JPH02139011A - 固液分離機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般に固液分離機構に関し、更に詳しくは、
多数の濾過孔を有する濾過ベルトを用いｔ；切り粉と切
削液との分離機構に関し、殊に切り籾搬送のための可動
手段を有する固液分離機構に関する。

２従来技術の問題点 従来、フィルタを用いた固液分離機構は様々な形式のも
のが知られている。例えば、金属切削装置において、切
り粉と切削液とを分離する場合には、一対の側壁と底壁
とによって形成されたコの字状の溝または一対の傾斜壁
によって形成された７字状の溝内にエンドレスチェーン
に固定されたスクレーバを移動させて切り粉を掻き取る
切り籾搬送装置、円筒状のダクトまたは半円筒状（Ｕ字
状）の溝内にスクリューまたはスパイラルスプリングを
配置したスクリューコンベア、スパイラルコンベアが用
いられているが、かかる切り籾搬送手段においては、切
り粉受は面または溝の一部にフィルタを固定して設け、
フィルタの濾過孔を介して切削液を重力によって濾過せ
しめていた。フィルタを通過した微細な切り粉は、沈澱
槽または更に細かいフィルタで分離していｌ；。

上述の従来装置において、スクレーパ、スクリュ、スパ
イラル等の掻き取り面と接触する溝の壁面に設けられｔ
；濾過孔には、掻き取り面によって切り粉が濾過孔に押
し込まれて、目詰まりを起こし易い欠点があっｔ；。

一般にかかる重力型濾過器の効率は、フィルタの面積、
フィルタの空隙率（フィルタの濾過孔の断面積の寸法形
状、及び濾過孔の密度、フィルタの目詰まり状態）等に
よって定まる。

一般に液体の排出効率を良くするには、フィルタの面積
の増大、濾過孔の形状寸法（濾過孔の目の粗さ）の拡大
、及び濾過の密度の増大、フィルタの目詰まりの浄化等
によって得られるが、フィルタの面積を増大する場合に
は、フィルタの製造コスト、保守交換のコストが増大し
、フィルタの目を粗くすれば、フィルタを通過する切り
粉の量が増大し、二次的な濾過が必要となり、濾過孔の
密度を増大すればフィルタの強度が低下する。

またフィルタの目を細かくすれば、固体の分離は完全に
なるが、液体の濾過が効率が悪くなり、またフィルタの
目詰まりが生じ易くなる。フィルタの目詰まりが生ずる
と、フィルタの浄化、交換が必要となる。フィルタの浄
化、交換を行うに当たっては、機械の運転を一時中断せ
ねばならず、機械の稼働率が低下する。

今日では、切り粉を生ずる金属工作機においては、自動
制御され機械の連続稼働時間がより長くなってきており
、工場の無人化が進んでいるので、メインテナンスフリ
ーの固液分離機構が望まれている。上記の従来装置は１
、上述の観点がら不満足なものであった。

また、［固形物含有液の受槽又は移送槽の側面に設けた
通液口に、固形物を通過させずに液体を通過させる円板
状スクリーンを回転可能に、かつ通液口をシール可能に
取り付け、円板状スクリーンの外側面付近に円板状スク
リーンの内側面に濾別付着した固形物を剥離洗浄するス
プレーを付設した固液分離装置」は知られている（実開
昭６２−７９５０９号公報）。

この従来装置は、それなりの利点はあるものの、受槽ま
たは移送槽の液面を円板状スクリーンの直径よりも下に
維持する必要があった。もしも液面が円板状スクリーン
の直径を越えると、スクリーンの内側に付着した固形物
を剥離洗浄する面積が少なくなり、スクリーンの濾過効
率を低下させ、それが液面の上昇の原因となり、悪循環
の結果、円板状フィルタが機能しなくなってしまう。ま
た、回転する円板状フィルタは、曲面には設置できない
ので、曲面をもった貯槽に設置する場合には、曲面の一
部分に平面部分を設けなければならない。

更に、回転する円板構造の故に、設置場所に制限があっ
た。例えば、長大なＵ字状の溝に設置する場合、回転板
の直径は溝における水深の２倍が限度であり、それ以上
直径を大きくしても濾過効率は直径の増大に比例しない
。従って、液量が多い場合には、多数の円板状フィルタ
を設置しなければならない。特に、Ｕ字状の溝、又は円
筒状のダクト内にスクリューまたはスパイラルスプリン
グを配置したコンベアのように、曲面に近接して曲面を
もった可動手段が配置される場合には、円板状フィルタ
を設置するための平面部分を曲面に設けｔ；とき、その
平面部分と可動手段の曲面との間に形成される。断面が
概して三角形状の間隙に固形物が蓄積され、固形物の搬
送が満足に行えなくなる。従って、上記公開公報におけ
るスクリューコンベアに円板状フィルタを設置した実施
例においても、円板状フィルタの回転軸をスクリューの
軸に整列させている。この場合、円板状フィルタの面積
は事実上Ｕ字状の溝の湾曲面の曲率によって制限を受け
、液量が多い場合にはフィルタの目を粗くしなければな
らない。フィルタの目を粗くした場合には、固形物の分
離が不十分となる。

更に、フィルタに付着した固形物をスプレーによって剥
離洗浄するフィルタにおいては、洗浄流体がフィルタを
通り易くする構造であることが必要である。かかるフィ
ルタの構造としては、メツシュフィルタ、プレートに様
々な形状の穴をあけたプレート型のフィルタ、複数の薄
い板状体の広い面を対向させて密に併置させるスリット
型のフィルタを用いることが考えられる。

メツシュフィルりの目を細かくするには、網目を形成す
る線条の直径を小さくすることが必須である。細い線条
を用いた網目フィルタは機械的強度が小さいので、フィ
ルタ面に可動部品が接触することは禁物である。

プレート型のフィルタは、強度を考慮すれば空隙密度が
減少し、空隙密度を増大すれば強度が不十分となる。

回転板スクリーンに強度を与えるために、フィン型のス
クリーンを用いることも可能ではあるが、回転板スクリ
ーンの回転により、板状体の配向方向とスクリュー又は
スパイラルのピッチ角度が致した状態でスクリュー若し
くはスパイラルと接触すると、板状体に損傷を与える可
能性がある。

従って、回転板型のスクリーンは、スクリュー又はスパ
イラルと接触するような位置に設けるには適していなか
った。

従って、上述の０字状溝の弯曲面に円板状フィルタを設
置するような場合には、円板状フィルタをスクリュー又
はスパイラルから離隔して設置する必要がある。しかし
、既に述べたように、その離隔されたスペースには固形
物が蓄積され、蓄積された固形物はスクリューまたはス
パイラルによって運動させられるので、フィルタの損耗
が不可避である。

本件出願人は、時代の要請に適合する固液分離機構につ
いて鋭意研究した結果、極めて優れた機構を開発するこ
とに成功した。

問題点を解決する手段 本願発明においては、固液混合相を収容する貯槽の壁の
少なくとも一部分に切り欠き又は窓を設け、多数の濾過
孔を有する無端の濾過ベルトのループの一部分のベルト
面を上記切り欠き又は窓に密接させて回転せしめ、上記
濾過ベルトの背面に流体を噴射して目詰まりした濾過ベ
ルトを洗浄する手段を設けている。フィルタを無端の濾
過ベルトとしたことにより、少なくとも濾過面が一軸方
向に弯曲した面に配置することが可能となり、また濾過
面の面積の調整が自由になる。

本発明の望ましい実施例では、上記切り欠きまたは窓が
上記貯槽の側壁に形成されており、上記切り欠きまたは
窓に密接された上記濾過ベルトのループの一部分のベル
ト面が上記液面を横切って下方から上方に向かって駆動
されており、上記洗浄手段が、上記液面の上方において
上記濾過ベルトの背面から上記貯槽の内側に向かって流
体を噴射する。これにより濾過ベルトの洗浄効率が良く
なると共に、濾過ベルトに付着した切り粉は洗浄液と共
に貯槽内に戻される。

本発明の他の望ましい実施例においては、上記切り欠き
又は窓が上記貯槽の側壁又は底壁に形成されており、上
記切り欠き又は窓に密接された上記濾過ベルトのループ
のベルト面が上記液面を横切ることなく駆動されており
、上記切り欠き又は窓に密接された上記濾過ベルトの駆
動方向に関して下流側に位置する上記切り欠き又は窓の
縁部に近接して、且つその内側に上記洗浄手段が配置さ
れ、上記濾過ベルトの背面から上記貯槽の内部に向かっ
て流体を噴射する。濾過ベルトは、浄化された後に貯槽
の壁と接触するので、−過ベルトのベルト面と貯槽の壁
との接触が良好に維持される。

更に本発明の望ましい実施例においては、貯槽内に固体
を搬送する可動手段が設けられ、上記搬送手段が上記＊
４ベルトに接触するのを回避する保護部材が上記貯槽に
設けられている。

本発明の好ましい実施例においては、濾過ベルトが耐摩
耗性の板状素材で形成されており、濾過ベルトに設けら
れる濾過孔の断面を濾過ベルトの内側から外側に向かっ
て拡大させることによって、濾過孔に押し込まれた固形
物の脱落を容易にさせている。

本発明の望ましい実施例においては、流体噴射手段のノ
ズルには濾過ベルトの外側面に接触するスカート若しく
はローラが設けられて、洗浄流体を強制的に濾過孔に導
入する。これによって洗浄効率が高まる。摩耗の観点か
らローラとするのが望ましい。濾過ヘルドの移動方向と
直交する方向における濾過ベルト板の幅よりも僅かに短
い一対のローラを平行に離隔配置し、それらのローラの
両端に同一半径の一対以上のローラを配置することによ
り、それらのローラによって囲まれた領域において噴射
された流体の大部分を濾過孔に強制的に導く。噴射流体
は、液体、気体、気体と液体との混合体であって良い。

更にかかる流体噴射手段は複数個設けても良い。

以上に本発明の概要を述べたが、以下に本発明の実施例
の図面を参照して本発明を更に詳述する。

実　　　施　　　例 第１図は、本発明の固液分離機構を、貯槽ｌＯの側壁に
適用した一実施例の概略を示す模式的断面図、第２図は
第１図の２−２線における模式的拡大断面図である。

概括的に説明すれば、貯槽ｌＯの側壁には矩形状の切り
欠き１１が設けられており、切り欠きｌｌが設けられた
貯槽の壁の外側面１２に無端の濾過ベルト１３が少なく
とも一対のローラ１４によって圧接されて矢印イの方向
に駆動されている。

濾過ベルト１３は、多数の濾過孔１３ａを設けた金属板
の無端ベルトとして示されており、濾過孔１３ａの断面
形状は貯槽の内側に面した側から外側に面した側に向か
って拡大されているものとして示されている。これによ
り濾過孔１３ａに押し込まれた切り粉が濾過孔１３ａか
ら外側に脱落しやすくなる。図面を簡略にするために、
濾過孔１３ａの寸法形状は誇張して示され、また濾過孔
１３ａの密度は希薄に示されているが、実際には濾過孔
１３ａの寸法形状は、遥かに小さく、またその密度は遥
かに濃密である。濾過ベルト１３の幅は切り欠き１１の
幅よりも幾分か長い幅をもっている。濾過ベルト１３は
少なくとも一対のローラ１４によって緊張されて、切り
欠き１１を設けた貯槽ｌＯの壁の外側面に圧接される。

かくて、切り欠き１１は、濾過ベルト１３によって覆わ
れる。ローラ１４の少なくとも一つが電動モータなどの
適切な駆動手段（図示せず）によって回転されて、濾過
ベルトが矢印イの方向に回動され３る。

尚、濾過ベル）１３は、金属または他の素材で形成され
たメツシュその他のフィルタであっても良い。更に、そ
れらを積層した複合フィルタであっても良い。

濾過ベルト１３をローラ１４に着脱し、あるいは濾過ベ
ルトを貯槽ｌＯの外側面に圧接する圧力を調整するため
に、少なくとも一つのローラ１４を移動可能にするのが
良い。またローラ１４の表面に弾性材料の被覆を施すこ
とにより、ローラ１４間の緊張力及び貯槽ｌＯの外側面
とローラ１４との圧接力を緩衝することができる。

濾過ベル）１３が回動中に切り欠き１１の領域から外れ
るのを防止するために、濾過ベルトの走行方向に沿って
切り欠きの両側に貯槽１０の外側面１２から外側に突出
する一対の案内突条１５を設けることができる。案内突
条１５を貯槽ｌＯの外側面１２に設ける代わりに、ロー
ラ１４の両端部に一対の突条（図示せず）を設けて、そ
れらの間で濾過ベルトを案内しても良い。また、ローラ
１４間において濾過ベルト１３の両側縁部が貯槽１０の
外側面１２から離れて液漏れが生ずるのを防止するため
に、濾過ベルト１３を貯槽１０の外側面１２に圧接する
押圧手段１６を設けることも望ましい。押圧手段１６は
、弾性偏倚されたレール部材であっても良いが、図示の
実施例では、コの字状の断面を有する支持部材１６ａに
複数個の押圧ローラ１６ｂを支持させた押圧手段として
示されている。

流体噴射手段２０は、流体溜め２１とノズル２２と、上
記流体溜め２１とノズル２２とを接続する配管２３と、
上記ノズル２２から噴出する加圧流体を供給する加圧ポ
ンプ２４とを有するものとして示されている。ノズル２
２は、上記貯槽ｌＯ内の液面Ｓよりも上方に配置されて
、貯槽ｌＯの外側から内側に向かって濾過ベルト１３に
流体を噴射する。噴射される流体としては、液体、気体
またはそれらの混合流体であって良い。流体噴射手段２
０は、濾過ベルト１３の全幅に互って、複数のノズル２
２を並列配置しても良く、あるいは濾過ベルトの全幅に
互って延長する細長いスリットから流体をカニテン状に
噴射する単一のノズルであっても良い。前者の場合には
、濾過ベルトの全幅に互って平均して流体を噴射するた
めに、複数のノズル間の間隔及びノズル先端と濾過ベル
トのベルト面との間隔とを考慮して、ベルトの幅方向に
ある角度に互って首を振るようにするのが望ましい。

第３図は、第１図及び第２図の実施例の変形例の概略を
示す平面部分図、第４図は第３図の４−４線における断
面図である。第３図において、貯ｔｖｔｏの側壁の一部
が示されており、側壁の上側が貯槽の内部であり、下側
が貯槽の外部である。

この実施例においては、第１，２図の実施例における切
り欠きの代わりに、貯槽ｌＯの上端部からやや下方に窓
１１を設けている点、及び濾過ベルト１３の配向が第１
．２図の実施例と９０度回転されており、それに伴って
、ノズル２２の配置が変更されている点が相違している
。従って、同様の部材又は要素は同様な参照符号で示し
である。

この実施例では、濾過ベルトの回動方向の変換によって
、一対のローラ１４が貯槽の壁の外側面に圧接されてい
る。換言すれば、濾過ベルト１３は窓１１の左右の縁部
に接触しながら回動される。

濾過ベルト１３が窓１１の部分を移動する際に濾過ベル
ト１３の面に切り粉が付着するので、濾過ベルト１３と
窓１１の下流側（第３図において右側）の縁部１１ａに
おける濾過ベルトと壁の外側面１２との圧接に不具合が
生ずる可能性がある。

よってこの実施例では、ノズル２２を左側の縁部１１ａ
に近接して配置し、切り粉を洗浄するようにしである。

必要ならば、濾過ベルトの内側面に圧接されるブレード
を窓１１の縁部１１ａに設けても良い。この実施例にお
いては、濾過ベルト１３から濾過された液体が流出して
いる領域において洗浄流体が噴射されるので、噴射エネ
ルギを大きくする必要がある。

第５図は、スパイラルコンベアにおける切り粉受は板３
０（貯槽１０と同様に切削液を収容する）のＵ字状の溝
部分３］に本発明による固液分離機構を適用した実施例
の概要を示す第１図に対応する模式的断面図である。Ｕ
字状溝の底壁及び一方の側壁の長手方向の一部分には窓
３２が設けられ、窓３２には長手方向に伸びる複数に格
子３２ａが粗い間隔で固定されている。Ｕ字状の１３］
内には、スパイラルスプリング３３が載置されて、モー
タなどの適当な駆動手段（図示せず）によって回転され
ている。かかるスパイラルコンベアは、本件出願人によ
る別件出願（実開昭５６−１１６１４０号）に記載され
ている。これら′の格子３２ａは、スパイラルスプリン
グ３３が後述の濾過ベルト１３のベルト面に直裁に接触
するのを禁止する。スパイラルスプリング３３と濾過ベ
ルト１３との間に空隙Ｇができる。空隙Ｇは、スパイラ
ルスプリング３３がフィルタに直裁に接触していた場合
に見られた、切り粉を濾過孔に押し込む欠点を排除し、
かえって、目詰まりを清掃する効果があることが判った
。空隙Ｇ内にある切り粉はスパイラルスプリング３３に
よって僅かながら搬送される。格子３２ａの上方に位置
する切り粉は、格子の存在により効率的に搬送される。

その理由は、スパイラルスプリング３３の円筒状包格外
形の局面に沿って切り粉が回転しようとするのに抵抗を
与えるからである。

無端の濾過ベルト１３は、Ｕ字状溝の長手方向における
窓３２の寸法よりも長い幅を有し、複数のローラ１４に
よって緊張下にＵ字状溝の底面に圧接されている。第５
図において、窓３２の左右の縁部３２ｂ・、３２ｃに、
濾過ベルト１３のベルト面が圧接されている。かくて、
窓３２は、濾過ベルト１３によって覆われている。

この実施例においては、窓３２の領域で濾過ベルトによ
って濾過せれた切削液が下方に流下する。

その下方には濾過ベルト１３の帰還部分１３ｂが配置さ
れている。従って、図示の実施例では、Ｕ字状の樋３４
が配置されるものとして示されている。樋３４によって
受けられた濾過液は沈澱槽などの適切な場所に導かれる
。

この実施例では、ノズル２２が二つ図示されている。上
方及び下方のノズル２２は、共に切削液の液面Ｓの上方
に配置されている。下方のノズル２２は、上述の実施例
と同様に洗浄液又は洗浄液と空気との混合流体を噴射す
る。上方のノズル２２は空気のみを噴射して、切り粉及
び切削液を除去する。

以上に、本発明の望ましい実施例について説明して来た
が、本発明は上述の実施例のみに限定されるものではな
く、本発明の技術思想を逸脱する事なく様々な変形が可
能である。

例えば、第５図の実施例において、窓３２に格子３２ａ
を粉節する代わりに、窓３２の内側から嵌合されるフレ
ーム（図示せず）に格子３２ａを固定して、格子３２ａ
を交換可能にすることができる。また、フレーム及び格
子３２ａをＵ字状の溝の外側面よりも僅かに外側に突出
させることもできる。これらによって、格子の交換が可
能となり、また濾過ベルトの駆動エネルギ及び濾過面の
損耗を軽減させることができる。

更に、全ての実施例において、切り欠き又は窓領域を移
動する濾過ベルトの濾過面を、水圧にたいして支持する
ために、補助的なローラ（図示せず）を設けることもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の固液分離機構を貯槽の側壁に適用し
た実施例の概略を示す模式的断面図、第２図は、第１図
の２−２線における模式的断面図、 第３図は、第１図及び第２図の実施例の変形例の概略を
示す平面部分図、 第４図は、第３図の４−４線における断面図、第５図は
、スパイラルコンベアにおける切り粉受は板のＵ字状の
溝部分に本発明にょる固液分離機構を適用した実施例の
概要を示す第１図に対応する模式的断面図である。 符号の説明 ｌＯ：貯槽、ｌｌ：切り欠さ、１２：外側面、１３：濾
過ベルト、１４：ローラ、１５：案内突条、１６：押圧
手段、２０：流体噴射手段、２１：流体溜め、２２：ノ
ズル、２３：配管、２４：加圧ポンプ、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］固液混合相を収容する貯槽の壁の少なくとも一部
   分に切り欠き又は窓を設け、多数の濾過孔を有する無端
   の濾過ベルトのループの一部分のベルト面を上記切り欠
   き又は窓に密接させて回転せしめ、上記濾過ベルトの背
   面に流体を噴射して濾過ベルトを洗浄する手段を設けた
   ことを特徴とする固液分離機構。 ［２］特許請求の範囲第１項記載の固液分離機構におい
   て、 上記切り欠きまたは窓が上記貯槽の側壁に形成されてお
   り、上記切り欠きまたは窓に密接された上記濾過ベルト
   のループの一部分のベルト面が上記液面を横切って下方
   から上方に向かって駆動されており、上記洗浄手段が、
   上記液面の上方において上記濾過ベルトの背面から上記
   貯槽の内側に向かって流体を噴射することを特徴とする
   固液分離機構。 ［３］特許請求の範囲第１項記載の固液分離機構におい
   て、 上記切り欠き又は窓が上記貯槽の側壁に形成されており
   、上記切り欠き又は窓に密接された上記濾過ベルトのル
   ープのベルト面が上記液面を横切ることなく駆動されて
   おり、上記切り欠き又は窓に密接された上記濾過ベルト
   の駆動方向に関して下流側に位置する上記切り欠き又は
   窓の縁部に近接して、且つその内側に上記洗浄手段が配
   置され、上記濾過ベルトの背面から上記貯槽の内部に向
   かって流体を噴射することを特徴とする固液分離機構。 ［４］特許請求の範囲第１項〜第３項記載の固液分離機
   構において、 上記貯槽内に固体を搬送する可動手段が設けられ、上記
   搬送手段が上記濾過ベルトに接触するのを回避する保護
   部材が上記貯槽に設けられていること、を特徴とする固
   液分離機構。 ［５］特許請求の範囲第１項〜第４項のうち、何れか１
   項記載の機構において、 上記切り欠き又は窓の縁部にたいして上記濾過ベルトを
   背面から押圧して濾過ベルトを圧接させる押圧手段を設
   けたことを特徴とする固液分離機構。