JP2017087440A - Temperature controls - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管路を介してポンプと対象物との間で媒体を循環させて対象物の温度を制御する温度制御装置に関する。 The present invention relates to a temperature control device that controls the temperature of an object by circulating a medium between a pump and the object via a pipe line.
プラスチック等の合成樹脂を用いて成型品を射出成形する射出成形機には金型が使用されている。射出成形の金型は、溶融したプラスチックが充填される空間部分であるキャビティ、溶融したプラスチックを冷却固化するための媒体を流す流路を有する。金型の温度を正確に所要の温度に維持することは、成型品の精度を高めるために非常に重要なことである。 A mold is used in an injection molding machine for injection molding a molded product using a synthetic resin such as plastic. An injection mold has a cavity that is a space portion filled with molten plastic, and a flow path for flowing a medium for cooling and solidifying the molten plastic. Maintaining the mold temperature at the required temperature is very important for improving the accuracy of the molded product.
そこで、ケーシングの内部に、媒体が通る媒体配管、媒体タンク、媒体を加熱する加熱器、媒体を冷却するための熱交換器、ポンプなどを配設し、熱交換器を、媒体配管を外管としてその内側に冷却水が通る冷却配管を内管として挿通した二重管で構成し、この二重管をコイル形にして長く設けた金型温度調節装置が開示されている(特許文献1参照)。 Therefore, a medium pipe through which the medium passes, a medium tank, a heater for heating the medium, a heat exchanger for cooling the medium, a pump, and the like are arranged inside the casing, and the heat exchanger is connected to the medium pipe with the outer pipe. A mold temperature control device is disclosed in which a cooling pipe through which cooling water passes is formed as a double pipe inserted as an inner pipe, and this double pipe is formed in a coil shape (see Patent Document 1). ).
しかし、特許文献1に記載の金型温度調節装置にあっては、熱交換器の媒体配管(二次側配管)に常時媒体を流し、所定の弁を開閉することにより冷却配管(一次側配管)に流れる冷却水を制御して媒体の温度を調節する。これにより、熱交換部分の温度は高温の媒体温度に近い温度となる。このため、熱交換器内では、冷却時冷却水と高温の熱交換部分との間で熱交換がされ冷却水が大気開放状態で排水される場合、飽和蒸気圧力以下となるため冷却水の一部が蒸発することにより、熱交換器内の冷却配管に冷却水中の不溶解成分が付着・堆積したスケールが発生する。冷却配管にスケールが付着・堆積すると熱交換率が低下し運転コストを増大させるという問題が生じる。また、熱交換器のメンテナンスを頻繁に行う必要がある。
However, in the mold temperature control apparatus described in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、熱交換器内のスケールの発生を抑制することができる温度制御装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the temperature control apparatus which can suppress generation | occurrence | production of the scale in a heat exchanger.
本発明に係る温度制御装置は、管路を介してポンプと対象物との間で媒体を循環させて該対象物の温度を制御する温度制御装置において、冷却水を供給する冷却管路に連通する冷却流路及び前記管路に連通し前記媒体を流す媒体流路を有する熱交換器と、該熱交換器の出口側の前記管路に介装された冷却弁と、前記熱交換器の入口側の前記管路から前記冷却弁及びポンプの間の前記管路までの間をバイパスするバイパス管路とを備えることを特徴とする。 A temperature control device according to the present invention communicates with a cooling pipe that supplies cooling water in a temperature control device that controls the temperature of the target by circulating a medium between a pump and the target through a pipe. A heat exchanger having a cooling flow path and a medium flow path that communicates with the pipe and allows the medium to flow, a cooling valve interposed in the pipe on the outlet side of the heat exchanger, and the heat exchanger And a bypass pipe that bypasses between the pipe on the inlet side and the pipe between the cooling valve and the pump.
本発明にあっては、温度制御装置は、冷却水を供給する冷却管路に連通する冷却流路及び管路に連通し媒体を流す媒体流路を有する熱交換器、熱交換器の出口側の管路に介装された冷却弁、熱交換器の入口側の管路から冷却弁及びポンプの間の管路までの間をバイパスするバイパス管路を備える。 In the present invention, the temperature control device includes a cooling channel that communicates with a cooling channel that supplies cooling water and a medium channel that communicates with the channel and allows a medium to flow, and an outlet side of the heat exchanger. And a bypass pipe that bypasses between the cooling valve interposed in the pipe line and the pipe line between the inlet side of the heat exchanger and the pipe line between the cooling valve and the pump.
すなわち、冷却弁が閉じている場合には、ポンプの出口側から送出された媒体は、管路を通じて対象物(例えば、金型)に流れ、対象物から流出した媒体は、管路を通じてバイパス管路を流れポンプに戻る。対象物を流れる媒体の温度は、比較的高温であり、例えば、180℃であるが、これに限定されるものではない。熱交換器の媒体流路内の媒体は、冷却弁が閉じられているので循環することなく、冷却流路内の冷却水(例えば、20℃であるがこれに限定されるものではない)により熱交換されて、媒体の温度より低い比較的低温(例えば、80℃であるが、これに限定されない)に調節される。 That is, when the cooling valve is closed, the medium sent from the outlet side of the pump flows to the object (for example, a mold) through the pipe line, and the medium flowing out from the object passes through the pipe through the bypass pipe. Follow the path and return to the pump. The temperature of the medium flowing through the object is relatively high, for example, 180 ° C., but is not limited thereto. The medium in the medium flow path of the heat exchanger is not circulated because the cooling valve is closed, and the cooling water in the cooling flow path (for example, 20 ° C., but is not limited thereto). It is heat exchanged and adjusted to a relatively low temperature (eg, but not limited to 80 ° C.) below the temperature of the medium.
対象物の温度が上昇(例えば、溶融したプラスチックが金型に充填されると、金型の温度が上昇)して媒体の温度が上昇した場合(例えば、180℃を超えた場合)、冷却弁を開くことにより、熱交換器の媒体流路内の媒体が管路内を循環し、媒体の温度を下げる。熱交換器の媒体は常に循環しているわけではないので、熱交換器の温度は媒体温度までは上昇していない。このため、熱交換器の冷却水と媒体流路内の媒体との温度差は、例えば、60℃(=80℃−20℃)であるので、熱交換器の冷却水と管路内の媒体との温度差である160℃(=180℃−20℃)と比較すると温度差は著しく小さい。このため、熱交換器の冷却流路内の冷却水の一部が蒸発することを抑制することができるので、冷却水に含まれる不溶解成分が冷却流路に付着・堆積することを抑制し、スケールの発生を抑制することができる。また、熱交換器内のスケールの発生を抑制することができるので、熱交換器を頻繁にメンテナンスする必要がない。 When the temperature of the object rises (for example, when the molten plastic is filled in the mold, the temperature of the mold rises) and the temperature of the medium rises (for example, exceeds 180 ° C.), the cooling valve Is opened, the medium in the medium flow path of the heat exchanger circulates in the pipe line, and the temperature of the medium is lowered. Since the heat exchanger medium is not always circulating, the temperature of the heat exchanger does not rise to the medium temperature. For this reason, since the temperature difference between the cooling water of the heat exchanger and the medium in the medium flow path is, for example, 60 ° C. (= 80 ° C.−20 ° C.), the cooling water of the heat exchanger and the medium in the pipe line The temperature difference is remarkably small compared to 160 ° C. (= 180 ° C.−20 ° C.), which is the temperature difference between For this reason, since it is possible to suppress the evaporation of a part of the cooling water in the cooling flow path of the heat exchanger, it is possible to suppress the insoluble components contained in the cooling water from adhering to and accumulating in the cooling flow path. , Generation of scale can be suppressed. Moreover, since generation | occurrence | production of the scale in a heat exchanger can be suppressed, it is not necessary to maintain a heat exchanger frequently.
本発明に係る温度制御装置は、前記媒体の温度を検出する媒体温度検出部と、該媒体温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却弁の開閉を制御する冷却弁制御部とを備えることを特徴とする。 The temperature control device according to the present invention includes a medium temperature detection unit that detects the temperature of the medium, and a cooling valve control unit that controls opening and closing of the cooling valve based on the temperature detected by the medium temperature detection unit. It is characterized by.
本発明にあっては、媒体温度検出部は、媒体の温度を検出する。冷却弁制御部は、媒体温度検出部で検出した温度に基づいて冷却弁の開閉を制御する。 In the present invention, the medium temperature detection unit detects the temperature of the medium. The cooling valve control unit controls opening and closing of the cooling valve based on the temperature detected by the medium temperature detection unit.
すなわち、媒体温度検出部で検出した温度が所要の温度(例えば、180℃)を超えた場合、冷却弁制御部は、冷却弁を開くことにより、熱交換器で冷却された媒体流路内の媒体が管路内を循環し、媒体の温度を下げることができる。 In other words, when the temperature detected by the medium temperature detection unit exceeds a required temperature (for example, 180 ° C.), the cooling valve control unit opens the cooling valve, so that the inside of the medium flow path cooled by the heat exchanger The medium circulates in the pipeline and the temperature of the medium can be lowered.
本発明に係る温度制御装置は、前記冷却弁制御部は、所定の制御周期の都度、前記媒体温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却弁を開閉することを特徴とする。 The temperature control device according to the present invention is characterized in that the cooling valve control unit opens and closes the cooling valve based on the temperature detected by the medium temperature detection unit every predetermined control cycle.
本発明にあっては、冷却弁制御部は、所定の制御周期の都度、媒体温度検出部で検出した温度に基づいて冷却弁を開閉する。例えば、媒体温度検出部で検出した温度が高いほど冷却弁を閉じるまでの時間を長くする(すなわち、冷却弁が開いている時間を長くする)。これにより、媒体の温度を所要の温度に制御することができる。 In the present invention, the cooling valve control unit opens and closes the cooling valve based on the temperature detected by the medium temperature detection unit every predetermined control cycle. For example, the higher the temperature detected by the medium temperature detection unit, the longer the time until the cooling valve is closed (that is, the longer the time during which the cooling valve is open). Thereby, the temperature of the medium can be controlled to a required temperature.
本発明に係る温度制御装置は、前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する温度調節部を備えることを特徴とする。 The temperature control apparatus according to the present invention includes a temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the medium flow path to be within a predetermined range.
本発明にあっては、温度調節部は、熱交換器内の媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する。例えば、温度調節部は、冷却弁の開閉を行わない場合に熱交換器内の媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する。冷却弁の開閉を行わない場合とは、媒体を冷却するために冷却弁を1又は複数回繰り返し開閉する必要がなく冷却弁が閉じている状態をいう。なお、冷却弁の開閉を行っている状態でも、温度調節部が、熱交換器内の媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節すべく動作を行ってもよい。所定範囲は、例えば、媒体の温度より低い比較的低温であって、冷却水の温度よりも高い温度範囲であり、例えば、80℃±5℃程度とすることができるが、これに限定されるものではなく、60℃±5℃程度であってもよい。これにより、媒体の温度が所要の温度(例えば、180℃)であって、例えば、冷却弁の開閉を行わない場合には、バイパス管路を通じて媒体を循環しつつ、熱交換器の媒体流路内の媒体を循環させずに比較的低温に維持することができる。 In the present invention, the temperature adjustment unit adjusts the temperature of the medium flow path in the heat exchanger so as to be within a predetermined range. For example, the temperature adjustment unit adjusts the temperature of the medium flow path in the heat exchanger so as to be within a predetermined range when the cooling valve is not opened and closed. The case where the cooling valve is not opened or closed refers to a state where the cooling valve is closed without having to repeatedly open and close the cooling valve one or more times in order to cool the medium. Even in a state where the cooling valve is opened and closed, the temperature adjustment unit may perform an operation to adjust the temperature of the medium flow path in the heat exchanger to be within a predetermined range. The predetermined range is, for example, a relatively low temperature lower than the temperature of the medium and higher than the temperature of the cooling water, and can be, for example, about 80 ° C. ± 5 ° C., but is not limited thereto. It may be about 60 ° C. ± 5 ° C. instead. Accordingly, when the temperature of the medium is a required temperature (for example, 180 ° C.) and the cooling valve is not opened and closed, for example, the medium flow path of the heat exchanger is circulated while circulating the medium through the bypass line. The inside medium can be maintained at a relatively low temperature without being circulated.
本発明に係る温度制御装置は、前記冷却管路に介装された冷却水弁を備え、前記温度調節部は、前記冷却水弁を所定のタイミングで開閉して前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することを特徴とする。 The temperature control device according to the present invention includes a cooling water valve interposed in the cooling pipe line, and the temperature adjusting unit opens and closes the cooling water valve at a predetermined timing so that the temperature of the medium flow path is predetermined. It is characterized by adjusting to be within the range.
本発明にあっては、冷却管路に介装された冷却水弁を備え、温度調節部は、冷却水弁を所定のタイミングで開閉して媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する。所定のタイミングは、例えば、熱交換器の媒体流路の容積、媒体流路の温度の所定範囲などに基づいて予め設定しておくことができる。 In the present invention, the cooling water valve provided in the cooling pipe is provided, and the temperature adjusting unit opens and closes the cooling water valve at a predetermined timing so that the temperature of the medium flow path is within a predetermined range. Adjust. The predetermined timing can be set in advance based on, for example, the volume of the medium flow path of the heat exchanger, the predetermined range of the temperature of the medium flow path, and the like.
すなわち、冷却水弁を所定のタイミングで開閉することにより、熱交換器の冷却流路に冷却水を断続的に流すことができ、媒体流路の媒体と熱交換して、媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することができる。これにより、熱交換器を流れる冷却水の温度が上昇せず、比較的低温の80℃程度にすることができ、冷却水の温度が飽和温度以下になるため、蒸気とならずスケールの発生を防止することができる。 That is, by opening and closing the cooling water valve at a predetermined timing, the cooling water can flow intermittently through the cooling flow path of the heat exchanger, exchanging heat with the medium in the medium flow path, and the temperature of the medium flow path Can be adjusted to be within a predetermined range. As a result, the temperature of the cooling water flowing through the heat exchanger does not increase and can be kept at a relatively low temperature of about 80 ° C., and the temperature of the cooling water becomes equal to or lower than the saturation temperature. Can be prevented.
本発明に係る温度制御装置は、前記冷却管路に介装された冷却水弁と、前記媒体流路の温度を検出する流路温度検出部とを備え、前記温度調節部は、前記流路温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却水弁を開閉して前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することを特徴とする。 The temperature control device according to the present invention includes a cooling water valve interposed in the cooling pipe, and a flow path temperature detection unit that detects a temperature of the medium flow path, and the temperature adjustment unit includes the flow path Based on the temperature detected by the temperature detector, the cooling water valve is opened and closed to adjust the temperature of the medium flow path to be within a predetermined range.
本発明にあっては、冷却管路に介装された冷却水弁と、媒体流路の温度を検出する流路温度検出部を備え、温度調節部は、流路温度検出部で検出した温度に基づいて冷却水弁を開閉して媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する。流路温度検出部で熱交換器の媒体流路の温度を検出するとは、熱交換器の媒体流路と連通する熱交換器の下流側(媒体の出口側)の管路の温度を検出することも含む。 In the present invention, a cooling water valve interposed in the cooling pipe and a flow path temperature detecting unit for detecting the temperature of the medium flow path are provided, and the temperature adjusting unit is a temperature detected by the flow path temperature detecting unit. Based on the above, the cooling water valve is opened and closed to adjust the temperature of the medium flow path to be within a predetermined range. Detecting the temperature of the medium flow path of the heat exchanger with the flow path temperature detecting unit means detecting the temperature of the pipe line on the downstream side (outlet side of the medium) of the heat exchanger communicating with the medium flow path of the heat exchanger. Including.
すなわち、流路温度検出部で検出した温度が所定範囲内になるように冷却水弁を開閉する。これにより、熱交換器の冷却流路に冷却水を断続的に流すことができ、媒体流路の媒体と熱交換して、媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することができる。これにより、熱交換器を流れる冷却水の温度が上昇せず、比較的低温の80℃程度にすることができ、冷却水の温度が飽和温度以下になるため、蒸気とならずスケールの発生を防止することができる。 That is, the cooling water valve is opened and closed so that the temperature detected by the flow path temperature detection unit is within a predetermined range. Thereby, the cooling water can flow intermittently through the cooling flow path of the heat exchanger, and heat exchange with the medium in the medium flow path can be performed so that the temperature of the medium flow path falls within a predetermined range. it can. As a result, the temperature of the cooling water flowing through the heat exchanger does not increase and can be kept at a relatively low temperature of about 80 ° C., and the temperature of the cooling water becomes equal to or lower than the saturation temperature. Can be prevented.
本発明によれば、熱交換器内のスケールの発生を抑制することができる。 According to this invention, generation | occurrence | production of the scale in a heat exchanger can be suppressed.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は本実施の形態の温度制御装置としての金型温度調節機100の構成の一例を示す説明図である。本実施の形態では、温度制御装置として金型温度調節機100を例に挙げて説明するが、温度制御装置は金型温度調節機に限定されるものではない。金型温度調節機100は、対象物としての金型200の温度、より具体的には、金型200へ供給する冷却用の媒体の温度を調節(制御)する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a
図1に示すように、金型温度調節機100は、ポンプ31の出口側(OUT)と金型200の入口側との間に管路11(送媒管路)を接続し、金型200の出口側とポンプ31の入口側(IN)との間に管路12(返媒管路)を接続し、ポンプ31により媒体(例えば、水)が管路11、12、バイパス管路16内を循環するようになっている。すなわち、ポンプ31は、例えば、ケーシング内でモータの回転により羽根車を高速回転し、媒体に作用する遠心力を利用するので、媒体は管路11、12、バイパス管路16を循環する。
As shown in FIG. 1, the
管路11のポンプ31の出口側付近には圧力センサ62を設けてあり、ポンプ31の出口側付近の媒体の圧力を計測することができる。管路11の中途にはヒータユニット80を介装してあり、媒体を加熱して媒体の温度を上げることができる。サーモスタット81は、ヒータユニット80が所定の温度を超えた場合にヒータユニット80による加熱を停止する。また、管路11には媒体温度検出部としての温度センサ71を設けてあり、管路11の媒体の温度を検出することができる。
A
管路11は、途中で2系統に分岐してあり、分岐した管路11それぞれが金型200の入口側に接続されている。分岐した管路11それぞれには、送媒バルブ21を介装してあり、分岐した管路11毎の媒体の流量を調整することができる。同様に、管路12も、金型200の出口側で2系統に分岐してあり、途中で分岐した管路12が1つの管路12に統合してある。分岐した管路12それぞれには、返媒バルブ22を介装してあり、分岐した管路12毎の媒体の流量を調整することができる。
The
管路12の中途には熱交換器40を介装してあり、熱交換器40の出口側の管路12には冷却弁としての冷却電磁弁23を介装してある。また、熱交換器40の入口側の管路12の所要箇所(図1の符号Aで示す箇所、分岐点Aともいう)と、冷却電磁弁23の出口側の管路12の所要箇所(図1の符号Bで示す箇所、分岐点Bともいう)との間には、バイパス管路16を設けている。なお、便宜上、管路12のうち、分岐点Aと熱交換器40との間を管路12aとし、熱交換器40と冷却電磁弁23との間を管路12bとし、冷却電磁弁23と分岐点Bとの間を管路12cと称する。
A
熱交換器40は、一次側には、冷却水を流す冷却流路13a、二次側には媒体を流す媒体流路12dを有する。媒体流路12の一端は管路12aと連通し、媒体流路12の他端は管路12bと連通してある。熱交換器40は、冷却流路13aを流れる冷却水と、媒体流路12dを流れる媒体との間で熱交換を行い、媒体流路12dを流れる媒体を冷却して温度を調節する。
The
また、管路12bの所定箇所には流路温度検出部としての温度センサ72を設けてある。温度センサ72は、熱交換器40の媒体流路12dの媒体の温度を検出する。なお、温度センサ72で熱交換器40の媒体流路12dの温度を検出するとは、熱交換器40の媒体流路12と連通する熱交換器40の下流側(媒体の出口側)の管路12bの温度を検出することも含む。図1では、温度センサ72が管路12bの中途に設けられているように図示されているが、実際には、温度センサ72は、熱交換器40の媒体流路12dと管路12bとの接続箇所付近に設けられてあり、温度センサ72で熱交換器40の媒体流路12dの媒体の温度を検出することができるようにしてある。なお、温度センサ72で媒体流路12dの媒体の温度を検出するとは、管路12bの媒体の温度を検出することも含む。特に冷却電磁弁23が閉じている状態では、媒体流路12d及び管路12bの媒体は循環しないので、温度センサ72を管路12bに設けても媒体流路12dの媒体の温度を検出することができる。また、冷却流路13aの両端は、冷却水を供給する冷却管路13と連通してある。
In addition, a
管路12のポンプ31の入口側付近には圧力センサ63、開放リリーフ弁を設けてある。圧力センサ63は、ポンプ31の入口側付近の媒体の圧力を計測する。また、熱交換器40の入口側の管路12(分岐点Aより上流側)には、ストレーナを設けている。ストレーナは、媒体に含まれる固形成分を取り除くものである。
A pressure sensor 63 and an open relief valve are provided in the vicinity of the inlet side of the
給水口と管路12の分岐点Bとの間には管路14を設けてある。管路14の給水口側にはストレーナ、圧力センサ61を設けてある。圧力センサ61は、給水圧を計測する。管路14の途中には逆止弁26を介装してあり、逆止弁26の両側には、加圧ポンプ32を介装した分岐管14aを接続してある。
A
加圧ポンプ32は、管路11、12、バイパス管路16内の媒体(例えば、水)の圧力が飽和蒸気圧より高くなるように加圧する。
The pressurizing
また、管路14の分岐管14aが接続された箇所の上流側には、冷却水を分岐して熱交換器40に流すための冷却管路13を接続してある。冷却管路13は、熱交換器40の入口側で冷却流路13aの一端に接続してある。熱交換器40の出口側で冷却流路13aの他端に接続された冷却管路13は排水口に接続してある。排水口に接続される冷却管路13の中途には冷却水弁としての冷却水電磁弁25を介装してある。
A cooling
また、温度センサ72と冷却電磁弁23との間の管路12bには、排水口に接続された排水管路15を接続してある。排水管路15の中途には排水電磁弁24を介装してある。
Further, a
また、金型温度調節機100は、温度制御部50を備え、温度制御部50は、弁開閉制御部51、熱交換器温度調節部52などを備える。温度制御部50は、温度センサ71、72で検出した温度を取得することができる。
The
弁開閉制御部51は、冷却電磁弁23、排水電磁弁24、冷却水電磁弁25の開閉を制御する。また、熱交換器温度調節部52は、熱交換器40の冷却流路12dの媒体の温度を調節する。
The valve opening /
金型温度調節機100の動作の概要は以下のとおりである。排水電磁弁24、冷却電磁弁23、送媒バルブ21、返媒バルブ22を開にして給水口から媒体としての水を供給すると、管路11、12、バイパス管路16などの循環路内の空気が完全に排出され、その後、排水電磁弁24を閉じることにより、管路11、12、バイパス管路16などの循環路には媒体が充填される。また、管路11、12、バイパス管路16などの循環路内の媒体の圧力は、加圧ポンプ32により媒体の温度に対応する飽和蒸気圧以上に維持される。管路11、12、バイパス管路16などの循環路内の媒体の温度は、ヒータユニット80により加熱され所要の温度になるように昇温される。また、バイパス管路16などの循環路内の媒体の温度は、熱交換器40により所要の温度になるように冷却される。ヒータユニット80による加熱動作及び熱交換器40による冷却動作により、管路11、12、バイパス管路16などの循環路内の媒体の温度、すなわち金型200内の媒体の温度は所要の温度に調節(制御)される。
The outline of the operation of the
以下、金型温度調節機100について詳細に説明する。
Hereinafter, the
前述のとおり、本実施の形態の金型温度調節機100は、冷却水を供給する冷却管路13及び管路12に介装され、冷却管路13に連通する冷却流路13a、及び管路12に連通し、媒体を流す媒体流路12dを有する熱交換器40、熱交換器40の出口側の管路12(図1では、管理12bと12cとの間)に介装された冷却電磁弁23(冷却弁)、熱交換器40の入口側の管路12(分岐点A)から冷却電磁弁23及びポンプ31の間の管路12(分岐点B)までの間をバイパスするバイパス管路16を備える。
As described above, the
すなわち、弁開閉制御部51の制御の下、冷却電磁弁23が閉じている場合には、ポンプ31の出口側から送出された媒体は、管路11を通じて金型200に流れ、金型200から流出した媒体は、管路12を通じてバイパス管路16を流れポンプ31に戻る。金型200を流れる媒体の温度は、比較的高温であり、例えば、180℃であるが、これに限定されるものではない。
That is, when the cooling
熱交換器40の媒体流路12内の媒体は、冷却電磁弁23が閉じられているので循環することなく、冷却流路13a内の冷却水(例えば、20℃であるがこれに限定されるものではない)により熱交換されて、媒体の温度より低い比較的低温(例えば、80℃であるが、これに限定されるものではなく、例えば、60℃程度でもよい)に調節される。
The medium in the
射出成型のサイクルにおいて、溶融したプラスチックが金型200に充填されると、金型200の温度が上昇し、媒体の温度が上昇する。例えば、媒体の温度が所要の温度である180℃を超えた場合、冷却電磁弁23を開くことにより、熱交換器40の媒体流路12d内の媒体が管路12、11内を循環し、媒体の温度を下げることができる。
When the molten plastic is filled in the
熱交換器40の冷却水と媒体流路12d内の媒体との温度差は、例えば、60℃(=80℃−20℃)である。一方、従来の金型温度調節機の場合では、循環路内の媒体のすべてが熱交換器の二次側の流路を流れるので、熱交換器の冷却水の温度(例えば、20℃)と流路内の媒体の温度(例えば、180℃)との温度差は160℃程度となる。
The temperature difference between the cooling water of the
すなわち、本実施の形態の金型温度調節機100の場合の熱交換器40内の一次側の冷却流路13aと二次側の媒体流路12dの温度差(例えば、60℃)は、従来の場合と比較すると著しく小さい。このため、熱交換器の一次側の冷却流路13a内の冷却水の一部が蒸発することを抑制することができるので、冷却水に含まれる不溶解成分が冷却流路13aに付着・堆積することを抑制し、スケールの発生を抑制することができる。そして、熱交換率が低下し運転コストを増大させるという問題を解消することができる。また、熱交換器40内のスケールの発生を抑制することができるので、熱交換器40を頻繁にメンテナンスする必要がない。
That is, the temperature difference (for example, 60 ° C.) between the primary side
また、温度センサ71は、管路11の媒体の温度を検出する。弁開閉制御部11は、冷却弁制御部としての機能を有し、温度センサ71で検出した温度に基づいて冷却電磁弁23の開閉を制御する。
The
すなわち、温度センサ71で検出した媒体の温度が所要の温度(例えば、180℃)を超えた場合、弁開閉制御部51は、冷却電磁弁23を開くことにより、熱交換器40で冷却された媒体流路12d内の媒体が管路12、11内を循環し、媒体の温度を下げることができる。熱交換器40の媒体流路12dの容積は、管路11、12、バイパス管路16などの循環路の全容積の略10〜20%程度とすることができ、媒体流路12d内で循環せずに冷却された媒体が管路12、11内を循環することにより、媒体の温度を下げることができる。なお、媒体流路12dの容積は、上述の10〜20%程度に限定されない。
That is, when the temperature of the medium detected by the
また、弁開閉制御部51は、所定の制御周期の都度、温度センサ71で検出した温度に基づいて冷却電磁弁23を開閉する。例えば、温度センサ71で検出した温度が高いほど冷却電磁弁23を閉じるまでの時間を長くする(すなわち、冷却電磁弁23が開いている時間を長くする)。これにより、媒体の温度を所要の温度に制御することができる。
Further, the valve opening /
また、熱交換器温度調節部52は、温度調節部としての機能を有し、熱交換器40内の媒体流路12dの温度が所定範囲内になるように調節する。例えば、熱交換器温度調節部52は、冷却電磁弁23の開閉を行わない場合に熱交換器40内の媒体流路12dの温度が所定範囲内になるように調節する。冷却電磁弁23の開閉を行わない場合とは、媒体を冷却するために冷却電磁弁23を1又は複数回繰り返し開閉する必要がなく冷却電磁弁23が閉じている状態をいう。なお、冷却電磁弁23の開閉を行っている状態でも、熱交換器温度調節部52が、熱交換器40内の媒体流路12dの温度が所定範囲内になるように調節すべく動作を行ってもよい。所定範囲は、例えば、媒体の温度より低い比較的低温であって、冷却水の温度よりも高い温度範囲であり、例えば、80℃±5℃程度とすることができるが、これに限定されるものではなく、60℃±5℃程度であってもよい。
The heat exchanger
これにより、管路11、12、バイパス管路16を循環する媒体の温度が所要の温度(例えば、180℃)であって、例えば、冷却電磁弁23の開閉を行わない場合には、バイパス管路16を通じて媒体を循環しつつ、熱交換器40の媒体流路12d内の媒体を循環させずに比較的低温に維持することができる。
Thereby, when the temperature of the medium circulating through the
熱交換器温度調節部52による温度調節には、例えば、2通りの方法がある。第1の方法は、熱交換器温度調節部52は、弁開閉制御部51を動作させて、冷却水電磁弁25を所定のタイミングで開閉して、熱交換器40の冷却流路13aに断続的に冷却水を流し、媒体流路12dの温度が所定範囲内になるように調節する。所定のタイミングは、例えば、熱交換器40の媒体流路12dの容積、媒体流路12dの温度の所定範囲などに基づいて予め設定しておくことができる。
For example, there are two methods for adjusting the temperature by the heat exchanger
すなわち、冷却水電磁弁25を所定のタイミングで開閉することにより、熱交換器40の冷却流路13aに冷却水を断続的に流すことができ、媒体流路12dの媒体と熱交換して、媒体流路12dの温度が所定範囲内になるように調節することができる。これにより、熱交換器40を流れる冷却水の温度が上昇せず、比較的低温の80℃程度にすることができ、冷却水の温度が飽和温度以下になるため、蒸気とならずスケールの発生を防止することができる。
That is, by opening and closing the cooling water
第2の方法は、熱交換器温度調節部52は、弁開閉制御部51を動作させて、温度センサ72で検出した温度に基づいて冷却水電磁弁25を開閉して媒体流路12dの温度が所定範囲内になるように調節する。
In the second method, the heat exchanger
すなわち、温度センサ72で検出した温度が所定範囲内になるように冷却水電磁弁25を開閉する。これにより、熱交換器40の冷却流路13aに冷却水を断続的に流すことができ、媒体流路12dの媒体と熱交換して、媒体流路12dの温度が所定範囲内になるように調節することができる。これにより、熱交換器40を流れる冷却水の温度が上昇せず、比較的低温の80℃程度にすることができ、冷却水の温度が飽和温度以下になるため、蒸気とならずスケールの発生を防止することができる。なお、上述の第1の方法を用いる場合、温度センサ72は設けなくてもよい。
That is, the cooling
図2は本実施の形態の金型温度調節機100の動作の一例を示すタイムチャートである。図2は、上段のチャートから下段のチャートに向かって、順番に媒体及び熱交換器内媒体の温度(媒体流路12dの温度)、ポンプ31の動作状態、ヒータユニット80の動作状態、排水電磁弁24の動作状態、冷却電磁弁23の動作状態、冷却水電磁弁25の動作状態を示す。図2において、横軸は時間を示し、左から右に向かって順番に、加熱制御時、冷却制御時、安定時のチャートを示す。
FIG. 2 is a time chart showing an example of the operation of the
まず、加熱制御時では、ポンプ31が動作状態であり、排水電磁弁24、冷却電磁弁23、及び冷却水電磁弁25は停止状態である。ヒータユニット80は、所定周期で動作している。すなわち、ヒータユニット80による加熱動作が断続的に行われ、媒体温度が所要の温度(例えば、180℃)になるように昇温される。
First, at the time of heating control, the
冷却水電磁弁25を開くタイミングになると(図2の時刻t1)、冷却水電磁弁25を所定時間だけ開く。冷却水電磁弁25を所定時間だけ開くことにより、熱交換器40の冷却流路13aに冷却水が流れ、熱交換器40の媒体流路12dの温度を所要の温度(例えば、80℃)に維持することができる。仮に、冷却水電磁弁25を所定時間だけ開かず閉じたままの状態にすると、図2の破線で示すように、熱交換器40内の媒体温度は所要の温度を超えて上昇してしまう。
When it is time to open the cooling water solenoid valve 25 (time t1 in FIG. 2), the cooling
次に、冷却制御時では、ポンプ31が動作状態であり、排水電磁弁24、冷却電磁弁23、及び冷却水電磁弁25は停止状態である。冷却水電磁弁25を開くタイミングになると(図2の時刻t2)、冷却水電磁弁25を所定時間だけ開く。これにより、熱交換器40の媒体流路12dの温度を所要の温度(例えば、80℃)に維持する。
Next, at the time of cooling control, the
そして、金型200に溶融したプラスチックが充填され、金型温度が上昇し、媒体の温度が上昇する。媒体の温度が上限値(例えば、181℃とすることができるが、これに限定されない)を超えると、冷却電磁弁23の開閉動作が開始され(図2の時刻t3)、冷却電磁弁23が所要時間だけ開くことにより、熱交換器40の媒体流路12d内で比較的低温の所要の温度に維持された媒体が、管路12、11、バイパス管路16を流れることにより、媒体の温度を下げる。
Then, the
また、冷却電磁弁23が開くことにより、熱交換器40の媒体流路12dに高温媒体が流入するため、熱交換器40内の媒体温度を下げるべく、冷却水電磁弁25を所要時間だけ開くことにより、冷却流路13aに冷却水を流す。冷却電磁弁23及び冷却水電磁弁25の開閉動作は、媒体温度が上限値より下がるまで繰り返される(図2の時刻t4)。
Further, since the high temperature medium flows into the
また、加熱制御及び冷却制御を行う必要がない安定時では、ポンプ31が動作状態であり、ヒータユニット80、排水電磁弁24、冷却電磁弁23、及び冷却水電磁弁25は停止状態である。冷却水電磁弁25を開くタイミングになると(図2の時刻t5、t6)、冷却水電磁弁25を所定時間だけ開く。冷却水電磁弁25を所定時間だけ開くことにより、熱交換器40の冷却流路13aに冷却水が流れ、熱交換器40の媒体流路12dの温度を所要の温度(例えば、80℃)に維持することができる。
Further, at the stable time when it is not necessary to perform heating control and cooling control, the
図3は本実施の形態の金型温度調節機100の加熱制御時の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では便宜上、処理の主体を温度制御部50として説明する。温度制御部50は、排水電磁弁24を閉じ(S11)、冷却電磁弁23を閉じ(S12)、冷却水電磁弁25を閉じる(S13)。温度制御部50は、所定周期でヒータユニット80を動作させる(S14)。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure at the time of heating control of the
温度制御部50は、冷却水電磁弁25を開くタイミングであるか否かを判定し(S15)、冷却水電磁弁25を開くタイミングである場合(S15でYES)、冷却水電磁弁25を所定時間だけ開く(S16)。冷却水電磁弁25を開くタイミングでない場合(S15でNO)、温度制御部50は、ステップS16の処理を行うことなく後述のステップS17の処理を行う。
The
温度制御部50は、処理を終了するか否かを判定し(S17)、処理を終了しない場合(S17でNO)、ステップS15以降の処理を続け、処理を終了する場合(S17でYES)、処理を終了する。
The
図4は本実施の形態の金型温度調節機100の冷却制御時の処理手順の一例を示すフローチャートである。温度制御部50は、排水電磁弁24を閉じ(S31)、冷却電磁弁23を閉じ(S32)、冷却水電磁弁25を閉じる(S33)。温度制御部50は、冷却水電磁弁25を開くタイミングであるか否かを判定する(S34)。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a processing procedure during cooling control of the
冷却水電磁弁25を開くタイミングである場合(S34でYES)、温度制御部50は、冷却水電磁弁25を所定時間だけ開く(S35)。冷却水電磁弁25を開くタイミングでない場合(S34でNO)、温度制御部50は、ステップS35の処理を行うことなく後述のステップS36の処理を行う。
When it is time to open the cooling water solenoid valve 25 (YES in S34), the
温度制御部50は、温度センサ71により媒体の温度を検出し(S36)、検出した媒体の温度が上限値を超えたか否かを判定する(S37)。検出した媒体の温度が上限値を超えた場合(S37でYES)、温度制御部50は、冷却電磁弁23を所定時間だけ開き(S38)、冷却水電磁弁25を所定時間だけ開く(S39)。検出した媒体の温度が上限値を超えていない場合(S37でNO)、温度制御部50は、ステップS38、S39の処理を行うことなく後述のステップS40の処理を行う。
The
温度制御部50は、処理を終了するか否かを判定し(S40)、処理を終了しない場合(S40でNO)、ステップS34以降の処理を続け、処理を終了する場合(S40でYES)、処理を終了する。
The
上述の実施の形態において、媒体としては水を用いることができるが、水に代えて油を使用することもできる。 In the above-described embodiment, water can be used as the medium, but oil can also be used instead of water.
上述の実施の形態では、温度制御装置の一例として金型温度調節機について説明したが、温度制御装置は金型温度調節機に限定されるものでなく、媒体を熱交換するもの(例えば、熱交換器など)を具備する装置であれば、本実施の形態を適用することができる。 In the above-described embodiment, the mold temperature controller has been described as an example of the temperature control device. However, the temperature control device is not limited to the mold temperature controller, and heat exchange of the medium (for example, heat The present embodiment can be applied to any device provided with an exchanger or the like.
なお、前述の実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせることができる。 Note that at least a part of the above-described embodiments can be arbitrarily combined.
11、12、12a、12b、12c、14 管路
12d 媒体流路
13 冷却管路
13a 冷却流路
14a 分岐管
15 排水管路
16 バイパス管路
21 送媒バルブ
22 返媒バルブ
23 冷却電磁弁(冷却弁)
24 排水電磁弁
25 冷却水電磁弁(冷却水弁)
26 逆止弁
31 ポンプ
32 加圧ポンプ
40 熱交換器
50 温度制御部
51 弁開閉制御部(冷却弁制御部)
52 熱交換器温度調節部(温度調節部)
61、62、63 圧力センサ
71 温度センサ(媒体温度検出部)
72 温度センサ(流路温度検出部)
80 ヒータユニット
81 サーモスタット
100 金型温度調節機(温度制御装置)
200 金型(対象物)
11, 12, 12a, 12b, 12c, 14
24
26
52 Heat exchanger temperature controller (temperature controller)
61, 62, 63
72 Temperature sensor (channel temperature detector)
80 Heater unit 81
200 Mold (object)
Claims (6)
冷却水を供給する冷却管路に連通する冷却流路及び前記管路に連通し前記媒体を流す媒体流路を有する熱交換器と、
該熱交換器の出口側の前記管路に介装された冷却弁と、
前記熱交換器の入口側の前記管路から前記冷却弁及びポンプの間の前記管路までの間をバイパスするバイパス管路と
を備えることを特徴とする温度制御装置。 In a temperature control device for controlling the temperature of an object by circulating a medium between a pump and the object via a pipeline,
A heat exchanger having a cooling flow path communicating with a cooling pipe supplying cooling water and a medium flow path communicating with the pipe and flowing the medium;
A cooling valve interposed in the conduit on the outlet side of the heat exchanger;
A temperature control device comprising: a bypass pipe that bypasses between the pipe on the inlet side of the heat exchanger and the pipe between the cooling valve and the pump.
該媒体温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却弁の開閉を制御する冷却弁制御部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の温度制御装置。 A medium temperature detector for detecting the temperature of the medium;
The temperature control device according to claim 1, further comprising: a cooling valve control unit that controls opening and closing of the cooling valve based on the temperature detected by the medium temperature detection unit.
所定の制御周期の都度、前記媒体温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却弁を開閉することを特徴とする請求項2に記載の温度制御装置。 The cooling valve controller is
3. The temperature control device according to claim 2, wherein the cooling valve is opened and closed based on the temperature detected by the medium temperature detection unit every predetermined control cycle.
前記温度調節部は、
前記冷却水弁を所定のタイミングで開閉して前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することを特徴とする請求項4に記載の温度制御装置。 A cooling water valve interposed in the cooling pipe,
The temperature control unit is
The temperature control device according to claim 4, wherein the temperature of the medium flow path is adjusted to be within a predetermined range by opening and closing the cooling water valve at a predetermined timing.
前記媒体流路の温度を検出する流路温度検出部と
を備え、
前記温度調節部は、
前記流路温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却水弁を開閉して前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することを特徴とする請求項4に記載の温度制御装置。 A cooling water valve interposed in the cooling pipe;
A flow path temperature detection unit for detecting the temperature of the medium flow path,
The temperature control unit is
The temperature control according to claim 4, wherein the temperature of the medium flow path is adjusted to be within a predetermined range by opening and closing the cooling water valve based on the temperature detected by the flow path temperature detection unit. apparatus.
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