JP2012196747A

JP2012196747A - ドラムフィルタ式浄化装置

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Publication number: JP2012196747A
Application number: JP2011063728A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kohama; 篤小濱; Takahiro Tsuzuki; 崇浩都築; Masaya Takasu; 正弥高須
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: JP5482703B2

Abstract

【課題】ドラムフィルタの通流孔につまった切粉を効果的に除去することができるドラムフィルタ式浄化装置を提供する。
【解決手段】クーラント液に混入した切粉５３を分離除去するためのドラムフィルタ式浄化装置１。混入クーラント液５１を貯留する濾過槽１３と、多数の通流孔１０２を筒体１０１に対して形成し回転可能なドラムフィルタ１０と、ドラムフィルタ１０を回転させる回転駆動源１２と、ドラムフィルタ１０の内周側を吸引するポンプ３１と、ドラムフィルタ１０内に配置された多角断面を有する棒体１１とを有している。ポンプ３１によって吸引することにより、クーラント液を多数の通流孔１０２を通過させてドラムフィルタ１０の外周側から内周側へ通流させる。ドラムフィルタ１０を回転させて棒体１１を転動させることにより、通流孔１０２に詰まった切粉５３を叩き出す。
【選択図】図３

Description

本発明は、クーラント液に混入した切粉を分離除去するためのドラムフィルタ式浄化装置に関する。

マシニングセンタや旋盤等における切削加工を行う場合には、加工により生ずる切粉の付着防止、加工部の冷却、潤滑、防錆等のためにクーラント液を用いる場合が多い。該クーラント液は、繰り返し使用することができるが、使用後のクーラント液には、切粉が混入しているため、再利用するにはクーラント液から切粉を分離除去する必要がある。この分離除去を行う装置としては、ドラムフィルタを用いたドラムフィルタ式浄化装置が知られている。

上記ドラムフィルタ式浄化装置は、切粉が混入したクーラント液である混入クーラント液を貯留する濾過槽と、該濾過槽内に配されたドラムフィルタと、混入クーラント液を吸引するポンプとを有している。ドラムフィルタには、切粉が通過しない大きさの通流孔が設けてある。そして、ポンプによって混入クーラント液をドラムフィルタの内側に吸引し、クーラント液が通流孔を通過する一方、切粉が通流孔を通過しないことを利用して、ドラムフィルタによって混入クーラント液を濾過し切粉を分離除去している。
しかしながら、ドラムフィルタによって混入クーラント液を濾過する際には、切粉が上記通流孔の内側に引掛り、この通流孔を詰まらせてしまうことがある。

上記ドラムフィルタにおける通流孔への切粉の詰まりを防止する構造としては、例えば、特許文献１の構造がある。特許文献１のドラムフィルタ式浄化装置においては、ドラムフィルタの内周面及び外周面にそれぞれ当接する掻取り部材を設けて切粉を除去する構造が示されている。

特開平９−８２４号公報

ところで、ドラムフィルタの通流孔に引掛った切粉は、特許文献１の掻き取り部材によっても十分に除去することができない。すなわち、掻き取り部材をドラムフィルタの内周面に当接させ、切粉を掻き取ろうとしても、掻き取り部材が切粉を切断してしまい、切断された切粉が通流孔に残ってしまう場合がある。そのため、通流孔への切粉の詰まりは解消されず、ドラムフィルタの濾過能力が低下するおそれがある。
また、ドラムフィルタの濾過能力を回復させるためには、ドラムフィルタ式浄化装置の稼働を停止して、通流孔から切粉を除去するメンテナンス作業を行う必要があり、ドラムフィルタ式浄化装置の稼働率が低下する場合がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ドラムフィルタの通流孔につまった切粉を効果的に除去することができるドラムフィルタ式浄化装置を提供しようとするものである。

本発明は、クーラント液に混入した切粉を分離除去するためのドラムフィルタ式浄化装置であって、
該ドラムフィルタ式浄化装置は、切粉が混入したクーラント液である混入クーラント液を貯留する濾過槽と、
該濾過槽内の上記混入クーラント液中に配置され、多数の通流孔を筒体に対して形成してなると共に、該筒体の中心軸線の回りに回転可能なドラムフィルタと、
該ドラムフィルタを回転させる回転駆動源と、
上記ドラムフィルタの内周側を吸引するポンプと、
上記ドラムフィルタ内に配置される多角形断面を有する棒体とを有し、
上記ポンプによって吸引することにより、上記クーラント液を上記多数の通流孔を通過させて上記ドラムフィルタの外周側から内周側へ通流させると共に、上記ドラムフィルタを回転させることにより、該ドラムフィルタの内面上において、上記棒体を転動させるよう構成されていることを特徴とするドラムフィルタ式浄化装置にある（請求項１）。

本発明において、上記ドラムフィルタの内側に配した上記棒体は、多角形断面を有している。そのため、上記棒体が転動する際には、上記棒体の断面をなす多角形の辺により形成される外周面が、上記ドラムフィルタの内面を叩く動作をする。これにより、上記棒体を上記ドラムフィルタの内側で転動させることで、上記棒体の外周面により上記通流孔の内側に詰まった切粉を上記ドラムフィルタの外側に向かって叩き出すことができる。これにより、上記通流孔に引掛った切粉を切断することなく、効果的に除去することができる。それゆえ、上記ドラムフィルタの濾過能力の低下を防止することができる。
また、上記ドラムフィルタの濾過能力を維持することができるため、切粉を除去するためのメンテナンス作業が不要となる。そのため、ドラムフィルタ式浄化装置の稼働率を向上することができる。

上記のごとく、本発明によれば、ドラムフィルタの通流孔につまった切粉を効果的に除去することができるドラムフィルタ式浄化装置を提供ことができる。

実施例１における、ドラムフィルタ式浄化装置を示す平面図。図１のＡ−Ａ線矢視断面図。図２の部分拡大図。実施例１における、停止状態の棒体を示すＡ−Ａ線矢視断面部分拡大図。実施例１における、転動状態の棒体を示すＡ−Ａ線矢視断面部分拡大図。

本発明において、多角形等の形状の表現は、いずれも幾何学上の狭義の概念に留まらず、一般的に上記の形状と認識できる形状を含むものであり、各辺が若干曲線となったり、角部等に成形上必要な丸み等が生じるいわゆるフィレットといわれる曲面を設けたりすることも当然に許容される。

また、上記棒体は、五角形、六角形、七角形又は八角形のいずれかの多角形断面からなることが好ましい（請求項２）。この場合には、上記棒体を転動させることによって、上記棒体の外周面が上記ドラムフィルタの内面を叩く動作をしやすい。それゆえ、通流孔に詰まった切粉をより効果的に除去することができる。
多角形断面からなる上記棒体により叩く動作は、上記棒体が転動する際に、その重心位置と接地面との距離の変化することに基づいて生じるものである。

上記棒体の断面をなす多角形における角の数が４以下の場合、上記ドラムフィルタの内面上を転動することなく、滑りやすくなる。
また、上記棒体の断面をなす多角形における角の数が９以上の場合、上記棒体の断面形状が円形に近くなり、上記棒体の重心と接地面との距離の変化が小さくなり、叩く動作が行われにくくなる。

また、上記ドラムフィルタの外周には、掻取り部材が当接しており、上記ドラムフィルタが回転する際には、上記掻取り部材が上記通流孔に詰まった切粉を掻き出すことが好ましい（請求項３）。上記掻き取り部材により切粉を掻き出した際には、上記通流孔に詰まった切粉が切断され、上記通流孔に切粉が残る場合がある。このような場合にも、切断されて通流孔内に残った切粉を上記棒体によって叩き出すことができる。それゆえ、より効果的に上記通流孔から切粉を除去し、上記ドラムフィルタの通流孔における詰まりを防止することができる。

また、上記濾過槽内には、該濾過槽内に残留する切粉を該濾過槽の外部へ排出する排出コンベアが配設してあり、上記回転駆動源は、上記ドラムフィルタを回転させると共に上記排出コンベアを回転させることが好ましい（請求項４）。この場合には、上記濾過槽内の切粉を上記排出コンベアにより効率よく排出することができる。また、上記回転駆動源により、上記ドラムフィルタのみでなく、上記排出コンベアをも駆動させることができる。それゆえ、駆動源の数を低減し、ドラムフィルタ式浄化装置の構造を簡略化することができる。

（実施例１）
本発明の実施例にかかるドラムフィルタ式浄化装置１について、図１〜図４を用いて説明する。
ドラムフィルタ式浄化装置１は、図１及び図２に示すごとく、切粉５３が混入したクーラント液である混入クーラント液５１を貯留する濾過槽１３と、該濾過槽１３内の混入クーラント液５１中に配置され、多数の通流孔１０２を筒体１０１に対して形成してなると共に、該筒体１０１の中心軸線の回りに回転可能なドラムフィルタ１０と、該ドラムフィルタ１０を回転させる回転駆動源１２とを有している。また、ドラムフィルタ式浄化装置１は、ドラムフィルタ１０の内周側を吸引するポンプ３１と、ドラムフィルタ１０内に配置され、多角断面を有する棒体１１とを有している。
ドラムフィルタ式浄化装置１は、ポンプ３１によって吸引することにより、クーラント液を多数の通流孔１０２を通過させてドラムフィルタ１０の外周側から内周側へ通流させると共に、ドラムフィルタ１０を回転させて棒体１１を転動させることにより、通流孔１０２に詰まった切粉５３を叩き出す。

以下、本例のドラムフィルタ式浄化装置１について詳説する。
本例は、各種鋼材において切削加工を行った際に生ずる切粉５３がクーラント液に混入してなる混入クーラント液５１を浄化するためのドラムフィルタ式浄化装置１である。
ドラムフィルタ式浄化装置１は、図１及び図２に示すごとく、混入クーラント液５１を貯留する濾過槽１３と、該濾過槽１３の内側に配された２本のドラムフィルタ１０と、濾過槽１３内に残留する切粉５３を濾過槽１３の外部へ排出する排出コンベア２とを有している。
濾過槽１３は、クーラント液流入口１３２から流入する混入クーラント液５１を貯留するよう構成してある。また、濾過槽１３内には、沈殿する切粉５３を排出するための排出コンベア２と、２本のドラムフィルタ１０とを配してある。

排出コンベア２は、図１及び図２に示すごとく、沈殿した切粉５３をすくう複数のスクレーパ２１と、該スクレーパ２１の両端に配された一対の駆動チェーン２２と、該駆動チェーン２２を駆動させる回転駆動源１２とを有している。一対の駆動チェーン２２は、それぞれ環状に形成されており、等間隔を介して複数のスクレーパ２１を配設してある。また、駆動チェーン２２の経路は、濾過槽１３の底面１３１と、該底面１３１からと連続して形成された湾曲面２４を介して上方に向って傾斜するよう形成された傾斜面２５とに沿って設けてあり、複数のスクレーパ２１が底面１３１、湾曲面２４及び傾斜面２５に当接しながら移動するように構成してある。回転駆動源１２の駆動力は、回転駆動源１２と接続されたコンベア駆動スプロケット２３を介して、駆動チェーン２２へと伝達される。

図２に示すごとく、環状をなす駆動チェーン２２の内側で、かつ濾過槽１３における混入クーラント液５１の液面Ｗより低い位置には、２本のドラムフィルタ１０を配してある。該ドラムフィルタ１０は、図１に示すごとく、円筒状の筒体１０１と、該筒体１０１の外周面の軸方向両端から所定の距離において径方向外側に向かって延びるフィルタスプロケット１０３と、筒体１０１の内側に配された棒体１１とを有している。

筒体１０１は、その外径をφ５０ｍｍ〜φ１５０ｍｍとし、幅を３００ｍｍ〜８００ｍｍとすることができる。また、筒体１０１には、パンチングメタル、ウェッジワイヤ、ポリアミド製メッシュ等の種々のフィルタを円筒状に成形したものを用いることができる。尚、本例の筒体１０１には、外形がφ８０ｍｍ、長さが６００ｍｍの円筒上に成形したパンチングメタルを用いた。
また、ドラムフィルタ１０の筒体１０１の一端は、閉塞されており、他端は、精密濾過部３に配した第１ポンプ３１１と連結している。

図３に示すごとく、２本のドラムフィルタ１０は、回転軸１０４によって回転可能に軸支されており、所定の間隔を介して、互いに並列に配してある。また、ドラムフィルタ１０のフィルタスプロケット１０３は、駆動チェーン２２と噛合するように配されており、駆動チェーン２２を介して回転駆動源１２の駆動力を伝達し、ドラムフィルタ１０が回転するように構成してある。上記のごとく、１つの回転駆動源１２によって、駆動チェーン２２を駆動することにより、ドラムフィルタ１０及び排出コンベア２の両方を駆動することができる。尚、本例においては、ドラムフィルタ１０の回転速度は、４ｒｐｍとなるように設定した。

ドラムフィルタ１０の外周側には、ドラムフィルタ１０の外周面と当接するよう掻取り部材１４がそれぞれ配設してある。ドラムフィルタ１０を回転させ、ドラムフィルタ１０の外周面と掻取り部材１４の先端とが摺動することにより、掻取り部材１４が通流孔１０２に詰まった切粉５３を掻き出すよう構成してある。

また、図３に示すごとく、ドラムフィルタ１０の内側には、正六角形断面からなる正六角柱である棒体１１を配してある。本例において、棒体１１は、直径２０ｍｍの円周に内接する正六角形断面からなり、長さが５６０ｍｍである。
棒体１１は、ドラムフィルタ１０内に固定されておらず、ドラムフィルタ１０を回転させることにより、その内面上を転動可能に配してある。また、棒体１１の長さを上記のごとく設定してあるため、棒体１１の軸線方向と、ドラムフィルタ１０の軸線方向とを、常に略平行とすることができる。

尚、棒体１１は、直径１０ｍｍ〜３０ｍｍの円周に内接する多角形断面からなるものを用いることができる。上記円周の直径が１０ｍｍ未満の場合には、棒体１１の重量が軽く切粉５３を効果的に除去できなくなるおそれがある。また、上記円周の直径が３０ｍｍ以上の場合には、棒体１１が必要以上に重くなると共に、ドラムフィルタ１０が損傷するおそれがある。

また、棒体１１の長さは、筒体１０１の長さに対して、５ｍｍ〜３０ｍｍの長さ短縮したものを用いることができる。短縮量が３０ｍｍを超える場合には、棒体１１の位置によって切粉５３を除去できない通流孔１０２があるため、効果的に切粉５３を除去できない場合がある。また、短縮量が５ｍｍ未満の場合には、筒体１０１の端部と棒体１１の端面との距離が狭くなり、両者の間に切粉５３等の異物が挟まりやすくなる。これにより、筒体１０１の内周側において、棒体１１が転動しなくなるおそれがある。

精密濾過部３は、ドラムフィルタ１０を通過した濾過クーラント液５２に混入している、ドラムフィルタ１０では濾過できなかった小さな切粉５３を分離し、再生クーラント液５４とするものである。図１及び図２に示すごとく、精密濾過部３は、第１ポンプ３１１、精密濾過装置３２、再生クーラント貯留槽３３及び第２ポンプ３１２を有しており、各機器を配管によって順次連結してある。また、第２ポンプ３１２には、供給配管が配されており、再生クーラント液５４を切削加工機へ再供給可能に構成してある。

上記のごとく構成されたドラムフィルタ式浄化装置１におけるクーラント液浄化手順について説明する。
鉄鋼材の切削加工に使用して、切粉５３が混入した混入クーラント液５１は、クーラント液流入口１３２から濾過槽１３内へと流入し貯留される。混入クーラント液５１に混入した切粉５３の一部は、濾過槽１３内において自然に沈殿するが、沈殿しない切粉５３を含んだ混入クーラント液５１は、２本のドラムフィルタ１０によって濾過される。該ドラムフィルタ１０には、駆動チェーン２２を介して回転駆動源１２の駆動力が伝達されており、ドラムフィルタ１０は回転軸１０４を回転中心として回転している。濾過槽１３内に貯留した混入クーラント液５１を、精密濾過部３の第１ポンプ３１１によって吸引することにより、濾過クーラント液５２が通流孔１０２を通過する一方、切粉５３が通流孔１０２を通過しないことを利用して、ドラムフィルタ１０によって混入クーラント液５１を濾過し切粉５３を分離除去する。このとき、ドラムフィルタ１０の通流孔１０２を通過できない大きさの切粉５３は、濾過槽１３内に残留すると共に、残留した切粉５３の一部が通流孔１０２の内側に引掛り、通流孔１０２の詰まりが生じる。

ドラムフィルタ１０の通流孔１０２に詰まった切粉５３は、ドラムフィルタ１０の内側に配した棒体１１と、ドラムフィルタ１０の外周側に配した掻取り部材１４とによって、除去される。
まず、ドラムフィルタ１０の外周に配した掻取り部材１４を、回転するドラムフィルタ１０の外周面と相対的に摺動させることにより、通流孔１０２に引掛った切粉５３を掻き取る。このとき、通流孔１０２に引掛った切粉５３の一部は、掻取り部材１４によって切断され、通流孔１０２には、切断された切粉５３が残る場合がある。

次いで、ドラムフィルタ１０の内側に配された棒体１１によって、掻取り部材１４では除去しきれなかった切粉５３の除去を行う。
図４に示すごとく、棒体１１をなす正六角柱において、隣り合う３つの辺を辺Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃とし、辺Ｓ₁と辺Ｓ₂との間に配される面を棒体外周面Ｐ１とした。
棒体１１は、辺Ｓ₁及び辺Ｓ₂をドラムフィルタ１０の内周面に当接して、ドラムフィルタ１０内に配される。棒体１１の軸線方向と垂直な平面の断面において、ドラムフィルタ１０が回転方向Ｒ₁に回転すると、辺Ｓ₁と辺Ｓ₂の間に形成された棒体外周面Ｐ₂と水平面Ｈとの間の角度θは、徐々に増大する。ドラムフィルタ１０が回転を続け、断面形状である六角形の重心Ｗの位置が、棒体１１の辺Ｓ₂の直上に位置する状態（図４）よりも辺Ｓ₃側の位置となるまで角度θが増大すると、棒体１１はドラムフィルタ１０の内側を回転方向Ｒ₂において転動する。このとき、通流孔１０２に引掛った切粉５３は、図５に示すごとく、棒体１１において、辺Ｓ₂と辺Ｓ₃の間に形成された棒体外周面Ｐ₂によってドラムフィルタ１０の外側に叩き出される。

棒体１１及び掻取り部材１４によって、ドラムフィルタ１０の通流孔１０２から除去された切粉５３は、濾過槽１３の底面１３１に沈殿する。沈殿した切粉５３は、排出コンベア２を兼ねる駆動チェーン２２に配されたスクレーパ２１によりすくい取られ、切粉排出口２６から切粉回収箱２７へと排出される。

ドラムフィルタ１０の通流口を通過した濾過クーラント液５２は、精密濾過部３に配された第１ポンプ３１１を介して、精密濾過装置３２へと送られ、該精密濾過装置３２によって、ドラムフィルタ１０では分離することができない小さな切粉５３を分離する。精密濾過装置３２を通過したクーラント液は、再生クーラント液５４として再生クーラント貯留槽３３に貯留される。再生クーラント液５４は、再生クーラント貯留槽３３に配された第２ポンプ３１２により再度切削加工機へと送られ再度利用される。

本例における作用効果を説明する。
本例のドラムフィルタ１０の内側に配した棒体１１は、六角の多角形断面を有している。そのため、棒体１１をドラムフィルタ１０の内側で転動させることで、棒体１１のなす面により通流孔１０２の内側に詰まった切粉５３をドラムフィルタ１０の外側に向かって叩き出すことができる。このように、棒体１１によって通流孔１０２に詰まった切粉５３を叩き出すことにより、通流孔１０２に引掛った切粉５３を切断することなく、効果的に除去することができる。それゆえ、ドラムフィルタ１０の濾過能力の低下を防止することができる。
また、ドラムフィルタ１０の濾過能力を維持することができるため、切粉５３を除去するためのメンテナンス作業が不要となる。そのため、ドラムフィルタ式浄化装置１の稼働率を向上することができる。

また、棒体１１は、正六角形の多角形断面からなる。そのため、棒体１１を転動させることによって、棒体１１の外周面がドラムフィルタの内面を叩く動作をしやすい。それゆえ、通流孔に詰まった切粉をより効果的に除去することができる。

また、ドラムフィルタ１０の外周には、掻取り部材１４が当接しており、ドラムフィルタ１０が回転する際には、掻取り部材１４が通流孔１０２に詰まった切粉５３を掻き出すことができる。掻き取り部材により切粉５３を掻き出した際には、通流孔１０２に詰まった切粉５３が切断され、通流孔１０２に切粉５３が残る場合がある。このような場合にも、切断されて通流孔１０２内に残った切粉５３を棒体１１によって叩き出すことができる。それゆえ、より効果的に通流孔１０２から切粉５３を除去し、ドラムフィルタ１０の通流孔１０２における詰まりを防止することができる。

また、濾過槽１３内には、該濾過槽１３内に残留する切粉５３を該濾過槽１３の外部へ排出する排出コンベア２が配設してあり、回転駆動源１２は、ドラムフィルタ１０を回転させると共に排出コンベア２を回転させる。そのため、濾過槽１３内の切粉５３を排出コンベア２により効率よく排出することができる。また、回転駆動源１２により、ドラムフィルタ１０のみでなく、排出コンベア２をも駆動させることができる。それゆえ、駆動源の数を低減し、ドラムフィルタ式浄化装置１の構造を簡略化することができる。

上記のごとく、本例によれば、ドラムフィルタ１０の通流孔１０２につまった切粉５３を効果的に除去することができるドラムフィルタ式浄化装置１を提供することができる。

１ドラムフィルタ式浄化装置
１０ドラムフィルタ
１０１筒体
１０２通流孔
１１棒体
１２回転駆動源
１３濾過槽
３１ポンプ
５１混入クーラント液
５３切粉

Claims

クーラント液に混入した切粉を分離除去するためのドラムフィルタ式浄化装置であって、
該ドラムフィルタ式浄化装置は、切粉が混入したクーラント液である混入クーラント液を貯留する濾過槽と、
該濾過槽内の上記混入クーラント液中に配置され、多数の通流孔を筒体に対して形成してなると共に、該筒体の中心軸線の回りに回転可能なドラムフィルタと、
該ドラムフィルタを回転させる回転駆動源と、
上記ドラムフィルタの内周側を吸引するポンプと、
上記ドラムフィルタ内に配置される多角形断面を有する棒体とを有し、
上記ポンプによって吸引することにより、上記クーラント液を上記多数の通流孔を通過させて上記ドラムフィルタの外周側から内周側へ通流させると共に、上記ドラムフィルタを回転させることにより、該ドラムフィルタの内面上において、上記棒体を転動させるよう構成されていることを特徴とするドラムフィルタ式浄化装置。
請求項１に記載のドラムフィルタ式浄化装置において、上記棒体は、五角形、六角形、七角形又は八角形のいずれかの断面形状からなることを特徴とするドラムフィルタ式浄化装置。
請求項１又は２に記載のドラムフィルタ式浄化装置において、上記ドラムフィルタの外周には、掻取り部材が当接しており、
上記ドラムフィルタが回転する際には、上記掻取り部材が上記通流孔に詰まった切粉を掻き出すことを特徴とするドラムフィルタ式浄化装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のドラムフィルタ式浄化装置において、上記濾過槽内には、該濾過槽内に残留する切粉を該濾過槽の外部へ排出する排出コンベアが配設してあり、
上記回転駆動源は、上記ドラムフィルタを回転させると共に上記排出コンベアを回転させることを特徴とするドラムフィルタ式浄化装置。