JP2018187718A - クーラント処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クーラントタンク内の清掃にかかる手間を低減させることができるクーラント処理装置を提供すること。
【解決手段】クーラント処理装置２０は、上側壁３１に内外を連通する上部開口３１１が形成されているクーラントタンク３０と、上部開口３１１を閉塞する態様で上側壁３１に支持されており、且つ、工作機械１０から排出されたクーラントをクーラントタンク３０内に流入させる開口部５７を有する流入部５０と、クーラントタンク３０内で沈殿しているスラッジを吸引して回収する吸引ポンプとを備える。流入部５０は、開口部５７に近づくにつれて下方に位置するように傾斜する第２の傾斜板５４と、上側壁３１に支持されており、且つ第２の傾斜板５４の上端が固定されている枠部材５１とを有する。開口部５７は、枠部材５１の内側縁と第２の傾斜板５４の下端とによって区画されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械から排出された冷却水などのクーラントを貯留するクーラントタンクを備えるクーラント処理装置に関する。

工作機械から排出されるクーラントには、切り屑などのスラッジが含まれている。特許文献１には、このように工作機械から排出されたクーラントからスラッジを除去するクーラント処理装置の一例が記載されている。このクーラント処理装置はクーラントタンクを備えており、スラッジの除去処理が行われた後のクーラントがクーラントタンク内に流入するようになっている。

特開２０１０−２５３６０１号公報

特許文献１に記載されるような除去処理を実施しても、クーラントからスラッジを完全に除去することはできない。すなわち、クーラントタンク内に流入するクーラントには、依然としてスラッジが含まれる。除去処理を行うことなくクーラントタンク内にクーラントを流入させる場合、クーラントタンク内に流入するクーラントに含まれるスラッジの量は非常に多くなる。そのため、クーラントタンク内では、クーラントとともに流入したスラッジが沈殿してしまう。よって、クーラントタンク内で沈殿しているスラッジを取り除くための清掃を定期的に行う必要があり、当該清掃が非常に煩雑である。

上記課題を解決するためのクーラント処理装置は、箱状をなすとともに、上側壁に内外を連通する上部開口が形成されているクーラントタンクと、前記上部開口を閉塞する態様で前記クーラントタンクの前記上側壁に支持されており、且つ、工作機械から排出されたクーラントを前記クーラントタンク内に流入させる開口部を有する流入部と、前記クーラントタンク内で沈殿しているスラッジを吸引して回収する回収装置と、を備えている。前記流入部は、前記開口部に近づくにつれて下方に位置するように傾斜しており、且つ、前記開口部にクーラントを導く導入傾斜板と、前記クーラントタンクの前記上側壁に支持されており、且つ内側縁に前記導入傾斜板の上端が固定されている枠部材と、を有している。そして、前記開口部は、前記枠部材の内側縁と前記導入傾斜板の下端とによって区画されている。

上記構成によれば、工作機械から流入部に排出されたクーラントは、導入傾斜板をその下端に向けて流れ、開口部を介してクーラントタンク内に流入する。導入傾斜板は、クーラントタンクの底壁、及びクーラントタンク内に貯留されるクーラントの液面に対して傾斜している。そのため、底壁に対して斜めからクーラントが流入する。また、上記構成によれば、開口部は、クーラントタンクの側壁の比較的近くに配置することができる。

そのため、上記のようにクーラントをクーラントタンク内に流入させることにより、クーラントタンク内では、その側壁に沿ったクーラントの流れ、すなわち旋回流を発生させることができる。これにより、クーラントタンク内では、旋回流の中心近傍でスラッジが沈殿するようになる。すなわち、底壁全体にスラッジが堆積するのではなく、底壁の一部分にスラッジが集中して堆積するようになる。その結果、クーラントタンク内で沈殿したスラッジを回収装置によって回収しやすくなる。

上記クーラント処理装置において、前記流入部は、前記枠部材に支持されており、且つ、前記導入傾斜板に隣接する誘導傾斜板を有する構成であってもよい。この場合、前記誘導傾斜板を、前記枠部材に支持されている部位から前記開口部に近づくにつれて下方に位置するように傾斜するように構成し、前記誘導傾斜板に、その下端に沿う方向に延伸するガイド壁を設けることが好ましい。

上記構成によれば、工作機械から排出されたクーラントが、流入部の誘導傾斜板上に落下すると、当該クーラントが、誘導傾斜板上をその下端に向けて流れる。このように誘導傾斜板上を流れるクーラントは、ガイド壁によって導入傾斜板側に誘導される。そして、導入傾斜板上に誘導されたクーラントが、同導入傾斜板の下端まで流れて開口部を介してクーラントタンク内に流入する。そのため、クーラントタンクの底壁に対して斜めからクーラントを流入させることができ、ひいてはクーラントタンク内で上記旋回流を発生させることができる。

上記クーラント処理装置は、前記回収装置が前記クーラントタンク内で沈殿しているスラッジを吸引する吸引部を有すものである場合、前記クーラントタンクの底壁に沿うとともに前記吸引部に向けたクーラントの流れを発生する流勢発生部を備えた構成であってもよい。この場合、前記流勢発生部は、前記クーラントタンクの中央部分を挟んだ前記吸引部の反対側に配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、流勢発生部を作動させることによって、クーラントタンク内には、吸引部に向かうクーラントの流れが形成される。こうした底壁に沿ったクーラントの流れによって、底壁の中央近傍に沈殿しているスラッジを吸引部側に導くことができる。したがって、クーラントタンクの底壁の中央近傍に吸引部を配置しなくても、底壁に沈殿しているスラッジを効率よく回収することができる。

上記クーラント処理装置は、前記クーラントタンク内のクーラントの液面に浮くスラッジを捕捉する捕捉部材と、前記捕捉部材によって捕捉されているスラッジを回収する他の回収装置と、を備える構成であってもよい。この場合、前記捕捉部材は、前記クーラントタンクの側壁に沿って流れるクーラントの流れに対して交差する方向に延伸していることが好ましい。

クーラントタンク内の液面に浮いているスラッジは、クーラントタンク内でのクーラントの流れ、すなわち上記の旋回流に乗って移動する。そこで、上記構成によれば、このようにクーラントの流れに沿って移動している、液面に浮遊するスラッジを捕捉部材によって捕捉することができる。そして、他の回収装置によって、捕捉部材によって捕捉されたスラッジが回収される。したがって、液面に浮かんでいるスラッジも回収することができる。

上記クーラント処理装置は、前記流入部を上方から覆うとともに、前記工作機械から排出されたクーラントに含まれるスラッジを濾過する濾過部材を備える構成であってもよい。この場合、複数の貫通孔が形成されている板部材と、前記板部材上に配置されている第１の網部材と、前記第１の網部材上に配置されている第２の網部材と、を有するように前記濾過部材を構成し、前記第１の網部材として、目開きが前記第２の網部材の目開きよりも大きい網材を採用することが好ましい。

上記構成によれば、第１の網部材として、目開きの大きいものを採用することで、第２の網部材として、目開きの小さいものを採用することができる。このように目開きの異なる複数の網部材を重ねることで、工作機械から排出されたクーラントに濾過部材を透過させつつも、クーラントに含まれるスラッジを同濾過部材によって捕捉することができる。したがって、クーラントともにクーラントタンク内に流入するスラッジの量を少なくすることができる。

上記構成のクーラント処理装置によれば、クーラントタンク内の清掃にかかる手間を低減させることができる。

本実施形態のクーラント処理装置の断面と、工作機械とを示す概略構成図。 同クーラント処理装置の一部を模式的に示す斜視図。 図１における３−３線矢視断面図。 同クーラント処理装置の流入部を模式的に示す斜視図。 （ａ）は濾過部材の一部を破断した状態を示す模式図、（ｂ）は図５（ａ）の一部を拡大した図。 同クーラント処理装置における作用を示す模式図。 同クーラント処理装置における作用を示す模式図。

以下、クーラント処理装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１には、本実施形態のクーラント処理装置２０と工作機械１０とが図示されている。図１に示すように、工作機械１０におけるクーラントの排出部１１は、クーラント処理装置２０よりも上方に配置されている。そして、図１に白抜き矢印で示すように、冷却水などのクーラントが排出部１１からクーラント処理装置２０に排出される。

クーラント処理装置２０は、クーラントを貯留するクーラントタンク３０と、排出部１１から排出されたクーラントから切り屑などのスラッジを濾過する濾過部材４０と、濾過部材４０を通過したクーラントをクーラントタンク３０内に流入させる流入部５０とを備えている。図１及び図２に示すように、クーラントタンク３０は四角箱状をなすように構成されており、クーラントタンク３０の上側壁３１には、クーラントタンク３０内と外部とを連通する上部開口３１１が形成されている。そして、流入部５０は、上部開口３１１を閉塞する態様で上側壁３１に支持されている。また、濾過部材４０は、流入部５０全体を上方から覆うように配置されている。

図１、図２及び図３に示すように、クーラントタンク３０内における四隅には、上面視円弧状をなすガイド板２１がそれぞれ配置されている。このようなガイド板２１を四隅の各々に配置することで、クーラントタンク３０の側壁３３に沿った図３に矢印で示す方向（図３では反時計回り方向）へのクーラントの流れが促進される。また、各四隅のうちの一つの隅（図３では左上の隅）の近傍には、クーラントタンク３０内のクーラントの液面に浮いているスラッジを捕捉するための捕捉部材２２が配設されている。この捕捉部材２２は、金属板などの平板によって構成されている。捕捉部材２２は、図３に矢印で示す方向へのクーラントの流れに交差する方向（図３では左右方向）に延伸する第１の部位２２１と、第１の部位２２１の一端（すなわち、クーラントタンク３０の中央に近い側の端）に接続されている第２の部位２２２とを有している。第２の部位２２２の延伸方向は、第１の部位２２１の延伸方向とほぼ直交している。なお、図１に示すように、捕捉部材２２は、クーラントタンク３０の底壁３２に接触していない。

図２及び図３に示すように、クーラントタンク３０には、クーラントタンク３０の底壁３２に沈殿しているスラッジを回収する回収装置としての吸引ポンプ２３と、捕捉部材２２に捕捉されているスラッジを回収する他の回収装置としてのオイルスキマ２４とが取り付けられている。オイルスキマ２４は、捕捉部材２２の直上あたりに配置されている。図７に示すように、このオイルスキマ２４における吸引部２４１は、クーラントタンク３０内における捕捉部材２２の周辺に配置されている。一方、図３に示すように、吸引ポンプ２３における吸引部２３１は、クーラントタンク３０内における四隅のうち、捕捉部材２２が配置されている隅（図中左上の隅）の対角線上に位置する隅（図中右下の隅）の付近に配置されている。

また、図３に示すように、クーラントタンク３０内には、その底壁３２に図中破線矢印の方向への流勢を発生させる流勢発生部２５が設けられている。この流勢発生部２５は、クーラントタンク３０の中央を挟んだ吸引ポンプ２３における吸引部２３１の反対側、すなわち捕捉部材２２の近くに配置されている。そして、流勢発生部２５は、図３に破線矢印で示すように、吸引ポンプ２３における吸引部２３１に向かうような流勢を底壁３２上で発生すべく作動する。例えば、流勢発生部２５は、クーラントタンク３０内のクーラントを吸い込み、このクーラントをクーラントタンク３０内に吐出することで上記流勢を発生させる。

図４に示すように、流入部５０は、クーラントタンク３０の上側壁３１上に載置される四角環状の枠部材５１を有している。枠部材５１は、第１の辺部５１１、第１の辺部５１１の一端に連結されている第２の辺部５１２、第１の辺部５１１の他端に連結されている第３の辺部５１３、及び、第２の辺部５１２及び第３の辺部５１３の双方に連結されている第４の辺部５１４を有している。この枠部材５１には、一端が第１の辺部５１１の中央に連結されているとともに、他端が第４の辺部５１４の中央に連結されている延伸部５２が設けられている。なお、本実施形態では、延伸部５２の延伸方向を第１の方向Ｘとし、上下方向及び第１の方向Ｘの双方と直交する方向を第２の方向Ｙという。

また、流入部５０には、枠部材５１の内側に配置されている３つの傾斜板５３，５４，５５が設けられている。これら傾斜板５３〜５５のうち、第１の傾斜板５３は、誘導傾斜板として機能する板であり、枠部材５１の第１の辺部５１１に支持されている。また、第１の傾斜板５３は、平面視台形をなしており、第１の方向Ｘにおいて第１の辺部５１１から離れるにつれて次第に幅狭となるように形成されている。また、第１の傾斜板５３は、第１の方向Ｘにおいて第１の辺部５１１から離れるにつれて下方に位置するように傾斜している。なお、第１の傾斜板５３の下端５３１は、枠部材５１の第４の辺部５１４よりも第１の辺部５１１側に位置している。また、第１の傾斜板５３の上端５３２の長さは、第１の辺部５１１の長さと等しい。

また、各傾斜板５３〜５５のうち、第２の傾斜板５４は、導入傾斜板として機能する板であり、枠部材５１の第２の辺部５１２に支持されている。この第２の傾斜板５４は、平面視台形をなしており、第２の方向Ｙにおいて第２の辺部５１２から離れるにつれて次第に幅狭となるように形成されている。また、第２の傾斜板５４は、第２の方向Ｙにおいて第２の辺部５１２から離れるにつれて下方に位置するように傾斜している。なお、第２の傾斜板５４の下端５４１は、枠部材５１の第３の辺部５１３よりも第２の辺部５１２側に位置している。また、第２の傾斜板５４の上端５４２の長さは、第２の辺部５１２の長さと等しい。

ちなみに、第２の傾斜板５４と、枠部材５１の第４の辺部５１４の内側の縁部との間には、これらの間の隙間を埋める平面視略三角形状の板材５６が配置されている。
さらに、各傾斜板５３〜５５のうち、第３の傾斜板５５は、第１の傾斜板５３に隣接するとともに、枠部材５１の第３の辺部５１３に支持されている。この第３の傾斜板５５は、平面視三角形をなしており、第２の方向Ｙにおいて第３の辺部５１３から離れるにつれて次第に幅狭となるように形成されている。また、第３の傾斜板は、第３の辺部５１３に接続されている部分が第１の傾斜板５３に接続されている部分よりも上側に位置するように傾斜している。

そして、本実施形態では、枠部材５１の第３の辺部５１３の内側縁と、枠部材５１の第４の辺部５１４の内側縁と、第１の傾斜板５３の下端５３１と、第２の傾斜板５４の下端５４１と、第３の傾斜板５５のうち、枠部材５１及び第１の傾斜板５３に接触していない端である規定端５５１とにより、クーラントをクーラントタンク３０内に流入させる開口部５７が区画形成されている。

また、流入部５０は、第１の傾斜板５３及び第３の傾斜板５５に跨るガイド壁５８を有している。このガイド壁５８は、第１の傾斜板５３の下端５３１に沿う方向に延伸している。なお、本実施形態では、ガイド壁５８は、第１の傾斜板５３の下端５３１及び第３の傾斜板５５の規定端５５１の双方に接続されている。

図１、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、濾過部材４０は、流入部５０の上に配置されている板部材としてのパンチングメタル４１と、パンチングメタル４１の上に配置されている第１の網部材４２と、第１の網部材４２の上に配置されている第２の網部材４３とを有している。パンチングメタル４１は、多数の貫通孔４１１が等間隔に配置された構成となっている。パンチングメタル４１は、濾過部材４０の剛性を高めるために用いられている。

第１の網部材４２の編み目は、比較的大きく、第２の網部材４３の編み目よりも大きい。すなわち、第１の網部材４２の目開きは、第２の網部材４３の目開きよりも大きい。例えば、第１の網部材４２の編み目は第２の網部材４３の編み目の１０倍以上であり、第１の網部材４２の目開きは第２の網部材４３の目開きの１０倍以上である。

次に、本実施形態のクーラント処理装置２０の作用を効果とともに説明する。
図１に示すように工作機械１０からクーラントが排出されると、このクーラントは濾過部材４０によってスラッジがある程度濾過される。

ここで、目開きが同程度の２つの網部材を重ねている場合、一方の網部材の隙間が他方の網部材によってほとんど閉塞されてしまい、クーラントが濾過部材を通過しにくくなってしまう。これを解消する方法としては、目開きの大きい２つの網部材を重ねて濾過部材を構成する方法が考えられる。この場合、クーラントが濾過部材を通過しやすくすることはできるものの、クーラントに含まれるスラッジを濾過部材によって濾過することがほとんどできなくなる。

これに対し、本実施形態では、比較的目開きの大きい第１の網部材４２と比較的目開きの小さい第２の網部材４３とを重ねることで濾過部材４０を構成している。そのため、図５（ｂ）に示すように、第２の網部材４３の隙間が第１の網部材４２によって閉塞されにくい。これにより、濾過部材４０によってスラッジを効果的に濾過しつつも、クーラントが濾過部材４０を通過しやすくすることができる。すなわち、スラッジがより多く取り除かれたクーラントを流入部５０に供給することができる。

そして、濾過部材４０を通過したクーラントは、第１の傾斜板５３上に流下する。すると、図４に白抜きの矢印で示すように、第１の傾斜板５３上ではその下端５３１に向けてクーラントが流れ、下端５３１に到ったクーラントはガイド壁５８によって第２の傾斜板５４側に誘導される。そして、第２の傾斜板５４上では、その下端に向けてクーラントが流れ、このクーラントが開口部５７を介してクーラントタンク３０内に流入する。すなわち、本実施形態では、流入部５０上を旋回させてからクーラントをクーラントタンク３０内に流入させることができる。

第２の傾斜板５４は、クーラントタンク３０の底壁３２、及びクーラントタンク３０内におけるクーラントの液面に対して傾斜している。そのため、底壁３２に対して斜めからクーラントが流入する。さらに、開口部５７は、クーラントタンク３０の側壁３３の近くに配置されている。そのため、クーラントタンク３０内では、図３に実線矢印で示すようにクーラントタンク３０の側壁３３に沿ったクーラントの流れ、すなわち旋回流が発生する。このクーラントタンク３０内で発生する旋回流の向きは、流入部５０上でのクーラントの旋回方向と同じである。

このようにクーラントタンク３０内で旋回流が発生している場合、クーラントの液面上に浮かんでいるスラッジも、図７に実線矢印で示す方向に移動する。本実施形態では、クーラントタンク３０内に捕捉部材２２が設けられている。そのため、このように液面に浮遊するスラッジを捕捉部材２２によって捕捉することができる。すなわち、図７に示すように捕捉部材２２の周辺に、液面上に浮かんでいるスラッジを集めることができる。本実施形態では、このように捕捉部材２２の周辺に集まったスラッジをオイルスキマ２４によって吸い上げることにより、液面上に浮かんでいるスラッジを回収することができる。

また、流入部５０を通じたクーラントタンク３０内へのクーラントの供給によって生じる旋回流によって、クーラントタンク３０内では、底壁３２のうちの当該旋回流の中心近傍の部分にクーラントに含まれるスラッジが沈殿するようになる。すなわち、底壁３２全体にスラッジが沈殿するのではなく、底壁３２の一部分にスラッジが集中して沈殿するようになる。その結果、底壁３２に沈殿しているスラッジを回収しやすくなる。したがって、クーラントタンク３０の清掃を行いやすくすることができる。

なお、クーラントタンク３０内で沈殿しているスラッジを吸引ポンプ２３で回収する際、流勢発生部２５が作動する。すると、クーラントタンク３０の底壁３２上では、図３に破線矢印で示すような流れが生じる。こうしたクーラントの流れによって、図６に示すように、クーラントタンク３０の中央近傍に沈殿していたスラッジ１００が吸引ポンプ２３の吸引部２３１に向けて押される。すると、沈殿しているスラッジ１００が吸引ポンプ２３の吸引部２３１側に移動し、吸引部２３１を介して吸引ポンプ２３に回収される。したがって、吸引ポンプ２３の吸引部２３１をクーラントタンク３０の中央近傍に配置しなくても、沈殿しているスラッジ１００を好適に回収することができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・濾過部材は、目開きが同程度の複数の網部材を積層した構成であってもよい。
・濾過部材を省略してもよい。

・捕捉部材は、液面上を浮遊しているスラッジを捕捉できるのであれば、板材とは異なるもの（例えば、網部材）で構成したものであってもよい。
・捕捉部材を省略してもよい。

・吸引ポンプ２３の吸引部２３１を、クーラントタンク３０の底壁３２の中央近傍に配置してもよい。この場合、流勢発生部２５を省略してもよい。
・流入部５０は、第１の傾斜板５３の第１の方向Ｘにおける中央よりも下端５３１側であれば、下端５３１とは異なる位置で第１の傾斜板５３にガイド壁５８が接続された構成であってもよい。

・ガイド壁５８の延伸方向は、第１の傾斜板５３の下端５３１に沿うとともに、第１の傾斜板５３上を流れるクーラントを第２の傾斜板５４側にガイドできる方向であれば、下端５３１の延伸方向と必ずしも一致していなくてもよい。

１０…工作機械、２０…クーラント処理装置、２２…捕捉部材、２３…回収装置としての吸引ポンプ、２３１…吸引部、２４…他の回収装置としてのオイルスキマ、２５…流勢発生部、３０…クーラントタンク、３１…上側壁、３１１…上部開口、３２…底壁、３３…側壁、４０…濾過部材、４１…板部材としてのパンチングメタル、４１１…貫通孔、４２…第１の網部材、４３…第２の網部材、５０…流入部、５１…枠部材、５３…誘導傾斜板としての第１の傾斜板、５３１…下端、５４…導入傾斜板としての第２の傾斜板、５４１…下端、５４２…上端、５７…開口部、５８…ガイド壁。

Claims (5)

1. 箱状をなすとともに、上側壁に内外を連通する上部開口が形成されているクーラントタンクと、
   前記上部開口を閉塞する態様で前記クーラントタンクの前記上側壁に支持されており、且つ、工作機械から排出されたクーラントを前記クーラントタンク内に流入させる開口部を有する流入部と、
   前記クーラントタンク内で沈殿しているスラッジを吸引して回収する回収装置と、を備え、
   前記流入部は、前記開口部に近づくにつれて下方に位置するように傾斜しており、且つ、前記開口部にクーラントを導く導入傾斜板と、前記クーラントタンクの前記上側壁に支持されており、且つ内側縁に前記導入傾斜板の上端が固定されている枠部材と、を有しており、
   前記開口部は、前記枠部材の内側縁と前記導入傾斜板の下端とによって区画されている
   クーラント処理装置。
2. 前記流入部は、前記枠部材に支持されており、且つ、前記導入傾斜板に隣接する誘導傾斜板を有し、
   前記誘導傾斜板は、前記枠部材に支持されている部位から前記開口部に近づくにつれて下方に位置するように傾斜しており、
   前記誘導傾斜板には、その下端に沿う方向に延伸するガイド壁が設けられている
   請求項１に記載のクーラント処理装置。
3. 前記回収装置は、前記クーラントタンク内で沈殿しているスラッジを吸引する吸引部を有しており、
   前記クーラントタンクの底壁に沿うとともに前記吸引部に向けたクーラントの流れを発生する流勢発生部を備え、
   前記流勢発生部は、前記クーラントタンクの中央部分を挟んだ前記吸引部の反対側に配置されている
   請求項１又は請求項２に記載のクーラント処理装置。
4. 前記クーラントタンク内のクーラントの液面に浮くスラッジを捕捉する捕捉部材と、前記捕捉部材によって捕捉されているスラッジを回収する他の回収装置と、を備え、
   前記捕捉部材は、前記クーラントタンクの側壁に沿って流れるクーラントの流れに対して交差する方向に延伸している
   請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載のクーラント処理装置。
5. 前記流入部を上方から覆うとともに、前記工作機械から排出されたクーラントに含まれるスラッジを濾過する濾過部材を備え、
   前記濾過部材は、複数の貫通孔が形成されている板部材と、前記板部材上に配置されている第１の網部材と、前記第１の網部材上に配置されている第２の網部材と、を有し、
   前記第１の網部材の目開きは、前記第２の網部材の目開きよりも大きい
   請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載のクーラント処理装置。