(57)【要約】【課題】  浄化効率の向上を図ることができる油浄化装置及び油浄化方法を提供する。【解決手段】  分離槽１１に水と油の混合液を送るように分離槽１１に接続された混合液配送経路１０の途中に、混合液配送経路１０内の混合液中に気泡を発生させる微細胞発生装置２１を設けた。混合液が分離槽１１に送られる過程で、気泡は混合液全体にわたってむらなく広がる。このため、分離槽１１において、混合液の全体にわたって水分が気泡に入りやすくなるので、混合液からの水分の除去の促進、すなわち浄化効率の向上を図ることができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と油の混合液を収容する分離槽と、
該分離槽に前記混合液を送るように該分離槽に接続された混合液配送経路と、
該混合液配送経路又は前記分離槽内の混合液を加熱して水蒸気を発生させる加熱手段と、
前記水蒸気を前記分離槽から排出するように前記分離槽の上部側に設けられた排出部と、
前記混合液配送経路の途中に設けられ、前記混合液配送経路内の混合液中に気泡を発生させる気泡発生手段と、を備えた油浄化装置。
【請求項２】
前記分離槽内の混合液を振動させる振動発生手段を備えた請求項１記載の油浄化装置。
【請求項３】
前記分離槽内の気圧を減圧させる減圧手段を備えた請求項１又は２に記載の油浄化装置。
【請求項４】
前記分離槽の前記混合液配送経路との接続部は前記分離槽の下部側に設けられ、前記分離槽における前記接続部より上側の部分に、水分含有率が低下した混合液を再生油として回収する回収路を接続した請求項1から３のいずれかに記載の油浄化装置。
【請求項５】
水と油の混合液を収容する分離槽に接続された混合液配送経路の途中で、混合液配送経路内の混合液中に気泡を発生させる気泡発生工程と、前記混合液配送経路又は前記分離槽内の混合液を加熱して水蒸気を発生させる加熱工程と、前記水蒸気を前記分離槽から排出する水蒸気排出工程と、を有した油浄化方法。
【請求項６】
前記分離槽内の混合液を振動させる混合液振動工程を備えた請求項５記載の油浄化方法。
【請求項７】
前記分離槽内の気圧を減圧させる減圧工程を備えた請求項５又は６に記載の油浄化方法。
【請求項８】
水分含有率が低下した混合液を再生油として回収する回収工程を備えた請求項４から７のいずれかに記載の油浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンのシリンダブロックのボア（内面）仕上げ加工に用いられるホーニング油などの油の浄化を行なう油浄化装置及び油浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンのシリンダブロックのボアは一般にホーニング（ホーン仕上げ）により仕上げ加工されており、このボア仕上げホーニングには、研削液として多量のホーニング油（粒径：略0.006μm）が用いられている。そして、シリンダブロックに対しボア仕上げホーニングの処理が行なわれた後、シリンダブロック加工ラインの最終洗浄工程において、シリンダブロックに付着したホーニング油が排出される。
【０００３】
この排出されるホーニング油には、大略水分８％及びスラッジ0.07％が含有されている。前記排出されるホーニング油に含有される水分は、最終洗浄工程で洗浄液（粒径：42〜170μm）として用いられたものが水分として含まれたものである。また、前記排出されるホーニング油に含有されるスラッジは、ボア仕上げホーニング工程で発生する切粉及び砥石カスからなり、そのスラッジの球径は3.9〜88.5μm程度である。前記スラッジ0.07％は、排出されるホーニング油が250cm3の場合、そこに含まれるスラッジ量は、略170mgであり、内鉄分が44.3％、ケイ素が3.5％である。
【０００４】
一方、過去に実施されたボアホーニングに対する加工テストにより、水分含有率が５％以上であるホーニング油をボア仕上げホーニングに用いた場合、所望のボア面粗度を確保することが困難であり、かつホーニング砥石の寿命悪化を招くことが分かっている。
このため、前記排出されるホーニング油については、従来、廃却処分されていた。
【０００５】
この廃却処分に伴い、ホーニングを行なうためのホーニング機にはホーニング油が補充されるが、そのホーニング油の補充量は3,200L／月（ここで、シリンダブロックの生産台数として16,000台／月の場合を例にする。）であり、その額は216,640円／月（ここではホーニング油の価格を67.7円／Lとする。）となる。
そして、資源の有効利用等の観点から、上述したように排出されるホーニング油を再利用することが考えられる。
【０００６】
上述したようなホーニング油等の油の再利用を図るように油の浄化を行なう装置の一例として、特許文献１に示される油浄化公報装置がある。特許文献１の油浄化装置は、水と油の混合液を収容する分離槽と、分離槽内に設けられ、分離槽に収容された混合液内に乾燥空気を泡状に放出する泡発生手段と、を備え、泡発生手段から放出される泡によって、混合液内の水分を除去するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２７９７０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術では、分離槽内における混合液中で局所的に気泡が発生するものであり、気泡が混合液全体に広がらない（すなわち、混合液中における気泡の配置状態にむらができる）。このため、浄化効率が悪いものになっている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、浄化効率の向上を図ることができる油浄化装置及び油浄化方法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】
【０００８】
請求項１記載の油浄化装置に係る発明は、水と油の混合液を収容する分離槽と、該分離槽に前記混合液を送るように該分離槽に接続された混合液配送経路と、該混合液配送経路又は前記分離槽内の混合液を加熱して水蒸気を発生させる加熱手段と、前記水蒸気を前記分離槽から排出するように前記分離槽の上部側に設けられた排出部と、前記混合液配送経路の途中に設けられ、前記混合液配送経路内の混合液中に気泡を発生させる気泡発生手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の油浄化装置において、前記分離槽内の混合液を振動させる振動発生手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の油浄化装置において、前記分離槽内の気圧を減圧させる減圧手段を備えたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項1から３のいずれかに記載の油浄化装置において、前記分離槽の前記混合液配送経路との接続部は前記分離槽の下部側に設けられ、前記分離槽における前記接続部より上側の部分に、水分含有率が低下した混合液を再生油として回収する回収路を接続したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の油浄化方法に係る発明は、水と油の混合液を収容する分離槽に接続された混合液配送経路の途中で、混合液配送経路内の混合液中に気泡を発生させる気泡発生工程と、前記混合液配送経路又は前記分離槽内の混合液を加熱して水蒸気を発生させる加熱工程と、前記水蒸気を前記分離槽から排出する水蒸気排出工程と、を有したことを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の油浄化方法において、前記分離槽内の混合液を振動させる混合液振動工程を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項５又は６に記載の油浄化方法において、前記分離槽内の気圧を減圧させる減圧工程を備えたことを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項４から７のいずれかに記載の油浄化方法において、水分含有率が低下した混合液を再生油として回収する回収工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１から８に記載の発明によれば、混合液配送経路の途中で水と油の混合液に気泡を発生させるため、気泡発生後に分離槽に達するまでの混合液の流れによって気泡がまんべんなく広がる。まんべんなく広がった気泡を含む混合液に加熱・振動を与えることで、混合液中の水分が容易に水蒸気となって気泡に入り、排出される。このとき、水を含んだ混合液は分離槽の下方に溜り、水を含まない混合液すなわち油は分離槽の上方に溜まるので、上層から上澄みだけを取り出すことで水分の含有率が低い純度の高い油を回収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態に係る油浄化装置を図１に基づいて説明する。
図１において、油浄化装置１は、未再生のホーニング油（以下、未再生ホーニング油という。後述するように水分及びスラッジを含んでいる。）を貯蔵する未再生ホーニング油貯蔵タンク２と、未再生ホーニング油貯蔵タンク２から未再生ホーニング油をスラッジ除去装置３に送るポンプ４と、を備えている。未再生ホーニング油には、自動車用エンジンのシリンダブロックに対するボア仕上げホーニング工程の後に行なわれた最終洗浄工程で用いた洗浄液（粒径：42〜170μm）が水分として略８％、ボア仕上げホーニング工程で発生したスラッジが略0.07％含まれている。スラッジの球径は3.9〜88.5μm程度である。
【００１４】
スラッジ除去装置３は、ポンプ４から延びる流路に分岐して接続される２本の流路（便宜上、第１、第２流路という。）５，６と、第１、第２流路５，６にそれぞれ配置された各２個のバルブ（それぞれ第１流路第１、第２バルブ７ａ、７ｂ、第２流路第１、第２バルブ８ａ、８ｂという。）と、を備えている。
第１流路５における第１流路第１、第２バルブ７ａ、７ｂの間、第２流路６における第２流路第１、第２バルブ８ａ、８ｂの間には、それぞれ、未再生ホーニング油からスラッジを除去して未再生ホーニング油をろ過するフィルタ９が介在されている。
【００１５】
フィルタ９は、球径30μm以上のスラッジの通過を阻止し得るようになっている。これは、スラッジの球径が上述したように3.9〜88.5μmであり、球径30μm以上のスラッジの通過を阻止すれば十分実用に耐えるものであることに基づいて設定したものである。
なお、フィルタ９でろ過された未再生ホーニング油を以下、便宜上、混合液という。この混合液は、実用上スラッジは含まれないと見込め、実質的に水とホーニング油からなっているとみなせるものになっている。
【００１６】
第１、第２流路５，６は１本の流路（以下、混合液配送経路という。）１０に収束されて、分離槽１１の下部側に接続されており、混合液を分離槽１１に導入するようにしている。分離槽１１の混合液配送経路１０との接続部分を、混合液配送経路接続部１２という。分離槽１１は、混合液配送経路１０から送られてくる水とホーニング油の混合液を収容するようにしている。分離槽１１にはマイクロ波加熱装置（加熱手段）１３が設けられており、分離槽１１に収容された混合液を加熱して水蒸気を発生させるようにしている。
また、分離槽１１の上部側には、排出管（排出部）１４が接続されており、水蒸気及び空気（エア）を分離槽１１から排出するようにしている。排出管１４の途中に水蒸気吸引機（減圧手段）１５が設けられており、水蒸気の排出を促進すると共に、分離槽１１内の気圧を減圧させるようにしている。
【００１７】
分離槽１１の下部側には発振機（振動発生手段）１６が配置されている。発振機１６は、軸状の振動体１７と、振動体１７を駆動して振動させる駆動部１８と、駆動部１８を収納してこれを支持する発振機本体１９と、から大略構成されている。振動体１７の先端部は、分離槽１１の下面部に形成した孔２０を気密及び液密状態で挿通して分離槽１１内の混合液に挿入されている。そして、発振機１６は、駆動部１８の作動により振動体１７を振動させて、分離槽１１内の混合液を振動して混合液中の水分粒子を微細化する（表面積を大きくする）ようにしている。
【００１８】
混合液配送経路１０の途中には、微細泡発生装置（気泡発生手段）２１が設けられている。微細泡発生装置２１には乾燥した空気を供給する空気供給源２２に接続した空気供給路２３が接続されている。微細泡発生装置２１は、空気供給源２２からの空気供給を受けて混合液配送経路１０内の混合液中に乾燥した気泡を放出させるようにしている。
分離槽１１の混合液配送経路接続部１２より上側の部分には、再生されたホーニング油（再生ホーニング油）を回収する回収管２４が接続されている。
【００１９】
混合液配送経路１０における微細泡発生装置２１と分離槽１１の間の部分と、回収管２４の分離槽１１の近傍部分を含むように熱交換器２５が設けられている。熱交換器２５は、回収管２４から熱を奪ってその熱で混合液配送経路１０内の混合液を予熱するようにしている。
なお、この油浄化装置１は、シリンダブロック1台当たりのホーニング油回収量は0.2L／minであるが、ポンプ４側は未再生ホーニング油貯蔵タンク２に貯めている未再生ホーニング油を吸込むようにしていることから余裕を持たせて2L／minの処理能力を有するように構成している。
【００２０】
上述したように構成した油浄化装置１の作用を以下に説明する。
ポンプ４の作動により未再生ホーニング油貯蔵タンク２から未再生ホーニング油が吸出されてスラッジ除去装置３に送られる。この未再生ホーニング油は、スラッジ除去装置３によりスラッジが除去されて、水とホーニング油の混合液となって混合液配送経路１０に導入される。そして、混合液配送経路１０に導入された混合液は微細泡発生装置２１により、乾燥した気泡を加えられ（気泡発生工程）、その後、分離槽１１側に送られる。
【００２１】
混合液が分離槽１１に送られる過程で、気泡は混合液全体にわたってむらなく広がる。さらに、混合液が分離槽１１に送られる過程で、混合液は熱交換器２５により予熱されて混合液中の水分が蒸発し易いようになる。
【００２２】
上述したように混合液全体にわたって気泡がむらなく広がった状態で、混合液が分離槽１１に導入されると、その混合液は、マイクロ波加熱装置１３により65℃以下の温度に加熱され（加熱工程）、さらに、発振機１６の作動により振動される（混合液振動工程）。上述した混合液に対する加熱及び振動により、混合液中の水分は容易に水蒸気となって気泡に入る。この気泡は、水蒸気吸引機１５により吸引されて（減圧工程）、排出管１４から排出される（水蒸気排出工程）。上述した気泡発生工程を実施することにより、混合液中の水分が水蒸気となって気泡に入って混合液から排出される割合が多くなる。換言すれば、気泡発生により混合液からの水分除去が活性化されることになる。
【００２３】
上述したように混合液からの水分除去が進行する一方、分離槽１１の下部側には水を含んだ混合液が溜まり、水を含まない混合液（すなわちホーニング油）が分離槽１１の上層に溜まる。そして、分離槽１１の上層から上澄みだけを回収管２４を通して取出すことで純度の高いホーニング油が回収される（回収工程）ことになる。
【００２４】
上述したように、混合液配送経路１０の途中に設けた微細泡発生装置２１により混合液に乾燥した気泡を加えているので、混合液が分離槽１１に送られる過程で、気泡は混合液全体にわたってむらなく広がる。このため、分離槽１１において、混合液の全体にわたって水分が気泡に入りやすくなるので、混合液からの水分の除去の促進、すなわち浄化効率の向上を図ることができる。
【００２５】
例えば分離槽１１内における混合液中で局所的に気泡が発生する上述した従来技術では、混合液中における気泡の配置状態にむらができ、浄化効率が悪いという問題点を有していた。これに対し、本実施の形態によれば、上述したように混合液の全体にわたって水分が気泡に入りやすくなって混合液からの水分の除去の促進（浄化効率の向上）を図ることができ、前記従来技術の問題点を解消することができる。
なお、前記従来技術において、混合液から本実施の形態と同等量の水分を除去しようとすれば、泡発生手段として大型化が強いられることになるが、これに比して本実施の形態によれば、上述したように浄化効率の向上を図ることができ、その分、装置の小型化を図ることができる。
【００２６】
本実施の形態では、発振機１６の作動により混合液が振動し、混合液中の水分が微細化されて、気泡との結合速度を速めることができる。このため、加熱時間の短縮及び省エネルギー化を図ることができ、ひいては浄化効率を向上することができる。
【００２７】
上述したように混合液について、65℃以下の温度となるように加熱しているが、これは混合液中のホーニング油の加熱許容温度が90℃であることに基づくものである。なお、65℃以下の温度に代えて、安全面を見込んで、85℃以下の温度となるように加熱するようにしてもよい。
【００２８】
なお、油中のスラッジについては、未再生ホーニング油を２時間以上放置させたままにしておくと、粒径が大きくなり、その後、配管経路に蓄積し易くなる。これに対して、本実施の形態によれば油中のスラッジについて、混合液配送経路１０の前段側に配置したスラッジ除去装置３で除去するようにしている。このため、本実施の形態によれば、スラッジ除去装置３より後方の混合液流路（混合液配送経路１０におけるスラッジ除去装置３後方側部分及び分離槽１１）でのスラッジの蓄積を抑制することができる。
【００２９】
本願発明者等は、微細泡発生装置２１の効果を把握するため、本実施の形態に係る油浄化装置１及び本実施の形態において微細泡発生装置２１を廃止した装置（以下、比較装置という。）を対象にして、検証を行なった。そして、微細泡発生装置２１を備えた本実施の形態に係る油浄化装置１によれば、次のように良好な効果を奏することを確認することができた。
【００３０】
すなわち、比較装置では、回収された混合液の水分含有率を測定したところ、3.65％の値を得た。この値は、ボア仕上げホーニングで必要とされる水分含有率5％以下の値にはなっているものの、水分含有率5％以下の値を安定的に確保することは困難であると予想されることを考慮すると、不安が残るものである。
これに対し、本実施の形態に係る油浄化装置１によれば、回収された混合液の水分含有率を測定したところ、1％程度の値を得た。この値は、ボア仕上げホーニングで必要とされる水分含有率5％以下の値に対して充分小さい値であり、良好な結果を得ることができた。
【００３１】
上記実施の形態では、分離槽１１内の混合液をマイクロ波加熱装置（加熱手段）１３が加熱する場合を例にしたが、混合液への加熱は、分離槽１１で行なうのに代えて、混合液配送経路１０で行なうようにしてもよいし、分離槽１１及び混合液配送経路１０の両者で行なうように構成してもよい。
【００３２】
上記実施の形態では気泡発生手段が微細泡発生装置２１である場合を例にしたが、これに代えて、２相液体混合ポンプ（ベーンポンプのロータ出口部にエア経路を加えたタイプのポンプ）を用いて、気泡を発生させるように構成してもよい。
【００３３】
上記実施の形態では、油浄化装置の浄化対象の油としてホーニング油を例にしたが、本発明はこれに限らず、他の油を対象にするようにしてもよい。例えば、前記他の油として油性クーラントがある。すなわち、油性クーラントを使用している加工工程の後には、脱脂及び切粉除去用の洗浄工程が有るが、この洗浄工程にて排出された油性クーラントについて、本発明を適用し水分及びスラッジ除去を行なって浄化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る油浄化装置を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…油浄化装置、１０…混合液配送経路、１１…分離槽、１３…マイクロ波加熱装置（加熱手段）、１４…排出管（排出部）、１５…水蒸気吸引機（減圧手段）、１６発振機（振動発生手段）、２１…微細胞発生装置（気泡発生手段）、２４…回収管（回収路）。
【図１】
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