(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離対象の液状体から遠心力により比重の大きい物質を分離し前記物質よりも比重の小さい液体を飛散流出させる回転容器と、前記回転容器から飛散流出した分離液体が遠心分離機外部に漏れないように前記回転容器の外側を包囲する包囲部と、前記回転容器の外周面と前記包囲部の内周面との間に形成され前記分離液体を遠心分離機外部に導く導出流路とを有する遠心分離機であって、
前記包囲部の内周壁面にメッシュ部を設けたことを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
前記回転容器から飛散流出した分離液体が衝突する面を、発泡を抑制する傾斜面として構成した発泡抑制部を具備し、前記発泡を抑制する傾斜面は、前記分離液体が前記傾斜面に衝突するときの入射角が３０〜６０°になるように傾斜させた傾斜面であり、
前記傾斜面よりも重力方向側の領域にメッシュ部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比重の大きい物質（通常は固体粒子等の固体であるが、液体の場合もある。以下同様。）と前記物質よりも比重の小さい液体との混合物である遠心分離対象の液状体から、遠心力によって、比重の大きい物質と前記物質よりも比重の小さい液体とを分離する遠心分離機に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離機によって、遠心分離対象の液状体から比重の大きい物質と前記物質よりも比重の小さい液体を分離することが行われている。しかし、前記比重の小さい液体の種類によっては、遠心分離されて回収された液体が発泡していることがあり、分離回収した液体が発泡していることが好ましくない場合がある。例えば、使用済みのクーラントから固体粒子を分離除去して、固体粒子を含まない液体のクーラントを回収し、クーラントを繰り返し使用する場合である。
【０００３】
クーラントは、研削加工機、切削加工機等の各種加工機で被加工物（金属、ガラス、セラミックス等の材料）を加工する際に、冷却、潤滑、洗浄等のために供給される液体であり、水性、油性、エマルジョン等の各種の型がある。使用済みのクーラントには、加工の際に生じた被加工物あるいは加工機等から生じた固体粒子が含まれるので、固体粒子を除去する必要がある。しかし、分離回収したクーラントが発泡していると、クーラントとしての作用（冷却、潤滑及び洗浄の各作用）が損なわれるので、固体粒子を除去しても分離回収したクーラントを使用することには問題がある（特に、繰り返し連続して使用する場合には問題がある）。そのため、従来は特許文献１に記載の泡抑制型遠心分離機が知られていた。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１１４６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の泡抑制型遠心分離機によっても、分離回収したクーラントの発泡を十分に抑制できない場合があった。
【０００６】
本発明は、遠心分離されて回収された液体の発泡を十分に抑制することができる遠心分離機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、遠心分離対象の液状体から遠心力により比重の大きい物質を分離し前記物質よりも比重の小さい液体を飛散流出させる回転容器と、前記回転容器から飛散流出した分離液体が遠心分離機外部に漏れないように前記回転容器の外側を包囲する包囲部と、前記回転容器の外周面と前記包囲部の内周面との間に形成され前記分離液体を遠心分離機外部に導く導出流路とを有する遠心分離機であって、前記包囲部の内周壁面にメッシュ部を設けた遠心分離機により、上記目的を達成することができる。
【０００８】
上記遠心分離機は、前記回転容器から飛散流出した分離液体が衝突する面を、発泡を抑制する傾斜面として構成した発泡抑制部を具備するようにでき、前記発泡を抑制する傾斜面は、前記分離液体が前記傾斜面に衝突するときの入射角が３０〜６０°になるように傾斜させた傾斜面であるようにでき、前記傾斜面よりも重力方向側の領域にメッシュ部を設けることができる。さらに、上記遠心分離機は、前記導出流路の出口部ないしその上流側に、少なくとも一部が多孔壁で形成され前記分離液体が通過可能な多孔室を設けることができる。なお、本発明において、上記比重の大きい物質は、固体粒子等の固体だけでなく液体である場合もある。また、本発明において数値範囲の記載は両端値のみならず、その中に含まれる全ての任意の中間値を含むものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の遠心分離機は、上記構成を有するものであり、発泡性を有する液体が分離回収対象である場合でも、遠心分離されて回収された液体の発泡を十分に抑制することができるので、分離回収対象の液体が発泡することにより生じる問題点を解決することができる。例えば、分離回収対象の液体がクーラントである場合は、クーラントとしての作用（冷却、潤滑、洗浄の各作用）が損なわれることを防止してクーラントを分離回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［回転容器］
回転容器は、遠心分離対象の液状体から遠心力により比重の大きい物質を分離し前記物質よりも比重の小さい液体を飛散流出させる容器である。遠心分離対象の液状体は、比重の大きい物質と前記物質よりも比重の小さい液体との混合物である。比重の大きい物質としては、固体粒子等の固体だけでなく液体である場合もある。回転容器の形状は、例えば、円筒状ないし略円筒状にすることができる。
【００１１】
［包囲部］
包囲部は、回転容器から飛散流出した分離液体が遠心分離機外部に漏れないように回転容器の外側を包囲するものである。包囲部の形状は、回転容器の形状に応じて適宜設定することができ、回転容器の形状が円筒状ないし略円筒状等の筒状である場合は、例えば、回転容器の径よりも大きい径の円筒状ないし略円筒状等の筒状にすることができる。
【００１２】
［導出流路］
導出流路は、回転容器の外周面と包囲部の内周面との間に形成され回転容器から飛散流出した分離液体を遠心分離機外部に導く流路である。導出流路は、通常は、回転容器の外周面と包囲部の内周面で形成することができるが、回転容器の外周面と包囲部の内周面との間にこれらとは別に設けられ前記分離液体を合流させる流路であって合流させた前記分離液体を遠心分離機外部に導く流路を導出流路とすることもできる。
【００１３】
［メッシュ部］
メッシュ部としては、金属性の網、スリット（長方形の細長い開口）を有する板（好ましくは、金属製の板）、スリットを有する板（好ましくは、金属製の板）を２枚以上重ねたもの（スリットは平行であっても交差してもよい）がある。
【００１４】
メッシュ部は、包囲部の内周壁面に設ける。回転容器から飛散流出した分離液体が発泡している場合、発泡している分離液体は、メッシュ部に接触して流れることにより、消泡される。メッシュ部を導出流路に設ける場合は、包囲部の内周壁面に設ける（より好ましくは、前記内周壁面に密着して設ける）。例えば、回転容器から飛散流出した分離液体が包囲部の内周壁面に衝突する衝突面ないし前記衝突面よりも重力方向側の前記分離液体が流下する領域にメッシュ部を設けることができる。遠心分離機に発泡抑制部を設けている場合には、好ましくは、前記発泡抑制部の傾斜面よりも重力方向側（好ましくは、前記傾斜面に隣接する重力方向側の領域）にメッシュ部を設ける。
【００１５】
メッシュ部は、好ましくは、回転容器から離隔した位置において、回転容器をその回転方向に３６０°取り巻くように、連続した環状かつ帯状のメッシュ部として設ける（より好ましくは、包囲部の内周壁面にメッシュ部の帯状面が密着するように設ける）。なお、十分に消泡することが可能であるならば、前記メッシュ部は、回転容器をその回転方向に必ずしも３６０°取り巻くように連続して設ける必要はなく、不連続な環状かつ帯状のメッシュ部（例えば、全周に対して５０％以上）として設けることができる。このようなメッシュ部は、例えば、複数の板状ないし帯状のメッシュ部材を不連続な環状に配置することにより可能である。
【００１６】
［多孔室］
多孔室は、導出流路の出口部ないしその上流側に設けられ、少なくとも一部が多孔壁で形成され分離液体が通過可能なものである。発泡している分離液体は、多孔室を通過することにより消泡される。多孔室には、消泡作用を有する充填材を充填することができる。消泡作用を有する充填材としては、例えば、ガラスあるいはセラミック製の球状体がある。多孔室は、好ましくは、導出流路とは別体として形成し、導出流路に着脱自在に配設する。
【００１７】
多孔室は、好ましくは、導出流路に設けた分離液体の滞留部に配設する。分離液体の滞留部とは、導出流路の横断面（分離液体が流れる方向に対して直角方向の流路断面）の全面が分離液体で満たされる領域である。即ち、導出流路の出口部の分離液体流出口が分離液体で満たされるように、例えば導出流路の出口部をＵ字型、Ｖ字型、Ｌ字型等に屈曲させて前記分離液体流出口の分離液体の流出面よりも低い領域に導出流路の一部を設ける場合は、前記流出面よりも低い領域に存在する導出流路部分は、回転容器から飛散流出した分離液体を溜めることができる分離液体の滞留部となる。よって、前記滞留部よりも上流側から前記滞留部に分離液体が流入すると、前記滞留部は分離液体で完全に満たされる。そして、さらに分離液体が流入すると、流入した分の分離液体と同量の分離液体が前記分離液体流出口からオーバーフロー状態で流出する。前記流出口から流出する液体は、分離液体で満たされた前記滞留部を経るので、前記滞留部に多孔室を配設する場合は、多孔室による消泡作用に加えて滞留部による脱泡作用により、より一層十分に泡を除去することができる。
【００１８】
［発泡抑制部］
発泡抑制部は、回転容器から飛散流出した分離液体が衝突する面を、発泡を抑制する傾斜面として構成したものであり、前記発泡を抑制する傾斜面は、分離液体が前記傾斜面に衝突するときの入射角が３０〜６０°（好ましくは３５〜５５°、より好ましくは４０〜５０°）になるように傾斜させた傾斜面である。分離液体が前記傾斜面に衝突するときの入射角とは、分離液体が前記傾斜面に衝突するときの、分離液体の進行方向と、傾斜面の衝突点における傾斜面に対して垂直方向の線とのなす角のことをいうものとする。
【００１９】
回転容器から飛散流出する分離液体は、一般的に、回転容器から飛散する際に発泡する。そして、前記傾斜面が存在しない場合は、回転容器から飛散流出した分離液体は、包囲部の骨格を構成する鉄筋等の凸部ないしそのエッジ部あるいは内周壁面に直接衝突してさらに発泡する。これに対して、前記発泡抑制部を設けた場合は、回転容器から飛散流出した分離液体は、前記傾斜面に衝突するので、発泡を著しく抑制することができる。
【００２０】
発泡を抑制する傾斜面は、好ましくは、回転容器から離隔した位置において、回転容器をその回転方向に３６０°取り巻くように連続した環状の傾斜面として設ける。このような傾斜面を有する発泡抑制部としては、回転容器から離隔した位置において、回転容器をその回転方向に取り巻く連続した環状の（リング形状の）発泡抑制板があるが、包囲部の一部を発泡抑制部とすることもできる。即ち、包囲部の内周面であって飛散流出した分離液体が衝突する面を、本発明の発泡を抑制する傾斜面として構成することもできる。
【００２１】
なお、発泡を十分抑制することが可能であるならば、発泡を抑制する傾斜面は、回転容器をその回転方向に必ずしも３６０°取り巻くように連続して設ける必要はなく、不連続な環状（例えば、全周に対して５０％以上）の傾斜面として設けることができる。このような発泡抑制部は、複数の板状部材を、不連続な環状に配置すると共に前記発泡を抑制する傾斜面に該当するように傾けることにより可能であり、また、包囲部の内周面であって飛散流出した分離液体が衝突する面の一部を、本発明の発泡を抑制する傾斜面として構成することにより可能である。
【実施例】
【００２２】
本発明の遠心分離機の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例の遠心分離機の回転容器の回転軸１ａを縦断する方向の断面図である。
【００２３】
回転容器１は、略円筒状であり、モータ（図示せず）と結合する回転軸１ａを有し、前記回転軸を中心として遠心分離可能な早さで回転する。回転容器の底部からは、クーラント供給管１ｂが突き出ている。クーラント供給管１ｂは、回転軸１ａの中心軸の延長上に存在し、固体粒子を含む分離対象クーラントを回転容器の内部に供給するものである。より詳細には、クーラント供給管の先端の射出部の開口から分離対象クーラントが回転容器の内部に連続して射出される。回転している回転容器の内部に前記射出部の開口から連続して射出された分離対象クーラントは、遠心力により回転容器の外側である内周壁面に押しつけられリング形状になる。分離対象クーラントは、射出部の開口から連続して射出されるので、内周壁面側から回転軸方向に向かってリングの厚さを次第に増して蓄積される。
【００２４】
このようにリング形状に蓄積した分離対象クーラントにおける固体粒子は、遠心力により回転容器の内周壁面側に移動して蓄積されるので、回転軸側には固体粒子が分離されたクーラントの液層が形成される。
【００２５】
回転容器には上蓋１ｃが設けられている。上蓋１ｃには、回転軸１ａの回転の中心軸の延長線を取り囲むように、複数の孔１ｄが設けられている。孔１ｄは、固体粒子が分離されたクーラントを回転容器の外側に飛散流出させる孔である。即ち、分離対象クーラントは、射出部の開口から連続して射出されるので、上述のように、内周壁面側から回転軸方向に向かってリングの厚さを次第に増して蓄積されるから、リングの内周面Ｓは、孔１ｄの位置に到達し、過剰なクーラント（固体粒子が分離除去されたクーラント（クリーン液））は、前記孔から回転容器の周囲に飛散流出される。クーラントが飛散する方向は、回転軸１ａに対してほぼ直角の方向である。
【００２６】
包囲部２は、前記回転容器から飛散流出した分離液体が遠心分離機外部に漏れないように前記回転容器の外側を包囲するものであり、略円筒形状である。包囲部の内周面には重力方向に向かって径が次第に拡大している環状の発泡抑制部３を設けている。発泡抑制部３は、前記回転容器から飛散流出した分離液体が衝突する面を、発泡を抑制する傾斜面として構成したものである。前記発泡を抑制する傾斜面は、前記分離液体が前記傾斜面に衝突するときの入射角θが４５°になるように傾斜させた傾斜面である。
【００２７】
ここで、回転軸１ａを縦断する方向の断面図において、分離液体が前記傾斜面に衝突するときの入射角θを説明すると次のとおりである。図２は、図１の回転軸１ａを縦断する方向の断面図であり、発泡抑制部３については、断面のみを示している。なお、２ａは、包囲部２の金属製の補強部材である。分離液体が前記傾斜面に衝突するときの入射角θは、分離液体の進行方向ｄ１と、発泡抑制部３の傾斜面３ａの衝突点における傾斜面３ａに対して直角方向の線ｄ２とのなす角である。回転容器から飛散流出した分離液体は、発泡抑制部３の傾斜面３ａに衝突するので、発泡を著しく抑制することができる。
【００２８】
前記傾斜面よりも重力方向側の包囲部の内周壁面には、径がほぼ一定の環状のコンベアメッシュ４を設けている。コンベアメッシュ４は、図３に示すように、金属性の網（太さ１ｍｍの複数本の金属線を９０°で交差させて正方形の開口（４ｍｍ×４ｍｍ）を形成した網）である。分離液体は、コンベアメッシュ４に接触して流れるので、消泡される。その後、分離液体は、導出流路を経て出口２ｂから遠心分離機の外部に流出する。一方、クーラントの一部（ドレイン）及び固体粒子は、回転容器の下部から排出される。
【００２９】
なお、分離液体は、図４に示すように、導出流路の出口部の上流側の滞留部に配設された多孔室を経てから遠心分離機の外部に流出させることもできる。図４は、導出流路の出口部近傍における導出流路の重力方向の断面図である。図４において、４１は、分離液体流出口の分離液体の液面であり、この液面より下側は分離液体の滞留部４２である。多孔室４３は、全体が滞留部４２に存在する。多孔室４３には、球状のガラスを充填している。滞留部４２よりも上流側の導出流路部分４４から滞留部４２に流入し滞留部４２を経た分離液体は、多孔室による消泡作用に加えて滞留部による脱泡作用により、より一層十分に泡を除去することができる。
【００３０】
多孔室４３としては、図５に示すような消泡カートリッジがある。消泡カートリッジは、径１ｍｍの孔を全面に有し孔間のピッチが小さい金属板（パンチメタル）から形成されたものであり、底面５１ａを有する円筒形の容器５１の開口部に蓋５１ｂが着脱自在に設けられている。そのため、蓋５１ｂを取り外して容器５１の内部空間に消泡作用を有する充填材（例えば、複数のガラス製の球体）を充填することができる。内部空間を導出流路とする管４６は、内部空間を導出流路とする管４５に対して着脱自在に接続するので、管４６を管４５から取り外すことにより、管４５の内部空間に図５に示すような消泡カートリッジを配設したり取り外したりすることができる。したがって、消泡カートリッジに充填する充填材を簡単に変更することができるので、分離対象の液体が変わる場合、分離対象の液体の種類に応じて、最適な充填材に容易に変更することができる。管４５の内径は消泡カートリッジの外径よりも少しだけ大きい。
【００３１】
［発泡率と消泡率の測定］
前記実施例と同様の遠心分離機によって固体粒子を含有する使用済みの各種クーラント液を遠心分離して固体粒子を除去したクーラント液を得た。クーラント液としては、ＮＡＣ（シンセティック）、ＮＫ−８８（ソリューション）、ＳＥＣ８００Ｐ（シンセティック）、ＣＧ５０Ｐ（ソリューション）（いずれもノリタケ製）を、それぞれ５０倍に水で希釈したものを用いた。より詳細には、次のとおりである。
【００３２】
クーラント液が、加工機から遠心分離機を経て固体粒子を除去され再度加工機に循環することを連続して繰り返す装置を用いた。サンプル液は、１パス（未使用のクーラント液を加工機で使用して、遠心分離機を経て固体粒子を分離したクーラント液を得るまで）後、１パスの液体の採取時から１分後、２分後、３分後に採取してそれぞれの密度を測定し、それら４つの値の平均値を分離後密度とした。測定対象の液体の採取場所は、遠心分離された分離液体の導出流路の末端の分離液体流出口である。前記分離液体流出口でメスシリンダーにより測定対象の液体を採取し、すぐに体積を読み取り、その後重さを測定し密度を算出した。
【００３３】
遠心分離機としては、（１）傾斜板（環状の発泡抑制部３、以下同様。）を配設し、コンベアメッシュ（環状のコンベアメッシュ４、以下同様。）と消泡カートリッジ（図５に示すものと同様のもの、以下同様。）を配設しない場合（参考例１）、（２）傾斜板とコンベアメッシュを配設し、消泡カートリッジを配設しない場合、（３）傾斜板とコンベアメッシュと消泡カートリッジを配設した場合、（４）滞留部に消泡カートリッジを配設し、傾斜板とコンベアメッシュを配設しない場合（参考例２）に分けて分離後密度を求めた。また、比較例として、（５）傾斜板、コンベアメッシュ及び消泡カートリッジを設けない場合の分離後密度を求めた。なお、滞留部は、前記（４）の場合にのみ設けた。
【００３４】
そして、上記（１）〜（５）の各場合の発泡率と消泡率を求めた。求めた値を表１〜５に示す。ここで、発泡率＝（原液密度−分離後密度）／原液密度であるものとし、分離後密度が原液密度に近い値であるほど泡が少ないのであるから、発泡率は値が小さいほど良い。また、消泡率＝実施例又は参考例（上記（１）〜（４）の各場合）による発泡率／比較例（上記（５）の場合）による発泡率であるものとし、実施例による発泡率が比較例による発泡率に近い値であるほど消泡されていないのであるから、消泡率は値が小さいほど良い。下記の表１〜５に示すように、本発明の遠心分離機を用いた場合は、発泡率と消泡率が小さく、優れている。
【００３５】
【表１】
0004714055.tif 000002
【００３６】
【表２】
0004714055.tif 000003
【００３７】
【表３】
0004714055.tif 000004
【００３８】
【表４】
0004714055.tif 000005
【００３９】
【表５】
0004714055.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明の一実施例の遠心分離機の回転容器の回転軸１ａを縦断する方向の概略断面図である。
【図２】図２は、図１の回転軸１ａを縦断する方向の部分断面図であって、発泡抑制部３については、断面のみを示した図である。
【図３】図３は、コンベアメッシュの概略拡大図である。
【図４】図４は、導出流路の滞留部に配設された多孔室を示す概略断面図である。
【図５】図５は、略円筒形の消泡カートリッジを示す図であり、図５−Ａは、消泡カートリッジの開口部に装着された蓋が存在する面を示す図、図５−Ｂは、消泡カートリッジの側面を示す図、図５−Ｃは、消泡カートリッジの底面を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  回転容器
２  包囲部
３  発泡抑制部
３ａ  傾斜面
４  コンベアメッシュ
４２  滞留部
４３  多孔室
【図１】
0004714055.tif 000007
【図２】
0004714055.tif 000008
【図３】
0004714055.tif 000009
【図４】
0004714055.tif 000010
【図５】
0004714055.tif 000011