JPH0139805B2 - - Google Patents

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）の掻き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、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（μｍ）以下の場合において、使用
するに従つ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
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
再現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せてしまうため、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の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（μｍ）以下の場合において
も、長期に亘つ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
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、上記掻き取り手段を上記濾材表面と接触
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
する場合は中心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、この発明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、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ムニカ状
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つて具体的
に説明する。 第１図はこの発明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
を有しかつ親和性であるため、原液中の液体分が
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が設けられおり、減圧機構１３
の駆動輪１４との間にベルト１４Ａが巻回されて
おり、減圧機構１３にはモータ１２が連結されて
いる。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１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により供給された原液９
１が上記排液口３０より排出されて散布され、吸
引されなかつた原液９１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９４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、
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１から離れるように設けられてお
り、スクレイパ６の下方には掻き取つたケーキ９
２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。 このような固液分離装置での濾過及びの濾材の
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９２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８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
９２は側面に沿つて設けられたスクレイパ６によ
り容器６１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９１
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９１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９１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９１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９１中の夾
雑物の平均粒径が1μｍ以下のような場合、濾材
１の表面上にはわずかなケーキの層が取り残さ
れ、長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図に示すタイムチヤートを用
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つた濾材表面上のケー
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９１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１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９１は排液口３０より濾材表面に
散布されており、一方、スクレイパ６はエアシリ
ンダ６２により図示Ｄ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９２が除去されるようになつている。ここ
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
かつたケーキ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
の濾過作業が中断され、濾材清掃動作が開始され
る。即ち、まず原液９１の供給が止められ、上記
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１０が連動して大気
開放されることにより濾材１の内材の圧力差はな
くなる。そこで、上記スクレーパ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１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で除去しきさなかつ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１の濾
過処理能力が再現される。そこで、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が上記エアシリンダ６２により図示Ｄ方
向に前進され、その先端が濾材１の表面に圧接さ
れ、原液９１が供給されると、上記濾過作業が再
現されることになる。 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1μｍ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つた場合に
ついて、濾過試験を行なつた結果を表１に示す。
濾過原液としてはGC＃3000砥粒で構成される湿
式砥石を用いたラツピングマシーンにて、アルミ
デイスクを研磨した祭に生じる研磨排液（濃度約
2000ppm）を用い、濾材は外周300mmφ、内周240
mmφ、円筒長300mmφ、のサイズを有する平均気
孔径15μｍフエ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】 （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及びスクレイパ６を移動するための
エアシリンダ３２，６２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Ｄ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
れなかつたケーキの清掃が交互に実施されるた
め、濾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、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、この発明の
固液分離及びそ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斜視図、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ヤートである。 １……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、１
０……真空バルブ、３０……排液口、３１……濾
材清掃ブラシ、３２，６２……エアシリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   面部に沿つ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 連続気孔を有する硬質多孔質体より成る円筒
   形の濾材を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つて前記固形
   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。