JPH031072A

JPH031072A - 熱交換装置

Info

Publication number: JPH031072A
Application number: JP1133876A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Miyoshi; 三好　彊
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-05-25
Filing date: 1989-05-25
Publication date: 1991-01-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、熱交換対象物を、高温又は低温の熱媒により
、択一的に切換えて温度制御する熱媒循環式の熱交換装
置に関する。

（従来の技術）従来、この稲熱交換装置として、第３図に例示するもの
が知られている。この装置は、加熱対象物ｌがプラスチ
ックス材料の混練機チャンバで、該チャンバｌを加熱す
る熱媒を供給回収する高温用熱源ユニット２と低温用熱
源ユニット３と、チャンバ！内に両熱源ユニット２．３
のいずれか一方からの熱媒を択一的に供給回収する供給
制御弁４及び戻り制御弁５を備えている。そして、前記
チャンバ１と各制御弁４，５とは、高温・低温共通用の
供給配管６及び戻り配管７により接続され、各制御弁４
，５と前記ユニット２，３とはそれぞれの供給配管８．
９及び戻り配管１０．１１により接続されている。なお
、高温用供給管８の途中には流量制御弁１２が設けられ
、この流量制御弁１２は、チャンバ１内壁温検出器１３
からの検出信号により制御装置１４を介して、プログラ
ム制御されるようになっている。この制御装置１４にプ
ログラム調節計１４ａが設けられ、このプログラム調節
計１４の温度設定パターンは、第４図に示されていると
おりであり、チャンバ１内には、プラスチックス材料の
混練中は第３図に示すように高温用熱媒が供給され、混
練の１サイクルが終了すれば再制御弁４，５が作動せら
れて低温用熱媒に切換えられ、所定時間だけ低温に保持
されるようになっている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、従来の上記装置では、高温・低温の切換えを
行なったとき、供給及び戻り制御弁４，５が同時に切換
えられ制御弁４以降の共通の供給配管６、チャンバ１、
共通の戻り配管７内に残存する先に使用していた熱媒が
、次に使用する高温又は低温用熱源ユニット２．３に循
環されるため、熱媒温度が急変する。そこで、次のサイ
クル開始温度に回復するまでに、相当多くの時間を要し
、サイクル開始後の運転が不安定で適切なコントロール
ができない等の問題がある。

他方、第３図に示すように、再熱源ユニット２゜３間に
設けた導通管１５を通して熱媒の混入を行なう場合にも
同様の影響が生じている。

本発明は、上述のような実状に漏みてなされたもので、
その目的とするところは、高温又は低温熱媒の択−的供
給回収切換時に、高温又は低温熱源ユニット内の熱媒温
度の急変を防止し、サイクルタイムの短縮、運転の安定
化並びに熱エネルギーの節減を図りうる熱交換装置を提
供するにある。

（課題を解決するための手段）本発明では、上記目的を達成するために、次の技術的手
段を講じた。

すなわち、本発明の特徴とする処は、熱交換対象物ｌと
、該対象物１に熱媒を供給しかつ回収する高温用と低温
用の２つの熱源ユニット２．３と、該熱源ユニット２．
３と前記対象物１とを接続する供給配管６．８．９と戻
り配管？、１０．１１と、前記対象物１に再熱源ユニッ
ト２，３のいずれか一方からの熱媒を択一的に供給しか
つ回収するための供給制御弁４及び戻り制御弁５を前記
供給配管及び戻り配管の途中に備えている熱交換装置に
おいて、前記各熱源ユニット２．３には膨脹タンク３０
．３１が備えられ、かつ、高温・低温切換時に、次に使
用する熱源ユニット２又は３と対象物１とを連通すべく
前記供給制御弁４を切換え、前記対象物１内に残存する
熱媒を、次に使用する熱源ユニット２又は３例の膨脹タ
ンク３０又は３１の熱媒により押し出して、先に使用し
ていた熱源ユニット３又は２側の膨脹タンク３１又は３
０に回収し、その後、次に使用する熱源ユニット２又は
３と対象物１とを連通すべ（前記戻り制御弁５を切換え
る制御装置１４が設けられている点にある。

（作　用）本発明によれば、まず低温から高温に切換える場合、戻
り用制御弁５は低温回収側に保持されたま−で、供給用
の制御弁４を高温供給側に切換え、高温熱媒を供給しな
がら、対象物１内の残存熱媒を低温用熱源ユニット３に
回収して膨脹タンク３１に導びき、膨脹タンク３１内の
熱媒レベルが上限に達すると、戻り用の制御弁５を高温
熱媒回収循環側に切換えて、高温熱媒を対象物１に供給
しかつ循環させる。このとき、高温用熱源ユニット２の
膨脹タンク３０内の熱媒レベルが下限にある。

次に、低温に切換える場合、供給用制御弁４は低温側に
切換え、低温熱媒を供給しながら、戻り用制御弁５は高
温回収側に保持したま＼で、前記対象物１内に残存する
高温熱媒を高温用熱源ユニット２に回収し膨脹タンク３
０に導びき、膨脹タンク３０内の熱媒レベルが上限に達
すると、戻り用制御弁５を低温熱媒回収側に切換えて、
低温熱媒を対象物１に供給しかつ循環する。このとき、
低温用熱源ユニット３の膨脹タンク３１内の熱媒レベル
は下限にある。

このように、加熱又は冷却対象物１内に残存している先
に使用の熱媒を、次に使用の熱媒により押し出しながら
その熱源ユニット２又は３の膨張タンク３０．３１内に
回収した後、次に使用の熱媒を前記対象物１に供給循環
させるので、前記各熱源ユニット２．３内の温度急変が
防止され、安定した運転が円滑に行なわれる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、加熱又は冷却対象物が従来例と同様のプラス
チックス材料の混練機チャンバ１であり、該チャンバ１
を加熱する熱媒を供給回収する高温及び低温用熱源ユニ
ット２，３等は、従来例をベースとするものであるから
、従来例と同じ符号を付し、主として本発明の特徴部分
について詳述する。

第１図において、各熱源ユニット２．３は、内部構成が
同じで、第１冷却エレメント１６．１？　、第２加熱エ
レメント１８，１９　、第３加熱エレメント２０゜２１
を備え、各第３加熱エレメント２０．２１の出口に前記
熱媒供給配管８．９が接続されており、各第１冷却エレ
メント１６．１７の人口に前記熱媒戻り配管ｉｏ、　ｉ
ｔが接続されている。第１冷却エレメント１６゜１７と
第２加熱エレメント１８．１９を接続する配管２２゜２
３の途中には熱媒循環ポンプ２４．２５が設けられてい
る。また、第３加熱エレメント２０．２１の出口は、リ
リーフ弁２６．２７を備えたユニット内バイパス管２８
、２９により第１冷却エレメント１６．１７の入口側に
接続されている。

３０．３１は膨張タンクで、各ユニット２．３の第３加
熱エレメント２０．２１の出口と第１冷却ニレメン）１
６．１７に接続された熱媒循環管３２．３３の途中に設
けられ、それぞれ上限レベルスイッチ３４．３５を備え
ており、両タンク３０．３１の上端間は連通管３６によ
り接続されている。

制御装置１４は、高温・低温切換時、まず供給制御弁４
を切換えて、その後、時間差をおいて戻り制御弁５を切
換えるよう構成されている。

即ち、前記上限レベルスイッチ３４．３５により戻り制
御弁５を切換えるよう構成されている。

なお、３７〜４０は常時開の止弁であり、４１．４２は
常時開の絞り弁、４３．４４はターラ用冷却水供給弁で
あり常時閉とされ、熱媒温度が高くなり過ぎた時作動し
て冷却水を供給する。

次に、上記実施例の運転について、第２図をも参照して
詳述する。

まず、高温又は低温ユニット２，３は、所定の温度に昇
温させておき、混練機チャンバ１の調度調節をスタート
させる。このとき、高温膨脹タンク３０内の熱媒が上限
に至っており、上限レベルスイッチ３４がＯＮの状態に
ある。低温膨張タンク３１内の熱媒は低レベルにあり、
上限レベルスイッチ３５はＯＦＦの状態にある。そして
、ポンプ２４　、２５は常時運転されているので、高温
熱源ユニット２では２４→２２→１８→２０→８→２８
→２６→１６→２４の循環、及びタンク３０を回る循環
が生じる。また低温熱源ユニット３では、２５→１９→
２１→２７→１７→２５及び２５→１９→２１→４２→
３１→３３→１７→２５の循環が生じる。この状態から
低温回収がスタートする。

まず低温回収スタートにより、供給制御弁４はチャンバ
１を高温用熱源ユニット２に、戻り制御弁５はチャンバ
１を低温用熱源ユニット３に夫々接続する。しかして、
高温膨脹タンク３０内の熱媒が、第１図に示す符号３２
→１６→２４→１８→２０→８→１２→４→６→ｌ→７
→５→１１→１７→３３→３１の順に流れてチャンバｌ
や配管内の低温熱媒は低温膨張タンク３１に回収され、
同膨張タンク３１の上限レベルスイッチ３５がＯＮする
と、制御装置１４を介して戻り制御弁５が切替り、チャ
ンバ１と高温熱源ユニット２とを接続する。

しかして、低温回収は終了して次に、高温加熱制御力【
開始される。この制御では、熱媒は次の通り循環する。

１→７→５→１０→１６→２４→１８→２０→８　→１
２→４　→６　→１この高温加熱制御中、流量制御弁１２がｐｒｏｉ！１Ｉ
ｌｆｉｌｌされ、プログラム設定パターンによりチャン
バ１の温度が高温域に保持される。この高温制御におい
て、チャンバ１内で樹脂等の混練が行なわれる。

次に、混線が終了し、次の混線をするために、チャンバ
ｌ内の樹脂を排出し、次の樹脂を供給するまでは、チャ
ンバ１は低温に保持される。

この低温制御に先がけてチャンバ１内の高温熱媒の回収
が行なわれる。即ち、この高温回収では、まず、制御装
置１４により供給制御弁４が切換えられ、チャンバ１と
低温用熱源ユニット３が接続される。そして、低温膨張
タンク３１内の熱媒が、３１→３３→１７→２５→１９
→２１→９→４→６→ｌ→７→５→１０→１６→３３→
３０と流れる。

即ち、チャンバ１や配管内にある高温熱媒は、高温膨張
タンク３０に回収される。そして、このタンク３０の上
限レベルスイッチ３４がＯＮする。

このスイッチ３４のＯＮにより制御装置１４を介して、
戻り制御弁５が切換えられ、チャンバ１と低温用熱源ユ
ニット３が接続され、熱媒は次の通り循環する。ｌ→５
→１１→１７→２５→１９→２１→９→４→６→１゜しかして、チャンバｌは低温用熱源ユニット３により低
温制御が行なわれる。

そして、次の混練を開始するとき、再度スタートがされ
て前記低温回収が行なわれ、チャンバｌや配管内の低温
熱媒が低温膨脂タンク３１に回収される。

そして、その後、前述の高温制御が行なわれる。

以後、このサイクルが繰返される。

即ち、本発明実施例によれば、高温制御から低温制御又
は、低温制御から高温制御に切換えるとき、まず供給制
御弁を切換えて、チャンバ内等の熱媒を先に使用してい
た熱源ユニット側の膨張タンクに回収し、その後、戻り
制御弁を切換えて次の制御を行なうようにしている。尚
、本実施例では、戻り制御弁の切換えを上限レベルスイ
ッチで行なっているが、タイマー等で行なってもよい。

上記実施例では、プラスチックス材料の混練機チャンバ
の加熱について述べたが、本発明は該実施例に限定され
るものではなく、他の加熱対象物は勿論のこと、冷却対
象物であってもよいこと当然である。

（発明の効果）本発明は、高温・低温切換時に、各熱媒が互にその熱源
ユニット２，３内に混入循環することなく、したがって
熱媒温度の急変が生起せず、サイクル開始温度への到達
が速くかつサイクル開始後の運転が安定し、適切な制御
を円滑に行なうことができ、しかも、両熱源ユニット２
．３内における熱エネルギーの部域を図ることができ、
サイクルタイムの短縮による生産性並びにコスト低下を
図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の実施例を示す回路図及び
作動説明図、第３図及び第４図は従来例の回路図及びプ
ログラム制御パターン図である。１・・・熱交換対象物、２・・・高温用熱源ユニット、
３・・・低温用熱源ユニット、４・・・供給用制御弁、
５・・・戻り用制御弁、６．７・・・高温・低温共通配
管、３０゜３１・・・熱媒用膨脂タンク。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱交換対象物（１）と、該対象物（１）に熱媒を
供給しかつ回収する高温用と低温用の２つの熱源ユニッ
ト（２）（３）と、該熱源ユニット（２）（３）と前記
対象物（１）とを接続する供給配管（６）（８）（９）
と戻り配管（７）（１０）（１１）と、前記対象物（１
）に両熱源ユニット（２）（３）のいずれか一方からの
熱媒を択一的に供給しかつ回収するための供給制御弁（
４）及び戻り制御弁（５）を前記供給配管及び戻り配管
の途中に備えている熱交換装置において、前記各熱源ユ
ニット（２）（３）には膨脹タンク（３０）（３１）が
備えられ、かつ、高温・低温切換時に、次に使用する熱
源ユニット（２）又は（３）と対象物（１）とを連通す
べく前記供給制御弁（４）を切換え、前記対象物（１）
内に残存する熱媒を、次に使用する熱源ユニット（２）
又は（３）側の膨脹タンク（３０）又は（３１）の熱媒
により押し出して、先に使用していた熱源ユニット（３
）又は（２）側の膨脹タンク（３１）又は（３０）に回
収し、その後、次に使用する熱源ユニット（２）又は（
３）と対象物（１）とを連通すべく前記戻り制御弁（５
）を切換える制御装置（１４）が設けられていることを
特徴とする熱交換装置。