JP2007125504A - 濾過方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い精度で濾過を行うとともに、より多くの廃液を再利用することができる濾過方法及び濾過装置を提供する。
【解決手段】廃液Ｗを下部噴出部１５から槽１１内に気泡ｂ１とともに噴出し泡状廃液Ｂを作出するとともに該泡状廃液Ｂを槽１１内上方へ対流させる対流槽２０と、前記対流槽２０の上部に位置する泡状廃液Ｂがオーバーフローするように形成されたオーバーフロー部３０と、前記オーバーフロー部３０からの泡状廃液Ｂを濾過する濾過部材４０とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、微細切粉が混入した流体を濾過する濾過方法及びその装置に関する。

切削加工等で使用されたクーラント等の廃液には、金属等の微細切粉が混入する。このような微細切粉が混入した廃液は、そのまま微細切粉が混入した状態で再利用されると、被加工物を傷つける等の加工不良の原因となるおそれがあるため、濾過を行って微細切粉を除去する必要がある。この濾過方法としては、例えば、槽内の下部噴出部から微細切粉が混入した廃液を気泡とともに噴出して泡状廃液を作出し、該泡状廃液を槽上部からオーバーフローさせることによって微細切粉を除去する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この濾過方法によれば、約５〜１０μｍの微細切粉を気泡に付着させて槽上部からオーバーフローさせて排出することができるため、高い精度で濾過を実施することができる。そして、下部噴出部から噴出された泡状廃液が排出されて残った廃液のみがクーラント等として再利用されるので、前記加工不良の発生を抑制することができる。

ところで、上記の濾過方法では、廃液の一部が微細切粉とともに排出されるため、全ての廃液を再利用することができない。そこで、近年では、高い精度で濾過を行うとともに、より多くの廃液を再利用することができる濾過方法及び濾過装置が切望されている。
特開２００４−２９８８６１号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、高い精度で濾過を行うとともに、より多くの廃液を再利用することができる濾過方法及び濾過装置を提供するものである。

すなわち、請求項１の発明は、槽内で廃液を気泡とともに噴出し泡状廃液を作出し、前記槽から前記泡状廃液をオーバーフローさせ、前記オーバーフローした泡状廃液を濾過するようにしたことを特徴とする廃液の濾過方法に係る。

請求項２の発明は、廃液を下部噴出部から槽内に気泡とともに噴出し泡状廃液を作出するとともに該泡状廃液を槽内上方へ対流させる対流槽と、前記対流槽の上部に位置する泡状廃液がオーバーフローするように形成されたオーバーフロー部と、前記オーバーフロー部からの泡状廃液を濾過する濾過部材とからなることを特徴とする濾過装置に係る。

請求項３の発明は、前記下部噴出部が磁気ノズルを含む請求項２に記載の濾過装置に係る。

請求項４の発明は、前記対流槽の前記下部噴出部の前方に噴出液を上昇させる上昇傾斜対流部が形成されている請求項２に記載の濾過装置に係る。

請求項５の発明は、前記対流槽の下部連通部を介して隔壁室が設けられていて、前記隔壁室の隔壁部上部から流体を流出させるアンダーフロー濾過部が形成されている請求項２に記載の濾過装置に係る。

請求項６の発明は、前記オーバーフロー部からオーバーフローされる泡状廃液が廃液全体の概ね１０％である請求項２に記載の濾過装置に係る。

請求項１の発明に係る濾過方法によれば、槽内で廃液を気泡とともに噴出し泡状廃液を作出し、前記槽から前記泡状廃液をオーバーフローさせ、前記オーバーフローした泡状廃液を濾過するようにしたため、極めて高い精度で廃液の濾過を実施することができるとともに、泡状廃液をオーバーフローさせて得られる廃液に加え、オーバーフローされた泡状廃液を濾過して得られる廃液も再利用することが可能となり、廃液の無駄を大幅に減少させることができる。

請求項２の発明に係る濾過装置によれば、廃液を下部噴出部から槽内に気泡とともに噴出し泡状廃液を作出するとともに該泡状廃液を槽内上方へ対流させる対流槽と、前記対流槽の上部に位置する泡状廃液がオーバーフローするように形成されたオーバーフロー部と、前記オーバーフロー部からの泡状廃液を濾過する濾過部材とからなるため、前述の濾過方法を効果的かつ効率よく実施可能な装置を提供することができる。

請求項３の発明によれば、請求項２において、前記下部噴出部が磁気ノズルを含むため、微細切分を分離・分散させて気泡とより付着しやすくするとともに、泡状廃液を活性化させて腐敗を抑制することができる。

請求項４の発明によれば、請求項２において、前記対流槽の前記下部噴出部の前方に噴出液を上昇させる上昇傾斜対流部が形成されているため、泡状廃液をより効率よく槽内上方へ対流させることが可能となって、より効果的にオーバーフローさせることができる。

請求項５の発明によれば、請求項２において、前記対流槽の下部連通部を介して隔壁室が設けられていて、前記隔壁室の隔壁部上部から流体を流出させるアンダーフロー濾過部が形成されているため、泡状廃液として除去できなかった不純物を隔壁室下部に沈殿させることができ、濾過精度をより向上させることが可能となる。

請求項６の発明によれば、請求項２において、前記オーバーフロー部からオーバーフローされる泡状廃液が廃液全体の概ね１０％であるため、濾過部材の交換頻度を、廃液全体を濾過する場合に比して少なくすることができ、当該濾過装置の管理が容易となって経済的にも有利となる。

以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係る濾過装置の断面図、図２は磁気ノズルの断面図である。

図１に図示した濾過装置１０は、槽１１内で廃液Ｗを気泡ｂ１とともに噴出し泡状廃液Ｂを作出し、前記槽１１から前記泡状廃液Ｂをオーバーフローさせ、前記オーバーフローした泡状廃液Ｂを濾過するように構成したものである。以下、前記濾過方法の好ましい実施例を、濾過装置１０とともに具体的に説明する。図示した濾過装置１０は、対流槽２０と、オーバーフロー部３０と、濾過部材４０とからなる。図において、符号１１ａは槽１１の外壁部、１６は混入した微細切粉が約１００μｍ以下となるようにあらかじめ濾過された廃液Ｗの廃液用タンク、１９は当該濾過装置１０によって濾過された濾液Ｃの濾液用タンク、Ｐは前記廃液用タンク１６の廃液Ｗを吸い上げるためのポンプである。

対流槽２０は、廃液Ｗを下部噴出部１５から槽１１内に気泡ｂ１とともに噴出し泡状廃液Ｂを作出するとともに該泡状廃液Ｂを槽１１内上方へ対流させるように構成される。この対流槽２０では、前記下部噴出部１５から廃液Ｗとともに気泡ｂ１を噴出して対流させることにより、廃液Ｗに混入した微細切粉と気泡ｂ１とが付着して（ｂ２）、泡状廃液Ｂとして槽１１内上方に浮上する。図の符号１３は下部噴出部１５前方の槽１１の外壁１１ａに形成され泡状廃液Ｂを後述のオーバーフロー部３０に流れやすくするための傾斜逆流部、１７は廃液用タンク１６から下部噴出部１５へ廃液Ｗを供給するための配管、１８は下部噴出部１５に大気を供給する大気吸引部、２１は槽１１の外壁部１１ａの頂点より低い位置に形成された対流槽２０の内壁部、２２は対流槽２０の内壁部２１に形成され下部噴出部１５に向かって傾斜する傾斜誘導部、Ｌは微細切粉が除去された流体である。

前記下部噴出部１５は、廃液用タンク１６からポンプＰによって所定量（実施例では２０〜５０Ｌ／ｍｉｎ）の廃液Ｗが供給されて、該廃液Ｗの噴出時に生じる負圧によって大気吸引部１８から大気を吸引し、数１０μｍ程度の微細な気泡ｂ１を発生させて、廃液Ｗとともに槽１１内に噴出して泡状廃液Ｂを作出する。

この下部噴出部１５では、請求項３の発明として規定したように、磁気ノズル５０を含むように構成することが好ましく勧められる。実施例では、図２に図示の磁気ノズル５０のように、泡状廃液Ｂが流通する流通穴５５ａが形成された磁石５５と、泡状廃液Ｂの流通時に振動する振動スプリング５６とを有するように構成される。この磁気ノズル５０によれば、泡状廃液Ｂが磁石５５を流通した際に微細切粉が磁界によって分離・分散されて該泡状廃液Ｂが帯電及び活性化され、さらに、振動スプリング５６によって流通する泡状廃液Ｂに運動を加えることで活性化がより促進される。このように、微細切粉が分離・分散されることにより、その比重が軽くなって気泡ｂ１とより付着しやすくすることができ、さらに、泡状廃液Ｂが活性化されることで腐敗を抑制することができる。なお、図中の符号５１は磁気ノズル５０の本体部、５２は下部噴出部１５への取付部、５３はノズル先端部、５７は振動スプリング５６のスプリングホルダー、５７ａはスプリングホルダー５７に形成された流通穴である。

オーバーフロー部３０は、対流槽２０の上部に位置する泡状廃液Ｂがオーバーフローするように形成される。実施例では、槽１１内上方へ対流した泡状廃液Ｂが、対流槽２０の内壁部２１をオーバーフローし、前記内壁部２１より低い位置に形成された流出部３１から泡状廃液Ｂが槽１１から後述の濾過部材４０に流出される。

濾過部材４０は、オーバーフロー部３０からの泡状廃液Ｂの濾過を行うものである。実施例の濾過部材４０としては、例えば、直径約１２０μｍのアルミ微粉末フィルター（アルポンフィルター１０μテトロンメッシュ）が使用され、泡状廃液Ｂは混入した微細切粉が除去されて前記微細切粉が混入していない濾液Ｃとして濾液用タンク１９に送られる。また、特に、請求項６の発明として規定したように、オーバーフロー部３０からオーバーフローされる泡状廃液Ｂを廃液Ｗ全体の概ね１０％とすれば、濾過部材（フィルター）４０の消耗が軽減されて、濾過部材４０の交換頻度を、廃液Ｗ全体を濾過する場合（約２週間）に比して少なく（約２カ月）することができ、当該濾過装置１０の管理が容易となって経済的にも有利となる。

本発明の濾過装置１０では、図１に図示しかつ請求項４の発明として規定したように、対流槽２０の下部噴出部１５の前方に噴出液を上昇させる上昇傾斜対流部１２を形成することが好ましく勧められる。上昇傾斜対流部１２を下部噴出部１５の前方に形成することにより、前記下部噴出部１５から噴出される噴出液（泡状廃液Ｂ）をより効率よく槽１１内上方へ対流させることが可能となり、泡状廃液Ｂをより効果的にオーバーフローさせることができる。

また、本発明の濾過装置１０は、図１に図示しかつ請求項５の発明として規定したように、対流槽２０の下部連通部６１を介して隔壁室６２を設け、前記隔壁室６２の隔壁部６３上部から流体Ｌを流出させるアンダーフロー濾過部６０を形成することが好ましい。上記の如くアンダーフロー濾過部６０を形成することにより、泡状廃液Ｂとして除去できなかった不純物（除去された微細切粉に比して比重が大きく気泡ｂ１と付着しないもの等）を隔壁室６２下部に沈殿させることができるので、濾過精度をより向上させることが可能となる。なお、図中の符号６４は隔壁室６２上部に形成された通気口、６５はアンダーフロー濾過部６０の流出部である。

次に、図１を用いて、濾過装置１０を用いた濾過方法について説明する。まず、混入された微細切粉が約１００μｍ以下となるようにあらかじめ濾過しておいた廃液Ｗが、廃液用タンク１６からポンプで吸い上げられて下部噴出部１５へ供給され、気泡ｂ１とともに泡状廃液Ｂとして槽１１内に噴出される（ｆ１）。

下部噴出部１５から噴出された泡状廃液Ｂは、上昇傾斜対流部１２によって槽１１内上方に浮上するとともに、槽１１の外壁部１１ａによって逆流して、オーバーフロー部３０に向かって対流する（ｆ２）。また、上昇傾斜対流部１２上方の外壁部１１ａに形成された傾斜逆流部１３により、槽１１上方の外壁部１１ａ付近の泡状廃液Ｂがオーバーフロー部３０方向に逆流（ｆ３）しやすくなって、槽１１内上方の対流が促進される。

続いて、オーバーフロー部３０方向に対流した泡状廃液Ｂは、対流槽２０の内壁部２１をオーバーフローして（ｆ４）、前記内壁部２１より低い位置のオーバーフロー部３０の流出部３１から流出し（ｆ５）、濾過部材４０によって濾過されて微細切粉が除去され濾液用タンク１９に送られる。一方、対流槽２０上部の泡状廃液Ｂのうち、オーバーフローされなかった流体は、誘導対流部１４によって下部噴出部１５方向に流れ（ｆ６）、前記下部噴出部１５から噴出された泡状廃液Ｂとともに再び槽１１内上方に対流する。

また、泡状廃液Ｂがオーバーフローされたことによって微細切粉が除去された流体Ｌは、対流槽２０の下部連通部６１から隔壁室６２に流れ（ｆ７）、該流体Ｌが隔壁部６３上部からアンダーフロー濾過部６０に流出することで（ｆ８）、微細切粉及びオーバーフローされなかった不純物が混入していない清浄な流体（濾液）として、アンダーフロー濾過部６０の流出部６５から濾液用タンク１９に送られる。

以上説明したように、本願発明の濾過方法にあっては、槽１１内で廃液Ｗを下部噴出部１５から気泡ｂ１とともに噴出し泡状廃液Ｂを作出し、前記槽１１から泡状廃液Ｂをオーバーフローさせることにより、廃液Ｗから微細切分を効果的に除去することができ、加えて、前記オーバーフローした泡状廃液Ｂを濾過部材４０によって濾過するように構成されているため、従来排出されていた廃液からも微細切粉を効果的に除去することができる。したがって、極めて高い精度で廃液Ｗの濾過を実施することができるとともに、泡状廃液Ｂをオーバーフローさせて得られる廃液に加え、オーバーフローされた泡状廃液Ｂを濾過して得られる廃液も再利用することが可能となり、廃液の無駄を大幅に減少させることができる。

なお、本発明の流体機器の濾過方法及び濾過装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。

本発明の一実施例に係る濾過装置の断面図である。 磁気ノズルの断面図である。

符号の説明

１０ 濾過装置
１１ 槽
１２ 上昇傾斜対流部
１５ 下部噴出部
１６ 廃液用タンク
１９ 濾液用タンク
２０ 対流槽
３０ オーバーフロー部
４０ 濾過部材
５０ 磁気ノズル
６０ アンダーフロー部
６１ 下部連通部
６２ 隔壁室
６３ 隔壁部
Ｂ 泡状廃液
Ｃ 濾過された濾液
Ｌ 微細切粉が除去された流体
Ｐ ポンプ
Ｗ 微細切粉が混入した廃液

Claims (6)

1. 槽内で廃液を気泡とともに噴出し泡状廃液を作出し、前記槽から前記泡状廃液をオーバーフローさせ、前記オーバーフローした泡状廃液を濾過するようにしたことを特徴とする廃液の濾過方法。
2. 廃液を下部噴出部から槽内に気泡とともに噴出し泡状廃液を作出するとともに該泡状廃液を槽内上方へ対流させる対流槽と、
   前記対流槽の上部に位置する泡状廃液がオーバーフローするように形成されたオーバーフロー部と、
   前記オーバーフロー部からの泡状廃液を濾過する濾過部材
   とからなることを特徴とする濾過装置。
3. 前記下部噴出部が磁気ノズルを含む請求項２に記載の濾過装置。
4. 前記対流槽の前記下部噴出部の前方に噴出液を上昇させる上昇傾斜対流部が形成されている請求項２に記載の濾過装置。
5. 前記対流槽の下部連通部を介して隔壁室が設けられていて、前記隔壁室の隔壁部上部から流体を流出させるアンダーフロー濾過部が形成されている請求項２に記載の濾過装置。
6. 前記オーバーフロー部からオーバーフローされる泡状廃液が廃液全体の概ね１０％である請求項２に記載の濾過装置。

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