水冷循環装置構想
中華TIG溶接機は200Aなので元々空冷トーチがついていて手軽に溶接出来ました。オヤジは300A交直TIGも所有しています、初めの頃は空冷トーチを使用していたのですが、、、アルミや鉄を溶接していてトーチの熱さに我慢できなくなり循環装置の購入を考える。値段見る。高い。悩む。自作しよう(笑)となりました。。。
まずTIG溶接で使用できるトーチは水冷式と空冷式があります。
空冷式 メリット デメリット
文字道理空冷で自然にトーチの熱を冷やします。。。主に200A以下のTIG溶接機に使用されます。
メリット
トーチさえ持っていれば何も気にせず溶接が可能です。
デメリット
空冷の冷却能力を超えて溶接しているとトーチを持っていられないほど熱くなることです。。。200A以下の溶接機の使用率を考慮するとある意味リミッターとしてトーチの熱量はうまく考えられているかもしれません。。。
水冷式 メリット デメリット
文字道理水の力で冷却します。。。主に300A以上の溶接機に使用されています。。。
メリット
トーチが熱くなりにくい。。。これにつきます。。。
デメリット
トーチに水を流すため水道水やポンプで用意しなくてはいけない。。。なかなか高価です。。。
タンク選び
まず水を溜めるタンクを選びました。。。
このタンクは20L入ります。実この容量も結構重要で多ければ多いほど冷却能力があります。。。
ポンプ選び
何をどう選べばいいか分からずとりあえず60度以上に耐えれて吐出し圧がそれなりにある物を調べるため、検索、紹介してるサイト見つける、マグネットポンプ購入。。。
一応計算式見てあてはめそこそこ圧力があり高温にもたえそこそこ値段もリーズナブル。。。口先がネジ式とタケノコ式がありオヤジはネジを選びました。。。理由は何となくプラだからタケノコ割れそうで。。。
このポンプの能力で4m水冷トーチに水を循環すると一分間に550ml位流れます(トーチを通って出た量)。溶接機を水冷にするとランプがつきます。。。水量が足りないようです。。。実際使用していて熱くならないしがっつり使っていますが問題ありません。。。
越後オヤジの地域は50Hzなのでこのくらいですが60Hzの地域であれば600mlいけるかもしれません。。。
Panasonic tig溶接機についている流量センサーは0,6～7ｍLから作動するようです(トーチを通ってきた量とは違うと思います)、オヤジの地域ではギリギリたりないくらいです。
もし自作されポンプを選定する場合はもう少し高揚程のものをオススメします！
トーチを通って来た量を参考に間違っているかもしれませんが計算しました。
標準性能で考え、50HZの揚程3.5m、トーチの戻り量が550ml、なのでcv0.06
60HZは5mでcvは同じ0.06とすると610ml位になるのではないでしょうか。これであれば流量センサーをギリ超えるかもしれません。。。
実際流量センサーを楽に超えるには最低でも揚程15mの揚程が必要になるのではないかと思います。。。
計算上揚程15mの時1.06L
パナソニックの水冷循環装置のポンプの揚程は20m循環量は計算上1.22L
マツモト機械、ダイヘンの揚程は40m循環量は計算上1.64L
これを見るとやはり最低1Lは欲しいのかなと思います。。。
組み立て
ポンプとタンクは揃ったので組み立てます。。。塩ビのパイプ、継手などはすべてホームセンターでそろいます。。。
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完成。。。これでしっかり水を循環してくれます。。。市販品はラジエータがついていますが、オヤジはつけていません。熱くなったら後付けしようと考えていましたが、真夏に使用してみた所水が熱くならないからです(笑)
ここまでかかった費用は25000円くらいです。ちゃんとしたものを購入すると間違いなく10万円をこえるので自宅の使用するなら十分です。。。
ただ一つ問題が出てきました。。。このポンプは自給式ではありません、なのでポンプを回す前に水をポンプに呼び水しなくてはいけませんそこでフート弁を使用しチーズの上から水を入れパイプ内を水でいっぱいにし使用しました。理屈では一度循環してしまえば今後呼び水不要で使えると思っていましたが、数日して使用すると循環してくれません。。。呼び水が必要になります。。。別に使う時ごとに水をたせばいいのですがこのオヤジその作業が非常にめんどくさくなりタンクを自給式にしようと決意しました(笑)
自給式タンク探し
初めはステンの材料を買いタンク自体を自作しようと考えました。。。しかしオークションで破格のいいSUSタンクを見つけました。。。
即購入。。。入札は私だけ(笑)ドレインと蛇口がついているので自給式として使えます。。。構造は簡単。。。ただポンプの給水口とタンクのドレインをつなぐだけ。。。こうすれば常に重力でポンプに水が入るので呼び水不要。。。当たり前。。。
戻り水は蓋にソケットを溶接しばっちりです。。。
ただ蓋の板厚が非常に薄く(0.3)溶接の難易度は高かったです。。。
ポンプの動きを確認するためフローモニターの付けました。。。これはポンプが回り水流があると羽が回ります。
これでいつでも呼び水不要で循環装置を使用できることになりました。。。自作品なので改造、修理が容易なのが良いところです(笑)
循環装置は総額3万円までかからず作れました。ラジエータを追加しても4万もあれば作れるでしょう。。。自宅でTIG溶接する方にはお勧めします。。。
水冷循環装置拡張。。。
新たにダイヘンDA300を購入したのでtig溶接機を二台回せる循環装置を作らなければいけなくなりました。。。
そこで現在のポンプでは水量センサーをクリア出来ないので残念ですが新たに買い直すことになりました。現在のポンプはフライス盤の切削油に回そうと思っています。
ポンプ選び。。。
まずマツモト機械のスペックを参考に探しました。。。
揚程４０m吐出し量10l
こんなポンプあるにはありますがかなり高額！！！
ポンプに詳しい方ならベーンポンプやトロコイドポンプなどで作ったりできるかもしれませんが、知識のないオヤジは完成されたポンプから探さなくてはいけないのでした。。。
結局見つけたのがこれです！
今回も三相電機 PMD-1521B6E 温水用マグネットポンプです。
選んだ理由。
探した中で一番マッチしてました。。。
まず揚程標準性能12～17吐出し量15L 水冷トーチで絞って使うのでメーカに直接聞いたところケミカル海水用より温水用を進められました。。。理由は絞るのでポンプが熱を持つ可能性があるようです！
最低10Lは流した方がいいとありがたいアドバイスを頂いたのであとで対策を考えましょう(笑)
マツモト機械のスペックに比べれば性能は落ちますがポンプ自体の値段が三分の一なので使えればこちらの方がいい気がします。。。
一応計算してみました。
揚程12mとすると0.95ml。。。ちょっと1Lきってしまいましたが恐らく大丈夫でしょう。。。実際結構ビビッています(笑)
動かしてみました。。。
ひとまず二台とも水冷にして異常が出ることなく使えました！かなりホットしています(笑)
複数使える循環装置は２０万円以上かかるので自作がおすすめですが、個人所有で溶接機を複数使う変人はあまりいないと思いますが。。。(笑)
パナソニックtigが持っていかれ替わりにダイヘンエレコンが来ました。
早く返してくれないかな。。。返って来ないか。。。