JP2001137743A - クーラントの浄化、回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種の工作機械から排出される切り屑、切
粉、砥粒などの加工チップ等が混入した使用済みのクー
ラントから、上記加工チップ等を独立した撹拌装置を使
用することなく、従って装置のコストを低減し、且つ動
力のランニングコストを必要とせず、連続的に、時間を
かけず、しかも完全に分離、除去し、クーラントを循環
使用する。 【解決手段】 加工チップを含んで工作機械から排出さ
れる使用済みのクーラントを貯溜するダーティタンク１
１を円形槽にし、その中心底部にポンプ１２の吸上口１
４を開口すると共に該ポンプの吐出管１５をサイクロン
１６に接続し、この吐出管の途中に分岐管２３の一端を
接続し、分岐管の先端２３′を前記ダーティタンクの円
形槽内に接線方向に開口させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種の工作機械
から排出される切り屑、切粉、砥粒などの加工チップな
どを含む使用済みのクーラント（切削油など）をサイク
ロンに供給し、加工チップなどを分離、除去して回収
し、循環使用するためのクーラントの浄化、回収装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】旋削、切削、研削などの工作機械による
ワークの加工工程で発生する熱によって製品や工具の変
形、歪みを防止したり、切削などの摩擦抵抗を低減して
切削効果などを向上したり、切り屑がワークと工具との
間に挟まり加工精度が低下するのを防止したり、加工後
の製品の防錆などのために、工作機械の加工時、ワーク
の加工点に多量のクーラントを注いでいる。従って、工
作機械からは加工チップを含む多量の使用済みクーラン
トが排出され、ダーティタンクはそのクーラントを貯溜
する。使用済みクーラントには加工チップのほか、ごみ
等の浮遊物や、ワークに塗布されていた防錆油、工作機
械のスライド部に供給された潤滑油などの異種油分が混
合しているため長時間貯溜すると、混入している異物に
よってクーラントは劣化し、潤滑性能を低下すると共
に、腐敗により工場内に異臭が発生し、環境の悪化、衛
生上の問題等が生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、使用済みク
ーラントから加工チップなどを分離、除去し、再使用す
る方法が従来から種々提案されているが、連続的に、時
間をかけず、しかも完全に加工チップなどを効率よく分
離することは難しい。例えば、金網やメッシュを使って
使用済みクーラントを濾過すると、網目よりも小さい微
細な加工チップを分離することができない。ペーパフィ
ルタ（濾過紙）を使用して濾過すると微細な加工チップ
も分離できるが、分離するのに時間がかゝり、連続的に
は行えないのでバッチ式によらざるを得ず、効率が悪
い。その上、異種油分の除去が行えないと共に、濾過紙
のランニングコスト、使用済み濾過紙の処理に費用がか
ゝる。又、マグネットセパレータでは砥粒が充分に処理
できないため、タンク内に流出し、蓄積してしまうと共
に、分離できるのは磁性金属の加工チップに限られ、磁
性金属以外の例えばステンレス、或いはアルミなど非鉄
金属の加工チップや、浮遊物、異種油分の分離、除去は
行えない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
消するために開発したのであって、本発明のクーラント
の浄化、回収装置は、加工チップを含んで工作機械から
排出されるクーラントを貯溜するダーティタンクを円形
槽にし、その中心底部にポンプの吸上口を開口すると共
に該ポンプの吐出管をサイクロンに接続し、この吐出管
の途中に分岐管の一端を接続し、分岐管の他端を前記ダ
ーティタンクの円形槽内に接線方向に開口させたことを
特徴とする。そして、上記分岐管の途中に流量調整弁を
設けておくことが好ましい。又、サイクロンから排出さ
れるクーラントを渦流を発生する浮遊物分離装置に供給
してクーラント中の浮遊物を分離除去し、次いでクーラ
ントを横方向に蛇行して流す浮上油分離装置に供給し、
クーラント中に混合した異種油分を浮上分離、除去し、
再生したクーラントがごみ等の浮遊物や、ワークに付着
していた防錆油などの異種油分を含まないようにするこ
とが好ましい。

【０００５】

【発明の実施の形態】図示の実施形態において、１１は
加工チップを含んで工作機械から排出される使用済みの
クーラントを受入れて貯溜する円形槽としてのダーティ
タンク、１２は吸入管１３の下端の吸上口１４が上記ダ
ーティタンクの底の中心部上に開口したモータ内蔵のポ
ンプ、１６は周知のサイクロンで、前記ポンプ１２の吐
出管１５の吐出端はサイクロン１６の上方円筒部１６′
に接線方向に接続している。

【０００６】従って、モータによりポンプ１２を運転す
ると、ポンプは吸入管１３によりダーティタンク１１の
底の中心部から加工チップを含んだクーラントを吸上
げ、吐出管１５によってサイクロン１６の上方円筒部１
６′内に加圧して接線方向に連続的に供給する。これに
よりサイクロン１６の内部では渦流が生じ、クーラント
よりも重い加工チップは遠心力でサイクロンの内壁に押
付けられながら滑り降りて下方の円錐形の中心部の下部
ノズル１７から落下する。そして、クーラントは下部の
円錐形の個所で上昇渦流となって上昇し、上方円筒部の
上壁中心から上に突出する上部ノズル１８から排出され
るので、これを配管１９でクリーンタンク２０に導入
し、クリーンタンクから工作機械のワーク加工点に返送
管２１、返送ポンプ２２で供給すればよい。尚、サイク
ロンの下部ノズル１７から落下する加工チップは適当な
容器に受入れる。

【０００７】サイクロン１６から排出されるクーラント
をクリーンタンク２０に導く配管１９の途中に、後述す
るように、浮遊物分離装置３０を設け、クーラントに混
入しているごみ等の浮遊物を除去し、次いで浮上油分離
装置４０で跳水現象などによりクーラント中に混合して
いる防錆油等の異種油分などを浮上させて除去し、それ
からクリーンタンクに供給することが好ましい。

【０００８】ダーティタンク内のクーラント中に混入し
ている加工チップなどを、撹拌装置を使用せず、動力の
ランニングコストなしに該タンクの底の中央部に集めて
クーラントと一緒にサイクロンに供給して分離、除去す
るため、前記ポンプ１２の吐出管１５の途中に分岐管２
３を接続し、この分岐管の先端２３′をダーティタンク
の内部に接線方向に開口させてある。

【０００９】これによりポンプ１２でサイクロン１６に
圧送されるクーラントの一部は分岐管２３に流入し、ダ
ーティタンク１１に返送される。分岐管の先端２３′は
円形槽であるダーティタンク内に接線方向に開口してい
るため、分岐管２３でダーティタンクに返送されたクー
ラントによってダーティタンク内では、図１（Ａ，Ｂ）
に示すように、渦流ａが生じ、その攪拌作用により工作
機械から排出された使用済みクーラント中に混入してい
る加工チップ、浮遊物、異種油分等の不純物ｂはダーテ
ィタンクの中央に集められる。従って、ダーティタンク
の底の中心部上に開口したポンプの吸入管の下端の吸上
口１４はこれらの加工チップ、浮遊物、異種油分等を効
果的に吸上げる。尚、加工チップなどがダーティタンク
の底の中心部に集結するのを補助するため、該タンクの
底を中心が低い円錐形にするとよい。

【００１０】そして、分岐管２３の途中に流量調整弁２
４を設け、その開度を調節して分岐管２３からダーティ
タンクに返送するクーラントの流量を制御することによ
りダーティタンク内で攪拌作用をする渦流ａの速度を任
意に制御できる。例えば、加工チップの比重が比較的に
重い場合は、流量調整弁の開度を大にしてダーティタン
クへのクーラントの返送流量を多くし、ダーティタンク
での渦流による攪拌作用を強くして比重の重い加工チッ
プ等を効果的にダーティタンクの底の中央部に集める。
又、加工チップの比重が比較的に軽い場合は、渦流によ
る攪拌作用が緩やかであっても加工チップ等はダーティ
ンタンクの底の中央部に集まるので、流量調整弁の開度
を小にし、ダーティタンクへのクーラントの返送流量を
少なくし、その分、サイクロンへのクーラントの供給流
量を多くしてサイクロンでのクーラントと比重の軽い加
工チップとの分離効果を高める。

【００１１】前述の浮遊物分離装置３０は、サイクロン
１６の上部円筒部１６′よりも直径が数倍（例えば３〜
４倍）大きく、且つ底が深い円筒槽３１を有し、サイク
ロンの上部ノズル１８から排出されるクーラントは配管
１９で上記円筒槽３１の底部に接線方向に供給する。こ
れによりサイクロン１６と、直径の大きな円筒槽３１と
の断面積の差によりクーラントは円筒槽の内部で緩やか
に渦を巻き、円筒槽の排出口３２は上端部に設けてある
ため槽内では上昇渦流（図２ｃ）が生じ、ごみ等の浮遊
物やクーラントから遊離した異種油分は上昇渦流に乗っ
て上昇し、液面の中央に集結する。そして、円筒槽３１
の中央には溢入排出管３３を底を貫通して設け、該管の
上端を液面の中央部より僅かに下に位置させ、これによ
り液面の中央に集結した浮遊物や浮上した異種油分をク
ーラントと共に溢入排出管３３の内部に上端から溢入さ
せ、該管の下端から適当な容器に排出する。

【００１２】円筒槽３１内の液面は、上昇渦流によって
浮遊物が集結する中央部が低い円錐形になり、中央部が
低くなる程度は上昇渦流の流速によって変化し、上昇渦
流の流速が早いほど中央部は低くなる。この上昇渦流の
流速は分岐管２３に接続した流量調整弁２４の開度によ
りサイクロンに供給されるクーラントの流量で定まり、
その流量の大小で変化する。従って、溢入排出管３３の
上端部には上下方向に位置を調節できる溢入管３４を取
付け、溢入管３４の上端のレベルを浮遊物が集結する槽
内液面の低くなった中央部の下に合わせ、効率的に浮遊
物などを溢入させて排出するようにすることが好まし
い。

【００１３】浮遊物分離装置の円筒槽３１の槽壁に設け
た排出口３２から溢出する浮遊物等が除去されたクーラ
ントは配管１９で浮上油分離装置４０の処理槽４１に供
給する。この処理槽４１は平面形状が四角形で、仕切板
４３により仕切られた複数の平行な流路４２−１、…４
２−ｎを有する。図では流路４２は５つで、配管１９か
ら第１流路４２−１の一端に供給されたクーラントは該
流路の他端に向かって流れたのち仕切板４３の他端に設
けた開口部から第２流路４２−２の他端部に入り、該流
路の一端部に向かい折返し蛇行して流れる。こうして、
クーラントは第３流路４２−３では一端から他端に向か
って、第４流路４２−４では他端から一端に向かって、
第５流路４２−５では一端から他端に向かって、夫々折
返しながら蛇行して流れる。

【００１４】第１流路４２−１と第２流路４２−２、第
３流路４２−３と第４流路４２−４を仕切る各仕切板４
３には他端部に上端開口４４と下端開口４５が設けてあ
り、第２流路４２−２と第３流路４２−３，第４流路４
２−４と第５流路４２−５を仕切る仕切板４３には一端
部に上端開口４４と下端開口４５を設けてあり、これに
より第１流路、第２流路、第３流路、第４流路、第５流
路は一連の蛇行流路を構成し、クーラントに上層流と下
層流を形成する。

【００１５】従って、クーラントが第１流路から仕切板
の他端部の上下の開口４４，４５から第２流路の他端部
に入って折返し、蛇行する際、クーラントの上層流と下
層流は第２流路と第３流路を仕切る仕切板の他端部に衝
突するｄ（図３Ａ）と共に、深く流れて仕切板の下端の
開口４５を潜って第２流路の他端部に入るクーラントの
下層流には跳水現象ｅ（図１Ａ）が発生する。第２流路
と第３流路を仕切る仕切板の他端部に衝突する衝撃と、
クーラントの下層の流れに発生する跳水現象ｄとによっ
てクーラント中に懸濁している異種油分はクーラントか
ら分離して浮上する。

【００１６】クーラント中に懸濁している異種油分の仕
切壁への衝突、及び跳上現象ｅによる浮上分離は、第２
流路の一端から第３流路の一端に入って折返し蛇行する
際にも、第３流路の他端から第４流路の他端に入って折
返し蛇行する際にも、第４流路の一端から第５流路の一
端に入って折返し蛇行する際にも生じ、その都度、クー
ラントの流れの上層に浮上するので、クーラントの上層
流に含まれる異種油分の量は次第に増加する。

【００１７】第５流路４２−５の一端部に流入して他端
部に向かって折返す異種油分を最も多く含んだクーラン
トの上層流は、流路の下端部を開放した堰板４６によっ
て堰止められる。従って、この堰板４６の手前の第５流
路の一端部には処理槽の底を貫通した溢入抜出し管４７
を設け、該管の上端を液面下に位置させ、上記堰板で堰
止められた異種油分を多く含むクーラントの上層流を溢
入抜出し管に溢入させて該管の下端から適当な容器に排
出する。又、堰板４６の下を潜ったクーラントは第５流
路の他端部の底に設けた排出管４８から配管１９でクリ
ーンタンク２０に排出する。第５流路には前記堰板４６
の下流に流路の底から所定の高さで立つ補助堰板４９を
設け、堰板４６の下を潜り、上記補助堰板４９の上を溢
流したクーラントを排出管４８でクリーンタンクに排出
するようにし、補助堰板４９により処理槽４１内の一連
の複数の流路を蛇行して流れるクーラントの液面レベル
を一定に保つと共に、溢入抜出し管４７から常に異種油
分を多く含むクーラントの上層流を抜出せるようにする
ことが好ましい。

【００１８】

【発明の効果】請求項１によれば、ダーティタンクから
サイクロンにクーラントを圧送供給するポンプの吐出管
の途中から一部のクーラントを分岐管でダーティタンク
に返送するようにし、返送したクーラントでダーティタ
ンク内に渦流を生じさせ、この渦流でダーティタンク中
のクーラントに混合した加工チップなどの不純物をダー
ティタンクの底の中心部に集める。従って、ポンプは不
純物を多く含むクーラントをサイクロンに供給し、サイ
クロンで不純物をクーラントから分離する。これによっ
て、独立した撹拌装置を使用せず、従って装置のコスト
を低減し、且つ動力のランニングコストを必要とせず、
連続的に、時間をかけず、しかも完全に加工チップを効
率よくクーラントから分離、除去でき、再生したクーラ
ントを工作機械のワークの加工点に供給して循環使用す
ることができる。又、請求項２によれば、分岐管からダ
ーティタンクに返送するクーラントの流量を流量調整弁
の開度を大小に変化させて調節することができる。これ
によって、クーラント中に混入している加工チップの比
重が比較的に重い場合は、ダーティタンクに返送するク
ーラントの流量を多くし、比重の重い加工チップをダー
ティタンクの底の中央部に効果的に集め、ポンプで吸上
げてサイクロンに供給でき、加工チップの比重が比較的
軽い場合は、ダーティタンクに返送するクーラントの流
量が少なくても加工チップはダーティタンクの底の中央
部に集まるのでクーラントの返送流量を少なくし、その
分、サイクロンに供給するクーラントの流量を多くして
クーラントと比重の軽い加工チップをサイクロンで効果
的に分離することができる。請求項３によれば、混入し
ていた加工チップをサイクロンで分離除去した後のクー
ラント中に含まれているごみ等の浮遊物や、クーラント
から遊離した異種油分を浮上分離させて除去し、次いで
クーラント中に懸濁している異種油分などを一連の蛇行
した流路を流す過程で強制的に浮上させて除去し、不純
物を含まないクーラントに再生して循環使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態の側面図、（Ｂ）
は同上のダーティタンクの平面図。

【図２】浮遊物分離装置の平面図。

【図３】（Ａ）は浮上分離装置の平面図と仕切板の説明
図、（Ｂ）は同上のＢ−Ｂ線での断面図。

【符号の説明】

１１ ダーティタンク １２ ポンプ １３ ポンプの吸入管 １４ 吸入管の吸上口 １５ ポンプの吐出管 １６ サイクロン １７ サイクロンの下部ノズル １８ サイクロンの上部ノズル １９ 配管 ２０ クリーンタンク ２１ 返送管 ２２ 返送ポンプ ２３ 分岐管 ２４ 流量調整弁 ３０ 浮遊物分離装置 ３１ 浮遊物分離装置の円筒槽 ３２ 円筒槽の排出口 ３３ 溢入排出管 ３４ 溢入管 ４０ 浮上分離装置 ４１ 浮上分離装置の処理槽 ４２ 処理槽の流路 ４３ 仕切板 ４４ 仕切板の上端開口 ４５ 仕切板の下端開口 ４６ 堰板 ４７ 抜出し管 ４８ 排出管 ４９ 補助堰板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工チップを含んで工作機械から排出さ
   れるクーラントをダーティタンクに貯溜し、このクーラ
   ントをサイクロンに供給して加工チップを分離、除去し
   て回収し、循環使用するクーラントの浄化、回収装置に
   おいて、ダーティタンクを円形槽にし、その中心底部に
   ポンプの吸上口を開口すると共に該ポンプの吐出管をサ
   イクロンに接続し、この吐出管の途中に分岐管の一端を
   接続し、分岐管の先端を前記ダーティタンクの円形槽内
   に接線方向に開口させたことを特徴とするクーラントの
   浄化、回収装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のクーラントの浄化、回
   収装置において、上記分岐管の途中に流量調整弁を設け
   たことを特徴とするクーラントの浄化、回収装置。
3. 【請求項３】 請求項１、請求項２のどれか１項に記載
   のクーラントの浄化、回収装置において、サイクロンか
   ら排出されるクーラントを渦流を発生する浮遊物分離装
   置に供給してクーラント中の浮遊物を分離除去し、次い
   でクーラントを蛇行して流す浮上油分離装置に供給し、
   クーラント中に混合した異種油分を浮上分離、除去する
   ことを特徴とするクーラントの浄化、回収処理装置。