(57)【要約】    【課題】  水溶性クーラント中の陽イオン及び金属微粒子や異物微粒子を析出及び吸着回収することにより、水溶性クーラントの性能を長期間維持すると共に、電極板が長期間使用でき、しかも析出回収と吸着回収が安定した水溶性クーラント浄化装置を提供する。    【解決手段】  供給手段１０により陽イオン、金属微粒子を含む水溶性クーラント５を電解槽１２０に供給して陰極板３１、３２と陽極板４１に流すと共に、陰極板３１、３２と陽極板４１に直流電流を流す。電解作用により陰極板３１、３２に陽イオン、金属微粒子を析出或は吸着させ、電解作用後の水溶性クーラント５を電解槽１２０から排出する。次に、電流の流れ方向を逆にし、各電極板３１、３２、４１に析出、吸着した物質を剥離或は分離させた後、電流をオフにし、回収手段１００により電解部１２１で剥離、分離した物質を沈殿部１２２に沈殿させる。【選択図】  図１
2009166176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性クーラントに溶け込んだ陽イオンおよび混入した金属微粒子の少なくとも一つを除去する水溶性クーラント浄化装置であって、
前記水溶性クーラントに浸漬され、且つ直流電源の一方の極に接続される陰極板及び他方の極に接続される陽極板と、
前記陰極板と前記陽極板とを互いに対向して設置する固定具と、
供給手段によって供給される前記水溶性クーラントが、前記陰極板に設けた貫通孔と前記陽極板に設けた貫通孔とを通って排出される電解槽と、
前記陰極板と前記陽極板の極性を反転させる極性変更手段と、
前記陰極板と前記陽極板の表面に析出および吸着した物質の少なくともいずれか一つを剥離または分離させて前記電解槽の底側に沈殿させる回収手段と、を備える、ことを特徴とする水溶性クーラント浄化装置。
【請求項２】
前記回収手段は、前記陰極板及び前記陽極板を配備した前記水溶性クーラントが流れる電解部の下側に位置する沈殿部と、
前記電解槽を前記電解部と前記沈殿部とに区画し、前記物質が通過する通路を有する仕切部材と、
前記通路を開閉する開閉手段と、を備えることを特徴する請求項１に記載の水溶性クーラント浄化装置。
【請求項３】
前記陰極板と前記陽極板の少なくともいずれか一方の電極板の対向面が他方の電極板の対向面に対向して配置される、ことを特徴する請求項１又は２のいずれかに記載の水溶性クーラント浄化装置。
【請求項４】
前記陰極板と前記陽極板は、析出性能および吸着性能を確保し、前記物質による目詰まりしない大きさの複数個の前記貫通孔が設けられる、ことを特徴する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の水溶性クーラント浄化装置。
【請求項５】
前記陰極板と前記陽極板は、析出性能および吸着性能を確保し、前記物質による前記陰極板と前記陽極板とが短絡しない間隔で設置される、ことを特徴する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水溶性クーラント浄化装置。
【請求項６】
前記直流電源は、定電流直流電源である、ことを特徴する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の水溶性クーラント浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削加工機や研削加工機などに用いられる水溶性切削液または水溶性研削液（以下、両方を総称して水溶性クーラントと称する）の中に溶け込んだ陽イオンや混入した金属微粒子を除去する必要性のあるエマルジョンタイプなどの水溶性クーラントに用いられる水溶性クーラント浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術のクーラント浄化装置として、工作機械の加工機に供給されるクーラント中の金属イオンを回収除去してクーラントを浄化する装置であって、クーラントの循環経路に設けられた貯留タンク内に、直流電源に接続された少なくとも一対の陰極と陽極が配置されてなり、電気化学作用により、陰極表面に金属イオンが析出回収するように構成されたクーラント浄化装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１１６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の水溶性クーラント浄化装置は、陰極と陽極の各１枚を一対としているため、互いに対向した側の陰極一面と陽極一面だけにしか殆ど電解作用が及ばず、陽イオンを析出させる能力が低い問題がある。
【０００４】
また、水溶性クーラント中の陽イオンの分布状態を均一にするため攪拌装置を設けているので、陽イオンを陰極に回収し、陽イオンの濃度が薄くなった処理後の液は、攪拌装置によって未処理の液と混合され再び両電極間に供給されてしまう。結果、効率良く陽イオンの析出回収が出来ない問題がある。
【０００５】
また、水溶性クーラントを介在して対向した陰極と陽極に電流を流すと、電流は各電極の角部に集中し対極して流れる。このため、矩形平板の電極の周辺部には陽イオンが良好に析出されるが、広範な中央部では電流密度が周囲より低くなる。結果、面積が広い割に析出効率が悪い問題がある。
【０００６】
さらに陰極板に析出した陽イオンが成長拡大すると、該陰極板は隣接する陽極板に短絡し、それ以後は析出回収できなくなる問題がある。
【０００７】
また、直流電源として定電圧電源を使うと液中の陽イオン濃度が薄く、電気抵抗が大きい場合には、電流値が低下し、逆に液中の陽イオン濃度が濃く、電気抵抗が小さい場合には大きな電流が流れる。従って、必要な時に必要な所定の電流値を得られず、析出回収、吸着回収が安定しない問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、水溶性クーラント中の陽イオン及び金属微粒子や異物微粒子を析出及び吸着回収することにより水溶性クーラントの性能を長期間維持すると共に、電極板が長期間使用でき、しかも析出回収と吸着回収が安定した析出水溶性クーラント浄化装置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】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、水溶性クーラントに溶け込んだ陽イオンおよび混入した金属微粒子の少なくとも一つを除去する水溶性クーラント浄化装置であって、水溶性クーラントに浸漬され、且つ直流電源の一方の極に接続される陰極板及び他方の極に接続される陽極板と、陰極板と陽極板とを互いに対向して設置する固定具と、
供給手段によって供給される水溶性クーラントが、陰極板に設けた貫通孔と陽極板に設けた貫通孔とを通って排出される電解槽と、陰極板と陽極板の極性を反転させる極性変更手段と、陰極板と陽極板の表面に析出および吸着した物質の少なくともいずれか一つを剥離または分離させて電解槽の底側に沈殿させる回収手段と、を備える。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、回収手段は、陰極板及び陽極板を配備した水溶性クーラントが流れる電解部の下側に位置する沈殿部と、電解槽を電解部と沈殿部とに区画し、物質が通過する通路を有する仕切部材と、通路を開閉する開閉手段と、を備える。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、陰極板と陽極板の少なくともいずれか一方の電極板の対向面が他方の電極板の対向面に対向して配置される。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、陰極板と陽極板は、析出性能および吸着性能を確保し、物質による目詰まりしない大きさの複数個の貫通孔が設けられる。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、陰極板と陽極板は、析出性能および吸着性能を確保し、物質による陰極板と陽極板とが短絡しない間隔で設置される。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、直流電源は、定電流直流電源である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明では、直流電源をオンにし、互いに対向した陰極板と陽極板に所定時間、所定値の電流を通電すると、水溶性クーラントの液に溶け込んでいる陽イオンが電解作用により陰極板に析出回収される。水溶性クーラントの液に漂う金属微粒子や異物微粒子は、電界におけるクーロン力によって両電極板に吸着回収される。所定時間通電した後、極性変更手段により電流の流れを逆方向に換える。即ち、陰極板と陽極板の極性を反転させて反転前の陰極板と陽極板の表面に析出および吸着した物質のうち少なくともいずれか一つを剥離または分離させる。分離した物質は、回収手段により電解槽の底側の沈殿部に重力で沈殿し回収され、浄化の１サイクルを終了する。以後、再び浄化のサイクルを繰返す。従来技術の液攪拌装置よる処理後の液と未処理の液とを混合し陽イオン濃度を均一にする必要はない。従って、陽イオン濃度および金属微粒子や異物微粒子の含有率の低い水溶性クーラントを電解槽から排出し、切削加工機や研削加工機等の加工機に供給できる。結果、水溶性クーラントの性能を長期間維持する水溶性クーラント浄化装置を提供できる。
【００１６】
また、前述したように陰極板と陽極板の極性を反転させて反転前の陰極板と陽極板の表面に析出および吸着した物質のうち少なくともいずれか一つを剥離または分離させ、回収手段により電解槽の底側に重力で沈殿させ回収する。結果、陰極板と陽極板の両表面は、析出物、吸着物の付着物が除去され元の金属地金が露出し、両電極板の対向面が互いに短絡することなく適正な間隔を維持でき、電極板を長期間使用できる水溶性クーラント浄化装置を提供できる。
【００１７】
さらには、陰極板と陽極板を適正な間隔で対向せることで、適正な容量の直流電源で析出回収と吸着回収が安定した水溶性クーラント浄化装置を提供できる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、回収手段は、陰極板及び陽極板を配備した水溶性クーラントが流れる電解部の下側に位置する沈殿部と、電解槽を電解部と沈殿部とに区画し、物質が通過する通路を有する仕切部材と、通路を開閉する開閉手段と、を備えている。従って、剥離工程（開閉手段：開、直流電源：逆方向オン）で両電極板から剥離あるいは分離された物質は、通路を通過して沈殿部に沈殿し始める。引続く沈殿工程（開閉手段：開、直流電源：オフ）で、電解部で剥離、分離した物質は沈殿部に重力で沈殿し回収される。結果、付着工程（開閉手段：閉、直流電源：正方向オン）において、陽イオンおよび金属微粒子や異物微粒子の少ない、水溶性クーラントを長期間交換することなく電解槽から排出して切削加工機や研削加工機の加工物に供給できる。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明では、陰極板と陽極板の少なくともいずれか一方の電極板の対向面が、他方の極板の対向面に対向して配置される。従って、陰極板と陽極板の少なくともいずれか一方の電極板の両面を電解作用の対向面に使い、この両面が他方の電極板の対向面に対向するように配置することで、陽イオンの析出と剥離、金属微粒子や異物微粒子の吸着と分離が効率よく行われ、水溶性クーラントの性能を長期間維持する水溶性クーラント浄化装置を提供できる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明では、水溶性クーラントを介在して対向する陰極板と陽極板との間で電解作用を働かせると、電流は電極板の角部に集中する。本発明では、析出および吸着の性能を確保し、析出および吸着した物質による目詰まりのない複数個の貫通孔を設けている。従って、貫通孔を両電極板の全面に略均等に分布させることで、電極全面に略均等（電極板全面を巨視的に見て）に電流が流れ、また水溶性クーラントがスムーズに流れる。結果、効率良く陽イオンおよび金属微粒子や異物微粒子を析出および吸着できる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明では、水溶性クーラントの電気伝導率は水溶性クーラントに含まれる陽イオンの濃度や界面活性剤の濃度および種類によって刻々と変化する。これに伴い、水溶性クーラントを介在した陽極板と陰極板との通電条件（電圧値と電流値）も刻々と変化し、また陰極板と陽極板との間隔によっても通電条件は変わる。従って、陰極板と陽極板の対向面は、析出および吸着の性能を確保し、析出および吸着した物質による陰極板と陽極板とが短絡しない所定の間隔で設置することによって、通電条件が一定の範囲に安定する。結果、適正な容量の直流電源で析出回収と吸着回収の安定した水溶性クーラント浄化装置を提供できる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明では、電解作用あるいはクーロン力は電流値に比例する。直流電源は定電流直流電源であり、溶性クーラント中の陽イオンの濃度には依存せず陰極板と陽極板間に一定電流が流れので、析出回収と吸着回収の安定した水溶性クーラント浄化装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
本発明に係る水溶性クーラント浄化装置は、水溶性クーラント中に溶け込んだ陽イオンや混入した金属微粒子を除去する必要性のある水溶性クーラントに用いるものであり、所謂エマルジョンタイプやソリュブルタイプ等々の水溶性クーラントが例示できる。
【００２５】
図１は、水溶性クーラント浄化装置の説明図である。図１の水溶性クーラント浄化装置１は、クーラント供給部２と、クーラント浄化部３とを供給管１３および排出管１４とが接続して構成される。
【００２６】
クーラント供給部２は、水溶性クーラント５が入った貯留タンク１５と、水溶性クーラント５をクーラント浄化部３に送る供給手段１０と、加工機（図示せず）の加工物（図示せず）に水溶性クーラント５を供給する行き側循環パイプ１７と戻り側循環パイプ1８を備えた循環ポンプ１６とから構成される。加工機は、切削加工機または研削加工機である。水溶性クーラント５は、切削加工機の場合、水溶性切削液が使われ、研削加工機の場合は水溶性研削液が使われる。水溶性切削液と水溶性研削液の両方を総称して水溶性クーラントと称する。
【００２７】
供給手段１０は、供給ポンプ１１と、供給ポンプ１１の吸込側および吐出側にそれぞれ配備される吸入管１２と、供給管１３と、電解槽１２０と貯留タンク１５とを連通する排出管１４とから構成される。
【００２８】
クーラント浄化部３は、電気系統と機械系統とから構成される。電気系統は制御装置２１（極性変更手段）と、直流電源２２と、陰極板３１、３２、陽極板４１と、各電極板３１、３２、４１と直流電源２２とをそれぞれ接続する電線２３、２４、２５とから構成される。直流電源２２は、電流が一定である定電流直流電源である。
【００２９】
機械系統は、供給手段１０により貯留タンク１５の水溶性クーラント５が供給される電解槽１２０と、電解槽１２０内に設けられ陰極板３１、３２と陽極板４１を固定する固定具１３０と、固定具１３０に設けられる回収手段１００と、回収手段１００の下側に設けられる排出手段５０とから構成される。電解槽１２０に供給される水溶性クーラント５は、加工中、溶け込んだ陽イオンあるいは混入した金属微粒子や異物微粒子を多く含む。
【００３０】
固定具１３０は、略Ｕ字形状の絶縁材からなる。固定具１３０の底板１３１（仕切部材）は、電解槽１２０の底側に位置する沈殿部１２２と、沈殿部１２２の上側に位置し、陰極板３１、３２及び陽極板４１を配備し、供給される水溶性クーラント５が流れる電解部１２１とに電解槽１２０を区画する。
【００３１】
回収手段１００は、通路１３２を備えた底板１３１と、通路１３２を開閉する弁１１０（開閉手段）と、沈殿部１２２とから構成される。弁１１０は、弁１１０に設けられるヒンジ１１１を支点に揺動回転することにより通路１３２が開閉される。
【００３２】
排出手段５０は、沈殿部１２２の下端に設けた第１排出弁５１と、第１排出弁５１に接続され、第１排出弁５１の下側に位置する中間溜部５３と、中間溜部５３に接続され、中間溜部５３の下側に位置する第２排出弁５２とから構成される。第２排出弁５２の排出口５２ａの下方には、容器４が適時、配備される。
【００３３】
陰極板３１、３２と陽極板４１のそれぞれの下側辺は、底板１３１に設けた溝１３３に挿入される。陽極板４１の両方の対向面４１ａと４１ｂは、それぞれ陰極板３１の対向面３１ａと、陰極板３２の対向面３２ａに対向する。陰極板３１、３２と陽極板４１には，それぞれ複数個の貫通孔３３、３４、４２が設けられる。
【００３４】
図２は、図１の陰極板３１を矢印Ｂから視た部分拡大図である。図２に示すように陰極板３１には、複数個の貫通孔３３が全面に亘り略均等に設けられる。陰極板３２および陽極板４１も、陰極板３１と同じようにそれぞれ貫通孔３４（図１）、貫通孔４２（図１）が全面に亘り略均等に設けられる。後述するように、貫通孔３３、３４、４２の口径は、陰極板３２および陽極板４１の析出性能および吸着性能を確保し、陰極板３１、３２と陽極板４１から剥離あるいは分離した物質による目詰まりしない大きさである。
【００３５】
図３は、図１の固定具１３０の斜視図である。図３に示すように固定具１３０は、略Ｕ字形状をなし、固定具１３０の下側の底板１３１と、底板１３の両側から立上る側板１３４、１３５とを備える。
【００３６】
図４は、図１のＡ矢視図である。図４に示すように陰極板３１、３２と陽極板４１の側辺は、それぞれ側板１３４に設けた溝１３６と、側板１３５に設けた溝１３７に装着され、固定される。前述したように陰極板３１の対向面３１ａと陰極板３２の対向面３２ａは、それぞれ陽極板４１の対向面４１ａと対向面４１ｂに対向する。
【００３７】
側板１３４の外側の側面と側板１３５の外側の側面は、電解槽１２０の内面に篏合固定される。そして供給手段１０（図１）により供給管１３から供給される水溶性クーラン５は、側板１３４の内側の側面と、側板１３５の内側の側面との間の開口範囲Ｌに限定して流れる。即ち、水溶性クーラン５が、開口範囲Ｌに亘り、順次、側板１３４と側板１３５の間の流路１３８、陰極板３１の貫通孔３３（図１）、陰極板３１と陽極板４１との間隙に形成される間隙流路１３９、陽極板４１の貫通孔４２（図１）、陰極板３２と陽極板４１との間隙に形成される間隙流路１４０、側板１３４と側板１３５の間の流路１４１を通って、排出管１４から排出される。
【００３８】
尚、図１の実施形態の仕切部材である底板１３１は、側板１３４、１３５と一体となって固定具１３０を形成しているが、底板１３１と、側板１３４と、側板１３５とをそれぞれ別体にして底板１３１の上面に側板１３４と、側板１３５を配備しても良い。また、この場合、側板１３４と、側板１３５とを陰極板３１、３２および陽極板４１の上側又は上方で横梁を介在し繋いでも良い。
【００３９】
また、水溶性クーラント５の略全流量を固定具１３０の開口範囲Ｌに限定して流すように略Ｕ字形状の固定具１３０の側板１３４、１３５の外側の側面を電解槽１２０の内面に篏合固定させているが、固定具１３０の側板１３４、１３５を設けず、固定具１３０の底板１３１だけにしても良い。この場合、電解槽１２０が絶縁材であれば、陰極板３１、３２の両側辺と陽極板４１の両側辺を電解槽１２０の内周面に接するように配置する。そして電解槽１２０の水溶性クーラン５の液面より上で各電極板３１、３２、４１を固定具で固定すれば良い。また電解槽１２０が導電材であれば、陰極板３１、３２の両側辺および陽極板４１の両側辺と電解槽１２０の内周面の間に絶縁材を設ければ良い。また、底板１３１は、導電材であれば、各電極板３１、３２、４１と底板１３１との間に絶縁材を設ければ良い。電解槽１２０が絶縁材であれば、各電極板３１、３２、４１と底板１３１との間には絶縁材を設けなくて良い。いずれの場合も、水溶性クーラント５が各電極板３１、３２、４１の両側辺および下側辺から通過しない構成にすれば良い。また各電極板３１、３２、４１の両側辺および下側辺をそれぞれ電解槽１２０および底板１３１と電気的に絶縁すれば良い。
【００４０】
また、制御装置２１は、直流電源２２の電流の流れ方向を変更する制御機能と、直流電源２２をオン、オフする制御機能と、弁１１０を開閉する制御機能と、供給ポンプ１１および循環ポンプ１６を運転する制御機能とを備える。
【００４１】
また、図１の実施形態では、一枚の陽極板４１の両方の対向面４１ａ、４１ｂに対し二枚の陰極板３１、３２の対向面３１ａ、３２ａを対向配置しているが、一枚の陰極板の両方の対向面に対し二枚の陽極板の対向面を対向配置しても良い。
【００４２】
次に、図１の本発明の実施形態の動作と効果について説明する。
【００４３】
水溶性クーラント浄化装置１は、クーラント浄化部３で陽イオンあるいは金属微粒子や異物微粒子が除去され、浄化した水溶性クーラント５が排出管１４を通って、貯留タンク１５に戻る。そこから循環ポンプ１６により、浄化された水溶性クーラント５は行き側循環パイプ１７と通って切削加工機あるいは研削加工機などの稼動中の加工機（図示せず）の加工物（図示せず）に供給される。加工中に陽イオンあるいは金属微粒子や異物微粒子が水溶性クーラント５に溶け込み或は混入した溶性クーラント５は、戻り側循環パイプ１８を通って、貯留タンク１５に戻る。貯留タンク１５に戻ったに陽イオンあるいは金属微粒子や異物微粒子が多く含まれる水溶性クーラント５は、供給手段１０により供給管１３から電解槽１２０に供給される。電解槽１２０に供給された陽イオンあるいは金属微粒子や異物微粒子を多く含む水溶性クーラント５は、クーラント浄化部３において浄化され、排出管１４から排出され、貯留タンク１５の循環ポンプ１６の吸入側近傍に戻る。
【００４４】
クーラント浄化部３に供給された金属微粒子や異物微粒子を多く含む水溶性クーラント５は、クーラント浄化部３で、順次、付着工程、剥離工程と、沈殿工程の１サイクルの作動がなされ、浄化される。以下、各工程について説明する。
【００４５】
（付着工程）
弁１１０を閉状態で直流電源２２をオンにし、陽極板４１から水溶性クーラント５を介在して陰極板３１、３２に所定時間、所定値の電流を流すと、電解槽１２０に供給された水溶性クーラント５は電解作用により、水溶性クーラント５に溶け込んでいる陽イオンが陰極板３１、３２に析出回収される。また、水溶性クーラント５に漂う金属微粒子や異物微粒子は、電界におけるクーロン力によって両電極板３１、３２と４１に吸着回収される。
【００４６】
（剥離工程）
付着工程の終了後、次に制御装置２１により電流の流れ方向を換え、所定時間、通電すると共に弁１１０を開く。即ち、陰極板３１、３２と陽極板４１の極性を反転させて反転前の陰極板３１、３２と陽極板４１の表面に析出および吸着した物質のうち少なくともいずれか一つを剥離または分離させる。剥離または分離した物質は、重力により通路１３２を通過して沈殿部１２２に沈殿して行く。
【００４７】
（沈殿工程）
弁１１０は開状態を維持し、制御装置２１で直流電源２２をオフにする。剥離または分離した物質は、回収手段１１０により継続して通路１３２を通過し沈殿部１２２に沈殿する。所定時間経過すると、電解部１２１で剥離または分離した物質は、電解部１２１から沈殿部１２２に移動し沈殿部１２２に回収されて沈殿工程が終了する。
【００４８】
このようにして、付着工程、剥離工程、沈殿工程は、水溶性クーラント５を浄化する１サイクルを形成し、サイクルが繰返される。
【００４９】
尚、剥離工程では、弁１００を開状態にすることが好ましいが、閉状態にしておいても良い。この場合、沈殿工程の時間が長くなる。
【００５０】
沈殿部１２２に沈殿した物質は、排出手段５０により適時、排出される。即ち、第１排出弁５１を開き、中間溜部５３に重力で移動したあと、第１排出弁５１を閉じる。次に第２排出弁５２を開き排出口５２ａから容器４に排出される。その後、第２排出弁５２を閉じる。
【００５１】
以上から、従来技術の液攪拌装置よる処理後の液と未処理の液と混合し陽イオン濃度を均一にする必要はなく、陽イオンおよび金属微粒子や異物微粒子の含有率の低い水溶性クーラント５を電解槽１２０から排出し、切削加工機や研削加工機等の加工機に供給できる。また、陰極板３１、３２と陽極板４１の少なくともいずれか一方の電極板の両面を電解作用の対向面に使い、この両面が他方の電極板の対向面に対向するように配置することで、陽イオンの析出と剥離、金属微粒子の吸着と分離が効率よく行われる。結果、水溶性クーラント５の性能を長期間維持する水溶性クーラント浄化装置１を提供できる。
【００５２】
また、前述したように回収手段１００により電解槽１２０の沈殿部１２２に集め回収し、排出手段５０により沈殿部１２２に回収した物質を適時、容器４に排出する。陰極板３１、３２と陽極板４１の表面は、析出物、吸着物の付着物が除去され元の金属地金が露出するので、陰極板３１、３２の対向面３１ａ、３２ａと、陽極板４１の対向面４１ａ、４１ｂとが短絡することなく適正な間隔を維持できる。結果、新しい陰極板３１、３２、陽極板４１に交換することなく長期間、電極板３１、３２、４１を使用できる水溶性クーラント浄化装置１を提供できる。
【００５３】
さらには、供給ポンプ１１により電解槽１２０に供給される水溶性クーラント５の略全流量は、固定具１３０の開口範囲Ｌに限定して流す。溶性クーラン５は、開口範囲Ｌに亘り、順次、流路１３８、貫通孔３３、間隙流路１３９、貫通孔４２、間隙流路１４０、流路１４１を通って、排出管１４から排出される。水溶性クーラント５は各電極板３１、３２、４１の略全面に亘り、陽イオンおよび金属微粒子や異物微粒子の含有率の高い未処理の水溶性クーラント５だけを各電極板３１、３２、４１に略均一に接触させることができる。結果、対向する陰極板３１、３２と陽極板４１との間に流れる電流密度は均一になり効率よく陽イオンおよび金属微粒子や異物微粒子を析出回収、吸着回収できる。
【００５４】
また、一般的に水溶性クーラントを介在して対向する陰極板と陽極板との間で電解作用を作動させると、電流は電極板の角部に集中する。陰極板３１、３２と陽極板４１は、析出および吸着の性能を確保し、析出および吸着した物質による目詰しない口径の複数個の貫通孔３３、３４、４２を設け、貫通孔３３、３４、４２をそれぞれ各電極板３１、３２、４１の全面に略均等に分布させている。従って、各電極板３１、３２、４１の全面に略均等（電極板全面を巨視的に見て）に電流が流れ、全面に亘り効率良く陽イオンあるいは金属微粒子や異物微粒子が析出および吸着される。貫通孔３３、３４、４２の口径は小さ過ぎると目詰まりを起こし、大き過ぎるとぬれ淵長さが少なくなり析出回収、吸着回収の効率低下を招く。後述する水溶性クーラント５の流量も考慮して、貫通孔３３、３４、４２の口径の直径は、２ｍｍ〜１０ｍｍとするのが適切な範囲である。好適には直径２ｍｍ〜５ｍｍにすると良い。また、貫通孔３３、３４、４２は円形であるが、例えば十字形状の孔など、同じ開口面積に対しぬれ淵長さの長い形状が好ましい。
【００５５】
また、水溶性クーラント５の電気伝導率は水溶性クーラント５に含まれる陽イオンの濃度や界面活性剤の濃度および種類によって刻々と変化する。水溶性クーラント５を介在した陰極板３１、３２と陽極板４１との通電条件（電圧値と電流値）も刻々と変化し、また陰極板３１、３２と陽極板４１との間隔によっても通電条件は変わる。従って、陰極板３１、３２と陽極板４１の対向面は、析出および吸着の性能を確保し、析出および吸着した物質による陰極板３１、３２と陽極板４１が短絡しない、所定の間隔で設置することによって、通電条件が一定の範囲に安定する。結果、直流電源２２を大型化することなく、適正な容量の直流電源で析出回収と吸着回収の安定した水溶性クーラント浄化装置１を提供できる。
【００５６】
析出および吸着の性能確保、且電極間の電気的短絡防止する電極間の間隙は、５ｍｍから３０ｍｍの範囲であり、通電条件を限定することで直流電源２２の容量は適正な容量になる。より好ましくは１０ｍｍ〜２０ｍｍに設定すると良い。
【００５７】
また、電解作用の強さあるいはクーロン力は電流値に比例する。直流電源２２は定電流直流電源であるので、水溶性クーラント５の陽イオンの濃度には依存せず、陰極板３１、３２と陽極板４１の間に一定電流が流れ、析出回収と吸着回収の安定した水溶性クーラント浄化装置１を提供できる。尚、陰極板３１、３２と陽極板４１の間の電圧値は、直流電源２の容量に合わせて限界値以上に上昇しないよう制御装置２１で制御される。
【００５８】
前述の各工程の設定条件について説明する。
【００５９】
付着工程の時間が長すぎると、析出物あるいは吸着物が多量に陰極板３１、３２と陽極板４１に堆積する。堆積状態によっては電流値が、所定より低くなり析出あるいは吸着の効率が低下したり、陰極板３１、３２と陽極板４１の間が電気的に短絡する。短過ぎると多くの陽イオンあるいは金属微粒子や異物微粒子を析出あるいは吸着できなくなり、水溶性クーラント浄化装置１が有効に活用されない。そこで現実の使用状況や水溶性クーラント５の特性から総合的に判断すると付着工程の時間は３分間〜１２０分間が好適な範囲である。
【００６０】
剥離工程の時間は、長過ぎると析出物、吸着物がすでに各電極板３１、３２、４１から剥離、分離が終了しているにも拘らず通電することになり、無駄に電力を消費する。短過ぎると析出物、吸着物を多量に剥離あるいは分離できず、各電極板３１、３２、４１の金属地金が露出せず均一な通電状態が出来なくなる。さらには、次のサイクル以降、各電極板３１、３２、４１の付着量が増大して、陰極板３１、３２と陽極板４１が電気的に短絡する。そこで現実の使用状況や水溶性クーラント５の特性から総合的に判断すると剥離工程の時間は３分間〜９０分間が好適な範囲である。
【００６１】
沈殿工程の時間は、長過ぎると剥離、分離した物質が既に電解槽１２０の沈殿部１２２に沈殿し終わっているにも拘らず放置することになり時間を無駄に使う。短過ぎると剥離、分離した物質が、電解部１２１から沈殿部１２２へ移動中、次のサイクルの付着工程に移り、電解部１２１に残存している物質が再び各電極板３１、３２、４１に析出あるいは吸着されることになる。結果、析出あるいは吸着の効率が低下する。そこで現実の使用状況や水溶性クーラント５の特性から総合的に判断すると沈殿工程の時間は３分間〜１２０分間が好適な範囲である。
【００６２】
次に電流値について説明する。エマルジョンタイプの水溶性クーラントでは、水溶性クーラントに陽イオンが混入すると、該陽イオンによって切削油と界面活性剤の結合が破壊され、油粒は粗大になり浮力が増し、油分は上層に、水分は下層に分離されて水溶性クーラントの本来の機能が失われる。水溶性クーラント５の本来の機能を維持するため、陰極板３１、３２と陽極板４１に通電するが、電流が大き過ぎると強い電解作用により陽イオンの場合と同様に切削油と界面活性剤の結合が破壊され、水溶性クーラント５の本来の機能が失われる。電流が少な過ぎると本来必要な電解作用がなされず、水溶性クーラント５に混入した陽イオンを除去できない。そこで現実の使用状況や水溶性クーラント５の特性から総合的に判断すると、付着工程と剥離工程における陰極板３１、３２と陽極板４１に通電する電流は０．２ｍＡ／ｃｍ２〜２．５ｍＡ／ｃｍ２が好適な範囲である。
【００６３】
水溶性クーラント５の流量は以下の通りである。水溶性クーラント５に混入した陽イオンを電解作用により除去する場合、電解作用の強さは通電する電気量（電流×時間）に比例する。長時間澱んだ状態で同じ水溶性クーラント５に通電し過ぎると多量の電気量によって切削油と界面活性剤の結合が破壊される。従って、供給流量を調整して長時間、同じ水溶性クーラント５に通電しないようにすることで、切削油と界面活性剤の破壊されることなく結合が維持される。
【００６４】
そこで現実の使用状況や水溶性クーラント５の特性から総合的に判断すると、付着工程において陰極板３１、３２と陽極板４１に流す水溶性クーラント５の流量は毎分８０リットル／ｍ２以上が好適である。適正な流量にすることにより、水溶性クーラント５の長寿命化が可能になる。結果、更液頻度が減少し、水溶性クーラント浄化装置１の稼働率の向上と液廃棄の頻度の低減が出来る。また、使用済みの廃液を社外の専門メーカで特殊な廃棄処理する頻度が減少し廃棄処理が安価になる。
【００６５】
また、加工物に供給される水溶性クーラント５に含まれる金属微粒子や異物を除去できるので、加工品質が向上する。循環ポンプ１６や加工機の摺動部の摩耗を低減できる。さらには、切削油と界面活性剤の長期間、結合が維持されるので、特殊な界面活性剤を使わずに済み、水溶性クーラント原液が安価になる。
【００６６】
尚、図１では、陽極板４１と陰極板３１、陽極板４１と陰極板３２は直流電源２２に対し電気的に並列に配線されているが、陽極板４１、陰極板３１、陰極板３２の順次に電流を流す直流電源２２に対し電気的に直列に配線しても良い。並列の場合は、電流が直列の場合の略２倍になるが、電圧は直列の場合の略半分になる。直流電源２の電流容量および電圧容量から並列接続、直列接続を決めれば良い。
【００６７】
（検証試験結果）
以下、本発明の実施形態に基づいてエマルジョンタイプの溶性クーラント中の陽イオンを除去した検証試験結果を説明する。図１〜図３に示される構成の水溶性クーラント浄化装置１を使用し、陰極板３１、３２と陽極板４１にそれぞれ直径３ｍｍの貫通孔３３、３３、４２を規則的に配置した。試験時間は付着工程の通電時間を３０分間と、剥離工程の通電時間を１５分間と、沈殿工程の時間を３０分間とする３つの工程を１サイクルとし、該サイクルを８サイクル、即ち７０分間×８サイクル＝５６０分間（９時間２０分）連続稼動した。付着工程の陰極板３１、３２と陽極板４１に通過させる水溶性クーラント５の流量を毎分１００リットル／ｍ２とした。また実験の精度を上げるため、被試験溶液は純水を用いた。エマルジョンタイプの水溶性クーラントの原液がＡタイプと、エマルジョンタイプのＢタイプをそれぞれの純水に規定量投入したのち、表１および表２に示される各陽イオンを溶解させ、水溶性クーラントの原液Ａタイプの陽イオン溶解液と、水溶性クーラントの原液Ｂタイプの陽イオン溶解液を作り、前述の試験条件の基で試験を実施した。
【００６８】
表１は、エマルジョンタイプの水溶性クーラント原液がＡタイプの検証試験結果を示す。また、表２は、エマルジョンタイプの水溶性クーラントの原液がＢタイプの検証試験結果を示す。水溶性クーラント原液Ａタイプでは、マグネシウムイオンと亜鉛イオンが良く低減され、アルミニウムイオン僅か低減されている。水溶性クーラント原液Ｂタイプでは、マグネシウムイオンと亜鉛イオンが良く低減され、アルミニウムイオンも比較的良く低減されている。以上により、エマルジョンタイプの水溶性クーラントを使い、本発明の効果が検証された。
【００６９】
尚、マグネシウムイオン濃度は下水汚泥分析方法７．１４．２（ＩＣＰ法）またはＪＩＳＫ０１０２の５１．３により計量し、またアルミニウムイオン濃度は下水汚泥分析方法７．１．２（ＩＣＰ法）またはＪＩＳＫ０１０２の５８により計量し、また亜鉛イオン濃度は下水汚泥分析方法７．１４２６．２１ＩＣＰ法）またはＪＩＳＫ０１０２の５３により計量した。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】水溶性クーラント浄化装置の説明図である。
【図２】図１の陰極板を矢印Ｂから見た部分拡大図である。
【図３】図１の固定具の斜視図である。
【図４】図１のＡ矢視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  水溶性クーラント浄化装置
５  水溶性クーラント
１０  供給手段
２１  制御装置（極性変更手段）
２２  直流電源
３１、３２  陰極板
３１ａ、３２ａ、４１ａ、４１ｂ  対向面
３３、３４、４２  貫通孔
４１  陽極板
１００  回収手段
１１０  弁（開閉手段）
１２０  電解槽
１２１  電解部
１２２  沈殿部
１３０  固定具
１３１  底板（仕切部材）
１３２  通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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