JP2011016195A - 廃液回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械に使用する液体を循環させることが可能な廃液回収装置を提供すること。
【解決手段】
工作機械から排出された切削液を貯留可能なタンク１と、切削液に浮揚可能であり、切削液の液面の高さに応じて上下動するフロート２１と、液面が所定の高さを超えると、フロート２１の移動によって開状態にされるバルブ３０と、バルブ３０を通過する圧縮空気によって作動し、タンク１内の切削液を吸い込んで外部へ吐出可能なポンプ１０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械から排出された廃液を回収する廃液回収装置に関するものである。

従来より、工作機械では、切削時の潤滑及び冷却のために切削油やクーラントなどの切削液が利用されている。切削液は、潤滑及び冷却に供された後は、切削時に発生した切粉を含む廃液として排出される。

特許文献１には、工作機械におけるクーラントに含有される切粉をクーラントから分離して回収するための切粉液絞り装置が開示されている。

特開平９−２７７１３７号公報

ところで、切粉と分離して回収された廃液は容器に溜められ、作業者によって手動で上流に戻され、再び切削液として使用されていた。手動による作業では、作業者が切削油をこぼしたり、作業者が作業を忘れると容器の容積を超える量の切削液が溜まり、容器から溢れ出たりするおそれがあった。

そこで、本発明では、工作機械から排出された廃液を上流に戻し、再び切削液として循環させることが可能な廃液回収装置を提供することを目的とする。

本発明は、工作機械から排出された切削液を貯留可能なタンクと、前記切削液に浮揚可能であり、前記切削液の液面の高さに応じて上下動するフロートと、前記液面が所定の高さを超えると、前記フロートの移動によって開状態にされるバルブと、前記バルブを通過する流体によって作動し、前記タンク内の切削液を吸い込んで外部へ吐出可能なポンプと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、工作機械から排出された切削液がタンクに溜まり、切削液の液面が所定の高さを超えると、切削液に浮かぶフロートによってバルブが開状態にされる。そして、バルブを通過する流体によってポンプが作動し、切削液を吸い込んで外部へ吐出する。よって、廃液として溜まっていた切削液を再び工作機械に供給することができる。

したがって、工作機械から排出された廃液を上流に戻し、再び切削液として循環させることが可能な廃液回収装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る廃液回収装置の正面図である。 図１における平面図である。 図１における右側面図である。 図１におけるバルブ周辺の拡大図である。

以下では、図面を参照しながら本発明の実施の形態に係る廃液回収装置１００について説明する。

まず、図１から図３を参照しながら、廃液回収装置１００の全体構成について説明する。

廃液回収装置１００は、工作機械（図示省略）から排出された金属や樹脂などの切粉を含んだ切削液を回収し、再び工作機械へと供給して循環させるものである。

廃液回収装置１００は、工作機械から排出された切削液を貯留可能なタンク１と、切削液に浮揚し、切削液の液面の高さに応じて上下動するフロートユニット２０と、液面が所定の高さを超えると開状態になるバルブ３０と、バルブ３０を通過する流体によって作動し、切削液を吸い込んでタンク外部へと吐出可能なポンプ１０とを備える。本実施形態では、切削液は切削油や水溶性クーラントなどであり、ポンプ１０を作動させるための流体は圧縮空気である。

廃液回収装置１００は、工作機械から排出される廃液がタンク１に直接流下する位置に配設される。切粉と混合した廃液を箱型の運搬台車などに一時的に溜めておく場合には、廃液回収装置１００は、運搬台車に設けられる廃液排出口から廃液がタンク１に流下する位置に配設される。

タンク１は、切削液を貯留するための箱型容器である。タンク１の上部には、廃液を回収する開口部１ａが設けられ、開口部１ａには切粉を除去するためのフィルタ２が設けられる。フィルタ２は、目視可能な程度の比較的大きな切粉を除去し、切削液を通過させることのできる大きさのメッシュに形成される。図１には、メッシュはフィルタ２の一部のみにしか図示されていないが、実際にはフィルタ２の全面に形成される。切粉を含んだ切削液は、上方からフィルタ２を通過してタンク１内へと流下する。

タンク１の内部には、タンク１に貯留される切削液に浮揚可能なフロートユニット２０が設けられる。タンク１の上部には、ポンプ１０やバルブ３０などの空圧機器を収装するための箱型のハウジング５が形成される。タンク１の側面には、持ち運びを容易にするための二つの取っ手３が取り付けられる。

ポンプ１０は、圧縮空気を駆動源とする空気圧ポンプである。工作機械が使用されるような工場には、設備に圧縮空気を供給するための空圧回路が敷設されている。ポンプ１０は、電気などの他のエネルギを使用せずに、空圧回路から供給される圧縮空気のみで動作するものである。ポンプ１０は、図３に示すように、圧縮空気の流れる速度を制御するためのスピードコントローラ１５を介して設けられるエア供給ポート１５ａと、圧縮空気を大気中に排出するためのサイレンサ１６とを備える。

スピードコントローラ１５には、流速調整摘み１５ｂが設けられる。流速調整摘み１５ｂを手動で回転させることで、圧縮空気がスピードコントローラ１５を通過する速度を調整可能である。

ポンプ１０は、タンク１に貯留された切削液を吸込ポート１２から吸い込み、吐出ポート１３から吐出する。吐出ポート１３には管路（図示省略）が接続され、工作機械に切削油を供給する。ポンプ１０には、タンク１内の切削液を吸い上げるための吸入器１１が取り付けられる。

吸入器１１は、吸込ポート１２から垂下する管路１１ｂと、管路１１ｂの下端からタンク１の底部に向けて円盤状に拡開する吸込部１１ｃとを備える。吸込部１１ｃは、下端がタンク１の底部と当接し、タンク１との間に形成される隙間１１ａから切削液を吸上げる。吸込部１１ｃには、切粉を除去するためのフィルタ（図示省略）が設けられる。このフィルタは、タンク１上部に設けられるフィルタ２よりもメッシュの細かいものである。よって、フィルタ２で除去されなかった細かい切粉を、このフィルタで除去可能である。

フロートユニット２０は、三個の球形のフロート２１と、フロート２１の上部を連結する連結部２２と、連結部２２から上方に伸びるロッド２３とを備える。フロートユニット２０は、タンク１内の切削液に浮揚するように設けられる。

フロート２１は、中空の樹脂など切削液よりも比重が小さく、浮揚しやすい材質で形成される。フロート２１は、球形ではなく、円盤状などの浮揚しやすい形状であってもよい。フロート２１には、フロート２１が最も下に位置したときにタンク１底面に当接する脚が形成される。

フロート２１の個数は、浮力を調整するために切削液の比重に応じて増減可能である。例えば、切削液が切削油であるときには比重が小さいためフロート２１は三個、切削液が水溶性クーラントであるときには、切削油のときと比べて比重が大きいためフロート２１は一個、などのように増減して切削液の比重に応じた浮力に調整される。

連結部２２は、タンク１の底部と平行に設けられ、三個のフロート２１を一体に連結する三又のブラケットである。連結部２２によって、複数のフロート２１からの浮力がまとめてロッド２３に伝達される。

ロッド２３は、上方から見て三角形状に並べられた三個のフロート２１の中心に設けられ、連結部２２から上方へと垂直に延設される。ロッド２３は、ハウジング５の内部まで突き抜けて設けられ、上端には鍔状の鍔部２４が形成される。

鍔部２４は水平に設けられ、上下方向にのみ移動可能である。鍔部２４の下面には、バルブ３０のセンサレバー３１が当接する。鍔部２４は、最も上に移動してもハウジング５と干渉しないように設けられる。

次に、図４を参照しながらバルブ３０の詳細な構成について説明する。

バルブ３０は、センサレバー３１の回動角度に応じて圧縮空気の通路が開閉する機械式切替バルブである。バルブ３０は、通常は、手動でセンサレバー３１を回動させることによって圧縮空気の通路を調整可能な手動開閉バルブとして用いられるものである。

バルブ３０には、鍔部２４の高さ位置を検出するためのセンサレバー３１と、圧縮空気が導入される入力ポート３２と、圧縮空気をポンプ１０に向けて排出する出力ポート３３とが設けられる。入力ポート３２は、圧縮空気を発生するエア供給源（図示省略）と管路を介して接続され、出力ポート３３は、ポンプ１０のエア供給ポート１５ａと管路を介して接続される。

センサレバー３１は、基端３１ｃが支点として固定され、自由端３１ｂがフロートユニット２０と共に上下動するように設けられる。センサレバー３１は、付勢手段（図示省略）によって自由端３１ｂが上方へと付勢される。よって、センサレバー３１は、自由端３１ｂをフロートユニット２０によって下方へと押し下げられている。

自由端３１ｂが上下動してセンサレバー３１が回動すると、センサレバー３１の角度に応じて入力ポート３２から導入され、出力ポート３３から排出される圧縮空気の量が調整される。即ち、ポンプ１０へと供給される圧縮空気の量が調整され、これに応じてポンプの吐出量が変化する。具体的には以下の通りである。

センサレバー３１の自由端３１ｂが最も下に位置しているときには、バルブ３０の圧縮空気の通路は閉状態である。切削液の液面が上昇するのに伴って鍔部２４が上方に移動し、自由端３１ｂが上方に移動するにつれて、圧縮空気の通路は拡大される。そして、自由端３１ｂがセンサレバー３１ａに示す最も上の位置になると、圧縮空気の通路は全開状態になる。このように、バルブ３０は、センサレバー３１の角度によって圧縮空気の通路を拡縮することが可能である。

バルブ３０は、センサレバー３１の長さが短いときには、鍔部２４の微小な変位に対しても角度が変化するため、感度が鋭くなる。逆に、センサレバー３１の長さが長いときには、鍔部２４が大きく変位しないと角度が変化しないため、感度が鈍くなる。よって、センサレバー３１の長さを調整することによってバルブ３０の感度を調整可能である。

以下、廃液回収装置１００の動作について説明する。

工作機械で切削時の潤滑及び冷却に供された切削液は、開口部１ａからフィルタ２を通過してタンク１へと流下する。フィルタ２では切削時に発生した比較的大きな切粉がメッシュによって除去されるため、タンク１へは、フィルタ２で除去されなかった比較的小さな切粉を含んだ切削液が溜められる。

切削液の液面が所定の高さになるまで溜まると、フロートユニット２０は切削液上に浮揚して上昇する。所定の高さとは、タンク１の容量やポンプ１０の吸上能力などに基づいて任意に設定される高さであり、例えば、フロート２１に浮力が作用して切削液上に浮揚可能な高さに設定される。フロート２１が切削液上に浮揚可能な高さは、ここでは、フロート２１の半径よりも大きく直径よりも小さい程度である。この高さは、フロート２１の形状，大きさや切削液の種類によって異なる。

フロートユニット２０が上昇すると、ロッド２３を介して鍔部２４が上方に移動する。鍔部２４が上方に移動すると、鍔部２４の下方から付勢されて当接しているバルブ３０のセンサレバー３１も上方に回動する。センサレバー３１が上方に回動すると、バルブ３０は回動角度の大きさに応じて開状態になり、ポンプ１０へと供給される圧縮空気を通過させる。

ポンプ１０は、切削液を吸い上げて外部へと排出する。排出された切削液は、再び工作機械に供給される。

ポンプ１０によって切削液が排出され、タンク１内の切削液の液面高さがフロート２１に対する浮力が発生しない高さまで低下すると、バルブ３０は閉状態になる。圧縮空気が供給されなくなるため、ポンプ１０は停止する。この状態で、再び切削液がタンク１に溜まって液面高さが上昇するまで待機することとなる。

以上より、廃液回収装置１００は、廃液として溜まっていた切削液を再び工作機械に供給して循環させることが可能である。

ここで、少量の切削液が徐々にタンク１に溜まってゆくときには、フロートユニット２０はゆっくりと上昇し、急激に大量の切削液がタンク１に溜まってゆくときには、フロートユニット２０は急激に上昇する。

フロートユニット２０がゆっくりと上昇したときには、バルブ３０は全開にはならず、少しだけ開いた状態を維持するため圧縮空気は少量しかポンプ１０に供給されない。そのため、ポンプ１０は低速動作し、ゆっくりと切削液を吸い上げる。

これに対して、フロートユニット２０が急激に上昇したときには、バルブ３０は全開になり、圧縮空気は大量にポンプ１０に供給される。そのため、ポンプ１０は高速動作し、高速で切削液を吸い上げる。

以上より、タンク１内に流下して溜まってゆく切削油の流量が多いときには、ポンプ１０の動作は高速になる。よって、廃液回収装置１００は、空気圧のみを動力源としていながら、タンク１内に溜まった切削油の量に応じて自動的に吸い上げ速度のコントロールが可能である。

以上の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。

工作機械から排出された切削液がタンク１に溜まり、切削液の液面が所定の高さを超えると、切削液に浮揚するフロートユニット２０によってバルブ３０が開状態にされ、ポンプ１０が作動して切削液を吸い込んで上流へと吐出する。よって、廃液として溜まっていた切削液を再び工作機械に供給することができる。したがって、工作機械に使用される切削液を循環させることができる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明に係る流体圧ポンプの廃液回収装置は、工作機械の切削液を回収して再利用するために用いることができる。

１００ 廃液回収装置
１ タンク
２ フィルタ
１０ ポンプ
１１ 吸入器
１２ 吸込ポート
１３ 吐出ポート
１５ スピードコントローラ
２０ フロートユニット
２１ フロート
２３ ロッド
２４ 鍔部
３０ バルブ
３１ センサレバー

Claims (4)

1. 工作機械から排出された切削液を貯留可能なタンクと、
   前記切削液に浮揚可能であり、前記切削液の液面の高さに応じて上下動するフロートと、
   前記液面が所定の高さを超えると、前記フロートの移動によって開状態にされるバルブと、
   前記バルブを通過する圧縮空気によって作動し、前記タンク内の切削液を吸い込んで外部へ吐出可能なポンプと、を備えることを特徴とする廃液回収装置。
2. 前記バルブは、前記切削液の液面の高さに応じて開度が変化し、前記ポンプへと供給される圧縮空気の量を調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の廃液回収装置。
3. 前記バルブは、一端が支点として固定され他端が前記フロートと共に上下動するセンサレバーを備え、
   前記センサレバーの長さを調整することによって前記バルブの感度を調整可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃液回収装置。
4. 前記フロートは、前記切削液の比重に応じて個数を増減されて浮力を調整可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の廃液回収装置。

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