JP3583652B2 - 温度補償機能を持つ希釈装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削油剤、研削油剤、洗浄剤、防錆剤、水溶性界面活性剤、水溶性有機溶剤等の希釈に用いるのに好適な温度補償機能を持つ希釈装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、給水源Ｓに接続するボディ５１内においてノズル５２からディフューザ５３に水を噴出させ、その噴出に伴ってノズル５２の周囲に発生する負圧により原液容器Ｔから希釈すべき原液を吸引させ、それを上記ノズル５２から噴出する水と混合してディフューザ５３から所要の希釈液として送出する希釈装置は、従来から用いられている。この希釈装置は、例えば、工作機械の水溶性切削油や、水溶性洗浄液等の工業用水による希釈に有効に利用されるものである。
【０００３】
この希釈装置においては、原液容器Ｔからの原液をノズル５２の周囲に供給する流路５５に、調整子５８による絞り部材（スプール）５７の調整により開度が調節される可変絞り５６を設け、原液の流量を調整できるようにしているが、該原液の種類によっては、環境温度変化に伴う原液の温度変化によってその動粘度が大幅に変動し、それによって可変絞り５６を通る流量が変化し、図６のグラフからわかるように、希釈液の濃度に大きなばらつきが生じることになる。
【０００４】
さらに具体的に説明すると、工業設備等のある工場内のように、夏場と冬場で大きな温度差がある場所で上記希釈装置を使用する場合、ノズル５２に供給する水の圧力及び可変絞り５６の開度を一定にしておくと、夏場の高温時には動粘度の低下により可変絞り５６を通る原液の流量が多くなり、逆に冬場の低温時にはその流量が少なくなり、そのため、常に一定の濃度にすることができない。そして、環境温度により希釈倍率が変化することは、種々の不都合の原因となり、例えば、高温時に希釈液の濃度が濃くなると、原液使用量が増大して原液費が高くなるばかりでなく、希釈液の温度上昇による蒸発でさらにその傾向が強くなり、希釈濃度が高くなると泡立ち発生等で希釈液タンクがオーバーフローすることもある。また、冬場に水溶性切削油の希釈濃度が低くなると、切削性能が低下したり、切削工具の寿命が低下するという問題が発生する。
これらを是正するためには、人手により調整子５８を操作し、季節あるいは環境温度に応じて絞り部材５７による絞りの調整を行うことが必要になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解消するためになされたもので、その技術的課題は、基本的には、上記従来の希釈装置に温度補償機能を持たせ、環境温度変化による原液の動粘度の変動を補償して、原液流量を環境温度変動にかかわらず略一定に保持できるようにした希釈装置を提供することにある。
本発明の更に具体的な技術的課題は、極めて簡単な手段によって、上記希釈装置に有効な温度補償機能を持たせることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、給液源に接続されたボディのノズルからディフューザに溶媒液を噴出させ、その噴出に伴ってノズルの周囲に発生する負圧により希釈すべき原液を吸引させ、それを上記ノズルから噴出する溶媒液と混合してディフューザから流出させる希釈装置において、上記原液をノズルの周囲に供給する流路に、調整子による絞り部材の調整により開度を調節される可変絞りを設け、上記調整子と絞り部材との間に、環境温度変化による上記原液の動粘度の変動を熱膨張により補償して、原液流量を略一定にするように上記可変絞りの開度を調節する熱膨張部材を介装したことを特徴とするものである。
【０００７】
上記希釈装置においては、操作ダイヤルを備えた調整子と、可変絞りの開度を調整する絞り部材とを、棒状の熱膨張部材により連結し、上記絞り部材を、熱膨張部材の長さ方向の伸縮により可変絞りの開度の調節を行うものとするのが有効であり、特に、上記熱膨張部材を棒状の合成樹脂製とするのが有効である。
【０００８】
上記構成を有する希釈装置においては、可変絞りの開度を調整する調整子と可変絞りを構成する絞り部材との間に、熱膨張率の大きい熱膨張部材を組み込み、環境温度が低温の時には、その熱膨張部材自体の収縮により原液流路を広げて、動粘度が増大した原液流入量の低下を抑え、逆に、環境温度の高温時には、その熱膨張部材自体の膨張により原液流路を狭めて、動粘度の低下による原液流入量の増大が抑えられる。
特に、操作ダイヤルを備えた調整子と絞り部材とを、合成樹脂からなる棒状の熱膨張部材により連結する、という構成を採用すると、既知の希釈装置に単に棒状の合成樹脂製部材を追加するだけの簡単な構成により、環境温度変化に応じて可変絞りの開度を自動調節する温度補償付き希釈装置を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る温度補償機能を持った希釈装置の実施の一形態を示している。
この希釈装置は、基本的には、前記従来例と同様な原理で原液の希釈を行う構成を備え、すなわち、給液源Ｓに接続されたボディ１のノズル２からディフューザ３に水その他の適宜溶媒液を噴出させ、その噴出に伴ってノズル２の周囲の負圧発生部４に発生する負圧により、原液容器Ｔから希釈すべき原液を吸引させ、それを上記ノズル２から噴出する溶媒液とディフューザ３の圧力解放部５において混合し、所要の希釈液として送出するものである。
【００１０】
上記希釈装置においては、そのボディ１に、ノズル２の周囲の負圧発生部４に連通するニップル１０を介して、可変絞りを構成する弁ボディ１１を連結している。この弁ボディ１１は、内部を貫通する弁孔１２を設けて、その弁孔１２の中間部に上記ニップル１０内に通じる流路孔１３を開口させ、この弁孔１２の一端に、操作ダイヤル１４ａを備えた調整子１４の軸部１４ｂを、その周囲に設けた調整用ねじ１５により螺挿し、この調整子１４の軸部１４ｂに、以下に詳述する熱膨張部材１６を介して絞り部材１７を連結している。この絞り部材１７は、弁孔１２内にシール部材１８を介して嵌挿し、また、それに設けた鍔部１７ａ及び弁孔１２内の段部１２ａをばね座として縮設したばね１９によって、熱膨張部材１６側に付勢され、上記調整子１４の螺動による調整により流路孔１３の開度が調節される可変絞りを構成している。
【００１１】
また、上記弁孔１２の他端には、ホースニップル２０を連結して、それに接続したホース２１により弁孔１２を原液容器Ｔに連通させるようにしている。
したがって、原液を原液容器Ｔからノズル２の周囲の負圧発生部４に供給する流路は、このホースニップル２０、弁ボディ１１内の弁孔１２及び流路孔１３並びにニップル１０を通して形成される。
【００１２】
上記調整子１４は、操作ダイヤル１４ａと軸部１４ｂとを止めねじ１４ｃにより固定してなり、前記調整用ねじ１５により弁ボディ１１における弁孔１２に螺挿し、調整用ねじ１５による調整子１４の螺挿位置によって、絞り部材１７による流路孔１３の開度、すなわち希釈濃度を設定するものである。また、希釈装置の使用状態を示す図４からわかるように、その調整子１４における操作ダイヤル１４ａの周囲に倍率目盛２２を設けると共に、弁ボディ１１における上記倍率目盛２２に対応する位置に指標２３を表示し、倍率目盛２２を読み取れるようにしている。さらに、上記調整子１４を所定の調整位置に固定する固定ねじ２４を、弁ボディ１１の外側面から調整子１４の軸部１４ｂに向けて螺挿できるようにしている。
なお、図１中において、２６は操作ダイヤル１４ａに設けた０点設定用のねじを示している。
【００１３】
上記調整子１４と流路孔１３の開度を調整する絞り部材１７との間に介装した熱膨張部材１６は、合成樹脂により所要長さの棒状に形成し、両端を調整子１４の軸部１４ａ及び絞り部材１７に設けた連結孔に嵌入したもので、その熱膨張により環境温度変化による上記原液の動粘度の変動を補償して、原液流量を環境温度の変動にかかわらず略一定にするように、可変絞りの開度すなわち流路孔１３に対する絞り部材１７の位置を調節するものである。
【００１４】
さらに具体的に説明すると、上記棒状の熱膨張部材１６は、例えばポリプロピレン（膨張係数はステンレスの１７×１０^−６に対し１１０×１０^−６［１／℃］）やその他の比較的熱膨張係数が大きい合成樹脂により形成される。図２は、複数種の合成樹脂からなる熱膨張部材（Ａ〜Ｃ材、長さ各５０ｍｍ）の線膨張による伸びの温度特性を示すものである。これによってわかるように、熱膨張部材１６を構成する合成樹脂自体の熱膨張係数とその長さにより、該熱膨張部材の温度による伸縮量、すなわち、絞り部材１７の温度に依存する移動量が決まり、それに応じて、絞り部材１７による流路孔１３の開度が設定される。
【００１５】
図３は、同一の原液を上記複数種の熱膨張部材（Ａ〜Ｃ材）を用いて希釈した場合の希釈濃度の温度特性を示すもので、図２に示すように、熱膨張部材の温度による伸縮量は、それを構成する合成樹脂材料及びその長さに応じてほぼ比例的に変化するので、希釈しようとする原液の動粘度の温度変化に応じて適切な熱膨張部材の材料及び長さを選択することにより、図３中のＡ材のように、希釈濃度を温度にかかわらず略一定に保持できることがわかる。
【００１６】
上述したところからわかるように、この希釈装置における熱膨張部材１６の熱膨張係数と長さは、希釈しようとする原液の動粘度の温度特性に応じて定める必要があり、すなわち、原液の動粘度の温度変化に応じて常に一定の流量が得られるように流路孔１３の開度を設定するため、絞り部材１７に必要な温度補償をするための移動量を与えるように、熱膨張部材１６の材料（熱膨張係数）と長さを定める必要がある。
また、このことから、希釈しようとする原液が変わったときには、熱膨張部材１６の材料を変えたり、その長さを変えたりすることによって、希釈濃度を調整できることがわかる。
【００１７】
このように、調整子１４と絞り部材１７との間に所要の膨張率及び長さの棒状の熱膨張部材１６を介装すると、冬場等の環境温度が低温の時には、その熱膨張部材１６自体の収縮により絞り部材１７が流路孔１３を開く方向（図１において上方）に移動して原液流路を広げるので、給液源Ｓに接続されたボディ１のノズル２からディフューザ３に水等の溶媒液を噴出させ、その噴出に伴ってノズル２の周囲の負圧発生部４に原液容器Ｔから原液を吸引させると、温度低下により原液の動粘度が増大していても、その流入量が低下することなく、吸引された一定流量の原液が上記ノズル２から噴出する溶媒液と混合して、ディフューザ３から初期の希釈液として送出される。
【００１８】
逆に、夏場等で環境温度が高温になった時には、その熱膨張部材１６自体の膨張により絞り部材１７が流路孔１３を開く方向（図１において下方）に移動して原液流路を狭めるので、それにより動粘度の低下による原液流入量の増大が抑えられ、給水源Ｓに接続したボディ１内においてノズル２からディフューザ３に水等の溶媒液を噴出させて原液容器Ｔから原液を吸引させると、温度上昇により原液の動粘度が低下していても、その流入量が増大することなく、希釈液の濃度が環境温度にかかわらずほぼ一定になる（図６参照）。
したがって、既知の希釈装置のように、人手により調整子を操作し、季節あるいは環境温度に応じて絞り部材による絞りの調整を行う必要がない。
【００１９】
図４は、上記希釈装置の使用状態の一例を示すもので、この使用例では、工業用水の給水源Ｓに、電磁弁３１、ユニオン３２を介して上述した構成を有する希釈装置３０のボディ１を接続し、また、弁ボディ１１をホース２１で原液容器Ｔに接続すると共に、ディフューザ３を希釈液タンク３４上に開口させている。なお、３５はバイパス弁を示している。
上記希釈液タンク３４に満たされた切削油剤や洗浄液の希釈液は、ポンプ３７を介して所要の機械設備３８に送られ、そこでノズル３９から必要部位に注出したうえで、希釈液タンク３４に還流される。
【００２０】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明の温度補償機能を持つ希釈装置によれば、次のような効果が期待できる。
１、環境温度の変動があっても、一定濃度の希釈液を人手に頼ることなく送出することができるので、希釈液の品質が安定的になる。
２、温度差により原液の使用量のばらつきがなくなり、希釈濃度の変動によるトラブルを解消できるばかりでなく、原価低減にもつながる。
３、従来の希釈装置に比して、調整子と絞り部材とを単に合成樹脂からなる棒状の熱膨張部材により連結するという非常に簡単な構造により、環境温度変化に応じて可変絞りの開度を自動調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る希釈装置の実施の一例を示す縦断面図である。
【図２】熱膨張部材の伸びの温度特性を示すグラフである。
【図３】希釈濃度の温度特性をの概要を示すグラフである。
【図４】希釈装置の使用状態の一例を示す概略的構成図である。
【図５】従来から用いられている希釈装置の断面図である。
【図６】本発明及び従来例（図５）の希釈装置における原液温度と希釈液の希釈濃度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ ボディ
２ ノズル
３ ディフューザ
１４ 調整子
１４ａ 操作ダイヤル
１４ｂ 軸部
１５ 調整用ねじ
１６ 熱膨張部材
１７ 絞り部材
Ｓ 給液源
Ｔ 原液容器

Claims (3)

1. 給液源に接続されたボディのノズルからディフューザに溶媒液を噴出させ、その噴出に伴ってノズルの周囲に発生する負圧により希釈すべき原液を吸引させ、それを上記ノズルから噴出する溶媒液と混合してディフューザから流出させる希釈装置において、
   上記原液をノズルの周囲に供給する流路に、調整子による絞り部材の調整により開度を調節される可変絞りを設け、
   上記調整子と絞り部材との間に、環境温度変化による上記原液の動粘度の変動を熱膨張により補償して、原液流量を略一定にするように上記可変絞りの開度を調節する熱膨張部材を介装した、
   ことを特徴とする温度補償機能を持つ希釈装置。
2. 操作ダイヤルを備えた調整子と、可変絞りの開度を調整する絞り部材とを、棒状の熱膨張部材により連結し、上記絞り部材を、熱膨張部材の長さ方向の伸縮により可変絞りの開度の調節を行うものとしたことを特徴とする請求項１に記載の温度補償機能を持つ希釈装置。
3. 熱膨張部材を棒状の合成樹脂製としたことを特徴とする請求項２に記載の温度補償機能を持つ希釈装置。

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