JP5087648B2 - シリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造に関し、特に、ヘッダ配管出側に設けるサイレンサパイプをサイレンサホルダパイプを介して着脱自在とし、小穴の径を異なるものと交換してサイレンサ効果を選択できるようにするための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の混練押出機の冷却水供給装置としては、例えば、特許文献１に開示されている構成を挙げることができるが、その構成としては、冷却水タンクからの冷却水を混練押出機のシリンダの冷却ジャケットに供給し、この冷却ジャケットを経て冷却水タンクに戻すように循環させ、溶融・混練中の樹脂温度を下げるように冷却している。

前述の特許文献１におけるシリンダの冷却構造においては、一般に、図３から図６で示される構成が採用されていた。
すなわち、図３及び図４において符号１で示されるものは混練押出機の長尺型のシリンダであり、このシリンダ１の外周には、このシリンダ１の外周側に内蔵された冷却ジャケット２に連通する状態で冷却水用配管３が接続され、この冷却水用配管３はシリンダ１のホッパシリンダ１ａを除いた各シリンダセグメント１ｂに接続されている。

前記冷却水用配管３には、図示しない冷却水循環装置に接続されヘッダ配管１０をなすヘッダ配管入側４及びヘッダ配管出側５に接続され、ヘッダ配管入側４から入力された冷却水は各冷却水用配管３及び冷却ジャケット２を経てヘッダ配管出側５から冷却水循環装置へ戻り、シリンダ１に対する冷却水の循環によるシリンダ１の冷却を行うことができるように構成されている。

前記ヘッダ配管出側５には、前記冷却水用配管３の出側がサイレンサパイプ６を介して接続されており、図３では、点線で示される部分として示されている。
前記サイレンサパイプ６は、図５及び図６に示されるように構成され、前記ヘッダ配管出側５を横断（軸方向に対して直交する方向）して貫通する貫通孔７を貫通して配設されると共に、溶接で固定され、このサイレンサパイプ６の周面の一部角度範囲には多数の小穴８が形成されている。

前記サイレンサパイプ６の先端６ａにはキャップ９が設けられていることにより、先端６ａが閉止され、その基端６ｂには前記冷却水用配管３が接続されている。
前記ヘッダ配管出側５におけるサイレンサパイプ６を図５の断面とは９０度異なる断面でみると図６の通りであり、サイレンサパイプ６がヘッダ配管出側５の軸中心に位置し、各小穴８が全周ではなく周面の一部に形成されていることが示されている。

前述の従来構成において、前記ヘッダ配管入側４から供給された冷却水は、各冷却水用配管３を経て各シリンダセグメント１ｂの冷却ジャケット２を介してサイレンサパイプ６からヘッダ配管出側５を経て前述の冷却水循環装置によりシリンダ１に対する冷却水の循環及び冷却が行われる。

前述の冷却水の循環冷却において、シリンダ１からの冷却水又はこの冷却水が冷却ジャケット２で加熱されて発生した蒸気は、サイレンサパイプ６の小穴８からヘッダ配管出側５内に放出されるが、この時に各小穴８を通ることにより消音作用が得られるように構成されている。
また、前記ヘッダ配管入側４から供給される冷却水の量は、前記冷却水用配管３に設けられたバルブ３ａ（図４）によって自在に調整することができる。

特開２０１０−３６５５７号公報

従来のシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、押出機は一般的に樹脂を溶融、混練、脱気などを行い、特に溶融、混練において粘度の高い樹脂は樹脂温度が高くなってしまうので樹脂の物性を維持するために樹脂温度を下げる運転をする。この時シリンダに供給する冷却水を多くするためにバルブ３ａを全開にして運転することがある。
シリンダに冷却水を多く流すとシリンダがより冷却されサイレンサパイプ４に流れる蒸気量が多くなる。そのため周知のウォータハンマーが発生しやすくなる。
このウォータハンマーが発生するとヘッダ配管から大きな音がすると共にヘッダ配管が振動する。
その結果過去にヘッダ配管を固定しているサポートが損傷してヘッダ配管が脱落することがあった。このウォータハンマーを少なくするには、一般的にサイレンサパイプの穴径をできるだけ小さくし穴数を増やすことが有効であるといわれている。
この押出機の運転条件は樹脂原料、処理能力、混練度合や脱気度合などによりさまざまな運転条件があるので、サイレンサ効果がない場合が予測される。
そのような場合、従来構造でもサイレンサパイプの穴径を小さくして穴数を増やすことはできるが、サイレンサパイプをヘッダ配管に直接溶接しているため穴数を増やしたい場合にはヘッダ配管ごと交換する必要がありサイレンサパイプのみを交換することができなかった。そのために、ヘッダ配管毎の交換は、ウォータハンマーの発生の有無も確認しなければならず、その作業は容易なことではなかった。

本発明によるシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造は、樹脂を溶融混練するシリンダの冷却ジャケット内を循環するシリンダ冷却水を案内するため前記シリンダに接続された冷却水用配管及びヘッダ配管と、前記ヘッダ配管を形成するためのヘッダ配管出側及びヘッダ配管入側と、前記ヘッダ配管出側に設けられ前記ヘッダ配管出側を横断する方向に貫通した貫通孔に設けられたサイレンサパイプと、前記サイレンサパイプに形成された多数の小穴と、を備え、前記シリンダ冷却水又はスチームが前記小穴を介して前記ヘッダ配管出側内に放出されるようにしたシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造において、前記貫通孔に設けられたサイレンサホルダパイプと、前記サイレンサホルダパイプの外周に形成された開口部と、を備え、前記サイレンサパイプは前記サイレンサホルダパイプ内に内挿され、前記各小穴は前記開口部に対応して位置し、前記サイレンサホルダパイプに対して前記サイレンサパイプは着脱自在である構成であり、また、前記開口部は、前記ヘッダ配管出側の軸中心に配置されている構成であり、また、前記サイレンサパイプの先端は前記冷却水用配管に接続されたメスオスエルボの端部に当接して固定されている構成であり、また、前記サイレンサホルダパイプの他端には、断面カップ型をなすねじ込みキャップが螺合され、前記ねじ込みキャップ内に前記サイレンサパイプの後端が位置し、前記ねじ込みキャップの除去により前記サイレンサパイプを前記サイレンサホルダパイプから除去できる構成であり、また、前記小穴の直径φと数は、直径φが２ｍｍ、数が２０１個である構成であり、また、前記小穴は、前記サイレンサパイプの周面の全周にわたり形成されている構成である。

本発明によるシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、樹脂を溶融混練するシリンダの冷却ジャケット内を循環するシリンダ冷却水を案内するため前記シリンダに接続された冷却水用配管及びヘッダ配管と、前記ヘッダ配管を形成するためのヘッダ配管出側及びヘッダ配管入側と、前記ヘッダ配管出側に設けられ前記ヘッダ配管出側を横断する方向に貫通した貫通孔に設けられたサイレンサパイプと、前記サイレンサパイプに形成された多数の小穴と、を備え、前記シリンダ冷却水又はスチームが前記小穴を介して前記ヘッダ配管出側内に放出されるようにしたシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造において、前記貫通孔に設けられたサイレンサホルダパイプと、前記サイレンサホルダパイプの外周に形成された開口部と、を備え、前記サイレンサパイプは前記サイレンサホルダパイプ内に内挿され、前記各小穴は前記開口部に対応して位置し、前記サイレンサホルダパイプに対して前記サイレンサパイプは着脱自在であることにより、ヘッダ配管出側におけるサイレンサパイプの所望の穴径と穴数を変更したものに簡単に交換できる。また、サイレンサパイプは長さ方向に対して中心振り分けで小穴を設けているので、サイレンサホルダパイプに対してどちらの方向から挿入しても開口部に対して小穴が対応できる。
また、前記開口部は、前記ヘッダ配管出側の軸中心に配置されていることにより、サイレンサパイプの交換後も常に同じ消音動作を得ることができる。
また、前記サイレンサパイプの先端は前記冷却水用配管に接続されたメスオスエルボの端部に当接して固定されていることにより、サイレンサパイプの交換・固定が極めて容易となる。
前記サイレンサホルダパイプの他端には、断面カップ型をなすねじ込みキャップが螺合され、前記ねじ込みキャップ内に前記サイレンサパイプの後端が位置し、前記ねじ込みキャップの除去により前記サイレンサパイプを前記サイレンサホルダパイプから除去できる構成としたことにより、サイレンサパイプの交換が容易となる。
前記小穴の直径φと数は、直径φが２ｍｍ、数が２０１個であることにより、従来よりも小穴の開口率が増大し、大きい消音効果を得ることができる。
また、前記小穴は、前記サイレンサパイプの周面の全周にわたり形成されていることにより、サイレンサパイプを挿入する時の回転位置を無視でき、挿入・交換が容易となる。
また、サイレンサパイプの小穴の小穴径を従来よりも小さくすることにより、目詰まりが予想されるが、この目詰まりは、サイレンサパイプが簡単に取り外して清掃できる。
従って、前述の構成による本発明のサイレンサ構造の方が従来の構造に比較するとそのコストは４０％下げることができた。

本発明によるシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造を示す要部の拡大断面図である。 図１の平面断面図である。 従来のシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造を示す全体構成図である。 図３の平面図である。 図３のＡ−Ａ断面拡大図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。

本発明は、ヘッダ配管出側に設けるサイレンサパイプをサイレンサホルダパイプを介して着脱自在とし、小穴の径が異なるものと交換してサイレンサ効果を選択できるようにしたシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明によるシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明し、図３及び図４の構成については、サイレンサパイプ６の構成が異なるのみで、他の構成は同一のため、これらを本発明の構成として援用し、その構成の説明も援用するものとする。

図１及び図２において符号２０で示されるものは、前記ヘッダ配管１０のヘッダ配管出側５の貫通孔７に貫通して配設されたサイレンサホルダパイプであり、このサイレンサホルダパイプ２０の外周の一部には、所定角度範囲にわたり開口部２１が形成されている。
また、前記開口部２１は、前記ヘッダ配管出側５の軸中心に配置されていると共に、軸方向に沿って所定の長さで形成されている。

前記サイレンサホルダパイプ２０は、前記各貫通孔７に対して溶接により固定されており、このサイレンサホルダパイプ２０の一端２０ａは、ネジリング２２とカラー２３を介して前記冷却水用配管３に接続されたメスオスエルボ２４に接続されている。

前記サイレンサホルダパイプ２０の他端２０ｂ側からは前記サイレンサパイプ６が挿入され、このサイレンサパイプ６の先端６ａは前記メスオスエルボ２４の端部２４ａに当接して位置決めされている。
前記サイレンサパイプ６の後端６ｂは、前記サイレンサホルダパイプ２０の他端２０ｂの外周に形成されたねじ部２０ｃに断面カップ型をなすねじ込みキャップ９が螺合することにより、前記サイレンサホルダパイプ２０内における前記後端６ｂの位置決めがなされるように構成されている。尚、前記ねじ込みキャップ９を除去することにより、サイレンサパイプ６はサイレンサホルダパイプ２０に対して着脱自在に設けられている。

前記サイレンサパイプ６の外周には、その全周にわたり小穴８が形成され、このサイレンサパイプ６をサイレンサホルダパイプ２０内に挿入する場合、何れの回転位置で挿入した場合でも、前記開口部２１には所定数の小穴８が位置するように構成されているため、回転方向の位置合わせは不要である。
尚、前記小穴８の直径φと数は、従来の直径φが５ｍｍ、数が２６に対して、本発明では、直径φが２ｍｍ、数が２０１とし、この場合が最も効果的な消音効果を得ることができた。

前述の本発明による構成において、前記ヘッダ配管入側４から供給された冷却水は、各冷却水用配管３を介してサイレンサパイプ６からヘッダ配管出側５を経て前述の図示しない冷却水循環装置によりシリンダ１に対する冷却水の循環及び冷却が行われる

前述の冷却水の循環冷却において、シリンダ１からの冷却水又はこの冷却水が冷却ジャケット２で加熱されて発生した蒸気は、サイレンサパイプ６の小穴８からヘッダ配管出側５内に放出されるが、この時に各小穴８を通ることにより消音作用が得られ、前述のウォータハンマー現象を抑えることができるように構成されている。
また、前記ヘッダ配管入側４から供給される冷却水の量は、前記冷却水用配管に設けられたバルブ３ａ（図４）によって自在に調整することができる。

前述のシリンダ１を介してシリンダ１内の溶融樹脂の温度を下げるように冷却している場合において、冷却水量によっては、サイレンサパイプ６の小穴８の直径φを変更した方が消音に効果的である場合があるが、この場合には、ねじ込みキャップ９を除去した後、現在使用中のサイレンサパイプ６をサイレンサホルダパイプ２０から抜き出し、消音に最適な直径φの小穴８を有するサイレンサパイプ６をサイレンサホルダパイプ２０内に挿入した後、ねじ込みキャップ９を螺合することにより、サイレンサパイプ６の交換を完了することができる。

従って、従来構成においては、サイレンサパイプ６がヘッダ配管出側５に直接溶接によって接続固定されていたため、前述のようにサイレンサパイプ６の交換が容易ではなかったが、本発明の構成によれば、極めて簡単にサイレンサパイプ６の交換を行うことができる。

本発明によるシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造は、溶融・混練押出機のシリンダの冷却に限ることなく、水冷によって冷却する食品製造装置等の冷却構造に適用可能である。

１ シリンダ
２ 冷却ジャケット
３ 冷却水用配管
４ ヘッダ配管入側
５ ヘッダ配管出側
６ サイレンサパイプ
６ａ 先端
６ｂ 後端
７ 貫通孔
８ 小穴
９ ねじ込みキャップ
１０ ヘッダ配管
２０ サイレンサホルダパイプ
２０ａ 一端
２０ｂ 他端
２１ 開口部
２２ ネジリング
２３ カラー
２４ メスオスエルボ
２４ａ 端部

Claims (6)

1. 樹脂を溶融混練するシリンダ(1)の冷却ジャケット(2)内を循環するシリンダ冷却水を案内するため前記シリンダ(1)に接続された冷却水用配管(3)及びヘッダ配管(10)と、前記ヘッダ配管(10)を形成するためのヘッダ配管出側(5)及びヘッダ配管入側(4)と、前記ヘッダ配管出側(5)に設けられ前記ヘッダ配管出側(5)を横断する方向に貫通した貫通孔(7)に設けられたサイレンサパイプ(6)と、前記サイレンサパイプ(6)に形成された多数の小穴(8)と、を備え、
   前記シリンダ冷却水又はスチームが前記小穴(8)を介して前記ヘッダ配管出側(5)内に放出されるようにしたシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造において、
   前記貫通孔(7)に設けられたサイレンサホルダパイプ(20)と、前記サイレンサホルダパイプ(20)の外周に形成された開口部(21)と、を備え、
   前記サイレンサパイプ(6)は前記サイレンサホルダパイプ(20)内に内挿され、前記各小穴(8)は前記開口部(21)に対応して位置し、前記サイレンサホルダパイプ(20)に対して前記サイレンサパイプ(6)は着脱自在であることを特徴とするシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造。
2. 前記開口部(21)は、前記ヘッダ配管出側(5)の軸中心に配置されていることを特徴とする請求項1記載のシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造。
3. 前記サイレンサパイプ(6)の先端は前記冷却水用配管(3)に接続されたメスオスエルボ(24)の端部(24a)に当接して固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造。
4. 前記サイレンサホルダパイプ(20)の他端(20b)には、断面カップ型をなすねじ込みキャップ(9)が螺合され、前記ねじ込みキャップ(9)内に前記サイレンサパイプ(6)の後端(6b)が位置し、前記ねじ込みキャップ(9)の除去により前記サイレンサパイプ(6)を前記サイレンサホルダパイプ(20)から除去できる構成としたことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造。
5. 前記小穴(8)の直径φと数は、直径φが２ｍｍ、数は２０１個であることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造。
6. 前記小穴(8)は、前記サイレンサパイプ(6)の周面の全周にわたり形成されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のシリンダ冷却水用ヘッダ配管のサイレンサ構造。

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