(57)【要約】【課題】微細物の飛散を防止して効率よく微細物を粒子捕集箱内に捕集することが可能である。【解決手段】サイクロン型遠心分離装置１は、液体導入通路から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるサイクロン部２と、サイクロン部２で沈降する微細物を連通孔を通して沈殿させる粒子捕集箱３とを有し、粒子捕集箱３の中心位置に電極棒１０を配置し、電極棒１０に微細物の電荷と同じ電荷を付与する。【選択図】図１
2005131626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体導入通路から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるサイクロン部と、
前記サイクロン部で沈降する微細物を連通孔を通して沈殿させる粒子捕集箱とを有し、
前記粒子捕集箱の中心位置に電極棒を配置し、
前記電極棒に前記微細物の電荷と同じ電荷を付与することを特徴とするサイクロン型遠心分離装置。
【請求項２】
液体導入通路から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるサイクロン部と、
前記サイクロン部で沈降する微細物を連通孔を通して沈殿させる粒子捕集箱とを有し、
前記粒子捕集箱の電極に前記微細物の電荷とは反対の電荷を付与することを特徴とするサイクロン型遠心分離装置。
【請求項３】
液体導入通路から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるサイクロン部と、
前記サイクロン部で沈降する微細物を連通孔を通して沈殿させる粒子捕集箱とを有し、
前記粒子捕集箱の中心位置に電極棒を配置し、
前記電極棒に前記微細物の電荷と同じ電荷を付与し、
前記粒子捕集箱の電極に前記微細物の電荷とは反対の電荷を付与することを特徴とするサイクロン型遠心分離装置。
【請求項４】
前記電極棒の上端部を、前記サイクロン部の下部まで延長したことを特徴とする請求項１または請求項３に記載のサイクロン型遠心分離装置。
【請求項５】
前記電極棒の上端部に円錐電極部を設け、この円錐電極部を前記連通孔に臨むように位置させたことを特徴とする請求項１または請求項３に記載のサイクロン型遠心分離装置。
【請求項６】
前記サイクロン部は、上方に位置する円筒部と、この円筒部に連続して下方に絞られるテーパ部を有し、
前記円筒部の直径より前記電極棒の長さを長くしたことを特徴とする請求項１、または請求項３、または請求項４、または請求項５に記載のサイクロン型遠心分離装置。
【請求項７】
前記粒子捕集箱の電極と前記電極棒との間隔が、前記連通孔の直径以上であることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載のサイクロン型遠心分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体に含まれる微粉末状クズ等の微細物を分離して除去するサイクロン型遠心分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、機械加工装置では、供給タンクから切削液を供給しながら切削加工が行なわれ、切削液には微粉末状の切削クズが含まれる。この微粉末状の切削クズが含まれる切削液をフィルタ装置に供給し、このフィルタ装置で切削クズを除去して切削液を供給タンクに戻している（例えば特許文献１）。
【０００３】
このようなフィルタ装置には、例えばフィルタ膜によって切削クズを除去したり、沈殿によって切削クズを除去するものがあるが、いずれも切削液に大量に含まれる微粉末状の切削クズを、小型の装置で短時間に確実に除去することができない等の問題がある。また、フィルタ膜が目詰まりを起こすことがあり、詰まってしまった場合まずフィルタ装置の分解作業をし、そのフィルタ膜を洗浄しなければならない。この洗浄作業や使用不能になると交換作業が発生する。また、フィルタ膜は大抵繰り返し使用すると、濾過精度は悪くなり、詰まり易くなるため、フィルタ膜の殆どが使い捨てフィルタ膜であり、コストがかかる等の問題がある。
【０００４】
このようなフィルタ装置に代えてサイクロン型遠心分離装置を用いると、液体導入通路から微細物を含む液体を所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるため、目詰まりのような問題は解消される（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開２００１−１３７７４３号公報
【特許文献２】特開平１０−２８６４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このようなサイクロン型遠心分離装置では、渦巻きを減速させて分離された微細物を粒子捕集箱に沈降させるが、粒子捕集箱の内部では液体の流速が遅く飛散して中心付近から微細物が浮き上がる現象が生じ、効率よく微細物を粒子捕集箱に捕集することができなかった。
【０００６】
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、微細物の飛散を防止して効率よく微細物を粒子捕集箱内に捕集することが可能なサイクロン型遠心分離装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、液体導入通路から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるサイクロン部と、
前記サイクロン部で沈降する微細物を連通孔を通して沈殿させる粒子捕集箱とを有し、
前記粒子捕集箱の中心位置に電極棒を配置し、
前記電極棒に前記微細物の電荷と同じ電荷を付与することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、液体導入通路から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるサイクロン部と、
前記サイクロン部で沈降する微細物を連通孔を通して沈殿させる粒子捕集箱とを有し、
前記粒子捕集箱の電極に前記微細物の電荷とは反対の電荷を付与することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、液体導入通路から微細物を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物を外側へ移動させて液体流出通路から微細物を分離した流体を排出し、前記渦巻きを減速させて分離された微細物を沈降させるサイクロン部と、
前記サイクロン部で沈降する微細物を連通孔を通して沈殿させる粒子捕集箱とを有し、
前記粒子捕集箱の中心位置に電極棒を配置し、
前記電極棒に前記微細物の電荷と同じ電荷を付与し、
前記粒子捕集箱の電極に前記微細物の電荷とは反対の電荷を付与することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記電極棒の上端部を、前記サイクロン部の下部まで延長したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記電極棒の上端部に円錐電極部を設け、この円錐電極部を前記連通孔に臨むように位置させたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記サイクロン部は、上方に位置する円筒部と、この円筒部に連続して下方に絞られるテーパ部を有し、
前記円筒部の直径より前記電極棒の長さを長くしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、前記粒子捕集箱の電極と前記電極棒との間隔が、前記連通孔の直径以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１６】
請求項１に記載の発明では、粒子捕集箱の中心位置に電極棒を配置し、電極棒に微細物の電荷と同じ電荷を付与するこで、液体の流速が遅く粒子捕集箱で微細物を中心位置から外側へ移動させて粒子捕集箱の内壁へ付着させ、あるいは飛散することを防止し、効率よく微細物を粒子捕集箱内に捕集することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、粒子捕集箱の電極に微細物の電荷とは反対の電荷を付与することで、液体の流速が遅く粒子捕集箱で微細物を中心位置から外側へ移動させて粒子捕集箱の内壁へ付着させ、あるいは飛散することを防止し、効率よく微細物を粒子捕集箱内に捕集することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、粒子捕集箱の中心位置に電極棒を配置し、電極棒に微細物の電荷と同じ電荷を付与し、さらに粒子捕集箱の電極に微細物の電荷とは反対の電荷を付与することで、液体の流速が低い粒子捕集箱で微細物を中心位置から外側へ移動させて粒子捕集箱の内壁へ付着させ、あるいは飛散することを防止し、効率よく微細物を粒子捕集箱内に捕集することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、電極棒の上端部を、サイクロン部の下部まで延長したことで、液体の流速が低いサイクロン部の下部から粒子捕集箱までの微細物を中心位置から外側へ移動させ、サイクロン部の下部及び粒子捕集箱に付着させ、あるいは飛散することを防止し、効率よく微細物を粒子捕集箱内に捕集することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、電極棒の上端部に円錐電極部を設け、この円錐電極部を連通孔に臨むように位置させることで、液体の流速が低いサイクロン部の下部から粒子捕集箱に沈殿した微細物が連通孔から浮き上がることを防止することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明では、サイクロン部の円筒部の直径より電極棒の長さを長くしたことで、電極棒による電荷が大きくなって微細物をサイクロン部の下部から粒子捕集箱に移動させ、かつ飛散することを防止し、効率よく微細物を粒子捕集箱内に捕集することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、粒子捕集箱の電極と電極棒との間隔が、連通孔の直径以上であり、粒子捕集箱の電極と電極棒との間隔が狭いことで、微細物をサイクロン部の下部から粒子捕集箱に移動させ保持でき、飛散することを防止し、効率よく微細物を粒子捕集箱内に捕集することができる。この時、連通孔の直径より狭くすると微細物を粒子捕集箱内に捕集するスペースがなくなり、間隔を連通孔の直径以上とすると捕集するスペースを確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明のサイクロン型遠心分離装置の実施の形態について説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語はこれに限定されない。
【００２４】
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置は、製薬、化学、食品、飲料の原料他の微細物の濾過に、また自動車、工作機、加工業の切削粉等の微細物の回収に、また各工場、水処理等の循環水、排水の濾過に、また半導体、バイオ等の不純物等の微細物の除去に、また洗浄水、溶剤等の異物である微細物の除去等に使用され、液体に含まれる微細物を分離除去するものに広く使用される。
【００２５】
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置の一例を、図１及び図２に示す。図１はサイクロン型遠心分離装置の断面図、図２はサイクロン型遠心分離装置の平面図である。
【００２６】
この実施の形態では、工作機、加工業の切削粉等の微細物の回収に用いる場合について説明する。この実施の形態では、液体に含まれる微粉末状クズの微細物を除去する場合について用いているが、微細物であればよく、微粉末状クズに限定されない。
【００２７】
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置１は、鉛直方向にサイクロン部２と粒子捕集箱３とを有する。サイクロン部２は、樹脂等の絶縁体、あるいはＳＵＳ等の導体金属で形成される。このサイクロン部２の上部には、軸芯に液体流出通路４を有し、軸芯から偏位した位置に液体導入通路５を有する。液体流出通路４は、サイクロン部２の上部を貫通した管体６により形成され、液体導入通路５は、サイクロン部２の上部に一体成形した管体７により形成される。
【００２８】
サイクロン部２は、上下２段のテーパ部２ａ１，２ａ２を有し、下部のテーパ部２ａ２は連通孔８を介して粒子捕集箱３に連通している。このサイクロン部２で液体導入通路５から微細物９０を含む液体を供給して所定流速で渦巻きを生じさせ、遠心状態で微細物９０を外側へ移動させて液体流出通路４から微細物９０を分離した流体を排出し、渦巻きを減速させて分離された微細物９０を沈降させる。
【００２９】
このサイクロン部２で沈降する分離された微細物９０は、連通孔８を通して粒子捕集箱３に落下して溜る。粒子捕集箱３は、下部の排出孔３ａにドレンバルブ９が接続され、このドレンバルブ９によって粒子捕集箱３に溜る微細物９０のドレンが排出される。
【００３０】
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置１は、粒子捕集箱３の中心位置に電極棒１０を配置し、この電極棒１０は粒子捕集箱３の底蓋３ｂから連通孔８に臨むように上方へ延びている。また、粒子捕集箱３の底蓋３ｂは粒子捕集箱円筒３ｃに取り付けられ、この粒子捕集箱円筒３ｃはサイクロン部２の下部に取り付けられている。この粒子捕集箱円筒３ｃは、樹脂等の絶縁体で形成され、粒子捕集箱円筒３ｃの内部に金属リングの電極１１が設けられている。
【００３１】
電圧印加手段１２は、電極棒１０に微細物９０の電荷と同じ電荷を付与し、粒子捕集箱３の電極１１に微細物９０の電荷とは反対の電荷を付与する。この実施の形態では、液体に含まれる微細物９０が処理工程で静電気が生じて負に帯電するために、電極棒１０に負の電位をかけて負極として負の電荷を与え、粒子捕集箱３の電極１１に正の電位をかけて正極として正の電荷を与えている。
【００３２】
また、サイクロン部２は、上方位置する円筒部２ｃに連続して下方に絞られるテーパ部２ａ２を有し、円筒部２ｃの直径Ｄ１より電極棒１０の長さＬ１を長くしている。このように電極棒１０の長さＬ１を設定することで、電極棒１０による電荷が大きくなって微細物９０をサイクロン部２の下部から粒子捕集箱３に移動させ、かつ飛散することを防止し、効率よく微細物９０を粒子捕集箱３内に捕集することができる。
【００３３】
また、粒子捕集箱３の電極１１と電極棒１０との間隔Ｄ２が、連通孔８の直径Ｄ３以上である。この粒子捕集箱３の電極１１と電極棒１０との間隔Ｄ２が、連通孔８の直径Ｄ３以上である。この粒子捕集箱３の電極１１と電極棒１０との間隔Ｄ２が狭いと、微細物をサイクロン部２の下部から粒子捕集箱３に移動させ保持でき、飛散することを防止し、効率よく微細物９０を粒子捕集箱３内に捕集することができる。この時、連通孔８の直径Ｄ３より狭くすると微細物９０を粒子捕集箱３内に捕集するスペースがなくなり、間隔Ｄ２を連通孔８の直径Ｄ３以上とすると、微細物９０を捕集するスペースを確保することができる。
【００３４】
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置１は、サイクロン部２で沈降する分離された微細物９０は、連通孔８を通して粒子捕集箱３に落下して溜るが、液体の流速が低い粒子捕集箱３で粒子捕集箱３内では中心付近で微細物９０が浮き上がる現象が生じるが、粒子捕集箱３の中心位置に電極棒１０を配置し、電極棒１０に微細物９０の電荷と同じ電荷を付与し、さらに粒子捕集箱３の金属リングの電極１１に微細物９０の電荷とは反対の電荷を付与することで、微細物９０を中心位置から外側へ移動させて粒子捕集箱３の金属リングの電極１１の内壁へ付着させ、あるいは飛散することを防止し、効率よく微細物９０を粒子捕集箱３内に捕集することができる。
【００３５】
なお、この実施の形態では、電極棒１０に微細物９０の電荷と同じ電荷を付与し、粒子捕集箱３に微細物９０の電荷とは反対の電荷を付与するようにしているが、少なくともいずれか一方に電荷を付与する構造であればよい。
【００３６】
次に、他の実施の形態のサイクロン型遠心分離装置の一例を、図３に示す。図３はサイクロン型遠心分離装置の断面図である。この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置１は、図１及び図２の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。
【００３７】
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置１は、電極棒１０の上端部１０ａを、サイクロン部２の下部まで延長している。この電極棒１０の上端部１０ａがサイクロン部２の下部まで延長していることで、液体の流速が低いサイクロン部の下部から粒子捕集箱３までの微細物９０を中心位置から外側へ移動させ、サイクロン部２の下部及び粒子捕集箱３の内壁へ付着させ、あるいは飛散することを防止し、効率よく微細物９０を粒子捕集箱３内に捕集することができる。
【００３８】
次に、他の実施の形態のサイクロン型遠心分離装置の一例を、図４に示す。図４はサイクロン型遠心分離装置の断面図である。この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置１は、図１及び図２の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。
【００３９】
この実施の形態のサイクロン型遠心分離装置１は、電極棒１０の上端部に電極円錐部１３を設け、この電極円錐部１３を連通孔８に臨むように位置させており、電極円錐部１３によって粒子捕集箱３の内部に沈殿した微細物が連通孔８から浮き上がることを防止することができる。
［実施例］
図５（ａ）に示す電極がない図１及び図２と同じ構成のサイクロン型遠心分離装置と、図５（ｂ）に示す図１及び図２のサイクロン型遠心分離装置と、図５（ｃ）に示す図３のサイクロン型遠心分離装置と、図５（ｄ）に示す図４のサイクロン型遠心分離装置とを用い、微細物を含む液体は、シリカ粒子を含むイオン交換水の分散媒を試料として用いた。試料粉体のシリカ粒子の分離効率を測定した。
【００４０】
この結果を図６に示した。図６に示す測定条件は、以下の通りである。
【００４１】
試料粉体：シリカ粒子
分散媒：イオン交換水
分散媒の温度Ｔ：３４℃
分散媒の流量Ｑ：４２０ｌ／ｈ
分散媒の濃度Ｃｐ：０．２ｗｔ％
入り側と出側の圧力差△Ｐ：０．２Ｋｇ／ｍ2
ｐＨ：７
図６に示す測定結果では、図５（ａ）に示す電極がない図１及び図２と同じ構成のサイクロン型遠心分離装置より、図５（ｂ）に示す図１及び図２のサイクロン型遠心分離装置と、図５（ｃ）に示す図３のサイクロン型遠心分離装置と、図５（ｄ）に示す図４のサイクロン型遠心分離装置とが分散媒の小さい粒子径を分離でき、かつ分離効率が向上した。特に、図５（ｄ）に示す図４のサイクロン型遠心分離装置が分散媒の小さい粒子径を分離でき、かつ分離効率が特に向上し好ましい結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
このサイクロン型遠心分離装置は、製薬、化学、食品、飲料の原料他の微細物の濾過に、また自動車、工作機、加工業の切削粉等の微細物の回収に、また各工場、水処理等の循環水、排水の濾過に、また半導体、バイオ等の不純物等の微細物の除去に、また洗浄水、溶剤等の異物である微細物の除去等に使用され、液体に含まれる微細物を分離除去するものに広く使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】サイクロン型遠心分離装置の断面図である。
【図２】サイクロン型遠心分離装置の平面図である。
【図３】サイクロン型遠心分離装置の断面図である。
【図４】サイクロン型遠心分離装置の断面図である。
【図５】実施例のサイクロン型遠心分離装置を示す図である。
【図６】粒子捕集箱に印加する電位が分離性能に及ぼす影響を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  サイクロン型遠心分離装置
２  サイクロン部
４  液体流出通路
５  液体導入通路
１０  電極棒
１１  電極
【図１】
2005131626.tif 000003
【図２】
2005131626.tif 000004
【図３】
2005131626.tif 000005
【図４】
2005131626.tif 000006
【図５】
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【図６】
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