(57)【要約】【課題】  被処理液ｗ中からのスラッジｗ１の分離効率を向上させることができ、また液体サイクロン装置で清浄化された被処理液ｗ中に気泡が混入することによる弊害を解消させる。【解決手段】  縦向きの液体サイクロン筒１１と、これの内方空間の下端を下向きに開口したスラッジ排出口１５に縦向きに連通された旋回流規制通路体１８とを備え、該旋回流規制通路体１８は、上下方向へ液を通過させる通路筒１９と、該通路筒１９内を液が通過する過程で該通路筒１９の縦中心線ｄ１回りの、液の旋回流を規制する縦向き板状部２０とからなっている構成である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦向きの液体サイクロン筒と、これの内方空間の下端が連通開口経て連通された縦向きの旋回流規制通路体とを備え、該旋回流規制通路体は、上下方向へ液を通過させる通路筒と、該通路筒の縦中心線を含み該縦中心線から通路筒の内周面に向けて前記連通開口の開口半径以上の巾を持つ縦向き板状部とからなっていることを特徴とする液体サイクロン装置。
【請求項２】
前記縦向き板状部が、前記通路筒の内周面を連続する平板であることを特徴とする請求項１記載の液体サイクロン装置。
【請求項３】
前記縦向き板状部を前記縦中心線回りの等角度間隔位置又は任意角度間隔位置の３位置以上のそれぞれに固設したことを特徴とする請求項１記載の液体サイクロン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液であるクーラント液を加工物に掛けながら金属機械加工をする際に加工場所から流出される、切りくずの混入したクーラント液から、切りくずを分離排出させることのできる液体サイクロン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属機械加工する際に流出された、切りくずの混入したクーラント液は、切りくずを分離排出されることにより清浄化され、清浄化されたクーラント液は再度、循環され、再利用される。その再利用されるクーラント液の浄化精度により、加工物の加工精度、加工効率に大きな影響があるため、クーラント液から切りくずを分離排出するために、液体サイクロン装置が使用されている。この液体サイクロン装置は分離精度が良く、清浄度の高いクーラント液の得られるものであることが要求される。
【０００３】
液体サイクロン装置を使用した従来のクーラント液処理システムとして、図６に示すようなものが存在している。
【０００４】
図６中、１は金属加工機械、２は液溜めタンク、３は送液ポンプ、４は送液ライン、５は液体サイクロン装置、６はスラッジ沈殿タンク、７は清浄液送出ライン、８は清浄液タンク、９は清浄液供給ポンプ、１０は清浄液供給ラインである。液体サイクロン装置５は図７に示すように、逆円錐筒部１１ａを有する縦向きの液体サイクロン筒１１とスラッジ排出部１２とからなっている。液体サイクロン筒１１は、上部に被処理液流入口１３及び洗浄液流出口１４を形成されると共に内方空間の下端を切りくず溜まり２６を介して下向きへ開口するスラッジ排出口１５を形成されている。スラッジ排出部１２はスラッジ排出口１５に接続された開閉弁１６とこれから延出された導管１７とからなっている。８ａはオーバーフロー経路である。
【０００５】
切りくずｗ１の混入したクーラント液ｗが金属加工機械１から液溜めタンク２内に流入する。液溜めタンク２内の比較的大きな切りくずｗ１は適宜な手段によりクーラント液ｗから分離されて外方へ搬出される。液溜めタンク２内において比較的小さな切りくずｗ１の混入した状態で存在したクーラント液ｗは液移送ポンプ３で液体サイクロン装置５に送給される。
【０００６】
図７において液体サイクロン装置５では、液体サイクロン筒１１上部の被処理液流入口１３から流線ａ１で示す接線方向に流入した切りくずｗ１を含んだクーラント液ｗが流線ａ２で示すように高速旋回流を起こし、液体サイクロン筒１１内で切りくずｗ１が遠心力により比重分離される。比重の大きな切りくずｗ１は液体サイクロン筒１１の内方空間の外周箇所で濃縮化され、流線ａ３で示すように旋回しながら除々に下降し、液体サイクロン筒１１の下部に設けられた切りくず溜まり２６内に沈殿する。この沈殿した切りくずｗ１は開閉弁１６の開放操作によりスラッジ排出部１２からスラッジ沈殿タンク６内に排出される。切りくずｗ１が分離されたクーラント液ｗは清浄液として、清浄液流出口１４より流出され清浄液タンク８に貯留されると共に、余分な清浄液は清浄液タンク８のオーバーフロー液路８ａを経て液溜めタンク２内に戻される。清浄液タンク８内に貯留されたクーラント液ｗは清浄液供給ポンプ９で金属加工機械１に循環供給され、金属加工に再利用される。
【０００７】
ここで液体サイクロン装置５の作動についてさらに詳細に説明する。液体サイクロン筒１１内の縦中心線ｂ１回りの旋回流により液体サイクロン筒１１内は縦中心線ｂ１付近が減圧状態となる。スラッジ排出部１２の開閉バルブ１６を開放した際、クーラント液ｗがスラッジ排出口１５から縦中心線ｂ１回りへ旋回しつつ流出するようになるため、切りくず溜まり２６や液体サイクロン筒１１内の縦中心線ｂ１付近が減圧され、外気がスラッジ排出部１２を通じて流入することが生じる。この結果、スラッジ排出口１５から清浄液流出口１４へ向けて空気芯ｃ１が生成され、縦中心線ｂ１近傍の清浄液に多量の気泡を巻き込みながら清浄液流出口１４から流出すると同時に、切りくず溜まり２６や液体サイクロン筒１１の下部で旋回分離された切りくずｗ１が空気芯ｃ１の旋回上昇流やクーラント液ｗの旋回上昇流に混入し空気芯から分離された空気からなる気泡を抱き込みながら清浄液と共に流出する。このような流出により、液体サイクロン装置５の分離効率が著しく悪くなってしまうだけでなく、流出された清浄後のクーラント液（清浄液）ｗを溜める清浄液タンク８内に、前記気泡に起因した泡沫ｗ２が大量に生成され蓄積されていき、これが溢れ出して流失するとクーラント液ｗが減少という事態となる。
【０００８】
現在使用されている液体サイクロン装置５は、切りくずを連続的に排出処理できないか或いは分離精度が十分でないものが多いのであり、これらを解消することのできる液体サイクロン装置の開発が必要となっている。
【０００９】
特許文献１には、スラッジ排出口から排出された切りくずを、液体サイクロン筒の縦中心線回りの、クーラント液の旋回流の影響を抑制して蓄積させることのできる貯留槽を具備した液体サイクロン装置が開示されている。この貯留槽に堆積した切りくずを取り出すために大気に開放すると、先に示した問題点が生ずる。
【特許文献１】特開２００８−１６１８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記空気芯の生成に起因した問題点を解決するために創案されたものであり、即ち、被処理液（切りくずの混入したクーラント液ｗ）中からのスラッジ（切りくずｗ１）の分離効率を向上させることができ、また清浄液タンク８内に溜まる泡沫ｗ２に起因した被処理液（クーラント液ｗ）の無駄な溢れ出しを防止することのできる液体サイクロン装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記、課題を解決するために、本発明に係る液体サイクロン装置は、縦向きの液体サイクロン筒と、これの内方空間の下端を下向きに開口させたスラッジ排出口に縦向きに連通された旋回流規制通路体とを備え、該旋回流規制通路体は、上下方向へ液を通過させる通路筒と、該通路筒の縦中心線を含み該縦中心線から通路筒の内周面に向けて前記開口半径以上の巾を持つ縦向き板状部とからなっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
即ち、液体サイクロン筒内の下部に溜まっているスラッジを、旋回流規制通路体を通じて大気側へ排出する際、液体サイクロン筒内でこれの縦中心線回りの旋回流となっている被処理液が通路筒内において該通路筒の縦中心線回りの旋回流を整流化されて流下するようになり、通路筒の下寄りの縦中心線近傍が減圧状態となる現象が回避されることから、外気が通路筒の下端開口を通じて通路筒内や液体サイクロン筒内に侵入することがなくなり、該侵入に起因して生成される空気芯が液体サイクロン筒内の縦中心線近傍に存在することのないものとなる。
【００１３】
したがって、液体サイクロン筒内の下部及び切りくず溜まりにある分離したスラッジが、上記空気芯に起因して、液体サイクロン筒の清浄液流出口から流出される被処理液に混入するという従来の現象を抑制することができ、被処理液の処理全体におけるスラッジの分離効率を高めることができる。また、液体サイクロン筒から流出される清浄液に上記空気芯に起因した気泡が混入することにより、清浄液タンク内に被処理液の泡沫が生成され蓄積されるという従来の現象を阻止することができるのであり、この結果、泡沫が清浄液タンク外に溢れ出ることによる処理システム内の被処理液の減少を防止することができる。
【００１４】
また上記空気芯が生成されることがなくなるため、液体サイクロン筒の清浄液流出口から流出される被処理液のスラッジの分離精度を低下させることなく、液体サイクロン筒内の下部及び切りくず溜まりにある分離したスラッジを大気側へ連続的且つ比較的大きな流量で流出させることが可能となり、スラッジの排出の手間が軽減されるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の詳細を、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の一実施例である液体サイクロン装置を使用したクーラント液処理システムを示す系統図であり、図２は前記液体サイクロン装置の全体を示すもので一部を断面で示した正面視説明図であり、図３は前記液体サイクロン装置の旋回流規制通路体を示す図である。
【００１７】
本実施例は図６に示すクーラント液処理システムを基礎としたものであり、以下、既述の部位と相違する点を中心に説明する。また図１及び図２において既述の部位と実質的同一部位には同一符号を付して説明の簡略化を図る。
【００１８】
本実施例の液体サイクロン装置は、図１及び図２に示すように、縦向きの液体サイクロン筒１１と、これに連通した同じく縦向きの旋回流規制通路体１８と、スラッジ排出部１２とからなっている。
【００１９】
液体サイクロン筒１１は、その内周面において下方に向かって先細りの円錐状となっている。本実施例においては、図７の切りくず溜まり２６を旋回流規制通路体１８が兼ねており、図７のスラッジ排出口１５については、液体サイクロン筒１１からの出口がこれに相当している。
【００２０】
図３に示すように、旋回流規制通路体１８は、縦向きの通路筒１９と、縦向き板状部２０とを備えている。
【００２１】
通路筒１９は下方向へ液を流動させるための通路に形成されたもので、入口管部２１、径漸増部２２、中央胴部２３、径漸減部２４及び出口管部２５を一線状に結合されている。
【００２２】
入口管部２１は管部材２１ａの上端にフランジ２１ｂを固着したものとなっており、径漸増部２２は下方へ向かうに伴って径が連続的に増大されているテーパ状に形成されている。中央胴部２３は管部材２１ａの径の１．５〜２．５倍程度の大きさとされた直筒に形成され、縦向き板状部２０を位置させることのできるものとなっている。径漸減部２４は下方へ向かうに伴って径が連続的に減少されているテーパ状に形成されている。出口管部２５は管部材２５ａの下端にフランジ２５ｂを固着している。
【００２３】
縦向き板状部２０は、通路筒１９内を液が通過する過程で該通路筒１９の縦中心線ｄ１（この実施例では縦中心線ｂ１の延長線上に位置するものである。）回りの旋回流を規制するもので、この実施例では、縦中心線ｄ１を含み通路筒１９の内周面に向けて巾を持つ長方形の平板とされ、この縦向き板状部２０の上下辺の長さは、スラッジ排出口１５（又は入口管部２１のいずれか小さい方。以下、連通開口と称す）の開口径と等しいかそれよりも大きい。また、上下方向の長さを左右巾よりも大きく設定されている。本実施例においては、縦向き板状部２０の左右各側の側縁は中央胴部２３の内周面に連続するように固着されている。
【００２４】
入口管部２１は図２に示すように、液体サイクロン筒１１のスラッジ排出口１５にフランジ２１ｂを介して結合され、出口管部２５にはフランジ２５ｂを介して開閉弁１６が取り付けられている。
【００２５】
図１に示すクーラント液処理システムの通常の作動中には、液体サイクロン装置５の開閉弁１６は閉鎖状態に保持される。この作動中に、液体サイクロン筒１１内で遠心分離されて濃縮され比重が大きくなった切りくずｗ１は従来同様に液体サイクロン筒１１の下部へ向け降下していく。こうして降下した切りくずｗ１はスラッジ排出口１５や管部材２１ａなどを通じて旋回流規制通路体１８の内方空間に到達し、ここで沈降して蓄積されていく。
【００２６】
一方、液体サイクロン筒１１内の下部ではこれの縦中心線ｂ１回りの、クーラント液ｗや切りくずｗ１の旋回流が存在するため、この旋回流の影響がスラッジ排出口１５及び、管部材２１ａの内方などを通じて中央胴部２３の内方上部に及ぶものとなる。これにより中央胴部２３の内方上部に存在したクーラント液ｗは縦中心線ｄ１回りへ連続的に旋回されるようになる。
【００２７】
この旋回はクーラント液ｗの粘性を介して縦向き板状部２０の上端縁よりも下方に伝播しようとするが、縦向き板状部２０の縦平面が縦中心線ｄ１回りの、クーラント液ｗの旋回流の流れ方向に直角に対向して効果的な抵抗を付与するため、その伝播は縦向き板状部２０の上端縁を下方へ大きく超えるものとならない。したがって、中央胴部２３まで次々と降下した切りくずｗ１は再び舞い上がることなく、円滑に沈降して中央胴部２３下部に沈殿し堆積し蓄積されていく。
【００２８】
送液ポンプ３を稼動させたまま開閉弁１６を開放すると、旋回流規制通路体１８内の下部に蓄積されている切りくずｗ１が、液体サイクロン筒１１内のクーラント液ｗと一緒に、該クーラント液ｗの圧力で旋回流規制通路体１８及びスラッジ排出部１２の内方の通路を通じて大気側に流出し、スラッジ沈殿タンク６内に収容される。
【００２９】
開閉弁１６の開放中、旋回流規制通路体１８の内方空間の上部（縦向き板状部２０の上端縁近傍）周辺を流下するクーラント液ｗや切りくずｗ１は液体サイクロン筒１１内の縦中心線ｂ１回りのクーラント液ｗの旋回流の影響を受けて、通路筒の縦中心線ｄ１回りへ旋回している。しかし、流下中のクーラント液ｗや切りくずｗ１は縦向き板状部２０の上端縁近傍をさらに下方へ進む過程で、縦向き板状部２０の縦平面からこの旋回に対して効果的な抵抗を付与されるため、縦向き板状部２０の下部では整流化されて非旋回状態の下向流となり、この流動状態のままスラッジ排出部１２を通過し大気側に排出される。この結果、液体サイクロン筒１１内の縦中心線ｂ１近傍に大気が侵入することに起因した従来の空気芯ｃ１が生成されることはなく、空気芯ｃ１の存在に起因した従来の問題点は発生しない。
【００３０】
開閉弁１６の開放が比較的長い任意な期間に亘って継続されても、通路筒１９内やスラッジ排出部１２内のクーラント液ｗなどの流動が縦向き板状部２０の存在により安定的に整流状態に維持されるため、開閉弁１６の開放期間の長短や、開閉弁１６を通じたクーラント液などの流量の大小などが比較的大きく変化しても、従来のような空気芯ｃ１が生成されることはない。この結果、旋回流規制通路体１８内に蓄積された切りくずｗ１の排出に際して、開閉弁１６の開度や最適開放期間を試験などにより予め決めることや、このように決められた開閉弁１６の開度や最適開放時間を正確に守ることなどの重要性が軽減され、旋回流規制通路体１８内に蓄積されている切りくずｗ１は、開閉弁の任意性の大きい開放操作により、簡易迅速にスラッジ沈殿タンク６内に流出させることができる。
【００３１】
＜変形例＞
上記実施例の旋回流規制通路体１８は次のように変形することができる。
（１）第１変形例
図４は旋回流規制通路体１８の第１の変形例で一部を断面で示す正面図である。縦向き板状部２０の左右巾は通路筒１９の中央胴部２３の内周面の直径よりも小さくされており、また縦向き板状部２０の左右一側の側端縁が通路筒１９の内周面に固着され、他側の側端縁は通路筒１９の内周面から離れた状態に保持されている。
【００３２】
この変形例の縦向き板状部２０は片側の側端縁のみが通路筒に固着されるため、通路筒への固着の手間が軽減される。このような縦向き板状部２０を備えた液体サイクロン装置５であっても、上記実施例のそれに準じた効果が得られる。
【００３３】
また、縦向き板状部２０が通路筒の内周面に達しない構造とする場合には、適宜内周面に対して線材で吊るものとすればよい。
【００３４】
（２）第２変形例
図５は旋回流規制通路体１８の第２の変形例で一部を断面で示す正面図である。縦向き板状部２０が通路筒１９の縦中心線ｄ１を含み、縦中心線ｄ１から通路筒１９の内壁に向けて連通開口の半径以上の長さ（巾）を持つ縦向き板状部とからなっている単位平板２０ａを縦中心線ｄ１回りの９０度間隔位置の４位置に固設した構成とされている。
【００３５】
この変形例の縦向き板状部２０は、通路筒１９の内方におけるクーラント液ｗの縦中心線ｄ１回りの旋回流に対し、単位平面の数が多い分だけ、上記実施例の縦向き板状部２０よりも大きな抵抗を付与する。
【００３６】
なお、この変形例では単位平面２０ａの数を４つとしたが、これ以外の数（例えば３つ又は５つなど）とすることも差し支えないのであり、単位平面２０ａのそれぞれは縦中心線ｄ１回りの等角度間隔位置又は適当な任意角度間隔位置に固設する。
【００３７】
（３）第３変形例
上記実施例においては、図７に見られるような切りくず溜まり２６については旋回流規制通路体１８がこれを兼ねても、また液体サイクロン筒１１と旋回流規制通路体１８との間にさらに切りくず溜まり２６を設けても良い。切りくず溜まり２６を設ける場合は、図７と同様に切りくず溜まり２６の出口側がスラッジ排出口１５となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例である液体サイクロン装置を備えたクーラント液処理システムを示す系統説明図である。
【図２】上記液体サイクロン装置の全体を示す正面図である。
【図３】上記液体サイクロン装置の旋回流規制通路体を示しており、Ａは一部を断面とした正面図で、Ｂはｘ１ーｘ１部を示す断面図である。
【図４】上記旋回流規制通路体の第１変形例を示しており、Ａは一部を断面とした正面図で、Ｂはｘ１ーｘ１部を示す断面図である。
【図５】上記旋回流規制通路体の第２変形例を示しており、Ａは一部を断面とした正面図で、Ｂはｘ２ーｘ２部を示す断面図である。
【図６】従来の液体サイクロン装置を備えたクーラント液処理システムを示す系統説明図である。
【図７】従来の液体サイクロン装置の全体を示し一部を断面とした正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１  液体サイクロン筒
１５  スラッジ排出口
１８  旋回流規制通路体
１９  通路筒
２０  縦向き板状部
２０ａ  単位平板
ｄ１  縦中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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