JP2011110525A - 異物分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物の除去作業が簡単になるとともに異物の除去効率に優れた異物分離装置を提供する。
【解決手段】異物分離装置Ｓは、被膜化成槽１に接続される循環配管６ａ、６ｂと、循環配管６ａ、６ｂに介設されるサイクロン装置３０と、循環配管６ａに介設される第１ポンプ７および第１開閉バルブ８と、第２開閉バルブ３６が介設され、サイクロン装置３０の沈澱部３４に接続してこの沈澱部３４から処理液および異物を自重落下により排出可能な第１排出配管３７と、第１排出配管３７の下流端に接続される排出タンク３５と、第３開閉バルブ３８が介設され、排出タンク３５に接続してこの排出タンク３５から処理液および異物を自重落下により排出可能な第２排出配管３９と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、処理液中の異物を分離する装置に関する。

液中の異物を除去する遠心分離装置の従来例として特許文献１に記載のものが挙げられる。同文献には、処理液中の異物を遠心分離装置の遠心分離部によって分離したうえで、（１）遠心分離部の下端に接続された沈澱部に沈澱した異物を除去するに際し、遠心分離部と沈澱部との間に介設され常時は開状態を保持する排出バルブを閉止し、沈澱部を遠心分離部から分離して異物を除去する方法、（２）沈澱部の下方に常時は閉状態を保持する排出バルブを配設し、定期的に手動でまたはタイマーを用いて自動で排出バルブを開放し、異物を沈澱部から除去する方法、が記載されている。

特開２００３−２２５５１５号公報

しかしながら、前記（１）の方法によると、沈澱部をその都度着脱する必要があるため煩雑な作業となりやすい。また、前記（２）の方法によると、排出バルブを開放して異物を処理液とともに沈澱部から外部に排出する必要があるため、排出バルブを開閉する間に多量の処理液が外部に排出されることになり、折角処理液から分離濃縮された異物が再び希釈されることとなる。外部に排出された異物は最終的にコンベア式フィルタにより異物と処理液とに分離処理されるものの、濃縮された異物が希釈されると、前記コンベア式フィルタを大型化する必要が生じてコスト高となり、また、処理液を含んだ多量のフィルタを処理する必要があるため廃棄時などには環境問題となりやすい。さらに処理液を外部に排出することから排出した分については補給する必要があり、この点からも前記（２）の方法はコスト高となりやすい。

本発明は、以上のような課題を解決するために創作されたものであり、異物の除去作業が簡単になるとともに異物の除去効率に優れた異物分離装置を提供することを目的としている。

本発明は、前記課題を解決するため、処理槽に沈澱した異物を除去する異物分離装置であって、前記処理槽の底部に接続され、処理槽から排出される処理液を再度この処理槽に還流する循環配管と、前記循環配管に、上流側を供給口、下流側を濾過液排出口として介設される遠心分離装置と、前記遠心分離装置よりも上流側において前記循環配管に介設される第１ポンプおよび第１開閉バルブと、第２開閉バルブが介設され、前記遠心分離装置の沈澱部に接続してこの沈澱部から処理液および異物を自重落下により排出可能な第１排出配管と、前記第１排出配管の下流端に接続される排出タンクと、第３開閉バルブが介設され、前記排出タンクに接続してこの排出タンクから処理液および異物を自重落下により排出可能な第２排出配管と、を備え、前記遠心分離装置の沈澱部から処理液および異物を排出するにあたり、前記第２開閉バルブが開状態、前記第３開閉バルブが閉状態となって処理液および異物が前記排出タンクに流下し、次いで前記第２開閉バルブが閉状態、前記第３開閉バルブが開状態となって処理液および異物が前記排出タンクから前記第２排出配管を介して排出される構成としたことを特徴とする。

当該構成によれば、遠心分離装置によって異物が除去された処理液は、遠心分離装置の濾過液排出口から循環配管を経由して被膜化成槽に還流される。
沈澱部に沈澱した異物（若干の処理液も含む）は、第３開閉バルブが閉状態、第２開閉バルブが開状態となることにより、濃縮度が維持されたまま自重により排出タンクに流下する。そして、第２開閉バルブを閉状態、第３開閉バルブが開状態となって、異物が排出タンクから第２排出配管を介して外部に排出される。

排出タンクからの異物の排出が完了すると、第２開閉バルブが開状態、第３開閉バルブが閉状態となる。
本発明によれば、異物の除去作業が簡単になるとともに、遠心分離装置により分離された異物をその濃縮度を維持しつつ除去できるため、異物の除去効率が向上する。

また、本発明は、第２ポンプおよび第４開閉バルブが介設され、上流端が前記処理槽に接続し、下流端が前記第１排出配管における前記第２開閉バルブと前記排出タンクとの間に接続する供給配管と、第５開閉バルブが介設され、上流端が前記第２排出配管における前記排出タンクと前記第３開閉バルブとの間に接続し、下流端が前記循環配管における前記遠心分離装置の下流側に接続するエア放出管と、をさらに備え、前記排出タンクからの処理液および異物の排出完了後、前記第２開閉バルブおよび前記第３開閉バルブが閉状態、前記第４開閉バルブおよび前記第５開閉バルブが開状態で、前記第２ポンプが作動して前記処理槽の処理液が前記供給配管を介して前記排出タンクに供給されることにより、この排出タンク内のエアが前記エア放出管を経由して前記循環配管の下流端から大気放出される構成としたことを特徴とする。

処理液および異物の排出が完了している排出タンクの内部にはエアが存在しているが、本発明によれば、排出タンクからの処理液および異物の排出完了後、第２開閉バルブおよび第３開閉バルブが閉状態、第４開閉バルブおよび第５開閉バルブが開状態で、第２ポンプが作動して処理槽の処理液が供給配管を介して排出タンクに供給されることにより、エアが、供給配管から供給されてきた処理液により押しやられる態様でエア放出管を経由して循環配管に流入する。そして、エアは、循環配管の下流端から大気中に放出される。

本発明によれば、簡単な構成で、排出タンク内のエアを大気放出して、排出タンク内のエアを処理液に置換することができる。

本発明の異物分離装置によれば、異物の除去作業が簡単になるとともに、異物の除去効率が向上する。
また、簡単な構成で、排出タンク内のエアを大気放出して、排出タンク内のエアを処理液に置換することができる。

本発明に係る異物分離装置の構成ブロック図である。 サイクロン装置の内部構造例を示す図であり、（ａ）は第２開閉バルブが閉じた状態を示し、（ｂ）は第２開閉バルブが開いてエアが排出タンクからサイクロン装置に上昇する様子を示す図である。

図１において、処理槽である被膜化成槽１には処理液が満たされており、被膜化成槽１に沿ってその上方に搬送コンベア２が敷設されている。この搬送コンベア２により搬送されるハンガー３にワークＷを載置して被膜化成槽１に投入することにより、ワークＷの表面に被膜化成処理が施される。ワークＷは、例えば自動車の車体である。この被膜化成処理では、ワークＷの表面にリン酸塩被膜を形成する過程でスラッジ（異物）が生成され、生成されたスラッジは被膜化成槽１内の処理液中に浮遊し、さらには被膜化成槽１の底部に形成されたホッパ４に沈澱する。この状態で以降のワークＷの被膜化成処理を行うと、ワークＷの表面にスラッジが付着して後工程の電着塗装工程等において塗装不良となりやすい。

本発明の異物分離装置Ｓは、前記スラッジ等を除去するための装置であり、被膜化成槽１の底部のホッパ４に接続され、被膜化成槽１から排出される処理液を再度この被膜化成槽１に還流する循環配管６ａ、６ｂと、前記循環配管６ａ、６ｂに、上流側を供給口３１、下流側を濾過液排出口３２として介設されるサイクロン装置３０（遠心分離装置）と、サイクロン装置３０よりも上流側の循環配管６ａに介設される第１ポンプ７および第１開閉バルブ８と、第２開閉バルブ３６が介設され、サイクロン装置３０の沈澱部３４に接続してこの沈澱部３４から異物（処理液も含む）を自重落下により排出可能な第１排出配管３７と、第１排出配管３７の下流端に接続される排出タンク３５と、第３開閉バルブ３８が介設され、排出タンク３５に接続してこの排出タンク３５から処理液を含んだ異物を自重落下により排出可能な第２排出配管３９と、を主な構成要素として構成される。

また、本実施形態の異物分離装置Ｓは、第２ポンプ４０および第４開閉バルブ４１が介設され、上流端が被膜化成槽１に接続し、下流端が第１排出配管３７における第２開閉バルブ３６と排出タンク３５との間に接続する供給配管４２と、第５開閉バルブ４３が介設され、上流端が第２排出配管３９における排出タンク３５と第３開閉バルブ３８との間に接続し、下流端が循環配管６ａ、６ｂにおけるサイクロン装置３０の下流側（すなわち、循環配管６ｂ）に接続するエア放出管４４と、を備える。

以下、異物分離装置Ｓについて詳細に説明する。ホッパ４の下部と被膜化成槽１の出槽側に設けられる洗浄スプレー装置５とは循環配管６ａ、６ｂにより接続されており、循環配管６ａと循環配管６ｂの間に市販のサイクロン装置３０が介設される。循環配管６ａには第１ポンプ７および第１開閉バルブ８が介設されている。循環配管６ａの下流端はサイクロン装置３０の供給口３１に接続し、循環配管６ｂの上流端はサイクロン装置３０の濾過液排出口３２に接続される。

サイクロン装置３０としては公知のものが適用される。図２にサイクロン装置３０の概念的な構造を示す。図２において、サイクロン装置３０は、例えば、上部側方に供給口３１が形成され、上端に濾過液排出口３２が形成されている。サイクロン装置３０の中央部には、供給されたスラッジを旋回流させる遠心分離部３３が形成され、下部には異物を貯留する沈澱部３４が形成されている。

図１において、循環配管６ａから供給口３１に供給されたスラッジおよび処理液はサイクロン装置３０の遠心分離部３３により分離処理される。分離された処理液は濾過液排出口３２に接続した循環配管６ｂを経由して前記洗浄スプレー装置５に供給され、被膜化成槽１に向けてスプレーされることにより、被膜化成槽１から搬出されたワークＷを洗浄しつつ被膜化成槽１に還流される。

サイクロン装置３０の下部に形成された沈澱部３４は、その下方に位置する排出タンク３５に対し、途中に第２開閉バルブ３６を有する第１排出配管３７により接続されている。排出タンク３５の下部には、途中に第３開閉バルブ３８を有する第２排出配管３９が接続される。第１排出配管３７における第２開閉バルブ３６と排出タンク３５との間には、被膜化成槽１の入槽側側面から延設され、途中に第２ポンプ４０と第４開閉バルブ４１とを有する供給配管４２が接続される。また、第２排出配管３９における排出タンク３５と第３開閉バルブ３８との間と、前記循環配管６ｂとは、途中に第５開閉バルブ４３を有するエア放出管４４により接続している。

第２排出配管３９の下流端の下方には、コンベア式のフィルタ５０と、このフィルタ５０により分離された処理液を貯留する貯留タンク５１と、フィルタ５０により分離されたスラッジを貯留するスラッジタンク５２とが配設されている。貯留タンク５１は、途中に第３ポンプ５３および第６開閉バルブ５４を有する枝管５５を介して前記循環配管６ｂに接続している。

「作用」
以上の構成からなる異物分離装置Ｓの作用を説明する。処理液およびスラッジはホッパ４から被膜化成槽１の外部に排出され、第２開閉バルブ３６が閉状態、第１開閉バルブ８が開状態で第１ポンプ７が作動することにより、処理液およびスラッジは循環配管６ａから供給口３１を通ってサイクロン装置３０の遠心分離部３３に導入される。遠心分離部３３で分離された異物と若干の処理液とは沈澱部３４に沈澱する。異物が除去された処理液は、前記したように、サイクロン装置３０の濾過液排出口３２から循環配管６ｂを経由してスプレー装置５に供給され、このスプレー装置５からスプレーされることにより被膜化成槽１に還流される。

そして、沈澱部３４に沈澱した異物および処理液を外部に排出するには、第４開閉バルブ４１、第３開閉バルブ３８、第５開閉バルブ４３をそれぞれ閉状態、第２開閉バルブ３６を開状態として、比重の重い異物をその自重により排出タンク３５に流下させる。次いで、第２開閉バルブ３６を閉状態とし、第３開閉バルブ３８を開状態とすることにより、濃縮された異物が第２排出配管３９からフィルタ５０上に排出される。異物中には未だ処理液が含有されており、このフィルタ５０によってさらに処理液と異物とに分離される。分離された異物はフィルタ５０上に残留し、スラッジタンク５２に廃棄される。一方、フィルタ５０により分離された処理液は、第６開閉バルブ５４を開状態として第３ポンプ５３を作動させることにより枝管５５を経由して循環配管６ｂに供給される。

排出タンク３５からの異物の排出が完了すると、第２開閉バルブ３６、第３開閉バルブ３８を閉状態とし、第４開閉バルブ４１、第５開閉バルブ４３を開状態として第２ポンプ４０を作動させることにより、被膜化成槽１内の処理液が供給配管４２を介して排出タンク３５に供給される。このとき、異物の排出が完了している排出タンク３５の内部にはエアが存在しており、このエアは、供給配管４２から供給されてきた処理液により押しやられてエア放出管４４を経由して循環配管６ｂに流入し、循環配管６ｂの下流端に設けられたスプレー装置５から大気中に放出される。

排出タンク３５内のエアが処理液に置換されると、第２ポンプ４０の作動を停止し、閉状態の第３開閉バルブ３８に加え、第４開閉バルブ４１、第５開閉バルブ４３も閉状態にする。そして、以降の沈澱部３４に沈澱した異物を排出タンク３５に流下するために第２開閉バルブ３６を開状態とする。これらの操作を繰り返すことにより、濃縮された異物のみを外部に排出することが可能となり、従来の不具合が解消される。

また、本発明によれば、図２において、サイクロン装置３０の沈澱部３４に沈澱、堆積した異物を排出タンク３５に流下させるべく第２開閉バルブ３６を開状態にしたとき、図２（ｂ）に示すように、排出タンク３５内の異物が排出されることにより置換されたエアが第１排出配管３７を通ってサイクロン装置３０の遠心分離部３３まで浮上し、遠心分離部３３で形成される遠心力により前記エアがバブリングされて微粒化する。この微粒化されたエア粒は図１に示す循環配管６ｂを移動する過程で循環配管６ｂの内壁に衝突する。循環配管６ｂの内壁には長期の使用により処理液成分やその他微細な異物が析出、固化する場合があるが、前記エア粒から受ける衝撃により循環配管６ｂの内壁に析出し、成長した異物が剥離して被膜化成槽１に流れるという問題も生じない。

１ 被膜化成槽（処理槽）
６ａ、６ｂ 循環配管
７ 第１ポンプ
８ 第１開閉バルブ
３０ サイクロン装置（遠心分離装置）
３１ 供給口
３２ 濾過液排出口
３４ 沈澱部
３５ 排出タンク
３６ 第２開閉バルブ
３７ 第１排出配管
３８ 第３開閉バルブ
３９ 第２排出配管
４０ 第２ポンプ
４１ 第４開閉バルブ
４２ 供給配管
４３ 第５開閉バルブ
４４ エア放出管
Ｓ 異物分離装置
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. 処理槽に沈澱した異物を除去する異物分離装置であって、
   前記処理槽の底部に接続され、処理槽から排出される処理液を再度この処理槽に還流する循環配管と、
   前記循環配管に、上流側を供給口、下流側を濾過液排出口として介設される遠心分離装置と、
   前記遠心分離装置よりも上流側において前記循環配管に介設される第１ポンプおよび第１開閉バルブと、
   第２開閉バルブが介設され、前記遠心分離装置の沈澱部に接続してこの沈澱部から処理液および異物を自重落下により排出可能な第１排出配管と、
   前記第１排出配管の下流端に接続される排出タンクと、
   第３開閉バルブが介設され、前記排出タンクに接続してこの排出タンクから処理液および異物を自重落下により排出可能な第２排出配管と、
   を備え、
   前記遠心分離装置の沈澱部から処理液および異物を排出するにあたり、前記第２開閉バルブが開状態、前記第３開閉バルブが閉状態となって処理液および異物が前記排出タンクに流下し、次いで前記第２開閉バルブが閉状態、前記第３開閉バルブが開状態となって処理液および異物が前記排出タンクから前記第２排出配管を介して排出される構成としたことを特徴とする異物分離装置。
2. 第２ポンプおよび第４開閉バルブが介設され、上流端が前記処理槽に接続し、下流端が前記第１排出配管における前記第２開閉バルブと前記排出タンクとの間に接続する供給配管と、
   第５開閉バルブが介設され、上流端が前記第２排出配管における前記排出タンクと前記第３開閉バルブとの間に接続し、下流端が前記循環配管における前記遠心分離装置の下流側に接続するエア放出管と、
   をさらに備え、
   前記排出タンクからの処理液および異物の排出完了後、前記第２開閉バルブおよび前記第３開閉バルブが閉状態、前記第４開閉バルブおよび前記第５開閉バルブが開状態で、前記第２ポンプが作動して前記処理槽の処理液が前記供給配管を介して前記排出タンクに供給されることにより、この排出タンク内のエアが前記エア放出管を経由して前記循環配管の下流端から大気放出される構成としたことを特徴とする請求項１に記載の異物分離装置。

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