JPH0514833Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、プラスチツク材料等の押出し加工
を行う押出機の材料溶融シリンダに使用するヒー
タ装置に係り、特に温度制御可能な水冷パイプ付
シーズ線鋳込みヒータの改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に、押出機においては、スクリユを挿通配
置した加熱シリンダ内にプラスチツク材料等を投
入し、これをスクリユによつて前方へ移送しなが
らシリンダ外部からの加熱と、スクリユの剪断作
用により生じる内部発熱とにより、材料の溶融を
行つている。この場合、加熱シリンダ内の溶融材
料の温度分布を均一に保持して適正な押出し加工
を行うには、加熱シリンダを外周から冷却して精
密な温度制御を行うことが必要となる。このた
め、加熱シリンダの発熱量は、気体や液体（特に
水）により強制的に冷却する必要がある。

このような観点から、従来この種の押出機にお
いては、第４図および第５図に示すように構成し
た水冷パイプ付シーズ線鋳込みヒータが加熱シリ
ンダの加熱装置として採用されている。すなわ
ち、このヒータ１０は、電熱用シーズ線２０と水
冷パイプ３０とを図示のように配置し、これを加
熱シリンダ４０の外周を囲繞するようそれぞれ対
称的な２分割構成のヒータ側板１２，１４として
所要の金属材料で鋳込み成形したものである。こ
の場合、鋳込み用金属材料としては、通常アルミ
ニウムが使用されるが、使用温度が350℃を超え
るものでは真ちゅうや鉄が使用される。このよう
に構成されたヒータ側板１２，１４は、加熱シリ
ンダ４０の所要外周部に対しそれぞれ両側から挾
持させ、適宜締付けボルト１６で結合固定する。
なお、一方のヒータ側板１２の中央部には、加熱
シリンダ４０の内壁部に達するように熱電対等の
温度センサ１８を設ける。しかるに、前記ヒータ
側板１２，１４に設けられるシーズ線２０の各接
続端子２２，２４は、適宜制御可能な電源に接続
すると共に、水冷パイプ３０の給水口３２と排水
口３４も制御可能な給水系および排水系に接続す
る。

このように構成したヒータを使用して加熱シリ
ンダの温度制御を行うに際しては、温度制御系に
設けたPID調節計から押出機の加熱シリンダへ作
用させる冷却のための操作出力方法として、時間
比率の手法が採用されている。この手法は、指定
されたある一定の冷却制御周期に従つて、冷却水
量を電磁弁のON、OFF時間によつて操作する方
法である。例えば、水冷パイプ付シーズ線アルミ
ニウム鋳込みヒータを使用し、ヒータ温度を150
℃に保ち、冷却制御周期30秒のときの冷却水を通
す電磁弁のON時間（１回当りの冷却水量）と静
的冷却能力との関係を示せば、第６図に示す通り
である。第６図に示す静的冷却特性によれば、一
般に押出機が運転される100℃〜300℃の加熱シリ
ンダの温度では、冷却水量が少ない時は水冷パイ
プ内の殆んど全ての水が気化し、冷却水量が多く
なるに従つて奪取熱量は増加する。しかし、冷却
水量が多くなると、水冷パイプ内壁温度が充分に
回復しない内に新たな冷却水が通過するため、水
温と水冷パイプ内壁との温度差が小さくなり、冷
却水に与えるヒータ熱量の低下により気化する割
合が減少し、冷却効果が次第に低下する。

さらに、第６図に示す静的冷却特性において
は、領域（０〜1.25秒）では冷却水は殆んど全
て気化し、領域（1.25〜12.5秒）は気化から未
気化への遷移域であり、領域（12.5秒以降）で
は冷却水が殆んど気化しない。すなわち、領域
の冷却水量では水冷パイプ入口付近で冷却水は殆
んど気化するため水冷パイプの冷却効果は入口付
近に集中し、領域の冷却水量では、冷却水は気
化しないため冷却効果は水冷パイプの全域に及
ぶ。しかるに、第７図は、前述した第６図に示す
静的冷却特性に基づくヒータ側板の左右両端の温
度差を示す特性線図である。第７図に示す特性線
図から、領域とでは前記温度差が殆んど同じ
であることが判る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

前述した従来の水冷パイプ付シーズ線鋳込みヒ
ータによれば、水冷パイプに対し冷却水は一方の
給水口から他方の排水口へ至る単一の水路構造と
なつているため、冷却水量の多少によつて水冷パ
イプの全長における冷却効果が一定しないため、
例えばヒータ側板の中央部に設けた温度センサの
応答特性が不安定となり、このため温度制御特性
が安定化しなくなる。特に、冷却水量が少ない時
は、水冷パイプの入口付近で集中的に冷却作用を
生じるため、加熱シリンダのヒータ装置と隣接す
る帯域へ熱的悪影響を及ぼす難点がある。

そこで、本考案の目的は、押出機におけるプラ
スチツク材料等の溶融を行う加熱シリンダに設け
る水冷パイプ付シーズ線鋳込みヒータにおいて、
前記水冷パイプへの冷却水量の変動に対し冷却効
率を安定に保持し得るよう水冷パイプの流路構成
を改善することにより、温度制御性能を向上する
ことができる押出機用ヒータ装置を提供するにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係る押出機用ヒータ装置は、水冷パイ
プと電熱用シーズ線とを備え、これらを所要の金
属材料で一体的に鋳込み成形してヒート側板を構
成し、このヒート側板を押出機の加熱シリンダの
外周に囲繞配置して結合固定してなる押出機用ヒ
ータ装置において、 ヒータ側板の中央部に冷却水を供給するための
給水口を備えると共にヒータ側板の内部でそれぞ
れ両側に分流するよう水冷パイプを配置し、これ
ら水冷パイプの両側端部に排水口を設けることを
特徴とする。

前記の押出機用ヒータ装置において、水冷パイ
プは、ヒータ側板の中央部においてその内部より
１系統の水冷パイプの中間部より分岐する分岐パ
イプを導出し、この分岐パイプに給水口を設けて
構成することができる。

また、水冷パイプは、ヒータ側板の中央部にお
いてそれぞれ導出される２系統の水冷パイプとし
て構成することもできる。

〔作用〕

本考案に係る押出機用ヒータ装置によれば、ヒ
ータ側板の中央部よりそれぞれ２方に分岐した水
冷パイプに対し冷却水を供給することにより、冷
却水量が少ない場合でも冷却効率の向上を図るこ
とができるばかりでなく、温度センサによる応答
も適正に行われ、温度制御特性を安定化させるこ
とができる。

〔実施例〕

次に、本考案に係る押出機用ヒータ装置の実施
例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第１図および第２図は、本考案に係る押出機用
ヒータ装置の一実施例を示す側面図および断面図
である。なお、第１図および第２図において、説
明の便宜上第４図および第５図に示す従来のヒー
タと同一の構成部分には同一の参照符号を使用し
て説明する。本実施例のヒータ１０は、その基本
的構成につき従来のヒータと同様にして、電熱用
シーズ線２０と水冷パイプ３０とを備え、これら
をアルミニウム等の金属材料で鋳込み成形してヒ
ータ側板１２，１４をそれぞれ構成する。しかる
に、本実施例においては、１系統の水冷パイプ３
０に対しその中間部に分岐パイプ３５を設けてこ
れをヒータ１０の外部に導出し、給水口３６を設
けた構成からなる。従つて、本実施例のヒータ１
０においては、水冷パイプ３０の両端開口３２，
３４はそれぞれ排水口とし、２系統の水冷パイプ
が構成される。なお、このように構成したヒータ
側板１２，１４は、従来と同様に加熱シリンダ４
０の所要外周部に対しそれぞれ両側から挾持さ
せ、適宜締付ボルト１６で結合固定される。ま
た、一方のヒータ側板１２の中央部に温度センサ
１８が設けられている。

このように構成した本実施例のヒータは、分岐
パイプ３５の給水口３６に対しそれぞれ共通の電
磁弁４２を介して給水系に接続する。また、水冷
パイプ３０の両端開口３２，３４は排水系に接続
する。そして、前記電磁弁４２を所定の冷却制御
周期においてそれぞれ開放時間を制御することに
より、適正な温度制御を達成することができる。
すなわち、水冷パイプ３０の給水系統を本実施例
のように構成することにより、分岐パイプ３５か
ら供給される冷却水は水冷パイプ３０で分岐され
て排水されるため、水冷パイプでの冷却効率を向
上することができる。

第３図は、本考案に係るヒータ装置の別の実施
例を示すものである。すなわち、本実施例におい
ては、水冷パイプ３０の中間部を切離し、この切
離し端部３６，３８をヒータ側板１２，１４の外
部に導出し、給水口として構成したものである。
その他の構成は第１図に示す実施例と同一であ
る。しかるに、本実施例のヒータ１０は、前記給
水口３６，３８を共通の電磁弁４２を介して給水
系に接続する。また、水冷パイプ３０の両端開口
３２，３４は排水系に接続する。

このように構成した本実施例のヒータにおいて
も、前記実施例と同様にして、電磁弁４２を所定
の冷却制御周期においてそれぞれ開放時間を制御
することにより、適正な温度制御を達成すること
ができる。なお、本実施例のヒータでは、２系統
の水冷パイプ３０に対しそれぞれ独立した給水口
３６，３８から電磁弁４２を介して供給される冷
却水が分岐されて導入されるので、特に冷却水量
が少ない時に水冷パイプの入口付近に集中する冷
却効果を有効に分散することができる。

〔考案の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本考案に
よれば、水冷パイプ付シーズ線鋳込みヒータの水
冷パイプにつき、中間部から給水系と接続するた
めの分岐パイプを導出するかまたは直接分岐させ
てそれぞれ導出することにより、従来１系統であ
つた水冷パイプを簡単に２系統の構成とすること
ができ、特に冷却水量が少ない場合における全水
冷パイプにおける冷却効果を有効に達成し、押出
機の運転条件に適合した溶融材料の加熱シリンダ
内における温度調整を適正かつ安定に達成するこ
とができる。

以上、本考案の好適な実施例について説明した
が、本考案は前述した実施例に限定されることな
く、本考案の精神を逸脱しない範囲内において
種々の改良並びに変更を施すことができることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る押出機用ヒータ装置の一
実施例を示す側面図、第２図は第１図に示すヒー
タ装置の−線断面図、第３図は本考案に係る
押出機用ヒータ装置の別の実施例を示す側面図、
第４図は従来の押出機用ヒータ装置の側面図、第
５図は第３図に示すヒータ装置の−線断面
図、第６図は第４図に示すヒータ装置の静的冷却
特性線図、第７図は第６図に示す静的冷却特性を
有するヒータ装置の左右両端の温度差を示す特性
線図である。 １０……ヒータ、１２，１４……ヒータ側板、
１６……締付ボルト、１８……温度センサ、２０
……電熱用シーズ線、２２，２４……接続端子、
３０……水冷パイプ、３２，３４……開口、３５
……分岐パイプ、３６，３８……給水口、４０…
…加熱シリンダ、４２……電磁弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 水冷パイプと電熱用シーズ線とを備え、これ
   らを所要の金属材料で一体的に鋳込み成形して
   ヒート側板を構成し、このヒート側板を押出機
   の加熱シリンダの外周に囲繞配置して結合固定
   してなる押出機用ヒータ装置において、 ヒータ側板の中央部に冷却水を供給するため
   の給水口を備えると共にヒータ側板の内部でそ
   れぞれ両側に分流するように水冷パイプを配置
   し、これら水冷パイプの両側端部に排水口を設
   けることを特徴とする押出機用ヒータ装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の押出機
   用ヒータ装置において、 水冷パイプは、ヒータ側板の中央部において
   その内部より１系統の水冷パイプの中間部より
   分岐する分岐パイプを導出し、この分岐パイプ
   に給水口を設けてなる押出機用ヒータ装置。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の押出機
   用ヒータ装置において、 水冷パイプは、ヒータ側板の中央部において
   それぞれ導出される２系統の水冷パイプからな
   る押出機用ヒータ装置。