JP3710631B2

JP3710631B2 - 工作機械の液体分離装置及びその制御方法

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Publication number: JP3710631B2
Application number: JP30570898A
Authority: JP
Inventors: 政利藤村; 睦吉田; 康晴丹羽; 久正神吉
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JP2000107508A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は大量に供給した切削用潤滑油と冷却水との混合液を分離装置に回収して効率よく油と水に分離し、両者を再利用することを可能にした工作機械の液体分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液体分離装置は水溶性切削液タンク内に浮上した油を、切削液の腐敗防止等を目的で廃油として回収している。従来は機械の回転部や摺動面等から流出した油の回収が主体でありタンク内で浮上した油を吸油ベルトやフィルタで回収するもの、油水混合液に通電して強制的に分離して回収するものがあり、比較的水溶性切削液に混入する油の割合が少ない場合や、処理する水溶性切削液の量が１リットル／ｍｉｎ程度の処理に使用されている。
【０００３】
更に油分混入液体の油分除去槽として実公平６−２１５２２号が提案されている。図３において分離槽１０１の側壁内面に両側縁部を密着させた分離板１０２を斜めに取り付け、槽内部上方を二つに分割し、下方は水溶液が流動できる状態とし、分離板で分割された槽の内部の二つの分割部分のうち、上方が狭くなっている槽の側壁上縁部を槽の外側へ庇１０３を突出させその先端を下方へ折り曲げて油の流出口とし、上方が広い開口部を混合液の投入口１０４としたものである。
【０００４】
実公平６−２１５２２号のものは油水を自然分離させ、油は面積が狭くなり油層が厚くなった槽の上部からオーバフローさせて回収し、水は槽下方から回収するものであるが、単一の槽内での自然分離のみであり、分離に時間がかかり処理流量を上げることができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来の液体分離装置では多量の油と水の混濁液を処理して油と水とに効率的に分離して再利用できる状態で取り出すことができないという問題を有している。
このため、油と水とを同時に積極的に加工に使用することは従来できなかった。
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは油と水の分離処理の量的能力が高く、特別な化学的，電気的処理を加えることなく油と水の分離について量的処理能力の高い工作機械の液体分離装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の工作機械における液体分離装置は、比重の大きい液体と比重の小さい液体とが混濁された状態で流入される第１の槽と、前記第１の槽の上層の液体が供給される第２の槽と、前記第１の槽の上層の液体を前記第２の槽に供給する第１の供給手段と、前記第１の槽の液面を検出する検出手段と、前記第２の槽の底部から液体を前記第１の槽に循環させて供給する第２の供給手段と、前記第１又は第２の槽の少なくとも一方の底部から液体を工作機械の供給対象部に供給する第３の供給手段と、前記第２の槽の上層の比重の小さい液体を工作機械の供給対象部に供給する第４の供給手段とからなり、第１の槽から第２の槽に常時液体が供給されるように検出手段の検出結果に応じて第２の供給手段を制御するものである。
【０００７】
第１の槽への油水の流入の多少に関わらず常に第１槽内の液面を一定レベルに維持させ第１槽から第２槽への第１槽の上層の液体の第２槽への送り込みを定常的にして、第１槽下部からのシャワー用水の取り出しと第２槽上部からの油の取り出しとを連続かつ効率良くできるようにしている。
【０００８】
また、比重の大きい液体と比重の小さい液体とが混濁された状態で流入される第１の槽と、前記第１の槽の上層の液体が流入される中間槽と、前記中間槽の上層の液体が供給される第２の槽と、前記中間槽の上層の液体を前記第２の槽に供給する第１の供給手段と、前記第１の槽の液面を検出する検出手段と、前記第２の槽の底部から液体を前記第１の槽に循環させて供給する第２の供給手段と、前記第１の槽、中間槽，第２の槽の少なくとも何れか一つの底部から液体を工作機械の供給対象部に供給する第３の供給手段と、前記第２の槽の上層の比重の小さい液体を工作機械の供給対象部に供給する第４の供給手段とからなり、第１の槽から中間槽に常時液体が供給されるように検出手段の検出結果に応じて第２の供給手段を制御するものである。
【０００９】
第１槽と第２槽間に中間槽を一つ以上連結して設け、油をより多く含む上層部の水を主たる分離機能を有する第２槽へ送り込むことにより一層の液体分離速度の向上が可能となるので量的な液体分離機能が期待できる。
【００１０】
また、比重の大きい液体と比重の小さい液体とが混濁された状態で流入される第１の槽と、前記第１の槽の上層の液体が供給される第２の槽と、前記第１の槽の上層の液体を前記第２の槽に供給する第１の供給手段と、前記第１の槽の液面を検出する第１の検出手段と、前記第１の槽の下層の液体を工作機械の供給対象部へ供給する第２の供給手段と、前記第２の槽の上層の比重の小さい液体を工作機械の供給対象部に供給する第４の供給手段と、前記第２の槽の液面を検出する第２の検出手段と、前記第１の槽の下層の液体が供給される第３の槽と、前記第１の槽の下層の液体を前記第３の槽に供給する第５の供給手段と、前記第３の槽から前記第１の槽に液体を供給する第６の供給手段とからなり、第１の槽から第２の槽に液体が安定して供給されるものである。
【００１１】
第３槽を第１槽の補助タンクとして設け、第１槽の液面変動に対応した液面管理が可能となる。また液体分離を主として実行する第２槽への安定した液体の供給が可能になる結果、第２槽における分離過程の進行が第２槽からの油性液又は水溶性液を汲み上げて工作機械の供給対象部へも安定して供給することができる。
【００１２】
また、比重の大きい液体と比重の小さい液体とが混濁された状態で流入される第１の槽と、前記第１の槽の上層の液体が流入する中間槽と、前記中間槽の上層の液体が供給される第２の槽と、前記中間槽の上層の液体を前記第２の槽に供給する第１の供給手段と、前記第１の槽の液面を検出する第１の検出手段と、前記第１の槽の下層の液体を工作機械の供給対象部に供給する第２の供給手段と、前記第２の槽の上層の比重の小さい液体を工作機械の供給対象部に供給する第４の供給手段と、前記第２の槽の液面を検出する第２の検出手段と、前記第１の槽の下層の液体が供給される第３の槽と、前記第１の槽の下層の液体を前記第３の槽に供給する第５の供給手段と、前記第３の槽から前記第１の槽に液体を供給する第６の供給手段とからなり、第１の槽から中間槽に液体が安定して供給されるものである。
【００１３】
第１槽と第２槽の間に中間槽を一つ以上連結して設け、油をより多く含む上層部の水を主たる分離機能を有する第２槽へ送り込むことにより一層の液体分離速度の向上が可能となるので量的な液体分離機能が期待できる。
【００１４】
また、工作機械の液体分離装置において、前記第２の槽の上層に比重の小さい液体の液面が形成されるための前記第２の槽への液体の供給に伴う前記第１の槽の液面変動に応じて前記第１の槽と前記第３の槽間で液体を循環させることにより、前記第１の槽の液面を一定範囲内に維持できるように前記第５及び第６の供給手段を制御するようにしたものである。
【００１５】
第１槽の液面を検知して第１槽と第３槽間で液体を循環させて第１槽の液面を管理し、第２槽の液面を検知して第２槽への液体供給を制御して第２槽の液体分離機能を十分発揮できるようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕
本発明の液体分離装置を図１にもとづいて説明する。
【００１７】
主軸２に取り付けられた工具先端から切削用潤滑油がワークに放出され、同時にシャワー用水が主軸２の周囲の主軸頭３に設けられたノズルから放出される。工作機械４の排水トイ５上に集められた油水混濁液はトイ５から機外に突出した庇６を通り本発明に係る液体分離装置の第１槽７の開口部に流入する。第１槽７の流入開口部は隔壁８により仕切られており液面の波動が伝播しないように液面上にほぼ直角に槽の相対する内壁面に固定されている。
【００１８】
第１槽７の槽内には液面９を一定に保つフロートスイッチ１０（第１の検出手段）が設けられている。フロートスイッチ１０は支点にスイッチ機能を有しレバーの軸端にフロートを取着したタイプのフロートスイッチや柱状ステムに密閉したリードスイッチの外側にリング状に設けられた磁石付のコンパクトなフロートスイッチのいずれを用いても良い。
また槽の下層の液体を吸い上げる管路１２が設けられており、放出ノズル３に供給するため液を吸い上げるシャワーポンプ１３（第３の供給手段）が設けられている。
【００１９】
更に第１槽７には液面９より下にノズル先端を有する管路１４が投入され汲み上げポンプ１５（第１の供給手段）で液面９が一定高さに降下するまで汲み上げて移送を続ける。また液面９が所定のレベルより降下したときはフロートスイッチ１０（第１の検出手段）が検出して次に説明する第２槽１６の下層域より汲み上げた液体を管路２２、循環ポンプ２３（第２の供給手段）、管路２４を経由して第１槽７の開口流入口へ注ぎ第１槽の液面９のレベルを所定レベルに達するまで還流させる戻し用の管路が設けられている。
【００２０】
次に汲み上げポンプ１５で第１槽７から汲み上げた液体は管路１７を通り第２槽１６に放出される。第２槽は第１槽に比べ液体収容部分の液面１９は高くなるよう槽が設計されている。第２槽１６は第１槽７の上層の液体の流し込む開口部１８と比重差で専ら切削油が浮上して油だけの層を累積して貯蔵される開口部１９とからなり開口部１８と開口部１９は第２槽の底面には達しない隔壁２１で仕切られており開口部１８の大きさは開口部１９に比べ小さく設計されている。第２槽の下層の液体は管路２２，２４を経て第１槽７の流入開口部へ還流させる循環ポンプ２３（第２の供給手段）が設けられている。第２槽１６の油面監視用のフロートスイッチ２０（第２の検出手段）が液面１９の近傍に設けられている。
【００２１】
次に実施例１の液体分離装置の作用について説明する。
【００２２】
主軸の軸心を通り工具中心を通り工具先端部分や主軸を軸承する主軸頭の周縁から加工部位やその近傍へ放出される水と油は工具刃先やワークに散布されて後、テーブルの周辺に設けられた排出液を集める庇５に流れ落ち、当該発明に係る第１槽７に最初回収される。
【００２３】
放出される油と水の量は、工具の種類・工具の寸度・切削条件等により幅があるが、切削油，シャワー用水，機内の切粉洗浄用等で多量の油・水が使用される。このため液体分離装置の液体分離機能は自然進行的な処理速度に依存する場合には装置の規模が大きくなり、コスト的な面からも受け入れ難い。したがって排出液を処理する液体分離装置には分離を効率的にできる機能が必要とされる。
【００２４】
ここで本発明の液体分離の原理について説明する。
【００２５】
油は主として工具切削時の潤滑剤であり回収した油に潤滑剤以外のものの混入はたとえ少量の水でも望ましくはない。したがって回収し再利用に供するために水分の混入を極めて微量に抑える必要がある。
他方、シャワー用水は発火の防止や発生熱の移送が主目的である。そのため回収して再利用する水に含まれる油の許容量は潤滑油として回収する油に異物として含まれる水分の許容量に比べ多くてもその目的上殆ど支障がないことに留意して効率的な液体分離装置を構成している。
【００２６】
図２にもとづいて作用の詳細を次に説明する。
【００２７】
本機の庇５で集められた排出液体は該庇の庇６から分離装置の第１槽７へ流入する。流入する液体は油と水の混濁液であり切削油が純粋なマシン油の場合には水との親和性が少ないので油の微粒子が水中に拡散して混在しており一定の深さのある槽に流入し一定時間静置したときは油と水の分離境界層がはっきり形成されやすい。
【００２８】
しかし切削油に添加剤が付加されている場合にはその性質によっては油の微粒子の水中での上昇速度が遅くなり境界層を形成するまでに多くの時間を要する場合がある。また形成する分離層が平面でなく一定の幅をもち、この幅を持った層の分離には更に時間を要するが、これ以上幅が狭くなって分離が進行しない場合も起こり得る。
【００２９】
ここでは比較的純度の高い潤滑油の微粒子が水中に拡散している場合について説明を続ける。
【００３０】
液面の波動の位置を伝達を押さえる隔壁８で仕切られた流入開口部へ庇６から流入した排出液（以降一次混濁液という）は水と油の比重差による最初の分離用液面９を有する部分へ槽の下層域を通って移動し最初の分離が進行する。下層域には水が、上層域は油の微粒子が浮上し凝集が進行し油の比率が多くなった混濁液（以降二次混濁液という）で一定深さの層を形成するに至る。
【００３１】
第１槽７の下層域の水は管路１２を通りシャワーポンプ１３で発火防止等が目的の放出ノズル３に導かれ直ちに再利用される。第１槽７の液面９の二次混濁液は未だ水が若干量混在しており、このまま潤滑油として再利用するには純度が低い。そこで二次混濁液を第１の供給手段である汲み上げポンプ１５で管路１４，１７により第２槽１６へ送り込む。
【００３２】
第２槽は第１槽より深く、油水の分離がより容易になるように設計されているので第２槽へ導かれた二次混濁液は流入位置から油面１９を有する分離槽部へ移行し、油の純度の高い上層液と、二次混濁液と同程度の不純物の水を含む中間層液と、比重の差で二次混濁液から分離した若干の油を含む一次混濁液に近い下層液とに分かれる。
【００３３】
上層の油は第４の供給手段の油ポンプ２６で汲み上げて本機の主軸２の工具へ供給され切削用に再利用される。下層液は第２槽１６の下部側壁に設けられた管路を第２供給手段の循環ポンプ２３で汲み上げて第１槽７の流入用開口部へ還流される。
【００３４】
ところで第１槽７には液面の上限・下限の監視用のフロートスイッチ１０（第１の検出手段）が設けられている。シャワーポンプ１３がＯＮし汲み上げポンプ１５がＯＮして第１槽７の液面が降下したとき循環ポンプ２３をＯＮし第１槽７に第２槽１６の下層の液体を還流して液面を上昇させる。工作機械より排出される油水により液面が設定した水位に達したときは循環ポンプ２３はＯＦＦされる。
【００３５】
尚、第２槽１６に設けられたフロートスイッチ２０は油ポンプ２６で切削用油が汲み上げられたり循環ポンプ２３がＯＮして油面が下限に達したときは該循環ポンプをＯＦＦにし送り出しを止め汲み上げポンプ１５が未だＯＦＦ状態であればＯＮに切り換えて第１槽からの送り込みを続け、送り込みが十分で油面が基準の上限に達するとこれをフロートスイッチ２０が検知して循環ポンプ２３がＯＮされ還流を開始するものである。
【００３６】
〔実施例２〕
次に液体分離装置であって前記した第１槽７と第２槽１６間に中間槽２７が１基以上を連結し油水の分離能力を高めることを目的とした液体分離装置の構成を前記第１槽と第２槽を直結したものとの相違点を説明する。
【００３７】
図２において第１槽７には汲み上げポンプ１５の管路１４がなく第１槽７の表層液体が中間槽２７へ流入する第１槽トイ２８が第１槽７に設けられている。中間槽２７の上層の液体は汲み上げノズルを有する管路１４，１７を経て第２槽１６へ送り込む汲み上げポンプ１５が設けられている。
【００３８】
第２槽１６の構成は基本的に変更はないが中間槽２７に液面管路用のフロートスイッチ２９を設け汲み上げ用ポンプ１５にＯＮ，ＯＦＦのいずれかの信号を送る。第１槽７に設けられたフロートスイッチ１０はシャワー用ポンプ１３がＯＮして液面が低下しオーバーフローしない状態を検出し戻しポンプ３３をＯＮする信号を取り出すため設けられている。フロートスイッチ２９は必ずしも設ける必要はないが汲み上げポンプ１５の安全上設けても良い。
【００３９】
次に実施例２の液体分離装置の作用について説明する。
第１槽７から第２槽１６へ送り込む二次混濁液の油の含有率を高めるために、この間に中間槽を設ける場合の中間槽の作用について説明する。
【００４０】
第１槽７から直接汲み上げポンプ１５で汲み上げるときは、シャワーポンプ１３で槽の下層の液体を汲み上げるので液面が降下するため一定範囲の液層が汲み上げ対象となり油の含まれる割合も幅が広くならざるを得ない。そこで浮上した上面の油層のみを第１槽からオーバフローさせて中間槽２７へ送り込み、この中間槽で更に油水の分離を行うものである。中間槽２７の上部油層を汲み上げポンプ１５を用いて第２槽１６へ送り込むようにしたものである。
【００４１】
中間槽２７を設けることにより第２槽に送り込まれる液体の油含有率が一層高められているので第２槽での油水分離能力が増加することとなる。
中間槽２７にはフロートスイッチ２９が設けられている。これは汲み上げポンプ１５のＯＮにより槽の液面３０の変動に対応する監視装置である。フロートスイッチ２９は単独または第１槽のフロートスイッチ１０と併せて用いて液面３０を監視することができる。
【００４２】
多量の水に含まれた切削用油を２つの槽を直列に連結して順次油分のみを油を浮力を利用して上層に集め分離するのではなく、直列に連結しているが先ず第１の槽から再利用するシャワー用の水を除き切削油を多く含んだ混合液を第２の槽に送り込んで次の分離を行う。この槽で油分を少なく含む下層の液体を回収して第１の槽に還流させることにより同程度に油を含んだ液体を一つにまとめ効率よく比重の異なる流体を分離するものであり、加工中か否かを問わず常に当該液体分離装置の中で還流を繰り返し純度の高い切削油を得ることが可能である。
尚、実施例では何れもが第１の槽からシャワー用水を汲み上げたが、第２の槽の底部から汲み上げるようにしても良い。
【００４３】
以下説明する実施例３，４は、いずれも第１槽７に補助タンクとしての第３槽３１を設けたものであり、各実施例の説明に先立ち共通の構成である補助タンクを設けた趣旨を次に説明する。
【００４４】
ワークを加工するために油ポンプ２６（第４の供給手段），機内切粉の洗い流し用のの洗い流しポンプ３６及びシャワーポンプ１３を稼働させると機内に滞留する切削液が機外へ排出してくるまでは第１槽７の液面が低下し、第２槽１６への供給ができなくなり第２槽１６での液体の分離能力即ち油と水に分離する処理能力が低下してしまう。この現象を防ぐために第２槽１６から液体を還流させ、第１槽７の液面を確保しようとすると第２槽１６の液面が低下しワーク加工用の油の供給が出来なくなる事態が生ずる。
【００４５】
また切削液が機内を循環し一次混濁液として第１槽７へ排出を開始するまでの時間内と「洗い流しポンプ３６の汲み出し量及びシャワーポンプ１３の汲み出し量」と「油性液くみ出し量及び本機内からの戻りの流量」とのつりあいが取れ、第１槽７から第２槽１６へ流れ始めるまでの時間内は第１槽７の液面は降下しつづける。
【００４６】
次に一定時間経過して循環する液体量のバランスが取れて第１槽７から汲み上げ用ポンプ１５により第２槽１６への供給が始まっても第１槽７から汲み出される量が第２槽１６へ供給される量より大幅に上回るため本機内で循環滞留している切削液量とほぼ同量分第２槽１６の液面が低下した状態で平衡が保たれることになる。この時第２槽１６では低下した液面差に対応して油層が小さくなり長時間連続運転する場合には本機内及び第１槽，第２槽内で滞留する油や、ワークや切粉に付着して消耗する油の増加分を考えると第２槽１６の槽の容量には余裕代が必要である。
【００４７】
このように第１槽７の液面の変動が第２槽１６の液体分離機能に及ぼす影響が大きく、本機内で滞留する切削液量や本機の供給対象物への供給量の多少によって液体分離装置内の槽の液面が変動しやすく、それが直接液体の分離能力と第２槽からワークへの切削油の供給能力に影響する。
そこで第１槽の補助タンクとして第３槽を設けることにより第１槽の液面管理を行い、第２槽への供給を十分可能とすることにより第２槽の液体の分離機能を十分に遂行できるようにするものである。
【００４８】
〔実施例３〕
第１槽７の液面管理を充実させるために、第１槽７に補助タンクを設けた実施例の構成を図３にもとづき説明する。
【００４９】
実施例３の液体分離装置は、本機から排出される一次混濁液が流入するメインタンクと予備的分離を行う分離タンク１からなる第１槽７と、主たる分離を行う第２槽１６と、メインタンクの液面管理用の補助タンクである第３槽３１から構成されている。第１槽７へ流入する液体は、本機から庇６を通って流入する排出液と第３槽３１から汲み上げポンプ３４（第６の供給手段）により戻される液体とである。
【００５０】
第１槽７からの流出は、第２槽１６への汲み上げポンプ１５による二次混濁液の汲み上げ、主軸部へシャワーポンプ１３による汲み上げ、本機への洗流用液体供給で洗い流しポンプ３６による汲み上げ及び第３槽３１への戻しポンプ３３（第５の供給手段）による汲み上げ等である。
【００５１】
第２槽１６への流入は汲み上げポンプ１５により汲み上げた二次混濁液のみであり、流出は油性液体を油ポンプ２６で、水が主体の液体を水溶液汲み上げポンプ３７で各々に切り換えて汲み上げ油性液又は水性液のいずれかを主軸部２のスルー用工具に導く。第３槽３１と第１槽７との間には、第１槽の液体を汲み上げる戻しポンプ３３を有する。逆に第１槽に液体を供給する汲み上げポンプ３４を有する管路が第３の槽から配設されている。
【００５２】
切削液の液体分離装置を構成する槽の液面を管理するため液面位置検出器例えばフロートスイッチが設けられている。第１槽７には液面上限を検出するフロートスイッチ１０（ＦＳ１）と液面下限を検出するフロートスイッチ１１（ＦＳ２）が設けられ検出した信号を戻しポンプ３３と汲み上げポンプ３４に伝える。
【００５３】
第１槽７の槽内に設けた仕切り板４２で区分した予備的な液体分離を行う部分から汲み上げポンプ１５の焼付防止用のため液面下限を検出するフロートスイッチ２９（ＦＳ４）が設けられている。
第２槽１６には、この槽の液面がオーバフロー面に達したときを検出するフロートスイッチ２０（ＦＳ３）、油性液汲み上げ用の油ポンプ２６の焼付防止のため液面下限を検出するフロートスイッチ３８（ＦＳ５）、更に水溶性液汲み上げポンプ３７の焼付防止のため水性液面の下限を検出するフロートスイッチ３９（ＦＳ６）が設けられている。
【００５４】
次に実施例３の作用について説明する。
【００５５】
第１槽７には運転当初からウオータカーテン用と切屑洗い流し用の水溶性液を大量にシャワーポンプ１３，洗い流しポンプ３６の各ポンプで汲み上げるので本機側の条件に対応した容量を有していても汲み上げるにつれて第１槽７の液面が低下する。
この液面低下をフロートスイッチＦＳ２が検出し第３槽３１から戻しポンプ３３を作動させて液体を第１槽７へ還流させ第１槽の液面を回復させる。第３槽３１には予め本機内を還流する量を越える液体を容量とする槽となっている。
【００５６】
本機内を還流して第１槽７に排出されるようになったり、シャワーポンプ１３，洗い流しポンプ３６の汲み上げ量が減少したときは第１槽の液面が上昇し、上限をフロートスイッチＦＳ１で検出したとき還流用の戻しポンプ３３を停止する。第３槽３１への戻しポンプ３３を駆動してフロートスイッチＦＳ１がＯＦＦになるまで第３槽へ水溶性液を送り込んで第１槽の液面をフロートスイッチＦＳ１とＦＳ２の間に維持させる。
【００５７】
次に第２槽１６には予め液面４０を下面とし液面１９を上面とする部分に切削油が供給されている。主軸スルー用に油性液又は水溶性液のいずれを選んで油ポンプ２６又は水溶液汲み上げポンプ３７をＯＮにして主軸スルー工具に供給される。
一定時間経過後に本機から第１槽７に排出された切削油と水溶性液の混在した第一次混濁液は比重差により層流となって第１槽内で予備的分離が進行し、仕切り板５で区切られた１画内に移動しその部分では上層は油分が多く下層は主として水溶性液で構成されている。
【００５８】
第１槽７で比重が大きい液体（水性液を主体とする）と比重の小さい液体（切削油を主体とする）との分離が予備的に進行し、比重の小さい液体の割合が多く含まれる二次混濁液の液体を汲み上げポンプ１５で第２槽１６の中層部へ送り込み、ここで比重の大きい液体と比重の小さい液体の本格的な分離を行う。
【００５９】
第１槽７の液面は前述のようにフロートスイッチＦＳ１，ＦＳ２で一定範囲に保たれているので定常的に汲み上げポンプ１５で第２槽１６へ供給が進行する。
汲み上げポンプ１５の汲み上げノズル先は第１槽内にあり液面管理はフロートスイッチＦＳ１，ＦＳ２で行われているが汲み上げポンプ１５の運転はフロートスイッチＦＳ４が液面下限を検出するまで続行されている。検知後は空運転するのを防止するため汲み上げポンプ１５は停止する。
【００６０】
第２槽１６は比重の大きい液体と比重の小さい液体の効率の良い分離と本機の被供給対象へ安定的に油性液を油ポンプ２６で供給する。このため汲み上げポンプ１５による一定量の二次混濁液の流入を前提として、第２槽には槽内の油性液層の上面と下面及び水溶性液層の下限を管理するフロートスイッチＦＳ３，ＦＳ５，ＦＳ６が設けられている。第２槽からは、油性液層から油ポンプ２６で加工油剤又は水溶性液層から水溶液汲み上げポンプ３７で汲み上げて主軸部へ加工中に供給するので第２槽の液面位置は変動しやすい。
【００６１】
本機側の加工に先立ち第２槽１６には水溶液が液面４０まで又は切削油が液面４０からオーバフローする液面１９迄注入されている。加工が進行して混濁液の中で比重の軽い液体分の多い二次混濁液が汲み上げポンプ１５で汲み上げられ第２槽の中層に注入される。第２槽は第１槽７に比し深く作られており、比重差による分別後の各液層の深さを確保することにより液面の変動に対応できるようにしている。
【００６２】
油ポンプ２６で油性液を汲み上げて液面１９が降下するとフロートスイッチＦＳ３が検出するまで汲み上げポンプ１５は常に駆動される。フロートスイッチＦＳ３は液面がオーバフロー位置に達すると油性液がオーバフローして第１槽側に戻るがこの量を最小するするために汲み上げポンプ１５が停止することがある。
しかし油ポンプ２６で汲み上げている場合には汲み上げポンプ１５も汲み上げを続行する。ここで油ポンプ２６と汲み上げポンプ１５の吐出量は常に等しくはない。
【００６３】
汲み上げポンプ１５の吐出量は供給対象により変わるものであり可変吐出ポンプとすることは可能であり汲み上げポンプ１５も可変吐出とすることができるが、ここでは油ポンプ２６，汲み上げポンプ１５は共に定吐出ポンプとして第２槽１６の液面をフロートスイッチＦＳ３で検知して汲み上げポンプ１５を間欠運転して制御することができる。
従って油ポンプ２６より汲み上げポンプ１５の吐出量は大きいものを使用するのが望ましい。
【００６４】
油性液面が液面２２まで降下した時に油性液汲み上げノズル以下に液面が降下し、油ポンプ２６が空運転しないように汲み上げポンプ１５の吐出量を増加し油性液層をまず上昇させる。次いで徐々に液体の分離を進行させて油性液層の深さが適正な深さになるまで回復させる。水溶液汲み上げポンプ３７を動作させ第２槽１６の下層の液体を汲み上げて主軸部へ供給する。第２槽の液面が液面４１迄降下した場合にはフロートスイッチＦＳ６で検出し動作の空運転を防止するためポンプを止めアラーム表示することができる。液面１９が液面３２の位置まで降下した場合には油面を検出することとなる。油ポンプ２６は油性液体を、水溶液汲み上げポンプ３７は水溶性液を主体とする液体を主軸部へ使用目的に応じ適宜切り換えて供給する。
【００６５】
第２槽１６の下層域から水溶性液体を水溶液汲み上げポンプ３７で汲み上げる時は汲み上げポンプ１５で第１槽７から補充する。
本実施例では補助タンクを使用して第１槽の液面管理を行い第１槽から第２槽への供給を常時可能にすることにより第２槽の液体分離機能が継続的に可能となり液体分離装置の安定的な運転が期待できる。
【００６６】
〔実施例４〕
実施例３で予備的分離が第１槽７内の一部を仕切り板４２で仕切った一郭で行うものであり前記仕切り板をオーバフローした表面の液体が集められるが比較的比重の小さい液が多い二次混濁液である。又下層部分は第１槽７とほぼ同質である。そのため上層部分の比重の小さい液体の液層の厚さは大きく形成しにくい。
本実施例では第１槽の上層の液体のみをオーバフローさせて集めて液体の分離機能を独自に遂行できる構成とした中間槽２７を設け、予備的な分離効果から完全な分離効果へと機能を高めようとするものである。なお中間槽２７は第１槽７と第２槽１６の中間に設けた点だけが実施例３と異なる点である。
【００６７】
第１槽７と第３槽３１との関係、第２槽１６から本機供給対象部への供給関係は実施例３と同一であり説明を省略する。
図４において、第１槽７の液面に浮上した比重の小さい液を多く含む上層液はオーバフロー管２８の周縁から中間槽２７へ集められ比重の小さい液体の多い二次混濁液を形成する。該中間槽は第１槽７と一体に設けても良いが、第１槽からのオーバフロー液を庇を用いて別置の中間槽に集めても良い。中間槽を設けた本実施例の作用を次に説明する。
【００６８】
中間槽には比重の小さい液体を多く含む二次混濁液が集められるので実施例３に比し中間槽２７での液体の分離は進行しやすくなる。該中間槽の上層部に浮上した比重の小さい液体を多く含む二次混濁液を第２槽１６へ汲み上げポンプ１５で汲み上げて該第２槽の中層部へ流入させ分離の最終工程に入る。第２槽の作用は実施例３と同一であり説明は省略する。
【００６９】
第２槽１６へ供給する液体に関し、比重の小さい液体を多く含むようにすることにより第２槽における液体の分離を効率的にすることが可能となる。実施例３，４においては液体分離装置の円滑な稼働を維持するために第１槽７のフロートスイッチＦＳ１，ＦＳ２及び第２槽のフロートスイッチＦＳ５，ＦＳ６でそれぞれの槽の液面を検出し汲み上げポンプ１５及び戻しポンプ３３，汲み上げポンプ３４の各ポンプを制御する方法を共に採用している。
【００７０】
第２槽１６のＦＳ５，ＦＳ６で液面を管理して第２槽から比重の小さい液体を工作機械の供給対象部に安定的に供給可能になるように第１槽からの液体の送り込み量を汲み上げポンプ１５で制御し、この送り込みを安定的に遂行できるように第１槽のＦＳ１，ＦＳ２で液面を検出し液面がＦＳ１を越えたときは補助タンク３１へ戻しポンプ３３で汲み出し液面がＦＳ２より低下したときは補助タンク３１から汲み上げポンプ３４で補給することにより液体分離装置を制御して円滑な分離機能を遂行させるものである。
【００７１】
第２槽１６から油性液を主軸へ供給する油ポンプ２６及び水溶液汲み上げポンプ３７のポンプは目的に応じ定量吐出ポンプ又は可変吐出ポンプとすることができる。第２槽１６へ供給する汲み上げポンプ１５は定量吐出ポンプで良く、但し容量は油ポンプ２６，水溶液汲み上げポンプ３７のポンプより大きいのが望ましくフロートスイッチＦＳ５，ＦＳ６によるＯＮ，ＯＦＦ制御が可能である。第１槽７と第３槽３１間の戻しポンプ３３，汲み上げポンプ３４の各ポンプのＯＮ，ＯＦＦ制御はフロートスイッチＦＳ１，ＦＳ２で行われる。本実施例３，４の液面管理はフロートスイッチで液面を検出し、ＯＮ，ＯＦＦ動作でポンプをＯＮ，ＯＦＦする構成であり構成は簡明である。
【００７２】
【発明の効果】
切削油とシャワー水をワーク加工中に大量に供給し高速加工に寄与している場合に、回収したこれらの混合した排出液を再使用するために効率的に分離する必要がある。このために本発明による液体分離装置は比重の大きい水を第１槽で先ず分離し比重の小さい油は第１槽と第２槽間で循環させて処理し第２槽で油を効率的に分離することにより量的な分離能力の高い油水分離が可能となった。
また特別なフイルタを使用せず構成がわかり易いので維持が容易であり、分離処理能力から見て装置コストは比較的安価に構成可能である。
【００７３】
また、このような液体分離装置を有することにより、工作機械において切削油，シャワー用水の効率的な再利用が可能となり、ひいては、切削油とシャワー水とを同時に積極的に使用して加工を行うことができるようになり、加工点には切削油を用いて切削性を向上させ、周囲にはシャワー水を用いてワーク及び工具の冷却等を同時に行うことができるようになる。
従って、切削性・潤滑性と冷却性とを別々の液体により行うため、切削油をより切削性・潤滑性の高いものとし、シャワー用水を冷却性の高いものとすることができ、一層の加工能率、精度の向上に寄与するものである。
【００７４】
請求項３及び４記載の発明は、いずれも第１槽の液面管理用の補助タンクを設け油水混濁液の分離機能を安定的遂行に有効であり分離した油剤の継続的な再利用が可能となった。
請求項４については中間槽が付加されているので油水混濁液の分離が二段階で遂行されるため大量の一次混濁液を二次混濁液に効率的移行させ第２槽における最終分離過程の量的拡大と分離品質の向上を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による２槽による工作機械の液体分離装置である。
【図２】本発明による２槽に中間槽を付加した液体分離装置である。
【図３】本発明による２槽による分離方式に第３槽の補助タンクを付加した工作機械の液体分離装置である。
【図４】本発明による２槽に中間槽を付加した分離方式に第３槽の補助タンクを付加した工作機械の液体分離装置である。
【図５】従来技術の油分混入水溶液の油分除去槽による液体分離装置である。
【符号の説明】
１ワーク２主軸
３主軸頭４工作機械
５排出液庇６庇
７第１槽（メインタンク）
８，２１隔壁
９，９Ａ（上限），９Ｂ（下限）第１槽液面
１０フロートスイッチＦＳ１
１１フロートスイッチＦＳ２
１２汲み上げ管路
１３シャワーポンプ（第３の供給手段）
１４，１７，２２，２４，２５管路
１５汲み上げポンプ（第１の供給手段）
１６第２槽（分離タンク）
１８液面
１９油面（第２槽上限）
２０フロートスイッチＦＳ３（第２の検出手段）
２３循環ポンプ（第２の供給手段）
２６油ポンプ（第４の供給手段）
２７中間槽
２８第１槽トイ
２９中間槽フロートスイッチ
３０液面（中間槽）
３１第３槽（補助タンク）
３２液面（第２槽油面下層）
３３戻しポンプ（第５の供給手段）
３４汲み上げポンプ（第６の供給手段）
３５液面（第３槽）
３６洗い流しポンプ
３７水溶液汲み上げポンプ
３８フロートスイッチＦＳ５
３９フロートスイッチＦＳ６
４０液面（供給油下面）
４１液面（第２槽下限）
４２仕切り板

Claims

比重の大きい液体と比重の小さい液体とが混濁された状態で流入される第１の槽と、前記第１の槽の上層の液体が供給される第２の槽と、前記第１の槽の上層の液体を前記第２の槽に供給する第１の供給手段と、前記第１の槽の液面を検出する検出手段と、前記第２の槽の底部から液体を前記第１の槽に循環させて供給する第２の供給手段と、前記第１又は第２の槽の少なくとも一方の底部から液体を工作機械の供給対象部に供給する第３の供給手段と、前記第２の槽の上層の比重の小さい液体を工作機械の供給対象部に供給する第４の供給手段とからなり、第１の槽から第２の槽に常時液体が供給されるように検出手段の検出結果に応じて第２の供給手段を制御する工作機械の液体分離装置。
比重の大きい液体と比重の小さい液体とが混濁された状態で流入される第１の槽と、前記第１の槽の上層の液体が流入される中間槽と、前記中間槽の上層の液体が供給される第２の槽と、前記中間槽の上層の液体を前記第２の槽に供給する第１の供給手段と、前記第１の槽の液面を検出する検出手段と、前記第２の槽の底部から液体を前記第１の槽に循環させて供給する第２の供給手段と、前記第１の槽、中間槽，第２の槽の少なくとも何れか一つの底部から液体を工作機械の供給対象部に供給する第３の供給手段と、前記第２の槽の上層の比重の小さい液体を工作機械の供給対象部に供給する第４の供給手段とからなり、第１の槽から中間槽に常時液体が供給されるように検出手段の検出結果に応じて第２の供給手段を制御する工作機械の液体分離装置。
比重の大きい液体と比重の小さい液体とが混濁された状態で流入される第１の槽と、前記第１の槽の上層の液体が供給される第２の槽と、前記第１の槽の上層の液体を前記第２の槽に供給する第１の供給手段と、前記第１の槽の液面を検出する第１の検出手段と、前記第１の槽の下層の液体を工作機械の供給対象部へ供給する第２の供給手段と、前記第２の槽の上層の比重の小さい液体を工作機械の供給対象部に供給する第４の供給手段と、前記第２の槽の液面を検出する第２の検出手段と、前記第１の槽の下層の液体が供給される第３の槽と、前記第１の槽の下層の液体を前記第３の槽に供給する第５の供給手段と、前記第３の槽から前記第１の槽に液体を供給する第６の供給手段とからなり、第１の槽から第２の槽に液体が安定して供給される工作機械の液体分離装置。
比重の大きい液体と比重の小さい液体とが混濁された状態で流入される第１の槽と、前記第１の槽の上層の液体が流入する中間槽と、前記中間槽の上層の液体が供給される第２の槽と、前記中間槽の上層の液体を前記第２の槽に供給する第１の供給手段と、前記第１の槽の液面を検出する第１の検出手段と、前記第１の槽の下層の液体を工作機械の供給対象部に供給する第２の供給手段と、前記第２の槽の上層の比重の小さい液体を工作機械の供給対象部に供給する第４の供給手段と、前記第２の槽の液面を検出する第２の検出手段と、前記第１の槽の下層の液体が供給される第３の槽と、前記第１の槽の下層の液体を前記第３の槽に供給する第５の供給手段と、前記第３の槽から前記第１の槽に液体を供給する第６の供給手段とからなり、第１の槽から中間槽に液体が安定して供給される工作機械の液体分離装置。
工作機械の液体分離装置において、前記第２の槽の上層に比重の小さい液体の液面が形成されるための前記第２の槽への液体の供給に伴う前記第１の槽の液面変動に応じて前記第１の槽と前記第３の槽間で液体を循環させることにより、前記第１の槽の液面を一定範囲内に維持できるように前記第５及び第６の供給手段を制御する請求項３又は４に記載の工作機械の液体分離装置の制御方法。