸い出す吸出手段１３と、吸出手段１３による吸引力に抗して自重により落下する被回収液体Ａを回収する回収部１２と、を備えている。
【００１７】
加熱分離器１１において、噴出ノズル１４の先端部１４ａは、容器体１５の内部に位置していて、噴出ノズル１４の先端部１４ａから霧状の混合液体Ｂが噴出される。図示の例では、噴出ノズル１４は、先端部１４ａが下方を向くように鉛直方向に沿って延設されている。
容器体１５は、鉛直方向に沿って延びる有底筒状に形成され、その上端開口部内に、噴出ノズル１４の先端部１４ａが位置している。これにより、混合液体Ｂは、噴出ノズル１４の先端部１４ａから容器体１５内に下方に向けて噴出される。
【００１８】
さらに本実施形態では、加熱分離器１１は、噴出ノズル１４内に混合液体Ｂおよび圧縮気体を供給する供給手段１６と、容器体１５内に加熱された気体を供給して混合液体Ｂを加熱する加熱手段１７と、を備えている。
【００１９】
供給手段１６は、噴出ノズル１４の基端部に連結された気液混合器１８と、混合液体Ｂが貯留された貯留槽１９と、例えばコンプレッサー等の図示されない圧縮気体供給手段と、気液混合器１８と貯留槽１９とを接続する液体供給管２０と、気液混合器１８と圧縮気体供給手段とを接続する圧縮気体供給管２１と、を備えている。
液体供給管２０には、貯留槽１９内の混合液体Ｂを気液混合器１８に供給するポンプ２０ａが配設されている。
圧縮気体供給管２１には、気液混合器１８に供給する圧縮気体の圧力を調整するレギュレータ２１ａが配設されている。
【００２０】
加熱手段１７は、容器体１５内に連通された供給通路２２と、供給通路２２に配設され、吸出手段１３からの吸引力により吸引された気体を加熱するヒータ２３と、供給通路２２に配設され、ヒータ２３により加熱された気体の温度が測定可能な温度計２４と、を備えている。
供給通路２２において、容器体１５に連結された先端部２２ａは、鉛直方向に沿って延びる筒状体とされ、その内側に噴出ノズル１４が同軸に配設されている。供給通路２２の先端部２２ａおよび噴出ノズル１４の先端部１４ａそれぞれの鉛直方向に沿う位置は互いに同等となっている。図示の例では、噴出ノズル１４の先端部１４ａは、供給通路２２の先端部２２ａよりも僅かに下方に突出している。
【００２１】
吸出手段１３は、加熱分離器１１の容器体１５において、噴出ノズル１４よりも混合液体Ｂの噴出方向の前方に位置する前方部分１５ａに接続通路２５を介して接続されている。図示の例では、接続通路２５は、加熱分離器１１の容器体１５において、噴出ノズル１４の先端部１４ａよりも下方に位置する下部に接続されている。
接続通路２５は、加熱分離器１１の容器体１５の下部に接続されて水平方向に延びる第１通路２５ａと、第１通路２５ａの先端部から上方に向けて延びる第２通路２５ｂと、吸出手段１３に接続され上方に向けて延びる第３通路２５ｃと、第２通路２５ｂの上端と第３通路２５ｃの上端とを接続する第４通路２５ｄと、を備えている。第１通路２５ａには、加熱分離器１１を通過した混合気体Ｂの温度を測定可能な温度計２６が配設されている。
なお、この温度計２６、および加熱手段１７が備える温度計２４それぞれによる測定結果に基づいて、加熱手段１７のヒータ２３の温度が制御可能になっている。
【００２２】
そして本実施形態では、加熱分離器１１の容器体１５の前方部分１５ａ、および接続通路２５のうちの少なくとも一方に、被回収液体Ａの噴出ノズル１４側から吸出手段１３側に向かう流れを乱す邪魔部材２７が配設されている。
図示の例では、邪魔部材２７は接続通路２５の第２通路２５ｂに配設されている。また、邪魔部材２７は、図２に示されるように、第２通路２５ｂの内周面に、径方向の内側に向けて突設されるとともに、第２通路２５ｂの軸方向に間隔をあけて配設された複数の板体２８を備えている。
【００２３】
各板体２８は、弦に沿って切欠かれた切欠き部２８ａを有し、かつ半円より大きい円板状体となっていて、切欠き部２８ａと第２通路２５ｂの内周面との間に隙間Ｘが設けられている。また、各板体２８は、該板体２８のうち切欠き部２８ａが、低沸点液体の気化ガスが噴出ノズル１４側から吸出手段１３側に向けて流れる流動方向に沿って最も後側に位置するように、第２通路２５ｂの軸方向に対して傾斜して配設されている。板体２８の外周縁の曲率半径は、第２通路２５ｂの内周面の半径と同等になっている。前記隙間Ｘは、その全域にわたって、第２通路２５ｂの軸方向に隣接する他の板体２８によって第２通路２５ｂの軸方向に覆われている。図示の例では、第２通路２５ｂの軸方向で隣り合う各板体２８は、前記隙間Ｘが、第２通路２５ｂの径方向に沿って中央部を挟む反対側に位置するように第２通路２５ｂの軸方向に沿って互い違いに配設されている。
【００２４】
また本実施形態では、図１に示されるように、接続通路２５に、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体Ａを、吸出手段１３からの鉛直方向の上方に向けた吸引力によって旋回させることで、前記気化ガスから被回収液体Ａを遠心力により分離する遠心分離器２９が鉛直方向の下方に向けて突設されている。
図示の例では、遠心分離器２９の上端部が、接続通路２５における第１通路２５ａと第２通路２５ｂとの接続部分に連結されている。遠心分離器２９は、鉛直方向の上方から下方に向かうに従い漸次縮径された円筒状体となっている。また、遠心分離器２９には、該分離器２９内の被回収液体Ａを冷却可能な冷却手段２９ａが配設されている。なお、冷却手段２９ａは、内部に冷媒が循環する循環配管を備え、この循環配管の一部が遠心分離器２９の内部に位置していて、この循環配管の一部に遠心分離器２９内の被回収液体Ａの一部が接触することで凝集することがある。
この遠心分離器２９に、回収部１２が鉛直方向の下方に向けて突設されている。回収部１２は、内径が遠心分離器２９の下端部における内径よりも大きく、かつ遠心分離器２９よりも鉛直方向の大きさが小さい有底筒状体となっている。また、遠心分離器２９と回収部１２とは同軸に配設されている。
【００２５】
次に、以上のように構成された混合液体の分離装置１の作用について説明する。
【００２６】
まず、供給手段１６においては、気液混合器１８に、圧縮気体供給手段から圧縮気体供給管２１を通してレギュレータ２１ａにより圧力が調整された圧縮気体が供給されるとともに、貯留槽１９から液体供給管２０を通してポンプ２０ａにより流量が調整された混合液体Ｂが供給される。そして、これらの圧縮気体と混合液体Ｂとが気液混合器１８内で混合された後に、噴出ノズル１４の先端部１４ａから加熱分離器１１の容器体１５内に下方に向けて噴出される。
なお、このときの混合液体Ｂの液滴の粒径は、例えば１μｍ〜１０００μｍ、好ましくは１０μｍ〜７００μｍ、さらに好ましくは４００μｍ〜５００μｍとしてもよい。
【００２７】
一方、加熱手段１７においては、吸出手段１３からの吸引力によって供給通路２２内に吸引された気体が、供給通路２２の先端部２２ａに向けて流れる過程でヒータ２３により加熱される。このように加熱された気体は、供給通路２２の先端部２２ａから加熱分離器１１の容器体１５内に下方に向けて供給される。
この際、供給通路２２の先端部２２ａおよび噴出ノズル１４がそれぞれ同軸に位置し、かつ供給通路２２の先端部２２ａおよび噴出ノズル１４の先端部１４ａそれぞれの鉛直方向に沿う位置が互いに同等になっているので、噴出ノズル１４から噴出された混合液体Ｂは、加熱手段１７からの加熱された気体に即座に全体にわたって接することとなり、低沸点液体の沸点以上、かつ被回収液体Ａの沸点より低い温度まで確実に加熱される。これにより、噴出ノズル１４から加熱分離器１１の容器体１５内に噴出された混合液体Ｂは、即座に、被回収液体Ａは液滴のまま低沸点液体のみが気化する。なお、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体Ａの混合体の温度は、接続通路２５に到達するまでの間に、多少は低下するものの、低沸点液体の沸点以上、かつ被回収液体Ａの沸点より低い温度に維持される。
【００２８】
なお、このときの加熱分離器１１の容器体１５の内圧は、例えば０．０１ＭＰａ〜０．５０ＭＰａ、好ましくは０．０３ＭＰａ〜０．３０ＭＰａ、さらに好ましくは０．０５ＭＰａ〜０．２０ＭＰａ、最も好ましくは０．０８ＭＰａ〜０．１５ＭＰａとしてもよい。さらに、加熱手段１７から容器体１５内に供給する気体としては、例えば空気、窒素ガス、若しくはその他の不活性ガス等が挙げられる。また、加熱手段１７から容器体１５内に供給する気体の温度は、混合液体Ｂとして、例えば水を約９９．６ｗｔ％含有し、かつＣ２ｍｉｍＡｃを約０．４ｗｔ％含有するものを採用した場合、約２２０℃としてもよい。
【００２９】
そして、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体Ａの混合体は、加熱分離器１１の容器体１５の下部に到達すると、接続通路２５の第１通路２５ａを通過して遠心分離器２９に到達する。この際、遠心分離器２９の内部に作用する吸出手段１３からの上方に向けた吸引力によって、遠心分離器２９内の前記混合体を旋回させることで、前記気化ガスから被回収液体Ａが遠心力により分離される。なおこの過程において、被回収液体Ａは冷却手段２９ａにより遠心分離器２９内で冷却される。このように分離された被回収液体Ａは、自重により回収部１２に向けて落下して回収される一方、低沸点液体の気化ガスは、吸出手段１３からの上方に向けた吸引力により第２通路２５ｂ内を上昇し、第４通路２５ｄおよび第３通路２５ｃをこの順に通過して吸出手段１３に到達し排出される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態による混合液体の分離装置１によれば、加熱分離器１１の容器体１５の内部で低沸点液体を気化するに際し、混合液体Ｂを、噴出ノズル１４により微小液滴の霧状にしてその表面積を増大させるとともに、加熱手段１７からの加熱された気体により低沸点液体の沸点以上、かつ被回収液体Ａの沸点より低い温度まで加熱するので、低沸点液体を少ないエネルギで容易かつ確実に気化させることが可能になり、消費エネルギを抑えることができるとともに、混合液体Ｂに含まれる被回収液体Ａや低沸点液体の量によって、回収される被回収液体Ａの純度がばらつくのを抑制することが可能になり、適用可能な混合液体Ｂの種類が制限されるのを抑えることができる。
【００３１】
さらに、接続通路２５に、被回収液体Ａの噴出ノズル１４側から吸出手段１３側に向かう流れを乱す邪魔部材２７が配設されているので、霧状の被回収液体Ａを損失少なく確実に回収部１２に回収することが可能になる。
本実施形態では、回収部１２が接続通路２５に配設され、かつ邪魔部材２７が、接続通路２５のうち回収部１２よりも吸出手段１３側に位置する第２通路２５ｂに配設されているので、霧状の被回収液体Ａが、吸出手段１３からの吸引力によって回収部１２から離れ吸出手段１３側に流されても、邪魔部材２７の板体２８の表裏面のうち、吸出手段１３側を向く背面では、カルマン渦または／および乱流を発生させ霧状の被回収液体Ａを凝集させ嵩張らせ、また、噴出ノズル１４側を向く対向面には霧状の被回収液体Ａを付着させること等が可能になり、この被回収液体Ａが邪魔部材２７を超えて吸出手段１３側に流出するのを抑制することができる。
【００３２】
また、遠心分離器２９が配設されているので、被回収液体Ａを回収部１２に回収する前に予め、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体Ａの混合体を旋回させ、前記気化ガスから霧状の被回収液体Ａを遠心力により分離することが可能になり、被回収液体Ａをより一層確実に回収部１２に回収することができる。
【００３３】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３４】
例えば、前記実施形態では、邪魔部材２７を接続通路２５の第２通路２５ｂに配設したが、これに限らず、第１通路２５ａ、第２通路２５ｂ、第３通路２５ｃ、第４通路２５ｄ、および加熱分離器１１の容器体１５の前方部分１５ａのうちの少なくとも一つに配設すればよい。
なお、邪魔部材２７を、回収部１２および遠心分離器２９よりも加熱分離器１１側に位置する第１通路２５ａや容器体１５の前方部分１５ａに配設した場合には、霧状の被回収液体Ａを、回収部１２や遠心分離器２９に到達する前に予め、邪魔部材２７に接触させることで凝集させて嵩張らせておくことが可能になる。
これにより、被回収液体Ａを、遠心分離器２９による遠心力によって確実に低沸点液体の気化ガスから分離することができるとともに、被回収液体Ａを、吸出手段１３による吸引力に抗して確実に自重により回収部１２に向けて落下させることができる。
【００３５】
また、邪魔部材２７は、前記実施形態に限らず、例えばメッシュ体、あるいは径方向に延在する棒状体、あるいは径方向に沿って平行に延びる板体等適宜変更してもよい。
なお、メッシュ体の場合、霧状の被回収液体Ａが、メッシュ体の表裏面のうち、噴出ノズル１４側を向く対向面には直接付着し、また、吸出手段１３側を向く背面には、カルマン渦または／および乱流が発生して凝集することで付着する。
また前記棒状体の場合、霧状の被回収液体Ａが、吸出手段１３側を向く背部にカルマン渦または／および乱流が発生することで凝集して付着したり、あるいは直接付着したりする。
さらに遠心分離器２９に冷却手段２９ａは配設しなくてもよく、また、遠心分離器２９は配設しなくてもよい。
さらに回収部１２は加熱分離器１１に直結してもよい。
また、加熱手段１７は、前記実施形態に限らず例えば、容器体１５に直接配設したヒータであってもよいし、さらに、供給通路２２に気体を供給するポンプ等を吸出手段１３とは別に配設してもよい。
さらにまた、邪魔部材２７と吸出手段１３との間に、冷却手段を有する補助回収部を配設し、この補助回収部により低沸点液体を回収するようにしてもよい。
【００３６】
また、図３に示されるように、噴出ノズル１４の先端部１４ａを鉛直方向の上方に向けて、混合液体Ｂを容器体１５内に鉛直方向の上方に向けて噴出させるようにしてもよい。この図３に示す混合液体の分離装置２では、回収部１２は、容器体１５において噴出ノズル１４より鉛直方向の下方に位置する部分に連結されている。また、接続通路２５は、容器体１５において噴出ノズル１４より鉛直方向の上方に位置する前方部分１５ａに連結されている。さらに、邪魔部材２７は、容器体１５の前方部分１５ａのうち接続通路２５よりも鉛直方向の下方に位置する部分に配設されている。
このような混合液体の分離装置２では、鉛直方向の上方に向けて噴出された霧状の被回収液体Ａを、邪魔部材２７に接触させることで凝集させて嵩張らせることが可能になり、この被回収液体Ａを、低沸点液体の気化ガスとともに吸出手段１３側に向けて流出させずに、吸出手段１３による吸引力に抗して確実に自重により回収部１２に向けて落下させることができる。
なお、この図３に示す混合液体の分離装置２において、噴出ノズル１４の先端部１４ａを鉛直方向に交差する横方向に向け、混合液体Ｂを容器体１５内に横方向に噴出させてもよい。
【００３７】
さらに、混合液体Ｂは、３種類以上の液体を含有してもよい。また、加熱分離器１１で気化させる低沸点液体は複数種であってもよいし、回収部１２で回収する被回収液体Ａも複数種であってもよい。
【００３８】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
混合液体から所望の液体を損失少なく効率よく分離して回収することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１、２ 混合液体の分離装置
１１ 加熱分離器
１２ 回収部
１３ 吸出手段
１４ 噴出ノズル
１５ 容器体
１５ａ 容器体の前方部分
２５ 接続通路
２７ 邪魔部材
２８ 板体
２８ａ 板体の先端縁
２９ 遠心分離器
Ａ 被回収液体
Ｂ 混合液体
Ｘ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被回収液体、および該被回収液体より沸点の低い低沸点液体を含有する混合液体から被回収液体を分離して回収する混合液体の分離装置であって、
前記混合液体を霧状にして噴出する噴出ノズル、および該噴出ノズルから前記混合液体が内部に噴出される容器体を備えるとともに、前記噴出ノズルから前記容器体内に噴出された混合液体を加熱することで、被回収液体を液状のまま低沸点液体を気化する加熱分離器と、
前記低沸点液体の気化ガスを前記容器体内から吸い出す吸出手段と、
該吸出手段による吸引力に抗して自重により落下する前記被回収液体を回収する回収部と、を備え、
前記吸出手段は、前記容器体において前記噴出ノズルよりも混合液体の噴出方向の前方に位置する前方部分に接続通路を介して接続され、
前記容器体の前方部分、および前記接続通路のうちの少なくとも一方に、前記被回収液体の前記噴出ノズル側から吸出手段側に向かう流れを乱す邪魔部材が配設されていることを特徴とする混合液体の分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の混合液体の分離装置であって、
前記接続通路には、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体を、前記吸出手段からの鉛直方向の上方に向けた吸引力によって旋回させることで、前記気化ガスから被回収液体を遠心力により分離する遠心分離器が鉛直方向の下方に向けて突設され、
該遠心分離器には、前記回収部が鉛直方向の下方に向けて突設されていることを特徴とする混合液体の分離装置。
【請求項１】
被回収液体、および該被回収液体より沸点の低い低沸点液体を含有する混合液体から被回収液体を分離して回収する混合液体の分離装置であって、
前記混合液体を霧状にして噴出する噴出ノズル、および該噴出ノズルから前記混合液体が内部に噴出される容器体を備えるとともに、前記噴出ノズルから前記容器体内に噴出された混合液体を加熱することで、被回収液体を液状のまま低沸点液体を気化する加熱分離器と、
前記低沸点液体の気化ガスを前記容器体内から吸い出す吸出手段と、
該吸出手段による吸引力に抗して自重により落下する前記被回収液体を回収する回収部と、を備え、
前記吸出手段は、前記容器体において前記噴出ノズルよりも混合液体の噴出方向の前方に位置する前方部分に接続通路を介して接続され、
前記容器体の前方部分、および前記接続通路のうちの少なくとも一方に、前記被回収液体の前記噴出ノズル側から吸出手段側に向かう流れを乱す邪魔部材が配設されていることを特徴とする混合液体の分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の混合液体の分離装置であって、
前記接続通路には、低沸点液体の気化ガス、および液状の被回収液体を、前記吸出手段からの鉛直方向の上方に向けた吸引力によって旋回させることで、前記気化ガスから被回収液体を遠心力により分離する遠心分離器が鉛直方向の下方に向けて突設され、
該遠心分離器には、前記回収部が鉛直方向の下方に向けて突設されていることを特徴とする混合液体の分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１８３５１１（Ｐ２０１２−１８３５１１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４９５７５（Ｐ２０１１−４９５７５）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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