JPH0127844Y2 - - 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）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
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などが使用され
ていたが、処理能力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つ
た。特に高価な切削油、研磨液等を回収した再利
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つた。

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、上記固液分離
装置においても、夾雑物を多く含む（数千ppm以
上）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数ミクロン（μｍ）以下の場
合において、使用するに従つて、濾材表面に均一
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、濾材表面上に積層さ
れた固形分を掻き取る掻き取り手段の他に、濾材
表面を切削加工することにより処理能力を再生す
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上記濾材を回転させ、その表
面に上記夾雑物を含む上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
つて上記固形分を上記濾材表面に層状に滞積せし
め、側面部に沿つて設けた掻き取り手段によつて
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、上記濾材表面上に滞積され、上記掻き取
り手段で除去できなかつた固形分を切削手段によ
り切削することにより、連続的に長期間安定した
濾材の処理能力を維持させ、上記固液混合流体の
固形分と液体分とを分離する時間を短かくできる
ようにした固液分離装置である。

（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、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
成される層状の滞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厚さが従々に増
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。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
穴内を中空回転軸４が挿通している。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、円筒形濾材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
を円筒形濾機１の円筒室内に容易に吸引できるよ
うになる。また、円筒型濾材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。円筒型濾材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６２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
レイパ６の上方に、濾材表面に積層されたケーキ
３２を切削することにより除去する切削手段９が
設けられ、第２図に示す如く、バイト状の切削刃
９１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−′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に軸支されており、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、−′方向に前後進し、上記架台９５Ａ，
９５Ｂ接触することに設けられたリミツタ９６
Ａ，９６Ｂにより停止するようになつている。ま
た、上記切削刃９１は刃取付台９２において、上
記のようなネジ部とネジ穴とモータにより（図示
せず）、濾材の長手軸と直交する軸Ｙ−Y′軸方向
に前後進するようになつている。

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円筒
形濾材１の円筒室内に吸込まれ、ケーキ３２が円
筒形濾材１の外周面に層状に滞積する。円筒形濾
材１内に吸込まれた液成分はパイプ１８を経て外
部容器へ排出され、円筒形濾材１の外周面に滞積
したケーキ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排液孔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８
１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を形成
する。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３１を受収
する槽であり、円筒形濾材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
イパ６が圧着されただけでは、濾材１の表面上に
積層されたケーキ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、濾材１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１０は閉じられ、切削
刃９１は濾材表面に接しない位置に固定されてい
る。そこで上述しようにスクレイパ６で除去しき
れなかつたケーキ３２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、その層が除々に
成長し、上記固液分離装置の処理能力が低減する
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１０が連動して上記円筒形濾
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、Ｘ−X′軸の一端のリミツトスイツ
チたとえば９６Ｂにて停止していた上記刃９１が
Ｙ−Y′軸方向に沿つて濾材１の表面に接するま
で上記図示していないネジ部により図示Ｙ方向に
所定量前進され、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
表面に積層されたケーキ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、
積層されたケーキ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
面上に積層されたケーキ３２を除去するだけな
ら、上記切削刃９１は濾材表面に接するだけ図示
Ｙ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Ｙ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
材を成形することもできる。

上述のように濾材が再生された固液分離装置
は、上記切削刃が濾材表面から図示Y′方向に後
進し離れると同時に、上記真空バルブ１０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、原液９１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かつ自動的
に行なわれることにより、夾雑物の粒径が細かく
かつ濃度が高い原液についても、連続かつ長期間
安定した固液分離作業ができるようになる。

（考案の効果） この考案の固液分離装置によれば、上述したよ
うに濾材表面上に積層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
の切削除去が交互に実施されるため、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、夾雑物の粒径
が細かく且つ濃度が高い原液についても、連続且
つ長時間安定した濾過処理能力が得られ、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
処理量にて得られることになる。現在研磨廃液の
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斜視
図である。 １……濾材、６……スクレイパ、７……原液
槽、８……吸引パイプ、９……濾材切削手段、１
０……真空バルブ、９１……切削刃、９２……刃
取付台。

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つ
   て掻き取る掻き取り手段と、この掻き取り手段で
   除去しきれなかつた前記濾材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
   濾材表面上の前記固形分を濾材の側面部に沿つて
   切削することにより除去する切削手段とを有する
   ことを特徴とする固液分離装置。