JPS633172A

JPS633172A - 熱交換装置

Info

Publication number: JPS633172A
Application number: JP14740686A
Authority: JP
Inventors: Takao Saeki; 佐伯　隆雄
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1988-01-08

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は油を使用する機器２例えば工作機械における
主軸系等の油の熱交換装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば「機械技術」（昭和５６年￥２９巻第６
号ｐｌｏ１．日刊工業新聞社刊）に開示された従来の一
般的な工作機械の主軸系の油の熱交換装置の概略を示し
１図において、（１）は機器である例丸ば工作機械の主
軸系（図示せず）にて加熱、加温されて高温状態となっ
た油、（２）は工作機械の主勅系から高温状態となって
排出される油（１）を貯留する油タンク、（３）は配管
（４）を介して油タンク（２）内の油を冷却タンク（５
）内に導くポンプ、　　（５ａ＋及び（５ｂ）は冷却タ
ンク（５）の外槽及び内槽であり、ポンプ（３）により
導かれる油は外槽（５ａ）と内槽（５ｂ）との間に導入
し、内槽（５ｂ）上端からその内槽（５ｂ）内に導入す
る。（６）は内槽（５ｂ）の外周に巻回された冷却管、
（７）は冷却管（６）の−方何と配管（８）を介して接
続され、冷却管（６）の他方側と配管（９）を介して接
続され、冷却タンク（５）の油を冷却して高温となった
冷却媒体が配管（８）を通して導入され、その内部で低
温となった冷却媒体を配管（９）を介して冷却管（６）
に供給する冷凍装置、　Ｑｄは一方側が冷却タンク（５
）の内槽（５ｂ）内の底部近傍に配置され。

他方側が工作機械の主軸系に接続され、冷却管（６）に
より冷却された冷却タンク（５）の内槽（５ｂ）内の低
温の油ａ１）をその内槽（５ｂ）内の底部近傍から導入
して工作機械の主軸系に供給する供給配管、＠は供給配
管ＯＱ内の油温を検出するサーモスタットであり、この
サーモスタットαａの検出信号に応じて制御手段（図示
せず）により冷凍装置（７）をＯＮ。

ＯＦＦさせる。

次に動作について説明する。工作機械の主軸系において
加熱、加温されて高温状態となった油（１）は油タンク
（２）内に排出される。油タンク（２）内に貯留された
油はポンプ（３）により冷却タンク（５）の外槽（５ａ
）と内槽（５ｂ）との間に導入され、内槽（５ｂ）上端
からその内槽（５ｂ）内に導入される。そして、内槽（
５ｂ）の外周に巻回された冷却管（６）により熱交換さ
れて冷却され、低温状態となった油０１１は供給配管０
０を通して工作機械の主軸系に供給される。−方、油を
冷却した後の冷却管（６）の高温となった冷却媒体は冷
凍装置（７）を通って再び低温の冷却媒体となって冷却
管（６）に供給される。又、油温度の制御については、
供給配管ａ＊に配置されたサーモスタット＠等により油
温を検出し、制御手段により冷凍装置（７）をＯＮ、Ｏ
ＦＦさせることにより制御する。従って、冷凍装置（７
）をＯＮＬ、ているときは冷却運転しており、冷凍装＠
（７）により一定量の低温状態の冷却媒体を冷却管（６
）に供給して冷却タンク（５）の内槽（５ｂ）内の油を
強制的に冷却している。又、工作機械側の発熱量が少な
い場合は冷凍装置（７）による冷却量が過大となって冷
やし過ぎとなり、−時冷凍装置（７）をＯＦＦさせて運
転を停止させ、油温か上昇すると再び冷凍装置（７）を
ＯＮして冷却運転させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上述した従来の熱交換装置では。

冷凍装＠（７）をＯＮ、ＯＦＦさせることにより油温度
の制御を行うようにしているので、供給配管ＱＣ）を通
る油αυの油温度に脈動が生じる問題点がある。

特に供給配管００を通る油α時が工作機械の主軸系に供
給される場合は、油０１）の油温度の脈動につながると
言う致命的欠陥があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、油温度に脈動の生じない熱交換装置を得
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段）この発明に係わる熱交換装置は、油タンク内に配置され
る吸熱部と油タンク外に配置される放熱部とを有し、吸
熱部で吸収した熱を放熱部に輸送して放熱するビートパ
イプと、このヒートパイプの放熱部に配置された放熱装
置と、ヒートパイプの吸熱部に配置され、高温状態の油
をヒートパイプの吸熱部の長手方向中央部の油溜部に導
入し。

その高温状態の油を中央部からヒートパイプの吸熱部に
案内しヒーートパイプ吸熱部で熱が吸収され低温状態と
なった油を両側から油タンク内に導出する案内手段とを
設けたものである。

〔作用〕

この発明における熱交換装置は、案内手段によりヒート
パイプの吸熱部に案内される高温状態の油がヒートパイ
プの吸熱部側の温間とヒートパイプの放熱部側との温度
差により自然的に制御されて連続的に冷却され、脈動の
ない安定した油が機器に供給される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実奄例を第１図ないし第３図に基づ
いて説明する。これら各図において、（１）は機器であ
る例えば工作機械の主軸系（図示せず）にて加熱、加温
されて高温状態となった油、（２）は油タンク、α［有
］はこの油タンク（２）内に配置される吸熱部（１３ａ
）と油タンク（２）ガに配置される放熱部（１３ｂ）と
を有するヒートパイプであり、内部を真空減圧後９例え
ばフロン、アンモニア等の作動液体ａ＜が所定量封入さ
れ、吸熱部（１８ａ）で吸収した熱を放熱部（１３ｂ）
に輸送して放熱させる。又、ヒートパイプ（１３の吸熱
効果、放熱効果を窩めるためにフィン（１３ｃ）を配設
している。０９はヒートパイプｑ３の放熱部（１８ｂ）
に配置された放熱装置であり。

図は一例として放熱ファンからなる場合を示している。

ｑｅはヒートパイプ０３の吸熱部（１３ａ）に配置され
た案内手段であり９図から明らかなようにヒートパイプ
α９の吸熱部（ＸＳａ）の長手方向中央部（１６ａ）に
高温状態の油（１）を導入管１１ηを介して導入し、そ
の高温状態の油（１）を油溜部（１６ａ）　、即ち中央
部から水平方向でヒートパイプα３の吸熱部（１３ａ）
に案内し、吸熱部（１３ａ）で熱が吸収され低温状態と
なった油α線を矢印にて示す如く両側から油タンク（２
）内に導出する。Ｑｌはヒートパイプ０３により冷却さ
れて低温状態となった油α杓を工作機械の主軸系に供給
する供給配管系であり２例えば油タンク（２）内の油中
に配置されたサクションフィルター（１９ａ）と、この
サクションフィルター（１９ａ）と工作機械の主軸系と
を接続する配管（１９ｂ）と、この配管（１９ｂ）に配
設さね、低温状態となった油（へ）をサクションフィル
ター（１９ａ）を通して取り入れて工作機械の主軸系に
導くためのポンプ（１９ｃ）とにより構成されている。

次に動作について説明する。工作機械の主軸系において
加熱、加温されて高温状態となった油（１）は導入管α
ηを経て油タンク（２）内に配置された案内手段ａＱの
中央部の油溜部（１６ａ）に導入し、その高温状態の油
（１）は水平方向でヒートパイプαａの吸熱部（［ａ）
に案内されて長手方向両側（こ流通する。

このときヒートパイプｑ３の吸熱部（ｘ３ａ）を加熱し
。

この加熱によりその内部）こ封入された作動液へＱ力も
加熱され、油（１）の熱を蒸発潜熱として奪い蒸気化し
、蒸気となってヒートパイプ０３の放熱部（１３ｂ）側
へその内部で移動する。ヒートパイプｑ３の放熱部（１
ｓｂ）側へ移動したフロン等の作動液体０４）の蒸気は
放熱ファン（′ＩＱによって周囲空気により冷やされる
。このときフロン等の作動液体の蒸気は凝縮して液化す
るが、凝縮潜熱を周囲空気に放出し。

油（１）の熱を周囲空気に放出する。凝縮して液化した
作動液体０．０はヒートパイプｔ１３の吸熱部（１３ａ
）側へその内部で移動して戻る。このようにしてヒート
パイプ０３内の作動液体Ｃ１４１の蒸気化、液化の繰り
返しにより、ヒートパイプｑ３の吸熱部（１３ａ）を通
過する高温の油（１）の熱をヒートパイプｑ３の吸熱部
（［ａ）からヒートパイプα３の放熱部（１８ｂ）へ輸
送して周囲空気に放熱する。従って、案内手段ｑＱの油
溜部（１６ａ）内に流入した高温の油（１）はヒートパ
イプα３の吸熱部（Ｌｅａ）で熱を奪われ温度が下がり
冷却され、低温状態の油α句となり、長手方向両側から
油タンク（２）内に導出する。この低温状態となった油
α瞳はポンプ（１９Ｃ）によりサクションフィルター（
１９ａ）を通して取り入れられ、配Ｗ（１９ｂ）を通し
て工作機械の主軸系に導かれる。

以上のようにヒートパイプαＪの吸熱部（１３ａ）側の
温度、即ち、案内手段Ｑｔ９の油溜部（１６ａ）内に導
入された油（１）の温度とヒートパイプα→の放熱部（
１ｓｂ）側の温度、即ち２周囲空気側の温度との温度差
によりヒートパイプ１ｌｌＩ３内部での潜熱交換による
冷却が自然的に制御されて連続的に行われ、油タンク（
２）内に導出される油（至）の温度を周囲空気側の温度
へ近づけるよう作用し、固囲空気側の温度と同様となる
ヒートパイプ（１３内部での潜熱交換が生じなくなりそ
れに伴い冷却作用も生じなくなる。

即ち、ヒートパイプ０３による熱交換量は、案内手段α
Ｑ内の油と周囲空気との温度差の大小に比例しており、
工作機械側の発熱量が少ない場合は案内手段αＱ内の油
温も低くなる。従って、案内手段ＧＱ内の油温と周囲空
気側の温度差も小さいためビートパイプαＱによる熱交
換量も小さくなり、冷やし過ぎによる整置も無く発熱量
に見合った冷却量で自然的に制御されて連続的に冷却で
きる。その結果、従来のような冷凍装置（７）のＯＮ、
ＯＦＦ制御に伴う油温度の脈動を生じることがなく、従
って工作・加工精度の脈動も生じることがなく、高信頼
性の工作精度が得られる。また、油タンク（２）内の油
面が大きく低下しても高温状態の油（１）はヒートパイ
プ日の吸熱部（１３ａ）の管路抵抗によりその吸熱部（
１８ａ）の全域に供給され案内手段ｔ＋ｔｉ内を通って
ヒートパイプαＪの吸熱部（１３ａ）で冷却された後、
低温状態の油０ａｌとなって油タンク（２）内に導出さ
れる。従って、油面変動に関係なく低温状態の油曹を工
作機械の主軸系に確実ｆこ供給できる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、油タンク内に配置される
吸熱部と油タンク外に配置される放熱部とを有し、吸熱
部で吸収した熱を放熱部に輸送して放熱するヒートパイ
プと、このヒートパイプの放熱部に配置された放熱装置
と、ヒートパイプの吸熱部に配置され、高温状態の油を
ヒートパイプの吸熱部の長手方向中央部の油溜部に導入
し、その高温状態の油を中央部からヒートパイプの吸熱
部に案内しヒートパイプの吸熱部で熱が吸収され低温状
態となった油を両側から油タンク内に導出する案内手段
とを設けたことにより、ヒートパイプの吸熱部側の温度
とヒートパイプの放熱部側の温度との温度差により自然
的に制御されて連続的に冷却され、脈動のない安定した
油を機器に供給できる熱交換装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による熱交換装置を示す正
面断面図、第２図は第１図１−Ｉ線における断面図、第
３図は第１図１−１線における断面図、第４図は従来の
熱交換装置を示す系統図である。図において、（１）は高温状態の油、（２）は油タンク
。Ｑ３はヒートパイプ、　　（１，１１ａ）は吸熱部、　
　（ｔａｂ）は放熱部、αＱは放熱装置、　ａｅｉは案
内手段である。尚９図中同一筒号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）機器から高温状態となって排出される油を油タン
ク内に貯留し、熱交換して低温状態となった油を上記機
器に供給するものにおいて、上記油タンク内に配置され
る吸熱部と上記油タンク外に配置される放熱部とを有し
、上記吸熱部で吸収した熱を上記放熱部に輸送して放熱
するヒートパイプと、このヒートパイプの放熱部に配置
された放熱装置と、上記ヒートパイプの吸熱部に配置さ
れ、上記高温状態の油を上記吸熱部の長手方向中央部の
油溜部に導入し、その高温状態の油を中央部から上記吸
熱部に案内し上記吸熱部で熱が吸収され低温状態となっ
た油を両側から上記油タンク内に導出する案内手段とを
備えたことを特徴とする熱交換装置。