知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024164654
(43)【公開日】2024-11-27
(54)【発明の名称】押出成形機及び押出成形機の制御方法
(51)【国際特許分類】
B29C 48/275 20190101AFI20241120BHJP
B29C 48/88 20190101ALI20241120BHJP
B29C 48/80 20190101ALI20241120BHJP
F25B 30/02 20060101ALI20241120BHJP
F25B 1/00 20060101ALI20241120BHJP
【ＦＩ】
B29C48/275
B29C48/88
B29C48/80
F25B30/02 Z
F25B1/00 399Y
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023080297
(22)【出願日】2023-05-15
(71)【出願人】
【識別番号】000004215
【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石黒 亮
(72)【発明者】
【氏名】菅原 貴弘
【テーマコード（参考）】
4F207
【Ｆターム（参考）】
4F207AJ08
4F207AK01
4F207AK02
4F207AK13
4F207AM23
4F207AR06
4F207KA01
4F207KA17
4F207KK43
4F207KK64
4F207KL84
4F207KM14
4F207KM16
(57)【要約】
【課題】エネルギーの利用効率を高め、省エネルギー化が実現することが可能な押出成形機及び押出成形機の制御方法を提供する
【解決手段】一実施の形態の押出成形機１は、作動媒体を循環させ、作動媒体と複数の熱媒体との間で熱を移動させるヒートポンプ５を有する。ヒートポンプ５は、作動媒体を膨張させる膨張弁と、膨張弁で膨張された作動媒体と、シリンダ２１から熱を吸収した熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、熱交換器で熱交換された作動媒体を圧縮する圧縮機と、圧縮機によって圧縮された作動媒体と、ロール４に熱を放出した熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】一実施の形態の押出成形機１は、作動媒体を循環させ、作動媒体と複数の熱媒体との間で熱を移動させるヒートポンプ５を有する。ヒートポンプ５は、作動媒体を膨張させる膨張弁と、膨張弁で膨張された作動媒体と、シリンダ２１から熱を吸収した熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、熱交換器で熱交換された作動媒体を圧縮する圧縮機と、圧縮機によって圧縮された作動媒体と、ロール４に熱を放出した熱媒体との熱交換を行う熱交換器と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
成形材料を加熱して溶融させるシリンダと、前記シリンダの内部で回転し、前記成形材料を混練するスクリュと、前記成形材料をシート状に押出すダイと、を備える押出装置と、
前記押出装置の後段に設けられ、前記ダイから得られる樹脂シートを経由させるロールと、
作動媒体を循環させ、前記作動媒体と複数の熱媒体との間で熱を移動させるヒートポンプと、を有する押出成形機であって、
前記ヒートポンプは、
前記作動媒体を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁で膨張された前記作動媒体と、前記シリンダから熱を吸収した第１熱媒体との熱交換を行う第１熱交換器と、
前記第１熱交換器で熱交換された前記作動媒体を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された前記作動媒体と、前記ロールに熱を放出した第２熱媒体との熱交換を行う第２熱交換器と、を備える、押出成形機。
前記押出装置の後段に設けられ、前記ダイから得られる樹脂シートを経由させるロールと、
作動媒体を循環させ、前記作動媒体と複数の熱媒体との間で熱を移動させるヒートポンプと、を有する押出成形機であって、
前記ヒートポンプは、
前記作動媒体を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁で膨張された前記作動媒体と、前記シリンダから熱を吸収した第１熱媒体との熱交換を行う第１熱交換器と、
前記第１熱交換器で熱交換された前記作動媒体を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された前記作動媒体と、前記ロールに熱を放出した第２熱媒体との熱交換を行う第２熱交換器と、を備える、押出成形機。
【請求項2】
請求項１に記載の押出成形機において、
前記第１熱交換器と熱交換を行い冷却された前記第１熱媒体を、前記シリンダに供給する供給配管と、
前記シリンダに供給され、前記シリンダの熱を吸収して気化した前記第１熱媒体を回収するバッファタンクと、
前記バッファタンクに収容された前記第１熱媒体を、前記第１熱交換器に循環させる循環配管と、を有する、押出成形機。
前記第１熱交換器と熱交換を行い冷却された前記第１熱媒体を、前記シリンダに供給する供給配管と、
前記シリンダに供給され、前記シリンダの熱を吸収して気化した前記第１熱媒体を回収するバッファタンクと、
前記バッファタンクに収容された前記第１熱媒体を、前記第１熱交換器に循環させる循環配管と、を有する、押出成形機。
【請求項3】
請求項１に記載の押出成形機において、
前記ロールは、前記ダイから押出された前記樹脂シートを冷却するためのキャストロールである、押出成形機。
前記ロールは、前記ダイから押出された前記樹脂シートを冷却するためのキャストロールである、押出成形機。
【請求項4】
請求項１に記載の押出成形機において、
前記ロールは、前記樹脂シートを成形する成形装置が有する加熱ロール又は前記樹脂シートを延伸する延伸装置が有する予熱ロールである、押出成形機。
前記ロールは、前記樹脂シートを成形する成形装置が有する加熱ロール又は前記樹脂シートを延伸する延伸装置が有する予熱ロールである、押出成形機。
【請求項5】
請求項１に記載の押出成形機において、
前記第２熱媒体は、第３熱媒体を循環させる熱媒循環装置を介して、前記ロールに間接的に熱を放出する構成を有する、押出成形機。
前記第２熱媒体は、第３熱媒体を循環させる熱媒循環装置を介して、前記ロールに間接的に熱を放出する構成を有する、押出成形機。
【請求項6】
請求項１に記載の押出成形機において、
前記ヒートポンプは、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器の少なくともいずれかを複数有するヒートポンプである、押出成形機。
前記ヒートポンプは、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器の少なくともいずれかを複数有するヒートポンプである、押出成形機。
【請求項7】
シリンダ、スクリュ及びダイを備える押出装置と、前記押出装置の後段に設けられたロールと、作動媒体を循環させ、前記作動媒体と複数の熱媒体との間で熱を移動させるヒートポンプと、を有する押出成形機の制御方法であって、
前記ヒートポンプを制御して、前記シリンダ及び前記ロールの温度を調整する温調制御を行う、押出成形機の制御方法。
前記ヒートポンプを制御して、前記シリンダ及び前記ロールの温度を調整する温調制御を行う、押出成形機の制御方法。
【請求項8】
請求項７に記載の押出成形機の制御方法において、
前記ヒートポンプは、前記作動媒体を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁で膨張された前記作動媒体を、前記シリンダから熱を吸収した第１熱媒体と熱交換を行う第１熱交換器と、前記第１熱交換機で熱交換された前記作動媒体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された前記作動媒体と、前記ロールに熱を放出した第２熱媒体と熱交換を行う第２熱交換器と、を備える、押出成形機の制御方法。
前記ヒートポンプは、前記作動媒体を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁で膨張された前記作動媒体を、前記シリンダから熱を吸収した第１熱媒体と熱交換を行う第１熱交換器と、前記第１熱交換機で熱交換された前記作動媒体を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された前記作動媒体と、前記ロールに熱を放出した第２熱媒体と熱交換を行う第２熱交換器と、を備える、押出成形機の制御方法。
【請求項9】
請求項８に記載の押出成形機の制御方法において、
前記第２熱媒体は、第３熱媒体を循環させる熱媒循環装置を介して、前記ロールに間接的に熱を放出する、押出成形機の制御方法。
前記第２熱媒体は、第３熱媒体を循環させる熱媒循環装置を介して、前記ロールに間接的に熱を放出する、押出成形機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、押出成形機及び押出成形機の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
押出成形機は、例えば、樹脂シートの製造方法に用いられる。この樹脂シートの製造方法としては、内部にスクリュを備えたシリンダを有する押出装置により原料を溶融し、得られた溶融樹脂を押出成形用ダイ（Ｔダイ）からシート形状に押出すことにより製造する方法が知られている（例えば、特許文献１（特開平１１－３２０６５７号公報）参照）。
【0003】
すなわち、ここで用いられる押出成形機は、原料樹脂を高温に加熱して溶融樹脂とするシリンダを備える押出装置と、溶融樹脂をシート形状に吐出するＴダイと、吐出されたシート形状の溶融樹脂を冷却して固化させるロール（キャストロール）を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１１－３２０６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ここで、シリンダはその温度が設定温度を超えて高くなった場合、その温度を下げるために冷却水が供給され、一方、キャストロール等では、高温の樹脂シートの温度を低下させるための温度管理がなされている。なお、キャストロール等では冷却対象のシート状の樹脂が高温であるため、常温を基準とすれば、加熱する温度（例えば、３０～１００℃程度）に管理されている。
【0006】
すなわち、押出成形機内において、一方で冷却が行われ、他方で加熱が行われ、それぞれ独立して管理されており、熱エネルギーが効率的に使用されているとは言えない。そのため、エネルギーの利用効率を高め、省エネルギー化を図ることができる押出成形機及び押出成形機の温調制御方法が望まれている。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一実施の形態によれば、押出成形機は、成形材料を加熱して溶融させるシリンダと、シリンダの内部で回転し、成形材料を混練するスクリュと、成形材料をシート状に押出すダイと、を備える押出装置と、押出装置の後段に設けられ、ダイから得られる樹脂シートを経由させるロールと、作動媒体を循環させ、作動媒体と複数の熱媒体との間で熱を移動させるヒートポンプと、を有する。ここで、ヒートポンプは、膨張弁と、シリンダから熱を吸収した熱媒体と熱交換を行う熱交換器と、圧縮機と、ロールに熱を放出した熱媒体と熱交換を行う熱交換器と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
一実施の形態によれば、エネルギーの利用効率を高め、省エネルギー化を実現することが可能な押出成形機及び押出成形機の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施の形態１に係る押出成形機を用いる、押出成形システムの構成を示す模式図である。
【図2】実施の形態１に係る押出成形機の構成を示す模式図である。
【図3】実施の形態１に係るヒートポンプの構成を示す模式図である。
【図4】実施の形態１に係るシリンダの温調制御を実施するための一構成例を示す模式図である。
【図5】実施の形態１に係るヒートポンプによる温調制御の手順の一例を示すフローチャートである。
【図6】実施の形態２に係るヒートポンプの構成を示す模式図である。
【図7】実施の形態３に係るヒートポンプの構成を示す模式図である。
【図8】変形例１に係るヒートポンプの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するために参照する全ての図面において、同一又は実質的に同一の機能を有する部材などには同一の符号を付す。また、一度説明した部材などについては、原則として繰り返しの説明は行わない。
【0011】
［実施の形態１］
＜押出成形システム＞
本実施の形態に係る押出成形機について説明する前に、まずは、押出成形機を備えた、押出成形システムの概略構成について説明する。図１は、押出成形機を備えた、樹脂フィルムの製造システムの一構成例を示す模式図である。
＜押出成形システム＞
本実施の形態に係る押出成形機について説明する前に、まずは、押出成形機を備えた、押出成形システムの概略構成について説明する。図１は、押出成形機を備えた、樹脂フィルムの製造システムの一構成例を示す模式図である。
【0012】
ここで、Ｓ１は押出装置（例えば、二軸混練押出装置）、Ｓ２はダイ（金型）、Ｓ３は原反冷却装置（ＣＡＳＴ装置）、Ｓ４は縦延伸装置（ＭＤ延伸装置）、Ｓ５は横延伸装置（ＴＤ延伸装置）、Ｓ６は巻取り装置である。
【0013】
例えば、図１の押出装置Ｓ１の原料供給部Ｔａに樹脂材料（ペレット）を投入し、スクリュで混練しながら輸送（搬送）して、混練物（溶融樹脂）をダイＳ２のスリットから押し出しつつ、原反冷却装置Ｓ３で冷却することで、樹脂シートを形成する。
【0014】
次いで、上記樹脂シートを縦延伸装置（ＭＤ延伸装置）Ｓ４により縦方向に引き延ばし、さらに、横延伸装置（ＴＤ延伸装置）Ｓ５により横方向に引き延ばす。引き延ばした後、熱固定を行い、延伸時の内部応力を緩和して、巻取り装置Ｓ６により、横延伸装置（ＴＤ延伸装置）Ｓ５から搬送された薄膜を巻き取る。
【0015】
上記のように、樹脂シートはＭＤ及びＴＤに引き延ばされる。ここで、ＭＤ（Machine Direction）は、樹脂シートの搬送方向である。また、ＴＤ（Transverse Direction）は、樹脂シートの搬送方向と交差する方向である。
【0016】
そこで、以下の説明では、ＭＤを「搬送方向」又は「縦方向」と呼び、ＴＤを「横方向」と呼ぶ場合がある。ＭＤとＴＤとは、互いに交差する方向であり、より特定的には、互いに直交する方向である。
【0017】
このような製造システムにより、樹脂フィルムを製造することができる。すなわち、押出装置Ｓ１、ダイＳ２及び原反冷却装置Ｓ３は、それぞれ、樹脂材料から樹脂フィルムを製造するためのシステムを構成する装置として用いられる。
【0018】
＜押出成形機の構成＞
本実施の形態に係る押出成形機は、例えば、上記説明した押出装置Ｓ１、ダイＳ２及び原反冷却装置Ｓ３として使用することができる。すなわち、これら一連の装置で樹脂シートを成形できる。本実施の形態に係る押出成形機について、以下、その一構成例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施の形態に係る押出成形機は、例えば、上記説明した押出装置Ｓ１、ダイＳ２及び原反冷却装置Ｓ３として使用することができる。すなわち、これら一連の装置で樹脂シートを成形できる。本実施の形態に係る押出成形機について、以下、その一構成例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0019】
図２は、本実施の形態に係る押出成形機１の構成を示す模式図である。押出成形機１は、押出装置２、ダイ３、ロール４及びヒートポンプ５を有している。
【0020】
押出装置２は、原料供給部２１ａから樹脂材料（ペレット）を投入し、シリンダ２１内で、この樹脂材料を高温に加熱して溶融し、シリンダ２１内部で混練しながら輸送（搬送）する装置である。スクリュ２２は回転駆動機構２３に接続されている。この回転駆動機構２３によりスクリュ２２を回転させて、シリンダ２１内を樹脂材料が混練しながら搬送されるようになっている。ここで、図１では、スクリュ２２はシリンダ２１内部に設けられているため、破線にて透過的に示している。このようにシリンダ２１内を輸送（搬送）された混練物（溶融樹脂）は、ダイ３に供給される。
【0021】
なお、この押出装置２のシリンダ２１は、例えば、複数のシリンダブロックが連結されて構成されるが、上記したように樹脂材料を溶融するために段階的に加熱できるようになっている。また、各シリンダブロックは所定の温度となるように管理されるが、シリンダ２１内での樹脂材料のせん断等により設定温度範囲よりも高くなる場合があるため、冷却水によりシリンダ２１の温度を低下させて設定温度範囲内となるように温調制御される構成を備える。
【0022】
本実施の形態では、この温調制御に、ヒートポンプ５を利用する。すなわち、ヒートポンプ５はシリンダ２１を冷却するように用いられる。逆に言えば、このシリンダ２１は、ヒートポンプ５により熱エネルギーを吸収される部材である。
【0023】
ダイ３は、シリンダ２１から供給された混練物（溶融樹脂）を、押出口であるスリットから押出して、シート状の溶融樹脂とする装置であり、Ｔダイとも称される。ダイ３から押出されたシート状の溶融樹脂は、次いで、原反冷却装置４に供給される。
【0024】
原反冷却装置４は、上記ダイ３から得られたシート状の溶融樹脂を冷却する装置であり、例えば、ロール４（キャストロール）との接触により溶融樹脂を冷却、固化するものである。なお、このロール４は、例えば、２００℃以上となるような高温のシート状の溶融樹脂を冷却する部材であり、その温度は、例えば、３０～１００℃のような範囲に保持される。すなわち、このロール４は、常温を基準とすれば加熱されるロールである。図２では、ロール４として、ロール４ａ，４ｂを有し、２つのロールを温調制御する場合を例示している。
【0025】
なお、温調制御するロールとしては、ここではキャストロールを例示しているが、これに限られない。すなわち、押出成形システムに備えられ、樹脂シート１００を経由させるとともに加熱制御されるロールであれば、いずれのロールにも適用できる。
【0026】
本実施の形態では、この温調制御に、ヒートポンプ５を利用する。すなわち、ヒートポンプ５はロール４を加熱するように用いられる。逆に言えば、ロール４は、ヒートポンプ５により熱エネルギーを放出される部材である。
【0027】
このロール４により、得られた樹脂シート１００は、縦延伸装置Ｓ４等の後段の装置に送出され、処理される。
【0028】
ヒートポンプ５は、作動媒体を循環させ、作動媒体と複数の熱媒体との間で熱を移動させる装置である。ヒートポンプ５は、例えば、シリンダ２１及びロール４と流路を介して繋がっている。より特定的には、ヒートポンプ５とロール４とは、熱媒体の流路である流路５１を介して繋がっている。同様に、ヒートポンプ５とシリンダ２１とは、他の一つの熱媒体の流路である流路５２を介して繋がっている。ヒートポンプ５については、以下に改めて説明する。
【0029】
＜＜ヒートポンプの構成＞＞
図３は、ヒートポンプ５の構成を示す模式図である。ヒートポンプ５は、作動媒体Ｗが循環する環状流路５０を有している。作動媒体Ｗには、環境負荷が少ない自然冷媒（二酸化炭素）が用いられている。もっとも、作動媒体Ｗは特定の流体に限定されない。例えば、空気、水、アンモニア、炭化水素なども作動媒体Ｗとして用いることができる。
図３は、ヒートポンプ５の構成を示す模式図である。ヒートポンプ５は、作動媒体Ｗが循環する環状流路５０を有している。作動媒体Ｗには、環境負荷が少ない自然冷媒（二酸化炭素）が用いられている。もっとも、作動媒体Ｗは特定の流体に限定されない。例えば、空気、水、アンモニア、炭化水素なども作動媒体Ｗとして用いることができる。
【0030】
環状流路５０上には、熱交換器６１，６２と、圧縮機６３と、膨張弁６４と、が設けられている。ヒートポンプ５は、少なくとも圧縮機６３及び膨張弁６４を制御する制御部６５をさらに有している。
【0031】
熱交換器６１は、熱媒体Ｈ１の流路５１を介してシリンダ２１と繋がっている。熱交換器６２は、熱媒体Ｈ２の流路５２を介してロール４と繋がっている。
【0032】
熱媒体Ｈ１，Ｈ２には水が用いられている。もっとも、熱媒体Ｈ１，Ｈ２は特定の流体に限定されない。例えば、油、エチレングリコール等も熱媒体Ｈ１，Ｈ２として用いることができる。
【0033】
なお、環状流路５０及び流路５１，５２は、パイプ、ホース等の管部材によって形成されている。また、環状流路５０及び流路５１，５２には、バッファ部、蛇行部などが必要に応じて設けられる。
【0034】
＜＜ヒートポンプの動作＞＞
環状流路５０を流れる作動媒体Ｗは、熱交換器６１、圧縮機６３、熱交換器６２、膨張弁６４を循環する。
環状流路５０を流れる作動媒体Ｗは、熱交換器６１、圧縮機６３、熱交換器６２、膨張弁６４を循環する。
【0035】
流路５１を流れる熱媒体Ｈ１は、熱交換器６１とシリンダ２１との間を往復し、シリンダ２１から熱を吸収する。例えば、熱媒体Ｈ１は、流路５１を通って熱交換器６１からシリンダ２１に移動する。シリンダ２１に移動した熱媒体Ｈ１は、シリンダ２１の内部又は周囲に設けられている冷却管を通過する間に周囲から熱を吸収する。この結果、シリンダ２１が冷却される。熱を吸収した熱媒体Ｈ１は、流路５１を通って熱交換器６１に移動する（戻る）。なお、このシリンダ２１と流路５１との具体的な構成については後述する。
【0036】
流路５２を流れる熱媒体Ｈ２は、熱交換器６２とロール４との間を往復し、ロール４に熱を放出する。例えば、熱媒体Ｈ２は、流路５２を通って熱交換器６２からロール４に移動する。ロール４に移動した熱媒体Ｈ２は、ロール４の内部又は周囲に設けられている加熱管を通過する間に周囲に熱を放出する。この結果、ロール４が加熱される。加熱管を通過した熱媒体Ｈ２は、流路５２を通って熱交換器６２に移動する（戻る）。
【0037】
熱交換器６１は、作動媒体Ｗと熱媒体Ｈ１との熱交換を行う。別の見方をすると、熱媒体Ｈ１がシリンダ２１から吸収した熱が熱交換器６１内で作動媒体Ｗへ移動する。すると、熱媒体Ｈ１の温度は低下し、作動媒体Ｗの温度及び圧力は上昇する。
【0038】
言い換えれば、熱媒体Ｈ１は熱交換器６１内で放熱し、作動媒体Ｗは熱交換器６１内で吸熱する。この結果、作動媒体Ｗの少なくとも一部は気化（蒸発）する。つまり、熱交換器６１は、熱媒体Ｈ１との熱交換によって作動媒体Ｗの少なくとも一部を気化させる蒸発器である。
【0039】
放熱によって温度が低下した熱媒体Ｈ１は、シリンダ２１に移動して再び熱を吸収する。一方、吸熱によって温度及び圧力が上昇した作動媒体Ｗは、圧縮機６３に流入する。
【0040】
圧縮機６３は、流入した作動媒体Ｗを圧縮する。圧縮機６３から流出した高温高圧の作動媒体Ｗは、熱交換器６２に流入する。
【0041】
熱交換器６２は、作動媒体Ｗと熱媒体Ｈ２との熱交換を行う。別の見方をすると、圧縮機６３によって圧縮された作動媒体Ｗの熱が熱交換器６２内で熱媒体Ｈ２へ移動する。すると、作動媒体Ｗの温度及び圧力は低下し、熱媒体Ｈ２の温度は上昇する。
【0042】
言い換えれば、作動媒体Ｗは熱交換器６２内で放熱し、熱媒体Ｈ２は熱交換器６２内で吸熱する。この結果、作動媒体Ｗの少なくとも一部は液化（凝縮）する。つまり、熱交換器６２は、熱媒体Ｈ２との熱交換によって作動媒体Ｗの少なくとも一部を液化させる凝縮器である。
【0043】
吸熱によって温度が上昇した熱媒体Ｈ２は、ロール４に移動して再び熱を放出する。一方、放熱によって温度及び圧力が低下した作動媒体Ｗは、膨張弁６４に流入する。
【0044】
膨張弁６４は、流入した作動媒体Ｗを膨張させ、温度及び圧力を低下させる。膨張弁６４から流出した低温低圧の作動媒体Ｗは、熱交換器６１に流入し、熱媒体Ｈ１から再び熱を吸収する。
【0045】
ヒートポンプ５では、上記のような熱交換サイクルが繰り返され、作動媒体Ｗと熱媒体Ｈ１，Ｈ２との間で熱が移動する。この結果、熱媒体Ｈ１によってシリンダ２１が冷却され、シリンダ２１の温度が設定温度又は設定温度範囲内に維持される。また、熱媒体Ｈ２によってロール４が加熱され、ロール４の温度が設定温度又は設定温度範囲内に維持される。
【0046】
ここで、複数個のロール４の温度を調整する場合には、流路５２を分岐させてそれぞれのロール４に熱媒体Ｈ２を移動させるようにすればよい。
【0047】
また、制御部６５は、ヒートポンプ５の熱交換器６１，６２で、熱媒体Ｈ１，Ｈ２が、それぞれ設定温度又は設定温度範囲内となるように温調制御を行う。より特定的には、この制御部６５は、圧縮機６３による作動媒体Ｗの圧縮及び膨張弁６４による作動媒体Ｗの膨張の度合いを制御して、上記のように動作を制御し、熱媒体Ｈ１，Ｈ２の温度を制御する。
【0048】
＜＜シリンダの温調機構＞＞
また、熱媒体Ｈ１によりシリンダ２１の温調制御を実施するための装置構成について、以下、図４を参照しながら説明する。
また、熱媒体Ｈ１によりシリンダ２１の温調制御を実施するための装置構成について、以下、図４を参照しながら説明する。
【0049】
シリンダ２１の温調制御は、上記したように、熱媒体Ｈ１が流通する流路５１により行われる。本実施の形態では、より具体的には、熱交換器６１で熱エネルギーを放出した熱媒体Ｈ１は、シリンダ２１を冷却する冷却媒体として、供給配管５１１を流通してシリンダ２１に移送される。シリンダ２１には、供給配管５１１から、シリンダ２１を構成するシリンダブロック毎に複数の供給配管に分岐しており、この分岐した配管には、熱媒体Ｈ１の流通を制御するバルブＶが設けられている。熱媒体Ｈ１を流通させてシリンダ２１を冷却するか否かは、このバルブＶの開閉で行われる。また、バルブＶは独立して動作可能となっており、シリンダ２１のどの箇所（どのシリンダブロック）を冷却対象とするかによってその開閉が判断される。この開閉の判断は、例えば、シリンダ２１を構成する複数のシリンダブロックのそれぞれに、温度センサを設けておき、設定温度範囲を超えた場合、バルブＶを開けるようにすればよい。
【0050】
シリンダ２１の冷却により、上記熱媒体Ｈ１は気化して蒸気となる。この蒸気は、回収配管５１２を通じてバッファタンク５１３に送られる。バッファタンク５１３は、この気化した熱媒体Ｈ１を貯留することができるタンクである。バッファタンク５１３に貯留された熱媒体Ｈ１は、上記供給配管５１１に設けられたバルブＶの開閉と連動して、ポンプ等により循環配管５１４を流通して熱交換器６１に移動する（戻る）。
【0051】
熱交換器６１に移動した熱媒体Ｈ１は、熱交換器６１によりその熱エネルギーが作動媒体Ｗに吸収され、熱媒体Ｈ１は液化し、再度シリンダ２１の冷却水として循環利用される。
【0052】
以上のような構成とすることで、シリンダを冷却して蒸気となった冷却水をそのまま廃棄することなく、蒸気となった冷却水が有する熱エネルギーを有効に利用でき、省エネルギー化を図ることができる。
【0053】
なお、バッファタンク５１３内の温度をモニタリングして、ヒートポンプ５の圧縮機６３と膨張弁６４の開度を自動的に制御する機構を有してもよい。
【0054】
＜押出成形機の制御方法＞
次に、本実施の形態に係る押出成形機の制御方法（温調制御）について説明する。以下、上記押出成形機１を用いる場合を例に、図２～図５を参照しながら、本実施の形態に係る押出成形機の制御方法を説明する。
次に、本実施の形態に係る押出成形機の制御方法（温調制御）について説明する。以下、上記押出成形機１を用いる場合を例に、図２～図５を参照しながら、本実施の形態に係る押出成形機の制御方法を説明する。
【0055】
押出成形機１では、シリンダ２１及びロール４の温度を設定温度や設定温度範囲内に調整する温調制御を含む制御方法が実施される。温調制御が行われると、ヒートポンプ５の冷却能力や加熱能力が調節され、シリンダ２１及びロール４の温度が設定温度や設定温度範囲内に維持される。
【0056】
この温調制御が行われると、例えば、ロール４の温度は３０～１００℃程度に維持される。また、シリンダ２１には、そのシリンダ２１の設定温度範囲を外れて高い温度となった際に冷却水が供給され、設定温度範囲内となるように温調制御される。
【0057】
この設定温度は適宜設定でき、例えば、シリンダ２１に供給される冷却水の温度を２０℃以下の温度に維持し、ロール４の温度を冷却水の温度よりも高い３０～１００℃の範囲内の温度に維持するように、温調制御を行うことができる。なお、上記温度は、熱媒体Ｈ１，Ｈ２として水を使用した場合を想定しているが、使用する熱媒体に応じて設定する温度範囲を適宜変更することができる。
【0058】
図５は、ヒートポンプ５の制御部６５による温調制御の手順の一例を示すフローチャートである。温調制御が開始されると、ステップＳ１０～Ｓ１５を含むシリンダ温調制御及びステップＳ２０～Ｓ２５を含むロール温調制御、の少なくとも一つが実行される。
【0059】
＜＜シリンダ温調制御＞＞
ステップＳ１０が実行されると、シリンダ２１の温度監視が開始される。温度監視は、シリンダ２１の内部又は周囲に設けられている温度センサの検出結果に基づいて行われる。
ステップＳ１０が実行されると、シリンダ２１の温度監視が開始される。温度監視は、シリンダ２１の内部又は周囲に設けられている温度センサの検出結果に基づいて行われる。
【0060】
ステップＳ１０に続くステップＳ１１では、シリンダ２１の温度が設定温度を下回っているか否かが判定される。例えば、シリンダ２１の温度は６０～３００℃の範囲で使用される可能性があり、そのうちシリンダ温度の設定温度を基準に任意の温度範囲内にあるか否かが判定される。ステップＳ１１でシリンダ２１の温度が設定温度を下回っていると判定されると、ステップＳ１０に戻って温度監視が継続される。
【0061】
一方、ステップＳ１１でシリンダ２１の温度が設定温度を上回っていると判定されると、ステップＳ１２が実行され、ヒートポンプ５の運転が開始される。より特定的には、ヒートポンプ５の制御部６５は、圧縮機６３及び膨張弁６４を作動させて、シリンダ２１を冷却する。
【0062】
このとき、シリンダ２１の冷却は、供給配管５１１に設けられたバルブＶを開けることで、冷却水である熱媒体Ｈ１をシリンダ２１に設けられた冷却管を流通させる。バルブＶは複数設けられており、冷却対象となるシリンダブロックに対するバルブＶを開けて、主として、設定温度範囲を超えたシリンダブロックを冷却するようにする。
【0063】
シリンダ２１を冷却した熱媒体Ｈ１は、シリンダ２１からの熱により気化され、その気化した蒸気は回収配管５１２を流通して、バッファタンク５１３に貯留される。バッファタンク５１３に貯留された熱媒体Ｈ１は、ヒートポンプ５の動作を継続している間は循環配管５１４を流通して熱交換機６１にポンプ等により循環して供給される。一方、ヒートポンプ５の稼働を停止した場合、バルブＶは閉められ、バッファタンク５１３から熱交換機６１への熱媒体Ｈ１の移動も停止される。
【0064】
ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、シリンダ２１の温度が設定温度を下回っているか否かが再び判定される。ステップＳ１３でシリンダ２１の温度が設定温度を下回っていると判定されると、ステップＳ１０に戻って温度監視が継続される。
【0065】
一方、ステップＳ１３でシリンダ２１の温度が設定温度を上回っていると判定されると、ステップＳ１４が実行され、ヒートポンプ５の冷却能力が増強される。より特定的には、制御部６５は、シリンダ２１に対するヒートポンプ５の冷却能力が増強されるように、圧縮機６３及び膨張弁６４を制御する。
【0066】
ステップＳ１４に続くステップＳ１５では、シリンダ２１の温度が設定温度を下回っているか否かが再び判定される。ステップＳ２５でシリンダ２１の温度が設定温度を下回っていると判定されると、ステップＳ１０に戻って温度監視が継続される。
【0067】
一方、ステップＳ１５でシリンダ２１の温度が設定温度を上回っていると判定されると、ステップＳ１４に戻り、シリンダ２１に対するヒートポンプ５の冷却能力がさらに増強される。
【0068】
なお、ステップＳ１３又はステップＳ１５からステップＳ１０に戻る前に、ヒートポンプ５の運転を停止させたり、ヒートポンプ５の冷却能力を低下させたりしてもよい。
【0069】
＜＜ロール温調制御＞＞
ステップＳ２０が実行されると、ロール４の温度監視が開始される。温度監視は、ロール４の内部又は周囲に設けられている温度センサの検出結果に基づいて行われる。
ステップＳ２０が実行されると、ロール４の温度監視が開始される。温度監視は、ロール４の内部又は周囲に設けられている温度センサの検出結果に基づいて行われる。
【0070】
ステップＳ２０に続くステップＳ２１では、ロール４の温度が設定温度範囲内であるか否かが判定される。例えば、ロール４の温度は１０～６０℃の範囲で使用する可能性があり、そのうちロール４の温度の設定温度を基準に任意の温度範囲内にあるか否かが判定される。ステップＳ２１でロール４の温度が設定温度範囲内であると判定されると、ステップＳ２０に戻って温度監視が継続される。
【0071】
一方、ステップＳ２１でロール４の温度が設定温度範囲の下限値を下回っていると判定されると、ステップＳ２２が実行され、ヒートポンプ５の運転が開始される。より特定的には、ヒートポンプ５の制御部６５は、圧縮機６３及び膨張弁６４を作動させて、ロール４を加熱する。
【0072】
ステップＳ２２に続くステップＳ２３では、ロール４の温度が設定温度範囲内であるか否かが再び判定される。ステップＳ２３でロール４の温度が設定温度範囲内であると判定されると、ステップＳ２０に戻って温度監視が継続される。
【0073】
一方、ステップＳ２３でロール４の温度が設定温度範囲の下限値を下回っていると判定されると、ステップＳ２４が実行され、ヒートポンプ５の加熱能力が増強される。より特定的には、制御部６５は、ロール４に対するヒートポンプ５の加熱能力が増強されるように、圧縮機６３及び膨張弁６４を制御する。
【0074】
ステップＳ２４に続くステップＳ２５では、ロール４の温度が設定温度範囲内であるか否かが再び判定される。ステップＳ２５でロール４の温度が設定温度範囲内であると判定されると、ステップＳ２０に戻って温度監視が継続される。
【0075】
一方、ステップＳ２５でロール４の温度が設定温度範囲の下限値を下回っていると判定されると、ステップＳ２４に戻り、ロール４に対するヒートポンプ５の加熱能力がさらに増強される。
【0076】
なお、ステップＳ２３又はステップＳ２５からステップＳ２０に戻る前に、ヒートポンプ５の運転を停止させたり、ヒートポンプ５の加熱能力を低下させたりしてもよい。
【0077】
上記のように、本実施の形態に係る押出成形機１では、シリンダ２１の冷却とロール４の加熱とがヒートポンプ５による熱交換を利用して行われている。つまり、押出成形機１では、熱エネルギーが効率良く利用されており、省エネルギー化が実現されている。別の見方をすると、押出成形機１は、シリンダ２１及びロール４をそれぞれ個別に温度管理している他の押出成形機に比べて、エネルギーの利用効率が高い。
【0078】
ここで、例えば、シリンダ２１及びロール４に関する設定温度又は設定温度範囲は、適宜変更することができる。作動媒体Ｗと熱媒体Ｈ１，Ｈ２とは、同一の流体であってもよく、異なる流体であってもよい。また、一つの熱媒体と他の一つの熱媒体とが異なっていてもよい。
【0079】
なお、上記説明では、加熱対象としてロール４を記載しているが、このロール４は、キャストロールに限られず、シート成形装置に設けられるロールや延伸装置に設けられるロールとしてもよい。さらに、ロール以外に加熱する部材、例えば、押出装置２の原料供給部２１ａ下のシリンダやダイ３、等に対して適用し、加熱補助を行うようにしてもよい。
【0080】
［実施の形態２］
＜押出成形機の構成＞
本実施の形態に係る押出成形機は、実施の形態１と同様に、上記説明した押出成形システム内の押出成形機として使用することができる。また、本実施の形態に係る押出成形機は、押出装置２と、ダイ３と、ロール４と、ヒートポンプ５と、を有する点で、実施の形態１と同様の構成を有している。
＜押出成形機の構成＞
本実施の形態に係る押出成形機は、実施の形態１と同様に、上記説明した押出成形システム内の押出成形機として使用することができる。また、本実施の形態に係る押出成形機は、押出装置２と、ダイ３と、ロール４と、ヒートポンプ５と、を有する点で、実施の形態１と同様の構成を有している。
【0081】
本実施の形態に係る押出成形機は、実施の形態１の押出成形機に対して、ヒートポンプ５の構成が異なっている例であり、押出装置２、ダイ３及びロール４は、実施の形態１と同一の構成であるため説明を省略し、以下、ヒートポンプ５について説明する。
【0082】
図６に示したように、ここで用いられるヒートポンプ５は、熱交換器６２とロール４との間に、さらに加熱温度調整部７１が追加して設けられている。この加熱温度調整部７１以外の構成は同一であるため、以下、この点を中心に説明する。
【0083】
上記のように、加熱温度調整部７１は、熱交換器６２とロール４の間に設けられている。すなわち、この加熱温度調整部７１は、熱交換器６２と流路５２で接続されており、ロール４と流路７２で接続されている。流路５２は、上記説明したように熱媒体Ｈ２が循環する流路であり、流路７２は、熱媒体Ｈ３が循環する流路である。
【0084】
ここで、加熱温度調整部７１は、熱媒体Ｈ３が熱媒体Ｈ２の熱を吸収し、熱媒体Ｈ３が加熱される作用を奏し、この熱媒体Ｈ３を、流路７２を循環させることで、ロール４の温度を上昇（加熱）させる。なお、この加熱温度調整部７１は、単なる熱交換ではなく、この加熱温度調整部７１内部で、熱媒体Ｈ３が目的の温度となるまで、熱媒体Ｈ２の熱を吸収する構成となっている。そのため、ロール４に対して、より高温まで加熱することができる。
【0085】
ここで用いられる熱媒体Ｈ３は、上記説明した熱媒体Ｈ１，Ｈ２と同様の熱媒体を用いることができるが、より高温に加熱する構成であるため、熱媒体Ｈ２よりも高温で動作可能な熱媒体を用いることが好ましい。
【0086】
＜押出成形機の制御方法＞
次に、本実施の形態に係る押出成形機の制御方法について説明する。本実施の形態に係る押出成形機の制御方法は、基本的には、実施の形態１で説明した押出成形機の制御方法と同一の操作により行われる。ここで、本実施の形態では、上記のように、ヒートポンプ５として図６に示した構成のヒートポンプを用いる点が実施の形態１とは異なる。
次に、本実施の形態に係る押出成形機の制御方法について説明する。本実施の形態に係る押出成形機の制御方法は、基本的には、実施の形態１で説明した押出成形機の制御方法と同一の操作により行われる。ここで、本実施の形態では、上記のように、ヒートポンプ５として図６に示した構成のヒートポンプを用いる点が実施の形態１とは異なる。
【0087】
環状流路５０に設けられている熱交換器６１、熱交換器６２、圧縮機６３及び膨張弁６４の動作、作用は実施の形態１と同一である。一方、本実施の形態では、熱交換器６２は、流路５２を介して加熱温度調整部７１と接続され、この加熱温度調整部７１は、流路７２を介してロール４と接続されている。
【0088】
そのため、流路５２を流通する熱媒体Ｈ２は、ロール４ではなく、熱媒体Ｈ３に熱を放出する。逆に言えば、熱媒体Ｈ３は、熱媒体Ｈ２の熱エネルギーを吸収する。
【0089】
ここで、加熱温度調整部７１内部で、熱媒体Ｈ３が目的の温度となるまで、熱媒体Ｈ２の熱を吸収する構成となっている。そして、所望の温度にまで加熱された熱媒体Ｈ３は、流路７２ａを循環し、ロール４の温度を上昇（加熱）させる。そのため、ロール４に対して、より高温まで加熱することができる。
【0090】
このような構成とした場合、熱媒体Ｈ３をより高温に加熱できるため、例えば、１００℃以上のような高温加熱を要するロールやその他の加熱部材の温調制御に使用することもできる。
【0091】
［実施の形態３］
＜押出成形機の構成＞
本実施の形態に係る押出成形機は、実施の形態１と同様に、上記説明した押出成形システム内の押出成形機として使用することができる。また、本実施の形態に係る押出成形機は、押出装置２と、ダイ３と、ロール４と、ヒートポンプ５と、を有する点で、実施の形態１と同様の構成を有している。ここで、押出装置２、ダイ３及びロール４は、実施の形態１と同一の構成であるため説明を省略し、以下、ヒートポンプ５について説明する。
＜押出成形機の構成＞
本実施の形態に係る押出成形機は、実施の形態１と同様に、上記説明した押出成形システム内の押出成形機として使用することができる。また、本実施の形態に係る押出成形機は、押出装置２と、ダイ３と、ロール４と、ヒートポンプ５と、を有する点で、実施の形態１と同様の構成を有している。ここで、押出装置２、ダイ３及びロール４は、実施の形態１と同一の構成であるため説明を省略し、以下、ヒートポンプ５について説明する。
【0092】
＜＜ヒートポンプの構成＞＞
図７は、本実施の形態に係るヒートポンプ５の構成を示す模式図である。ヒートポンプ５は、作動媒体Ｗが循環する環状流路５０を有している。作動媒体Ｗには、環境負荷が少ない自然冷媒（二酸化炭素）が用いられている。もっとも、作動媒体Ｗは特定の流体に限定されない。例えば、空気、水、アンモニア、炭化水素なども作動媒体Ｗとして用いることができる。
図７は、本実施の形態に係るヒートポンプ５の構成を示す模式図である。ヒートポンプ５は、作動媒体Ｗが循環する環状流路５０を有している。作動媒体Ｗには、環境負荷が少ない自然冷媒（二酸化炭素）が用いられている。もっとも、作動媒体Ｗは特定の流体に限定されない。例えば、空気、水、アンモニア、炭化水素なども作動媒体Ｗとして用いることができる。
【0093】
環状流路５０上には、熱交換器６１，６２と、圧縮機６３と、膨張弁６４と、が設けられている。ヒートポンプ５は、少なくとも圧縮機６３及び膨張弁６４を制御する制御部６５をさらに有している。
【0094】
本実施の形態では、シリンダ２１とその他の冷却対象となるロール４１ａ，４１ｂに対応して複数個の熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）が設けられ、加熱対象となる複数のロール４（４ａ，４ｂ，４ｃ）に対応して複数個の熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）が設けられており、さらに、各熱交換器の間には、圧縮機６３又は膨張弁６４が設けられている点が、実施の形態１とは異なっている。なお、これら各部材の基本的な動作は実施の形態１で説明した動作と同一である。また、冷却対象物（シリンダ２１とロール４１）を３個、加熱対象物（ロール４）を３個有する場合を例示しているが、それぞれ独立に、２個又は４個以上とすることもできる。
【0095】
ここで、熱交換器６１ａは、熱媒体Ｈ１の流路５１ａを介してシリンダ２１と繋がっている。熱交換器６１ｂは、熱媒体Ｈ１の流路５１ｂを介してロール４１ａと繋がっている。熱交換器６１ｃは、熱媒体Ｈ１の流路５１ｃを介してロール４１ｂと繋がっている。熱交換器６２ａは、熱媒体Ｈ２の流路５２ａを介してロール４ａと繋がっている。熱交換器６２ｂは、熱媒体Ｈ２の流路５２ｂを介してロール４ｂと繋がっている。熱交換器６２ｃは、熱媒体Ｈ２の流路５２ｃを介してロール４ｃと繋がっている。
【0096】
熱媒体Ｈ１，Ｈ２には水が用いられている。もっとも、熱媒体Ｈ１，Ｈ２は特定の流体に限定されない。例えば、油、エチレングリコール等も熱媒体Ｈ１，Ｈ２として用いることができる。
【0097】
なお、環状流路５０、流路５１（５１ａ～５１ｃ）及び流路５２（５２ａ～５２ｃ）は、パイプ、ホース等の管部材によって形成されている。また、環状流路５０、流路５１（５１ａ～５１ｃ）及び流路５２（５２ａ～５２ｃ）には、バッファ部、蛇行部などが必要に応じて設けられる。
【0098】
＜＜ヒートポンプの動作＞＞
環状流路５０を流れる作動媒体Ｗは、熱交換器６２ａ、熱交換器６１ａ、熱交換器６２ｂ、熱交換器６１ｂ、熱交換器６２ｃ、熱交換器６１ｃを循環し、各熱交換器の間には、圧縮機６３又は膨張弁６４が設けられている。
環状流路５０を流れる作動媒体Ｗは、熱交換器６２ａ、熱交換器６１ａ、熱交換器６２ｂ、熱交換器６１ｂ、熱交換器６２ｃ、熱交換器６１ｃを循環し、各熱交換器の間には、圧縮機６３又は膨張弁６４が設けられている。
【0099】
流路５１（５１ａ～５１ｃ）を流れる熱媒体Ｈ１は、それぞれ熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）とシリンダ２１及びロール４１ａ，４１ｂとの間を往復し、シリンダ２１及びロール４１ａ，４１ｂから熱を吸収する。例えば、熱媒体Ｈ１は、流路５１（５１ａ～５１ｃ）を通って熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）からシリンダ２１及びロール４１ａ，４１ｂに移動する。シリンダ２１及びロール４１ａ，４１ｂに移動した熱媒体Ｈ１は、その内部又は周囲に設けられている冷却管を通過する間に周囲の熱を吸収する。この結果、シリンダ２１及びロール４１ａ，４１ｂが冷却される。冷却管を通過した熱媒体Ｈ１は、流路５１（５１ａ～５１ｃ）を通って熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）に移動する（戻る）。
【0100】
流路５２（５２ａ～５２ｃ）を流れる熱媒体Ｈ２は、それぞれ熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）とロール４（４ａ～４ｃ）との間を往復し、ロール４（４ａ～４ｃ）に熱を放出する。例えば、熱媒体Ｈ２は、流路５２（５２ａ～５２ｃ）を通って熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）からロール４（４ａ～４ｃ）に移動する。ロール４（４ａ～４ｃ）に移動した熱媒体Ｈ２は、ロール４（４ａ～４ｃ）の内部又は周囲に設けられている加熱管を通過する間に周囲に熱を放出する。この結果、ロール４（４ａ～４ｃ）が加熱される。加熱管を通過した熱媒体Ｈ２は、流路５２（５２ａ～５２ｃ）を通って熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）に移動する（戻る）。
【0101】
熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）は、作動媒体Ｗと熱媒体Ｈ１との熱交換を行う。別の見方をすると、熱媒体Ｈ１がシリンダ２１及びロール４１ａ，４１ｂから吸収した熱が熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）内で作動媒体Ｗへ移動する。すると、熱媒体Ｈ１の温度は低下し、作動媒体Ｗの温度及び圧力は上昇する。
【0102】
言い換えれば、熱媒体Ｈ１は熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）内で放熱し、作動媒体Ｗは熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）内で吸熱する。この結果、作動媒体Ｗの少なくとも一部は気化（蒸発）する。つまり、熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）は、熱媒体Ｈ１との熱交換によって作動媒体Ｗの少なくとも一部を気化させる蒸発器である。
【0103】
放熱によって温度が低下した熱媒体Ｈ１は、シリンダ２１及びロール４１ａ，４１ｂに移動して再び熱を吸収する。一方、吸熱によって温度及び圧力が上昇した作動媒体Ｗは、圧縮機６３に流入する。
【0104】
圧縮機６３は、流入した作動媒体Ｗを圧縮する。圧縮機６３から流出した高温高圧の作動媒体Ｗは、熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）に流入する。
【0105】
熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）は、作動媒体Ｗと熱媒体Ｈ２との熱交換を行う。別の見方をすると、圧縮機６３によって圧縮された作動媒体Ｗの熱が熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）内で熱媒体Ｈ２へ移動する。すると、作動媒体Ｗの温度及び圧力は低下し、熱媒体Ｈ２の温度は上昇する。
【0106】
言い換えれば、作動媒体Ｗは熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）内で放熱し、熱媒体Ｈ２は熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）内で吸熱する。この結果、作動媒体Ｗの少なくとも一部は液化（凝縮）する。つまり、熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）は、熱媒体Ｈ２との熱交換によって作動媒体Ｗの少なくとも一部を液化させる凝縮器である。
【0107】
吸熱によって温度が上昇した熱媒体Ｈ２は、ロール４（４ａ～４ｃ）に移動して再び熱を放出する。一方、放熱によって温度及び圧力が低下した作動媒体Ｗは、膨張弁６４に流入する。
【0108】
膨張弁６４は、流入した作動媒体Ｗを膨張させ、温度及び圧力を低下させる。膨張弁６４から流出した低温低圧の作動媒体Ｗは、熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）に流入し、熱媒体Ｈ１から再び熱を吸収する。
【0109】
本実施の形態に係るヒートポンプ５では、上記のような熱交換サイクルが繰り返され、作動媒体Ｗと熱媒体Ｈ１，Ｈ２との間で熱が移動する。この結果、熱媒体Ｈ１によってシリンダ２１及びロール４１ａ，４１ｂが冷却され、それらの温度が設定温度又は設定温度範囲内に維持される。また、熱媒体Ｈ２によってロール４（４ａ～４ｃ）が冷却され、それらの温度が設定温度又は設定温度範囲内に維持される。
【0110】
また、制御部６５は、ヒートポンプ５の熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）、６２（６２ａ～６２ｃ）で、熱媒体Ｈ１及び熱媒体Ｈ２が、それぞれ所望の温度となるように温調制御を行う。より特定的には、この制御部６５は、圧縮機６３による作動媒体Ｗの圧縮及び膨張弁６４による作動媒体Ｗの膨張の度合いを制御して、上記のように動作を制御し、熱媒体Ｈ１及び熱媒体Ｈ２の温度を制御する。
【0111】
＜押出成形機の制御方法＞
次に、本実施の形態に係る押出成形機の制御方法について説明する。以下、上記押出成形機１を用いる場合を例に、図２及び図７を参照しながら、本実施の形態に係る押出成形機の制御方法を説明する。
次に、本実施の形態に係る押出成形機の制御方法について説明する。以下、上記押出成形機１を用いる場合を例に、図２及び図７を参照しながら、本実施の形態に係る押出成形機の制御方法を説明する。
【0112】
本実施の形態に係る押出成形機の制御方法は、基本的には、実施の形態１で説明した押出成形機の制御方法と同一の操作により行われる。ここで、本実施の形態では、ヒートポンプ５として図７に示した構成のヒートポンプを用いる点が実施の形態１とは異なるため、以下、この点を中心に説明する。
【0113】
このヒートポンプ５では、作動媒体Ｗが、熱交換器６２ａ、膨張弁６４、熱交換器６１ａ、圧縮機６３、熱交換器６２ｂ、膨張弁６４、熱交換器６１ｂ、圧縮機６３、熱交換器６２ｃ、膨張弁６４、熱交換器６１ｃ、圧縮機６３、の順番に経由して環状流路５０内を循環される。そして、環状流路５０を１回循環させる間に、加熱と冷却のサイクルが実施され、このサイクルを３回実施できるようになっている。なお、このサイクルは、その温調制御の対象となるロールの数によって、２サイクルとすることもでき、４サイクル以上とすることもできる。
【0114】
上記説明したように、シリンダ２１、ロール４１ａ，４１ｂ及びロール４（４ａ～４ｃ）に対し、各冷却対象物及び各加熱対象物に対応して熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）、熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）が設けられており、これらを個別に制御できる。すなわち、シリンダ２１、ロール４１ａ，４１ｂの中でも異なる温度設定を行うことができ、ロール４（４ａ～４ｃ）の中でも異なる温度設定を行うことができる。このように、対象毎に温調制御が可能となっているため、押出成形機における温調制御を安定して実施することができる。
【0115】
加熱温調制御は、複数個のロール４ａ，４ｂ及びロール４ｃのそれぞれのロールに対して行うようにし、冷却温調制御は、シリンダ２１及びロール４１ａ，４１ｂのそれぞれに対して行うようにすればよい。これらの温調制御は、制御部６５により、圧縮機６３及び膨張弁６４を制御することにより、各熱交換器における熱媒体Ｈ１，Ｈ２の温度を制御する。各熱交換器における温調制御は、実施の形態１で説明したものと同一のステップにより実施できる。
【0116】
［変形例１］
＜押出成形機の構成＞
本変形例に係る押出成形機は、実施の形態３の押出成形機に対して、ヒートポンプ５の構成が異なっている例であり、図８に示したように、ここで用いられるヒートポンプ５は、さらに、流路５１（５１ａ～５１ｃ）と流路５２（５２ａ～５２ｃ）とを接続する流路８１～８６が設けられており、この流路８１～８６は、それぞれ、その流路を流通する熱媒体の流量を調整する流量調整バルブＶ１～Ｖ６を備えている。また、流路５１（５１ａ～５１ｃ）及び流路５２（５２ａ～５２ｃ）には、その内部を流通する熱媒体Ｈ１，Ｈ２の温度を測定できる温度センサＴＳ１～ＴＳ６が設けられている。なお、ここで流路８１～８６は実線で簡易的に表している。
＜押出成形機の構成＞
本変形例に係る押出成形機は、実施の形態３の押出成形機に対して、ヒートポンプ５の構成が異なっている例であり、図８に示したように、ここで用いられるヒートポンプ５は、さらに、流路５１（５１ａ～５１ｃ）と流路５２（５２ａ～５２ｃ）とを接続する流路８１～８６が設けられており、この流路８１～８６は、それぞれ、その流路を流通する熱媒体の流量を調整する流量調整バルブＶ１～Ｖ６を備えている。また、流路５１（５１ａ～５１ｃ）及び流路５２（５２ａ～５２ｃ）には、その内部を流通する熱媒体Ｈ１，Ｈ２の温度を測定できる温度センサＴＳ１～ＴＳ６が設けられている。なお、ここで流路８１～８６は実線で簡易的に表している。
【0117】
流路８１は、流路５１ｃを流れる熱媒体Ｈ１を流路５２ａへと移動できるようになっており、流路８２は、流路５２ａを流れる熱媒体Ｈ２を流路５１ｃへと移動できるようになっている。流路８１には流量調整バルブＶ１が、流路８２には流量調整バルブＶ２が設けられている。
【0118】
流路８３は、流路５１ａを流れる熱媒体Ｈ１を流路５２ｃへと移動できるようになっており、流路８４は、流路５２ｃを流れる熱媒体Ｈ２を流路５１ａへと移動できるようになっている。流路８３には流量調整バルブＶ３が、流路８４には流量調整バルブＶ４が設けられている。
【0119】
流路８５は、流路５１ｂを流れる熱媒体Ｈ１を流路５２ｂへと移動できるようになっており、流路８６は、流路５２ｂを流れる熱媒体Ｈ２を流路５１ｂへと移動できるようになっている。流路８５には流量調整バルブＶ５が、流路８６には流量調整バルブＶ６が設けられている。
【0120】
流量調整バルブＶ１～Ｖ６は、流路８１～８６における熱媒体の移動量を調整するバルブである。
【0121】
すなわち、上記した構成により、熱媒体Ｈ１と熱媒体Ｈ２とを相互に入れ替えることができる。これにより、温度の高い熱媒体が流れる流路５２から温度の低い熱媒体が流れる流路５１へと熱媒体を移動させたり、温度の低い熱媒体が流れる流路５１から温度の高い熱媒体が流れる流路５２へと熱媒体を移動させたりできる。この熱媒体の移動によって、流路５１及び流路５２を流通する熱媒体の温度を調整できる。
【0122】
なお、本変形例では、上記したように熱媒体Ｈ１と熱媒体Ｈ２とが、相互に混合されることになるため、同じ種類の熱媒体を用いる。
【0123】
また、温度センサＴＳ１～ＴＳ６は、上記の通り、流路５１（５１ａ～５１ｃ）及び流路５２（５２ａ～５２ｃ）に設けられ、その内部を流通する熱媒体Ｈ１，Ｈ２の温度を測定できる温度センサである。この温度センサＴＳ１～ＴＳ６により、熱媒体Ｈ１，Ｈ２の温度が設定温度を外れた場合、流路８１～８６を通じて温度の異なる熱媒体を混合するように動作させることで、熱媒体の温度を制御することができる。
【0124】
なお、本変形例では、高温の熱媒体Ｈ２と低温の熱媒体Ｈ１とを混合することができるようにすればよく、それぞれ接続する流路５１と５２の組合せは、上記組み合わせに限られず、適宜変更することができる。
【0125】
＜押出成形機の制御方法＞
次に、本変形例に係る押出成形機の制御方法について説明する。本変形例に係る押出成形機の制御方法は、基本的には、実施の形態３で説明した押出成形機の制御方法と同一の操作により行われる。ここで、本変形例では、ヒートポンプ５として図８に示した構成のヒートポンプを用いる点が実施の形態３とは異なるため、以下、この点を中心に説明する。
次に、本変形例に係る押出成形機の制御方法について説明する。本変形例に係る押出成形機の制御方法は、基本的には、実施の形態３で説明した押出成形機の制御方法と同一の操作により行われる。ここで、本変形例では、ヒートポンプ５として図８に示した構成のヒートポンプを用いる点が実施の形態３とは異なるため、以下、この点を中心に説明する。
【0126】
環状流路５０に設けられている熱交換器６１（６１ａ～６１ｃ）、熱交換器６２（６２ａ～６２ｃ）、圧縮機６３及び膨張弁６４の動作、作用は実施の形態３と同一である。一方、本変形例では、さらに、流路８１～８６、流量調整バルブＶ１～Ｖ６及び温度センサＴＳ１～ＴＳ６が設けられている。
【0127】
初期の動作においては、流量調整バルブＶ１～Ｖ６は閉められており、熱媒体の流通はしない。そのため、このときのヒートポンプの動作は実施の形態３と同一となる。ここで、例えば、温度センサＴＳ１で、熱媒体Ｈ２の温度が設定温度よりも高くなったことが検知された場合、本変形例では、流量調整バルブＶ１を開け、熱媒体Ｈ１を流路５１ｃから流路８１を介して流路５２ａに移送する。このようにすることで、高温の熱媒体Ｈ２に低温の熱媒体Ｈ１が混合され、流路５２ａを流通する熱媒体の温度を低下させて、設定温度内に入るように調整される。
【0128】
なお、この熱媒体の移送に伴い、流路５１ａと流路５１ｃとの流量が変動するため、同時に流量調整バルブＶ２を開け、熱媒体Ｈ２を流路５２ａから流路８２を介して流路５１ｃに移送することが好ましい。このとき、流路５１ｃの熱媒体の温度は高められることになるが、熱媒体Ｈ１の温度が設定温度範囲を満たすようにする。
【0129】
また、逆に、温度センサＴＳ２で、熱媒体Ｈ１の温度が設定温度よりも低くなったことが検知された場合、本変形例では、流量調整バルブＶ２を開け、熱媒体Ｈ２を流路５２ａから流路８２を介して流路５１ｃに移送する。このようにすることで、低温の熱媒体Ｈ１に高温の熱媒体Ｈ２が混合され、流路５１ｃを流通する熱媒体の温度を上昇させて、設定温度範囲内に入るように調整される。
【0130】
なお、この熱媒体Ｈ１，Ｈ２の移送に伴い、流路５１ｃと流路５１ａとの流量が変動するため、同時に流量調整バルブＶ１を開け、熱媒体Ｈ１を流路５１ｃから流路８１を介して流路５２ａに移送することが好ましい。このとき、流路５２ａの熱媒体の温度は下げられることになるが、熱媒体Ｈ２の温度が設定温度範囲を満たすようにする。
【0131】
上記動作は、流路５１ａと流路５２ｃを接続する流路８３，８４、流路５２ｂと流路５１ｂを接続する流路８５，８６でも、同様に行うことができる。
【0132】
なお、上記説明の繰り返しになるが、本変形例では、高温の熱媒体Ｈ２と低温の熱媒体Ｈ１とを混合することができるようにすればよく、それぞれ接続する流路５１と５２の組合せは、上記組み合わせに限られず、適宜変更することができる。
【0133】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0134】
１…押出成形機、２…押出装置、３…ダイ、４…ロール、５…ヒートポンプ、２１…シリンダ、２２…スクリュ、２３…回転駆動機構、５０…環状流路、５１，５２…流路、６１，６２…熱交換器、６３…圧縮機、６４…膨張弁、６５…制御部、１００…樹脂シート、５１１…供給配管、５１２…回収配管、５１３…バッファタンク、５１４…循環配管、Ｈ１，Ｈ２…熱媒体、Ｖ…バルブ、Ｗ…作動媒体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】