JPH0224040A - ボルテックスチューブの冷気温度降下装置 - Google Patents
ボルテックスチューブの冷気温度降下装置Info
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- JPH0224040A JPH0224040A JP16881088A JP16881088A JPH0224040A JP H0224040 A JPH0224040 A JP H0224040A JP 16881088 A JP16881088 A JP 16881088A JP 16881088 A JP16881088 A JP 16881088A JP H0224040 A JPH0224040 A JP H0224040A
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/02—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect
- F25B9/04—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect using vortex effect
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はボルテックスチューブを利用して例えば工作
機械のバイトを冷却するために使用することができるボ
ルテックスチューブにより冷気温度降下装置に関する。
機械のバイトを冷却するために使用することができるボ
ルテックスチューブにより冷気温度降下装置に関する。
ボルテックスチューブはランキ・ヒルシュのチューブと
称され、渦流管内に圧縮空気を接線方向より導入するこ
とにより、圧縮空気を冷気側と暖気側とに分離すること
ができる。この場合は良く知られているように渦流の中
心より冷気の噴出が行われ、渦流の外側は暖気が形成さ
れる。冷気の温度は一３０’Ｃにも達する低温とするこ
とができる。そのため、種々の発熱部分であって冷却の
必要な部分、例えば切削中の切削工具の先端をボルテッ
クスチューブからの冷気によって冷却することが提案さ
れている。
称され、渦流管内に圧縮空気を接線方向より導入するこ
とにより、圧縮空気を冷気側と暖気側とに分離すること
ができる。この場合は良く知られているように渦流の中
心より冷気の噴出が行われ、渦流の外側は暖気が形成さ
れる。冷気の温度は一３０’Ｃにも達する低温とするこ
とができる。そのため、種々の発熱部分であって冷却の
必要な部分、例えば切削中の切削工具の先端をボルテッ
クスチューブからの冷気によって冷却することが提案さ
れている。
ボルテックスチューブによる冷気温度は本体管を暖気排
出口に向けて排出される暖気の温度、即ち本体管の管壁
の温度に依存する。即ち、管壁の温度が低ければ低い程
冷気の温度を降下させるのが可能であるが、実際は本体
管の温度は管壁の内周にそって暖気がらせん状をなして
流れるため相当に高くなる。ボルテソクスチューフ゛に
おいては暖気の温度が高ければ高いほど冷気の温度は低
くなり、冷気吐出口からの冷気の温度の下限となってい
る。
出口に向けて排出される暖気の温度、即ち本体管の管壁
の温度に依存する。即ち、管壁の温度が低ければ低い程
冷気の温度を降下させるのが可能であるが、実際は本体
管の温度は管壁の内周にそって暖気がらせん状をなして
流れるため相当に高くなる。ボルテソクスチューフ゛に
おいては暖気の温度が高ければ高いほど冷気の温度は低
くなり、冷気吐出口からの冷気の温度の下限となってい
る。
この発明はボルテックスチューブの冷気吐出口からの温
度を可及的に降下させることができる構成を提供するこ
とを目的とする。
度を可及的に降下させることができる構成を提供するこ
とを目的とする。
この発明によれば、圧縮空気の渦流を本体管内に起こさ
せて、その渦流中心より冷気を取出し、冷気取出口の反
対側の本体管より暖気を排出するボルテックスチューブ
において、冷気吐出口の反対側より暖気排出口に向けて
延びる本体管の外壁を冷却する冷却手段が具備され、冷
気取出口よりの冷気の温度を降下させることを特徴とす
るボルテックスチューブにおける冷気温度降下装置が提
供される。
せて、その渦流中心より冷気を取出し、冷気取出口の反
対側の本体管より暖気を排出するボルテックスチューブ
において、冷気吐出口の反対側より暖気排出口に向けて
延びる本体管の外壁を冷却する冷却手段が具備され、冷
気取出口よりの冷気の温度を降下させることを特徴とす
るボルテックスチューブにおける冷気温度降下装置が提
供される。
第１の実施例を示す第１図において、１０はボルテック
スチューブの全体を示す。ボルテックスチューブ１０は
本体管１２を有し、その一端に渦流発生室１４が設けら
れる。この渦流発生室の構造自体は周知であるので詳細
構造は図示しない。
スチューブの全体を示す。ボルテックスチューブ１０は
本体管１２を有し、その一端に渦流発生室１４が設けら
れる。この渦流発生室の構造自体は周知であるので詳細
構造は図示しない。
渦流発生室１４に圧縮空気導入口１６が設けられ、この
圧縮空気導入口１６は図示しない圧縮空気供給源に接続
される。渦流発生室１４の中心に冷気吐出口１８が開口
され、渦流発生室１４の中心部に形成される冷気はこの
冷気吐出口１８より矢印ａのように噴出される。冷気吐
出口１８の反対側において渦流発生室１４より本体管１
２に暖気が排出される。冷気吐出口１８から離間した本
体管１２の出口１９に流量比制御弁２ｏが配置され、暖
気は矢印すのように排出される。流量比制御弁２０はね
じ手段等によって暖気の排出量を連続可変とすることが
でき、圧縮空気導入口１６から導入される空気の全量に
おける、冷気吐出口１８から排出される冷気の量と本体
管１２がら排出される暖気の量との比率を制御するもの
であり、冷気排出口１８からの冷気の温度が最低となる
ようにその比率は調整される。
圧縮空気導入口１６は図示しない圧縮空気供給源に接続
される。渦流発生室１４の中心に冷気吐出口１８が開口
され、渦流発生室１４の中心部に形成される冷気はこの
冷気吐出口１８より矢印ａのように噴出される。冷気吐
出口１８の反対側において渦流発生室１４より本体管１
２に暖気が排出される。冷気吐出口１８から離間した本
体管１２の出口１９に流量比制御弁２ｏが配置され、暖
気は矢印すのように排出される。流量比制御弁２０はね
じ手段等によって暖気の排出量を連続可変とすることが
でき、圧縮空気導入口１６から導入される空気の全量に
おける、冷気吐出口１８から排出される冷気の量と本体
管１２がら排出される暖気の量との比率を制御するもの
であり、冷気排出口１８からの冷気の温度が最低となる
ようにその比率は調整される。
本体管１２の周囲にこれと同心に外周管２２が配置され
る。本体管１２と外周管２２との間に冷却室２３が形成
される。この外周管２２は本体管１２の出口１９より排
出される暖気の流れを利用して外気を引き込み、この引
き込まれた外気を利用して本体管１２の管壁を冷却する
のに役立たせるものである。このため、ベンチュリ部２
４が本体管１２の端部の外周面と外周管２２の内周面と
の間に形成され、このベンチュリ部２４に開口する外気
導入口２６が外周管２２の壁面に貫通形成される。この
外気導入口２６は本体管１２の軸線２８に対して幾分傾
斜して配置され、ベンチュリ部２４より引き込まれた外
気の本体管壁面への円滑な流れが実現するようになって
いる。本体管１２の渦流室１４側の端部に外気排出口３
２が配置される。
る。本体管１２と外周管２２との間に冷却室２３が形成
される。この外周管２２は本体管１２の出口１９より排
出される暖気の流れを利用して外気を引き込み、この引
き込まれた外気を利用して本体管１２の管壁を冷却する
のに役立たせるものである。このため、ベンチュリ部２
４が本体管１２の端部の外周面と外周管２２の内周面と
の間に形成され、このベンチュリ部２４に開口する外気
導入口２６が外周管２２の壁面に貫通形成される。この
外気導入口２６は本体管１２の軸線２８に対して幾分傾
斜して配置され、ベンチュリ部２４より引き込まれた外
気の本体管壁面への円滑な流れが実現するようになって
いる。本体管１２の渦流室１４側の端部に外気排出口３
２が配置される。
このボルテックスチューブ１０は工作機械のバイトによ
る切削部分の冷却のための応用を意図しており、冷気吐
出口１８の前方に被冷却箇所としての工作機械のバイト
３４が配置されている。
る切削部分の冷却のための応用を意図しており、冷気吐
出口１８の前方に被冷却箇所としての工作機械のバイト
３４が配置されている。
３６は被切削加工を受けるべき品物を示す。
この実施例では第２図に示すようにバイト３４はその先
端に交換可能なチップ３８を取付したタイプのものであ
る。チップ３８の切削面に二硫化タングステン（ＷＳｚ
）のコーティング４０を施したものである。ＷＳ２は融
点が１８００８Ｃ程度と高く、相当な高温の切削にも十
分な耐久性がある。また、摩擦係数が０．０３と従来の
コーテイング材のそれと比較してオーダーが一桁低いの
で、切削温度自体を下降させることができ、そして、Ｗ
Ｓ ｚは母材との結合性が強固なのでコーティングの
剥離の恐れが小さい。尚、二硫化タングステン（ＷＳり
のコーティングは交換可能なチップに限定されず、ドリ
ルやその他の工具に施すことができる。
端に交換可能なチップ３８を取付したタイプのものであ
る。チップ３８の切削面に二硫化タングステン（ＷＳｚ
）のコーティング４０を施したものである。ＷＳ２は融
点が１８００８Ｃ程度と高く、相当な高温の切削にも十
分な耐久性がある。また、摩擦係数が０．０３と従来の
コーテイング材のそれと比較してオーダーが一桁低いの
で、切削温度自体を下降させることができ、そして、Ｗ
Ｓ ｚは母材との結合性が強固なのでコーティングの
剥離の恐れが小さい。尚、二硫化タングステン（ＷＳり
のコーティングは交換可能なチップに限定されず、ドリ
ルやその他の工具に施すことができる。
尚、このコーティング４０は好ましくは所謂−層コーテ
ィングであり、ここに−層コーティングとは母材４２の
表面が１個だけの並んだＷＳｔの分子で被覆されるよう
なコーティング方法であり、厚さとして０．５μｍ程度
のものである。−層コーティングを施すことにより、上
述のような利点を保持しつつ、母材４２の性質を活かす
ことができる。例えば、母材４２を高度が高くない材質
で形成することにより、弾性を高め、切削工程時の弾性
変形によるショック軽減機能を持たせることができる。
ィングであり、ここに−層コーティングとは母材４２の
表面が１個だけの並んだＷＳｔの分子で被覆されるよう
なコーティング方法であり、厚さとして０．５μｍ程度
のものである。−層コーティングを施すことにより、上
述のような利点を保持しつつ、母材４２の性質を活かす
ことができる。例えば、母材４２を高度が高くない材質
で形成することにより、弾性を高め、切削工程時の弾性
変形によるショック軽減機能を持たせることができる。
第１図のボルテックスチューブ１０の作動を説明すると
、圧縮空気導入口１６より渦流室１４に導入された圧縮
空気の渦流によりその中心に冷気が形成され、冷気は矢
印ａのようにバイト３４のチップ部分３８に向けて噴出
され、その冷却が行われる。暖気は渦巻き状をなしなが
ら本体管１２の内周に沿って流れ、暖気排出口１９より
流量比制御弁２０を介して矢印すのように排出される。
、圧縮空気導入口１６より渦流室１４に導入された圧縮
空気の渦流によりその中心に冷気が形成され、冷気は矢
印ａのようにバイト３４のチップ部分３８に向けて噴出
され、その冷却が行われる。暖気は渦巻き状をなしなが
ら本体管１２の内周に沿って流れ、暖気排出口１９より
流量比制御弁２０を介して矢印すのように排出される。
暖気はその後ベンチュリ部２４を通過し、その際ベンチ
ュリ部２４に負圧が発生するため、外気導入通路２６を
介して矢印Ｃのように外気が吸引される。吸引された外
気は矢印ｄのように冷却室２３に指向される。冷却室２
３内に導入された外気は本体管１２の管壁に接触するこ
とで冷却作用を発揮し、その管壁の温度を降下せしめる
。このような本体管１２の管壁の温度降下によって冷気
吐出口１８から吐出される冷気の温度が一層降下され、
その結果バイト３４の先端チップ３８の冷却性の向上を
実現することができる。
ュリ部２４に負圧が発生するため、外気導入通路２６を
介して矢印Ｃのように外気が吸引される。吸引された外
気は矢印ｄのように冷却室２３に指向される。冷却室２
３内に導入された外気は本体管１２の管壁に接触するこ
とで冷却作用を発揮し、その管壁の温度を降下せしめる
。このような本体管１２の管壁の温度降下によって冷気
吐出口１８から吐出される冷気の温度が一層降下され、
その結果バイト３４の先端チップ３８の冷却性の向上を
実現することができる。
第５図に示す第２実施例では本体管の冷却を水冷によっ
て行う。第１の実施例と同一の機能を達成する部品につ
いては第１の実施例の部番に１００を付加した部番を使
用し、詳細説明は繰り返しを避けるため省略する。外周
管１２２は暖気排出口５０を有しており、流量比制御弁
１２８からの暖気は矢印ｇのようにそのまま外部に排出
される。
て行う。第１の実施例と同一の機能を達成する部品につ
いては第１の実施例の部番に１００を付加した部番を使
用し、詳細説明は繰り返しを避けるため省略する。外周
管１２２は暖気排出口５０を有しており、流量比制御弁
１２８からの暖気は矢印ｇのようにそのまま外部に排出
される。
本体管１１２と外周管１２２との間に本体管１１２の全
長にわたって冷却水室５４が配置される。５６は冷却水
導入口、５８は冷却水排出口である。図示しない冷却水
ポンプからの冷却水は冷却水導入口５６より冷却水室５
４に導入され、冷却水排出口５８より排出される。その
結果、本体管１１２の管壁部は冷却水との熱交換によっ
て冷却され、前記実施例と同様に冷気吐出口１１８から
の冷気の温度を一層降下させることができ、被冷却部の
冷却性の向上の実現を図ることができる。
長にわたって冷却水室５４が配置される。５６は冷却水
導入口、５８は冷却水排出口である。図示しない冷却水
ポンプからの冷却水は冷却水導入口５６より冷却水室５
４に導入され、冷却水排出口５８より排出される。その
結果、本体管１１２の管壁部は冷却水との熱交換によっ
て冷却され、前記実施例と同様に冷気吐出口１１８から
の冷気の温度を一層降下させることができ、被冷却部の
冷却性の向上の実現を図ることができる。
この考案によれば、ボルテックスチューブの本体管の管
壁部を冷却する手段を設けることにより冷気温度を降下
させることができ、被冷却部の冷却効率を向上させるこ
とができる。
壁部を冷却する手段を設けることにより冷気温度を降下
させることができ、被冷却部の冷却効率を向上させるこ
とができる。
第１図はこの発明の装置の長手方向概略断面図。
第２図はバイトのチップ部分の概略斜視図。
第３図はチップの表面の構造を示す概略断面図。
第４図は一層コーティングにおける分子の並び方を説明
する図。 第５図は第２実施例におけるこの発明の装置の長手方向
断面図。 ボルテックスチューブ 本体管 渦流発生装置 圧縮空気導入口 冷気吐出口 流量比制御弁 冷却室 第２図 第３図 第４図
する図。 第５図は第２実施例におけるこの発明の装置の長手方向
断面図。 ボルテックスチューブ 本体管 渦流発生装置 圧縮空気導入口 冷気吐出口 流量比制御弁 冷却室 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 圧縮空気の渦流を本体管内に起こさせて、その渦流中心
より冷気を取出し、冷気取出口の反対側の本体管より暖
気を排出するボルテックスチューブにおいて、冷気吐出
口の反対側より暖気排出口に向けて延びる本体管の外壁
を冷却する冷却手段が具備され、冷気取出口よりの冷気
の温度を降下させることを特徴とするボルテックスチュ
ーブにおける冷気温度降下装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168810A JPH0818222B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | ボルテックスチューブの冷気温度降下装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168810A JPH0818222B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | ボルテックスチューブの冷気温度降下装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0224040A true JPH0224040A (ja) | 1990-01-26 |
| JPH0818222B2 JPH0818222B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=15874912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63168810A Expired - Fee Related JPH0818222B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | ボルテックスチューブの冷気温度降下装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818222B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04322943A (ja) * | 1991-04-19 | 1992-11-12 | Nkk Corp | 圧延ロールの旋削方法 |
| KR100455712B1 (ko) * | 2002-01-29 | 2004-11-08 | 구봉석 | 초저온 압축공기 분사장치 |
| WO2007101283A1 (de) * | 2006-03-07 | 2007-09-13 | Ceratizit Austria Gesellschaft M.B.H. | Schneidwerkzeug |
| JP2012245541A (ja) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 摩擦攪拌接合装置 |
| CN103673369A (zh) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | （株）京道商社 | 涡流管 |
| WO2016202018A1 (zh) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | 中兴通讯股份有限公司 | 散热结构和通讯设备 |
| CN109759611A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-05-17 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 适于含能材料机械加工的一体式涡流冷却刀具 |
| CN112809032A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-05-18 | 周嘉诚 | 一种新材料车削车床刀头冷却装置 |
| CN113623087A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-11-09 | 湖北航天化学技术研究所 | 一种便携式固体发动机冷增压试验系统 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200318863A1 (en) * | 2016-05-31 | 2020-10-08 | Cool Mine Pty Ltd | Cooling device |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP63168810A patent/JPH0818222B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04322943A (ja) * | 1991-04-19 | 1992-11-12 | Nkk Corp | 圧延ロールの旋削方法 |
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| US7823487B2 (en) | 2006-03-07 | 2010-11-02 | Ceratizit Austria Gesellschaft M.B.H. | Cutting tool |
| JP2012245541A (ja) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 摩擦攪拌接合装置 |
| US8814026B2 (en) | 2011-05-27 | 2014-08-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Friction stir welding apparatus |
| JP2014066508A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Kyungdo Co Ltd | ボルテックスチューブ |
| CN103673369A (zh) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | （株）京道商社 | 涡流管 |
| CN103673369B (zh) * | 2012-09-26 | 2016-06-29 | （株）京道商社 | 涡流管 |
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| CN109759611B (zh) * | 2019-03-21 | 2023-08-18 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 适于含能材料机械加工的一体式涡流冷却刀具 |
| CN112809032A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-05-18 | 周嘉诚 | 一种新材料车削车床刀头冷却装置 |
| CN113623087A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-11-09 | 湖北航天化学技术研究所 | 一种便携式固体发动机冷增压试验系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0818222B2 (ja) | 1996-02-28 |
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