(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮上油の混入した貯留槽の内部に油回収タンクを配置し、この油回収タンクの内外に浮上油を吸着する吸着材を掛け渡す一方、油回収タンクの下端部の一部が貯留槽に固定され、油回収タンクの外側上部にフロートが取り付けられてなることで、油回収タンクの上端面が貯留槽の液面に対応して移動するように構成したことを特徴とする浮上油の除去装置。
【請求項２】
前記油回収タンクは、その下端部の一部を支点として、液面の上下に対応して傾斜するように構成されている請求項１に記載の除去装置。
【請求項３】
浮上油の混入した貯留槽の内部に油回収タンクを配置し、この油回収タンクの内外に浮上油を吸着する吸着材を掛け渡す一方、油回収タンクの下端部の一部を貯留槽に固定し、油回収タンクの外側上部にフロートを取り付けることで、油回収タンクの上端面が貯留槽の液面に対応して移動するようにした浮上油の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水溶性切削油などを回収する貯留タンクに混入する浮上油を、安価かつ確実に除去できる浮上油の除去装置及び除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水または水溶液を使用する大半のシステムでは、油性溶剤やオイルまたは油脂類（以下、油と称する）が混入しているのが実情である。例えば、切削加工においては、切削箇所に供給された水溶性切削油は、貯留タンクに回収されるが、回収時に不可避的に摺動面油が混入することになり、また、漏洩した作動油も混入することがあった。また、切削加工に限らず、その他、圧延加工、焼き入れ、錆止め、洗浄、冷却などのシステムでも、水に防錆剤や潤滑剤などを添加した水溶液が使用されるが、この中にも油が混入することがあった。
【０００３】
そして、油が混入したままで放置したのでは、各水溶液の本来の性能が損なわれてしまことになる。例えば、切削加工においては、混入した油により腐敗の発生や、機械の油汚れや、透明性の欠如や、液の分離など、いわゆる劣化の促進が生じるとともに、切削工具の異常摩耗や砥石の目詰まりなど、いわゆる加工異常の原因となった。その他、油の混入により加工液が粘り、機械内のベト着きや切粉の付着が生じ、また汚れそのものの付着原因ともなっていた。
更に、混入物が液中に浮遊、或いは浮上したままでは、タンクより溢れ出た場合には公害の恐れさえあった。
【０００４】
そのため、従来から、浮上油を回収する各種の方法が提案されており、具体的には、(a)オイル吸着マットを液中に投じて、吸着させた油をそのまま廃棄する方法、(b)円盤を垂直面で回転させて付着した油を回収する方法、(c)エンドレスベルトを回転させ、これに付着した油を回収する方法、(d)浮子を浮かべ、これに流れ込む油を回収する方法、(d)タンクを仕切り、ここから溢れ出る油を回収する方法、(e)エンドレスロープを回転させ付着した油を回収する方法などが採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オイル吸着マットを使用する方法(a)は、回収量の限界がマットの吸着飽和量によって決まり、多量の回収には多量の吸着材が必要であるので長期間の回収処理には適さなかった。一方、円盤回転式オイルスキマー法(b)は、円盤が垂直面で回転している関係から、液面が降下すれば円盤が液面に触れずカラ運転となり、全く油を回収することができなかった。しかも、この方法では、油と水と同時に回収するために、油水分離タンクが必要となった。
【０００６】
また、ベルトを回転させて油を回収する方法(C)も、液面が降下すれば円盤が液面に触れずにカラ運転となり、油を全く回収できない。また、油水分離タンクも必要であった。一方、浮子を浮かべて流れ込む油を回収する方法(d)は、装置が複雑で高額になり広範囲の設置場所も必要であるという問題があった。そして、油と水を同時に回収するために、不可避的に油水分離タンクも必要であった。
【０００７】
なお、仕切り部から溢れ出る油を回収する方法(e)は、最も単純で安価な方法であるが、タンクの液面が変われば全く回収出来なかったり、逆に、液面が上昇しすぎると水も同時に分離タンクに入り込む可能性があった。また、ロープスキマー法(f)は、液面とタンク蓋面とが非常に長い場合に使用されるが、ロープ寿命が短く、本体を含めて高価であり、しかも、ロープの回転に信頼性が乏しかった。
【０００８】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、安価かつ確実に浮上油を除去できる装置及び方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る浮上油の除去装置は、浮上油の混入した貯留槽の内部に油回収タンクを配置し、この油回収タンクの内外に浮上油を吸着する吸着材を掛け渡す一方、油回収タンクの下端部の一部が貯留槽に固定され、油回収タンクの外側上部にフロートが取り付けられてなることで、油回収タンクの上端面が貯留槽の液面に対応して移動するように構成している。また、本発明に係る浮上油の除去方法は、浮上油の混入した貯留槽の内部に油回収タンクを配置し、この油回収タンクの内外に浮上油を吸着する吸着材を掛け渡す一方、油回収タンクの下端部の一部を貯留槽に固定し、油回収タンクの外側上部にフロートを取り付けることで、油回収タンクの上端面が貯留槽の液面に対応して移動するようにしている。本発明では、貯留槽との用語を用いているが、水溶性切削液及びこれに類する水溶液を貯留するものに限定されるものではなく、分離槽や冷却タンク、その他、湖沼など水溶液を貯えるもの一般を含む趣旨である。
【００１０】
本発明において、油回収タンクの上端面を液面に対応して移動する具体的方法は、特に限定されないが、例えば、油回収タンクを貯留タンクに浮上させて構成したり、或いは、油回収タンクの下端部の一部を支点として、液面の上下に対応して傾斜するように構成すれば良い。そして、油回収タンクを貯留タンクに浮上させる場合にも、液面が降下して油回収タンクが貯留タンクの底面に達した後は、油回収タンクの下端部の一部を支点として、液面の更なる降下に対応して傾斜するように構成するのが好ましい。
【００１１】
本発明では、油回収タンクの内外に吸着材を掛け渡しているので、毛細管現象とサイホンの原理に基づいて、確実かつ安定して浮上油を回収除去することができる。すなわち、浮上油は、毛細管現象の基づいて吸着材を上っていき、最上部を超えた後は重力にしたがって回収タンクに向けて降下する。そして、貯留タンクと回収タンクの間に油の流路が形成された後は、サイホンの原理に基づいて浮上油の回収が維持される。本発明では、油状油と吸着材の最上部との高低差がほぼ一定に維持されるので、安定して浮上油を回収することができる。なお、貯留タンクと回収タンクとの流路を形成には一定の時間を要するので、吸着材を予め油に浸しておくのが好ましい。
【００１２】
吸着材は、親水性に欠け且つ親油性に優れるものであれば、特に限定されないが、繊維状に形成された黒鉛や、これに膨潤処理を施した膨張黒鉛が好適である。また、カポック繊維や、繊維状に形成したゴム材や、ウール材も好適である。ここでゴム材としては、ＮＡＰＲ、ウレタン、シリコン、ＳＡＰＲなど耐油性に優れたものが望ましい。更に、適宜な表面処理によって親油性を高めた合成樹脂を使用することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明を更に詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態の一例を示す概略図であり、貯留槽ＳＴが、その底面積に対して比較的浅い場合に好適に用いられる浮上油回収装置ＡＰ１を示している。この浮上油回収装置ＡＰ１は、上端部が一部開放された有底筒状の回収タンク１と、回収タンク１の上端部に配置されて回収タンク１の内外に垂らされるオイル吸着材２とを主要な構成要素としており、好ましくは、貯留槽ＳＴの油溜まり部に配置されている。油溜まり部は、貯留槽ＳＴに液体を流入させる際に生じる波動に起因して浮上油が集まる部分であり、通常は、液体流入部の反対側の位置に生じる。この油溜まり部には、浮上油が集まってくるだけでなく、液面が穏やかであるので本装置の動作に好適である。なお、図示を省略しているが、回収タンク１の底面から貯留タンクＳＴの外部までは、加撓性の排出パイプによって連通されている。
【００１４】
オイル吸着材２は、膨張黒鉛などのように、親水性に欠け親油性に優れるものを用いる（通常は円筒形状に形成する）。そして、オイル吸着材２を覆う収納袋は、折返し部２ａより貯留タンク側は通常の繊維を用い、一方、折返し部２ａより回収タンク側は、プラスチック材など含水性のないものを用いる。このような構成を採れば、収納袋を通して水が回収タンク１に混入される恐れがなくなる。なお、プラスチック材は、帯状ないし円筒状（無底）に形成されており、浮上油の回収を阻害しないのは勿論である。
【００１５】
回収タンク１は、その底面の一部が蝶番３などを介して貯留槽ＳＴに固定され、また、その上部にはフロート４が配置されている。そのため、貯留槽ＳＴの液面が上下方向に移動するのに応じて回収タンク１は傾斜し、そのためにオイル吸着材２の折返し部２ａと液面との高低差はほぼ一定に維持される。なお、回収タンク１は、傾斜可能に保持されていれば足りるので、蝶番3を用いることなく、紐状の部材によって回収タンク１の底面の一部を保持したのでも良い。但し、いずれの場合にも、回収タンク１が限界姿勢を越えてまで傾斜しないよう、傾斜ストッパ１４を設けておくのが好ましい。なお、この限界姿勢において、回収した浮上油が貯留槽ＳＴに流れ戻らないよう、回収タンク１の上端は、蝶番３の反対側のみが一部開放されている。
【００１６】
図２は、本発明の別の実施形態を示す概略図であり、貯留槽ＳＴが、その底面積に比べて深くても使用できる浮上油回収装置ＡＰ２を示している。この浮上油回収装置ＡＰ２は、上端部が一部開放された有底筒状の回収タンク１と、回収タンク１の上端部に配置され回収タンク１の内外に垂らされるオイル吸着材２とを主要な構成要素としている。この装置ＡＰ２は、貯留槽ＳＴの中に浮かせて使用するが、比較的重い錨部材４を取り付けると共に、最大重量時でも浮上状態を維持できるフロート４を取り付けているので、回収タンク１が空の状態から満杯の状態まで、オイル吸着材２の折返し部２ａと液面との高低差がほぼ一定に維持される。なお、図示を省略しているが、回収タンク１の底面から貯留タンクＳＴの外部までは、加撓性の排出パイプによって連通されている。
【００１７】
この実施形態において、錨部材４は、回収タンク１の底面の中心をずらして取り付けられている。そのため、液面の降下に伴って回収タンク１が沈みきった後は、錨部材４の位置を中心にして回収タンク１が更に傾斜を開始し、その後も、オイル吸着材２の折返し部２ａと液面との高低差がほぼ一定に維持される。なお、錨部材４などに傾斜ストッパ１４を設けることにより、限界姿勢を越えた傾斜は阻止される。
【００１８】
図３は、本発明の更に別の実施形態を示す概略図であり、二重管構造の浮上油回収装置ＡＰ３を示している。この浮上油回収装置ＡＰ３は、上端部が一部開放された有底円筒状の回収タンク１と、回収タンク１の外側で上下方向にスライド移動する外管６と、外管６の上端部に配置されて内外に垂らされたオイル吸着材２とを主要な構成要素としている。
外管６にはフロート４が取り付けられているので、液面が上下するのに対応して外管６も上下して、オイル吸着材２の折返し部２ａと液面との高低差がほぼ一定に維持される。なお、回収タンク１の上端部には、その外周部にシール部材７が巻着されており、スライド移動を阻害しない状態で液密状態が確保されている。
【００１９】
また、回収タンク１は、その底面の一部が蝶番３などを介して貯留槽ＳＴに固定されている。そのため、外管が限界位置まで降下した後は、貯留槽ＳＴの液面が降下するのに応じて回収タンク１と外管６が一体的に傾斜して、オイル吸着材２の折返し部２ａと液面との高低差がほぼ一定に維持される。なお、回収タンク１は、傾斜可能に保持されていれば足りるので、蝶番3を用いることなく、紐状の部材によって回収タンク１の底面の一部を保持したのでも良い。但し、いずれの場合にも、回収タンク１が限界姿勢を越えて傾斜しないよう、傾斜ストッパを設けておくのが好ましい。なお、この限界姿勢において、回収した浮上油が貯留槽ＳＴに流れ出ないよう、回収タンク１の上端は、蝶番３の反対側のみが一部開放されている。
【００２０】
図４は、図３の装置を変形して、回収タンク１を内側に配置した浮上油回収装置ＡＰ４を示している。この浮上油回収装置ＡＰ４では、図３の装置に比べシール部材が不要となる点が有利である。
動作原理は、図２の装置とほぼ同じであり、液面の移動に応じて回収タンク１が上下に移動する。そのため、回収タンク１に回収された浮上油の量に応じて回収タンクの浮上状態が大きく変化しないよう、回収タンクを比較的重くすると共に、最大重量の状態でも浮上状態を維持できるようなフロート４を取り付けている。したがって、回収タンク１が空の状態から満杯の状態まで、オイル吸着材２の折返し部２ＳＴと液面との高低差がほぼ一定に維持される。
【００２１】
一方、外管６の下端部の一部は、蝶番３などを介して貯留槽ＳＴに固定されている。そのため、回収タンク１が限界位置まで降下した後は、貯留槽ＳＴの液面が降下するのに応じて回収タンク１と外管６とが一体的に傾斜して、オイル吸着材２の折返し部２ａと液面との高低差がほぼ一定に維持される。なお、蝶番に限定されないこと、及び、傾斜ストッパが好適であることは、他の装置の場合と同じである。
【００２２】
【実施例】
続いて、本発明の有効性を確認した実施例の内容を説明する。
「実施例１」
水溶性切削液２リットルと下表に示す油５００ｃｃとを混合し、オイル吸着材によって浮上油を吸い上げる実験をした。オイル吸着材としては、繊維状に形成した黒鉛樹脂（日本ガスケット製：ソイル吸イパー）を、ポリプロピレン不織布で覆って円筒形に形成したものを使用した。全体形状としては、直径５０ｍｍ長さ４００ｍｍの円筒形であり、このようなオイル吸着材を、一晩機械油に浸漬した後に実験を開始した。
【００２３】
【表１】
0004327947.tif 000002
【００２４】
この実験において、オイル吸着材の頂上面と浮上油の油面との高低差ｈは５０ｍｍとしたが、表１に示される通り、粘度が低いほど吸い上げ速度が速いことが明らかとなった。
【００２５】
「実施例２」
次に、オイル吸着材の頂上面と浮上油の油面との高低差ｈを変化させて吸い上げ状態を調べた。但し供試油としては、マシン油１００を使用した。
【００２６】
【表２】
0004327947.tif 000003
【００２７】
表２に示される通り、マシン油１００では、高低差が１００ｍｍ以下であれば供試の吸着材によって吸い上げが可能であるが、１５０ｍｍ以上では吸い上げが不可能となる。
【００２８】
「実施例３」
毛細管現象のみによって、どの程度の高さまで油を吸い上げることができるかを調べたところ、表３の通りであった。具体的には、加熱溶解によって内径０．１ｍｍ以下、外径０．２ｍｍ（簡易顕微鏡により測定）のガラス管を形成し、この毛細管を各試料油に垂直に立てて２０日間、液面からの高さを測定した。
表３に示す通り、高粘度のものほど毛細管現象の効果が顕著である。
【００２９】
【表３】
0004327947.tif 000004
【００３０】
以上、本発明に関して具体的に説明したが、例示した具体例は特に本発明を限定するものではない。例えば、図３や図４の装置では、回収タンク１と貯留槽ＳＴとは連通させていないが、図１や図２の場合と同様に、回収タンク１の底面から貯留槽ＳＴ外部に向けて可撓性の排出パイプ１０を設けても良い（図６参照）。この構成によれば、回収タンク１の内容物は、自動的に廃棄タンク１１に回収される。なお、廃棄タンク１１には浮子１２を浮かばせておき、廃棄タンク１１が満杯に近づけばリミットスイッチ（不図示）を作動させて連通路を遮断するのが好ましい。また、このように回収タンク１と廃棄タンク１１とを連通させる場合、廃棄タンク１１を貯留タンクＳＴの内部に設けても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吸着材を油面に対して常に最適な状態を保ち続けることができるので、連続的に安定して油を回収することができる。しかも、この回収作業には、電気的にも機械的にもエネルギーを必要としないので、装置の使用場所を選ばない。
また、複数個の回収タンクを配置し、吸着材の種類を適宜の選択すれば、浮遊物の選択的な回収が可能となり、回収されたオイルの再利用も可能となる。
さらに、回収タンクを浮遊させる方式を採れば、油だまりの部分にタンクが自動的に移動するので、最適な部分での油回収が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実現する装置の一例を図示したものである。
【図２】本発明を実現する装置の一例を図示したものである。
【図３】本発明を実現する装置の一例を図示したものである。
【図４】本発明を実現する装置の一例を図示したものである。
【図５】実施例１の実験内容を説明する図面である。
【図６】排出パイプを設ける場合を具体的に例示したものである。
【符号の説明】
ＳＴ  貯留槽
１    油回収タンク
２    吸着材
ＡＰ  除去装置
【図１】
0004327947.tif 000005
【図２】
0004327947.tif 000006
【図３】
0004327947.tif 000007
【図４】
0004327947.tif 000008
【図５】
0004327947.tif 000009
【図６】
0004327947.tif 000010