JP2013230521A - クーラント供給装置 - Google Patents

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尚彦 中本
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【課題】水源へのクーラント原液の逆流を防止することができるとともに、希釈クーラントの濃度を安定化させることができるクーラント供給装置を提供する。
【解決手段】加工機にクーラントを供給するクーラント供給装置1であって、クーラント原液を貯留する原液メインタンク3と、原液メインタンクから供給されるクーラント原液を貯留する原液計量タンク4と、水を貯留する水タンク5と、水タンクから供給される水と原液計量タンクから供給されるクーラント原液とを混合して希釈クーラントを生成する希釈部24と、希釈部で生成された希釈クーラントを貯留する中間調整タンク6と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、クーラント供給装置に関し、さらに詳しくは、水源へのクーラント原液の逆流を防止することができるとともに、希釈クーラントの濃度を安定化させることができるクーラント供給装置に関する。
従来のクーラント供給装置として、各加工機からの要求信号に基づいてクーラント(加工油)を加工機へ供給するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1には、例えば、図7に示すように、クーラント原液を貯留する原液メインタンク103と、この原液メインタンク103から供給されるクーラント原液を貯留する原液計量タンク104と、水道管等の水源117から直接的に供給される水と原液計量タンク104から供給されるクーラント原液とを混合して希釈クーラントを生成する希釈部125と、この希釈部125で生成された希釈クーラントを貯留する中間調整タンク106と、を備え、ポンプ134の駆動により中間調整タンク106内に貯留された希釈クーラントを各加工機へ供給するクーラント供給装置101が開示されている。このように原液計量タンク104を備えることで、原液計量タンク104でのクーラント原液の液面レベルを管理して希釈部125に対するクーラント原液の供給圧力を一定にしている。
特開2010−214491号公報
しかし、上記従来のクーラント供給装置101では、希釈部125に対して水源117からの水を直接的に供給しているので、水道管等の水源117に対してクーラント原液が逆流してしまう恐れがある。また、工場等に設置されるクーラント供給装置101の近傍での水源117の使用状況や水源117自体の水供給能力等に応じて希釈部125に対する供給水の圧力が変化してしまい、希釈部125で生成される希釈クーラントの濃度が一定とならない場合がある。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、水源へのクーラント原液の逆流を防止することができるとともに、希釈クーラントの濃度を安定化させることができるクーラント供給装置を提供することを目的とする。
上記問題を解決するために、請求項1に記載の発明は、加工機にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、クーラント原液を貯留する原液メインタンクと、前記原液メインタンクから供給されるクーラント原液を貯留する原液計量タンクと、水を貯留する水タンクと、前記水タンクから供給される水と前記原液計量タンクから供給されるクーラント原液とを混合して希釈クーラントを生成する希釈部と、前記希釈部で生成された希釈クーラントを貯留する中間調整タンクと、を備えることを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載において、前記希釈部は、水及びクーラント原液を混合するミキシング構造と、前記水タンク内の水を汲み上げる水供給用ポンプと、該水供給用ポンプで汲み上げられた水を一定圧にて前記ミキシング構造に供給するためのレギュレータと、を備えることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2記載において、一端側が前記水タンクに接続され他端側が水源に接続される水供給用配管と、該水供給用配管内の通路を開閉する水供給用電磁弁と、前記水タンク内の水の液面レベルを検出する水位センサと、該水位センサの検出結果に基づいて前記水供給用電磁弁を開閉制御する制御部と、を備えることを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載において、前記希釈部に設けられ且つ前記水タンク内の水を汲み上げる水供給用ポンプと、前記中間調整タンク内の希釈クーラントの液面レベルを検出する加工油位センサと、該加工油位センサの検出結果に基づいて前記水供給用ポンプを駆動制御する制御部と、を備えることを要旨とする。
本発明のクーラント供給装置によると、クーラント原液を貯留する原液メインタンクと、原液メインタンクから供給されるクーラント原液を貯留する原液計量タンクと、水を貯留する水タンクと、水タンクから供給される水と原液計量タンクから供給されるクーラント原液とを混合して希釈クーラントを生成する希釈部と、希釈部で生成された希釈クーラントを貯留する中間調整タンクと、を備えるので、各加工機からの要求信号に基づいて中間調整タンク内に貯留される希釈クーラントが各加工機へ供給される。このように水タンクを備えることで、水源へのクーラント原液の逆流を防止することができる。また、原液計量タンクを備えることで、原液計量タンクでのクーラント原液の液面レベルを管理して希釈部に対するクーラント原液の供給圧力を一定にすることができる。その結果、希釈クーラントの濃度を安定化させることができる。
また、前記希釈部が、水及びクーラント原液を混合するミキシング構造と、前記水タンク内の水を汲み上げる水供給用ポンプと、該水供給用ポンプで汲み上げられた水を一定圧にて前記ミキシング構造に供給するためのレギュレータと、を備える場合は、水タンク内の水は、水供給用ポンプで汲み上げられてレギュレータを介してミキシング構造に一定圧にて供給される。その結果、希釈クーラントの濃度をより確実に安定化させることができる。
また、水供給用配管と、水供給用電磁弁と、水位センサと、制御部と、を備える場合は、水タンク内の水の液面レベルが予め決められた設定値未満となったときに、制御部により水供給用電磁弁が開放されて水源からの水が水供給用配管を介して水タンク内に供給される。これにより、水タンクでの水の液面レベルを適正に管理できる。
さらに、水供給用ポンプと、加工油位センサと、制御部と、を備える場合は、中間調整タンク内の希釈クーラントの液面レベルが予め決められた設定値未満となったときに、制御部により水供給用ポンプが駆動されて水タンク内の水及び原液計量タンク内の原液クーラントが希釈部に供給され希釈クーラントが生成されて中間調整タンク内に供給される。これにより、中間調整タンクでの希釈クーラントの液面レベルを適正に管理できる。
本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
本実施例に係るクーラント供給装置を示す正面図である。 図1のII矢視図である。 図1のIII矢視図である。 上記クーラント供給装置の制御回路を示すブロック図である。 本実施例に係る制御部の補給制御処理を示すフローチャートである。 上記クーラント供給装置の概略を示す模式図である。 従来のクーラント供給装置を示す斜視図である。
ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
1.クーラント供給装置
本実施形態1.に係るクーラント供給装置は、加工機にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、クーラント原液を貯留する原液メインタンク(3)と、原液メインタンクから供給されるクーラント原液を貯留する原液計量タンク(4)と、水を貯留する水タンク(5)と、水タンクから供給される水と原液計量タンクから供給されるクーラント原液とを混合して希釈クーラントを生成する希釈部(24)と、希釈部で生成された希釈クーラントを貯留する中間調整タンク(6)と、を備えることを特徴とする(例えば、図1及び図2等参照)。なお、上記希釈クーラント(加工油)は、通常、加工機での加工に使用されて冷却、潤滑、防錆、切り屑付着防止等の多彩な機能を発揮する。
本実施形態1.に係るクーラント供給装置としては、例えば、上記希釈部(24)は、水及びクーラント原液を混合するミキシング構造(25)と、水タンク(5)内の水を汲み上げる水供給用ポンプ(23)と、水供給用ポンプで汲み上げられた水を一定圧にてミキシング構造に供給するためのレギュレータ(27)と、を備える形態(例えば、図1及び図2等参照)を挙げることができる。
本実施形態1.に係るクーラント供給装置としては、例えば、一端側が水タンク(5)に接続され他端側が水源(17)に接続される水供給用配管(18)と、水供給用配管内の通路を開閉する水供給用電磁弁(19)と、水タンク内の水の液面レベルを検出する水位センサ(21)と、水位センサの検出結果に基づいて水供給用電磁弁を開閉制御する制御部(40)と、を備える形態(例えば、図3及び図4等参照)を挙げることができる。
本実施形態1.に係るクーラント供給装置としては、例えば、上記希釈部(24)に設けられ且つ前記水タンク(5)内の水を汲み上げる水供給用ポンプ(23)と、上記中間調整タンク(6)内の希釈クーラントの液面レベルを検出する加工油位センサ(32)と、加工油位センサの検出結果に基づいて水供給用ポンプ(23)を駆動制御する制御部(40)と、を備える形態(例えば、図1及び図4等参照)を挙げることができる。
以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
(1)クーラント供給装置の構成
本実施例に係るクーラント供給装置1は、図1〜図3に示すように、筐体2の上部に配設される鉄製の原液メインタンク3を備えている。この原液メインタンク3内には、投入口(図示省略)から投入されるクーラント原液が貯留される。また、筐体2の下部には、ステンレス製の原液計量タンク4、水タンク5及び中間調整タンク6が原液メインタンク3の下方で水平方向に隣接するように配設されている。これら原液計量タンク4、水タンク5及び中間調整タンク6の上部には、各タンク4、5、6の上方開放部を閉鎖するように蓋体7が着脱可能に取り付けられている。
なお、上記原液メインタンク3の容量(例えば、280L)は中間調整タンク6の容量より大きく、中間調整タンク6の容量(例えば、44L)は水タンク5の容量より大きく、水タンク5の容量(例えば、28L)は原液計量タンク4(例えば、9L)の容量より大きくされている。
上記原液計量タンク4内には、その一端側が原液メインタンク3の下部に接続された配管11の他端側が挿設されている。この配管11の途中には、後述する制御部で開閉制御されて配管11内の通路を開閉する電磁弁12が設けられている。また、配管11の途中には、手動により配管11内の通路を開閉するボールバルブ13が設けられている。そして、原液計量タンク4内には、電磁弁12及びボールバルブ13の開放により原液メインタンク3から配管11を介してクーラント原液が供給され貯留される。また、原液計量タンク4の側壁には、クーラント原液の液面レベルの上限を検出する原液上限センサ14と、クーラント原液の液面レベルの下限を検出する原液下限センサ15と、が設けられている。
上記水タンク5内には、その一端側が水道管17(図3参照;本発明に係る「水源」として例示する。)に接続された配管18の他端側が挿設されている。この配管18の途中には、後述する制御部で開閉制御されて配管18内の通路を開閉する電磁弁19が設けられている。また、配管18の途中には、水中のゴミ等を除去するストレーナ20が設けられている。そして、水タンク5内には、電磁弁19の開放により水道管17から水が供給され貯留される。また、水タンク5の側壁には、水の液面レベルを検出する水位センサとして、その液面の上限を検出する水上限センサ21と、水の液面レベルの下限を検出する水下限センサ22と、が設けられている。なお、水道管17(水源)の元圧は0.1〜0.7MPaとされ、水源の流量は約20L/分とされている。
上記クーラント供給装置1は、水タンク5から供給される水と原液計量タンク4から供給されるクーラント原液とを混合して希釈クーラントを生成する希釈部24を備えている。この希釈部24は、以下に述べる水供給用ポンプ23、レギュレータ27及びミキシング機構25を備えている。
上記水供給用ポンプ23は、蓋体7に取り付けられている。この水供給用ポンプ23の吐出口23aとミキシング機構25の水流入口25aとは第1配管26で接続されている。この第1配管26の途中には、水供給用ポンプ23で汲み上げられた水を一定圧力でミキシング機構25に供給するためのレギュレータ27が設けられている。また、第1配管26の途中には、後述する制御部で開閉制御されて配管26内の通路を開閉する電磁弁28が設けられている。また、ミキシング機構25の原液流入口25bと原液計量タンク4とは第2配管29で接続されている。この第2配管29の一端側は、原液計量タンク4内に挿設されている。ここで、ミキシング機構25は、その水流入口25aから水が流入されることで、第2配管29を介して原液計量タンク4内のクーラント原液を吸い上げて、水とクーラント原液を混合して希釈クーラントを生成する。また、ミキシング機構25は、第1配管26等を介して蓋体7に取り付けられている。
上記中間調整タンク6内には、その一端側がミキシング機構25の流出口25cに接続された第3配管31の他端側が挿設されている。そして、中間調整タンク6内には、希釈部24で生成された希釈クーラントが供給され貯留される。また、中間調整タンク6には、希釈クーラントの液面レベルを検出する加工油位センサとして、その液面の上限を検出する加工油上限センサ32と、希釈クーラントの液面レベルの下限を検出する加工油下限センサ33と、が設けられている。さらに、中間調整タンク6には、貯留された希釈クーラントを汲み上げて加工機P1,P2,P3…(図2参照)に供給する加工油供給用ポンプ34が設けられている。この加工油供給用ポンプ34は、蓋体7に取り付けられている。
なお、上記第3配管31の途中には、希釈部24で生成された希釈クーラントを排出するためのチェック用チューブ35の一端側がバルブ36を介して接続されている。そして、バルブ36を開放することで、チェック用チューブ35から希釈クーラントを滴下させて濃度チェックを行い得るようになっている。
上記クーラント供給装置1は、図4に示すように、図示しないCPU、メモリ(ROM、RAM等)、入出力回路等を備えたマイクロコントローラ(マイクロコンピュータ)からなる制御部40を備えている。この制御部40には、上述の各センサ14、15、21、22、32、33、水供給用ポンプ23、加工油供給ポンプ34及び各電磁弁12、19、28が接続されている。
上記制御部40は、図5に示すように、加工油上限センサ32からOFF信号が入力された場合(ステップS1でYES判定)、すなわち中間調整タンク6内の希釈クーラントの液面レベルが上限設定値未満となった場合、水供給用ポンプ23を駆動し且つ電磁弁28を開放する(ステップS2)。一方、加工油上限センサ23からOFF信号が入力されない場合(ステップS1でNO判定)、水供給用ポンプ23の停止及び電磁弁28の閉鎖を維持する(ステップS3)。また、原液上限センサ14からOFF信号が入力された場合(ステップS4でYES判定)、すなわち原液計量タンク4内のクーラント原液の液面レベルが上限設定値未満となった場合、電磁弁12を開放する(ステップS5)。一方、原液上限センサ14からOFF信号が入力されない場合(ステップS4でNO判定)、電磁弁12の閉鎖を維持する(ステップS6)。さらに、水上限センサ21からOFF信号が入力された場合(ステップS7でYES判定)、すなわち水タンク5内の水の液面レベルが上限設定値未満となった場合、電磁弁19を開放する(ステップS8)。一方、水上限センサ21からOFF信号が入力されない場合(ステップS7でNO判定)、電磁弁19の閉鎖を維持する(ステップS9)。
なお、上記制御部40は、原液下限センサ15及び水下限センサ22からOFF信号が入力された場合、異常報知(例えば、異常ランプの点灯、ブザー音等)を行って装置を停止させる。さらに、制御部40は、各加工機P1,P2,P3側から要求信号を受けると加工油供給用ポンプを駆動して各加工機P1,P2,P3へ希釈クーラントを供給させる。
(2)クーラント供給装置の作用
次に、上記構成のクーラント供給装置1の作用について説明する。図6に示すように、各加工機P1,P2,P3からの要求信号に基づいて、加工油供給用ポンプ34の駆動により、中間調整タンク6に貯留された希釈クーラントが各加工機P1,P2,P3に供給される。この供給により、中間調整タンク6内の希釈クーラントの液面レベルが上限設定値未満となった場合、水供給用ポンプ23が駆動され且つ電磁弁28が開放される。すると、水供給用ポンプ23で吸い上げられる水タンク5内の水は、レギュレータ27を通ってミキシング機構25に供給され、その水の流れにより原液計量タンク4に貯留されたクーラント原液がミキシング機構25に吸い込まれる。そして、水とクーラント原液が混合されて希釈クーラントが生成されて中間調整タンク6内に供給される。
また、原液計量タンク4内のクーラント原液の液面レベルが上限設定値未満となった場合、電磁弁12が開放される。すると、原液メインタンク3内のクーラント原液が原液計量タンク4内に供給される。さらに、水タンク5内の水の液面レベルが上限設定値未満となった場合、電磁弁19が開放される。すると、水道管17からの水が水タンク5内に供給される。
(3)実施例の効果
以上より、本実施例のクーラント供給装置1によると、クーラント原液を貯留する原液メインタンク3と、原液メインタンク3から供給されるクーラント原液を貯留する原液計量タンク4と、水を貯留する水タンク5と、水タンク5から供給される水と原液計量タンク4から供給されるクーラント原液とを混合して希釈クーラントを生成する希釈部24と、希釈部24で生成された希釈クーラントを貯留する中間調整タンク6と、を備えるので、各加工機P1,P2,P3からの要求信号に基づいて中間調整タンク6内に貯留される希釈クーラントが各加工機P1,P2,P3へ供給される。このように水タンク5を備えることで、水道管17へのクーラント原液の逆流を防止することができる。また、原液計量タンク4を備えることで、原液計量タンク4でのクーラント原液の液面レベルを管理して希釈部24に対するクーラント原液の供給圧力を一定にすることができる。その結果、希釈クーラントの濃度を安定化させることができる。
また、本実施例では、希釈部24は、水及びクーラント原液を混合するミキシング構造25と、水タンク5内の水を汲み上げる水供給用ポンプ23と、水供給用ポンプ23で汲み上げられた水を一定圧にてミキシング構造25に供給するためのレギュレータ27と、を備えるので、水タンク5内の水は、水供給用ポンプ23で汲み上げられてレギュレータ27を介してミキシング構造25に一定圧にて供給される。その結果、希釈クーラントの濃度をさらに確実に安定化させることができる。
また、本実施例では、一端側が水タンク5に接続され他端側が水道管17に接続される水供給用配管18と、水供給用配管18内の通路を開閉する水供給用電磁弁19と、水タンク5内の水の液面レベルを検出する水上限センサ21と、水上限センサ21の検出結果に基づいて水供給用電磁弁19を開閉制御する制御部40と、を備えるので、水タンク5内の水の液面レベルが予め決められた設定値未満となったときに、制御部40により水供給用電磁弁19が開放されて水道管17からの水が水供給用配管18を介して水タンク5内に供給される。これにより、水タンク5での水の液面レベルを適正に管理できる。
また、本実施例では、希釈部24に設けられ且つ水タンク5内の水を汲み上げる水供給用ポンプ23と、中間調整タンク6内の希釈クーラントの液面レベルを検出する加工油上限センサ32と、加工油上限センサ32の検出結果に基づいて水供給用ポンプ23を駆動制御する制御部40と、を備えるので、中間調整タンク6内の希釈クーラントの液面レベルが予め決められた設定値未満となったときに、制御部40により水供給用ポンプ23が駆動されて水タンク5内の水及び原液計量タンク4内の原液クーラントが希釈部24に供給され希釈クーラントが生成されて中間調整タンク6内に供給される。これにより、中間調整タンク6での希釈クーラントの液面レベルを適正に管理できる。
また、本実施例では、一端側が原液メインタンク3に接続され他端側が原液計量タンク4に接続される原液供給用配管11と、原液供給用配管11内の通路を開閉する原液供給用電磁弁12と、原液計量タンク4内のクーラント原液の液面レベルを検出する原液上限センサ14と、原液上限センサ14の検出結果に基づいて原液供給用電磁弁12を開閉制御する制御部40と、を備えるので、原液計量タンク4内の原液クーラントの液面レベルが予め決められた設定値未満となったときに、制御部40により原液供給用電磁弁12が開放されて原液メインタンク3内の原液クーラントが原液供給用配管11を介して原液計量タンク4内に供給される。これにより、原液計量タンク4でのクーラント原液の液面レベルを適正に管理できる。
また、本実施例では、原液計量タンク4、水タンク5及び中間調整タンク6は、原液メインタンク3の下方で水平方向に隣接するように配設されているので、装置全体の小型化を図ることができる。
さらに、本実施例では、原液計量タンク4、水タンク5及び中間調整タンク6の上部には、各タンク4、5、6の上方開放部を閉鎖するように蓋体7が着脱可能に取り付けられ、蓋体7には、水供給用ポンプ23、ミキシング機構25及び加工油供給ポンプ34が取り付けられているので、各タンク4、5、6に対して蓋体7を取り外すことで各部位のメンテナンスを容易に行うことができる。
尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、水源として、水道設備を構成する水道管17を例示したが、これに限定されず、例えば、水を貯留する貯留タンク又は貯留池に一端側が接続されてポンプ等の水供給手段を備える水供給管を水源として採用してもよい。すなわち、水源としては、水を所定の圧力、流量で供給できる限り特に問わない。
さらに、上記実施例では、水流入口25aから水が流入されることで原液計量タンク4内のクーラント原液をミキシング機構25に吸い上げる形態を例示したが、これに限定されず、例えば、ポンプにより原液計量タンク4内のクーラント原液がミキシング機構25に供給されるようにしてもよい。
前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。
旋盤やフライス盤などの加工機にクーラントを供給するための技術として利用される。
1;クーラント供給装置、3;原液メインタンク、4;原液計量タンク、5;水タンク、6;中間調整タンク、17;水道管、18;配管、19;電磁弁、21;水位センサ、23;水供給用ポンプ、24;希釈部、25;ミキシング構造、27;レギュレータ、32;加工油位センサ、40;制御部、P;加工機。

Claims (4)

  1. 加工機にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、
    クーラント原液を貯留する原液メインタンクと、
    前記原液メインタンクから供給されるクーラント原液を貯留する原液計量タンクと、
    水を貯留する水タンクと、
    前記水タンクから供給される水と前記原液計量タンクから供給されるクーラント原液とを混合して希釈クーラントを生成する希釈部と、
    前記希釈部で生成された希釈クーラントを貯留する中間調整タンクと、を備えることを特徴とするクーラント供給装置。
  2. 前記希釈部は、水及びクーラント原液を混合するミキシング構造と、前記水タンク内の水を汲み上げる水供給用ポンプと、該水供給用ポンプで汲み上げられた水を一定圧にて前記ミキシング構造に供給するためのレギュレータと、を備える請求項1記載のクーラント供給装置。
  3. 一端側が前記水タンクに接続され他端側が水源に接続される水供給用配管と、該水供給用配管内の通路を開閉する水供給用電磁弁と、前記水タンク内の水の液面レベルを検出する水位センサと、該水位センサの検出結果に基づいて前記水供給用電磁弁を開閉制御する制御部と、を備える請求項1又は2に記載のクーラント供給装置。
  4. 前記希釈部に設けられ且つ前記水タンク内の水を汲み上げる水供給用ポンプと、前記中間調整タンク内の希釈クーラントの液面レベルを検出する加工油位センサと、該加工油位センサの検出結果に基づいて前記水供給用ポンプを駆動制御する制御部と、を備える請求項1乃至3のいずれか一項に記載のクーラント供給装置。
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