JP4318507B2

JP4318507B2 - ろ過装置

Info

Publication number: JP4318507B2
Application number: JP2003291982A
Authority: JP
Inventors: 董岩波
Original assignee: ニフコプラント株式会社
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2023-08-12
Also published as: JP2005058903A

Description

本発明は、例えば、研削盤，旋盤，マシニングセンタ等に用いられる切削液のような液中に存在する異物を除去するろ過装置に関するものである。

従来から、研削盤や旋盤等の工作機械に用いられる切削液のろ過装置としては、例えば、図６に示すものが用いられてきた。この装置は、ろ材として珪藻土を使用し、フィルタチューブ５１の外周面に、上記珪藻土のプリコート層を形成させ、このプリコート層に切削液を透過させてろ過するものである。

すなわち、この装置は、工作機械から排出されるダーティ液を貯留するダーティタンク５３と、珪藻土のプリコート層が形成されたフィルタチューブ５１が収容され、上記ダーティ液をろ過するフィルタチャンバ５２と、上記フィルタチャンバ５２でろ過されたクリーン液を貯留するクリーンタンク５４とを備えている。また、珪藻土供給フィーダ５６が設けられ、珪藻土のスラリーを生成するスラリータンク５７を備えている。図４において、５８は使用済み珪藻土をダーティ液とともに一時貯留するリカバリータンク、５９はリカバリータンクに回収された使用済み珪藻土とダーティ液との混入液から液と固形物を分離して珪藻土等を脱液する分離器である。

上記ろ過装置は、つぎのようにして使用される。すなわち、まず、珪藻土供給フィーダ５６内の珪藻土をスラリータンク５７に投入してクリーン液と混合してスラリーを生成する。このスラリーをスラリーポンプ６０でフィルタチャンバ５２内に導入してスラリータンク５７内に戻し、循環させる。このとき、上記フィルタチャンバ５２内のフィルタチューブ５１の外周部に、図７に示すように、珪藻土のプリコート層６１が形成される。図７において、６２はフィルタチューブ５１の周壁に多数穿設されたパンチ孔、６３は上記フィルタチューブ５１の外周に巻回された金属メッシュである。

ついで、プリコート層６１が生成されたのち、スラリーポンプ６０を停止してフィルタポンプ５５を運転する。そして、ダーティタンク５３内のダーティ液をフィルタチャンバ５２に導入してフィルタチャンバ５２の下部空間を加圧状態にし、フィルタチューブ５１に形成されたプリコート層６１を通過させてろ過し、ろ過されたクリーン液をフィルタチャンバ５２からクリーンタンク５４に送ることが行われる。このとき、ダーティ液中の異物はプリコート層６１に捕捉され、プリコート層６１の目詰まりの進行とともに、フィルタチャンバ５２下部空間内の圧力が徐々に高くなる。

フィルタチャンバ５２下部空間内の圧力が所定値に達すると、フィルタチャンバ５２下部のダンプバルブ６４を開くとともに、フィルタチャンバ５２上部のエアバルブ６５を開き、フィルタチャンバ５２の上部から圧縮空気を導入し、フィルタチャンバ５２上部のクリーン液を逆流させて異物の混入した珪藻土（プリコート層６１）をダーティ液とともにリカバリータンク５８内に回収し、一時貯留する。

そして、再びスラリータンク５７内のスラリーを循環させてフィルタチューブ５１に珪藻土のプリコート層６１を形成させたのち、フィルタポンプ５５を運転してダーティ液をろ過するサイクルを繰り返すことが行われる。なお、リカバリータンク５８内の使用済み珪藻土とダーティ液とのスラリーは、分離器５９により珪藻土や異物とダーティ液とが分離され、珪藻土等は脱液されて廃棄箱６６に排出され、ダーティ液はダーティタンク５３に回収される。

ここで、上記のようなろ過装置に関して出願人が把握している先行技術を提示する。
実開平３−３８１２０号のマイクロフィルム実開昭６１−１０２２１５号のマイクロフィルム特開昭６１−６１６０６号公報

ところが、上記ろ過装置は、ろ過精度は比較的高いものの、ダーティ液を珪藻土のプリコート層６１でろ過するため、フィルタチューブ５１にプリコート層６１を形成させるプリコートサイクルが必要である。このプリコートサイクルは、フィルタチャンバ５２の下部空間をスラリーポンプ６０で加圧しながら行われるため、プリコート層６１を形成させるのにかなりの時間を要し、この間ろ過が中断して工作機械にクリーン液を送れないという問題がある。また、プリコート層６１を形成させるためにスラリーを循環させるプリコート用の循環装置が必要になり、それだけ装置自体が大型化して設置場所をとるほか、コストアップの要因となっている。

そこで、フィルタチャンバ５２の内部空間を吸引することによりプリコート層６１を形成させる装置も考案されている（上記特許文献１）。

しかしながら、フィルタチャンバ５２の内部空間を吸引することによりプリコート層６１を形成させる装置では、図５に鎖線で示したように、フィルタチャンバ５２内に気泡６７が残存し、この気泡６７の作用でろ過効率を低下させることがある。すなわち、フィルタチャンバ５２内に気泡６７が残存してフィルタチャンバ５２の内壁に張り付くと、液体は気泡６７のない領域で流れをつくってしまい、気泡６７が張り付いた領域ではろ過が行なわれなくなる。このような状態になると、ろ過面積が大幅に縮小されてしまい、ろ過効率を大幅に低下させる原因となる。また、フィルタチャンバ５２の内壁に気泡６７が張り付いた部分は液体の流れが起こらないことから、その領域にはプリコート層６１がうまく形成されなかったり、せっかく形成されたプリコート層６１がポンプ等のちょっとした振動により剥がれ落ちてしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ろ過が中断することなくろ過精度も比較的高いうえ、ろ過効率の低下等の問題が生じないろ過装置の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のろ過装置は、フィルタ板の板面に粉粒状のろ過助剤の堆積層を形成させ、上記堆積層で液体をろ過するろ過装置であって、
少なくとも表面の一部にフィルタ板を備えた中空状のフィルタユニットと、ろ過する液体が貯留されるとともにフィルタユニットが収容されるろ過槽とを備え、
上記フィルタユニットはフィルタ板の板面が横に向くようろ過槽に収容され、助剤供給手段により上記フィルタ板の板面近傍にろ過助剤を供給するよう構成され、
上記フィルタユニットには、フィルタユニット内の液体を吸引してフィルタユニット内を負圧にすることによりろ過槽内の液体をフィルタおよびろ過助剤を通過させてろ過するためのろ過用の吸引ポンプが接続されたポンプ連通路と、上記ろ過用の吸引ポンプの吸引により負圧状態となったフィルタユニット内の気泡を排出する気泡排出路とが連通し、
上記ポンプ連通路には、フィルタユニット内を負圧にするためのポンプ連通路内の液体の流れを利用して気泡排出路に負圧を発生させ、この負圧により上記負圧状態となったフィルタユニット内にさらに負圧を与えて気泡を吸引除去するエジェクタ装置が設けられていることを要旨とする。

すなわち、本発明のろ過装置は、上記フィルタユニットはフィルタ板の板面が横に向くようろ過槽に収容され、助剤供給手段により上記フィルタ板の板面近傍にろ過助剤を供給するとともに、上記フィルタユニット内の液体を吸引ポンプで吸引するように構成されている。このため、吸引ポンプによって発生するフィルタユニット内の負圧により、助剤供給手段からフィルタ板の板面近傍に供給されたろ過助剤が、フィルタ板の板面に吸い寄せられ、素早く堆積層を形成させ、堆積層の形成に伴うろ過の中断時間を大幅に短くするとともに、ろ過効率の低下を防止する。したがって、従来のようにろ過が中断することがほとんど無くなるうえ、ろ過助剤による高いろ過精度を確保できる。さらに、フィルタ板の板面が横に向くようろ過槽に収容されていることから、使用済みのろ過助剤の堆積層がフィルタ板の板面から容易に剥がれて落下し、堆積層の剥離に伴うろ過の中断時間を大幅に短縮できる。

さらに、本発明のろ過装置は、上記フィルタユニットには、液体を吸引してフィルタユニット内を負圧にする吸引ポンプが接続されたポンプ連通路と、フィルタユニット内の気泡を排出する気泡排出路とが連通し、上記ポンプ連通路には、フィルタユニット内を負圧にするためのポンプ連通路内の液体の流れを利用して気泡排出路に負圧を発生させ、この負圧により負圧状態のフィルタユニット内の気泡を吸引除去するエジェクタ装置が設けられていることから、従来のように、フィルタユニット内に残存した気泡の作用でろ過効率を低下させるようなことがほとんどなくなる。また、フィルタユニット内に残存した気泡の影響により、ろ過助剤の堆積層がうまく形成されなかったり、せっかく形成された堆積層が剥がれ落ちてしまうというトラブルがほとんどなくなり、安定したろ過精度を維持することができるようになる。

また、、フィルタユニット内の液体を吸引するポンプが発生するポンプ連通路内の液体の流れを利用し、エジェクタ装置によって気泡排出路に負圧を発生させ、この負圧により気泡を吸引除去できる。このように、吸引ポンプで得られた液体の流れを利用して負圧を発生させることから、気泡の吸引のための動力を別途設ける必要がなく、設備が簡素化し、エネルギー効率もよくなる。

本発明のろ過装置において、上記ポンプ連通路の下流側がクリーン液の供給ラインになっており、上記フィルタユニット内の負圧が所定値に達したときに上記ポンプ連通路にクリーン液を供給することにより、フィルタユニット内の負圧を解除して使用済みのろ過助剤をフィルタ板の板面から剥離させると同時に、上記供給ラインにクリーン液を供給するように構成されている場合には、ろ過が進んでろ過助剤の堆積層に目詰まりが生じてフィルタユニット内の負圧が所定値に達したときに、フィルタユニット内の負圧を解除して使用済みのろ過助剤をフィルタ板の板面から剥離するのと同時に、上記供給ラインにクリーン液が供給される。一般にこの種のろ過装置では、ろ過助剤の剥離の際にはフィルタユニット内の負圧が解除されてどうしてもろ過が一時中断するが、そのとき負圧の解除と同時に供給ラインにクリーン液を供給することにより、ろ過助剤を剥離している最中でもクリーン液を工作機械等のクリーン液使用設備に対して供給できることから、クリーン液の供給が全く中断しなくなる。

本発明のろ過装置において、上記フィルタユニット内の負圧が所定値に達したときにフィルタユニット内の負圧を解除するとともに、ユニット揺動手段によりフィルタユニットを揺動させることにより、使用済みのろ過助剤をフィルタ板の板面から落下させるようになっている場合には、ろ過助剤の堆積層が目詰まりしてフィルタユニット内の負圧が所定値に達したとき、自動的にフィルタユニット内の負圧が解除されるとともに、自動的にユニット揺動手段によりフィルタユニットが揺動される。そして、フィルタユニット内の負圧の解除とフィルタユニットの揺動とが同時に行なわれ、フィルタ板の板面が横に向くようろ過槽に収容されたフィルタユニットのフィルタ板から使用済みのろ過助剤の堆積層が容易に剥がれて落下し、堆積層の除去に時間がかからず、堆積層の剥離にともなうろ過の中断時間が極めて短時間ですむ。

本発明のろ過装置において、複数のフィルタユニットを備え、上記複数のフィルタユニットを、略同時にフィルタユニット内の負圧を解除するようになっている場合には、複数のフィルタユニットに見合ったろ過効率を確保することができ、堆積層の寿命等への悪影響を防止することができる。

すなわち、フィルタユニット内の負圧を解除してろ過助剤を剥離する間はろ過が行なわれないことから、ろ過助剤を剥離する間のクリーン液の供給を中断しないようにするためには、従来、複数のフィルタユニットを交互もしくは順番に負圧解除してろ過助剤の剥離を行い、装置全体としてろ過を停止しないようにする必要があった。このように、複数のフィルタユニットを交互もしくは順番にろ過助剤の剥離を行なうと、複数のフィルタユニットを順番に停止するため、装置全体としては、フィルタユニットの数に見合ったろ過効率を得ることができなかった。また、ろ過助剤を剥離しているフィルタユニットに隣接するフィルタユニットに使用済みのろ過助剤が吸引されて堆積層の寿命を短縮したり、隣接するフィルタユニットに振動が伝わって堆積層が剥がれたりする要因となっていた。

本発明では、上述したように、負圧の解除と同時に供給ラインにクリーン液を供給することにより、ろ過助剤を剥離している最中は上記クリーン液を工作機械等のクリーン液使用設備に対して供給でき、クリーン液の供給が全く中断しなくなることから、複数のフィルタユニットを同時に負圧解除することが可能となり、複数のフィルタユニットに見合ったろ過効率を確保することができ、隣接するフィルタユニットの堆積層への悪影響を防止することができるのである。

本発明のろ過装置において、ろ過助剤がセルロース繊維を主成分とするものである場合には、網目上にブリッジしやすいうえろ過助剤同士がからみやすく、フィルタ板の板面に極めて迅速に堆積層が形成される。したがって、ろ過精度が向上するようになる。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態を詳しく説明する。

図１は、本発明のろ過装置の一実施例を示す。このものは、中空状のフィルタユニット１と、上記フィルタユニット１が収容されるろ過するとともにダーティ液が貯留されるろ過槽２と、上記フィルタユニット１内の液体を吸引する吸引ポンプ３と、上記フィルタユニット１の周辺に供給されるろ過助剤のスラリーを貯留するスラリータンク４とを備えている。そして、上記フィルタユニット１の表面に、粉粒状のろ過助剤の堆積層を形成させ、上記堆積層で液体をろ過するようになっている。

より詳しく説明すると、上記ろ過槽２には複数（この例では２基）のフィルタユニット１が収容され、導入ライン１１により、工作機械から排出された研削液等のダーティ液がろ過槽２内に導入されるようになっている。また、上記ろ過槽２の底部には、フィルタユニット１から除去された使用済みのろ過助剤を排出する排出コンベア１２が設けられている。上記排出コンベア１２は、並設されたフィルタユニット１の下に敷設されており、各フィルタユニット１から剥離脱落した使用済みのろ過助剤を受け取り、ろ過槽２の外部に排出するようになっている。

上記フィルタユニット１は、図２に示すように、筒状体７の周壁に、複数（この例では８つ）の薄箱状のフィルタパネル５が、相互に内部が連通するよう平面視放射状に配設されて構成されている。上記各フィルタパネル５両面のフィルタ板１７は、多数のパンチ孔６が穿設されるとともに、金属メッシュ８で覆われている。上記フィルタユニット１は、フィルタ板１７の板面が横に向くよう（すなわちフィルタ板１７自体は上下方向になるよう）ろ過槽２に収容されている。なお、筒状体７の周壁にフィルタパネル５を取り付けるようにしたが、筒状体７を使用せずにフィルタパネル５同士を平面視で放射状に連結してもよい。

上記フィルタユニット１の上側部には（図１に戻る）、スラリーポンプ１４を介してスラリータンク４に連通されたスラリー供給配管１５が設けられている。上記スラリータンク４には、フロースイッチ２３が設けられ、液面が低下すると、電磁開閉弁２４を開弁して供給ライン１３からクリーン液を補充するとともに、助剤タンク２５に貯留されたろ過助剤が適切な配合量となる量だけフィーダ２６によって補充されるようになっている。このようにすることにより、常に適切な配合量のスラリーが供給されるようになっている。

上記スラリー供給配管１５は、図３に示すように、四角環状で、フィルタユニット１の上側部に配設されている。そして、放射状に配設されたフィルタパネル５の略向かい合ったフィルタ板１７の間に、スラリー供給配管１５から分岐した供給パイプ１６が垂下されている。上記供給パイプ１６の先端開口すなわちスラリーの供給開口は、フィルタ板１７の板面の中央付近に位置している。すなわち上記供給パイプ１６および供給開口は、Ｖ字状になったフィルタパネル５の略中央付近に配置されている。上記供給パイプ１６から、ろ過助剤のスラリーがフィルタ板１７の近傍に供給されるようになっている。

上記フィルタユニット１の筒状体７内は、ポンプ連通路９を介して吸引ポンプ３と連通し、中空状のフィルタユニット１内の液体を吸引するようになっている。上記吸引により、フィルタユニット１内を負圧にし、フィルタパネル５のフィルタ板１７の板面（金属メッシュ８の表面上）にろ過助剤が吸い寄せられて堆積層を形成させるとともに、この堆積層にダーティ液を通過させ、異物のろ過が行われるようになっている。そして、上記吸引ポンプ３で吸引されろ過されたクリーン液は、供給ライン１３により、工作機械に供給される。

このように、上記フィルタユニット１がフィルタ板１７の板面が横に向くようろ過槽２に収容され、上記フィルタ板１７の板面近傍にろ過助剤を供給するとともに、上記フィルタユニット１内の液体を吸引ポンプ３で吸引するようになっているため、吸引ポンプ３によって発生するフィルタユニット１内の負圧により、フィルタ板１７の板面近傍に供給されたろ過助剤が、フィルタ板１７の板面に吸い寄せられ、素早く堆積層を形成させる。したがって、従来のようにろ過が中断することがほとんど無くなるうえ、ろ過助剤による高いろ過精度を確保できる。さらに、フィルタ板１７の板面が横に向くようろ過槽に収容されていることから、使用済みのろ過助剤の堆積層がフィルタ板１７の板面から容易に剥がれて落下し、堆積層の剥離に伴うろ過の中断時間を大幅に短縮できる。

ここで、上記ポンプ連通路９は、フィルタユニット１の下側に接続され、フィルタユニットの下側から内部の液体を吸引するようになっている。このようにすることにより、液体をポンプの吸引力と重力との相互作用で吸引することとなり、エネルギー効率がよくなる。

一方、このろ過装置には、電磁開閉弁１９を介して上記ポンプ連通路９にクリーン液を供給することにより、上記ポンプ連通路９およびフィルタユニット１内の負圧を解除するためのブレイクタンク２０が設けられている。このブレイクタンク２０とポンプ連通路９とはブレイク路２９を介して接続されている。このブレイクタンク２０には、フロースイッチ２１が設けられ、液面が低下すると、クリーン液補充路３３の電磁開閉弁２２を開弁して供給ライン１３からクリーン液が補充されるようになっている。

なお、上記ブレイクタンク２０にフロースイッチ２１を設けず、クリーン液補充路３３に電磁開閉弁２２を設けないようにすることもできる。この場合は、ブレイクタンク２０には常にクリーン液補充路３３からクリーン液が補充し続けられ、オーバーフローしたクリーン液は、環流路３４からろ過槽２内に環流させるようにする。このようにした場合でも、ろ過槽２内の液体は常に吸引ポンプ３で吸引されてろ過され、クリーン液となって工作機械等に供給されるため、ろ過槽２が溢れることはない。また、電磁開閉弁２２やフロースイッチ２１等の設備を省略することができて設備コストやメンテナンスコストの面で有利である。

上記ポンプ連通路９の下流側はクリーン液を工作機械等のクリーン液使用設備に供給する供給ライン１３になっている。また、上記ポンプ連通路９には、ポンプ連通路９内の圧力変化を検知する圧力センサ１８が設けられている。そして、フィルタパネル５に形成されたろ過助剤の堆積層が目詰まりし、ポンプ連通路９およびフィルタユニット１内の負圧が所定値に達したときに、電磁開閉弁１９を開弁するようになっている。

さらに、上記ブレイクタンク２０は、ろ過槽２の上側に設けられ、電磁開閉弁２２が開弁すると、クリーン液がブレイク路２９を通って重力でポンプ連通路９に勢いよく流れ込む。そして、上記フィルタユニット１内の負圧が所定値に達したときに上記ポンプ連通路９にクリーン液を供給することにより、フィルタユニット１内の負圧を解除して使用済みのろ過助剤をフィルタ板１７の板面から剥離させると同時に、上記供給ライン１３にクリーン液を供給するようになっている。

このようにすることにより、ろ過が進んでろ過助剤の堆積層に目詰まりが生じてフィルタユニット１内の負圧が所定値に達したときに、フィルタユニット１内の負圧を解除して使用済みのろ過助剤をフィルタ板１７の板面から剥離するのと同時に、上記供給ライン１３にクリーン液が供給される。通常この種のろ過装置では、ろ過助剤の剥離の際にはフィルタユニット１内の負圧が解除されてどうしてもろ過が一時中断するが、そのとき負圧の解除と同時に供給ライン１３にクリーン液を供給することにより、ろ過助剤を剥離している最中でもクリーン液を工作機械等のクリーン液使用設備に対して供給できることから、クリーン液の供給が全く中断しなくなるのである。

一方、上記フィルタユニット１の上部には、本発明のユニット揺動手段であるエアシリンダ１０が取り付けられ、フィルタユニット１を上下に揺動しうるようになっている。そして、フィルタパネル５に形成されたろ過助剤の堆積層が目詰まりし、圧力センサ１８がポンプ連通路９およびフィルタユニット１内の負圧が所定値に達したことを検知すると、電磁開閉弁１９を開弁してフィルタユニット１内の負圧を解除すると同時に、エアシリンダ１０を稼動してフィルタユニット１を揺動させるようになっている。

このようにすることにより、ろ過助剤の堆積層が目詰まりしてフィルタユニット１内の負圧が所定値に達したとき、自動的にフィルタユニット１内の負圧が解除されるとともに、自動的にフィルタユニット１が揺動される。そして、フィルタユニット１内の負圧の解除とフィルタユニット１の揺動とが同時に行なわれ、フィルタ板１７の板面が横に向くようろ過槽に収容されたフィルタユニット１のフィルタ板１７から使用済みのろ過助剤の堆積層が容易に剥がれて落下し、堆積層の除去に時間がかからず、堆積層の剥離にともなうろ過の中断時間が極めて短時間ですむ。

また、上記フィルタユニット１の上部（この例では筒状体７の上端部）には、図４に示すように、フィルタユニット１内に生じたエア溜まりのエアを排出する気泡排出路２８が接続されている。上記気泡排出路２８は、ポンプ連通路９に設けられた気体吸引手段としてのエジェクタ装置２７に接続されている。

上記エジェクタ装置２７は、例えば、図５に示すように、Ｔ字状の流路を有し、ポンプ連通路９でフィルタユニット１から吸引されたクリーン液が、図示の上下方向の流路３０を流れて供給ライン１３から工作機械等に供給され、気泡排出路２８は、図示の横方向に分岐した分岐路３１に接続されている。そして、クリーン液が流れる流路３０内の分岐路３１の近傍に、クリーン液の流速を高める流速向上部材である先窄まり状の筒体３２が設けられている。そして、クリーン液が筒体３２を通過する際に流速が速くなり、その液流によって分岐路３１内に負圧を与え、気泡排出路２８からフィルタユニット１内の気泡を吸引するようになっている。

このように、上記フィルタユニット１の上部から内部に残存した気泡を吸引除去することから、従来のように、フィルタユニット１内に残存した気泡の作用でろ過効率を低下させるようなことがほとんどなくなる。また、フィルタユニット１内に残存した気泡の影響により、ろ過助剤の堆積層がうまく形成されなかったり、せっかく形成された堆積層が剥がれ落ちてしまうというトラブルがほとんどなくなり、安定したろ過精度を維持することができるようになる。

また、気体吸引手段は、フィルタユニット１内の液体を吸引する吸引ポンプが接続されたポンプ連通路９に設けられたエジェクタ装置２７であり、上記エジェクタ装置２７とフィルタユニット１の上部とが気泡排出路２８で接続されていることから、フィルタユニット１内の液体を吸引する吸引ポンプ３が発生するポンプ連通路９内の液体の流れを利用し、エジェクタ装置２７によって気泡排出路２８に負圧を発生させ、この負圧により気泡を吸引除去できる。このように、吸引ポンプ３で得られた液体の流れを利用して負圧を発生させることから、気泡の吸引のための動力を別途設ける必要がなく、設備が簡素化し、エネルギー効率もよくなる。

さらに、上記フィルタユニット１の下側にポンプ連通路９が接続され、このポンプ連通路９と距離を隔てた反対側である上側に気泡排出路２８が接続されている。したがって、気泡排出路２８に発生するエジェクタ装置２７による負圧が、吸引ポンプ３の吸引力の影響をあまり受けることがなく、フィルタユニット１の上部に滞留する気泡を効果的に吸引排出することができるのである。

上記構成のろ過装置は、例えば、つぎのようにして運転される。

すなわち、まず、工作機械等から排出されたダーティ液が、導入ライン１１からろ過槽２に導入され、フィルタユニット１が液面下に隠れるまでろ過槽２内をダーティ液で満たす。一方、あらかじめ、スラリータンク４には、クリーン液とろ過助剤を所定の混合比率で混合してスラリーを生成しておく。

ここで、上記ろ過助剤としては、大略粉粒状を呈するものであれば、特に限定するものではなく、各種のものを用いることができる。例えば、珪藻土，セルロース繊維，ゼオライト，活性炭，シリカゲル，ガラス繊維，セラミック繊維等各種のものを用いることができる。これらのなかでも、特に、セルロース繊維は、網目上にブリッジしやすいうえろ過助剤同士がからみやすく、フィルタ板１７の板面に極めて迅速に堆積層が形成されるため、好適に用いられる。なお、本発明において、「粉粒状」とは、液体と混合してスラリーを形成する程度のものであればよく、微視的な形状は、繊維状，塊状，片状等各種の形状を呈するものを含む趣旨である。

ついで、スラリーポンプ１４を稼動してスラリータンク４のスラリーをフィルタパネル５のフィルタ板１７近傍に供給するとともに、吸引ポンプ３を稼動してフィルタユニット１内を負圧にする。この吸引により、スラリーとして供給されたろ過助剤が液とともにフィルタ板１７のパンチ孔６に吸引され、フィルタ板１７の板面（金属メッシュ８の表面上）に堆積する。このように、フィルタ板１７の近傍に供給されたろ過助剤を負圧によって吸引して堆積させるため、きわめて素早く堆積層が形成され、堆積層の形成に伴うろ過の中断時間を大幅に短くするとともに、ろ過効率の低下を防止する。

そして、ある程度堆積層が形成されると、スラリーの供給を止め、吸引ポンプ３の稼動を続ける。この吸引により、ろ過槽２内のダーティ液は、ろ過助剤の堆積槽を通過してろ過される。ろ過されたクリーン液は、供給ライン１３から工作機械等に供給される。このようにして連続的にろ過が続けられる。

ここで、ろ過により、ろ過助剤の堆積層に異物がたまって目詰まりが生じてくると、フィルタユニット１およびポンプ連通路９内の負圧が上昇してくる。そして、目詰まりが進行して負圧が所定値に達すると、その負圧の上昇を圧力センサ１８で検知して、電磁開閉弁１９を開弁してフィルタユニット１内の負圧を解除すると同時に、エアシリンダ１０を稼動してフィルタユニット１を上下に揺動させることにより、使用済みのろ過助剤の堆積層をフィルタパネル５から剥がして排出コンベア１２上に落下させる。このとき、ろ過助剤の堆積層が形成されるフィルタ板１７が横を向いているため、使用済みのろ過助剤が剥がれて落下しやすいことから、堆積層の剥離に伴うろ過の中断時間を大幅に短くするとともに、ろ過効率の低下を防止する。

つぎに、スラリーポンプ１４を稼動してスラリータンク４内のスラリーをフィルタパネル５のフィルタ板１７近傍に供給することにより、フィルタパネル５にろ過助剤を堆積させて堆積層を形成し、繰り返しろ過を行う。この堆積層の形成の際は、上述したように、フィルタ板１７の近傍に供給されたろ過助剤を負圧によって吸引して堆積させるため、きわめて素早く堆積層が形成され、堆積層の形成に伴うろ過の中断時間を大幅に短くするとともに、ろ過効率の低下が防止される。

フィルタ板１７から剥離して脱落した使用済みろ過助剤は、フィルタユニット１の下側に敷設された排出コンベア上に落下し、ろ過助剤を受け取った排出コンベア１２を稼動することにより、排出コンベア１２上の使用済みのろ過助剤をろ過槽２から排出する。

ここで、複数のフィルタユニット１を、略同時にフィルタユニット１内の負圧を解除するとともにフィルタユニット１の揺動を行い、複数のフィルタユニット１のろ過助剤を同時に剥離することができ、このようにすることにより、複数のフィルタユニット１に見合ったろ過効率を確保することができ、堆積層の寿命等への悪影響を防止することができる。

すなわち、フィルタユニット１内の負圧を解除してろ過助剤を剥離する間はろ過が行なわれないことから、ろ過助剤を剥離する間のクリーン液の供給を中断しないようにするためには、従来、複数のフィルタユニット１を交互もしくは順番に負圧解除してろ過助剤の剥離を行い、装置全体としてろ過を停止しないようにする必要があった。このように、複数のフィルタユニット１を交互もしくは順番にろ過助剤の剥離を行なうと、複数のフィルタユニット１を順番に停止するため、装置全体としては、フィルタユニット１の数に見合ったろ過効率を得ることができなかった。また、ろ過助剤を剥離しているフィルタユニット１に隣接するフィルタユニット１に使用済みのろ過助剤が吸引されて堆積層の寿命を短縮したり、隣接するフィルタユニット１に振動が伝わって堆積層が剥がれたりする要因となっていた。

そこで、上述したように、負圧の解除と同時に供給ライン１３にクリーン液を供給することにより、ろ過助剤を剥離している最中は上記クリーン液を工作機械等のクリーン液使用設備に対して供給でき、クリーン液の供給が全く中断しなくなることから、複数のフィルタユニット１のろ過助剤を同時に剥離除去することが可能となり、複数のフィルタユニット１に見合ったろ過効率を確保することができ、隣接するフィルタユニット１の堆積層への悪影響を防止することができるのである。すなわち、フィルタユニット１が２基あれば、２基分のフィルタ面積で常にろ過に寄与させて運転することができるのである。

このように、上記ろ過装置によれば、吸引ポンプ３によって発生するフィルタユニット１内の負圧により、スラリータンク４から供給されたろ過助剤が、フィルタパネル５のフィルタ板１７の板面に吸い寄せられ、素早く堆積層を形成させることができ、従来のようにろ過が中断することがほとんど無くなる。しかも、１０μｍ以上の異物の除去率が９５％以上の高いろ過精度を確保できた。

また、フィルタユニット１が、筒状体７の周壁に、両面にフィルタ板１７を有する薄箱状のフィルタパネル５が放射状に設けられていることから、ろ過助剤が堆積するフィルタの有効面積が大きくなり、ろ過効率が良くなる。

なお、上記実施例では、フィルタユニット１の形状として、筒状体７の周壁に８つのフィルタパネル５が放射状に配設されたものを例示したが、これに限定されるものではなく、フィルタパネル５の数は７つ以下でもよいし９つ以上でもよい。また、周壁がフィルタ板１７になった円筒状のものでもよいし、同じく周壁がフィルタ板１７になった箱状のものでもよい。

また、ろ過槽２をフィルタ板１７で複数に仕切り、そのうち一室を吸引ポンプ３で吸引するようにしてもよい。また、フィルタユニット１は２基に限らず、１基でもよいし３基以上設けてもよい。さらに、上記実施例では、エジェクタ装置７によってフィルタユニット内の気泡を吸引したが、これに限定するものではなく、負圧を発生させうるものであれば各種の装置を適用することができる。

本発明のろ過装置は、工作機械の切削液をろ過するものだけでなく、ろ過する液体としては、圧延機等のクーラント液や、ボイラの復水，めっき液，ビールや果汁等の飲料等各種の液体に対して適用することが可能である。

本発明の一実施例のろ過装置を示す構成図である。フィルタユニットを示す図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は正面図である。フィルタユニットの周辺構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。フィルタユニットのＡ−Ａ断面図とその周辺構造を示す図である。エジェクタ装置の構造を示す図である。従来のろ過装置を示す構成図である。上記ろ過装置のフィルタチャンバ内を示す断面図である。

符号の説明

１フィルタユニット
２ろ過槽
３吸引ポンプ
４スラリータンク
５フィルタパネル
６パンチ孔
７筒状体
８金属メッシュ
９ポンプ連通路
１０エアシリンダ
１１導入ライン
１２排出コンベア
１３供給ライン
１４スラリーポンプ
１５スラリー供給配管
１６供給パイプ
１７フィルタ板
１８圧力センサ
１９電磁開閉弁
２０ブレイクタンク
２１フロースイッチ
２２電磁開閉弁
２３フロースイッチ
２４電磁開閉弁
２５助剤タンク
２６フィーダ
２７エジェクタ装置
２８気泡排出路
２９ブレイク路
３０流路
３１分岐路
３２筒体
３３クリーン液補充路
３４環流路
５１フィルタチューブ
５２フィルタチャンバ
５３ダーティタンク
５４クリーンタンク
５５フィルタポンプ
５６珪藻土供給フィーダ
５７スラリータンク
５８リカバリータンク
５９分離器
６０スラリーポンプ
６１プリコート層
６２パンチ孔
６３金属メッシュ
６４ダンプバルブ
６５エアバルブ
６６廃棄箱
６７気泡

Claims

フィルタ板の板面に粉粒状のろ過助剤の堆積層を形成させ、上記堆積層で液体をろ過するろ過装置であって、
少なくとも表面の一部にフィルタ板を備えた中空状のフィルタユニットと、ろ過する液体が貯留されるとともにフィルタユニットが収容されるろ過槽とを備え、
上記フィルタユニットはフィルタ板の板面が横に向くようろ過槽に収容され、助剤供給手段により上記フィルタ板の板面近傍にろ過助剤を供給するよう構成され、
上記フィルタユニットには、フィルタユニット内の液体を吸引してフィルタユニット内を負圧にすることによりろ過槽内の液体をフィルタおよびろ過助剤を通過させてろ過するためのろ過用の吸引ポンプが接続されたポンプ連通路と、上記ろ過用の吸引ポンプの吸引により負圧状態となったフィルタユニット内の気泡を排出する気泡排出路とが連通し、
上記ポンプ連通路には、フィルタユニット内を負圧にするためのポンプ連通路内の液体の流れを利用して気泡排出路に負圧を発生させ、この負圧により上記負圧状態となったフィルタユニット内にさらに負圧を与えて気泡を吸引除去するエジェクタ装置が設けられていることを特徴とするろ過装置。
上記フィルタユニットの下側にポンプ連通路が接続され、このポンプ連通路と距離を隔てた反対側である上側に気泡排出路が接続されている請求項１記載のろ過装置。
上記ポンプ連通路の下流側がクリーン液の供給ラインになっており、上記フィルタユニット内の負圧が所定値に達したときに上記ポンプ連通路にクリーン液を供給することにより、フィルタユニット内の負圧を解除して使用済みのろ過助剤をフィルタ板の板面から剥離させると同時に、上記供給ラインにクリーン液を供給するように構成されている請求項１または２記載のろ過装置。
上記フィルタユニット内の負圧が所定値に達したときにフィルタユニット内の負圧を解除するとともに、ユニット揺動手段によりフィルタユニットを揺動させることにより、使用済みのろ過助剤をフィルタ板の板面から落下させるようになっている請求項３記載のろ過装置。
複数のフィルタユニットを備え、上記複数のフィルタユニットを、略同時にフィルタユニット内の負圧を解除するようになっている請求項３または４記載のろ過装置。