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JP4611682B2 - Immersion cooling system - Google Patents
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JP4611682B2 - Immersion cooling system - Google Patents

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JP4611682B2 JP2004229053A JP2004229053A JP4611682B2 JP 4611682 B2 JP4611682 B2 JP 4611682B2 JP 2004229053 A JP2004229053 A JP 2004229053A JP 2004229053 A JP2004229053 A JP 2004229053A JP 4611682 B2 JP4611682 B2 JP 4611682B2
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Description

本発明は、物品を冷媒中に浸漬させて冷却する浸漬式冷却装置に関するものである。   The present invention relates to an immersion type cooling apparatus that cools an article by immersing it in a refrigerant.

従来、例えば機械部品を製造する生産ラインの途中でワークを冷却する場合には、例えば冷媒を貯留した冷却槽にワークを浸漬させて行うことがある。
従来の浸漬式の冷却装置としては、例えば特許文献1に開示されたものがある。この特許文献に示された浸漬式冷却装置は、液体窒素からなる冷媒を貯留する冷却槽と、この冷却槽内で被冷却物を冷却槽の搬入口側から排出口側へ移動させる回転式移動部材などを備えている。この浸漬式冷却装置においては、前記搬入口から冷却槽内に供給された被冷却物が液体窒素を排出口側へ移動することによって冷却され、冷却後に前記排出口から排出される。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
特開平6−273026号公報(図1)
Conventionally, for example, when cooling a workpiece in the middle of a production line for manufacturing machine parts, the workpiece may be immersed in a cooling tank storing a refrigerant, for example.
As a conventional immersion type cooling device, for example, there is one disclosed in Patent Document 1. The immersion type cooling device disclosed in this patent document is a cooling tank that stores a refrigerant composed of liquid nitrogen, and a rotary movement that moves an object to be cooled from the inlet side to the outlet side of the cooling tank in the cooling tank. It has members. In this immersion type cooling apparatus, the object to be cooled supplied into the cooling tank from the carry-in port is cooled by moving liquid nitrogen to the discharge port side, and is discharged from the discharge port after cooling.
In addition, the applicant could not find any prior art documents closely related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in the present specification. .
JP-A-6-273026 (FIG. 1)

上述したように構成された従来の浸漬式冷却装置は、冷却槽に搬入口と排出口とが形成されているから、これらの二箇所の開口を通って大量の窒素ガスが大気中に放出されてしまい、液体窒素の消費量(蒸発量)が多くなるとい問題があった。また、この浸漬式冷却装置においては、冷却槽内を被冷却物が移動することにより液体窒素が攪拌されることも液体窒素の消費量が多くなる理由の一つになっていた。 Since the conventional immersion type cooling device configured as described above has a carry-in port and a discharge port formed in the cooling tank, a large amount of nitrogen gas is released into the atmosphere through these two openings. and will, consumption of liquid nitrogen (the amount of evaporation) there has been a problem that you have and the more. Moreover, in this immersion type cooling device, the fact that the liquid nitrogen is agitated by the movement of the object to be cooled in the cooling tank is one of the reasons that the consumption amount of liquid nitrogen increases.

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、冷媒の消費量を可及的少なく抑えながら冷却槽内でワークを充分に冷却することができる浸漬式冷却装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and provides an immersion type cooling device capable of sufficiently cooling a workpiece in a cooling tank while suppressing the consumption of refrigerant as much as possible. Objective.

この目的を達成するため、本発明に係る浸漬式冷却装置は、上方が開放する有底筒状に形成されて内部に冷媒を貯留する冷却槽本体と、この冷却槽本体の内部に固定されてワークを着脱自在に保持するホルダーと、このホルダーの上方にワーク出入口が形成されかつ前記冷却槽本体の上端部の開口を上方から覆う蓋体と、前記冷却槽本体を上下方向の軸線回りに回転させる回転駆動装置と、前記蓋体を前記冷却槽本体から上方へ離間させて静止した状態に支持する支持部材とを備え、前記ホルダーを冷却槽本体が回転する方向に沿わせて複数設け、前記回転駆動装置に前記ホルダーを蓋体のワーク出入口の下方に位置決めする位置決め手段を設けたものである。 In order to achieve this object, an immersion type cooling device according to the present invention is formed in a bottomed cylindrical shape that opens upward, and stores a refrigerant inside, and is fixed to the inside of the cooling tank body. A holder for detachably holding the workpiece, a lid having a workpiece inlet / outlet formed above the holder and covering the opening of the upper end of the cooling bath body from above, and the cooling bath body rotating about an axis in the vertical direction A rotation drive device for supporting and supporting member for supporting the lid body in a state of being spaced apart from the cooling tank main body and being stationary, and a plurality of the holders are provided along a direction in which the cooling tank main body rotates, The rotary drive device is provided with positioning means for positioning the holder below the workpiece entrance / exit of the lid .

請求項2に記載した発明に係る浸漬式冷却装置は、請求項1に記載した発明に係る浸漬式冷却装置において、冷却槽本体を上下方向に移動させる昇降装置を備えたものである。 The immersion type cooling device according to the invention described in claim 2 is the immersion type cooling device according to the invention described in claim 1, comprising an elevating device for moving the cooling tank body in the vertical direction .

請求項に記載した発明に係る浸漬式冷却装置は、請求項1または請求項2に記載した発明に係る浸漬式冷却装置において、冷媒を液体窒素とし、エンジン用コンロッドからなるワークを上下方向に長くなる状態で装填可能にホルダーを形成したものである。 An immersion type cooling device according to a third aspect of the present invention is the immersion type cooling device according to the first or second aspect of the present invention , wherein the refrigerant is liquid nitrogen, and the workpiece made of the connecting rod for the engine is vertically moved. The holder is formed so that it can be loaded in a long state.

本発明に係る浸漬式冷却装置は、蓋体のワーク出入口を通してワークを冷却槽本体内に挿入し、このワークを冷媒に浸漬させてホルダーに保持させることによって、ワークの冷却が開始される。さらに、この浸漬式冷却装置は、上述したようにワークをホルダーに保持させた状態で冷却槽本体を1周または複数周回転させることによって、ワークを所定の温度に冷却することができる。この冷却後のワークは、前記ワーク出入口を通して冷却槽本体から槽外に搬出される。   The immersion cooling apparatus according to the present invention starts cooling the workpiece by inserting the workpiece into the cooling tank main body through the workpiece inlet / outlet of the lid, and immersing the workpiece in the coolant and holding the workpiece in the holder. Furthermore, this immersion type cooling device can cool the workpiece to a predetermined temperature by rotating the cooling bath body one or more times with the workpiece held by the holder as described above. The cooled workpiece is carried out of the cooling tank body through the workpiece inlet / outlet.

したがって、本発明に係る浸漬式冷却装置は、冷却槽本体内の冷媒が一つのワーク出入口から大気中に放出されるようになるから、ワーク入口とワーク出口とを有する従来の冷却装置に較べて冷媒の消費量(蒸発量)を低減することができる。
また、本発明に係る浸漬式冷却装置は、冷却槽本体が回転することによってワークと冷媒とが一体的に回転するから、冷却中に冷媒が不必要に攪拌されることがない。このため、冷媒の蒸発量をより一層少なく抑えることができる。
また、本発明に係る浸漬式冷却装置は、ワークを間欠的に送りながら冷却することができる。このため、この浸漬式冷却装置を製造ラインに組込むことによって、冷却工程が途中にある製造ラインの生産性を向上させることができる。
Therefore, the immersion type cooling device according to the present invention allows the refrigerant in the cooling tank body to be discharged into the atmosphere from one workpiece inlet / outlet, and therefore, compared with a conventional cooling device having a workpiece inlet and a workpiece outlet. Refrigerant consumption (evaporation) can be reduced.
Moreover, since the workpiece | work and a refrigerant | coolant rotate integrally by the cooling tank main body rotating in the immersion type cooling device which concerns on this invention, a refrigerant | coolant is not stirred unnecessarily during cooling. For this reason, the evaporation amount of the refrigerant can be further reduced.
Moreover, the immersion type cooling device according to the present invention can cool the workpiece while feeding it intermittently. For this reason, by incorporating this immersion type cooling device into the production line, the productivity of the production line in the middle of the cooling process can be improved.

請求項2記載の発明によれば、冷却槽本体を昇降装置によって下降させることにより、冷却槽本体の上端部の開口が蓋体の下方で周囲に広く開放される。このため、冷却槽本体内のワーク保持用ホルダーを装填可能なワークの種類が異なるものに交換する作業を容易に行うことができるから、メンテナンスが容易な浸漬式冷却装置を提供することができる。   According to invention of Claim 2, the opening of the upper end part of a cooling tub main body is widely open | released to the circumference below a cover body by lowering a cooling tub main body with a raising / lowering apparatus. For this reason, since the operation | work which replaces | exchanges the kind of workpiece | work which can be loaded with the workpiece | work holding holder in a cooling tank main body can be performed easily, the immersion type cooling device with easy maintenance can be provided.

請求項記載の発明によれば、冷却槽本体の小型化を図りながら、多くのコンロッドを冷却槽本体内に装填することができる。このため、エンジン用コンロッドをいわゆる流れ作業によって冷却することができる浸漬式冷却装置をコンパクトに形成することができる。 According to invention of Claim 3 , many connecting rods can be loaded in a cooling tank main body, aiming at size reduction of a cooling tank main body. For this reason, the immersion type cooling device which can cool the connecting rod for engines by what is called a flow operation | work can be formed compactly.

以下、本発明に係る浸漬式冷却装置の一実施の形態を図1ないし図6によって詳細に説明する。
図1および図2は本発明に係る浸漬式冷却装置の要部を破断して示す正面図で、図1は冷却状態を示し、図2は冷却槽本体を下降させた状態を示す。図3は冷却槽の平面図、図4は冷却槽本体の平面図、図5は図3における冷却槽のV−V線断面図、図6はホルダーにコンロッドを保持させた状態を示す断面図で、同図(a)はコンロッドのクランクピン孔の軸線方向から見た断面図であり、同図(b)は(a)図におけるB−B線断面図である。
Hereinafter, an embodiment of an immersion type cooling apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 and FIG. 2 are front views showing the main part of the immersion type cooling apparatus according to the present invention in a broken state. FIG. 1 shows a cooling state, and FIG. 2 shows a state where the cooling tank body is lowered. 3 is a plan view of the cooling tank, FIG. 4 is a plan view of the cooling tank main body, FIG. 5 is a cross-sectional view of the cooling tank in FIG. 3 taken along line VV, and FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view of the connecting rod viewed from the axial direction of the crank pin hole, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.

これらの図において、符号1で示すものは、この実施の形態による浸漬式冷却装置を示す。この浸漬式冷却装置1は、図1および図2に示すように、上方が開口する有底円筒状に形成された冷却槽本体2と、この冷却槽本体2の上端部の開口を塞ぐ蓋体3とからなる冷却槽4を備えている。
前記冷却槽本体2は、冷媒として液化窒素5を貯留するもので、底壁2aと周壁2bとが断熱構造となるように形成されており、後述する回転駆動装置6と昇降装置7とによって支持されている。前記断熱構造を採る底壁2aと周壁2bは、図示してはいないが、それぞれ二重壁となるように形成され、この二重壁の外壁と内壁との間に真空の断熱用空間が形成されたものである。
In these drawings, what is indicated by reference numeral 1 indicates an immersion cooling device according to this embodiment. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the immersion cooling device 1 includes a cooling tank body 2 formed in a bottomed cylindrical shape that opens upward, and a lid that closes the opening at the upper end of the cooling tank body 2. 3 is provided.
The cooling tank body 2 stores liquefied nitrogen 5 as a refrigerant, and is formed so that the bottom wall 2a and the peripheral wall 2b have a heat insulating structure, and is supported by a rotation driving device 6 and a lifting device 7 described later. Has been. Although not shown, the bottom wall 2a and the peripheral wall 2b adopting the heat insulation structure are each formed to be a double wall, and a vacuum heat insulation space is formed between the outer wall and the inner wall of the double wall. It has been done.

冷却槽本体2の内部には、ワークとしてのコンロッド8を保持するためのホルダー9が冷却槽本体2の周方向に等間隔おいて複数設けられている。このコンロッド8は、自動二輪車用エンジン(図示せず)に用いられるもので、この実施の形態による浸漬式冷却装置1によって冷却された後にコンロッド大端部8aが破断によって二分割される。
前記各ホルダー9は、図6に示すように、前記コンロッド大端部8aの二箇所に形成されたボルト挿通孔11に嵌入する位置決め用ピン12が上方に向けて突設され、これらのピン12,12によってコンロッド8を位置決めするとともに保持する。コンロッド8は、このホルダー9によって、上下方向に長くなる状態で冷却槽本体2内に保持される。
A plurality of holders 9 for holding connecting rods 8 as workpieces are provided in the cooling tank body 2 at equal intervals in the circumferential direction of the cooling tank body 2. The connecting rod 8 is used in a motorcycle engine (not shown). After being cooled by the immersion cooling device 1 according to this embodiment, the connecting rod large end portion 8a is divided into two parts by breaking.
As shown in FIG. 6, each holder 9 is provided with positioning pins 12 that are inserted into bolt insertion holes 11 formed at two locations of the connecting rod large end portion 8 a so as to protrude upward. , 12 position and hold the connecting rod 8. The connecting rod 8 is held in the cooling bath main body 2 by the holder 9 so as to be elongated in the vertical direction.

前記ホルダー9は、図1、図2および図5に示すように、前記冷却槽本体2の内側底部に二つの脚部材13によって支持された支持用円板14に取付けられている。この実施の形態による前記ホルダー9は、図4に示すように、コンロッド8が冷却槽本体2の内周面に沿って並ぶように前記円板14上に設けられている。前記円板14は、種類の異なるコンロッドを保持する他のホルダーが取付けられたものと交換することができるように、前記支柱13に着脱可能に取付けられている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the holder 9 is attached to a support disk 14 supported by two leg members 13 on the inner bottom portion of the cooling bath body 2. As shown in FIG. 4, the holder 9 according to this embodiment is provided on the disc 14 so that the connecting rods 8 are arranged along the inner peripheral surface of the cooling bath body 2. The disc 14 is detachably attached to the column 13 so that it can be exchanged for another disc holder that holds different types of connecting rods.

前記冷却槽本体2の底壁2aは、図1、図2および図5に示すように、皿状のトレー15を有する回転板16に着脱可能に取付けられ、この回転板16を介して回転駆動装置6に接続されている。この冷却槽本体2は、液体窒素5を排出して内部のメンテナンスを行うときなどで底部に残存した液体窒素5を速く排出するために、前記回転板16から単体で取外される。このときには、冷却槽本体2の外周部に設けられた把手17を把持して冷却槽本体2を持ち上げる。   As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the bottom wall 2 a of the cooling tank body 2 is detachably attached to a rotating plate 16 having a dish-like tray 15, and is driven to rotate through the rotating plate 16. It is connected to the device 6. The cooling tank body 2 is detached alone from the rotating plate 16 in order to quickly discharge the liquid nitrogen 5 remaining at the bottom when the liquid nitrogen 5 is discharged to perform internal maintenance. At this time, the grip 17 provided on the outer peripheral portion of the cooling bath body 2 is gripped to lift the cooling bath body 2.

前記回転板16は、円板状に形成されており、上面に前記冷却槽本体2が着脱可能に取付けられるとともに、下部の中央部に回転駆動装置6の回転軸6aが固着されている。
前記回転駆動装置6は、前記回転軸6aを上下方向の軸線回りに回転させる構成のもので、昇降装置7を介して図示していない基台に支持されている。また、この回転駆動装置6は、図1および図2中に符号21で示す制御装置に接続されており、この制御装置21によって、前記回転軸6aが間欠的に回転するように回転動作が制御される。回転軸6aが間欠的に回転するときの回転角度は、前記複数のホルダー9の並設間隔に対応させて設定されている。詳述すると、この浸漬式冷却装置1においては、図3に示すように、後述する蓋体3に形成されたワーク出入口22の下方に各ホルダー9が順次位置決めされるように構成されている。前記制御装置21によって、請求項に記載した発明でいう位置決め手段が構成されている。
The rotary plate 16 is formed in a disc shape, and the cooling tank body 2 is detachably attached to the upper surface, and the rotary shaft 6a of the rotary drive device 6 is fixed to the lower central portion.
The rotary drive device 6 is configured to rotate the rotary shaft 6a about an axis in the vertical direction, and is supported by a base (not shown) via an elevating device 7. The rotation drive device 6 is connected to a control device denoted by reference numeral 21 in FIGS. 1 and 2, and the rotation operation is controlled by the control device 21 so that the rotation shaft 6a rotates intermittently. Is done. The rotation angle when the rotation shaft 6a rotates intermittently is set corresponding to the interval between the plurality of holders 9 arranged side by side. Specifically, as shown in FIG. 3, the immersion type cooling apparatus 1 is configured such that the holders 9 are sequentially positioned below the workpiece entrance 22 formed in the lid 3 to be described later. The control device 21 constitutes a positioning means referred to in the invention described in claim 1 .

この回転駆動装置6を支持する前記昇降装置7は、前記回転駆動装置6と前記冷却槽本体2とを図1に示す上昇位置と、図2に示す下降位置との間で昇降させる構成が採られている。この昇降装置7は、コンロッド8を冷却槽本体2内に浸漬して冷却する冷却運転時には回転駆動装置6と冷却槽本体2とを前記上昇位置に保持し、冷却運転後に冷却槽本体2を回転駆動装置6から取外すときなどに回転駆動装置6および冷却槽本体2を前記下降位置に下降させる。   The elevating device 7 that supports the rotary drive device 6 is configured to raise and lower the rotary drive device 6 and the cooling tank body 2 between the raised position shown in FIG. 1 and the lowered position shown in FIG. It has been. The elevating device 7 holds the rotation drive device 6 and the cooling tank body 2 at the raised position during the cooling operation in which the connecting rod 8 is immersed in the cooling tank body 2 for cooling, and rotates the cooling tank body 2 after the cooling operation. The rotary drive device 6 and the cooling tank main body 2 are lowered to the lowered position when the drive device 6 is removed.

冷却槽本体2の上端部の開口部を塞ぐ前記蓋体3は、図1〜図3に示すように、円板状に形成された主板部23と、この主板部23に一体に形成されて下方に突出する外筒24および内筒25とから構成されており、図3および図5中に符号26で示す梁状部材と支柱27とによって、図示していない基台に対して移動することがないように(静止状態を保つように)支持されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the lid body 3 that closes the opening at the upper end of the cooling tank body 2 is formed integrally with the main plate portion 23 formed in a disc shape and the main plate portion 23. It is composed of an outer cylinder 24 and an inner cylinder 25 protruding downward, and is moved with respect to a base (not shown) by a beam-like member and a support 27 shown by reference numeral 26 in FIGS. It is supported so that there is no (it keeps still state).

前記梁状部材26は、蓋体3の上面に固着し、両端部が前記支柱27に支持されている。この支柱27は、前記基台に上方へ延びるように立設されている。これらの梁状部材26と支柱27とによって、本発明でいう支持部材が構成されている。この蓋体3を梁状部材26と支柱27とによって支持する位置は、図1に示すように、冷却槽本体2が前記上昇位置に移動した状態で冷却槽本体2より僅か上方に離間するように位置付けられている。なお、冷却槽本体2と蓋体3との間の隙間は、図2に示すように、冷却槽本体2が下降位置に移動することによって大きく拡がる。この下降状態では、前記ホルダー9の交換作業や冷却槽4内の清掃作業を行うことができる。なお、冷却槽本体2を回転板16から取外す場合にも、このように冷却槽本体2を下降させる。   The beam member 26 is fixed to the upper surface of the lid 3, and both ends are supported by the support column 27. The support column 27 is erected on the base so as to extend upward. The beam-like member 26 and the column 27 constitute a support member in the present invention. As shown in FIG. 1, the position where the lid 3 is supported by the beam-like member 26 and the support column 27 is spaced slightly above the cooling tank body 2 with the cooling tank body 2 moved to the raised position. Is positioned. In addition, the clearance gap between the cooling tank main body 2 and the cover body 3 spreads greatly when the cooling tank main body 2 moves to a lowered position, as shown in FIG. In this lowered state, the holder 9 can be replaced or the cooling tank 4 can be cleaned. Even when the cooling tank body 2 is detached from the rotating plate 16, the cooling tank body 2 is lowered as described above.

前記蓋体3の主板部23と前記梁状部材26には、図3に示すように、コンロッド8を挿通させるための前記ワーク出入口22と、液面センサ挿入用貫通穴28とが形成されるとともに、冷却槽本体2内に液体窒素5を供給するための供給用パイプ29が取付けられている。前記ワーク出入口22と供給用パイプ29の下流側端部は、図3に示すように、平面視円形の蓋体3の径方向の一方と他方とに振り分けられるような位置に形成され、液面センサ挿入用貫通穴28は、蓋体3の軸心部に形成されている。この液面センサ挿入用貫通穴28には、筒状に形成されたセンサ用ホルダー30が装着されている。このホルダー30内には、図5に示すように、液体窒素5の液面を検出するための液面検出用センサ31が挿入されている。   As shown in FIG. 3, the main plate portion 23 and the beam-like member 26 of the lid 3 are formed with the workpiece inlet / outlet port 22 through which the connecting rod 8 is inserted and a through hole 28 for inserting a liquid level sensor. In addition, a supply pipe 29 for supplying the liquid nitrogen 5 into the cooling bath main body 2 is attached. As shown in FIG. 3, the downstream ends of the workpiece inlet / outlet port 22 and the supply pipe 29 are formed at positions that can be distributed to one side and the other side in the radial direction of the circular lid body 3 in plan view. The sensor insertion through hole 28 is formed in the axial center portion of the lid 3. A sensor holder 30 formed in a cylindrical shape is attached to the through hole 28 for inserting the liquid level sensor. As shown in FIG. 5, a liquid level detection sensor 31 for detecting the liquid level of the liquid nitrogen 5 is inserted into the holder 30.

前記ワーク出入口22は、コンロッド8を把持して移動させる搬送用アーム(図示せず)を挿通させることができる程度の最小限の大きさに形成されている。この搬送用アームは、コンロッド大端部8aが下に位置する状態でコンロッド小端部8bを把持するように構成されている。
前記供給用パイプ29は、図5に示すように、一端部(下流側端部)が蓋体3の一側部を上下方向に貫通し、下方に向けて開口する状態で梁状部材26に図示していないステーなどによって保持されている。この供給用パイプ29の他端部は、図示していない冷媒供給装置に接続されている。この冷媒供給装置は、前記液面センサ31によって検出された液体窒素5の液面の高さが一定になるように液体窒素5を供給用パイプ29から冷却槽本体2内に供給する。前記液体窒素5の液面の高さは、図1および図5に示すように、冷却槽本体2内でホルダー9に保持されて起立するコンロッド8の小端部より下に、すなわちコンロッド小端部8bを把持する前記搬送用アームが液体窒素5中に浸漬することがない位置に設定されている。
The workpiece entrance / exit 22 is formed to have a minimum size that allows a transfer arm (not shown) that holds and moves the connecting rod 8 to pass therethrough. The transfer arm is configured to grip the connecting rod small end portion 8b with the connecting rod large end portion 8a positioned below.
As shown in FIG. 5, the supply pipe 29 has one end portion (downstream end portion) passing through one side portion of the lid 3 in the vertical direction and opened to the beam-like member 26 in a state of opening downward. It is held by a stay not shown. The other end of the supply pipe 29 is connected to a refrigerant supply device (not shown). The refrigerant supply device supplies the liquid nitrogen 5 from the supply pipe 29 into the cooling tank body 2 so that the liquid level of the liquid nitrogen 5 detected by the liquid level sensor 31 is constant. As shown in FIGS. 1 and 5, the level of the liquid nitrogen 5 is lower than the small end portion of the connecting rod 8 which is held by the holder 9 in the cooling bath body 2 and stands up, that is, the connecting rod small end. The transfer arm that grips the portion 8 b is set at a position where it is not immersed in the liquid nitrogen 5.

前記蓋体3の主板部23に下方へ突設された前記外筒24は、前記冷却槽本体2の周壁2bを外側から囲むように形成され、前記内筒25は、前記周壁2bの内側に上方から臨むように形成されている。これらの外筒24と前記周壁2bの外周面との間と、内筒25と前記周壁2bの内周面との間と、蓋体3の主板部23の下面と前記周壁2bの上端面との間には、図1および図5に示すように、前記昇降装置7によって冷却槽本体2が上昇位置に位置付けられている状態で、それぞれ隙間Sが形成されている。   The outer cylinder 24 projecting downward from the main plate portion 23 of the lid 3 is formed so as to surround the peripheral wall 2b of the cooling tank body 2 from the outside, and the inner cylinder 25 is formed inside the peripheral wall 2b. It is formed to face from above. Between the outer cylinder 24 and the outer peripheral surface of the peripheral wall 2b, between the inner cylinder 25 and the inner peripheral surface of the peripheral wall 2b, the lower surface of the main plate portion 23 of the lid 3, and the upper end surface of the peripheral wall 2b As shown in FIGS. 1 and 5, gaps S are formed in a state where the cooling tank body 2 is positioned at the raised position by the lifting device 7.

このように隙間Sをおいて蓋体3が冷却槽本体2から離間することにより、冷却槽本体2を蓋体3によって規制されることなく回転させることができ、前記蓋体3は、冷却槽本体2から上方へ離間する状態で静止することになる。また、前記外筒24と内筒25とによって冷却槽本体2の周壁2bが非接触の状態で挟まれることにより、これらの部材によって実質的にラビリンスシールが構成されるから、冷却槽本体2と蓋体3との間の前記隙間Sを通って大気中に放散する窒素ガスを可及的少なく抑えることができる。   Thus, by separating the lid 3 from the cooling tank body 2 with the gap S, the cooling tank body 2 can be rotated without being regulated by the lid 3, and the lid 3 is a cooling tank. It will stand still in a state of being separated from the main body 2 upward. Further, since the outer wall 24 and the inner cylinder 25 sandwich the peripheral wall 2b of the cooling tank body 2 in a non-contact state, a labyrinth seal is substantially constituted by these members. Nitrogen gas that diffuses into the atmosphere through the gap S between the lid 3 and the lid 3 can be minimized.

このように構成された浸漬式冷却装置1は、図1に示すように、冷却槽本体2に液体窒素5を貯留させ、かつこの冷却槽本体2を前記上昇位置に移動させてその上端部の開口が蓋体3によって閉塞された状態で使用される。ワークとしてのコンロッド8は、上述した状態にある冷却槽本体2内に搬送用アームによってワーク出入口22を通して搬入され、冷却槽本体2内で下降する。このコンロッド8が冷却槽本体2の底部まで下降することにより、コンロッド大端部8aのボルト挿通孔11にホルダー9の位置決め用ピン12が嵌合する。このコンロッド8は、このように位置決めピン12がボルト挿通孔11に嵌合することによって、前記ホルダー9に位置決めされた状態で保持される。   As shown in FIG. 1, the immersion type cooling apparatus 1 configured as described above stores the liquid nitrogen 5 in the cooling tank main body 2, and moves the cooling tank main body 2 to the raised position to It is used in a state where the opening is closed by the lid 3. The connecting rod 8 as a work is carried into the cooling tank main body 2 in the above-described state through the work inlet / outlet 22 by the transfer arm and descends in the cooling tank main body 2. When the connecting rod 8 is lowered to the bottom of the cooling bath main body 2, the positioning pins 12 of the holder 9 are fitted into the bolt insertion holes 11 of the connecting rod large end portion 8a. The connecting rod 8 is held in a state of being positioned on the holder 9 by the positioning pin 12 being fitted into the bolt insertion hole 11 in this manner.

このようにコンロッド8をホルダー9に保持させた後、冷却槽本体2は、前記ホルダー9に隣接するホルダー9がワーク出入口22の下方に位置付けられるように、前記回転駆動装置6によって所定角度だけ回転させられる。そして、次のコンロッド8が前記同様にホルダー9に保持される。この冷却槽本体2の間欠回転動作と、コンロッド8のピン12による保持とからなるコンロッド装填動作は、全てのホルダー9にコンロッド8が装填されるまで繰り返される。   After the connecting rod 8 is held by the holder 9 in this way, the cooling bath body 2 is rotated by a predetermined angle by the rotation driving device 6 so that the holder 9 adjacent to the holder 9 is positioned below the workpiece entrance 22. Be made. Then, the next connecting rod 8 is held by the holder 9 as described above. The connecting rod loading operation including the intermittent rotation operation of the cooling bath main body 2 and the holding of the connecting rod 8 by the pins 12 is repeated until the connecting rods 8 are loaded in all the holders 9.

全てのホルダー9にコンロッド8が装填された後、最初に装填されたコンロッド8がワーク出入口22の下方に位置するように冷却槽本体2が回転し、搬送用アームが単体でワーク出入口22から冷却槽本体2内に挿入されて下降し、前記最初に装填されたコンロッド8の小端部8bを把持する。この搬送用アームは、コンロッド小端部8bを把持した後に上昇し、コンロッド8を冷却槽4の外に搬出する。その後は、未装填状態となったホルダー9に新たにコンロッド8を装填するか、または、排出動作を継続させて隣のホルダー9に装填されたコンロッド8を搬出させる。このため、この浸漬式冷却装置1によれば、冷却槽本体2が1回転する間にコンロッド8を所定温度となるように充分に冷却することができる。この実施の形態による浸漬式冷却装置1においては、自動二輪車用エンジンのコンロッド8を冷却時間が数分で−80℃〜−100℃に冷却することができた。   After the connecting rods 8 are loaded in all the holders 9, the cooling bath body 2 rotates so that the first loaded connecting rod 8 is positioned below the workpiece inlet / outlet 22, and the transfer arm is cooled by itself from the workpiece inlet / outlet 22. It is inserted into the tank body 2 and descends, and the small end portion 8b of the connecting rod 8 loaded first is gripped. The transfer arm rises after gripping the connecting rod small end portion 8 b and carries the connecting rod 8 out of the cooling bath 4. After that, the connecting rod 8 is newly loaded into the holder 9 which has not been loaded, or the discharging operation is continued and the connecting rod 8 loaded into the adjacent holder 9 is carried out. For this reason, according to this immersion type cooling device 1, the connecting rod 8 can be sufficiently cooled so as to reach a predetermined temperature while the cooling tank body 2 rotates once. In the immersion type cooling apparatus 1 according to this embodiment, the connecting rod 8 of the motorcycle engine could be cooled to -80 ° C to -100 ° C in several minutes.

上述したように構成された浸漬式冷却装置1においては、冷媒としての液体窒素5がコンロッド8を冷却する代わりに気化し蒸発する。この浸漬式冷却装置1において、液体窒素5が気化してなる窒素ガスが冷却槽4から外部に漏洩するときの通路は主にワーク出入口22になる。したがって、冷却槽本体2内の液体窒素5が一つのワーク出入口22から大気中に放出されることになるから、ワーク入口とワーク出口とを有する従来の冷却装置に較べると液体窒素5の消費量(蒸発量)を低減することができる。   In the immersion type cooling device 1 configured as described above, the liquid nitrogen 5 as a refrigerant evaporates and evaporates instead of cooling the connecting rod 8. In the submerged cooling device 1, the passage when the nitrogen gas formed by vaporizing the liquid nitrogen 5 leaks from the cooling bath 4 to the outside is mainly the work entrance 22. Therefore, since the liquid nitrogen 5 in the cooling tank body 2 is released into the atmosphere from one work inlet / outlet 22, the consumption amount of the liquid nitrogen 5 compared with the conventional cooling device having the work inlet and the work outlet. (Evaporation amount) can be reduced.

また、この実施の形態による浸漬式冷却装置1は、冷却槽本体2が回転することによってコンロッド8と液体窒素5とが一体的に回転するから、冷却中に液体窒素5が不必要に攪拌されることがない。このため、液体窒素5の蒸発量をより一層少なく抑えることができる。
さらに、この実施の形態による浸漬式冷却装置1は、コンロッド8を間欠的に送りながら冷却することができるから、この浸漬式冷却装置1を製造ラインに組込むことによって、冷却工程が途中にある製造ラインの生産性を向上させることができる。
Further, in the immersion type cooling apparatus 1 according to this embodiment, the connecting rod 8 and the liquid nitrogen 5 rotate integrally as the cooling tank body 2 rotates, so that the liquid nitrogen 5 is unnecessarily stirred during cooling. There is nothing to do. For this reason, the evaporation amount of the liquid nitrogen 5 can be further reduced.
Furthermore, since the immersion type cooling device 1 according to this embodiment can be cooled while intermittently feeding the connecting rod 8, the immersion type cooling device 1 is manufactured in the middle of the cooling process by incorporating it into the production line. The line productivity can be improved.

加えて、この実施の形態による浸漬式冷却装置1は、コンロッド8を長手方向が上下方向となり、かつ冷却槽本体2の周方向に並ぶように複数保持するから、冷却槽本体2の小型化を図りながら、多くのコンロッド8を冷却槽本体2内に装填することができる。このため、エンジン用コンロッド8をいわゆる流れ作業によって冷却する浸漬式冷却装置をコンパクトに形成することができる。   In addition, since the immersion type cooling apparatus 1 according to this embodiment holds a plurality of connecting rods 8 such that the longitudinal direction is the vertical direction and is aligned in the circumferential direction of the cooling tank body 2, the cooling tank body 2 can be downsized. As shown, many connecting rods 8 can be loaded into the cooling bath body 2. For this reason, the immersion type cooling device which cools the connecting rod 8 for engines by what is called flow work can be formed compactly.

この実施の形態による浸漬式冷却装置1は、液体窒素5の液面がコンロッド小端部8bより低くなるように構成し、コンロッド小端部8bを搬送用アームに把持させるものであるから、搬送用アームが液体窒素5に接触することがない。このため、液体窒素5が搬送用アームに接触して不必要に蒸発することがないから、液体窒素5の消費量をより一層低減することができる。しかも、搬送用アームは、冷却され難くなるから、冷却槽の外を移動するときに霜が付着し難くなる。   The immersion type cooling device 1 according to this embodiment is configured so that the liquid level of the liquid nitrogen 5 is lower than the connecting rod small end portion 8b, and the connecting rod small end portion 8b is gripped by the transfer arm. The arm for use does not come into contact with the liquid nitrogen 5. For this reason, since the liquid nitrogen 5 does not unnecessarily evaporate when contacting the transfer arm, the consumption amount of the liquid nitrogen 5 can be further reduced. In addition, since the transfer arm is less likely to be cooled, frost is less likely to adhere when moving outside the cooling tank.

この実施の形態による冷却槽本体2は、有底円筒状に形成されているため、周壁2bを断熱構造とするためにいわゆる真空引きを施しているにもかかわらず変形することがない。しかも、回転時の軌跡が一定になるから、蓋体3との気密を高く保つことが容易である。
この実施の形態による浸漬式冷却装置1は、冷却槽本体2の回転中心に液面検出用センサ31が配設されているから、冷却槽本体2内の外周側に装填されたコンロッド8に液面検出用センサ31が接触することを確実に防ぐことができる。
Since the cooling tank main body 2 according to this embodiment is formed in a bottomed cylindrical shape, the cooling tank main body 2 is not deformed despite the so-called evacuation in order to make the peripheral wall 2b a heat insulating structure. Moreover, since the trajectory during rotation is constant, it is easy to keep the airtightness with the lid 3 high.
In the immersion type cooling apparatus 1 according to this embodiment, since the liquid level detection sensor 31 is disposed at the rotation center of the cooling tank body 2, the liquid is applied to the connecting rod 8 loaded on the outer peripheral side in the cooling tank body 2. It is possible to reliably prevent the surface detection sensor 31 from coming into contact.

この実施の形態による浸漬式冷却装置1は、コンロッド大端部8aに形成されたボルト挿通孔11を位置決め用として利用しているから、専ら位置決めをするための穴を穿設するする場合に較べて、製造コストを低減することができる。
なお、この実施の形態では、冷却槽本体2にコンロッド8を装填してから冷却槽本体2が1回転した後に前記コンロッド8を取出す構成が採られているが、コンロッド8を装填した冷却槽本体2の回転数は適宜変更することができる。
Since the immersion type cooling device 1 according to this embodiment uses the bolt insertion hole 11 formed in the connecting rod large end portion 8a for positioning, it is compared with a case where a hole for positioning is exclusively drilled. Thus, the manufacturing cost can be reduced.
In this embodiment, the connecting rod 8 is taken out after the connecting rod 8 is loaded into the cooling bath main body 2 and then the cooling bath main body 2 is rotated once, but the cooling bath main body loaded with the connecting rod 8 is used. The number of rotations of 2 can be changed as appropriate.

上述した実施の形態では、ワークとしてエンジン用コンロッド8を使用する浸漬式冷却装置1を示したが、本発明に係る浸漬式冷却装置は、ある程度の長さをもつワークであればどのようなものでも冷却することができる。このようなワークの他の例としては、例えばいわゆる冷却曲げ法によって曲げられる自動二輪車用排気管を挙げることができる。この冷却曲げ法は、排気管を外管と内管とからなる二重管構造となるように形成し、前記外管と前記内管との間に氷を充填した状態で曲げることにより実施する。この場合は、前記外管と前記内管との間に水が充填された二重管構造の排気管をワークとして本発明に係る浸漬式冷却装置1に装填し、水を氷らせて曲げ加工前の排気管を形成する。   In the above-described embodiment, the immersion type cooling device 1 using the connecting rod 8 for an engine as a workpiece has been shown. However, the immersion type cooling device according to the present invention may be any workpiece as long as it has a certain length. But it can be cooled. Another example of such a workpiece is an exhaust pipe for a motorcycle that is bent by a so-called cooling bending method. This cooling bending method is carried out by forming the exhaust pipe so as to have a double pipe structure composed of an outer pipe and an inner pipe and bending the exhaust pipe in a state where ice is filled between the outer pipe and the inner pipe. . In this case, an exhaust pipe having a double pipe structure in which water is filled between the outer pipe and the inner pipe is loaded into the immersion cooling device 1 according to the present invention as a work, and the water is iced and bent. An exhaust pipe before processing is formed.

本発明に係る浸漬式冷却装置の要部を破断して示す正面図である。It is a front view which fractures | ruptures and shows the principal part of the immersion type cooling device which concerns on this invention. 本発明に係る浸漬式冷却装置の要部を破断して示す正面図である。It is a front view which fractures | ruptures and shows the principal part of the immersion type cooling device which concerns on this invention. 冷却槽の平面図である。It is a top view of a cooling tank. 冷却槽本体の平面図である。It is a top view of a cooling tank main body. 図3における冷却槽のV−V線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of the cooling tank in FIG. ホルダーにコンロッドを保持させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which held the connecting rod in the holder.

符号の説明Explanation of symbols

1…浸漬式冷却装置、2…冷却槽本体、3…蓋体、5…液化窒素、6…回転駆動装置、8…コンロッド、9…ホルダー、22…ワーク出入口、26…梁状部材、27…支柱。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Submersible cooling device, 2 ... Cooling tank main body, 3 ... Cover body, 5 ... Liquid nitrogen, 6 ... Rotation drive device, 8 ... Connecting rod, 9 ... Holder, 22 ... Workpiece inlet / outlet, 26 ... Beam-like member, 27 ... Prop.

Claims (3)

上方が開放する有底筒状に形成されて内部に冷媒を貯留する冷却槽本体と、この冷却槽本体の内部に固定されてワークを着脱自在に保持するホルダーと、このホルダーの上方にワーク出入口が形成されかつ前記冷却槽本体の上端部の開口を上方から覆う蓋体と、前記冷却槽本体を上下方向の軸線回りに回転させる回転駆動装置と、前記蓋体を前記冷却槽本体から上方へ離間させて静止した状態に支持する支持部材とを備え
前記ホルダーを冷却槽本体が回転する方向に沿わせて複数設け、前記回転駆動装置に前記ホルダーを蓋体のワーク出入口の下方に位置決めする位置決め手段を設けたことを特徴とする浸漬式冷却装置。
A cooling tank body that is formed in a bottomed cylindrical shape that is open at the top and stores the refrigerant therein, a holder that is fixed inside the cooling tank body and holds the workpiece detachably, and a work inlet / outlet above the holder And a cover that covers the opening of the upper end of the cooling tank body from above, a rotation drive device that rotates the cooling tank body about an axis in the vertical direction, and the lid body from the cooling tank body upward A support member that is supported in a stationary state by being spaced apart ,
An immersion type cooling apparatus , wherein a plurality of the holders are provided along a direction in which the cooling tank main body rotates, and a positioning means for positioning the holders below the workpiece entrance / exit of the lid is provided in the rotation driving device.
請求項1記載の浸漬式冷却装置において、冷却槽本体を上下方向に移動させる昇降装置を備えてなる浸漬式冷却装置。   2. The immersion type cooling apparatus according to claim 1, further comprising an elevating device that moves the cooling tank body in the vertical direction. 請求項1または請求項2記載の浸漬式冷却装置において、冷媒を液体窒素とし、エンジン用コンロッドからなるワークを上下方向に長くなる状態で装填可能にホルダーを形成してなる浸漬式冷却装置。 3. The immersion type cooling apparatus according to claim 1 or 2, wherein the refrigerant is liquid nitrogen and a holder is formed so that a work made of an engine connecting rod can be loaded in a vertically long state.
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