JP4291873B1 - 浮遊物・表層液の回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表層の浮遊物を含む表層液の回収が効率よく行え、しかも、構造の簡素化を図ることができる浮遊物・表層液の回収装置を提供する。
【解決手段】上下に伸縮可能な可撓性部材３の上端に、内径を可撓性部材３の内径よりも小径に設定した吸込み口１０を設け、前記吸込み口１０の上端外周に周設した堰板１の下部に、前記可撓性部材３の内部液体を吸い出さないとき、前記吸込み口１０への液の流れ込みがないよう、この吸込み口１０の上端開口を液面より上に出た状態にするフロート２を設け、前記可撓性部材３の内部に流入した液体をこの可撓性部材３の内部に接続した吸込み管５で吸出すようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、異物を含有する液体の表層にある浮遊物を表層液と共に回収する浮遊物・表層液の回収装置に関する。

例えば、工作機械での切削加工に用いられる切削液は、クーラントタンクに回収し、研削屑、研磨屑、切削屑の沈殿したものや、液面表層に浮遊する研削屑、研磨屑、切削屑や油を分離する装置に送り込む事で、加工精度を高め、クーラント液のリサイクルを行っている。

従来の浮遊物・表層液の回収装置は、液体を収納する液槽内に蛇腹筒からなる可撓性部材を配置し、この可撓性部材の内部で上部の位置にフロート本体を設け、前記フロート本体の上端が可撓性部材の上面から突出し、その上面がフロート本体と一体の堰板となり、フロート本体の中心を上下に貫通する液体流入口に吸込み管を挿入した構造になっている（例えば、特許文献１参照）。

このような回収装置は、ポンプの起動により可撓性部材の内部に満たした液体を吸込み管で吸出すと、可撓性部材の内部液体の液面が低下することで、フロート本体が下降して可撓性部材が縮み、堰板が外部液中に沈むことで、外部液体の表層が堰板の上面から液体流入口を通って可撓性部材の内部に流入し、可撓性部材の内部に液体が流入して液面が上昇すると、フロートが上昇して堰板を押上げ、外部液体の流入を停止することになる。

また、別の回収装置は、液体を収納する液槽内に蛇腹筒からなる可撓性部材を配置し、この可撓性部材の上端部開口の周囲に、上面が堰板となる浮き部材と錘部材を固定し、可撓性部材の内部に上端の開口から吸込み管を挿入した構造になっている（例えば、特許文献２参照）。

このような回収装置は、ポンプの起動により可撓性部材の内部に満たした液体を吸込み管で吸出すと、可撓性部材の液面が下がることで、可撓性部材が縮んでフロート本体が下降し、堰板が外部液中に沈むことで、外部液体の表層が堰板の上面から液体流入口を通って可撓性部材の内部に流入し、可撓性部材の内部に液体が流入して液面が上昇すると、フロートが上昇して堰板を押上げ、外部液体の流入を停止することになる。
特開平６−２６０２８号公報 特表２００３−５２７９５６号公報

ところで、前者の回収装置は、可撓性部材の内部液面の変化で堰板を上下動させるため、可撓性部材の内部にフロート本体を収納する必要があり、このため、回収装置の全体構造が複雑になり、しかも、フロート本体と堰板が一体構造になっているので、構造的に浮力調整が困難となり、比重が異なる液体に対する対応や表層液の回収流量の調整に難がある。

また、後者の回収装置は、蛇腹筒からなる可撓性部材に上面が堰板となる浮き部材と錘部材を固定し、浮き部材の重量と錘部材の浮力によってバランスを保ち、可撓性部材内の液面の変化による錘部材の浸漬の変動によって表層液を回収するので、浮力調整には浮き部材の重量と錘部材の浮力を調整しなければならず、比重が異なる液体に対する対応や表層液の回収流量の調整が困難であるという問題がある。

そこで、この発明の課題は、上記のような問題点を解決するため、可撓性部材の内部液体を吸引することによって発生する負圧を用いて表層液を回収するようにし、表面の浮遊物を含む表層液の回収が少吐出量のベローズやダイヤフラム形の容積ポンプで行え、また、比較的吐出量が多い渦巻ポンプを使用する場合には、吸込み管を分岐することで、可撓性部材の吸込み口から液体と空気を吸込んでも、もう一方の吸込み口から液を吸込んでいるため、ポンプとしては安定的に負圧を発生することができ、堆積物と浮遊物の両方を同時に処理でき、しかも、構造の簡素化を図ることができる浮遊物・表層液の回収装置を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、この発明は、槽内の液体中に浸漬状態で配置する伸縮可能な可撓性部材の上端吸込み口を、この可撓性部材の内径よりも小径に設定し、前記吸込み口の上端外周に堰板を周設し、前記吸込み口の外周で堰板の下部に、前記可撓性部材の内部液体を吸い出さないとき、前記吸込み口への液体の流れ込みがないよう、この吸込み口の上端開口を液面より上に位置させるフロートを設けて形成された回収装置と、前記槽内の液体を吸い出すためのポンプとを用い、前記ポンプは吸込み管を複数に分割し、一方吸込み管で、前記可撓性部材の内部に流入させた液体を吸出すことにより、可撓性部材の内部に生じる負圧の変化で前記フロートを液面に対して浮上又は沈降させ、他方吸込み管で槽内の液体や堆積物を吸込むようにしたものである。

上記可撓性部材の内部に発生する負圧を調整するため、上記ポンプの吐出側又は他方吸込み管に調整弁を設けたものである。

ここで、上記可撓性部材は、上下に伸縮可能な筒状の蛇腹を用いて形成され、その上端に設けた吸込み口は、内径が可撓性部材の内径よりも小径に設定された円筒に形成され、この吸込み口の下端に連成した下部広がりのテーパーフランジに可撓性部材の上端が水密に固定され、前記吸込み口の上端部外周に、水平に張り出す円形フランジ状の堰板が一体に設けられ、この堰板の上面が外周縁から中央の吸込み口に向けて下がり勾配の傾斜面になっている。

上記堰板の傾斜面上には、吸込み口に対して接線方向の配置となる複数枚の整流板が起立状に設けられ、堰板が液中に下降した場合に、外周縁から中央の吸込み口に向けて流れる液体に整流板で旋回流を生じさせ、吸込み口に流入する液体に旋回を与えることでその中心に空気柱を形成させ、可撓性部材の内部空気をこの空気柱で外部に流出させることにより、可撓性部材の内部における液体と空気の置換を円滑にし、可撓性部材の内部に液体が速やかに流れ込むようにしている。

また、上記フロートは、例えば、吸込み口の外側に外嵌する内径と堰板と同様の外径を有する円筒状に形成され、このフロートは堰板の下面に重なるように取付けられ、可撓性部材の自然状態で堰板を液面の上に位置させると共に、可撓性部材の内部液体が吸出されることにより、可撓性部材の内部に発生する負圧によって可撓性部材が収縮することで、堰板が液中に浸漬するような浮力に設定されている。

この発明によると、槽内の液体中に浸漬状態で配置する可撓性部材の上端に設けた吸込み口を可撓性部材の内径よりも小径に設定し、前記吸込み口の上端外周に周設した堰板の下部にフロートを取付けた回収装置と、前記槽内の液体を吸い出すためのポンプとを用い、前記ポンプは吸込み管を複数に分割し、一方吸込み管で、前記可撓性部材の内部に流入させた液体を吸出すことにより、可撓性部材の内部に生じる負圧の変化で前記フロートを液面に対して浮上又は沈降させ、他方吸込み管で槽内の液体や堆積物を吸込むようにしたので、前記可撓性部材の内部液体を吸引することにより発生する負圧により、異物を含有する液体の表層にある浮遊物を表層液と共に回収することができ、可撓性部材の内部圧力の変化に追従して堰板が昇降することで表層液の回収が効率よく行えると共に、槽内の液体や堆積物も回収することができる。

また、吸込み口の外周で堰板の下部にフロートを取付けたので、全体の構造を簡素化できる。しかも、フロートの取換えも可能な構造になるので、比重が異なる液体に対する浮力調整や堰板の沈み込みの深さ、スピードの調整が行え、浮遊物をより効率的に回収できる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１乃至図５は、回収装置の実施の形態を示し、例えば、クーラントタンクに貯留したクーラント液の表層に浮遊する研削屑や研磨屑、切削屑を、ポンプで表層液と共に吸引して、液体と屑を分離する装置に送り込むためのものであり、回収装置は、上端部外周に堰板１が設けられ、この堰板１の下面にフロート２を固定した伸縮可能な可撓性部材３と、前記可撓性部材３の下端を閉鎖する下部基板３ａに先端を取付け、この可撓性部材３の内部と連通するように接続した吸込み管５とで形成され、前記吸込み管５の後端がポンプ６の吸引口に接続されている。

上記可撓性部材３は、例えば、回収したクーラント液ａを貯留するクーラントタンク７の内部に、上端の堰板１がフロート２の浮力により液面の変動に追従して上下動するよう、クーラント液ａに浸漬する配置となり、また、ポンプ６もクーラント液ａに浸漬するよう配置される。このポンプ６は、図示の場合、渦巻ポンプを用いている。

なお、クーラントタンク７の内部で、流入管８によってこのクーラントタンク７に回収後のクーラント液ａが流入する部分に、大きな異物を除去するためのスクリーン９が設けてある。

上記可撓性部材３は、非透水性の材料を用い、上下に伸縮自在となる円筒状の蛇腹で形成され、その上端に形成した円筒状の吸込み口１０は、その内径が可撓性部材３の内径よりも小径に設定されている。

上記吸込み口１０は、図３のように、可撓性部材３とは別部材となる円筒部材１０ａよって形成され、この円筒部材１０ａの下端に連成した下部広がりのテーパーフランジ１１に可撓性部材３の上端を水密に固定し、前記円筒部材１０ａの上端部外周に、可撓性部材３の外径よりも少し大径で水平に張り出す円形フランジ状の堰板１が一体に設けられ、この堰板１の上面が外周縁から中央の吸込み口に向けて下がり勾配の傾斜面１２になっている。

上記堰板１の傾斜面１２上には、図３（ｂ）のように、吸込み口１０に対して接線方向の配置となる複数枚の整流板１３が起立状に設けられ、堰板１がクーラント液ａの中に下降した場合に、傾斜面１２上を外周縁から中央の吸込み口１０に向けて流れるクーラント液ａに整流板１３で旋回流を生じさせるようにしている。

この整流板１３は、吸込み口１０に向けて流入するクーラント液に旋回を与えることで、吸込み口１０に流入するクーラント液ａの中心に外気と通じる空気柱を形成させ、可撓性部材３の内部空気をこの空気柱で外部に流出させることにより、可撓性部材３の内部におけるクーラント液ａと空気の置換を円滑にし、可撓性部材３の内部にクーラント液ａが速やかに流れ込むようにしている。

上記フロート２は、内部が吸込み口１０となる円筒部材１０ａの外側に外嵌する内径と堰板１と略同様の外径を有する円筒状に形成され、このフロート２は堰板１の下面に重なるように取付けられ、可撓性部材３の内部が自然状態で堰板１を液面ａの上に位置させると共に、可撓性部材３の内部をクーラント液ａで満たした状態で、上記吸込み管５により内部クーラント液ａを吸引すると、可撓性部材３の内部の内部に負圧が発生し、この負圧によって前記可撓性部材３が収縮することで、堰板１がクーラントタンク７内に貯留したクーラント液ａの中に浸漬するような浮力に設定されている。

図４（ａ）と（ｂ）は、フロート２の浮力の選択が自在に行えるようにするための吸込み口１０の構造を示し、円筒部材１０ａを上円筒部材１０ａ１と下円筒部材１０ａ２に二分して嵌め合わせによる接続構造とし、両者をビス１４で分離可能に接続するようにし、上円筒部材１０ａ１の上端に堰板１を設けると共に、下円筒部材１０ａ２の下端にテーパーフランジ１１が設けられている。

上記上円筒部材１０ａ１と下円筒部材１０ａ２を分離できることにより、フロート２は、図４（ａ）のように、上下の長さを長くした浮力の大きなものと、図４（ｂ）のように、上下の長さを短くした浮力の小さなもののように、外径や厚さを変えることで、浮力の選択が可能になり、比重が異なる液体に対する浮力の調整が行えることになる。

図１に示す第１の例の回収装置は、クーラントタンク７内の底部に設置したポンプ６の吸引口１５と可撓性部材３を接続する吸込み管５が、直線部と立上がり部からなり、立上がり部の上向き先端に可撓性部材３を接続し、直線部の下面に別の吸込み口１６を設け、クーラントタンク７内の底部堆積物をクーラント液ａと共に吸引するようにし、吸込み管５の先端吸込み口が可撓性部材３内のクーラント液と空気を吸込んでも、ポンプ６としては安定的に負圧を発生することができるようにしている。

また、上記ポンプ６の吐出口１７に、吸引したクーラント液を浮遊物や堆積物の分離装置に送り込むための吐出管１８が接続され、クーラントタンク７の外部に導き出されたこの吐出管１８の途中に、可撓性部材３の内部に発生する負圧を調整するための調整弁１９が設けられている。

図２に示す第２の例の回収装置は、クーラントタンク７内の底部に設置したポンプ６の吸引口１５に後端を接続した吸込み管５を途中で複数の分割吸込み管５ａと５ｂに分割し、一方の分割吸込み管５ａは、上向きに立上がり、その上向き先端に可撓性部材３が下部基板３ａを介して接続されている。
また、他方の分割吸込み管５ｂは、上向きに屈曲する先端開口がクーラントタンク７内に貯留したクーラント液ａの中間層を吸引し、一方の分割吸込み管５ａが可撓性部材３内のクーラント液と空気を吸込んでも、ポンプ６としては安定的に負圧を発生することができるようにしている。

また、ポンプの吐出口１７に、吸引したクーラント液を浮遊物や堆積物の分離装置に送り込むための吐出管１８が接続され、上記他方の分割吸込み管５ｂにおける立上がり部の先端に、可撓性部材３の内部に発生する負圧を調整するための調整弁１９が設けられている。

なお、何れの例においても、可撓性部材３の下端部に設けた下部基板３ａの位置が吸込み管５や一方の分割吸込み管５ａの上端によって、位置決めとなるよう固定保持されることになる。

この発明の実施の形態の回収装置は、上記のような構成であり、図１と図２のように、クーラントタンク７内に貯留したクーラント液ａに、可撓性部材３とポンプ６が浸漬した吸出し前の状態では、可撓性部材３の内部に、別の吸込み口１６や他方の分割吸込み管５ｂの先端吸込み口からクーラント液ａが流入し、また、ポンプ６のポンプ室もクーラント液ａで満たされることになり、図５（ａ）のように、フロート２の浮力で可撓性部材３は引き上げられて伸長し、堰板１はクーラント液ａの液面上に位置しているので、堰板１上から吸込み口１０を介して可撓性部材３内へのクーラント液ａの流入はない。

クーラントタンク７内に貯留したクーラント液ａの浮遊物を表層液と共に回収するには、可撓性部材３の内部にクーラント液ａが満たされた状態でポンプ６を作動させると、吸込み管５を介して可撓性部材３の内部クーラント液ａが吸引され、内部クーラント液ａの液面が低下し、可撓性部材３はその内径よりも上端の吸込み口１０が小径に設定されているので、可撓性部材３の内部に負圧が発生し、可撓性部材３が収縮して堰板１が液面よりも沈むことになり、図５（ｂ）で示したように、クーラント液ａの表層液が堰板１の上面から吸込み口１０を通って可撓性部材３の内部に流れ込む。

可撓性部材３の内部にクーラント液ａが流れ込むことで、図５（ｃ）のように、可撓性部材３内の液面が上昇すると、可撓性部材３内の負圧が減圧され、フロート２の浮力によって堰板１はクーラント液ａの液面よりも上になり流れ込みを停止する。

このように、可撓性部材３の内部クーラント液ａを吸込み管５を介してポンプ６で吸引すると、可撓性部材３は内部の負圧とフロート２の浮力で伸縮し、堰板１をクーラント液ａの液面に対して上下に浮上、沈降動させ、クーラント液ａの表層液を断続的に流入させることで、ポンプ６はクーラント液ａの表層液を連続的に取出すことができ、ポンプ６で吸引されたクーラント液ａは、吐出管１８で浮遊物や堆積物の分離装置に送り込まれることになる。

上記のようなクーラント液ａの表層液の取出しにおいて、図１に示した第１の例では、吸込み管５の途中に設けた吸込み口１６で、クーラント液ａの下部堆積物を同時に吸引して回収することができる。

また、図２に示した第２の例では、吸込み管５の他方分岐吸込み管５ｂの先端である吸込み口で、クーラント液ａの中間層を同時に吸引して回収することができる。

上記堰板１がクーラントタンク７内のクーラント液ａに沈降し、堰板１の上面から吸込み口１０に向けてクーラント液ａが流入する場合に、堰板１の傾斜面上に整流板１３が起立状に設けてあるので、吸込み口１０に流入する液体の中心に外気と通じる空気柱を形成させ、可撓性部材３の内部における液体と空気の置換を円滑にし、可撓性部材３の内部にクーラント液ａが速やかに流れ込むことになる。

この発明に係る回収装置の実施の形態における第１の例を示す縦断面図 この発明に係る回収装置の実施の形態における第２の例を示す縦断面図 （ａ）は回収装置における可撓性部材と堰板及びフロートの構造を示す拡大した縦断正面図、（ｂ）は堰板の平面図 （ａ）は回収装置における吸込み口のフロート取付け構造において、浮力の大きなフロートを取付けた状態を示す拡大した縦断正面図、（ｂ）は同じく浮力の小さなフロートを取付けた状態を示す拡大した縦断正面図 この発明の実施の形態における回収装置における可撓性部材の作動状態を示し、（ａ）は可撓性部材の堰板が液面上に位置する状態の断面図、（ｂ）は内部の液体が吸出されて堰板が液中に沈降した状態の断面図、（ｃ）は可撓性部材の中に液体が流入して液面上に堰板が浮上する状態の断面図

符号の説明

１ 堰板
２ フロート
３ 可撓性部材
５ 吸込み管
６ ポンプ
７ クーラントタンク
８ 流入管
９ スクリーン
１０ 吸込み口
１０ａ 円筒部材
１１ テーパーフランジ
１２ 傾斜面
１３ 整流板
１４ ビス
１５ 吸引口
１６ 吸込み口
１７ 吐出口
１８ 吐出管
１９ 調整弁

Claims (2)

1. 槽内の液体中に浸漬状態で配置する伸縮可能な可撓性部材の上端吸込み口を、この可撓性部材の内径よりも小径に設定し、前記吸込み口の上端外周に堰板を周設し、前記吸込み口の外周で堰板の下部に、前記可撓性部材の内部液体を吸い出さないとき、前記吸込み口への液体の流れ込みがないよう、この吸込み口の上端開口を液面より上に位置させるフロートを設けて形成された回収装置と、前記槽内の液体を吸い出すためのポンプとを用い、
   前記ポンプは吸込み管を複数に分割し、一方吸込み管で、前記可撓性部材の内部に流入させた液体を吸出すことにより、可撓性部材の内部に生じる負圧の変化で前記フロートを液面に対して浮上又は沈降させ、他方吸込み管で槽内の液体や堆積物を吸込むようにした浮遊物・表層液の回収装置。
2. 上記可撓性部材の内部に発生する負圧を調整するため、上記ポンプの吐出側又は他方吸込み管に調整弁を設けた請求項１に記載の浮遊物・表層液の回収装置。

Images