JP5305642B2 - プラスチック成形機の温調システム - Google Patents
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Description
プラスチック成形工場では、屋内の成形機に対応して、屋外に冷却塔が設けられており、この冷却塔で冷却された冷却水が直接的に、あるいは冷凍機付冷水機(チラー)で冷却された冷却水が、オイルクーラー、金型、ホッパー下に送られ、温調が行われる。
最近、プラスチック成形機は、従来の油圧駆動式から電動モーター駆動式へと急速に変化している。プラスチック成形機を電動モータ駆動にすることにより、油圧駆動式で使用されていたオイルクーラーは不要となり、冷却熱量負荷が減少した。
また、最近のプラスチック成形品では、精密成形が増加している。精密成形品は、通常の成形品より高い温度(50〜80℃)で成形されるものが多く、金型温調機は低温から高温まで広範囲の温度域を制御する必要がある。
地域、既設、時間帯による外気温度の変化で、外気温が0℃以下になる場合は、不凍液を使用するか、配管システム内の冷却水をヒーターなどで温めながら循環使用して冷却水の凍結防止を図ってきた。しかしながら、ヒーターを使用することは電力コストを増やすと言う欠点となる。
このように、初期段階で長い配管29, 30,29a,30a, 56, 57を要するという問題があった。しかも、屋外に設置したクーリングタワー24が、大気中の粉埃や砂、枯葉などの外部からの異物を巻き込み、藻類などの不純物の発生によって冷却水が汚染され、それらが濃縮・蓄積する事により、成形不良の原因の1つになるといった問題もあり、また、これらの異物により温調器52, 53が壊れる原因にもなっていた。
そこで、本発明は上述の多くの問題を解決して、故障が少なく、保守・点検が楽であって、省エネルギー化に優れ、低温から高温までの広範囲の温度域を高精度に制御可能な温調システムを提供することを目的とする。
また、上記液体循環系路は熱媒体としての上記液体を加熱するヒータータンクを有し、かつ、上記液体加熱手段は、上記ヒータータンク内に設けた加熱器と、上記高温側流路から分岐して該加熱器に接続され上記切換手段にて切換えられると冷媒が流れる分岐流路とを、備えている。
また、上記液体循環系路には液体温度制御用電気ヒーターが設けられ、かつ、該電気ヒーターの作動よりも、上記液体加熱手段による加熱作動を、優先させる制御手段を備えている。
即ち、屋外に(図6に示したような)大きな冷却塔24や地下水槽27が不要となり、特に、長い配管29, 30等も省略できて、設備の設置工事が容易・簡略化される。さらに、屋外から供給される(従来の)水による悪影響も解消できる。特に、省エネルギー化に優れたシステムである。
図1と図2に示す第1の実施の形態に於て、符号A,B,C,Dは相互に配管にて接続されるべき対応関係を示し、図1と図2とは連続した配管接続図である。
この空冷式冷凍ユニットHは、上記冷媒・液体熱交換器18と、高温側流路(配管)82と、この高温側流路82を介して冷媒・液体熱交換器18からの冷媒が(矢印aのように)流入して冷媒の熱を空気流れbによって奪う冷媒・空気熱交換器(凝縮機)15と、該冷媒・空気熱交換器(凝縮機)15からの冷媒を、矢印Cのように冷媒・流体熱交換器18へ流すための低温側流路(配管)19と、その流路(配管)19の途中に設けられたキャピラリーチューブ(又は膨張弁)17と、上記高温側流路82の途中に設けられたコンプレッサ14とを、具備している。
そして、熱媒体としての液体Mを所定温度に制御して、プラスチック成形機80へ供給する液体循環系路Yの途中にて、前述の空冷式冷凍ユニットHの高温側流路82の冷媒の流れを切換手段Gにて切換えて、液体循環系路Yを流れる液体Mを、冷媒によって加熱する液体加熱手段Kを、設ける。
さらに詳しく説明すると、コンプレッサ14と冷媒・空気熱交換器(凝縮機)15との間に於て、高圧側流路82に冷媒ルート切換用電磁弁55が介装され、この電磁弁55とコンプレッサ14との間の分岐点84aから分岐して、加熱器83へ連通連結状に分岐流路84の往路が設けられ、かつ、その往路の途中に(冷媒ルート切換用の別の)電磁弁54が介設され、さらに、冷媒ルート切換用電磁弁55と熱交換器(凝縮機)15との間の分岐点84bと、加熱器83の出口側とを、分岐流路84の帰路にて、連通連結される。言い換えると、液体加熱手段Kは、ヒータータンク39内の加熱器83と、電磁弁55, 54を有する切換手段Gによって切換えられると、冷媒が、分岐点84aから分岐点84bへ択一的に選択されて流れる(往路と帰路を有する)分岐流路84とを、具備している。
なお、一部はバイパス配管89にて、タンク2と接続する。
無機凝集剤注入手段T1 は、無機凝集剤を貯留したタンク60と注入ポンプ62と注入バルブ64と配管90から成り、戻り配管32の途中に連通接続される。なお、その合流点91の直下(下流)には、無機凝集剤ミキサー66を設ける。
また、高分子凝集剤注入手段T2 は、高分子凝集剤を貯留したタンク61と注入ポンプ63と注入バルブ65と配管92から成り、戻り配管32の途中に連通接続される。なお、その合流点93の直下(下流)には、別のミキサー67を設ける。
なお、43,43′は各々温度センサーであり、電気ヒータ37のあるヒータータンク39の直下(下流)に設けられ、その温度センサー43,43′の出力信号は、各々、温調(第1)温度制御部45,冷媒回路温度制御部9へ送られ、この制御部45,9にて、各々、電気ヒーター37のON−OFF制御、ユニットHの高温側流路82の冷媒の流れの切換えを、を行っている。
即ち、温度制御部9と温調温度制御部45とを、電気的に接続し、乃至、同一の電気電子制御回路にて構成して、温度センサー8,43の検出信号が送られた場合に、電気ヒータ37よりも優先的に、液体加熱手段Kによる加熱作動を、先に行うように制御する。
なお、図1に於て、12は排水用配管である。
まず、金型間配管系 100Aが相違しており、第1金型50a,第2金型50bとは、独立的に温調制御できる。つまり、図3と図4の符号A,B,C,D,E,Fは相互に接続され、連続しているが、配管31, 32は、第1金型50aの冷却部81のみに液体Mが流れるように、接続され、他方、第2温調液送り配管33と第2温調液戻り配管34を追加することで、第2金型50bにのみ液体Mが流れるように接続され、各々、独立して、適切な温度に調整可能である。なお、小文字の符号m,n及びf,gは、各々相互に接続されていることを示す。
また、上記液体循環系路Yには液体温度制御用電気ヒーター37,38が設けられ、かつ、該電気ヒーター37,38の作動よりも、上記液体加熱手段Kによる加熱作動を、優先させる制御手段を備えているので、電気ヒータ37による多くの電気使用量を合理的に節減可能である。
14 コンプレッサ
15 冷媒・空気熱交換器(凝縮機)
18 冷媒・液体熱交換器
19 低温側流路(配管)
37, 38 液体温度制御用電気ヒーター
39, 40 ヒータータンク
68 フィルター
80 プラスチック成形機
82 高温側流路(配管)
83 加熱器
84 分岐流路
G 切換手段
H 空冷式冷凍ユニット
K 液体加熱手段
M 熱媒体としての液体
T1 ,T2 注入手段
Y 液体循環系路
Claims (3)
- 熱媒体としての液体(M)を所定温度に調整してプラスチック成形機(80)に供給する温調システムに於て、上記液体(M)と該液体(M)を冷却するための冷媒との熱交換を行う冷媒・液体熱交換器(18)と、高温側流路(82)を介して上記冷媒・液体熱交換器(18)からの冷媒が流入して該冷媒の熱を空気によって奪う冷媒・空気熱交換器(15)と、該冷媒・空気熱交換器(15)からの冷媒を上記冷媒・液体熱交換器(18)へ流すための低温側流路(19)と、上記高温側流路(82)に設けられたコンプレッサ(14)とを、具備した空冷式冷凍ユニット(H)を設け、さらに、熱媒体としての上記液体(M)を所定温度に制御してプラスチック成形機(80)へ供給する液体循環系路(Y)の途中にて、上記空冷式冷凍ユニット(H)の上記高温側流路(82)の冷媒の流れを切換手段(G)にて切換えて、上記液体循環系路(Y)を流れる液体(M)を、上記冷媒によって加熱する液体加熱手段(K)を、備え、上記液体循環系路(Y)は、無機凝集剤注入手段(T 1 ),及び/又は、高分子凝集剤注入手段(T 2 )、及び、フィルタ(68)を具備していることを特徴とするプラスチック成形機の温調システム。
- 上記液体循環系路(Y)は熱媒体としての上記液体(M)を加熱するヒータータンク(39)(40)を有し、かつ、上記液体加熱手段(K)は、上記ヒータータンク(39)(40)内に設けた加熱器(83)と、上記高温側流路(82)から分岐して該加熱器(83)に接続され上記切換手段(G)にて切換えられると冷媒が流れる分岐流路(84)とを、備えている請求項1記載のプラスチック成形機の温調システム。
- 上記液体循環系路(Y)には液体温度制御用電気ヒーター(37)(38)が設けられ、かつ、該電気ヒーター(37)(38)の作動よりも、上記液体加熱手段(K)による加熱作動を、優先させる制御手段を備えた請求項1又は2記載のプラスチック成形機の温調システム。
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