浄化装置
【課題】水性処理液中の固体粒状物及び非水溶性油を高精度に取り除くことができる浄化装置を提供する。
【解決手段】本発明の浄化装置１１は、比重の軽い油分を含む水性処理液が導入され一時的に保持されて少なくとも一部の油分を分離し上方に逃がす主空間２１と、主空間２１の上方に形成され分離した油分を保持する副空間２２を区画する槽本体２と、主空間２１に水性処理液を供給する導入部３と、主空間２１に配設され水性処理液から固体粒状物をろ過するろ過手段４と、ろ過手段４でろ過された水性処理液を槽本体２より導出する導出部５と、副空間２２に集められた油分を槽本体２より導出する油分導出部６と、を有することを特徴とする浄化装置。
【解決手段】本発明の浄化装置１１は、比重の軽い油分を含む水性処理液が導入され一時的に保持されて少なくとも一部の油分を分離し上方に逃がす主空間２１と、主空間２１の上方に形成され分離した油分を保持する副空間２２を区画する槽本体２と、主空間２１に水性処理液を供給する導入部３と、主空間２１に配設され水性処理液から固体粒状物をろ過するろ過手段４と、ろ過手段４でろ過された水性処理液を槽本体２より導出する導出部５と、副空間２２に集められた油分を槽本体２より導出する油分導出部６と、を有することを特徴とする浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄化装置に関し、特に水性処理液中に含まれる比重の軽い油分及び切削屑等の固形粒状物を除去し、水性処理液を再び利用できるように浄化する浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の切削作業時には、作業性向上を目的としてエマルジョン切削液（水性処理液）が用いられている。利用された水性処理液には切削に伴う切削屑等の固体粒状物及び工作機械の摺動部分の潤滑のために用いられる油分が混在し、再び利用するに際してそれらを取り除くことが行われている。固体粒状物はろ過材等でろ過することで取り除けるが（特許文献１）、油分はろ過材では十分に取り除くことが困難である。十分に油分の除去ができなければ、水性処理液は浮上する比重の軽い油分によってその表面が蓋をされた状態となり、空気と接触できず、腐敗し再利用できなくなることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１２４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、水性処理液中の固体粒状物及び非水溶性油を高精度に取り除くことができる浄化装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための請求項１に係る発明の構成上の特徴は、比重の軽い油分を含む水性処理液が導入され一時的に保持されて少なくとも一部の前記油分を分離し上方に逃がす主空間と、前記主空間の上方に形成され分離した前記油分を保持する副空間を区画する槽本体と、
前記主空間に前記水性処理液を供給する導入部と、
前記主空間に配設され前記水性処理液から固体粒状物をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記槽本体より導出する導出部と、
前記副空間に集められた前記油分を前記槽本体より導出する油分導出部と、
を有することである。
【０００６】
また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記導出部から前記主空間に洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給手段と、
前記ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する逆洗排出部と、を更に有することである。
【０００７】
また請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記槽本体は前記主空間をそれぞれ上方に前記副空間と連通する第１主空間と第２主空間に区画する区画壁と、
前記第１主空間と前記副空間との間に流路抵抗となる抵抗部と、
前記ろ過手段は、前記第１主空間に配置された第１ろ過手段と前記第２主空間に配置された第２ろ過手段とで構成され、
前記導出部は前記第１ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記第２主空間に送る中間導通部分と、前記第２ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記槽本体より導出する導出部分とで構成されることである。
【０００８】
また請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３において、前記中間導通部分から前記第１主空間及び前記導出部分から前記第２主空間に前記洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給手段と、
前記第１ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する第１逆洗排出部分と、前記第２ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する第２逆洗排出部分とで構成される逆洗排出部と、
を更に有することである。
【０００９】
また請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項３又は４において、前記第２ろ過手段は前記第１ろ過手段よりろ過精度が高いことである。
【００１０】
また請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項３〜５の何れか１項において、前記副空間を介した前記第１主空間から前記第２主空間への流量は、前記中間導通部分を介した前記第１主空間から前記第２主空間への流量より少ないことである。
【００１１】
また請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜６の何れか１項において、前記油分導出部は開閉弁を有することである。
【００１２】
また請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜７の何れか１項において、前記導出部と前記導入部との間に位置する前記水性処理液を貯液可能な貯液タンクを更に有することである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明においては、槽本体が主空間と主空間内の水性処理液から分離した油分を保持する副空間とに区画され、且つ主空間にろ過手段が配設されるため、水性処理液中の油分は副空間に分離した後、固体粒状物を主空間内のろ過手段により除去することができる。すなわち、ろ過手段により固体粒状物を除去すると共に、副空間内に分離した油分を保持させることによりろ過手段とは離隔された部位にて油分除去を行うことが可能になり、固体粒状物除去と油分除去とをそれぞれ適正に行うことが可能になる。
【００１４】
請求項２に係る発明においては、洗浄用流体供給手段によって導出部から洗浄用流体を供給し、逆洗排出部によってろ過手段に付着した固体粒状物が洗浄用流体と共に槽本体から排出することで、ろ過手段に付着した固体粒状物を取り除くことができるため、ろ過手段の寿命が長く、経済的であり且つろ過手段の交換の手間も削減できる。また、逆洗排出部を導入部とは別に設けていることから洗浄すべき水性処理液を逆洗操作により汚染するおそれを少なくできる利点もある。
【００１５】
請求項３に係る発明においては、主空間は副空間にそれぞれ連通する第１主空間と第２主空間とに区画壁によって区画されており、第１主空間と副空間との間に抵抗部を有する。そして、第１主空間に第１ろ過手段、第２主空間に第２ろ過手段が配置され、第１ろ過手段でろ過された水性処理液は中間導通部分によって第２主空間に送り込まれ、第２ろ過手段でろ過されて導出部分によって槽本体から導出される。つまり、本発明に係る浄化装置は請求項１に係る浄化装置を直列に接続したような形態ではあるが、副空間を共通しているため、油分除去に必要な部材の数は低減可能である。このような構成とすることで、固体粒状物は２つのろ過手段によってろ過されるため洗浄効果がアップする。そして、抵抗部により第１主空間から副空間への流れが抑制されるため、水性処理液のほとんどは第１ろ過手段でろ過されて第２主空間へ送り込まれ、比重の軽い油分が副空間へと流れ込みやすい。結果、固体粒状物及び油分をより確実に除去することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明においては、洗浄用流体供給手段によって中間導通部分から第１主空間及び導出部分から第２主空間に洗浄用流体を供給し、逆洗排出部によって第１及び第２ろ過手段に付着する固体粒状物を槽本体から排出することができるため、ろ過手段の寿命が長く、経済的且つろ過手段の交換の手間も削減できる。また、逆洗排出部を導入部とは別に設けていることから洗浄すべき水性処理液を逆洗操作により汚染するおそれを少なくできる利点もある。
【００１７】
請求項５に係る発明においては、第１ろ過手段と第２ろ過手段とでろ過精度が異なり、且つ第２ろ過手段のろ過精度が高いため、ろ過手段のろ過能力の低下を抑制でき、且つ水性処理液のろ過をより確実に行うことができる。
【００１８】
請求項６に係る発明においては、水性処理液が第１ろ過手段でろ過されて第２主空間に送り込まれる量が副空間を介した流れより多いため、水性処理液を第１ろ過手段でろ過し、第２ろ過手段でろ過した後に槽本体から外部に導出される。そして、比重の軽い油分は抵抗部を介して副空間に流れ込むため、僅かに含有する油分が優先的に副空間に移動すると共に、第１ろ過手段を通過しない副空間を介する水性処理液の流れは低減することができるので固体粒状物及び油分をより確実に除去することができる。
【００１９】
請求項７に係る発明においては、水性処理液の油分導出部を介した漏出を防止する目的で開閉弁を油分導出部に有している。そのため、ろ過作業を行う間にその開閉弁を閉状態にすることで水性処理液の漏出を抑制した状態で、より確実な油分の除去を行うことができる。なお、開閉弁を閉じた状態にしていても副空間は主空間の上方に位置するために油分はその比重差により副空間に移動させることができる。
【００２０】
請求項８に係る発明においては、導入部と導出部との間に水性処理液を貯液する貯液タンクを有することで、導入部から槽本体を介してろ過された水性処理液を導出部から貯液タンクに戻すことで、再び導入部から槽本体でろ過することができる。結果、水性処理液を繰り返し浄化できるため、より綺麗な水性処理液へと再生可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態１の浄化装置１１の構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態２の浄化装置１２の構成を示す説明図である。
【図３】本実施形態２の浄化装置１２に準じた装置を用いた水性処理液の浄化実験の結果を表で表した説明図である。
【図４】本実施形態２の浄化装置１２に準じた装置を用いた水性処理液の浄化実験の結果をグラフで表した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の代表的な実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態１の浄化装置１１は、図１に示されるように、槽本体２と、導入部３と、ろ過手段４と、導出部５と、油分導出部６と、洗浄用流体供給手段７と、逆洗排出部８とを有する。本実施形態の浄化装置は水性処理液の浄化装置であり、水性処理液は比重が小さい油分と固体粒状物とを被浄化物として僅かに含む。油分は水性処理液には溶解できず、比重差により水性処理液から分離する。以下、本実施形態において水性処理液と記載した場合には被浄化物を含む場合もある。
【００２４】
槽本体２は、主空間２１と副空間２２とに区画され、主空間２１と副空間２２とは抵抗部２３によって連通している。主空間２１には、水性処理液が導入され一時的に保持され、水性処理液中の油分が比重差により分離し上方に逃れる。副空間２２には、主空間２１の上方に形成され、抵抗部２３を介して主空間２１に接続される。主空間２１内にて分離した油分は抵抗部２３を通過して副空間２２内に保持される。抵抗部２３は、主空間２１と副空間２２とを区画する区画天井２４に開口する孔を区画し、その孔径及び区画天井２４の厚み（孔の長さ）により水性処理液の流れを規制する。
【００２５】
導入部３は、主空間２１の上方に開口する導入口２５に一端が接続される開閉可能な開閉弁３１と、開閉弁３１の他端に管３３を介して水性処理液を供給するモータポンプ３２とを有する。導入部３は、モータポンプ３２を制御することにより主空間２１に供給される水性処理液の流量を調整する。開閉弁３１はモータポンプ３２により水性処理液を供給する際には開状態に保持し、モータポンプ３２を停止した際には閉状態に保持する。
【００２６】
ろ過手段４は、固体粒状物をろ過可能な円筒状のろ過フィルターであり、一端が区画天井２４に固定され、他端が主空間２１下方に開口する導出口２６に接続され、主空間２１内に配設される。ろ過フィルターの孔のサイズは、除去したい固体粒状物のサイズに合わせて選択可能である。また、ろ過フィルターは、水性処理液の固体粒状物の混入割合、水性処理液の量などを考慮し、複数配設することができる。ろ過フィルターを複数配設する場合にはその目開きを全て同じにすることもできるし、水性処理液の流れの上流側からその目開きを順次小さくしていくこともできる。
【００２７】
導出部５は、導出口２６に接続する切替弁５１を有する。導出部５は、ろ過手段４によってろ過された水性処理液を槽本体２から外部に導出・回収する手段である。
【００２８】
油分導出部６は、副空間２２の上方に開口した油分導出口２７に接続され開閉可能な開閉弁６１を有する。油分導出部６を介して、副空間２２に溜まった油分を外部に導出する。
【００２９】
洗浄用流体供給手段７は、切替弁５１を介して導出口２６に接続され、導出口２６から洗浄用流体（洗浄用エアー）を主空間２１に供給する。供給された洗浄用流体はろ過手段４を通過しろ過手段に付着した固体粒状物を除去できる。前述した切替弁５１は、槽本体２から外部への水性処理液の導出（導出状態）、洗浄用流体供給手段７から洗浄用流体の供給（供給状態）、導出及び供給の停止（閉状態）の３つの状態を切り替え可能な弁である。
【００３０】
逆洗排出部８は、主空間２１の下方に開口する逆洗排出口２８に接続する開閉可能な開閉弁８１を有し、洗浄用流体供給手段７によって供給された洗浄用流体を水性処理液と共に槽本体２から外部に排出する。
【００３１】
本実施形態１の浄化装置１１は、更に、設備タンク（貯液タンク）９１、バケットストレーナ９２及び廃油用タンク９３を有する。
【００３２】
設備タンク９１は、バケットストレーナ９２を介して導入部３と接続し、槽本体２で浄化する水性処理液を貯液可能なタンクである。設備タンク９１は、更に導出部５の切替弁５１に接続し、槽本体２で浄化された水性処理液が戻ってくる。設備タンク９１は、バケットストレーナ９２に管９１１で接続し、導出部５の切替弁５１に管９１２で接続する。
【００３３】
バケットストレーナ９２は設備タンク９１と導入部３のモータポンプ３２との間に位置し、槽本体２に供給する水性処理液中の比較的大きな固体粒状物をろ過する部材である。バケットストレーナ９２は必ずしも配置する必要ななく、サイズの大きな固体粒状物の除去を目的とするものである。バケットストレーナ９２は、設備タンク９１に管９１１で接続され、モータポンプ３２にも管９２１で接続される。
【００３４】
廃油用タンク９３は、油分導出部６及び逆洗排出部８に接続され、液体を貯液可能なタンクである。油分導出部６の開閉弁６１に管９３１で接続され、逆洗排出部８の開閉弁８１に管９３２で接続される。廃油用タンク９３には、水性処理液中の油分及びろ過手段４によってろ過された固体粒状物を含んだ液体（廃油）が排出される。
【００３５】
次に、本実施形態１の浄化装置１１の浄化処理過程を説明する。
【００３６】
まず、導入部３の開閉弁３１は開状態、油分導出部６の開閉弁６１は閉状態、導出部５の切替弁５１は導出状態、そして逆洗排出部８の開閉弁８１は閉状態とする。導入部３のモータポンプ３２を作動させ、設備タンク９１から水性処理液をバケットストレーナ９２、導入部３、の順に槽本体２の主空間２１に流していく。設備タンク９１から流出する水性処理液は、管９１１を矢印Ａ方向に流れ、バケットストレーナ９２でサイズの大きい固体粒状物がろ過されて取り除かれる。そして、主空間２１に導入した水性処理液の一部は抵抗部２３から副空間２２に流入する（矢印Ｂ方向）。水性処理液中の油分は浮上し、主空間２１の上方に移動するため、抵抗部２３から副空間２２へと逃れる。また、副空間２２に一部の水性処理液が流入した場合も液中の油分が浮上するため、油分は副空間２２の上方に水性処理液と分離した状態で保持される。主空間２１に導入した水性処理液は、ろ過手段４でろ過され（矢印Ｆ方向）、導出口２６から切替弁５１を通過して、槽本体２から導出され（矢印Ｃ方向）、設備タンク９１に還流する。一度、槽本体２を経由した水性処理液は、ろ過手段４でろ過され、液中の油分も副区間２２へと分離されている。更にモータポンプ３２の作動を続けることで、水性処理液が槽本体２と設備タンク９１とを循環し、繰り返しろ過され、残っている油分は繰り返し副空間２２に分離されるため、より浄化された水性処理液に再生することができる。そして、副空間２２に溜まった油分は、適宜、油分導出部６の開閉弁の開閉弁６１を開状態とすることで、油分導出口２７から管９３１を矢印Ｄ方向に流通して廃油用タンク９３に排出することができる。開閉弁６１を開状態にした状態でモータポンプ３２を作動させると、抵抗部２３を介して加えられる水性処理液の圧力により副空間２２内に保持された油分が開閉弁６１を介して外部に流れていくことになる。開閉弁６１は、水性処理液の油分の汚染度によって定期的に開状態とする。汚染度は水性処理液がどのような工作機械に用いられたかによって、経験的に導き出すことができる。
【００３７】
また、設備タンク９１を工作機械と接続することで、工作機械を作動させ、水性処理液を機械の潤滑や温度上昇抑制に使用しながら、浄化装置１で浄化する構成とすることもできる。
【００３８】
次に、本実施形態１の浄化装置１１のろ過手段４を洗浄する逆洗処理過程を説明する。まず、導入部３の開閉弁３１は閉状態、油分導出部６の開閉弁６１は閉状態、導出部５の切替弁５１は供給状態、そして逆洗排出部８の開閉弁８１は開状態とする。逆洗用流体供給手段７から逆洗用エアーを供給する（矢印Ｅ方向）。逆洗用エアーは切替弁５１を経由し、導出口２６からろ過手段４を介して主空間２１に流入する。逆洗用エアーは、水性処理液がろ過手段４を通過するのと逆方向（矢印Ｒ方向）に流れ、ろ過手段４の孔に詰まっている固体粒状物を取り除く。そして、逆洗排出部８の逆洗排出口２８から水性処理液、エアーと共に固体粒状物が主空間２１から排出され、管９３２を流通して廃油用タンク９３に流れ込む（矢印Ｇ方向）。ろ過フィルターを洗浄する洗浄用流体としては、逆洗用エアーに代えて、水性処理液等の流体を用いることもできる。
【００３９】
ろ過手段４の洗浄は、定期的に、処理した水性処理液量で判定、あるいは主空間２１内やモータポンプ３２の出口に取り付けた圧力検出センサから得られる圧力の変化で判定し、ろ過手段４の目詰まりに伴う圧力上昇を検知して自動的に逆洗処理過程を行うこと等が考えられる。圧力検出センサは、例えば、導入部３のモータポンプ３２と開閉弁３１との間に設置することができる。
【００４０】
本実施形態１の浄化装置１１によれば、槽本体２が主空間２１と主空間２１内の水性処理液から分離した油分を保持する副空間２２とに区画され、且つ主空間２１にろ過手段４が配設されるため、水性処理液中の油分は副空間２２に分離した後、固体粒状物を主空間２１内のろ過手段４により除去することができる。すなわち、ろ過手段４により固体粒状物を除去すると共に、副空間２２内に分離した油分を保持させることによりろ過手段４とは離隔された部位にて油分除去を行うことが可能になり、固体粒状物除去と油分除去とをそれぞれ適正に行うことが可能になる。
【００４１】
そして、浄化装置１１は、油分導出部６が開閉弁６１を有するため、開閉弁６１が閉状態で副空間２２に油分が逃げ込みやすく、より確実な油分の除去を行うことができる。
【００４２】
また、浄化装置１１は、導入部３と導出部５との間に水性処理液を貯液する設備タンク９１を有することで、導入部３から槽本体２を介してろ過された水性処理液を導出部５から設備タンク９１に送ることで、再び導入部から槽本体でろ過することができる。結果、水性処理液を繰り返し浄化できるため、より綺麗な水性処理液へと再生可能である。
【００４３】
更に、浄化装置１１は、洗浄用流体供給手段７によって導出部６から洗浄用エアーを供給し、逆洗排出部８によってろ過手段４に付着した固体粒状物が洗浄用エアーと共に槽本体２から排出することで、ろ過手段４に付着した固体粒状物を取り除くことができるため、ろ過手段４の寿命が長く、経済的であり且つろ過手段の交換の手間も削減できる。また、逆洗排出部８を導入部３とは別に設けていることから洗浄すべき水性処理液を逆洗により汚染するおそれを少なくできる利点もある。
【００４４】
（実施形態２）
本実施形態２の浄化装置１２は、実施形態１の浄化装置１１と基本的に同様の構成であり、作用効果も同様の作用効果を有する。以下、異なる部分について主に説明する。
【００４５】
本実施形態２の浄化装置１２は、主空間２１が第１主空間２１１と第２主空間２１２とに区画壁２９によって区画される。区間壁２９は、区間天井２４から下方に延設される板状部材であり主空間２１を区画する。第１主空間２１１と副空間２２との間の区間天井２４には流路抵抗となる抵抗部２３が形成されており、第２主空間２１２と副空間２２との間の区間天井２４には両空間を連通するための連通部２０が形成されている。
【００４６】
第１主空間２１１には第１ろ過手段４１が配設され、第２主空間２１２には第２ろ過手段４２が配設される。第１ろ過手段４１は、固体粒状物をろ過可能な円筒状のろ過フィルターであり、一端が区画天井２４に固定され、他端が第１主空間２１１下方に開口する第１導出口２６１に接続される。第２ろ過手段４２は、固体粒状物をろ過可能な円筒状のろ過フィルターであり、一端が区画天井２４に固定され、他端が第２主空間２１２下方に開口する第２導出口（導出部分）２６２に接続される。第１ろ過手段４１及び第２ろ過手段４２のろ過フィルターの目開きのサイズは、除去したい固体粒状物のサイズに合わせて選択可能であり、それぞれ１以上を各主空間に配設可能である。そして、第２ろ過手段４２は、第１ろ過手段４１よりろ過精度が高い。第１導出口２６１から導出する水性処理液は中間導通部分５２によって第２導入口２５１から第２主空間２１２に導入する。つまり、水性処理液は、第１主空間２１１でろ過され、次に第２主空間２１２でろ過精度の異なるろ過フィルターでろ過され、槽本体２から導出される。
【００４７】
副空間２２を介した第１主空間２１１から第２主空間２１２への流量は、中間導通部分５２を介した第１主空間２１１から第２主空間２１２への流量より少ない。そして、連通部２０の副空間２２から第２主空間２１２への流れは、油分の浮上を阻害しない程度である。つまり、連通部２０における水性処理液の流れは油分が浮上する流れＩに対向する方向に流れているため、連通部２０における水性処理液の流れの速さは油分が浮上する流れＩの速さよりも小さくすることで油分の浮上を適正に行うことができる。なお、油分が浮上する流れの速さは油分の粒径、油分と水性処理液との比重差、油分の帯電などにより決定される。
【００４８】
第１主空間２１１及び第２主空間２１２は、それぞれ第１逆洗排出口２８１及び第２逆洗排出口２８２が開口し、それぞれに開閉可能な開閉弁８１１及び開閉弁８１２が接続される。洗浄用流体供給手段７は、第１導出口２６１及び第２導出口２６２に切替弁５１１、５１２を介して接続する。
【００４９】
次に、実施形態２の浄化装置１２の浄化処理過程を説明する。
【００５０】
まず、導入部３の開閉弁３１は閉状態、油分導出部６の開閉弁６１は閉状態、導出部５の切替弁５１１、５１２は導出状態、そして逆洗排出部８の開閉弁８１１及び８１２は閉状態とする。導入部３のモータポンプ３２を作動させ、矢印Ａ方向に設備タンク９１から水性処理液をバケットストレーナ９２、導入部３、槽本体２の第１主空間２１１の順に流し入れる。第１主空間２１１に導入した水性処理液の一部が抵抗部２３から副空間２２に流入する（矢印Ｂ方向）。水性処理液中の油分は浮上し、第１主空間２１１の上方から抵抗部２３を通過して副空間２２へと逃れる。また、副空間２２に一部の水性処理液が流入した場合も液中の油分が浮上するため、油分は副空間２２の上方に水性処理液と分離した状態で溜まる。第１主空間２１１に供給された水性処理液は、ほとんどが第１ろ過手段４１でろ過され（矢印Ｆ方向）、第１導出口２６１から切替弁５１１を介して中間導通部分５２を通過して第２主空間２１２に導入する（矢印Ｈ方向）。第２主空間２１２に導入した水性処理液中の油分は、連通部２０を通過して、副空間２２に逃れる（矢印Ｉ方向）。そして、第２主空間２１２の水性処理液は、そのほとんどが第２ろ過手段４２によってろ過され、第２導出口２６２から切替弁５１２を介して槽本体２から導出され（矢印Ｃ方向）、設備タンク９１に還流する。実施形態１の浄化装置１１と同様に、水性処理液は槽本体２を循環し、繰り返しろ過され、油分も副空間２２に逃れるため、より浄化された水性処理液に再生することができる。そして、副空間２２に溜まった油分は、適宜、油分導出部６の開閉弁の開閉弁６１を開状態とすることで、油分導出口２７から管９３１を矢印Ｄ方向に流通して廃油用タンク９３に排出することができる。
【００５１】
次に、本実施形態２の浄化装置１２のろ過手段４１及び４２を洗浄する逆洗処理過程を説明する。
【００５２】
まず、導入部３の開閉弁３１は閉状態、油分導出部６の開閉弁６１は閉状態、導出部５の切替弁５１１及び５１２は供給状態、そして逆洗排出部８の開閉弁８１１及び８１２は開状態とする。逆洗用流体供給手段７から逆洗用エアーを供給する（矢印Ｅ方向）。逆洗用エアーは切替弁５１１を経由し、第１導出口２６１から第１ろ過手段４１を介して第１主空間２１１に流入する（矢印Ｒ方向）。また、逆洗用エアーは切替弁５１２を経由し、第２導出口２６２から第２ろ過手段４２を介して第２主空間２１２に流入する（矢印Ｒ方向）。逆洗用エアーは、第１ろ過手段４１及び第２ろ過手段４２の孔に詰まった固体粒状物を取り除く。そして、それぞれ逆洗排出部８の第１逆洗排出口２８１及び第２逆洗排出口２８２から水性処理液、エアーと共に固体粒状物が第１主空間２１１及び第２主空間２１２から排出され、管９３２及び管９３３を流通して廃油用タンク９３に流れ込む（矢印Ｇ方向）。
【００５３】
本実施形態２の浄化装置１２によれば、主空間２１は副空間２２にそれぞれ連通する第１主空間２１１と第２主空間２１２とに区画壁２９によって区画されており、第１主空間２１１と副空間２２との間に抵抗部２３を有する。そして、第１主空間２１１に第１ろ過手段４１、第２主空間２１２に第２ろ過手段４２が配置され、第１ろ過手段４１でろ過された水性処理液は中間導通部分５２によって第２主空間２１２に送り込まれ、第２ろ過手段４２でろ過されて第２導出口（導出部分）２６２によって槽本体２から導出される。つまり、本発明に係る浄化装置１２は実施形態１の浄化装置１１を直列に接続したような形態ではあるが、副空間２１２を共通しているため、油分除去に必要な部材の数は低減可能である。このような構成とすることで、固体粒状物は２つのろ過手段によってろ過されるため洗浄効果がアップする。そして、抵抗部２３により第１主空間２１１から副空間２２への流れが抑制されるため、水性処理液のほとんどは第１ろ過手段４１でろ過されて第２主空間２１２へ送り込まれ、比重の軽い油分が副空間２２へと流れ込みやすい。結果、固体粒状物及び油分をより確実に除去することができる。
【００５４】
また、第１ろ過手段４１に付着していた固体粒状物は、第１導出口２６１から洗浄用エアーが供給され、第１逆洗排出口２８１から水性処理液、エアーと共に排出され、第２ろ過手段４２に付着していた固体粒状物は、第２導出口２６２から洗浄用エアーが供給され、第２逆洗排出口２８２から水性処理液、エアーと共に排出される。そのため、各主空間のろ過手段は、目詰まりをしても適宜洗浄して、水性処理液の浄化を再開することができる。
【００５５】
（実験）
本実施形態２の浄化装置１２に準じた装置を用いて水性処理液の浄化を行った。
【００５６】
浄化装置２の槽本体２は、直径２６７．４mm×高さ５００mmの円筒形状で、容量は３１リットルであった。バケットストレーナ９２は、直径２６７．４mm×高さ２５０mmの円筒形状で、容量は１９リットルであった。バックストレーナ９２は目開き２５０μｍ（６０メッシュ）のフィルターを介して水性処理液（エマルジョン切削液）が流れるようにした。第１ろ過手段４１は、ろ過面積は３１６５０平方ミリメートル、目開き２０μｍのフィルターを２つ平行に配設している。それぞれのフィルター毎に第１導出口２６１が開口している。第２ろ過手段４２は、ろ過面積３１６５０平方ミリメートル、目開き１μｍのフィルターを２つ平行に配設している。それぞれのフィルター毎に第２導出口２６２が開口している。浄化処理能力は、最大５００Ｌ／時間であり、本試験では５００Ｌ／時間になるように本浄化装置に水性処理液を供給した。
【００５７】
設備タンク９１には水性処理液を２００Ｌ貯液し、設備タンク９１は切削加工機械に接続され、切削加工機械を作動し続けながら、浄化装置１２を作動させた。
【００５８】
水性処理液の汚染度、浮上油、残存率を経時的に測定した。水性処理液は新油の状態で汚染度、浮上油ともに０ｇ／Ｌであった。ここで、汚染度は不純物の質量を測定することにより算出できる値である。また、浮上油は水性処理液を６０分間静置した際に分離した油分の質量から算出した値である。なお、油分の質量は１ｍＬを１ｇとして算出した。残存率はろ過前の不純物の質量を基準としてろ過後の不純物の質量の割合にて算出した。
【００５９】
（結果）
結果を図３及び図４に示す。図３及び４より明らかなように、本装置を作動させる直前の水性処理液は、汚染度が０．５ｇ／Ｌ、浮上油が３０ｇ／Ｌであった。本装置の作動後、一時間後に、２０％の残存率にまで浄化されていた。更に、切削加工機械を作動させつつ、浄化しても２時間後以降、残存率は５％以下であった。また、ｐＨも９に保たれており、油分の除去も適正に行われていることが裏付けられた。
【００６０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態２の浄化装置１２は、実施形態１の浄化装置１１を２つ接続して配置した構成であるが、浄化装置１１を３以上接続して配置することもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１１，１２：浄化装置、
２：槽本体、２０：連通部、２１：主空間、２１１：第１主空間、２１２：第２主空間、
２２：副空間、２３：抵抗部、２４：区画天井、２５：導入口、２６：導出口、
２６１：第１導出口、２６２：第２導出口、２７：油分同導出口、２８：逆洗排出口、
２９：区画壁、
３：導入部、３１：開閉弁、３２：モータポンプ、３３：管、
４：ろ過手段、４１：第１ろ過手段、４２：第２ろ過手段、
５：導出部、５１，５１１，５１２：切替弁、５２：中間導通部分、
６：油分導出部、６１：開閉弁、
７：洗浄用流体供給手段、
８：逆洗排出部、８１，８１１，８１２：開閉弁、
９１：設備タンク（貯液タンク）、９１１，９１２：管、９２：バケットストレーナ、
９２１：管、９３：廃油用タンク、９３１〜９３３：管。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄化装置に関し、特に水性処理液中に含まれる比重の軽い油分及び切削屑等の固形粒状物を除去し、水性処理液を再び利用できるように浄化する浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の切削作業時には、作業性向上を目的としてエマルジョン切削液（水性処理液）が用いられている。利用された水性処理液には切削に伴う切削屑等の固体粒状物及び工作機械の摺動部分の潤滑のために用いられる油分が混在し、再び利用するに際してそれらを取り除くことが行われている。固体粒状物はろ過材等でろ過することで取り除けるが（特許文献１）、油分はろ過材では十分に取り除くことが困難である。十分に油分の除去ができなければ、水性処理液は浮上する比重の軽い油分によってその表面が蓋をされた状態となり、空気と接触できず、腐敗し再利用できなくなることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１２４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、水性処理液中の固体粒状物及び非水溶性油を高精度に取り除くことができる浄化装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための請求項１に係る発明の構成上の特徴は、比重の軽い油分を含む水性処理液が導入され一時的に保持されて少なくとも一部の前記油分を分離し上方に逃がす主空間と、前記主空間の上方に形成され分離した前記油分を保持する副空間を区画する槽本体と、
前記主空間に前記水性処理液を供給する導入部と、
前記主空間に配設され前記水性処理液から固体粒状物をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記槽本体より導出する導出部と、
前記副空間に集められた前記油分を前記槽本体より導出する油分導出部と、
を有することである。
【０００６】
また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記導出部から前記主空間に洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給手段と、
前記ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する逆洗排出部と、を更に有することである。
【０００７】
また請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記槽本体は前記主空間をそれぞれ上方に前記副空間と連通する第１主空間と第２主空間に区画する区画壁と、
前記第１主空間と前記副空間との間に流路抵抗となる抵抗部と、
前記ろ過手段は、前記第１主空間に配置された第１ろ過手段と前記第２主空間に配置された第２ろ過手段とで構成され、
前記導出部は前記第１ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記第２主空間に送る中間導通部分と、前記第２ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記槽本体より導出する導出部分とで構成されることである。
【０００８】
また請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３において、前記中間導通部分から前記第１主空間及び前記導出部分から前記第２主空間に前記洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給手段と、
前記第１ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する第１逆洗排出部分と、前記第２ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する第２逆洗排出部分とで構成される逆洗排出部と、
を更に有することである。
【０００９】
また請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項３又は４において、前記第２ろ過手段は前記第１ろ過手段よりろ過精度が高いことである。
【００１０】
また請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項３〜５の何れか１項において、前記副空間を介した前記第１主空間から前記第２主空間への流量は、前記中間導通部分を介した前記第１主空間から前記第２主空間への流量より少ないことである。
【００１１】
また請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜６の何れか１項において、前記油分導出部は開閉弁を有することである。
【００１２】
また請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜７の何れか１項において、前記導出部と前記導入部との間に位置する前記水性処理液を貯液可能な貯液タンクを更に有することである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明においては、槽本体が主空間と主空間内の水性処理液から分離した油分を保持する副空間とに区画され、且つ主空間にろ過手段が配設されるため、水性処理液中の油分は副空間に分離した後、固体粒状物を主空間内のろ過手段により除去することができる。すなわち、ろ過手段により固体粒状物を除去すると共に、副空間内に分離した油分を保持させることによりろ過手段とは離隔された部位にて油分除去を行うことが可能になり、固体粒状物除去と油分除去とをそれぞれ適正に行うことが可能になる。
【００１４】
請求項２に係る発明においては、洗浄用流体供給手段によって導出部から洗浄用流体を供給し、逆洗排出部によってろ過手段に付着した固体粒状物が洗浄用流体と共に槽本体から排出することで、ろ過手段に付着した固体粒状物を取り除くことができるため、ろ過手段の寿命が長く、経済的であり且つろ過手段の交換の手間も削減できる。また、逆洗排出部を導入部とは別に設けていることから洗浄すべき水性処理液を逆洗操作により汚染するおそれを少なくできる利点もある。
【００１５】
請求項３に係る発明においては、主空間は副空間にそれぞれ連通する第１主空間と第２主空間とに区画壁によって区画されており、第１主空間と副空間との間に抵抗部を有する。そして、第１主空間に第１ろ過手段、第２主空間に第２ろ過手段が配置され、第１ろ過手段でろ過された水性処理液は中間導通部分によって第２主空間に送り込まれ、第２ろ過手段でろ過されて導出部分によって槽本体から導出される。つまり、本発明に係る浄化装置は請求項１に係る浄化装置を直列に接続したような形態ではあるが、副空間を共通しているため、油分除去に必要な部材の数は低減可能である。このような構成とすることで、固体粒状物は２つのろ過手段によってろ過されるため洗浄効果がアップする。そして、抵抗部により第１主空間から副空間への流れが抑制されるため、水性処理液のほとんどは第１ろ過手段でろ過されて第２主空間へ送り込まれ、比重の軽い油分が副空間へと流れ込みやすい。結果、固体粒状物及び油分をより確実に除去することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明においては、洗浄用流体供給手段によって中間導通部分から第１主空間及び導出部分から第２主空間に洗浄用流体を供給し、逆洗排出部によって第１及び第２ろ過手段に付着する固体粒状物を槽本体から排出することができるため、ろ過手段の寿命が長く、経済的且つろ過手段の交換の手間も削減できる。また、逆洗排出部を導入部とは別に設けていることから洗浄すべき水性処理液を逆洗操作により汚染するおそれを少なくできる利点もある。
【００１７】
請求項５に係る発明においては、第１ろ過手段と第２ろ過手段とでろ過精度が異なり、且つ第２ろ過手段のろ過精度が高いため、ろ過手段のろ過能力の低下を抑制でき、且つ水性処理液のろ過をより確実に行うことができる。
【００１８】
請求項６に係る発明においては、水性処理液が第１ろ過手段でろ過されて第２主空間に送り込まれる量が副空間を介した流れより多いため、水性処理液を第１ろ過手段でろ過し、第２ろ過手段でろ過した後に槽本体から外部に導出される。そして、比重の軽い油分は抵抗部を介して副空間に流れ込むため、僅かに含有する油分が優先的に副空間に移動すると共に、第１ろ過手段を通過しない副空間を介する水性処理液の流れは低減することができるので固体粒状物及び油分をより確実に除去することができる。
【００１９】
請求項７に係る発明においては、水性処理液の油分導出部を介した漏出を防止する目的で開閉弁を油分導出部に有している。そのため、ろ過作業を行う間にその開閉弁を閉状態にすることで水性処理液の漏出を抑制した状態で、より確実な油分の除去を行うことができる。なお、開閉弁を閉じた状態にしていても副空間は主空間の上方に位置するために油分はその比重差により副空間に移動させることができる。
【００２０】
請求項８に係る発明においては、導入部と導出部との間に水性処理液を貯液する貯液タンクを有することで、導入部から槽本体を介してろ過された水性処理液を導出部から貯液タンクに戻すことで、再び導入部から槽本体でろ過することができる。結果、水性処理液を繰り返し浄化できるため、より綺麗な水性処理液へと再生可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態１の浄化装置１１の構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態２の浄化装置１２の構成を示す説明図である。
【図３】本実施形態２の浄化装置１２に準じた装置を用いた水性処理液の浄化実験の結果を表で表した説明図である。
【図４】本実施形態２の浄化装置１２に準じた装置を用いた水性処理液の浄化実験の結果をグラフで表した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の代表的な実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態１の浄化装置１１は、図１に示されるように、槽本体２と、導入部３と、ろ過手段４と、導出部５と、油分導出部６と、洗浄用流体供給手段７と、逆洗排出部８とを有する。本実施形態の浄化装置は水性処理液の浄化装置であり、水性処理液は比重が小さい油分と固体粒状物とを被浄化物として僅かに含む。油分は水性処理液には溶解できず、比重差により水性処理液から分離する。以下、本実施形態において水性処理液と記載した場合には被浄化物を含む場合もある。
【００２４】
槽本体２は、主空間２１と副空間２２とに区画され、主空間２１と副空間２２とは抵抗部２３によって連通している。主空間２１には、水性処理液が導入され一時的に保持され、水性処理液中の油分が比重差により分離し上方に逃れる。副空間２２には、主空間２１の上方に形成され、抵抗部２３を介して主空間２１に接続される。主空間２１内にて分離した油分は抵抗部２３を通過して副空間２２内に保持される。抵抗部２３は、主空間２１と副空間２２とを区画する区画天井２４に開口する孔を区画し、その孔径及び区画天井２４の厚み（孔の長さ）により水性処理液の流れを規制する。
【００２５】
導入部３は、主空間２１の上方に開口する導入口２５に一端が接続される開閉可能な開閉弁３１と、開閉弁３１の他端に管３３を介して水性処理液を供給するモータポンプ３２とを有する。導入部３は、モータポンプ３２を制御することにより主空間２１に供給される水性処理液の流量を調整する。開閉弁３１はモータポンプ３２により水性処理液を供給する際には開状態に保持し、モータポンプ３２を停止した際には閉状態に保持する。
【００２６】
ろ過手段４は、固体粒状物をろ過可能な円筒状のろ過フィルターであり、一端が区画天井２４に固定され、他端が主空間２１下方に開口する導出口２６に接続され、主空間２１内に配設される。ろ過フィルターの孔のサイズは、除去したい固体粒状物のサイズに合わせて選択可能である。また、ろ過フィルターは、水性処理液の固体粒状物の混入割合、水性処理液の量などを考慮し、複数配設することができる。ろ過フィルターを複数配設する場合にはその目開きを全て同じにすることもできるし、水性処理液の流れの上流側からその目開きを順次小さくしていくこともできる。
【００２７】
導出部５は、導出口２６に接続する切替弁５１を有する。導出部５は、ろ過手段４によってろ過された水性処理液を槽本体２から外部に導出・回収する手段である。
【００２８】
油分導出部６は、副空間２２の上方に開口した油分導出口２７に接続され開閉可能な開閉弁６１を有する。油分導出部６を介して、副空間２２に溜まった油分を外部に導出する。
【００２９】
洗浄用流体供給手段７は、切替弁５１を介して導出口２６に接続され、導出口２６から洗浄用流体（洗浄用エアー）を主空間２１に供給する。供給された洗浄用流体はろ過手段４を通過しろ過手段に付着した固体粒状物を除去できる。前述した切替弁５１は、槽本体２から外部への水性処理液の導出（導出状態）、洗浄用流体供給手段７から洗浄用流体の供給（供給状態）、導出及び供給の停止（閉状態）の３つの状態を切り替え可能な弁である。
【００３０】
逆洗排出部８は、主空間２１の下方に開口する逆洗排出口２８に接続する開閉可能な開閉弁８１を有し、洗浄用流体供給手段７によって供給された洗浄用流体を水性処理液と共に槽本体２から外部に排出する。
【００３１】
本実施形態１の浄化装置１１は、更に、設備タンク（貯液タンク）９１、バケットストレーナ９２及び廃油用タンク９３を有する。
【００３２】
設備タンク９１は、バケットストレーナ９２を介して導入部３と接続し、槽本体２で浄化する水性処理液を貯液可能なタンクである。設備タンク９１は、更に導出部５の切替弁５１に接続し、槽本体２で浄化された水性処理液が戻ってくる。設備タンク９１は、バケットストレーナ９２に管９１１で接続し、導出部５の切替弁５１に管９１２で接続する。
【００３３】
バケットストレーナ９２は設備タンク９１と導入部３のモータポンプ３２との間に位置し、槽本体２に供給する水性処理液中の比較的大きな固体粒状物をろ過する部材である。バケットストレーナ９２は必ずしも配置する必要ななく、サイズの大きな固体粒状物の除去を目的とするものである。バケットストレーナ９２は、設備タンク９１に管９１１で接続され、モータポンプ３２にも管９２１で接続される。
【００３４】
廃油用タンク９３は、油分導出部６及び逆洗排出部８に接続され、液体を貯液可能なタンクである。油分導出部６の開閉弁６１に管９３１で接続され、逆洗排出部８の開閉弁８１に管９３２で接続される。廃油用タンク９３には、水性処理液中の油分及びろ過手段４によってろ過された固体粒状物を含んだ液体（廃油）が排出される。
【００３５】
次に、本実施形態１の浄化装置１１の浄化処理過程を説明する。
【００３６】
まず、導入部３の開閉弁３１は開状態、油分導出部６の開閉弁６１は閉状態、導出部５の切替弁５１は導出状態、そして逆洗排出部８の開閉弁８１は閉状態とする。導入部３のモータポンプ３２を作動させ、設備タンク９１から水性処理液をバケットストレーナ９２、導入部３、の順に槽本体２の主空間２１に流していく。設備タンク９１から流出する水性処理液は、管９１１を矢印Ａ方向に流れ、バケットストレーナ９２でサイズの大きい固体粒状物がろ過されて取り除かれる。そして、主空間２１に導入した水性処理液の一部は抵抗部２３から副空間２２に流入する（矢印Ｂ方向）。水性処理液中の油分は浮上し、主空間２１の上方に移動するため、抵抗部２３から副空間２２へと逃れる。また、副空間２２に一部の水性処理液が流入した場合も液中の油分が浮上するため、油分は副空間２２の上方に水性処理液と分離した状態で保持される。主空間２１に導入した水性処理液は、ろ過手段４でろ過され（矢印Ｆ方向）、導出口２６から切替弁５１を通過して、槽本体２から導出され（矢印Ｃ方向）、設備タンク９１に還流する。一度、槽本体２を経由した水性処理液は、ろ過手段４でろ過され、液中の油分も副区間２２へと分離されている。更にモータポンプ３２の作動を続けることで、水性処理液が槽本体２と設備タンク９１とを循環し、繰り返しろ過され、残っている油分は繰り返し副空間２２に分離されるため、より浄化された水性処理液に再生することができる。そして、副空間２２に溜まった油分は、適宜、油分導出部６の開閉弁の開閉弁６１を開状態とすることで、油分導出口２７から管９３１を矢印Ｄ方向に流通して廃油用タンク９３に排出することができる。開閉弁６１を開状態にした状態でモータポンプ３２を作動させると、抵抗部２３を介して加えられる水性処理液の圧力により副空間２２内に保持された油分が開閉弁６１を介して外部に流れていくことになる。開閉弁６１は、水性処理液の油分の汚染度によって定期的に開状態とする。汚染度は水性処理液がどのような工作機械に用いられたかによって、経験的に導き出すことができる。
【００３７】
また、設備タンク９１を工作機械と接続することで、工作機械を作動させ、水性処理液を機械の潤滑や温度上昇抑制に使用しながら、浄化装置１で浄化する構成とすることもできる。
【００３８】
次に、本実施形態１の浄化装置１１のろ過手段４を洗浄する逆洗処理過程を説明する。まず、導入部３の開閉弁３１は閉状態、油分導出部６の開閉弁６１は閉状態、導出部５の切替弁５１は供給状態、そして逆洗排出部８の開閉弁８１は開状態とする。逆洗用流体供給手段７から逆洗用エアーを供給する（矢印Ｅ方向）。逆洗用エアーは切替弁５１を経由し、導出口２６からろ過手段４を介して主空間２１に流入する。逆洗用エアーは、水性処理液がろ過手段４を通過するのと逆方向（矢印Ｒ方向）に流れ、ろ過手段４の孔に詰まっている固体粒状物を取り除く。そして、逆洗排出部８の逆洗排出口２８から水性処理液、エアーと共に固体粒状物が主空間２１から排出され、管９３２を流通して廃油用タンク９３に流れ込む（矢印Ｇ方向）。ろ過フィルターを洗浄する洗浄用流体としては、逆洗用エアーに代えて、水性処理液等の流体を用いることもできる。
【００３９】
ろ過手段４の洗浄は、定期的に、処理した水性処理液量で判定、あるいは主空間２１内やモータポンプ３２の出口に取り付けた圧力検出センサから得られる圧力の変化で判定し、ろ過手段４の目詰まりに伴う圧力上昇を検知して自動的に逆洗処理過程を行うこと等が考えられる。圧力検出センサは、例えば、導入部３のモータポンプ３２と開閉弁３１との間に設置することができる。
【００４０】
本実施形態１の浄化装置１１によれば、槽本体２が主空間２１と主空間２１内の水性処理液から分離した油分を保持する副空間２２とに区画され、且つ主空間２１にろ過手段４が配設されるため、水性処理液中の油分は副空間２２に分離した後、固体粒状物を主空間２１内のろ過手段４により除去することができる。すなわち、ろ過手段４により固体粒状物を除去すると共に、副空間２２内に分離した油分を保持させることによりろ過手段４とは離隔された部位にて油分除去を行うことが可能になり、固体粒状物除去と油分除去とをそれぞれ適正に行うことが可能になる。
【００４１】
そして、浄化装置１１は、油分導出部６が開閉弁６１を有するため、開閉弁６１が閉状態で副空間２２に油分が逃げ込みやすく、より確実な油分の除去を行うことができる。
【００４２】
また、浄化装置１１は、導入部３と導出部５との間に水性処理液を貯液する設備タンク９１を有することで、導入部３から槽本体２を介してろ過された水性処理液を導出部５から設備タンク９１に送ることで、再び導入部から槽本体でろ過することができる。結果、水性処理液を繰り返し浄化できるため、より綺麗な水性処理液へと再生可能である。
【００４３】
更に、浄化装置１１は、洗浄用流体供給手段７によって導出部６から洗浄用エアーを供給し、逆洗排出部８によってろ過手段４に付着した固体粒状物が洗浄用エアーと共に槽本体２から排出することで、ろ過手段４に付着した固体粒状物を取り除くことができるため、ろ過手段４の寿命が長く、経済的であり且つろ過手段の交換の手間も削減できる。また、逆洗排出部８を導入部３とは別に設けていることから洗浄すべき水性処理液を逆洗により汚染するおそれを少なくできる利点もある。
【００４４】
（実施形態２）
本実施形態２の浄化装置１２は、実施形態１の浄化装置１１と基本的に同様の構成であり、作用効果も同様の作用効果を有する。以下、異なる部分について主に説明する。
【００４５】
本実施形態２の浄化装置１２は、主空間２１が第１主空間２１１と第２主空間２１２とに区画壁２９によって区画される。区間壁２９は、区間天井２４から下方に延設される板状部材であり主空間２１を区画する。第１主空間２１１と副空間２２との間の区間天井２４には流路抵抗となる抵抗部２３が形成されており、第２主空間２１２と副空間２２との間の区間天井２４には両空間を連通するための連通部２０が形成されている。
【００４６】
第１主空間２１１には第１ろ過手段４１が配設され、第２主空間２１２には第２ろ過手段４２が配設される。第１ろ過手段４１は、固体粒状物をろ過可能な円筒状のろ過フィルターであり、一端が区画天井２４に固定され、他端が第１主空間２１１下方に開口する第１導出口２６１に接続される。第２ろ過手段４２は、固体粒状物をろ過可能な円筒状のろ過フィルターであり、一端が区画天井２４に固定され、他端が第２主空間２１２下方に開口する第２導出口（導出部分）２６２に接続される。第１ろ過手段４１及び第２ろ過手段４２のろ過フィルターの目開きのサイズは、除去したい固体粒状物のサイズに合わせて選択可能であり、それぞれ１以上を各主空間に配設可能である。そして、第２ろ過手段４２は、第１ろ過手段４１よりろ過精度が高い。第１導出口２６１から導出する水性処理液は中間導通部分５２によって第２導入口２５１から第２主空間２１２に導入する。つまり、水性処理液は、第１主空間２１１でろ過され、次に第２主空間２１２でろ過精度の異なるろ過フィルターでろ過され、槽本体２から導出される。
【００４７】
副空間２２を介した第１主空間２１１から第２主空間２１２への流量は、中間導通部分５２を介した第１主空間２１１から第２主空間２１２への流量より少ない。そして、連通部２０の副空間２２から第２主空間２１２への流れは、油分の浮上を阻害しない程度である。つまり、連通部２０における水性処理液の流れは油分が浮上する流れＩに対向する方向に流れているため、連通部２０における水性処理液の流れの速さは油分が浮上する流れＩの速さよりも小さくすることで油分の浮上を適正に行うことができる。なお、油分が浮上する流れの速さは油分の粒径、油分と水性処理液との比重差、油分の帯電などにより決定される。
【００４８】
第１主空間２１１及び第２主空間２１２は、それぞれ第１逆洗排出口２８１及び第２逆洗排出口２８２が開口し、それぞれに開閉可能な開閉弁８１１及び開閉弁８１２が接続される。洗浄用流体供給手段７は、第１導出口２６１及び第２導出口２６２に切替弁５１１、５１２を介して接続する。
【００４９】
次に、実施形態２の浄化装置１２の浄化処理過程を説明する。
【００５０】
まず、導入部３の開閉弁３１は閉状態、油分導出部６の開閉弁６１は閉状態、導出部５の切替弁５１１、５１２は導出状態、そして逆洗排出部８の開閉弁８１１及び８１２は閉状態とする。導入部３のモータポンプ３２を作動させ、矢印Ａ方向に設備タンク９１から水性処理液をバケットストレーナ９２、導入部３、槽本体２の第１主空間２１１の順に流し入れる。第１主空間２１１に導入した水性処理液の一部が抵抗部２３から副空間２２に流入する（矢印Ｂ方向）。水性処理液中の油分は浮上し、第１主空間２１１の上方から抵抗部２３を通過して副空間２２へと逃れる。また、副空間２２に一部の水性処理液が流入した場合も液中の油分が浮上するため、油分は副空間２２の上方に水性処理液と分離した状態で溜まる。第１主空間２１１に供給された水性処理液は、ほとんどが第１ろ過手段４１でろ過され（矢印Ｆ方向）、第１導出口２６１から切替弁５１１を介して中間導通部分５２を通過して第２主空間２１２に導入する（矢印Ｈ方向）。第２主空間２１２に導入した水性処理液中の油分は、連通部２０を通過して、副空間２２に逃れる（矢印Ｉ方向）。そして、第２主空間２１２の水性処理液は、そのほとんどが第２ろ過手段４２によってろ過され、第２導出口２６２から切替弁５１２を介して槽本体２から導出され（矢印Ｃ方向）、設備タンク９１に還流する。実施形態１の浄化装置１１と同様に、水性処理液は槽本体２を循環し、繰り返しろ過され、油分も副空間２２に逃れるため、より浄化された水性処理液に再生することができる。そして、副空間２２に溜まった油分は、適宜、油分導出部６の開閉弁の開閉弁６１を開状態とすることで、油分導出口２７から管９３１を矢印Ｄ方向に流通して廃油用タンク９３に排出することができる。
【００５１】
次に、本実施形態２の浄化装置１２のろ過手段４１及び４２を洗浄する逆洗処理過程を説明する。
【００５２】
まず、導入部３の開閉弁３１は閉状態、油分導出部６の開閉弁６１は閉状態、導出部５の切替弁５１１及び５１２は供給状態、そして逆洗排出部８の開閉弁８１１及び８１２は開状態とする。逆洗用流体供給手段７から逆洗用エアーを供給する（矢印Ｅ方向）。逆洗用エアーは切替弁５１１を経由し、第１導出口２６１から第１ろ過手段４１を介して第１主空間２１１に流入する（矢印Ｒ方向）。また、逆洗用エアーは切替弁５１２を経由し、第２導出口２６２から第２ろ過手段４２を介して第２主空間２１２に流入する（矢印Ｒ方向）。逆洗用エアーは、第１ろ過手段４１及び第２ろ過手段４２の孔に詰まった固体粒状物を取り除く。そして、それぞれ逆洗排出部８の第１逆洗排出口２８１及び第２逆洗排出口２８２から水性処理液、エアーと共に固体粒状物が第１主空間２１１及び第２主空間２１２から排出され、管９３２及び管９３３を流通して廃油用タンク９３に流れ込む（矢印Ｇ方向）。
【００５３】
本実施形態２の浄化装置１２によれば、主空間２１は副空間２２にそれぞれ連通する第１主空間２１１と第２主空間２１２とに区画壁２９によって区画されており、第１主空間２１１と副空間２２との間に抵抗部２３を有する。そして、第１主空間２１１に第１ろ過手段４１、第２主空間２１２に第２ろ過手段４２が配置され、第１ろ過手段４１でろ過された水性処理液は中間導通部分５２によって第２主空間２１２に送り込まれ、第２ろ過手段４２でろ過されて第２導出口（導出部分）２６２によって槽本体２から導出される。つまり、本発明に係る浄化装置１２は実施形態１の浄化装置１１を直列に接続したような形態ではあるが、副空間２１２を共通しているため、油分除去に必要な部材の数は低減可能である。このような構成とすることで、固体粒状物は２つのろ過手段によってろ過されるため洗浄効果がアップする。そして、抵抗部２３により第１主空間２１１から副空間２２への流れが抑制されるため、水性処理液のほとんどは第１ろ過手段４１でろ過されて第２主空間２１２へ送り込まれ、比重の軽い油分が副空間２２へと流れ込みやすい。結果、固体粒状物及び油分をより確実に除去することができる。
【００５４】
また、第１ろ過手段４１に付着していた固体粒状物は、第１導出口２６１から洗浄用エアーが供給され、第１逆洗排出口２８１から水性処理液、エアーと共に排出され、第２ろ過手段４２に付着していた固体粒状物は、第２導出口２６２から洗浄用エアーが供給され、第２逆洗排出口２８２から水性処理液、エアーと共に排出される。そのため、各主空間のろ過手段は、目詰まりをしても適宜洗浄して、水性処理液の浄化を再開することができる。
【００５５】
（実験）
本実施形態２の浄化装置１２に準じた装置を用いて水性処理液の浄化を行った。
【００５６】
浄化装置２の槽本体２は、直径２６７．４mm×高さ５００mmの円筒形状で、容量は３１リットルであった。バケットストレーナ９２は、直径２６７．４mm×高さ２５０mmの円筒形状で、容量は１９リットルであった。バックストレーナ９２は目開き２５０μｍ（６０メッシュ）のフィルターを介して水性処理液（エマルジョン切削液）が流れるようにした。第１ろ過手段４１は、ろ過面積は３１６５０平方ミリメートル、目開き２０μｍのフィルターを２つ平行に配設している。それぞれのフィルター毎に第１導出口２６１が開口している。第２ろ過手段４２は、ろ過面積３１６５０平方ミリメートル、目開き１μｍのフィルターを２つ平行に配設している。それぞれのフィルター毎に第２導出口２６２が開口している。浄化処理能力は、最大５００Ｌ／時間であり、本試験では５００Ｌ／時間になるように本浄化装置に水性処理液を供給した。
【００５７】
設備タンク９１には水性処理液を２００Ｌ貯液し、設備タンク９１は切削加工機械に接続され、切削加工機械を作動し続けながら、浄化装置１２を作動させた。
【００５８】
水性処理液の汚染度、浮上油、残存率を経時的に測定した。水性処理液は新油の状態で汚染度、浮上油ともに０ｇ／Ｌであった。ここで、汚染度は不純物の質量を測定することにより算出できる値である。また、浮上油は水性処理液を６０分間静置した際に分離した油分の質量から算出した値である。なお、油分の質量は１ｍＬを１ｇとして算出した。残存率はろ過前の不純物の質量を基準としてろ過後の不純物の質量の割合にて算出した。
【００５９】
（結果）
結果を図３及び図４に示す。図３及び４より明らかなように、本装置を作動させる直前の水性処理液は、汚染度が０．５ｇ／Ｌ、浮上油が３０ｇ／Ｌであった。本装置の作動後、一時間後に、２０％の残存率にまで浄化されていた。更に、切削加工機械を作動させつつ、浄化しても２時間後以降、残存率は５％以下であった。また、ｐＨも９に保たれており、油分の除去も適正に行われていることが裏付けられた。
【００６０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態２の浄化装置１２は、実施形態１の浄化装置１１を２つ接続して配置した構成であるが、浄化装置１１を３以上接続して配置することもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１１，１２：浄化装置、
２：槽本体、２０：連通部、２１：主空間、２１１：第１主空間、２１２：第２主空間、
２２：副空間、２３：抵抗部、２４：区画天井、２５：導入口、２６：導出口、
２６１：第１導出口、２６２：第２導出口、２７：油分同導出口、２８：逆洗排出口、
２９：区画壁、
３：導入部、３１：開閉弁、３２：モータポンプ、３３：管、
４：ろ過手段、４１：第１ろ過手段、４２：第２ろ過手段、
５：導出部、５１，５１１，５１２：切替弁、５２：中間導通部分、
６：油分導出部、６１：開閉弁、
７：洗浄用流体供給手段、
８：逆洗排出部、８１，８１１，８１２：開閉弁、
９１：設備タンク（貯液タンク）、９１１，９１２：管、９２：バケットストレーナ、
９２１：管、９３：廃油用タンク、９３１〜９３３：管。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
比重の軽い油分を含む水性処理液が導入され一時的に保持されて少なくとも一部の前記油分を分離し上方に逃がす主空間と、前記主空間の上方に形成され分離した前記油分を保持する副空間を区画する槽本体と、
前記主空間に前記水性処理液を供給する導入部と、
前記主空間に配設され前記水性処理液から固体粒状物をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記槽本体より導出する導出部と、
前記副空間に集められた前記油分を前記槽本体より導出する油分導出部と、
を有することを特徴とする浄化装置。
【請求項２】
前記導出部から前記主空間に洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給手段と、
前記ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する逆洗排出部と、
を更に有する請求項１に記載の浄化装置。
【請求項３】
前記槽本体は前記主空間をそれぞれ上方に前記副空間と連通する第１主空間と第２主空間に区画する区画壁と、
前記第１主空間と前記副空間との間に流路抵抗となる抵抗部と、
前記ろ過手段は、前記第１主空間に配置された第１ろ過手段と前記第２主空間に配置された第２ろ過手段とで構成され、
前記導出部は前記第１ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記第２主空間に送る中間導通部分と、前記第２ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記槽本体より導出する導出部分とで構成される請求項１に記載の浄化装置。
【請求項４】
前記中間導通部分から前記第１主空間及び前記導出部分から前記第２主空間に洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給手段と、
前記第１ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する第１逆洗排出部分と、前記第２ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する第２逆洗排出部分とで構成される逆洗排出部と、
を更に有する請求項３に記載の浄化装置。
【請求項５】
前記第２ろ過手段は前記第１ろ過手段よりろ過精度が高い請求項３又は４に記載の浄化装置。
【請求項６】
前記副空間を介した前記第１主空間から前記第２主空間への流量は、前記中間導通部分を介した前記第１主空間から前記第２主空間への流量より少ない請求項３〜５の何れか１項に記載の浄化装置。
【請求項７】
前記油分導出部は開閉弁を有する請求項１〜６の何れか１項に記載の浄化装置。
【請求項８】
前記導入部と前記導出部との間に位置する前記水性処理液を貯液可能な貯液タンクを更に有する請求項１〜７の何れか１項に記載の浄化装置。
【請求項１】
比重の軽い油分を含む水性処理液が導入され一時的に保持されて少なくとも一部の前記油分を分離し上方に逃がす主空間と、前記主空間の上方に形成され分離した前記油分を保持する副空間を区画する槽本体と、
前記主空間に前記水性処理液を供給する導入部と、
前記主空間に配設され前記水性処理液から固体粒状物をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記槽本体より導出する導出部と、
前記副空間に集められた前記油分を前記槽本体より導出する油分導出部と、
を有することを特徴とする浄化装置。
【請求項２】
前記導出部から前記主空間に洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給手段と、
前記ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する逆洗排出部と、
を更に有する請求項１に記載の浄化装置。
【請求項３】
前記槽本体は前記主空間をそれぞれ上方に前記副空間と連通する第１主空間と第２主空間に区画する区画壁と、
前記第１主空間と前記副空間との間に流路抵抗となる抵抗部と、
前記ろ過手段は、前記第１主空間に配置された第１ろ過手段と前記第２主空間に配置された第２ろ過手段とで構成され、
前記導出部は前記第１ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記第２主空間に送る中間導通部分と、前記第２ろ過手段でろ過された前記水性処理液を前記槽本体より導出する導出部分とで構成される請求項１に記載の浄化装置。
【請求項４】
前記中間導通部分から前記第１主空間及び前記導出部分から前記第２主空間に洗浄用流体を供給する洗浄用流体供給手段と、
前記第１ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する第１逆洗排出部分と、前記第２ろ過手段に付着する前記固体粒状物を前記洗浄用流体と共に前記槽本体より排出する第２逆洗排出部分とで構成される逆洗排出部と、
を更に有する請求項３に記載の浄化装置。
【請求項５】
前記第２ろ過手段は前記第１ろ過手段よりろ過精度が高い請求項３又は４に記載の浄化装置。
【請求項６】
前記副空間を介した前記第１主空間から前記第２主空間への流量は、前記中間導通部分を介した前記第１主空間から前記第２主空間への流量より少ない請求項３〜５の何れか１項に記載の浄化装置。
【請求項７】
前記油分導出部は開閉弁を有する請求項１〜６の何れか１項に記載の浄化装置。
【請求項８】
前記導入部と前記導出部との間に位置する前記水性処理液を貯液可能な貯液タンクを更に有する請求項１〜７の何れか１項に記載の浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−８８１０６（Ｐ２０１１−８８１０６Ａ）
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４５２５２（Ｐ２００９−２４５２５２）
【出願日】平成２１年１０月２６日（２００９．１０．２６）
【出願人】（５０４３０３１６０）豊栄工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２６日（２００９．１０．２６）
【出願人】（５０４３０３１６０）豊栄工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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