JP2022020821A

JP2022020821A - 版胴冷却装置

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Publication number: JP2022020821A
Application number: JP2021188059A
Authority: JP
Inventors: 驍村川; Takeshi Murakawa
Original assignee: Tomita Giken Co Ltd
Current assignee: Tomita Giken Co Ltd
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2036-07-26
Also published as: JP7319714B2

Abstract

【課題】空冷式であっても十分な冷却能力を有し、また、設置スペースを節減すること。【解決手段】印刷機１００に設けられた版胴１１０を冷却する版胴冷却装置１０において、外気を取り入れ冷却すると共に、冷却された外気の一部を再冷却する冷却装置２０と、冷却装置２０により冷却された空気を加速する送風装置３０と、送風装置３０によって加速された空気を版胴１１０に吹き付ける冷却ノズル４２とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、大型の印刷装置に組み込まれた版胴を冷却するための版胴冷却装置に関する。

大型の高速輪転印刷装置に組み込まれたドラム状の版胴は、印刷時に高温となる。高温になりすぎると印刷品質が低下するため、版胴を適温に保持する版胴冷却装置が必要となる。版胴冷却装置としては、冷却効率の高い水冷式の版胴冷却装置を用いることもできるが、湿度に影響することから、空冷式の版胴冷却装置が開発されている（例えば、特許文献１，２参照。）。このような空冷式の版胴冷却装置は、版胴の軸方向に沿って冷却空気吹付装置が設けられており、版胴の温度を温度センサで測定し、所定温度以上になると、表面に低温の空気を吹き付けて冷却する。印刷機の発熱量は大きいため、適切な温度の冷風を供給する場合、大型の空気冷却器が必要になる。このような版胴冷却装置の中には、版胴表面に吹き付けられた冷気を回収し、空気戻しダクトを通じて、再度、熱交換器に戻すようすることで、冷却効率が高められ、空気冷却器を小型にすることが可能である。

米国特許第５３０９８３８号明細書米国特許第５３７５５１８号明細書

上述した版胴冷却装置においては、次のような問題があった。すなわち、印刷機から冷却器まで空気戻しダクトを設ける場合、印刷機の内部に冷気を回収するスペースや、ダクトを設けるためのスペースが必要になり、装置が大型化する虞がある。

そこで本発明は、空冷式であっても十分な冷却能力を有し、また、設置スペースが大型とならない版胴冷却装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の版胴冷却装置は次のように構成されている。

印刷機に設けられた版胴を冷却する版胴冷却装置において、外気を取り入れ冷却すると共に、冷却された外気の一部を再冷却する冷却装置と、この冷却装置により冷却された空気を加速するファンと、このファンによって加速された空気を前記版胴に吹き付ける冷却ノズルとを備えている。

本発明によれば、空冷式であっても十分な冷却能力を有し、また、設置スペースが大型とならない版胴冷却装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る版胴冷却装置を模式的に示す説明図。同版胴冷却装置に組み込まれた冷却装置を示す斜視図。同版胴冷却装置に組み込まれた送風装置を示す斜視図。同版胴冷却装置に組み込まれた噴出装置を示す斜視図。本発明の第２の実施の形態に係る版胴冷却装置を模式的に示す説明図。同版胴冷却装置に組み込まれた冷却部を示す斜視図。本発明の第３の実施の形態に係る版胴冷却装置を模式的に示す説明図。本発明の第４の実施の形態に係る版胴冷却装置を模式的に示す説明図。本発明の第５の実施の形態に係る版胴冷却装置を模式的に示す説明図。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る版胴冷却装置１０を模式的に示す説明図、図２は版胴冷却装置１０に組み込まれた冷却装置２０を示す斜視図、図３は版胴冷却装置１０に組み込まれた送風装置３０を示す斜視図、図４は版胴冷却装置１０に組み込まれた噴出装置４０を示す斜視図である。なお、図中１００は、版胴冷却装置１０の冷却対象となる４台の版胴１１０が組み込まれた印刷装置、Ｒは冷気を示している。版胴１１０は色毎に設けられており、４色刷の場合は４台が１台の印刷装置に組み込まれる。

図１に示すように、版胴冷却装置１０は、冷却装置２０と、４組の送風装置３０と、４組の噴出装置４０と、これらを接続するダクトホース５０，６０とを備えている。図２に示すように、冷却装置２０は、軸方向を水平にした角筒状の冷却循環チャンバボックス２１を備えている。冷却循環チャンバボックス２１は断熱プレートにより形成されている。冷却循環チャンバボックス２１の一方の側面は平板状の蓋部２２で閉塞され、他方の側面は先端側へ狭まる形状の角錐台状の吐出フード２３で閉塞されている。蓋部２２は、外気を取り入れるための外気取入口２２ａが設けられている。吐出フード２３の先端には４つの冷風吐出口２３ａが設けられている。また、吐出フード２３の側面には温度・風速計投入部２３ｂが設けられている。

冷却循環チャンバボックス２１内には、中央部に設けられた冷凍機２４が中央部に位置するように吊り下げられている。冷凍機２４は、熱交換器（蒸発器）２４ａと、この熱交換器２４ａの出口側に設けられた送風ファン２４ｂを備えている。冷却循環チャンバボックス２１は入口側のエリア２１ａ、出口側のエリア２１ｂ、冷凍機２４の周囲と冷却循環チャンバボックス２１の内壁との間のエリア２１ｃを有している。

冷風吐出口２３ａには、ダクトホース５０が接続されており、後述する高圧ブロア３２の吸気口３２ａに接続されている。

図３に示すように、送風装置３０は、架台３１と、この架台３１に搭載された高圧ブロア３２と、高圧ブロア３２の出口側に設けられた電動バルブ３３とを備えている。高圧ブロア３２は版胴１１０に対応して４台設けられている。高圧ブロア３２は吸気口３２ａと吐出口３２ｂとを備えており、吸気口３２ａには冷却装置２０からのダクトホース５０が接続されている。吐出口３２ｂにはダクトホース６０が接続されており、後述するハウジング４１に接続されている。

図３中３５は版胴冷却装置制御盤を示している。

図４に示すように、噴出装置４０は、版胴１１０の軸方向に沿って配置されたハウジング４１と、このハウジング４１の版胴１１０側に向けて設けられた冷却ノズル４２と、版胴１１０の表面温度を非接触で測定する放射温度センサ４３と、この放射温度センサ４３からの出力をＯＮ／ＯＦＦ信号及び比例電流として出力するセンサ中継ボックス４４とを備えている。なお、放射温度センサ４３及びセンサ中継ボックス４４は４組の噴出装置４０のうち、１組の噴出装置４０に設けている。

このように構成された版胴冷却装置１０は次のようにして版胴１１０を冷却する。なお、以下に示す数値は例示である。目標温度を例えば－５℃に設定した冷凍機２４を動作させる。これにより、エリア２１ａに存在する空気を冷却し、エリア２１ｂへ吐出する。冷凍機２４の吐出風量は例えば２７００～３３００ｍ３／ｍｉｎである。冷凍機２４から吐出された冷却された空気はエリア２１ｃを流路としてエリア２１ａに戻り、さらに冷却される。このように冷却・循環を繰り返すことで、冷却循環チャンバボックス２１内の空気は冷凍機２４に予め設定した目標温度まで低下する。なお、冷凍機２４の動作は、版胴１１０の温度とは独立して制御されており、運転・停止・霜取運転・温度設定等はリモートコントローラ（不図示）によって行われる。

一方、放射温度センサ４３により版胴１１０表面の温度が常時計測されている。印刷装置１００が動作開始すると、版胴１１０の表面温度Ｔが上昇する。例えば、版胴１１０の表面温度Ｔに応じて、センサ中継ボックス４４を介して電動バルブ３３が所定量だけ開く。電動バルブ３３の開度は例えば下記の通りである。なお、この例ではバルブ開度９０°の場合が全開となる。

３段階制御の場合は、表面温度Ｔが１４℃以上の時はバルブ開度９０°（流量１００％）、８℃以上１４℃未満の時はバルブ開度７０°（流量５０％）、８℃未満の時はバルブ開度３０°（流量９％）とする。また、比例制御の場合は、表面温度Ｔの範囲が１４°～８°の間では、バルブ開度を９０°～３０°（流量を１００％～９％）の間で比例させて制御する。なお、表面温度Ｔが１４℃以上の時はバルブ開度９０°（流量１００％）、８℃未満の時はバルブ開度３０°（流量９％）とする。

高圧ブロア３２の作動により送られた冷気Ｒは、電動バルブ３３を通過し、ダクトホース６０を介してハウジング４１内に導入される。ハウジング４１に導入された冷気Ｒは、冷却ノズル４２から版胴１１０の表面に向けて冷気Ｒを噴射する。版胴１１０はこの冷気Ｒの噴射に伴い温度が低下し、表面温度Ｔも低下する。

版胴１１０の表面温度Ｔが低下すると、電動バルブ３３の開閉角度が小さくなると共に、表面温度Ｔに基づいて高圧ブロア３２の回転周波数が低下し、また停止する。同様にして、印刷装置１００の運転が継続されている間、表面温度Ｔに伴って、高圧ブロア３２の作動、及び、電動バルブ３３の開閉が制御される。

このようにして、本実施の形態に係る版胴冷却装置１０によれば、冷却装置２０内で冷気Ｒを循環させることで設定された温度まで低下させることができる。したがって、空冷式であっても十分な冷却能力を有する。また、印刷装置１００から冷風を回収する必要が無いため設置スペースを減らすことができる。

なお、上述した例では、版胴１１０表面の温度に基づいて電動バルブ３３のＯＮ／ＯＦＦのみの制御としても良い。

図５は本発明の第２の実施の形態に係る版胴冷却装置１０Ａを模式的に示す説明図、図６は版胴冷却装置１０Ａに組み込まれた冷却装置７０を示す斜視図である。なお、図５，６において、図１～図４と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図５に示すように、版胴冷却装置１０Ａは、冷却装置７０と、送風装置３０と、噴出装置４０と、これらを接続するダクトホース５０，６０とを備えている。図６に示すように、冷却装置７０は、軸方向を水平にした角筒状の冷却循環フレーム７１を備えている。冷却循環フレーム７１の中央部には、冷凍機７２が取り付けられている。

冷凍機７２の一方の側面は平板状の蓋部７４で閉塞され、他方の側面は直方体状の吐出フード７５で閉塞されている。蓋部７４の中央には後述する循環ダクト７６の他端が接続される還流開口部７４ａが設けられ、その周囲には外気を取り入れるための外気取入口７４ｂが設けられている。吐出フード７５の先端には４つの冷風吐出口７５ａ、天井側には開口部７５ｂが設けられている。開口部７５ｂには循環ダクト７６の一端が接続され、他端は蓋部７４の還流開口部７４ａに接続されている。

循環ダクト７６の途中には、風量調整ダンパ７７が設けられている。風量調整ダンパ７７により、循環させる冷気Ｒの割合を調整することができる。

冷凍機７２の吸気側には、熱交換器（蒸発器）７２ａと、冷凍機７２の出口側に送風ファン７２ｂが設けられている。

冷風吐出口７５ａには、ダクトホース５０が接続されている。

送風装置３０及び噴出装置４０は、上述した版胴冷却装置１０のものと同様である。

このように構成された版胴冷却装置１０Ａは次のようにして版胴１１０を冷却する。なお、以下に示す数値は例示である。風量調整ダンパ７７を開き、目標温度を例えば０℃に設定した冷凍機７２を動作させる。冷凍機７２の吐出風量は例えば２７００～３３００ｍ３／ｍｉｎである。これにより、吐出フード７５内に冷気Ｒが送られる。冷気Ｒの一部は循環ダクト７６を通って還流開口部７４ａに送られ、再度、冷却される。このように冷却・循環を繰り返すことで、吐出フード７５内の空気は冷凍機７２に予め設定した温度まで低下する。

吐出フード７５内の冷気Ｒは、送風ファン７２ｂの作動により送風装置３０に送られる。なお、送風により不足する外気は、蓋部７４の外気取入口７４ｂから取り入れられる。なお、冷凍機７２の動作は、版胴１１０の温度とは独立して制御されており、運転・停止・霜取運転・温度設定等はリモートコントローラ（不図示）によって行われる。

一方、放射温度センサ４３により版胴１１０表面の温度が常時計測されている。印刷装置１００が動作開始すると、版胴１１０の表面温度Ｔが上昇する。例えば、版胴１１０の表面温度Ｔに応じて、センサ中継ボックス４４を介して電動バルブ３３が所定量だけ開く。また、インバータ３４により高圧ブロア３２が所定の回転周波数で駆動される。

版胴１１０の表面温度Ｔが低下すると、電動バルブ３３の開閉角度が小さくなると共に、表面温度Ｔに基づいて高圧ブロア３２が停止する。同様にして、印刷装置１００の運転が継続されている間、表面温度Ｔに伴って、高圧ブロア３２の作動、及び、電動バルブ３３の開閉が制御される。

このようにして、本実施の形態に係る版胴冷却装置１０Ａによれば、冷却装置７０内で冷気Ｒを循環させることで設定された温度まで低下させることができる。したがって、空冷式であっても十分な冷却能力を有する。また、印刷装置１００から冷風を回収する必要が無いため設置スペースを減らすことができる。

図７は本発明の第３の実施の形態に係る版胴冷却装置１０Ｂを模式的に示す説明図である。なお、図７において、図１～図６と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図７に示すように、版胴冷却装置１０Ｂは、２組の冷却装置２０と、送風装置３０と、４組の噴出装置４０と、これらを接続するダクトホース５０，６０と、冷凍サイクルシステム８０と、これら各部を連携制御する版胴冷却装置制御盤９０を備えている。なお、各ダクトホース５０の途中には冷風切替電磁弁５１が設けられている。

冷凍サイクルシステム８０は、蒸発器を構成する冷凍機２４と、凝縮器等を収容する庫外機８１と、庫外機８１から冷媒液を送出する冷媒液ライン８２と、この冷媒液ライン８２から分岐して２組の冷凍機２４にそれぞれ供給する冷媒液分岐ライン８３と、２組の冷凍機２４から冷媒ガスを送出する冷媒ガス分岐ライン８４と、これら冷媒ガス分岐ライン８４が集合して庫外機８１に接続された冷媒ガスライン８５とを備えている。

冷媒液分岐ライン８３には電磁弁８３ａが設けられている。冷媒ガス分岐ライン８４には逆止弁８４ａが設けられている。

版胴冷却装置制御盤９０は、噴出装置４０のセンサ中継ボックス４４が組み込まれている。また、高圧ブロア３２それぞれのＯＮ／ＯＦＦ、冷風切替電磁弁５１それぞれのＯＮ／ＯＦＦ、電磁弁８３ａのＯＮ／ＯＦＦを切り替える機能を有している。

このように構成された版胴冷却装置１０Ｂは次のようにして版胴１１０を冷却する。なお、高圧ブロア３２及び庫外機８１は常時作動させ、冷風切替電磁弁５１は閉じる。２組のうち一方の冷凍機２４を作動させると共に及び当該冷凍機２４に接続された電磁弁８３ａを開く。これにより、前述したように冷凍機２４内の冷気Ｒを予め設定した目標温度まで低下させる。そして、当該冷凍機２４に接続されたダクト５０の冷風切替電磁弁５１を開く。

一方、放射温度センサ４３により版胴１１０表面の温度が常時計測されている。印刷装置１００が動作開始すると、版胴１１０の表面温度Ｔが上昇する。例えば、版胴１１０の表面温度Ｔに応じて、センサ中継ボックス４４を介して電動バルブ３３が所定量だけ開く。

なお、冷凍機２４はその内部で霜が発生し、冷却効率が低下する場合がある。その場合、その冷凍機２４に対応する電磁弁８３ａを閉じ、２組のうち他方の冷凍機２４を動作させると共に当該冷凍機２４に接続された電磁弁８３ａを開く。このようにして霜が発生した一方の冷凍機２４では冷凍動作を中断して霜を自然に取り、他方の冷凍機２４で冷凍動作を開始して版胴１１０の冷却を継続する。

このようにして、本実施の形態に係る版胴冷却装置１０Ｂによれば、上述した版胴冷却装置１０と同様の効果が得られる。また、２組の冷凍機２４を交互に運転することで、霜が付着した冷凍機２４の冷却動作を一時的に止め、霜取り動作を自然に行うことができる。したがって、印刷装置１００を停止させる必要は無い。

図８は本発明の第４の実施の形態に係る版胴冷却装置２００を模式的に示す説明図である。なお、図８において、図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

版胴冷却装置２００は、印刷装置４００に組み込まれた水冷式の版胴５００に適用される。版胴冷却装置２００は、冷却装置２０と、この冷却装置２０に隣接して配置された冷却水循環装置２１０と、この冷却水循環装置２１０に接続された冷却水循環パイプ２２０，２３０とを備えている。

冷却水循環装置２１０は、ポンプ２１１と、このポンプ２１１の吸込側に設けられた熱交換パイプ２１２と、吐出側に設けられた吐出パイプ２１３とを備えている。吐出パイプ２１３には、冷却水循環パイプ２２０が接続されている。冷却水循環パイプ２２０は版胴５００の内部に設けられた冷却通路５１０に接続されている。

熱交換パイプ２１２は、中間部に熱交換部２１２ａが設けられ、冷却装置２０から出されたダクトホース５０によって冷却されている。

冷却通路５１０の排出側は冷却水循環パイプ２３０に接続され、熱交換パイプ２１２に接続される。

このような版胴冷却装置２００においては、次のようにして版胴５００を冷却する。すなわち、冷却水循環装置２１０のポンプ２１１を駆動し、冷却水循環パイプ２２０、冷却通路５１０、冷却水循環パイプ２３０を通じて、冷却水を循環させる。また、冷却装置２０を作動させ、ダクトホース５０から冷却風を送出し、熱交換部２１２ａを冷却する。このような冷却・循環を繰り返すことで、冷却水は冷却装置２０によって冷却され、この冷却水によって版胴５００が冷却される。

このようにして、本実施の形態に係る版胴冷却装置２００によれば、冷却装置２０からの冷風を水冷式の冷却装置である冷却水循環装置２１０の冷却水の冷却に使用することで、効率良く冷却を行うことができる。また、冷却水循環装置２１０から冷風を回収する必要が無いため設置スペースを減らすことができる。

図９は本発明の第５の実施の形態に係る版胴冷却装置２００Ａを模式的に示す説明図である。なお、図９において、図８と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

版胴冷却装置２００Ａは、印刷装置４００に組み込まれた水冷式の版胴５００に適用される。版胴冷却装置２００は、冷却装置２０と、この冷却装置２０に隣接して配置された冷却水循環装置２１０と、この冷却水循環装置２１０に接続された冷却水循環パイプ２２０，２３０とを備えている。

冷却水循環装置２１０は、ポンプ２１１と、このポンプ２１１の吸込側に設けられた熱交換パイプ２１２と、吐出側に設けられた吐出パイプ２１３とを備えている。吐出パイプ２１３には、冷却水循環パイプ２２０が接続されている。冷却水循環パイプ２２０は版胴５００の内部に設けられた冷却通路５１２に接続されている。

冷却通路５２０は、版胴５００内部を往復するように配置されており、冷却水循環パイプ２２０と冷却水循環パイプ２３０とは版胴５００の同じ側の端部に接続されている。

冷却通路５２０の排出側は冷却水循環パイプ２３０に接続され、熱交換パイプ２１２に接続される。

このような版胴冷却装置２００Ａにおいては、上述した版胴冷却装置２００と同様に冷却動作が行われ、高い効率で版胴５００を冷却することができると共に、冷却水循環装置２１０から冷風を回収する必要が無いため設置スペースを減らすことができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記した各実施形態では、版胴１１０表面の温度に基づいて電動バルブ３３の開閉量を三段階で制御したり、比例で制御したりしたが、ＯＮ／ＯＦＦのみの制御としても良い。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であることは言うまでもない。

１０，１０Ａ，２００，２００Ａ…版胴冷却装置、２０，７０…冷却装置、３０…送風装置、４０…噴出装置、４２…冷却ノズル、１００…印刷装置、１１０…版胴、Ｒ…冷気。

印刷機に設けられた版胴の内部に設けられた冷却通路に接続され、前記版胴を冷却する版胴冷却装置において、前記冷却通路の一端に接続される第１冷却水循環パイプと、前記冷却通路の他端に接続される第２冷却水循環パイプと、外気を取り入れ冷却すると共に、冷却された外気の一部を再冷却する冷却装置と、吸込側から冷却水を吸い込んで吐出側から冷却水を吐出するポンプ、一端が前記ポンプの前記吸込側に接続され、他端が前記第１冷却水循環パイプに接続される、中間部に熱交換部を有する熱交換パイプ、及び、一端が前記ポンプの前記吐出側に接続され、他端が前記第２冷却水循環パイプに接続される吐出パイプを備える冷却水循環装置と、前記冷却装置からの冷却風を前記熱交換部に送出して前記熱交換部を冷却するダクトホースとを備えている。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記した各実施形態では、版胴１１０表面の温度に基づいて電動バルブ３３の開閉量を三段階で制御したり、比例で制御したりしたが、ＯＮ／ＯＦＦのみの制御としても良い。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であることは言うまでもない。
以下に、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
［１］
印刷機に設けられた版胴を冷却する版胴冷却装置において、
外気を取り入れ冷却すると共に、冷却された外気の一部を再冷却する冷却装置と、
この冷却装置により冷却された空気を加速するファンと、
このファンによって加速された空気を前記版胴に吹き付ける冷却ノズルを備えていることを特徴とする版胴冷却装置。
［２］
前記冷却装置は、チャンバと、このチャンバ内に配置された冷凍機と、冷凍機から吐出された冷気の一部を前記チャンバ内に設けられ、前記冷凍機の入口側に還流させる還流路を備えていることを特徴とする［１］に記載の版胴冷却装置。
［３］
前記冷却装置は、チャンバと、このチャンバ内に配置された冷凍機と、冷凍機から吐出された冷気の一部を前記チャンバ外に設けられ、前記冷凍機の入口側に還流させる還流路を備えていることを特徴とする［１］に記載の版胴冷却装置。

Claims

印刷機に設けられた版胴を冷却する版胴冷却装置において、
外気を取り入れ冷却すると共に、冷却された外気の一部を再冷却する冷却装置と、
この冷却装置により冷却された空気を加速するファンと、
このファンによって加速された空気を前記版胴に吹き付ける冷却ノズルを備えていることを特徴とする版胴冷却装置。
前記冷却装置は、チャンバと、このチャンバ内に配置された冷凍機と、冷凍機から吐出された冷気の一部を前記チャンバ内に設けられ、前記冷凍機の入口側に還流させる還流路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の版胴冷却装置。
前記冷却装置は、チャンバと、このチャンバ内に配置された冷凍機と、冷凍機から吐出された冷気の一部を前記チャンバ外に設けられ、前記冷凍機の入口側に還流させる還流路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の版胴冷却装置。