JP7308686B2 - ろ過装置 - Google Patents

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。

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、フィルタチューブの外周面に珪藻土のプリコート層を形成し、このプリコート層に切削液を透過させてろ過するものが用いられる。このようなろ過装置として、本出願人は下記の特許文献１記載の装置を開発した。

上記特許文献１にはつぎの記載がある。
〔００２１〕
図１は、本発明のろ過装置の一実施の形態を示す。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。
〔００２５〕
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の略向かい合ったパネル板１７の間に、供給パイプ１６が垂下され、この供給パイプ１６から、ろ過助剤のスラリーがパネル板１７の近傍に供給されるようになっている。
〔００３５〕
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のパネル板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。一方、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。

特許第３４７９００３号公報

上記特許文献１の装置には、つぎの問題がある。
つまり、ろ過槽２内の液体には主として水系の液と油系の液がある。水系の液と油系の液では、その比重が異なる。したがって、ろ過槽２内の液体に対してスラリー供給配管１５からろ過助剤がスラリーとして供給されると、液体の比重によって、ろ過助剤の沈降速度が異なってくる。つまり、水系の液体ではろ過助剤の沈降が遅く、油系の液体ではろ過助剤の沈降が速い。このような状態でフィルタパネル５にろ過助剤を堆積させて堆積層を形成する場合、ろ過槽２内の液体の比重によって、形成される堆積層にばらつきができることがある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ろ過槽内の液体の比重に応じて適切な堆積層を形成する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、請求項１記載のろ過装置は、つぎの構成を採用した。
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上記フィルタユニットが収容されるろ過槽と、
上記フィルタユニット内を吸引する吸引ポンプと、
上記フィルタ板の板面近傍にろ過助剤を吐出する助剤吐出手段とを備え、
上記フィルタユニットは、両面にフィルタ板を有した複数の薄箱状のフィルタパネルが、相互に内部を連通させるよう平面視放射状に配設されて構成され、
上記助剤吐出手段は、上記平面視放射状に配設された上記フィルタパネルの上部に配置されて、供給源から供給されるろ過助剤を分配するための分配管を有し、上記分配管の下側には、上記放射状に配設されたフィルタパネルの略向かい合ったフィルタ板同士の間にそれぞれ対応するよう上記ろ過助剤を吐出する下向きに開口した吐出口を有し、
上記複数の吐出口のそれぞれに、邪魔板と、上記吐出口に対してねじ結合する嵌合部材と、上記嵌合部材の一端側に対して所定間隔を隔てた状態で上記邪魔板を支持する支持部材とを含んで構成された邪魔板ユニットが着脱可能に取り付けられることにより、
上記複数の吐出口のそれぞれに対応させて、上記邪魔板が所定の間隔を隔てて対面して配置されるとともに、上記液体の比重に応じて上記邪魔板を着脱可能としうるように構成されている。

請求項１記載のろ過装置は、助剤吐出手段は、上記平面視放射状に配設された上記フィルタパネルの上部に配置されて、供給源から供給されるろ過助剤を分配するための分配管を有し、上記分配管の下側には、上記放射状に配設されたフィルタパネルの略向かい合ったフィルタ板同士の間にそれぞれ対応するよう上記ろ過助剤を吐出する下向きに開口した吐出口を有している。上記複数の吐出口のそれぞれに、邪魔板と、上記吐出口に対してねじ結合する嵌合部材と、上記嵌合部材の一端側に対して所定間隔を隔てた状態で上記邪魔板を支持する支持部材とを含んで構成された邪魔板ユニットが着脱可能に取り付けられることにより、上記複数の吐出口のそれぞれに対応させて、上記邪魔板が所定の間隔を隔てて対面して配置されるとともに、上記液体の比重に応じて上記邪魔板を着脱可能としうるように構成されている。
このため、上記液体の比重が比較的小さく、ろ過助剤の沈降速度が速くなるときに上記邪魔板を取り付けることで、上記ろ過助剤が早期に沈降してしまうのを妨げて、適切な堆積層を形成させる。一方、上記液体の比重が比較的大きく、ろ過助剤の沈降速度が遅くなるときに上記邪魔板を取り外すことで、上記ろ過助剤の沈降を妨げないで、適切な堆積層を形成させる。このように、ろ過槽内の液体の比重に応じて適切な堆積層を形成することができる。また、上記分配管の下側には、上記放射状に配設されたフィルタパネルの略向かい合ったフィルタ板同士の間にそれぞれ対応するよう上記ろ過助剤を吐出する下向きに開口した吐出口を有しているため、ろ過助剤の供給源から供給されるろ過助剤を効率的に分配できる。

本発明の一実施の形態のろ過装置の全体構造を説明する図である。 フィルタユニットを示す図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は横から見た図である。 助剤吐出手段を示す図であり、（ａ）は上から見た図、（ｂ）は横から見た図である。 邪魔板を取り外した状態の助剤吐出手段の要部を拡大した図であり、（ａ）は横から見た図、（ｂ）は下から見た図である。 邪魔板を取り付けた状態の助剤吐出手段の要部を拡大した図であり、（ａ）は横から見た図、（ｂ）は下から見た図である。 邪魔板とその周辺を示す図であり、（ａ）は取付け構造を説明する横から見た図、（ｂ）は邪魔板を上から見た図である。 助剤吐出手段の作用を説明する図であり、（ａ）は邪魔板を取り外した状態、（ｂ）は邪魔板を取り付けた状態である。 変形例を示す図である。

つぎに、本発明を実施するための形態について説明する。

〔全体構造〕
図１は、本発明のろ過装置の一実施形態の全体構造を示す。
この装置は、フィルタユニット１と、ろ過槽２と、吸引ポンプ３と、助剤吐出手段１５とを備えている。

上記フィルタユニット１は、少なくとも表面の一部にフィルタ板１７を備えた中空状のフィルタユニット１である。
上記ろ過槽２は、ろ過する液体が貯留されるとともに上記フィルタユニット１が収容される。上記ろ過槽２には、上記液体として、ろ過処理の対象となるダーティ液が貯留される。
上記吸引ポンプ３は、上記フィルタユニット１内を吸引する。
上記助剤吐出手段１５は、上記フィルタ板の板面近傍にろ過助剤を吐出する。

上記ろ過槽２には、この例では２基のフィルタユニット１が収容されている。工作機械から排出された研削液等のダーティ液が、導入ライン１１を通して上記ろ過槽１に、導入されるようになっている。

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。上記堆積層でろ過されたクリーン液は、上記吸引ポンプ３で吸引されて、ポンプ連通路９および供給ライン１３を通って、ふたたび工作機械等に供給される。

一方、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。

上記助剤吐出手段１５には、スラリータンク４からスラリーとしてろ過助剤が供給される。上記助剤吐出手段１５により、上記フィルタユニット１の周辺にろ過助剤のスラリーを供給する。上記スラリータンク４には、あらかじめクリーン液とろ過助剤を所定の混合比率で混合して生成したスラリーが貯留される。上記スラリータンク４には、第１電磁開閉弁２４を開弁して上記供給ライン１３からクリーン液を補充される。また、上記スラリータンク４には、助剤タンク２５に貯留されたろ過助剤がフィーダ２６によって補充される。上記スラリータンク４には、第１フロースイッチ２３が設けられている。上記第１フロースイッチ２３が、スラリータンク４内のスラリーの液面低下を検知すると、第１電磁開閉弁２４を開弁してクリーン液を補充し、フィーダ２６を稼働して助剤タンク２５からろ過助剤を補充する。

上記ろ過装置には、ブレイクタンク２０が設けられている。上記ブレイクタンク２０にはクリーン液が収容されている。上記ブレイクタンク２０には、第２フロースイッチ２１が設けられている。第２フロースイッチ２１が、上記ブレイクタンク２０内のクリーン液の液面低下を検知すると、第３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。

上記ブレイクタンク２０は、第２電磁開閉弁１９を介して上記ポンプ連通路９と連通している。上記第２電磁開閉弁１９を開弁することにより、上記ポンプ連通路９にクリーン液が供給される。これにより、上記ポンプ連通路９およびフィルタユニット１内の負圧が解除されるようになっている。つまり、上記ろ過助剤の堆積層のろ過能力が低下したときに、上記フィルタユニット１内の負圧を解除して古い堆積層を剥離することができる。

上記フィルタユニット１の上部には、エアシリンダ１０が取り付けられている。上記エアシリンダ１０は、上記フィルタユニット１を上下に揺動しうるようになっている。つまり、上記ろ過助剤の堆積層のろ過能力が低下したときに、フィルタユニット１を揺動させて、古い堆積層を剥離することができる。

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。上記フィルタパネル５に形成されたろ過助剤の堆積層が目詰まりしてくると、ポンプ連通路９およびフィルタユニット１内の負圧が上昇する。この負圧が上昇して所定値に達したことを上記圧力センサ１８が検知すると、第２電磁開閉弁１９を開弁してフィルタユニット１内の負圧を解除し、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。上記負圧の解除とフィルタユニット１の揺動とにより、古い堆積層が剥がれて排出コンベア１２上に落下する。

〔フィルタユニット〕
図２は上記フィルタユニット１を示す図である。

上記フィルタユニット１は、両面にフィルタ板１７を有した複数の薄箱状のフィルタパネル５が、相互に内部を連通させるよう平面視放射状に配設されて構成されている。この例では、上記フィルタユニット１は、平面視で放射状に配置された８つのフィルタパネル５と、それらの中心部に配置される筒体７とから構成されている。上記筒体７の周壁に対し、各フィルタパネル５の端部が、相互に中空状の内部が連通するように接続されている。

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が穿設されたパンチング板に金網８が積層されて構成されている。上記フィルタユニット１は、上記フィルタ板１７が横に向くよう（上記筒体７が縦になるよう）ろ過槽２に収容される。

〔助剤吐出手段〕
図３は、助剤吐出手段１５を示す図である。

上記助剤吐出手段１５は複数の吐出口１６を有し、スラリーポンプ１４の稼働により、スラリータンク４に貯留されたスラリー（クリーン液とろ過助剤の混合物である）を上記吐出口１６から吐出する。これにより、上記助剤吐出手段１５は、上記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同士の間に上記ろ過助剤を供給する。

上記助剤吐出手段１５は、上記平面視放射状に配設された上記フィルタパネル５の上部に配置されている。上記助剤吐出手段１５は、ろ過助剤の供給源であるスラリータンク４からスラリーとして供給されるろ過助剤を分配するための分配管３２を有している。この例では、上記分配管３２は四角環状に連結されている。上記分配管３２は、フィルタユニット１の筒体７が上記四角環状の中央にくる位置に配置されている。また、上記分配管３２は、上記四角環状の四隅が８つのフィルタパネル５の上に位置するように配置される。

上記吐出口１６は、上記分配管３２の下側に複数設けられている。この例では、上記吐出口１６は、８つのフィルタパネル５同士のあいだにそれぞれ１つずつ配置されるように、８つ設けられている。これにより、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の間にそれぞれ対応するように、上記吐出口１６が配置される。上記各吐出口１６からスラリーが吐出され、フィルタ板１７の近傍にろ過助剤が供給される。

本実施形態では、上記吐出口１６に、上記液体の比重に応じて着脱可能な邪魔板３３（後述する）を配置しうるように構成されている。

図４は、上記邪魔板３３を取り外した状態の助剤吐出手段１５の要部を拡大した図である。
上記助剤吐出手段１５は、上述したように、分配管３２における複数の所定箇所に、それぞれ吐出口１６が設けられている。図４では、１つの吐出口１６の周辺を拡大して示している。

上記吐出口１６は、分配管３２を構成するＴ型継手３０の分岐部３１の開口である。上記分配管３２をフィルタユニット１の上に配置した状態で、上記吐出口１６が下を向いて開口するよう、Ｔ型継手３０の分岐部３１を位置決めする。上記吐出口１６の開口端部は、上記分配管３２がフィルタユニット１の上に配置された状態で、各フィルタパネル５の上端部と同等かもしくはそれより上側に位置する。

図５は、上記邪魔板３３を取り付けた状態の助剤吐出手段１５の要部を拡大した図である。（ａ）は横から見た図、（ｂ）は下から見た図である。
図６は、邪魔板とその周辺を示す図である。（ａ）は取付け構造を説明する横から見た図、（ｂ）は邪魔板ユニット３６を上から見た図である。

上記邪魔板３３は、邪魔板ユニット３６の一部を構成している。上記邪魔板ユニット３６は、邪魔板３３と嵌合部材３４と支持部材３５とを含んで構成されている。

上記嵌合部材３４は、上記Ｔ型継手３０の分岐部３１にねじ込みで取り付けることができるパイプ部材から構成されている。上記支持部材３５は、上記嵌合部材３４の一端側に対し、所定間隔を隔てた状態で邪魔板３３を支持する棒状体である。上記邪魔板３３は、この例では四角形の板材である。上記嵌合部材３４の一端側の開口と上記邪魔板３３が所定の間隔を隔てて向き合う状態で、２本の支持部材３５によって連結され、溶接等の手段により結合されている。

上記邪魔板３３を取り付けるときは、嵌合部材３４の外周に形成された雄ねじと、Ｔ型継手３０の分岐部３１内面に形成された雌ねじとをねじ結合する。この状態で、嵌合部材３４の邪魔板３３と向き合う開口が吐出口１６Ａとして機能することになる。したがって、上記邪魔板ユニット３６を取り付けると、嵌合部材３４の開口である吐出口１６Ａと邪魔板３３が所定の間隔を隔てて対面する。

図７は、助剤吐出手段１５の作用を説明する図である。

図７（ａ）は邪魔板３３を取り外した状態である。この状態で、吐出口１６からスラリーを吐出すると、吐出されたスラリーは、その重量によりろ過槽２の液中に直接投入される。ろ過槽１に貯留された液体の比重が比較的大きく、ろ過助剤の沈降速度が遅くなるときに上記邪魔板３３を取り外すことで、上記ろ過助剤の沈降を妨げないで、適切な堆積層を形成させる。

図７（ｂ）は邪魔板３３を取り付けた状態である。この状態で、吐出口１６Ａからスラリーを吐出すると、吐出されたスラリーは、一旦邪魔板３３に衝突し、横方向に流れを変えながら、吐出口１６Ａと邪魔板３３の間の隙間から流れ出て、ろ過槽２の液中に投入される。ろ過槽１に貯留された液体の比重が比較的小さく、ろ過助剤の沈降速度が速くなるときに上記邪魔板３３を取り付けることで、上記ろ過助剤が早期に沈降してしまうのを妨げて、適切な堆積層を形成させる。

〔ろ過助剤〕
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。

〔実施形態の効果〕
本実施形態のろ過装置は、上記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同士の間に上記ろ過助剤を吐出する吐出口１６，１６Ａを有している。上記吐出口１６，１６Ａには、上記液体の比重に応じて着脱可能な邪魔板３３を配置しうるように構成されている。
このため、上記液体の比重が比較的小さく、ろ過助剤の沈降速度が速くなるときに上記邪魔板を取り付けることで、上記ろ過助剤が早期に沈降してしまうのを妨げて、適切な堆積層を形成させる。一方、上記液体の比重が比較的大きく、ろ過助剤の沈降速度が遅くなるときに上記邪魔板を取り外すことで、上記ろ過助剤の沈降を妨げないで、適切な堆積層を形成させる。このように、ろ過槽内の液体の比重に応じて適切な堆積層を形成することができる。

本実施形態のろ過装置は、上記助剤吐出手段は、上記平面視放射状に配設された上記フィルタパネルの上部に分配管が配置されている。上記分配管の下側に上記吐出口が複数設けられ、ろ過助剤の供給源から供給されるろ過助剤を分配する。
このため、ろ過助剤の供給源から供給されるろ過助剤を効率的に分配できる。

〔変形例〕
図８は、変形例を示す図である。
この例では、邪魔板３３の形状を長方形や正方形の四角形ではなく、各吐出口１６に対応するフィルタパネル５同士が形成する略三角形に相似させた略三角形に形成している。このようにすることにより、各フィルタ板１７に、それぞれより均一な堆積層を形成することができる。

≪その他の変形例≫
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。たとえば、ろ過槽２内に収容するフィルタユニット１は、２基に限らず、１基でもよいし３基以上でもよい。

また、上記実施の形態では、工作機械の切削液をろ過するものを例示したが、これに限定するものではなく、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を含む趣旨である。

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：筒体
８：金網
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：助剤吐出手段
１６：吐出口
１６Ａ：吐出口
１７：フィルタ板
１８：圧力センサ
１９：第２電磁開閉弁
２０：ブレイクタンク
２１：第２フロースイッチ
２２：第３電磁開閉弁
２３：第１フロースイッチ
２４：第１電磁開閉弁
２５：助剤タンク
２６：フィーダ
３０：Ｔ型継手
３１：分岐部
３２：分配管
３３：邪魔板
３４：嵌合部材
３５：支持部材
３６：邪魔板ユニット

Claims (1)

1. 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上記フィルタユニットが収容されるろ過槽と、
   上記フィルタユニット内を吸引する吸引ポンプと、
   上記フィルタ板の板面近傍にろ過助剤を吐出する助剤吐出手段とを備え、
   上記フィルタユニットは、両面にフィルタ板を有した複数の薄箱状のフィルタパネルが、相互に内部を連通させるよう平面視放射状に配設されて構成され、
   上記助剤吐出手段は、上記平面視放射状に配設された上記フィルタパネルの上部に配置されて、供給源から供給されるろ過助剤を分配するための分配管を有し、上記分配管の下側には、上記放射状に配設されたフィルタパネルの略向かい合ったフィルタ板同士の間にそれぞれ対応するよう上記ろ過助剤を吐出する下向きに開口した吐出口を有し、
   上記複数の吐出口のそれぞれに、邪魔板と、上記吐出口に対してねじ結合する嵌合部材と、上記嵌合部材の一端側に対して所定間隔を隔てた状態で上記邪魔板を支持する支持部材とを含んで構成された邪魔板ユニットが着脱可能に取り付けられることにより、
   上記複数の吐出口のそれぞれに対応させて、上記邪魔板が所定の間隔を隔てて対面して配置されるとともに、上記液体の比重に応じて上記邪魔板を着脱可能としうるように構成されている
   ことを特徴とするろ過装置。

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