JP2009506906A - 中空体製造ユニットを制御および調整するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、コンプレッサー（２）、ブロー装置（４）、そして制御ユニット（３）を有する中空体製造ユニット（１）を、制御し調整するための方法に関するものであり、そのときこの制御ユニットは、コンプレッサーだけでなくブロー装置も制御する。さらに、仕上げブローした容器からのブローエアのために、コンプレッサーへの還流システム（９）が設けられている。加えて本発明は、コンプレッサー、ブロー装置、そして制御装置を有して中空体を製造するための装置に関するものであり、そのとき制御装置はデータ交信するために、ブロー装置とだけでなくコンプレッサーとも接続している。

Description

本発明は、請求項１と２６の従来技術を記載した部分（プレアンブル部）に記載の中空体製造ユニットを制御および調整するための方法、および請求項１３と２４の従来技術を記載した部分による中空体を製造するための装置に関するものである。

以上のような中空体製造ユニットは、いろいろな産業分野、例えばガラス産業ないしプラスチック産業で使用される。ガラス産業では、それを使って例えばガラスボトルを製造する。プラスチック産業では、中空体、とくに例えばボトルのような容器製造において、そのようなユニットの使用が見られる。事前に加熱したボトル素材を型に入れて、そこで圧搾エアを加え、それにより最終的な形状にする。この装置は、常に制御装置を有しており、そして多くの場合に調整装置も有しており、可能な限り高い生産率で可能な限り最適の容器品質を確保する。

従来技術により、制御ユニットを有する中空体製造ユニットは公知であり、そこでは制御ユニットが中空体製造装置の制御だけを行う。中空体を製造するために圧搾エアを供給するコンプレッサーは、一定の出力で運転し、そのとき容器が最大圧力（例えば４０バール）で、またはそれより低い圧力（例えば３２バール）で製造されるかどうかは、問題にしていない。圧力調整はコンプレッサーを介してではなく、中空体製造装置における圧力削減を介して行う。

さらに、従来技術で公知の中空体製造ユニットでは、中空体製造装置だけでなくコンプレッサーも、それぞれ独自の制御ユニットを有している。中空体製造装置における容器生産が切り替わると、中空体製造装置の制御ユニットおよびコンプレッサーの制御ユニットをお互いに別々に段取り替えする。

この装置における問題は、多数の制御装置を操作せねばならないので、生産段取り替えのときの作業工数が非常に多いということである。そして特に、多数の容器製造装置および多数のコンプレッサーがあり、それらを併行して段取り替えせねばならないときが問題である。そしてこれは、例えば一つの容器製造装置に複数のコンプレッサーが繋がっているとき、一つのコンプレッサーが複数の容器製造装置に供給するとき、またはブロックとなった複数のコンプレッサーが複数の容器製造装置を有するブロックに供給するときが、そのケースとなることがある。

よって本発明の課題は、中空体製造ユニットにおける生産の段取り替えを、簡単な方法で行うことを可能にする方法と装置を提供することである。加えて本発明の課題は、より効率的且つより簡単な中空体製造方法ないし、より簡単且つより効率的な装置を提供することである。

課題を解決する手段

その方法に関する課題は、請求項１に記載の特徴により解決する。

そのために一つの制御ユニットを使って、コンプレッサーだけでなく、中空体製造ユニットにある中空体製造装置も制御する。中空体製造装置は、ガラスボトル容器だけでなくプラスチック容器も製造する装置であるとできる。ＰＥＴ容器用、とくにＰＥＴボトル用の製造装置に関するものであると好ましく、そのとき本発明による好ましい実施例による装置は、循環回転延伸ブロー装置である。しかし勿論、直線方式装置も対象になる。

中空体製造ユニットは好ましくは、一つのコンプレッサー、一つの延伸ブロー装置、そして延伸ブローユニットだけでなくコンプレッサーとも接続している一つの制御ユニットで構成している。また、複数の延伸ブロー装置が一つのコンプレッサーと、複数のコンプレッサーが一つの延伸ブロー装置と、および複数の延伸ブロー装置が複数のコンプレッサーと接続している場合も本発明の範疇にある。これらの変形例すべては、共通である一つの集中制御ユニットが制御および／または調整するという共通性を有している。

何処に制御ユニットがあるかは問題ではない。延伸ブロー装置の傍らまたは中に設けることも、コンプレッサーの傍らまたは中に、あるいは独自の制御盤の中に設けることと同様に可能である。

延伸ブロー装置では前成形素材を、一般的には加工直前に加熱して、そしてブロー型の中に挿入し、それをその中で圧力下にあるブローエアを使って、第一ステップで前ブローを行い、そして第二ステップで仕上げブローを行う。本発明の好ましい実施例によれば、仕上げブローした容器からのブローエアをコンプレッサーに還流するが、そのときこの還流を種々の方式で行うことができる。例えば、戻して得たブローエア流を、コンプレッサーの前に導くことが可能であり、それにより、コンプレッサーが吸気したエアと一緒に送ることができる。また、ブローエアをコンプレッサーの後に導いて、圧縮された二つのエア流を一緒に合わせることも考えられる。多段式のコンプレッサーを使用するときには、還流したエア流を二つのコンプレッサー段の間で合流させることも考えられる。コンプレッサーを使用するにあたって、いずれの形式を使用するかは全く重要でない。そこではピストン式コンプレッサーも、スクリューコンプレッサー、ルーツブロワー、その組み合わせのように、あるいは別のタイプの使用と同じく使用可能である。

意図しない圧力変動を確実に補正するために、ブローエアを中間タンクに還流して、そこからコンプレッサーに戻すことも可能である。本方法を使用するに当たっては、ブロープロセスからのブローエア全部、または一部だけを還流させるどうかは重要ではない。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、コンプレッサーへのブローエアの還流を制御ユニットにより制御する。これを、延伸ブロー装置の運転状況に従って行うと好ましい。これは制御ユニットが、例えばブローされた容器内の圧力レベルに従って、異なった長さの還流時間を規定することを意味する。これには、制御ユニットがそれにより最適のエア還流と最適のプロセス時間の間の中間を取る、という利点がある。運転条件という言葉の解釈では、仕上げブローした容器にあり使用可能なブローエアの量も含んでいる。それにより例えば、ブローエアをコンプレッサーに戻したいという装置操作者の指示にも拘わらず、例えば仕上げブローした容器の体積が規定の閾値以下にあると、還流を行わないという状況が起きる。

本発明の別の実施形態によればコンプレッサーの制御を、コンプレッサーに対応する制御ユニットにパラメーターを入力することにより行う。制御ユニットを介してコンプレッサーを直接制御することも可能である。

しかしながらコンプレッサーを、直接ではなく間接に制御すると好ましい。そのために制御ユニットを介して、延伸ブロー装置に対応するパラメーターを入力し、それに従ってコンプレッサーに対応するプログラムまたはプログラム部分を呼び出す。間接的にコンプレッサーの制御を行うそのようなパラメーターは、例えば前ブロー圧力、仕上げブロー圧力、延伸ブロー装置の生産能力、容器の容積、またはコンプレッサーへのエア還流対応可能性であることもある。すなわち、例えば容器における仕上げブロー圧力のための値を、制御装置に入力することによりプログラムを呼び出すこと、それが、対応すべき特定の所定能力をコンプレッサーに指示することになる。それは、制御ユニットを介してブロー装置に送られる任意の値とすることができ、それにより特定の設定値ないし基準値を更にコンプレッサーに指示する。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、コンプレッサーの現在の出力を、測定値を処理して制御ユニットにより調整する。そのような測定値は、例えばブローステーションからコンプレッサーへの還流配管内の圧力とすることができる。それによりコンプレッサーの出力を更に正確に、延伸ブロー装置における実際の出力状況に合わせることができる。共通に制御することにより、一つのブロー装置と一つのコンプレッサー（または複数のブロー装置ないし複数のコンプレッサーも）およびそれに繋がるユニットを、ブロー媒体の消費ないしエネルギーの消費を最適化するように、お互いを最適に合わせることも可能である。

中でも複数のコンプレッサーないし複数のブロー装置を有する実施形態では、個々のユニットを集中制御ユニットとケーブルで繋ぐのではなく、ワイヤレスのデータ交信を構成すると意味がある。そのようなワイヤレス通信は例えば、赤外線、マイクロ波、または他の電磁波によりブルーツース標準を使って行うことができる。

もちろん、中空体製造ユニットがブロー装置、コンプレッサー、そして制御ユニットだけで構成しているのではなく、そのようなユニットには、センサー、搬送部分、バルブ、その他のような構成要素を含んでいることがあることは自明である。

本発明の好ましい実施形態によれば、制御ユニットはプログラムをメモリーできる制御装置（ＳＰＳ）である。

装置に関する課題は、請求項１３に記載の特徴により解決する。そのためにデータ交信のための制御装置を、延伸ブロワー装置とだけでなくコンプレッサーとも接続する。本発明の好ましい変形例によれば、そのときのデータ交信は双方向で行う。

中空体製造装置が、コンプレッサーに至る空圧還流配管を有していると好ましい。変形例／実施例に関しては、還流配管が直接コンプレッサーの異なった段に、あるいは間に合流する、またはコンプレッサーの前、すなわちそのエア吸気範囲に、またはコンプレッサーの後、すなわちその圧搾エア送出範囲に合流するかは重要でない。

中空体製造装置に関して、プラスチックボトル用、特にＰＥＴボトル用の延伸ブロー装置であると好ましく、そのとき循環回転形式延伸ブロー装置を使用していると好ましい。

更に、本発明の変形例では集中制御ユニットをブロー装置に設けるようにしているが、そこでコンプレッサーに装備することも同じく考えられる。制御ユニットには入力機器があり、それを介してパラメーターを入力し、そして設定を行うことができる。本発明の別の変形例によれば、入力機器はタッチ画面である。スイッチ、キースイッチ、あるいは他のキーボードのような別の入力機器も可能である。

本発明の別の好ましい変形例では、制御ユニットをブロー装置の中に、そして入力機器をブロー装置の傍らに備えるようにしている。制御ユニットを独自の制御盤内に装備すること、あるいはコンプレッサー内に装備することも、代替として可能である。

単数または複数のコンプレッサー、制御ユニット、単数または複数のブロー装置が、ワイヤレスでデータ交信するためのモジュールを備えていると好ましく、そのモジュールは例えば、ブルーツース、赤外線、マイクロ波、または他の電磁波による送信ないし受信ユニットとすることができる。

本発明の具体的な構成を、図面を使って詳細に説明することにする。

図１は、エア供給配管８とエア還流配管９を介して、ブロー装置４と繋がるコンプレッサー２を示している。コンプレッサー２にはエア吸気部１０があり、それを介してフィルタリングされた新鮮なエアが吸気され圧縮される。圧縮されたエアは、エア供給配管８を介してブロー装置４に送られ、そこで容器５への供給は、ここでは図示していないリングチャネルとブローノズル６を介して行われる。容器は少なくとも二つのブローステップにより、すなわち前ブローステップおよび主ブローステップにより、素材から完成容器５にブロー加工される。容器５が完成品にブロー加工されると、ブローエアは容器からブローノズル６と還流配管９を介して、改めてコンプレッサー２に送られる。

上記過程の制御は制御ユニット３が担うが、それは双方向信号伝送ライン７を介して、ブロー装置４およびコンプレッサー２と接続している。それにより制御ユニット３を介して、接続している装置の機能すべてを呼び出し、確認し、変更することができる。

エア還流配管９は圧力センサー１１を備えており、それが容器５から還流するブローエアの圧力状態を監視する。このデータは、送信／受信ユニット１２を介して、圧力センサー１１から制御ユニット３の送信／受信ユニット１２’にワイヤレスで送られる。この結果および別の結果を使うことにより制御ユニット３が、コンプレッサー２を最適状態に制御して、中空体製造ユニット１全体のエネルギー消費を最適化、または削減する。コンプレッサー２を制御して調整する可能性は、出力を制御および出力を調整する可能性を意味している。

ブロー装置、コンプレッサー、制御ユニットを有するユニットの概略図。

符号の説明

１ 中空体製造ユニット ２ コンプレッサー
３ 制御ユニット ４ ブロー装置
５ 容器 ６ ブローノズル
７ 双方向信号ライン ８ エア供給配管
９ エア還流配管 １０ エア吸気部
１１ 圧力センサー １２ 送信／受信ユニット

Claims (27)

1. 少なくとも一つのコンプレッサー（２）、少なくとも一つの中空体製造装置（４）、そして少なくとも一つの制御ユニット（３）を有する中空体製造ユニット（１）を、制御して調整するための方法において、
   その制御ユニット（３）を使って、コンプレッサー（２）だけでなく中空体製造装置（４）も制御できることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、ブローエアを、中空体製造装置（４）からコンプレッサー（２）に還流させることを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法において、コンプレッサー（２）へのブローエアの還流を、中空体製造装置（４）の運転状況に従って、制御ユニット（３）が制御することを特徴とする方法。
4. 請求項２に記載の方法において、コンプレッサー（２）へのブローエアの還流を、仕上げブローされた中空体（５）で使用できるブローエアの量に従って、制御ユニット（３）が制御することを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法において、コンプレッサー（２）に関するパラメーターを、制御ユニット（３）に入力することにより、コンプレッサー（２）の制御を行うことを特徴とする方法。
6. 請求項１に記載の方法において、中空体製造装置（４）に関するパラメーターを、制御ユニット（３）に入力することにより、そしてその結果として、このパラメーターに関連付けられておりコンプレッサー（２）の設定に関するプログアムまたはプログラム部分を呼び出すことにより、コンプレッサー（２）の制御を行うことを特徴とする方法。
7. 請求項１に記載の方法において、コンプレッサー（２）の目標出力を、中空体製造装置（４）に対応する制御ユニット（３）にパラメーターを入力することにより指示することを特徴とする方法。
8. 請求項７に記載の方法において、中空体製造ユニット（１）で得られる測定値を処理することにより、コンプレッサー（２）の現在の出力を調整することを特徴とする方法。
9. 請求項８に記載の方法において、ブローステーションからコンプレッサー（２）に還流する還流配管（９）における現在の圧力値を処理することにより、コンプレッサー（２）の現在の出力を調整することを特徴とする方法。
10. 請求項７に記載の方法において、パラメーターとして使用するのは、前ブロー圧力、仕上げブロー圧力、中空体製造装置（４）の生産能力、中空体サイズまたはコンプレッサーへのエア還流対応可能性であることを特徴とする方法。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の方法において、中空体製造ユニット（１）において、少なくとも一つのボトル用延伸ブロー装置が使用されていることを特徴とする方法。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の方法において、制御ユニット（３）から中空体製造ユニット（１）の構成要素へのデータ交信を、ワイヤレスで行うことを特徴とする方法。
13. 少なくとも一つのコンプレッサー（２）、少なくとも一つの中空体製造装置（４）、そして少なくとも一つの制御装置（３）で構成している中空体（５）を製造するための装置において、
    制御ユニット（３）がデータ交信するために、中空体製造装置（４）だけでなくコンプレッサー（２）とも接続していることを特徴とする装置。
14. 請求項１３に記載の装置において、データ交信が双方向で実施可能であることを特徴とする装置。
15. 請求項１４に記載の装置において、中空体製造装置（４）が、還流配管（９）を介して空圧的にコンプレッサー（２）と接続していることを特徴とする装置。
16. 請求項１３〜１５のいずれかに記載の装置において、中空体製造装置（４）が、プラスチックボトル（５）用、とくにＰＥＴボトル（５）用の延伸ブロー装置（４）であることを特徴とする装置。
17. 請求項１３に記載の装置において、延伸ブロー装置（４）が循環回転式の装置であることを特徴とする装置。
18. 請求項１３〜１７のいずれかに記載の装置において、制御ユニット（３）が延伸ブロー装置（４）の中にあることを特徴とする装置。
19. 請求項１３〜１７のいずれかに記載の装置において、制御ユニット（３）がコンプレッサー（２）の中にあることを特徴とする装置。
20. 請求項１３〜１９のいずれかに記載の装置において、制御ユニット（３）には、パラメーターの入力が可能で調整を行える入力機器を備えていることを特徴とする装置。
21. 請求項２０に記載の装置において、入力機器がタッチ画面であることを特徴とする装置。
22. 請求項１３〜２１のいずれかに記載の装置において、制御ユニット（３）が延伸ブロー装置（４）の中にあり、そして入力機器が延伸ブロー装置（４）の傍らにあることを特徴とする装置。
23. 請求項１３〜２２のいずれかに記載の装置において、制御ユニット（３）、ブロー装置（４）、コンプレッサー（２）及び／又は圧力センサー（１１）が、ワイヤレスでデータ交信するためのモジュールを装備していることを特徴とする装置。
24. 少なくとも一つの多段式コンプレッサー（２）、少なくとも一つの中空体製造装置（４）、および少なくとも一つの制御装置（３）で構成している中空体（５）を製造するための装置であって、とくに請求項１３〜２３のいずれかに記載の中空体（５）を製造するための装置において、
    中空体製造装置（４）が還流配管（９）を介して、空圧的にコンプレッサー（２）と接続していることを特徴とする装置。
25. 請求項２４に記載の装置において、還流配管（９）を使って還流するブローエアを、二つのコンプレッサー段の間に導入できることを特徴とする装置。
26. 少なくとも一つの多段式コンプレッサー（２）、少なくとも一つの中空体製造装置（４）、そして少なくとも一つの制御ユニット（３）を有している中空体製造ユニット（１）を制御および調整する、とくに請求項１３〜２５に記載の装置を制御および調整するための方法において、
    ブローエアを中空体製造装置（４）からコンプレッサー（２）に還流することを特徴とする方法。
27. 請求項２６に記載の方法において、還流されたブローエアを、コンプレッサー（２）の二つのコンプレッサー段の間に導入することを特徴とする方法。

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