(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
摂氏１００度を超える熱媒体を、媒体タンク、成型金型を含む循環サイクルを循環させて成型金型の温度調節を行うとともに、媒体タンクに冷却水を供給して熱媒体に対する熱交換を行う金型温度調節機において、
前記熱媒体に対する熱交換を経た冷却水を流通させる内管と、熱交換前の冷却水を流通させる外管とを具備し、前記両冷却水の熱交換により前記熱媒体に対する熱交換を経た冷却水を摂氏１００度以下に冷却する二重管式サイレンサーを設けたことを特徴とする金型温度調節機。
【請求項２】
摂氏１００度を超える熱媒体を、媒体タンク、成型金型を含む循環サイクルを循環させて成型金型の温度調節を行うとともに、媒体タンクに冷却水を供給して熱媒体に対する熱交換を行う金型温度調節機において、
前記熱媒体に対する熱交換を経た冷却水を流通させる内管と、熱交換前の冷却水を流通させる外管とを具備し、内管、外管の二重部分の長さを少なくとも２００ｍｍ以上に設定して、前記両冷却水の熱交換により前記熱媒体に対する熱交換を経た冷却水を摂氏１００度以下に冷却する二重管式サイレンサーを設けたことを特徴とする金型温度調節機。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック等の成形金型を熱媒体を使用して加熱する金型温度調節機の改良に関するものである。
【従来の技術】
従来における金型温度調節機の概略を図４に示す配管系統図をもって説明する。
即ち、従来の成形金型の加熱は、間接加熱方法で精密に温度制御した熱媒体を成型金型２に加工された熱媒体通過孔を通過させることにより所定温度まで加熱するものでる。
加熱温度は高温で摂氏１００度を超えるものもある。
加熱温度が摂氏１００度を超える場合、熱媒体としては鉱物油系又は合成油系の熱媒体を使用し、摂氏１００度以上であっても大気圧で沸騰しないよう考慮している。
熱媒体の温度調節手段は、電熱ヒータ９と熱媒体を冷却する冷却コイル１０があり、これらを収容する媒体タンク１及び熱媒体を成形金型に送る熱媒体ポンプ３並びに熱媒体の温度を精密に調節する温度制御器４により構成されている。
一方、成形金型には熱媒体の出入口が設けられており、媒体タンク１で精密に温度調整された熱媒体は、媒体ンプにより成形金型に送られ、成形金型の熱媒体通路を通過して成型金型２を加熱した後、媒体タンク１に戻る循環サイクルを形成している。
具体的には、従来の金型温度調節機は、図４に示すように、熱媒体を加熱する電熱ヒータ９と、冷却水入口から冷却水制御弁５を経て冷却水が供給され熱媒体を冷却する冷却コイル１０と、これらを収容する媒体タンク１と、熱媒体を媒体配管系の入口弁７を経て成形金型内を通過させ、出口弁８から媒体タンク１へ戻す熱媒体ポンプ３と、熱媒体の温度を精密に調整する温度制御器４と、熱媒体の温度上昇による膨張量を吸収する膨張タンク６とにより構成している。
熱媒体の温度は、摂氏１００乃至３００度であり、温度制御器４により調節している。
温度制御器４による熱媒体の温度の調節は、まず、熱媒体温度が設定温度以下では温度制御器４の制御により電熱ヒータ９がオンして媒体タンク１内の熱媒体を設定温度まで加熱する。
また、熱媒体の温度が設定温度以上になると、温度制御器４により冷却水制御弁５を開き、媒体タンク１内の冷却コイル１０に冷却水を供給して熱媒体を冷却する。
このように、熱媒体の温度の調整は、電熱ヒータ９による加熱と冷却コイル１０による冷却の繰り返しにより精密に実行するものである。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の金型温度調節機において、例えば熱媒体の温度が摂氏１００乃至３００度の範囲内で稼働している状態において、媒体タンク１内の冷却コイル１０に冷却水を供給すると、冷却コイル１０内及び冷却水の配管系で沸騰しながら冷却水出口へと排出される。
冷却コイル１０内及び冷却水の配管系で沸騰が発生すると、スチームハンマーによる衝撃と振動が生じ冷却コイル１０、配管系を破損してしまう。
また、同時に騒音が発生し、金型温度調節機周辺の作業環境を著しく悪くするという問題もある。
ここで、スチームハンマー（蒸気ハンマー）について概説する。
水は大気圧では摂氏１００度で沸騰する。沸騰したとき水蒸気が発生し、摂氏１００度の熱水と水蒸気が混合した状態となる。そして、管内を流れる時水蒸気が集合と離散を繰り返しながら水蒸気が大きな塊になる。この状態で外部から冷却されたとき水蒸気が凝縮しそこに空洞部ができる。
空洞部ができると周辺の熱水が空洞部に向かって流れ、熱水の衝突が発生し大きな衝撃と振動及び騒音が起こる。これをスチームハンマー（蒸気ハンマー）という。
また、熱水と水蒸気が混合した状態で冷水の中に解放すると、同様に水蒸気が凝縮し空洞部ができる。空洞部ができると周辺の熱水が空洞部に向かって流れ熱水の衝突が発生し大きな衝撃と騒音が起こる。
そこで、本発明は、スチームハンマーの発生を無くし衝撃や振動を防止して冷却コイル、配管系の破損を防ぎ、また、騒音発生の問題もない金型温度調節機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】
請求項１記載の発明は、摂氏１００度を超える熱媒体を、媒体タンク、成型金型を含む循環サイクルを循環させて成型金型の温度調節を行うとともに媒体タンクに冷却水を供給して熱媒体に対する熱交換を行う金型温度調節機において、前記熱媒体に対する熱交換を経た冷却水を流通させる内管と、熱交換前の冷却水を流通させる外管とを具備し、前記両冷却水の熱交換により前記熱媒体に対する熱交換を経た冷却水を摂氏１００度以下に冷却する二重管式サイレンサーを設けたことを特徴とするものである。
この発明によれば、二重管式サイレンサーにおける内管に熱媒体に対する熱交換を経た冷却水を流通させ、外管に熱交換前の冷却水を流通させて、前記両冷却水の熱交換により前記熱媒体に対する熱交換を経た冷却水を摂氏１００度以下に冷却するものであるから、スチームハンマーの発生を無くし、衝撃や振動を防止して冷却コイル、配管系等の破損を防ぐことができ、また、騒音の発生も防止して作業環境の改善を図れる。
請求項２記載の発明は、摂氏１００度を超える熱媒体を、媒体タンク、成型金型を含む循環サイクルを循環させて成型金型の温度調節を行うとともに媒体タンクに冷却水を供給して熱媒体に対する熱交換を行う金型温度調節機において、前記熱媒体に対する熱交換を経た冷却水を流通させる内管と、熱交換前の冷却水を流通させる外管とを具備し、内管、外管の二重部分の長さを少なくとも２００ｍｍ以上に設定して、前記両冷却水の熱交換により前記熱媒体に対する熱交換を経た冷却水を摂氏１００度以下に冷却する二重管式サイレンサーを設けたことを特徴とするものである。
この発明によれば、請求項１記載の発明と同様な作用を発揮するとともに、内管、外管の二重部分の長さを少なくとも２００ｍｍ以上に設定しているので、より確実に熱交換を経た冷却水を摂氏１００度以下に冷却することができる。
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
本実施の形態に係る金型温度調節機は、図１に示すように、前記従来例の場合と同様に、熱媒体を加熱する電熱ヒータ９と、冷却水入口から冷却水制御弁５を経て冷却水が供給され熱媒体を冷却する冷却コイル１０と、電熱ヒータ９、冷却コイル１０を収容する媒体タンク１と、媒体タンク１内の熱媒体を媒体配管系の入口弁７を経て成形金型２内を通過させ、出口弁８から媒体タンク１へ戻す循環サイクルを形成する熱媒体ポンプ３と、前記電熱ヒータ９、冷却水制御弁５を制御し、熱媒体の温度を精密に調整する温度制御器４と、媒体タンク１に接続され熱媒体の温度上昇による膨張量を吸収する膨張タンク６と、冷却水出口側の冷却水配管系に設けた二重管式サイレンサー２０とを有している。
二重管式サイレンサー２０は、内管２１、外管２２からなる二重管構造であり、内管２１には媒体タンク１内の冷却コイル１０による熱交換が行われた冷却水（Ａ水）が流通し、外管２２には冷却水（Ｂ水）が直接流通するようになっている。
この二重管式サイレンサー２０の出口側は、Ａ水とＢ水とが混合するように内管２１の長さを外管２２の途中までとした構造となっている。
二重管式サイレンサー２０の寸法関係について図２を参照して説明する。
内管２１、外管２２からなる二重管部分の長さＬは、Ａ水を摂氏１００度以下まで冷却する寸法、少なくとも２００ｍｍ以上必要であり、寸法が短すぎるとＡ水は摂氏１００度以下には低下せず、出口でＡ水とＢ水が急激に混合してスチームハンマ等の衝撃が発生する。また、長さＬが長すぎすると金型温度調節機の大型化やコスト増を招くことになるため８００ｍｍ程度までが好適である。
本実施の形態の二重管式サイレンサー２０における内管２１のＡ水入口の直径ｄ1、Ｂ水入口の直径ｄ2、長さＬからなる各部の最適で特に有効な寸法例を図３に示す。
次に、本実施の形態の金型温度調節機の作用を説明する。
この金型温度調節機において、熱媒体の設定温度は、通常、摂氏１００乃至３００度程度であり、この熱媒体の温度調節は、設定温度以下の場合、温度制御器４の制御で電熱ヒータ９がオンし設定温度まで熱媒体を加熱する。
また、熱媒体が設定温度以上になった場合、温度制御器４の制御で冷却水制御弁５を開き、冷却コイル１０に冷却水を供給して熱媒体を冷却する。
二重管式サイレンサー２０の内管２１には、媒体タンク１内の冷却コイル１０において摂氏１００乃至３００度程度の熱媒体との熱交換が行われた冷却水（Ａ水）が流れる。
また、二重管式サイレンサー２０の外管２２には、冷却水（Ｂ水）が直接流れる。
そして、二重管式サイレンサー２０内で、Ａ水とＢ水との熱交換が行われ、Ａ水は１００℃以下に冷却される。
これにより、Ａ水の沸騰が防止され、従来例のようなスチームハンマーの発生による衝撃や振動が生じることはなく、また、騒音の発生も無くなる。
即ち、冷却コイル１０内で熱交換により高温となったＡ水の沸騰による気泡が大きく成長する前に、二重管式サイレンサー２０内に可及的速やかにＡ水を導き、Ｂ水によって冷却することにより、スチームハンマ等の発生を抑え又は小さくし、振動や衝撃を無くし、更に、騒音防止をも図るものである。
【発明の効果】
本発明によれば、熱媒体との熱交換により高温となった冷却水の水蒸気が集合と離散を繰り返し水蒸気が大きな魂になる前に、二重管式サイレンサーの熱交換作用により温度を低下させて沸騰を無くすことができ、スチームハンマの発生を抑え振動や衝撃の発生を防止し、更に騒音の発生を防止して作業環境の改善を図ることができる金型温度調節機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の金型温度調節機の配管系統図である。
【図２】本発明の実施の形態の金型温度調節機の二重管式サイレンサー及び各部の寸法関係を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態の二重管式サイレンサー各部の寸法例を示す図である。
【図４】従来の金型温度調節機の配管系統図である。
【符号の説明】
１  媒体タンク
２  成型金型
３  媒体ポンプ
４  温度制御器
５  冷却水制御弁
６  膨張タンク
７  入口弁
８  出口弁
９  電熱ヒータ
１０  冷却コイル
２０  二重管式サイレンサー
２１  内管
２２  外管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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