JPS61259712A - 固液分離装置及びその濾材清掃方法 - 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】 （発明の技術分野） この発明は、不溶性の夾雑物を含む流体であって、特に
夾雑物中に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）の擾さ取りと清
掃を交互に行なう方法と、上記ケーキ掻き取り手段及び
清掃手段を具備した固液分離装置に関する。

（発明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、Ｊａ台毎あるいは系夕噌毎に
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った。

機台毎又は系列毎に備える装置としては、遠心分Ｉｓ機
や磁力を利用した分離機、あるいはこれ等と従来のｉ！
！過機を組合わせたものなどが使用されていたが、処理
使方及び分離能力が低く、またランニングコストが高く
つく等不十分なものであった。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、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った。

そこで２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５７−１４０２８
９）が提供されているが、上記固液分離装置においても
、夾雑物を多く含む固液混合流体（以下原液と略記する
）中の夾雑物の平均粒子径が１ミクロン（ｇｍ）以下の
場合において、使用するに従って濾材の表面に均一に積
層された固形分は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、液による膨彊
、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、処理能力が低減し、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
表面に積層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＋ｈ中断させてしまうため
１Ｍ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。（発明の目的） この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は原液中の夾雑物の平均粒子径が１ミク
ロン（ｇｍ）以下の場合においても、長期に亘って安定
した処理能力を維持するための濾材清掃方法と、上記濾
材清掃手段を有する固液分離装置を提供することにある
。

（発明の概要） この発明は、連続気孔を有する硬質多孔質体により成る
円筒形の濾材の両端を回転軸と連結する７ランジにてシ
ールし、減圧手段によりその内部を減圧状態に保ちつつ
上記濾材を回転させ、その表面に上記夾雑物を含む１記
固液混合流体を散布し、圧力差により液体分を吸引除去
することによって上記固形分をＥ：！ｉ！、濾材表面に
層状に滞積せしめ、側面部に沿って設けた掻き取り手段
によって滞積層を掻き取ることで上記固形分及び上記液
体分を分離せしめ、さらに定期的に上記減圧状態を解除
し、上記掻き取り手段を上記濾材表面上接触しない位置
に移すと共に、上記濾材表面上に積層された固形分を清
掃手段により所定時間清掃せしめ連続的に長時間安定し
た濾材の処理能力を維持せしめることにより固形分と液
体分とを分離せしめる時間を短かくできるようにした固
液分離装置及びその濾材清掃方法である。

（発明の実施例） この発明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、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って液体分を除去し、含有
された固型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った。また、この発明の
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
ラスチッ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、この発明の如く硬質のものを用いる場合は、例
えば一体栽型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
といっ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滞積物の掻き取りも十分でなく、
従って長期間の連続運転には耐えられないものであった
が、この発明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１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っても良いが、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、多孔質セラミッ
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。

あるいは不織布や糸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。

しかし、上述の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１ｐｍ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、その他の歪等によっては、！Ｉ
Ｉ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、この不均一な濾材の表面上のケーキの層
が濾材表面積を小さし、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積層されると、上記掻き取り
手段だけでは除去することが難しく、積層されたケーキ
の層の暑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。そこで、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清掃
する手段を設け、上記掻き取りと清掃が交りに実施され
ることにより。

上記固液分子ａ装置は安定した濾過処理能力が長時間維
持されるようになる。

次に、この発明の実施例を図面をもって具体的に説明す
る。

第１図はこの発明の−・実施例を示す側視図である。こ
の図において、ｌは円筒形濾材でその外周面に直径０．
１〜２００ル謬の細孔（痙過孔となる）を有している０
円筒形濾材ｌは軸方向の端面を円板状の側板５Ａ、５Ｂ
で密封されており。

その中心穴内を中空回転軸４が挿通している。

濾材工は連続気孔を有しかつ親木性であるため、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１円筒形濾材ｌ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円筒形濾過体
１の円筒室内に容易に吸引できるようになる。また。

円筒形濾材ｌ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）１
４Ａ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０円筒形濾材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、また第２図に示す
如く濾材ｌの表面上に濾材清掃ブラシ３１と原液の排液
口３０とが長形パイプの同一面上に併設されたブラシ付
原液排液口３が、エアシリンダ３２を介して濾材清掃中
は上記ブラシ３１の先端が濾材１の表面に圧接するよう
にして、また原液排液中は濾材表面より所定の間隔をあ
けるようにして離れて設けられている。ここにおいて濾
過作業中は、原液供給口３２より供給された原液９１が
上記排液口３０より排出されて散布され、吸引されなか
った原液９１が原液槽７内に受収されるようになってい
る。そして、濾材ｌの反対側には濾材１の表面に形成さ
れたケーキ９４を掻き落すための！１１き取り手段とし
てのスクレイバ６が、エアシリンダ６２を介して濾過作
業中はその先端が濾材１の表面に圧接するようにして、
また濾材清掃中は濾材ｌから離れるように設けられてお
り、スクレイパ６の下方には掻き取ったケーキ３２を受
収する容器Ｂ１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８
１が接続されると共に、濾材ｌ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っている。

このような固液分離装置での濾過及び濾材の清掃の概略
を説明すると、濾材１上に排液孔３０より原液９１が供
給されると、吸引ポンプ８１の吸引力によってそのうち
の液成分が円筒形濾材１の円筒室内に吸込まれ、ケー＄
９２が円筒形濾材ｌの外周面に層状に錐積する０円筒形
濾材１内に吸込まれた液成分はパイプ８を経て外部容器
へ排出され、円筒形濾材ｌの外周面に滞積したケーキ８
２は偏向に沿って設けられたスクレイパ６により容器Ｂ
ｌ内に掻き落され、これによっ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θｌが排出され、濾材１の上部表
面に散布される。＃材ｌは自吸能力の高い送液ポンプ、
真空ポンプあるいはエジェクター等の吸引ポンプ８１を
もってパイプ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の駆動によって矢印へ方向
に緩やかに回動されているため、濾材ｌの表面に散布さ
れた原液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、固型分は表面に残留し安定なケーキの層を形
成する。ケーキ９２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ｌの表面はこの部分で更新され
る。ｒＸ液槽７は余剰の原液θｌを受収する槽であり、
円筒形濾材ｌの下部が収容される構造となっており、こ
の部分に原液８１が存在する場合には同様の作用にて吸
引９分離が行なわれる。

なη、原液槽７の底部に自動／ヘルプ（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パ６が
圧着されただけでは濾材１の表面上に１１１層されたケ
ーキ９２は上述したように完全には除去しきれず、特に
上述したように原液８１中の夾雑物の平均粒径がＩ＃Ｌ
ｍ以下のような場合、濾材ｌの表面上にはわずかなケー
キの層が取り残され、＆時間運転を続ける内に成長し、
上述固液分離装置の濾過の処理能力を低減させてしまう
ことになる。そこで、第３図に示すこの発明の要部を示
す外観図と、第４図に示すりイムチャートを用いて、上
記濾材１の表面に積層され、上記スクレイパ６では除去
しきれなかった濾材表面Ｆのケーキ層の清掃方法を説明
する。

第３図において、上述した如く原液８１の濾過中におい
ては、ブラシ付排液口３は、エアシリンダ３２により図
示Ｇ方向に移動され、濾材ｌと接触しない位置に固定さ
れ、原液供給口３３により供給される原液８１は排液口
３０より濾材表面に散布されており、一方、スクレイバ
６はエアシリンダ６２により図示り方向に移動され、そ
の先端面は濾材表面に圧着され、濾材表面に積層された
ケーキＳ２が除去されるようになっている。

ここにおいて、濾材ｌ内は原液の液体分を吸引するため
、吸引ポンプ８１により減圧状態に保たれねばならず、
真空バルブｌＯは閉じられている。そこで、上述したよ
うにスクレイパ６で除去しきれなかったケーキ９２の層
は、濾材表面上において、内部に吸着される力が働いて
おり、その層が徐々に戒長し、上記固液分離装置の処理
ｆ走力が低減すると、固液分薄装はは処理崩力を回復さ
せるための濾過作業が中断され、１！材清掃動作が開始
される。即ち、まず原液８１の供給が止められ、上記濾
材表面に積層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、同時に上記真空バルブｌＯ
が連動して大気開放されることにより濾材ｌの内外の圧
力差はなくなる。そこで、１記スクレーパ６は上記エア
シリンダ６２により図示Ｅ方向に後退され、その先端が
濾材１から離れる。一方、上記ブラシ付排液口３は上記
エアシリンダ３２により図示Ｂ方向に前進され、上記ブ
ラシは濾材ｌの表面に圧接される。上述のような動作中
も、上記濾材１は上記手段により図示Ａ方向に回転を続
けており、上記ブラシが濾材１の表面に圧接されると、
スクレイパ６で除去しきざなかったケーキ層が清掃され
、所定時間上記清掃作業が実施されると、濾材ｌの濾過
処理能力が再現される。そこで、上記真空バルブｌＯが
閉じられ、同時に上記吸引ポンプ８１が連動して作動さ
れると同時に、上記ブラシ付は排液口３は、上記エアシ
リンダ３２により図示Ｃ方向に後退され、濾材表面から
離れ、一方上記スクレイパ６が上記エフシリンダＳ２に
より図示り方向に前進され。

その先端が鑓材工の表面に圧接され、原液旧が供給され
ると、上記濾過作業が再開されることになる。

上述したような濾過作業及び濾材清掃作業が交互に定期
的にかつ自動的に行なわれることにより、常に安定した
濾過処理能力が維持され、上述したような平均粒径が１
ｇｍ以下の夾雑物を含む原液をも長時間安定して濾過で
きる固液分離装置が提供されることになる。

次に実施例に従い、この発明の固液分離装置の実施態様
を具体的に説明する。

実施例： 固液分離装置の円筒形濾材を、この発明による清掃手段
で清掃した場合と清掃しなかった場合について、纏過試
験を行なった結果を表１に示す、濾過原液としてはＧＧ
雲３０００砥粒で構成される湿式砥石を用いたーラッピ
ングマシーンにて、アルミディスクを研磨した祭に生じ
る研磨排液（濃度的２０００ｐｐｍ）を用い、濾材は外
周３００■１φ、内周２４０■厘φ１円筒長３００ｍｍ
φ、のサイズを有する平均気孔径１５ＩＬｒｎフ工ノー
ル多孔質体を用い、濾材回転数は１５ｒ、ｐ、ｍ−で、
吸引ポンプにより濾材内の圧力は３００Ｔｏｒｒに減圧
されている。

／″ 表　　ｌ ／″ （発明の変形例） 上記実施例において、濾材清掃ブラシと原液排液口を同
一部材上に設けたが、それぞれ単独に設けることができ
、その場合上記濾材清掃ブラシだけが上記移動手段を有
していればよいことは、言うまでもない、また上記実施
例での上記ブラシ付は排液口３及びスクレイバ６を移動
するためのエアシリンダ３２．８２の駆動源は、上記吸
引ポンプ８１で兼用することができ、たとえば、吸引ポ
ンプ８１が吸引中はエアシリンダ３２は図示Ｃ方向、エ
アシリンダ６２は図示り方向に移動するように配管し、
清掃時は吸引ポンプ８１が停止され真空バルブ１０が開
放されると、上記エアシリンダはそれぞれ図示Ｂ、Ｅ方
向に移動するようたとえばスプリング等を設けてもよい
。

（発明の効果） この発明の固液分離装置及びその濾材清掃方法によれば
、上述したように濾材表面上に積層されたケーキの騒き
取りと、騒き取りだけでは除去しきれなかったケーキの
清掃が交互に実施されるため、癩材が定期的に再生され
、安定した濾過処理能力が長時間維持できることにより
、ｒＸ液の処理時間が短縮されるのみならず、多くの濾
過原液から洗浄な濾過液が低コストで、尚且つ大量の処
理量に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、、　　　　　　　　　　１機で使用
される油の濾過等の単位操作が問題１人 となっているが、この発明の固液分離装置の濾材清掃方
法を利用することにより固液分離装置及び濾過に要する
コストの大幅低減を実現し得るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す側視図、第２図はこ
の発明の排液口と濾材清掃部の要部を示す断面図、第３
図はこの発明の清掃方法を説明するための要部を示す斜
視図、第４図はこの発明の動作方法を示すタイムチャー
トである。 ｌ・・・濾材、３・・・ブラシ付排液口、６・・・スク
レイパ、７・・・原液槽、８・・・吸引パイプ、１０・
・・真空パルプ、３０・・・排液口、３１・・・濾材清
掃ブラシ、３２．８２・・・エアシリンダ。 出願人代理人　　安　形　雄　三 第１回 第２閃 某　３　回

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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転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
   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
   濾材の内部に吸収されることにより、前記濾材の表面に
   層状に滞積された固形分を前記濾材の側面部に沿って掻
   き取る掻き取り手段と、この掻き取り手段で除去しきれ
   なかった前記濾材の表面上の前記固形分を除去するため
   に、前記減圧状態を解除 し、前記掻き取り手段を前記濾材に接触しない位置に移
   すと共に、前記濾材表面上の前記固形分を濾材の側面部
   に沿って清掃する清掃手段とを具備していることを特徴
   とする固液分離装置。
2. （２）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、
   減圧手段によりその内部を減圧状態に保ちつつ前記濾材
   を回転させ、その表面に前記夾雑物を含む前記固液混合
   流体を散布し、圧力差により液体分を吸引除去すること
   によって前記固形分を前記濾材表面に層状に滞積せしめ
   、側面部に沿って設けた掻き取り手段によって滞積層を
   掻き取ることで前記固形分及び前記液体分を分離せしめ
   、さらに定期的に前記減圧状態を解除し、前記掻き取り
   手段を前記濾材表面と接触しない位置に移すと共に、前
   記濾材表面上に積層された固形分を前記清掃手段により
   所定時間清掃させ、前記掻き取り手段による前記固形分
   の掻き取りと、前記清掃手段による清掃とを交互に行な
   うことにより前記濾材の処理能力を維持させることを特
   徴とする固液分離装置の濾材清掃方法。