JP2006250114A

JP2006250114A - 成型施設用発電システム

Info

Publication number: JP2006250114A
Application number: JP2005070898A
Authority: JP
Inventors: Masao Muraoka; 真佐男村岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】成型施設のランニングコストを低減させ、成型施設への導入が容易な成型施設用発電システムを提供する。
【解決手段】成型施設用発電システムを、貯水槽５と金型冷却管２との間で金型冷却水を循環させる金型冷却ラインの主管部６に水車発電機１３、１３が組み込まれており、各水車発電機１３が金型冷却水の有するエネルギを電気エネルギに変換するように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、射出成型工場などのように、金型冷却を要する成型機を備えた成型施設に設置される成型施設用発電システムに関する。

例えば、射出成型施設は、一般的に、射出成型機の他に、成型品を搬送するコンベア、コンベア上で成型品を検品するための照明施設など、種々の付属設備を備えている。このため、成型施設のランニングコストは、成型機による消費電力と、付属設備による消費電力が大きな割合を占めている。

そこで、従来、ディーゼル発電機もしくはガスエンジン発電機のエンジンの排気、冷却水から得られる排熱を利用し熱交換器により蒸気及び温水として回収し、その蒸気、温水により吸収冷凍機を稼動させ冷水を作り、熱交換器を介して金型冷却に適した一定温度の冷却水を成形金型に供給することにより、成形サイクルの向上を図ると共に、発電機により作られた電力も成形機の稼動に利用するようにした成型施設用のコージェネレーションシステムが提案されている（特許文献１）。

特開２００１−５００４５号公報

しかしながら、特許文献１のようなコージェネレーションシステムは、ディーゼル発電機もしくはガスエンジン発電機、熱交換器、吸収冷凍機などを要するので、高コストであり、また設置スペースを要する。このため、中小規模の成型施設に導入することは困難であった。

そこで、この発明の課題は、成型施設のランニングコストを低減させ、成型施設への導入が容易な成型施設用発電システムを提供することにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、成型施設用発電システムを、貯水槽と金型冷却管との間で金型冷却水を循環させる金型冷却ラインに水車発電機が組み込まれており、金型冷却水の有するエネルギを電気エネルギに変換する構成とした。

貯水槽と金型冷却管との間で金型冷却水を循環させる金型冷却ラインでは、金型冷却水を循環させるポンプを備える。このポンプは、後から成型機を追加する場合を考慮し、定格運転での送水能力にある程度余裕をもったものとなっている。また、金型冷却管での熱交換不足が生じると成型精度が低下するため、金型冷却時には、金型冷却水の送水量を十分余裕のある量としている。これらの理由から、金型冷却水は、余剰エネルギを有する状態で金型冷却ラインを循環している。そこで、出願人は、この金型冷却水の余剰エネルギに着目した。

すなわち、成型施設用発電システムを、貯水槽と金型冷却管との間で金型冷却水を循環させる金型冷却ラインに水車発電機が組み込まれており、金型冷却水の有するエネルギを電気エネルギに変換する構成とすれば、成型施設において金型冷却水の余剰エネルギを電気エネルギに変換し、回収することが可能になる。

この構成では、成型機を稼動させるほどの電気エネルギは得られないが、回収した電気エネルギにより充電した蓄電装置、あるいは、入力された電気エネルギを目的の出力に調整する定出力装置を介して、照明施設などの付属設備に供給することができる。すなわち、この成型施設用発電システムは、成型施設の消費電力の一部を賄うので、成型施設のランニングコストを低減させる。

また、金型冷却ラインに水車発電機を組み込むには、既存のラインの一部をインライン水車に交換し、施設内に蓄電装置等を設置するだけでよい。さらに、この構成で得られる程度の電気エネルギを取り扱う蓄電装置等であれば、大型のものを用いる必要はない。したがって、この成型施設用発電システムは、大きな設置スペースが不要なため、成型施設への導入が容易である。

ここで、水車発電機としては、水車と発電機が一体となったもの、あるいは、別体とされたもののいずれでもよい。また、この構成では、水車発電機を金型冷却ラインに複数組み込むこともできる。

ところで、一般的な成型施設は、複数の成型機を備えており、各成型機にそれぞれ金型が装着されている。このため、金型冷却ラインは、貯水槽の送水口と分流器との間を接続する送水主管路、および合流器と貯水槽の還水口との間を接続する還水主管路から構成される主管部を有する。分流器と各金型の金型冷却管との間は接続されており、主管部から送水された金型冷却水が分流器を介して各金型の金型冷却管に分配される。また、各金型の金型冷却管と合流器との間は接続されており、各金型の金型冷却管を通った金型冷却水が合流器を介して還水主管路に集まる。

そこで、この発明の構成では、前記金型冷却ラインが、前記貯水槽と複数の金型冷却管との間で金型冷却水を循環させるための主管部を有し、前記水車発電機が前記主管部に組み込まれている構成を採用することが好ましい。分流器や合流器と金型冷却管との間は管径が主管部よりも狭いため、この間に水車発電機を組み込むと、水車発電機が、金型冷却管に対する流入抵抗として作用し、各金型の冷却効率の低下を招く。これに対し、前記水車発電機が前記主管部に組み込まれている構成では、主管部の管径が太い分、水車発電機が流入抵抗となり難いので、各金型の冷却効率への影響が最小限に抑制される。

また、前記金型冷却ラインでは、前記主管部内で金型冷却水がもっとも高圧・高速の状態となるので、前記主管部に水車発電機を組み込むと、水車発電機一機当たりの発電効率がもっともよくなる。なお、分流器や合流器は、カスケード構成とされることもある。この場合、各金型の冷却効率に応じて、上流側分流器と下流側分流器との間に水車発電機を組み込むこともできる。

前記貯水槽には、金型冷却水の原水を供給する必要がある。この原水には、通常、上水が用いられており、貯水槽に金型冷却水の原水を供給する導水管が接続されている。

そこで、この発明の構成では、前記貯水槽に金型冷却水の原水を供給する導水管が接続されており、前記導水管にも水車発電機が組み込まれている構成とすれば、導水管から供給される上水が有するエネルギをも電気エネルギに変換することができる。この電気エネルギは、上水が有するエネルギは水道施設から付与されるので、成型施設側にとって純増エネルギであり、成型施設用発電システムによる消費電力の賄い量を純粋に増やすことができる。

以上に述べたように、この発明の成型施設用発電システムは、貯水槽と金型冷却管との間で金型冷却水を循環させる金型冷却ラインに水車発電機が組み込まれており、金型冷却水の有するエネルギを電気エネルギに変換する構成としたので、成型施設のランニングコストを低減させ、また、成型施設への導入が容易である。

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、実施形態に係る成型施設用発電システムを概念的に示している。図１に示すように、この成型施設用発電システムは、複数台の成型機１、１、１を備えた成型施設用に構成されている。各成型機１は、射出成型機からなり、それぞれ金型冷却管２を設けた金型３が装着されている。なお、射出成型機の形式・種類は特に限定されない。

成型施設には、冷却塔４内の貯水槽５と金型冷却管２との間で金型冷却水を循環させる金型冷却ラインが設けられている。

金型冷却ラインは、貯水槽５と複数の金型冷却管２、２、２との間で金型冷却水を循環させるための主管部６を有する。主管部６は、送水主管路６ａと環水主管路６ｂとから構成されている。

送水主管路６ａは、上流端が貯水槽５の送水口７に接続され、下流端が分流器８に接続されている。送水口７には、ポンプ９が組み込まれており、ポンプ９を介して送水主管路６ａが接続されている。

環水主管路６ｂは、上流端が合流器１０に接続され、下流端が貯水槽５の環水口１１に接続されている。

分流器８と各金型冷却管２の上流端とは接続されており、送水主管路６ａから送水された金型冷却水が分流器８を介して各金型冷却管２、２、２に分配されるようになっている。各金型冷却管２、２、２の下流端と合流器１０とは接続されており、各金型冷却管２、２、２を通った金型冷却水が合流器１０を介して還水主管路６ｂに集まるようになっている。

貯水槽５には、金型冷却水の原水を供給する導水管１２が接続されており、規定量の金型冷却水が蓄えられている。

ポンプ９を駆動すると、貯水槽５の送水口７からポンプ９を介して送水された金型冷却水は、上流側から順に、送水主管路６ａ、分流器８、金型の金型冷却管２、２、２、合流器１０、環水主管路６ｂと巡り、環水口１１から貯水槽５内に還流される。このように、金型冷却ラインは、冷却塔４内の貯水槽５と金型冷却管２との間で金型冷却水を循環させるようになっている。

主管部６には、複数の水車発電機１３、１３が組み込まれており、水車発電機１３が金型冷却水の有する余剰エネルギを電気エネルギに変換し、回収するようになっている。

また、導水管１２にも水車発電機１３が組み込まれており、水車発電機１３が上水の有するエネルギを電気エネルギに変換するようになっている。

各水車発電機１３には、例えば、ターゴ型、カプラン型のタービン・タイプのものを用いることができる。金型冷却ラインが落差を有する場合、その落差に適した水車発電機を用いるとよい。

水車発電機１３は、送水主管路６ａと環水主管路６ｂのそれぞれに組み込まれているが、いずれか一方の主管路にだけ設けてもよい。各水車発電機１３で得られた電気エネルギは、蓄電装置１４を充電するようになっている。蓄電装置１４は、鉛バッテリ、キャパシタなどから構成される。

蓄電装置１４は、照明設備１５に電力を供給するようになっている。これにより、成型施設のランニングコストが低減される。勿論、蓄電装置１４は、他の付属設備に電力を供給するようにしてもよい。

また、この実施形態において、送水主管路６ａと環水主管路６ｂのそれぞれには、バイパス管路を設けることもできる。これにより、水車発電機１３のメンテナンス時にも成型機１を利用することが可能になる。

実施形態に係る成型施設用発電システムを示す概念図

符号の説明

２金型冷却管
５貯水槽
６主管部
６ａ送水主管路
６ｂ環水主管路
１２導水管
１３水車発電機

Claims

貯水槽と金型冷却管との間で金型冷却水を循環させる金型冷却ラインに水車発電機が組み込まれており、前記水車発電機が金型冷却水の有するエネルギを電気エネルギに変換する成型施設用発電システム。
前記金型冷却ラインが、複数の金型冷却管と前記貯水槽との間で金型冷却水を循環させるための主管部を有し、前記水車発電機が前記主管部に組み込まれている請求項１に記載の成型施設用発電システム。
前記貯水槽に金型冷却水の原水を供給する導水管が接続されており、前記導水管にも水車発電機が組み込まれている請求項１または２に記載の成型施設用発電システム。