(57)【要約】【課題】濾体の目詰まりに起因するオーバーフローを簡便な構成で正確に検出することができるフィルタ装置を提供することを目的とする。【解決手段】濾布１２ａを長円筒袋状に形成したバグフィルタ１２を垂直姿勢で保持して収容する容器（メッシュケース１１、透明ケース１４）において、バグフィルタ１２からの液体の溢流を検出するために設定されたオーバーフロー検出高さ位置Ｈａに、溢流した液体と電気的に導通可能に第１電極２１を配設し、さらにフィルタ装置２が用いられる液循環系において液体と接する接液部に液体と電気的に導通可能に第２電極２３を配設し、フィルタ装置２の作動過程において第１電極２１と第２電極２３との電気的な導通を導通検出部２６によって検出した検出結果に基づいてバグフィルタ１２からの液体の溢流の有無を判定部２７によって判定し、その旨を報知部２８によって報知する。【選択図】図５
2013103150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環使用される液体に含まれる固形異物を濾過して分離するフィルタ装置であって、
前記固形異物を捕捉可能なメッシュの濾布を下端部が閉じられ上部に開口部を有する長円筒袋状に形成した濾体と、
前記濾体を垂直姿勢で保持して収容する容器と、
前記開口部から濾過対象の液体を前記濾体の内部に供給する給液部と、
前記濾体によって濾過された液体を排出する排液部と、
前記容器において前記濾体からの液体の溢流を検出するために設定されたオーバーフロー検出高さ位置に配設され、前記溢流した液体と電気的に導通可能に設けられた第１電極と、
前記フィルタ装置が使用される液循環系において液体と接する接液部に配設され、前記液体と電気的に導通可能に設けられた第２電極と、
前記第１電極と第２電極との電気的な導通を検出する導通検出部と、
前記導通検出部の検出結果に基づいて前記濾体からの液体の溢流の有無を判定する判定部と、
前記判定部によって液体の溢流が検出されたことを報知する報知部とを備えたことを特徴とするフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環使用される液体に含まれる固形異物を濾体により濾過して分離するフィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機械などの設備機器において冷却や潤滑を目的として用いられるクーラントなどの液体は一般に循環使用され、この液循環系には使用過程で混入した切り粉などの固形異物を分離除去するフィルタ装置が用いられる。このようなフィルタ装置の構成として、濾過対象に応じた所定のメッシュの濾布を袋状に形成した濾体を容器内に収納したものが知られている（たとえば特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術では、濾体内に濾過対象液を加圧しながら供給し濾過対象液が濾体の外側に滲出する際に固形異物が濾布によって捕捉され濾過対象液から分離される。
【０００３】
このような構成のフィルタ装置では、同一の濾体を継続使用する過程で濾布の目詰まりが徐々に進行すると、液体の濾体の外側への滲出が妨げられて処理流量が減少するため、目詰まり時の濾体の交換などの対処を必要とする。このため圧力濾過式のフィルタ装置では、濾布を隔てた２つの領域における液体の差圧を検出することによって目詰まり状態を検出し、この検出結果を承けて濾体の交換作業が行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５４２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところでフィルタ装置には、上述の圧力濾過式ではなく濾体内に供給された濾過対象液を重力によって濾布を通過させる簡便な構成が用いられる場合がある。このような重力濾過式のフィルタ装置では、濾布の目詰まりの進行に伴って処理流量が濾過対象液の供給流量を下回るようになると、濾体内の液位が上昇して、未濾過の液体がそのまま外側に溢れ出すオーバーフローが発生する。このようなオーバーフロー状態では、固形異物を含む未処理の液体が工作機械に送られて、種々の不具合の原因となることから、フィルタ装置においては、このようなオーバーフローの発生を正確に検出することが求められる。しかしながら従来技術の重力濾過式のフィルタ装置では、濾布の目詰まりに起因するオーバーフローを、簡便な構成で正確に検出することができなかった。
【０００６】
そこで本発明は、濾体の目詰まりに起因するオーバーフローを簡便な構成で正確に検出することができるフィルター装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のフィルタ装置は、循環使用される液体に含まれる固形異物を濾過して分離するフィルタ装置であって、前記固形異物を捕捉可能なメッシュの濾布を下端部が閉じられ上部に開口部を有する長円筒袋状に形成した濾体と、前記濾体を垂直姿勢で保持して収容する容器と、前記開口部から濾過対象の液体を前記濾体の内部に供給する給液部と、前記濾体によって濾過された液体を排出する排液部と、前記容器において前記濾体からの液体の溢流を検出するために設定されたオーバーフロー検出高さ位置に配設され、前記溢流した液体と電気的に導通可能に設けられた第１電極と、前記フィルタ装置が用いられる液循環系において液体と接する接液部に配設され、前記液体と電気的に導通可能に設けられた第２電極と、前記第１電極と第２電極との電気的な導通を検出する導通検出部と、前記導通検出部の検出結果に基づいて前記濾体からの液体の溢流の有無を判定する判定部と、前記判定部によって液体の溢流が検出されたことを報知する報知部とを備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、濾布を長円筒袋状に形成した濾体を垂直姿勢で保持して収容する容器において、濾体からの液体の溢流を検出するために設定されたオーバーフロー検出高さ位置に、溢流した液体と電気的に導通可能に第１電極を配設し、さらにフィルタ装置が用いられる液循環系において液体と接する接液部に液体と電気的に導通可能に設けられた第２電極を配設し、フィルタ装置の作動過程において第１電極と第２電極との電気的な導通を検出した検出結果に基づいて濾体からの液体の溢流の有無を判定することにより、濾体の目詰まりに起因するオーバーフローを簡便な構成で正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態のフィルター装置を用いた液循環系の構成説明図
【図２】本発明の一実施の形態のフィルター装置の構成説明図
【図３】本発明の一実施の形態のフィルター装置の側面図
【図４】本発明の一実施の形態のフィルター装置の断面図
【図５】本発明の一実施の形態のフィルター装置におけるオーバーフロー検出機構の構成説明図（第１実施例）
【図６】本発明の一実施の形態のフィルター装置におけるオーバーフロー検出の動作説明図（第１実施例）
【図７】本発明の一実施の形態のフィルター装置におけるオーバーフロー検出機構の構成説明図（第２実施例）
【図８】本発明の一実施の形態のフィルター装置におけるオーバーフロー検出機構の構成説明図（第２実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、本発明のフィルター装置を用いた液循環系１の構成を説明する。図１に示すフィルタ装置２は、工作機械などの設備機器において冷却や潤滑を目的として用いられるクーラントなどの液体を循環使用するために、使用後の液体に含まれる固形異物を濾過して分離除去する機能を有するものである。
【００１１】
本実施の形態に示すフィルタ装置２においては、未処理液送給配管１０を経由して給液部３から供給される濾過対象液を重力濾過方式によって処理するようにしており、濾過処理された処理済み液体６ａは排液部４を介して処理済み液槽５内に流下して（矢印ａ）貯溜される。貯溜された処理済み液体６ａは、第１液送ポンプＰ１によって処理済液送給配管７を経由して設備機器８に送給され、設備機器８において冷却や潤滑などの所定目的で使用される。使用過程において固形異物が混入した未処理液体６ｂは設備機器８から排出されて（矢印ｂ）、未処理液槽９内に貯溜される。そして貯溜された未処理液体６ｂは、第２液送ポンプＰ２によって未処理液送給配管１０を経由してフィルタ装置２の給液部３に送給される。
【００１２】
次に図２，図３，図４を参照して、フィルタ装置２の構成および機能について説明する。図２に示すように、フィルタ装置２は、濾体であるバグフィルタ１２をフィルタ装着リング１３を介して保持したメッシュケース１１と、メッシュケース１１を外周側から覆う円筒状の透明樹脂より成る透明ケース１４とを外側ケース１５によって保持させ、さらに外側ケース１５の上部、下部にそれぞれ給液部３、排液部４を配設した構成となっている。
【００１３】
図３は、図２に示す各部を一体に組み立ててフィルタ装置２を完成させた状態を示している。外側ケース１５は、外周に鍔状部１７ａが設けられメッシュケース１１および透明ケース１４の下端部を支持する底部材１７と、透明ケース１４の上端部を外周側から覆う円筒状の頂部材１６とを、複数本の連結部材１８によって連結した構成となっている。頂部材１６の上端部には、円筒形状の側壁部３ａを頂部材１６の外周側に嵌合させることにより、給液部３が装着される。給液部３の上面には接続孔３ｂが設けられており、接続孔３ｂには図１に示す未処理液送給配管１０が接続される。この完成状態において、透明な透明ケース１４および金網製のメッシュケース１１を介して、バグフィルタ１２の状態を外部から視認することが可能となっている。
【００１４】
バグフィルタ１２は未処理液体６ｂに含まれる切り粉などの固形異物を濾過して分離する機能を有しており、図４に示すように、分離対象となる固形異物を捕捉可能なメッシュの濾布１２ａを、下端部１２ｃが閉じられて上部に開口部１２ｂを有する長円筒袋状に形成したものである。濾布１２ａとしては、ソックスなどに用いられる弾性繊維と合成繊維を組み合わせて形成されて伸縮自在なものが用いられる。
【００１５】
このような濾布１２ａを用いることにより、バグフィルタ１２の使用過程において内部の固形異物の堆積状態に応じて長さ方向および径方向に伸張させることができる。バグフィルタ１２の自由状態における長さは、メッシュケース１１の長さの略２／３程度に設定されており、バグフィルタ１２が濾布１２ａの目詰まりにより内部に異物が堆積した状態において、メッシュケース１１の内部を占有する大きさとなる。
【００１６】
メッシュケース１１は、ステンレスなどの材質の金網を上下端が開放された円筒状に成形して製作され、ケース上端部１１ａにはバグフィルタ１２の上部がフィルタ装着リング１３を介して保持される。フィルタ装着リング１３は内面にテーパ状の開口を有し、外径がメッシュケース１１のケース上端部１１ａに嵌合する形状のリング状部材である。バグフィルタ１２をメッシュケース１１に保持させる際には、バグフィルタ１２の上端部の濾布１２ａをケース上端部１１ａの内周との間に挟み込んだ状態で、フィルタ装着リング１３をケース上端部１１ａに嵌合させる（図５も参照）。
【００１７】
そしてバグフィルタ１２を保持したメッシュケース１１を、底部材１７の内底面に設けられた円筒状のケース嵌合部１７ｂの内側に嵌合させることにより、メッシュケース１１およびバグフィルタ１２が底部材１７によって保持され、これにより、バグフィルタ１２は上部の開口部１２ｂを上方に向けた垂直姿勢で保持される。また透明ケース１４の下端部を底部材１７の内周面に嵌合させることにより、透明ケース１４はメッシュケース１１およびバグフィルタ１２を内部に収容した状態で底部材１７によって保持される。したがって、メッシュケース１１およびメッシュケース１１を収容する透明ケース１４は、濾体であるバグフィルタ１２を垂直姿勢で保持して収容する容器を構成する。
【００１８】
図１に示す未処理液送給配管１０を接続孔３ｂに接続して、未処理液体６ｂを送給することにより、未処理液体６ｂは接続孔３ｂを介して下方に流下し（矢印ｃ）、開口部１２ｂからバグフィルタ１２の内部へ流入する。すなわち接続孔３ｂが設けられ未処理液送給配管１０と接続された給液部３は、開口部１２ｂから濾過対象の液体をバグフィルタ１２の内部に供給する機能を有している。バグフィルタ１２の内部に供給された未処理液体６ｂは一旦バグフィルタ１２内に滞留し、所定サイズの固形異物が濾布１２ａによって捕捉されて濾過された処理済み液体６ａは、濾布１２ａの外面から流出してメッシュケース１１内またはメッシュケース１１と透明ケース１４との隙間内を重力により落下する（矢印ｄ）。そしてバグフィルタ１２によって濾過されて落下した処理済み液体６ａは、排液部４の底部材１７に設けられた排液孔１７ｃから下方に落下して処理済み液槽５内に貯溜される（図１参照）。
【００１９】
次に図５、図６を参照して、フィルタ装置２に備えられたオーバーフロー検出機能（第１実施例）について説明する。重力濾過方式のフィルタ装置２では、濾布１２ａの目詰まりの進行に伴ってバグフィルタ１２による濾過流量が未処理液体６ｂの供給流量を下回るようになると、バグフィルタ１２の液位が上昇して、未濾過の液体がそのまま外側に溢れ出すオーバーフローが発生する。本実施の形態においては、このようなオーバーフローを以下に説明する構成によって検出し、バグフィルタ１２の清掃や交換などの適切な対処を速やかに実行できるようにしている。
【００２０】
図５において、未処理液送給配管１０を介して送給される未処理液体６ｂは接続孔３ｂから下方へ流下し（矢印ｅ）、開口部１２ｂを介してバグフィルタ１２内に流入する。バグフィルタ１２を囲む透明ケース１４の上部には、オーバーフロー検出高さ位置Ｈａが設定されている。オーバーフロー検出高さ位置Ｈａは、バグフィルタ１２からの未処理液体６ｂの溢流を検出するために設定された高さ位置であり、作業現場の実情に即して経験的に適宜設定される。
【００２１】
オーバーフロー検出高さ位置Ｈａには、第１電極２１がホルダ２２を介して配設されており、未処理液送給配管１０には第２電極２３がホルダ２４を介して配設されている。第１電極２１は開口部１２ｂからオーバーフローする未処理液体６ｂ（図６（ｄ）参照）と電気的に導通可能な位置に配設されている。さらに第２電極２３は未処理液送給配管１０内を流れる未処理液体６ｂと電気的に導通可能に配設されている。
【００２２】
第１電極２１および第２電極２３は、コントローラ２５の導通検出部２６に接続されている。導通検出部２６は、第１電極２１と第２電極２３との電気的な導通を検出する。すなわちフィルタ装置２が作動して導電性を有する未処理液体６ｂが連続して流動している状態において、未処理液体６ｂが開口部１２ｂからオーバーフローすると、未処理液体６ｂがオーバーフロー検出高さ位置Ｈａに配設された第１電極２１と導通し、これにより第１電極２１と第２電極２３とが未処理液体６ｂを介して導通していることが導通検出部２６によって検出される。
【００２３】
導通検出部２６の検出結果を判定部２７が受信することにより、判定部２７はこの検出結果、すなわち第１電極２１と第２電極２３との導通度合いに基づいて、バグフィルタ１２からの未処理液体６ｂのオーバーフローの有無を判定する。報知部２８は、表示灯、表示画面、音響による警報などによって所定の報知を行う報知装置であり、判定部２７によって未処理液体６ｂの溢流が検出されたこと報知する。そしてこの報知を承けることにより、オペレータはバグフィルタ１２の交換などの必要な処置を行う。
【００２４】
なお、図５では第２電極２３を未処理液送給配管１０に配設した例を示しているが、第２電極２３の配設位置は未処理液送給配管１０には限定されない。すなわちフィルタ装置２が用いられる液循環系１において未処理液体６ｂ、または処理済み液体６ａのいずれかと接する接液部であって、未処理液体６ｂまたは処理済み液体６ａと電気的に導通可能な部位であれば、第２電極２３の配設位置として選択することができる。
【００２５】
例えば未処理液送給配管１０のほか、図１に示す処理済み液槽５、処理済液送給配管７、未処理液槽９などにおいて未処理液体６ｂまたは処理済み液体６ａと電気的に導通可能な部位、さらにはフィルタ装置２内であって流下する処理済み液体６ａと常に電気的に導通する位置を、第２電極２３の配設位置として適宜選定することができる。
【００２６】
次に、フィルタ装置２におけるオーバフロー検出の動作例を図６を参照して説明する。図６（ａ）は、フィルタ装置２において未使用のバグフィルタ１２がメッシュケース１１に装着された後、未だ作動が開始していない状態を示している。この状態では、バグフィルタ１２は未だ伸張せず自然状態の形状を保持している。この後フィルタ装置２の作動が開始されると、図６（ｂ）に示すように、接続孔３ｂから未処理液体６ｂが送給されて（矢印ｆ）バグフィルタ１２内に流入する。
【００２７】
流入した未処理液体６ｂはバグフィルタ１２の下部に滞留し、濾布１２ａによって固形異物が捕集された濾過後の処理済み液体６ａが濾布１２ａから側方に流出して（矢印ｇ）透明ケース１４内を流下し（矢印ｈ）、さらに排液部４を構成する底部材１７に設けられた排液孔１７ｃを介して下方に流出する（矢印ｉ）。この濾過処理を継続する過程では、濾布１２ａにおいて固形異物を捕捉することによって目詰まり状態となった目詰まり部１２ａ＊の範囲が拡大し、これによりバグフィルタ１２内における未処理液体６ｂの液位が次第に上昇する。そしてこの液位の上昇とともに、伸縮自在のバグフィルタ１２は固形異物などの堆積物や未処理液体６ｂの重さによって下方に伸張するとともに径方向に膨張し、最終的にはメッシュケース１１の内面に倣った形状となる。
【００２８】
次いでフィルタ装置２の作動が継続すると、図６（ｃ）に示すように目詰まり部１２ａ＊の範囲が拡大し、バグフィルタ１２内における未処理液体６ｂの液位が次第に上昇する。そして図６（ｄ）は、目詰まり部１２ａ＊の範囲がさらに拡大し、バグフィルタ１２内における未処理液体６ｂの液位が開口部１２ｂに到達した状態を示している。この状態では、開口部１２ｂから溢流した未処理液体６ｂ（矢印ｋ）が第１電極２１に接触し、第１電極２１と第２電極２３（図５参照）との電気的な導通が導通検出部２６によって検出される。これにより前述のように、報知部２８はバグフィルタ１２からのオーバーフローが検出されたことを報知する。
【００２９】
次に、図７、図８を参照して、フィルタ装置２に備えられたオーバーフロー検出機能の第２実施例について説明する。この第２実施例は、図５に示す第１実施例の構成にオーバーフローを予報する機能を付加したものである。図７において、オーバーフロー検出高さ位置Ｈａから所定距離だけ下方には、バグフィルタ１２からの未処理液体６ｂの溢流を予報するためのオーバーフロー予報高さ位置Ｈｂが設定されている。
【００３０】
オーバーフロー検出高さ位置Ｈａ、オーバーフロー予報高さ位置Ｈｂには、それぞれ上部第１電極２１ａ、下部第１電極２１ｂが、ホルダ２２を介して配設されており、未処理液送給配管１０には第２電極２３がホルダ２４を介して配設されている。上部第１電極２１ａは開口部１２ｂからオーバーフローする未処理液体６ｂ（図８（ｄ）参照）と、また下部第１電極２１ｂは濾布１２ａによって濾過されて側方に流出する未処理液体６ｂ（図８（ｃ）参照）と、それぞれ電気的に導通可能な位置に配設されている。さらに第２電極２３は未処理液送給配管１０内を流れる未処理液体６ｂと電気的に導通可能に配設されている。
【００３１】
上部第１電極２１ａ、下部第１電極２１ｂおよび第２電極２３は、コントローラ２５の導通検出部２６に接続されている。導通検出部２６は、上部第１電極２１ａまたは下部第１電極２１ｂと第２電極２３との電気的な導通を検出する。すなわちフィルタ装置２が作動して導電性を有する未処理液体６ｂが連続して流動している状態において、未処理液体６ｂが開口部１２ｂからオーバーフローすると、未処理液体６ｂがオーバーフロー検出高さ位置Ｈａに配設された上部第１電極２１ａと導通し、これにより第１実施例と同様に、上部第１電極２１ａと第２電極２３とが未処理液体６ｂを介して導通していることが導通検出部２６によって検出される。
【００３２】
導通検出部２６の検出結果を判定部２７が受信することにより、第１実施例にて説明した未処理液体６ｂのオーバーフローの有無の判定に加えて、オーバーフローの予報が行われる。すなわち未処理液体６ｂがバグフィルタ１２内においてオーバーフロー予報高さ位置Ｈｂを超えて上昇し、濾布１２ａから流出して下部第１電極２１ｂと導通すると、下部第１電極２１ｂと第２電極２３との導通が導通検出部２６によって検出される。そして導通検出部２６の検出結果を判定部２７が受信することにより、判定部２７はこの検出結果に基づいてバグフィルタ１２から未処理液体６ｂがオーバーフローする時期が近づいていることを予測し、報知部２８は判定部２７による予測を報知する。
【００３３】
次に、フィルタ装置２におけるオーバフロー予測の動作例を図８を参照して説明する。図８（ａ）、（ｂ）に示す動作工程は、図６（ａ）、（ｂ）に示す動作工程と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３４】
図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示す目詰まり部１２ａ＊の範囲が拡大し、バグフィルタ１２内における未処理液体６ｂの液位が次第に上昇して、オーバーフロー予報高さ位置Ｈｂ（図７参照）に到達した状態を示している。この状態では、濾布１２ａから側方に流出した処理済み液体６ａ（矢印ｊ）が下部第１電極２１ｂに接触し、下部第１電極２１ｂと第２電極２３（図７参照）との電気的な導通が導通検出部２６によって検出される。これにより前述のように、報知部２８はバグフィルタ１２からのオーバーフローの時期が近づいている旨を報知する。
【００３５】
そしてこの後、さらにバグフィルタ１２内における未処理液体６ｂの液位が開口部１２ｂに到達すると、開口部１２ｂから溢流した未処理液体６ｂ（矢印ｋ）が上部第１電極２１ａに接触し、これにより、上部第１電極２１ａと第２電極２３（図７参照）との電気的な導通が導通検出部２６によって検出される。これにより前述のように、報知部２８はバグフィルタ１２からのオーバーフローが検出されたことを報知する。
【００３６】
上記説明したように本実施の形態に示すフィルタ装置２では、濾布１２ａを長円筒袋状に形成したバグフィルタ１２を垂直姿勢で保持して収容する容器であるメッシュケース１１、透明ケース１４において、バグフィルタ１２からの液体の溢流を検出するために設定されたオーバーフロー検出高さ位置Ｈａに、溢流した液体と電気的に導通可能に第１電極２１を配設し、さらにフィルタ装置２が用いられる液循環系１において液体と接する接液部に液体と電気的に導通可能に設けられた第２電極２３を配設し、フィルタ装置２の作動過程において第１電極２１と第２電極２３との電気的な導通を検出した検出結果に基づいて、バグフィルタ１２からの液体の溢流の有無を判定するようにしている。これにより、従来技術においては目詰まり検出が困難であった重力濾過方式のフィルタ装置２において、バグフィルタ１２の目詰まりに起因するオーバーフローを簡便な構成で正確に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のフィルタ装置は、濾体の目詰まりに起因するオーバーフローを簡便な構成で正確に検出することができるという特徴を有し、工作機械などの設備機器において循環使用される液体に含まれる固形異物を濾過して分離する用途に利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  液循環系
２  フィルタ装置
３  給液部
３ｂ  接続孔
４  排液部
５  処理済み液槽
６ａ  処理済み液体
６ｂ  未処理液体
７  処理済液送給配管
８  設備機器
９  未処理液槽
１０  未処理液送給配管
１１  メッシュケース
１２  バグフィルタ
１２ａ  濾布
１２ｂ  開口部
１４  透明ケース
１５  外側ケース
１６  頂部材
１７  底部材
１７ｃ  排液孔
２１  第１電極
２１ａ  上部第１電極
２１ｂ  下部第１電極
２３  第２電極
【図１】
2013103150.tif 000003
【図２】
2013103150.tif 000004
【図３】
2013103150.tif 000005
【図４】
2013103150.tif 000006
【図５】
2013103150.tif 000007
【図６】
2013103150.tif 000008
【図７】
2013103150.tif 000009
【図８】
2013103150.tif 000010