JP6562458B2 - 加工液浄化システム - Google Patents

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Description

この発明は、工作機械や工作物などの加工や洗浄などに用いる液を貯留せしめた貯留槽の液面に浮遊する油を回収して除去する加工液浄化システムに関する。
この種の浮遊油除去装置として、例えば回転盤を用いて液面に浮遊する油分等を除去するものがあり、この装置は、回転盤に付着させた浮遊油分を回転盤の両側に設けられた掻きとり部や溝縁を回転盤に接触させることにより、両側に付着した浮遊油分を掻きとることによって行っていた(例えば、特許文献1〜特許文献3)。
特開平9−225460号公報 特開平6−335673号公報 特開平3−68490号公報
このような装置では、回転盤の回転力をモータにより得るために、モータに対し継続的に通電を行う、つまり絶えず電流を流す必要がある。そうすると、モータを駆動する駆動回路での消費電力が増加するという問題が生じる。また、消費電力が増加すると、モータの駆動回路およびそれらの動作を制御する電子制御装置についての放熱コストが高くなるといった問題、電子制御装置の小型化が困難になるといった問題などの発生に繋がる。
この発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、モータを用いない簡単でかつコンパクトな構造で駆動力を得て高効率に浮遊油を除去することが可能な加工液浄化システムの提供を目的としている。
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
請求項1に記載の発明は、加工液を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽に貯留する加工液を加工装置に供給し、この加工に用いた加工液を前記貯留槽へ戻して循環させる循環経路を備え、
前記循環経路から分岐する供給通路浮遊油除去装置を配置し、
前記浮遊油除去装置は、
前記貯留槽の液面に浮遊する浮遊油を回収する油回収部と、
供給される水の水力を回転力に変換する駆動部と、
前記駆動部で変換された回転力を減速して前記油回収部へ伝達する動力伝達部を備え、
前記駆動部は、
水力により回転して回転力を得る水車と、
前記水車に水力を導くガイドパイプを含むことを特徴とする加工液浄化システムである。
請求項2に記載の発明は、加工液を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽に貯留する加工液を加工装置に供給し、この加工に用いた加工液を前記貯留
槽へ戻して循環させる循環経路と、
前記循環経路に配置され、前記加工に用いた加工液から遠心力により加工液に含まれる微細物を分離して除去する遠心分離装置を備え、
前記循環経路から分岐する供給通路に浮遊油除去装置を配置し、
前記浮遊油除去装置は、
前記貯留槽の液面に浮遊する浮遊油を回収する油回収部と、
供給される水の水力を回転力に変換する駆動部と、
前記駆動部で変換された回転力を減速して前記油回収部へ伝達する動力伝達部を備え、
前記駆動部は、
水力により回転して回転力を得る水車と、
前記水車に水力を導くガイドパイプを含むことを特徴とする加工液浄化システムである。
請求項3に記載の発明は、前記浮遊油除去装置に供給された加工液を前記貯留槽へ戻して循環させ、
かつ前記供給通路に流量調節弁を配置し、
前記流量調節弁により前記浮遊油除去装置に供給する流量を調節すると共に、
一部の加工液を前記貯留槽に戻すことを特徴とする請求項または請求項に記載の加工液浄化システムである。
請求項に記載の発明は、前記水車は、
対向して配置された一対のガイド円盤と、
前記一対のガイド円盤の間に等間隔で配置される水受け羽根を有し、
前記ガイドパイプは、
前記水受け羽根の全面に水を供給する水通路を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の加工液浄化システムである。
請求項に記載の発明は、前記ガイドパイプは、
水が流入する断面円形の流入通路を有する液流入部から前記水車に近接する長さであり、
前記流入通路の径が前記ガイドパイプの水通路の径と同径か、または水通路の径より大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の加工液浄化システムである。
請求項に記載の発明は、前記油回収部は、
前記動力伝達部から伝達される回転力で回転する駆動ローラと、
前記貯留槽の液中に配置される従動ローラと、
前記駆動ローラと前記従動ローラに掛け渡される浮遊油が付着する回収ベルトと、
前記回収ベルトに付着する浮遊油を掻き落として回収する掻き落し部を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の加工液浄化システムである。
請求項に記載の発明は、前記駆動部は、
前記水車を回転させる水の水量が、1〜100L/minの範囲内であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の加工液浄化システムである。
請求項に記載の発明は、前記水車は、
前記水受け羽根の数が、3枚〜16枚であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の加工液浄化システムである。
請求項に記載の発明は、前記動力伝達部は、
入力ギヤと出力ギヤを有し、
入力ギヤと出力ギヤのギヤ比は、1/1〜1/100の範囲内であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の加工液浄化システムである。
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
請求項1に記載の発明では、加工液を貯留する貯留槽と、加工液を加工装置に供給し、この加工に用いた加工液を貯留槽へ戻して循環させる循環経路を備え、循環経路から分岐する供給通路に浮遊油除去装置を配置し、加工液を利用して浮遊油除去装置の水車を回転させて動力を得ることで、モータを用いない簡単でかつコンパクトな構造で駆動力を得て、高効率に浮遊油を除去することが可能である。
請求項に記載の発明では、加工液を貯留する貯留槽と、加工液を加工装置に供給し、この加工に用いた加工液を貯留槽へ戻して循環させる循環経路と、循環経路に配置され、加工に用いた加工液から遠心力により加工液に含まれる微細物を分離して除去する遠心分離装置を備え、循環経路から分岐する供給通路に浮遊油除去装置を配置し、加工液を利用して浮遊油除去装置の水車を回転させて動力を得ることで、モータを用いない簡単でかつコンパクトな構造で駆動力を得て、高効率に浮遊油を除去することが可能である。
請求項に記載の発明では、浮遊油除去装置に供給された加工液を貯留槽へ戻して循環させ、かつ供給通路に流量調節弁を配置し、流量調節弁により浮遊油除去装置に供給する流量を調節すると共に、一部の加工液を貯留槽に戻すことで、加工液を利用して浮遊油除去装置の水車を適切な速度で回転させて動力を得ることができる。
請求項に記載の発明では、水車は、対向して配置された一対のガイド円盤と、一対のガイド円盤の間に等間隔で配置される水受け羽根とを有し、ガイドパイプは、水受け羽根の全面に水を供給する水通路を有し、供給される水の水力を効率的に水受け羽根に伝達し、水力により水車を回転し、モータを用いない簡単な構造で駆動力を得ることが可能である。
請求項に記載の発明では、ガイドパイプは、水が流入する断面円形の流入通路を有する液流入部から水車に近接する長さであり、流入通路の径がガイドパイプの水通路の径と同径か、または水通路の径より大きいことで、水が周囲に飛散することなく適切な量の水が水受け羽根に供給され、水力により水車を効率的に回転することができる。
請求項に記載の発明では、油回収部は、動力伝達部から伝達される回転力で回転する駆動ローラと、貯留槽の液中に配置される従動ローラと、駆動ローラと従動ローラに掛け渡される浮遊油が付着する回収ベルトと、回収ベルトに付着する浮遊油を掻き落として回収する掻き落し部を有し、簡単な構造で回収ベルトを駆動して回収ベルトに付着する浮遊油を掻き落として回収することができる。
請求項に記載の発明では、駆動部は、水車を回転させる水の水量が1〜100L/minの範囲内であることで、適切な速度で回収ベルトを駆動して回収ベルトに浮遊油を付着させて浮遊油を回収することができる。
請求項に記載の発明では、水車は、水受け羽根の数が、3枚〜16枚であることで、水車を効率的に回転させることができる。
請求項に記載の発明では、動力伝達部は、入力ギヤと出力ギヤを有し、入力ギヤと出力ギヤのギヤ比は、1/1〜1/100の範囲内であることで、適切な速度で回収ベルトを駆動して回収ベルトに浮遊油を付着させて浮遊油を回収することができる。
浮遊油除去装置の斜視図である。 浮遊油除去装置の側面図である。 液流入部の径とガイドパイプの径との関係を示す図である。 水車の水受け羽根とガイドパイプの径との関係を示す図である。 第1の実施の形態の加工液浄化システムの構成図である。 第2の実施の形態の加工液浄化システムの構成図である。
以下、この発明の浮遊油除去装置及び加工液浄化システムの実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
(浮遊油除去装置)
この実施の形態の浮遊油除去装置を図1乃至図4に基づいて説明する。図1は浮遊油除去装置の斜視図、図2は浮遊油除去装置の側面図、図3は液流入部の径とガイドパイプの径との関係を示す図、図4は水車の水受け羽根とガイドパイプの径との関係を示す図である。
この浮遊油除去装置1は、貯留槽の液面に浮遊する浮遊油を回収する油回収部10と、供給される水の水力を回転力に変換する駆動部20と、駆動部20で変換された回転力を減速して油回収部10へ伝達する動力伝達部30を備えている。
油回収部10は、動力伝達部20から伝達される回転力で回転する駆動ローラ11と、貯留槽の液中に配置される従動ローラ12と、駆動ローラ11と従動ローラ12に掛け渡される浮遊油が付着する回収ベルト13と、回収ベルト13に付着する浮遊油を掻き落として回収する掻き落し部14を有する。
駆動ローラ11は、駆動軸15に固定され、従動ローラ12は、従動軸16に回転可能に支持されている。駆動軸15及び従動軸16は、支持プレート17に支持されており、支持プレート17は、装置本体2に取り付けられている。駆動ローラ11と従動ローラ12は、例えばアクリル、塩ビ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオキシメチレンなどの樹脂で成形される。
回収ベルト13は、ワイドな幅広ベルトが用いられ、親油特性が優れた特殊ベルトを使用、効率良く液面に浮遊する浮上油を回収し、浮上油が付着し易い材料を用いることが浮上油を効率的に回収でき好ましい。回収ベルト13の下方は、貯留槽の液中に位置する構成であり、貯留槽の液面の変動があっても回収能力は変わらず常に一定である。この回収ベルト13は、表面に凹凸を設けたり、あるいは溝を設けたり、表面を粗くすることで浮上油が付着し易いようにしてもよい。
掻き落し部14は、スクレーパ14aと浮遊油溜め部14bを有する。スクレーパ14aの先端は回収ベルト13の表面に押圧されており、回収ベルト13の表面に付着した浮遊油は、スクレーパ14aにより掻き取られて分離する。回収ベルト13から分離した浮遊油は、落下して浮遊油溜め部14bに回収される。
このように、油回収部10は、動力伝達部20から伝達される回転力で回転する駆動ローラ11と、貯留槽の液中に配置される従動ローラ12と、駆動ローラ11と従動ローラ12に掛け渡される浮遊油が付着する回収ベルト13と、回収ベルト13に付着する浮遊油を掻き落として回収する掻き落し部14を有する簡単な構造であり、この構成により回収ベルト13に付着する浮遊油を掻き落として回収することができる。
従動ローラ12は、貯留槽の液中に配置され、回収ベルト13が搬送されることで浮遊油が回収ベルト13の下端部に付着して回収され、この回収ベルト13は貯留槽の液面に対して垂直に配置してもよいし、所定角度傾斜させて配置してもよい。回収ベルト13を貯留槽の液面に対して垂直に配置するとコンパクトな配置となり、所定角度傾斜させて配置すると浮遊油が回収ベルト13に乗った状態で浮遊油を効率的に回収することができる。
また、油回収部10の構成は、図1及び図4の回収ベルト13を用いるものに限定されず、例えば回収円盤を用いてもよい。この場合は、回収円盤の一部を貯留槽の液中に配置し、回収円盤の回転により回収円盤に付着する浮遊油を回収する。
駆動部20は、水力により回転して回転力を得る水車21と、水車21に水力を導くガイドパイプ22を含む構成である。水車21は、対向して配置された一対のガイド円盤21a,21bと、一対のガイド円盤21a,21bの間に等間隔で配置される水受け羽根21cを有し、回転軸21dを支点に装置本体2に回転可能に取り付けられている。水受け羽根21cの数は、例えば3枚〜16枚が好ましく、水車21を効率的に回転させることができるが、3枚〜16枚に限定されるものではない。
ガイドパイプ22は、図3に示すように、水受け羽根21cの全面に水を供給する水通路22aを有する。ガイドパイプ22は、装置本体2に取り付けられた液流入部3に接続されており、液流入部3には、水を供給するパイプ4が接続される。ガイドパイプ22から水は、一対のガイド円盤21a,21bの間に配置される水受け羽根21cに供給され、ガイドパイプ22は、水受け羽根21cの全面に水を供給する水通路22aを有していることから、供給される水の水力を効率的に水受け羽根21cに伝達して水車21を回転させることができる。
ガイドパイプ22は、図2に示すように、水が流入する断面円形の流入通路3aを有する液流入部3から水車21に近接する長さLであり、図3に示すように、流入通路3aの径D1がガイドパイプ22の水通路22aの径D2と同径か、水通路22aの径D2より大きい。このように、ガイドパイプ22は、水が流入する断面円形の流入通路3aを有する液流入部3から水車21に近接する長さLであり、液流入部3の流入通路3aの径D1がガイドパイプ22の水通路22aの径D2と同径か、水通路22aの径D2より大きいことで、水が周囲に飛散することなく適切な量の水が整流状態で水受け羽根21cに供給され、水力により水車21を効率的に回転させることができる。
駆動部20は、水車21を回転させる水の水量が1〜100L/minの範囲内であり、この水の水量によって適切な速度で水車21を回転させることができるが、水の水量は1〜100L/minの範囲に限定されるものではない。
動力伝達部30は、入力ギヤ31と出力ギヤ32を有し、入力ギヤ31と出力ギヤ32の間に、中間ギヤ33a〜33dが噛み合っている。入力ギヤ31は、水車21の回転軸21dに設けられ、出力ギヤ32は駆動軸15に設けられている。中間ギヤ33a,33bは、回転軸35に設けられ、中間ギヤ33c,33dは、回転軸36に設けられている。水車21の回転力を入力ギヤ31から中間ギヤ33a〜33dにより減速して出力ギヤ32へ伝達する。
動力伝達部30は、駆動部20で変換された回転力を減速して油回収部10へ伝達し、この動力伝達部30では、入力ギヤ31と出力ギヤ32のギヤ比は、1/1〜1/100の範囲内であり、適切な搬送速度で回収ベルト13を駆動して回収ベルト13に浮遊油を付着させて浮遊油を回収することができるが、入力ギヤ31と出力ギヤ32のギヤ比は、1/1〜1/100の範囲に限定されるものではない。回収ベルト13の搬送速度が所定以下であると、回収ベルト13に付着して持ち上げられる浮遊油が自重で落下することがあり、また搬送速度が所定以上であると、回収ベルト13によって浮遊油を持ち上げることができないことがある。
この実施の形態の浮遊油除去装置1は、貯留槽の液面に浮遊する浮遊油を回収する油回収部10と、供給される水の水力を回転力に変換する駆動部20と、駆動部20で変換された回転力を減速して油回収部10へ伝達する動力伝達部30を備えており、駆動部20は、ガイドパイプ22により水を水車21に供給し、水力により水車21を回転させて回転力を得る構造である。このように、モータを用いない簡単な構造で供給される水の水力により駆動力を得て油回収部10を駆動し、高効率に液面に浮遊する浮遊油を回収して除去することが可能である。
(第1の実施の形態の加工液浄化システム)
この実施の形態の加工液浄化システムを図5に基づいて説明する。図5は加工液浄化システムの構成図である。
この加工液浄化システム100は、加工液を貯留する貯留槽101と、加工液を加工装置102に供給し、この加工に用いた加工液を貯留槽101へ戻して循環させる循環経路103を備える。この循環経路103に分岐部104を介して設けられた供給通路105に浮遊油除去装置1を配置する。
この浮遊油除去装置1は図1乃至図4に記載の実施の形態の構成であるから詳細な説明は省略する。この加工液浄化システム100は、自動車、工作機、加工業の切削液などの加工液に含まれる切削粉等の微細物の除去に、また半導体、バイオ等の処理液などの加工液に含まれる不純物等の微細物の除去に使用される。この実施の形態では、流体として液体に含まれる微粉末状クズの微細物を除去する場合について用いているが、微細物であればよく、微粉末状クズに限定されない。
循環経路103には、循環ポンプ106が配置され、この循環ポンプ106の駆動により貯留槽101に溜まる加工液が分岐部120を介して加工装置102に供給される。分岐部120に接続した供給通路105には、流量調節弁107を備え、この流量調節弁107は、浮遊油除去装置1へ供給する加工液を調整し、加工液の一部を分岐して戻し通路108を介して貯留槽101へ戻す。
浮遊油除去装置1では、加工液により駆動部20の水車21を回転させ、この水車21の回転に用いた加工液は、戻し通路110を介して貯留槽101へ戻す。貯留槽101へ戻す加工液を利用して浮遊油除去装置1の水車21を回転させて動力を得ることで、モータを用いない簡単で、かつコンパクトな構造で駆動力を得て、高効率に加工液面に浮遊する浮遊油を除去することが可能である。
また、浮遊油除去装置1に供給された加工液を貯留槽101へ戻して循環させ、かつ流量調節弁107により浮遊油除去装置1に供給する流量を調節すると共に、一部の加工液を貯留槽101へ戻すことで、加工液を利用して浮遊油除去装置1の水車21を適切な速度で回転させて動力を得ることができる。
(第2の実施の形態の加工液浄化システム)
この実施の形態の加工液浄化システムを図6に基づいて説明する。図6は加工液浄化システムの構成図である。
この実施の形態の加工液浄化システムは、図5の実施の形態と同様に構成されるが、加工に用いた加工液から遠心力により加工液に含まれる微細物を分離して除去する遠心分離装置104を、循環経路103に備える。この遠心分離装置104の出力側に分岐部120が配置され、微細物を分離して除去した加工液が分岐部120を介して加工装置102に供給される。
遠心分離装置104は、加工液の入力側104aを、循環ポンプ側に接続し、微細物を分離して除去した加工液の出力側104bを、加工装置側に接続した構成である。この遠心分離装置104には、入力側104aから微細物を含む加工液が所定流速で供給され、内部において加工液が渦巻きとなり、遠心力により微細物を含む加工液から微細物を分離して沈降させる。遠心分離装置104には、排出管104cが接続されており、この排出管104cに設けられた排出バルブ104dの操作によって沈殿した微細物を回収部121へ排出する。
回収部121への排出は、排出バルブ104dを一定開度開放式で排出するようにしてもよく、また自動開閉式で排出するようにしてもよい。また、排出バルブ104dに代えてドレンカップを接続して排出するようにしてもよいが、排出方法により出口側の流量が違うため事前に決めが必要である。
この遠心分離装置104の出力側に浮遊油除去装置1を配置し、貯留槽101へ戻す加工液を利用して浮遊油除去装置1の水車21を回転させて動力を得ることで、モータを用いない簡単で、かつコンパクトな構造で駆動力を得て、高効率に加工液面に浮遊する浮遊油を除去することが可能である。
また、浮遊油除去装置1に供給された加工液を貯留槽101へ戻して循環させ、かつ遠心分離装置104の出力側に流量調節弁107を配置し、流量調節弁107により浮遊油除去装置1に供給する流量を調節すると共に、一部の加工液を貯留槽101へ戻すことで、加工液を利用して浮遊油除去装置1の水車21を適切な速度で回転させて動力を得ることができる。
この発明は、工作機械や工作物などの加工や洗浄などに用いる液を貯留せしめた貯留槽に浮遊する油を回収して除去する加工液浄化システムに適用可能であり、モータを用いない簡単でかつコンパクトな構造で駆動力を得て、高効率に浮遊油を除去することが可能である。
1 浮遊油除去装置
2 装置本体
3 液流入部
3a 流入通路
10 油回収部
11 駆動ローラ
12 従動ローラ
13 回収ベルト
14 掻き落し部
14a スクレーパ
14b 浮遊油溜め部
15 支持プレート
20 駆動部
21 水車
21a,21b 一対のガイド円盤
21c 水受け羽根
21d 回転軸
22 ガイドパイプ
22a 水通路
30 動力伝達部
31 入力ギヤ
32 出力ギヤ
33a〜33d 中間ギヤ
100 加工液浄化システム
101 貯留槽
102 加工装置
103 循環経路
104 遠心分離装置
105 供給通路
106 循環ポンプ
107 流量調節弁
108 戻し通路

Claims (9)

  1. 加工液を貯留する貯留槽と、
    前記貯留槽に貯留する加工液を加工装置に供給し、この加工に用いた加工液を前記貯留槽へ戻して循環させる循環経路を備え、
    前記循環経路から分岐する供給通路浮遊油除去装置を配置し、
    前記浮遊油除去装置は、
    前記貯留槽の液面に浮遊する浮遊油を回収する油回収部と、
    供給される水の水力を回転力に変換する駆動部と、
    前記駆動部で変換された回転力を減速して前記油回収部へ伝達する動力伝達部を備え、
    前記駆動部は、
    水力により回転して回転力を得る水車と、
    前記水車に水力を導くガイドパイプを含むことを特徴とする加工液浄化システム。
  2. 加工液を貯留する貯留槽と、
    前記貯留槽に貯留する加工液を加工装置に供給し、この加工に用いた加工液を前記貯留
    槽へ戻して循環させる循環経路と、
    前記循環経路に配置され、前記加工に用いた加工液から遠心力により加工液に含まれる微細物を分離して除去する遠心分離装置を備え、
    前記循環経路から分岐する供給通路に浮遊油除去装置を配置し、
    前記浮遊油除去装置は、
    前記貯留槽の液面に浮遊する浮遊油を回収する油回収部と、
    供給される水の水力を回転力に変換する駆動部と、
    前記駆動部で変換された回転力を減速して前記油回収部へ伝達する動力伝達部を備え、
    前記駆動部は、
    水力により回転して回転力を得る水車と、
    前記水車に水力を導くガイドパイプを含むことを特徴とする加工液浄化システム。
  3. 前記浮遊油除去装置に供給された加工液を前記貯留槽へ戻して循環させ、
    かつ前記供給通路に流量調節弁を配置し、
    前記流量調節弁により前記浮遊油除去装置に供給する流量を調節すると共に、
    一部の加工液を前記貯留槽に戻すことを特徴とする請求項または請求項に記載の加工液浄化システム。
  4. 前記水車は、
    対向して配置された一対のガイド円盤と、
    前記一対のガイド円盤の間に等間隔で配置される水受け羽根を有し、
    前記ガイドパイプは、
    前記水受け羽根の全面に水を供給する水通路を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の加工液浄化システム。
  5. 前記ガイドパイプは、
    水が流入する断面円形の流入通路を有する液流入部から前記水車に近接する長さであり、
    前記流入通路の径が前記ガイドパイプの水通路の径と同径か、または水通路の径より大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の加工液浄化システム。
  6. 前記油回収部は、
    前記動力伝達部から伝達される回転力で回転する駆動ローラと、
    前記貯留槽の液中に配置される従動ローラと、
    前記駆動ローラと前記従動ローラに掛け渡される浮遊油が付着する回収ベルトと、
    前記回収ベルトに付着する浮遊油を掻き落として回収する掻き落し部を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の加工液浄化システム。
  7. 前記駆動部は、
    前記水車を回転させる水の水量が、1〜100L/minの範囲内であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の加工液浄化システム。
  8. 前記水車は、
    前記水受け羽根の数が、3枚〜16枚であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の加工液浄化システム。
  9. 前記動力伝達部は、
    入力ギヤと出力ギヤを有し、
    入力ギヤと出力ギヤのギヤ比は、1/1〜1/100の範囲内であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の加工液浄化システム。
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