(57)【要約】【課題】熱媒体を用いて金属体の冷却及び又は加熱を迅速に行なうことができ、しかも構造の簡単な金属体の加熱冷却装置及び方法を提供する。【解決手段】金属体２に貫通させた円孔２ａに該円孔２ａよりも少許小径の回転円筒３を挿通させ、該回転円筒３の円周の側面部に開口部３ｆを設け、該開口部３ｆの回転方向後方の辺の外縁部３ｇを鋭角に形成すると共に、該回転円筒３の上方部及び下方部にそれぞれ熱媒液の流入口６又は流出口７を設け、更に該回転円筒３を回転速度の調節可能に回転させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属体に貫通形成した円孔内に該円孔径よりも少許小径の回転円筒を挿通し、該回転円筒の上方部及び下方部にそれぞれ熱媒液の流入口又は流出口を設け、該回転円筒の周壁部に、該回転円筒内を流れる熱媒液が前記円孔の内壁部と接触するように開口部を形成した金属体の加熱冷却装置。
【請求項２】
前記開口部を前記回転円筒の長手方向に縦長の矩形に形成すると共に、該開口部の回転方向後方の辺の外縁部を回転方向に向かって鋭角な形状に形成した請求項１に記載の金属体の加熱冷却装置。
【請求項３】
前記開口部を前記開転円筒の中心線に対して対称な２箇所に設けた請求項１又は請求項２に記載の金属体の加熱冷却装置。
【請求項４】
前記回転円筒は回転速度を調節可能に形成した請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の金属体の加熱冷却装置。
【請求項５】
金属体に貫通形成した円孔内に、周壁部に開口部を有し該円孔径よりも少許小径の回転円筒を挿通し、該回転円筒内に熱媒液を流しながら該回転円筒を回転し、前記開口部から熱媒液を前記円孔の内壁と接触させながら金属体に熱伝導を行なわせる金属体の加熱冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱媒体を用いて金属体の冷却及び又は加熱を迅速に行なうための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材を冷却又は加熱する方法として、金属部材にパイプを挿入し、該パイプ内に低温又は高温の熱媒を流して、パイプ壁を介した熱伝達により金属部材を冷却又は加熱する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９０５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようにパイプ内に低温又は高温の熱媒を流して金属体を冷却又は加熱する方法は、該パイプの内周部における境膜伝熱係数が大きくないため、熱流抵抗が大きく、応答性が悪いという問題があった。
【０００５】
前記パイプ内の熱伝達率を高めるため、パイプ内面に凹凸を付ける等の乱流促進方法もあるが、高度な凹凸を施す加工は難しく、その割にはこの方法による伝熱促進は限定的であるという問題があった。
【０００６】
又、管流路を平形狭流路に形成して、高圧で熱媒を流して該金属体を加熱または冷却する方法もあるが、これは冷媒を高圧にすること及びそれに大きな動力を要するという問題があった。
【０００７】
更に又、熱媒の中に多数のミクロバルブを混入して循環させる方法もあるが、この方法は操作が煩瑣であり、費用対効果の観点からも不具合な場合があるという問題があった。
【０００８】
本発明はこれらの問題点を解消し、金属体の冷却及び又は加熱を迅速に行なうことができ、しかも構造の簡単な金属体の加熱冷却装置及び方法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】
【０００９】
本発明は上記の目的を達成すべく、装置として、金属体に貫通形成した円孔内に該円孔径よりも少許小径の回転円筒を挿通し、該回転円筒の上方部及び下方部にそれぞれ熱媒液の流入口又は流出口を設け、該回転円筒の周壁部に、該回転円筒内を流れる熱媒液が前記円孔の内壁部と接触するように開口部を形成しており、又方法として、金属体に貫通形成した円孔内に、周壁部に開口部を有し該円孔径よりも少許小径の回転円筒を挿通し、該回転円筒内に熱媒液を流しながら該回転円筒を回転し、前記開口部から熱媒液を前記円孔の内壁と接触させながら金属体に熱伝導を行なわせている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、迅速な加熱及び冷却が必要な金型等に対して、比較的常圧に近い熱媒体を通じて応答性が良く、しかも伝熱効率の良い加熱冷却装置及び方法を提供できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の加熱冷却装置を具備した金属体の縦断面図である。
【図２】同上加熱冷却装置の一部、回転円筒の側面図である。
【図３】同上回転円筒の図２におけるＡ−Ａ線截断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態の実施例を図面により説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の加熱冷却装置１を複数具備した金属体２の縦断面図である。
【００１４】
２ａは該金属体２に貫通形成した円孔、３は前記加熱冷却装置１の回転円筒を示し、該回転円筒３は前記円孔２ａの内径よりも少許小径の外径に形成されており、又その長さが該円孔２ａの長さよりも大に形成されており、前記円孔２ａに挿通されている。
【００１５】
４は上方枢支体、５は下方枢支体を示し、該上方枢支体４の中心透孔４ａにおいて前記回転円筒３の上端部が回転可能に枢支され、又前記下方枢支体５の中心透孔５ａにおいて該回転円筒３の下端部が回転可能に枢支されている。
【００１６】
４ｂ、５ｂはそれぞれ転がり軸受であり、４ｃ、５ｃは軸受シール、又、４ｄ、５ｄは熱媒液密封用のＯリングである。
【００１７】
６は熱媒液の供給管、７は熱媒液の排出管を示し、該供給管６は前記下方枢支体５に側方から嵌入して固定され、該供給管６の先端において該下方枢支体５の中心透孔５ａ内に連通しており、又前記排出管７は前記上方枢支体４に側方から嵌入して固定され、該排出管７の先端において該上方枢支体４の中心透孔４ａ内に連通している。
【００１８】
前記回転円筒３の側面図を図２に示し、そのＡ−Ａ線截断面図を図３に示した。
【００１９】
該回転円筒３の内側の流通路３ａは、その両端部をそれぞれ止め栓３ｂ又は３ｃで塞いでおり、各止め栓３ｂ、３ｃの内方の回転円筒３の周壁には前記流通路３ａに連通する流入口３ｄ又は流出口３ｅが設けられている。
【００２０】
これら流入口３ｄ及び流出口３ｅは、いずれも複数の小孔からなり、回転円筒３の各同一円周上に等間隔で設けられており、前記流入口３ｄは前記下方枢支体５の中心透孔５ａ内において前記供給管６に連通し、又前記流出口３ｅは前記上方枢支体４の中心透孔４ａ内において前記排出管７に連通するようにした。
【００２１】
前記回転円筒３の周壁には、縦長の開口部３ｆを、該回転円筒３の中心線に対して対称な２か所に設けている。
【００２２】
該開口部３ｆは前記金属体２の円孔２ａの長さよりも短い長さに形成され、回転円筒３が円孔２ａを挿通した状態では該開口部３ｆが常に円孔２ａ内に開口するようにした。
【００２３】
又、前記開口部３ｆは矩形に形成され、前記回転円筒３の回転方向（図３における矢印Ｘ）に対して後方に位置する辺の外縁部３ｇを回転方向に向かって鋭角形状となるように形成した。
【００２４】
８は回転制御可能なモータと減速機とからなる回転駆動源を示し、該回転駆動源８は前記回転円筒３に連結し、該回転円筒３を回転制御するようにした。
【００２５】
次に本実施例の金属体の加熱冷却装置の作用及び効果等について説明する。
【００２６】
例えば金属体２が金型の場合、金属体２には急速な加熱や冷却を施す必要がある。
【００２７】
このため供給管６から高温又は低温の熱媒液を回転円筒３へ送り込み、熱媒液を金属体２との間で熱交換を行なわせる。
【００２８】
即ち、熱媒液は供給管６より回転円筒３の下方の流入口３ｄを通過して該回転円筒３の流通路３ａに送られ、該回転円筒３の側面に設けた開口部３ｆから溢れて前記金属体２の円孔２ａの内壁と接触しながら上方へと流れ、回転円筒３の上方の流出口３ｅを経て排出管７から排出される。
【００２９】
この間、回転円筒３は回転駆動源８により矢印Ｘの方向へ回転駆動されており、このため、前記開口部３ｆの回転方向後方の辺の縁部３ｇが前記縁孔２ａの内壁面に生ずる熱媒液の境膜（熱伝導率の低い境界膜）を剥ぎ取るように作用して、通常の強制対流伝熱では実現できないような高い熱伝達率が得られる。
【００３０】
又、回転円筒３の回転速度を可変制御することによって、金属体２の温度のコントロールを行なうことができる。
【００３１】
尚、本実施例では開口部３ｆの数を２か所としたが、これは１か所でも又は２か所以上あってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の金属体の加熱冷却装置及び方法は、金型の加熱及び冷却、工作機械の冷却、基盤の冷却、コンピュータ筐体やＣＰＵの冷却などに用いられる。
【符号の説明】
【００３３】
１    加熱冷却装置
２    金属体
２ａ  円孔
３    回転円筒
３ｆ  開口部
３ｇ  外縁部
６    流入口
７    流出口
８    回転駆動源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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