WO2019054134A1 - 濾過装置 - Google Patents

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田代 誠
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Definitions

  • the present invention relates to a filtration device for purifying a liquid containing, for example, shavings, fine particles and the like.
  • a coolant (cutting fluid) is used to cool a work or a tool.
  • An object to be removed such as shavings (chips) and fine particles is mixed in the coolant used for machining.
  • shavings chips
  • Various filtration devices have been proposed in the past to purify and reuse such coolant.
  • the filtration device described in Patent Literatures 1 and 2 includes a storage tank, a filtration drum disposed in the storage tank, a scraper conveyor that scrapes chips in the storage tank, the filtration drum (drum filter And jet means for jetting liquid toward the
  • the injection means described in Patent Documents 1 and 2 injects liquid from the outside of the filtration drum toward the filtration drum.
  • an object of the present invention is to provide a filtration device that has a high filtration capacity, can suppress clogging of a drum filter, and can efficiently discharge sludge present near the liquid surface.
  • the filtration device of one embodiment comprises a filtration vessel having a first side wall and a second side wall facing each other, a first drum filter supported at both ends, and a cantilevered second supported only at one end.
  • a drum filter, a drive mechanism, a first jet unit, a second jet unit, and a conveyor are provided.
  • the drive mechanism rotates the first drum filter and the second drum filter.
  • the first jet unit jets the liquid toward the outer peripheral surface of the first drum filter.
  • the second jetting unit jets the liquid toward the outer peripheral surface of the second drum filter.
  • the conveyor discharges the sludge in the filtration tank to the outside of the filtration tank.
  • the first drum filter has a first end supported by the first side wall and a second end supported by the second side wall.
  • the cantilevered second drum filter has a support end supported by the first side wall.
  • a communicating portion is formed between the non-supporting end of the second drum filter and the second side wall.
  • the filtration device of the present invention has a high filtration capacity because it uses a plurality of drum filters (at least a first drum filter and a second drum filter). Moreover, the objects to be removed such as the sludge attached to the drum filter can be removed by the first injection unit and the second injection unit. The sludge removed from the first drum filter by the first jet portion falls to the liquid inflow portion between the first drum filter and the second drum filter. In the present invention, a communicating portion is formed between the non-supporting end of the cantilevered second drum and the side wall of the filtration tank. For this reason, it can be avoided that the sludge is accumulated near the liquid surface between the first drum filter and the second drum filter.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the filtration device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of part of the filtration device.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the filtration device taken along line F3-F3 in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the filtration device along the line F4-F4 in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of the filtration device in an enlarged manner.
  • FIG. 6 is a plan view of the filtration device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view of a filtration device according to a third embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows equipment for removing foreign matter from coolant (cutting fluid) used for a machine tool 1 such as a machining center.
  • coolant cutting fluid
  • An example of the liquid Q1 to be filtered is the coolant discharged from the machine tool 1 that processes the workpiece W.
  • the liquid Q1 contains an object to be removed such as shavings and fine particles generated by cutting, polishing or the like.
  • the liquid Q 1 containing the object to be removed is supplied to the filter device 10 through the flow path 2.
  • the liquid Q1 is filtered by the filter device 10 to form a clean liquid Q2 and flows into the clean tank 11.
  • the clean fluid Q2 is pumped up by the pump 3 and then supplied again to the machine tool 1 through the supply flow path 4.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the filtration device 10
  • FIG. 2 is a plan view of a part of the filtration device 10.
  • the filtration device 10 has a filtration tank 12 containing the liquid Q1 to be filtered, and a conveyor (scraper conveyor) 13 for carrying out the object to be removed in the filtration tank 12.
  • the liquid Q 1 to be filtered is supplied to the filter tank 12 through the flow path 2.
  • a clean tank 11 is disposed in the vicinity of the filtration tank 12.
  • the filtration tank 12 has a first side wall 12 a and a second side wall 12 b opposed to each other.
  • a sludge discharge passage 15 is formed at an end of the filtration tank 12.
  • the sludge discharge path 15 extends obliquely upward from the bottom 12 c of the filtration tank 12 and extends outside the filtration tank 12.
  • a discharge unit 16 is formed at the upper end of the sludge discharge passage 15.
  • the discharge unit 16 is provided at a position higher than the liquid level Q3 of the filtration tank 12.
  • a drive mechanism 17 using a motor as a drive source is provided.
  • the conveyor 13 is disposed from the bottom 12 c of the filtration tank 12 to the discharge part 16.
  • the conveyor 13 has a pair of chains 20 and 21 and a plurality of scrapers 22.
  • the chains 20 and 21 are wound around the upper sprocket 23 and the lower sprocket 24, and are moved by the drive mechanism 17 in the direction indicated by arrow A in FIG.
  • the chains 20 and 21 are supported by guide members 25 and 26 (shown in FIGS. 3 and 4) provided in the filtration tank 12.
  • the scrapers 22 are provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the chains 20 and 21.
  • the conveyor 13 has a lower portion 13a and an upper portion 13b.
  • the lower portion 13 a moves toward the discharge portion 16 along the bottom 12 c of the filtration tank 12 and the sludge discharge passage 15.
  • the upper portion 13 b moves from the upper sprocket 23 toward the lower sprocket 24.
  • the sludge S such as shavings which is sunk in the bottom portion 12 c of the filtration tank 12 is sent by the scraper 22 from the bottom portion 12 c to the discharge portion 16 through the sludge discharge path 15.
  • the sludge S that has reached the discharge unit 16 falls toward the collection box 27 (shown in FIG. 1).
  • a first drum filter 30 and a second drum filter 40 are accommodated inside the filtration device 10.
  • the first drum filter 30 and the second drum filter 40 are disposed between the lower portion 13 a and the upper portion 13 b of the conveyor 13.
  • the first drum filter 30 and the second drum filter 40 are disposed in parallel with each other and in a substantially horizontal posture.
  • the first drum filter 30 has a cylindrical filter body 31.
  • the filter body 31 may be, for example, a porous plate in which a large number of filtration flow holes are formed in a metal plate, or a mesh member having a filtration flow hole.
  • the filter main body 31 may be made of a composite material in which mesh members are stacked on the outer side of the porous plate. Inside the filter main body 31, an inflow chamber 32 into which the filtered clean fluid Q2 flows is formed.
  • the first drum filter 30 has a first end 30a and a second end 30b.
  • the first end 30 a is rotatably supported by the first side wall 12 a of the filtration tank 12.
  • the second end 30 b is rotatably supported by the second side wall 12 b of the filtration tank 12. That is, the first drum filter 30 is a “both-end support type” drum filter in which the first end 30 a and the second end 30 b are supported by the filtration tank 12.
  • the lower half of the first drum filter 30 is immersed in the liquid Q 1, while the upper half is exposed above the liquid level Q 3 of the filtration tank 12. Between the bottom 12 c of the filtration tank 12 and the lower surface of the first drum filter 30, a liquid flow path 33 through which the liquid Q 1 flows is formed.
  • Sprockets 34 and 35 are provided at the first end 30a and the second end 30b of the first drum filter 30, respectively.
  • the chains 20 and 21 mesh with the sprockets 34 and 35, respectively. Therefore, when the chains 20 and 21 move, the first drum filter 30 is rotated.
  • Openings 36 and 37 communicating with the inflow chamber 32 are formed at the first end 30a and the second end 30b, respectively.
  • the inflow chamber 32 communicates with the clean tank 11 through the openings 36 and 37.
  • the second drum filter 40 has a cylindrical filter body 41.
  • the filter body 41 is formed of a porous plate or a mesh member having a filtration flow hole.
  • the filter main body 31 may be made of a composite material in which mesh members are stacked on the outer side of the porous plate.
  • an inflow chamber 42 into which the filtered clean fluid Q2 flows is formed inside the filter main body 41.
  • the second drum filter 40 has a supporting end 40 a and a non-supporting end 40 b.
  • the support side end 40 a is rotatably supported by the first side wall 12 a of the filtration tank 12.
  • the non-supporting end 40 b is free from being supported by the filter tank 12. That is, the second drum filter 40 is a cantilever filter.
  • the lower half of the second drum filter 40 is immersed in the liquid Q 1, while the upper half is exposed above the liquid level Q 3 of the filtration tank 12.
  • a sprocket 43 is provided at the end 40 a of the second drum filter 40 on the support side.
  • the sprocket 43 is in mesh with the chain 20. Therefore, when the chain 20 moves, the second drum filter 40 rotates.
  • An opening 46 communicating with the inflow chamber 42 is formed at the end 40 a on the support side.
  • the inflow chamber 42 communicates with the clean tank 11 through the opening 46.
  • a liquid inflow portion 50 is formed between the first drum filter 30 and the second drum filter 40.
  • the liquid inflow portion 50 communicates with the liquid flow path 33 on the lower surface side of the first drum filter 30.
  • a communication portion 51 is formed between the second side wall 12 b of the filtration tank 12 and the non-supporting end 40 b of the second drum filter 40.
  • the communication portion 51 is in communication with the liquid inflow portion 50 between the first drum filter 30 and the second drum filter 40. Further, the communication portion 51 is in communication with the liquid reservoir portion 52 facing the sludge discharge passage 15.
  • a first injection unit 60 is provided near the first drum filter 30.
  • the first injection unit 60 has a plurality of injection nozzles 61 disposed at a position higher than the liquid level Q3, and a liquid supply system 62 (shown in FIG. 2) provided with a pump.
  • the liquid supply system 62 supplies a liquid for cleaning (for example, the liquid Q2 in the clean tank 11) to the jet nozzle 61.
  • the plurality of injection nozzles 61 are arranged at a predetermined pitch in the axial direction of the first drum filter 30.
  • the jet nozzle 61 of the first jet unit 60 jets the cleaning liquid (for example, the clean liquid Q2) from above to the outer peripheral surface 30 c of the first drum filter 30.
  • the first drum filter 30 rotates in the direction indicated by the arrow R1.
  • the injection nozzle 61 is arranged to inject the clean liquid Q2 in the tangential direction of the outer peripheral surface 30c moving upward immediately after coming out of the liquid level Q3 among the entire circumference of the first drum filter 30. .
  • a second injection unit 70 is provided in the vicinity of the second drum filter 40.
  • the second injection unit 70 has a plurality of injection nozzles 71 disposed at a position higher than the liquid level Q3.
  • a liquid supply system 62 is connected to the injection nozzle 71.
  • the liquid supply system 62 supplies the liquid for cleaning (for example, the clean liquid Q2 in the clean tank 11) to the jet nozzle 71.
  • the plurality of injection nozzles 71 are arranged at a predetermined pitch in the axial direction of the second drum filter 40.
  • the jet nozzle 71 of the second jet unit 70 jets the cleaning liquid (for example, the clean liquid Q2) from the upper side toward the outer peripheral surface 40c of the second drum filter 40.
  • the second drum filter 40 rotates in the direction indicated by the arrow R2 in FIG.
  • the injection nozzle 71 is arranged to inject the clean liquid Q2 in the tangential direction of the outer peripheral surface 40c moving upward immediately after coming out of the liquid level Q3 among the entire circumference of the second drum filter 40. .
  • a liquid inflow portion 50 is formed between the first drum filter 30 and the second drum filter 40.
  • an injection nozzle 80 (shown in FIGS. 2 and 3) functioning as a flow promoting means is disposed above the liquid inflow portion 50.
  • the injection nozzle 80 is connected to the liquid supply system 62, and injects the liquid Q2 toward the liquid surface of the liquid inflow portion 50.
  • the injection nozzle 80 ejects the liquid Q2 in the direction of the communication portion 51 from obliquely above the liquid surface of the liquid inflow portion 50 so that the liquid Q2 near the liquid surface of the liquid inflow portion 50 is directed to the communication portion 51.
  • the liquid Q 1 discharged from the machine tool 1 is supplied to the filter tank 12 through the flow path 2.
  • Sludge S (shown schematically in FIGS. 1 and 5) containing shavings is sunk in the bottom 12 c of the filter tank 12.
  • the sludge S is transported by the scraper 22 toward the discharge unit 16 by the movement of the conveyor 13. Then, it is dropped from the discharge unit 16 to the collection box 27.
  • the liquid Q1 contains an object to be removed such as shavings and fine particles.
  • the liquid Q 1 is filtered from the outside of the first drum filter 30 by passing through the filtration flow holes, and flows into the inflow chamber 32 inside the drum filter 30.
  • the clean fluid Q2 flowing into the inflow chamber 32 flows into the clean tank 11 through the openings 36 and 37.
  • a portion of the liquid Q1 in the filtration tank 12 is filtered from the outside of the second drum filter 40 by passing through the filtration flow holes, and flows into the inflow chamber 42 inside the drum filter 40.
  • the clean fluid Q2 flowing into the inflow chamber 42 flows into the clean tank 11 through the opening 46.
  • the liquid Q 2 in the clean tank 11 is pumped up by the pump 3 and supplied again to the machine tool 1 through the supply flow path 4. For this reason, the filtered clean coolant (liquid Q2) can be supplied to the machine tool 1.
  • the liquid Q ⁇ b> 2 ejected from the first injection nozzle 61 is directed to the first drum filter 30.
  • the liquid Q2 ejected from the first injection nozzle 61 is sprayed from above the first drum filter 30 in a direction substantially tangential to the outer peripheral surface 30c. Thereby, the sludge adhering to the 1st drum filter 30 is removed, and clogging is prevented.
  • the liquid Q2 jetted from the second jet nozzle 71 is directed to the second drum filter 40.
  • the liquid Q2 ejected from the second injection nozzle 71 is sprayed from above the second drum filter 40 in a direction substantially tangential to the outer circumferential surface 40c. The sludge adhering to the 2nd drum filter 40 is removed by this, and clogging is prevented.
  • the sludge removed from the outer peripheral surface 30 c of the first drum filter 30 falls to the liquid inflow portion 50 between the first drum filter 30 and the second drum filter 40.
  • a flow (indicated by an arrow Y1 in FIG. 2) toward the communication portion 51 is generated by the injection nozzle 80 of the flow promoting means. For this reason, the sludge in the liquid inflow part 50 moves toward the communicating part 51 with the liquid near the liquid level.
  • the liquid Q2 in the vicinity of the liquid level moves toward the liquid reservoir 52 connected to the sludge discharge passage 15. Then, the sludge moved to the pool portion 52 is conveyed to the discharge portion 16 by the scraper 22 of the conveyor 13. For this reason, it can be avoided that the sludge floating near the liquid surface of the liquid inflow portion 50 is accumulated near the liquid surface between the first drum filter 30 and the second drum filter 40.
  • the filtration capacity can be enhanced.
  • the first injection unit 60 sprays the cleaning liquid on the outer peripheral surface 30c of the first drum filter 30 at a position higher than the liquid level Q3.
  • the second spray unit 70 also sprays the cleaning liquid on the outer peripheral surface 40c of the second drum filter 40 at a position higher than the liquid level Q3.
  • both the upper half of the first drum filter 30 and the upper half of the second drum filter 40 be exposed above the liquid level Q3.
  • the second drum filter 40 is of a double-end supported type like the first drum filter 30
  • a closed liquid inflow portion is formed between the first drum filter 30 and the second drum filter 40.
  • the problem is caused by the fact that the sludge drifts in the vicinity of the liquid level of the closed liquid inflow portion and accumulates without being discharged.
  • an open communication portion 51 is formed between the non-supporting end portion 40 b of the cantilever type second drum filter 40 and the side wall 12 b of the filtration tank 12. ing. For this reason, the sludge in the liquid inflow portion 50 can be moved to the communication portion 51. Moreover, the flow around the liquid surface of the liquid inflow portion 50 is promoted by the injection nozzle 80. Therefore, the sludge floating near the liquid surface of the liquid inflow portion 50 can be directed to the communication portion 51 in a short time together with the liquid near the liquid surface.
  • clogging of the drum filters 30 and 40 can be prevented by the jet parts 60 and 70 without using a contact type scraper.
  • the occurrence of wear and deformation of the drum filters 30, 40 can be suppressed, and the durability of the drum filters 30, 40 can be greatly improved.
  • the frequency of replacement of the drum filters 30, 40 can be reduced, and maintenance is easy.
  • FIG. 6 shows a filtration device 10A according to a second embodiment.
  • the filtration device 10A includes a first drum filter 30 supported at both ends, a cantilevered second drum filter 40, and a cantilevered third drum filter 100. Since this filtration device 10A has three drum filters 30, 40, 100, the filtration capacity can be further enhanced than the filtration device 10 of the first embodiment (FIGS. 1 to 5).
  • the supporting end portion 100 a of the third drum filter 100 is rotatably supported by the first side wall 12 a of the filtration tank 12.
  • a sprocket 101 is provided at the end 100 a on the support side.
  • the non-supporting end 100b is free from being supported by the second side wall 12b.
  • a communicating portion 102 is formed between the non-supporting end 100 b and the second side wall 12 b.
  • a third injection unit 110 is provided in the vicinity of the third drum filter 100.
  • the third injection unit 110 has a plurality of injection nozzles 111 disposed at a position higher than the liquid level Q3.
  • a liquid supply system 62 (shown in FIG. 2) similar to that of the first embodiment is connected to the injection nozzle 111.
  • the jet nozzle 111 jets the cleaning liquid (for example, the clean liquid Q2) from the upper side toward the outer peripheral surface 100c of the third drum filter 100.
  • the injection nozzle 111 is disposed so as to inject the clean liquid Q2 in the tangential direction of the outer peripheral surface 100c moving upward immediately after coming out of the liquid surface among the entire circumference of the third drum filter 100.
  • a liquid inflow portion 120 is formed between the second drum filter 40 and the third drum filter 100.
  • an injection nozzle 121 which functions as a flow promoting means is disposed above the liquid inflow portion 120.
  • the jet nozzle 121 jets the clean liquid Q2 in the direction of the communication portion 102 from diagonally above the liquid surface so that the liquid near the liquid surface of the liquid inflow portion 120 is directed to the communication portion 102. Therefore, the sludge in the liquid inflow portion 120 can be moved toward the communicating portion 102 together with the liquid near the liquid level. Since this filtration device 10A is the same as the filtration device 10 of the first embodiment with regard to the other configuration and operation, the same reference numerals are given to the common portions and the description will be omitted.
  • FIG. 7 shows a filtration device 10B according to a third embodiment.
  • the filtration device 10B also has a first drum filter 30 supported at both ends, a cantilevered second drum filter 40, and a cantilevered third drum filter 100.
  • the end portion 100 a on the support side of the third drum filter 100 is rotatably supported by the second side wall 12 b of the filtration tank 12.
  • a sprocket 101 is provided at the end 100 a on the support side.
  • the non-supporting end 100b is in a free state without being supported by the first side wall 12a.
  • a communicating portion 102 is formed between the non-supporting end 100 b and the first side wall 12 a.
  • the end portion 40a on the support side of the second drum filter 40 is supported by the first side wall 12a.
  • the support-side end 100 a of the third drum filter 100 is supported by the second side wall 12 b.
  • this filtration device 10B is the same as the filtration device 10A of the second embodiment with regard to the other configurations and operations, the same reference numerals are given to the common portions and the description will be omitted.
  • various elements constituting the filtration device such as the specific configuration and arrangement of the conveyor, the drum filter, the first injection unit, and the second injection unit, including the filtration tank, are variously changed. It goes without saying that it can be implemented.
  • the number of cantilevered drum filters may be three or more.
  • the first injection unit and the second injection unit may inject a fluid other than the clean liquid.
  • Scraper 30: first drum filter, 30a: first end, 30b: second end, 30c: outer circumferential surface, 40: second drum filter, 40a: end on support side, 40b: not support side End portion 40c: outer peripheral surface 50: liquid inflow portion 51: communication portion 60: first injection portion 61: injection nozzle 70: second injection portion 71: injection nozzle 80: injection nozzle (Flow promoting means), 100: third drum filter, 100a: end on support side, 100b: end on non-support side, 100c: outer peripheral surface, 102: communicating part, 110: third injection part, 111: 111 Injection nozzle, 120 ... liquid inlet, 121 ... injection Nozzle (flow facilitating means), Q1 ... liquid, Q2 ... clean liquid, Q3 ... liquid level.

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Abstract

濾過装置(10)は、濾過槽(12)と、両端が支持される第1ドラムフィルタ(30)と、片持ちの第2ドラムフィルタ(40)とを備えている。第1ドラムフィルタ(30)の第1の端部(30a)は、濾過槽(12)の第1の側壁(12a)に支持されている。第1ドラムフィルタ(30)の第2の端部(30b)は、第2の側壁(12b)とに支持されている。第2ドラムフィルタ(40)の支持側の端部(40a)は、第1の側壁(12a)に支持されている。第2ドラムフィルタ(40)の非支持側の端部(40b)と第2の側壁(12b)との間に、連通部(51)が形成されている。第1の噴射部(60)は、第1ドラムフィルタ(30)の外周面(30c)に向けて液を噴射する。第2の噴射部(70)は第2ドラムフィルタ(40)の近傍に配置され、第2ドラムフィルタ40の外周面(40c)に向けて液を噴射する。

Description

濾過装置
 本発明は、例えば削り屑や微粒子等が混入している液を浄化する濾過装置に関する。
 切削や研削等の機械加工を行なう工作機械では、ワークや工具を冷却するためにクーラント(切削液)が使用されている。機械加工に使用されたクーラントには、削り屑(切り粉)や微粒子等の除去対象物が混入している。最近の工作機械では除去対象物が多様化する傾向がある。このようなクーラントを浄化し、再使用するために、従来より種々の濾過装置が提案されている。
 例えば特許文献1,2に記載されている濾過装置は、貯蔵槽と、貯蔵槽内に配置された濾過ドラムと、前記貯蔵槽内の切り粉を掻き上げるスクレーパコンベアと、前記濾過ドラム(ドラムフィルタ)に向けて液を噴出する噴射手段とを備えている。特許文献1,2に記載された噴射手段は、濾過ドラムの外側から濾過ドラムに向けて液を噴射している。特許文献3に記載されている液体処理装置は、処理すべき液を貯蔵する槽と、この槽の内部に配置された回転ドラムと、回転ドラムに設けられたフィルタと、前記フィルタの内側から洗浄用の液体を噴出する噴射ノズルとを備えている。
特開2000-93713号公報 特開2000-167317号公報 特許第3453689号公報
 濾過能力を高めるために、複数のドラムフィルタを用いることが望まれている。特許文献1,2の濾過装置は、液面上に露出するドラムフィルタの上部に向けて、ドラムフィルタの外側から液を噴射する。このような濾過装置において、複数のドラムフィルタを平行に並べて配置すると、互いに隣合うドラム間に、液が流れにくい流入部が形成される。この流入部の液面付近にスラッジが滞留する。この場合、隣合うドラム間の液面付近にスラッジが長時間とどまり、時間の経過とともにスラッジの量が増えることにより、様々な問題を生じる原因となる。
 従って本発明の目的は、濾過能力が高くかつドラムフィルタの目詰まりを抑制でき、しかも液面付近に存在するスラッジを能率良く排出することができる濾過装置を提供することにある。
 1つの実施形態の濾過装置は、互いに対向する第1の側壁と第2の側壁とを有する濾過槽と、両端が支持される第1ドラムフィルタと、一端のみが支持される片持ちの第2ドラムフィルタと、駆動機構と、第1の噴射部と、第2の噴射部と、コンベアとを具備している。前記駆動機構は、前記第1ドラムフィルタと前記第2ドラムフィルタとを回転させる。前記第1の噴射部は、前記第1ドラムフィルタの外周面に向けて液を噴射する。前記第2の噴射部は、前記第2ドラムフィルタの外周面に向けて液を噴射する。前記コンベアは、前記濾過槽内のスラッジを前記濾過槽の外部に排出する。前記第1ドラムフィルタは、前記第1の側壁に支持される第1の端部と、前記第2の側壁に支持される第2の端部とを有している。片持ちの前記第2ドラムフィルタは、前記第1の側壁に支持される支持側の端部を有している。前記第2ドラムフィルタの非支持側の端部と前記第2の側壁との間に、連通部が形成されている。
 本発明の濾過装置は、複数のドラムフィルタ(少なくとも第1ドラムフィルタと第2ドラムフィルタ)とを用いるため、濾過能力が高い。しかもこれらドラムフィルタに付着したスラッジ等の除去対象物を、第1の噴射部と第2の噴射部とによって除去することができる。第1の噴射部によって第1ドラムフィルタから除去されたスラッジは、第1ドラムフィルタと第2ドラムフィルタとの間の液流入部に落ちる。本発明では、片持ちの第2のドラムの非支持側の端部と濾過槽の側壁との間に連通部が形成されている。このため、第1ドラムフィルタと第2ドラムフィルタと間の液面付近にスラッジが溜まることを回避できる。
図1は、第1の実施形態に係る濾過装置の断面図である。 図2は、同濾過装置の一部の平面図である。 図3は、図1中のF3-F3線に沿う濾過装置の断面図である。 図4は、図1中のF4-F4線に沿う濾過装置の断面図である。 図5は、同濾過装置の一部を拡大して示す断面図である。 図6は、第2の実施形態に係る濾過装置の平面図である。 図7は、第3の実施形態に係る濾過装置の平面図である。
 以下に第1の実施形態に係る濾過装置について、図1から図5を参照して説明する。 
 図1は、例えばマシニングセンターのような工作機械1に用いられるクーラント(切削液)から異物を除去する設備の概略を示している。濾過すべき液Q1の一例は、ワークWを加工する工作機械1から排出されたクーラントである。この液Q1には、切削や研磨等によって生じた削り屑や微粒子等の除去対象物が含まれている。
 除去対象物を含む液Q1は、流路2を通じて濾過装置10に供給される。この液Q1は濾過装置10によって濾過され、クリーンな液Q2となってクリーン槽11に流入する。クリーン液Q2は、ポンプ3によって汲み上げられた後、供給流路4を介して再び工作機械1に供給される。
 以下に濾過装置10の詳細について説明する。 
 図1は濾過装置10の断面図、図2は濾過装置10の一部の平面図である。濾過装置10は、濾過すべき液Q1を収容する濾過槽12と、濾過槽12内の除去対象物を搬出するコンベア(スクレーパコンベア)13とを有している。濾過すべき液Q1は、流路2を経て濾過槽12に供給される。濾過槽12の近傍にクリーン槽11が配置されている。図2と図3に示されるように、濾過槽12は、互いに対向する第1の側壁12aと第2の側壁12bとを有している。
 図1に示されるように、濾過槽12の端部にスラッジ搬出路15が形成されている。スラッジ搬出路15は、濾過槽12の底部12cから斜め上方に延び、濾過槽12の外部に延出している。スラッジ搬出路15の上端に排出部16が形成されている。排出部16は、濾過槽12の液面Q3よりも高い位置に設けられている。排出部16の近傍に、モータを駆動源とする駆動機構17が設けられている。
 コンベア13は、濾過槽12の底部12cから排出部16にわたって配置されている。このコンベア13は、一対のチェーン20,21と、複数のスクレーパ22とを有している。チェーン20,21は、上側のスプロケット23と下側のスプロケット24とに巻き掛けられ、駆動機構17によって、図1に矢印Aで示す方向に移動する。チェーン20,21は、濾過槽12に設けられたガイド部材25,26(図3と図4に示す)によって支持されている。スクレーパ22は、チェーン20,21の長手方向に所定間隔で設けられている。
 図1に示すようにコンベア13は、下側部分13aと上側部分13bとを有している。下側部分13aは、濾過槽12の底部12cとスラッジ搬出路15に沿って、排出部16に向かって移動する。上側部分13bは、上側のスプロケット23から下側のスプロケット24に向って移動する。濾過槽12の底部12cに沈んでいる削り屑等のスラッジSは、スクレーパ22によって、底部12cからスラッジ搬出路15を経て、排出部16に送られる。排出部16に到達したスラッジSは、回収ボックス27(図1に示す)に向けて落下する。
 濾過装置10の内部に、第1ドラムフィルタ30と第2ドラムフィルタ40とが収容されている。第1ドラムフィルタ30と第2ドラムフィルタ40とは、コンベア13の下側部分13aと上側部分13bとの間に配置されている。しかも第1ドラムフィルタ30と第2ドラムフィルタ40とは、互いに平行にかつ実質的に水平な姿勢で配置されている。
 第1ドラムフィルタ30は円筒形のフィルタ本体31を有している。フィルタ本体31は、例えば金属板に多数の濾過用流通孔を形成した多孔板でもよいし、濾過用流通孔を有するメッシュ部材でもよい。多孔板の外側にメッシュ部材を重ねた複合材からなるフィルタ本体31であってもよい。フィルタ本体31の内部には、濾過されたクリーン液Q2が流入する流入室32が形成されている。
 第1ドラムフィルタ30は、第1の端部30aと第2の端部30bとを有している。第1の端部30aは、濾過槽12の第1の側壁12aに回転自在に支持されている。第2の端部30bは、濾過槽12の第2の側壁12bに回転自在に支持されている。すなわち第1ドラムフィルタ30は、第1の端部30aと第2の端部30bとが濾過槽12に支持された「両端支持タイプ」のドラムフィルタである。第1ドラムフィルタ30の下半部は液Q1中に浸かっているが、上半部は濾過槽12の液面Q3の上に露出している。濾過槽12の底部12cと第1ドラムフィルタ30の下面との間に、液Q1が流れる液流路33が形成されている。
 第1ドラムフィルタ30の第1の端部30aと第2の端部30bとに、それぞれスプロケット34,35が設けられている。スプロケット34,35にチェーン20,21が噛み合っている。このためチェーン20,21が移動すると、第1ドラムフィルタ30が回転する。第1の端部30aと第2の端部30bには、それぞれ、流入室32に連通する開口36,37が形成されている。流入室32は開口36,37を介してクリーン槽11に連通している。
 第2ドラムフィルタ40は円筒形のフィルタ本体41を有している。フィルタ本体41は、第1ドラムフィルタ30のフィルタ本体31と同様に、濾過用流通孔を有する多孔板あるいはメッシュ部材からなる。多孔板の外側にメッシュ部材を重ねた複合材からなるフィルタ本体31であってもよい。フィルタ本体41の内部には、濾過されたクリーン液Q2が流入する流入室42が形成されている。
 第2ドラムフィルタ40は、支持側の端部40aと非支持側の端部40bとを有している。支持側の端部40aは、濾過槽12の第1の側壁12aに回転自在に支持されている。非支持側の端部40bは濾過槽12に支持されることなく自由な状態となっている。すなわち第2ドラムフィルタ40は片持ち(cantilever)のドラムフィルタである。第2ドラムフィルタ40の下半部は液Q1中に浸かっているが、上半部は濾過槽12の液面Q3の上に露出している。
 第2ドラムフィルタ40の支持側の端部40aにスプロケット43が設けられている。スプロケット43はチェーン20に噛み合っている。このためチェーン20が移動すると、第2ドラムフィルタ40が回転する。支持側の端部40aには、流入室42に連通する開口46が形成されている。流入室42は開口46を介してクリーン槽11に連通している。
 図1と図2に示されるように、第1ドラムフィルタ30と第2ドラムフィルタ40との間に、液流入部50が形成されている。液流入部50は、第1ドラムフィルタ30の下面側の液流路33と連通している。図2と図4に示されるように、濾過槽12の第2の側壁12bと第2ドラムフィルタ40の非支持側の端部40bとの間に、連通部51が形成されている。連通部51は、第1ドラムフィルタ30と第2ドラムフィルタ40との間の液流入部50に連通している。またこの連通部51は、スラッジ搬出路15に臨む液溜まり部52に連通している。
 第1ドラムフィルタ30の近傍に第1の噴射部60が設けられている。第1の噴射部60は、液面Q3よりも高い位置に配置された複数の噴射ノズル61と、ポンプを備えた液供給系62(図2に示す)とを有している。液供給系62は、洗浄のための液(例えばクリーン槽11内の液Q2)を噴射ノズル61に供給する。複数の噴射ノズル61は、第1ドラムフィルタ30の軸線方向に所定ピッチで配置されている。
 図5に拡大して示すように第1の噴射部60の噴射ノズル61は、第1ドラムフィルタ30の外周面30cに向けて、上方から洗浄液(例えばクリーン液Q2)を噴射する。第1ドラムフィルタ30は、矢印R1で示す方向に回転する。この噴射ノズル61は、第1ドラムフィルタ30の全周のうち、液面Q3から出た直後で上に向かって移動する外周面30cの接線方向にクリーン液Q2を噴射するように配置されている。
 第2ドラムフィルタ40の近傍に第2の噴射部70が設けられている。第2の噴射部70は、液面Q3よりも高い位置に配置された複数の噴射ノズル71を有している。噴射ノズル71には液供給系62が接続されている。液供給系62は、洗浄のための液(例えばクリーン槽11内のクリーン液Q2)を噴射ノズル71に供給する。複数の噴射ノズル71は、第2ドラムフィルタ40の軸線方向に所定ピッチで配置されている。
 第2の噴射部70の噴射ノズル71は、第2ドラムフィルタ40の外周面40cに向けて、上方から洗浄液(例えばクリーン液Q2)を噴射する。第2ドラムフィルタ40は、図1に矢印R2で示す方向に回転する。この噴射ノズル71は、第2ドラムフィルタ40の全周のうち、液面Q3から出た直後で上に向かって移動する外周面40cの接線方向にクリーン液Q2を噴射するように配置されている。
 第1ドラムフィルタ30と第2ドラムフィルタ40との間に、液流入部50が形成されている。液流入部50の上方に、流れ促進手段として機能する噴射ノズル80(図2と図3に示す)が配置されている。この噴射ノズル80は液供給系62に接続されており、液流入部50の液面に向けて液Q2を噴射する。しかもこの噴射ノズル80は、液流入部50の液面付近の液Q2が連通部51に向かうように、液流入部50の液面に対して斜め上方から連通部51の方向に液Q2を噴射する。
 次に前記構成の濾過装置10の作用について説明する。 
 工作機械1から排出された液Q1は、流路2を通じて濾過槽12に供給される。削り屑を含むスラッジS(図1と図5に模式的に示す)が濾過槽12の底部12cに沈んでいる。このスラッジSは、コンベア13が移動することにより、スクレーパ22によって、排出部16に向けて搬送される。そして排出部16から回収ボックス27に落とされる。
 液Q1に削り屑や微粒子等の除去対象物が含まれている。この液Q1は、第1ドラムフィルタ30の外側から濾過用流通孔を通ることによって濾過され、ドラムフィルタ30の内側の流入室32に流入する。流入室32に流入したクリーンな液Q2は、開口36,37を通ってクリーン槽11に流入する。
 濾過槽12内の液Q1の一部は、第2ドラムフィルタ40の外側から濾過用流通孔を通ることによって濾過され、ドラムフィルタ40の内側の流入室42に流入する。流入室42に流入したクリーンな液Q2は、開口46を通ってクリーン槽11に流入する。クリーン槽11内の液Q2は、ポンプ3によって汲み上げられ、供給流路4を通って再び工作機械1に供給される。このため濾過された清浄なクーラント(液Q2)を工作機械1に供給することができる。
 図5に示されるように、第1の噴射ノズル61から噴出した液Q2は、第1ドラムフィルタ30に向かう。第1の噴射ノズル61から噴出した液Q2は、第1ドラムフィルタ30の上方から、外周面30cのほぼ接線方向に吹付けられる。これにより第1ドラムフィルタ30に付着したスラッジが除去され、目詰まりが防止される。第2の噴射ノズル71から噴出した液Q2は、第2ドラムフィルタ40に向かう。第2の噴射ノズル71から噴出した液Q2は、第2ドラムフィルタ40の上方から、外周面40cのほぼ接線方向に吹付けられる。これにより第2ドラムフィルタ40に付着したスラッジが除去され、目詰まりが防止される。
 第1ドラムフィルタ30の外周面30cから除去されたスラッジは、第1ドラムフィルタ30と第2ドラムフィルタ40との間の液流入部50に落ちる。液流入部50の液面付近には、流れ促進手段の噴射ノズル80によって、連通部51に向かう流れ(図2に矢印Y1で示す)が生じている。このため液流入部50内のスラッジは、液面付近の液とともに連通部51に向かって移動する。
 連通部51では、矢印Y2で示すように、スラッジ搬出路15に連なる液溜まり部52に向かって液面付近の液Q2が移動する。そして液溜まり部52に移動したスラッジは、コンベア13のスクレーパ22によって排出部16まで運ばれる。このため液流入部50の液面付近に漂うスラッジが第1ドラムフィルタ30と第2ドラムフィルタ40との間の液面付近に溜まることを回避できる。
 本実施形態の濾過装置10によれば、複数のドラムフィルタ(第1ドラムフィルタ30と第2ドラムフィルタ40)を用いるため、濾過能力を高めることができる。第1の噴射部60は、液面Q3よりも高い位置にて第1ドラムフィルタ30の外周面30cに洗浄用の液を吹付ける。第2の噴射部70も液面Q3よりも高い位置にて第2ドラムフィルタ40の外周面40cに洗浄用の液を吹付ける。
 このため第1ドラムフィルタ30の上半部と第2ドラムフィルタ40の上半部は、いずれも液面Q3の上に露出している必要がある。仮に、第2ドラムフィルタ40が第1ドラムフィルタ30と同様に両端支持タイプであると、第1ドラムフィルタ30と第2ドラムフィルタ40との間に、閉じた液流入部が形成される。この閉じた液流入部の液面付近にスラッジがいつまでも漂い、排出されずに溜まることにより問題が生じる。
 これに対し本実施形態の濾過装置10では、片持ちタイプの第2ドラムフィルタ40の非支持側の端部40bと濾過槽12の側壁12bとの間に、開放された連通部51が形成されている。このため、液流入部50内のスラッジを連通部51に移動させることができる。しかも噴射ノズル80によって、液流入部50の液面付近の流れが促進される。このため液流入部50の液面付近に漂うスラッジを、液面付近の液とともに短時間に連通部51に向かわせることができる。
 本実施形態の濾過装置10は、接触式のスクレーパを用いることなく、噴射部60,70によってドラムフィルタ30,40の目詰まりを防止できる。このためドラムフィルタ30,40の摩耗や変形を生じることを抑制でき、ドラムフィルタ30,40の耐久性を大幅に向上させることができた。またドラムフィルタ30,40の交換頻度を少なくすることができるなど、メンテナンスが容易である。
 図6は、第2の実施形態に係る濾過装置10Aを示している。この濾過装置10Aは、両端が支持される第1ドラムフィルタ30と、片持ちの第2ドラムフィルタ40と、片持ちの第3ドラムフィルタ100とを有している。この濾過装置10Aは3個のドラムフィルタ30,40,100を有しているため、第1の実施形態(図1~図5)の濾過装置10よりもさらに濾過能力を高めることができる。
 図6に示されるように第3ドラムフィルタ100の支持側の端部100aは、濾過槽12の第1の側壁12aに回転自在に支持されている。支持側の端部100aにスプロケット101が設けられている。非支持側の端部100bは、第2の側壁12bに支持されることなく自由な状態となっている。非支持側の端部100bと第2の側壁12bとの間に連通部102が形成されている。
 第3ドラムフィルタ100の近傍に第3の噴射部110が設けられている。第3の噴射部110は、液面Q3よりも高い位置に配置された複数の噴射ノズル111を有している。噴射ノズル111には第1の実施形態と同様の液供給系62(図2に示す)が接続されている。噴射ノズル111は、第3ドラムフィルタ100の外周面100cに向けて、上方から洗浄液(例えばクリーン液Q2)を噴射する。この噴射ノズル111は、第3ドラムフィルタ100の全周のうち、液面から出た直後で上に向かって移動する外周面100cの接線方向にクリーン液Q2を噴射するように配置されている。
 第2ドラムフィルタ40と第3ドラムフィルタ100との間に液流入部120が形成されている。液流入部120の上方に、流れ促進手段として機能する噴射ノズル121が配置されている。噴射ノズル121は、液流入部120の液面付近の液が連通部102に向かうように、液面の斜め上方から連通部102の方向にクリーン液Q2を噴射する。このため液流入部120内のスラッジを液面付近の液とともに連通部102に向けて移動させることができる。それ以外の構成と作用について、この濾過装置10Aは第1の実施形態の濾過装置10と共通であるため、両者に共通の箇所に共通の符号を付して説明を省略する。
 図7は、第3の実施形態に係る濾過装置10Bを示している。この濾過装置10Bも、両端が支持される第1ドラムフィルタ30と、片持ちの第2ドラムフィルタ40と、片持ちの第3ドラムフィルタ100とを有している。図7に示されるように第3ドラムフィルタ100の支持側の端部100aは、濾過槽12の第2の側壁12bに回転自在に支持されている。支持側の端部100aにスプロケット101が設けられている。非支持側の端部100bは、第1の側壁12aに支持されることなく自由な状態となっている。非支持側の端部100bと第1の側壁12aとの間に連通部102が形成されている。
 この実施形態の濾過装置10Bは、第2ドラムフィルタ40の支持側の端部40aが、第1の側壁12aによって支持されている。第3ドラムフィルタ100の支持側の端部100aが、第2の側壁12bによって支持されている。この場合、2個の片持ちのドラムフィルタ40,100の荷重を、第1の側壁12aと第2の側壁12bとに分散して支持することができるため、濾過槽12の強度的な負担を軽減させることができる。それ以外の構成と作用について、この濾過装置10Bは第2の実施形態の濾過装置10Aと共通であるため、両者に共通の箇所に共通の符号を付して説明を省略する。
 本発明を実施するに当たり、濾過槽をはじめとして、コンベアやドラムフィルタおよび第1の噴射部、第2の噴射部の具体的な構成や配置など、濾過装置を構成する要素を種々に変更して実施できることは言うまでもない。例えば片持ちのドラムフィルタの数が3以上でもよい。また前記第1の噴射部と第2の噴射部とがクリーン液以外の流体を噴射してもよい。
 10,10A,10B…濾過装置、12…濾過槽、12a…第1の側壁、12b…第2の側壁、13…コンベア、15…スラッジ搬出路、16…排出部、17…駆動機構、22…スクレーパ、30…第1ドラムフィルタ、30a…第1の端部、30b…第2の端部、30c…外周面、40…第2ドラムフィルタ、40a…支持側の端部、40b…非支持側の端部、40c…外周面、50…液流入部、51…連通部、60…第1の噴射部、61…噴射ノズル、70…第2の噴射部、71…噴射ノズル、80…噴射ノズル(流れ促進手段)、100…第3ドラムフィルタ、100a…支持側の端部、100b…非支持側の端部、100c…外周面、102…連通部、110…第3の噴射部、111…噴射ノズル、120…液流入部、121…噴射ノズル(流れ促進手段)、Q1…液、Q2…クリーン液、Q3…液面。

Claims (12)

  1.  互いに対向する第1の側壁(12a)と第2の側壁(12b)とを有する濾過槽(12)と、
     前記第1の側壁(12a)に支持される第1の端部(30a)と前記第2の側壁(12b)に支持される第2の端部(30b)とを有した第1ドラムフィルタ(30)と、
     前記第1の側壁(12a)に支持される支持側の端部(40a)を有した片持ちの第2ドラムフィルタ(40)と、
     前記第2ドラムフィルタ(40)の非支持側の端部(40b)と前記第2の側壁(12b)との間に形成された連通部(51)と、
     前記第1ドラムフィルタ(30)と前記第2ドラムフィルタ(40)を回転させる駆動機構(17)と、
     前記第1ドラムフィルタ(30)の外周面(30c)に向けて液(Q2)を噴射する第1の噴射部(60)と、
     前記第2ドラムフィルタ(40)の外周面(40c)に向けて液(Q2)を噴射する第2の噴射部(70)と、
     前記濾過槽(12)内のスラッジを前記濾過槽(12)の外部に排出するコンベアと、
     を具備した濾過装置(10)。
  2.  請求項1に記載の濾過装置(10)において、
     前記第1ドラムフィルタ(30)の上部が前記濾過槽(12)内の液(Q1)の液面(Q3)よりも上に露出し、前記第1の噴射部(60)は、前記液面(Q3)から出てくる前記第1ドラムフィルタ(30)の前記外周面(30c)に向けて上方から前記液(Q2)を噴射する濾過装置(10)。
  3.  請求項2に記載の濾過装置(10)において、
     前記第1の噴射部(60)は、前記第1ドラムフィルタ(30)の前記外周面(30c)の接線方向に前記液(Q2)を噴射する濾過装置(10)。
  4.  請求項1に記載の濾過装置(10)において、
     前記第2ドラムフィルタ(40)の上部が前記濾過槽(12)内の液(Q1)の液面(Q3)よりも上に露出し、前記第2の噴射部(70)は、前記液面(Q3)から出てくる前記第2ドラムフィルタ(40)の前記外周面(40c)に向けて上方から前記液(Q2)を噴射する濾過装置(10)。
  5.  請求項4に記載の濾過装置(10)において、
     前記第2の噴射部(70)は、前記第2ドラムフィルタ(40)の前記外周面(40c)の接線方向に前記液(Q2)を噴射する濾過装置(10)。
  6.  請求項1に記載の濾過装置(10)において、
     前記第1ドラムフィルタ(30)と前記第2ドラムフィルタ(40)との間に形成された液流入部(50)に、前記液流入部(50)の液面付近の液(Q1)を前記連通部(51)に向かって移動させる流れ促進手段(80)を有した濾過装置(10)。
  7.  互いに対向する第1の側壁(12a)と第2の側壁(12b)とを有する濾過槽(12)と、
     除去対象物を含む液(Q1)を前記濾過槽(12)に供給する流路(2)と、
     前記濾過槽(12)の液面(Q3)よりも高い位置に設けられた排出部(16)と前記濾過槽(12)の底部(12c)との間に形成されたスラッジ搬出路(15)と、
     前記スラッジ搬出路(15)から前記排出部(16)に向かって移動する下側部分(13a)を有したコンベア(13)と、
     前記第1の側壁(12a)に支持される第1の端部(30a)と前記第2の側壁(12b)に支持される第2の端部(30b)とを有し、前記流路(2)から前記濾過槽(12)に供給された前記液(Q1)を濾過する第1ドラムフィルタ(30)と、
     前記第1の側壁(12a)に支持される支持側の端部(40a)を有し、前記第1ドラムフィルタ(30)と前記スラッジ搬出路(15)との間に配置され、前記濾過槽(12)内の前記液(Q1)を濾過する片持ちの第2ドラムフィルタ(40)と、
     前記第1ドラムフィルタ(30)と前記第2ドラムフィルタ(40)との間に形成され、前記第1ドラムフィルタ(30)の下面側の液流路(33)と連通する液流入部(50)と、
     前記第2ドラムフィルタ(40)の非支持側の端部(40b)と前記第2の側壁(12b)との間に形成され前記液流入部(50)に連通する連通部(51)と、
     前記連通部(51)に連通し前記スラッジ搬出路(15)に臨む液溜まり部(52)と、
     前記第1ドラムフィルタ(30)と前記第2ドラムフィルタ(40)を回転させる駆動機構(17)と、
     前記第1ドラムフィルタ(30)の外周面(30c)に向けて液(Q2)を噴射する第1の噴射部(60)と、
     前記第2ドラムフィルタ(40)の外周面(40c)に向けて液(Q2)を噴射する第2の噴射部(70)と、
     を具備した濾過装置(10)。
  8.  請求項7に記載の濾過装置(10)において、
     前記第1ドラムフィルタ(30)の上部が前記濾過槽(12)内の液(Q1)の液面(Q3)よりも上に露出し、前記第1の噴射部(60)は、前記液面(Q3)から出てくる前記第1ドラムフィルタ(30)の前記外周面(30c)に向けて上方から前記液(Q2)を噴射する濾過装置(10)。
  9.  請求項8に記載の濾過装置(10)において、
     前記第1の噴射部(60)は、前記第1ドラムフィルタ(30)の前記外周面(30c)の接線方向に前記液(Q2)を噴射する濾過装置(10)。
  10.  請求項7に記載の濾過装置(10)において、
     前記第2ドラムフィルタ(40)の上部が前記濾過槽(12)内の液(Q1)の液面(Q3)よりも上に露出し、前記第2の噴射部(70)は、前記液面(Q3)から出てくる前記第2ドラムフィルタ(40)の前記外周面(40c)に向けて上方から前記液(Q2)を噴射する濾過装置(10)。
  11.  請求項10に記載の濾過装置(10)において、
     前記第2の噴射部(70)は、前記第2ドラムフィルタ(40)の前記外周面(40c)の接線方向に前記液(Q2)を噴射する濾過装置(10)。
  12.  請求項7に記載の濾過装置(10)において、
     前記第1ドラムフィルタ(30)と前記第2ドラムフィルタ(40)との間に形成された液流入部(50)に、前記液流入部(50)の液面付近の液(Q1)を前記連通部(51)に向かって移動させる流れ促進手段(80)を有した濾過装置(10)。
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