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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-28
(45)【発行日】2023-03-08
(54)【発明の名称】クーラント液処理システム及びフロート式逆止弁
(51)【国際特許分類】
B23Q 11/00 20060101AFI20230301BHJP
B23Q 11/10 20060101ALI20230301BHJP
B01D 24/48 20060101ALI20230301BHJP
B01D 29/60 20060101ALI20230301BHJP
【ＦＩ】
B23Q11/00 U
B23Q11/10 E
B01D29/36 F
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019543441
(86)(22)【出願日】2018-07-13
(86)【国際出願番号】 JP2018026484
(87)【国際公開番号】W WO2019058719
(87)【国際公開日】2019-03-28
【審査請求日】2021-02-17
(31)【優先権主張番号】P 2017179839
(32)【優先日】2017-09-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000145448
【氏名又は名称】住友重機械ファインテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002826
【氏名又は名称】弁理士法人雄渾
(72)【発明者】
【氏名】西澤 信也
【審査官】増山 慎也
(56)【参考文献】
【文献】中国実用新案第２０２７７８０８４（ＣＮ，Ｕ）
【文献】実開昭５８－１７２１６８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭４７－０２６４２７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】登録実用新案第３０７１２８３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００１－２５２８４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３０６０８４９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００１－３２２０５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２２５５１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１３１８５９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｑ １１／００、１０
Ｂ０１Ｄ ２１／１８、２６
Ｂ０１Ｄ ２９／０１、１１
Ｂ０３Ｃ １／００、３０
Ｆ１６Ｋ ３１／１８、２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スラッジを含むクーラント液を貯留する一次タンクと、前記スラッジを含むクーラント液からスラッジを除去処理した処理済クーラント液を貯留する二次タンクと、を備え、
前記一次タンクと前記二次タンクは、区画壁又は壁により区画され、区画壁又は壁に形成された通液部を介して連通しており、前記通液部には、前記一次タンクから前記二次タンクへの流入を制限するフロート式逆止弁を備えたことを特徴とする、クーラント液処理システム。
【請求項2】
前記一次タンクは、複数設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のクーラント液処理システム。
【請求項3】
前記フロート式逆止弁は、クーラント液より比重の小さい浮き子、及び、前記浮き子を収容する収容部を備え、前記収容部は、クーラント液が流入する流入口を有し、前記浮き子が前記流入口を封止することを特徴とする、請求項１又は２に記載のクーラント液処理システム。
【請求項4】
スラッジを含むクーラント液を貯留する一次タンクと、前記スラッジを含むクーラント液からスラッジを除去処理した処理済クーラント液を貯留する二次タンクと、前記一次タンクと前記二次タンクとを連通する通液部と、を備え、
前記一次タンクと前記二次タンクは、区画壁又は壁により区画され、前記通液部は区画壁又は壁に形成されたクーラント液処理システムに使用するフロート式逆止弁の使用方法であって、
前記通液部に備えられることにより、前記通液部を介して前記一次タンクから前記二次タンクへの流入を制限することを特徴とする、フロート式逆止弁の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スラッジを含むクーラント液からスラッジを除去するためのクーラント液処理システムに関する。また、本発明は、クーラント液処理システムに使用するフロート式逆止弁に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械に供給されたクーラント液は、加工中に発生した切粉などの不純物がスラッジとしてクーラント液に混入する。スラッジを含むクーラント液は、ろ過処理等によりスラッジが除去される。そして、スラッジが除去された処理済クーラント液は、工作機械のクーラント液として再利用している。
例えば、特許文献１には、スラッジを含むクーラント液を貯留するダーティー槽と、フィルタでろ過したクーラント液を貯留するクリーン槽を備えたクーラント液処理システムが記載されている。工作機械から排出されたスラッジを含むクーラント液は、ダーティー槽に一時的に貯留され、ダーティー槽からポンプにより吸い上げられて、ろ過装置へ供給される。
例えば、特許文献１には、スラッジを含むクーラント液を貯留するダーティー槽と、フィルタでろ過したクーラント液を貯留するクリーン槽を備えたクーラント液処理システムが記載されている。工作機械から排出されたスラッジを含むクーラント液は、ダーティー槽に一時的に貯留され、ダーティー槽からポンプにより吸い上げられて、ろ過装置へ供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－１１１２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したとおり、特許文献１のクーラント液処理システムでは、スラッジを含むクーラント液をダーティー槽に一時的に貯留するため、スラッジがダーティー槽の底部に堆積する。堆積したスラッジは、ダーティー槽の底部付近に吸い込み口を設置した配管により吸い上げている。しかし、配管の吸い込み口の近傍にあるスラッジは、ポンプの吸引力により吸い上げることができるが、配管の吸い込み口から遠くに堆積したスラッジは、ポンプの吸引力が及ばないため、吸い上げることができないという問題がある。
【0005】
そこで、本発明の課題は、スラッジを含むクーラント液を貯留する一次タンク（ダーティー槽）と、スラッジを含むクーラント液からスラッジを除去処理した処理済クーラント液を貯留する二次タンク（クリーン槽）とを備えたクーラント液処理システムにおいて、一次タンクの底部におけるスラッジの堆積を抑制しつつ、一次タンク中のスラッジが二次タンク中に流入することを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題について鋭意検討した結果、本発明者は、一次タンクと二次タンクとを通液部を介して連通させ、二次タンクから一次タンクへの処理済クーラント液を流入させることにより、一次タンク内にクーラント液の流れが形成され、一次タンクの底部におけるスラッジの堆積を抑制できることを見出した。さらに、該通液部に、一次タンクから二次タンクへのクーラント液の流入を抑制するフロート式逆止弁を備えることにより、一次タンク中のスラッジが二次タンク中に流入することを抑制できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下のクーラント液処理システム及びクーラント液処理システムに使用するフロート式逆止弁である。
すなわち、本発明は、以下のクーラント液処理システム及びクーラント液処理システムに使用するフロート式逆止弁である。
【0007】
上記課題を解決するための本発明のクーラント液処理システムは、スラッジを含むクーラント液を貯留する一次タンクと、前記スラッジを含むクーラント液からスラッジを除去処理した処理済クーラント液を貯留する二次タンクと、を備え、前記一次タンクと前記二次タンクは、通液部を介して連通しており、前記通液部には、前記一次タンクから前記二次タンクへの流入を制限するフロート式逆止弁を備えたことを特徴とする。
【0008】
このクーラント液処理システムによれば、一次タンクと二次タンクが通液部を介して連通しているため、二次タンクから一次タンクへ処理済クーラント液を流入させることができる。これにより、一次タンク中にクーラント液の流れが生じ、スラッジの堆積を抑制することができる。さらに、このクーラント液処理システムによれば、一次タンク中の液量が低下しても二次タンクから処理済クーラント液が補充されるため、一次タンクを小型化することができる。一次タンクを小型化することにより、一次タンク中のクーラント液の流れがより強くなるため、スラッジの堆積を一層抑制することができる。
また、一次タンクの容量を小型化すると、一次タンク内の液面が変動しやすくなる。しかし、本発明のクーラント液処理システムは、一次タンクから二次タンクへの流入を制限するフロート式逆止弁を備えているため、一次タンクの液量が増加した場合でも二次タンクへのスラッジの混入を防止することができる。
また、一次タンクの容量を小型化すると、一次タンク内の液面が変動しやすくなる。しかし、本発明のクーラント液処理システムは、一次タンクから二次タンクへの流入を制限するフロート式逆止弁を備えているため、一次タンクの液量が増加した場合でも二次タンクへのスラッジの混入を防止することができる。
【0009】
本発明のクーラント液処理システムの一実施態様としては、一次タンクは、複数設けられていることを特徴とする。
この特徴によれば、一次タンクを複数に分けることにより、一次タンクの容量及び底部の面積をより小さくすることが可能となり、スラッジの堆積を抑制する効果を一層高めることができる。
この特徴によれば、一次タンクを複数に分けることにより、一次タンクの容量及び底部の面積をより小さくすることが可能となり、スラッジの堆積を抑制する効果を一層高めることができる。
【0010】
本発明のクーラント液処理システムの一実施態様としては、フロート式逆止弁は、クーラント液より比重の小さい浮き子、及び、前記浮き子を収容する収容部を備え、前記収容部は、クーラント液が流入する流入口を有し、前記浮き子が前記流入口を封止することを特徴とする。
この特徴によれば、浮き子が直接流入口を封止するための栓として作用するため、簡素な構造物で流入口を素早く封止することができる。よって、一次タンクから二次タンクへのスラッジの混入を抑制する作用に優れるという効果がある。
この特徴によれば、浮き子が直接流入口を封止するための栓として作用するため、簡素な構造物で流入口を素早く封止することができる。よって、一次タンクから二次タンクへのスラッジの混入を抑制する作用に優れるという効果がある。
【0011】
上記課題を解決するための本発明のクーラント液処理システムに使用するフロート式逆止弁は、スラッジを含むクーラント液を貯留する一次タンクと、前記スラッジを含むクーラント液からスラッジを除去処理した処理済クーラント液を貯留する二次タンクと、前記一次タンクと前記二次タンクとを連通する通液部を備えたクーラント液処理システムに使用するフロート式逆止弁であって、前記通液部に備えられることにより、前記通液部を介して前記一次タンクから前記二次タンクへの流入を制限することを特徴とする。
このフロート式逆止弁によれば、既設のクーラント液処理システムに適用することにより、本発明のクーラント液処理システムを構築することができる。
このフロート式逆止弁によれば、既設のクーラント液処理システムに適用することにより、本発明のクーラント液処理システムを構築することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、スラッジを含むクーラント液を貯留する一次タンクと、スラッジを含むクーラント液からスラッジを除去処理した処理済クーラント液を貯留する二次タンクとを備えたクーラント液処理システムにおいて、一次タンクの底部におけるスラッジの堆積を抑制しつつ、一次タンク中のスラッジが二次タンク中に流入することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第一の実施態様のクーラント液処理システムの構造を示す概略説明図である。
【図2】本発明のクーラント液処理システムのフロート式逆止弁の作動を説明する概略説明図である。
【図3】本発明のクーラント液処理システムのフロート式逆止弁の別の態様の構造を示す概略説明図である。
【図4】本発明の第二の実施態様のクーラント液処理システムの構造を示す概略説明図である。
【図5】本発明の第三の実施態様のクーラント液処理システムの構造を示す概略説明図である。
【図6】本発明の第三の実施態様のクーラント液処理システムの一次タンク、二次タンク、三次タンクの配置を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
クーラント液は、切削や研磨等の加工機械に使用する潤滑油、水等であり、水性液体及び油性液体のいずれでもよい。クーラント液を、切削や研磨等の加工機械に使用すると、切削や研磨等の加工により生じる切粉等のスラッジが使用済クーラント液に混入する。本発明のクーラント液処理システムは、切粉等のスラッジを含有するクーラント液からスラッジを除去するためのシステムである。特に、本発明のクーラント液処理システムは、スラッジを含むクーラント液を貯留する一次タンクと、前記スラッジを含むクーラント液からスラッジを除去処理した処理済クーラント液を貯留する二次タンクと、を備えたクーラント液処理システムであって、前記一次タンクと前記二次タンクは、通液部を介して連通しており、前記通液部には、前記一次タンクから前記二次タンクへの流入を制限するフロート式逆止弁を備えたことを特徴とするものである。
【0015】
以下に、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
〔第一の実施態様〕
［クーラント液処理システム］
図１には、本発明の第一の実施態様のクーラント液処理システム１Ａ及び工作機械１００の構造を示す。なお、工作機械１００は、クーラント液を使用する研削盤や切削機等の加工機械であり、切粉等が発生するものである。
本発明のクーラント液処理システム１Ａは、工作機械１００から排出された使用済クーラント液中のスラッジ量を減量するための前処理装置６と、前処理装置６から排出されたスラッジを含むクーラント液を貯留するための一次タンク２と、一次タンク２に貯留されたクーラント液からスラッジを除去処理するためのスラッジ除去装置７と、スラッジ除去装置７でスラッジが除去された処理済クーラント液を貯留するための二次タンク３を備えている。なお、一次タンク２と二次タンク３は、一つのタンク１３を区画壁１４Ａ及び区画壁１４Ｂで仕切ることにより構成されている。一次タンク２と二次タンク３は、区画壁１４Ａ及び区画壁１４Ｂの間に形成された通液部４を介して連通している。通液部４はフロート式逆止弁５を備え、このフロート式逆止弁５が一次タンク２から二次タンク３へのクーラント液の流入を制限している。
〔第一の実施態様〕
［クーラント液処理システム］
図１には、本発明の第一の実施態様のクーラント液処理システム１Ａ及び工作機械１００の構造を示す。なお、工作機械１００は、クーラント液を使用する研削盤や切削機等の加工機械であり、切粉等が発生するものである。
本発明のクーラント液処理システム１Ａは、工作機械１００から排出された使用済クーラント液中のスラッジ量を減量するための前処理装置６と、前処理装置６から排出されたスラッジを含むクーラント液を貯留するための一次タンク２と、一次タンク２に貯留されたクーラント液からスラッジを除去処理するためのスラッジ除去装置７と、スラッジ除去装置７でスラッジが除去された処理済クーラント液を貯留するための二次タンク３を備えている。なお、一次タンク２と二次タンク３は、一つのタンク１３を区画壁１４Ａ及び区画壁１４Ｂで仕切ることにより構成されている。一次タンク２と二次タンク３は、区画壁１４Ａ及び区画壁１４Ｂの間に形成された通液部４を介して連通している。通液部４はフロート式逆止弁５を備え、このフロート式逆止弁５が一次タンク２から二次タンク３へのクーラント液の流入を制限している。
【0016】
＜一次タンク＞
一次タンク２は、工作機械１００から排出されたスラッジを含有するクーラント液を貯留するためのタンクである。一次タンク２に貯留された使用済クーラント液は、流路Ｌ３に設けられたポンプＰ１により吸い上げられて、スラッジ除去装置７に供給される。流路Ｌ３の吸い込み口は、一次タンク２に堆積するスラッジを吸い込むことできるように、一次タンク２の底面付近に配置されている。流路Ｌ３の出口は、スラッジ除去装置７に連結されている。なお、堆積するスラッジの吸い込む範囲を広げるため、流路Ｌ３とポンプＰ１を複数設置したり、流路Ｌ３を分岐させて吸い込み口を増やしたり、吸い込み口を拡径したりしてもよい。
一次タンク２は、工作機械１００から排出されたスラッジを含有するクーラント液を貯留するためのタンクである。一次タンク２に貯留された使用済クーラント液は、流路Ｌ３に設けられたポンプＰ１により吸い上げられて、スラッジ除去装置７に供給される。流路Ｌ３の吸い込み口は、一次タンク２に堆積するスラッジを吸い込むことできるように、一次タンク２の底面付近に配置されている。流路Ｌ３の出口は、スラッジ除去装置７に連結されている。なお、堆積するスラッジの吸い込む範囲を広げるため、流路Ｌ３とポンプＰ１を複数設置したり、流路Ｌ３を分岐させて吸い込み口を増やしたり、吸い込み口を拡径したりしてもよい。
【0017】
一次タンク２の容量は、特に制限されないが、例えば、ポンプＰ１の毎分あたりの流量の１０倍量以下とすればよく、好ましくは５倍量以下であり、より好ましくは３倍量以下である。ポンプＰ１の毎分あたりの流量に対する一次タンク２の容量を小さくすることにより、ポンプＰ１を稼働した際に、一次タンク２の内部に強い流れが発生して、底部に堆積したスラッジを十分に吸い込むことができる。なお、流路Ｌ３及びポンプＰ１を複数設置する場合には、一次タンク２の容量は、複数のポンプＰ１の合計の流量に対して設計すればよい。
【0018】
また、本発明のクーラント液処理システムの一実施態様として、一次タンク２を複数設け、それぞれの一次タンク２に流路Ｌ３を設けてもよい。一次タンク２を複数設置することにより、１つ当たりの一次タンク２の容量を小さくしても、一次タンク２の所定の容量を確保することができる。これにより、スラッジ除去装置７へ供給される使用済クーラント液の毎分あたりの流量を変えずにスラッジを吸い上げる効果をより一層高めることができる。なお、吸い上げのためのポンプＰ１は、複数の一次タンクに設けられた各流路Ｌ３にそれぞれ設置してもよいし、各流路Ｌ３が合流した流路に設置してもよい。
【0019】
＜二次タンク＞
二次タンク３は、スラッジ除去装置７でスラッジが除去された処理済クーラント液を貯留するためのタンクである。二次タンク３に貯留された処理済クーラント液は、流路Ｌ５に設けられたポンプＰ２により吸い上げられて、工作機械１００に供給される。
二次タンク３は、スラッジ除去装置７でスラッジが除去された処理済クーラント液を貯留するためのタンクである。二次タンク３に貯留された処理済クーラント液は、流路Ｌ５に設けられたポンプＰ２により吸い上げられて、工作機械１００に供給される。
【0020】
二次タンク３と一次タンク２を区画する区画壁１４Ａ及び区画壁１４Ｂの間には、一次タンク２への通液が可能な通液部４が形成されている。通液部４は、一次タンク２から二次タンク３へのクーラント液の流入を制限するためのフロート式逆止弁５を備えている。通液部４は、二次タンク３から一次タンク２への通液が可能であればどのように形成してもよいが、フロート式逆止弁５による封止力を鑑みると、上下方向に流入するように形成することが好ましく、下方向へ向かって流入するように形成することが特に好ましい。下方向へ向かって流入するように形成された通液部４は、浮き子を弁体として用いたフロート式逆止弁５を備えており、このフロート式逆止弁５が、クーラント液の流入する流入口を封止することができる。
【0021】
また、一次タンク２と二次タンク３の上部の気相領域には、連通部８が形成されている。連通部８は、ろ過処理量の低下や、工作機械からのクーラント液の流入量の増加など、一次タンク２の液量が増加するなどのトラブルが生じた場合に、一次タンク２から二次タンク３にクーラント液を流すための機能を有する。
【0022】
＜フロート式逆止弁＞
フロート式逆止弁５は、クーラント液より比重の小さい浮き子の浮力を利用して、クーラント液が流入する流入口を封止するための逆止弁である。フロート式逆止弁５の作動としては、一次タンク２のクーラント液の液量が低下すると弁を開口して、二次タンク３から処理済クーラント液が一次タンク２に流れ込み、一次タンク２のクーラント液の液量が増加すると閉口して、一次タンク２から二次タンク３への流入を制限する。
フロート式逆止弁５は、クーラント液より比重の小さい浮き子の浮力を利用して、クーラント液が流入する流入口を封止するための逆止弁である。フロート式逆止弁５の作動としては、一次タンク２のクーラント液の液量が低下すると弁を開口して、二次タンク３から処理済クーラント液が一次タンク２に流れ込み、一次タンク２のクーラント液の液量が増加すると閉口して、一次タンク２から二次タンク３への流入を制限する。
【0023】
図２に、フロート式逆止弁５の作動を説明する概略説明図を示す。図２（Ａ）は、二次タンク３から一次タンク２へ処理済クーラント液が流入する状態を示す図であり、図２（Ｂ）は、一次タンク２から二次タンク３へのクーラント液の流入を制限する状態を示す図である。
図２に示す通液部４は、区画壁１４Ａ及び区画壁１４Ｂから構成され、下方向に向かって、二次タンク３から一次タンク２へクーラント液が流入するように形成されている。フロート式逆止弁５は、クーラント液より比重の小さい浮き子５１と、浮き子５１を収容する収容部５２を備えており、浮き子５１は収容部５２の内部を上下方向に移動可能である。
収容部５２の天面５７には、クーラント液が流入する流入口５３が形成されており、流入口５３の形状は、浮き子５１が浮上すると流入口５３を封止するような形状である。一方、収容部５２の底部５８は、二次タンク３からの処理済クーラント液が一次タンク２に流れ込むように複数の流出口５４が形成されている。
また、収容部５２の底部５８には、浮き子保持部５５が設けられている。浮き子保持部５５は、浮き子５１を保持することで、処理済クーラント液が流れ込む際の浮き子５１の振動を抑え、浮き子５１が収容部５２と擦れて劣化することを防止する。
図２に示す通液部４は、区画壁１４Ａ及び区画壁１４Ｂから構成され、下方向に向かって、二次タンク３から一次タンク２へクーラント液が流入するように形成されている。フロート式逆止弁５は、クーラント液より比重の小さい浮き子５１と、浮き子５１を収容する収容部５２を備えており、浮き子５１は収容部５２の内部を上下方向に移動可能である。
収容部５２の天面５７には、クーラント液が流入する流入口５３が形成されており、流入口５３の形状は、浮き子５１が浮上すると流入口５３を封止するような形状である。一方、収容部５２の底部５８は、二次タンク３からの処理済クーラント液が一次タンク２に流れ込むように複数の流出口５４が形成されている。
また、収容部５２の底部５８には、浮き子保持部５５が設けられている。浮き子保持部５５は、浮き子５１を保持することで、処理済クーラント液が流れ込む際の浮き子５１の振動を抑え、浮き子５１が収容部５２と擦れて劣化することを防止する。
【0024】
次に、フロート式逆止弁５の作動について説明する。一次タンク２に貯留された使用済クーラント液を、ポンプＰ１により吸い上げると、一次タンク２の液面が低下する。一次タンク２の液面が低下し、浮き子５１より一次タンク２の液面が下がると、浮き子５１が下降し、二次タンク３から一次タンク２へクーラント液が流入する（図２（Ａ））。一方、一次タンク２の液面が上昇すると、一次タンク２の液面と共に浮き子５１が上昇し、流入口５３を閉塞し、二次タンク３から一次タンク２へのクーラント液の流入を制限する（図２（Ｂ））。
【0025】
図３には、フロート式逆止弁５の別の態様を示す。図３（Ａ）は、二次タンク３と一次タンク２が、水平方向に設置された区画壁１５により区画され、フロート式逆止弁は、区画壁１５から上方向に突設して設置されている。二次タンク３と一次タンク２は、上下方向に配置されており、通液部４は、下方向に向かって流れ込むように構成されている。フロート式逆止弁の構成及び作動は、図２と同様である。
図３（Ｂ）は、通液部４として、クーラント液が上方向に向かって流れるように構成した例である。フロート式逆止弁は、浮き子５１と弁部５６が回動軸を介して連結した構造である。この作動も図２と同様、一次タンク２の水面が下降し、一次タンク２の液面が浮き子５１より下がると、浮き子５１が下がって弁部５６が開口し、一次タンク２の液面が上昇し、該液面と共に浮き子５１が上昇すると、弁部５６が流入口５３を閉口する。なお、浮き子５１の形状は球状である必要はなく、平板状のものでもよい。
図３（Ｂ）は、通液部４として、クーラント液が上方向に向かって流れるように構成した例である。フロート式逆止弁は、浮き子５１と弁部５６が回動軸を介して連結した構造である。この作動も図２と同様、一次タンク２の水面が下降し、一次タンク２の液面が浮き子５１より下がると、浮き子５１が下がって弁部５６が開口し、一次タンク２の液面が上昇し、該液面と共に浮き子５１が上昇すると、弁部５６が流入口５３を閉口する。なお、浮き子５１の形状は球状である必要はなく、平板状のものでもよい。
【0026】
＜スラッジ除去装置＞
スラッジ除去装置７は、一次タンク２に貯留されたクーラント液からスラッジを除去処理するための装置である。スラッジ除去装置７は、スラッジを除去できる装置であれば、どのような装置であってもよい。スラッジ除去性能に優れるという点から、フィルタを備えたろ過装置が好ましい。
スラッジ除去装置７は、一次タンク２に貯留されたクーラント液からスラッジを除去処理するための装置である。スラッジ除去装置７は、スラッジを除去できる装置であれば、どのような装置であってもよい。スラッジ除去性能に優れるという点から、フィルタを備えたろ過装置が好ましい。
【0027】
ろ過装置のフィルタの目開きは、クーラント液に含まれるスラッジの粒子径により適宜設計されるが、例えば、１～３０μｍであり、より好ましくは５～２０μｍである。フィルタの目開きを１μｍ以上とすることにより、ろ過処理量を十分に確保することができる。一方、フィルタの目開きを３０μｍ以下とすることにより、クーラント液が十分に清浄化され、工作機械１００における不具合を防止することができる。
【0028】
また、フィルタの材質は、特に制限されないが、例えば、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、4フッ化エチレン（PTFE）、酢酸セルロース（CA）、ポリアクリロニトリル（PAN）、ポリエーテルスルホン（PES）、ポリイミド（PI）、ポリスルホン（PS）等の有機膜、酸化アルミニウム（アルミナ Al2O3）、酸化ジルコニウム（ジルコニア ZrO2）、酸化チタン（チタニア TiO2）、ステンレス（SUS）、ガラス（SPG）等の無機膜等が挙げられる。
【0029】
フィルタの形状は、どのような形状でもよく、例えば、板状、円筒状のものが挙げられる。ろ過方式としては、例えば、クーラント液の全量をろ過する全量ろ過方式や、クーラント液を膜面に対して平行に流しながらろ過するクロスフロー方式等がある。ろ過方式は、特に制限されず、クーラント液の供給ポンプの動力費や、膜面へのスラッジの堆積状態等を考慮しつつ、適宜選択することができる。
【0030】
ろ過装置には、フィルタ洗浄装置を設けることが好ましい。フィルタ洗浄装置としては、特に制限されないが、例えば、逆洗装置や、掻き取り装置等が挙げられる。逆洗装置とは、ろ過の流れ方向とは逆方向に流体を流すことにより、フィルタ表面に堆積したスラッジを剥がし落とす装置である。また、掻き取り装置とは、掻き取り部材等をフィルタ表面に摺動させたり、高圧エアをフィルタ表面に吹き付けたりすることにより、フィルタ表面に堆積したスラッジを掻き取る装置である。洗浄性能に優れるという観点から、逆洗装置を使用することが好ましい。また、逆洗装置に使用する流体としては、特に制限されないが、例えば、空気やろ過処理された処理済クーラント液等を使用することができる。空気を使用する場合、フィルタを透過する速度が速く、作業性に優れるという効果がある。
【0031】
また、ろ過装置には、フィルタを洗浄する時期を決定するため、フィルタの目詰まりの状態を検知する手段を設けることが好ましい。フィルタの目詰りの状態を検知する手段としては、例えば、フィルタの前後の差圧を測定する圧力スイッチ等が挙げられる。圧力スイッチを用いることにより、差圧が所定の値に上昇すると、目詰りした状態であると判断して、洗浄装置を自動的に作動することができる。
【0032】
その他、ろ過装置には、フィルタの交換時期を決定するため、フィルタの性能を検知する手段を設けてもよい。フィルタの性能を検知する手段としては、例えば、単位時間当たりのろ過処理量を検出する手段等が挙げられる。単位時間当たりのろ過処理量が所定の値まで低下すると、フィルタの性能が低下したと判断して、フィルタの交換時期を決定することができる。
【0033】
また、本発明のクーラント液処理システムは、複数のろ過装置を並列に設置することが好ましい。複数のろ過装置を並列に設置することにより、フィルタ洗浄やフィルタ交換の際にも、運転を停止することなく、洗浄操作や交換操作を実施することができる。
【0034】
＜前処理装置＞
前処理装置６は、クーラント液中のスラッジ量を減量するための装置であり、工作機械１００から排出されたクーラント液が流路Ｌ１を介して一次タンク２に供給される前に設置される。前処理装置６は、スラッジ量を減量できる装置であれば、どのような装置でもよい。例えば、磁力によりスラッジを付着して除去するマグネットセパレータや、貯留槽の底部に沈降したスラッジを掻き寄せて除去するスラッジコンベアや、遠心力によりスラッジを分離除去するサイクロン分離機等が挙げられる。なお、前処理装置６は、これらの装置を単独で使用しても、複数組み合わせて使用してもよい。
前処理装置６は、クーラント液中のスラッジ量を減量するための装置であり、工作機械１００から排出されたクーラント液が流路Ｌ１を介して一次タンク２に供給される前に設置される。前処理装置６は、スラッジ量を減量できる装置であれば、どのような装置でもよい。例えば、磁力によりスラッジを付着して除去するマグネットセパレータや、貯留槽の底部に沈降したスラッジを掻き寄せて除去するスラッジコンベアや、遠心力によりスラッジを分離除去するサイクロン分離機等が挙げられる。なお、前処理装置６は、これらの装置を単独で使用しても、複数組み合わせて使用してもよい。
【0035】
また、本発明のクーラント液処理システム１Ａの運転では、スラッジ除去装置７で処理される処理量は、工作機械１００に供給される処理液の量よりも大きくなるように設定することが好ましい。例えば、二次タンク３から工作機械１００に供給される処理済クーラント液の流量に対する一次タンク２からスラッジ除去装置７に供給されるスラッジ含有クーラント液の流量の比（スラッジ含有クーラント液の流量／処理済クーラント液の流量）は、１以上であり、好ましくは１．２以上であり、より好ましくは１．４以上である。スラッジ含有クーラント液の流量／処理済クーラント液の流量の比を１以上とすることにより、二次タンク３から一次タンク２への循環流が生じるため、一次タンク２内にクーラント液の流れが生じて、スラッジの堆積を抑制することができる。また、二次タンク３の液面が低下して、工作機械１００へのクーラント液の供給が停止するというトラブルも防止することができる。
【0036】
〔第二の実施態様〕
図４には、本発明の第二の実施態様のクーラント液処理システム１Ｂ及び工作機械１００の構造を示す。
第二の実施態様のクーラント液処理システム１Ｂでは、二次タンク３を区画壁１４Ｃ及び区画壁１４Ｄにより分割して、三次タンク３１を設けている。また、三次タンク３１と二次タンク３は、上部で通液が可能な構成となっており、スラッジ除去装置７でスラッジが除去された処理済クーラント液は三次タンク３１に貯留され、次いで、溢流として二次タンク３に流れ込むように構成されている。
このクーラント液処理システム１Ｂによれば、トラブルが生じて連通部８からスラッジを含むクーラント液が二次タンク３側に流入した場合に、スラッジの流入を二次タンク３までで止めることができる。そのため、仮に、スラッジを含むクーラント液が連通部８から二次タンク３側に流れ込んでしまった場合でも、二次タンク３のみを洗浄すれば復旧が可能となる。
図４には、本発明の第二の実施態様のクーラント液処理システム１Ｂ及び工作機械１００の構造を示す。
第二の実施態様のクーラント液処理システム１Ｂでは、二次タンク３を区画壁１４Ｃ及び区画壁１４Ｄにより分割して、三次タンク３１を設けている。また、三次タンク３１と二次タンク３は、上部で通液が可能な構成となっており、スラッジ除去装置７でスラッジが除去された処理済クーラント液は三次タンク３１に貯留され、次いで、溢流として二次タンク３に流れ込むように構成されている。
このクーラント液処理システム１Ｂによれば、トラブルが生じて連通部８からスラッジを含むクーラント液が二次タンク３側に流入した場合に、スラッジの流入を二次タンク３までで止めることができる。そのため、仮に、スラッジを含むクーラント液が連通部８から二次タンク３側に流れ込んでしまった場合でも、二次タンク３のみを洗浄すれば復旧が可能となる。
【0037】
〔第三の実施態様〕
図５には、本発明の第三の実施態様のクーラント液処理システム１Ｃ及び研削盤１０１の概略説明図を示す。
本発明の第三の実施態様のクーラント液処理システム１Ｃでは、スラッジ除去装置として、２つのろ過装置７Ａ及び７Ｂが並列に設置されている。さらに、各ろ過装置７Ａ及び７Ｂには、フィルタの目詰まりを検知する圧力スイッチＳＷ、エアコンプレッサーＡＣから供給された圧縮空気によりフィルタを洗浄する逆洗装置が設けられている。ろ過装置７Ａ及び７Ｂは、交互に運転するように制御され、停止している間に、ろ過装置の洗浄が行われる。フィルタ洗浄により回収されたスラッジは、スラッジコンベア６１に供給されて、系外に排出される。
図５には、本発明の第三の実施態様のクーラント液処理システム１Ｃ及び研削盤１０１の概略説明図を示す。
本発明の第三の実施態様のクーラント液処理システム１Ｃでは、スラッジ除去装置として、２つのろ過装置７Ａ及び７Ｂが並列に設置されている。さらに、各ろ過装置７Ａ及び７Ｂには、フィルタの目詰まりを検知する圧力スイッチＳＷ、エアコンプレッサーＡＣから供給された圧縮空気によりフィルタを洗浄する逆洗装置が設けられている。ろ過装置７Ａ及び７Ｂは、交互に運転するように制御され、停止している間に、ろ過装置の洗浄が行われる。フィルタ洗浄により回収されたスラッジは、スラッジコンベア６１に供給されて、系外に排出される。
【0038】
ろ過装置７Ａ及び７Ｂによりろ過処理された処理済クーラント液は、液採取ボックス９に一時的に集められ、その後、三次タンク３１に供給される。また、液採取ボックス９から三次タンク３１の間の流路Ｌ１４は、流路Ｌ１５が分岐されており、分岐された流路Ｌ１５には、オイルフィーダー１０及び光学的検知手段１１が設けられている。光学的検知手段１１は、処理済クーラント液に含まれる粒子の粒子径や粒子数を検知するための装置であり、ろ過装置で除去するべきスラッジの漏出を検知することができる。スラッジの漏出の有無を判断する方法としては、特に制限されないが、例えば、所定の粒子径（例えば、フィルタの目開きと同じ大きさの粒子径）以上の粒子が検知される場合や、所定の粒子径以上の粒子が設定した粒子数より多くの検知される場合等に、フィルタに破損等が生じていると判断する。オイルフィーダー１０は、流路Ｌ１５の圧力を０．２ＭＰａ以上に加圧するための装置である。これにより、流路Ｌ１５内の圧力の変動による気泡の発生を抑制し、光学的検知手段１１の測定精度を高めることができる。
【0039】
また、本発明の第三の実施態様のクーラント液処理システム１Ｃでは、前処理装置６として、スラッジコンベア６１及びマグネットセパレータ６２を備えている。
スラッジコンベア６１は、使用済クーラント液に含まれるスラッジを沈降分離により分離し、系外へ排出するための装置である。使用済クーラント液は、研削盤１０１から流路Ｌ６を介してスラッジコンベア６１に供給される。また、スラッジコンベア６１には、ろ過装置７Ａ及びろ過装置７Ｂを逆洗浄した際に生じるスラッジも供給される（流路Ｌ１７及び流路Ｌ１８）。スラッジコンベア６１で沈降したスラッジは掻き寄せられて系外へ排出する。上澄みのクーラント液は、流路Ｌ７を介してマグネットセパレータ６２に供給される。なお、スラッジコンベア６１には、液面計Ｓ１が設けられており、クーラント液量の低下などの異常を検知している。
マグネットセパレータ６２は、磁石によりスラッジを回収するための装置である。マグネットセパレータ６２は、略水平方向に軸支された回転ドラム型のマグネットを備えており、回転ドラム型マグネットの略下半分がクーラント液に没している。クーラント液に含まれるスラッジは、回転ドラム型マグネットに付着し、回転ドラム型マグネットを回転させることにより、スラッジを系外に排出することができる。
このように、前処理装置６として、スラッジコンベア６１及びマグネットセパレータ６２を備えることにより、スラッジの含有量を大きく低減することができるため、ろ過装置７Ａ及び７Ｂの負荷を低減することができる。
スラッジコンベア６１は、使用済クーラント液に含まれるスラッジを沈降分離により分離し、系外へ排出するための装置である。使用済クーラント液は、研削盤１０１から流路Ｌ６を介してスラッジコンベア６１に供給される。また、スラッジコンベア６１には、ろ過装置７Ａ及びろ過装置７Ｂを逆洗浄した際に生じるスラッジも供給される（流路Ｌ１７及び流路Ｌ１８）。スラッジコンベア６１で沈降したスラッジは掻き寄せられて系外へ排出する。上澄みのクーラント液は、流路Ｌ７を介してマグネットセパレータ６２に供給される。なお、スラッジコンベア６１には、液面計Ｓ１が設けられており、クーラント液量の低下などの異常を検知している。
マグネットセパレータ６２は、磁石によりスラッジを回収するための装置である。マグネットセパレータ６２は、略水平方向に軸支された回転ドラム型のマグネットを備えており、回転ドラム型マグネットの略下半分がクーラント液に没している。クーラント液に含まれるスラッジは、回転ドラム型マグネットに付着し、回転ドラム型マグネットを回転させることにより、スラッジを系外に排出することができる。
このように、前処理装置６として、スラッジコンベア６１及びマグネットセパレータ６２を備えることにより、スラッジの含有量を大きく低減することができるため、ろ過装置７Ａ及び７Ｂの負荷を低減することができる。
【0040】
また、本発明の第三の実施態様のクーラント液処理システム１Ｃでは、三次タンク３１に、液温調整機Ｈ１、液面計Ｓ３が設置されている。
液温調整機Ｈ１は、研削盤１０１で熱を吸収したクーラント液の温度を低下するための装置である。
液面計Ｓ３は、三次タンク３１の液面が低下した際に、異常を検知し、研削盤１０１へのクーラント液の供給が停止しないように監視するための装置である。
液温調整機Ｈ１は、研削盤１０１で熱を吸収したクーラント液の温度を低下するための装置である。
液面計Ｓ３は、三次タンク３１の液面が低下した際に、異常を検知し、研削盤１０１へのクーラント液の供給が停止しないように監視するための装置である。
【0041】
また、第三の実施態様のクーラント液処理システム１Ｃでは、研削盤１０１の駆動軸を冷却するためのクーラント液を供給する構成として、主軸冷却タンク１０２を備えている。主軸冷却タンク１０２は、一つの槽を区画壁１０２Ｃで区画した二つの槽で構成され、クーラント液が供給される槽１０２Ａに液温調整機Ｈ２を備え、もう一方の槽１０２Ｂには、研削盤１０１にクーラント液を供給するためのポンプＰ７と、クーラント液量の低下等の異常を検知するための液面計Ｓ４を備えている。また、研削盤１０１にクーラント液を供給するための流路Ｌ２０の先端には、サクションフィルタＦを設け、研削盤１０１への異物の混入を防止している。
【0042】
次に、図６～図９を用いて、本発明のクーラント液処理システム１Ｃについて詳細に説明する。図６は、本発明のクーラント液処理システム１Ｃにおける一次タンク２、二次タンク３、三次タンク３１の配置を示した図（図５を上から見た図）である。図７は、図６のａ－ａ方向から見た図であり、図８は、図６のｂ－ｂ方向から見た図であり、図９は、図６のｃ－ｃ方向から見た図である。
【0043】
図６に示すように、一次タンク２は、壁１６Ａ、壁１６Ｆ、壁１６Ｄ及び壁１６Ｅにより区画された一次タンク２Ａと、壁１６Ａ、壁１６Ｂ、壁１６Ｃ及び壁１６Ｄにより区画された一次タンク２Ｂから構成されている。また、二次タンク３は、壁１６Ａ、壁１６Ｃ、壁１６Ｄ及び壁１６Ｅにより区画され、一次タンク２Ａ及び２Ｂの間に配置されている。二次タンク３の略中央底部には、矩形状の筒体からなる連結路１７（図７参照。）が配置され、一次タンク２Ａ及び２Ｂを連結する。そして、連結路１７の天面には、フロート式逆止弁５が設けられ、二次タンク３から連結路１７を介して一次タンク２Ａ及び２Ｂにクーラント液が流入するように構成されている。なお、フロート式逆止弁５は、図３（Ａ）に図示するものと同様に構成されている。
【0044】
三次タンク３１は、壁１６Ａにより一次タンク２Ａ、２Ｂ及び二次タンク３と区画されている。図７に示すように、壁１６Ａの上部に開口１８（斜線部）が設けられ、開口１８から溢流として３次タンク３１から二次タンク３へクーラント液が流入するように構成されている。
【0045】
図６に示すように、一次タンク２Ａ及び２Ｂの壁１６Ａ側には、流路Ｌ１１及びＬ１０が設置されており、一次タンク２Ａ及び２Ｂに貯留されたスラッジ含有クーラント液をポンプＰ４及びＰ５で吸い上げ、ろ過装置７Ａ及び７Ｂ（図５参照。）に供給する。そして、ろ過装置７Ａ及び７Ｂで処理された処理済クーラント液は、流路Ｌ１２～Ｌ１５（図５参照。）を介して三次タンク３１に供給される。
【0046】
また、図６の破線に示すように、一次タンク２Ａ及び２Ｂの上方には、マグネットセパレータ６２が配置されており、壁１６Ｄ側には、マグネットセパレータ６２で処理されたクーラント液を一次タンク２Ａ及び２Ｂに投入するための流路Ｌ８及びＬ９が設置されている。なお、図７～９に示すように、マグネットセパレータ６２は、架台６４を介して、一次タンク２Ａ及び２Ｂの上方に設置されている。
【0047】
図８に示すように、マグネットセパレータ６２の底部には、マグネットセパレータドレン６３が形成されており、マグネットセパレータ６２で処理されたクーラント液は、マグネットセパレータドレン６３に連結した流路Ｌ８及びＬ９を介して一次タンク２Ａ及び２Ｂに流入する。一次タンク２Ａ及び２Ｂに投入されたスラッジ含有クーラント液は、流路Ｌ１０及びＬ１１からの吸い込みにより、流路Ｌ１０及びＬ１１方向へ移送される。
また、図９に示すように、流路Ｌ８（及びＬ９）の下方には、傾斜部１２が形成されており、投入されたスラッジ含有クーラント液の流路Ｌ１０及びＬ１１方向への移送を補助している。
また、図９に示すように、流路Ｌ８（及びＬ９）の下方には、傾斜部１２が形成されており、投入されたスラッジ含有クーラント液の流路Ｌ１０及びＬ１１方向への移送を補助している。
【0048】
次に、クーラント液処理システム１Ｃのクーラント液の処理について説明する。図８に示すようにマグネットセパレータドレン６３から排出されたスラッジ含有クーラント液は、流路Ｌ８及びＬ９を介して一次タンク２Ａ及び２Ｂに投入され、一次タンク２Ａ及び２Ｂに貯められる。一次タンク２Ａ及び２Ｂに貯められたスラッジ含有クーラント液は、ポンプＰ４により流路Ｌ１０を介してろ過装置７Ａに供給され、スラッジが除去される。スラッジが除去された処理済クーラント液は、流路Ｌ１２、液採取ボックス９、流路Ｌ１４及びＬ１５を介して三次タンク３１に流入する。なお、ろ過装置７Ａにスラッジが堆積し、フィルタの差圧が上昇した場合には、ろ過装置７Ａを逆洗し、その間に、ポンプＰ５を稼働して、ろ過装置７Ｂを使用する。
【0049】
ここで、ポンプＰ４の稼働により、一次タンク２Ａ及び２Ｂの液面の位置が下降し、フロート式逆止弁５の浮き子より一次タンク２Ａ及び２Ｂの液面が下がると、浮き子を押し下げ、二次タンク３から一次タンク２Ａに処理済クーラント液が流入する。また、二次タンク３から一次タンク２Ａに処理済クーラント液が流入すると、二次タンク３の液面が低下し、三次タンク３１から処理済クーラント液が二次タンク３に流入する。このように、クーラント液は、一次タンク２Ａ（２Ｂ）から、ろ過装置７Ａ（７Ｂ）、三次タンク３１及び二次タンク３を経て、一次タンク２Ａ（２Ｂ）に循環するように流れることにより、一次タンク２Ａ（２Ｂ）の内部に強い流れが生じてスラッジの堆積を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明のクーラント液処理システムは、クーラント液に含まれるスラッジを除去するための装置として利用することができる。例えば、金属を被削材とする金属研磨加工機械、岩石を被削材する岩石研磨加工機械等におけるクーラント液からスラッジを除去するために利用することができる。
【符号の説明】
【0051】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…クーラント液処理システム、２，２Ａ，２Ｂ…一次タンク、３…二次タンク、３１…三次タンク、４…通液部、５…フロート式逆止弁、５１…浮き子、５２…収容部、５３…流入口、５４…流出口、５５…浮き子保持部、５６…弁部、５７…天面、５８…底部、６…前処理装置、６１…スラッジコンベア、６２…マグネットセパレータ、６３…マグネットセパレータドレン、６４…架台、７…スラッジ除去装置、７Ａ，７Ｂ…ろ過装置、８…連通部、９…液採取ボックス、１０…オイルフィーダー、１１…光学的検知手段、１２…傾斜部、１３…タンク、１４Ａ～１４Ｄ…区画壁、１５…区画壁、１６Ａ～１６Ｆ…壁、１７…連結路、１８…開口、１００…工作機械、１０１…研削盤、１０２…主軸冷却タンク、１０２Ａ，１０２Ｂ…槽、１０２Ｃ…区画壁、Ｌ１～Ｌ２０…流路、Ｐ１～Ｐ７…ポンプ、Ｓ１～Ｓ４…液面計、Ｈ１，Ｈ２…液温調整機、Ｆ…サクションフィルタ、ＡＣ…エアコンプレッサー、ＳＷ…圧力スイッチ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
