JPH0712853Y2 - 冷却水循環装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、印刷機のクーリングローラなどの熱交換器に
冷却水を送る冷却水循環装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、印刷機や加工機にはウェブを冷却するための熱交
換器が多数設置されている。例えばオフセット輪転印刷
機におけるインキ着ロール、ドライヤー出口のクーリン
グロール、グラビア印刷機における乾燥部クーリングロ
ール、ドライラミネータにおけるラミネート後のクーリ
ングロール、エキストルーダにおけるシリコンロール及
びクーリングロールなどがあり、これらのクーリングロ
ールの内部に冷却水を通して熱交換を行うように設けら
れていた。

これらの設備の中には、単に水（井水や水道水）を熱交
換器に流してそのまま放流（捨てる）する程度で良い設
備があれば、冷却温度制御の精度が高く要求される設備
もある。

冷却水による冷却温度のコントロールが行えるようにし
たものにおいては、第３図に示すように、配管系ａが完
全に密封され冷却水がポンプｂにて送出されて循環し、
常に圧力が1kg/cm²以上（大気圧以上）かかっている閉
回路のものや、第４図に示すように、配管系ａ中に大気
に開放されたタンクｃなどを備えて冷却水が循環する開
回路のものがある。

上記した閉回路による一般的な冷却水の温度制御は確立
されている。これは第５図に示すように、ポンプｂと熱
交換器ｄとからなる循環回路ｅに冷凍機ｆの上流側を接
続し、その冷凍機ｆの下流を三方弁ｇを介して循環回路
ｅのポンプｂの上流側に接続し、さらに、熱交換器ｄの
上流側の冷却水温度を温度センサｈによって検出して前
記三方弁ｇを動作させる温調機ｉを備えた構成のもので
ある。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、印刷機や加工機における熱交換器に冷却水を
通す循環回路にあっては、上記した閉回路の構成が採用
されていなかった（第４図）。これは熱交換器となるク
ーリングロールの排出側が構造的に大気に対して開放さ
れているからであり、このため第６図に示すように、熱
交換器ｄ（クーリングロール）と、この熱交換器ｄから
冷却水を受ける受水管ｊと、前記受水管ｊから冷却水を
受けるタンクｃと、このタンクｃに連結され前記熱交換
器に冷却水を送出するポンプｂとから循環回路を構成す
るとともに、冷凍機ｆと前記タンクｃとをポンプｋを介
して連結し、タンクｃからの冷却水の一部をこの冷凍機
ｆにて冷却しタンクｃに送出する循環回路を設け、前記
タンクｃ内で熱交換器ｄからの冷却水と冷凍機からの冷
水を混合するようにしていた。

しかしながら、上記した構成の循環回路で熱交換器上流
での冷却水温度を一般的な15℃として設定した場合、室
内の温湿度条件（夏場で温度26〜32℃、湿度50〜90％）
によって熱交換器であるクーリングロールの表面が結露
し、カスレ、汚れなどが発生して印刷品質が低下するよ
うになり、上記構成の循環回路では温度設定の難しい22
〜30℃（熱交換器上流での冷却水温）に冷却水を温度設
定しなければならなかった。

この対策として、第７図に示すように、受水管ｉからの
一部の冷却水が三方弁ｇを介してポンプｂの上流側に送
出できるように連結するとともに、熱交換器ｄの上流側
での検出過度によって前記三方弁ｇを動作させる温調機
ｉを設ける構成、すなわち第５図にて示した循環回路を
組み込む構成とすることが考えられたが、前記受水管ｋ
から三方弁ｇへの水圧が一定しないことから、この三方
弁が正常に動作しないという不都合が生じるものであっ
た。

そこで、クーリングロールなどの熱交換器の下流側で大
気に対して開放されている循環回路で、熱交換器の上流
での冷却温度を所定範囲の温度に設定できるようにする
ことが課題とされていた。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、上記した課題を考慮してなされたもので、印
刷機のクーリングローラなど冷却水を通して熱交換を行
う熱交換器と、前記熱交換器から冷却水が送出される第
１タンクと、前記第１タンクからの冷却水を前記熱交換
器に送出するポンプとからなる冷却水循環回路と、 前記熱交換器上流側の冷却水設定温度より低い温度の冷
水が常時供給され、かつ第１タンク内の所定水位以上の
冷却水が流れ込み可能に連結された第２タンクとを有
し、 前記冷却水循環回路の第１タンクとポンプとの間の循環
経路中に、第２タンクが連結された三方弁を介在して、
第１タンクの冷却水と第２タンクの冷水を熱交換器側に
送出可能に設け、熱交換器の上流部での冷却水検出温度
に基づいて前記三方弁の第1,2タンクからの送出量調整
動作をさせる温調機を設けたことを特徴とする冷却水循
環装置を提供して、上記課題を解消するものである。

〔作用〕

本考案において、冷却水循環回路では熱交換器から流れ
出た冷却水が第１タンクに入り、この第１タンクに連結
されているポンプによって前記熱交換器に冷却水が送出
され、熱交換器で熱交換したのち再び第１タンクに流れ
出る循環をする。また熱交換器上流の冷却水設定温度よ
り低い温度の冷水（例えば井戸水、水道水、また冷凍機
によって所定温度に冷却された冷水）が第２タンクに常
時貯水されている。そして前記冷却水循環回路を循環す
るうちに冷却水の温度が上昇し、前記熱交換器の上流側
で所定温度以上の上昇が検出されると、三方弁が動作し
て、第２タンクからの冷水と第１タンクからの冷却水と
が混合した状態で熱交換器側に送出される。この混合し
た冷却水が熱交換器で熱交換したのち第１タンクへ流し
出される。この循環のうち前記第１タンクの冷却水量が
所定量より多くなると、この第１タンクから第２タンク
に流れ込み、第２タンクに流れ込んだ冷却水が常時給水
されている冷水と混合するようになる。

上記熱交換器上流での検出温度が低下し設定温度範囲内
になると、三方弁が動作して第２タンクからの冷水の送
出を停止し、冷却水循環回路を循環する混合した冷却水
によって熱交換が行われるようになる。

〔実施例〕

つぎに、本考案を第１図と第２図に示す実施例に基づい
て詳細に説明する。

図中１は冷却水循環装置で、該冷却水循環装置１は冷却
水循環回路Ａと冷水供給部Ｂとを備えている。前記冷却
水循環回路Ａは、クーリングロールからなる熱交換器２
と、前記熱交換器２の下流側から受水管３を介して冷却
水が流れ込む第１タンク４と、前記第１タンク４と前記
熱交換器２との間に配設され第１タンク４からの冷却水
を熱交換器２に送出するポンプ５とからなるもので、前
記熱交換器２と受水管３との間、および受水管３と第１
タンク４との間が大気に対して開放されている。そして
この冷却水循環回路Ａではポンプ５の動作によって、熱
交換器２、受水管３、第１タンク４、ポンプ５を通るよ
うに冷却水が循環する。

一方、冷水供給部Ｂは、熱交換器上流側の設定冷却水温
度より低い所定温度に水を冷却する冷凍機６と、前記冷
凍機６からの冷水が流れ込む第２タンク７と、前記第２
タンク７と前記冷凍機６との間に配設され第２タンク７
からの冷水を冷凍機６に送出するポンプ８とからなるも
ので、前記冷凍機６と第２タンク７との間で大気に対し
て開放されている。そして前記ポンプ８の動作によっ
て、冷水が冷凍機６、第２タンク７、ポンプ８を通るよ
うに循環する。

また上記冷却水循環回路Ａにおいて、第１タンク４とポ
ンプ５との間に第２タンク７に連結された三方弁９が介
在していて、この三方弁９の動作によって、第１タンク
４のみから冷却水がポンプ５側に送出されたり、第１タ
ンク４と第２タンク７とからの混合した状態の冷却水が
ポンプ５側に送出されたりする。前記三方弁９の動作は
これに接続された温調機10によってコントロールされ
る。温調機10の温度センサ11が上記熱交換器２の上流側
に配置されていて、この熱交換器２の上流側を通る冷却
水の温度が設定範囲内以下であると検出されている場合
には、第２タンク７からの冷水を送出させず、第１タン
ク５からのみ冷却水を送出させる動作を三方弁に行わせ
る。熱交換器上流側の検出温度が設定より高い温度であ
ると検出された場合には、第２タンク７側からも冷水を
送出させる動作を行わせ、検出温度が設定範囲内に入る
までその動作を維持するようにコントロールする。

一方、第２タンク７は、上記第１タンク４内に流れ込ん
だ冷却水が所定量以上たまるとその余剰の冷却水が流れ
込むように第１タンク４に対して連通管12介して連結さ
れており、上記した三方弁９の動作によって第１タンク
４と第２タンク７とからの混合した状態の冷却水が第１
タンク４に還流し、第１タンク４内で所定量以上に達し
た場合に第２タンク７にその冷却水が流れ込むように設
けられている。

上記の冷却水循環装置１において、熱交換器２の上流側
での冷却水温度を25℃、第１タンク内の冷却水温度を20
℃、冷凍機による冷却温度を15℃とした場合の動作を説
明する。

上記三方弁では、熱交換器２の上流側での検出温度が25
℃となるまで、第１タンク４のみからの冷却水を送り出
し、ポンプ５によってその冷却水が熱交換器２に送ら
れ、熱交換を行った後（冷却水は熱交換によって温度上
昇している）、第１タンク４に戻り、この循環が冷却水
循環回路で行われる。

上記循環が行われているうちに冷却水の温度は25℃を越
えるようになる。25℃を越えたことが検出されると、温
調機10の制御によって三方弁９が動作して第２タンク７
から冷水も送出され、混合した状態で熱交換器２側へ送
られる。前記三方弁９の開度は温度センサの検出信号に
基づいて温調機10によって制御されており、熱交換器上
流側での検出温度が25℃に向けて下がる方向に動作す
る。

第１タンク４での冷却水の水位が上昇し、連通管12の高
さに達すると、冷却水は第２タンク７に流れ込む。この
第２タンク７内で、前記第１タンク４から流れ込んだ温
度の高い冷却水と冷凍機６によって15℃に冷却されてい
る冷水とが混合し、一部が再び三方弁９、ポンプ５を介
して熱交換器２側へ送られるとともに、冷凍機６にも送
られ、これは15℃に冷却された状態で第２タンク７に戻
る。

また上記した冷水供給部Ｂにおいて、冷凍機、ポンプを
設ける代わりに、予め水温が判っている井戸水や水道水
（この場合15℃）を給水管13によって給水し続けるよう
にし、第２タンク７へは15℃の水が常時補給され、常時
余剰分が放流7aされるようにしてもよい。

仮に、熱交換器上流側での冷却水の設定温度を17℃に変
更した場合、三方弁の動作によって第２タンク７から多
くの冷水が熱交換器側に送り出され、熱交換器上流での
温度が17℃に下がるように、また維持されるように上記
のサイクルが繰り返される。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、冷却水循環装置
は、印刷機のクーリングローラなど冷却水を通して熱交
換を行う熱交換器と、前記熱交換器から冷却水が送出さ
れる第１タンクと、前記第１タンクからの冷却水を前記
熱交換器に送出するポンプとからなる冷却水循環回路
と、前記熱交換器上流側の冷却水設定温度より低い温度
の冷水が常時供給され、かつ第１タンク内の所定水位以
上の冷却水が流れ込み可能に連結された第２タンクとを
有し、前記冷却水循環回路の第１タンクとポンプとの間
の循環経路中に、第２タンクが連結された三方弁を介在
して、第１タンクの冷却水と第２タンクの冷水を熱交換
器側に送出可能に設け、熱交換器の上流部での冷却水検
出温度に基づいて前記三方弁の第1,2タンクからの送出
量調整動作をさせる温調機を設けたので、構造が簡単で
ありながら、熱交換器上流側の冷却水設定温度が自由に
設定でき、熱交換器側を結露させることなくこの熱交換
器で熱交換が行えるようになる。また熱交換器上流側に
おける冷却水設定温度より井戸水や水道水の温度が低い
場合には、この井戸水や水道水を利用して、循環する冷
却水の温度制御が行える。さらに冷凍機およびクーリン
グタワーからなる冷凍機器から冷水を第２タンク側に供
給するようにすれば、冷却水設定温度を低い温度から設
定できるようになるなど、実用性にすぐれた効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る冷却水循環装置の一実施例を示す
説明図、第２図は一実施例の冷却水と冷水の循環を示す
説明図、第３図は閉回路の循環を示す説明図、第４図は
開回路の循環を示す説明図、第５図は閉回路による冷却
水の温度制御例を示す説明図、第６図は従来例を示す説
明図、第７図は従来の他の回路構成を示す説明図であ
る。 １……冷却水循環装置 ２……熱交換器 ４……第１タンク 5,8……ポンプ ６……冷凍機 ７……第２タンク ９……三方弁 10……温調機 11……温度センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】印刷機のクーリングローラなど冷却水を通
   して熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器から冷却水
   が送出される第１タンクと、前記第１タンクからの冷却
   水を前記熱交換器に送出するポンプとからなる冷却水循
   環回路と、 前記熱交換器上流側の冷却水設定温度より低い温度の冷
   水が常時供給され、かつ第１タンク内の所定水位以上の
   冷却水が流れ込み可能に連結された第２タンクとを有
   し、 前記冷却水循環回路の第１タンクとポンプとの間の循環
   経路中に、第２タンクが連結された三方弁を介在して、
   第１タンクの冷却水と第２タンクの冷水を熱交換器側に
   送出可能に設け、熱交換器の上流部での冷却水検出温度
   に基づいて前記三方弁の第1,2タンクからの送出量調整
   動作をさせる温調機を設けたことを特徴とする冷却水循
   環装置。