专利名称：生产线系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用热泵的生产线系统。
背景技术：
作为以往的生产线系统，众所周知的有碳酸饮料制造工厂里的系统(专利文献1 日本专利公报第3810036号)。在该系统中设置有冷却工段，利用冷盐水将产品原水冷却； 以及加热工段，在产品填充到容器中后进行，利用高温水将产品加热至露点温度。在加热工段中，具有由将工厂的排热作为热源进行驱动的热泵循环构成的加热部，利用冷凝器一侧的冷凝热制造高温水。此外，在冷却工段中，具有由将加热工段的排热作为热源进行驱动的热泵循环构成的冷却部，利用蒸发机一侧的蒸发制冷通过冷盐水进行冷却。在所述碳酸饮料制造工厂的生产线系统中具有多个热泵循环，此外，由于也涉及隔着碳酸化工段和装瓶工段的冷却工段和加热工段以及工厂排热，所以通常从加热工段和冷却工段到热泵循环的距离较长。因此对应地会造成能量的浪费，并且必须在大规模工厂的几乎全体进行热泵循环(进行加热冷却系统的循环)，从而造成涉及工段放大或缩小的改建需消耗时间和劳力，在涉及规模的灵活性上处于劣势。
发明内容
鉴于所述问题，技术方案1所述发明的目的在于提供一种能效高且富于灵活性的涉及机械加工机的生产线系统。为了实现所述目的，技术方案1所述的发明包括冷却处理工段，对工件的机械加工机的冷却液(々一，> 卜)进行冷却；以及加热处理工段，对清洗液进行加热，在利用所述机械加工机进行加工前或加工后，利用所述清洗液对所述工件进行清洗，通过一个热泵循环进行加热处理和冷却处理。技术方案2所述的发明，在实现所述目的的基础上，为了实现能进行长时间连续的冷热同时运转，从而能得到更好的能效的目的，在所述发明中，对于所述加热处理工段和所述冷却处理工段中的任意一方，通过根据周围温度来改变设定温度，来调节所述加热处理工段中的加热与所述冷却处理工段中的冷却的热平衡。技术方案3所述的发明，在实现所述目的的基础上，为了实现能降低故障的可能性并能容易地设置的目的，在所述发明中，利用冷却液用制冷剂冷却所述冷却液，并通过所述热泵循环冷却所述冷却液用制冷剂。技术方案4所述的发明，在实现所述目的的基础上，为了实现能保持良好的能效并提供加工精度高的生产线系统的目的，在所述发明中，设置有多个所述机械加工机，并在各个所述机械加工机上配置有控制所述冷却液温度的冷却液温度控制装置。技术方案5、6所述的发明，在实现所述目的的基础上，为了实现能更长时间地进行连续冷热同时运转并可更大幅度的节能化的目的，在所述发明中，对于所述加热处理工段中的加热与所述冷却处理工段中的冷却的热平衡，又通过所述清洗液的设定温度进行调节，又通过所述冷却液的设定温度进行调节。按照本发明，由于通过一个热泵循环连接加热处理工段和冷却处理工段，因此能提供能效高且富于灵活性的涉及机械加工机的生产线系统。此外，由于在一连串的加工线中使用热泵，所以在生产过程中总是同时需要冷却和加热，因此能进行长时间的冷热同时运转，使生产线具有很高的能效。
图1是本发明第一实施方式的生产线系统的说明图。图2是表示图1的生产线系统在冷却液温度设定范围宽的情况下动作的流程图。图3是表示图1的生产线系统在冷却液温度设定范围窄的情况下动作的流程图。图4是本发明第二实施方式的生产线系统的说明图。图5是表示图4的生产线系统的加热运转状态的图。图6是本发明第三实施方式的生产线系统的说明图。附图标记说明1，101，201 生产线系统10，110:热泵12 控制装置102:切削液槽104 清洗液槽130 冷却机(其他冷源)150 加热器(其他热源)210 三模式热泵H 上限值L 下限值
具体实施例方式下面，参照合适的附图对本发明的实施方式的例子进行说明。另外，所述实施方式不限于下述的例子。[第一实施方式]结构等图1是本发明第一实施方式的生产线系统1的说明图。生产线系统1在这里被设定成具有两个线路F1、F2，在各线路F1、F2中配置有多个作为机械加工机的车床Μ。在各线路F1、F2的起点配置有共同的工件投入装置Tl，并且在终点设置有共同的清洗机R以及向下个工段输送的工件输送装置T2。生产线系统1还具备热泵10和控制装置12。在热泵10与各车床M之间具有冷却液(切削液)往复的冷却一侧管路20，并且，在热泵10与清洗机R之间具有清洗液往复的加热一侧管路22。热泵10具备作为热泵循环要素的未在图中表示的蒸发器和冷凝器，通过与所述蒸发器的热交换将从冷却一侧管路20导入的冷却液冷却(冷却处理工段)，通过与所述冷凝器的热交换将从加热一侧管路22导入的清洗液加热(加热处理工段)。即，冷却处理工段和加热处理工段通过一个热泵循环连接。另一方面，控制装置12与未在图中表示的蒸发器一侧热量计及未在图中表示的冷凝器一侧热量计连接，所述蒸发器一侧热量计检测冷却液在冷却时施加给热泵制冷剂的每单位时间的热量Pc (千瓦，kff)，所述冷凝器一侧热量计检测清洗液在加热时从热泵制冷剂夺取的每单位时间的热量I^(kW)。另外，各种热量计根据由制冷剂温度传感器检测到的制冷剂的温度和来自制冷剂流量计等的流量，通过计算来求出热量。此外，控制装置12也与未在图中表示的冷却液温度传感器及未在图中表示的清洗液温度传感器连接，所述冷却液温度传感器检测冷却液的温度Tc，所述清洗液温度传感器检测清洗液的温度Ts。此外，控制装置12与热泵10电连接，并控制热泵10使得可以进行下面说明的动作。动作等图2是在如在粗加工时要求冷却液的温度范围宽，并且冷却液的温度设定范围宽的情况下生产线系统1的动作的流程图。图3是在如高精度加工(精加工)时对冷却液容许的温度范围窄，并且冷却液的温度设定范围窄的情况下生产线系统1的动作的流程图。在图2的情况下，控制装置12监视热泵10的热平衡Pc-Ps，并判断热平衡Pc-Ps 是否在规定下限值-ΔΡ以下、在规定上限值ΔΡ以上或者在下限值-ΔΡ和上限值ΔΡ之间 (步骤S11)。下限值-ΔΡ和上限值ΔΡ是根据热泵10的可连续工作的制冷剂热量的容许值K设定的，如果热平衡Pc-Ps在下限值-ΔΡ和上限值ΔP之间，则士 ΔΡ的绝对值小于容许值K，在热泵10的可连续工作的热量范围内。另外，控制装置12对热泵10进行控制， 使得清洗液的温度固定在规定温度。当热平衡Pc-I^s在下限值-ΔΡ和上限值ΔΡ之间时，控制装置12使运转保持在原状态下持续进行。另一方面，当热平衡Pc-I^s在下限值-ΔΡ以下时，在设加热量多于冷却热量的情况下，控制装置12判断从冷却液温度传感器得到的冷却液的温度Tc是否大于冷却液设定温度的下限值Tcmi (S12)。当在S12中为“是”时，控制装置12进行控制使得冷却液的温度 Tc下降(S13，例如，从20°C降到19°C )，从而调节热平衡Pc-Ps，当在S12中为“否”时，控制装置12执行使热泵10进行加热(冷气放热)的控制(S14)。另一方面，当热平衡Pc-I^s在上限值ΔΡ以上时，设为加热量少于冷却热量的情况，控制装置12判断冷却液温度Tc是否小于冷却液设定温度的上限值Tcma(S15)。当在 S15中为“是”时，控制装置12进行控制使得冷却液的温度Tc上升(S16，例如，从20°C上升到21°C )，从而调节热平衡Pc-Ps，当在S15中为“否”时，控制装置12执行使热泵10进行冷却(热气放热)的控制(S17)。如上所述，在加热量比冷却热量(两者的差超过可连续工作的制冷剂热量的容许值K的状态下)少的夏季等，在气温高而无需很多加热量的状态下，通过控制装置12使冷却液的温度Tc上升(S16)，减少使用热泵10的冷却热量，该冷却热量与少的加热量相对应， 从而使热泵10或生产线系统1整体上更节能。此外，由于在上限值Tcma的限度下提高冷却液的温度Tc (S15)，因此既能实现节能又能确保冷却液的冷却性能。在图3的情况下，与Sll相同，控制装置12根据热平衡Pc-Ps使处理分支(S21)。当热平衡Pc-I3S在下限值-ΔΡ与上限值Δ P之间时，对于热泵10，在效率良好的(效率在规定值以上)可连续工作的热量范围内，控制装置12使其以原状态持续工作。另外，对于热泵10，控制装置12进行控制使冷却液温度固定在规定温度。另一方面，当热平衡Pc-Ps在下限值-ΔΡ以下时，设为冷却热量少于加热量的情况，控制装置12判断由清洗液温度传感器得到的清洗液的温度Ts是否大于清洗液设定温度的下限值Tsmi (S22)。在S22中为“是”时，控制装置12进行控制使得清洗液的温度Ts 下降(S23，例如从60°C降到59°C )，从而调节热平衡Pc_Ps，在S22中为“否”时，控制装置 12执行使热泵10进行加热(冷气放热)的控制(S24)。如上所述，在冷却热量比加热量(在两者的差超过可连续工作的制冷剂热量的容许值K的状态下)少的冬季等，在气温低且无需很多冷却热量的状态下，通过控制装置12 降低清洗液的温度Ts (S23)，减少热泵10的加热量，该加热量与少的冷却热量相对应，从而使热泵10或生产线系统1整体上更加节能。此外，由于在上限值Tsmi的限度下降低清洗液的温度Ts (S22)，因此既能实现节能又能确保清洗液的清洗性能。另一方面，当热平衡Pc-I^s在上限值ΔΡ以上时，设为冷却热量多于加热量的情况，控制装置12判断清洗液的温度Ts是否小于清洗液设定温度的上限值Tsma(S25)。在 S25中为“是”时，控制装置12进行控制使得清洗液的温度Ts上升(S26，例如从60°C升到 61°C )，从而调节热平衡Pc-Ps，在S25中为“否”时，控制装置12执行使热泵10进行冷却 (热气放热)的控制(S27)。效果等上面的生产线系统1包括冷却处理工段，对工件的机械加工机(车床M)的冷却液进行冷却；以及加热处理工段，对清洗机R的清洗液进行加热，在利用车床M进行的加工前或加工后，所述清洗机R利用清洗液进行工件的清洗，由于通过热泵10利用一个热泵循环进行所述加热处理工段和所述冷却处理工段，因此能将双方从对方夺取的或被对方夺取的热量作为热源进行加热和冷却，从而能得到极高的能效。此外，清洗液的加热处理工段邻接于加工机的冷却处理工段之前或之后，从而可以使冷却处理工段和加热处理工段成为一连串的工段，使热泵10到冷却处理工段或加热处理工段的距离变短，使管路等缩短，从而可以降低成本，并能减少传递损失等，从而更加节能。另外，在工厂内每个一连串的加工线都能使加热冷却系统完结，从而能得到极佳的灵活性。此外，由于在一连串的加工线中使用热泵，所以生产中总是同时需要冷却和加热，因此能实现长时间冷热同时工作，并可得到能效高的生产线。此外，对于涉及加热处理工段中的加热与冷却处理工段中的冷却的热平衡，通过清洗液的设定温度来进行调节(参照图幻，因此通过下文表述的事项使得长时间连续的冷热同时工作成为可能，并可实现大幅度节能。即，在要求高精度的机械加工机的情况下，为了降低因温度变化导致的工件和各种装置的热膨胀所造成的影响，需将冷却液的温度管理幅度设置得非常窄(例如，正负rc )。此外，冷却液的冷却所需的热量会因每个季节的气温变化产生很大差异。另一方面，为了发挥清洗性能，此外为了清洗后的良好干燥，要求清洗液的加热温度在规定温度以上，然而只要是该规定温度以上的温度，任意的温度(即使是较高的温度)都能被容许，因此设定温度的幅度比高精度切削时的冷却液的温度管理幅度宽。因此，能够以与按照因季节变化导致的周围温度变化而变化的冷却液的冷却所需热量相一致的方式，来对清洗液的温度进行设定，即，在冬季等可以将清洗液的温度设定成较低，在夏季等可以将清洗液的温度设定得较高，从而可以确保热平衡而无需辅助加热和辅助冷却。另外，对于涉及加热处理工段中的加热与冷却处理工段中的冷却的热平衡，通过冷却液的设定温度来进行调节(参照图2)，因此在利用无需高精度的例如粗切削加工机的加工工段中，对于冷却液的温度设定幅度有自由度的情况下，能按照清洗液的加热所需热量，调节冷却液的温度设定来保持热平衡。因此，无需辅助加热和辅助冷却，就能实现长时间连续的冷热同时工作，从而可以实现大幅度节能化。变形例等另外，举例说明主要对第一实施方式进行变形而形成的本发明的其他实施方式。 对于加热处理工段和冷却处理工段的任意一方，通过根据其周围温度来改变设定温度从而调节热平衡。作为加热处理工段的周围温度，可以列举清洗机的温度(清洗机周围的气温)，将与控制装置连接的测量清洗机的温度的清洗机温度传感器设置在清洗机中，如果该清洗机的温度在规定的温度以上，则转移至S15或S25。或者，作为冷却处理工段的周围温度，可以列举加工机温度(加工机周围的气温)，将与控制装置连接的测量加工机的温度的加工机温度传感器设置在加工机中，如果该加工机的温度在规定的温度以下，则执行S12 或S22。在这种情况下，能根据周围温度改变单侧处理工段的温度设定，从而使热平衡稳定， 能够实现长时间连续冷热同时工作，从而使能效更好。另外，可以在冷却一侧管路中灌通对冷却液进行冷却的冷却液用制冷剂，使热泵冷却该冷却液用制冷剂，在该情况下，无需将可能含有加工屑的冷却液导入热泵，从而能降低产生故障的可能性，此外还能使管路等的设置变得容易。同样，也可以在加热一侧管路中灌通对清洗液进行加热的清洗液用制冷剂，使热泵加热该清洗液用制冷剂。此外，在各加工机中配置冷却液温度控制装置，该冷却液温度控制装置控制冷却液的温度。各冷却液温度控制装置利用传感器检测加工机的发热量，根据该发热量(从该发热量计算出的需要的冷却量)，将从热泵接受的(被冷却的)冷却液或冷却液用制冷剂进一步冷却或加热，进而调节冷却液温度。因此，能独立控制供应给各加工机的冷却液的温度，能使各加工机的温度稳定，既能使能效良好，又能提供加工精度高的生产线系统。另外， 可以根据冷却液或冷却液用制冷剂的返回的温度计算加工机的发热量或需要的冷却量，在该情况下，配置用于检测所述返回温度的传感器。或者，对于流水线中加工机的数量、线路数、或每条线路上的加工机数量、工件的投入机和输送机的数量、清洗机数量或所述内容和配置，将清洗机配置在生产线中加工机的上游，在加工前进行清洗，或者采用车床以外的加工机，或者混合多个种类的加工机等， 可以设置成所述实施方式以外的各种方式。对于热平衡的下限值和上限值，可以将它们设置成绝对值不同的数值。可以将控制装置设置在加工机等上(与加工机等的控制装置为共同的控制装置)，或者可以将控制装置多个分散设置，通过通信进行协调处理。[第二实施方式]结构等图4的(a)是本发明第二实施方式的生产线系统101的说明图。生产线系统101 用于进行机械加工部件制造的切削工段中的切削液的冷却和之后的清洗工段中的清洗液的加热，该生产线系统101具备多个切削液槽102，该多个切削液槽102用于储存切削液； 清洗液槽104，储存清洗液；以及热泵110，冷却切削液并加热清洗液。热泵110具备蒸发器112，通过热交换将冷水冷却；以及冷凝器114，通过热交换将清洗液加热。蒸发器112和冷凝器114安装在热泵循环中。在蒸发器112上连接有接受冷水的冷水回流管路120以及排出冷水的冷水供应管路122，在冷水供应管路122上安装有输送冷水的冷水泵124。此外，冷水供应管路122与配置在每个切削液槽102中的浸没式换热器1 连接，并且在向各换热器1 分支的冷水供应管路122上设置有比例阀128。通过将换热器1 浸入到切削液槽102中，并使由蒸发器112冷却过的冷水流过，来利用热交换冷却切削液。另外，对于各切削液槽102，配置有作为其他冷源的冷却机130，各冷却机130与配置在切削液槽102内的冷却机用换热器132连接。冷却机130将从冷却机用换热器132返回的制冷剂冷却并向冷却机用换热器132输送，通过冷却机用换热器132利用与制冷剂的热交换进行对切削液的冷却。另外，如图4的(b)所示，可以省略冷却机130和冷却机用换热器132。另一方面，接受清洗液的清洗液回流管路140及送出清洗液的清洗液供应管路 142与冷凝器114连接，在清洗液供应管路142上安装有输送清洗液的清洗液泵144。冷凝器114通过热交换加热从清洗液回流管路140导入的清洗液，然后向清洗液供应管路142 导出，从而加热来自清洗液槽104的清洗液，然后供应给清洗液槽104。此外，在清洗液槽104中配置有作为其他热源的加热器用换热器152，由加热器 150(电加热器或蒸汽盘管等)加热的介质通过加热器用换热器152的内部。加热器150将从加热器用换热器152返回的介质加热，然后输送给加热器用换热器152，通过加热器用换热器152利用与介质的热交换对清洗液进行加热。另外，如图4的(b)所示，可以省略加热器150和加热器用换热器152。另一方面，热泵110、冷却机130以及加热器150分别与未在图中表示的控制装置连接。此外，未在图中表示的冷水温度传感器与未在图中表示的清洗液温度传感器与控制装置连接，所述冷水温度传感器检测冷水回流管路120内的冷水温度并将其发送出去，所述清洗液温度传感器检测清洗液回流管路140内的清洗液的温度并将其发送出去。另外， 各比例阀1 与控制装置连接，各比例阀1 根据控制装置发出的开度指令可以调节开度。 此外，未在图中表示的切削液槽温度传感器分别与控制装置连接，所述切削液槽温度传感器检测各切削液槽102内的切削液温度并将其发送出去。图5是表示随时间变化的清洗液槽104内清洗液的温度的变化的例子的图。对于热泵110的加热一侧，控制装置在使工作条件具有温度幅度W的状态下使热泵110工作。 即，在加热工作条件中设置清洗液温度的下限值L (例如50°C )和上限值H(例如60°C )，如果清洗液温度超过上限值H，则控制装置使在清洗液温度即将超过上限值H之前的加热量减少，如果清洗液温度低于下限值L，则控制装置使在清洗液温度即将低于下限值L之前的加热量增加。优选温度幅度W(上限值L和下限值H的差)在2°C 10°C的范围内。此外，对于热泵110的冷却一侧，控制装置也可以在使工作条件具有温度幅度的状态下使热泵110工作。即，在冷却工作条件中设置冷水温度的冷却下限值(例如15°C ) 和冷却上限值(例如25°C )，如果冷水温度低于冷却下限值，则控制装置使在冷水温度即将低于冷却下限值之前的冷却量减少，如果冷水温度超过冷却上限值，则控制装置使在冷水温度即将超过冷却上限值之前的冷却量增加。控制装置在切削工段中的粗加工工段实施时进行在热泵110中保持温度幅度的冷却运转，可以通过是否按下按钮、是否打开或关闭开关、或者有无导入至粗加工机的工件(工件传感器是否检测到工件)中的至少任一项来掌握是否是在粗加工工段实施中。另外，优选温度幅度(冷却上限值和冷却下限值的差)在 2°C 10°C的范围内。动作等通过控制装置使冷水泵IM起动从而导入通过冷水回流管路120的冷水，并且使清洗液泵144起动从而导入通过清洗液回流管路140的清洗液，接着使热泵110起动。热泵110根据控制装置的指令，通过蒸发器112将导入的冷水冷却，并使冷却后的冷水通过冷水供应管路122供应给换热器126，并且通过冷凝器114将导入的清洗液加热， 并使加热后的清洗液通过清洗液供应管路142供应给清洗液槽104。在此，关于加热清洗液(图5等)，虽然为了使清洗液发挥清洗性能需要使清洗液的温度在规定的温度下限值以上，但对于上限值则限制很少。因此，即使由清洗液温度传感器检测到的清洗液温度超过根据所述温度下限值设定的下限值L，控制装置可以不改变热泵110的加热工作状态继续加热清洗液。此外，当清洗液温度传感器检测到清洗液温度超过上限值H时，控制装置会减少热泵110的加热量，容许清洗液温度下降(箭头B1，B》。另外，箭头B2之前表示在休息时间(休憩時間)中的升温。另一方面，当清洗液温度低于下限值L时，控制装置会增加热泵110的加热量，使清洗液的温度上升(箭头Cl，C2)。在此，控制装置也使加热器150进行合适的运转，来辅助热泵110的加热。此时，对于加热器150，控制装置使其以能将清洗液温度提高至比下限值L高的最小限度的发热量进行运转，并尽可能利用热泵110进行加热。另外，部件清洗数量(清洗量)的急剧增加和注入清洗水的补给水等情况下会产生清洗液温度下降。另一方面，对于切削液的冷却，粗加工工段与精密切削工段(精加工工段)相比不要求严密的精度，切削液也不要求严密的温度精度，虽然需要使切削液的温度低于规定温度上限值，但对于下限值则限制很少。因此，当控制装置在获知是粗加工工段时，即使由冷水温度传感器检测到的冷水温度(与切削液温度对应)低于根据所述温度上限值设定的上限值，也可以不改变热泵110的冷却运转状态继续冷却切削液。此外，如果控制装置通过冷水温度传感器获知冷水温度低于下限值，则减少热泵110的冷却量，并容许切削液温度上升。此外，由于在精密切削工段中要求严密的温度管理(例如，将特定温度(车床床身温度)设定在正负rc以内)，当未获知是粗加工工段时，控制装置不进行粗加工工段时的控制，而是冷却冷水使切削液温度停留在要求的范围内。另外，控制装置也使冷却机130进行适当运转，来辅助热泵110对切削液进行冷却。此时，对于冷却机130，控制装置使冷却机130以能使冷水温度(切削液温度)低至比上限值低的最小限度的冷却量的方式进行运转，并尽可能利用热泵110进行冷却。另外，控制装置根据由切削液槽温度传感器得到的个别切削液槽102内的切削液温度以及另外得到的冷水温度，分别调节对应的比例阀128的开度。效果等
上面的生产线系统101具备将切削液冷却并将清洗液加热的热泵110，如果清洗液的温度高于规定上限值H，热泵110会减少加热量，如果清洗液的温度低于规定下限值L， 热泵110会增加加热量。因此，与通过热泵使切削液温度和清洗液温度分别维持在各自特定温度的以往的情况相比，通过共同的热泵110能高效地进行冷却和加热，此外，通过减少加热运转状态的切换次数能更多地顾及到效率，所以能使切削液的冷却或清洗液的加热在节能状态下进行。此外，在粗加工工段中将切削液冷却时，如果切削液的温度低于规定的冷却下限值，则热泵110会减少冷却量，如果高于规定的冷却上限值，则热泵110会增加冷却量。因此，在冷却运转中也能达到运转状态的切换次数少且效率极佳的运转，并能使切削液的冷却或清洗液的加热在更节能的状态下进行。另外，关于清洗液的加热，由于上限值H与下限值L的差(温度幅度W)是2°C至 10°C，因此作为清洗液的温度既能满足所期望的条件，又能使热泵110的高效运转的持续程度不至于过短，或者能使运转的切换次数不频繁。因此，能很好地保持加热性能和效率的平衡，从而可以兼顾具有良好的加热性能及保持高效。同样，由于冷却上限值与冷却下限值的差是2°C至10°C，所以作为粗加工工段时的切削液温度既能满足所期望的条件，又能兼顾具有良好的冷却性能及保持高效。此外，由于另外具备加热清洗液的加热器150，因此能防止清洗液温度低于下限值 L而使清洗性能下降的期间长期化，此外，还能保证清洗液温度急剧下降及热泵110运转不正常时的备份，从而可以提高可靠性。另外，由于具备使切削液冷却的其他冷源，因此能防止切削液温度超过冷却上限值从而可能对切削精度产生影响的期间长期化，此外，还能保证切削液温度急剧上升及热泵110运转不正常时的备份，从而可以提高可靠性。另外，在每个切削液槽102中设置能检测切削液温度的切削液槽温度传感器，根据切削液槽102内的切削液温度(或冷水温度)调节与其对应的比例阀128的开度，因此能按照各切削液槽102的负荷状态适宜冷却切削液。[第三实施方式]结构等图6的(a)表示第三实施方式的生产线系统201，除了使热泵为三模式热泵210以外，与第二实施方式具备相同的结构。三模式热泵210具备风扇211，除具有冷却·加热同时运转的功能外，还具有冷却单独运转功能或加热单独运转功能。另外，如图6的(b)所示， 可以省略冷却机130和冷机用换热器132，和/或加热器150和加热器用换热器152。动作等在涉及切削液槽102的冷水的冷却负荷和涉及清洗液槽104的清洗液的加热负荷同时存在的情况下，控制装置使三模式热泵210进行冷却 加热同时运转。此外，在存在冷却负荷而不存在加热负荷、无须加热的情况下，控制装置使三模式热泵210进行冷却单独运转。另外，在存在加热负荷而不存在冷却负荷、无须冷却的情况下，控制装置使三模式热泵210进行加热单独运转。三模式热泵210对于冷却 加热同时运转和加热单独运转中的加热一侧，与第二实施方式形同，以具有温度幅度的状态进行运转。此外，对于粗加工工段中的冷却·加热同时运转和冷却单独运转中的冷却一侧；以及冷却·加热同时运转和加热单独运转中的加热一侧，与第二实施方式相同，以具有温度幅度的状态进行运转。
效果等在生产线系统201中，由于使用可执行冷却 加热同时运转、冷却单独运转或加热单独运转的三模式热泵210作为热泵，因此不管冷却负荷和加热负荷怎样出现或变化，都能通过切换运转状态而灵活应对并进行合适的处理。此外，在三模式热泵210中，如果清洗液的温度超过规定上限值则减少加热量，如果清洗液的温度低于规定下限值则增加加热量，或者，对于在粗加工工段中的切削液的冷却也进行同样的处理，因此能保持极佳的运转效率。另外，由于在生产线系统201中配置加热器150和冷却机130，因此能实现维持各液体的性能并保证备份。发明等在此，主要表述第二实施方式或第三实施方式的发明。(1) 一种生产线系统，其特征在于，具备使切削液冷却并对清洗液进行加热的热泵，当所述清洗液的温度高于规定的上限值时，所述热泵会减少加热量或停止加热，当所述清洗液的温度低于规定的下限值时，所述热泵会增加加热量或恢复加热。该发明的目的在于提供一种能抑制初期费用和经营费用，并能通过高效运用热泵实现进一步节能化的生产线系统(冷却加热系统)。(2)根据(1)所述的生产线系统，其特征在于，当在粗加工工段中冷却所述切削液时，当所述切削液的温度低于规定的冷却下限值时，所述热泵减少冷却量或停止冷却，当所述切削液的温度高于规定的冷却上限值时，所述热泵增加冷却量或恢复冷却。除了所述目的以外，该发明的目的还在于提供一种能实现热泵更加高效的运用并能使装置节能化的生产线系统。(3)根据⑴或⑵所述的生产线系统，其特征在于，所述上限值与所述下限值的差为2°C至10°C，和/或所述冷却上限值与所述冷却下限值的差为2°C至10°C。除了所述目的以外，该发明的目的还在于可以兼顾具有良好的冷却加热性能及保
持高效。(4)根据⑴至(3)中任一个所述的生产线系统，其特征在于，所述热泵是能进行冷却·加热同时运转、冷却单独运转或加热单独运转的三模式热泵。除了所述目的以外，该发明的目的还在于即使冷却负荷和加热负荷的双方的大小及出现时机各种各样，也能进行合适的处理。(5)根据(1)至中任一个所述的生产线系统，其特征在于，具备对所述清洗液进行加热的其他热源，和/或具备对所述切削液进行冷却的其他冷源。除了所述目的以外，该发明的目的还在于能防止清洗液的温度低于下限值的期间和切削液温度高于上限值的期间长期化，并能保证备份及提高可靠性。变形例等另外，举例说明主要对第二实施方式或第三实施方式进行变形而形成的本发明的其他实施方式。可以将控制装置设置在热泵、加热器以及冷却机等上(设置与热泵等共同的控制装置)，或者使控制装置多个分散设置，通过通信进行协调处理。对于清洗液的温度， 为得到清洗液槽内和清洗液供应管路内的清洗液的温度，清洗液温度传感器的设置位置也按照检测位置的改变而改变，或者对于冷水温度(切削液温度)也采取同样的方式进行改变。对于热泵的运转，如果清洗液的温度超过上限值则停止加热，或者如果清洗液的温度低于下限值则恢复加热，对于粗加工工段时的切削液温度也采取同样的方式进行改变。对于切削液，可以不设置浸没式换热器，而直接导入热泵进行冷却并使其返回，对于清洗液，可以设置温水回路和换热器，对温水加热并输送至换热器，通过换热器加热清洗液。可以设置开关阀来代替比例阀。在粗加工工段中为了进行辅助冷却，也可以使冷却机运转。
权利要求
1.一种生产线系统，其特征在于包括冷却处理工段，对工件的机械加工机的冷却液进行冷却；以及加热处理工段，对清洗液进行加热，在利用所述机械加工机进行加工前或加工后，利用所述清洗液对所述工件进行清洗，通过一个热泵循环进行加热处理和冷却处理。
2.根据权利要求1所述的生产线系统，其特征在于，对于所述加热处理工段和所述冷却处理工段中的任意一方，通过根据周围温度来改变设定温度，来调节所述加热处理工段中的加热与所述冷却处理工段中的冷却的热平衡。
3.根据权利要求1或2所述的生产线系统，其特征在于，利用冷却液用制冷剂冷却所述冷却液，并通过所述热泵循环冷却所述冷却液用制冷剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的生产线系统，其特征在于，设置有多个所述机械加工机，并在各个所述机械加工机上配置有控制所述冷却液温度的冷却液温度控制装置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的生产线系统，其特征在于，通过所述清洗液的设定温度来调节所述加热处理工段中的加热与所述冷却处理工段中的冷却的热平衡。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的生产线系统，其特征在于，通过所述冷却液的设定温度来调节所述加热处理工段中的加热与所述冷却处理工段中的冷却的热平衡。
全文摘要
本发明提供一种涉及机械加工机的生产线系统，其能效高且富于灵活性。生产线系统(1)包括冷却处理工段，对工件的机械加工机(车床(M))的冷却液进行冷却；以及加热处理工段，对清洗机(R)的清洗液进行加热，在利用车床(M)进行加工后，清洗机(R)利用清洗液对工件进行清洗，通过利用热泵(10)的一个热泵循环进行所述加热处理工段和所述冷却处理工段。此外，通过所述清洗液的设定温度和所述冷却液的设定温度来调节所述加热处理工段中的加热与所述冷却处理工段中的冷却的热平衡。
文档编号B23Q11/00GK102161166SQ20111004471
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者三浦隆幸, 中山浩, 柏本学, 柴芳郎, 柴茂光, 櫻场一郎 申请人:爱信艾达株式会社, 通用热泵工业株式会社