(57)【要約】【課題】油と水とを含む液体から、油と水とを効率的に分離する。【解決手段】貯蔵槽３内に設けた気泡発生手段１０によって、廃液をエマルジョン化する。エマルジョン化した液体をエアポンプ１１によって回収し、加熱処理機４で、１２０℃以上に加熱する。この際、廃液の処理時間、廃液に占める油の割合、廃液の処理量、廃液の加熱温度の相関関係を把握し、廃液に占める油の割合および廃液の処理量についての処理条件を考慮しつつ所定の時間内に処理を完了させることが可能な１２０℃以上の温度を求めることができる。液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高め、機械加工装置で用いられたクーラントの廃液等、油と水とを含む液体から、油と水とを効率的に分離することが可能となる。そして、処理能力向上によるコストダウン、処理設備の小型化、環境性の向上を図ることが可能となる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油と水とを含む液体から加熱脱水によって油と水とを分離させる際に、前記液体の温度を１２０℃以上に加熱することを特徴とする油水分離方法。
【請求項２】
前記液体をエマルジョン化した後に加熱することを特徴とする請求項１記載の油水分離方法。
【請求項３】
前記液体の加熱温度を、前記液体に占める油の割合および前記液体の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な温度とすることを特徴とする請求項１または２記載の油水分離方法。
【請求項４】
油と水とを含む液体から加熱脱水によって油と水とを分離する油水分離装置であって、前記液体の温度を１２０℃以上に加熱する加熱手段を備えることを特徴とする油水分離装置。
【請求項５】
前記液体を加熱する前にエマルジョン化するエマルジョン化手段を備えることを特徴とする請求項４記載の油水分離装置。
【請求項６】
前記加熱手段は、前記液体を、前記液体に占める油の割合および前記液体の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な温度に加熱するものであることを特徴とする請求項４または５記載の油水分離装置。
【請求項７】
油分と水分とを含む廃液を処理する廃液処理装置であって、前記廃液をエマルジョン化するエマルジョン化手段と、エマルジョン化した廃液を回収する回収手段と、回収した廃液を１２０℃以上に加熱する加熱手段とを備えることを特徴とする廃液処理装置。
【請求項８】
前記加熱手段は、前記廃液を、前記廃液に占める油の割合および前記廃液の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な温度に加熱するものであることを特徴とする請求項７記載の廃液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械加工装置で用いられたクーラントの廃液等、油と水とを含む液体から、油と水とを効率的に分離するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
機械加工装置で用いられたクーラント等は、廃液として回収された時点で、油、水、切削粉等が混合した状態となっている。したがって、廃液を再利用するためには、固体の異物を除去し、かつ、油と水とを分離する必要がある。このため、従来から、油と水とを含む液体を分離、再生するための方法が、様々に発明されている。その一例としては、スラリー状の油水混合物と加熱油とを混合して脱水を行う手法（例えば、特許文献１参照。）や、油水混合物を加熱して粘度を下げ、比重の大きな金属の沈降を促進する手法（例えば、特許文献２参照。）が挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−１２０７９２号公報（第１−２頁）
【特許文献２】
特開平８−１０５０９号公報（請求項１、〔００１３〕）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の油水分離方法は、油水混合物に占める油の割合や性状（油水以外の混入物の有無等）ごとに異なる処理温度の最適化を図ることが困難であり、処理効率を容易かつ確実に高める上で、さらに改良の余地があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機械加工装置で用いられたクーラントの廃液等、油と水とを含む液体から、油と水とを効率的に分離することにある。そして、処理能力向上によるコストダウン、処理設備の小型化、環境性の向上を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る油水分離方法は、油と水とを含む液体から加熱脱水によって油と水とを分離させる際に、前記液体の温度を１２０℃以上に加熱することを特徴とするものである。
本発明によれば、前記液体の温度を１２０℃以上に加熱して油水分離を行うことにより、液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高めることが可能となる。
【０００６】
また、本発明の請求項２に係る油水分離方法は、請求項１記載の油水分離方法において、前記液体をエマルジョン化（２種以上の相互に不溶性の液体を、不均質の混合状態とすること。）した後に加熱することとしたものである。
本発明によれば、エマルジョン化した前記液体を１２０℃以上に加熱して油水分離を行うことにより、液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高めることが可能となる。
【０００７】
また、本発明の請求項３に係る油水分離方法は、請求項１または２記載の油水分離方法において、前記液体の加熱温度を、前記液体に占める油の割合および前記液体の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な温度とするものである。
本発明では、前記液体の処理時間、前記液体に占める油の割合、前記液体の処理量、前記液体の加熱温度の相関関係を把握し、前記液体に占める油の割合および前記液体の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な１２０℃以上の温度を求める。そして、かかる温度に前記液体を加熱して油水分離作業を行うことで、液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高めることが可能となる。
【０００８】
また、上記課題を解決するための、本発明の請求項４に係る油水分離装置は、油と水とを含む液体から加熱脱水によって油と水とを分離する油水分離装置であって、前記液体の温度を１２０℃以上に加熱する加熱手段を備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記加熱手段によって、前記液体の温度を１２０℃以上に加熱して油水分離を行うことにより、液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高めることが可能となる。
【０００９】
また、本発明の請求項５に係る油水分離装置は、請求項４記載の油水分離装置において、前記液体を加熱する前にエマルジョン化するエマルジョン化手段を備えることとしたものである。
本発明によれば、前記エマルジョン化手段によって、エマルジョン化した前記液体を１２０℃以上に加熱して油水分離を行うことにより、液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高めることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の請求項６に係る油水分離装置は、請求項４または５記載の油水分離装置において、前記加熱手段は、前記液体を、前記液体に占める油の割合および前記液体の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な温度に加熱するものである。
本発明によれば、前記液体の処理時間、前記液体に占める油の割合、前記液体の処理量、前記液体の加熱温度の相関関係を把握し、前記液体に占める油の割合および前記液体の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な１２０℃以上の温度を求める。その上で、前記加熱手段によって、かかる温度に前記液体を加熱することで、液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高めることが可能となる。
【００１１】
また、上記課題を解決するための、本発明の請求項７に係る廃液処理装置は、油分と水分とを含む廃液を処理する廃液処理装置であって、前記廃液をエマルジョン化するエマルジョン化手段と、エマルジョン化した廃液を回収する回収手段と、回収した廃液を１２０℃以上に加熱する加熱手段とを備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記エマルジョン化手段によって前記廃液をエマルジョン化し、当該エマルジョン化した液体を前記回収手段によって回収し、当該回収手段で回収したエマルジョン化した液体を、前記加熱手段で１２０℃以上に加熱することにより、液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高めることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の請求項８に係る廃液処理装置は、請求項７記載の廃液処理装置において、前記加熱手段は、前記廃液を、前記廃液に占める油の割合および前記廃液の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な温度に加熱するものである。
本発明によれば、前記廃液の処理時間、前記廃液に占める油の割合、前記廃液の処理量、前記廃液の加熱温度の相関関係を把握し、前記廃液に占める油の割合および前記廃液の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な１２０℃以上の温度を求める。その上で、前記加熱手段によって、かかる温度に前記廃液を加熱することで、液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高めることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分若しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明を省略する。
【００１４】
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る油水分離方法を採用した廃液処理装置の構成を例示している。この廃液処理装置は、油と水とを含む液体から加熱脱水によって油と水とを分離させる装置である。そして、廃液タンク１、マグネットフィルター２、貯蔵槽３、加熱処理機４、処理済液タンク５、比重分離器６、水タンク７を有している。なお、廃液の性状等を考慮して、マグネットフィルター２、比重分離器６、水タンク７の各々を、必要に応じ省略することも可能である。
【００１５】
まず、廃液は廃液タンク１に一時貯留される。そして、この廃液処理装置によって機械加工装置で用いられたクーラント等の廃液を処理する際には、廃液タンク１に貯留した廃液を、エアポンプ８によって吸引し、マグネットフィルター２を通過させる。この際、マグネットフィルター２で廃液に含まれる細かいゴミ（鉄分）を除去する。なお、マグネットフィルター２では、鉄粉量測定器を用い、廃液に含まれる鉄粉量が、例えば２０ｐｐｍ以下になるまでゴミの除去を行う。そして、ゴミが除去された廃液は、貯蔵槽３へと送られる。
【００１６】
貯蔵槽３の内部には、エアポンプ９から供給されるエアを貯蔵槽３に貯蔵された廃液内へと噴出させ、微細泡を発生させる気泡発生手段１０が設けられている。そして、気泡発生手段１０から噴出する微細泡により、貯蔵槽３内で比重差により水と油とに分離した状態にある廃液を、エマルジョン化することができる。したがって、本実施の形態では、気泡発生手段１０は廃液のエマルジョン化手段である。なお、気泡発生手段１０で発生させる気泡は、細かいほど効果的であり、例えば、沸騰石などを用いることで、低コストに微細泡を発生させることが可能となる。
貯蔵槽３内でエマルジョン化した廃液は、気泡と共に回収手段であるエアポンプ１１によって吸引され、加熱手段としての加熱処理機４へと送られる。加熱処理機４では、エマルジョン化された廃液を１２０℃以上に加熱し、保温する。そして、加熱処理機１２において廃液の油水分離処理を行う。水分が分離された廃液（油分からなる）は、処理済液タンク５へと送られ、一時貯留される。
【００１７】
なお、図１に例示するように、比重分離器６、水タンク７を設けた場合には、貯蔵槽３の内部でエマルジョン化される廃液のうち、液状部分をエアポンプ１２で吸引し、比重分離器６へと送る。この比重分離器で、油と水とを分離し、油については処理済液タンク５へと送り、水については水タンク７に貯蔵する。また、比重分離器６を省略し、水タンク７を設置した場合には、加熱処理機４で廃液から分離された水を、水タンク７に貯留することが可能となる。
【００１８】
図２は、上記構成を有する廃液処理装置を使用して廃液処理を行う際に、エマルジョン化した廃液の加熱温度、および、廃液に占める油の割合（油／水比若しくは油濃度）を変化させることに伴う、処理時間（油水分離時間）の変化の様子を示した図表である。また、図３は、図２のデータに基づくグラフを示している。
これらのデータから明らかなように、廃液の加熱温度を１２０℃以上とすることによって、液体に占める油の割合がＮｏ．１〜Ｎｏ．３のごとく異なる場合であっても、処理速度を高めることが可能となっている。
【００１９】
上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。まず、廃液処理装置では、エマルジョン化手段である貯蔵槽３内に設けた気泡発生手段１０によって、廃液をエマルジョン化し、エマルジョン化した液体を回収手段であるエアポンプ１１によって回収し、回収手段１１で回収した、エマルジョン化した廃液を、加熱手段である加熱処理機４で、１２０℃以上に加熱する。すると、図２、図３に示すように、液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高め、機械加工装置で用いられたクーラントの廃液等、油と水とを含む液体から、油と水とを効率的に分離することが可能となる。そして、処理能力向上によるコストダウン、処理設備の小型化、環境性の向上を図ることが可能となる。
特に、本発明の実施の形態に係る廃液処理装置は、貯蔵槽３内に設けた気泡発生手段１０によって、廃液をエマルジョン化した後に１２０℃以上に加熱することによって、油水分離の効率を高めることが可能となっている。なお、廃液の性状によっては、廃液をエマルジョン化することなく１２０℃以上に加熱することによっても、十分な油水分離効率を得ることが可能である。
【００２０】
なお、本発明の第１の実施の形態では、エマルジョン化手段として気泡発生手段１０を用い、これによって微細泡を発生させることにより廃液のエマルジョン化を行っているが、他にも、バイブレータ等を用い、若しくは気泡発生手段１０とバイブレータとを併用して、エマルジョン化手段を構成することとしても良い。
【００２１】
続いて、図４を参照しながら本発明の第２の実施の形態についての説明を行う。なお、本発明の第１の実施の形態と同一部分若しくは相当する部分については、その説明を省略する。
本発明の第２の実施の形態においても、図１に示す廃液処理装置を用いることが可能である。そして、本発明の第２の実施の形態における特徴部分は、エマルジョン化した廃液の加熱手段である加熱処理機４において、廃液の加熱温度を、廃液に占める油の割合および前記廃液の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な温度に加熱することとした点にある。
【００２２】
具体的には、加熱処理機４におけるエマルジョン化した廃液の加熱・保温温度、処理時間、油濃度、処理量（加熱処理機４に投入する廃液の量）の相関関数に基づき、最適の処理温度を決定するものである。
その一例として、以下の相関関数を用いる。
（処理時間）＝−４８１７．３×（油濃度）−１１．５×（温度）−１．６×（処理量）＋５６１４．１
そして、かかる相関関数を、パーソナルコンピュータ等によって処理し、かつ、図４に示す手順によって、１２０℃以上でかつ最短の処理時間を得ることが可能な最適の温度を決定することが可能となっている。以下に、各ステップに沿って説明する。
【００２３】
（ステップ１００）：廃液の油濃度（油／水比であっても良い）、処理量、許容処理時間を入力する。この際、許容処理時間はある程度の幅を持たせることとする。
（ステップ２００）：上記数式を一例とする相関関数に基づき、許容時間内に廃液処理を完了する温度が１２０℃〜１５０℃の温度範囲内で存在するか否かを演算する。ここで、処理温度の上限を１５０℃とする理由は、廃液処理に適したヒータの能力とを考慮し、かつ、作業の安全性を十分に確保することが可能な温度範囲として決定されたものである。なお、参考までに、油の沸点は２４０℃程度である。本ステップにおいて、条件を満たす処理温度が存在する場合はステップ４００へと移行し、条件を満たす処理温度が存在しない場合にはステップ３００へと移行する。
（ステップ３００）：許容処理時間内に処理できない旨（若しくは入力値の変更が必要な旨）をパーソナルコンピュータの表示手段に表示する。そして、ステップ１００で入力した処理量あるいは許容処理時間の少なくとも一方が変更された場合には、ステップ２００へと戻る。なお、本ステップにおいて、パラメータを変更する場合には、当初決定した処理量を重視し、処理時間を先に変更するものとする。
（ステップ４００）：１２０℃〜１５０℃の温度範囲内で、処理時間が最短となる処理温度を決定する。そして、加熱処理機４のヒータ制御手段を、手動若しくは自動によって、当該処理温度となるように調整する。
（ステップ５００）：廃液処理を開始する。
【００２４】
上記構成をなす本発明の第２の実施の形態によれば、廃液の処理時間、廃液に占める油の割合、廃液の処理量、廃液の加熱温度の相関関係を把握し、廃液に占める油の割合および廃液の処理量についての処理条件を考慮しつつ、所定の時間内に処理を完了させることが可能な１２０℃以上の温度を求めることができる。その上で、加熱処理機４によって、かかる温度に廃液を加熱することで、液体に占める油の割合の如何にかかわらず、処理速度を高めることが可能となる。したがって、処理能力向上によるコストダウン、処理設備の小型化、環境性の向上を図ることが可能となる。
【００２５】
なお、本発明の実施の形態に係る廃液処理方法および廃液処理装置は、機械加工装置で用いられたクーラント等の廃液処理のみならず、その他の油水混合液からの油水分離作業に用いることが可能であることは、明らかであろう。
【００２６】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、機械加工装置で用いられたクーラントの廃液等、油と水とを含む液体から、油と水とを効率的に分離することが可能となる。よって、処理能力向上によるコストダウン、処理設備の小型化、環境性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油水分離方法を採用した廃液処理装置の構成を例示する概略図である。
【図２】加熱処理機４における、エマルジョン化した廃液の加熱温度および油／水比（若しくは油濃度）を変化させた場合における、処理時間（油水分離時間）を例示した図表である。
【図３】図２のデータをグラフ化したものである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る、加熱処理機における廃液の加熱・保温温度の決定手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  廃液タンク
２  マグネットフィルター
３  貯蔵槽
４  加熱処理機
５  処理済液タンク
６  水タンク
７  比重分離器
８、９、１１、１２  エアポンプ
１０  気泡発生手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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