【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等で使用されたクーラントを回収し再利用するにあたり、使用済みのクーラントまたは洗浄液（本説明では、便宜上これらをまとめて「クーラント」と称す。）に含まれる油と水とを分離する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械等で使用されたクーラントを回収し再利用するにあたり、使用済みクーラントに含まれる油と水とを分離する必要があり、従来から、種々の油水分離装置が発明されている。その一例として、回収したクーラントを貯留して油を浮上分離させ、無端ベルトの一部をクーラントに浸漬させて、当該ベルトの表面に油を付着させて液面上方に持出し、ベルト面に付着した油をスキマーで掻き取る装置がある。（例えば、特許文献１参照。）。
また、ポンプにつながるホースの先端（吸引口）をフロートで支持し、クーラントの液面に追従するように吸引口を浮上させて、分離した油を吸引する回収手段を備える装置がある（例えば、特許文献２参照。）。
さらに、クーラントの液面を浮遊する箱の内部に、ポンプにつながるホースの先端を固定し、分離した油を前記箱の内部に流入させて油を吸引する回収手段を備える装置が発明されている。前記クーラントの液面を浮遊する箱は円筒状をなしており、さらに、その円筒内部壁を長手方向にスライドするフロートを有している。当該フロートのスライドは、箱内の液面高さに応じて起るものであり、フロートの上端の高さが変化することにより、当該フロートは箱内へのクーラント流入量を調節する堰として機能する（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４３３７６号公報（請求項１、図２）
【特許文献２】
特開平７−１５５５０４号公報（第２項〔００１３〕、図１）
【特許文献３】
特開平１０−１６５７０４号公報（第５項〔００３５〕から〔００３８〕、図６、図７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、各々次のような問題点を包含していた。まず、ベルトにより油を持出し、ベルト面に付着した油をスキマーで掻き取る装置は、ベルトに付着する油自体が少量であるため処理速度が遅く、しかも、ベルト表面の油の掻き取り残し分が装置各部に垂れ込み、長時間の使用後には、装置全体を油で汚し、作業環境の悪化を招くことがあった。かかる課題は、油の持出しに油の粘性だけを利用し、重力に逆らって回収する方式であることに起因するものであり、その改善は困難である。
【０００５】
また、ポンプにつながるホースの先端（吸引口）をフロートで支持した回収手段を備える装置は、クーラントの液面に追従するように吸引口を浮上させるものであることから、吸引口から空気を吸引してしまうことも多い。このため、使用するポンプは、ダイヤフラムポンプを一例とするいわゆる完全自吸式のポンプとする必要があり、装置のコストを増大させることとなっていた。しかも、これに使用されるフロートは、コスト低減のために市販のフロートを使用することが多く、かつ、液面での姿勢を安定させるために三つのフロートを用いることが一般的であることから、フロート周辺部が大型化して、回収手段のクーラント回収タンク内を自由に浮遊する範囲が制限され、また、回収可能な液残量（油層の深さ）にも制限を受けるものであった。
【０００６】
さらに、クーラントの液面を浮遊する箱の内部に、ポンプにつながるホースの先端を固定し、分離した油を前記箱の内部に流入させて油を吸引する回収手段を備える装置は、前記箱の内部壁に設けられたフロートが、クーラントに含まれるスラッジ等の噛み込みによってスライド不能となり、箱内への油の流入量が不足して、ポンプにつながるホースの吸引口から空気を吸引してしまう場合があった。よって、使用済みクーラントの長期にわたる再利用を可能とするためには、定期的なメンテナンスが必要不可欠であると共に、空気を吸引した場合を考慮して、完全自吸式のポンプを用いる必要があること等に起因するコストの増大を避けることが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、使用済みクーラントに含まれる油と水とを分離する作業を長期にわたって安定して行い、使用済みクーラントの長期にわたる再利用を容易とすることにある。また、かかる油水分離装置を低コストで提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る油水分離装置は、クーラントに含まれる油と水とを分離する装置であって、クーラントを貯留するタンクと、該タンク内でクーラント液面を浮遊し液面に浮上している油を回収する回収手段と、該回収手段により回収した油を吸引する吸引手段とを備え、前記回収手段は、自ら浮力を発生する筒状または箱状容器であって、頭頂部には開口を、筒底部には送油管路の吸引口を備え、容器内部に流入する液体の液面レベルに応じ浮上若しくは沈降して重心バランスを変化させ、クーラント液面に対する傾斜角度が変更可能であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、前記回収手段が自ら浮力を発生する筒状または箱状容器であり、別個にフロートを用いる必要がないために、前記回収手段の大型化を避けることができ、クーラント回収タンク内を浮遊する範囲が制限されることを防ぎ、回収可能な液残量（油層の深さ）にも制限を受けることもなくなる。
また、容器内部に流入する液体の液面レベルに応じて浮上若しくは沈降して重心バランスを変化させ、クーラント液面に対する傾斜角度を変更可能であることから、前記回収手段の傾斜角度に応じて、頭頂部に設けた開口をクーラントの液面に浸漬させ、筒状容器内部へと、適量の浮上油を枯らすことなく流入させることができる。よって、最適の流入量を、開閉動作部や摺動部の動作によることなく調整することが可能であり、最も単純で、スラッジの詰りによる不具合等の発生の虞のない構成とすることができる。そして、筒底部に設けた送油管路の吸引口から、前記吸引手段によって油を吸引することで、空気の吸引を確実に防ぎ、浮上油の回収を安定して行うことが可能となる。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係る油水分離装置は、請求項１記載の油水分離装置において、前記吸引手段は、複動形シリンダと、該複動形シリンダの２つの室の一方に連通する１つの方向制御弁または２つの室の各々に連通する２つの方向制御弁とを着脱自在に組み付けて構成したポンプを有するものである。
本発明によれば、別体の構造部品である複動形シリンダと、方向制御弁とを組み合わせて、ダイヤフラムポンプを例とするいわゆる完全自吸式のポンプと同等の機能を有するポンプを構成することが可能となる。また、前記複動形シリンダと前記方向制御弁とが着脱自在に組みつけられていることから、いずれか一方にスラッジの目詰まり等の問題が発生した場合でも、問題発生部分のみを取外して、清掃若しくは交換を行うことが可能となる。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係る油水分離装置は、請求項２記載の油水分離装置において、前記吸引手段の複動形シリンダは、ピストンロッドを入力軸として利用可能な汎用エアシリンダで構成されされることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記吸引手段の複動形シリンダを、ピストンロッドを入力軸として利用可能な汎用エアシリンダを用いて構成することで、吸引吐出能力、耐久性、コスト等の点で最も優れた汎用エアシリンダを自由に選択して、前記吸引手段を構成することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係る油水分離装置は、請求項２または３記載の油水分離装置において、前記方向制御弁は、筒状本体と、該筒状本体の両端部を塞ぐ配管継手部と、前記筒状本体内部に配置されるボール弁とを各々着脱自在に組み合わせて構成されるものである。
本発明によれば、前記方向制御弁を、筒状本体と、該筒状本体の両端部を塞ぐ配管継手部と、前記筒状本体内部に配置されるボール弁とを各々着脱自在に組み合わせて構成することで、構造の単純化を図ると共に、清掃作業の際に、分解組立を容易にすることができる。
【００１３】
また、本発明の請求項５に係る油水分離装置は、請求項１から４のいずれか１項記載の油水分離装置において、前記回収手段と前記吸引手段とをつなぐ配管にサクションタンクを設けたものである。
本発明によれば、前記吸引手段の運転を一時停止した場合でも、前記サクションタンク内に一時的に油を貯留して送油配管が空になることを防ぎ、円滑に運転再開することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、本発明の実施の形態に係る油水分離装置１の全体的構成を、概略図示している。この油水分離装置１は、使用済みクーラント２を貯留して油３を浮上分離させるクーラント回収タンク４と、クーラント回収タンク４内でクーラント液面を浮遊し油を回収する回収手段５と、回収手段５により回収した油３を吸引する吸引手段６と、回収吸引した油を集めて、水が若干含まれている場合には、そこから更に水を分離させる油水分離槽７とを備える。さらに、油水分離層７で油を完全に分離した処理済みクーラント（水）８をクーラント回収タンク４に戻す戻し管路９と、水の分離が十分になされた油１０を回収する油タンク１１とを備えている。
【００１６】
ここで、回収手段５および吸引手段６について、以下に詳しく説明する。まず、回収手段５は、自ら浮力を発生する筒状容器１２を備えている。この筒状容器１２は、クーラント２よりも比重の小さい材料で構成し、若しくは浮力を発生させる中空断面を有する壁面で構成すること等によって、クーラント２の液面に浮遊することが可能となっている。また、筒状容器１２の頭頂部には開口１３を設けている。さらに、筒状容器１２の内部に、吸引手段６へと連通する送油管路であるフレキシブルチューブ１４を導入し、筒状容器１２の筒底部に、フレキシブルチューブ１４の吸引口１５を配置している。なお、筒状容器１２に替えて他の形状（箱状等）の容器を用いることとしても良い。
【００１７】
図２には、筒内部に流入する液体の液面レベルに応じて、回収手段５の筒状容器１２が姿勢変化をする様子を模式的に示している。筒状容器１２の容器が図２（ａ）に示すように、クーラント２の液面に対し大きく傾斜しているときには、頭頂部の開口１３は、クーラント２の液中に浸漬する。よって、矢印１６で示すように、開口１３からクーラント２が筒状容器１２の内部へと流入する。フレキシブルチューブ１４の吸引口１５は、筒状容器１２の筒底部に配置されているので、筒状容器１２が大きく傾斜した状態でも吸引口１５は筒状容器１２の内部に流入したクーラント２に没した状態となり、吸引口１５から空気を吸引することなく、矢印１７に示すようにフレキシブルチューブ１４でクーラント２を吸引することができる。
しかも、開口１３から筒状容器１２内部へのクーラント２若しくは油３の流入は静かに行われるので、クーラント回収タンク４内で使用済みクーラント２中に浮上分離した油３が攪拌されることはない。なお、浮上分離した油３の層の厚さに応じ筒状容器１２の重心バランスを変更して（例えば、バランスウエイト等を用いる。）傾斜角度を調整することで、開口１３を油３の層のみに浸漬させることも可能であり、クーラント２の表面に浮上分離した油３のみを、開口１３から筒状容器１２内へと流入させることも可能となる。
【００１８】
ここで、図２（ａ）に示すクーラント２の吸引状態から、フレキシブルチューブ１４によるクーラント２の吸引を中断した状態を考える。この場合も、引き続き矢印１６で示すように開口３から筒状容器１２の内部へとクーラント２が流入し続けるので、筒状容器１２内のクーラント量は徐々に増加し始める。すると、筒状容器１２はより深くクーラント２の液中へと沈み、筒状容器１２の頭部近傍にはより大きな浮力が働いて、図２（ｂ）に示すように、筒状容器１２は次第に傾斜角度を減少させていく。
そして、矢印１６で示すようにクーラント２の流入が続き、筒状容器１２の傾斜角度はさらに減少して、最終的には、図２（ｃ）で示すように直立状態に近い傾斜角度となる。よって、開口１３はクーラント２の液面から外れ、空気中に曝されることとなるので、筒状容器１２内部へのクーラント２の流入は停止する。よって、フレキシブルチューブ１４によるクーラント２の吸引を中断すると、筒状容器１２は自然にその傾斜角度を減少させて起立し、その内部に一定量のクーラント２（油３）を溜めた状態で、クーラント液面を浮遊する。
【００１９】
続いて、図２（ｃ）に示す状態からフレキシブルチューブ１４によるクーラント２の吸引を再開する。前述のように、フレキシブルチューブ１４の吸引口１５は筒状容器１２の筒底部に配置されているので、筒状容器１２が起立した状態でも、吸引口１５は筒状容器１２の内部に流入したクーラント２に没した状態となっている。よって、吸引口１５から空気を吸引することはない。そして、筒状容器１２内部のクーラント２が減少していくと、筒状容器１２内部のクーラントの液面が降下し、かかる液面の降下に伴い、筒状容器１２は、起立した状態で除々にクーラント２の液面に対し浮上していく。すると、筒状容器１２は、液面よりも上方に位置する範囲が増加して重心バランスを崩し、自然にその傾斜角度を増大させる。
【００２０】
そして、筒状容器１２の傾斜角度の増大により、図２（ｂ）に示すように、再び頭頂部の開口１３をクーラント２の液中へ浸漬し、矢印１６に示すように開口１３から筒状容器１２の内部へとクーラント２を流入させ、図２（ａ）に示す状態へと戻ることとなる。なお、回収手段５の上記機能を確保するため、フレキシブルチューブ１４は、筒状容器１２の浮遊角度の変化を妨げることのないように、十分な柔軟性を備えるものを用いることとする。
【００２１】
続いて、吸引手段６について説明する。吸引手段６は、複動形シリンダ１８と、複動形シリンダ１８の２つの室１９、２０の各々に連通する２つの方向制御弁２１、２２とを着脱自在に組み付けて構成したポンプを有するものである。複動形シリンダ１８は、ピストンロッド２３を入力軸として利用可能な汎用エアシリンダで構成されており、図示の例では、ピストンロッド２３には、リンク機構２４を介して動力源であるギアードモータ２５を連結している。
また、複動形シリンダ１８の下端部は、ピボット２６によってクーラント回収タンク４等、適当な不動箇所に軸着されている。よって、複動形シリンダ１８は、ギアードモータ２５に駆動されるリンク機構２４の円運動に追従し、ピボット２６を中心に揺動しながらピストンロッド２３の伸縮動作を行う構成となっており、複動形シリンダ１８の２つの室１９、２０の各々と２つの方向制御弁２１、２２とをつなぐ管路も、フレキシブルチューブ１４が用いられる。この構成により、汎用エアシリンダに改造を施すことなく、ギアードモータ２５の回転運動を複動形シリンダ１８の往復運動に変換することが可能となる。さらに、図示の例では、回収手段５と吸引手段６とをつなぐ配管に、サクションタンク２７を設けている。
【００２２】
方向制御弁２２、２１は、図３に拡大して示すように、筒状本体２８と、筒状本体２８の両端部を塞ぐ配管継手部２９、３０と、筒状本体２８の内部に配置されるボール弁３１、３２とを各々着脱自在に組み合わせて構成されるものである。筒状本体２８と配管継手部２９、３０との接触面には、シール部材３３を配置して両者の密閉性を高めている。なお、本説明では、筒状本体２８に形成されたポートに符号ｂを、配管継手部２９、３０に形成されたポートに符号ｃ、ａを各々付している。
【００２３】
ここで、複動形シリンダ１８と２つの方向制御弁２１、２２とを組み付けて構成したポンプの作動手順を、図１、図３を参照しながら説明する。まず、複動形シリンダ１８のピストンが上昇すると、室１９が正圧となり、室１９から吐出されるクーラント（油）は、図３（ａ）に示すように、方向制御弁２１のポートｂから方向制御弁２１の内部に流入し、さらにボール弁３１を開放してポートｃから吐出される。方向制御弁２１のポートｃは、油水分離槽７に連通しているので、上記作動行程において、回収手段５で回収したクーラントを、吸引しかつ油水分離槽７へと送り込むことが可能となる。
また、このとき複動形シリンダ１８の室２０が負圧となり、回収手段５、サクションタンク２７を介して流入するクーラントは、図３（ｂ）に示すように、方向制御弁２２のポートａから、方向制御弁２２内に流入する。そして、ボール弁３２を開放してポートｂから吐出され、複動形シリンダ１８の室２０へと流入する。
【００２４】
一方、複動形シリンダ１８のピストンが下降すると、室２０が正圧となり、室２０から吐出されるクーラントは、図３（ａ）に示すように、方向制御弁２２のポートｂから方向制御弁２２の内部に流入し、ボール弁３１を開放してポートｃから吐出される。方向制御弁２２のポートｃは、油水分離槽７に連通しているので、かかる作動行程においも、回収手段５で回収したクーラントを、吸引しかつ油水分離槽７へと送り込むことが可能となる。
また、このとき複動形シリンダ１８の室１９が負圧となり、回収手段５、サクションタンク２７を介して流入するクーラントは、図３（ｂ）に示すように、方向制御弁２１のポートａから、方向制御弁２１内に流入する。そして、ボール弁３２を開放してポートｂから吐出され、複動形シリンダ１８の室１９へと流入する。したがって、複動形シリンダ１８と２つの方向制御弁２１、２２とを組み付けて構成したポンプは、複動形シリンダ１８の往復工程の何れにおいても、回収手段５で回収したクーラントを、吸引しかつ油水分離槽７へと送り込むことが可能となる。
【００２５】
なお、吸引手段６に、複動形シリンダと、複動形シリンダの２つの室の一方に連通する１つの方向制御弁とを着脱自在に組み付けて構成したポンプを用いることも可能であり、吸引手段６の構造をより単純化することが可能となる。また、吸引手段６に、単動形シリンダと、１つの方向制御弁とを着脱自在に組み付けて構成したポンプを用いることによっても同様の効果を得ることができる。なお、これらの場合には、シリンダの一往復の行程で、クーラントの吸引及び油水分離槽７への送り込みを一回づつ行うことになるので、単位時間当りの油水分離能力は上記の場合の半分となる。
【００２６】
上記構成をなす本発明の実施の形態により得られる作用効果は以下の通りである。まず、回収手段５は、自ら浮力を発生する筒状容器１２であり、別個にフロートを用いる必要がないために、回収手段５の大型化を避けることができ、クーラント回収タンク４内を浮遊する範囲が制限されることを防ぎ、回収可能な液残量（油層の深さ）にも制限を受けることがなくなるものである。したがって、クーラント回収タンク４の容積、形状や、浮上分離する油３の層の厚さと無関係に、浮上油回収作業を確実に行うことができる。
【００２７】
また、回収手段５の筒状容器１２は、筒内部に流入する液体の液面レベルに応じ浮上若しくは沈降して重心バランスを変化させ、クーラント２の液面に対する傾斜角度を変更可能である。そして、筒状容器１２の傾斜角度に応じて、頭頂部に設けた開口１３をクーラント２の液面に浸漬させ、筒状容器１２の内部へと、適量の浮上油３を、枯らすことなく流入させることができる。したがって、筒状容器１２への最適の流入量を、開閉動作部や摺動部の動作によることなく調整することが可能であり、最も単純で、スラッジの詰りによる不具合等の発生の虞のない構成とすることが可能となり、装置の信頼性の向上やメンテナンスフリーの促進を図ることが可能となる。なおかつ、筒状容器１２の筒底部に設けたフレキシブルチューブ１４の吸引口１５から、吸引手段６によって油を吸引することで、空気の吸引を確実に防ぎ、浮上分離した油３の回収を安定して行うことが可能となる。
【００２８】
一方、吸引手段６は、複動形シリンダ１８と、複動形シリンダ１８の２つの室１９、２０の各々に連通する２つの方向制御弁２１、２２とを着脱自在に組み付けて構成したポンプを有しており、かかるポンプが、ダイヤフラムポンプを例とするいわゆる完全自吸式のポンプと同等の機能を有するものとなっている。一般的に、ダイヤフラムポンプは高価なものであるが、本発明の実施の形態では、複動形シリンダ１８に汎用エアシリンダを用い、かつ、方向制御弁２１、２２も、上記の如く構造が単純なボール弁構造とすることで、これらを組み合わせてもなお、十分に低コストの自吸式ポンプを構成することが可能となる。しかも、吸引吐出能力、耐久性、コスト等の点で最も優れた汎用エアシリンダを自由に選択して、吸引手段６を構成することが可能となる。
なお、上記構成によれば、複動形シリンダ１８には過大な圧力が加わることはないので、エアシリンダをクーラント（液体）の吸引吐出に用いることによる不具合は生じない。
【００２９】
また、吸引手段６は、複動形シリンダ１８と方向制御弁２１、２２とが着脱自在に組みつけられて構成されていることから、いずれか一方にスラッジの目詰まり等の問題が発生した場合でも、問題発生部分のみを取外して、清掃若しくは交換を行うことが可能となる。
また、方向制御弁２１、２２を、筒状本体２８と、筒状本体２８の両端部を塞ぐ配管継手部２９、３０と、筒状本体２８の内部に配置されるボール弁とを各々着脱自在に組み合わせて構成する（いわゆる、はめ込み式、組み合わせ式とする）ことで、構造の単純化を図ると共に、清掃作業の際に、分解組立を容易にすることができる。
よって、本発明の実施の形態に係る油水分離装置１は、メンテナンスのために運転停止すべき時間を短縮することができるものである。
【００３０】
加えて、本発明の実施の形態では、回収手段５と吸引手段６とをつなぐ配管にサクションタンク２７を設けることで、吸引手段６の運転を一時停止した場合でも、サクションタンク２７内に一時的に油３を貯留して送油配管が空になることを防ぎ、円滑に運転再開することを可能としている。
【００３１】
なお、回収手段５の応用例として、図４、図５に示すものを用いることも可能である。図４の例は、筒状容器１２の浮力を補強するために、筒状容器１２に対し補助的にフロート３４を取り付けたものである。図示の例では、フロート３４は筒状容器１２を貫通する横軸上に２つ設けられており、２つのフロート３４を結ぶ線を中心軸として、筒状容器１２の底部を図４の紙面に対し手前側もしくは奥側に振るように傾斜する。このように、補助的にフロート３４を設けることで、クーラント２の液面変動が大きい使用環境等においても、回収手段５の上記機能を確実に発揮して、空気の吸引を確実に防ぎ、浮上分離した油３の回収を安定して行うことが可能となる。
【００３２】
一方、図５の例は、筒状容器１２の一部に、浮力を発生するフロート部３５を設けたものである。図示の例では、開口１３の近傍にフロート部３５を設けている。この構造によれば、フロート部３５の浮力によって、筒状容器１２の倒状または起立のタイミングを、更に自由に制御することが可能となり、回収手段５の上記機能をより確実に発揮して、空気の吸引を確実に防ぎ、浮上分離した油３の回収を安定して行うことが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、使用済みクーラントに含まれる油と水とを分離する作業を長期にわたって安定して行い、使用済みクーラントの長期にわたる再利用が容易となる。また、かかる油水分離装置を低コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る油水分離装置の、全体的構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す油水分離装置の、回収手段の動作の様子を示す説明図である。
【図３】図１に示す油水分離装置の、吸引手段を構成する方向制御弁の動作の様子を示す説明図である。
【図４】図１に示す油水分離装置の、回収手段の応用例を示す模式図である。
【図５】図１に示す油水分離装置の、回収手段の別の応用例を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 油水分離装置
２ 使用済みクーラント
３ 油
４ クーラント回収タンク
５ 回収手段
６ 吸引手段
７ 油水分離層
１２ 筒状容器
１３ 開口
１４ チューブ
１５ 吸引口
１８ 複動形シリンダ
１９、２０ 室
２１、２２ 方向制御弁
２３ ピストンロッド
２７ サクションタンク
２８ 筒状本体
２９、３０ 配管継手部
３１、３２ ボール弁
３３ シール部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, when collecting and reusing coolant used in a machine tool or the like, oil and water contained in a used coolant or a cleaning liquid (in the present description, these are collectively referred to as “coolant” for convenience). And a technology for separating the same.
[0002]
[Prior art]
In collecting and reusing coolant used in a machine tool or the like, it is necessary to separate oil and water contained in used coolant, and various oil-water separation devices have been invented conventionally. As an example, the collected coolant is stored, the oil is floated and separated, a part of the endless belt is immersed in the coolant, the oil is attached to the surface of the belt, taken out above the liquid level, and attached to the belt surface. There is a device that scrapes oil with a skimmer. (For example, refer to Patent Document 1).
Further, there is an apparatus provided with a recovery means for supporting a tip (suction port) of a hose connected to a pump with a float, floating the suction port so as to follow the liquid surface of the coolant, and sucking separated oil (for example, See Patent Document 2.).
Further, there has been invented an apparatus in which a tip of a hose connected to a pump is fixed inside a box in which a liquid surface of a coolant floats, and a collecting means is provided for causing separated oil to flow into the box and sucking oil. . The box that floats the liquid surface of the coolant has a cylindrical shape, and further has a float that slides along the cylindrical inner wall in the longitudinal direction. The slide of the float occurs in accordance with the liquid level in the box, and the float functions as a weir that regulates the amount of coolant flowing into the box by changing the height of the upper end of the float. (For example, see Patent Document 3).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-343376 (Claim 1, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP-A-7-155504 (Second paragraph [0013], FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP-A-10-165704 (5th paragraph [0035] to [0038], FIGS. 6 and 7)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, each of the above prior arts has the following problems. First, the device that takes out oil by means of a belt and scrapes off the oil adhering to the belt surface with a skimmer has a low processing speed because the amount of oil itself adhering to the belt is small, and furthermore, the device that scrapes off the oil remaining on the belt surface. After dripping into each part and using it for a long time, the whole device may be contaminated with oil, which may cause deterioration of the working environment. This problem is caused by the fact that the oil is taken out only by using the viscosity of the oil and the oil is collected against the gravity, and its improvement is difficult.
[0005]
In addition, since the device provided with the collecting means in which the tip (suction port) of the hose connected to the pump is supported by a float floats the suction port so as to follow the liquid surface of the coolant, air is sucked from the suction port. It often happens. For this reason, the pump to be used must be a so-called complete self-priming pump such as a diaphragm pump, which increases the cost of the apparatus. In addition, as the float used for this, a commercially available float is often used for cost reduction, and it is common to use three floats for stabilizing the attitude on the liquid surface. However, the area around the float becomes large, and the range in which the float freely floats in the coolant recovery tank of the recovery means is limited, and the amount of recoverable liquid (depth of oil layer) is also limited.
[0006]
Further, a device provided with a collecting means for fixing a tip of a hose connected to a pump inside a box in which a liquid surface of a coolant floats and flowing separated oil into the inside of the box and sucking oil is provided in the box. The float provided on the inner wall becomes unable to slide due to the bite of sludge etc. contained in the coolant, the amount of oil flowing into the box becomes insufficient, and air is sucked from the suction port of the hose connected to the pump. There was a case. Therefore, in order to be able to reuse used coolant for a long period of time, regular maintenance is indispensable, and it is necessary to use a completely self-priming pump in consideration of the case where air is sucked. It has been difficult to avoid an increase in cost due to the above.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to stably perform an operation of separating oil and water contained in a used coolant for a long period of time, and to perform a long-term operation of a used coolant. The purpose is to facilitate reuse. Another object of the present invention is to provide such an oil-water separator at low cost.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An oil-water separation device according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problem is a device for separating oil and water contained in a coolant, comprising a tank for storing a coolant, and a coolant liquid in the tank. A collecting means for collecting the oil floating on the surface and floating on the liquid surface; and a suction means for sucking the oil collected by the collecting means, wherein the collecting means has a tubular or box-like shape which generates buoyancy by itself. A container, having an opening at the top and an inlet for an oil supply pipe at the bottom of the cylinder, which floats or sinks according to the liquid level of the liquid flowing into the container to change the center of gravity balance, and the coolant liquid The tilt angle with respect to the surface can be changed.
[0009]
According to the present invention, the collecting means is a cylindrical or box-shaped container which generates buoyancy by itself, and it is not necessary to use a separate float. This prevents the range of floating inside the space from being restricted, and prevents the remaining amount of recoverable liquid (depth of the oil layer) from being limited.
In addition, since the center of gravity is changed by floating or sinking according to the liquid level of the liquid flowing into the container, and the inclination angle with respect to the coolant liquid level can be changed, the inclination angle of the recovery means can be changed. The opening provided at the top of the head is immersed in the liquid level of the coolant, and an appropriate amount of floating oil can flow into the inside of the cylindrical container without dying. Therefore, it is possible to adjust the optimum inflow amount without depending on the operation of the opening / closing operation unit or the sliding unit, and it is possible to adopt the simplest configuration without the risk of occurrence of troubles due to sludge clogging. . Then, by sucking the oil by the suction means from the suction port of the oil feed pipe provided at the bottom of the cylinder, the suction of the air is reliably prevented, and the floating oil can be collected stably.
[0010]
Further, in the oil-water separation device according to claim 2 of the present invention, in the oil-water separation device according to claim 1, the suction unit communicates with a double-acting cylinder and one of two chambers of the double-acting cylinder. The pump includes a directional control valve or two directional control valves communicating with each of the two chambers, which are detachably assembled.
According to the present invention, a double-acting cylinder, which is a separate structural component, and a directional control valve are combined to constitute a pump having a function equivalent to that of a so-called complete self-priming pump, such as a diaphragm pump. It becomes possible. Further, since the double-acting cylinder and the directional control valve are detachably assembled, even if a problem such as clogging of sludge occurs in one of the two, remove only the problematic portion, Cleaning or replacement can be performed.
[0011]
The oil-water separator according to claim 3 of the present invention is the oil-water separator according to claim 2, wherein the double-acting cylinder of the suction means is a general-purpose air cylinder that can use a piston rod as an input shaft. It is characterized by being performed.
According to the present invention, the double-acting cylinder of the suction means is configured by using a general-purpose air cylinder that can use a piston rod as an input shaft, so that the suction-discharge ability, durability, cost, and the like are the most excellent. The suction means can be configured by freely selecting the general-purpose air cylinder.
[0012]
The oil-water separation device according to claim 4 of the present invention is the oil-water separation device according to claim 2 or 3, wherein the directional control valve includes a tubular main body and a pipe joint that closes both ends of the cylindrical main body. And a ball valve disposed inside the tubular main body, each of which is detachably combined.
According to the present invention, the directional control valve includes a tubular main body, a pipe joint portion closing both ends of the tubular main body, and a ball valve disposed inside the tubular main body, each of which is detachably combined. With this configuration, the structure can be simplified, and the disassembly and assembly can be facilitated during the cleaning operation.
[0013]
The oil-water separation device according to claim 5 of the present invention is the oil-water separation device according to any one of claims 1 to 4, wherein a suction tank is provided in a pipe connecting the recovery unit and the suction unit. It is.
According to the present invention, even when the operation of the suction unit is temporarily stopped, it is possible to temporarily store the oil in the suction tank and prevent the oil feed pipe from being emptied, and smoothly restart the operation. It becomes.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 schematically shows an overall configuration of an oil-water separation device 1 according to an embodiment of the present invention. The oil-water separation device 1 includes a coolant recovery tank 4 for storing used coolant 2 and floating and separating the oil 3, a recovery unit 5 for floating the coolant level in the coolant recovery tank 4 and recovering the oil, and a recovery unit. A suction means 6 for sucking the oil 3 collected by the step 5 and an oil-water separation tank 7 for collecting the collected and sucked oil and further separating water from the collected oil if a little water is contained. Further, a return line 9 for returning the treated coolant (water) 8 from which the oil has been completely separated by the oil / water separation layer 7 to the coolant recovery tank 4 and an oil tank 11 for collecting the oil 10 from which the water has been sufficiently separated. It has.
[0016]
Here, the collection unit 5 and the suction unit 6 will be described in detail below. First, the collecting means 5 includes a cylindrical container 12 which generates buoyancy by itself. The cylindrical container 12 is made of a material having a smaller specific gravity than the coolant 2 or is made of a wall having a hollow cross section that generates buoyancy, so that it can float on the liquid surface of the coolant 2. I have. An opening 13 is provided at the top of the cylindrical container 12. Further, a flexible tube 14 which is an oil feed pipe communicating with the suction means 6 is introduced into the cylindrical container 12, and a suction port 15 of the flexible tube 14 is arranged at a bottom of the cylindrical container 12. . It should be noted that a container having another shape (such as a box shape) may be used instead of the cylindrical container 12.
[0017]
FIG. 2 schematically shows a state in which the attitude of the cylindrical container 12 of the recovery means 5 changes according to the liquid level of the liquid flowing into the cylinder. When the container of the cylindrical container 12 is greatly inclined with respect to the liquid level of the coolant 2 as shown in FIG. 2A, the opening 13 at the top of the head is immersed in the liquid of the coolant 2. Therefore, as shown by the arrow 16, the coolant 2 flows into the cylindrical container 12 from the opening 13. Since the suction port 15 of the flexible tube 14 is arranged at the bottom of the cylindrical container 12, the suction port 15 is immersed in the coolant 2 flowing into the cylindrical container 12 even when the cylindrical container 12 is greatly inclined. In this state, the coolant 2 can be sucked by the flexible tube 14 as shown by the arrow 17 without sucking air from the suction port 15.
In addition, since the coolant 2 or the oil 3 flows into the cylindrical container 12 from the opening 13 gently, the oil 3 floated and separated in the used coolant 2 in the coolant recovery tank 4 is not stirred. . The opening 13 is formed by changing the balance of the center of gravity of the cylindrical container 12 (for example, using a balance weight or the like) according to the thickness of the layer of the oil 3 separated by flotation and adjusting the inclination angle. Only the oil 3 that floats and separates on the surface of the coolant 2 can flow from the opening 13 into the cylindrical container 12.
[0018]
Here, a state in which the suction of the coolant 2 by the flexible tube 14 is interrupted from the suction state of the coolant 2 shown in FIG. Also in this case, the coolant 2 continues to flow from the opening 3 into the cylindrical container 12 as indicated by the arrow 16, so that the amount of coolant in the cylindrical container 12 starts to gradually increase. Then, the cylindrical container 12 sinks deeper into the liquid of the coolant 2, and a larger buoyancy acts on the vicinity of the head of the cylindrical container 12, and as shown in FIG. The inclination angle is gradually reduced.
Then, the inflow of the coolant 2 continues as indicated by an arrow 16, and the inclination angle of the cylindrical container 12 further decreases, and finally reaches an inclination angle close to an upright state as shown in FIG. . Therefore, the opening 13 comes off the liquid surface of the coolant 2 and is exposed to the air, so that the flow of the coolant 2 into the cylindrical container 12 is stopped. Therefore, when the suction of the coolant 2 by the flexible tube 14 is interrupted, the cylindrical container 12 naturally rises with its inclination angle reduced, and a certain amount of the coolant 2 (oil 3) is stored in the inside of the tubular container 12. Float the liquid surface.
[0019]
Subsequently, the suction of the coolant 2 by the flexible tube 14 is restarted from the state shown in FIG. As described above, since the suction port 15 of the flexible tube 14 is disposed at the bottom of the cylindrical container 12, the suction port 15 flows into the cylindrical container 12 even when the cylindrical container 12 stands up. It is in a state of being immersed in the coolant 2. Therefore, no air is sucked from the suction port 15. When the amount of the coolant 2 inside the cylindrical container 12 decreases, the liquid level of the coolant inside the cylindrical container 12 drops, and as the liquid level drops, the cylindrical container 12 gradually rises while standing. The surface of the coolant 2 floats up. Then, the range of the cylindrical container 12 located above the liquid level increases, the center of gravity balance is lost, and the inclination angle naturally increases.
[0020]
Then, due to the increase in the inclination angle of the cylindrical container 12, the opening 13 at the top of the head is immersed again in the liquid of the coolant 2 as shown in FIG. The coolant 2 flows into the container 12 and returns to the state shown in FIG. In addition, in order to secure the above-mentioned function of the collecting means 5, a flexible tube having sufficient flexibility so as not to prevent a change in the floating angle of the cylindrical container 12 is used.
[0021]
Subsequently, the suction unit 6 will be described. The suction means 6 has a pump constituted by detachably assembling a double-acting cylinder 18 and two directional control valves 21 and 22 communicating with each of two chambers 19 and 20 of the double-acting cylinder 18. It is. The double-acting cylinder 18 is composed of a general-purpose air cylinder that can use the piston rod 23 as an input shaft. In the illustrated example, the piston rod 23 is connected to a geared motor 25 as a power source via a link mechanism 24. Are linked.
The lower end of the double-acting cylinder 18 is pivotally attached to an appropriate stationary part such as the coolant recovery tank 4 by a pivot 26. Therefore, the double-acting cylinder 18 follows the circular motion of the link mechanism 24 driven by the geared motor 25, and performs the expansion and contraction operation of the piston rod 23 while swinging about the pivot 26. The flexible tube 14 is also used as a conduit connecting each of the two chambers 19 and 20 of the dynamic cylinder 18 and the two directional control valves 21 and 22. With this configuration, it is possible to convert the rotational motion of the geared motor 25 into the reciprocating motion of the double-acting cylinder 18 without modifying the general-purpose air cylinder. Further, in the illustrated example, a suction tank 27 is provided in a pipe connecting the collection unit 5 and the suction unit 6.
[0022]
The directional control valves 22 and 21 are disposed inside the tubular main body 28, piping joints 29 and 30 for closing both ends of the tubular main body 28, as shown in an enlarged manner in FIG. 3. Ball valves 31 and 32 are detachably combined with each other. A seal member 33 is disposed on the contact surface between the cylindrical main body 28 and the pipe joints 29 and 30 to enhance the hermeticity of the two. In the present description, the ports formed in the tubular main body 28 are denoted by reference numeral b, and the ports formed in the pipe joints 29 and 30 are denoted by reference numerals c and a.
[0023]
Here, an operation procedure of a pump configured by assembling the double-acting cylinder 18 and the two directional control valves 21 and 22 will be described with reference to FIGS. 1 and 3. First, when the piston of the double-acting cylinder 18 rises, the pressure in the chamber 19 becomes positive, and the coolant (oil) discharged from the chamber 19 flows from the port b of the directional control valve 21 as shown in FIG. It flows into the directional control valve 21 and is discharged from the port c with the ball valve 31 opened. Since the port c of the directional control valve 21 communicates with the oil / water separation tank 7, the coolant collected by the collection unit 5 can be sucked and sent to the oil / water separation tank 7 in the above operation stroke.
At this time, the pressure in the chamber 20 of the double-acting cylinder 18 becomes negative, and the coolant flowing through the recovery means 5 and the suction tank 27 flows from the port a of the direction control valve 22 as shown in FIG. , Flows into the directional control valve 22. Then, the ball valve 32 is opened and discharged from the port b, and flows into the chamber 20 of the double-acting cylinder 18.
[0024]
On the other hand, when the piston of the double-acting cylinder 18 descends, the pressure in the chamber 20 becomes positive, and the coolant discharged from the chamber 20 is supplied from the port b of the directional control valve 22 to the directional control valve 22 as shown in FIG. 22 and is discharged from the port c with the ball valve 31 opened. Since the port c of the directional control valve 22 communicates with the oil / water separation tank 7, it is possible to suck the coolant recovered by the recovery means 5 and send it to the oil / water separation tank 7 even during such an operation stroke. .
At this time, the pressure in the chamber 19 of the double-acting cylinder 18 becomes negative, and the coolant flowing through the recovery means 5 and the suction tank 27 flows from the port a of the direction control valve 21 as shown in FIG. , Flows into the direction control valve 21. Then, the ball valve 32 is opened and discharged from the port b, and flows into the chamber 19 of the double-acting cylinder 18. Therefore, the pump constructed by assembling the double-acting cylinder 18 and the two directional control valves 21 and 22 sucks the coolant collected by the collecting means 5 in both the reciprocating steps of the double-acting cylinder 18 and It is possible to feed the oil-water separation tank 7.
[0025]
It is also possible to use a pump in which a double-acting cylinder and one directional control valve communicating with one of the two chambers of the double-acting cylinder are detachably assembled to the suction means 6. The structure of the means 6 can be further simplified. The same effect can be obtained by using a pump in which a single-acting cylinder and one directional control valve are detachably assembled to the suction means 6. In these cases, the coolant is suctioned and sent into the oil / water separation tank 7 once in one reciprocating stroke of the cylinder, so that the oil / water separation capacity per unit time is half of the above case. It becomes.
[0026]
The operation and effect obtained by the embodiment of the present invention having the above configuration are as follows. First, the collecting means 5 is a cylindrical container 12 which generates buoyancy by itself, and it is not necessary to use a separate float, so that the collecting means 5 can be prevented from becoming large and float in the coolant collecting tank 4. The range is prevented from being restricted, and the amount of recoverable liquid (the depth of the oil layer) is not restricted. Therefore, regardless of the volume and shape of the coolant recovery tank 4 and the thickness of the layer of the oil 3 that floats and separates, the floating oil recovery operation can be reliably performed.
[0027]
Further, the cylindrical container 12 of the collecting means 5 can float or settle according to the liquid level of the liquid flowing into the cylinder to change the center of gravity balance, and change the inclination angle of the coolant 2 with respect to the liquid level. Then, according to the inclination angle of the cylindrical container 12, the opening 13 provided at the top is immersed in the liquid level of the coolant 2, and an appropriate amount of the floating oil 3 flows into the cylindrical container 12 without dying. Can be done. Therefore, it is possible to adjust the optimum inflow amount into the cylindrical container 12 without depending on the operation of the opening / closing operation unit or the sliding unit, and it is the simplest, and there is no possibility of occurrence of troubles due to sludge clogging. This makes it possible to improve the reliability of the apparatus and promote maintenance-free operation. In addition, by sucking the oil from the suction port 15 of the flexible tube 14 provided at the bottom of the cylindrical container 12 by the suction means 6, the suction of the air is reliably prevented, and the recovery of the floating separated oil 3 is stabilized. Can be performed.
[0028]
On the other hand, the suction means 6 is a pump having a double-acting cylinder 18 and two directional control valves 21 and 22 communicating with each of the two chambers 19 and 20 of the double-acting cylinder 18 in a detachable manner. Such a pump has a function equivalent to that of a so-called completely self-priming pump such as a diaphragm pump. Generally, a diaphragm pump is expensive, but in the embodiment of the present invention, a general-purpose air cylinder is used for the double-acting cylinder 18 and the directional control valves 21 and 22 have simple structures as described above. With such a ball valve structure, a self-priming pump of sufficiently low cost can be constructed even when these are combined. Moreover, the suction means 6 can be configured by freely selecting a general-purpose air cylinder which is the most excellent in terms of suction / discharge performance, durability, cost, and the like.
According to the above configuration, since excessive pressure is not applied to the double-acting cylinder 18, there is no problem caused by using the air cylinder for sucking and discharging the coolant (liquid).
[0029]
In addition, since the suction means 6 is configured such that the double-acting cylinder 18 and the direction control valves 21 and 22 are removably assembled, when one of the problems such as sludge clogging occurs. However, it is possible to remove or clean only the portion where the problem occurs and to perform the cleaning or replacement.
The directional control valves 21 and 22 can be detachably attached to the cylindrical main body 28, the pipe joints 29 and 30 for closing both ends of the cylindrical main body 28, and the ball valves disposed inside the cylindrical main body 28. (The so-called inset type or combination type) can simplify the structure and facilitate disassembly and assembly during the cleaning operation.
Therefore, the oil-water separation device 1 according to the embodiment of the present invention can reduce the time during which operation must be stopped for maintenance.
[0030]
In addition, in the embodiment of the present invention, by providing the suction tank 27 in the pipe connecting the collection unit 5 and the suction unit 6, even when the operation of the suction unit 6 is temporarily stopped, the suction tank 27 is temporarily stored in the suction tank 27. The oil 3 is stored in the oil supply pipe to prevent the oil feed pipe from being emptied, and the operation can be smoothly restarted.
[0031]
4 and 5 can be used as an application example of the collecting means 5. In the example shown in FIG. 4, a float 34 is attached to the cylindrical container 12 in order to reinforce the buoyancy of the cylindrical container 12. In the illustrated example, two floats 34 are provided on the horizontal axis passing through the cylindrical container 12, and the bottom of the cylindrical container 12 is placed on the paper surface of FIG. 4 with the line connecting the two floats 34 as the central axis. On the other hand, it tilts so that it swings forward or backward. By providing the float 34 in this manner, even in a use environment where the liquid level of the coolant 2 fluctuates greatly, the above-described function of the recovery unit 5 is reliably exhibited, and the suction of air is reliably prevented, and The separated oil 3 can be stably recovered.
[0032]
On the other hand, in the example of FIG. 5, a float 35 that generates buoyancy is provided in a part of the cylindrical container 12. In the illustrated example, a float 35 is provided near the opening 13. According to this structure, the buoyancy of the float portion 35 allows the timing of the falling or rising of the cylindrical container 12 to be more freely controlled, and the above function of the collecting means 5 can be more reliably exhibited. It is possible to reliably prevent the suction of the air and to stably recover the oil 3 separated by the floating.
[0033]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the operation of separating oil and water contained in the used coolant is stably performed for a long time, and the reuse of the used coolant for a long time is facilitated. In addition, it becomes possible to provide such an oil-water separation device at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an oil-water separation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation of a recovery unit of the oil-water separation device shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing an operation of a directional control valve constituting a suction means of the oil-water separation device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic diagram showing an application example of a recovery unit of the oil-water separation device shown in FIG.
FIG. 5 is a schematic diagram showing another application example of the recovery means of the oil-water separation device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oil-water separator 2 Used coolant 3 Oil 4 Coolant collection tank 5 Collection means 6 Suction means 7 Oil-water separation layer 12 Cylindrical container 13 Opening 14 Tube 15 Suction port 18 Double-acting cylinder 19, 20 Chamber 21, 22 Direction control valve 23 Piston rod 27 Suction tank 28 Cylindrical body 29, 30 Piping joint 31, 32 Ball valve 33 Seal member
