JPS6340647B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばゴム様材料の硬化やプラスチ
ツク材料の熱成形における、材料に熱をかけなけ
ればならない場合に用いる材料の熱処理装置に関
する。

乾燥や硬化の目的で英国で消費されるエネルギ
ーは、１年間に２×10¹¹MJと計算されている。
この総量は種々の異なつた産業分野に振り分ける
ことができ、ゴム産業の分野はかなりな大きさの
ものである。天然または合成ゴムやその他のプラ
スチツク類の製品を製造する場合におけるエネル
ギーの多量の消費は、硬化または加硫の過程で起
こる。この工程での加熱媒体としては通常、蒸気
が使用されるが、一次エネルギーを十分に利用し
得ない結果になることが多い。最悪の場合には、
ボイラーに供給したエネルギーの10分の１以下し
か、実際に被加熱物に伝達されない。ゴム産業に
おける硬化には高エネルギーを使用ししかも通常
は伝達効率が低いので、改良により、エネルギー
を節約する余地がある。

従来の技術において上述のようにエネルギーが
有効に利用されていない理由として、加熱媒体と
して水蒸気を用いる点があげられる。水蒸気は潜
熱を含み、従つてこれを加熱器に供給した場合加
熱器に熱を与えても一部が凝縮し潜熱を生じ水蒸
気の温度は一定に保たれる。従つて加熱器内の水
蒸気通路の上流部と下流部との間で温度の差がな
いという長所を有している。この点通常の不凝縮
ガスでは加熱器への伝熱に応じ下流側に行くに従
つて温度が低くなることを避けられない。しかし
ながら、水蒸気の場合、大部分が大きな潜熱を有
したまま加熱器から排出されてしまうため、大き
なエネルギーを損失する。

本発明の目的は、加熱器を均一に加熱できると
いう効果失なうことなく、不凝縮加熱ガスを用い
ることを可能とする熱処理装置を提供することに
ある。本発明に関しては、この不凝縮加熱ガスと
は、例えば空気のように、熱処理装置の加熱作用
時にとる温度範囲の全域において、完全に気相の
状態を保ち、一部でも液相に変わることがない気
体を意味するものである。

上記目的を達成するため、本発明では加熱器内
に形成する気体分布通路を閉環状路とし、これに
不凝縮加熱ガスを供給しつつ、閉環状路に連通す
る熱伝達通路を通し一部のガスが逃げつつ熱伝達
を行う構成をとつている。この構成においては、
閉環状路を加熱ガスが循環するため閉環状路に沿
つた全域において温度は均一となり、かつ熱伝達
通路を通し逃げる分を補う加熱ガスが閉環状路に
常に加わり一定の温度が維持される。

次に本発明を、図面に示した実施例を参照し、
さらに説明する。

第１図の金型は、内面１１が使用時に車のタイ
ヤ（表示されず）の外周を形成するのに役立つ環
状加熱器を全体で形成する金属性部品１０の集合
から成る。各部品１０が集合すると、気体分布通
路１２は第１図に示すように閉環状路１４をなす
様に整列するような位置に設けられている。第１
図における部品１０ａは、実際には、金型を分解
し得ることを説明するために引込んだ位置に示し
ている。もう１つの部品１０ｂは、不凝縮加熱ガ
スを、バーナーのような加熱ガス源（図示せず）
からノズル（図示せず）を経て閉環状路１４に供
給することができる接線方向に取り付けた入口パ
イプ１８を包含する。閉環状通路１４からは、反
対側を向いた熱伝達通路１９の対が複数個並んで
いる（通路の各対の一方だけを第１図に示してい
るがその配置は第２図に関して下に示した通路２
８と同じである）。

部品１０は、例えば平行な上面と底面との間に
クランプで止めることができ、または「花弁」金
型に用いられる従来の方法では共通ベースまたは
フレーム２１に対して枢軸的に配することができ
る。部品をベース２１に枢軸的に取り付ける方法
は、当業界では公知であるので示していない。

使用時に、入口パイプ１８を経て不凝縮加熱ガ
スが一定速度で閉環状路１４に供給される。閉環
状路１４によつて形成された閉環を通過した気体
のいく分かは、入口パイプ１８に気体を供給する
速度と等しい速度で熱伝達通路１９を経て大気中
に排出される。残りの気体は入つてくる気体と一
緒に再循環する。この方法において、結合した部
品１０によつて形成される加熱器における温度分
布は、特に成形する材料と接触する内部周囲面１
１の部分において実質的に均等にすることができ
る。

第２図における具体例は、閉環状路が部品自体
における穴によつてではなく、部品２４における
孔部２２の内部に、孔部２２の壁から等距離を置
いて配されたパイプ部２０によつて形成される以
外は第１図の具体例と同じである。これは、例え
ば適当なスペーサ２３（第２図には図示していな
いが、第２ｂ図および第２ｃ図を参照のこと）に
よつて達成される。第２ｂ図の上部に示したよう
に、スペーサ２３は、例えば熱絶縁材料からなる
支持リング２３ａの形とすることができ、または
第２ｂ図の下部に示すように周囲の孔２２の壁と
点または線で接触している鋼製リング２３ｂの形
とすることができる。

部品２４を接触させると、パイプ部は第１図の
具体例と同様に接線方向に配したパイプ部２５を
通つて部品の１つに入つてくる気体の閉環状路を
形成するようにパイプ部は互いに整合する位置に
ある。

この場合、パイプ部はそれぞれ１つ以上の開口
２６を包含し、この開口によつて加熱ガスはパイ
プ部２０によつて形成される閉環状路から出て、
反対方向を向いた穴２８の対を通つて大気中に排
出される前に、その囲りの環状間隙２７に入る。

第２図における加熱器は、成形作業中に金型上
に押しつけていることができる締め付け装置３２
の円錐台状表面３０によつて互いに整列され、且
つ位置を保持するように配している複数の部品２
４から成る。締め付け装置３２を取り除くと、部
品２４を引つ張つて、最終生成物３４を取り出す
ことができる。

この配置を用いると、実際に、金型／生成物界
面の温度をより均一にし得ることが判明した点に
おいて第１図の配置に勝つている。

第１図の具体例および第２図の具体例の両方に
おいては、加熱ガスが隣接部品の接合部から漏れ
ても、系には大した障害とはならないので、何ん
ら特別なシール設備は、隣接部品のそれぞれの対
の間の界面に必要としない。

第３図および第４図の具体例では、金型の外形
は重要ではなく、この場合には単なるブロツク３
６として示す。実際には、そのような金型はいく
つかに解体して生成物を取り出すことができる。

従来、金型３６は、加熱したプレス中に置くか
または閉鎖した金型をオーブン中に置くことによ
つて加熱される。本発明は、金型３６の４つの角
で接合して前記の通りに閉環状路を形成する別個
のパイプ部３８を金型の４つ側面に据えることに
よつて、この配置に適用することができる。各パ
イプ部３８は、スペーサ４２によつて一定の間隔
をとつて金型３６各側面に配された金属プレート
４０に、例えば銀ろうはんだによつて固定されて
いる。従つて、このプレート４０と隣接する金型
３６の表面４６との間に均一な間隙４４が形成さ
れる。この間隙４４は熱伝達通路として用いられ
るもので、パイプ部と金属プレートの両者を貫ぬ
く複数の開口４８によつて、パイプ部３８の内部
と通じている。各パイプ部３８は、保護用金属カ
バー５２の内部に包含される多量の絶縁材料５０
によつて囲まれている。

パイプ部３８の隣接端は、例えば１つのパイプ
部３８に接合し、それらのパイプ部を金型上に集
める時他のパイプ部３８と突き合わせつぎ手また
は挿入つぎ手を形成するカツプリング部５４によ
つて互いに接合される。加熱ガスを導入するた
め、カツプリング部の１つ５４ａは、第１図の入
口パイプ１８に対応する接線方向を向いた入口部
３９（第３図の右手側を参照のこと）を有する。

この具体例では、加熱ガスは連結したパイプ部
３８によつて形成される閉環状路中を再循環し、
開口４８、間隙４４および大気と連通する間隙４
４の末端のすき間４５から徐々に出て行く。

第５図および第６図の具体例は、パイプ部５６
が、金型６０壁中の凹所５８に包含される以外は
第３図および第４図の具体例と同じである。パイ
プ部５６は、スペーサ６３によつて金型の隣接す
る側壁から等間隔に配置した金属プレート６２に
固定されている。加熱ガスは、開口６４を通して
パイプ部５６から出て、プレート６２と金型との
間の間隙の末端における出口６８を通して大気中
に排出する前に、パイプと金型との間の間隙６６
に入る。金属プレート６２は、第５図に示す通り
カツプリング片７０にまで伸びることもでき、ま
たはパイプ部５６の末端で終ることもできる。

第５図および第６図の具体例の変形として、プ
レート６２は、必ずしもパイプ部５６に直接接合
している必要はなく、物理的にそこから離れてい
てもよい。

上述のように、本発明の装置は、加熱器の別個
の部品の間の単純な突き合わせつぎ手を用いて満
足に作動することができるが、いくつかの場合に
は、本発明の範囲内において密封性をいくらか改
良して、全くガス漏れのないつぎ手を提供するこ
とが好ましい。第７図および第８図において、接
合される２つのパイプ部間の連結部において連結
する挿入つぎ手が形成される場合の２つの可能性
を概略的に示す。それぞれの場合に気体の流れの
方向は矢印で示す。

上述の構成により、本発明においては、水蒸気
を用いることなく、加熱器の均一な加熱が可能で
あり、エネルギーの損失を少なくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加熱器の１具体例の概略
的な平面断面図であり、第２図は、本発明による
加熱器の第２の具体例の概略的な部分側面断面図
であり、第２ａ図は、第２図における鎖線で囲ん
だ部分の拡大図であり、第２ｂ図は、第２ａ図に
対応する部分の平面図であつて、第２図のスペー
サに対する２つの異なる例を示し、第２ｃ図は、
第２図におけるＡ−Ａ線についての平面断面図で
あり、第３図は、本発明の第３の具体例の第４図
の線AAについての部分略平面図であり、第４図
は、第３図の線EEについての部分略側断面図で
あり、第５図は、本発明の第４の具体例の第６図
の線BBについての略部分平面断面図であり、第
６図は、第５図の線FFについての部分側断面図
であり、また第７図および第８図はパイプ断面を
相互に結合するつぎ手の２つの可能な形態を示
す。 １０……金属性部品、１２……気体分布通路、
１４……閉環状路、１８……入口パイプ、１９…
…熱伝達通路、２０……パイプ部、２３……スペ
ーサ、２３ａ……支持リング、２３ｂ……鋼製リ
ング、２６……開口、２７……環状間隙、２８…
…穴、２４……部品、３６……金型、３８……パ
イプ部、４０……金属プレート、４４……間隙、
４８……開口、５２……保護用金属カバー、４５
……間隙、５８……凹所、５６……パイプ部、６
３……スペーサ、６２……金属プレート、６４…
…開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加熱物に直接的にまたは被加熱物を取囲む
   金型に熱を伝達する金属性の加熱器を包含し、こ
   の加熱器が永久的にまたは操作によつて分離可能
   な方法で一緒に接合した複数の別個の部品から成
   る、材料の熱処理装置において、それぞれの部品
   が気体分布通路を有し、この通路は、不凝縮加熱
   ガスを受け取りかつ加熱器の周方向に沿つて延び
   る閉環状路を形成するものであり、さらに加熱器
   内または加熱器と金型との間に熱伝達通路が形成
   され、該熱伝達通路は一端が前記閉環状路に連通
   し他端が大気に連通していることを特徴とする、
   材料の熱処理装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   前記加熱器が、複数の分離可能な部品から成り、
   気体分布通路が、相互に整合して閉環状路を形成
   するように各々の部品に形成された孔から成るこ
   とを特徴とする、材料の熱処理装置。 ３ 特許請求の範囲第２項の装置において、熱伝
   達通路が、前記孔から大気へ通じるよう部品に形
   成された穴または溝から成ることを特徴とする、
   材料の熱処理装置。 ４ 特許請求の範囲第１項の装置において、加熱
   器が、複数の分離可能な部品から成り、該部品の
   各々に孔が設けられ、気体分布通路が、前記孔の
   内部に該孔と共軸的に設けられ且つスペーサによ
   つて孔の壁に対し均等な間隙を有する金属チユー
   ブを包含することを特徴とする、材料の熱処理装
   置。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の装置において、
   金属チユーブが開口を有し、また前記熱伝達通路
   は各部品に形成された穴から成り、加熱ガスが前
   記開口を出て前記チユーブの囲りの間隙に入りそ
   こから前記穴を通り大気中に出るよう構成されて
   いることを特徴とする材料の熱処理装置。 ６ 特許請求の範囲第４項又は５項に記載の装置
   において、スペーサが、前記チユーブの囲りで前
   記加熱器の周方向に間隙を置いた位置に配された
   熱絶縁性材料の環状リングからなることを特徴と
   する、材料の熱処理装置。 ７ 特許請求の範囲第４項又は５項に記載の装置
   において、スペーサが、その周りの孔の壁と点ま
   たは線で接触している金属の環状リングであるこ
   とを特徴とする材料の熱処理装置。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   前記気体分布通路は、一緒に接合して閉環状路を
   形成する複数のパイプ部により形成され、それぞ
   れのパイプ部は、金型の外部表面に隣接して配さ
   れ、該外部表面から間隙をあけるように金属プレ
   ートを設け該間隙によつて熱伝達通路を形成し、
   前記金属プレートに前記パイプ部を接合し、パイ
   プ部と金属プレートとに設けた開口によりパイプ
   部内部と前記熱伝達通路とを連通させたことを特
   徴とする、材料の熱処理装置。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の装置において、
   パイプ部が気密性を有さない突き合わせつぎ手ま
   たは挿入つぎ手によつて連結されていることを特
   徴とする、材料の熱処理装置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の装置におい
   て、パイプ部が、熱絶縁材料によつて囲まれてい
   ることを特徴とする、材料の熱処理装置。 １１ 特許請求の範囲第１項記載の装置におい
   て、前記気体分布通路は、一緒に接合して閉環状
   路を形成する複数のパイプ部により形成され、各
   パイプ部は、金型の外周部に形成した凹所内に収
   容され、また金型の外部表面から間隙をあけるよ
   うに金属プレートを設け該間隙によつて熱伝達通
   路を形成し、前記金属プレートに前記パイプ部を
   接合し、パイプ部に設けた開口によりパイプ部内
   部と前記熱伝達通路とを連通させたことを特徴と
   する、材料の熱処理装置。 １２ 特許請求の範囲第１項記載の装置におい
   て、前記気体分布通路は、一緒に接合して閉環状
   路を形成する複数のパイプ部により形成され、各
   パイプ部は、金型の外周部に形成した凹所内に収
   容され、また金型の外部表面から間隙をあけるよ
   うに金属プレートを設け該間隙によつて熱伝達通
   路を形成し、また前記パイプ部は前記金属プレー
   トから離れるように配置し、パイプ部に設けた開
   口によりパイプ部内部と前記熱伝達通路とを連通
   させたことを特徴とする、材料の熱処理装置。