JP5717243B2

JP5717243B2 - 浄化装置

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Publication number: JP5717243B2
Application number: JP2010228513A
Authority: JP
Inventors: 廣瀬　治道; 治道廣瀬; 牧野　勉; 勉牧野; 高志宮本; 渡辺　茂; 茂渡辺
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2030-10-08
Also published as: KR101281829B1; JP2011245612A; KR20120036758A

Description

本発明は、加工機械にて使用されたクーラント液等の処理液を浄化する浄化装置に関する。

従来、旋盤、フライス盤等の加工機械にて切削部の潤滑や冷却に使用されたクーラント液（処理液）を浄化して繰り返し使用できるようにするクーラント液の浄化装置が提案されている（特許文献１参照）。この従来の浄化装置では、加工機械からの使用済みクーラント液が磁性体の除去された状態で貯留槽に落下供給されることによって、その貯留槽に貯められるクーラント液中に気泡（バブル）が生成され、その気泡が浮上する際にクーラント液中の異物に付着して、その異物がクーラント液の表面に浮上する。このクーラント液の表面に浮上した異物を回収することにより、クーラント液が浄化されることになる。

特開第２００５−９６０５３号公報

しかしながら、前述した従来の浄化装置では、貯留槽内に使用済みクーラント液（処理液）を落下供給することによって当該貯留槽内に貯められる使用済みクーラント液中に気泡を発生させるようにしているため、気泡が貯留槽に貯められた使用済みクーラント液の隅々までいきわたり難く、また、その気泡の使用済みクーラント液中での滞在時間も短いことから、貯留槽内の使用済みクーラント液中により多くの酸素が溶融した状態ができ難い。このため、貯留槽に貯められた使用済みクーラント液中に嫌気性のバクテリアが繁殖し易く、悪臭の原因となっていた。また、貯留槽に貯められた使用済みクーラント液の表面が油、バクテリアの死骸、切粉等の異物にて覆われると、使用済みクーラント液中に酸素がいきわたらなくなり、嫌気性バクテリアの繁殖が加速され易くなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、使用済み処理液中により多くの酸素等の気体がいきわたるようにすることのできる浄化装置を提供するものである。

本発明に係る浄化装置は、加工機械での使用済み処理液を浄化する浄化装置であって、前記加工機械での使用済み処理液を貯める貯液槽と、供給される前記使用済み処理液中にバブルを発生させてバブル含有の使用済み処理液を生成するバブル発生機構と、前記貯液槽の使用済み処理液を吸引して前記バブル発生機構に供給する処理液供給機構と、前記バブル発生機構で生成されるバブル含有の使用済み処理液を前記貯液槽に導き、該バブル含有の使用済み処理液を該貯液槽に供給する供給部と、前記貯液槽の使用済み処理液を吸引して該貯液槽に戻す処理液循環機構と、前記貯液槽に貯留される使用済み処理液の表面部分を回収する処理液回収機構とを有し、前記処理液回収機構は、前記貯液槽の使用済み処理液に浮くフロート部と、前記使用済み処理液中の前記表面部分近傍に配置されるように前記フロート部に支持され、当該使用済み処理液の表面部分に向けて開口する吸引口部と、該吸引口部から前記使用済み処理液の表面部分を吸引する吸引機構とを有し、前記吸引機構は、前記処理液循環機構によって前記貯液槽から吸引されて当該貯液槽に戻されるまでの使用済み処理液の流れによって減圧状態を生じさせ、その減圧状態によって前記吸引口部から前記使用済み処理液の表面部分を前記使用済み処理液の流れに引き込むアスピレータとを有し、前記処理液供給機構における前記使用済み処理液を前記貯液槽から吸引する機構と、前記処理液循環機構における前記使用済み処理液を前記貯液槽から吸引する機構とが共通である構成となる。

本発明に係る浄化装置によれば、使用済み処理液中により多くの酸素などの気体がいきわたるようにすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る浄化装置を示す図である。図１に示す浄化装置に用いられるバブル発生器の詳細構造を示す図である。液中のバブルのサイズと溶融効率との関係を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る浄化装置を示す図である。本発明の第３の実施の形態に係る浄化装置を示す図である。本発明の第４の実施の形態に係る浄化装置を示す図である。本発明の第５の実施の形態に係る浄化装置を示す図である。浄化装置に適用し得る処理液回収機構を示す図である。本発明の第６の実施の形態に係る浄化装置を示す図である。図９に示す浄化装置に用いられるアスピレータの詳細構造を示す図である。本発明の第７の実施の形態に係る浄化装置を示す図である。図１１に示す浄化装置におけるバブル噴出パイプから噴出されるバブル含有の使用済みクーラント液の状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態に係る浄化装置は、図１に示すように構成される。この浄化装置は、旋盤、フライス盤等の加工機械で使用されたクーラント液（処理液）を浄化して再利用できるようにするものである。

図１において、この浄化装置は、クーラント液（処理液）Ｌを貯留する貯液槽１０を有し、加工機械からの使用済みクーラント液が導入管１１を通して貯液槽１０内に貯められ、貯液槽１０内で浄化された使用済みクーラント液Ｌが送出管１２を通して加工機械に戻すことができるようになっている。また、この浄化装置は、バブル発生器２０（バブル発生部本体）、ポンプ２１及びエアボンベ２２を有している。ポンプ２１が吸引管２４ａを通して貯液槽１０から吸引した使用済みクーラント液Ｌをバブル発生器２０に液体送通管２４ｂを通して供給する（処理液供給機構）とともに、エアボンベ２２からの空気（酸素）が流量調整器２３の設けられた気体送通管２５を通してバブル発生器２０に加圧供給される（気体供給機構）。バブル発生器２０は、ポンプ２１によって供給される使用済みクーラント液Ｌ中にエアボンベ２２から供給される空気の気泡（バブル）を発生させ、バブル含有の使用済みクーラント液Ｌを生成する（バブル発生機構）。そして、バブル発生器２０で生成されるバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが供給管２６（供給部）によって貯液槽１０に導かれ、バブル含有の使用済みクーラント液Ｌが供給管２６の先端から貯液槽１０の底に向けて噴出するようになっている。

バブル発生器２０は、例えば、図２に示すように、構成される。このバブル発生器２０は、シラス多孔質ガラス（ＳＰＧ）の膜を筒状に成型したＳＰＧユニット２１０を有しており、外筒体２００内においてＳＰＧユニット２１０の両端部が支持部材２０１、２０２によって支持されている。ポンプ２１から延びる液体送通管２４ｂ（図１参照）が外筒体２００の一方側端部の液体導入口２１３に結合され、液体送通管２４ｂを通して供給される使用済みクーラント液Ｌが外筒体２００内に設けられたＳＰＧユニット２１０の筒内を通過するようになっている。外筒体２００に形成された気体導入部２１１にエアボンベ２２から延びる気体送通管２５が結合されており、エアボンベ２２から気体送通管２５を通して供給される空気（酸素）が気体導入部２１１を介して外筒体２００内に加圧導入される。外筒体２００内に導入される空気は、ＳＰＧユニット２１０に形成された多数の細孔を通ってその内部に進入し、ＳＰＧユニット２１０の筒内を通過する使用済みクーラント液Ｌ内にその細孔のサイズに応じたサイズのバブルが発生する。外筒体２００の他方側端部の液体排出口２１４には供給管２６（図１参照）が結合され、前述したようにＳＰＧユニット２１０を通過するバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが液体排出口２１４から吐出され、更に、供給管２６を通って貯液槽１０に供給される。

なお、外筒体２００には、ドレイン口部２１２が形成されているが、このドレイン口部２１２は、通常、図１に示す開閉弁２７によって閉鎖状態となっている。

このような洗浄装置では、貯液槽１０に貯められた使用済みクーラント液Ｌがバブル発生器２０に供給され、バブル発生器２０から吐出されるバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが貯液槽１０に供給されるので、使用済みクーラント液Ｌがバブル発生器２０と貯液槽１０との間で循環するようになり、貯液槽１０の使用済みクーラント液Ｌ中のバブルの量をその循環の過程で増加させることができるようになる。また、バブル発生器２０から吐出されるバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが供給管２６を通してその先端から貯液槽１０の底に向けて噴出するので、そのバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが貯液槽１０の底を伝いつつ広がっていく（図１の破線矢印参照）。このため、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中のより広い範囲にバブルがいきわたるとともにそのバブルの当該使用済みクーラント液Ｌ中での滞在時間が長くなって、使用済みクーラント液中により多くの酸素（空気）がいきわたるようになる。その結果、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中の酸素の溶存量を増大させることができ、嫌気性バクテリアの増殖をより効果的に抑えることができるようになる。

バブル発生器２０により使用済みクーラント液Ｌ中に生成されるバブルのサイズは、使用済みクーラント液Ｌ中でバブルの滞在する時間をより長くすることができるという観点、及びクーラント液Ｌ中での溶解のし易さの観点から、比較的小さい（マイクロバブル、マイクロナノバブル等）ことが好ましい。具体的には、溶解のし易さについてみると、図３に示すように、バブルのサイズは、３００μｍ以下であることが望ましい。また、バブルのサイズは、２００μｍ以下であればより好ましく、２０μｍ〜１００μｍの範囲内であれば更に好ましい。使用済みクーラント液Ｌ中に生成されるバブルのサイズは、ＳＰＧユニット２１０に使用されるシラス多孔質ガラス（ＳＰＧ）の細孔のサイズに依存する。従って、ＳＰＧユニット２１０では、目的のサイズのバブルが生成可能となるような多数の細孔の形成されたシラス多孔質ガラス（ＳＰＧ）の筒体が用いられる。

本発明の第２の実施の形態に係る浄化装置は、図４に示すように構成される。この浄化装置は、貯液槽１０内に壁板部材１３ａ、１３ｂが設けられ、その壁板部材１３ａ、１３ｂに沿うようにバブル含有の処理済みクーラント液Ｌが供給されることを特徴としている。

図４において、この浄化装置は、第１の実施の形態の場合（図１参照）と同様に、加工機械からの使用済みクーラント液Ｌが導入管１１を通して貯液槽１０に貯められ、貯液槽１０で浄化される使用済みクーラント液Ｌが送出管１２を通して加工機械に戻すことができるようになっている。貯液槽１０内には、上下方向に延びる壁板部材１３ａ、１３ｂが設けられている。また、この浄化装置は、第１の実施の形態の場合と同様に、バブル発生器２０、ポンプ２１及びエアボンベ２２を有している。ポンプ２１が吸引管２４１ａを通して貯液槽１０から吸引した使用済みクーラント液Ｌをバブル発生器２０に液体送通管２４１ｂを通して供給するとともに、エアボンベ２２からの空気（酸素）が流量調整器２３の設けられた気体送通管２５１を通してバブル発生器２０に加圧供給される。バブル発生器２０は、図２に示す構造となって、バブル含有の使用済みクーラント液Ｌを生成する。そして、バブル発生器２０で生成されるバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが供給管２６１（供給部）によって貯液槽１０に導かれ、該バブル含有の使用済みクーラント液Ｌが貯液槽１０にその底から壁板部材１３ａ、１３ｂに沿うように供給される。

このような浄化装置では、バブル発生器２０からのバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが貯液槽１０にその底から壁板部材１３ａ、１３ｂに沿うように供給されるので、バブル含有の使用済みクーラント液Ｌがその壁板部材１３ａ、１３ｂに沿って対流し得るようになる（図４における破線矢印参照）。このため、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中のより広い範囲にバブルがいきわたるとともにそのバブルの当該使用済みクーラント液Ｌ中での滞在時間が長くなって、使用済みクーラント液中により多くの酸素（空気）がいきわたるようになる。その結果、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中の酸素の溶存量を増大させることができ、嫌気性バクテリアの増殖をより効果的に抑えることができるようになる。

本発明の第３の実施の形態に係る浄化装置は、図５に示すように構成される。この浄化装置は、前述した第１の実施の形態に係る浄化装置において、貯液槽１０内にエアレータ３０が設けられていることを特徴としている。

図５において、この浄化装置は、第１の実施の形態の場合（図１参照）と同様に、ポンプ２１によって供給される使用済みクーラント液Ｌにエアボンベ２２から供給される空気（酸素）の気泡（バブル）を発生させるバブル発生器２０からバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが供給管２６（供給部）によって貯液槽１０に導かれ、バブル含有の使用済みクーラント液Ｌが供給管２６の先端から貯液槽１０の底に向けて噴出するようになっている。このような構成に加えて、貯液槽１０内にはエアレータ３０が設けられている。エアボンベ３１から流量調整器３２の設けられた送通管３３を通して空気がエアレータ３０に供給され、エアレータ３０から貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中にバブルが放出される（槽内バブル発生機構）。ここで、エアレータ３０としては、例えば、観賞魚水槽に使用されるようなエアレータを用いることができる。そして、このエアレータ３０より放出されるバブルのサイズは、バブル発生器２０にて生成されるバブルのサイズより大きく設定されている。

バブル発生器２０で生成されて供給管２６を通して貯液槽１０に供給される使用済みクーラント液Ｌ中に含まれるバブルのサイズは、前述したように、比較的小さい（例えば、３００μｍ以下）ことが好ましい。エアレータ３０から放出されるバブルのサイズは、既述したようにバブル発生器２０にて生成されるバブルのサイズより大きく設定されている。このため、エアレータ３０から放出されるバブルは、供給管２６を通して貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中に供給されて、比較的長く使用済みクーラント液Ｌ中に滞在するバブルよりも浮力が大きいため、早く浮上して液面に達するものとなる。

このような浄化装置では、第1の実施の形態と同様に、貯液槽１０に貯められた使用済みクーラント液Ｌがバブル発生器２０に供給され、バブル発生器２０から吐出されるバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが貯液槽１０に供給されるので、使用済みクーラント液Ｌがバブル発生器２０と貯液槽１０との間で循環するようになり、貯液槽１０の使用済みクーラント液Ｌ中のバブルの量をその循環の過程で増加させることができるようになる。また、バブル発生器２０から吐出されるバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが供給管２６を通してその先端から貯液槽１０の底に向けて噴出するので、そのバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが貯液槽１０の底を伝いつつ広がっていく（図５の破線矢印参照）。これに加え、供給管２６を通して貯液槽１０の底に向けて噴出される使用済みクーラント液Ｌに含まれるバブルより、貯液槽１０内でエアレータ３０から放出されるバブルのほうが大きいので、そのエアレータ３０から放出されるバブルがより早く浮上し、これにより、使用済みクーラント液Ｌの流れが生じる。このため、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中のより広い範囲にバブルがいきわたリ、使用済みクーラント液中により多くの酸素（空気）がいきわたるようになる。その結果、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中の酸素の溶存量を増大させることができ、嫌気性バクテリアの増殖をより効果的に抑えることができるようになる。

またこの実施の形態に係る浄化装置では、エアレータ３０から放出される比較的大きなサイズのバブルが早く浮上することによって使用済みクーラント液Ｌ中に浮遊する異物（バクテリアの死骸、油分、切粉等）をより効率的に使用済みクーラント液Ｌの液面まで浮かせることができるようになる。そして、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌの液面に浮遊する異物を容易に除去することができるようになる。

本発明の第４の実施の形態に係る浄化装置は、図６に示すように構成される。この浄化装置は、２種類（空気と窒素）の気体から生成されるバブルを含有する使用済みクーラント液Ｌを貯液槽１０に貯められた使用済みクーラント液Ｌに切換え供給することができることを特徴としている。

図６において、この浄化装置は、前述した各浄化装置（図１、図４及び図５参照）と同様に、加工機械からの使用済みクーラント液Ｌが導入管１１を通して貯液槽１０に貯められ、貯液槽１０で浄化された使用済みクーラント液Ｌが送出管１２を通して加工機械に戻すことができるようになっている。ポンプ２１によって吸引管２４ａを通して貯液槽１０から吸引される使用済みクーラント液Ｌは、液体送通管２４ｂを通してバブル発生器２０に供給される。バブル発生器２０に結合される気体送通管２５１は、第１気体送通管２５１ａと第２気体送通管２５１ｂに分岐している。気体送通管２５１には流量調整器２３が設けられ、開閉弁２８ａの設けられた第１気体送通管２５１ａにはエアボンベ２２ａが結合する一方、開閉弁２８ｂの設けられた第２気体送通管２５１ｂには窒素ボンベ２２ｂが結合している。

このような浄化装置では、開閉弁２８ａが開放されるとともに開閉弁２８ｂが閉鎖されると、第１の実施の形態の場合と同様に、バブル発生器２０には空気（酸素）がエアボンベ２２ａから加圧供給され、バブル発生器２０から空気（酸素）によるバブルを含む使用済みクーラント液Ｌが吐出し、供給管２６を通してその先端から貯液槽１０の底に向けて噴出する。この場合、前述したように、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中には微細なバブルが比較的長い時間滞在するようになり、その使用済みクーラント液中における酸素の溶存量が多くなる。これにより、嫌気性バクテリアの増殖を抑えることができるようになる。

一方、逆に、開閉弁２８ａが閉鎖されるとともに開閉弁２８ｂが開放されると、バブル発生器２０には窒素ボンベ２２ｂから第２気体送通管２５１ｂ及び気体送通管２５１を通して酸素を含まない窒素ガスが加圧供給され、バブル発生器２０から窒素ガスによるバブルを含む使用済みクーラント液Ｌが吐出する。この場合、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中には微細なバブル（窒素ガス）が比較的長い時間滞在するようになり、その使用済みクーラント液中における窒素ガスの溶存量が多くなる。これにより、好気性バクテリアの増殖を抑えることができるようになる。

開閉弁２８ａ、２８ｂの開放、閉鎖を適当なタイミングで切換えることにより、前述したように、貯液槽１０に貯められた使用済みクーラント液Ｌでの嫌気性バクテリア及び好気性バクテリア双方の増殖を抑えることができるようになる。なお、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。

本発明の第５の実施の形態に係る浄化装置は、図７に示すように構成される。

図７において、この浄化装置は、前述した各浄化装置（図１、図４、図５及び図６参照）と同様に、加工機械からの使用済みクーラント液Ｌが導入管１１を通して貯液槽１０に貯められ、貯液槽１０で浄化された使用済みクーラント液Ｌが送出管１２を通して加工機械に戻すことができるようになっている。この浄化装置は、バブル発生器４０、エア駆動ポンプ４１及びエアボンベ４４を有している。エアボンベ４４から延び、開閉弁４６の設けられた気体送通管４５が第１気体送通管４７ａと第２気体送通管４７ｂとに分岐している。第１気体送通管４７ａには流量調整器４８ａ及び絞り弁４９ａが設けられており、エアボンベ４４から気体送通管４５及び第１気体送通管４７ａを流れる空気が絞り弁４９ａによって絞られた状態でエア駆動ポンプ４１に供給されている。粗フィルタ４２が先端に設けられた吸引管４３がエア駆動ポンプ４１の入力口に接続され、エア駆動ポンプ４１の出力口に接続された液体送通管が第１液体送通管５０と第２液体送通管５１とに分岐している。吸引管４３の先端部に設けられた粗フィルタ４２は、貯液槽１０の一方の隅部に配置されている。また、第１液体送通管５０には開閉弁５３が設けられ、第２液体送通管５１には開閉弁５４が設けられている。開閉弁５３と５４は、流量調整機能を有する。

エアボンベ４４から延びる気体送通管４５から分岐する第２気体送通管４７ｂには流量調整器４８ｂ及び絞り弁４９ｂが設けられており、エアボンベ４４から気体送通管４５及び第２気体送通管４７ｂを通して流れる空気（酸素）が絞り弁４９ｂによって絞られた状態でバブル発生器４０に加圧供給されている。第１気体送通管４７ａを通して供給される空気の噴射力によって駆動するエア駆動ポンプ４１は、粗フィルタ４２及び吸引管４３を通して貯液槽１０から吸引した使用済みクーラント液Ｌをバブル発生器４０に第１液体送通管５０を通して供給する。バブル発生器４０は、図２に示すようにＳＰＧユニット２１０が用いられた構造となっており、エア駆動ポンプ４１によって供給される使用済みクーラント液Ｌにエアボンベ４４から供給される空気（酸素）によるバブルを発生させ、バブル含有の使用済みクーラント液Ｌを生成する。そして、バブル発生器４０で生成されるバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが、供給管５２を通り、更に、この供給管５２から分岐する第１分岐供給管５２ａと第２分岐供給管５２ｂとによって貯液槽１０に並列的に導かれ、第１分岐供給管５２ａ及び第２分岐供給管５２ｂの先端から貯液槽１０の底に向けて噴出するようになっている（供給部）。これら第１分岐供給管５２ａと第２分岐供給管５２ｂとは、貯液槽１０の略中央部に配置されている。

エア駆動ポンプ４１の出力口に接続される液体送通管から分岐して延びる第２液体送通管５１の先端部は、貯液槽１０の粗フィルタ４２が配置された隅部と逆側の隅部に配置されている。そして、エア駆動ポンプ４１によって貯液槽１０の一方の隅部に配置された吸引管４３の先端部（粗フィルタ４２）から吸引される使用済みクーラント液Ｌが、エア駆動ポンプ４１から第２液体送通管５１を通して貯液槽１０の他方の隅部の使用済みクーラント液Ｌに戻される（処理液循環機構）。また、使用済みクーラント液Ｌが吸引される吸引管４３（粗フィルタ４２）の位置と、第２液体送通管５１の先端部から使用済みクーラント液Ｌが戻される位置とが並ぶ方向において、それらの位置の間に、バブル含有の使用済みクーラント液Ｌが第１分岐供給管５２ａ及び第２分岐供給管５２ｂから貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌに供給される。ここで、開閉弁５３と５４の開度調整により、粗フィルタ４２を介して吸引して第２液体送通管５１を通して貯液槽１０に戻される使用済みクーラント液Ｌの量と、第１分岐供給管５２ａ及び第２分岐供給管５２ｂから貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌに供給されるバブル含有の使用済みクーラント液Lの量とのバランス調整を行なうことができる。

このような浄化装置では、エア駆動ポンプ４１によって貯液槽１０の一方の隅部に配置された吸引管４３の先端部（粗フィルタ４２）から吸引される使用済みクーラント液Ｌが、エア駆動ポンプ４１から第２液体送通管５１を通して貯液槽１０の他方の隅部の使用済みクーラント液Ｌに戻されるので、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌの広い範囲において循環流が生じ得る。そして、その広い範囲にて循環流の生じている貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌにバブル発生器４０からのバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが第１分岐供給管５２ａ及び第２分岐供給管５２ｂを通して供給されるようになる。このため、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中のより広い範囲にバブルがいきわたるとともにそのバブルの当該使用済みクーラント液Ｌ中での滞在時間が長くなって、使用済みクーラント液中により多くの空気（酸素）がいきわたるようになる。その結果、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中の酸素の溶存量を増大させることができ、嫌気性バクテリアの増殖をより効果的に抑えることができるようになる。

また、貯液槽１０内での使用済みクーラント液Ｌの循環及び使用済みクーラント液Ｌをバブル発生器２０に供給してバブル含有の使用済みクーラント液Ｌを貯液槽１０に戻すためのエア駆動ポンプ４１がエアボンベ４４から供給される空気の噴射力によって駆動されるので、エア駆動ポンプ４１の発熱が極力抑えられたものとなる。このため、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌの温度上昇を抑えることができ、使用済みクーラント液Ｌの酸素の溶存率を比較的高く維持することができる。

更に、バブル発生器４０にて利用される空気と、貯液槽１０から使用済みクーラント液Ｌを吸引してバブル発生器４０に供給するためのエア駆動ポンプ４１を駆動するための空気とが共通のエアボンベ４４から供給されるので、装置構成をより簡略化することができる。また、バブル発生器４０に供給するために貯液槽１０から使用済みクーラント液Ｌを吸引する機構と、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌを循環させるための機構とが、共通のエア駆動ポンプ４１にて構成されるので、更に装置構成を簡略化することができる。更に、バブル発生器４０で生成されるバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが第１分岐供給管５２ａ及び第２分岐供給管５２ｂの複数の供給管から貯液槽１０内に供給されるので、バブル含有の使用済みクーラント液Ｌを効率的にかつより広い範囲にわたって貯液槽１０に供給することができる。

前述した各浄化装置において、図８に示すような処理液回収機構を設けるようにしてもよい。

図８において、加工機械からの使用済みクーラント液Ｌが導入管１１を通して貯液槽１０に貯められ、貯液槽１０で浄化された使用済みクーラント液Ｌが送出管１２を通して加工機械に戻すことができるようになっている。処理液回収機構は、貯液槽１０に貯められた使用済みクーラント液Ｌに浮く複数のフロート体７０ａ、７０ｂと、各フロート体７０ａ、７０ｂに吊り下げ支持される支持部７１（フロート体７０ａ、７０ｂとともにフロート部を構成）と、支持部７１に支持され、使用済みクーラント液Ｌ中でその液面近傍に配置される吸引口部７２とを備えている。吸引口部７２は、使用済みクーラント液Ｌの液面に向けて開口しており、使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄを吸い込むことができるようになっている。

また、この処理液回収機構は、エア駆動ポンプ６０、エアボンベ６１及び濾過ユニット７５（処理液濾過機構）を有している。エアボンベ６１から延びる気体送通管６２には、流量調整器６３、開閉弁６４及び絞り弁６５が設けられており、エアボンベ６１から気体送通管６２を通して流れる空気が絞り弁６５によって絞られた状態でエア駆動ポンプ６０に供給される。そして、エア駆動ポンプ６０は、エアボンベ６１から供給される空気の噴射力によって駆動される。粗フィルタ７４が先端に設けられた吸引管６６がエア駆動ポンプ６０の入力口に接続され、エア駆動ポンプ６０の出力口に接続された液体送通管６７が濾過ユニット７５まで延びている。貯液槽１０の使用済みクーラント液Ｌ中に配置される粗フィルタ７４に吸引口部７２から続くフレキシブル液体送通管７３が接続されている。

濾過ユニット７５の拡張された受け部分には網体７６が敷かれており、その網体７６の上にペーパフィルタ７７が設けられている。エア駆動ポンプ６０の出力口から延びる液体送通管６７は、その先端部が濾過ユニット７５のペーパフィルタ７７に臨むように配置されている。

このような処理液回収機構では、エア駆動ポンプ６０がエアボンベ６１からの空気によって動作すると、フロート体７０ａ、７０ｂの使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄが吸引口部７２から吸引されて、フレキシブル液体送通管７３、粗フィルタ７４、吸引管６６を通って回収される。そして、このように回収された使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄが、エア駆動ポンプ６０によって、更に、液体送通管６７を通して濾過ユニット７５に供給される。濾過ユニット７５により、回収された使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄがペーパフィルタ７７及び網体７６によって濾過されて、貯液槽１０に戻される。

このように、貯液槽１０内に貯められた使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄが回収されるので、当該使用済みクーラント液Ｌの液面に浮遊する油、バクテリアの死骸、切粉等の異物を除去することができるようになる。そして、貯液槽１０から回収される異物を含む使用済みクーラント液Ｌが濾過されて貯液槽１０に戻されるので、貯液槽１０内の使用済み処理液を異物のより少ない状態で有効に利用することができるようになる。

また、前述した処理液回収機構では、貯液槽１０内の処理済みクーラント液Ｌの量が変動してその液面の高さが変動しても、フロート体７０ａ、７０ｂがその液面の高さに変動して追従して動くので、貯液槽１０内の処理済みクーラント液Ｌの量が変動しても、フロート体７０ａ、７０ｂに吊り下げ支持される支持部７１によって支持される吸引口部７２から確実に使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄを吸引することができるようになる。

本発明の第６の実施の形態に係る浄化装置は、図９に示すように構成される。この浄化装置は、図７に示す構造の浄化装置に前述したような処理液回収機構（図８参照）を具体的に適用したものである。

図９において、この浄化装置は、前述した第５の実施の形態の場合（図７参照）と同様に、バブル発生器４０、エア駆動ポンプ４１及びエアボンベ４４を有するとともに、粗フィルタ４２、吸引管４３、気体送通管４５、開閉弁４６、第１気体送通管４７ａ、第２気体送通管４７ｂ、流量調整器４８ａ、４８ｂ、絞り弁４９ａ、４９ｂ、第１液体送通管５０、第２液体送通管５１、供給管５２、第１分岐供給管５２ａ、第２分岐供給管５２ｂ及び開閉弁５３、５４を有している。この浄化装置では、エアボンベ４４からの空気が気体送通管４５から分岐した第１気体送通管４７ａを通ってエア駆動ポンプ４１に供給されるとともに、第２気体送通管４７ｂを通ってバブル発生器４０に供給される。そして、供給される空気の噴射力によって駆動されるエア駆動ポンプ４１により、貯液槽１０から吸引管４３（粗フィルタ４２）を通して吸引される使用済みクーラント液Ｌがバブル発生器４０に供給され、バブル発生器４０で生成されるバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが第１分岐供給管５２ａ及び第２分岐供給管５２ｂから貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中に噴出される。

エア駆動ポンプ４１の出力口に結合される第１液体送通管５０からバブル発生器４０側と逆側に分岐する第２分岐液体送通管５１が、アスピレータ８０の液体導入部に結合され、アスピレータ８０の液体排出部に結合される液体送通管５５が、濾過ユニット７５まで延びている。濾過ユニット７５は、図８に示す例と同様に、その拡張された受け部分に網体７６が敷かれ、その網体７６の上にペーパフィルタ７７が設けられた構造となっている。そして、アスピレータ８０から延びる液体送通管５５の先端部が濾過ユニット７５のペーパフィルタ７７に臨んでいる。

また、貯液槽１０に貯められた使用済みクーラント液Ｌに浮く複数のフロート体７０ａ、７０ｂに吊り下げ支持される支持部７１に、使用済みクーラント液中でその液面近傍に配置されるように、吸引口部７２が支持されている。これにより、使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄが吸引口部７２から吸い込むことができる。複数のフロート体７０ａ、７０ｂ、支持部７１及び吸引口部７２は、一体となって、バブル含有の使用済みクーラント液Ｌを供給するための第１分岐供給管５２ａと第２分岐供給管５２ｂとが並ぶ方向において、それらの間に配置されている。吸引口部７２から続くフレキシブル液体送通管７３は、アスピレータ８０の吸引導入部に結合されている。

アスピレータ８０は、第２液体送通管５１側から液体送通管５５側にその内部を流れる使用済みクーラント液Ｌの流れによってフレキシブル液体送通管７３を通る使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄを引き込み、前記使用済みクーラント液Ｌとともに吐出するものである。このアスピレータ８０は、具体的に図１０に示すように構成されている。

図１０において、アスピレータ８０は、液体導入部８１、液体排出部８２及び吸引導入部８３がＴ字型となるように結合されている。前述したようにエア駆動ポンプ４１側から延びる第２液体送通管５１が接続される液体導入部８１は、絞り部８４を介して、濾過ユニット７５に至る液体送通管５５が接続される液体排出部８２に連通している。吸引口部７２から延びるフレキシブル液体送通管７３が接続される吸引導入部８３は、絞り部８４の直後に位置する混合部８５を介して、液体導入部８１から液体排出部８２に続く通路に結合している。また、液体排出部８２は吸引導入部８３側の端部から徐々に断面が広がるような形状となっている。

このような浄化装置では、エア駆動ポンプ４１がエアボンベ４４からの空気によって動作すると、吸引管４３（粗フィルタ４２）を通して吸引される貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌが、第１液体送通管５１を通してアスピレータ８０に供給される。アスピレータ８０（図１０参照）では、第１液体送通管５１から供給される使用済みクーラント液Ｌが液体導入部８１から絞り部８４を通して高速になって液体排出部８２に抜けていく。このように使用済みクーラント液Ｌが絞り部８４を高速にて通過すると混合部８５の領域が負圧となり、それにより、フレキシブル液体送通管７３を通して供給される使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄが吸引導入部８３から引き込まれる。そして、混合部８５において引き込まれた使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄが、液体導入部８１側から高速に流れてくる使用済みクーラント液Ｌに混ざり合って液体排出部８２から排出されていく。アスピレータ８０から排出される前記表面部分Ｄを含む使用済みクーラント液Ｌは、液体送通管５５を通して濾過ユニット７５に供給される。濾過ユニット７５により、回収された使用済みクーラント液Ｌの表面部分Ｄがペーパフィルタ７７及び網体７６によって濾過されて、貯液槽１０に戻される。

また、吸引管４３（粗フィルタ４２）から吸引された使用済みクーラント液Ｌが濾過ユニット７５を通して貯液槽１０に戻されるようになっているので、貯液槽１０内における使用済みクーラント液Ｌ中に循環流が生じている。このような循環流が生じている貯液槽１０内における使用済みクーラント液Ｌに対して、バブル発生器４０からのバブル含有の使用済みクーラント液Ｌが第１分岐供給管５２ａ及び第２分岐供給管５２ｂを通して供給されるようになる。このため、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中のより広い範囲にバブルがいきわたるとともにそのバブルの当該使用済みクーラント液Ｌ中での滞在時間が長くなって、使用済みクーラント液中により多くの空気（酸素）がいきわたるようになる。その結果、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中の酸素の溶存量を増大させることができ、嫌気性バクテリアの増殖をより効果的に抑えることができるようになる。

更に、貯液槽１０から吸引される使用済みクーラント液Ｌをアスピレータ８０に供給し、このアスピレータ８０の吸引作用によって、貯液槽１０に貯められた使用済みクーラント液Ｌの表面部分を回収するようにしているので、その回収のための特別な動力源を省くことができ、装置構成を簡略化することができる。また、アスピレータ８０に供給される使用済みクーラント液Ｌとして、バブル発生器４０に供給するために貯液槽１０から吸引した使用済みクーラント液Ｌの一部が用いられる構造となっているので、更に、装置構成を簡略化することができる。

前述した各浄化装置では、バブル発生器２０（４０）は、シラス多孔質ガラス（ＳＰＧ）の膜を筒状に成型したＳＰＧユニット２１０を用いた構造であったが、これに限らず、気体を高濃度に溶存させた状態の使用済みクーラント液Ｌを減圧させる構造等、マイクロバブルやマイクロナノバブル等の微細なバブルを発生させることが可能なものであれば、特に限定されない。

本発明の第７の実施の形態に係る浄化装置は、図１１に示すように構成される。この浄化装置は、バブル含有の使用済みクーラント液Ｌを貯液槽１０に貯められた使用済みクーラント液内に拡散させるバブル含有処理液拡散ユニット１００が貯液槽１０内に設けられていることを特徴としている。

図１１において、この浄化装置は、前述した各実施の形態に係る浄化装置と同様に、加工機械からの使用済みクーラント液Ｌが導入管１１を通して貯液槽１０に貯められ、貯液槽１０で浄化される使用済みクーラント液Ｌが送出管１２を通して加工機械に戻すことができるようになっている。この浄化装置では、先端に粗フィルタ４２が設けられた吸引管４３ａがエア駆動ポンプ４１の入力口に接続され、エア駆動ポンプ４１の動作によって貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌが粗フィルタ４２から吸引されるようになっている。エアボンベ４４から延びて開閉弁４６の設けられた気体送通管４５が第１気体送通管４７ａと第２気体送通管４７ｂとに分岐している。第１気体送通管４７ａは貯液槽１０から延びる吸引管４３ａに接続され、この第１気体送通管４７ａには流量調整器４８ａ及び絞り弁４９ａが設けられている。また、第２気体送通管４７ｂはエア駆動ポンプ４１に接続され、この第２気体送通管４７ｂには流量調整器４８ｂ及び絞り弁４９ｂが設けられている。エア駆動ポンプ４１は、エアボンベ４４から気体送通管４５及び第２気体送通管４７ｂを通って流れて流量調整器４８ｂによって流量調整がなされるとともに絞り弁４９ｂによって絞られた状態の空気の噴射力によって駆動される。

貯液槽１０にはバブル含有処理液拡散ユニット１００が設けられている。バブル含有処理液拡散ユニット１００は、可撓性樹脂製の筒体で形成された処理液噴出体１０１と、処理液噴出体１０１の一端に結合されたバブル発生部本体１０２と、処理液噴出体１０１の他端部を閉鎖する栓体１０３とを有している。処理液噴出体１０１（筒体）の周壁には、その全体にわたって多数（複数）の微小孔が形成されている。処理液噴出体１０１、バブル発生本体１０２及び栓体１０３が一体となって構成されるバブル含有処理液拡散ユニット１００は、図示されてはいないが、その両端部を支持する支持体によって貯液槽１０の底面から所定の高さの位置に当該底面に略平行となって沿うように設置されている。

前述したエア駆動ポンプ４１の出力口から延びる液体送通管４３ｂがバブル含有処理液拡散ユニット１００のバブル発生部本体１０２に接続されている。バブル発生部本体１０２は、内部に複数のオリフィスが形成されており、これら複数のオリフィスの前後で供給される流体の圧力開放がなされるようになっている。

このような浄化装置では、エア駆動ポンプ４１がエアボンベ４４から気体送通管４５及び第２気体送通管４７ｂを通して供給される空気の噴射力によって動作すると、貯液槽１０に貯められた使用済みクーラント液が粗フィルタ４２から吸い上げられて吸引管４３ａを通してエア駆動ポンプ４１に吸引される。その過程で吸引管４３ａを通る使用済みクーラント液Ｌ中にエアボンベ４４から気体送通管４５及び第１気体送通管４７ａを通して供給される空気が混ざる。エア駆動ポンプ４１は、吸気管４３ａを通して吸引する空気の混ざった使用済みクーラント液Ｌを加圧して液体送通管４３ｂに送り出す。これにより空気の混ざった使用済みクーラント液Ｌがバブル含有液拡散ユニット１００のバブル発生部本体１０２に液体送通管４３ｂを通して圧送される。

空気の混ざった使用済みクーラント液Ｌが液体送通管４３ｂを圧送される過程で、その加圧作用によって空気が使用済みクーラント液Ｌ中に溶解し、空気の溶存濃度の比較的高い状態の使用済みクーラント液Ｌがバブル発生部本体１０２に供給される。バブル発生部本体１０２では、空気の溶存濃度の比較的高い状態の使用済みクーラント液Ｌが複数のオリフィスを通過する際に圧力開放がなされ、溶存していた空気が微細バブル（例えば、マイクロバブル、マイクロナノバブル等）として顕在化する。このような微細バブルの発生により生成されるバブル含有の使用済みクーラント液Ｌがバブル発生部本体１０２から処理液噴出体１０１に順次送られる。そして、前記バブル含有の使用済みクーラント液Ｌが処理液噴出体１０１（筒体）の周壁に形成された多数の微細孔から図１２の破線矢印で示すように分散して貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中に噴出する。

このように貯液槽１０の底面に沿って設けられたバブル含有処理液拡散ユニット１００の処理液噴出体１０１から微細バブルを含有する使用済みクーラント液Ｌが分散して貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌに噴出するようになるので、貯液槽１０の使用済みクーラント液Ｌの比較的広い範囲に微細バブルがいきわたるとともにその微細バブルの当該使用済みクーラント液Ｌ中での滞在時間が比較的長く維持され得るようになる。その結果、貯液槽１０内の使用済みクーラント液Ｌ中の酸素の溶存量を増大させることができ、嫌気性バクテリアの増殖をより効果的に抑えることができるようになる。なお、貯液槽１０の使用済みクーラント液Ｌの比較的広い範囲に微細バブルがいきわたるようにするには、処理液噴出体１０１の長さを、その一端部、他端部が貯液槽１０の一方の隅部、他端の隅部のそれぞれに接近するくらいに設定することが好ましい。

また、周壁に多数の微小孔の形成される処理液噴出体１０１（筒体）は、可撓性樹脂にて形成されているので、貯液槽１０の底面に沿うように蛇行させて配置させることができる。このように処理液噴出体１０１を蛇行させて配置させることにより、貯液槽１０内のより広い領域から微細バブルを含有する使用済みクーラント液Ｌを分散させて噴出することができるようになる。この場合、貯液槽１０の使用済みクーラント液Ｌの更に広い範囲に微細バブルをいきわたらせることができるようになる。

また、前述した浄化装置では、エアボンベ４４、気体送通管４５、第１気体送通管４７ａ、エア駆動ポンプ４１、液体送通管４３ｂ及びバブル発生部本体１０２によってバブル発生機構が構成され、エアボンベ４４及び吸気管４３ａによって前記バブル発生機構に使用済みクーラント液Ｌを供給する処理液供給機構が構成される。このような構成により、エア駆動ポンプ４１が、貯液槽１０からの使用済みクーラント液Ｌの吸引（処理液供給機構としての機能）と、空気の混ざった使用済みクーラント液Ｌのバブル発生部本体１０２への圧送（バブル発生機構としての機能）との双方に利用されるので、装置を比較的簡素に構成することができる。

１０貯液槽
１１導入管
１２送出管
１３ａ、１３ｂ壁板部材
２０バブル発生器
２１ポンプ
２２、２２ａ、４４エアボンベ
２２ｂ窒素ボンベ
２３流量調整器
２４ａ、４３吸引管
２４ｂ液体送通管
２５、４５気体送通管
２６供給管（供給部）
２７、２８ａ、２８ｂ、開閉弁
３０エアレータ（槽内バブル発生機構）
３１エアボンベ
３２流量調整器
４０バブル発生器
４１エア駆動ポンプ
４２粗フィルタ
４５気体送通管
４７ａ第１気体送通管
４７ｂ第２気体送通管
４８ａ、４８ｂ流量調整器
４９ａ、４９ｂ絞り弁
５０第１液体送通管
５１第２液体送通管
５２供給管
５２ａ第１分岐供給管
５２ｂ第２分岐供給管
５３、５４開閉弁
５５液体送通管
７０ａ、７０ｂフロート体
７１支持部
７２吸引口部
７３フレキシブル液体送通管
７４粗フィルタ
７５濾過ユニット
７６網体
７７ペーパフィルタ
８０アスピレータ
１００バブル含有処理液拡散ユニット
１０１処理液噴出体
１０２バブル発生部本体
１０３栓体

Claims

加工機械での使用済み処理液を浄化する浄化装置であって、
前記加工機械での使用済み処理液を貯める貯液槽と、
供給される前記使用済み処理液中にバブルを発生させてバブル含有の使用済み処理液を生成するバブル発生機構と、
前記貯液槽の使用済み処理液を吸引して前記バブル発生機構に供給する処理液供給機構と、
前記バブル発生機構で生成されるバブル含有の使用済み処理液を前記貯液槽に導き、該バブル含有の使用済み処理液を該貯液槽に供給する供給部と、
前記貯液槽の使用済み処理液を吸引して該貯液槽に戻す処理液循環機構と、
前記貯液槽に貯留される使用済み処理液の表面部分を回収する処理液回収機構とを有し、
前記処理液回収機構は、前記貯液槽の使用済み処理液に浮くフロート部と、
前記使用済み処理液中の前記表面部分近傍に配置されるように前記フロート部に支持され、当該使用済み処理液の表面部分に向けて開口する吸引口部と、
該吸引口部から前記使用済み処理液の表面部分を吸引する吸引機構とを有し、
前記吸引機構は、前記処理液循環機構によって前記貯液槽から吸引されて当該貯液槽に戻されるまでの使用済み処理液の流れによって減圧状態を生じさせ、その減圧状態によって前記吸引口部から前記使用済み処理液の表面部分を前記使用済み処理液の流れに引き込むアスピレータとを有し、
前記処理液供給機構における前記使用済み処理液を前記貯液槽から吸引する機構と、前記処理液循環機構における前記使用済み処理液を前記貯液槽から吸引する機構とが共通である浄化装置。
加工機械での使用済み処理液を浄化する浄化装置であって、
前記加工機械での使用済み処理液を貯める貯液槽と、
供給される前記使用済み処理液中にバブルを発生させてバブル含有の使用済み処理液を生成するバブル発生機構と、
前記貯液槽の使用済み処理液を吸引して前記バブル発生機構に供給する処理液供給機構と、
前記バブル発生機構で生成されるバブル含有の使用済み処理液を前記貯液槽に導き、該バブル含有の使用済み処理液を該貯液槽に供給する供給部と、
前記貯液槽の使用済み処理液を吸引して該貯液槽に戻す処理液循環機構と、
前記貯液槽に貯留される使用済み処理液の表面部分を回収する処理液回収機構とを有し、
前記処理液回収機構は、前記貯液槽の使用済み処理液に浮くフロート部と、
前記使用済み処理液中の前記表面部分近傍に配置されるように前記フロート部に支持され、当該使用済み処理液の表面部分に向けて開口する吸引口部と、
該吸引口部から前記使用済み処理液の表面部分を吸引する吸引機構とを有し、
前記吸引機構は、前記処理液循環機構によって前記貯液槽から吸引されて当該貯液槽に戻されるまでの使用済み処理液の流れによって減圧状態を生じさせ、その減圧状態によって前記吸引口部から前記使用済み処理液の表面部分を前記使用済み処理液の流れに引き込むアスピレータとを有し、
前記貯液槽における前記処理液循環機構により使用済み処理液が吸引される位置と前記処理液循環機構により使用済み処理液が戻される位置とが並ぶ方向において、それらの位置の間に前記供給部からのバブル含有の使用済み処理液が供給される浄化装置。
前記供給部は、バブル含有の使用済み処理液を前記貯液槽に供給する複数の供給管を有する請求項１または２のいずれかに記載の浄化装置。
前記処理液供給機構における前記使用済み処理液を前記貯液槽から吸引する機構は、気体の噴射力によって駆動するポンプを有する請求項１乃至３のいずれかに記載の浄化装置。
前記バブル発生機構は、
前記処理液供給機構から前記使用済み処理液が供給されるバブル発生部本体と、
該バブル発生部本体に気体を供給する気体供給機構とを有し、
前記バブル発生部本体が、前記供給される使用済み処理液中に前記供給される気体によるバブルを発生させ、
前記ポンプは、前記バブル発生機構における前記気体供給機構が前記バブル発生部本体に向けて供給する気体の一部を動力源とする請求項４記載の浄化装置。
前記処理液回収機構により回収された使用済み処理液を濾過して前記貯液槽に戻す処理液濾過機構を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の浄化装置。
前記処理液循環機構は、前記処理液供給機構により前記貯液槽から吸引された使用済み処理液の一部を当該貯液槽に戻す配管径路を有する請求項１乃至６のいずれかに記載の浄化装置。
前記使用済み処理液を前記バブル発生機構と前記貯液槽との間で循環させるようにした請求項１乃至７のいずれかに記載の浄化装置。