JP2000093713A - 吸引式濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の濾過ドラムを使用しても大幅な濾過能
力アップが可能となる吸引式濾過装置において、濾過ド
ラムのフィルタの目詰まりを効果的に防止することで連
続運転を可能にすることができ、定期的な清掃を不要に
でき、しかも安価かつ小型に構成する。 【解決手段】 投入部から導入される被濾過切削油を液
面レベル４で貯蔵する貯蔵槽２と、切粉排出口６にかけ
て切粉を連続搬送し落下させる掬上板７を所定間隔で固
定した左右チェーン８と、濾過フィルターを外周面に設
け濾過後の浄化切削油を外部に流出させるために、少な
くとも片面に開口した開口部１０から流出させ、回転駆
動される濾過ドラム１１と、濾過に必要な負圧を発生す
るポンプ１３と、浄化切削油を濾過フィルターに噴射し
て洗浄するために液面レベルより低い位置に配設される
噴射管１５とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸引式濾過装置に係り、
特に金属切削加工において使用されて切粉を含んだ状態
になった切削油を、切粉と切削油に分離して浄化切削油
を得ることで、繰返しの使用を可能にする吸引式濾過装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の工作機械による金属切
削加工の使用後において、切粉を含んだ状態になった切
削油を、切粉と切削油に分離して再使用可能にする切削
油（以下、浄化切削油と言う）を得るための濾過装置が
多く提案されている。

【０００３】このような濾過装置において、回転する濾
過ドラムの外周面に濾過手段である所定メッシュのフィ
ルタを交換可能に設け、濾過ドラム内部に濾過された浄
化切削油を一時的に導入し、濾過ドラムの側面の開口部
から浄化切削油を外部に取り出すように構成された濾過
装置を本願出願人は提案している。これらは、処理され
る濾過液に対して積極的に圧力を加えることなく、フィ
ルタを通過する濾過液を得て回収する動作原理に基づく
自然流下式であることから、濾過能力は濾過フィルタの
面積に略依存して決定されることになる。したがって、
濾過能力向上のためには濾過ドラムの大型化をするか濾
過ドラムの増設を余儀なくされる結果、濾過装置の大型
化を招くことになる。

【０００４】そこで、回転する濾過ドラムの外周面に設
けた濾過手段を通過する濾過液を積極的に濾過ドラムの
外部に流出するために、負圧を作用させる吸引式にする
ことで、濾過ドラムのサイズアップなどを行なわずに濾
過能力を向上することが考えられる。実開昭６０−１３
２８１５号公報の「フィルタ装置」によれば、濾過前の
ダーテイ液中において回転駆動される複数の濾過ドラム
を配設し、濾過前のダーテイ液を濾過ドラムで濾過した
後に、濾過ドラムの回転軸となる中空軸を介して濾過後
の浄化液を外部に回収する技術が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公報によれば、濾過ドラムの外周に設けられた濾過手
段のフィルタの目詰まり対策が十分でないことから、連
続運転には好適でない。また、濾過能力アップのために
多数の濾過ドラムを設ける構造であるためにコストアッ
プを招くものであった。また、上記の自然流下式濾過装
置によれば、必ず処理しきれない微細な切粉が貯蔵槽の
底面に堆積してしまう為に、定期的なメンテナンス清浄
が必要となる問題があった。

【０００６】したがって、本発明の吸引式濾過装置は上
記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、たとえ小型の濾過ドラムを使用しても大幅な濾
過能力アップが可能となる吸引式の濾過装置において、
濾過ドラムのフィルタの目詰まりを効果的に防止するこ
とで連続運転を可能にすることができ、定期的な清掃を
不要にでき、しかも安価かつ小型に構成することができ
る吸引式濾過装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明によれば、切削油に切粉が
混在した被濾過切削油から切粉を濾過して浄化切削油を
得るための吸引式濾過装置であって、投入部から導入さ
れる被濾過切削油を、所定高さの液面で貯蔵するととも
に傾斜面を形成した貯蔵槽 と、前記貯蔵槽 内に配設さ
れることで、前記投入部の上流側から前記傾斜面の上方
に配設される排出口の下流側にかけて切粉を連続搬送
し、前記排出口から落下させるための掬上部材を所定間
隔で配設した切粉掬上手段と、濾過のための濾過フィル
ターを外周面に設けるとともに、濾過後の浄化切削油を
前記貯蔵槽 の外部に流出させるために、少なくとも片
面に開口した側面開口部を有し、回転駆動される濾過ド
ラムと、前記側面開口部に連通する流路の途中に設けら
れることで、前記濾過に必要な負圧を発生するポンプ
と、前記濾過ドラムの外周面の接線方向に略沿う所定角
度から浄化切削油を前記濾過フィルターに噴射して洗浄
するために、前記液面高さより低い位置に配設される噴
射手段とを具備し、前記貯蔵槽の底部から前記傾斜面に
向かうように前記濾過ドラムを回転駆動するとともに、
前記噴射手段を前記傾斜面から離間して配設することを
特徴としている。

【０００８】また、前記噴射手段の噴射ノズルに対して
噴射流を面状にする整流板を設けたことを特徴としてい
る。

【０００９】また、前記濾過ドラムの外周面を形成する
とともに無数の孔部を備えた多孔板部材と、前記多孔板
部材と前記濾過フィルターとの間に空間を形成するため
の空間形成部材をさらに設け、前記空間形成部材の上に
前記濾過フィルターを固定することで前記孔部と前記濾
過フィルターの密着防止を図り、前記外周面全面におけ
る濾過を行なうことを特徴としている。

【００１０】また、前記濾過フィルターは、濾過精度に
応じて選定される所定番手の樹脂メッシュ体または金属
メッシュ体であって、前記濾過ドラムに対して着脱可能
に設けられることを特徴としている。

【００１１】また、前記濾過ドラムと前記切粉掬上手段
の駆動源を共通にするために、前記貯蔵槽 内に配設さ
れるスプロケット及びガイド部材と、前記濾過ドラムに
固定されるドラムスプロケットと、前記スプロケットと
前記ドラムスプロケットとに歯合され、前記ガイド部材
により案内されるエンドレスチェーンと、前記スプロケ
ットを駆動するための少なくとも１機の駆動手段とを具
備することを特徴としている。

【００１２】そして、前記ポンプの下流側から分岐する
分岐流路または専用ポンプに前記噴射手段を接続すると
ともに、前記分岐分岐流路の途中に開閉弁を設けること
で連続または間欠噴射を可能にしたことを特徴としてい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施形態に
つき図面を参照して説明する。

【００１４】図１は一実施形態に係る吸引式濾過装置の
一部を破断して内部の構成が見えるようにした正面図で
ある。また、図２は図１のＸ−Ｘ線矢視断面図であって
濾過ドラムの構成について図示している。

【００１５】図１、２において、装置全体の構成部品の
取付け基部を兼用した貯蔵槽２には設置脚部が４隅に固
定されており、工場内の床面上に水平に調整して設置固
定する。一方、貯蔵槽 １内において濾過前の被濾過切
削油であるダーテイ液を液面レベル４を維持して貯蔵す
るために、液面レベル計５０のフロートがダーテイ液中
に浮かぶようにして、液面レベル４の高さを常にモニタ
ーしており、ダーテイ液面が一定レベルになるように制
御装置１００でポンプ１３を適宜制御することにより、
破線図示のダーテイ投入部である供給管３を介して貯蔵
槽２中に供給する液面が少なくとも濾過ドラム上面以下
にならないように構成されている。

【００１６】この貯蔵槽２は、底面に連続して左側板２
ａ、右側板２ｂが液密状態にされて溶接などで一体化さ
れており、以下に説明する各構成要素は概、これらの左
右側板２ａ、２ｂを取り付け部としている。貯蔵槽２は
図示のように斜め上方に延びる傾斜面５を有する形状を
しており、最上部において切粉排出口６を両側板の間に
形成して、この切粉排出口６の下方に移動される切粉回
収箱５１内に切粉を落下させるように構成されている。

【００１７】また、左右側板２ａ、２ｂの間には軸体３
９が設けられており左右一対の軸受３８で濾過ドラム１
１を回動可能に軸支している。また、濾過ドラム１１の
右側面には開口部１０が形成されており、この開口部１
０に連通する負圧管１２中に濾過後の浄化切削油が流入
できるように構成されている。

【００１８】一方、図１において、下流側である斜め上
方部位には不図示の軸受が配設されており、左右一対の
上方スプロケットを固定したスプロケット軸を回転可能
に軸支している。また、このスプロケット軸には、右側
板２ｂに固定されるとともに減速装置を一体的に設けた
駆動モータ３４の出力軸が連結されており、駆動モータ
３４の駆動に伴い上方スプロケットを時計回転方向に連
続駆動するように構成されており、最上流側である図面
左側下方に設けられた不図示の軸受により回動自在に軸
支された左右一対の下方スプロケットを固定したスプロ
ケット軸との間に懸けられたエンドレスの左右左チェー
ン８に歯合した状態で組み立てるようにしている。これ
らの左右チェーン８は、図示のように左右側板２ａ、２
ｂに略沿うように案内される一方で、途中において濾過
ドラム１１に回転駆動力を与えるために、チェーンの方
向転換となる下方においてドラムスプロケット３２に歯
合している。また、左右チェーン８間には所定間隔をお
いて、被濾過切削油中の沈下した切粉を上流に向けて送
り出すための掬上板７が所定枚数分固定されており、切
粉を上流に向けて搬送排出して、被濾過切削油中の切粉
が上記の切粉排出口６の上流に向けて運ばれる途中で、
切粉中から切削油が除去されるように構成されている。
尚、図２では両側にドラムスプロケット３２が設けられ
ている様子が示されているが、片側のみでも良い。

【００１９】一方、濾過ドラム１１の両側に設けられた
ドラムスプロケット３２の外側をシール状態に維持しか
つ回転を規制しないように弾性変形するラバー製のＶ型
シール３６が環状部材３７に固定されており、これらの
環状部材３７を左右側版２ａ、２ｂに対して固定するこ
とで組み付けるようにしている。また、図２において、
右側のドラムスプロケット３２には環状部材３７に連通
する開口部１０が設けられており、この開口部１０が図
示のように筒体６０に固定された負圧管１２に連通する
ように構成されており、負圧管１２に作用する負圧によ
り濾過ドラム１１の外部から内部にかけて矢印方向に濾
過し、濾過後の浄化切削油を負圧管１２に流出するよう
に構成されている。

【００２０】また、この濾過ドラム１１の外周面には所
定ピッチでφ６mm程度の孔部１７ａを穿設したパンチグ
メタル１７が筒状に曲げ加工された後に、継ぎ目を接合
されて筒状にされてから、上記のドラムスプロケット３
２の内側に隙間なく固定されている。このパンチングメ
タル１７の外周面には濾過手段であるフィルターであっ
て、ステンレス金網、化学繊維メッシュ、ウエッジワイ
ヤ等からなる濾過フィルター２０が捲回されるようにか
つまた自在に交換できるように固定されており、被濾過
切削油をこの濾過フィルター２０を通過させて濾過する
ことで浄化切削油を得てから、開口部１０を介して負圧
管１２内に流出するように構成されている。

【００２１】図２の円で囲んで示したＢ部の拡大断面図
において、パンチングメタル１７の外周面上には環状に
仕切り板１８がさらに固定されており、この仕切り板１
８の上に濾過フィルター２０を巻き付けるようにしてい
る。このように構成することで、仕切り板１８の高さ分
の空間がパンチングメタル１７の外周面との間に確保さ
れる結果、濾過された浄化切削油は空間内を流れてから
孔部１７ａ内に流入することになり、濾過フィルター２
０の濾過面積を無駄なく使用できる。すなわち、仕切り
板１８を設けずに直に濾過フィルター２０をパンチング
メタル１７の外周面に被せてしまうと、孔部１７ａに対
応する濾過フィルター２０の濾過面積のみで濾過を行な
うことになり、濾過面積が略半減してしまうが、上記の
ようにして空間を設けることで濾過面積が半減すること
を防止できる。また、濾過フィルターに目詰まりした切
粉を噴射流により除去するときに、空間があることで、
噴射流が効果的に作用して目詰まりした切粉を排除でき
る。尚、パンチングメタルは入手し易く安価であるが、
これに限定されず多数の孔部を設け、かつ適度な機械的
強度を備える部材であればなんでも良い。

【００２２】図４は、濾過ドラム１１の濾過フィルター
２０に浄化切削油を噴出するために設けられる噴射管１
５の配置図である。

【００２３】本図において、この噴射管１５は上記のポ
ンプ１３に接続されており、噴射管１５の噴射ノズル１
５ａを介して高速で浄化切削油を噴射させることで、フ
ィルターメッシュに突き刺さることでその場所に留まっ
ている切粉を下方に排除するようにする。この結果、濾
過フィルター２０の目づまりが解消されて、連続濾過運
転を可能にしている。また、噴射管１５は図示のように
ダーテイ液中に配置されていることから、流速がかなり
減少され、図示のように濾過フィルター２０の接線方向
に指向させることは困難となる。そこで、噴射管１５の
近くには長手方向に延びる整流板１６が噴射ノズル１５
ａを取り囲むように設けられている。これらの整流板１
６により噴射ノズル１５ａからの噴射流を略面状に整流
して濾過フィルターの切粉の排除を行なうようにしてい
る。ここで、噴射管１５を破線図示の位置に設けた場合
には、後述のように泡立ちが激しくなり良好な結果を得
ることができなかった。

【００２４】図５は、配管図と配線図を兼ねた平面図で
ある。本図において、既に説明済みの構成部品について
は同様の符号を附して説明を割愛すると、装置１は工作
機械２００との間で配管２８が接続されており、非濾過
液であるダーテイ液を貯蔵槽２中に導入する。負圧管１
２はポンプ１３の導入側が接続されており負圧を発生す
るとともにポンプ１３の出口側は工作機械２００に接続
されており、濾過後の浄化切削油を供給するようにして
いる。また、ポンプ１３の出口側は図示のように分岐し
て、上記の噴射管１５に接続される配管４０が接続され
ている。または破線図示の専用ポンプ１１３に配管４０
が接続されている。

【００２５】一方、制御装置１００は破線図示の配線に
より上記のポンプ１３と上記の液面レベル計５０と、配
管４０と負圧管１２の途中に接続された電磁弁４１とが
夫々接続されている。

【００２６】上記の構成において、図６の動作説明図を
参照して、被濾過切削油であるダーテイ液を液面レベル
４を維持して貯蔵するために液面レベル計５０による検
出を行ない、ダーテイ液が貯蔵槽中に工作機械から流入
されて、モータ起動が行われることで左右チェーン８を
矢印方向に移動し、これにともない濾過ドラム１１を反
時計方向に回転する。これに前後して、ポンプ１３が起
動されて、負圧管１２を介して濾過ドラム１１で濾過さ
れた浄化切削油を工作機械側に送り出す。また、噴射管
１５には常時または所定周期で浄化切削油が電磁弁のオ
ンオフにより供給されて濾過フィルターの目詰まりを解
消する。一方、底面に沈降した切粉は図示のように上方
に移動され、切粉回収箱５１内に切粉を落下させる。

【００２７】尚、本願発明は上記説明の構成に限定され
ず、種々の構成が可能であり、例えば濾過ドラム駆動に
専用モータを設けても良い。また濾過フィルターの目詰
まりにおいて、ドラム外周に突き刺ささりやすい切粉で
比較的比重が重く荒い切粉で沈降しやすい場合は、図４
の破線図示の位置に、また比重が軽く細かく傾斜部の液
の波立ちによりコンベアースクレーバーから排出しにく
い場合は、図４の実線図示の位置に洗浄ノズルを設置す
ると良い。また、ドラム外周に特に突き刺さりの支障が
無い切粉の場合は、ドラムの外側のコンベアータンクの
液中に洗浄ノズルを設け、ドラム外周に付着した切粉を
吹き飛ばすようにして洗浄することもできる。

【００２８】また、少ない洗浄液量で洗浄したい場合に
は扉形、洗浄液量が十分得られる場合にはスリット状の
噴射ノズルが良い。整流板の効果は、洗浄液の拡散防止
により洗浄効率のアップ、コンベアータンク内の液の波
立防止効果によりコンベアースクレーバーによる切粉排
出がより効果的となる。

【００２９】バキュームドラムフィルター方式の効果
は、従来一般的な切削液タンクは、ダーティタンクセク
ションとクリーンタンクセクションの２つ以上のタンク
が設けられていた。また、自然流下式濾過装置では必ず
処理しきれない微細な切粉がクリーンタンクに堆積して
しまう為のメンテナンス清浄が必要であったが、吸引式
によれば、直接ドラムよりポンプによる吸引するので、
処理しきれない微細切粉の停滞場所が無いので、従来の
クリーンタンクのメンテナンスが不要である。さらに、
タンクが２ヶのタンクに分かれていない為、製作がシン
プルでコストダウンができる。そして、自然重力差によ
る濾過方式に比べ、ポンプのサクション圧力による吸引
の為、濾過速度が大きく出来、より小型なドラム濾過面
積でより大流量の処理が可能となった。また、従来一般
的な自然重力差による濾過方式よりもポンプ吸引力によ
るバキューム方式なので自然重力方式では切削液の表面
張力により通過しない範囲よりもより細かいメッシュの
採用が可能である。したがってより精密濾過が可能であ
る。

【００３０】また、図４の破線図示の位置に噴射管１５
を配設すると洗浄された切粉、スラッジ、洗浄された切
粉、スラッジのドラムへのまとわり付きは少ないが、コ
ンベアースクレーパー立上り部での液の波立ちで排出効
率が悪くなる。また、実線図示の位置に配設すると、洗
浄された切粉、スラッジがドラムにまとわり付きやすい
がスクレーパー立上り部での液の波立ちが少ないので、
切粉排出効率は良くなる。

【００３１】また、従来の自然液水位差による濾過ドラ
ムは、一般的に切削油タンクでは機械よりのダーティ出
口高さが３００〜５００mm程度に制限されるので水位差
は５０〜１００mm位であり流速は水位差による水の流速
の１.４m/sとなる。しかし、上記のポンプ１３は渦巻ポ
ンプであって吸込能力は−６ｍであり、−１ｍで吸引す
る場合に４.４m/sの流速を得ることが出来る。

【００３２】また、切削液の泡立ち防止は重要であり、
その理由は切削液には一般的に界面活性剤が含まれてお
り、ノズル等の噴出により泡が発生しやすく、多量の泡
が発生すると、タンク外周よりのあふれ、フィルターの
目詰り等の弊害が生じるが、従来の濾過ドラムは一般的
に液外で目詰りの洗浄を行なっているので上記の弊害が
発生するが、吸引式とすることで液中で洗浄を行なうの
で上記の弊害が発生しない。また、従来の自然流下式濾
過方式では、切削液中の油分等により細かいメッシュ使
用の場合、水の表面張力、油の表面張力により極端に処
理能力が減少し、フィルターが大型となり、ユーザーの
採用の弊害となっていたが、吸引式の場合では、自然濾
過方式で採用出来なかったメッシュ（例えば４２０、４
６０メッシュ）等の採用が可能となりより精密濾過の供
給が可能となった。

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
たとえ小型の濾過ドラムを使用しても大幅な濾過能力ア
ップが可能となる吸引式の濾過装置において、濾過ドラ
ムのフィルタの目詰まりを効果的に防止することで連続
運転を可能にすることができ、定期的な清掃を不要にで
き、しかも安価かつ小型に構成することができる吸引式
濾過装置を提供することができる。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の吸引式濾過装置の正面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

【図３】図２のＢ部の拡大断面図である。

【図４】噴射管の配置図である。

【図５】配管図と配線図を兼ねた平面図である。

【図６】吸引式濾過装置の動作説明図である。

【符号の説明】

１ 吸引式濾過装置 ２ 貯蔵槽 ３ 供給管（投入部） ４ 液面レベル ５ 傾斜面 ６ 切粉排出口 ７ 掬上板 ８ 左右チェーン（切粉掬上手段） １０ 開口部 １１ 濾過ドラム １２ 吸引管（流路） １３ ポンプ １５ 噴射管（噴射手段） １６ 整流板 １７ パンチングメタル（多孔板部材） ２０ 濾過フィルター

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切削油に切粉が混在した被濾過切削油か
   ら切粉を濾過して浄化切削油を得るための吸引式濾過装
   置であって、 投入部から導入される被濾過切削油を、所定高さの液面
   で貯蔵するとともに傾斜面を形成した貯蔵槽 と、 前記貯蔵槽 内に配設されることで、前記投入部の上流
   側から前記傾斜面の上方に配設される排出口の下流側に
   かけて切粉を連続搬送し、前記排出口から落下させるた
   めの掬上部材を所定間隔で配設した切粉掬上手段と、 濾過のための濾過フィルターを外周面に設けるととも
   に、濾過後の浄化切削油を前記貯蔵槽 の外部に流出さ
   せるために、少なくとも片面に開口した側面開口部を有
   し、回転駆動される濾過ドラムと、 前記側面開口部に連通する流路の途中に設けられること
   で、前記濾過に必要な負圧を発生するポンプと、 前記濾過ドラムの外周面の接線方向に略沿う所定角度か
   ら浄化切削油を前記濾過フィルターに噴射して洗浄する
   ために、前記液面高さより低い位置に配設される噴射手
   段とを具備し、 前記貯蔵槽 の底部から前記傾斜面に向かうように前記
   濾過ドラムを回転駆動するとともに、前記噴射手段を前
   記傾斜面から離間して配設することを特徴とする吸引式
   濾過装置。
2. 【請求項２】 前記噴射手段の噴射ノズルに対して噴射
   流を面状にする整流板を設けたことを特徴とする請求項
   １に記載の吸引式濾過装置。
3. 【請求項３】 前記濾過ドラムの外周面を形成するとと
   もに無数の孔部を備えた多孔板部材と、前記多孔板部材
   と前記濾過フィルターとの間に空間を形成するための空
   間形成部材をさらに設け、前記空間形成部材の上に前記
   濾過フィルターを固定することで、前記孔部と前記濾過
   フィルターの密着防止を図り、前記外周面全面における
   濾過を行なうことを特徴とする請求項１に記載の吸引式
   濾過装置。
4. 【請求項４】 前記濾過フィルターは、濾過精度に応じ
   て選定される所定番手の樹脂メッシュ体または金属メッ
   シュ体であって、前記濾過ドラムに対して着脱可能に設
   けられることを特徴とする請求項１に記載の吸引式濾過
   装置。
5. 【請求項５】 前記濾過ドラムと前記切粉掬上手段の駆
   動源を共通にするために、前記貯蔵槽 内に配設される
   スプロケット及びガイド部材と、 前記濾過ドラムに固定されるドラムスプロケットと、 前記スプロケットと前記ドラムスプロケットとに歯合さ
   れ、前記ガイド部材により案内されるエンドレスチェー
   ンと、 前記スプロケットを駆動する少なくとも１機の駆動手段
   とを具備することを特徴とする請求項１乃至請求項４の
   いずれかに記載の吸引式濾過装置。
6. 【請求項６】 前記ポンプの下流側から分岐する分岐流
   路または専用ポンプに前記噴射手段を接続するととも
   に、前記分岐分岐流路の途中に開閉弁を設けることで連
   続または間欠噴射を可能にしたことを特徴とする請求項
   １乃至請求項５のいずれかに記載の吸引式濾過装置。