JP2004181346A

JP2004181346A - フィルター用メッシュを使用した固体粒子除去装置

Info

Publication number: JP2004181346A
Application number: JP2002351117A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ota; 田淳一太; Kunio Takagi; 木邦雄高
Original assignee: Matsuura Machinery Corp; Matsuura Kikai Seisakusho KK
Current assignee: Matsuura Machinery Corp; Matsuura Kikai Seisakusho KK
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】設置コストが安価であり、しかもフィルター用メッシュの頻繁な交換を必要としない固体粒子除去装置の構成を提供すること。
【解決手段】流動する液体中の固体粒子６を捕獲し、かつ除去し、当該液体を通過させ得るフィルター用メッシュ１に対し、一方側から超音波を照射することができる超音波発生装置２を設置すると共に、当該フィルター用メッシュ１を挟んだ状態の他方側において超音波反射板３を設ける場合、及び設けない場合の何れの場合にも、フィルター用メッシュ１の交換の頻度を減少したことを特徴とするフィルター用メッシュ１を使用した固体粒子除去装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動する液体中において、フィルター用メッシュを使用したことによる固体粒子除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流動する液体中の固体粒子を除去する方式として、
▲１▼遠心分離方式
▲２▼重力落下方式
▲３▼吸着方式
▲４▼静電方式
▲５▼フィルター用メッシュによる捕獲方式
などが存在しており、例えば、工作機械の作動によって発生した切屑を循環する切削油又は切削水中において除去する場合に採用されている。
【０００３】
前記各方式において、▲１▼の遠心分離方式は、微細粒子を分離し得るという特徴を有しているが、当該方式を実現するための装置のコストが高い。
【０００４】
前記▲２▼の重力落下方式は、当該方式を実現するために然してコストを要しないが、落下する粒子が微細である場合又は密度が小さい場合には、沈殿するのに多大な時間を要し、特に流動する液体の量が多い場合、又は流動速度が大きい場合には、実用に適合することが困難又は不可能である。
【０００５】
前記▲３▼の吸着方式は、液体中に固体粒子を吸着する吸着剤を散布し、当該吸着剤を捕獲し除去することによって、固体粒子をも除去する方式であって、微細な固体粒子をも除去し得る点において優れているが、液体が水である場合には、吸着剤自身が水を吸収し、かつ液体の流路において凝縮することによって、水の流通を妨げるという基本的問題点が存在する。
【０００６】
前記▲４▼の静電方式は、液体が油性である場合には適用可能であるが、水溶性である場合には適用することができない。
【０００７】
前記▲５▼のフィルター用メッシュによる捕獲方式は、当該方式を実現するために然してコストを要しないが、捕獲された固体粒子がフィルター用メッシュに蓄積した場合には、フィルター用メッシュを交換することが必要となり、使用上のコストを要すると共に、当該フィルター用メッシュを廃棄処理しなければならないという煩雑な問題が存在する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、液体中の粒子を除去する従来技術の前記のような各問題点を考慮し、特にフィルター用メッシュによる捕獲方式に着目し、フィルター用メッシュを交換する頻度を極力少なくするような固体粒子の除去装置の構成を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の構成は、流動する液体中の固体粒子を捕獲し、かつ当該液体を通過させ得るフィルター用メッシュに対し、一方側から超音波を照射することができる超音波発生装置を設置したことによるフィルター用メッシュを使用した固体粒子除去装置からなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、固体粒子６を含んだ液体が循環する場合の典型的な実施態様を示す。
【００１１】
固体粒子６を含んだ液体が循環するケースの典型例は、工作機械の作動に伴って発生した切屑を流動し、かつ循環する切削油又は切削水等の切削液によって搬送し、フィルター用メッシュ１によって除去する場合である。
但し、本発明の装置は、このような場合にのみ適用される訳ではなく、流動する液体中の固体粒子６の除去一般に広く適用することが可能である。
【００１２】
図１に示すように、固体粒子６を含んだ液体の流動に対し、フィルター用メッシュ１は当該固体粒子６を捕獲し、液体を濾過（フィルター）させると共に、固体粒子６を捕獲する。
【００１３】
前記▲５▼の従来のフィルター用メッシュ１を使用した捕獲方法では、捕獲によって蓄積した固体粒子６と共に、フィルター用メッシュ１を交換するか、又は一度当該メッシュ１を外部から取り出し、メッシュ１間に詰まった固体粒子６を除去する作業を必要とするが、実際には固体粒子６の除去作業は極めて煩雑であって、困難である。
【００１４】
本発明においては、超音波発生装置２からフィルター用メッシュ１に対し、超音波を照射し、フィルター用メッシュ１、及び当該メッシュ１の隙間に捕獲されている固体粒子６（切屑）を、激しく振動させ、当該振動に伴って、メッシュ１による固体粒子６に対する拘束から解放させている。
【００１５】
他方、本発明においては、図１に示すように、フィルター用メッシュ１を挟んだ状態にて、他方側（超音波発生装置２と反対側）において反射板３を設け、フィルター用メッシュ１を通過して来る超音波を反射させ、前記振動及びメッシュ１による固体粒子６に対する拘束からの解放を更に助長している。
【００１６】
フィルター用メッシュ１の拘束から解放された固体粒子６は、下方の底部に落下するか（固体粒子６の方が液体よりも密度が大きい場合）、又は上方に浮上する（固体粒子６の方が液体よりも密度が小さい場合）が、何れの場合においても、固体粒子６が液体中に密集することになるので、別途当該密集した固体粒子６を収集して外部に取り出すことになる（尚、当該取出作業を容易とする構成は、実施例において後述する通りである。）。
【００１７】
超音波が、前記反射板３、又は液体の流通路を形成している周囲の壁などと反射した場合には、超音波の進行波と反射波との相互の干渉によって、音圧の定在波が発生する場合がある。
【００１８】
前記定在波が発生した場合には、液体中の通常の固体粒子６は、図２に示すような音圧の定在波の節（振動する定在波の内、振幅が零、又は最小限の状態となる位置）に集中する。
【００１９】
定在波が発生した場合には、固体粒子６は、メッシュ１によって捕獲される前に、定在波の前記節の位置において、重力によって他方に落下するか（固体粒子６の方が液体よりも密度が大きい場合）、又は上方に浮上する（固体粒子６の方が液体よりも密度が小さい場合）ことによって密集し、適宜除去されることがある。
【００２０】
たとえ、前記のように、定在波が出現しない場合においても、超音波の音圧の振幅が大きくなって、圧力が低下することによって空洞部分が発生するという所謂キャビテーションが生ずる場合がある。
【００２１】
前記キャビテーションによって発生した空洞部分の存在、及びその大きさは不安定であるため、当該部分を中心として、液体は激しく振動することになる。
【００２２】
このようなキャビテーションに伴って液体が激しく振動する場合には、たとえ前記のような定在波が出現せずとも、フィルター用メッシュ１によって捕獲されている固体粒子６を強く押圧又は吸引し、捕獲に伴う拘束状態から解放することができる。
【００２３】
このように、本発明においては、フィルター用メッシュ１に対する超音波の照射、あるいは、超音波の照射と反射板３による反射とに基づき、メッシュ１間に固体粒子６が目詰まりすることを極力減少し、これによってフィルター用メッシュ１の交換の頻度を少なくすることができる。
【００２４】
超音波による照射は、必ずしも定常的に行う必要はなく、断続的に行い、その際、フィルター用メッシュ１に捕獲されている固体粒子６を解放し、かつ液体内に密集させて、外部に除去することができる。
【００２５】
本発明に使用するフィルター用メッシュ１のメッシュの平均径は、捕獲する固体粒子６の径によって左右されるが、工作機械の作動によって発生する切屑の場合には、通常５０〜８００μｍである場合が多い。
【００２６】
【実施例】
図３は、本発明の実施例を示す。
【００２７】
工作機械の作動によって発生した切屑の場合のように、大抵の固体粒子６は、液体よりも密度が高く、超音波の振動によって、フィルター用メッシュ１の捕獲に伴う拘束から解放された場合には、固体粒子６は下方に落下している。
【００２８】
実施例においては、フィルター用メッシュ１の近傍であり、かつ超音波発生装置２が存在するが、落下する固体粒子６を貯留し、外部に移動可能であるメッシュケース７を設置したことを特徴としている。
【００２９】
当該メッシュケースは、所定の枠を設け、枠間の全て又は一部をメッシュ状としており、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、様々な形状を選択することができる。
【００３０】
このようなメッシュケースは、メッシュから除去された固体粒子を収容し、また重力によって沈殿した固体粒子６を収容し、かつ所定の時期に、液体内から外部へ移動することによって、固体粒子６を取り出し、かつ除去することを実現可能としている。
【００３１】
このように、実施例においては、前記のようなメッシュケースを使用することによって、容易に固体粒子６を除去することを可能としている。
【００３２】
前記メッシュケースのメッシュの平均径は、フィルター用メッシュ１の平均径以下の程度とすることによって、固体粒子６の収容及び外部における除去を実現することができる。
【００３３】
【発明の効果】
このように、本発明は、比較的コストの安いフィルター用メッシュを使用した除去装置において、従来技術の場合のように、フィルター用メッシュの交換の頻度を減少し、長期に亘って同一のフィルター用メッシュの使用を可能とし、これによって固体粒子の除去装置としての運転コストを下げることも可能となる。
【００３４】
このように、フィルター用メッシュの交換の頻度を減少させることは、フィルター用メッシュの廃棄を少なくすることであり、廃棄処理のコストを下げると共に、当該廃棄に伴う周囲の環境汚染の程度を下げることができる。
【００３５】
このように、本発明は多面的な効果を有しており、その価値は絶大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本原理及び実施態様を示す側断面図。
【図２】超音波の進行波及び反射波によって形成される定在波の状況を示す原理図。
【図３】実施例の具体的構成を示す部分的側断面図。
【図４】メッシュケースの具体的設計を示す側面図であり、（ａ）は、略枡状による形状の場合を示し、（ｂ）は、略椀状による形状の場合を示す。
【符号の説明】
１フィルター用メッシュ
２超音波発生装置
３超音波反射板
４ポンプ
５作動する工作機械などの固体粒子発生部分
６固体粒子
７メッシュケース

Claims

流動する液体中の固体粒子を捕獲し、かつ当該液体を通過させ得るフィルター用メッシュに対し、一方側から超音波を照射することができる超音波発生装置を設置したことによるフィルター用メッシュを使用した固体粒子除去装置。
流動する液体が切削液であり、捕獲しかつ除去する固体粒子が、工作機械の作動によって発生した切屑であることを特徴とする請求項１記載のフィルター用メッシュを使用した固体粒子除去装置。
超音波の発生及び反射に基づき、フィルター用メッシュを挟んだ状態の他方側において超音波反射板を設けたことによって、定在波を発生させ得ることを特徴とする請求項１記載のフィルター用メッシュを使用した固体粒子除去装置。
超音波の照射に伴い、キャビテーション現象によって、液体面に局所的な空洞部分を発生させ得ることを特徴とする請求項１記載のフィルター用メッシュを使用した固体粒子除去装置。
フィルター用メッシュの近傍であり、かつ超音波発生装置が存在する側に、落下する固体粒子を貯留し、外部に移動可能であるメッシュケースを設置したことを特徴とするフィルター用メッシュを使用した固体粒子除去装置。
超音波発生装置を断続的に作動させることによって、フィルター用メッシュが捕獲した固体粒子を液体中において収集し、かつ収集した固体粒子を外部に取り出すことを特徴とする請求項１記載のフィルター用メッシュを使用した固体粒子除去装置に対する使用方法。
超音波発生装置を断続的に作動させることによって、フィルター用メッシュが捕獲した固体粒子を液体中において沈殿させたうえで、メッシュケースを外部に移動した後、当該メッシュケースに貯留した固体粒子を除去することを特徴とする請求項５記載のフィルター用メッシュを使用した固体粒子除去装置に対する使用方法。