JP6231451B2 - 浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗装前処理設備における被塗物洗浄用ノズルに対して循環供給する洗浄水などを処理液として、その処理液を濾過により浄化する浄化装置に関し、
詳しくは（図２参照）、円筒状フィルタ７を装置ケース６に内装し、この装置ケース６には、その内部における円筒状フィルタ７の外側領域である処理前領域Ｏに処理液Ｗを導入する処理液導入口１１、
及び、その処理前領域Ｏから円筒状フィルタ７の内側領域である処理済領域Ｉに向けて円筒状フィルタ７を通過した処理済の浄化処理液Ｗを装置ケース６の内部から導出する処理済液導出口１３を設け、
円筒状フィルタ７の内側領域である処理済領域Ｉには、ノズルヘッダ１５を円筒状フィルタ７の中心軸芯Ｑ周りでの回転が自在な状態で配置し、
このノズルヘッダ１５には、逆洗液路１８を通じてノズルヘッダ１５に供給される逆洗液Ｗをノズルヘッダ１５の回転に伴い円筒状フィルタ７の内周面に向けて噴出する逆洗用ノズル１９を設けてある浄化装置に関する。

この種の浄化装置では（同図２参照）、処理液導入口１１から装置ケース６の内部における円筒状フィルタ７の外側領域Ｏ（処理前領域）に導入される処理液Ｗを円筒状フィルタ７に通過させることで、処理液Ｗを浄化処理するが、この浄化処理において処理液Ｗ中における塵埃等の捕集対象物が円筒状フィルタ７により捕集されることに対し、円筒状フィルタ７に対する逆洗処理として、円筒状フィルタ７の中心軸芯Ｑ周りで回転動作させる逆洗用ノズル１９により円筒状フィルタ７の内側からフィルタ内周面に向けて逆洗液を噴出することで、円筒状フィルタ７が捕集した塵埃等の捕集物を円筒状フィルタ７から除去して円筒状フィルタ７を再生する。

ところで従来、この種の浄化装置では、ノズルヘッダ１５を回転させて逆洗用ノズル１９を回転動作させるのに、特許文献１に見られるように、装置ケースの外部にモータを配置し、このモータによりノズルヘッダを回転させるようにしていた。

特開２００４−２３０２９８号公報

しかし、ノズルヘッダ回転用のモータを装備する従来装置では、そのモータとしてギアモータなどの低速・高トルク仕様の特殊モータを要することで装置コストが嵩む問題があり、また、このモータが装置ケースの蓋部などに取り付けられることで、モータが支障となって装置ケース内部のメンテナンス作業が行い難い問題もあった。

しかも、モータとノズルヘッダとを連結する可動連結部を装置ケースに対して貫通させるため、その可動連結部の貫通部に対して液漏れ防止用のシール手段を装備しなければならず、このシール手段に対する頻繁な保守メンテナンスが必要になる問題もあった。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、ノズルヘッダの回転に合理的な駆動方式を採ることで、上記の如き問題を解消する点にある。

本発明の第１特徴構成は浄化装置に係り、その特徴は、
円筒状フィルタを装置ケースに内装し、この装置ケースには、その内部における前記円筒状フィルタの外側領域である処理前領域に処理液を導入する処理液導入口、
及び、その処理前領域から前記円筒状フィルタの内側領域である処理済領域に向けて前記円筒状フィルタを通過した処理済の浄化処理液を前記装置ケースの内部から導出する処理済液導出口を設け、
前記円筒状フィルタの内側領域である前記処理済領域には、ノズルヘッダを前記円筒状フィルタの中心軸芯周りでの回転が自在な状態で配置し、
このノズルヘッダには、逆洗液路を通じて前記ノズルヘッダに供給される逆洗液を前記ノズルヘッダの回転に伴い前記円筒状フィルタの内周面に向けて噴出する逆洗用ノズルを設けてある浄化装置であって、
前記ノズルヘッダには、前記逆洗液路を通じて前記ノズルヘッダに供給される逆洗液の一部を前記円筒状フィルタの円周方向に対する接線方向に沿う速度成分のある状態で噴出して、その噴出反力により前記ノズルヘッダを前記円筒状フィルタの中心軸芯周りで回転させる回転用ノズルを設け、
前記装置ケースの内部には、前記円筒状フィルタを配置するフィルタ配置域と、前記円筒状フィルタの中心軸芯方向で前記フィルタ配置域から外れて前記円筒状フィルタの内側領域である前記処理済領域に連通するフィルタ不存域とを設け、
前記回転用ノズルは、前記フィルタ不存域に配置するとともに、前記円筒状フィルタにおける円形断面形状の半径より長い回転半径を有する状態で前記ノズルヘッダに装備してある点にある。

この構成によれば、逆洗液路を通じてノズルヘッダに供給される逆洗液を利用してノズルヘッダを回転させ、これにより、逆洗用ノズルを円筒状フィルタの中心軸芯周りで回転動作させながら、その逆洗用ノズルから円筒状フィルタの内周面に向けて逆洗液を噴出する逆洗処理を円筒状フィルタに対して施すことができる。

即ち、ノズルヘッダ回転用モータの装備を不要にすることができ、これにより、装置コストを安価にするとともに、装置ケースの内部に対するメンテナンス作業もモータを支障とすることなく容易に行うことができる。

また、上記第1特徴構成によれば、
前記装置ケースの内部には、前記円筒状フィルタを配置するフィルタ配置域と、前記円筒状フィルタの中心軸芯方向で前記フィルタ配置域から外れて前記円筒状フィルタの内側領域である前記処理済領域に連通するフィルタ不存域とを設け、
前記回転用ノズルは、前記フィルタ不存域に配置するとともに、前記円筒状フィルタにおける円形断面形状の半径より長い回転半径を有する状態で前記ノズルヘッダに装備するから、次の作用効果も得ることができる。

つまり、回転用ノズルが円筒状フィルタの半径より長い回転半径を有するから、円筒状フィルタの中心軸芯周りでの噴出反力による回転モーメントとして大きな回転モーメントを得ることができる。

したがって、ノズルヘッダを円筒状フィルタの逆洗処理に適した低速・高トルクで回転させることができ、この点で逆洗機能に一層優れた装置にすることができる。

本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記逆洗液路を形成する逆洗液管を、前記装置ケースに貫通させた状態で前記装置ケースに固定し、
前記装置ケースの内部における前記逆洗液管の端部に対して前記ノズルヘッダを、前記円筒状フィルタの中心軸芯周りでの回転が自在な状態で接続してある点にある。

この構成によれば、ノズルヘッダを回転自在にするにしても、逆洗液管を装置ケースに貫通させた状態で装置ケースに固定し、この固定した逆洗液管の装置ケース内部における端部にノズルヘッダを回転自在に接続するから、前述した従来装置の如く可動連結部（モータとノズルヘッダとを連結する可動部）を装置ケースに対し貫通させる必要がなくて、その貫通部に対するシール手段も不要にすることができる。

したがって、そのシール手段に対する保守メンテナンスも不要にすることができて、メンテナンスの負担を一層効果的に軽減することができる。

本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記逆洗用ノズルは、前記ノズルヘッダに供給される逆洗液を前記円筒状フィルタの内周面に向かう速度成分のある状態で噴出する逆洗用噴出口部と、前記ノズルヘッダに供給される逆洗液を前記円筒状フィルタの円周方向に対する接線方向に沿う速度成分のある状態で噴出する回転用噴出口部とを備える構成にしてある点にある。

この構成によれば、逆洗用ノズルを回転用ノズルに兼用するから、回転専用のノズルを装備するにしても少数にすることができ、その分、装置をコンパクトにすることができる。

本発明の第４特徴構成は、第１〜第３特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記逆洗用ノズル又は前記回転用ノズルから前記装置ケースの内部に噴出された逆洗液を逆洗用ポンプにより前記逆洗液路を通じて前記ノズルヘッダに還送する逆洗用循環路を設けてある点にある。

この構成によれば、円筒状フィルタに対して逆洗作用させた逆洗液やノズルヘッダの回転に使用した逆洗液を循環使用するから、逆洗用ノズル及び回転用ノズルに対して新鮮な逆洗液のみを一過的に供給する場合に比べ、逆洗液の必要量を大幅に削減することができ、これにより、装置の運転コストを低減することができる。

塗装前処理設備における予備洗浄部を示す設備構成図 浄化装置の側面視断面図 浄化装置の平面視断面図 逆洗処理中の浄化装置の側面視断面図 別実施形態を示す予備洗浄部の設備構成図

図１は塗装前処理設備における予備洗浄部を示し、この予備洗浄部では、予備洗浄槽１に貯留された洗浄水Ｗを洗浄用ポンプ２により多数の洗浄用ノズル３から被塗物Ａ（本例では自動車ボディ）に向けて噴出させ、この洗浄水噴出により被塗物Ａを塗装処理に先立ち予備洗浄する。

洗浄用ノズル３から噴出した洗浄水Ｗは、被塗物Ａに対し洗浄作用させた後、被塗物Ａから洗い落とされた塵埃等とともに流下床４を通じて予備洗浄槽１に戻す。即ち、洗浄水Ｗは予備洗浄槽１と洗浄用ノズル３との間で循環する。

予備洗浄が完了した被塗物Ａは、その後、脱脂処理や化成処理などの他の前処理工程を経た上で塗装工程に送られる。

予備洗浄槽１の近くには、予備洗浄槽１における貯留洗浄水Ｗを浄化する浄化装置５を配置してあり、予備洗浄槽１の貯留洗浄水Ｗ中における塵埃等（即ち、被塗物Ａから洗い落とされた塵埃等）は、この浄化装置５において洗浄水Ｗから除去される。

即ち、洗浄用ノズル３から噴出させる洗浄水Ｗは、この浄化処理により清浄度が保持され、これにより、被塗物Ａに対する予備洗浄効果が維持される。

浄化装置５は、予備洗浄槽１における貯留洗浄水Ｗの水面よりも高い位置で縦姿勢に配置される円筒状の装置ケース６を備え、図２、図３にも示すように、この装置ケース６には、同じく縦姿勢の円筒状フィルタ７を同芯状に内装してある。

円筒状フィルタ７は例えば４０メッシュ程度のＳＵＳ製金網からなり、円筒状フィルタ７の下面部は底板８により閉塞してある。

装置ケース６の上面開口部は蓋６ａにより閉塞し、また、装置ケース６の底部６ｂは逆円錐状のホッパ形状にし、この装置ケース底部６ｂの下端頂部には排出口９を形成してある。

装置ケース６の内部は、円筒状フィルタ７を配置するフィルタ配置域Ｘと、フィルタ配置域Ｘから上方に外れたフィルタ不存域Ｙと、フィルタ配置域Ｘから下方に外れてホッパ状底部６ｂ内に位置する排出域Ｚとに区分してある。

また、フィルタ配置域Ｘは、円筒状フィルタ７により、その円筒状フィルタ７の外側領域である処理前領域Ｏと、円筒状フィルタ７の内側領域である処理済領域Ｉとに区分される。

円筒状フィルタ７の内側領域である処理済領域Ｉは上方のフィルタ不存域Ｙに対し開放させて連通させるのに対し、円筒状フィルタ７の外側領域である処理前領域Ｏと上部のフィルタ不存域Ｙとは円環状の隔壁１０により仕切ってある。

また、円筒状フィルタ７の外側領域である処理前領域Ｏは下部の排出域Ｚに対し開放させて連通させるのに対し、円筒状フィルタ７の内側領域である処理済領域Ｉと下部の排出域Ｚとは円筒状フィルタ７の底板８により仕切ってある。

装置ケース６の周壁下部には、円筒状フィルタ７の外側領域である処理前領域Ｏに連通する処理液導入口１１を形成し、この処理液導入口１１には、予備洗浄槽１からの洗浄水送り路１２ａを接続してある。

装置ケース６の周壁上部には、上部のフィルタ不存域Ｙに連通する処理済液導出口１３を形成し、この処理済液導出口１３には、処理済の浄化洗浄水Ｗを予備洗浄槽１に戻す洗浄水戻し路１２ｂを接続してある。

つまり、この浄化装置５では、予備洗浄槽１から洗浄水循環用ポンプ１４により洗浄水送り路１２ａを通じて装置ケース６内の処理前領域Ｏに送給される洗浄水Ｗを処理液として、その洗浄水Ｗを円筒状フィルタ７に通過させることで浄化する。

円筒状フィルタ７を通過して内側の処理済領域Ｉに至った浄化洗浄水Ｗは、装置ケース６内における上部のフィルタ不存域Ｙから洗浄水戻し路１２ｂを通じて自重流下により予備洗浄槽１に戻す。

円筒状フィルタ７の内側領域である処理済領域Ｉには、縦姿勢のノズルヘッダ１５を、円筒状フィルタ７の中心軸芯Ｑ周りでの回転が自在な状態で円筒状フィルタ７と同芯状に配置してある。

このノズルヘッダ１５には、逆洗液タンク１６から逆洗用ポンプ１７により逆洗液路１８を通じて供給される逆洗液としての逆洗水Ｗｒを円筒状フィルタ７の内側から円筒状フィルタ７の内周面に向けて噴出する複数の逆洗用ノズル１９を、上下方向に分散させた状態で、また、ノズルヘッダ１５からの分岐管１５ａを支持脚として配置してある。

即ち、差圧計２０により計測される円筒状フィルタ７の内外差圧Δｐが円筒状フィルタ７における捕集物の蓄積で設定差圧を超えると、洗浄水循環用ポンプ１４により予備洗浄槽１と浄化装置５との間で洗浄水Ｗを循環させる浄化運転を停止するとともに、装置ケース６の排出口９に接続した排出弁２１ａを開いた状態にして、図４に示す如く、逆洗処理としてノズルヘッダ１５の回転に伴い複数の逆洗用ノズル１９から逆洗水Ｗｒを噴出させることで、先の浄化運転において円筒状フィルタ７が捕集した塵埃等の捕集物を円筒状フィルタ７から洗い落とす。

円筒状フィルタ７から洗い落した塵埃等の捕集物は、噴出逆洗水Ｗｒとともに装置ケース６底部の排出域Ｚを経て排出口９から排出路２１を通じて回収バッグ２２に回収し、この回収バッグ２２において、回収した塵埃等の捕集物から同伴の使用済逆洗水Ｗｒを分離する水切り処理を行う。

装置ケース６の近傍において逆洗液路１８を形成する逆洗液管２３は、装置ケース６における蓋６ａの中心部に貫通させた状態で装置ケース６の蓋６ａに固定してあり、ノズルヘッダ１５は、装置ケース６内のフィルタ不存域Ｙで回転継手２４を介して逆洗液管２３の下端に接続することで、円筒状フィルタ７の中心軸芯Ｑ周りでのノズルヘッダ１５の回転を自在にしてある。

また、ノズルヘッダ１５の上部には、逆洗液路１８からノズルヘッダ１５に供給される逆洗水Ｗｒの一部をフィルタ不存域Ｙにおいて円筒状フィルタ７の円周方向に対する接線方向Ｃに沿う向きに噴出する一対の回転用ノズル２５を、ノズルヘッダ１５からの分岐管１５ｂを支持脚として設けてある。

つまり、これら回転用ノズル２５からの接線方向Ｃに向けての逆洗水Ｗｒの噴出に伴う噴出反力Ｆｃにより、洗浄用ノズル１９を円筒状フィルタ７の内周面に向けての逆洗水Ｗｒの噴出に伴いノズルヘッダ１５とともに円筒状フィルタ７の中心軸芯Ｑ周りで回転動作させる。

円筒状フィルタ７の内側領域である処理済領域Ｉに位置させる逆洗用ノズル１９の回転半径Ｒ１が、円筒状フィルタ７の円形断面形状における半径Ｒよりある程度短くなる（Ｒ１＜Ｒ）のに対し、回転用ノズル２５はフィルタ不存域Ｙに配置することで、その回転半径Ｒ２を円筒状フィルタ７の円形断面形状における半径Ｒより大きく（Ｒ２＞Ｒ）してあり、これにより、洗浄用ノズル１９及びノズルヘッダ１５を、円筒状フィルタ７の逆洗処理に適した低速・高トルク状態で回転させる。

逆洗液路１８のうち装置ケース６の蓋６ａに固定した逆洗液管２３に続く部分は、フレキシブル管２６で形成して、そのフレキシブル管２６の先端をワンタッチ接続具２７により蓋６ａに固定の逆洗液管２３に接続するようにしてあり、これにより、装置ケース６内部のメンテナンス作業にあたって、装置ケース６の蓋６ａをノズルヘッダ１５とともに容易に装置ケース６の本体部から離脱させられるようにしてある。

図中２８は、装置ケース６の蓋６ａに装備した自動エア抜き弁である。

〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。

前述の実施形態では、予備洗浄槽１と浄化装置５との間での洗浄水Ｗ（処理液）の循環を停止して、浄化装置５における装置ケース６内の水位を低下させた状態で、逆洗用ノズル１９及び回転用ノズル２５から逆洗水Ｗｒ（逆洗液）を噴出させるようにしたが、円筒状フィルタ７により捕集する捕集対象物が沈降性の高いものである場合、予備洗浄槽１と浄化装置５との間での洗浄水Ｗの循環を継続して、浄化装置５における装置ケース６内の水位を高く保ったままの状態で、逆洗用ノズル１９及び回転用ノズル２５から逆洗水Ｗｒを噴出させるようにしてもよい。

また、この場合、装置ケース６内の水位が高く保たれることから、図５に示すように、逆洗用ノズル１９や回転用ノズル２５から装置ケース６の内部に噴出された逆洗水Ｗｒ（逆洗液）を、逆洗用ポンプ１７により装置ケース６内におけるフィルタ不存域Ｙや円筒状フィルタ７内の処理済領域Ｉから逆洗用循環路２９及び逆洗液路１８を通じてノズルヘッダ１５に還送するようにしてもよい。

そしてまた、上記の如く浄化装置５における装置ケース６内の水位を高く保ったままの状態で逆洗用ノズル１９及び回転用ノズル２５から逆洗水Ｗｒを噴出させる場合、装置ケース６内の水位を低下させる必要がないことから、同図５に示すように、浄化装置５の装置ケース６を予備洗浄槽１の水位と同等の位置ないしはより低い位置に配置するようにしてもよい。

本発明の実施において、浄化装置５により浄化する処理液は、塗装前処理設備における予備洗浄槽１の貯留洗浄水Ｗに限らず、円筒状フィルタ７による濾過により浄化することができる液体であれば、どのような液体であってもよい。

円筒状フィルタ７を内装する装置ケース６の形状は、円筒状に限らず、角筒状やその他の形状であってもよく、また、装置ケース６やそれに内装する円筒状フィルタ７の設置姿勢も縦姿勢に限らず、水平姿勢や傾斜姿勢であってもよい。

逆洗用ノズル１９に、逆洗液Ｗを円筒状フィルタ７の内周面に向かう速度成分のある状態で噴出する逆洗用噴出口部と、逆洗液Ｗを円筒状フィルタ７の円周方向に対する接線方向Ｃに沿う速度成分のある状態で噴出する回転用噴出口部とを備え、これにより、逆洗用ノズル１９を回転用ノズル２５に兼用するようにしてもよい。

逆洗用ノズル１９及び回転用ノズル２５から噴出させる逆洗液Ｗｒは、水に限られるものではなく、浄化対象の処理液Ｗに応じて、円筒状フィルタ７の逆洗処理に適した種々の液体を使用することができる。

本発明による浄化装置は、フィルタによる浄化が必要な液を扱う種々の分野において利用することができる。

７ 円筒状フィルタ
６ 装置ケース
Ｏ 処理前領域（外側領域）
Ｗ 処理液
１１ 処理液導入口
Ｉ 処理済領域（内側領域）
１３ 処理済液導出口
１５ ノズルヘッダ
Ｑ 中心軸芯
１８ 逆洗液路
Ｗｒ 逆洗液
１９ 逆洗用ノズル
Ｃ 接線方向
Ｆｃ 噴出反力
２５ 回転用ノズル
２３ 逆洗液管
Ｘ フィルタ配置域
Ｙ フィルタ不存域
Ｒ 円筒状フィルタの半径
Ｒ２ 回転用ノズルの回転半径
１７ 逆洗用ポンプ
２９ 逆洗用循環路

Claims (4)

1. 円筒状フィルタを装置ケースに内装し、この装置ケースには、その内部における前記円筒状フィルタの外側領域である処理前領域に処理液を導入する処理液導入口、
   及び、その処理前領域から前記円筒状フィルタの内側領域である処理済領域に向けて前記円筒状フィルタを通過した処理済の浄化処理液を前記装置ケースの内部から導出する処理済液導出口を設け、
   前記円筒状フィルタの内側領域である前記処理済領域には、ノズルヘッダを前記円筒状フィルタの中心軸芯周りでの回転が自在な状態で配置し、
   このノズルヘッダには、逆洗液路を通じて前記ノズルヘッダに供給される逆洗液を前記ノズルヘッダの回転に伴い前記円筒状フィルタの内周面に向けて噴出する逆洗用ノズルを設けてある浄化装置であって、
   前記ノズルヘッダには、前記逆洗液路を通じて前記ノズルヘッダに供給される逆洗液の一部を前記円筒状フィルタの円周方向に対する接線方向に沿う速度成分のある状態で噴出して、その噴出反力により前記ノズルヘッダを前記円筒状フィルタの中心軸芯周りで回転させる回転用ノズルを設け、
   前記装置ケースの内部には、前記円筒状フィルタを配置するフィルタ配置域と、前記円筒状フィルタの中心軸芯方向で前記フィルタ配置域から外れて前記円筒状フィルタの内側領域である前記処理済領域に連通するフィルタ不存域とを設け、
   前記回転用ノズルは、前記フィルタ不存域に配置するとともに、前記円筒状フィルタにおける円形断面形状の半径より長い回転半径を有する状態で前記ノズルヘッダに装備してある浄化装置。
2. 前記逆洗液路を形成する逆洗液管を、前記装置ケースに貫通させた状態で前記装置ケースに固定し、
   前記装置ケースの内部における前記逆洗液管の端部に対して前記ノズルヘッダを、前記円筒状フィルタの中心軸芯周りでの回転が自在な状態で接続してある請求項１記載の浄化装置。
3. 前記逆洗用ノズルは、前記ノズルヘッダに供給される逆洗液を前記円筒状フィルタの内周面に向かう速度成分のある状態で噴出する逆洗用噴出口部と、前記ノズルヘッダに供給される逆洗液を前記円筒状フィルタの円周方向に対する接線方向に沿う速度成分のある状態で噴出する回転用噴出口部とを備える構成にしてある請求項１又は２記載の浄化装置。
4. 前記逆洗用ノズル又は前記回転用ノズルから前記装置ケースの内部に噴出された逆洗液を逆洗用ポンプにより前記逆洗液路を通じて前記ノズルヘッダに還送する逆洗用循環路を設けてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の浄化装置。

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