特表 2024-531397 金属缶を製造するための生産システムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-29

(54)【発明の名称】金属缶を製造するための生産システムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   B08B 3/02 20060101AFI20240822BHJP

   F26B 15/10 20060101ALI20240822BHJP

   F26B 21/02 20060101ALI20240822BHJP

   B08B 3/04 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

B08B3/02 A

F26B15/10

F26B21/02

B08B3/04 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024510366

(86)(22)【出願日】2022-08-19

(85)【翻訳文提出日】2024-04-18

(86)【国際出願番号】 DE2022100624

(87)【国際公開番号】W WO2023020665

(87)【国際公開日】2023-02-23

(31)【優先権主張番号】102021121718.0

(32)【優先日】2021-08-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】514117427

【氏名又は名称】ベルヴァック・プロダクション・マシーナリー・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＢＥＬＶＡＣ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ヴィルコ・ハルムス

(72)【発明者】

【氏名】ウルフ・ラインハルト

【テーマコード（参考）】

3B201

3L113

【Ｆターム（参考）】

3B201AA28

3B201AB01

3B201BB21

3B201BB82

3B201BB88

3B201BB92

3B201CB15

3B201CC12

3L113AA03

3L113AB02

3L113AC07

3L113AC35

3L113AC65

3L113AC67

3L113BA12

3L113DA02

(57)【要約】

本発明は、金属缶（３）を製造するための生産システム（１）であって、熱エネルギーおよび／または電気エネルギーを使用して缶（３）を製造するための製造システム（２）と、電気エネルギーおよび熱エネルギーを発生させるためのエネルギー発生デバイス（４）と、を備え、熱エネルギーおよび電気エネルギーを製造システム（２）に提供するために、製造システム（２）は、エネルギー発生デバイス（４）に熱的におよび電気的に連結されており、その結果、製造システムの効率が向上される、生産システム（１）に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属缶（３）を製造するための生産システム（１）であって、
－ 熱エネルギー（１４、４６）および／または電気エネルギーを使用して、前記缶（３）を製造するための製造システム（２）と、
－ 電気エネルギー（３０）および熱エネルギー（１４、４６）を発生させるためのエネルギー発生デバイス（４）と、
を備え、
－ 熱エネルギー（１４、４６）および電気エネルギー（３０）を前記製造システム（２）に提供するために、前記製造システム（２）は、前記エネルギー発生デバイス（４）に熱的におよび電気的に連結されており、その結果、前記製造システムの効率が向上される、生産システム（１）。

【請求項2】

前記エネルギー発生デバイス（４）は、前記熱エネルギーを提供するように配置されている熱機関（６）と、前記電気エネルギーを提供するように配置されている発電機（８）と、を含む、請求項１に記載の生産システム（１）。

【請求項3】

前記エネルギー発生デバイス（４）は、０．１ＭＷから１０ＭＷの間の電力、特に、２ＭＷから５ＭＷの間の電力、たとえば、３ＭＷの電力を有する、請求項１または２に記載の生産システム（１）。

【請求項4】

－ 前記エネルギー発生デバイス（４）および前記製造システム（２）は、前記熱エネルギーのエネルギーキャリア（１６、４７）が、前記エネルギー発生デバイス（４）から前記製造システム（２）へ伝達されることが可能であるように、互いに連結されており、前記製造システム（２）は、
－ 前記製造システム（２）においてプロセス流体（２２、３６）として前記エネルギーキャリアを使用するように、ならびに／または、
－ 前記エネルギーキャリアの前記熱エネルギーをプロセス流体（２２、３６）に伝達するように、
配置および設計されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項5】

－ 前記エネルギー発生デバイス（４）は、前記熱エネルギーを増加させるために前記エネルギーキャリアを温調するための加熱ユニット（５０）を有する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項6】

－ 前記エネルギー発生デバイス（４）および前記加熱ユニットの排気ガスを浄化するように配置および構成されている排気ガス浄化ユニット（５２）
を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項7】

－ 前記エネルギーキャリア（１６、４７）から伝達媒体（１２、４４）へ前記熱エネルギーを伝達するように配置および設計されている第１の熱交換器（１８）と、
－ 前記伝達媒体を第２の熱交換器（２０）に伝達するための伝達ユニット（１０、４２）と、
を備え、
－ 前記第２の熱交換器は、伝達された前記熱エネルギーを前記製造システムのプロセス流体（２２、３６）に伝達するように配置および構成されている、
請求項１から６のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項8】

前記エネルギー発生デバイス（４）は、前記製造システムのプロセス流体（２２、３６）を異なる温度に温調するために、第１の熱エネルギーレベルを有する第１の熱エネルギー（１４）として、および、前記第１の熱エネルギーレベルとは異なる第２の熱エネルギーレベルを有する第２の熱エネルギー（４６）として、前記熱エネルギーを提供するように配置および構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項9】

－ 前記第１の熱エネルギーの第１のエネルギーキャリア（１６）は、前記熱機関の排気ガスであり、もしくは前記熱機関の前記排気ガスを含み、ならびに／または、
－ 前記第２の熱エネルギーの第２のエネルギーキャリア（４７）は、前記熱機関および／もしくは前記発電機の冷却流体であり、もしくは前記発電機の前記冷却流体を含む、
請求項１から８のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項10】

－ 前記製造システム（２）は、第１の製造デバイス（２４）および第２の製造デバイス（３２）を含み、
－ 前記第１の製造デバイスおよび前記第２の製造デバイスは、前記第１の熱エネルギーが前記第１の製造デバイスに提供されるように、および、前記第２の熱エネルギーが前記第２の製造デバイスに提供されるように、前記エネルギー発生デバイス（４）に熱的に連結されている、
請求項１から９のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項11】

－ 前記第１の熱エネルギーレベルは、前記第２の熱エネルギーレベルよりも高く、
－ 前記第１の製造デバイス（２４）は、ピンオーブン、缶内部乾燥機、および／もしくは、熱的排気空気清浄器であり、ならびに／または、
－ 前記第２の製造デバイス（３２）は、缶形成デバイス、クリーニング流体によって前記缶（３）をクリーニングするためのクリーニングデバイス、および／もしくは、クリーニング流体に曝された缶（３）を乾燥させるための乾燥デバイスである、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項12】

熱エネルギーおよび電気エネルギーに関する前記製造システムの需要に依存して、前記熱エネルギーおよび前記電気エネルギーが提供されるように、前記エネルギー発生デバイス（４）を制御するように配置されている制御デバイス（５４）を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項13】

前記制御デバイス（５４）は、前記プロセス流体の温度を調節するために、前記第１の熱交換器（１８）および／または前記第２の熱交換器（２０）を通るフローを制御するように配置されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項14】

前記伝達媒体（１２、４４）は、高温油である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項15】

前記熱機関（６）は、水素および／またはバイオガスによって動作させられるように設計されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項16】

放射エネルギー、特に、太陽光から電気エネルギーを発生させるための光起電力ユニット（５６）を備え、前記エネルギー発生デバイス（４）は、前記光起電力ユニットによって発生させられるエネルギーに応じて前記電気エネルギーを提供する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の生産システム（１）。

【請求項17】

金属缶（３）を製造するための方法であって、
－ エネルギー発生デバイスによって熱エネルギーおよび電気エネルギーを発生させるステップと、
－ 前記缶（３）を製造するための製造システム（２）に前記熱エネルギーおよび／または前記電気エネルギーを伝達するステップと、
－ 提供された前記熱エネルギーおよび／または前記電気エネルギーによって前記缶（３）を製造するステップと、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属缶を製造するための生産システムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

金属缶を製造するための生産システムは、一般的に知られている。典型的に、そのような生産システムは、ライン状に順次的に配置されている多数の製造デバイスを含む。たとえば、缶本体を形成するための缶形成デバイス、缶をコーティングするための印刷デバイス、外側コーティングを乾燥させるためのピンオーブン、内部コーター、缶内部乾燥機（ＩＢＯとしても知られる）、ならびに、クリーニング流体を含有する缶を乾燥させるためのいくつかのクリーニングデバイスおよび乾燥デバイスなどである。

【0003】

さらに、そのような生産システムは、生産される溶媒の熱変換のための排気ガス浄化ユニット（蓄熱式燃焼脱臭装置（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｏｘｉｄｉｚｅｒ）または略してＲＴＯとしても知られる）を有することが可能である。排気ガス浄化ユニットのプロセス温度は、おおよそ９００℃である。排気ガス浄化ユニットが触媒コンバータを含む場合には、プロセス温度は、おおよそ５００℃である。さらに、廃棄ガス浄化ユニットに進入するプロセス流体は、廃棄ガス浄化ユニットにおけるプロセスが自立的である（すなわち、追加的な外部加熱を備えない）ことが可能であるように、予め濃縮されることが可能である。

【0004】

そのような生産システムは、大量の熱エネルギーおよび電気エネルギーの使用を必要とする。たとえば、缶コーティングは、おおよそ２００℃において乾燥される。加えて、おおよそ６０～８０℃の温度を有するクリーニング流体が、クリーニングデバイスにおいて使用され、８０℃の温度を有する油が、缶形成デバイスにおいて使用される。排気ガス浄化ユニットでは、５００～９００℃の間の温度が到達される。

【0005】

ガスバーナー（それは、通常はＣＯ_２を排出する）は、通常は、使用される流体の高い温度を設定するために使用される。加熱コイルが、使用される流体のより低い温度を調節するために使用されることが可能である。さらに、生産システムの中の多数のドライブは、電気エネルギーを必要とする。

【0006】

熱エネルギー消費は、通常は、電気エネルギー消費と本質的に同じである。そのような生産システムのカーボンフットプリントは、特に現在利用可能なエネルギー（それは、世界中で主に石炭および油を使用して発生させられる）を考えると不十分である。また、そのような生産システムの効率が低い（たとえば、３０％程度）ことにも留意すべきである。

【0007】

缶の製造をよりエネルギー効率的にするように、産業界および政治からの要求が存在している。特に、その目標は、ＣＯ_２排出を低減させること、および可能な場合にはＣＯ_２排出を回避することである。加えて、エネルギーコストが常に上昇することに起因して、エネルギー消費のさらなる低減が、金属缶を製造するコストを低下させるために望ましい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、本発明の課題は、述べられた不利益のうちの１つ以上を低減させるかまたは排除する、金属缶を製造するための生産システムおよび方法を提供することである。特に、本発明の課題は、ＣＯ_２の低減されたまたはＣＯ_２フリーの金属缶の製造を可能にする解決策を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この問題は、独立特許請求項の特徴による生産システムおよび方法によって解決される。これらの態様のさらに有利な実施形態は、それぞれの従属特許請求項に示されている。特許請求の範囲および明細書において個別に列挙されている特徴は、技術的に意味のある任意の方式で互いに組み合わせられることが可能であり、本発明のさらなる実施形態が示される。

【0010】

第１の態様によれば、問題は、金属缶（特に、２ピース缶）を製造するための生産システムであって、生産システムは、熱エネルギーおよび／または電気エネルギーによって缶を製造するための製造システムと、電気エネルギーおよび熱エネルギーを発生させるためのエネルギー発生デバイスと、を備え、熱エネルギーおよび電気エネルギーを製造システムに提供するために、製造システムは、エネルギー発生デバイスに熱的におよび電気的に連結されており、その結果、製造システムの効率が向上される、生産システムによって解決される。

【0011】

本発明は、製造システムをエネルギー発生デバイスと連結することによって、製造システムの効率が向上され得るという認識に基づいている。特に、エネルギー発生デバイスの熱エネルギーを使用することによって、効率が向上される。

【0012】

さらに、本発明は、そのようなエネルギー発生デバイスが、一般的に、異なるエネルギーレベルを有する熱エネルギーをエネルギーキャリアに提供するという知識に基づいており、これらの異なるエネルギーキャリア（たとえば、排気ガスおよび冷却流体）が、製造システムの異なる製造デバイスにおいて具体的に使用され、効率を最適化することが可能であるようになっている。１次エネルギーから熱エネルギーおよび電気エネルギーへの変換は、製造システムの近くで行われるべきである。その理由は、そうでなければ、熱エネルギーの伝達の間に、比較的に高い損失が起こるからである。

【0013】

製造システムは、缶を生産するように配置および設計されている。この目的のために、製造システムは、好ましくは、少なくとも１つの製造デバイスを含む。製造システムが２つ以上の製造デバイスを有することが特に好適である。エネルギー発生デバイスは、電気エネルギーおよび熱エネルギーを発生させるように配置および設計されている。たとえば、１次エネルギー供給源は、電気エネルギーおよび熱エネルギーに変換される。エネルギー発生デバイスは、たとえば、熱電併給ユニットとして設計されることが可能である。

【0014】

製造システムおよびエネルギー発生デバイスは、熱的におよび電気的に互いに連結されている。製造システムとエネルギー発生デバイスとの熱的な連結は、たとえば、本質的に流体密封のライン（たとえば、パイプなど）を介して形成されることが可能である。電気的な連結は、たとえば、電気伝導体によって形成されることが可能である。

【0015】

生産システムの好適な実施形態は、エネルギー発生デバイスが、熱エネルギーを提供するように配置されている熱機関と、電気エネルギーを提供するように配置されている発電機とを含むことを特徴とする。

【0016】

熱機関は、熱を機械的エネルギーに変換する機械である。熱機関は、たとえば、内燃機関、往復動蒸気機関、［スターリングモーター］またはガスタービンであり、またはそれを含むことが可能である。さらに、すべての他の公知の熱機関は、発電機との連結のために基本的に適切である。また、エネルギー発生デバイスは、燃料電池を有することが可能である。さらに、発電機が熱エネルギーのすべてまたは一部を提供するようにセットアップされることが好適である。

【0017】

生産システムの好適な実施形態は、エネルギー発生デバイスが、０．１ＭＷから１０ＭＷの間の電力、特に、２ＭＷから５ＭＷの間の電力、たとえば、３ＭＷの電力を有するという事実を特徴とする。

【0018】

特に、電力出力は、通常は発電デバイスの製造業者によって特定される合計出力電力である。そのような発電デバイスは、缶を製造するために製造システムによって必要とされる電気エネルギーおよび熱エネルギーを発生させる。これは、生産システムのコンパクトな設計、および、特に、（特に、遠隔領域における）生産システムの本質的に自律的な動作を可能にする。

【0019】

生産システムのさらなる好適な実施形態は、エネルギー発生デバイスおよび製造システムが、熱エネルギーのエネルギーキャリアがエネルギー発生デバイスから製造システムへ伝達可能であるように、互いに連結されており、製造システムは、製造システムにおいてプロセス流体としてエネルギーキャリアを使用するように配置および構成されていることを特徴とする。さらに、製造システムが、エネルギーキャリアの熱エネルギーをプロセス流体に伝達するように配置および設計されていることが好適である可能性がある。

【0020】

エネルギーキャリアが製造システムにおけるプロセス流体として使用されるケースでは、たとえば、熱機関の冷却水は、製造システムのクリーニングデバイスの中のクリーニング流体として使用されることが可能である。加えて、たとえば、熱機関からの排気ガスは、ピンオーブンの中の乾燥流体として使用されることが可能であり、ピンオーブンでは、缶の外側コーティングは、おおよそ１８０℃において乾燥される。

【0021】

プロセス流体へのエネルギーキャリアの熱エネルギーの伝達は、エネルギー発生デバイスと製造システムとの間の輸送の間に、より高いエネルギー密度が可能にされ、したがって、エネルギー発生デバイスと製造システムとの間のラインの絶縁が簡単化されるという利点を有する。また、損失が低減されることも可能である。

【0022】

さらに、伝達される熱エネルギーの量は、そのような伝達によって具体的に制御されることが可能であり、缶製造プロセスのために実際に必要とされる熱エネルギーの量のみが伝達されるようになっている。加えて、エネルギーキャリアの熱エネルギーをプロセス流体に伝達することは、プロセス流体が本質的に水蒸気なしで提供されるという利点を有する。これは、たとえば、ピンオーブンにおけるより良好な乾燥を可能にする。

【0023】

生産システムのさらなる好適な実施形態において、エネルギー発生デバイスが、熱エネルギーを増加させるためにエネルギーキャリアを温調する（ｔｅｍｐｅｒ）ための加熱ユニットを有することが提供される。これは、プロセス流体の温度（たとえば、排気ガスクリーニングシステムにおいて９００℃）が到達されることを可能にする。

【0024】

エネルギーキャリアの熱エネルギーが製造システムにおける缶の特定の製造ステップに十分でない場合に、熱エネルギーは、加熱ユニット（たとえば、加熱コイル）によって増加されることが可能である。これは、エネルギー効率を向上させる。その理由は、加熱ユニットが、従来の生産システムにおいて必要とされるものよりも小さくなるように設計されることが可能であるからである。

【0025】

さらに、生産システムが、排気ガス浄化ユニットを備え、排気ガス浄化ユニットは、エネルギー発生デバイスおよび加熱ユニットからの排気ガスを浄化するように配置および設計されていることが好適である。この配置の利点は、エネルギー発生デバイスおよび加熱ユニットからの排気ガスをクリーニングするために、１つの排気ガスクリーニングシステムのみが必要とされることである。

【0026】

生産システムのさらなる好適な実施形態は、エネルギーキャリアから伝達媒体へ熱エネルギーを伝達するように配置および適合されている第１の熱交換器と、伝達媒体を第２の熱交換器に伝達するための伝達ユニットと、を備え、第２の熱交換器は、伝達された熱エネルギーを製造システムのプロセス流体に伝達するように配置および適合されている。

【0027】

エネルギー発生デバイスは、エネルギー効率と同様に、分散化された全体的なエネルギー供給を増加させるという利点を有し、この目的のために、製造システムに空間的に近接していることが好適である。製造システムおよびエネルギー発生デバイスが単一のユニットとして設計されていることが、特に好適である。

【0028】

第１の熱交換器は、好ましくは、エネルギー発生デバイスの中に含まれている。第２の熱交換器は、好ましくは、製造システムによって（特に、より詳細に下記に説明されている製造デバイスによって）構成されている。

【0029】

熱交換器の使用は、上記に説明されているように、エネルギーキャリアの熱エネルギーがプロセス流体に伝達されることを可能にする。加えて、第１および第２の熱交換器の配置は、エネルギー発生デバイスから製造システムへの熱エネルギーの特に効率的な伝達を可能にする。製造システムのプロセス流体は、一般的に、空気、水、または油とすることが可能である。

【0030】

生産システムのさらなる好適な実施形態は、エネルギー発生デバイスが、製造システムのプロセス流体を異なる温度に温調するために、第１の熱エネルギーレベルを有する第１の熱エネルギーとして、および、第１の熱エネルギーレベルとは異なる第２の熱エネルギーレベルを有する第２の熱エネルギーとして、熱エネルギーを提供するように配置および設計されていることを特徴とする。

【0031】

一方では、この温度制御は、熱交換器による間接的な温度制御を指しており、または、直接的な温度制御を指しており、直接的な温度制御のケースでは、第１および第２の熱エネルギーのエネルギー供給源が、プロセス流体として直接的に使用される。

【0032】

異なるエネルギーレベルを有する第１の熱エネルギーおよび第２の熱エネルギーを提供することは、これらのエネルギーが製造システムの異なる製造デバイスにおいて具体的に使用されることが可能であるという特定の利点を有し、それらの異なる温度要件が考慮されることが可能である。これは、生産システムのエネルギー効率をさらに向上させる。

【0033】

生産システムのさらなる好適な実施形態において、第１の熱エネルギーの第１のエネルギーキャリアは、熱機関の排気ガスであり、もしくは熱機関の排気ガスを含み、ならびに／または、第２の熱エネルギーの第２のエネルギーキャリアは、熱機関および／もしくは発電機の冷却流体であり、もしくは発電機の冷却流体を含むことが提供される。

【0034】

熱機関からの排気ガスは、通常は、高い温度（たとえば、５００℃）を有する。冷却流体は、たとえば、８０℃の温度を有することが可能である。

【0035】

また、生産システムが２つの熱交換器システムを有することも好ましい。第１の熱交換器システムは、第１のエネルギーキャリアから第１の伝達媒体へ第１の熱エネルギーを伝達するための第１の熱交換器と、第１の伝達媒体から、高い温度を有する第１のプロセス流体へ、第１の熱エネルギーを伝達するための第２の熱交換器と、を含むことが可能である。

【0036】

第２の熱交換器システムは、第２のエネルギーキャリアから第２の伝達媒体へ第２の熱エネルギーを伝達するための第３の熱交換器と、第２の伝達媒体から、第１のプロセス流体の温度よりも低い温度を有する第２のプロセス流体へ、第２の熱エネルギーを伝達するための第２の熱交換器と、を含むことが可能である。

【0037】

生産システムのさらなる好適な実施形態は、製造システムが、第１の製造デバイスおよび第２の製造デバイスを備え、第１の製造デバイスおよび第２の製造デバイスは、第１の熱エネルギーが第１の製造デバイスに提供されるように、および、第２の熱エネルギーが第２の製造デバイスに提供されるように、エネルギー発生デバイスに熱的に連結されていることを特徴とする。

【0038】

第１の熱エネルギーレベルが、第２の熱エネルギーレベルよりも高く、第１の製造デバイスは、ピンオーブン、缶内部乾燥機および／もしくは、サーマル排気空気クリーナーであり、ならびに／または、第２の製造デバイスは、缶形成デバイス、クリーニング流体によって缶をクリーニングするためのクリーニングデバイス、および／もしくは、クリーニング流体を含有する缶を乾燥させるための乾燥デバイスであることが特に好適である。

【0039】

したがって、第１の製造デバイスは、高い温度を有するプロセス流体の使用を必要とし、それは、より高い第１の熱エネルギーレベルを有する第１の熱エネルギーを使用することによって提供される。加えて、第２の製造デバイスは、より低い温度を有するプロセス流体を必要とし、それは、より低い熱エネルギーレベルを有する第２の熱エネルギーの使用によって提供される。

【0040】

生産システムのさらなる好適な実施形態は、熱エネルギーおよび電気エネルギーに関する製造システムの需要に応じて熱エネルギーおよび電気エネルギーが提供されるように、エネルギー発生デバイスを制御するように調整されている制御デバイスを備える。

【0041】

熱エネルギーおよび電気エネルギーに関する製造システムの要件は、たとえば、第１および／または第２の製造デバイスによる缶の輸送密度に依存する可能性がある。さらに、缶の缶特質も、異なる熱エネルギー要件および電気エネルギー要件につながる可能性がある。

【0042】

さらに、制御デバイスが、プロセス流体の温度を設定するために、第１の熱交換器および／または第２の熱交換器を通るフローを制御するようにセットアップされることが好適である。第１の熱交換器および／または第２の熱交換器を通る流量が低く設定されるほど、通常は、伝達される熱エネルギーが低くなることとなる。これは、生産システムがより効率的になることを可能にする。

【0043】

流量は、たとえば、単位時間当たりのフロー体積および／または流量とすることが可能である。加えて、流量は、流速であることも可能である。特に、温度は、予め定義された温度または予め定義された温度範囲とすることが可能である。

【0044】

また、伝送媒体が高温油であることも好適である。

【0045】

生産システムのさらなる好適な実施形態において、熱機関が、水素および／またはバイオガスによって動作させられるように設計されていることが提供される。このように設計された熱機関は、本質的に完全にＣＯ_２フリーである缶を製造することを可能にする生産システムを可能にする。

【0046】

生産システムのさらなる好適な実施形態は、放射エネルギー（特に、太陽光）から電気エネルギーを発生させるための光起電力ユニットを備え、エネルギー発生デバイスは、光起電力ユニットによって発生させられるエネルギーに応じて電気エネルギーを提供する。

【0047】

生産システムの環境は、通常は空調されている。その理由は、通常はオペレーターが少なくとも時間のいくらかにわたって生産システムの付近において作業しているからである。これは、通常は日中のケースである。結果として、光起電力ユニットは、日中に空調システムを動作させるようにセットアップされることが可能である。夜間において、光起電力ユニットは、本質的にエネルギーを発生させないこととなるが、空調は通常は夜間に必要とされないので、これは必要ではない。

【0048】

生産システムが電力を記録するためのセンサーを有することが好適である。電力を検出するためのセンサーは、たとえば、電流、電圧、および／または位相位置を検出することが可能である。

【0049】

また、生産システムが、熱的出力（たとえば、流量および／または温度）を検出するためのセンサーを有することも好適である。流量は、たとえば、圧力差、インペラーまたは、熱式流速計を介して測定されることが可能である。１つ、２つ、またはそれ以上のセンサーによって記録されたデータが、エネルギー節減を決定するために使用されることが可能である。エネルギー節減は、表示デバイスによってオペレーターに示されることが可能である。

【0050】

さらなる態様によれば、冒頭で述べられた課題は、金属缶を製造するための方法であって、その方法は、エネルギー発生デバイスによって熱エネルギーおよび電気エネルギーを発生させるステップと、缶を製造するための製造システムに熱エネルギーおよび／または電気エネルギーを伝送するステップと、提供された熱エネルギーおよび／または電気エネルギーによって缶を製造するステップと、を含む方法によって解決される。

【0051】

方法およびその可能なさらなる発展例は、それらを生産システムおよびそのさらなる発展例において使用するのに特に適切なものにする特徴または方法ステップを有する。

【0052】

さらなる態様およびそれらの可能な実施形態のさらなる利点、実施形態変形例、および実施形態詳細に関して、生産システムの対応する特徴および実施形態の以前の説明も参照される。

【0053】

好適な例示的な実施形態が、同封の図を参照して例として説明されている。

【図面の簡単な説明】

【0054】

【図1】生産システムの例示的な実施形態の概略的な２次元の図である。

【図2】方法の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0055】

図において、同一のまたは本質的に機能的に同一のまたは類似の要素は、同じ参照符号によって指定されている。

【0056】

図１は、金属缶３の製造のための生産システム１を示している。生産システム１は、熱エネルギーおよび電気エネルギーを使用して缶を製造するための製造システム２を含む。製造システム２は、第１の製造デバイス２４を備え、第１の製造デバイス２４は、缶内部乾燥機（いわゆる、ＩＢＯ）として設計されており、それは、プロセス流体２２によって缶３を乾燥させる。加えて、製造システム２は、第２の製造デバイス３２を備え、第２の製造デバイス３２は、クリーニング流体３６によって缶３をクリーニングするためのクリーニングデバイスとして設計されている。

【0057】

加えて、生産システム１は、エネルギー発生デバイス４を備え、エネルギー発生デバイス４は、熱機関６および発電機８を有する。熱機関６は、発電機８を駆動するための運動エネルギーを発生させるように設計されている。発電機８は、電気エネルギーを作り出す。さらに、エネルギー発生デバイス４は、熱機関６によって（特に、排気ガス１６および加熱された冷却液体４７によって）熱エネルギーを発生させる。製造システム２は、第１の伝送ユニット１０、第２の伝送ユニット４２、および電気伝導体２８によって、熱的におよび電気的に発電デバイス４に連結されている。これは、製造システム２に熱エネルギーおよび電気エネルギーを提供し、それによって、製造システム２の効率を向上させる。エネルギー発生デバイス４は、たとえば、３ＭＷの出力を有することが可能である。

【0058】

エネルギー発生デバイス４は、製造システム２のプロセス流体２２、３６を異なる温度に温調するために、第１の熱エネルギーレベルを有する第１の熱エネルギー１４として、および、第１の熱エネルギーレベルとは異なる第２の熱エネルギーレベルを有する第２の熱エネルギー４６として、熱エネルギーを提供するように配置および構成されている。これは、特に有利である。その理由は、缶内部乾燥機２４が、たとえば、プロセス流体２２の２００℃の温度を必要とし、クリーニングデバイス３２が、プロセス流体３６の６０～８０℃の温度を必要とするからである。

【0059】

また、生産システム１は、２つの熱交換器システムを含む。第１の熱交換器システムは、第１の熱交換器１８および第２の熱交換器２０を含む。第１の熱交換器１８において、排気ガス１６の第１の熱エネルギー１４は、第１の伝達媒体１２に伝達される。第１の伝達媒体１２によって、第１の熱エネルギー１４は、第１の伝達ユニット１０を使用して第２の熱交換器２０に輸送される。第２の熱交換器２０において、第１の熱エネルギーは、第１の製造デバイス２４のプロセス流体２２に伝達される。第２の熱交換器から出発して、プロセス流体２２は、第１の流体デバイス２７（たとえば、第１のファン）によって、第１の製造デバイス２４の乾燥チャンバー２６に流入し、乾燥チャンバーの中の缶３を乾燥させることが可能である。

【0060】

第２の熱交換器システムは、第３の熱交換器４０および第４の熱交換器４８を含む。第３の熱交換器４０は、熱機関６の冷却液体４７の第２の熱エネルギー４６を第２の伝達媒体４４に伝達するように配置されており、第２の伝達媒体４４によって、第２の熱エネルギー４６が第４の熱交換器４８に伝達される。第４の熱交換器４８は、第２の熱エネルギー４６を第２の製造デバイス３２のプロセス流体３６に伝達するように配置および構成されている。そこから、プロセス流体３６は、第２の流体デバイス３８（たとえば、ポンプ）によって、クリーニングデバイス３２のクリーニングチャンバー３４に流入し、そこで缶３をクリーニングするようになっている。

【0061】

さらに、加熱ユニット５０が配置されており、加熱ユニット５０は、冷却剤４７の温度を制御するように設計されている。したがって、冷却剤４７の温度がさらに増加され、プロセス流体３６がそれにしたがって温調されることを可能にすることができる。また、加熱ユニット５０は、排気ガス１６を温調するように配置および設計されることも可能である。

【0062】

発電機８は、電気エネルギー３０を製造システム２に伝送するために、電気伝導体２８に連結されている。さらに、生産システム１は、光起電力ユニット５６を有することが可能であり、光起電力ユニット５６は、また、電気エネルギーを製造システム１に提供する。

【0063】

さらに、生産システムが排気ガス浄化ユニット５２を備え、排気ガス浄化ユニット５２は、エネルギー発生デバイス４および加熱ユニット５０の排気ガス１６を浄化するように配置および構成されていることが好適である。

【0064】

加えて、生産システム１は、制御デバイス５４を備え、制御デバイス５４は、熱エネルギーおよび電気エネルギーに関する製造システム２の需要に応じて熱エネルギー１４、４６および電気エネルギー３０が提供されるように、エネルギー発生デバイス４を制御するように配置されている。加えて、制御デバイス５４は、プロセス流体２２、３６の温度を調節するために、第１の熱交換器１８、第２の熱交換器２０、第３の熱交換器４０、および／または第４の熱交換器４８を通るフローを制御するように配置されることが可能である。

【0065】

図２は、方法の概略図を示している。ステップ１００において、熱エネルギー１４、４６および電気エネルギー３０が、エネルギー供給デバイス４によって発生させられる。ステップ１０２において、熱エネルギー１４、４６および／または電気エネルギー３０が、缶３を製造するための製造システム２に伝達される。ステップ１０４において、缶３が、提供された熱エネルギー１４、４６および／または電気エネルギー３０を使用して製造される。

【0066】

上記に説明されている生産システム１は、向上した効率によって特徴付けられる。この生産システムの効率は、おおよそ８０％であり、おおよそ５０パーセンテージポイントの増加が実現されるようになっている。そのような生産システム１は、低減されたＣＯ_２フットプリントまたはＣＯ_２フリーによる缶３の製造を可能にする。全世界において年間数千億個の缶が製造されていることを考えると、上記に説明されている生産システム１は、ＣＯ_２排出量を数百万トン低減させることを可能にする。

【符号の説明】

【0067】

１ 生産システム
２ 製造システム
３ 金属缶
４ エネルギー発生デバイス
６ 熱機関
８ 発電機
１０ 第１の伝送ユニット
１２ 第１の伝送媒体
１４ 第１の熱エネルギー
１６ 第１のエネルギー供給源、排気ガス
１８ 第１の熱交換器
２０ 第２の熱交換器
２２ プロセス流体
２４ 第１の製造デバイス
２６ 乾燥チャンバー
２７ 第１の流体デバイス
２８ 電気伝導体
３０ 電気エネルギー
３２ 第２の製造デバイス
３４ クリーニングチャンバー
３６ プロセス流体
３８ 第２の流体デバイス
４０ 第３の熱交換器
４２ 第２の伝送ユニット
４４ 第２の伝送媒体
４６ 第２の熱エネルギー
４７ 第２のエネルギー供給源、冷却流体
４８ 第４の熱交換器
５０ 加熱ユニット
５２ 排気ガスクリーニングユニット
５４ 制御ユニット
５６ 光起電力ユニット

【図1】

【図2】

【国際調査報告】