特開 2023-158793 加工廃液処理装置及び加工液循環装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023158793

(43)【公開日】2023-10-31

(54)【発明の名称】加工廃液処理装置及び加工液循環装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 55/12 20060101AFI20231024BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20231024BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20231024BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20231024BHJP

   C02F 1/38 20230101ALI20231024BHJP

   C02F 1/32 20230101ALI20231024BHJP

   C02F 9/00 20230101ALI20231024BHJP

   B04C 5/04 20060101ALI20231024BHJP

   C02F 1/42 20230101ALI20231024BHJP

【ＦＩ】

B24B55/12

B23Q11/00 U

H01L21/304 631

H01L21/78 F

C02F1/38

C02F1/32

C02F9/12

B04C5/04

C02F1/42 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022068791

(22)【出願日】2022-04-19

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(72)【発明者】

【氏名】大頭 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 怜

【テーマコード（参考）】

3C011

3C047

4D025

4D037

4D053

5F057

5F063

【Ｆターム（参考）】

3C011BB32

3C047FF01

3C047FF03

3C047FF11

3C047GG13

3C047GG17

3C047GG18

4D025AA03

4D025BA07

4D025BB10

4D025CA04

4D025DA04

4D025DA10

4D037AA12

4D037AA13

4D037AB02

4D037AB03

4D037BA18

4D037BA28

4D037BB01

4D037BB02

4D037CA02

4D037CA15

4D053AA03

4D053AB04

4D053BA07

4D053BB02

4D053BC01

4D053BD01

4D053CA01

5F057AA33

5F057BA11

5F057DA11

5F057DA14

5F057FA43

5F063AA26

5F063DD01

5F063DD34

5F063DD58

5F063FF21

(57)【要約】

【課題】小型な構造で効率的に加工廃液から加工屑を除去できる加工廃液処理装置を得る。
【解決手段】加工廃液を溜める廃液タンク（１１、４０）から廃液ポンプ（１２、４１）で汲み上げられた加工廃液の加工屑を除去する遠心分離ユニット（１３、４２）を備え、遠心分離ユニットは、鉛直方向に延在し下側を収縮させたメガホン形状の筒（２０、５０）と、筒の下開口に連結し加工屑を回収する回収ボトル（２１、５１）と、筒の内側面に沿って加工廃液が旋回するように筒内に加工廃液を入れる入口（２３、５３）と、筒の上端を塞ぐ天板（２２、５２）と、天板の中央に配置する出口（２４、５４）と、を備え、回収ボトル内を水で満たした状態で、入口から筒内に加工廃液を送入させ、筒内で加工廃液を旋回させ、遠心力を利用して回収ボトル内の水と入れ替わって加工屑（Ｓ）を回収ボトルに進入させ、筒内の水を出口から排出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工液を供給し被加工物を加工する加工装置から排出された加工屑を含んだ加工廃液から、加工屑を除去する加工廃液処理装置であって、
加工屑を含んだ加工廃液を溜める廃液タンクと、該廃液タンクから加工廃液を汲み上げる廃液ポンプと、該廃液ポンプで汲み上げられた加工廃液の加工屑を除去する遠心分離ユニットと、を備え、
該遠心分離ユニットは、鉛直方向に延在し下側を収縮させたメガホン形状の筒と、該筒の下開口に連結し加工屑を回収する回収ボトルと、該筒の内側面に沿って加工廃液が旋回するように該筒内に加工廃液を入れる入口と、該筒の上端を塞ぐ天板と、該天板の中央に配置する出口と、を備え、
該回収ボトル内を水で満たした状態で、該入口から該筒内に加工廃液を送入させ、該筒内で加工廃液を旋回させ、遠心力を利用して該回収ボトル内の水と入れ替わって加工屑を該回収ボトルに進入させ、該筒内の水を該出口から排出する加工廃液処理装置。

【請求項2】

該筒と該回収ボトルとの連結している部分を開閉する連結バルブと、該回収ボトルの下端を開閉する排出バルブと、該回収ボトルの上部にエアを入れるエア供給口と、該エア供給口から該回収ボトル内にエアの供給を可能にするエアバルブと、を備え、
該連結バルブを閉じて、該排出バルブを開けて、該エアバルブを開けて該回収ボトルから加工屑を排出する、請求項１記載の加工廃液処理装置。

【請求項3】

該回収ボトルに加工屑が堆積していることを検知する加工屑検知センサと、加工屑廃棄容器と、制御部とを備え、
該制御部は、該加工屑検知センサが加工屑を検知したら、該連結バルブを閉じることと、該排出バルブを開けることと、該エアバルブを開けることとを制御し、該回収ボトルから該加工屑廃棄容器に加工屑を廃棄する、請求項２記載の加工廃液処理装置。

【請求項4】

加工液を供給し被加工物を加工する加工装置から排出される加工屑を含んだ加工廃液から加工液を再生する加工液循環装置であって、
加工屑を含んだ加工廃液を溜める廃液タンクと、該廃液タンクから加工廃液を汲み上げる廃液ポンプと、該廃液ポンプで汲み上げられた加工廃液の加工屑を除去する遠心分離ユニットと、該遠心分離ユニットから排出される加工屑が除去された廃液から清水を精製するフィルタユニットと、該清水を溜める清水タンクと、該清水タンクから該清水を汲み上げる清水ポンプと、該清水に紫外線を照射する紫外線照射ユニットと、紫外線が照射された該清水をイオン交換樹脂に通水させ純水を精製するイオン交換樹脂ユニットと、精密フィルタと、を備え、
該遠心分離ユニットは、鉛直方向に延在し下側を収縮させたメガホン形状の筒と、該筒の下端の下開口に連結し加工屑を回収する回収ボトルと、該筒の内側面に沿って加工廃液が旋回するように該筒内に加工廃液を入れる入口と、該筒の上端を塞ぐ天板と、該天板の中央に配置する出口と、を備え、
該回収ボトル内を水で満たした状態で、該入口から該筒内に加工廃液を送入させ、該筒内で加工廃液を旋回させ、遠心力を利用して該回収ボトル内の水と入れ替わって加工屑を該回収ボトルに進入させ、該筒内の水を該出口から排出する加工液循環装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工装置から排出される加工廃液を処理する加工廃液処理装置及び加工液循環装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイス等の製造工程においては、被加工物であるワーク（ウェーハ）に対して研削装置による研削や切削装置による切削等の加工を行う。このような加工装置では、加工液を供給しながら加工具による加工を行い、加工で生じた加工屑が加工液に含まれて加工廃液として排出される。加工後には、加工廃液処理装置を用いて加工廃液から加工屑を除去している（例えば、特許文献１、２）。加工屑を除去することで、環境基準を満たした廃液として廃棄が可能になる。

【0003】

また、加工廃液に対して加工屑の除去やその他の浄化処理を行って加工液として再生し、加工装置に戻して加工液を再利用させる加工廃液処理装置が知られている（例えば、特許文献３）。このタイプの加工廃液処理装置は、加工装置との間で加工廃液と再生した加工液を循環させる加工液循環装置として機能する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－３２２２１４号公報

【特許文献2】特開２０２０－１３１０８０号公報

【特許文献3】特開２００９－１９０１２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の加工廃液処理装置や加工液循環装置では、濾過や沈殿によって加工廃液から加工屑を分離させていたが、より一層効率的に加工屑の除去を行いたいという要求があった。また、従来よりも小型な装置で加工屑を除去することが望まれていた。

【0006】

特に、研削装置では大量の加工屑が出るので、濾紙で形成したフィルタを用いて加工屑を濾過する構造では、加工屑の量が多い場合にフィルタの交換頻度が多くなるという課題があった。また、フィルタの交換頻度を少なくするために、多量の加工屑を堆積可能なフィルタユニットを用いると、装置が大型化してしまうという問題があった。

【0007】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、小型な構造で効率的に加工廃液から加工屑を除去できる加工廃液処理装置及び加工液循環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】

【0008】

本発明の一態様は、加工液を供給し被加工物を加工する加工装置から排出された加工屑を含んだ加工廃液から、加工屑を除去する加工廃液処理装置であって、加工屑を含んだ加工廃液を溜める廃液タンクと、該廃液タンクから加工廃液を汲み上げる廃液ポンプと、該廃液ポンプで汲み上げられた加工廃液の加工屑を除去する遠心分離ユニットと、を備え、該遠心分離ユニットは、鉛直方向に延在し下側を収縮させたメガホン形状の筒と、該筒の下開口に連結し加工屑を回収する回収ボトルと、該筒の内側面に沿って加工廃液が旋回するように該筒内に加工廃液を入れる入口と、該筒の上端を塞ぐ天板と、該天板の中央に配置する出口と、を備え、該回収ボトル内を水で満たした状態で、該入口から該筒内に加工廃液を送入させ、該筒内で加工廃液を旋回させ、遠心力を利用して該回収ボトル内の水と入れ替わって加工屑を該回収ボトルに進入させ、該筒内の水を該出口から排出する。

【0009】

また、該筒と該回収ボトルとの連結している部分を開閉する連結バルブと、該回収ボトルの下端を開閉する排出バルブと、該回収ボトルの上部にエアを入れるエア供給口と、該エア供給口から該回収ボトル内にエアの供給を可能にするエアバルブと、を備え、該連結バルブを閉じて、該排出バルブを開けて、該エアバルブを開けて該回収ボトルから加工屑を排出する。

【0010】

さらに、該回収ボトルに加工屑が堆積していることを検知する加工屑検知センサと、加工屑廃棄容器と、制御部とを備え、該制御部は、該加工屑検知センサが加工屑を検知したら、該連結バルブを閉じることと、該排出バルブを開けることと、該エアバルブを開けることとを制御し、該回収ボトルから該加工屑廃棄容器に加工屑を廃棄する。

【0011】

本発明の一態様は、加工液を供給し被加工物を加工する加工装置から排出される加工屑を含んだ加工廃液から加工液を再生する加工液循環装置であって、加工屑を含んだ加工廃液を溜める廃液タンクと、該廃液タンクから加工廃液を汲み上げる廃液ポンプと、該廃液ポンプで汲み上げられた加工廃液の加工屑を除去する遠心分離ユニットと、該遠心分離ユニットから排出される加工屑が除去された廃液から清水を精製するフィルタユニットと、該清水を溜める清水タンクと、該清水タンクから該清水を汲み上げる清水ポンプと、該清水に紫外線を照射する紫外線照射ユニットと、紫外線が照射された該清水をイオン交換樹脂に通水させ純水を精製するイオン交換樹脂ユニットと、精密フィルタと、を備え、該遠心分離ユニットは、鉛直方向に延在し下側を収縮させたメガホン形状の筒と、該筒の下端の下開口に連結し加工屑を回収する回収ボトルと、該筒の内側面に沿って加工廃液が旋回するように該筒内に加工廃液を入れる入口と、該筒の上端を塞ぐ天板と、該天板の中央に配置する出口と、を備え、該回収ボトル内を水で満たした状態で、該入口から該筒内に加工廃液を送入させ、該筒内で加工廃液を旋回させ、遠心力を利用して該回収ボトル内の水と入れ替わって加工屑を該回収ボトルに進入させ、該筒内の水を該出口から排出する。

【発明の効果】

【0012】

本発明の加工廃液処理装置及び加工液循環装置によれば、遠心分離ユニットを用いることによって、小型な構造で効率的に加工廃液から加工屑を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態の加工廃液処理装置を示す図である。

【図2】加工液循環装置を示す図である。

【図3】第２の実施形態の加工廃液処理装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して、本実施形態に係る加工廃液処理装置及び加工液循環装置について説明する。図１は、第１の実施形態の加工廃液処理装置を示している。図２は、加工液循環装置を示している。図３は、図２の加工液循環装置を構成する第２の実施形態の加工廃液処理装置を示している。

【0015】

図１に示す加工廃液処理装置１０は、加工装置（図示略）から排出された加工廃液を処理する処理装置である。加工装置は、例えば半導体ウエーハ等の被加工物を研削する研削装置や切削する切削装置等である。研削装置や切削装置では、加工液（加工水）を供給しながら被加工物の研削や切削を行う。そして、研削や切削の際に生じる加工屑が加工液に含まれて加工廃液となり、加工装置から加工廃液が排出される。加工廃液処理装置１０は、このような加工廃液に含まれる加工屑を除去する。

【0016】

加工廃液処理装置１０は、廃液タンク１１と廃液ポンプ１２と遠心分離ユニット１３を備えている。遠心分離ユニット１３は、第１処理部１４と第２処理部１５を備えている。

【0017】

加工屑を含んだ加工廃液が廃液タンク１１に貯留される。例えば、加工廃液処理装置１０を加工装置に付設して、加工装置から排出された加工廃液を配管経由で廃液タンク１１に送ることができる。あるいは、加工装置から離れた位置に加工廃液処理装置１０を設置して、加工装置から排出された加工廃液を、加工廃液処理装置１０の場所まで運搬してから廃液タンク１１に溜めてもよい。

【0018】

廃液ポンプ１２は、廃液タンク１１から加工廃液を汲み上げて遠心分離ユニット１３に送る。廃液ポンプ１２は、鉛直方向の回転軸を備えるモータと、回転軸の端部に備えた羽根部とを備え、羽根部の回転によって水流を生じさせて加工廃液を圧送する。

【0019】

廃液タンク１１と第１処理部１４が導入配管１６で接続され、第１処理部１４と第２処理部１５が連絡配管１７で接続されている。遠心分離ユニット１３における第１処理部１４と第２処理部１５によって、廃液ポンプ１２で汲み上げられた加工廃液の加工屑を除去する。遠心分離ユニット１３で加工屑の除去処理が行われた後の廃液は、第２処理部１５に接続する排出配管１８を経由して、純水リサイクル装置１９へ送られる。導入配管１６と連絡配管１７と排出配管１８はそれぞれ、フレキシブルなチューブ等で構成される。

【0020】

加工廃液処理装置１０では、廃液タンク１１から送られた加工廃液を、遠心分離ユニット１３で処理する。遠心分離ユニット１３は、上流側の第１処理部１４と下流側の第２処理部１５によって、加工廃液を二段階で処理する。

【0021】

遠心分離ユニット１３の詳細について説明する。遠心分離ユニット１３における第１処理部１４と第２処理部１５は同様の構造であり、第１処理部１４と第２処理部１５で共通する構成要素については同じ符号で示す。

【0022】

第１処理部１４と第２処理部１５はそれぞれ、筒２０と回収ボトル２１を備えている。筒２０と回収ボトル２１はそれぞれ軸方向を鉛直方向に向けて延在しており、筒２０が上側に位置し、回収ボトル２１が下側に位置している。

【0023】

筒２０は、下側を収縮させたメガホン形状であり、径が略一定の上筒部２０１と、上筒部２０１の下端から下方に進むにつれて径を小さくする下筒部２０２と、を有している。上筒部２０１の上端は天板２２で塞がれている。下筒部２０２の下端には、下方に向けて開口する下開口が形成されている。

【0024】

廃液タンク１１を収容する筐体から上方に向けて一対の支持柱２８が延設されている。一対の支持柱２８の間に架け渡された支持部２９によって、第１処理部１４と第２処理部１５のそれぞれの筒２０が水平方向に横並びで支持されている。

【0025】

筒２０の上端近くの側部に入口２３が設けられている。入口２３は、鉛直方向に対して略垂直である水平方向に延びる流路を有しており、入口２３から筒２０内に送入される加工廃液は、上筒部２０１の円筒状の面に対する接線に沿って進むように方向付けられる。従って、廃液ポンプ１２により圧送されて入口２３から筒２０内に送入される加工廃液は、入口２３の流路の向きによって、筒２０の円周方向へ旋回する流れを形成する。

【0026】

天板２２の中央には出口２４が設けられている。出口２４は天板２２を鉛直方向に貫通しており、筒２０内で下方から上方へ向かう加工廃液を出口２４から排出させる。

【0027】

筒２０の下開口には連結部２５が設けられている。連結部２５には上下方向に連通する流路が形成されており、ハンドバルブ２６によって連結部２５内の流路を開閉させることができる。ハンドバルブ２６は手動で開閉操作を行うことが可能である。具体的には、レバー２６１を図１のように立てた状態ではハンドバルブ２６が開き、レバー２６１を横に倒した状態ではハンドバルブ２６が閉じられる。

【0028】

回収ボトル２１の上端には、連結部２５に着脱が可能な接続口２７が設けられている。接続口２７は、ねじ込み構造等によって連結部２５に取り付けられる。連結部２５と接続口２７の接続部分は、外部へ漏水しない水密構造になっている。回収ボトル２１は、接続口２７の下方に貯留部２１１を有している。

【0029】

回収ボトル２１は、様々な容器を用いることができる。例えば、飲用水の容器ボトル等を回収ボトル２１として利用してもよい。また、複数の取り付け規格に対応した複数種の連結部２５を準備しておき、使用する回収ボトル２１の接続口２７の規格に対応した連結部２５を選択して使用することも可能である。

【0030】

なお、回収ボトル２１内の加工屑の堆積状態を、外部からの観察（作業者による目視や撮像装置による撮影）によって判別する場合には、回収ボトル２１を透明または半透明の材質で形成することが好ましい。

【0031】

導入配管１６の上流側端部１６１が廃液タンク１１の筐体外面の送出口１１１に接続し、導入配管１６の下流側端部１６２が、第１処理部１４における入口２３に接続している。連絡配管１７の上流側端部１７１が、第１処理部１４における出口２４に接続し、連絡配管１７の下流側端部１７２が、第２処理部１５における入口２３に接続している。排出配管１８の上流側端部１８１が、第２処理部１５における出口２４に接続している。従って、廃液ポンプ１２の駆動によって汲み上げられた加工廃液は、導入配管１６を通って第１処理部１４の筒２０に入り、第１処理部１４の筒２０から連絡配管１７を通って第２処理部１５の筒２０に入り、第２処理部１５の筒２０から排出配管１８を通って純水リサイクル装置１９へ排出される。

【0032】

以上のように構成された加工廃液処理装置１０による加工廃液の処理について説明する。加工廃液処理装置１０の使用時に、第１処理部１４と第２処理部１５でそれぞれ回収ボトル２１内に水を満たした状態にしておく。また、連結部２５に回収ボトル２１を連結させて、ハンドバルブ２６を開いた状態にする。

【0033】

廃液ポンプ１２によって廃液タンク１１から汲み上げられた加工廃液は、導入配管１６を通って第１処理部１４の筒２０に入る。第１処理部１４では、廃液ポンプ１２の力で圧送される加工廃液を水平方向に向く入口２３から筒２０に送入することで、筒２０の内側面に沿って加工廃液が旋回する旋回流Ｒａが形成される。旋回流Ｒａとして流れる加工廃液は、筒２０の内側面に沿って上筒部２０１側から下筒部２０２側へ進み、遠心力を利用して回収ボトル２１内の水と入れ替わって加工屑Ｓを回収ボトル２１に進入させる。回収ボトル２１に入っていた水が入れ替わりで筒２０に入り、筒２０内で上方に向かう上昇流Ｒｂが形成される。このようにして、加工廃液に含まれる加工屑Ｓが回収ボトル２１内に堆積される。

【0034】

第１処理部１４では、回収ボトル２１に加工屑Ｓが回収された後の加工廃液（加工屑Ｓの含有量が低減された廃液）が上昇流Ｒｂとして筒２０内中央を上方に進んで天板２２に達し、出口２４から排出される。第１処理部１４から排出された加工廃液は、連絡配管１７を通って第２処理部１５の筒２０に入る。

【0035】

第２処理部１５においても、第１処理部１４と同様に、筒２０の内側面に沿って加工廃液が旋回する旋回流Ｒａが形成され、筒２０の内側面に沿って上筒部２０１側から下筒部２０２側へ進む加工廃液が、旋回流Ｒａによる遠心力を利用して回収ボトル２１内の水と入れ替わって加工屑Ｓを回収ボトル２１に進入させる。これにより、加工廃液に含まれる加工屑Ｓが回収ボトル２１内に堆積される。回収ボトル２１に入っていた水が入れ替わりで筒２０に入り、筒２０内で上方に向かう上昇流Ｒｂが形成される。

【0036】

第２処理部１５において、回収ボトル２１に加工屑Ｓが回収された後の加工廃液（加工屑Ｓがほとんど除去された廃液）が上昇流Ｒｂとして筒２０内中央を上方に進んで天板２２に達し、出口２４から排出される。第２処理部１５から排出された加工廃液は、排出配管１８を通って純水リサイクル装置１９に送られる。純水リサイクル装置１９では、加工廃液に残存している僅かな加工屑を濾過で除去したり、その他の浄化処理を行ったりして、純水を精製する。

【0037】

第１処理部１４や第２処理部１５で、回収ボトル２１の貯留部２１１内に溜まった加工屑Ｓが多くなったら、回収ボトル２１を取り外して加工屑Ｓを回収及び廃棄する。加工廃液処理装置１０では、回収ボトル２１は透明または半透明の材質で形成されており、回収ボトル２１の内部を外部から観察可能である。加工廃液処理装置１０を管理する作業者が、回収ボトル２１への加工屑Ｓの堆積状態を目視によって観察し、貯留部２１１の所定位置まで加工屑Ｓが達したら、回収ボトル２１の交換時期であると判断する。交換時期の目安となる堆積量を示す指標（線やマーク）を回収ボトル２１に設けてもよい。

【0038】

また、作業者の目視による確認に代えて、撮像装置で回収ボトル２１を撮影し、画像解析によって加工屑Ｓの堆積を検知できるようにしてもよい。

【0039】

回収ボトル２１を取り外す際には、廃液ポンプ１２を停止させた上で、作業者がレバー２６１を横に倒す操作を行ってハンドバルブ２６を閉じた状態にする。これにより、筒２０内に加工廃液がある状態で連結部２５から回収ボトル２１の接続口２７を取り外しても、筒２０内の加工廃液が下開口から漏出しない。そして、次に使用する回収ボトル２１の接続口２７を連結部２５に連結させてから、作業者がレバー２６１を上に向ける操作を行ってハンドバルブ２６を開いた状態にする。

【0040】

なお、図１の第１処理部１４と第２処理部１５のように、２つの処理部を備える場合には、廃液ポンプ１２を停止させることなく、ハンドバルブ２６を閉じて、回収ボトル２１の脱着作業を行ってもよい。

【0041】

遠心分離ユニット１３から取り外された回収ボトル２１（加工屑Ｓが堆積した回収ボトル２１）を処分して、次に使用する回収ボトル２１を新たなものに交換してもよい。あるいは、遠心分離ユニット１３から取り外された回収ボトル２１から加工屑Ｓを取り除き、当該回収ボトル２１を洗浄した上で再利用してもよい。

【0042】

次に使用する回収ボトル２１を連結部２５に取り付ける際に、回収ボトル２１に水を満たした状態にすることで、すぐに加工廃液処理装置１０によって加工廃液を処理できる状態になる。

【0043】

なお、次に使用する回収ボトル２１に水を入れずに（回収ボトル２１が空の状態）で連結部２５に取り付け、この状態から加工廃液処理装置１０を使用することも可能である。この場合、回収ボトル２１を連結部２５に取り付けてからレバー２６１を操作してハンドバルブ２６を開くことで、筒２０内の加工廃液（加工屑Ｓを含む状態の加工廃液）が回収ボトル２１内に落ちる。しばらくすると、回収ボトル２１内で加工屑Ｓが沈殿し、回収ボトル２１の上部は主に水で満たされた状態になる。この状態で、入口２３から新たに加工廃液を送入すると、上述した旋回流Ｒａ（遠心力）と上昇流Ｒｂの作用によって、加工屑Ｓを回収ボトル２１内に溜めて、加工屑Ｓが除去された加工廃液を出口２４から排出することができる。

【0044】

以上のように、遠心分離ユニット１３では、筒２０と回収ボトル２１に加工廃液を通すことによって、回収ボトル２１の貯留部２１１に加工屑Ｓを堆積させて回収することができる。遠心分離ユニット１３で加工屑Ｓを除去することにより、環境基準を満たした廃液の処分が可能になる。

【0045】

加工廃液処理装置１０は、フィルタ等の濾過装置を用いずに、旋回流Ｒａや上昇流Ｒｂといった流体の流れ（特に、旋回流Ｒａの遠心力）を利用して回収ボトル２１内に加工屑Ｓを堆積させているため、構造が簡単で装置を小型化しやすいという利点がある。

【0046】

また、加工廃液処理装置１０によって加工屑Ｓを除去することによって、純水リサイクル装置１９によって回収すべき加工屑の量が少なくなる。その結果、純水リサイクル装置１９で濾過を行うためのフィルタの交換頻度を少なくしたり、純水リサイクル装置１９を小型化したりすることができる。

【0047】

続いて、図２及び図３を参照して、加工液循環装置の態様について説明する。なお、図２及び図３では、液体やエアを通す配管類を模式的に描いている。

【0048】

図２に示すように、加工液循環装置１００は、加工装置１から排出された加工廃液を溜める廃液タンク４０と、廃液タンク４０に溜められた加工廃液を送出する廃液ポンプ４１とを備え、廃液ポンプ４１で汲み上げられた加工廃液が遠心分離ユニット４２に送られ、遠心分離ユニット４２において加工廃液に含まれる加工屑を除去する。加工液循環装置１００はさらに、遠心分離ユニット４２の下流側に、フィルタユニット４３、清水タンク４４、清水ポンプ４５、紫外線照射ユニット４６、イオン交換樹脂ユニット４７、精密フィルタ４８、温度調整ユニット４９を備える。

【0049】

加工液循環装置１００は制御部３０によって統括的に制御される。図２では、制御部３０と遠心分離ユニット４２の間の接続関係のみを示しているが、遠心分離ユニット４２以外の各部についても、制御部３０との間で信号の送受が可能に接続されている。制御部３０は、プロセッサとメモリ（記憶部）を備え、メモリに記憶された制御プログラムに従って、加工液循環装置１００の各部の動作を制御する。なお、以下の説明において制御の主体が明記されていない場合は、制御部３０の制御によって動作や判断が行われているものとする。

【0050】

図３を参照して、遠心分離ユニット４２の構成及び動作を説明する。遠心分離ユニット４２は、先に説明した加工廃液処理装置１０の遠心分離ユニット１３と同様の原理によって加工廃液から加工屑を除去するものである。遠心分離ユニット４２は制御部３０によって自動的に制御される。

【0051】

遠心分離ユニット４２は、上流側の第１処理部４２１と下流側の第２処理部４２２を備えており、加工廃液を二段階で処理する。第１処理部４２１と第２処理部４２２は同様の構造であり、第１処理部４２１と第２処理部４２２で共通する構成要素については同じ符号で示す。

【0052】

第１処理部４２１と第２処理部４２２はそれぞれ、筒５０と回収ボトル５１を備えている。筒５０と回収ボトル５１はそれぞれ軸方向を鉛直方向に向けて延在しており、筒５０の下方に回収ボトル５１が位置している。

【0053】

筒５０は、下側を収縮させたメガホン形状であり、径が略一定の上筒部５０１と、上筒部５０１の下端から下方に進むにつれて径を小さくする下筒部５０２と、を有している。上筒部５０１の上端は天板５２で塞がれている。下筒部５０２の下端には、下方に向けて開口する下開口が形成されている。

【0054】

筒５０の上端近くの側部に入口５３が設けられている。入口５３は水平方向に延びる流路を有しており、入口５３から筒５０内に送入される加工廃液は、上筒部５０１の円筒状の面に対する接線に沿って進むように方向付けられる。従って、廃液ポンプ４１により圧送されて入口５３から筒５０内に送入される加工廃液は、入口５３の流路の向きによって、筒５０の円周方向へ旋回する旋回流を形成する。

【0055】

天板５２の中央には出口５４が設けられている。出口５４は天板５２を鉛直方向に貫通しており、筒５０内で下方から上方へ向かう加工廃液を出口５４から排出させる。

【0056】

筒５０の下開口には連結部５５が設けられ、連結部５５に回収ボトル５１の上端が連結している。先に説明した遠心分離ユニット１３の回収ボトル２１とは異なり、回収ボトル５１は連結部５５に対して固定的に連結されており、回収ボトル５１は着脱されない。

【0057】

連結部５５には連結バルブ５６が設けられており、連結バルブ５６によって連結部５５内の流路を開閉させることができる。連結バルブ５６の下方には、回収ボトル５１の上部にエアを入れるエア供給口５７が設けられている。エア供給口５７は、エア供給路５８を介してエア供給源５９に連通している。エア供給路５８にはエアバルブ６０が設けられ、エアバルブ６０を開くことでエア供給口５７から回収ボトル５１内にエアの供給が可能になる。

【0058】

回収ボトル５１の下端には排出部６１と排出バルブ６２が設けられている。排出部６１は下方に向けて開口しており、排出バルブ６２によって排出部６１の開口を開閉させることができる。

【0059】

回収ボトル５１内に加工屑が堆積していることを検知する加工屑検知センサ６３を備える。加工屑検知センサ６３は回収ボトル５１の上部に設けられており、堆積した加工屑が加工屑検知センサ６３の位置まで達すると検知される。

【0060】

排出部６１の下方に加工屑廃棄容器６４が設けられる。加工屑廃棄容器６４は、上方に向けて開口する容器であり、回収ボトル５１から排出される加工屑を収容することができる。加工屑廃棄容器６４は、回収ボトル５１の下方の位置に着脱が可能である。

【0061】

連結バルブ５６、エアバルブ６０及び排出バルブ６２はそれぞれ電動式であり、制御部３０によって各バルブが制御される。また、廃液ポンプ４１とエア供給源５９の動作は制御部３０によって制御される。また、加工屑検知センサ６３による検知信号が制御部３０に入力される。

【0062】

導入配管６５の上流側端部６５１が廃液タンク４０の筐体外面の送出口４０１に接続し、導入配管６５の下流側端部６５２が、第１処理部４２１における入口５３に接続している。連絡配管６６の上流側端部６６１が、第１処理部４２１における出口５４に接続し、連絡配管６６の下流側端部６６２が、第２処理部４２２における入口５３に接続している。排出配管６７の上流側端部６７１が、第２処理部４２２における出口５４に接続している。排出配管６７の下流側端部はフィルタユニット４３に接続している。従って、廃液ポンプ４１の駆動によって汲み上げられた加工廃液は、導入配管６５を通って第１処理部４２１の筒５０に入り、第１処理部４２１の筒５０から連絡配管６６を通って第２処理部４２２の筒５０に入り、第２処理部４２２の筒５０から排出配管６７を通ってフィルタユニット４３へ排出される。

【0063】

以上のように構成された遠心分離ユニット４２による加工廃液の処理について説明する。遠心分離ユニット４２での廃液処理を行う際に、制御部３０は、第１処理部４２１と第２処理部４２２のそれぞれで、連結バルブ５６を開き、エアバルブ６０及び排出バルブ６２を閉じた状態にさせる。また、回収ボトル５１に水を満たした状態にさせる。

【0064】

廃液ポンプ４１によって廃液タンク４０から汲み上げられた加工廃液は、導入配管６５を通って第１処理部４２１の筒５０に入る。第１処理部４２１では、圧送される加工廃液を水平方向に向く入口５３から筒５０に送入することで、筒５０の内側面に沿って加工廃液が旋回する旋回流が形成される。旋回流として流れる加工廃液は、筒５０の内側面に沿って上筒部５０１側から下筒部５０２側へ進み、遠心力を利用して回収ボトル５１内の水と入れ替わって加工屑を回収ボトル５１に進入させる。回収ボトル５１に入っていた水が入れ替わりで筒５０に入り、筒５０内で上方に向かう上昇流が形成される。このようにして、加工廃液に含まれる加工屑が回収ボトル５１内に堆積される。

【0065】

第１処理部４２１で加工屑がある程度除去された加工廃液（加工屑の含有量が低減された廃液）は、出口５４から排出されて連絡配管６６を通って第２処理部４２２の筒５０に入る。第２処理部４２２においても、第１処理部４２１と同様に、筒５０の内側面に沿って加工廃液が旋回する旋回流が形成され、筒５０の内側面に沿って上筒部５０１側から下筒部５０２側へ進む加工廃液が、旋回流による遠心力を利用して回収ボトル５１内の水と入れ替わって加工屑を回収ボトル５１に進入させる。これにより、加工廃液に含まれる加工屑が回収ボトル５１内に堆積される。回収ボトル５１に入っていた水が入れ替わりで筒５０に入り、筒５０内で上方に向かう上昇流が形成される。

【0066】

第２処理部４２２において、回収ボトル５１に加工屑が回収された後の加工廃液（加工屑がほとんど除去された廃液）が、上昇流として筒５０内を上方に進んで天板５２に達し、出口５４から排出されて排出配管６７に送られる。

【0067】

なお、第１処理部４２１と第２処理部４２２のそれぞれにおいて、加工廃液が筒５０に送入される際に、回収ボトル５１内に水が溜まっていない場合には、加工廃液が所定量送入されて回収ボトル５１に満たされた状態になってから、筒５０と回収ボトル５１との間での廃液の入れ替わりが生じる。つまり、回収ボトル５１内に予め水を満たした状態からではなくても、遠心分離ユニット４２での廃液処理を行うことができる。

【0068】

回収ボトル５１に加工屑が所定量以上堆積すると、加工屑検知センサ６３によって加工屑の堆積が検知される。加工屑検知センサ６３からの検知信号が入力されると、制御部３０は、加工屑の廃棄処理を行わせる。廃棄処理では、連結バルブ５６を閉じて、エアバルブ６０及び排出バルブ６２を開けて、エア供給源５９からエアを送出する。連結バルブ５６を閉じることにより、筒５０から回収ボトル５１に加工廃液が入らなくなる。排出バルブ６２を開けることにより、回収ボトル５１内に堆積した加工屑が、排出部６１を通って下方に落下可能になる。加工屑が重力によって自然に落下しない場合でも、エア供給口５７から回収ボトル５１にエアが供給されることにより、回収ボトル５１内の加工屑が押し出されて、排出部６１から下方に強制的に排出される。このようにして、回収ボトル５１から加工屑廃棄容器６４に加工屑が廃棄される。

【0069】

加工屑の廃棄処理が完了したら、制御部３０は、エア供給源５９からのエアの供給を停止させ、連結バルブ５６を開けて、エアバルブ６０及び排出バルブ６２を閉じる。これにより、遠心分離ユニット４２は加工廃液を処理可能な状態に戻る。

【0070】

以上のように、遠心分離ユニット４２では、加工廃液から加工屑を除去する処理と、回収ボトル５１に堆積した加工屑を廃棄する処理とを、制御部３０の制御によって自動で実行することができる。

【0071】

図２を参照して、遠心分離ユニット４２での処理後の加工液循環装置１００の動作について説明する。遠心分離ユニット４２によって加工屑を除去した廃液は、排出配管６７を通して排出されてフィルタユニット４３に送られる。フィルタユニット４３は、清水受けパン４３１上に配置される第１フィルタ４３２及び第２フィルタ４３３を備えている。第１フィルタ４３２と第２フィルタ４３３は、清水受けパン４３１に対して着脱が可能である。

【0072】

排出配管６７は途中で分岐して、開閉バルブ４３４と開閉バルブ４３５を介して第１フィルタ４３２と第２フィルタ４３３に接続している。開閉バルブ４３４が開かれると、遠心分離ユニット４２から排出された廃液が第１フィルタ４３２を通り、開閉バルブ４３５が開かれると、遠心分離ユニット４２から排出された廃液が第２フィルタ４３３を通る。

【0073】

第１フィルタ４３２と第２フィルタ４３３では、通水された廃液を濾過して、遠心分離ユニット４２によって除去されなかった加工屑の残りやその他の細かい異物を捕捉して取り除いて清水に精製し、精製後の清水を清水受けパン４３１に供給する。清水受けパン４３１に供給された清水は、配管６８を通って清水タンク４４に送られて貯留される。

【0074】

排出配管６７に設けた圧力検出センサ３１によって、フィルタユニット４３の第１フィルタ４３２と第２フィルタ４３３に送られる廃液の圧力が検知される。圧力検出センサ３１による検知信号が制御部３０に送信される。制御部３０は、圧力検出センサ３１で検知された圧力の値が所定以上に達した場合に、第１フィルタ４３２または第２フィルタ４３３に加工屑やその他の異物が堆積して濾過能力が低下したと判断し、使用するフィルタを切り替える。

【0075】

例えば、開閉バルブ４３４を開いて第１フィルタ４３２に廃液を通しているときに圧力検出センサ３１で所定以上の圧力値が検知されると、開閉バルブ４３４を閉じて開閉バルブ４３５を開き、第１フィルタ４３２による濾過から第２フィルタ４３３による濾過に切り替える。開閉バルブ４３５を開いて第２フィルタ４３３に廃液を通しているときに圧力検出センサ３１で所定以上の圧力値が検知されると、開閉バルブ４３５を閉じて開閉バルブ４３４を開き、第２フィルタ４３３による濾過から第１フィルタ４３２による濾過に切り替える。

【0076】

さらに制御部３０は、加工液循環装置１００が備える表示モニタ（図示略）への表示やスピーカー（図示略）での発音等によって、使用するフィルタを切り替えたことや、濾過能力が低下したフィルタの情報を作業者に報知する。報知を受けた作業者は、濾過能力が低下したフィルタを清水受けパン４３１から取り外して、新たなフィルタに交換する。

【0077】

フィルタユニット４３の前段に遠心分離ユニット４２を配置することによって、第１フィルタ４３２や第２フィルタ４３３に堆積する加工屑が少なくなり、フィルタユニット４３におけるフィルタの交換頻度を少なくさせることができる。また、第１フィルタ４３２や第２フィルタ４３３で捕捉される加工屑の量が少なくなることで、小容量のフィルタの使用が可能になり、フィルタユニット４３の小型化を実現できる。

【0078】

さらに、フィルタユニット４３ではフィルタと共に加工屑を処分する必要があるのに対して、遠心分離ユニット４２では、回収ボトル５１から加工屑廃棄容器６４に廃棄された加工屑だけを処分すればよいので、廃棄物の量を低減させることができ、処分の手間も少なくて済む。

【0079】

紫外線照射ユニット４６、イオン交換樹脂ユニット４７及び精密フィルタ４８は、支持台７１上に配置されている。イオン交換樹脂ユニット４７は、第１イオン交換樹脂４７１と第２イオン交換樹脂４７２を有している。第１イオン交換樹脂４７１、第２イオン交換樹脂４７２及び精密フィルタ４８は、支持台７１に対して着脱が可能である。

【0080】

フィルタユニット４３での濾過を経て配管６８を通って清水タンク４４に溜められた清水は、清水ポンプ４５によって汲み上げられて、配管６９を通って紫外線照射ユニット４６に送られる。紫外線照射ユニット４６で紫外線が照射されて清水が殺菌される。紫外線照射ユニット４６で殺菌処理された清水は、配管７０を通ってイオン交換樹脂ユニット４７に送られる。

【0081】

配管７０は途中で分岐して、開閉バルブ４７３と開閉バルブ４７４を介して第１イオン交換樹脂４７１と第２イオン交換樹脂４７２に接続している。開閉バルブ４７３が開かれると、紫外線照射ユニット４６で殺菌処理された清水が第１イオン交換樹脂４７１に通水され、開閉バルブ４７４が開かれると、紫外線照射ユニット４６で殺菌処理された清水が第２イオン交換樹脂４７２に通水される。第１イオン交換樹脂４７１や第２イオン交換樹脂４７２に通水された清水は、イオンが交換されて純水に精製される。

【0082】

イオン交換樹脂ユニット４７で精製された純水は、配管７２を通って精密フィルタ４８に送られる。精密フィルタ４８では、純水に混入している樹脂屑（第１イオン交換樹脂４７１や第２イオン交換樹脂４７２で生じる屑）等の微細な異物を濾過して取り除く。

【0083】

配管７２に設けた圧力検出センサ３２によって、精密フィルタ４８に送られる純水の圧力が検知される。圧力検出センサ３２による検知信号が制御部３０に送信される。制御部３０は、圧力検出センサ３２で検知された圧力の値が所定以上に達した場合に、精密フィルタ４８に樹脂屑やその他の微細な異物が堆積して濾過能力が低下したと判断して、表示モニタ（図示略）への表示やスピーカー（図示略）での発音等によって報知する。報知を受けた作業者は、濾過能力が低下した精密フィルタ４８を支持台７１から取り外して、新たな精密フィルタ４８に交換する。

【0084】

また、配管７２に設けた比抵抗計３３によって、第１イオン交換樹脂４７１または第２イオン交換樹脂４７２から精密フィルタ４８に送られる純水の比抵抗（電気抵抗率）が検出され、比抵抗計３３による計測結果の信号が制御部３０に送信される。制御部３０は、比抵抗計３３で検知された比抵抗の値が所定以下になった場合に、第１イオン交換樹脂４７１または第２イオン交換樹脂４７２による純水精製能力が低下したと判断し、使用するイオン交換樹脂を切り替える。

【0085】

例えば、開閉バルブ４７３を開いて第１イオン交換樹脂４７１に清水を通しているときに比抵抗計３３で所定以下の比抵抗値が検知されると、開閉バルブ４７３を閉じて開閉バルブ４７４を開き、第１イオン交換樹脂４７１によるイオン交換処理から第２イオン交換樹脂４７２によるイオン交換処理に切り替える。開閉バルブ４７４を開いて第２イオン交換樹脂４７２に清水を通しているときに比抵抗計３３で所定以下の比抵抗値が検知されると、開閉バルブ４７４を閉じて開閉バルブ４７３を開き、第２イオン交換樹脂４７２によるイオン交換処理から第１イオン交換樹脂４７１によるイオン交換処理に切り替える。

【0086】

さらに制御部３０は、表示モニタ（図示略）への表示やスピーカー（図示略）での発音等によって、使用するイオン交換樹脂を切り替えたことや、純水精製能力が低下したフィルタの情報を作業者に報知する。報知を受けた作業者は、純水精製能力が低下したイオン交換樹脂を支持台７１から取り外して、新たなイオン交換樹脂に交換する。

【0087】

精密フィルタ４８で濾過された純水は、配管７３を通って温度調整ユニット４９に送られる。温度調整ユニット４９に送られた純水は、所定温度に調整されて、配管７４を通って加工装置１に供給され、加工装置１に設けた加工液供給部に溜められる。加工装置１は加工液供給部に貯留された再生済みの加工液を用いて加工を行う。

【0088】

以上のように、加工液循環装置１００では、フィルタユニット４３の前段に備えた遠心分離ユニット４２によって、加工廃液に含まれる加工屑を除去することによって、フィルタユニット４３でのフィルタ交換の頻度を少なくするとともに、フィルタユニット４３を含む加工液循環装置１００の小型化を実現することができる。

【0089】

また、加工液循環装置１００の遠心分離ユニット４２では、回収ボトル５１に堆積した加工屑をエアの噴射を用いて強制的に排出させるので、迅速且つ確実に回収ボトル５１からの加工屑の廃棄を行うことができる。

【0090】

さらに、遠心分離ユニット４２では、回収ボトル５１に堆積した加工屑を加工屑検知センサ６３で検知し、加工屑が所定以上に堆積した場合に、制御部３０がバルブ類の動作を制御して、回収ボトル５１から加工屑廃棄容器６４への加工屑の廃棄を自動的に実行させる。これにより、遠心分離ユニット４２の状態を作業者が目視等で常時確認したり、回収ボトル５１の着脱作業を行ったりすることなく、継続的に加工廃液の処理を行うことができる。

【0091】

加工屑廃棄容器６４は筒５０及び回収ボトル５１から離隔しており、加工屑廃棄容器６４へ廃棄された加工屑は、第１処理部４２１及び第２処理部４２２での加工廃液の除去処理に影響を及ぼさない。従って、加工屑廃棄容器６４に加工屑が堆積しても、遠心分離ユニット４２での加工屑除去能力は低下しない。具体的には、加工屑廃棄容器６４に廃棄された加工屑が排出部６１の開口を塞いで、回収ボトル５１からの加工屑の廃棄が妨げられる状態にならない限り、遠心分離ユニット４２での処理を継続的に行うことができる。

【0092】

なお、各実施形態の遠心分離ユニット１３、４２は、同じ構造の二つの処理部（第１処理部１４、４２１と第２処理部１５、４２２）による二段階の加工屑除去処理を行っているが、本発明の遠心分離ユニットは当該構成には限定されない。例えば、処理部が一つのタイプ（筒と回収ボトルをそれぞれ一つだけ備えるタイプ）の遠心分離ユニットや、処理部が三つ以上のタイプ（三組以上の筒と回収ボトルを備えるタイプ）の遠心分離ユニットを用いることも可能である。

【0093】

また、遠心分離ユニットが複数の処理部を持つタイプ（複数組の筒と回収ボトルを備えるタイプ）である場合に、各処理部の構造を異ならせることも可能である。例えば、上流側の処理部では大きい筒や回収ボトルを用いて、下流側の処理部では小さい筒や回収ボトルを用いることができる。

【0094】

なお、本発明の実施の形態は上記の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

【産業上の利用可能性】

【0095】

以上説明したように、本発明の加工廃液処理装置及び加工液循環装置は、小型な構造で効率的に加工廃液から加工屑を除去することができ、被加工物に対して加工液を供給しながら研削や切削等の加工を行う加工装置に付設すると特に有用である。

【符号の説明】

【0096】

１ ：加工装置
１０ ：加工廃液処理装置
１１ ：廃液タンク
１２ ：廃液ポンプ
１３ ：遠心分離ユニット
１４ ：第１処理部
１５ ：第２処理部
１９ ：純水リサイクル装置
２０ ：筒
２１ ：回収ボトル
２２ ：天板
２３ ：入口
２４ ：出口
２５ ：連結部
２６ ：ハンドバルブ
３０ ：制御部
３１ ：圧力検出センサ
３２ ：圧力検出センサ
３３ ：比抵抗計
４０ ：廃液タンク
４１ ：廃液ポンプ
４２ ：遠心分離ユニット
４３ ：フィルタユニット
４４ ：清水タンク
４５ ：清水ポンプ
４６ ：紫外線照射ユニット
４７ ：イオン交換樹脂ユニット
４８ ：精密フィルタ
４９ ：温度調整ユニット
５０ ：筒
５１ ：回収ボトル
５２ ：天板
５３ ：入口
５４ ：出口
５５ ：連結部
５６ ：連結バルブ
５７ ：エア供給口
５８ ：エア供給路
５９ ：エア供給源
６０ ：エアバルブ
６１ ：排出部
６２ ：排出バルブ
６３ ：加工屑検知センサ
６４ ：加工屑廃棄容器
１００ ：加工液循環装置
４２１ ：第１処理部
４２２ ：第２処理部
４３２ ：第１フィルタ
４３３ ：第２フィルタ
４７１ ：第１イオン交換樹脂
４７２ ：第２イオン交換樹脂
Ｒａ ：旋回流
Ｒｂ ：上昇流
Ｓ ：加工屑

【図1】

【図2】

【図3】