JP7079480B2 - Mold temperature control device and mold temperature control method - Google Patents

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Description

本発明は、金型温度制御装置及び金型温度制御方法に関する。 The present invention relates to a mold temperature control device and a mold temperature control method.

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。成型品の精度を高めるため、媒体(金型)の温度を正確に所要の温度に調節する金型温度調整装置が用いられている。 A mold is used in an injection molding machine that injects a molded product using a synthetic resin such as plastic. The injection molding mold has a cavity, which is a space portion filled with the molten plastic, and a flow path through which a medium for cooling and solidifying the molten plastic flows. In order to improve the accuracy of the molded product, a mold temperature adjusting device that accurately adjusts the temperature of the medium (mold) to the required temperature is used.

特許文献1には、媒体が通るタンクの中にヒータの発熱部を浸漬させた加熱器を備え、加熱時にはヒータによって媒体を加熱し、冷却時には給水口から冷水を入れて熱交換によって冷却して、媒体の温度を調節する金型温度調節装置が開示されている。 Patent Document 1 includes a heater in which a heat generating portion of a heater is immersed in a tank through which a medium passes, and the medium is heated by a heater at the time of heating, and cold water is put in from a water supply port at the time of cooling and cooled by heat exchange. , A mold temperature control device for controlling the temperature of a medium is disclosed.

特開2007-7950号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-7950

しかし、媒体(一般的には水)にはカルシウム、マグネシウム、シリカなどの無機塩類化合物が含まれるため、ヒータを媒体中に浸漬させた場合、ヒータの表面にスケールが付着する。付着したスケールは非常に硬く水に溶けにくいため、一旦ヒータの表面に付着すると熱伝達率が低下して、ヒータが過熱して故障するおそれがある。また、熱伝達率が低下するので、媒体の加熱が不十分となり媒体の温度調整に支障をきたす場合もある。 However, since the medium (generally water) contains inorganic salt compounds such as calcium, magnesium, and silica, scale adheres to the surface of the heater when the heater is immersed in the medium. Since the attached scale is very hard and difficult to dissolve in water, once it adheres to the surface of the heater, the heat transfer coefficient decreases, and the heater may overheat and fail. In addition, since the heat transfer coefficient is lowered, the medium may not be sufficiently heated, which may hinder the temperature adjustment of the medium.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、スケールの発生を抑制するとともにヒータの過熱を防止できる金型温度制御装置及び金型温度制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a mold temperature control device and a mold temperature control method capable of suppressing the generation of scale and preventing overheating of a heater.

本発明に係る温度制御装置は、管路を介して対象物に循環させる媒体の温度を制御する温度制御装置であって、前記媒体が流れる流路管の外周に設けられたヒータパイプへの通電のオン/オフを繰り返して前記媒体の温度を制御する媒体温度制御部と、所定周期毎の通電オフ時間又は前記所定周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整して前記ヒータパイプの温度を制御するヒータパイプ用温度制御部とを備える。 The temperature control device according to the present invention is a temperature control device that controls the temperature of a medium circulated to an object through a pipeline, and energizes a heater pipe provided on the outer periphery of a flow path pipe through which the medium flows. The medium temperature control unit that repeatedly turns on / off to control the temperature of the medium and the total time of the energization off time for each predetermined cycle or the energization off time for a period of multiple times of the predetermined cycle are adjusted. It is provided with a temperature control unit for the heater pipe that controls the temperature of the heater pipe.

本発明に係る温度制御方法は、管路を介して対象物に循環させる媒体の温度を制御する温度制御方法であって、前記媒体が流れる流路管の外周に設けられたヒータパイプへの通電のオン/オフを繰り返して前記媒体の温度を制御し、所定周期毎の通電オフ時間又は前記所定周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整して前記ヒータパイプの温度を制御する。 The temperature control method according to the present invention is a temperature control method for controlling the temperature of a medium circulated to an object through a pipeline, and energizes a heater pipe provided on the outer periphery of a flow path pipe through which the medium flows. The temperature of the medium is controlled by repeating on / off, and the temperature of the heater pipe is adjusted by adjusting the energization off time for each predetermined cycle or the total energization off time for a period of multiple times of the predetermined cycle. Control.

本発明によれば、スケールの発生を抑制するとともにヒータの過熱を防止できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the generation of scale and prevent the heater from overheating.

本実施の形態の温度制御装置としての金型温度調節機の構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the structure of the mold temperature controller as the temperature control device of this embodiment. 本実施の形態のヒータ装置の構成の一例を示す外観斜視図である。It is an external perspective view which shows an example of the structure of the heater device of this embodiment. 本実施の形態のヒータ装置の構成の一例を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows an example of the structure of the heater device of this embodiment. 本実施の形態のヒータ装置の構成の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the structure of the heater device of this embodiment. 流路管の外周に卷回されたヒータパイプの要部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the main part of the heater pipe wound around the outer circumference of a flow path pipe. 本実施の形態のヒータ装置の構成の他の例を示す正面図である。It is a front view which shows the other example of the structure of the heater device of this embodiment. ヒータ装置の動作モードの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the operation mode of a heater device. ヒータ温度と通電オフ時間の合計時間との関係の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the relationship between the heater temperature and the total time of energization off time. 通電オフ時間の合計時間を変化させた場合のヒータ温度の変動の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the fluctuation of a heater temperature when the total time of energization off time is changed. 本実施の形態の金型温度調節機による温度制御方法の第1例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st example of the temperature control method by the mold temperature controller of this embodiment. 媒体設定温度と通電オフ時間の合計時間との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the medium set temperature and the total time of energization off time. 媒体の温度の推移の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the transition of the temperature of a medium. 本実施の形態の金型温度調節機による温度制御方法の第2例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd example of the temperature control method by the mold temperature controller of this embodiment. 流量とヒータ装置の入口・出口間の媒体温度差との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the flow rate and the medium temperature difference between the inlet and outlet of a heater device. 流量とヒータ温度との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between a flow rate and a heater temperature. ヒータ装置の入口・出口間の媒体温度差とヒータ温度との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the medium temperature difference between the inlet and outlet of a heater device, and a heater temperature. ヒータ装置の入口・出口間の媒体温度差と通電オフ時間の合計時間との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the medium temperature difference between the inlet and outlet of a heater device, and the total time of energization off time. 本実施の形態の金型温度調節機の温度制御方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing procedure of the temperature control method of the mold temperature controller of this embodiment.

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へ供給する媒体の温度を調節(制御)する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the embodiments thereof. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the mold temperature controller 100 as the temperature control device of the present embodiment. In the present embodiment, the mold temperature controller 100 will be described as an example of the temperature control device, but the temperature control device is not limited to the mold temperature controller. The mold temperature controller 100 adjusts (controls) the temperature of the mold 200 as an object, more specifically, the temperature of the medium supplied to the mold 200.

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, in the mold temperature controller 100, a pipe line 11 (feeding pipe line) is connected between the outlet side (OUT) of the pump 31 and the inlet side of the mold 200, and the mold 200 is connected. A pipe line 12 (return pipe line) is connected between the outlet side of the pump 31 and the inlet side (IN) of the pump 31, and the medium (for example, water) is moved into the pipe lines 11 and 12 and the bypass pipe line 16 by the pump 31. Is designed to circulate. That is, for example, the pump 31 rotates the impeller at high speed by the rotation of the motor in the casing and utilizes the centrifugal force acting on the medium, so that the medium circulates in the pipelines 11 and 12 and the bypass pipeline 16.

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の中途にはヒータ装置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801は、ヒータ装置80のヒータパイプ(不図示)が所定の温度を超えた場合にヒータ装置80による加熱を停止する。ヒータ装置80の詳細は後述する。 A pressure sensor 62 is provided near the outlet side of the pump 31 in the pipeline 11, and the pressure of the medium near the outlet side of the pump 31 can be measured. A heater device 80 is interposed in the middle of the pipeline 11, and the medium can be heated to raise the temperature of the medium. The thermostat 801 stops heating by the heater device 80 when the heater pipe (not shown) of the heater device 80 exceeds a predetermined temperature. Details of the heater device 80 will be described later.

ヒータ装置80の上流側の管路11には温度センサ71を設けてあり、ヒータ装置80の下流側の管路11には温度センサ72を設けてある。温度センサ71は、ヒータ装置80より上流側の媒体温度を検出することができ、温度センサ72は、ヒータ装置80より下流側の媒体温度を検出することができる。温度センサ73は、ヒータ装置80のヒータパイプの表面温度を検出することができる。本明細書では、ヒータパイプの表面温度をヒータ温度とも称する。 A temperature sensor 71 is provided in the pipeline 11 on the upstream side of the heater device 80, and a temperature sensor 72 is provided in the pipeline 11 on the downstream side of the heater device 80. The temperature sensor 71 can detect the medium temperature on the upstream side of the heater device 80, and the temperature sensor 72 can detect the medium temperature on the downstream side of the heater device 80. The temperature sensor 73 can detect the surface temperature of the heater pipe of the heater device 80. In the present specification, the surface temperature of the heater pipe is also referred to as a heater temperature.

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 pipeline 11 is branched into two systems on the way, and each of the branched pipelines 11 is connected to the inlet side of the mold 200. A transmission valve 21 is interposed in each of the branched pipelines 11, and the flow rate of the medium for each of the branched pipelines 11 can be adjusted. Similarly, the pipeline 12 is also branched into two systems on the outlet side of the mold 200, and the pipeline 12 branched in the middle is integrated into one pipeline 12. A return valve 22 is interposed in each of the branched pipelines 12, and the flow rate of the medium for each of the branched pipelines 12 can be adjusted.

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。 A heat exchanger 40 is interposed in the middle of the pipeline 12, and a cooling solenoid valve 23 is interposed in the pipeline 12 on the outlet side of the heat exchanger 40. Further, a required location of the pipeline 12 on the inlet side of the heat exchanger 40 (a location indicated by reference numeral A in FIG. 1, also referred to as a branch point A) and a required location of the pipeline 12 on the outlet side of the cooling solenoid valve 23 (FIG. A bypass pipeline 16 is provided between the portion indicated by the reference numeral B of 1 and the branch point B).

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12aを有する。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。媒体流路12aの両端は、管路12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12aを流れる媒体との間で熱交換を行い、媒体流路12aを流れる媒体を冷却して温度を調節する。なお、図1では、金型温度調節機100は、熱交換器40を具備する構成であるが、金型温度調節機100は、図1の例に限定されるものではなく、熱交換器40を具備せずに、給水口から直接水を管路11、12に供給して媒体を冷却する構成でもよい。 The heat exchanger 40 has a cooling flow path 13a through which cooling water flows on the primary side, and a medium flow path 12a on which a medium flows on the secondary side. Both ends of the cooling flow path 13a communicate with a cooling pipeline 13 for supplying cooling water. Both ends of the medium flow path 12a communicate with the pipeline 12. The heat exchanger 40 exchanges heat between the cooling water flowing through the cooling flow path 13a and the medium flowing through the medium flow path 12a, and cools the medium flowing through the medium flow path 12a to adjust the temperature. In addition, in FIG. 1, the mold temperature controller 100 is configured to include a heat exchanger 40, but the mold temperature controller 100 is not limited to the example of FIG. 1, and the heat exchanger 40 is not limited to the example. The medium may be cooled by supplying water directly to the pipelines 11 and 12 from the water supply port without providing the above.

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 near the inlet side of the pump 31 in the pipeline 12. The pressure sensor 63 measures the pressure of the medium near the inlet side of the pump 31. Further, a strainer is provided in the pipeline 12 (upstream side from the branch point A) on the inlet side of the heat exchanger 40. The strainer removes the solid component contained in the medium.

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 pipeline 14 is provided between the water supply port and the branch point B of the pipeline 12. A strainer and a pressure sensor 61 are provided on the water supply port side of the pipeline 14. The pressure sensor 61 measures the water supply pressure. A check valve 26 is interposed in the middle of the pipeline 14, and branch pipes 14a interposed with the pressurizing pump 32 are connected to both sides of the check valve 26.

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 pump 32 pressurizes the medium (for example, water) in the pipelines 11 and 12 and the bypass pipeline 16 so that the pressure is higher than the saturated vapor pressure.

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の中途には冷却水電磁弁25を介装してある。 Further, a cooling pipeline 13 for branching the cooling water and flowing it to the heat exchanger 40 is connected to the upstream side of the portion where the branch pipe 14a of the pipeline 14 is connected. The cooling pipeline 13 is connected to one end of the cooling flow path 13a on the inlet side of the heat exchanger 40. The cooling pipeline 13 connected to the other end of the cooling flow path 13a on the outlet side of the heat exchanger 40 is connected to the drain port. A cooling water solenoid valve 25 is interposed in the middle of the cooling pipeline 13 connected to the drain port.

熱交換器40と冷却電磁弁23との間の管路12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。 A drainage pipe line 15 connected to a drainage port is connected to the pipe line 12 between the heat exchanger 40 and the cooling solenoid valve 23. A drainage solenoid valve 24 is interposed in the middle of the drainage pipe line 15.

また、金型温度調節機100は、制御部50を備え、制御部50は、弁開閉制御部51、ヒータパイプ用温度制御部52、媒体温度制御部53を備える。なお、図1の例では、ヒータパイプ用温度制御部52及び媒体温度制御部53それぞれを別個に設ける構成であるが、これに限定されるものではなく、ヒータパイプ用温度制御部52及び媒体温度制御部53を纏めて一つの温度制御部として構成してもよい。ヒータパイプ用温度制御部52及び媒体温度制御部53は、温度センサ71、72、73で検出した温度を取得することができる。 Further, the mold temperature controller 100 includes a control unit 50, and the control unit 50 includes a valve opening / closing control unit 51, a heater pipe temperature control unit 52, and a medium temperature control unit 53. In the example of FIG. 1, the heater pipe temperature control unit 52 and the medium temperature control unit 53 are separately provided, but the present invention is not limited to this, and the heater pipe temperature control unit 52 and the medium temperature are not limited thereto. The control unit 53 may be collectively configured as one temperature control unit. The temperature control unit 52 for the heater pipe and the medium temperature control unit 53 can acquire the temperature detected by the temperature sensors 71, 72, and 73.

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、媒体温度制御部53は、加熱工程において媒体の温度を上げるように制御し、冷却工程において媒体の温度を下げるように制御する。 The valve opening / closing control unit 51 controls the opening / closing of the cooling solenoid valve 23, the drainage solenoid valve 24, and the cooling water solenoid valve 25. Further, the medium temperature control unit 53 controls to raise the temperature of the medium in the heating step and controls to lower the temperature of the medium in the cooling step.

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。加熱制御時には、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、ヒータ装置80により加熱され所要の設定温度になるように昇温される。また、冷却制御時には、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、あるいは給水口から直接に水を循環路内に供給することにより、所要の設定温度になるように冷却される。ヒータ装置80による加熱動作及び冷却動作により、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設定温度に調節(制御)される(安定時)。 The outline of the operation of the mold temperature controller 100 is as follows. When the drainage solenoid valve 24, the cooling solenoid valve 23, the medium transmission valve 21, and the return medium valve 22 are opened to supply water as a medium from the water supply port, the circulation passages such as the pipelines 11 and 12 and the bypass pipeline 16 are supplied. The air is completely discharged, and then the drainage solenoid valve 24 is closed to fill the circulation passages such as the pipes 11 and 12 and the bypass pipe 16 with a medium. Further, the pressure of the medium in the circulation passages such as the pipelines 11 and 12 and the bypass pipeline 16 is maintained above the saturated vapor pressure corresponding to the temperature of the medium by the pressurizing pump 32. At the time of heating control, the temperature of the medium in the circulation passage such as the pipes 11 and 12 and the bypass pipe 16 is heated by the heater device 80 and raised to a required set temperature. Further, at the time of cooling control, the temperature of the medium in the circulation passage such as the bypass pipe 16 becomes a required set temperature by supplying water into the circulation passage directly from the heat exchanger 40 or the water supply port. To be cooled. By the heating operation and cooling operation by the heater device 80, the temperature of the medium in the circulation passage such as the pipes 11 and 12, the bypass pipe 16, that is, the temperature of the medium in the mold 200 is adjusted (controlled) to the required set temperature. Be done (when stable).

次に、ヒータ装置80について詳細に説明する。ヒータ装置80は、1又は複数の加熱ユニットで構成される Next, the heater device 80 will be described in detail. The heater device 80 is composed of one or a plurality of heating units.

図2は本実施の形態のヒータ装置80の構成の一例を示す外観斜視図であり、図3は本実施の形態のヒータ装置80の構成の一例を示す分解斜視図であり、図4は本実施の形態のヒータ装置80の構成の一例を示す正面図である。なお、図2、図3、図4の例は、ヒータ装置80が一つの加熱ユニットで構成される場合を示す。また、図4では、便宜上、内部構造が分かるように図示している。 FIG. 2 is an external perspective view showing an example of the configuration of the heater device 80 of the present embodiment, FIG. 3 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the heater device 80 of the present embodiment, and FIG. 4 is an exploded perspective view. It is a front view which shows an example of the structure of the heater device 80 of an embodiment. The examples of FIGS. 2, 3 and 4 show a case where the heater device 80 is composed of one heating unit. Further, in FIG. 4, for convenience, the internal structure is shown so as to be understood.

ヒータ装置80(加熱ユニット)は、所要の隙間を介して平行に配置された流路管811(第1の流路管)、流路管812(第2の流路管)、流路管813(第3の流路管)と、各流路管811、812、813の両端に設けられたマニホールド84、85とによって媒体の流路を形成している。流路管811の外周には、流路管811の流路方向に沿って二つのヒータパイプ815、815が適長離隔して卷回されている。流路管812の外周には、流路管812の流路方向に沿って二つのヒータパイプ816、816が適長離隔して卷回されている。流路管813の外周には、流路管813の流路方向に沿って二つのヒータパイプ817、817が適長離隔して卷回されている。 The heater device 80 (heating unit) includes a flow path pipe 811 (first flow path pipe), a flow path pipe 812 (second flow path pipe), and a flow path pipe 813 arranged in parallel through a required gap. (Third flow path tube) and manifolds 84, 85 provided at both ends of each flow path tube 811, 812, 813 form a flow path of the medium. Two heater pipes 815 and 815 are wound around the outer periphery of the flow path pipe 811 along the flow path direction of the flow path pipe 811 with an appropriate length of separation. Two heater pipes 816 and 816 are wound around the outer periphery of the flow path pipe 812 along the flow path direction of the flow path pipe 812 with an appropriate length of separation. Two heater pipes 817 and 817 are wound around the outer periphery of the flow path pipe 813 along the flow path direction of the flow path pipe 813 with an appropriate length of separation.

ヒータパイプ815、816、817は、例えば、ニクロム線などの発熱体が絶縁体を介して金属パイプで包まれた構造をなし、シーズヒータとも称される。 The heater pipes 815, 816, and 817 have a structure in which a heating element such as a nichrome wire is wrapped with a metal pipe via an insulator, and is also referred to as a sheathed heater.

マニホールド84には、加熱ユニットへの媒体の流入口又は加熱ユニットからの媒体の流出口として機能する入出管841、及び二つの流路管の端部を連通する連通管842を形成してある。また、マニホールド85には、加熱ユニットへの媒体の流入口又は加熱ユニットからの媒体の流出口として機能する入出管851、及び二つの流路管の端部を連通する連通管852を形成してある。 The manifold 84 is formed with an inlet / outlet pipe 841 that functions as an inlet or outlet of the medium to the heating unit or an outlet of the medium from the heating unit, and a communication pipe 842 that communicates the ends of the two flow passage pipes. Further, the manifold 85 is formed with an inlet / outlet pipe 851 that functions as an inlet / outlet of the medium to the heating unit or an outlet of the medium from the heating unit, and a communication pipe 852 that communicates the ends of the two flow path pipes. be.

すなわち、流路管811の一端811aには流入口(入出管851)が設けられ、流路管811の他端811bと流路管812の一端812bとは連通管842(第1の連通管)で連通し、流路管812の他端812aと流路管813の一端813aとは連通管852(第2の連通管)で連通し、流路管813の他端813bには流出口(入出管841)が設けられている。媒体は、流入口(入出管851)から流入し、流路管811、812、813内を流れて流出口(入出管841)から流出する。流路管811、812、813内を流れる媒体は、ヒータパイプ815、816、817によって加熱される。 That is, an inflow port (inlet / output pipe 851) is provided at one end 811a of the flow path pipe 811, and the other end 811b of the flow path pipe 811 and one end 812b of the flow path pipe 812 are connected to each other as a communication pipe 842 (first communication pipe). The other end 812a of the flow path pipe 812 and the one end 813a of the flow path pipe 813 are communicated with each other by a communication pipe 852 (second communication pipe), and the outlet (inlet / out) is connected to the other end 813b of the flow path pipe 813. A pipe 841) is provided. The medium flows in from the inflow port (inlet / out pipe 851), flows in the flow path pipes 811, 812, and 813, and flows out from the outflow port (inlet / out pipe 841). The medium flowing in the flow path pipes 811, 812, 813 is heated by the heater pipes 815, 816, 817.

ヒータパイプ815の両端からは二つのリード線が引き出され、当該二つのリード線は、例えば、3相交流のU端子、V端子に接続される。ヒータパイプ816の両端からは二つのリード線が引き出され、当該二つのリード線は、例えば、3相交流のV端子、W端子に接続される。ヒータパイプ817の両端からは二つのリード線が引き出され、当該二つのリード線は、例えば、3相交流のW端子、U端子に接続される。これにより、3相交流の各相を3組のヒータパイプ815、816、817のいずれか一つに対応させて電源を印加することができ、3相交流電源に対応することができる。 Two lead wires are drawn from both ends of the heater pipe 815, and the two lead wires are connected to, for example, a three-phase alternating current U terminal and a V terminal. Two lead wires are drawn from both ends of the heater pipe 816, and the two lead wires are connected to, for example, a three-phase alternating current V terminal and a W terminal. Two lead wires are drawn from both ends of the heater pipe 817, and the two lead wires are connected to, for example, a three-phase alternating current W terminal and a U terminal. Thereby, each phase of the three-phase AC can be associated with any one of the three sets of heater pipes 815, 816, and 817 to apply the power supply, and the three-phase AC power supply can be supported.

ヒータパイプ815、816、817それぞれが卷回された流路管811、812、813を覆うように、背面側にはカバー81が取り付けられ、正面側には、カバー82、83が取り付けられている。カバー82とカバー83との間、カバー82とマニホールド84との間、カバー83とマニホールド85との間には、ヒータパイプ815、816、817のリード線が引き出せるように隙間を設けてある。ヒータパイプ815、816、817とカバー81、82、83の内面との間には、断熱材(不図示)を設けてある。断熱材により、ヒータパイプ815、816、817の熱が外部に放熱されることを抑制し、流路管811、812、813側に伝わるようにすることができる。 A cover 81 is attached to the back side and covers 82, 83 are attached to the front side so that the heater pipes 815, 816, and 817 cover the flow path pipes 811, 812, and 813, respectively. .. A gap is provided between the cover 82 and the cover 83, between the cover 82 and the manifold 84, and between the cover 83 and the manifold 85 so that the lead wires of the heater pipes 815, 816, and 817 can be drawn out. A heat insulating material (not shown) is provided between the heater pipes 815, 816, 817 and the inner surfaces of the covers 81, 82, 83. The heat insulating material can prevent the heat of the heater pipes 815, 816, and 817 from being dissipated to the outside, and can be transmitted to the flow path pipes 811, 812, and 813.

また、3つの流路管811、流路管812、流路管813を、流路方向に沿って平行に配置し、各流路管811、812、813の両端に設けられたマニホールド84、85によって媒体の流路を形成することにより、加熱ユニットの外径寸法を大きくすることなく、ヒータパイプ815、816、817の流路方向の有効長を長くすることができ、加熱ユニットの小型化に寄与する。 Further, the three flow path pipes 811, the flow path pipe 812, and the flow path pipe 813 are arranged in parallel along the flow path direction, and the manifolds 84, 85 provided at both ends of the flow path pipes 811, 812, 813 are provided. By forming the flow path of the medium, the effective length of the heater pipes 815, 816, and 817 in the flow path direction can be lengthened without increasing the outer diameter of the heating unit, and the heating unit can be downsized. Contribute.

図5は流路管813の外周に卷回されたヒータパイプ817の要部を示す模式図である。なお、他のヒータパイプ815、816も同様であるので、説明は省略する。図5に示すように、ヒータパイプ817の外径をφとし、流路管813の外周上で隣り合うヒータパイプ817のピッチをpとすると、ヒータパイプ817の外径φは、ヒータパイプ817のピッチpよりも小さい(φ<p)。すなわち、ヒータパイプ817は密着することなく、流路管813の外周で隣り合うヒータパイプ817同士は、お互いに隙間を設けて流路管813の外周に巻回されている。隙間を設けることにより、ヒータパイプ817の過熱を防止することができる。 FIG. 5 is a schematic view showing a main part of the heater pipe 817 wound around the outer periphery of the flow path pipe 813. Since the same applies to the other heater pipes 815 and 816, the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 5, when the outer diameter of the heater pipe 817 is φ and the pitch of the adjacent heater pipes 817 on the outer circumference of the flow path pipe 813 is p, the outer diameter φ of the heater pipe 817 is the heater pipe 817. It is smaller than the pitch p (φ <p). That is, the heater pipes 817 are not in close contact with each other, and the heater pipes 817 adjacent to each other on the outer periphery of the flow path pipe 813 are wound around the outer periphery of the flow path pipe 813 with a gap between them. By providing a gap, overheating of the heater pipe 817 can be prevented.

ヒータパイプ815、816、817の外径φは5mm以下とすることができる。これにより、所定長の流路管811、812、813の外周に巻回するヒータパイプ815、816、817の巻回数を比較的多くすることができ、流路管811、812、813の外周でのヒータパイプ815、816、817の接触面積を多くすることができ、流路管811、812、813を通じてヒータパイプ815、816、817の熱を媒体に効率良く伝えることができる。 The outer diameter φ of the heater pipes 815, 816, and 817 can be 5 mm or less. As a result, the number of windings of the heater pipes 815, 816, and 817 wound around the outer circumferences of the flow path pipes 811, 812, and 813 having a predetermined length can be relatively increased, and the outer circumferences of the flow path pipes 811, 812, and 813 can be wound. The contact area of the heater pipes 815, 816 and 817 can be increased, and the heat of the heater pipes 815, 816 and 817 can be efficiently transferred to the medium through the flow path pipes 811, 812 and 813.

ヒータパイプ815、816、817は、流路管811、812、813の外径よりも若干小さい寸法の内径でコイル状に巻いておき、コイル状に巻かれたヒータパイプ815の内側に流路管811を挿入する。流路管811が挿入されたヒータパイプ815は、弾性により、径の中心に向かって縮小しようとする力が働き、流路管811にヒータパイプ815を圧着させることができ、ヒータパイプ815の熱を流路管811、812、813側に伝わるようにすることができる。他のヒータパイプ816、817も同様である。 The heater pipes 815, 816, and 817 are coiled with an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the flow path pipes 811, 812, and 813, and the flow path pipes are inside the coiled heater pipe 815. Insert 811. The heater pipe 815 into which the flow path pipe 811 is inserted exerts a force to shrink toward the center of the diameter due to its elasticity, and the heater pipe 815 can be crimped to the flow path pipe 811 to heat the heater pipe 815. Can be transmitted to the flow path pipes 811, 812, and 813. The same applies to the other heater pipes 816 and 817.

また、流路管811、812、813にヒータパイプ815、816、817をろう付けしてもよい。これにより、ヒータパイプ815、816、817の熱をさらに流路管811、812、813側に伝わるようにすることができる。 Further, the heater pipes 815, 816 and 817 may be brazed to the flow path pipes 811, 812 and 813. As a result, the heat of the heater pipes 815, 816, and 817 can be further transferred to the flow path pipes 811, 812, and 813.

加熱ユニットの電力密度は、1平方cm当たり10W以下とすることができる。電力密度は、ヒータパイプ815、816、817における単位面積(1平方cm)当たりの電力負荷(W)である。例えば、ヒータパイプ815、816、817の外径をφとし、巻回されたヒータパイプ815、816、817の流路方向の有効長をLとし、電力をWとすると、電力密度は、W/(φ×π×L)で表すことができる。電力密度を1平方cm当たり10W以下とすることにより、ヒータパイプ815、816、817の過熱を防止することができる。 The power density of the heating unit can be 10 W or less per square cm. The power density is the power load (W) per unit area (1 square cm) of the heater pipes 815, 816, and 817. For example, if the outer diameters of the heater pipes 815, 816, and 817 are φ, the effective length of the wound heater pipes 815, 816, and 817 in the flow path direction is L, and the electric power is W, the power density is W / It can be expressed as (φ × π × L). By setting the power density to 10 W or less per square cm, overheating of the heater pipes 815, 816, and 817 can be prevented.

図6は本実施の形態のヒータ装置80の構成の他の例を示す正面図である。図6の例では、ヒータ装置80は、二つの加熱ユニットで構成されている。図6に示すように、一方の加熱ユニットのマニホールド84と他方の加熱ユニットのマニホールド85とは、繋ぎ管86によって連結されている。 FIG. 6 is a front view showing another example of the configuration of the heater device 80 of the present embodiment. In the example of FIG. 6, the heater device 80 is composed of two heating units. As shown in FIG. 6, the manifold 84 of one heating unit and the manifold 85 of the other heating unit are connected by a connecting pipe 86.

加熱ユニットは、複数連結可能にしてある。これにより、ヒータ装置80の加熱容量の大小に応じて、所要数の加熱ユニットを連結するだけで媒体の温度を設定温度に調節することができるとともに、加熱ユニットは共通にすることができるので、加熱容量に応じて部品の種類が増加することもなく、コストを低減することができる。 A plurality of heating units can be connected. As a result, the temperature of the medium can be adjusted to the set temperature simply by connecting the required number of heating units according to the size of the heating capacity of the heater device 80, and the heating units can be shared. The cost can be reduced without increasing the types of parts according to the heating capacity.

また、図6に示すように、二つの加熱ユニットを連結する場合、寸法が比較的長い流路方向ではなく、流路方向と直交する方向に向かって二つの加熱ユニットを配置することにより、ヒータ装置80の外径寸法が大きくなることを抑制して小型化を図ることができる。なお、連結可能な加熱ユニットの数は2個に限定されない。例えば、3個以上であってもよい。3個又は4個の加熱ユニットを連結する場合には、例えば、二つの加熱ユニットの背面側に配置することができる。この場合、U字状の繋ぎ管を使用することができる。 Further, as shown in FIG. 6, when connecting two heating units, the heater is arranged by arranging the two heating units in the direction orthogonal to the flow path direction instead of the flow path direction having a relatively long dimension. It is possible to suppress the increase in the outer diameter of the device 80 and reduce the size. The number of heating units that can be connected is not limited to two. For example, there may be three or more. When connecting three or four heating units, for example, they can be arranged on the back side of the two heating units. In this case, a U-shaped connecting pipe can be used.

次に、ヒータ装置80の動作について説明する。具体的には、ヒータパイプ用温度制御部52及び媒体温度制御部53がヒータ装置80の動作を制御する。 Next, the operation of the heater device 80 will be described. Specifically, the temperature control unit 52 for the heater pipe and the medium temperature control unit 53 control the operation of the heater device 80.

媒体温度制御部53は、流路管811、812、813の外周に設けられたヒータパイプ815、816、817への通電のオン/オフを繰り返して(例えば、所定周期で)媒体の温度を制御する。ヒータパイプ815、816、817が流路管811、812、813の外周に設けられているので、媒体がヒータパイプ815、816、817に触れることがなく、ヒータパイプ815、816、817の表面にスケールが付着しない。これにより、ヒータ装置80の熱伝達率の低下を防止することができる。 The medium temperature control unit 53 repeatedly turns on / off the energization of the heater pipes 815, 816, and 817 provided on the outer periphery of the flow path pipes 811, 812, and 813 (for example, at a predetermined cycle) to control the temperature of the medium. do. Since the heater pipes 815, 816, 817 are provided on the outer periphery of the flow path pipes 811, 812, 813, the medium does not touch the heater pipes 815, 816, 817 and is on the surface of the heater pipes 815, 816, 817. The scale does not adhere. This makes it possible to prevent a decrease in the heat transfer coefficient of the heater device 80.

所定周期は、比例周期とも称される。以下の説明では、比例周期という文言を用いる。比例周期は、例えば、1秒、2秒などとすることができる。媒体温度制御部53は、媒体の温度が設定温度より高くなると冷却工程の比例周期における冷却媒体オンの時間である冷却媒体通電オン時間が長くなるように(例えば、5秒から8秒など)調整して媒体の温度を下げるように制御する。また、媒体温度制御部53は、媒体の温度が設定温度より低くなると加熱工程の比例周期における通電オフ時間が短くなるように(例えば、0.1秒から0.05秒など)調整して媒体の温度を上げるように制御する。通電オフ時間の調整は比例周期毎に行われる。また、媒体の設定温度を含む所要温度範囲は、比例帯とも称され、比例帯は、例えば、設定温度±10℃、あるいは設定温度±5℃などとすることができる。 The predetermined cycle is also referred to as a proportional cycle. In the following description, the term proportional period is used. The proportional period can be, for example, 1 second, 2 seconds, or the like. The medium temperature control unit 53 adjusts so that when the temperature of the medium becomes higher than the set temperature, the cooling medium energization on time, which is the time for turning on the cooling medium in the proportional cycle of the cooling process, becomes longer (for example, 5 to 8 seconds). And control to lower the temperature of the medium. Further, the medium temperature control unit 53 adjusts the medium so that the energization off time in the proportional cycle of the heating step becomes short (for example, 0.1 seconds to 0.05 seconds) when the temperature of the medium becomes lower than the set temperature. Control to raise the temperature of. The energization off time is adjusted every proportional cycle. Further, the required temperature range including the set temperature of the medium is also referred to as a proportional band, and the proportional band can be, for example, a set temperature ± 10 ° C. or a set temperature ± 5 ° C.

また、媒体の温度が設定温度よりも高い場合、熱交換器40による冷却動作が行われる。例えば、冷却電磁弁23の開閉動作を行うことにより、冷却電磁弁23が所要時間だけ開いている間に、熱交換器40の媒体流路12a内で比較的低温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ことができる。また、所要のタイミングで冷却水電磁弁25を所要時間だけ開くことにより、熱交換器40の冷却流路13aに給水口からの冷却水が流れ、熱交換器40の媒体流路12aの温度を所要の温度(例えば、80℃)に維持することができる。 When the temperature of the medium is higher than the set temperature, the heat exchanger 40 performs a cooling operation. For example, by opening and closing the cooling solenoid valve 23, the medium maintained at a relatively low temperature in the medium flow path 12a of the heat exchanger 40 is piped while the cooling solenoid valve 23 is open for a required time. The temperature of the medium can be lowered by flowing through the paths 12, 11 and the bypass pipeline 16. Further, by opening the cooling water electromagnetic valve 25 at the required timing for the required time, the cooling water from the water supply port flows into the cooling flow path 13a of the heat exchanger 40, and the temperature of the medium flow path 12a of the heat exchanger 40 is adjusted. It can be maintained at the required temperature (eg 80 ° C.).

ヒータパイプ用温度制御部52は、ヒータ装置80のヒータパイプ815、816、817の温度(表面温度)も制御する。具体的には、ヒータパイプ用温度制御部52は、比例周期毎の通電オフ時間又は比例周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整してヒータパイプ815、816、817の温度を制御する。比例周期の複数回に亘る期間を制御周期とも称する。 The temperature control unit 52 for the heater pipe also controls the temperature (surface temperature) of the heater pipes 815, 816, and 817 of the heater device 80. Specifically, the temperature control unit 52 for the heater pipe adjusts the energization off time for each proportional cycle or the total energization off time over a plurality of proportional cycles to adjust the energization off time of the heater pipes 815, 816, and 817. Control the temperature. A period spanning multiple proportional cycles is also referred to as a control cycle.

より具体的には、ヒータパイプ用温度制御部52は、PID制御(Proportional-Integral-Differential Controller)の比例周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整してヒータパイプ815、816、817の温度を制御することができる。PID制御は、媒体温度制御部53による媒体の温度の制御であり、通電オフ時間を、媒体の実際の温度と、目標温度との偏差の一次関数として制御する。これにより、ヒータパイプ815、816、817の温度が上限温度を超えることを防止し、ヒータパイプ815、816、817の過熱を防止することができる。 More specifically, the temperature control unit 52 for the heater pipe adjusts the total time of the energization off time in a period over a plurality of proportional cycles of PID control (Proportional-Integral-Differential Controller) to adjust the heater pipe 815. The temperature of 816 and 817 can be controlled. The PID control is the control of the temperature of the medium by the medium temperature control unit 53, and controls the energization off time as a linear function of the deviation between the actual temperature of the medium and the target temperature. As a result, it is possible to prevent the temperature of the heater pipes 815, 816 and 817 from exceeding the upper limit temperature, and prevent the heater pipes 815, 816 and 817 from overheating.

図7はヒータ装置80の動作モードの一例を示す説明図である。比例周期をTとし、比例周期の回数(サイクル数とも称する)をnとすると、制御周期はn×Tで表すことができる。サイクル数nは、例えば、15とすることができるが、これに限定されるものではなく、10サイクル、20サイクル、あるいは30サイクルであってもよい。以下の説明では、比例周期Tを1秒とし、サイクル数nを15とする。制御周期は15秒となる。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the operation mode of the heater device 80. Assuming that the proportional cycle is T and the number of proportional cycles (also referred to as the number of cycles) is n, the control cycle can be represented by n × T. The number of cycles n can be, for example, 15, but is not limited to this, and may be 10 cycles, 20 cycles, or 30 cycles. In the following description, the proportional cycle T is 1 second and the number of cycles n is 15. The control cycle is 15 seconds.

図7に示すように、サイクル1,2,…,nの通電オフ時間をそれぞれd1,d2,…,dnとすると、制御周期における通電オフ時間の合計時間Dnは、式(1)で表すことができる。 As shown in FIG. 7, assuming that the energization off times of cycles 1, 2, ..., N are d1, d2, ..., Dn, respectively, the total energization off time Dn in the control cycle is expressed by the equation (1). Can be done.

Figure 0007079480000001
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また、式(1)に代えて、制御周期における通電オフ時間の合計時間Dnを、式(2)で表すことができる。ここで、diは式(3)を満たす通電オフ時間である。式(3)において、dminは、最小通電オフ時間である。すなわち、制御周期における通電オフ時間の合計時間Dnを、各比例周期の通電オフ時間のうち、最小通電オフ時間dmin以上の通電オフ時間の合計時間とすることができる。別言すれば、最小通電オフ時間dmin未満の通電オフ時間は除外して合計時間を求めることになる。 Further, instead of the equation (1), the total time Dn of the energization off time in the control cycle can be expressed by the equation (2). Here, di is an energization off time that satisfies the equation (3). In the formula (3), dm in is the minimum energization off time. That is, the total energization off time Dn in the control cycle can be set to the total energization off time of the minimum energization off time dm or more among the energization off times in each proportional cycle. In other words, the total time is calculated by excluding the energization off time less than the minimum energization off time dm.

ヒータパイプ用温度制御部52は、ヒータパイプ815、816、817の温度が高くなった場合には、合計時間Dnが長くなるように調整することにより、ヒータパイプ815、816、817の温度を目標温度に近づけることができる。これにより、ヒータパイプ815、816、817の温度が上限温度を超えることを防止し、ヒータパイプ815、816、817の過熱を防止することができる。 When the temperature of the heater pipes 815, 816, and 817 becomes high, the temperature control unit 52 for the heater pipe targets the temperature of the heater pipes 815, 816, and 817 by adjusting so that the total time Dn becomes long. It can approach the temperature. As a result, it is possible to prevent the temperature of the heater pipes 815, 816 and 817 from exceeding the upper limit temperature, and prevent the heater pipes 815, 816 and 817 from overheating.

また、図7に示すように、媒体温度制御部53は、ヒータ装置80を連続通電モード(第1制御モード)及びオンオフ通電モード(第2制御モード)で動作させることができる。連続通電モードは、比例周期毎の通電オフ時間を0にしてヒータパイプ815、816、817への連続通電を行うモードである。オンオフ通電モードは、ヒータパイプ815、816、817への通電のオン/オフを比例周期で繰り返すモードである。なお、本明細書では、制御周期の中の1又は複数の比例周期において、通電時間が0となる場合も、オンオフ通電モードに含まれるものとする。 Further, as shown in FIG. 7, the medium temperature control unit 53 can operate the heater device 80 in the continuous energization mode (first control mode) and the on / off energization mode (second control mode). The continuous energization mode is a mode in which the energization off time for each proportional cycle is set to 0 and the heater pipes 815, 816, and 817 are continuously energized. The on / off energization mode is a mode in which the on / off of energization of the heater pipes 815, 816, and 817 is repeated in a proportional cycle. In this specification, even when the energization time becomes 0 in one or a plurality of proportional cycles in the control cycle, it is included in the on / off energization mode.

媒体の温度を加熱開始温度(例えば、20℃など)から設定温度(例えば、180℃)まで昇温させる場合、媒体温度制御部53は連続通電モードを用いることができる。また、媒体の温度を設定温度に維持する場合、媒体温度制御部53はオンオフ通電モードを用いることができる。なお、媒体の温度を加熱開始温度から設定温度まで昇温させる場合でも、媒体温度制御部53はオンオフ通電モードを用いることができる。 When raising the temperature of the medium from the heating start temperature (for example, 20 ° C.) to the set temperature (for example, 180 ° C.), the medium temperature control unit 53 can use the continuous energization mode. Further, when the temperature of the medium is maintained at the set temperature, the medium temperature control unit 53 can use the on / off energization mode. Even when the temperature of the medium is raised from the heating start temperature to the set temperature, the medium temperature control unit 53 can use the on / off energization mode.

次に、制御周期(n×T)における通電オフ時間の合計時間Dnの設定方法について説明する。便宜上、以下の説明では、ヒータパイプ815、816、817の温度をヒータ温度と称する。 Next, a method of setting the total time Dn of the energization off time in the control cycle (n × T) will be described. For convenience, in the following description, the temperatures of the heater pipes 815, 816, and 817 are referred to as heater temperatures.

図8はヒータ温度と通電オフ時間の合計時間Dnとの関係の一例を示す模式図である。図8において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。金型温度調節機100による媒体の最小流量を10l/minとし、最大流量を65l/minとする。媒体の流量が最小流量のときにヒータパイプ815、816、817から媒体への熱伝達量が少なくなるため、ヒータ温度は最も高くなり、制御周期又は通電オフ時間の合計時間Dnへの影響が生じやすい。そこで、図8の例では流量を最小流量の10l/minとしている。また、媒体の設定温度は180℃としている。比例周期Tは1秒であり、サイクル数は15とし、制御周期は15秒である。図8のチャートは、ヒータ温度を初期温度(例えば、目標温度として、290℃とする)にした後、ヒータへの通電を連続通電(通電オフ時間=0)、制御周期の通電オフ時間の合計時間Dnを、それぞれ0.25秒、0.5秒、1.0秒とした場合のヒータ温度の推移を示す。なお、図8では、便宜上、通電オフ時間を設けたときのヒータ温度は最高温度をプロットしている。 FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the relationship between the heater temperature and the total time Dn of the energization off time. In FIG. 8, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. The minimum flow rate of the medium by the mold temperature controller 100 is 10 l / min, and the maximum flow rate is 65 l / min. Since the amount of heat transfer from the heater pipes 815, 816, and 817 to the medium is small when the flow rate of the medium is the minimum flow rate, the heater temperature becomes the highest, which affects the total time Dn of the control cycle or the energization off time. Cheap. Therefore, in the example of FIG. 8, the flow rate is set to the minimum flow rate of 10 l / min. The set temperature of the medium is 180 ° C. The proportional cycle T is 1 second, the number of cycles is 15, and the control cycle is 15 seconds. In the chart of FIG. 8, after the heater temperature is set to the initial temperature (for example, the target temperature is set to 290 ° C.), the heater is continuously energized (energization off time = 0), and the total energization off time of the control cycle is totaled. The transition of the heater temperature is shown when the time Dn is 0.25 seconds, 0.5 seconds, and 1.0 seconds, respectively. In FIG. 8, for convenience, the maximum heater temperature is plotted when the energization off time is provided.

連続通電の場合は、ヒータ温度は初期温度から上昇し始め、かなり高い温度まで温度上昇が続く。合計時間Dn=0.25秒の場合は、ヒータ温度は初期温度から徐々に上昇し始め、比較的高い温度まで上昇すると、その後は、ヒータ温度は安定する。合計時間Dn=0.5秒の場合は、ヒータ温度は、ほぼ初期温度を維持して安定する。合計時間Dn=1.0秒の場合は、ヒータ温度は初期温度から徐々に下降し始め、若干低い温度まで下降すると、その後は、ヒータ温度は安定する。 In the case of continuous energization, the heater temperature starts to rise from the initial temperature and continues to rise to a considerably high temperature. When the total time Dn = 0.25 seconds, the heater temperature starts to gradually rise from the initial temperature, and when the temperature rises to a relatively high temperature, the heater temperature becomes stable thereafter. When the total time Dn = 0.5 seconds, the heater temperature is stable while maintaining almost the initial temperature. When the total time Dn = 1.0 second, the heater temperature starts to gradually decrease from the initial temperature, and when the temperature decreases to a slightly lower temperature, the heater temperature stabilizes thereafter.

図9は通電オフ時間の合計時間Dnを変化させた場合のヒータ温度の変動の一例を示す模式図である。図9において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。図9Aは、合計時間Dn=0.5秒の場合のヒータ温度の変動の様子を示す。合計時間Dn=0.5秒の場合、制御周期でのON時間の合計時間は14.5秒となり、OFF時間の合計時間は0.5秒となる。合計時間Dn=0.5秒の場合、制御周期の最初(始点)のヒータ温度と最後(終点)のヒータ温度が同程度になり、ヒータ温度は、上昇傾向も下降傾向も示さずに安定して推移することが分かる。 FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of fluctuations in the heater temperature when the total time Dn of the energization off time is changed. In FIG. 9, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. FIG. 9A shows the state of fluctuation of the heater temperature when the total time Dn = 0.5 seconds. When the total time Dn = 0.5 seconds, the total time of the ON time in the control cycle is 14.5 seconds, and the total time of the OFF time is 0.5 seconds. When the total time Dn = 0.5 seconds, the heater temperature at the beginning (start point) and the heater temperature at the end (end point) of the control cycle are about the same, and the heater temperature is stable without showing an upward tendency or a downward tendency. It can be seen that the temperature changes.

図9Bは、合計時間Dn=0.25秒の場合のヒータ温度の変動の様子を示す。合計時間Dn=0.25秒の場合、制御周期でのON時間の合計時間は14.75秒となり、OFF時間の合計時間は0.25秒となる。合計時間Dn=0.25秒の場合、制御周期の最初(始点)のヒータ温度よりも最後(終点)のヒータ温度が高くなり、ヒータ温度は、徐々に上昇し、その後一定となることが分かる。 FIG. 9B shows the state of fluctuation of the heater temperature when the total time Dn = 0.25 seconds. When the total time Dn = 0.25 seconds, the total time of the ON time in the control cycle is 14.75 seconds, and the total time of the OFF time is 0.25 seconds. It can be seen that when the total time Dn = 0.25 seconds, the heater temperature at the end (end point) becomes higher than the heater temperature at the beginning (start point) of the control cycle, and the heater temperature gradually rises and then becomes constant. ..

図9Cは、合計時間Dn=1.0秒の場合のヒータ温度の変動の様子を示す。合計時間Dn=1.0秒の場合、制御周期でのON時間の合計時間は14.0秒となり、OFF時間の合計時間は1.0秒となる。合計時間Dn=1.0秒の場合、制御周期の最初(始点)のヒータ温度よりも最後(終点)のヒータ温度が低くなり、ヒータ温度は、徐々に下降し、その後一定となることが分かる。 FIG. 9C shows the state of fluctuation of the heater temperature when the total time Dn = 1.0 second. When the total time Dn = 1.0 second, the total time of the ON time in the control cycle is 14.0 seconds, and the total time of the OFF time is 1.0 second. It can be seen that when the total time Dn = 1.0 second, the heater temperature at the end (end point) is lower than the heater temperature at the beginning (start point) of the control cycle, and the heater temperature gradually decreases and then becomes constant. ..

ヒータパイプ815、816、817の過熱を防止するためには、オンオフ通電モードにおいて、ヒータ温度が目標温度を維持する必要があり、ヒータ温度が安定して推移するか、下降傾向で推移することが望ましい。また、ヒータ温度が最も高くなる条件、例えば、媒体の流量が最小流量のときにヒータ温度を目標温度で維持することができれば、媒体の流量が変動しても、ヒータ温度が目標温度を超えて上昇することがない。そこで、制御周期での通電オフ時間の合計時間Dnは、一例として、0.5秒以上が好ましい。 In order to prevent overheating of the heater pipes 815, 816, and 817, it is necessary for the heater temperature to maintain the target temperature in the on / off energization mode, and the heater temperature may change stably or in a downward trend. desirable. Further, if the heater temperature can be maintained at the target temperature under the condition where the heater temperature is the highest, for example, when the flow rate of the medium is the minimum flow rate, the heater temperature exceeds the target temperature even if the flow rate of the medium fluctuates. It does not rise. Therefore, the total time Dn of the energization off time in the control cycle is preferably 0.5 seconds or more as an example.

なお、比例周期T、サイクル数nを変化させても、同様の結果を得ることができる。 Similar results can be obtained by changing the proportional period T and the number of cycles n.

ヒータパイプ用温度制御部52は、比例周期の所定回数(サイクル数)に亘る制御周期の通電オフ時間の合計時間を比例周期の2分の1以上とすることができる。比例周期をTとし、サイクル数をnとすると、制御周期(n×T)の通電オフ時間の合計時間Dnは、式(4)を満たすようにすることができる。 The temperature control unit 52 for the heater pipe can set the total energization off time of the control cycle over a predetermined number of proportional cycles (number of cycles) to be one half or more of the proportional cycle. Assuming that the proportional cycle is T and the number of cycles is n, the total time Dn of the energization off time of the control cycle (n × T) can satisfy the equation (4).

Figure 0007079480000002
Figure 0007079480000002

例えば、前述のように、比例周期Tを1秒とし、サイクル数を15秒とした場合、通電オフ時間の合計時間Dnは、0.5秒以上とすることができる。なお、サイクル数が、例えば、10、20などの場合も、同様に通電オフ時間の合計時間Dnは、0.5秒以上とすることができる。また、比例周期Tが、例えば、2秒である場合、通電オフ時間の合計時間Dnは、0.5秒よりも長い時間、例えば、1秒以上とすることができる。 For example, as described above, when the proportional cycle T is 1 second and the number of cycles is 15 seconds, the total time Dn of the energization off time can be 0.5 seconds or more. Even when the number of cycles is, for example, 10 or 20, the total time Dn of the energization off time can be 0.5 seconds or more. Further, when the proportional period T is, for example, 2 seconds, the total time Dn of the energization off time can be a time longer than 0.5 seconds, for example, 1 second or more.

上述の構成により、媒体の温度を設定温度に維持した場合、ヒータパイプ815、816、817の温度を媒体の設定温度よりも高い目標温度又は目標温度に近い温度で維持することができ、ヒータパイプ815、816、817の温度を最適な温度にすることができる。 With the above configuration, when the temperature of the medium is maintained at the set temperature, the temperatures of the heater pipes 815, 816, and 817 can be maintained at a target temperature higher than the set temperature of the medium or a temperature close to the target temperature, and the heater pipe can be maintained. The temperatures of 815, 816 and 817 can be set to the optimum temperature.

また、ヒータパイプ用温度制御部52は、制御周期の通電オフ時間が比例周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間Dnを比例周期の2分の1以上とすることができる。例えば、比例周期Tを1秒とすると、通電オフ時間が比例周期Tの10%未満、すなわち、通電オフ時間が0.1秒未満では、ヒータパイプ815、816、817の温度を制御するには短すぎてヒータパイプ815、816、817の温度を下げる効果が得られない。比例周期Tの10%に相当する通電オフ時間は、式(3)の最小通電オフ時間dminである。 Further, the temperature control unit 52 for the heater pipe can set the total time Dn of the energization off time in which the energization off time of the control cycle is 10% or more of the proportional cycle to half or more of the proportional cycle. For example, assuming that the proportional cycle T is 1 second, when the energization off time is less than 10% of the proportional cycle T, that is, when the energization off time is less than 0.1 second, the temperature of the heater pipes 815, 816, and 817 can be controlled. It is too short to obtain the effect of lowering the temperature of the heater pipes 815, 816 and 817. The energization off time corresponding to 10% of the proportional period T is the minimum energization off time dm in the equation (3).

そこで、通電オフ時間が比例周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間Dnを比例周期の2分の1以上とすることにより、ヒータパイプ815、816、817の温度を確実に目標温度又は目標温度に近い温度で維持することができる。 Therefore, by setting the total time Dn of the energization off time, which is 10% or more of the proportional cycle, to half or more of the proportional cycle, the temperature of the heater pipes 815, 816, and 817 can be surely set to the target temperature or the target temperature. It can be maintained at a temperature close to the target temperature.

ヒータパイプ用温度制御部52は、出力部としての機能を有し、制御周期の通電オフ時間が比例周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間Dnが比例周期の2分の1未満である場合、警告を出力することができる。警告の出力は、音声でもよく、文字又は図等を表示してもよく、表示灯を点灯又は点滅させてもよい。 The temperature control unit 52 for the heater pipe has a function as an output unit, and the energization off time of the control cycle is 10% or more of the proportional cycle. The total time Dn of the energization off time is less than half of the proportional cycle. If so, a warning can be output. The output of the warning may be voice, characters, figures, etc. may be displayed, and the indicator lamp may be turned on or blinked.

通電オフ時間が比例周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間Dnが比例周期の2分の1未満である場合、ヒータパイプ用温度制御部52は、ヒータパイプ815、816、817の温度を目標温度に近い温度にすべく、通電オフ時間を極めて短い時間に調整し、あるいは連続通電を行っている状態であると考えられる。このような状態は、ヒータパイプ815、816、817による加熱が十分でない状態であり、安定した温度制御を行うことができないおそれがある。そこで、警告を出力することにより、ヒータパイプ815、816、817による加熱制御に支障があることを通知することができる。 The energization off time is 10% or more of the proportional cycle. When the total energization off time Dn is less than half of the proportional cycle, the temperature control unit 52 for the heater pipe determines the temperature of the heater pipes 815, 816, and 817. It is considered that the energization off time is adjusted to an extremely short time or continuous energization is performed in order to bring the temperature close to the target temperature. In such a state, the heating by the heater pipes 815, 816, and 817 is not sufficient, and there is a possibility that stable temperature control cannot be performed. Therefore, by outputting a warning, it is possible to notify that the heating control by the heater pipes 815, 816, and 817 is hindered.

前述のように、制御周期の通電オフ時間の合計時間Dnを比例周期の2分の1以上とすることにより、媒体の温度が設定温度に向かって昇温中(加熱制御時)であっても、設定温度に維持するとき(安定時)であっても、ヒータ温度は、媒体の温度に追従する。 As described above, by setting the total time Dn of the energization off time of the control cycle to one half or more of the proportional cycle, even if the temperature of the medium is being raised toward the set temperature (during heating control). The heater temperature follows the temperature of the medium even when the temperature is maintained at the set temperature (when stable).

すなわち、ヒータパイプ用温度制御部52は、媒体の設定温度に基づいてヒータパイプ815、816、817の温度を制御することができる。ヒータパイプ815、816、817の温度は媒体の温度よりも高い温度で推移することを利用して、例えば、ヒータパイプ815、816、817の温度が、媒体の設定温度よりも所要の温度だけ高い温度となるように制御周期の通電オフ時間の合計時間Dnを調整する。これにより、媒体の設定温度に応じて、ヒータパイプ815、816、817の温度を最適な温度にすることができる。 That is, the temperature control unit 52 for the heater pipe can control the temperature of the heater pipes 815, 816, and 817 based on the set temperature of the medium. Utilizing the fact that the temperature of the heater pipes 815, 816, 817 changes at a temperature higher than the temperature of the medium, for example, the temperature of the heater pipes 815, 816, 817 is higher than the set temperature of the medium by a required temperature. The total time Dn of the energization off time of the control cycle is adjusted so as to be the temperature. Thereby, the temperature of the heater pipes 815, 816, and 817 can be set to the optimum temperature according to the set temperature of the medium.

図10は本実施の形態の金型温度調節機100による温度制御方法の第1例を示す模式図である。図10において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。時刻0から時刻tsまでが加熱制御時(昇温中)であり、時刻ts以降は安定時を示す。加熱制御時では、媒体温度制御部53は、連続通電モードを用いて媒体の温度が加熱開始温度(例えば、20℃)から設定温度(例えば、180℃)になるように媒体を加熱する。このとき、ヒータ温度は、媒体の温度に追従して上昇する。 FIG. 10 is a schematic diagram showing a first example of a temperature control method using the mold temperature controller 100 of the present embodiment. In FIG. 10, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. The period from time 0 to time ts is during heating control (during temperature rise), and after time ts, it indicates stable time. At the time of heating control, the medium temperature control unit 53 heats the medium from the heating start temperature (for example, 20 ° C.) to the set temperature (for example, 180 ° C.) by using the continuous energization mode. At this time, the heater temperature rises following the temperature of the medium.

時刻tsで媒体の温度が設定温度に到達すると、媒体温度制御部53は、オンオフ通電モードを用いて、媒体の温度が設定温度を維持するように、比例周期毎の通電オフ時間を調整する。なお、時刻ts以降では、所要のタイミングで冷却電磁弁23、冷却水電磁弁25を所要時間だけ開いて媒体の冷却動作も行われる。 When the temperature of the medium reaches the set temperature at the time ts, the medium temperature control unit 53 adjusts the energization off time for each proportional cycle so that the temperature of the medium maintains the set temperature by using the on / off energization mode. After the time ts, the cooling solenoid valve 23 and the cooling water solenoid valve 25 are opened for a required time at a required timing to cool the medium.

ヒータパイプ用温度制御部52は、制御周期の通電オフ時間の合計時間Dnを比例周期の2分の1以上とすることにより、媒体の設定温度に基づいてヒータ温度を制御することができる。図10の例では、例えば、媒体の流量を30l/minとしたときのヒータ温度を示している。媒体の流量が最小流量になると、ヒータ温度はヒータ温度上限値に向かって高くなり、媒体の流量が最大流量になると、ヒータ温度はヒータ温度下限値に向かって低くなる。 The temperature control unit 52 for the heater pipe can control the heater temperature based on the set temperature of the medium by setting the total time Dn of the energization off time of the control cycle to one half or more of the proportional cycle. In the example of FIG. 10, for example, the heater temperature when the flow rate of the medium is 30 l / min is shown. When the flow rate of the medium reaches the minimum flow rate, the heater temperature rises toward the upper limit of the heater temperature, and when the flow rate of the medium reaches the maximum flow rate, the heater temperature decreases toward the lower limit of the heater temperature.

ヒータパイプ用温度制御部52は、ヒータ温度が、媒体の設定温度よりも第1温度T1だけ高いヒータ温度下限値(下限温度)以上であって、設定温度よりも第2温度T2だけ高いヒータ温度上限値(上限温度)以下になるように制御周期の通電オフ時間の合計時間Dnを調整することができる。 In the heater pipe temperature control unit 52, the heater temperature is equal to or higher than the lower limit of the heater temperature (lower limit temperature), which is higher than the set temperature of the medium by the first temperature T1, and the heater temperature is higher by the second temperature T2 than the set temperature. The total time Dn of the energization off time of the control cycle can be adjusted so as to be equal to or less than the upper limit value (upper limit temperature).

これにより、ヒータ温度をヒータ温度下限値とヒータ温度上限値との間の温度にすることができる。例えば、ヒータ温度上限値を、ヒータパイプ815、816、817の寿命に影響を与え得るような温度(例えば、400℃など)未満の温度に設定することにより、ヒータパイプ815、816、817の期待寿命が短くなることを防止できる。また、ヒータ温度下限値を、媒体の設定温度までの昇温時間に影響を与え得るような温度よりも高い温度に設定することにより、媒体の昇温時間が期待時間よりも長くなることを防止できる。 As a result, the heater temperature can be set to a temperature between the lower limit of the heater temperature and the upper limit of the heater temperature. For example, by setting the upper limit of the heater temperature to a temperature lower than a temperature that can affect the life of the heater pipes 815, 816, 817 (for example, 400 ° C.), the expectation of the heater pipes 815, 816, 817 is set. It is possible to prevent the life from being shortened. In addition, by setting the lower limit of the heater temperature to a temperature higher than the temperature that can affect the temperature rise time to the set temperature of the medium, it is possible to prevent the temperature rise time of the medium from becoming longer than the expected time. can.

例えば、第1温度T1は50℃とし、第2温度T2は120℃とすることができる。第1温度T1を50℃未満とすると、媒体の昇温時間が期待時間よりも長くなる。また、第2温度T2を120℃より高い温度とすると、ヒータパイプ815、816、817の期待寿命が短くなる。上述の構成により、媒体の設定温度に関わらず、ヒータパイプ815、816、817の期待寿命が短くなること、及び媒体の昇温時間が期待時間よりも長くなることを防止できる。 For example, the first temperature T1 can be 50 ° C. and the second temperature T2 can be 120 ° C. When the first temperature T1 is less than 50 ° C., the temperature rise time of the medium becomes longer than the expected time. Further, when the second temperature T2 is set to a temperature higher than 120 ° C., the expected life of the heater pipes 815, 816, and 817 is shortened. With the above configuration, it is possible to prevent the expected life of the heater pipes 815, 816, and 817 from being shortened and the temperature rise time of the medium from being longer than the expected time, regardless of the set temperature of the medium.

図11は媒体設定温度と通電オフ時間の合計時間Dnとの関係を示す模式図である。図11において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。図11に示すように、媒体の設定温度が180℃のときに、制御周期の通電オフ時間の合計時間Dnを0.5秒に設定したとすると、媒体の設定温度が、200℃、250℃の如く高くなった場合には、ヒータパイプ815、816、817の温度も上昇してヒータ温度上限値を超える可能性があるので、通電オフ時間の合計時間Dnを0.5秒よりも長く(例えば、0.6秒、0.7秒、1.0秒など)なるように調整することにより、ヒータパイプ815、816、817の温度がヒータ温度上限値以下にすることができる。 FIG. 11 is a schematic diagram showing the relationship between the medium set temperature and the total time Dn of the energization off time. In FIG. 11, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. As shown in FIG. 11, when the set temperature of the medium is 180 ° C. and the total time Dn of the energization off time of the control cycle is set to 0.5 seconds, the set temperature of the medium is 200 ° C. and 250 ° C. If the temperature rises as shown above, the temperature of the heater pipes 815, 816, and 817 may also rise and exceed the upper limit of the heater temperature. Therefore, the total time Dn of the energization off time is longer than 0.5 seconds ( For example, the temperature of the heater pipes 815, 816, and 817 can be set to be equal to or lower than the upper limit of the heater temperature by adjusting the temperature to 0.6 seconds, 0.7 seconds, 1.0 seconds, and the like.

上述のように、ヒータパイプ用温度制御部52は、制御周期の通電オフ時間の合計時間Dnを、媒体の設定温度に応じて、比例周期Tの2分の1以上とすることができる。具体的には、媒体の設定温度が高くなるに応じて、通電オフ時間の合計時間Dnをより長く調整することができる。 As described above, the temperature control unit 52 for the heater pipe can set the total time Dn of the energization off time of the control cycle to one half or more of the proportional cycle T according to the set temperature of the medium. Specifically, as the set temperature of the medium increases, the total time Dn of the energization off time can be adjusted to be longer.

上述の構成により、媒体の設定温度に応じて、ヒータパイプ815、816、817の温度を媒体の設定温度よりも高い目標温度又は目標温度に近い温度で維持することができ、ヒータパイプ815、816、817の温度を最適な温度にすることができる。 With the above configuration, the temperature of the heater pipes 815, 816, 817 can be maintained at a target temperature higher than the set temperature of the medium or a temperature close to the target temperature, depending on the set temperature of the medium, and the heater pipes 815, 816 can be maintained. , 817 can be set to the optimum temperature.

次に、加熱時(昇温時)のヒータ装置80の動作モードについて説明する。 Next, the operation mode of the heater device 80 during heating (during temperature rise) will be described.

図12は媒体の温度の推移の一例を示す模式図である。図12において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。図12において、符号Aで示すチャート(破線)は、媒体を加熱開始前温度(例えば、20℃)から設定温度(図12の例では、180℃)まで昇温する間では連続通電モードを用い、媒体の温度が設定温度に到達した後はオンオフ通電モードを用いた場合を示す。一方、符号Bで示すチャート(実線)は、媒体を加熱開始前温度(例えば、20℃)から所定温度(図12の例では、120℃)まで昇温する間では連続通電モードを用い、その後はオンオフ通電モードを用いた場合を示す。 FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of changes in the temperature of the medium. In FIG. 12, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. In FIG. 12, the chart (dashed line) indicated by reference numeral A uses a continuous energization mode while the medium is heated from the temperature before the start of heating (for example, 20 ° C.) to the set temperature (180 ° C. in the example of FIG. 12). , The case where the on / off energization mode is used after the temperature of the medium reaches the set temperature is shown. On the other hand, the chart (solid line) indicated by reference numeral B uses a continuous energization mode while the medium is heated from the temperature before the start of heating (for example, 20 ° C.) to a predetermined temperature (120 ° C. in the example of FIG. 12), and then. Indicates the case where the on / off energization mode is used.

図12に示すように、符号Bで示すチャートでは、媒体の温度が設定温度に到達するまでの時間がts1であり、符号Aで示すチャートでは、媒体の温度が設定温度に到達するまでの時間がts2であり、ts1=ts2+Δtsとなる。時間差Δtsは、所定温度に応じて変化し、例えば、5秒から10秒程度である。すなわち、所定温度が高くなると時間差Δtsは小さくなり、所定温度が低くなると時間差Δtsは大きくなる。 As shown in FIG. 12, in the chart indicated by reference numeral B, the time required for the temperature of the medium to reach the set temperature is ts1, and in the chart indicated by reference numeral A, the time required for the temperature of the medium to reach the set temperature. Is ts2, and ts1 = ts2 + Δts. The time difference Δts changes according to a predetermined temperature, and is, for example, about 5 seconds to 10 seconds. That is, when the predetermined temperature is high, the time difference Δts becomes small, and when the predetermined temperature is low, the time difference Δts becomes large.

媒体の温度を設定温度まで昇温させる昇温時間をできるだけ短くしたいような用途では(例えば、時間差Δtsが許容できる場合)、符号Aで示すように、媒体を加熱開始前温度から設定温度まで昇温する間では連続通電モードを用い、媒体の温度が設定温度に到達した後はオンオフ通電モードを用いることができる。また、媒体の温度を設定温度まで昇温させる昇温時間に余裕があるような用途では、符号Aで示す動作モードだけでなく、符号Bで示すように、媒体を加熱開始前温度から所定温度まで昇温する間では連続通電モードを用い、その後はオンオフ通電モードを用いることができる。 In applications where the temperature rise time for raising the temperature of the medium to the set temperature is desired to be as short as possible (for example, when the time difference Δts is acceptable), the medium is raised from the temperature before the start of heating to the set temperature as indicated by reference numeral A. The continuous energization mode can be used during heating, and the on / off energization mode can be used after the temperature of the medium reaches the set temperature. Further, in an application in which the temperature of the medium is raised to a set temperature with a margin, not only the operation mode indicated by reference numeral A but also the temperature before starting heating of the medium is set to a predetermined temperature as indicated by reference numeral B. A continuous energization mode can be used while the temperature is raised to, and then an on / off energization mode can be used.

図13は本実施の形態の金型温度調節機100による温度制御方法の第2例を示す模式図である。図13において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。時刻0から時刻tsまでが媒体の温度を設定温度まで昇温させる加熱制御時(昇温中)であり、時刻ts以降は安定時を示す。図13の例では、図10の例に比べて、媒体の設定温度が高い(例えば、250℃など)を示す。 FIG. 13 is a schematic view showing a second example of the temperature control method by the mold temperature controller 100 of the present embodiment. In FIG. 13, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. From time 0 to time ts is the heating control time (during temperature rise) to raise the temperature of the medium to the set temperature, and after time ts, the stable time is shown. In the example of FIG. 13, the set temperature of the medium is higher than that of the example of FIG. 10 (for example, 250 ° C.).

媒体温度制御部53は、連続通電モードにて、ヒータ温度が所定温度まで昇温したとき、オンオフ通電モードに移行することができる。図13の例では、ヒータ温度が所定温度に到達した時点t1(媒体の設定温度までの昇温時間tsよりも短い時点)で、媒体温度制御部53はは連続通電モードからオンオフ通電モードに移行している。 The medium temperature control unit 53 can shift to the on / off energization mode when the heater temperature rises to a predetermined temperature in the continuous energization mode. In the example of FIG. 13, the medium temperature control unit 53 shifts from the continuous energization mode to the on / off energization mode at the time t1 when the heater temperature reaches a predetermined temperature (the time when the temperature rise time to the set temperature of the medium is shorter than ts). is doing.

図13に示すように、ヒータ温度は媒体の温度よりも高い温度で推移するので、媒体の設定温度が比較的高温(例えば、250℃など)である場合、ヒータ温度もさらに高温になり、時点t1以降も連続通電モードを継続した場合、ヒータ温度がヒータ許容温度(ヒータ温度上限値)を超えるおそれがある。 As shown in FIG. 13, since the heater temperature changes at a temperature higher than the temperature of the medium, when the set temperature of the medium is relatively high (for example, 250 ° C.), the heater temperature also becomes higher and the time point is reached. If the continuous energization mode is continued after t1, the heater temperature may exceed the heater allowable temperature (heater temperature upper limit value).

そこで、所定温度(例えば、ヒータパイプ815、816、817の目標温度でもよく、下限温度でもよい)を設け、ヒータパイプ815、816、817の温度が所定温度まで昇温したとき、連続通電モードからオンオフ通電モードに移行することにより、媒体の設定温度までの昇温時間を短くしつつ、ヒータパイプ815、816、817の過熱を防止することができる。なお、所定温度は、媒体の設定温度、ヒータ許容温度などに応じて適宜設定することができる。 Therefore, when a predetermined temperature (for example, the target temperature of the heater pipes 815, 816, 817 or the lower limit temperature may be used) is provided and the temperature of the heater pipes 815, 816, 817 is raised to the predetermined temperature, the continuous energization mode is started. By shifting to the on / off energization mode, it is possible to prevent overheating of the heater pipes 815, 816, and 817 while shortening the temperature rising time to the set temperature of the medium. The predetermined temperature can be appropriately set according to the set temperature of the medium, the allowable temperature of the heater, and the like.

次に、ヒータパイプ815、816、817より上流側の媒体温度及びヒータパイプ815、816、817より下流側の媒体温度に基づいて媒体の流量を推定し、推定した流量によりヒータパイプ815、816、817の温度を制御する方法について説明する。 Next, the flow rate of the medium is estimated based on the medium temperature on the upstream side of the heater pipes 815, 816 and 817 and the medium temperature on the downstream side of the heater pipes 815, 816 and 817, and the heater pipes 815 and 816 are estimated based on the estimated flow rate. A method of controlling the temperature of 817 will be described.

図14は流量とヒータ装置80の入口・出口間の媒体温度差との関係を示す模式図である。図14において、縦軸は温度を示し、横軸は流量を示す。図14に示すチャートは、媒体の設定温度を180℃とし、制御周期の通電オフ時間の合計時間Dnを0.5秒とした場合を示す。 FIG. 14 is a schematic diagram showing the relationship between the flow rate and the medium temperature difference between the inlet and outlet of the heater device 80. In FIG. 14, the vertical axis shows the temperature and the horizontal axis shows the flow rate. The chart shown in FIG. 14 shows a case where the set temperature of the medium is 180 ° C. and the total time Dn of the energization off time of the control cycle is 0.5 seconds.

金型200内の流路を含む媒体の循環路において、温度勾配が顕著である箇所は、金型200の入口と出口との間、ヒータパイプ815、816、817の上流側と下流側との間であるので、ヒータパイプ815、816、817より上流側の媒体温度は、金型200の出口温度(返媒側)に相当し、ヒータパイプ815、816、817より下流側の媒体温度は、金型200の入口温度(送媒側)に相当する。図14に示すように、媒体の流量が少なくなると、金型200で熱交換された媒体の温度が高くなるため、金型200の入口と出口との間の温度勾配が大きくなり、温度センサ71、72で検出する温度差が大きくなる。また、媒体の流量が多くなると、金型200で熱交換された媒体の温度が低くなるため、金型200の入口と出口との間の温度勾配が小さくなり、温度センサ71、72で検出する温度差が小さくなる。 In the circulation path of the medium including the flow path in the mold 200, the place where the temperature gradient is remarkable is between the inlet and the outlet of the mold 200, and the upstream side and the downstream side of the heater pipes 815, 816, 817. Therefore, the medium temperature on the upstream side of the heater pipes 815, 816 and 817 corresponds to the outlet temperature (return medium side) of the mold 200, and the medium temperature on the downstream side of the heater pipes 815, 816 and 817 is. It corresponds to the inlet temperature (feeding side) of the mold 200. As shown in FIG. 14, when the flow rate of the medium decreases, the temperature of the medium heat-exchanged by the mold 200 increases, so that the temperature gradient between the inlet and the outlet of the mold 200 increases, and the temperature sensor 71 , 72 increases the temperature difference detected. Further, when the flow rate of the medium increases, the temperature of the medium heat exchanged by the mold 200 becomes low, so that the temperature gradient between the inlet and the outlet of the mold 200 becomes small, and the temperature sensors 71 and 72 detect it. The temperature difference becomes smaller.

図15は流量とヒータ温度との関係を示す模式図である。図15において、縦軸は温度を示し、横軸は流量を示す。図15に示すチャートは、媒体の設定温度を180℃とし、制御周期の通電オフ時間の合計時間Dnを0.5秒とした場合を示す。 FIG. 15 is a schematic diagram showing the relationship between the flow rate and the heater temperature. In FIG. 15, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents flow rate. The chart shown in FIG. 15 shows a case where the set temperature of the medium is 180 ° C. and the total time Dn of the energization off time of the control cycle is 0.5 seconds.

図15に示すように、媒体の流量が少なくなると、媒体を加熱するための熱量が少なくてよいので熱交換が悪くなりヒータ温度が高くなる。また、媒体の流量が多くなると、媒体を加熱するための熱量が多く必要となり、熱交換が良くなりヒータ温度上昇が抑制される。 As shown in FIG. 15, when the flow rate of the medium is low, the amount of heat for heating the medium may be small, so that heat exchange is poor and the heater temperature is high. Further, when the flow rate of the medium is increased, a large amount of heat is required to heat the medium, heat exchange is improved, and the heater temperature rise is suppressed.

図16はヒータ装置80の入口・出口間の媒体温度差とヒータ温度との関係を示す模式図である。図16において、縦軸は温度を示し、横軸は流量を示す。図16に示すチャートは、媒体の設定温度を180℃とし、制御周期の通電オフ時間の合計時間Dnを0.5秒とした場合を示す。図16に示すチャートは、図14及び図15に示すチャートを書き換えたものである。 FIG. 16 is a schematic diagram showing the relationship between the medium temperature difference between the inlet and the outlet of the heater device 80 and the heater temperature. In FIG. 16, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents flow rate. The chart shown in FIG. 16 shows a case where the set temperature of the medium is 180 ° C. and the total time Dn of the energization off time of the control cycle is 0.5 seconds. The chart shown in FIG. 16 is a rewrite of the charts shown in FIGS. 14 and 15.

図16に示すように、ヒータパイプ815、816、817より下流側の媒体温度と上流側の媒体温度との温度差が比較的大きい場合には、媒体の流量が少なくヒータ温度が上昇することが分かる。また、ヒータパイプ815、816、817より下流側の媒体温度と上流側の媒体温度との温度差が比較的小さい場合には、媒体の流量が多くヒータ温度が比較的低くなることが分かる。 As shown in FIG. 16, when the temperature difference between the medium temperature on the downstream side of the heater pipes 815, 816, and 817 and the medium temperature on the upstream side is relatively large, the flow rate of the medium is small and the heater temperature may rise. I understand. Further, it can be seen that when the temperature difference between the medium temperature on the downstream side and the medium temperature on the upstream side of the heater pipes 815, 816, and 817 is relatively small, the flow rate of the medium is large and the heater temperature is relatively low.

図17はヒータ装置80の入口・出口間の媒体温度差と通電オフ時間の合計時間Dnとの関係を示す模式図である。図17において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。図17に示すように、ヒータパイプ815、816、817より下流側の媒体温度と上流側の媒体温度との温度差が比較的大きい場合には、媒体の流量が少なくヒータパイプ815、816、817の温度が上昇するので、通電オフ時間の合計時間を長くすることができる。また、ヒータパイプ815、816、817より下流側の媒体温度と上流側の媒体温度との温度差が比較的小さい場合には、媒体の流量が多くヒータパイプ815、816、817の温度の比較的低くなるので、通電オフ時間の合計時間を短くすることができる。これにより、媒体の流量の多少を媒体温度差によって推定して、ヒータパイプ815、816、817の温度を確実に目標温度又は目標温度に近い温度で維持することができる。 FIG. 17 is a schematic diagram showing the relationship between the medium temperature difference between the inlet and the outlet of the heater device 80 and the total time Dn of the energization off time. In FIG. 17, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. As shown in FIG. 17, when the temperature difference between the medium temperature on the downstream side of the heater pipes 815, 816 and 817 and the medium temperature on the upstream side is relatively large, the flow rate of the medium is small and the heater pipes 815, 816 and 817 are used. Since the temperature of the power rises, the total time of energization off time can be lengthened. Further, when the temperature difference between the medium temperature on the downstream side of the heater pipes 815, 816 and 817 and the medium temperature on the upstream side is relatively small, the flow rate of the medium is large and the temperature of the heater pipes 815, 816 and 817 is relatively small. Since it becomes low, the total time of energization off time can be shortened. Thereby, the flow rate of the medium can be estimated from the medium temperature difference, and the temperature of the heater pipes 815, 816, and 817 can be surely maintained at the target temperature or a temperature close to the target temperature.

図18は本実施の形態の金型温度調節機100の温度制御方法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、ヒータパイプ用温度制御部52及び媒体温度制御部53を纏めて、主体を温度制御部として説明する。温度制御部は、連続通電モードで媒体の加熱を開始し(S11)、ヒータ温度が所定温度に到達したか否かを判定する(S12)。ヒータ温度が所定温度に到達していない場合(S12でNO)、温度制御部は、媒体の温度が設定温度に到達したか否かを判定する(S13)。 FIG. 18 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the temperature control method of the mold temperature controller 100 of the present embodiment. Hereinafter, for convenience, the temperature control unit 52 for the heater pipe and the medium temperature control unit 53 will be collectively described as the main body as the temperature control unit. The temperature control unit starts heating the medium in the continuous energization mode (S11), and determines whether or not the heater temperature has reached a predetermined temperature (S12). When the heater temperature has not reached the predetermined temperature (NO in S12), the temperature control unit determines whether or not the temperature of the medium has reached the set temperature (S13).

媒体の温度が設定温度に到達していない場合(S13でNO)、温度制御部は、ステップS12以降の処理を続け、媒体の温度が設定温度に到達した場合(S13でYES)、後述のステップS14の処理を行う。ヒータ温度が所定温度に到達した場合(S12でYES)、温度制御部は、制御周期の通電オフ時間の合計時間を所定値に設定する(S14)。例えば、比例周期Tを1秒、サイクル数を15、媒体の設定温度が180℃、媒体の流量が最小流量のとき、通電オフ時間の合計時間Dnを0.5秒とすることができる。 When the temperature of the medium has not reached the set temperature (NO in S13), the temperature control unit continues the processing after step S12, and when the temperature of the medium reaches the set temperature (YES in S13), the step described later. The process of S14 is performed. When the heater temperature reaches a predetermined temperature (YES in S12), the temperature control unit sets the total time of the energization off time of the control cycle to a predetermined value (S14). For example, when the proportional cycle T is 1 second, the number of cycles is 15, the set temperature of the medium is 180 ° C., and the flow rate of the medium is the minimum flow rate, the total time Dn of the energization off time can be 0.5 seconds.

温度制御部は、連続通電モードからオンオフ通電モードに移行し(S15)、ヒータ温度と媒体の温度との温度差が所定範囲内であるか否かを判定する(S16)。所定範囲は、例えば、第1温度T1以上、第2温度T2以下とすることができる。温度差が所定範囲内でない場合(S16でNO)、温度制御部は、通電オフ時間の合計時間を調整し(S17)、後述のステップS18の処理を行う。例えば、温度差が第2温度T2を超えた場合、通電オフ時間の合計時間を長くする。 The temperature control unit shifts from the continuous energization mode to the on / off energization mode (S15), and determines whether or not the temperature difference between the heater temperature and the temperature of the medium is within a predetermined range (S16). The predetermined range can be, for example, a first temperature T1 or more and a second temperature T2 or less. When the temperature difference is not within the predetermined range (NO in S16), the temperature control unit adjusts the total time of the energization off time (S17), and performs the process of step S18 described later. For example, when the temperature difference exceeds the second temperature T2, the total energization off time is lengthened.

ヒータ温度と媒体の温度との温度差が所定範囲内である場合(S16でYES)、温度制御部は、媒体の温度が設定温度に到達したか否かを判定する(S18)。媒体の温度が設定温度に到達していない場合(S18でNO)、温度制御部は、ステップS16以降の処理を続け、媒体の温度が設定温度に到達した場合(S18でYES)、制御を終了するか否かを判定する(S19)。制御を終了しない場合(S19でNO)、温度制御部は、ステップS16以降の処理を続け、制御を終了する場合(S19でYES)、処理を終了する。 When the temperature difference between the heater temperature and the temperature of the medium is within a predetermined range (YES in S16), the temperature control unit determines whether or not the temperature of the medium has reached the set temperature (S18). If the temperature of the medium has not reached the set temperature (NO in S18), the temperature control unit continues the processing after step S16, and if the temperature of the medium reaches the set temperature (YES in S18), the control ends. It is determined whether or not to do so (S19). If the control is not terminated (NO in S19), the temperature control unit continues the processing after step S16, and if the control is terminated (YES in S19), the processing is terminated.

本実施の形態によれば、ヒータ表面へのスケール付着による不具合を防止することができる。また、ヒータ保護のインターロックが作用しない場合(例えば、空焚き、媒体の対流がない締め切り状態など)でも、ヒータ表面温度が上限温度を超えないので、ヒータの破損を防止し、また寿命が短くなることを防止できる。 According to this embodiment, it is possible to prevent problems due to scale adhesion to the heater surface. In addition, even when the heater protection interlock does not work (for example, dry heating, deadline without convection of the medium, etc.), the heater surface temperature does not exceed the upper limit temperature, which prevents damage to the heater and shortens its life. It can be prevented from becoming.

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、ヒータ装置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, but the temperature control device is not limited to the mold temperature controller, and any device provided with a heater device can be used. The present embodiment can be applied.

本実施の形態の温度制御装置は、管路を介して対象物に循環させる媒体の温度を制御する温度制御装置であって、前記媒体が流れる流路管の外周に設けられたヒータパイプへの通電のオン/オフを繰り返して前記媒体の温度を制御する媒体温度制御部と、所定周期毎の通電オフ時間又は前記所定周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整して前記ヒータパイプの温度を制御するヒータパイプ用温度制御部とを備える。 The temperature control device of the present embodiment is a temperature control device that controls the temperature of the medium circulated to the object through the pipeline, and is attached to a heater pipe provided on the outer periphery of the flow path pipe through which the medium flows. Adjust the total time of the energization off time for each predetermined cycle or the energization off time for a period of multiple times of the predetermined cycle with the medium temperature control unit that controls the temperature of the medium by repeatedly turning on / off the energization. It is provided with a temperature control unit for a heater pipe that controls the temperature of the heater pipe.

本実施の形態の温度制御方法は、管路を介して対象物に循環させる媒体の温度を制御する温度制御方法であって、前記媒体が流れる流路管の外周に設けられたヒータパイプへの通電のオン/オフを繰り返して前記媒体の温度を制御し、所定周期毎の通電オフ時間又は前記所定周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整して前記ヒータパイプの温度を制御する。 The temperature control method of the present embodiment is a temperature control method for controlling the temperature of a medium circulated to an object through a pipeline, and is applied to a heater pipe provided on the outer periphery of a flow path pipe through which the medium flows. The temperature of the medium is controlled by repeatedly turning on / off the energization, and the temperature of the heater pipe is adjusted by adjusting the energization off time for each predetermined cycle or the total energization off time for a period of multiple times of the predetermined cycle. To control.

媒体温度制御部は、媒体が流れる流路管の外周に設けられたヒータパイプへの通電のオン/オフを繰り返して(例えば、所定周期で)媒体の温度を制御する。ヒータパイプは、例えば、ニクロム線などの発熱体が絶縁体を介して金属パイプで包まれた構造をなし、シーズヒータとも称される。ヒータパイプが流路管の外周に設けられているので、媒体がヒータパイプに触れることがなく、ヒータパイプの表面にスケールが付着しない。これにより、ヒータの熱伝達率の低下を防止することができる。 The medium temperature control unit repeatedly turns on / off the energization of the heater pipe provided on the outer periphery of the flow path tube through which the medium flows (for example, at a predetermined cycle) to control the temperature of the medium. The heater pipe has a structure in which a heating element such as a nichrome wire is wrapped with a metal pipe via an insulator, and is also called a sheathed heater. Since the heater pipe is provided on the outer periphery of the flow path pipe, the medium does not touch the heater pipe and the scale does not adhere to the surface of the heater pipe. This makes it possible to prevent a decrease in the heat transfer coefficient of the heater.

所定周期は、比例周期とも称される。所定周期は、例えば、1秒、2秒などとすることができる。媒体温度制御部は、媒体の温度が設定温度より高くなると冷却工程の所定周期における冷却媒体オンの時間である冷却媒体通電オン時間が長くなるように(例えば、5秒から8秒など)調整して媒体の温度を下げるように制御する。また、媒体温度制御部は、媒体の温度が設定温度より低くなると加熱工程の所定周期における通電オフ時間が短くなるように(例えば、0.1秒から0.05秒など)調整して媒体の温度を上げるように制御する。通電オフ時間の調整は所定周期毎に行うことができる。 The predetermined cycle is also referred to as a proportional cycle. The predetermined cycle can be, for example, 1 second, 2 seconds, or the like. The medium temperature control unit adjusts so that when the temperature of the medium becomes higher than the set temperature, the cooling medium energization on time, which is the time for turning on the cooling medium in a predetermined cycle of the cooling process, becomes longer (for example, 5 to 8 seconds). The temperature of the medium is controlled to be lowered. Further, the medium temperature control unit adjusts the energization off time in a predetermined cycle of the heating step to be short (for example, from 0.1 second to 0.05 second) when the temperature of the medium becomes lower than the set temperature. Control to raise the temperature. The energization off time can be adjusted at predetermined intervals.

ヒータパイプ用温度制御部は、所定周期毎の通電オフ時間又は所定周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整してヒータパイプの温度を制御する。所定周期の複数回に亘る期間を制御周期とも称する。すなわち、所定周期をTとし、回数をnとすると、制御周期はn×Tとなる。回数nはサイクル数とも称する。サイクル数は、例えば、15とすることができるが、これに限定されるものではなく、10サイクル、20サイクル、あるいは30サイクルであってもよい。 The temperature control unit for the heater pipe controls the temperature of the heater pipe by adjusting the energization off time in each predetermined cycle or the total energization off time in a period over a plurality of predetermined cycles. A period spanning multiple times of a predetermined cycle is also referred to as a control cycle. That is, assuming that the predetermined cycle is T and the number of times is n, the control cycle is n × T. The number of times n is also referred to as the number of cycles. The number of cycles can be, for example, 15, but is not limited to this, and may be 10 cycles, 20 cycles, or 30 cycles.

サイクル1,2,…,nの通電オフ時間をそれぞれd1,d2,…,dnとすると、通電オフ時間の合計時間Dnは、Dn=d1+d2+…+dnで表すことができる。温度制御部は、ヒータパイプの温度が高くなった場合には、合計時間Dnが長くなるように調整することにより、ヒータパイプの温度を目標温度に近づけることができる。これにより、ヒータパイプの温度が上限温度を超えることを防止し、ヒータパイプの過熱を防止することができる。 Assuming that the energization off times of cycles 1, 2, ..., N are d1, d2, ..., Dn, respectively, the total energization off time Dn can be expressed by Dn = d1 + d2 + ... + dn. When the temperature of the heater pipe becomes high, the temperature control unit can bring the temperature of the heater pipe closer to the target temperature by adjusting so that the total time Dn becomes longer. As a result, it is possible to prevent the temperature of the heater pipe from exceeding the upper limit temperature and prevent the heater pipe from overheating.

本実施の形態の温度制御装置において、前記ヒータパイプ用温度制御部は、PID制御の比例周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整して前記ヒータパイプの温度を制御する。 In the temperature control device of the present embodiment, the temperature control unit for the heater pipe controls the temperature of the heater pipe by adjusting the total time of the energization off time in a period over a plurality of proportional cycles of PID control. ..

ヒータパイプ用温度制御部は、PID制御(Proportional-Integral-Differential Controller)の比例周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整してヒータパイプの温度を制御することができる。PID制御は、媒体温度制御部による媒体の温度の制御であり、通電オフ時間を、媒体の実際の温度と、目標温度との偏差の一次関数として制御する。これにより、ヒータパイプの温度が上限温度を超えることを防止し、ヒータパイプの過熱を防止することができる。 The temperature control unit for the heater pipe can control the temperature of the heater pipe by adjusting the total time of the energization off time in a period of a plurality of proportional cycles of PID control (Proportional-Integral-Differential Controller). The PID control is the control of the temperature of the medium by the medium temperature control unit, and controls the energization off time as a linear function of the deviation between the actual temperature of the medium and the target temperature. As a result, it is possible to prevent the temperature of the heater pipe from exceeding the upper limit temperature and prevent the heater pipe from overheating.

本実施の形態の温度制御装置において、前記媒体温度制御部は、前記所定周期毎の通電オフ時間を0にして前記ヒータパイプへの連続通電を行う第1制御モードと、前記ヒータパイプへの通電のオン/オフを前記所定周期で繰り返す第2制御モードとを用いる。 In the temperature control device of the present embodiment, the medium temperature control unit has a first control mode in which the energization off time at each predetermined cycle is set to 0 to continuously energize the heater pipe, and energization of the heater pipe. A second control mode is used in which the on / off of is repeated in the predetermined cycle.

第1制御モードは、所定周期毎の通電オフ時間を0にしてヒータパイプへの連続通電を行う連続通電モードである。第2制御モードは、ヒータパイプへの通電のオン/オフを所定周期で繰り返すオンオフ通電モードである。なお、本明細書では、制御周期の中の1又は複数の比例周期において、通電時間が0となる場合も、オンオフ通電モードであるとする。媒体の温度を加熱開始温度(例えば、20℃など)から設定温度(例えば、180℃)まで昇温させる場合、媒体温度制御部は第1制御モードを用いることができる。また、媒体の温度を設定温度に維持する場合、媒体温度制御部は第2制御モードを用いることができる。なお、媒体の温度を加熱開始温度から設定温度まで昇温させる場合でも、媒体温度制御部は第2制御モードを用いることができる。 The first control mode is a continuous energization mode in which the energization off time for each predetermined cycle is set to 0 and the heater pipe is continuously energized. The second control mode is an on / off energization mode in which the energization of the heater pipe is repeatedly turned on / off at a predetermined cycle. In addition, in this specification, even when the energization time becomes 0 in one or a plurality of proportional cycles in a control cycle, it is assumed to be an on / off energization mode. When raising the temperature of the medium from the heating start temperature (for example, 20 ° C.) to the set temperature (for example, 180 ° C.), the medium temperature control unit can use the first control mode. Further, when the temperature of the medium is maintained at the set temperature, the medium temperature control unit can use the second control mode. Even when the temperature of the medium is raised from the heating start temperature to the set temperature, the medium temperature control unit can use the second control mode.

本実施の形態の温度制御装置において、前記媒体温度制御部は、前記第1制御モードにて、前記ヒータパイプの温度が所定温度まで昇温した場合、前記第2制御モードに移行する。 In the temperature control device of the present embodiment, the medium temperature control unit shifts to the second control mode when the temperature of the heater pipe rises to a predetermined temperature in the first control mode.

媒体温度制御部は、第1制御モードにて、ヒータパイプの温度が所定温度まで昇温した場合、第2制御モードに移行することができる。媒体の温度を加熱開始温度から昇温させる場合、媒体温度制御部が第1制御モードを用いることにより、第2制御モードを用いるときに比べて、媒体の昇温速度が速く、例えば、設定温度に到達するまでの時間を短くすることができる。一方で、ヒータパイプの温度は媒体の温度よりも高い温度で推移するので、媒体の設定温度が比較的高温(例えば、250℃など)である場合、ヒータパイプの温度もさらに高温になる。 When the temperature of the heater pipe rises to a predetermined temperature in the first control mode, the medium temperature control unit can shift to the second control mode. When raising the temperature of the medium from the heating start temperature, the medium temperature control unit uses the first control mode, so that the temperature rise rate of the medium is faster than when the second control mode is used, for example, the set temperature. It is possible to shorten the time to reach. On the other hand, since the temperature of the heater pipe changes at a temperature higher than the temperature of the medium, when the set temperature of the medium is relatively high (for example, 250 ° C.), the temperature of the heater pipe also becomes higher.

そこで、所定温度(例えば、ヒータパイプの目標温度でもよく、下限温度でもよい)を設け、ヒータパイプの温度が所定温度まで昇温したとき、第1制御モードから第2制御モードに移行することにより、媒体の設定温度までの昇温時間を短くしつつ、ヒータパイプの過熱を防止することができる。 Therefore, a predetermined temperature (for example, the target temperature of the heater pipe or the lower limit temperature may be used) is provided, and when the temperature of the heater pipe rises to the predetermined temperature, the first control mode is shifted to the second control mode. It is possible to prevent the heater pipe from overheating while shortening the temperature rise time to the set temperature of the medium.

本実施の形態の温度制御装置において、前記ヒータパイプ用温度制御部は、前記媒体の設定温度に基づいて前記ヒータパイプの温度を制御する。 In the temperature control device of the present embodiment, the temperature control unit for the heater pipe controls the temperature of the heater pipe based on the set temperature of the medium.

ヒータパイプ用温度制御部は、媒体の設定温度に基づいてヒータパイプの温度を制御することができる。ヒータパイプの温度は媒体の温度よりも高い温度で推移することを利用して、例えば、ヒータパイプの温度が、媒体の設定温度よりも所要の温度だけ高い温度となるように通電オフ時間の合計時間を調整する。これにより、媒体の設定温度に応じて、ヒータパイプの温度を最適な温度にすることができる。 The temperature control unit for the heater pipe can control the temperature of the heater pipe based on the set temperature of the medium. Utilizing the fact that the temperature of the heater pipe changes at a temperature higher than the temperature of the medium, for example, the total energization off time is set so that the temperature of the heater pipe is higher than the set temperature of the medium by the required temperature. Adjust the time. Thereby, the temperature of the heater pipe can be set to the optimum temperature according to the set temperature of the medium.

本実施の形態の温度制御装置において、前記ヒータパイプ用温度制御部は、前記ヒータパイプの温度が、前記媒体の設定温度よりも第1温度だけ高い下限温度以上であって、前記設定温度よりも第2温度だけ高い上限温度以下になるように前記所定周期毎の通電オフ時間又は前記通電オフ時間の合計時間を調整する。 In the temperature control device of the present embodiment, the temperature control unit for the heater pipe has the temperature of the heater pipe equal to or higher than the lower limit temperature which is higher than the set temperature of the medium by the first temperature and is higher than the set temperature. The energization off time or the total time of the energization off time for each predetermined cycle is adjusted so as to be equal to or lower than the upper limit temperature which is higher by the second temperature.

ヒータパイプ用温度制御部は、ヒータパイプの温度が、媒体の設定温度よりも第1温度だけ高い下限温度以上であって、設定温度よりも第2温度だけ高い上限温度以下になるように所定周期毎の通電オフ時間又は通電オフ時間の合計時間を調整する。これにより、ヒータパイプの温度を下限温度と上限温度との間の温度にすることができる。例えば、上限温度を、ヒータパイプの寿命に影響を与え得るような温度未満の温度に設定することにより、ヒータパイプの期待寿命が短くなることを防止できる。また、下限温度を、媒体の設定温度までの昇温時間に影響を与え得るような温度よりも高い温度に設定することにより、媒体の昇温時間が期待時間よりも長くなることを防止できる。 The temperature control unit for the heater pipe has a predetermined cycle so that the temperature of the heater pipe is equal to or higher than the lower limit temperature which is higher than the set temperature of the medium by the first temperature and is equal to or lower than the upper limit temperature which is higher than the set temperature by the second temperature. Adjust the energization off time or the total energization off time for each. As a result, the temperature of the heater pipe can be set to a temperature between the lower limit temperature and the upper limit temperature. For example, by setting the upper limit temperature to a temperature lower than a temperature that can affect the life of the heater pipe, it is possible to prevent the expected life of the heater pipe from being shortened. Further, by setting the lower limit temperature to a temperature higher than the temperature that can affect the temperature rise time to the set temperature of the medium, it is possible to prevent the temperature rise time of the medium from becoming longer than the expected time.

本実施の形態の温度制御装置において、前記第1温度は50℃であり、前記第2温度は120℃である。 In the temperature control device of the present embodiment, the first temperature is 50 ° C. and the second temperature is 120 ° C.

第1温度は50℃であり、第2温度は120℃である。第1温度を50℃未満とすると、媒体の昇温時間が期待時間よりも長くなる。また、第2温度を120℃より高い温度とすると、ヒータパイプの期待寿命が短くなる。上述の構成により、媒体の設定温度に応じて、ヒータパイプの期待寿命が短くなること、及び媒体の昇温時間が期待時間よりも長くなることを防止できる。 The first temperature is 50 ° C. and the second temperature is 120 ° C. When the first temperature is less than 50 ° C., the temperature rise time of the medium becomes longer than the expected time. Further, when the second temperature is set to a temperature higher than 120 ° C., the expected life of the heater pipe is shortened. With the above configuration, it is possible to prevent the expected life of the heater pipe from being shortened and the temperature rise time of the medium being longer than the expected time depending on the set temperature of the medium.

本実施の形態の温度制御装置において、前記ヒータパイプ用温度制御部は、前記所定周期の所定回数に亘る期間の前記通電オフ時間の合計時間を前記所定周期の2分の1以上とする。 In the temperature control device of the present embodiment, the temperature control unit for the heater pipe sets the total time of the energization off time during the predetermined number of times of the predetermined cycle to one half or more of the predetermined cycle.

ヒータパイプ用温度制御部は、所定周期の所定回数に亘る期間の通電オフ時間の合計時間を所定周期の2分の1以上とすることができる。所定周期(比例周期)をTとし、所定回数(サイクル数)をnとすると、制御周期(n×T)の通電オフ時間の合計時間Dnは、Dn≧T/2とすることができる。例えば、比例周期Tを1秒とし、サイクル数を15秒とした場合、通電オフ時間の合計時間Dnは、0.5秒以上とすることができる。なお、サイクル数が、例えば、10、20などの場合も、同様に通電オフ時間の合計時間Dnは、0.5秒以上とすることができる。また、比例周期Tが、例えば、2秒である場合、通電オフ時間の合計時間Dnは、0.5秒よりも長い時間、例えば、1秒以上とすることができる。 The temperature control unit for the heater pipe can set the total time of the energization off time for a predetermined number of times in a predetermined cycle to one half or more of the predetermined cycle. Assuming that the predetermined cycle (proportional cycle) is T and the predetermined number of times (number of cycles) is n, the total time Dn of the energization off time of the control cycle (n × T) can be Dn ≧ T / 2. For example, when the proportional cycle T is 1 second and the number of cycles is 15 seconds, the total time Dn of the energization off time can be 0.5 seconds or more. Even when the number of cycles is, for example, 10 or 20, the total time Dn of the energization off time can be 0.5 seconds or more. Further, when the proportional period T is, for example, 2 seconds, the total time Dn of the energization off time can be a time longer than 0.5 seconds, for example, 1 second or more.

上述の構成により、媒体の温度を設定温度に維持した場合、ヒータパイプの温度を媒体の設定温度よりも高い目標温度又は目標温度に近い温度で維持することができ、ヒータパイプの温度を最適な温度にすることができる。 With the above configuration, when the temperature of the medium is maintained at the set temperature, the temperature of the heater pipe can be maintained at a target temperature higher than the set temperature of the medium or a temperature close to the target temperature, and the temperature of the heater pipe is optimal. Can be temperature.

本実施の形態の温度制御装置において、前記ヒータパイプ用温度制御部は、前記所定周期の所定回数に亘る期間の前記通電オフ時間が前記所定周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間を前記所定周期の2分の1以上とする。 In the temperature control device of the present embodiment, the temperature control unit for the heater pipe sets the total energization off time during which the energization off time is 10% or more of the predetermined cycle for a predetermined number of times in the predetermined cycle. It shall be more than half of the predetermined cycle.

ヒータパイプ用温度制御部は、所定周期の所定回数に亘る期間の通電オフ時間が所定周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間を所定周期の2分の1以上とすることができる。例えば、所定周期(比例周期)Tを1秒とすると、通電オフ時間が所定周期の10%未満、すなわち、通電オフ時間が0.1秒未満では、ヒータパイプの温度を制御するには短すぎてヒータパイプの温度を下げる効果が得られない。 The temperature control unit for the heater pipe can set the total time of the energization off time, which is 10% or more of the energization off time of the predetermined number of times of the predetermined cycle, to be half or more of the predetermined cycle. For example, if the predetermined cycle (proportional cycle) T is 1 second, the energization off time is less than 10% of the predetermined cycle, that is, the energization off time is less than 0.1 second, which is too short to control the temperature of the heater pipe. The effect of lowering the temperature of the heater pipe cannot be obtained.

そこで、通電オフ時間が所定周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間を所定周期の2分の1以上とすることにより、ヒータパイプの温度を確実に目標温度又は目標温度に近い温度で維持することができる。 Therefore, by setting the total energization off time, which is 10% or more of the predetermined cycle, to half or more of the predetermined cycle, the temperature of the heater pipe is surely set to the target temperature or a temperature close to the target temperature. Can be maintained.

本実施の形態の温度制御装置において、前記ヒータパイプ用温度制御部は、前記所定周期の所定回数に亘る期間の前記通電オフ時間が前記所定周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間が前記所定周期の2分の1未満である場合、警告を出力する出力部を備える。 In the temperature control device of the present embodiment, the temperature control unit for the heater pipe has a total energization off time in which the energization off time is 10% or more of the predetermined cycle for a predetermined number of times in the predetermined cycle. If it is less than half of the predetermined cycle, an output unit for outputting a warning is provided.

出力部は、所定周期の所定回数に亘る期間の通電オフ時間が所定周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間が所定周期の2分の1未満である場合、警告を出力する。通電オフ時間が所定周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間が所定周期の2分の1未満である場合、ヒータパイプ用温度制御部は、ヒータパイプの温度を目標温度に近い温度にすべく、通電オフ時間を極めて短い時間に調整し、あるいは連続通電を行っている状態であると考えられる。このような状態は、ヒータパイプによる加熱が十分でない状態であり、安定した温度制御を行うことができないおそれがある。そこで、警告を出力することにより、ヒータパイプによる加熱制御に支障があることを通知することができる。 The output unit outputs a warning when the total energization off time for a period over a predetermined number of times in a predetermined cycle is 10% or more of the predetermined cycle and the total energization off time is less than half of the predetermined cycle. When the energization off time is 10% or more of the predetermined cycle and the total energization off time is less than half of the predetermined cycle, the temperature control unit for the heater pipe brings the temperature of the heater pipe to a temperature close to the target temperature. Therefore, it is considered that the energization off time is adjusted to an extremely short time, or continuous energization is performed. In such a state, the heating by the heater pipe is not sufficient, and there is a possibility that stable temperature control cannot be performed. Therefore, by outputting a warning, it is possible to notify that the heating control by the heater pipe is hindered.

本実施の形態の温度制御装置は、前記ヒータパイプより上流側の媒体温度及び前記ヒータパイプより下流側の媒体温度を検出する温度センサを備え、前記ヒータパイプ用温度制御部は、前記下流側の媒体温度と前記上流側の媒体温度との温度差に基づいて前記所定周期毎の通電オフ時間又は前記通電オフ時間の合計時間を調整する。 The temperature control device of the present embodiment includes a temperature sensor that detects the medium temperature on the upstream side of the heater pipe and the medium temperature on the downstream side of the heater pipe, and the temperature control unit for the heater pipe is on the downstream side. The energization off time or the total time of the energization off time for each predetermined cycle is adjusted based on the temperature difference between the medium temperature and the medium temperature on the upstream side.

温度センサは、ヒータパイプより上流側の媒体温度及びヒータパイプより下流側の媒体温度を検出する。温度制御部は、下流側の媒体温度と上流側の媒体温度との温度差に基づいて所定周期毎の通電オフ時間又は通電オフ時間の合計時間を調整する。 The temperature sensor detects the medium temperature on the upstream side of the heater pipe and the medium temperature on the downstream side of the heater pipe. The temperature control unit adjusts the energization off time or the total energization off time for each predetermined cycle based on the temperature difference between the medium temperature on the downstream side and the medium temperature on the upstream side.

金型内の流路を含む媒体の循環路において、温度勾配が顕著である箇所は、金型の入口と出口との間、ヒータパイプの上流側と下流側との間であるので、ヒータパイプより上流側の媒体温度は、金型の出口温度(返媒側)に相当し、ヒータパイプより下流側の媒体温度は、金型の入口温度(送媒側)に相当する。媒体の流量が少なくなると、金型で熱交換された媒体の温度が高くなるため、金型の入口と出口との間の温度勾配が大きくなり、温度センサで検出する温度差が大きくなる。また、媒体の流量が多くなると、金型で熱交換された媒体の温度が低くなるため、金型の入口と出口との間の温度勾配が小さくなり、温度センサで検出する温度差が小さくなる。一方、媒体の流量が少なくなると、媒体を加熱するための熱量が少なくてよいのでヒータパイプの温度が高くなる。また、媒体の流量が多くなると、媒体を加熱するための熱量が多く必要となり、ヒータパイプの温度上昇が抑制される。 In the circulation path of the medium including the flow path in the mold, the place where the temperature gradient is remarkable is between the inlet and the outlet of the mold and between the upstream side and the downstream side of the heater pipe. The medium temperature on the upstream side corresponds to the outlet temperature of the mold (return side), and the medium temperature on the downstream side of the heater pipe corresponds to the inlet temperature of the mold (feeding side). When the flow rate of the medium decreases, the temperature of the medium heat-exchanged by the mold becomes high, so that the temperature gradient between the inlet and the outlet of the mold becomes large, and the temperature difference detected by the temperature sensor becomes large. Further, when the flow rate of the medium increases, the temperature of the medium heat exchanged by the mold becomes low, so that the temperature gradient between the inlet and the outlet of the mold becomes small, and the temperature difference detected by the temperature sensor becomes small. .. On the other hand, when the flow rate of the medium is small, the amount of heat for heating the medium may be small, so that the temperature of the heater pipe becomes high. Further, when the flow rate of the medium is increased, a large amount of heat is required to heat the medium, and the temperature rise of the heater pipe is suppressed.

そこで、ヒータパイプより下流側の媒体温度と上流側の媒体温度との温度差が比較的大きい場合には、媒体の流量が少なくヒータパイプの温度が上昇するので、所定周期毎の通電オフ時間又は通電オフ時間の合計時間を長くする。また、ヒータパイプより下流側の媒体温度と上流側の媒体温度との温度差が比較的小さい場合には、媒体の流量が多くヒータパイプの温度の比較的低くなるので、所定周期毎の通電オフ時間又は通電オフ時間の合計時間を短くする。これにより、媒体の流量の多少に応じて、ヒータパイプの温度を確実に目標温度又は目標温度に近い温度で維持することができる。 Therefore, when the temperature difference between the medium temperature on the downstream side and the medium temperature on the upstream side of the heater pipe is relatively large, the flow rate of the medium is small and the temperature of the heater pipe rises. Increase the total power-off time. Further, when the temperature difference between the medium temperature on the downstream side and the medium temperature on the upstream side of the heater pipe is relatively small, the flow rate of the medium is large and the temperature of the heater pipe is relatively low. Shorten the total time or energization off time. Thereby, the temperature of the heater pipe can be reliably maintained at the target temperature or a temperature close to the target temperature depending on the flow rate of the medium.

本実施の形態の温度制御装置は、前記媒体が流れる流路管と、前記流路管の外周に複数回巻回されたヒータパイプとを有する加熱ユニットを備え、前記ヒータパイプの外径は、前記流路管の外周上で隣り合うヒータパイプのピッチよりも小さい。 The temperature control device of the present embodiment includes a heating unit having a flow path pipe through which the medium flows and a heater pipe wound a plurality of times around the outer circumference of the flow path pipe, and the outer diameter of the heater pipe is set. It is smaller than the pitch of adjacent heater pipes on the outer circumference of the flow path pipe.

加熱ユニットは、媒体が流れる流路管と、流路管の外周に複数回巻回されたヒータパイプとを有する。ヒータパイプの外径は、流路管の外周上で隣り合うヒータパイプのピッチよりも小さい。すなわち、ヒータパイプは密着することなく、流路管の外周で隣り合うヒータパイプ同士は、お互いに隙間を設けて流路管の外周に巻回されている。隙間を設けることにより、ヒータパイプの過熱を防止することができる。 The heating unit has a flow path pipe through which the medium flows and a heater pipe wound around the outer circumference of the flow path pipe a plurality of times. The outer diameter of the heater pipe is smaller than the pitch of the adjacent heater pipes on the outer circumference of the flow path pipe. That is, the heater pipes are not in close contact with each other, and the heater pipes adjacent to each other on the outer circumference of the flow path pipe are wound around the outer circumference of the flow path pipe with a gap between them. By providing a gap, overheating of the heater pipe can be prevented.

本実施の形態の温度制御装置において、前記ヒータパイプの外径は5mm以下である。 In the temperature control device of this embodiment, the outer diameter of the heater pipe is 5 mm or less.

ヒータパイプの外径は5mm以下である。これにより、所定長の流路管の外周に巻回するヒータパイプの巻回数を比較的多くすることができ、流路管の外周でのヒータパイプの接触面積を多くすることができ、流路管を通じてヒータパイプの熱を媒体に効率良く伝えることができる。 The outer diameter of the heater pipe is 5 mm or less. As a result, the number of times the heater pipe wound around the outer circumference of the flow path pipe having a predetermined length can be relatively increased, and the contact area of the heater pipe on the outer circumference of the flow path pipe can be increased. The heat of the heater pipe can be efficiently transferred to the medium through the pipe.

本実施の形態の温度制御装置において、前記加熱ユニットの電力密度は、1平方cm当たり10W以下である。 In the temperature control device of the present embodiment, the power density of the heating unit is 10 W or less per square cm.

加熱ユニットの電力密度は、1平方cm当たり10W以下である。電力密度は、ヒータパイプにおける単位面積(1平方cm)当たりの電力負荷(W)である。例えば、ヒータパイプの外径をφとし、巻回されたヒータパイプの有効長をLとし、電力をWとすると、電力密度は、W/(φ×π×L)で表すことができる。これにより、ヒータパイプの過熱を防止することができる。 The power density of the heating unit is 10 W or less per square cm. The power density is the power load (W) per unit area (1 square cm) of the heater pipe. For example, if the outer diameter of the heater pipe is φ, the effective length of the wound heater pipe is L, and the electric power is W, the power density can be expressed as W / (φ × π × L). This makes it possible to prevent the heater pipe from overheating.

本実施の形態の温度制御装置において、前記加熱ユニットは、前記媒体が流れる第1の流路管、第2の流路管及び第3の流路管と、前記第1の流路管の一端に設けられた流入口と、前記第1の流路管の他端と前記第2の流路管の一端とを連通する第1の連通管と、前記第2の流路管の他端と前記第3の流路管の一端とを連通する第2の連通管と、前記第3の流路管の他端に設けられた流出口と、前記第1の流路管の外周に巻回された1又は複数の第1のヒータパイプと、前記第2の流路管の外周に巻回された1又は複数の第2のヒータパイプと、前記第3の流路管の外周に巻回された1又は複数の第3のヒータパイプとを備え、前記第1のヒータパイプ、第2のヒータパイプ及び第3のヒータパイプそれぞれに3相交流のうちの異なる一の相を印加するようにしてある。 In the temperature control device of the present embodiment, the heating unit includes a first flow path pipe, a second flow path pipe, a third flow path pipe, and one end of the first flow path pipe through which the medium flows. The first communication pipe that communicates the inflow port provided in the above, the other end of the first flow path pipe, and one end of the second flow path pipe, and the other end of the second flow path pipe. A second communication pipe that communicates with one end of the third flow path pipe, an outlet provided at the other end of the third flow path pipe, and winding around the outer periphery of the first flow path pipe. One or more first heater pipes, one or more second heater pipes wound around the outer circumference of the second flow path pipe, and one or more second heater pipes wound around the outer circumference of the third flow path pipe. The first heater pipe, the second heater pipe, and the third heater pipe are provided with one or more third heater pipes, and a different one of the three-phase ACs is applied to each of the first heater pipes, the second heater pipe, and the third heater pipe. There is.

加熱ユニットは、媒体が流れる第1の流路管、第2の流路管及び第3の流路管を備える。第1の流路管の一端には流入口が設けられ、第1の流路管の他端と第2の流路管の一端とは第1の連通管で連通し、第2の流路管の他端と第3の流路管の一端とは第2の連通管で連通し、第3の流路管の他端には流出口が設けられている。第1の流路管の外周には1又は複数の第1のヒータパイプが巻回され、第2の流路管の外周には1又は複数の第2のヒータパイプが巻回され、第3の流路管の外周には1又は複数の第3のヒータパイプが巻回されている。第1のヒータパイプ、第2のヒータパイプ及び第3のヒータパイプそれぞれには3相交流のうちの異なる一の相が印加される。媒体は、第1の流路管、第2の流路管及び第3の流路管を流れるときに加熱される。 The heating unit includes a first flow path tube, a second flow path tube, and a third flow path tube through which the medium flows. An inflow port is provided at one end of the first flow path pipe, and the other end of the first flow path pipe and one end of the second flow path pipe are communicated with each other by a first communication pipe, and the second flow path is provided. The other end of the pipe and one end of the third flow path pipe are communicated with each other by a second communication pipe, and an outlet is provided at the other end of the third flow path pipe. One or a plurality of first heater pipes are wound around the outer circumference of the first flow path pipe, and one or a plurality of second heater pipes are wound around the outer circumference of the second flow path pipe. One or a plurality of third heater pipes are wound around the outer circumference of the flow path pipe. A different one of the three-phase alternating currents is applied to each of the first heater pipe, the second heater pipe, and the third heater pipe. The medium is heated as it flows through the first channel tube, the second channel tube and the third channel tube.

これにより、3相交流の各相を3組のヒータパイプのいずれか一つに対応させて電源を印加することができ、3相交流電源に対応することができる。 Thereby, each phase of the three-phase AC can be associated with any one of the three sets of heater pipes to apply the power supply, and the three-phase AC power supply can be supported.

本実施の形態の温度制御装置は、前記加熱ユニットを複数連結可能にしてある。 In the temperature control device of the present embodiment, a plurality of the heating units can be connected.

加熱ユニットは、複数連結可能にしてある。これにより、加熱容量の大小に応じて、所要数の加熱ユニットを連結するだけで媒体の温度を設定温度に調節することができるとともに、加熱ユニットは共通なので、加熱容量に応じて部品の種類が増加することもなく、コストを低減することができる。 A plurality of heating units can be connected. As a result, the temperature of the medium can be adjusted to the set temperature simply by connecting the required number of heating units according to the size of the heating capacity, and since the heating units are common, the types of parts can be changed according to the heating capacity. The cost can be reduced without increasing.

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。 It should be noted that at least a part of the above-described embodiments can be arbitrarily combined.

11、12、14 管路
13 冷却管路
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
24 排水電磁弁
25 冷却水電磁弁
31 ポンプ
40 熱交換器
50 制御部
51 弁開閉制御部
52 ヒータパイプ用温度制御部
53 媒体温度制御部
71、72、73 温度センサ
80 ヒータ装置
811、812、813 流路管
815、816、817 ヒータパイプ
851 流入口
841 流出口
842、852 連通管
100 金型温度調節機(温度制御装置)
200 金型(対象物)
11, 12, 14 Pipeline 13 Cooling pipe line 15 Drainage pipe line 16 Bypass line line 21 Transmission valve 22 Return medium valve 23 Cooling electromagnetic valve 24 Drainage electromagnetic valve 25 Cooling water electromagnetic valve 31 Pump 40 Heat exchanger 50 Control unit 51 Valve open / close control unit 52 Heater pipe temperature control unit 53 Medium temperature control unit 71, 72, 73 Temperature sensor 80 Heater device 811, 812, 813 Flow pipe 815, 816, 817 Heater pipe 851 Inlet 841 Outlet 842, 852 Communication pipe 100 Mold temperature controller (temperature control device)
200 mold (object)

Claims (17)

管路を介して金型に循環させる媒体の温度を制御する金型温度制御装置であって、
前記媒体が流れる流路管の外周に設けられたヒータパイプへの通電のオン/オフを繰り返して前記金型に循環させる媒体の温度を制御する媒体温度制御部と、
所定周期毎の通電オフ時間又は前記所定周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整して前記ヒータパイプの温度を制御するヒータパイプ用温度制御部と
を備える金型温度制御装置。
A mold temperature control device that controls the temperature of a medium that circulates in a mold via a pipeline.
A medium temperature control unit that controls the temperature of the medium circulated in the mold by repeatedly turning on / off the energization of the heater pipe provided on the outer periphery of the flow path pipe through which the medium flows.
Mold temperature control provided with a heater pipe temperature control unit that controls the temperature of the heater pipe by adjusting the energization off time for each predetermined cycle or the total time of the energization off time for a period of a plurality of times of the predetermined cycle. Device.
前記ヒータパイプ用温度制御部は、
PID制御の比例周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整して前記ヒータパイプの温度を制御する請求項1に記載の金型温度制御装置。
The temperature control unit for the heater pipe is
The mold temperature control device according to claim 1, wherein the temperature of the heater pipe is controlled by adjusting the total time of the energization off time in a period of a plurality of proportional cycles of PID control.
前記媒体温度制御部は、
前記所定周期毎の通電オフ時間を0にして前記ヒータパイプへの連続通電を行う第1制御モードと、
前記ヒータパイプへの通電のオン/オフを前記所定周期で繰り返す第2制御モードと
を用いる請求項1又は請求項2に記載の金型温度制御装置。
The medium temperature control unit is
The first control mode in which the energization off time for each predetermined cycle is set to 0 and the heater pipe is continuously energized.
The mold temperature control device according to claim 1 or 2, which uses a second control mode in which the on / off of energization of the heater pipe is repeated in the predetermined cycle.
前記媒体温度制御部は、
前記第1制御モードにて、前記ヒータパイプの温度が所定温度まで昇温した場合、前記第2制御モードに移行する請求項3に記載の金型温度制御装置。
The medium temperature control unit is
The mold temperature control device according to claim 3, wherein when the temperature of the heater pipe rises to a predetermined temperature in the first control mode, the process shifts to the second control mode.
前記ヒータパイプ用温度制御部は、
前記金型に循環させる媒体の設定温度に基づいて前記ヒータパイプの温度を制御する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の金型温度制御装置。
The temperature control unit for the heater pipe is
The mold temperature control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature of the heater pipe is controlled based on the set temperature of the medium circulated in the mold.
前記ヒータパイプ用温度制御部は、
前記ヒータパイプの温度が、前記金型に循環させる媒体の設定温度よりも第1温度だけ高い下限温度以上であって、前記設定温度よりも第2温度だけ高い上限温度以下になるように前記所定周期毎の通電オフ時間又は前記通電オフ時間の合計時間を調整する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の金型温度制御装置。
The temperature control unit for the heater pipe is
The predetermined temperature of the heater pipe is equal to or higher than the lower limit temperature which is higher than the set temperature of the medium circulated in the mold by the first temperature, and is equal to or lower than the upper limit temperature which is higher than the set temperature by the second temperature. The mold temperature control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the energization off time for each cycle or the total time of the energization off time is adjusted.
前記第1温度は50℃であり、前記第2温度は120℃である請求項6に記載の金型温度制御装置。 The mold temperature control device according to claim 6, wherein the first temperature is 50 ° C. and the second temperature is 120 ° C. 前記ヒータパイプ用温度制御部は、
前記所定周期の所定回数に亘る期間の前記通電オフ時間の合計時間を前記所定周期の2分の1以上とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の金型温度制御装置。
The temperature control unit for the heater pipe is
The mold temperature control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the total time of the energization off time during a predetermined number of times of the predetermined cycle is halved or more of the predetermined cycle.
前記ヒータパイプ用温度制御部は、
前記所定周期の所定回数に亘る期間の前記通電オフ時間が前記所定周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間を前記所定周期の2分の1以上とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の金型温度制御装置。
The temperature control unit for the heater pipe is
Claims 1 to 8 wherein the total time of the energization off time during which the energization off time for a predetermined number of times of the predetermined cycle is 10% or more of the predetermined cycle is halved or more of the predetermined cycle. The mold temperature control device according to any one of the items.
前記ヒータパイプ用温度制御部は、
前記所定周期の所定回数に亘る期間の前記通電オフ時間が前記所定周期の10%以上である通電オフ時間の合計時間が前記所定周期の2分の1未満である場合、警告を出力する出力部を備える請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の金型温度制御装置。
The temperature control unit for the heater pipe is
An output unit that outputs a warning when the total time of the energization off time is 10% or more of the predetermined cycle and the total time of the energization off time during the predetermined number of times of the predetermined cycle is less than half of the predetermined cycle. The mold temperature control device according to any one of claims 1 to 9.
前記ヒータパイプより上流側の媒体温度及び前記ヒータパイプより下流側の媒体温度を検出する温度センサを備え、
前記ヒータパイプ用温度制御部は、
前記下流側の媒体温度と前記上流側の媒体温度との温度差に基づいて前記所定周期毎の通電オフ時間又は前記通電オフ時間の合計時間を調整する請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の金型温度制御装置。
A temperature sensor for detecting the medium temperature on the upstream side of the heater pipe and the medium temperature on the downstream side of the heater pipe is provided.
The temperature control unit for the heater pipe is
Any one of claims 1 to 10 for adjusting the energization off time for each predetermined cycle or the total time of the energization off time based on the temperature difference between the medium temperature on the downstream side and the medium temperature on the upstream side. The mold temperature control device according to the section.
前記金型に循環させる媒体が流れる流路管と、
前記流路管の外周に複数回巻回されたヒータパイプと
を有する加熱ユニットを備え、
前記ヒータパイプの外径は、前記流路管の外周上で隣り合うヒータパイプのピッチよりも小さい請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の金型温度制御装置。
The flow path tube through which the medium to be circulated in the mold flows, and
A heating unit having a heater pipe wound a plurality of times around the outer circumference of the flow path pipe is provided.
The mold temperature control device according to any one of claims 1 to 11, wherein the outer diameter of the heater pipe is smaller than the pitch of adjacent heater pipes on the outer circumference of the flow path pipe.
前記ヒータパイプの外径は5mm以下である請求項12に記載の金型温度制御装置。 The mold temperature control device according to claim 12, wherein the outer diameter of the heater pipe is 5 mm or less. 前記加熱ユニットの電力密度は、1平方cm当たり10W以下である請求項12又は請求項13に記載の金型温度制御装置。 The mold temperature control device according to claim 12 or 13, wherein the power density of the heating unit is 10 W or less per square cm. 前記加熱ユニットは、
前記金型に循環させる媒体が流れる第1の流路管、第2の流路管及び第3の流路管と、
前記第1の流路管の一端に設けられた流入口と、
前記第1の流路管の他端と前記第2の流路管の一端とを連通する第1の連通管と、
前記第2の流路管の他端と前記第3の流路管の一端とを連通する第2の連通管と、
前記第3の流路管の他端に設けられた流出口と、
前記第1の流路管の外周に巻回された1又は複数の第1のヒータパイプと、
前記第2の流路管の外周に巻回された1又は複数の第2のヒータパイプと、
前記第3の流路管の外周に巻回された1又は複数の第3のヒータパイプと
を備え、
前記第1のヒータパイプ、第2のヒータパイプ及び第3のヒータパイプそれぞれに3相交流のうちの異なる一の相を印加するようにしてある請求項12から請求項14のいずれか一項に記載の金型温度制御装置。
The heating unit is
A first flow path pipe, a second flow path pipe, and a third flow path pipe through which the medium to be circulated in the mold flows.
An inflow port provided at one end of the first flow path pipe and
A first communication pipe that communicates the other end of the first communication pipe and one end of the second communication pipe,
A second communication pipe that communicates the other end of the second communication pipe with one end of the third communication pipe,
The outlet provided at the other end of the third flow path pipe and
One or a plurality of first heater pipes wound around the outer circumference of the first flow path pipe, and
With one or more second heater pipes wound around the outer circumference of the second flow path pipe,
It is provided with one or a plurality of third heater pipes wound around the outer circumference of the third flow path pipe.
The invention according to any one of claims 12 to 14, wherein a different one phase of the three-phase alternating current is applied to each of the first heater pipe, the second heater pipe, and the third heater pipe. The mold temperature control device described.
前記加熱ユニットを複数連結可能にしてある請求項12から請求項15のいずれか一項に記載の金型温度制御装置。 The mold temperature control device according to any one of claims 12 to 15, wherein a plurality of heating units can be connected to each other. 管路を介して金型に循環させる媒体の温度を制御する金型温度制御方法であって、
前記媒体が流れる流路管の外周に設けられたヒータパイプへの通電のオン/オフを繰り返して前記金型に循環させる媒体の温度を制御し、
所定周期毎の通電オフ時間又は前記所定周期の複数回に亘る期間での通電オフ時間の合計時間を調整して前記ヒータパイプの温度を制御する金型温度制御方法。
It is a mold temperature control method that controls the temperature of the medium circulated in the mold through the pipeline.
By repeatedly turning on / off the energization of the heater pipe provided on the outer periphery of the flow path pipe through which the medium flows, the temperature of the medium circulated in the mold is controlled.
A mold temperature control method for controlling the temperature of the heater pipe by adjusting the energization off time for each predetermined cycle or the total energization off time for a period of a plurality of times of the predetermined cycle.
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