(57)【要約】【課題】装置全体をコンパクトにしつつ、熱交換の効率を向上できる加熱殺菌装置を提供すること。【解決手段】本発明の加熱殺菌装置１００は、ヒータ１１３が設けられた熱処理槽１１１と、加熱処理前の加熱前クーラントを流入する流入口１４１ａと、加熱処理後の加熱後クーラントを流出する流出口１５４ａと、流入口１４１ａから熱処理槽１１１に連結する処理前流路１４０と、熱処理槽１１１から流出口１５４ａに連結する処理後流路１５０とを備え、処理前流路１４０は、熱処理槽１１１の上部において、略円筒形状の内周壁１３２ａと、内周壁１３２ａと同芯であり内周壁１３２ａより径が大きい外周壁１３１ａとの間に形成された円筒状流路１４２を有し、処理後流路１５０は、円筒状流路１４２の内部において、内周壁１３２ａの周方向に沿って延びて、螺旋形状に形成された螺旋流路１５３を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を加熱処理することで殺菌する加熱殺菌装置であって、
熱源が設けられた熱処理槽と、
加熱処理前の流体を流入する流入口と、
加熱処理後の流体を流出する流出口と、
前記流入口から前記熱処理槽に連結する処理前流路と、
前記熱処理槽から前記流出口に連結する処理後流路とを備え、
前記処理前流路は、前記熱処理槽の上部において、略円筒形状の内周壁と、前記内周壁と同芯であり前記内周壁より径が大きい外周壁との間に形成された円筒状流路を有し、
前記処理後流路は、前記円筒状流路の内部において、前記内周壁の周方向に沿って延びる螺旋形状に形成された螺旋流路を有する加熱殺菌装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱殺菌装置であって、
前記熱処理槽は、
最下部に設けられた、前記熱源及び前記処理前流路から加熱処理前の流体が注入される注入口と、
前記熱源の上方に、円筒形状であって半径がそれぞれ異なる複数の仕切り板が同心に配置された案内部材とを備え、
前記複数の仕切り板には、連通孔が上部又は下部交互に形成された加熱殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱殺菌装置に関し、詳しくは流体を加熱処理することで殺菌する加熱殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、切削及び研削等の金属加工をする加工装置において、潤滑や冷却を目的とした水溶性油剤の流体であるクーラントが用いられている。このクーラントは、クーラント供給装置により加工装置に供給され、この加工装置において潤滑や冷却に用いられた後、再び加工装置からクーラント供給装置に戻される。
このクーラント供給装置は、加工装置から戻されたクーラントを貯留する一次クーラントタンクと、一次クーラントタンクに貯留されたクーラントを濾過する濾過装置と、濾過装置を経たクーラントを貯留する二次クーラントタンクを備え、この二次クーラントタンクに貯留されたクーラントを加工装置に供給する。
【０００３】
ところで、このクーラントは、循環して使用していると、加工装置における熱や、外気温の上昇に伴う熱により、細菌が発生し、異臭を発生する場合がある。このような異臭は、作業環境を悪化させることがある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、入側管路から供給される被処理液を加熱殺菌して出側管路から送出するボイラと、入側管路の間に介設されたタンク内を出側管路が貫通する液型熱交換器とを備える液体の加熱殺菌装置が提案されている。
【０００５】
この加熱殺菌装置によれば、被処理液を加熱殺菌することで、異臭の発生原因である細菌を減少できるので作業環境を改善できる。また、出側管路から送出された高温の液体における熱エネルギーは、液型熱交換器のタンク内において、入側管路を流通する低温の被処理液に奪われる。これにより、ボイラに流入する前に、被処理液の温度を上昇させることができるので、ボイラを駆動するための駆動エネルギーを小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３０５１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の加熱殺菌装置は、ボイラとは別にタンクを有する液型熱交換器を設けるため設置面積が増大する。また、特許文献１の加熱殺菌装置では、タンクを出側管路が貫通するだけなので、入側管路と出側管路との接触面積が限られるため、ボイラにより加熱された液体から被処理液に奪われる熱エネルギーも限られていた。
【０００８】
本発明は、装置全体をコンパクトにしつつ、熱交換の効率を向上できる加熱殺菌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の加熱殺菌装置は、
流体を加熱処理することで殺菌する加熱殺菌装置（例えば、後述の加熱殺菌装置１００）であって、熱源（例えば、後述のヒータ１１３）が設けられた熱処理槽（例えば、後述の熱処理槽１１１）と、加熱処理前の流体を流入する流入口（例えば、後述の流入口１４１ａ）と、加熱処理後の流体を流出する流出口（例えば、後述の流出口１５４ａ）と、前記流入口から前記熱処理槽に連結する処理前流路（例えば、後述の処理前流路１４０）と、前記熱処理槽から前記流出口に連結する処理後流路（例えば、後述の処理後流路１５０）とを備え、前記処理前流路は、前記熱処理槽の上部において、略円筒形状の内周壁（例えば、後述の内周壁１３２ａ）と、前記内周壁と同芯であり前記内周壁より径が大きい外周壁（例えば、後述の外周壁１３１ａ）との間に形成された円筒状流路（例えば、後述の円筒状流路１４２）を有し、前記処理後流路は、前記円筒状流路の内部において、前記内周壁の周方向に沿って延びて、螺旋形状に形成された螺旋流路（例えば、後述の螺旋流路１５３）を有する。
【００１０】
この発明によれば、加熱処理前の流体を流入する流入口から熱源が設けられた熱処理槽に連結する処理前流路と、熱処理槽から加熱処理後の流体を流出する流出口に連結する処理後流路とを備えた。
そして、処理前流路は、熱処理槽の上部において、略円筒形状の内周壁と、この内周壁と同芯であり内周壁より径が大きい外周壁とから形成された円筒状流路を有し、処理後流路は、円筒状流路の内部において、内周壁の周方向に沿って延びる螺旋形状に形成された螺旋流路を有した。
これにより、熱処理槽の上部において、処理前流路の円筒状流路の内部に処理後流路の螺旋流路を有することで、熱処理槽の上部で加熱処理後の流体と加熱処理前の流体とで熱交換できる。よって、熱処理槽と別に熱交換器を設ける必要がない。
【００１１】
また、処理後流路の螺旋流路は、処理前流路の円筒状流路の内部において、その内周壁の周方向に沿って延びる螺旋形状に形成したので、処理後流路が単に処理前流路を貫通する場合に比べて、処理後流路と処理前流路との接触面積を広くできる。よって、熱処理槽により加熱された加熱処理後の流体から加熱処理前の流体に奪われる熱エネルギーを増大できる。
したがって、装置全体をコンパクトにしつつ、熱交換の効率を向上できる加熱殺菌装置を提供できる。
【００１２】
この場合、前記熱処理槽は、最下部に設けられた、前記熱源及び前記処理前流路から加熱処理前の流体が注入される注入口（例えば、後述の注入口１４５ａ）と、前記熱源の上方に、円筒形状であって半径がそれぞれ異なる複数の仕切り板（例えば、後述の仕切り板１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ及び１２３ｅ）が同心に配置された案内部材（例えば、後述の案内部材１２０）とを備え、前記複数の仕切り板には、連通孔（例えば、後述の連通孔１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ及び１２４ｅ）が上部又は下部交互に形成されることが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、熱処理槽の最下部に熱源及び処理前流路から加熱処理前の流体が注入される注入口と、この熱源の上方に、円筒形状であって半径がそれぞれ異なる複数の仕切り板が同心に配置された案内部材とを備えた。そして、複数の仕切り板には、連通孔を上部又は下部交互に形成した。
これにより、熱処理槽において、熱源の上方に、案内部材により複数の仕切り板に仕切られた複数の空間を形成できる。この複数の空間は、複数の仕切り板が同心に配置されたことで、複数同心に形成できる。これら複数の円筒状の空間は、仕切り板の上部又は下部交互に形成された連通孔により互いに連通する。
加熱処理前の流体は、熱処理槽の最下部の注入口から注入され、案内部材により、熱源の上方において、互いに連通する複数の円筒状の空間をそれぞれ通過しながら熱処理槽を流通する。
よって、熱処理槽内における流体の対流を防止し、流体に対して十分に熱を伝達できる。
したがって、装置全体をコンパクトにしつつ、熱の伝達及び熱交換の効率を向上できる加熱殺菌装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、装置全体をコンパクトにしつつ、熱交換の効率を向上できる加熱殺菌装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るクーラント供給システムの構成を示す図である。
【図２】前記実施形態に係る加熱殺菌部の断面図である。
【図３】前記実施形態に係る加熱部の断面図である。
【図４】前記実施形態に係る処理前流路と往き配管とが接続する部分及び処理後流路と戻り配管とが接続する部分を上方から視た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１を参照してクーラント供給システム１について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るクーラント供給システム１の構成を示す図である。
【００１７】
本実施形態に係るクーラント供給システム１は、一次クーラントタンク１１からのクーラントを供給する一次クーラント供給部１０と、使用済みのクーラントを濾過し、濾過したクーラントの供給を行う二次クーラント供給部２と、から構成され、濾過済みのクーラントを工作機械部６に供給する。そして、工作機械部６で使用された使用済みのクーラントは、工作機械６０及び一次側ライン２０から一次クーラントタンク１１に連通するクーラント回収トラフ６１を通って一次クーラントタンク１１に流入し、再利用される。
【００１８】
一次クーラント供給部１０は、使用済みのクーラントを貯留する一次クーラントタンク１１と、一次フィルタ１２と、一次ポンプ１３と、一次フィルタ１２及び一次ポンプ１３の動作を制御する一次クーラント制御部１４と、から構成される。
【００１９】
一次クーラントタンク１１は、工作機械６０で使用された使用済みのクーラントが貯留されるタンクである。使用済みのクーラントに含まれる加工滓は、一次クーラントタンク１１内に沈殿して分離される。
一次フィルタ１２は、クーラント回収トラフ６１から流入するクーラントに含まれるスラッジや工作機械６０から出る加工滓を除去するものであり、除去したスラッジや加工滓はチップコンベアにより一次クーラントタンク１１の外に運搬され、加工滓集積部１５に集積される。
【００２０】
一次ポンプ１３は、一次クーラントタンク１１から二次クーラントタンク３０へクーラントを流通させるポンプである。
一次クーラント制御部１４は、一次クーラント供給部１０を制御する。具体的には、一次クーラント制御部１４は、一次フィルタ１２及び一次ポンプ１３の始動や停止を制御する。
【００２１】
二次クーラント供給部２は、一次クーラント供給部１０に連通して一次クーラントタンク１１内のクーラントを供給する一次側ライン２０と、一次側ライン２０から供給されたクーラントが貯留される二次クーラントタンク３０と、二次クーラントタンク３０から工作機械６０それぞれにクーラントを供給する二次ライン４０と、二次クーラント供給部２を制御する二次クーラント制御部５０と、二次クーラントタンク３０に貯留されたクーラントを殺菌する加熱殺菌装置１００と、により構成される。
【００２２】
一次側ライン２０は、一次クーラントタンク１１内のクーラントを、一次クーラントタンク１１から二次クーラントタンク３０に供給するラインである。
この一次側ライン２０は、一次クーラントタンク１１から二次クーラントタンク３０に連通する一次供給管２１と、一次供給管２１の途中に設けられ、一次クーラントタンク１１に貯留されたクーラントの不純物を分離するフィルタ２２と、一次供給管２１の途中であってフィルタ２２の上流側に設けられる上流側開閉バルブ２３と、同様にフィルタ２２の下流側に設けられる下流側開閉バルブ２４と、フィルタ２２の排出口からクーラント回収トラフ６１にクーラントを流入させる排出流路２２１と、により構成される。
【００２３】
一次供給管２１は、一次クーラント供給部１０から、上流側開閉バルブ２３、フィルタ２２、下流側開閉バルブ２４及び二次クーラントタンク３０をそれぞれ連通する供給管であり、一次ポンプ１３により取水されたクーラントが通過する管である。
【００２４】
フィルタ２２は、本実施形態ではサイクロン式の濾過装置である。このフィルタ２２は、二次クーラント制御部５０によりその始動又は停止が制御される。フィルタ２２は、クーラントに含まれる固形粒子等の不純物を除去するフィルタである。
【００２５】
排出流路２２１は、フィルタ２２の排出口から、クーラント回収トラフ６１にクーラントを流入させるように形成された排出用の流路である。この流路は、パイプ状の部材又はトラフのような溝状の部材により形成される。この排出流路２２１には、フィルタ２２がクーラントから分離した不純物を高濃度に含む廃液が排出され、クーラント回収トラフ６１にこれらの廃液が導出される。排出流路２２１の出口は、クーラント回収トラフ６１の上流側となるように設けられることが好ましい。この上流側とは、クーラント回収トラフ６１において、工作機械６０からクーラント回収トラフ６１に接続する部分近傍か、これよりも遠い位置であることを示す。
この排出流路２２１の途中には、ドレインバルブ２２２が設けられており、排出流路２２１に流れるクーラントの流量を調節する。
【００２６】
上流側開閉バルブ２３及び下流側開閉バルブ２４は、一次供給管２１を遮断又は開放するバルブであり、本実施形態では電磁弁が使用され、二次クーラント制御部５０により制御される。
【００２７】
二次クーラントタンク３０は、フィルタ２２により不純物が除去されたクーラントが貯留されるタンクである。二次クーラントタンク３０には、二次クーラントタンク３０内のクーラント量を検知するフロートスイッチ３１が設けられる。
【００２８】
フロートスイッチ３１は、二次クーラントタンク３０内に貯留されるクーラントの液面を検知する。詳細には、二次クーラントタンク３０内のクーラントの液面の高さを検知して、その高さを示す信号を二次クーラント制御部５０に送信する。液面が上昇又は下降するのに応じて、液面に浮かぶフロート（図示せず）も同様に上昇又は下降し、フロートの位置で液面を検知する。
【００２９】
二次ライン４０は、工作機械６０に二次クーラントタンク３０内のクーラントを供給するラインであり、工作機械６０に連通する二次供給管４１と、二次供給管４１の途中に設けられて二次クーラントタンク３０内のクーラントを二次ライン４０に流通させる二次ポンプ４２と、二次供給管４１の途中であって、二次ポンプ４２と工作機械６０の間に設けられる圧力センサ４３とにより構成される。
【００３０】
二次供給管４１は、二次クーラントタンク３０と工作機械６０とを連通して、二次クーラントタンク３０内のクーラントを工作機械６０に供給する管である。
【００３１】
二次ポンプ４２は、二次クーラントタンク３０から工作機械６０へクーラントを流通させるポンプである。また、二次ポンプ４２は、二次クーラント制御部５０により始動や停止が制御される。
二次ポンプ４２は、本実施形態においては、インバータ４４を有しており、二次クーラント制御部５０はこのインバータ４４に指令信号を送信することで二次ポンプ４２を制御する。
【００３２】
圧力センサ４３は、二次供給管４１の途中であって、二次ポンプ４２と工作機械６０との間に設けられるセンサである。この圧力センサ４３は、二次ポンプ４２から工作機械６０までの二次供給管４１の圧力を測定する。また、圧力センサ４３が測定した圧力は、常時二次ポンプ４２のインバータ４４にフィードバックされ、インバータ４４を通じて二次クーラント制御部５０が当該圧力をモニタするとともに、最適な圧力を維持するように二次ポンプ４２の回転数が制御される。
【００３３】
二次クーラント制御部５０は、二次クーラント供給部２を制御する。具体的には、一次側ライン２０では、二次クーラント制御部５０は、フィルタ２２の始動や停止、回転数等を制御し、上流側開閉バルブ２３及び下流側開閉バルブ２４及びドレインバルブ２２２の開閉を制御する。また、二次ライン４０では、二次クーラント制御部５０は、インバータ４４を介して二次ポンプ４２の始動や停止、回転数等を制御する。圧力センサ４３は、測定した圧力値を二次ポンプ４２のインバータ４４に送信し、二次ポンプ４２のインバータ４４を通じて二次クーラント制御部５０が間接的に制御する。
また、二次クーラント制御部５０は、一次クーラント供給部１０の一次クーラント制御部１４及び工作機械部６とそれぞれ通信を行い、工作機械６０の稼働に合わせて二次ポンプ４２、フィルタ２２、上流側開閉バルブ２３、下流側開閉バルブ２４等の動作を制御する。
さらに、二次クーラント制御部５０は、加熱殺菌装置１００の動作を制御する。
【００３４】
加熱殺菌装置１００は、クーラントを加熱殺菌する加熱殺菌部１０１と、加熱殺菌部１０１を駆動する加熱殺菌部制御装置１０２と、二次クーラントタンク３０から加熱殺菌部１０１に延びる往き配管１０３と、往き配管１０３に設けられ二次クーラントタンク３０からクーラントを揚水する殺菌用ポンプ１０４と、加熱殺菌部１０１から二次クーラントタンク３０に延びる戻り配管１０５と、から構成される。
【００３５】
図２は、前記実施形態に係る加熱殺菌部１０１の断面図である。
加熱殺菌部１０１は、最下部に配置され流入されたクーラントを加熱する加熱部１１０と、加熱部１１０の内部に設けられ、流入されたクーラントを案内する案内部材１２０と、加熱部１１０で加熱された加熱後クーラントと加熱部１１０で加熱される前の加熱前クーラントとで熱交換させる熱交換部１３０と、加熱部１１０で加熱される前の加熱前クーラントが流通する処理前流路１４０と、加熱部１１０で加熱された加熱後クーラントが流通する処理後流路１５０と、から構成される。
【００３６】
図３は、前記実施形態に係る加熱部１１０の断面図である。図２及び図３を参照して、加熱部１１０について説明する。
加熱部１１０は、クーラントを加熱殺菌処理する装置である。
加熱部１１０は、円筒状体の熱処理槽１１１と、熱処理槽１１１の外周を覆う加熱部断熱層１１２と、熱処理槽１１１を貫通し、熱処理槽１１１内の下部に設けられクーラントを加熱殺菌する熱源としてのヒータ１１３と、から構成される。
熱処理槽１１１は、加熱殺菌処理するクーラントを流通させるタンクである。
加熱部断熱層１１２は、熱処理槽１１１内部の熱を保温する断熱材である。
ヒータ１１３は、クーラントを加熱し所定温度（例えば、７０℃以上）を保持する熱源である。ヒータ１１３は、加熱殺菌部制御装置１０２（図１参照）によって、加熱時間や加熱温度が制御される。
【００３７】
案内部材１２０は、熱処理槽１１１内部において、クーラントの対流を防止する部材である。
案内部材１２０は、円形の板状体である底板１２１と、底板１２１をヒータ１１３の上方で支持する脚部１２２と、底板１２１の上面に配置され円筒形状であって半径がそれぞれ異なる仕切り板１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ及び１２３ｅと、から構成される。
【００３８】
仕切り板１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ及び１２３ｅは、順にその半径が小さくなり、外側から中心に向かって配置される。すなわち、仕切り板１２３ｅは、仕切り板１２３ｄの内側に配置され、仕切り板１２３ｄは、仕切り板１２３ｃの内側に配置され、仕切り板１２３ｃは、仕切り板１２３ｂの内側に配置され、仕切り板１２３ｂは、仕切り板１２３ａの内側に配置される。
また、仕切り板１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ及び１２３ｅには、それぞれ連通孔１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ及び１２４ｅが形成されている。
【００３９】
これにより、熱処理槽１１１の内壁と仕切り板１２３ａの外周との間には、仕切り空間１２５ａが形成され、仕切り板１２３ａの内周と仕切り板１２３ｂの外周との間には、仕切り空間１２５ｂが形成され、仕切り板１２３ｂの内周と仕切り板１２３ｃの外周との間には、仕切り空間１２５ｃが形成され、仕切り板１２３ｃの内周と仕切り板１２３ｄの外周との間には、仕切り空間１２５ｄが形成され、仕切り板１２３ｄの内周と仕切り板１２３ｅの外周との間には、仕切り空間１２５ｅが形成され、仕切り板１２３ｅの内部には、仕切り空間１２５ｆが形成される。
【００４０】
連通孔１２４ａは、仕切り板１２３ａの上部に形成され、連通孔１２４ｂは、仕切り板１２３ｂの下部に形成され、連通孔１２４ｃは、仕切り板１２３ｃの上部に形成され、連通孔１２４ｄは、仕切り板１２３ｄの下部に形成され、連通孔１２４ｅは、仕切り板１２３ｅの上部に形成される。すなわち、連通孔１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ及び１２４ｅは、上下交互に配置されている。
【００４１】
これにより、クーラントは、熱処理槽１１１の内部を流通する場合、仕切り空間１２５ａから連通孔１２４ａを通って仕切り空間１２５ｂを流通し、仕切り空間１２５ｂから連通孔１２４ｂを通って仕切り空間１２５ｃを流通し、仕切り空間１２５ｃから連通孔１２４ｃを通って仕切り空間１２５ｄを流通し、仕切り空間１２５ｄから連通孔１２４ｄを通って仕切り空間１２５ｅを流通し、仕切り空間１２５ｅから連通孔１２４ｅを通って仕切り空間１２５ｆを流通する。
【００４２】
図２に戻って、熱交換部１３０は、加熱後クーラントと加熱前クーラントとで熱交換させる装置である。
熱交換部１３０は、円筒状体の熱交換部本体１３１と、熱交換部本体１３１の内部に設けられた略円柱状体の熱交換部内部体１３２と、熱交換部本体１３１の外周を覆う熱交換部断熱層１３３と、から構成される。
熱交換部本体１３１は、その内側に外周壁１３１ａを有する。熱交換部内部体１３２は、その外径が熱交換部本体１３１の内径より小さく形成されている。熱交換部内部体１３２は、熱交換部本体１３１の外周壁１３１ａから所定間隔を空けて配置され、その外周により内周壁１３２ａが形成されている。これにより、外周壁１３１ａと内周壁１３２ａとの間に形成された空間が、後述する処理前流路１４０の円筒状流路１４２を形成する。
熱交換部断熱層１３３は、熱交換部本体１３１内部の熱を保温する断熱材である。
【００４３】
処理前流路１４０は、加熱前クーラントを加熱部１１０に供給する流路である。
処理前流路１４０は、加熱前クーラントが流入する流入路１４１と、流入路１４１に下部が接続された円筒状流路１４２と、円筒状流路１４２の上部に一端が接続された中央落下流路１４３と、中央落下流路１４３の他端に一端が接続された処理前中継流路１４４と、処理前中継流路１４４に一端が接続された熱処理槽内流路１４５と、から構成される。
【００４４】
図４は、前記実施形態に係る処理前流路１４０と往き配管１０３とが接続する部分及び処理後流路１５０と戻り配管１０５とが接続する部分を上方から視た図である。
図４に示すように、流入路１４１は、往き配管１０３が接続される流入口１４１ａを備える。流入路１４１には、この流入口１４１ａから、殺菌用ポンプ１０４（図１参照）により二次クーラントタンク３０（図１参照）から揚水されたクーラントが流入される。
【００４５】
図２に戻って、円筒状流路１４２は、熱交換部本体１３１の外周壁１３１ａと内周壁１３２ａとの間に形成された空間であり、略円筒状の立ち上がり部１４２ａとこの立ち上がり部１４２ａの上部に形成された略円形状の天井部１４２ｂと、から構成される。
【００４６】
中央落下流路１４３は、円筒状流路１４２の天井部１４２ｂの略中心に一端が接続され、熱交換部内部体１３２の略中央を貫通して熱交換部１３０の上部から下部に延びる管状体である。
処理前中継流路１４４は、中央落下流路１４３の他端に一端が接続され、熱交換部１３０の略中心から外周まで略水平に延びる管状体である。処理前中継流路１４４の他端は、熱交換部１３０の外周に接続され、通常時には栓がされており、メンテナンス時に開栓される。これにより、処理前流路１４０は、例えば、清掃時に処理前中継流路１４４の他端から洗浄水を流入又は流出できる。
【００４７】
熱処理槽内流路１４５は、処理前中継流路１４４に一端が接続され、加熱部１１０の熱処理槽１１１の内周近傍において、熱処理槽１１１の上部から底部近傍まで延びる管状体である。熱処理槽内流路１４５は、他端に注入口１４５ａが形成されている。これにより、加熱部１１０には、熱処理槽１１１の底部近傍に配置されたこの注入口１４５ａから加熱前クーラントが流入される。
【００４８】
処理後流路１５０は、加熱殺菌された加熱後クーラントを加熱部１１０から戻り配管１０５に流入させる流路である。
処理後流路１５０は、加熱部１１０により加熱殺菌された加熱後クーラントを下端から流出する中央上昇流路１５１と、中央上昇流路１５１の上端に接続された処理後中継流路１５２と、処理後中継流路１５２に上端が接続され下方に向かって螺旋状に延びる螺旋流路１５３と、螺旋流路１５３の下端と接続された流出路１５４と、から構成される。
【００４９】
中央上昇流路１５１は、加熱部１１０の熱処理槽１１１の上部略中央と接続する注出口１５１ａを備える。中央上昇流路１５１は、注出口１５１ａから上方に延びる管状体である。中央上昇流路１５１は、処理前流路１４０の中央落下流路１４３の内部に配管されている。
処理後中継流路１５２は、中央上昇流路１５１の上端に一端が接続され、熱交換部１３０の熱交換部本体１３１の略中心から外周まで略水平に延びてから、螺旋流路１５３の上端に接続されている。
螺旋流路１５３は、上端が処理後中継流路１５２に接続され、円筒状流路１４２の内部において、内周壁１３２ａの周方向に沿って下方に延びる螺旋形状に形成された管状体である。
【００５０】
図４に示すように、流出路１５４は、戻り配管１０５が接続される流出口１５４ａを備える。加熱殺菌された加熱後クーラントは、この流出口１５４ａから、戻り配管１０５に流入し、二次クーラントタンク３０に流出される。流出路１５４の一部は、処理前流路１４０の流入路１４１の内部に配管されている。
【００５１】
図１に戻って、加熱殺菌部制御装置１０２は、加熱部１１０のヒータ１１３（図２参照）を制御する。具体的には、加熱殺菌部制御装置１０２は、ヒータ１１３を制御し、加熱部１１０の熱処理槽１１１内のクーラントを所定温度に加熱し、この所定温度を保持させる。この加熱殺菌部制御装置１０２は、加熱開始及び停止を二次クーラント制御部５０により制御される。
往き配管１０３は、二次クーラントタンク３０内のクーラントを、殺菌用ポンプ１０４により揚水し、加熱殺菌部１０１に供給する管である。
殺菌用ポンプ１０４は、作動開始及び停止を二次クーラント制御部５０により制御される。
戻り配管１０５は、加熱殺菌部１０１において殺菌されたクーラントを、重力により、二次クーラントタンク３０に戻す管である。そして、この殺菌されたクーラントが二次クーラント供給部２から工作機械６０に供給される。
【００５２】
工作機械６０は、工作機械制御部６０１と、開閉バルブ６０２とを少なくとも有する。
工作機械制御部６０１は、工作機械６０の動作及び開閉バルブ６０２の動作を制御する。
開閉バルブ６０２は、二次クーラント供給部２と工作機械６０との間に配置され、二次クーラント供給部２から連通する二次供給管４１を遮断又は開放するバルブである。
【００５３】
また、工作機械６０と一次クーラントタンク１１とは、クーラント回収トラフ６１により連通する。クーラント回収トラフ６１は、工作機械６０と一次クーラントタンク１１とを連通して、工作機械６０で使用された使用済みのクーラントを回収して、一次クーラントタンク１１に導出する。また、クーラント回収トラフ６１には、フィルタ２２の排出流路２２１がクーラント回収トラフ６１の上流側に接続され、フィルタ２２の廃液も導入される。
【００５４】
図１を参照して、クーラント供給システム１の動作について説明する。
まず、二次クーラント制御部５０は、二次クーラントタンク３０の液面高さを、フロートスイッチ３１から液面高さを示す信号に基づき検知し、液面が所定の高さであれば、上流側開閉バルブ２３を開ける。これにより、フィルタ２２に一次クーラントタンク１１内のクーラントが供給される。
次に、二次クーラント制御部５０は、フィルタ２２に始動信号を送信してフィルタ２２を始動させて濾過を開始させ、下流側開閉バルブ２４をオンにして開けた状態にし、フィルタ２２を通過したクーラントを二次クーラントタンク３０に供給する。次に、二次クーラント制御部５０は、工作機械制御部６０１から工作機械６０が稼働を開始する旨の信号を受信すると、工作機械６０に連通する二次供給管４１に設けられた二次ポンプ４２の稼働を開始する。また、工作機械制御部６０１は、開閉バルブ６０２を開けた状態とし、当該工作機械６０にクーラントの供給を開始する。そして、工作機械制御部６０１は、工作機械６０の潤滑や冷却に用いたクーラントをクーラント回収トラフ６１に導出する。クーラント回収トラフ６１に導出されたクーラントは、一次クーラントタンク１１に戻される。
【００５５】
図２を参照して、加熱殺菌装置１００により二次クーラントタンク３０のクーラントを殺菌する工程について説明する。
まず、二次クーラント制御部５０（図１参照）は、殺菌用ポンプ１０４（図１参照）を動作させ、二次クーラントタンク３０（図１参照）内のクーラントを揚水し、往き配管１０３（図１参照）から加熱殺菌装置１００における加熱殺菌部１０１の処理前流路１４０に流入させる。二次クーラントタンク３０から流入したクーラントは、加熱殺菌されていない加熱前クーラントである。
処理前流路１４０に流入した加熱前クーラントは、流入路１４１、円筒状流路１４２、中央落下流路１４３、処理前中継流路１４４、熱処理槽内流路１４５の順に流通し、加熱部１１０の熱処理槽１１１に流入する。
【００５６】
次に、熱処理槽１１１に流入した加熱前クーラントは、仕切り空間１２５ａ、仕切り空間１２５ｂ、仕切り空間１２５ｃ、仕切り空間１２５ｄ、仕切り空間１２５ｅ、仕切り空間１２５ｆの順で流通する間に、ヒータ１１３によって確実に加熱され、加熱後クーラントとなる。このように、加熱前クーラントは、加熱されることで、殺菌され加熱後クーラントとなる。
この加熱後クーラントは、熱処理槽１１１の上部略中央から処理後流路１５０に流入する。
処理後流路１５０に流入した加熱後クーラントは、処理前流路１４０の内部に配管された中央上昇流路１５１及び螺旋流路１５３を通過して流出路１５４に流入する。そして、この流出路１５４に流入した加熱後クーラントは、戻り配管１０５（図１参照）に流入し、二次クーラントタンク３０に流出される。このように、加熱後クーラントは、処理前流路１４０の内部に配管された中央上昇流路１５１及び螺旋流路１５３を通過することで、処理前流路１４０を流通する加熱前クーラントと熱交換できる。
【００５７】
本実施形態によれば、以下のような作用効果がある。
本実施形態によれば、加熱処理前の加熱前クーラントを流入する流入口１４１ａとヒータ１１３が設けられた熱処理槽１１１とを連結する処理前流路１４０と、熱処理槽１１１と加熱処理後の加熱後クーラントを流出する流出口１５４ａとを連結する処理後流路１５０と、を備えた。
そして、処理前流路１４０は、熱処理槽１１１の上部において、略円筒形状の内周壁１３２ａと、この内周壁１３２ａと同芯であり内周壁１３２ａより径が大きい外周壁１３１ａとから形成された円筒状流路１４２を有し、処理後流路１５０は、円筒状流路１４２の内部において、内周壁１３２ａの周方向に沿って延びる螺旋形状に形成された螺旋流路１５３を有した。
これにより、熱処理槽１１１の上部において、処理前流路１４０の円筒状流路１４２の内部に処理後流路１５０の螺旋流路１５３を有することで、熱処理槽１１１の上部で加熱処理後の加熱後クーラントと加熱処理前の加熱前クーラントとで熱交換できる。よって、熱処理槽と別に熱交換器を設ける必要がない。
【００５８】
また、処理後流路１５０の螺旋流路１５３は、処理前流路１４０の円筒状流路１４２の内部において、その内周壁１３２ａの周方向に沿って延びる螺旋形状に形成したので、処理後流路１５０が単に処理前流路１４０を貫通する場合に比べて、処理後流路１５０と処理前流路１４０との接触面積を広くできる。よって、熱処理槽１１１により加熱された加熱処理後の加熱後クーラントから加熱処理前の加熱前クーラントに奪われる熱エネルギーを増大できる。
したがって、装置全体をコンパクトにしつつ、熱交換の効率を向上できる加熱殺菌装置を提供できる。
【００５９】
また、熱処理槽１１１の最下部にヒータ１１３及び処理前流路１４０から加熱処理前の加熱前クーラントが注入される注入口１４５ａと、このヒータ１１３の上方に、円筒形状であって半径がそれぞれ異なる仕切り板１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ及び１２３ｅが同心に配置された案内部材１２０とを備えた。そして、仕切り板１２３ａ〜１２３ｅには、連通孔１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ及び１２４ｅを上部又は下部交互に形成した。
これにより、熱処理槽１１１において、ヒータ１１３の上方に、案内部材１２０により仕切り板１２３ａ〜１２３ｅに仕切られた仕切り空間１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２５ｅ、１２５ｆを形成できる。仕切り空間１２５ａ〜１２５ｆは、仕切り板１２３ａ〜１２３ｅが同心に配置されたことで、複数同心に形成できる。これら仕切り空間１２５ａ〜１２５ｆは、仕切り板１２３ａ〜１２３ｅの上部又は下部交互に形成された連通孔１２４ａ〜１２４ｅにより互いに連通する。
加熱処理前の加熱前クーラントは、熱処理槽１１１の最下部の注入口１４５ａから注入され、案内部材１２０より、ヒータ１１３の上方において、互いに連通する仕切り空間１２５ａ〜１２５ｆをそれぞれ通過しながら熱処理槽１１１を流通する。
よって、熱処理槽内における流体の対流を防止し、流体に対して十分に熱を伝達できる。
したがって、装置全体をコンパクトにしつつ、熱の伝達及び熱交換の効率を向上できる加熱殺菌装置を提供できる。
【００６０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６１】
１００    加熱殺菌装置
１１３    ヒータ（熱源）
１１１    熱処理槽
１３１ａ  外周壁
１３２ａ  内周壁
１４０    処理前流路
１４１ａ  流入口
１４２    円筒状流路
１５０    処理後流路
１５３    螺旋流路
１５４ａ  流出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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