(57)【要約】【課題】冷却用ノズルの笛吹き音の低減又は消音を図り、冷却効率の低下を無くし、作業環境の悪化を抑制する。【解決手段】冷却用気体を外部に向けて噴出させる極小の間隔寸法を有する線状のスリットからなる噴出口４ｄが形成された冷却用ノズル本体４ｃにおいて、その内部に導かれた冷却用気体を噴出口４ｄに向けて案内する案内通路４ｇが接続されている構造とする。【選択図】図３
2013116600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却用気体を外部に向けて噴出させる線状のスリットからなる噴出口が形成された冷却用ノズルにおいて、
前記ノズルの内部に導かれた冷却用気体を前記噴出口に向けて案内する案内通路が、前記噴出口に接続されていることを特徴とする、冷却用ノズル。
【請求項２】
案内通路中を冷却用気体が案内される方向（以下、経路方向という）と直交する、前記案内通路の横断面形状が、経路方向に沿って実質的に同一で、かつ、前記スリットの形状と実質的に同一形状になっていることを特徴とする、請求項1記載の冷却用ノズル。
【請求項３】
前記噴出口のスリットの間隔に相当する寸法をＡとし、前記案内通路の経路長をＢとした場合に、Ｂ／Ａ＝３〜８であることを特徴とする、請求項２に記載の冷却用ノズル。
【請求項４】
前記案内通路の入り口に、冷却用気体を案内するフランジ部が形成されていることを特徴とする、請求項1〜３のいずれかに記載の冷却用ノズル。
【請求項５】
溶融物を幅広に吐き出す口金と、当該口金から吐き出された溶融物を急冷してシート体に固化させる冷却ロールと、当該冷却ロールの周方向に沿って配置され、当該シート体に向けて冷却用気体を吹き付ける冷却用ノズルとを備えた、シート体の製造装置において、
請求項１〜４のいずれかに記載の冷却用ノズルを、その噴出口である線状のスリットが固化させられたシート体の幅方向に沿うように、配置したことを特徴とするシート体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を有する物質を冷却するために、冷却用気体を外部に向けて噴出させる冷却用ノズル、及び該冷却用ノズルを備えたシート体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体を噴出させるノズルを備えた装置としては、下記特許文献１及び特許文献２に示すようなものがある。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、フィルムの乾燥装置に使用される送風ノズルであって、チャンバー１２内に乾燥用気体を導き、チャンバー１２に形成されたノズル１０（噴出口）から乾燥用気体を噴出させるものである。
【０００４】
特許文献２に記載のものは、洗車機の水切り用の送風ノズルであって、チャンバー５内に水切り用気体を導き、チャンバー５に形成されたノズル５ａ（噴出口）から水切り用気体を噴出させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６―２７６２９号公報
【特許文献２】特開２００８−８０３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献に示されたノズルを冷却用ノズルとして用いようとすると、噴出口から噴出される気体の流れによって笛吹き音が生じ、騒音として作業環境の悪化を招くので、可能な限り笛吹き音を低減しなければならない。
【０００７】
さらに、笛吹き音低減又は消音のための構造を冷却用ノズルの噴出口に設ける場合において、消音構造を噴出口の外側に設けると、冷却物と噴出口との距離が遠くなり、冷却用気体の流速が低下して冷却効率を高めることができない。このように冷却効率が低下することは、幅広に吐き出された溶融物を可能な限り急速に冷却すべく冷却用ノズルを設ける場合には、特に解決が求められる重要事項である。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、笛吹き音の低減又は消音を図ることができ、冷却効率の低下が生じない冷却ノズル及びこの冷却ノズルを使用して吐き出された溶融物を冷却するシート体の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、以下のような手段を採用した。
（１）本発明の冷却用ノズルは、冷却用気体を外部に向けて噴出させる線状のスリットからなる噴出口が形成された冷却用ノズルにおいて、前記ノズルの内部に導かれた冷却用気体を、前記噴出口に向けて案内する案内通路が接続されていることを特徴とする。
（２）本発明の冷却用ノズルは、（１）に記載の冷却用ノズルであって、案内通路中の冷却用気体が案内される方向（以下、経路方向という）と直交する、前記案内通路の横断面形状が、経路方向に沿って実質的に同一で、かつ、前記噴出口としてのスリットの形状と実質的に同一形状になっていることを特徴とする。
（３）本発明の冷却用ノズルは、（２）に記載の冷却用ノズルであって、前記噴出口のスリットの間隔寸法に相当する寸法をＡとし、案内通路の経路長をＢとした場合に、Ｂ／Ａ＝３〜８であることを特徴とする。
（４）本発明の冷却用ノズルは、（１）〜（３）のいずれかに記載の冷却用ノズルであって、前記案内通路の入り口に、冷却用気体を案内するフランジ部が形成されていることを特徴とする。
（５）本発明のシート体の製造装置は、溶融物を幅広に吐き出す口金と、当該口金から吐き出された溶融物を急冷してシート体に固化させる冷却ロールと、当該冷却ロールの周方向に沿って配置され、当該シート体に向けて冷却用気体を吹き付ける冷却用ノズルとを備えたシート体の製造装置において、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の冷却用ノズルを、その噴出口である線状のスリットが固化させられたシート体の幅方向に沿うように、配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の冷却用ノズル又はこれを用いたシート体の製造装置によれば、以下のような効果を奏する。
（１）冷却用ノズルの内部に導かれた冷却用気体を噴出口に向けて案内する案内通路が、噴出口に接続されているので、冷却用気体が案内通路に案内されて噴出口から噴出され、笛吹き音が低減又は消音させられる。しかも、案内通路は冷却用ノズル内に設けられて外部に突出することはないので、噴出口を冷却物に可能な限り接近させることができ、距離が過剰に離れた場合における気体流速の低下に基づく冷却効率の低下が生ずることがない。
（２）経路方向と直交する、案内通路の横断面形状が、経路方向に沿って実質的に同一で、かつ、前記スリットの形状と実質的に同一形状になっているので、冷却用気体は円滑に案内通路内を流通させられ、気体流の乱れが生ずることが低減され、高い笛吹き音低減又は消音効果を発揮させることができる。
（３）前記噴出口のスリットの間隔に相当する寸法をＡとし、案内通路の経路長をＢとした場合に、Ｂ／Ａ＝３〜８であることを特徴とするので、高い笛吹き音低減又は消音効果を発揮させることができる。この値が最適である理由は定かではないが、発明者らは、鋭意検討した結果、この結論を得ることとなった。おそらくは、案内通路に入る冷却用気体が作る渦が、冷却用気体の噴出口近くであるか否かに影響されると考えられる。
【００１１】
Ｂ／Ａが３（実施例１）では、冷却用気体の速度に依存して、笛吹き音の有無があるが、Ｂ／Ａが６（実施例２）では、気体の速度に依存することなく、笛吹き音は無くなる。これは、Ｂ／Ａが６付近では、気体の速度によって生じる気体の渦の影響が、噴出口より遠いため、音として聞き取られることがないが、Ｂ／Ａが３の場合は、案内通路付近に生じる渦の影響が、外部にもれて、音として聞き取られるためと考えられる。流速が２５ｍ／ｓを超えたところで、笛吹き音が消失するのは、気体の速度が速くて、渦が作成されなかったためと考えられる。
（４）案内通路の入り口に、冷却用気体を案内するフランジ部が形成されているものでは、フランジ部による整流効果が期待でき、笛吹き音低減又は消音効果をより高めることができる場合がある。
（５）冷却ロールの周方向に沿って配置され、冷却ロールにより固化させられたシート体に向けて冷却用気体を吹き付ける冷却用ノズルとを備えたシート体の製造装置において、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の冷却用ノズルを、その噴出口である線状のスリットが固化させられたシート体の幅方向に沿うように、配置したので、笛吹き音低減又は消音を可能な限り達成することができ、シート体の製造現場の作業環境や労働環境が悪化することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の一形態に係る冷却用ノズルが使用されたシート体の製造装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１のシート体の製造装置に使用されている冷却用ノズル近傍の拡大を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る冷却用ノズルの構造を示す図である。
【図４】実施例１の冷却用ノズルの形状を示すものである。
【図５】実施例２の冷却用ノズルの形状を示すものである。
【図６】従来技術（比較例）の冷却用ノズルの形状を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の一形態に係る冷却用ノズル及びこれを用いたシート体の製造装置について説明する。
【００１４】
図１に、本実施の一形態に係る冷却用ノズルを用いたシート体の製造装置を示す。
【００１５】
すなわち、押出機１により熱可塑性樹脂が溶融され、溶融した熱可塑性樹脂は導管２から口金３に導かれ、口金３の先端に設けられ幅広のスリット３ａから吐き出され、チルロール４（冷却ロール）により急冷されてシート体に固化させられる。チルロール４の周方向に沿って複数の本実施の形態の冷却用ノズル４ａが配置され、口金３から吐き出され固化されたシート体に向けて冷却用気体（ここでは、空気）が吹きつけられる。
【００１６】
そして、固化したシート体を縦延伸装置５及び横延伸装置６を通過させることにより、製品としてのシート体Ｓに成形させられる。製品としてのシート体Ｓはシート体厚み測定手段７を通過させられてシート体の幅方向（横方向）の厚みが測定された後に、ロール状に巻き取られる。シート体厚み測定手段７による測定結果は、制御装置８に送られてシート体Ｓの厚みが所望範囲となるように口金３のスリット間隔が制御される。
【００１７】
図２に、チルロール４の近傍の詳細図を示す。すなわち、チルロール４は軸受（図示せず）により回転自在に支持され、駆動装置（図示せず）により回転駆動可能となっている。チルロール４の図中左側には、冷却用ノズル４ａを保持するフレームＦが設けられており、当該フレームＦには、チルロール４の軸線方向に延びる扁平形状を呈した複数個(図中では１０個)の冷却用ノズル４aが、チルロール４の周方向に沿って配置され、ボルトなどの締結手段（図示せず）により固定されている。フレームＦの内部には、冷却用気体である空気を供給する供給通路（図示せず）が配置され、この供給通路は前記冷却用ノズル４ａに接続され、冷却用ノズル４ａ内に冷却用の空気が導かれる。
【００１８】
図３に、１個の冷却用ノズル４ａの主要部の断面図を示す。冷却用ノズル４ａは、冷却用気体が導かれる有底の扁平筒状のノズル本体４ｃと、ノズル本体４ｃにその扁平方向に沿って開口する極小の間隔寸法を有する線状のスリットからなるノズル本体４ｃ内に導かれた冷却用気体を外部に噴出させる噴出口４ｄとを備えている。
【００１９】
噴出口４ｄの内縁には、ノズル本体４ｃ内に導かれた冷却用気体をノズル本体４ｃ内で噴出口４ｄに向けて案内する案内通路４ｇが一体的に接続されていることが好ましい。また、案内通路４ｇの、経路方向と直交する横断面形状が、経路方向に沿って実質的に同一で、かつ、噴出口４ｄのスリットの形状と実質的に同一になっていることが好ましい。さらに、案内通路４ｇの入り口には、案内通路４に剛性を持たせるフランジ部４ｆが一体的に形成されていることが好ましい。このフランジ部４ｆは、冷却用気体を案内通路４ｇ内に整流して案内する機能をも有している。なお、フランジ部４ｆを設けないものであってもよい。
【００２０】
本発明のシート体の製造装置は、溶融物を幅広に吐き出す口金と、当該口金から吐き出された溶融物を急冷してシート体に固化させる冷却ロールと、当該冷却ロールの周方向に沿って配置され、当該シート体に向けて冷却用気体を吹き付ける冷却用ノズルとを備えたシート体の製造装置において、前述の本発明の冷却用ノズルを、その噴出口である線状のスリットが固化させられたシート体の幅方向に沿うように、配置したことを特徴とする。そしてシート体の製造装置には、冷却用ノズルを１つのみ設けても複数設けても構わない。また、該冷却用ノズル中における本発明の冷却用ノズルの数は特に限定されず、全ての冷却用ノズルを本発明の冷却用ノズルとしてもいいし、冷却用ノズル中の一部だけを本発明の冷却用ノズルとしてもいいし、いずれでも構わない。
【実施例】
【００２１】
本発明の冷却ノズル４ａの笛吹き音の低減又は消音効果を検証するために、図４〜図６の（ａ）〜（ｃ）に示すような形状の冷却用ノズル４ｃ、１４ｃを製作して、図１又は図２に示すシート体の製造装置に取り付けて溶融物に冷却用気体を吹き付けて笛吹き音の観測を行った。
【００２２】
図４（ａ）に示す冷却用ノズル４ａは、実施例１として、噴出口４ｄに案内通路４ｇを連接したもので、図中Ａ寸法（経路方向と直交する、案内通路の横断面形状における、噴出口４ｄのスリットの間隙（ロール周方向に沿った間隔）に相当する寸法。以下同様）を２ｍｍ、案内通路の経路長であるＢ寸法（案内通路４ｇの入り口から基端部までの経路長（つまり、案内通路４ｇの入り口から噴出口までの経路長）。以下同様）を６ｍｍとしたものである。図５（ｂ）に示す冷却用ノズル４ａは、実施例２として、噴出口４ｄに案内通路４ｇを連接したもので、図中Ａ寸法を２ｍｍ、Ｂ寸法を１２ｍｍとしたものである。図６（ｃ）に示す冷却用ノズル１４ａは、比較例として、実施例１や実施例２とは異なり、Ｃ寸法（噴出口  １４ｄであるスリットの、ロール周方向に沿った間隔寸法）に相当するＣ寸法（噴出口４ｄであるスリットの間隙寸法。）が２ｍｍであって、噴出口１４ｄだけが形成されて、案内通路を一切設けられていないものである。
【００２３】
表１に、上記実施例１、実施例２及び比較例の冷却用ノズル４ａ、１４ａを用いた場合の笛吹き音の程度について、観測者の観察結果を示す。判定は耳障りな笛吹き音が観察されないか若しくは非常に音圧レベルが低い場合は○（良好）、耳障りな笛吹き音が多少観察された場合は△（可）、耳障りな大きな笛吹き音が観察された場合は×（不良）とした。
【００２４】
【表１】
2013116600.tif 000003
【００２５】
表１によれば、比較例では冷却用気体の流速が１０ｍ／ｓ、１５ｍ／ｓの場合を除き不可と判定された。実施例１では１０ｍ／ｓ、１５ｍ／ｓ、２０ｍ／ｓ、２５ｍ／ｓでは可と判定され、３０ｍ／ｓ、３５ｍ／ｓでは良好と判定された。実施例２では、１０ｍ／ｓ〜３５ｍ／ｓのいずれでも良好と判定された。
【００２６】
比較例では噴出口１４ｄから噴出する気体流に渦などの流れの乱れが生じたため、笛吹き音が発生したものと考えられる。実施例１及び実施例２では、案内通路４ｇが設けられているので、冷却用気体が整流されて渦などの乱れが低減された結果と考えられる。実施例２は実施例１よりも案内通路４ｇの長さＢが長いのでより効果的な整流効果が得られたものと推定される。
【符号の説明】
【００２７】
３    口金
３ａ  スリット
４    チルロール（冷却ロール）
４ａ  冷却用ノズル
４ｃ  ノズル本体
４ｄ  噴出口
４ｆ  フランジ部
４ｇ  案内通路
Ａ    案内通路４ｇの経路方向と直交する横断面形状における噴出口４ｄであるスリットのロール周方向の間隙寸法に相当する寸法
Ｂ    案内通路４ｇの噴出口から基端部までの経路長
Ｃ    噴出口１４ｄであるスリットの間隔寸法
【図１】
2013116600.tif 000004
【図２】
2013116600.tif 000005
【図３】
2013116600.tif 000006
【図４】
2013116600.tif 000007
【図５】
2013116600.tif 000008
【図６】
2013116600.tif 000009