JP3801766B2 - ブローエァーの回収方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロー成形機におけるブローエァーの回収方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のブロー成形機においては、ボトルのブロー成型に使用される高圧エァーは、ボトル成型後に大気中に排出されていた。
特に、大型のブロー成形機でボトルを大量生産する場合には、高圧エァーの消費量も多くなり、ボトル成型の都度ブローエァーを排気していると、高圧エァーが無駄となり、高圧エァーを供給するコンプレッサーの負担も多くなり、電力消費量も高くなった。
【０００３】
本発明は、上記の事情を考慮し、従来大気中に排気していた高圧のブローエァーを回収し、再利用することを技術的課題とするもので、ブロー成形機におけるブローエァーの回収方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の技術的課題を達成するため、ブローエァーの回収方法として、高圧ループ配管と中圧ループ配管、および低圧ループ配管とを具えたループ配管空気圧回路と、吹込み圧切換えバルブと、低圧バルブ、高圧バルブと吹込み管路とを具えた吹込み空気圧制御回路とを備えたブロー成形機において、吹込み圧切換えバルブを介して所要圧のブローエァーを吹込み、成形終了後の吹込み圧切換えバルブのオフ時に、ブローエァーを、該吹込み圧切換えバルブを介して、中圧ループ配管と、低圧ループ配管に回収することを特徴とする構成を採用する。
【０００５】
具体的態様として、高圧ループ配管と中圧ループ配管と低圧ループ配管とを備えたループ配管空気圧回路と、吹込み圧切換バルブ、低圧バルブ、高圧バルブと排気バルブ、吹込み管路とを備えた吹込み制御回路とからなる吹込み空気圧回路を有するブロー成形機において、前記吹込み圧切換バルブは、バルブのオフ時に低圧バルブと吹込み管路とを接続し、バルブのオン時には中圧ループ配管と高圧ループ配管に接続された高圧バルブとを接続した接続管路と吹込み管路を接続するよう構成され、前記低圧バルブは、バルブのオン時に低圧ループ配管と吹込み圧切換バルブとを接続し、バルブのオフ時に中圧ループ配管と吹込み圧切換バルブとを接続するよう構成され、前記高圧バルブは、バルブのオン時に高圧ループ配管と吹込み圧切換バルブとを接続するよう構成されており、成形終了後の吹込み圧切換バルブのオフ時に、低圧バルブのオフ状態で吹込みエァーの高圧部を中圧ループ配管に回収するようにしたことを特徴とする構成を採用する。
【０００６】
さらに高圧部と中圧部の二段回収をするため、上記構成に付加して、成形終了後の吹込み圧切換バルブのオフ時に、低圧バルブのオフ状態で吹込みエァーの高圧部分を中圧ループ配管に回収し、次いで低圧バルブをオンすることによって吹込みエァーの中圧部分を低圧ループ配管に回収するようにしたことを特徴とする構成を採用する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１実施形態に係る回転式ブロー成形機におけるブローエァーの回収、再利用方法について、図面を参照して説明する。
図１には、回転式ブロー成形機におけるブローエァーの空気圧回路が示されている。
空気圧回路は、高圧のブローエァーの供給源回路Ａと、ブロー成形機に配設された吹込み空気圧回路Ｂとからなっている。
供給源回路Ａと吹込み空気圧回路Ｂは、ロータリージョイントＣによって接続されており、空気圧供給源からブロー成形機に高圧のブローエァーを供給するようにしている。
回転式ブロー成形機はＰＥＴボトルの成形にも用いられ、空気圧回路の説明にあたって、ＰＥＴボトルの成形のための空気圧、バルブの作動タイミングを実施例として示している。
【０００８】
まず、供給源回路Ａについて説明すると、１は圧力源であって、コンプレッサー、該コンプレッサーによって生成された高圧エァ−を溜める空気タンクなどによって構成されている。
２は圧力源の開閉弁、３はフィルター、４は減圧弁、５は圧力計、６は流量計である。
圧力源１から供給された高圧エァーは、減圧弁４で３５Ｋｇ／ｃｍ2 に調圧され、ロータリージョイントＣを通じてブロー成形機に供給するようにしている。
【０００９】
次に、ブロー成形機に配設された吹込み空気圧回路Ｂについて説明すると、吹込み空気圧回路Ｂは、ループ配管回路Ｂ１と各ブロー金型に付属して配置された吹込み制御回路Ｂ２とからなっている。
ループ配管回路Ｂ１は、高圧ループ配管Ｌａと中圧ループ配管Ｌｂと低圧ループ配管Ｌｃとを具えており、供給源から供給された３５Ｋｇ／ｃｍ2 の高圧エァーは、主管路ａを通じて高圧ループ配管Ｌａに供給され、分岐管路ｂを通じて減圧され、中圧ループ配管Ｌｂ、低圧ループ配管Ｌｃに供給される。
【００１０】
図において、７ａ，ｂは分岐管路ｂに配設された減圧弁であって、減圧弁７ａは、供給源から供給された高圧エァーを１８Ｋｇ／ｃｍ2 に減圧して中圧ループ配管Ｌｂに供給し、減圧弁７ｂは、６Ｋｇ／ｃｍ2 に減圧して低圧ループ配管Ｌｃに供給する。
８は、リリーフ弁であって７Ｋｇ／ｃｍ2 に設定されている。
９ａ，ｂは、４L のアキュムレータである。
【００１１】
吹込み制御回路Ｂ２は、ループ配管Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを通じて、吹込みエァーを所定のタイミングに従って、ブロー金型に型締めされたパリソンに供給するようになっている。
図において、１０ａ，ｂは逆止弁、１１はバルブであり、１１Ａは低圧バルブ、１１Ｂは吹込み圧切換バルブ、１１Ｃは高圧バルブ、１１Ｄは排気バルブである。
【００１２】
低圧バルブ１１Ａは、３ポート２位置形の方向切換弁で、ポートＰ１ａは管路を介して低圧ループ配管Ｌｃに接続され、ポートＰ２ａは吹込み圧切換バルブ１１ＢのポートＰ３ｂに接続され、ポートＰ３ａは逆止弁１０ｂを介して中圧ループ配管Ｌｂに接続されている。
バルブオン時にはポートＰ１ａとポートＰ２ａが連通し、低圧ループ配管Ｌｃと吹込み圧切換バルブ１１Ｂを接続し、オフ時にはポートＰ２ａとポートＰ３ａが連通し、中圧ループ配管Ｌｂと吹込み圧切換バルブ１１Ｂを接続するようになっている。
【００１３】
吹込み圧切換バルブ１１Ｂは、３ポート２位置形の方向切換弁で、ポートＰ１ｂは、中圧ループ配管Ｌｂと高圧ループ配管Ｌａに接続された高圧バルブ１１Ｃとを接続した接続管路ｃに接続されている。
ポートＰ２ｂは吹込み管路ｄに接続されており、ポートＰ３ｂは低圧バルブ１１ＡのポートＰ２ａに接続されている。
【００１４】
バルブオン時にはポートＰ１ｂとポートＰ２ｂが連通し、接続管路ｃを介して中圧ループ配管Ｌｃと吹込み管路ｄとを接続し、高圧バルブ１１Ｃのバルブオンにより高圧バルブ１１Ｃ、接続管路ｃを介して高圧ループ配管Ｌａと吹込み管路ｄとを接続させるようになっている。
バルブオフ時には、ポートＰ２ｂとポートＰ３ｂが連通し低圧バルブ１１Ａと吹込み管路ｄとを接続するようようになっている。
したがって、吹込み圧切換バルブ１１Ｂは、そのバルブオン，オフ、低圧バルブ１１Ａ、高圧バルブ１１Ｃのバルブオン，オフに応じて各ループ配管のいずれかと接続され、低圧、中圧、高圧のエァーを吹込み管路ｄを通じてパリソンに供給するのである。
【００１５】
高圧バルブ１１Ｃは、２ポート２位置形、パイロット操作方式の方向切換弁であって、吹込み空気圧をパイロット信号として操作され、吹込み空気圧が１６Ｋｇ／ｃｍ2 となったときにオンされるよう制御側のバネ圧が設定されている。
バルブのポートＰ１ｃは高圧ループ配管Ｌａに接続され、ポートＰ２ｃは吹込み圧切換バルブ１１ＢのポートＰ１ｂと接続されている。
バルブオン時には、ポートＰ１ｃとポートＰ２ｃが連通し、接続管路ｃを介して高圧ループ配管Ｌａと吹込み圧切換バルブ１１Ｂを接続するようになっている。
【００１６】
排気バルブ１１Ｄは、２ポート２位置形の方向切換弁で、ポートＰ１ｄは吹込み管路ｄに接続され、ポートＰ２ｄはマフラー１２を取り付けた排気口に接続されている。
【００１７】
各バルブは、ブロー成形機の回転テーブルに配設された制御カムによって作動され、その作動タイミングは、低圧バルブ１１Ａオンから０．２秒後に吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオンされ、吹込み圧切換バルブ１１Ｂオン後に低圧バルブ１１Ａをオフする。
その後所定の成形時間の経過後に、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオフされ、その後０．２秒で低圧バルブ１１Ａがオンされ、０．２秒後にオフされ、ついで、０．０５秒後に排気バルブ１１Ｄがオンされ、排気完了後にオフされるよう設定されている。
【００１８】
１３は、延伸棒と空気吹込み口とを備え、パリソンを取付けたマンドレルであって、ブロー金型の型締めのときに金型と一体に固定され、パリソンの延伸とブローエァーの吹込みが行われるようになっている。
１４は、ブロー成型されたボトルである。
【００１９】
上記設定された高圧、中圧、低圧のエァーの圧力値、バルブの作動タイミングは、特定のＰＥＴボトルを成形する場合の数値であって、ブローボトルに用いる素材樹脂、ボトルの容量、その他の成形条件等によって適宜に設定されるものであり、上記実施例に示した数値に限定されないことはいうまでもない。
【００２０】
次に、上記空気圧回路に基づいて、ブローエァーの回収再利用方法について説明する。
ボトルのブロー成形は、回転テーブルによって配設されたブロー金型が、ブローステーションに廻動されてくると、バルブ１１Ａ，Ｂが、成形機に配設されたカムによって調時的に作動されて、パリソン内に、まず、低圧の吹込みエァーが導入され、軸方向への延伸と初期膨張が行われ、次いで、高圧の吹込みエァーが導入されることによってボトルの成型が行われる。
【００２１】
それをバルブの作動順序に従って述べると、低圧バルブ１１Ａがオンされると、そのポートＰ１ａとポートＰ２ｂが連通され、低圧ループ配管Ｌｃから低圧の吹込みエァーが、吹込み圧切換バルブ１１Ｂ、吹込み管路ｄを通じてブロー金型に挟持されたパリソン内に吹き込まれ、その時点で延伸棒によるパリソンの軸方向への延伸と初期膨張が行われる。
【００２２】
つぎに、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオンされると、そのポートＰ１ｂとポートＰ２ｂが連通され、低圧バルブ１１Ａからの供給が遮断され、中圧ループ配管Ｌｂから中圧の吹込みエァーを吹込み管路ｄを通じてパリソン内に吹込まれる。ここで使用される低圧、中圧のエァ−は、成形機稼働開始後の連続運転中においては回収エァーによって行われる。
【００２３】
吹込みエァーの圧力が１６Ｋｇ／ｃｍ2 に達すると、高圧バルブ１１Ｃがオンされ、高圧ループ配管Ｌａから高圧バルブ１１Ｃを通じて３５Ｋｇ／ｃｍ2 の高圧エァーが吹込み圧切換バルブ１１Ｂに供給され、吹込み圧切換バルブ１１Ｂ、吹込み管路ｄを通じてパリソン内に吹き込まれ、ボトル１４の成型が行われる。その間、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオフされるまでに、低圧バルブ１１Ａはオフされ、そのポートＰ２ａとポートＰ３ａが連通される。
【００２４】
所定成形時間の経過後のブロー成型終了時に、まず、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオフされて、そのポートＰ２ｂとポートＰ３ｂが連通され、吹込みエァーの高圧部分は、吹込み圧切換バルブ１１Ｂ、低圧バルブ１１Ａ、逆止弁１０ｂを通じて中圧ループ配管Ｌｂに入り、該中圧ループ配管Ｌｂとアキュムレータ９ａに回収される。
【００２５】
つぎに、低圧バルブ１１Ａがオンされると、そのポートＰ１ａとポートＰ２ａが連通し、吹込みエァーの中圧部分すなわち先に中圧ループ配管Ｌｂに回収した残りの圧力部分は、低圧ループ配管Ｌｃに入り、低圧ループ配管Ｌｃとアキュムレータ９ｂに回収される。
【００２６】
その際、低圧ループ配管Ｌｃ内の圧力が上がりすぎないようリリーフ弁８によって調整される。
中圧ループ配管Ｌｂと低圧ループ配管Ｌｃは、供給と回収が連続的に行われるので、常に所定の圧力が維持されることになる。
高圧バルブ１１Ｃは、吹込みエァー圧力が低下すると自動的にオフされる。
次いで、低圧バルブ１１Ａがオフされ、排気バルブ１１Ｄがオンされることによって残りの低圧の吹込みエァーが大気中に排気される。
【００２７】
かくして、吹込みエァーの高圧部分は、中圧ループ配管Ｌｂないしアキュムレータ９ａに回収され、中圧部分は、低圧ループ配管Ｌｃないしアキュムレータ９ｂに回収される。
従って、中圧ループ配管Ｌｂと低圧ループ配管Ｌｃは、吹き込みエァーの供給ループであると同時に回収ループ配管ということができる。
回収エァーは、次回のブロー成型にあたって再利用され、成型開始後の数本のボトルの成型後は、低圧、中圧の吹き込みエァーには回収エァ−が用いられることになる。
【００２８】
次に、前記空気圧回路を使用した吹込み空気圧の変化について説明し、回収再利用に関する効果を説明する。
図２は、横軸に時間（秒）、縦軸に圧力（Ｋｇ／ｃｍ2 ）を取ったボトル内圧力曲線を示すものである。
図において、ｔ1 は低圧バルブ１１Ａのオン時、ｔ2 は吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオン時、ｔ3 は高圧バルブ１１Ｃのオン時、ｔ4 は吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオフ時、ｔ5 は低圧バルブ１１Ａのオン時、ｔ6 は低圧バルブ１１Ａのオフとそれに続く排気バルブ１１Ｄのオン時である。
【００２９】
ブロー終了後の圧力曲線をみると、ｔ４、ｔ５、ｔ６では、圧力降下が階段状になっていることから見ると、高圧部ｐ１の吹込みエァーが中圧ループ配管Ｌｂに回収され、中圧部ｐ２の吹込みエァーが低圧ループ配管Ｌｃに回収されていることが示されている。
次のブロー成形時に低圧ループ配管Ｌｃに回収されたエァーは、低圧バルブ１１Ａのオン時、ｔ１〜ｔ２間に空気圧ｐ０１として使用され、中圧ループ配管Ｌｂに回収されたエァーは、吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオン時、ｔ２〜ｔ３間に空気圧ｐ０２として使用される。
【００３０】
次に、従来のブロー成形機を使用して、同一のボトルを同一の成形条件でブロー成形したときのエァー消費量と比較すると、本実施形態による場合は、エァー消費量は６０〜６５％となり、３５〜４０％の回収率をあげることができた。
【００３１】
その要因は、二段回収により吹き込みエァーの高圧部ｐ１の回収とともに、その回収残圧の高い部分の中圧部ｐ２を回収することによって回収エァー圧力をさげ、回収量を上げていること。
前記中圧部ｐ２を低圧ループ配管Ｌｃに回収することによって、低圧ループ配管Ｌｃの吹き込みエァーの使用量を賄うようにしていることにある。
したがって、中圧ループ配管Ｌｂと低圧ループ配管Ｌｃからの吹き込みエァーの使用量の殆どを回収エァーによって賄うようにしたことによってエァー消費量を減少させているのである。
また中圧部ｐ２を低圧ループ配管Ｌｃに回収したことは、後述する第２実施形態の一段回収と比較しても回収利用効率を著しくあげることとなっている。
【００３２】
次に、第２実施形態について図面を参照して説明する。
前記第１実施形態ではブローエァーを二段回収するようにしたものであるが、第２実施形態は、吹込み空気圧回路を一部変更し、低圧バルブ１１Ａの作動タイミングを変えることによって、一段回収するようにしたものである。
【００３３】
図３は、本実施形態の空気圧回路を示すものであるが、この空気圧回路は、図１に示した空気圧回路のループ配管回路Ｂ１において、リリーフ弁８を除いたものであり、ループ配管回路Ｂ１のその他の部分、供給源回路Ａ、吹込み制御回路Ｂ２の回路の構成は同一であるので、以下、分岐管路ｂの構成及び低圧バルブ１１Ａの作動タイミングについて説明し、その他については第１実施形態と同一であるので説明を省略する。
【００３４】
本実施形態においては、分岐管路ｂに供給された３５Ｋｇ／ｃｍ2 の高圧エァーは、減圧弁７ａで１８Ｋｇ／ｃｍ2 に減圧されて中圧ループ配管Ｌｂに供給され、減圧弁７ｂで７Ｋｇ／ｃｍ2 に減圧されて低圧ループ配管Ｌｃに供給される。
各バルブの作動タイミングは、低圧バルブ１１Ａオンから０．２秒後に吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオンされ、吹き込みエァー圧の上昇により高圧バルブ１１Ｃがオンされる。
所定の成形時間経過後に、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオフされ、ついで０．２秒後に排気バルブ１１Ｄがオンされ、排気完了後にオフされるよう設定されている。
高圧バルブ１１Ｃは、吹込みエァー圧が低下すると自動的にオフされる。
【００３５】
次に、上記空気圧回路に基づいて、ブローエァーの回収再利用方法についてバルブの作動順序に従って述べると、低圧バルブ１１Ａがオンされると、そのポートＰ１ａとポートＰ２ｂが連通され、低圧ループ配管Ｌｃから低圧の吹込みエァーが、吹込み圧切換バルブ１１Ｂ、吹込み管路ｄを通じてブロー金型に挟持されたパリソン内に吹き込まれ、その時点で延伸棒によるパリソンの軸方向への延伸と初期膨張が行われる。
つぎに、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオンされると、そのポートＰ１ｂとポートＰ２ｂが連通され、低圧バルブ１１Ａからの供給を遮断し、中圧ループ配管Ｌｂから中圧の吹込みエァーを吹込み管路ｄを通じてパリソン内に吹込む。
【００３６】
吹込みエァーの圧力が１３Ｋｇ／ｃｍ2 に達すると、高圧バルブ１１Ｃがオンされ、高圧バルブ１１Ｃを通じて３５Ｋｇ／ｃｍ2 の供給高圧エァーが吹込み圧切換バルブ１１Ｂに供給され、吹込み圧切換バルブ１１Ｂを通じてパリソン内に吹き込まれ、ボトルの成型が行われる。
吹込み圧切換バルブ１１Ｂオンの後、オフされるまでには、低圧バルブ１１Ａはオフされ、そのポートＰ２ａとポートＰ３ａが連通される。
【００３７】
所定の成形時間経過後のブロー成型終了時に、まず、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオフされて、そのポートＰ２ｂとポートＰ３ｂが連通され、吹込みエァーの高圧部分は、吹込み圧切換バルブ１１Ｂ、低圧バルブ１１Ａ、逆止弁１０ｂを通じて中圧ループ配管Ｌｂに入り、該中圧ループ配管Ｌｂとアキュムレータ９ａに回収される。
さらに回収エァの一部は、減圧弁７ｂを通じて低圧ループ配管Ｌｃにも入る。
ついで、排気バルブ１１Ｄがオンされ、吹込みエァーは大気中に排出される。
【００３８】
次に、前記空気圧回路を使用した吹込み空気圧の変化について説明し、回収再利用に関する効果を説明する。
図４は、ボトル内圧力曲線を示すものであるが、図において、ｔ1 は低圧バルブ１１Ａのオン時、ｔ2 は吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオン時、ｔ3 は高圧バルブ１１Ｃのオン時、ｔ4 は吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオフ時、ｔ5 は排気バルブ１１Ｄのオン時である。
【００３９】
ブロー終了後の圧力曲線をみると、ｔ４、ｔ５では、圧力降下が段階的になっており、高圧部ｐ１の吹込みエァーが中圧ループ配管Ｌｂに回収されたことを示している。
回収されたエァーは、次の成形時に、低圧バルブ１１Ａのオン時、ｔ１〜ｔ２間に空気圧ｐ０１として使用され、吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオン時、ｔ２ 〜ｔ３間に空気圧ｐ０２として使用される。
【００４０】
次に、従来のブロー成形機を使用し、同一のボトルを同一の成形条件でブロー成形した時のエァー消費量と比較すると、本実施形態では、エァー消費量は７０％となり、３０％の回収率をあげることができた。
【００４１】
前記各実施形態では、高圧バルブ１１Ｃは、吹込みエァー圧に応じてオンされるようにしたが、カム式としてタイミングによって作動させてもよい。
また、前記各実施形態では、回収エァーを供給ループ配管に直接回収するようにしたが、回収ループ配管と供給ループ配管とを別にし、その間にフィルターを設けるようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されているから、次の効果を奏する。
成型後のブローエァーを回収再利用することにより、エァーの消費量を３０％以上削減することができ、コンプレッサーの負担を軽くし、電力消費量を節減することができた。
排気されるエァーが低圧となり、工場内での騒音、空気の乱れを少なくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の空気圧回路図である。
【図２】ボトル内の圧力曲線図である。
【図３】第２実施形態の空気圧回路図である。
【図４】ボトル内の圧力曲線図である。
【符号の説明】
Ａ 供給源回路
Ｂ 吹込み空気圧回路
Ｂ１ ループ配管回路
Ｂ２ 吹込み制御回路
Ｃ ロータリージョイント
ａ 主管路
ｂ 分岐管路
ｃ 接続管路
ｄ 吹込み管路
Ｌａ 高圧ループ配管
Ｌｂ 中圧ループ配管
Ｌｃ 低圧ループ配管
７ａ，ｂ 減圧弁
９ａ，ｂ アキュムレータ
１０ａ，ｂ 逆止弁
１１Ａ 低圧バルブ
１１Ｂ 吹込み圧切換バルブ
１１Ｃ 高圧バルブ
１１Ｄ 排気バルブ
１３ マンドレル
１４ ボトル
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロー成形機におけるブローエァーの回収方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のブロー成形機においては、ボトルのブロー成型に使用される高圧エァーは、ボトル成型後に大気中に排出されていた。
特に、大型のブロー成形機でボトルを大量生産する場合には、高圧エァーの消費量も多くなり、ボトル成型の都度ブローエァーを排気していると、高圧エァーが無駄となり、高圧エァーを供給するコンプレッサーの負担も多くなり、電力消費量も高くなった。
【０００３】
本発明は、上記の事情を考慮し、従来大気中に排気していた高圧のブローエァーを回収し、再利用することを技術的課題とするもので、ブロー成形機におけるブローエァーの回収方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の技術的課題を達成するため、ブローエァーの回収方法として、高圧ループ配管と中圧ループ配管、および低圧ループ配管とを具えたループ配管空気圧回路と、吹込み圧切換えバルブと、低圧バルブ、高圧バルブと吹込み管路とを具えた吹込み空気圧制御回路とを備えたブロー成形機において、吹込み圧切換えバルブを介して所要圧のブローエァーを吹込み、成形終了後の吹込み圧切換えバルブのオフ時に、ブローエァーを、該吹込み圧切換えバルブを介して、中圧ループ配管と、低圧ループ配管に回収することを特徴とする構成を採用する。
【０００５】
具体的態様として、高圧ループ配管と中圧ループ配管と低圧ループ配管とを備えたループ配管空気圧回路と、吹込み圧切換バルブ、低圧バルブ、高圧バルブと排気バルブ、吹込み管路とを備えた吹込み制御回路とからなる吹込み空気圧回路を有するブロー成形機において、前記吹込み圧切換バルブは、バルブのオフ時に低圧バルブと吹込み管路とを接続し、バルブのオン時には中圧ループ配管と高圧ループ配管に接続された高圧バルブとを接続した接続管路と吹込み管路を接続するよう構成され、前記低圧バルブは、バルブのオン時に低圧ループ配管と吹込み圧切換バルブとを接続し、バルブのオフ時に中圧ループ配管と吹込み圧切換バルブとを接続するよう構成され、前記高圧バルブは、バルブのオン時に高圧ループ配管と吹込み圧切換バルブとを接続するよう構成されており、成形終了後の吹込み圧切換バルブのオフ時に、低圧バルブのオフ状態で吹込みエァーの高圧部を中圧ループ配管に回収するようにしたことを特徴とする構成を採用する。
【０００６】
さらに高圧部と中圧部の二段回収をするため、上記構成に付加して、成形終了後の吹込み圧切換バルブのオフ時に、低圧バルブのオフ状態で吹込みエァーの高圧部分を中圧ループ配管に回収し、次いで低圧バルブをオンすることによって吹込みエァーの中圧部分を低圧ループ配管に回収するようにしたことを特徴とする構成を採用する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１実施形態に係る回転式ブロー成形機におけるブローエァーの回収、再利用方法について、図面を参照して説明する。
図１には、回転式ブロー成形機におけるブローエァーの空気圧回路が示されている。
空気圧回路は、高圧のブローエァーの供給源回路Ａと、ブロー成形機に配設された吹込み空気圧回路Ｂとからなっている。
供給源回路Ａと吹込み空気圧回路Ｂは、ロータリージョイントＣによって接続されており、空気圧供給源からブロー成形機に高圧のブローエァーを供給するようにしている。
回転式ブロー成形機はＰＥＴボトルの成形にも用いられ、空気圧回路の説明にあたって、ＰＥＴボトルの成形のための空気圧、バルブの作動タイミングを実施例として示している。
【０００８】
まず、供給源回路Ａについて説明すると、１は圧力源であって、コンプレッサー、該コンプレッサーによって生成された高圧エァ−を溜める空気タンクなどによって構成されている。
２は圧力源の開閉弁、３はフィルター、４は減圧弁、５は圧力計、６は流量計である。
圧力源１から供給された高圧エァーは、減圧弁４で３５Ｋｇ／ｃｍ2 に調圧され、ロータリージョイントＣを通じてブロー成形機に供給するようにしている。
【０００９】
次に、ブロー成形機に配設された吹込み空気圧回路Ｂについて説明すると、吹込み空気圧回路Ｂは、ループ配管回路Ｂ１と各ブロー金型に付属して配置された吹込み制御回路Ｂ２とからなっている。
ループ配管回路Ｂ１は、高圧ループ配管Ｌａと中圧ループ配管Ｌｂと低圧ループ配管Ｌｃとを具えており、供給源から供給された３５Ｋｇ／ｃｍ2 の高圧エァーは、主管路ａを通じて高圧ループ配管Ｌａに供給され、分岐管路ｂを通じて減圧され、中圧ループ配管Ｌｂ、低圧ループ配管Ｌｃに供給される。
【００１０】
図において、７ａ，ｂは分岐管路ｂに配設された減圧弁であって、減圧弁７ａは、供給源から供給された高圧エァーを１８Ｋｇ／ｃｍ2 に減圧して中圧ループ配管Ｌｂに供給し、減圧弁７ｂは、６Ｋｇ／ｃｍ2 に減圧して低圧ループ配管Ｌｃに供給する。
８は、リリーフ弁であって７Ｋｇ／ｃｍ2 に設定されている。
９ａ，ｂは、４L のアキュムレータである。
【００１１】
吹込み制御回路Ｂ２は、ループ配管Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを通じて、吹込みエァーを所定のタイミングに従って、ブロー金型に型締めされたパリソンに供給するようになっている。
図において、１０ａ，ｂは逆止弁、１１はバルブであり、１１Ａは低圧バルブ、１１Ｂは吹込み圧切換バルブ、１１Ｃは高圧バルブ、１１Ｄは排気バルブである。
【００１２】
低圧バルブ１１Ａは、３ポート２位置形の方向切換弁で、ポートＰ１ａは管路を介して低圧ループ配管Ｌｃに接続され、ポートＰ２ａは吹込み圧切換バルブ１１ＢのポートＰ３ｂに接続され、ポートＰ３ａは逆止弁１０ｂを介して中圧ループ配管Ｌｂに接続されている。
バルブオン時にはポートＰ１ａとポートＰ２ａが連通し、低圧ループ配管Ｌｃと吹込み圧切換バルブ１１Ｂを接続し、オフ時にはポートＰ２ａとポートＰ３ａが連通し、中圧ループ配管Ｌｂと吹込み圧切換バルブ１１Ｂを接続するようになっている。
【００１３】
吹込み圧切換バルブ１１Ｂは、３ポート２位置形の方向切換弁で、ポートＰ１ｂは、中圧ループ配管Ｌｂと高圧ループ配管Ｌａに接続された高圧バルブ１１Ｃとを接続した接続管路ｃに接続されている。
ポートＰ２ｂは吹込み管路ｄに接続されており、ポートＰ３ｂは低圧バルブ１１ＡのポートＰ２ａに接続されている。
【００１４】
バルブオン時にはポートＰ１ｂとポートＰ２ｂが連通し、接続管路ｃを介して中圧ループ配管Ｌｃと吹込み管路ｄとを接続し、高圧バルブ１１Ｃのバルブオンにより高圧バルブ１１Ｃ、接続管路ｃを介して高圧ループ配管Ｌａと吹込み管路ｄとを接続させるようになっている。
バルブオフ時には、ポートＰ２ｂとポートＰ３ｂが連通し低圧バルブ１１Ａと吹込み管路ｄとを接続するようようになっている。
したがって、吹込み圧切換バルブ１１Ｂは、そのバルブオン，オフ、低圧バルブ１１Ａ、高圧バルブ１１Ｃのバルブオン，オフに応じて各ループ配管のいずれかと接続され、低圧、中圧、高圧のエァーを吹込み管路ｄを通じてパリソンに供給するのである。
【００１５】
高圧バルブ１１Ｃは、２ポート２位置形、パイロット操作方式の方向切換弁であって、吹込み空気圧をパイロット信号として操作され、吹込み空気圧が１６Ｋｇ／ｃｍ2 となったときにオンされるよう制御側のバネ圧が設定されている。
バルブのポートＰ１ｃは高圧ループ配管Ｌａに接続され、ポートＰ２ｃは吹込み圧切換バルブ１１ＢのポートＰ１ｂと接続されている。
バルブオン時には、ポートＰ１ｃとポートＰ２ｃが連通し、接続管路ｃを介して高圧ループ配管Ｌａと吹込み圧切換バルブ１１Ｂを接続するようになっている。
【００１６】
排気バルブ１１Ｄは、２ポート２位置形の方向切換弁で、ポートＰ１ｄは吹込み管路ｄに接続され、ポートＰ２ｄはマフラー１２を取り付けた排気口に接続されている。
【００１７】
各バルブは、ブロー成形機の回転テーブルに配設された制御カムによって作動され、その作動タイミングは、低圧バルブ１１Ａオンから０．２秒後に吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオンされ、吹込み圧切換バルブ１１Ｂオン後に低圧バルブ１１Ａをオフする。
その後所定の成形時間の経過後に、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオフされ、その後０．２秒で低圧バルブ１１Ａがオンされ、０．２秒後にオフされ、ついで、０．０５秒後に排気バルブ１１Ｄがオンされ、排気完了後にオフされるよう設定されている。
【００１８】
１３は、延伸棒と空気吹込み口とを備え、パリソンを取付けたマンドレルであって、ブロー金型の型締めのときに金型と一体に固定され、パリソンの延伸とブローエァーの吹込みが行われるようになっている。
１４は、ブロー成型されたボトルである。
【００１９】
上記設定された高圧、中圧、低圧のエァーの圧力値、バルブの作動タイミングは、特定のＰＥＴボトルを成形する場合の数値であって、ブローボトルに用いる素材樹脂、ボトルの容量、その他の成形条件等によって適宜に設定されるものであり、上記実施例に示した数値に限定されないことはいうまでもない。
【００２０】
次に、上記空気圧回路に基づいて、ブローエァーの回収再利用方法について説明する。
ボトルのブロー成形は、回転テーブルによって配設されたブロー金型が、ブローステーションに廻動されてくると、バルブ１１Ａ，Ｂが、成形機に配設されたカムによって調時的に作動されて、パリソン内に、まず、低圧の吹込みエァーが導入され、軸方向への延伸と初期膨張が行われ、次いで、高圧の吹込みエァーが導入されることによってボトルの成型が行われる。
【００２１】
それをバルブの作動順序に従って述べると、低圧バルブ１１Ａがオンされると、そのポートＰ１ａとポートＰ２ｂが連通され、低圧ループ配管Ｌｃから低圧の吹込みエァーが、吹込み圧切換バルブ１１Ｂ、吹込み管路ｄを通じてブロー金型に挟持されたパリソン内に吹き込まれ、その時点で延伸棒によるパリソンの軸方向への延伸と初期膨張が行われる。
【００２２】
つぎに、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオンされると、そのポートＰ１ｂとポートＰ２ｂが連通され、低圧バルブ１１Ａからの供給が遮断され、中圧ループ配管Ｌｂから中圧の吹込みエァーを吹込み管路ｄを通じてパリソン内に吹込まれる。ここで使用される低圧、中圧のエァ−は、成形機稼働開始後の連続運転中においては回収エァーによって行われる。
【００２３】
吹込みエァーの圧力が１６Ｋｇ／ｃｍ2 に達すると、高圧バルブ１１Ｃがオンされ、高圧ループ配管Ｌａから高圧バルブ１１Ｃを通じて３５Ｋｇ／ｃｍ2 の高圧エァーが吹込み圧切換バルブ１１Ｂに供給され、吹込み圧切換バルブ１１Ｂ、吹込み管路ｄを通じてパリソン内に吹き込まれ、ボトル１４の成型が行われる。その間、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオフされるまでに、低圧バルブ１１Ａはオフされ、そのポートＰ２ａとポートＰ３ａが連通される。
【００２４】
所定成形時間の経過後のブロー成型終了時に、まず、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオフされて、そのポートＰ２ｂとポートＰ３ｂが連通され、吹込みエァーの高圧部分は、吹込み圧切換バルブ１１Ｂ、低圧バルブ１１Ａ、逆止弁１０ｂを通じて中圧ループ配管Ｌｂに入り、該中圧ループ配管Ｌｂとアキュムレータ９ａに回収される。
【００２５】
つぎに、低圧バルブ１１Ａがオンされると、そのポートＰ１ａとポートＰ２ａが連通し、吹込みエァーの中圧部分すなわち先に中圧ループ配管Ｌｂに回収した残りの圧力部分は、低圧ループ配管Ｌｃに入り、低圧ループ配管Ｌｃとアキュムレータ９ｂに回収される。
【００２６】
その際、低圧ループ配管Ｌｃ内の圧力が上がりすぎないようリリーフ弁８によって調整される。
中圧ループ配管Ｌｂと低圧ループ配管Ｌｃは、供給と回収が連続的に行われるので、常に所定の圧力が維持されることになる。
高圧バルブ１１Ｃは、吹込みエァー圧力が低下すると自動的にオフされる。
次いで、低圧バルブ１１Ａがオフされ、排気バルブ１１Ｄがオンされることによって残りの低圧の吹込みエァーが大気中に排気される。
【００２７】
かくして、吹込みエァーの高圧部分は、中圧ループ配管Ｌｂないしアキュムレータ９ａに回収され、中圧部分は、低圧ループ配管Ｌｃないしアキュムレータ９ｂに回収される。
従って、中圧ループ配管Ｌｂと低圧ループ配管Ｌｃは、吹き込みエァーの供給ループであると同時に回収ループ配管ということができる。
回収エァーは、次回のブロー成型にあたって再利用され、成型開始後の数本のボトルの成型後は、低圧、中圧の吹き込みエァーには回収エァ−が用いられることになる。
【００２８】
次に、前記空気圧回路を使用した吹込み空気圧の変化について説明し、回収再利用に関する効果を説明する。
図２は、横軸に時間（秒）、縦軸に圧力（Ｋｇ／ｃｍ2 ）を取ったボトル内圧力曲線を示すものである。
図において、ｔ1 は低圧バルブ１１Ａのオン時、ｔ2 は吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオン時、ｔ3 は高圧バルブ１１Ｃのオン時、ｔ4 は吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオフ時、ｔ5 は低圧バルブ１１Ａのオン時、ｔ6 は低圧バルブ１１Ａのオフとそれに続く排気バルブ１１Ｄのオン時である。
【００２９】
ブロー終了後の圧力曲線をみると、ｔ４、ｔ５、ｔ６では、圧力降下が階段状になっていることから見ると、高圧部ｐ１の吹込みエァーが中圧ループ配管Ｌｂに回収され、中圧部ｐ２の吹込みエァーが低圧ループ配管Ｌｃに回収されていることが示されている。
次のブロー成形時に低圧ループ配管Ｌｃに回収されたエァーは、低圧バルブ１１Ａのオン時、ｔ１〜ｔ２間に空気圧ｐ０１として使用され、中圧ループ配管Ｌｂに回収されたエァーは、吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオン時、ｔ２〜ｔ３間に空気圧ｐ０２として使用される。
【００３０】
次に、従来のブロー成形機を使用して、同一のボトルを同一の成形条件でブロー成形したときのエァー消費量と比較すると、本実施形態による場合は、エァー消費量は６０〜６５％となり、３５〜４０％の回収率をあげることができた。
【００３１】
その要因は、二段回収により吹き込みエァーの高圧部ｐ１の回収とともに、その回収残圧の高い部分の中圧部ｐ２を回収することによって回収エァー圧力をさげ、回収量を上げていること。
前記中圧部ｐ２を低圧ループ配管Ｌｃに回収することによって、低圧ループ配管Ｌｃの吹き込みエァーの使用量を賄うようにしていることにある。
したがって、中圧ループ配管Ｌｂと低圧ループ配管Ｌｃからの吹き込みエァーの使用量の殆どを回収エァーによって賄うようにしたことによってエァー消費量を減少させているのである。
また中圧部ｐ２を低圧ループ配管Ｌｃに回収したことは、後述する第２実施形態の一段回収と比較しても回収利用効率を著しくあげることとなっている。
【００３２】
次に、第２実施形態について図面を参照して説明する。
前記第１実施形態ではブローエァーを二段回収するようにしたものであるが、第２実施形態は、吹込み空気圧回路を一部変更し、低圧バルブ１１Ａの作動タイミングを変えることによって、一段回収するようにしたものである。
【００３３】
図３は、本実施形態の空気圧回路を示すものであるが、この空気圧回路は、図１に示した空気圧回路のループ配管回路Ｂ１において、リリーフ弁８を除いたものであり、ループ配管回路Ｂ１のその他の部分、供給源回路Ａ、吹込み制御回路Ｂ２の回路の構成は同一であるので、以下、分岐管路ｂの構成及び低圧バルブ１１Ａの作動タイミングについて説明し、その他については第１実施形態と同一であるので説明を省略する。
【００３４】
本実施形態においては、分岐管路ｂに供給された３５Ｋｇ／ｃｍ2 の高圧エァーは、減圧弁７ａで１８Ｋｇ／ｃｍ2 に減圧されて中圧ループ配管Ｌｂに供給され、減圧弁７ｂで７Ｋｇ／ｃｍ2 に減圧されて低圧ループ配管Ｌｃに供給される。
各バルブの作動タイミングは、低圧バルブ１１Ａオンから０．２秒後に吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオンされ、吹き込みエァー圧の上昇により高圧バルブ１１Ｃがオンされる。
所定の成形時間経過後に、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオフされ、ついで０．２秒後に排気バルブ１１Ｄがオンされ、排気完了後にオフされるよう設定されている。
高圧バルブ１１Ｃは、吹込みエァー圧が低下すると自動的にオフされる。
【００３５】
次に、上記空気圧回路に基づいて、ブローエァーの回収再利用方法についてバルブの作動順序に従って述べると、低圧バルブ１１Ａがオンされると、そのポートＰ１ａとポートＰ２ｂが連通され、低圧ループ配管Ｌｃから低圧の吹込みエァーが、吹込み圧切換バルブ１１Ｂ、吹込み管路ｄを通じてブロー金型に挟持されたパリソン内に吹き込まれ、その時点で延伸棒によるパリソンの軸方向への延伸と初期膨張が行われる。
つぎに、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオンされると、そのポートＰ１ｂとポートＰ２ｂが連通され、低圧バルブ１１Ａからの供給を遮断し、中圧ループ配管Ｌｂから中圧の吹込みエァーを吹込み管路ｄを通じてパリソン内に吹込む。
【００３６】
吹込みエァーの圧力が１３Ｋｇ／ｃｍ2 に達すると、高圧バルブ１１Ｃがオンされ、高圧バルブ１１Ｃを通じて３５Ｋｇ／ｃｍ2 の供給高圧エァーが吹込み圧切換バルブ１１Ｂに供給され、吹込み圧切換バルブ１１Ｂを通じてパリソン内に吹き込まれ、ボトルの成型が行われる。
吹込み圧切換バルブ１１Ｂオンの後、オフされるまでには、低圧バルブ１１Ａはオフされ、そのポートＰ２ａとポートＰ３ａが連通される。
【００３７】
所定の成形時間経過後のブロー成型終了時に、まず、吹込み圧切換バルブ１１Ｂがオフされて、そのポートＰ２ｂとポートＰ３ｂが連通され、吹込みエァーの高圧部分は、吹込み圧切換バルブ１１Ｂ、低圧バルブ１１Ａ、逆止弁１０ｂを通じて中圧ループ配管Ｌｂに入り、該中圧ループ配管Ｌｂとアキュムレータ９ａに回収される。
さらに回収エァの一部は、減圧弁７ｂを通じて低圧ループ配管Ｌｃにも入る。
ついで、排気バルブ１１Ｄがオンされ、吹込みエァーは大気中に排出される。
【００３８】
次に、前記空気圧回路を使用した吹込み空気圧の変化について説明し、回収再利用に関する効果を説明する。
図４は、ボトル内圧力曲線を示すものであるが、図において、ｔ1 は低圧バルブ１１Ａのオン時、ｔ2 は吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオン時、ｔ3 は高圧バルブ１１Ｃのオン時、ｔ4 は吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオフ時、ｔ5 は排気バルブ１１Ｄのオン時である。
【００３９】
ブロー終了後の圧力曲線をみると、ｔ４、ｔ５では、圧力降下が段階的になっており、高圧部ｐ１の吹込みエァーが中圧ループ配管Ｌｂに回収されたことを示している。
回収されたエァーは、次の成形時に、低圧バルブ１１Ａのオン時、ｔ１〜ｔ２間に空気圧ｐ０１として使用され、吹込み圧切換バルブ１１Ｂのオン時、ｔ２ 〜ｔ３間に空気圧ｐ０２として使用される。
【００４０】
次に、従来のブロー成形機を使用し、同一のボトルを同一の成形条件でブロー成形した時のエァー消費量と比較すると、本実施形態では、エァー消費量は７０％となり、３０％の回収率をあげることができた。
【００４１】
前記各実施形態では、高圧バルブ１１Ｃは、吹込みエァー圧に応じてオンされるようにしたが、カム式としてタイミングによって作動させてもよい。
また、前記各実施形態では、回収エァーを供給ループ配管に直接回収するようにしたが、回収ループ配管と供給ループ配管とを別にし、その間にフィルターを設けるようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されているから、次の効果を奏する。
成型後のブローエァーを回収再利用することにより、エァーの消費量を３０％以上削減することができ、コンプレッサーの負担を軽くし、電力消費量を節減することができた。
排気されるエァーが低圧となり、工場内での騒音、空気の乱れを少なくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の空気圧回路図である。
【図２】ボトル内の圧力曲線図である。
【図３】第２実施形態の空気圧回路図である。
【図４】ボトル内の圧力曲線図である。
【符号の説明】
Ａ 供給源回路
Ｂ 吹込み空気圧回路
Ｂ１ ループ配管回路
Ｂ２ 吹込み制御回路
Ｃ ロータリージョイント
ａ 主管路
ｂ 分岐管路
ｃ 接続管路
ｄ 吹込み管路
Ｌａ 高圧ループ配管
Ｌｂ 中圧ループ配管
Ｌｃ 低圧ループ配管
７ａ，ｂ 減圧弁
９ａ，ｂ アキュムレータ
１０ａ，ｂ 逆止弁
１１Ａ 低圧バルブ
１１Ｂ 吹込み圧切換バルブ
１１Ｃ 高圧バルブ
１１Ｄ 排気バルブ
１３ マンドレル
１４ ボトル
Claims (3)
- 高圧ループ配管と中圧ループ配管、および低圧ループ配管とを具えたループ配管空気圧回路と、
吹込み圧切換えバルブと、低圧バルブ、高圧バルブと吹込み管路とを具えた吹込み空気圧制御回路とを備えたブロー成形機において、
吹込み圧切換えバルブを介して所要圧のブローエァーを吹込み、
成形終了後の吹込み圧切換えバルブのオフ時に、ブローエァーを、該吹込み圧切換えバルブを介して、中圧ループ配管と、低圧ループ配管に回収することを特徴とするブローエァーの回収方法。 - 高圧ループ配管と中圧ループ配管と低圧ループ配管とを備えたループ配管空気圧回路と、吹込み圧切換バルブ、低圧バルブ、高圧バルブと排気バルブ、吹込み管路とを備えた吹込み制御回路とからなる吹込み空気圧回路を有するブロー成形機において、
前記吹込み圧切換バルブは、バルブのオフ時に低圧バルブと吹込み管路とを接続し、バルブのオン時には中圧ループ配管と高圧ループ配管に接続された高圧バルブとを接続した接続管路と吹込み管路を接続するよう構成され、
前記低圧バルブは、バルブのオン時に低圧ループ配管と吹込み圧切換バルブとを接続し、バルブのオフ時に中圧ループ配管と吹込み圧切換バルブとを接続するよう構成され、
前記高圧バルブは、バルブのオン時に高圧ループ配管と吹込み圧切換バルブとを接続するよう構成されており、
成形終了後の吹込み圧切換バルブのオフ時に、低圧バルブのオフ状態で吹込みエァーの高圧部を中圧ループ配管に回収するようにしたことを特徴とするブローエァー回収方法。 - 成形終了後の吹込み圧切換バルブのオフ時に、低圧バルブのオフ状態で吹込みエァーの高圧部分を中圧ループ配管に回収し、次いで低圧バルブをオンすることによって吹込みエァーの中圧部分を低圧ループ配管に回収するようにしたことを特徴とする請求項２記載のブローエァー回収方法。
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