(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切粉を含むクーラントを一次濾過するためのコンベア手段を備えた一次濾過槽を設け、前記一次濾過槽の側部に、ドラムフィルターを備えていて前記一次濾過槽に連通する二次濾過槽を配設して、前記一次濾過槽において一次濾過したクーラントを前記二次濾過槽に導入可能にし、前記ドラムフィルターに、前記二次濾過槽において捕捉される微細切粉の回収排出手段を設け、前記二次濾過槽に、前記微細切粉の回収排出手段によって回収排出される微細切粉を前記一次濾過槽に戻すための、前記一次濾過槽と前記二次濾過槽の連通路とは別の戻し経路を設け、前記戻し経路に、前記微細切粉を前記一次濾過槽に戻すためのスパイラルコンベアを配設したことを特徴とするクーラント濾過装置。
【請求項２】
前記コンベア手段は、前記一次濾過槽の平坦部の後端部において液面下に位置するようにされ、前記平坦部の前端部において液面上に位置するようにされたヒンジベルトコンベアその他のベルトコンベアであり、前記戻し経路を通って戻される微細切粉が、液面上の前記コンベア上に落下するようにされた、請求項１に記載のクーラント濾過装置。
【請求項３】
前記ドラムフィルターは、専用の駆動手段によって回転駆動される、請求項１に記載のクーラント濾過装置。
【請求項４】
前記ドラムフィルターは、前記一次濾過槽のコンベア手段と同一の駆動手段に由来して回転駆動される、請求項１に記載のクーラント濾過装置。
【請求項５】
前記二次濾過槽は、前記一次濾過槽の両側に設置される、請求項１に記載のクーラント濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄や非鉄金属の切削作業に伴って発生する切粉等を含むダーティーなクーラント（ダーティー液）を、再利用に当たって濾過してクリーンなクーラント（クリーン液）にするための方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄や非鉄金属の切削作業においては、切削工具の冷却、切削部位の冷却、切粉除去、切粉流し、潤滑等のためにクーラントが用いられるが、このクーラントは再利用に供される。その再利用に当たっては、ダーティー液中に含まれる切粉等のスラッジ（以下単に切粉とする）を濾過して除去する必要があり、そのために種々の機器が提案されている。
【０００３】
従来のクーラント濾過機器は、ヒンジベルトコンベア方式、ドラムフィルターコンベア方式及びこれら両者の併用方式に大別できる。これらのうちヒンジベルトコンベア方式は、ヒンジを介して相互接続された多数の金属板を一連にキャタピラ状に連結して成るベルトコンベア上に、ダーティー液を流し込み、各金属板間の隙間（金属板として小孔を設けたものを用いることもある）や、両サイドのチェーンとレールの隙間等から通液させて、切粉を回収するものである。
【０００４】
このヒンジベルトコンベア方式の場合、カール状やダンゴ状の比較的大きな切粉の回収には有効であるが、各金属板間の隙間や、両サイドのチェーンとレールの隙間等を通過してしまうような小さな切粉の回収ができないため、精密濾過には不向きという欠点がある。
【０００５】
また、ドラムフィルターコンベア方式としては、例えば、特許文献１（特開平７−２０４４２７号公報）に記載のものが知られている。それは、ダーティー液槽内に配設されたスクレーパ付きコンベアにより、ダーティー液槽の内底に堆積した切粉を、スクレーパで掻き取りつつ、その底部から上向き延設部にかけて押送し、上向き延設部の上端部から排出する一方で、ダーティー液を、スクレーパ付きコンベアの内側に設置されてスクレーパ付きコンベアにより回転駆動されるドラムフィルターを通して精密濾過し、得られたクリーン液をドラムフィルターの内側から流出させるものである。
【０００６】
このドラムフィルターコンベア方式は精密濾過に適しているが、カール状やダンゴ状の比較的大きな切粉の回収には不向きである。即ち、これらの切粉はスクレーパ付きコンベアによってある程度回収されるが、回収し切れなかった切粉が、ドラムフィルターコンベア内に搬出されずに堆積し、フィルターを破損させたり、スクレーパ付きコンベアやドラムフィルターの隙間に入り込んで、それらの回転を阻害したりするおそれがあるのである。
【０００７】
ヒンジベルトコンベア方式とドラムフィルターコンベア方式を併用したものとしては、例えば、特許文献２（米国特許第５１６７８３９号公報）に記載のものが知られている。このシステムにおいては、ドラムフィルターを上記比較的大きな切粉から保護するための保護手段が講じられているが、ドラムフィルターがダーティー液槽内に配設されているために、その保護には限界があり、また、ヒンジベルトコンベアによって一次濾過した後に、ドラムフィルターによって二次濾過するというものではないため、ドラムフィルターによる精密濾過は望めない。
【０００８】
更に、ヒンジベルトコンベア方式とドラムフィルター方式を併用したものとして、特許文献２（特開平９−３００１７１号公報）に記載のものがあり、これは、ダーティー液槽を、互いに連通するヒンジベルト式コンベアによる一次濾過槽とドラムフィルターによる二次濾過槽とに分ける構成が提案されている。
【０００９】
しかるにこの構成は、ヒンジベルトコンベア式濾過装置と、特許文献１におけるようなドラムフィルターコンベア式濾過装置とを、単に隣り合わせに連結したに過ぎないものであって、大掛かりであって設置に多くのスペースが必要となるものであり、メンテナンスも容易ではないという欠点のあるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−２０４４２７号公報
【特許文献２】米国特許第５１６７８３９号公報
【特許文献３】特開平９−３００１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記ヒンジベルトコンベア式とドラムフィルターコンベア方式の併用方式のものは、ヒンジベルトコンベア式とドラムフィルターコンベア方式の各長所を備える一方、それらの短所を補うものであるべきところ、上記従来の併用方式のものはそのような構成とはなっておらず、大掛かりで設置に多くのスペースが必要となるものであり、メンテナンスも容易ではないという欠点があった。
【００１２】
そこで本発明は、比較的大きな切粉の回収に適するというヒンジベルトコンベア式の長所と、精密濾過が可能というドラムフィルターコンベア方式の長所を兼ね備え、シンプル且つコンパクトな構成で比較的廉価にて供給でき、設置に場所を取らず、メンテナンスも容易で、しかも、濾過効率の良いクーラント濾過装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、切粉を含むクーラントを一次濾過するためのコンベア手段を備えた一次濾過槽を設け、前記一次濾過槽の側部に、ドラムフィルターを備えていて前記一次濾過槽に連通する二次濾過槽を配設して、前記一次濾過槽において一次濾過したクーラントを前記二次濾過槽に導入可能にし、前記ドラムフィルターに、前記二次濾過槽において捕捉される微細切粉の回収排出手段を設け、前記二次濾過槽に、前記微細切粉の回収排出手段によって回収排出される微細切粉を前記一次濾過槽に戻すための、前記一次濾過槽と前記二次濾過槽の連通路とは別の戻し経路を設け、前記戻し経路に、前記微細切粉を前記一次濾過槽に戻すためのスパイラルコンベアを配設している。
【００１４】
本発明の一実施態様においては、前記コンベア手段は、前記一次濾過槽の平坦部の後端部において液面下に位置するようにされ、前記平坦部の前端部において液面上に位置するようにされたヒンジベルトコンベアその他のベルトコンベアであり、前記戻し経路を通って戻される微細切粉が、液面上の前記コンベア上に落下するようにされる。
【００１７】
また、本発明の別の態様においては、前記ドラムフィルターは、専用の駆動手段によって回転駆動され、あるいは、前記一次濾過槽のコンベア手段と同一の駆動手段に由来して回転駆動される。前記二次濾過槽は、前記一次濾過槽の両側に設置されることがある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るクーラント濾過装置は、コンベア手段によってクーラントを一次濾過する一次濾過槽を設けると共に、前記一次濾過槽に連通するドラムフィルターを備えた二次濾過槽を設けることにより、一次濾過槽において一次濾過したクーラントを二次濾過槽に導入し、二次濾過槽において捕捉した微細切粉を、一次濾過槽から二次濾過槽への導入路とは別の経路を経て、スパイラルコンベアによって、一次濾過槽に戻すことを特徴とするものであり、本発明によれば、比較的大きな切粉の回収に適するヒンジベルトコンベア式の長所と、精密濾過が可能というドラムフィルター方式の長所を兼ね備えることができるために濾過効率が良く、しかも、シンプル且つコンパクトな構成で比較的廉価にて供給でき、メンテナンスも容易という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るクーラント濾過装置の構成例を示す概略側面図である。
【図２】本発明に係るクーラント濾過装置の構成例を示す概略平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面拡大図である。
【図４】本発明に係るクーラント濾過装置におけるドラムフィルターとスパイラルコンベアの駆動方法の一例を示す平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面拡大図である。
【図６】本発明に係るクーラント濾過装置におけるドラムフィルターとスパイラルコンベアの駆動方法の他の構成縦断面図である。
【図７】本発明に係るクーラント濾過装置の他の構成例を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための形態について説明する。本発明に係るクーラント濾過装置は、コンベア手段によってクーラントを一次濾過する一次濾過槽を設けると共に、前記一次濾過槽に連通するドラムフィルターを備えた二次濾過槽を設けることにより、前記一次濾過槽において一次濾過したクーラントを前記二次濾過槽に導入し、前記二次濾過槽において捕捉したスラッジを、前記一次濾過槽から前記二次濾過槽への連通路とは別の戻し経路を経て、スパイラルコンベアによって、前記一次濾過槽に戻すことを特徴とするものである。
【００２１】
添付図面は、上記クーラント濾過装置の実施形態を示すもので、該装置は、ダーティー液を一次濾過するためのコンベア手段を備えた、ダーティー液を供給して貯留する一次濾過槽１と、ドラムフィルター４を備えていて一次濾過槽１の側部に配置され、一次濾過槽１に連通状態にされる二次濾過槽２とを備えて構成される。一次濾過槽１はその一端部に、斜め上方に延びる上方延設部５を有していて、一次濾過槽１の平坦部６から上方延設部５にかけてコンベア手段が配設される。
【００２２】
ここにおけるコンベア手段としては、スクレーパ付きベルトコンベア等を採用することもできるが、好ましくは、ヒンジベルトコンベア３が採用される。このヒンジベルトコンベア３は、ヒンジを介して相互接続された多数の金属板（多数の小孔が設けられることもある）を一連にキャタピラ状に連結して成るもので、その基本的構成は、従来のものと特に変わりはない。ヒンジベルトコンベア３は、上方延設部５の上部に設置されるモータ７によって、矢示方向に循環駆動され、その上半部が液面上に出るように配置される。
【００２３】
一次濾過槽１にはダーティー液が、その上方延設部５設置側とは反対側の端部上に設けられるダーティー液導入口８から、一次濾過槽１中を移動するヒンジベルトコンベア３の往路側ベルト面に向けて流し込まれる。それによりダーティー液は、ヒンジベルトコンベア３を構成する金属板間の隙間や両サイドのチェーンとレールの隙間等から流れ落ち、一次濾過槽１中の一次クリーン液中に混ざる。
【００２４】
一方、ダーティー液中のカール状やダンゴ状になった比較的大きな切粉は、ヒンジベルトコンベア３によって漉き取られて回収される（一次濾過）。その後、ベルト面上に乗ったまま、ヒンジベルトコンベア３の循環動作に伴い、上方延設部５の上端部に下向きに開口するように形成されている排出口９まで搬送され、自重で排出口９から落下して回収される。
【００２５】
なお、ヒンジベルトコンベア３の上半部は一次濾過槽１の平坦部６において傾斜状態にされ、平坦部６の後端側、即ち、ダーティー液導入口８側においては液面下に位置するようにされ、前端側、即ち、上方延設部５側においては液面上に位置するようにされることがある（図７参照）。この場合のダーティー液導入口８は、通例、ヒンジベルトコンベア３が液面上に位置している部分上に配置される。この実施形態の場合は、浮上切粉の回収も可能となる。
【００２６】
一次濾過槽１において一次濾過されて成る一次クリーン液は、一次濾過槽１に連通状態にして設置される一次クリーン液タンク１０内に貯留され、一部は、一次濾過槽１と二次濾過槽２とを仕切る仕切り壁１１に形成された連通口１２から、二次濾過槽２内に流入する。連通口１２は、例えば図３に示されるような、半円形のものとされる。
【００２７】
二次濾過槽２内にはドラムフィルター４が、回転自在にして内装される。即ち、ドラムフィルター４は、その回転軸４ａがヒンジベルトコンベア３の回転軸と平行になるように配置され、例えば、その一次濾過槽１側の端部が仕切り壁１１において軸支され、また、その反対側端部が、二次濾過槽２に連設される二次クリーン液タンク１３との間の仕切り壁１４において軸支されることにより、ヒンジベルトコンベア３の回転方向と同じ方向に回転するように支持される（図３参照）。
【００２８】
ドラムフィルター４は、その周側面に適宜間隔置きにスクレーパ１５を備えており、二次濾過槽２の内底面１６は、ドラムフィルター４のスクレーパ１５の回転軌跡に沿う半円形状とされる（特に図５参照）。そして、スクレーパ１５が下方から上がってくる側の二次濾過槽２の上面に、ドラムフィルター４の回転軸４ａ方向に延び、一次濾過槽１にまで達して戻し経路として機能する戻し溝１７が形成される。
【００２９】
戻し溝１７は、スクレーパ１５によって掻き上げられてくる微細切粉５０を一次濾過槽１に戻すためのもので、通例、断面半円形状を呈するものとされるが、これに限られる訳ではない。戻し溝１７は、微細切粉５０の戻りを促進させるために、一次濾過槽１に向けて下り傾斜するように形成されることもある。好ましくは、微細切粉５０を漏れなくスムーズに一次濾過槽１に戻すために、戻し溝１７に強制戻し手段が配設される。
【００３０】
この強制戻し手段としては、例えば、軸上に螺旋状に延びる羽根を有するスパイラルコンベア１８（スクリュウコンベアとかラセンコンベアと称されているもの全般を含む）を用いることができる。このスパイラルコンベア１８は、その羽根が螺旋回転することにより、戻し溝１７内の微細切粉５０を一次濾過槽１に向けて強制的に押送するものである。
【００３１】
図２及び図４に示した例では、スパイラルコンベア１８の駆動源とドラムフィルター４の駆動源とが共通のものとされている。即ち、図４に示されるように、二次クリーンタンク１３の外壁に設置された駆動モータ１９の駆動軸がスパイラルコンベア１８の回転軸２０に直結され、その回転軸２０の途中に駆動ギア２１が固定されている。そして、ドラムフィルター４の端縁に、駆動ギア２１に噛合する環状の被動ギア２２が設置されている。かくして駆動モータ１９が動作すると、スパイラルコンベア１８が直接回転駆動され、また、ドラムフィルター４が、駆動ギア２１と被動ギア２２を介して回転駆動される。
【００３２】
また逆に、ドラムフィルター４の被動ギア２２を駆動ギアにし、スパイラルコンベア１８の駆動ギア２１を被動ギアにし、ドラムフィルター４の回転をスパイラルコンベア１８に伝達してスパイラルコンベア１８を駆動することとしてもよい。
【００３３】
図６に示す例は、ドラムフィルター４及びスパイラルコンベア１８の駆動源をヒンジベルトコンベア３に求めたものである。即ち、ヒンジベルトコンベア３の内側の一次濾過槽１の側面板４０と仕切り壁１１との間において回転シャフト４１が軸支され、この回転シャフト４１にヒンジベルトコンベア３の駆動チェーン３ａに噛み合うスプロケット４２が固定される。そして、回転シャフト４１の一端部又は両端部に二次濾過槽２側端部が二次濾過槽２内にまで延ばされ、ドラムフィルター４の端面閉塞板４３に固定される。ドラムフィルター４の反対側の開口端面には、一部が二次濾過槽２の外側側面板４４から突出する軸筒４５が固定され、軸筒４５にスプロケット４６が取り付けられる。軸筒４５は、側面板４４において、水密状態に軸支される。
【００３４】
一方、スパイラルコンベア１８の駆動軸１８ａは、二次濾過槽２の外側側面板４４から突出し、その先端部にスプロケット４７が固定され、スプロケット４６とスプロケット４７にチェーン４８が巻き掛けられる。かくしてヒンジベルトコンベア３の動きが、駆動チェーン３ａ、スプロケット４２及び回転シャフト４１を介してドラムフィルター４に伝達されてドラムフィルター４が回転駆動され、更に、その回転駆動力が、ドラムフィルター４から軸筒４５、スプロケット４６、チェーン４８、スプロケット４７を経て駆動軸１８ａに伝達されてスパイラルコンベア１８が回転駆動される。
【００３６】
図中３０は逆洗用ノズル、３１は逆洗用ノズル３０に逆洗水を供給するパイプ、３２はオイルスキマ−、３３、３４はポンプを示す。逆洗用ノズル３０は、ドラムフィルター４を逆洗すると共に、回収されてスクレーパ１５に乗ってくる切粉５０を、戻し溝１７に向けて流し落とす役割を果たす。
【００３７】
上記構成において、ダーティー液がダーティー液導入口８から供給されると、ダーティー液はヒンジベルトコンベア３において一次濾過され、比較的大きな切粉がヒンジベルトコンベア３上に取り残され、その状態で上方延設部５を経て排出口９にまで搬送され、そこにおいて、ヒンジベルトコンベア３の折り返しに伴って自重で回収箱等内に落下し、適宜回収される。
【００３８】
一方、ヒンジベルトコンベア３の隙間や両サイドのチェーンとレールの隙間等から流下することにより一次濾過されて成る一次クリーン液は、一次濾過槽１又は一次クリーン液タンク１０内に貯留され、適時導入口１２から二次濾過槽２内に流入し、ドラムフィルター４の外周に沿って回り込む。そして、ドラムフィルター４周面のフィルターを通過することによって精密濾過（二次濾過）されて成る二次クリーン液は、ドラムフィルター４の内部から、二次クリーン液槽１３に流出し、そこから再利用に供される。
【００３９】
二次濾過槽２内においてドラムフィルター４により捕捉された微細切粉５０は、フィルターに付着し、あるいは、落下して二次濾過槽２の内底面１６に堆積するが、この堆積した微細切粉５０は、ドラムフィルター４がヒンジベルトコンベア３と同期して又は同期することなく回転し続け、そのスクレーパ１５が内底面１６に沿って回転することにより、逐次掻き取られる。
【００４０】
掻き取られた微細切粉５０は、スクレーパ１５に乗って二次濾過槽２の内面に沿って押し上げられ、戻し溝１７の高さに至って自重で、並びに、逆洗ノズル３０の作用で戻し溝１７に落ちる。戻し溝１７内に落ちた微細切粉５０は、強制戻し手段の作用で、迅速且つ確実に、一次濾過槽１の液面上にあるヒンジベルトコンベア３上に落とされ、再度一次濾過処理される。
【００４１】
図示した例では、駆動モータ１９が作動して、あるいは、ヒンジベルトコンベア３の動きに由来してスパイラルコンベア１８が駆動されることにより、戻し溝１７内に落ちた微細切粉５０が、その螺旋回転する羽根によって押送されて、ヒンジベルトコンベア３の上面上に落とされる。
【００４２】
このように本発明に係る方法及び装置によれば、一次濾過槽１内において、ヒンジベルトコンベア３等のコンベア手段によって比較的大きな切粉の回収がなされ（一次濾過）、次いで、一次濾過されて成る一次クリーン液が、二次濾過槽２内において、ドラムフィルター４によって二次濾過されて微細切粉５０を除去されて二次クリーン液とされ、これが再利用に供される。その際、二次濾過によって回収された微細切粉５０は、二次クリーン液にはもちろん、一次クリーン液にも混じることなく一次濾過槽１に戻されるので、非常に濾過効率が良いのである。
【００４４】
上述した説明は、あくまで本発明の好ましい実施形態についてのものであって、この発明の精神と範囲に反することなしに他の異なる実施形態を構成することができることは言うまでもないところであり、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。
【符号の説明】
【００４５】
１      一次濾過槽
２      二次濾過槽
３      ヒンジベルトコンベア
４      ドラムフィルター
５      上方延設部
６      平坦部
７      モータ
８      ダーティー液導入口
９      排出口
１０    一次クリーンタンク
１１    仕切り壁
１２    連通口
１３    二次クリーン液タンク
１４    仕切り壁
１５    スクレーパ
１６    二次濾過槽内底面
１７    戻し溝
１８    スパイラルコンベア
１９    駆動モータ
２０    回転軸
２１    駆動ギア
２２    被動ギア
【図１】
0005395528.tif 000002
【図２】
0005395528.tif 000003
【図３】
0005395528.tif 000004
【図４】
0005395528.tif 000005
【図５】
0005395528.tif 000006
【図６】
0005395528.tif 000007
【図７】
0005395528.tif 000008