(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内の生タイヤを加硫処理する加硫装置と、
前記加硫装置に供給する加熱媒体を加熱するボイラと、
前記ボイラから前記加硫装置に前記加熱媒体を供給する加熱媒体供給路と、
前記加硫装置を経た前記加熱媒体を回収する加熱媒体回収路と、
前記加熱媒体をエネルギ源として発電を行う発電システムと、を備え、
前記発電システムは、前記加熱媒体と作動流体との間で熱交換することで前記作動流体を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器で加熱されることで蒸発した前記作動流体を送り込むことで駆動される発電タービンと、を有することを特徴とするタイヤ加硫システム。
【請求項２】
前記加熱媒体供給路に非凝縮性ガスが供給され、前記ボイラから前記金型内の前記生タイヤの内側に設けられた袋状のブラダの内部空間に、前記加熱媒体と前記非凝縮性ガスの混合ガスが供給され、
前記加熱媒体回収路は、前記ブラダの内部空間を経た前記混合ガスを回収するとともに、前記加熱媒体回収路の前記混合ガスを冷却して前記非凝縮性ガスを分離させる気水分離器を備え、
前記熱交換器として前記気水分離器が用いられていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫システム。
【請求項３】
前記ボイラから前記加熱媒体の一部を外部に排出する排水経路と、
前記排水経路内の前記加熱媒体を冷却する冷却器と、をさらに備え、
前記熱交換器として前記冷却器が用いられていることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ加硫システム。
【請求項４】
前記ボイラに供給する前記加熱媒体を蓄える給水タンクと、
外部から前記給水タンクに前記加熱媒体を供給する給水経路と、
前記発電システムの前記発電タービンを経た作動流体を凝縮させる復水器と、をさらに備え、
前記復水器にて前記作動流体と熱交換することで、前記給水経路内の前記加熱媒体を加熱することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のタイヤ加硫システム。
【請求項５】
前記金型を加熱する電気ヒータをさらに備え、
前記発電タービンで生成された電力が前記電気ヒータに供給されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のタイヤ加硫システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生タイヤを加硫するタイヤ加硫システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、生タイヤを加硫するには、内部に生タイヤが装填されたコンテナを加熱媒体により加熱するとともに、生タイヤの内部空間に、高温・高熱容量の蒸気からなる加熱媒体と、窒素ガス等の非凝縮性ガスからなる加圧媒体とを供給することによって、生タイヤを外側と内側から加熱、加圧することが広く行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図４に示すように、このように生タイヤを加硫する加硫装置１は、ボイラ２で加熱された蒸気を加熱媒体としてプラテン３および生タイヤＴの内部空間４に供給する。
ボイラ２では、給水タンク５からポンプ６で送られた水を加熱し、高温の飽和蒸気とする。そして、その飽和蒸気の一部を、第一の供給経路Ｌ１を介してプラテン３に供給し、プラテン３を加熱することで生タイヤＴを外側から加熱する。プラテン３を経た蒸気は、循環用ポンプ７により、第一の回収経路Ｌ２を経て給水タンク５へと循環される。
また、ボイラ２から送り出された高温の飽和蒸気の残部は、第二の供給経路Ｌ３を経て生タイヤＴの内部空間４に供給される。第二の供給経路Ｌ３の途中で、ガスタンク８から窒素ガス等の非凝縮性ガスが導入され、タイヤＴの内部空間４には、第二の供給経路Ｌ３から飽和蒸気と非凝縮性ガスからなる高圧の混合気体が送り込まれ、生タイヤＴが内側から加熱、加圧される。タイヤＴの内部空間４から押し出された混合気体は、気水分離器９で冷却することで、ガスと飽和水とが分離される。分離されたガスは排出され、飽和水は、循環用ポンプ１０により、第二の回収経路Ｌ４を経て給水タンク５へと循環される。
【０００４】
また、給水タンク５には、外部から給水経路Ｌ５を介して給水がなされ、これに応じ、ボイラ２からは一部の水が排水経路Ｌ６を介して外部に排水される。このとき、排水は、自治体等により、その温度が規制されていることが多い。そこで、排水経路Ｌ６において、冷却器１１によりボイラ２から排水された水を冷却し、規制範囲内の温度となるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６９９２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図４に示したような従来のシステム構成においては、気水分離器９と冷却器１１にて冷却を行っているが、冷却時の熱交換によって回収した熱をそのまま捨てている。したがって、ここには熱的なロスが存在し、エネルギ効率の面で改善の余地がある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、熱的なロスを抑え、エネルギの有効利用を図ることのできるタイヤ加硫システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的のもとになされた本発明のタイヤ加硫システムは、金型内の生タイヤを加硫処理する加硫装置と、加硫装置に供給する加熱媒体を加熱するボイラと、ボイラから加硫装置に加熱媒体を供給する加熱媒体供給路と、加硫装置を経た加熱媒体を回収する加熱媒体回収路と、加熱媒体をエネルギ源として発電を行う発電システムと、を備え、発電システムは、加熱媒体と作動流体との間で熱交換することで作動流体を加熱する熱交換器と、熱交換器で加熱されることで蒸発した作動流体を送り込むことで駆動される発電タービンと、を有することを特徴とする。
ここで、加熱媒体供給路に非凝縮性ガスが供給され、ボイラから金型内の生タイヤの内側に設けられた袋状のブラダの内部空間に、加熱媒体と非凝縮性ガスの混合ガスが供給され、加熱媒体回収路は、ブラダの内部空間を経た混合ガスを回収するとともに、加熱媒体回収路の混合ガスを冷却して非凝縮性ガスを分離させる気水分離器を備える場合に、発電システムの熱交換器として気水分離器を用いることができる。
また、本発明のタイヤ加硫システムは、ボイラから加熱媒体の一部を外部に排出する排水経路と、排水経路内の加熱媒体を冷却する冷却器と、をさらに備える場合、発電システムの熱交換器として冷却器を用いることができる。
このようにして、加硫装置の加熱に用いた混合ガスから非凝縮性ガスを分離させるための気水分離器や、ボイラからの排水を冷却するための冷却器を用い、発電システムの作動流体を加熱して発電を行うことで、これまで廃棄していた熱エネルギを有効利用することができる。
【０００８】
さらに、本発明のタイヤ加硫システムは、ボイラに供給する加熱媒体を蓄える給水タンクと、外部から給水タンクに加熱媒体を供給する給水経路と、発電システムの発電タービンを経た作動流体を凝縮させる復水器と、をさらに備えることができ、その場合、復水器にて作動流体と熱交換することで、給水経路内の加熱媒体を加熱（予熱）することもできる。
【０００９】
ここで、発電タービンで生成された電力は、工場内等で適宜の目的に用いることができるが、例えば、金型を加熱する電気ヒータをさらに備える場合には、発電タービンで生成された電力を電気ヒータに供給する構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、加硫装置の加熱に用いた混合ガスから非凝縮性ガスを分離させるための気水分離器や、ボイラからの排水を冷却するための冷却器を用い、廃熱により発電システムの作動流体を加熱して発電を行うことで、熱的なロスを抑え、エネルギの有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態におけるタイヤ加硫システムの構成を示す図である。
【図２】発電した電力をプラテンの電気ヒータに用いる例を示す図である。
【図３】タイヤ加硫システムの変形例を示す図であり、復水器を複数備えた例である。
【図４】従来のタイヤ加硫システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態におけるタイヤ加硫システム２０のシステム構成を説明するための図である。
この図１に示すように、タイヤ加硫システム２０は、加硫装置３０と、加硫装置３０に高温の飽和蒸気を供給するための蒸気供給システム４０と、を備える。
【００１３】
加硫装置３０は、生タイヤＴが充填されるキャビティを形成する金型３１を備えている。金型３１は、上下２分割構造で、下金型３２と、上金型３３とからなり、これら下金型３２と上金型３３の内部空間に生タイヤＴが充填され、生タイヤＴの内側に袋状のブラダ３４が配置される。
金型３１の下方にはボトムプラテン３５が設けられ、上方にはボルスタープラテン３６が設けられ、金型３１の外周部にはジャケット３７が設けられている。これらボトムプラテン３５、ボルスタープラテン３６、ジャケット３７には、加熱媒体流路３５ａ、３６ａ、３７ａが形成されている。
【００１４】
蒸気供給システム４０は、給水タンク４１と、給水タンク４１から供給された水を加熱して飽和蒸気を生成するボイラ４２と、ボイラ４２で生成された飽和蒸気を加硫装置３０のボトムプラテン３５、ボルスタープラテン３６、ジャケット３７に向けて送り込む第一の供給経路Ｌ１と、第一の供給経路Ｌ１の途中から分岐し、ボイラ４２で生成された飽和蒸気を加硫装置３０のブラダ３４の内部空間５０に抜けて送り込む第二の供給経路（加熱媒体供給路）Ｌ３と、第二の供給経路Ｌ３に繋がり、窒素ガス等の非凝縮性ガスを第二の供給経路Ｌ３内の飽和蒸気に供給して混合気体とするガス供給路４３と、を備える。
【００１５】
また、蒸気供給システム４０は、ボトムプラテン３５、ボルスタープラテン３６、ジャケット３７の加熱媒体流路３５ａ、３６ａ、３７ａを経て凝縮された水を回収する第一の回収経路Ｌ２と、ブラダ３４の内部空間５０を経た混合気体を回収する第二の回収経路（加熱媒体回収路）Ｌ４と、を備える。
そして、第一の回収経路Ｌ２、第二の回収経路Ｌ４には、それぞれ循環用ポンプ４４、４５が設けられている。
【００１６】
また、第二の回収経路Ｌ４には、非凝縮性ガスと凝縮水を分離する気水分離器（熱交換器）４６が設けられている。
【００１７】
また、給水タンク４１には、外部から給水を行う給水経路Ｌ５が接続されている。
ボイラ４２には、一部の水を排水する排水経路Ｌ６が接続され、この排水経路Ｌ６には、排水を冷却する冷却器（熱交換器）４７が設けられている。
【００１８】
このようなタイヤ加硫システム２０においては、ボイラ４２で加熱された蒸気を、加熱媒体とする。
すなわち、ボイラ４２では、給水タンク４１からポンプ４８で送られた水を加熱し、高温の飽和蒸気とする。そして、その飽和蒸気の一部を、第一の供給経路Ｌ１を介してボトムプラテン３５、ボルスタープラテン３６、ジャケット３７の加熱媒体流路３５ａ、３６ａ、３７ａに供給し、金型３１を加熱することで生タイヤＴを外側から加熱する。ボトムプラテン３５、ボルスタープラテン３６、ジャケット３７を経た蒸気は、循環用ポンプ４４により、第一の回収経路Ｌ２を経て給水タンク４１へと循環される。
また、ボイラ４２から送り出された高温の飽和蒸気の残部は、第二の供給経路Ｌ３を経てブラダ３４の内部空間５０に供給される。第二の供給経路Ｌ３の途中で、ガス供給路４３から窒素ガス等の非凝縮性ガスが導入され、これにより、ブラダ３４の内部空間５０には、第二の供給経路Ｌ３から飽和蒸気と非凝縮性ガスからなる高圧の混合気体が送り込まれ、生タイヤＴがブラダ３４の内側から加熱、加圧される。ブラダ３４の内部空間５０から第二の回収経路Ｌ４に押し出された混合気体は、気水分離器４６で冷却することで、ガスと飽和水とが分離される。分離されたガスは排出され、飽和水は、循環用ポンプ４５により、第二の回収経路Ｌ４を経て給水タンク４１へと循環される。
【００１９】
また、給水タンク４１には、外部から給水経路Ｌ５を介して給水がなされ、これに応じ、ボイラ４２からは一部の水が排水経路Ｌ６を介して外部に排水される。このとき、排水経路Ｌ６において、冷却器４７によりボイラ４２から排水された水を冷却し、規制範囲内の温度となるようにしている。
【００２０】
さて、このようなタイヤ加硫システム２０の蒸気供給システム４０に、発電システム６０が組み込まれている。
発電システム６０は、基本的には、ポンプ６１と、発電タービン６２と、ポンプ６１から発電タービン６２に作動流体を供給する作動流体供給経路Ｌ１１と、発電タービン６２を経た作動流体を回収する作動流体回収経路Ｌ１２と、とを備える。
【００２１】
ここで、作動流体供給経路Ｌ１１には、前記の冷却器４７と、気水分離器４６が設けられ、作動流体と熱交換することにより、前記の第二の回収経路Ｌ４、排水経路Ｌ６内の水を冷却する。冷却器４７、気水分離器４６での熱交換により、作動流体は加熱されて蒸発する。このようにして生成された蒸気により発電タービン６２を駆動し、発電を行う。
【００２２】
作動流体回収経路Ｌ１２には、復水器６３が設けられており、外部から取り込んだ給水経路Ｌ５の水と熱交換するようになっている。これにより、発電タービン６２を経た作動流体は、復水器６３で水と熱交換することで凝縮されてポンプ６１に循環される。一方、復水器６３により、給水経路Ｌ５の水が加熱される。
【００２３】
ここで、発電システム６０の作動流体としては、低沸点の流体を用いるのが好ましく、例えばアンモニアを用いることができる。
【００２４】
上述したようなタイヤ加硫システム２０においては、発電システム６０にて、ブラダ３４の内部空間５０から押し出された混合気体を冷却するための気水分離器４６と、ボイラ４２から排水された水を冷却する冷却器４７とを熱源として作動流体を蒸発させ、その蒸気により発電タービン６２を駆動して発電を行うようになっている。これにより、従来は廃棄していた熱エネルギを利用して発電することができるため、熱的なロスを抑え、エネルギの利用効率を高めることができる。
【００２５】
さらに、発電システム６０では、復水器６３にて外部から取り込んだ給水経路Ｌ５の水と熱交換することにより、作動流体を凝縮するとともに、給水経路Ｌ５の水を予熱できるようになっている。この点においても熱的なロスを抑え、エネルギの利用効率を高めることができる。
【００２６】
なお、上記したようなタイヤ加硫システム２０においては、発電タービン６２で発電した電力の用途は特に限定する意図はないが、例えば、図２に示すように、ボトムプラテン３５、ボルスタープラテン３６の加熱に電気ヒータ７１を用いる場合、この電気ヒータ７１に発電タービン６２で発電した電力を供給することもできる。
【００２７】
また、図３に示すように、復水器６３は複数台を直列に設けるようにしても良い。その場合、全ての復水器６３で給水経路Ｌ５の水を加熱しても良いが、図３の例に示すように、川や海の水を復水器６３に流して作動流体と熱交換させて作動流体を凝縮させる構成としても良い。
【００２８】
なお、上記実施の形態では、発電システム６０で作動流体を加熱する熱源として気水分離器４６と、ボイラ４２とを用いたが、いずれか一方のみを用いても良い。
また、上記実施の形態では、タイヤ加硫システム２０に加硫装置３０が１台のみ設けられた構成が例示されているが、実際には、１台のボイラ４２に対し、複数台の加硫装置３０が並列に接続されている。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
２０…タイヤ加硫システム、３０…加硫装置、３１…金型、３４…ブラダ、４０…蒸気供給システム、４１…給水タンク、４２…ボイラ、４３…ガス供給路、４６…気水分離器（熱交換器）、４７…冷却器（熱交換器）、５０…内部空間、６０…発電システム、６１…ポンプ、６２…発電タービン、６３…復水器、７１…電気ヒータ、Ｌ１…第一の供給経路、Ｌ２…第一の回収経路、Ｌ３…第二の供給経路（加熱媒体供給路）、Ｌ４…第二の回収経路（加熱媒体回収路）、Ｌ５…給水経路、Ｌ６…排水経路、Ｌ１１…作動流体供給経路、Ｌ１２…作動流体回収経路
【図１】
0005473008.tif 000002
【図２】
0005473008.tif 000003
【図３】
0005473008.tif 000004
【図４】
0005473008.tif 000005