JP2016155193A - 加工液浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】タンク構造の小型化を図り、かつメンテナンスが軽減され、長期間高精度に加工液から微細物を除去することが可能な加工液浄化システムを提供する。
【解決手段】加工液浄化システムは、加工装置２に供給する加工液を貯留する供給タンク１と、加工装置から戻る加工液から微細物を分離して排出するコンベアベルトを備えるコンベアタンク３と、加工液を供給タンクから加工装置に供給し、この加工に用いた加工液をコンベアタンクへ戻して供給タンクへ送り循環させて供給する循環供給４経路と、を備え、コンベアタンクと供給タンクが、ワイヤスクリーン５０を介して連通され、ワイヤスクリーンは、複数のワイヤを互いに平行に配列した構成である。
【選択図】図１

Description

この発明は、微粉末クズ等の微細物が含まれる加工液から微細物を除去して供給する加工液浄化システムに関するものである。

例えば、機械を切削加工する加工装置では、供給タンクから加工液を供給しながら切削などの加工が行なわれ、このように切削などの加工を行うための切削液などの加工液には微粉末状の切削クズ、異物や混入物、汚染物質等の微細物が含まれる。

この微細物が含まれる加工液をフィルタ装置に供給し、このフィルタ装置で微細物を除去して加工液を供給タンクに戻している（例えば特許文献１）。このようなフィルタ装置を用いる加工液浄化システムとして、例えば、図１４に示すように、一次タンク１００と二次タンク１１０を分離したもの、また図１５に示すように、一次タンク１００と二次タンク１１０を一体にしたものがある。

図１４に示す一次タンク１００と二次タンク１１０を分離したものでは、一次タンク１００でドラムフィルタ１０１とチップコンベア１０２により加工液に含まれる切削クズを除去して取り出す。フィルタポンプ１２０により一次タンク１００の加工液は、フィルタ１２１を介して二次タンク１１０へ送られ、高圧ポンプ１２２により二次タンク１１０の加工液が、加工装置１３０へ送られると共に、低圧ポンプ１２３により一次タンク１００の加工液が加工装置１３０へ送られる。加工を行うために用いた加工液は、切削クズと共に、加工装置１３０からチップコンベア１０２に入り、ドラムフィルタ１０１を介して一次タンク１００に戻される。一次タンク１００と二次タンク１１０を分離した構造であるから、二次タンク１１０からオーバーフローする加工液がパイプ１４０を介して一次タンク１００に戻されるように構成されている。

図１５に示す一次タンク１００と二次タンク１１０を一体にしたものでは、同様にして高圧ポンプ１２２により二次タンク１１０の加工液が加工装置１３０へ送られると共に、低圧ポンプ１２３により一次タンク１００の加工液が加工装置１３０へ送られる。加工を行うために用いた加工液は、切削クズと共に、加工装置１３０からチップコンベア１０２に入り、ドラムフィルタ１０１を介して一次タンク１００に戻されるが、一次タンク１００と二次タンク１１０を一体にした構造であるから、二次タンク１１０から加工液が仕切板１４１をオーバーフローして一次タンク１００に戻されるように構成されている。

ドラムフィルタ１０１は、図１６に示すように、減速機付モータ１０１ａにてチェーン１０１ｂを介し連続回転し、チェーン１０１ｂに設けたスクレーパ１０１ｃによって切削クズを掬い上げて一次タンク１００に入った加工液から切削クズを分離して排出している。ドラムフィルタ１０１の洗浄は、シャフト部１０１ｄがパイプとなっており、ポンプ１０１ｅを駆動して洗浄液をシャフト部１０１ｄに供給し、液面より出た部分をシャフト部１０１ｄのノズルより噴射して洗浄しており、液面がシャフト部１０１ｄより下部でなければ逆流ノズルが液中となり洗浄できない。

特開２００１−１３７７４３号公報

このような加工液浄化システムには、一次タンク１００と二次タンク１１０を備える配置スペースを確保する分システムが大型化する。また、二次タンク１１０から加工液がオーバーフローして一次タンク１００に戻されるように構成されているため、加工液による攪拌能力がないためタンク壁面に汚れが付着し、頻繁にタンクを清掃する必要があった。

また、ドラムフィルタ１０１に切削クズがささり逆洗しても切削クズを除去できないため目詰りしたり、破れることがある。また、ドラムフィルタ１０１とタンク本体の間をシールするシール部材が摩擦したり、切削クズがささり回転部にキズが入りシール不良から切削クズが流出することがある。また、ドラムフィルタ１０１のフィルタの材質（樹脂、ＳＵＳ、全網）により加工液やスラッジの材質によりマッチングせずフィルタに膜が張りろ過流量が減り、フィルタの交換に時間がかかり（約３時間）、費用も嵩み、フィルタの寿命が短いなどの問題がある。

この発明は、このような現状に鑑みなされたもので、タンク構造の小型化を図り、かつメンテナンスが軽減され、長期間高精度に加工液から微細物を除去することが可能な加工液浄化システムを提供することを目的としている。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、加工装置に供給する加工液を貯留する供給タンクと、
加工装置から戻る加工液から微細物を分離して排出するコンベアベルトを備えるコンベアタンクと、
加工液を前記供給タンクから前記加工装置に供給し、この加工に用いた加工液を前記コンベアタンクへ戻して前記供給タンクへ送り循環させて供給する循環供給経路と、を備え、
前記コンベアタンクと前記供給タンクが、微細物を分離して除去するワイヤスクリーンを介して連通され、
前記ワイヤスクリーンは、複数のワイヤを互いに平行に配列した構成であることを特徴とする加工液浄化システムである。

請求項２に記載の発明は、前記循環供給経路に配置され、前記加工液に含まれる微細物を分離して除去する分離除去装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の加工液浄化システムである。

請求項３に記載の発明は、前記ワイヤスクリーンを、前記コンベアタンクの少なくとも側面部または底面部に配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工液浄化システムである。

請求項４に記載の発明は、前記ワイヤスクリーンは、断面楔状のワイヤで構成され、
前記ワイヤスクリーンの平面側を前記コンベアタンクの内面側とし、
前記ワイヤスクリーンの凹凸面側を前記供給タンクの内面側として配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工液浄化システムである。

請求項５に記載の発明は、前記ワイヤスクリーンを洗浄する洗浄手段を備え、
前記洗浄手段は、
前記ワイヤスクリーンに洗浄液を噴射して洗浄する噴射洗浄手段、
前記ワイヤスクリーンをブラシングして洗浄するブラシ洗浄手段、
前記ワイヤスクリーンを振動させて洗浄する振動洗浄手段、
前記ワイヤスクリーンをスクレーパでかき取り洗浄するかき取り洗浄手段、
のいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の加工液浄化システムである。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１乃至請求項５に記載の発明では、加工液を加工装置に供給し、この加工に用いた加工液をコンベアタンクに戻し、コンベアタンクと供給タンクが微細物を分離して除去するワイヤスクリーンを介して連通されており、加工液をワイヤスクリーンによりろ過されて供給タンクへ戻して循環させて供給することで、加工液に含まれる微細物を分離して除去し、ワイヤスクリーンは、複数のワイヤを互いに平行に配列した構成であり、タンク構造の小型化を図り、かつメンテナンスが軽減され、長期間高精度に加工液から微細物を除去することが可能である。

加工液浄化システムを示す図である。 コンベアタンク部の側面図である。 コンベアタンク部の平面図である。 ワイヤスクリーンの洗浄を示す図である。 他の実施の形態のコンベアタンク部の側面図である。 他の実施の形態のコンベアタンク部の平面図である。 ワイヤスクリーンの側面図である。 ワイヤスクリーンの構成を示す図である。 ワイヤの縦方向の配置を示す図である。 ワイヤの横方向の配置を示す図である。 ワイヤスクリーンの洗浄部を示す図である。 ワイヤスクリーンの洗浄部を示す図である。 ワイヤスクリーンの洗浄部を示す図である。 従来の実施の形態の加工液浄化システムを示す図である。 従来の他の実施の形態の加工液浄化システムを示す図である。 ドラムフィルタ部を示す図である。

以下、この発明の加工液浄化システムの実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。

この発明の加工液浄化システムは、工作機、加工機などに用いられる切削液などの加工液に含まれる切削粉等の微細物の除去に、また半導体、バイオ等の処理液などの加工液に含まれる不純物等の微細物の除去に使用される。

［加工液浄化システムの構成］
この加工液浄化システムの実施の形態を、図１に示す。この実施の形態では、工作機の切削液に含まれる切削粉等の微細物の回収に用いる場合について説明する。この実施の形態では、流体として液体に含まれる微粉末状クズの微細物を除去する場合について用いているが、微細物であればよく、微粉末状クズに限定されない。

この実施の形態の加工液浄化システムは、加工液を貯留する供給タンク１と、加工液を供給タンク１から加工装置２に供給し、この加工に用いた加工液をコンベアタンク３へ戻し、さらに供給タンク１へ戻して循環させる循環経路４と、この循環供給経路４に配置さ
れ、加工に用いた加工液に含まれる微細物を分離して除去する分離除去装置５と、この分離除去装置５により微細物を分離して除去した加工液の一部を供給タンク１に戻して攪拌させてろ過する攪拌ろ過経路６とを備える。

分離除去装置５の入力側には、流量調整バルブ２０，２１及び低圧供給ポンプ７が配置される。低圧供給ポンプ７の駆動により入力側から微細物を含む加工液が分離除去装置５へ供給され、分離除去装置５の内部において加工液が渦巻きとなり、遠心力により微細物を含む加工液から微細物を分離して沈降させる。分離除去装置５には、回収部が配置され、この回収部の構成は、排出管５ａを接続し、この排出管５ａに設けられた排出バルブ５ｂの操作によって沈殿した微細物をドレンカップ５ｃへ排出するようになっている。ドレンカップ５ｃへの排出は、排出バルブ５ｂを全開で排出する。また、ドレンカップ５ｃを使用せずに排出するときは、手動バルブにて開度を決める方法と自動開閉式で排出するようにしてもよい。排出方法により出口側の流量が違うため事前に決めることが必要である。

分離除去装置５は、加工に用いた加工液から遠心力により加工液に含まれる微細物を分離して除去する遠心分離装置を用いているが、この遠心分離装置に限定されず、例えば加工に用いた加工液をろ過するろ過膜を備え、このろ過膜によって微細物を分離して除去するろ過装置などでもよい。分離除去装置５の出力側には、加工液を加工装置２に供給する高圧供給ポンプ８を配置し、高圧供給ポンプ８の出力側の循環供給経路４には、戻し経路９が接続されている。戻し経路９には、リリーフバルブ９ａが配置され、高圧供給ポンプ８の駆動で高圧の加工液を加工装置２へ供給し、この高圧供給ポンプ８の出力側に接続されたリリーフバルブ９ａから一部の加圧液を戻し経路９を介して供給タンク１へ戻し、加圧液の供給圧力を調整する。

この実施の形態の加工液浄化システムは、循環供給経路４と共に、供給経路１０が備えられ、低圧供給ポンプ７の駆動により供給タンク１に貯留する加工液を供給経路１０を介して加工装置２に直接供給する。供給経路１０には、冷却経路１１が接続され、供給経路１０に配置された流量調整バルブ２２と、冷却経路１１に配置された流量調整バルブ２３の調整により、加工装置２に供給する余分の加工液が冷却部４０に送られる。冷却部４０へ送られた加工液は、オイルクーラ４１とオイルヌキマ４２にて液温調整と浮遊した油分を除去し、冷却部４０からオーバーフローする加工液は供給タンク１に戻される。供給タンク１の液面管理は、液面計４３にて供給タンク１の液面上部、液面下部を検知し、検知情報を図示しない制御装置に送る。制御装置は、検知情報に基づき各機器を制御する。

コンベアタンク３と供給タンク１は、ワイヤスクリーン５０を介して連通され、ワイヤスクリーン５０は、複数のワイヤを互いに平行に配列した構成である。コンベアタンク３には、コンベア３０が配置され、コンベア３０によりコンベアタンク３の底部に溜まる微細物を外部に連続、または間欠的に排出し、ワイヤスクリーン５０によりろ過して加工液中ある微細物を除去して供給タンク１へ供給する。

供給経路１０には、スクリーン洗浄経路９０が接続され、スクリーン洗浄経路９０には、流量調整バルブ２４、噴射ノズル９１が配置されている。低圧供給ポンプ７を駆動し、流量調整バルブ２４で流量を必要量に調整し、噴射ノズル９１によりワイヤスクリーン５０を洗浄する。

この実施の形態の加工液浄化システムでは、加工液を加工装置２に供給し、この加工に用いた加工液をコンベアタンク３に戻し、コンベアタンク３と供給タンク１がワイヤスクリーン５０を介して連通されており、ワイヤスクリーン５０によりろ過されて供給タンク１へ戻して循環させて供給する。この循環供給経路４に配置した分離除去装置５で、加工
液に含まれる微細物を分離して除去し、ワイヤスクリーン５０は、複数のワイヤを互いに平行に配列した構成であり、タンク構造の小型化を図り、かつメンテナンスが容易で長期間高精度に加工液から微細物を除去して供給することが可能である。

また、分離除去装置５は、加工液の入力側を低圧供給ポンプ７側に接続し、加工液の出力側を加工装置側に接続した構成であり、加工液の一部を、攪拌ろ過経路６を介して供給タンク１へ戻して循環させることで、分離除去装置５によって微細物を含む加工液から微細物を分離して除去すると共に、加工液が供給タンク１の内部で循環して攪拌し、タンクの底面や壁面に汚れが付着することを防止でき、タンク清掃を軽減することが可能である。

［コンベアタンク部の構造］
この実施の形態のコンベアタンク部の構造を、図２乃至図６に示す。図２はコンベアタンク部の側面図、図３はコンベアタンク部の平面図、図４はワイヤスクリーンの洗浄を示す図、図５は他の実施の形態のコンベアタンク部の側面図、図６は他の実施の形態のコンベアタンク部の平面図である。

この実施の形態では、コンベアタンク３にコンベア３０が配置され、コンベア３０のチェーン３１には、スクレーパ３２が設けられている。駆動モータ３３によりチェーン３１を駆動し、コンベアタンク３の底部に溜まる微細物をスクレーパ３２により外部に連続、または間欠的に掻き出して排出する。

コンベアタンク３と供給タンク１は、ワイヤスクリーン５０を介して連通される。図２乃至図４の実施の形態では、ワイヤスクリーン５０をコンベアタンク３の側面部に配置したが、図５及び図６の実施の形態のようにワイヤスクリーン５０をコンベアタンク３の底面部に配置してもよく、またワイヤスクリーン５０は、コンベアタンク３の側面部及び底面部に配置し手もよい。すなわち、ワイヤスクリーン５０は、コンベアタンク３の少なくとも側面部または底面部に配置される。

この実施の形態は、ワイヤスクリーン５０を洗浄する洗浄手段Ａを備えており、洗浄液をワイヤスクリーン５０に向けて噴射して洗浄する。
［ワイヤスクリーンの構成］
この実施の形態のワイヤスクリーンの構成を、図７乃至図１０に示す。図７はワイヤスクリーンの側面図、図８はワイヤの配置構成を示す図、図９はワイヤの実施の形態を示す図、図１０はワイヤの他の配置構成を示す図である。

ワイヤスクリーン５０は、方形の枠５１に複数のワイヤ５２を互いに平行に配列した構成である。枠５１には、取っ手５３が設けられ、取っ手５３によってワイヤスクリーン５０がコンベアタンク３の取付部に着脱可能になっている。

ワイヤスクリーン５０は、ワイヤ５２が断面楔状のウェッジワイヤで形成され、ウェッジワイヤの平面側をコンベアタンク３の内面側とし、凹凸面側を供給タンク１の内面側として配置される。ワイヤスクリーン５０で分離できる微細物の最小径は各ワイヤ５２の間隙Ｌの大きさにより決まるが、設定できる最小間隙は５０ミクロン程度まで可能である。そのためワイヤスクリーン５０を使用することにより、５０ミクロン程度までの微細な微細物を効率よく分離できる。

ワイヤ５２は、図８（ｃ）及び図９（ｃ）に示すように、断面円形状のワイヤを用いてもよいし、図８（ｄ）及び図９（ｄ）に示すように、断面半円形状のワイヤを用いてもよく、さらにこれらに限定されない。また、ワイヤ５２は縦方向に配置されるが、図１０に示すよう
に、ワイヤ５２を横方向に配置してもよい。

（ワイヤスクリーンの洗浄）
この実施の形態は、ワイヤスクリーン５０を洗浄する洗浄手段Ａを備えており、図１１乃至図１３はワイヤスクリーンの洗浄部を示す図である。

図１１の実施の形態では、洗浄手段Ａは、ワイヤスクリーン５０の凹凸面側から洗浄液を噴射して洗浄する噴射洗浄手段６０で構成される。噴射洗浄手段６０は、洗浄配管６１と洗浄ノズル６２を有し、スクリーン洗浄経路１１から洗浄配管６１に線浄水が供給され、洗浄ノズル６２からワイヤスクリーン５０の凹凸面側に噴射されて各ワイヤ５２を洗浄する。

図１２の実施の形態では、洗浄手段Ａは、ワイヤスクリーン５０の平面側からブラシングして洗浄するブラシ洗浄手段７０で構成される。ブラシ洗浄手段７０は、ブラシ７１と駆動手段７２を有し、駆動手段７２によりブラシ７１を駆動し、ブラシ７１によりワイヤスクリーン５０の平面側からブラシングしてワイヤ５２を洗浄する。

図１３の実施の形態では、洗浄手段Ａは、ワイヤスクリーン５０を振動させて洗浄する振動洗浄手段８０で構成される。振動洗浄手段８０は、振動発生装置８１を用いてワイヤスクリーン５０を振動させ各ワイヤ５２を洗浄する。振動発生装置８１は、バイブレーションモータ、電磁バイブレータ、空気式バイブとモータなどの振動発生装置を用いてもよい。これらのバイブレータや空気式バイブロモータは、振幅の調製が簡単にできるとともに、微振動（微振幅）を起すことができるため、精密部品同士の振動・衝突が原因で起る打痕の防止に都合がよい。また、洗浄手段Ａは、底部に取り付けたワイヤスクリーン５０をスクレーパでかき取り洗浄するかき取り洗浄手段で構成してもよい。

図１１乃至図１３のワイヤスクリーンの洗浄では、ワイヤ５２は断面楔状のワイヤを用いたが、断面円形状のワイヤ、あるいは断面半円形状のワイヤを用いてもよく、さらにこれらに限定されない。また、ワイヤ５２は縦方向に配置されるが、横方向に配置してもよい。

この発明は、微粉末クズ等の微細物が含まれる加工液から微細物を除去して供給する加工液浄化システムに適用可能であり、タンク構造の小型化を図り、かつメンテナンスが軽減され、長期間高精度に加工液から微細物を除去することが可能である。

１ 供給タンク
２ 加工装置
３ コンベアタンク
４ 循環経路
５ 分離除去装置
６ 攪拌ろ過経路
７ 低圧供給ポンプ
８ 高圧供給ポンプ
９ 戻し経路
１１ スクリーン洗浄経路
１０ 供給経路
２０，２１，２２，２３，２４ 流量調整バルブ
４０ 冷却部
４１ オイルクーラ
４２ オイルヌキマ
４３ 液面計
５０ ワイヤスクリーン
５２ ワイヤ
６０ 噴射洗浄手段
７０ ブラシ洗浄手段
８０ 振動洗浄手段
Ａ 洗浄手段

Claims (5)

1. 加工装置に供給する加工液を貯留する供給タンクと、
   加工装置から戻る加工液から微細物を分離して排出するコンベアベルトを備えるコンベアタンクと、
   加工液を前記供給タンクから前記加工装置に供給し、この加工に用いた加工液を前記コンベアタンクへ戻して前記供給タンクへ送り循環させて供給する循環供給経路と、を備え、
   前記コンベアタンクと前記供給タンクが、微細物を分離して除去するワイヤスクリーンを介して連通され、
   前記ワイヤスクリーンは、複数のワイヤを互いに平行に配列した構成であることを特徴とする加工液浄化システム。
2. 前記循環供給経路に配置され、前記加工液に含まれる微細物を分離して除去する分離除去装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の加工液浄化システム。
3. 前記ワイヤスクリーンを、前記コンベアタンクの少なくとも側面部または底面部に配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工液浄化システム。
4. 前記ワイヤスクリーンは、断面楔状のワイヤで構成され、
   前記ワイヤスクリーンの平面側を前記コンベアタンクの内面側とし、
   前記ワイヤスクリーンの凹凸面側を前記供給タンクの内面側として配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工液浄化システム。
5. 前記ワイヤスクリーンを洗浄する洗浄手段を備え、
   前記洗浄手段は、
   前記ワイヤスクリーンに洗浄液を噴射して洗浄する噴射洗浄手段、
   前記ワイヤスクリーンをブラシングして洗浄するブラシ洗浄手段、
   前記ワイヤスクリーンを振動させて洗浄する振動洗浄手段、
   前記ワイヤスクリーンをスクレーパでかき取り洗浄するかき取り洗浄手段、
   のいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の加工液浄化システム。