JP6286691B2 - 冷却液供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却液を貯液可能に構成された容器体と、冷却対象に冷却液を供給するポンプとを備えて構成された冷却液供給装置に関するものである。

この種の冷却液供給装置として、アーク溶接機に冷却水を供給可能に構成されたアーク溶接機用冷却水供給装置（以下、単に「冷却水供給装置」ともいう）が下記の特許文献に開示されている。この冷却水供給装置は、冷却対象である溶接トーチを冷却するための冷却水を貯水可能な水タンクと、水タンク内の冷却水をアーク溶接機の溶接トーチに圧送する水ポンプとを備えた循環式の冷却水供給装置であって、水タンク内に貯水されている冷却水を水ポンプによって溶接トーチに供給することで溶接トーチを冷却すると共に、溶接トーチを冷却することで温度上昇した冷却水を水タンクに回収して水タンク内で温度低下させて再び溶接トーチに供給する構成が採用されている。

この場合、この冷却水供給装置では、水タンクから冷却水を流出させるための孔（以下、「流出口」ともいう）が水タンクの側面における下側部位に形成されて水ポンプが接続されている。また、この冷却水供給装置では、溶接トーチから回収した冷却水を水タンク内に流入させるための孔（以下、「流入口」）が水タンクの側面における上側部位に形成されている。これにより、この冷却水供給装置では、冷却対象に供給した冷却水を回収せずに廃棄する構成の装置とは異なり、水タンク内に所定量の冷却水を貯水しておくことで、上水道設備などの水源が存在しない場所においても冷却水を循環させて冷却対象物を継続的に冷却することが可能となっている。

特開平７−２６６０５４号公報（第４−５頁、第１−６図）

ところが、上記の特許文献に開示されている冷却水供給装置には、以下の問題点が存在する。すなわち、上記の冷却水供給装置では、水タンクの側面における下側部位に形成された流出口から水ポンプによって冷却対象（溶接トーチ）に冷却水を供給すると共に、冷却対象を冷却することで温度上昇した冷却水を、水タンクの側面における上側部位に形成された流入口から水タンク内に回収して貯水する構成が採用されている。この場合、上記の冷却水供給装置では、水タンク内に冷却水と共に空気が収容されており、この空気の収容部位（水タンクにおける上側部位）に流入口が形成されている。

したがって、上記の冷却水供給装置では、冷却対象から回収した冷却水が流入口から水タンク内に流入し、この冷却水が水タンク内に貯水されている冷却水の水面に接触した際に、水タンク内に収容されている空気が気泡となって、貯水されている冷却水の中に取り込まれることがある。また、冷却対象を十分に冷却し得る十分な量の冷却水を冷却対象に供給しているとき、すなわち、多量の冷却水が流出口から流出し、かつ、多量の冷却水が流入口から水タンク内に流入して多量の気泡（空気）が水タンク内の冷却水に取り込まれる状態においては、水タンク内で冷却水に取り込まれた気泡（空気）が冷却水と共に流出口から流出して水ポンプまで到達することとなる。

この場合、この種の装置に搭載されているポンプ（液体圧送ポンプ）では、混入している気泡（空気）の量が過剰に多いときに、液体を圧送する能力が低下する。このため、上記の冷却水供給装置では、水タンク内で冷却水に取り込まれた気泡（空気）が冷却水と共に流出口から流出することに起因して、冷却対象に対して十分な量の冷却水を供給するのが困難となることがあるという問題点が存在する。

また、この種のポンプでは、異物や気泡が混入している液体を長時間に亘って圧送し続けたときに、内部機構が減耗して液体を圧送する能力が徐々に低下し、冷却対象に対して十分な量の冷却水を供給するのが困難な状態となる。したがって、上記の冷却水供給装置では、水タンク内で冷却水に取り込まれた気泡（空気）が冷却水と共に流出口から流出することに起因して、冷却対象に対して十分な量の冷却水を供給し得る状態を長期間に亘って維持するのが困難となっている。このため、冷却対象を好適に冷却し得る十分な量の冷却水を供給可能な状態を維持するために、水ポンプのメンテナンス作業（部品の交換作業や、新たな水ポンプに交換する作業）を頻繁に行う必要があり、このメンテナンス作業が煩雑となっているという問題点も存在する。

さらに、上記の冷却水供給装置では、冷却対象に供給した冷却水を水タンクに回収し、水タンク内で温度低下させた後に、冷却対象に再び供給する構成が採用されている。この場合、冷却対象（溶接トーチ等）の発熱量が多いときには、水タンクに回収される冷却水の温度が高温となる。したがって、冷却対象を十分に冷却し得る低温の冷却水を冷却対象に対して継続的に供給するには、回収した高温の冷却水が十分に温度低下する以前に冷却対象に供給されることのないように、十分な量の冷却水を水タンク内に貯水しておく必要が生じる。このため、上記の冷却水供給装置では、十分な量の冷却水を貯水可能な大型の水タンクを備えている必要があり、これに起因して、装置を小型化するのが困難となっているという問題点もある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、装置の小型化を図ると共に、冷却対象を好適に冷却し得る十分な量の冷却水を供給可能で、しかも、ポンプのメンテナンス作業を頻繁に行うことなく十分な量の冷却水を供給可能な状態を長期間に亘って維持し得る冷却水供給装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく、請求項１記載の冷却液供給装置は、冷却対象に供給する冷却液を貯液可能に構成された第１容器体と、前記第１容器体から前記冷却対象に前記冷却液を圧送するポンプとを備えて構成された冷却液供給装置であって、前記冷却液を冷却可能にする冷凍サイクルの蒸発器で構成された冷却器と、前記第１容器体の上方に配置されて連結管を介して当該第１容器体に連結された第２容器体とを備え、前記第２容器体内への前記冷却液の導入および当該第２容器体内の空気の排出が可能な第１連通孔と、前記連結管が接続されると共に前記第２容器体内から当該連結管への前記冷却液の流出および当該連結管から当該第２容器体内への空気の流入が可能な第２連通孔とが当該第２容器体に形成され、前記ポンプが接続されると共に前記第１容器体内の前記冷却液の流出が可能な流出口と、前記連結管が接続されると共に当該連結管から前記第１容器体内への前記冷却液の流入および当該第１容器体内から当該連結管への空気の流出が可能な第３連通孔とが当該第１容器体に形成され、かつ前記冷却対象から回収される前記冷却液を前記第１容器体内に流入させる第１流入口と、前記冷却対象から回収される前記冷却液を前記第２容器体内に流入させる第２流入口との少なくとも一方が形成されている。

また、請求項２記載の冷却液供給装置は、請求項１記載の冷却液供給装置において、前記第３連通孔が前記第１容器体の天板に形成されている。

さらに、請求項３記載の冷却液供給装置は、請求項２記載の冷却液供給装置において、前記第３連通孔が前記天板における中央部に形成されている。

また、請求項４記載の冷却液供給装置は、請求項２または３記載の冷却液供給装置において、前記天板の内面が前記第３連通孔に近付くほど上方に位置するように当該内面を傾斜させられている。

さらに、請求項５記載の冷却液供給装置は、請求項１から４のいずれかに記載の冷却液供給装置において、前記第２容器体に前記第２流入口が形成されることなく、前記第１容器体に前記第１流入口が形成されている。

また、請求項６記載の冷却液供給装置は、請求項１から５のいずれかに記載の冷却液供給装置において、平面視において前記第２容器体の全域が前記第１容器体と重なるように平面視における当該第２容器体の大きさが平面視における当該第１容器体の大きさ以下となるように当該第１容器体および当該第２容器体が形成されている。

さらに、請求項７記載の冷却液供給装置は、請求項１から６のいずれかに記載の冷却液供給装置において、前記冷却器が前記第１容器体内に収容されて当該第１容器体内に貯液されている前記冷却液を当該冷却器によって冷却可能に構成されている。

請求項１記載の冷却水供給装置では、冷却液を冷却可能にする冷凍サイクルの蒸発器で構成された冷却器と、冷却液を貯液可能に構成された第１容器体の上方に配置されて連結管を介して第１容器体に連結された第２容器体とを備え、第２容器体内への冷却液の導入および第２容器体内の空気の排出が可能な第１連通孔と、連結管が接続されると共に第２容器体内から連結管への冷却液の流出および連結管から第２容器体内への空気の流入が可能な第２連通孔とが第２容器体に形成され、冷却対象に冷却液を圧送するポンプが接続されると共に第１容器体内の冷却液の流出が可能な流出口と、連結管が接続されると共に連結管から第１容器体内への冷却液の流入および第１容器体内から連結管への空気の流出が可能な第３連通孔とが第１容器体に形成され、かつ冷却対象から回収される冷却液を第１容器体内に流入させる第１流入口と、冷却対象から回収される冷却液を第２容器体内に流入させる第２流入口との少なくとも一方が形成されている。

したがって、請求項１記載の冷却水供給装置によれば、冷却対象から回収した高温の冷却液を冷凍サイクル（冷却器）によって十分に温度低下させることができるため、多量の冷却液を貯液しておく必要がなくなり、冷却対象を冷却するのに必要十分な量の冷却液を少容量の第１容器体によって貯液できる結果、冷却水供給装置を十分に小型化することができる。また、第１容器体と第２容器体とを連結管によって連結し、冷却水供給装置に対する冷却液の給水時に第２容器体および連結管を介して第１容器体内に冷却液を流入させる構成を採用した冷却水供給装置では、冷却液の水面が第２容器体内に位置するまで十分な量の冷却液を給水することで、第１容器体内に冷却液だけが存在する状態、すなわち、第１容器体内に空気が存在しない状態とすることができると共に、連結間の存在によって第２容器体内の空気が第１容器体内に流入し難くなるため、冷却対象に対する冷却液の供給時に、冷却液と共に空気（気泡）が第１容器体から流出してポンプに到達する事態を好適に回避することができる。これにより、この冷却水供給装置によれば、空気（気泡）の存在に起因して冷却液を圧送する能力が低下する事態を招くことなく、冷却対象を好適に冷却し得る十分な量の冷却液を供給することができると共に、空気（気泡）の存在に起因してポンプの内部機構が短期間で減耗する事態を回避することができるため、煩雑なメンテナンス作業を頻繁に行うことなく、冷却対象を好適に冷却し得る十分な量の冷却液を供給可能な状態を長期間に亘って維持することができる。また、第２容器体内に冷却液を導入するための孔、および第２容器体内の空気を排出する孔として第１連通孔を兼用させる構成を採用した分だけ冷却水供給装置を簡易に構成できる結果、冷却水供給装置の製造コストを十分に低減することができる。

請求項２記載の冷却水供給装置によれば、第３連通孔を第１容器体の天板に形成したことにより、例えば、第１容器体の側面に第３連通孔を形成した構成と比較して、第１容器体内に存在する空気を第３連通孔からスムーズに流出させることができる結果、冷却液と共に空気（気泡）が第１容器体から流出してポンプに到達する事態を一層好適に回避することができる。

請求項３記載の冷却水供給装置によれば、第３連通孔を天板における中央部に形成したことにより、例えば、天板の外縁部に第３連通孔を形成した構成と比較して、第１容器体内の各部に存在する空気を第３連通孔から一層スムーズに流出させることができる。

請求項４記載の冷却水供給装置によれば、天板の内面が第３連通孔に近付くほど上方に位置するように天板の内面を傾斜させたことにより、第１容器体内を浮上する空気（気泡）が天板の内面に接したときに、この空気が第３連通孔に向かって案内されるため、第１容器体内の空気を第３連通孔から一層スムーズに流出させることができる。

請求項５記載の冷却水供給装置によれば、第２容器体に第２流入口を形成することなく、第１容器体に第１流入口を形成したことにより、第２容器体に第２流入口を形成して冷却対象から回収した冷却液を第２容器体に流入させる構成と比較して、第２容器体内の空気が第１容器体内に流入する事態が生じ難いため、冷却液と共に空気（気泡）が第１容器体から流出してポンプに到達する事態を一層好適に回避することができる。

請求項６記載の冷却水供給装置によれば、平面視において第２容器体の全域が第１容器体と重なるように平面視における第２容器体の大きさが平面視における第１容器体の大きさ以下となるように第１容器体および第２容器体を形成したことにより、冷却水供給装置による占有面積を十分に狭くすることができるため、設置場所に余裕がない環境下においても冷却対象に対して冷却液を供給することができる。

請求項７記載の冷却水供給装置によれば、第１容器体内に貯液されている冷却液を冷却可能にする冷却器を第１容器体内に収容したことにより、冷却器によって冷却液を冷却するための容器体を第１容器体とは別個に設けた構成と比較して、第１容器体内に冷却器を収容して第１容器体内において冷却液を冷却する構成を採用した分だけ、冷却水供給装置を十分に小型化することができる。

本発明の実施の形態に係るチラー１の構成図である。 本発明の実施の形態に係るチラー１におけるメインタンク２、クッションタンク３および冷却器３４等の構造の一例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、冷却液供給装置の実施の形態について説明する。

最初に、「冷却水供給装置」の一例であるチラー１の構成について、添付図面を参照して説明する

図１に示すチラー１は、「循環式冷却水供給装置」であって、メインタンク２、クッションタンク３、冷凍サイクル４、ポンプ５、圧力計６、温度センサ７および制御部８を備え、アーク溶接機やレーザー加工機などの各種の冷却対象Ｘに、「冷却液」の一例である冷却水Ｗを供給して冷却対象Ｘを冷却可能に構成されている。なお、本例のチラー１では、メインタンク２が「第１容器体」に相当すると共にクッションタンク３が「第２容器体」に相当する。

メインタンク２は、図２に示すように、円筒状に形成された外筒１１と、外筒１１の下開口部を閉塞する底板１２と、外筒１１の上側開口部を閉塞する天板１３とを備えて冷却水Ｗを貯水可能な容器状に形成されると共に、その下端部が底板１２に接するようにして外筒１１の内側に円筒状の内筒１４が取り付けられている。また、クッションタンク３は、メインタンク２における外筒１１と同径の円筒状に形成された外筒２１と、外筒２１の下開口部を閉塞する底板２２と、外筒２１の上側開口部を閉塞する天板２３とを備えて容器状に形成され、メインタンク２の上方に配置されて連結管Ｐａ（「連結管」の一例）を介してメインタンク２に連結されている。なお、メインタンク２を構成する外筒１１および内筒１４や、クッションタンク３を構成する外筒２１の断面形状は円筒状に限定されず、各種断面形状の筒状（角筒状等）に形成することができる。

また、メインタンク２の底板１２には、メインタンク２内に貯水された冷却水Ｗの流出が可能な流出口Ｈ１ａ（「流出口」の一例）が形成され、図１に示すように、この流出口Ｈ１ａに供給用配管Ｐｂを介してポンプ５が接続されている。この場合、本例のメインタンク２では、図２に示すように、流出口Ｈ１ａが底板１２における中央部に形成されると共に、底板１２の内面（上面）が、流出口Ｈ１ａに近付くほど下方に位置するように傾斜させられている。

さらに、メインタンク２の天板１３には、後述するように連結管Ｐａからメインタンク２内への冷却水Ｗの流入、およびメインタンク２内から連結管Ｐａへの空気の流出が可能な連通孔Ｈ１ｂ（「第３連通孔」の一例）が形成されている。この場合、本例のメインタンク２では、連通孔Ｈ１ｂが天板１３における中央部に形成されると共に、天板１３の内面（下面）が、連通孔Ｈ１ｂに近付くほど上方に位置するように傾斜させられている。さらに、メインタンク２の外筒１１における下側部位には、後述するように冷却対象Ｘから回収される冷却水Ｗをメインタンク２内に流入させる流入口Ｈ１ｃ（「第１流入口」の一例）が形成されて回収用配管Ｐｃが接続されている。

また、クッションタンク３の天板２３には、後述するようにクッションタンク３内への冷却水Ｗの導入、およびクッションタンク３内の空気の排出が可能な連通孔Ｈ２ａ（「第１連通孔」の一例）が形成されている。この場合、本例のクッションタンク３では、連通孔Ｈ２ａが天板２３における中央部に形成されると共に、天板２３の内面（下面）が、連通孔Ｈ２ａに近付くほど上方に位置するように傾斜させられている。これにより、本例のチラー１では、後述するようにメインタンク２およびクッションタンク３内に貯水される冷却水Ｗが連通孔Ｈ２ａから不用意に流出する事態が回避されると共に、クッションタンク３内の冷却水Ｗをメインタンク２に向けて好適に流出（流下）させることが可能となっている。

また、本例のクッションタンク３では、連通孔Ｈ２ａからの空気の排出を許容するための小孔（図示せず）が形成されたキャップ２４が連通孔Ｈ２ａに装着されており、これにより、連通孔Ｈ２ａからクッションタンク３内への塵埃の侵入が阻止されている。さらに、クッションタンク３の底板２２には、後述するようにクッションタンク３内から連結管Ｐａへの冷却水Ｗの流出、および連結管Ｐａからクッションタンク３内への空気の流入が可能な連通孔Ｈ２ｂ（「第２連通孔」の一例）が形成されている。この場合、本例のクッションタンク３では、連通孔Ｈ２ｂが底板２２における中央部に形成されると共に、底板２２の内面（上面）が、連通孔Ｈ２ｂに近付くほど下方に位置するように傾斜させられている。

この場合、本例のチラー１では、前述したように、クッションタンク３の外筒２１がメインタンク２の外筒１１と同径の円筒状に形成されると共に（「平面視における第２容器体の大きさが平面視における第１容器体の大きさ以下となるように第２容器体および第１容器体が形成されている」との構成の一例）、クッションタンク３がメインタンク２の上方に配置されて連結管Ｐａを介してメインタンク２に連結されている。したがって、本例のチラー１では、平面視においてクッションタンク３の全域がメインタンク２と重なっており、メインタンク２およびクッションタンク３の２つのタンクを備えているにも拘わらず、狭い場所にチラー１を設置することが可能となっている。

なお、本例のチラー１では、冷却対象Ｘから回収される冷却水Ｗをクッションタンク３内に流入させる「第２流入口」がクッションタンク３に形成されることなく、前述したように流入口Ｈ１ｃがメインタンク２に形成されて、流入口Ｈ１ｃのみから冷却水Ｗを回収する構成が採用されている。また、本例のチラー１では、透過性を有する材料で細管状に形成されて、メインタンク２における下側部位とクッションタンク３における上側部位とを連結する液面計（メインタンク２およびクッションタンク３内の冷却水Ｗにおける水面の位置を特定するための管：図示せず）が配設されている。

冷凍サイクル４は、図１に示すように、圧縮機３１、凝縮器３２、膨張弁３３および冷却器（蒸発器：「冷凍サイクルの蒸発器で構成された冷却器」の一例）３４を備え、制御部８の制御下で、冷却水Ｗを冷却可能に構成されている。この場合、本例のチラー１では、冷凍サイクル４の冷却器３４がメインタンク２に収容されて、メインタンク２内に貯水されている冷却水Ｗを冷却器３４によって冷却可能に構成されている。また、本例の冷凍サイクル４では、凝縮器３２にファン３２ａが装着されており、ファン３２ａの回転数を変化させることによって凝縮器３２における冷媒の凝縮量が調整される構成が採用されている。さらに、本例の冷凍サイクル４では、一例として、膨張弁３３がキャピラリーチューブで構成されている。

また、本例のチラー１における冷却器３４は、一例として、図２に示すように銅やアルミニウム等の高伝熱製材料で形成された細管を螺旋状に巻回したコイル式冷却器で構成されている。具体的には、本例の冷凍サイクル４では、メインタンク２における内筒１４内の内側空間Ｓ１に設置された内側コイル部３４ａと、メインタンク２における外筒１１と内筒１４との間の隙間Ｓ２に設置された外側コイル部３４ｂとが相互に連結されて冷却器３４が構成され、後述するように膨張弁３３を通過させられた冷媒が内側コイル部３４ａおよび外側コイル部３４ｂをこの順で通過させられる（すなわち、メインタンク２内の内側空間Ｓ１および隙間Ｓ２をこの順で通過させられる）際に周囲の冷却水Ｗと熱交換させられて冷却水Ｗを冷却する構成が採用されている。

ポンプ５は、「ポンプ」の一例であって、制御部８の制御に従ってメインタンク２から冷却対象Ｘに冷却水Ｗを圧送する。圧力計６は、図１に示すように、供給用配管Ｐｂにおけるポンプ５の下流側に配設されて管内圧力を表示する。温度センサ７は、回収用配管Ｐｃにおける流入口Ｈ１ｃの近傍に配設されて、冷却対象Ｘからメインタンク２に回収される冷却水Ｗの温度（水温）を検出し、制御部８にセンサ信号を出力する。

制御部８は、チラー１を総括的に制御する。具体的には、制御部８は、ポンプ５を制御してメインタンク２から冷却対象Ｘに冷却水Ｗを供給させる（圧送させる）。また、制御部８は、温度センサ７からのセンサ信号に基づいて冷却対象Ｘから回収される冷却水Ｗの温度（水温）を演算すると共に、演算した温度に基づいてチラー１に加わる負荷量（冷却対象Ｘに供給すべき冷却水Ｗの水温）を特定する。さらに、制御部８は、特定した負荷量に応じて冷凍サイクル４（圧縮機３１およびファン３２ａ）を制御して、予め設定された温度まで冷却水Ｗを冷却させる。

次に、チラー１による冷却水Ｗの供給処理について、添付図面を参照して説明する。

このチラー１の使用に際しては、まず、使用場所への設置が完了しているチラー１のメインタンク２内に必要量の冷却水Ｗを給水して貯水させると共に、供給用配管Ｐｂや回収用配管Ｐｃ内の空気を脱気する。この場合、本例のチラー１では、メインタンク２の天板１３に形成された連通孔Ｈ１ｂに連結管Ｐａを介してクッションタンク３が連結されている。したがって、メインタンク２内に冷却水Ｗを給水する際には、クッションタンク３の連通孔Ｈ２ａからキャップ２４を取り外して連通孔Ｈ２ａから冷却水Ｗを注ぎ入れる。

この際には、連通孔Ｈ２ａからクッションタンク３内に導入された冷却水Ｗが連通孔Ｈ２ｂから連結管Ｐａに流出し、この冷却水Ｗが連通孔Ｈ１ｂからメインタンク２内に流入して貯水される。また、メインタンク２内への冷却水Ｗの流入に伴い、メインタンク２内に収容されている空気が連通孔Ｈ１ｂから連結管Ｐａに流出し、この空気が連通孔Ｈ２ｂからクッションタンク３内に流入する。また、クッションタンク３内に流入した空気は、連通孔Ｈ２ａからクッションタンク３の外に排出される。

したがって、冷却水Ｗの水面が図１，２に破線で示すようにクッションタンク３に達するまで十分な量の冷却水Ｗを連通孔Ｈ２ａから注ぎ入れることにより、メインタンク２内には冷却水Ｗだけが収容された状態（メインタンク２内に空気が存在しない状態）となる。なお、メインタンク２内に冷却水Ｗが流入したときには、供給用配管Ｐｂ内、ポンプ５内および回収用配管Ｐｃ内の空気が、例えば流入口Ｈ１ｃからメインタンク２内に流入する（両管Ｐｂ，Ｐｃおよびポンプ５が脱気される）が、流入口Ｈ１ｃからメインタンク２内に流入した空気は、メインタンク２内に収容されていた空気と共に連結管Ｐａおよびクッションタンク３を介して連通孔Ｈ２ａからクッションタンク３の外に排出される。これにより、冷却水Ｗを供給する準備が整う。

一方、冷却対象Ｘに対する冷却水Ｗの供給に際しては、制御部８が、ポンプ５を制御して冷却水Ｗの圧送を開始させると共に、冷凍サイクル４を制御して冷却水Ｗの冷却を開始させる。この際には、供給用配管Ｐｂ内の冷却水Ｗがポンプ５によって冷却対象Ｘに圧送されるのに伴い、メインタンク２内に貯水されている冷却水Ｗが流出口Ｈ１ａから供給用配管Ｐｂ内に流出し、図２に矢印Ａ１で示すようにポンプ５によって吸引されて冷却対象Ｘに圧送される。また、冷却対象Ｘに圧送された冷却水Ｗは、冷却対象Ｘを冷却することで温度上昇した状態で回収用配管Ｐｃを介してチラー１に回収される。この際には、回収用配管Ｐｃを介して矢印Ａ２で示すように回収される冷却水Ｗが流入口Ｈ１ｃからメインタンク２内に流入させられる。

また、冷凍サイクル４では、圧縮機３１において圧縮された高温高圧の冷媒が凝縮器３２において冷却されて凝縮させられる。また、凝縮させられた冷媒は、膨張弁３３を通過させられた後に、図２に矢印Ｂ１で示すように冷媒配管を介してメインタンク２内の冷却器３４における内側コイル部３４ａ内に吐出され、その周囲の冷却水Ｗと熱交換することで冷却水Ｗを冷却しつつ、外側コイル部３４ｂを通過して矢印Ｂ２で示すように冷媒配管内に流入して圧縮機３１に吸引される。

この場合、本例のチラー１では、前述したように、膨張弁３３を通過させられた冷媒が、メインタンク２における内筒１４の内側に設置されている内側コイル部３４ａ内に吐出される構成が採用されている。したがって、本例のチラー１では、メインタンク２における内筒１４内の冷却水Ｗが、矢印Ｃ１で示すように内筒１４内を下方に向かって流動させられているとき（底板１２における中央部に形成されている流出口Ｈ１ａから供給用配管Ｐｂに流出させられる以前）に、内側コイル部３４ａ内の低温の冷媒と熱交換させられて、十分に温度低下した状態で流出口Ｈ１ａから供給用配管Ｐｂに流出して冷却対象Ｘに供給される。

また、本例のチラー１では、前述したように、メインタンク２における外筒１１に流入口Ｈ１ｃが形成されると共に、冷却器３４の外側コイル部３４ｂがメインタンク２における外筒１１と内筒１４との間の隙間Ｓ２に設置されている。したがって、冷却対象Ｘを冷却することで温度上昇した冷却水Ｗは、流入口Ｈ１ｃから隙間Ｓ２内に流入して隙間Ｓ２を矢印Ｃ２で示すようにメインタンク２の上方に向かって流動させられる際に、外側コイル部３４ｂ内の低温の冷媒と熱交換させられて、十分に温度低下した状態で内筒１４内に到達することとなる。

このため、上記したように内側コイル部３４ａ内の冷媒との熱交換によって冷却されるのに先立ち、冷却対象Ｘから回収した冷却水Ｗが隙間Ｓ２において十分に温度低下した状態となる。したがって、冷凍サイクル４による冷却水Ｗの冷却、およびポンプ５による冷却水Ｗの圧送を継続して実行することにより、十分に冷却された冷却水Ｗによって冷却対象Ｘが十分に冷却される。

この場合、冷却対象Ｘを好適に冷却するには、冷却対象Ｘに対して十分な量の冷却水Ｗを継続的に供給する必要がある。また、冷却対象Ｘに対して十分な量の冷却水Ｗを供給している状態では、冷却対象Ｘからメインタンク２に回収される冷却水Ｗの水量も多量となる。したがって、本例のチラー１では、冷却対象Ｘに対する冷却水Ｗの供給時に、メインタンク２から冷却対象Ｘへの冷却水Ｗの供給、および冷却対象Ｘからメインタンク２への冷却水Ｗの回収によって、メインタンク２内において冷却水Ｗがある程度激しく移動する状態となることがある。

しかしながら、本例のチラー１では、前述したようにクッションタンク３および連結管Ｐａを介してメインタンク２内に冷却水Ｗを給水し、メインタンク２内に冷却水Ｗだけが存在する状態（メインタンク２内に空気が存在しない状態）となっている。このため、メインタンク２内の冷却水Ｗと共に流出口Ｈ１ａから連結管Ｐａ（ポンプ５）に向かって空気（気泡）が流出する事態が回避される。また、メインタンク２に接続されているクッションタンク３内には空気が存在した状態となっているが、メインタンク２とクッションタンク３とが連結管Ｐａを介して接続されている本例のチラー１では、メインタンク２内の冷却水Ｗの流動に伴ってクッションタンク３内の空気がメインタンク２内の冷却水Ｗの中に取り込まれることがないため、冷却水Ｗと共に流出口Ｈ１ａから連結管Ｐａ（ポンプ５）に空気（気泡）が流出する事態が確実に回避される。

さらに、供給用配管Ｐｂ、ポンプ５および回収用配管Ｐｃ内の脱気が不十分で、少量の空気が残存していたときや、各配管の接続部および冷却対象Ｘなどにおいて冷却水Ｗの流路中に少量の空気が混入したときには、冷却対象Ｘから回収される冷却水Ｗと共に流入口Ｈ１ｃからメインタンク２内に少量の空気が流入することがある。しかしながら、流入した空気は、メインタンク２内を上方に向かって浮上して、連通孔Ｈ１ｂから連結管Ｐａに流出し、連通孔Ｈ２ｂからクッションタンク３内に流出した後に、連通孔Ｈ２ａからクッションタンク３の外に排出される。

この場合、本例のチラー１では、前述したように、連通孔Ｈ１ｂがメインタンク２の天板１３における中央部に形成されると共に、天板１３の内面（下面）が、連通孔Ｈ１ｂに近付くほど上方に位置するように傾斜させられている。このため、メインタンク２内を浮上して天板１３に接した空気（気泡）が連通孔Ｈ１ｂに向かって案内される結果、メインタンク２内の空気（気泡）を連結管Ｐａ内にスムーズに流出させることが可能となっている。したがって、本例のチラー１では、冷却対象Ｘから回収される冷却水Ｗと共にメインタンク２内に空気が流入したとしても、この空気が、冷却対象Ｘに供給される冷却水Ｗと共に流出口Ｈ１ａから流出する事態も好適に回避される。

このように、このチラー１では、冷却水Ｗを冷却可能にする冷凍サイクル４の蒸発器で構成された冷却器３４と、冷却水Ｗを貯液可能に構成されたメインタンク２の上方に配置されて連結管Ｐａを介してメインタンク２に連結されたクッションタンク３とを備え、クッションタンク３内への冷却水Ｗの導入およびクッションタンク３内の空気の排出が可能な連通孔Ｈ２ａと、連結管Ｐａが接続されると共にクッションタンク３内から連結管Ｐａへの冷却水Ｗの流出および連結管Ｐａからクッションタンク３内への空気の流入が可能な連通孔Ｈ２ｂとがクッションタンク３に形成され、冷却対象Ｘに冷却水Ｗを圧送するポンプ５が接続されると共にメインタンク２内の冷却水Ｗの流出が可能な流出口Ｈ１ａと、連結管Ｐａが接続されると共に連結管Ｐａからメインタンク２内への冷却水Ｗの流入およびメインタンク２内から連結管Ｐａへの空気の流出が可能な連通孔Ｈ１ｂとがメインタンク２に形成され、かつ冷却対象Ｘから回収される冷却水Ｗをメインタンク２内に流入させる「第１流入口」としての流入口Ｈ１ｃが形成されている。

したがって、このチラー１によれば、冷却対象Ｘから回収した高温の冷却水Ｗを冷凍サイクル４（冷却器３４）によって十分に温度低下させることができるため、多量の冷却水Ｗを貯水しておく必要がなくなり、冷却対象Ｘを冷却するのに必要十分な量の冷却水Ｗを少容量のメインタンク２によって貯水できる結果、チラー１を十分に小型化することができる。また、メインタンク２とクッションタンク３とを連結管Ｐａによって連結し、チラー１に対する冷却水Ｗの給水時にクッションタンク３および連結管Ｐａを介してメインタンク２内に冷却水Ｗを流入させる構成を採用したチラー１では、冷却水Ｗの水面がクッションタンク３内に位置するまで十分な量の冷却水Ｗを給水することで、メインタンク２内に冷却水Ｗだけが存在する状態、すなわち、メインタンク２内に空気が存在しない状態とすることができると共に、連結管Ｐａの存在によってクッションタンク３内の空気がメインタンク２内に流入し難くなるため、冷却対象Ｘに対する冷却水Ｗの供給時に、冷却水Ｗと共に空気（気泡）がメインタンク２から流出してポンプ５に到達する事態を好適に回避することができる。これにより、このチラー１によれば、空気（気泡）の存在に起因して冷却水Ｗを圧送する能力が低下する事態を招くことなく、冷却対象Ｘを好適に冷却し得る十分な量の冷却水Ｗを供給することができると共に、空気（気泡）の存在に起因してポンプ５の内部機構が短期間で減耗する事態を回避することができるため、煩雑なメンテナンス作業を頻繁に行うことなく、冷却対象Ｘを好適に冷却し得る十分な量の冷却水Ｗを供給可能な状態を長期間に亘って維持することができる。また、クッションタンク３内に冷却水Ｗを導入するための孔、およびクッションタンク３内の空気を排出する孔として連通孔Ｈ２ａを兼用させる構成を採用した分だけチラー１を簡易に構成できる結果、チラー１の製造コストを十分に低減することができる。

また、このチラー１によれば、連通孔Ｈ１ｂをメインタンク２の天板１３に形成したことにより、例えば、メインタンク２の側面に「第３連通孔」を形成した構成と比較して、メインタンク２内に存在する空気を連通孔Ｈ１ｂからスムーズに流出させることができる結果、冷却水Ｗと共に空気（気泡）がメインタンク２から流出してポンプ５に到達する事態を一層好適に回避することができる。

さらに、このチラー１によれば、連通孔Ｈ１ｂを天板１３における中央部に形成したことにより、例えば、天板１３の外縁部に「第３連通孔」を形成した構成と比較して、メインタンク２内の各部に存在する空気を連通孔Ｈ１ｂから一層スムーズに流出させることができる。

また、このチラー１によれば、天板１３の内面が連通孔Ｈ１ｂに近付くほど上方に位置するように天板１３の内面を傾斜させたことにより、メインタンク２内を浮上する空気（気泡）が天板１３の内面に接したときに、この空気が連通孔Ｈ１ｂに向かって案内されるため、メインタンク２内の空気を連通孔Ｈ１ｂから一層スムーズに流出させることができる。

さらに、このチラー１によれば、クッションタンク３に「冷却対象から回収される冷却液を第２容器体内に流入させる第２流入口」を形成することなく、メインタンク２に「第１流入口」としての流入口Ｈ１ｃを形成したことにより、クッションタンク３に「第２流入口」を形成して冷却対象Ｘから回収した冷却水Ｗをクッションタンク３に流入させる構成と比較して、クッションタンク３内の空気がメインタンク２内に流入する事態が生じ難いため、冷却水Ｗと共に空気（気泡）がメインタンク２から流出してポンプ５に到達する事態を一層好適に回避することができる。

また、このチラー１によれば、平面視においてクッションタンク３の全域がメインタンク２と重なるように平面視におけるクッションタンク３の大きさが平面視におけるメインタンク２の大きさ以下（本例では、等しい大きさ）となるようにメインタンク２およびクッションタンク３を形成したことにより、チラー１による占有面積を十分に狭くすることができるため、設置場所に余裕がない環境下においても冷却対象Ｘに対して冷却水Ｗを供給することができる。

さらに、このチラー１によれば、メインタンク２内に貯液されている冷却水Ｗを冷却可能にする冷却器３４をメインタンク２内に収容したことにより、「冷却器」によって冷却水Ｗを冷却するための容器体を「第１容器体」とは別個に設けた構成と比較して、メインタンク２内に冷却器３４を収容してメインタンク２内において冷却水Ｗを冷却する構成を採用した分だけ、チラー１を十分に小型化することができる。

なお、「冷却液供給装置」の構成は、上記のチラー１の構成に限定されるものではない。例えば、「第２容器体」としてのクッションタンク３に「第２流入口」を形成することなく、「第１容器体」としてのメインタンク２に「第１流入口」としての流入口Ｈ１ｃを形成して冷却対象Ｘから回収した冷却水Ｗをメインタンク２に流入させる構成のチラー１を例に挙げて説明したが、このような構成に代えて（または、このような構成に加えて）、「第２容器体」に「第２流入口」を形成し、冷却対象から回収した冷却液を「第２容器体」内に流入させる構成を採用することができる。このような構成を採用した場合においても、「第１容器体」と「第２容器体」とを「連結管」によって連結する構成を採用している限り、「第２容器体」に流入した冷却液と共に「第２容器体」内の空気が「第１容器体」内に流入し難いため、上記のチラー１と同様にして、冷却液と共に「第１容器体」から空気が流出する事態を好適に回避することができる。

また、「第３連通孔」としての連通孔Ｈ１ｂをメインタンク２の天板１３に形成した構成を例に挙げて説明したが、「第１容器体」の側面に「第３連通孔」を形成することもできる。この場合、「第１容器体」内の空気をスムーズに流出させるには、「第３連通孔」をできるだけ上方に形成するのが好ましい。さらに、連通孔Ｈ１ｂを天板１３の中央部に形成した構成を例に挙げて説明したが、「第１容器体」の天板における外縁部寄りに「第３連通孔」を形成することもできる。このような構成を採用する場合においても、天板の内面を、「第３連通孔」に近付くほど上方に位置するように傾斜させることで、「第１容器体」内の空気を「第３連通孔」に案内してスムーズに流出させることができる。

また、メインタンク２およびクッションタンク３を１本の連結管Ｐａによって連結した構成のチラー１を例に挙げて説明したが、「第１容器体」に複数の「第３連通孔」を形成し、かつ「第２容器体」に複数の「第２連通孔」を形成して複数の「連結管」によって「第１容器体」と「第２容器体」とを連結する構成を採用することもできる。さらに、平面視における大きさが等しいメインタンク２およびクッションタンク３を備えて構成したチラー１を例に挙げて説明したが、「平面視において第２容器体の全域が第１容器体と重なる」との条件を満たしる限り、平面視における「第２容器体」の大きさを平面視における「第１容器体」の大きさよりも小さくしたとしても、上記のチラー１と同様にして、チラーの占有面積を十分に狭くすることができる。

また、「第３連通孔」としての連通孔Ｈ１ｂを「第１容器体」としてのメインタンク２の天板１３に形成した構成を例に挙げて説明したが、そのような構成に代えて、「第１容器体」の側面に「第３連通孔」を形成して「第２容器体」に「連通管」を介して連結する構成を採用することもできる。さらに、「第１連通孔」としての連通孔Ｈ２ａを「第２容器体」としてのクッションタンク３の天板２３に形成した構成を例に挙げて説明したが、そのような構成に代えて、「第２容器体」の側面に「第１連通孔」を形成することもできる。このような構成を採用する場合には、「第２容器体」の側面における上側部位に「第１連通孔」を形成したり、側面に形成した「第１連通孔」に一端部を接続した配管の他端部を「第２容器体」の「天板」よりも上方に位置させたりすることにより、「第２容器体」から「冷却水」が不用意に流出する事態を回避することができる。

また、「第１容器体」としてのメインタンク２内に冷却器３４を収容してメインタンク２内において冷却水Ｗを冷却する構成のチラー１を例に挙げて説明したが、「冷却水供給装置」の構成はこれに限定されず、「第１容器体」や「第２容器体」とは別個に形成した「第３容器体」内に「冷却器」を収容し、「第３容器体」内で冷却した「冷却液」を「第１容器体」内に貯液して「第１容器体」から「冷却対象」に「冷却液」を供給する構成や、「第１容器体」から流出させた「冷却液」を「冷却対象」に供給するのに先立って「第３容器体」を通過させることによって冷却する構成を採用することもできる。これらの構成を採用した場合においても、「第１容器体」の上方に「連結管」を介して「第２容器体」を接続する上記の構成を採用することで、空気（気泡）が混入した「冷却液」が「冷却対象」に供給される事態を好適に回避することができる。加えて、「冷却液」は、「冷却水（水）」に限定されず、オイルや、不凍液等の各種の「冷却液」を供給する構成を採用することができる。

１ チラー
２ メインタンク
３ クッションタンク
４ 冷凍サイクル
５ ポンプ
８ 制御部
１１，２１ 外筒
１２，２２ 底板
１３，２３ 天板
１４ 内筒
２４ キャップ
３４ 冷却器
３４ａ 内側コイル部
３４ｂ 外側コイル部
Ｈ１ａ 流出口
Ｈ１ｂ，Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ 連通孔
Ｈ１ｃ 流入口
Ｐａ 連結管
Ｐｂ 供給用配管
Ｐｃ 回収用配管
Ｓ１ 内側空間
Ｓ２ 隙間
Ｗ 冷却水
Ｘ 冷却対象

Claims (7)

1. 冷却対象に供給する冷却液を貯液可能に構成された第１容器体と、
   前記第１容器体から前記冷却対象に前記冷却液を圧送するポンプとを備えて構成された冷却液供給装置であって、
   前記冷却液を冷却可能にする冷凍サイクルの蒸発器で構成された冷却器と、
   前記第１容器体の上方に配置されて連結管を介して当該第１容器体に連結された第２容器体とを備え、
   前記第２容器体内への前記冷却液の導入および当該第２容器体内の空気の排出が可能な第１連通孔と、前記連結管が接続されると共に前記第２容器体内から当該連結管への前記冷却液の流出および当該連結管から当該第２容器体内への空気の流入が可能な第２連通孔とが当該第２容器体に形成され、前記ポンプが接続されると共に前記第１容器体内の前記冷却液の流出が可能な流出口と、前記連結管が接続されると共に当該連結管から前記第１容器体内への前記冷却液の流入および当該第１容器体内から当該連結管への空気の流出が可能な第３連通孔とが当該第１容器体に形成され、かつ前記冷却対象から回収される前記冷却液を前記第１容器体内に流入させる第１流入口と、前記冷却対象から回収される前記冷却液を前記第２容器体内に流入させる第２流入口との少なくとも一方が形成されている冷却液供給装置。
2. 前記第３連通孔が前記第１容器体の天板に形成されている請求項１記載の冷却液供給装置。
3. 前記第３連通孔が前記天板における中央部に形成されている請求項２記載の冷却液供給装置。
4. 前記天板の内面が前記第３連通孔に近付くほど上方に位置するように当該内面を傾斜させられている請求項２または３記載の冷却液供給装置。
5. 前記第２容器体に前記第２流入口が形成されることなく、前記第１容器体に前記第１流入口が形成されている請求項１から４のいずれかに記載の冷却液供給装置。
6. 平面視において前記第２容器体の全域が前記第１容器体と重なるように平面視における当該第２容器体の大きさが平面視における当該第１容器体の大きさ以下となるように当該第１容器体および当該第２容器体が形成されている請求項１から５のいずれかに記載の冷却液供給装置。
7. 前記冷却器が前記第１容器体内に収容されて当該第１容器体内に貯液されている前記冷却液を当該冷却器によって冷却可能に構成されている請求項１から６のいずれかに記載の冷却液供給装置。

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