JP2004291545A

JP2004291545A - プラスチック成形機における加熱筒保温装置

Info

Publication number: JP2004291545A
Application number: JP2003089954A
Authority: JP
Inventors: Masatoki Narutomi; 正時成富
Original assignee: GLORIA DASH KK
Current assignee: GLORIA DASH KK
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】プラスチック成形機の消費電力を低減すると共に保温効果を高めた加熱筒保温構造を提供すること。
【解決手段】ステンレス材を用い２重構造とした保温カバー表面を鏡面に仕上げ、加熱筒表面から放射された熱線（電磁波）を加熱筒に向かって反射させる。
また、内側の反射板より反加熱筒側に放射された熱線（電磁波）を外側の反射板で加熱筒側に反射させると共に空気層が保温材の役割を兼ね備え効率的な保温状態を保つ。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック成形機加熱筒保温装置の改良、特に熱エネルギーの有効活用技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラスチック成形機加熱筒保温装置は、加熱筒保温外周部に熱伝導性の低い無機物質を巻いた構造、あるいは薄鋼板の間に熱伝導率の低い無機物質を挟み込んだ構造のものである。（例えば特許文献１参照）
また、筒体の温度レベルが高くなるにつれ大気への放出熱エネルギーが無視できない程になり、熱エネルギー対策を講じる必要がでてきた。熱エネルギー対策には、保護カバーを断熱材で構成し、且つ断熱材の厚さを大きくするものが考えられるが、全体に大きくなるため熱エネルギーを反射によりヒーターへ戻す方式のものもある。（例えば特許文献２参照）
【０００３】
【特許文献１】
実公昭６３−１０２６３号公報（第２−３頁、第２図）
【特許文献２】
特開２０００−１０８１８７号公報（第２−４頁、第１図）
【０００４】
筒体に接触するヒーター輻射面は筒体に対し熱を供給し、なおかつ解放側から輻射される輻射熱（熱線）を筒体側へ反射させる構造は既にある。しかし、それだけでは反射板に吸収された熱が熱源となってさらに外部へと伝熱されてしまうことと、無機材料は空気層よりも熱伝導率が高いためエネルギーロスが多く、断熱材および外部カバーに移動した熱量は全て損失エネルギーになってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】
プラスチック成形機においてプラスチック材料を溶融する場合、保温効果の高い保温装置が要望されており、内側反射板より放出される熱線（電磁波）を再度内側反射板に反射させると同時に内側反射板と外側反射板の間にある空気層を保温層とすることができれば、熱効率をより向上させることができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目標を達成するために請求項１は、筒体の外周面に所定のピッチでヒーターを取付け、このヒーターを含めた筒体を保温カバーで囲った加熱筒構造において、反射板▲１▼及び反射板▲２▼の鏡面は表面仕上げ♯４００以上とし、反射板▲１▼は近すぎるとヒーターからの熱線を吸収し離し過ぎると反射効率が悪くなるため、ヒーター外周面から２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下の距離となるように設置する。反射板▲２▼は保温装置重量と大きさによる作業効率の弊害を考慮するとともに、反射板▲１▼への反射効率と空気層の保温効率が高まる距離とするため、反射板▲１▼から１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の離れた位置とし、反射板▲１▼及び反射板▲２▼は共に平行になるようヒーター方向に向け加熱筒長さと同等な筒状態で設置する。
反射板保持方法は、熱移動を抑えるため筒と垂直になるよう円盤状のステンレススチール材で３箇所とする。反射板▲１▼と反射板▲２▼の同様とする。
鏡面としてステンレススチールでの反射板▲１▼は、ヒーター表面より放射された熱線を筒体側に反射させることによって熱損失を防ぎ、反射板▲２▼は反射板▲１▼裏面から放射される熱線を反射板▲１▼裏面に反射させることによって、反射板▲１▼と反射板▲２▼の間にある空気層が熱エネルギーを吸収することによって保温効果が高められ１００〜５００℃の温度範囲で安定した温度管理ができることを特徴とする。
【０００７】
鏡面のステンレススチールは、熱線を反射させると共に熱伝導率が低いため熱移動速度が抑えられ熱エネルギーロスを少なくすることができる。その際、使用するステンレススチール材の厚みは、薄すぎると強度的に弱く反射板の変形が発生し反射効率が低下してしまい、厚すぎる重量が大きく作業効率の低下を招くため、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とする。
使用するステンレススチールの種類は、ＳＵＳ３０１，ＳＵＳ３０２，ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０５，ＳＵＳ３１６・・・等ステンレススチール材であれば全て使用できる。
【０００８】
保温部分は、反射板▲１▼と反射板▲２▼との間に断熱材を用いることなく１０ｍｍ〜５０ｍｍの空気層を用いているため、従来熱エネルギーロスとなっていた放射熱の反射によって保温効果が高まり１００〜５００℃の温度範囲で使用できる。同時に、空気層を利用しているために軽量化した加熱筒保温装置が安価に製作できる。
【０００９】
プラスチック成形機において、２重構造とした保温装置は円柱方向に２分割構造となっており取り外し取付けが簡便にできるため、射出成形機・押出機・ブロー成形機等において１００℃以上に加熱する場合１００〜５００℃までの加熱筒保温装置として効果がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
プラスチック成形機加熱筒内でプラスチック樹脂溶融をおこなう際、効率的な熱エネルギーの利用を実現した。
【実施例】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。図１は本発明に係る一般的なプラスチック成形機加熱筒の断面図であり加熱筒保温装置０１は、筒体０２と、この筒体０２の外周面０３に所定のピッチで取付けたヒーター０４・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）と、これらのヒーター０４・・・を含め筒体を囲う保温カバー１０とからなり、ヒーターと鏡面までの距離は５０ｍｍ・鏡面と鏡面の距離は１５ｍｍとした。
【００１１】
保温カバー１０は、空気層１１を厚さ１ｍｍのステンレススチール材によって外筒１２と内筒１３で囲い反射板▲２▼（外筒内面１２ａ）及び反射板▲１▼（内筒内面１３ａ）を鏡面にしたことと特徴とする。
【００１２】
射出成形機の全体的な作動を説明すると、ヒーター０４・・・に通電し、筒体０２を所定の温度に保ち、ホッパー０５を通じて図示せぬ材料（例えば、樹脂原料や溶融金属原料）を筒体０２内に投入し、回転するスクリュー０７で混練しながら加熱する。スクリュー０７は、原料の量が増加するにつれて原料で押されるため図右へ移動し、結果的に筒体０２の所定量の原料を貯留する。
【００１３】
原料が溶融できたのちに、スクリュウ０７を設定条件速度で左へ移動することにより、原料をノズル０６を通じて射出する。この間、連続的にヒーター０４・・・で筒体０２を加熱もしくは温度調整する。
【００１４】
図２は本発明に係るプラスチック成形機加熱筒装置の作用説明図であり、ヒーター０４で発した熱線（輻射熱線）１７・・・を反射板▲１▼（内筒内面１３ａ）で反射させヒーター０４および筒体外周面０３に照射させるが、熱線の全てを反射することができず反射板▲１▼（内筒１３ａ）に熱エネルギーとして吸収される。反射板▲１▼（内筒１３ａ）で吸収された熱エネルギーは、内筒１３外周面より熱線（輻射熱線）１８を発することとなるが、この熱線１８を反射板▲２▼（外筒１２ａ）によって反射板▲１▼外周表面（内筒１３）へ照射され、空気層１１が輻射熱及び反射熱によって昇温されるため、断熱材の役割を担うと共に保温効果が高まり熱効率を高めることができる。
【００１５】
（比較例）
図３は本発明に係る射出成形機の加熱筒の別実施例断面図であり、この加熱筒０１は、筒体０２及びヒーター０４・・・を保温カバー２０で囲い、この保温カバー２０の断熱材２１の内面に鏡面２２を形成させた状態で加熱筒温度を２５０℃に設定し、熱線２６をヒーター０４及び筒体０３に照射したものである。
実施例の１時間当りの消費電力量：６，５５０ｗ／ｈｒ
比較例の１時間当りの消費電力量：６，８９５ｗ／ｈｒ
【００１６】
発明の効果
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。このヒーターを含めた筒体を保温カバーで囲った加熱筒構造体において、ヒーターの発した熱線（電磁波）を２重構造とした鏡面を用いて筒体に反射させると共に、内側反射板を通過した熱線（電磁波）を外側反射面によって再度筒体側に反射させることによって断熱効果を高めた構造になっていることから、従来の断熱材を有した保温カバーと比較し５％以上の熱エネルギー効率が高まることが確認されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラスチック成形機の加熱筒保温装置の断面図
【図２】本発明に係るプラスチック成形機の加熱筒保温装置の作用説明図
【図３】本発明に係るプラスチック成形機の加熱筒保温装置の別実施例断面図
【符号の説明】
０１・・・加熱筒、０２・・・筒体、０３・・・外周面、０４・・・ヒーター、０５・・・ホッパー、０６・・・ノズル、０７・・・スクリュー、１０，２０・・・保温カバー、１１・・・空気層、１２，１３・・・反射板、１２ａ，１３ａ、２２・・・鏡面、１７，１８、２６・・・熱線、２１・・・断熱材

Claims

プラスチック成形機加熱筒の外周面に所定のピッチでヒーターを取付け、このヒーターを含めた筒体を保温カバーで囲う加熱筒保温装置において、ヒーターの発した熱線（電磁波）を２重鏡面構造とした反射板を用い筒体に反射させると共に、内側反射板を通過した熱線（電磁波）を外側反射板により再度筒体側に反射させることによって断熱効果を高めた構造になっていることを特徴とする加熱筒保温装置。
熱反射板の材質にステンレススチール材を使用した２重の鏡面反射板を取付けた構造になっていることを特徴とした請求項１記載の加熱筒保温装置。
２重鏡面の構造において保温の部分として空気層を用いることを特徴とした請求項１記載の加熱筒保温装置。
プラスチック成形機において１００℃以上の加熱部分に使用することを特徴とした請求項１記載の加熱筒保温装置。