JP2015100900A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】濾過液から細かい切り粉を高い回収率で分離し、かつメンテナンスの手間がかからない濾過装置を提供すること。
【解決手段】濾過装置は、切り粉が混ざった洗浄液を貯留する廃液槽と、廃液槽内に回転可能に配置され、磁気によって細かい切り粉を吸着する吸着面を備えた複数の磁石板が対向して配置され、対向する吸着面の間の空間と中空の中心軸の内部空間との間を連通する複数の孔を備えた濾過ドラムと、吸着面に吸着された細かい切り粉の塊を掻き落とす掻き取り手段と、掻き落とされた切り粉の塊を廃液槽から排出する切り粉排出手段とを備える。全ての洗浄液が必ず磁石板の間を通過し、かつ２つの磁石板を対向して配置する構造であるので、磁束密度が高くなり、細かい切り粉を高い回収率で分離、排出できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、濾過装置に関するものであり、特に、工作機械等から排出される洗浄液と細かい切り粉とを分離し、切り粉を排出する濾過装置に関するものである。

近年、旋盤等の工作機械から排出される洗浄液と切り粉とを分離し、洗浄液を濾過する濾過装置として各種の濾過装置が提案されている。下記の特許文献１には、濾過装置の濾過槽内に投入された使用済切削油に混入している小さな自重の軽い切粉を分離する濾過機具が記載されている。この機具は、濾過装置の濾過槽内に配設する機具であって、回転マグネットドラムを回転自在に配設し、一方を使用済切削油流入縁とし、他方を濾過済み切削油流出縁とする湾曲樋型の切削油導入桶を収容した凾体と、前記凾体に収容された湾曲樋型の切削油導入桶に配設された前記回転マグネットドラムの円周面に吸着された切粉を分離する掻き取り板を支持体に配設して成る構成となっている。

特開２０１０−６４１６４号公報

上記した従来の切り粉の濾過装置においては、洗浄液の排出口とは別に細かい切り粉の濾過機具を設けているので、排出口から排出される洗浄液と共に細かい切り粉が排出されてしまい、細かい切り子の回収率が悪いという問題点があった。また、排出口の周囲を囲んで配置れている濾過ドラムが目詰まりしてしまう恐れがあり、定期的に濾過装置を停止して絡まった細かい切り粉を取り除く作業が必要になり、手間がかかると共に装置の稼働率が低下するという問題点があった。

本発明は上記したような従来の課題を解決し、濾過液から細かい切り粉を高い回収率で分離し、かつメンテナンスの手間がかからない濾過装置を提供することを目的とする。

本発明の濾過装置は、切り粉が混ざった洗浄液である廃液から切り粉と洗浄液を分離して前記切り粉を排出する濾過装置において、前記廃液を貯留する廃液槽と、前記廃液槽内に回転可能に配置され、磁気によって細かい切り粉を吸着する吸着面を備えた複数の磁石板が対向して配置され、対向する前記吸着面の間の空間と中空の中心軸の内部空間との間を連通する複数の孔を備えた濾過ドラムと、吸着面に吸着された細かい切り粉の塊を掻き落とす掻き取り手段と、掻き落とされた切り粉の塊を前記廃液槽から排出する切り粉排出手段とを備えたことを主要な特徴とする。

また、前記した濾過装置において、前記切り粉排出手段は、駆動されるチェーンに取り付けられた複数の切り粉移送板によって前記廃液槽の底に溜まった切り粉の塊を排出するものである点にも特徴がある。また、前記した濾過装置において、更に、前記廃液槽の底面に切り粉を吸着する磁石板を設けた点にも特徴がある。

また、前記した濾過装置において、前記掻き取り手段は回転する掻き取り板を含む点にも特徴がある。また、前記した濾過装置において、前記濾過ドラムは、円盤状の２枚の磁石板を所定の間隔で同軸に固着した磁石板ユニットを、スペーサーを挟んで複数個接続したものである点にも特徴がある。

本発明の濾過装置は上記したような構成によって、以下のような効果を奏する。（１）全ての洗浄液が必ず磁石板の間を通過し、かつ２つの磁石板を対向して配置する構造であるので、吸着面の磁束密度が高くなり、細かい切り粉を高い回収率で分離、排出でき、濾過後の洗浄液の品質が向上する。
（２）従来のようなフィルターのメンテナンスが不要となるので手間がかからず、装置の稼働率が向上する。
（３）必要とする液量や洗浄液の品質に応じて磁石板の数や磁束密度を増減できるので、適応範囲が広く、生産効率が高い。

図１は本発明の濾過装置の構成を示す平面図および側面図である。 図２は本発明の濾過装置の実施例１の濾過ドラムの構成を示す断面図である。 図３は本発明の濾過ドラムの構成部品の構成を示す平面図および断面図である。 図４は本発明の濾過装置の変形例の構成を示す平面図および側面図である。 図５は本発明の濾過装置の実施例２の濾過ドラムの構成を示す断面図である。

以下実施例について図面を参照して説明する。

図１は本発明の濾過装置の構成を示す平面図および側面図である。この濾過装置は大きく、切り粉の混ざった洗浄液が流入する廃液槽２０と濾過された洗浄液が溜まる濾過液槽１０に分けられる。濾過液槽１０は廃液槽２０の側面の開口部から流出した濾過液１７を溜める容器であり、濾過液槽１０には濾過液を図示しない工作機械などへ送出するための複数のポンプ１１、１２、水位計などを備えている。

廃液槽２０は濾過液槽１０の内部に配置されている。廃液槽２０の側面には図示しない旋盤等の工作機械から切り粉（金属片）１５が混ざった使用済みの洗浄液（廃液）が流入する開口部が設けられている。廃液槽２０の中央には、中空の軸が水平になるように回転可能に設置され、チェーンコンベア２６のチェーンと歯車２４を介して係合して回転する円筒形状の濾過ドラム２２が配置されている。

廃液槽２０の開口部と反対側の端部は斜め上方に延長された傾斜面となっており、上端部にはチェーンコンベア２６の軸２５を駆動するモーターが装着されている。チェーンコンベアの２本のチェーンは、廃液槽２０の長手方向の側面に沿って、開口部の下部に設けられたチェーン折り返しのための歯車２９と、モーターによって駆動される軸２５の歯車との間に装着されている。チェーンコンベアの２本のチェーン２６には所定の間隔で切り粉１５を外部へ掻き出す移送板２７が装着されている。

濾過ドラム２２は、詳細は後述するが、廃液槽１０内に回転可能に配置され、磁気によって細かい切り粉を吸着する吸着面を備えた複数の磁石板が対向して配置され、対向する吸着面の間の空間と中空の中心軸の内部空間との間を連通する複数の孔を備えている。そして、廃液がこの吸着面の間を通過することにより、ドラム外部から中心軸内部へ廃液１７を濾過して廃液槽２０の側面の開口部から濾過液槽１０に流出させるようになっている。また、吸着面に吸着された細かい切り粉１５の塊を掻き落とす掻き取り手段である掻き取り板２３が対向する磁石板の間に配置されている。

更に、廃液槽２０の底面および傾斜面の途中までの移送板２７が掻き取る範囲には、沈殿した細かい切り粉１５を吸着する板状磁石２８が配置されている。掻き取り板２３によって掻き取られた細かい切り粉１５の塊は廃液槽２０の底部に落下し、板状磁石２８に吸着されるので、この切り粉１５をチェーンコンベア２６に取り付けられた切り粉移送板２７によって外部に掻き出すことによって切り粉１５と洗浄液２１が分離される。板状磁石２８を設けることにより、落下した細かい切り粉１５が再び廃液内に浮遊することを防止する。

図２は、本発明の濾過装置の実施例１の濾過ドラムの構成を示す断面図である。濾過ドラム２２は、主に有孔円板３０、磁石３１、無孔円板３３、保護板３５、有孔円板接続管３２、無孔円板接続管３４、チェーン歯車４０からなる。そして、有孔円板３０、磁石３１、無孔円板３３、保護板３５によって１枚の磁石板が形成される。

磁石３１は、板の表面および裏面がそれぞれ磁石のＮ極およびＳ極となっている板状の磁石であり、有孔円板３０の周囲に設けられた複数の孔３７の内部に配置される。
有孔円板３０は、中央に開口部があり、周囲には磁石を収納する複数の孔３７を有する磁石３１と同じ厚さの磁性体金属板、例えば鉄製の円板である。有孔円板３０は磁石３１の磁束３６の通り道である磁気回路の一部を形成する。

無孔円板３３は、中央に開口部がある磁性体金属板、例えば有孔円板３０と同じ材質である鉄製の円板である。無孔円板３３も磁石３１の磁束３６の通り道である磁気回路の一部を形成する。
保護板３５は、中央に開口部を備えた薄い非磁性体の金属、例えばステンレス鋼製の円板である。保護板３５は、有孔円板３０および磁石３１の一方の表面に接着剤あるいは溶接、圧着によって固着されている。保護板３５の表面が細かい切り粉１５の吸着面となり、掻き取り板２３によって切り粉１５が掻き取られるので耐摩耗性の高い材質の方が好ましい。

濾過ドラム２２の両端の無孔円板接続管３４は、廃液槽２０の側面に装着された液密の軸受４１によって回転可能に保持され、対向する２枚の保護板３５の間を通過した洗浄液は、無孔円板接続管３４の内部に流入し、濾過ドラム２２の両端の無孔円板接続管３４の端部の開口部から濾過液槽１０に流出する。

チェーン歯車４０は、濾過ドラム２２の一端の無孔円板接続管３４に固着され、周囲にチェーン２６と同じ形状の歯を備えた歯車である。チェーン歯車４０はチェーン２６と係合した歯車２４と係合しており、チェーン２６の移動に伴って濾過ドラム２２を回転させる。

掻き取り板２３は、吸着面に吸着された細かい切り粉１５の塊を吸着面から掻き取って落下させるための細長い板であり、対向する吸着面の間に配置されている。掻き取り板２３は、支持板を介して廃液槽２０の側面に固着されている。

図３は、本発明の濾過ドラムの構成部品の構成を示す平面図および断面図である。本発明の濾過装置の主要部品である濾過ドラム２２は、図３（ａ）に示す、２枚の有孔円板３０を有孔円板接続管３２によって接続した有孔円板セットと、図３（ｂ）に示す、２枚の無孔円板３３を無孔円板接続管３４によって接続した無孔円板セット（スペーサー）とを軸を合わせて交互にネジで固着することによって組み立てられている。なお両端のみは１枚の無孔円板３３と長い無孔円板接続管３４が接続されている。

有孔円板３０は、周囲に磁石３１を収納する複数の孔３７を有する、磁石３１と同じ厚さの磁性体金属板、例えば鉄製の円板である。中央に円形の開口部３９があり、更に、その外側に中心から等距離に複数の孔３８が設けられている。中央の開口部の直径は有孔円板接続管３２の直径よりも小さく、複数の孔３８は有孔円板接続管３２の直径よりも大きく、無孔円板接続管３４の直径よりは小さい領域に設けられており、形状や数は任意である。

２枚の有孔円板３０の対向する２つの磁石３１は、一方の対向面がＮ極であり、他方の対向面はＳ極となるように配置する。ドラムの全ての磁石３１のＮ極が同じ方向を向くように配置してもよい。有孔円板３０にはネジ溝を切った複数のネジ孔３７が設けられ、無孔円板３３側から挿入した図示しないネジによって無孔円板セットと固着される。

保護板３５は、中央に無孔円板接続管３４の直径より大きな開口部を有し、２枚の有孔円板３０の対向する内側の面に接着剤あるいは溶接、圧着によって軸を合わせて固着されている。保護板３５には磁石３１が接着剤等によって固着されている。
有孔円板接続管３２は、２枚の有孔円板３０を溶接により接続する中空の磁性体金属管、例えば鉄製の管であり、有孔円板接続管３２も磁石３１の磁束３６の通り道である磁気回路の一部を形成する。

無孔円板３３は、中央に無孔円板接続管３４の直径より僅かに小さい円形の開口部４５がある磁性体金属板、例えば有孔円板３０と同じ材質である鉄製の円板である。無孔円板３３も磁石３１の磁束３６の通り道である磁気回路の一部を形成する。有孔円板３０には複数のネジ孔３８が設けられ、無孔円板３３側から挿入した図示しないネジによって有孔円板セットと固着される。
無孔円板接続管３４は、２枚の無孔円板３３を溶接により接続する中空の非磁性体金属管、例えばステンレス鋼製の管である。

本発明の濾過ドラムは、必要とされる処理液量、発生する細かい切り粉の量などによって有孔円板セットの数、有孔円板接続管３２および無孔円板接続管３４の長さを自由に調整して製造することが可能であり、要求される仕様に最適にマッチングさせることができる。

図４は、本発明の濾過装置の変形例の構成を示す平面図および側面図である。この変形例は、図１、２に示した構成において、切り粉１５を掻き落とす掻き取り板２３に加えて、あるいは掻き取り板２３に代えて、回転して切り粉１５を掻き落とす複数の掻き取り板を備えた掻き取り装置５０を備えたものである。

掻き取り装置５０の駆動は、例えば濾過ドラム２２と同様にチェーン２６から歯車を介して駆動するようにしてもよい。濾過ドラム２２の回転方向と同じ方向に掻き取ることにより、図１、２に示した構成よりも切り粉１５が保護板３５と掻き取り板の間に詰まる恐れが減少し、メンテナンスが容易となる。

図５は本発明の濾過装置の実施例２の濾過ドラムの構成を示す断面図である。実施例１においては、洗浄液２１は、対向する保護板３５の間を通過した後、有孔円板３０の孔３８、無孔円板３３の円形の開口部４５を通過し、その後、無孔円板接続管３４、有孔円板接続管３２を通過して外部に流出する構成を開示したが、実施例２は、実施例１とは異なる有孔円板セットを使用し、有孔円板接続管の側面（周囲）に複数の開口部（孔）を設けた例である。

実施例２において実施例１と異なる点は、有孔円板接続管６１の直径を無孔円板接続管３４と同一にし、かつ有孔円板接続管６１の側面（周囲）に複数の開口部（孔）６２を設けた点、および有孔円板６０において、中央の円形の開口部の直径が有孔円板接続管６１の直径よりも僅かに小さくなっている点である。実施例１における複数の孔３８は実施例２においては存在せず、洗浄液は有孔円板接続管６１の孔６２を通って有孔円板接続管６１の内部に流入する。

実施例２の構成においては、磁石板を高密度に配置したい場合には無孔円板セットを両端のみに配置し、中央部分は複数の有孔円板セットを連続して接続することが可能である。但し、この場合には有孔円板セット同士を接続するために、接着、溶接、あるいは有孔円板接続管６１の内部に有孔円板セットの保持および軸合わせのための支持板を設ける、あるいは濾過ドラムの両端まで達する長い有孔円板接続管を使用するなど、実施例１とは異なる工夫が必要である。

以上実施例を説明したが、本発明の濾過装置には以下のような変形例も考えられる。実施例においては濾過ドラム２２から掻き落とした細かい切り粉は再び廃液中に投入されるので、底に沈殿し、移送板によって外部に排出される間に一部は再び廃液中に浮遊してしまうという課題があった。そこで、濾過ドラム２２から掻き落とした細かい切り粉を廃液中に投入せずに外部に排出する移送機構を設けてもよい。

本発明は、工作機械等から排出される洗浄液と切り粉とを分離し、洗浄液を濾過する濾過装置を始め、液体に混入している磁性体粒子を分離する任意の濾過装置に適用できる。

１０…濾過液槽
１５…切り粉
２０…廃液槽
２１…濾過液
２２…濾過ドラム
２３…掻き取り板
２５…駆動軸
２６…チェーン
２７…移送板
２８…板状磁石

Claims (5)

1. 切り粉が混ざった洗浄液である廃液から切り粉と洗浄液を分離して前記切り粉を排出する濾過装置において、
   前記廃液を貯留する廃液槽と、
   前記廃液槽内に回転可能に配置され、磁気によって細かい切り粉を吸着する吸着面を備えた複数の磁石板が対向して配置され、対向する前記吸着面の間の空間と中空の中心軸の内部空間との間を連通する複数の孔を備えた濾過ドラムと、
   吸着面に吸着された細かい切り粉の塊を掻き落とす掻き取り手段と、
   掻き落とされた切り粉の塊を前記廃液槽から排出する切り粉排出手段と
   を備えたことを特徴とする濾過装置。
2. 前記切り粉排出手段は、駆動されるチェーンに取り付けられた複数の切り粉移送板によって前記廃液槽の底に溜まった切り粉の塊を排出するものであることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
3. 更に、前記廃液槽の底面に切り粉を吸着する磁石板を設けたことを特徴とする請求項２に記載の濾過装置。
4. 前記掻き取り手段は回転する掻き取り板を含むことを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
5. 前記濾過ドラムは、円盤状の２枚の磁石板を所定の間隔で同軸に固着した磁石板ユニットを、スペーサーを挟んで複数個接続したものであることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。

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