(57)【要約】【課題】超音波の定在波を利用して、効率的、かつ低いコストにて固体粒子を液体から分離し得る方法の構成を提供すること。【解決手段】固体粒子を含んだ液体を、タンク内において上昇させ、該タンク内において超音波による定在波を形成させ、該定在波の節、又はその近傍に固体粒子を集合させたうえで、液体の上昇速度を、集合した固体粒子が重力によって沈降し得るように選択することに基づき、効率的に固体粒子を沈降させ、かつ設置、及び運転コストを安価とすることができる超音波を使用した固体粒子除去方法。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体粒子を含んだ液体を、タンク内において上昇させ、該タンク内において超音波による定在波を形成させ、該定在波の節、又はその近傍に固体粒子を集合させたうえで、液体の上昇速度を、集合した固体粒子が重力によって沈降し得るように選択することに基づく超音波を使用した固体粒子除去方法。
【請求項２】
超音波発生装置を、タンクの両側に一対設け、超音波の定在波を形成することを特徴とする請求項１記載の超音波を使用した固体粒子除去方法。
【請求項３】
固体粒子の排出パイプタンクの底部と連通した状態にてを設け、当該排出パイプ中に固体粒子を捕獲するメッシュケースを挿脱自在に介在させ、当該排出パイプが、タンクに対する液体流入パイプに対しても連通していることを特徴とする請求項３記載の超音波を使用した固体粒子除去方法。
【請求項４】
タンクから流出した液体に対し、更にフィルターメッシュによって固体粒子を捕獲し、かつ当該捕獲した固体粒子を除去することを特徴とする請求項１、２記載の超音波を使用した固体粒子除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動する液体中において、超音波を使用したことによる固体粒子除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流動する液体中の固体粒子を除去する方式として、重力沈降方式が採用されているが、当該方式は、沈殿するのに多大な時間を要し、特に流動する液体の量が多い場合、又は流動速度が大きい場合には、実用に適合することが困難という欠点を有している。
【０００３】
他方、液体内において、超音波による音圧の定在波が発生した場合には、当該定在波の節、又はその近傍に液体内の固体が集合し、かつ凝縮されることは、既に公然と知られている（例えば、特表２００１−５２２２５号）。
【０００４】
このような公知技術に着目し、かつ前記重力沈降方式の欠点を克服することを目的として、固体粒子を含有している液体が流動するタンク内において、超音波の定在波を発生させ、当該定在波の節、またはその近傍に、固体粒子を集合させたうえで、集合した固体粒子を吸引することによって、固体粒子を分離する方法が提唱されている（例えば、特開平１１−１９７４９１号公報）。
【０００５】
しかしながら、上記方式は、別途吸引装置を必要とする点において、煩雑であり、しかも吸引を行う際、集合した固体粒子が、改めて分散するという危険を生ずる可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のように、超音波による音圧の定在波の節に、固体粒子が集合するという公知技術に立脚したうえで、比較的簡単な構成にて固体粒子の分離を可能とする方法による構成を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の構成は、固体粒子を含んだ液体を、タンク内において上昇させ、該タンク内において超音波による定在波を形成させ、該定在波の節、又はその近傍に固体粒子を集合させたうえで、液体の上昇速度を、集合した固体粒子が重力によって沈降し得るように選択することに基づく超音波を使用した固体粒子除去方法からなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の典型的な実施態様を示しており、固体粒子９を含んだ液体が鉛直方向に上昇するタンク１を設置している。
【０００９】
但し、本発明において液体がタンク１内を上昇する方向は、鉛直方向に限定される訳ではなく、斜方向である場合も十分採用し得る。
【００１０】
タンク１内に超音波の定在波を形成するためには、図１に示すように、タンク１の一方側に設けた超音波発生装置２から進行する進行波と、タンク１の反対側から反射した反射波との干渉によって、定在波を形成することが可能である。
【００１１】
但し、定在波の発生は、必ずしも上記のような進行波と反射波との干渉だけでなく、例えばタンク１の両側に、超音波発生装置２を設け、双方の進行波同士の干渉によって、定在波を発生させる方法も可能である。
【００１２】
前記定在波の発生を実現するためには、超音波の発生位置、振幅、位相などの調整を行うことが必要である。
【００１３】
固体粒子９を含んだ液体から、当該固体粒子９を分離する典型的な例は、工作機械の作動に伴って発生した切屑を、切削油、又は切削水から除去する場合である。
【００１４】
上記切屑を切削油、または切削水の場合のように、殆ど大抵の場合は固体粒子９は液体よりも密度が大きく、重力によって沈降する傾向を示すが、前記のように、固体粒子９が集合した場合には、個別の固体粒子９より単位質量当りに抵抗を受ける断面積が減少すること等によって、いっそう沈降しやすい状態となっている。
【００１５】
本発明は、このような沈降しやすい状態に着目し、タンク１内を上昇する液体の上昇速度を、定在波の節に集合した固体粒子９が沈降可能となるように選択している。
【００１６】
上記選択は、タンク１の外側に位置しているポンプ３による液体供給量、又は循環量によって左右されることから、結局、ポンプ３の出力、又はバルブ１０の太さを適宜設定することによって、達成することができる。
【００１７】
重力によって沈降し、タンク１の底部に沈殿した固体粒子９を液体から除外する場合には、当該底部において設けられている排出パイプ４３を通じて外部に固体粒子９を排出するとよい。
【００１８】
単に排出パイプ４３を通じて固体粒子９を外部に排出する場合には、液体も一緒になって流出する場合もある。
【００１９】
このような状態を避け、当該液体を、再び元の位置に戻すために、排出パイプ４３を、図３に示すように、メッシュケース８を挿脱自在に介在させ、かつ排出パイプ４３を、固体粒子９を含んでいる液体をタンク１に流入させている流入パイプ４１と連通させるとよい。
尚、メッシュケース８を排出パイプ４３から脱出させ、固体粒子９を廃棄する場合には、開閉バルブ１０を閉じた状態とすることによって、前記脱出段階において、液体が外部に流出することを防ぐことができる。
【００２０】
以上のような実施態様による本発明においては、超音波を定在波の節に、固体粒子９を集合させたうえで、当該集合した固体粒子９を速やかに沈降させることによって、従来の沈降方式による分離方法に比し、効率的な固体粒子９の分離を実現することができる。
【００２１】
しかも、前記特開平１１−１９７４９１号公報に示す従来技術の場合のように、吸引装置の如き複雑な装置は不要であり、設置、及び運転のコストにおいても優れている。
【００２２】
【実施例】
超音波の定在波の節に集合した固体粒子９の内、その直径が微細である場合には、沈降せずに液体と共にタンク１内を上昇し、かつタンク１から流出パイプ４２を介して流出する場合があり得る。
【００２３】
実施例においては、図１に示すように、別途フィルター用メッシュ５を設け、液体と共にタンク１が流出した固体粒子９を捕獲し、更なる固体粒子９の除去を付加させている。
【００２４】
フィルター用メッシュ５に捕獲された固体粒子９が蓄積した場合には、当該フィルター用メッシュ５を交換するか、又は蓄積した固体粒子９を除去する作業を必要とするが、何れにせよ、当該フィルター用メッシュ５の平均径は、捕獲の対象となる固体粒子９の平均径より小さいことを必要とする。
尚、殆どの粒子が重力に基づく沈降に基づいて除去されているので、フィルター用メッシュ５を交換しなければならない頻度は、極めて少ない。
【００２５】
このようなフィルター用メッシュ５を使用した実施例においては、必要に応じて、相当微細な固体粒子９をも除去することが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
このように、本発明は、従来の重力沈降方式に比し、極めて効率的に固体粒子を液体から除去することが可能でる。
【００２７】
しかも、設置、及び運用上のコストも比較的安価に設定することができる。
【００２８】
このように、本発明は多面的な効果を有しており、その価値は絶大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本原理及び実施態様を示す即断面図。
【図２】超音波の進行波及び反射波によって形成される定在波の状況を示す原理図。
【図３】メッシュケースを使用した実施態様の部分的側断面図。
【符号の説明】
１：タンク
２：超音波発生装置
３：ポンプ
４１：流入パイプ
４２：流出パイプ
４３：排出パイプ
４４：循環パイプ
５：フィルター用メッシュ
６：移動槽
７：作動する工作機械などの固体粒子発生部分
８：メッシュケース
９：固体粒子
１０：流量調整兼開閉バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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