JP2012254605A - 金型冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型１０の冷却路１１への冷媒循環路中で、冷媒の流れに関して、冷却路の下流側で、且つ冷媒循環ポンプ３０及び熱交換器４０より上流側に冷媒タンク２０を設け、該冷媒タンクではガスと冷媒とが分離され、その冷媒タンクのガス層には、減圧・脱気を行う吸引ポンプが接続された金型冷却装置において、吸引ポンプへの水分の吸引による吸引ポンプの故障を防止し、ポンプの故障に伴う金型冷却装置全体のトラブルを回避する。
【解決手段】吸引ポンプはエゼクタ６１によって構成されている。エゼクタは、その構造上、吸引するガス中に含まれる水分を同時に吸引しても全く問題を生じない。従って、ポンプが水分を吸引することがあってもポンプが故障に至ることはなく、信頼性の高い金型冷却装置を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型への冷却水の循環を負圧を利用して行う金型冷却装置に関する。

金型の冷却装置において、金型の冷却路への冷媒としての冷却水の循環を負圧を利用して行うものがある（下記非特許文献参照）。かかる金型冷却装置は、金型の冷却水循環路中で、冷却水の流れに関して冷却水循環ポンプ及び熱交換器より上流側に冷却水タンクを設け、該冷却水タンクではガスと冷却水とが分離され、その冷却水タンクのガス層には、減圧・脱気を行う吸引ポンプが接続されている。このように冷却水タンク中の減圧・脱気を行うことにより、冷却水中の溶存酸素濃度を低下させて、金型の冷却路における錆の発生を抑制している。なお、従来の吸引ポンプとしては真空ポンプが使用されている。

発明協会発行の公開技報 公技番号２０１０−５０２０５６（発行日：２０１０年４月７日）

しかし、真空ポンプは冷却水タンク中のガス成分を吸引するものであるため、冷却水タンク内のガス層に発生する水蒸気を真空ポンプが吸引し、真空ポンプ内に水が溜まり、真空ポンプの潤滑油に水が混入する問題がある。その結果、真空ポンプが故障に至る場合もある。上述のように冷却水タンク内の圧力が低く維持されているため、冷却水の温度が少しでも上昇すると、水蒸気が発生し易く、上記問題が起き易い。
本発明は、このような問題に鑑み、冷却水タンク、つまり冷媒タンク中のガス成分を吸引する吸引ポンプとして、冷媒中の水分を吸引しても問題を生じないポンプを用いることにより、吸引ポンプへの水分の吸引による吸引ポンプの故障を防止し、ポンプの故障に伴う金型冷却装置全体のトラブルを回避することを課題とする。

本発明の第１発明は、金型の冷却路への冷媒循環路中で、冷媒の流れに関して、冷却路の下流側で、且つ冷媒循環ポンプ及び熱交換器より上流側に冷媒タンクを設け、該冷却水タンクではガスと冷却水とが分離され、その冷却水タンクのガス層には、減圧・脱気を行う吸引ポンプが接続された金型冷却装置において、前記吸引ポンプはエゼクタによって構成されていることを特徴とする金型冷却装置である。
第１発明によれば、吸引ポンプがエゼクタとされており、エゼクタは、その構造上、吸引するガス中に含まれる水分を同時に吸引しても全く問題を生じない。従って、ポンプが水分を吸引することがあってもポンプが故障に至ることはなく、信頼性の高い金型冷却装置を実現することができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記エゼクタは、負圧発生のための流動体として前記冷媒循環路中の冷媒を使用し、エゼクタの冷媒吐出口を金型の冷却路入口に選択的に接続することを特徴とする。
第２発明によれば、エゼクタの冷媒吐出口を金型の冷却路入口に接続したときには、冷媒循環ポンプ及び熱交換器の下流側の冷媒がそのまま冷却路に供給されるように接続されているときに比べて、エゼクタの流動体吐出口の圧力によって冷却路入口への供給圧力が高くされるため、金型の冷却路周りの冷媒漏れを容易に発見することができる。例えば、金型の冷却路、或いはその配管との接続部に亀裂が入っていても冷媒タンクに吸引されて冷却路を流れる冷媒圧力が大気圧より低いと、亀裂から冷媒が漏れ出すことは少ないが、この発明のように冷却路入口に供給される圧力が高められ、冷却路を流れる冷媒の圧力が大気圧より高くされると、亀裂のある部分で冷媒は漏れ出し易くなり、それを容易に発見することができる。従って、必要時にエゼクタの冷媒吐出口を金型の冷却路入口に接続することにより金型の冷却路周りの冷媒漏れを点検することができる。

本発明の第３発明は、上記第１又は第２発明において、前記エゼクタは、負圧発生のための流動体として前記冷媒循環路中の冷媒を使用し、前記金型の冷却路は複数系統あり、その冷却路を、冷却のために必要とする冷媒量に応じて第１及び第２グループに分類し、必要冷媒量の少ない第１グループの冷却路には、前記冷媒循環ポンプ及び熱交換器の下流側から冷媒を供給し、必要冷媒量の多い第２グループの冷却路には、前記エゼクタの冷媒吐出口の冷媒を供給することを特徴とする。
第３発明によれば、第２グループの冷却路は、第１グループの冷却路に比べて、冷却路の入口と出口との間の圧力差が大きく、冷媒量が多く確保されるため、第１グループ及び第２グループの各冷却路に必要な冷媒量を適切に確保することができる。

本発明の第４発明は、金型の冷却路への冷却水循環路中で、冷媒の流れに関して、冷却路の下流側で、且つ冷却水循環ポンプ及び熱交換器より上流側に冷却水タンクを設け、また冷却水循環ポンプ及び熱交換器より下流側に貯水タンクを設け、該冷却水タンクではガスと冷却水とが分離され、その冷却水タンクのガス層には、減圧・脱気を行う吸引ポンプが接続され、前記貯水タンクは大気圧開放されている金型冷却装置において、前記吸引ポンプはエゼクタによって構成され、該エゼクタは、負圧発生のための流動体として前記貯水タンクの冷却水を循環して流すことを特徴とする金型冷却装置である。
第４発明によれば、吸引ポンプがエゼクタとされており、エゼクタは、その構造上、吸引するガス中に含まれる水分を同時に吸引しても全く問題を生じない。従って、ポンプが水分を吸引することがあってもポンプが故障に至ることはなく、信頼性の高い金型冷却装置を実現することができる。しかも、エゼクタにおける負圧発生のための流動体として貯水タンクの冷却水を循環して流す構成としたため、負圧発生のための流動体を別途用意する必要はなく、システムとしての構成を簡略化することができる。

本発明の第５発明は、上記第４発明において、前記エゼクタの流動体吐出口には三方弁が接続され、この三方弁により前記エゼクタの流動体吐出口が金型の冷却路入口に選択的に接続され、前記貯水タンクから金型の冷却路への流路が遮断されることを特徴とする。
第５発明によれば、エゼクタの流動体吐出口を金型の冷却路入口に接続したときには、貯水タンクからの冷却水が冷却路に供給されるように接続されているときに比べて、供給圧力が高くされるため、金型の冷却路周りの冷却水漏れを容易に発見することができる。例えば、金型の冷却路、或いはその配管との接続部に亀裂が入っていても冷却水タンクに吸引されて冷却路を流れる冷却水圧力が大気圧より低いと、亀裂から冷媒が漏れ出すことは少ないが、この発明のように冷却路入口に供給される圧力が高められ、冷却路を流れる冷却水の圧力が大気圧より高くされると、亀裂のある部分で冷却水は漏れ出し易くなり、それを容易に発見することができる。従って、必要時にエゼクタの流動体吐出口を金型の冷却路入口に接続することにより金型の冷却路周りの冷却水漏れを点検することができる。

本発明の第１の実施形態の全体構成説明図である。 上記実施形態の負圧通水時の作動説明図である。 上記実施形態の正圧通水時の作動説明図である。 本発明の第２の実施形態の全体構成説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１の第１の実施形態は、金型の一つの冷却路１１に冷媒として所定の冷却水を循環させるものである。勿論、図示を省略したが実際には冷却路は複数系統が並列に接続されている。
図１において、金型１０の冷却路１１への冷却水循環路中で、冷媒の流れに関して、冷却路１１の下流側で、且つ冷却水循環ポンプ３０及び熱交換器４０より上流側に冷却水タンク２０が設けられ、また下流側に貯水タンク５０が設けられている。冷却水タンク２０ではガスと冷却水とが分離され、その冷却水タンク２０のガス層２２には、減圧・脱気を行う吸引ポンプとしてエゼクタ６１の吸引口６１１が接続され、貯水タンク５０は大気圧開放されている。
エゼクタ６１は、周知のものであり、ここでは負圧発生のための流動体として貯水タンク５０の冷却水を循環して流している。そのため、貯水タンク５０の冷却水５１を圧送ポンプ６２によってエゼクタ６１の流動体導入口６１２に圧力を高めて供給し、流動体吐出口６１３は三方弁７１を介して通常は貯水タンク５０に戻されている。このときの金型１０の冷却水の循環は図２で矢印で示すとおりとなる。

図１の実施形態では、冷却路１１の出口から冷却水タンク２０への冷却水の流路中に遮断弁８３、流量計８２及び電磁弁８１が介挿されている。遮断弁８３は金型冷却装置の作動を停止する際に手動にて冷却水の流れを遮断するものであり、流量計８２は流路を流れる冷却水の水量を電気的に計測して、金型１０の冷却路１１を流れる冷却水量制御の制御因子として使用される。また、電磁弁８１は上記冷却水量制御において冷却路１１を流れる冷却水を、図示しない制御回路からの制御信号に基づいて制御するものである。

また、冷却水タンク２０には、電磁弁８４を介して補給水が供給されるようにされており、冷却水タンク２０内の冷却水２１が不足したとき、電磁弁８４を開として冷却水の不足分を補うようにされている。
冷却水タンク２０のガス層２２には、電磁弁８５を介して真空圧調整器８６が接続されており、冷却水タンク２０のガス層２２の気圧が適正範囲から外れたとき、電磁弁８５を開として真空圧調整器８６を介してガス層２２の気圧が適正範囲内に調整される。そのため、図示を省略したが、冷却水タンク２０のガス層２２には気圧センサが設けられている。
冷却水タンク２０内には水位センサ２３が設けられており、冷却水タンク２０内の冷却水２１の水位が電気的に検出されている。この水位センサ２３によって検出される冷却水の水位が適正範囲を維持するように冷却水循環ポンプ３０による冷却水の循環量が制御されている。
熱交換器４０は、放熱器４１とモータ４２と冷却ファン４３とから成り、冷却水が放熱器４１内を流れる間に、モータ４２により作動される冷却ファン４３の送風により冷却水が冷却される。
貯水タンク５０内には水位センサ５２が設けられており、貯水タンク５０内の冷却水５１の水位が電気的に検出されている。この水位センサ５２によって検出される冷却水５１の水位が適正範囲を維持するように冷却水循環ポンプ３０による冷却水の循環量が制御されている。

以上の構成によれば、吸引ポンプがエゼクタ６１とされており、エゼクタ６１は、その構造上、吸引するガス中に含まれる水分を同時に吸引しても全く問題を生じない。従って、ポンプとしてのエゼクタ６１が水分を吸引することがあってもエゼクタ６１が故障に至ることはなく、信頼性の高い金型冷却装置を実現することができる。しかも、エゼクタ６１における負圧発生のための流動体として貯水タンク５０の冷却水を循環して流す構成としたため、負圧発生のための流動体を別途用意する必要はなく、システムとしての構成を簡略化することができる。

上記のようにエゼクタ６１の流動体吐出口６１３には三方弁７１が接続され、この三方弁７１によりエゼクタ６１の流動体吐出口６１３が金型１０の冷却路１１入口に選択的に接続され、貯水タンク５０から金型１０の冷却路１１への流路には電磁弁７２が介挿されている。三方弁７１が切換動作され、エゼクタ６１の流動体吐出口６１３を金型１０の冷却路１１に接続するとき、電磁弁７２も同時に切換動作されて、それまでの開の状態から閉の状態に切り換えられる。このときの金型１０の冷却水の循環は図３で矢印で示すとおりとなる。

このように、エゼクタ６１の流動体吐出口６１３を金型１０の冷却路１１入口に接続したときには、貯水タンク５０からの冷却水が冷却路１１に供給されるように接続されているとき（図２参照）に比べて、エゼクタ６１の流動体吐出口６１３の圧力によって冷却路１１入口への供給圧力が高くされるため、金型１０の冷却路１１周りの冷却水漏れを容易に発見することができる。例えば、金型１０の冷却路１１、或いはその配管との接続部に亀裂が入っていても、冷却水タンク２０に吸引されて冷却路１１を流れる冷却水圧力が大気圧より低いと、亀裂から冷媒が漏れ出すことは少ないが、上記実施形態のように冷却路１１入口に供給される圧力が高められ、冷却路１１を流れる冷却水の圧力が大気圧より高くされると、亀裂のある部分で冷却水は漏れ出し易くなり、それを容易に発見することができる。従って、必要時に三方弁７１及び電磁弁７２を同時に切換動作させて、エゼクタ６１の流動体吐出口６１３を金型１０の冷却路１１入口に接続することにより金型１０の冷却路１１周りの冷却水漏れを点検することができる。

次に第２の実施形態について図４に基づいて説明する。
第２の実施形態は、金型１０の冷却路が複数系統あり、各冷却路１２，１３を、冷却のために必要とする冷却水量に応じて第１及び第２グループに分類した場合を示している。そして、必要冷却水量の少ない第１グループの冷却路１２には、冷却水循環ポンプ３０及び熱交換器４０の下流側から電磁弁７２を介して冷却水を供給し、必要冷却水量の多い第２グループの冷却路１３には、三方弁７１を介してエゼクタ６１の流動体吐出口６１３から冷却水を供給している。エゼクタ６１から供給される冷却水が第２グループの冷却路１３での必要量より多い場合は、オーバーフロー分が三方弁７１の下流から貯水タンク５０に戻される。

金型１０の第１グループの冷却路１２から冷却水タンク２０に流される冷却水は、上述の第１の実施形態の場合と同様に遮断弁９３、流量計９２及び電磁弁９１を介して冷却水タンク２０に吸引される。また、金型１０の第２グループの冷却路１３から冷却水タンク２０に流される冷却水は、上述の第１グループの冷却路１２からの冷却水と並行して遮断弁９６、流量計９５及び電磁弁９４を介して冷却水タンク２０に吸引される。
他の構成は、第１の実施形態の場合と同一であり、同一部分には同一符号を付して再度の説明は省略する。

第２の実施形態によれば、第２グループの冷却路１３は、第１グループの冷却路１２に比べて、冷却路の入口と出口との間の圧力差が大きく、冷却水量が多くされるため、第１グループの冷却路１２及び第２グループの冷却路１３に必要な冷却水量を適切に確保することができる。

本発明は、上記実施形態で説明した外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、エゼクタは、負圧発生のための流動体として、上述の実施形態のように冷媒循環路中の冷媒を使用する場合を除けば、上記流動体は別途用意されたものを使用しても良い。

１０ 金型
１１、１２、１３ 冷却路
２０ 冷却水タンク（冷媒タンク）
３０ 冷却水循環ポンプ（冷媒循環ポンプ）
４０ 熱交換器
６１ エゼクタ

Claims (5)

1. 金型の冷却路への冷媒循環路中で、冷媒の流れに関して、冷却路の下流側で、且つ冷媒循環ポンプ及び熱交換器より上流側に冷媒タンクを設け、該冷却水タンクではガスと冷却水とが分離され、その冷却水タンクのガス層には、減圧・脱気を行う吸引ポンプが接続された金型冷却装置において、
   前記吸引ポンプはエゼクタによって構成されていることを特徴とする金型冷却装置。
2. 請求項１において、前記エゼクタは、負圧発生のための流動体として前記冷媒循環路中の冷媒を使用し、エゼクタの冷媒吐出口を金型の冷却路入口に選択的に接続することを特徴とする金型冷却装置。
3. 請求項１又は２において、前記エゼクタは、負圧発生のための流動体として前記冷媒循環路中の冷媒を使用し、
   前記金型の冷却路は複数系統あり、その冷却路を、冷却のために必要とする冷媒量に応じて第１及び第２グループに分類し、
   必要冷媒量の少ない第１グループの冷却路には、前記冷媒循環ポンプ及び熱交換器の下流側から冷媒を供給し、
   必要冷媒量の多い第２グループの冷却路には、前記エゼクタの冷媒吐出口の冷媒を供給することを特徴とする金型冷却装置。
4. 金型の冷却路への冷却水循環路中で、冷媒の流れに関して、冷却路の下流側で、且つ冷却水循環ポンプ及び熱交換器より上流側に冷却水タンクを設け、
   また冷却水循環ポンプ及び熱交換器より下流側に貯水タンクを設け、
   該冷却水タンクではガスと冷却水とが分離され、その冷却水タンクのガス層には、減圧・脱気を行う吸引ポンプが接続され、
   前記貯水タンクは大気圧開放されている金型冷却装置において、
   前記吸引ポンプはエゼクタによって構成され、
   該エゼクタは、負圧発生のための流動体として前記貯水タンクの冷却水を循環して流すことを特徴とする金型冷却装置。
5. 請求項４において、前記エゼクタの流動体吐出口には三方弁が接続され、
   この三方弁により前記エゼクタの流動体吐出口が金型の冷却路入口に選択的に接続され、
   前記貯水タンクから金型の冷却路への流路が遮断されることを特徴とする金型冷却装置。
   

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