JP5252729B2 - フィルタエレメント - Google Patents

Description

この発明は、流体に含まれる微粉末状クズ、また流体中の異物や混入物、汚染物質、糸状や繊維状などの軽いごみ、藻等の微細物を捕捉するフィルタエレメントに関するものである。

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、異物や混入物、汚染物質、藻等の微細物が含まれる。

この微細物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微細物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）。

特開２００１−１３７７４３号公報

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微細物を捕捉して除去したり、沈殿によって除去するものがあるが、いずれも切削液に含まれる微細物を、確実に除去することができない等の問題がある。

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。

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。

さらに、遠心分離装置などで微細物を除去する物があるが、糸状や繊維状などの軽いごみは除去漏れが生じるなどの問題がある。

この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、微細物を確実に除去することが可能で、交換することなく簡単な洗浄作業でよく、低コストであるフィルタエレメントを提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、流体流路に配置されるエレメントであり、
前記エレメントは、
芯材と、
前記芯材に設けられる複数本の線材で構成したブラシ部と、
を含み、
前記ブラシ部は、
柔軟性を有する線材で構成し、
前記ブラシ部は、前記流体流路を流れる切削液に含まれる微細物を捕捉可能であり、
前記ブラシ部は、清掃パイプ部に挿通されて前記流体流路に位置するように配置され、
前記芯材により前記ブラシ部を前記清掃パイプ部の軸方向に移動し、前記ブラシ部を前記清掃パイプ部の内部に入れるようにして絞り、
前記ブラシ部に捕捉されている微細物を落下させて前記ブラシ部を清掃することを特徴とするフィルタエレメントである。

請求項１に記載の発明は、流体流路に配置されるエレメントであり、
前記エレメントは、
芯材と、
前記芯材に設けられる複数本の線材で構成したブラシ部と、
を含み、
前記ブラシ部は、前記流体流路を流れる流体に含まれる微細物を捕捉可能であることを特徴とするフィルタエレメントである。

請求項２に記載の発明は、前記ブラシ部は、
異なる長さの線材を混在させた構成であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメントである。

請求項３に記載の発明は、前記ブラシ部は、
異なる径の線材を混在させた構成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルタエレメントである。

請求項４に記載の発明は、前記ブラシ部は、
枝を有する線材で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフィルタエレメントである。

請求項５に記載の発明は、前記ブラシ部は、
凹または凸を有する線材で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフィルタエレメントである。

請求項６に記載の発明は、前記ブラシ部は、
溝または突条を有する線材で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフィルタエレメントである。

請求項７に記載の発明は、前記ブラシ部は、
細孔を有する線材で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフィルタエレメントである。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１に記載の発明では、エレメントの芯材に設けたブラシ部によって、流体流路を流れる切削液に含まれる微細物を捕捉し、微細物を確実に除去することが可能で、交換することなく簡単な洗浄作業でよく、低コストである。線材が変形して異なる径の流体流路にも容易に、しかも流体流路に高密度に配置でき、微細物を確実に捕捉することができる。また、ブラシ部に捕捉されている微細物を落下させてブラシ部を清掃することができる。

請求項２に記載の発明では、混在する異なる長さの線材の間に微細物が入り込み、微細物を確実に捕捉することができる。

請求項３に記載の発明では、混在する異なる径の線材の間に微細物が入り込み、微細物を確実に捕捉することができる。

請求項４に記載の発明では、線材の枝に微細物が付着し、微細物を確実に捕捉することができる。

請求項５に記載の発明では、線材の凹または凸に微細物が付着し、微細物を確実に捕捉することができる。

請求項６に記載の発明では、線材の溝又は突条に微細物が付着し、微細物を確実に捕捉することができる。

請求項７に記載の発明では、線材の細孔に微細物が入り込み、微細物を確実に捕捉することができる。

フィルタエレメントを適用したフィルタ装置の断面図である。 フィルタ装置の清掃状態を示す断面図である。 ブラシ部の実施を示す図である。 ブラシ部の実施を示す図である。 ブラシ部の実施を示す図である。

以下、この発明のフィルタエレメントの実施の形態について説明する。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、この発明はこれに限定されない。

この発明のフィルタエレメントはフィルタ装置に配置され、このフィルタ装置は、製薬、化学、食品、飲料の原料他の流体に含まれる微細物の濾過に、また自動車、工作機、加工業の切削液の流体に含まれる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、排水の流体に含まれる微細物の濾過に、また半導体、バイオ等の流体に含まれる不純物等の微細物の除去に、また洗浄水、溶剤等の流体に含まれる異物である微細物の除去等に使用される。このように、液体、気体の流体に含まれる微細物を捕捉して除去するものに広く使用される。

このフィルタ装置の配置の一例を図１に示す。この実施の形態では、工作機、加工業の切削液に含まれる切削粉、糸状や繊維状などの軽いごみ、さらに切削液に発生する藻の等の微細物の回収に用いる場合について説明する。

この実施の形態のフィルタ装置１０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などが含まれる切削液をフィルタ装置１０に供給し、このフィルタ装置１０で切削クズ、糸状や繊維状などの軽いごみ、さらに切削液に発生する藻の微細物を除去し、清浄化した切削液を供給タンク等に戻す。

このフィルタ装置１０は、エレメントケース２０の内部に流体流路Ｂが形成され、このエレメントケース２０の内部にフィルタエレメントＡが配置される構成であり、フィルタ装置１０は鉛直方向に配置されている。

エレメントケース２０は、円筒２２と、上キャップ２３と、下キャップ２４とを有する。円筒２２には、下側に入口部２２ａが形成され、上側に出口部２２ｂが形成されている。入口部２２ａと出口部２２ｂとの取り付け位置は、エレメントケース２０の軸芯と対応する位置に配置し、切削液が流体流路Ｂをストレートに流れるようにしてもよく、偏位した位置に配置し、切削液が流体流路Ｂを螺旋状に流れるようにしてもよい。

上キャップ２３は、円筒２２の上部にシール材２５を介して螺着されている。上キャップ２３の中央部には、円筒２２の内側に突出して清掃パイプ部２３ａが形成され、円筒２２の外側に突出して取付部２３ｂが形成されている。

下キャップ２４は、円筒２２の下部にシール材２６を介して螺着されている。下キャップ２４の中央部には、排出開口部２４ａが形成され、この排出開口部２４ａに排出バルブ２７が接続されている。

フィルタエレメントＡのエレメント３０は、芯材３１と、ブラシ部３２と、を含む。芯材３１は、樹脂で所定長さの棒状に形成され、頭部に取付ねじ３１ａが固定されている。芯材３１は、取付ねじ３１ａを取付部２３ｂに螺着して取り付け、清掃パイプ部２３ａに挿通されている。

ブラシ部３２は、芯材３１の先端部に設けられる複数本の線材３３で構成され、円筒２２の入口部２２ａと、出口部２２ｂとの間に配置され、流体流路Ｂを流れる流体の切削液に含まれる微細物Ｃを捕捉可能である。この実施の形態では、ブラシ部３２が、樹脂などの柔軟性を有する線材３３で構成されているが、これに限定されず金属線などの線材３３を用いることもできる。

芯材３１に複数本の線材３３を設ける製造方法としては、芯材３１を１本の金属線を中央で折り曲げた状態にし、この折り曲げた２本の金属線の間に複数本の線材３３を並べておき、２本の金属線をねじることで製造することができる。また、芯材３１を１本の樹脂棒とし、複数本の線材３３を一体に成形することができる。

この実施の形態のフィルタ装置１０では、入口部２２ａから流体が流入し、円筒２２の内部の流体流路Ｂを流れて出口部２２ｂから流出する。この円筒２２の内部の流体流路Ｂを流体が流れるときに、ブラシ部３２の線材３３によって例えば切削液の含まれる切削粉、糸状や繊維状などの軽いごみ、さらに切削液に発生する藻の等の微細物Ｃを捕捉することができる。この微細物Ｃの捕捉状態は、線材３３自体に微細物Ｃに付着し、あるいは線材３３同士の間に微細物Ｃが入り込み、微細物Ｃを確実に除去し、出口部２２ｂから流出する切削液を浄化することができる。

この実施の形態のフィルタ装置１０の清掃は、図２に示すように、流体流路Ｂの流体の流れを停止し、エレメント３０の取付ねじ３１ａを取付部２３ｂから外し、取付ねじ３１ａを握ってブラシ部３２を上下動すると、ブラシ部３２の線材３３が清掃パイプ部２３ａに絞られる。

これによって、線材３３に捕捉されている微細物Ｃが落下して円筒２２の下部に溜まる。このため、排出バルブ２７を操作して排出開口部２４ａを開放し、微細物Ｃを排出開口部２４ａから外部に取り出して回収することができる。

このように、フィルタエレメントＡは、交換することなく簡単な洗浄作業でよく、低コストである。また、ブラシ部３２の線材３３が樹脂などの柔軟な部材で形成した場合には、線材３３が変形して異なる径の流体流路Ｂにも容易に、しかも流体流路Ｂに高密度に配置でき、微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

また、ブラシ部３２の線材３３の長さは、円筒２２の流体流路Ｂの内壁に接する長さに形成されており、線材３３の間を流体が流れるようになっている。この線材３３の密度は、流体流路Ｂを流れる流体の抵抗にならないようになっている。

また、この実施の形態では、フィルタエレメントＡの清掃時には、手動で上下動させるようになっているが、シリンダなどを用いて自動で上下動させるようにしても良い。また、清掃は、定期的に行われるが、円筒２２の出口部２２ｂから流出する流体の圧力を測定し、所定圧力以下になると、フィルタエレメントＡを自動的に上下動するようにしてもよい。

また、フィルタエレメントＡの清掃時には、手動で上下動させるようになっているが、モータなどで回転するようにしてもよい。

次に、ブラシ部３２の他の実施の形態を、図３乃至図５に基づいて説明する。

図３（ａ）の実施の形態のブラシ部３２は、蛇行するように芯材３１を屈曲させたものであり、線材３３を流体流路Ｂに沿って高密度に配置し、線材３３によって微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

図３（ｂ）の実施の形態のブラシ部３２は、螺旋状に芯材３１を屈曲させたものであり、線材３３を流体流路Ｂに沿って高密度に配置し、線材３３によって微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

図３（ｃ）の実施の形態のブラシ部３２は、芯材３１は円盤状としたものであり、芯材３１に線材３３を一体に形成し、線材３３を長くしたものであり、容易に成形できる。

図４（ａ）の実施の形態のブラシ部３２は、異なる長さの線材３３ａ、３３ｂを混在させた構成である。この混在する異なる長さの線材３３ａ、３３ｂの間に微細物Ｃが入り込み、微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

図４（ｂ），（ｃ）の実施の形態のブラシ部３２は、異なる径の線材３３ｃ，３３ｄを混在させた構成である。この混在する異なる径の線材３３ｃ，３３ｄの間に微細物Ｃが入り込み、微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

また、異なる長さの線材と、異なる径の線材を混在させてもよく、線材の断面形状は、円形に限らず、楕円形、角形など特に限定されない。

図５（ａ）の実施の形態のブラシ部３２は、枝３３ｅ１を有する線材３３ｅで構成している。線材３３ｅの枝３３ｅ１に微細物Ｃが付着し、微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

図５（ｂ）の実施の形態のブラシ部３２は、凹３３ｆ１を有する線材３３ｆで構成している。線材３３ｆの凹３３ｆ１に微細物Ｃが付着し、微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

図５（ｃ）の実施の形態のブラシ部３２は、凸３３ｇ１を有する線材３３ｇで構成している。線材３３ｇの凸３３ｇ１に微細物Ｃが付着し、微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

図５（ｄ）の実施の形態のブラシ部３２は、溝３３ｈ１を有する線材３３ｈで構成している。この溝３３ｈ１は螺旋状に形成してもよく、環状に形成してもよい。線材３３ｈの溝３３ｈ１に微細物Ｃが付着し、微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

図５（ｅ）の実施の形態のブラシ部３２は、突条３３ｉ１を有する線材３３ｉで構成している。この突条３３ｉ１は螺旋状に形成してもよく、環状に形成してもよい。線材３３ｈの突条３３ｉ１に微細物Ｃが付着し、微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

図５（ｆ）の実施の形態のブラシ部３２は、細孔３３ｊ１を有する線材３３ｊで構成している。線材３３ｊを、例えば発泡体などの樹脂で成形すると、無数の細孔３３ｊ１を形成することができ、細孔３３ｊ１に微細物Ｃが入り込み、微細物Ｃを確実に捕捉することができる。

この発明は、流体に含まれる微粉末状クズ、また流体中の異物や混入物、汚染物質等の微細物を捕捉するフィルタエレメントに適用可能であり、微細物を確実に除去することが可能で、交換することなく簡単な洗浄作業でよく、低コストである。

Ａ フィルタエレメント
Ｂ 流体流路
１０ フィルタ装置
２０ エレメントケース
２２ 円筒
２３ 上キャップ
２４ 下キャップ
３０ エレメント
３１ 芯材
３２ ブラシ部
３３ 線材

Claims (7)

1. 流体流路に配置されるエレメントであり、
   前記エレメントは、
   芯材と、
   前記芯材に設けられる複数本の線材で構成したブラシ部と、
   を含み、
   前記ブラシ部は、
   柔軟性を有する線材で構成し、
   前記ブラシ部は、前記流体流路を流れる切削液に含まれる微細物を捕捉可能であり、
   前記ブラシ部は、清掃パイプ部に挿通されて前記流体流路に位置するように配置され、
   前記芯材により前記ブラシ部を前記清掃パイプ部の軸方向に移動し、前記ブラシ部を前記清掃パイプ部の内部に入れるようにして絞り、
   前記ブラシ部に捕捉されている微細物を落下させて前記ブラシ部を清掃することを特徴とするフィルタエレメント。
2. 前記ブラシ部は、
   異なる長さの線材を混在させた構成であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
3. 前記ブラシ部は、
   異なる径の線材を混在させた構成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルタエレメント。
4. 前記ブラシ部は、
   枝を有する線材で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
5. 前記ブラシ部は、
   凹または凸を有する線材で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
6. 前記ブラシ部は、
   溝または突条を有する線材で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
7. 前記ブラシ部は、
   細孔を有する線材で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。