JP2006075814A - Water-in-oil separation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油水混合液中に含有する水分を分離するための装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for separating water contained in an oil / water mixture.
一般に、工作機械などにおいては、加工精度を上げるために、その切削加工の際に、加工部の冷却、潤滑ないし切粉の除去などの目的で切削液が供給されている。この切削液などが工作機械などの作動部位を潤滑するための潤滑油中に混入する。このような水分が混入した潤滑油は、潤滑性能を低下させることから、潤滑油中に混入した水分を分離排出するための油中水分分離装置を潤滑油循環系路中に具備する必要がある。 In general, in a machine tool or the like, a cutting fluid is supplied for the purpose of cooling a processed portion, lubrication, or removing chips in order to increase the processing accuracy. This cutting fluid or the like is mixed in the lubricating oil for lubricating the working part of the machine tool or the like. Since the lubricating oil mixed with such moisture deteriorates the lubricating performance, it is necessary to provide the lubricating oil circulation system with a water-in-oil separator for separating and discharging the water mixed in the lubricating oil. .
そこで、平成１０年特許願第００８３８０号（特許登録第３４９１６６７号）に、以下の構成の油中水分分離装置が開示されている。 Therefore, in 1998 patent application No. 00480 (patent registration No. 3491667), a water-in-oil separator having the following configuration is disclosed.
すなわち、これは、油水混合液の供給路及び分離された油液の排出路を備える筒状をなす貯留容器に、貯留容器の少なくとも一方の端部を、非常に細かい孔を有する連続多孔質構造の透過孔シートで塞いで、貯留容器の一端部に気泡発生手段を形成し、他端部にエア放出手段を形成した、気泡発生手段にドライエアを供給するエア供給手段を供える油中水分分離装置である。 That is, this is a continuous porous structure in which at least one end of the storage container is provided with a very fine hole in a cylindrical storage container having an oil / water mixture supply path and a separated oil / liquid discharge path. A water-in-oil separator having an air supply means for supplying dry air to the bubble generating means, in which a bubble generating means is formed at one end of the storage container and an air discharge means is formed at the other end It is.
しかしながら、かかる従来の油中水分分離装置は、油水混合液から分離された水分を含有したエア（気体）の放出口から、水分を含有したエア（気体）と同時に油液がオイルミストとなって放出される可能性が高く、油液を損失することによるランニングコストの増大ばかりか、工作機械などの周囲の職場環境を悪化させるという問題がある。 However, in such a conventional water-in-oil separator, the oil liquid becomes oil mist simultaneously with the air (gas) containing moisture from the outlet of the air (gas) containing water separated from the oil-water mixture. There is a problem that it is likely to be released, and not only the running cost increases due to the loss of oil, but also the surrounding work environment such as machine tools is deteriorated.
そこで本発明の目的は、上述の従来の問題を解決すると共に、油水混合液中に含有する水分をより効果的に分離することができる、新規な油中水分分離装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel water-in-oil separator that solves the above-described conventional problems and can more effectively separate the water contained in the oil-water mixture.
本発明の請求項１に係る油中水分分離装置は、
有底筒形状の油水混合液の貯留容器に、
油水混合液の流入口と、
油水混合液中にドライエアを供給するためのドライエア供給手段と、
ドライエアを油水混合液中に微細な気泡として供給するための１個、あるいは２個以上の透過孔球形形状の気泡発生手段と、
油水混合液から分離された水分を含有したエア（気体）の放出口からの、オイルミスト化した油液の外部への放出を防止するための、ラビリンス構造を利用したオイルミスト放出防止手段と、
油水混合液からの水分の除去が完了した油液の流出口とを具備することを特徴とするものある。A water-in-oil separator according to
To the storage container of the bottomed cylindrical oil-water mixture,
An oil / water mixture inlet,
Dry air supply means for supplying dry air into the oil / water mixture;
One or two or more through-hole spherical bubble generating means for supplying dry air as fine bubbles into the oil / water mixture;
Oil mist emission preventing means using a labyrinth structure to prevent the oil mist from being released from the air (gas) discharge port containing water separated from the oil / water mixture,
And an oil liquid outlet from which water has been removed from the oil / water mixture.
本発明の請求項２に係る油中水分分離装置は、
ドライエア供給手段により油水混合液中に供給されるドライエアを加熱するための、ドライエア加熱手段を具備することを特徴とするものである。The water-in-oil separator according to
It comprises a dry air heating means for heating the dry air supplied into the oil / water mixture by the dry air supply means.
本発明の請求項１に係る油中水分分離装置によれば、
油水混合液から分離された水分を含有したエア（気体）の放出口から、水分を含有したエア（気体）と同時に油液がオイルミストとなって放出される可能性が極めて低く、そのため、油液を損失することによるランニングコストの低減を図ることができるばかりか、工作機械などの周囲の職場環境を悪化させることもなくなる。According to the water-in-oil separator according to
It is very unlikely that oil liquid is released as oil mist from the air (gas) outlet containing water separated from the oil / water mixture at the same time as the air (gas) containing water. Not only can the running cost be reduced by losing liquid, but the surrounding work environment such as machine tools will not be deteriorated.
本発明の請求項２に係る油中水分分離装置によれば、
油水混合液中に含有された水分をより効果的に分離することができる、新規な油中水分分離装置を提供することができる。According to the water-in-oil separator according to
It is possible to provide a novel water-in-oil separator that can more effectively separate the water contained in the oil / water mixture.
また、上記の効果の他、潤滑油の劣化防止、メンテナンス性の向上などの効果が考えられ、反復使用する工作機械などの潤滑油の寿命を延長させることにより、工作機械などの性能を保持でき全体的に稼働費用の低減に寄与できるものである。 In addition to the above effects, there are other effects such as preventing deterioration of the lubricating oil and improving maintainability. By extending the life of the lubricating oil for machine tools that are used repeatedly, the performance of machine tools, etc. can be maintained. Overall, it can contribute to reducing operating costs.
本実施形態に係る油中水分分離装置は、主に潤滑油中に含有する水分を分離するための油中水分分離装置である。
なお、本実施形態に係る油中水分分離装置は、工作機械などの主に潤滑油中に含有する水分を分離するにあたり、効率良く水分を分離することができると共に、主に工作機械などの周囲の職場環境を悪化させることがない油中水分分離装置が要望されている。The water-in-oil separator according to this embodiment is a water-in-oil separator that mainly separates water contained in the lubricating oil.
The water-in-oil separator according to the present embodiment can separate water efficiently when separating mainly water contained in lubricating oil such as machine tools, and mainly around machine tools and the like. There is a need for a water-in-oil separator that does not deteriorate the workplace environment.
以下、本発明の代表的な実施形態を図面を参照して説明する。
ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、形状、材質、その相対位置などは、特に特定的な記載がないかぎりはこの発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。Hereinafter, representative embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
However, the dimensions, shapes, materials, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. It is just an illustrative example.
工作機械などの主に潤滑油中に含有する水分を分離するための、本実施形態に係る油中水分分離装置について図１、図２、及び図３に基ずいて説明する。 A water-in-oil separator according to this embodiment for separating water contained mainly in lubricating oil such as a machine tool will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
主に工作機械などの作動部位の潤滑のために使用される潤滑油中に混入する、水溶性切削液の一部などの水分を分離するための本実施形態に係る油中水分分離装置は、通常工作機械などの潤滑油循環系路中に具備される。 The water-in-oil separator according to this embodiment for separating water such as a part of a water-soluble cutting fluid, which is mainly mixed in a lubricating oil used for lubricating an operating part of a machine tool or the like, Usually provided in a lubricating oil circulation system such as a machine tool.
工作機械などの主に潤滑油中に含有する水分を分離するための、本実施形態に係る油中水分分離装置は、油水混合液１１の流入口１２、油液の流出口１３、ドライエアを供給するためのドライエア供給口１４を具備した、有底円筒形状を有する油水混合液１１を貯留するための貯留容器１５、
ドライエア供給口１４のドライエア流入側には、ドライエア加熱用のヒータ１６、
油水混合液１１中へとドライエアの微細な気泡１７を送り込むための、ドライエア供給口１４のドライエア流出側に配管１８を経由して具備される、非常に細かい孔を有する連続多孔質構造の透過孔球形気泡発生具１９、
貯留容器１５上部のエア放出口２０に設置された、ラビリンス構造を利用したオイルミスト放出防止機構２１などにより構成されている。The water-in-oil separator according to this embodiment for separating water contained mainly in lubricating oil such as machine tools supplies an inlet 12 for an oil /
On the dry air inflow side of the dry air supply port 14, a heater 16 for heating dry air,
A permeation hole having a continuous porous structure having very fine pores provided via a pipe 18 on the dry air outflow side of the dry air supply port 14 for sending
It is configured by an oil mist
工作機械などの潤滑油循環系路中に具備された油中水分分離装置の流入口１２から流入された油水混合液１１は、貯留容器１５内に貯留される。
油水混合液１１から水分を分離するためのドライエアは、ドライエア供給口１４から配管１８を経由して、非常に細かい孔を有する連続多孔質構造の透過孔球形気泡発生具１９により、非常に細かい気泡１７となり、貯留容器１５内の油水混合液１１中へと放出される。The oil /
Dry air for separating water from the oil /
油水混合液１１中へと放出されたドライエアの非常に細かい気泡１７は、貯留容器１５内の油水混合液１１中を液面２２へと浮上する。
この際、ドライエアの非常に細かい気泡１７は、油水混合液１１中の水分を含有する。気泡１７がドライエアであるため、気泡１７による油水混合液１１中の水分の含有はその飽和状態まで促進される。そして、水分を含有した気泡１７は、液面２２から空気中に放出される。
このようにして油水混合液１１中の油液と水分の分離がおこなわれる。The very
At this time, the very
In this way, the oil and water in the oil /
ここで、平成１０年特許願第００８３８０号（特許登録第３４９１６６７号）により、ドライエアをより微細な気泡１７として油水混合液１１中に供給することにより、単位供給量当たりのドライエアと油水混合液１１との接触面積を増大させ、油水混合液１１中の微細な気泡１７のドライエア内での水分の含有率を向上させることが開示されている。 Here, according to 1998 patent application No. 00480 (patent registration No. 3491667), by supplying dry air as
そこで、本発明者らは、油水混合液１１から水分を分離するためのドライエアを加熱することを見出した。
このことにより、油水混合液１１中の油液の粘度を低下させ、その結果、水分の蒸発を促進すると共に、油水混合液１１中の微細な気泡１７のドライエアが、微細な気泡１７の状態を維持しつつ、単位供給量当たりのドライエアと油水混合液１１との接触面積を増大させることができ、油水混合液１１中でのドライエアへの水分の含有率を向上させることができる。Therefore, the present inventors have found that the dry air for separating water from the oil /
As a result, the viscosity of the oil liquid in the oil /
高粘度の油液中では、連続多孔質構造の透過孔球形気泡発生具１９から発生する気泡１７の微細な状態を維持することが困難なため、油水混合液１１中でのドライエアと水分との接触面積が小さくなることが考えられ、油水混合液１１中でのドライエアへの水分の含有率を向上させることができないと考えられる。 In a highly viscous oil liquid, it is difficult to maintain the fine state of the
そのため、油水混合液１１から水分を分離するためのドライエアは、ヒータ１６により適温に加熱した後、ドライエア供給口１４から配管１８を経由して、微細な孔を有する連続多孔質構造の透過孔球形気泡発生具１９により、微細な気泡１７となり貯留容器１５内の油水混合液１１中へと放出される構造とした。 Therefore, the dry air for separating the water from the oil /
図３にドライエアを適温に加熱した場合の油中水分分離実験の一例を示す。図３は、油水混合液内の水分が除去される（水分の混入量が減少した分だけ液量も減少する。）ことによる液量の減少率について、
▲１▼ドライエアの加熱なしの状態で透過孔球形気泡発生具１９を１個具備する場合、
▲２▼ドライエアを加熱した状態で透過孔球形気泡発生具１９を１個具備する場合、
▲３▼ドライエアを加熱した状態で透過孔球形気泡発生具１９を２個具備する場合、
の各状態について、本発明者らが油中水分分離実験を実施した結果である。FIG. 3 shows an example of an oil-in-water separation experiment when dry air is heated to an appropriate temperature. FIG. 3 shows the rate of decrease in the amount of liquid due to the removal of water in the oil / water mixture (the amount of liquid also decreases as the amount of mixed water decreases).
(1) When one perforated
(2) When the dry air is heated and one perforated
(3) When two perforated spherical bubble generating
It is the result that the present inventors performed the water | moisture-content isolation | separation experiment in oil about each of these states.
図３から、ドライエアを加熱し、また、ドライエアの供給量を増加するに従い、微細な気泡１７が激しく発泡することにより、油水混合液１１中の水分除去率が著しく増加していることがわかる。 From FIG. 3, it can be seen that as the dry air is heated and the supply amount of the dry air is increased, the
貯留容器１５の上部は、油水混合液１１から分離された水分を含有したエア（気体）の放出口２０であるが、水分を含有したエア（気体）と共に、エアにより攪拌された貯留容器１５内の油液がオイルミストとなって貯留容器１５の外部に排出され、工作機械などの周囲の職場環境を悪化させることがある。
そのため、貯留容器１５上部のエア放出口２０にラビリンス構造を利用したオイルミスト放出防止機構２１を具備する。The upper portion of the storage container 15 is an air (gas)
Therefore, an oil mist
ラビリンス構造を利用したオイルミスト放出防止機構２１は、プレートａ２４、プレートｂ２５、傘形のオイルミスト防止板２６などにより構成される。 The oil mist
プレートａ２４には、穴ａ２７が円周等分に８か所、プレートｂ２５には、穴ｂ２８が円周等分に１２か所設けられ、プレートａ２４の穴ａ２７とプレートｂ２５の穴ｂ２８の位相は、ずらされている。 The plate a24 is provided with eight holes a27 on the circumference equally, and the plate b25 is provided with twelve holes b28 on the circumference equally. The phase of the hole a27 on the plate a24 and the hole b28 on the plate b25 is It ’s staggered.
また、プレートａ２４とプレートｂ２５、プレートｂ２５と傘形のオイルミスト防止板２６は、それぞれスペーサａ２９、スペーサｂ３０により隙間ａ３１、隙間ｂ３２が設けられている。 Further, the plate a24 and the plate b25, and the plate b25 and the umbrella-shaped oil
油水混合液１１から分離された水分を含有したエア（気体）は、油水混合液１１から貯留容器１５内の空気中に放出され、貯留容器１５上部のエア放出口２０に具備された、ラビリンス構造のオイルミスト放出防止機構２１を構成する、穴ａ２７、穴ｂ２８を経由して、傘形のオイルミスト防止板２６と貯留容器１５との隙間ｃ３３から気体の状態で大気中へと放出される。 The air (gas) containing water separated from the oil /
エアにより攪拌された貯留容器１５内の油液がオイルミストとなって、水分を含有したエア（気体）と共に貯留容器１５内の空気中に放出し、貯留容器１５上部から大気中に放出されるのを防止するため、
位相のずらされた穴ａ２７と穴ｂ２８をそれぞれ具備したプレートａ２４とプレートｂ２５、及び傘形のオイルミスト防止板２６によるラビリンス構造を利用したオイルミスト放出防止機構２１により、貯留容器１５内のオイルミストは、プレートａ２４とプレートｂ２５、及び傘形のオイルミスト防止板２６により大気中に放出されること無く、液体の状態で貯留容器１５内の油液内へと戻される。The oil liquid in the storage container 15 agitated by the air becomes oil mist, and is released into the air in the storage container 15 together with moisture-containing air (gas), and is released from the upper part of the storage container 15 into the atmosphere. In order to prevent
An oil mist in the storage container 15 is provided by an oil mist
貯留容器１５内に貯溜された、油水混合液１１中の水分が除去された油液は、油液の流出口１３から、潤滑油循環系路中に流出される。 The oil liquid that has been stored in the storage container 15 and from which the water in the oil /
貯留容器１５内下部には、油水混合液１１中に含有される、磁性体のスラッジなどを捕集するための、マグネット３４を具備する。 A magnet 34 for collecting magnetic sludge and the like contained in the oil /
その他本発明装置は、前にも述べたように、上記し、かつ図面に示した実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更しうるものである。 In addition, as described above, the device of the present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention.
１１・・・油水混合液 １２・・・流入口
１３・・・流出口 １４・・・ドライエア供給口
１５・・・貯留容器 １６・・・ヒータ
１７・・・気泡 １８・・・配管
１９・・・透過孔球形気泡発生具 ２０・・・エア放出口
２１・・・オイルミスト放出防止機構 ２２・・・液面
２３・・・温度調整機 ２４・・・プレートａ
２５・・・プレートｂ ２６・・・オイルミスト防止板
２７・・・穴ａ ２８・・・穴ｂ
２９・・・スペーサａ ３０・・・スペーサｂ
３１・・・隙間ａ ３２・・・隙間ｂ
３３・・・隙間ｃ ３４・・・マグネットDESCRIPTION OF
25 ...
29 ... Spacer a 30 ... Spacer b
31 ... gap a 32 ... gap b
33 ... gap c 34 ... magnet
Claims (2)
油水混合液の流入口と、
油水混合液中にドライエアを供給するためのドライエア供給手段と、
前記ドライエアを油水混合液中に微細な気泡として供給するための１個、あるいは２個以上の透過孔球形形状の気泡発生手段と、
油水混合液から分離された水分を含有したエア（気体）の放出口からの、オイルミスト化した油液の外部への放出を防止するための、ラビリンス構造を利用したオイルミスト放出防止手段と、
油水混合液からの水分の分離が完了した油液の排出口とを具備することを特徴とする油中水分分離装置。To the storage container of the bottomed cylindrical oil-water mixture,
An oil / water mixture inlet,
Dry air supply means for supplying dry air into the oil / water mixture;
One or two or more perforated bubble-shaped bubble generating means for supplying the dry air as fine bubbles in the oil / water mixture;
Oil mist emission preventing means using a labyrinth structure to prevent the oil mist from being released from the air (gas) discharge port containing water separated from the oil / water mixture,
An oil-in-oil moisture separation device comprising an oil-liquid outlet from which water has been separated from the oil-water mixture.
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