JPH09295242A - 液処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液の濾過処理に使用される濾過板の目詰りを
効果的に防止してメンテナンスの負担を軽減する。 【解決手段】 液Ｌを接線方向から導入する液導入口を
有する円筒形の処理槽本体11の内部に、液Ｌの旋回する
液旋回空間23を介して有底円筒形の濾過板24を同心状に
配置する。濾過板24の内部に環状凹部26を介し上面を開
口した円筒形の堰板27を同心状に配置する。濾過板24と
堰板27との間の環状凹部26に、濾過板24に対し逆洗用の
液を噴出する液噴出体31を旋回可能に設ける。堰板27の
底部中央から処理槽本体11の外部に液を取出す液取出管
43を設ける。処理槽本体11の底部に沈澱された凝集物を
処理槽本体11の外部へ排出する凝集物排出コンベヤを設
ける。堰板27は、その高さにより濾過板24における一定
の濾過面積を確保し、液Ｌの流量が少ない時でも、堰板
27の高さに相当する濾過面積を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば工作機械に
よる切削、研磨などの加工を冷却または潤滑などの目的
で補助するクーラント液や、超高圧発生装置から噴射さ
れて切断などの加工を主体的に行う加工液などから、加
工時に混入された金属粉などの不純物粒子を分離除去す
るための液処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の工作機械などの液処理装置として
は、実公平５−２２７１号公報に示されるように、一定
水位に保たれているダーティ槽のクーラント液面の浮上
切粉を、スクレーパ式チップコンベヤによって磁気分離
装置のマグネットドラムへ掻き寄せ、この浮上切粉をマ
グネットドラムの外周へ吸着し、泡消脱水して排出を行
う切粉の除去装置がある。

【０００３】このマグネットドラム方式は、特殊なマグ
ネットドラムを使用するため高価であるとともに、回収
できる対象物が鉄粉のような磁石により吸引可能の磁性
金属粉に限られ、磁石により吸引できない非磁性金属粉
を回収できないという問題がある。

【０００４】一方、このようなマグネットドラム方式と
全く異なるメカニズムで水中のゴミなどを除去する、例
えば特公昭６０−１５３７２号公報に示されるような濾
過板を用いた旋回流式の濾過装置によれば、前記のよう
なマグネットドラムの問題を解決できる。

【０００５】すなわち、処理前の原水を接線方向から内
部に導入する円筒形の槽本体内に、原水の旋回する旋回
流空間部を介して、無数の小孔を有する円筒形の濾過板
を同心状に配置し、この濾過板の内部に間隙を介し、下
面の開口された円筒形の圧力差減少用遮蔽板を同心状に
配置し、前記濾過板の内側に流入した濾過処理水を濾過
板の底部から取出管により槽本体の外部に取出すように
したものがある。

【０００６】この濾過装置は、先ず、旋回流空間部に生
じた旋回流により重いゴミを槽本体側に遠心分離し、次
に、軽いゴミと水とを濾過板により分離するが、その際
に、圧力差減少用遮蔽板によって濾過板の外側部と内側
部との間の圧力差を減少させることにより、濾過板の小
孔を勢いよく通過して内部へ流入しようとする水の流れ
を抑制できるとともに、濾過板の外周面での旋回流を維
持でき、これにより、濾過板の小孔にゴミが吸着される
などして目詰りすることを防止している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記濾過装置は、河川
から用水路に水を引込む際などにおいて水中のゴミを除
去する場合に効果を発揮するが、工作機械の加工により
発生した金属粉などの不純物粒子を含む液中から不純物
粒子を分離除去する液処理装置としてそのまま使用する
場合は適さず、不純物粒子を効果的に分離除去できな
い。

【０００８】特に、アルミニウム切粉のような比較的軽
い金属粉などの不純物粒子は濾過板に付着すると容易に
分離せず、濾過板の目詰りの原因となりやすい。このた
め、濾過板を頻繁に取出して、その周面に付着している
不純物粒子をワイパで掻取る必要があるなど、メンテナ
ンスに手間がかかっている。

【０００９】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、液の濾過処理に使用される濾過板の目詰りを効果
的に防止してメンテナンスの負担を軽減することを目的
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、液中から不純物粒子を分離除去する液処理装置に
おいて、上部に液を接線方向から導入する液導入口を有
するとともに底部に沈澱槽部を有する円筒形の処理槽本
体と、この処理槽本体の内部に液の旋回する液旋回空間
を介して処理槽本体に対し同心状に配置された有底円筒
形の濾過板と、この濾過板の内部に環状凹部を介し濾過
板に対し同心状に配置された上面を開口した円筒形の堰
板と、この堰板の内部から処理槽本体の外部に液を取出
す液取出管とを具備した液処理装置である。

【００１１】そして、液中の不純物粒子は、旋回しなが
ら凝集して処理槽本体の底部に沈降し、濾過板の内側へ
流入する液から分離される。濾過板内へ流入した液は、
さらに堰板をオーバーフローして、液取出管により外部
へ取出される。堰板は、その高さにより濾過板における
一定の濾過面積を確保し、また濾過板の内外部間の差圧
を減少させ、さらに濾過板の外周面での旋回流を維持す
る働きがある。

【００１２】請求項２に記載された発明は、液中から不
純物粒子を分離除去する液処理装置において、上部に液
を接線方向から導入する液導入口を有するとともに底部
に沈澱槽部を有する円筒形の処理槽本体と、この処理槽
本体の内部に液の旋回する液旋回空間を介して処理槽本
体に対し同心状に配置された有底円筒形の濾過板と、こ
の濾過板の内周面に沿って旋回可能に設けられ濾過板に
対し液を噴出する液噴出体と、前記濾過板の内部から処
理槽本体の外部に液を取出す液取出管とを具備した液処
理装置である。

【００１３】そして、液噴出体は、濾過板の内周面に沿
って旋回しながら液を濾過板に噴出し、濾過板の外周面
に付着した不純物粒子を液の順方向流れと逆向きの逆洗
流により分離除去する。濾過板から分離された不純物粒
子は、処理槽本体の底部に沈降する。

【００１４】請求項３に記載された発明は、液中から不
純物粒子を分離除去する液処理装置において、上部に液
を接線方向から導入する液導入口を有するとともに底部
に沈澱槽部を有する円筒形の処理槽本体と、この処理槽
本体の内部に液の旋回する液旋回空間を介して処理槽本
体に対し同心状に配置された有底円筒形の濾過板と、こ
の濾過板の内部に環状凹部を介し濾過板に対し同心状に
配置された上面を開口した円筒形の堰板と、濾過板と堰
板との間の環状凹部にて旋回可能に設けられ濾過板に対
し液を噴出する液噴出体と、前記堰板の内部から処理槽
本体の外部に液を取出す液取出管とを具備した液処理装
置である。

【００１５】そして、堰板の高さにより濾過板における
一定の濾過面積を確保しながら、液噴出体は、濾過板と
堰板との間で旋回しながら液を濾過板に噴出し、濾過板
の外周面に付着した不純物粒子を液と逆向きの逆洗流に
より除去する。

【００１６】請求項４に記載された発明は、請求項２ま
たは３記載の液処理装置における液噴出体は、半径方向
に対し旋回方向と逆方向へ斜めにノズルを設けたもので
ある。そして、液噴出体は、ノズルから噴出する逆洗流
の反動により無動力で旋回しながら、逆洗流により濾過
板の外周面に付着した不純物粒子を分離除去する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図３を参照しながら説明する。

【００１８】図３において、10は工作機械の加工部から
排出されたクーラント液、加工液などを溜めておく外槽
であり、この外槽10の内部に本処理装置における円筒形
の処理槽本体11を設置する。

【００１９】この外槽10の外部には汲上ポンプ12が設け
られ、この汲上ポンプ12の吸込口は外槽10内に連通さ
れ、汲上ポンプ12の吐出口は大径管路13を経て、円筒形
の処理槽本体11に接続された液導入槽14の上部開口に開
放されている。この液導入槽14は、処理槽本体11の側面
に開口された液導入口15に接線方向から接続されてい
る。

【００２０】一方、前記大径管路13中には、流量調整弁
16とともに管路分岐用の管継手17が設けられ、この管継
手17により逆洗用の小径管路18が分岐されている。この
小径管路18の先端にはスイベルジョイント（回り継手）
19を介して逆洗機構20が回動可能に取付けられている。

【００２１】図１（Ａ）に示されるように、処理槽本体
11の内部に液Ｌの旋回する液旋回空間23を介して円筒形
の濾過板24が処理槽本体11に対し同心状に配置されてい
る。この濾過板24の上部開口縁にはフランジ部25が一体
に形成されている。

【００２２】この濾過板24は、少なくとも下半分に１２
０メッシュ程度の微小な網目を均一に設けてなる円筒形
に成形した除塵スクリーンであり、液旋回空間23から網
目を通して液Ｌのみを内部に透過することができる。

【００２３】さらに、この濾過板24の内部に円環状の環
状凹部26を介して濾過板24に対し同心状に上面を開口し
た円筒形の堰板27が配置されている。この堰板27の上端
は、濾過板24の中程の高さで開口され、オーバーフロー
部28となっている。

【００２４】この円筒形の堰板27は、その高さによって
処理槽本体11へ流入した液位を一定のレベル以上に保て
るので、濾過板24における所定の濾過面積を確保でき
る。これにより、濾過板24での濾過機能が小面積に集中
することを防止でき、濾過性能を向上できるとともに濾
過板24の目詰りを防止できる。特に、処理槽本体11への
流入流量が少ない時でも堰板27の高さにより、所定の濾
過面積を確保できる。

【００２５】さらに、堰板27は、液Ｌの内方への流れに
対し抵抗体として機能し、濾過板24の外側部と内側部と
の間の圧力差を減少させ、濾過板24の網目を半径方向に
通過して内部へ流入しようとする水の流れを抑制できる
とともに、処理槽本体11が旋回流の外周壁であるのに対
し、堰板27は旋回流の内周壁として機能し、液Ｌの旋回
流を持続させる働きもある。これらの堰板27の働きによ
り、濾過板24に対する液Ｌの流入ベクトルを接線方向に
維持して、濾過板24の網目に金属粉などの不純物粒子が
吸着され難くして目詰りを防止している。

【００２６】濾過板24と堰板27との間の環状凹部26に、
前記逆洗機構20において濾過板24に対し液を噴出する液
噴出体31が旋回可能に設けられている。

【００２７】この逆洗機構20の液噴出体31は、処理槽本
体11の上部開口縁に架け渡して固定された取付板32によ
り処理槽本体11の中央部に取付けられた軸受33で軸管34
が回転自在に支持されている。

【００２８】この軸管34は、前記スイベルジョイント19
により小径管路18に回転自在に連通されている。軸管34
の下側には腕管35が左右対称に設けられ、これらの各腕
管35の下半分に濾過板24に対し液を噴出する多数のノズ
ル36が上下方向に配列設置されている。

【００２９】図１（Ｂ）に示されるように、液噴出体31
のノズル36は、半径方向に対し旋回方向Ｒと逆方向へ斜
めに突出させて設ける。液噴出体31の旋回方向Ｒは、液
Ｌの旋回流と同方向である。

【００３０】図１（Ａ）に戻って、前記濾過板24および
堰板27が共通に有する底板部41の中央部に液落し口42が
開口され、この液落し口42の下側部を経て処理槽本体11
の一側面から他側面に貫通する液取出管43が底板部41に
沿って水平に設けられている。

【００３１】この液取出管43は、濾過板24の内側に流入
し環状凹部26および堰板27を経た液を外部へ取出すため
に、中央部上面に前記液落し口42と合致する液落し口44
が開口され、液取出管43の両端に液流出口45が開口され
ている。

【００３２】図２に示されるように、液取出管43は、平
板状の上板部43a と円弧状の下板部43b とにより形成さ
れた樋形のダクトである。

【００３３】また、前記処理槽本体11の底部には下方へ
向って漸次縮径された逆円錐形の沈澱槽部51が設けられ
ている。液中の金属粉などの不純物粒子は、液旋回空間
23内で旋回しながら干渉凝集作用により成長して大粒化
した凝集物となり、この凝集物は自重によりこの沈澱槽
部51内に沈降する。

【００３４】この沈澱槽部51には、凝集物を斜め上方へ
移送して外部へ排出する凝集物排出コンベヤ52の下部が
設けられている。

【００３５】この凝集物排出コンベヤ52は、沈澱槽部51
に対し斜め上方から円筒形のコンベヤケーシング53が挿
入され、このコンベヤケーシング53の内部にその全長に
わたって回転シャフト54に一体化された長尺の螺旋翼55
が回動自在に嵌合されたものである。コンベヤケーシン
グ53の上部には凝集物を排出する凝集物排出口（図示せ
ず）が設けられ、さらにその上側のケーシング上端には
回転シャフト54を回転させるための減速機付モータ（図
示せず）が取付けられている。

【００３６】次に、図示された実施形態の作用を説明す
る。

【００３７】工作機械の加工により発生した金属粉など
の不純物粒子を含むクーラント液などの液を外槽10内に
供給すると、この液は、ポンプ12により汲上げられ、大
径管路13から液導入槽14を経て液導入口15より処理槽本
体11内に接線方向から流入する。

【００３８】処理槽本体11内に接線方向から導入された
液Ｌは液旋回空間23内で旋回しており、この液中に含ま
れる金属粉などの不純物粒子は、旋回による遠心力と自
重とにより液旋回空間23内で旋回しながら沈降し、濾過
板24の網目を経て内側に吸込まれる液Ｌから分離され
る。

【００３９】このとき、濾過板24の底板部41に沿って設
けられた偏平形の液取出管43は、その形状より液Ｌの旋
回流をできるだけ妨げないとともに、不純物粒子が旋回
しながら沈降する動きを妨げない。

【００４０】切削粉、研磨粉などの不純物粒子は、沈降
する段階で、不純物粒子間相互の凝集作用を繰返しなが
ら成長して大粒の凝集物となり、沈澱槽部51に沈澱す
る。この沈澱凝集物は、凝集物排出コンベヤ52の螺旋翼
55により上方へ移送され、上部の凝集物排出口（図示せ
ず）より下方の凝集物回収容器（図示せず）へ落下さ
れ、再利用に供される。

【００４１】一方、濾過板24に吸込まれた液Ｌは、環状
凹部26を経て堰板27の上端をオーバーフローし、液落し
口42より液取出管43を経て外槽10内に還流する。このよ
うにして、外槽10内と本装置との間で液が循環され、フ
ィルタリングが継続されることにより、液中の不純物粒
子は徐々に分離沈澱されていく。

【００４２】円筒形の堰板27は、その高さによって処理
槽本体11へ流入した液位を一定のレベル以上に保ち、濾
過板24における所定の濾過面積を確保する。すなわち、
処理槽本体11への流入流量が少ない時でも、少なくとも
堰板27の高さに相当する濾過面積を確保する。これによ
り、濾過板24での濾過機能が小面積に集中することを防
止し、不純物粒子を液中から分離する際の濾過性能を向
上できるとともに濾過板24の目詰りを防止する。

【００４３】同時に、逆洗機構20の液噴出体31は、前記
大径管路13から分岐された小径管路18より供給された液
を両側の腕管35のノズル36より斜めに噴出しながら、そ
の反動により液Ｌの旋回流と同方向に旋回する。

【００４４】すなわち、液噴出体31は、濾過板24の内周
面に沿って旋回しながらノズル36から液を濾過板24に噴
出し、濾過板24の外周面に付着したアルミニウム切粉の
ような比較的軽い不純物粒子に対し効果的に作用して、
その不純物粒子を液Ｌの内向き流れと逆向きの逆洗流に
より分離除去する。このようにして濾過板24から分離さ
れた不純物粒子は、処理槽本体11の底部に沈降する。

【００４５】このように、濾過板24は、液噴出体31から
の逆洗流により常に目詰り防止が図られているので、長
期間にわたって目詰り解消などのためのメンテナンスを
行なう必要がない。

【００４６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、濾過板の
内部に環状凹部を介し同心状に堰板が配置され、濾過板
内へ流入した液は、堰板をオーバーフローして液取出管
により外部へ取出されるから、堰板の高さにより濾過板
における一定の濾過面積を確保でき、このため、液の流
量が少ない時でも、少なくとも堰板の高さに相当する濾
過面積を確保でき、濾過板での濾過機能が小面積に集中
することを防止でき、濾過性能を向上できるとともに濾
過板の目詰りを効果的に防止してメンテナンスの負担を
軽減できる。

【００４７】請求項２記載の発明によれば、濾過板の内
周面に沿って旋回可能に濾過板に対し液を噴出する液噴
出体を設けたから、旋回しながら濾過板に液を噴出する
液噴出体の逆洗流により、濾過板の外周面に付着した不
純物粒子を効果的に分離除去でき、特に、アルミニウム
切粉のような比較的軽い金属粉などの不純物粒子を濾過
板から効果的に除去でき、濾過板の目詰りを長期間にわ
たり防止でき、メンテナンスの負担を軽減できる。

【００４８】請求項３記載の発明によれば、濾過板の内
部に配置された堰板の高さにより濾過板における一定の
濾過面積を確保しながら、濾過板に沿って旋回しながら
液を濾過板に噴出する液噴出体により、濾過板の外周面
に付着した比較的軽い金属粉などの不純物粒子を液と逆
向きの逆洗流により効果的に分離除去して、濾過板の目
詰りを長期間にわたり防止でき、メンテナンスの負担を
軽減できる。

【００４９】請求項４記載の発明によれば、半径方向に
対し旋回方向と逆方向へ斜めに設けたノズルから噴出す
る逆洗流の反動により、液噴出体を無動力で旋回させな
がら逆洗流により不純物粒子を除去でき、液噴出体の旋
回構造を簡略なものにできるとともに、液噴出体の運転
にエネルギを必要としない効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明に係る液処理装置の一実施形態
を示す断面図、（Ｂ）はその液噴出体を示す平面図であ
る。

【図２】図１（Ａ）のII−II線断面図である。

【図３】同上液処理装置の全体を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ｌ 液 11 処理槽本体 15 液導入口 23 液旋回空間 24 濾過板 26 環状凹部 27 堰板 31 液噴出体 36 ノズル 43 液取出管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 29/42 ５０１Ｃ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液中から不純物粒子を分離除去する液処
   理装置において、 上部に液を接線方向から導入する液導入口を有するとと
   もに底部に沈澱槽部を有する円筒形の処理槽本体と、 この処理槽本体の内部に液の旋回する液旋回空間を介し
   て処理槽本体に対し同心状に配置された有底円筒形の濾
   過板と、 この濾過板の内部に環状凹部を介し濾過板に対し同心状
   に配置された上面を開口した円筒形の堰板と、 この堰板の内部から処理槽本体の外部に液を取出す液取
   出管とを具備したことを特徴とする液処理装置。
2. 【請求項２】 液中から不純物粒子を分離除去する液処
   理装置において、 上部に液を接線方向から導入する液導入口を有するとと
   もに底部に沈澱槽部を有する円筒形の処理槽本体と、 この処理槽本体の内部に液の旋回する液旋回空間を介し
   て処理槽本体に対し同心状に配置された有底円筒形の濾
   過板と、 この濾過板の内周面に沿って旋回可能に設けられ濾過板
   に対し液を噴出する液噴出体と、 前記濾過板の内部から処理槽本体の外部に液を取出す液
   取出管とを具備したことを特徴とする液処理装置。
3. 【請求項３】 液中から不純物粒子を分離除去する液処
   理装置において、 上部に液を接線方向から導入する液導入口を有するとと
   もに底部に沈澱槽部を有する円筒形の処理槽本体と、 この処理槽本体の内部に液の旋回する液旋回空間を介し
   て処理槽本体に対し同心状に配置された有底円筒形の濾
   過板と、 この濾過板の内部に環状凹部を介し濾過板に対し同心状
   に配置された上面を開口した円筒形の堰板と、 濾過板と堰板との間の環状凹部にて旋回可能に設けられ
   濾過板に対し液を噴出する液噴出体と、 前記堰板の内部から処理槽本体の外部に液を取出す液取
   出管とを具備したことを特徴とする液処理装置。
4. 【請求項４】 液噴出体は、半径方向に対し旋回方向と
   逆方向へ斜めにノズルを設けたことを特徴とする請求項
   ２または３記載の液処理装置。