JP2003154215A - 固液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固液分離作業を簡単かつ効率よく実行できる
だけでなく、運搬性、保管性に優れ、しかも、簡単に洗
浄作業を行うことができる固液分離装置を提供する。 【解決手段】 固形物を捕捉するフィルタ３を備えたド
ラム２と、ドラム２を回転させるためのモータ１３と、
フィルタ３によって固形物が除去された清澄水をドラム
２の内側から外側へと送出する排水管６と、ドラム２の
内側を減圧させる減圧手段と、を有していることを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不要な固形物を含
有する液体中から、その固形物を効率よく取り除くため
の装置、特に、コンクリート、道路の切削作業の際に生
じる切削廃水（切削工具を冷却するための冷却水と切削
屑とが混じったもの）から切削屑を分離する際などに、
好適に使用することができる固液分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリートや道路等を対象として切削
作業（切断、溝入れ、穿孔等）が行われる場合、切削工
具の冷却と、切削屑の飛散防止を目的として、通常、切
削部分（切断面及び切削工具）に向けて、冷却水が連続
的に噴射される。そして、このようにして噴射された冷
却水は、切削屑と混ざり合って「切削廃水」となる。

【０００３】切削廃水は、切削作業が行われるたびに、
大量に生じることになるが、産業廃棄物であるため、こ
れらをすべて廃棄処分にするとなると、それだけ費用が
かかることになる。従って、切削廃水は、再度「冷却
水」として利用することが望ましいが、そのためには、
切削廃水から切削屑をうまく分離除去する必要がある。

【０００４】液体（切削廃水）から不要な固形物（切削
屑）を分離除去しようとする場合、従来より、図５に示
すような固液分離装置２０が広く使用されている。

【０００５】この固液分離装置２０は、基本的には、固
形物を沈降させるための沈降槽２１と、固形物を濾過す
るための手段（フィルタ２５）とによって構成されてい
る。この固液分離装置２０を使用して固液の分離を行う
場合、まず、切削廃水などの、分離すべき固形物を含有
する液体（原液）を、沈降槽２１内に導入する。

【０００６】沈降槽２１内への原液の導入を、連続的に
（但し、ゆっくりと）行うと、原液中の固形物は次第に
沈降して沈降槽２１の底部に堆積していくことになる。
尚、沈降槽２１内へ導入した原液に、凝集剤を添加する
と、より効果的に、液中の固形物を沈降させることがで
きる。

【０００７】固形物が沈降すると、原液の上層は、固形
物濃度が低い「上澄み液」となり、原液の連続導入によ
って沈降槽２１から溢出し、フィルタ２５が配設された
漏斗２２内へと流出していくことになる。

【０００８】漏斗２２内へと流れ出した上澄み液は、フ
ィルタ２５によって濾過され、液中に含まれていた固形
物が最終的に除去されて、「清澄液」が排水管２６から
機外へと流出していくことになる。

【０００９】図５に示した固液分離装置２０を用いれ
ば、このようにして液体（清澄液）と固形物とを分離さ
せることができ、従って、切削廃水から切削屑を分離除
去しようとする際にも好適に用いることができ、この場
合、得られた清澄液を、切削工具に向けて噴射する冷却
水として、再利用することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示したような固液分離装置２０は、容量の大きな沈降槽
２１等を必要とするため、装置が大型化しがちで、運搬
性が悪く、設置場所、保管場所の確保も容易でないとい
う問題がある。特に、道路等の切削作業を行う際に、そ
のような大型の装置をいちいち現場まで持ち込まなけれ
ばならないとすると、非常に煩雑で、現実的でない。

【００１１】また、固形物を分離する際、凝集、沈降、
及び、濾過という過程を必要とするため、分離に時間が
かかってしまうという問題がある。従って、切削廃水か
ら切削屑を分離除去して、冷却水として再利用できる清
澄液を得ようとする際に、この種の固液分離装置２０を
使用しても、冷却水の供給が切削作業に追いつかず、切
削作業を遅延させてしまうおそれがある。

【００１２】更に、この種の沈降槽を有する固液分離装
置においては、沈降槽に固形物が堆積するため、これを
定期的に除去、清掃する作業が必要となり、メンテナン
スが煩雑であるという問題がある。

【００１３】また、切削屑分離の効率を高めるため、以
上のような基本的な固液分離装置の沈降槽に遠心分離機
を併設したり、濾過層に加圧装置を設けたようなものも
存在するが、装置がより大型化、複雑化し、製造コスト
や運搬性の点において問題がある。

【００１４】また、切削廃水には、人体や周辺環境に悪
影響を与えるおそれのある鉄やニッケル等の磁性金属の
微細な切削屑（以下、これを「磁性金属粉」と言う。）
も含まれているが、凝集剤によっては凝集せず、又、フ
ィルタによっては捕捉されないこの磁性金属粉を、円滑
に分離除去することは、従来からの固液分離装置によっ
ては不可能であった。

【００１５】本発明は、上記のような問題を解決すべく
なされたものであって、固液分離作業を簡単かつ効率よ
く実行できるだけでなく、運搬性、保管性に優れ、しか
も簡単に洗浄作業を行うことができる固液分離装置を提
供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の固液分離装置
は、固形物を捕捉する濾過手段を備えたドラムと、この
ドラムを回転させるための回転駆動手段と、濾過手段に
よって固形物が除去された清澄水をドラムの内側から外
側へと送出する排水手段と、ドラムの内側を減圧させる
減圧手段と、を有していることを特徴としている。

【００１７】尚、ドラムの内側においては、濾過手段を
通過した清澄水を排水手段へと導くためのガイド板が、
排水手段に取り付けられていることが好ましい。また、
ドラムの内側に、磁石を配置した場合には、清澄水に含
まれる磁性金属粉を効率良く分離除去することもでき
る。

【００１８】更に、本発明の固液分離装置による固液分
離作業を終了させる際には、まず、ドラムを回転させた
まま、減圧手段の作動を停止し、ドラム内の減圧状態を
徐々に解除し、ドラム内部に溜まった清澄水によって濾
過手段を洗浄し、その後、ドラムの回転を終了させるよ
うにすれば、ドラムに取り付けられた濾過手段を、簡単
且つ効果的に、しかも全周的に洗浄することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１
の実施形態に係る固液分離装置１の一部切欠斜視図であ
る。図示されているように、この固液分離装置１は、ド
ラム２、濾過手段として機能するフィルタ３、ケーシン
グ４、排水手段として機能する排水管６、図示しない減
圧手段（例えば、吸引ポンプ）等によって構成されてい
る。

【００２０】これらのうち、ドラム２は、その円筒形状
を維持するのに十分な剛性、耐久性を有する素材（例え
ば、ステンレス板等）によって構成されており、多数の
孔８が形成されている。また、ドラム２は、回転軸９周
りに回転可能なように支持されるとともに、図２に示さ
れているように、ドラム２の回転軸９にはモータ１３
（回転駆動手段）が接続されており、このモータ１３の
回転駆動力によって、所望の速度にて回転するようにな
っている。

【００２１】フィルタ３は、目の径が極めて小さい（例
えば、５〜１０μｍ）ナイロンメッシュによって構成さ
れ、ドラム２の外周面に、着脱可能に取り付けられてお
り、交換、或いは、洗浄を簡単に行うことができるよう
になっている。また、ドラム２とフィルタ３の間には、
１００メッシュ程度の金属製のメッシュ材７が配設され
ている。尚、フィルタ３として、目の径が極めて小さい
金属（或いは他の材料）製のフィルタを使用することも
でき、金属のように剛性の大きな材料によって形成され
たフィルタを使用する場合には、ドラム２とフィルタ３
の間に配設した金属製メッシュ材７を省略することがで
きる。

【００２２】更に、ドラム２の外側には、３本のスクレ
ーパ１５が張設されている。これらのスクレーパ１５
は、フィルタ３の表面に付着した固形物を掻き落とすた
めのものであり、ドラム２の下側において、フィルタ３
表面の螺旋方向へ接触するように取り付けられている。
尚、スクレーパ１５は、弾性部材１１（バネ等）を介し
て取り付けられており、弾性部材１１の弾性力をもって
フィルタ３表面に接触するようになっている。

【００２３】また、本実施形態においては、スクレーパ
１５は、ナイロン製の縒り糸によって形成されている
が、縒り紐、或いは、縒っていない糸や紐でも良く、更
に、他の合成繊維、或いは、それ以外の材料によって構
成されているものでも良い。

【００２４】排水管６は、基本的には管状に形成されて
いるが、ドラム２の内側に位置する部分は、図３にも示
されているように、上部を欠いた構造（上方が開放され
た状態）となっており、そこに一対のガイド板１４が、
下端から上端にかけて次第に拡がるような角度（例え
ば、１０〜１７０°、より好ましくは、７０〜１００
°）で固定されている。また、排水管６は、減圧手段に
接続されており、減圧手段を作動させることによって、
ドラム２内の空気を吸引して、ドラム２内を減圧できる
ようになっている。

【００２５】ここで、本実施形態における固液分離装置
１の作用について説明する。まず、モータ１３（図２参
照）を駆動させて、ドラム２を所定方向へ回転させる。
尚、回転速度は、１〜３回転／分程度（好ましくは、２
回転／分程度）とする。そして、減圧手段（図示せず）
を作動させ、排水管６を介してドラム２内の空気を吸引
し、ドラム２内を減圧する。

【００２６】この状態で、切削廃水など、分離すべき固
形物を含有する液体（原液）を、ホッパ５内へ導入す
る。ホッパ５内に導入された原液は、ドラム２の外周面
に取り付けられたフィルタ３の表面上へ順次落下してい
くことになる。

【００２７】このとき、回転中のドラム２は、内部が減
圧されているので、ドラム２の孔８、メッシュ材７、及
び、フィルタ３を介して、ドラム２の周辺に位置する空
気がドラム２内へ吸引され、連続的に流入する状態とな
っており、この状態で原液がフィルタ３の表面上へ落
下、付着すると、原液は、フィルタ３を介してドラム２
の内部方向へ吸引されることになる。

【００２８】但し、フィルタ３は、目の径が５〜１０μ
ｍとかなり小さいため、これよりも径の大きな固形物
は、フィルタ３表面において捕捉されることになる。そ
して、ドラム２は所定方向へ一定の速度で回転している
ので、フィルタ３表面に捕捉された固形物は、スクレー
パ１５によってフィルタ３から掻き落とされ、その下方
に設置された回収箱１０内に落下し、回収される。

【００２９】一方、原液中の水分は、フィルタ３を通過
し、更に、メッシュ材７、ドラム２の孔８を抜けて、ド
ラム２の内部へ流入することになる。このようにしてド
ラム２の内部へ流入した水分は、原液から固形物が除去
（濾過）された状態にあり（以下、固形物が除去された
水分を「清澄水」と言う。）、この清澄水は、ドラム２
の内周面から、重力に従って下方へ落下することにな
る。このとき、一対のガイド板１４，１４の間に落下し
た清澄水は、ガイド板によって排水管６へと導かれ、こ
の排水管６を介して、ドラム２の外側に配置された減圧
手段の方向へ流れていくことになる。

【００３０】但し、ドラム２内へ吸入された清澄水のす
べてがガイド板１４，１４の間に落下するわけではな
く、ドラム２が回転している関係で、その一部は、ガイ
ド板１４，１４の間以外の位置で、ドラム２内へ流入す
ることになる。例えば、図３において、ドラム２が矢印
Ｄの方向へ回転しているとすると、図３において、中心
よりも右側の位置（図中Ｂの位置など）にてフィルタ３
上に原液が落下した場合、その原液中の水分（清澄水）
は、フィルタ３等を通り抜けてドラム２の内側へ到達し
た際には、ドラム２の回転により、既に、ガイド板１
４，１４の間の位置から外れてしまう（図中Ｃの位置な
ど）ことになる。

【００３１】このように、大部分の清澄水は、ガイド板
１４，１４間に落下し、排水管６から外部へと排出され
ることになるが、それ以外の清澄水は、ドラム２内の下
側Ｅ（図３参照）に溜まっていくことになる。

【００３２】ドラム２内の下側Ｅに溜まった清澄水は、
ドラム２内が減圧されている限り、ドラム２から排出さ
れることはないが、ドラム２内の減圧状態が解除される
と、重力に従って、ドラム２の孔８、メッシュ材７、フ
ィルタ３を通過して、ドラム２の下側に設置されている
回収箱１０内へ落下する。このとき、フィルタ３やスク
レーパ１５に付着した固形物が、清澄水によって洗い流
され、フィルタ３やスクレーパ１５は、洗浄されること
になる。

【００３３】従って、この固液分離装置１を使用して固
液分離作業を行った後、作業を終了させようとするとき
は、まず、減圧手段を停止させて、ドラム２内からの空
気の吸引を止め、ドラム２内の減圧状態を徐々に解除す
る。但し、ドラム２の回転は継続して行う。そうする
と、フィルタ３はドラム２内に溜まっていた清澄水によ
って、全周的に洗浄されることになる。

【００３４】尚、本実施形態においては、縒り糸によっ
て構成されたスクレーパ１５がドラム２の外側に取り付
けられ、これがフィルタ３と接触するように構成される
ことによって、フィルタ３の表面に付着した固形物がフ
ィルタ３から掻き落とされるようになっているが、必ず
しも、この形態に限定されるものではなく、スクレーパ
１５の替わりに、ドラム２の外側に固定したスキージに
よって、フィルム３に付着した固形物が掻き落とされる
ように構成してもよい。

【００３５】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。本実施形態における固液分離装置は、基本的に
は、第１の実施形態における固液分離装置１と同じ構造
となっているが、清澄水に含まれる磁性金属粉を捕捉す
る磁石１８を、ドラム２の内側に有することを特徴とし
ている。

【００３６】図４は、本実施形態に係る固液分離装置１
の断面図である。この固液分離装置１は、磁性金属粉を
捕捉する棒状の磁石１８を有しており、この磁石１８
は、取付部材（図示せず）によって排水管６に取り付け
られ、図示されているように、二つのガイド板１４，１
４に挟まれる位置において、ドラム２の内周面に沿うよ
うにして配設されている。

【００３７】このように、磁石１８は、清澄水が排水管
６へと流れ落ちる際に通過する場所に配設されているた
め、清澄水中に含まれる磁性金属粉は、排水管６へと流
れ落ちる際に、磁石１８によって捕捉され、好適に除去
されるようになっている。

【００３８】

【発明の効果】本発明の固液分離装置は、沈降槽や濾過
槽等を必要としないため、装置が大型化せず、運搬性や
設置場所の確保の容易性等の点で、様々な利点を有して
いるほか、凝集及び濾過といった過程を必要とせず、減
圧手段の作用によって固液の分離を迅速に行うことがで
きる。従って、道路等の切削作業の際に生じる切削廃水
から切削屑を取り除き、得られた清澄水を切削工具へ噴
射する冷却水として再利用するような場合にも、好適に
使用することができる。

【００３９】また、本発明の固液分離装置は、ドラムが
回転することによって切削屑が適宜除去されるようにな
っているので、フィルタに堆積した切削屑を除去した
り、フィルタの目詰まりによって、切削屑分離除去の効
率が低下してしまうこともない。

【００４０】更に、本発明の固液分離装置は、遠心分離
機や加圧装置といった、装置を大型化・複雑化させるも
のを付加せず、非常に簡易な構造となっているので、安
価に製造ができるほか、装置の小型化にも対応すること
が可能である。

【００４１】また、本発明の固液分離装置は、人体や周
辺環境に悪影響を与えるおそれのある鉄やニッケル等の
磁性金属粉を、円滑に分離除去することができるので、
作業者や作業現場周辺の環境に悪影響を与えるおそれが
非常に少ないといった利点も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る固液分離装置
１の一部切欠斜視図。

【図２】 図１の固液分離装置１の内部構造を示す側面
図。

【図３】 図２の固液分離装置１のＡ−Ａ線による断面
図。

【図４】 本発明の第２の実施形態に係る固液分離装置
１の断面図。

【図５】 従来の一般的な固液分離装置２０の概略図。

【符号の説明】

１：固液分離装置、 ２：ドラム、 ３：フィルタ、 ４：ケーシング、 ５：ホッパ、 ６：排水管、 ７：メッシュ材、 ８：孔、 ９：回転軸、 １０：回収箱、 １１：弾性部材、 １３：モータ、 １４：ガイド板、 １５：スクレーパ、 １６：排出口、 １８：磁石、 ２０：固液分離装置、 ２１：沈降槽、 ２２：濾過槽、 ２３：連結管、 ２４：回収管、 ２５：フィルタ、 ２６：排水管、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 33/58 Ｂ０１Ｄ 36/00 33/70 Ｂ２８Ｄ 7/02 Ｂ０３Ｂ 5/00 Ｂ０１Ｄ 33/36 Ｂ０３Ｃ 1/00 33/38 1/30 // Ｂ０１Ｄ 36/00 Ｂ２８Ｄ 7/02 Ｆターム(参考） 3C069 DA01 DA07 EA01 4D026 BA03 BB03 BC24 BC26 BC29 BD01 BD02 BD05 BE05 BE11 BF05 BF11 BF19 BF20 BF21 BF24 BF28 4D066 AB10 FA01 FA02 4D071 AA03 AA06 AB03 AB35 DA20

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固形物を捕捉する濾過手段を備えたドラム
   と、このドラムを回転させるための回転駆動手段と、前
   記濾過手段によって固形物が除去された清澄水を前記ド
   ラムの内側から外側へと送出する排水手段と、前記ドラ
   ムの内側を減圧させる減圧手段と、を有することを特徴
   とする固液分離装置。
2. 【請求項２】前記ドラムの内側において、前記濾過手段
   を通過した清澄水を前記排水手段へと導くためのガイド
   板が、前記排水手段に取り付けられていることを特徴と
   する、請求項１に記載の固液分離装置。
3. 【請求項３】前記清澄水に含まれる磁性金属粉を捕捉す
   る磁石を、前記ドラムの内側に配置したことを特徴とす
   る、請求項１に記載の固液分離装置。
4. 【請求項４】前記減圧手段の作動を停止することによっ
   て、前記ドラム内部に溜まった清澄水により濾過手段が
   洗浄されるように構成されていることを特徴とする、請
   求項１に記載の固液分離装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の固液分離装置の使用方法
   であって、固液分離作業の終了後、まず、前記ドラムを
   回転させたまま、減圧手段の作動を停止し、前記ドラム
   内の減圧状態を徐々に解除し、前記ドラム内部に溜まっ
   た清澄水によって濾過手段を洗浄し、その後、前記ドラ
   ムの回転を終了させることを特徴とする、固液分離装置
   の使用方法。