(57)【要約】【課題】  冷却システムを変更する場合でも容易に対応可能にし、資材の無駄を回避するとともに、全体のコストダウンを図る。冷却システム全体における冷却効率の向上及び冷却温度の安定化を図るとともに、冷却システムの耐久性向上にも寄与する。【解決手段】  貯留タンク部２を冷却回路３ａ…の数に応じた複数のタンクメンバ２ａ…により構成するとともに、各タンクメンバ２ａ…を複数系統の冷却回路３ａ…にそれぞれ内蔵させ、かつ各冷却回路３ａ…から冷却液Ｗ…が供給される供給路４ａ…及び各冷却回路３ａ…に冷却液Ｗ…が戻される戻り路５ａ…をそれぞれ合流させて被冷却部Ｍに接続するとともに、各タンクメンバ２ａ…に収容された冷却液Ｗ…の液面Ｗｆ…の高さＨｗ…を検出する液面検出部６ａ…及び各液面検出部６ａ…の検出結果に応じて対応する戻り路５ａ…に流れる冷却液Ｗ…の流量を制御する流量制御部７ａ…を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留タンク部に収容した冷却液を所定の被冷却部に循環させて冷却を行う複数系統の冷却回路を備える冷却システムにおいて、前記貯留タンク部を前記冷却回路の数に応じた複数のタンクメンバにより構成するとともに、各タンクメンバを複数系統の冷却回路にそれぞれ内蔵させ、かつ各冷却回路から冷却液が供給される供給路及び各冷却回路に冷却液が戻される戻り路をそれぞれ合流させて前記被冷却部に接続するとともに、各タンクメンバに収容された冷却液の液面の高さを検出する液面検出部及び各液面検出部の検出結果に応じて対応する前記戻り路又は前記供給路に流れる冷却液の流量を制御する流量制御部を設けてなることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記液面検出部は、前記タンクメンバに収容された冷却液の上方に設置して前記液面の高さを非接触により検出する反射型距離センサを用いることを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
【請求項３】
前記タンクメンバには、前記反射型距離センサにより検出される前記液面の波を抑制する波抑制板を備えることを特徴とする請求項２記載の冷却システム。
【請求項４】
前記波抑制板は、熱伝導性素材により形成するとともに、前記反射型距離センサを支持する支持板に兼用させることを特徴とする請求項３記載の冷却システム。
【請求項５】
前記反射型距離センサに送風して当該反射型距離センサの結露を防止する送風機を備えることを特徴とする請求項２，３又は４記載の冷却システム。
【請求項６】
前記流量制御部は、前記戻り路又は前記供給路に流れる冷却液の流量を制御する制御弁と、前記液面検出部から得る検出信号を信号処理して前記制御弁に供給する信号処理回路を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却システム。
【請求項７】
前記戻り路又は前記供給路に流れる冷却液を遮断する冷却液遮断手段を設けるとともに、この冷却液遮断手段により冷却液を遮断したなら、所定の設定時間が経過した後に前記冷却回路に内蔵する送液ポンプを停止させる制御機能を有するコントローラを備えることを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記冷却液遮断手段による冷却液の遮断を解除したなら、所定の設定時間が経過した後に前記送液ポンプを始動する制御機能を有することを特徴とする請求項７記載の冷却システム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記液面の高さが、所定の上限高さ以上のときは、前記冷却液遮断手段により前記戻り路又は前記供給路に流れる冷却液を所定の設定時間にわたって遮断する制御機能を有することを特徴とする請求項７又は８記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記供給路には、逆流防止弁を接続してなることを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯留タンク部に収容した冷却液を所定の被冷却部に循環させて冷却を行う複数系統の冷却回路を備える冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数系統の冷却回路により冷却した冷却液を所定の被冷却部に循環させて当該被冷却部の冷却を行う冷却システムは、例えば、特許文献１及び特許文献２等で知られている。この種の冷却システムは、複数系統の冷却回路を備えるため、被冷却部において要求される冷却性能や冷却精度に対応して各冷却回路を使い分けることができる。例えば、特許文献１の場合には複数系統の冷却回路を使い分けることにより冷却精度を高めているとともに、特許文献２の場合には複数系統の冷却回路を故障対策に利用している。また、冷却能力の小さい冷却回路であっても複数系統の冷却回路を同時に使用することにより実質的な冷却能力を大きくできるため、大きさの異なる各種の被冷却部に対して柔軟に対応させることができる。
【０００３】
ところで、複数系統の冷却回路を備えるこの種の冷却システムでは、特許文献１や特許文献２をはじめ、通常、冷却液を収容する一つの貯留タンク部に対して複数系統の冷却回路を接続している。即ち、図９に示す冷却システム１００のように、共有する貯留タンク部１０２に複数系統の冷却回路１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを接続し、貯留タンク部１０２に収容した冷却液Ｗを各冷却回路１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃにより冷却するとともに、貯留タンク部１０２に別途接続した送液ポンプ１０３ｐを含む循環回路１０３を使用して被冷却部１１０に貯留タンク部１０２内の冷却液Ｗを循環させていた。
【特許文献１】特開平５−１２６４１８号
【特許文献２】特開平８−２１９６１５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来の冷却システムは、次のような問題点があった。
【０００５】
第一に、複数系統の冷却回路に対して共有の貯留タンク部を使用するため、冷却システムの変更を容易に行うことができない。例えば、設置されている二系統の冷却回路を三系統の冷却回路にアップグレードする場合、二系統で使用していた貯留タンク部は使用できなくなるため、新たに設計した貯留タンク部を用意する必要があり、資材の無駄やコストアップを招く。
【０００６】
第二に、各冷却回路毎の冷却にバラツキを生じやすい。即ち、貯留タンク部内における冷却液の温度を完全に均一化できないため、冷却負荷が特定の冷却回路に片寄るなどの不具合を招きやすい。したがって、冷却効率の低下や冷却液全体の冷却温度の不安定化を生じやすいとともに、冷却システム全体における耐久性の低下要因にもなる。
【０００７】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した冷却システムの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するため、貯留タンク部２に収容した冷却液Ｗを所定の被冷却部Ｍに循環させて冷却を行う複数系統の冷却回路を備える冷却システム１を構成するに際して、貯留タンク部２を冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃの数に応じた複数のタンクメンバ２ａ，２ｂ，２ｃにより構成するとともに、各タンクメンバ２ａ，２ｂ，２ｃを複数系統の冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃにそれぞれ内蔵させ、かつ各冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃから冷却液Ｗ…が供給される供給路４ａ，４ｂ，４ｃ及び各冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃに冷却液Ｗ…が戻される戻り路５ａ，５ｂ，５ｃをそれぞれ合流させて被冷却部Ｍに接続するとともに、各タンクメンバ２ａ，２ｂ，２ｃに収容された冷却液Ｗ…の液面Ｗｆ…の高さＨｗ…を検出する液面検出部６ａ，６ｂ，６ｃ及び各液面検出部６ａ，６ｂ，６ｃの検出結果に応じて対応する戻り路５ａ，５ｂ，５ｃ又は供給路４ａ，４ｂ，４ｃに流れる冷却液Ｗ…の流量を制御する流量制御部７ａ，７ｂ，７ｃを設けてなることを特徴とする。
【０００９】
この場合、発明の好適な態様により、液面検出部６ａ…には、タンクメンバ２ａ…に収容された冷却液Ｗ…の上方に設置して液面Ｗｆ…の高さＨｗ…を非接触により検出する反射型距離センサ１１ａ…を用いることができる。この際、タンクメンバ２ａ…には、反射型距離センサ１１ａ…により検出される液面Ｗｆ…の波を抑制する波抑制板１２ａ…を設けることができ、この波抑制板１２ａ…は、熱伝導性素材により形成するとともに、反射型距離センサ１１ａ…を支持する支持板１３ａ…に兼用させることができる。また、反射型距離センサ１１ａ…に送風して当該反射型距離センサ１１ａ…の結露を防止する送風機１４ａ…を設けることができる。一方、流量制御部７ａ…は、戻り路５ａ…又は供給路４ａ…に流れる冷却液Ｗ…の流量を制御する制御弁１５ａ…と、液面検出部６ａ…から得る検出信号Ｓａｄ…を信号処理して制御弁１５ａ…に供給する信号処理回路１６ａ…により構成できる。他方、戻り路５ａ…又は供給路４ａ…に流れる冷却液Ｗ…を遮断する冷却液遮断手段１７ａ…を設けるとともに、この冷却液遮断手段１７ａ…により冷却液Ｗ…を遮断したなら、所定の設定時間Ｔｆが経過した後に冷却回路３ａ…に内蔵する送液ポンプ１８ａ…を停止させる制御機能を有するコントローラ１９を設けることができる。また、コントローラ１９には、冷却液遮断手段１７ａ…による冷却液Ｗ…の遮断を解除したなら、所定の設定時間Ｔｓが経過した後に送液ポンプ１８ａ…を始動する制御機能を設けることができる。さらに、コントローラ１９には、液面Ｗｆ…の高さＨｗ…が、所定の上限高さＨｅ…以上のときに、冷却液遮断手段１７ａ…により戻り路５ａ…又は供給路４ａ…に流れる冷却液Ｗ…を所定の設定時間Ｔｅ…にわたって遮断する制御機能を設けることができる。なお、各供給路４ａ…には、逆流防止弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃを接続することが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
このような構成を有する本発明に係る冷却システム１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１１】
（１）  貯留タンク部２を冷却回路３ａ…の数に応じた複数のタンクメンバ２ａ…により構成し、各タンクメンバ２ａ…を複数系統の冷却回路３ａ…にそれぞれ内蔵させるとともに、各タンクメンバ２ａ…に収容された冷却液Ｗ…の液面Ｗｆ…の高さＨｗ…を検出する液面検出部６ａ…及び各液面検出部６ａ…の検出結果に応じて対応する戻り路５ａ…又は供給路４ａ…に流れる冷却液Ｗ…の流量を制御する流量制御部７ａ…を設けたため、冷却システム１を変更する場合であっても容易に対応することができる。特に、旧貯留タンク部が不要になったり、新たに設計した貯留タンク部を用意する必要がなくなるため、資材の無駄を回避できるとともに、全体のコストダウンにも寄与できる。
【００１２】
（２）  各冷却回路３ａ…毎に冷却した冷却液Ｗ…を供給できるため、各冷却回路３ａ…毎の冷却（冷却負荷）のバラツキ（片寄り）を抑制できる。したがって、冷却システム１全体における冷却効率の向上及び冷却温度の安定化を図れるとともに、冷却システム１の耐久性向上にも寄与できる。
【００１３】
（３）  好適な態様により、液面検出部６ａ…に、タンクメンバ２ａ…に収容された冷却液Ｗ…の上方に設置して液面Ｗｆ…の高さＨｗ…を非接触により検出する反射型距離センサ１１ａ…を用いれば、冷却液Ｗ…に接触することなく液面Ｗｆ…の高さＨｗ…を正確に検出できる。
【００１４】
（４）  好適な態様により、タンクメンバ２ａ…に、反射型距離センサ１１ａ…により検出される液面Ｗｆ…の波を抑制する波抑制板１２ａ…を設ければ、液面Ｗｆ…の無用な上下変動を抑制して精度の高い検出を行うことができる。
【００１５】
（５）  好適な態様により、波抑制板１２ａ…を、熱伝導性素材により形成するとともに、反射型距離センサ１１ａ…を支持する支持板１３ａ…に兼用させれば、冷却液Ｗ…と反射型距離センサ１１ａ…間の温度差を小さくすることにより反射型距離センサ１１ａ…の結露を防止できる。
【００１６】
（６）  好適な態様により、反射型距離センサ１１ａ…に送風して当該反射型距離センサ１１ａ…の結露を防止する送風機１４ａ…を設ければ、反射型距離センサ１１ａ…に万が一結露が発生したとしても速やかに除去することができる。
【００１７】
（７）  好適な態様により、流量制御部７ａ…を、戻り路５ａ…又は供給路４ａ…に流れる冷却液Ｗ…の流量を制御する制御弁１５ａ…と、液面検出部６ａ…から得る検出信号Ｓａｄ…を信号処理して制御弁１５ａ…に供給する信号処理回路１６ａ…により構成すれば、流量制御系のシンプル化により、制御の応答性向上及び信頼性向上を図れるとともに、低コスト性向上にも寄与できる。
【００１８】
（８）  好適な態様により、戻り路５ａ…又は供給路４ａ…に流れる冷却液Ｗ…を遮断する冷却液遮断手段１７ａ…を設けるとともに、この冷却液遮断手段１７ａ…により冷却液Ｗ…を遮断したなら、所定の設定時間Ｔｆが経過した後に冷却回路３ａ…に内蔵する送液ポンプ１８ａ…を停止させる制御機能を有するコントローラ１９を設ければ、制御弁１５ａ…を含む流量制御系の応答遅れを相殺できるため、冷却液Ｗ…が完全に遮断されていない状態での送液ポンプ１８ａ…の停止を防止することができ、もって、タンクメンバ２ａ…内の冷却液Ｗ…が無用に増加してしまう不具合を回避できる。
【００１９】
（９）  好適な態様により、コントローラ１９に、冷却液遮断手段１７ａ…による冷却液Ｗ…の遮断を解除したなら、所定の設定時間Ｔｓが経過した後に送液ポンプ１８ａ…を始動する制御機能を設ければ、制御弁１５ａ…を含む流量制御系の応答遅れを相殺できるため、冷却液Ｗ…に対する遮断が完全に解除されていない状態での送液ポンプ１８ａ…の始動を防止でき、もって、タンクメンバ２ａ…内の冷却液Ｗ…が無用に減少してしまう不具合を回避できる。
【００２０】
（１０）  好適な態様により、コントローラ１９に、液面Ｗｆ…の高さＨｗ…が、所定の上限高さＨｅ…以上のときに、冷却液遮断手段１７ａ…により戻り路５ａ…又は供給路４ａ…に流れる冷却液Ｗ…を所定の設定時間Ｔｅ…にわたって遮断する制御機能を設ければ、故障等の発生に対する速やかな保護を図ることができる。
【００２１】
（１１）  好適な態様により、供給路４ａ…に、逆流防止弁２０ａ…を接続すれば、複数系統の冷却回路３ａ…の供給路４ａ…を合流させた場合であっても、供給路４ａ…側への逆流が阻止されるため、各冷却回路３ａ…間の干渉を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２３】
まず、本実施形態に係る冷却システム１の構成について、図１〜図５を参照して説明する。
【００２４】
冷却システム１は、図１に示すように、三系統の冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃを備える。各冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃは、それぞれ独立したユニットとして構成する。したがって、例示は三系統の冷却回路３ａ…により構成するが、基本的には任意の数量を組合わせることができる。各冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃは、各冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃから外部に冷却液Ｗ…を供給する供給路４ａ，４ｂ，４ｃ及び各冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃに冷却液Ｗ…が戻される戻り路５ａ，５ｂ，５ｃを備えるため、各供給路４ａ，４ｂ，４ｃは合流させて被冷却部Ｍに接続するとともに、各戻り路５ａ，５ｂ，５ｃは合流させて被冷却部Ｍに接続する。なお、被冷却部Ｍは、冷却システム１により冷却される電気機器や工作機械等である。したがって、冷却システム１から供給される冷却液Ｗは、被冷却部Ｍの内部を通過して熱交換され、熱交換された冷却液Ｗは再び冷却システム１に戻される。
【００２５】
一方、この種の冷却システムでは、被冷却部Ｍに対して所要量の冷却液Ｗを循環させる必要があるため、被冷却部Ｍに対応した量の冷却液Ｗを収容できる貯留タンク部２が必要となる。本実施形態に係る冷却システム１では、貯留タンク部２を冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃの数に応じた三つのタンクメンバ２ａ，２ｂ，２ｃにより構成し、各タンクメンバ２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃに内蔵させている。
【００２６】
図２には、一つの冷却回路３ａの具体的な構成を示す。２ａは、冷却回路３ａに内蔵するタンクメンバであり、具体的な構成を図３〜図５に示す。タンクメンバ２ａは、内部に冷却液Ｗを収容できる上端に開口を有する直方体形のタンク本体部２ａｍと、このタンク本体部２ａｍの上端を覆うカバー部２ａｒにより構成し、冷却回路３ａの冷却能力に対応した容積を選定する。なお、例示するタンク本体部２ａｍ及びカバー部２ａｒの形成素材はステンレス材である。
【００２７】
また、タンクメンバ２ａには液面Ｗｆの波を抑制する波抑制板１２ａを設ける。波抑制板１２ａは、熱伝導性素材、望ましくはタンクメンバ２ａと同一の素材（ステンレス材）により形成し、図３及び図５に示すように、多数の小孔ｈ…を有するパンチングパネルＰｎを用いる。波抑制板１２ａは、図４に示すように、Ｌ形に折曲形成し、タンク本体部２ａｍ内の角部に付設する。この際、波抑制板１２ａの下端は、タンク本体部２ａｍの底面又は底面付近まで至らせるとともに、波抑制板１２ａの上端（上部）は、タンク本体部２ａｍの上端の開口から上方へ所定高さ突出させる。したがって、カバー部２ａｒは、波抑制板１２ａが上方に貫通できる形状に形成又は構成する。これにより、タンク本体部２ａｍの内部には、波抑制板１２ａにより囲まれる小室Ｒａが形成され、この小室Ｒａの外側における冷却液Ｗの液面Ｗｆに波が発生しても、波抑制板１２ａにより抑制され、小室Ｒａ内における液面Ｗｆには伝播されない。
【００２８】
一方、タンクメンバ２ａには、タンク本体部２ａに収容された冷却液Ｗの液面Ｗｆの高さＨｗを検出する液面検出部６ａを付設する。液面検出部６ａには、冷却液Ｗの上方に設置して液面Ｗｆの高さＨｗを非接触により検出する反射型距離センサ１１ａを用いる。例示の反射型距離センサ１１ａは、発信部及び受信部からなる超音波センサである。液面検出部６ａに、このような反射型距離センサ１１ａを用いれば、冷却液Ｗに接触することなく液面Ｗｆの高さＨｗを正確に検出できる利点がある。この場合、波抑制板１２ａにおけるタンク本体部２ａｍの上端開口から上方へ突出した部位は、反射型距離センサ１１ａを支持する支持板１３ａを兼用する。したがって、図５に示すように、この支持板１３ａに対して反射型距離センサ１１ａを取付けることができる。３１は反射型距離センサ１１ａを支持板１３ａに取付けるための取付金具を示す。これにより、反射型距離センサ１１ａは、波抑制板１２ａにより波が抑制、即ち、液面Ｗｆの無用な上下変動が抑制された小室Ｒａ内の液面Ｗｆの高さＨｗに対する精度の高い検出を行うことができる。しかも、波抑制板１２ａは、熱伝導性素材により形成するとともに、反射型距離センサ１１ａを支持する支持板１３ａと兼用するため、冷却液Ｗと反射型距離センサ１１ａ間の温度差を小さくすることにより反射型距離センサ１１ａの結露を防止できる利点がある。
【００２９】
また、カバー部２ａｒには送風機１４ａを取付ける。送風機１４ａは、送風機本体１４ａｆ及び送風機カバー１４ａｃを備え、反射型距離センサ１１ａに送風して当該反射型距離センサ１１ａの結露を防止する機能を有する。この場合、反射型距離センサ１１ａと送風機１４ａ間には、送風ガイド３２を介在させる。この送風ガイド３２により、送風機１４ａからの送風は、反射型距離センサ１１ａにおける最も結露防止の必要な部位までガイドされる。したがって、反射型距離センサ１１ａ…に万が一結露が発生したとしても速やかに除去することができる利点がある。
【００３０】
他方、図２に示すように、タンクメンバ２ａに設けた供給口３３には供給路４ａの流入側を接続するとともに、供給路４ａの中途には、タンクメンバ２ａ側から、送液ポンプ１８ａ，冷却部３４，手動バルブ３５，逆流防止弁２０ａを順次接続する。この場合、冷却部３４は、熱交換器３４ｍ及び冷凍サイクル３４ｃを備え、熱交換器３４ｍの一次側を冷凍サイクル３４ｃに接続するとともに、熱交換器３４ｍの二次側を供給路４ａに接続する。なお、３６は熱交換器３４ｍの流出側の供給路４ａに接続した液圧計を示す。また、タンクメンバ２ａに設けた戻り口３７には戻り路５ａの流出側を接続するとともに、戻り路５ａの中途には、タンクメンバ２ａ側から、手動バルブ３８，制御弁１５ａ，流量計３９を順次接続する。なお、４１は熱交換器３４ｍの流出側と上述した戻り口３７間に接続した手動バルブ、４２は手動バルブ３８の流出側と手動バルブ３５の流入側間に接続し、液圧が設定値以上になったなら冷却液Ｗをバイパスさせる調圧弁、４３は制御弁１５ａに並列に接続し、制御弁１５ａの故障時に使用する手動バルブ、をそれぞれ示す。
【００３１】
この場合、制御弁１５ａは、戻り路５ａに流れる冷却液Ｗの流量を制御するものであり、電動バルブ１５ａｍを使用する。したがって、電動バルブ１５ａｍに付与される制御信号Ｓａｃの大きさに対応して電動バルブ１５ａｍの開度が可変制御される。一方、電動バルブ１５ａｍの制御信号入力部は、リレー４５，信号処理回路１６ａを介して、反射型距離センサ１１ａに接続する。これにより、反射型距離センサ１１ａの検出結果、即ち、反射型距離センサ１１ａから出力する検出信号Ｓａｄは、信号処理回路１６ａ，リレー４５を介して電動バルブ１５ａｍの制御信号入力部に付与される。この信号処理回路１６ａ及び電動バルブ１５ａｍは、反射型距離センサ１１ａから出力する検出信号Ｓｓｄに応じて戻り路５ａに流れる冷却液Ｗの流量を制御する流量制御部７ａを構成する。
【００３２】
また、リレー４５は冷却液遮断手段１７ａを構成し、信号処理回路１６ａと電動バルブ１５ａｍ間の信号ラインをＯＮ／ＯＦＦする機能を有する。さらに、１９は冷却システム１の全体の制御を司るコントローラであり、少なくとも、上述した、リレー４５，送液ポンプ１８ａ，冷凍サイクル３４ｃが接続される。このような制御系を構成することにより、上述した流量制御部７ａによる制御は、コントローラ１９を介することなく行われるため、流量制御系のシンプル化により、制御の応答性向上及び信頼性向上を図れるとともに、低コスト性向上にも寄与できる利点がある。
【００３３】
以上、一つの冷却回路３ａについて説明したが、他の冷却回路３ｂ，３ｃも冷却回路３ａと同じに構成する。なお、冷却回路３ｂ，３ｃにおいて、２ｂ，２ｃはタンクメンバ、４ｂ，４ｃは供給路、５ｂ，５ｃは戻り路、６ｂ，６ｃは液面検出部、７ｂ，７ｃは流量制御部、１５ｂ，１５ｃは制御弁、１６ｂ，１６ｃは信号処理回路、１７ｂ，１７ｃは冷却液遮断手段、２０ｂ，２０ｃは逆流防止弁をそれぞれ示す。
【００３４】
次に、本実施形態に係る冷却システム１の動作について、図７及び図８に示すフローチャートを含む各図を参照して説明する。
【００３５】
最初に、通常の冷却動作について説明する。なお、冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃについては、主に冷却回路３ａについてのみ説明するが、他の冷却回路３ｂ，３ｃも基本的には冷却回路３ａと同一の動作を行う。
【００３６】
まず、送液ポンプ１８ａの作動により、タンクメンバ２ａに収容された冷却液Ｗは、供給路４ａを矢印Ｆｓ方向に送液される。この際、冷却液Ｗは冷却部３４において目標温度に冷却される。即ち、冷凍サイクル３４ｃにより冷却された冷媒と冷却液Ｗが熱交換器３４ｍ内で熱交換され、冷却液Ｗが冷却される。そして、供給路４ａを送液された冷却液Ｗは、他の冷却回路３ｂ，３ｃの供給路４ｂ，４ｃを送られた冷却液Ｗと合流した後、被冷却部Ｍに供給される。この場合、各供給路４ａ，４ｂ，４ｃには、逆流防止弁２０ａ，３２０ｂ，２０ｃがそれぞれ接続されているため、三つの供給路４ａ…を合流させた場合であっても、供給路４ａ…側への逆流が阻止され、各冷却回路３ａ…間の干渉が防止される。一方、被冷却部Ｍに供給された冷却液Ｗは、被冷却部Ｍの内部を通過して熱交換され、熱交換された冷却液Ｗは、戻り路５ａに送り出される。そして、戻り路５ａを矢印Ｆｒ方向に送液されてタンクメンバ２ａに戻される基本的な冷却動作が行われる。
【００３７】
ところで、三系統の冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃを、上述した基本的な冷却動作の状態で継続させた場合、次のような問題を生じる。即ち、三系統の冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃは全く同じ状態で接続されているわけではないため、例えば、冷却回路３ａの戻り路５ａが他の冷却回路３ｂ…の戻り路５ｂ…よりも短いなどにより、相対的に水流に対する抵抗が小さい場合、タンクメンバ２ａに戻される冷却液Ｗの流量が相対的に多くなる。この結果、時間の経過と共に、タンクメンバ２ａ内の冷却液Ｗが増加する問題を生じる。このため、本実施形態に係る冷却システム１では、それぞれの冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃに液面検出部６ａ，６ｂ，６ｃ及び流量制御部７ａ，７ｂ，７ｃからなる独立したマイナループによる流量制御系を設けて当該問題を解決している。
【００３８】
以下、液面検出部６ａ及び流量制御部７ａからなる流量制御系の動作について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３９】
まず、液面検出部６ａを構成する反射型距離センサ１１ａにより、タンクメンバ２ａに収容された冷却液Ｗの液面Ｗｆの高さＨｗが検出され、検出された高さＨｗに対応する大きさの検出信号Ｓａｄが出力する（ステップＳ１）。そして、この検出信号Ｓａｄは信号処理回路１６ａに付与され、増幅処理等を含む信号処理により制御信号Ｓａｃに変換される（ステップＳ２）。
【００４０】
一方、この制御信号Ｓａｃは、リレー４５を介して電動バルブ１５ａｍの制御信号入力部に付与される。この場合、初期状態においてタンクメンバ２ａ内の冷却液Ｗの高さＨｗを所定の高さに設定しておけば、電動バルブ１５ａｍの開度が当該設定した高さに対応して設定（制御）されるため、冷却液Ｗの高さＨｗが変動しない限り、この状態（開度）が維持される（ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５）。
【００４１】
これに対して、何らかの原因によりタンクメンバ２ａに収容された冷却液Ｗの高さＨｗが高くなった場合を想定する（ステップＳ３）。この場合、検出信号Ｓａｄが小さくなるため、電動バルブ１５ａｍの開度が小さくなる方向に制御され、戻り路５ａを流れる冷却液Ｗの流量を減少させる制御が行われる（ステップＳ６）。この結果、タンクメンバ２ａに収容された冷却液Ｗの高さＨｗは初期状態に戻される。同様に、何らかの原因によりタンクメンバ２ａに収容された冷却液Ｗの高さＨｗが低くなった場合を想定する（ステップＳ４）。この場合、検出信号Ｓａｄが大きくなるため、電動バルブ１５ａｍの開度が大きくなる方向に制御され、戻り路５ａを流れる冷却液Ｗの流量を増加させる制御が行われる（ステップＳ７）。この結果、タンクメンバ２ａに収容された冷却液Ｗの高さＨｗは初期状態に戻される。このような流量制御は、各制御回路３ａ，３ｂ，３ｃ単位で独立して行われ、各タンクメンバ２ａ，２ｂ，２ｃに収容された冷却液Ｗ…は、常に、初期状態の高さＨｗに維持される。そして、以上の制御は、冷却システム１の運転中に継続して行われる（ステップＳ８）。
【００４２】
よって、本実施形態に係る冷却システム１によれば、貯留タンク部２を冷却回路３ａ…の数に応じた複数のタンクメンバ２ａ…により構成し、各タンクメンバ２ａ…を複数系統の冷却回路３ａ…にそれぞれ内蔵させるとともに、各タンクメンバ２ａ…に収容された冷却液Ｗ…の液面Ｗｆ…の高さＨｗ…を検出する液面検出部６ａ…及び各液面検出部６ａ…の検出結果に応じて対応する戻り路５ａ…又は供給路４ａ…に流れる冷却液Ｗ…の流量を制御する流量制御部７ａ…を設けたため、冷却システム１を変更する場合であっても容易に対応することができる。特に、旧貯留タンク部が不要になったり、新たに設計した貯留タンク部を用意する必要がなくなるため、資材の無駄を回避できるとともに、全体のコストダウンにも寄与できる。また、各冷却回路３ａ…毎に冷却した冷却液Ｗ…を供給できるため、各冷却回路３ａ…毎の冷却（冷却負荷）のバラツキ（片寄り）を抑制できる。したがって、冷却システム１全体における冷却効率の向上及び冷却温度の安定化を図れるとともに、冷却システム１の耐久性向上にも寄与できる。
【００４３】
他方、本実施形態に係る冷却システム１では、電動バルブ１５ａｍ…（制御弁１５ａ…）を用いて戻り路５ａ…の流量制御を行っているため、制御信号Ｓａｃ…が付与されてから実際に電動バルブ１５ａｍ…の開度が設定されるまで、時間的な応答遅れを生じる。また、冷却システム１の運転を停止する際には、安全上などの観点から電動バルブ１５ａｍ…を全閉する制御を行う。したがって、電動バルブ１５ａｍ…の時間的な応答遅れが問題となるため、本実施形態に係る冷却システム１では、この問題を解消する制御を行っている。以下、この制御動作について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
今、停止状態にある冷却システム１の運転を開始する場合を想定する。冷却システム１の停止状態では、送液ポンプ１８ａが停止しており、また、冷却液遮断手段１７ａであるリレー４５はＯＦＦになっている。この状態において、不図示の運転スイッチをＯＮにする（ステップＳ１１）。運転スイッチのＯＮにより、コントローラ１９はリレー４５をＯＮにする。この結果、制御信号Ｓａｃが電動バルブ１５ａｍに付与されるため、電動バルブ１５ａｍは、全閉から制御信号Ｓａｃに対応した開度まで開く動作を行う（ステップＳ１２）。一方、運転スイッチのＯＮにより、コントローラ１９は予め設定した所定の設定時間Ｔｆだけ計時を行う（ステップＳ１３）。この設定時間Ｔｆは、電動バルブ１５ａｍの応答遅れに相当する時間（例示の場合、１０秒前後）を設定する。そして、設定時間Ｔｆに対する計時がタイムアップしたなら、送液ポンプ１８ａをＯＮにする制御を行う（ステップＳ１４，Ｓ１５）。これにより、送液ポンプ１８ａが始動し、上述した通常の冷却動作が行われる（ステップＳ１６）。このような制御を行うことにより、電動バルブ１５ａｍを含む流量制御系の応答遅れを相殺できるため、冷却液Ｗに対する遮断が完全に解除されていない状態での送液ポンプ１８ａの始動を防止でき、もって、タンクメンバ２ａ内の冷却液Ｗが無用に減少してしまう不具合を回避できる。
【００４５】
他方、冷却システム１の運転を停止するには、運転スイッチをＯＦＦにする（ステップＳ１７）。運転スイッチのＯＦＦにより、コントローラ１９はリレー４５をＯＦＦにする。この結果、信号処理回路１６ａと電動バルブ１５ａｍ間の信号ラインが遮断されるため、電動バルブ１５ａｍに対する制御信号Ｓａｃはゼロ信号となり、電動バルブ１５ａｍは、開から全閉する動作を行う（ステップＳ１８）。一方、運転スイッチのＯＦＦにより、コントローラ１９は予め設定した所定の設定時間Ｔｓだけ計時を行う（ステップＳ１９）。この設定時間Ｔｓは、電動バルブ１５ａｍの応答遅れに相当する時間（例示の場合、１０秒前後）を設定する。そして、設定時間Ｔｓに対する計時がタイムアップしたなら、送液ポンプ１８ａをＯＦＦにする制御を行う（ステップＳ２０，Ｓ２１）。これにより、送液ポンプ１８ａが停止する。このような制御を行うことにより、電動バルブ１５ａｍを含む流量制御系の応答遅れが相殺されるため、冷却液Ｗが完全に遮断されていない状態での送液ポンプ１８ａの停止を防止することができ、もって、タンクメンバ２ａ内の冷却液Ｗが無用に増加してしまう不具合を回避できる。
【００４６】
さらに、コントローラ１９は、液面Ｗｆの高さＨｗが、所定の上限高さＨｅ以上のときに、リレー４５（冷却液遮断手段１７ａ）をＯＦＦにすることにより戻り路５ａに流れる冷却液Ｗを所定の設定時間Ｔｅにわたって遮断する制御機能を備えている。液面Ｗｆの高さＨｗが、所定の上限高さＨｅ以上になるときは、故障等の発生が考えられるため、このような制御機能を設けることにより、冷却システム１に対する速やかな保護を図ることができる。
【００４７】
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。
【００４８】
例えば、液面検出部６ａと流量制御部７ａは、図６に示す変更例のように構成してもよく、液面検出部６ａ…と流量制御部７ａ…には、同様の機能を発揮する他の各種構成を適用できる。図６に示す変更例は、液面検出部６ａに、支持基部５１に支持される長さの異なる三本の電極５２ｃ，５２ｄ，５２ｕを使用する。なお、支持基部５１はシャフト５３に支持され上下位置を設定できる。流量制御部７ａには、戻り路５ａの中途に接続した絞り弁５４と電磁開閉弁５５の直列回路５６と、直列回路５６に並列接続した絞り弁５７と、直列回路５６に並列接続した電磁開閉弁５８を使用するとともに、液面検出部６ａから得る検出信号Ｓａｄを制御信号Ｓａｃに変換する信号処理回路５９を使用する。この場合、絞り弁５７の絞り量は、絞り弁５４の絞り量よりも大きく設定する。これにより、コモン電極５２ｎと第一電極５２ｄの通電により下限液面を検出し、コモン電極５２ｎと第二電極５２ｕの通電により上限液面を検出するため、コモン電極５２ｎと第一電極５２ｄの通電時（下限液面のみの検出時）には、電磁開閉弁５５を開に制御し、電磁開閉弁５８を閉に制御する。これにより、冷却液Ｗは絞り弁５４と絞り弁５７の並列回路を流れる。一方、液面Ｗｆが低下し、下限液面及び上限液面の双方が無検出になったときは、電磁開閉弁５８を開に制御する。これにより、冷却液Ｗは絞り弁５４と絞り弁５７をバイパスして流れるため、戻り路５ａにおける冷却液Ｗの流量を増加させることができる。さらに、液面Ｗｆが上昇し、コモン電極５２ｎと第二電極５２ｕの通電時（下限液面及び上限液面双方の検出時）には、電磁開閉弁５５及び５８の双方を閉に制御する。これにより、冷却液Ｗは絞り弁５７のみを流れるため、戻り路５ａにおける冷却液Ｗの流量を減少させることができる。
【００４９】
その他、各冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃに対して一台のコントローラ１９を設けた場合を示したが、必要により各冷却回路３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれにコントローラを内蔵させることも可能である。即ち、一台のコントローラ１９を三台のコントローラに置換することもできる。また、反射型距離センサ１１ａとして、発信部及び受信部からなる超音波センサを例示したが、発光部と受光部を備える光学的センサであってもよい。一方、制御弁１５ａにより戻り路５ａに流れる冷却液Ｗの流量を制御するようにしたが、供給路４ａに流れる冷却液Ｗの流量を制御してもよい。さらに、本発明に係る冷却システム１は、電気機器や工作機械等の冷却対象をはじめ、冷却液Ｗにより同様に冷却を行うことができる他の各種の冷却対象（被冷却部Ｍ）に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る冷却システムの全体回路図、
【図２】同冷却システムにおける冷却回路の詳細回路図、
【図３】同冷却システムの冷却回路におけるタンクメンバの一部抽出図を含む一部破断側面図、
【図４】同タンクメンバの平面図、
【図５】同タンクメンバに付設した反射型距離センサ付近の拡大側面断面図、
【図６】同冷却システムの冷却回路に備える液面検出器及び流量制御部の変更例を示す回路図、
【図７】同冷却システムの冷却動作を説明するためのフローチャート、
【図８】同冷却システムの運転開始時及び運転停止時の動作を説明するためのフローチャート、
【図９】従来の技術に係る冷却システムの構成図、
【符号の説明】
【００５１】
１：冷却システム，２：貯留タンク部，２ａ：タンクメンバ，２ｂ：タンクメンバ，２ｃ：タンクメンバ，３ａ：冷却回路，３ｂ：冷却回路，３ｃ：冷却回路，４ａ：供給路，４ｂ：供給路，４ｃ：供給路，５ａ：戻り路，５ｂ：戻り路，５ｃ：戻り路，６ａ：液面検出部，６ｂ：液面検出部，６ｃ：液面検出部，７ａ：流量制御部，７ｂ：流量制御部，７ｃ：流量制御部，１１ａ…：反射型距離センサ，１２ａ…：波抑制板，１３ａ…：支持板，１４ａ…：送風機，１５ａ…：制御弁，１６ａ…：信号処理回路，１７ａ…：冷却液遮断手段，１８ａ…：送液ポンプ，１９：コントローラ，２０ａ：逆流防止弁，２０ｂ：逆流防止弁，２０ｃ：逆流防止弁，Ｗ：冷却液，Ｗｆ：液面，Ｈｗ：液面の高さ，Ｍ：被冷却部，Ｓａｄ…：検出信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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