JPH102652A - 水槽を備えた冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水槽の小型化が図れ、冷却回路を継続運転し
ながら、水槽内の冷却水の温度を常に所定の低温状態に
保持できる水槽を備えた冷却装置を得る。 【解決手段】 水槽１０内を仕切り壁１４で高温槽１６
と低温槽１８とに左右に２分割する。そして、低温槽１
８内の冷却水２０を被冷却体３０周囲の第１熱交換路４
０を循環させて、高温槽１６内に戻すようにする。ま
た、高温槽１６内の冷却水２０を冷却回路の蒸発器６２
周囲の第２熱交換路７０を循環させて、低温槽１８内に
戻すようにする。また、第１熱交換路４０に送り込む冷
却水２０の温度を検知するセンサ９０を備えて、該セン
サで検知した温度に基づき、低温槽１８内の冷却水２０
の温度が所定の低温状態に保持されるように、低温槽１
８内から第２循環路８０に冷却水２０を送り込む第２循
環ポンプ８２の運転をＯＮ、ＯＦＦ制御する制御手段９
２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工機に内
蔵されたレーザ発振器等の被冷却体を冷却する冷却水を
貯留した水槽を備えた冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ発振器は、高温になると、その発
振機能が低下してしまうため、低温に冷却し続ける必要
がある。

【０００３】このレーザ発振器等の被冷却体を冷却する
冷却装置として、図２に示したような、装置がある。

【０００４】この冷却装置は、冷却水２０を貯留した水
槽１０を備えている。被冷却体３０周囲には、第１熱交
換路４０を形成している。

【０００５】第１熱交換路４０と水槽１０内との間は、
第１循環路５０で連結している。そして、冷却水２０
を、第１循環路５０を通して、水槽１０内と第１熱交換
路４０とに亙って循環させることができるようにしてい
る。

【０００６】第１循環路５０には、第１循環ポンプ５２
を備えて、該第１循環ポンプで水槽１０内と第１熱交換
路４０とに亙って冷却水２０を強制循環させることがで
きるようにしている。

【０００７】６０は、冷却回路であって、蒸発器６２と
圧縮機と凝縮器と膨張弁とそれらの間を冷媒を循環させ
るための連結管６４等から形成している。

【０００８】冷却回路の蒸発器６２周囲には、第２熱交
換路７０を形成している。そして、その第２熱交換路７
０を水槽１０内の冷却水２０を循環させて、該冷却水を
蒸発器６２で低温に冷却できるようにしている。

【０００９】第２熱交換路７０と水槽１０内との間は、
第２循環路８０で連結している。そして、その第２循環
路８０を通して、水槽１０内と第２熱交換路７０とに亙
って冷却水２０を循環させることができるようにしてい
る。

【００１０】第２循環路８０には、第２循環ポンプ８２
を備えて、該第２循環ポンプで水槽１０内と第２熱交換
路７０とに亙って冷却水２０を強制循環させることがで
きるようにしている。

【００１１】この冷却装置においては、水槽１０内に貯
留した冷却水２０を、第１循環ポンプ５２を用いて、第
１循環路５０を通して、第１熱交換路４０と水槽１０内
とに亙って強制循環させることができる。そして、第１
熱交換路４０内を循環させる冷却水２０で、被冷却体３
０を冷却し続けることができる。

【００１２】また、水槽１０内の冷却水２０を、第２循
環ポンプ８２を用いて、第２循環路８０を通して、第２
熱交換路７０と水槽１０内とに亙って強制循環させるこ
とができる。そして、第２熱交換路７０を循環させる冷
却水２０を、蒸発器６２で冷却できる。そして、その冷
却した冷却水２０を、第２循環路８０を通して、水槽１
０内に流入させることができる。そして、その冷却水２
０で、水槽１０内の冷却水２０を低温に冷却し続けるこ
とができる。そして、第１熱交換路４０から、第１循環
路５０を通して、水槽１０内に流入する冷却水２０であ
って、被冷却体３０で加熱されて高温となった冷却水２
０により、水槽１０内の冷却水２０が高温となるのを防
ぐことができる。

【００１３】この冷却装置では、水槽１０を大型に形成
して、該水槽内に冷却水２０を大量に貯留している。そ
の理由は、第１熱交換路４０を循環させて水槽１０内に
流入させる冷却水２０であって、被冷却体３０で加熱さ
れて高温となった冷却水２０、又は第２熱交換路７０を
循環させて水槽１０内に流入させる冷却水２０であっ
て、蒸発器６２で冷却されて低温となった冷却水２０
で、水槽１０内に貯留した冷却水２０の温度が大幅に上
昇又は低下するのを防ぐためである。そして、水槽１０
内に貯留した被冷却体３０冷却用の冷却水２０を、所定
の低温状態に安定して保持できるようにするためであ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近時のレー
ザ加工機等に備える冷却装置のコンパクト化の要求か
ら、冷却装置に備える水槽１０の小型化が切望されてい
る。

【００１５】しかしながら、上記冷却装置において、水
槽１０を小型化して、その水槽１０内に貯留する冷却水
２０の水量を少なくした場合には、水槽１０内に貯留し
た冷却水２０の温度が、第１熱交換路４０又は第２熱交
換路７０を循環させて水槽１０内に流入させる冷却水２
０で、大幅に高温となったり低温となったりした。そし
て、水槽１０内に貯留した冷却水２０で被冷却体３０を
所定の低温状態に的確に冷却し続けることができなかっ
た。

【００１６】その原因は、次の理由による。

【００１７】上記冷却装置では、冷却回路６０の運転を
間欠的にＯＮ、ＯＦＦ制御して、蒸発器６２の冷却能力
を大小に調整している。そして、蒸発器６２周囲に形成
した第２熱交換路７０を循環させて水槽１０内に戻す冷
却水２０の温度を高低に調整している。そして、その冷
却水２０で、水槽１０内の冷却水２０の温度を所定の低
温状態に冷却し続けている。そして、第１熱交換路４０
を循環させて水槽１０内に戻す冷却水２０であって、被
冷却体３０で加熱されて高温となった冷却水２０で、水
槽１０内の冷却水２０の温度が高まるのを防いでいる。

【００１８】ところで、冷却回路６０の運転をＯＮ状態
として、蒸発器６２の冷却能力を高めた場合には、第２
熱交換路７０を循環させて蒸発器６２で冷却した冷却水
２０の温度が、低下する。他方、冷却回路６０の運転を
ＯＦＦ状態として、蒸発器６２の冷却能力を低めた場合
には、第２熱交換路７０を循環させて蒸発器６２で冷却
した冷却水２０の温度が、比較的高まる。

【００１９】そのため、水槽１０内に貯留した冷却水２
０の水量が少ないと、冷却回路６０の運転をＯＮ状態と
して、蒸発器６２で低温に冷却した冷却水２０を、第２
循環路８０を通して、水槽１０内に戻した場合に、その
低温の冷却水２０で、水槽１０内に貯留された冷却水２
０の温度が大幅に低下してしまうからである。

【００２０】同様に、水槽１０内に貯留した冷却水２０
の水量が少ないと、冷却回路６０の運転をＯＦＦ状態と
して、蒸発器６２で冷却した比較的高い温度の冷却水２
０を、第２循環路８０を通して、水槽１０内に戻した場
合に、その比較的高い温度の冷却水２０で水槽１０内に
貯留された冷却水２０が充分に冷却されずに、水槽１０
内の冷却水２０の温度が大幅に上昇してしまうからであ
る。

【００２１】換言すれば、水槽１０内に貯留した冷却水
２０の水量が少ないと、蒸発器６２で冷却して水槽１０
内に戻す冷却水２０の温度変化の影響を受けて、水槽１
０内の冷却水２０の温度が大幅に高まったり低下したり
してしまうからである。

【００２２】なお、このような難点を解消した、冷却装
置として、図３に示したような、装置がある。

【００２３】この冷却装置では、水槽１０内に仕切り壁
１４を水槽１０内底部から起立させて設けている。そし
て、その仕切り壁１４で、水槽１０内を高温槽１６と低
温槽１８とに、左右に２分割している。

【００２４】そして、低温槽１８内の冷却水２０を、第
１熱交換路４０を循環させて、高温槽１６内に戻すよう
に、第１循環路５０を配管している。

【００２５】また、高温槽１６内の冷却水２０を、第２
熱交換路７０を循環させて、低温槽１８内に戻すよう
に、第２循環路８０を配管している。

【００２６】この冷却装置においては、冷却回路６０の
運転をＯＮ状態とした際に、蒸発器６２で低温に冷却し
て水槽１０内に戻す冷却水２０を、低温状態の冷却水２
０を貯留した低温槽１８内に流入させることができる。
そして、その低温に冷却した冷却水２０で、低温槽１８
内に貯留した低温状態の冷却水２０の温度が大幅に低下
するのを防ぐことができる。そして、低温槽１８内に貯
留した冷却水２０の温度を、所定の低温状態に安定させ
て保持し続けることができる。

【００２７】また、冷却回路６０の運転をＯＦＦ状態と
した際には、蒸発器６２で比較的高い温度に冷却して水
槽１０内に戻す冷却水２０を、比較的高い温度の冷却水
２０を貯留した高温槽１６内に流入させることができ
る。そして、その比較的高い温度に冷却した冷却水２０
で、高温槽１６内に貯留した比較的高い温度の冷却水２
０の温度が大幅に上昇するのを防ぐことができる。そし
て、高温槽１６内に貯留した冷却水２０の温度を、所定
の比較的高い低温状態に安定させて保持し続けることが
できる。

【００２８】また、冷却回路６０の運転をＯＦＦ状態と
して、蒸発器６２で比較的高い温度に冷却して高温槽１
６内に流入させた冷却水２０は、高温槽１６内に貯留し
た比較的高い温度の冷却水２０で、該冷却水の温度とほ
ぼ同じ温度まで低下させることができる。そして、その
冷却水２０を、仕切り壁１４の上端を乗り越えさせて、
高温槽１６に隣合う低温槽１８内に流入させることがで
きる。

【００２９】換言すれば、蒸発器６２で比較的高い温度
に冷却した冷却水２０を、比較的高い温度の冷却水２０
を貯留した高温槽１６内を通して、高温槽１６内の冷却
水２０の温度とほぼ同じ温度まで低下させた後、低温槽
１８内に流入させることができる。そして、蒸発器６２
で比較的高い温度に冷却した冷却水２０で、低温槽１８
内に貯留した冷却水２０の温度が大幅に高まるのを防ぐ
ことができる。そして、低温槽１８内に貯留した冷却水
２０の温度を安定させて所定の低温状態に保持し続ける
ことができる。

【００３０】そして、その安定して所定の低温状態にあ
る低温槽１８内の冷却水２０を、第１循環路５０を通し
て、第１熱交換路４０内を循環させて、該冷却水で、被
冷却体３０を所定の低温状態に安定して冷却し続けるこ
とができる。

【００３１】しかしながら、この冷却装置においても、
高温槽１６と低温槽１８とからなる水槽１０を小型化し
て、低温槽１８内に貯留する冷却水２０の水量を少なく
した場合には、低温槽１８内の冷却水２０の温度が、未
だ蒸発器６２で冷却して低温槽１８内に戻す冷却水２０
の温度変化の影響を受けて、大きく変動した。

【００３２】そのため、上記冷却装置において、水槽１
０を小型化した場合には、低温槽１８内の冷却水２０の
温度を、所定の低温状態に保持し続けるために、冷却回
路６０の運転のＯＮ、ＯＦＦ制御を繰り返し頻繁に行う
必要があった。そして、蒸発器６２で冷却して低温槽１
８内に戻す冷却水２０の温度変化を、極力小さく抑える
必要があった。

【００３３】その結果、水槽１０を小型化した上記冷却
装置においては、その冷却回路６０の運転のＯＮ、ＯＦ
Ｆ制御の頻繁な繰り返しが、冷却回路６０の冷却効率を
大幅に低下させたり、冷却回路６０の故障を招いたりし
た。

【００３４】また、上記のようにして、冷却回路６０の
運転のＯＮ、ＯＦＦ制御を繰り返し頻繁に行った場合に
は、その都度、蒸発器６２の冷却能力が繰り返し頻繁に
大きく変動した。そして、その蒸発器６２で冷却して低
温槽１８内に戻す冷却水２０の温度が繰り返し頻繁に大
きく変動した。そして、そのために、低温槽１８内に貯
留した冷却水２０の水量が少ないと、その低温槽１８内
の冷却水２０の温度が、長期的に見た場合には、平均し
て所定の低温状態に保持されるが、短期的に見た場合に
は、一時的に大幅に高くなったり低くなったりした。そ
の結果、水槽１０を小型化した上記冷却装置において
は、その低温槽１８内に貯留した冷却水２０で、被冷却
体３０を常に所定の低温状態に安定して冷却し続けるこ
とができなかった。

【００３５】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たもので、水槽の小型化が図れると共に、冷却回路の運
転のＯＮ、ＯＦＦ制御を繰り返し頻繁に行わずに、冷却
回路を継続して運転しながら、低温槽内に貯留した冷却
水の温度を常に所定の低温状態に安定して保持し続ける
ことのできる、水槽を備えた冷却装置（以下、冷却装置
という）を提供することを目的としている。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の冷却装置は、冷却水を貯留した水槽と、該
水槽内と被冷却体周囲に形成した第１熱交換路との間を
冷却水を循環させる第１循環路と、該第１循環路を通し
て前記水槽内と第１熱交換路とに亙って冷却水を強制循
環させる第１循環ポンプと、冷却回路の蒸発器周囲に形
成した第２熱交換路と前記水槽内との間を冷却水を循環
させる第２循環路と、該第２循環路を通して前記第２熱
交換路と水槽内とに亙って冷却水を強制循環させる第２
循環ポンプとを備えた冷却装置において、前記水槽内に
貯留すべき冷却水の平均液面レベル以上で水槽の上端縁
より丈の低い仕切り壁を前記水槽内に設けて、該仕切り
壁で水槽内を高温槽と低温槽とに左右に２分割し、前記
低温槽内の冷却水を前記第１熱交換路を循環させて前記
高温槽内に戻すように前記第１循環路を配管し、前記高
温槽内の冷却水を前記第２熱交換路を循環させて前記低
温槽内に戻すように前記第２循環路を配管し、前記第１
熱交換路に送り込む冷却水の温度を検知するセンサと、
該センサで検知した冷却水の温度に基づき、第１熱交換
路に送り込む前記低温槽内の冷却水の温度が所定の低温
状態に保持されるように、前記第２循環ポンプの運転を
ＯＮ、ＯＦＦ制御する制御手段とを備えたことを特徴と
している。

【００３７】この冷却装置においては、第１熱交換路に
送り込む冷却水の温度を、センサを用いて、検知でき
る。そして、そのセンサで検知した第１熱交換路に送り
込む低温槽内の冷却水の温度が高くなった場合に、制御
手段を用いて、第２循環ポンプを運転させることができ
る。そして、高温槽内の冷却水を、第２循環路を通し
て、第２熱交換路を循環させることができる。そして、
第２熱交換路を循環させる冷却水を、蒸発器で冷却する
ことができる。そして、その冷却した冷却水を、第２循
環路を通して、低温槽内に流入させることができる。そ
して、その冷却水で、低温槽内に貯留した冷却水の温度
を低下させることができる。

【００３８】逆に、センサで検知した第１熱交換路に送
り込む低温槽内の冷却水の温度が低くなった場合には、
制御手段を用いて、第２循環ポンプの運転を停止させる
ことができる。そして、第１熱交換路を循環させて、被
冷却体で加熱されて高温となった冷却水を、第１循環路
を通して、高温槽内に流入させて、高温槽内に貯留する
ことができる。そして、その高温槽内に貯留した冷却水
を、仕切り壁の上端を乗り越えさせて、高温槽に隣合う
低温槽内に流入させることができる。換言すれば、被冷
却体で加熱されて高温となった冷却水を、高温槽内の冷
却水で、該冷却水とほぼ同じ温度まで冷却した後、高温
槽に隣合う低温槽内に流入させることができる。そし
て、その高温槽内から低温槽内に流入させた比較的高い
温度の冷却水で、低温槽内に貯留した冷却水の温度を高
めることができる。

【００３９】そして、低温槽内の冷却水の温度を、所定
の低温状態に保持し続けることができる。そして、その
所定の低温状態に保持した低温槽内の冷却水を、第１循
環路を通して、第１熱交換路を循環させることができ
る。そして、その冷却水で、被冷却体を所定の低温状態
に冷却し続けることができる。

【００４０】その際には、冷却回路を、停止させずに、
継続して運転し続けることができる。そして、冷却回路
の冷却効率を向上させたり、冷却回路の故障を少なく抑
えたりできる。

【００４１】また、冷却回路を継続して運転し続けて、
蒸発器の冷却能力を変動少なくほぼ一定値に保持でき
る。そして、蒸発器で冷却して低温槽内に戻す冷却水の
温度を常にほぼ一定値に保持できる。そして、長期的に
見ても、短期的に見ても、低温槽内に貯留した冷却水の
温度を、常に所定の低温状態に安定して保持し続けるこ
とができる。そして、その低温槽内に貯留した冷却水
で、被冷却体を常に所定の低温状態に安定して冷却し続
けることができる。

【００４２】また、第２循環ポンプを運転させて、第２
熱交換路を冷却水を循環させた際に、第２熱交換路を循
環させて蒸発器で低温に冷却した冷却水を、第２循環路
を通して、低温状態の冷却水を貯留した低温槽内に流入
させることができる。そして、第２熱交換路から低温槽
内に流入させた低温の冷却水で、低温槽内の冷却水の温
度が大幅に低下するのを防ぐことができる。

【００４３】また、第２循環ポンプの運転を停止させ
て、第２熱交換路を冷却水を循環させるのを停止した際
には、第１熱交換路を循環させて被冷却体で加熱されて
高温となった冷却水を、第１循環路を通して、比較的高
い温度の冷却水を貯留した高温槽内に流入させることが
できる。そして、その高温となった冷却水を、高温槽内
に貯留した冷却水とほぼ同じ温度まで低下させることが
できる。そして、その温度を低下させた冷却水を、仕切
り壁の上端を乗り越えさせて、高温槽に隣合う低温槽内
に流入させることができる。そして、被冷却体で加熱さ
れて高温となった冷却水で、低温槽内の冷却水の温度が
大幅に上昇するのを防ぐことができる。

【００４４】また、高温槽内の比較的高い温度の冷却水
を、第２循環路を通して、第２熱交換路に送り込むこと
ができる。そして、第２熱交換路に送り込む冷却水の温
度を、高めることができる。そして、第２熱交換路に送
り込む冷却水の温度と冷却回路から蒸発器に送り込む冷
媒の温度との差を大きくして、蒸発器の冷却能力を向上
させることができる。そして、第２熱交換路を循環させ
る冷却水を、蒸発器で効率良く低温に冷却できる。

【００４５】また、水槽内に貯留すべき冷却水の平均液
面レベル以上で水槽の上端縁より丈の低い仕切り壁を水
槽内に設けて、水槽内を高温槽と低温槽とに左右に２分
割しているため、水槽内の冷却水を、仕切り壁の上端を
乗り越えさせて、低温槽内と高温槽内とに亙って相互移
動させることができる。そして、水槽内の冷却水を、高
温槽内と低温槽内とにほぼ均等な液面レベルで貯留でき
る。そして、水槽内の冷却水が、高温槽内又は低温槽内
の一方に過度に貯留された状態となって、その他方の低
温槽内又は高温槽内が空に近い状態となるのを防ぐこと
ができる。また、高温槽内又は低温槽内の冷却水が、仕
切り壁の上端を乗り越えて、低温槽内又は高温槽内に溢
出、流入できずに、水槽の上端縁から水槽外部に溢れ出
るのを防ぐことができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。図１は本発明の冷却装置の好適な実施
の形態を示し、詳しくはその回路構造説明図である。以
下に、この冷却装置を説明する。

【００４７】図の冷却装置では、前述図３に示した冷却
装置と同様にして、水槽１０内に貯留すべき冷却水２０
の平均液面レベル以上で、水槽の上端縁１２より丈の低
い、仕切り壁１４を、水槽１０内に水槽１０内底部から
起立させて設けている。そして、その仕切り壁１４で、
水槽１０内を、高温槽１６と、低温槽１８とに、左右に
２分割している。

【００４８】そして、水槽１０内の冷却水２０を、仕切
り壁１４の上端を乗り越えさせて、高温槽１６内と低温
槽１８内とに亙って相互移動させることができるように
している。そして、水槽１０内の冷却水２０を、高温槽
１６内と低温槽１８内とにほぼ均等な液面レベルで貯留
できるようにしている。そして、水槽１０内の冷却水２
０が、高温槽１６内又は低温槽１８内の一方に過度に貯
留された状態となって、その他方の低温槽１８内又は高
温槽１６内が空に近い状態となるのを防ぐことができる
ようにしている。

【００４９】また、高温槽１６内又は低温槽１８内の冷
却水２０が、仕切り壁１４の上端を乗り越えて低温槽１
８内又は高温槽１６内に溢出、流入できずに、水槽の上
端縁１２から水槽１０外部に溢れ出るのを防ぐことがで
きるようにしている。

【００５０】第１循環路５０は、低温槽１８内の冷却水
２０を、第１熱交換路４０を循環させて、高温槽１６内
に戻すことができるように、配管している。

【００５１】第２循環路８０は、高温槽１６内の冷却水
２０を、第２熱交換路７０を循環させて、低温槽１８内
に戻すことができるように、配管している。

【００５２】第１循環路５０には、該第１循環路を通し
て第１熱交換路４０に送り込む冷却水２０の温度を検知
するセンサ９０を備えている。

【００５３】第２循環ポンプ８２には、センサ９０で検
知した温度変化に基づき動作する制御手段９２を付設し
ている。そして、その制御手段９２を用いて、センサ９
０で検知した冷却水２０の温度に基づき、第１熱交換路
４０に送り込む低温槽１８内の冷却水２０の温度が所定
の低温状態に保持されるように、第２循環ポンプ８２の
運転をＯＮ、ＯＦＦ制御できるようにしている。

【００５４】その他は、前述図２に示した冷却装置と同
様に構成していて、その同一部材には、同一符号を付
し、その説明を省略する。

【００５５】次に、この冷却装置の使用例並びにその作
用を説明する。

【００５６】この冷却装置を用いて、被冷却体３０を所
定の低温状態に冷却し続ける場合には、第１熱交換路４
０に送り込む冷却水２０の温度を、センサ９０を用い
て、検知する。そして、そのセンサ９０で検知した第１
熱交換路４０に送り込む低温槽１８内の冷却水２０の温
度が高くなった場合に、制御手段９２を用いて、第２循
環ポンプ８２を運転させる。そして、高温槽１６内の冷
却水２０を、第２循環路８０を通して、第２熱交換路７
０を循環させる。そして、第２熱交換路７０を循環させ
る冷却水２０を、蒸発器６２で低温に冷却する。そし
て、その低温に冷却した冷却水２０を、第２循環路８０
を通して、低温槽１８内に流入させる。そして、その冷
却水２０で、低温槽１８内に貯留した冷却水２０の温度
を低下させる。そして、その低温槽１８内から、第１循
環路５０を通して、第１熱交換路４０に送り込む冷却水
２０の温度を低下させる。

【００５７】逆に、センサ９０で検知した第１熱交換路
４０に送り込む低温槽１８内の冷却水２０の温度が低く
なった場合には、制御手段９２を用いて、第２循環ポン
プ８２の運転を停止させる。そして、第１熱交換路４０
を循環させて、被冷却体３０で加熱されて高温となった
冷却水２０を、第１循環路５０を通して、高温槽１６内
に流入させて、高温槽１６内に貯留し続ける。そして、
その高温槽１６内に貯留し続ける冷却水２０の一部を、
仕切り壁１４の上端を乗り越えさせて、高温槽１６に隣
合う低温槽１８内に流入させる。そして、その高温槽１
６内から流入させた比較的高い温度の冷却水２０で、低
温槽１８内に貯留した冷却水２０の温度を高める。そし
て、低温槽１８内から、第１循環路５０を通して、第１
熱交換路４０に送り込む冷却水２０の温度を高める。

【００５８】すると、低温槽１８内から第１熱交換路４
０に送り込む冷却水２０の温度を、所定の低温状態に保
持し続けることができる。そして、その第１熱交換路４
０を循環させる冷却水２０で、被冷却体３０を所定の低
温状態に冷却し続けることができる。

【００５９】その際には、冷却回路６０を、停止させず
に、継続して運転し続けることができる。そして、冷却
回路６０の冷却効率を向上させたり、冷却回路６０の故
障を少なく抑えたりできる。

【００６０】また、冷却回路６０を継続して運転し続け
て、蒸発器６２の冷却能力をほぼ一定値に保持できる。
そして、蒸発器６２で冷却して低温槽１８内に戻す冷却
水２０の温度を常にほぼ一定値に保持できる。そして、
低温槽１８内に貯留した冷却水２０の水量が少ない場合
にも、その低温槽１８内の冷却水２０の温度を、長期的
に見ても、短期的に見ても、常にほぼ所定値に安定して
保持し続けることができる。そして、その低温槽１８内
に貯留した冷却水２０で、被冷却体３０を常に所定の低
温状態に冷却し続けることができる。

【００６１】また、第２循環ポンプ８２を運転させて、
第２熱交換路７０を冷却水２０を循環させた際には、第
２熱交換路７０を循環させて蒸発器６２で低温に冷却し
た冷却水２０を、第２循環路８０を通して、低温状態の
冷却水２０を貯留した低温槽１８内に流入させることが
できる。そして、その第２熱交換路７０から第２循環路
８０を通して低温槽１８内に流入させる低温の冷却水２
０で、低温槽１８内の冷却水２０の温度が大幅に低下す
るのを防ぐことができる。

【００６２】また、第２循環ポンプ８２の運転を停止さ
せて、第２熱交換路７０を冷却水２０を循環させるのを
停止した際には、第１熱交換路４０を循環させて被冷却
体３０で加熱されて高温となった冷却水２０を、第１循
環路５０を通して、比較的高い温度の冷却水２０を貯留
した高温槽１６内に流入させることができる。そして、
その高温となった冷却水２０を、高温槽１６内に貯留し
た比較的高い温度の冷却水２０の温度まで低下させるこ
とができる。そして、その温度を低下させた冷却水２０
を、仕切り壁１４の上端を乗り越えさせて、高温槽１６
に隣合う低温槽１８内に流入させることができる。そし
て、被冷却体３０で加熱されて高温となった冷却水２０
で、低温槽１８内の冷却水２０の温度が大幅に上昇する
のを防ぐことができる。

【００６３】また、高温槽１６内の比較的高い温度の冷
却水２０を、第２循環路８０を通して、第２熱交換路７
０に送り込むことができる。そして、第２熱交換路７０
に送り込む冷却水２０の温度を、高めることができる。
そして、第２熱交換路７０に送り込む冷却水２０の温度
と冷却回路６０から連結管６４を通して蒸発器６２に送
り込む冷媒の温度との差を大きくして、蒸発器６２の冷
却能力を向上させることができる。そして、第２熱交換
路７０を循環させる冷却水２０を、蒸発器６２で効率良
く低温に冷却できる。

【００６４】この第２熱交換路７０に送り込む冷却水２
０の温度と、蒸発器６２に送り込む冷媒の温度との差を
大きくすることにより、蒸発器６２の冷却能力が向上す
る実験データを示すと、図４のようになる。

【００６５】図４において、Ｔｗｉは、第２熱交換路７
０に送り込む冷却水２０の温度を示し、Ｔｅは、蒸発器
６２に送り込む冷媒の温度を示している。図４から、Ｔ
ｗｉとＴｅとの差が大きくなると、蒸発器６２の冷却能
力が向上することが判る。

【００６６】また、この原理を式で示すと、次の数１の
ようになる。

【００６７】

【数１】Ｑ＝ｈＡ（θｗ−θｆ）

【００６８】この数１の式において、Ｑは熱量を示し、
ｈは熱交換器の熱伝達率を示し、Ａは熱交換器の表面積
を示し、θｗは熱交換器内を循環させる流体の温度を示
し、θｆは熱交換器の壁の温度を示している。この数１
の式から、熱交換器内を循環させる流体の温度θｗ、即
ち第２熱交換路７０に送り込む冷却水２０の温度Ｔｗｉ
と、熱交換器の壁の温度θｆ、即ち蒸発器６２を循環さ
せる冷媒の温度に近い蒸発器６２に送り込む冷媒の温度
Ｔｅとの差が、大きいと、熱交換器から得られる熱量
Ｑ、即ち蒸発器６２が冷却水２０から奪う熱量が高まっ
て、蒸発器６２の冷却能力が向上することが判る。

【００６９】また、本発明の冷却装置に用いる冷却水２
０には、水のほかに、不凍液等を混入させた各種の冷却
液を用いても良く、そのようにしても、上述冷却装置と
同様な作用を持つ冷却装置を提供できる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷却装置
によれば、水槽を小型化して、低温槽内に貯留する冷却
水の水量を少なくしても、その低温槽内の冷却水の温度
を、常に所定の低温状態に安定して保持し続けることが
できる。そして、その低温槽内の所定の低温状態に保持
した冷却水を、第１熱交換路を循環させて、被冷却体を
常に所定の低温状態に安定して的確に冷却し続けること
ができる。その結果、水槽を小型化して、冷却装置のコ
ンパクト化が図れる。

【００７１】また、冷却回路の運転のＯＮ、ＯＦＦ制御
を繰り返し頻繁に行う必要をなくして、冷却回路の冷却
効率を向上させたり、冷却回路の故障を減少させたりで
きる。

【００７２】また、蒸発器周囲に形成した第２熱交換路
に送り込む冷却水の温度を高めて、その第２熱交換路に
送り込む冷却水の温度と、冷却回路から蒸発器に送り込
む冷媒の温度との差を、大きくすることができる。そし
て、蒸発器の冷却能力を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却装置の回路構造説明図である。

【図２】従来の冷却装置の回路構造説明図である。

【図３】従来の冷却装置の回路構造説明図である。

【図４】第２熱交換路に送り込む冷却水の温度と蒸発器
に送り込む冷媒の温度との差に対する蒸発器の冷却能力
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 水槽 １２ 水槽の上端縁 １４ 仕切り壁 １６ 高温槽 １８ 低温槽 ２０ 冷却水 ３０ 被冷却体 ４０ 第１熱交換路 ５０ 第１循環路 ５２ 第１循環ポンプ ６０ 冷却回路 ６２ 蒸発器 ６４ 連結管 ７０ 第２熱交換路 ８０ 第２循環路 ８２ 第２循環ポンプ ９０ センサ ９２ 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却水を貯留した水槽と、該水槽内と被
   冷却体周囲に形成した第１熱交換路との間を冷却水を循
   環させる第１循環路と、該第１循環路を通して前記水槽
   内と第１熱交換路とに亙って冷却水を強制循環させる第
   １循環ポンプと、冷却回路の蒸発器周囲に形成した第２
   熱交換路と前記水槽内との間を冷却水を循環させる第２
   循環路と、該第２循環路を通して前記第２熱交換路と水
   槽内とに亙って冷却水を強制循環させる第２循環ポンプ
   とを備えた冷却装置において、前記水槽内に貯留すべき
   冷却水の平均液面レベル以上で水槽の上端縁より丈の低
   い仕切り壁を前記水槽内に設けて、該仕切り壁で水槽内
   を高温槽と低温槽とに左右に２分割し、前記低温槽内の
   冷却水を前記第１熱交換路を循環させて前記高温槽内に
   戻すように前記第１循環路を配管し、前記高温槽内の冷
   却水を前記第２熱交換路を循環させて前記低温槽内に戻
   すように前記第２循環路を配管し、前記第１熱交換路に
   送り込む冷却水の温度を検知するセンサと、該センサで
   検知した冷却水の温度に基づき、第１熱交換路に送り込
   む前記低温槽内の冷却水の温度が所定の低温状態に保持
   されるように、前記第２循環ポンプの運転をＯＮ、ＯＦ
   Ｆ制御する制御手段とを備えたことを特徴とする水槽を
   備えた冷却装置。