液体冷却ユニット

【課題】放電加工機等の工作機等には、加工中の工作物を冷却するため、加工油等の可燃性の冷却液をかけながら加工を行うが、工作精度の点から、冷却液の温度制御を行っており、冷却液の冷却を行うために冷凍サイクルを用いているが、ポンプで圧送するため、冷却器に内圧が繰り返しかかり、これが原因で冷却器が金属疲労が発生して、冷却器が破損し、内部の冷却液が外部に漏出し、周囲の環境を悪化させることがあった。
【解決手段】冷却タンク１の外表面を多孔質材料の吸収シート１２で覆い、さらにその表面を被膜１４で覆うことにより、内部の冷却液が、外部に漏出することを防止した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水や油などの液体を冷却するための液体冷却器を有する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気加工装置では、加工精度を保ち、または向上させるために、一定の温度の液体で被加工物を冷却しながら加工することが行われている。特に金属を加工する場合、冷却液体には油性流体を用い、加工中や加工後に錆を発生させないことが一般的である。
【０００３】
このとき、加工中の熱により油性液体が昇温するため、その液体を冷却する必要があり、一般には、冷却装置を用いて前記液体の温度を下げることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図８に示すように、加工油は、油槽１０１から、ポンプ１０２により、冷却器１０３に送られ、冷却される。そして、冷却器１０３で冷却された加工油は、再び、油槽１０４に戻る。この時、油槽１０１内の油温に応じて、冷却器１０３は運転あるいは停止を行い、同時にポンプ１０２も運転あるいは停止を行う。
【特許文献１】特許第３２２９１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記装置においては、油温の調節に伴い、冷却器１０３は、ポンプ１０２からの送液動作によって内圧がかかり、冷却器１０３を構成する外殻は、膨張と収縮を繰り返す。
【０００６】
これにより、冷却器１０３の外殻は、応力による曲げモーメントで屈曲し、溶接欠陥がある場合、あるいは長期使用に伴う金属疲労等によって割れが発生し、内部の加工油が冷却器１０３より漏出し、周辺環境を悪化させてしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、タンクから漏出する冷却液の外部への流出を抑制し、周辺環境の悪化を防止するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、冷凍サイクルを構成する蒸発器を密閉し内蔵する所定容積のタンクを、少なくとも二部品を接合した構成とし、前記タンクに、液体入口と、液体出口と、前記タンク本体の表面を覆う吸液性を有する漏出防止手段を設けたものである。
【０００９】
これにより、タンクから加工油等の液体が漏出した際、その液体は、漏出防止手段によって吸収されるため、飛散することがない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液体冷却ユニットは、タンク内にかかる圧力の増減により、タンクの応力集中箇所に金属疲労が発生し、割れが発生した場合にも、漏出防止手段により、冷却液体のタンク本体外への漏出が防止でき、周辺環境の悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器を順次環状に接続
した冷凍サイクルと、前記蒸発器を内蔵し、かつ冷却液体を貯留して前記蒸発器と冷却液体を熱交換させるタンクを具備し、前記タンクを、少なくとも二部品の接合によって形成し、さらに、前記タンクの表面を覆う吸液性を有する漏出防止手段を具備したものである。
【００１２】
かかる構成とすることにより、タンクの接合部その他の部分に割れ等が発生し、内部の液体が漏洩した場合にも、漏洩防止手段により直ちに外部へ漏出することを抑制することができ、周辺環境の悪化までの遅延時間を形成することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記漏出防止手段を、多孔質材料よりなる吸収シートとし、この吸収シートを、前記タンクの表面に貼付したものである。
【００１４】
かかる構成とすることにより、前記タンクの亀裂等から漏洩した液体は、吸収シートの多孔質性によって吸収保持されるため、少量の漏洩時には、液体を外部に漏出させることがなく、大量漏洩時にも割れ目からの噴出を防止でき、広範囲への飛散を防止することができる。
【００１５】
また、前記吸収シートは、前記タンクの表面に貼付することにより、前記タンク表面を覆うことができるため、漏出防止のための作業が容易となるものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記吸収シートを、同質の小シートを複数継ぎ合わせた構成とし、前記シートの継ぎ目を、前記タンクの接合部以外の箇所に位置させたものである。
【００１７】
かかる構成により、亀裂の発生し易い接合部を継ぎ目のないシート部分で覆うことができ、より漏洩防止に大きな効果が期待できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記吸収シートの表面に、前記タンク内の冷却液体を透過しない材質の被膜を設けたものである。
【００１９】
かかる構成により、多孔質材料の吸収保持量が飽和した場合にも、外部への漏洩を防止することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項２から４のいずれか一項に記載の発明において、前記吸収シートにおけるタンクの接合部に沿って位置する箇所の厚さを、他の箇所の厚さよりも厚く形成したものである。
【００２１】
かかる構成とすることにより、冷却液体の漏れ発生箇所に近い部分での吸収量を多くすることができ、漏れ発生箇所からの冷却液体の広がりに遅延効果をもたらせ、周辺環境の悪化までの遅延時間をさらに長く形成することが可能となる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における液体冷却ユニットの冷却器を内蔵したタンクの斜視図である。図２は、同実施の形態１における液体冷却ユニットのタンクの分解斜視図である。図３は、同実施の形態１における液体冷却ユニットの漏洩防止対策を透視状態で示すタンクの斜視図、図４は、同実施の形態１における漏洩防止対策を行なったタンクの
図３のＡ−Ａ線による断面図である。図５は、同実施の形態１における液体冷却ユニットのシステム構成を示す模式図である。
【００２４】
図１において、ステンレス等の金属からなるタンク１は、外郭が図２に示す如く分割構成の下部容器２と上部容器３によって略直方体に形成されるもので、下部容器２と上部容器３の接合部（外郭を形成する辺）９はロウ付け溶接され、液漏れしない容器となっている。また、下部容器２の側面には、冷却媒体である液体（水あるいは加工油等）が流入する液体入口４と、前記液体が流出する液体出口５が設けられている。また、タンク１の内部には、後述の冷凍サイクルを構成する蒸発器６が設けられている。そして、タンク１を貫通して蒸発器６の冷媒入口管７と冷媒出口管８が設けられている。この冷媒入口管７と冷媒出口管８の貫通部は、ロウ付け等が行なわれ、タンク１の密封構造を維持する構成となっている。また、液体入口４、液体出口５についても、管体１０、１１が水密に接続される構成となっている。
【００２５】
ここで、蒸発器６は、図２に示す如くタンク１を形成する前の下部容器２内に設置され、その後、下部容器２と上部容器３のロウ付け接合が行なわれるものである。
【００２６】
さらに、タンク１は、その全体が、柔軟性を有する多孔質材料で形成された吸液性を有する吸収シート（本発明の漏出防止手段に相当）１２によって略密封状態に覆われている。
【００２７】
吸収シート１２は、同質（同材）からなる複数の小シート１２ａを継ぎ合わせた構成であり、その継ぎ目１３が、タンク１の接続部９以外の箇所に位置するようにタンク１を覆っている。この吸収シート１２は、部分的に粘着部を設け、タンク１の表面に固定することもできる。
【００２８】
また、吸収シート１２の少なくとも外表面には、前記冷却媒体の液体が透過しない材質からなる皮膜１４（図４）が、吸収シート１２とコーティングあるいは樹脂膜貼り付け等の手段により一体に設けられている。
【００２９】
上記構成からなるタンク１は、図５に示す如く冷却ユニットのシステムを構成する。なお、冷却用媒体液は、水を例に説明する。
【００３０】
図５において、冷凍サイクルは、圧縮機２０、凝縮器２１、キャピラリチューブや膨張弁等の膨張機構２２、およびタンク１の内部に設けられた蒸発器６を環状に配管接続することにより構成されている。
【００３１】
また、タンク１内において蒸発器６と熱交換する冷却水回路は、循環する冷却水を貯留する水槽２３と、水槽２３内の水をタンク１内へ供給する供給ポンプ２４と、供給ポンプ２４によるタンク１内への供給量を制御する流量制御手段２５と、冷却水による工作機械２６の冷却を制御する弁装置２７を具備する構成となっている。
【００３２】
ここで、水槽２３は、工作機械２６からの異物（切削粉等）を含む汚水を貯留する沈殿槽２３ａと、異物を沈殿除去した清水を貯留する清水槽２３ｂに区切られ、移送ポンプ２８によって沈殿槽２３ａの上澄み水（清水）が清水槽２３ｂへ搬送される構成となっている。
【００３３】
そして、冷却水回路は、供給ポンプ２４により、清水槽２３ｂの水は、流量制御手段２５を介してタンク１内へ流れ、このタンク１内で蒸発器６と熱交換を行ない、清水槽２３ｂへ戻る循環回路と、弁装置２７を介して工作機械２６の冷却を行ない、沈殿槽２３ａへ
戻る循環回路が形成されるように配管によって構成されている。
【００３４】
次に上記構成からなる冷却ユニットの動作について説明する。なお、運転開始初期は、冷凍サイクルが停止状態にある。
【００３５】
供給ポンプ２４が運転を行なうことに伴い、清水槽２３ａから被冷却液である清水（以下、冷却水と称す）が循環を始める。
【００３６】
すなわち、冷却水は、清水槽２３ｂ、供給ポンプ２４、流量制御手段２５を順次通過し、管体９を介して液体入口４からタンク１内へ流入し、液体出口５から管体１０を介して清水槽２３ｂへ戻る循環流となる。
【００３７】
かかる状態において、工作機械２６が運転を始めると、冷却水の一部は分岐し、弁装置２７を介して工作機械２６へ流れ、工作機械２６の冷却を行なうと共に、工作機械２６で発生する切削粉等の異物を洗い流し、その異物を含んだ状態で沈殿槽２３ａへ戻る循環流となる。
【００３８】
そして、沈殿槽２３ａにおいて冷却水中に含まれた異物を沈殿させ、移送ポンプ２８によって上澄み水（清水）を清水槽２３ｂへ搬送し、上述の循環流が継続して行なわれることにより、工作機械２６の冷却と洗浄が行なわれる。
【００３９】
さらに、連続して工作機械２６が運転されると、工作機械２６の発熱に伴い、冷却水の温度も上昇して工作機械２６の冷却を行なうことができない温度に到達すると、冷凍サイクルが運転され、冷却水の温度を低下させる動作が行なわれる。
【００４０】
すなわち、圧縮機２０が運転され、周知の如く冷媒が循環して凝縮器２１、膨張機構２２、およびタンク１の内部に設けられた蒸発器６によってヒートポンプサイクルが形成され、タンク１の内部で冷却水は蒸発器６と熱交換し、冷却された状態で清水槽２３ｂへ戻る。
【００４１】
その結果、清水槽２３ｂ内の冷却水は、温度が低下した状態となり、供給ポンプ２４から弁装置２７を介して工作機械２６の冷却と洗浄を行なう。
【００４２】
上記冷却ユニットにおいて、タンク１内の圧力は、供給ポンプ２４の運転・停止動作、あるいは弁装置２７の開閉動作に伴い変動するもので、これに伴ってタンク１は僅かながらも膨張、収縮を繰り返す。このときの応力は、略直方体に形成されたタンク１の平面が接する辺上、すなわち接合部９に集中する。
【００４３】
したがって、接合部９に、溶接の溶け込み不足等の箇所があり、あるいは繰り返しの圧力変動に伴う金属疲労に起因した亀裂等が発生すると、タンク１から冷却水の漏れが発生する。
【００４４】
しかしながら、本実施の形態１においては、タンク１の全体を吸収シート１２によって覆っているため、タンク１から漏洩する冷却水は、この吸収シート１２によって吸収され、皮膜１４によって外部への漏出を抑制することができる。その結果、冷却システム周辺の環境の悪化までに遅延時間を形成することができる。
【００４５】
さらに、冷却水のタンク１からの大量漏洩時においても、吸収シート１２によって冷却水の噴出を防止でき、広範囲への飛散を防止することができる。しかも、冷却水が透過しない材質の皮膜１４により、吸収シート１２の吸収保持量が飽和した場合にも、外部への
漏洩を防止することができる。
【００４６】
また、吸収シート１２は、タンク１の表面に貼付し、タンク１の表面を略密封状態に覆う構成でよいため、漏出防止のための作業も容易となる。
【００４７】
さらに、吸収シート１２は、同質（同材）の小シート１２ａを複数継ぎ合わせた構成とし、その小シート１２ａの継ぎ目１３を、タンク１の接合部９以外の箇所に位置させているため、亀裂等の発生し易い接合部９を継ぎ目１３のないシート部分で覆い、継ぎ目１３からの漏洩を抑制して一層漏洩防止効果を高めることができる。
【００４８】
また、冷却ユニットの適宜箇所に、周知の如く電極（図示せず）を設け、この電極間の電気物性の変化により、冷却水の残量（循環量）を検出するようにし、漏洩を逸早く検出することも可能になり、災害の発生を未然に防ぐことが可能となる。
【００４９】
なお、本実施の形態１においては、水を使用して説明したが、周知の如く加工油、機械油等を用いることも可能であり、かかる場合は、吸収シート１２に、機械油等の吸収し易い多孔質材を選択使用すればよい。
【００５０】
上述の如く、タンク１を吸収シート１２で覆う構成は、冷却用媒体液に機械油等を用いた場合により大きな効果が期待できる。
【００５１】
また、皮膜１４は、吸収シート１２の小シート１２ａ毎に対として設ける構成としたが、吸収シート１２の大きさとは関係なく一枚の皮膜１４として、すなわち、予め一枚の大きな皮膜１４に吸収シート１２（小シート１２ａ）を貼り詰め、その一枚の皮膜１４によってタンク１全体を吸収シート１２毎覆うように形成することもできる。
【００５２】
かかる場合は、皮膜１４に継ぎ目がないため、冷却水の外部への漏出をより確実に抑制することができる。
【００５３】
さらに、タンク１の形状は、略直方体に限るものではなく、下部容器２、上部容器３に相当する複数の外郭形成材から構成される円柱体等の形状についても、同様に実施することができる。
【００５４】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における液体冷却ユニットの漏洩防止対策を行なったタンクの斜視図である。図７は、同実施の形態２における液体冷却ユニットの漏洩防止対策の構成を示す図６のＸ部の断面図である。ここでは、先の実施の形態１と同じ構成要件については同一の符号を付し、実施の形態１と相違する内容を主体に説明する。
【００５５】
本実施の形態２は、吸収シート１２０の構成が実施の形態１と相違するもので、実施の形態１においては、吸収シート１２を構成する多孔質材の厚さを全体に亘って一様の厚さとしたが、本実施の形態２においては、吸収シート１２０において、タンク１を構成する下部容器２と上部容器３の接合部９に対向して沿った部分の厚さｔ２を、他の平面部と対向する部分の厚さｔ１よりも厚くなるように多孔質材を形成した点で相違する。
【００５６】
具体的な一例としては、実施の形態１と同様に一枚の吸収シート１２０をタンク１の表面に接合部９を含み貼付した後、さらに接合部９のみについて部分的に吸収シート片１２０ａを重ねて貼付することにより形成することができる。
【００５７】
したがって、ロウ付け溶接した接合部９から冷却水が漏洩した場合、吸収シート１２０
における接合部９に対向して沿った部分１２０ａの厚さが厚いことから吸収容量も多く確保でき、漏れ発生箇所からの冷却水の広がりに遅延効果をもたらせ、周辺環境の悪化までの遅延時間をさらに長く確保することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、冷却用の液体に周知の如く加工油、機械油等を用いることが可能であり、また、皮膜１４を一枚として全体を覆うことも可能で、これにより、一層大きな効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、冷却用の液体を冷却するユニットであり、冷却用の液体に可燃性の加工油等を用いた場合であっても、タンク外への漏出を抑制することができ、発熱装置の冷却システムとして幅広く利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態１における液体冷却ユニットの冷却器を内蔵したタンクの斜視図
【図２】同実施の形態１における液体冷却ユニットのタンクの分解斜視図
【図３】同実施の形態１における液体冷却ユニットの漏洩防止対策を透視状態で示すタンクの斜視図
【図４】同実施の形態１における漏洩防止対策を行なったタンクの図３のＡ−Ａ線による断面図
【図５】同実施の形態１における液体冷却ユニットのシステム構成を示す模式図
【図６】本発明の実施の形態２における液体冷却ユニットの漏洩防止対策を行なったタンクの斜視図
【図７】同実施の形態２における液体冷却ユニットの漏洩防止対策の構成を示す図６のＸ部の断面図
【図８】従来の液体冷却ユニットの液体配管構成図
【符号の説明】
【００６１】
１タンク
２下部容器
３上部容器
４液体入口
５液体出口
６蒸発器
９接続部
１２吸収シート（漏出防止手段）
１２ａ小シート
１３継ぎ目
１４皮膜
２０圧縮機
２１凝縮器
２２膨張機構
１２０吸収シート

【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器を順次環状に接続した冷凍サイクルと、前記蒸発器を内蔵し、冷却液体を貯留し、かつ前記蒸発器と冷却液体を熱交換させるタンクを具備し、前記タンクを、少なくとも二部品の接合によって形成し、さらに、前記タンクの表面を覆う吸液性を有する漏出防止手段を具備した液体冷却ユニット。
【請求項２】
前記漏出防止手段を、多孔質材料よりなる吸収シートとし、この吸収シートを、前記タンクの表面に貼付した請求項１に記載の液体冷却ユニット。
【請求項３】
前記吸収シートを、同質の小シートを複数継ぎ合わせた構成とし、前記吸収シートの継ぎ目を、前記タンクの接合部以外の箇所に位置させた請求項１または２に記載の液体冷却ユニット。
【請求項４】
前記吸収シートの表面に、前記タンク内の冷却液体を透過しない材質の被膜を設けた請求項２または３に記載の液体冷却ユニット。
【請求項５】
前記吸収シートにおけるタンクの接合部に沿って位置する箇所の厚さを、他の箇所の厚さよりも厚く形成した請求項２から４のいずれか一項に記載の液体冷却ユニット。

【図１】