JP2000237929A - 逆流洗浄機能を具備した濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタの交換を不要とする。 【解決手段】 筒状の多孔質セラミックフィルタ２で内
外槽に区画形成した濾過タンクと、濾過済み切削液の貯
溜タンクとを設け、該貯溜タンクと濾過タンクの内槽を
連通し、使用済み切削液槽からの切削液を濾過時にのみ
圧入させる手段を濾過タンクの外槽に接続すると共に、
貯溜タンクから越流する余剰切削液を濾過時にのみ濾過
済み切削液槽へ流出させる手段を貯溜タンクに接続し、
圧縮空気を逆流洗浄時にのみ供給する手段を貯溜タンク
に接続して、該貯溜タンクに貯溜した切削液を濾過タン
クの内槽に圧入する様に成すと共に、逆流洗浄時にのみ
使用済み切削液槽へ切削液を排出する手段を濾過タンク
の外槽に接続することにより、フィルタ２の恒久的使用
と高精度の濾過を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、旋盤、マシニング
センタ等の工作機械のクーラントタンクに装備される逆
流洗浄機能を具備した濾過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の工作機械において、工作
物の加工時に使用された切削液は、切り屑と共にチップ
コンベヤへ流し込まれ、該コンベヤで機外のクーラント
タンクに搬送される。クーラントタンク内では、仕切り
板によって汚濁槽、越流槽、清浄槽に区画され、上記の
様に、チップコンベヤから搬送された切り屑と切削液
は、先ず汚濁槽に流入し、ここで切削液中の切り屑は沈
殿し、上層の切削液はオーバーフローにより越流液槽に
流入することで分離される。越流槽内の切削液には、未
分離の切り屑が浮遊しており、この切削液を越流槽内に
設置した濾過装置で切り屑と分離し、濾過された切削液
は清浄槽に貯留され、切削液供給装置によって工作機械
の切削液として再使用される。濾過装置は、越流槽内に
横臥状に設置した金網状のドラムを回転させ、該ドラム
の外側から内側へ切削液が流入することで切り屑と分離
する様に構成され、又ドラム内部には、清浄槽の切削液
を噴出してドラムの外側に付着した切り屑を定期的に除
去する逆流洗浄機能を装備して、ドラムの目詰まりを防
止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クーラ
ントタンクは、できるだけコンパクトに設計されてお
り、逆流洗浄時には清浄槽内の切削液をドラムに大量に
吹き付ける必要があるため、工作機械への切削液の充分
な供給ができず、この場合、工作機械の運転を中止する
必要があり、作業効率を低減させていた。又、上記濾過
装置では、金網状のドラムを使用しているため、その目
が粗く、濾過が充分に出来ないことから、これに代えて
ぺーパーフィルタを装備した濾過装置を採用する工作機
械も見受けられる。この濾過装置は、越流槽からポンプ
で外部へ汲み上げた切削液をペーパーフィルタで濾過
し、濾過した切削液を清浄槽へ流出しており、このフィ
ルタが目詰まりした場合、フィルタを頻繁に交換せねば
ならず、その作業が甚だ面倒で手間を要し、又不用とな
ったフィルタは、産業廃棄物として処理せねばならない
ので、フィルタのランニングコストを高騰させる課題を
有していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
み、筒状の多孔質セラミックフィルタで内外槽に区画形
成した濾過タンクと、濾過済み切削液の貯溜タンクとを
設け、該貯溜タンクと濾過タンクの内槽を連通し、使用
済み切削液槽からの切削液を濾過時にのみ圧入させる手
段を濾過タンクの外槽に接続すると共に、貯溜タンクか
ら越流する余剰切削液を濾過時にのみ濾過済み切削液槽
へ流出させる手段を貯溜タンクに接続し、圧縮空気を逆
流洗浄時にのみ供給する手段を貯溜タンクに接続して、
該貯溜タンクに貯溜した切削液を濾過タンクの内槽に圧
入する様に成すと共に、逆流洗浄時にのみ使用済み切削
液槽へ切削液を排出する手段を濾過タンクの外槽に接続
することにより、フィルタの恒久的使用と高精度の濾過
を可能とすると共に、クーラントタンクの外部で逆流洗
浄に必要な切削液を貯留して、工作機械の運転を中止せ
ずに逆流洗浄を可能とする様にして、上記課題を解決す
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図面に基
づいて説明する。１は工作機械のクーラントタンクＣＴ
に装備された濾過装置の本体であり、該本体１は、円筒
状の多孔質セラミックフィルタ２で内外槽３、４に区画
形成した濾過タンク５と、連通口６を設けた筒状体７で
内外槽８、９に区画形成した濾過済み切削液Ｃの貯溜タ
ンク10とから成る。

【０００６】濾過タンク５及び貯溜タンク10は、同一容
積を有する円筒状のケーシング11の上下口の夫々に上蓋
12と下蓋13をリングパッキン14で以て気密状に接合して
いる。上蓋12は、内槽３、８と外槽２、９の夫々と外部
に連通する直角な流路15、16を設けている。流路15は、
上蓋12の底部の中心軸線上に設けた内槽連通口17と、上
蓋12の一側部に設けた配管接合口18とを連通して成り、
上蓋12の底部において、内槽連通口17の周囲には上記フ
ィルタ２の上端部を嵌合支持する環状の支持溝19を設
け、又上蓋12の上部の中心部位には流路15に連通した貫
通孔20を設けている。流路16は、上蓋12の底部におい
て、上記内槽接合口17に隣接配置した外槽連通口21と、
上蓋12の他側部（上記配管接合口18と左右対称部位）に
設けた別途配管接合口22とを連通して成り、上蓋12の上
部において、外槽連通口21との対称部位には、流路16に
連通した別途配管接合口23を設けている。

【０００７】下蓋13には、その中心にねじ孔24を設ける
と共に、該ねじ孔24の上方には、上記フィルタ２又は筒
状体７を載置する円盤状の底板25を配置し、該底板25
は、下蓋13の内側周縁より上方突設した複数の脚部26で
支持されている。底板25の中心には、軸棒27を上方垂直
に立設し、該軸棒27は、その先端に設けた雄ねじ部28が
上蓋12の貫通孔20を貫通突出し、該上蓋12上で雄ねじ部
28をロックナット29により締結することで、上蓋12と下
蓋13間にケーシング11を、支持溝19と底板25間にフィル
タ２又は筒状体７の夫々を挟着一体化している。そし
て、濾過タンク５では、ケーシング11内をフィルタ２で
区画された内外槽３、４を流路15、16の夫々に連通して
いる。又、貯溜タンク10では、ケーシング11内を筒状体
７で区画された内外槽８、９を流路15、16の夫々に連通
すると共に、筒状体７の側壁下部に設けた連通口６によ
り、内外槽８、９を連通し、又下蓋13のねじ孔24に閉塞
キャップ30を気密状に螺着している。尚、上蓋12は、ロ
ックナット29との間に介在したリングパッキン31により
貫通孔20を気密閉塞し、又フィルタ２又は筒状体７の上
下端部と、支持溝19及び底板25との間をリングパッキン
32で以てシールしている。又、濾過タンク５において、
フィルタ２の上方部位に対応した軸棒27の上方部位に
は、フィルタ２の内径と最外径が略合致した樽形コイル
バネ33を外嵌固定し、濾過タンク５の組立時において、
底板25に立設したフィルタ２が、樽形コイルバネ33によ
って軸棒27の同心円上に配置される様に位置決めし、ケ
ーシング11への上蓋12の被冠に際し、支持溝19にフィル
タ２の上端部が容易に対応する様にしている。

【０００８】濾過タンク５と貯溜タンク10は、夫々の流
路15の配管接合口18にニップル34を気密状に螺着し、各
タンク５、10の内槽３、８同志を配管接続している。
又、濾過タンク５の流路16の配管接合口22には、別途ニ
ップル35を介して濾過タンク５からの逆流を防止する逆
止弁36を接続している。逆止弁36は、一連の配管経路を
介してクーラント用のポンプ37の吐出側に配管接続して
いる。又、濾過タンク５において、流路16に連通した配
管接合口23には、圧力計38の計測部を気密状に螺着し
て、これを外槽４に接続し、外槽４の圧力を確認する様
に成している。ポンプ37の吸い込み側は、クーラントタ
ンクＣＴを仕切板で区画形成した使用済み切削液槽ＤＣ
Ｔ（以下、汚泥槽ＤＣＴと称する。）に配管接続してい
る。又、濾過タンク５の底部（下蓋）13に設けた外槽４
の排出口（ねじ孔）24を電磁弁、電動弁等のバルブ39を
介して汚泥槽ＤＣＴに配管接続している。

【０００９】又、貯溜タンク10の流路16の配管接合口22
には、別途ニップル35ａを介して電磁弁、電動弁等の別
途バルブ40を接続し、該バルブ40は、一連の配管経路を
介してクーラントタンクＣＴを仕切板で区画形成した濾
過済み切削液槽ＣＣＴ（以下、清浄槽ＣＣＴと称す
る。）に配管接続している。又、貯溜タンク10におい
て、流路16に連通した配管接合口23には、電磁弁、電動
弁等の別途バルブ41を接続し、該バルブ41は一連の配管
経路を介してエアーコンプレッサー等の圧縮空気供給源
ＡＰに配管接続している。ここで、圧縮空気供給源ＡＰ
に接続したバルブ41は、貯溜タンク10からの逆流を防止
する逆止弁と成しても良い。尚、本実施例において、濾
過タンク５と貯溜タンク10は、同一容積のものを示した
が、濾過タンク５より貯溜タンク10を容積大と成しても
良い。

【００１０】次に、他の実施例を図５〜７に基づき説明
する。この濾過装置は、本体１を変形したものであり、
上記と同一又は相当部分には同じ符号を付し、説明は省
略する。この本体１は、略円筒状の密閉タンク42内を上
層と下層に区画形成して、上層を濾過済み切削液Ｃの貯
溜タンク10と成し、下層内をフィルタ２で内外槽３、４
に区画形成して濾過タンク５と成し、該濾過タンク５の
内槽３を貯溜タンク10に連通している。密閉タンク42の
上口外周縁にはフランジ43を突設し、該フランジ43に円
板状の密閉蓋44を載置し、これをフランジ43にボルト締
めしており、密閉蓋44において、フランジ43との接合部
位に刻設した円形溝にＯリング45を配して、密閉タンク
42の上口を気密閉塞している。

【００１１】又、密閉タンク42において、フランジ43下
部の上部側壁には、左右対称部位に配管接合口22、23を
突設し、該配管接合口22、23にバルブ40、41の夫々を接
続し、一方のバルブ40を清浄槽ＣＣＴに配管接続し、他
方のバルブ41を圧縮空気供給源ＡＰに配管接続してい
る。尚、バルブ41は、上記と同様な逆止弁と成しても良
い。又、密閉タンク42内において、上記配管接合口22、
23の下方には、有底筒状の容器46を配置して成り、該容
器46は、その上方開口部の外周縁に鍔部47を突設し、該
鍔部47を密閉タンク42の内壁に設けた環状の凸部48上に
係合載置し、密閉タンク42内を貯溜タンク10と濾過タン
ク５に気密状に区画している。又、鍔部47において、凸
部48との接合部位に刻設した円形溝にＯリング49を配
し、鍔部47を凸部48にボルトで固定している。尚、貯溜
タンク10の容積は、濾過タンク５の容積より同一又はそ
れ以上と成している。又、50は密閉タンク42の下方側部
に設けたタンク自立用の三脚であり、51は密閉蓋44上に
設けた把手、52は容器46の鍔部47上に設けた把手であ
る。

【００１２】容器46の底部には、複数（図示例では６
個）の内槽連通口17を貫設し、その周囲に設けた支持溝
19にフィルタ２の上端部を嵌合支持している。又、容器
46の底部中心には軸棒27を垂下形成し、該軸棒27の下端
に設けた雄ねじ部28で底板25の中心を貫通して、ロック
ナット29にて雄ねじ部28を締結することにより、容器46
と底板25間にフィルタ２を挟着している。

【００１３】底板25は、その上面に各フィルタ２を位置
決め載置する円形凹部53を設け、該円形凹部53上には、
円形パッキン54、金属製の円形プレート55を上から順に
積層している。そして、円形凹部53の中心に底板25下面
より貫通螺入したアジャストボルト56により、これの上
端に当接する円形プレート55を上下位置調節し、各フィ
ルタ２の微妙に異なる長さに応じ、フィルタ２の夫々が
底板25と容器46底面間に確実に挟着される様に成してい
る。尚、底板25には複数の流通口57を貫設し、底板25側
からの切削液Ｃの流動性をも図っている。

【００１４】又、濾過タンク５に対応した密閉タンク42
の下方側壁には、配管接合口22を突設し、該配管接合口
22に逆止弁36を接続し、該逆止弁36をポンプ37を介して
汚泥槽ＤＣＴに配管接続している。又、濾過タンク５
（密閉タンク42）の底部13中央には、外槽４の排出口24
を下方垂直に突設し、該排出口24にバルブ39を接続し、
該バルブ39を汚泥槽ＤＣＴに配管接続している。又、圧
力計38は、その計測部が濾過タンク５の外槽４に配する
様に、密閉タンク42の下方側壁の外方に取付けられてい
る。尚、本実施例においては、複数個（図示例では６
個）のフィルタ２を使用したものを示したが、このフィ
ルタ２と同等の濾過性能を有するものであれば、大型の
１つのフィルタ２を使用しても良い。

【００１５】次に本発明に係る逆流洗浄機能を具備した
濾過装置の作用について図４及び図６に基づき説明す
る。図において、濾過時の流体の流れを実線の矢印で示
し、逆流洗浄時の流体の流れを破線の矢印で示す。先
ず、濾過する場合について説明する。かかる状態では、
バルブ39、41を閉弁、バルブ40を開弁している。そし
て、ポンプ37を運転することにより、汚泥槽ＤＣＴ内の
使用済み切削液Ｃが逆止弁36を経て濾過タンク５の外槽
４に圧入される。ポンプ37の圧力により、外槽４の切削
液Ｃは、フィルタ２内に圧入し、濾過される。この時、
フィルタ２の外槽４側の表面には、切削液Ｃ中の切り屑
が付着し、清浄な切削液Ｃが内槽３に流入する。そし
て、図４に示す装置では、内槽３の清浄な切削液Ｃは、
ニップル34を経て貯溜タンク10の内槽８へ流入すると共
に、連通口６を通じて外槽９へも流入する。又、図６に
示す装置では、内槽３の清浄な切削液Ｃは、内槽連通口
17を通して貯溜タンク10内に流入する。そして、貯溜タ
ンク10が切削液Ｃで満たされると、貯溜タンク10から越
流（オーバーフロー）する余剰切削液Ｃがバルブ40を経
て清浄槽ＣＣＴへ流出する。尚、バルブ41が逆止弁の場
合、切削液Ｃは圧縮供給源ＡＰ側へ逆流しない。

【００１６】上記濾過中において、フィルタ２の外槽４
側の表面に切り屑が大量に付着し、フィルタ２の濾過機
能が低下すると、切削液Ｃのフィルタ２への浸透量が減
少し、外槽４内の圧力が正常値より上昇する。かかる状
態を圧力計38で確認し、この時点でフィルタ２を清浄な
切削液Ｃで逆流洗浄する。この洗浄に際しては、先ずポ
ンプ37を停止する。次いで、バルブ39、41を開弁、バル
ブ40を閉弁すると共に、圧縮空気供給源ＡＰを運転する
ことにより、圧縮空気がバルブ41を経て、図４に示す装
置では、貯溜タンク10内の外槽９へ流入し、又図６に示
す装置では、貯溜タンク10内に流入する。尚、バルブ41
が逆止弁の場合は、自動的に圧縮空気が貯溜タンク10内
に流入する。そして、圧縮空気の流入により貯溜タンク
10内の圧力が増大し、貯溜タンク10に貯溜した清浄な切
削液Ｃが、図４に示す装置では、外槽９、連通口６、及
び内槽８を経て、又図６に示す装置では、貯溜タンク10
及び内槽連通口17を経て、濾過タンク５の内槽３に圧入
される。これにより、この圧力流体（切削液）Ｃがフィ
ルタ２の内槽３側から外槽４側へ圧入され、フィルタ２
の外槽４側の表面に付着した切り屑を噴き出し、フィル
タ２を洗浄する。濾過タンク５の外槽４内に噴き出され
た切り屑は切削液Ｃと共に、排出口24からバルブ39を経
て汚泥槽ＤＣＴへ排出される。尚、この時、切り屑を含
む切削液Ｃは、逆止弁36によってポンプ37側へ逆流しな
い。

【００１７】

【発明の効果】要するに本発明は、濾過タンク５を内外
槽３、４に区画形成した筒状のフィルタ２が多孔質セラ
ミックから成るので、従来の金網状のドラムに比し濾過
精度を飛躍的に向上させることが出来、又濾過により表
面に付着した切り屑でフィルタ２が目詰まりしても、従
来のペーパーフィルタに比し逆流洗浄が可能な強度を有
するため、フィルタ２の交換が不要で、恒久的な使用が
可能と成り、従来の様な産業廃棄物の処理問題を解消
し、フィルタ２のランニングコストを大幅に低減でき
る。又、濾過タンク５の内槽３と濾過済み切削液Ｃの貯
溜タンク10とを連通したので、逆流洗浄で要する切削液
Ｃを清浄槽ＣＣＴ外部に貯溜でき、例え清浄槽ＣＣＴが
工作機械でのみ使用される分量しか貯溜できなくとも、
逆流洗浄時に工作機械の運転を中止する必要がなく、そ
の運転中にフィルタ２の濾過機能を再生するに充分な量
の切削液Ｃで以てフィルタ２を逆流洗浄でき、よって工
作機械による効率的な加工作業が可能と成る。又、汚泥
槽ＤＣＴからの切削液Ｃを濾過時にのみ圧入させる手段
（逆止弁36及びポンプ37）を濾過タンク５の外槽４に接
続することにより、切り屑を含んだ切削液Ｃを外槽４か
らフィルタ２へ圧入して濾過でき、切り屑とこれを含ま
ない清浄な切削液Ｃとを分離できると共に、この切削液
Ｃを貯溜タンク10へ流入できる。又、貯溜タンク10から
越流する余剰切削液Ｃを濾過時にのみ清浄槽ＣＣＴへ流
出させる手段（バルブ40）を貯溜タンク10に接続したの
で、貯溜タンク10内に逆流洗浄に必要量の切削液Ｃを貯
溜できると共に、余剰切削液Ｃを清浄槽ＣＣＴへ供給し
てこの切削液Ｃを工作機械で再利用できる。又、圧縮空
気を逆流洗浄時にのみ供給する手段（圧縮空気供給源Ａ
Ｐ）を貯溜タンク10に接続したので、過剰な切削液Ｃを
利用することなく、貯溜タンク10に貯溜された逆流洗浄
に必要な分量の切削液Ｃのみで以てフィルタ２を逆流洗
浄できると共に、その切削液Ｃを濾過タンク５の内槽３
に圧入する様に成すことにより、切削液Ｃの圧力でフィ
ルタ２の外槽４側の表面に付着した切り屑を残らず払拭
でき、フィルタ２の濾過機能を再生できる。又、逆流洗
浄時にのみ汚泥槽ＤＣＴへ切削液Ｃを排出する手段（バ
ルブ39）を濾過タンク５の外槽４に接続したので、洗い
流された切り屑を切削液Ｃと共に外槽４の汚泥槽ＤＣＴ
へ排出することにより、その切削液Ｃが外槽４内に滞留
し、切り屑がフィルタ２に再付着して濾過機能を低下さ
せる様な不具合を防止でき、しかもフィルタ２を洗浄し
た切削液Ｃは廃棄しないため、再度濾過され工作機械で
使用される切削液Ｃとして役立てられ、無駄なく切削液
Ｃを循環できる。

【００１８】又、濾過タンク５の外槽４内を圧力計測す
る圧力計38を濾過タンク５に設けたので、濾過中におい
て、外槽４内の圧力が正常値より上昇したことを確認す
ることにより、フィルタ２の濾過機能が低下し、逆流洗
浄が必要な時期であること容易に把握できる等その実用
的効果甚だ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】濾過装置の使用状態を示す図である。

【図２】濾過装置の要部断面図である。

【図３】分解斜視図である。

【図４】濾過時と逆流洗浄時の流体の流れを示す図であ
る。

【図５】他の実施例を示す要部断面図である。

【図６】濾過時と逆流洗浄時の流体の流れを示す図であ
る。

【図７】分解斜視図である。

【符号の説明】

２ フィルタ ３ 内槽 ４ 外槽 ５ 濾過タンク 10 貯溜タンク 36 逆止弁 37 ポンプ 38 圧力計 39 バルブ 40 バルブ 41 バルブ ＡＰ 圧縮空気供給源 Ｃ 切削液 ＣＣＴ 濾過済み切削液槽 ＤＣＴ 使用済み切削液槽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の多孔質セラミックフィルタで内外
   槽に区画形成した濾過タンクと、濾過済み切削液の貯溜
   タンクとを設け、該貯溜タンクと濾過タンクの内槽を連
   通し、使用済み切削液槽からの切削液を濾過時にのみ圧
   入させる手段を濾過タンクの外槽に接続すると共に、貯
   溜タンクから越流する余剰切削液を濾過時にのみ濾過済
   み切削液槽へ流出させる手段を貯溜タンクに接続し、圧
   縮空気を逆流洗浄時にのみ供給する手段を貯溜タンクに
   接続して、該貯溜タンクに貯溜した切削液を濾過タンク
   の内槽に圧入する様に成すと共に、逆流洗浄時にのみ使
   用済み切削液槽へ切削液を排出する手段を濾過タンクの
   外槽に接続したことを特徴とする逆流洗浄機能を具備し
   た濾過装置。
2. 【請求項２】 濾過タンクの外槽内を圧力計測する圧力
   計を濾過タンクに設けたことを特徴とする請求項１記載
   の逆流洗浄機能を具備した濾過装置。