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JP2000257800A - 液体循環装置 - Google Patents

液体循環装置

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Publication number
JP2000257800A
JP2000257800A JP11061020A JP6102099A JP2000257800A JP 2000257800 A JP2000257800 A JP 2000257800A JP 11061020 A JP11061020 A JP 11061020A JP 6102099 A JP6102099 A JP 6102099A JP 2000257800 A JP2000257800 A JP 2000257800A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
temperature
inlet
flow rate
liquid tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11061020A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisao Shibuya
久雄 渋谷
Kazunaga Amaya
一長 雨夜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAMUI SANGYO KK
Original Assignee
KAMUI SANGYO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KAMUI SANGYO KK filed Critical KAMUI SANGYO KK
Priority to JP11061020A priority Critical patent/JP2000257800A/ja
Publication of JP2000257800A publication Critical patent/JP2000257800A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • B29C45/73Heating or cooling of the mould
    • B29C45/7306Control circuits therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 目的機器である工作機械の潤滑油などの液体を小容量の
温度調整装置、簡単な制御システムで制御して目的機器
の温度を一定に維持させる。 【課題】 【解決手段】 目的機器5の出口液温TOと入口液温TI
および液槽液温TLの少なくともいずれかとに基いて電
子式の制御装置23から入口管路6のポンプ10,流量
制御弁12に流量変更指令を送るとともに温度調整装置
13に運転変更指令を送り、TOを一定とするように流
量を制御し且つTIとTOとの温度差を一定とするように
温度を制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は工作機械、合成樹脂
成形機、各種試験装置などに供給してその特定部分また
は全体の温度を一定に維持するように冷却または加熱を
行なう液体を循環させる装置、殊に熱負荷変動を伴う機
械、装置類に好適な液体循環装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば工作機械の主軸の潤滑油を冷却し
て過熱による自身の劣化や主軸および軸受の熱的悪影響
を防止したり、或いは加熱して低温時の主軸の回転性低
下を防止することは広く行なわれている。また、合成樹
脂の射出成形機の金型を冷却して溶融状態の成形品を短
時間で硬化させることも広く行なわれている。
【0003】これら工作機械、合成樹脂成形機或いは各
種試験装置などの目的機器に供給してその特定部分また
は全体を所定の一定温度に維持させる油や水などの液体
は、液槽から目的機器に入り次にこれより液槽に戻ると
いう経路を循環し、その間に冷凍機、水冷式または空冷
式の冷却器、電熱式の加熱器などで構成される冷却手段
および加熱手段のいずれかまたは両方からなる温度調整
装置によって液温が調整される。
【0004】図2はその一例を概略的に示した図であっ
て、液槽31の液体をポンプ32を設けた入口管路33
によって目的機器34に送入し、次に温度調整装置35
を設置した出口管路36によって液槽31に戻す、とい
う循環回路からなるものである。目的機器34の入口お
よび出口には液温を検知する温度センサ37,38が設
けられ、これらが検知した液温に基いて電子式の制御装
置39から温度調整装置35に運転指令を送り、出口液
温が所定温度となるように液体を冷却または加熱する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記の目的機器34が
所定の一定温度に維持されるように液体の温度を調整し
ながら循環させる装置において、目的機器34に熱負荷
変動を生じたときその変動は出口液温の変化となって検
知されるので、これが予め設定した所定温度に戻るよう
に温度調整装置35を運転する必要がある。
【0006】例えば熱負荷が増加したとき、出口液温を
速やかに所定温度まで低下させるには入口液温をそれま
でよりも低温度とする必要があり、温度調整装置35の
出力を増大させなければならない。次に、出口液温が所
定温度に低下したときは温度調整装置35の出力を低下
させるかまたはその作動を一時停止させて低温度化した
入口液温を適正温度に戻し、以後は熱負荷の増加分を吸
収することができる温度に入口液温を調整する、という
手順を踏むことによって目的機器34を所定の一定温度
に維持するものである。
【0007】従って、熱負荷の多様な或いは大幅な変動
に対して入口液温を広い温度域に亘ってその都度狭い温
度幅内に調整しなければならず、そのために制御装置3
9のシステムが著しく複雑なものとなる、温度調整装置
35に大容量のものを用いる必要がある、という問題が
あった。
【0008】本発明は熱負荷変動を伴う目的機器に液体
を循環させて所定の一定温度に維持させる従来の液体循
環装置がもっている、制御システムが著しく複雑であ
る、大容量の温度調整装置が必要である、という前記課
題を解決するためになされたものであって、大容量の温
度調整装置を用いることなく簡単な制御システムで目的
機器を所定の一定温度に維持することができる液体循環
装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は液槽の液体を目的機器に送入するためのポ
ンプを有する入口管路および目的機器から液体を液槽に
戻すための出口管路からなる循環管路と、この循環回路
とは別に設けられて液槽の液体を設定温度に調整する温
度調整装置と、目的機器に送入する液体の流量制御手段
と、電子式の制御装置とを具えさせ、目的機器の出口温
度と入口液温および液槽液温の少なくともいずれかとに
基いて制御装置から流量制御手段に流量変更指令を送る
とともに温度調整装置に運転変更指令を送るものとし
た。
【0010】このように、目的機器に供給する液体を温
度制御することに加えて流量制御するという手段を用い
ると、熱負荷の変動に比例して液体の流量を制御するこ
とにより、小容量の温度調整装置で入口液温と出口液温
との温度差を一定に保って熱負荷の変動分を吸収または
補償することが可能であり、このことは出口液温が所定
温度となるように流量制御するとともに、入口側の液温
を出口液温との温度差が一定となるように温度制御する
ことによって容易に達成される。
【0011】
【発明の実施の形態】図1を参照して本発明の実施の形
態を説明すると、液槽1は仕切板2によって入口側液槽
部3と出口側液槽部4とに区画されており、入口側液槽
部3から目的機器5に至る入口管路6および目的機器5
から出口側液槽部4に至る出口管路7と液槽1および目
的機器5の内部液体経路とは循環回路8を形成してい
る。
【0012】入口管路6は原動機9によって駆動される
ポンプ10,およびアクチュエータ11によって動作す
る流量制御弁12を有している。
【0013】液槽1の外部には温度調整装置13が循環
回路8とは別に設置されており、その入口導管14は出
口側液槽部4から延び出口導管15は入口側液槽部3に
至っている。また、入口導管14は原動機16によって
駆動されるポンプ17を有している。
【0014】更に、入口管路6および出口管路7の目的
機器5に接近した個所と入口側液槽部3とにはそれぞれ
の部位における液体の温度TI,TO,TLを検知する温
度センサ18,19,20が設けられている。加えて、
図示実施の形態では、目的機器5の内部液体経路周辺の
温度TMおよび目的機器5の周辺雰囲気の温度TAをそ
れぞれ検知する温度センサ21,22が設けられてい
る。
【0015】一方、電子式の制御装置23が準備されて
おり、前記の各温度センサ18,19,20,21,2
2が検知した温度が電気信号となって入力される。制御
装置23はこの信号に基いてアクチュエータ11に流量
変更指令を送るとともに温度調整装置13に運転変更指
令を送る。
【0016】尚、目的機器5は工作機械または合成樹脂
射出成形機或いは一定温度が要求される試験装置であ
る。また、温度調整装置13は冷凍機、水冷式または空
冷式冷却器などからなる冷却手段、および電熱式加熱器
などからなる加熱手段のいずれかまたは両方からなるも
のである。更に、制御装置23はマイクロコンピュータ
であって、ファジー制御、比例制御などの内から装置全
体の仕様に適するように選択した制御プログラムに基い
て流量制御と温度制御とを行なう。
【0017】尚また、入口管路6のポンプ10を駆動す
る原動機9として例えばインバータ制御方式の可変速電
動機を用いることがあり、アクチュエータ11により動
作する流量制御弁12および可変速電動機により駆動さ
れるポンプ10は流量制御手段24を構成する。流量制
御手段24は流量制御弁12と可変速のポンプ10との
いずれか一方で構成してもよいが、両方で構成した場合
はそれぞれにデューティ範囲が狭いものを使用して大幅
な流量範囲に亘って適正な流量制御を行なうことができ
る、という利点がある。
【0018】このような形態とした液体循環装置におい
て、循環回路8に液体を循環させながら目的機器5を稼
働させるとき、目的機器5の出口液温TOが温度センサ
19により検知されて制御装置23に入力される。この
出口液温TOは予め設定した所定温度と比較され、これ
よりも高温のときは流量を増加して冷却が促進されるよ
うにし、反対に低温となったときは流量を減少して所定
温度への昇温を計るように流量制御手段24に流量変更
指令の信号を制御装置23から出力する。
【0019】ここで、目的機器5の内部で消費される液
体の熱量Qは、液体の流量をL,密度をρ,比熱をcと
し、入口液温TIまたは液槽液温TLと出口液温TOとの
温度差をΔTとすると、 Q=L×ρ×c×ΔT で表わされる。
【0020】本発明では前記のΔTを変化させることに
より熱負荷の変動に伴う熱量Qの変動に対処させていた
従来のものと異なり、主として流量Lを変化させること
により熱量Qの変動に対処させることを最大の特徴とし
ている。
【0021】従って、入口側液槽3から目的機器5に送
入する液体の温度TIまたはTLを温度センサ18,21
で検知して制御装置23に入力し、ΔTを一定とする入
口液温TIまたは液槽液温TLとなるように温度調整装置
13に運転変更指令を出力させることにより、一定の設
定温度とされている出口液温TOに対してきわめて簡単
且つ容易な冷却または加熱操作を加えるだけで所要の温
度差ΔTを与えることができる。
【0022】また、目的機器5の熱負荷が大幅に変化し
たとき、殊に温度が大幅に上昇したときは流量Qを増加
させることに加えて、温度調整装置13の運転を上昇さ
せ入口液温TIを低下させて温度差ΔTを大きくするこ
とにより、熱負荷の増加分を速やかに吸収することがで
きる。反対に、目的機器5の温度が低下したときは流量
Qを減少させることに加えて、温度調整装置13の運転
を低下または停止させ入口液温TIを上昇させて温度差
ΔTを小さくすることにより、熱負荷の減少分を速やか
に補償することができる。これらによって出口液温TO
が設定温度に回復した後は、前記の温度差ΔTを一定と
するように温度調整装置13を運転する。
【0023】前記の流量制御と温度制御とは入口温度T
Iおよび液槽温度TLのいずれかを検知することによって
行なわれる。しかし、入口管路6の配置場所や長さなど
によってTIとTLとに温度差を生じることが多い。この
ような場合、温度差だけTLをTIよりも例えば低温とす
るように温度調整装置13を運転させることにより、T
IとTOとの温度差ΔTを所定の一定値とすることがで
き、これらの温度センサ18,20を併用することは本
発明の目的達成に有効である。
【0024】また、目的機器5の内部温度TMや雰囲気
温度TAは検知しなくても差支えないが、これらのいず
れかまたは両方を検知することは、入口液温TIの補正
を行なうことや次の温度変化を予測してファジー制御を
行なう場合に有利である。更に、液槽1は二つに区画し
なくても差支えないが、図示の形態のように温度調整さ
れた液体を受入れて目的機器5に送る入口側液槽部3
と、目的機器5から送出された温度調整前の液体を受入
れて温度調整装置13に送る出口側液槽部4とに分けた
場合は、液槽内液体の温度分布が不均等とならず撹拌を
要しないとともに、温度制御が容易なものになるという
利点がある。尚、温度調整装置13はその構造によって
は液槽1の内部に設置することがある。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明によると目的機器
に送入する冷却用または加熱用の液体の流量を熱負荷の
変動に応じて変化させる、という簡単な手段で小容量の
温度調整装置を使用し簡単な制御システムにより、目的
機器の温度を一定に維持することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す配置図。
【図2】従来例の配置図。
【符号の説明】
1 液槽,5 目的機器,6 入口管路,7 出口管
路,8 循環回路,10ポンプ,12 流量制御弁,1
3 温度調整装置,18,19,20 温度センサ,2
3 制御装置,24 流量制御手段,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G05D 7/06 G05D 7/06 Z 5H323 23/00 23/00 A Fターム(参考) 3J071 AA12 AA13 BB02 BB14 CC07 DD26 EE01 EE02 EE18 EE27 FF16 3L044 AA01 BA06 CA12 DB01 DB02 FA02 GA02 HA03 JA01 KA05 4F202 AK13 AR06 AR14 CA30 CB01 CN01 CN05 CN13 CN22 4F203 AM25 AP05 AR06 AR14 AR20 DA12 DD01 DK07 DM10 5H307 AA20 BB05 DD08 DD11 EE02 EE22 ES06 GG04 HH04 5H323 AA05 BB11 CA08 CB23 CB33 CB35 DA04 DB13 DB15 EE01 EE11 EE13 EE17 FF04 FF10 HH02 KK05 MM06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液槽の液体を目的機器に送入するための
    ポンプを有する入口管路および前記目的機器から液体を
    前記液槽に戻すための出口管路からなる循環回路と、前
    記循環回路とは別に設けられて前記液槽の液体を設定温
    度に調整する温度調整装置と、前記目的機器に送入する
    液体の流量制御手段と、電子式の制御装置とを具え、 前記目的機器の出口液温と入口液温および液槽液温の少
    なくともいずれかとに基いて前記制御装置から前記流量
    制御手段に流量変更指令を送るとともに前記温度調整装
    置に運転変更指令を送るようにした、 ことを特徴とする液体循環装置。
  2. 【請求項2】 前記目的機器の出口液温と入口液温およ
    び液槽液温の少なくともいずれかとに基くことに加え
    て、前記目的機器の内部温度および周辺雰囲気温度の少
    なくともいずれかに基いて前記制御装置から前記流量制
    御手段および温度調整装置に指令を送るようにされてい
    る請求項1に記載した液体循環装置。
  3. 【請求項3】 前記液槽が前記温度調整装置で温度調整
    された液体を受入れて前記目的機器に送る入口側液槽部
    と、前記目的機器から送出された液体を受入れて前記温
    度調整装置に送る出口側液槽部の二つに分けられている
    請求項1に記載した液体循環装置。
  4. 【請求項4】 前記流量制御手段が前記入口管路に設け
    た流量制御弁である請求項1に記載した液体循環装置。
  5. 【請求項5】 前記流量制御手段が可変速電動機により
    駆動される前記ポンプである請求項1に記載した液体循
    環装置。
  6. 【請求項6】 前記流量制御手段が前記入口管路に設け
    た流量制御弁および可変速電動機により駆動される前記
    ポンプである請求項1に記載した液体循環装置。
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