JP2000054998A - 液体循環装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異物の混入状況に影響されることなく液体を
循環させる。 【解決手段】 貯留槽１に第１の連通管４を介して濾過
容器２を連結し、濾過容器２の底部と回収容器３の天部
とを第２の連通管７を介して連結し、回収容器３を貯留
槽１に連結する。第２の連通管に回収容器側へのみ液体
を流し得るチェック弁８を設け、濾過容器に負圧発生用
エジェクタポンプ１１を接続し、回収容器に正圧発生用
エジェクタポンプ１２を接続する。 【効果】 濾過容器内を負圧にして貯留槽から液体を吸
い上げ、濾過容器から回収容器へ液体を自然回収し、回
収容器内を正圧にして液体を貯留槽に押し出すことによ
り、液体を直接接触する作動体を用いることなく循環さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工場設備などで使
用される液体を循環させるのに適する液体循環装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場設備などで使用される連続加
工用工作機械の多くは、クーラントを吹きかけて加工部
および刃物の洗浄並びに冷却を行うようになっている。
その際、微細な気泡が多量に発生したり切粉や切削油が
混入したダーティー・クーラントは、沈殿槽で固形物を
沈降させかつ油分を分離すると共に、濾過装置（フィル
タ）を通過させることで微細な混入物を除去し且つ消泡
した上で、クリーン・クーラントとして循環・再利用さ
れることが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ダーティー・クー
ラントを濾過装置へ移送し、濾過装置で清浄になったク
リーン・クーラントを回収して再利用するためにはクー
ラントを循環させる装置が必要になり、クーラントを移
送するためにポンプを用いることになる。一般に液体を
移送するポンプは差圧を発生させるための作動体に液体
が直接接触するので、気泡や切粉の混入はポンプの吐出
効率や耐久性の著しい低下の要因となる。ポンプの吐出
効率の低下は、洗浄性・冷却性の低下を招き、ひいては
工具の損傷や加工精度のばらつきの要因になるので、気
泡や切粉のポンプ内への流入を阻止するためのフィルタ
を高密度にする必要がある。そのため、フィルタの流入
抵抗に対抗し得るように高出力なポンプが必要になるな
ど、クーラントの循環設備に要する費用が嵩みがちであ
った。

【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するべくなされたものであり、その主な目的は、発
泡状況や固形物の混入状況に影響されることがなく、し
かも安価に液体を循環させることができる液体循環装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明に於いては、液体循環装置の構成を、循
環させる液体を貯留しておくための第１の容器（１）
と、前記第１の容器（１）に連結された第２の容器
（２）と、前記第１の容器（１）内に貯留されている液
体を前記第２の容器（２）内に吸い上げるべく前記第２
の容器（２）に接続された負圧発生手段（１１）と、前
記第２の容器（２）内の液体を自然回収するように前記
第２の容器（２）に連結されると共に前記第１の容器
（１）に連結された第３の容器（３）と、前記第２の容
器（２）内の負圧状態を保持可能にするべく前記第２の
容器（２）と前記第３の容器（３）との間に設けられた
開閉弁（８）と、前記第３の容器（３）内に回収された
液体を空気圧により前記第１の容器（１）内に押し出す
べく前記第３の容器（３）に接続された正圧発生手段
（１２）とを有するものとした。これによれば、第１の
容器に貯留された液体を第２の容器に負圧力にて吸い上
げ、その第２の容器内の液体を第３の容器に自然回収
し、その第３の容器内の液体を正圧力にて第１の容器に
押し出すことから、液体を各容器間で循環させることが
できる。

【０００６】また、前記負圧発生手段（１１）及び前記
正圧発生手段（１２）が、管路の途中に高速の気流を噴
出させるエジェクタポンプであることによれば、エジェ
クタポンプで容器内を負圧にすることによって液体の移
送を行うことができ、液体に直接接触する作動体を用い
ることなく液体を循環させることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【０００８】図１は、本発明に基づき構成された工作機
械用クーラントの処理設備を示している。この処理設備
は、液体としてのクーラントを貯留する第１の容器とし
ての貯留槽１から第２の容器としての濾過容器２を経て
第３の容器としての回収容器３へとクーラントを移送
し、その回収容器３から再び貯留槽１へクーラントを移
送することによりクーラントを循環させるためのもので
ある。

【０００９】貯留槽１内には、濾過容器２に接続された
第１の連通管４の下端が所定の高さに位置するように臨
んでいると共に、その第１の連通管４の下端以上に液体
が溜まったことを検出するための液面センサ５が設けら
れている。濾過容器２内には、切り粉などの固形物を除
去するためのフィルタ６が容器内の略上半分の位置に設
けられており、濾過容器２内のフィルタ６の上方に上記
連通管４が開口しており、そのようにして貯留槽１と濾
過容器２とが第１の連通管４を介して連結されている。

【００１０】濾過容器２と回収容器３とは、濾過容器２
の底部が回収容器３の天部と略同等の高さに位置するよ
うにそれぞれ設置されている。それら濾過容器２の底部
と回収容器３の天部とが第２の連通管７を介して連結さ
れ、その第２の連通管７の中間部には、濾過容器２から
回収容器３へ液体が流れる向きにのみ開弁する開閉弁と
してのチェック弁８が設けられている。

【００１１】また、回収容器３と貯留槽１とが第３の連
通管９を介して連結されているが、その第３の連通管９
の回収容器３内にあっては、サイホン管をなすように逆
Ｕ字状に曲折されている。その回収容器３内には、液体
が所定量以上溜まったことを検出するためのに液面セン
サ１０が設けられている。さらに、濾過容器２内を負圧
にするための負圧発生手段としてのエジェクタポンプ１
１が濾過容器２の天板に接続されていると共に、回収容
器３内を正圧にするための正圧発生手段としてのエジェ
クタポンプ１２が回収容器３の天板に接続されている。

【００１２】各エジェクタポンプ１１・１２には、エア
コンプレッサＡＣからの圧縮空気がそれぞれ各空気圧制
御弁１３・１４を介して供給されるようになっている。
本実施の形態に用いられる空気圧制御弁１３・１４は、
パイロット信号としてエア圧を用いるものであり、上記
各液面センサ５・１０にパイロットエアを供給し、液面
の上下に伴うパイロットエア圧の変化に応じて弁の開閉
を制御する。

【００１３】なお、上記各エジェクタポンプ１１・１２
は、図２に示すように、適宜な内径かつ長さを有するパ
イプ２１と、該パイプ２１の外周面に適宜な隙間の環状
チャンバ２２を形成するためにパイプ２１の中間部を外
囲して設けられた外筒部材２３とからなると共に、パイ
プ２１の外筒部材２３で囲まれた部分の管壁に、その全
周について等分割する位置であって、かつパイプ２１の
中心軸に斜めに向けられた小孔２４が複数個開設され、
かつ環状チャンバ２２内に圧縮空気を吹き込むための供
給管２５が外筒部材２３に接続されたものからなってい
る。その供給管２５に、上記エアコンプレッサＡＣから
の圧縮空気が供給される。

【００１４】そして、濾過容器２に接続されたエジェク
タポンプ１１は濾過容器２内の空気を大気に吸い出す向
きに設けられ、回収容器３に接続されたエジェクタポン
プ１２は大気を回収容器３内に圧入する向きに設けられ
ている。

【００１５】次に本発明装置の作動要領について説明す
る。先ず、貯留槽１の液面センサ５にてクーラントの液
面が所定の高さに達したことが検出されると、空気圧制
御弁１３が開弁して、エジェクタポンプ１１に、エアコ
ンプレッサＡＣが発生する６〜７kg／cm²の圧縮空気が
送り込まれる。環状チャンバ２２内に吹き込まれた圧縮
空気は、小孔２４からパイプ２１内に流れ込む際に高速
の噴流となり、パイプ２１内における噴流の下流側、つ
まり濾過容器２に対する接続口側に負圧を形成する。

【００１６】これにより、濾過容器２内の空気がパイプ
２１を経て外部へ排出され、濾過容器２内が負圧にな
り、貯留槽１の使用済みクーラントが濾過容器２内に吸
入されて底部に落下する際のフィルタ６通過時に、クー
ラントに混入した微細な切り粉が除去される。この吸入
動作は、貯留槽１内の液面高さが低下したことを液面セ
ンサ５により検出することで空気圧制御弁１３を閉弁す
ることにより停止する。それにより、エジェクタポンプ
１１への圧縮空気の供給が絶たれると、濾過容器２内が
正圧となり、濾過容器２内に溜まった液体（図の想像
線）の水頭によりチェック弁８が開いてロワチャンバ７
へとクリーン・クーラントが流れ落ちる。

【００１７】回収容器３内にクリーン・クーラントが所
定量溜まったことを液面センサ１０により検出すると、
空気圧制御弁１４が開弁して、上記と同様にエジェクタ
ポンプ１２に、エアコンプレッサＡＣが発生する圧縮空
気が送り込まれパイプ２１内における噴流の上流側、つ
まり回収容器３に対する接続口側に正圧を形成する。

【００１８】これにより、回収容器３内に外気がパイプ
２１を経て押し込まれ、回収容器３内が正圧になり、そ
の正圧によりチェック弁８が閉弁し得るため、回収容器
３内が正圧に保持される。その正圧により回収容器３内
の液面が押し下げられるため、第３の連通管９を介して
貯留槽１へクリーン・クーラントが送出される。このと
き、回収容器３内では第３の連通管９が上記したように
逆Ｕ字状に曲折されてサイホン管として形成されている
ことから、エジェクタポンプ１２の正圧力に対してサイ
ホン効果によるアシスト力も付加されるため、回収容器
３内のクリーン・クーラントの貯留槽１への移送を容易
に行うことができる。

【００１９】このとき、エジェクタポンプ１４の作動開
始は、回収槽３内の液面高さが所定の高さまで上昇した
ことを液面センサ１０により検出することで空気圧制御
弁１４を開弁することにより行われる。また、液面高さ
が低下したことを液面センサ１０により検出することで
空気圧制御弁１４を閉弁することにより停止するが、そ
の後は、上記したサイホン効果により、液面が所定の高
さになるまでクリーン・クーラントの移送が行われる。

【００２０】なお、上記実施の形態にあっては、各液面
センサ５・１０による液面高さの変化に応じて各エジェ
クタポンプ１１・１２を作動させたが、各作動開始につ
いては対応する各液面センサ５・１０の検出タイミング
で良いが、作動停止についてはタイマを用いて時間制御
により行うようにしても良い。

【００２１】このようにして、濾過容器２内と回収容器
３内との負圧・正圧状態を間欠的に繰り返すことによ
り、貯留槽１から濾過容器２・回収容器３を介して再び
貯留槽１へとクーラントが循環し、その循環過程中にク
ーラントが清浄化される。

【００２２】

【発明の効果】このように本発明によれば、ポンプ自体
が可動体を必要としない簡便な構造である上にポンプに
直接接触せずに液体を移送することができる。しかも電
動機を使用しないので、特別な措置を施さずに防爆が可
能であり、固形物が混入した液体や腐食性液体はもとよ
り、可燃性液体をも容易に移送することができる。従っ
て、被移送液体を選ぶことのない液体移送装置を安価に
構成する上に多大な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された工作機械用クーラント処理
設備の概略構成図。

【図２】図２に示した設備に用いられるエジェクタポン
プの要部断面図。

【符号の説明】

１ 第１の容器 ２ 第２の容器 ３ 第３の容器 ８ チェック弁 １１・１２ エジェクタポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金生谷 康 栃木県塩谷郡氏家町押上1959−１ 八千代 工業株式会社栃木研究所内 (72)発明者 村田 達郎 栃木県塩谷郡氏家町押上1959−１ 八千代 工業株式会社栃木研究所内 Ｆターム(参考） 3H079 AA19 AA24 BB10 CC04 CC30 DD12 DD13 DD14 DD22 DD27 DD31 DD44

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 循環させる液体を貯留しておくための第
   １の容器と、前記第１の容器に連結された第２の容器
   と、前記第１の容器内に貯留されている液体を前記第２
   の容器内に吸い上げるべく前記第２の容器に接続された
   負圧発生手段と、前記第２の容器内の液体を自然回収す
   るように前記第２の容器に連結されると共に前記第１の
   容器に連結された第３の容器と、前記第２の容器内の負
   圧状態を保持可能にするべく前記第２の容器と前記第３
   の容器との間に設けられた開閉弁と、前記第３の容器内
   に回収された液体を空気圧により前記第１の容器内に送
   り出すべく前記第３の容器に接続された正圧発生手段と
   を有することを特徴とする液体循環装置。
2. 【請求項２】 前記負圧発生手段及び前記正圧発生手段
   が、管路の途中に高速の気流を噴出させるエジェクタポ
   ンプであることを特徴とする請求項１に記載の液体循環
   装置。