JP3217033B2

JP3217033B2 - 冷風発生装置

Info

Publication number: JP3217033B2
Application number: JP28859498A
Authority: JP
Inventors: 強松田; 充雄小淵
Original assignee: Orion Machinery Co Ltd
Current assignee: Orion Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2001-10-09
Anticipated expiration: 2018-10-12
Also published as: JP2000121221A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、工作機械
の加工対象物や工具に対して冷風を供給するために用い
る冷風発生装置に関し、特に、運転開始直後に素早く所
望温度まで冷却した冷風を供給可能な冷風発生装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】工作機械による切削加工や研削加工時
に、加工対象物および工具に冷風を吹き付けるために用
いられる冷風発生装置は、圧縮空気源から供給される圧
縮空気を、圧力容器である装置ケースに内蔵されている
冷却器を介して流通させて冷却し、次に、加熱器に通し
て、目標とする温度の冷風を形成し、これを冷却対象物
近傍まで引き出した供給管の先端に配置した吹き出しノ
ズルから吹き出す構成とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この構成の冷風発生装
置では、冷却器が熱容量の高い圧力容器に収納されてい
る。また、冷却器の下流側には、加熱器の圧力容器が配
置されている。さらに、加熱器よりも下流側から吹き出
しノズルまでの間の供給管も、ある程度の熱容量をもっ
ている。

【０００４】従って、運転開始後に吹き出しノズルから
吹き出される圧縮空気が所望の低温度に下がるまでに
は、これらの冷風供給経路の各部分を冷却する必要があ
るので、目標とする温度の冷風が吹き出されるまでに時
間がかかるという問題がある。

【０００５】本発明の課題は、以上の点に鑑みて、運転
開始直後に短時間で所望の低温度の冷風を得ることがで
きる冷風発生装置を提案することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、圧縮空気を冷却する冷却手段と、当該冷
却手段の冷却器を通して得られる冷却空気を冷却対象箇
所に吹き付ける吹き出しノズルとを有する冷風発生装置
において、装置ケースから外部に引き出されている圧縮
空気流通管と、当該圧縮空気流通管の先端に取り付けた
前記吹き出しノズルと、前記圧縮空気流通管の先端部分
に取り付けた前記冷却器とを有していることを特徴とし
ている。

【０００７】本発明では、冷却器の下流側が直ちに吹き
出しノズルとなっている。従って、従来の装置と比べ
て、運転開始後に短時間で所望の低温度の冷風が得られ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した冷風発生装置を説明する。

【０００９】図１は、本発明を適用した冷風発生装置を
示す概略構成図であり、加工部位に冷風を吹き付けなが
ら切削・研削加工を行う工作機械に対して冷風を供給す
るために冷風発生装置を用いた例を示している。

【００１０】この図に示すように、冷風発生装置１は装
置ケース１１を備えており、この装置ケース１１には、
外部の圧縮空気供給源３１から乾燥した圧縮空気が供給
される圧縮空気流通管２が通されている。この圧縮空気
流通管２には、その上流側から、圧縮空気の流量を調整
するためのレギュレータ３２、流量調整バルブ３４、オ
リフィス３５および流量計３７が取り付けられている。
流量計３７よりも下流側には、圧縮空気流通管２の内部
を通る圧縮空気の温度調整を行うための電気ヒーター３
９（加熱器）が取り付けられている。この電気ヒーター
３９は、圧力容器３３に収納されている。電気ヒーター
３９から引き出された圧縮空気流通管２は、装置ケース
１１の側面に形成したジョイント１２に接続されてい
る。装置ケース１１の外側においては、このジョイント
１２に外部供給管６が接続されている。

【００１１】本例では、工作機械の冷却対象物近傍まで
引き出されている外部供給管６の外周に冷却器４が取り
付けられている。また、冷却器４の下流端に位置する外
部供給管６の先端には吹き出しノズル６１が取り付けら
れている。

【００１２】一方、装置ケース５の内部には、冷却器４
に冷媒を供給するための冷凍機５が搭載されている。冷
凍機５から延びた冷媒供給管４１は、装置ケース１１の
側面に形成したジョイント１３に接続されている。この
ジョイント１３には、冷却器４を構成する外部冷媒管４
２が接続されている。

【００１３】図２（Ａ）は、外部供給管４の外周に配置
した冷却器４の概略構成を示す縦断面図である。この図
に示すように、冷却器４を構成する外部冷媒管４２は、
外部供給管６の下流端側の先端部分６２を覆うように取
り付けられている。

【００１４】また、外部供給管６は、熱伝導率の高い銅
製のパイプで形成されている。従って、外部供給管６の
内部を流れる圧縮空気と外部冷媒管４２の内部を流れる
冷媒との間で熱交換が行われるので、この部分で圧縮空
気を冷却することができる。

【００１５】外部冷媒管４２は、基本的には、外部供給
管６の上流側から下流側に向けて冷媒が流れる往路４３
と、その先端で折り返されて外部供給管６の下流側から
上流側に向けて冷媒が流れる復路４４とから構成されて
いる。

【００１６】図２（Ｂ）に、外部冷媒管４２の往路４３
と復路４４の詳細な構造を示してある。この図に示すよ
うに、外部冷媒管４２の往路４３は外部供給管６の周囲
を取り囲み、復路４４は往路４３の周りを取り囲んでい
る。また、図２（Ｃ）に示すように、外部冷媒管４２の
往路４３を外部供給管６と平行に引き回し、外部冷媒管
４２の復路４４で外部冷媒管４２の往路４３と外部供給
管６とを取り囲むように構成することもできる。さら
に、この外部冷媒管４２の外周は、断熱材４８で覆われ
ている。

【００１７】また、図２（Ａ）に示すように、外部供給
管６の先端に取り付けられた吹き出しノズル６１には、
温度センサ１４が取り付けられている。この温度センサ
１４による温度検出信号は、図１に示すように、装置ケ
ース１１内に搭載された制御装置１５によって検出され
る。ここで、温度センサ１４の検出信号を制御装置１９
に伝達するために装置ケース１１の内部を通された配線
１７と、装置ケース１１の外部に引き出されて温度セン
サ１４に接続された配線コード１８とは、コネクタ１９
によって連結されている。

【００１８】制御装置１５は、例えば、マイクロコンピ
ュータを用いて構成されており、内蔵された制御プログ
ラムにより、温度センサ１４による検出信号等に基づい
て、電気ヒーター３９および冷凍機５を制御する。

【００１９】本例の冷風発生装置１の制御方法を説明す
ると、まず、運転開始直後は、冷凍機５を作動させて、
冷却器４による圧縮空気の冷却を行う。

【００２０】また、運転を開始してから一定時間経過後
に、冷却器４によって所定の温度以下の冷風が得られる
ようになると、予め定められた目標とする温度と、温度
センサ１４で検出された現在の冷風の温度との差に応じ
て、ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）や電磁接触器等
の電気ヒーター３９のスイッチをオン・オフすることに
より、冷風の温度制御を行う。

【００２１】このように、本例の冷風発生装置１では、
冷却器４を装置ケース１１の外部に配置することによ
り、冷却器４の下流側が直ちに吹き出しノズル６１とな
るように構成されている。従って、冷却器４の下流側に
圧縮空気の供給管が引き回されていない。また、圧縮空
気の温度調整を行うための電気ヒーター３９は、冷却器
４よりも上流側に取り付けられている。このため、運転
開始直後に、冷却器４によって冷却された圧縮空気で下
流側の供給管や電気ヒーター３９等の冷風供給経路を冷
却する必要がないので、従来の装置と比べて、短時間で
所望の温度の冷風が得られる。

【００２２】また、冷却器４を装置ケース１１の外部に
配置しているので、装置ケース１１の構造を簡略化でき
ると共に、装置ケース１１を小型化できる。

【００２３】さらに、装置ケース１１の内部を通る圧縮
空気流通管２と装置ケース１１から外部に引き出された
外部供給管６との間、および装置ケース１１の内部を通
る冷媒供給管４１と装置ケース１１から外部に引き出さ
れた外部冷媒管４２との間はジョイント１２、１３によ
って連結されている。さらに、温度センサ１４と制御装
置１５との間の配線のうち、装置ケース１１の内部の配
線１７と外部の配線コード１８との間は、コネクタ１９
によって接続されている。従って、装置ケース１１から
冷却器４およびこの冷却器４が取り付けられた外部供給
管６を着脱することができるので、便利である。

【００２４】なお、本例では、冷風の温度制御を行うた
めに電気ヒーター３９を用いているが、電気ヒーター３
９等の加熱器を用いずに、冷凍機５のコンプレッサーを
駆動するモータの回転数をインバータ制御したり、蒸発
圧力調整弁を開閉することにより、冷凍機５自身の冷凍
能力（冷媒循環量）を調整して、冷風の温度制御を行う
こともできる。

【００２５】また、温度センサ１４は、吹き出しノズル
６１の先端部に内蔵してもよいし、冷風が当たる部分に
独立して設置してもよい。

【００２６】更に、上記の構成では、外部供給管６の外
周に冷却器４を配置しているが、冷却器４の構成は上記
の構成に限るものではない。

【００２７】例えば、冷却器として、図３（Ａ）、
（Ｂ）に示すプレート式熱交換器４Ａを用いることもで
きる。プレート式熱交換器４Ａは、所定の間隔を開けて
積層された複数枚の熱交換プレート４５によって交互に
区画形成された第１の流体通路４６と第２の流体通路４
７とを有しており、第１の流体通路４６を流れる流体と
第２の流体通路４７を流れる流体との間で効率よく熱交
換が行われるように構成されている。

【００２８】このプレート式熱交換器４Ａを冷風発生装
置１の冷却器として用いる場合には、第２の流体通路４
７の入り口４７ａおよび出口４７ｂに外部冷媒管４２を
接続し、第１の流体通路４６の入り口４６ａに、装置ケ
ース１１から外部に引き出された外部供給管６の先端部
を接続する。そして、第１の流体通路４６の出口４６ｂ
に吹き出しノズル６１を取り付ればよい。

【００２９】この構成でも、プレート式熱交換器４Ａの
下流側に直ちに吹き出しノズル６１が取り付けられてい
るので、従来の装置と比べて、運転開始直後に短時間で
所望温度まで冷却した冷風が得られる。

【００３０】また、冷却器の構造により、必要に応じ
て、圧縮空気から凝結された水滴を逃がすドレンバルブ
を設けることが望ましい。但し、本例の冷風発生装置１
では、圧縮空気供給源３１から乾燥した圧縮空気が供給
されるので、ドレンバルブは緊急用であり、ドレンバル
ブから常時凝結された水滴が流出する訳ではない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷風発生
装置は、装置ケースの外部に引き出されている圧縮空気
流通管の部分に冷却器を配置することにより、冷却器の
下流側が直ちに吹き出しノズルとなるように構成されて
いる。従って、従来のように冷却器と吹き出しノズルと
の間に熱容量をもった部材が存在している場合に比べ
て、短時間で所望の低温度の冷風を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した冷風発生装置を示す構成図で
ある。

【図２】（Ａ）は図１に示す冷風発生装置の冷却器を示
す縦断面図、（Ｂ）、（Ｃ）は冷媒供給管の引き回し構
造の一例を示す横断面図である。

【図３】（Ａ）は図１に示す冷風発生装置に適用可能な
プレート式熱交換器を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示
す熱交換器をＩ−Ｉ’線で切断した部分を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１冷風発生装置２圧縮空気流通管４冷却器４Ａプレート式熱交換器（冷却器）５冷凍機６外部供給管１１装置ケース１２、１３ジョイント１４温度センサ１５制御装置３１圧縮空気供給源３９電気ヒーター４１冷媒供給管４２外部冷媒管６１吹き出しノズル

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25D 1/00 B23Q 11/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮空気を冷却する冷却手段と、当該冷
却手段の冷却器を通して得られる冷却空気を冷却対象箇
所に吹き付ける吹き出しノズルとを有する冷風発生装置
において、装置ケースから外部に引き出されている圧縮空気流通管
と、当該圧縮空気流通管の先端に取り付けた前記吹き出
しノズルと、前記圧縮空気流通管の先端部分に取り付け
た前記冷却器とを有していることを特徴とする冷風発生
装置。