JPH0728545Y2 - 液体温度制御装置 - Google Patents

液体温度制御装置

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JPH0728545Y2
JPH0728545Y2 JP15993786U JP15993786U JPH0728545Y2 JP H0728545 Y2 JPH0728545 Y2 JP H0728545Y2 JP 15993786 U JP15993786 U JP 15993786U JP 15993786 U JP15993786 U JP 15993786U JP H0728545 Y2 JPH0728545 Y2 JP H0728545Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、工作機械等において使用される高精度で温度
制御された冷却液などを得るための液体温度制御装置に
関するものである。
(従来の技術) 工作機械等において使用される冷却液の液温は、極めて
高精度の温度制御が要求されるのが普通である。そこ
で、第5図図示の如く、冷却液を所定温度に保持するた
めの冷熱源および温熱源として冷凍機1′の冷却コイル
2′および電気ヒータ3′を使用し、出口液温を安定さ
せるためのタンク4′を付設したものが従来から広く採
用されている。
(考案が解決しようとする問題点) 上記従来技術の場合、タンク4′の容量を小さくする
と、高精度の温度制御が行われるところから、冷凍機
1′(換言すれば、圧縮機)の発停頻度が多くなり、信
頼性の低下を招くおそれがある。また、タンク4′の容
量を大きくすると、装置の据え付けスペースが大きくな
り、装置設計上の制約となるおそれがあるとともに、負
荷変動に対する対応が遅れるという問題もある。
本考案は、上記の点に鑑みてなされたもので、圧縮機連
続運転での温度制御を可能ならしめ、負荷変動にも即時
対応できるようにすることを目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) 本考案では、上記問題点を解決するための手段として、
図面に示すように、凝縮器2、膨張機構3および冷却コ
イル4からなる第1冷媒系統A1と、加熱コイル5、膨張
機構6および蒸発器7からなる第2冷媒系統A2とを圧縮
機1に対して互いに並列となるように接続した冷媒回路
Aと、前記冷却コイル4および加熱コイル5が配設され
る液体通路10を有する液体熱交換器9と、前記液体通路
10内において設定温度に調製された液体Wを適宜の熱負
荷へ供給する液体供給回路Bとを備えた液体温度制御装
置において、前記第1および第2冷媒系統A1,A2をそれ
ぞれ流通する冷媒流量を、一方が増大する場合にはそれ
に対応して他方が減少するように調整する冷媒流量調整
手段12と、前記液体通路10の出口側の液温を検出する液
温検出手段15と、該液温検出手段15により検出される液
温が設定温度となるように前記冷媒流量調整手段12の作
動を制御するコントローラ16とを付設している。
(作用) 本考案では、上記手段によって次のような作用が得られ
る。
即ち、液温検出手段15により検出される液温が設定温度
となるように、コントローラ16により冷媒流量調整手段
12を制御することによって第1および第2冷媒系統A1
A2を流通する冷媒流量を最適状態に調整することによ
り、液体温度制御装置の運転中においては、少なくとも
第1あるいは第2冷媒系統A1あるいはA2が運転を継続さ
れ得るところとなり、圧縮機1を運転継続させながら所
望の温度制御が可能となるばかりでなく、出口液温制御
方式により負荷の変動にも即時対応できることとなるの
である。
(実施例) 以下、添付の図面を参照して、本考案の幾つかの好適な
実施例を説明する。
実施例1 第1図には、本考案の第1実施例にかかる液体温度制御
装置のシステム図が示されている。
本実施例の液体温度制御装置は、工作機械等の冷却液を
得るためのものであり、圧縮機1および該圧縮機1の吸
入側に接続されたアキュムレータ8に対して、空冷式の
凝縮器2、後述する冷媒流量調整手段12を構成する電動
弁13、膨張機構として作用するキャピラリチューブ3お
よび冷却コイル4からなる第1冷媒系統A1と加熱コイル
5、後述する冷媒流量調整手段12を構成する電動弁14、
膨張機構として作用するキャピラリチューブ6および空
冷式の蒸発器7からなる第2冷媒系統A2とを互いに並列
となるように接続した冷媒回路Aと、前記冷却コイル4
および加熱コイル5が配設される液体通路10を有するミ
キシング機能付液体熱交換器9と、前記液体通路10内に
おいて冷却コイル4および加熱コイル5によって設定温
度に調製された液体(本実施例の場合、冷却液W)を適
宜の熱負荷へ供給する液体供給回路Bとを備えている。
符号11は冷却用ファンである。
前記冷却コイル4および加熱コイル5は、前記液体通路
10内を流通する冷却液Wに対する冷熱源および温熱源と
して作用する。
また、前記電動弁13,14は、それぞれ第1および第2冷
媒系統A1,A2を流通する冷媒流量を制御するものであ
り、共に冷媒流量調整手段12として作用する。これら電
動弁13,14の開度は、前記液体熱交換器9(換言すれ
ば、液体通路10)の出口側に付設された第1の液温検出
手段15からの温度情報を入力されたコントローラ16から
の指令を受けたドライバー17により、液体熱交換器9の
出口液温が設定値に保持され得るように制御するフィー
ドバック制御により行なわれるようになっている。つま
り、第4図図示の如く、負荷範囲が加熱状態から冷却状
態まで変化するのに対応して、電動弁13が全閉状態から
全開状態まで開度制御される時、電動弁14が前記電動弁
13の開度制御と連動して全開状態から全閉状態まで開度
制御されるようになっているのである。つまり、本実施
例の場合、第1および第2冷媒系統A1,A2をそれぞれ流
通する冷媒流量は、コントローラ16によって作動制御さ
れる冷媒流量調整手段12(具体的には、電動弁13,14)
により一方が増大する場合にはそれに対応して他方が減
少するように調整されることとなっているのである。
また、本実施例においては、前記液体熱交換器9の下流
側にミキシングタンク18が付設されており、該ミキシン
グタンク18内には、温度微調整用の電気ヒータ19が設け
られている。該電気ヒータ19による温度微調整は、前記
ミキシングタンク18の出口側に付設された第2の液温検
出手段20からの温度情報を入力された前記コントローラ
16からの出力信号を受けたサイリスタ21により行なわれ
るようになっている。符号22は液体供給用のポンプであ
る。
ついで、図示の第1実施例にかかる液体温度制御装置の
作用を説明する。
圧縮機1およびポンプ22が運転されて、液体温度制御装
置の運転が開始されると、電動弁13,14のそれぞれの開
度に応じた流量の冷媒が第1および第2冷媒系統A1,A2
を流通し、冷熱源として作用する冷却コイル4と温熱源
として作用する加熱コイル5とによって、液体熱交換器
9の液体通路10内を流通する冷却液Wが設定温度に調製
された後、ミキシングタンク18を経て負荷に供給される
のであるが、負荷変動(即ち、液体熱交換器9の入口側
液温の変化)が起こると、出口側液温も当然に変化する
ところから、これを第1の液温検出手段15が検出してコ
ントローラ16に入力し、該コントローラ16からの指令を
受けたドライバー17によって電動弁13,14の開度制御を
行うフィードバック制御が行なわれる。すると、冷媒回
路Aにおける第1および第2冷媒系統A1,A2を流通する
冷媒流量が調整され、冷却コイル4の冷却能力および加
熱コイル5の加熱能力が適当に調整されて、液体通路10
内を流通する冷却液Wの温度が設定温度に調製される。
例えば、液体熱交換器9の入口側の液温が下がって、第
1の液温検出手段15により検出される出口側液温が設定
温度より下がった場合には、電動弁14の開度が大きくさ
れると同時に、電動弁13の開度が小さくされる。する
と、第2冷媒系統A2を流通する冷媒流量が増大せしめら
れると同時に、第1冷媒系統A1を流通する冷媒流量が減
少せしめられることとなり、加熱コイル5の加熱能力が
増大すると同時に、冷却コイル4の冷却能力が減少し、
液体通路10内を流通する冷却液Wは温度上昇されて設定
温度に調製されるのである。反対に、液体熱交換器9の
入口側の液温が上がって、第1の液温検出手段15により
検出される出口側液温が設定温度より上がった場合に
は、前記と反対に、電動弁13の開度が大きくされると同
時に、電動弁14の開度が小さくされる。すると、第1冷
媒系統A1を流通する冷媒流量が増大せしめられると同時
に、第2冷媒系統A2を流通する冷媒流量が減少せしめら
れることとなり、冷却コイル4の冷却能力が増大すると
同時に、加熱コイル5の加熱能力が減少し、液体通路10
内を流通する冷却液Wは温度降下されて設定温度に調製
されるのである。かかるフイードバック制御において
は、第1および第2冷媒系統A1,A2の少なくとも一方側
は運転状態にあることとなり、圧縮機1の運転を継続し
つつ冷却液温度制御が行えるのである。
また、本実施例の場合、出口液温によるフィードバック
制御により第1および第2冷媒系統A1,A2内を流通する
冷媒流量制御を行うようにしているため、負荷変動に即
時対応した液温制御が行えるのである。
本実施例においては、液体熱交換器9における温度調製
によって所望の設定温度が得られない場合が生ずるのを
懸念して、ミキシングタンク18によって出口液温の変位
を殺しつつ、電気ヒータ19により温度微調整を行うよう
にしているが、ミキシングタンク18および電気ヒータ19
は、必ずしも必要としない。
実施例2 第2図には、本考案の第2実施例にかかる液体温度制御
装置のシステム図が示されている。
本実施例の場合、冷媒流量調整手段12として、圧縮機1
の吐出側における第1および第2冷媒系統A1,A2の分岐
点に介設される三方比例弁23が採用されている。該三方
比例弁23においては、第1冷媒系統A1側の出口ポート23
aと第2冷媒系統A2側の出口ポート23bとの開度が、反比
例状態で開度制御されるようになっている。その他の構
成および作用は、前記第1実施例と同様なので、その説
明を省略する。
実施例3 第3図には、本考案の第3実施例にかかる液体温度制御
装置のシステム図が示されている。
本実施例の場合、冷媒流量調整手段12として、第1およ
び第2冷媒系統A1,A2において凝縮器2および加熱コイ
ル5の入口側にそれぞれ介設される比例制御弁24,25が
採用されている。これら比例制御弁24,25は、第1冷媒
系統A1側の冷媒流量と第2冷媒系統A2側の冷媒流量とが
一方が増大する場合にはそれに対応して他方が減少する
ようにそれぞれ開度制御されるようになっている。その
他の構成および作用は、前記第1実施例と同様なので、
その説明を省略する。
なお、上記各実施例においては、凝縮器2および蒸発器
7として空冷式のものが採用されているが、これらを水
冷式としてもよいことは勿論である。
また、本考案の液体温度制御装置は、冷却液以外の液体
にも適用可能である。
さらに、本考案は、図示の実施例に限定されるものでは
なく、考案の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変
更可能なことは勿論である。
(考案の効果) 叙上の如く、本考案によれば、凝縮器2、膨張機構3お
よび冷却コイル4からなる第1冷媒系統A1と、加熱コイ
ル5、膨張機構6および蒸発器7からなる第2冷媒系統
A2とを圧縮機1に対して互いに並列となるように接続し
た冷媒回路Aと、前記冷却コイル4および加熱コイル5
が配設される液体通路10を有する液体熱交換器9と、前
記液体通路10内において設定温度に調製された液体Wを
適宜の熱負荷へ供給する液体供給回路Bとを備えた液体
温度制御装置において、前記第1および第2冷媒系統
A1,A2をそれぞれ流通する冷媒流量を、一方が増大する
場合にはそれに対応して他方が減少するように調整する
冷媒流量調整手段12と、前記液体通路10の出口側の液温
を検出する液温検出手段15と、該液温検出手段15により
検出される液温が設定温度となるように前記冷媒流量調
整手段12の作動を制御するコントローラ16とを付設し
て、冷媒流量調整手段12によって、前記液体通路10の出
口側の液温が設定温度となるように前記第1および第2
冷媒系統A1,A2を流通する冷媒流量を一方が増大する場
合にはそれに対応して他方が減少するように制御するよ
うにしたので、液体温度制御装置の運転中においては、
少なくとも第1あるいは第2冷媒系統A1あるいはA2が運
転を継続されることなり、圧縮機1を運転継続させなが
ら所望の温度制御が行え、リニアな能力制御により安定
した出口液温が得られるとともに、装置の信頼性を著し
く向上させることができるという実用的な効果がある。
また、液体通路10の出口側の液温を検知して温度制御を
行う方式なので、熱負荷の変動にも即時対応できるとい
う効果もある。
さらに、冷却コイル4と加熱コイル5とによる冷却、加
熱同時方式なので、従来例に見られるような大型のタン
クも不要となり、省スペース化を図り得るという利点も
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図は本考案の第1、第2およ
び第3実施例にかかる液体温度制御装置のシステム図、
第4図は、本考案の第1実施例にかかる液体温度制御装
置における負荷変動と電動弁開度の変化とを対比した特
性図、第5図は従来公知の液体温度制御装置のシステム
図である。 1……圧縮機 2……凝縮器 3……膨張機構 4……冷却コイル 5……加熱コイル 6……膨張機構 7……蒸発器 9……液体熱交換器 10……液体通路 12……冷媒流量調整手段 15……液温検出手段 16……コントローラ A……冷媒回路 A1……第1冷媒系統 A2……第2冷媒系統 B……液体供給回路

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】凝縮器(2)、膨張機構(3)および冷却
    コイル(4)からなる第1冷媒系統(A1)と、加熱コイ
    ル(5)、膨張機構(6)および蒸発器(7)からなる
    第2冷媒系統(A2)とを圧縮機(1)に対して互いに並
    列となるように接続した冷媒回路(A)と、前記冷却コ
    イル(4)および加熱コイル(5)が配設される液体通
    路(10)を有する液体熱交換器(9)と、前記液体通路
    (10)内において設定温度に調製された液体(W)を適
    宜の熱負荷へ供給する液体供給回路(B)とを備えた液
    体温度制御装置において、前記第1および第2冷媒系統
    (A1),(A2)をそれぞれ流通する冷媒流量を、一方が
    増大する場合にはそれに対応して他方が減少するように
    調整する冷媒流量調整手段(12)と、前記液体通路(1
    0)の出口側の温度を検出する液温検出手段(15)によ
    り検出される液温が設定温度となるように前記冷媒流量
    調整手段(12)の作動を制御するコントローラ(16)と
    を付設したことを特徴とする液体温度制御装置。
JP15993786U 1986-10-18 1986-10-18 液体温度制御装置 Expired - Lifetime JPH0728545Y2 (ja)

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JPS6366781U JPS6366781U (ja) 1988-05-06
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