JP3056681B2 - 温調装置 - Google Patents

温調装置

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JP3056681B2 JP7344567A JP34456795A JP3056681B2 JP 3056681 B2 JP3056681 B2 JP 3056681B2 JP 7344567 A JP7344567 A JP 7344567A JP 34456795 A JP34456795 A JP 34456795A JP 3056681 B2 JP3056681 B2 JP 3056681B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は温調装置に関し、特
にゴム押出機のように運転時に発熱する被温調負荷の温
調に用いられる装置である。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の温調装置の一例を図2に
示す。この図2に於て、被温調負荷31として、ゴム押出
機の場合を示し、比較的大容量のタンク32と、このタン
ク32から貯蔵した水を吸出して負荷31へ送る吸込管33と
ポンプ34と吐出管35と、負荷31とタンク32を連結する還
流配管36とを備え、さらに、この還流配管36の途中に
は、ヒーター37が介装されており、このヒーター37は点
線矢印Aのように蒸気を供給し、コイル状熱交換部を流
れて矢印Bのように排出させていた。
【0003】また、矢印Cのように冷却水をタンク32に
流入する前に混入可能なように、冷却水配管38が付設さ
れていた。タンク32の頂部には、タンク32中のエアーを
抜くためにエアーベント39が付設され、かつ、余分の水
を排出するためにリリーフ弁40が付設されていた。温度
検出器41はタンク32に設けられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の上述の(図2の
ような)温調装置では次のような問題がある。即ち、
空気を抜くためのエアーベント39と余分な水を排出する
ためのリリーフ弁40の両方が必要であった。 タンク
32を使用するため、ヒーター37は間接的となり、熱効率
があまり良いとは言えなかった。即ち、(図2のよう
に)矢印A方向に入った蒸気は循環水を混合せず、矢印
Bのように捨てられていた。 温度検出器41を(水量
が多い)タンク32に設けていたため、検出される温度の
変化が緩やかとなり、感度が鈍くなり、負荷31に最適温
度の水を供給するうえで、温度の精度が良くなかった。
タンク32の容積が大(例えば、1000リットル以上を
要する)で、温調装置としての設置スペースが増加す
る。
【0005】本発明はこのような従来の問題点
を解決して、簡易かつ安価で省スペースの温調装置を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、被温調負荷部
が発熱すると共に該負荷部に水を循環させる配管系及び
ポンプを備えた温調装置に於て、上方頂部にリリーフ弁
を付設した長尺の鉛直水管を上記配管系の途中に介装
し、該鉛直水管の下部に水が流入する流入口を設けると
共に該流入口よりもさらに下方に流出口を設け、かつ、
上記配管系の途中には、蒸気を直接に混入して加熱する
インラインヒーター、及び、上記負荷部の発熱時に冷却
するための冷却水の注入部を、設けたものである。
【0007】また、温度検出器を、配管系に於いて負荷
部の上流側の近傍に設け、該温度検出器の検出信号によ
って、インラインヒーターの蒸気及び注入部からの注入
冷却水の各流量を制御するように構成した。
【0008】また、負荷部がゴム押出機であって、運転
前予熱時にはインラインヒーターのON・OFF制御に
て温めた水をゴム押出機へ供給し、運転時には注入冷却
水の流量制御にて、ゴム押出機から還流する水を冷却し
て適温にしてゴム押出機へ循環させる切替手段を備えて
いる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき発明の実施の
形態を説明する。
【0010】図1は、本発明に係る温調装置の配管系統
図であって、被温調負荷部Fとしては例えばゴム押出機
1やプラスチック射出成型機等の運転時に発熱を行うも
のに、この温調装置が使用される。
【0011】2は、この負荷部Fに水を循環させる配管
系であり、3は水用のポンプである。水は矢印G,J,
K,L,Mのように上記配管系を循環する。4は鉛直水
管で、負荷部Fからの還流部(矢印K,L参照)の途中
に介装され、この鉛直水管4の下部に流入口5を設けて
この流入口5から還流水が流入し、この流入口5よりも
さらに下方に流出口6を設ける。流入口5と流出口6の
配管口径を例えば25Aとする。
【0012】この流入口5と流出口6の高低差をΔHと
すると、50mm≦ΔH≦100mm が望ましい。そして、負荷
部Fが一般のゴム押出機1の場合には、水管4は径が40
Aで、長さが 500mm〜800mm の長尺とするのが望まし
い。
【0013】そして、この鉛直水管4の上方頂部7に
(従来のエアーベントを省略して)リリーフ弁8のみを
付設する。つまり、本発明では、このリリーフ弁8によ
って、エアーと水の両方を逃がす役目をなし、圧力設定
は、約0.7kg/cm2 が良い。
【0014】上記高低差(ΔH)が50mm未満であると、
流入口5から鉛直水管4へ流入した水の中のエアーが十
分分離できないからであり、逆に、100mm を越えると不
必要に水管4の長さが大きくなるからである。また、こ
の水管4の高さ(長さ)が500mm 未満であると十分に水
中のエアーの分離が行なわれないからであり、800mmを
越えるとスペース的と材料が余分であるためである。
【0015】この鉛直水管4から矢印Lのように流出し
た水は、インラインヒーター9にて加熱可能である。こ
のインラインヒーター9は、蒸気用配管10によって、矢
印N方向に(図外の蒸気発生設備から)送られてくる蒸
気を直接に(配管系2内の)循環水に混入して加熱する
ヒーターであり、そのため、熱の無駄がなく、有効に循
環水を加熱する。(つまり省エネルギーの効果があ
る。)このインラインヒーター9へ矢印Nのように送ら
れる蒸気の圧力(蒸気圧)は、1.5kg/cm2 〜2.2kg/cm2
が使用される。また、この蒸気用配管10の途中には、開
閉弁11が付設され、蒸気の供給の開閉が行われるが、例
えば(図1では)空気作動弁を用いる。
【0016】次に、インラインヒーター9とポンプ3の
間に於て、負荷部Fの運転状態での発熱時に、循環水の
温度が上昇するので、これを冷却するために、冷却水の
注入部12を、設ける。つまり、矢印Pのように配管13に
て送られてくる冷却水は、注入部12にて配管系2に合流
する。この冷却水配管13の途中には、開閉弁14が付設さ
れ、冷却水の供給の開閉が行われるが、例えば(図1で
は)空気作動弁を用いる。
【0017】ポンプ3から吐出した水は矢印G,Jのよ
うに送られるが、その途中に、プレッシャスイッチ16及
び温度検出器15が付設されている。特に、温度検出器15
は配管系2に於て負荷部Fの上流側近傍に設けるのが好
ましい。この温度検出器15の検出信号Iによって、イン
ラインヒーター9の蒸気(矢印N参照)及び注入部12か
らの注入冷却水(矢印P参照)の各流量を制御するよう
に構成する。
【0018】具体的には、この「流量を制御」とは、O
N・OFF(開・閉)の制御の場合を包含すると定義す
る。図1では、ON・OFF(開・閉)の制御の場合を
示し、まず、制御手段17としてマイコン等が用いられ、
これに温度検出器15からの検出信号Iを送信して、制御
手段17にて、予め操作部(入力部)18にて入力された設
定値と比較・演算等して、2個のソレノイド式空気弁1
9,20のソレノイドに制御電気信号を送る。一方の空気
弁19は、(図外の空気源から送られてくる)圧縮空気を
切換えて、冷却水用の開閉弁14を開閉作動させる。他方
の空気弁20は、同様にして、蒸気用の開閉弁11を開閉作
動させる。
【0019】例えば、負荷部Fがゴム押出機1であれ
ば、運転前予熱時(昇温時)には、一方の空気弁19は常
に「閉」として、他方の空気弁20を温度検出器15と制御
手段17にてON・OFF制御すれば、蒸気用開閉弁11が
開閉して、必要な量(必要な時間)だけ、インラインヒ
ーター9へ蒸気を送り込み、循環水を直接混合し(調合
され)、昇温ができる。
【0020】ゴム押出機1が所定温度まで上昇すれば、
ゴム押出機1の運転が可能となる。運転が開始される
と、そのスクリュー部にて発熱を生ずるため、循環水は
昇温を始め、このとき、冷却する必要が生ずる。
【0021】そこで、他方の空気弁20を常に「閉」と
し、一方の空気弁19を温度検出器15と制御手段17にてO
N・OFF制御すれば、冷却水用開閉弁14が開閉して、
必要な量(必要な時間)だけ、冷却水を注入部12から送
り込み、高過ぎる温度とならないように循環水を制御す
ることが可能となる。なお、図示省略したが、開閉弁14
を流量調整弁として、これを無段階にて制御して、注入
冷却水の流量を無段階に制御しても良い。
【0022】上述のように、運転前予熱時には、インラ
インヒーター9を制御して循環水を温め、また、運転時
(稼働時)には注入冷却水の流量を制御して、循環水を
冷却するように、切替える切替手段21を、具備してお
り、図例ではこの切替手段21は、操作部18と制御手段17
等から成っている。
【0023】このように、本発明の温調装置は、巧妙に
被温調負荷部Fの自己発熱現象を活用している。しか
も、温水タンク(従来の図2の符号32参照)を省略し
て、温度制御される量が少ないので、制御系の応答性は
著しく向上し、かつ、温度制御の精度も高い。また、蒸
気を直接に循環水へ調合(混合)させるため、省エネル
ギーの観点からも望ましいといえる。
【0024】なお、プレッシャスイッチ16によって配管
内のキャビテーションを防止している。このプレッシャ
スイッチ16の圧力設定範囲は、 0.5〜1.0kg/cm2 とし、
この圧力未満で直ちに冷却水を注入部12から注入するよ
うに、制御手段17へプレッシャスイッチ16から信号を送
る。(これによりポンプ3の空運転を防止する。)ま
た、上述の温度検出器15による温度コントロール範囲
を、例えば、25℃〜95℃とする。この温度以下の温度は
ゴム押出機1では不要であり、また、95℃を越えると、
蒸気を直接に循環水内へ調合するうえで、不都合(キャ
ビテーションの発生等)である。
【0025】
【発明の効果】本発明は上述の構成により次のような著
大な効果を奏する。
【0026】 温水タンクが省略できて、装置全体の
コンパクト化を図り、設置スペースを減少できた。 リリーフ弁8から余分な水と共にエアーをも放出で
きる。そのため、従来のエアーベントを省略できる。 省エネルギーとなる。 温度制御の応答性が良く、簡易な構成で高精度の循
環水の温度コントロールを実現した。 (請求項2によれば、)負荷部Fの温度制御が一層
正確となる。 (請求項3によれば、)不必要な蒸気又は冷却水を
用いないで済む。従って、省資源・省エネルギーの観点
からも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図2】従来例を示す配管系統図である。
【符号の説明】
1 ゴム押出機 2 配管系 3 ポンプ 4 鉛直水管 5 流入口 6 流出口 7 上方頂部 8 リリーフ弁 9 インラインヒーター 12 注入部 15 温度検出器 21 切替手段 F 被温調負荷部 I 検出信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平6−73614(JP,U) 実開 昭59−61925(JP,U) 実開 昭59−164710(JP,U) 実開 平6−24927(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 47/00 - 47/96

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被温調負荷部Fが発熱すると共に該負荷
    部Fに水を循環させる配管系2及びポンプ3を備えた温
    調装置に於て、上方頂部7にリリーフ弁8を付設した長
    尺の鉛直水管4を上記配管系2の途中に介装し、該鉛直
    水管4の下部に水が流入する流入口5を設けると共に該
    流入口5よりもさらに下方に流出口6を設け、かつ、上
    記配管系2の途中には、蒸気を直接に混入して加熱する
    インラインヒーター9、及び、上記負荷部Fの発熱時に
    冷却するための冷却水の注入部12を、設けたことを特徴
    とする温調装置。
  2. 【請求項2】 温度検出器15を、配管系2に於いて負荷
    部Fの上流側の近傍に設け、該温度検出器15の検出信号
    Iによって、インラインヒーター9の蒸気及び注入部12
    からの注入冷却水の各流量を制御するように構成した請
    求項1記載の温調装置。
  3. 【請求項3】 負荷部Fがゴム押出機1であって、運転
    前予熱時にはインラインヒーター9のON・OFF制御
    にて温めた水をゴム押出機1へ供給し、運転時には注入
    冷却水の流量制御にて、ゴム押出機1から還流する水を
    冷却して適温にしてゴム押出機1へ循環させる切替手段
    21を備えた請求項1又は2記載の温調装置。
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