JP6113771B2 - 液体浄化システム - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に供給されるクーラント等の液体を浄化するための液体浄化システムに関する。

一般に、ホーニング盤や研削盤等の工作機械は、研削液や切削液等のクーラントを供給しながら加工部に配置された工作物（ワーク）を加工する。そして、加工の際に発生するワークの研削屑や切削屑等はクーラントとともに回収される。回収した使用済みのクーラントは、フィルタ装置により濾過されることにより研削屑や切削屑等の除去対象物が除去されて再利用される。

使用済みのクーラントから除去対象物を濾過するフィルタ装置として、例えば、特許文献１に記載のものがある。
このフィルタ装置は、サイクロン型のフィルタ装置であり、上部に円筒部、下部に円錐部を有する処理容器と、円筒部に使用済みのクーラントを導入する導入管と、円錐部の下端に設けられ、除去対象物を排出させる排出口と、円筒部の上部に設けられ、クーラントを流出させる流出管とを備えている。

このフィルタ装置は、導入管を介して円筒部の接線方向に使用済みのクーラントを導入し、処理容器の内周面でクーラントを旋回させることによって、除去対象物を径方向の外側に遠心分離し、重力によって下方に移動する除去対象物を排出口から排出させつつ、除去対象物が除去された浄化済みクーラントを流出管から流出させる。この排出口から排出される除去対象物は、クーラントとともに排出されるので、除去対象物を含んだ流動性の高い液体として排出される。

上記のようなサイクロン型フィルタ装置は、除去対象物の比重が軽くなると、あるいは、その粒径が小さくなると、除去対象物を遠心分離して排出する能力も低下するという課題がある。また、サイクロン型フィルタ装置から排出される除去対象物を含んだ流動性の高い液体は、産業上その取扱いが課題である。

なお、本明細書の以下において、「スラッジ」とは、工作機械において発生する研削粉や切削屑等の固形物、又は当該固形物が液体を含んで泥状のものをいう。また、「含液スラッジ」とは、スラッジが液体を含んでいるが流動しにくいものをいう。さらに、「スラッジ含有液体」とは、スラッジが混入した液体であって、流動しやすいものをいう。

一方、スラッジ含有スラッジを加圧容器に導入し、圧縮空気とフィルタ体を用いることにより、その液体成分を効果的に分離して脱液するとともに、取扱いの容易な硬さに固形化したブリケット状スラッジにする脱液・固形化方法及びその装置が、特許文献２に記載されている。

上記のような脱液・固形化方法は、産業上有用なものであるが、その装置は大型であり、小型化が望まれている。また、使用済みクーラントをサイクロン型フィルタ装置によりスラッジ濃度の高いスラッジ含有液体にするだけでなく、サイクロン型フィルタ装置から排出されるスラッジ含有液体を含液スラッジ、さらには、固形化したブリケット状スラッジにする必要がある。

特開２００３−２１０９０８号公報 特開２０１０−２７９８６０号公報

本発明は、サイクロン型フィルタ装置から排出されるスラッジ含有液体を取扱いの容易な固形化したブリケット状スラッジにする、さらに、サイクロン型フィルタ装置では遠心分離されにくいスラッジをも捕集して取扱いの容易な固形化したブリケット状スラッジにする、小型の液体浄化システムを提供することを目的とする。

（１）本発明の第１の観点による液体浄化システムは、旋回容器に導入された液体に旋回流を生じさせて前記液体に含まれるスラッジを遠心分離し、前記遠心分離により前記スラッジが除去された液体を前記旋回容器から流出させ、前記遠心分離により分離されたスラッジ含有液体を前記旋回容器から排出するフィルタ装置と、前記フィルタ装置の下流側に設けられ、前記旋回容器から排出される前記スラッジ含有液体の流量を調節する開閉自在な調節弁と、前記調節弁を介し
て前記スラッジ含有液体を導入して、該スラッジ含有液体中の液体を通過させかつ該スラッジ含有液体中のスラッジを堆積させるフィルタ体を有し、前記フィルタ体上に堆積した含液スラッジの液体成分を圧搾作用により脱液し、固形化したブリケット状スラッジにする脱液・固形化装置と、を備えていることを特徴とする液体浄化システムであって、前記脱液・固形化装置は、下端に排出口を有し、前記スラッジ含有液体が導入される加圧容器と、前記フィルタ体を設けた蓋体と、該蓋体を移動させて前記排出口を開閉する開閉手段と、前記フィルタ体上に堆積した含液スラッジの液体成分を圧搾作用により脱液し、固形化したブリケット状スラッジを掃き出す掃出手段と、を備え、前記開閉手段は、上下方向に軸心を有する外筒と内筒とで構成される円環形状の円環型シリンダ装置であり、前記調節弁が、前記円環型シリンダ装置の前記内筒内に配置されていることを特徴とする。

以上の構成を有する本発明によれば、フィルタ装置と脱液・固形化装置との間には調節弁が設けられているので、調節弁の弁開度の制御によって、フィルタ装置から排出されるスラッジ含有液体の排出流量、すなわち、脱液・固形化装置に導入されるスラッジ含有液体の導入流量、さらに、そのスラッジ濃度も調節できる。また、前記脱液・固形化装置は、下端に排出口を有する加圧容器と、フィルタ体を設けた蓋体と、該蓋体を移動させて前記排出口を開閉する開閉手段と、前記フィルタ体上に堆積した含液スラッジの液体成分を圧搾作用により脱液し、固形化したブリケット状スラッジを掃き出す掃出手段と、を備えているので、フィルタ体上で脱液・固形化されたブリケット状スラッジを容易に掃き出すことができる。さらに、前記開閉手段が、上下方向に軸心を有する外筒と内筒とで構成される円環形状の円環型シリンダ装置であり、前記調節弁が、前記円環型シリンダ装置の前記内筒内に配置されているので、液体浄化システムを小型化することが可能になる。

（２）上記（１）の構成において、前記フィルタ装置の前記旋回容器は、該旋回容器の軸心と前記調節弁の軸心とを重ねて、該調節弁の上に配置されている。この構成によれば、液体浄化システムをさらに小型化することが可能になる。また、フィルタ装置から、調節弁を介して、脱液・固形化装置への流路が直線になるので、スラッジによる流路閉塞が起こりにくくなる。

（３）上記（１）または（２）の構成において、前記フィルタ装置は、該フィルタ装置から排出される前記スラッジ含有液体中のスラッジ濃度を検出する濃度検出器を備えていることを特徴としている。この構成によれば、前記濃度検出器の検出信号により、脱液・固形化装置の動作状態に合わせた適切なスラッジ濃度のスラッジ含有液体を、脱液・固形化装置内に導入する、すなわち、調節弁を開くタイミングを最適化できる。

（４）上記（１）〜（３）の構成において、前記脱液・固形化装置は、前記フィルタ体に堆積する含液スラッジの高さ及び固形化したスラッジの高さを検知する高さ検知器を備えていることを特徴としている。この構成によれば、前記高さ検知器の検知信号により、調節弁を閉じて脱液・固形化装置のフィルタ体上に堆積した含液スラッジを圧搾するタイミングと、固形化したスラッジを脱液・固形化装置から排出するタイミングとを、最適化できる。

（５）本発明の第２の観点による液体浄化システムは、上記（１）〜（４）の構成において、前記脱液・固形化装置の前記開閉手段により前記加圧容器を前記蓋体で閉じた状態で、前記調節弁を全閉にした後に短時間全開することを繰り返すことによって、前記フィルタ装置から排出される前記スラッジ含有液体を、間歇的に脱液・固形化装置に導入することを特徴としている。

脱液・固形化装置内のフィルタ体は、その目開きがスラッジの平均粒径よりもやや大きいものが選択される。スラッジの平均粒径よりも目開きが小さいフィルタ体では、フィルタ体がスラッジで目詰まりやすくなる。一方、スラッジの平均粒径よりも目開きの大きいフィルタ体では、スラッジがフィルタ体を通過し、フィルタ体上に堆積しにくくなる。しかし、スラッジ濃度を高めると、複数個のスラッジが同時にフィルタ体上に移動して堆積する確率も高まる。したがって、スラッジがフィルタ体上に堆積する初期段階では、スラッジ濃度が高いことが好ましい。初期段階で一旦スラッジがフィルタ体上に堆積すると、すなわち、初期堆積層が形成されると、その後は堆積した含液スラッジがフィルタの役割を担うので、スラッジ含有液体中の遠心分離されたスラッジばかりでなく、遠心分離されにくい粒径の小さなスラッジも、すなわち、スラッジの平均粒径を問わず、フィルタ体上に堆積する。

フィルタ装置の調節弁を全閉して動作させると、遠心分離されたスラッジは、重力作用によって沈降し、フィルタ装置の下部と調節弁との間に堆積する。その結果、スラッジ濃度の高いスラッジ含有液体となる。その後、調整弁を短時間全開にして、フィルタ装置からスラッジ濃度の高いスラッジ含有液体を、脱液・固形化装置に一気に導入すると、スラッジの粒径がフィルタ体の目開きよりも小さくても、スラッジは脱液・固形化装置内のフィルタ体上に堆積し初期堆積層を形成しやすくなる。上にも述べたように、初期堆積層が一旦形成されると、その後は堆積した含液スラッジがフィルタの役割を担うので、スラッジ含有液体中の遠心分離により分離されたスラッジばかりでなく、遠心分離されにくい粒径の小さなスラッジも、すなわち、スラッジの平均粒径を問わず、フィルタ体上に堆積する。

（６）本発明の第３の観点による液体浄化システムは、上記（１）〜（４）の構成において、前記脱液・固形化装置の前記開閉手段により前記加圧容器を前記蓋体で閉じた状態で、前記調節弁を全閉にした後に、短時間全開にし、その後半開することによって、前記フィルタ装置から排出される前記スラッジ含有液体を、連続的に脱液・固形化装置に導入することを特徴としている。

上記に述べたように、調節弁を全閉した後の短時間全開により初期堆積層を一旦形成すると、スラッジの平均粒径や濃度を問わず、スラッジはフィルタ体に堆積しやすくなる。その後、調節弁を半開にすると、スラッジ含有液体中の遠心分離されたスラッジばかりでなく、遠心分離されにくい粒径の小さなスラッジも、脱液・固形化装置に導入され、フィルタ体の上に堆積する。したがって、調節弁を開閉制御してフィルタ装置と脱液・固形化装置を連動して動作させる本発明の液体浄化システムの濾過能力は、フィルタ装置単体の濾過能力よりも高まる。

本発明によれば、調節弁の弁開度の制御によって、（１）フィルタ装置によって遠心分離されるスラッジばかりでなく遠心分離されないスラッジをも含めた、スラッジ含有液体をフィルタ装置から排出し脱液・固形化装置に導入できる、（２）脱液・固形化装置のフィルタ体上に初期堆積層を容易に形成できる、（３）フィルタ装置によって遠心分離されるスラッジばかりでなく遠心分離されないスラッジをもブリケット状に固形化できる、小型の液体浄化システムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る液体浄化システムの概略構成図である。 図１に示される液体浄化システムの調節弁の動作状態を示す断面説明図である。 図１に示される液体浄化システムの脱液・固形化装置の動作を示す断面説明図である。 間歇堆積モードにおける調節弁の弁開度とスラッジの堆積高を示すタイミングチャートである。 連続堆積モードにおける調節弁の弁開度とスラッジの堆積高を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態を示す断面説明図である。

＜第１の実施形態＞
［全体構成］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液体浄化システムの概略構成図である。
本実施形態の液体浄化システムは、ホーニング盤等の工作機械（スラッジ発生装置）１において使用されたクーラント（被処理流体）を浄化するシステムである。液体浄化システムは、フィルタ装置（サイクロン型スラッジ分離装置）１０と、調節弁２０と、脱液・固形化装置３０と、供給タンク２と、ポンプ３と，圧縮空気源（図示せず）と、制御部（図示せず）と、を備えている。

なお、図１には、供給タンク２からポンプ３を介してフィルタ装置への配管と、フィルタ装置１０から工作機械１への配管と、工作機械１から供給タンク２への配管と、旋回容器１３の排出口１３ｃから調節弁２０への配管と、調節弁２０から脱液・固形化装置３０への配管とは図示せず、クーラントの流れのみを→にて表している。

供給タンク２は、研削加工や切削加工を行う工作機械１に供給するためのクーラントを貯留するために用いられる。この供給タンクには、未使用のクーラントだけでなく、工作機械１で使用された後の使用済みクーラントが貯留される。
ポンプ３は、供給タンク２内のクーラントを吸い上げてフィルタ装置１０に供給する。
フィルタ装置１０は、クーラントに含まれる研削屑や切削屑等の固形物（スラッジ）を除去する。スラッジが除去されたクーラントは、工作機械１に供給され、その後、再び、供給タンク２に戻される。

フィルタ装置１０は、導入管１１と、流出管１２と、旋回容器１３と、を備える。

旋回容器１３は、旋回部１３ａと沈降部１３ｂとで構成されている。旋回部１３ａは、円筒形状に形成された側壁と、側壁の頂部に設けられた頂壁とを有し、下方に開放している。旋回部１３ａの側壁には導入口１１ａが設けられ、導入管１１が接続されている。また、旋回部１３ａの頂壁には流出管１２が設けられている。旋回部１３ａの開放下部には沈降部１３ｂが接続されている。沈降部１３ｂの側壁は、円錐形状あるいは円筒形状に形成され、その下部には排出口１３ｃが設けられている。旋回部１３ａと沈降部１３ｂは、各側壁の中心軸線（筒軸線）Ｏ１を垂直にした状態で配置される。

導入管１１は、旋回容器１３の円筒形状に形成された側壁の接線方向に沿って配置されている。導入管１１には、供給タンク２からポンプ３によって圧送されたクーラントが供給される。そして、導入管１１を介しての導入口１１ａから旋回容器１３内に導入されたクーラントは、旋回容器１３の側壁の内周面に沿って周方向に旋回する（点線矢印Ｓ参照）。そのため、クーラントに含まれるスラッジは、旋回による遠心力によって径方向外側に移動し、クーラントから分離される。また、スラッジは、重力によって下方に移動し、クーラントの一部とともに、スラッジ含有液体として、旋回容器１３の排出口１３ｃから排出される。

流出管１２は、円筒形状に形成され、その中心軸線を旋回容器１３の側壁の中心軸線Ｏ１と一致させた状態で配置されている。流出管１２は、旋回部１３ａの頂壁を上下に貫通し、頂壁の上方及び下方に突出している。したがって、旋回部１３ａは、その側壁と流出管１２とによって２重筒構造を呈している。クーラントは、旋回容器１３内の旋回流による遠心力によりスラッジが遠心分離された後、流出管１２を介して、工作機械１に供給される。

沈降部１３ｂの排出口１３ｃから排出されるスラッジ及びクーラントの一部（以下スラッジ含有液体という。）は、調節弁２０を介して、脱液・固形化装置３０へと導かれる。

フィルタ装置１０は、濃度検出器１５を備えていることが好ましい。濃度検出器１５は、沈降部１３ｂ内のスラッジの濃度を検出するものである。具体的に、濃度検出器１５は、光源部１５ａと光検出部１５ｂとを有し、水平方向で沈降部１３ｂの壁に設けられる。例えば、光源部１５ａはレーザー等であり、光源部１５ａから放射された光は沈降部１３ｂを透過し、その透過した透過光は光検出部１５ｂによって検出される。光検出部１５ｂが検出する透過光量は、スラッジ含有液体中のスラッジの濃度が高いと、より多く減少する。したがって、透過光量の減少割合を測定することによって、スラッジの濃度を検出する構成とすることができる。この濃度検出器１５の出力信号は、制御部（図示せず）に入力される。

調節弁２０は、円筒状に形成された内筒２１と外筒２２、および、円板状に形成された上板２３と下板２４、から構成されている。内筒２１と、外筒２２と、上板２３と、下板２４とは、円環状の密閉した空気室２６を形成している。外筒２２には、圧縮空気導入管２５が挿入されている。上板２３は、開口を有しており、配管（図示せず）によってフィルタ装置１０の排出口１３ｃに接続される。下板２４は、開口を有しており、配管（図示せず）によって脱液・固形化装置３０の沈降容器３１の導入口３１ａに接続される。なお、上板２３と下板２４とは凸形状にし、その凸部を内筒２１に嵌合挿入する構造がより好ましい。

内筒２１は、可撓性を有しており、図２に示すように、空気室２６に導入された圧縮空気により径方向に圧縮することによって、スラッジ含有液体の流通路を閉鎖することができる。すなわち、内筒２１は、それ自体が開閉弁として、さらには、圧縮空気の圧力を調節することによって、（ａ）全開状態、（ｂ）半開状態、（ｃ）全閉状態にもすることができる調節弁として機能する。ここで半開状態とは、全開状態の半分の弁開度を意味するのではなく、全開と全閉の中間状態を意味し、その弁開度は問わない。なお、調節弁２０は、上記に説明したように弁開度を空気圧力によって制御するもの以外、例えば、電磁力によって制御するものであってもよい。

調節弁２０が閉じられていると、フィルタ装置１０からのスラッジ含有液体の流出は停止し、スラッジは沈降部１３ｂの下部と調節弁２０との間の流路中に沈降して滞留し、スラッジ含有液体中のスラッジの濃度を高める。調節弁２０が開かれると、スラッジ含有液体は、調節弁２０の弁開度に応じてフィルタ装置１０から流出し、脱液・固形化装置３０に導入される。

図３は、脱液・固形化装置３０の構成とその動作について説明する断面説明図である。
脱液・固形化装置３０は、加圧容器３１と、圧縮空気導入管３２と、蓋体３３と、開閉手段３８と、掃出手段３９と、を備える。

加圧容器３１は、円筒形状に形成された側壁と、側壁の頂部に設けられた頂壁とを有し、下方に開放している。加圧容器３１の頂壁には、調節弁２０を介してフィルタ装置１０から排出されるスラッジ含有液体を導入する導入口３１ａを有している。なお、導入口３１ａは、加圧容器３１の側壁に設けられてもよい。導入口３１ａは、配管（図示せず）により調節弁２０に接続されている。加圧容器３１には、圧縮空気を導入する圧縮空気導入管３２が挿入されている。圧縮空気導入管３２は、弁（図示せず）を介して、圧縮空気源（図示せず）に接続される。

蓋体３３は液分排出口３３ａを有している。液分排出口３３ａには、濾過機能を有するフィルタ体３４が設けられている。フィルタ体３４は、工作機械において発生する研削粉や切削屑等の固形物（スラッジ）の平均粒径に応じた目開きの金網等から構成されている。液分排出口３３ａは、供給タンク２の上部に設けられるか、または、配管により供給タンク２に接続される。

開閉手段３８（図３ｃ参照）は、加圧容器３１と蓋体３３との相対位置を決めるものであり、エアシリンダ等により構成される。開閉手段３８により、密閉位置（図３ａ、図３ｂ参照）にすると、加圧容器３１と蓋体３３とは、スラッジ含有液体の液体がフィルタ体３４を通過した後に、フィルタ体３４上に堆積した含液スラッジから液分を圧搾して固形化し、所定形状のブリケット状スラッジにするための加圧工程を行う加圧空間３６を形成する。加圧空間３６は、フィルタ体３４を介して、外部空間（大気）と連通されている。一方、開放位置（図３ｃ、図３ｄ参照）にすると、加圧空間３６は開放される。

掃出手段３９（図３ｄ参照）は、加圧空間３６が開放位置にあるときに、所定形状のブリケット状に固形化したスラッジを加圧空間３６から掃き出すものであり、エアシリンダ等により構成される。

脱液・固形化装置３０は、フィルタ体３４上に堆積する含液スラッジの高さ及び脱液・固形化したスラッジの高さを検知する高さ検知器３５を備えていることが好ましい。具体的に、高さ検知器３５は、加圧容器３１の頂壁から挿入されて下方に垂下状に設けられており、含液スラッジあるいは固形化したスラッジに接触することによってその高さを検出する。なお、高さ検知器３５は、加圧容器３１の側壁から挿入されて下方に垂下状に設けられてもよい。例えば、高さ検知器３５は電極棒とされ、この電極棒に含液スラッジあるいは固形化したスラッジが接触したときの電圧又は電流の変化によって高さを検知する構成とすることができる。なお、高さ検知器３５は、超音波センサや光センサからなるものを用いてもよい。この場合、金属製の加工屑からなるスラッジでなくても高さを検知することができる。また、高さ検知器３５を省略し、フィルタ装置１０から導入されたスラッジ含有液体のスラッジ濃度または導入回数に基づいて、フィルタ体３４上に堆積した含液スラッジの高さを間接的に検知することもできる。
この高さ検知器３５の検知信号は、制御部（図示せず）に入力される。

［液体浄化システムの全体動作］
次に、本実施形態に係る液体浄化システムの動作について説明する。
調節弁２０に関しては、図２に示すように３種類の状態、すなわち、（ａ）全開状態、（ｂ）半開状態、（ｃ）全閉状態がある。なお、ここでいう半開状態とは、全開状態の半分の弁開度を意味するのではなく、全開と全閉の中間状態を意味し、調節弁の弁開度は問わない。

脱液・固形化装置３０の動作に関しては、図３に示すように４種類の動作モード、すなわち、開閉手段３８により加圧空間３６を密閉した状態の（ａ）堆積モードと（ｂ）圧搾モード、および、開閉手段３８により加圧空間３６を開放した状態の（ｃ）開放モードと（ｄ）掃出モードがある。

図４と図５は、液体浄化システムの動作を示すタイムチャートであり、調整弁の弁開度に応じた、フィルタ体３４上に堆積した含液スラッジの高さあるいは固形化したスラッジの高さの時間変化を示している。堆積モードでは、開閉手段３８により加圧空間３６を密閉した状態において、調節弁２０の弁開度の制御を行う。

代表的な堆積モードとして、図４に示すように（１）全閉状態と（２）短時間の全開状態とを間歇的に繰り返えす間歇堆積モードと、図５に示すように（２）短時間の全開状態の後に（３）半開状態を保つ連続堆積モードがある。なお、どちらの堆積モードにおいて、全開状態を半開状態にして動作させてもよい。

間歇堆積モードは、フィルタ体３４上に堆積した含液スラッジの高さが所定の値になれば、調節弁２０を全閉して終了し、（４）圧搾モード、（５）開放モード、（６）掃出モードへと移行する。これらのモードの間は調節弁２０を全閉状態にするので、堆積モードの一部をなしながら、（６）掃出モードの終了後、再び堆積モードに完全移行する。この間歇堆積モードでは、調節弁２０が全閉状態の時は、いつでも、加圧空間３６に圧縮空気を送って、フィルタ体３４上に堆積した含液スラッジを圧搾してもよい。すなわち、堆積モードと圧搾モードを時分割で行い、圧搾により固形化したスラッジの高さが所定の値になれば、調節弁２０を全閉して、（５）開放モード、（６）掃出モードへと移行する。これらのモードの間、調節弁２０は全閉状態なので、堆積モードの一部をなしながら、（６）掃出モードの終了後、再び堆積モードに完全移行する。

間歇堆積モードでは、フィルタ体３４上に堆積した含液スラッジの高さ、あるいは固形化したスラッジの高さが所定の値になるまで、調節弁２０を全閉状態と全開状態とにすることを繰り返す。この間、フィルタ装置１０において遠心分離され難い粒径の小さなスラッジは、脱液・固形化装置３０にはほとんど導入さなく、フィルタ体３４上にはあまり堆積しない。

連続堆積モードは、調節弁２０を短時間全開にした後の半開状態にしておいて、フィルタ体３４上に堆積した含液スラッジの堆積高が所定の値になれば、調節弁２０を全閉して終了し、（４）圧搾モード、（５）開放モード、（６）掃出モードへと移行する。これらのモードの間、調節弁２０は全閉状態なので、堆積モードの一部をなしながら、（６）掃出モードの終了後、再び堆積モードに完全移行する。

連続堆積モードでは、調節弁２０の全閉状態の時、スラッジは旋回容器１３内で遠心分離され、重力作用によって沈降し、フィルタ装置１０の下部と調節弁２０との間に堆積して、スラッジ濃度の高いスラッジ含有液体が形成され、そのスラッジ濃度の高いスラッジ含有液体を、調節弁２０を短時間全開にして、脱液・固形化装置３０に一気に導入すると、フィルタ体３４上にスラッジの初期堆積層が形成され、その後の半開状態では、遠心分離され易い粒径の大きなスラッジばかりでなく、遠心分離され難い粒径の小さなスラッジも、フィルタ装置１０から排出されるスラッジ含有液体の流速に乗って脱液・固形化装置３０に導入される。フィルタ体３４の濾過機能に加えて、フィルタ体３４に堆積したスラッジの初期堆積層も濾過機能（ケーク効果）を持つので、脱液・固形化装置３０に導入され粒径の大きなスラッジも小さなスラッジも、フィルタ体３４上に堆積する。

いずれの堆積モードでも、制御部は、高さ検知器３５が所定の値になると、調節弁２０を全閉した後に、堆積モードを終了させて次のモードに移行させる。脱液・固形化装置３０が高さ検知器を備えていない場合には、制御部は、所定の時間を待ち、堆積モードを終了させて次のモードに移行させる。

圧搾モードでは、制御部は、圧縮空気源から圧縮空気導入管３２を介して加圧空間３６に圧縮空気を送り込む。加圧空間３６はフィルタ体３４を介して外部空間（大気）と連通されているので、含液スラッジ中の液分は圧搾される。一方、圧搾された含液スラッジは、フィルタ体３４上で液分の少ないブリケット状に固形化される。制御部は、所定の圧搾時間を待ち、脱液・固形化装置３０を圧搾モードから開放モードに移行させる。

開放モードでは、制御部は、開閉手段３８により、加圧空間３６を開放する。制御部は、加圧空間３６を開放した後、脱液・固形化装置３０を開放モードから掃出モードに移行させる。

掃出モードでは、制御部は、掃出手段３９により、フィルタ体３４上で脱液・固形化されたブリケット状スラッジを、水平方向に掃出し脱液・固形化装置３０から排出させる。ブリケット状スラッジの排出終了後、制御部は、開閉手段３８により、加圧空間３６を密閉し掃出モードから再び堆積モードに移行させる。その後、制御部は、堆積モードと、圧搾モードと、開放モードと、掃出モードを繰り返す。

本実施形態の液体浄化システムを連続堆積モードにて動作させれば、フィルタ装置の遠心分離能力を超えた小さな除去対象物も脱液・固形化装置３０で捕集されるので、本液体浄化システムの濾過性能を向上させることができる。

＜第２の実施形態＞
図６は、本発明の第２の実施形態に係る液体浄化システムの断面説明図である。
本実施形態の液体浄化システムは、第１の実施形態と同様に、フィルタ装置（サイクロン型スラッジ分離装置）１０と、調節弁２０と、脱液・固形化装置３０と、供給タンク（図示省略）と、ポンプ（図示省略）と，圧縮空気源（図示省略）と、制御部（図示省略）と、を備えている。

本実施形態の液体浄化システムは、フィルタ装置１０から調節弁２０への配管と調節弁２０から脱液・固形化装置３０への配管とを省いた構成であり、フィルタ装置１０と、調節弁２０と、脱液・固形化装置３０とを一体化している点で、第１の実施形態と異なっている。また、開閉手段３８がエアシリンダ装置によって構成され、開閉手段３８と連動する押出板４８を備えている点で、第１の実施形態と異なっている。本実施形態の液体浄化システムについて、第１の実施形態と異なる点を、図６の断面説明図により、以下に説明する。

脱液・固形化装置３０の開閉手段３８は、エアシリンダ装置により構成されている。具体的には、シリンダ本体４０とピストン４１とを備える。シリンダ本体４０と加圧容器３１とは、それぞれの軸心を同じにして、加圧容器３１の上部に接続されている。また、導入口３１ａは、加圧容器３１の上部に、軸心を同じにして設けられている。

シリンダ本体４０は、外筒４２、内筒４３（２２）、上部板４４、及び下部板４５を備えている。
外筒４２は、上下方向の軸心を有する円筒形状に形成され、上端及び下端が開放している。 内筒４３（２２）も、上下方向の軸心を有する円筒形状に形成され、上端及び下端が開放している。内筒４３（２２）は、外筒４２よりも外径が小さく、外筒４２の内側に外筒４２と同心状に配置されている。上部板４４は、円盤形状に形成され、外筒４２及び内筒４３（２２）の上端部に連結されている。下部板４５も円盤形状に形成され、外筒４２及び内筒４３（２２）の下端部に連結されている。上部板４４及び下部板４５の中心に設けた開口部には、内筒４３（２２）が配置されている。

上部板４４及び下部板４５には、円環型ピストン４１を上下に摺動させるための作動空気が供給される供給ポート４０ａ，４０ｂがそれぞれ設けられている。各供給ポート４０ａ，４０ｂには、配管（図示省略）を介して圧縮空気源（図示省略）が接続されている。配管には、切替弁（図示省略）が設けられ、各供給ポート４０ａ，４０ｂに圧縮空気が切り替えて供給される。

ピストン４１は、シリンダ本体４０の内部に配置され、外筒４２よりも僅かに小さい外径と、内筒４３よりも僅かに大きい外径とを有するリング形状に形成されている。そして、ピストン４１は、シリンダ本体４０の内部を上部空間と下部空間とに区画し、上下方向に摺動する。ピストン４１の外周面及び内周面には、外筒４２の内周面及び内筒４３の外周面との間の密封性を保つシール部材（図示省略）が設けられている。
ピストン４１の下面には、２組の支持ロッド（支持部材）４６，４７の上端が取り付けられている。この支持ロッド４６，４７は、上下方向に沿って配置され、下部板４５を摺動可能に貫通している。そして、支持ロッド４６の下端は蓋体３３に、支持ロッド４７の下端は押出板４８に連結されている。

押出板４８は、多数の貫通孔を有している。加圧容器３１の導入口３１ａから導入されるスラッジ含有液体は、押出板４８に衝突した後、押出板４８の貫通孔あるいは押出板と加圧容器３１との隙間を通ってフィルタ体３４上に落下する。スラッジ含有液体は、押出板４８に衝突することで水平方向に拡散され、フィルタ体３４上に万遍なく落下する。したがって、フィルタ体３４上には、含液スラッジが均一に堆積するので、圧搾モードにおいて、圧縮空気がフィルタ体３４の一部から抜けてしまう恐れも低減できる。

以上の構成により、供給ポート４０ａ，４０ｂからシリンダ本体４０内に供給された圧縮空気によってピストン４１が上下に移動すると、支持ロッド４６，４７を介して蓋体３３と押出板４８も上下に移動する。ピストン４１を上に移動すると、加圧容器３１の加圧空間３６は密閉される。一方、ピストン４１を下に移動すると、加圧容器３１の加圧空間３６は開放されるとともに、加圧空間３６中で圧搾作用より固形化されたブリケット状スラッジは、押出板４８により加圧容器３１から確実に押出される。

筒形状のシリンダ本体４０の中心部に配置された内筒４３（２２）は、調節弁２０の外筒２２を兼ねている。内筒４３（２２）の中には、可撓性を有する内筒２１と下板２４が挿入されている。さらに、内筒４３（２２）の上部には、上板２３が接続されている。上板２３と、下板２４と、内筒２１と、内筒４３（２２）とは、円環状の密閉した空気室２６を形成している。上板２３は、圧縮空気導入管２５が挿入されており、圧縮空気導入管２５を介して圧縮空気を空気室２６に供給する穴が設けられている。したがって、上板２３と、下板２４と、内筒２１と、内筒４３（２２）とは、第１の実施形態と同様な調節弁２０を構成する。なお、上板２３と下板２４は凸形状にし、その凸部を内筒２１に嵌合挿入する構造がより好ましい。

以上の構成により、脱液・固形化装置３０の開閉手段３８であるエアシリンダ本体４０と加圧容器３１とは、調節弁と一体化され、調節弁２０と脱液固形化装置３０とを接続する配管も不要となり、小型化が可能となる。なお、上板２３と下板２４とをロッド等で連結して、上板２３と、下板２４と、内筒２１とを一体化し脱着可能にして内筒４３（２２）に挿入できる構造がより好ましい。このようにすれば、調節弁２０の保守が容易になる。

さらに、フィルタ装置１０の旋回容器１３を、調節弁２０の上板２３上に、それぞれの軸心を同じにして、直接接続すれば、フィルタ装置１０と調節弁２０とを接続する配管も不要となり、さらなる小型化が可能となる。また、フィルタ装置１０から、調節弁２０を経て、脱液・固形化装置３０に至る流路を直線化することができるので、スラッジによる流路閉塞が起こりにくくなる。

開閉手段３８を構成するエアシリンダ装置４０は、加圧容器３１の上方に配置されている。従来技術（特許文献２参照）においては、蓋体を開閉するエアシリンダ装置が加圧容器の下方に配置されていたため、加圧容器から排出される液体によってエアシリンダ装置が汚れないように保護する必要であったが、本実施形態では、そのような措置が不要となる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更できるものである。
例えば、上記実施形態では、フィルタ装置１０の流出管１２から流出する浄化済みクーラントを工作機械１に直接供給しているが、その浄化済みクーラントを一旦供給タンク２に戻したのち、他のポンプを用いて、供給タンク２から工作機械１に供給してもよい。

また、上の実施形態では、フィルタ装置１０は旋回容器１３が１つだけであったが、複数個の旋回容器からなるフィルタ装置であってもよい。また、複数個の旋回部を持ち、それらに接続される複数の導入管や流出管及び排出口を、それぞれ１つにまとめたフィルタ装置であってもよい。さらに、他の形式のフィルタ装置であってもよい。
また、本発明の液体浄化システムは、工作機械により発生したスラッジだけでなく、他の原因で発生したスラッジを脱液・固形化するためにも用いることができる。

１ ：工作機械（スラッジ発生装置）
２ ：供給タンク
３ ：ポンプ
１０ ：フィルタ装置（サイクロン型スラッジ分離装置）
１１ ：導入管
１２ ：流出管
１３ ：旋回容器
１５ ：濃度検出器
２０ ：調節弁
３０ ：脱液・固形化装置
３１ ：加圧容器
３２ ：圧縮空気導入管
３３ ：蓋体
３４ ：フィルタ体
３５ ：高さ検知器
３８ ：開閉手段
３９ ：掃出手段

Claims (6)

1. 旋回容器に導入された液体に旋回流を生じさせて前記液体に含まれるスラッジを遠心分離し、前記遠心分離により前記スラッジが除去された液体を前記旋回容器から流出させ、前記遠心分離により分離されたスラッジ含有液体を前記旋回容器から排出するフィルタ装置と、
   前記フィルタ装置の下流側に設けられ、前記旋回容器から排出される前記スラッジ含有液体の流量を調節する開閉自在な調節弁と、
   前記調節弁を介して前記スラッジ含有液体を導入して、該スラッジ含有液体中の液体を通過させかつ該スラッジ含有液体中のスラッジを堆積させるフィルタ体を有し、前記フィルタ体上に堆積した含液スラッジの液体成分を圧搾作用により脱液し、固形化したブリケット状スラッジにする脱液・固形化装置と、
   を備えていることを特徴とする液体浄化システムであって、
   前記脱液・固形化装置は、
   下端に排出口を有し、前記スラッジ含有液体が導入される加圧容器と、
   前記フィルタ体を設けた蓋体と、
   該蓋体を移動させて前記排出口を開閉する開閉手段と、
   前記フィルタ体上に堆積した含液スラッジの液体成分を圧搾作用により脱液し、固形化したブリケット状スラッジを掃き出す掃出手段と、
   を備え、
   前記開閉手段は、上下方向に軸心を有する外筒と内筒とで構成される円環形状の円環型シリンダ装置であり、
   前記調節弁が、前記円環型シリンダ装置の前記内筒内に配置されている液体浄化システム
2. 前記フィルタ装置の前記旋回容器は、
   該旋回容器の軸心と前記調節弁の軸心とを重ねて、該調節弁の上に配置されている、
   請求項１に記載の液体浄化システム
3. 前記フィルタ装置は、
   該フィルタ装置から排出される前記スラッジ含有液体中のスラッジ濃度を検出する濃度検出器を備えている
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の液体浄化システム
4. 前記脱液・固形化装置は、
   前記フィルタ体に堆積する含液スラッジの高さ及び固形化したスラッジの高さを検知する高さ検知器を備えている
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体浄化システム
5. 前記脱液・固形化装置の前記開閉手段により前記加圧容器を前記蓋体で閉じた状態で、前記調節弁を全閉にした後に短時間全開することを繰り返すことによって、前記フィルタ装置から排出される前記スラッジ含有液体を、間歇的に脱液・固形化装置に導入する
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の液体浄化システム
6. 前記脱液・固形化装置の前記開閉手段により前記加圧容器を前記蓋体で閉じた状態で、前記調節弁を全閉にした後に、短時間全開にし、その後半開することによって、前記フィルタ装置から排出される前記スラッジ含有液体を、連続的に脱液・固形化装置に導入する
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体浄化システム
   

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