JP2020078783A

JP2020078783A - スラッジ乾燥装置

Info

Publication number: JP2020078783A
Application number: JP2018213702A
Authority: JP
Inventors: 杉山　聡; Satoshi Sugiyama; 聡杉山
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2020-05-28
Anticipated expiration: 2038-11-14
Also published as: CN111189313A; US20200148570A1; DE102019217574A1; JP7125332B2; US11352285B2; CN111189313B

Abstract

【課題】回収したスラッジをヒータを用いず乾燥する。【解決手段】廃液槽２からスラッジを取り出す手段３と、取り出されたスラッジを回収ボックス５９へと搬送するベルト５１と、スラッジ乾燥手段６とを備え、乾燥手段６は、搬送ベルト５１上面を包囲しベルト延在方向に延在するボックス６０と、ボックス６０一端側に配設される吸気口６０４と、ボックス６０他端側に配設される排気口６０５と、ボックス６０外で排気口６０５からボックス６０内の空気を吸い外気を吸気口６０４からボックス６０内に吸気させるファン６０６と、排気を２流量に分割する分割部６０７と、吸気口６０４と排気口６０５との間に配設され分割された一方の流量の排気をボックス６０中に戻す入口６０８と、を備え、該一方の流量の排気を戻し入口６０８からボックス６０内に戻すと共に他方の流量の排気と同量の外気を吸気口６０４からボックス６０内に吸気させ搬送ベルト５１上でスラッジを乾燥させる装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、スラッジを乾燥させる装置に関する。

従来、加工水を供給しつつ被加工物を砥石で加工することで発生した加工屑を含んだ加工廃液から、加工屑を沈殿させたり、加工廃液に陽極板と陰極板とを着水させ電荷を付加して加工屑を陽極板に吸着させたりして、水分を多く含んだ加工屑（スラッジ）を回収し、スラッジを取り除いた加工廃液を再利用している（例えば、特許文献１参照）。
また、特許文献２に開示されているように、回収したスラッジを利用するためにスラッジを乾燥させている。

特開２０１３−１１９０５０号公報特開２０１６−０４９５０６号公報

しかし特許文献２に開示されているスラッジ回収装置では、スラッジの乾燥にヒータを用いているため、メンテナンスが必要になったらスラッジを乾燥させている装置部位が冷却されるまで、作業者が待機する必要がある。また、ヒータを発熱させるための電力を必要とする。

よって、スラッジを回収して乾燥させる場合には、ヒータを用いないでスラッジを乾燥させるという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、加工水を供給しつつ砥石で被加工物を削り、排出される被加工物の粉を含んだ廃液から水分を多く含んだスラッジを回収し、該スラッジを乾燥させるスラッジ乾燥装置であって、廃液を貯める廃液槽と、該廃液槽から該スラッジを取り出す取り出し手段と、該取り出し手段によって取り出された該スラッジを載せて回収ボックスへと搬送する搬送ベルトと、該搬送ベルトで搬送される該スラッジを乾燥させる乾燥手段とを備え、該乾燥手段は、少なくとも搬送ベルトの上面を包囲して該搬送ベルトの延在方向に延在する乾燥ボックスと、該乾燥ボックスの一方の端側に配設される吸気口と、該乾燥ボックスの他方の端側に配設される排気口と、該乾燥ボックスの外に配設され該排気口から該乾燥ボックス内の空気を吸って外気を該吸気口から該乾燥ボックス内に吸気させるブロアファンと、該ブロアファンによる該乾燥ボックスからの排気の流量を２つに分割する分割部と、該乾燥ボックスの該吸気口と該排気口との間に配設され該分割部で分割された一方の流量の排気を該乾燥ボックスの中に戻し入れる戻し入口と、を備え、該分割部で分割された一方の流量の排気を該戻し入口から該乾燥ボックス内に戻し入れるとともに、該分割部で分割された他方の流量の排気と同じ量の外気を該吸気口から該乾燥ボックス内に吸気させ、該搬送ベルトで搬送されているスラッジを乾燥させる、スラッジ乾燥装置である。

本発明に係るスラッジ乾燥装置は、廃液を貯める廃液槽と、廃液槽からスラッジを取り出す取り出し手段と、取り出し手段によって取り出されたスラッジを載せて回収ボックスへと搬送する搬送ベルトと、搬送ベルトで搬送されるスラッジを乾燥させる乾燥手段とを備え、乾燥手段は、少なくとも搬送ベルトの上面を包囲して搬送ベルトの延在方向に延在する乾燥ボックスと、乾燥ボックスの一方の端側に配設される吸気口と、乾燥ボックスの他方の端側に配設される排気口と、乾燥ボックスの外に配設され排気口から乾燥ボックス内の空気を吸って外気を吸気口から乾燥ボックス内に吸気させるブロアファンと、ブロアファンによる乾燥ボックスからの排気の流量を２つに分割する分割部と、乾燥ボックスの吸気口と排気口との間に配設され分割部で分割された一方の流量の排気を乾燥ボックスの中に戻し入れる戻し入口と、を備えているため、分割部で分割された一方の流量の排気（ブロアファンで温まった排気）を戻し入口から乾燥ボックス内に戻し入れるとともに、分割部で分割された他方の流量の排気と同じ量の外気を吸気口から乾燥ボックス内に吸気させ、搬送ベルトで搬送されているスラッジを効率よく乾燥させることができる。また、スラッジを乾燥させるとき、水素の濃度を抑え水素爆発を防止することが可能である。さらに、ヒータを用いないので、スラッジ乾燥装置の消費電力を抑え、スラッジをヒータの熱で溶かすことなく乾燥でき、且つ、搬送ベルトの交換や乾燥ボックス内の清掃を行うときに作業者の待ち時間を発生させない。

研削装置及びスラッジ乾燥装置の構造の一例を示す断面図である。廃液槽内の陽極板と陰極板との配置を拡大して示す断面図である。スラッジが付着し取り出し手段で取り出された陽極板から、乾燥ボックス内に取り出されたスラッジを落下させる状態を説明する断面図である。乾燥ボックス内に乾燥前のスラッジが収容された状態を説明する断面図である。分割部で分割された一方の流量の排気を戻し入口から乾燥ボックス内に戻し入れるとともに、分割部で分割された他方の流量の排気と同じ量の外気を吸気口から乾燥ボックス内に吸気させ、搬送ベルトで搬送されているスラッジを乾燥させている状態を説明する断面図である。

図１に示す本発明に係るスラッジ乾燥装置１は、研削装置４において加工水が供給されつつ被加工物Ｗが砥石４０４ｂで削られて排出される被加工物Ｗの粉を含んだ廃液Ｌからスラッジを回収して乾燥させる装置である。スラッジ乾燥装置１は研削装置４内に組み込まれていてもよいし、研削装置４とは別体となっていてもよい。
なお、スラッジ乾燥装置１は、回転する切削ブレードで被加工物Ｗを切削加工する切削装置が生み出す廃液から水分を多く含んだスラッジを回収するものであってもよい。

図１に示す研削装置４は、固体の被加工物Ｗを保持する保持テーブル４１と、被加工物Ｗを回転する砥石４０４ｂで研削する研削手段４０とを少なくとも備えている。
本実施形態において被加工物Ｗは例えばシリコンウェーハであるが、円柱状のシリコンインゴットであってもよい。

研削装置４の基台４９上に配設された保持テーブル４１は、例えば、ポーラス部材等からなり図示しない吸引源に連通する保持面４１ａを備えている。保持テーブル４１は、Ｚ軸方向の軸心周りに回転可能であると共に、テーブル支持台４２によって支持されている。基台４９の上面に形成された開口４９ａ内に配設されているテーブル支持台４２は、モータ及びボールネジ機構等からなる図示しないＸ軸移動手段によってＸ軸方向（紙面手前奥方向）に往復移動可能となっている。

保持テーブル４１の移動経路両脇には、箱状のウォーターケース４８が配設されている。ウォーターケース４８は、図１のテーブル支持台４２の左右２箇所の位置に図示しているが、図１中紙面手前奥方向にも形成されており、平面視では矩形の箱状に形成され、一体となる桶部４８４を有している。即ち、ウォーターケース４８は、保持テーブル４１をＸ軸方向に往復移動可能とするために、箱状の部材の底板４８０の中央部に矩形状の開口部４８１を設けており、底板４８０、内側壁４８２及び外側壁４８３により構成されて加工水を受け止める桶部４８４と、底板４８０に形成された排液口４８５とから構成される。排液口４８５には、ウォーターケース４８の外部に延びる給液管４８５ａの一端が接続されている。ウォーターケース４８は、砥石４０４ｂで被加工物Ｗが削られて排出される粉（例えば、シリコン粉）を含み保持テーブル４１から流下する加工水（廃液Ｌ）を受け止めて、図１に示すタンク１２へと送る。

図１に示す研削手段４０は、軸方向が保持テーブル４１の保持面４１ａと直交するＺ軸方向である回転軸４００と、回転軸４００を回転駆動させるモータ４０２と、回転軸４００の下端に取り付けられたマウント４０３と、マウント４０３に着脱可能に接続された研削ホイール４０４とを備える。研削ホイール４０４は、円環状のホイール基台４０４ａと、略直方体形状の外形を備えホイール基台４０４ａの下面に複数環状に配設された砥石４０４ｂとを備えている。砥石４０４ｂは、適宜のボンド剤でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。
そして、研削手段４０は、Ｚ軸方向に上下動可能となっている。

例えば、回転軸４００の内部には、加工水供給源に連通し加工水の通り道となる図示しない流路が、回転軸４００の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して設けられており、該流路は、ホイール基台４０４ａの底面において砥石４０４ｂに向かって加工水を噴出可能に開口している。なお、被加工物Ｗを研削する位置まで降下した状態の研削手段４０の研削ホイール４０４に隣接する位置に加工水ノズルが配設されており、該加工水ノズルから砥石４０４ｂと被加工物Ｗとの接触部位に加工水が供給されるものとしてもよい。

本発明に係るスラッジ乾燥装置１は、廃液Ｌを貯める廃液槽２と、廃液槽２内の廃液Ｌから水分を多く含んだスラッジＰを取り出す取り出し手段３と、取り出し手段３によって取り出されたスラッジＰを載せて回収ボックス５９へと搬送する搬送ベルト５１と、搬送ベルト５１で搬送されるスラッジＰを乾燥させる乾燥手段６とを備えている。

ウォーターケース４８の排液口４８５より低い位置には、例えば、廃液Ｌを収容するタンク１２が配設されており、該タンク１２は、給液管４８５ａの他端が接続された供給口１２０を備えている。タンク１２は、タンク１２内からスラッジＰを含む廃液Ｌを汲み上げて廃液槽２へと送出する送出ポンプ１２１を備えており、送出ポンプ１２１は送出管１２１ａを介して廃液槽２の流入口２０に向けてスラッジＰを含んだ廃液Ｌを送出する。

略直方体の箱状の廃液槽２は、例えば、合成樹脂等の絶縁部材によって形成されており、平面視矩形の底板２１と、底板２１の外周から一体的に＋Ｚ方向に立ち上がる４枚の側壁とからなり、底板２１と各側壁とで囲まれた空間にスラッジＰを含む廃液Ｌを貯めることができる。図１でＸ軸方向において対向する２枚の側壁（紙面奥側のみ図示）を側壁２２ａとして、Ｙ軸方向において対向する２枚の側壁を側壁２２ｂとする。
また、廃液槽２の上部には、廃液Ｌが溢れることを防止する図示しないオーバーフロー管が設けられている。オーバーフロー管は、タンク１２に連通しており、廃液槽２から溢れようとする廃液Ｌを再びタンク１２に導く。

廃液槽２内の廃液Ｌから水分を多く含んだスラッジＰを取り出す取り出し手段３は、例えば、廃液槽２に配設されマイナスに帯電させる陰極板３０と、陰極板３０に対面させ廃液槽２から抜き差し可能としプラスに帯電させ水分を多く含んだスラッジＰを吸着させる陽極板３１と、陽極板３１を保持する保持部３２０を上下方向に移動させ陽極板３１を廃液槽２から抜き取り又は廃液槽２に差し込みする抜き差し手段３２と、抜き差し手段３２で廃液槽２から抜き取った陽極板３１を挟んで付着しているスラッジＰを剥ぎ取る剥ぎ取り手段３６と、を備えている。

陽極板３１は、電気化学的に貴となる材料で構成され、平面形状が矩形状の平板状に形成されている。例えば、陽極板３１は、銅、銀、白金、又は金などの材料で構成することができる。本実施形態では、陽極板３１としてＳＵＳを適用している。

例えば、廃液槽２のＸ軸方向において対向する二枚の側壁２２ａの内側面には、図示しない複数の支持溝が形成されており、陽極板３１は、Ｘ軸方向に所定間隔を空けて該各支持溝に挿嵌された状態で、廃液槽２内に配設されている。即ち、複数の陽極板３１は、その表面が廃液槽２の長手方向（Ｙ軸方向）と直交する状態、言い換えると、廃液槽２の幅方向（Ｘ軸方向）と平行な状態で、互いに所定間隔を空けて配置されている。陽極板３１の上端面には、例えば、幅方向（Ｘ軸方向）の中央部から互いにＸ軸方向に間隔を空けて上方に突出した二つの被係合部３１０（片方のみ図示）が設けられている。被係合部３１０は、矩形状の板状に形成され、中央にＸ軸方向に貫通した被係合孔３１０ａが設けられている。被係合孔３１０ａには、抜き差し手段３２の保持部３２０の係合ピン３２０ａが進入して係合する。

陰極板３０は、互いに隣り合う陽極板３１の間に設けられている。即ち、陰極板３０は、陽極板３１にＹ軸方向において対向して、陽極板３１と離間して交互に複数配設されており、陽極板３１と平行な状態になっている。

陰極板３０は、例えば、図１に示すように、側面視矩形状の筐体３３ａにより支持されており、筐体３３ａには排出部３３ｂが形成されている。排出部３３ｂは、例えば、スラッジＰが除去され筐体３３ａ内に流入した浄水を図示しない浄水貯水タンクへと送給する配管である。そして、陰極板３０は筐体３３ａの両側開口面を塞ぐように互いに間隔をあけて平行をなすように配設されている。

陰極板３０は、陽極板３１と同様に、電気化学的に貴となる材料で構成され、平面形状が矩形の平板状に形成されている。例えば、陰極板３０は、銅、銀、白金、又は金などの材料で構成することができる。本実施形態では、陰極板３０としてＳＵＳを適用している。陰極板３０は、網目を備える板状に形成されており、網目でスラッジＰを引っ掛ける機能を有することなく、マイナスに帯電されることでスラッジＰに対して斥力を発生させる。即ち、陰極板３０は、マイナスに帯電されることで、廃液Ｌの液体としての浄水のみの通過を許容し、マイナスに帯電したスラッジＰとの間に斥力を生じて、スラッジＰの通過を規制する。これによって、筐体３３ａと陰極板３０とは、陰極板３０を通過した浄水が存在する領域を内側に形成し、陰極板３０がスラッジＰとの間に斥力を生じることで、浄水が存在する領域を廃液槽２内のスラッジＰを含む廃液Ｌから区画する。

各陰極板３０を支持する筐体３３ａ及び各陽極板３１の下端と廃液槽２の底板２１との間には所定幅の隙間が設けられており、廃液槽２に流入した廃液Ｌは、該隙間を通り各陰極板３０と各陽極板３１との間を上昇していく。

本実施形態において、陽極板３１と陰極板３０との間には直流電圧が印加される（図２参照）。すなわち、陽極板３１に直流電源ＤＣのプラス（＋）側が電気的に接続されて廃液Ｌ中でプラスに帯電される。陽極板３１は、廃液Ｌ中でプラスに帯電されて、廃液Ｌ中でマイナスに帯電したスラッジＰを吸着するために用いられる。一方、陰極板３０に直流電源ＤＣのマイナス（−）側が電気的に接続されて廃液Ｌ中でマイナスに帯電される。

図１に示す陽極板３１を廃液槽２から抜き取り又は廃液槽２に差し込みする抜き差し手段３２は、Ｙ軸方向移動手段３４によって、廃液槽２の上方を水平にＹ軸方向に往復移動可能となっている。Ｙ軸方向移動手段３４は、Ｙ軸方向に延在するベース３４１と、ベース３４１に沿ってＹ軸方向に移動可能でＺ軸方向に延在する鉛直板３４２と、鉛直板３４２を移動させる図示しないボールネジ機構等とを備えている。

抜き差し手段３２は、鉛直板３４２の側面を可動部材３２３によってＺ軸方向に往復移動可能となっている。
抜き差し手段３２の陽極板３１を保持する保持部３２０は、例えば、可動部材３２３の側面に配設された一対のチャックシリンダである。一対の保持部３２０は、廃液槽２の幅方向（Ｘ軸方向）に所定間隔を空けて対向している。一対の保持部３２０は、可動部材３２３に取り付けられたシリンダ本体３２０ｂと、シリンダ本体３２０ｂから廃液槽２の幅方向（Ｘ軸方向）に突没自在に設けられた係合ピン３２０ａとを備えている。一対の保持部３２０では、例えば、シリンダ本体３２０ｂから突出する係合ピン３２０ａがＸ軸方向において互いに近づく動作を行う。各係合ピン３２０ａは、可動部材３２３が降下して保持部３２０が陽極板３１の上方に位置付けられた状態でシリンダ本体３２０ｂから突出すると、陽極板３１の各被係合部３１０の被係合孔３１０ａにそれぞれ挿嵌される。これによって、抜き差し手段３２の保持部３２０が陽極板３１を保持した状態になる。

抜き差し手段３２で廃液槽２から抜き取った陽極板３１を挟んで付着しているスラッジＰを剥ぎ取る剥ぎ取り手段３６は、図１においては簡略化して示しており、図３において詳しく示している。剥ぎ取り手段３６は、乾燥手段６の乾燥ボックス６０の一方の端側（−Ｙ方向側）に設けられた吸気口６０４の上方近傍に配設されている。剥ぎ取り手段３６は、一対の開閉シリンダ３６０（電動シリンダまたはエアシリンダ）と、一対の開閉シリンダ３６０を支持する一対の支持板部３６１と、一対の開閉シリンダ３６０によってＹ軸方向に移動する一対の剥ぎ取りプレート３６２とを備えている。

一対の開閉シリンダ３６０は、内部に図示しないピストンを備える筒状のシリンダチューブ３６０ａと、シリンダチューブ３６０ａに挿入され外側端がピストンに取り付けられたピストンロッド３６０ｂとを備える。ピストンロッド３６０ｂの内側端に剥ぎ取りプレート３６２は固定されており、剥ぎ取りプレート３６２は、陽極板３１の幅（Ｘ軸方向長さ）よりも長くＸ軸方向に延在している。

このような構成である剥ぎ取り手段３６は、陽極板３１の表面を剥ぎ取りプレート３６２で挟み込むことができる。陽極板３１の表面を挟み込んだ状態で、抜き差し手段３２の陽極板３１を保持した保持部３２０が例えば上方に引き上げられることで、剥ぎ取りプレート３６２は陽極板３１に吸着された水分を多く含んだスラッジＰを剥ぎ取ることができる。

例えば、廃液槽２に隣接する位置に、図１、３に示すスラッジＰから水分を除去する乾燥手段６が配設されており、取り出し手段３によって取り出された水分を含むスラッジＰを載せて回収ボックス５９へと搬送する搬送ベルト５１が、乾燥手段６を構成する乾燥ボックス６０内にＹ軸方向に延在するように配設されている。

搬送ベルト５１で搬送されるスラッジＰを乾燥させる乾燥手段６は、少なくとも搬送ベルト５１の上面を包囲して搬送ベルト５１の延在方向（Ｙ軸方向）に延在する乾燥ボックス６０と、乾燥ボックス６０の一方の端側に配設される吸気口６０４と、乾燥ボックス６０の他方の端側に配設される排気口６０５と、乾燥ボックス６０の外に配設され排気口６０５から乾燥ボックス６０内の空気を吸って外気を吸気口６０４から乾燥ボックス６０内に吸気させるブロアファン６０６と、ブロアファン６０６による排気を２つに分割する分割部６０７と、乾燥ボックス６０の吸気口６０４と排気口６０５との間に配設され分割部６０７で分割された一方の排気を乾燥ボックス６０の中に戻し入れる戻し入口６０８と、を備えている。

乾燥ボックス６０は、例えば、平面視略直方体状の外形を備えており、矩形の底板６０１と、底板６０１の外周から一体的に＋Ｚ方向に立ち上がる４枚の側壁と、側壁の上端に連結され搬送方向に直交する方向（Ｚ軸方向）で搬送ベルト５１の上面に対面する天板６０３とで構成されている。図１、３でＸ軸方向において対向する２枚の側壁（紙面奥側のみ図示）を側壁６０２ａとして、Ｙ軸方向において対向する２枚の側壁を側壁６０２ｂとする。乾燥ボックス６０の内部は、スラッジＰの搬送方向に気体を流す通気路６００となっている。

天板６０３の一方の端側（−Ｙ方向側）には、吸気口６０４が厚み方向に貫通形成されており、陽極板３１から剥ぎ取られ落下した水分を含むスラッジＰが乾燥ボックス６０内に吸気口６０４を通り進入する。吸気口６０４の上方には、ヒンジによって開閉可能であり吸気路６０４ｃが貫通形成された蓋部６０４ｄが配設されている。例えば、吸気口６０４の下方には、剥ぎ取られ落下した水分を含むスラッジＰを搬送ベルト５１上にガイドするように傾けられたガイド板６０４ｂが配設されている。

無端の搬送ベルト５１はモータ５４０によって回動可能となっている。モータ５４０は、例えば、側壁６０２ａに固定されており、モータ５４０のシャフトには、駆動ローラ５４１が取り付けられており、駆動ローラ５４１に搬送ベルト５１が巻回されている。側壁６０２ａ上でモータ５４０から所定距離だけがＹ軸方向に離した位置には従動ローラ５４２が取り付けられており、搬送ベルト５１は、この従動ローラ５４２にも巻回されている。モータ５４０が駆動ローラ５４１を回転駆動することで、駆動ローラ５４１及び従動ローラ５４２の回転に伴って搬送ベルト５１が回動する。

スラッジ乾燥装置１は、例えば、搬送ベルト５１の上に載置された水分を含むスラッジＰを搬送ベルト５１の上で所定の厚みに引き延ばすスキージ５５を備えている。スキージ５５のＸ軸方向の両端は、例えば、各側壁６０２ａに固定されている。

また、天板６０３の他方の端側（＋Ｙ方向側）には、乾燥ボックス６０外に気体を排気する排気口６０５が貫通形成されている。
排気口６０５には、排気管６０５ｂを介してブロアファン６０６の吸い込み口が連通している。ブロアファン６０６の吐出口６０６ａには、配管６０６ｂの一端が接続されており、配管６０６ｂの他端にはブロアファン６０６による排気の流量を２つに分割する分割部６０７が接続されている。分割部６０７は、例えば、排気管６０７ａと導入管６０７ｂとの２流路への流量調整が可能である三方バルブである。分割部６０７は、分割管と、排気管６０７ａと導入管６０７ｂとのどちらか一方の流量調整が可能である調整バルブとで構成してもよい。また、排気管６０７ａと導入管６０７ｂとの配管径で排気の流量が分割されるようにしてもよい。

分割部６０７には、吸引手段を備える工場設備の排気装置に連通する排気管６０７ａと、分割部６０７で分割された一方の流量の排気を乾燥ボックス６０内に戻し入れるための導入管６０７ｂの一端とが接続されている。

天板６０３の吸気口６０４と排気口６０５との間には、戻し入口６０８が形成されており、導入管６０７ｂの他端が接続されている。

底板６０１の他方の端側（＋Ｙ方向側）には、排出口６０９が厚み方向に貫通形成されており、搬送ベルト５１は乾燥後のスラッジＰ１（図１参照）を該排出口６０９に向かって落下させる。排出口６０９の下方には、バネヒンジによって開閉可能な蓋部６０９ｄが配設されている。

乾燥ボックス６０の他方の端（＋Ｙ方向側の端）の下方には、回収ボックス５９が配設されている。回収ボックス５９は、例えば、外形が略直方体状に形成されており、乾燥ボックス６０の排出口６０９の直下において開口している。回収ボックス５９の上部には、例えば、図示しないセンサ（例えば、透過型光センサ）が配設されている。乾燥したスラッジＰ１（図１参照）が回収ボックス５９内に落とされていき、回収ボックス５９内にスラッジＰ１が所定高さまで貯まると、該センサによって回収ボックス５９を交換すべき旨の発報がなされる。

例えば、天板６０３の下面には、複数の凸部６０３ａが形成されていてもよい。凸部６０３ａは、図１、３に示す例においては半球体状の外形を備えているが、これに限定されず、円柱状や角柱状の外形を備えていてもよい。凸部６０３ａは、例えば、天板６０３の下面にＸ軸方向及びＹ軸方向に所定の等間隔を空けて複数配設されているが、天板６０３の下面にランダムに複数配設されていてもよい。また、凸部６０３ａが円柱状や角柱状の外形の場合には、Ｘ軸方向に延在させＹ軸方向に所定の等間隔を空けて複数配設させてもよい。
乾燥ボックス６０内の通気路６００を搬送方向に流れる気体は、乾燥ボックス６０の天板６０３の下面の凸部６０３ａに衝突することで乱気流となる。即ち、不規則な気体の渦が搬送ベルト５１上で発生すると共に、搬送方向に気体が流れていく。その結果、搬送ベルト５１の上面の水分を多く含むスラッジＰに乱気流が噴き付けられることで、スラッジＰの水分がより蒸発しやすくなる。なお、凸部６０３ａは天板６０３の下面に形成されていなくてもよい。

以下に、加工水を供給しつつ図１に示す被加工物Ｗを砥石４０４ｂで削り、排出される被加工物Ｗの粉を含んだ廃液Ｌから水分を多く含んだスラッジＰを回収する場合の、スラッジ乾燥装置１の動作について説明する。

まず、被加工物Ｗが保持テーブル４１の保持面４１ａで吸引保持された後、テーブル支持台４２が駆動して保持テーブル４１上の被加工物Ｗが砥石４０４ｂと対向する研削位置で位置決めされた状態になる。
モータ４０２が回転軸４００をＺ軸方向の軸心周りに回転駆動し、これに伴い研削ホイール４０４が回転する。研削手段４０が降下していき、回転する砥石４０４ｂが保持テーブル４１で保持された被加工物Ｗの上面に当接することで研削が行われる。また、保持テーブル４１が所定の回転速度で回転し保持面４１ａ上の被加工物Ｗも回転するので、砥石４０４ｂが被加工物Ｗの上面全面の研削加工を行う。研削中は、砥石４０４ｂと被加工物Ｗの上面との接触部位に加工水が供給され、接触部位が冷却・洗浄される。

この研削加工によって被加工物Ｗが研削されて微細な粉（シリコン粉）が形成されると共に、シリコン粉が加工水に混入して廃液Ｌが生成される。生成された廃液Ｌは、開口４９ａを介してウォーターケース４８に流れ込んだ後、給液管４８５ａ、タンク１２、及び送出管１２１ａを経て廃液槽２に流入して貯められる。被加工物Ｗの粉は、加工水を吸収して水分を多く含んだスラッジＰになる。

このように廃液Ｌが廃液槽２に貯液された状態において、図２に示すように、廃液Ｌに陽極板３１及び陰極板３０を着液させ、陽極板３１に直流電源ＤＣのプラス（＋）を通電する一方、陰極板３０に直流電源ＤＣのマイナス（−）を通電する。この結果、陽極板３１と陰極板３０との間には電界が形成される。そして、廃液Ｌに混入されてマイナス（−）に帯電されているスラッジＰは、電気泳動によって、マイナス（−）に帯電された陰極板３０から反発し、プラス（＋）に帯電された陽極板３１に吸着される。

一定量のスラッジＰを陽極板３１が吸着した後、図１に示すＹ軸方向移動手段３４が抜き差し手段３２の保持部３２０を１枚の陽極板３１の上方に位置づける。次いで、保持部３２０が降下して陽極板３１を保持し、陽極板３１を廃液槽２内の廃液Ｌから引き上げる。そして、Ｙ軸方向移動手段３４が、陽極板３１を保持した保持部３２０を乾燥ボックス６０の吸気口６０４上方まで移動させる。

その後、図３に示すように、剥ぎ取り手段３６の一対の開閉シリンダ３６０で一対の剥ぎ取りプレート３６２を水平移動させて、剥ぎ取りプレート３６２で陽極板３１を挟み込む。この状態から可動部材３２３（図１参照）が保持部３２０を上昇させて陽極板３１を引き上げる。これにより、陽極板３１から水分を多く含むスラッジＰが剥ぎ取られ、図４に示すように塊となって乾燥ボックス６０の吸気口６０４からボックス内部のガイド板６０４ｂに落下して、さらに、搬送ベルト５１上へと移動する。

次いで、図５に示すように、例えば吸気口６０４が蓋部６０４ｄにより閉じられた状態になる。また、モータ５４０、駆動ローラ５４１、及び従動ローラ５４２により搬送ベルト５１を回動させて水分を含んだスラッジＰを−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に搬送する。図５に示すように、搬送ベルト５１の上方にはスキージ５５が配設されているため、搬送ベルト５１上の水分を含んだスラッジＰは、スキージ５５の下方を通過することで、搬送ベルト５１上で所定の厚み（例えば、１ｍｍ〜２ｍｍ）に引き延ばされる。

上記搬送ベルト５１による水分を多く含んだスラッジＰの搬送が行われると共に、乾燥ボックス６０外に配設されたブロアファン６０６が駆動し、排気口６０５から乾燥ボックス６０内の空気が吸引される。これによって、蓋部６０４ｄの吸気路６０４ｃ及び吸気口６０４から乾燥ボックス６０内に外気（空気）が吸気され、通気路６００を搬送方向（−Ｙ方向から＋Ｙ方向）に空気が流れる。その結果、搬送ベルト５１上のスラッジＰの水分が蒸発し、スラッジＰが乾燥する。

ブロアファン６０６の風量は、例えば１０ｍ^３／分に設定される。そして、乾燥ボックス６０内から吸気されブロアファン６０６の吐出口６０６ａから配管６０６ｂに吐出された排気Ｇは、分割部６０７で工場設備の排気装置側へと流される他方の流量（例えば、風量５ｍ^３／分）の排気Ｇ２と、乾燥ボックス６０内に戻される一方の流量（例えば、風量５ｍ^３／分）の排気Ｇ１との２つに分割される。なお、排気Ｇは、ブロアファン６０６の図示しないモータが発生する熱を吸収するため、ブロアファン６０６内で５度〜６度その温度が上昇する。したがって、一方の排気Ｇ１の温度も、乾燥ボックス６０に吸気口６０４から吸気される外気よりも５度〜６度温度が高い。そして、一方の排気Ｇ１は導入管６０７ｂ及び戻し入口６０８を介して乾燥ボックス６０内に戻される。なお、一方の排気Ｇ１の流量と他方の排気Ｇ２の流量との比は上記のように１：１に限定されるものではない。

分割部６０７で分割された一方の流量の排気Ｇ１を戻し入口６０８から乾燥ボックス６０内に戻し入れるとともに、ブロアファン６０６による乾燥ボックス６０内からの吸気を続ける。そして、乾燥ボックス６０内の気圧は一定に保たれるため、分割部６０７で分割された他方の流量の排気Ｇ２と同じ量（例えば、風量５ｍ^３／分）の外気が吸気口６０４から乾燥ボックス６０内に吸気される。そして、一方の流量の排気Ｇ１と吸気口６０４から吸気された外気とが混合され、通気路６００を搬送方向（−Ｙ方向から＋Ｙ方向）に流れ、それによって搬送ベルト５１上のスラッジＰの水分が蒸発し、スラッジＰが乾燥する。

このように、本発明に係るスラッジ乾燥装置１においては、分割部６０７で分割された一方の流量の排気Ｇ１（ブロアファン６０６で温まった排気）を戻し入口６０８から乾燥ボックス６０内に戻し入れるとともに、分割部６０７で分割された他方の流量の排気Ｇ２と同じ量の外気を吸気口６０４から乾燥ボックス６０内に吸気させ、搬送ベルト５１で搬送されているスラッジＰを効率よく乾燥させることができる。また、スラッジＰを乾燥させるときに、乾燥ボックス６０内には空気とスラッジＰとの接触により水素が発生するが、ヒータ乾燥の場合と異なり、発生した水素が乾燥ボックス６０内に溜まらないようになる、即ち、乾燥ボックス６０内の水素の濃度を抑えることができるため、水素爆発を防止することが可能である。さらに、ヒータを用いないので、スラッジ乾燥装置１における消費電力を抑え、スラッジＰをヒータの熱で溶かすことなく乾燥でき搬送ベルト５１にスラッジＰをへばりつかせず、且つ、搬送ベルト５１の交換や乾燥ボックス６０内の清掃を行うときに作業者の待ち時間を発生させない。
なお、工場設備の排気装置側へ流す排気量も減らすことができるため、工場設備の排気装置の負担も低減される。

上記のように水分を含んだスラッジＰから水分が除去されることで、搬送ベルト５１上には乾燥したスラッジＰ１のみが残存する。搬送ベルト５１上の乾燥したスラッジＰ１は、従動ローラ５４２を超えて搬送されると、回収ボックス５９に向かって落下する。乾燥したスラッジＰ１の重みにより、蓋部６０９ｄが開き、回収ボックス５９に水分が除去されたスラッジＰ１が回収される。

本発明に係るスラッジ乾燥装置１は本実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されているスラッジ乾燥装置１や研削装置４の各構成の形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

４：研削装置４９：基台４９ａ：開口
４０：研削手段４００：回転軸４０４：研削ホイール４０４ｂ：砥石
４１：保持テーブル４１ａ：保持面４２：テーブル支持台
４８：ウォーターケース４８４：桶部４８６：排液口４８５ａ：給液管
１２：タンク１２１：送出ポンプ
１：スラッジ乾燥装置
２：廃液槽
３：取り出し手段３０：陰極板３３ａ：筐体３３ｂ：排出部
３１：陽極板３１０：被係合部３１０ａ：被係合孔
３２：抜き差し手段３２０：保持部３２３：可動部材
３４：Ｙ軸方向移動手段３４２：鉛直板
３６：剥ぎ取り手段３６０：一対の開閉シリンダ３６２：一対の剥ぎ取りプレート
５１：搬送ベルト５２：モータ５５：スキージ５９：回収ボックス
６：乾燥手段
６０：乾燥ボックス６００：通気路６０３：天板６０４：吸気口６０５：排気口
６０６：ブロアファン
６０７：分割部６０８：戻し入口

Claims

加工水を供給しつつ砥石で被加工物を削り、排出される被加工物の粉を含んだ廃液から水分を多く含んだスラッジを回収し、該スラッジを乾燥させるスラッジ乾燥装置であって、
廃液を貯める廃液槽と、該廃液槽から該スラッジを取り出す取り出し手段と、該取り出し手段によって取り出された該スラッジを載せて回収ボックスへと搬送する搬送ベルトと、該搬送ベルトで搬送される該スラッジを乾燥させる乾燥手段とを備え、
該乾燥手段は、
少なくとも搬送ベルトの上面を包囲して該搬送ベルトの延在方向に延在する乾燥ボックスと、
該乾燥ボックスの一方の端側に配設される吸気口と、
該乾燥ボックスの他方の端側に配設される排気口と、
該乾燥ボックスの外に配設され該排気口から該乾燥ボックス内の空気を吸って外気を該吸気口から該乾燥ボックス内に吸気させるブロアファンと、
該ブロアファンによる該乾燥ボックスからの排気の流量を２つに分割する分割部と、
該乾燥ボックスの該吸気口と該排気口との間に配設され該分割部で分割された一方の流量の排気を該乾燥ボックスの中に戻し入れる戻し入口と、
を備え、
該分割部で分割された一方の流量の排気を該戻し入口から該乾燥ボックス内に戻し入れるとともに、該分割部で分割された他方の流量の排気と同じ量の外気を該吸気口から該乾燥ボックス内に吸気させ、該搬送ベルトで搬送されているスラッジを乾燥させる、スラッジ乾燥装置。