JP4457197B2 - 遠心分離装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体に含まれる微粉末状クズ等の微細物を分離して除去する遠心分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、機械加工装置では、供給タンクから切削液を供給しながら切削加工が行なわれ、切削液には微粉末状の切削クズが含まれる。この微粉末状の切削クズが含まれる切削液をフィルタ装置に供給し、このフィルタ装置で切削クズを除去して切削液を供給タンクに戻している（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３７７４３号公報（第１〜第５頁、図１〜図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなフィルタ装置として、例えばフィルタ膜によって切削クズを除去したり、沈殿によって切削クズを除去するものがあるが、いずれも切削液に大量に含まれる微粉末状の切削クズを、小型の装置で短時間に確実に除去することができない等の問題がある。
【０００５】
また、フィルタ膜が目詰まりを起こすことがあり、詰まってしまった場合まずフィルタ装置の分解作業をし、そのフィルタ膜を洗浄しなければならない。この洗浄作業や使用不能になると交換作業が発生する。
【０００６】
また、フィルタ膜は大抵繰り返し使用すると、濾過精度は悪くなり、詰まり易くなるため、フィルタ膜の殆どが使い捨てフィルタ膜であり、コストがかかる等の問題がある。
【０００７】
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、短時間に大量に微細物を分離して確実に除去することが可能な遠心分離装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、軸芯に流体出口を有し、前記軸芯から偏位した位置に流体入口を有し、前記流体入口から微細物を含む流体を所定流速で供給して渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて前記流体出口から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるフィルタ部と、
前記フィルタ部で沈降する微細物を沈殿させる沈殿部とを有し、
前記フィルタ部の内面にスパイラル溝を形成し、
前記スパイラル溝は、溝底部と、上溝壁と、下溝壁とを有し、
前記溝底部の面、前記溝底部の面の上側に連続した前記上溝壁の面、前記溝底部の面の下側に連続した前記下溝壁の面は、
前記上溝壁の面と前記下溝壁の面は、対向し、かつそれぞれ前記溝底部面から沈殿方向に向けて延び、
前記溝底部の面、前記上溝壁の面、前記下溝壁の面により形成される溝開口が、前記微細物の沈殿方向に向けて形成されていることを特徴とする遠心分離装置である。
【００１０】
この請求項１に記載の発明によれば、フィルタ部の内面にスパイラル溝を形成したことで、微細物を含んだ流体は流体入口から流れ込み、遠心作用により、微細物は外側へと分離され、さらにスパイラル溝により下方向へ沈降して行き、沈殿部に溜り、浄化流体は流体出口から放出される。この時スパイラル溝により微細物が流体出口側へ上がるのを防止でき、短時間に大量に微細物を分離して確実に除去することができる。また、スパイラル溝は、溝底部と、上溝壁と、下溝壁とを有し、このスパイラル溝により微細物が流体出口側へ上がるのを確実に防止でき、分離された微細物を逃がすことなく沈降させることができ、微細物の分離精度、分離効率が向上する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記スパイラル溝は、連続して形成されていることを特徴 とする請求項１に記載の遠心分離装置である。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、スパイラル溝は、連続して形成されており、ス パイラル溝により微細物が流体出口側へ上がるのを確実に防止でき、分離された微細物 を逃がすことなく沈降させることができ、微細物の分離精度、分離効率が向上する。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記フィルタ部は、前記沈殿部と連通するテーパ下部を有する密閉筒体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠心分離装置である。
【００１８】
この請求項３に記載の発明によれば、フィルタ部は、沈殿部と連通するテーパ下部を有する密閉筒体であり、微細物を含んだ流体は流体入口から流れ込み、微細物を速く沈降させて沈殿することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の遠心分離装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明するが、この発明はこの実施形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語の意義は、これに限定されない。
【００２０】
この実施の形態の遠心分離装置は、製薬、化学、食品、飲料の原料他の微細物の濾過に、また自動車、工作機、加工業の切削粉等の微細物の回収に、また各工場、水処理等の循環水、排水の濾過に、また半導体、バイオ等の不純物等の微細物の除去に、また洗浄水、溶剤等の異物である微細物の除去等に使用され、液体、気体の流体に含まれる微細物を分離除去するものに広く使用される。
【００２１】
この実施の形態の遠心分離装置の配置の一例を、図１乃至 図３に示す。 図１は遠心分離装置の断面図、 図２は遠心分離装置の平面図、 図３はフィルタ部のスパイラル溝の拡大図である。
【００２２】
この実施の形態では、工作機、加工業の切削粉等の微細物の回収に用いる場合について説明する。この実施の形態では、流体として液体に含まれる微粉末状クズの微細物を除去する場合について用いているが、気体に含まれる微細物を除去する場合にも同様に用いることができる。また、微細物であればよく、微粉末状クズに限定されない。
【００２３】
この実施の形態の遠心分離装置１は、テーパ下部を有する密閉筒体２を設け、流体に含まれる微細物を沈降させるフィルタ部Ａと、このフィルタ部Ａで沈降する微細物を沈殿させる沈殿部Ｂとを有している。この遠心分離装置１は、例えば、流体である切削液を供給しながら切削加工を行なう系に配置され、微細物である微粉末状の切削クズが含まれる切削液を遠心分離装置１に供給し、この遠心分離装置１で切削クズを除去して切削液を供給タンク等に戻す。
【００２４】
この密閉筒体２は、テーパ下部２ａに連通孔２ｂを有し、沈殿部Ｂに連通している。この密閉筒体２は、断面円状の筒体であり、アルミニウム等の金属で形成され、軽量で強度がある。
【００２５】
この沈殿部Ｂは、沈殿カップ３を有し、この沈殿カップ３の上部が密閉筒体２のテーパ下部２ａに接続されている。沈殿カップ３のテーパ下部３ａにはドレン排出パイプ４が接続されている。ドレン排出パイプ４には、ドレンバルブ５が接続され、このドレンバルブ５によって沈殿カップ３に溜る微細物のドレンが排出される。
【００２６】
沈殿カップ３は、透明樹脂で形成され、内部の微細物の沈殿状態を外部から確認することができるようになっている。
【００２７】
そして、最上部の密閉筒体２には、軸芯Ｌ１から偏位した側部に流体入口２ｃを設けると共に、軸芯Ｌ１に対応する上部に流体出口２ｄが設けられ、流体入口２ｃから微細物を含む流体を所定流速で供給し、微細物が分離された流体が流体出口２ｄから排出される。
【００２８】
この最上部の密閉筒体２の流体入口２ｃから微細物を含む流体を所定流速で供給することで流体の渦巻きが生じ、密閉筒体２の中で遠心状態となり、その作用により微細物が外側へ、微細物の取り除かれたきれいな流体が中心方向から流体出口２ｄ方向へ流れていき、この渦巻きを複数個の密閉筒体２で減速させることで、微細物が沈降することでテーパ下部２ａにガイドされて連通孔２ｂに導かれて順次下側の沈殿カップ３に入り、微細物１１が沈殿カップ３に沈殿する。
【００２９】
このフィルタ部Ａでは、図１及び図３に示すように、密閉筒体２の内面にスパイラル溝２０が形成されている。このスパイラル溝２０は、密閉筒体２の内面に隙間なく連続して上部から下部まで形成されている。このスパイラル溝２０の溝開口２０ａが微細物１１の沈殿方向に向けて形成され、溝底部２０ｂ、上溝壁２０ｃ、下溝壁２０ｄがそれぞれ沈殿方向に向けて形成されている。
【００３０】
このように、フィルタ部Ａは、その密閉筒体２の内面にスパイラル溝２０を形成したことで、微細物１１を含んだ流体は流体入口２ｃから流れ込み、遠心作用により、微細物１１は外側へと分離され、さらにスパイラル溝２０が微細物１１を捕らえて上方へは行かせない。このため微細物１１が分離されて下方向へ沈降して行き、沈殿部Ｂの沈殿カップ３に溜り、浄化流体は流体出口２ｄから放出される。この時スパイラル溝２０により微細物１１が流体出口２ｄ側へ上がるのを防止でき、短時間に大量に微細物１１を分離して確実に除去することができる。
【００３１】
また、スパイラル溝２０は、溝開口２０ａが微細物１１の沈殿方向に向けて連続して形成され、この溝底部２０ｂと、上溝壁２０ｃと、下溝壁２０ｄとがそれぞれ沈殿方向に向けて形成されていることで、スパイラル溝２０により微細物１１が流体出口２ｄ側へ上がるのを確実に防止でき、分離された微細物１１を逃がすことなく沈降させることができ、微細物１１の分離精度、分離効率が向上する。
【００３２】
また、フィルタ部Ａは、沈殿部Ｂと連通するテーパ下部２ａを有する密閉筒体２であり、微細物１１を含む流体１０を所定流速で最上部の密閉筒体２に供給して渦巻きを生じさせ、この渦巻きを複数個の密閉筒体２で減速させて微細物１１を沈降させて沈殿カップ３に確実に沈殿して沈殿させることができる。
【００３３】
従って、最上部の密閉筒体２から微細物１１を分離した流体１０が排出され、流体出口２ｄから微細物１１がつられて排出することが防止でき、小型で、かつ簡単な装置で、短時間に大量の微細物１１を沈殿させて確実に除去することができる。
【００３４】
【発明の効果】
前記したように、請求項１乃至請求項３に記載の発明では、微細物を含んだ流体は流体入口から流れ込み、遠心作用により、微細物は外側へと分離され、さらにスパイラル溝により下方向へ沈殿して行き、沈殿部に溜り、浄化流体は流体出口から放出され、この時スパイラル溝により微細物が流体出口側へ上がるのを防止でき、短時間に大量に微細物を分離して確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】遠心分離装置の断面図である。
【図２】遠心分離装置の平面図である。
【図３】フィルタ部のスパイラル溝の拡大図である。
【符号の説明】
１ 遠心分離装置
２ 密閉筒体
２ａ テーパ下部
２ｂ 連通孔
２ｃ 流体入口
２ｄ 流体出口
３ 沈殿カップ
１０ 流体
１１ 微細物
Ａ フィルタ部
Ｂ 沈殿部
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体に含まれる微粉末状クズ等の微細物を分離して除去する遠心分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、機械加工装置では、供給タンクから切削液を供給しながら切削加工が行なわれ、切削液には微粉末状の切削クズが含まれる。この微粉末状の切削クズが含まれる切削液をフィルタ装置に供給し、このフィルタ装置で切削クズを除去して切削液を供給タンクに戻している（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３７７４３号公報（第１〜第５頁、図１〜図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなフィルタ装置として、例えばフィルタ膜によって切削クズを除去したり、沈殿によって切削クズを除去するものがあるが、いずれも切削液に大量に含まれる微粉末状の切削クズを、小型の装置で短時間に確実に除去することができない等の問題がある。
【０００５】
また、フィルタ膜が目詰まりを起こすことがあり、詰まってしまった場合まずフィルタ装置の分解作業をし、そのフィルタ膜を洗浄しなければならない。この洗浄作業や使用不能になると交換作業が発生する。
【０００６】
また、フィルタ膜は大抵繰り返し使用すると、濾過精度は悪くなり、詰まり易くなるため、フィルタ膜の殆どが使い捨てフィルタ膜であり、コストがかかる等の問題がある。
【０００７】
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、短時間に大量に微細物を分離して確実に除去することが可能な遠心分離装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、軸芯に流体出口を有し、前記軸芯から偏位した位置に流体入口を有し、前記流体入口から微細物を含む流体を所定流速で供給して渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて前記流体出口から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるフィルタ部と、
前記フィルタ部で沈降する微細物を沈殿させる沈殿部とを有し、
前記フィルタ部の内面にスパイラル溝を形成し、
前記スパイラル溝は、溝底部と、上溝壁と、下溝壁とを有し、
前記溝底部の面、前記溝底部の面の上側に連続した前記上溝壁の面、前記溝底部の面の下側に連続した前記下溝壁の面は、
前記上溝壁の面と前記下溝壁の面は、対向し、かつそれぞれ前記溝底部面から沈殿方向に向けて延び、
前記溝底部の面、前記上溝壁の面、前記下溝壁の面により形成される溝開口が、前記微細物の沈殿方向に向けて形成されていることを特徴とする遠心分離装置である。
【００１０】
この請求項１に記載の発明によれば、フィルタ部の内面にスパイラル溝を形成したことで、微細物を含んだ流体は流体入口から流れ込み、遠心作用により、微細物は外側へと分離され、さらにスパイラル溝により下方向へ沈降して行き、沈殿部に溜り、浄化流体は流体出口から放出される。この時スパイラル溝により微細物が流体出口側へ上がるのを防止でき、短時間に大量に微細物を分離して確実に除去することができる。また、スパイラル溝は、溝底部と、上溝壁と、下溝壁とを有し、このスパイラル溝により微細物が流体出口側へ上がるのを確実に防止でき、分離された微細物を逃がすことなく沈降させることができ、微細物の分離精度、分離効率が向上する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記スパイラル溝は、連続して形成されていることを特徴 とする請求項１に記載の遠心分離装置である。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、スパイラル溝は、連続して形成されており、ス パイラル溝により微細物が流体出口側へ上がるのを確実に防止でき、分離された微細物 を逃がすことなく沈降させることができ、微細物の分離精度、分離効率が向上する。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記フィルタ部は、前記沈殿部と連通するテーパ下部を有する密閉筒体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠心分離装置である。
【００１８】
この請求項３に記載の発明によれば、フィルタ部は、沈殿部と連通するテーパ下部を有する密閉筒体であり、微細物を含んだ流体は流体入口から流れ込み、微細物を速く沈降させて沈殿することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の遠心分離装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明するが、この発明はこの実施形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語の意義は、これに限定されない。
【００２０】
この実施の形態の遠心分離装置は、製薬、化学、食品、飲料の原料他の微細物の濾過に、また自動車、工作機、加工業の切削粉等の微細物の回収に、また各工場、水処理等の循環水、排水の濾過に、また半導体、バイオ等の不純物等の微細物の除去に、また洗浄水、溶剤等の異物である微細物の除去等に使用され、液体、気体の流体に含まれる微細物を分離除去するものに広く使用される。
【００２１】
この実施の形態の遠心分離装置の配置の一例を、図１乃至 図３に示す。 図１は遠心分離装置の断面図、 図２は遠心分離装置の平面図、 図３はフィルタ部のスパイラル溝の拡大図である。
【００２２】
この実施の形態では、工作機、加工業の切削粉等の微細物の回収に用いる場合について説明する。この実施の形態では、流体として液体に含まれる微粉末状クズの微細物を除去する場合について用いているが、気体に含まれる微細物を除去する場合にも同様に用いることができる。また、微細物であればよく、微粉末状クズに限定されない。
【００２３】
この実施の形態の遠心分離装置１は、テーパ下部を有する密閉筒体２を設け、流体に含まれる微細物を沈降させるフィルタ部Ａと、このフィルタ部Ａで沈降する微細物を沈殿させる沈殿部Ｂとを有している。この遠心分離装置１は、例えば、流体である切削液を供給しながら切削加工を行なう系に配置され、微細物である微粉末状の切削クズが含まれる切削液を遠心分離装置１に供給し、この遠心分離装置１で切削クズを除去して切削液を供給タンク等に戻す。
【００２４】
この密閉筒体２は、テーパ下部２ａに連通孔２ｂを有し、沈殿部Ｂに連通している。この密閉筒体２は、断面円状の筒体であり、アルミニウム等の金属で形成され、軽量で強度がある。
【００２５】
この沈殿部Ｂは、沈殿カップ３を有し、この沈殿カップ３の上部が密閉筒体２のテーパ下部２ａに接続されている。沈殿カップ３のテーパ下部３ａにはドレン排出パイプ４が接続されている。ドレン排出パイプ４には、ドレンバルブ５が接続され、このドレンバルブ５によって沈殿カップ３に溜る微細物のドレンが排出される。
【００２６】
沈殿カップ３は、透明樹脂で形成され、内部の微細物の沈殿状態を外部から確認することができるようになっている。
【００２７】
そして、最上部の密閉筒体２には、軸芯Ｌ１から偏位した側部に流体入口２ｃを設けると共に、軸芯Ｌ１に対応する上部に流体出口２ｄが設けられ、流体入口２ｃから微細物を含む流体を所定流速で供給し、微細物が分離された流体が流体出口２ｄから排出される。
【００２８】
この最上部の密閉筒体２の流体入口２ｃから微細物を含む流体を所定流速で供給することで流体の渦巻きが生じ、密閉筒体２の中で遠心状態となり、その作用により微細物が外側へ、微細物の取り除かれたきれいな流体が中心方向から流体出口２ｄ方向へ流れていき、この渦巻きを複数個の密閉筒体２で減速させることで、微細物が沈降することでテーパ下部２ａにガイドされて連通孔２ｂに導かれて順次下側の沈殿カップ３に入り、微細物１１が沈殿カップ３に沈殿する。
【００２９】
このフィルタ部Ａでは、図１及び図３に示すように、密閉筒体２の内面にスパイラル溝２０が形成されている。このスパイラル溝２０は、密閉筒体２の内面に隙間なく連続して上部から下部まで形成されている。このスパイラル溝２０の溝開口２０ａが微細物１１の沈殿方向に向けて形成され、溝底部２０ｂ、上溝壁２０ｃ、下溝壁２０ｄがそれぞれ沈殿方向に向けて形成されている。
【００３０】
このように、フィルタ部Ａは、その密閉筒体２の内面にスパイラル溝２０を形成したことで、微細物１１を含んだ流体は流体入口２ｃから流れ込み、遠心作用により、微細物１１は外側へと分離され、さらにスパイラル溝２０が微細物１１を捕らえて上方へは行かせない。このため微細物１１が分離されて下方向へ沈降して行き、沈殿部Ｂの沈殿カップ３に溜り、浄化流体は流体出口２ｄから放出される。この時スパイラル溝２０により微細物１１が流体出口２ｄ側へ上がるのを防止でき、短時間に大量に微細物１１を分離して確実に除去することができる。
【００３１】
また、スパイラル溝２０は、溝開口２０ａが微細物１１の沈殿方向に向けて連続して形成され、この溝底部２０ｂと、上溝壁２０ｃと、下溝壁２０ｄとがそれぞれ沈殿方向に向けて形成されていることで、スパイラル溝２０により微細物１１が流体出口２ｄ側へ上がるのを確実に防止でき、分離された微細物１１を逃がすことなく沈降させることができ、微細物１１の分離精度、分離効率が向上する。
【００３２】
また、フィルタ部Ａは、沈殿部Ｂと連通するテーパ下部２ａを有する密閉筒体２であり、微細物１１を含む流体１０を所定流速で最上部の密閉筒体２に供給して渦巻きを生じさせ、この渦巻きを複数個の密閉筒体２で減速させて微細物１１を沈降させて沈殿カップ３に確実に沈殿して沈殿させることができる。
【００３３】
従って、最上部の密閉筒体２から微細物１１を分離した流体１０が排出され、流体出口２ｄから微細物１１がつられて排出することが防止でき、小型で、かつ簡単な装置で、短時間に大量の微細物１１を沈殿させて確実に除去することができる。
【００３４】
【発明の効果】
前記したように、請求項１乃至請求項３に記載の発明では、微細物を含んだ流体は流体入口から流れ込み、遠心作用により、微細物は外側へと分離され、さらにスパイラル溝により下方向へ沈殿して行き、沈殿部に溜り、浄化流体は流体出口から放出され、この時スパイラル溝により微細物が流体出口側へ上がるのを防止でき、短時間に大量に微細物を分離して確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】遠心分離装置の断面図である。
【図２】遠心分離装置の平面図である。
【図３】フィルタ部のスパイラル溝の拡大図である。
【符号の説明】
１ 遠心分離装置
２ 密閉筒体
２ａ テーパ下部
２ｂ 連通孔
２ｃ 流体入口
２ｄ 流体出口
３ 沈殿カップ
１０ 流体
１１ 微細物
Ａ フィルタ部
Ｂ 沈殿部
Claims (3)
- 軸芯に流体出口を有し、前記軸芯から偏位した位置に流体入口を有し、前記流体入口から微細物を含む流体を所定流速で供給して渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて前記流体出口から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるフィルタ部と、
前記フィルタ部で沈降する微細物を沈殿させる沈殿部とを有し、
前記フィルタ部の内面にスパイラル溝を形成し、
前記スパイラル溝は、溝底部と、上溝壁と、下溝壁とを有し、
前記溝底部の面、前記溝底部の面の上側に連続した前記上溝壁の面、前記溝底部の面の下側に連続した前記下溝壁の面は、
前記上溝壁の面と前記下溝壁の面は、対向し、かつそれぞれ前記溝底部面から沈殿方向に向けて延び、
前記溝底部の面、前記上溝壁の面、前記下溝壁の面により形成される溝開口が、前記微細物の沈殿方向に向けて形成されていることを特徴とする遠心分離装置。 - 前記スパイラル溝は、連続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離装置。
- 前記フィルタ部は、前記沈殿部と連通するテーパ下部を有する密閉筒体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠心分離装置。
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2003
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