(57)【要約】【課題】装置の機能を最低限に絞り、その小型化と設備費の低減を図ったクーラント処理装置を提供する。【解決手段】切り屑とクーラントとに分離するサイクロン分離器３の下側にロータリフィーダ方式の二次分離機構４を設ける。二次分離機構４は、サイクロン分離器３の下部に接続されたケーシング１５の途中に、フィーダケーシング１７内に旋回ドラム１８を収容してなるロータリフィーダ１６を設けてある。ロータリフィーダ１６によりケーシング１５の上部から下方に移送される途中の切り屑に含まれるクーラントを、ロータリフィーダ１６のフィーダケーシング１７に形成されているスリット２３を濾過面として滲出させることで切り屑から分離する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り屑が混ざったクーラントを導入して切り屑とクーラントとに分離し、分離後の切り屑を下端の開口部から排出するサイクロン分離器と、
上記サイクロン分離器の下部に接続されるとともに、そのサイクロン分離器から排出される切り屑が投入されて、投入された切り屑に付着しているクーラントをさらに分離した上で分離後の切り屑を下端の開口部から排出するロータリフィーダ方式の二次分離機構と、
上記二次分離機構の下方に設けられ、当該二次分離機構から排出される切り屑を貯留する切り屑回収箱と、
を備えていて、
上記二次分離機構は、
ロータリフィーダにより上方から下方に移送される途中の切り屑に含まれるクーラントを、上記ロータリフィーダのフィーダケーシングを濾過面として滲出させることで切り屑から分離するようになっていることを特徴とするクーラント処理装置。
【請求項２】
上記二次分離機構は、
上記サイクロン分離器の下部に接続されたケーシングの途中に、フィーダケーシング内に旋回ドラムを収容してなるロータリフィーダが設けられていて、
このロータリフィーダにより上記ケーシングの上部から下方に移送される途中の切り屑に含まれるクーラントを、上記ロータリフィーダのフィーダケーシングを濾過面として滲出させることで切り屑から分離するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のクーラント処理装置。
【請求項３】
上記旋回ドラムの周囲二箇所に１８０度位相で切り屑受容部が凹設されているとともに、上記旋回ドラムの周囲のうち切り屑受容部以外の部分はフィーダケーシングに摺接する円筒面となっていることを特徴とするる請求項２に記載のクーラント処理装置。
【請求項４】
工作機械で使用済みの切り屑が混ざったクーラントがダーティタンクに貯留されているとともに、このダーティタンクからサイクロン分離器に対して切り屑が混ざったクーラントが導入されるようになっていて、
上記二次分離機構により切り屑と分離されたクーラントは上記ダーティタンクに戻されるようになっていることを特徴とする請求項３に記載のクーラント処理装置。
【請求項５】
上記サイクロン分離器により切り屑と分離されたクーラントがクリーンタンクに貯留されているとともに、このクリーンタンクから工作機械に対してクーラントが供給されるようになっていることを特徴とする請求項４に記載のクーラント処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工を目的とした工場等において各種工作機械で使用されたクーラントを回収して循環再使用するためのクーラント処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、切削あるいは研削加工を目的とした工作機械で使用されたクーラント（切削液、切削剤または切削油剤とも言う。）を回収し切り屑と分離した上で循環再使用することが広く行われており、そのための手段として例えば特許文献１に記載されているようなチップコンベヤ装置が提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載のチップコンベヤ装置では、サイクロン分離器と、サイクロン分離器の下方に形成された分離排出口から排出されたダーティ液を受けて所定形状の搬送路を搬送し切り屑排出口から切り屑を排出する搬送機構と、サイクロン分離器と搬送機構とを連結する筒型連結具を備え、前記ダーティ液の一部を吐出するためのリリーフ回路吐出口が前記筒型連結具の側面に形成されているとともに、当該リリーフ回路吐出口の高さが前記切り屑排出口の高さよりも低い位置に設定してある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４０８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に代表されるような従来の装置では、クーラントと切り屑とを分離するためのサイクロン分離器以外に、分離後の切り屑の貯蔵と搬送とを目的とした搬送機構としてスクレーパー式、エプロン式、スクリュー式等のコンベヤが付帯しているため、装置全体が大型化して占有スペースが大きくなるとともに、設備のコストアップを招くこととなって好ましくない。特に、工作機械側で発生する切り屑の形態や材質あるいは量によっては、コンベヤ等の搬送手段は必ずしも必要としないこともある。
【０００６】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、装置の機能を最低限に絞り、その小型化と設備費の低減を図ったクーラント処理装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るクーラント処理装置は、請求項１に記載のように、切り屑が混ざったクーラントを導入して切り屑とクーラントとに分離し、分離後の切り屑を下端の開口部から排出するサイクロン分離器と、上記サイクロン分離器の下部に接続されるとともに、そのサイクロン分離器から排出される切り屑が投入されて、投入された切り屑に付着しているクーラントをさらに分離した上で分離後の切り屑を下端の開口部から排出するロータリフィーダ方式の二次分離機構と、上記二次分離機構の下方に設けられ、当該二次分離機構から排出される切り屑を貯留する切り屑回収箱と、を備えているものとする。
【０００８】
その上で、上記二次分離機構は、ロータリフィーダにより上方から下方に移送される途中の切り屑に含まれるクーラントを、上記ロータリフィーダのフィーダケーシングを濾過面として滲出させることで切り屑から分離するようになっていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、上記ロータリフィーダとは、入口部と出口部とを有する円形のケーシング内を、そのケーシングに摺接する放射状の羽根を有する回転体が回転するタイプのもので、例えば粉粒体の移送に使用されるようなものを想定している。
【００１０】
より具体的には、請求項２に記載のように、上記二次分離機構は、上記サイクロン分離器の下部に接続されたケーシングの途中に、フィーダケーシング内に旋回ドラムを収容してなるロータリフィーダが設けられていて、このロータリフィーダにより上記ケーシングの上部から下方に移送される途中の切り屑に含まれるクーラントを、上記ロータリフィーダのフィーダケーシングを濾過面として滲出させることで切り屑から分離するようになっているものとする。
【００１１】
そして、請求項３に記載のように、上記旋回ドラムの周囲二箇所に１８０度位相で切り屑受容部が凹設されているとともに、上記旋回ドラムの周囲のうち切り屑受容部以外の部分はフィーダケーシングに摺接する円筒面となっていることが望ましい。
【００１２】
より具体的には、請求項４に記載のように、工作機械で使用済みの切り屑が混ざったクーラントがダーティタンクに貯留されているとともに、このダーティタンクからサイクロン分離器に対して切り屑が混ざったクーラントが導入されるようになっていて、上記二次分離機構により切り屑と分離されたクーラントは上記ダーティタンクに戻されるようになっているものとする。
【００１３】
さらに、請求項５に記載のように、上記サイクロン分離器により切り屑と分離されたクーラントがクリーンタンクに貯留されているとともに、このクリーンタンクから工作機械に対してクーラントが供給されるようになっているものとする。
【００１４】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、サイクロン分離器による一次分離機能と二次分離機構による二次分離機能とが発揮されて、クーラントと分離された後の切り屑が切り屑回収箱に回収されることになる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来構造のようなコンベヤ等の切り屑搬送手段が付帯していないので、クーラント処理装置そのものの小型化と占有スペースの縮小化を図ることができるとともに、設備費の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るクーラント処理装置のより具体的な第１の実施の形態を示す全体の構成説明図。
【図２】図１の平面説明図。
【図３】（Ａ）は図１に示した二次分離機構の側面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の縦断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１〜３は本発明に係るクーラント処理装置を実施するためのより具体的な形態を示し、特に図１は装置全体の構成説明図であり、図２はその平面図を示している。
【００１８】
図１，２に示したクーラント処理装置では、大きく分けて、切削あるいは研削を目的とした工作機械（工作機械群を含む）１と、工作機械１から排出され当該工作機械１で使用済みの切り屑が混ざったクーラント（以下、この切り屑が混ざったクーラントをダーティ液と言う。）を貯留するダーティタンク２と、一次分離機構としてのサイクロン分離器３と、このサイクロン分離器３の下方に設けられた二次分離機構４と、この二次分離機構４の下方に設けられた切り屑回収箱５と、切り屑と分離された清浄なクーラント（以下、切り屑と分離された清浄なクーラントをクリーン液と言う。）が貯留されているクリーンタンク６と、から構成されている。
【００１９】
クリーンタンク６にはポンプ７が付帯していて、このポンプ７の圧送作用により工作機械１のワーク加工部位および工具に対してクリーンタンク６内のクリーン液が供給される。そして、工作機械１で使用済みとなった切り屑混じりのクーラント、すなわちダーディ液はダーディタンク２に回収されて貯留される。
【００２０】
ダーティタンク２にはポンプ８が付帯していて、そのダーティタンク２に貯留されているダーティ液がポンプ８にて定期的または連続的にサイクロン分離器３に供給される。
【００２１】
サイクロン分離器３では、周知のようにサイクロン９そのものの上端接線方向に導入口１０からダーティ液が導入されることでサイクロン９の内部に強い旋回流が発生するとともに、サイクロン９の中心部では吐出口１１に向かう上昇流れが発生する。そのため、ダーティ液の比重差に基づく固液分離作用によって、相対的に比重の大きな切り屑は旋回流によって下方に移動する一方で、液体は上昇流によって上方に移動し、切り屑と分離された液体であるところのクーラント、すなわちクリーン液は吐出口１１からクリーンタンク６へと供給されてそのクリーンタンク６に貯留されることになる。
【００２２】
サイクロン９内を下方に移動した切り屑はサイクロン９の下端の開口部９ａ（図３参照）から自重落下して、そのサイクロン分離器３の下方の二次分離機構４に投入される。この二次分離機構４に投入された切り屑は、先にサイクロン分離器３による一次的な分離がなされてはいてもなおもクーラントが付着しているので、後述するように二次分離機構４によって、付着しているクーラントとの再度の二次的な分離が施されることになる。そして、二次分離機構４によって分離された切り屑のみが下方の切り屑回収箱５に自重落下して回収される一方、分離されたクーラントはダーティ液としてダーティタンク２に回収される。
【００２３】
ここで、切り屑回収箱５は二重構造となっており、外側の液槽１２のなかに固形物槽１３が収容されている。固形物槽１３はメッシュ状の構造体または多孔板あるいはパンチングメタル等にて液体の透過を許容する構造となっており、二次分離機構４から固形物槽１３に自重落下した切り屑はその固形物槽１３に貯留されている過程で最終的な液切り（クーラントとの分離）が行われて、クーラントはダーティ液として下側の液槽１２に貯留される。そして、切り屑回収箱５の固形物槽１３に貯蔵された切り屑は定期的に外部に搬出される一方、液槽１２に溜まっているクーラント（ダーティ液）が所定量になると連通路１４からオーバーフローしてダーティタンク２に戻されることになる。
【００２４】
図３は上記二次分離機構４の詳細を示す図であり、（Ａ）はその側面説明図を、（Ｂ）は同図（Ａ）の縦断面説明図をそれぞれ示している。同図に示すように、二次分離機構４の主体となる偏平箱形状のケーシング１５がサイクロン分離器３におけるサイクロン９の下端に一体的に接続されている。つまり、ケーシング１５の上端にサイクロン９の下端の開口部９ａがそのまま開口しているとともに、ケーシング１５の下端の開口部１５ａはさらに下方の切り屑回収箱５に向かって開口している。そして、二次分離機構４におけるケーシング１５の上下方向での途中にはロータリフィーダ１６が介装されている。
【００２５】
このロータリフィーダ１６は、例えば上方の入口部と下方の出口部とを有する円形のフィーダケーシング内を、そのフィーダケーシングに摺接する放射状の羽根を有する回転体が回転するタイプのもので、例えば粉粒体の移送に使用されるものと同等のものを想定している。
【００２６】
より具体的には、二次分離機構４そのもののケーシング１５を共有するかたちでそのケーシング１５の上下方向での途中の一部が外側に円弧状に膨出した膨出部１７ａとなっていて、ケーシング１５の幅方向で正対する一対の膨出部１７ａによってフィーダケーシング１７が形成されている。そして、このフィーダケーシング１７内に長尺な旋回ドラム１８が回転可能に収容配置されていて、これらフィーダケーシング１７と旋回ドラム１８とでロータリフィーダ１６が形成されている。
【００２７】
旋回ドラム１８は、例えばＸ字状に配置した二枚または四枚の羽根１９をもって隔離形成した四つの空間のうち、正対する二つの空間を閉塞するべくそれら二つの空間を隔離しつつ隣り合っている二つの羽根１９同士を略四分円筒状の胴部２０にて接続したものである。そして、その胴部２０の曲率はフィーダケーシング１７の曲率と合致する円筒面となっていて、旋回ドラム１８の胴部２０は微小隙間をもってフィーダケーシング１７と内接可能な構造となっている。言い変えるならば、旋回ドラム１８の周囲二箇所に略四分円筒状の胴部２０があるこことで、旋回ドラム１８のうち残された周囲二箇所には１８０度位相で互いに正対するように切り屑受容凹部２１が形成されていることになる。この切り屑受容凹部２１の最大開口幅はケーシング１５の幅寸法とほぼ一致している。そして、旋回ドラム１８は例えばギヤボックス付きのモータ２２を介して比較的低速で回転駆動されるようになっている。
【００２８】
ロータリフィーダ１６のフィーダケーシング１７を形成している一方の膨出部１７ａには上下方向に複数のスリット２３が形成されている。このスリット２３は、後述するようにケーシング１５内に投入された切り屑から分離したクーラントを滲出させるようにして外部に排出するためのもので、スリット２３が形成された膨出部１７ａの外側には液受けケース２４を設けてある。この液受けケース２４に溜まったクーラントはダーティ液として図１に示したダーティタンク２に戻されるようになっている。
【００２９】
なお、スリット２３が形成された膨出部１７ａは切り屑からのいわゆる液切り機能があれば良いから、スリット２３の数は特に限定されるものではない。また、スリット２３を設けるのに代えて、膨出部１７ａの一部をメッシュ構造体あるいはパンチングメタル等にて形成しても同等の機能を発揮させることができる。
【００３０】
このように構成されたクーラント処理装置によれば、装置全体としての固液分離機能は先に述べたとおりであるので、ここでは特に二次分離機構４の機能について詳細に説明する。
【００３１】
サイクロン分離器３により一次分離としての固液分離が施された後の切り屑は、図３に示すように、サイクロン分離器３におけるサイクロン９そのもの下端の開口部９ａから二次分離機構４のケーシング１５に矢印ａのように自重落下して投入される。
【００３２】
そして、ロータリフィーダ１６の旋回ドラム１８は比較的低速にて図３の（Ｂ）の反時計回り方向に回転駆動されているので、例えば同図に示すように旋回ドラム１８の切り屑受容凹部２１が上向きの状態にあると、上方から自重落下した切り屑は旋回ドラム１８の切り屑受容凹部２１に受容される。その一方、切り屑受容凹部２１が上向きにはなく、例えば旋回ドラム１８の胴部２０が上向きである場合には、上方から自重落下した切り屑はその胴部２０とそれよりも上方のケーシング１５とで隔離された空間に滞留したままとなり、切り屑受容凹部２１が上向きとなった時点で初めてその切り屑受容凹部２１に受容されることになる。
【００３３】
ここで、旋回ドラム１８の切り屑受容凹部２１に収容されている切り屑は、先にサイクロン分離器３によってクーラントとの一次分離が施されてはいても、なおも切り屑にはクーラントが付着している。そして、旋回ドラム１８の切り屑受容凹部２１に収容された切り屑は、その切り屑受容凹部２１に収容されている間にも二次分離として徐々に固液分離が行われて、切り屑から分離したクーラントはダーティ液としてその切り屑受容凹部２１の底部に溜まることになる。
【００３４】
その一方、旋回ドラム１８は図３の（Ｂ）の反時計回り方向に低速にて回転しているので、スリット２３が形成されている膨出部１７ａに対して切り屑が収容されている切り屑受容凹部２１が対向するようになると、切り屑受容凹部２１に溜まっているクーラントや当該切り屑受容凹部２１内の切り屑に付着しているクーラントはスリット２３が形成されている膨出部１７ａによっていわゆる液切りがなされて、そのスリット２３から滲出するようにして外部の液受けケース２４にダーティ液として排出される。
【００３５】
なお、液受けケース２４にダーティ液として溜まったクーラントは図１のダーティタンク２に戻されることになる。また、旋回ドラム１８は必ずしも連続的に回転している必要はなく、例えば切り屑の発生量によってはタイマー機能により所定の時間間隔ごとに間歇的に回転動作する方式としても良い。
【００３６】
このようないわゆる液切りは、スリット２３が形成されている膨出部１７ａに対して切り屑受容凹部２１が対向しているかぎりは継続して行われる。そして、ある程度時間が経過して切り屑受容凹部２１が下向きとなると、その切り屑受容凹部２１に収容されている液切り後の切り屑は下端の開口部１５ａからさらに下方の切り屑回収箱５に向けて自重落下して回収されることになる。
【００３７】
なお、先に述べたように、図１の切り屑回収箱５は液槽１２と固形物槽１３との二重構造となっているので、切り屑回収箱５の固形物槽１３に回収された切り屑はその状態においてさらなる液切りが行われることになる。また、切り屑回収箱５の固形物槽１３に貯留された切り屑は定期的に外部に搬出される。
【００３８】
このように本実施の形態によれば、サイクロン分離器３による一次的な固液分離に加えて、ロータリフィーダ１６を主体とした二次分離機構４によって二次的な固液分離が行われるようになっていて、しかも切り屑は自重によって切り屑回収箱５に回収されるようになっているので、従来構造のような大がかりなコンベヤ等の切り屑搬送手段を設ける必要がない。そのため、クーラント処理装置そのものの小型化と占有スペースの縮小化を図ることができるとともに、設備費の低減を図ることができるようになる。
【符号の説明】
【００３９】
１…工作機械
２…ダーティタンク
３…サイクロン分離器
４…二次分離機構
５…切り屑回収箱
６…クリーンタンク
９…サイクロン
９ａ…開口部
１５…ケーシング
１５ａ…開口部
１６…ロータリフィーダ
１７…フィーダケーシング
１７ａ…膨出部
１８…旋回ドラム
２０…胴部（円筒面）
２１…切り屑受容凹部（切り屑受容部）
２３…スリット
２４…液受けケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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