JP3471422B2 - プリーツ状濾過筒を用いた浸漬吸引型濾過装置の逆洗機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリーツ状濾過筒を用
いた浸漬吸引型濾過装置の逆洗機構に関するもので、た
とえば工作機械等より排出する切粉、金属片等の懸濁物
を含むクーラント廃液等の液体より、これらの懸濁物を
濾過する際に、プリーツ状濾過筒のスクリーンの外面の
懸濁物を加圧空気によって逆洗、除去するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属等の切削加工、特にマシニングセン
ターの切削加工においては、切削刃物の回転数を数万回
転（ｒｐｍ）という、従来の数倍の超高速で回転させて
金属等を切削加工をしているが、この超高速回転切削加
工においては、補完技術として、高圧クーラント法が採
用されている。

【０００３】高圧クーラント法は、スピンドル等の超高
速回転に劣らない、高い圧力（約７ＭＰａ）でクーラン
トを金属等の加工点に集中的に噴出して、切削刃先や切
削金属面を効果的に冷却するとともに、切粉、金属片等
の懸濁物を工具や切削金属面等に引っ掛かることなく、
強制的に排除する最新技術であり、その意図するところ
は、金属等の切削加工工具の寿命を伸ばし、より高速で
長時間安定した精密な金属等の切削を効率的に行うこと
にある。

【０００４】しかし、高圧クーラント法による金属等の
切削加工は、高圧であって、かつ数万回転（ｒｐｍ）と
いう超高速回転で行うために、切粉、金属片等の懸濁物
が針状、粉状、微粒子状等に微細化する傾向が強く、こ
れらの微細化した切粉、金属片等の懸濁物によってスク
リーン状の濾過筒が目詰まりし易く、またスクリーン状
の濾過筒に目詰まりした微細化な切粉、金属片等の懸濁
物を濾過筒より簡単に洗浄、除去することは困難であっ
た。

【０００５】従来、このような切粉、金属片等の懸濁物
を濾過するために、懸濁物の濾過面積を増加させるため
に、スクリーンをプリーツ状に折り畳んだ濾過筒が用い
られているが、このプリーツ状濾過筒は、スクリーンを
プリー状に折り畳んだままの構造になっているので、切
粉、金属片等の懸濁物が折り畳んだスクリーンに引っ掛
かり易く、濾過筒の目詰が短時間で起きるために、懸濁
物の濾過処理を長期間中断し、濾過装置を解体して、プ
リーツ状濾過筒の洗浄、除去を行わざるを得なく、濾過
処理効率が悪くなる不都合があった。

【０００６】そして、目詰まりした切粉、金属片等の懸
濁物を濾過筒より洗浄、除去することは容易でないため
に、目詰まりしたプリーツ状濾過筒を洗浄して再使用せ
ずに廃棄し、新品のプリーツ状濾過筒を使用することも
多く、濾過処理コストが高くなる欠点もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した従
来の浸漬吸引型のプリーツ状濾過筒の欠点を改善するも
ので、切粉、金属片等の懸濁物によってプリーツ状濾過
筒が目詰まりすることなく、すなわち、目詰まりをした
プリーツ状濾過筒を、濾過処理を中断し、濾過装置を解
体して取り出すことなく、そのままプリーツ状濾過筒の
スクリーンより懸濁物を簡単に逆洗、除去して、このプ
リーツ状濾過筒を長時間に渡り、連続的に使用すること
によって、懸濁物の濾過処理効率を向上させるととも
に、濾過処理コストを安価にすることに目的がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、逆洗、除去が
可能なプリーツ状濾過筒を用いた浸漬吸引型濾過装置の
逆洗機構に関するものであり、切粉、金属片等の懸濁物
を含む液体中に濾過筒を浸漬して吸引濾過をする濾過装
置において、スクリーンをプリー状に折り畳み、そのプ
リーツ状のスクリーンを円筒状に丸めてプリーツ状濾過
筒を形成し、このプリーツ状濾過筒の底部に遮蔽板を取
り付け、さらにプリーツ状濾過筒内に、ポンプ等の吸引
手段と連結した吸引筒を挿填するとともに、加圧空気供
給手段と連結した空気噴出管を配設し、懸濁物の濾過処
理を間欠的に短時間中断して、空気噴出管より加圧空気
を噴射させることによって、プリーツ状のスクリーンの
外面の切粉、金属片等の懸濁物を逆洗、除去することに
特徴がある。

【０００９】また、本発明は、前述した浸漬吸引型濾過
装置の逆洗機構において、プリーツ状濾過筒内の吸引筒
と空気噴出管の間に多孔筒を挿填し、プリーツ状濾過筒
のスクリーンより懸濁物の逆洗、除去を効率的に行うこ
とに特徴がある。

【００１０】さらに、本発明は、前述した浸漬吸引型濾
過装置の逆洗機構において、プリーツ状濾過筒内の底部
付近に、加圧空気供給手段と連結した空気噴出管をリン
グ状にして、プリーツ状濾過筒のスクリーンの内面に近
接させて配設し、プリーツ状濾過筒のスクリーンより懸
濁物の逆洗、除去を一段と効率的に行うことに特徴があ
る。

【００１１】

【作用】切粉、金属片等の懸濁物の濾過処理を間欠的に
短時間中断して、濾過筒空気噴出管より加圧空気を噴射
し、プリーツ状濾過筒のスクリーンの内面より外面に向
かって加圧空気を強制的に通過させ、スクリーンの外面
に引っ掛かったり、付着している懸濁物およびプリーツ
状のスクリーンの隙間に入り込んだ懸濁物を、スクリー
ンを振動させながら逆洗、除去して、プリーツ状濾過筒
を目詰まりを起こさせずに、長期間に渡り、継続して使
用する。

【００１２】

【実施例】本発明のプリーツ状濾過筒を用いた浸漬吸引
型濾過装置の逆洗機構を、工作機械等より排出する切
粉、金属片等の懸濁物（以下、懸濁物という）を含むク
ーラント廃液の濾過装置を例として説明する。例えば、
図１に示すように、細かいメッシュを有するステンレス
製のスクリーン１をプリーツ状に折り込んで折り畳み部
２とし、このプリーツ状のスクリーン１を円筒状に丸め
て濾過筒にする。

【００１３】それには、プリーツ状のスクリーン１の折
り畳み部２の両端を相互に重ね合わせ、その折り畳み端
部３を、固定具として、断面がコの字状の細長いステン
レス製のクリップ４で着脱可能に固定して、図２に示す
ようなプリーツ状濾過筒５を形成する（クリップ４を使
用せずに折り畳み端部３溶接等によって接合してもよ
い）。

【００１４】また、図１に示すように、プリーツ状濾過
筒５のスクリーン１の折り畳み端部３の、相互に重ね合
わせた部分の外側または内側に、薄くて細長いステンレ
ス板等の補強材１６を取り付けて、相互に重ね合わせた
折り畳み端部３の結合状態をよくし、かつ折り畳み端部
３とクリップ４との着脱が容易になるようにしてもよ
い。

【００１５】プリーツ状濾過筒５の上端と下端には、図
３に示すように、ステンレス製の枠体６を嵌め込んでプ
リーツ状濾過筒５の構成を安定させてもよく、この場
合、上部の枠体６ａと下部の枠体６ｂは通穴を有するも
のを用い、下部の枠体６ｂの底部にステンレス製の遮蔽
板７をパッキング１０を介して着脱可能に取り付けて、
プリーツ状濾過筒５内に懸濁物を含むクーラント廃液が
流入しないようにしてもよい。

【００１６】なお、上部の枠体６ａと下部の枠体６ｂと
は、プリーツ状濾過筒５の嵌め込むだけでもよいが、必
要があれば、上部の枠体６ａと下部の枠体６ｂをスプリ
ングまたはチェーン等の連結具（図示せず）によってプ
リーツ状濾過筒５を固定してもかまわない。

【００１７】また、前述した上部の枠体６ａと下部の枠
体６ｂとは、必ずしも設けなくてもよく、プリーツ状濾
過筒５の底部に直接に遮蔽板７をパッキング１０を介し
て着脱可能に嵌め込み、プリーツ状濾過筒５内に懸濁物
を含むクーラント廃液が流入しないようにしてもよい
し、またプリーツ状濾過筒５に枠体６を嵌め込む場合で
あっても、プリーツ状濾過筒５の底部に嵌め込む下部の
枠体６ｂを、通穴を有しないようにすることによって、
前述した場合と同様な機能を持たせることができる。

【００１８】プリーツ状濾過筒５を形成するスクリーン
１の材質は、前述したステンレス以外にサラン（商標
名）のメッシュが細かく物理的強度のうるものを使用
し、またスクリーン１の目開きは、１０〜１０００メッ
シュ、スクリーン１のプリーツ数は１０〜２００個、ス
クリーン１のプリーツ長さ幅は１０〜 ５０ｃｍ、スク
リーン１のプリーツ幅は０．３〜３ｃｍであれば十分で
あり、さらにプリーツ状濾過筒５の外径は１０〜６０ｃ
ｍ、内径は１０〜５０ｃｍであれば十分であり、以上の
具体的な数値は、クーラント廃液の種類や処理量、懸濁
物の種類や含有量、濾過処理速度、濾過処理液の純度等
の条件に従って適宜決定すればよい。

【００１９】また、プリーツ状濾過筒５の内部に、図４
に示すように、クーラント廃液の液面上に設置した吸引
手段として、たとえばポンプ８に連結した吸引筒９を着
脱可能に挿填することによって、クーラント廃液よりク
ーラント液のみをプリーツ状濾過筒５のスクリーン１よ
り吸引して、懸濁物をプリーツ状濾過筒４のスクリーン
１の表面およびメッシュで濾別するとともに、濾過処理
液であるクーラント液を吸引筒９の通液孔１２からポン
プ８を経て濾過装置外に流出させるように構成する。

【００２０】前述したプリーツ状濾過筒５は、クーラン
ト廃液槽１１の液面が一定の範囲で比較的安定している
場合には、プリーツ状濾過筒５のほぼ全体がクーラント
廃液中に浸漬し、ポンプ８は液面上に位置するように、
クーラント廃液槽１１内の底面に配置してもよいが、ク
ーラント廃液槽１１の液面が一定でなく、変動する場合
には、プリーツ状濾過筒５のほぼ全体がクーラント廃液
中に浸漬し、ポンプ８は液面上に位置するように、クー
ラント廃液槽１１内の上部または側部に配置させる。

【００２１】プリーツ状濾過筒５内に着脱可能に挿填す
るステンレス製の吸引筒９としては、その外径がプリー
ツ状濾過筒５の内径より若干小さいものを用い、また吸
引筒９の底面に多数の通液孔１２を設ける。さらに吸引
筒９に連結して液面上に設置する吸引手段はとしては、
前述したポンプ８以外にエジェクター等の公知の吸引手
段を用いてもよい。

【００２２】さらに、本発明においては、プリーツ状濾
過筒５内に、コンプレッサー（（図示せず）等の公知の
加圧空気供給手段と連結した空気噴出管１３を、可能な
限りスクリーン１の内面に近接させて配設し、この空気
噴出管１３より加圧空気を噴射させることによって、プ
リーツ状のスクリーン１の外面の懸濁物を逆洗、除去す
るようにする。

【００２３】空気噴出管１３は、例えば、図５に示すよ
うに、中空型のリング状管が適しており、これ以外に
も、中空型のかんざし状管、櫛状管等が使用でき、リン
グ状管の場合について説明すると、管内径３〜１０ｍｍ
の中空型のリング状管の外側面に孔径０．５〜２ｍｍの
細孔１７を多数設けたビニール製ものが適しており、こ
の細孔１７の開孔率は、通常の場合、３０〜４０％であ
れば十分であり、要は空気噴出管１３の細孔１７の開孔
総面積が、空気噴出管１３の内径面積より小さくて、加
圧空気を噴射してプリーツ状のスクリーン１の外面の懸
濁物を逆洗、除去できるものであれば、どのようなもの
でもよい。

【００２４】なお、プリーツ状濾過筒５のスクリーン１
の内面と吸引筒９の間隔が広くて、空気噴出管１３より
噴射する加圧空気がプリーツ状濾過筒５内に拡散し、ス
クリーン１の内面より外面に通過する空気量が落ちて、
スクリーン１の外面の懸濁物を逆洗、除去する効果がよ
くない場合には、図４のように、プリーツ状濾過筒５内
に微細孔１４を多数有する多孔筒１５を付設してもよ
い。

【００２５】この微細孔１４を多数有する多孔筒１５
は、プリーツ状濾過筒５内であって、空気噴出管１３と
吸引筒９の間に挿填して、空気噴出管１３より噴射する
加圧空気がプリーツ状濾過筒５内に拡散せずに、スクリ
ーン１の内面より外面に通過することを促進するもので
ある。

【００２６】微細孔１４を多数有する多孔筒１５の材質
はステンレスが適しており、微細孔１４の孔径は０．２
〜２ｍｍであればよく、また微細孔１４の開孔率は、通
常の場合、３０〜４０％であれば十分である。また多孔
筒１５は、前述した微細孔１４を多数有するもの以外
に、目開きの細かいメッシュスクリーンでもよく、この
メッシュスクリーンの目開きは、３０〜３００あれば十
分であり、要すれば、多孔筒１５はクーラント液の通液
性がよくて、空気の通気性がよくないものであれば、ど
のようなものでもよい。

【００２７】空気噴出管１３の管内径、細孔１７の孔径
や開孔率、また多孔筒１５の微細孔１４の孔径や開孔率
等の具体的な数値は、クーラント廃液の種類や処理量、
懸濁物の種類や含有量、スクリーン１の目開き、プリー
ツ数、プリーツ状濾過筒５の外径、内径、濾過処理速
度、濾過処理液の純度等の条件に従って適宜決定すれば
よい。

【００２８】以上のように構成した浸漬吸引型のプリー
ツ状濾過筒５を用いた濾過装置の濾過処理について説明
すると、まず懸濁物を含むクーラント廃液の濾過処理条
件に応じて、特定のメッシュ、プリーツ数（濾過性能）
を有するプリーツ状のスクリーン１を選択し、これを円
筒状に丸めて、相互に重ね合わせた折り畳み端部３を、
断面がコの字状の細長いクリップ４で着脱可能に固定し
てプリーツ状濾過筒５を形成する。

【００２９】次に、特定の管内径、細孔１７の孔径や開
孔率を有する空気噴出管１３を選択し、さらに必要に応
じて、特定の微細孔１４の孔径や開孔率を有する多孔筒
１５を選択して、プリーツ状濾過筒５内に挿填する。そ
して、このプリーツ状濾過筒５に上部の枠体６ａと下部
の枠体６ｂとを嵌め込んだ後、下部の枠体６ｂにパッキ
ング１０を介して遮蔽板７を着脱可能に取り付けて、こ
のプリーツ状濾過筒５をクーラント廃液槽１１内に流入
させた懸濁物を含むクーラント廃液中に浸漬する。

【００３０】前述したプリーツ状濾過筒５をクーラント
廃液槽１１内の上方の架台（図示せず）に取り付けると
同時に、このプリーツ状濾過筒５の内部に、ポンプ８に
連結した吸引筒９を着脱可能に挿填してクーラント廃液
よりの懸濁物の濾過処理を行う。

【００３１】すなわち、ポンプ８を作動させて、その吸
引力によって、クーラント廃液槽１１内の懸濁物を含む
クーラント廃液のうち、クーラント液のみをプリーツ状
濾過筒５のスクリーン１を経てプリーツ状濾過筒５内に
吸引すると同時に、懸濁物をプリーツ状濾過筒４のスク
リーン１の表面およびメッシュで濾別する。そして、プ
リーツ状濾過筒５内に吸引、集液した濾過処理液である
クーラント液を、通液孔１２から吸引筒９を経て吸引し
て、そのクーラント液を濾過装置外に流出させ、再利用
のために貯留する。

【００３２】そして、前述した懸濁物の濾過処理を継続
していると、クーラント廃液中の懸濁物が、プリーツ状
濾過筒５のスクリーン１に付着したり、引っ掛かった
り、プリーツ状のスクリーンの隙間に入り込んだりする
ことがあるので、ポンプ８を止めて懸濁物の濾過処理を
短時間、間欠的に中断し、その都度、空気噴出管１３よ
り加圧空気を噴射し、プリーツ状濾過筒５のスクリーン
１の内面より外面に向かって加圧空気を強制的に通過さ
せて、前述した懸濁物を、スクリーン１を振動させなが
ら逆洗、除去し、クーラント廃液槽１１内の底部に沈殿
させた後、この懸濁物のスラッジを槽外に排出する。

【００３３】通常の懸濁物の濾過処理においては、プリ
ーツ状濾過筒５のスクリーン１が懸濁物によって目詰ま
りをすることがないが、なんらかの特殊事情によって、
プリーツ状濾過筒５のスクリーン１が懸濁物によって目
詰をすることもあるので、この時点でポンプ８を止め
て、吸引筒９をプリーツ状濾過筒５の内部より抜き出し
た後、プリーツ状濾過筒５のスクリーン１の折り畳み部
端部３を固定しているクリップ４を取り除いて、スクリ
ーン１を開放状態に展開する。

【００３４】次いで、懸濁物で目詰まりをしたスクリー
ン１を、ブラシ等で擦って懸濁物を剥離したり、または
スクリーン１を振動させて懸濁物を落下させたり、場合
によっては、プリーツ状のスクリーン１の折り畳み部２
を引き伸ばしてプリーツの間隔を広げて懸濁物のクリー
ニングを行い、このようにしてクリーニングしたプリー
ツ状のスクリーン１を、再び、プリーツ状濾過筒５とし
て使用する。なお、プリーツ状濾過筒５のスクリーン１
の折り畳み部端部３を溶接等で固定しているときは、前
述したようなスクリーン１を開放状態に展開したクリー
ニング作業ができないことはいうまでもない。

【００３５】

【発明の効果】本発明によると、濾過筒の濾過面積を増
加させるためにスクリーンをプリーツ状にしており、本
来、懸濁物が折り畳んだスクリーンに引っ掛かり易く、
濾過筒が目詰を起こし易い構造であるが、本発明の空気
噴出管より加圧空気を噴射させることによって、プリー
ツ状濾過筒のスクリーンより懸濁物を簡単に、効率的に
逆洗、除去でき、プリーツ状濾過筒による懸濁物の濾過
処理をを長時間、連続的に行うことができる優れた効果
がある。

【００３６】特に、空気噴出管をリング状にしてプリー
ツ状濾過筒のスクリーンの内面に近接させたり、プリー
ツ状濾過筒内の吸引筒と空気噴出管の間に多孔筒を挿填
したりして、加圧空気を噴射させることによって、プリ
ーツ状濾過筒のスクリーンより懸濁物を一段と効率的に
逆洗、除去することが可能であり、プリーツ状濾過筒に
よる懸濁物の濾過処理をより長時間、連続的に行うこと
ができる優れた効果がある。

【００３７】本発明は、懸濁物によってプリーツ状濾過
筒が目詰まりを起こすことがないので、濾過処理を中断
し、濾過装置を解体してプリーツ状濾過筒を交換するす
るという時間と手間のかかる一連の作業を必要とせず、
濾過処理効率を大幅に向上させることが可能である。

【００３８】本発明においては、従来のように、目詰ま
りしたプリーツ状濾過筒を廃棄し、その都度、新しいプ
リーツ状濾過筒を使用することをしないため、懸濁物の
濾過処理のランニングコストを飛躍的に安価にすること
がで、また産業廃棄物が発生せず、廃棄処分コストがか
からず、資源を有効に利用するという現代の要請にも適
応するなど、産業的観点よりみても優秀な技術である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリーツ状濾過筒の平面図である。

【図２】本発明の本発明のプリーツ状濾過筒の側面図で
ある。

【図３】本発明のプリーツ状濾過筒に枠体を嵌め込んだ
状態を示す断面図である。

【図４】本発明のプリーツ状濾過筒を用いた濾過装置内
に挿填した逆洗機構を示す断面図である。

【図５】本発明の加圧空気を噴射するリング状管の空気
噴出管を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ スクリーン ２ 折り畳み部 ３ 折り畳み部分端部 ５ プリーツ状濾過筒 ７ 遮閉板 ８ ポンプ ９ 吸引筒 １１ クーラント廃液槽 １３ 空気噴出管 １５ 多孔筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 29/00 B01D 35/027 B23Q 11/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切粉、金属片等の懸濁物を含む液体中に
   濾過筒を浸漬して吸引濾過をする濾過装置において、ス
   クリーン１をプリー状に折り畳み、そのプリーツ状のス
   クリーン１を円筒状に丸めてプリーツ状濾過筒５を形成
   し、このプリーツ状濾過筒５の底部に遮蔽板７を取り付
   け、さらにプリーツ状濾過筒１内に、ポンプ８等の吸引
   手段と連結した吸引筒９を挿填するとともに、加圧空気
   供給手段と連結したリング状管の空気噴出管１３を配設
   し、懸濁物の濾過処理を間欠的に短時間中断して、リン
   グ状管の空気噴出管１３より加圧空気を噴射させること
   によって、プリーツ状濾過筒５のスクリーン１の外面の
   切粉、金属片等の懸濁物を逆洗、除去するプリーツ状濾
   過筒を用いた浸漬吸引型濾過装置の逆洗機構。
2. 【請求項２】 プリーツ状濾過筒５内の吸引筒９と空気
   噴出管１３の間に、多孔筒１５を挿填した請求項１記載
   のプリーツ状濾過筒を用いた浸漬吸引型濾過装置の逆洗
   機構。
3. 【請求項３】 加圧空気供給手段と連結した空気噴出管
   １３をリング状管にして、プリーツ状濾過筒５内の底部
   に、プリーツ状濾過筒５のスクリーン１の内面に近接さ
   せて配設した請求項１または請求項２記載のプリーツ状
   濾過筒を用いた浸漬吸引型濾過装置の逆洗機構。