(57)【要約】【課題】切削液の油水分離槽の液面に広がって形成される薄い油膜をスキマーで回収できるように狭い分離筒に集め、厚い油層にして油膜を回収する切削液の油水分離装置の提供。【解決手段】油水分離槽に回収した切削液を槽内で旋回駆動して放物面状の液面を形成する駆動される回転翼と、回転翼が静止中は水平液面下に下部が浸漬されており前記放物面が形成されたときは下面が放物面より上に位置するよう油水分離槽内に設けられた分離筒とを設け、油水分離槽の広い液面に拡散した油膜を分離筒の狭い液面に集めてスキマーで回収できるように構成する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削液の油水分離装置であって、回収した切削液を入れる油水分離槽と、該油水分離槽内の回収液を旋回させて液面に放物面を形成するよう回転可能に支承される回転翼と、該回転翼を駆動する原動機と、前記回転翼の停止中は下方部分が静水面下に浸漬され前記回転翼が駆動中は前記回収液が旋回して前記放物面が形成された時前記下方部分の下面が前記放物面より上部に位置になるように前記油水分離槽内に回転翼と同心に設けられた分離筒とを含んでなり、油水分離槽の広い液面に拡散した油膜を分離筒の狭い液面に集めて油層にして回収することを特徴とする切削液の油水分離装置。
【請求項２】
前記回転翼と前記分離筒とを一体に形成してなる請求項１に記載の切削液の油水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
工作機械の切削時に工具刃先に供給され、回収された切削液に浮遊して含まれる油成分を回収した切削液から分離する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の高速切削加工時には、工具刃先の冷却や潤滑のために切削油でなく水に防錆・防腐助剤を添加した切削液が多く使用されている。
回収された切削液は油分を分離し切削タンクに還流後切削液として再度使用されている。回収した切削水即ち回収液にはワークに塗布された防錆油、工作機械の摺動面に使用されている潤滑油等の機械油及び切削加工時の金属屑の微粉等が混入している。金属粉や固形の塵埃等は沈澱槽を繰り返し通すことにより除去することが可能である。
【０００３】
また、回収液上に浮遊する油分は、槽の液面近くに堰を設けて流れを止め、槽の下部または槽壁の中程に流出口を設けることにより、ある程度切削液と浮上する油分とを分離することが実用化されている。
油が混入した回収液体用油分除去槽が図６に提案されている。図６において、分離槽１０１の側壁内面に両側縁部を密着させた分離板１０２を斜めに取り付け、槽内部上方を二つに分割し、下方は切削水が流動できる状態とし、分離板で分割された槽の内部の二つの分割部分のうち、上方が狭くなっている槽の側壁上縁部を槽の外側へ庇１０３を突出させ、その先端を下方へ折り曲げて油の流出口とし、上方が広い開口部を混合液の投入口１０４としたものである。
この装置では油水を自然分離させ、液面が狭くなり油層として溜まった部分を槽の上部からオーバフローさせて回収し、水は槽の下方から回収するようにしたものである。（例えば実用新案文献１参照）
【０００４】
【実用新案文献１】
実公平６−２１５２２号公報
【０００５】
また、切削時に発生する油煙や高速主軸を噴霧潤滑して排出される油霧は作業環境を悪化させている。油霧の処理は、吸引して回収後屋外の処理装置で液化させる等の一括処理が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で述べた従来の切削液タンクにおける油水分離装置では、噴霧潤滑に使用された粘度の低い潤滑油が切削水に含まれている場合には、液面に形成される油膜厚さが薄いので油分のみをスキマーで回収が十分できないという問題を生じていた。
また、空気中からミストを吸引回収して油霧を液状化させ排出できるようにするためには吸引装置と凝縮装置が大規模になり設備費用およびランニングコストが嵩むという問題が生じていた。
本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、切削水に含まれた低粘度の機械油が少量であっても、また水溶液中に固定する噴霧潤滑の油の微粒子が少量であっても、これらの油を含む溶液を遠心分離して軽い油分を中央部分に集めて回収する油水分離装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、切削液の油水分離装置であって、回収した切削液を入れる油水分離槽と、該油水分離槽内の回収液を旋回させて液面に放物面を形成するよう回転可能に支承される回転翼と、該回転翼を駆動する原動機と、前記回転翼の停止中は下方部分が静水面下に浸漬され前記回転翼が駆動中は前記回収液が旋回して前記放物面が形成された時前記下方部分の下面が前記放物面より上部に位置になるように前記油水分離槽内に回転翼と同心に設けられた分離筒とを含んでなり、油水分離槽の広い液面に拡散した油膜を分離筒の狭い液面に集めて油層にして回収するものである。
【０００８】
請求項１の発明によれば、油水分離槽の液面に薄い油膜層して形成している状態ではスキマーで油分を回収できない場合がある。
ここでスキマーとは槽に浸漬させ液面に浮遊する膜状物質を表面に吸着させて液から分離する器具をいうものとする。
油水分離槽内の回収液を回転翼で旋回させて、液面に放物面が形成されるように遠心攪拌させて水を外径側に、軽い油膜を中心側に集めて両者を分離する。一旦放物面を形成させると油分は放物面の最下面の部分に集まっているので回転翼の回転を徐々に落としていくと分離筒内に油分が集まり、外の液面には油分は含まれいない状態となる。このように油分は分離筒内の中心部分に集められるので油膜も厚くなり、スキマーで回収できるようになる。
分離筒の上部からスキマーを挿入し引き上げることにより油分を回収し油分を含まない切削水は、油水分離槽下部から排出することにより油分と切削液の分離が行われる。空中から油霧を回収するときは油水分離槽下部から油霧を含む空気を吹き込んで油分を液中に固定し分離筒の上部から油分をスキマーで回収すれば良い。
【０００９】
また請求項２に記載の発明は、前記回転翼と前記分離筒とを一体に形成してなるものである。
請求項２の発明によれば、回収した切削液を油水分離槽中で旋回させる回転翼と油分を厚い油層として回収する分離筒を一体に構成することにより原動機とユニット構成化できるので構造の簡略化が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の態様を図面にもとづいて説明する。
油水分離槽の液面に浮遊する薄い油膜であって比重が水より小さい油分を遠心分離により回収する過程について実施例に先立ち説明する。
【００１１】
図１は、回転翼の回転前で、液面に回収液中の油膜が一様に浮いた油水分離槽断面図、図２は、回転翼が回転し液面が放物面となり中心部分に油粒として集められた油水分離槽断面図、図３は回転翼が停止し集められた油粒が分離筒内で油層を形成している油分離槽断面図である。
【００１２】
図１において、回収した切削液（以後回収液と呼ぶ）は、油水分離槽１へ上部または槽の側壁穴から注ぎ込まれる。回収液２は円筒状の油水分離槽１の槽深さのほぼ半分程度満たされており、回収液２の液面２ａには薄い油膜３が浮上している。図１乃至図３において、回転翼４は分離筒５と一体に構成されており、回転翼４と分離筒５の下方部分５ａとは回収液２の液中に浸漬されている。
分離筒５は原動機６により駆動される。原動機６は油水分離槽の上部に支持されている。
【００１３】
図２において、回転翼４が原動機６によりゆっくりと増速されると、回収液２も旋回し液面２ａは次第に放物面７を形成するに至る。回転翼４の回転数が上昇し、放物面７が急峻になり放物面７と分離筒５の下面５ａとが離れ、比重の小さい油の微粒子は遠心力が小であり放物面７の底部分に油粒となって集められる。
【００１４】
次に、回転数を徐々に低下させ回転翼４を停止させる。
図３において、油粒８は放物面７の上昇につれて分離筒５の中に収まり油層９を形成する。油層９は油膜３に比し厚い油膜であり分離筒５の上部から油層９を吸着して回収可能なスキマーを入れることにより油分を効率よく回収することが可能となる。なお、油分を殆ど含まない回収液２は油水分離槽１の下方に設けたバルブを開口し図示しない切削液タンクに還流させ切削液として再使用が可能である。
【００１５】
回収液２の油水分離槽１への定量充填をセンサ２０で液面検出し、液面２ａを泡立てないように増減速するよう回転翼４を回転制御し、分離筒５の下面５ａが放物面７から離れた時をセンサ２１で検知し、回転翼４を徐々に減速して停止させた後、分離筒５の内部液面に集められた油膜９を図示しないスキマーを上方から降下させ吸着回収する。この動作を繰り返すことにより断続的ではあるが継続的に薄い油膜を厚い油膜に凝集させることにより回収液から油分を効率良く分離することが可能となる。
【００１６】
〔実施例１〕
図４は回転翼と分離筒とを一体に構成した分離筒回転形油水分離槽断面図である。図４において、一体に構成された回転翼４と分離筒５は油水分離槽１の蓋１０に回転可能に軸承され原動機６で駆動される。蓋１０に設けられた穴１０ａから、センサ２０で検知しながら回転翼４が浸漬される深さになる程度に回収液２は注入される。回転翼４が回転し放物面７の底付近に油粒８が集められたことを放物面の上部をセンサ２１で検知し、回転翼４を停止させると厚い油膜即ち油層９が分離筒内液面に形成される。
【００１７】
油層９は分離筒５の中心穴５ｃを利用して油膜を吸着するスキマーを挿入し回収することが可能である。比重の小さい油の微粒子に作用する遠心力は小さいので放物面の対称軸の近くに油が集まりやすい性質を利用している。回収液２が旋回して形成する放物面を泡立ちなく成長させるため回転翼４の回転は滑らかに増減速が可能な原動機を用いる。なお、スキマーとして回転平ベルト方式や多孔吸着方式等の通常使用されているスキマーで良い。
【００１８】
〔実施例２〕
図５は、回転翼と分離筒とを分離した分離筒固定形油水分離槽断面図である。
図５において、分離筒１１は油水分離槽１２の上部に固定され、中央部にスキマーの挿入可能な開口部１１ａが設けられている。油水分離槽１２は架台１３上に設けられており、油水分離槽１２の底近くに鉛直に支承された軸１４に回転翼１５が取着されている。回転翼１５は継手１６を介し回転数制御可能な原動機１７で駆動される。
油水分離槽１２への回収液２はバルブ１９を開きセンサ２０で設定した水位まで供給される。センサ２０は超音波センサまたはフロートセンサを使用することができる。
【００１９】
次に、回転翼１５の回転数が上昇し放物面が形成され分離筒１１の下面１１ａが液面から離れたことを油水分離槽１２の内周面での流面の到達高さ１２ａをセンサ２１で検知し一定時間後に回転翼１５の回転を減速させてから停止させる。回転翼１５の停止後油水分離槽１２の底近くに設けたバルブ１８を開口し油分を除いた回収液２を取り出して図示しない切削液タンクに還流させて再使用することができる。原動機１７は変速可能なフラットモータを適用できる。
また、油水分離槽は、回転翼の回転時に槽内の回収液が淀むことなく遠心力の影響を受けやすくするために多角形や円筒状など略円筒状に形成することが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の切削液の油水分離装置は上述のように構成されているので、次に記載する効果を奏する。
請求項１の発明は、回収した切削液の油水分離槽の液面に薄膜として拡がりスキマーでは低粘度機械油の回収が困難であったが、油水分離槽内で油分を遠心分離し、槽中央の狭い分離筒に集めることによりスキマーで回収できるという効果を有する。
また、本発明の油水分離装置は、回収した切削液に含まれる油膜の回収に限定されることなく加工機周辺に浮遊する油霧を吸引して油水分離槽に導き、液中に固定し遠心分離により分離筒に集めることにより回収できるという効果を有する。
【００２１】
請求項２の発明は、分離筒の下方外周に回転翼を取着し一体に回転可能に設けることにより油水分離装置の構成が簡略化されるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転翼と分離筒を一体に構成し、回収液表面に回転翼の回転前は油膜が浮遊している油水分離槽の断面図である。
【図２】回転翼と分離筒を一体に構成し、回転翼が回転し放物面が液面下に形成され油粒として中心部分に集められた油水分離槽の断面図である。
【図３】回転翼と分離筒を一体に構成し、回転翼が停止し、凝集した油分が分離槽内に油層を形成している油水分離槽の断面図である。
【図４】回転翼と分離筒とを一体に構成した分離筒回転形油水分離槽断面図である。
【図５】分離筒を固定して設けた油水分離槽内で油層を形成している油水分離槽断面図である。
【図６】従来技術であって、液面の狭いタンク上面に油膜を集めて油分を回収する油分除去槽断面図である。
【符号の説明】
１，１２  油水分離槽        ２  回収液
３  油膜                    ４，１５  回転翼
５，１１  分離筒            ６，１７  原動機
７  放物面                  ８  油粒
９  油層                    １０  蓋
１３  架台                  １４  軸
１６  継手                  １８，１９  バルブ
２０，２１  センサ
【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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