(57)【要約】　　　（修正有）【課題】液体温度の昇温が早く、液体温度を極めて狭い範囲で維持管理する液体温度の管理システムとその方法とを提供する。【解決手段】液体を温調水で加熱または冷却する液体温度の管理システムにおいて、ヒータと、チラーと、ヒータで加温した温水とチラーで冷却した冷水とを混合して温調水とする温冷水混合手段とを有することを特徴とする。本発明の液体温度の管理方法は、ヒータと、チラーと、ヒータで加温した温水とチラーで冷却した冷水とを混合して温調水とする温冷水混合手段とを有し、温調水は液体を加熱または冷却した後温調水分配手段でヒータとチラーとに分配されて循環する液体温度の管理方法において、温水の設定温度と、冷水の設定温度と、温冷水混合手段の混合比率とで温調水温度を変化させることを特徴とする。本発明による温度管理システムは、自動車ボディ塗装用の塗料温度の管理に好適に用いることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を温調水で加熱または冷却する該液体の液体温度の管理システムにおいて、
ヒータと、チラーと、該ヒータで加温した温水と該チラーで冷却した冷水とを混合して前記温調水とする温冷水混合手段とを有し、前記温調水は前記液体を加熱または冷却した後温調水分配手段で前記ヒータと前記チラーとに分配されて循環することを特徴とする液体温度の管理システム。
【請求項２】
前記液体は自動車ボディ塗装用の塗料である請求項１に記載の液体温度の管理システム。
【請求項３】
前記ヒータは電熱線式加熱装置である請求項２に記載の液体温度の管理システム。
【請求項４】
前記チラーは循環式水冷却装置である請求項２または３に記載の液体温度の管理システム。
【請求項５】
前記温冷水混合手段は温水と冷水との流量比率を調節できる混合弁である請求項２〜４のいずれかに記載の液体温度の管理システム。
【請求項６】
前記温調水分配手段は分配比率を調節できる三方弁である請求項２〜５のいずれかに記載の液体温度の管理システム。
【請求項７】
ヒータと、チラーと、該ヒータで加温した温水と該チラーで冷却した冷水とを混合して前記温調水とする温冷水混合手段とを有し、前記温調水は液体を加熱または冷却した後温調水分配手段で前記ヒータと前記チラーとに分配されて循環する液体温度の管理方法において、
前記温水の設定温度と、前記冷水の設定温度と、前記温冷水混合手段の混合比率とで前記温調水温度を変化させることを特徴とする液体温度の管理方法。
【請求項８】
前記液体は自動車ボディ塗装用の塗料である請求項７に記載の液体温度の管理方法。
【請求項９】
前記温水設定温度を前記液体の目標温度より２０℃高く設定し、前記冷水温度を前記液体の目標温度より５℃低く設定して、前記温調水は前記温冷水混合手段で前記温水を１００％として前記液体を加温し、前記液体の温度が前記目標温度に到達したら前記温調水を前記温冷水混合手段で前記冷水１００％に切換えて冷却し、さらに前記温冷水混合手段によって前記温調水の温度を調節して前記液体温度を前記液体の目標温度に短時間で到達・安定させる請求項７または８に記載の液体温度の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温調水による液体温度の管理システムと液体温度の管理方法とに関する。特に自動車ボディ塗装用の塗料の温調水による温度管理に好適な管理システムとその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体を外容器と内容器とからなる二重構造になっているタンクに収納して、内容器と外容器との間に形成した流路に温水を流すことによって液体の温度を管理する温浴法は、油や塗料などの可燃性の液体を比較的低温で加熱、維持管理するためにしばしば用いられる方法である。
【０００３】
従来の液体温度の管理システムと管理方法について、自動車ボディの塗装を行う際の塗料温度の管理システムと管理方法とを例として説明する。
【０００４】
自動車ボディの塗装に重要な塗料の管理項目としては、塗料の粘度を一定とすること、吹付けの際の塗料の圧力を一定とすること、さらに塗料中の樹脂、顔料、アルミ粉末などの構成成分を常に一定割合で沈降させないことなどを挙げることが出来る。これらを実現するために塗料の温度を一定に保持することは特に重要なことであり、第４図に示すような従来の自動車ボディの塗装システムでは温水（温浴）による塗料温度の管理が行われていた。
【０００５】
すなわち、この例の塗装システムにおいては、塗装機２０に塗料を供給する塗料タンク５と、この塗料タンク５に塗料を供給するドラム缶２２と、前記塗料タンク５に温水を供給するための温水タンク１０とを備えている。
【０００６】
塗料タンク５は外容器と内容器とからなる二重構造になっていて、内容器の内部に塗料を収納できるとともに、内容器と外容器との間に形成した流路に温水を流すことができるようになっている。
【０００７】
また、塗装機２０と塗料タンク５とが圧送管２８により接続され、塗料タンク５とドラム缶２２とが補給管２９により接続され、塗料タンク５の内容器と外容器の間の流路と温水タンク１０とが供給管２６により接続されている。さらに、圧送管２８にはポンプ３５が、補給管２９にはポンプ３６が、供給管２６にはポンプ３７がそれぞれ組込まれていて、塗料タンク５に塗料を供給できるとともに、塗装機２０に塗料を圧送できるように、さらに、塗料タンク５の内容器と外容器の間の流路に温水を供給できるようになっている。
【０００８】
以上の構成の塗装システムにおいて塗装機に圧送する塗料の温度調節を行うには、塗料タンク５内の塗料温度を測定し、塗料温度が規定温度より低下した場合には、塗料タンク５の内容器と外容器との間の流路に温水タンク１０から温水を供給して、温水により塗料を加熱することで行っている。
【０００９】
すなわち、その手順は、▲１▼塗料温度を規定値に設定する。▲２▼温水により塗料を加熱する。▲３▼塗料温度が規定値に達したら温水の供給を止める。▲４▼放冷により塗料温度は低下する。▲５▼塗料温度が規定値に達したら温水を供給する。▲６▼▲２▼へもどる。である。しかし、この方法では、図５に模式的に示すように塗料の温度が規定温度で安定するまでに長時間を要するとともに、塗料温度を厳密な範囲に維持管理することが困難であるという問題があった。なお、図５でＴ０は塗料温度の規定値（目標温度）であり、Ｔ０±ΔＴで管理される。Ｂは塗料温度の変化を示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、被加熱液体の温度の立上がりが早く、また、液体温度を極めて狭い範囲で維持管理する液体温度の管理システムとその方法とを提供しようとするものである。なお、本発明による温度管理システムは、自動車ボディ塗装用の塗料温度の管理に好適に用いることができる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体温度の管理システムは、液体を温調水で加熱または冷却する液体の液体温度の管理システムにおいて、ヒータと、チラーと、ヒータで加温した温水とチラーで冷却した冷水とを混合して温調水とする温冷水混合手段とを有し、温調水は液体を加熱または冷却した後温調水分配手段でヒータとチラーとに分配されて循環することを特徴とする。
【００１２】
ここで、液体は自動車ボディ塗装用の塗料であることができる。また、ヒータは電気抵抗線式であり、チラーはコンプレッサー式であることが望ましい。さらに、温冷水混合手段は温水と冷水との流量比率を調節できる混合弁であり、温調水分配手段は分配比率を調節できる三方弁であることが好ましい。
【００１３】
本発明の液体温度の管理方法は、ヒータと、チラーと、ヒータで加温した温水とチラーで冷却した冷水とを混合して温調水とする温冷水混合手段とを有し、温調水は液体を加熱または冷却した後温調水分配手段でヒータとチラーとに分配されて循環する液体温度の管理方法において、温水の設定温度と、冷水の設定温度と、温冷水混合手段の混合比率とで温調水温度を変化させることを特徴とする。ここで、液体は自動車ボディ塗装用の塗料であることが好ましい。
【００１４】
より具体的には、温水設定温度を液体の目標温度より２０℃高く設定し、冷水温度を液体の目標温度より５℃低く設定して、温調水は温冷水混合手段で温水を１００％として液体を加温し、液体の温度が目標温度に到達したら、温調水を温冷水混合手段で冷水１００％に切換えて冷却し、さらに温冷水混合手段によって温調水の温度を調節して液体温度を液体の目標温度に短時間で到達・安定化させる方法が好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の液体温度の管理システムは、液体を温調水で加熱または冷却する液体の液体温度の管理システムにおいて、ヒータと、チラーと、ヒータで加温した温水とチラーで冷却した冷水とを混合して温調水とする温冷水混合手段とを有し、温調水は液体を加熱または冷却した後温調水分配手段でヒータとチラーとに分配されて循環することを特徴とする。
【００１６】
本発明の液体温度の管理システムを図１に示す。本管理システムは、液体４をヒータ１で加温された温水とチラー２で冷却された冷水とを温冷水混合手段３で混合して最適温度とした温調水を液体タンク５の内容器と外容器との間を通して液体４を温度調節するシステムである。温調水は液体温度の調節後温調水分配手段６でヒータ１とチラー２に分配されて循環している。なお、目標温度に管理された液体は、例えば塗装機や圧延機といった液体の供給先２０へ供給される。
【００１７】
ヒータ１は循環している温調水を加温するものであり、電気抵抗線ヒータ、蒸気あるいはガスバーナなどによるヒータなど特に制約はないが、塗料温度の管理システムにおいては電気抵抗線によるヒータが好ましい。また、チラー２は循環している温調水を冷却するものであり、自動車ボディ塗装用の塗料温度の管理システムにおいてはコンプレッサー式のチラーが好適に使用される。
【００１８】
温水と冷水とを混合して温調水とする温冷水混合手段３は、混合弁であることが望ましい。この混合弁は、例えば、開度１００では温水１００％の温調水とし、開度０では冷水１００％の温調水とするように、温水と冷水との流量割合を調節できることが好ましい。このことにより、温水温度と冷水温度が一定であっても、流量を変化させることなく温調水の温度を変化させ、液体温度を精度良く管理することができる。
【００１９】
温調水分配手段６は三方弁であることが望ましい。液体タンク５で熱交換した温調水をヒータとチラーとにある割合で分配できればよいが、安定した循環を得るには混合弁と連動していることが望ましい。この連動は必ずしも自動である必要はなく手動であっても差支えない。
【００２０】
以上のような液体温度の管理システムにおいて、液体温度の管理方法は、温水の設定温度と、冷水の設定温度と、温冷水混合手段の混合比率とで温調水温度を変化させて行うことができる。本温度管理システムにおいては、所望温度の温水や冷水を貯留するタンクは有していないで、ヒータまたはチラーの出力調節によって、循環水を所望の設定温度の温水や冷水とするため、温水や冷水の温度を迅速に変更することができる。さらに、混合弁で温水と冷水との混合比率を調節することで温調水の温度を変更することができる。すなわち、温水と冷水の設定温度と、混合比率の調節とにより温調水の温度を迅速に且つ微妙に変化させることができ、液体の昇温時間の短縮と、定常時の精度の高い温度管理とが可能となるわけである。
【００２１】
【実施例】
本発明が適用される液体温度の管理システムの一実施例を図２に示す。図２は、自動車ボディ塗装用の塗料温度の管理システムである。
【００２２】
２０は自動車のボディーに塗料を吹付ける塗装機、５は塗料タンク、２２は塗料の入ったドラム缶、２は循環水を冷却するチラー、１は循環水を加温するヒータである。３１は温水の往管であり、３２は循環水がヒータ１へ戻る還管である。３３は冷却水の往管であり、３４は循環水がチラー２へ戻る還管である。往管３１と３３は混合弁３に接続され、さらに塗料タンク５を温度調節する温調水供給管２６に接続されている。塗料タンク５には温度調節した温調水が循環できるように還管２７が接続されており、三方弁６を介して還管３２および３４に接続している。
【００２３】
一方、塗料タンク５は、圧送管２８により塗装機２０に接続されており、また、補給管２９で塗料のドラム缶２２に接続されている。さらに、圧送管２８にはポンプ３５が、補給管２９にはポンプ３６が、温調水供給管２６にはポンプ３７がそれぞれ組込まれていて、塗装機２０に塗料を圧送できるとともに、塗料タンク５に塗料を供給できるように、また、塗料タンク５の内容器と外容器の間の流路に温調水を供給できるようになっている。
【００２４】
塗料タンク５の塗料内には適当な位置に塗料の温度を測定する計測器（検出手段）４１と、この計測器と混合弁３とに接続された温度調節器４２とが設けられている。さらにコンピュータなどの制御装置４３を具備し、チラー２、ヒータ１および計測器４１と温度調節器４２に電気的に接続されている。４４はモニタで制御装置４３に電気的に接続され、このモニタには印刷機が付属されている。
（塗料温度の昇温）
連休など長期間設備が停止した後や、何らかの原因で塗料ドラム缶から大量に塗料を補給して塗料温度が急激に低下した場合などには、塗料温度を短時間で目標温度に復帰させる必要が生じる。この塗料温度の昇温時の管理手順の一例を図３のフローチャートに示す。
【００２５】
すなわち、まず塗料温度昇温用の温水の設定温度Ｔ１℃を塗料の目標温度Ｔ０℃より２０℃高く設定する（Ｔ１＝Ｔ０＋２０）（１）。また、塗料温度降温用の冷水の設定温度Ｔ２℃を塗料の目標温度Ｔ０℃より５℃低く設定する（Ｔ２＝Ｔ０−５）（２）。この時自動混合弁３は、温調水が設定温度Ｔ１℃の温水１００％となるように制御される。従って、Ｔ１℃に温度設定した温水を温調水として塗料タンクに供給することになるので塗料温度は急激に上昇する（４）。なお、塗料温度はモニタ４４により観察される。
【００２６】
次に、塗料温度が目標温度Ｔ０℃の５℃ほど手前（Ｔ０−５）になったときに、温水の設定温度Ｔ１℃を、塗料目標温度Ｔ０℃より５℃高い温度（Ｔ１＝Ｔ３＝Ｔ０＋５）になるようにヒータ１の設定を変更する（５）。塗料の加熱速度は緩和されるが、温水の温度がＴ３＝Ｔ０＋５℃となるとヒータは切れる（７）。しかし、温水の余熱で塗料温度は塗料設定温度Ｔ０℃に向ってゆっくり上昇する（８）。
【００２７】
塗料温度が目標温度Ｔ０℃に到達すると、その瞬間から自動混合弁３は開度０となって温調水は冷水のみとなる（１１）。ここで、冷水の温度は、Ｔ２＝Ｔ０−５である。すなわち、昇温の惰性によって塗料温度を設定温度から大幅に高くしないようにするためである（１２）。反対に冷却水の混合によって塗料温度が目標温度を僅かに下回った場合には、塗料を昇温するために自動混合弁３は開度１００となって温水（Ｔ３＝Ｔ０＋５）を供給する（１０）。このようにして、塗料タンク５内の塗料の温度は目標温度Ｔ０に速やかに到達して、塗料設定温度付近の温度で安定的に保持される（９）。
（定常時）
塗装機２０で自動車ボディに塗装を行うには塗料タンク５に収納されている塗料を圧送管２８を通じて塗装機２０に圧送することによって行うことができる。そして、塗料の温度は計測器４１で計測し、その結果が制御装置４３へ送られる。この計測結果で制御装置４３に組込まれている比較手段は、塗料温度が低下しつつあるときには、温度調節器４２を作動させて自動混合弁３を制御し、ヒータ１で加温された温水の供給量を増加するとともにチラー２で冷却された冷水の供給量を減少させる。また、計測器４１の計測結果で塗料温度が上昇しつつあるときには、温度調節器４２を作動させて自動混合弁３を制御し、チラー２で冷却された冷水の供給量を増加するとともにヒータ１で加温された温水の供給量を減少させる。このように自動混合弁３の調節によって温調水の温度を変化させることで塗料温度を調節することができる。なお、温調水分配手段である三方弁６は自動混合弁３に連動して循環水を分配するようになっている。
【００２８】
塗料タンク５内は常に攪拌されているので、塗料の急激な増減がない限りこのようにして極めて安定した温度（例えば、Ｔ０±１℃）を維持することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の液体温度の管理システムによれば、温水および冷水を用いて最適な温調水とすることで、液体タンク内の液体温度を目標温度に迅速に昇温して安定化することができる。また、液体温度を厳しい管理範囲内に制御することができるので、特に自動車ボディ塗装用の塗料温度の管理システムとして好適であり、塗装品質の向上とともに高い生産性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体温度の管理システムを模式的に示した図である。
【図２】実施例の自動車ボディ塗装用の塗料温度の管理システムを示す図である。
【図３】本実施例の塗料温度の管理手順を示すフローチャートである。
【図４】従来の塗料温度の管理システムを示す図である。
【図５】従来の塗料温度の管理システムにより得られた塗料の昇温パターンを模式的に示した図である。
【符号の説明】
１：ヒータ　２：チラー　３：混合弁　４：液体（塗料）　５：液体（塗料）タンク　６：三方弁　２０：供給先（塗装機）　２２：塗料のドラム缶　４１：温度計測器　４２：温度調節器　４３：制御装置　４４：モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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