JP2004025315A - 不純物除去装置の運転制御装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体に混入した不純物を効率よく除去できるようにする。
【解決手段】主電源７と主装置１との間に配置され、主装置１の動作状態を検出する検出部２３と、補助電源２１と不純物除去装置１０との間に配置された電源スイッチ２２と、検出部２３により主装置１が非動作状態であることを検出したときに、電源スイッチ２２により補助電源２１を不純物除去装置１０に接続する制御部２４とを備えている。主装置１が非動作状態となり、液体８の循環が停止すると、液体８と混じり合っていた不純物が浮上し始めるので、主装置１が非動作状態となってから、不純物除去装置１０の運転を開始することにより、液体８に混入した不純物を効率よく除去することができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不純物除去装置の運転制御装置および方法に関し、より詳しくは、主装置内を循環する液体から不純物を除去する不純物除去装置の運転制御装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＣ旋盤などの工作機械では、ポンプによりクーラント液を循環させ、動作時に発生する熱を除去している。クーラント液には、工作機械で使用される油が混入することがある。クーラント液に混入した油は、クーラント液を溜めるタンク内で浮上し、液面に油膜を作る。この油膜は、クーラント液への酸素の供給を遮断するため、夏場に温度が高くなると、クーラント液中に嫌気性バクテリアを大量に発生させる。このバクテリアの大量発生により、クーラント液が劣化するため、クーラント液の寿命が短縮してしまう。
【０００３】
クーラント液の寿命を短縮させる原因となる油膜、すなわち浮上油を除去する装置に、オイルスキマーと呼ばれる不純物除去装置がある。オイルスキマーには、タンク内のクーラント液にフロートを浮かべ、フロートの液面に向いた吸入口から浮上油を吸引するフローティング方式や、タンク内のクーラント液に親油性材料からなるベルトを浸し、このベルトに浮上油を吸着させて回収するベルト方式などがある。
従来は、オイルスキマーの電源として、クーラント液を用いる工作機械の主電源を利用し、工作機械の稼働時にオイルスキマーを運転していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、工作機械の稼働時は、ポンプによりクーラント液を循環させているため、油はクーラント液と混じり合い、タンクの液面に浮上して浮上油となる割合が小さい。このため、工作機械の稼働時にオイルスキマーを運転して浮上油を除去しても、クーラント液と混じり合った油を除去しきれないので、除去効率が悪いという問題があった。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、クーラント液などの液体に混入した油などの不純物を効率よく除去できるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の不純物除去装置の運転制御装置は、主装置内を循環する液体から不純物を除去する不純物除去装置の運転制御装置であって、主電源と主装置との間に配置され、主装置の動作状態を検出する検出部と、補助電源と不純物除去装置との間に配置された電源スイッチと、検出部により主装置が非動作状態であることを検出したときに、電源スイッチにより補助電源を不純物除去装置に接続する制御部とを備えたことを特徴とする。主装置が非動作状態となり、液体の循環が停止すると、液体と混じり合っていた不純物が浮上し始めるので、主装置が非動作状態となってから、補助電源を不純物除去装置に接続して不純物除去装置の運転を開始し、液面を浮遊する不純物を除去することにより、液体に混入した不純物を効率よく除去することができる。
【０００６】
上記不純物除去装置を利用できる主装置としては、例えばＮＣ旋盤、マシニングセンター、研削盤などの工作機械や、洗浄機、汚水処理機などを挙げることができる。また、上記不純物除去装置により不純物を除去できる液体としては、例えばクーラント液、洗浄液、汚水、油などを挙げることができる。また、上記不純物除去装置により液体から除去できる不純物としては、油のほか、スラッジと呼ばれる切粉などの細かな異物、スカムと呼ばれる腐敗した異物およびカーボン系統のゴミ、などを挙げることができる。
検出部による主装置の動作状態の検出は、例えば主電源から主装置に流れる電流を基に行うことができる。
主装置が非動作状態であることが検出されてから、補助電源を不純物除去装置に接続するまでの時間は、液体および不純物の種類、その他の条件により、適宜決められる。
【０００７】
また、上述した不純物除去装置の運転制御装置において、補助電源は、主装置と並列に主電源に接続され、主電源から供給される電力により充電を行なう２次電池から構成してもよい。主電源から供給される電力により充電を行なう２次電池を用いて不純物除去装置を運転することにより、主電源を停止させた後でも不純物除去装置を運転することができる。また、停電時でも不純物除去装置を運転することができる。
【０００８】
また、上記不純物除去装置は、主装置が有するタンクに溜まっている液体の上部空間に配置される第１のプーリーと、タンクに溜まっている液体の中に浸される第２のプーリーと、第１のプーリーと第２のプーリーとの間に張り渡され、不純物を吸着させるベルトと、電源スイッチを介して補助電源に接続され、第１および第２のプーリーの少なくとも一方を駆動するモーターと、タンクに溜まっている液体の上部空間でベルトと接し、このベルトに吸着した不純物を掻き取るスクレーパーとを備えたものであってもよい。モーターにより第１および第２のプーリーの少なくとも一方を駆動すると、両者の間に張り渡されたベルトが、液面を浮遊する不純物を吸着しつつ回転する。ベルトに吸着した不純物をスクレーパーで掻き取り回収することにより、液体から不純物を除去することができる。
【０００９】
ここで、スクレーパーは、ベルトとの接触位置から鉛直下方に延在するように配置されていてもよい。このようにスクレーパーを配置することにより、ベルトに吸着した不純物を効率よく掻き取ることができる。
また、タンクの液面におけるベルトの配置は、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。このような配置とすることにより、ベルトの配置が鉛直方向と平行な場合と比較して、液面に浮遊する不純物との接触面積が増えるので、液面に浮遊する不純物がベルトに吸着しやすくなる。
【００１０】
また、本発明の不純物除去装置の運転制御方法は、主装置内を循環する液体から不純物を除去する不純物除去装置の運転制御方法であって、主装置への電力供給停止を検出した後、所定時間経過後に不純物除去装置の運転を開始することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態であるオイルスキマーの運転制御装置が適用されるシステムの全体構成を示す図である。このシステムは、主装置としての工作機械１と、主電源７と、工作機械１と主電源７との間に配置された電源スイッチ６と、オイルスキマー１０と、その運転制御装置２０とから構成されている。
【００１２】
工作機械１は、ＮＣ旋盤、マシニングセンター、研削盤などであり、クーラント液８を用いて動作時に発生する熱を除去する機構を有している。クーラント液８は、クーラントタンク３に溜められ、クーラントポンプ５によりタンク３→パイプ４Ａ→工作機械本体２→パイプ４Ｂ→タンク３という経路を循環する。クーラント液８としては一般に、水溶性クーラント液が用いられる。なお、工作機械本体２およびポンプ５はともに、電源スイッチ６を介して主電源７に接続されている。
クーラントタンク３には、不純物除去装置としてのオイルスキマー１０が取り付けられている。オイルスキマー１０は、クーラント液８に混入した不純物である油を除去するものである。
【００１３】
図２は、オイルスキマー１０の一構成例を示す概念図であり、ベルト方式のオイルスキマーを示している。
クーラントタンク３に溜まっているクーラント液８の上部空間に、第１のプーリー１１が配置され、クーラントタンク３に溜まっているクーラント液８の中に、第２のプーリー１２が浸される。これら２つのプーリー１１，１２の間に帯状のベルト１４が張り渡されている。ベルト１４は、親油性および撥水性に優れた材料で形成され、クーラント液８の液面に浮遊する浮上油９を吸着させることができる。なお、２つのプーリー１１，１２の相対位置を調整し、図２に示すように、液面におけるベルト１４の配置を鉛直方向Ｚに対して傾斜させることにより、鉛直方向Ｚと平行な場合と比較して、液面に浮遊する浮上油９とベルト１４との接触面積が増えるので、浮上油９が吸着しやすくなる。
【００１４】
また、クーラント液８の上部空間に、第１のプーリー１１の近くでベルト１４を下方から支える第３のプーリー１３が配置される。ここではベルト１４が、２つのプーリー１１，１３の間で水平になっている。
このベルト１４の水平部分に、ベルト１４に吸着した浮上油９を掻き取るスクレーパー１５が接触している。スクレーパー１５は板状の部材であり、その幅方向（図２の奥行き方向）がベルト１４の幅方向（図２の奥行き方向）と一致するように、またその長さ方向が鉛直方向Ｚと一致するように配置される。このようにして、スクレーパー１５を、ベルト１４との接触位置から鉛直下方に延在させることにより、ベルト１４に吸着した浮上油９を効率よく掻き取ることができる。
【００１５】
スクレーパー１５の下方に、スクレーパー１５によりベルト１４から掻き取られた浮上油９を収容する受け皿１６が配置されている。
また、第１のプーリーにはモーター１７が接続されている。モーター１７は、運転制御装置２０から電力供給を受け、第１のプーリー１１を回転駆動する。
【００１６】
このような構成を有するオイルスキマー１０は、次のように動作する。すなわち、運転制御装置２０よりモーター１７に電力を供給し、第１のプーリー１１を回転駆動すると、モーター１７の矢印▲１▼方向の回転に伴い、ベルト１４が矢印▲２▼，▲３▼方向に回転する。クーラント液８の液面に浮遊する浮上油９は、ベルト１４に吸着し、ベルト１４の回転により運ばれる。ベルト１４により運ばれてきた浮上油９を、スクレーパー１５により掻き取り、受け皿１６に収容することにより、クーラント液８の液面に浮遊する浮上油９を回収することができる。
このオイルスキマー１０は、クーラント液８に混入した油のほか、スラッジと呼ばれる切粉などの細かな異物、スカムと呼ばれる腐敗した異物およびカーボン系統のゴミ、などの不純物を除去することができる。
【００１７】
なお、図２では、第１のプーリー１１と第３のプーリー１３との間で、ベルト１４が水平になっているが、第３のプーリー１３を下方にずらし、ベルト１４を傾斜させることにより、ベルト１４に付着してきたクーラント液８を第３のプーリー１３側から下に流し、２つのプーリー１１，１３の間にクーラント液８が溜まることを防止できる。
また、ベルト１４の幅（図１，図２の奥行き方向の長さ）をクーラントタンク３の幅（図１，図２の奥行き方向の長さ）とほぼ同じにすることにより、浮上油９をクーラント液８の液面全域で効率よく回収することができる。
また、第１のプーリー１１がモーター１７により回転駆動されることとしたが、３つのプーリー１１〜１３の少なくとも１つが回転駆動されればよい。
【００１８】
次に、オイルスキマー１０の運転制御装置２０の構成について説明する。
図１に示すように、運転制御装置２０は、補助電源としての２次電池２１と、電源スイッチ２２と、電流検出部２３と、制御部２４とから構成されている。
２次電池２１は、工作機械１と並列に電源スイッチ６を介して主電源７に接続され、主電源７から供給される電力により充電を行なう。この２次電池２１を用いてオイルスキマー１０を運転することにより、電源スイッチ６を開いて主電源７を停止させた後でも、オイルスキマー１０を運転することができる。したがって、工作機械１の稼動を停止させてから、次に稼動させるまでの間に、オイルスキマー１０を運転し、クーラント液２に混入する油を除去することができる。また、停電時でもオイルスキマー１０を運転することができる。なお、２次電池２１に、その寿命を警告するアラーム機能をもたせてもよい。
電源スイッチ２２は、２次電池２１とオイルスキマー１０のモーター１７との間に配置されている。
【００１９】
電流検出部２３は、主電源７と工作機械１のクーラントポンプ５との間の経路に配置され、この経路に流れる電流を検出し、出力する。
制御部２４は、電流検出部２３の出力側および電源スイッチ２２の入力側に接続され、電流検出部２３の検出結果に基づいてクーラントポンプ５の動作状態を判断し、その判断結果に基づいて電源スイッチ２２の開閉を制御する。
図３に示すように、制御部２４は、ＭＰＵ２５と、第１および第２のタイマー２６Ａ，２６Ｂとから構成される。
【００２０】
次に、図４を参照し、制御部２４の動作について説明する。
まず、電流検出部２３の検出結果に基づいて、クーラントポンプ５の動作状態を判断する。例えば、電流検出部２３により所定値以上の電流値が検出されれば、主電源７からの電力供給によりクーラントポンプ５が動作状態であると判断し、所定値未満の電流値が検出されれば、主電源７からの電力供給が停止し、クーラントポンプ５が非動作状態であると判断する。
ここで、クーラントポンプ５が非動作状態であると判断したら（ステップＳ１：ＹＥＳ）、第１のタイマー２６Ａをスタートさせる（ステップＳ２）。その後、所定時間ｔ_１　（例えば３時間）が経過したら（ステップＳ３：ＹＥＳ）、開いていた電源スイッチ２２を閉じ（ステップＳ４）、２次電池２１をオイルスキマー１０のモーター１７に接続し、オイルスキマー１０の運転を開始する。
【００２１】
また、電源スイッチ２２を閉じると同時に、第１のタイマー２６Ａをリセットし、第２のタイマー２６Ｂをスタートさせる（ステップＳ５）。その後、所定時間ｔ_２　が経過したら（ステップＳ６：ＹＥＳ）、今度は閉じていた電源スイッチ２２を開き（ステップＳ７）、オイルスキマー１０の運転を停止し、第２のタイマー２６Ｂをリセットして終了する。
【００２２】
クーラントポンプ５が非動作状態となり、クーラント液８の循環が停止すると、クーラント液８と混じり合っていた油が浮上し始め、浮上油９として液面に現れる。このため、クーラント液８の循環が停止してから、大部分の油が浮上油９として液面に現れるまでの時間を、所定時間ｔ_１　として予め設定し、ステップＳ３，Ｓ４において、所定時間ｔ_１　の経過を待ってオイルスキマー１０の運転を開始し、液面を浮遊する不純物８を回収することにより、クーラント液８に混入した油を効率よく除去することができる。
【００２３】
また、オイルスキマー１０により浮上油９を除去するのに要する時間を、所定時間ｔ_２　として予め設定し、ステップＳ６，Ｓ７において、オイルスキマー１０の運転を開始してから、所定時間ｔ_２　の経過を待ってオイルスキマー１０の運転を停止することにより、必要以上のエネルギーを使わず、クーラント液８に混入した油を自動回収することができる。
なお、所定時間ｔ_１　，ｔ_２　は、クーラント液８などの液体および油などの不純物の種類、その他の条件により、適宜決められる。また、所定時間ｔ_１　，ｔ_２　をユーザーが自由に変更できるようにしてもよい。
【００２４】
上述したように、制御部２４は電流検出部２３の出力に基づいて、電源スイッチ２２の開閉制御を行なうが、外部信号に基づき電源スイッチ２２を閉じ、オイルスキマー１０を強制運転する機能をもたせてもよい。この機能により、例えばクーラントポンプ５が動作状態のときにオイルスキマー１０を運転することも可能となる。
また、運転制御装置２０に表示部を設け、オイルスキマー１０が運転中であるか待機中であるかの別、また異常発生などを表示できるようにしてもよい。
【００２５】
以上では、図２に示したベルト方式のオイルスキマー１０を例に挙げて説明したが、フローティング方式のオイルスキマーを運転制御装置２０により同様に制御しても、クーラント液８に混入した油を効率よく除去することができる。
また、オイルスキマー１０などの不純物除去装置を用いる主装置として、工作機械１を例に挙げて説明したが、主装置は例えば洗浄機や、汚水処理機などであってもよい。主装置が洗浄機または汚水処理機の場合、それぞれ洗浄液または汚水から不純物を除去する不純物除去装置が用いられる。主装置が、油を用いて切粉を回収する機構を有する場合、油から切粉を除去するチップコンベアが不純物除去装置として用いられる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、主装置が非動作状態となり、液体の循環が停止すると、液体と混じり合っていた不純物が浮上し始めることに着目し、主装置が非動作状態であることを検出した後、補助電源を不純物除去装置に接続し、不純物除去装置の運転を開始するようにしたので、液体に混入した不純物を効率よく除去することができる。したがって、不純物除去装置の運転時間を従来より短縮しても、液体に混入した不純物を従来と同程度以上に除去することができる。よって、消費電力の低減による省電力と、液体の寿命延長による環境負荷の低減とを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるオイルスキマーの運転制御装置が適用されるシステムの全体構成を示す図である。
【図２】オイルスキマーの一構成例を示す概念図である。
【図３】制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図４】制御部の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…工作機械、２…工作機械本体、３…クーラントタンク、４Ａ，４Ｂ…パイプ、５…クーラントポンプ、６，２２…電源スイッチ、７…主電源、８…クーラント液、９…浮上油、１０…オイルスキマー、１１〜１３…プーリー、１４…ベルト、１５…スクレーパー、１６…受け皿、１７…モーター、２０…運転制御装置、２１…２次電池、２３…電流検出部、２４…制御部、２５…ＭＰＵ、２６Ａ，２６Ｂ…タイマー。

Claims (6)

1. 主装置内を循環する液体から不純物を除去する不純物除去装置の運転制御装置において、
   主電源と前記主装置との間に配置され、前記主装置の動作状態を検出する検出部と、
   補助電源と前記不純物除去装置との間に配置された電源スイッチと、
   前記検出部により前記主装置が非動作状態であることを検出したときに、前記電源スイッチにより前記補助電源を前記不純物除去装置に接続する制御部と
   を備えたことを特徴とする不純物除去装置の運転制御装置。
2. 請求項１に記載された不純物除去装置の運転制御装置において、
   前記補助電源は、前記主装置と並列に前記主電源に接続され、前記主電源から供給される電力により充電を行なう２次電池からなることを特徴とする不純物除去装置の運転制御装置。
3. 請求項１または２に記載された不純物除去装置の運転制御装置において、
   前記不純物除去装置は、
   前記主装置が有するタンクに溜まっている前記液体の上部空間に配置される第１のプーリーと、
   前記タンクに溜まっている前記液体の中に浸される第２のプーリーと、
   前記第１のプーリーと前記第２のプーリーとの間に張り渡され、前記不純物を吸着させるベルトと、
   前記電源スイッチを介して前記補助電源に接続され、前記第１および第２のプーリーの少なくとも一方を駆動するモーターと、
   前記タンクに溜まっている前記液体の上部空間で前記ベルトと接し、このベルトに吸着した前記不純物を掻き取るスクレーパーと
   を備えたことを特徴とする不純物除去装置の運転制御装置。
4. 請求項３に記載された不純物除去装置の運転制御装置において、
   前記スクレーパーは、前記ベルトとの接触位置から鉛直下方に延在していることを特徴とする不純物除去装置の運転制御装置。
5. 請求項３または４に記載された不純物除去装置の運転制御装置において、
   前記タンクの液面における前記ベルトの配置は、鉛直方向に対して傾斜していることを特徴とする不純物除去装置の運転制御装置。
6. 主装置内を循環する液体から不純物を除去する不純物除去装置の運転制御方法において、
   前記主装置への電力供給停止を検出した後、所定時間経過後に前記不純物除去装置の運転を開始することを特徴とする不純物除去装置の運転制御方法。

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