(57)【要約】【課題】オイル汚れが付着したフィルタエレメントを、効果的に洗浄できるフィルタエレメント洗浄装置を提供する。【解決手段】発電機の油圧制御系等機器用オイルを濾過して異物を除去するフィルタエレメントを洗浄する洗浄装置において、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６が貯留された第１洗浄槽１２と、第１洗浄槽１２内において第１洗浄槽１２内に貯留された弱アルカリ性洗浄剤溶液１６が貫通孔２４によって連通する第２洗浄槽２２と、この第２洗浄槽２２に超音波振動を付与する超音波発生手段３２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機の油圧制御系統機器用オイルを濾過して異物を除去するフィルタエレメントを洗浄する洗浄装置において、
弱アルカリ性洗浄剤溶液が貯留された第１洗浄槽と、
該第１洗浄槽内に設置され壁部に該第１洗浄槽と連通する貫通孔を有する第２洗浄槽と、
該第２洗浄槽内で前記フィルタエレメントを保持するフィルタエレメント保持手段と、
前記第２洗浄槽に超音波振動を付与する超音波発生手段と、
を備えたことを特徴とするフィルタエレメント洗浄装置。
【請求項２】
前記第２洗浄槽は、
底面部と該底面部の縁端から立設された周壁部を備えた箱状に形成され、
前記超音波発生手段は、
前記第２洗浄槽の前記底面部及び前記周壁部の双方又は何れか一方に密着固定された振動子を備えたことを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント洗浄装置。
【請求項３】
前記第１洗浄槽は、
前記フィルタエレメントから剥離された前記異物を前記第２洗浄槽の前記貫通孔を通過させて吸着する磁石を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタエレメント洗浄装置。
【請求項４】
前記第１洗浄槽は、
該第１洗浄槽内に貯留された前記弱アルカリ性洗浄剤溶液を撹拌して前記フィルタエレメントの洗浄を補助するとともに、前記磁石による前記異物の収集を補助する液体撹拌手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタエレメント洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタエレメント洗浄装置、特に、発電機の油圧制御系統機器用のオイルを濾過して異物を除去するフィルタエレメントを洗浄する洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電機の水車を制御する油圧機構で使用されるオイル中に含まれる異物を除去するために、油圧機構内のオイル通過系統には、オイルを濾過して浄化するフィルタエレメントが配備される。このフィルタエレメントにオイル中の異物が蓄積したり、粘性の高いオイルが長時間に亘って通過したりすることによってフィルタの目詰まりが発生すると、水車制御のための油圧流量が低下することとなる。このまま放置すると、水車の回転制御に悪影響を及ぼすこととなるので、フィルタエレメントに蓄積された異物を除去したり、フィルタの目に詰まったオイル汚れを除去したりする必要がある。
【０００３】
ところが、上述のようにこのオイルは粘性が高いのでフィルタエレメントに固着しやすく、固着してしまうと、ナイロンブラシで擦ったり、外部から空気を吹き付けたり、またはこれらの物理的洗浄を機械的に行ったり、合成炭化水素洗浄剤による化学的洗浄を行っても、フィルタエレメントを再度利用できる程度に、目詰まりしたオイル汚れ等を除去することは困難であった。従って従来は、目が詰まったフィルタエレメントは洗浄せずに廃棄して、約１年単位でフィルタエレメントを新たなものと交換していた。
【０００４】
特許文献１に開示された技術によれば、機器に取り付けられたままのフィルタエレメント内に超音波振動子を設置し、超音波をフィルタエレメント内のオイルに伝達して、液体粒子に振動変位を発生せしめ、振動による物理的剥離力でフィルタエレメント内壁に付着する汚れ等の異物を剥離除去して洗浄している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９７８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述のように、フィルタエレメントに付着したオイル汚れを物理的な洗浄のみで洗浄することには限界があり、超音波振動を付与することのみによっては、オイルによる目詰まりの解消が困難であることが懸念される。特に、フィルタエレメントが機器に取り付けられたままの状態における洗浄では、高い洗浄効果が得られないことが懸念される。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来、廃棄処分していたフィルタエレメントを、効果的に洗浄できるフィルタエレメント洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明によるフィルタエレメント洗浄装置は、発電機の油圧制御系統機器用オイルを濾過して異物を除去するフィルタエレメントを洗浄する洗浄装置において、弱アルカリ性洗浄剤溶液が貯留された第１洗浄槽と、該第１洗浄槽内に設置され壁部に該第１洗浄槽と連通する貫通孔を有する第２洗浄槽と、該第２洗浄槽内で前記フィルタエレメントを保持するフィルタエレメント保持手段と、前記第２洗浄槽に超音波振動を付与する超音波発生手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、フィルタエレメントを弱アルカリ性洗浄剤溶液に浸す化学的洗浄と、超音波振動を付与する物理的洗浄の双方を用いることによって、物理的洗浄のみでは洗浄しきれないオイル汚れを効率的に洗浄する。これによって、フィルタエレメントの交換サイクルを引き伸ばすことができるので、発電機の水車の油圧制御系統機器のメンテナンスコストを引き下げることができる。また、廃棄品を減少させることで、環境保全にも資する。
【００１０】
また、化学的洗浄手段として、従来は合成炭化水素系洗浄剤等が用いられていたが、日常生活に用いられ、手近に入手可能な弱アルカリ性洗浄剤を溶液として用いることで、洗浄能力の向上も図ることができる。
【００１１】
更に、弱アルカリ性洗浄剤溶液を用いることで、物理的洗浄手段に全面的に依存することがないので、複数の物理的洗浄手段を設けるための部材を省略し、洗浄装置全体の構造を簡素化することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によるフィルタエレメント洗浄装置は、請求項１に記載のフィルタエレメント洗浄装置において、前記第２洗浄槽は、底面部と該底面部の縁端から立設された周壁部を備えた箱状に形成され、前記超音波発生手段は、前記第２洗浄槽の前記底面部及び前記周壁部の双方又は何れか一方に密着固定された振動子を備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、第２洗浄槽の底面部及び周壁部、あるいはそのいずれか一方に超音波発生手段が密着固定されるので、これら底面部及び周壁部に振動を付与することで弱アルカリ性洗浄剤溶液に効率的に超音波を照射する。従って、化学的洗浄及び物理的洗浄を行うことによって、フィルタエレメントの洗浄を効率よく行うことが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によるフィルタエレメント洗浄装置は、請求項２または３に記載のフィルタエレメント洗浄装置において、前記第１洗浄槽は、前記フィルタエレメントから剥離された前記異物を前記第２洗浄槽の前記貫通孔を通過させて吸着する磁石を備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１洗浄槽に設置された磁石が、フィルタエレメントから剥離された磁性を帯びた異物を吸着するので、洗浄装置内における異物の拡散を防止することができる。従って、フィルタエレメントの洗浄後に行うフィルタエレメント洗浄装置の清掃を容易に行うことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によるフィルタエレメント洗浄装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタエレメント洗浄装置において、前記第１洗浄槽は、該第１洗浄槽内に貯留された前記弱アルカリ性洗浄剤溶液を撹拌して前記フィルタエレメントの洗浄を補助するとともに、前記磁石による前記異物の収集を補助する液体撹拌手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、液体撹拌手段が弱アルカリ性洗浄剤溶液を撹拌することにより、フィルタエレメント洗浄装置内に貯留された弱アルカリ性洗浄剤溶液を流動させるので、洗浄作用が向上する。また、弱アルカリ性洗浄剤溶液中に分散された磁性を帯びた異物の磁石による吸着効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、フィルタエレメントを弱アルカリ性洗浄剤溶液に浸す化学的洗浄と、超音波振動を付与する物理的洗浄の双方を用いることによって、物理的洗浄のみでは洗浄しきれないオイル汚れを効率的に洗浄する。これによって、フィルタエレメントの交換サイクルを引き伸ばすことができるので、発電機の水車の油圧制御系統機器のメンテナンスコストを引き下げることができる。また、フィルタエレメントの廃棄を減少させることで、環境保全にも資する。
【００１９】
また、化学的洗浄手段として、従来は合成炭化水素系洗浄剤等が用いられていたが、日常生活に用いられ、手近に入手可能な弱アルカリ性洗浄剤を溶液として用いることで、洗浄能力の向上も図ることができる。
【００２０】
更に、弱アルカリ性洗浄剤溶液を用いることで、物理的洗浄手段に全面的に依存することがないので、複数の物理的洗浄手段を設けるための部材を省略することができる。その結果、簡単な構造で製造することが可能となり、製造コスト及び故障の可能性を低減することができるので、コストパフォーマンスが向上するとともに、製品に対する信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態について図に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るフィルタエレメント洗浄装置１０の概略断面図である。図示のように、フィルタエレメント洗浄装置１０は、支持脚１４にて支持された第１底面部１２ａと、第１底面部１２ａの縁端から立設された第１周壁部１２ｂとを有する上方が開放された箱状に形成され、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６が貯留された第１洗浄槽１２と、第１洗浄槽１２の内部に設置され第２底面部２２ａと第２周壁部２２ｂを有する上方が開放された箱状に形成された第２洗浄槽２２を備える。
【００２２】
第１洗浄槽１２の第１周壁部１２ｂには、異物濾過ネット１８ａを第１洗浄槽１２の内部側に備えた給水口１８が取り付けられる。この給水口１８から弱アルカリ性洗浄剤溶液１６が流入される際に、異物濾過ネット１８ａが微細な異物を濾過する。
【００２３】
また、第１周壁部１２ｂには、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６を撹拌循環させる液体撹拌手段となるパルセータ１３が設けられる。このパルセータ１３は、電動モータ１３ｅの回転動が、パルセータ本体１３ａの回転軸１３ｂに嵌入装着されたプーリ１３ｃにベルト１３ｄによって伝達されることで回転する。なお、パルセータ１３を、第１洗浄槽１２に貯留された弱アルカリ性洗浄剤溶液１６を、該洗浄槽内で全体を撹拌循環できる位置に設置される限りにおいて、どこに設置してもよい。
【００２４】
更に第１周壁部１２ｂには、フィルタエレメントＦから剥離した異物、例えば切子などを磁力によって吸引する磁石１５が設置される。この磁石１５は、例えば図示しない磁石ケースに収容された状態で、そのケースを第１周壁部１２ｂに螺着するなどして取り付けることが可能である。なおこの磁石１５は、永久磁石であっても電磁石であってもよい。
【００２５】
図２は、第２洗浄槽２２の概略側面図である。図示のように、第２洗浄槽２２の第２周壁部２２ｂには、多数の貫通孔２４が穿孔されている。これにより、第１洗浄槽１２と第２洗浄槽２２とが連通し、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６及び弱アルカリ性洗浄剤溶液１６中に分散された異物が第１洗浄槽１２と第２洗浄槽２２とを透過する。
【００２６】
また、第２洗浄槽２２の第２底面部２２ａには、第２底面部２２ａ及び第２側壁部２２ｂに振動を付与する超音波発生手段としての振動子３２が取り付けられている。
【００２７】
図３は、図２の矢線Ａで示す方向からみた第２底面部２２ａを概略的に示した図である。本実施の形態では、図３（ａ）に示すように、第２底面部２２ａを振動させる振動子３２が、例えばボルト（図示しない）によって第２底面部２２ａの中央部Ｂに密着固定される。この振動子３２として、例えば、圧電現象を利用したボルト締めランジュバン振動子等を用いることが好ましい。なお、図３（ｂ）のように第２底面部２２ａの各辺部２２−１、２２−２、２２−３、２２−４に沿うように、振動子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを取り付けてもよい。また、図３（ｃ）のように第２底面部２２ａの中央部分Ｂ及び第２周壁部２２ｂの双方に、振動子３２ｅ、３２ｆを取り付けてもよい。
【００２８】
また、第２底面部２２ａには、振動子３２による振動で装置全体にガタツキが生じることを防止するために、ゴム材で形成された脚部２６が固着されている。
【００２９】
図４は、第２洗浄槽２２の概略断面図である。図示のように、第２底面部２２ａにはフィルタエレメント保持手段４２が取り付けられている。フィルタエレメント保持手段４２は、第２底面部２２ａに密着して接合した基板４４と、基板４４に垂直に立設された２つの保持棒４６とを備える。この保持棒４６は、それぞれフィルタエレメントＦを嵌合保持できる形状に形成されている。例えば、フィルタエレメントＦの形状が円筒形状であれば、保持棒４６は、フィルタエレメントＦの内径に嵌合可能な径を有する円柱形状に形成される。
【００３０】
次に、フィルタエレメント洗浄装置１０の作用について説明する。
【００３１】
第１洗浄槽１２に貯留され、第２周壁部２２ｂを透過して第２洗浄槽２２に入り込んで貯留される弱アルカリ性洗浄剤溶液１６は、フィルタエレメントＦに付着したオイル汚れを洗浄する。フィルタエレメントＦに付着したオイル汚れには、カルボン酸エステル（ＣＨ3−（ＣＨ2）n−ＣＯＯＲ）が含まれている。カルボン酸エステルは、弱アルカリ性洗浄剤に含まれる水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などのアルカリ成分の作用によってグリセリン等のアルコール（Ｒ−ＯＨ）とカルボン酸（ＣＨ3−（ＣＨ2）n−ＣＯＯＨ等）に分解される。弱アルカリ性洗浄剤は、カルボン酸塩（ＣＨ3−（ＣＨ2）n−ＣＯＯ-Ｎａ+等）に鹸化することができる。従って、オイル汚れの付着したフィルタエレメントＦを弱アルカリ性洗浄剤溶液１６に浸すと、この洗浄剤の界面活性化作用によってオイル汚れが剥離する。
【００３２】
第２洗浄槽２２の第２底面部２２ａに密着固された振動子３２は、第２底面部２２ａ及び第２周壁部２２ｂに振動を付与し、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６に超音波を照射する。これにより、無数の小さい気泡が激しく崩壊し、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６に浸されたフィルタエレメントＦの表面等を磨く（キャビテーションによる洗浄）。すなわち、化学的洗浄の界面活性化作用によって、フィルタエレメントＦの表面張力が低下するので、フィルタエレメントＦに付着する異物（オイル汚れ等）が剥離され、キャビテーションによる物理的洗浄が加わることによって、効率的に異物を除去する。
【００３３】
フィルタエレメントＦから剥離され、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６に分散した異物が切子等の磁性を帯びたものである場合は、第２洗浄槽２２の第２周壁部２２ｂに形成された貫通孔２４を通過して、あるいは、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６の水面１６ａが第２周壁部２２ｂの上端縁２２ｃを超えて貯留されている場合は、異物は、その上端縁２２ｃの上方を通過して、磁石１５に吸着される。
【００３４】
また、パルセータ１３が、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６を撹拌することにより、フィルタエレメント洗浄装置１０内に貯留された弱アルカリ性洗浄剤溶液１６を流動させるので、洗浄作用が向上する。すなわち、物理的洗浄を補助することとなる。更に、パルセータ１３が弱アルカリ性洗浄剤溶液１６を撹拌流動させることにより、異物が水流に乗るので、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６中に分散された磁性を帯びた異物を磁石１５が吸着することを補助する。すなわち、パルセータ１３による弱アルカリ性洗浄剤溶液１６の撹拌は、フィルタエレメントＦの洗浄を物理的に補助するとともに、磁石１５による異物の吸着を補助する。
【００３５】
以上のような構成とすることにより、化学的洗浄と物理的洗浄の双方を用いることによって、物理的洗浄のみでは洗浄しきれないオイル汚れを効率的に洗浄することができる。また、化学的洗浄手段として、日常生活に用いられ、手近に入手可能な弱アルカリ性洗浄剤を溶液として用いることで、洗浄能力の向上も図ることができる。
【００３６】
しかも、パルセータ１３が弱アルカリ性洗浄剤溶液１６を撹拌してこの溶液に水流を発生させるので、洗浄性能が向上する。従って、フィルタエレメントの交換サイクルを引き伸ばすことができるので、発電機の水車の油圧制御系統機器のメンテナンスコストを引き下げることができる。また、廃棄品を減少させることで、環境保全にも資する。
【００３７】
更に、第１洗浄槽１２に設置された磁石１５が、磁性を帯びた異物を吸着するので、フィルタエレメントＦの洗浄後に、フィルタエレメント洗浄装置１０の清掃を行う際も容易に行うことができる。
【００３８】
また、化学的洗浄手段として弱アルカリ性洗浄剤溶液を用いることで、物理的洗浄手段に全面的に依存することがないので、複数の物理的洗浄手段を設けるための部材を省略することができる。その結果、簡単な構造で製造することが可能となり、製造コスト及び故障の可能性を低減することができるので、コストパフォーマンスが向上するとともに、製品に対する信頼性が向上する。
【００３９】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、第２洗浄槽２２の第２周壁部２２ｂに形成された貫通孔２４は、本実施の形態においては円形で構成した例を示したが、弱アルカリ性洗浄剤溶液１６の超音波振動の付与が阻害されない程度において、第１洗浄槽１２と第２洗浄槽２２との間の溶液透過性を高めるように、また、フィルタエレメントＦから剥離した異物の通過が容易となるように、図５（ａ）で示すように貫通孔２４の形状を楕円形の貫通孔２４ａとしたり、図５（ｂ）及び（ｃ）で示すように、第２周壁部２２ｂの水平方向あるいは垂直方向に延在するスリット形状の貫通孔２４ｂとしたりしてもよい。更に、図５（ｄ）で示すように、第２周壁部２２ｂの中央部分に１つの矩形状の貫通孔２４ｃを設けてもよい。
【００４０】
また、本実施の形態ではフィルタエレメント保持手段４２の保持棒４４を２本で形成した例を示したが、１本であっても、３本であってもよい。すなわち、各発電機におけるフィルタエレメントのメンテナンス期間に応じた本数に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施の形態に係るフィルタエレメント洗浄装置の概略断面図である。
【図２】本実施の形態に係る第２洗浄槽の概略側面図である。
【図３】図２の矢線Ａで示す方向から見た第２底面部の概略図である。
【図４】本実施の形態に係る第２洗浄槽の概略断面図である。
【図５】第２洗浄槽における貫通孔のバリエーションを示した概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  フィルタエレメント洗浄装置
１２  第１洗浄槽
１２Ａ  第１底面部
１２Ｂ  第１周壁部
１３  パルセータ（液体撹拌手段）
１５  磁石
１６  弱アルカリ性洗浄剤溶液
２２  第２洗浄槽
２２Ａ  第２底面部
２２Ｂ  第２周壁部
２４  貫通孔
３２  振動子
４２  フィルタエレメント保持手段
４４  基板
４６  保持棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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