(57)【要約】      （修正有）【課題】低コストかつ簡単に運用可能であるとともに効率的に混入物とクーラントとを分離可能なクーラント混入物分離装置およびクーラント混入物分離方法の提供。【解決手段】所定の回転軸２３に対して略軸対称の内壁を有する回転槽２１に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するにあたり、上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略垂直に配向され、その外周部で開口するとともに上記混入物を含むクーラントの供給通路となる供給路２３ａが形成された供給円板３１と、上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略垂直に配向され、その外周部で開口するとともに上記混入物を含むクーラントの回収通路となる回収路２３ｂが形成された円板であって上記外周部が定常状態のクーラント液面の内部に位置するように配設した回収円板３０を構成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、
上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略垂直に配向され、その外周部で開口するとともに上記混入物を含むクーラントを略放射状に供給する供給路が形成された円板状のクーラント供給手段を備えることを特徴とするクーラント混入物分離装置。
【請求項２】
上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させてクーラント液面を略円形にした定常状態で、上記円板の外周が当該クーラント液面の近傍かつクーラント液面より回転軸側に配置されることを特徴とする上記請求項１に記載のクーラント混入物分離装置。
【請求項３】
上記供給路はその開口方向が外周部の接線に対して鋭角であり、クーラントが上記回転槽の回転方向と同方向の回転成分を有しながら供給されるように開口していることを特徴とする上記請求項１または請求項２のいずれかに記載のクーラント混入物分離装置。
【請求項４】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、
上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略垂直に配向され、その外周部で開口するとともに上記混入物を含むクーラントの回収通路となる回収路が形成された円板状の回収部材を備え、上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させてクーラント液面を略円形にした定常状態で上記外周部が上記クーラント液面の内部に位置するように上記回収部材を配設したクーラント回収手段を備えることを特徴とするクーラント混入物分離装置。
【請求項５】
上記回収路はその開口方向が外周部の接線に対して鋭角であり、クーラントが上記回転槽の回転方向と同方向の回転成分を有しながら回収されるように開口していることを特徴とする上記請求項４に記載のクーラント混入物分離装置。
【請求項６】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、
上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略垂直に配向され、その外周部で開口するとともに上記混入物を含むクーラントの供給通路となる供給路が形成された円板状のクーラント供給手段と、
上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略垂直に配向され、その外周部で開口するとともに上記混入物を含むクーラントの回収通路となる回収路が形成された円板状の回収部材を備え、上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させてクーラント液面を略円形にした定常状態で上記外周部が上記クーラント液面の内部に位置するように上記回収部材を配設したクーラント回収手段と、
上記クーラント供給手段およびクーラント回収手段の間に配設される円板状部材であって上記定常状態で当該円板状部材の外周部が上記回収部材の外周部より回転槽の内壁に近い位置になるよう配設されるセパレータとを備えることを特徴とするクーラント混入物分離装置。
【請求項７】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、
上記回転槽はその鉛直上方で回転軸に軸止されるとともに当該回転槽の鉛直下方は上記内壁の径より小さな径で開口していることを特徴とするクーラント混入物分離装置。
【請求項８】
上記回転槽の内壁には、上記混入物の付着を防止する付着防止コーティングが施されていることを特徴とする上記請求項７に記載のクーラント混入物分離装置。
【請求項９】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、
上記回転槽はその鉛直上方で回転軸に軸止されるとともに当該回転軸の外周側には内部に冷却媒体の流路が形成された冷却フィンを備えていることを特徴とするクーラント混入物分離装置。
【請求項１０】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、
上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させてクーラント液面を略円形にした定常状態で当該クーラント液面に囲まれる回転槽中央寄りの空間には上記クーラント内の雑菌を低減する滅菌手段が配設されていることを特徴とするクーラント混入物分離装置。
【請求項１１】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離方法であって、
混入物とクーラントとの分離に際して、上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略放射状に上記混入物を含むクーラントを供給することを特徴とするクーラント混入物分離方法。
【請求項１２】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離方法であって、
上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させてクーラント液面を略円形にした定常状態で上記クーラント液面の全周に渡って当該液面の内部に回収口を配設しつつこの回収口を介してクーラントを回収することを特徴とするクーラント混入物分離方法。
【請求項１３】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離方法であって、
混入物とクーラントとの分離に際して、上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略放射状に上記混入物を含むクーラントを供給し、
上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させてクーラント液面を略円形にした定常状態で上記クーラント液面の全周に渡って当該液面の内部に回収口を配設しつつこの回収口を介してクーラントを回収し、
上記クーラントの供給部分とクーラントの回収口との間に介在されるセパレータによって当該供給直後のクーラントが直接的に上記回収口から回収されることを防止することを特徴とするクーラント混入物分離方法。
【請求項１４】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離方法であって、
上記回転槽をその鉛直上方で回転軸に軸止して回転させることによって混入物とクーラントとの分離を行い、当該回転槽の鉛直下方を上記内壁の径より小さな径で開口させておき上記回転によって上述の分離を行った後に当該回転を停止することにより混入物を含むクーラントを当該開口から排出することを特徴とするクーラント混入物分離方法。
【請求項１５】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離方法であって、
上記回転槽はその鉛直上方で回転軸に軸止されるとともに当該回転軸を中心にして回転槽を回転させて混入物とクーラントとを分離するに際して、当該回転軸の外周側で回転槽とともに回転する部位の内部と外部とで熱交換を行わせることを特徴とするクーラント混入物分離方法。
【請求項１６】
所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離方法であって、
上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させることによってクーラント液面を略円形にして当該円形部分の内側の回転槽中央寄りに空間を形成させ、当該空間に上記クーラント内の雑菌を低減する滅菌部を配設し、混入物とクーラントとを分離するに際して滅菌部によってクーラントを滅菌することを特徴とするクーラント混入物分離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クーラント混入物分離装置およびクーラント混入物分離方法に関し、特に、クーラント中の混合物を比重差により分離するクーラント混入物分離装置およびクーラント混入物分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属加工用の工作機械等で切削、研削等を行う際には潤滑や冷却、切粉飛散防止等のためにクーラントが使用されている。切削、研削等で発生する切粉はこのクーラントに混入するが、混入率が高くなると潤滑等に不都合であるため、クーラントを再利用する際には切粉等の混入物を除去している。切粉等の混入物を除去するための従来のクーラント混入物分離装置としては、磁石によって混入物を回収する装置や細密フィルタ、遠心分離によって混入物を除去する装置等が知られている。（例えば、特許文献１）
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１７４９０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のクーラント混入物分離装置においては、再利用に耐えるクーラントを低コストかつ簡単に繰り返して採取することが困難であった。
すなわち、磁石によって混入物を回収する構成では、クーラント内に浮遊する微細な混入物を除去することが困難であり、また、アルミ等の非磁性体では混入物の分離が困難であった。細密フィルタを利用する構成では、フィルタの洗浄や交換作業など日常的に煩雑な保守管理が必要であるとともに、フィルタの交換費用が必要であってコスト高になってしまっていた。さらに、遠心分離による混入物の除去では混入物の回収率が充分でなく、繰り返しクーラントを利用することにより混入物の濃度が増大してしまっていた。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、低コストかつ簡単に運用可能であるとともに効率的に混入物とクーラントとを分離可能なクーラント混入物分離装置およびクーラント混入物分離方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略垂直に配向され、その外周部で開口するとともに上記混入物を含むクーラントの供給通路となる供給路が形成された円板状のクーラント供給手段を備える構成としてある。
【０００６】
上記のように構成した請求項１にかかる発明において、クーラントは所定の回転軸に対して回転する回転槽に供給される。この回転槽が回転されていることにより当該供給されたクーラントは回転槽とともに回転し、遠心力によって回転槽の内壁方向に付勢される。従って、回転槽が所定の回転速度で回転している間、クーラントは回転槽の内壁方向に付勢されたまま維持され、クーラント内の物質の比重差によって物質が回転軸に対して垂直の方向に分離する。すなわち、クーラント内に混入しクーラントの密度より大きな密度を有する混入物は回転槽の内壁に沿って蓄積するので、回転中心側の清澄なクーラントと混入物とを分離することができる。
【０００７】
本発明では、円板状のクーラント供給手段を回転槽の回転軸に対して略垂直に配向し、この円板の外周部に開口する供給路を当該円板の内部に形成し、この供給路によってクーラントを略放射状に供給する。かかる構成により、回転中のクーラント液面を乱さないようにすることができる。すなわち、回転軸に対して垂直に配向された円板からクーラントを供給する際に、回転中のクーラント液面に対して供給路の開口部からクーラントを飛翔させるとすれば、供給されるクーラントによってクーラント液面が乱れる。
【０００８】
ある単位量のクーラントを一箇所で供給する場合と放射状に供給する場合とを比較すると、供給クーラントとクーラント液面との接触位置での液面の乱れは後者の方が小さい。遠心分離によって混入物を分離する構成においては液面の乱れによってクーラント液内に乱流が発生し、内壁方向に分離した混入物が再びクーラントと混合する原因となる。しかし、本発明ではクーラントを略放射状に供給しているので、単位量のクーラントをクーラント液面に対して供給する際に供給クーラントとクーラント液面との接触位置を分散させることができ、液面の乱れを効果的に低減することができる。従って、回転中のクーラント液面を乱さないようにすることができ、効果的にクーラントと混入物とを分離することができる。
【０００９】
本発明におけるクーラント供給手段は、放射状にクーラントを供給することができればよい。ここで、放射状とは回転槽の回転中心側から外側に向けた複数の方向でクーラントを供給することを意味し、放射状にクーラントを供給することができる限りにおいて供給路の数は限定されない。具体的には、所定の幅を有する供給路を複数個形成し、複数の開口部からクーラントを供給しても良いし、２枚の薄板を一定距離離間してつなぎ合わせてこれら薄板の間を供給路とし、円板の外周部の全周を開口させても良い。また、クーラント供給手段が回転槽の回転軸に対して略直角に配向された円板であることにより非常に容易にクーラントを放射状に供給することが可能になる。尚、クーラント供給手段においては放射状にクーラントを供給することができればよいので、円板の外周が略円形であって板面が回転軸に対して略垂直に配向されていれば良く、厚さは特に限定されない。
【００１０】
回転槽は回転軸に対して相対的に回転運動を行うが、円板状のクーラント供給手段においては回転槽に対して相対的に回転しても良いし相対的に固定であっても良い。すなわち、回転軸を固定してその周りで回転槽を回転させる構成においては当該回転軸に対して円板状のクーラント供給手段を固定することにより、回転槽に対して相対的に回転するクーラント供給手段を提供することができる。クーラントを供給するための供給路を回転継手等によって形成すればクーラント供給手段を回転軸に対して相対的に回転するよう構成することができる。クーラント供給手段が回転すれば、回転するクーラント液面と飛翔するクーラントとにおいて回転方向の相対速度を低減あるいは”０”にすることができ、液面を乱さないようにすることができる。
【００１１】
回転槽は回転槽自体が回転することによってクーラントを回転させ、回転するクーラントを槽内に収容することができれば良く、回転軸に対して軸対称の内壁を有していればよい。すなわち、回転軸から略等距離の内壁を有する回転槽であればよい。具体的には円筒の内壁等を採用可能である。むろん他の形状を採用可能であり、内壁の径が徐々に変化するような形状等種々の形状を採用可能である。
【００１２】
クーラント液面の乱れを抑える構成として好適な例として、請求項２にかかる発明では、上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させてクーラント液面を略円形にした定常状態で、上記円板の外周が当該クーラント液面の近傍かつクーラント液面より回転軸側に配置される構成としてある。
【００１３】
すなわち、クーラント液面の乱れを抑えるために、液面に供給されるクーラントの飛翔距離をできるだけ小さくしている。液面に供給されるクーラントの飛翔距離が小さければ円板の開口から供給される供給クーラントの流速を小さくすることができるので、クーラント液面の乱れを非常に小さく抑えることができる。従って、クーラント内の混入物を効果的に分離することができる。
【００１４】
本発明では遠心力によってクーラント内の混入物を分離しているので、回転槽の回転速度，回転槽の容積，クーラントの供給量，クーラントの粘性等種々の条件によってクーラントの液面が変化するものの、これらの条件を一定にしたり、調整することによって本発明にかかるクーラント混入物分離装置を運用している際のクーラント液面を略一定にすることができる。この状態を定常状態と呼んでいる。この定常状態を実現することにより、この液面に触れないがその近傍となる所定の位置に上記円板の外周が位置するように構成することが可能になる。
【００１５】
円板の外周とクーラント液面との距離は、液面の乱れを抑えることによってクーラントの再利用に耐えうるような混入物回収率を実現することができる限りにおいて近接していればよい。但し、円板の外周とクーラント液面とが接触すると液面が乱れるため、両者は接触しないようにする。むろん、液面が多少乱れたことに応じて偶発的に両者が接触することを完全に排除する訳ではなく、定常状態において両者が離間していればよい。
【００１６】
さらに、クーラント液面の乱れを抑える構成として好適な例として、請求項３にかかる発明では、上記供給路はその開口方向が外周部の接線に対して鋭角であり、クーラントが上記回転槽の回転方向と同方向の回転成分を有しながら供給されるように開口した構成としている。すなわち、クーラント液面と当該液面に供給されるクーラントとにおいて相対速度が存在することによって供給クーラントが液面に対して飛翔するが、供給クーラントにおいては液面の回転方向と平行な成分ができるだけ小さいことが好ましい。
【００１７】
そこで、クーラント液面がクーラント供給手段の円板外周に対して相対的に回転している構成において、供給路の開口を外周部の接線に対して鋭角かつ回転槽の回転方向（すなわち液面の回転方向）と同方向に配向させる。これにより供給クーラントは液面の回転方向と同方向の回転成分を有しながら飛翔し、液面と接触する際の液面の乱れを抑えることができる。
【００１８】
本発明においては、効率的に混入物とクーラントとを分離することを目的の一つとしており、この意味では上述のようにクーラントの供給時に液面の乱れを抑える他、クーラントの回収時に液面の乱れを抑える構成によっても実現可能である。そのために請求項４に記載の発明では、所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略垂直に配向され、その外周部で開口するとともに上記混入物を含むクーラントの回収通路となる回収路が形成された円板状の回収部材を備え、上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させてクーラント液面を略円形にした定常状態で上記外周部が上記クーラント液面の内部に位置するように上記回収部材を配設したクーラント回収手段を備える構成を採用している。
【００１９】
すなわち、上記円板状のクーラント供給手段と同様の部材でクーラントの回収も実施するが、回収を実施するために円板の外周部をクーラント液面の内部に配置する。円板の外周部がクーラント液面の内部に配置されていれば、クーラント液面の内部で回収部材内の回収路が開口するので、当該回収路の開口部と他方端に圧力差を発生させることによってクーラントを回収することができる。クーラント回収手段における回収部材は円板状であり、遠心力が作用しているクーラント液面は回転軸に対して軸対称であって略円形になるので、回収部材の外周部を液面内に配置することにより、外周部を全周に渡って液面内に配置することができる。
【００２０】
クーラント液面の一部で部材が液面内に位置しているとその部材と回転する液面との境界で気泡が発生するなどしてクーラント液が乱れるが、本発明においては回収部材の外周部の全周が液面内に配置されるので、気泡の発生を防止して液面の乱れを抑えることができる。従って、効果的に遠心分離によって混入物とクーラントとを分離することができる。尚、クーラントを回収するに際しては遠心分離によって混入物が分離され、清澄となったクーラントを回収するため、外周部の開口はクーラント液面にできるだけ近い方が好ましい。
【００２１】
さらに、効率的にクーラントを回収可能にする構成例として、請求項５に記載の発明では、上記回収路はその開口方向が外周部の接線に対して鋭角であり、クーラントが上記回転槽の回転方向と同方向の回転成分を有しながら回収されるように開口した構成を採用している。すなわち、回収路にてその開口部と他方端に圧力差を発生させることによって清澄なクーラントを回収することができるが、回転するクーラントが回収路の開口に対して流入する際にクーラントの慣性に抗する成分が小さいほどスムーズに、また、クーラントの流れを乱すことなく、クーラントを回収することができる。
【００２２】
そこで、クーラントがクーラント回収手段の回収部材に対して相対的に回転している構成において、回収路の開口を外周部の接線に対して鋭角かつ回転槽の回転方向（すなわち液面の回転方向）と逆方向に配向させる。これによりクーラントは液面の回転方向と同方向の回転成分を有しながら開口部に流入し、スムーズかつ流れを乱すことなくクーラントを回収することができる。従って、効率的に遠心分離を行って混入物とクーラントとを分離することができる。
【００２３】
本発明においてクーラントと混入物とを分離するために、上述のクーラント供給手段とクーラント回収手段とを共に備える構成にすることが可能である。この場合に好適な構成例として請求項６に記載の発明では、所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略垂直に配向され、その外周部で開口するとともに上記混入物を含むクーラントの供給通路となる供給路が形成された円板状のクーラント供給手段と、上記回転槽の内部で当該回転槽の回転軸に対して略垂直に配向され、その外周部で開口するとともに上記混入物を含むクーラントの回収通路となる回収路が形成された円板状の回収部材を備え、上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させてクーラント液面を略円形にした定常状態で上記外周部が上記クーラント液面の内部に位置するように上記回収部材を配設したクーラント回収手段と、上記クーラント供給手段およびクーラント回収手段の間に配設される円板状部材であって上記定常状態で当該円板状部材の外周部が上記回収部材の外周部より回転槽の内壁に近い位置になるよう配設されるセパレータとを備える構成としてある。
【００２４】
すなわち、回転槽を回転してクーラントと混入物とを分離しながら上記クーラント供給手段でクーラントを回転槽に対して供給し、上記クーラント回収手段でクーラントを回収することにより、連続的にクーラントの浄化および回収を行うことができる。クーラント供給手段およびクーラント回収手段においては双方とも円板状部材の外周部開口によってクーラントの供給および回収を実施しているが、双方の開口部が近い位置に配置されると供給直後のクーラントが回収され、混入物が充分に分離されないおそれがある。
【００２５】
そこで、本発明のようにクーラント供給手段およびクーラント回収手段の間に円板状部材のセパレータを配置する。セパレータにおける円板の外周部は、上記定常状態で上記回収部材の外周部より回転槽の内壁に近い位置に配設される。従って、クーラント供給手段から供給された直後のクーラントがクーラント回収手段に流入することを確実に防止することができ、清澄なクーラントのみを確実に回収し、クーラント混入物分離装置で回収するクーラント内で混入物濃度を低下させることができる。
【００２６】
本発明のクーラント混入物分離装置によってクーラントの清浄化を続けると、回転槽の内壁に沿って分離された混入物が蓄積する。そこで、請求項７に記載した発明では、所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、上記回転槽はその鉛直上方で回転軸に軸止されるとともに当該回転槽の鉛直下方は上記内壁の径より小さな径で開口している構成を採用した。
【００２７】
すなわち、回転槽をその鉛直上方で回転軸に軸止し、回転槽の鉛直下方に開口部を設けることにより、回転槽下方に形成される空間にクーラントを排出することが可能になる。本発明では遠心力によってクーラントと混入物とを分離するために遠心力を作用させる際に回転槽の回転によってクーラントを回転させるので、当該回転槽の回転を停止したときにはクーラントがその慣性によってある程度回転し続ける。この状態で回転槽の回転を停止したまま維持すると、遠心力が小さくなって重力成分が相対的に大きくなり、徐々に開口部からクーラントが排出される。
【００２８】
従って、慣性によってクーラントが回転している間に回転槽内壁付近に蓄積された混入物は再びクーラントに混入し、クーラントに混入物が混入した状態でクーラントが上記開口部から排出されることになる。これにより、回転槽の回転を停止するのみで自動で回転槽の内壁を清掃することができ、クーラント混入物分離装置が自己洗浄機能を備えているといえる。尚、上記回転槽の開口部は当該回転槽の内壁の径より小さな径である。従って、クーラントと混入物との分離に際しては、遠心力によって内壁の周と開口部の周との間にクーラントを維持することができる。むろん、クーラントの回収は上述のクーラント回収手段等によって実施することができ、清澄なクーラントを回収することができる。
【００２９】
回転槽の回転停止によって内壁に沿って蓄積した混入物をクーラントと共に排出する際に好適な構成例として、請求項８に記載の発明では、上記回転槽の内壁に、上記混入物の付着を防止する付着防止コーティングを施す構成を採用している。すなわち、回転槽の回転によって遠心力を発生させるとクーラント内の混入物は回転槽の内壁方向に付勢されるが、当該内壁に対して混入物の付着防止のためのコーティングが施してあることにより、上記回転槽が停止されたときのクーラントの慣性によって容易に混入物を洗い流すことができる。コーティングとしては混入物の付着を防止することができれば良く、種々の構成を採用可能である。例えば、フッ素樹脂をコーティングしても良いし、酸化チタン等の光触媒をコーティングして光の照射と共に混入物が汚れとして付着することを防止する構成を採用することが可能である。
【００３０】
さらに、請求項９に記載の発明では、所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、上記回転槽はその鉛直上方で回転軸に軸止されるとともに当該回転軸の外周側には内部に冷却媒体の流路が形成された冷却フィンを備えている構成としてある。
【００３１】
すなわち、回転槽は所定の回転軸を中心として回転するので必ず摺動部分が生じ、長い間クーラント混入物分離装置を駆動し続けると熱が発生する。クーラントは冷却水として使用されるため、熱がクーラントに伝達すると混入物分離後のクーラントを即座に使用することができない場合がある。しかし、本発明のように回転槽が軸止される部位（摺動部分）の周辺に冷却フィンを設け、その流路に冷却媒体を流すことによって効果的に放熱することができ、摺動部分や摺動部分の潤滑油を低温に保つことができる。
【００３２】
この結果、クーラントに熱を与えることを防止することができる。また、冷却フィンによって放熱を実施しないときと比較して回転槽を高速に回転させてもクーラントに熱を与えないようにすることができる。回転槽を高速で回転させることができれば、より大きな遠心力を発生させることができる。従って、クーラント内の混入物に大きな遠心力を作用させ、効率よく混入物とクーラントとを分離することができる。
【００３３】
冷却フィンにおいては、内部に冷却媒体の流路を備えることによって、放熱を実施することができればよく、種々の構成を採用可能である。本発明においては回転槽を回転させるため、いわゆる層流ファンを利用すると容易に放熱を行うための機構を採用可能である。すなわち、回転槽の鉛直上方に薄板状かつドーナツ状の冷却フィンを複数形成し、冷却フィンの内周側と冷却フィンの間とで連通する冷却媒体流路を形成すれば、回転槽の回転に伴って当該流路に空気を流すことが可能になり、容易に放熱を実施することができる。この場合、冷却媒体は空気であるが、むろん、他の機構を採用可能であるし、冷却媒体として水等を採用することも可能である。
【００３４】
さらに、回収したクーラントを再利用するためには混入物の混入率を低下させることに加え、クーラント内での雑菌の繁殖を抑えることが好ましい。このために好適な構成例として請求項１０に記載の発明では、所定の回転軸に対して略軸対称の内壁を有する回転槽に対して混入物を含むクーラントを供給して遠心力によって混入物とクーラントとを分離するクーラント混入物分離装置であって、上記回転槽を回転させることによって上記クーラントに対して回転槽の内壁方向への遠心力を作用させてクーラント液面を略円形にした定常状態で当該クーラント液面に囲まれる回転槽中央寄りの空間には上記クーラント内の雑菌を低減する滅菌手段が配設されている構成としてある。
【００３５】
すなわち、回転槽を回転させてクーラントの液面を定常状態にしたときには、遠心力によってクーラントが回転軸の周方向に付勢され、円形の液面を形成するので、この液面に囲まれる部分に空間が生じる。そこで、この空間に滅菌手段を配設することにより、回転槽内のクーラント内の雑菌を低減することができる。この結果、回収されるクーラントを繰り返し利用することが可能になる。
【００３６】
滅菌手段においては、クーラント内の雑菌を低減することができれば良く種々の構成を採用可能である。たとえば、所定の電極によって放電部を形成し、当該放電部での放電によって上記クーラント液面に囲まれる空間にオゾンを発生させる構成や、回転槽内壁に酸化チタン等の光触媒をコーティングし、クーラント液面に囲まれる空間に発光部を形成し、発光部からの照射光によって光触媒に殺菌作用を生じさせる構成等を採用可能である。
【００３７】
このように、以上のように混入物とクーラントとを分離する手法および分離したクーラントの再利用を促進するための手法は必ずしも実体のある装置に限られる必要はなくその方法としても機能し、請求項１１〜１６は係る発明は方法に対応した構成としてある。すなわち、必ずしも実体のある装置に限らず、その方法としても有効であることに相違はない。むろん、請求項２，請求項３，請求項５，請求項８に対応した方法を構成することもできる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）クーラント混入物分離装置の構成：
（１−１）クーラント供給円板の構成：
（１−２）クーラント回収円板の構成：
（２）クーラント混入物分離装置の動作：
（３）他の実施形態：
【００３９】
（１）クーラント混入物分離装置の構成：
図１は本発明の一実施形態にかかるクーラント混入物分離装置を示す一部破断斜視図であり、図２はクーラント混入物分離装置の要部断面図である。本実施形態において、クーラント混入物分離装置１０は板状部材１１に取り付けられており、モータ１２と固定部２０と冷却部２２が連結された回転槽２１とを備えている。固定部２０の中心に対しては回転軸２３が取り付けられており、固定部２０がボルトを介して板状部材１１に取り付けられることによって、固定部２０とともに回転軸２３が板状部材１１に対して相対的に固定される。
【００４０】
回転軸２３は板状部材１１の上方から下方に延びる外形略円柱状の部材であり、その下部においてボールベアリング２４を介して冷却部２２を回転可能に軸止している。冷却部はボールベアリング２４により回転軸２３を中心にして回転可能になっており、その下部に対して回転槽２１がボルトを介して固定されている。従って、回転槽２１は冷却部２２とともに回転軸２３を中心にして回転可能である。
【００４１】
冷却部２２の上部には回転軸２３と同心に略円板状のギア２２ｄがボルトを介して固定されている。上記モータ１２の下部ではその回転軸に対して図示しないギアが固定されており、このギアはその外周の一部にてギア２２ｄと噛み合うようにしてある。従って、モータ１２を回転駆動することによりその駆動力がギア２２ｄを介して冷却部２２に伝達され、冷却部２２と回転槽２１とが回転する。尚、本実施形態においてはギア２２ｄによってモータ１２の回転駆動力を伝達しているが、むろん、ベルトによって伝達してもよいし、冷却部２２および回転槽２１を回転可能である限りにおいて種々の構成を採用可能である。
【００４２】
冷却部２２の外周部分には薄いドーナツ状の冷却フィン２２ａが複数個形成されており、各冷却フィン２２ａの回転軸２３側には、上下方向に冷却部２２を連通し上部で開口する空気流路２２ｂが形成されている。各冷却フィン２２ａの間あるいは最下部に位置する冷却フィン２２ａの下側には開口部２２ｂ１が形成されている。この開口部２２ｂ１は回転軸２３の全外周に渡って形成されているが、各開口部２２ｂ１の位置は回転軸２３の上下方向にずらしてある。
【００４３】
すなわち、回転軸２３の周方向に隣り合う開口部２２ｂ１は上下方向に同じ位置に開口しておらず、ある開口部２２ｂ１が特定の２つの冷却フィン２２ａの間で開口しているとき、その隣の開口部２２ｂ１は他の２つの冷却フィン２２ａの間で開口し、開口位置が上下方向に偏ることがないようにしてある。この冷却フィン２２ａと空気流路２２ｂと開口部２２ｂ１とは層流ファンを形成している。すなわち、回転軸２３を中心にして冷却部２２が回転すると、冷却フィン２２ａの間に位置する空気において回転軸２３の外側に向けた気流が生じ、空気流路２２ｂの上方の開口から開口部２２ｂ１に向けて空気が流れる。
【００４４】
この気流は、冷却部２２の回転に伴って発生する熱を外部に放出するように作用する。従って、上記ボールベアリング２４のグリス等で蓄熱することを防ぐことができる。この結果、回転槽２１や回転軸２３に対する熱の伝達を防止することができ、回転槽２１内で混入物を分離するに際してクーラントが温められることを防止することができる。クーラントは各種工作機械の潤滑とともに冷却のために使用されるので、後述のようにして回収するクーラントが温められないようにすることによって回収後のクーラントを容易に再利用することが可能になる。
【００４５】
回転槽２１は薄い板状の部材で形成されており、上側は上記冷却部２２に対してボルト固定される円板状の部位であるとともにこの円板状の部位に対して略垂直の壁面が垂設されており、この壁面は円形の内周を有する内壁２１ａを形成している。内壁２１ａの下方では下方に行くに連れてその周が小さくなるようにしてあり、斜面２１ｂを形成している。また、回転槽２１の最下部では径が一定であり筒状の部位を形成するとともに下方に向けて開口した開口部２１ｃを形成している。
【００４６】
本実施形態において、上記内壁２１ａおよび斜面２１ｂには、当該内壁２１ａおよび斜面２１ｂに対する混入物の付着を防止するためフッ素樹脂によるコーティング２１ｄが施されている。尚、回転槽２１は２つの部材から構成されており、本実施形態においては斜面２１ｂの中程で連結され、ボルトを介して固定されている。すなわち、当該ボルトをはずすことによって回転槽２１の下部を取り外すことができる。
【００４７】
回転槽２１の下部を取り外すことができれば、その内部に配設される部材を組み立てたり、内壁２１ａを容易に清掃することができる。むろん、組み立てや清掃を容易にするためには、回転槽２１が２つの部材から構成されていれば充分であり、これら２つの部材を連結する位置は本実施形態のように斜面２１ｂに限定されることはない。例えば、内壁２１ａの所定位置で連結しても良い。
【００４８】
回転軸２３の内部には、クーラントの供給路と回収路とが形成されている。すなわち、回転軸２３の中央には回転中心と平行に柱状の穴が設けられており、供給路２３ａを形成し、当該供給路２３ａに対して略同心に回収路２３ｂが形成されている。供給路２３ａは回転軸２３の上端と下端とで開口しており、図１に示すようにその上部には図示しないポンプおよびタンク等に連結された供給管が取り付けられる。従って、ポンプの動作によってタンク内のクーラントを供給路２３ａに対して供給することができる。
【００４９】
回収路２３ｂは回転軸２３の下端で開口するとともに上端は略垂直方向に回転軸２３の外側に向けて屈曲しており、その一部が固定部２０の外壁と連通している。この連通部位は図１に示すように回収管が取り付けられ、当該回収管は図示しないポンプおよびタンクに連結されており、当該ポンプの動作によってクーラントを回収するようになっている。
【００５０】
回転軸２３の下端にはフランジ状部材２３ｂ，２３ｃが取り付けられており、同フランジ状部材２３ｂ，２３ｃには回収円板３０および供給円板３１がボルトを介して固定されている。すなわち、回収円板３０および供給円板３１は回転軸２３に対して相対的に回転しないように固定されている。回収円板３０においてはクーラントの回収路が形成されるとともに上記回収路２３ｂと連通するようになっており、供給円板３１においてはクーラントの供給路が形成されるとともに上記供給路２３ａと連通するようになっている。尚、回収円板３０と供給円板３１との間には薄板円板状のセパレータ３２が介在されている。
【００５１】
（１−１）クーラント供給円板の構成：
次に、上記供給円板３１の構成を詳述する。図３は当該供給円板３１を図２の下方から眺めた状態での底面図（同図下段）およびその正面図（同図上段）を示している。供給円板３１は図３の底面図に示すように、円形の外周を備えるとともに中央に円形の穴３１ａが設けられている。この穴３１ａの周りには４個の供給路３１ｂが形成されている。同供給路３１ｂは穴３１ａから供給円板３１の外周まで連通されている。すなわち、供給路３１ｂは供給円板３１の外周部で開口している。
【００５２】
供給路３１ｂは穴３１ａから外周部に向かって放射状に形成されているが、その壁面は緩やかに屈曲している。従って、供給路３１ｂが供給円板３１の外周部で形成する開口部において供給路３１ｂの壁面の接線と供給円板３１の外周部の接線とは鋭角αを形成している。尚、中心から等距離の位置にはボルト穴が設けられており、当該ボルト穴を介して固定される。また、本実施形態において、上記穴３１ａは供給円板３１を貫通しているが、供給路３１ｂの深さは供給円板３１の厚みより小さくなっている。
【００５３】
また、上記フランジ状部材２３ｃに対して固定される際には、図３に示す底面図を図２の下方に配向させるとともに、当該底面に対して図２に示すように供給円板３１の径と同径の円板状部材３１ｃを取り付けている。さらに、供給円板３１の上面にセパレータ３２を取り付けている。セパレータ３２の中央には円形の穴が形成されており、供給路２３ａの先端を挿入可能である。供給路２３ａの先端の外径とセパレータ３２に形成された穴の内径は略同寸でありクーラントの漏れがないように組み付けることが可能である。
【００５４】
従って、供給路２３ａと穴３１ａと供給路３１ｂとは連通しており、供給円板３１の外周で開口する一連の供給路を形成することになり、供給路３１ｂは供給円板３１の底面と略平行方向にクーラントを流す流路となる。尚、本実施形態においては加工の容易に鑑みて円板状部材３１ｃを供給円板３１に取り付けることを前提とし、供給円板３１を貫通するように上記穴３１ａを形成し、供給路３１ｂの深さを供給円板３１の厚みに満たないようにしている。但し、この供給路３１ｂとしては、上記供給路２３ａから供給されるクーラントの流路を形成することができればよく、外周部から中心の穴に向かって穴を開けることによって供給路３１ｂを形成し、円板状部材３１ｃの取付を省略するなど他の構成を採用可能である。
【００５５】
（１−２）クーラント回収円板の構成：
次に、上記回収円板３０の構成を詳述する。図４は当該回収円板３０を図２の上方から眺めた状態での上面図（同図上段）およびその正面図（同図下段）を示している。回収円板３０は図４の上面図に示すように、円形の外周を備えるとともに中央に円形の穴３０ａ１および円形の凹部３０ａ２が設けられている。穴３０ａ１の径は凹部３０ａ２の径より小さく、上記回転軸２３の供給路２３ａの下端の外径と略同径であるとともに回収円板３０を貫通している。従って、供給路２３ａを穴３０ａ１に対して挿通可能である。
【００５６】
凹部３０ａ２の径は上記回転軸２３の外径より大きく、凹部３０ａ２の内周と穴３０ａ１の外周との間では回収円板３０の厚みよりも薄い板状であり、回収円板３０の上面に対して凹部を形成している。この凹部３０ａ２の周りには８個の回収路３０ｂが形成されている。同回収路３０ｂは凹部３０ａ２から回収円板３０の外周まで連通されている。すなわち、回収路３０ｂは回収円板３０の外周部で開口している。尚、回収路３０ｂの深さは回収円板３０の厚みよりは浅く、上記凹部３０ａ２の深さと同一になっている。
【００５７】
回収路３０ｂは凹部３０ａ２から外周部に向かって放射状に形成されているが、その壁面は緩やかに屈曲している。従って、回収路３０ｂが回収円板３０の外周部で形成する開口部において回収路３０ｂの壁面の接線と回収円板３０の外周部の接線とは鋭角βを形成している。尚、中心から等距離の位置にはボルト穴が設けられており、当該ボルト穴を介してフランジ状部材２３ｃに固定される。また、当該フランジ状部材２３ｃに対して固定される際には、図４に示す上面図を上方に配向させるとともに、当該上面に対して図２に示すように回収円板３０の径と同径の円板状部材３０ｃを取り付けている。
【００５８】
以上の構成により、回収路２３ｂと凹部３０ａ２と回収路３０ｂとは連通しており、回収円板３０の外周で開口する一連の回収路を形成することになり、回収路３０ｂは回収円板３０の上面と略平行方向にクーラントを流す流路となる。回収円板３０においても加工の容易に鑑みて円板状部材３０ｃを回収円板３０に取り付けることを前提とし、上記凹部３０ａ２および回収路３０ｂの深さを回収円板３０の厚みに満たないようにしている。むろん、回収路３０ｂとしては、回転槽２１内のクーラントを回収して上記回収路２３ｂに供給するようにクーラントの流路を形成することができればよく、外周部から中心の穴に向かって穴を開けることによって回収路３０ｂを形成し、円板状部材３０ｃの取付を省略するなど他の構成を採用可能である。
【００５９】
以上のように、回収円板３０の回収路３０ｂおよび供給円板３１の供給路３１ｂの双方は外周方向に向けて壁面が屈曲しているが、回収円板３０および供給円板３１が回転軸２３に対して取り付けられる際には、屈曲方向が互いに逆向きに配向される。すなわち、上記図３および図４において回収路３０ｂと供給路３１ｂの双方とも壁面が時計回り方向に屈曲しているが、上記図３においては供給円板３１の底面図を示し、図４においては回収円板３０の上面図を示している。従って、図２のように回収円板３０および供給円板３１が回転軸２３に対して取り付けられる際には、供給路３１ｂの屈曲方向と回収路３０ｂの屈曲方向が互いに逆向きになる。
【００６０】
このように、供給路３１ｂの屈曲方向と回収路３０ｂの屈曲方向を互いに逆向きにするとそれぞれの開口部の開口方向も逆向きになる。このような開口方向の向きは、クーラント混入物分離装置を運転している際にクーラントの回転方向が一定方向であり、このときクーラントを供給する際の流れとクーラントを回収する際の流れとが互いに逆向きであることが好ましいことに基づいている。
【００６１】
また、上記セパレータ３２は回収円板３０と供給円板３１とによって挟み込むように取り付けられており、セパレータ３２の外周径は供給円板３１および回収円板３０の外周径より大きく、回収円板３０の外周径は上記回転槽２１の開口部２１ｃの内周径および供給円板３１の外周径より大きく、供給円板３１の外周径は上記回転槽２１の開口部２１ｃの内周径および回収円板３０の外周径より小さい。これは、液面を乱すことなくクーラントの供給および回収を実施するためであり、以下、クーラント混入物分離装置の動作とともに上記供給路３１ｂと回収路３０ｂの開口方向および回収円板３０，供給円板３１，セパレータ３２，開口部２１ｃの径について説明する。
【００６２】
（２）クーラント混入物分離装置の動作：
クーラント混入物分離装置１０にてクーラントと混入物とを分離するに際しては、まず、モータ１２を駆動して回転駆動力をギア２２ｄに伝達する。回転駆動力がギア２２ｄに伝達されると、ギア２２ｄの回転に伴って冷却部２２および回転槽２１が回転軸２３を回転中心として回転する。このとき、モータ１２は回転槽２１を所定の回転速度で安定して回転するように駆動される。本実施形態においては、回転槽２１を下方から眺めたときに時計回りになるように回転する。回転槽２１の回転速度が安定したら上述の図示しないポンプを駆動し、図５に示すように供給路２３ａに対して混入物が含まれたクーラントを供給する。
【００６３】
供給されたクーラントは当該供給路２３ａを満たしながら供給円板３１の穴３１ａに達し、当該穴３１ａに達したクーラントは供給路３１ｂを通って供給円板３１の外周の開口部から吐出される。吐出されたクーラントは回転槽２１内を飛翔するが、初期段階において回転槽２１内にクーラントが蓄積していない状態ではクーラントが内壁２１ａあるいは斜面２１ｂに達する。回転槽２１は回転しているので、内壁２１ａあるいは斜面２１ｂに達したクーラントには遠心力が作用し、クーラントは回転槽２１の内壁２１ａ側に移動する。
【００６４】
上述の図示しないポンプを駆動し続け、供給路２３ａに対して混入物が含まれたクーラントを供給し続けると、クーラントは開口部２１ｃの内壁を鉛直上方に延長した場合に形成される円形の面と略同一の液面を形成して定常状態となる。このように、混入物が含まれたクーラントを回転槽２１内に維持しながら回転槽２１を回転し続けると、密度の大きい物質が回転軸２３の外側、すなわち内壁２１ａおよび斜面２１ｂに沿って蓄積する。従って、クーラントと混入物とが分離し、図５に示すように内壁２１ａおよび斜面２１ｂに沿ってクーラント内の混入物Ｃが蓄積する。
【００６５】
上述の定常状態において、クーラントの液面が形成する円形の径が上記開口部２１ｃの内径より小さくなることはない。また、供給円板３１の外周径は上述のように開口部２１ｃの内径より小さいので、当該供給円板３１の外周部はクーラント液面に接触しない。従って、供給円板３１がクーラントを回転槽２１内に供給するに際して供給円板３１の外周部がクーラント液面を乱すことはない。また、上述のように供給路３１ｂの壁面の接線と供給円板３１の外周部の接線とは鋭角αを形成しており、本実施形態においては回転槽２１を下方から眺めたときに時計回りになるように回転槽を回転するので、供給路３１ｂの開口部から吐出するクーラントによってクーラント液面が乱れることを極力抑えることができる。
【００６６】
すなわち、図３に示すように回転槽２１の回転によって回転されるクーラント液面の回転方向に向くように上記供給路３１ｂが開口しており、当該開口から吐出されるクーラントの速度および方向を示すベクトルとクーラント液面の回転方向および回転速度を示すベクトルを想定した場合、両ベクトルの差分ベクトルが極力小さくなるようにしてある。従って、供給路３１ｂから供給されるクーラントと回転中のクーラントとで相対速度が小さく、両クーラントが接触したときに液面の乱れが抑えられる。
【００６７】
クーラント液面が乱されて液内に乱流が発生するなどした場合には混入物を内壁２１ａ方向に付勢する力が的確に作用せず、また、一旦内壁２１ａに沿って蓄積した混入物が液面内に再度混入することが考えられる。しかし、本実施形態ではクーラントの供給に際して供給円板３１の外径および供給路３１ｂの向きを工夫してクーラント液面の乱れを抑えている。従って、効率的にクーラントと混入物とを分離することができる。
【００６８】
一方、上述のように回転槽２１の回転によってクーラントの液面が回転軸を中心とした円形の面を形成して定常状態に達したら、上述の図示しないポンプを駆動して回収路２３ｂから清澄なクーラントを回収する。すなわち、回収円板３０の外径は上記開口部２１ｃの内径より大きいので、定常状態において回収円板３０の外周部はクーラント液面の内部に位置しており、上記図示しないポンプの駆動によって回収路３０ｂを介してクーラントを回収することができる。回収円板３０の外径は上記開口部２１ｃの内径より大きいが、外周部はクーラント液面の近くに位置するようにしてある。
【００６９】
クーラントが回転している間に混入物は内壁２１ａ方向に寄せられるので、液面に近いクーラントは混入物の濃度が非常に小さく、清澄である。従って、上記図示しないポンプの駆動によって清澄なクーラントを回収することができる。尚、本実施形態においては、上記図示しないポンプの出力を調整して上記供給路２３ａを介して単位時間に供給されるクーラントと上記回収路２３ｂを介して単位時間に回収されるクーラントとが略同一量になるようにしてある。この結果、クーラント液面を上述のように円形に維持しながらクーラントと混入物とを分離し、清澄なクーラントを回収している間にクーラントが開口部２１ｃから落下することを防止することができる。
【００７０】
また、上記回収円板３０の外周部は円形であるため、外周部の一部のみがクーラント液面内に位置しているのではなく、外周部が全周に渡ってクーラント液面内に位置している。円筒形の部材の開口部をクーラント液面内に配設するなどして回収経路の一部のみが液面内に存在するような状態を実現した場合、回転するクーラント液面およびクーラントの流れに略垂直に配設される部材が存在することになる。クーラントの流れおよびその液面に対して垂直に部材が配設されていると、クーラントの回転とともに当該部材に対してクーラントが連続的に衝突し、液面が乱れてしまう。しかし、本実施形態では回収円板３０の外周部が全周に渡って液面内に位置しているため、回収円板３０とクーラント液の接触部分でクーラントの流れに対して垂直な部位は存在しない。従って、クーラント液の乱れを抑えることができる。
【００７１】
さらに、上述のように回収路３０ｂの壁面の接線と回収円板３０の外周部の接線とは鋭角βを形成しており、本実施形態においては回転槽２１を上方から眺めたときに反時計回りになるように回転槽２１を回転するので、回収路３０ｂの開口部から非常に効率的にクーラントを回収することができる。すなわち、図４に示すように回転槽２１の回転によって回転されるクーラント液面の回転方向の逆を向くように上記回収路３０ｂが開口しており、当該開口に流入するクーラントの速度および方向を示すベクトルとクーラント液面の回転方向および回転速度を示すベクトルを想定した場合、両ベクトルの差分ベクトルが極力小さくなるようにしてある。
【００７２】
従って、回収路３０ｂに流入するクーラントと回転中のクーラントとで相対速度が小さく、回転するクーラントがスムーズに回収路３０ｂに流入する。このため、非常に効率的にクーラントを回収することができるとともにクーラント液内で乱流が発生することを防止することができる。以上のように、本実施形態ではクーラントの回収に際して回収円板３０の外径の大きさおよび回収路３０ｂの向きを工夫してクーラント液面の乱れを抑えている。従って、効率的にクーラントと混入物とを分離することができる。
【００７３】
さらに、本実施形態においては回収円板３０によって回収するクーラントの混入物濃度をできるだけ小さくする仕組みを採用している。すなわち、回収円板３０においては清澄なクーラントを回収するが、本実施形態においては回収円板３０の外周部と供給円板３１の外周部との距離が近いことから、供給円板３１からクーラント液面に対して供給された直後であって混入物濃度が高いクーラントが回収されないようにセパレータ３２を設けている。
【００７４】
同セパレータ３２は薄い円板状であって回収円板３０の外径より大きな外径を有しているので、同セパレータ３２の存在によって回収円板３０の外周部と供給円板３１の外周部とが隔絶される。従って、供給円板３１から供給された直後のクーラントが回収円板３０によって回収されることはなく、供給直後のクーラントに対して遠心力が充分に作用し、回収円板３０の外周部付近に存在するクーラントは混入物が充分に分離された状態となって効率的に清澄なクーラントを回収することができる。
【００７５】
以上のように、本実施形態においては各種の構成によって効率的に混入物を分離／回収してクーラントの再利用を促進しているが、クーラントの蓄熱を防止することによって再利用しやすいクーラントを取得する構成も備えている。すなわち、冷却部２２は上述のように層流ファンを形成しているので、モータ１２の回転駆動に伴って冷却部２２が回転すると、空気流路２２ｂの上方の開口から開口部２２ｂ１に向けて空気が流れる。
【００７６】
従って、回転槽２１を回転させている間、ボールベアリング２４部分に発生する熱が冷却フィン２２ａから放出される。この結果、回転槽２１の回転に伴って発生する熱が供給路２３ａや回収路２３ｂ等を通るクーラントに伝達されにくく、回収されるクーラントが温められるのを防止することができる。クーラントは冷却水として使用されるため、クーラントの温度を低く抑えることにより回収直後のクーラントを即座に使用することが可能になる。
【００７７】
さらに、本実施形態においては、クーラントの再利用を促進するための構成に加えてクーラント混入物分離装置１０のメンテナンスを容易にする構成を採用している。すなわち、上記内壁２１ａおよび斜面２１ｂにはフッ素樹脂によるコーティング２１ｄを施してあり、クーラントから分離した混入物が内壁２１ａや斜面２１ｂに付着するのを防止している。
【００７８】
このため、ある程度クーラント混入物分離装置１０を駆動した後に上記モータ１２を停止して回転槽２１の回転を停止させると、慣性でしばらく回転し続けるクーラントによって内壁２１ａや斜面２１ｂに蓄積していた混入物が巻き上げられて再びクーラント内に混入する。クーラントの回転速度が低下してくると、次第に遠心力が小さくなるので、クーラントは徐々に開口部２１ｃから落下していく。上記コーティング２１ｄによって内壁２１ａや斜面２１ｂには混入物が付着しづらいので、混入物はクーラントに混入したまま開口部２１ｃから落下する。従って、クーラント混入物分離装置１０を運転したとしても、一旦回転槽２１の回転を停止させれば内壁２１ａや斜面２１ｂを清掃することができ、人為的なメンテナンスはほとんど不要である。
【００７９】
（３）他の実施形態：
本発明においては、クーラントを効率的に回収し、また、容易に再利用できる状態でクーラントを回収することができればよく、上記実施形態の他にも種々の構成を採用可能である。図６は第２の実施形態にかかるクーラント混入物分離装置の要部断面図である。当該第２の実施形態においては回収円板と供給円板とを離間する構成を採用しており、他の構成は上記第１の実施形態と共通である。
【００８０】
第２実施形態においては、図６に示すように回収円板３００の構成および取付位置は第１実施形態と同様である。供給円板３１０の構成は上記第１実施形態と同様であるものの、離間部材３２１に対して取り付けられることによって回収円板３００と供給円板３１０とが所定距離離間されている。すなわち、離間部材３２１は上端および下端にフランジ状の部位を有する略円筒形の部材であり、当該フランジ状の部位によって上端に回収円板３００，下端に供給円板３１０がボルト固定されることにより、両者が離間部材３２１の高さに相当する距離だけ離間する。
【００８１】
また、離間部材３２１の中央には挿通穴３２１ａが形成されており、本実施形態においては回転軸２３０の中央が第１実施形態の回転軸２３より長くなっているので、回転軸２３０を挿通穴３２１ａに挿通して供給路２３０ａを供給円板３１０に到達させることができる。従って、上記第１実施形態と同様に供給路２３０ａと供給円板３１０の穴３１０ａおよび供給路３１０ｂが連通しており、供給円板３１０の外周で開口する一連の供給路を形成する。
【００８２】
従って、供給円板３１０においては、回収円板３００の外周部の開口から離れた位置で混入物が含まれたクーラントを回転槽に供給することができ、回転槽の回転によって充分に混入物とクーラントを分離した後に、清澄なクーラントのみを確実に回収円板３００によって回収することができる。尚、図６に示す第２実施形態において、セパレータ３２０を回収円板３００と供給円板３１０との間に介在させてもよい。
【００８３】
すなわち、図６に示すように、離間部材３２１の高さ方向中央部分に回収円板３００の外径より大きな外径を有する薄板状のセパレータ３２０を取り付けることも可能である。かかる構成によれば、供給円板３１０の外周部付近から回収円板３００方向へクーラントが流れることを防止することができ、回収円板３００においてより確実に清澄なクーラントを回収することができる。
【００８４】
さらに、クーラントに雑菌が含まれると悪臭が発生するなどして再利用しづらくなるので、雑菌の繁殖を抑えることによって再利用を促進する構成を付加することもできる。図７は雑菌の繁殖を抑える構成を採用した第３の実施形態にかかるクーラント混入物分離装置の要部断面図である。当該第３の実施形態においては、第１の実施形態と同様の構成に対して滅菌機構３３０を付加した構成を採用している。
【００８５】
すなわち、第１の実施形態において回収円板３０とセパレータ３２と供給円板３１とがボルトによって一体的に固定され、また、回転槽２１の回転によってクーラントが円形の液面を形成することにより、供給円板３１の下方には大きな空間が形成される。そこで、この空間に滅菌機構３３０を配設している。
【００８６】
滅菌機構３３０は回転槽２１の回転によってその内部で回転するクーラント内の雑菌を低減するための機構であり、各種構成を採用可能である。例えば、図７の拡大図Ａに示すように、滅菌機構３３０として回転槽２１の内壁２１ａ方向に光を照射する発光部３３１を形成する構成を採用可能である。このとき、内壁２１ａおよび斜面２１ｂを酸化チタン等の光触媒３３１ａでコーティングする。この結果、発光部３３１の照射光により光触媒３３１ａが殺菌作用を奏し、遠心分離中のクーラント内の雑菌を低減する。
【００８７】
また、拡大図Ｂに示すように、滅菌機構３３０としてオゾン発生装置を採用しても良い。すなわち、放電部３３２は図示しない電極を備えており、この電極での放電により空気中の酸素からオゾンを生成する。オゾンには殺菌作用があるので、クーラントを遠心分離中にオゾンを発生させることにより、クーラント内の雑菌を低減することができる。むろん、オゾン以外にも殺菌作用を奏する種々の構成を採用可能であり、紫外線を照射する装置によって殺菌作用のある紫外線を照射するように構成してもよい。
【００８８】
以上のように、本発明においては、各種の構成によってクーラントの再利用を促進し、また、効率的にクーラントを回収する。さらに、クーラントの分離は回転槽の回転およびポンプの駆動のみで実施でき、メンテナンス不要に構成することもできる。従って、低コストかつ簡単に運用可能であるとともに効率的に混入物を分離可能なクーラント混入物分離装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クーラント混入物分離装置を示す一部破断斜視図である。
【図２】クーラント混入物分離装置の要部断面図である。
【図３】供給円板の底面図および正面図である。
【図４】回収円板の上面図および正面図である。
【図５】クーラント混入物分離装置の動作状態を示す図である。
【図６】第２の実施形態にかかるクーラント混入物分離装置の要部断面図である。
【図７】第３の実施形態にかかるクーラント混入物分離装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１０…クーラント混入物分離装置
１１…板状部材
１２…モータ
２０…固定部
２１…回転槽
２１ａ…内壁
２１ｂ…斜面
２１ｃ…開口部
２１ｄ…コーティング
２２…冷却部
２２ａ…冷却フィン
２２ｂ…空気流路
２２ｂ１…開口部
２２ｄ…ギア
２３…回転軸
２３ａ…供給路
２３ｂ…回収路
２３ｂ，２３ｃ…フランジ状部材
２３ｃ…フランジ状部材
２４…ボールベアリング
３０…回収円板
３０ａ１…穴
３０ａ２…凹部
３０ｂ…回収路
３０ｃ…円板状部材
３１…供給円板
３１ａ…穴
３１ｂ…供給路
３１ｃ…円板状部材
３２…セパレータ
【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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