「サイクロンフィルターの原理は？」
「サイクロンフィルターでは何ができるの？」
サイクロンフィルターは、液体や気体に混じったスラッジを分離するための装置です。
工業のプロセスで発生するスラッジを除去したく、サイクロンフィルターの導入を検討している方もいることでしょう。
しかし、サイクロンフィルターの原理や特徴を詳しく理解している方は少ないはず。
ろ過装置には、さまざまな種類があり、目的や用途によって適切な装置が異なります。
そのため、中にはサイクロンフィルター以外のろ過装置の方が適している方もいるかもしれません。
そこで今回は、サイクロンフィルターの原理について解説します。サイクロンフィルターの種類と特徴も解説するため、参考にしてください。
また、以下の記事ではクーラント濾過装置導入でおすすめのメーカーを紹介していますので、気になる方はぜひ参考にしてみて下さい。
サイクロンフィルターとは
サイクロンフィルターとは、液体や気体に混じったスラッジを分離するための装置です。
ろ過対象物を高速回転させ、遠心力を発生させることで粉末状の固体を分離します。
シンプルな構造でありながらも、高い分離効率を持ち、耐摩耗性や耐腐食性にも優れているのが特徴です。
また、フィルターカートリッジなどを使用しないため、フィルターの目詰まりによる交換の手間もありません。ただし、10μ以下の微細なスラッジには対応していないため、注意しましょう。
サイクロンフィルターの原理
サイクロンフィルターの分離方法は、遠心力を利用したものです。
気体や液体を円錐形の容器に高速で流し込むと、容器内で気体や液体が渦を巻き始め、遠心力によって粉末状の固体は外側に押し出されます。
その後、下部の開口部から濃縮されたスラッジを排出し、上部からは清浄になった気体や液体を排出します。
上記のような原理によって、サイクロンフィルターはスラッジを除去しているのです。
サイクロンフィルターの特徴
さまざまな分野で活用されているサイクロンフィルターの特徴を以下3つ紹介します。
下記で詳しく解説します。
高効率な分離能力
サイクロンフィルターは遠心力を利用して液体や気体中に混入しているスラッジを分離します。10μm以上のスラッジは、90％以上の分離効率が可能です。
この高い分離能力により、クーラント液や気体から効率良くスラッジや粉塵を除去できます。この原理により、微細な粒子まで効率良く分離できます。
構造がシンプルでメンテナンスが容易
サイクロンフィルターは円錐形の容器(本体)と液体や気体の入口・出口というシンプルな構造で作られています。そのため、メンテナンスが容易です。
それだけでなく、複雑な機械部品や可動部分がほとんどないため、故障のリスクも大幅に低減されています。
定期的な清掃や点検を行うことで、長期的に利用できます。
フィルターエレメントが不要
一般的なフィルターは、フィルターエレメントが目詰まりすると交換が必要です。一方で、サイクロンフィルターは遠心力でスラッジを分離するため、フィルターエレメントが要りません。
これにより、フィルター交換の手間やコストの削減につながります。
スラッジとは
スラッジとは、切削加工や研削加工の際に、工作機械から発生する微細な切粉のことです。スラッジは、加工中に使用されるクーラント液と混ざりあい、液中を漂ったり、タンクの底に沈殿しています。
スラッジの管理は加工精度や機械の性能に大きな影響を与えるため、適切な対策が必要です。
スラッジの発生と特性
スラッジは工作機械が稼働している間、常に生成されています。タンク内のクーラント液の流れが速いと、スラッジは液中を漂いますが、流れが緩やかになると、油分の影響で浮上したり、沈殿します。
スラッジが引き起こす問題
スラッジを放置すると、以下のような問題が発生します。
工具の寿命短縮：スラッジがクーラント液中に混入すると、切削・研削工具の摩擦が促進され、寿命が短くなります。特に、硬質のスラッジは工具の刃先に傷をつけ、切れ味を低下させてしまいます。
クーラント液の腐敗：スラッジが液面を覆うと、酸素供給が遮断され、嫌気性細菌が増殖します。これは、クーラント液が腐敗し、悪臭が発生してしまう原因です。
加工品質の低下：スラッジが加工物に付着すると、加工面の粗さが増加し、スクラッチ傷を引き起こすことがあります。これにより、製品の外観や機能性が損なわれてしまいます。
スラッジの管理と除去方法
スラッジの管理には、定期的なメンテナンスと適切な除去方法が重要です。
定期メンテナンスでは、クーラントタンクの清掃や液面のスキミング、沈殿物の除去を計画的に行う必要があります。特に、機械の稼働前後には徹底的な清掃を行うことが推奨されています。
スラッジを効率良く除去するには、クーラントろ過装置の導入が効果的です。これにより、スラッジを自動的に回収し、クーラント液の清浄度を維持できます。
また、作業環境を清潔に保ち、外部からのスラッジの混入を防ぐことも重要です。適切な換気システムを導入し、作業者への教育を行うことで、スラッジの発生を抑制できます。
スラッジは適切に管理しないと、生産性や製品品質に悪影響を及ぼすため、定期的な対策が必要です。
サイクロンフィルターの種類
サイクロンフィルターにはさまざまな分類方法があり、ろ過対象物に着目した場合は、下記2種類となります。
それぞれの特徴を解説していきます。
液体サイクロン
液体サイクロンは、主に液体を処理するために使用されるサイクロンフィルターです。
工業プロセスでのクーラント液の再利用や廃水処理に使用されます。
媒体が液体のため、粘性が気体に比べて著しく大きく、固体との比重差が小さいことから乾式サイクロンに比べて非常に小型です。
また、構造が単純なため、処理能力が大きく、据付面積も非常に小さいことから、広範囲な用途に使用できるでしょう。
乾式サイクロン
乾式サイクロンは、気体中の粉塵や微粒子を除去するために使用されるサイクロンフィルターです。
主に産業プロセスでの粉塵除去や空気清浄装置として使用されます。
工場内の排気ガスから有害な微粒子を除去したり、粉塵の舞う環境の空気を浄化してくれるでしょう。
サイクロンフィルターのメリット
サイクロンフィルターは遠心力を利用して、液体や気体中のスラッジを分離する装置です。このサイクロンフィルターのメリットは以下6つあります。
- フィルターエレメント不要
- 長期間にわたり、安定した性能を維持できる
- ランニングコストを大幅に削減できる
- 清掃やメンテナンスの手間が軽減
- 短時間で分離できるため、加工精度の向上や機械の寿命延長につながる
- 産業廃棄物の削減に貢献し、環境負荷を軽減
このように、サイクロンフィルターは幅広い分野でクーラントの品質維持やコストの削減に大きく貢献しています。
サイクロンフィルターのデメリット
上記でサイクロンフィルターのメリットを紹介しましたが、デメリットも存在します。デメリットには以下のようなものが挙げられます。
- 微細なサイズや比重の小さいスラッジを十分に除去できない恐れがある
- スラッジの性質やサイズによっては他のろ過装置を併用する必要がある
- 処理量が大きい場合、電力費用が高くなってしまう
- スラッジを定期的に回収しなければいけない
- スラッジの蓄積状況を管理する必要がある
サイクロンフィルターは多くのメリットがありますが、ろ過精度やエネルギー消費、導入費用、メンテナンスの手間などに関するデメリットもあります。
上記で紹介したメリット・デメリットを考慮し、導入を検討してみてください。
サイクロンフィルターの選び方
サイクロンフィルターを選ぶ際に考慮すべき点は以下3つあります。
- コストとメンテナンス頻度
- スラッジの性質とサイズ
- 処理量と設置スペース
下記で詳しく解説していくので、導入する際の参考にしてみてください。
コストとメンテナンス頻度
サイクロンフィルターの導入には、初期費用だけでなく、ランニングコストも発生します。ランニングコストには、電気代やメンテナンス費用などが含まれます。
耐久性に優れているものは初期費用が高いですが、長期的なコストの削減に有効です。選ぶ際は、メンテナンス頻度も考慮し、清掃や点検の必要性が少ないものを選ぶと、運用コストを抑えられます。
逆洗浄機能付きモデルはメンテナンス頻度をかなり低減できるのが特徴です。しかし、初期費用は高くなってしまいます。
そして、サイクロンフィルターはシンプルな構造が特徴です。そのため、メンテナンスが容易ですが、定期的な清掃や点検は欠かせません。
長期的な視点で導入費用とメンテナンス頻度のバランスを取り、最適なものを導入しましょう。
スラッジの性質とサイズ
サイクロンフィルターは液体や気体中に混入しているスラッジを分離する装置です。そのため、処理対象となるスラッジの性質やサイズに合わせて選ぶ必要があります。
スラッジのサイズによって、適切なサイクロンフィルターの種類や性能が異なります。微細なスラッジを分離する場合は、高性能なサイクロンフィルターが最適です。
液体の場合、粘度や密度、スラッジの性質を考慮しましょう。気体の場合は温度や圧力、粉塵の特性を考慮する必要があります。
一般的に、サイクロンフィルターは10μm以上の粒子に有効ですが、より小さな粒子の除去には特殊設計やろ過方法の併用が必要になるケースがあります。
スラッジの性質やサイズを把握し、最適なサイクロンフィルターを選びましょう。
処理量と設置スペース
サイクロンフィルターの処理能力は、単位時間当たりに処理できるスラッジの量で表します。処理量が多いほど大型や複数ユニットの並列設置が、少量処理にはコンパクトなモデルが最適です。
また、サイクロンフィルターの設置スペースも考慮しなければいけません。設置スペースや搬入経路の制約を把握し、縦型や移動可能なタイプなど、設置場所の条件に合わせて選ぶことが必要です。
処理能力と設置しやすさのバランスを取り、効率的なろ過システムを構築しましょう。必要に応じてメーカーやエンジニアに相談し、最適なサイズと設置方法を選んでみてください。
サイクロンフィルター以外のクーラントろ過装置
クーラントろ過装置には、サイクロンフィルター以外にも下記のようなろ過装置があります。
目的や用途に合わせて適切な製品が異なるため、自分に合った製品を見つける参考にしてください。
カートリッジフィルター
カートリッジフィルターは、クーラント液に混入するスラッジを、フィルターエレメントで捕集・除去する循環型のろ過装置です。
10μ以下のスラッジにも対応しているため、細かいスラッジをろ過したい方におすすめとなります。
また、他の装置でろ過しきれなかったスラッジを除去する、二次処理としても活用できるでしょう。
ただし、フィルターを通してろ過する関係上、目詰まりによって連続運転ができなくなってしまうこともあります。
そのため、目詰まりを軽減する逆洗浄機能が備わったろ過装置を選ぶのがおすすめです。
マグネットセパレーター
マグネットセパレーターは、磁石の力で磁性の切粉・スラッジを吸着させて排出する装置です。
工作機械からタンクにクーラント液が戻る際に、マグネットセパレーターを通してスラッジを回収する仕組みとなっています。
アルミ・スチール・鉄などの金属素材をろ過したい方におすすめの装置です。
ただし、非磁性のスラッジなどは分離できないため注意してください。
マグネットセパレーターについて詳しく知りたい方は、下記の記事も合わせてご覧ください。
クーラントろ過装置のおすすめメーカー
クーラントろ過装置を購入したいが、どこで購入すればいいのか悩んでいる方もいることでしょう。
ここでは、クーラントろ過装置のおすすめメーカーとして下記の2社を紹介します。
クーラントろ過装置を購入するメーカー選びの参考にしてください。
濾過精工株式会社
| 項目 | 詳細 |
|---|---|
| 会社名 | 濾過精工株式会社 |
| 住所 | 東京都中央区日本橋蛎殻町1-10-1 |
| 電話番号 | 03-6264-8575 |
| 公式サイト | https://www.rokaseiko.com/ |
濾過精工株式会社は、クーラントのなかでも精密機械用クーラントに特化した、高性能ろ過システムの開発と普及に取り組んできた会社です。
近年では、精密ろ過装置だけでなく、経験により積み上げたノウハウを活かし、クーラントタンク製造含めたクーラントシステム全体を提案しています。
濾過精工株式会社が提供する『精密クーラントろ過システム』は、スラッジをフィルターエレメントで捕集・除去し、クーラントの初期状態を可能な限り保持する循環式ろ過装置です。
特許を取得した独自の精密で円滑なろ過によって、加工に極めて高度な正確さを要求される分野でも、クーラントの清浄・長寿化に貢献しています。
また、逆洗浄機能も備わっているため、安定したろ過だけでなく、フィルター交換頻度も少ないです。
濾過精工株式会社の提案する製品は、多岐にわたる分野での需要が見込めるでしょう。
以下の記事では濾過精工の会社の特徴や商品などを詳しく解説していますので、気になる方はぜひ一度お読みになってみてください。
イースタン技研株式会社
| 項目 | 詳細 |
|---|---|
| 会社名 | イースタン技研株式会社 |
| 住所 | 神奈川県大和市福田6-9-21 |
| 電話番号 | 046-268-3131 |
| 公式サイト | https://www.eastern-tech.co.jp/ |
イースタン技研は1970年の創立以来、ユーザーの立場に立ち、より良い製品・サービスを提案してきた会社です。
設計開発から機械製作・修理メンテナンスに至るまで各部門と連携し、一貫した製造体制を確立することで、高機能かつコストパフォーマンスの高いマシンを提供しています。
イースタン技研のクーラントろ過装置は、ワイヤーカット放電加工機に使用される高性能ろ過フィルターが使用可能です。
そのため、マグネットセパレータでも取り除けない砥石カスや非鉄金属のスラッジも、根こそぎ除去できます。
また、コンパクト設計で場所を取らないため、小規模な工場でも活用できるでしょう。
イースタン技研のクーラントろ過装置を使用することで、あらゆるスラッジを確実に除去し、ワークの仕上がりを向上させます。
以下の記事ではイースタン技研の会社の特徴や商品などを詳しく解説していますので、気になる方はぜひ一度お読みになってみてください。
まとめ
今回は、サイクロンフィルターの原理について解説しました。
サイクロンフィルターとは、液体や気体に混じったスラッジを分離するための装置です。
ろ過対象物を高速回転させ、遠心力を発生させることで粉末状の固体を分離します。
ろ過装置には、サイクロンフィルター以外にもさまざまな種類があり、目的や用途によって適切な装置が異なるでしょう。
クーラントろ過装置の導入を検討される際はサイクロンフィルターだけでなく、他のろ過装置も検討してください。
今回解説した内容を参考にして、自分に適したろ過装置を選んでみましょう。
