JP2006194518A - Refrigerating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可変容量圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが順に接続された冷媒回路を備え、上記蒸発器が、熱媒体の循環する利用側回路に接続される冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit in which a variable capacity compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator are connected in order, and the evaporator is connected to a use side circuit through which a heat medium circulates. is there.
従来より、この種の冷凍装置は、例えば工作機械の主軸を冷却する冷却油が熱媒体として循環する冷却油回路（利用側回路）を冷媒回路の蒸発器に接続して、冷却油を所定温度に冷却するために用いられている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の冷凍装置では、冷媒回路の圧縮機をインバータによる容量制御を行うことにより、蒸発器で温度制御した冷却油をポンプによって工作機械の主軸部に供給している。
しかし、上記冷凍装置では、工作機械における急激な冷却負荷の変動に対して冷却能力の調整が遅れるという問題があった。つまり、圧縮機のインバータによる容量制御では、冷却油回路の冷却油の温度制御が速やかに行えない。これは、圧縮機を保護するという理由から周波数の変化速度が制限されて容量が段階的に変化することになり、蒸発器の冷却能力の追従が遅れてしまうからである。 However, the refrigeration apparatus has a problem that the adjustment of the cooling capacity is delayed with respect to a sudden change in cooling load in the machine tool. In other words, the capacity control by the inverter of the compressor cannot quickly control the temperature of the cooling oil in the cooling oil circuit. This is because the rate of change in frequency is limited for the purpose of protecting the compressor, and the capacity changes stepwise, and the follow-up of the cooling capacity of the evaporator is delayed.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒回路で利用側回路の熱媒体を冷却する冷凍装置において、急激な冷却負荷の変動に対して利用側回路の冷却能力の調整を圧縮機の容量制御で行うよりも速やかに行うことである。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that cools a heat medium of a usage-side circuit with a refrigerant circuit, on the usage side against a sudden change in cooling load. The adjustment of the cooling capacity of the circuit is performed more quickly than when the capacity control of the compressor is performed.
第１の発明は、圧縮機（11）と凝縮器（12）と膨張機構（13）と蒸発器（14）とが順に接続された冷媒回路（10）と、上記蒸発器（14）で冷却された熱媒体を被冷却物との間で循環させる利用側回路（20）とを備えた冷凍装置を前提としている。そして、上記利用側回路（20）は、被冷却物に対する熱媒体の冷却能力を抑制し、被冷却物の冷却負荷の変動状態に応じて冷却能力の抑制量を調節する能力抑制手段（26）を備えている。 In the first invention, a refrigerant circuit (10) in which a compressor (11), a condenser (12), an expansion mechanism (13), and an evaporator (14) are connected in order, and cooling by the evaporator (14). It is premised on a refrigeration apparatus provided with a use side circuit (20) for circulating the heat medium that has been circulated between the object to be cooled. And the said utilization side circuit (20) suppresses the cooling capacity of the heat medium with respect to a to-be-cooled object, and the capability suppression means (26) which adjusts the suppression amount of a cooling capacity according to the fluctuation | variation state of the cooling load of a to-be-cooled object. It has.
この第１の発明では、冷媒回路（10）内で冷媒が圧縮機（11）、凝縮器（12）、膨張機構（13）、及び蒸発器（14）を順に流れることにより蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。その際、蒸発器（14）において冷媒が利用側回路（20）の熱媒体から吸熱し、該熱媒体が冷却される。 In the first aspect of the invention, the refrigerant flows in the refrigerant circuit (10) in order through the compressor (11), the condenser (12), the expansion mechanism (13), and the evaporator (14), so that the vapor compression refrigeration cycle is achieved. Is done. At that time, in the evaporator (14), the refrigerant absorbs heat from the heat medium of the use side circuit (20), and the heat medium is cooled.
この発明では、能力抑制手段（17）が被冷却物に対する熱媒体の冷却能力の抑制量を調節することにより、被冷却物で発揮される冷却能力が調節される。すなわち、能力抑制手段（17）は、圧縮機（11）の所定容量に基いて利用側回路（20）で発揮されるべき冷却能力の一部を抑制し、その抑制量を被冷却物の冷却負荷に応じて増減させる。したがって、圧縮機（11）の容量制御によるよりも速やかに被冷却物の冷却能力が調整される。 In the present invention, the capacity suppressing means (17) adjusts the amount of suppression of the cooling capacity of the heat medium for the object to be cooled, thereby adjusting the cooling capacity exhibited by the object to be cooled. That is, the capacity suppression means (17) suppresses a part of the cooling capacity to be exhibited in the use side circuit (20) based on the predetermined capacity of the compressor (11), and the suppression amount is used to cool the object to be cooled. Increase or decrease depending on the load. Therefore, the cooling capacity of the object to be cooled is adjusted more quickly than by the capacity control of the compressor (11).
第２の発明は、上記第１の発明において、上記能力抑制手段（26）は、熱媒体が蒸発器（14）または被冷却物をバイパスして流れて被冷却物に対する熱媒体の冷却能力を抑制するバイパス回路（24）を備え、該バイパス回路（24）に流量調整弁（25）が設けられている。そして、上記能力抑制手段（26）は、流量調整弁（25）で流量調整することによって冷却能力の抑制量を調節する。 In a second aspect based on the first aspect, the capacity suppressing means (26) is configured such that the heat medium flows by bypassing the evaporator (14) or the object to be cooled and the cooling capacity of the heat medium to the object to be cooled is increased. A bypass circuit (24) for suppression is provided, and a flow rate adjustment valve (25) is provided in the bypass circuit (24). And the said capacity | capacitance suppression means (26) adjusts the suppression amount of cooling capacity by adjusting flow volume with a flow regulating valve (25).
この第２の発明では、流量調整弁（25）が、被冷却物の冷却負荷が増大すると、流量を減少させて冷却能力の抑制量が減少するように調整され、被冷却物の冷却負荷が減少すると、流量を増大させて冷却能力の抑制量が増大するように調整される。つまり、本発明では、蒸発器（14）または被冷却物への熱媒体の供給量を調節して冷却能力を抑制する。 In the second aspect of the invention, the flow rate adjusting valve (25) is adjusted such that when the cooling load of the object to be cooled increases, the flow rate is decreased to reduce the amount of suppression of the cooling capacity, and the cooling load of the object to be cooled is reduced. If it decreases, it adjusts so that the amount of suppression of cooling capacity may increase by increasing a flow rate. That is, in the present invention, the cooling capacity is suppressed by adjusting the supply amount of the heat medium to the evaporator (14) or the object to be cooled.
第３の発明は、第２の発明において、上記バイパス回路（24）は、途中で冷媒回路（10）の凝縮器（12）に接続され、該凝縮器（12）で熱媒体が冷媒と熱交換して加熱されるように構成されている。 According to a third aspect, in the second aspect, the bypass circuit (24) is connected to the condenser (12) of the refrigerant circuit (10) on the way, and the heat medium serves as the refrigerant and heat in the condenser (12). It is configured to be exchanged and heated.
この第３の発明では、バイパスした熱媒体が凝縮器（12）で加熱されるので、別の加熱手段を設けなくても冷却能力の抑制量が大きくなる。したがって、冷却負荷の変動量が大きい場合でも速やかに対応できる。 In the third aspect of the invention, since the bypassed heat medium is heated by the condenser (12), the amount of cooling capacity to be suppressed increases without providing another heating means. Therefore, even when the amount of fluctuation of the cooling load is large, it can be quickly dealt with.
第４の発明は、第１の発明において、上記能力抑制手段（26）は、利用側回路（20）における熱媒体の循環量を抑制して被冷却物に対する熱媒体の冷却能力を抑制するように構成され、上記熱媒体の循環量を調整することによって冷却能力の抑制量を調節する。 In a fourth aspect based on the first aspect, the capacity suppressing means (26) suppresses the cooling capacity of the heat medium to the object to be cooled by suppressing the circulation amount of the heat medium in the use side circuit (20). The amount of cooling capacity suppression is adjusted by adjusting the circulation amount of the heat medium.
この第４の発明では、熱媒体の循環量を蒸発器（14）の冷却能力に対応する循環量よりも少なくすることで利用側回路（20）における冷却能力が抑制される。そして、被冷却物の冷却負荷が増大すると、循環量を増大させ、被冷却物の冷却負荷が減少すると、循環量を減少させる。したがって、圧縮機（11）の容量制御によるより速やかに冷却能力が調節される。 In this 4th invention, the cooling capacity in a utilization side circuit (20) is suppressed by making the circulation volume of a heat medium smaller than the circulation volume corresponding to the cooling capacity of an evaporator (14). And if the cooling load of a to-be-cooled object increases, the amount of circulation will be increased, and if the cooling load of the to-be-cooled object will decrease, the amount of circulation will be decreased. Therefore, the cooling capacity is adjusted more quickly by controlling the capacity of the compressor (11).
第５の発明は、第１の発明において、上記能力抑制手段（26）は、蒸発器（14）で冷却された熱媒体を加熱して被冷却物に対する熱媒体の冷却能力を抑制する加熱手段（28）を備えている。そして、上記能力抑制手段（26）は、加熱手段（28）の加熱量を調整することによって冷却能力の抑制量を調節する。 In a fifth aspect based on the first aspect, the capacity suppressing means (26) is a heating means for heating the heat medium cooled by the evaporator (14) to suppress the cooling capacity of the heat medium to the object to be cooled. (28). And the said capability suppression means (26) adjusts the suppression amount of cooling capacity by adjusting the heating amount of a heating means (28).
この第５の発明では、一旦蒸発器（14）で冷却された熱媒体を加熱してから被冷却物へ供給することにより、冷却能力を抑制する。そして、加熱手段（28）の加熱量を調節するだけで、冷却能力の抑制量が調節されるので、速やかに冷却能力が制御される。 In the fifth invention, the cooling medium is suppressed by heating the heat medium once cooled by the evaporator (14) and then supplying the heat medium to the object to be cooled. And since the suppression amount of cooling capacity is adjusted only by adjusting the heating amount of a heating means (28), cooling capacity is controlled quickly.
第６の発明は、第１の発明において、上記能力抑制手段（26）は、流量調整弁（25）を有し、蒸発器（14）の出口側と被冷却物との間の回路に並列接続されるバイパス回路（24）を備え、該バイパス回路（24）に熱媒体を加熱する加熱手段（28）が設けられている。そして、上記能力抑制手段（26）は、蒸発器（14）で冷却された熱媒体をバイパス回路（24）を通過した熱媒体と混合させて加温し、加熱手段（28）及び流量調整弁（25）の少なくとも何れか一方を調整することによって冷却能力の抑制量を調節する。 In a sixth aspect based on the first aspect, the capacity suppressing means (26) includes a flow rate adjusting valve (25), and is parallel to the circuit between the outlet side of the evaporator (14) and the object to be cooled. A bypass circuit (24) to be connected is provided, and heating means (28) for heating the heat medium is provided in the bypass circuit (24). And the said capability suppression means (26) mixes and heats the heat medium cooled with the evaporator (14) with the heat medium which passed the bypass circuit (24), a heating means (28) and a flow regulating valve The amount of suppression of the cooling capacity is adjusted by adjusting at least one of (25).
この第６の発明では、蒸発器（14）で冷却された熱媒体の一部がバイパス回路（24）に流れて加熱された後、蒸発器（14）で冷却された残りの熱媒体と合流し、熱媒体全体の温度が蒸発器（14）での冷却温度より高くなることで、冷却能力が抑制される。そして、加熱手段（32）の加熱量と流量調整弁（25）による流量の何れか一方または双方を調整することにより、冷却能力が速やかに増減される。 In the sixth aspect of the invention, a part of the heat medium cooled by the evaporator (14) flows into the bypass circuit (24) and is heated, and then merges with the remaining heat medium cooled by the evaporator (14). However, since the temperature of the entire heat medium becomes higher than the cooling temperature in the evaporator (14), the cooling capacity is suppressed. And cooling capacity is rapidly increased / decreased by adjusting either one or both of the heating amount of a heating means (32), and the flow volume by a flow regulating valve (25).
第７の発明は、上記第２乃至第６の発明の何れか１において、上記利用側回路（20）は、被冷却物として工作機械の主軸を冷却し、熱媒体として冷却油が循環する回路である。 A seventh invention is the circuit according to any one of the second to sixth inventions, wherein the use side circuit (20) cools a spindle of a machine tool as an object to be cooled and circulates cooling oil as a heat medium. It is.
この第７の発明では、工作機械の主軸に対する冷却油の冷却能力が調節される。したがって、この種の工作機械では精度の高い温度制御が要求されるが、制御温度が確実に安定する。 In the seventh aspect, the cooling capacity of the cooling oil with respect to the main spindle of the machine tool is adjusted. Therefore, this type of machine tool requires highly accurate temperature control, but the control temperature is reliably stabilized.
したがって、第１の発明によれば、利用側回路（20）で発揮される冷却能力を抑制し、その抑制量を冷却負荷の変動に応じて調節するようにしたので、圧縮機（11）のインバータ制御に比べて冷却能力を速やかに増減させることができる。したがって、急激な冷却負荷の変動に対して、被冷却物の制御温度を安定させることができる。 Therefore, according to the first aspect of the invention, the cooling capacity exhibited by the use side circuit (20) is suppressed, and the amount of suppression is adjusted in accordance with the fluctuation of the cooling load. Compared to inverter control, the cooling capacity can be quickly increased or decreased. Therefore, the control temperature of the object to be cooled can be stabilized against a sudden change in cooling load.
また、第２及び第３の発明によれば、バイパス回路（24）の流量調整弁（25）の開度を調整することにより、利用側回路（20）の冷却能力を速やかに増減させることができる。したがって、特に急激な冷却負荷の変動に対する冷却能力の追従性を向上させることができる。この結果、利用側回路（20）の熱媒体の制御温度を安定させることができる。 Moreover, according to 2nd and 3rd invention, the cooling capacity of a utilization side circuit (20) can be increased / decreased rapidly by adjusting the opening degree of the flow regulating valve (25) of a bypass circuit (24). it can. Accordingly, it is possible to improve the follow-up performance of the cooling capacity with respect to particularly rapid cooling load fluctuations. As a result, the control temperature of the heat medium of the use side circuit (20) can be stabilized.
特に、第３の発明によれば、バイパス回路（24）の熱媒体が凝縮器（12）で加熱されるので、冷却能力の抑制量が大きくなり、冷却能力を大幅に調節することができる。したがって、冷却負荷の大幅変動に対しても制御温度を確実に安定させることができる。 In particular, according to the third invention, since the heat medium of the bypass circuit (24) is heated by the condenser (12), the amount of suppression of the cooling capacity is increased, and the cooling capacity can be adjusted greatly. Therefore, it is possible to reliably stabilize the control temperature even when the cooling load varies greatly.
また、第４の発明によれば、熱媒体の循環量を調節するだけで、また第５の発明によれば、加熱手段（28）の加熱量を調節するだけで、冷却能力の抑制量を増減させるようにしたので、確実に且つ簡易に冷却能力を調節でき、制御温度を安定させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the amount of cooling capacity can be suppressed only by adjusting the amount of circulation of the heat medium, and according to the fifth aspect of the present invention, only by adjusting the amount of heating of the heating means (28). Since it is made to increase / decrease, a cooling capability can be adjusted reliably and simply, and control temperature can be stabilized.
また、第６の発明によれば、蒸発器（14）で冷却された熱媒体の一部を加熱して残りの熱媒体に混合させることにより冷却能力の抑制量を調節し、しかも熱媒体の加熱量及び流量の一方または双方を調節して抑制量を調節するようにしたので、高精度に冷却能力を調節することができる。したがって、制御温度を一層安定させることができる。 According to the sixth aspect of the invention, a part of the heat medium cooled by the evaporator (14) is heated and mixed with the remaining heat medium, thereby adjusting the amount of cooling capacity to be suppressed. Since the suppression amount is adjusted by adjusting one or both of the heating amount and the flow rate, the cooling capacity can be adjusted with high accuracy. Therefore, the control temperature can be further stabilized.
また、第７の発明によれば、利用側回路（20）は工作機械の主軸を冷却する冷却油が循環するものを対象としたので、高精度な温度制御が必要な工作機械に対しても制御温度を確実に安定させることができる。 Further, according to the seventh invention, since the utilization side circuit (20) is intended for circulating coolant oil that cools the spindle of the machine tool, it can be applied to a machine tool that requires highly accurate temperature control. The control temperature can be reliably stabilized.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の実施形態１》
本実施形態１の冷凍装置（1）は、図１に示すように、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）と、該冷媒回路（10）に接続して所定温度に冷却した冷却油を熱媒体として工作機械の回転部分である主軸（21）へ供給する利用側回路としての冷却油回路（20）とを備えている。上記冷媒回路（10）は、可変容量圧縮機（11）と凝縮器（12）と膨張機構（13）と蒸発器（14）とを順に接続することにより構成された閉回路であり、上記冷却油回路（20）が上記蒸発器（14）に接続されている。
As shown in FIG. 1, the refrigeration apparatus (1) of
上記圧縮機（11）は、電動機をインバータ制御することにより運転容量を制御することのできるインバータ圧縮機（11）により構成されている。上記凝縮器（12）は、冷媒が空気と熱交換するように構成され、上記蒸発器（14）は、冷媒が冷却油と熱交換するように構成されている。また、上記膨張機構（13）は、開度を連続的に制御可能な電動膨張弁（13）により構成されている。 The compressor (11) is composed of an inverter compressor (11) capable of controlling the operating capacity by inverter-controlling the electric motor. The condenser (12) is configured such that the refrigerant exchanges heat with air, and the evaporator (14) is configured such that the refrigerant exchanges heat with the cooling oil. The expansion mechanism (13) includes an electric expansion valve (13) whose opening degree can be continuously controlled.
上記冷却油回路（20）は、冷媒回路（10）の蒸発器（14）と工作機械の主軸（21）との間で冷却油を循環させる閉回路に構成され、蒸発器（14）の出口側と主軸（21）の入口側との間に油タンク（22）及びポンプ（23）が順に設けられている。つまり、このポンプ（23）は、蒸発器（14）で冷却された冷却油を主軸（21）へ流している。そして、上記冷却油回路（20）には、バイパス回路（24）が設けられている。 The cooling oil circuit (20) is configured as a closed circuit for circulating the cooling oil between the evaporator (14) of the refrigerant circuit (10) and the main shaft (21) of the machine tool, and the outlet of the evaporator (14). An oil tank (22) and a pump (23) are provided in this order between the side and the inlet side of the main shaft (21). In other words, the pump (23) flows the cooling oil cooled by the evaporator (14) to the main shaft (21). The cooling oil circuit (20) is provided with a bypass circuit (24).
このバイパス回路（24）は、入口側である一端がポンプ（23）と工作機械の主軸（21）との間に接続され、出口側である他端が主軸（21）と蒸発器（14）との間に接続されている。つまり、上記バイパス回路（24）は、蒸発器（14）で冷却された冷却油が工作機械の主軸（21）をバイパスして流れる回路に構成されている。また、上記バイパス回路（24）の途中には、流量調整弁（25）として、開度を連続的に変化させることができる電動弁が１つ設けられている。そして、上記バイパス回路（24）及び流量調整弁（25）は、工作機械の主軸（21）へ供給する冷却油の冷却能力を抑制し、その抑制量を調節する能力抑制手段（26）を構成している。 The bypass circuit (24) has one end on the inlet side connected between the pump (23) and the spindle (21) of the machine tool, and the other end on the outlet side connected to the spindle (21) and the evaporator (14). Connected between and. That is, the bypass circuit (24) is configured as a circuit in which the cooling oil cooled by the evaporator (14) flows by bypassing the spindle (21) of the machine tool. Further, in the middle of the bypass circuit (24), one motor-operated valve capable of continuously changing the opening degree is provided as a flow rate adjusting valve (25). And the said bypass circuit (24) and the flow control valve (25) comprise the capability suppression means (26) which suppresses the cooling capability of the cooling oil supplied to the main spindle (21) of a machine tool, and adjusts the suppression amount. is doing.
この冷凍装置（1）は、主としてインバータ圧縮機（11）の容量を固定した状態でバイパス回路（24）の流量調整弁（25）を開度調節して主軸（21）における冷却能力が調節される。つまり、上記能力抑制手段（26）は、冷却負荷が増大した場合、流量調整弁（16）の開度を小さくして冷却能力の抑制量を減少させ、逆に冷却負荷が減少した場合、流量調整弁（16）の開度を大きくして冷却能力の抑制量を増大させるように構成されている。要するに、上記能力抑制手段（17）は、バイパス回路（24）の流量を調節することにより、工作機械の主軸（21）を流れる冷却油量を増減させて冷却能力の抑制量を調節している。 In this refrigeration system (1), the cooling capacity of the main shaft (21) is adjusted by adjusting the opening of the flow rate adjustment valve (25) of the bypass circuit (24) while the capacity of the inverter compressor (11) is mainly fixed. The In other words, when the cooling load increases, the capacity suppression means (26) decreases the amount of suppression of the cooling capacity by reducing the opening of the flow rate adjustment valve (16), and conversely when the cooling load decreases, The control valve (16) is configured to increase the opening degree of the cooling valve to increase the amount of cooling capacity. In short, the capacity suppressing means (17) adjusts the amount of cooling oil flowing through the spindle (21) of the machine tool by adjusting the flow rate of the bypass circuit (24), thereby adjusting the cooling capacity suppressing amount. .
−運転動作−
次に、この冷凍装置（1）の運転動作について説明する。
-Driving action-
Next, the operation of the refrigeration apparatus (1) will be described.
上記冷媒回路（10）において、圧縮機（11）から吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器（12）を流れるときに空気と熱交換をして凝縮し、液化する。この液冷媒は電動膨張弁（13）において膨張し、低圧の気液二相冷媒となる。そして、この気液二相冷媒が蒸発器（14）を流れるときに冷却油回路（20）の冷却油から吸熱してガス化するとともに、その際に上記冷却油が所定温度に冷却される。上記蒸発器（14）でガス化した冷媒は、圧縮機（11）に戻り、以上の圧縮、凝縮、膨張、蒸発の各行程が順に繰り返される。一方、上記冷却油回路（20）において、蒸発器（14）で冷却された冷却油は、油タンク（22）及びポンプ（23）を通って工作機械の主軸（21）へ流れ、該主軸（21）が所定温度に冷却される。そして、上記主軸（21）を通った冷却油は、再び蒸発器（14）へ戻る。 In the refrigerant circuit (10), the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor (11) is condensed and liquefied by exchanging heat with air when flowing through the condenser (12). This liquid refrigerant expands in the electric expansion valve (13) and becomes a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant. When this gas-liquid two-phase refrigerant flows through the evaporator (14), it absorbs heat from the cooling oil in the cooling oil circuit (20) and gasifies, and at that time, the cooling oil is cooled to a predetermined temperature. The refrigerant gasified by the evaporator (14) returns to the compressor (11), and the above-described steps of compression, condensation, expansion, and evaporation are repeated in order. On the other hand, in the cooling oil circuit (20), the cooling oil cooled by the evaporator (14) flows to the spindle (21) of the machine tool through the oil tank (22) and the pump (23), and the spindle ( 21) is cooled to a predetermined temperature. And the cooling oil which passed the said main axis | shaft (21) returns to an evaporator (14) again.
次に、この冷凍装置（1）は、主軸（21）における急激な冷却負荷の変動に対し、インバータの周波数を例えば最大周波数で固定した状態で、バイパス回路（24）の流量調整弁（25）の開度制御が行われる。例えば、図２に示すように、工作機械の冷却負荷が急激に増大した場合（図２(Ａ)参照）について説明する。 Next, the refrigeration system (1) is configured such that the flow rate adjusting valve (25) of the bypass circuit (24) with the inverter frequency fixed at, for example, the maximum frequency against a sudden cooling load fluctuation in the main shaft (21). The opening degree control is performed. For example, as shown in FIG. 2, a case where the cooling load of the machine tool is rapidly increased (see FIG. 2A) will be described.
この場合、インバータの周波数を最大周波数に固定したまま（図２(Ｂ)参照）、流量調整弁（25）の開度を小さくし（図２(Ｃ)参照）、主軸（21）における冷却能力の抑制量を減少させる。つまり、上記バイパス回路（24）の流量が減少し、主軸（21）を流れる所定温度状態の冷却油量が速やかに増大する。これにより、主軸（21）で発揮される冷却能力が速やかに増大する（図２(Ｄ)参照）。したがって、冷却油の制御温度を安定させることができる（図２(Ｅ)参照）。また、図示しないが、冷却負荷が急激に減少した場合は、主軸（21）で発揮される冷却能力が速やかに減少し、上記と同様に冷却油の制御温度を安定させることができる。すなわち、本実施形態では、インバータ圧縮機（11）の段階的な容量制御に比べて、冷却能力を速やかに変化させることができるので、急激な冷却負荷の変動に対する能力制御の応答性が向上する。 In this case, with the inverter frequency fixed at the maximum frequency (see Fig. 2 (B)), the opening of the flow control valve (25) is reduced (see Fig. 2 (C)), and the cooling capacity of the main shaft (21) is reduced. Reduce the amount of suppression. That is, the flow rate of the bypass circuit (24) decreases, and the amount of cooling oil in a predetermined temperature state flowing through the main shaft (21) increases rapidly. Thereby, the cooling capacity exhibited by the main shaft (21) is quickly increased (see FIG. 2D). Therefore, the control temperature of the cooling oil can be stabilized (see FIG. 2E). Although not shown, when the cooling load is suddenly reduced, the cooling capacity exhibited by the main shaft (21) is rapidly reduced, and the control temperature of the cooling oil can be stabilized as described above. That is, in this embodiment, since the cooling capacity can be changed more quickly than in the stepwise capacity control of the inverter compressor (11), the responsiveness of the capacity control to a sudden change in cooling load is improved. .
なお、本実施形態では、インバータの周波数を最大周波数に固定したが、最小周波数に固定するようにしてもよい。その場合、流量調整弁（25）の開度調節を行うことにより、同様に急激な冷却負荷の変動に対して冷却能力を速やかに調節できる上に、流量調整弁（25）の開度を大きくして冷却能力の抑制量を増大させることにより、圧縮機（11）の容量制御が及ばない低能力の範囲まで冷却能力を連続的に落とすことができる。 In the present embodiment, the frequency of the inverter is fixed to the maximum frequency, but may be fixed to the minimum frequency. In that case, by adjusting the opening of the flow rate adjustment valve (25), the cooling capacity can be adjusted quickly in response to sudden changes in the cooling load, and the opening of the flow rate adjustment valve (25) is increased. Thus, by increasing the amount of suppression of the cooling capacity, it is possible to continuously reduce the cooling capacity to a low capacity range where the capacity control of the compressor (11) cannot be achieved.
−実施形態１の効果−
以上のように、本実施形態によれば、主軸（21）に対する冷却油の冷却能力を抑制し、その抑制量を冷却負荷の変動に応じて調節するようにしたので、圧縮機（11）をインバータ制御によって容量制御する場合に比べて、主軸（21）に対する冷却能力を速やかに変動させることができる。したがって、主軸（21）の制御温度を安定させることができる。
-Effect of Embodiment 1-
As described above, according to the present embodiment, the cooling capacity of the cooling oil with respect to the main shaft (21) is suppressed, and the amount of suppression is adjusted according to the fluctuation of the cooling load. Compared with the case where capacity control is performed by inverter control, the cooling capacity for the main shaft (21) can be changed quickly. Therefore, the control temperature of the main shaft (21) can be stabilized.
具体的に、上記流量調整弁（25）の開度調整により、工作機械の主軸（21）をバイパスする冷却油の流量を調節して冷却能力の抑制量を調節するようにしたので、速やかに且つ確実に冷却油回路（20）の冷却能力を調節することができる。したがって、特に急激な冷却負荷の変動に対しても迅速な制御が可能となる。 Specifically, by adjusting the flow rate of the cooling oil that bypasses the spindle (21) of the machine tool by adjusting the opening degree of the flow rate adjusting valve (25), the amount of cooling capacity suppression is adjusted promptly. And the cooling capacity of a cooling oil circuit (20) can be adjusted reliably. Therefore, it is possible to perform quick control even for a sudden change in cooling load.
また、上記冷却油回路（20）の冷却能力を調節させるので、圧縮機（11）の容量制御によって蒸発器（14）の冷却能力を調節する場合に比べて、利用側である主軸（21）の冷却負荷の急変動に迅速に追従させることができる。 In addition, since the cooling capacity of the cooling oil circuit (20) is adjusted, the main spindle (21) on the user side is compared with the case where the cooling capacity of the evaporator (14) is adjusted by controlling the capacity of the compressor (11). It is possible to quickly follow a sudden change in the cooling load.
さらに、従来はインバータ圧縮機（11）の容量可変範囲でしか冷却油回路（20）の冷却能力を制御できなかったのに対し、本実施形態によれば、インバータ周波数を下限値に設定して圧縮機（11）の運転容量を最小にした状態で流量調整弁（25）の開度を大きくし、該バイパス回路（24）の流量を増やすようにすることにより、冷却能力をさらに低下させる制御が可能となる。したがって、圧縮機（11）のインバータ制御のみを行う場合に比べて制御可能範囲を拡げることができる。 Furthermore, in the past, the cooling capacity of the cooling oil circuit (20) could only be controlled within the variable capacity range of the inverter compressor (11), but according to this embodiment, the inverter frequency is set to the lower limit value. Control that further reduces the cooling capacity by increasing the opening of the flow control valve (25) and increasing the flow rate of the bypass circuit (24) with the operating capacity of the compressor (11) minimized. Is possible. Therefore, the controllable range can be expanded as compared with the case where only the inverter control of the compressor (11) is performed.
また、上記インバータ圧縮機（11）の周波数とバイパス回路（24）の流量調整弁（25）と冷媒回路（10）の電動膨張弁（13）の３つを同時に制御すると、バイパス回路（24）による対応能力幅が広がるため、制御の応答性が向上する。 Further, when the frequency of the inverter compressor (11), the flow rate adjusting valve (25) of the bypass circuit (24) and the electric expansion valve (13) of the refrigerant circuit (10) are simultaneously controlled, the bypass circuit (24) Since the range of capability for handling is widened, control responsiveness is improved.
−実施形態１の変形例−
先ず、変形例１及び変形例２は、上記バイパス回路（24）の途中に流量調整弁（25）として電動弁を用いたのに代えて、流量調整が可能な三方弁を設けるようにしたものである。具体的に、変形例１は三方弁がバイパス回路（24）の入口側の接続点に設けられ（図３参照）、変形例２は三方弁がバイパス回路（24）の出口側の接続点に設けられている（図４参照）。
-Modification of Embodiment 1-
First, in the first and second modified examples, a three-way valve capable of adjusting the flow rate is provided instead of using an electric valve as the flow rate adjusting valve (25) in the middle of the bypass circuit (24). It is. Specifically, in the first modification, the three-way valve is provided at the connection point on the inlet side of the bypass circuit (24) (see FIG. 3), and in the second modification, the three-way valve is provided at the connection point on the outlet side of the bypass circuit (24). (See FIG. 4).
また、変形例３は、上記バイパス回路（24）の流量調整弁（25）を、例えば３つの電磁弁（25a,25b,25c）を並列にして設けるようにしたものである（図５参照）。この場合、各電磁弁（25a,25b,25c）を開閉させることにより、バイパス回路（24）の流量が段階的に増減され、冷却能力の抑制量が調節される。なお、電磁弁の数量はこれに限らず、多いほど連続的に近い流量制御を行うことができる。また、電磁弁とキャピラリチューブを直列に接続したものを複数並列にして設けてもよい。 Further, in the third modification, the flow rate adjusting valve (25) of the bypass circuit (24) is provided with, for example, three electromagnetic valves (25a, 25b, 25c) in parallel (see FIG. 5). . In this case, by opening and closing each solenoid valve (25a, 25b, 25c), the flow rate of the bypass circuit (24) is increased or decreased in stages, and the amount of cooling capacity suppression is adjusted. The number of solenoid valves is not limited to this, and the flow rate control can be performed continuously as the number increases. A plurality of solenoid valves and capillary tubes connected in series may be provided in parallel.
《発明の実施形態２》
本実施形態２の冷凍装置（1）は、実施形態１の油タンク（22）及びポンプ（23）の配置を変更し、能力抑制手段（26）のバイパス回路（24）の構成を変更した例である。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
The refrigeration apparatus (1) of the second embodiment is an example in which the arrangement of the oil tank (22) and the pump (23) of the first embodiment is changed and the configuration of the bypass circuit (24) of the capacity suppression means (26) is changed. It is.
図６に示すように、上記油タンク（22）及びポンプ（23）は、主軸（21）の出口側と蒸発器（14）の入口側との間に順に設けられている。つまり、このポンプ（23）は、主軸（21）を流れた冷却油を蒸発器（14）へ戻している。一方、上記バイパス回路（24）は、入口側がポンプ（23）と蒸発器（14）との間に接続され、出口側が蒸発器（14）と主軸（21）との間に接続されている。つまり、上記バイパス回路（24）は、ポンプ（23）より吐出された冷却油が蒸発器（14）をバイパスして流れる回路に構成されている。また、このバイパス回路（24）の途中には、流量調整弁（25）として、上記実施形態１と同様に開度を連続的に調整することのできる電動弁が１つ設けられている。この能力抑制手段（26）では、一旦蒸発器（14）で所定温度に冷却された冷却油がバイパス回路（24）を流れた冷却油と合流して昇温することで、その分冷却能力が抑制される。すなわち、上記能力抑制手段（26）は、バイパス回路（24）の流量を調節することにより、主軸（21）へ供給する冷却油の温度を上下させて冷却能力の抑制量を調節している。 As shown in FIG. 6, the oil tank (22) and the pump (23) are sequentially provided between the outlet side of the main shaft (21) and the inlet side of the evaporator (14). That is, the pump (23) returns the cooling oil that has flowed through the main shaft (21) to the evaporator (14). On the other hand, the bypass circuit (24) has an inlet side connected between the pump (23) and the evaporator (14), and an outlet side connected between the evaporator (14) and the main shaft (21). That is, the bypass circuit (24) is configured as a circuit in which the cooling oil discharged from the pump (23) flows by bypassing the evaporator (14). Further, in the middle of the bypass circuit (24), one motor-operated valve capable of continuously adjusting the opening degree is provided as the flow rate adjusting valve (25) as in the first embodiment. In this capacity control means (26), the cooling oil once cooled to a predetermined temperature by the evaporator (14) joins the cooling oil that has flowed through the bypass circuit (24) and is heated to increase the cooling capacity accordingly. It is suppressed. That is, the capacity suppression means (26) adjusts the amount of cooling capacity to be suppressed by adjusting the flow rate of the bypass circuit (24) to increase or decrease the temperature of the cooling oil supplied to the main shaft (21).
この実施形態においても、主軸（21）における急激な冷却負荷の変動に対し、インバータの周波数を最大周波数で固定した状態で、バイパス回路（24）の流量調整弁（25）の開度制御が行われる。例えば、冷却負荷が急激に変動した場合、インバータの周波数を最大周波数に固定したまま、流量調整弁（25）の開度を小さくし、主軸（21）における冷却能力の抑制量を減少させる。つまり、上記バイパス回路（24）の流量が減少し、蒸発器（14）で冷却される冷却油量が増大するので、主軸（21）へ供給される冷却油の温度が速やかに低下する。これにより、主軸（21）で発揮される冷却能力が速やかに増大するので、冷却油の制御温度を安定させることができる。この結果、急激な冷却負荷の変動に対する冷却能力の応答性がインバータによる容量制御に比べて向上する。その他の構成、作用及び効果は上記実施形態１と同様である。 In this embodiment as well, the degree of opening of the flow rate adjustment valve (25) of the bypass circuit (24) is controlled while the inverter frequency is fixed at the maximum frequency against sudden cooling load fluctuations in the main shaft (21). Is called. For example, when the cooling load fluctuates rapidly, the opening degree of the flow rate adjustment valve (25) is decreased while the frequency of the inverter is fixed at the maximum frequency, and the amount of suppression of the cooling capacity in the main shaft (21) is decreased. That is, the flow rate of the bypass circuit (24) decreases and the amount of cooling oil cooled by the evaporator (14) increases, so the temperature of the cooling oil supplied to the main shaft (21) quickly decreases. Thereby, since the cooling capacity exhibited by the main shaft (21) increases rapidly, the control temperature of the cooling oil can be stabilized. As a result, the responsiveness of the cooling capacity to a sudden change in cooling load is improved compared to the capacity control by the inverter. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment.
なお、この形態でも、インバータの周波数を最小周波数に固定し、流量調整弁（25）の開度を大きくして冷却能力の抑制量を増大させることにより、圧縮機（11）の容量制御が及ばない低能力の範囲まで冷却能力を連続的に落とすことができる。 Even in this embodiment, the capacity of the compressor (11) can be controlled by fixing the frequency of the inverter to the minimum frequency and increasing the flow rate adjustment valve (25) to increase the amount of cooling capacity. The cooling capacity can be continuously reduced to a low capacity range.
−実施形態２の変形例−
この実施形態の変形例１、変形例２及び変形例３は、上記実施形態１の各変形例と同様である。つまり、変形例１は三方弁をバイパス回路（24）の出口側の接続点に設け（図７参照）、変形例２は三方弁をバイパス回路（24）の入口側の接続点に設け（図８参照）、変形例３は流量調整弁（25）を３つの電磁弁（25a,25b,25c）を並列に設けて構成したものである（図９参照）。
-Modification of Embodiment 2-
《発明の実施形態３》
本実施形態３の冷凍装置（1）は、実施形態１の能力抑制手段（26）の制御方法を変更した例である。つまり、本実施形態３は、図１０に示すように、工作機械側から冷却負荷の変動信号を事前に受け取るようにしたものである。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
The refrigeration apparatus (1) of the third embodiment is an example in which the control method of the capacity suppressing means (26) of the first embodiment is changed. That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 10, a fluctuation signal of the cooling load is received in advance from the machine tool side.
具体的に、本実施形態では、冷却負荷が例えば増大する所定時間前に増大の変動信号を受け取ると、インバータの周波数を最大周波数まで増大させて固定する（図１０(Ｂ)参照）。その際、流量調整弁（25）の開度も大きくする（図１０(Ｃ)参照）。そして、実際に冷却負荷が増大すると（図１０(Ａ)参照）、インバータを最大周波数で固定したまま、流量調整弁（25）の開度を小さくする（図１０(Ｃ)参照）。続いて、冷却負荷が減少すると、再び流量調整弁（25）の開度を大きくして所定時間が経過するまで保持する。この所定時間が経過するまで、インバータを最大周波数で固定させる。この場合も、主軸（21）で発揮される冷却能力が速やかに増大し（図１０(Ｄ)参照）、冷却油の制御温度を安定させることができる（図１０(Ｅ)参照）。なお、冷却負荷が減少する場合は、予めインバータの周波数を減少させることになる。 Specifically, in this embodiment, when an increase fluctuation signal is received, for example, a predetermined time before the cooling load increases, the frequency of the inverter is increased to the maximum frequency and fixed (see FIG. 10B). At that time, the opening degree of the flow rate adjusting valve (25) is also increased (see FIG. 10C). When the cooling load actually increases (see FIG. 10 (A)), the opening degree of the flow rate adjustment valve (25) is reduced while the inverter is fixed at the maximum frequency (see FIG. 10 (C)). Subsequently, when the cooling load decreases, the opening of the flow rate adjustment valve (25) is increased again and held until a predetermined time has elapsed. The inverter is fixed at the maximum frequency until the predetermined time has elapsed. Also in this case, the cooling capacity exhibited by the main shaft (21) increases rapidly (see FIG. 10D), and the control temperature of the cooling oil can be stabilized (see FIG. 10E). When the cooling load is reduced, the frequency of the inverter is reduced in advance.
このように、本実施形態では、冷却負荷が変動する前にインバータの周波数を変動状態に応じて予め変更するようにしたので、冷却能力を無駄に抑制することがなく、圧縮機（11）のエネルギー効率を向上させることができる。その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。 As described above, in this embodiment, since the frequency of the inverter is changed in advance according to the fluctuation state before the cooling load fluctuates, the cooling capacity is not wastefully suppressed, and the compressor (11) Energy efficiency can be improved. Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.
《発明の実施形態４》
本実施形態４の冷凍装置（1）は、実施形態２における能力抑制手段（26）の構成を変更した例である。つまり、本実施形態は、図１１に示すように、バイパス回路（24）及び流量調整弁（25）を設けるのに代えて、ポンプ（23）が能力抑制手段（26）を構成するようにしたものである。このポンプ（23）は、電動機をインバータ制御することにより運転容量が可変に構成されている。
<< Embodiment 4 of the Invention >>
The refrigeration apparatus (1) of the fourth embodiment is an example in which the configuration of the capacity suppressing means (26) in the second embodiment is changed. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 11, instead of providing the bypass circuit (24) and the flow rate adjusting valve (25), the pump (23) constitutes the capacity suppressing means (26). Is. The pump (23) has a variable operating capacity by inverter-controlling the electric motor.
この場合、能力抑制手段（26）は、ポンプ（23）のインバータ周波数を調節することにより、冷却能力の抑制量を調節する。具体的に、例えば圧縮機（11）のインバータ周波数が最大周波数における蒸発器（14）で冷却可能な冷却油量より少ない流量で冷却油が循環するようにポンプ（23）のインバータ周波数を設定し、冷却負荷が増大した場合はポンプ（23）のインバータ周波数を増大させ、冷却負荷が減少した場合はポンプ（23）のインバータ周波数を減少させる。これにより、冷却油回路（20）における冷却油の循環量が増減するので、主軸（21）における冷却能力を速やかに増減させることができる。その他の構成、作用及び効果は実施形態２と同様である。 In this case, the capacity suppression means (26) adjusts the amount of suppression of the cooling capacity by adjusting the inverter frequency of the pump (23). Specifically, for example, the inverter frequency of the pump (23) is set so that the cooling oil circulates at a flow rate smaller than the amount of cooling oil that can be cooled by the evaporator (14) at the maximum frequency of the compressor (11). When the cooling load increases, the inverter frequency of the pump (23) is increased, and when the cooling load decreases, the inverter frequency of the pump (23) is decreased. Thereby, since the circulation amount of the cooling oil in the cooling oil circuit (20) increases or decreases, the cooling capacity in the main shaft (21) can be increased or decreased quickly. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the second embodiment.
−実施形態４の変形例−
この実施形態の変形例は、図１２に示すように、実施形態４におけるポンプ（23）と蒸発器（14）との間に流量調整弁（27）として開度を連続的に変化させることができる電動弁を１つ設けるようにしたものである。つまり、本変形例では、ポンプ（23）の容量が固定された状態で流量調整弁（27）の開度調節を行うことにより、冷却油回路（20）の循環量が増減して冷却能力の抑制量が調節される。したがって、主軸（21）における冷却能力を速やかに調節することができる。
-Modification of Embodiment 4-
In a modification of this embodiment, as shown in FIG. 12, the opening degree can be continuously changed as a flow rate adjusting valve (27) between the pump (23) and the evaporator (14) in the fourth embodiment. One electric valve that can be used is provided. In other words, in this modification, by adjusting the opening degree of the flow rate adjustment valve (27) while the capacity of the pump (23) is fixed, the circulation amount of the cooling oil circuit (20) is increased or decreased to reduce the cooling capacity. The amount of suppression is adjusted. Therefore, the cooling capacity in the main shaft (21) can be quickly adjusted.
《発明の実施形態５》
本実施形態５の冷凍装置（1）は、実施形態１における能力抑制手段（26）の構成を変更した例である。つまり、本実施形態は、図１３に示すように、バイパス回路（24）及び流量調整弁（25）を設けるのに代えて、ポンプ（23）と主軸（21）との間に冷却油の加熱手段であるヒータ（28）を設けるようにしたものである。そして、このヒータ（28）が能力抑制手段（26）を構成している。
<< Embodiment 5 of the Invention >>
The refrigeration apparatus (1) of the fifth embodiment is an example in which the configuration of the capacity suppressing means (26) in the first embodiment is changed. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 13, instead of providing the bypass circuit (24) and the flow rate adjusting valve (25), the cooling oil is heated between the pump (23) and the main shaft (21). A heater (28) as means is provided. And this heater (28) comprises the capability suppression means (26).
この場合、能力抑制手段（26）は、蒸発器（14）で一旦冷却された冷却油をヒータ（28）で加熱することで冷却能力を抑制し、ヒータ（28）の加熱量を調節することによってその冷却能力の抑制量を調節する。具体的に、ヒータ（28）が所定の加熱量で運転している状態で、冷却負荷が増大した場合はヒータ（28）の加熱量を減少させ、冷却負荷が減少した場合はヒータ（28）の加熱量を増大させる。これにより、主軸（21）へ供給する冷却油の温度が速やかに調節されるので、主軸（21）における冷却能力を速やかに増減させることができる。その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。 In this case, the capacity suppressing means (26) suppresses the cooling capacity by heating the cooling oil once cooled by the evaporator (14) by the heater (28), and adjusts the heating amount of the heater (28). To adjust the amount of cooling capacity. Specifically, when the heater (28) is operating at a predetermined heating amount, if the cooling load increases, the heating amount of the heater (28) is decreased, and if the cooling load decreases, the heater (28) Increase the amount of heating. Thereby, since the temperature of the cooling oil supplied to the main shaft (21) is quickly adjusted, the cooling capacity of the main shaft (21) can be quickly increased or decreased. Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.
−実施形態５の変形例−
この実施形態の変形例は、図１４に示すように、能力抑制手段（26）を流量調整弁（27）とヒータ（28）とにより構成するようにしたものである。具体的に、本変形例は、上記実施形態５のヒータ（28）を、電磁弁（27a,27b,27c）とヒータ（28）を直列に接続したものを３つ並列に設けるようにしたものである。つまり、３つの電磁弁（7b）が流量調整弁（27）として機能する。この場合、各電磁弁（27a,27b,27c）を開閉させることにより、ヒータ（28）で加熱される冷却油量が段階的に増減され、冷却能力の抑制量が調節される。なお、電磁弁の数量はこれに限らず、多いほど連続的に近い流量制御を行うことができる。
-Modification of Embodiment 5-
In the modification of this embodiment, as shown in FIG. 14, the capacity suppressing means (26) is constituted by a flow rate adjusting valve (27) and a heater (28). Specifically, in this modification, three heaters (28) of the fifth embodiment are provided in parallel by connecting solenoid valves (27a, 27b, 27c) and heaters (28) in series. It is. That is, the three solenoid valves (7b) function as the flow rate adjustment valve (27). In this case, by opening and closing each electromagnetic valve (27a, 27b, 27c), the amount of cooling oil heated by the heater (28) is increased or decreased in stages, and the amount of cooling capacity suppression is adjusted. Note that the number of solenoid valves is not limited to this, and flow control can be performed more continuously as the number increases.
《発明の実施形態６》
本実施形態６の冷凍装置（1）は、実施形態１における能力抑制手段（26）の構成を変更した例である。つまり、本実施形態は、図１５に示すように、実施形態１の油タンク（22）が低温油タンク（22a）として設けられ、高温油タンク（22b）を有してその低温油タンク（22a）をバイパスするバイパス回路（24）が設けられている。
Embodiment 6 of the Invention
The refrigeration apparatus (1) of the sixth embodiment is an example in which the configuration of the capacity suppressing means (26) in the first embodiment is changed. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 15, the oil tank (22) of
上記バイパス回路（24）は、入口側が蒸発器（14）と低温油タンク（22a）との間に接続され、出口側が低温油タンク（22a）とポンプ（23）との間に接続されている。その出口側の接続点には、流量調整弁（25）として三方弁が設けられている。また、上記バイパス回路（24）は、高温油タンク（22b）の上流に加熱手段であるヒータ（28）が設けられている。そして、上記バイパス回路（24）、流量調整弁（25）、高温油タンク（22b）およびヒータ（28）が能力抑制手段（26）を構成している。 The bypass circuit (24) has an inlet side connected between the evaporator (14) and the low temperature oil tank (22a), and an outlet side connected between the low temperature oil tank (22a) and the pump (23). . At the connection point on the outlet side, a three-way valve is provided as a flow rate adjustment valve (25). The bypass circuit (24) is provided with a heater (28) as heating means upstream of the high-temperature oil tank (22b). The bypass circuit (24), the flow rate adjusting valve (25), the high-temperature oil tank (22b), and the heater (28) constitute a capacity suppressing means (26).
この場合、蒸発器（14）で一旦冷却された冷却油がバイパス回路（24）のヒータ（28）で加熱された冷却油と合流して昇温されることで、冷却能力が抑制される。つまり、上記能力抑制手段（26）では、ヒータ（28）の加熱量を上げれば、流量調整弁（25）を開度制御してバイパス回路（24）の流量を調節するだけで、冷却能力の抑制量を大幅に調節することができる。これにより、主軸（21）へ供給する冷却油の温度を速やかに調節することができると共に、冷却負荷の大幅な変動に対しても制御の応答性を向上させることができる。その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。 In this case, the cooling oil once cooled by the evaporator (14) joins with the cooling oil heated by the heater (28) of the bypass circuit (24) and is heated to suppress the cooling capacity. In other words, in the capacity control means (26), if the heating amount of the heater (28) is increased, the flow rate adjustment valve (25) is controlled to adjust the flow rate of the bypass circuit (24) by adjusting the flow rate of the bypass circuit (24). The amount of suppression can be adjusted significantly. As a result, the temperature of the cooling oil supplied to the main shaft (21) can be quickly adjusted, and control responsiveness can be improved even when the cooling load varies greatly. Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.
《発明の実施形態７》
本実施形態７の冷凍装置（1）は、実施形態６における能力抑制手段（26）の構成を変更した例である。つまり、本実施形態は、図１６に示すように、実施形態６のバイパス回路（24）が低温油タンク（22a）のみをバイパスしたのに代えて、蒸発器（14）及び低温油タンク（22a）をバイパスするようにしたものである。
<< Embodiment 7 of the Invention >>
The refrigeration apparatus (1) of the seventh embodiment is an example in which the configuration of the capacity suppressing means (26) in the sixth embodiment is changed. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 16, instead of the bypass circuit (24) of Embodiment 6 bypassing only the low temperature oil tank (22a), the evaporator (14) and the low temperature oil tank (22a ) Is bypassed.
具体的に、上記バイパス回路（24）は、入口側が主軸（21）と蒸発器（14）との間に接続され、出口側が低温油タンク（22a）とポンプ（23）との間に接続されている。その出口側の接続点には、流量調整弁（25）として三方弁が設けられている。また、上記バイパス回路（24）は、入口側の接続点と高温油タンク（22b）の間が冷媒回路（10）の凝縮器（12）に接続されている。つまり、この凝縮器（12）は、上記各実施形態における凝縮器が冷媒と空気とを熱交換させるのに対し、冷媒と冷却油とが熱交換するように構成されている。 Specifically, the bypass circuit (24) has an inlet side connected between the main shaft (21) and the evaporator (14), and an outlet side connected between the low temperature oil tank (22a) and the pump (23). ing. At the connection point on the outlet side, a three-way valve is provided as a flow rate adjustment valve (25). The bypass circuit (24) is connected to the condenser (12) of the refrigerant circuit (10) between the connection point on the inlet side and the high-temperature oil tank (22b). That is, the condenser (12) is configured such that the refrigerant in the above embodiments exchanges heat between the refrigerant and the air, whereas the refrigerant and cooling oil exchange heat.
この場合、バイパス回路（24）に流れた冷却油は、凝縮器（12）で冷媒と熱交換して加熱された後、流量調整弁（25）を介して蒸発器（14）で冷却された冷却油と合流する。すなわち、本実施形態では、能力抑制手段（26）が冷却油の加熱手段としてヒータ（28）に代わりに凝縮器（12）を利用している。したがって、冷却油の加熱手段を別途設けなくても、流量調整弁（25）を開度制御してバイパス回路（24）の流量を調節することにより、冷却能力の抑制量を大幅に調節することができる。その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。 In this case, the cooling oil flowing into the bypass circuit (24) was heated by exchanging heat with the refrigerant in the condenser (12), and then cooled in the evaporator (14) via the flow rate adjustment valve (25). Merge with cooling oil. That is, in the present embodiment, the capacity suppressing means (26) uses the condenser (12) instead of the heater (28) as the cooling oil heating means. Therefore, the amount of cooling capacity can be greatly adjusted by adjusting the flow rate of the bypass circuit (24) by controlling the opening of the flow rate adjustment valve (25) without providing a separate cooling oil heating means. Can do. Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.
《その他の実施形態》
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
The present invention may be configured as follows for each of the above embodiments.
上記実施形態では利用側回路（20）の熱媒体が工作機械の冷却油である場合について説明したが、熱媒体は、放電加工の加工液（水や油）、工作機械のワークを移動させるベッドのアクチュエータ（リニアモータなど）の冷却液、レーザー加工機の発振部の冷却液、あるいは半導体の冷却液など、発熱体を直接的あるいは間接的に冷却する各種液体としてもよい。 In the above embodiment, the case where the heat medium of the use side circuit (20) is the cooling oil of the machine tool has been described. However, the heat medium is a bed for moving the machining fluid (water or oil) for electric discharge machining and the workpiece of the machine tool. Various liquids for directly or indirectly cooling the heating element, such as a cooling liquid for an actuator (such as a linear motor), a cooling liquid for an oscillation unit of a laser processing machine, or a cooling liquid for a semiconductor, may be used.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、冷媒回路の蒸発器と被冷却物との間で熱媒体が循環する利用側回路を備えた冷凍装置として有用である。 As described above, the present invention is useful as a refrigeration apparatus including a utilization side circuit in which a heat medium circulates between an evaporator of a refrigerant circuit and an object to be cooled.
1 冷凍装置
10 冷媒回路
11 インバータ圧縮機（圧縮機）
12 凝縮器
13 電動膨張弁（膨張機構）
14 蒸発器
20 冷却油回路（利用側回路）
21 主軸（工作機械）
24 バイパス回路
25 流量調整弁
26 能力抑制手段
28 ヒータ（加熱手段）
1 Refrigeration equipment
10 Refrigerant circuit
11 Inverter compressor (compressor)
12 Condenser
13 Electric expansion valve (expansion mechanism)
14 Evaporator
20 Cooling oil circuit (use side circuit)
21 Spindle (machine tool)
24 Bypass circuit
25 Flow control valve
26 Capacity control measures
28 Heater (heating means)
Claims (7)
上記利用側回路（20）は、被冷却物に対する熱媒体の冷却能力を抑制し、被冷却物の冷却負荷の変動状態に応じて冷却能力の抑制量を調節する能力抑制手段（26）を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。 A refrigerant circuit (10) in which a compressor (11), a condenser (12), an expansion mechanism (13), and an evaporator (14) are connected in order, and a heat medium cooled by the evaporator (14) are covered. A refrigeration apparatus comprising a use side circuit (20) for circulating between the coolant and
The use side circuit (20) includes a capability suppression means (26) that suppresses the cooling capacity of the heat medium to the object to be cooled and adjusts the amount of suppression of the cooling capacity according to the fluctuation state of the cooling load of the object to be cooled. A refrigeration apparatus characterized by comprising:
上記能力抑制手段（26）は、熱媒体が蒸発器（14）または被冷却物をバイパスして流れて被冷却物に対する熱媒体の冷却能力を抑制するバイパス回路（24）を備え、該バイパス回路（24）に流量調整弁（25）が設けられ、
上記能力抑制手段（26）は、流量調整弁（25）で流量調整することによって冷却能力の抑制量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
The capacity suppression means (26) includes a bypass circuit (24) that suppresses the cooling capacity of the heat medium with respect to the object to be cooled when the heat medium flows bypassing the evaporator (14) or the object to be cooled. (24) is provided with a flow control valve (25),
The said capacity | capacitance control means (26) adjusts the suppression amount of cooling capacity by adjusting flow volume with a flow regulating valve (25), The refrigeration apparatus characterized by the above-mentioned.
上記バイパス回路（24）は、途中で冷媒回路（10）の凝縮器（12）に接続され、該凝縮器（12）で熱媒体が冷媒と熱交換して加熱されるように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。 In claim 2,
The bypass circuit (24) is connected to the condenser (12) of the refrigerant circuit (10) on the way, and the heat medium is heated by exchanging heat with the refrigerant in the condenser (12). A refrigeration apparatus characterized by that.
上記能力抑制手段（26）は、利用側回路（20）における熱媒体の循環量を抑制して被冷却物に対する熱媒体の冷却能力を抑制するように構成され、上記熱媒体の循環量を調整することによって冷却能力の抑制量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
The capacity suppressing means (26) is configured to suppress the heat medium cooling capacity with respect to the object to be cooled by suppressing the heat medium circulating capacity in the use side circuit (20), and adjust the heat medium circulating capacity. A refrigeration apparatus characterized by adjusting the amount of cooling capacity to be suppressed.
上記能力抑制手段（26）は、蒸発器（14）で冷却された熱媒体を加熱して被冷却物に対する熱媒体の冷却能力を抑制する加熱手段（28）を備え、
上記能力抑制手段（26）は、加熱手段（28）の加熱量を調整することによって冷却能力の抑制量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
The capacity suppressing means (26) includes a heating means (28) for heating the heat medium cooled by the evaporator (14) to suppress the cooling capacity of the heat medium for the object to be cooled.
The said capacity | capacitance suppression means (26) adjusts the suppression amount of cooling capacity by adjusting the heating amount of a heating means (28), The freezing apparatus characterized by the above-mentioned.
上記能力抑制手段（26）は、流量調整弁（25）を有し、蒸発器（14）の出口側と被冷却物との間の回路に並列接続されるバイパス回路（24）を備え、該バイパス回路（24）に熱媒体を加熱する加熱手段（28）が設けられ、
上記能力抑制手段（26）は、蒸発器（14）で冷却された熱媒体をバイパス回路（24）を通過した熱媒体と混合させて加温し、加熱手段（28）及び流量調整弁（25）の少なくとも何れか一方を調整することによって冷却能力の抑制量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
The capacity suppression means (26) includes a bypass circuit (24) having a flow rate adjustment valve (25) and connected in parallel to a circuit between the outlet side of the evaporator (14) and the object to be cooled, The bypass circuit (24) is provided with heating means (28) for heating the heat medium,
The capacity suppressing means (26) mixes and heats the heat medium cooled by the evaporator (14) with the heat medium that has passed through the bypass circuit (24), and heats the heating means (28) and the flow rate adjusting valve (25). ) To adjust the amount of suppression of the cooling capacity by adjusting at least one of them.
上記利用側回路（20）は、被冷却物として工作機械の主軸を冷却し、熱媒体として冷却油が循環する回路である
ことを特徴とする冷凍装置。 In any one of Claims 2 thru | or 6,
The use side circuit (20) is a circuit in which a spindle of a machine tool is cooled as an object to be cooled, and cooling oil is circulated as a heat medium.
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