(57)【要約】【課題】プレート１の表面に均等に熱を伝導し、プレート１の表面を斑無く均一に加熱又は冷却することが可能なプレート熱伝導装置を提供する。【解決手段】熱を伝導すべきプレート１の裏面の略全体に熱媒体用流体が流入される熱媒体空間２を有し、前記流体の対流によりプレート１の表面に熱を伝導するプレート熱伝導装置であって、前記流体を熱媒体空間内２に流入する流入手段３と、前記熱媒体空間２の流体を外に排出する排出手段６と、を備え、前記プレート１の裏面には、外へ排出する流体を溜める集合溝４が形成されており、前記排出手段６は、前記集合溝４と連通していることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を伝導すべきプレートの裏面の略全体に熱媒体用流体が流入される熱媒体空間を有し、前記流体の対流によりプレートの表面に熱を伝導するプレート熱伝導装置であって、
前記流体を熱媒体空間内に流入する流入手段と、前記熱媒体空間内の流体を熱媒体空間外に排出する排出手段と、を備え、
前記プレートの裏面には、前記熱媒体空間外へ排出する流体を溜める集合溝が形成されており、
前記排出手段は、前記集合溝と連通していることを特徴とするプレート熱伝導装置。
【請求項２】
前記プレートの裏面には、排出すべき気体を流入させるための排気溝が形成されており、この排気溝は前記集合溝と連通していることを特徴とする請求項１に記載のプレート熱伝導装置。
【請求項３】
前記プレートの裏面は、前記集合溝に向かって上方に傾斜していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプレート熱伝導装置。
【請求項４】
前記熱媒体空間は、前記プレートと、そのプレートの裏面に設けられた側板と、プレートの裏面と間隔をおいて配置された底板と、で囲まれた空間であり、
前記流入手段の開口部は、前記底板を貫通して熱媒体空間内に位置しており、
前記開口部には、前記底板に沿って流体を流す整流板が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の記載のプレート熱伝導装置。
【請求項５】
前記流体は、加熱流体であり、前記プレートは、スラリー成形装置に用いられ、成形する硬化性スラリーを加熱することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のプレート熱伝導装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレートに熱を伝導するプレート熱伝導装置であって、特に速硬性セメント組成物を用いた硬化体の製作に好適な技術である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレートの表面を加熱する方法としては、図１０、図１１に示すような方法が用いられていた。例えば、図１０に示すように、加熱すべきプレート１０１の裏面に配管１０２を設け、この配管に蒸気又は温水を流すことによりプレート１０１の表面を加熱する方法、又は、図１１に示すように、加熱すべきプレート１０１の裏面にラバーヒーター１０３、電熱線等を接着してプレートの表面を加熱する方法が用いられていた。他を例示すると、加熱すべきプレートの裏面に熱風、蒸気を直接吹きかける方法、遠赤外線ヒーターで加熱する方法があった。
【０００３】
しかし、従来の加熱方法では、プレート全面の中で加熱装置が接している部分のみ局部的に温度が上昇してしまい、プレート全面を均一に加熱することが困難であった。そのためプレートには温度斑（むら）が生じ、プレートに極度の熱歪みが発生することにより、プレートの寸法精度が悪化していた。また、プレートに温度センサーを設けて温度調整を行おうとしても、従来の加熱方法では、プレートの温度斑が大きく、正確な温度測定が困難であり、温度調整を行うことは出来なかった。
【０００４】
本発明は、このような問題を鑑みて成されたものであり、プレートの表面に均等に熱を伝導し、プレートの表面を斑無く均一に加熱又は冷却することが可能なプレート熱伝導装置を提供することを技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、熱を伝導すべきプレートの裏面の略全体に熱媒体用流体が流入される熱媒体空間を有し、前記流体の対流によりプレートの表面に熱を伝導するプレート熱伝導装置であって、前記流体を熱媒体空間内に流入する流入手段と、前記空間内の流体を空間外に排出する排出手段と、を備え、前記プレートの裏面には、前記熱媒体空間外へ排出する流体を溜める集合溝が形成されており、前記排出手段は、前記集合溝と連通していることを特徴とする。
【０００６】
前記構成により、前記熱媒体空間に流体を充填することが可能となり、この充填された流体の熱伝導によってプレートの表面を均一に加熱又は冷却することができる。また、前記熱媒体空間は、プレートの裏面の略全体に形成されているためプレートの表面全体を加熱又は冷却することが可能である。さらに、例えば、流体から蒸気が発生した場合、流体を流入する際に混入された場合等、前記熱媒体空間に熱伝導に不要な気体が混入した場合においては、前記排出手段により前記熱媒体空間から不要な気体を排出することができるため、熱媒体空間に熱媒体となる流体を充填することができる。
【０００７】
また、前記プレートの裏面には、排出すべき流体を溜める集合溝が形成されており、この集合溝は前記排出手段と連通しているため、排出すべき流体は前記集合溝に溜まり、この集合溝から排出手段により流体を排出することができる。本発明のプレート熱伝導装置は重力を利用しているため、プレートの裏面に若干の傾斜があると完全に混入した気体等を排出することができない。そのため、前記排出手段の開口部は、前記プレートの裏面より多少高い位置に配置することが望ましい。
【０００８】
本発明のプレート熱伝導装置によれば、プレート全体にわたって均一に加熱、冷却することが可能なため、プレートの温度斑が生じなくなる。そのため、プレートの熱歪みが発生しにくく、プレートの精度寸法を高精度に維持することが可能となる。さらに、本発明によれば、従来では困難であったプレートの温度調整をプレートに流入する流体の温度を調整することで容易に行うこと可能となる。
【０００９】
前記熱媒体用流体は、液体、気体いずれを問わず、熱媒体空間に流入されプレートに熱伝導できるものであれば良い。また、その温度を調節することにより加熱、冷却いずれをも行うことができ、流入する流体の性質により温度調整を行うことも可能となる。例えば、１００℃以上にプレートを加熱してはならない場合には、流体として水を用いることで、１００℃を超えることなく加熱することができる。一方、１００℃以上にプレートを加熱したい場合には、水を用いず、油等を用いれば良い。
【００１０】
本発明により加熱、冷却されるプレートとしては、耐腐食性の高いプレートを好適に用いることができ、ステンレス製、アルミニウム製のプレートが例示できる。しかし、ステンレス製、アルミニウム製のプレートは、熱膨張率が大きいため、高精度を要するプレートには適用し難い。そのため、熱歪みの少ない材質のものを使用し、液体と接する面に防錆処理を施したり、液体に防錆剤を投入することにより、本発明に好適に用いることができる。また、前記プレートは、熱歪みを最小限にするため厚みを出来る限り均一にするとともに、プレートの裏面に形成する熱媒体空間を出来る限り左右、前後対称にすることが望ましい。
【００１１】
また、本発明のプレート熱伝導装置は、前記プレートの裏面に排出すべき気体を流入させるための排気溝が形成されており、この排気溝は前記集合溝と連通していることが望ましい。
【００１２】
前記熱媒体空間に流体を流入する際には、通常、供給ポンプ等を用いて流入する。そのため、熱媒体となる流体以外の空気等が熱媒体空間内に混入してしまうことがある。また、熱媒体として液体を用いた際、プレートとの熱伝導により液体が蒸発し、熱媒体空間内に多くの気体が溜まることがある。このような場合には、前記排出手段から排気することが可能である。
【００１３】
しかし、前記熱媒体空間はプレートの裏面全体に亘って広く形成されており、前記気体が集合溝から離れた箇所に位置する場合は排出しにくく、熱媒体空間内に多くの気体が溜まってしまうことがある。多くの気体が前記熱媒体空間に溜まると、プレートと流体との熱伝導の妨げとなり、プレートの表面を均一に加熱、冷却することが出来なくなる。そのため、プレートの裏面に排出すべき気体を流入させるための排気溝を形成しておくことにより、前記集合溝から離れた箇所に溜まった気体も容易に集合溝に集め排気することが可能となり、確実に熱媒体空間を熱媒体用流体で充填することが可能となる。この排気溝は、プレートの裏面に気体を流入させるように形成すれば良いが、例えば、排気溝の上面を傾斜面として集合溝に気体を流れやすくしたり、複数形成することにより、更にその効果が発揮される。
【００１４】
また、本発明に係るプレートの裏面は、前記集合溝に向かって上方に傾斜していることが望ましい。前記構成により、排出すべき気体をプレートの裏面の傾斜に沿って前記集合溝に導くことができるため、前記排出手段の開口部から離れた箇所に位置する気体も容易に集合溝に集め排気することが可能となり、確実に熱媒体空間を熱媒体用流体で充填することが可能となる。
【００１５】
また、前記熱媒体空間は、前記プレートと、そのプレートの裏面に設けられた側板と、プレートの裏面と間隔をおいて配置された底板と、で囲まれた空間であり、前記流入手段の開口部は、前記底板を貫通して熱媒体空間内に位置しており、前記開口部には、一定距離を介して前記開口部と略同形の整流板が設けられており、この整流板と開口部との隙間から前記流体を前記底板に沿って流入するのが望ましい。
【００１６】
本発明に係るプレート熱伝導装置は、前記流入手段の開口部から熱媒体となる流体を流入するため、熱媒体空間の流体は空間内を対流する。しかし、前記開口部から一方向のみで流体を流入すると、熱媒体空間の流体が全体に亘って対流せず、空間内において温度斑が生じることがある。この温度斑は、プレートの表面の温度斑を発生させる原因となる。従って、必要に応じ、熱媒体空間内の流体を全体に亘って対流させるよう整流板を設けることが望ましい。
【００１７】
前記流入手段の開口部は、前記底板を貫通して熱媒体空間内に位置しており、この開口部に前記整流板が一定距離を介して配置されているため、整流板と開口部の間の隙間から前記底板に沿って流体が流入される。従って、多方向に対流が生じ、熱媒体空間全体に亘って対流される。また、この対流機構は、前記整流板を用いる方法だけでなく、例えば、ファンスクリュー等を用いて、流体を対流させても良い。尚、開口部から流体を流入させる方向は、多方向に向いている方が好適であるが、プレートの温度斑をなくすため、プレートの表面に向かって直接流入させないことが望ましい。
【００１８】
また、本発明に係るプレート熱伝導装置は種々の用途に用いることが出来るが、例えば、硬化性スラリーを連続して成形するスラリー成形装置において、硬化性スラリーを加熱することにより、スラリーの硬化を促進させるプレートヒーターとして好適に用いることができる。スラリー成形装置に用いるプレートヒーターは、プレート表面を均一に加熱しないと、成形された成形品に亀裂等が生じることもあり、プレート表面を均一に加熱することが重要である。そのため、本発明を好適に用いることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るプレート熱伝導装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
本実施の形態は、硬化性スラリーを連続して所定の幅、厚さに展開し成形品とするスラリー成形装置におけるスラリーの加熱装置としてプレート熱伝導装置を用いた。前記スラリー成形装置は、連続的に未硬化のスラリーを移動面上に受けとって搬送するベルトと、移動面上の未硬化スラリーの流れ幅及び厚さを規定するロールと、前記ベルトの下部に配置され前記ベルトを加熱するためのプレート熱伝導伝導装置を備えている。このようなスラリー成形装置により成形される成形品としては、例えば、建築資材としてのセメント系の建材パネルを例示できる。
【００２１】
本実施の形態で用いられる硬化性スラリーとは、無機質硬化性材料を主体とする混合物であり、加熱をすることで更に速硬性を増す速硬性セメント組成物である。
【００２２】
すなわち、本実施の形態に係るプレート熱伝導装置は、ベルト上に搬送される未硬化のスラリーを、前記ロールで幅、厚さ等を規格して硬化させる際に、ベルト下部からスラリーを加熱して、スラリーの硬化を促進させるために用いられる。
【００２３】
次いで、本実施の形態に係るプレート熱伝導装置について詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るプレート熱伝導装置を下方から見た斜視図であり、図２は、図１に示すＡ断面矢視図である。また、図３は、図２のＢ断面図である。図に示すように、このプレート熱伝導装置は、前記ベルトの下部に配置されるプレート１と、前記プレート１の裏面１ｂに加熱流体を充填するための熱媒体空間２と、前記熱媒体空間２に熱媒体用流体を流入する流入手段としての供給管３と、前記熱媒体空間２内の排出すべき流体を溜める集合溝４と、前記集合溝４と連通し、前記プレート１の裏面１ｂに複数設けられた排気溝５と、前記集合溝４の下方に配置され、熱媒体空間２から排出すべき流体を外へ排出する排出手段としての排水管６と、を備えている。また、本実施の形態では、前記硬化スラリーを加熱してスラリーの硬化を促進させるため、熱媒体用流体として温水を用いた。
【００２４】
前記プレート１は、表面１ａ上に前記硬化スラリーを搬送するベルトが移動しており、前記裏面１ｂには、温水が充填され熱伝導によりプレート表面１ａが加熱される。このとき、プレート１の表面１ａに温度斑があるとスラリーの硬化時間にばらつきが生じる他、場合によっては成形品に亀裂等が生じることがある。また、ベルトの下部に配置されたプレート１の寸法精度が悪いと、成形品が硬化する際にプレート１の歪みに合わせて、成形品が変形したり、成形品に無理な力が加わり亀裂等の発生原因となることもある。そのため、プレート１の表面１ａ全体を均等な温度に加熱する必要がある。
【００２５】
前記熱媒体空間２は、前記プレート１と、そのプレート１の裏面１ｂの周縁に設けられた側板２１と、プレート１と間隔をおいて配置された底板２２とで囲まれた空間であり、プレート１裏面のほぼ全体にわたって形成されている。
【００２６】
前記供給管３は、円筒状であり、その一方の開口部３ａは前記底板２２を貫通して熱媒体空間２内に位置し、他方の開口部３ｂは、温水を供給するための給水ポンプ（図示せず）と接続されている。一方の開口部３ａは、熱媒体空間２の底面２２ａとほぼ面一となるように調整されている。そして、この開口部３ａには、熱媒体空間２内へ流入する温水を底面２２ａに沿って水平方向へ流すフラップ７が設けられている。
【００２７】
図４は、前記フラップ７が設けられた供給管３の開口部３ａを下方から見た斜視図である。このフラップ７は、供給管３の開口部３ａと略同形の整流板７１と、開口部３ａの外周囲に立設された複数の整流フィン７２とから成り、前記整流板７１は前記整流フィン７２を介して供給管３の開口部３ａと隙間７ａを有して配されている。従って、熱媒体空間２に流入される温水は、前記整流フィン７２の間の隙間７ａから前記底面２２ａに沿って、四方向に流入される。尚、前記フラップ７の整流板７１は、圧力損失による供給不足を防ぐために、供給管３の開口部３ａと略同形であることが望ましい。
【００２８】
前記排気溝５は、前記プレート１の裏面１ｂに複数形成されており、熱媒体空間２内の排気すべき気体が流入する。給水ポンプから供給される温水には、温水に混じって空気が混入されていることが多い。そのため、熱媒体空間２を温水で充填しようとしても、上方には空気が溜まってしまう。排気溝５は、このような空気等を容易に集合溝４に集めるために形成されている。
【００２９】
前記排水管６は、円筒状であり、その一方の開口部６ａは前記集合溝４内の下方に配置され、集合溝４に溜まった排出すべき流体を熱媒体空間から外へ排出する。そのため、他方の開口部６ｂは、熱媒体空間２外に配置されている。
【００３０】
次いで、このように構成されたプレート熱伝導装置における流体の流れについて詳細に説明する。
【００３１】
まず、前記底面２２ａに配置された供給管３の開口部３ａから熱媒体空間２に温水を流入する。この際、供給管３の開口部３ａには、フラップ７が設けられているため、温水は底面２２ａに沿って四方向に流入する。そして、温水の流入が進むと、熱媒体空間２内の空気は上方の集合溝４に溜まり、排水管６から外へ排出される。また、温水を供給する際、温水に混じって熱媒体空間２に流入した空気等の気体も集合溝４に溜まる。この際、前記集合溝４から離れた場所に位置する気体は、プレート１の裏面１ｂに形成された排気溝５に沿って、集合溝４に集められる。このようにして、集合溝４に集められた気体は排水管６から排出され、熱媒体空間２内に温水がほぼ完全に充填される。さらに、前記供給管３からは温水が連続的に流入されているため、熱媒体空間２の容量を超えた温水は前記気体と共に排水管６から排出される。従って、熱媒体空間２の流体は循環しており、温度斑を生じることないため、均等にプレート１の表面１ａを加熱することができる。
【００３２】
本発明に係るプレート熱伝導装置は、前述した実施の形態１のみならず、他の実施の形態をも含む。ここで、他の実施の形態を例示する。実施の形態２は、実施の形態１の排気溝５を異ならせたものである。図６は、実施の形態２に係るプレート熱伝導装置の一部斜視図であり、図７は、図６のＣ断面図である。実施の形態１では、排気溝５の上面はプレート１の表面１ａと略平行に形成されているが、実施の形態２では、排気溝５の上面は集合溝４に向かって上方に傾斜している。そのため、実施の形態１と比較すると、熱媒体空間２の気体を容易に集合溝４に集めることができる。
【００３３】
また、実施の形態３、４は、実施の形態１、２に示した排気溝５がなく、プレート１の裏面１ｂが傾斜している。図８は、実施の形態３に係るプレート熱伝導装置の一部断面図であり、実施の形態２の図７に対応している。実施の形態１、２では、プレート１の裏面１ｂに排気溝５を設け、この排気溝５により熱媒体空間２の気体を集合溝４に集めていたが、実施の形態３では、プレート１の裏面１ｂ全体が集合溝４に向けて上方に傾斜している。そのため、実施の形態１、２と比較すると、実施の形態３のプレート熱伝導装置は、プレート１の裏面１ｂ全体の気体を漏れ無く集合溝４に集めることができる。
【００３４】
また、図９は、実施の形態４に係るプレート熱伝導装置の一部断面図であり、実施の形態３の図８に対応している。実施の形態４に係るプレート熱伝導装置は、実施の形態３に示したプレート熱伝導装置の排水管６及び集合溝４の位置を異ならせたものである。実施の形態４では、他の実施の形態と異なり、排水管６及び集合溝４がプレート１の中央部に位置している。他の実施の形態と比較すると、排気溝５を流れる気体の通過経路を短くすることが出来るため、気体を効率良く集合溝４に集めることができる。しかし、排水管６の下部からは流体が排出されるため、設置状況に応じて、適宜に選択することが望ましい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、プレートの表面に均等に熱を伝導し、プレートの表面を斑無く均一に加熱又は冷却することができる。また、必要に応じ、気体の排出を容易ならしめる排気溝を設けたり、プレートの裏面を傾斜させることで、プレート下部の熱媒体空間に熱媒体用流体を略完全に充填することが可能となり、プレートの表面を均一に加熱又は冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態１に係るプレート熱伝導装置の斜視図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図２のＢ断面図である。
【図４】本実施の形態に係る供給管部分の拡大図である。
【図５】本実施の形態に係る集合溝部分の拡大図である。
【図６】実施の形態２におけるプレート熱伝導装置の斜視図である。
【図７】図６のＣ断面図である。
【図８】実施の形態３におけるプレート熱伝導装置の断面図である。
【図９】実施の形態４におけるプレート熱伝導装置の断面図である。
【図１０】従来のプレートヒーターの斜視図である。
【図１１】従来のプレートヒーターの斜視図である。
【符号の説明】
１  プレート
２  熱媒体空間
３  流入手段としての供給管
４  集合溝
５  排気溝
６  排出手段としての排水管
７１  整流板
１０１  プレート
１０２  配管
１０３  ラバーヒーター
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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