(57)【要約】【目的】機械工作現場において使用されている切削液、車両等に用いられているエンジンオイル等に含まれる微小な不純物や、金属粉等を除去し再生するとともに、さらに必要に応じて再生した切削油を工作機械側に循環させることができる廃油再生装置およびそれを使用した廃油再生方法を提供する。【構成】廃油を収容する容器と、前記容器内に配置する高電界側電極１および蓄積側電極２と、前記電極間に高電界を発生させる電源３とを備え、前記高電界側電極、蓄積側電極の電極間に高電界を発生し、廃油中の汚染物質を蓄積側電極に蓄積する。この廃油再生装置によれば、廃油中で高電界を発生させることにより、蓄積側電極の表面に汚染物質が蓄積され、廃油を略完全に元に状態に再生することができる。この廃油再生方法は、食用油、エンジンオイル、工作機械の切削油などの工業用の油全てを対象とすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃油を収容する容器と、前記容器内に配置する高電界側電極と、蓄積側電極と、前記両電極間に高電界を発生させる高電圧電源とを備え、前記高電界側電極と蓄積側電極間に高電界を発生させ、廃油中の汚染物質を蓄積側電極に蓄積することを特徴とする廃油再生装置。
【請求項２】
前記高電圧は数千Ｖ〜数万ボルトであることを特徴とする請求項１に記載の廃油再生装置。
【請求項３】
前記容器が蓄積側電極として構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の廃油再生装置。
【請求項４】
前記電極は蓄積側電極を板材、丸棒、楕円棒、ネジ棒、断面歯車状の棒のいずれか一つ、またはそれらの組み合わせで構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃油再生装置。
【請求項５】
前記高電界側電極は、蓄積側電極との間で高電界を発生させるための突起群を備えており、また前記蓄積側電極は平板、網、格子状板、板を曲げ加工したもの、断面が丸、楕円、多角形、異形形状からなる棒状のもの、ネジ棒、前記棒状のものを折り曲げたものなど、表面積ができるだけ広くとることができる種々の形状で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の廃油再生装置。
【請求項６】
前記再生するための廃油は、食品油、エンジンオイル、工作機械用切削油、作動油、放電加工液、ワイヤー加工液、シリコンウエハや半導体基板洗浄時に使用する純水、カチオン電着塗装の前処理に使用する純水、錆止め用に使用する純水、クーラント液のいずれか一つであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の廃油再生装置。
【請求項７】
前記請求項１〜６の何れかに記載の廃油浄化装置を使用して廃油を浄化する方法であって、前記廃油を収容する容器内に廃油を収容し、前記廃油内に高電界側電極および蓄積側電極を配置し、前記廃油中で前記電極間に高電界を発生させ、その作用により、廃油中の汚染物質を前記蓄積側電極表面に蓄積させ、廃油を浄化することを特徴とする廃油再生方法。
【請求項８】
前記蓄積側電極表面に蓄積された汚染物質をスクレーパにより除去することを特徴とする請求項７に記載の廃油再生方法。
【請求項９】
切削油を使用する工作機械と、前記工作機械から発生した廃油を収容するための容器と、前記容器内に配置する高電界側電極および蓄積側電極間と、前記両電極に高電圧を印加する電源と、前記蓄積側電極表面に蓄積された汚染物質を除去する汚染物質除去手段と、前記容器内で再生された切削油を再び工作機械に循環する循環手段を備えていることを特徴とする廃油再生システム。
【請求項１０】
前記蓄積側電極表面に蓄積された汚染物質を除去する汚染物質除去手段を備えていることを特徴とする請求項９に記載の廃油再生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品油、エンジンオイル、工作機械に用いる切削油、冷却油、クーラント液等の種々の油（液体）を再生するための廃油再生装置およびそれを使用した廃油再生方法に関するものであり、特に、機械工作現場において使用されている切削液、車両等に用いられているエンジンオイル等に含まれる微小な不純物や、金属粉等を除去し再生するとともに、さらに必要に応じて再生した切削油を工作機械側に循環させることができる廃油再生装置およびそれを使用した廃油再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境問題、資源再生利用の観点から使用後の食品油、エンジンオイル、切削油等の再生技術が注目されている。
また、火災等の安全性から、最近工作機械において使用される切削液を油性から水溶性（エマルジョンタイプ）に切り替える機械工作現場が多くなっている。
【０００３】
従来のこの種フィルター技術としては、メカニカルフィルター方式が一般的である。
【０００４】
この方式は、工作機械側からの水溶性切削液は処理槽内における円筒状フィルターを介して大き目なスラッジや切粉がろ過処理されるとともに、このろ過液に防腐剤が投入されて最終処理がなされ、これが工作機械側に循環されるものである。
しかしこの方法では大きな切粉等のスラッジは除去できるものの、微細なものはそのままフィルターを通過して循環してしまうという問題点があった。
この問題点を解決するために、回転電極板により廃油を浄化する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
また、上記とは別に、潤滑箇所から排出される潤滑油を浄化再生し、再びシーマへ供給して循環潤滑させる油から微粒子状のスラッジを除去するために、シーマから排出される潤滑油をタンクに流下させ、該タンク内に留まった潤滑油をポンプで静電浄油機に送給して、該静電浄油機の電極板間を潤滑油を通過させることにより静電吸着作用により異物を除去して潤滑油を浄化し、該浄化された潤滑油を分配弁を介してシーマの各潤滑箇所に供給するようにしたシーマの潤滑油供給方法も提案されている（特許文献２）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１１６０９
【特許文献２】特開平１０−８５８７６号
【０００７】
しかし、上記したいずれの廃油浄化方法も、静電吸着により異物を電極に吸着除去するものであり、帯電状態にある異物以外は吸着除去することができない。
また特許文献１に記載の装置では円盤状の回転電極板を使用しているものの、回転電極板による積極的な汚染物質の吸着が図られておらず、汚染物質の回収効率が悪い。
さらに、浄化した廃油を再生油としてそのまま使用することはできない。
また、従来のコロナ放電を使用する装置では、オゾンが発生し、そのオゾンにより部材が劣化する等の問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、十数年に渡って電気集塵機の研究開発をすすめてきたが、そうした電気集塵機の開発過程の中で、廃油中で高電界を発生させることにより種々の廃油を新品同様に再生できると従来では全く想像できなかった廃油処理技術の開発に成功した。
本発明は上記知見をもとになされた独特の廃油再生技術であり、従来装置のように電極間の放電現象を利用するのではなく、電極間に発生する高電界の作用により汚染物質を蓄積側電極に蓄積でき、本装置により廃油を含む種々の廃液をほぼ完全に元の状態の再生することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
廃油を収容する容器と、前記容器内に配置する高電界側電極と、蓄積側電極と、前記両電極間に高電界を発生させる高電圧電源とを備え、前記高電界側電極と蓄積側電極間に高電界を発生させ、廃油中の汚染物質を蓄積側電極に蓄積することを特徴とする廃油再生装置である。
また、前記高電圧は数千Ｖ〜数万ボルトであることを特徴とする廃油再生装置である。  また、前記容器が蓄積側電極として構成されていることを特徴とする廃油再生装置である。
また、前記電極は蓄積側電極を板材、丸棒、楕円棒、ネジ棒、断面歯車状の棒のいずれか一つ、またはそれらの組み合わせで構成したことを特徴とする廃油再生装置である。
また、前記高電界側電極は、蓄積側電極との間で高電界を発生させるための突起群を備えており、また前記蓄積側電極は平板、網、格子状板、板を曲げ加工したもの、断面が丸、楕円、多角形、異形形状からなる棒状のもの、ネジ棒、前記棒状のものを折り曲げたものなど、表面積ができるだけ広くとることができる種々の形状で構成されていることを特徴とする廃油再生装置である。
また、前記再生するための廃油は、食品油、エンジンオイル、工作機械用切削油、作動油、放電加工液、ワイヤー加工液、純水、クーラント液のいずれか一つであることを特徴とする廃油再生装置である。
また、前記何れかに記載の廃油再生装置を使用して廃油を再生する方法であって、前記廃油を収容する容器内に廃油を収容し、前記廃油内に高電界側電極および蓄積側電極を配置し、前記廃油中で前記電極間に高電界を発生させ、その作用により、廃油中の汚染物質を前記蓄積側電極表面に蓄積させ、廃油を再生することを特徴とする廃油再生方法である。
また、前記蓄積側電極表面に蓄積された汚染物質をスクレーパにより除去することを特徴とする廃油再生方法である。
また、切削油を使用する工作機械と、前記工作機械から発生した廃油を収容するための容器と、前記容器内に配置する高電界側電極および蓄積側電極間と、前記両電極に高電圧を印加する電源と、前記蓄積側電極表面に蓄積された汚染物質を除去する汚染物質除去手段と、前記容器内で再生された切削油を再び工作機械に循環する循環手段を備えていることを特徴とする廃油再生システムである。
また、前記蓄積側電極表面に蓄積された汚染物質を除去する汚染物質除去手段を備えていることを特徴とする廃油再生装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る廃油再生装置によれば、廃油中で高電界を発生させることにより、蓄積側電極の表面に汚染物質が蓄積され、廃油を略完全に元に状態に再生することができる。  この廃油再生方法は、食品油、エンジンオイル、工作機械の切削油などの工業用の油全て、さらにはクーラント液、純水などを対象とすることができ、環境面においても極めて画期的な発明ということができる。
また、本発明に係る廃油再生装置によれば、汚染物質を蓄積した電極を容易に清掃できるため、廃油再生装置のメンテナンスが容易となる。
また本装置は高電界を油中で発生させるため、気中で高電界を付与する状況と異なりオゾンの発生を無視できる。
油中で高電界を発生させることにより不純物を蓄積側電極に凝集させるためオゾンの発生がなく、したがって処理油を変質することなく、廃油を完全に綺麗な油に再生できる。  本装置は油中で発生させる高電界の作用により不純物を対極（蓄積側電極）に蓄積させるため、極めて微小な異物も除去できる。
従来のコロナ放電を使用する装置では、オゾン発生がありそのオゾンにより部材が劣化する等の問題があるが、本装置は油中で発生する高電界により不純物を蓄積側電極に蓄積させるため、オゾン発生が殆どないため部材の劣化がなく、また廃油再生のための消費電力が少なくてすむ、等の優れた効果を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に図面を参照して、本願に係る発明を実施するための最良の形態についてその作用と共に説明する。
【００１２】
図１は、本実施例に係る廃油再生装置の電極部の拡大説明図、図２は同電極部の正面図、図３は本廃油再生装置の側面断面図、図４は発生する高電界により蓄積側電極に汚染物質が蓄積される様子を示す説明図、図５は蓄積側電極を浄化するための一例としてのスクレーパの作動説明図、図６（ａ）〜（ｃ）は本廃油再生装置を使用した工作機械の異なる構成を有する廃油再生システムの説明図である。
図において、１は高電界を発生させるための高電界側電極、２は蓄積側電極である。高電界側電極１はネジ棒状に形成され、図示例では上下方向に多段に配列され、高電圧電源３に接続されている。また高電界側電極１の間には、複数の蓄積側電極２が縦方向に多数配置され、蓄積側電極は適宜アースされている。前記高電界側電極１と蓄積側電極との距離は設計時に自由に設定することができるが、距離の大小により両電極間の電界強さが変わるため、配置等は装置等に応じて設計時に決定する。また高電界側電極１と蓄積側電極とは直交する形で配置したり、平行や斜めに配置することもできる。また高電界を発生させるための高電圧電源には少なくとも数千ボルト以上、数万ボルトまで印加できる電源を使用する。なお高電界側電極にネジ棒を使用した場合、市販のネジ棒を使用することができ安価な装置とすることができる。
【００１３】
上記のように構成された電極を廃油を貯留した容器４内に図３に示すように配置し、両電極間に高電界を発生させる。この時発生した電極間の高電界の作用により、蓄積側電極に汚染物質が蓄積される。なお、蓄積側電極を容器にアースさせることもでき、その場合には容器自体も汚染物質を蓄積する蓄積側電極となる。
前記蓄積側電極２としては、平板、網、格子状板、板を曲げ加工したもの、断面が丸、楕円、多角形、異形形状からなる棒状のもの、ネジ棒、前記棒状のものを折り曲げたものなど、表面積ができるだけ広くとることができる種々の形状のものを採用することができる。なお、蓄積側電極をネジ棒とした場合には棒の外形が同じでも外形の丸棒に対して表面積を大きくとることができる。
また、高電界側電極１としては、蓄積側電極２に対して高電界を発生し易い形状のもの（たとえばネジ棒状のもの、棒状の表面に多数の突起を形成したもの、両鋸刃状のもの等）種々の形状のものを採用することができる。
【００１４】
従来放電を行なう電極としてはタングステン材などを使用した専用電極を作成するため、電極が高価となる等の問題があるが、本装置では前記高電界側電極１としてネジ棒を使用した場合、市販のネジ棒をそのまま利用できるため、材料費が安価となる。さらに高電界側電極、蓄積側電極として太い棒状のものを使用した場合には、装置を頑丈にすることができメンテナンスも容易となる。
さらに、高電界側電極と蓄積側電極とに印加する電圧は実験結果から少なくとも数千ボルト以上から数万ボルトまでの電圧が好ましく、この間のどの電圧を選択するかは、電極設計時に過去の実験結果等を参考に決定することになる。たとえば、前記高電界側電極、蓄積側電極のそれぞれの形状により最適な電圧が変わることになる。また、印加電圧は直流電圧（半波整流、単極性のパルス、直流＋パルスなどを含む）である。
【００１５】
上記構成からなる廃油再生装置の作用を説明する。
廃油の入った容器内に電極を配置し数千ボルト以上〜数万ボルトの電圧を印加すると高電界側電極および蓄積側電極との間に高電界が発生する。すると図４に示すようにその高電界の作用により廃油内の汚染物質５が蓄積側電極２に蓄積され、廃油が再生される。なお、発明者の実験によれば２０リットルの廃油に対して数千ボルトの電圧を印加すると約２０分で廃油が完全に再生された。
また本廃油再生装置により再生した廃油成分を分析した結果、再生油は全く酸化されておらず、色も変化がなく、新品の油と成分に変わりがないことを確認できた。
【００１６】
上記廃油再生装置では汚染物質は蓄積側電極に蓄積されるが、汚染物質を蓄積した蓄積側電極は例えば図５に示す方法で容易に清浄化することができる。
図５において（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はスクレーパを分離した状態の平面図である。図中、２は廃油の再生作業が終わったのち容器から取り出した汚染物質を蓄積した蓄積側電極である。前記電極の左右に電極形状に合わせて切欠いたスクレーパ６を配置する。スクレーパーには油圧シリンダ等、スクレーパを電極に向けて離接するための適宜のアクチュエータ７が取り付けられている。また蓄積側電極には蓄積側電極を上下することができる適宜アクチュエータ８が取り付けられている。アクチュエータ７により図５（ａ）に示すようにスクレーパーで電極を挟み、この状態で電極を上下する（図５（ｂ）参照）とスクレーパにより蓄積側電極表面に付着した汚染物質が掻き落され蓄積側電極が浄化される。浄化された蓄積側電極は図５（ｃ）に示すようにスクレーパを分離することで取り出すことができる。なお蓄積側電極の浄化は、複数本を同時に浄化できるようにすることも可能である。また、スクレーパの切欠部にブラシなどを取り付けておくと、蓄積側電極の表面凹凸形状にも対応することができる。
蓄積側電極の浄化は、スクレーパによる蓄積側電極の清浄化という基本原理を維持しつつ、蓄積側電極の形状に合わせて設計したスクレーパを使用し、またスクレーパの作動方法等はその都度設計を行なうことになる。
【００１７】
上記廃油再生装置を使用した工作機械の廃油再生システムについて図６を参照して説明する。
図６（ａ）において、１０は工作機械であり、１１は上記廃油再生装置、１２は前記廃油再生装置１１で再生した再生油貯留タンク、１３は第１ポンプ、１４は三方弁、１５は冷却後の廃油受けタンク、１６は廃油貯留タンク、１７は第２ポンプ、１８は弁、１９は使用済油貯留タンクである。工作機械１０と前記再生油貯留タンク１２とは第１ポンプ１３、三方弁１４を介してパイプで接続されており、また工作機械の冷却後の廃油受けタンク１５と廃油貯留タンク１６とはパイプで接続されている（本例では廃油が廃油受けタンク１５から自然流下する機構を採用している）。図中１８は弁、１９は使用済油貯留タンクである。この構成により、工作機械の廃油受けタンク１５に溜まった油はパイプを介して廃油貯留タンク１６に貯留され、さらにポンプ１７の作用により廃油再生装置１１に送られる。廃油再生装置１１で再生された再生油は弁１８を介して再生油貯留タンク１２に貯留される。再生油貯留タンク１２内の再生油は三方弁１４、第１ポンプ１３を介して工作機械の切削部に供給される。使用後の切削油は再び廃油貯留タンク１６に一時的に貯留され、必要に応じて第２ポンプ１７で廃油再生装置１１に送られ、再生される。なお、工作機械の下方に設けた使用済油貯留タンク１９からも三方弁１４、第１ポンプ１３を介して適宜工作部へ油を供給することができる。
【００１８】
このシステムでは、工作機械に供給された油は工作部を冷却した後、工作機械の廃油受けタンク１５に蓄えられ、その後、廃油貯留タンク１６に送られる。前記廃油貯留タンク１６内の廃油は第２ポンプ１７により廃油再生装置１１に送られ、ここで廃油が再生される。再生された油は、一旦、再生油貯留タンク１２に貯留され、その後適宜、三方弁１４、第１ポンプ１３を介して再び工作機械に送られ、冷却油として使用される。こうして廃油の循環処理がなされ、油の有効利用が可能となる。なお、配管やポンプ、バルブの配置等は現場に合わせて適宜設計変更することができる。
【００１９】
図６（ｂ）は（ａ）の変形例である。この例は、廃油再生装置１１で再生され、再生された油は、そのまま、工作機械の再生油貯留タンク１９ａに貯留され、その後三方弁１４、第１ポンプ１３を介して工作部に供給される。
【００２０】
このシステムでは、工作機械に供給された油は工作部を冷却した後、工作機械の廃油受けタンク１５に蓄えられ、その後、廃油貯留タンク１６に送られる。前記廃油貯留タンク１６内の廃油は第２ポンプ１７により廃油再生装置１１に送られ、ここで廃油が再生される。再生された油は、そのまま工作機械の再生油貯留タンク１９ａに貯留され、その後必要に応じて三方弁１４、第１ポンプ１３を介して工作部に供給される。この例では、再生油貯留タンク１２が不要となり、構成が簡略化できる。
【００２１】
図６（ｃ）は他の変形例である。この例では、廃油タンク２３内の廃油は第２ポンプ１７で廃油再生装置１１に供給され再生される。再生した廃油は一旦サブタンク２０に貯留されるか、または、直接再生油用タンク２１に貯留される。再生された油は、適宜の使用目的で使用される（たとえば食用油等はこの処理システムを使用すると良い）。なお、食用油では本廃油再生装置１１によって再生した油は、分析の結果、臭いと色が新鮮な油と同程度となることが確認された。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定することなく、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。たとえば電極の形状、本数、配置の仕方などや、スクレーパの形状作動方法等は設計時において種々の形態のものを採用することができる。なお、上記例では廃油処理としての説明をしてあるが、本例が対象とする廃油は文字通りの廃油に限定することなく、シリコンウエハや半導体基板洗浄時に使用する純水、カチオン電着塗装の前処理に使用する純水、錆止め用に使用する純水、クーラント液等を含む広い概念としての液体である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、食用油、エンジンオイル、工作機械の切削油などの工業用の油全てを対象として廃油の再生化を実現することができ、技術面においても環境面においても極めて画期的な発明ということができる。本発明に係る廃油再生装置によれば、廃油中で高電圧を印加することにより、蓄積側電極の表面に汚染物質が蓄積され、廃油を略完全に元に状態に再生することができる。また、本発明に係る廃油再生装置によれば、汚染物質を蓄積した電極を容易に清掃できるため、廃油再生装置のメンテナンスが容易となる等の優れた効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施例に係る廃油再生装置の電極部の拡大説明図である。
【図２】同電極部の正面図である。
【図３】本廃油再生装置の側面断面図である。
【図４】蓄積側電極に汚染物質が蓄積される様子を示す説明図である。
【図５】蓄積側電極を浄化するためのスクレーパの作動説明図である。
【図６】（ａ）は本廃油再生装置を使用した工作機械の廃油再生システムの説明図、（ｂ）は（ａ）の変形例、（ｃ）は他の廃油再生システムの説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１            高電界側電極
２            蓄積側電極
３            高電圧電源
４            容器
５            汚染物質
６            スクレーパ
７、８        アクチュエータ
１０          工作機械
１１          廃油再生装置
１２          再生油貯留タンク
１３          第１ポンプ
１４          三方弁
１５          工作機械の廃油貯留部
１６          廃油貯留タンク
１７          第２ポンプ
１８          ドレイン
１９          使用済油貯留タンク
【図１】
2008189796.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008189796.tif 000007
【図６】
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