JP2000288327A - 液処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液中に混入した微細浮遊物を効率良く分離回
収できる液処理装置を提供する。 【解決手段】 容体10の下部に逆円錐状に設けた下部円
錐本体12の内側に分離板15を配置し、下部円錐本体12と
分離板15との間に液上昇間隙14を形成する。液上昇間隙
14の下端の開口14a を囲むように原液導入筒部16を設
け、その接線方向から原液導入管17を接続する。分離板
15の内側部に沈澱物を溜める沈澱槽部18を形成する。容
体10の上部中央に清浄液を上昇させる清浄液上昇管23を
配置し、外部に清浄液導出管24を引出す。容体10の頭部
に浮上物を溜める浮上槽部21を設け、浮上物排出部22を
接続する。容体10の外部に微細浮遊物より小径の微細気
泡を発生させる微細気泡発生装置41を設置し、微細気泡
発生装置41より原液導入筒部16に微細気泡を供給する微
細気泡供給管44を接線方向から接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械用クーラ
ント液（切削液）、廃油または塗装液などの液中に混入
している不純物を分離除去するための液処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば工作機械で用いられた切削液、研
削液などのクーラント液を清浄化処理する従来の処理装
置としては、マグネットローラの磁力により金属粉を引
付けて回収するものが一般的である。

【０００３】このマグネットローラによる処理装置は、
磁石の粉までは除去できず、その粉がクーラント液に混
入して、工作機械で加工された製品を傷付けるという問
題がある。

【０００４】また、精密なフィルタを用いて金属粉など
を除去するフィルタリング装置もあるが、フィルタを交
換する必要があり、そのフィルタ交換に手間や費用を要
する問題がある。

【０００５】さらに、これらのマグネットローラやフィ
ルタが有する問題点を解決する処理装置として、特公平
２−６２２８１号公報に示される浮上分離装置がある。

【０００６】この公報記載の浮上分離装置は、容体を形
成する上部円錐本体と逆円錐状の下部円錐本体とが径大
部において一体化され、下部円錐本体の内側に液上昇間
隙を介して逆円錐状の分離板が設けられ、前記液上昇間
隙の下端に原液導入筒部が連通され、前記液上昇間隙の
上端が前記容体内に開口され、前記分離板の内側部が沈
澱槽部を形成し、前記容体の中心線上に清浄液上昇管が
配置され、この清浄液上昇管の下端が容体内に開口され
るとともに、この清浄液上昇管の上部が清浄液導出管と
して容体の外部に引出され、前記上部円錐本体の頭部に
浮上物オーバーフロー部が開口され、この浮上物オーバ
ーフロー部の外周部に浮上物排出案内部が設けられ、前
記上部円錐本体と下部円錐本体との間に上下方向に同径
の立上り径大部が介設され、この立上り径大部の内側に
て前記液上昇間隙の上端が開口されるとともに前記清浄
液上昇管の下端が開口され、この清浄液上昇管の上端部
に前記浮上物オーバーフロー部の内部で上方に向って逆
円錐状に拡大された拡大部が設けられ、この拡大部の下
部にて清浄液上昇管から外部に清浄液導出管が引出され
たものである。

【０００７】そして、この従来の浮上分離装置は、原液
導入筒部から液上昇間隙に供給された液が上昇するにし
たがって、その間隙の断面積の拡大から上昇速度が緩や
かになり、前記間隙の上端開口から清浄液上昇管の下端
開口への液の移動は、容体の中で最も径大の立上り径大
部の内側で最も低速でなされるから、比重大の物質は沈
澱槽部に沈澱分離される。また、清浄液は、前記上昇管
内を上昇して、前記清浄液導出管から外部に取出され
る。さらに、前記液上昇間隙の上端開口にて分離された
比重小の浮上物は、上部円錐本体内を上昇して、前記オ
ーバーフロー部に浮上する。その際に、前記清浄液上昇
管の上部の拡大部によって浮上物はオーバーフロー部の
周縁部に寄せられるとともに、このオーバーフロー部の
実質的断面積が上方に向って徐々に小さくなり、その開
口面積が狭められるから、このオーバーフロー部の開口
が浮上物のみによって占められ、浮上物はオーバーフロ
ー部の周縁部からオーバーフローされ前記排出案内部に
より外部に排出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この従来の浮上分離装
置では、工作機械から排出された比較的大径で比重も大
きな金属粉は沈澱処理されるが、約２０〜１００ミクロ
ン径の微細な金属粉すなわち研磨スラッジなどは、液中
にいつまでも浮遊しており、清浄液とともに排出される
ため、回収が困難であった。

【０００９】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、液中に混入した微細浮遊物を効率良く分離回収で
きる液処理装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、逆円錐状の下部円錐本体を下部に有する容体と、
前記下部円錐本体の内側に配置された逆円錐状の分離板
と、前記下部円錐本体と前記分離板との間に形成され上
端を前記容体内に開口した液上昇間隙と、この液上昇間
隙の下端の開口を囲むように設けられ原液が導入される
原液導入筒部と、この原液導入筒部に対しその接線方向
から原液を導入する原液導入管と、前記分離板の内側部
に形成され沈澱物を溜める沈澱槽部と、前記容体の上部
中央に配置され下端が前記容体内に開口され清浄液を上
昇させる清浄液上昇管と、この清浄液上昇管と連続的に
設けられ前記容体の外部に引出された清浄液導出管と、
前記容体の頭部に設けられ浮上物を溜める浮上槽部と、
この浮上槽部から浮上物を外部に排出する浮上物排出部
と、前記容体の外部に設置され微細浮遊物より小径の微
細気泡を発生させる微細気泡発生装置と、この微細気泡
発生装置より前記原液導入筒部に微細気泡を供給する微
細気泡供給管とを具備した液処理装置である。

【００１１】そして、微細気泡発生装置から供給された
微細気泡を、油分、脂肪分などと共に金属研磨スラッジ
などの微細浮遊物に綿密に接触させて、それらの見かけ
比重を減少させ、微細浮遊物などを浮上槽部へ急速浮上
分離させ、一方、比較的大径で比重も大きな金属粉は沈
澱槽部に沈降させ、清浄液のみを清浄液上昇管に移動さ
せ、清浄液導出管を経て外部に取出す。

【００１２】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の液処理装置において、浮上槽部にて旋回可能に設け
られ浮上槽部から浮上物を浮上物排出部に強制排除する
浮上物排除体を具備したものである。

【００１３】そして、浮上物排除体を旋回させて、浮上
槽部内の浮上物を外部へ効率良く強制排除する。

【００１４】請求項３に記載された発明は、請求項１ま
たは２記載の液処理装置における微細気泡発生装置が、
原液の供給系統とは別系統の液循環系に介在されたもの
である。

【００１５】そして、原液とは別系統の液循環系に介在
された微細気泡発生装置は、原液の供給量などに影響さ
れずに専用の液循環系を通じて、原液導入筒部に安定し
た量の微細気泡を安定した状態で供給できる。

【００１６】請求項４に記載された発明は、請求項１乃
至３のいずれかに記載の液処理装置において、微細気泡
供給管が、原液導入管より下側で原液導入筒部に接線方
向から接続されたものである。

【００１７】そして、接線方向の微細気泡供給管から原
液導入筒部に供給された微細気泡は、旋回しながら、原
液中の下降しようとする金属研磨スラッジなどの微細浮
遊物とも効率良く結合し、その微細浮遊物を確実に浮上
させる。

【００１８】請求項５に記載された発明は、請求項１乃
至４のいずれかに記載の液処理装置における微細気泡発
生装置が、減圧用のオリフィスを有し、このオリフィス
から原液導入筒部まで所定長さの管路が設けられたもの
である。

【００１９】そして、この所定長さの管路により、オリ
フィスの下流側に十分な減圧効果を確保し、この管路中
で液中に均一な微細気泡を発生させることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１に示された実
施の一形態を参照しながら説明する。

【００２１】図１（Ａ）に示されるように、容体10を形
成する円錐状の上部円錐本体11と、逆円錐状の下部円錐
本体12の上部に形成された円筒部12a とがフランジ部13
により接続されている。下部円錐本体12の内側には液上
昇間隙14を介して逆円錐状の分離板15が配置されてい
る。この分離板15の上部にも円筒部15a が形成されてい
る。

【００２２】前記液上昇間隙14の下端の開口14a を囲む
ように原液が導入される有底円筒状の原液導入筒部16が
設けられ、この原液導入筒部16に対しその接線方向から
原液を導入する原液導入管17が接続されている。

【００２３】前記液上昇間隙14の上端の開口14b は、前
記容体10内に開口され、前記分離板15の内側部が沈澱物
を溜める沈澱槽部18を形成し、この沈澱槽部18より沈澱
物排出管19が前記原液導入筒部16の底板部より下方に導
出されている。

【００２４】前記原液導入筒部16の底面部および沈澱物
排出管19には、それぞれ沈澱物排出弁16a ，19a が設け
られ、これらの沈澱物排出弁16a ，19a を開けることに
より、それぞれの内部に沈降した沈澱物を排出できるよ
うになっている。

【００２５】前記上部円錐本体11の頭部に、浮上物を濃
縮状態で溜めることができる浮上槽部21が連続的に設け
られ、この浮上槽部21に浮上槽部21内の浮上物を外部に
排出する管状または樋状の浮上物排出部22が設けられて
いる。

【００２６】前記容体10の上部内の中心線上には上端閉
塞の清浄液上昇管23が配置され、この清浄液上昇管23の
下端が容体10内に開口されるとともに、この清浄液上昇
管23の上部から容体10の外部に清浄液導出管24が連続的
に引出されている。

【００２７】浮上槽部21内には、この浮上槽部21から浮
上物を浮上物排出部22に強制排除する浮上物排除体とし
てのレーキ25が旋回可能に設けられている。

【００２８】このレーキ25の取付は、容体10の上端梁部
材26に取付けられた軸受部27により回転軸28が回転自在
に保持され、この回転軸28の下部に回転板29が取付けら
れ、この回転板29にレーキ25が取付けられている。軸受
部27上にはモータ取付台31により減速機付きモータ32が
取付けられ、そのモータ軸33と前記回転軸28の上端部と
がカップリング34により連結されて、自動掻寄機35が形
成されている。

【００２９】前記容体10の外部に、微細浮遊物より小径
の微細気泡を発生させる微細気泡発生装置41が設置され
ている。この微細気泡発生装置41は、図示しないモータ
により駆動される管路内ポンプ（図示せず）と、このポ
ンプにて圧送された液を減圧するためのオリフィス42と
を有し、このオリフィス42を通過させた液を管路内の容
積拡大により減圧させることにより、例えば工作機械か
ら生ずる金属研磨スラッジの粒子径２０〜１００ミクロ
ンに対し、約３ミクロン径の超微細気泡を発生させるこ
とができる。

【００３０】この微細気泡発生装置41へ液を導出する液
導出管43が、容体10内に挿入され、連結部材43a により
前記清浄液上昇管23と平行に取付けられている。この液
導出管43の下端に開口された液吸込口43b は、清浄液上
昇管23の下端開口23a よりやや高いレベルに設定され、
この液導出管43の外端側開口は、微細気泡発生装置41の
液入口に連通されている。

【００３１】この微細気泡発生装置41の液出口は、前記
原液導入筒部16に接線方向から接続された微細気泡供給
管44に連通され、この原液導入筒部16内に微細気泡を供
給する。

【００３２】前記微細気泡発生装置41のオリフィス42か
ら、原液導入筒部16に対する微細気泡供給管44の接続部
までの管路は、２００〜４５０mmの長さに設定する。こ
の所定長さの管路により、オリフィス42の下流側に十分
な減圧効果を確保し、この管路中で液中に均一な微細気
泡を発生させることができる。

【００３３】微細気泡供給管44は、原液導入管17より下
側で、かつ図１（Ｂ）に示されるように原液導入管17の
接続部より旋回流の下流側にて、原液導入筒部16に接線
方向から接続されている。

【００３４】このようにして、原液の供給系統とは別系
統に形成された液循環系45に微細気泡発生装置41が介在
されているので、原液の供給量などに影響されずに専用
の液循環系45を通じて、原液導入筒部16に安定した量の
微細気泡を安定した状態で供給できる。

【００３５】さらに、工作機械から切削液または研削液
などの原液を戻す戻し管路51がダーティタンク52に接続
され、このダーティタンク52の上部にポンプ53が設置さ
れ、このポンプ53の吸込口がダーティタンク52内の原液
中に挿入され、このポンプ53の吐出口に管路54を経て前
記原液導入管17が接続されている。

【００３６】また、前記清浄液導出管24は管路55を経て
クリーンタンク56に接続され、クリーンタンク56の上部
にポンプ57が設置され、このポンプ57の吸込口がクリー
ンタンク56内の清浄液中に挿入され、このポンプ57の吐
出口より工作機械の切削または研削加工部に対し清浄液
を供給する管路58が連通されている。

【００３７】次に、この図示された実施形態の作用を説
明する。

【００３８】工作機械の加工により発生した金属切粉や
研磨スラッジなどを含むクーラント液などの原液や、製
造ライン上で発生した廃油や塗装液などを含む原液は、
管路51を経てダーティタンク52に集められ、ポンプ53に
より原液導入管17より原液導入筒部16に接線方向から導
入される。

【００３９】同時に、容体10内の液を専用の液導出管43
により微細気泡発生装置41へ一定流量導き、そのオリフ
ィス42より下流域の管路内での減圧作用により液中に微
細気泡を発生させるとともに、発生した微細気泡を微細
気泡供給管44から原液導入筒部16内に供給する。

【００４０】このとき、微細気泡発生装置41のオリフィ
ス42による減圧作用で生じた乱流状態は、２００〜４５
０mmの微細気泡供給管44で安定化し、液中に３ミクロン
程度の均一径の超微細気泡が均一に混入された状態の極
上の気液混合液が、微細気泡供給管44より原液導入筒部
16内に接線方向から供給される。

【００４１】一方、原液導入筒部16内に導入された原液
は、微細気泡発生装置41から送られた微細気泡と混合さ
れ、原液中の金属切粉や金属研磨スラッジなどの不純物
粒子と微細気泡とが綿密に接触しつつ、前記下部円錐本
体12と前記分離板15との間に形成された前記液上昇間隙
14を螺旋状に旋回しながら上昇する。

【００４２】このとき、相対的に下側の微細気泡供給管
44から原液導入筒部16に供給された微細気泡は、それよ
りも上側の原液導入管17から原液導入筒部16に供給され
た原液中で下降しようとする金属研磨スラッジなどの不
純物粒子とも効率良く結合し、その不純物粒子の見かけ
比重を減少させ、静置すれば沈降してしまう不純物粒子
でも確実に浮上させることができる。

【００４３】このようにして原液導入筒部16から液上昇
間隙14を旋回しながら上昇する気液混合体は、その液上
昇間隙14の断面積が逆円錐形によって拡大するので、こ
の液上昇間隙14の上端の開口14b から容体10内に流出し
たときは流速が小さくなっており、原液中に含まれる不
純物の比重に応じた分離作用がなされる。

【００４４】すなわち、前記液上昇間隙14の上端の開口
14b から流出した液が清浄液上昇管23の下端開口23a に
移動する段階で、比較的大径で比重も大きい金属切粉な
どは下端開口23a まで到達せずに沈澱槽部18の底部に沈
降し、後にまとめて沈澱物排出管19から外部に取出され
る。

【００４５】一方、油分、油脂分および比重の小さいゴ
ミと共に、多数の微細気泡の結合により見かけ比重を減
少された微細な不純物粒子は、前記上部円錐本体11に沿
って前記頂部の浮上槽部21まで急速浮上し、この浮上槽
部21内に集まる。

【００４６】例えば、従来の帯状化された状態で浮上し
ていた廃油などの油分は、微細気泡により球状化された
状態で浮上させ、また、従来は沈降するか浮上するかの
境目にある中間の比重であって回収が容易でないアルミ
ニューム粉や、時間をかけて沈澱槽部18内に沈降するた
め回収が容易でない微細な研削粉すなわち金属研磨スラ
ッジなども、微細気泡を結合させて急速浮上できるよう
に処理したので、油分や塗装粉などの比重の軽い不純物
と同様に、浮上槽部21の液面まで効率良く浮上分離させ
ることができ、この浮上槽部21より浮上物排出部22の接
続口22a にオーバーフローさせて外部に排出すること
で、確実に回収できる。

【００４７】このとき、浮上槽部21内の液面に浮上した
廃油、アルミニューム粉、研削粉または塗装粉などで汚
物状に凝縮された浮上物は、自動掻寄機35のモータ32に
より旋回駆動されたレーキ25により浮上槽部21の内壁面
側へ掻き寄せるようにしながら、浮上物排出部22の接続
口22a から効率良く強制排除でき、浮上物排出部22によ
り機外へ自動排出できる。

【００４８】このように、分離板15の上端の開口14b か
ら流出した段階で、不純物が沈澱槽部18に沈降分離され
るか浮上槽部21へ浮上分離されて除去された清浄液は、
容体10の中心方向に移動し、容体10の中央まで伸びた清
浄液上昇管23の下端開口23aに流れ込み、清浄液上昇管2
3を通って清浄液導出管24より容体10の外部に導出さ
れ、クリーンタンク56へと導かれる。

【００４９】このクリーンタンク56に導かれた清浄液
は、そのポンプ57により工作機械の切削加工部または研
削加工部へと循環され、そこで切削液または研削液とし
て再度使用される。

【００５０】以上のように、本装置は、従来の浮上分離
装置では、ゆっくり沈降してしまう粒子径２０〜１００
ミクロンの金属の研磨スラッジでも、その金属粒子に約
３ミクロン径の微細気泡を多数結合させて、その見かけ
比重を軽減することで、急速浮上処理を可能とした気泡
析出式の液処理装置であり、従来のマグネットローラと
異なり、磁石の粉が除去できるとともに、フィルタを用
いることなく、例えば工作機械の切削または研削加工に
よりクーラント液中に混入した種々の金属粉や、製造ラ
インで発生する廃液、塗装液などの広範囲の不純物を効
率良く回収処理できる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、微細気泡
発生装置から供給された微細気泡を、旋回上昇中の微細
浮遊物に綿密に接触させて、それらの見かけ比重を減少
させることで、微細浮遊物を浮上槽部へ急速浮上分離さ
せて、清浄液中に混入するおそれを防止でき、微細浮遊
物の回収効率を向上できる。

【００５２】請求項２記載の発明によれば、浮上物排除
体を旋回させて、浮上槽部内の浮上物を外部へ効率良く
強制排除でき、これは浮上槽部へ急速浮上分離される微
細浮遊物の回収効率の向上につながる。

【００５３】請求項３記載の発明によれば、原液の供給
系統とは別系統の液循環系に介在された微細気泡発生装
置によって、原液の供給量などに影響されずに専用の液
循環系を通じて、原液導入筒部に安定した量の微細気泡
を安定した状態で供給でき、良質な微細気泡により微細
浮遊物を効率良く分離回収できる。

【００５４】請求項４記載の発明によれば、微細気泡は
原液より下側で原液導入筒部に接線方向から供給される
ので、この原液導入筒部に供給された微細気泡は、旋回
しながら、原液中の下降しようとする金属研磨スラッジ
などの微細浮遊物とも効率良く結合し、その微細浮遊物
の見かけ比重を減少させて確実に浮上させることができ
る。

【００５５】請求項５記載の発明によれば、微細気泡発
生装置のオリフィスから原液導入筒部まで設けられた所
定長さの管路により、オリフィスの下流側に十分な減圧
効果を確保でき、この所定長さの管路中で液中に均一な
微細気泡を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明に係る液処理装置の実施の一形
態を示す断面図および配管図、（Ｂ）はその原液導入管
および微細気泡供給管の接続位置関係を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

10 容体 12 下部円錐本体 14 液上昇間隙 14a 下端の開口 14b 上端の開口 15 分離板 16 原液導入筒部 17 原液導入管 18 沈澱槽部 21 浮上槽部 22 浮上物排出部 23 清浄液上昇管 24 清浄液導出管 25 浮上物排除体としてのレーキ 41 微細気泡発生装置 42 オリフィス 44 微細気泡供給管 45 液循環系

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 逆円錐状の下部円錐本体を下部に有する
   容体と、 前記下部円錐本体の内側に配置された逆円錐状の分離板
   と、 前記下部円錐本体と前記分離板との間に形成され上端を
   前記容体内に開口した液上昇間隙と、 この液上昇間隙の下端の開口を囲むように設けられ原液
   が導入される原液導入筒部と、 この原液導入筒部に対しその接線方向から原液を導入す
   る原液導入管と、 前記分離板の内側部に形成され沈澱物を溜める沈澱槽部
   と、 前記容体の上部中央に配置され下端が前記容体内に開口
   され清浄液を上昇させる清浄液上昇管と、 この清浄液上昇管と連続的に設けられ前記容体の外部に
   引出された清浄液導出管と、 前記容体の頭部に設けられ浮上物を溜める浮上槽部と、 この浮上槽部から浮上物を外部に排出する浮上物排出部
   と、 前記容体の外部に設置され微細浮遊物より小径の微細気
   泡を発生させる微細気泡発生装置と、 この微細気泡発生装置より前記原液導入筒部に微細気泡
   を供給する微細気泡供給管とを具備したことを特徴とす
   る液処理装置。
2. 【請求項２】 浮上槽部にて旋回可能に設けられ浮上槽
   部から浮上物を浮上物排出部に強制排除する浮上物排除
   体を具備したことを特徴とする請求項１記載の液処理装
   置。
3. 【請求項３】 微細気泡発生装置は、原液の供給系統と
   は別系統の液循環系に介在されたことを特徴とする請求
   項１または２記載の液処理装置。
4. 【請求項４】 微細気泡供給管は、 原液導入管より下側で原液導入筒部に接線方向から接続
   されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
   載の液処理装置。
5. 【請求項５】 微細気泡発生装置は、減圧用のオリフィ
   スを有し、このオリフィスから原液導入筒部まで所定長
   さの管路が設けられたことを特徴とする請求項１乃至４
   のいずれかに記載の液処理装置。