(57)【要約】【課題】使用済みの加工液の混合流体からスラッジを良好に分離することができる混合流体分離機およびこれを用いたスラッジ回収装置の提供を図る。【解決手段】混合流体分離機３に吸引供給された混合流体は、濾過部５の濾布１０で濾過することによりスラッジが分離除去される。濾布１０はスラッジの付着により目詰まりするようになるが、濾布１０内に落下する混合流体の流動による圧力変動と、ケース本体４に吸引される混合流体の脈動とにより、濾布１０を境にその上流側と下流側で圧力の高・低変化が反復する圧力変動が繰り返して生じ、この圧力変動に伴って濾布１０に対するスラッジの付着，剥離が繰り返し行われる。結果、濾布１０がスラッジの付着，堆積で目詰まりを起こすことがなく、長時間に亘って効率のよい濾過機能を持続することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械で使用された加工液に混在するスラッジを分離する混合流体分離機であって、
上側に混合流体の流入口と、下側にスラッジが分離除去された再生加工液の排出口を備えて、該流入口から混合流体が脈動を伴って吸引供給される円筒状のケース本体と、
前記流入口と排出口との中間部分で前記ケース本体に配設された有底円筒状の網籠と、該網籠内に挿入配置された濾布を備えた濾過部と、を備え、
前記流入口は、前記ケース本体の周壁に対して接線方向に設定してある一方、
前記濾過部の入り口周縁部に、前記流入口から流入する混合流体が、該入り口周縁部で前記ケース本体の周壁内面に沿ってせり上がって旋回する旋回流を付与する旋回流付与手段を備えたことを特徴とする混合流体分離機。
【請求項２】
前記旋回流付与手段は、円環状のプレートと、該プレートの上面に突設されて前記流入口から流入する混合流体の旋回流を促進する複数のガイドフィンと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の混合流体分離機。
【請求項３】
前記ガイドフィンは、前記流入口から流入する混合流体の流動方向に向けて、前記プレートの内周縁から外周縁に亘って平面弧状に形成したことを特徴とする請求項２に記載の混合流体分離機。
【請求項４】
前記ガイドフィンは、平面視して前記プレートの外周側が先鋭となるように両側面を曲面とした2次曲面に形成してあって、上縁は前記プレートの内周側から外周側に向けて立ち上がる所要の勾配で傾斜して形成したことを特徴とする請求項３に記載の混合流体分離機。
【請求項５】
前記濾布は、前記ケース本体内の流体の脈動で該濾布を境にその上流側と下流側で圧力の高・低変化が反復して繰り返される圧力変動で、該濾布の目が伸縮可変であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の混合流体分離機。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１つに記載の混合流体分離機を、使用済みの加工液を収容する混合流体回収槽と、該混合流体回収槽から混合流体を吸引するダイアフラムポンプとの間の流路に介装したことを特徴とするスラッジ回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械による切削加工や研削加工等に使用された切削油、あるいはクーラント液等の加工液に混在するスラッジを分離する混合流体分離機およびこれを用いたスラッジ回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械で使用された加工液には金属の切り屑，切粉や砥粒などのスラッジが混在するため、このスラッジを例えば特許文献１に示されているように混合流体分離装置により分離して、加工液の再利用を可能とするようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の開示技術では、磁性を付与したドラムの略下半部を半円状の流路に浸漬させた状態で回転させることにより、流体に混在した切粉などの磁性金属をドラム表面に付着させて回収するようにしている。
【０００５】
このため、流路を流れる流体中から砥粒などと混ざった磁性金属を完全に取り除くことは難しく、また、スラッジが非磁性金属の切粉などを含む場合にはその分離回収は不可能となってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は使用済みの加工液の混合流体からスラッジを良好に分離することができる混合流体分離機およびこれを用いたスラッジ回収装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、工作機械で使用された加工液に混在するスラッジを分離する混合流体分離機であって、上側に混合流体の流入口と、下側にスラッジが分離除去された再生加工液の排出口を備えて、該流入口から混合流体が脈動を伴って吸引供給される円筒状のケース本体と、前記流入口と排出口との中間部分で前記ケース本体に配設された有底円筒状の網籠と、該網籠内に挿入配置された濾布を備えた濾過部と、を備えている。
【０００８】
そして、前記流入口は、前記ケース本体の周壁に対して接線方向に設定してある一方、前記濾過部の入り口周縁部に、前記流入口から流入する混合流体が、該入り口周縁部で前記ケース本体の周壁内面に沿ってせり上がって旋回する旋回流を付与する旋回流付与手段を備えたことを主要な特徴としている。
【０００９】
また、本発明のスラッジ回収装置は、上述の混合流体分離機を、使用済みの加工液を収容する混合流体回収槽と、該混合流体回収槽から混合流体を吸引するダイアフラムポンプとの間の流路に介装したことを特徴としている。
【００１０】
上述の工作機械で使用されてスラッジが混在した使用済加工液の混合流体が、混合流体分離機のケース本体にその流入口から脈動を伴って吸引供給されると、該流入口より周壁の接線方向に流入して周壁内面に沿って周方向に流動し、旋回指向性が付与される。
【００１１】
この混合流体の旋回が濾過部の入り口周縁部に配置した旋回流付与手段によって強められることによって、該混合流体はケース本体の周壁内面に沿ってせり上がって旋回する旋回流となって流動する。
【００１２】
すると、混合流体の遠心力により液体よりも比重の軽いスラッジが混合流体の上層側に浮上するように移行して液体と共に濾過部の入り口の全周囲から該濾過部内に流れ落ち、続いて液体よりも比重が重く液中に拡散しているスラッジが液体と共に同様にして濾過部内に流れ落ちるようになる。
【００１３】
これにより、濾布で濾過する前段階で予め混合流体に混在したスラッジがある程度液体から分離されて濾布での液体の流通が良好に行われ、混合流体の濾過効率が高められる。
【００１４】
そして、濾布の濾過作用によりスラッジが濾布に付着して目詰まりするようになるが、濾布内に落下する混合流体の流動による圧力の変動と、ケース本体に吸引される混合流体の脈動とにより、濾布を境にその上流側と下流側に恰も息衝きするような圧力変動が繰り返して生じ、この圧力変動に伴って濾布に対するスラッジの付着，剥離が繰り返し行われる。
【００１５】
この結果、濾布がスラッジの付着，堆積で目詰まりを生じることがなく、長時間に亘って効率のよい濾過機能を持続することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、濾布の液体流通性を高められると共に、濾布が経時的なスラッジの付着，堆積で目詰まりを生じることがなく、長時間に亘って効率のよい濾過機能を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るスラッジ回収装置の略示的説明図。
【図２】混合流体分離機の断面説明図。
【図３】旋回流付与手段の平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図５】旋回流の発生状況を模式的に示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。
【００１９】
図１に示す本実施形態のスラッジ回収装置は、混合流体回収槽１と、ダイアフラムポンプ２と、これら混合流体回収槽１とダイアフラムポンプ２との間の流路に介装した混合流体分離機３と、を備えている。
【００２０】
混合流体回収槽１は、図外の工作機械で使用されて切り屑，切粉や砥粒などのスラッジが混在した使用済みの加工液の混合流体を回収して収容する。
【００２１】
ダイアフラムポンプ２は、混合流体分離機３内を真空にすることで混合流体回収槽１内の混合流体を該混合流体分離機３内に脈動を伴って吸引供給し、該混合流体分離機３から排出される再生した加工液を該ダイアフラムポンプ２を経由して前記工作機械に循環供給する。
【００２２】
混合流体分離機３は、混合流体回収槽１から供給される混合流体を濾過し、混合流体からスラッジを分離して取り除き加工液を再生する。
【００２３】
この混合流体分離機３は、前記混合流体回収槽１から前記ダイアフラムポンプ２の駆動により混合流体が脈動を伴って吸引供給される円筒状のケース本体４と、該ケース本体４内に配設され、混合流体を濾過してスラッジを分離除去する濾過部５と、を備えている。
【００２４】
ケース本体４は、耐衝撃性を有する適宜の合成樹脂材からなり、図２に示すように上側に混合流体の流入口６と、下側に濾過部５によりスラッジが分離除去された再生加工液の排出口７を備え、上端部には脱着式の蓋８をＯリング等のパッキングを介して装着してある。
【００２５】
流入口６は、図３に示すようにケース本体４の周壁に対して接線方向に設けてあって、該流入口６から流入する混合流体が周壁内面に沿って周方向に流動する旋回指向性を付与し得るようにしている。
【００２６】
濾過部５は、前記流入口６と排出口７との中間部分に配設してあって、例えばステンレス等の金属材料からなる有底円筒状の網籠９と、該網籠９内に挿入配置された袋状の濾布１０と、を備えている。
【００２７】
網籠９は、上端周縁にフランジ１１を備え、該フランジ１１をケース本体４の周壁内面に設けたリブ突起１２上に係止して定置するようにしている。
【００２８】
濾布１０は、上端に保形リング１３を備え、該保形リング１３を網籠９のフランジ１１と後述する旋回流付与手段１４の円環状のプレート１５とで挟み込んで固定できるようにしている。
【００２９】
前記濾過部５の入り口周縁部には、前記流入口６から流入する混合流体が、この濾過部５の入り口周縁部で前記ケース本体４の周壁内面に沿ってせり上がって旋回する旋回流を付与する旋回流付与手段１４を配設してある。
【００３０】
図２〜図４に示す本実施形態の旋回流付与手段１４は、ケース本体４の周壁に内接して前記濾布１０の保形リング１３を押さえ可能な適宜の合成樹脂材からなる円環状のプレート１５と、該プレート１５の上面に突設されて前記流入口６から流入する混合流体の旋回流を促進する複数のガイドフィン１６と、を備えて、濾布固定リングとしての機能を併有している。
【００３１】
ガイドフィン１６は、旋回流を発生し易いようにプレート１５の上面に例えば８〜１６個を等間隔に突設配置してあって、各ガイドフィン１６は前記流入口６から流入する混合流体の流動方向に向けて、前記プレート１５の内周縁から外周縁に亘って平面弧状に形成してある。
【００３２】
また、これら複数のガイドフィン１６は、何れも平面視して前記プレート１５の外周側が先鋭となるように両側面を曲面とした2次曲面に形成してあって、上縁は前記プレート１５の内周側から外周側に向けて立ち上がる所要の勾配で傾斜して形成してある。
【００３３】
一方、前記濾布１０は、前記流体の脈動で濾布１０を境にその上流側と下流側で圧力の高・低変化が反復して繰り返される圧力変動で、該濾布１０の目が伸縮可変であることが望ましい。これを満たす濾布１０としては、例えば、ポリエステル製の樹脂製ネットや、樹脂コーティングした紙製生地に多数の細孔を加工した紙製濾布を用いることが可能である。
【００３４】
紙製濾布の場合、樹脂コーティング生地に例えば１ｍｍφ〜５ｍｍφの細孔を１０ｍｍ間隔で千鳥配列に穿孔加工したものを用いることができる。
【００３５】
この濾過部５によるスラッジの分離除去を良好に行わせるためには、濾布１０を境とする上流側のケース本体内容積Ｓ１と下流側のケース本体内容積Ｓ２の容積比率を、Ｓ１＜Ｓ２とすることが望ましい。即ち、ケース本体内容積Ｓ２側を大きくすることで、スラッジが詰まってきたときに上述の脈動を大きくさせ易くすることができる。
【００３６】
また、このようなケース本体４における濾布１０を境とする上流側と下流側の容積比率を適切に設定することと併せて、濾過部５の底部となる網籠９の底部とケース本体４の底部との離間間隔を適切に設定することが望ましい。
【００３７】
例えば、ケース本体４の直径が約２７０ｍｍ、高さが約６３０ｍｍ程度のサイズのものであれば、濾過部５の底部とケース本体４の底部との離間間隔を１００ｍｍ以上確保するとよい。
【００３８】
なお、図２中、符号１７はケース本体４の蓋８に設けた圧力調整バルブを示す。
【００３９】
以上の構成からなる本実施形態によれば、ダイアフラムポンプ２を稼働すると混合流体回収槽１から使用済加工液のスラッジが混在した混合流体が、混合流体分離機３のケース本体４にその流入口６から脈動を伴って吸引供給される。
【００４０】
このとき、流入口６はケース本体４の周壁に対して接線方向に形成してあるため、混合流体は該流入口６より周壁の接線方向に流入して周壁内面に沿って周方向に流動し、旋回指向性が付与される。
【００４１】
そして、この混合流体の旋回が濾過部５の入り口周縁部に配置した旋回流付与手段１４によって強められることによって、該混合流体はケース本体４の周壁内面に沿ってせり上がって旋回する旋回流となって流動する。
【００４２】
すると、混合流体の遠心力により液体よりも比重の軽いスラッジが混合流体の上層側に浮上するように移行して液体と共に濾過部５の入り口の全周囲から該濾過部内に流れ落ち、続いて液体よりも比重が重く液中に拡散しているスラッジが液体と共に同様にして濾過部５内に流れ落ちるようになる。
【００４３】
図５はこの混合流体の旋回流の発生状況とスラッジの分布状況を示しており、比重の軽いスラッジと比重の重いスラッジが旋回流の表面側からこの順に層状に分布している。
【００４４】
これにより、濾布１０で濾過する前段階で予め混合流体に混在したスラッジがある程度液体から選別分離されて濾布１０での液体の流通が良好に行われ、混合流体の濾過効率が高められる。
【００４５】
そして、濾布１０の濾過作用によりスラッジが濾布１０に付着して目詰まりするようになるが、濾布１０内に落下する混合流体の流動による圧力変動と、ケース本体４に吸引される混合流体の脈動とにより、濾布１０を境にその上流側と下流側で圧力の高・低変化が反復して恰も息衝きするような圧力変動が繰り返して生じる。
【００４６】
この圧力の高・低変化が反復する圧力変動の繰り返しは、濾布１０に対するスラッジの付着，剥離の繰り返しをもたらす。
【００４７】
この結果、濾布１０がスラッジの付着，堆積で目詰まりを生じることがなく、長時間に亘って効率のよい濾過機能を持続することができる。
【００４８】
特に、本実施形態の濾過部５に用いられる濾布１０は、ケース本体４内の流体の脈動で該濾布１０を境にその上流側と下流側で圧力の高・低変化が反復して繰り返される圧力変動に対して、濾布１０の目が伸縮可能としている。
【００４９】
このため、上述の濾布１０に対するスラッジの付着，剥離の繰り返しの度に、濾布１０の目が伸縮して液体の流通性が向上し、濾過効率をより一層高めることができる。
【００５０】
また、旋回流付与手段１４は、円環状のプレート１５と、その上面に突設した旋回流促進用の複数のガイドフィン１６とを備えた簡易構成としているので、コスト的におよび設計上有利に得ることができる。
【００５１】
しかも、このガイドフィン１６は混合流体の流動方向に向けてプレート１５の内周縁から外周縁に亘って平面弧状に形成してあるため、流入口６から接線方向に流入してくる混合流体の旋回流を効果的に促進することができる。これと併せて、ガイドフィン１６はプレート１５の外周側が先鋭となるように両側面を2次曲面に形成してあって、上縁はプレート１５の内周側から外周側に向けて立ち上がる所要の勾配で傾斜して形成してあるため、旋回流促進効果をより一層高めることができる。
【００５２】
そして、前記ケース本体４への混合流体の吸引供給をダイアフラムポンプ２で行っているため、混合流体への脈動付与による前述の濾布１０に対するスラッジの付着，剥離作用を定常的に行うことができて、濾布１０の目詰まり防止を徹底することができる。
【００５３】
このダイアフラムポンプ２は、汎用のエアー式、電磁式の何れも用いることができるので、設計上に何等の制約を受けることもない。
【００５４】
混合流体の濾過後におけるスラッジの取り出し、および濾布１０の交換はケース本体４の蓋８を脱着して容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００５５】
１…混合流体回収槽
２…ダイアフラムポンプ
３…混合流体分離機
４…ケース本体
５…濾過部
６…流入口
７…排出口
９…網籠
１０…濾布
１４…旋回流付与手段
１５…円環状のプレート
１６…ガイドフィン
【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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