JPH08168B2 - 工作機械用ろ過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野と従来の技術】工作機械において
は、チップ（削りくず）の除去又は電気的放出が、冷
却、潤滑、絶縁性の石油化学液剤の中で行われる、すな
わち、鋼、真ちゅう、銅、石油、黒鉛が介在し、これが
熱を介し又は関連排出物を生じることにより複雑な化学
的生産物の一連の粒子を発生させ、これが液剤を汚染す
ることになりそのためこれを除去することが必要とな
る。

【０００２】標準型のろ過装置においては、容器に、ろ
過されるべき液体のための入口と、内部のろ過床と、ろ
過された液体のための出口とが設けられる（ろ過段
階）。ろ過床が飽和された状態になった時、液体が入口
を通って導入されろ過床を再生させ、その結果として生
じた液体は入口を通って放出される（洗浄段階）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常技術において２つ
の問題が知られている。すなわち、ろ過段階において、
ろ過用材料は汚染されまたこの段階の期間はろ過用材料
が急速に飽和することにより極めて短いものとなる。ろ
過用材料の再生においては、ろ過用材料の一部が失われ
そのためろ過用材料は取替えねばならずこれがため明ら
かに高価となりまた不便なものとなる。という問題があ
る。

【０００４】本発明の目的は上記の問題点を解消する新
規なろ過装置の構造を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】種々の汚染粒子が研究所
で試験されたが、これらの粒子は様々な形状の、その多
くのものが球状である金属又は複雑な形態のものであ
る。種々の材料がまた研究されそのろ過特性と、ろ過装
置の作動の種々の段階の間にその工程を管理する特徴又
は基礎的変化とを調査した。

【０００６】他の生産物の中でシリカ（無水硅酸）から
得られたものが試験されたが、良好な結果は得られずろ
過された液体は複雑な粒子、例えば石油化学的又は有機
体の粒子を担持し、これが通常の冷却及び潤滑流体の場
合に頻繁に現出した。そのような場合でも媒体は電気的
腐食機械において石油である。種々の鉄無機化合物もま
た良好な結果を得ることができず、粉砕された青銅によ
り問題を解決することが開発された。

【０００７】これら種々の試験から良好なろ過材料は３
つの基本的特性によって支配されなければならないこと
が結論づけられた。すなわち、 (a) 密度(d) が高く、３g/cm³ を超え好ましくは約５g/
cm³ より多くなければならない。 (b) 0.2mmより小さくなく１mmより大きくないメッシュ
サイズ(t) の粉砕された材料が使用されなければならな
い。

【０００８】(c) この粉砕は鋭いエッジがつけられた面
を有する粒子を生み出さなければならない。の３つの特
性である。イルメナイトが最適の結果が得られるろ過材
料として多くの時間使用された。イルメナイトは高い重
量の無機化合物であり、その密度は６g/cm³ のオーダー
であり、容易に破壊され、斜方６面体と６面体の形状を
有している。この材料が列の形状で得られた後粉砕され
ふるい分けられ、多くの鋭いエッジと最も広く離された
点間で 0.3から１mmの大きさの不規則な面を有する粒子
を得る。その最も高い百分率測定は約0.4mm 変化し、ろ
過装置の中央容積を充たしそしてろ過装置の底部で0.75
mmである。

【０００９】概略述べられたようにその幾何学形状から
得られかつ由来する利点とは全く別に、その高い密度に
注意が向けられるが、この密度は与えられた圧縮に変換
されその結果粒子のより大きな安定性が得られる。これ
は形成される空洞の内部（表面上を除き）に広範囲にわ
たる変更がないことを保証する。３g/cm³ より低い特定
重量の石英、シリカその他のものから得られる他の公知
のろ過粗粒子による実験においては、ポンプの停止は突
然の粗粒子減圧を前もって推定し、差圧が高くなるほど
全てが高圧となる。同じことが、作動中に生じるエッジ
の衝撃に対し言うことができ、それにより粗粒子の運動
は空洞の変更を生じるようになり、その中に詰まった粒
子がろ過装置から漏れろ過された液体の品質を低下さ
せ、またろ過液体を妨げる上下のデイフューザ（拡散
器）間の連結通路を形成する。ろ過に関し、このろ過装
置はまた１つの構成部分として開発された。

【００１０】

【実施例】ろ過装置は、デイフューザを有する上方チュ
ーブ２と下方チューブ５にその内部が連結された入口と
出口とを備えた円筒状容器１からなっている。このろ過
装置は垂直位置が好ましいが、他の位置でも作動でき
る。上方デイフューザ１４がろ過容器１の最高部分（栓
１６に接近して）に配設され、その中央部分は半球形状
の部分からなり、半球形状部分のわん曲表面は流体３の
均一な分配に必要な孔１５を有している。その目的は全
体の高さｈ₂ の少なくとも ¹/₆の距離をもって配設され
たろ過用粒子の表面Ｓを乱す、乱流、渦巻き流などがろ
過されるべき液体３に発生することがないようにするた
めである。これを通ってまた、ろ過された粒子が、液体
の流れが逆になった時追い出される。ろ過用材料のこの
サイクル中に受ける膨張はこれらろ過用材料がデイフュ
ーザ１４に対して位置する距離によって吸収され、洗浄
している時の液体の増大した力がろ過された粒子を除去
し、ろ過用粒子はその大きさと重量の結果除去されな
い。

【００１１】汚染粒子はろ過床４の中に保持されるが、
ろ過床はこれら粒子により次第に塞がれるようになる。
ろ過装置１の底部にデイフューザが配設され、このデイ
フューザは星形の格子要素を有する一組のチューブ６か
らなっている。チューブ６は閉じた端部７と多数の補強
リング１８とを有することができる。チューブ６は流体
がろ過床４からチューブ６の内部８に通過できる切り込
み９又は溝を有し、前記内部８はろ過装置１の下方供給
ダクト５に開口している。

【００１２】切り込み溝９の幅ａはろ過用粒子の大きさ
よりも小さい。切り込み９は最低限度の長さを有しチュ
ーブ６の内部８に向かって広がる平行の壁を備えてい
る。ろ過装置の上方部分に残っている圧力下の空気をな
くすため、空気抜き１０が設けられる。

【００１３】ろ過装置の作用は３つの完全に異なった作
用、すなわち以下に記載のような、ろ過、洗浄、すすぎ
からなっている。ろ過段階: この段階においては例えば
電気腐食から生じるひどく汚れた液体３が上方デイフュ
ーザ１４を通ってろ過容器１に向かってポンプで送られ
る。これが上方に向かって均一に分配されこうして受け
取られた液体は上方デイフューザ１４とイルメナイト表
面Ｓとの間の容量の下方に向かう均一の運動を生じさ
せ、イルメナイト表面を通過して液体中に含まれる粒子
を残しそれにより一旦ろ過されると、粒子は下方デイフ
ューザの収集器によって受け取られこのデイフューザを
通って外部に出て行く。

【００１４】この工程が中断することなしに繰り返され
ると、イルメナイトに形成された空洞又は多孔がこの回
路中に介在する圧力ゲージ１７によって示されるように
粒子で飽和され、上方入口と下方出口５との間に圧力差
が表示され洗浄サイクルが生じる。フィルタ洗浄: この
工程の間ポンプからの液体が下方デイフューザを通って
容器の中に入り、すすぎの流れを生じ、この流れが上方
デイフューザ１４を通って外部の腐食から生じた粒子を
除去し、これと同時にろ過作用をする粗粒が膨張しまた
そのろ過メッシュサイズに従って選別しそれにより目の
粗い粗粒がろ過作用終端の最深部分に残り、最も微細な
ものが表面にもたらされる。

【００１５】フィルタのすすぎ: この工程においては、
液体が上方デイフューザ１４を通って流入し出口５を通
って流出し、ろ過要素４を安定させかつ圧縮しそしてそ
の空洞部の新しい配置を生じ例えば電気的腐食から生じ
た粒子を受け取るようもう一度配置し直す。図３におい
て、チューブ６の代わりに多数の溝つき半球体１１がデ
イフューザとして配設され、その内部８′が、そこから
下方ダクト５が出て行く下部室１２の中に開口している
のが見られる。

【００１６】洗浄段階とすすぎ段階との両段階におい
て、液体のみでなく空気の対抗流を確保することが有用
であり、この理由で図３では分岐した空気取入れ配管１
３が設けられ、汚れた粒子をろ過要素４から直接上方ダ
クト２へと除去するのを容易にする。この空気ダクトは
他の箇所に開口しこの目的が達成できるよう、例えば下
部室１２に直接開口させる。

【００１７】下部室１２は格子又はその他によってろ過
要素４から隔離され、その溝はチューブ６又は半球体１
１について述べた目的を満たすようにしている。このろ
過装置はろ過液体の水頭Ｑ、ろ過装置１のろ過液体の表
面Ｓのもとで、満足に作動し、この特定の性質を有する
ろ過装置を用いて、約２５＜Ｑ／Ｓ＜４０m³／ｈ−m²の
比率、好ましくは３０＜Ｑ／Ｓ＜３５m³／ｈ−m²の比率
を保持することが実験的に確認された。

【００１８】ろ過床の高さｈ₁ は、衝動ポンプのみを用
いて、ろ過装置の直径にほぼ等しくなっている。これら
の特性は種々の工程段階の間ポンプの型によって変化す
るが、ろ過装置は単一のポンプで満足に作動するので、
数個のポンプの使用は不利であると考えられる。

【００１９】すでに示したように、上方収集器１４は栓
１６の近くに配置され、それにより実際上ほぼ全体の高
さがｈ₂ ＝ 1.2ｈ₁ であるようにしている。各ろ過装置
に対して正しい測定を容易にするため、別々の袋に入れ
た２つの型の粒子が有効であり、この粒子は 0.6から１
mmで最初下方デイフューザの上方約１０cmの深さに導入
され次に0.3 と 0.6mmの間で変化する小さな粗粒子を加
え、すでに述べたように容器の全体高さの少なくとも¹/
₆ に覆いなしで置かれる。

【００２０】小さな相違に鑑み、デイフューザ間の距離
は入口ダクト２と出口ダクト５との間の距離と同じであ
るとみなされる。

【００２１】

【発明の効果】本発明はろ過床を形成するろ過用材料が
鋭利なエッジのある破砕された表面を有する粒子である
ため、ろ過すべき汚染媒体がこのエッジに引っ掛けられ
て捕捉され良好なろ過作用がもたらされる。また一般
に、ろ過用材料の再生段階においてはろ過容器内の液面
の高さがろ過段階より高くなり上方チューブにまで達
し、そのためろ過用材料が上方チューブを通って流出す
るおそれがあるが、本発明では５ｇ／cm³ より大きな密
度の粒子をろ過用材料として用いているので、この粒子
が上方チューブを通って流出することがなくなり、ろ過
用材料の補充や取替えをひんぱんに行う必要がなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のろ過装置の概略図である。

【図２】下方デイフューザチューブの概略図である。

【図３】本発明のろ過装置の他の実施態様の概略図であ
る。

【符号の説明】

１…ろ過容器 ２…上方チューブ ３…流体 ４…ろ過床 ５…下方チューブ ６…チューブ １２…下部室 １４…デイフューザ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体溶剤から鋼、真ちゅう、及び銅のう
   ちの少なくとも１つをろ過するよう作動する、工作機械
   と共に用いるろ過装置であって、 閉じた頂端部と閉じた底端部とを有する円筒状容器と、 容器の頂端部の近くに位置する上方導管と、 容器の底端部の近くに位置し、流体が連通するよう連結
   された下方デイフューザを有する下方導管と、 前記下方デイフューザを取巻くろ過要素であって、直径
   φを有し、前記頂端部に近接した第１の表面と前記底端
   部に近接した第２の表面とを有し、約６ｇ／cm³ の密度
   （ｄ）と約０．２mmの最小の大きさと約１．０mmの最大
   の大きさとの間の範囲の大きさ（ｔ）とを有する本質的
   にイルメナイト粒子からなり、該イルメナイト粒子が鋭
   いエッジと不規則な大きさの表面とを有する粒子の形式
   である、ろ過要素とからなり、 前記上方導管と下方導管との間の距離（ｈ₂ ）がろ過要
   素の高さ（ｈ₁ ）の少なくとも１．２倍であり、 上方導管が容器の頂端部に対面する半球形状の上方に向
   けられたデイフューザを有し、該上方に向けられたデイ
   フューザが出口孔を有し前記下方導管から前記距離（ｈ
   ₂ ）で配置されている、工作機械と共に用いるろ過装
   置。
2. 【請求項２】 前記下方デイフューザが溝を設けた要素
   からなり、各溝が前記最小の粒子の大きさより小さくな
   っている請求項１に記載の工作機械用ろ過装置。
3. 【請求項３】 溝が溝を設けた要素の内方に向って拡大
   している請求項２に記載の工作機械用ろ過装置。
4. 【請求項４】 溝を設けた要素が星型形状に配置された
   一組の管である請求項３に記載の工作機械用ろ過装置。
5. 【請求項５】 溝を設けた要素が、下方導管が連結され
   るろ過要素の前記第１の表面に近接した区画室と連通す
   る複数の半球体の形状である請求項３に記載の工作機械
   用ろ過装置。
6. 【請求項６】 ろ過装置におけるろ過要素の高さ
   （ｈ₁ ）がろ過要素の直径φとほぼ等しい請求項１に記
   載の工作機械用ろ過装置。
7. 【請求項７】 空気導管がろ過要素を逆流洗浄するため
   下方導管に連結されている請求項１に記載の工作機械用
   ろ過装置。
8. 【請求項８】 ろ過装置が異なった作動段階で作動され
   異なった差圧ゲージが上方導管と下方導管との間に流体
   が連通するよう連結され、該差圧ゲージが異なった作動
   段階を検知するよう作動されるようにしている請求項１
   に記載の工作機械用ろ過装置。
9. 【請求項９】 ろ過装置がろ過面積（Ｓ）を有し、ろ過
   された液の水頭（Ｑ）が式２５＜Ｑ／Ｓ＜４０ｍ³ ／ｈ
   −ｍ² により与えられる請求項１に記載の工作機械用ろ
   過装置。