(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型器具の冷却システム（１０）であって、
−水処理手段（１１，１１１）と、
−圧縮空気発生手段（１２）と、
−処理水を加圧する水加圧手段（１３，１１３）と、
−空気と前記処理水を混合し、加圧下で金型器具（１５）の冷却回路（１６）に向けて、噴霧水を制御して噴出する、混合および噴出装置（１４）と、
を含み、
前記水加圧手段（１３，１１３）から排出される前記処理水の圧力値は、前記圧縮空気発生手段（１２）から排出される前記空気の圧力より、少なくとも１バール高いことを特徴とする、
冷却システム（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却システムであって、前記水処理手段（１１）は、逆浸透または脱塩型の水処理ユニット（１７）を備え、水が給水本管（１８）によって供給され、前記水処理ユニット（１７）から排出される脱塩水は、管路（１９）を通ってタンク（２０）に入るように適合され、処理水を供給する手段（２２）が前記処理水を前記タンク（２０）から引き込み、処理水を加圧する前記水加圧手段（１３）に移動させるため、前記脱塩水は一定の水位に保たれることを特徴とする、冷却システム。
【請求項３】
請求項２に記載の冷却システムであって、前記処理水を供給する手段（２２）は供給ポンプ（２１）から構成され、前記供給ポンプ（２１）は加圧処理水を前記水加圧手段（１３）に提供するように適合されることを特徴とする、冷却システム。
【請求項４】
請求項１に記載の冷却システムであって、処理水を加圧する前記水加圧手段（１３）は、減圧装置（２５）と、タンク（２６）と、ろ過装置（２７）とを同一の管上に連続して備え、その後に水は前記混合および噴出装置（１４）に到達することを特徴とする、冷却システム。
【請求項５】
請求項１に記載の冷却システムであって、前記圧縮空気発生手段（１２）は、圧縮空気システム（３０）と、圧縮空気システム（３０）の分岐（３１）であって、減圧装置（３２）と、上流に電磁弁（３３）とを有する分岐（３１）とを備えることを特徴とする、冷却システム。
【請求項６】
請求項５に記載の冷却システムであって、前記混合および噴出装置（１４）は、前記水加圧手段（１３）に接続する給水管（３９）を開く空気圧弁（３４）を備え、前記空気圧弁（３４）は、前記空気が前記圧縮空気発生手段（１２）の前記電磁弁（３３）と前記空気減圧装置（３２）との間を通過することによって作動されることを特徴とする、冷却システム。
【請求項７】
請求項６に記載の冷却システムであって、加圧下の前記処理水は、前記空気圧弁（３４）の下流を、校正されたノズル（３５）を通って通過させられることを特徴とする、冷却システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、前記校正されたノズル（３５）は校正された排出穴（３７）を有し、前記排出穴（３７）の直径（３８）は、圧縮空気の送気管内の圧力が４バールであるとき、毎分およそ１１０ミリリットルの水を５バールの加圧下で産出するような大きさであることを特徴とする、システム。
【請求項９】
請求項１に記載の冷却システムであって、前記水加圧手段（１３）から排出される加圧下の前記処理水および前記圧縮空気発生手段（１２）から排出される前記圧縮空気はどちらも、三方連結器（３６）を通過することを特徴とする、冷却システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の冷却システムであって、前記水処理手段（１１１）は脱塩水の容器（１５０）を備え、前記水加圧手段（１１３）は、水位表示器（１５１）を備える加圧タンク（１２６）と、前記加圧タンク（１２６）からの出口点にろ過装置（１２７）を備えることを特徴とする、冷却システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の冷却システムであって、処理水を供給する手段（１２２）は、空気ポンプ装置（１５２）と、その後に、空気を前記加圧タンク（１２６）に押し出すように適合される空気減圧装置（１５３）から構成されることを特徴とする、冷却システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の金型器具の冷却システム（１０）のために、空気と処理水を混合し、加圧下で金型器具（１５）の冷却回路（１６）に向けて、噴霧水を制御して噴出する、混合および噴出装置（１４）であって、
−水加圧手段（１３）に接続する給水管（３９）と、
−校正された排出穴（３７）を有する校正されたノズル（３５）であって、前記排出穴（３７）の直径（３８）は、所定の作動圧で加圧下の水を規定の流速で流すような大きさであるノズル（３５）と、
−圧縮空気発生手段（１２）に接続する送気管（４０）と、
−前記校正されたノズル（３５）からの加圧下の水と、前記圧縮空気発生手段（１２）からの圧縮空気が入る三方連結器（３６）と、
を備え、
前記給水管（３９）内の圧力は前記送気管（４０）内の圧力より、少なくとも１バール高いことを特徴とする、装置（１４）。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置であって、水加圧手段（１３）に接続する給水管（３９）を開く空気圧弁（３４）を備え、前記空気圧弁（３４）は圧縮空気発生手段（１２）の電磁弁（３３）と空気減圧装置（３２）との間を空気が通過することによって作動されることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型器具、特に鋳造型の冷却システムに関する。
【０００２】
本発明はまた、空気と処理水を混合し、加圧下で噴霧水を制御して噴出する装置に関する。
【０００３】
特に、前述のシステムは軽合金鋳物製造、永久金型鋳造、低圧または高圧ダイカストの金型に適用されるが、金型器具全般に適用可能であることを理解すべきである。
【背景技術】
【０００４】
今日では、金属合金の金型鋳造用装置は冷却回路を備える。冷却回路は、器具の区域に備えられるコイルを含む。器具の区域では、鋳物の凝固中に効率的かつ迅速な温度低下が必要となる。
【０００５】
多くの場合、前述の冷却回路内を循環する流体は圧縮空気である。この空気はコイルに吹き込まれ、所定の熱量を除去するように適応され、その後周囲に分散される。
【０００６】
コイルは、通常は金型器具に一体化される。
【０００７】
同様に既知であり、広く用いられている冷却システムでは、内部を循環する流体は、石灰のかすが原因となって正確な操作が妨げられないように、都合よく処理された水である。
【０００８】
熱を除去する流体として水を用いることは、空気を利用するよりもはるかに効率的であるが、水冷却システムを用いることには、いくつかの欠点がある。
【０００９】
第１の欠点は熱衝撃である。熱衝撃は、金型本体内に設けられることが多い適合された流路および適合されたスロット内部を流体が通過することによって生じる。
【００１０】
水と金型内部の温度の間に過度の熱がある場合は、金型にひびが生じ、取り返しのつかないほど金型が損害を受ける危険性がある。
【００１１】
金型とは別の部品からできている水システムでは、これらの部品を接続する部分のシールに問題が生じることもある。水が金型の外側および内側に漏れる危険性があり、金型の正常な操作が妨げられることもある。
【００１２】
さらに、金型から、または金型と関連するシステムから排出される温水は、処分または再利用するために適切に処理されなければならない。
【発明の概要】
【００１３】
本発明の目的は、従来の冷却回路および冷却システムの前述の欠点を克服可能な、鋳造金型器具の冷却システムを提供することである。
【００１４】
本目的の範囲内で、本発明の目的は、空気システムの利点と水回路の効率性を兼ね備えた冷却システムを提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、既存の金型器具にも取り付けることができる冷却システムを提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、関連する金型において熱衝撃を生じない冷却システム、また過剰な圧力の問題によって起こる漏れに影響されない冷却システムを提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、従来の技術で提供可能な、金型器具、特に鋳造型の冷却システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的および、以下でさらに明らかにする他の目的は、金型器具、特に鋳造型の冷却システムによって実現される。この冷却システムは、
【００１９】
−水処理手段、
【００２０】
−圧縮空気発生手段、
【００２１】
−処理水を加圧する手段、
【００２２】
−空気と処理水を混合し、加圧下で金型器具の冷却回路に向けて、噴霧水を制御して噴出する装置、
【００２３】
を備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明の別の特徴および有利点は、好ましいが、限定的ではない本発明による冷却システムの２つの実施形態の説明から、より明らかになるであろう。これらの実施形態は、添付図で非限定例を示すために例示される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による冷却システムを概略的に例示する。
【図２】本発明によるシステムの水処理手段の線図である。
【図３】本発明によるシステムの加圧手段の線図である。
【図４】本発明によるシステムの圧縮空気発生手段および関連する混合および噴出手段の線図である。
【図５】本発明によるシステムの水処理手段および処理水加圧手段の第２の実施形態を示す。
【図６】本発明によるシステムの混合および噴出装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図を参照して、本発明による金型器具、特に鋳造型の冷却システムは、概して符号１０で表す。
【００２７】
このような冷却システム１０は、
−給水管上に配置される水処理手段１１、
−給気管と関連する圧縮空気発生手段１２、
−処理水１３を加圧する手段、
−空気を処理水と混合し、噴霧水を加圧下で、金型器具１５の冷却回路１６に向けて制御して噴出するための装置１４を備える。
【００２８】
水処理手段１１は、図２の概略図で示すように、逆浸透または脱塩型の水処理ユニット１７を備える。水処理ユニット１７には給水本管１８から水が供給される。
【００２９】
水処理ユニット１７から排出される脱塩水は、管路１９を通過してタンク２０に入る。この脱塩水は、処理水を供給する後続する手段２２が、処理水をタンク２０から引き込み、処理水を加圧する手段１３に移動させることによって、一定の水位に保たれる。
【００３０】
本発明のこのような第１の実施形態では、処理水の供給手段２２は、加圧処理水を水加圧手段１３に供給するように適合される供給ポンプ２１から構成される。
【００３１】
このような水処理手段１１は、処理ユニット１７とタンク２０との間の第１の栓２３、および供給ポンプ２１の出口にある第２の栓２４を備える。
【００３２】
処理水を加圧する手段１３は、同じ管上に連続して、減圧装置２５、タンク２６、およびろ過装置２７を備える。ろ過装置２７の後、水は混合および噴出装置１４に到達する。
【００３３】
減圧装置２５とタンク２６との間の第１の栓２８、および減圧装置２５の出口に第２の栓２９と、２つの栓がある。
【００３４】
したがって、このような加圧手段１３の出口には、脱塩され、たとえば５バールの所定の圧力の処理水が存在する。
【００３５】
圧縮空気発生手段１２は、たとえばプレスなどの圧縮空気システム３０を備える。圧縮空気システム３０は、通常、冷却システム１０が関連する金型器具にすでに取り付けられており、そのため従来の種類である。圧縮空気発生手段１２はまた、減圧装置３２を有する圧縮空気システム３０の１つの分岐３１、および上流の電磁弁３３を備える。
【００３６】
圧縮空気発生手段１２の出口には、所定の圧力値、たとえば４バールの圧縮空気がある。
【００３７】
好都合には、水加圧手段１３から排出される処理水の圧力値は、圧縮空気発生手段１２から排出される空気の圧力よりも１バール高い。
【００３８】
従来の冷却システムでは、空気と水の混合は、空気および水を同じ操作圧力に保ちながら行なわれる。
【００３９】
ただし、通常は、送気管および給水管は互いにかなり異なる。それぞれの長さは異なり、曲線や様々な温度の区域がある。これらの差異によって、２つの回路において、異なる圧力の降下が測定される。その結果として、同じ作動圧が水および空気の両方に用いられる場合、水流が優位を占めることもあれば、気流が優位を占めることもあるため、混合は一定でもなく再現可能でもない。このため、金型器具の回路で得られる冷却は一貫性がなく、したがって、満足のいくものではない。
【００４０】
多数の実験室試験および同様に多数の実地試験において、実際に、給水管３９の圧力が常に、送気管４０の圧力よりも少なくとも１バール高い場合、水は常に、金型器具１５の冷却回路１６に到達することが分かっている。
【００４１】
混合および噴出装置１４は、水回路、つまり、水加圧手段１３に接続する管の開口を作動させる空気圧弁３４を備える。空気圧弁３４は、圧縮空気発生手段１２の電磁弁３３と空気減圧装置３２との間を空気が通過することによって作動される。
【００４２】
加圧下の処理水は、空気圧弁３４の下流にある校正されたノズル３５を通じて通過させられる。
【００４３】
このような校正されたノズル３５は、図６に明確に示すように、たとえば直径３８が０．３ミリメートルである校正された排出穴３７を有する。この直径３８は、送気管の圧力４バールに対して、５バールの加圧下で、およそ毎分１１０ミリリットルの水量を排出すると計算される。これは、現在既知であるほとんどの鋳造金型器具にすでに取り付けられている冷却回路に最適であると算出される所定の流速である。
【００４４】
給水管の作動圧の値および校正されたノズル３５の直径３８の大きさに遊びを持たせることによって、水の流速を修正し、使用する金型器具１５に応じて、最適な値を得ることが可能である。
【００４５】
水加圧手段１３から生じる加圧下の処理水および圧縮空気発生手段１２から排出される加圧下の空気の両方とも、三方連結器３６を通過し、その内部で混合される。
【００４６】
一定であり続けるのは、送気管より給水管の作動圧の方が１バール高いという圧力差である。
【００４７】
本発明によるシステムが金型器具１５に適用されるとき、金型器具１５の冷却回路１６はすでに組み込まれており、空気と協働する種類である。ノズル３５の穴３７の直径３８は０．３ミリメートル未満でなければならない。
【００４８】
このような三方連結器３６は従来の種類のものであり、市場で入手可能である。
【００４９】
このような三方連結器３６では、加圧下の空気および加圧下の水は混合され、噴霧水または加圧下の加湿空気の形状で、本発明による冷却システム１０が適用される金型器具１５の冷却回路１６に向けて噴出される。
【００５０】
図５は符号１１１で示す水処理手段、および水処理手段に接続する水加圧手段１１３の第２の実施形態を示す。
【００５１】
このような第２の実施形態では、水処理手段１１１は脱塩水の容器１５０のみを備える。したがって、水処理手段１１１が用いられるのは、本発明によるシステムが適用される金型器具が、前述の本発明による冷却システム１０の第１の実施形態に前述の水処理手段１１を備えていない場合のみである。水処理手段１１は通常は、すでに金型器具上に備えられている。
【００５２】
水加圧手段１１３は、加圧タンク１２６を備える。加圧タンク１２６は水位表示器１５１、および加圧タンク１２６の出口点にろ過装置１２７を備える。
【００５３】
第１の栓１２８は加圧タンク１２６の上流に配置され、第２の栓はろ過装置１２７の下流に配置される。
【００５４】
本発明のこのような第２の実施形態では、処理水の供給手段１２２は、たとえばすでに操作可能であり、金型器具１５に用いられる圧縮空気管などの空気ポンプ装置１５２と、それに続く空気減圧装置１５３によって構成される。空気減圧装置１５３は空気を加圧タンク１２６内部に押し出すように適合される。それによって、加圧タンク１２６から排出される脱塩水は混合および噴出装置１４に最適な所定の圧力で供給される。
【００５５】
本発明はまた、前述のように、空気と処理水を混合し、加圧下で金型器具１５の冷却回路１６に向けて噴霧水を制御して噴出する装置１４に関する。
【００５６】
このような装置１４は、
−校正された排出穴３７を有する校正されたノズル３５であって、校正された排出穴３７の直径３８は、所定の作動圧の加圧下で、規定の水の流速をもたらす校正されたノズル３５、
−校正されたノズル３５から排出される加圧下の水および圧縮空気発生手段１２から排出される圧縮空気が流入する三方連結器３６、
を備えることを特徴とする。
【００５７】
装置１４は、水加圧手段１３に接続する給水管の開口を作動させる空気圧弁３４を備える。空気圧弁３４は空気が圧縮空気発生手段１２の電磁弁３３と空気減圧装置３２の間を通過することによって作動される。
【００５８】
実際に、本発明が意図する目的および目標を完全に実現することが分かっている。
【００５９】
特に、本発明により、空気システムの利点と水回路の効率性を兼ね備えた冷却システムが提供される。
【００６０】
実際に、本発明によるこのような冷却システムは、前述のように都合よく混合される水加圧手段および圧縮空気発生手段によって、水の含有率が低い加湿空気を、毎分およそ１１０ミリリットルで噴出することが可能となる。これは、水加圧手段および圧縮空気発生手段が適用される金型器具を、正確かつ再現可能に安定して冷却するためには十分である。
【００６１】
このようにして、安定した正確な割合で水を用いることによって、金型の冷却温度を正確かつ安定して制御することが確定し、その結果として製品の廃棄数が減少する。
【００６２】
本発明の別の重要な目的は、既存の金型器具にも取り付けることができる冷却システムを提供することである。これが実現するのは、圧縮空気を供給するために適用される金型器具の圧縮空気システムに接続することができるため、また、生成された加湿空気を、すでに金型器具に取り付けられている冷却回路に噴出することができるためである。
【００６３】
特に、本発明によると、送気管で４バールの圧力を利用可能な冷却システムが提供される。送気管の４バールの圧力は、圧縮空気冷却回路を備える金型器具上にすでに装備されている標準圧縮空気回路で用いられる７〜９バールの圧力よりも低い。実際には、圧縮空気だけでは、加湿空気よりもはるかに少ない熱しか除去せず、加湿空気または噴霧水を用いる結果として、はるかに低い作動圧を採用することが可能となる。その結果として、圧縮機のエネルギ消費が減る。
【００６４】
さらに、本発明によると、加湿空気のおかげで冷却時間を短縮可能な冷却システムが提供される。その結果として、成形サイクル時間が短縮され、金型器具の生産性という観点から歩留まりが改善する。
【００６５】
さらに、本発明による冷却システムを複数の冷却回路に平行して用いることができる。
【００６６】
さらに、本発明によると、冷却回路を加湿空気が通過することによって、急激な熱の上昇が生じにくいため、関連する金型において熱衝撃を生じない冷却システム、また過剰な圧力の問題によって起こる漏れに影響されない冷却システムが提供される。
【００６７】
さらに、本発明によると、低い空気圧を用いるため、従来のシステムより静かな冷却システムが提供される。
【００６８】
本発明によると、混合空気と処理水を混合し、噴出するための装置も提供され、それによって本発明によるシステムの操作を最適化する。
【００６９】
さらに、本発明によると、金型器具、特に鋳造型の冷却システムが提供される。また、空気と処理水を混合し、加圧下で金型器具の冷却回路に向けて噴霧水を制御して噴出する装置が提供される。どちらも従来の技術で提供可能である。
【００７０】
このように考案された本発明は、多数の修正および変形が可能であり、そのすべてが添付請求項の範囲内である。さらに、すべての詳細は別の技術的に同等な要素と置換可能である。
【００７１】
実際に、特定の使用に対応できる限り、使用する素材、および条件とする寸法および形状は、要件および最新技術にしたがって任意のものであってもよい。
【００７２】
優先権が本出願で請求されるイタリア国特許出願番号第ＰＤ２０１２Ａ０００４０２号の内容は、本出願に援用される。
【００７３】
任意の請求項の技術的な特徴に符号が続く場合は、これらの符号は請求項を理解しやすくすることを目的とするのみであり、したがって、これらの符号は、一例として特定される各要素の解釈を限定する効果を持つものではない。
【図１】
0006331039.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006331039.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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