JPH11500973A - プラスチック材料変形機械の加熱装置 - Google Patents
プラスチック材料変形機械の加熱装置Info
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Abstract
(57)【要約】
プリフォーム(14)の平行2列(41、42)の間に配置される加熱本体(39)を有するプラスチック材料変形機械の加熱装置。2方向加熱ブレード(54)を備えた少なくとも2つの加熱チューブ(40)が設けられている。各加熱ブレード(54)は角度(α)で傾斜しており、加熱ブレードの第1面からは、隣接プリフォーム列の方向に放射熱(55)が放射され、かつ第2面からは、実質的に対向加熱チューブ間の自由空間の方向にある遠い方のプリフォーム列に向けて放射熱(56)が放射される。更に反射器(60)が配置されており、水平面内に放射熱をプリフォーム(14)に向けて反射する。これにより、本発明の加熱装置は、非常に高いエネルギ効率が得られると同時に、加熱装置が一体化されるプラスチック材料変形機械の有害な温度上昇を防止できる。
Description
【発明の詳細な説明】
プラスチック材料変形機械の加熱装置
本発明は、ガイドトラックに沿って配置された加熱装置を有し、該加熱装置が
、これを通って移動される支持体により支持された少なくとも1列のプリフォー
ムと協働し、かつプリフォームに対面して配置された加熱本体を備えている、プ
ラスチック材料変形機械の加熱装置に関する。
スイス国特許第683.757 号から、PETから容器を製造する機械の形態をなし
かつ加熱装置を備えたプラスチック材料変形機械が知られている。この装置では
、単列に整合されたプリフォームが、該プリフォームの列に沿って両側に配置さ
れた赤外線ランプを備えた加熱装置内で移動される。
単列のプリフォームを加熱するため、加熱装置は、赤外線ランプを備えた2つ
の加熱本体を有している。赤外線ランプのエネルギの大部分は、加熱すべきプリ
フォームの方向に特に向けられることはなく、加熱装置および機械の全体的領域
に向かって横方向、上方および下方に分散されている。従って、既知の加熱装置
は経済的でなくかつ環境温度の上昇をもたらすが、これは好ましくないだけでな
く、有害でもある。
本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、この目的を達成するた
め、本発明は、加熱本体が少なくとも2つの加熱チューブを有し、各加熱チュー
ブが、反対方向の2つの側にほ放射する2方向加熱ブレードを収容しており、プ
リフォームは、加熱装置内で少なくとも2つの平行プリフォーム列に配置されて
おり、2つの加熱チューブは2つの平行プリフォーム列間に配置されて加熱本体
を形成し、該加熱本体の各加熱ブレードは垂直面に対し所定角度で傾斜しており
、加熱ブレードの第1面からは、隣接プリフォーム列の方向に放射熱が放射され
、かつ第2面からは、実質的に対向加熱チューブ間の自由空間の方向にある遠い
方のプリフォーム列に向けて放射熱が放射されるという特徴を有する。
これにより、非常に高いエネルギ効率をもつ加熱装置が得られる。加熱チュー
ブにより放射される放射熱は、加熱すべきプリフォームに正確に指向され、単一
の加熱本体で、2列のプリフォームを充分に加熱できる。放射熱が当たらず陰に
なってしまうプリフォームの領域が回避されるため、加熱電力を大幅に低減でき
、従ってエネルギが大幅に節約される。かくして、機械の全体的環境は、より低
い温度に維持される。
好ましくは、加熱装置は、多角形の加熱本体を形成するための少なくとも4つ
の加熱チューブを有し、各加熱ブレードが垂直面に対し所定角度αで傾斜してお
り、前記第2面からは、遠い方のプリフォームに向けて、対向加熱チューブ間の
自由空間の方向に放射熱が放射される。
かくして、陰になってしまう領域を生じさせることなく、かつ最適な態様でエ
ネルギ損を防止することにより、放射熱を幾何学的に特に良く分散させかつバラ
ンスさせることができる。
好ましい実施形態によれば、加熱本体はほぼ矩形の断面形状を有し、加熱本体
のフレームに対する加熱チューブの水平位置および垂直位置、および前記所定角
度は、プリフォームのサイズに関連して調節可能である。
これらの特徴により、高出力で非常に有効な加熱が確保される。また、所望の
最終的変形に関連して、或る領域を種々に加熱できる。
非常に好ましくは、加熱装置が、加熱チューブおよびプリフォームに対して外
部位置に配置された反射器を有し、該反射器は、これらの最も近くに配置された
加熱チューブから放射される放射熱を、最も近い列の連続する2つのプリフォー
ム間の自由空間を通して、最も遠い列のプリフォームの方向に反射させる形状を
有する。
これにより、全ての放射熱を、加熱すべきプリフォームに向けて集中させる最
適な水平熱分布が得られる。従って、これによっても効率が大幅に改善され、大
幅な省エネルギが達成される。
好ましくは、反射器は、凹状円筒面の形状、および2つの連続プリフォームの
中心間距離にほぼ等しい幅を有する。
この構成により、簡単な構造で高いエネルギ効率が得られる。
好ましい実施形態によれば、加熱装置は換気装置を有し、該換気装置は、別々
の空気流を、加熱チューブを通して、2列のプリフォームと、該プリフォームの
支持体とに指向させる手段を備えている。
これらの特徴により、別々の有効な換気および冷却を確保できる。
かくして、換気装置は、好ましくは水平壁を有し、該水平壁は、支持体が配置
された下方の空気チャンネルを、加熱チューブに向けて空気を指向させる中央チ
ャンネルおよびプリフォームに向けて空気を指向させる2つの側方チャンネルか
らなる3つの上方通気チャンネルから分離する。
これにより、加熱装置の各部が冷却されるか、種々の態様での空気の変化を受
ける。
好ましくは、前記反射器は、側方チャンネルからプリフォームに向けて空気を
指向させる偏向器を同時に構成する。
これにより、特に簡単な構造が得られると同時に、反射器の好ましくない加熱
が有効に防止される。
他の特徴は、実施態様項に記載された特徴および添付図面を参照して以下に述
べる実施形態の説明から明らかになるであろう。
第1図は、本発明による加熱装置が一体化されたプラスチック材料変形機械を
示す概略平面図である。
第2図は、加熱装置を示す平面図である。
第3図は、加熱装置を通る縦断面図である。
第4図は、加熱装置を通る横断面図である。
第5図は、加熱装置を通る部分水平断面図である。
第1図には、本発明による加熱装置10が一体化された、延伸−吹込み(draw
-blowing)によりプラスチック材料の容器を製造する機械のようなプラスチック
材料変形機械が示されており、該機械のフレーム12には、種々の装置および部
材がモジュラー態様で取り付けられている。製造すべき容器用のプリフォーム1
4は、反転装填装置(該装置自体は知られており、参照番号16で示されている
)に至る傾斜平面を形成する二重レール15により供給される。反転装填装置1
6において、プリフォーム14は倒立され、かつキャリヤ18(各キャリヤは2
つの支持体17を支持している)により支持された支持体17内に、首部を下に
して配置される。
次に、プリフォーム14は加熱装置10内で加熱され、かつ吹込み装置または
延伸−吹込み装置19に移動される。容器の成形後、容器は支持体17から取り
出されて反転排出装置20に移され、該排出装置から、容器の将来の用途に従っ
て処理され、殺菌ステーション、充填ステーション、ラベリングステーション、
包装ステーション等に移動される。
キャリヤ18により支持された空になった支持体17は、次に、プリフォーム
14の装填装置16に移動される。
キャリヤ18は丸端部をもつ細長い矩形の板22(第4図)により構成されて
いる。各板22は2つのボア23を有し、該ボア23内には支持体17が保持さ
れる。これらの板22は、相互関連する2つの側方レール25、26からなるガ
イドトラック24上に横方向に載置されている。このガイドトラック24は、2
つの別々の部分28、29からなる。
第1部分28は、加熱装置10の出口と、延伸−吹込み装置19と、排出装置
20と、排出装置16およびプリフォームの装填装置16への連結経路とからな
る。この第1部分28では、板22はこれらの丸端部が接触しかつ互いに前後に
整合しており、これにより、単列の支持体17およびプリフォーム14を形成し
ている。
他方、ガイドトラック20の第2部分29では、板18はこれらの長辺が接触
する。従ってプリフォーム14の平行2列を形成し、各キャリヤ18の2つの支
持体17は、キャリヤの移動方向に対して垂直な方向に整合する。
もちろん、第2部分29におけるキャリヤ18の平行列の数は、用途および機
械のサイズに従って、1より大きくすることができる。それにも係わらず、この
第2部分28は、少なくとも1つのキャリヤ18の列、従って、加熱装置10の
ガイドトラックの経路内並びに該経路の入口および出口で移動方向に整合したプ
リフォーム14および支持体17の2つの平行列からなる。
ガイドトラックの第1部分28および第2部分29におけるキャリヤ18の移
動は、参照番号32および33で概略的に示すジャッキで押圧することにより行
なわれる。このガイドトラック24が閉回路を形成するものとすると、リニア変
位速度は、第1部分28における方が、第2部分29における方より大きい。こ
れれにより、所定時間でのプリフォームの漸次かつ最適加熱が可能になる。プリ
フォームの加熱フェーズは、他のフェーズおよび製造作業より長時間を必要とす
るため、非常に高いアウトプットをもつ連続作動が行なえると同時に、製造トラ
ックの長さ、従って機械の全体サイズを低減できる。
この加熱装置10の構造を、第2図〜第5図に関連して詳細に説明する。加熱
装置10は、垂直方向に摺動可能にフレーム12に取り付けられた可動フレーム
36を備えたオーブン25を有している。このオーブン35は、製造中止時また
は機械の停止または始動時に、空気圧ジャッキ37により、作動位置(第3図お
よび第4図)から非作動位置へと上昇される。かくして、オーブン35内に配置
される多数のプリフォーム14が損傷を受けることはない。かくして、製造中止
時にオーブンのスイッチを遮断する場合には、オーブン停止後の残熱が、オーブ
ン内に配置されたプリフォームを著しく損傷する危険があるが、可動オーブンで
は、このような欠点が完全に解消される。
オーブン35は、可動フレーム36から吊り下げられた加熱本体39を有して
いる。この加熱本体39は、オーブンの大部分に亘って長手方向に延びているカ
ーボンからなる少なくとも2つの2方向加熱ブレードチューブ40からなる。加
熱ブレードチューブ40の対の数は、特に、加熱すべきプリフォームの長さに基
づいて定まり、図示の例では、2対の加熱ブレードチューブが示されている。こ
れらのチューブ40は、反対方向の2つの側に放射熱を放射する。
加熱本体39は、作動位置において、プリフォームの2つの列41、42の間
に配置され、これらの2列のプリフォーム2を同時に加熱する。この加熱本体3
9、およびこれに関連する2列のプリフォームは、フレーム36に固定された加
熱フード46により包囲される。フード上では、プリフォームの支持体17が、
保護プロファイル48により保護される。オーブン40の出口に配置されたファ
ン71(第2図および第3図)は、加熱ゾーン内の空気の交換を行なう。
第4図に示すように、プリフォーム14は、環状保持部材50により構成され
る支持体17の上部において、首部を下にして配置される。これらの支持体17
は、板22のボア23内に係合されたベアリングに通された管状部分からなる。
これらのベアリング52は、ガイドトラック24(この上に、板18が載置され
る)のレール上の環状溝によっても保持されている。
支持体17の下端部には、駆動ピニオン51が固定されている。
ガイドトラック24の第2部分29には、プリフォーム14を回転させるため
の駆動機構が設けられている。この機構(図示せず)は、2つのピニオン間でガ
イドトラック24に対して平行に配置されかつモータにより駆動されるチェーン
またはベルトからなり、これらのチェーンまたはベルトは、支持体17およびプ
リフォーム14が加熱装置10を通る間にピニオン51と協働して、支持体およ
びプリフォームを回転させる。
第4図に示すように、加熱本体39の2方向加熱ブレード54を備えた4つの
チューブ40が、水平方向間隔Aおよび垂直方向間隔B(これらの間隔A、Bは
調節できる)を隔ててほぼ矩形に配置されている。各加熱ブレード54は、垂直
面に対して調節可能な角度αを有する。これにより、加熱ブレード54の前面か
ら、隣接するプリフォーム41、42に向かって、(90°−α)の入射角で実
質的に放射熱を放射し、かつ加熱ブレード54の後面からは、遠い方の列のプリ
フォームに向かって対向チューブ間に放射熱を放射する。各チューブ40から放
射される放射熱の前後方向のビームの中心が、第4図に矢印55、56で概略的
に示されている。
かくして、4つのチューブ40の前後方向の複合放射熱は、プリフォーム14
をその全高に亘って高効率に加熱するが、この高さに限定されるものではない。
上下方向の放射熱は、等温曲線に相当する双曲線に似た曲線58、59により示
すように、中央部分が非常に著しく減少している。従って、直接上下方向に放射
されることによるエネルギ損が大幅に低減される。加熱ブレード54の後面から
放射される放射熱の大部分が対向加熱チューブ間に向けられるため、プリフォー
ム14への放射熱が陰になって遮断される領域がなくなる。
加熱本体39のフレームに対する各加熱チューブ40の水平方向および垂直方
向移動の調節、および傾斜角αの適当な調節により、加熱本体39に対し垂直な
平面内での放射熱の正確な幾何学的分布を最適化することができ、これは、プリ
フォーム14のあらゆる形状およびサイズに対していえることである。かくして
、加熱本体39の要素のこの好ましい構成により、かなりの省エネルギが実現さ
れ
る。
また、プラスチック材料の所望の最終的変形に関連して、プリフォームの種々
の領域を種々の強度で加熱することもできる。
第2図および第5図に示すように、加熱装置10はまた、水平方向の最適熱分
布が得られるように、放射熱を適当に指向させる手段を有している。これらの手
段は、プリフォーム14の外側の可動フレーム36に固定された反射器60によ
り構成される。これらの反射器60は凹状断面形状をもつ円筒状であり、かつ列
41の2つの隣接プリフォーム間に放射された放射熱62を反射して、反射され
た放射熱63を反対側の列42のプリフォーム14上に集中させる形状を有して
いる。反射器60は、該反射器の中心間距離が一列上の連続プリフォーム14の
中心間距離に等しくなるようにして、互いに一列に連続して配置される。反射器
60の幅は、2つの連続プリフォーム14の中心間距離にほぼ等しい(第2図)
。
かくして、水平面内でも、プリフォームに向かって直接放射されない放射熱が
実際上失われることはなく、このため省エネルギを一層実現することができる。
放射熱を指向できる垂直手段と水平手段との組合せにより、加熱本体39から
放射されるエネルギを、最適かつ調節可能な態様でプリフォームに対して指向で
きる結果が得られる。このため、熱損失ができる限り効率的に防止される。従っ
て、加熱本体39を非常に小電力で作動でき、このため、加熱装置10が一体化
される機械12の周囲温度を大幅に低下できる。
もちろん、加熱本体39は、4つより多数の加熱チューブ40で構成できる。
従って、非常に大きな高さをもつプリフォームに対しては、傾斜加熱ブレード5
4を備えた2つ(または場合によっては4つ以上)の加熱チューブを重ねて、距
離Aだけ間隔を隔てた平行2列を形成することができる。
短いプリフォームに対しては、加熱本体39を、傾斜加熱ブレードを備えた2
つのみの加熱チューブで形成し、加熱チューブの第2面が、実質的に対向加熱チ
ューブにより覆われない空間の方向にある遠い方の列のプリフォームに向けて放
射熱を放射するように構成できる。
第2図および第3図に示すように、加熱装置10には、オーブン35の出口に
配置されたファン71からなる換気装置70が設けられており、該換気装置70
は、プリフォームの進行方向73とは逆方向72に、新鮮な空気をオーブン35
の各部に吹き込む。
この換気装置70は、水平面内および垂直面内で分離された4つの換気チャン
ネルを有する。保護プロファイル48は、下方のチャンネル78(該チャンネル
78内で、支持体17およびキャリヤ18が冷却される)から、上方のチャンネ
ル75、76、77を分離する。保護プロファイル48の上方では、上方の中央
チャンネル75により、加熱チューブ40を包囲する空気の交換が行なわれ、一
方、反射器60により上方の中央チャンネル75から分離された上方の2つの側
方チャンネル66、67は、空気をプリフォーム14に向かわせることができる
。これにより、プリフォーム14の回りの効率的通気が行なわれると同時に、反
射器60を冷却することができる。換気空気は、出口導管79を介してオーブン
35から排出される。
もちろん、上記実施形態は限定的なものではなく、請求の範囲第1項に記載さ
れたフレームの内部に任意の望ましい変更を施すことができる。従って、加熱装
置10は、多くの対をなす平行列のプリフォームに適するように設計でき、これ
により、幾つかの加熱本体19を互いに平行に配置することができる。
プラスチック材料変形機械12には、任意の他の特徴をもたせることができる
。より詳しくは、キャリヤ18の移動は、支持体17またはキャリヤ18と協働
するプーリおよび駆動チェーン、インデックスホイール等の任意の他の作動手段
により行なうこともできる。ガイドトラック20、特にその第1部分28は、例
えば半円または不規則形状等の任意の他の形状にすることができる。
本発明の機械は、容器の最終処理を行なう他の装置に、直接的または間接的に
連結できる。また、本発明の装置の前に、これらのプリフォーム製造装置を先行
させることができる。
換気装置は、種々の態様、例えば空気が異なる経路を通って流れるように構成
し、およびチャンネルの数を異ならせることもできる。
また、1つ以上のファンまたは調節弁を設けることができる。
反射器60は、例えば傾斜平面のような任意の他の形状にすることができる。
本発明の装置およびその加熱装置は、ポリエチレンテレフタレート容器の製造
に特に適しているが、他のプラスチック材料にも使用できるものである。
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,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S
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Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ガイドトラック(24)に沿って配置された加熱装置(10)を有し、該加 熱装置(10)が、これを通って移動される支持体(17)により支持された少 なくとも1列のプリフォーム(14)と協働し、かつプリフォーム(14)に対 面して配置された加熱本体(39)を備えているプラスチック材料変形機械(1 2)において、加熱本体(39)が少なくとも2つの加熱チューブ(40)を有 し、各加熱チューブ(40)は、反対方向の2つの側にほ放射する2方向加熱ブ レード(54)を収容しており、プリフォームは、加熱装置(10)内で少なく とも2つの平行プリフォーム列に配置されており、2つの加熱チューブは2つの 平行プリフォーム列間に配置されて加熱本体を形成し、該加熱本体の各加熱ブレ ード(54)は垂直面に対し所定角度(α)で傾斜しており、加熱ブレードの第 1面からは、隣接プリフォーム列の方向に放射熱(55)が放射され、かつ第2 面からは、実質的に対向加熱チューブ間の自由空間の方向にある遠い方のプリフ ォーム列に向けて放射熱(56)が放射されることを特徴とするプラスチック材 料変形機械。 2.多角形の加熱本体(39)を形成するための少なくとも4つの加熱チューブ (40)を有し、各加熱ブレード(54)が垂直面に対し所定角度(α)で傾斜 しており、前記第2面からは、遠い方のプリフォームに向けて、対向加熱チュー ブ(40)間の自由空間の方向に放射熱(56)が放射されることを特徴とする 請求の範囲第1項に記載の加熱装置。 3.前記加熱本体(39)はほぼ矩形の断面形状を有し、前記加熱本体(39) のフレーム(36)に対する加熱チューブ(40)の水平位置および垂直位置、 および前記所定角度(α)は、プリフォーム(14)のサイズに関連して調節可 能であることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の加熱装置。 4.前記加熱チューブ(40)およびプリフォーム(14)に対して外部位置に 配置された反射器(60)を有し、該反射器(60)は、これらの最も近くに配 置された加熱チューブ(40)から放射される放射熱を、最も近い列の連続する 2つのプリフォーム間の自由空間を通して、最も遠い列のプリフォームの 方向に反射させる形状を有することを特徴とする請求の範囲第1項〜第3項のい ずれか1項に記載の加熱装置。 5.前記反射器(60)は、凹状円筒面の形状、および2つの連続プリフォーム の中心間距離にほぼ等しい幅を有することを特徴とする請求の範囲第4項に記載 の加熱装置。 6.換気装置(70)を有し、該換気装置(70)は、別々の空気流を、加熱チ ューブ(40)を通して、2列(41、42)のプリフォーム(14)と、該プ リフォームの支持体(17)とに指向させる手段を備えていることを特徴とする 請求の範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載の加熱装置。 7.前記換気装置(70)は水平壁(48)を有し、該水平壁(48)は、支持 体(17)が配置された下方の空気チャンネル(78)を、加熱チューブ(40 )に向けて空気を指向させる中央チャンネル(75)およびプリフォーム(14 )に向けて空気を指向させる2つの側方チャンネル(76、77)からなる3つ の上方通気チャンネル(75、76、77)から分離することを特徴とする請求 の範囲第6項に記載の加熱装置。 8.前記反射器(60)は、側方チャンネル(76、77)からプリフォーム( 14)に向けて空気を指向させる偏向器を同時に構成することを特徴とする請求 の範囲第4項〜第7項のいずれか1項に記載の加熱装置。 9.前記空気流(75、76、77)は、プリフォーム(14)の進行方向(7 3)とは逆方向(72)に向けられることを特徴とする請求の範囲第6項〜第8 項のいずれか1項に記載の加熱装置。 10.キャリヤ(18)を有し、各キャリヤ(18)は、加熱装置(10)でのプ リフォームの進行方向に垂直に互いに並べて配置された2つの支持体(17)お よび2つのプリフォーム(14)を支持し、各キャリヤ(18)は、先行キャリ ヤおよび後続キャリヤと接触していて、2つの平行プリフォーム列(41、42 )を形成し、該平行プリフォーム列間に加熱本体(39)が配置されることを特 徴とする請求の範囲第1項〜第9項のいずれか1項に記載の加熱装置。 11.前記加熱本体(39)は、該加熱本体がほぼプリフォーム(14)に対面す る作動位置から、加熱本体がプリフォームから間隔を隔てる非作動位置へと変 位できるように、前記ガイドトラック(24)に対して移動可能に取り付けられ ていることを特徴とする請求の範囲第1項〜第10項のいずれか1項に記載の加 熱装置。 12.前記加熱本体(39)は可動フレーム(36)上に取り付けられ、該可動フ レーム(36)は、リフト装置(37)の作用により垂直方向に変位されること を特徴とする請求の範囲第10項または第11項に記載の加熱装置。
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