(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の透孔を有する中筒体の周囲に濾体が配置され、該濾体の外周面から前記透孔に向けて濾過液を滲透させることにより、原液に含まれる汚濁粒子を濾体の外周面で捕捉する一方、前記透孔から進入した浄液を中筒体から取り出すことができるようになっている円筒状濾過器において、
前記濾体は、中筒体が挿通する中心孔を有した多数のリング状厚層体で構成され、
該リング状厚層体は、ポリエチレンテレフタラート繊維ウールであり、
前記濾体が中筒体に嵌められた状態で、該中筒体の軸方向に圧縮されていることを特徴とする円筒状濾過器。
【請求項２】
前記ポリエチレンテレフタラート繊維は、ペットボトルの再生繊維であることを特徴とする請求項１に記載された円筒状濾過器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は円筒状濾過器に係り、詳しくは、筒状に成形された濾体の外周面から半径方向内方に向けて滲透させることにより、濾過原液に含まれる汚濁粒子を外周面で捕捉して、濾過液の浄化が図られるようにした濾過装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低粘度の潤滑油や冷却油さらには一般化学薬品の濾過システムにおいては、濾材が筒状に成形された濾体に濾過液を滲透させて汚濁粒子を濾体の表面で捕捉する一方、浄液を筒内から取り出すことができるようにした円筒状濾過器が使用される。このような濾過器は、例えば特公昭３０−６９９１号公報（１９５５年発行）に記載されている。
【０００３】
その濾材としては、植物繊維または合成繊維のフェルトもしくは不織布が使用される。この種の濾材を使用する場合、濾過液の迅速な滲透を図るために、以下の滲透メカニズムが考慮される。濾過液の移動方向が繊維の積重面に対して直角であると濾過抵抗は大きく、滲透が緩慢となる。一方、濾過液の移動方向が繊維の積重面に対して概ね平行であれば濾過液は繊維に沿って移動しやすく、滲透が円滑となる。
【０００４】
上記公報の例においては、滲透メカニズムに基づき濾材として例えば０．５ｍｍ厚さの薄層材が採用され、これを多数積み重ねて濾体を形成させている。薄層材は個々にはリング状に成形され、その中心孔に中筒体を挿入して例えば４０ｃｍ程度の高さまで重ねられる。
【０００５】
このような濾過器において濾過液に微圧を作用させると、濾過液が滲透する際に汚濁粒子は濾体の外周面に軟らかい層をなして付着する。初期の段階では主として大きい汚濁粒子が捕捉され、付着層が成長すると微粒子も捕捉されるようになる。このように、濾過方式としては濾体の表面で汚れ物質を捕捉し、内部へ進入させないという思想が採られる。これによって、次に述べる洗浄により濾体の再生も簡単になされることになる。
【０００６】
一方、濾過液は中筒体の表面に設けた透孔を通って中筒体に入り、清浄な冷却油や潤滑油として再使用するために中筒体から取り出される。このような濾過を続けるうちに目詰まりが起こると、濾過機能は著しく低下する。濾過運転を停止して中筒体内に圧搾空気を供給すれば、透孔から濾体に向けてに吹き込まれる。濾体に滲透した濾過液は外周面に向けて押し出され、汚濁粒子を外周面から流し落とすことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したように濾材として不織布の薄層材を多数積層するようにしているのは、滲透メカニズムの説明から分かるように、繊維に概ね平行となる方向へ濾過液を流通させやすくするためである。しかし、その後に商品化されたグラスウールの出現で、これがマット状薄層材にとって代わるようになった。
【０００８】
グラスウールはガラス繊維を樹脂系接着剤により一体化した厚層材で、通気性がある。これは、しばしば断熱材や吸音材として用いられる。このグラスウールは上記した繊維フェルトや不織布などのマット状薄層材よりも嵩密度が低く、それを圧縮すると稠密になると共に、全繊維を略平行にすることができるからである。
【０００９】
このようにグラスウールはフェルトや不織布に比べて厚層であって濾材としての取り扱いが容易となり、また安価に入手できる利点がある。しかし、グラスウールを濾材とする場合には、以下に記す欠点がある。
【００１０】
その一つは、ガラス繊維が硬くて脆いことである。グラスウールは圧縮したとき重なり合った繊維が折れる。折れると濾体の弾力性が損なわれ、稠密度が不均一となり濾過能力にばらつきが生じる。また、濾体に残った折れくずが濾過浄液に混入することもあり、洗浄のための予備運転に時間を要することになる。
【００１１】
二つ目の欠点は、グラスウールの耐用年数が短いことである。これは、ガラス繊維をウールとするために樹脂が添加されているからである。この接着材が劣化するとごみになるだけでなくガラス繊維もバラバラとなり、濾体としての機能が著しく損なわれる。
【００１２】
三つ目の欠点は、廃棄処分が容易でないことである。すなわち、濾体は圧搾空気を濾過液の滲透とは逆の経路で流して再生されるが、汚れが酷くなると再生も不可能となり廃棄処分しなければならない。高温加熱してもガラスは溶融するだけであって焼却残渣にそのまま残り、結果的には埋め立て用ごみ等に混在させるほかはなく、環境破壊を招く一因ともなる。
【００１３】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、繊維自体に弾力性があって圧縮しても折れくずが発生しなく、しかもグラスウールと同等もしくはそれ以上の高い濾過性能を発揮できること、焼却処分が可能であってその際にダイオキン等の有害物質も生成されないこと、廃棄されたペットボトルの再利用の途を拡大できること、を実現した円筒状濾過器を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多数の透孔を有する中筒体の周囲に濾体が配置され、その濾体の外周面から透孔に向けて濾過液を滲透させることにより、原液に含まれる汚濁粒子を濾体の外周面で捕捉する一方、透孔から進入した浄液を中筒体から取り出すことができるようになっている円筒状濾過器に適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、濾体６は、中筒体５が挿通する中心孔１６ａを有した多数のリング状厚層体１６で構成される。そのリング状厚層体は、ポリエチレンテレフタラート繊維ウールであり、濾体６が中筒体５に嵌められた状態で、中筒体の軸方向に圧縮されていることである。
【００１５】
ポリエチレンテレフタラート繊維としては、ペットボトルの再生繊維を使用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る円筒状濾過器を、その例を示した図面に基づいて詳細に説明する。図１は冷却用オイルを浄化する装置に適用される円筒状濾過器１の外観図である。この濾過器１は、図２のように濾過タンク２内に多数並べて取り付けられる。そして、図のようなシステム構成によって、例えば冷間圧延機３で使用された冷却油４を浄化するようになっている。
【００１７】
この円筒状濾過器１は、図３に示す多数の透孔５ａ，５ａを有した中筒体５の周囲に濾体６が配置されたものである。そして、図４の右４つの濾過器１Ａ〜１Ｄに示すように、濾体６の外周面から透孔５ａに向けて濾過液を滲透させることにより、濾過原液７Ｇに含まれる汚濁粒子７ａを濾体６の外周面６Ｍに軟らかい層をなして付着させる一方、透孔５ａから進入した濾過浄液７Ｓを中筒体５から矢印８のように取り出すことができる。
【００１８】
もう少し詳しく述べると、濾過タンク２は図２に示すように例えば３基設けられ、その内部は例えば２段に仕切られている。上段にはヘッダ９Ｕが、下段にはヘッダ９Ｌが設けられ、図４に示すように、各ヘッダ９の底板９ａに円筒状濾過器１が支持される。
【００１９】
図２に示すように、原液タンク１０Ｇ内の濾過原液７Ｇはポンプ１１により汲み揚げられ、バルブ１２Ａ，１２Ｂを介して下部の流入口２Ｍ（図４を参照）から各濾過タンク２Ａ，２Ｂに供給される。この供給量は濾過に供される量より１０ないし１５％程度多く設定され、濾過タンク２内に常時一定量の濾過原液が滞留するように配慮される。なお、余剰液は濾過タンク２の上部の溢流口２ａ（図４を参照）から流出し、原液タンク１０Ｇへ戻される。
【００２０】
濾過タンク２Ａ，２Ｂに流入した濾過原液７Ｇは内装された多数の濾過器１によって濾過され、濾過浄液７Ｓがポンプ１３により各段の流出口２Ｕおよび２Ｌから抜き出され、浄液タンク１０Ｓへ送られる。なお、ポンプ１３の出口部には流量計１４が備えられ、流量調節バルブ１５によって濾過量が定格値となるように調節される。因みに、ポンプ１３は吸引力の比較的小さい渦巻ポンプが使用される。
【００２１】
このような調節操作に基づいて濾過量が設定されると、濾過原液７Ｇには濾体を滲透するに必要な微圧が作用する。このような微圧濾過方式によれば、図４に示すように、濾体６の外周面６Ｍで捕捉された汚濁粒子は軟らかい層を形成し、後述する洗浄法によって簡単に流し落とすことができる。
【００２２】
本濾過器においては、濾材として、ポリエチレンテレフタラート繊維を積重しかつ一部を加温融着させて一体化した通液可能な弾力性の富む繊維ウールが使用される。図５の（ａ）に示す厚層体１６は数ｃｍ厚みのウールからリング状に型抜きされたもので、このリング状厚層体の中心孔１６ａには図３に示した金属製の中筒体５が挿通される。
【００２３】
因みに、ポリエチレンテレフタラート繊維ウールは、グラスウールとは異なって薄いウールを積層したものである。したがって、グラスウールの場合よりも低い圧縮率でもって滲透に都合のよい平行な繊維層を簡単に形成させることができる利点がある。なお、上記したようにポリエチレンテレフタラート繊維ウールは弾力性があるので圧縮率を大きくすることも差し支えなく、捕捉すべき汚濁粒子の大きさに応じて濾体の密度を適宜選定することができる。
【００２４】
このリング状厚層体１６は、中筒体５の軸方向に圧縮すると、図５の（ｂ）のように簡単に１０ないし３０％の厚みにすることができる。図１のように複数のリング状厚層体１６を中筒体５に嵌め、下部プレート５ｂと上部プレート１７とで挟みナット１８を掛けておけば、稠密な濾体６が形成される。すなわち、外周面はミクロン単位の微細な隙間しか持たない濾過表面に構成され、汚れを外周面で捕捉し、内部へ可及的に進入させないようにしておくことができる。
【００２５】
上記したポリエチレンテレフタラート繊維は、使用済みペットボトルから再生した繊維ウールでもよい。この再生ウールもグラスウールよりは高い弾力性を有する。したがって、多数のリング状厚層体１６を中筒体５に外嵌させた状態で軸方向に強く圧縮しても繊維が折れることはなく、濾体としての稠密性が向上すると共に、その稠密度が全体的に均一になる。しかも、図５の（ａ）のように個々の繊維が波打っていても、圧縮すると全部の繊維が図５の（ｂ）のように略平行となり、円滑な滲透が達成される。
【００２６】
ここで採用されるポリエチレンテレフタラート繊維の一例を挙げると、４ないし６デニール前後の繊維ウールであり、グラスウールよりは高い嵩密度６０ないし１００ｋｇ／ｍ3 程度のものが使用される。
【００２７】
次に、円筒状濾過器１を用いた濾過設備の運転例を説明する。図２に示す冷間圧延機３からは汚れた冷却油４が排出され、原液タンク１０Ｇに貯留される。濾過原液７Ｇはポンプ１１によって汲み揚げられ、下部のバルブ１２Ａ，１２Ｂを経て各流入口２Ｍから２基の濾過タンク２Ａ，２Ｂに供給される。なお、濾過タンクより溢れた濾過原液は溢流口２ａを通して原液タンク１０Ｇに戻される。
【００２８】
濾過原液７Ｇは濾過量より多く供給されるために、濾過タンク２には円筒状濾過器１の全部が浸るように濾過原液が充満される。濾過原液は低粘度油が相応しく、濾過浄液を抜き出すポンプ１３とその出口側に設けた流量計１４と流量調節バルブ１５により、濾体を通過するに必要な微圧が掛けられ、図６の上半部に示したように濾体６に滲透する。濾体の繊維はほとんどが水平となっていて（図５の（ｂ）を参照）、濾過原液は中筒体５に向けて円滑に移動する。しかし、濾過液の滲透はゆっくりしたものであるので、濾体６の外周面に付着する汚濁粒子７ａは軟らかい層を形成するにとどまる。
【００２９】
中筒体５の上端部には図３に示すようにねじ５ｃが切られており、円筒状濾過器１は図４のようにヘッダ９の底板９ａにねじ込んで固定される。中筒体５内の濾過浄液７Ｓが上部開口５ｄからヘッダ９Ｕ，９Ｌに至ると、流出口２Ｕ，２Ｌから排出される。
【００３０】
図２に戻って、濾過タンク２Ａ，２Ｂから排出された濾過液はバルブ１９Ａ，１９Ｂを経て浄液タンク１０Ｓに送り出される。この濾過浄液７Ｓは圧延機３へ送られ、冷却油として再度使用される。
【００３１】
一方、図２の左に位置する濾過タンク２Ｃは洗浄状態にある。この洗浄操作は濾過精度が大きく低下する前に行われる。濾過運転開始後一定時間が経過するとまずバルブ１２Ｃが閉止され、濾過原液の供給を停止する。バルブ２０Ｃを開いて、濾過タンク２Ｃから濾過原液が抜き取られる。バルブ１９Ｃ，２１Ｃ，２２Ｌを閉止した状態でバルブ２２Ｕ，２３Ｃを開き、エアレシーバ２４からヘッダ９Ｕに圧搾空気が供給される。空気は図４の円筒状濾過器１Ｅにおいて矢印２５のように上部開口５ｄから中筒体５に入り、透孔５ａから濾体６に図６の下半部のごとく拡散される。
【００３２】
この空気によって濾体６内に滞留する濾過液が押し出され、それによって濾体の外周面６Ｍに軟らかい層をなして付着している汚濁粒子７ａが図４の左に示すように流し落とされる。濾体の内部に進入している汚濁粒子は極めて僅かであるので、濾過液の逆流や圧搾空気の流通も円滑になされ、それゆえ汚濁粒子の大部分が簡単に除去される。
【００３３】
上段の濾過器の洗浄が済むと、バルブ２２Ｕ（図２を参照）が閉止される一方バルブ２２Ｌが開かれる。同様の要領により洗浄されると、濾過タンク２Ｃの底部に溜まった廃油２６はドレンバルブ２７Ｃを介して系外へ排出され、別途処理される。このようにして濾体６は再生されるが、このまま濾過運転に入ると、当座は滲透が不均一となったりかなりの量の汚濁粒子が濾体を通過する。そこで、濾体の外周面に汚濁粒子を意図的に薄く付着させることによって濾過精度が上がるように暫く濾過タンク２Ｃが予備運転される。
【００３４】
図２において、まずバルブ２０Ｃ，２３Ｃを閉めてバルブ１２Ｃ，２１Ｃが開かれ、濾過タンク２Ｃに濾過原液が導入される。流出口２Ｕ，２Ｌから出る濾過浄液は暫くの間、バルブ２１Ｃを介して原液タンク１０Ｇへ戻される。清澄な濾過浄液が出るようになれば、バルブ２１Ｃを閉めてバルブ１９Ｃが開かれ、浄液タンク１０Ｓへ送り出す。
【００３５】
濾過タンク２Ｃが正常運転に入ると、例えば濾過タンク２Ａが洗浄状態におかれる。このようにしていずれかの濾過タンクが洗浄状態におかれるが、他のタンクは濾過運転状態にあるので、圧延機から出る冷却油は連続濾過され、圧延設備の運転が阻害されることはない。
【００３６】
濾材としてポリエチレンテレフタラート繊維が採用されているので濾体の外周面はグラスウールよりも少し滑らかであるが汚濁粒子の層が濾体に張りつくほどのことはない。したがって、上記した洗浄操作によって付着層を簡単に剥がすことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の詳細な説明から分かるように、本発明によれば、濾体がポリエチレンテレフタラートの繊維ウールであるので、グラスウールに比べれば弾力性が格段に高く、高圧縮に耐えることができる。したがって、圧縮すれば濾体として稠密性の高いものとなる。圧縮によって繊維が折れることもなく、全繊維の平行化が促進され、濾体としての稠密性の均一化が図られる。したがって、濾過液の滲透は助長され、微圧濾過方式によって汚濁粒子の捕捉層も軟らかく形成され、この捕捉層の除去が簡単であり濾体の再生も容易となる。
【００３８】
ポリエチレンテレフタラートは焼却処分することができる。塩素分が含まれないので、焼却時にダイオキシンが発生することもない。ＰＥＴボトルの再生繊維を使用するようにすれば、廃材のリサイクル化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る円筒状濾過器の一部切断正面図。
【図２】  冷間圧延機の冷却油浄化設備の全体系統図。
【図３】  中筒体の斜視図。
【図４】  濾過作用と洗浄作用の説明図。
【図５】  リング状厚層体であって、（ａ）は圧縮前の斜視図、（ｂ）は圧縮後の斜視図。
【図６】  濾過中および洗浄中の濾体の断面図。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…円筒状濾過器、５…中筒体、５ａ…透孔、６…濾体、６Ｍ…外周面、７Ｇ…濾過原液、７Ｓ…濾過浄液、７ａ…汚濁粒子、１６…リング状厚層体、１６ａ…中心孔。
【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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