JP2015157330A - Coolant cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作物の熱変位や、研削焼け等を防止するために加工部に供給されるクーラント液を冷却するクーラントチラーを備えたクーラント冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a coolant cooling device including a coolant chiller that cools a coolant liquid supplied to a processing portion in order to prevent thermal displacement of a workpiece, grinding burn, and the like.
切削、研削等の加工を行う工作機械においては、加工部にクーラント液が供給されるが、クーラント液は加工部で発生した熱によって温度上昇するため、クーラント液タンクからクーラントチラーがクーラント液を吸い上げ、冷凍サイクルの冷却コイルを備えた冷却器(熱交換器)内に通して冷却した後、クーラント液タンクに戻すようにしている。これによって、工作物の熱変位や、加工焼けを防止し、工作物加工を安定化させるとともに、工作物の性状変化を防止している。 In machine tools that perform machining such as cutting and grinding, coolant liquid is supplied to the processing part, but the coolant liquid rises in temperature due to the heat generated in the processing part, so the coolant chiller sucks up the coolant liquid from the coolant liquid tank. After cooling through a cooler (heat exchanger) equipped with a cooling coil for the refrigeration cycle, it is returned to the coolant tank. This prevents thermal displacement of the workpiece and burning of the workpiece, stabilizes the machining of the workpiece, and prevents changes in the properties of the workpiece.
この場合、クーラント液は循環使用しているため、工作機械の加工部に供給された後、フィルタを通してクーラント液タンクに戻される。しかし、クーラント液に含まれる切削粉等をフィルタにより完全に除去することは困難であるため、クーラント液タンクの底部に切削粉等の汚れ(スラッジ)が堆積する。このとき、クーラントチラーがクーラント液とともにスラッジを吸い込むことで、スラッジが冷却器に付着してしまう。そのまま放置しておくと冷却効率が著しく低下してしまうため、定期的に冷却コイル等の清掃を行う必要がある。そのため、例えば特許文献1に記載されているクーラントチラーの熱交換器は、シェル部を分割可能に構成されているため、冷却器のコイル管部を外部に露出させて内部の洗浄を容易に行うことができる。
In this case, since the coolant is circulated, the coolant is supplied to the machining part of the machine tool and then returned to the coolant solution tank through the filter. However, since it is difficult to completely remove the cutting powder and the like contained in the coolant liquid with a filter, dirt (sludge) such as cutting powder accumulates at the bottom of the coolant liquid tank. At this time, the coolant chiller sucks the sludge together with the coolant so that the sludge adheres to the cooler. If it is left as it is, the cooling efficiency is remarkably lowered, so it is necessary to periodically clean the cooling coil and the like. Therefore, for example, the heat exchanger of the coolant chiller described in
しかしながら、従来のクーラント冷却装置には、以下の改善すべき課題がある。クーラントチラーで冷却するために、クーラント液をクーラント液タンクから吸い上げる際、スラッジも吸入管路の吸入口から吸い上げてしまい、熱交換器に汚れが溜まりやすく、熱交換器内の洗浄のためにはクーラントチラーを停止することが必要であり、停止中には冷却されたクーラント液を供給できないため、工作機械の運転も停止しなければならないという根本的な課題が、解決されずにそのまま存在していた。 However, the conventional coolant cooling device has the following problems to be improved. When cooling the coolant from the coolant tank to cool with the coolant chiller, sludge is also sucked up from the suction port of the suction pipe, and the heat exchanger tends to accumulate dirt. It is necessary to stop the coolant chiller, and since the cooled coolant liquid cannot be supplied during the stoppage, the fundamental problem that the operation of the machine tool must be stopped still exists without being solved. It was.
また、クーラントチラーで冷却したクーラント液をクーラント液タンクに戻す際、クーラント液の吐出流れにより、クーラント液タンクに堆積したスラッジが巻き上がってしまい、巻き上がったスラッジを吸入管路の吸入口から吸い込んでしまうという課題が存在した。 In addition, when returning the coolant liquid cooled by the coolant chiller to the coolant liquid tank, the sludge accumulated in the coolant liquid tank rises due to the discharge flow of the coolant liquid, and the swollen sludge is sucked from the suction port of the suction pipe line. There was a problem of end up.
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でクーラントチラーの熱交換器に汚れが溜まるのを抑制したクーラント冷却装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the problems to be improved, and a main object of the present invention is to provide a coolant cooling device that suppresses accumulation of dirt in a heat exchanger of a coolant chiller with a simple configuration.
上記目的を達成すべく、請求項1記載のクーラント冷却装置は、クーラント液を貯留するクーラント液タンクと、冷凍サイクルにより前記クーラント液を冷却する冷却器を収納した熱交換器を備えるクーラントチラーと、循環ポンプによってクーラント液を前記熱交換器に供給してクーラント液を冷却させる吸入管路と、前記熱交換器によって冷却されたクーラント液を前記クーラント液タンクに戻す戻し管路を備えたクーラント冷却装置において、前記戻し管路における前記クーラント液タンクに臨む開口部の開口面の開口方向が、水平となっていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a coolant cooling device according to
請求項1記載のクーラント冷却装置によれば、熱交換器で冷却したクーラント液をクーラント液タンクに戻す戻し管路において、クーラント液タンクに臨む開口部の開口面の開口方向が水平となっているため、クーラント液タンクの底部に堆積したスラッジが巻き上がることがない。 According to the coolant cooling apparatus of the first aspect, the opening direction of the opening surface of the opening facing the coolant liquid tank is horizontal in the return pipe that returns the coolant liquid cooled by the heat exchanger to the coolant liquid tank. Therefore, the sludge accumulated at the bottom of the coolant liquid tank does not roll up.
以下、図面を参照して、本発明に係るクーラント冷却装置の実施の形態について説明する。 Embodiments of a coolant cooling device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1において、10はクーラントチラー、30はこのクーラントチラー10により冷却されるクーラント液Lの循環系をそれぞれ示す。まず、クーラントチラー10は、一般的な冷凍サイクルCを構成しており、冷凍サイクルCは、圧縮機11、凝縮器12、膨張弁13を順次接続するとともに、かつ膨張弁13の冷媒出口を、熱交換器20に収納された冷却器(蒸発器)14に接続した構成を備えており、これにより、図示しない冷媒が循環する冷媒回路が構成される。なお、例示の冷凍サイクルCは、膨張弁13の吐出口側と圧縮機11の吐出口間に接続した、電磁弁15とキャピラリチューブ16との直列回路からなるホットガスバイパス回路17を備えている。その他、図1中、12fは凝縮器12を空冷する凝縮器ファン、18は吸込温度センサ、19は圧縮機インバータをそれぞれ示す。
In FIG. 1,
一方、クーラント液Lの循環系30において、31はクーラント液Lを貯留するクーラント液タンクを示す。クーラント液タンク31は、循環ポンプ34を接続した吸入管35を介して熱交換器20の液流入口21iに接続するとともに、熱交換器20の液流出口21eは、戻し管36を介してクーラント液タンク31に接続する。また、クーラント液タンク31は、送液ポンプ37を接続した供給管38を介して工作機械50に接続するとともに、工作機械50はフィルタ39を接続した戻し管40を介してクーラント液タンク31に接続する。さらに、吸入管35における循環ポンプ34の下流側には、熱交換器20に流入するクーラント液Lの温度を検出する液温度センサ41を付設する。
On the other hand, in the
他方、45はコントローラを示す。コントローラ45は、クーラントチラー10の全体の制御を司る機能を備える。なお、必要によりクーラント液Lの循環系30における一部又は全部の制御を司る機能を設けることができる。したがって、コントローラ45の制御出力ポートには、少なくとも上述した圧縮機インバータ19を接続するとともに、循環ポンプ34を接続する。また、コントローラ45の入力ポートには、少なくとも液温度センサ41を接続する。コントローラ45は、CPU,メモリ,電源ユニット等を含むコンピュータ機能を備え、少なくともクーラントチラー10に係わる温度制御を実行する。したがって、コントローラ45には、これらの制御を実現するための制御プログラムを格納する。
On the other hand, 45 indicates a controller. The controller 45 has a function for controlling the
次に、本実施形態に係るクーラントチラー10の動作及び洗浄方法について、図1〜図5を参照して説明する。
Next, operation | movement and the washing | cleaning method of the
まず、クーラントチラー10を作動させることで、冷凍サイクルC内を冷媒が循環し、熱交換器20のコイル管部22は冷却器(蒸発器)として機能し、クーラント液Lに対する冷却が行われる。この場合、熱交換器20では、冷媒流入口22iから冷媒がコイル管部22に流入し、冷媒流出口22eから流出する。一方、循環ポンプ34の作動により、クーラント液Lがクーラント液タンク31から吸い上げられ、吸入管35を流通した後、液流入口21iから熱交換器20の内部に流入する。
First, by operating the
これにより、熱交換器20の内部では、液流通部21においてクーラント液Lと冷媒との熱交換が行われ、クーラント液Lの循環により、クーラント液タンク31内のクーラント液Lに対する冷却が行われる。この際、液流入口21iに流入するクーラント液Lの温度は液温度センサ41により検出され、検出温度としてコントローラ45に付与される。コントローラ45は、検出温度が予め設定された目標温度になるように、圧縮機インバータ18に制御信号を付与し、圧縮機11の回転数を可変することにより、クーラント液Lの温度に対するフィードバック制御を行う。
As a result, heat exchange between the coolant liquid L and the refrigerant is performed in the
他方、送液ポンプ37の作動により、冷却されたクーラント液Lがクーラント液タンク31から吸い上げられ、供給管38を通して工作機械50に送られる。これにより、図示しないワークに対して冷却されたクーラント液Lが供給され、ワークの加工と冷却が行われる。そして、使用されたクーラント液Lは戻し管40およびフィルタ39を通してクーラント液タンク31に戻される。この場合、工作機械50から出たクーラント液Lは切粉等の混在により汚れているが、この汚れはフィルタ39により除去される。しかし、フィルタ39によって完全に除去することは困難であるため、クーラント液タンク31に収容されるクーラント液Lは徐々に汚れが進行するとともに、クーラント液タンク31の底部にスラッジS(汚泥)が堆積していく。
On the other hand, by the operation of the
スラッジSの堆積により、堆積高さが吸入管35の吸入口35iに近づくことによって、液吸入口35iからクーラント液LとともにスラッジSが吸い込まれ、凝縮器15のコイル管部22に付着するとともに、熱交換器20の底部に徐々に堆積していく。したがって、熱交換器20は定期的に又は使用環境により汚れがひどいときには、内部の洗浄を行う必要がある。この場合、従来では、クーラントチラー10を停止し、熱交換器20からクーラント液Lを排出した後にクランプバンド23を取り外し、熱交換器20を分割することによってコイル管部22を外部に露出させ、熱交換器20内部の洗浄を行っていた。
As the accumulation height approaches the
しかしながら、熱交換器20内の洗浄のために時間を要するばかりか、クーラントチラー10の停止により冷却されたクーラント液Lを供給できないため、工作機械50の運転も停止しなければならない。
However, not only does it take time to clean the
そこで、本実施形態に係るクーラント冷却装置1においては、図3に示すように、吸入管35の開口面35iを上向きに設けている。そうすることにより、循環ポンプ34の作動によって吸入管35の開口面35iにクーラント液Lが流れ込む方向が、上からとなる。そのため、クーラント液タンク31の底部にスラッジSが堆積した場合でも、スラッジSがクーラント液Lの吸い込みの流れに乗らず、開口面35iから吸い込まれることがない。
Therefore, in the
また、戻し管36の開口面36eを横向きに設けている。そうすることにより、循環ポンプ34の作動によって戻し管36の開口面36eからクーラント液タンク31にクーラント液Lが吐出されて流れ込む方向が、横向きとなる。そのため、クーラント液タンク31の底部にスラッジSが堆積した場合でも、クーラント液Lの吐出流れがスラッジSに直接当たることがないため、堆積したスラッジSが巻き上がることがない。
Further, the opening
さらに、本発明の実施の形態2に係るクーラント冷却装置1について、図4を用いて説明する。図4に示す吸入管35は、開口面35iを横向きに設けている。そうすることにより、循環ポンプ34の作動によって吸入管35の開口面35iにクーラント液Lが流れ込む方向が、横からとなる。そのため、クーラント液タンク31の底部にスラッジSが堆積した場合でも、スラッジSがクーラント液Lの吸い込みの流れに乗らず、開口面35iから吸い込まれることがない。
Furthermore, the
また、本発明の実施の形態3に係るクーラント冷却装置1について、図5を用いて説明する。図5(a)に示す吸入管35は、実施の形態1と同じで開口面35iを上向きに設けている。そうすることにより、実施の形態1と同様に、循環ポンプ34の作動によって吸入管35の開口面35iにクーラント液Lが流れ込む方向が、上からとなる。そのため、クーラント液タンク31の底部にスラッジSが堆積した場合でも、スラッジSがクーラント液Lの流れに乗らず、開口面35iから吸い込まれることがない。しかし、吸入管35の開口面35iが上向きとなった分、クーラント液タンク31に貯留されるクーラント液Lの量が少なくなって液面Lsが低下し、開口面35iと液面Lsとの距離が小さくなると、開口面35iから空気を吸い込んでしまう。
Moreover, the
そのため、実施の形態3では、吸入管35の開口面35iから離間した所定の位置に、仕切板42を設けている。そうすることにより、図5(b)に示すように、クーラント液タンク31に貯留されるクーラント液Lの量が少なくなり液面Lsが低下した場合でも、仕切板42を設けることにより、クーラント液Lと仕切板42との間に表面張力が働くことによって、クーラント液Lの液面Lsが盛り上がり、クーラント液Lの吸い込み流れが発生する。そのため、吸入管35に空気が吸い込まれることがない。
Therefore, in the third embodiment, the
以上詳述したように、このクーラント冷却装置1によれば、クーラントチラー10の熱交換器20にクーラント液Lを循環させる吸入管35の開口面35iを上向きまたは横向きに設けているため、クーラント液タンク31の底部にスラッジSが堆積した場合でも、スラッジSが開口面35iから吸い込まれることがない。また、戻し管36の開口面36eを横向きに設けているため、クーラント液タンク31の底部にスラッジSが堆積した場合でも、堆積したスラッジSが巻き上がることがない。さらに、吸入管35の開口面35iから離間した所定の位置に、仕切板42を設けているため、クーラント液タンク31に貯留されるクーラント液Lの量が少なくなって液面Lsが低下した場合でも、クーラント液Lと仕切板42との間に表面張力が働くことによって、吸入管35に空気が吸い込まれることがない。
As described above in detail, according to the
本発明に係るクーラント冷却装置は、クーラント液の貯留部であるクーラント液タンクとこのクーラント液タンクにクーラント液の吸入管と戻し管を接続することにより、クーラント液を冷却するクーラントチラーを備える各種クーラント冷却装置に適用できるとともに、例示したクーラントチラーをはじめ各種用途のクーラントチラーに利用できる。 A coolant cooling device according to the present invention includes a coolant tank that is a coolant storage section, and various coolants that include a coolant chiller that cools the coolant by connecting a coolant liquid suction pipe and a return pipe to the coolant liquid tank. The present invention can be applied to a cooling device, and can be used for various coolant chillers including the exemplified coolant chiller.
1 クーラント冷却装置
10 クーラントチラー
11 圧縮機
12 凝縮器
12f 凝縮器ファン
13 膨張弁
14 冷却器
15 電磁弁
16 キャピラリチューブ
17 ホットガスバイパス
18 吸込温度センサ
19 圧縮機インバータ
C 冷凍サイクル
20 熱交換器
21 液流通部
21i 液流入口
21e 液流出口
22 コイル管部
22i 冷媒流入口
22e 冷媒流出口
23 クランプバンド
30 循環系
31 クーラント液タンク
34 循環ポンプ
35 吸入管
36 戻し管
37 送液ポンプ
38 供給管
39 フィルタ
40 戻し管
41 液温度センサ
L クーラント液
Ls 液面
S スラッジ
1
Claims (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014032477A JP2015157330A (en) | 2014-02-24 | 2014-02-24 | Coolant cooling device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106475852A (en) * | 2016-12-21 | 2017-03-08 | 嘉善津隈精密机械有限公司 | A kind of three-dimensional lathe with cooling circulatory function |
JPWO2019189212A1 (en) * | 2018-03-28 | 2021-04-08 | 株式会社山本金属製作所 | Coolant quality management system and coolant quality detection unit |
CN114211046A (en) * | 2021-12-27 | 2022-03-22 | 贵溪华泰铜业有限公司 | Red bar copper fly-cutting material collecting device |
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