(57)【要約】【課題】冷却水の水質を制御する装置を有しており、メンテナンスが少なくて済む水冷装置を提供する。【解決手段】水冷装置は、貯蔵タンク２からの冷却水が、冷却すべき機器４２の熱交換器４１を循環する経路４０、イオン交換器１５を循環する経路１０、放熱器３１を循環する経路３０を持っている。また水冷装置には、貯蔵タンク２内の冷却水３の電気伝導率を測定する手段２１、およびイオン交換器循環経路１０の冷却水流量を調整する手段２５・１２が配置され、電気伝導率測定手段２１から出力される電気伝導率により冷却水流量調整手段２５・１２を制御する制御回路２３・２４を備えた水質制御装置を有している。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵タンクからの冷却水が、冷却すべき機器の熱交換器を循環する経路、イオン交換器を循環する経路、放熱器を循環する経路を持った水冷装置において、貯蔵タンク内の冷却水の電気伝導率を測定する手段、およびイオン交換器循環経路の冷却水流量を調整する手段が配置され、該電気伝導率測定手段から出力される電気伝導率により該冷却水流量調整手段を制御する制御回路を備えた水質制御装置を有する水冷装置。
【請求項２】
前記冷却すべき機器が、レーザー発振器であることを特徴とする請求項１に記載の水質制御装置を有する水冷装置。
【請求項３】
該冷却水流量調整手段が、イオン交換器循環経路の途中に配置された圧送ポンプの回転制御回路であることを特徴とする請求項１に記載の水質制御装置を有する水冷装置。
【請求項４】
該冷却水流量調整手段が、イオン交換器循環経路の途中に配置された流量調整弁であることを特徴とする請求項１に記載の水質制御装置を有する水冷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー発振器を始めとする種々の機器を冷却水で冷却する際に使用されるもので、冷却水の水質制御装置を有する水冷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属素材の切断や穴あけ、切削等の加工に使用されるレーザー発振器は、熱交換器が付設され冷却水で冷却される。その冷却水が水道水であると、水に含まれている金属イオンや塩素イオン等から不溶性塩や金属酸化物を生じ、熱交換器や配管を閉塞させたり、腐食させたりする障害が発生する。また、冷却水として純水を使用しても、長期間循環させていると、金属配管から金属イオンが冷却水に徐々に溶出し、熱交換器や配管の腐食を助長させる。そこで、特開平１１−６３７６５号公報に記載されているように、冷却水をイオン交換器に通すことで冷却水の水質を改善し、熱交換器や配管の障害を防ぐようにしている。さらに同公報には、冷却水の導電率を測定し予め設定された値と比較して警報を出すことにより冷却水の管理・監視をする旨の記載がされている。
【０００３】
イオン交換器は、水中の金属イオンをイオン交換樹脂で捕捉して浄化するもので、通水によってイオン交換樹脂が劣化する。そのため、ある程度の通水時間、通水量毎にイオン交換樹脂を再生したり、新品に交換したりするメンテナンスが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報に記載されているように、イオン交換器に冷却水を四六時中通水させていると、たしかに冷却水の水質は向上するが、イオン交換樹脂の劣化が速く、メンテナンスを頻繁に行わなければならない。そのための手間や経済性の面でも問題があった。
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、メンテナンス手間や経済性の面で優れた水冷装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するためになされた本発明の水冷装置は、実施例に対応する図１に示すように、貯蔵タンク２からの冷却水が、冷却すべき機器４２の熱交換器４１を循環する経路４０、イオン交換器１５を循環する経路１０、放熱器３１を循環する経路３０を持っており、貯蔵タンク２内の冷却水３の電気伝導率を測定する手段２１、およびイオン交換器循環経路１０の冷却水流量を調整する手段２５・１２が配置され、電気伝導率測定手段２１から出力される電気伝導率により冷却水流量調整手段２５・１２を制御する制御回路２３・２４を備えた水質制御装置を有している。
【０００６】
この水冷装置の水質制御装置は、電気伝導率測定手段２１で測定された冷却水３の電気伝導率が熱交換器や配管の障害が発生しない程度に低ければ、制御回路２３・２４から冷却水流量調整手段２５・１２に冷却水の通水量を減らす信号が出され、冷却水３の電気伝導率が高くなったときに通水量を増やす信号を出すようにして、イオン交換器１５に過剰通水することを防止している。
【０００７】
この発明の水冷装置は、冷却すべき機器４２が、レーザー発振器であることが好ましい。
水質制御装置の冷却水流量調整手段は、イオン交換器循環経路１０の途中に配置された圧送ポンプ１２の回転制御回路２４であることが好ましい。
また水質制御装置の冷却水流量調整手段は、図２に示すように、イオン交換器循環経路１０の途中に配置された流量調整弁１１であってもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明を適用する水冷装置の一実施例を示す概要図である。
この水冷装置は、冷却水３の貯蔵タンク２に、冷却水が水質改善のためにイオン交換器１５を循環して戻るパイプ１０と、冷却水が冷却すべき機器であるレーザー発振器４２を循環して戻るパイプ４０と、冷却水が温度下降のために放熱器３１を循環して戻るパイプ３０が配管されている。
【０００９】
パイプ１０の途中には、圧送ポンプ１２、活性炭フィルタ１４、イオン交換器１５、バクテリア除去の精密ろ過フィルタ１６が、順に並んで配置されている。パイプ４０循環経路４０の途中には、弁、圧送ポンプ４３、熱交換器４１が配置され、熱交換器４１はレーザー加工装置４２内に設置されている。パイプ３０の途中には、弁、圧送ポンプ３３、放熱器３１が配置されている。尚、放熱器３１は、通常の冷媒循環型ものであり、コンプレッサー、排熱ファンを有するコンデンサが接続されている。
【００１０】
水質制御装置は以下のように構成されている。タンク２内には、電気伝導率測定手段である電極２１が引き込まれ冷却水３に浸かっている。電極２１は、電気伝導率測定計２２に接続され、さらに電気伝導率比較回路２３の入力へ配線されている。比較回路２３のもう一方の入力は基準電気伝導率の入力端となっている。比較回路２３の出力は、制御信号発生回路２４に接続し、その出力が回転制御回路２５の制御端に繋がれている。回転制御回路２５は、電源２６から圧送ポンプ１２への電力供給の途中に位置している。
【００１１】
この水冷装置は、レーザー発振器４２を稼動させる際に動作させるもので、以下にその動作を説明する。
レーザー発振器４２を稼動に伴って圧送ポンプ４３が駆動し、冷却水３がパイプ４０を通って、タンク２から熱交換器４１へ流れ、レーザー発振器４２を冷却し、タンク２へ戻る。熱交換器４１で温まった冷却水は、タンク２から圧送ポンプ３３によりパイプ３０を通って放熱器３１に至り放熱器３１で冷却されて戻る。
【００１２】
この水冷装置では、レーザー発振器４２を稼動に伴って、さらに水質制御装置が動作する。その動作を、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００１３】
ステップ１０１で、タンク２内で冷却水３の電気伝導率が電極２１により測定される。その値は、測定計２２を経て比較回路２３に入力し、ステップ１０２で、予め設定された基準伝導率と比較される。電気伝導率が基準伝導率以上である（水質が悪い）とき、制御信号発生回路２４からの信号で回転制御回路２５が圧送ポンプ１２の回転数を上げる（ステップ１０３）。タンク２内の冷却水３は、パイプ１０から多量にイオン交換器１５を通って、タンク２に戻る。
【００１４】
ステップ１０２で、タンク２内の冷却水３の電気伝導率が設定された基準伝導率より低いときには、制御信号発生回路２４からの信号で回転制御回路２５により圧送ポンプ１２の回転数が緩やかになる（ステップ１０４）。タンク２内からイオン交換器１５に送られる冷却水３は僅かになる。
【００１５】
装置の動作中、上記ステップによるループが繰り返される。タンク２内の冷却水３の電気伝導率は常に測定されており、基準伝導率以下であると水質良好であり、冷却水はイオン交換器１５を僅かしか通らない。しかし、電気伝導率が基準伝導率以上になると水質が劣化しており、冷却水は多量にイオン交換器１５で脱イオン化されるため電気伝導率が低下してゆく。
【００１６】
尚、この際、活性炭フィルタ１４、精密ろ過フィルタ１６も透過するので有機質や微粒子等の不純物も浄化される。
【００１７】
上記の水質制御装置の例では、冷却水流量調整手段として冷却水をイオン交換器１５に循環させる圧送ポンプ１２の回転制御回路２５を採用しているが、制御信号発生回路２４からの信号で電源２６から圧送ポンプ１２に至る電力供給をオンオフするスイッチ回路を採用してもよい。冷却水３の電気伝導率が基準伝導率より高くなったとき圧送ポンプ１２への供給電力をオンにして冷却水がイオン交換器１５を通るようにし、冷却水３の電気伝導率が低下したら圧送ポンプ１２への供給電力をオフにする。
【００１８】
図２は冷却水流量調整手段の別な実施例を示す図である。電気伝導率比較回路２３は流量調整弁制御回路２８に接続されており、その出力は流量調整弁１１の電磁操作端に繋がれている。電気伝導率比較回路２３の出力によって流量調整弁制御回路２８から信号が出て、流量調整弁１１の電磁弁を開閉し、冷却水がイオン交換器１５に流れる量が制御される。
【００１９】
図３は冷却水流量調整手段のさらに別な実施例を示す図である。圧送ポンプ１２からパイプ１０がイオン交換器１５に至る途中に三方弁１３が繋がれ、三方弁１３の一口はタンク２へと繋がれている。そのため圧送ポンプ１２から冷却水は、三方弁１３の切り換えにより、イオン交換器１５かタンク２のいずれかに流れる。電気伝導率比較回路２３は三方弁制御回路２９に接続されており、その出力は三方弁１１の電磁操作端に繋がれている。電気伝導率比較回路２３の出力が基準伝導率以上なら三方弁制御回路２９から信号が出て、三方弁１１の電磁弁をイオン交換器１５側に開放（タンク２側を閉鎖）し、電気伝導率比較回路２３の出力が基準伝導率以下なら三方弁１１をタンク２側に開放（イオン交換器１５側を閉鎖）する。
【００２０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明の水質制御装置を有する水冷装置は、冷却水の水質が劣化しているときだけ、冷却水をイオン交換器に通し、水質が良好なときにはイオン交換器に冷却水を通さないようにすることで、冷却水が必要最小限の水質を維持するだけイオン交換器を使用する。そのため、イオン交換器のイオン交換樹脂が長持ちし、再生や交換等のメンテナンスを頻繁にする必要がなくなる。
このように耐久性に優れてメンテナンス費用のかからない本発明の水冷装置は、レーザー発振器を始めとする種々の機器を冷却するに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する水質制御装置を有する水冷装置の実施例の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用する水質制御装置を有する水冷装置の別な実施例の部分を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用する水質制御装置を有する水冷装置のさらに別な実施例の部分を示すブロック図である。
【図４】本発明を適用する水質制御装置の実施手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
２はタンク、３は冷却水、１０はイオン交換器循環経路、１１は流量調整弁、１２は圧送ポンプ、１３は三方弁、１４は前処理フィルタ、１５はイオン交換器、１６は後処理フィルタ、１７は逆止弁、１８はバイパス、２１は電極、２２は測定計、２３は電気伝導率比較回路、２４は制御信号発生回路、２５は回転制御回路、２６は電源、２８は流量調整弁制御回路、２９は三方弁制御回路、３０は放熱器循環経路、３１は放熱器、３２は冷媒循環経路、３３は圧送ポンプ、４０は熱交換器循環経路、４１は熱交換器、４２は冷却すべき機器、４３は圧送ポンプ、１０１〜１０４は実施手順のステップである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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