JP2006062024A - Mist generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスと液体を供給して容器内でミストを生成し、この生成したミストを、搬送流路を介して搬送し目的物に向けて噴霧するミスト生成装置に関し、特にマシニングセンタ、旋盤等の工作機械の工具や被加工物を冷却および潤滑するためのミストを生成するのに使用されるミスト生成装置に関する。 The present invention relates to a mist generating device that supplies gas and liquid to generate mist in a container, and transports the generated mist through a transport channel and sprays it toward an object, and in particular, a machining center, a lathe, etc. The present invention relates to a mist generating device used for generating mist for cooling and lubricating a tool or a workpiece of a machine tool.
ミスト(ガス中に含まれる液体微粒子)は、例えば医学の分野における吸入器、日常生活の分野における加湿器、洗浄または塗装剤への適用等、種々の技術の分野において広く用いられている。ミストはまた、工作機械の工具や被加工物の冷却や潤滑のためにも用いられている。例えば、機械加工にあっては、加工の間、工具と被加工物との間に高い摩擦力が作用し、この摩擦力によって多量の熱が発生する。従って、これらの部材間の摩擦を冷却潤滑媒体(冷却潤滑剤)を用いて減少させることが必要であり、これによって、これらの部材は同時に冷却される。 Mist (liquid fine particles contained in gas) is widely used in various technical fields such as inhalers in the field of medicine, humidifiers in the field of daily life, application to cleaning or coating agents, and the like. Mist is also used to cool and lubricate machine tool tools and workpieces. For example, in machining, a high frictional force acts between a tool and a workpiece during machining, and a large amount of heat is generated by this frictional force. It is therefore necessary to reduce the friction between these members using a cooling lubricating medium (cooling lubricant), whereby these members are cooled simultaneously.
従来、この種の潤滑および冷却は、主の比較的多量の冷却潤滑剤を加工点に向けて噴射する方法を用いるのが一般的であった。しかしながら、この場合、一方では、過剰に供給された冷却潤滑剤が周囲に飛散し作業環境を悪化させる上に、冷却潤滑剤が多量に消費されるので、冷却および潤滑装置の稼動のコストが非常に高価なものとなり、他方では、環境上の理由から、使用済みの冷却潤滑剤を、複雑でコストのかかる方法で処分する必要があった。 In the past, this type of lubrication and cooling typically used a method of injecting a relatively large amount of the main cooling lubricant toward the processing point. However, in this case, on the other hand, the excessively supplied cooling lubricant scatters to the surroundings, deteriorating the working environment, and a large amount of cooling lubricant is consumed. On the other hand, for environmental reasons, the used cooling lubricant has to be disposed of in a complex and costly manner.
このような問題に対処するため、近年、いわゆる最少量潤滑(MQL)加工が実用化されており、工具や被加工物を冷却および潤滑するためのミストを生成するようにしたミスト生成装置が開発されている。
この種のミスト生成装置は、一般に、ガスと液体(冷却潤滑剤)の供給を受けて容器内でミストを生成する噴射器と、前記ミストを前記容器から導出する導管とを有し、前記ミストを、前記導管に接続されたミスト搬送流路を介して、ノズルもしくは工具のオイルホールから加工点に噴霧するようになっている。
In order to cope with such problems, so-called minimum amount lubrication (MQL) processing has been put into practical use in recent years, and a mist generating device that generates mist for cooling and lubricating tools and workpieces has been developed. Has been.
This type of mist generating apparatus generally includes an injector that receives supply of gas and liquid (cooling lubricant) and generates mist in a container, and a conduit that guides the mist from the container. Is sprayed from a nozzle or an oil hole of a tool to a processing point through a mist conveying flow path connected to the conduit.
図7は、上述のミスト生成装置の特性曲線と搬送流路の抵抗曲線を併記した、いわゆるシステムカーブであり、ミスト生成装置が適正な運転条件で運転されている場合の一例を示す。
図7において、実線の曲線は、噴射器へのガス供給圧力をP1とした場合における、ミスト生成装置の吐出し風量と容器内圧力(吐出し圧力)の関係を示すミスト生成装置の特性曲線A1を示す。また、破線の曲線は、搬送流路の風量と圧力損失の関係を示すもので、流路とノズルまたは工具のオイルホールの抵抗を合成した抵抗曲線R1を示す。
FIG. 7 is a so-called system curve in which the above-described characteristic curve of the mist generating device and the resistance curve of the transfer channel are written together, and shows an example when the mist generating device is operated under appropriate operating conditions.
7, the solid line curve, the characteristic curve of the mist generating device showing a relationship in a case where the gas supply pressure to the injector and the P 1, discharged air volume and pressure in the container the mist generating device (discharge pressure) A 1 is shown. Further, dashed curve shows the relationship between the air volume and the pressure loss of the transport channel indicates the resistance curve R 1 obtained by combining the resistance of the oil hole of the passage and the nozzle or tool.
この場合、ミスト生成装置の運転点は、特性曲線A1と抵抗曲線R1のバランスポイントである交点(運転点C1)となり、ミスト生成装置の容器内圧力(吐出し圧力)はP2、ミスト生成装置から吐出されるミスト風量および噴射器から容器内に噴射されるミスト風量は、共にQ1となる。 In this case, the operating point of the mist generating device is an intersection (operating point C 1 ) that is a balance point between the characteristic curve A 1 and the resistance curve R 1 , and the container internal pressure (discharge pressure) of the mist generating device is P 2 , mist air volume to be injected into the container from the mist air volume and injector ejected from the mist generating device, both the Q 1.
上述のミスト生成装置を、例えばマシニングセンタ等の工作機械に使用する場合、工作機械は、ミストを工具のオイルホールを通して加工点に噴射すると共に、加工毎に工具を自動的に交換するようになっている。このため、工具のサイズが異なる毎に工具のオイルホール径も異なり、工具のオイルホールから加工点に噴射されるミストの吐出し圧力と噴射速度が変化する。 When the mist generating device described above is used in a machine tool such as a machining center, the machine tool injects the mist to the processing point through the oil hole of the tool and automatically changes the tool for each processing. Yes. For this reason, the diameter of the oil hole of the tool is different every time the size of the tool is different, and the discharge pressure and the injection speed of the mist injected from the oil hole of the tool to the machining point change.
図8は、図7に示す適正な運転状態から、オイルホール径の大きい工具に交換してミスト生成装置を運転した場合、すなわち搬送流路の抵抗(抵抗曲線R2)が適正な運転状態から小さくなった場合を示す。噴射器へのガス供給圧力P1および抵抗曲線R1は、図7の場合と同一である。このとき、ミスト生成装置は、運転点C2で運転され、ミスト生成装置の容器内圧力(吐出し圧力)はP3、ミスト生成装置から吐出されるミスト風量および噴射器から容器内に噴射されるミスト風量は、図7の場合と同じく、共にQ1となる。 FIG. 8 shows a case where the mist generating device is operated by replacing the tool with a large oil hole diameter from the proper operation state shown in FIG. 7, that is, the resistance (resistance curve R 2 ) of the transfer channel is from the proper operation state. The case where it becomes small is shown. Gas supply pressure P 1 and the resistance curve R 1 to the injector is the same as in FIG. At this time, the mist generating device is driven at a driving point C 2, container internal pressure (discharge pressure) of the mist generator is injected into P 3, inside the container from the mist air volume and injector discharged from the mist generator device mist airflow that is, as in the case of FIG. 7, both the Q 1.
図8を参照してわかるように、この場合、工具のオイルホールから加工点に噴射されるミストの吐出し圧力P3が、適正な運転点における吐出し圧力P2に比較して小さくなってしまう。そのため、工具のオイルホールから加工点に噴射されるミストの噴射速度が遅くなり、ミストの加工点への付着性と切粉等の排除能力が低下するという問題が発生する。また、特にサイズの大きい工具の場合に、ミスト吐出し量が工具サイズに対して不足し加工不良の原因となることがあるといった問題があった。 As can be seen with reference to FIG. 8, in this case, discharge pressure P 3 of the mist to be injected into the processing point from the oil hole of the tool, is smaller than that discharged in the pressure P 2 in the proper operating point End up. Therefore, the injection speed of the mist injected from the oil hole of the tool to the processing point becomes slow, and there arises a problem that the adherence of the mist to the processing point and the ability to exclude chips and the like are reduced. Further, particularly in the case of a large size tool, there is a problem that the amount of mist discharged is insufficient with respect to the tool size and may cause machining defects.
図9は、図7に示す適正な運転状態から、オイルホール径の小さい工具に交換してミスト生成装置を運転した場合、すなわち搬送流路の抵抗(抵抗曲線R3)が適正な運転状態から大きくなった場合を示す。噴射器へのガス供給圧力P1および抵抗曲線R1は、図7の場合と同一である。このとき、ミスト生成装置は、運転点C3で運転され、ミスト生成装置の容器内圧力(吐出し圧力)はP4、ミスト生成装置から吐出されるミスト風量および噴射器から容器内に噴射されるミスト風量は、共にQ2となる。 FIG. 9 shows a case where the mist generating device is operated by exchanging the tool with a small oil hole diameter from the proper operation state shown in FIG. 7, that is, the resistance (resistance curve R 3 ) of the transfer channel is from the proper operation state. The case where it becomes large is shown. Gas supply pressure P 1 and the resistance curve R 1 to the injector is the same as in FIG. At this time, the mist generating device is operated at the operating point C 3 , and the container internal pressure (discharge pressure) of the mist generating device is P 4 , and the amount of mist air discharged from the mist generating device and the injector is injected into the container. mist air volume that is, both the Q 2.
図9を参照してわかるように、この場合、噴射器へのガス供給圧力P1に対して、容器内圧力P4が高くなりすぎ(容器内圧力P4のガス供給圧力P1に対する比率P4/P1が大きくなりすぎ)、噴射器内部でミスト生成に必要な十分なガス流速が得られなくなってしまう。このため、噴射器で濃度の薄い不十分なミストしか生成されず、また、噴射器から容器内に噴射されるミスト風量Q2も、適正な運転時におけるミスト風量Q1に比較して少なくなってしまう。 As it can be seen with reference to FIG. 9, in this case, with respect to the gas supply pressure P 1 to the injector, the ratio of the gas supply pressure P 1 of the container pressure P 4 is high becomes too (container pressure P 4 P 4 / P 1 is too large), sufficient gas flow rates required to mist generation can not be obtained by the injector inside. Therefore, thin inadequate mist concentrations in the injector only be generated, also, mist air volume Q 2 to which is injected into the container from the injector also becomes smaller as compared with the mist air volume Q 1 at the time of proper operation End up.
従って、ミスト生成装置からのミスト(液体微粒子)吐出し量(噴射器から容器内に噴射されるミスト風量と濃度の積)が非常に少なくなってしまい、工具の冷却や潤滑に使用した場合に、冷却能力や潤滑能力が極端に低下するという問題が発生する。
このような場合、例えば、工具のオイルホール径を大きくして搬送流路の抵抗を減少させることができれば問題はないが、小径ドリル等の外径の細い工具の場合は、寸法の制約があるため、オイルホール径を大きくすることは一般に困難である。そのため、小径ドリル等に対しては、最少量潤滑(MQL)加工が適用できない場合が多かった。
Therefore, the amount of mist (liquid fine particles) discharged from the mist generating device (product of mist air volume and concentration injected from the injector into the container) becomes very small, and it is used for tool cooling and lubrication. The problem arises that the cooling capacity and lubrication capacity are extremely reduced.
In such a case, for example, there is no problem as long as the oil hole diameter of the tool can be increased to reduce the resistance of the transfer flow path, but in the case of a tool with a thin outer diameter such as a small diameter drill, there are dimensional restrictions. For this reason, it is generally difficult to increase the oil hole diameter. Therefore, there are many cases where the minimum amount lubrication (MQL) processing cannot be applied to a small diameter drill or the like.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、工具交換に伴うオイルホール径の変化に対応してミスト吐出し圧力を安定して維持すると共に、サイズの大きい工具に適応してミスト吐出し量の追加増量ができ、小径ドリル等の最少量潤滑(MQL)加工を可能にしたミスト生成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and stably maintains the mist discharge pressure in response to a change in the oil hole diameter accompanying the tool change, and is adapted to a large size tool. It is an object of the present invention to provide a mist generating apparatus that can increase the amount of the mist generation and enables minimum amount lubrication (MQL) processing such as a small diameter drill.
上記目的を達成するため、本発明のミスト生成装置は、ガス供給源からのガスと容器内の液体の供給を受けてミストを生成し容器内に噴射する噴射器と、前記容器内の前記ミストを前記容器から導出する導管とを備えたミスト生成装置において、前記噴射器の下流側に補助ミスト発生部を設けたことを特徴とする。
ミスト生成装置を上記のように構成することにより、補助ミスト発生部によって、必要に応じてミスト量を追加増量することで、サイズの大きい工具等に対してミスト不足による加工不良が発生するリスクを回避することができる。
In order to achieve the above object, a mist generating apparatus according to the present invention is configured to receive a gas from a gas supply source and a liquid in a container to generate a mist and inject the mist into the container, and the mist in the container. In the mist generating apparatus provided with a conduit for discharging the gas from the container, an auxiliary mist generating part is provided on the downstream side of the injector.
By configuring the mist generating device as described above, the auxiliary mist generating unit additionally increases the amount of mist as necessary, thereby reducing the risk of machining defects due to insufficient mist for large tools and the like. It can be avoided.
前記補助ミスト発生部を前記導管に接続されてミストを搬送するミスト搬送流路内に設けることが好ましい。これにより、既設のミスト生成装置に補助ミスト発生部を必要に応じて追加的に設けることができ経済的である。
前記補助ミスト発生部は、キャリアガス/液混合部から送られたキャリアガス/液混合流体を前記ミスト搬送流路内に噴霧する噴出口を有する連結器からなることが好ましい。このような簡単な構成であれば、安価かつ簡便に補助ミスト発生部(連結器)をミスト搬送流路内に設けることができる。
It is preferable that the auxiliary mist generating unit is provided in a mist transporting channel that is connected to the conduit and transports mist. Thereby, an auxiliary mist generating unit can be additionally provided in an existing mist generating device as necessary, which is economical.
It is preferable that the auxiliary mist generating unit is composed of a connector having a jet port for spraying the carrier gas / liquid mixed fluid sent from the carrier gas / liquid mixing unit into the mist transporting channel. With such a simple configuration, the auxiliary mist generating part (connector) can be provided in the mist transport flow path inexpensively and easily.
前記キャリアガス/液混合部は、前記噴射器へのガス供給圧力に対して一定の比率または差圧の圧力にキャリアガスを減圧する定比減圧弁または定差減圧弁と、この減圧したキャリアガスの流れの中に液体を注入する容積形ポンプを有することが好ましい。 The carrier gas / liquid mixing unit includes a constant ratio pressure reducing valve or a constant pressure reducing valve for reducing the carrier gas to a constant ratio or a differential pressure with respect to the gas supply pressure to the injector, and the reduced carrier gas. It is preferable to have a positive displacement pump that injects liquid into the flow.
キャリアガス/液混合部をこのように構成することにより、噴射器へのガス供給圧力の変更に伴って、定比減圧弁または定差減圧弁を介して、前記補助ミスト発生部へのキャリアガスの圧力が自動的に適正な圧力になる。これによって、キャリアガス供給圧力の煩雑な調整が不要となり、ミスト生成装置の使い勝手を向上させることができる。補助ミスト発生部へのキャリアガス供給圧力と噴射器へのガス供給圧力との比率は、ミスト生成装置の特性により多少異なるが、0.6〜0.8程度に設定することが好ましい。また、補助ミスト発生部へのキャリアガス供給圧力と噴射器へのガス供給圧力との差圧は、ミスト生成装置の特性により多少異なるが、0.15〜0.25MPa程度に設定することが好ましい。 By configuring the carrier gas / liquid mixing part in this way, the carrier gas to the auxiliary mist generating part is passed through the constant pressure reducing valve or the constant pressure reducing valve in accordance with the change of the gas supply pressure to the injector. The pressure automatically becomes the appropriate pressure. This eliminates the need for complicated adjustment of the carrier gas supply pressure, and improves the usability of the mist generating device. The ratio of the carrier gas supply pressure to the auxiliary mist generator and the gas supply pressure to the injector is somewhat different depending on the characteristics of the mist generator, but is preferably set to about 0.6 to 0.8. Further, the differential pressure between the carrier gas supply pressure to the auxiliary mist generator and the gas supply pressure to the injector is somewhat different depending on the characteristics of the mist generator, but is preferably set to about 0.15 to 0.25 MPa. .
前記補助ミスト発生部は、前記噴射器へのガス供給路から分岐して移送され、定比減圧弁または定差減圧弁を介し前記噴射器へのガス供給圧力に対して一定の比率または差圧の圧力に減圧されたキャリアガスと前記容器内の液体の供給を受けて補助ミストを前記容器内に噴霧するように構成されていることが好ましい。 The auxiliary mist generating unit is branched and transferred from the gas supply path to the injector, and has a constant ratio or differential pressure with respect to the gas supply pressure to the injector via a constant ratio pressure reducing valve or a constant pressure reducing valve. It is preferable that the auxiliary mist is sprayed into the container in response to the supply of the carrier gas depressurized to the above pressure and the liquid in the container.
このように構成することにより、噴射器へのガス供給圧力の変更に伴って、定比減圧弁または定比減圧弁を介して、前記補助ミスト発生部へのキャリアガスの圧力が自動的に適正な圧力になる。これによって、キャリアガス供給圧力の煩雑な調整が不要となり、ミスト生成装置の使い勝手を向上させることができる。補助ミスト発生部へのキャリアガス供給圧力と噴射器へのガス供給圧力との比率は、ミスト生成装置の特性により多少異なるが、0.6〜0.8程度に設定することが好ましい。また、補助ミスト発生部へのキャリアガス供給圧力と噴射器へのガス供給圧力との差圧は、ミスト生成装置の特性により多少異なるが、0.15〜0.25MPa程度に設定することが好ましい。 With this configuration, the pressure of the carrier gas to the auxiliary mist generating unit is automatically set appropriately via the constant ratio pressure reducing valve or the constant ratio pressure reducing valve as the gas supply pressure to the injector is changed. Pressure. This eliminates the need for complicated adjustment of the carrier gas supply pressure, and improves the usability of the mist generating device. The ratio of the carrier gas supply pressure to the auxiliary mist generator and the gas supply pressure to the injector is somewhat different depending on the characteristics of the mist generator, but is preferably set to about 0.6 to 0.8. Further, the differential pressure between the carrier gas supply pressure to the auxiliary mist generator and the gas supply pressure to the injector is somewhat different depending on the characteristics of the mist generator, but is preferably set to about 0.15 to 0.25 MPa. .
前記補助ミスト発生部は、前記容器内の液体を前記噴射器へ供給する液体供給路から分岐し、前記容器内の液体を吸引作用で吸込む補助液体供給路に接続され、前記補助液体供給路の内部、または出口側に弁装置またはチェック弁が設けられていることが好ましい。 The auxiliary mist generating unit branches from a liquid supply path that supplies the liquid in the container to the injector, and is connected to an auxiliary liquid supply path that sucks the liquid in the container by suction. It is preferable that a valve device or a check valve is provided inside or on the outlet side.
このようなミスト生成装置によれば、前記噴射器と前記補助ミスト発生部への前記液体の供給量を連動して調整でき、ミスト生成装置を安価に製作することができる。また、前記容器内の圧力が前記補助ミスト発生部へのキャリアガス供給圧力より高くなった場合には、前記補助液体供給路の内部に設置した前記弁手装置または出口側に設定したチェック弁を閉じることによって、前記補助ミスト発生部から前記液体供給路への逆圧を遮断することができる。 According to such a mist generating device, the supply amount of the liquid to the injector and the auxiliary mist generating unit can be adjusted in conjunction, and the mist generating device can be manufactured at low cost. Further, when the pressure in the container becomes higher than the carrier gas supply pressure to the auxiliary mist generating unit, a check valve set on the valve device or the outlet side installed in the auxiliary liquid supply path is provided. By closing, the back pressure from the auxiliary mist generating part to the liquid supply path can be shut off.
本発明の他のミスト生成装置は、ガス供給源からのガスと容器内の液体の供給を受けてミストを生成し容器内に噴射する噴射器と、前記容器内の前記ミストを前記容器から導出する導管とを備えたミスト生成装置において、前記噴射器の下流側にリリーフ流路を設け、このリリーフ流路内に前記噴射器へのガス供給圧力に対して一定の比率または差圧の圧力で作動する定比リリーフ弁または定差リリーフ弁を設置したことを特徴とする。 Another mist generating apparatus according to the present invention is configured to receive a gas from a gas supply source and a liquid in a container, generate a mist, and inject the mist in the container from the container. A relief flow path downstream of the injector, and a constant ratio or differential pressure with respect to the gas supply pressure to the injector in the relief flow path. A fixed ratio relief valve or a constant difference relief valve that operates is provided.
このようなミスト生成装置によれば、搬送流路の抵抗が大きすぎる場合でも、噴射器の下流側に設けたリリーフ流路内に設置した定比リリーフ弁または定差リリーフ弁により、容器内の圧力(吐出し圧力)が自動的に適正な圧力になり、これにより、濃度の濃い有効なミストが生成され、小径ドリル等の最少量潤滑(MQL)加工を良好に行うことができる。定比リリーフ弁の作動圧力と噴射器へのガス供給圧力との比率は、ミスト生成装置の特性により多少異なるが、0.6〜0.8程度に設定することが好ましい。また、定差リリーフ弁の作動圧力と噴射器へのガス供給圧力との差圧は、ミスト生成装置の特性により多少異なるが、0.15〜0.25MPa程度に設定することが好ましい。 According to such a mist generating device, even when the resistance of the transfer flow path is too large, the constant ratio relief valve or the constant difference relief valve installed in the relief flow path provided on the downstream side of the injector allows The pressure (discharge pressure) automatically becomes an appropriate pressure, whereby an effective mist with a high concentration is generated, and minimum amount lubrication (MQL) processing such as a small diameter drill can be performed satisfactorily. The ratio between the operating pressure of the constant ratio relief valve and the gas supply pressure to the injector is slightly different depending on the characteristics of the mist generating device, but is preferably set to about 0.6 to 0.8. Further, the differential pressure between the operating pressure of the differential pressure relief valve and the gas supply pressure to the injector is slightly different depending on the characteristics of the mist generating device, but is preferably set to about 0.15 to 0.25 MPa.
本発明の更に他のミスト生成装置は、ガス供給源からのガスと容器内の液体の供給を受けてミストを生成し容器内に噴射する噴射器と、前記容器内の前記ミストを前記容器から導出する導管とを備えたミスト生成装置において、前記噴射器は、液体導入口をスロート直後に設けたラバルノズルからなることを特徴とする。
このように、噴射器を、液体導入口をスロート(ノズルの最狭部)直後に設けたラバルノズル(末広ノズル)で構成することで、噴射器(ラバルノズル)内部のミスト生成のためのガス流れを超音速流れとなし、噴射器の内部に供給された液体を超音速で分断し霧化して、粒子径の細かい高濃度のミストを生成することができる。
Still another mist generating apparatus according to the present invention includes an injector that receives supply of gas from a gas supply source and liquid in a container to generate mist and injects the mist into the container, and the mist in the container from the container. In the mist generating apparatus including the conduit to be led out, the injector includes a Laval nozzle having a liquid inlet provided immediately after the throat.
In this way, the gas flow for generating mist inside the injector (Laval nozzle) can be obtained by configuring the injector with a Laval nozzle (Suehiro nozzle) provided immediately after the throat (the narrowest part of the nozzle) at the liquid inlet. It is possible to generate a high-concentration mist with a fine particle diameter by dividing the liquid supplied into the injector at a supersonic speed and atomizing it.
前記噴射器の出口に対向した位置に、連続気泡で構成した発泡板を配置してもよい。これにより、前記噴射器から噴射されたミストのうち微細な粒子径のミストは、前記発泡板内を通過あるいは偏向して流れて前記容器内に浮遊し、比較的粒径の大きなものは、前記発泡板に吸収され凝縮して前記容器内に落下する。したがって、粒子径分布が非常に小さい径に高い密度で集中しているミストが生成される。
なお、前記発泡板は、発泡体の骨の部分のみ(膜を除去)を利用した3次元網目構造の平板状のスポンジとすることが好ましい。
You may arrange | position the foaming board comprised by the open cell in the position facing the exit of the said injector. Thereby, the mist having a fine particle diameter out of the mist injected from the injector flows through the foamed plate or is deflected and floats in the container. It is absorbed and condensed by the foam plate and falls into the container. Therefore, a mist is generated in which the particle size distribution is concentrated at a high density on a very small diameter.
In addition, it is preferable that the said foaming board is a flat sponge of the three-dimensional network structure using only the bone | frame part (removing a film | membrane) of a foam.
本発明の更に他のミスト生成装置は、ガス供給源からのガスと容器内の液体の供給を受けてミストを生成し容器内に噴射する噴射器と、前記容器内の前記ミストを前記容器から導出する導管とを備えたミスト生成装置において、前記噴射器は、前記容器内の前記液体を、液体供給路を通して吸引作用により該噴射器の内部に吸込むように構成され、前記液体供給路中にはフロート式の流量計とフロートの浮上を検知するセンサが備えられていることを特徴とする。 Still another mist generating apparatus according to the present invention includes an injector that receives supply of gas from a gas supply source and liquid in a container to generate mist and injects the mist into the container, and the mist in the container from the container. In the mist generating apparatus including the conduit for leading out, the injector is configured to suck the liquid in the container into the injector by suction through the liquid supply path, and in the liquid supply path A float type flow meter and a sensor for detecting float float are provided.
このようなミスト生成装置によれば、流量計のフロートの浮上をセンサで検知することによって、噴射器へ液体が吸い込まれていることを確認できる。さらに、噴射器へ液体が吸い込まれているということは、噴射器の内部にミスト生成のためのガスが流れているということであり、これによって、間接的に、噴射器で正常にミストが生成されてミスト生成装置外に吐出されていることを遠隔監視でき、ミスト生成装置の信頼性を向上させることができる。 According to such a mist generating device, it is possible to confirm that the liquid is sucked into the injector by detecting the floating of the float of the flow meter by the sensor. Furthermore, the fact that the liquid is sucked into the injector means that the gas for generating mist is flowing inside the injector, thereby indirectly generating mist normally in the injector. Thus, it is possible to remotely monitor the discharge from the mist generating device, and the reliability of the mist generating device can be improved.
本発明のミスト生成装置によれば、噴射器の下流側に補助ミスト発生部を設けることで、オイルホール径の大きい(流路抵抗の小さい)ドリル等の工具に対して自動的に適正な吐出し圧力で運転することができ、これによって、使い勝手が向上すると共に、必要に応じてミスト量を追加増量することができるので、サイズの大きい工具に対して最少量潤滑(MQL)加工の適用範囲が広がる。 According to the mist generating device of the present invention, by providing an auxiliary mist generating portion on the downstream side of the injector, it is possible to automatically discharge properly to a tool such as a drill having a large oil hole diameter (low flow resistance). It is possible to operate at high pressure, which improves usability and increases the amount of mist as required, so that the application range of minimum amount lubrication (MQL) machining for large tools Spread.
また、本発明のミスト生成装置によれば、ミスト搬送流路から分岐したリリーフ流路に定比リリーフ弁または定差リリーフ弁を設けて、容器内の圧力(吐出し圧力)が自動的に適正な圧力となるようにすることで、オイルホール径の小さい(流路抵抗の大きい)ドリル等の工具に対して自動的に適正な吐出し圧力で運転して、高濃度のミストを生成することができる。その結果、小径ドリル等の流路抵抗が大きい工具に対しても、十分なミスト吐出し量が得られ、小径ドリル等への最少量潤滑(MQL)加工の適用範囲が広がる。 Further, according to the mist generating apparatus of the present invention, a constant ratio relief valve or a constant difference relief valve is provided in the relief flow path branched from the mist transport flow path so that the pressure in the container (discharge pressure) is automatically appropriate. By creating a high pressure mist, it automatically operates at an appropriate discharge pressure for a tool such as a drill with a small oil hole diameter (large flow path resistance). Can do. As a result, a sufficient mist discharge amount can be obtained even for a tool having a large flow path resistance such as a small diameter drill, and the application range of the minimum amount lubrication (MQL) processing to a small diameter drill or the like is expanded.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態のミスト生成装置の概略構成を示す図である。このミスト生成装置は、例えばオイルのような液体冷却潤滑剤を供給する液体供給源(オイル源)2をその下部に収容する容器1を有している。この容器1は、カバー3によって覆われた圧力容器として構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a mist generating apparatus according to a first embodiment of the present invention. This mist generating device has a
オイル源2の上方に形成された容器1内の空間4には、噴射器11がカバー3に固設して設けられており、加圧空気(ガス)とオイル(液体)の供給を受けて噴射器11から噴射されたミストが該空間4内に滞留するようになっている。この例では、噴射器11として、液体導入口14をスロート(最狭部)12の直後に設けたラバルノズル(末広ノズル)が使用されている。つまり、噴射器11への加圧空気(ガス)の供給は、ガス供給路5を介して行われる。そして、加圧空気が噴射器11のスロート12を通過した後、圧力は最小となり、その後、圧力は急上昇し、それから徐々に上昇して噴射器11の出口13に至る。その結果として、噴射器11のスロート12の直後に設けた液体導入口14に吸引力が発生し、この吸引力によって、オイルが液体供給路6を通してオイル源2から噴射器11の内部に吸引される。
In a space 4 in the
このように、噴射器11を、液体導入口14をスロート12の直後に設けたラバルノズル(末広ノズル)で構成することで、噴射器(ラバルノズル)11内部のミスト生成のためのガス流れを超音速流れとなし、噴射器11の内部に液体導入口14から供給された液体を超音速で分断し霧化して、粒子径の細かい高濃度のミストを生成することができる。
In this way, by configuring the
噴射器11は、その拡り管15において加圧空気とオイルを混合してミストとして噴射する。噴射器11の出口13の下側には、例えば発泡体の骨の部分のみ(膜を除去)を利用した3次元網目構造の連続気泡で構成した平板状のスポンジからなる発泡板16が配置されている。発泡板16は、吊下げロッド17によりカバー3から吊り下げ保持されている。これにより、噴射器11から噴射されたミストのうち微細な粒子径のミストは、発泡板16内を通過あるいは偏向して流れて容器1内に浮遊し、比較的粒径の大きなものは、発泡板16に吸収され凝縮して容器1内に落下する。したがって、粒子径分布が非常に小さい径に高い密度で集中しているミストが生成される。
カバー3には、空間4内のミストを容器1から導出するための導管7および容器内圧力(吐出し圧力)確認用の圧力計60が設けられている。
The
The cover 3 is provided with a
オイル源2から噴射器11へ延びる液体供給路6にはフロート式の流量計8が設けられている。流量計8には、流量指示部8aと逆流防止機構8bが備えられている。また、液体供給路6には、噴射器11へ供給するオイルの流量を調整するための可変絞り弁9と、流量計8のフロート8cの浮上を検知するセンサ10が設けられている。
A float
このように、流量計8に逆流防止機構8bを備えることで、ミスト生成装置停止時に液体供給路6中のオイルがオイル源2に戻ることを防止して、液体供給路6を常にオイルで満たされた状態にすることができる。さらに、前述のように、噴射器11は、容器1内のオイルを、液体供給路6を通して吸引作用により該噴射器11の内部に吸込むよう構成されており、この液体供給路6中にフロート式の流量計8とフロート8cの浮上を検知するセンサ10を備えることで、ミスト生成装置が正常にミストを生成していることを遠隔監視することができる。なお、センサ10は、例えば近接スイッチや透過形の光電スイッチであり、周囲環境に応じて選択される。
Thus, by providing the
噴射器11へのガス(加圧空気)の供給は、ガス供給源(加圧空気供給源)20から、フィルタ21、減圧弁22、圧力計23および2ポート電磁弁24を設置したガス供給路5を介して行われる。なお、2ポート電磁弁24は、ミスト生成装置の運転および停止を操作するためのものであり、用途に応じて2ポート手動弁としてもよい。
Gas (pressurized air) is supplied to the
導管7には、ミスト搬送流路50の一端が接続され、ミスト搬送流路50の他端は、工作機械のロータリジョイント51に接続されている。これにより、ミスト搬送流路50、工作機械のロータリジョイント51及び中空主軸52を通して、例えば、オイルホール径の大きな(流路抵抗の小さい)ドリル53a等の工具のオイルホール54aからミスト55aを加工点に噴射できるようになっている。
One end of a
ミスト搬送流路50内には、補助ミスト発生部としての連結器40が設置されている。この連結器(補助ミスト発生部)40の噴出口41は、2ポート電磁弁24の下流側のガス供給路5から分岐し、キャリアガス/液混合部30の内部を延びるキャリアガス供給路31に接続されており、この噴出口41からミスト搬送流路50内にキャリアガス(加圧空気)またはキャリアガス/液混合流体が噴射(噴霧)される。キャリアガス供給路31の内部には、定比減圧弁32およびチェック弁33が設置されている。
A
ここで、前記減圧弁22は、ガス供給源20から噴射器11へ供給するガス(加圧空気)の供給圧力を制御する役割を果たし、前記定比減圧弁32は、ガス供給源20から減圧弁22を介して連結器(補助ミスト発生部)40の噴出口41へ供給するキャリアガス(加圧空気)の供給圧力を制御する役割を果たす。そして、この定比減圧弁32は、減圧弁22の2次側圧力を一定の比率、例えば、0.6〜0.8程度に減圧した圧力に制御するように構成されている。
Here, the
これにより、噴射器11へのガス供給圧力の変更に伴って、連結器(補助ミスト発生部)40の噴出口41へのキャリアガス供給圧力が自動的に適正な圧力(ガス供給圧力を一定の比率で減圧した圧力)となる。これにより、連結器(補助ミスト発生部)40の噴出口41へのキャリアガス供給圧力の煩雑な調整が不要となり、ミスト生成装置の使い勝手を向上させることができる。
Thereby, with the change of the gas supply pressure to the
キャリアガス/液混合部30には、内部にチェック弁35および容積形ポンプ36を備え、オイルタンク37に接続されたオイル注入路34が備えられ、このオイル注入路34は、チェック弁33と連結器(補助ミスト発生部)40の噴出口41との間でキャリアガス供給路31と合流している。これにより、容積形ポンプ36を駆動することで、オイルタンク37内に貯蔵されたオイルが、キャリアガス供給路31に沿って流れるキャリアガス(加圧空気)の中に注入される。
The carrier gas /
次に、上記構成のミスト生成装置において、大径ドリル(工具)53aを使用して加工を行う場合について説明する。
ここで、2ポート電磁弁24を開いてミスト生成装置を運転すると、減圧弁22で設定した圧力の加圧空気がガス供給路5を介して噴射器11に流入するとともに、定比減圧弁32によって減圧弁22の2次側圧力に対して所定の比率の圧力に減圧された加圧空気(キャリアガス)がキャリアガス供給路31を介して連結器(補助ミスト発生部)40の噴出口41に供給される。
Next, the case where the machining is performed using the large-diameter drill (tool) 53a in the mist generating apparatus having the above configuration will be described.
Here, when the 2-
噴射器11に流入した加圧空気がスロート12を通過することによって液体導入口14に吸引力が発生し、この吸引力によって、容器1内のオイルが、液体供給路6を介してオイル源2から噴射器11に吸引される。噴射器11は、その拡り管15において、超音速でオイルを微細な粒子に分断し加圧空気とオイル粒子を混合してミストとして噴射する。噴射されたミストのうち微細な粒子径のミストは、容器1内の空間4に浮遊し、比較的粒径の大きなものは、発泡板16に吸収され凝縮して容器1の下部のオイル源2に落下する。したがって、粒子径分布が非常に小さい径に高い密度で集中しているミストが生成される。生成されるミスト(液体微粒子)の量は、流量計8の指示値を見ながら可変絞り弁9を調整して噴射器11に流入するオイルの流量を制御することによって変更することができ、加工に必要な最少量で使用される。導管7から吐出されたミストの移送は、容器1の内圧を介して行われる。
As the pressurized air that has flowed into the
連結器(補助ミスト発生部)40の噴出口41から噴出された加圧空気(キャリアガス)は、容器1の内圧を自動的に適正な圧力に調整し、空間4内のミストを導管7の導出方向に向かって加速させる。この場合のミスト生成装置の運転状態は、下記のように、図2の運転点C4となり、ミスト生成装置は、適正な運転点で運転され、噴射器11の能力を十分に発揮した濃度のミストが導管7から吐出され、ミスト搬送流路50、連結器40、ロータリジョイント51、中空主軸52を経由して、大径ドリル53aのオイルホール54aからミスト55aが加工点に良好な噴射速度で噴射される。
The pressurized air (carrier gas) ejected from the
なお、大径ドリル53aが特にサイズの大きいドリルで、ミスト吐出し量が不足する場合は、キャリアガス/液混合部30の容積形ポンプ36を駆動する。すると、オイルタンク37内のオイルが容積形ポンプ36によってキャリアガス供給路31に注入され、連結器(補助ミスト発生部)40の噴出口41から追加のミストがミスト搬送方向に噴射されて、大径ドリル53aのオイルホール54aから噴射されるミスト55aの量が増加される。ここで、追加のミスト量の調整は、容積形ポンプ36の吐出し量を、図示しない制御回路で制御することによって行う。
If the large-
このように、連結器(補助ミスト発生部)40によって、必要に応じてミスト量を追加増量することで、サイズの大きい工具等に対してミスト不足による加工不良が発生するリスクを回避することができる。 Thus, the risk of processing defects due to a shortage of mist for a large size tool or the like can be avoided by additionally increasing the amount of mist as required by the coupler (auxiliary mist generating unit) 40. it can.
図2は、図1に示すミスト生成装置におけるシステムカーブの一例であり、工具としてオイルホール径の大きいドリル53aを使用した場合、すなわち、搬送流路の抵抗(抵抗曲線R2)が小さい場合を示す。図2において、実線の曲線A2は、ミスト生成装置の特性曲線である。噴射器11へのガス供給圧力P1および抵抗曲線R1,R2は、図8の場合と同一である。ここで、定比減圧弁32は、減圧弁22の2次側圧力を一定の比率、例えば、0.6〜0.8程度に減圧した圧力に制御するように構成されている。このため、容器内圧力P2のガス供給圧力P1に対する比P2/P1が一定(例えば、0.6〜0.8)となり、噴射器11へのガス供給圧力P1の設定に伴って、容器内圧力P2は、自動的に最適な圧力となる。
FIG. 2 is an example of a system curve in the mist generating apparatus shown in FIG. 1, and a case where a
このとき、ミスト生成装置は運転点C4で運転され、ミスト生成装置の容器内圧力(吐出し圧力)P5は、容器内圧力P2とほぼ等しく(P5≒P2)なる。すなわち、オイルホール径が変わった工具(ドリル)を使用しても、常に最適なミスト吐出し圧力P5が維持できる。 At this time, the mist generating device is driven at a driving point C 4, container internal pressure (discharge pressure) P 5 of the mist generator is approximately equal to the container internal pressure P 2 (P 5 ≒ P 2 ) becomes. That is, even if the use of tools (drills) oil hole diameter is changed, the pressure P 5 discharge always optimum mist can be maintained.
ここで、ミスト生成装置から吐出されるミスト風量はQ3となる。また、噴射器11から容器1内に噴射されるミスト風量は、想像線の曲線(補助ミスト発生部40へのキャリアガス供給圧力が0の場合の特性曲線)と容器内圧力P2の交点の風量であるQ1となる。風量差Q3−Q1は、補助ミスト発生部40へのキャリアガスの供給によるミストの加速風量である。この加速風量により、ドリル(工具)53aのオイルホール54aからのミスト55aの噴射速度を高めて、ミストの加工点への付着性を向上させると共に、切粉等の排除能力を増加させることができる。
Here, the mist flow rate ejected from the mist generating device becomes Q 3. Further, mist air volume to be injected into the
なお、図1に示す例では、定比減圧弁32を設けて、減圧弁22の2次側圧力を一定の比率に減圧した圧力に制御するようにした例を示している。この定比減圧弁32を定差減圧弁に置き換え、この差圧減圧弁で、減圧弁22の2次側圧力を一定の差圧、例えば0.15〜0.25MPa程度に減圧した圧力に制御するようにしてもよい。これによっても、容器内圧力P2のガス供給圧力P1に対する差圧P1−P2が一定(例えば、0.15〜0.25MPa)となるようにして、噴射器11へのガス供給圧力P1の設定に伴って、容器内圧力P2が自動的に最適な圧力となるようにすることができる。
In the example shown in FIG. 1, a constant ratio
図3は、本発明の第2の実施の形態のミスト生成装置の概略構成を示す図である。図3において、図1と同一符号を付した部分は同一または相当部分を示す。この実施の形態のミスト生成装置は、例えばオイルのような液体冷却潤滑剤を供給する液体供給源(オイル源)2をその下部に収容する容器1を有している。この容器1は、カバー3によって覆われた圧力容器として構成されている。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a mist generating apparatus according to the second embodiment of the present invention. 3, parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. The mist generating apparatus of this embodiment has a
オイル源2の上方に形成された容器1内の空間4には、噴射器11がカバー3に固設して設けられており、加圧空気(ガス)とオイル(液体)の供給を受けて噴射器11から噴射されたミストが該空間4内に滞留するようになっている。この例では、噴射器11として、液体導入口14をスロート(最狭部)12の直後に設けたラバルノズル(末広ノズル)が使用されている。つまり、噴射器11への加圧空気(ガス)の供給は、ガス供給路5を介して行われる。そして、加圧空気が噴射器11のスロート12を通過した後、圧力は最小となり、その後、圧力は急上昇し、それから徐々に上昇して噴射器11の出口13に至る。その結果として、噴射器11のスロート12の直後に設けた液体導入口14に吸引力が発生し、この吸引力によって、オイルが液体供給路6を通してオイル源2から噴射器11の内部に吸引される。
In a space 4 in the
噴射器11は、その拡り管15において加圧空気とオイルを混合してミストとして噴射する。噴射器11の出口13の下側には、例えば発泡体の骨の部分のみ(膜を除去)を利用した3次元網目構造の連続気泡で構成した平板状のスポンジからなる発泡板16が配置されている。発泡板16は、吊下げロッド17によりカバー3から吊り下げ保持されている。カバー3には、空間4内のミストを容器1から導出するための導管7および容器内圧力(吐出し圧力)確認用の圧力計60が設けられている。
The
オイル源2から噴射器11へ延びる液体供給路6には、フロート式の流量計8が設けられている。流量計8には、流量指示部8aと逆流防止機構8bが備えられている。また、液体供給路6には、噴射器11へ供給するオイルの流量を調整するための可変絞り弁9と、流量計8のフロート8cの浮上を検知するセンサ10が設けられている。
A float
このように、流量計8に逆流防止機構8bを備えることで、ミスト生成装置停止時に液体供給路6中のオイルがオイル源2に戻ることを防止して、液体供給路6を常にオイルで満たされた状態にすることができる。さらに、フロート8cの浮上を検知するセンサ10を設けたことで、ミスト生成装置が正常にミストを生成していることを遠隔監視することができる。なお、センサ10は、近接スイッチや透過形の光電スイッチであり、周囲環境に応じて選択される。
Thus, by providing the
噴射器11へのガス(加圧空気)の供給は、ガス供給源(加圧空気供給源)20から、フィルタ21、減圧弁22、圧力計23および2ポート電磁弁24を設置したガス供給路5を介して行われる。なお、2ポート電磁弁24は、ミスト生成装置の運転および停止を操作するためのものであり、用途に応じて2ポート手動弁としてもよい。
Gas (pressurized air) is supplied to the
導管7には、ミスト搬送流路50の一端が接続され、ミスト搬送流路50の他端は、工作機械のロータリジョイント51に接続されている。これにより、ミスト搬送流路50、工作機械のロータリジョイント51及び中空主軸52を通して、例えば、オイルホール径の小さな(流路抵抗の大きい)ドリル53b等の工具のオイルホール54bからミスト55bを加工点に噴射できるようになっている。
One end of a
ミスト搬送流路50には、途中から分岐してリリーフ流路61が接続されている。このリリーフ流路61内には、噴射器11へのガス供給圧力に対して一定の比率の圧力、例えば、0.6〜0.8倍程度の圧力で作動する定比リリーフ弁62、フィルタ64およびドレンポット65が設置されている。定比リリーフ弁62のパイロット圧力は、ガス供給源20から噴射器11へのガス供給路5中の2ポート電磁弁24の下流側から分岐して定比リリーフ弁62のパイロットポート62aに接続されたパイロット管路63によって導かれるように構成されている。なお、前記リリーフ流路61は、容器1内の空間4に接続するようにしてもよい。
A
次に、上記構成のミスト生成装置において、小径ドリル(工具)53bを使用して加工を行う場合について説明する。
ここで、2ポート電磁弁24を開いてミスト生成装置を運転すると、減圧弁22で設定した圧力の加圧空気がガス供給路5を介して噴射器11に流入しミストが生成される。このとき、容器1の内圧が上昇し噴射器11への加圧空気(ガス)供給圧力に対して所定の比率、例えば、0.7倍程度の圧力に到達すると、自動的に定比リリーフ弁62が作動して、ミスト搬送流路50内を流れるミストの一部がリリーフ流路61を通してリリーフされ、これによって、容器1内の圧力が適正な圧力に維持される。ここで、リリーフ流路61を通してリリーフされたミストは、フィルタ64で空気とオイルに分離され、分離された空気は排気口64aから放出される。また、フィルタ64で分離されたオイルは、ドレンポット65に回収され再利用される。
Next, in the mist generating apparatus having the above configuration, a case where machining is performed using a small diameter drill (tool) 53b will be described.
Here, when the two-
この場合のミスト生成装置の運転状態は、下記のように、図4の運転点C5となり、ミスト生成装置は、適正な運転点で運転され、導管7から小径ドリルに対して十分な風量と濃度のミストが吐出され、ミスト搬送流路50、ロータリジョイント51、中空主軸52を経由して、小径ドリル53bのオイルホール54bからミスト55bが加工点に噴射され良好な加工が行える。
The operating state of the mist generating device in this case is as follows, the operating point C 5 next to FIG. 4, mist generating device is operated at a proper operating point, and sufficient air volume relative to the small diameter drill from the
図4は、図3に示すミスト生成装置におけるシステムカーブの一例であり、工具としてオイルホール径の小さいドリル53bを使用した場合、すなわち、搬送流路の抵抗(抵抗曲線R3)が大きすぎる場合に、上記の定比リリーフ弁62により、容器内の圧力(吐出し圧力)を適正化した時のミスト生成装置の特性曲線A1と搬送流路の抵抗曲線を併記したシステムカーブを示す。図4において、噴射器へのガス供給圧力P1、搬送流路の抵抗(抵抗曲線R3)は、図9に示す場合と同一である。また、図4中の抵抗曲線R4は、前記定比リリーフ弁62の抵抗と搬送流路の抵抗(抵抗曲線R3)を合成した合成抵抗曲線である。
FIG. 4 is an example of a system curve in the mist generating apparatus shown in FIG. 3, and when the drill 53b having a small oil hole diameter is used as a tool, that is, when the resistance (resistance curve R 3 ) of the transfer channel is too large. to, the
ここで、定比リリーフ弁62は、噴射器11へのガス供給圧力に対して一定の比率の圧力、例えば、0.6〜0.8倍程度の圧力で作動するように構成されている。このため、容器内圧力P6のガス供給圧力P1に対する比P6/P1が一定(例えば、0.6〜0.8)となり、噴射器11へのガス供給圧力P1の設定に伴って容器内圧力P6は自動的に最適な圧力となる。
Here, the constant
このとき、ミスト生成装置は運転点C5で運転され、ミスト生成装置の容器内圧力(吐出し圧力)P6は、常にほぼ一定となる。すなわち、オイルホール径が変わった工具(ドリル)を使用しても、常に最適なミスト吐出し圧力P6が維持できる。これによって、噴射器11の内部でミスト生成に必要な十分なガス流速が得られ、噴射器11で生成されるミストは濃度の濃い良好なものとなる。
At this time, the mist generating device is driven at a driving point C 5, container internal pressure (discharge pressure) P 6 of the mist generating device is always substantially constant. That is, even if the use of tools (drills) oil hole diameter is changed, the pressure P 6 discharge always optimum mist can be maintained. As a result, a sufficient gas flow rate necessary for generating mist is obtained inside the
ここで、噴射器11から容器1内に噴射されるミスト風量はQ1となる。また、ミスト生成装置から、ミスト搬送流路50を通って、小径ドリル53b等の工具のオイルホール54bより噴射されるミスト55bの風量は、ミスト生成装置の容器内圧力P6と抵抗曲線R3との交点の風量Q4となる。風量差Q1−Q4は、前記定比リリーフ弁62から容器外に放出されるガスの風量である。
Here, the mist flow rate to be injected into the
図4と図9を比較参照すると、図4の場合、ミスト生成装置からミスト搬送流路50を通って小径ドリル53b等の工具のオイルホール54bより噴射されるミスト55bの風量Q4は、図9の場合より若干減少する。しかし、噴射器11から容器1内に噴射されるミスト風量Q1は大きくなり、噴射器11の内部でミスト生成に必要な十分なガス流速が得られ、このため噴射器11から濃度の濃い有効なミストが生成される。その結果、ミスト生成装置からミスト搬送流路50を通って、例えば小径ドリル53b等の工具のオイルホール54bより噴射されるミスト(液体微粒子)吐出し量(ミスト生成装置から搬送流路を通って小径ドリル等の工具のオイルホールより噴射されるミスト風量と濃度の積)は増加する。これによって、小径ドリル53b等の加工に対して十分なミスト吐出し量が得られる。
4 and FIG. 9, in the case of FIG. 4, the air volume Q 4 of the mist 55 b injected from the oil hole 54 b of the tool such as the small-diameter drill 53 b through the
なお、図3に示す例では、リリーフ流路61に、噴射器11へのガス供給圧力に対して一定の比率の圧力で作動する定比リリーフ弁62を設けた例を示している。この定比リリーフ弁62を、噴射器11へのガス供給圧力P1に対して一定の差圧、例えば0.15〜0.25MPa程度の差圧で作動する定差リリーフ弁に置き換えてもよい。これによっても、容器内圧力P6のガス供給圧力P1に対する差圧P1−P6が一定(例えば、0.15〜0.25MPa)となるようにして、噴射器11へのガス供給圧力P1の設定に伴って、容器内圧力P6が自動的に最適な圧力となるようにすることができる。
In the example shown in FIG. 3, an example is shown in which the
図5は、本発明の第3の実施の形態のミスト生成装置の概略構成を示す図である。図5において、図1と同一符号を付した部分は同一または相当部分を示す。この実施の形態のミスト生成装置は、例えばオイルのような液体冷却潤滑剤を供給する液体供給源(オイル源)2をその下部に収容する容器1を有している。この容器1は、カバー3によって覆われた圧力容器として構成されている。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a mist generating apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. The mist generating apparatus of this embodiment has a
オイル源2の上方に形成された容器1内の空間4には、噴射器11がカバー3に固設して設けられており、加圧空気(ガス)とオイル(液体)の供給を受けて噴射器11から噴射されたミストが該空間4内に滞留するようになっている。この例では、噴射器11として、液体導入口14をスロート(最狭部)12の直後に設けたラバルノズル(末広ノズル)が使用されている。つまり、噴射器11への加圧空気(ガス)の供給は、ガス供給路5を介して行われる。そして、加圧空気が噴射器11のスロート12を通過した後、圧力は最小となり、その後、圧力は急上昇し、それから徐々に上昇して噴射器11の出口13に至る。その結果として、噴射器11のスロート12の直後に設けた液体導入口14に吸引力が発生し、この吸引力によって、オイルが液体供給路6を通してオイル源2から噴射器11の内部に吸引される。
In a space 4 in the
このように、噴射器11を、液体導入口14をスロート12の直後に設けたラバルノズル(末広ノズル)で構成することで、噴射器(ラバルノズル)11内部のミスト生成のためのガス流れを超音速流れとなし、噴射器11の内部に液体導入口14から供給された液体を超音速で分断し霧化して、粒子径の細かい高濃度のミストを生成することができる。
In this way, by configuring the
噴射器11は、その拡り管15において加圧空気とオイルを混合してミストとして噴射する。噴射器11の出口13の下側には、例えば発泡体の骨の部分のみ(膜を除去)を利用した3次元網目構造の連続気泡で構成した平板状のスポンジからなる発泡板16が配置されている。発泡板16は、吊下げロッド17によりカバー3から吊り下げ保持されている。これにより、噴射器11から噴射されたミストのうち微細な粒子径のミストは、発泡板16内を通過あるいは偏向して流れて容器1内に浮遊し、比較的粒径の大きなものは、発泡板16に吸収され凝縮して容器1内のオイル源2に落下する。したがって、粒子径分布が非常に小さい径に高い密度で集中しているミストが生成される。
カバー3には、空間4内のミストを容器1から導出するための導管7および容器内圧力(吐出し圧力)確認用の圧力計60が設けられている。
The
The cover 3 is provided with a
オイル源2から噴射器11へ延びる液体供給路6にはフロート式の流量計8が設けられている。流量計8には、流量指示部8aと逆流防止機構8bが備えられている。また、液体供給路6には、噴射器11へ供給するオイルの流量を調整するための可変絞り弁9と、流量計8のフロート8cの浮上を検知するセンサ10が設けられている。
A float
このように、流量計8に逆流防止機構8bを備えることで、ミスト生成装置停止時に液体供給路6中のオイルがオイル源2に戻ることを防止して、液体供給路6を常にオイルで満たされた状態にすることができる。さらに、前述のように、噴射器11は、容器1内のオイルを、液体供給路6を通して吸引作用により該噴射器11の内部に吸込むよう構成されており、この液体供給路6中にフロート式の流量計8とフロート8cの浮上を検知するセンサ10を備えることで、ミスト生成装置が正常にミストを生成していることを遠隔監視することができる。なお、センサ10は、例えば近接スイッチや透過形の光電スイッチであり、周囲環境に応じて選択される。
Thus, by providing the
噴射器11へのガス(加圧空気)の供給は、ガス供給源(加圧空気供給源)20から、フィルタ21、減圧弁22、圧力計23および2ポート電磁弁24を設置したガス供給路5を介して行われる。なお、2ポート電磁弁24は、ミスト生成装置の運転および停止を操作するためのものであり、用途に応じて2ポート手動弁としてもよい。
Gas (pressurized air) is supplied to the
導管7には、ミスト搬送流路50の一端が接続され、ミスト搬送流路50の他端は、工作機械のロータリジョイント51に接続されている。これにより、ミスト搬送流路50、工作機械のロータリジョイント51及び中空主軸52を通して、例えば、オイルホール径の大きな(流路抵抗の小さい)ドリル53a等の工具のオイルホール54aからミスト55aを加工点に噴射できるようになっている。
One end of a
容器1の内部には、ガス供給源20から供給されるガス(加圧空気)をキャリアガスとして使用し、このキャリアガスと容器2内のオイルの供給を受けて補助ミストを容器2内に噴霧する補助ミスト発生部71が設けられている。補助ミスト発生部71へのキャリアガスの供給は、2ポート電磁弁24の下流側のガス供給路5から分岐し、内部に2ポート電磁弁81、定比減圧弁82及びチェック弁83を設置したキャリアガス供給路80を通して行われる。そして、この補助ミスト発生部71内に供給されたキャリアガスは、絞り部72を通過した後、出口73から噴霧される。
Inside the
ここで、前記減圧弁22は、ガス供給源20から噴射器11へ供給するガス(加圧空気)の供給圧力を制御する役割を果たし、前記定比減圧弁82は、ガス供給源20から減圧弁22を介して補助ミスト発生部71へ供給するキャリアガス(加圧空気)の供給圧力を制御する役割を果たす。そして、この定比減圧弁82は、減圧弁22の2次側圧力を一定の比率、例えば、0.6〜0.8程度に減圧した圧力に制御するように構成されている。
なお、この定比減圧弁82を定差減圧弁に置き換え、この差圧減圧弁で、減圧弁22の2次側圧力を一定の差圧、例えば0.15〜0.25MPa程度に減圧した圧力に制御するようにしてもよいことは前述と同様である。
Here, the
The constant ratio
これにより、噴射器11へのガス供給圧力の変更に伴って、補助ミスト発生部71へのキャリアガス供給圧力が自動的に適正な圧力(ガス供給圧力を一定の比率で減圧した圧力)となる。これにより、補助ミスト発生部71へのキャリアガス供給圧力の煩雑な調整が不要となり、ミスト生成装置の使い勝手を向上させることができる。
As a result, the carrier gas supply pressure to the auxiliary
補助ミスト発生部71への液体の供給は、可変絞り弁9の下流側の液体供給路6から分岐し、絞り部74の下流側で、補助ミスト発生部71の液体導入口74に接続された補助液体供給路90を通して行われる。補助液体供給路90中には、補助ミスト発生部71へのキャリアガス供給圧力と容器1内の圧力をパイロット圧として、補助ミスト発生部71へのキャリアガス供給圧力が容器1内の圧力より大きい場合のみ開くようにしたパイロット開閉弁91が設けられている。これにより、容器1内の圧力が補助ミスト発生部71へのキャリアガス供給圧力より高くなった場合には、自動的に前記パイロット開閉弁91が閉じて、補助ミスト発生部71から液体供給路6への逆圧を遮断することができる。
なお、前記パイロット開開閉弁91の代用として、チェック弁や電磁弁等の弁手段を使用してもよい。
The supply of liquid to the auxiliary
In place of the pilot opening / closing
次に、上記構成のミスト生成装置において、大径ドリル(工具)53aを使用して加工を行う場合について説明する。
ここで、2ポート電磁弁24及び81を開いてミスト生成装置を運転すると、減圧弁22で設定した圧力の加圧空気がガス供給路5を介して噴射器11に流入するとともに、定比減圧弁82によって減圧弁22の2次側圧力に対して所定の比率の圧力に減圧された加圧空気(キャリアガス)がキャリアガス供給路80を介して補助ミスト発生部71に供給される。
Next, the case where the machining is performed using the large-diameter drill (tool) 53a in the mist generating apparatus having the above configuration will be described.
Here, when the mist generating device is operated by opening the two-
噴射器11に流入した加圧空気がスロート12を通過することによって液体導入口14に吸引力が発生し、この吸引力によって、容器1内のオイルが、液体供給路6を介してオイル源2から噴射器11に吸引される。噴射器11は、その拡り管15において、超音速でオイルを微細な粒子に分断し加圧空気とオイル粒子を混合してミストとして噴射する。噴射されたミストのうち微細な粒子径のミストは、容器1内の空間4に浮遊し、比較的粒径の大きなものは、発泡板16に吸収され凝縮して容器1の下部のオイル源2に落下する。したがって、粒子径分布が非常に小さい径に高い密度で集中しているミストが生成される。生成されるミスト(液体微粒子)の量は、流量計8の指示値を見ながら可変絞り弁9を調整して噴射器11に流入するオイルの流量を制御することによって変更することができ、加工に必要な最少量で使用される。導管7から吐出されたミストの移送は、容器1の内圧を介して行われる。
As the pressurized air that has flowed into the
補助ミスト発生部71の出口73から噴出された加圧空気(キャリアガス)は、容器1の内圧を自動的に適正な圧力に調整し、空間4内のミストを導管7の導出方向に向かって加速させる。また、補助ミスト発生部71に流入した加圧空気(キャリアガス)が絞り部72を通過したとき、断面積の拡大によって吸引力が発生し、この吸引力によってオイルが液体供給路6から分岐した補助液体供給路90を通って補助ミスト発生部71に吸引される。補助ミスト発生部71は、その出口73において加圧空気(キャリアガス)とオイルを混合してミスト(補助ミスト)として噴射する。このことによって、増量されたミストが導管7から適正な圧力で吐出され、ミスト搬送流路50、ロータリジョイント51、中空主軸52を経由して、大径ドリル53aのオイルホール54aからミスト55aが加工点に良好な噴射速度で噴射される。
The pressurized air (carrier gas) ejected from the
図6は、本発明の第4の実施の形態のミスト生成装置の概略構成を示す図である。図6に示す例の図5に示す例と異なる点は、図5に示す例のミスト生成装置におけるパイロット開閉弁91の代わりに、チェック弁76を補助ミスト発生部71の出口側に設けた点にある。その他の構成は、図5に示す例と同様であるので、ここではその説明を省略する。
この例にあっては、容器1内の圧力が補助ミスト発生部71へのキャリアガス供給圧力より高くなった場合に、チェック弁76が自動的に閉じて、補助ミスト発生部71から液体供給路6への逆圧を遮断することができる。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a mist generating apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The example shown in FIG. 6 is different from the example shown in FIG. 5 in that a
In this example, when the pressure in the
1 容器
2 オイル源
5 ガス供給路
6 液体供給路
7 導管
8 流量計
8a 流量指示部
8b 逆流防止機構
8c フロート
10 センサ
11 噴射器
12 スロート
14 液体導入口
16 発泡板
20 ガス供給源
21 フィルタ
22 減圧弁
23 圧力計
30 キャリアガス/液混合部
31 キャリアガス供給路
32 定比減圧弁(定差減圧弁)
34 オイル注入路
36 容積形ポンプ
37 オイルタンク
40 連結器(補助ミスト発生部)
41 噴出口
50 ミスト搬送流路
51 ロータリジョイント
52 中空主軸
53a,53b ドリル(工具)
54a,54b オイルホール
55a,55b ミスト
60 圧力計
61 リリーフ流路
62 定比リリーフ弁(定差リリース弁)
63 パイロットポート
64 フィルタ
65 ドレンポット
71 補助ミスト発生部
72 絞り部
80 キャリアガス供給路
82 定比減圧弁
83 チェック弁
90 補助流体供給路
91 パイロット開閉弁
DESCRIPTION OF
34
41
54a,
63
Claims (10)
前記噴射器の下流側に補助ミスト発生部を設けたことを特徴とするミスト生成装置。 In a mist generating apparatus, comprising: an injector that receives supply of gas from a gas supply source and liquid in a container to generate mist and injects the mist into the container; and a conduit that guides the mist in the container from the container. ,
A mist generating device, wherein an auxiliary mist generating part is provided on the downstream side of the injector.
前記噴射器の下流側にリリーフ流路を設け、このリリーフ流路内に前記噴射器へのガス供給圧力に対して一定の比率または差圧の圧力で作動する定比リリーフ弁または定差リリーフ弁を設置したことを特徴とするミスト生成装置。 In a mist generating apparatus, comprising: an injector that receives supply of gas from a gas supply source and liquid in a container to generate mist and injects the mist into the container; and a conduit that guides the mist in the container from the container. ,
A constant flow relief valve or a constant pressure relief valve which is provided at a downstream side of the injector and operates at a constant ratio or differential pressure with respect to the gas supply pressure to the injector in the relief flow path. A mist generating device characterized in that is installed.
前記噴射器は、液体導入口をスロート直後に設けたラバルノズルからなることを特徴とするミスト生成装置。 In a mist generating apparatus, comprising: an injector that receives supply of gas from a gas supply source and liquid in a container to generate mist and injects the mist into the container; and a conduit that guides the mist in the container from the container. ,
2. The mist generating apparatus according to claim 1, wherein the injector includes a Laval nozzle provided with a liquid inlet immediately after the throat.
前記噴射器は、前記容器内の前記液体を、液体供給路を通して吸引作用により該噴射器の内部に吸込むように構成され、前記液体供給路中にはフロート式の流量計とフロートの浮上を検知するセンサが備えられていることを特徴とするミスト生成装置。 In a mist generating apparatus, comprising: an injector that receives supply of gas from a gas supply source and liquid in a container to generate mist and injects the mist into the container; and a conduit that guides the mist in the container from the container. ,
The ejector is configured to suck the liquid in the container into the ejector through a liquid supply path by a suction action, and detects a float type flow meter and float float in the liquid supply path. A mist generating device comprising a sensor.
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