(57)【要約】【課題】  短時間でのフィルターの目詰まりが生じにくく、長時間連続して使用できる穿孔機用の排水浄化循環装置を提供すること【解決手段】  排水浄化循環装置１は、冷却水及び浄化後の排水を貯蔵する容器１１と、容器１１に図示せぬ穿孔機からの排水を導入する導入管１２と、導入管１２と接続され排水を浄化する浄化手段１３と、浄化後の排水を穿孔機へ送り出す送液ポンプ１４、及び、排出管１５を備えている。ここで、浄化手段１３は、蛇腹状の袋フィルター１０１と、その両脇に袋フィルター１０１を頂点から吊るす２本の支柱１０２を備える。袋フィルター内部には導管１０３が挿入され、導入管１２と接続されている。そして、穿孔機からの廃水は、導入管１２、導管１０３から導入され、蛇腹状の袋フィルター１０１により浄化される。浄化された水は、送液ポンプ１４により容器１１から排出管１５を経由して穿孔機に供給される。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿孔機からの排水を浄化すると共に、浄化した排水を穿孔機へと循環させる穿孔機用排水浄化循環装置であって、
穿孔機からの排水を導入する導入管と、該導入管に接続され排水を浄化する浄化手段と、該浄化手段を収容し浄化された排水を貯蔵する容器と、浄化された排水を穿孔機へと循環させる排出管とを備え、
前記浄化手段は、導入管と接続された蛇腹状の袋フィルターと、該袋フィルターの側面に設置され、袋フィルターを支持して起立させる少なくとも２本の支柱とを備え、導入管より導入される排水が袋フィルターの内部から外部へ通過して浄化されるようになっている穿孔機用排水浄化循環装置。
【請求項２】
浄化手段は、蛇腹状の袋フィルターの谷部に対応する位置で支柱により固定される複数の棚板を備え、該棚板は袋フィルターの谷部を支持するようになっている請求項１記載の穿孔機用排水浄化循環装置。
【請求項３】
棚板は、袋フィルターと接触する面に貫通孔、又は、棚板の外周に到達するスリット溝を有する請求項２記載の穿孔機用排水浄化循環装置。
【請求項４】
浄化手段は、２本の支柱を備え、棚板が一方の支柱で取り外し可能となっていると共に、他方の支柱で回動可能な状態で固定されている請求項２又は請求項３記載の穿孔機用排水浄化循環装置。
【請求項５】
浄化手段は、２本の支柱を備え、棚板の両端が固定されている請求項２又は請求項３記載の穿孔機用排水浄化循環装置。
【請求項６】
導入管に接続され、袋フィルターの軸方向に袋フィルターを貫通する導管を備え、該導管は側面に排水を排出する孔を有する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の穿孔機用排水浄化循環装置。
【請求項７】
導管の袋フィルター底部側の先端が開口している請求項６記載の穿孔機用排水浄化循環装置。
【請求項８】
排出管と接続され、浄化後の排水を送液する送液ポンプを備える請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の穿孔機用排水浄化循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物に対してコアドリル等の穿孔機にて穿孔作業を行う際に排出される廃水等の廃液を浄化し、冷却液として再利用できるようにする穿孔機用排水浄化循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コアドリル等の穿孔機を用いてコンクリート構造物等の穿孔対象物に対して穿孔作業を行うと、コンクリートの粉塵が発生すると共に、穿孔用工具であるコアビットの刃先とコンクリート構造物との摩擦によりコアビットやコンクリート構造物が発熱する。そこで、これら穿孔機を用いた穿孔作業では、通常、粉塵の飛散防止及び冷却のために穿孔位置に冷却水等の冷却液を供給しつつ作業を行っている。
【０００３】
穿孔作業を行おうとする場合に、穿孔現場によっては給排水設備がないことがある。また、現場によっては、穿孔位置からの廃水をその場に流すことができない場合がある。このような場合、作業者は、穿孔機および給水装置の他に、冷却水が満たされたバケツを穿孔現場に運んで行く必要がある。そして、現場に排水できない場合は、廃水を溜めるバケツ等を運んで行く必要がある。更に、冷却水が不足する場合は最寄りの給水設備まで水を汲みに行く必要がある。可搬タイプの穿孔機を用いて行う穿孔作業自体は一人でできる作業であるが、多くの機材等を穿孔現場に運ぶ必要がある等穿孔作業に付帯する作業量が大きいことから、穿孔作業を一人で行うとなると作業効率は低いものとなる。また、穿孔作業の途中で冷却水が不足し、水を汲みに行く必要が生ずると、作業を一人で行っている場合は穿孔作業を中断しなければならず、やはり作業効率が低下する。
【０００４】
このような問題を解消するものとして、穿孔作業時に生ずる排水（廃液）を回収し、回収した排水を浄化して再び穿孔装置に供給する穿孔機用排水浄化循環装置がある（特許文献１参照。以下、浄化装置又は排水浄化循環装置と略して称するときがある）。この浄化装置では、導入した排水を袋状、膜状のフィルターで濾過し、浄化後の排水を再び冷却水として利用できるようにし、これを穿孔機へ循環させるものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３７１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者の経験によれば、従来の浄化装置では、比較的短い使用時間でフィルターが目詰まりしてしまうという問題がある。フィルターが目詰まりすると水を循環できなくなることから、従来の装置では長時間連続して給水できなかった。フィルターを交換すればまた給水できるようになるが、フィルターの寿命が短いと、短い時間間隔でフィルターを交換しなければならない。また、フィルターの交換頻度が高くなると、フィルターのコスト加算によるランニングコストも上昇し、穿孔作業の採算が合わず、浄化装置の使用が無意味なものとなる。
【０００７】
本発明は以上のような背景のもとになされたものであり、短時間でのフィルターの目詰まりが生じにくく、長時間連続して使用できる穿孔機用の排水浄化循環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】
【０００８】
従来の袋状フィルターを用いた浄化装置において、フィルター目詰まりが早期に生じるのは、まず、フィルターの有効面積が不足していることが考えられるが、それに加えて、コンクリート構造物の穿孔作業による排水の特性によるものが考えられる。つまり、コンクリート構造物からの排水は、コンクリート粉のような微小な粒子の他、これより粗大なコンクリート塊、コアドリル等の切削工具の摩耗粉（金属粉）等、その粒子サイズ及び密度が異なる種々の固形分が含まれている。そして、このような排水を袋状のフィルターに導入する場合、排水はフィルター内で懸濁し、フィルターの内壁全面と接触し、固形分は大きさの大小を問わずフィルターに捕捉される。従って、粒子サイズの大きな固形分が早期にフィルターの内壁全面に付着し、その結果、フィルター全体の浄化能力は早期に浄化能力を失い、目詰まりを生じさせるのである。
【０００９】
そこで、本発明者は、従来技術の上記問題点及びコンクリート構造物からの排水の特性を考慮し、浄化能力を維持可能なフィルター形状を検討したところ、フィルター形状として蛇腹状の袋フィルターを用い、この蛇腹状袋フィルターの上部から内部に排水を導入し、排水を浄化することで長期間の排水浄化ができることに想到し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、穿孔機からの排水を浄化すると共に、浄化した排水を穿孔機へと循環させる穿孔機用排水浄化循環装置であって、穿孔機からの排水を導入する導入管と、該導入管に接続され排水を浄化する浄化手段と、該浄化手段を収容し浄化された排水を貯蔵する容器と、浄化された排水を穿孔機へと循環させる排出管とを備え、前記浄化手段は、導入管と接続された蛇腹状の袋フィルターと、該袋フィルターの側面に設置され、袋フィルターを支持して起立させる少なくとも２本の支柱とを備え、導入管より導入される排水が袋フィルターの内部から外部へ通過して浄化されるようになっている穿孔機用排水浄化循環装置である。
【００１１】
以下、浄化手段の内容説明を中心に本発明につき詳細に説明する。本発明で適用する蛇腹状の袋フィルターが、コンクリート構造物からの排水浄化に優れている要因は２つある。まず、蛇腹状の袋フィルターは、その形状に基づき表面積が大きい。従って、単純な袋形状の袋フィルターよりも潜在的な浄化能力が高い。
【００１２】
そして、フィルター形状を蛇腹状とすることにより、種々の固形物を含む排水について効率的な浄化が可能となる。蛇腹状の袋フィルターは、山部が多段階に形成されており、排水を導入した際にもその形状故に排水が一気にフィルター内に拡散することはない。そして、排水中の密度の高い固形物（鉄粉、粗大なコンクリート粉）は、格段の山部の底部に沈殿していくが、このように沈殿した固形物は、フィルターの形状故に上の段の山部へは移動し難くなっている。このようなことから、蛇腹状袋フィルターを用いてコンクリート構造物からの排水を浄化した場合、固形物による目詰まりは、各山部の底部から生じ、徐々上方へ移動する形をとる。そして、このような挙動は、まず最下段の山部から生じることとなり、目詰まりにより浄化不能となる山部が下段から上段へ移行することとなるため、フィルター全体の目詰まりの進行は緩やかなものとなる。従って、浄化能力の低下がフィルター内壁全面で一気に生じる袋状のフィルターよりも長期に浄化性能を維持することができる。
【００１３】
また、蛇腹状の袋フィルターを使用することによるメリットとして、目詰まりにより完全に浄化能力を失った後の処理のし易さがある。蛇腹状の袋フィルターでは、上記のように下段の山部から目詰まりが生じるが、目詰まりが生じた山部の内部では沈殿した固形物は、その自重により固化し、更にフィルターの毛細管現象により水分が搾り出されるようになっているために、水分の少ないケーキ状の固形物となっている。そして、使用不可能になったフィルターの各山部では、このような水分の少ないケーキ状固形物が残留するのみであって水分の残留は少ない。そのため複雑な後処理を施すことなく固形物ごとフィルターを廃棄できる。この点、従来の袋状フィルターを用いた浄化装置では、フィルター内面全体に目詰まりが生じるとろ過能力を喪失し、フィルター内部に固形物と共に多量の水分が残留するため、この残留する水を含めて固化しなければフィルターを廃棄することができず、手間のかかる後処理が必要である。
【００１４】
ここで、伸縮可能である蛇腹状の袋フィルターの浄化性能を最大限に確保するためには、これを完全に起立させて山部、谷部が明瞭に生じるようにしてその表面積を最大にする必要がある。本発明では、少なくとも２本の支柱を設置し、例えば支柱で蛇腹状袋フィルターを懸架する等して袋フィルターを起立させている。但し、蛇腹状の袋フィルターは伸縮可能であるため、導入された排水の勢いが強い場合等、フィルター内の排水の挙動によりその形状が変化するおそれがある。そこで、より安定的に浄化を行うためには、袋フィルターの蛇腹形状を好適な状態に保持するための固定手段を備えるものが好ましいといえる。
【００１５】
この固定手段として好ましいものとしては、蛇腹状の袋フィルターの各谷部を支持する棚板を設置することが挙げられる。この棚板は、袋フィルターの各谷部に対応する位置で支柱に固定される平板であって、袋フィルターの谷部を包囲することで袋フィルターを支持する。かかる棚板を袋フィルターの谷部毎に設けることで、フィルターは好ましい形状に維持され、その表面積を確保することができる。
【００１６】
そして、この棚板には、フィルターと接触する面に貫通孔、又は、棚板の外周に到達するスリット溝を形成するのが好ましい。浄化の際、袋フィルターの山部の内部には排水が充填されることとなり、その重さにより袋フィルター表面と棚板とが接触することとなるが、この際棚板と接触するフィルター面は孔が塞がれた形となりその面での浄化効率が低下する。そこで、棚板に孔又は棚板外周に到達するスリット溝を形成することで、フィルターとの接触面において水の排出通路を確保することができ、フィルターの浄化効率を確保することができる。ここで、棚板に貫通孔を形成する場合においては、その形状には特に限定はなく、円形、角形、雲形何れでも良い。また、貫通孔の大きさについても特に制限はなく、袋フィルターを支持することができる程度の強度を有し、且つ、フィルターからの水の排出を妨げないようなものが好ましい。従って、後述の実施形態で説明するような雲形の孔を複数も受けてもよいが、棚板を網状（メッシュ状）に形成して適用しても良い。
【００１７】
穿孔機からの排水を導入管から袋フィルターへ導入する際には、導入管と袋フィルター頂上とを直接接続し、袋フィルター頂上で排水が噴出するようにしても良いが、袋フィルター内の水の挙動を安定させ効率的な排水浄化を行うためには、袋フィルター内部に袋フィルターを軸方向に貫通する導管を設け、この導管と導入管とを接続して排水を供給するのが好ましい。そして、この導管には側面に排水を排出する孔を設けるのが好ましい。また、導管の袋フィルター底部側の先端は開口しているものが好ましい。更に、導入する水の挙動を安定させるために導管として、複数の孔を有する外管と内管とからなる２重構造を有するものを適用しても良い。
【００１８】
以上説明した浄化手段は、浄化した排水を貯蔵する容器内に設置することとする。容器と浄化手段とを別々に設置しても良いが、その場合、設置面積を広くする必要があり、更に、浄化した排水を容器へ送るための集水手段や配管が必要となり機構を複雑とするからである。本発明では、浄化手段を容器内に設置することにより、浄化手段から排出される排水がそのまま容器内で貯蔵されるため、構造が簡易である。そのため、穿孔現場では容器分の設置面積のみを必要とし、更に、簡易構造ゆえに現場での素早い設置が可能である。
【００１９】
尚、本発明では、場合により浄化した排水を穿孔機へ循環させる送液ポンプを備えていることが好ましい。これは、穿孔位置が本発明の循環装置より高い場所にある場合には必要な装置である。また、逆に穿孔位置が本発明の循環装置より低い場所にある場合には、送液ポンプはなくても良いが、穿孔機から循環装置へ排水を供給する供給ポンプを備えることが好ましい。
【００２０】
また、容器の形状については特に限定されるものではなく断面四角形、断面円形の何れの形態をとっても良い。その材質についても、耐水性があるものであれば特に限定されるものではないが、穿孔現場への持ち運び等を考慮すれば軽量である樹脂製のものが好ましいといえる。導入管、排出管についても材質に限定はなく、また、その設置位置についても、導入管は袋フィルターと接続されていること、排出管はその端部が浄化後の排水に浸漬されていること、の条件を満たす限り特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明は、フィルターが目詰まりしにくい排水浄化循環装置である。本発明によれば、フィルターの寿命を長期化でき、長時間連続して穿孔機に冷却液を供給できる。また、フィルターの交換回数を減少させることができ、装置のランニングコストを著しく削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る穿孔機用の排水浄化循環装置の好適な実施形態を図面と共に説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る排水浄化循環装置の構造を示す図である。図１において、穿孔機用排水浄化循環装置１は、冷却水及び浄化後の排水を貯蔵する容器１１と、容器１１に図示せぬ穿孔機からの排水を導入する導入管１２と、導入管１２と接続され排水を浄化する浄化手段１３と、浄化後の排水を穿孔機へ送り出す送液ポンプ１４及び排出管１５を備えている。容器１１は、水平断面形状が略四角形のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の容量約２０リットルの容器である。この状態で、穿孔機用排水浄化循環装置１の容器１１に冷却水を溜めて送液ポンプ１４を作動させると、容器１１内の冷却水を排出管１３によって穿孔機に供給できる。
【００２４】
浄化手段１３は、紙繊維製の蛇腹状の袋フィルター１０１と、その両脇に袋フィルター１０１を頂点から吊るす２本の支柱１０２を備える。袋フィルター内部に導管１０３が挿入されており導入管１３と接続されており、袋フィルター１０１は、導管１０３を介して導入管１２と接続されている。導管１０３は、その先端が開口されており、またその側面の袋フィルター１０１の山部に対応する箇所に孔１０４を複数有する。穿孔機からの排水は、導管１０３から孔１０４及び先端の開口を通過して袋フィルターに供給される。支柱１０２は、ベースプレート１０５、ブラケット１０６で繋がれており、袋フィルター１０１はブラケット１０６により懸架されている。そして、２本の支柱１０２の間には、袋フィルター１０１の谷部に対応する位置に棚板１０７が設置されており、袋フィルター１０１の谷部を保持している。
【００２５】
図２は、棚板１０７の平面図である。棚板１０７には複数の雲形の開口が形成されており、これにより袋フィルターで浄化された排水が通過可能となっている。そして、図３は、棚板１０７と２本の支柱１０２との接続状態を示すものである。この図３のように、棚板１０７は一方の支柱１０２ａで回動可能な状態で固定されている。そして、棚板１０７は回動してその端部を他方の支柱１０２ｂに嵌合させることで固定される。
【００２６】
尚、この実施形態では、棚板が他方の支柱に回動可能な状態で固定しているが、他の実施形態として、図４に示すように棚板を２分割し、両側で回動可能なものを用いても良い。この場合、棚板は両支柱により鋏のように開閉し、閉状態で袋フィルターの谷部を支持する。
【００２７】
更に他の形態として、棚板の両端を支柱で固定していても良い。この場合、回動させるための機構を省略することができるため、製造コストを削減することができる。
【００２８】
浄化手段１３の組み立て方法は、以下の通りである。まず、棚板１０７を全て回動して、支柱１０２の間から退避させる。その後、袋フィルター１０１を上方に広げながら導管１０３を挿入し、導管１０３をブラケット１０６に固定して袋フィルターを懸架する（図５（ａ））。そして、袋フィルターの山部を持ち上げながら、棚板１０７を１枚ずつ回動させ、棚板１０７の凹部を袋フィルター１０１の谷部に合わせた後、その端部と他方の支柱とを嵌合させて固定する（図５（ｂ））。この動作を繰り返し、全ての棚板１０７を袋フィルター１０１の谷部にセットすることで浄化手段の組み立てが完了する（図５（ｃ））。尚、この実施形態では、袋フィルター１０１の下部に袋状のナイロンネット１０８を敷設している。このナイロンネット１０８の用途については後述する。
【００２９】
浄化手段１３の組み立てが完了したら、これを容器１１内に載置し、導入管と袋フィルター１０１の導管１０３とを接続し、送液ポンプ１４、排出管１５をセットして準備が完了する。
【００３０】
次に、コアドリルによるコンクリートの穿孔作業を行う際の本実施形態に係る排水浄化循環装置１の使用方法を説明する。図６は、コンクリート壁面に対して穿孔作業を行うコアドリル装置に穿孔機用排水浄化循環装置１を接続したときの装置配置を示すものである。図６において、穿孔作業を行うコアドリル装置２００は、穿孔工具としてコアビットを備える一般的な装置である。ここでの穿孔作業での準備としては、まずコンクリート壁面の穿孔位置にコアドリル装置２００、水処理パッド２０１を位置決め固定し、穿孔機用排水浄化循環装置１の排出管１５とコアドリル装置２００とをホース２０２で接続する。一方、排水浄化循環装置１の導入管１２は、水処理パッド２０１とホース２０３で接続する。
【００３１】
コアドリル装置２００装置と排水浄化循環装置１との接続、固定が完了したら、まず、排水浄化循環装置１の容器１１内に水（清水）を所定量（ここでは、１０リットルとした）入れる。そして、送液ポンプ１４を作動させコアドリル装置２００へ送液する。コアドリル装置２００への送液が確認されたら、コアドリル装置２００を作動させ穿孔作業を開始する。穿孔作業中のコアドリル装置２００への送液量は、送液ポンプ１４及びコアドリル装置２００側に設けられる給水コックで調節する。
【００３２】
作業開始時よりコアドリル装置２００へ供給された水は、穿孔するコアビットの冷却水として利用され、水処理パッド２０１、ホース２０３を経由して排水浄化循環装置１へと排水として戻ってくる。この排水は排水浄化循環装置１で、導入管１２から浄化手段１３の袋フィルター１０１内の導管１５を経由して袋フィルター１０１内に供給される。そして、排水は、袋フィルター１０１により浄化されてその外部へ排出され、容器内で再利用可能な状態で貯蔵される。この浄化後の排水は、作業開始時の清水同様、送液ポンプ１４により冷却水としてコアドリル装置２００へ供給される。
【００３３】
穿孔作業後、又は作業中に袋フィルター１０１に目詰まりが生じた際には、送液ポンプ１４を停止させて浄化手段１３を容器から取り出し、上記した組み立て方法と逆の工程で棚板１０７を退避させて袋フィルター１０１を取り出し可能な状態とるが、この作業は袋フィルター１０１が濡れていることから破らないように注意しながら行なう。そして、全ての棚板を退避させた後、フィルター下部のナイロンネット１０８で袋フィルター１０１を覆うようにして引き上げて袋フィルター１０１を取り出す。取り出した袋フィルター１０１は、ナイロンネットに収容したまま水切りをして廃棄する。
【００３４】
以上説明した本実施形態に係る排水浄化循環装置１を使用することで、冷却水を循環させて繰り返し利用することができ、穿孔作業現場に給水設備がない場合であっても、穿孔機に長時間連続して冷却水を供給できる。また、ここで使用した袋フィルター１０１は安価な紙製であるので、洗浄して再利用する必要はない。そのため、低コストでの穿孔作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係る排水浄化循環装置の構造を示す側断面図。
【図２】本実施形態で適用した棚板の平面図。
【図３】棚板と支柱との接続状態を示す図。
【図４】棚板の他の形態を示す図。
【図５】浄化手段の組立工程を説明する図。
【図６】本実施形態の排水浄化循環装置を用いて穿孔作業を行う際の装置配置を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１  排水浄化循環装置
１１  容器
１２  導入管
１３  浄化手段
１４  送液ポンプ
１５  排出管
１０１  袋フィルター
１０２（１０２ａ、１０２ｂ）  支柱
１０３  導管
１０４  孔
１０５  ベースプレート
１０６  ブラケット
１０７  棚板
１０８  ナイロンネット
２００  コアドリル装置
２０１  水処理パッド
２０２、２０３  ホース
【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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【図６】
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