(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水型エマルジョン系作動油を満たした油圧タンクと、作動対象とを油圧供給ポンプを介して連接した油圧システムを運転するに際して、
前記油圧タンク内の気相部温度と、前記油圧タンクの該気相部と接する側壁部及び天板部の温度とを作動油の温度より高く保持することを特徴とする含水型エマルジョン系作動油の性能維持方法。
【請求項２】
保温材で覆われた油圧タンクと、油圧による作動対象と、該油圧タンク内の作動油を前記作動対象に送る油圧供給ポンプとを備えた油圧システムで使用する含水型エマルジョン系作動油の性能維持装置であって、
前記油圧タンクに、該タンク内の気相部温度を測定する温度センサと、前記気相部と前記油圧タンクの該気相部と接する側壁部及び天板部とを加熱する加熱手段と、前記温度センサによる温度測定値と予め設定した目標温度との差に基づいて前記加熱手段の出力を制御する温度制御器とを備えたことを特徴とする含水型エマルジョン系作動油の性能維持装置。
【請求項３】
前記油圧タンクの底部に、該タンク内の作動油を抜き出す吸出口を設けたことを特徴とする請求項２記載の含水型エマルジョン系作動油の性能維持装置。
【請求項４】
前記油圧タンク内を気体で正圧にするよう、該油圧タンクを密封型としてなることを特徴とする請求項２又は３記載の含水型エマルジョン系作動油の性能維持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水型エマルジョン系作動油の性能維持方法及び装置に係り、詳しくは、油圧シリンダ、弁等の油圧機械を円滑に運転するのに有用な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧シリンダ、油圧弁等の所謂油圧機械を運転するには、作動油が必要であり、含水型エマルジョン系の作動油としてＷ／Ｏ型とＯ／Ｗ型がある。Ｗ／Ｏ型とは、油中に水粒子がエマルジョンとして存在する作動油であり、Ｏ／Ｗ型とは、水中に油粒子がエマルジョンとして存在する作動油である。例えば、Ｗ／Ｏ型作動油は、油中にある水粒子の表面に界面活性剤を存在させ、該水粒子を数μｍ〜数十μｍの粒径で維持するようにしてある。
【０００３】
かかる、含水型エマルジョン系作動油を、油圧機械、例えば油圧シリンダの運転に使用する場合、該油圧機械の全体システムのうちの油圧タンク内で作動油中の水分が蒸発し、それが結露するという事態が起きる。これは、作動油の一種の性能劣化であり、該油圧システムの円滑運転を損ねることになる。そこで、従来は、かかる事態の発生を防止するため、発明協会発行の公開技法（９６−１４０２７号、１９９６年）に開示されているように、前記油圧タンクの表面を保温材で覆って保温する方法が採られてきた。
【０００４】
しかしながら、前記公開技法記載の技術では、タンク内の油の温度よりも、タンク内の気相部温度を上げることはできないので、該気相部の結露を十分防止することは不可能であった。つまり、油圧システムの運転中にタンク内の気相部温度が下がると、油中の水分が蒸発し、タンクの天板に結露が発生し、その結露水が水滴となってタンク内に落下する。一度タンク内に落下した水滴は、比重差によりタンク底部に沈降する。このようなことが連続的に発生すると、これまで均一に混合されていた。油中の水粒子が一部タンク底部に堆積してしまい、結果的にタンク中層部、上層部の水分濃度が低下したり、あるいは粒径の大きさが不均一になる。また、むやみに、気相部の温度を上昇させると、タンク内の油の温度自体が必要以上に上昇してしまい、作動油の性能をかえって劣化させてしまうという問題もあった。
【０００５】
一方、作動油の清浄度を維持するため、油圧タンクを密封型にすることがあるが、それは、例えばＮＡＳ等級（米国規格）で７級程度を必要とする油圧システムにおいて実施され、含水型エマルション系作動油を用いる油圧システムでは、そのような密封型油圧タンクは通常使用されていなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、含水型エマルジョン系作動油を使用しても、その性能を劣化させずに、油圧シリンダ、油圧弁等の油圧機械を円滑に運転することが可能な含水型エマルジョン系作動油の性能維持方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者は、前記目的を達成するため鋭意研究し、タンク気相部の温度を一定範囲内に調整することに着眼し、且つ、従来行われていなかった油圧タンクの密封化（正圧化）及び油圧供給ポンプで作動油を該タンクの底部から取り出すことを積極的に採用して、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明は、含水型エマルジョン系作動油を満たした油圧タンクと、作動対象とを油圧供給ポンプを介して連接した油圧システムを運転するに際して、前記油圧タンク内の気相部温度と、前記油圧タンクの該気相部と接する側壁部及び天板部の温度とを作動油の温度より高く保持することを特徴とする含水型エマルジョン系作動油の性能維持方法である。
【０００９】
また、本発明は、保温材で覆われた油圧タンクと、油圧による作動対象と、該油圧タンク内の作動油を前記作動対象に送る油圧供給ポンプとを備えた油圧システムで使用する含水型エマルジョン系作動油の性能維持装置であって、前記油圧タンクに、該タンク内の気相部温度を測定する温度センサと、前記気相部と前記油圧タンクの気相部と接する側壁部及び天板部とを加熱する加熱手段と、前記温度センサによる濃度測定値と予め設定した目標温度との差に基づいて前記加熱手段の出力を制御する温度制御器とを備えたこと特徴とする含水型エマルジョン系作動油の性能維持装置である。
【００１０】
加えて、本発明は、前記油圧タンクの底部に、該タンク内の作動油を抜き出す吸出口を設けたことを特徴とする含水型エマルジョン系作動油の性能維持装置であり、あるいは前記油圧タンク内を気体で正圧にするよう、該油圧タンクを密封型としてなることを特徴とする含水型エマルジョン系作動油の性能維持装置でもある。
【００１１】
本発明では、油圧タンク内の気相部温度と、油圧タンクの気相部に接する側壁及び天板の温度とを、作動油温度より高く保持するようにしたので、該タンク内の側壁や天板での結露を防止することが可能となり、作動油の性能劣化を抑えることが可能になる。
また、本発明は、油圧タンクを密封型とし、気体でタンク内を正圧に保つようにしたので、該タンク内の気相部と外気とが完全遮断でき、タンク気相部の温度を適正範囲で、且つ一定に保つことができるようになり、作動油中の水分蒸発を防止できるようになる。
【００１２】
さらに、本発明では、作動油をタンク底部から油圧供給ポンプで抜き出すようにしたので、仮にタンク側壁部や天板部で結露した結露水が水滴となってタンク内に落下、タンク底部に沈降したとしても、その沈降した水滴は、油圧供給ポンプに供給され、該ポンプ内で撹拌され、分離した水分が再び混合されるようになり、水分の粒径の不均一といった問題は解決される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施形態を図１を参照して説明する。
それは、主として、従来通りの保温材４（例えば、グラスウール）で覆われた油圧タンク１と、油圧による作動対象（例えば、油圧シリンダ、油圧弁等）１４と、該油圧タンク１内の作動油２を前記作動対象１４に送る油圧供給ポンプ１０とを備えた油圧システムで使用されるように形成されている。従って、図１に示すように、前記油圧タンク１に、該タンク１内の気相部３温度を測定する温度センサ５と、前記油圧タンクの側壁部１５及び天板部１６を加熱することにより前記気相部３を加熱可能な加熱手段６と、前記温度センサ５による温度測定値を予め設定した目標温度と比較し、その差に基づいて前記加熱手段６の出力を制御する温度制御器１２とを備えてある。
【００１４】
かかる装置によれば、前記タンク気相部３の温度は、温度センサ５で実測され、あらかじめ設定された温度と比較される。そして、実測値がその設定温度より低い場合には、タンク側壁１５及び天板１６に配置された加熱手段６（例えば、電熱ヒータ等）で該気相部３を加熱し、所定の温度に達したら加熱をやめるように、調整される。これにより、タンク天板部、及び側壁部への結露を防止する。なお、保温材４は、気相部３の温度低下を最小限にするように配慮したものである。
【００１５】
なお、予め設定する温度は、使用する含水型エマルジョヨン系作動油２より高い温度にすれば良い。これにより、側壁部及び天板部の温度≧気相部温度＞作動油温度の関係が満たされ、側壁及び天板での結露が防止できる。
また、本実施形態においては、タンク１を密封型にすると共に、タンク１内に気体（例えば、空気、窒素ガス等）を減圧弁８を介して一定圧力になるよう導入し、その圧力に保つことで該気相部３の気体温度をできるだけ一定に保つように工夫している。
【００１６】
さらに、仮に結露した水滴がタンク１の底部に堆積したとしても、油圧供給ポンプ１０を介して作動油２をタンク底部の吸出口１３から取り出すようにしたので、その沈降した水滴を油圧供給ポンプ１０で撹拌し、混合することが可能となり、水粒子の油からの分離を防止するようになっている。
【００１７】
【実施例】
熱間圧延機のロールバランス用油圧シリンダを作動させるための油圧システムに、図１に示した本発明に係る作動油の性能維持装置を適用した。その際、温度制御器１２に予め設定した気相部（ガスは空気）の設定温度は５０℃とし、また、タンク内の作動油の設定温度を図１中には図示しない作動油温度設定器により４０℃に維持した。なお、作動油２としては、Ｗ／Ｏ型作動油を用い、油圧の設定は２１０ｋｇ／ｃｍ2 とした。
【００１８】
図２に、前記性能維持装置の適用前後での作動油中の水分濃度の推移を示す。図２からわかるように、本発明を適用する以前は、作動油を新油に交換した時点で約２５％であった水分濃度が、約３か月後には約１５％まで低下しており、水分濃度低下の度合が大きかった。本発明を適用後は、新油に交換して時点での水分濃度を長期間にわたって維持できていることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、含水型エマルジョン系作動油の使用中での性能低下が防止されるようになる。その結果、油圧機械の運転が従来より円滑になると共に、作動油の交換頻度が減り、操業コストの低減が達成できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る含水型エマルジョン系作動油の性能維持装置を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る含水型エマルジョン系作動油の性能維持装置を適用した前後での作動油中水分濃度の推移を示す図である。
【符号の説明】
１    油圧タンク
２    作動油
３    油圧タンクの気相部
４    油圧タンクの保温材
５    温度センサ
６    油圧タンクの加熱手段（電熱ヒータ等）
７    気体源
８    気体の減圧弁
９    油圧タンクの底板
１０  油圧供給ポンプ
１１  作動油の流れる方向
１２  温度制御器
１３  吸出口
１４  作動手段（油圧機械）
１５  タンク側壁
１６  天板
【図１】
0003915215.tif 000002
【図２】
0003915215.tif 000003