WO2014024664A1

WO2014024664A1 - 分離槽及び液体浄化装置

Info

Publication number: WO2014024664A1
Application number: PCT/JP2013/069656
Authority: WO
Inventors: 竜郎下山
Original assignee: Ｃｋｄ株式会社
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2014-02-13
Also published as: CN104520065A; TW201406441A; JP2014034081A

Abstract

　分離槽は、クーラント液を上流から下流に流動させる非直線状かつ上方において開放された流路部（３２）と、流路部（３２）からクーラント液を溢流させる第１凹部（８０）とを有する第１分離部（２８）と、第１分離部（２８）に隣接して設けられ、第１凹部（８０）を経て第１分離部（２８）から溢流したクーラント液を受け入れて貯留すると共に、貯留したクーラント液を溢流させる第２凹部（８４）を有する第２分離部（３３）と、第２分離部（３３）に隣接して設けられ、第２凹部（８４）を経て第２分離部（３３）から溢流した油をクーラント液から分離して回収する油回収槽（３５）とを備える。

Description

分離槽及び液体浄化装置

　本発明は、液体から油や浮遊粒子状物質などの浮遊性異物を分離する分離槽及びこの分離槽を備える液体浄化装置に関する。

　対象物に対してクーラント液を供給しながらその対象物を加工（例えば切削または研削）する工作機械が従来知られている。クーラント液は、対象物の冷却、刃具と対象物との間の潤滑性の向上、又は対象物からの切削屑又は研削屑の除去のために使用される。こうした工作機械においては、クーラント液の使用量及び廃棄量を低減するために、クーラント液の使用期間を長くすることが望まれている。しかしながら、使用済みのクーラント液は、対象物からの微細な切削屑又は研削屑、及び工作機械に用いられる潤滑油等の浮遊性異物を含有する場合がある。そのような浮遊性異物がクーラント液の腐敗を促進することにより、クーラント液が徐々に汚染されてしまうという問題があった。そこで、近年では、使用済みクーラント液の浄化装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

　特許文献１に開示のクーラント液浄化装置は、使用済みのクーラント液を濾過する濾過槽を有する。この濾過槽内には、クーラント液が流れる空間を上流側と下流側とに仕切る仕切り板が設けられている。この濾過槽では、クーラント液は仕切り板の下端部と濾過槽の底部との間の隙間を通過する。そのため、クーラント液に含まれる切削屑や油等の浮遊性異物が濾過槽の上流側から下流側に移動することが仕切り板によって規制される。

特開２００６－８８２４０号公報

　上記のクーラント液浄化装置における濾過槽では、仕切り板によって塞き止められた浮遊性異物がクーラント液の表面に蓄積する。そのため、クーラント液浄化装置が長期間稼動されず、したがって濾過槽内のクーラント液が長期間流動しない場合には、濾過槽内のクーラント液が浮遊性異物によって大気と遮断される。このことは、クーラント液中の溶存酸素量の低下及び濾過槽の底部への切削屑の堆積を引き起こす。その結果、堆積した切削屑を栄養源として、嫌気性細菌がクーラント液中で増殖する。これにより、クーラント液の腐敗が進行し、クーラント液の使用期間が短くなるという問題があった。

　本発明の目的は、浮遊性異物に起因する液体の汚染を抑制する分離槽及び液体浄化装置を提供することにある。

　本発明の一態様によれば、工作機械による対象物の加工の際に用いられる液体中に含まれる浮遊性異物を前記液体から分離する分離槽が提供される。その分離槽は、前記液体を上流から下流に流動させる流路部と、前記流路部から前記液体を溢流させる第１溢流部とを有する第１分離部であって、前記流路部は非直線状であると共に前記流路部の上方が開放された第１分離部と、前記第１分離部に隣接して設けられ、前記第１溢流部を経て前記第１分離部から溢流した液体を受け入れて貯留する第２分離部であって、貯留した前記液体の表面に浮遊する前記浮遊性異物を溢流させる第２溢流部を有する第２分離部と、前記第２分離部に隣接して設けられ、前記第２溢流部を経て前記第２分離部から溢流した前記浮遊性異物を前記液体から分離して回収する第３分離部とを備える。

　前記第２分離部は、前記第１分離部よりも平面視における面積が小さいことが好ましい。

　上記分離槽は、前記第１分離部の前記流路部における前記液体の液位調整部を更に備えることが好ましい。

　上記分離槽は、前記第２分離部に隣接して設けられた第４分離部であって、前記浮遊性異物から分離されて前記第２溢流部とは異なる部位を経て前記第２分離部から排出される前記液体を回収する第４分離部と、前記第４分離部と前記第２分離部との間の仕切り壁と、前記仕切り壁に設けられ、前記第４分離部と前記第２分離部とを連通させる連通部と、前記連通部に設けられ、前記連通部を選択的に閉鎖及び開放する切り替え弁とを更に備え、前記切り替え弁は、前記第２分離部内の液体の表面が前記第２溢流部を経て前記第３分離部に溢れ出る高さに達した時に、閉鎖位置から開放位置に変位することが好ましい。

　前記連通部は前記第２分離部側に向かって開放された開口及び前記第４分離部に向かって開放された開口を有し、かつ、前記切り替え弁は、前記第２分離部内の液体の表面に浮遊するように構成されたフロート体と、前記フロート体に連結された弁体とを有し、前記弁体は、前記フロート体の上下動に従って前記連通部の前記第２分離部に向かって開放された開口を閉鎖する閉鎖位置及び前記開口を開放する開放位置との間で変位することが好ましい。

　本発明の別の態様によれば、液体浄化装置が提供される。その液体浄化装置は、工作機械による対象物の加工の際に用いられる液体を収容する収容部と、前記収容部から供給される液体を受容する上記の分離槽と、前記分離槽において浮遊性異物から分離された液体を前記分離槽から前記収容部に還流させる還流路とを備える。

　浮遊性異物に起因する液体の汚染を抑制することができる。

第１の実施形態の浄化装置の配管構成を示す模式図。第１の実施形態の浄化装置におけるクーラント液及び浮遊性異物の流れを示す模式図。第１の実施形態の浄化装置において、一次フィルタが逆洗される際のクーラント液の流れを示す模式図。第１の実施形態の回収装置の斜視図。第１の実施形態の回収装置の正断面図。第１の実施形態の回収装置の横断面図。第１の実施形態の分離槽の斜視図。第１の実施形態の分離槽を模式的に示す断面図。（ａ）はフロート弁が閉鎖位置にある状態の分離槽を模式的に示す要部拡大図、（ｂ）はフロート弁が開放位置にある状態の分離槽を模式的に示す要部拡大図。回収装置による浮遊性異物の回収を示す模式図であって、（ａ）は浮遊性異物が回収装置の受け皿に受け入れられる前の状態を示し、（ｂ）は浮遊性異物が受け皿に受け入れられている最中の状態を示し、（ｃ）は浮遊性異物が受け皿に受け入れられた後の状態を示す。フロート部材が上に移動する際の平行リンク機構の動きを示す模式図であって、（ａ）はフロート部材が移動する前の平行リンク機構の状態を示し、（ｂ）はフロート部材が移動した後の平行リンク機構の状態を示す。分離槽においてクーラント液から油が分離されるメカニズムを示す模式図であって、（ａ）は流路部を流動するクーラント液の表面に油が浮上した状態を示し、（ｂ）はクーラント液及び油が流路部から第２分離部に溢流する時の状態を示し、（ｃ）は図１２（ｂ）に示す状態からクーラント液及び油が更に溢流した状態を示し、（ｄ）は油が第２分離部から溢流する時の状態を示し、（ｅ）は油が第２分離部から溢流した後の状態を示す。第２の実施形態の浄化装置の配管構成を示す模式図。第２の実施形態の浄化装置において、一次フィルタが逆洗される際のクーラント液の流れを示す模式図。

　（第１の実施形態）
　図１に示すように、第１の実施形態における浄化装置１０は、工作機械１１による対象物の切削加工の際に対象物を冷却するために用いられるクーラント液を浄化するための装置である。浄化装置１０は、クーラント液の収容部の一例としてのリザーバ１２と、リザーバ１２内のクーラント液を浮遊性異物と共に回収する回収装置１３と、回収装置１３によって回収された浮遊性異物からクーラント液を分離する分離槽１４とを有する。

　リザーバ１２は、隔壁１５によって第１領域１６と第２領域１７とに仕切られている。隔壁１５の高さ方向の途中には、第１領域１６と第２領域１７とを連通させる連通部１８が形成されている。

　リザーバ１２の第１領域１６には、供給路２０の上流端が挿入される。供給路２０の下流端は工作機械１１に接続される。リザーバ１２の第１領域１６内のクーラント液は、供給路２０の途中に配置された加圧ポンプ１９の駆動に伴って供給路２０を通じて工作機械１１に供給される。

　工作機械１１において用いられた使用済みのクーラント液は、排出路２１を通じてリザーバ１２の第２領域１７に排出される。使用済みのクーラント液には、対象物からの切削屑及び工作機械１１に用いられる潤滑油等の浮遊性異物が混入している。リザーバ１２の第２領域１７から第１領域１６への浮遊性異物の移動は隔壁１５によって規制される。

　リザーバ１２の第１領域１６及び第２領域１７はそれぞれ１つの回収装置１３を備える。各回収装置１３には供給路２４の上流端が接続され、供給路２４の下流端は一次フィルタ２５に接続される。供給路２４の途中には第１三方弁２２及び第２三方弁２３が直列に配置される。一次フィルタ２５には更に供給路２７の上流端が接続される。供給路２７の途中には第３三方弁２６が配置される。供給路２７の下流端は分離槽１４の第１分離部２８に設けられた二次フィルタ２９に接続される。供給路２７は、一次フィルタ２５と第３三方弁２６との間に更に加圧ポンプ３０を備える。本実施形態では、加圧ポンプ３０の駆動方向を切り換えることにより、クーラント液を上流から下流への順方向、及び、下流から上流への逆方向の双方向に送出することができる。また、第２三方弁２３と二次フィルタ２９との間には分岐路３１が配置されている。

　分離槽１４は、二次フィルタ２９を通過したクーラント液を受容する流路部３２を有する第１分離部２８と、流路部３２から排出されるクーラント液を受容する第２分離部３３と、第２分離部３３から油と分離されて排出されるクーラント液を回収するクーラント液回収槽３４（第４分離部）と、第２分離部３３から排出される油を回収する油回収槽３５（第３分離部）とを有する。クーラント液回収槽３４は、還流路３６を介してリザーバ１２の第１領域１６に接続される。油回収槽３５は、排出路３７を介して廃油容器３８に接続される。

　図２に示すように、本実施形態では、工作機械１１から排出されるクーラント液（図２では実線の矢印で示す）は、油（図２では破線の矢印で示す）、小さい切削屑（図２では一点鎖線の矢印で示す）、及び、大きい切削屑（図２では二点鎖線の矢印で示す）を浮遊性異物として混入した状態で、リザーバ１２の第２領域１７に排出される。リザーバ１２の第２領域１７から送出されるクーラント液に含まれる浮遊性異物のうち、大きい切削屑は一次フィルタ２５によって捕捉される。一次フィルタ２５を通過して分離槽１４に送出された浮遊性異物のうち、小さい切削屑は分離槽１４の二次フィルタ２９によって捕捉される。

　二次フィルタ２９を通過したクーラント液に含まれる油は、流路部３２から第２分離部３３に送出される。第２分離部３３においてクーラント液及び油は互いに分離され、クーラント液がクーラント液回収槽３４に送出されると共に、油が油回収槽３５に送出される。クーラント液回収槽３４に回収されたクーラント液はリザーバ１２の第１領域１６に還流される。油回収槽３５に回収された油は廃油容器３８に回収される。

　本実施形態のクーラント液浄化装置１０を長期間に亘って稼動させた場合には、一次フィルタ２５に捕捉された大きい切削屑に起因する一次フィルタ２５の目詰まりが生じることがある。この場合、図３に示すように、加圧ポンプ３０が第１分離部２８の流路部３２内のクーラント液を供給路３９及び供給路２７を通じて逆方向すなわち下流から上流へ送出することにより、一次フィルタ２５が逆洗される。一次フィルタ２５の逆洗に用いられたクーラント液は、第２三方弁２３及び分岐路３１を通じて二次フィルタ２９に排出される。

　次に、回収装置１３の構成について説明する。

　図４～図６に示すように、回収装置１３は、リザーバ１２に対して平行リンク機構４０を介して取り付けられている。平行リンク機構４０は、リザーバ１２の内側面に取り付けられた第１ブラケット４１を有する。第１ブラケット４１には、垂直方向に間隔をおいて互いに平行に配置される一対のリンク４２の一端が固定ボルト４３によって回転可能に取り付けられている。一対のリンク４２の他端は、第１流路部材の一例としての排出パイプ４４の外面に取り付けられた第２ブラケット４５に対して固定ボルト４６によって回転可能に取り付けられている。

　一対のリンク４２のうちの一方（本実施形態では上側）には、リンク４２の長手方向の途中にアーム４７の基端が連結されている。アーム４７は、リンク４２の長手方向に対して斜めに交差し、リンク４２に対して移動不能に固定されている。アーム４７の先端にはバランサ４８が取り付けられている。

　排出パイプ４４は、中空の略円筒状である。排出パイプ４４の下端は、上方に開口した有底略円筒状の連結部材５０の内側に嵌合されている。連結部材５０の内側に嵌合される部分の排出パイプ４４の側壁には、排出パイプ４４を貫通する２つの連通孔５１が形成されている。これらの連通孔５１は、排出パイプ４４の直径方向に対向する位置に配置されている。連結部材５０の側壁には、排出パイプ４４の連通孔５１と対応する位置に貫通孔５２が形成されている。すなわち、排出パイプ４４の連通孔５１は、連結部材５０の貫通孔５２と連通している。連結部材５０の底面は下方に突出する凸部５３を備え、この凸部５３がフロート部材５４に設けられた凹溝５５と嵌合している。

　フロート部材５４は、中空の略直方体状である。フロート部材５４の長手方向の一端側の上面には受け皿５６がフロート部材５４と一体形成されている。受け皿５６は、上方に開口した凹部５７を有し、この凹部５７の内面は椀状に滑らかに湾曲している。凹部５７の縁５７ａは、フロート部材５４の短手方向の一方側（図５では左側）から他方側（図５では右側）に向けて下り勾配となるように、フロート部材５４の上面に対して傾斜している。凹部５７の最深部には凹溝５５が形成されている。連結部材５０の凸部５３がフロート部材５４の凹溝５５に嵌合された時、排出パイプ４４の連通孔５１及び連結部材５０の貫通孔５２は、凹部５７の最深部と同一の高さに位置決めされる。

　排出パイプ４４の上端部には、略Ｌ字状に屈曲した継手６０を介して、第２流路部材の一例として弾性材料からなる可撓性の排出ホース６１が接続されている。すなわち、排出ホース６１のうち、継手６０に接続された部分は水平に延びている。

　次に、分離槽１４の構成について説明する。

　図７及び図８に示すように、分離槽１４は、上方に開口した有底略矩形状の筐体７０を備える。筐体７０は、その短手方向Ｘにおける略中央に、短手方向Ｘと直交するように配置された仕切り壁７１を有する。仕切り壁７１によって仕切られた筐体７０内の２つの空間のうちの一方（図７では左側）が第１分離部２８を構成している。

　第１分離部２８は、上方に開口した有底略矩形状の受け部材７２を有する。受け部材７２は二次フィルタ２９を収容する。供給路２７の下流端を構成する排出パイプ７３の排出口と、分岐路３１の下流端を構成する排出パイプ７４の排出口とは、排出パイプ７３及び排出パイプ７４から排出されるクーラント液が受け部材７２内に入るように位置決めされる。排出パイプ７３及び排出パイプ７４から受け部材７２内にクーラント液が排出されると、クーラント液中の小さい切削屑が二次フィルタ２９によって捕捉される。一方で、クーラント液中の油は、二次フィルタ２９によって捕捉されることなくクーラント液と一緒に二次フィルタ２９を通過した後、受け部材７２の底面に形成された排出孔７５（図８参照）を通じて受け部材７２の下方に排出される。

　受け部材７２の下方には案内板７６が設けられている。案内板７６は、第１分離部２８の長手方向Ｙの寸法と略同一の幅寸法を有し、第１分離部２８における受け部材７２の下方に位置する空間領域を上下に仕切っている。案内板７６は、第１分離部２８の短手方向Ｘにおいて、仕切り壁７１に近い基端から、反対側の先端に向かって下り勾配となるように、水平方向に対して傾斜している。受け部材７２から排出されたクーラント液及び油は、案内板７６の上面に沿って流下した後に、案内板７６の下方に設けられた流路部３２に流入する。

　流路部３２には、複数（本実施形態では７つ）の傾斜板７７が第１分離部２８の底面から斜め上方に向けて互いに平行に延びている。これらの傾斜板７７は、上端から下端に向かい、内方から外方へ傾斜している。各傾斜板７７の上部又は下部には、傾斜板７７の厚み方向に貫通穴７８が形成されている。流路部３２には、上部に貫通穴７８が形成されている傾斜板７７と、下部に貫通穴７８が形成されている傾斜板７７とが、第１分離部２８の短手方向において交互に配置されている。すなわち、隣り合う２つの傾斜板７７に形成された貫通穴７８は、垂直方向に間隔をおいて配置されている。流路部３２に設けられた傾斜板７７のうち、最も上流に位置する傾斜板７７の上端部は案内板７６の下面に連結される。他の傾斜板７７の上端部は、案内板７６の下面から垂直方向に距離をおいて配置されている。そのため、流路部３２の上方は開放されている。

　流路部３２における下流端部位の内面の一部は仕切り壁７１によって構成されている。仕切り壁７１の長手方向Ｙの一端には、矩形状の切り欠き部７９が形成されている。この切り欠き部７９の下縁は矩形状の第１凹部８０を画定する。第１凹部８０の底面は、切り欠き部７９の下縁における他の部分よりも低い位置にある。そのため、第１凹部８０は、流路部３２におけるクーラント液の液位が上昇した場合に、流路部３２からクーラント液を溢流させる第１溢流部として機能する。

　仕切り壁７１によって仕切られた筐体７０内の２つの空間のうちの他方（図７では右側）は、筐体７０の長手方向Ｙと直交する仕切り壁８１によって更に仕切られている。仕切り壁８１によって仕切られた２つの空間のうちの一方（図７では上側）は第２分離部３３を構成し、他方（図７では下側）は仕切り壁８２によって更に２つに仕切られている。仕切り壁８２によって仕切られた２つの空間のうち、第１分離部２８に近い方の空間がクーラント液回収槽３４を構成し、第１分離部２８から遠い方の空間が油回収槽３５を構成している。

　第２分離部３３は、第１分離部２８から第１凹部８０を通じて溢流したクーラント液を貯留する。第２分離部３３は、第１分離部２８よりも平面視における面積が小さい。第２分離部３３は、第１分離部２８における流路部３２の下流端部位に対して仕切り壁７１を挟んで隣接している。

　仕切り壁８１における第２分離部３３と油回収槽３５とを仕切る部分の上縁には第２凹部８４が形成されている。第２凹部８４の底面は、下方に向かって先細りとなるように角度を付けられている。この角の頂点に一致する第２凹部８４の最下端部８４ａは、第１凹部８０の底面よりも下方に位置している。そのため、第２凹部８４は、第２分離部３３内の液体の表面に浮遊する浮遊性異物を溢流させる第２溢流部として機能する。

　仕切り壁８１には、第２分離部３３とクーラント液回収槽３４とを連通させる連通部の一例として連通パイプ８５が設けられている。連通パイプ８５は、中空の筒状であり、その一端が第２分離部３３内に開口すると共に、他端がクーラント液回収槽３４内に開口する。第２分離部３３には、第２分離部３３側の連通パイプ８５の開口を開閉するフロート弁９０が切り替え弁の一例として設けられている。

　図９（ａ）に示すように、フロート弁９０は、第２分離部３３内のクーラント液の表面（図９では浮遊する油の表面）に浮遊するフロート体９１と、フロート体９１の下部に連結された弁体９２とを有する。フロート体９１は、第２分離部３３内のクーラント液の液位の変動に追随して上下に変位する。

　図９（ｂ）に示すように、第２分離部３３内のクーラント液の液位が上昇すると、この変動に追随してフロート体９１が上昇する。すると、弁体９２は、連通パイプ８５における第２分離部３３側の開口から上方に離れた開放位置に変位する。

　図７及び図８に示すように、クーラント液回収槽３４には、液位調整部の一例として筒部材９５が設けられている。筒部材９５は、いずれも中空の円筒状であるナット部材９６及びボルト部材９７を備える。ナット部材９６の内周面には雌ねじ（不図示）が形成され、ボルト部材９７の外周面にはナット部材９６の雌ねじに螺合する雄ねじが形成されている。ボルト部材９７がナット部材９６に螺合すると、ボルト部材９７の内側の空間領域とナット部材９６の内側の空間領域とが連通する。この連通した空間領域は、筒部材９５の下端部に連結された連結パイプ９８を通じて第１分離部２８の流路部３２に連通する。そのため、第１分離部２８の流路部３２内のクーラント液の表面Ｗはボルト部材９７の上端部の開口９７ａと同一の高さとなる。ナット部材９６に対するボルト部材９７の螺合量を変更することにより、ナット部材９６からのボルト部材９７の突出量が変更され、したがって、ボルト部材９７の上端部の開口９７ａの高さが調整される。その結果、第１分離部２８の流路部３２内のクーラント液の表面Ｗの高さが調整される。

　次に、上記のように構成されたクーラント液浄化装置１０の作用について、特に、回収装置１３がリザーバ１２内のクーラント液の表面から浮遊性異物を回収する作用について説明する。

　図１０（ａ）に示すように、フロート部材５４がリザーバ１２内のクーラント液の表面ＣＳに浮遊すると、フロート部材５４上の凹部５７の縁５７ａがクーラント液の表面ＣＳに対して傾斜して配置される。したがって、凹部５７の縁５７ａの最下部がクーラント液の表面ＣＳよりも下方に配置される。また、排出パイプ４４の連通孔５１は凹部５７の縁５７ａよりも下方に位置しているため、連通孔５１はクーラント液の表面ＣＳよりも下方に配置される。

　この時、加圧ポンプ３０の駆動に伴ってリザーバ１２から分離槽１４に向けてクーラント液が流動すると、図１０（ｂ）に矢印で示すように、クーラント液が連通孔５１を通じて排出パイプ４４の内側に吸引される。その結果、クーラント液の表面ＣＳに浮遊している浮遊性異物Ｐは、連通孔５１に向かうクーラント液の流れに乗って移動することにより、凹部５７内に向かって凹部５７の縁５７ａの最下部の上を通過する。

　図１０（ｃ）に示すように、凹部５７の内側に流入した浮遊性異物Ｐは、その後、連通孔５１を通じて排出パイプ４４の内側に吸引される。その結果、浮遊性異物Ｐは、クーラント液と一緒にリザーバ１２から回収される。

　本実施形態では、凹部５７の縁５７ａはクーラント液の表面ＣＳに対して傾斜しているため、縁５７ａがクーラント液の表面ＣＳに対して水平に配置される場合と比較して、縁５７ａの最下部がクーラント液の表面ＣＳから更に深い位置に配置される。その結果、クーラント液の液位が変動したとしても、凹部５７の縁５７ａの最下部がクーラント液の表面ＣＳよりも下方に配置された状態を維持し易くなる。したがって、クーラント液の表面ＣＳの浮遊性異物Ｐが、凹部５７の縁５７ａを乗り越えて凹部５７内に受け入れられ易くなり、結果として、浮遊性異物Ｐが排出パイプ４４によって回収され易くなる。すなわち、クーラント液の表面ＣＳから浮遊性異物Ｐが効率よく回収される。

　図１１（ａ）に示すように、フロート部材５４がクーラント液の表面ＣＳに浮遊する時、排出パイプ４４は、その長手方向においてクーラント液の表面ＣＳと直交するように、すなわち鉛直方向に配置される。図１１（ａ）に示す状態では、バランサ４８は、一対のリンク４２を第１ブラケット４１に連結している２つの固定ボルト４３の上かつ２つの固定ボルト４３を結ぶ鉛直方向の直線Ｌ１上に配置される。

　図１１（ｂ）に示すように、クーラント液の液位が上昇すると、この変動に追随してフロート部材５４が上方へ移動する。この場合、排出パイプ４４は平行リンク機構４０を介してリザーバ１２の内側面に取り付けられているため、排出パイプ４４は、鉛直方向に配向されたまま斜め上方に移動する。

　排出パイプ４４が斜め上方に移動すると、排出ホース６１の弾性力に基づいて排出ホース６１から継手６０を介して排出パイプ４４に反力Ｆが作用する。この反力Ｆは、排出パイプ４４の変位方向とは反対の方向である斜め下方に作用するため、固定ボルト４３を中心として一対のリンク４２を下方に回転させようとする回転モーメントをもたらす。

　排出パイプ４４が斜め上方に移動すると、バランサ４８がリンク４２と一体となって固定ボルト４３を中心として回転する。その結果、バランサ４８は、排出パイプ４４に対し水平方向において固定ボルト４３よりも離れた位置に移動する。この時、バランサ４８は、重力Ｇに基づいて固定ボルト４３を中心として一対のリンク４２を上方に回転させようとする回転モーメントをもたらす。すなわち、バランサ４８は、一対のリンク４２に作用する固定ボルト４３を中心とする回転モーメントの大きさを変化させる。その結果、反力Ｆに基づく回転モーメントが、バランサ４８の重力Ｇに基づく回転モーメントによって相殺される。これにより、排出パイプ４４に連結されたフロート部材５４がクーラント液の液位の変動に好適に追随することが可能となる。

　次に、分離槽１４がクーラント液から油を分離して回収する作用について説明する。

　図１２（ａ）に示すように、クーラント液は、非直線状の流路部３２を上下に蛇行しながら通過するため、クーラント液が流路部３２を通過するまでに長い時間を要する。その結果、クーラント液に含まれる比重の軽い浮遊性異物である油が流路部３２の上方に浮上し易くなる。流路部３２の上方は開放されているため、クーラント液の表面は流路部３２の上方で連なり、この連なった表面に油が浮遊する。

　クーラント液が受け部材７２から流路部３２に更に流入すると、図１２（ｂ）に示すように、流路部３２におけるクーラント液の表面Ｗの高さが上昇する。すると、流路部３２に収容されているクーラント液が油と一緒に第２分離部３３に溢流する。

　図１２（ｃ）に示すように、第２分離部３３は、流路部３２から溢流したクーラント液を貯留する。第２分離部３３は、第１分離部２８よりも平面視における面積が小さいため、第２分離部３３内のクーラント液の表面に浮遊する油Ｊの層が厚くなる。

　図１２（ｄ）に示すように、クーラント液が流路部３２から第２分離部３３に更に溢流すると、第２分離部３３におけるクーラント液の表面Ｗの高さが上昇する。すると、クーラント液の表面に浮遊する油Ｊの表面の高さも更に上昇する。油Ｊの表面が第２凹部８４の最下端部８４ａを超える高さに達すると、油Ｊが第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢流する。そのため、第２分離部３３内のクーラント液から油Ｊが分離されて回収される。

　第２分離部３３内の油Ｊの表面が第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢れ出る高さに達した時、フロート弁９０は閉鎖位置から開放位置に変位する。すると、第２分離部３３とクーラント液回収槽３４とが連通パイプ８５を介して連通する。そして、第２分離部３３内のクーラント液が連通パイプ８５を通じてクーラント液回収槽３４に排出される。その結果、第２分離部３３内のクーラント液の液位が降下する。これにより、第２分離部３３内のクーラント液の表面に浮遊している油Ｊが第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢流した後に、第２分離部３３内のクーラント液が第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢流することが抑制される。

　図１２（ｅ）に示すように、第２分離部３３内のクーラント液の液位が第２凹部８４の最下端部８４ａまで降下すると、フロート弁９０が閉鎖位置に変位する。すると、第２分離部３３とクーラント液回収槽３４とが非連通状態となり、第２分離部３３からクーラント液回収槽３４への連通パイプ８５を通じたクーラント液の排出が停止される。

　上記第１の実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。

　（１）クーラント液に含まれる比重の軽い油は、流路部３２の上方で連なったクーラント液の表面に浮上する。その結果、第１分離部２８内のクーラント液が油と一緒に第１凹部８０を経て第２分離部３３に溢流する。また、第２分離部３３内のクーラント液の液位が上昇すると、クーラント液の表面に浮遊する油Ｊが第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢流する。したがって、第２分離部３３内のクーラント液から油Ｊが分離されて回収されるため、分離槽１４に収容されているクーラント液の油による汚染を抑制できる。

　（２）第２分離部３３は第１分離部２８よりも平面視における面積が小さいため、第２分離部３３内のクーラント液の表面に浮遊する油Ｊの層の厚さが厚くなる。そのため、第２分離部３３内のクーラント液の表面に浮遊する油Ｊが第２凹部８４を経て油回収槽３５に効率良く分離され回収されるため、分離槽１４に収容されているクーラント液の油による汚染をより確実に抑制できる。

　（３）筒部材９５によって流路部３２におけるクーラント液の表面Ｗの高さを調整することにより、流路部３２から第１凹部８０を経て第２分離部３３に溢流するクーラント液の流量を調整することができる。

　（４）第２分離部３３内のクーラント液の表面に浮遊する油Ｊが第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢流し始めると、フロート弁９０が閉鎖位置から開放位置に変位する。すると、第２分離部３３とクーラント液回収槽３４とが連通パイプ８５を介して連通するため、第２分離部３３内のクーラント液が連通パイプ８５を通じてクーラント液回収槽３４に排出される。その結果、第２分離部３３内のクーラント液の液位が降下する。そのため、第２分離部３３内のクーラント液の表面に浮遊する油Ｊが第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢流した後に、第２分離部３３内のクーラント液が第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢流することを抑制できる。

　（５）第２分離部３３内のクーラント液の液位が上昇し、クーラント液の表面に浮遊する油Ｊが第２分離部３３から第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢流する高さに達した時、フロート弁９０のフロート体９１の高さがクーラント液の液位の上昇に追随して上昇し、フロート弁９０が閉鎖位置から開放位置に変位する。このように、クーラント液の表面に浮遊する油Ｊの表面が第２分離部３３から第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢流する高さに達した時、フロート弁９０を簡易な構成で閉鎖位置から開放位置に変位させることができる。

　（６）分離槽１４において油や切削屑から分離され浄化されたクーラント液を、工作機械１１において再利用することにより、クーラント液の使用量及び廃棄量を低減することができる。

　（７）フロート部材５４がリザーバ１２内のクーラント液の表面を浮遊している場合において、凹部５７の縁５７ａが水平方向に対して傾斜して配置される。そのため、リザーバ１２内のクーラント液の液位が変動した場合でも、凹部５７の縁５７ａにおける最下部がクーラント液の表面よりも下方に配置された状態を維持し易くなる。したがって、クーラント液の表面に浮遊している油などの浮遊性異物が、凹部５７の縁５７ａを乗り越えて凹部５７内に受け入れられ易くなり、結果として、浮遊性異物が排出パイプ４４によって回収され易くなる。すなわち、クーラント液の表面から浮遊性異物を効率よく安定して回収することができる。

　（８）受け皿５６からクーラント液を回収する排出パイプ４４の連通孔５１は、凹部５７の縁５７ａの最下部よりも下方に位置している。そのため、排出パイプ４４は、受け皿５６に受け入れられた浮遊性異物を連通孔５１を通じて円滑に回収することができる。

　（９）リザーバ１２には、フロート部材５４を上下に移動させる平行リンク機構４０が設けられている。そのため、凹部５７の縁５７ａがクーラント液の表面に対して傾斜した状態を高い信頼性で維持することができる。

　（１０）平行リンク機構４０の可動部がリザーバ１２内のクーラント液の表面よりも上方に位置している。そのため、リザーバ１２内のクーラント液の表面における浮遊性異物である油や切削屑が、平行リンク機構４０の可動部に入り込んで平行リンク機構４０の動作不良を引き起こすことが抑制される。したがって、平行リンク機構４０は、フロート部材５４をクーラント液の液位の変動に安定して追従させることができる。

　（１１）平行リンク機構４０の可動部及び排出ホース６１がリザーバ１２内のクーラント液の表面よりも上方に位置している。そのため、リザーバ１２内に、平行リンク機構４０の可動部を配置するためのスペース及び排出ホース６１を配置するためのスペースを確保することが不要となる。したがって、リザーバ１２の深さが浅い場合であっても、リザーバ１２内のクーラント液から浮遊性異物を回収することができる。

　（１２）バランサ４８は、一対のリンク４２に作用する固定ボルト４３を中心とする回転モーメントの大きさを変化させる。それにより、排出ホース６１から排出パイプ４４に作用する力に起因する一対のリンク４２の回転モーメントが相殺される。その結果、フロート部材５４がクーラント液の液位の変動に良好に追従する。したがって、リザーバ１２内のクーラント液の液位が変動した場合でも、リザーバ１２に収容されているクーラント液から浮遊性異物を更に効率よく回収することができる。

　（第２の実施形態）
　第２の実施形態は、リザーバ内に気泡を発生させる気泡発生機構を備えた点で第１の実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する構成について主に説明し、第１の実施形態と同一又は相当する構成については同一符号を付して重複説明を省略する。

　図１３に示すように、気泡発生機構１００は、加圧ポンプ１０１及び開閉弁１０２を有する供給路１０３を備える。供給路１０３の上流端は、クーラント液を吸入する吸入部材１０４と接続され、リザーバ１２の第１領域１６に挿入される。吸入部材１０４は、リザーバ１２の第１領域１６内のクーラント液を吸入する。供給路１０３における吸入部材１０４と加圧ポンプ１０１との間には、吸気弁１０５を有する吸気路１０６が接続されている。供給路１０３の下流端は、ノズル１０７と接続され、リザーバ１２の第２領域１７に挿入される。

　加圧ポンプ１０１が駆動されると、リザーバ１２の第１領域１６内のクーラント液が吸入部材１０４を通じて供給路１０３に吸入される。この時、クーラント液が供給路１０３内を上流から下流に向けて流動することに伴って、供給路１０３と吸気路１０６との接続部位には負圧が発生する。この負圧に基づいて大気中から吸気路１０６を通じて供給路１０３に空気が流入することにより、供給路１０３内のクーラント液中に気泡が発生する。気泡を含んだクーラント液は、ノズル１０７を介してリザーバ１２の第２領域１７に吐出される。その結果、第２領域１７内のクーラント液に含まれる浮遊性異物が気泡によってクーラント液の表面に効率よく浮上させられる。すなわち、気泡発生機構１００は、クーラント液に含まれる浮遊性異物がクーラント液の表面に浮上することを促進する。

　また、供給路１０３における加圧ポンプ１０１と開閉弁１０２との間には、開閉弁１１０を有する分岐路１１１の上流端が接続されると共に、この分岐路１１１の下流端は供給路２７における一次フィルタ２５と加圧ポンプ３０との間に接続される。本実施形態では、供給路２７における一次フィルタ２５と加圧ポンプ３０との間に開閉弁１１２が設けられている。加圧ポンプ３０は、上流から下流への一方向にクーラント液を送出するように構成されている。

　本実施形態では、図１４に示すように、加圧ポンプ１０１が第１領域１６内のクーラント液を供給路１０３及び分岐路１１１を通じて一次フィルタ２５に送出することにより、一次フィルタ２５が逆洗される。また、一次フィルタ２５の逆洗に用いられたクーラント液は、分岐路３１を通じて二次フィルタ２９に排出される。

　上記第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果（１）～（１２）と同様の効果が得られる。

　上記各実施形態は、以下のような別の実施形態に変更されてもよい。

　・上記第２の実施形態において、リザーバ１２の第２領域１７内のクーラント液をスクリューや噴流によって撹拌することにより、クーラント液に含まれる浮遊性異物がクーラント液の表面に浮上することを促進してもよい。

　・上記各実施形態において、第２分離部３３とクーラント液回収槽３４との連通状態を切り替える切り替え弁として電磁弁を採用してもよい。この場合、例えば、第２分離部３３内のクーラント液の液位を検出するセンサを使用し、このセンサからの検出信号に基づいて電磁弁の開閉動作を制御してもよい。

　・上記各実施形態において、第２分離部３３とクーラント液回収槽３４との連通状態を切り替える切り替え弁は、第２分離部３３内の油の表面が第２凹部８４を経て油回収槽３５に溢れ出る高さよりも若干高くなった時点で閉鎖位置から開放位置に変位するように構成されてもよい。

　・上記各実施形態において、分離槽１４は、第１分離部２８の流路部３２におけるクーラント液の表面Ｗの高さを調整する筒部材９５を省略してもよい。

　・上記各実施形態において、平面視における第２分離部３３の面積は、第１分離部２８と同程度であってもよいし、第１分離部２８よりも大きくてもよい。

　・上記各実施形態において、第２分離部３３は、第１分離部２８の流路部３２における上流端部位と下流端部位との間の途中部位に対して仕切り壁を挟んで隣接するように構成されてもよい。

　・上記各実施形態において、第１分離部２８の流路部３２は、その内部をクーラント液が横方向に蛇行しながら通過するように構成されてもよい。

　・上記各実施形態において、回収装置１３はバランサ４８を省略してもよい。

　・上記各実施形態において、回収装置１３は、平行リンク機構４０を省略することにより、フロート部材５４をリザーバ１２内のクーラント液の表面に対して自由に浮遊させてもよい。

　・上記各実施形態において、排出パイプ４４の連通孔５１は、凹部５７の縁５７ａの最下部と同程度の高さに形成されてもよいし、凹部５７の縁５７ａの最下部よりも上方に形成されてもよい。

　・上記各実施形態では、液体浄化装置を、クーラント液から浮遊性異物を分離するクーラント液浄化装置１０として具体化したが、クーラント液以外の他の液体を浄化する液体浄化装置として具体化してもよい。

　１０…クーラント液浄化装置、１１…工作機械、１２…リザーバ、１４…分離槽、２８…第１分離部、３２…流路部、３３…第２分離部、３４…クーラント液回収槽、３５…油回収槽、３６…還流路、８０…第１凹部、８１…仕切り壁、８４…第２凹部、８５…連通パイプ、９０…フロート弁、９１…フロート体、９２…弁体、９５…筒部材、Ｐ…浮遊性異物。

Claims

工作機械による対象物の加工の際に用いられる液体中に含まれる浮遊性異物を前記液体から分離する分離槽において、
　前記液体を上流から下流に流動させる流路部と、前記流路部から前記液体を溢流させる第１溢流部とを有する第１分離部であって、前記流路部は非直線状であると共に前記流路部の上方が開放された第１分離部と、
　前記第１分離部に隣接して設けられ、前記第１溢流部を経て前記第１分離部から溢流した液体を受け入れて貯留する第２分離部であって、貯留した前記液体の表面に浮遊する前記浮遊性異物を溢流させる第２溢流部を有する第２分離部と、
　前記第２分離部に隣接して設けられ、前記第２溢流部を経て前記第２分離部から溢流した前記浮遊性異物を前記液体から分離して回収する第３分離部と
　を備えたことを特徴とする分離槽。
請求項１に記載の分離槽において、
　前記第２分離部は、前記第１分離部よりも平面視における面積が小さいことを特徴とする分離槽。
請求項１又は請求項２に記載の分離槽において、
　前記第１分離部の前記流路部における前記液体の液位調整部を更に備えたことを特徴とする分離槽。
請求項１～請求項３の何れか一項に記載の分離槽において、
　前記第２分離部に隣接して設けられた第４分離部であって、前記浮遊性異物から分離されて前記第２溢流部とは異なる部位を経て前記第２分離部から排出される前記液体を回収する第４分離部と、
　前記第４分離部と前記第２分離部との間の仕切り壁と、
　前記仕切り壁に設けられ、前記第４分離部と前記第２分離部とを連通させる連通部と、
　前記連通部に設けられ、前記連通部を選択的に閉鎖及び開放する切り替え弁と
　を更に備え、
　前記切り替え弁は、前記第２分離部内の液体の表面が前記第２溢流部を経て前記第３分離部に溢れ出る高さに達した時に、閉鎖位置から開放位置に変位することを特徴とする分離槽。
請求項４に記載の分離槽において、
　前記連通部は前記第２分離部に向かって開放された開口及び前記第４分離部に向かって開放された開口を有し、かつ、
　前記切り替え弁は、前記第２分離部内の液体の表面に浮遊するフロート体と、前記フロート体に連結された弁体とを有し、
　前記弁体は、前記フロート体の上下動に従って前記連通部の前記第２分離部に向かって開放された開口を閉鎖する閉鎖位置及び前記開口を開放する開放位置との間で変位することを特徴とする分離槽。
液体浄化装置であって、
　工作機械による対象物の加工の際に用いられる液体を収容する収容部と、
　前記収容部から供給される液体を受容する請求項１～請求項５の何れか一項に記載の分離槽と、
　前記分離槽において浮遊性異物から分離された液体を前記分離槽から前記収容部に還流させる還流路と
　を備えたことを特徴とする液体浄化装置。