(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業に適用される液体を当該作業へ供給する液体供給方法であって、
１つより多くの成分を含む液体を保持容器から前記作業へ送ることと、
前記液体を前記作業に適用することにより、使用後の液体が形成されることと、
前記使用後の液体を前記保持容器へ戻すことと、
前記保持容器の液体を前記作業へ送って適用し、前記使用後の液体を当該保持容器へ戻す間、当該保持容器の液体の組成を分析することと、
前記保持容器の液体を所定の組成にするために当該保持容器の液体に追加する必要がある、液体の各成分の量を求めることと、
必要とされる各成分の組合せを含む成分噴射を圧力容器において形成するように、前記保持容器の液体に追加する必要がある前記量の各成分を前記圧力容器へ送ることと、
前記成分噴射を前記圧力容器内に閉じ込めながら、前記圧力容器内の圧力の放出により前記成分噴射を前記保持容器へ送るために適したレベルまで、当該圧力容器内の圧力を上昇させることと、
前記圧力容器の圧力が前記圧力容器内に閉じ込められた前記成分噴射を前記保持容器へ強制的に送ることを引き起こすために、前記圧力容器内の圧力が前記レベルに達したとき、当該圧力容器から圧力を放出することと
を含むことを特徴とする液体供給方法。
【請求項２】
前記保持容器から前記液体を前記作業へ連続的に送ることと、
前記作業から前記使用後の液体を前記保持容器へ連続的に戻すことと
を含む、請求項１記載の液体供給方法。
【請求項３】
作業に適用される液体を当該作業へ供給する液体供給方法であって、
１つより多くの成分を含む液体を保持容器から前記作業へ連続的に送ることと、
前記液体を前記作業に適用することにより、使用後の液体が形成されることと、
前記使用後の液体を前記保持容器へ連続的に戻すことと、
前記保持容器の液体を前記作業へ送って適用し、前記使用後の液体を当該保持容器へ戻す間、当該保持容器の液体の組成を分析することと、
前記保持容器の液体を所定の組成にするために当該保持容器の液体に追加する必要がある、液体の各成分の量を求めることと、
前記保持容器の液体に追加する必要がある前記量の各成分を圧力容器へ送ることにより、当該圧力容器において成分噴射を生成することと、
前記圧力容器内の圧力の放出により前記成分噴射を前記保持容器へ送るために適したレベルまで、当該圧力容器内の圧力を上昇させることと、
前記圧力容器の圧力が前記成分噴射を前記保持容器へ強制的に送ることを引き起こすために、当該圧力容器から圧力を放出することとを含み、
前記液体供給方法は、それぞれ各保持容器に関連付けられた複数の作業に適用され、
全ての保持容器に、共用の圧力容器が動作上関連付けられており、
各保持容器について各成分噴射を前記圧力容器において生成して、各成分噴射を各対応する保持容器へ送る、
ことを特徴とする液体供給方法。
【請求項４】
各保持容器から、各保持容器内の液体のサンプルを連続的に取り出すことと、
各保持容器から取り出された液体の前記サンプルを連続的、選択的かつ択一的に分析することと、
各保持容器から取り出された液体の前記サンプルを各保持容器へ連続的に戻すことと
を含む、請求項３記載の液体供給方法。
【請求項５】
各成分噴射を前記圧力容器から分配システムへ送り、
前記分配システムは、前記圧力容器にて生成された各成分噴射の各対応する保持容器へ、各成分噴射を送る、
請求項４記載の液体供給方法。
【請求項６】
各保持容器にある液体の体積を連続的に求めることを含む、
請求項５記載の液体供給方法。
【請求項７】
各保持容器の液体を所定の組成にするために各保持容器の液体に追加すべき各成分の量は、当該保持容器の液体の組成の行われた分析の結果と、当該保持容器にある液体の体積を求めた結果とに基づいて求められる、
請求項６記載の液体供給方法。
【請求項８】
前記作業は、金属加工作業を含む、
請求項７記載の液体供給方法。
【請求項９】
前記所定の組成の液体は、冷却剤を含み、
前記冷却剤は、濃縮冷却剤と水とを含む、
請求項８記載の液体供給方法。
【請求項１０】
複数の各作業へ、各対応する液体を供給する液体供給方法であって、
１つより多くの成分を含む各対応する液体を、各対応する保持容器から各作業へ連続的に送ることと、
前記作業へ送られた各対応する液体を各作業に連続的に適用することにより、各対応する使用後の液体が連続的に形成されることと、
各作業から、各対応する使用後の液体を形成した各対応する液体の送出元である各対応する保持容器へ、当該対応する使用後の液体を連続的に戻すことと、
各対応する保持容器から、当該保持容器内の対応する液体のサンプルを連続的に取り出すことと、
各対応する保持容器から取り出された各対応する液体の各サンプルを、共用の分析装置へ向かう経路に連続的、選択的かつ択一的に設定することと、
各対応する保持容器から取り出された各対応する液体の各サンプルを、当該サンプルが前記分析装置に向かう経路に連続的に設定されているときに、前記共用の分析装置において分析することと、
前記分析装置において各対応する流体のサンプルの分析が行われた後、各対応する流体の当該サンプルを当該分析装置から、各対応する流体の当該サンプルを取り出した元の各対応する保持容器へ戻すことと、
各対応する保持容器から取り出され前記分析装置には送られなかった各対応する液体の各サンプルを、各対応する保持容器へ連続的に戻すことと、
前記分析装置において分析されたサンプルを取り出した元の対応する保持容器の液体を所定の組成にするために追加すべき、各対応する液体の各成分の量を求めることと、
前記求められた量の各成分を、前記対応する保持容器へ送ることと
を含むことを特徴とする液体供給方法。
【請求項１１】
前記分析装置において分析されたサンプルを取り出した元の対応する保持容器の液体を所定の組成にするために追加すべき量の、各対応する液体の各成分を含む成分噴射を生成することと、
前記成分噴射を分配システムへ送り、当該分配システムにおいて当該成分噴射を、前記対応する保持容器へ向かう経路に設定して送ることと
を含む、請求項１０記載の液体供給方法。
【請求項１２】
作業と動作上関連付けられた液体供給システムであって、
前記液体供給システムは、前記作業へ、複数の成分を含む所定の組成の液体を供給するように構成されており、
前記所定の組成の液体は、前記作業において適用された後、使用後の液体を含み、
前記液体供給システムは、
前記作業と動作上関連付けられた保持容器であって、当該保持容器から前記所定の組成の液体が供給路を通って当該作業へ送られ、かつ当該作業から前記使用後の液体が使用後液路を通って当該保持容器へ戻される保持容器と、
前記保持容器の液体の組成を分析するように構成された分析装置と、
前記保持容器および前記分析装置と動作上関連付けられたサンプリングシステムであって、前記供給路と前記使用後液路の両方から分離され、前記保持容器から液体を取得して前記分析装置へ送るように構成されたサンプリングシステムと、
前記保持容器と動作上関連付けられた圧力容器と、
前記複数の各成分の供給源および前記圧力容器と動作上関連付けられた各成分供給システムであって、前記保持容器の液体を所定の組成にするために必要な量の成分を前記圧力容器へ送ることにより、各成分供給システムによって成分を前記圧力容器へ送ることができ、前記圧力容器において成分噴射を生成できるように構成された成分供給システムと、
前記圧力容器と動作上関連付けられた空気圧式加圧源であって、前記圧力容器内において成分噴射を維持しながら、当該圧力容器内の圧力を、選択された値まで上昇させるように構成された空気圧式加圧源と、
前記圧力容器および前記保持容器と動作上関連付けられた成分噴射送出システムであって、前記空気圧式加圧源によって前記圧力容器内の圧力を上昇させている間、当該圧力容器内の成分噴射を維持し、当該圧力容器内の圧力が、前記選択された値に達した場合、当該圧力容器から成分噴射を放出し、前記空気圧式加圧源によって当該圧力容器内に形成された当該選択された値の圧力の運動力に従い、当該成分噴射を前記保持容器へ送るように構成された成分噴射送出システムと
を備えていることを特徴とする液体供給システム。
【請求項１３】
前記成分噴射送出システムは、
前記圧力容器および前記保持容器と動作上関連付けられた成分噴射導管システムであって、前記圧力容器から成分噴射を前記保持容器へ搬送するように構成された成分噴射導管システムと、
前記成分噴射導管システムと動作上関連付けられた圧力制御弁と
を備えており、
前記圧力制御弁は、
前記圧力容器内の圧力が、選択された値まで上昇中であるときには、前記成分噴射を前記圧力容器から前記保持容器へ搬送するための前記成分噴射導管システムを選択的に閉鎖し、
前記圧力容器内の圧力が前記選択された値に達したときには、前記成分噴射を前記圧力容器から前記保持容器へ搬送するために前記成分噴射導管システムを開放することにより、前記成分噴射導管システムを介して当該成分噴射を前記保持容器へ送る
ように構成されている、
請求項１２記載の液体供給システム。
【請求項１４】
作業と動作上関連付けられた液体供給システムであって、
前記液体供給システムは、前記作業へ、複数の成分を含む所定の組成の液体を供給するように構成されており、
前記所定の組成の液体は、前記作業において適用された後、使用後の液体を含み、
前記液体供給システムは、
前記作業と動作上関連付けられた保持容器であって、当該保持容器から前記所定の組成の液体が当該作業へ送られ、かつ当該作業から前記使用後の液体が当該保持容器へ戻される保持容器と、
前記保持容器の液体の組成を分析するように構成された分析装置と、
前記保持容器および前記分析装置と動作上関連付けられたサンプリングシステムであって、前記保持容器から液体を取得して前記分析装置へ送るように構成されたサンプリングシステムと、
前記保持容器と動作上関連付けられた圧力容器と、
前記複数の各成分の供給源および前記圧力容器と動作上関連付けられた各成分供給システムであって、前記保持容器の液体を所定の組成にするために必要な量の成分を前記圧力容器へ送ることにより、各成分供給システムによって成分を前記圧力容器へ送ることができ、前記圧力容器において成分噴射を生成できるように構成された成分供給システムと、
前記圧力容器と動作上関連付けられた空気圧式加圧源であって、前記圧力容器内において成分噴射を維持しながら、当該圧力容器内の圧力を、選択された値まで上昇させるように構成された空気圧式加圧源と、
前記圧力容器および前記保持容器と動作上関連付けられた成分噴射送出システムであって、前記空気圧式加圧源によって前記圧力容器内の圧力を上昇させている間、当該圧力容器内の成分噴射を維持し、当該圧力容器内の圧力が、前記選択された値に達した場合、当該圧力容器から成分噴射を放出し、前記空気圧式加圧源によって当該圧力容器内に形成された当該選択された値の圧力の運動力に従い、当該成分噴射を前記保持容器へ送るように構成された成分噴射送出システムと、を備え、
前記液体供給システムは複数の作業と動作上関連付けられており、
前記液体供給システムは、
各作業と動作上関連付けられた各対応する保持容器と、
各対応する保持容器と動作上関連付けられた各サンプリングシステムと
を備えており、
前記各サンプリングシステムは、各対応するサンプル送液システムと、各対応するサンプル経路設定ユニットとを備えており、
各対応するサンプル送液システムは、各対応する保持容器から連続的に液体を取得して、各対応するサンプル経路設定ユニットへ送るように構成されており、
各サンプル経路設定ユニットは、各対応するサンプル戻しシステムおよび前記分析装置と動作上関連付けられており、かつ、各対応するサンプル送液システムによって各対応するサンプル経路設定ユニットへ送られた液体を、各対応するサンプル戻しシステムまたは前記分析装置のいずれかへ向かう経路に選択的に設定するように構成されており、
前記成分噴射送出システムは、各対応する保持容器と動作上関連付けられており、かつ分配システムを備えており、
前記圧力容器の成分噴射は前記分配システムから、当該成分噴射について意図された対応する保持容器へ送られる、
ことを特徴とする液体供給システム。
【請求項１５】
各サンプル経路設定ユニットは、各対応する２方向弁を備えており、各対応するサンプル送液システムから各２方向弁へ液体が送られ、
各２方向弁はそれぞれ、選択的に開閉弁される第１の出口ポートと第２の出口ポートとを備えており、
前記第１の出口ポートは開弁時に前記分析装置に液体連通するように構成されており、かつ、前記第２の出口ポートは開弁時に前記サンプル戻しシステムに液体連通するように構成されていることにより、前記第１の出口ポートが開弁し、かつ前記第２の出口ポートが閉弁しているとき、各対応するサンプル送液システムから各２方向弁へ送られた液体は前記分析装置へ送られ、その後、当該液体の取得元である対応する保持容器へ当該液体を戻すため、当該液体は分析装置放出路を介して前記サンプル戻しシステムへ送られ、前記第２の出口ポートが開弁し、かつ前記第１の出口ポートが閉弁している場合、各対応するサンプル送液システムから各２方向弁へ送られる液体は、当該液体の取得元である対応する保持容器へ液体を戻すため、前記サンプル戻しシステムと動作上関連付けられた各第２の出口ポート放出路内を流れる、
請求項１４記載の液体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、仮出願第６２／０４５，１５０号の出願日２０１４年９月３日の利益を主張するものであり、その記載内容は全て、この参照をもって、全ての目的のために、本願の開示内容に含まれるものとする。
【０００２】
本発明の背景
本発明の技術分野
本発明は一般的には、液体の適用を受ける作業へ所定の組成の液体を供給するためのシステムであって、当該液体の適用の後、液体供給源において当該所定の組成の液体を供給するために必要な、当該液体供給源における液体の組成に何らかの調整を行った後に当該作業にさらに適用するために当該液体供給源へ液体を戻すシステムに関する。具体的には本発明は、複数の供給源から複数の作業へ上述の液体を供給するためのシステムに関する。
【０００３】
従来技術の説明
たとえば産業用設備において行われる種々の作業では、当該作業に適用される液体を作業に供給するシステムが必要となる。この種のシステムは、たとえば作業に必要とされる組成等の所定の組成に従って液体を調製し、必要に応じて、その液体を作業へ送る装置および方法を含み得る。液体は作業に適用された後、自己の供給源へ戻され、その後、当該作業に再適用される。かかる作業の一例は、金属加工作業である。金属加工作業は、たとえば、スタンピング等の金属製造、フライス加工等の機械加工、およびラッピング加工、研磨または研削を含み得る。かかる作業においてワークと金属加工具との界面へ送られる金属加工液は、作業の効果的なパフォーマンスに重要である。金属加工液は種々の呼称で呼ばれることがあり、たとえば冷却剤、潤滑液または切削液と称され得る。
【０００４】
かかる作業では、種々の種類の金属加工液を用いることができる。たとえば、ストレート油、可溶性もしくは乳化性の油、半合成液、合成液を使用することができる。金属加工液は、種々の機能を果たすことができる。たとえば金属加工液は、金属加工具の早期の摩耗および損傷を防止すべく金属加工具温度を低く抑えるために、ならびに、ワークの反りまたはワークの不正確な寸法の発生を防止すべくワーク温度を低く抑えるために、ワークおよび金属加工具を冷却すること、ワークに良好な仕上げを施すこと、および、ワークならびに金属加工具から微粉、切りくずおよび削りくずを洗浄除去すること、ができる。かかる金属加工液は添加物を含むことができ、たとえば、ｐＨ安定性を維持するための添加物、腐食防止剤および抗菌剤等を含むことができる。
【０００５】
多くの事例では、金属加工液は金属加工作業に適用されてその後に金属加工作業から除去されて金属加工液供給源へ送られた後、金属加工作業において再適用される。金属加工液は、その機能を金属加工作業において果たすときに廃油によって汚染され得る。この廃油は「トランプオイル」と称され、たとえば金属加工作業で使用される金属加工機械における作動油、ウェイオイル、潤滑油、タッピングオイルおよびギアボックスオイルに由来し得るものである。さらに、金属加工液全体の品質も、使用によってそれぞれ異なる態様で劣化し得る。その結果、この金属加工液を金属加工作業において再適用する前に、金属加工液の使用可能期間を延ばすため、金属加工液から微粉、切りくず、削りくずおよびトランプオイル等の不純物を連続方式またはバッチプロセスで除去する。金属加工液の浄化は、たとえば、濾過技術または分離技術とベルトスキマまたはディスクスキマとを用いて行うことができる。それと同時に、金属加工作業に適用された後の金属加工液の組成または構造は、発生した劣化を補償するために初期の所定の組成に調整すること、または別の所定の組成に調整することを要することがある。金属加工液を浄化して所望の組成にした後にのみ、金属加工液を金属加工作業に戻すことが望ましい。
【０００６】
当該分野では、液体供給源から液体の適用を受ける作業であって、適用後に当該作業でのさらなる適用のために当該液体を供給源へ戻す、すなわち再循環させる作業へ、良好な品質かつ所望の組成の液体を連続供給するために、リアルタイムで機能できる効率的な液体供給システムの実現の要請がある。当該システムは、以下の属性を備える必要がある：
システムは、液体供給源から作業に連続適用されるときの液体の組成を所望の頻度で分析する能力を有する必要がある。
システムは、上述の行った分析に基づき、初期の所定の組成または所望の変更された所定の組成の液体を供給するために液体供給源の液体に追加すべき液体の各成分の量を求める能力を有する必要がある。
システムは、所定の組成の液体を液体供給源に供給するために追加しなければならない、求められた液体の各液体成分の量を、当該液体供給源の液体に追加する能力を有する必要がある。
システムは、所定の組成の液体を作業へ送る能力を有する必要がある。
一場面では当該分野では、たとえばサンプ等の金属加工液供給源から金属ワークおよび金属加工具へ金属加工液が適用される金属加工作業であって、適用後に、典型的には品質が劣化している使用後の当該金属加工液を金属加工作業へのさらなる適用のために金属加工液供給源へ戻す金属加工作業との関連においてリアルタイムで機能できる、上述の効率的なシステムの実現の要請がある。とりわけ、複数の金属加工作業および複数の金属加工機械と共に機能できる上述のシステムの実現の要請がある。
【０００７】
本発明の概要
以下、本発明の基本的な理解のため、本発明の一部の側面、実施形態および実施例の簡単な概要を説明する。しかし、以下の概要は本発明の全ての側面、実施形態および実施例を網羅した全体像を構成するものではない。本概要は、本発明の臨界的側面を特定するものではなく、また、本発明の範囲の外延を定めるものでもない。本概要の目的は、本概要の後に続く本発明の側面、実施形態および実施例の詳細な説明への導入として簡潔な形で、本発明の一部の側面、実施形態および実施例を提示することだけである。
【０００８】
本発明の一側面は、作業に適用される液体を当該作業へ供給する方法であり、当該方法は、１つより多くの成分を含む液体を保持容器から前記作業へ送ることと、液体を当該作業に適用することにより、使用後の液体が形成されることと、当該使用後の液体を保持容器へ戻すこととを含む。本側面および本発明の他の側面では、当該方法は、保持容器から作業に液体を連続的に送ることと、当該作業から保持容器へ使用後の液体を連続的に戻すこととを含むことができる。保持容器の液体を作業に送って適用し、使用後の液体を保持容器へ戻している間に、保持容器の液体の組成を分析する。本側面および本発明の他の側面では、保持容器内の液体のサンプルを保持容器から連続的に取り出して、このサンプルを連続分析することができる。本方法はさらに、保持容器の液体を所定の組成にするために当該保持容器の液体に追加する必要がある、液体の各成分の量を求めることと、当該量の各成分を圧力容器へ送ることにより、圧力容器において成分噴射を生成することとを含む。圧力容器内の圧力は、その圧力の放出により保持容器へ成分噴射を送るために適したレベルまで上昇する。その後、圧力容器の圧力が成分噴射を保持容器へ強制的に送ることを引き起こすために、当該圧力容器の圧力を放出する。本側面および本発明の他の全ての側面では当該作業は、保持容器がサンプを有する金属加工作業を含むことができ、所定の組成の液体は、濃縮冷却剤と水とを含む冷却剤を含むことができる。また、本側面および本発明の他の全ての側面では、それぞれ各保持容器に関連付けられた複数の作業であって、これら全ての保持容器には共用の圧力容器が動作上関連付けられており、各成分噴射が各対応する保持容器へ送られ、各保持容器について各成分噴射が上述の圧力容器において生成される複数の作業に、本方法を適用することができる。複数の作業および複数の保持容器が関与する場合、保持容器から取り出されるサンプルは、連続的、選択的および択一的に分析することができ、かつ、サンプルを取り出した元の各保持容器へ連続的に戻すことができる。
【０００９】
本発明の他の一側面では、作業および各保持容器がそれぞれ複数である場合、供給される各成分噴射は圧力容器から分配システムへ送られ、この分配システムは、圧力容器にて生成された当該各成分噴射の各対応する保持容器へ、各成分噴射を送る。本側面および本発明の他の側面では、各保持容器にある液体の体積を連続的にモニタリングし、各保持容器の液体を所定の組成にするために各保持容器の液体に追加すべき各成分の量は、当該保持容器の液体の組成の行われた分析の結果と、当該保持容器にある液体の体積を求めた結果とに基づいて求められる。
【００１０】
本発明の他の一側面では、複数の各作業へ液体を供給する方法は、１つより多くの成分を含む液体を保持容器から各作業へ連続的に送ることと、当該作業へ送られた液体を各作業に連続的に適用することにより、使用後の液体が連続的に形成されることと、各作業から、当該使用後の液体を形成した液体の送出元である保持容器へ、当該使用後の液体を連続的に戻すことと、各保持容器から、各保持容器内の液体のサンプルを連続的に取り出すこととを含む。本方法はさらに、各保持容器から取り出された液体の各サンプルを共用の分析装置へ向かう経路に連続的、選択的かつ択一的に設定することと、各保持容器から取り出された液体の各サンプルを、当該サンプルが分析装置に向かう経路に連続的に設定されるときに、当該共用の分析装置において分析することとを含む。分析装置において流体のサンプルの分析が行われた後、この流体のサンプルを分析装置から、当該流体のサンプルを取り出した元の保持容器へ戻す。また、保持容器から取り出されて分析装置へは送られなかった液体の各サンプルも、当該サンプルを取り出した元の保持容器へ連続的に戻される。分析装置において分析されたサンプルを取り出した元の保持容器の液体を所定の組成にするために追加すべき、液体の各成分の量を求め、この求められた量の各成分を当該保持容器へ送る。本側面では、分析装置において分析されたサンプルを取り出した元の保持容器の液体を所定の組成にするために追加すべき、液体の上述の量の各成分を含む成分噴射を生成する。この成分噴射は分配システムへ送られ、この分配システムにおいて成分噴射は、当該成分噴射について意図された保持容器へ向かう経路に設定されて、当該保持容器へ送られる。
【００１１】
本発明の他の一側面では、作業と動作上関連付けられた液体供給システムが、複数の成分を含む所定の組成の液体を当該作業に供給するように構成されている。作業において適用された後のこの所定の組成の液体は、使用後の液体を含む。当該液体供給システムは、作業と動作上関連付けられた保持容器であって、当該保持容器から所定の組成の液体が当該作業へ送られ、かつ当該作業から使用後の液体が当該保持容器へ戻される保持容器と、保持容器の液体の組成を分析するように構成された分析装置と、保持容器および分析装置と動作上関連付けられたサンプリングシステムであって、保持容器から液体を取得して分析装置へ送るように構成されたサンプリングシステムと、保持容器と動作上関連付けられた圧力容器と、前記複数の各成分の供給源および圧力容器と動作上関連付けられた各成分供給システムであって、保持容器の液体を所定の組成にするために必要な量の成分を圧力容器へ送ることにより、各成分供給システムによって成分を圧力容器へ送ることができ、圧力容器において成分噴射を生成できるように構成された成分供給システムと、圧力容器と動作上関連付けられた空気圧式加圧源であって、圧力容器内において成分噴射を維持しながら、圧力容器内の圧力を、選択された値まで上昇させるように構成された空気圧式加圧源と、圧力容器および保持容器と動作上関連付けられた成分噴射送出システムであって、空気圧式加圧源によって圧力容器内の圧力を上昇させている間、圧力容器内の成分噴射を維持し、圧力容器内の圧力が、選択された値に達した場合、圧力容器から成分噴射を放出し、空気圧式加圧源によって圧力容器内に形成された当該選択された値の圧力の運動力に従い、当該成分噴射を保持容器へ送るように構成された成分噴射送出システムを備えている。
【００１２】
本発明のさらに他の一側面では、液体供給システムの成分噴射送出システムは成分噴射導管システムを備えており、成分噴射導管システムは圧力容器および保持容器と動作上関連付けられており、圧力容器から成分噴射を保持容器へ搬送するように構成されている。成分噴射導管システムには圧力制御弁が動作上関連付けられている。圧力制御弁は、圧力容器内の圧力を、選択された値に上昇しているときに、圧力容器から保持容器への成分噴射の搬送に対して成分噴射導管システムを選択的に閉鎖するように構成されている。圧力制御弁は、圧力容器内の圧力が、選択された圧力に達した場合、圧力容器から保持容器への成分噴射の搬送のために成分噴射導管システムを開放することにより、当該成分噴射導管システムを介して成分噴射を保持容器へ送るようにも構成されている。
【００１３】
液体供給システムが複数の作業と動作上関連付けられている、本発明のさらに他の一側面では、各作業に各対応する保持容器が動作上関連付けられており、かつ、各対応する保持容器に各対応するサンプリングシステムが動作上関連付けられている。サンプリングシステムは、サンプル送液システムとサンプル経路設定ユニットとを含む。各送液システムは、保持容器から連続的に液体を取得してサンプル経路設定ユニットへ送るように構成されており、各サンプル経路設定ユニットはサンプル戻しシステムおよび分析装置と動作上関連付けられており、かつ、サンプル送液システムによって当該サンプル経路設定ユニットへ送られた液体を、サンプル戻しシステムまたは分析装置のいずれかへ向かう経路に選択的に設定するように構成されている。成分噴射送出システムは各保持容器と動作上関連付けられており、かつ分配システムを備えており、圧力容器の成分噴射はこの分配システムから、当該成分噴射について意図された保持容器へ送られる。分配システムは、成分噴射導管システムに配置された成分噴射弁を備えることができる。
【００１４】
本発明のさらに他の一側面では、各サンプル経路設定ユニットはそれぞれ２方向弁を備えており、この２方向弁には、サンプル送液システムからの液体が送られる。各２方向弁は第１の出口ポートと第２の出口ポートとを備えており、両出口ポートは選択的に開閉弁される。第１の出口ポートは開弁時に分析装置に液体連通するように構成されており、かつ、第２の出口ポートは開弁時にサンプル戻しシステムに液体連通するように構成されていることにより、第１の出口ポートが開弁し、かつ第２の出口ポートが閉弁しているとき、サンプル送液システムから各２方向弁へ送られた液体は分析装置へ送られ、その後、当該液体の取出元である保持容器へ当該液体を戻すため、当該液体は分析装置放出路を介してサンプル戻しシステムへ送られる。第２の出口ポートが開弁し、かつ第１の出口ポートが閉弁している場合、サンプル送液システムから各２方向弁へ送られる液体は、当該液体の取得元である保持容器へ液体を戻すため、サンプル戻しシステムと動作上関連付けられた各第２の出口ポート放出路内を流れる。
【００１５】
本発明の他の一側面では、各サンプル戻しシステムは、分析装置放出路と動作上関連付けられた液体戻し弁と、保持容器と動作上関連付けられた液体戻し路とを備えている。液体戻し弁は、分析装置放出路からの液体が、保持容器から取り出された液体を含む場合のみ、分析装置放出路から各液体戻し路へ液体を流すために選択的に開弁するように構成されており、その各第２の出口ポート放出路が液体戻し路に液体連通している。
【００１６】
本発明のさらに他の一側面では、各サンプル送液システムは、保持容器内の液体およびサンプル経路設定ユニットと動作上関連付けられたサンプリング路を備えている。各サンプル送液システムは蠕動ポンプを備えており、これは、各保持容器から液体を引き込み、サンプリング路を介してサンプル経路設定ユニットへ当該液体を送るように構成されている。
【００１７】
本発明のさらに他の一側面では、各保持容器内に液体ディフューザが配置されており、これは、当該保持容器内に配置されたサンプリング路の開口端と動作上関連付けられていることにより、液体は当該ディフューザを介してサンプリング路の開口端に流入する。また、成分噴射導管システムからディフューザを介して成分噴射を保持容器へ搬送するため、成分噴射導管システムもディフューザと動作上関連付けられている。
【００１８】
本発明の他の一側面では、液体供給システムは複数の作業と動作上関連付けられており、複数の成分を含む所定の組成の液体を各作業に供給するように構成されている。各作業において適用された後の所定の組成の各液体は、使用後の液体を含む。当該液体供給システムは、各作業と動作上関連付けられた保持容器であって、各保持容器から所定の組成の液体が各作業へ送られ、かつ各作業から使用後の液体が各保持容器へ戻される保持容器と、各保持容器の液体の組成を分析するように構成された分析装置と、各保持容器およびサンプル戻しシステムと動作上関連付けられたサンプリングシステムとを備えており、各保持容器およびサンプル戻しシステムは双方とも分析装置と動作上関連付けられており、各サンプリングシステムは保持容器から液体を連続的に取得して、サンプル戻しシステムまたは分析装置のうちいずれかへ向かう経路に選択的に、保持容器から取得した当該液体を設定するように構成されており、分析装置は、サンプリングシステムから当該分析装置へ送られた液体を、サンプル戻しシステムへ送るように構成されており、当該液体供給システムはさらに、複数の各成分の供給源に動作上関連付けられた成分供給システムであって、各保持容器の液体を所定の組成にするために必要な量の各成分を含む成分噴射を生成するように構成された成分供給システムと、成分供給システムおよび各保持容器に動作上関連付けられた成分噴射送出システムであって、分配システムを備えており、当該分配システムから、当該成分噴射について意図された保持容器へ成分噴射が送出される成分噴射送出システムとを備えている。
【００１９】
本発明の他の一側面では、サンプリングシステムはサンプル送液システムとサンプル経路設定ユニットとを含む。サンプル送液システムは、保持容器から液体を連続的に取得してサンプル経路設定ユニットへ送るように構成されている。各サンプル経路設定ユニットはサンプル戻しシステムおよび分析装置と動作上関連付けられており、サンプル送液システムによって当該サンプル経路設定システムへ送られた液体を、サンプル戻しシステムまたは分析装置のいずれかへ向かう経路に選択的に設定するように構成されている。
【００２０】
本発明の他の一側面では、分配システムは複数の成分噴射弁を備えている。各成分噴射弁はそれぞれ、成分噴射導管システムを介して保持容器と動作上関連付けられており、成分噴射が、当該成分噴射弁と動作上関連付けられている保持容器のためのものである場合、各成分噴射弁は開弁するように構成されている。
【００２１】
図面の簡単な説明
本発明の属する分野における知識を有する者が、図面を参照した以下の詳細な説明を参酌すれば、本発明の上記および他の側面、実施形態、実施例、態様、形式および種類が明らかである。図面中、複数の図において同一の符号が使用されている場合、同一の部分、要素および構成要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例により構成された液体供給システムの全体構成を概略的に示し、かつ、当該液体供給システムの各構成要素間に存在する動作関係を示すフローチャートである。
【図２】図１の実施例の液体供給システムの一部の構成要素の第１のサブアセンブリの構成を非常に詳細に示す概略的なフローチャートであって、当該第１のサブアセンブリの各構成要素間に存在する動作関係を示すフローチャートである。
【図３】図１の実施例の液体供給システムの一部の構成要素の第２のサブアセンブリの構成を非常に詳細に示す概略的なフローチャートであって、当該第２のサブアセンブリの各構成要素間の動作関係を示すフローチャートである。
【図４】図の実施例の液体供給システムの一部の構成要素の第３のサブアセンブリの構成を非常に詳細に示す概略的なフローチャートであって、当該第３のサブアセンブリの各構成要素間の動作関係を示すフローチャートである。
【００２３】
詳細な説明
以下、本発明の各側面、実施形態および実施例を説明し、特定の観点について添付の図面を参照する。これらの側面、実施形態および実施例は、本発明を限定するものではない。したがって、１つの側面または実施形態を参照して説明した本発明の１つまたは複数の実施例を他の側面や他の実施形態において使用できる事例もある。さらに、ここで特定の用語・用法は便宜的に使用されたものに過ぎず、本発明を限定すると解してはならない。
【００２４】
まず図１を参照すると、同図では、作業と動作上関連付けられた液体供給システムが示されており、これは、複数の成分を含む所定の組成の液体を当該作業に供給するように構成されている。図１に示された本発明の実施例では、作業は機械加工作業を含み、所定の組成の液体は冷却液を含み、この冷却液の成分は濃縮冷却剤および水である。本発明の液体供給システムは、１つの作業とのみ動作上関連付けること、または複数の作業と動作上関連付けることができ、特に有利には、多数の作業が実質的に同時に行われる設備に、本発明の液体供給システムを適用することができる。
【００２５】
図面の全図において、液体供給システムの各構成要素間の実線は、たとえば導管、配管およびパイプ等の、内部に液体を流す液体移送部を示しており、液体供給システムの各構成要素間の破線は、電気的および／または電子的な信号またはパルスを伝送する伝送線を示している。当業者に明らかである特定の事例では、各構成要素間に伝送線を設けるのではなく、各構成要素間において無線信号を使用することもできる。
【００２６】
図１の実施例では、本発明の液体供給システムは２つの作業に適用されることが示されており、これらの各作業はそれぞれ機械加工作業を含む。第１の機械加工作業は、図１では「機械加工作業Ａ」すなわち第１の機械加工作業１０とし、第２の機械加工作業は、図１では「機械加工作業Ｂ」すなわち第２の機械加工作業２０として区別している。第１の機械加工作業１０および第２の機械加工作業２０は、たとえばフライス加工作業におけるロータリカッタ等の切削工具によりワークを加工する作業を含むことができる。しかし、本発明は金属切削作業に限定されることはなく、たとえば、金属部品のラッピング加工、研磨または研削を含む作業に適用することができる。また本発明は、たとえばスタンピング作業等の金属製造作業に適用することもできる。さらに、本発明は金属加工作業への適用に限定されるものではなく、たとえばプラスチック等の他の材料に施される作業においても使用することができる。よって、本発明は一般的には、物品を加工する作業であって、その作業場所に所定の組成の液体を供給し、当該作業から除去して液体供給源に戻し、その後に当該作業に再適用することを要する作業に使用できるものである。
【００２７】
図１では、第１の機械加工作業１０に関しては、所定の組成の液体をたとえば「サンプＡ」すなわち第１のサンプ１２および第１の保持容器等の保持容器内に含めることができ、第１のサンプ１２から、第１の所定の液体供給路１４にある第１の液体供給ポンプ１６によって当該第１の所定の液体供給路１４に通過させて第１の機械加工作業１０へ送ることができる。第２の機械加工作業２０に関しても同様に、所定の組成の液体をたとえば「サンプＢ」すなわち第２のサンプ２２および第２の保持容器等の保持容器内に含めることができ、第２のサンプ２２から、第２の所定の液体供給路２４にある第２の液体供給ポンプ２６によって当該第２の所定の液体供給路２４に通過させて第２の機械加工作業２０へ送ることができる。よって、第１のサンプ１２および第２のサンプ２２はそれぞれ、各対応する作業と動作上関連付けられた各保持容器を含む。
【００２８】
所定の組成の液体は、たとえばフラッド法、噴霧またはミスト法によって、第１の機械加工作業１０および第２の機械加工作業２０におけるワークおよび加工具へ供給することができ、この液体はたとえば、ワークおよび加工具の冷却および潤滑の双方を行える、水溶性オイル等の水系冷却剤を含むことができる。図面中に示されている実施例では、水系冷却剤は濃縮冷却剤を含み、この濃縮冷却剤は、第１のサンプ１２および第２のサンプ２２に入れられる所定の組成の液体を成すように冷却剤対水の特定の比率で水により希釈されている。
【００２９】
第１のサンプ１２および第２のサンプ２２内に包含される所定の組成の水系冷却剤の所定の組成は、第１の機械加工作業１０および第２の機械加工作業２０において行われる具体的な作業を考慮した要求または要望に応じて、同一または異なる組成とすることができる。水系冷却剤は、濃縮冷却剤および水を含む他にさらに添加物も含むことができ、この添加物はたとえば、本来的に時間の経過と共に冷却剤中にて発達する傾向がある微生物または菌集団の形成を阻害する抗菌剤、機械加工作業にて使用される機械を保護するために添加される腐食防止剤、および、水系冷却剤用のｐＨ安定化剤等である。
【００３０】
第１の機械加工作業１０および第２の機械加工作業２０において適用された後の所定の組成の水系冷却剤は使用後の液体を含み、これは、第１のサンプ１２および第２のサンプ２２にそれぞれ戻される。具体的には、第１の機械加工作業１０からの使用後の液体は、第１の使用後液戻しポンプ１８によって第１の使用後液導管１９を介して第１のサンプ１２へ戻され、第２の機械加工作業２０からの使用後の液体は、第２の使用後液戻しポンプ２８によって第２の使用後液導管２９を介して第２のサンプ２２へ戻される。よって、第１のサンプ１２および第２のサンプ２２はそれぞれ、第１の機械加工作業１０および第２の機械加工作業２０を含む作業とそれぞれ動作上関連付けられた保持容器を含み、この保持容器から、図面中の実施例では水系冷却剤を含む所定の組成の液体が当該作業へ送られ、また当該作業からこの保持容器へ、使用後の水系冷却剤を含む使用後の液体が送られる。
【００３１】
サンプから機械加工作業への所定の組成の水系冷却剤の送液、および、サンプへの使用後の水系冷却剤の戻しは、連続的に行うことができる。このとき、所定の組成の水系冷却剤は機械加工作業において汚染されることがある。ここで生じる汚染の通常の種類は、水系冷却剤中におけるトランプオイルの形成である。トランプオイルはたとえば、金属加工装置から漏れることがある潤滑油、金属加工装置から漏れた作動油、および、機械加工作業への引渡時のワークをコーティングするオイルを含むことがあり得る。
【００３２】
かかる汚染に対応するためには、使用後の水系冷却剤を第１のサンプ１２および第２のサンプ２２へ戻す前に、たとえば金属切削片等のあらゆる固体を当該使用後の水系冷却剤からフィルタリング除去するための装置と、たとえばトランプオイルを除去するためのコアレッサ等の装置とへ、使用後の水系冷却剤を送ることができる。これに代えて、トランプオイルを除去するためにディスクスキマまたはベルトスキマを、サンプから離隔して、またはサンプに設けることもできる。
【００３３】
所定の組成の液体（図面中に示されている実施例では水系冷却剤）はまた、機械加工作業において適用されて使用されるときに劣化して、その組成が変化することもある。かかる劣化はたとえば、水系冷却剤の場合には、当該水系冷却剤に含まれる水の蒸発の結果として生じ得る。その結果、第１のサンプ１２および第２のサンプ２２それぞれに戻される使用後の液体は、第１の所定の液体供給路１４および第２の所定の液体供給路２４の各供給路を介して機械加工作業へ送られた液体の初期の組成とは異なる組成を有し得る。よって、液体がサンプから機械加工作業へ連続的に送られて使用後の液体が機械加工作業からサンプへ連続的に戻されることにより、サンプ内の液体の組成は使用後の液体によって変化する傾向にある。さらに、機械加工作業へ送られる液体の組成を変化させたいとの要請または要望がある場合もある。いずれの場合にも、各サンプに所定の組成の液体を提供するための量で、上述の液体の各成分を、サンプ内の液体に追加する必要が生じ得る。図面中に示されている、各サンプにそれぞれ水系冷却剤が入れられる本発明の実施例の場合、水系冷却剤は、各サンプにおいて所定の組成の水系冷却剤を提供するための量の水および濃縮冷却剤の各成分を含む。
【００３４】
各サンプにおいて所定の組成の水系冷却剤を提供するために各サンプ内の水系冷却剤に追加すべき各成分の量を求めるためには、２つの変数の値を特定する必要がある。第１に、サンプ内の液体中の水および濃縮冷却剤の相対量を求める必要があり、第２に、サンプ内の液体の総体積が分かる必要がある。
【００３５】
サンプ内の液体に含まれる水および濃縮冷却剤の相対量、すなわちサンプ内の濃縮冷却剤の濃度を求めるため、サンプ内の液体の組成を分析するように構成された分析装置が設けられている。ここで「分析装置」との用語は、液体組成が有する１つの成分または特性を求めるために液体を分析する能力を有する装置を含むものとするが、これに限定されるものではなく、液体の１つより多くの成分または特性を分析により求めるシステムも含む。かかるシステムはたとえば、１つより多くの成分または特性を求めるために液体を分析する能力を有する１つの分析装置（「総合分析システム」と称されることもある）と、１つより多くの成分または特性を求めるために液体を分析するように構成された１つより多くの分析装置を設けたシステムとを含み得る。
【００３６】
図１に示されている本発明の実施例では、分析装置は屈折計ユニット５０を備えている。屈折計ユニット５０において得られた情報は、第１の伝送線５１を介してコントローラ８０へ送信される。コントローラはたとえば、当該情報に対して以下説明する機能を実行するようにプログラミングされた汎用コンピュータ、または、かかる機能を実行するように構成された特定用途コンピュータを含むことができる。
【００３７】
冷却剤中の濃縮冷却剤の濃度を求めるためには、屈折計が適しているが、本発明の液体供給システムを使用して、機械加工作業へ送られる液体に含まれる他の成分も取り扱う場合には、たとえば伝導率およびｐＨモニタ等の他の種類の分析装置を設けることもでき、かかる分析装置によって得られた情報は、適切な伝送線を介してコントローラ８０へ送信される。上記から分かるように、分析装置は液体の１つまたは複数の特性を分析する能力を有することができ、１つより多くの分析装置を含むことができる。
【００３８】
屈折計ユニット５０および各サンプには、それぞれ対応するサンプリングシステムが動作上関連付けられており、このサンプリングシステムは、サンプから液体を取得して屈折計ユニット５０へ送るように構成されている。図１に示されている本発明の実施例では、各サンプリングシステムはそれぞれ、サンプル送液システムとサンプル経路設定ユニットとを含む。これら双方については、以下詳細に説明する。サンプル送液システムは、各サンプから液体を連続的に引き込み、取得しまたは取り出し、かつ、各サンプから液体を、各対応するサンプル経路設定ユニットへ送るように構成されている。
【００３９】
第１のサンプ１２と動作上関連付けられた第１のサンプル送液システムは、当該第１のサンプ１２内の液体と動作上関連付けられた第１のサンプリング路３０と、第１のサンプ１２から液体を引き込んで第１のサンプリング路３０を介して第１のサンプル経路設定ユニットへ送るための第１の蠕動ポンプ３２とを備えることができる。第１のサンプリング路３０はたとえば可撓性の配管を含むことができ、第１のサンプル経路設定ユニットはサンプリング流路系３４に配置されており、これについては以下説明する。第２のサンプ２２と動作上関連付けられた第２のサンプル送液システムは、当該第２のサンプ２２内の液体と動作上関連付けられた第２のサンプリング路３１と、第２のサンプ２２から液体を引き込んで第２のサンプリング路３１を介して第２のサンプル経路設定ユニットへ送るための第２の蠕動ポンプ３３とを備えることができる。第２のサンプリング路３１は可撓性の配管を含むことができ、第２のサンプル経路設定ユニットもサンプリング流路系３４に配置されており、これについては以下説明する。
【００４０】
図２を参照すると、第１のサンプ１２に第１のサンププローブが設けられているのが示されている。これは全体として６０の符号が付されている。第１のサンププローブ６０の１つの機能は、たとえば図２に示されているように第１のサンププローブ本体６１に第１のサンプリング路３０を巻き付けること等により第１のサンプリング路３０を支持することとすることができる。第１のサンププローブ６０はまた、第１の液体ディフューザ６２も備えており、これは第１のサンププローブ本体６１の底部に取り付けられ、第１のサンプリング路３０の開口端が第１の液体ディフューザ６２を終端とすることにより、第１のサンプ１２からの液体が第１の蠕動ポンプ３２の動作に従って第１の液体ディフューザ６２を介して第１のサンプリング路３０の開口端に流入して引き続き第１のサンプル経路設定ユニットへ向かうように、第１の液体ディフューザ６２は第１のサンプリング路３０の開口端と動作上関連付けられている。第１の液体ディフューザ６２は多孔性材料を有することができ、この多孔性材料は、第１のサンププローブ６０を第１のサンプ１２の底部で支持するための土台を成す。第１の液体ディフューザ６２は、第１のサンプ１２の液体を第１のサンプリング路３０に引き込みやすくするために十分な多孔性を有する。
【００４１】
図２には第２のサンププローブも示されており、これは全体として７０の符号が付されている。第１のサンププローブ６０と同様、第２のサンププローブ７０の１つの機能も、たとえば図２に示されているように第２のサンププローブ本体７１に第２のサンプリング路３１を巻き付けること等により第２のサンプリング路３１を支持することとすることができる。第２のサンププローブ７０はまた、第２の液体ディフューザ７２も備えており、これは第２のサンププローブ本体７１の底部に取り付けられ、第２のサンプリング路３１の開口端が第２の液体ディフューザ７２に入り込んで終端とすることにより、第２のサンプ２２の液体が第２の蠕動ポンプ３３の動作に従って第２の液体ディフューザ７２を介して第２のサンプリング路３１の開口端に流入して引き続き第２のサンプル経路設定ユニットへ向かう。第２の液体ディフューザ７２も多孔性材料を有することができ、この多孔性材料は、第２のサンププローブ７０を第２のサンプ２２の底部で支持するための土台を成す。
【００４２】
図面中に示されている本発明の実施例では、特に図２に示されているように、第１のサンプル経路設定ユニットは第１の２方向弁３５を有し、これはサンプリング流路系３４に配置され、第１のサンプ１２から液体を送るために第１のサンプル送液システムの第１のサンプリング路３０と動作上関連付けられている。第２のサンプル経路設定ユニットは第２の２方向弁３６を有し、これはサンプリング流路系３４に配置され、第２のサンプ２２から液体を送るために第２のサンプル送液システムの第２のサンプリング路３１と動作上関連付けられている。
【００４３】
第１の２方向弁３５は第１の出口ポートと第２の出口ポートとを備えており、一方の出口ポートを開弁させるときには他方の出口ポートを閉弁させるように、両出口ポートを選択的に開閉弁する。第１の２方向弁３５の第１の出口ポートは、開弁時に第１の２方向弁第１の経路設定路３７を介して屈折計ユニット５０に液体連通し、第１の２方向弁３５の第２の出口ポートは、開弁時に第１の２方向弁第２の経路設定路３８を介してサンプル戻しシステムに液体連通する。図２において、サンプル戻しシステムは全体として符号４１により示されており、以下これについて説明する。第１の２方向弁３５の第１の出口ポートを開弁して第１の２方向弁第１の経路設定路３７を介して当該第１の出口ポートを屈折計ユニット５０に液体連通するか、または、第１の２方向弁３５の第２の出口ポートを開弁して第１の２方向弁第２の経路設定路３８を介して当該第２の出口ポートをサンプル戻しシステム４１に液体連通するように、第１の２方向弁３５の動作はコントローラ８０によって第２の伝送線５２を介して制御される。
【００４４】
図２には、第２の２方向弁３６が第１の出口ポートと第２の出口ポートとを備えている旨も示されており、一方の出口ポートを開弁させるときには他方の出口ポートを閉弁させるように、両出口ポートを選択的に開閉弁する。第２の２方向弁３６の第１の出口ポートは、開弁時に、第１の２方向弁第１の経路設定路３７に接続されている第２の２方向弁第１の経路設定路４０を介して屈折計ユニット５０に液体連通し、第２の２方向弁３６の第２の出口ポートは、開弁時に第２の２方向弁第２の経路設定路３９を介してサンプル戻しシステム４１に液体連通する。第２の２方向弁３６の第１の出口ポートを開弁して第２の２方向弁第１の経路設定路４０を介して当該第１の出口ポートを屈折計ユニット５０に液体連通するか、または、第２の２方向弁３６の第２の出口ポートを開弁して第２の２方向弁第２の経路設定路３９を介して当該第２の出口ポートをサンプル戻しシステム４１に液体連通するように、第２の２方向弁３６の動作はコントローラ８０によって第３の伝送線５３を介して制御される。
【００４５】
第１の２方向弁３５に関しては、第１の出口ポートが開弁するとき第２の出口ポートは閉弁し、第１のサンプル送液システムの第１のサンプリング路３０から第１の２方向弁３５へ送られる液体は、屈折計ユニット５０へ送られ、その後、当該液体の取得元である第１のサンプ１２へ液体を戻すため、屈折計放出路４５を介してサンプル戻しシステム４１へ送られる。 第２の出口ポートが開弁するときには第１の出口ポートは閉弁し、第１のサンプル送液システムの第１のサンプリング路３０から第１の２方向弁３５へ送られる液体は、当該液体の取得元である第１のサンプ１２へ液体を戻すため、サンプル戻しシステム４１と動作上関連付けられた第１の２方向弁第２の経路設定路３８内を流れる。
【００４６】
第２の２方向弁３６に関しては、第１の出口ポートが開弁するとき第２の出口ポートは閉弁し、第２のサンプル送液システムの第２のサンプリング路３１から第２の２方向弁３６へ送られる液体は、屈折計ユニット５０へ送られ、その後、当該液体の取得元である第２のサンプ２２へ液体を戻すため、屈折計放出路４５を介してサンプル戻しシステム４１へ送られる。第２の出口ポートが開弁するときには第１の出口ポートは閉弁し、第２のサンプル送液システムの第２のサンプリング路３１から第２の２方向弁３６へ送られる液体は、当該液体の取得元である第２のサンプ２２へ液体を戻すため、サンプル戻しシステム４１と動作上関連付けられた第１の２方向弁第２の経路設定路３８内を流れる。
【００４７】
上記説明から、各サンプル経路設定ユニットはサンプル戻しシステムおよび分析装置と動作上関連付けられており、各サンプル経路設定ユニットは、サンプル送液システムによって当該サンプル経路設定ユニットへ送られた液体を、サンプル戻しシステムまたは分析装置のいずれかへ向かう経路に選択的に設定するように構成されていることが分かる。
【００４８】
ここでサンプル戻しシステム４１について説明すると、これは図２において最良に示されており、サンプル戻しシステム４１には戻し流路系４３が含まれており、この戻し流路系４３には第１の液体戻し弁４２と第２の液体戻し弁４４とが配置されている。第１の液体戻し弁４２は第１の液体戻し路４６を介して屈折計ユニット５０および第１のサンプ１２と動作上関連付けられており、第２の液体戻し弁４４は第２の液体戻し路４８を介して屈折計ユニット５０および第２のサンプ２２と動作上関連付けられている。具体的には、第１の液体戻し弁４２は開弁時に、屈折計放出路４５を介して屈折計ユニット５０に液体連通し、かつ、第１の液体戻し路４６を介して第１のサンプ１２に液体連通する。第２の液体戻し弁４４は開弁時に、屈折計放出路４５と屈折計補助放出路４７とを介して屈折計ユニット５０に液体連通し、かつ、第２の液体戻し路４８を介して第２のサンプ２２に液体連通する。コントローラ８０は第４の伝送線５４を用いて、屈折計放出路４５から第１の液体戻し弁４２を経由して第１の液体戻し路４６への液体流路に対して当該第１の液体戻し弁４２を開弁または閉弁するように制御する。コントローラ８０はさらに、第５の伝送線５５を用いて、屈折計放出路４５および屈折計補助放出路４７から第２の液体戻し弁４４を経由して第２の液体戻し路４８および屈折計補助放出路４７への液体流路に対して当該第２の液体戻し弁４４を開弁または閉弁するように制御する。
【００４９】
上記の説明を参酌すれば、第１のサンプ１２および第２のサンプ２２の双方の液体を両サンプから連続的に取り出して、第１の２方向弁３５および第２の２方向弁３６にそれぞれ送ることが理解できる。第１のサンプ１２の液体を分析しようとする場合には、コントローラ８０は第２の伝送線５２を用いて、第１の２方向弁３５の第１の出口ポートを開弁させ、かつ当該第１の２方向弁３５の第２の出口ポートを閉弁させる。それと同時に、コントローラ８０は第３の伝送線５３を用いて、第２の２方向弁３６の第１の出口ポートを閉弁させ、かつ当該第２の２方向弁３６の第２の出口ポートを開弁させる。それと同時にさらに、コントローラ８０は第４の伝送線５４を用いて第１の液体戻し弁４２を開弁させ、かつ第５の伝送線５５を用いて第２の液体戻し弁４４を閉弁させる。その結果、第１のサンプ１２から第１のサンプリング路３０および第１の２方向弁３５へ送られた液体は、第１の２方向弁第１の経路設定路３７を介して屈折計ユニット５０へ送られ、その後、屈折計放出路４５を通り、第１の液体戻し弁４２を通り、第１の液体戻し路４６を通って第１のサンプ１２に達する。それと同時に、第２のサンプ２２から第２のサンプリング路３１を通過する液体は第２の２方向弁３６へ送られ、ここで、第２の２方向弁第２の経路設定路３９が第２の液体戻し路４８に液体連通することにより、液体は、第２の２方向弁第２の経路設定路３９を通って第２の液体戻し路４８と第２のサンプ２２とへ向かう経路に設定される。
【００５０】
択一的に、第２のサンプ２２の液体を分析しようとする場合には、コントローラ８０は第２の伝送線５２を用いて、第２の２方向弁３６の第１の出口ポートを開弁させ、かつ当該第２の２方向弁３６の第２の出口ポートを閉弁させる。それと同時に、コントローラ８０は第２の伝送線５２を用いて、第１の２方向弁３５の第１の出口ポートを閉弁させ、かつ当該第１の２方向弁３５の第２の出口ポートを開弁させる。それと同時にさらに、コントローラ８０は第４の伝送線５４を用いて第１の液体戻し弁４２を閉弁させ、かつ第５の伝送線５５を用いて第２の液体戻し弁４４を開弁させる。その結果、第２のサンプ２２から第２のサンプリング路３１および第２の２方向弁３６へ送られた液体は、第２の２方向弁第１の経路設定路４０と第１の２方向弁第１の経路設定路３７とを介して屈折計ユニット５０へ送られ、その後、屈折計放出路４５を通り、屈折計補助放出路４７を通り、第２の液体戻し弁４４を通って第２の液体戻し路４８に達する。この第２の液体戻し路４８から、液体は第２のサンプ２２へ戻る。それと同時に、第１のサンプ１２から第１のサンプリング路３０を通過して第１の２方向弁３５へ流れる液体は、第１の２方向弁第２の経路設定路３８が第１の液体戻し路４６に液体連通することにより、第１の２方向弁第２の経路設定路３８を通過して第１の液体戻し路４６に達する。この第１の液体戻し路４６から、液体は第１のサンプ１２へ戻される。
【００５１】
よって第１の液体戻し弁４２は、屈折計放出路４５からの液体が、第１のサンプ１２から取り出された液体を含む場合にのみ当該液体を流すべく選択的に開弁するように構成されている。第２の液体戻し弁４４も同様に、屈折計放出路４５からの液体が、第２のサンプ２２から取り出された液体を含む場合にのみ当該液体を流すべく選択的に開弁するように構成されている。
【００５２】
コントローラ８０は、いかなる時においても、サンプリング流路系３４から屈折計ユニット５０へ一度に送られるのが第１のサンプ１２からの液体サンプルのみまたは第２のサンプ２２からの液体サンプルのみとなり、かつ、他方のサンプから取得された液体をその他方のサンプへ戻すようにプログラミングされている。各サンプからの液体を選択的かつ別個に分析する具体的態様、または、２つより多くのサンプを使用する場合にはこれら複数のサンプからの各液体を選択的かつ別個に分析する具体的態様は、種々存在し得る。したがってたとえば、各サンプからの液体を分析完了するまで、１つのサンプずつ順次、液体を分析し、そのシーケンスを繰り返すことができる。合理的である場合には、特定のサンプからの液体を、他のサンプからの液体より高頻度または低頻度で分析することもできる。いずれの場合においても、全てのサンプの液体の品質に関するリアルタイムの情報が得られるようにするためには、全てのサンプの液体を当該サンプから連続的に取得して、サンプリング流路系３４の各対応する２方向弁へ送り、ここでコントローラ８０による命令に応じて、各液体を屈折計ユニット５０へ送るか、または当該液体を取得した元の各サンプへ戻すことができる。
【００５３】
特定のサンプからの液体が分析された後は、その情報は屈折計ユニット５０から第１の伝送線５１を介してコントローラ８０へ送信される。上記にて述べたように、サンプ内の液体を所定の組成にするために適切な量の成分を特定のサンプへ送るためには、サンプに存在する液体の現在の組成と液体の体積との双方が分からなければならない。この体積を求めるため、図２に示されているように第１のサンププローブ６０は、第１のサンプ１２の液位を求めるための第１の液位センサ６３を備えており、第２のサンププローブ７０は、第２のサンプ２２の液位を求めるための第２の液位センサ７３を備えており、これらの液位センサはその情報を、第６の伝送線５６および第７の伝送線５７の各伝送線を介してコントローラ８０へ供給する。コントローラ８０は、各サンプの液位と、各サンプの液体の各体積とを関連付けることができるようにプログラミングされている。このようにして、屈折計ユニット５０によって供給された体積情報および組成情報を用いて、コントローラ８０は、特定のサンプ内の液体を所定の組成にするために当該サンプに追加する必要がある各成分の体積を算出することができる。
【００５４】
上記にて述べたように、図面に示されている本発明の実施例では、機械加工作業へ送られるサンプ内の液体は、濃縮冷却剤および水という２つの成分を含むが、上記からも分かるように本発明は、２つより多くの成分を含む液体も対象とする。このことに応じて図１および図４では、濃縮冷却剤を保持する容器９０が設けられている。この容器９０は圧力容器１００と動作上関連付けられており、この圧力容器１００には、容器９０内の濃縮冷却剤が濃縮冷却剤送液路９１を介して送られ、また圧力容器１００は、以下説明するように各サンプへ冷却剤の各成分を送るために各サンプと動作上関連付けられている。図４を見ると分かるように、容器９０内には濃縮冷却剤プローブが配置されている。これは、全体として符号９２が付されており、取出路９３を備えており、この取出路９３を介して濃縮冷却剤が濃縮冷却剤送液路９１へ送られる。
【００５５】
濃縮冷却剤送液路９１に、濃縮冷却剤蠕動ポンプ９４および濃縮冷却剤弁９５が設けられている。第８の伝送線５８がコントローラ８０と動作上関連付けられており、かつ、濃縮冷却剤蠕動ポンプ９４および濃縮冷却剤弁９５の双方とも動作上関連付けられている。圧力容器１００へ送るべき濃縮冷却剤の体積をコントローラ８０において求めるときには、コントローラ８０は第８の伝送線５８を介して濃縮冷却剤蠕動ポンプ９４を作動させ、かつ濃縮冷却剤弁９５を開弁させる。コントローラ８０は、濃縮冷却剤蠕動ポンプ９４が動作していた時間と、容器９０から取り出された濃縮冷却剤の体積とを関連付けるようにプログラミングされたものとすることができる。これによりコントローラ８０は、当該コントローラにおいて必要であると判断された体積の濃縮冷却剤を容器９０から取り出すために必要な時間の期間中、濃縮冷却剤蠕動ポンプ９４を動作状態に維持し、かつ、濃縮冷却剤弁９５を開弁状態に維持することとなる。
【００５６】
濃縮冷却剤プローブ９２は濃縮冷却剤液位センサ９６も備えており、これは、容器９０内の濃縮冷却剤の液位を求め、その情報を、第９の伝送線５９を介してコントローラ８０へ送信する。濃縮冷却剤の液位をモニタリングする目的は、容器９０内の濃縮冷却剤の体積が所要体積より少なくなった場合に警報を出力することである。この警報は、コントローラに関連付けられた、図示されていないモニタへ、当該コントローラ８０が情報を送信することにより出力することができる。
【００５７】
コントローラ８０における判断に従って行うべき水の追加に関しては、上記にて濃縮冷却剤の追加に関して説明したのと同様に、水を保有する容器を設けて、その所要体積の水を圧力容器１００に追加することができる。しかし図面に示された本発明の実施例では、給水源９７が、ローカル給水部に接続された設備水システムを備えている。給水源９７は、給水路９９を介して圧力容器１００と動作上関連付けられており、この給水路９９には給水弁９８が配置されている。給水弁９８は電動式であり、その動作はコントローラ８０によって第１０の伝送線８５を介して制御される。コントローラ８０は、給水源９７により送出される水の体積と、所要量の水を圧力容器１００へ送れるようにするために必要な時間の期間にわたって当該コントローラ８０が給水弁９８を開弁状態に維持する時間とを関連付けるようにプログラミングされたものとすることができる。
【００５８】
上記の説明を参酌すれば、複数の各成分の供給源、すなわち濃縮冷却剤の供給源９０および給水源９７と、圧力容器１００とに動作上関連付けられた、各成分の供給システムを設けることが明らかである。各成分供給システムは、保持容器の液体を所定の組成にするために必要な各成分の量を圧力容器１００へ送るように構成されている。
【００５９】
各対応する成分供給システムによって圧力容器１００へ所要量で送られて圧力容器１００内に保持される濃縮冷却剤および水は、成分噴射を有し、この成分噴射をサンプへ供給するための要素および構成要素は、成分噴射送出システムを含む。成分噴射送出システムは第１のサンプ１２および第２のサンプ２２と動作上関連付けられており、以下説明するように分配システムを有する。圧力容器１００の成分噴射は、この分配システムから各対応するサンプへ送られる。
【００６０】
成分噴射をサンプへ送るためには、たとえば空気圧ポンプ１１０を備えた空気圧加圧装置等の空気圧式加圧源が圧力管路１１１を介して圧力容器１００と動作上関連付けられている。この圧力管路１１１は、圧力容器１００内において成分噴射を維持しながら、圧力容器１００内の圧力を選択された値まで上昇させるためのものである。コントローラ８０は第１１の伝送線８６を介して空気圧ポンプ１１０の動作を制御し、圧力容器１００内において成分噴射が完全に含まれた時に空気圧ポンプ１１０を作動させる。圧力容器１００の圧力を上昇させる目標となるレベルは、少なくとも部分的に、成分噴射を適切なサンプへ送るために必要な力に依存する。空気圧式加圧源は必然的に空気圧ポンプに限定されるものではなく、たとえば、機械加工作業が行われている設備に配置されている給気システム等の、他の空気圧式加圧源を含むこともできる。
【００６１】
図１および図３を参照すると、電気制御式の圧力制御弁１０１が成分噴射送出路１０２に配置されている。この成分噴射送出路１０２は、成分噴射が圧力容器１００から放出されるときに通過するものである。圧力容器１００内の圧力が空気圧ポンプ１１０によって上昇している時に圧力制御弁１０１が閉弁しているように、圧力制御弁１０１の動作はコントローラ８０によって第１２の伝送線８７を介して制御される。圧力容器１００内の圧力が所要レベルに達した時、コントローラ８０は適切なサンプへ送るため、第１２の伝送線８７を介して圧力制御弁１０１を開弁させて、圧力容器１００から成分噴射を成分噴射送出路１０２へ放出する。圧力容器１００内の圧力をモニタリングするため、および、第１３の伝送線８１を介して、モニタリングした情報をコントローラ８０へ供給することにより、コントローラ８０が適切な圧力で圧力制御弁１０１を開弁できるようにするため、圧力計１０３が圧力容器１００と動作上関連付けられている。
【００６２】
サンプおよび機械加工作業が１つである本発明の実施例では、成分噴射送出路１０２はこの１つのサンプと動作上関連付けられており、成分噴射は、圧力容器１００内にて形成された圧力による運動力を受けて、この１つのサンプに向かって直接進行する。サンプが複数である場合、成分噴射は、全体として符号１１２が付されている分配システムへ送られる。この分配システムは成分噴射送出システムの一部であり、コントローラ８０の制御により、液体の採取元である特定のサンプへ向かう経路に成分噴射を設定するための構成要素を備えた、分配流路系１０５を有する。いずれの場合においても成分噴射は、識別されたサンプへ引き渡す前に、圧力容器１００から取出ユニット１０６へ送ることができる。図３に示されているように、オプションである取出ユニット１０６は螺旋巻の導管を有することができ、これは、成分噴射が取出ユニット１０６内を通過して適切なサンプへ進行するときに、成分噴射の各成分の混合を強化できるものである。
【００６３】
図３を見ると分かるように、成分噴射は取出ユニット１０６を通過した後、当該ユニットを設ける事例では、取出ユニット１０６および分配流路系１０５と動作上関連付けられている成分噴射補助送出路１０９を通過して、分配流路系１０５に達する。分配流路系１０５には第１の成分噴射弁１０７が設けられており、これは圧力容器１００および第１のサンプ１２と動作上関連付けられており、第１のサンプ送液路１１５を介して、第１のサンプ１２のための成分噴射を第１のサンプ１２へ送るように構成されている。分配流路系１０５には第２の成分噴射弁１０８も設けられており、これは圧力容器１００および第２のサンプ２２と動作上関連付けられており、第２のサンプ送液路１１６を介して、第２のサンプ２２のための成分噴射を第２のサンプ２２へ送るように構成されている。
【００６４】
第１の成分噴射弁１０７および第２の成分噴射弁１０８は電動式であり、コントローラ８０によって第１４の伝送線１０４を介して開閉弁制御される。したがって、圧力制御弁１０１がコントローラ８０によって開弁すると、当該圧力制御弁１０１の開弁によって圧力容器１００から放出される成分噴射が第１のサンプ１２および第２のサンプ２２のどちらのためのものであるかに依存して、第１の成分噴射弁１０７または第２の成分噴射弁１０８のいずれかが開弁する。それと同時にコントローラ８０は、当該成分噴射を受け取らないサンプに関連付けられた分配弁を閉弁状態に維持する。このようにして、成分噴射は適宜、第１のサンプ送液路１１５を介して第１のサンプ１２へ送られるか、または、第２のサンプ送液路１１６を介して第２のサンプ２２へ送られる。
【００６５】
上記説明から、本発明の一実施例では、成分噴射送出システムが圧力容器１００と動作上関連付けられており、（ａ）空気圧ポンプ１１０によって圧力容器内の圧力を上昇させている間、圧力容器内の成分噴射を維持し、（ｂ）圧力容器内の圧力が、選択された値に達した場合、圧力容器から成分噴射を放出し、（ｃ）空気圧ポンプ１１０によって圧力容器１００に形成された当該選択値の圧力の運動力に従い、当該成分噴射を適切なサンプへ送るように構成されていることが理解できる。
【００６６】
成分噴射送出システムは成分噴射導管システムを備えており、これは、圧力容器１００とサンプとの間に配置される要素や構成要素を備えており、成分噴射導管システムは圧力容器１００と第１のサンプ１２と第２のサンプ２２とに動作上関連付けられており、かつ、圧力容器から各サンプへ各成分噴射を搬送するように構成されている。圧力制御弁１０１は成分噴射導管システムと動作上関連付けられており、圧力容器内の圧力が、選択された値まで上昇中であるときには、各成分噴射を圧力容器１００からサンプへ搬送するための成分噴射導管システムを選択的に閉鎖し、圧力容器内の圧力が、選択された値に達したときには、各成分噴射を圧力容器１００からサンプへ搬送するために成分噴射導管システムを開放することにより、当該成分噴射導管システムを介して各成分噴射をサンプへ送るように構成されている。
【００６７】
図２を参照すると、第１のサンプ送液路１１５内を進行する成分噴射は、第１のサンププローブ６０を通って第１のサンプ１２へ送られることが示されている。具体的には、成分噴射は第１のサンププローブ６０に入り、第１のサンププローブ本体６１と第１の液位センサ６３との間の第１のサンププローブアニュラス６４を進行していく。成分噴射が第１のサンプ１２に入る前に第１の液体ディフューザ６２を通過するように、第１のサンププローブアニュラス６４は第１の液体ディフューザ６２に液体連通している。
【００６８】
第２のサンプ送液路１１６内を進行する成分噴射も、図２に示されたところによれば同様に、第２のサンププローブ７０を通って第２のサンプ２２へ送られる。成分噴射は第２のサンププローブ７０に入り、第２のサンププローブ本体７１と第２の液位センサ７３との間の第２のサンププローブアニュラス７４を進行していく。成分噴射が第２のサンプ２２に入る前に第２の液体ディフューザ７２を通過するように、第２のサンププローブアニュラス７４は第２の液体ディフューザ７２に液体連通している。ディフューザは、サンプの液体を所定の組成にするのを容易にするため、成分噴射とサンプの液体とを混合するために寄与するものである。
【００６９】
したがって、成分噴射導管システムから第１の液体ディフューザ６２を介して成分噴射を第１のサンプ１２へ搬送するため、成分噴射導管システムは第１のサンプ１２内の第１の液体ディフューザ６２と動作上関連付けられている。また、成分噴射導管システムから第２の液体ディフューザ７２を介して成分噴射を第２のサンプ２２へ搬送するため、成分噴射導管システムは第２のサンプ２２内の第２の液体ディフューザ７２とも動作上関連付けられている。
【００７０】
サンプから液体が、関連する機械加工作業へ連続的に供給されて、機械加工作業から連続的に戻されるので、供給される液体の品質は連続的に変化し得ることが明らかである。しかも、成分噴射の形態の液体のサンプへの供給は、時々行われるだけである。それゆえ、サンプ内の液体を厳密に１つの値の組成に維持することはできない。よって、サンプから機械加工作業へ送られる液体の所定の組成は、関連する機械加工作業へ送られる液体の組成のある程度の変化を許容可能にできる組成範囲を有することができる。この組成範囲は、１つの値±特定の許容範囲を有することができる。したがって、本発明の液体供給システムにより、サンプ内の液体を、当該サンプについて設定された組成範囲内にするために十分な頻度で、成分噴射をサンプへ送ることが可能になる。
【００７１】
上記において本発明の特定の実施例および実施形態を参照して、本発明について説明および図示しているが、本発明はこれらに限定されないと解すべきである。たとえば、上記にて述べたように、１つのサンプまたは２以上のサンプへ給液する液体供給システムに本発明を適用することができる。他の一態様ではコントローラは、サンプと機械加工作業とを接続する液体供給路に関連付けられた液体供給ポンプ、および、サンプと機械加工作業とを接続する液体戻し導管に関連付けられた戻しポンプを制御することができる。さらに、当業者が関連の図面を参照して本願明細書を読めば、本願にて記載されている発明の各側面の改良形態および変形形態が明らかである。本発明は、添付の特許請求の範囲に属する、上述のような全ての改良形態および変形形態を包含するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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