JPH0468002B2 - - Google Patents
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- JPH0468002B2 JPH0468002B2 JP61142292A JP14229286A JPH0468002B2 JP H0468002 B2 JPH0468002 B2 JP H0468002B2 JP 61142292 A JP61142292 A JP 61142292A JP 14229286 A JP14229286 A JP 14229286A JP H0468002 B2 JPH0468002 B2 JP H0468002B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は流体から不純物を除去する流体濾過
装置に関するものである。 〔従来の技術〕 従来における流体中の不純物の除去は、流体を
フイルタに向つて圧送し不純物をフイルタによつ
て濾過するフイルタ法や、不純物を遠心力によつ
て円筒壁面に衝突させて沈降させる遠心分離法を
用いて行われている。また、含塵ガスのダスト除
去を行う装置として、相対する電極間に数万ボル
トの直流電圧を印加して放電を生じさせ、この電
極間に送り込まれた気体中の不純物を集塵電極に
捕集する電気集塵法による装置がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記のようなフイルタ法や遠心
分離法による不純物の除去装置では、近時要望さ
れるようになつているコロイド粒子の除去等の精
密濾過を行うことが技術的に困難であり、もしで
きたとしてもコスト的に採算が合わず実用に適し
ないという問題があつた。即ち、近時要求される
濾過精度はダスト1μ以下、油中水分50PPM以下
あるいは排水中油分15PPM以下といつたように
極めて厳しいものとなつてきており、上記フイル
タ法や遠心分離法ではこれに対応できないのであ
る。一方、電気集塵法による装置は1μ以下の粒
子も捕集できる極めて高性能の装置であるが、高
圧電源を用いるために絶縁の確保や防爆仕様によ
り装置が大型化してコストが高くつく上、水系の
流体には使用できないという問題があつた。しか
し、上述したような精度の高い濾過を行うことの
要望は、近時界面活性剤が大量に使われるように
なつてきたことでより大きなものとなつている。 〔発明の目的〕 上述したような極めて高い精度を必要とする濾
過はコロイド濾過の領域であり、こうした濾過を
行うには上述のフイルタ法、遠心分離法等の単な
る物理的手段では到達が難しい。そこで、本発明
は、前記コロイド領域の分子、粒子が誘電、イオ
ンの吸着等で帯電することによりこれら粒子等と
流体との界面に電気二重層によるゼータ電位が発
生し、このゼータ電位により粒子間に生じるクー
ロン力で粒子が反撥しあい流体中に懸濁して沈降
しにくい点に注目し、このゼータ電位を消去し
て、コロイド粒子の凝集粗粒化にともなう沈降ま
たは浮上によりフイルタ通過前に予め比較的粒子
の大きい不純物を除去することによつて、濾過精
度の向上とともにフイルタ負荷の軽減によるフイ
ルタ寿命の延長を実現することができる流体濾過
装置を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明による流体
濾過装置は、円筒型の外筒電極とこの外筒電極の
内部に該外筒電極と同電位に設けたパイプ状の内
部電極との間に、これら内外両電極に対して絶縁
させて荷電電極を配置し、前記内部電極の表面を
誘電体からなるフイルタで覆うとともに、前記外
部電極と荷電電極との間に電圧を印加する電圧源
を設けて、前記外筒電極と荷電電極との間に圧入
した流体を荷電電極と内部電極間に流入させ、か
つ前記フイルタを通過させて外部に流出させるよ
うに構成したものである。 ［作用］ 本発明による流体濾過装置によれば、流体を外
筒電極と荷電電極との間の電界中に通過させるこ
とにより、表面にゼータ電位をもつコロイド粒子
がクーロン力で荷電電極の表面に集められてゼー
タ電位が打ち消される。これによつて、コロイド
粒子が凝集沈降または浮上して比較的粒子の大き
い不純物がフイルタ通過前に除去される。つづい
て、流体を荷電電極と内部電極間に流入させるこ
とにより、残存コロイド粒子が荷電電極と内部電
極との間の電界中で分極して、強いゼータ電位を
発生するフイルタの表面にクーロン力で引き寄せ
られて吸着され、フイルタ表面に不純物によるケ
ーキ層を形成し、そのケーキ層により高い精度の
濾過性能が発揮されることになる。 〔実施例〕 以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳細
に説明する。 第１図〜第３図は本発明による流体濾過装置の
基本原理を示しており、図中１は両端を閉塞した
円筒状の荷電電極であつて、この荷電電極１の上
部には処理室２に通じる流入口３と通電孔４が、
また底部には電極支持孔５とドレン抜き孔６がそ
れぞれ開設されている。７は荷電電極１の中心部
に設けられたパイプ状の内部電極であつて、この
内部電極７は通路８が軸方向に貫通し且つ周壁に
は通水孔９が多数穿設されている。また、この内
部外極７は表面が誘電体でなるフイルタ１０によ
つて覆われており、且つ一端が絶縁碍子１１を介
して流出口１２に接続されている。１３は電源装
置である。 これら各構成部分は、荷電電極１の処理室２内
へ、内部電極７を電極支持孔５から挿入してその
絶縁碍子１１部分を電極支持孔５に支持固定させ
て流出口１２を荷電電極１の外へ臨出する状態に
結合され、また、電源装置１３の一方の端子は荷
電電極１へ、他方の端子は通電孔４に支持された
導入碍子１４を通つて内部電極７にそれぞれ結線
されている。 この装置は、第２図に示すように未処理液タン
クT1からポンプＰを介して流入口３に配管され、
他方、流出口１２は清浄タンクT2へ配管されて
いる。 次に、上記第１図〜第３図に示した装置による
基本的な濾過過程を説明する。 荷電電極１と内部電極７の間に電源装置１３が
供給する電圧を印加してフイルタ１０を電界中に
置くと、誘電体でなるフイルタ１０は電界の方向
に分極し、その表面には強いゼータ電位が発生す
る。したがつて、流入口３から処理室２内へ流体
を圧入すると、流体中の帯電したコロイド粒子は
前記フイルタ１０表面に発生したゼータ電位にク
ーロン力で引かれフイルタ１０表面に吸着する。
この吸着によつてフイルタ１０表面と同電位とな
つたコロイド粒子はゼータ電位を失いフアンデル
フアールス力により凝集し、フイルタ１０表面に
凝集体によるケーク層を形成する。このケーク層
を形成するコロイド粒子の凝集は、フイルタ１０
の目の周囲になされてこのフイルタ１０の目を小
さくするため、このケーク層はフイルタ１０が本
来持つ濾過精度よりも遥かに高い濾過精度をもつ
て不純物の通過を阻止する。しかもフイルタ１０
は分極しているため、コロイド粒子は必ずフイル
タ１０の表面に凝集して内部へ入り込むことがな
く、フイルタ１０が目詰り起こすこともなくなる
のである。 電源装置１３から供給される電圧は、流体が気
体の場合、1000〜3000V／cmの直流電圧、非水系
の液体の場合、10〜200V／cmの交流電圧、交流
と直流の重量電圧または直流電圧、または水系の
液体の場合、１〜20V／cmの交流電圧または交流
と直流の重畳電圧が好適に用いられる。但し、こ
のような電圧の種類の選択及び電圧値の選択は、
流体に固有の電気抵抗によつて適宜決定されるも
のであり、望ましくは実験的に選択されるのが適
切である。したがつて、電圧の種類及び電圧値は
必ずしも前記に示したものに限定されるわけでは
ない。しかしながら、流体の水系の場合、直流荷
電は電解による電極の電蝕あるいは水素、酸素の
発生による危険を伴うので交流又は交直重畳の電
圧が望ましい。 尚、交流の場合はサイクル変動に応じた流体の
激しい攪拌が行われ、ゼータ電位が攪拌によつて
消滅し、コロイドの凝集が起るものと推定され
る。その他交流の極性効果によつて発生する直流
分による荷電効果、あるいは双方の相乗効果も凝
集の原因と考えられる。 この他、流体の流速は、流体の粘度に応じて決
定される。 第４図〜第６図は、本発明による流体濾過装置
の第１実施例を示している。 図中１は両端開放の円筒状荷電電極である。７
は荷電電極の１の中心に設けられたパイプ状内部
電極であつて、通路８が軸方向に貫通している。
また、１５は前記荷電電極１及び内部電極７を収
納した処理室２を有する両端閉塞の円筒状外筒電
極であつて、この外筒電極１５は保護絶縁碍子１
６を介して前記荷電電極１を同心上に支持してい
る。この外筒電極１５の側面上部には処理室２に
通じる流入口３と通電孔４が、また底部には電極
支持孔５とドレン抜き孔６がそれぞれ開設されて
いる。そして、電極支持孔５からは前記内部電極
７が外部へと突出しており、そして内部電極７は
この突出部先端に流出口１２を開設している。外
筒電極１５と内部電極７は前記電極支持孔５にお
いて接触しており、よつてこれら外筒電極１５と
内部電極７は常に同電位にある。また、内部電極
７の表面は荷電電極１と相対する部分が誘電体で
なるフイルタ１０で覆われており、このフイルタ
１０の一端は内部電極７に鍔状に形成された支持
突片１７に支持され、他端は内部電極７の上端と
間隔を開けて設けられる絶縁碍子１８を介して外
筒電極１５の上面１５ａに支持されている。１３
は電源装置である。 以上のような構成により、本装置において流入
口３から圧入された流体は、外筒電極１５と荷電
電極１の間を通つて下方へ進み、次いでフイルタ
１０を通過して内部電極７の上端から通路８内に
入り流出口１２から流出する流路が形成されてい
る。 次に動作を説明する。本装置においては流入口
３から圧入された流体はまず外筒電極１５と荷電
電極１の間の電界中を通過する。したがつて、表
面にゼータ電位を持つコロイド粒子はクーロン力
で荷電電極１の表面に集まり、ここでゼータ電位
を打ち消される。ゼータ電位が打ち消されたコロ
イド粒子間に働く力はフアンデフアールス力だけ
であるので、この分子間引力により粒子は凝集し
粗粒化する。粗粒化したコロイド粒子は流体より
比重が大きい場合沈降分離する。このように沈降
する例として気体中の微粒子や油中の水分や微粒
子あるいは水中のSS分等がある。また、粗粒化
されたコロイド粒子は流体より比重が小さい場合
浮上分離し、このような例としては水の中の油分
が挙げられる。この外に流体が水系の場合には電
圧の印加による水の電気分解によつて発生する金
属イオンがコロイド粒子のゼータ電位を消してコ
ロイドを凝集したり、活性な金属水酸化物がコロ
イドを包んで共に凝集するなどが相乗されると考
えられる。 一方、凝集沈降出来なかつた残存コロイド粒子
はフイルタ流路に沿つて、フイルタ１０表面に集
まるが、このフイルタ１０の表面には荷電電極１
と内部電極７の間に印加した電圧により生じた電
界によりゼータ電位が発生しており、前述した第
１図〜第３図の基本原理に説明した場合と全く同
様にしてフイルタ１０の表面にケーク層を形成す
る。 以上のように本実施例装置では流体を電界中に
おいたフイルタ１０に通す前に、外筒電極１５と
荷電電極１の間でコロイド粒子の持つゼータ電位
を消去してコロイド粒子を凝集沈降もしくは浮上
させるようにしており、比較的粒子の大きい不純
物をフイルタ１０通過前に除去することができ
る。したがつてフイルタ１０の負荷が軽減され、
その寿命が延長される。また少ない濾過回数で良
好な濾過精度を得ることにも寄与できる。 尚、荷電電極１と内部電極７あるいは外筒電極
１５間に印加する電圧の種類及び電圧値、あるい
は流体の速度等については上述の基本原理に説明
した場合と同様である。 第７図及び第８図は、流入口３を処理室２の上
方で且つ外筒電極１５の内周の接線方向から流体
が流入するように配置するとともに、外筒電極１
５と荷電電極１の間にグラスウール等の誘電体１
９を介在させた本発明の第２実施例を示してい
る。この第２実施例は基本的には前記第１実施例
と同一のものであり、円筒状の荷電電極１と、こ
の荷電電極１の中心部に設けられた内部電極７、
及びこれら荷電電極１と内部電極７を収納し且つ
内部電極７と同電位の外筒電極１５とを具備して
おり、内部電極７の表面は誘電体でなるフイルタ
１０で覆われている。 本実施例装置は上述したように、流入口３が処
理室２の上方で且つ外筒電極１５の内周の接線方
向から流体が流入するように設けられている。し
たがつて流体は螺旋状に旋回しながら処理室２へ
流入し外筒電極１５と荷電電極１の間にムラなく
送り込まれ、コロイド粒子をクーロン力で引きつ
ける際に、荷電電極１の表面を効率良く使用する
ことができる。 また、本実施例では外筒電極１５と荷電電極７
の間にグラスウール等の誘電体１９を介在させた
ことにより、前記外筒電極１５と荷電電極７間に
印加した電圧で前記誘電体１９が分極し、この間
に多数の電極が介在したのと同等の効果を得るこ
とができる。したがつて、外筒電極１５と荷電電
極７間におけるコロイド粒子の凝集をさらに効率
良く行うことができ、しいてはフイルタ１０の濾
過精度及び寿命をより良好なものとすることがで
きる。 また、本実施例では外筒電極１５と内部電極７
を傾斜壁２０で接続しており、この傾斜壁２０と
外筒電極１５の底面１５ｂの間に処理室２と隔離
された清浄液集合室２１が形成されている。そし
て、ドレン抜き孔６は処理室２の最深部、即ち傾
斜壁２０の最下端部近傍の外筒電極１５側壁に設
けられ、流出口１２は外筒電極１５の底面に設け
られている。したがつて、処理室２において沈降
した不純物はドレン抜き孔６から効率良く排出さ
れる。 尚、図中２２は、フイルタ１０の上昇流による
せりあがりを押える絶縁プレートであつて、処理
室２の天内面間に介在させたスプリング２３によ
り押付けられている。 第９図及び第１０図は円筒状の荷電電極１の内
部に多数の内部電極７を設けた本発明の第３実施
例を示している。この第３実施例は前述した第２
実施例の装置を大型化したもので、流入口３を接
線方向二個所とすると共に荷電電極１の内周面に
沿つて、フイルタ１０で被覆された内部電極７を
多数（図面では八個）を立設支持させた構成であ
り、他の構成部分は前記実施例と同じとなつてい
る。このようにフイルタ１０で被覆された多数の
内部電極１５を設けることにより、処理能力の向
上を図ることができる。 以上の実施例の説明したような流体濾過装置
は、空気、ガスなどの気体中からの微粒子の除
去、非水系の潤滑油、加工油、洗浄油等の脱水や
微粒子の除去、水系の純水、排水、飲料水、潤滑
液、加工液、洗浄液等の油分や微粒子の除去等に
用いられる。 次に上記において第１実施例として説明した本
発明による流体濾過装置の試作機を用いた実験デ
ータを示す。 ａ 窒素ガス中の微粒子の除去 濾過条件 ガス流量0.5m2／Hr、荷電圧5000VDC／３
cm、資料微粒子0.1〜1μダスト フイルタ公称１ミクロン パス回数１
装置に関するものである。 〔従来の技術〕 従来における流体中の不純物の除去は、流体を
フイルタに向つて圧送し不純物をフイルタによつ
て濾過するフイルタ法や、不純物を遠心力によつ
て円筒壁面に衝突させて沈降させる遠心分離法を
用いて行われている。また、含塵ガスのダスト除
去を行う装置として、相対する電極間に数万ボル
トの直流電圧を印加して放電を生じさせ、この電
極間に送り込まれた気体中の不純物を集塵電極に
捕集する電気集塵法による装置がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記のようなフイルタ法や遠心
分離法による不純物の除去装置では、近時要望さ
れるようになつているコロイド粒子の除去等の精
密濾過を行うことが技術的に困難であり、もしで
きたとしてもコスト的に採算が合わず実用に適し
ないという問題があつた。即ち、近時要求される
濾過精度はダスト1μ以下、油中水分50PPM以下
あるいは排水中油分15PPM以下といつたように
極めて厳しいものとなつてきており、上記フイル
タ法や遠心分離法ではこれに対応できないのであ
る。一方、電気集塵法による装置は1μ以下の粒
子も捕集できる極めて高性能の装置であるが、高
圧電源を用いるために絶縁の確保や防爆仕様によ
り装置が大型化してコストが高くつく上、水系の
流体には使用できないという問題があつた。しか
し、上述したような精度の高い濾過を行うことの
要望は、近時界面活性剤が大量に使われるように
なつてきたことでより大きなものとなつている。 〔発明の目的〕 上述したような極めて高い精度を必要とする濾
過はコロイド濾過の領域であり、こうした濾過を
行うには上述のフイルタ法、遠心分離法等の単な
る物理的手段では到達が難しい。そこで、本発明
は、前記コロイド領域の分子、粒子が誘電、イオ
ンの吸着等で帯電することによりこれら粒子等と
流体との界面に電気二重層によるゼータ電位が発
生し、このゼータ電位により粒子間に生じるクー
ロン力で粒子が反撥しあい流体中に懸濁して沈降
しにくい点に注目し、このゼータ電位を消去し
て、コロイド粒子の凝集粗粒化にともなう沈降ま
たは浮上によりフイルタ通過前に予め比較的粒子
の大きい不純物を除去することによつて、濾過精
度の向上とともにフイルタ負荷の軽減によるフイ
ルタ寿命の延長を実現することができる流体濾過
装置を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明による流体
濾過装置は、円筒型の外筒電極とこの外筒電極の
内部に該外筒電極と同電位に設けたパイプ状の内
部電極との間に、これら内外両電極に対して絶縁
させて荷電電極を配置し、前記内部電極の表面を
誘電体からなるフイルタで覆うとともに、前記外
部電極と荷電電極との間に電圧を印加する電圧源
を設けて、前記外筒電極と荷電電極との間に圧入
した流体を荷電電極と内部電極間に流入させ、か
つ前記フイルタを通過させて外部に流出させるよ
うに構成したものである。 ［作用］ 本発明による流体濾過装置によれば、流体を外
筒電極と荷電電極との間の電界中に通過させるこ
とにより、表面にゼータ電位をもつコロイド粒子
がクーロン力で荷電電極の表面に集められてゼー
タ電位が打ち消される。これによつて、コロイド
粒子が凝集沈降または浮上して比較的粒子の大き
い不純物がフイルタ通過前に除去される。つづい
て、流体を荷電電極と内部電極間に流入させるこ
とにより、残存コロイド粒子が荷電電極と内部電
極との間の電界中で分極して、強いゼータ電位を
発生するフイルタの表面にクーロン力で引き寄せ
られて吸着され、フイルタ表面に不純物によるケ
ーキ層を形成し、そのケーキ層により高い精度の
濾過性能が発揮されることになる。 〔実施例〕 以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳細
に説明する。 第１図〜第３図は本発明による流体濾過装置の
基本原理を示しており、図中１は両端を閉塞した
円筒状の荷電電極であつて、この荷電電極１の上
部には処理室２に通じる流入口３と通電孔４が、
また底部には電極支持孔５とドレン抜き孔６がそ
れぞれ開設されている。７は荷電電極１の中心部
に設けられたパイプ状の内部電極であつて、この
内部電極７は通路８が軸方向に貫通し且つ周壁に
は通水孔９が多数穿設されている。また、この内
部外極７は表面が誘電体でなるフイルタ１０によ
つて覆われており、且つ一端が絶縁碍子１１を介
して流出口１２に接続されている。１３は電源装
置である。 これら各構成部分は、荷電電極１の処理室２内
へ、内部電極７を電極支持孔５から挿入してその
絶縁碍子１１部分を電極支持孔５に支持固定させ
て流出口１２を荷電電極１の外へ臨出する状態に
結合され、また、電源装置１３の一方の端子は荷
電電極１へ、他方の端子は通電孔４に支持された
導入碍子１４を通つて内部電極７にそれぞれ結線
されている。 この装置は、第２図に示すように未処理液タン
クT1からポンプＰを介して流入口３に配管され、
他方、流出口１２は清浄タンクT2へ配管されて
いる。 次に、上記第１図〜第３図に示した装置による
基本的な濾過過程を説明する。 荷電電極１と内部電極７の間に電源装置１３が
供給する電圧を印加してフイルタ１０を電界中に
置くと、誘電体でなるフイルタ１０は電界の方向
に分極し、その表面には強いゼータ電位が発生す
る。したがつて、流入口３から処理室２内へ流体
を圧入すると、流体中の帯電したコロイド粒子は
前記フイルタ１０表面に発生したゼータ電位にク
ーロン力で引かれフイルタ１０表面に吸着する。
この吸着によつてフイルタ１０表面と同電位とな
つたコロイド粒子はゼータ電位を失いフアンデル
フアールス力により凝集し、フイルタ１０表面に
凝集体によるケーク層を形成する。このケーク層
を形成するコロイド粒子の凝集は、フイルタ１０
の目の周囲になされてこのフイルタ１０の目を小
さくするため、このケーク層はフイルタ１０が本
来持つ濾過精度よりも遥かに高い濾過精度をもつ
て不純物の通過を阻止する。しかもフイルタ１０
は分極しているため、コロイド粒子は必ずフイル
タ１０の表面に凝集して内部へ入り込むことがな
く、フイルタ１０が目詰り起こすこともなくなる
のである。 電源装置１３から供給される電圧は、流体が気
体の場合、1000〜3000V／cmの直流電圧、非水系
の液体の場合、10〜200V／cmの交流電圧、交流
と直流の重量電圧または直流電圧、または水系の
液体の場合、１〜20V／cmの交流電圧または交流
と直流の重畳電圧が好適に用いられる。但し、こ
のような電圧の種類の選択及び電圧値の選択は、
流体に固有の電気抵抗によつて適宜決定されるも
のであり、望ましくは実験的に選択されるのが適
切である。したがつて、電圧の種類及び電圧値は
必ずしも前記に示したものに限定されるわけでは
ない。しかしながら、流体の水系の場合、直流荷
電は電解による電極の電蝕あるいは水素、酸素の
発生による危険を伴うので交流又は交直重畳の電
圧が望ましい。 尚、交流の場合はサイクル変動に応じた流体の
激しい攪拌が行われ、ゼータ電位が攪拌によつて
消滅し、コロイドの凝集が起るものと推定され
る。その他交流の極性効果によつて発生する直流
分による荷電効果、あるいは双方の相乗効果も凝
集の原因と考えられる。 この他、流体の流速は、流体の粘度に応じて決
定される。 第４図〜第６図は、本発明による流体濾過装置
の第１実施例を示している。 図中１は両端開放の円筒状荷電電極である。７
は荷電電極の１の中心に設けられたパイプ状内部
電極であつて、通路８が軸方向に貫通している。
また、１５は前記荷電電極１及び内部電極７を収
納した処理室２を有する両端閉塞の円筒状外筒電
極であつて、この外筒電極１５は保護絶縁碍子１
６を介して前記荷電電極１を同心上に支持してい
る。この外筒電極１５の側面上部には処理室２に
通じる流入口３と通電孔４が、また底部には電極
支持孔５とドレン抜き孔６がそれぞれ開設されて
いる。そして、電極支持孔５からは前記内部電極
７が外部へと突出しており、そして内部電極７は
この突出部先端に流出口１２を開設している。外
筒電極１５と内部電極７は前記電極支持孔５にお
いて接触しており、よつてこれら外筒電極１５と
内部電極７は常に同電位にある。また、内部電極
７の表面は荷電電極１と相対する部分が誘電体で
なるフイルタ１０で覆われており、このフイルタ
１０の一端は内部電極７に鍔状に形成された支持
突片１７に支持され、他端は内部電極７の上端と
間隔を開けて設けられる絶縁碍子１８を介して外
筒電極１５の上面１５ａに支持されている。１３
は電源装置である。 以上のような構成により、本装置において流入
口３から圧入された流体は、外筒電極１５と荷電
電極１の間を通つて下方へ進み、次いでフイルタ
１０を通過して内部電極７の上端から通路８内に
入り流出口１２から流出する流路が形成されてい
る。 次に動作を説明する。本装置においては流入口
３から圧入された流体はまず外筒電極１５と荷電
電極１の間の電界中を通過する。したがつて、表
面にゼータ電位を持つコロイド粒子はクーロン力
で荷電電極１の表面に集まり、ここでゼータ電位
を打ち消される。ゼータ電位が打ち消されたコロ
イド粒子間に働く力はフアンデフアールス力だけ
であるので、この分子間引力により粒子は凝集し
粗粒化する。粗粒化したコロイド粒子は流体より
比重が大きい場合沈降分離する。このように沈降
する例として気体中の微粒子や油中の水分や微粒
子あるいは水中のSS分等がある。また、粗粒化
されたコロイド粒子は流体より比重が小さい場合
浮上分離し、このような例としては水の中の油分
が挙げられる。この外に流体が水系の場合には電
圧の印加による水の電気分解によつて発生する金
属イオンがコロイド粒子のゼータ電位を消してコ
ロイドを凝集したり、活性な金属水酸化物がコロ
イドを包んで共に凝集するなどが相乗されると考
えられる。 一方、凝集沈降出来なかつた残存コロイド粒子
はフイルタ流路に沿つて、フイルタ１０表面に集
まるが、このフイルタ１０の表面には荷電電極１
と内部電極７の間に印加した電圧により生じた電
界によりゼータ電位が発生しており、前述した第
１図〜第３図の基本原理に説明した場合と全く同
様にしてフイルタ１０の表面にケーク層を形成す
る。 以上のように本実施例装置では流体を電界中に
おいたフイルタ１０に通す前に、外筒電極１５と
荷電電極１の間でコロイド粒子の持つゼータ電位
を消去してコロイド粒子を凝集沈降もしくは浮上
させるようにしており、比較的粒子の大きい不純
物をフイルタ１０通過前に除去することができ
る。したがつてフイルタ１０の負荷が軽減され、
その寿命が延長される。また少ない濾過回数で良
好な濾過精度を得ることにも寄与できる。 尚、荷電電極１と内部電極７あるいは外筒電極
１５間に印加する電圧の種類及び電圧値、あるい
は流体の速度等については上述の基本原理に説明
した場合と同様である。 第７図及び第８図は、流入口３を処理室２の上
方で且つ外筒電極１５の内周の接線方向から流体
が流入するように配置するとともに、外筒電極１
５と荷電電極１の間にグラスウール等の誘電体１
９を介在させた本発明の第２実施例を示してい
る。この第２実施例は基本的には前記第１実施例
と同一のものであり、円筒状の荷電電極１と、こ
の荷電電極１の中心部に設けられた内部電極７、
及びこれら荷電電極１と内部電極７を収納し且つ
内部電極７と同電位の外筒電極１５とを具備して
おり、内部電極７の表面は誘電体でなるフイルタ
１０で覆われている。 本実施例装置は上述したように、流入口３が処
理室２の上方で且つ外筒電極１５の内周の接線方
向から流体が流入するように設けられている。し
たがつて流体は螺旋状に旋回しながら処理室２へ
流入し外筒電極１５と荷電電極１の間にムラなく
送り込まれ、コロイド粒子をクーロン力で引きつ
ける際に、荷電電極１の表面を効率良く使用する
ことができる。 また、本実施例では外筒電極１５と荷電電極７
の間にグラスウール等の誘電体１９を介在させた
ことにより、前記外筒電極１５と荷電電極７間に
印加した電圧で前記誘電体１９が分極し、この間
に多数の電極が介在したのと同等の効果を得るこ
とができる。したがつて、外筒電極１５と荷電電
極７間におけるコロイド粒子の凝集をさらに効率
良く行うことができ、しいてはフイルタ１０の濾
過精度及び寿命をより良好なものとすることがで
きる。 また、本実施例では外筒電極１５と内部電極７
を傾斜壁２０で接続しており、この傾斜壁２０と
外筒電極１５の底面１５ｂの間に処理室２と隔離
された清浄液集合室２１が形成されている。そし
て、ドレン抜き孔６は処理室２の最深部、即ち傾
斜壁２０の最下端部近傍の外筒電極１５側壁に設
けられ、流出口１２は外筒電極１５の底面に設け
られている。したがつて、処理室２において沈降
した不純物はドレン抜き孔６から効率良く排出さ
れる。 尚、図中２２は、フイルタ１０の上昇流による
せりあがりを押える絶縁プレートであつて、処理
室２の天内面間に介在させたスプリング２３によ
り押付けられている。 第９図及び第１０図は円筒状の荷電電極１の内
部に多数の内部電極７を設けた本発明の第３実施
例を示している。この第３実施例は前述した第２
実施例の装置を大型化したもので、流入口３を接
線方向二個所とすると共に荷電電極１の内周面に
沿つて、フイルタ１０で被覆された内部電極７を
多数（図面では八個）を立設支持させた構成であ
り、他の構成部分は前記実施例と同じとなつてい
る。このようにフイルタ１０で被覆された多数の
内部電極１５を設けることにより、処理能力の向
上を図ることができる。 以上の実施例の説明したような流体濾過装置
は、空気、ガスなどの気体中からの微粒子の除
去、非水系の潤滑油、加工油、洗浄油等の脱水や
微粒子の除去、水系の純水、排水、飲料水、潤滑
液、加工液、洗浄液等の油分や微粒子の除去等に
用いられる。 次に上記において第１実施例として説明した本
発明による流体濾過装置の試作機を用いた実験デ
ータを示す。 ａ 窒素ガス中の微粒子の除去 濾過条件 ガス流量0.5m2／Hr、荷電圧5000VDC／３
cm、資料微粒子0.1〜1μダスト フイルタ公称１ミクロン パス回数１
【表】
電圧印加による処理能力の向上は明らかである。
ｂ 潤滑油の直流、交流荷電比較濾過テスト
濾過条件
流量１／min、荷電圧AC及びDC ０〜
10000V／３cmフイルタ公称１ミクロン、粘度
56cst、温度25℃
10000V／３cmフイルタ公称１ミクロン、粘度
56cst、温度25℃
【表】
本データーによれば、油については交流、直流
共大差は無いが、やや直流荷電の効果が優れてい
る。最も効果があるのは直流500Vでゼータ電位
消去、ゼータ電位発生に最も適した電圧と判断さ
れる。また、本データから明らかなように本発明
による流体濾過装置では交流、直流とも500Vを
越える電圧を印加すると濾過能力は低下してお
り、このことから従来ある電気集塵とは全く異な
つた原理のもとに不純物の除去がなされているこ
とがわかる。 ｃ 水グライコール液の金属塩の除去 濾過条件 流量１／min、荷電圧AC25V／３cm、フ
イルタ公称１ミクロン、粘度46cst、温度25℃、
数量20
共大差は無いが、やや直流荷電の効果が優れてい
る。最も効果があるのは直流500Vでゼータ電位
消去、ゼータ電位発生に最も適した電圧と判断さ
れる。また、本データから明らかなように本発明
による流体濾過装置では交流、直流とも500Vを
越える電圧を印加すると濾過能力は低下してお
り、このことから従来ある電気集塵とは全く異な
つた原理のもとに不純物の除去がなされているこ
とがわかる。 ｃ 水グライコール液の金属塩の除去 濾過条件 流量１／min、荷電圧AC25V／３cm、フ
イルタ公称１ミクロン、粘度46cst、温度25℃、
数量20
【表】
本データは電解による電蝕の防止のため印加電
圧としてAC25V／３cmを採用した例で、交流電
圧によつても著しい濾過能の向上が認められる。 ｄ 含油排水処理 濾過条件 流量１／min、フイルタ公称１ミクロン、
但し、印加電圧12VDC＋12VAC重畳の場合外
筒電極と荷電電極にグラスウールを介在
圧としてAC25V／３cmを採用した例で、交流電
圧によつても著しい濾過能の向上が認められる。 ｄ 含油排水処理 濾過条件 流量１／min、フイルタ公称１ミクロン、
但し、印加電圧12VDC＋12VAC重畳の場合外
筒電極と荷電電極にグラスウールを介在
【表】
交流電圧のみを印加した場合に比べ交流、直流の
重畳電圧を印加し且つ外筒電極と荷電電極間にグ
ラスウールを介在させると、少ない処理回数で良
好な濾過結果が得られた。 以上の実験データからも、本発明による流体濾
過装置が、気体、排水系及び水系の液体を問わず
極めて高精度の濾過を行い得ることが明らかであ
る。 尚、本発明は上記各実施例に限定されるもので
なく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で適宜の
設計変更が可能である。 ［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の流体
濾過装置によれば、フイルタ通過前の段階におい
て、外筒電極と荷電電極との間でコロイド領域の
不純物の持つゼータ電位を消去して、コロイド領
域の不純物をフアンデルフアールス力（分子間引
力）で凝集粗粒化し、その凝集した比較的大きい
不純物を沈降または浮上させて分離することがで
きるとともに、それに続く流体流路を形成する荷
電電極と内部電極との間で残存コロイド領域の不
純物の持つゼータ電位を消去し、分子間引力によ
りフイルタ表面に、該フイルタが本来持つ濾過精
度よりも高い濾過精度をもたせることができる。
したがつて、従来のフイルタ法や遠心分離法など
の物理的手段では到底実現できない極めて高精度
な濾過性能を発揮させることができるとともに、
フイルタの負荷を軽減して、そのフイルタ寿命の
著しい延長化を達成することができる。また、少
ない濾過回数で良好な濾過精度を得ることができ
る。しかも、電気集塵のような数万ボルトの高電
圧を必要とせず、低電圧を印加すればよいので、
絶縁の確保が簡単で、かつ防爆仕様とする必要も
ないので、装置全体を小型化しやすいとともに、
コスト的にも安価に製造でき、さらに水系の流体
にも適用できるという効果も奏する。
重畳電圧を印加し且つ外筒電極と荷電電極間にグ
ラスウールを介在させると、少ない処理回数で良
好な濾過結果が得られた。 以上の実験データからも、本発明による流体濾
過装置が、気体、排水系及び水系の液体を問わず
極めて高精度の濾過を行い得ることが明らかであ
る。 尚、本発明は上記各実施例に限定されるもので
なく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で適宜の
設計変更が可能である。 ［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の流体
濾過装置によれば、フイルタ通過前の段階におい
て、外筒電極と荷電電極との間でコロイド領域の
不純物の持つゼータ電位を消去して、コロイド領
域の不純物をフアンデルフアールス力（分子間引
力）で凝集粗粒化し、その凝集した比較的大きい
不純物を沈降または浮上させて分離することがで
きるとともに、それに続く流体流路を形成する荷
電電極と内部電極との間で残存コロイド領域の不
純物の持つゼータ電位を消去し、分子間引力によ
りフイルタ表面に、該フイルタが本来持つ濾過精
度よりも高い濾過精度をもたせることができる。
したがつて、従来のフイルタ法や遠心分離法など
の物理的手段では到底実現できない極めて高精度
な濾過性能を発揮させることができるとともに、
フイルタの負荷を軽減して、そのフイルタ寿命の
著しい延長化を達成することができる。また、少
ない濾過回数で良好な濾過精度を得ることができ
る。しかも、電気集塵のような数万ボルトの高電
圧を必要とせず、低電圧を印加すればよいので、
絶縁の確保が簡単で、かつ防爆仕様とする必要も
ないので、装置全体を小型化しやすいとともに、
コスト的にも安価に製造でき、さらに水系の流体
にも適用できるという効果も奏する。
第１図は本発明の基本原理による装置の一部を
切欠いた斜視図、第２図は第１図の装置の縦断面
及び装置に対する配管系統を示した説明図、第３
図は第１図の径方向断面図、第４図は本発明の第
１実施例による装置の一部を切欠いた斜視図、第
５図は第４図の縦断面図、第６図は第４図の径方
向断面図、第７図は本発明の第２実施例による装
置の一部を切欠いた平面図、第８図は同じく縦断
面図、第９図は本発明の第３実施例による装置の
一部を切欠いた平面図、第１０図は同じく縦断面
図である。 １……荷電電極、３……流入口、７……内部電
極、１０……フイルタ、１３……電源装置、１５
……外筒電極。
切欠いた斜視図、第２図は第１図の装置の縦断面
及び装置に対する配管系統を示した説明図、第３
図は第１図の径方向断面図、第４図は本発明の第
１実施例による装置の一部を切欠いた斜視図、第
５図は第４図の縦断面図、第６図は第４図の径方
向断面図、第７図は本発明の第２実施例による装
置の一部を切欠いた平面図、第８図は同じく縦断
面図、第９図は本発明の第３実施例による装置の
一部を切欠いた平面図、第１０図は同じく縦断面
図である。 １……荷電電極、３……流入口、７……内部電
極、１０……フイルタ、１３……電源装置、１５
……外筒電極。
Claims (1)
- １ 円筒型の外筒電極とこの外筒電極の内部に該
外筒電極と同電位に設けたパイプ状の内部電極と
の間に、これら内外両電極に対して絶縁させて荷
電電極を配置し、前記内部電極の表面を誘電体か
らなるフイルタで覆うとともに、前記外部電極と
荷電電極との間に電圧を印加する電圧源を設け
て、前記外筒電極と荷電電極との間に圧入した流
体を荷電電極と内部電極間に流入させ、かつ前記
フイルタを通過させて外部に流出させるように構
成したことを特徴とする流体濾過装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13132985 | 1985-06-17 | ||
| JP60-131329 | 1985-06-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6291214A JPS6291214A (ja) | 1987-04-25 |
| JPH0468002B2 true JPH0468002B2 (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=15055399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61142292A Granted JPS6291214A (ja) | 1985-06-17 | 1986-06-17 | 流体濾過装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6291214A (ja) |
| GB (1) | GB2177625A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017080523A1 (zh) * | 2015-11-15 | 2017-05-18 | 吴翔 | 利用极性分子互斥进行干燥加湿灭菌消毒及获取动能 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6417361U (ja) * | 1987-07-15 | 1989-01-27 | ||
| JPH0832290B2 (ja) * | 1989-08-18 | 1996-03-29 | ゼオテック・エル・アール・シー株式会社 | 二液分離装置 |
| JPH061206Y2 (ja) * | 1989-09-26 | 1994-01-12 | 昇 井上 | 流体濾過装置 |
| JPH0722651B2 (ja) * | 1990-06-20 | 1995-03-15 | ゼオテック・エル・アール・シー株式会社 | 油水分離装置並びに油水分離方法 |
| JPH0744445Y2 (ja) * | 1991-11-29 | 1995-10-11 | 東レエンジニアリング株式会社 | 研磨廃液処理装置 |
| GB2377397A (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-15 | Mojtaba Ghadiri | Separating components of liquid/liquid emulsion using electrostatic force |
| DE20315935U1 (de) * | 2003-10-16 | 2005-02-24 | Hengst Gmbh & Co.Kg | Elektroabscheider mit Eigenspülung |
| KR101433955B1 (ko) * | 2005-07-20 | 2014-08-25 | 알파테크 인터내셔널 리미티드 | 공기 정화 및 공기 살균을 위한 장치 |
| RU2314875C1 (ru) * | 2006-05-02 | 2008-01-20 | Вячеслав Данилович Ковалев | Комбинированный электроочиститель |
| RU2420356C1 (ru) * | 2010-05-11 | 2011-06-10 | Геннадий Алексеевич Копылов | Способ электроочистки диэлектрических жидкостей и устройство для его осуществления |
| US10071921B2 (en) * | 2013-12-02 | 2018-09-11 | Lean Environment Inc. | Electrochemical reactor system for treatment of water |
| CN109490200B (zh) * | 2018-10-31 | 2021-07-06 | 上海江南长兴造船有限责任公司 | Omd油份测量仪的测试用工具 |
| CN109455798B (zh) * | 2018-12-21 | 2022-01-04 | 清华大学 | 一种防生物污堵滤芯及保安过滤器 |
| CN118634558B (zh) * | 2024-08-14 | 2025-03-07 | 福力达智控科技(浙江)有限公司 | 一种低电压环保凝集过滤设备 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS4521597Y1 (ja) * | 1965-09-13 | 1970-08-27 | ||
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| CA1006457A (en) * | 1971-10-29 | 1977-03-08 | G. Ray Fritsche | Employment of glass beads in electrofilter equipment |
| SE385271B (sv) * | 1974-02-13 | 1976-06-21 | Lectrostatic Ab | Elektrostatisk filter |
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| JPS5244464A (en) * | 1975-10-03 | 1977-04-07 | Noboru Shimaoka | Electrostatic-type oil purifier with double outside vessels |
| JPS5337962A (en) * | 1976-09-21 | 1978-04-07 | Ee Pii Waarudo Kk | Insulating liquid clarifier |
| JPS53115978A (en) * | 1977-03-21 | 1978-10-09 | Shiyunji Matsumoto | Electrostatic filter |
| CH629684A5 (de) * | 1977-05-12 | 1982-05-14 | Manfred R Burger | Verfahren und elektrostatische filtervorrichtung zur reinigung von gasen. |
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-
1986
- 1986-06-13 GB GB8614490A patent/GB2177625A/en not_active Withdrawn
- 1986-06-17 JP JP61142292A patent/JPS6291214A/ja active Granted
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| WO2017080523A1 (zh) * | 2015-11-15 | 2017-05-18 | 吴翔 | 利用极性分子互斥进行干燥加湿灭菌消毒及获取动能 |
Also Published As
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|---|---|
| JPS6291214A (ja) | 1987-04-25 |
| GB2177625A (en) | 1987-01-28 |
| GB8614490D0 (en) | 1986-07-16 |
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