專利名稱：液體冷卻裝置的溫度控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用制冷回路將在機床等設備中使用的冷卻液保持為大體一定溫度的液體冷卻裝置的溫度控制裝置，特別是涉及用于實現(xiàn)其節(jié)能化的技術。
可是，在上述現(xiàn)有技術中，使設備的冷卻液進行循環(huán)的循環(huán)泵使用排出一定流量的冷卻液的額定流量的泵，其額定流量設定為即使設備以最大能力工作時也可確保足夠的冷卻能力的流量，并該循環(huán)泵長期進行運行。即，存在當設備停止等使得成為其發(fā)熱量減少的狀態(tài)時，不需要對設備輸送冷卻了的額定流量的冷卻液，只需輸送潤滑等時所需的最少流量的冷卻液的場合，但即使在該場合，循環(huán)泵的運行也按額定流量繼續(xù)。為此，由循環(huán)泵進行無用的能量消費，存在改良的余地。
另外，當進行上述冷卻液的溫度控制時，如壓縮機停止，則相應地不需要逆變器，最好有效地利用該逆變器。
本發(fā)明就是鑒于這一點而作出的，其第1目的在于提供一種液體冷卻裝置，該液體冷卻裝置如上述那樣具有設備的冷卻液循環(huán)的冷卻液循環(huán)回路和使制冷劑循環(huán)的制冷回路；其中，通過對該循環(huán)泵的控制方式進行改良，減少循環(huán)泵的無用的能量消費。
另外，本發(fā)明的第2目的在于提供同樣的液體冷卻裝置，其中，通過改變用于控制該壓縮機的運行頻率的逆變器的控制方式，有效地利用逆變器。
具體地說，在該發(fā)明中，如圖4、圖6、圖9、及
圖10所示那樣，液體冷卻裝置具有冷卻液循環(huán)回路8和制冷回路20；該冷卻液循環(huán)回路8通過由馬達11驅動的循環(huán)泵12使設備1的冷卻液循環(huán)；該制冷回路20通過依次連接壓縮機15、冷凝器16、減壓機構17、及蒸發(fā)器18而構成；該壓縮機15由馬達14驅動而對氣體制冷劑進行壓縮；該冷凝器16使氣體制冷劑冷凝；該減壓機構17對液體制冷劑進行減壓；該蒸發(fā)器18通過與制冷劑的熱交換冷卻上述冷卻液循環(huán)回路8中的冷卻液。
另外，設置冷卻液循環(huán)量控制裝置27，該冷卻液循環(huán)量控制裝置27根據(jù)上述設備1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)改變上述循環(huán)泵12的冷卻液的循環(huán)量。
按照上述構成，通過馬達11的驅動使循環(huán)泵12工作，從而使設備1的冷卻液在冷卻液循環(huán)回路8中循環(huán)，同時，在其途中，通過制冷回路20的蒸發(fā)器18與制冷卻冷劑進行熱交換而被冷卻。通過冷卻液循環(huán)量控制裝置27并相應于上述設備1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)而改變上述冷卻液循環(huán)回路8的冷卻液的循環(huán)量。為此，例如當設備1的停止等使得成為其發(fā)熱量減少的狀態(tài)時，不需要向設備1輸送冷卻了的額定流量的冷卻液，只需輸送潤滑等時所需的最少流量的冷卻液，此時，循環(huán)泵12的冷卻液的循環(huán)量減少地改變。這樣，可抑制循環(huán)泵12的無用的能量消費，實現(xiàn)節(jié)能化。
另外，如圖10所示，上述循環(huán)泵12為冷卻液的排出量可變的可變?nèi)萘勘茫鋮s液循環(huán)量控制裝置27通過控制上述可變?nèi)萘勘玫呐懦隽?，可改變流量?br>
這樣，通過控制可變?nèi)萘勘玫睦鋮s液的排出量，可改變冷卻液的流量，可容易地使冷卻液循環(huán)量控制裝置27具體化。
另外，也可設置改變循環(huán)泵12的馬達11的極數(shù)的變極裝置，冷卻液循環(huán)量控制裝置27是通過利用上述變極裝置來控制上述馬達11的極數(shù)，從而改變流量。
這樣，可由變極裝置減少循環(huán)泵12的馬達11的極數(shù)地進行控制，可減少該循環(huán)泵12的冷卻液的循環(huán)量，可使冷卻液循環(huán)量控制裝置27具體化。
也可如圖4和圖9所示，設置改變上述循環(huán)泵12的馬達11的運行頻率的逆變器28、28P，冷卻液循環(huán)量控制裝置27是通過由上述逆變器28、28P控制馬達11的運行頻率從而改變流量。
按照該構成，如由逆變器28、28P降低馬達11的運行頻率地進行控制，可減少該循環(huán)泵12的冷卻液的循環(huán)量，可使冷卻液循環(huán)量控制裝置27具體化。
另外，如圖4所示，上述逆變器28也可控制壓縮機15的馬達運行頻率，并設置切換裝置33，該切換裝置33相應于設備1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)，將上述逆變器28的輸出切換到壓縮機15的馬達14和循環(huán)泵12的馬達11。
按照該構成，由切換裝置33相應于設備1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)而將逆變器28的輸出切換到壓縮機15的馬達14和循環(huán)泵12的馬達11，例如在通常時逆變器28的輸出用于壓縮機15的馬達14，向循環(huán)泵12的馬達11供給不經(jīng)由逆變器28的通常的電源。而當由于設備1停止等而需降低冷卻液的循環(huán)量時，逆變器28的輸出從壓縮機15的馬達14切換到循環(huán)泵12的馬達11，壓縮機15的運行停止，同時，循環(huán)泵12的運行由逆變器28控制。這樣將同樣的1個逆變器28切換到壓縮機15或循環(huán)泵12，所以，可在循環(huán)泵12的運行中有效地利用壓縮機15停止時不需要的逆變器28，與將2個逆變器的輸出分別獨立地連接于壓縮機15和循環(huán)泵12的場合相比，可減少逆變器的必要數(shù)量，降低成本，同時，可由逆變器的輸出降低通常運行循環(huán)泵12時的與逆變器效率相應量的電力損失。
另外，上述冷卻液循環(huán)量控制裝置27作為循環(huán)泵12的運行模式也可具有使冷卻液的流量一定的額定流量模式和可改變冷卻液的流量的可變流量模式，相應于設備1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)而切換兩流量模式。
這樣，額定流量模式和可變流量模式相應于設備1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)進行切換，例如在通常運行時選擇額定流量模式，將冷卻液的流量保持一定，而在設備1的停止狀態(tài)等，選擇可變流量模式，改變冷卻液的流量。因此，可容易地切換循環(huán)泵12的運行狀態(tài)。
為了達到上述第2目的，在本發(fā)明中，液體冷卻裝置具有冷卻液循環(huán)回路8、制冷回路20、及逆變器28；該冷卻液循環(huán)回路8通過由馬達11驅動的循環(huán)泵12使設備1的冷卻液循環(huán)；該制冷回路20通過依次連接壓縮機15、冷凝器16、減壓機構17、及蒸發(fā)器18而構成；該壓縮機15由馬達14驅動而對氣體制冷劑進行壓縮；該冷凝器16使氣體制冷劑冷凝；該減壓機構17對液體制冷劑進行減壓；該蒸發(fā)器18通過與制冷劑的熱交換而冷卻上述冷卻液循環(huán)回路8中的冷卻液；該逆變器28控制壓縮機15的馬達14的運行頻率；其中，設置相應于上述設備1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)在壓縮機15的馬達14和其它的1個電作動裝置之間切換上述逆變器28的輸出的切換裝置33。
按照該構成，相應于設備1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)由切換裝置33切換壓縮機15的馬達14與其它的1個電作動裝置，例如，當運行壓縮機15時，逆變器28的輸出連接到壓縮機15，該壓縮機15的運行頻率受到可變控制，當壓縮機15停止時，逆變器28的輸出連接到其它電作動裝置，對該電作動裝置的電源頻率進行可變控制。這樣，逆變器28的輸出時常連接到壓縮機15或其它電作動裝置的任一個，可不停止逆變器28的作動地使用，可對其有效地加以利用。
上述其它電作動裝置可為循環(huán)泵12的馬達11、對在冷卻液循環(huán)回路8中循環(huán)的冷卻液進行電加熱的電加熱裝置24或向冷凝器16送風的電動送風裝置22中的任一個。
這樣，可使其它電作動裝置具體化。特別是如由逆變器28控制電加熱裝置24，則可提高冷卻液的溫度控制性能。
上述設備1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)也可包含從設備1側送出的信號、冷卻液的液溫、設備1的工作溫度、環(huán)境溫度中的至少1個。這樣，可使設備1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)的理想例具體化。
上述設備1為使用作為冷卻液的油的機床或產(chǎn)業(yè)機械。這樣，可獲得有效發(fā)揮上述發(fā)明效果的最佳設備1。
圖2為示出信號處理動作的另一半部分的流程圖。
圖3為示出為了通過控制裝置在壓縮機與加熱器之間切換并連接逆變器的輸出而進行的信號處理動作的流程圖。
圖4為示出本發(fā)明實施例1的整體構成的圖。
圖5為示意地示出逆變器切換回路的電路圖。
圖6為示出油容器的控制裝置的溫度控制部的構成的圖。
圖7為示出在壓縮機與加熱器之間切換逆變器時的控制裝置的溫度控制部的構成的與圖6相當?shù)膱D。
圖8為示出在壓縮機與加熱器之間切換逆變器輸出時的溫度、逆變器輸出的變化的時序圖。
圖9為示出實施例2的與圖4相當?shù)膱D。
圖10為示出實施例3的與圖4相當?shù)膱D。
(實施例1)
圖4示出本發(fā)明實施例1的整體構成，符號1為機床，由作為對工件(圖中未示出)進行規(guī)定的機械加工的設備的例如加工中心構成。該機床1具有用于將銑刀和鉆頭等刀具(圖中未示出)安裝于前端的主軸部2、使得用于吸收由機械加工等產(chǎn)生的熱負荷使其溫度保持一定的冷卻油(冷卻液)在主軸部2中流過的油配管3、儲存該冷卻油的油箱4、及用于控制機床1的工作的主機控制裝置5。
符號7為作為用于冷卻上述機床1的冷卻油的液體冷卻裝置的油容器，在該油容器7設置使冷卻油循環(huán)的冷卻油循環(huán)回路8，該冷卻油循環(huán)回路8的上游端通過入口孔9串聯(lián)到上述機床1的油箱4，下游端通過出口孔10串聯(lián)到油配管3的上游端。在冷卻油循環(huán)回路8中配置有通過由電動馬達構成的泵馬達11而驅動并轉動從而使冷卻油強制循環(huán)的油泵12(循環(huán)泵)，從機床1的主軸部2經(jīng)過油配管3返回到油箱4內(nèi)的冷卻油由油泵12吸引，并從油箱4通過油容器7的入口孔9流入到冷卻油循環(huán)回路8，同時，從油泵12排出的冷卻油從冷卻油循環(huán)回路8通過出口孔10再次供給到機床1的主軸部2而循環(huán)。
在上述油容器7設置用于對上述冷卻油進行冷卻的冷卻裝置13和用于對冷卻油進行加熱的加熱裝置即電加熱器24。上述冷卻裝置13具有制冷回路20，該制冷回路20通過依次連接壓縮機15、冷凝器16、作為減壓機構的毛細管17、蒸發(fā)器18、及儲罐19構成；該壓縮機15通過由電動馬達構成的壓縮機馬達14驅動而對氣體制冷劑進行壓縮，該冷凝器16對從該壓縮機15排出的氣體制冷劑進行冷卻使其冷凝液化；該毛細管17對來自該冷凝器16的液體制冷劑進行減壓；該蒸發(fā)器18使由該毛細管17減壓后的液體制冷劑蒸發(fā)；該儲罐19用于對從該蒸發(fā)器18返回到壓縮機15的制冷劑中的氣液進行分離；通過在上述蒸發(fā)器18的與制冷劑的熱交換使冷卻油循環(huán)回路8中的冷卻油冷卻。
另外，上述電加熱器24配置在與上述制冷回路20的蒸發(fā)器18對應的部分與出口孔10之間的冷卻油循環(huán)回路8，例如，由電加熱器24對在機床1開始運行時等從油容器7送到機床1的油進行加熱，從而對機床1進行暖機。
在上述油容器7內(nèi)裝控制上述壓縮機15的壓縮機馬達14、油泵12的泵馬達11、電加熱器24及電動風扇22的風扇馬達21的控制裝置26。在該控制裝置26可發(fā)收信號地連接上述主機控制裝置5。另外，如后述的那樣(參照圖6)，控制裝置26輸入檢測機床1的主軸部2溫度(機床1的工作溫度)的主機溫度熱敏電阻TH1、檢測上述冷卻油循環(huán)回路8的出口孔10附近的冷卻油的溫度的出口油溫熱敏電阻TH2、檢測油容器7的內(nèi)部氣氛溫度的空氣溫度熱敏電阻TH3、及檢測冷卻油循環(huán)回路8的入口孔9附近的冷卻油溫度的入口油溫熱敏電阻TH4等的各檢測信號。上述出口油溫熱敏電阻TH2也可配置在主機1的油配管3的上游端部附近，檢測從主軸部2出來流入到油配管3的冷卻油的溫度。
在上述控制裝置26中設置有用于控制冷卻油溫度的溫度控制部27和改變電源頻率的逆變器28。由上述溫度控制部27構成冷卻液循環(huán)量控制裝置，該冷卻液循環(huán)量控制裝置根據(jù)機床1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)即如后述那樣用于來自主機控制裝置5的模式選擇的開/關信號的組合和模式選擇指令信號、熱敏電阻TH1-TH4的輸出信號而改變冷卻油的循環(huán)量。
上述逆變器28的輸出是通過逆變器切換回路29選擇其一地被切換并連接到上述油泵12、壓縮機15、電動風扇22的的各馬達11、14、21或電加熱器24中的任一個。上述切換回路29如圖5所示那樣具有對各壓縮機15、油泵12、加熱器24、及風扇22分別設置1對的第1和第2這樣2種繼電器30、30、…、31、31、…，各第1繼電器30的可動觸點30a連接于商用電源，閉合觸點30b連接到第2繼電器31的第1觸點31b。另一方面，各第2繼電器31的第2觸點31c連接到上述逆變器28，可動觸點31a分別連接到對象設備(壓縮機15、油泵12、電加熱器24或電動風扇22)，由溫度控制部27對該共8個繼電器30、30、…、31、31、…進行切換控制，從而將逆變器28的輸出可擇一地連接到油泵12、壓縮機15、電動風扇22的各馬達11、14、21或電加熱器24中的任一個對象設備，在余下的3個對象設備連接商用電源。例如，當對于與壓縮機15對應的第1和第2繼電器30、31將該第2繼電器31的可動觸點31a切換到第2觸點31c、將第1繼電器30的可動觸點30a切換到閉合觸點30b時，在壓縮機15連接逆變器28的輸出從而控制壓縮機馬達14的運行頻率，在其它對象設備(油泵12、電動風扇22或電加熱器24)連接商用電源，通過商用電源使其工作。
如圖6(a)所示，上述控制裝置26的溫度控制部27具有模式切換決定部33(切換裝置)、指令值運算部34、及可變流量模式運行內(nèi)容存儲部35，該模式切換決定部33將上述油泵12的運行模式切換到使冷卻油的流量為一定地以額定流量運行的額定流量模式或使冷卻油的流量可變地以可變流量運行的可變流量模式；該指令值運算部34用于在由該模式切換決定部33切換到可變流量模式時相對逆變器28運算泵馬達11的頻率指令或速度指令；該可變流量模式運行內(nèi)容存儲部35相對該指令值運算部34存儲可變流量模式運行的內(nèi)容，具體地說存儲例如油泵12的泵馬達11的運行頻率、冷卻油的流量、運行頻率相對商用電源頻率的比例(相對商用電源頻率的比例)、運行頻率相對商用電源頻率的降低比例(對商用電源頻率的降低比例)等。
上述模式切換決定部33為了選擇油泵12的運行模式具有作為外部信號輸入從主機控制裝置5送來的多個開/關信號的組合的多個模式選擇信號輸入口(圖中未示出)，通過將這些多個輸入口的信號的組合與預先存儲的內(nèi)部表對照，選擇運行模式。例如在模式選擇信號輸入口為兩個的場合，如下述表1所示那樣，對應于各口的開/關信號的組合而決定流量模式。表1中的可變流量模式1-3使冷卻油的流量相互不同。
表1
作為輸入到上述模式切換決定部33的外部信號，如上述那樣，除了從主機控制裝置5送來的多個開/關信號的組合外，也可為從主機控制裝置5通過通信送來的模式選擇指令信號、上述各熱敏電阻TH1-TH4的輸出信號。
另外，也可如圖6(b)所示那樣，將可變流量模式運行內(nèi)容存儲部35設置到主機控制裝置5中而不是控制裝置26的溫度控制部27中，從該主機控制裝置5的可變流量模式運行內(nèi)容存儲部35相對控制裝置26的溫度控制部27的指令值運算部34通過通信傳送油泵12的泵馬達11的運行頻率、冷卻油的流量、對于商用電源頻率的比例、對于商用電源頻率的降低比例等各信號。
在這里，根據(jù)圖1和圖2說明信號處理動作，即在上述控制裝置26中為了在壓縮機15的壓縮機馬達14或油泵12的泵馬達11之間切換并連接逆變器28的輸出而進行的信號處理動作。首先，在圖1所示步驟S1中，將設于溫度控制部27的多個模式選擇信號輸入口的各信號作為外部信號讀出，在接下來的步驟S2，將讀出的多個信號的組合與內(nèi)部表對照，決定運行模式的候補(參照表1)。
在步驟S3中，判定由上述步驟S2決定的模式候補是否與現(xiàn)在的運行模式相同，當該判定為是時，前進到步驟S4，判定現(xiàn)在的運行模式是否為額定流量模式。當該判定為否時，依原樣返回到步驟S1；當判定為是時，前進到步驟S5并對冷卻油進行溫度控制運算；在接下來的步驟S6中，將運行指令輸出到逆變器28，然后返回到步驟S1。
另一方面，當上述步驟S3的判定為否時，在步驟S7判定現(xiàn)在的運行模式是否為額定流量模式。當該判定為否時，前進到步驟S8，判定由上述步驟S3決定的模式候補是否為額定流量模式。當該判定為否時，前進到步驟S9，讀出存儲于可變流量模式運行內(nèi)容存儲部35的可變流量運行模式的內(nèi)容，在步驟S10將讀出的可變流量模式的內(nèi)容送到指令值運算部34，在步驟S11將上述模式候補改變?yōu)楝F(xiàn)在的運行模式，然后返回到上述步驟S1。
另外，當上述步驟S8的判定為是時，在步驟S12將停止指令輸出到逆變器28，在步驟S13，通過切換回路29中的與油泵12對應的第2繼電器31的切換來隔斷逆變器28與油泵12間的回路，在步驟S14通過與油泵12對應的第1繼電器30的切換來連接與商用電源12間的回路，在步驟S15通過與壓縮機15對應的第2繼電器31的切換來連接逆變器28與壓縮機15間的回路，然后，前進到上述步驟S11。
而當上述步驟S7的判定為是時，前進到步驟S16，判定冷卻油的控制對象溫度與其控制目標溫度的差是否比規(guī)定值小。這是為了防止殘余熱量導致機床1的損傷和精度異常，當該判定為否時依原樣返回到步驟S1。當步驟S16的判定為是時，前進到步驟S17，判定逆變器28是否正在運行。在這里，當為非運行狀態(tài)的否時，依原樣前進到步驟S19，當為處于運行狀態(tài)的是時，在步驟S18向逆變器28輸出停止指令，然后前進到步驟S19。在該步驟S19，通過與壓縮機15對應的第2繼電器31的切換來隔斷逆變器28與壓縮機15之間的回路，在步驟S20，通過與油泵12對應的第1繼電器30的切換來隔斷商用電源與油泵12之間的回路。在接下來的步驟S21，通過與該油泵12對應的第2繼電器31的切換來連接逆變器28與油泵12之間的回路，前進到步驟S22，讀出存儲于可變流量模式運行內(nèi)容存儲部35的可變流量運行模式的內(nèi)容，在步驟S23將上述讀出的可變流量運行模式的內(nèi)容送到指令值運算部34，在步驟S24向逆變器28輸出運行指令，然后前進到上述步驟S11。
在該實施例中，通過上述步驟S1、S2，檢測來自機床1側的主機控制裝置5的模式選擇的開/關信號組合，作為機床1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)。
另外，通過步驟S21-S24，根據(jù)來自主機控制裝置5的用于模式選擇的開/關信號的組合(機床1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài))改變上述油泵12產(chǎn)生的的冷卻油循環(huán)量。
因此，在該實施例，例如在運行機床1的通常情況時，從機床1側的主機控制裝置5輸入到油容器7側的控制裝置26的溫度控制部27的用于模式選擇的開/關信號成為表示額定流量的模式的組合(如表1例示那樣兩信號都為關閉狀態(tài))，油容器7的油泵12的泵馬達11連接到商用電源，油泵12以額定流量模式運行，使冷卻油在冷卻油循環(huán)回路8與機床1的油配管3和油箱4之間進行強制循環(huán)。另一方面，在壓縮機15連接逆變器28，由該逆變器28控制壓縮機15的運行頻率。由該壓縮機15壓縮氣體制冷劑，該壓縮后的氣體制冷劑由冷凝器16冷卻，冷凝液化，該液體制冷劑由毛細管17減壓后，由蒸發(fā)器18蒸發(fā)，通過在該蒸發(fā)器18的與制冷劑的熱交換來冷卻上述冷卻油循環(huán)回路8中的冷卻油。這樣，從機床1的主軸部2經(jīng)過油配管3返回到油箱4內(nèi)的冷卻油從油箱4通過油容器7的入口孔9吸引到油泵12然后排出，從該油泵12排出的冷卻油由蒸發(fā)器18冷卻后從冷卻油循環(huán)回路8通過出口孔10再次供給到機床1的主軸部2，由此吸收由主軸部2產(chǎn)生的熱負荷，使其溫度保持為一定。
如成為例如當機床1停止等使得其發(fā)熱量減少的狀態(tài)，則不需要向該機床1輸送冷卻后的額定流量的冷卻油，只需輸送潤滑等時所需的最少流量的冷卻油。此時，來自上述主機控制裝置5的開/關信號的組合成為可變流量模式，切換到分別與上述壓縮機15和油泵12連接的第1和第2繼電器30、31，隔斷逆變器28與壓縮機15之間的回路，使壓縮機15的運行停止。另外，隔斷油泵12與商用電源間的回路，作為其替代，連接逆變器28與油泵12之間的回路。這樣，油泵12根據(jù)逆變器28按可變流量模式運行，強制地使所需最少量的冷卻油在冷卻油循環(huán)回路8與機床1的油配管3和油箱4之間循環(huán)。這樣，通過以可變流量模式運行油泵12，可減少該油泵12的冷卻油循環(huán)量，減少油泵12的無用的能量消費，實現(xiàn)節(jié)能化。
另外，由于將1個逆變器28的輸出切換到壓縮機15或油泵12，所以，可將壓縮機15停止時不需要的逆變器28有效地用到油泵12的運行中，與使2個逆變器的輸出分別獨立地連接到壓縮機15和油泵12的場合(后述的實施例2)相比，可減少逆變器28的必要數(shù)量，實現(xiàn)成本的降低，另外，通過逆變器28的輸出可降低與利用商用電源運行油泵12的場合同樣地進行通常運行時的逆變器效率其相互量的電力損失。
在以上說明中，在壓縮機15和油泵12之間切換逆變器28的輸出，但也可在壓縮機15和加熱器24之間切換該逆變器28的輸出。即，圖7示出在壓縮機15與加熱器24之間切換逆變器28的輸出的場合的控制裝置26的溫度控制部27的構成，該溫度控制部27具有在逆變器切換回路29中將切換指令輸出到與壓縮機15和加熱器24對應的第1和第2繼電器30、31的模式切換決定部33和根據(jù)控制對象溫度和溫度目標值進行溫度控制運算并將與其運算結果對應的頻率輸出到逆變器28的溫度控制運算部41。上述控制對象溫度為由測量主機溫度、出口油溫和入口油溫的各熱敏電阻TH1、TH2、TH4分別檢測出的主機溫度、出口油溫或入口油溫，或者以上3個溫度和由空氣溫度熱敏電阻TH3檢測出的空氣溫度中的2個溫度之間的差中的任一個。
下面根據(jù)圖3說明為了在壓縮機15與加熱器24之間切換逆變器28的輸出而進行的信號處理動作。在開始后的最初的步驟T1中，將運行模式初期化使之成為由逆變器28對壓縮機15進行運行控制的壓縮機逆變器運行模式。在接下來的步驟T2中，判定上述壓縮機逆變器運行模式現(xiàn)在是否在進行，當該判定為是時，前進到步驟T3，獲得上述溫度控制對象現(xiàn)在的溫度，在接下來的步驟T4中，判定上述獲得的現(xiàn)在的溫度是否比加熱器控制轉移臨界值(＜目標溫度)低。當該判定為否時，前進到后述的步驟T14，但當為是時，轉移到步驟T5-T9的加熱器逆變器運行模式。即，首先，在步驟T5中停止逆變器28向壓縮機15的輸出，在接下來的步驟T6中將逆變器28的輸出切換到加熱器24，另外，在步驟T7使溫度控制運算部41的運算初始化，在步驟T8進行溫度控制運算，在最后的步驟T9將輸出指令輸出到逆變器28后，返回到步驟T2。
當上述步驟T2的判定為否時，前進到步驟T10，判定現(xiàn)在的溫度是否比壓縮機控制轉移臨界值(＞目標溫度)高。當該判定為否時，前進到步驟T8，當為是時，轉移到步驟T11-T15的壓縮機逆變器運行模式。首先，在泵馬達11停止逆變器28的向加熱器24的輸出，在接下來的步驟T12將逆變器28切換到壓縮機15，并在步驟T13將溫度控制運算41的運算初始化，然后在步驟T14進行溫度控制運算，在最后的步驟T15將輸出指令輸出逆變器28后，返回到步驟T2。
因此，在該例的場合，如圖8所示，當溫度控制對象(主機溫度、出口油溫或入口油溫或以上3個溫度和空氣溫度中的2個之間的溫度差中的任一個)的現(xiàn)在溫度比壓縮機控制轉移臨界值高時，逆變器28的輸出連接到壓縮機15，進行由逆變器28對壓縮機15進行運行控制的壓縮機逆變器運行模式。
另一方面，當溫度控制對象的現(xiàn)在溫度比加熱器控制轉移臨界值低時，將逆變器28的輸出切換并連接到加熱器24，進行由逆變器28控制該加熱器24的加熱器逆變器運行模式。通過這樣將逆變器28的輸出用于加熱器24，與對加熱器24進行開/關控制的場合相比，可提高溫度控制性能。
在上述各例中，將逆變器28的輸出切換到壓縮機15和油泵12或加熱器24進行連接，但也可將逆變器28的輸出切換連接到壓縮機15和電動風扇22。
(實施例2)圖9示出本發(fā)明的實施例2(在以下的各實施例中，與圖1-圖8相同的部分采用相同符號，省略其詳細說明)，在上述實施例中，將1個逆變器28切換連接到壓縮機15、油泵12、或加熱器24(或送風扇22)，而在本實施例中這些壓縮機15、油泵12、及加熱器24分別連接各專用的逆變器。
即，在本實施例中，將壓縮機用逆變器28C連接到壓縮機15的壓縮機馬達14，將泵用逆變器28P連接到油泵12的泵馬達11，將加熱器用逆變器28H連接到加熱器24，這些逆變器28C、28P、28H由控制裝置26的溫度控制部27進行控制。該各逆變器28C、28P、28H的控制與如上述實施例1那樣在連接1個逆變器28時進行的場合同樣地進行。
因此，在本實施例中，冷卻裝置13的壓縮機15的運行頻率由壓縮機用逆變器28C進行控制。另外，油容器7的冷卻油循環(huán)回路8的油泵12由泵用逆變器28P控制，如機床1的停止等使得成為其發(fā)熱量減少的狀態(tài)，不需要將冷卻了的額定流量的冷卻油送到機床1，僅需要輸送潤滑等時所需要的最少流量的冷卻油，此時，用于來自主機控制裝置5的模式選擇的開/關信號的組合成為可變流量模式，由上述泵用逆變器28P在可變流量模式下運行油泵12，可減少冷卻油的循環(huán)量地進行控制。這樣，可減少油泵12的無用的能量消費，實現(xiàn)節(jié)能化。
另外，對于加熱器24，可由加熱器用逆變器28H進行控制，提高溫度控制性。
(實施例3)圖10示出實施例3，在上述實施例2中，通過逆變器28P控制油泵12的泵馬達11，而在本實施例中，將油泵12自身形成為可變?nèi)萘啃汀?br>
即，在本實施例中，油泵12由冷卻油的排出量可變的例如斜盤式可變?nèi)萘勘脴嫵?，在該油?2的泵馬達11上僅加上商用電源。另外，設置改變油泵12的斜盤角(或泵流量)的控制器43，從控制裝置26的溫度控制部27向該控制器43輸出斜盤角(或泵流量)的指令信號，從而根據(jù)來自機床1的主機控制裝置5的模式選擇信號的組合(機床1的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài))而改變油泵12產(chǎn)生的冷卻油循環(huán)量。其它構成與上述實施例相同，因此，在該場合也可獲得與實施例2同樣的效果。
另外，也可使上述實施例2的油泵12(斜盤式可變?nèi)萘勘?成為與實施例1同樣的通常的油泵12，作為其替代，設置增減改變泵馬達11的極數(shù)的變極回路，由該變極回路控制泵馬達11的極數(shù)，從而改變冷卻油的流量，由此可獲得同樣的作用效果。
另外，在以上的實施例中，說明了控制由加工中心構成的機床1的冷卻油的溫度的油容器7，但本發(fā)明也可適用于控制數(shù)控車床、磨床、數(shù)控專用機等機床、成形機、壓力機等產(chǎn)業(yè)機械、或這以外的各種設備的冷卻液的溫度的場合。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的控制系統(tǒng)通過循環(huán)泵來使設備的冷卻液循環(huán)，同時，通過與制冷回路的制冷劑的熱交換將該設備的冷卻液大體保持為一定溫度，由逆變器控制該制冷回路的壓縮機的馬達的運行頻率；其中，當設備的發(fā)熱量減少時，使通過循環(huán)泵的冷卻液循環(huán)量減少，同時，可不使逆變器停止工作地使用，促進由循環(huán)泵進行的節(jié)能化和逆變器的有效利用化，這一點在產(chǎn)業(yè)上的利用可能性高。
權利要求
1.一種液體冷卻裝置的溫度控制裝置，該液體冷卻裝置具有冷卻液循環(huán)回路(8)和制冷回路(20)，該冷卻液循環(huán)回路(8)是通過利用泵馬達(11)驅動的循環(huán)泵(12)使設備(1)的冷卻液循環(huán)，該制冷回路(20)是通過依次連接壓縮機(15)、冷凝器(16)、減壓機構(17)、及蒸發(fā)器(18)而構成；該壓縮機(15)通過馬達(14)被驅動并對氣體制冷劑進行壓縮，該冷凝器(16)使氣體制冷劑冷凝，該減壓機構(17)對液體制冷劑進行減壓，該蒸發(fā)器(18)通過與制冷劑的熱交換而冷卻上述冷卻液循環(huán)回路(8)中的冷卻液；其特征在于設置有冷卻液循環(huán)量控制裝置(27)，該冷卻液循環(huán)量控制裝置(27)根據(jù)上述設備(1)的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)而改變根據(jù)上述循環(huán)泵12的冷卻液的循環(huán)量。
2.根據(jù)權利要求1所述的液體冷卻裝置的溫度控制裝置，其特征在于上述循環(huán)泵(12)由冷卻液的排出量可變的可變?nèi)萘勘脴嫵?，冷卻液循環(huán)量控制裝置(27)通過控制上述可變?nèi)萘勘玫呐懦隽?，從而改變流量?br>
3.根據(jù)權利要求1所述的液體冷卻裝置的溫度控制裝置，其特征在于設置改變循環(huán)泵(12)的馬達(11)的極數(shù)的變極裝置；冷卻液循環(huán)量控制裝置(27)通過利用上述變極裝置來控制馬達(11)的極數(shù)，從而改變流量。
4.根據(jù)權利要求1所述的液體冷卻裝置的溫度控制裝置，其特征在于設置改變循環(huán)泵(12)的馬達(11)的運行頻率的逆變器(28)、(28P)，冷卻液循環(huán)量控制裝置(27)通過利用上述逆變器(28)、(28P)控制馬達(11)的運行頻率，從而改變流量。
5.根據(jù)權利要求4所述的液體冷卻裝置的溫度控制裝置，其特征在于上述逆變器(28)控制壓縮機(15)的馬達(14)的運行頻率；設置有相應于設備(1)的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)而將上述逆變器(28)的輸出切換到壓縮機(15)的馬達(14)和循環(huán)泵(12)的馬達(11)的切換裝置(33)。
6.根據(jù)權利要求1-5中任何一項所述的液體冷卻裝置的溫度控制裝置，其特征在于冷卻液循環(huán)量控制裝置(27)作為循環(huán)泵(12)的運行模式具有使冷卻液的流量一定的額定流量模式和可改變冷卻液的流量的可變流量模式，相應于設備(1)的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)而切換兩種流量模式。
7.一種液體冷卻裝置的溫度控制裝置，該液體冷卻裝置具有冷卻液循環(huán)回路(8)、制冷回路(20)、及逆變器(28)；該冷卻液循環(huán)回路(8)是通過利用泵馬達(11)驅動的循環(huán)泵(12)使設備(1)的冷卻液循環(huán)，該制冷回路(20)是通過依次連接壓縮機(15)、冷凝器(16)、減壓機構(17)、及蒸發(fā)器(18)而構成；該壓縮機(15)通過馬達(14)被驅動并對氣體制冷劑進行壓縮，該冷凝器(16)使氣體制冷劑冷凝，該減壓機構(17)對液體制冷劑進行減壓，該蒸發(fā)器(18)通過與制冷劑的熱交換而冷卻上述冷卻液循環(huán)回路(8)中的冷卻液；該逆變器(28)控制上述壓縮機(15)的馬達的運行頻率；其特征在于設置有相應于上述設備(1)的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)而在壓縮機(15)的馬達(14)和其它的1個電作動裝置之間切換上述逆變器(28)的輸出的切換裝置(33)。
8.根據(jù)權利要求7所述的液體冷卻裝置的溫度控制裝置，其特征在于其它電作動裝置為循環(huán)泵(12)的馬達(11)、對在冷卻液循環(huán)回路(8)中循環(huán)的冷卻液進行電加熱的電加熱裝置(24)或向冷凝器(16)送風的電動送風裝置(22)中的任一個。
9.根據(jù)權利要求1-8中任何一項所述的液體冷卻裝置的溫度控制裝置，其特征在于設備(1)的工作狀態(tài)或工作環(huán)境狀態(tài)包含從設備(1)側送出的信號、冷卻液的液溫、設備(1)的工作溫度、及環(huán)境溫度中的至少1個。
10.根據(jù)權利要求1-9中任何一項所述的液體冷卻裝置的溫度控制裝置，其特征在于設備(1)為使用作為冷卻液的油的機床或產(chǎn)業(yè)機械。
全文摘要
油容器(7)具有冷卻油循環(huán)回路(8)、制冷回路(20)、及逆變器(28)；該冷卻油循環(huán)回路(8)通過循環(huán)泵(12)使機床(1)的冷卻油循環(huán)；該制冷回路(20)通過依次連接壓縮機(15)、冷凝器(16)、減壓機構(17)、及蒸發(fā)器(18)而構成；該蒸發(fā)器(18)由與制冷劑的熱交換來冷卻冷卻油循環(huán)回路(8)中的冷卻油；該逆變器(28)控制壓縮機(15)的馬達(14)的運行頻率；為了達到減少油泵(12)的無用的能量消費，當壓縮機(15)的運行停止時，將控制該馬達(14)的運行頻率的逆變器(28)的輸出切換并連接到油泵(12)的馬達(11)，改變油泵(12)的冷卻油的循環(huán)量，當機床(1)停止等使其發(fā)熱量減少時，減少油泵(12)的冷卻油的循環(huán)量，實現(xiàn)油泵(12)的節(jié)能化。
文檔編號H02P27/06GK1402813SQ00816527
公開日2003年3月12日 申請日期2000年12月14日 優(yōu)先權日1999年12月14日
發(fā)明者仲田哲雄 申請人:大金工業(yè)株式會社