JPH10165706A - 浮上物体回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クーラント液に混入した油など液体の上層部に
浮上した物体を高速で回収することができ、メンテナン
スの不要な浮上物体回収装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】底部１１１及び周壁部１１２を有しクーラ
ント液ＣＬ及び油ＯＬを流通させるとともにその流量を
制限するためのスリット１１３が周壁部に設けられた有
底筒状のハウジング１１と、ハウジングの内側において
周壁部との間に間隙を有して配置され上下方向に移動可
能でクーラント液ＣＬよりも比重が小さい筒状のフロー
ト１２と、ハウジングに対して固定され、ハウジングの
内部のフロートの上端縁よりも下方位置において排出用
穴１３１が設けられた排出用管路１３とを有して構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体の上層部に浮
上した他の液体又は固体などの物体を回収する装置に関
し、例えば、水系切削液又は水系研削液などの水系クー
ラント液に混入した油分を回収し、クーラント液から油
を分離してクーラント液の浄化を行うために利用され
る。

【０００２】

【従来の技術】従来において、切削又は研削などの機械
加工において、切削液又は研削液などの水系クーラント
液が使用される。使用済の水系クーラント液には油が混
入し、混入した油はクーラント液の機能に種々の悪影響
を及ぼす。悪影響の例として、クーラント液の冷却能力
の低下、環境汚染、クーラント液の腐敗による悪臭など
がある。クーラント液に混入した油を分離してクーラン
ト液を浄化するためには、クーラント液内の油分をでき
るだけ高い効率で回収する必要がある。

【０００３】従来において、クーラント液内の油分を回
収するために、円盤状スキマー、ベルトスキマーなどが
用いられている。これらは、回転する円盤又は循環する
ベルトなどによって、クーラント液の上層部に浮上した
油を吸着させて別の場所に運び、別の場所で油を回収す
る。

【０００４】また、クーラント液にフロートを浮かべ、
クーラント液の液面よりも低い位置で開口するノズルを
そのフロートに取り付け、クーラント液の上層部に浮上
した油をノズルの開口部から吸引して排出する装置が用
いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した前者
の装置、つまりスキマーを用いた装置では、油分の回収
速度が極めて遅く、クーラント液と油を分離して浄化す
るのに多大の時間を要する。

【０００６】また、後者の装置、つまり浮上ノズルを用
いた装置では、ノズルがクーラント液の液面の位置に応
じて上下移動するため、クーラント液の吸引のためのポ
ンプ装置とノズルとの間に可撓性を有したホースを用い
る必要がある。そのため、ホースの経年変化又は劣化に
よって寿命が短くなり、ホースの交換など種々の面倒な
メンテナンスを定期的に行う必要がある。

【０００７】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、クーラント液に混入した油など液体の上層部に浮
上した物体を高速で回収することができ、メンテナンス
の不要な浮上物体回収装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る装
置は、液体の上層部に浮上した物体を回収する装置であ
って、底部及び周壁部を有し前記液体及び物体を流通さ
せるとともにその流量を制限するための窓部が前記周壁
部に設けられた有底筒状のハウジングと、前記ハウジン
グの内側において前記周壁部との間に間隙を有して配置
され、前記周壁部に沿って上下方向に移動可能で前記液
体よりも比重が小さい筒状のフロートと、前記ハウジン
グに対して固定され、前記ハウジングの内部の前記フロ
ートの上端縁よりも下方位置において開口部が設けられ
た排出用管路と、を有してなる。

【０００９】請求項２の発明に係る装置では、前記排出
用管路は、その下端部が前記ハウジングの底部に固定さ
れており、その上端縁が前記周壁部の上端縁よりも上方
に突出している。

【００１０】請求項３の発明に係る装置では、前記ハウ
ジングには、前記周壁部の上端縁に連接する蓋部材が設
けられており、前記排出用管路は前記蓋部材に固定され
ている。

【００１１】次に、回収装置の作用を図２及び図３を参
照して説明する。図２において、使用済のクーラント液
ＣＬの上層部には油ＯＬが浮上している。クーラント液
ＣＬ及び油ＯＬは、ハウジング１１のスリット１１３ａ
〜ｄ、及びハウジング１１とフロート１２との間の間隙
を通って内部に流入し、内部を満たしている。フロート
１２は、クーラント液ＣＬ及び油ＯＬにより浮力を受
け、その上端縁が液面ＦＬよりも上方に突出した状態で
静止している。

【００１２】配管用ネジ１３２に接続されたポンプによ
って吸引を行うと、ハウジング１１内のクーラント液Ｃ
Ｌなどは排出用穴１３１から排出用管路１３に流入し、
吸引されて外部へ排出される。

【００１３】これによって、図３に示すように、ハウジ
ング１１内における液面ＦＬが低下し、これにともなっ
てフロート１２が下方へ移動する。そうすると、フロー
ト１２の上端縁がハウジング１１の外部の液面ＦＬより
も低くなり、外部の油ＯＬはフロート１２の上端縁を乗
り越えて内部に流入する。ハウジング１１の内部に流入
した油ＯＬは、排出用穴１３１から吸引されて排出され
る。

【００１４】このとき、フロート１２の上端縁からは油
ＯＬとともにクーラント液ＣＬも流入するが、スリット
１１３ａ〜ｄによる流量の規制と吸引される流量とのバ
ランスに応じてフロート１２の位置が定まる。また、ハ
ウジング１１とフロート１２との間の間隙からもクーラ
ント液ＣＬが流入する。したがって、排出用管路１３か
らは油ＯＬとクーラント液ＣＬとの混合液が排出され
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る回収装置１の
正面図、図２及び図３は回収装置１の正面断面図であ
る。なお、図２は油ＯＬを吸引していないときの状態を
示し、図３は油ＯＬを吸引しているときの状態を示す。

【００１６】図１及び図２において、回収装置１は、ハ
ウジング１１、フロート１２、及び排出用管路１３から
なる。ハウジング１１は、炭素鋼、ステンレス鋼、又は
アルミニウム合金などの金属材料からなり、底部１１１
及び周壁部１１２を有した有底円筒状のものである。周
壁部１１２には、周方向の４箇所の均等位置に、軸方向
の上半分程度の長さのスリット１１３ａ〜ｄが設けられ
ている。スリット１１３ａ〜ｄは、液体を流通させると
ともにその流量を制限するためのものである。スリット
１１３ａ〜ｄの幅寸法は、排出用管路１３から吸引され
る液体の流量に応じて設定される。なお、スリット１１
３ａ〜ｄの全部又は一部を「スリット１１３」と記載す
ることがある。

【００１７】フロート１２は、その外形が円筒状であ
り、その直径はハウジング１１の周壁部１１２の直径よ
りも若干小さく、その長さは周壁部１１２の長さの半分
程度の長さである。フロート１２は、ハウジング１１と
同様な金属材料からなる板材によって中空に形成され、
全体の比重が使用する液体よりも若干小さい。したがっ
て、フロート１２を静止した液体に浮かべたとき、自由
状態でその上端部が液面より突出し、液体はフロート１
２の上端縁を乗り越えて流動することはできない。フロ
ート１２は、ハウジング１１の内側において、その外周
面が周壁部１１２の内周面との間に間隙を有し、周壁部
１１２に沿って上下方向に移動可能に配置されている。
フロート１２とハウジング１１との間の間隙は、ここに
ゴミその他の浮遊物が噛み込んだり液体の粘性によって
フロート１２が自由に上下移動できなくなるのを防止す
るため、適当に広くしておく必要があり、通常、３〜５
ｍｍ程度に設定する。

【００１８】排出用管路１３は、金属材料からなり、そ
の下端部がハウジング１１の底部１１１の中央に溶接に
よって固定されている。排出用管路１３には、下端から
少し上方位置であってフロート１２の上端縁よりも常に
下方である位置において周方向の４箇所に排出用穴１３
１，１３１…が設けられている。排出用管路１３の上端
縁は、ハウジング１１の周壁部１１２の上端縁よりも上
方に突出しており、上端部の外周には配管用ネジ１３２
が形成されている。

【００１９】クーラント液ＣＬは、図示しない適当なタ
ンクに蓄えられており、回収装置１は、そのタンクの底
面上に載置され、又は必要に応じてその状態で固定され
る。排出用管路１３の上端の配管用ネジ１３２には、配
管接続された管路を通じて液体を吸引するためのポンプ
が接続される。

【００２０】回収装置１の各部の寸法の一例を挙げれば
次の通りである。ハウジング１１の外径は９０ｍｍ、長
さは１８０ｍｍ、各スリット１１３ａ〜ｄの長さは９０
ｍｍ、幅は吸引用のポンプの流量が２０リッター／ｍｉ
ｎのときに１０ｍｍ、１０リッター／ｍｉｎのときに５
ｍｍ、フロート１２の長さは９０ｍｍ、周壁部１１２の
内周面とフロート１２の外周面との間の間隙は約３ｍ
ｍ、排出用管路１３の外径は２１．７ｍｍ、排出用穴１
３１の位置は下端から２０ｍｍである。

【００２１】次に、回収装置１の作用を説明する。図２
において、使用済のクーラント液ＣＬの上層部には油Ｏ
Ｌが浮上している。通常時における油ＯＬ（又はクーラ
ント液ＣＬ）の液面ＦＬの位置がスリット１１３ａ〜ｄ
の上端よりやや下方位置となるように、回収装置１はタ
ンクに固定されている。この状態において、クーラント
液ＣＬ及び油ＯＬは、ハウジング１１のスリット１１３
ａ〜ｄ、及びハウジング１１とフロート１２との間の間
隙を通って内部に流入し、内部を満たしている。したが
って、フロート１２は、クーラント液ＣＬ及び油ＯＬに
より浮力を受け、その上端縁が液面ＦＬよりも上方に突
出した状態で静止している。

【００２２】そこで、配管用ネジ１３２に接続されたポ
ンプによって吸引を行うと、ハウジング１１内のクーラ
ント液ＣＬなどは排出用穴１３１から排出用管路１３に
流入し、吸引されて外部へ排出される。

【００２３】これによって、図３に示すように、ハウジ
ング１１内における液面ＦＬが低下し、これにともなっ
てフロート１２が下方へ移動する。そうすると、フロー
ト１２の上端縁がハウジング１１の外部の液面ＦＬより
も低くなり、外部の油ＯＬはフロート１２の上端縁を乗
り越えて内部に流入する。ハウジング１１の内部に流入
した油ＯＬは、排出用穴１３１から吸引されて排出され
る。

【００２４】このとき、フロート１２の上端縁からは油
ＯＬとともにクーラント液ＣＬも流入するが、スリット
１１３ａ〜ｄによる流量の規制と排出用管路１３から吸
引される流量とのバランスによって、フロート１２の上
端縁が油ＯＬの層の下面つまりクーラント液ＣＬの上面
近辺となるように設定することにより、油ＯＬとともに
流れ込むクーラント液ＣＬの量を少なくすることができ
る。また、ハウジング１１とフロート１２との間の間隙
からもクーラント液ＣＬが流入し、排出用管路１３から
排出される。したがって、排出用管路１３からは油ＯＬ
とクーラント液ＣＬとの混合液が排出される。

【００２５】このように、ポンプによって吸引すること
により、排出用管路１３から油ＯＬとクーラント液ＣＬ
との混合液が連続的に排出される。排出される油ＯＬの
流量は、フロート１２の上下方向の位置によって調整さ
れる。例えば、フロート１２の上端縁の位置を低くして
外部の液面ＦＬとの間の落差を大きくすれば流量は増大
する。この場合、油ＯＬとともに流入するクーラント液
ＣＬの量も多くなる。但し、スリット１１３ａ〜ｄによ
る流量の制限があるので、ポンプによる吸引量が多過ぎ
るとハウジング１１の内部の液面ＦＬが低下し過ぎて空
気を吸引することになるので好ましくない。ポンプが空
気を吸引しないように、スリット１１３ａ〜ｄ及びフロ
ート１２の形状寸法、ポンプの吸引量などが設定されて
いる。通常、ハウジング１１の外部の液面ＦＬとフロー
ト１２の上端縁との間の落差が１０ｍｍ程度になるよう
に設定される。

【００２６】また、フロート１２がハウジング１１内の
液面ＦＬに応じて自由に上下移動するためには、周壁部
１１２とフロート１２との間の摩擦を少なくする必要が
ある。周壁部１１２とフロート１２との間の間隙を数ｍ
ｍ程度と比較的大きく設定することにより、油ＯＬ又は
クーラント液ＣＬの粘性による摩擦を軽減し、且つこれ
らの間にゴミなどの異物が噛み込まないようにし、浮力
によるフロート１２の自由移動が確保されている。

【００２７】上述の回収装置１によると、クーラント液
ＣＬの上層部に浮上している油ＯＬを連続的に大量に回
収することができる。例えば、液面の表面積が１ｍ² の
場合に０．１〜１ｃｍの厚さの油層を５〜１０分程度で
回収することができる。しかも、可撓性のホースなどの
ようなメンテナンスを要する部材が用いられていないの
で、メンテナンスが不要である。

【００２８】また、フロート１２がハウジング１１の内
部に配置されているので、クーラント液ＣＬが波打った
りした場合でもその波がハウジング１１によって阻止さ
れ、フロート１２への影響が少ない。そのため、フロー
ト１２の位置が不測に上下動するようなことがなく、動
作が安定である。

【００２９】上述の実施形態においては、フロート１２
が金属材料によって中空に形成されているが、クーラン
ト液ＣＬよりも比重の小さい材料、例えばポリプロピレ
ンなどの合成樹脂を用いて中空にすることなく製作する
ことができる。

【００３０】次に、他の実施形態の回収装置１Ａについ
て説明する。図４は本発明に係る他の実施形態の回収装
置１Ａの正面断面図である。回収装置１Ａは、ハウジン
グ１１Ａ、フロート１２Ａ、及び排出用管路１３Ａから
なる。これらハウジング１１Ａ、フロート１２Ａ、及び
排出用管路１３Ａは、基本的な構造及び機能は上述の回
収装置１と同様であるので、主として相違点について説
明する。

【００３１】ハウジング１１Ａには、円筒状の周壁部１
１２の上端縁に連接する蓋部材１１４が設けられてい
る。排出用管路１３Ａは、蓋部材１１４の中央に設けら
れた穴を貫通し、且つ蓋部材１１４に溶接によって固定
されている。排出用管路１３Ａの下端の開口部１３３
は、底部１１１よりも若干高い位置に設けられている。

【００３２】この回収装置１Ａは、スリット１１３の設
けられた範囲内に液面ＦＬが来るように、配管用ネジ１
３２を利用して排出用管路１３Ａを固定配管に接続し固
定することによって取り付けられる。つまり、上述の回
収装置１がタンクの底面上に載置して取り付けられるの
に対し、この回収装置１Ａは、排出用管路１３Ａを利用
しぶら下げるようにして取り付けることができる。

【００３３】排出用管路１３Ａを介して吸引することに
よって、ハウジング１１Ａ内の油ＯＬ及びクーラント液
ＣＬは開口部１３３から吸引され、排出される。ハウジ
ング１１Ａの内部の液面ＦＬが低下するため、フロート
１２Ａが下方へ移動し、その上端縁が外部の液面ＦＬよ
りも低くなって油ＯＬがフロート１２Ａ内へ流入する。

【００３４】回収装置１Ａによると、上述の回収装置１
と同様の作用によって、クーラント液ＣＬの上層部に浮
上している油ＯＬを連続的に大量に回収することができ
る。しかも、可撓性のホースなどのようなメンテナンス
を要する部材が用いられていないので、メンテナンスが
不要である。

【００３５】次に、回収装置１，１Ａによって回収した
混合液から油ＯＬを分離し、クーラント液ＣＬを浄化す
る全体の浄化システムについて説明する。図５は本発明
に係る回収装置１を用いた浄化システムＳＴの回路図、
図６は油水分離槽２の断面図である。

【００３６】図５において、浄化システムＳＴは、クー
ラント液ＣＬを収納したタンクＴＫ１、タンクＴＫ１の
内部に設置された回収装置１、ポンプＰＭ１、クーラン
ト液ＣＬ中に分散した油ＯＬを分離するための油水分離
槽２、回収タンクＴＫ２、ドレン７、クーラント液用の
ポンプＰＭ２、及び管路ＬＮ１〜５などからなる。

【００３７】タンクＴＫ１に収納されたクーラント液Ｃ
Ｌは、管路ＬＮ４を介しポンプＰＭ２によって工作機械
ＭＣに供給された後、使用済のクーラント液ＣＬとして
管路ＬＮ５を介してタンクＴＫ１に戻る。使用済のクー
ラント液ＣＬは、クーラント液ＣＬに油ＯＬが分散した
状態であるが、タンクＴＫ１内において油ＯＬの多くは
徐々にクーラント液ＣＬの上層に浮上する。

【００３８】これと並行して、上層の油ＯＬ及びクーラ
ント液ＣＬは、ポンプＰＭ１により吸引され、回収装置
１の作用によって管路ＬＮ１に排出され、油水分離槽２
に送り込まれる。クーラント液ＣＬと油ＯＬとの混合液
は、油水分離槽２においてクーラント液ＣＬと油ＯＬと
に分離され、油ＯＬは排出口ＰＴ１から回収タンクＴＫ
２に排出され、クーラント液ＣＬは排出口ＰＴ２から排
出され管路ＬＮ２を通ってタンクＴＫ１に戻る。

【００３９】図６を参照して、油水分離槽２の内部に
は、デミスター式の油分分離カートリッジ５、及び仕切
り板５１が設けられている。油分分離カートリッジ５に
は、混合液の上昇流が通過するようにデミスター（金属
メッシュを多層に成形したもの）が配置されている。仕
切り板５１によって、油水分離槽２の内部が、油分分離
カートリッジ５から浮上する油ＯＬの存在する大きい部
屋である油滴室５２と、油分分離カートリッジ５から浮
上する油ＯＬの流入しない小さい部屋であるクーラント
室５３とに仕切られる。

【００４０】油分分離カートリッジ５は、混合液中の小
さな油滴がデミスター内を上方に向けて通過する際に衝
突を繰り返し、油の粒子がその親和力によって大きな油
の粒子に成長しうることを利用するものである。デミス
ターの上部付近においては、油ＯＬは数ｍｍ程度の大き
さの油滴に成長する。大きく成長した油滴は、比重差に
よる浮力によって浮上し、油滴室５２内においてクーラ
ント液ＣＬの上層部に蓄積され、排出口ＰＴ１から溢れ
て回収タンクＴＫ２内に排出される。油ＯＬが分離され
たクーラント液ＣＬは、仕切り板５１により隔離された
クーラント室５２に下方から流入し、排出口ＰＴ２から
溢れて排出され、その位置エネルギーによる自然流によ
ってタンクＴＫ１に戻る。

【００４１】回収タンクＴＫ２に回収される油ＯＬは、
その濃度が９９％程度と純度が高いので、廃油として燃
焼させることによって容易に処理することができる。こ
のように、タンクＴＫ１内のクーラント液ＣＬの上層部
に浮上している油ＯＬ又はクーラント液ＣＬ中に分散し
ている油ＯＬを高効率で除去し、クーラント液ＣＬを高
速で浄化することができる。

【００４２】また、通常、クーラント液ＣＬは多量の固
形物質をも含むが、本実施形態の浄化システムＳＴにお
いては、油分分離カートリッジ５を採用することによっ
て長期間のメンテナンスフリーが実現されている。

【００４３】上述の実施形態において、スリット１１３
の形状、寸法、個数などは、適宜変更することができ
る。またスリット１１３に代えて、又はスリット１１３
とともに、多数の穴などを設けてもよい。その他、回収
装置１、油水分離槽２、及び浄化システムＳＴの全体又
は各部の構造、形状、寸法、材質などは、本発明の主旨
に沿って適宜変更することができる。

【００４４】なお、本発明は、クーラント液ＣＬ以外の
種々の液体の上層に浮上した種々の液体又は固体の回収
に適用することができる。例えば、池の水面や海面に浮
上した油、ゴミ、屑などの回収に適用することができ
る。

【００４５】

【発明の効果】請求項１乃至請求項３の発明によると、
クーラント液に混入した油などのように、液体の上層部
に浮上した物体を高速で回収することができ、メンテナ
ンスの不要な浮上物体回収装置を提供することができ
る。

【００４６】請求項２の発明によると、クーラント液が
収納されたタンクの底面上に回収装置を載置して取り付
けることができる。請求項３の発明によると、クーラン
ト液が収納されたタンクの上方において、排出用管路を
利用してぶら下げるようにして回収装置を取り付けるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回収装置の正面図である。

【図２】回収装置の正面断面図である。

【図３】回収装置の正面断面図である。

【図４】本発明に係る他の実施形態の回収装置の正面断
面図である。

【図５】本発明に係る回収装置を用いた浄化システムの
回路図である。

【図６】油水分離槽の断面図である。

【符号の説明】

１ 回収装置 １１，１１Ａ ハウジング １２，１２Ａ フロート １３，１３Ａ 排出用管路 １４ 蓋部材 １１１ 底部 １１２ 周壁部 １１３ スリット（窓部） １３１ 排出用穴（開口部） １３３ 開口部 ＯＬ 油（物体） ＣＬ クーラント液（液体）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体の上層部に浮上した物体を回収する装
   置であって、 底部及び周壁部を有し前記液体及び物体を流通させると
   ともにその流量を制限するための窓部が前記周壁部に設
   けられた有底筒状のハウジングと、 前記ハウジングの内側において前記周壁部との間に間隙
   を有して配置され、前記周壁部に沿って上下方向に移動
   可能で前記液体よりも比重が小さい筒状のフロートと、 前記ハウジングに対して固定され、前記ハウジングの内
   部の前記フロートの上端縁よりも下方位置において開口
   部が設けられた排出用管路と、 を有してなることを特徴とする浮上物体回収装置。
2. 【請求項２】前記排出用管路は、その下端部が前記ハウ
   ジングの底部に固定されており、その上端縁が前記周壁
   部の上端縁よりも上方に突出している、 請求項１記載の浮上物体回収装置。
3. 【請求項３】前記ハウジングには、前記周壁部の上端縁
   に連接する蓋部材が設けられており、 前記排出用管路は前記蓋部材に固定されている、 請求項１記載の浮上物体回収装置。