JP3830043B2 - 切粉分別排出装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械による切削、研削等の金属加工を行う際に、工作機械から排出される鉄類、アルミニウム類等金属の切削屑、研削屑等の切粉を含んだ混濁クーラントを混濁クーラント処理槽に投入し、この混濁クーラント処理槽に内設されているヒンジベルトやドラム状のフィルタで切粉のみを捕捉して槽外に掬い上げて搬出するようにした切粉分別排出装置に関する。

工作機械で金属材料を切削、研削等の加工を行う場合、切削工具、研削工具、被加工材料等を冷却するために、切削油、潤滑剤を溶解した水等のクーラントが使用され、使用後に工作機械から排出される切粉を含んだ混濁クーラントは、切粉分別排出装置によって、切粉のみが捕捉回収されるように処理される。

従来例として、工作機械から排出された切粉を含んだ混濁クーラントを混濁クーラント処理槽に投入し、この混濁クーラント処理槽内の濾過ドラムで混濁クーラントを濾過して切粉を外部に排出するとともに、前記濾過ドラム内の浄化クーラント噴射手段から噴射される濾過後の浄化クーラントで濾過ドラムに残留付着した切粉を除去するようにした切粉分別排出装置が知られている（特許文献１参照。）。

そして、このような切粉分別排出装置は、濾過フィルタに残留付着した切粉を噴射除去する浄化クーラント噴射手段が、微細な切粉を含む浄化クーラントを噴射しても目詰まりを起こすことがなく、浄化クーラント噴射手段に対して長期に亘って特段の保守を必要とすることなく運行することができるようになっている。
特開平２００３−２６６２７１号公報（第１頁、図１−図２）

しかしながら、前述したような従来の切粉分別排出装置は、複数の浄化クーラント噴射穴を浄化クーラント排出管の管長手方向に沿って配置しているため、これらの浄化クーラント噴射穴から噴射される複数の噴射流が相互に隣接して干渉し、切粉の残留付着した濾過フィルタに対する噴射洗浄力を打ち消し合って弱め、フィルタ逆洗浄効果を充分に発揮できないという問題があった。

そして、相互の干渉し合った噴射流が周辺気流を取り混んで混濁クーラント処理槽内で過剰に泡立ち、この泡立ちクーラントが濾過フィルタに目詰まりを多発させて混濁クーラント処理槽から混濁クーラントを浄化クーラント貯槽へオーバーフローさせ、このオーバーフローした混濁クーラントが、浄化クーラント貯槽の浄化クーラントを混濁して噴射流として適用できなくなるという問題があった。

さらに、浄化クーラント噴射穴の配置間隔を噴射流が相互に干渉しない程度に位置決めすると、境界部の洗浄効果が不安定になり、この境界部に目詰まりを発生するという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題、すなわち、本発明の目的は、上述したような従来技術の問題点を解消するものであって、浄化クーラント排出管から噴出される複数の噴射流を相互に干渉させることなく濾過フィルタを効率よく均一に逆洗浄できるとともに、噴射後の浄化クーラントによる混濁クーラント処理槽内の泡立ちを抑制して濾過フィルタの目詰まりを防止できる切粉分別排出装置を提供することである。

本請求項１に係る発明は、工作機械から排出された切粉を含んだ混濁クーラントを混濁クーラント処理槽に投入し、前記混濁クーラント処理槽内の濾過フィルタを有する濾過ドラムで混濁クーラントを濾過して切粉を外部に排出するとともに、前記濾過ドラム内の浄化クーラント噴射手段から濾過フィルタに向けて噴射される濾過後の浄化クーラントで濾過フィルタに残留付着した切粉を除去するようにした切粉分別排出装置において、前記浄化クーラント噴射手段が、浄化クーラント噴射穴を管長手方向に沿って複数配置して複数の噴射流を相互に隣接した状態で噴射する浄化クーラント排出管と、前記浄化クーラント噴射穴から噴射される複数の噴射流を反射用インナープレートと反射用アウタープレートによってドラム周方向に交互に分画した状態でそれぞれ反射させて拡散する分流器を備えていることにより、上述した課題を解決している。

そして、本請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記浄化クーラント噴射手段が浄化クーラントを間欠供給する供給ポンプに接続されていることにより、上述した課題をさらに解決している。

さらに、本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の構成に加えて、前記浄化クーラント排出管の端部に、浄化クーラント噴射穴から噴射されなかった浄化クーラントを排出するパージ手段を備えていることにより、上述した課題をさらに解決している。

本発明の切粉分別排出装置は、工作機械から排出された切粉を含んだ混濁クーラントを混濁クーラント処理槽に投入し、前記混濁クーラント処理槽内の濾過フィルタを有する濾過ドラムで混濁クーラントを濾過して切粉を外部に排出するとともに、前記濾過ドラム内の浄化クーラント噴射手段から濾過フィルタに向けて噴射される濾過後の浄化クーラントで濾過フィルタに残留付着した切粉を除去するとともに、以下のような格別の効果を奏することができる。すなわち、
（１）浄化クーラント噴射手段が反射用インナープレートと反射用アウタープレートからなる分流器を備えていることにより、浄化クーラント排出管の管長手方向に沿って配置された浄化クーラント噴射穴から噴出される複数の噴射流が、分流器の反射用インナープレートと反射用アウタープレートによってドラム周方向に交互に分画された状態でそれぞれ反射して扇状に拡散されるため、従来の浄化クーラント噴射穴よりも狭小な配置間隔であっても、これらの噴射流が相互に干渉することなく濾過フィルタに均一に噴射されるので、濾過フィルタを効率よく均一に逆洗浄でき、しかも、噴射後の浄化クーラントによる混濁クーラント処理槽内の泡立ちを抑制することができる。

（２）浄化クーラント噴射手段が浄化クーラントを間欠供給する供給ポンプに接続されていることにより、供給ポンプが間欠的に停止して泡立ちしても瞬時に沈静化して解消するため、噴射後の浄化クーラントによる混濁クーラント処理槽内の泡立ちを大幅に抑制して濾過フィルタの目詰まりを防止して、従来のように混濁クーラント処理槽から混濁クーラントをオーバーフローさせることなくなるので、混濁クーラント処理槽内において混濁クーラントを順次浄化することができる。

（３）浄化クーラント排出管の端部に、浄化クーラント噴射穴から噴射されなかった浄化クーラントを排出するパージ手段を備えていることにより、浄化クーラント噴射穴から噴射されなかった浄化クーラントがパージ手段から速やかに排出され、浄化クーラント噴射手段の目詰まりを一層解消し、浄化クーラント噴射手段のメンテナンス作業が著しく軽減される。

本発明は、工作機械から排出された切粉を含んだ混濁クーラントを混濁クーラント処理槽に投入し、この混濁クーラント処理槽内の濾過フィルタを有する濾過ドラムで混濁クーラントを濾過して切粉を外部に排出するとともに、前記濾過ドラム内の浄化クーラント噴射手段から濾過フィルタに向けて噴射される濾過後の浄化クーラントで濾過フィルタに残留付着した切粉を除去するように構成した切粉分別排出装置において、前記浄化クーラント噴射手段が、浄化クーラント噴射穴を管長手方向に沿って複数配置して複数の噴射流を相互に隣接した状態で噴射する浄化クーラント排出管と、浄化クーラント噴射穴から噴射される複数の噴射流を反射用インナープレートと反射用アウタープレートによってドラム周方向に交互に分画した状態でそれぞれ反射させて拡散する分流器を備えていることにより、浄化クーラント排出管から噴出される複数の噴射流を相互に干渉させることなく濾過フィルタを効率よく均一に逆洗浄できるとともに、噴射後の浄化クーラントによる混濁クーラント処理槽内の泡立ちを抑制して濾過フィルタの目詰まりを防止できるようになっている。

なお、本発明の浄化クーラント排出管で採用する浄化クーラント噴射穴の具体的な形態は、真円状穴もしくは楕円状穴の何れであってもよく、濾過後の微細な切粉を含む浄化クーラントを目詰まりなく噴射できるようなごく一般的な穴加工で得られる噴射穴であれば、これら以外の形状または穴径を備えた噴射穴であっても何ら構わない。

本発明の実施の形態である第１実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施例である切粉分別排出装置を示す断面図であり、図２は、図１の切粉分別排出装置で用いた浄化クーラント噴射手段を拡大した斜視図であり、図３は、浄化クーラント噴射手段の噴射状態を示すものであって、（ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面における模式図であり、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線断面における模式図である。

まず、本発明の第１実施例である切粉分別排出装置１００は、工作機械Ｍから排出される切粉を含んだ混濁クーラントＤが投入される混濁クーラント処理槽１２０と、この混濁クーラント処理槽１２０に周回状態で内設された無端状のヒンジベルト１４０とを備えている。混濁クーラント処理槽１２０は、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５と連続的に配置した金属プレートにより構成され、無端状のヒンジベルト１４０に離間して覆設されている。

前記混濁クーラント処理槽１２０に投入された混濁クーラントＤに含まれる切粉ｋは、ヒンジベルト１４０により、仕切板１６０に沿って混濁クーラント処理槽１２０外に掬い上げられて、前記ヒンジベルト１４０の上方周回端部に位置する切粉排出部Ｂより、切粉回収箱Ｆなどに搬出される。前記ヒンジベルト１４０の上方周回端部には、ヒンジベルト１４０に動力伝達する駆動スプロケット１４１が駆動モータとともに配置され、一方、ヒンジベルト１４０が下方戻り側１４２から上方搬送側１４３へ周回転向するテール部Ａには、円筒部材１５０が設けられている。

さらに、混濁クーラント処理槽１２０内に貯まった混濁クーラントＤを濾過した上で外部に排出するための８０μｍ程度の濾過フィルタ１８１を有する濾過ドラム１８０が設けられており、濾過された浄化クーラントＣは、混濁クーラント処理槽１２０の外部に設けられた浄化クーラント貯槽Ｅに、流出孔１８２を介して排出され回収される。
他方、濾過ドラム１８０を透過しない８０μｍ以上の残留切粉は、前記ヒンジベルト１４０により再び掬い上げられ、切粉排出部Ｂより排出される。
このような濾過ドラム１８０は、次第に濾過フィルタ１８１が目詰まりをおこすため、フィルタ浄化用の浄化クーラント噴射手段１９０を設け、この浄化クーラント噴射手段１９０から浄化クーラントＣを噴射し、濾過フィルタ１８１表面に付着した切粉を吹き飛ばすようにしている。

そこで、本実施例の切粉分別排出装置１００が最も特徴とする浄化クーラント噴射手段１９０は、図２に示すように、単純な通常の丸穴に穿設された浄化クーラント噴射穴１９１ａを管長手方向に沿って横一線に５０ｍｍ間隔で複数配置して複数の噴射流Ｓを相互に隣接した状態で噴射するためのスプレーバーと称する浄化クーラント排出管１９１を備えるとともに、前記浄化クーラント噴射穴１９１ａから噴射される複数の噴射流Ｓをオーバーハング状の反射用インナープレート１９２ａと反射用アウタープレート１９２ｂと前記反射用インナープレート１９２ａの基端部側を一部切り欠いて噴射流Ｓの流路を変える切り欠き部１９２ｃとで構成されてドラム周方向に交互に分画した状態でそれぞれ反射させて扇状の偏平な広がりを持った状態に拡散させる分流器１９２を備えている。

なお、浄化クーラント噴射穴１９１ａの大きさは、浄化クーラントＣに含有させる固形成分の大きさ、すなわち、微細な切粉よりも十分に大きなものであれば、特に限定されるものではない。また、前記反射用インナープレート１９２ａと反射用アウタープレート１９２ｂの寸法、設置位置を変更することにより、浄化クーラント噴射穴１９１ａから噴射された浄化クーラントの反射・拡散状態を変化させることができるため、浄化クーラント噴射穴１９１ａの形状、寸法を変更しなくても、反射用インナープレート１９２ａと反射用アウタープレート１９２ｂの寸法、設置位置を変更するだけで、噴射流Ｓの勢いや分散の程度を調整可能となる。

したがって、前記浄化クーラント排出管１９１の管長手方向に沿って配置された浄化クーラント噴射穴１９１ａから噴出された複数の噴射流Ｓは、図３の（Ａ）のように、分流器１９２の反射用インナープレート１９２ａに反射させて拡散させる噴射形態と、図３の（Ｂ）のように、反射用インナープレート１９２ａの基端部側に設けた切り欠き部１９２ｃを通過して反射用アウタープレート１９２ｂに反射させて拡散させる噴射形態とにドラム周方向に交互に分画して、図２に示すように、相互に干渉することなく均一に拡散して噴射されるようになっている。

また、前記浄化クーラント噴射手段１９０は、浄化クーラントＣを間欠供給する供給ポンプ（図示しない）に接続され、この供給ポンプが間欠的に駆動停止することにより噴射後の浄化クーラントＣに泡立ちを生じても淀むことなく瞬時に沈静化して解消するため、噴射後の浄化クーラントＣによる混濁クーラント処理槽１２０内の泡立ちを大幅に抑制して濾過フィルタ１８１の目詰まりを抑制して、混濁クーラント処理槽１２０から混濁クーラントＤを浄化クーラント貯槽Ｅへオーバーフローさせることがなく、浄化クーラント貯槽Ｅの浄化状態を長期に亙って維持する。

さらに、前記浄化クーラント排出管１９１の端部には、浄化クーラント噴射穴１９１ａから噴射されなかった浄化クーラントＣを排出するためのノズル、オリフィス、バルブ等からなるパージ手段１９３を備え、浄化クーラント噴射穴１９１ａから噴射されなかった浄化クーラントＣを速やかに排出して、浄化クーラント噴射穴１９１ａの目詰まりを一層解消し、浄化クーラント噴射手段１９０自体のメンテナンス作業を著しく軽減するようになっている。

すなわち、パージ手段１９３の口径を調整することによって、浄化クーラント噴射穴１９１ａから噴射される浄化クーラントＣの噴射圧力を調整可能となり、本実施例の場合には、パージ手段１９３を浄化クーラント排出管１９１に直結させているが、必要に応じて配管やホースを経由して、浄化クーラント噴射手段１９０から離れた場所に設置することも可能である。

このようにして得られた本実施例の切粉分別排出装置１００は、浄化クーラント噴射手段１９０が浄化クーラント噴射穴１９１ａを管長手方向に沿って複数配置して複数の噴射流Ｓを相互に隣接した状態で噴射する浄化クーラント排出管１９１と浄化クーラント噴射穴１９１ａから噴射される複数の噴射流Ｓを反射用インナープレート１９２ａと反射用アウタープレート１９２ｂによってドラム周方向に交互に分画した状態でそれぞれ反射させて拡散する分流器１９２を備えていることにより、浄化クーラント排出管１９１から噴出される複数の噴射流Ｓを相互に干渉させることなく濾過フィルタ１８１を効率よく均一に逆洗浄できるとともに、噴射後の浄化クーラントＣによる混濁クーラント処理槽１２０内の泡立ちを抑制して濾過フィルタ１８１の目詰まりを防止できるなど、その効果は甚大である。

つぎに、図４乃至図５に示す浄化クーラント噴射手段２９０は、上述したような第１実施例の切粉分別排出装置１００で用いた浄化クーラント噴射手段１９０を変形させた第２実施例である。
なお、浄化クーラント噴射手段２９０以外の装置構成については、上述したような第１実施例の切粉分別排出装置１００に備えた装置構成と全く同じであり、図１に図示されている部材番号を１００番台から２００番台に読み変えて理解すれば良い。

本発明の第２実施例における浄化クーラント噴射手段２９０は、図４に示すように、通常の丸穴に穿設された浄化クーラント噴射穴２９１ａを管長手方向に沿って千鳥状に５０ｍｍ間隔で複数配置して複数の噴射流Ｓを相互に隣接した状態で噴射するためのスプレーバーと称する浄化クーラント排出管２９１を備えるとともに、前記浄化クーラント噴射穴２９１ａから噴射される複数の噴射流Ｓをオーバーハング状の反射用インナープレート２９２ａと反射用アウタープレート２９２ｂと前記反射用インナープレート２９２ａの先端側を一部切り欠いて噴射流Ｓの流路を変える切り欠き部２９２ｃとで構成されてドラム周方向に交互に分画した状態でそれぞれ反射させて扇状の偏平な広がりを持った状態に拡散させる分流器２９２を備えている。
なお、前記浄化クーラント排出管２９１に千鳥状に穿設された浄化クーラント噴射穴２９１ａは、管外周面上で相互に１５度傾けられている。

したがって、前記浄化クーラント排出管２９１の管長手方向に沿って配置された浄化クーラント噴射穴２９１ａから噴出された複数の噴射流Ｓは、図５の（Ａ）のように、分流器２９２の反射用インナープレート２９２ａに反射させて拡散させる噴射形態と、図５の（Ｂ）のように、反射用インナープレート２９２ａの先端側に設けた切り欠き部２９２ｃを通過して反射用アウタープレート２９２ｂに反射させて拡散させる噴射形態とにドラム周方向に交互に分画して、図４に示すように、相互に干渉することなく均一に拡散して噴射されるようになっている。

このようにして得られた本発明の第２実施例における浄化クーラント噴射手段２９０は、第１実施例の浄化クーラント噴射手段１９０と同様に、浄化クーラント排出管２９１から噴出される複数の噴射流Ｓを相互に干渉させることなく濾過フィルタ２８１を効率よく均一に逆洗浄できるとともに、噴射後の浄化クーラントＣによる混濁クーラント処理槽２２０内の泡立ちを抑制して濾過フィルタ２８１の目詰まりを防止できるなど、その効果は甚大である。

さらに、本発明の別の実施形態である第３実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図６に示すような本発明の第３実施例である切粉分別排出装置３００は、回転する濾過ドラム３８１を内部に有する混濁クーラント処理槽３２０に工作機械等から排出された混濁クーラントＤを投入する。この混濁クーラントＤは、濾過ドラム３８０に設けられた２０μｍ程度の濾過フィルタ３８１で濾過され、浄化クーラントＣだけが、濾過ドラム３８１の側壁に設けた流出孔３８２より排出され外部の浄化クーラント貯槽Ｅに集められ再利用される。
一方、混濁クーラントＤに含まれていた切粉ｋは、濾過ドラム３８０の濾過フィルタ３８１の表面にトラップされ、掬い上げられる。

そして、前記濾過ドラム３８０の上方に接触するように設置された回転ブラシ３７０により掃き出され、外部に排出される。
なお、図６でＲ１、Ｒ２として示した矢印は、濾過ドラム３８０及び回転ブラシ３７０の回転方向を示しており、ＳＤ、ＳＣは、それぞれ混濁クーラント処理槽３２０中の混濁クーラントＤの液面、濾過ドラム３８０中での濾過済みクーラントの液面を示している。

また、前記濾過ドラム３８０の内部には、浄化クーラント噴射手段３９０が設置され、濾過フィルタ３８１の内部に入り込んだ微小な切粉や、濾過フィルタ３８１の表面に引っ掛かった切粉を浄化クーラントＣの噴射で除去し、濾過フィルタ３８１の目詰まりを防いでいる。

浄化クーラント噴射手段３９０の装置構成および作用効果は、上述した第１実施例の浄化クーラント噴射手段１９０の装置構成および作用効果と同じであり、その詳述を省略するが、浄化クーラント噴射手段３９０が浄化クーラント噴射穴を管長手方向に沿って５０ｍｍ間隔で複数配置して複数の噴射流Ｓを相互に隣接した状態で噴射する浄化クーラント排出管と浄化クーラント噴射穴から噴射される複数の噴射流Ｓを反射用インナープレートと反射用アウタープレートによってドラム周方向に交互に分画した状態でそれぞれ反射させて拡散する分流器を備えていることにより、浄化クーラント排出管から噴出される複数の噴射流Ｓを相互に干渉させることなく濾過フィルタ３８１を効率よく均一に逆洗浄できるとともに、噴射後の浄化クーラントＣによる混濁クーラント処理槽３２０内の泡立ちを抑制して濾過フィルタ３８１の目詰まりを防止できるなど、その効果は甚大である。

本発明の第１実施例である切粉分別排出装置を示す断面図。 本発明の第１実施例で用いた浄化クーラント噴射手段を拡大した斜視図。 浄化クーラント噴射手段の噴射状態を示し、（ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面における模式図であり、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線断面における模式図。 本発明の第２実施例で用いた浄化クーラント噴射手段を拡大した斜視図。 浄化クーラント噴射手段の噴射状態を示し、（ａ）は、図４のＡ−Ａ線断面における模式図であり、（ｂ）は、図４のＢ−Ｂ線断面における模式図。 本発明の第３実施例である切粉分別排出装置を示す断面図。

符号の説明

１００、３００ ・・・ 切粉分別搬出装置
１２０、３２０ ・・・ 混濁クーラント処理槽
１４０ ・・・ ヒンジベルト
１４１ ・・・ 駆動スプロケット
１４２ ・・・ 下方戻り側ヒンジベルト
１４３ ・・・ 上方搬送側ヒンジベルト
１５０ ・・・ 円筒部材
１６０ ・・・ 仕切板
１７０ ・・・ 回転ブラシ
１８０、３８０ ・・・ 濾過ドラム
１８１、３８１ ・・・ 濾過フィルタ
１８２、３８２ ・・・ 流出孔
１９０、３９０ ・・・ 浄化クーラント噴射手段
１９１、２９１ ・・・ 浄化クーラント排出管
１９１ａ、２９１ａ・・・ 浄化クーラント噴射穴
１９２、２９２ ・・・ 分流器
１９２ａ、２９２ａ・・・ 反射用インナープレート
１９２ｂ、２９２ｂ・・・ 反射用アウタープレート
１９２ｃ、２９２ｃ・・・ 切り欠き部
１９３、２９３ ・・・ パージ手段
Ａ ・・・ テール部
Ｂ ・・・ 切粉排出部
Ｃ ・・・ 浄化クーラント
Ｄ ・・・ 混濁クーラント
Ｅ ・・・ 浄化クーラント貯槽
Ｆ ・・・ 切粉回収箱
ｋ ・・・ 切粉
Ｍ ・・・ 工作機械
Ｓ ・・・ 噴射流

Claims (3)

1. 工作機械から排出された切粉を含んだ混濁クーラントを混濁クーラント処理槽に投入し、前記混濁クーラント処理槽内の濾過フィルタを有する濾過ドラムで混濁クーラントを濾過して切粉を外部に排出するとともに、前記濾過ドラム内の浄化クーラント噴射手段から濾過フィルタに向けて噴射される濾過後の浄化クーラントで濾過フィルタに残留付着した切粉を除去するようにした切粉分別排出装置において、
   前記浄化クーラント噴射手段が、浄化クーラント噴射穴を管長手方向に沿って複数配置して複数の噴射流を相互に隣接した状態で噴射する浄化クーラント排出管と、前記浄化クーラント噴射穴から噴射される複数の噴射流を反射用インナープレートと反射用アウタープレートによってドラム周方向に交互に分画した状態でそれぞれ反射させて拡散する分流器を備えていることを特徴とする切粉分別排出装置。
2. 前記浄化クーラント噴射手段が、浄化クーラントを間欠供給する供給ポンプに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の切粉分別排出装置。
3. 前記浄化クーラント排出管の端部に、浄化クーラント噴射穴から噴射されなかった浄化クーラントを排出するパージ手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切粉分別排出装置。
   

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