JPH0128807Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の技術分野） この考案は、不溶性の夾雑物を含む流体であつ
て、特に夾雑物中の粒径の細かい粒子を多く含む
流体を効果的に液体分と固形分に分離するための
固液分離装置において、濾材表面に付着した固形
分（ケーキ）を濾材より削り取る手段を具備した
固液分離装置に関する。

（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不溶性の夾雑物の濃
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
用いられるようになつてきている。

その一例として、上述のような用途に適した、
構造が簡単で安価、コンパクトな上に固液分離特
性に優れた固液分離装置が、本出願人から特願昭
60−90430号に出願されると共に、提供されてい
る。ところが、上記固液分離装置においても、夾
雑物を含む固液混合流体（以下、単に“原液”と
略記する）中の夾雑物の平均粒子径が数ミクロン
（μｍ）以下の場合や、その濃度が低い
（500PPM以下）場合には、濾材表面に良好なケ
ーキ層が均一に形成されず、堆積された固形分は
十分な掻き取りができない。さらに、使用するに
従つて、夾雑物が濾材中に捕捉され濾材の内層を
閉塞してしまうため、濾材表面に良好なケーキ層
が均一に形成されず、単に掻き取り手段により除
去するだけでは除去しきれず、特に濾材に成形時
の変形、液による膨張、その他の歪等がある場合
一定の掻き取り作業を行なうことが難しく、処理
能力が低減する。そして、やがて固液分離作業及
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及び内層に捕捉され
た夾雑物を何らかの方法で濾材から除去し、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れてしまう
ため、連続的に行なうことが必要な作業あるいは
−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、濾材表面上に堆積さ
れた固形分を掻き取る掻き取り手段の他に、濾材
表面を切削加工し処理能力を再生する切削手段を
併設することにより、長時間に亘つて安定した処
理能力を有すると共に、濾材の寿命を向上させた
固液分離装置を提供することにある。

（考案の概要） この考案は、連続気孔を有する硬質多孔質体よ
り成る円筒形の濾材と、回転軸に連結され回動可
能に上記濾材の両端をシールする側板と、上記濾
材及び上記側板で形成された内部空間を減圧状態
に保つ減圧手段と、上記濾材の表面に夾雑物を含
む固液混合流体を散布する手段と。上記減圧手段
の圧力差により上記固液混合流体の液体分だけが
上記濾材の内部に吸引されて系外に排液されるこ
とにより、上記濾材の表面に層状に堆積された固
形分を上記濾材の側面部に沿つて掻き取る掻き取
り手段とを具備した固液分離装置において、スプ
リングにより上記濾材表面に垂直な方向に所定の
押圧力で押圧されて上記濾材表面に圧接されてい
る切削刃と、この切削刃を保持すると共に上記濾
材の長手軸方向に移動する刃取付台とから成る切
削手段を有し、上記切削刃が所定の押圧力で上記
濾材表面に圧接されると、上記濾材表面上の上記
固形分を上記濾材の側面部に沿つて切削すること
により除去するようにしたものである。

（考案の実施例） この考案による固液分離装置は、濾材の性質を
硬質のものに限定しており、特に連続気孔を有す
る硬質の多孔質体、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、金属製金網の堆積体、
焼結樹脂多孔質体、硬質の樹脂多孔質体、あるい
は不織布や糸条を堆積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。

しかし、上述したような硬質多孔質体の濾材を
用いた固液分離装置においても、特に原液が平均
粒径1μｍ以下の細かい粒子の夾雑物を含む場合
などにおいて、濾材の孔径を上記粒径以下にして
も、粒径が非常に細かいために、その一部が濾材
中に捕捉されたり、また、濾材の成形時の変形、
液による膨張、その他の歪等によつては、掻き取
り手段と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
層が濾材表面積を小さくし、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。また、濾材表面に上記ケーキが均一に堆積
されると、上記掻き取り手段だけでは除去するこ
とが難しく、堆積されたケーキの厚さが徐々に増
加することにより、処理能力を低減させてしまう
ことになる。また、上述のような問題点を解決す
べく上記掻き取り手段の濾材への接圧を高くして
も、不均一に接触すると振動を発生するばかり
か、上記掻き取り手段の摩耗及び破損の原因にも
なる。そこで、上記掻き取り手段で除去できない
ケーキを切削することにより除去する手段を設
け、上述のような掻き取りと切削が交互に実施さ
れることにより、上記固液分離装置は安定した濾
過処理能力が長期間維持されるようになる。

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（以下、単
に“濾材”という）でその外周面に平均孔径10μ
ｍとか25μｍぐらいの細孔（濾過孔となる）を有
している。この濾材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、この側板５Ａ
の中心穴と同一軸上に中空回転軸４が連接されて
いる。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、
濾材１の内部圧力をそれ程小さくしなくとも原液
中の液成分を濾材１の円筒室内に容易に吸引でき
るようになる。また、濾材１は地端（側板５Ｂ
側）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の途中部にプーリ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。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、濾材１の表面上に長形パイプの原液散布用ノ
ズル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が原液槽７内に受収され
るようになつている。そして、濾材１の反対側に
は濾材１の表面に形成されたケーキ３２を掻き落
すための掻き取り手段としてのスクレイパ６が、
スプリングを介してその先端が濾材１の表面に圧
接するようにして設けられており、スクレイパ６
の下方には掻き取つたケーキ３２を受収する容器
６１が設置されている。また、中空回転軸４の端
部にはパイプ８を介して吸引ポンプ８１が接続さ
れると共に、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。さらに、上記スクレイバ６の上方に、濾材１
に捕捉された夾雑物や濾材表面に堆積されたケー
キ３２を切削することにより除去して濾材１を再
生処理する切削手段９が設けられている。この切
削手段９は濾材１の表面全体を覆うものではな
く、濾材１の表面の微妙な凹凸や濾材自体の偏心
に追随してこの濾材１の表面を均一に再生処理す
る小型のものであり、鋭角なエツジを有するバイ
ト状の切削刃９１が濾材１の表面に垂直に当接す
るように配設されている。この切削刃９１は後述
する刃ホルダ９９に保持されており、この刃ホル
ダ９９を固定している刃取付台９２を挿通してい
るネジ穴には、上記濾材１の長手軸方向Ｘ−
X′に平行にネジ９３が螺結され、上記ネジ９３
の一端は架台９５Ａに固定されたモータ９４と軸
着され、他端は架台９５Ｂに軸支されている。そ
こで、上記切削刃９１は上記モータ９４が正逆回
転することにより、濾材表面に沿つてＸ−X′方
向に前後進し、上記架台９５Ａ，９５Ｂに設けら
れたリミツタ９６Ａ，９６Ｂに接触することによ
り停止され、濾材１の表面全体をカバーするよう
に移動されるようになつている。

第２図は上記固液分離装置の円軸に直交する方
向の断面を示す図であり、上記切削刃９１を保持
する中空円筒形状の上記刃ホルダ９９内には、押
圧調整軸９８と、上記切削刃９１の端部９１ｃ及
び上記刃ホルダ９９の端部９９Ａ間にスプリング
９７Ａと、上記押圧調整軸９８の端部９８Ｃ及び
上記切削刃９１の端部９１ｃ間にスプリング９７
Ｂとが設けられている。このスプリング９７Ａ，
９７Ｂにより上記切削刃９１は常時一定の押圧力
で濾材１の表面に垂直に押圧されると共に、上記
押圧調整軸９８を調整することにより上記スプリ
ング９７Ａ，９７Ｂの押圧力が調整され、上記切
削刃９１は所定の押圧力で濾材１の表面に垂直な
Ｚ方向に押圧されたり、Z′方向に戻されて濾材１
の表面から離れるようになる。

このような固液分離装置での濾過及び切削によ
る濾材再生の概略を説明すると、原液槽７上に原
液散布用ノズル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
液成分が濾材１の円筒室内に吸込まれ、ケーキ３
２が濾材１の外周面に層状に堆積する。濾材１内
に吸込まれた液成分はパイプを経て外部容器へ排
出され、濾材１の外周面に堆積したケーケ３２は
側面に沿つて設けられたスクレイパ６により容器
８１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
液管に連結された原液散布用ノズル３０より原液
３１が排出され、濾材１の上部表面に散布され
る。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８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方向に緩やかに回動されているため、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８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層３２を形成
する。そして、ケーキ３２の層はスクレイパ６に
より掻取られて除去され、同時に濾材１の表面は
この部分で更新される。原液槽７は余剰の原液３
１を受収する槽であり、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。

なお、原液槽７の底部に自動バルブ（図示せ
ず）を設け、過剰原液３１を元に戻すようにして
もよい。

ところが、ここにおいて上述したようなスクレ
イバ６が圧接されただけでは、濾材１の表面上に
堆積されたケーキ３２は上述したように完全には
除去しきれず、上記ケーキ３２を除去する濾材再
生作業が必要となる。以下に上記切削手段９によ
る濾材再生動作を説明する。

第１図において、通常の固液分離作業中は、上
記切削刃９１は上記押圧力調整軸９８が調整され
て濾材１の表面に当接しない位置に固定されてい
る。そこで、上述したように原液３１中の微細な
粒子が濾材１の内部に捕捉されたりしてこの濾材
１の濾過能力が低下すると、固液分離装置は処理
能力を回復させるため濾過動作が中断され、切削
による濾材再生動作が開始される。即ち、まず原
液３１の供給がとめられ、上記濾材表面に堆積さ
れた固形分を剥離し易くするため、上記吸引ポン
プ８１が停止され、上記濾材１の円筒室内が大気
開放されることにより濾材１の内外の圧力差はな
くなる。そこで、第２図に示すように、例えば、
Ｘ−X′軸の一端のリミツトスイツチ９６Ｂにて
停止していた上記切削刃９１が、上記押圧力調整
軸９８によりＺ−Z′方向に沿つて濾材１の表面に
当接するまで図示Ｚ方向に所定量前進され、更に
所定の押圧力で押圧された後、図示Ｘ−X′軸に
沿つてX′方向にリミツタ９６Ａが作動して停止
するまで、上記モータ９４が回転することにより
移動され、濾材１に捕捉された、又その表面に堆
積されたケーキ３２が切削除去され、除去された
ケーキ３２は、濾材表面に圧接されたスクレイパ
６により濾材表面から掻き取られ、容器６１に収
容される。上記切削除去動作中も濾材１は上記回
動手段により図示Ａ方向に回転を続けており、上
記回転数に合つたＸ−X′軸方向の移動速度を設
定してやれば、濾材表面の全面に亘つて、堆積さ
れたケーキ３２の除去が成され、濾材は再生され
ることになる。ここにおいて、濾材１の表面上に
堆積されたケーキ３２を除去するだけなら、上記
切削刃９１は濾材表面に当接する分だけ図示Ｚ方
向に前進させればよいが、濾材中に捕捉された粒
子などにより濾材が目詰まりしている場合や、ま
た上述のように濾材の成形時の変形、偏心、液に
よる膨張及びその他の歪により表面が不均一な場
合はさらに上記切削刃９１を図示Ｚ方向に前進さ
せ、濾材を切削加工することにより上記変形、偏
心、歪及び目詰まりを除去し、均一な濾材を成形
することができる。

上述のように濾材が再生された固液分離装置
は、上記切削刃９１が濾材１の表面から図示Z′方
向に後退させられ離れた後、上記吸引ポンプ８１
が再び作動され、原液３１が供給されて上記濾過
作業が再開されることになる。このような濾過動
作及び切削による濾材再生動作が交互に定期的に
行なわれることにより、夾雑物の粒径が細かく且
つ濃度が低い原液についても、連続且つ長期間安
定した固液分離作業ができるようになる。

（考案の効果） 以上のようにこの考案の固液分離装置によれ
ば、上述したように濾材表面上に堆積されたケー
キの掻き取りと、掻き取りだけでは除去しきれな
かつたケーキの切削除去が実施されるため、濾材
が定期的に再生され、また、濾材の表面を均一に
成形できるため、掻き取りがし易くなり、濃度が
500PPM以下の低い原液についても、連続且つ長
時間安定した濾過処理能力が得られる。また、夾
雑物の粒径が微小な原液においても、連続且つ長
時間安定した濾過処理能力が得られ、この考案の
切削手段により再生処理を行なつた濾材は、従来
の再生処理を行なわない濾材が３日でその処理能
力が低下してしまつたのに比し、その処理が約10
倍、即ち30日間その処理能力を持続し続けること
ができるようになつた。その結果、この考案の固
液分離装置によれば、単に原液の処理時間が短縮
されるのみならず、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
間に亘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、この考案の固液分離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図はこの考案の一実施例を示す斜視図、第
２図はこの考案の濾材切削手段の要部を示す第１
図の円軸に直交する方向の断面図である。 １……円筒形濾材、６……スクレイパ、７……
原液槽、８……吸引パイプ、９……切削手段、９
１……切削刃、９２……刃取付台、９３……ネ
ジ、９４……モータ、９５Ａ，９５Ｂ……架台、
９６Ａ，９６Ｂ……リミツタ、９７Ａ，９７Ｂ…
…スプリング、９８……押圧力調整軸、９９……
刃ホルダ。

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
   の濾材と、回転軸に連結され回動可能に前記濾材
   の両端をシールする側板と、前記濾材及び前記側
   板で形成された内部空間を減圧状態に保つ減圧手
   段と、前記濾材の表面に夾雑物を含む固液混合流
   体を散布する手段と、前記減圧手段の圧力差によ
   り前記固液混合流体の液体分だけが前記濾材の内
   部に吸引されて系外に排液されることにより、前
   記濾材の表面に層状に堆積された固形分を前記濾
   材の側面部に沿つて掻き取る掻き取り手段とを具
   備した固液分離装置において、スプリングにより
   前記濾材表面に垂直な方向に所定の押圧力で押圧
   されて前記濾材表面に圧接されている切削刃と、
   この切削刃を保持すると共に前記濾材の長手軸方
   向に移動する刃取付台とから成る切削手段を有
   し、前記切削刃が所定の押圧力で前記濾材表面に
   圧接されると、前記濾材表面上の前記固形分を前
   記濾材の側面部に沿つて切削することにより除去
   するようにしたことを特徴とする固液分離装置。