JPH0128806Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の技術分野） この考案は、濃度が比較的高くかつ夾雑物中に
粒径の細かり粒子を多く含む流体を効果的に液体
分と固形分に分離するための固液分離装置の固形
分掻き取り装置に関する。

（考案の技術的背景とその問題点） 切削機、研磨機等から排出される切削油の廃
液、研磨廃液等は含有される夾雑物の濃度が比較
的高く、かつ粒径の細かい粒子が多く含まれてい
ることが多い。そのため、従来の一般的な濾過装
置は適用し得ず、各種の固液分離装置が使用され
ているが、これ等は装置全体が複雑で大がかりな
ため、機台毎あるいは系列毎に備えられるという
ようなものではなく、工場全体で１台というよう
な使われ方が一般的であつた。

機台毎又は系列毎に備える装置としては、遠心
分離機や磁力を利用した分離機、あるいはこれ等
と従来の濾過機を組合わせたものが使用されてい
たが、夾雑物の含有率が1000ppmを超すような原
液に対しては処理能力が低く、また分離能力も不
十分なものであつた。特に高価な切削油、研磨液
等を回収して再利用するというような目的に対し
ては極めて不十分なものであり、回収液中には粒
径の細かい粒子が尚1000ppm以上のオーダーで存
在し、再利用するためには更に精密濾過を必要と
するようなものであつた。

このような目的のために、従来よりたとえばオ
リヴアー濾過機と称されるような回転濾過機があ
る。これは濾面を回転し、濾料の供給、濾液の除
去並びに濾塊の生成、洗浄、脱水、放出を連続的
に行なうものであり、濾面の形状は円筒形のもの
が一般的で、通常は真空濾過である。回転濾過機
は操作条件を調整すれば、その後は濾過洗浄、脱
水、放出の諸行程を全て連続的に進行させること
が出来、近年の化学工業におけるラツピング原
液、青化法による金鉱石、パルプの濾過、湿式法
のセメント泥漿、澱粉、アスベスト、紙料パルプ
の脱水等に幅広く使用されている。そして、この
種回転濾過機用の濾材としては、木製又は金属製
の円筒殻によるドラム及び濾布で成り、その構造
としては外周面に弧状室を仕切り区画し、弧状室
格子表面を濾布又は細かい金網で包み、必要に応
じてその上に針金をらせん状に巻いたものであ
る。また、各弧状室はそれぞれ独立の濾過器の作
用をなすもので、各室から数個の吸引管が円筒ド
ラムの軸上に向つて出ているものである。

しかしながら、その濾材としては濾布や焼結体
を使用しており、高精度の濾過が不可能であり、
構造が複雑で高価なものとなると共に、濾布交換
等のメインテナンスが容易でないといつた欠点が
ある。また、濾材が一体成形ものでなく、格子や
金網等を必要とするため、濾面の平滑さを得るこ
とが困難であり、濾塊の掻き取りが均一に行なえ
ず、構造が複雑である欠点を有する。さらに、濾
布保持用ドラム、格子を有しているために濾過面
積を大きくとることができず、装置自体をコンパ
クトにしにくいといつた欠点がある。

そこで、上述のような欠点を是正した構造が簡
単で安価、コンパクトな固液分離装置（特願昭57
−140289）が提供されているが、この固液分離装
置においても、粒径が細かい夾雑物を多く含む固
液混合流体（以下原液と略記する）の固液分離を
行う場合、固形分掻き取り装置を常に一定の状態
で濾材表面に圧接してその濾材表面に堆積された
固形分を掻き取り除去していると、濾材の成形時
の変形、液による膨張、その他の歪によつては、
上記固形分掻き取り装置と上記濾材とのわずかな
すき間にケーキの層が不均一に残り、この不均一
な濾材表面上のケーキの層が濾材表面積を小さく
して通水圧損を大きくすることにより安定した固
液分離が行なわれにくくなる。又、使用するに従
つて上記掻き取り装置のエツジの同一部分が摩耗
し、やがて一定の掻き取り作業を行なうことが難
しくなり、処理能力が低減し、そして固液分離作
業及びこの装置に関連する作業までも停止中断
し、濾材の表面に堆積された固形分を何らかの方
法で濾材表面から除去し、処理能力を再生するこ
とが必要になる。上述のような濾材再生作業は、
固液分離装置だけでなくこの装置に関連する作業
までも停止中断させてしまうため、連続的に行な
うことが必要な作業あるいは一工程が長い作業の
固液分離作業には不適であり、平滑な作業工程に
支障をきたすばかりでなく、上記濾材再生という
余分な作業工程が加わるために本来の作業性を低
減させる等不十分な点が指摘されていた。

（考案の目的） この考案は上述のような事情からなされたもの
であり、この考案の目的は、長期に互つて適確に
固形分を掻き取ることにより安定した固液分離処
理能力を維持する固液分離装置の固形分掻き取り
装置を提供することにある。

（考案の概要） この考案は、固液分離装置の固形分掻き取り装
置に関し、連続気孔を有する硬質多孔質体より成
る円筒形の濾材の両端を回転軸と連結するフラン
ジにてシールし、内部を減圧状態に保ちつつ上記
濾材を回転させ、その表面に爽雑物を多く含む固
液混合流体を散布し、圧力差により液体分を吸引
除去することによつて上記固形分を上記濾材表面
に層状に堆積せしめ、この堆積層を掻き取る側面
部に沿つて設けた固液分離装置の固形分掻き取り
装置において、上記堆積層を掻き取る板状のスク
レイパと、このスクレイパの先端が濾材に接する
角度を変えるように上記スクレイパを駆動する手
段と、上記スクレイパの先端を常に上記濾材の長
手軸方向に対して圧接するように上記スクレイパ
の先端を押圧する押圧手段とから構成されてい
る。

（考案の実施例） この考案に用いられる固液分離装置は、濾材の
性質を硬質のものに限定しており、これにより従
来の固液分離装置のもつ欠点を除去している。即
ち従来の多孔質体を利用した固液分離装置は、軟
質の例えばベルト状の多孔質体を濾材として用
い、圧搾あるいは圧着等の手段をもつて液体分を
除去し、含有された固形分を分離するタイプのも
のであるため、装置が極めて大がかりでかつ効率
の悪いものであり、コンパクトで高効率のものは
得難たかつた。また、この考案の如く差圧を利用
して液体分を除去するタイプの装置に、軟質の濾
材を使用する場合は中芯として金属あるいはプラ
スチツク製の有孔円筒枠を用い、その外周に濾材
を巻層する必要があり、準備に手間を要するもの
である。

しかし、この考案の如く硬質のものを用いる場
合は、例えば一体成形のものを用いれば中芯を必
要とせず、そのままで着脱が可能となり、また濾
材を作成する場合も巻層、貼付けという煩雑さを
省くことが可能である。更に軟質濾材の場合は、
使用時の吸引による変形、目つぶしといつた寸法
安定性に関係する問題もあり、また濾材表面に形
成される層状の堆積物の掻き取りも十分でなく、
従つて長期間の連続運転には耐えられないもので
あつたが、この考案に用いられる固液分離装置の
ように硬質濾材を使用すればその問題は完全に解
消され得るものである。更に素材自体の損傷も少
なく、その使用期間も格段に延長し得るものであ
る。ここで言う連続気孔を有する硬質の多孔質体
とは、例えば外層から内層に直線的に連続する細
孔を無数に有するハニカム状の如き構造体のもの
であつても良いが、３次元の網状構造組織を有
し、各細孔が不規則に連続したものが更に好適で
ある。またその材質は、多孔質セラミツク、焼結
金属多孔質体、金属製金網の積層体、焼結樹脂多
孔質体、硬質の樹脂多孔質体、あるいは不織布や
系条を積層した繊維多孔質体を熱硬化性樹脂で処
理し硬化したもの等で良いが、孔径のコントロー
ルのし易さ、軽量性等から見て硬質の樹脂多孔体
が特に好適である。硬質の樹脂多孔質体とは、例
えばウレタン樹脂の硬化体、ポリビニルホルマー
ル樹脂の多孔質体を熱硬化性樹脂で処理し硬化し
たもの、熱硬化型樹脂を多孔質体にしたもの等々
があげられ、特に限定はされない。

次に、この考案の実施例を図面をもつて具体的
に説明する。

第１図はこの考案の一実施例を示す斜視図であ
る。この図において、１は円筒形濾材でその外周
面に直径0.1〜200μｍの細孔（濾過孔となる）を
有している。この円筒形濾材１は軸方向の端面を
円板状の側板５Ａ，５Ｂで密封されており、その
中心穴内に中空回転軸４が挿通している。上記濾
材１は連続気孔を有しかつ親水性であるため、原
液中の液成分が毛管現象により内部に円滑に浸透
する。その結果濾過抵抗が小さくなり、この濾材
１の内部圧力をそれ程小さくしなくとも原液中の
液成分をこの濾材１の円筒室内に容易に吸引でき
るようになる。また、この濾材１は他端で回転支
軸２を介して本体に結合されており、中空回転軸
４の途中部にブーリ１１が設けられており、減速
機構１３の駆動輪１４との間にベルト１４Ａが巻
回されており、減速機構１３にはモータ１２が連
結されている。上記濾材１は原液槽７内にほぼ下
半分が埋設するように設けられており、第２図に
示す如くこの濾材１の表面上に長形パイプの排液
孔３０より原液３１が排出されて散布され、吸引
されなかつた原液３１が原液層７内に受収される
ようになつている。そして、上記濾材１の反対側
にはこの濾材１の表面に形成されたケーキ３２を
掻き落すための固形分掻き取り装置６が、その先
端がこの濾材１の表面に圧接するようにして設け
られており、この固形分掻き取り装置６の下方に
は掻き取つたケーキ３２を受収する図示しない容
器が設置されている。また、中空回転軸４の端部
にはパイプ８０を介して吸引ポンプ８１が接続さ
れると共に、上記濾材１の円筒室内から吸引した
液成分を図示しない容器に貯溜するようになつて
いる。

ここにおいて、この固形分掻き取り装置６は、
濾材表面にその先端を圧接させて堆積されたケー
キ３２を掻き取る肉圧0.3mmぐらいのステンレス
スプリング鋼板からなる板状のスクレイパ６０
と、濾材交換時などこのスクレイパ６０の先端を
濾材表面から離し、掻き取り作業中はこの先端を
濾材表面に圧接するように、このスクレイパ６０
を支点６５を中心に回転するようにして移動させ
るエアシリンダ６４と、上記掻き取り作業中上記
濾材１に圧接されているスクレイパ６０を第２図
に示すようにＢ−Ｂ方向に移動し、その先端の位
置や角度を常に変化させる図示しないモータによ
り１回転／秒ぐらいの回転数で回転している偏心
カム６３と、第３図に示すように、このように位
置や角度θが変化させられたスクレイパの先端が
常に上記濾材１の長手軸方向に対して追従し、且
つ濾材の変形視等に対しても追従して表面に圧接
するように押圧する、スクレイパの先端に沿つて
複数組設けられた押し棒６１及びこの押し棒６１
を常時押し付けているスプリング６２とから構成
されている。

このような固液分離装置での濾過及びケーキ掻
き取りの概略動作を説明すると、上記濾材１の表
面上に排液孔３０より原液３１が供給されると、
吸引ポンプ８１の吸引力によつてそのうちの液成
分がこの濾材１の円筒室内に吸込まれ、固形分で
あるケーキ３２がこの濾材１の外周面に層状に堆
積する。上記濾材１内に吸込まれた液成分はパイ
プ８０を経て外部容器へ排出され、この濾材１の
外周面に堆積したケーキ３２は側面に沿つて設け
られた上記固形分掻き取り装置６により受収容器
内に掻き落され、これによつて固液分離がなされ
る。すなわち、切削機あるいは研磨機等の排液管
に連結された排液孔３０より原液３１が排出さ
れ、上記濾材１の上部表面に散布される。この濾
材１は自吸能力の高い送液ポンプ、真空ポンプあ
るいはエジエクター等の吸引ポンプ８１をもつて
パイプ８０及び中空回転軸４を介して内部が減圧
状態に保たれ、かつモータ１２の駆動によつて矢
印Ａ方向に１回転／５秒ぐらいの緩やかな回転数
で回動されているため、上記濾材１の表面に散布
された原液３１は吸引作用により液体分がこの濾
材１を通過し、吸液孔としての中空回転軸４を通
してパイプ８０より系外へ排出され、固形分は表
面に残留し安定なケーキ３２の層を形成する。こ
こにおいて、上記固形分掻き取り装置６のスクレ
イパ６０の先端が、偏心カム６３の回転に伴い、
上記濾材１に対して常時そのエツジ部分の接する
角度が異なるようにして（θ＝15〜30゜）複数組
のスプリング６２及び押し棒６１で押圧されて圧
接されており、上記ケーキ３２の層は、このよう
にして圧接されているスクレイパ６０により上記
濾材１の表面の変形にも追従し且つ長期に互つて
安定して掻き取られて除去され、同時に上記濾材
１の表面はこの部分で常に更新されることにな
る。

そして、原液槽７は余剰の原液３１を受収する
槽であり、上記濾材１の下部が収容される構造と
なつており、この部分に原液３１が存在する場合
には同様の作用にて吸引、分離が行なわれる。

（考案の効果） この考案の固液分離装置の固形分掻き取り装置
によれば、例えば各研磨機、切削機に付属する小
型の固液分離装置として、濾材の変形にも追従
し、且つ長期に互つて安定した固形分掻き取りが
可能であり、高価な研磨液、切削液をそのまま廃
液として処理することなく、直ちに再利用するこ
とが長期に互つて可能である。このため、極めて
経済的であり、運転に関する経費を低減し得るの
みならず、端末の廃水処理装置に対する負荷を著
しく軽減せしめるため、その効果の程は計り知れ
ないものがある。また、原液の濃度、粒径分布等
の変動に対しても敏感でなく、極めて柔軟に対応
し得るものであるため汎用性にすぐれ、例えば当
該研磨機の条件あるいは目的の変更に対しても何
の障害もなく対応しうるものである。

この考案における固形分掻き取り装置を使用し
た固液分離装置を用いることにより、多くの濾過
原液から清浄な濾過液が低コストで、尚且つ大量
の処理量にて長期に互つて安定して得られること
になる。現在研磨排液の固液分離、あるいは放電
加工機で使用される油の濾過等の単位操作が問題
となつているが、この考案の固形分掻き取り装置
を利用することにより固液分離及び濾過に要する
コストの大幅低減を実現し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案を用いた固液分離装置の一実
施例を示す斜視構成図、第２図はその固液分離部
の斜視図、第３図は第２図の固形分掻き取り部の
詳細断面図である。 １……円筒濾材、２……回転支軸、４……中空
回転軸、５Ａ，５Ｂ……固形分掻き取り装置、７
……原液槽、１１……プーリ、１２……モータ、
１３……減速機構、１４……駆動輪、３０……原
液排液孔、６０……スクレイパ、６１……押し
棒、６２……スプリング、６３……偏心カム、６
４………エアシリンダ、６５……支点、８０……
パイプ、８１……吸引ポンプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 連続気孔を有する硬質多孔質体より成る円筒形
   の濾材の両端を回転軸と連結するフランジにてシ
   ールし、内部を減圧状態に保ちつつ前記濾材を回
   転させ、その表面に夾雑物を多く含む固液混合流
   体を散布し、圧力差により液体分を吸引除去する
   ことによつて前記固形分を前記濾材表面に層状に
   堆積せしめ、この堆積層を掻き取る側面部に沿つ
   て設けた固液分離装置の固形分掻き取り装置にお
   いて、前記堆積層を掻き取る板状のスクレイパ
   と、このスクレイパの先端が前記濾材に接する角
   度を変えるように前記スクレイパを駆動する手段
   と、前記スクレイパの先端を常に前記濾材の長手
   軸方向に対して圧接するように前記スクレイパを
   押圧する押圧手段とを具備していることを特徴と
   する固液分離装置の固形分掻き取り装置。