KR101342849B1 - 가황 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 가황 시스템은 그룹에 속하는 가황기(10a 내지 10h)와 그룹에 할당되는 보일러(30)를 연결하는 증기 공급로(40) 상에 승온기(35)와 승압기(37)가 설치된다. 승온기(35)와 승압기(37)는, 상류측으로부터 순서대로 배치되고, 승온기(35)와 승압기(37) 사이에서 몰드로 증기를 공급하는 제2 분기 공급로(43)가 증기 공급로(40)로부터 분기되고, 제2 분기 공급로(43)는 승압기(37)를 우회하여 몰드로 승온기(35)에서 승온된 증기를 공급하는 형태로 하는 것이 바람직하다.

Description

가황 장치 {VULCANIZING APPARATUS}

본 발명은 미가공 타이어를 가황하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

통상, 미가공 타이어를 가황하기 위해서는, 내부에 미가공 타이어가 장전된 몰드(금형)를 가열 매체에 의해 가열하는 동시에, 미가공 타이어의 내부 공간이 고온ㆍ고열 용량의 증기로 이루어지는 가열 매체와, 불활성 가스, 질소 가스 등의 불응축성 가스로 이루어지는 가압 매체를 공급함으로써, 미가공 타이어를 외측 및 내측으로부터 가열하는 것이 널리 행해지고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1). 또한, 가열 매체와 가압 매체를 총칭하여, 이하에서는 가황 매체라고 하는 경우가 있다.

일반적으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 복수(예를 들어, 20 내지 100대)의 가황기(101)가 설치되어 있는 건물(104)의 외부에 있는 보일러(102)와 가황기(101)를 배관(103)을 통해 접속함으로써, 보일러(102)에서 생성한 증기를 가황기(101)로 공급하는 가황 시스템(300)이 구성되어 있다. 그리고 이 경우, 1대의 보일러(102)로부터 건물(104) 내의 모든 가황기(101)에 대해 증기를 공급하고 있는 것이 통상이다. 이 보일러(102)는 대형이므로 가황기(101)의 근처에 설치할 수 없기 때문에, 가황기(101)와 보일러(102) 사이의 배관(103)의 총연장이 수 100m나 된다.

그러나 상술한 바와 같은 구성에서는, 보일러(102)로부터 배관(103)을 통해 가황기(101)로 증기를 공급할 때에, 배관(103)으로부터의 방열에 의해 증기의 열량의 상당한 부분이 상실되므로, 큰 에너지 로스가 발생한다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 보일러(102)로부터 투입되는 열량의 1／3 정도가 방열된다고 하는 시산이 있다.

따라서 특허 문헌 2는, 가열 매체를 가열함으로써 당해 가열된 가열 매체를 통해 블래더로 열량을 공급하여 미가공 타이어를 가열하는 것이 가능한 열량 공급 수단을 가황기마다 각각 별도로 설치하는 것을 제안하고 있다. 그리고 블래더 내의 가열 매체를 가황기의 외부에 취출하는 동시에, 취출된 가열 매체를 블래더 내로 복귀시키는 순환 경로와, 가황기의 외부에 있어서 순환 경로 내를 순환하는 가열 매체를 가열하는 전기 히터로의 공급 전력을 제어하는 온도 제어 장치를 갖는 열량 공급 수단이 특허 문헌 2에 기재되어 있다.

특허 제3699206호 공보 일본 특허 출원 공개 제2006-231931호 공보

특허 문헌 2에 의하면, 가황기 개개에 있어서의 에너지 로스를 저감시킬 수 있지만, 보일러와 가황기를 연결하는 배관으로부터의 방열은 여전히 있으므로, 복수의 가황기를 구비하는 가황 시스템 전체적으로는 에너지 로스가 아직도 큰 상태이다.

본 발명은 이와 같은 기술적 과제에 기초하여 이루어진 것으로, 복수의 가황기를 구비하는 가황 시스템 전체적으로 에너지 로스를 저감시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 대형의 보일러에 비해 가황기의 근처에 놓을 수 있는 소형의 보일러를 사용하는 것을 검토하였다. 예를 들어, 1대의 대형 보일러가 증기를 공급하는 가황 시스템을 도 6에 도시한 바와 같이, 소형의 보일러(30-1 내지 30-n)로 치환하여 증기를 공급하는 가황기(10-1 내지 10-n)의 대수를 수대 정도로 억제하면, 가황기(10-1 내지 10-n)의 근처에 보일러(30-1 내지 30-n)를 놓을 수 있다. 이 경우, 모든 가황기(10-1 내지 10-n)에 대응하기 위해, 복수대의 소형의 보일러(30-1 내지 30-n)가 필요해진다. 여기서, 대형의 보일러로부터 가황기로 증기를 공급하는 가황 시스템을 집합형이라고 하고, 또한 복수대의 소형의 보일러로부터 가황기로 증기를 공급하는 가황 시스템을 분산형이라고 하기로 한다.

그런데 가황은 150 내지 200℃ 정도로 미가공 타이어를 가열할 필요가 있고, 또한 미가공 타이어의 내부로 공급되는 증기는 1.5 내지 2.0㎫ 정도의 압력을 필요로 하고 있다. 그런데 분산형의 가황 시스템에 사용할 수 있는 소형의 보일러는 능력이 작아, 공급할 수 있는 증기의 온도가 100℃ 정도이고, 압력도 낮다. 따라서 대형의 보일러를 단순하게 소형의 보일러(30-1 내지 30-n)로 치환한 것으로는, 미가공 타이어를 가황할 수 없다. 그래서 본 발명자들은, 보일러와 가황기 사이에 승온기와 승압기를 설치하여, 소형의 보일러에서 생성된 증기를 가황할 수 있는 온도, 압력까지 승온, 승압하여 가황기로 공급하는 것을 착상하였다.

이 착상에 기초하는 본 발명은, 복수대의 가황기가 그룹으로 구분되는 동시에, 그룹의 수에 대응하는 대수의 보일러가 설치되고, 그룹마다 증기를 공급하는 보일러가 할당되는 것을 전제로 하는 분산형의 가황 시스템이다. 그리고 본 발명의 가황 시스템은, 그룹에 속하는 가황기와 이 그룹에 할당되는 보일러를 연결하는 증기 공급로 상에 승온기와 승압기가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 분산형의 가황 시스템은, 보일러로부터 가황기까지의 배관 길이를 짧게 할 수 있으므로, 배관으로부터의 방열을 현저하게 저감시킬 수 있다. 본 발명자들의 시산에 따르면, 동일한 대수의 가황기에 대해 증기를 공급하는 경우, 집합형에 비해 분산형의 가황 시스템은, 배관에 의한 방열을 30％ 정도나 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 분산형의 가황 시스템은, 그룹마다 할당되는 보일러가 소형이어도, 승온기와 승압기에 의해 가열 및 승압하여 그룹에 속하는 가황기로 증기를 공급할 수 있으므로, 미가공 타이어의 가황을 지장없이 행할 수 있다.

미가공 타이어를 가황 성형하기 위해서는, 내부에 미가공 타이어가 장전된 몰드를 증기에 의해 가열하는 동시에, 미가공 타이어의 내부 공간으로 고온, 고압의 증기를 공급한다. 이와 같이, 미가공 타이어의 내부 공간으로 고온, 고압의 증기를 공급하는 것은 몰드로 공급되는 증기는 고압일 필요가 없기 때문이다. 따라서 몰드로 공급되는 분의 증기에 대해서는, 승온기를 통과시켜 승온시키지만 승압기를 통과하지 않고 가황기에 공급함으로써, 승압기를 운전시킬 때의 에너지 로스를 저감시킬 수 있다. 이것을 실현하기 위해 본 발명의 가황 시스템은, 이하의 구성을 채용하는 것이 바람직하다. 즉, 승온기와 승압기는, 보일러를 상류측이라고 하면, 상류측으로부터 순서대로 승온기와 승압기를 배치한다. 그리고 몰드로 증기를 공급하는 몰드용 공급로를 승온기와 승압기 사이에서 증기 공급로로부터 분기하고, 몰드용 공급로는 승압기를 우회하여 몰드로 승온기에서 승온된 증기를 공급한다.

가황기로 공급된 포화 증기는 응축되므로, 가황기에서 드레인이 발생한다. 드레인은 온도가 100℃ 이상이므로, 가황기에서 발생한 드레인의 폐열을 회수하여 가황 시스템의 에너지 절약에 이용할 수 있다. 따라서 본 발명은, 가황기에서 발생한 드레인을 회수하여, 보일러 또는 증기 공급 경로에 순환시키는 순환 경로를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 순환 경로에 승온기를 설치하여, 승온기에서 드레인을 승온시킨 후 보일러 또는 증기 공급 경로에 순환시킬 수 있다.

그룹에 속하는 가황기로 1대의 보일러로부터 증기를 공급하기 위해서는, 증기 공급로는, 보일러에 연결되는 주 공급로와, 주 공급로로부터 그룹에 속하는 가황기를 향하여 분기되는 분기로로 구성되게 된다. 가황기로 공급되는 증기가 승온기 및 승압기를 통과하는 것을 전제로, 승온기, 승압기는 주 공급로, 분기로 중 어느 한쪽에 설치해도 된다. 즉, 본 발명에 있어서 승온기 및 승압기 중 어느 한쪽 또는 양쪽을, 주 공급로 및 분기로 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 설치할 수 있다.

그런데 소형 보일러의 능력 부족을 보충하기 위해, 가열 매체(증기)와 함께 가압 매체(불응축 가스)를 도입함으로써 가황 매체의 전압(全壓)을 올리고, 또한 가열기를 사용하여 가열 매체 및 가압 매체를 승온시키는 것이 생각된다. 그러나 가황 매체의 전압은 오르지만, 증기의 분압은 오르지 않으므로, 증기가 블래더 내에서 응축하여 생성되는 응축수의 온도가 낮아져, 가황의 진행을 방해할 우려가 있다. 예를 들어, 소형 보일러로부터 공급되는 포화 증기가 150℃ 정도(0.5㎫에 있어서의 포화 증기 온도)라고 하면, 응축수의 온도는 가황의 후반에 필요한 온도(예를 들어, 180℃ 정도)보다도 낮아진다.

따라서 본 발명은, 이하의 수순으로 타이어의 가황을 행한다.

타이어의 가황 공정은 크게, 승온 공정과 가압 공정으로 구분할 수 있다.

승온 공정은 가황 목표 온도를 향하여, 통상은 상온으로부터 미가공 타이어를 승온시킨다. 이 승온 공정의 과정에서 가황 반응은 개시된다.

가압 공정에서는, 가황 목표 온도를 향한 승온의 과정에서 가압 매체를 미가공 타이어의 내부 공간으로 공급하고, 가황에 필요한 온도에 더하여, 압력을 부여한다.

본 발명은, 승온 공정을 이하의 수순으로 행한다.

보일러에서 생성된 포화 증기를 가열함으로써 생성되는 과열 증기를 미가공 타이어의 내부 공간(이하, 단순히 내부 공간이라고 하는 경우가 있음)으로 공급하여 미가공 타이어를 승온시킨다. 이 과열 증기의 공급은, 가황의 초기부터 행해도 되지만, 초기에는 포화 증기를 공급하고, 그 후에 포화 증기를 가열함으로써 생성되는 과열 증기를 공급한다고 하는 수순을 채용할 수도 있다.

소형의 보일러를 사용하는 경우, 초기에 공급되는 포화 증기는 온도, 압력이 가황 목표 온도, 가황 목표 압력을 만족시키지 않는다. 그러나 가황을 개시한 초기부터 가황 목표 온도 및 가황 목표 압력을 부여할 필요는 없고, 미가공 타이어를 어느 정도의 온도까지 승온시킬 수 있으면 충분하다. 따라서 초기에는, 보일러에서 생성되는 포화 증기만을 공급함으로써, 에너지 절약을 도모하는 동시에 생산 비용의 저감을 도모할 수 있다.

포화 증기의 공급을 받으면서 미가공 타이어는 승온되어 가황은 진행하지만, 포화 증기의 온도가 낮은 것에 기인하여 응축수의 온도도 낮아, 가황의 진행을 방해할 우려가 있다. 따라서 도중에 포화 증기를 가열하여 온도가 높은 과열 증기로 함으로써, 가황의 진행, 환언하면 미가공 타이어의 승온 속도가 저하되는 것을 저지한다.

전술한 바와 같이, 가압 공정은 과열 증기에 가압 매체를 더하여 미가공 타이어의 내부 공간으로 공급하지만, 가압 매체를 더하는 타이밍은 이하와 같이 몇 개의 선택지가 있다. 본 발명은 모두를 포함한다.

1번째는, 포화 증기를 가열하여 얻어지는 과열 증기를 내부 공간으로 선행하여 공급하는 것을 개시한 후에, 가압 매체를 이 과열 증기에 더한다, 라고 하는 것이다.

2번째는, 포화 증기와 가압 매체로 이루어지는 가황 매체를 내부 공간으로 선행하여 공급하는 것을 개시한 후에, 이 가황 매체를 가열하여 가황 매체 중에 포함되는 포화 증기를 과열 증기로 한다, 라고 하는 것이다.

3번째는, 포화 증기와 가압 매체로 이루어지는 가황 매체의 내부 공간으로의 공급을 개시함과 동시에, 이 가황 매체를 가열하여 가황 매체 중에 포함되는 포화 증기를 과열 증기로 한다, 라고 하는 것이다.

어느 경우라도, 과열 증기와 가압 매체로 이루어지는 가황 매체는, 승온 공정의 과정에서 미가공 타이어의 내부 공간으로 공급이 개시된다.

타이어의 가황은, 가황 목표 온도에 도달하면 종료되지만, 가황을 확실하게 완료시키기 위해, 가황 목표 온도에 도달한 후에 당해 온도를 소정 시간 유지하는 경우가 있다. 이 경우, 타이어가 가황 목표 온도를 초과하여 필요 이상의 온도까지 가열되는 것을 방지할 필요가 있다. 필요 이상의 온도까지 가열되면, 생산된 타이어의 품질에 악영향이 발생한다.

따라서 본 발명은 가황 대상인 미가공 타이어가 가황 목표 온도를 기준으로 정해진 온도에 도달한 후에, 온도 제어를 행하는 것이 바람직하다. 온도 제어는 냉각 제어와 가열 제어를 교대로 반복함으로써 실행된다.

이 냉각 제어에는, 2개의 선택지가 있다.

1번째의 선택지는, 공급되어 있는 가황 매체에 포함되는 과열 증기를 포화 증기로 전환하는 것이다. 이 경우, 공급되는 가황 매체는 포화 증기와 가압 매체로 이루어져, 온도가 낮아진다.

2번째의 선택지는, 공급되어 있는 가황 매체에 포함되는 가압 매체의 비율을 높게 하는 것이다. 이 경우, 가황 매체의 열전달률이 낮아져, 타이어의 승온이 억제된다.

한편, 냉각 제어만으로는 온도가 지나치게 낮아질 우려가 있다. 따라서 냉각 제어를 행하는 경우에는, 가열 제어를 수반하는 것이 필요하다. 가열 제어는, 냉각 제어에 있어서의 2개의 선택지를 행하기 전의 상태로 가황 매체를 복귀시키는 것을 요지로 한다. 즉, 1번째의 선택지에 대응하여, 공급되어 있는 가황 매체에 포함되는 포화 증기를 과열 증기로 전환하는 것이다. 또한, 2번째의 선택지에 대응하여, 공급되어 있는 가황 매체에 포함되는 가압 매체의 비율을 낮게 할 수도 있다.

미가공 타이어를 가황 성형할 때에는, 몰드에도 증기를 공급하여 미가공 타이어를 외측으로부터 가열한다. 그러나 몰드로 공급되는 증기는 가압을 목적으로 하고 있지 않아 압력이 낮아도 상관없으므로, 가압 매체를 포함하는 가황 매체로 할 필요가 없다. 따라서 몰드로 공급되는 분에 대해서는, 포화 증기 또는 과열 증기를 단독으로 몰드로 공급하는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 가압 매체의 사용량을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 타이어 가황 방법은, 1대의 보일러에서 생성되는 포화 증기를 복수의 가황기의 각각으로 병행하여 공급하는 타이어 가황 시스템에 적용할 수 있다.

이 시스템은, 복수의 가황기의 각각의 몰드에 보유 지지되는 미가공 타이어의 내부 공간을 향하여, 포화 증기를 공급하는 제1 공급로와, 제1 공급로로부터 분기되어, 미가공 타이어를 외측으로부터 가열하기 위해 몰드를 향하여 포화 증기를 공급하는 제2 공급로를 구비한다.

또한, 이 시스템은 제1 공급로에 설치되어, 보일러에서 생성되는 포화 증기를 가열하여 과열 증기로 하는 제1 가열기와, 제1 공급로로 가압 매체를 공급하는 가압 매체 공급로와, 타이어 가황 시스템의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비한다.

이 제어부는, 가황 목표 온도를 향하여 미가공 타이어를 승온시키는 승온 공정과, 가황 목표 온도를 향한 승온의 과정에서 가압 매체를 미가공 타이어의 내부 공간으로 공급하여, 가황에 필요한 온도 및 압력을 부여하는 가압 공정을 타이어 가황 시스템에 실행시킨다.

제어부는, 승온 공정에 있어서 보일러에서 생성된 포화 증기를 가열함으로써 생성되는 과열 증기를, 제1 공급로를 통해 내부 공간으로 공급하여 미가공 타이어를 승온시키도록 제어한다. 제어부는 바람직하게는 보일러에서 생성된 포화 증기를 미가공 타이어의 내부 공간으로 공급하고, 계속해서 포화 증기를 가열함으로써 생성되는 과열 증기를 내부 공간으로 공급하여 미가공 타이어를 승온시키도록 제어한다.

제어부는, 또한 가압 공정에 있어서, 가압 매체 공급로로부터 제1 공급로로 가압 매체를 도입하고, 과열 증기와 가압 매체로 이루어지는 가황 매체를 내부 공간으로 공급하여, 가황에 필요한 온도, 압력을 부여한다.

제어부는, 가황 대상인 미가공 타이어가 가황 목표 온도를 기준으로 정해진 온도에 도달하면, 냉각 제어와 가열 제어를 교대로 행하는 온도 제어를 행할 수 있다.

이 냉각 제어는, 제1 가열기의 동작을 정지함으로써, 공급되어 있는 가황 매체에 포함되는 과열 증기를 포화 증기로 전환하는 제1 냉각 제어 및 가압 매체 공급로로부터 도입하는 가압 매체의 양을 늘림으로써, 공급되어 있는 가황 매체에 포함되는 가압 매체의 비율을 높게 하는 제2 냉각 제어의 한쪽 또는 양쪽을 행할 수 있다.

또한, 가열 제어는 제1 냉각 제어에 대응하여, 제1 가열기를 동작시킴으로써, 공급되어 있는 가황 매체에 포함되는 포화 증기를 과열 증기로 전환하는 제1 가열 제어 및 제2 냉각 제어에 대응하여, 가압 매체 공급로로부터 도입하는 가압 매체의 양을 줄임으로써, 공급되어 있는 가황 매체에 포함되는 가압 매체의 비율을 낮게 하는 제2 가열 제어의 한쪽 또는 양쪽을 행할 수 있다.

포화 증기 또는 과열 증기를 단독으로 몰드로 공급하기 위한 구성으로서, 본 발명의 가황 시스템은 보일러를 상류측이라고 하면, 제1 가열기보다도 상류측의 제1 공급로에 제2 가열기를 설치하는 것으로 하고, 제2 공급로는 제1 가열기와 제2 가열기의 사이이며, 가압 매체 공급로보다도 상류측의 제1 공급로로부터 분기된다.

본 발명의 분산형의 가황 시스템에 따르면, 보일러로부터 가황기까지의 배관 길이를 짧게 할 수 있으므로, 배관으로부터의 방열을 현저하게 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 분산형의 가황 시스템은 소형의 보일러를 사용해도, 승온기와 승압기에 의해 승온 및 승압하여 그룹에 속하는 가황기로 증기를 공급할 수 있으므로, 미가공 타이어의 가황을 지장없이 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 타이어의 가황 방법에 따르면, 승온 과정에 있어서, 온도가 낮은 포화 증기에 기인하여 응축수의 온도가 낮아져, 가황의 진행을 방해할 우려가 있는 경우에, 포화 증기를 가열하여 과열 증기로 함으로써 소형 보일러의 능력 부족을 보충하여, 가황을 순조롭게 진행시킬 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 가황 시스템의 각 그룹의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 제2 실시 형태에 있어서의 가황 시스템의 각 그룹의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 제3 실시 형태에 있어서의 가황 시스템의 각 그룹의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 제4 실시 형태에 있어서의 가황 시스템의 각 그룹의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 제1 내지 제4 실시 형태에 있어서의 가황 시스템에 적용되는 가황기의 주요 구성을 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 실시 형태에 있어서의 분산형의 가황 시스템의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 제5 실시 형태에 있어서의 가황 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8은 제5 실시 형태에 있어서의 가황 시스템의 제어 수순의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 도 8에 나타내는 제어 수순에 의한 타이어의 온도 거동 이미지를 나타내는 도면이다.
도 10은 제5 실시 형태에 있어서의 가황 시스템의 제어 수순의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 도 10에 나타내는 제어 수순에 의한 타이어의 온도 거동 이미지를 나타내는 도면이다.
도 12는 제5 실시 형태에 있어서, 복수대의 가황기로 1대의 보일러로부터 증기를 공급하는 가황 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 13은 제6 실시 형태에 있어서의 가황 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 14는 제6 실시 형태에 있어서, 복수대의 가황기로 1대의 보일러로부터 증기를 공급하는 가황 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 15는 종래의 집합형의 가황 시스템의 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부 도면에 도시하는 실시 형태에 기초하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

처음에, 도 6에 기초하여 본 실시 형태에 있어서의 가황 시스템(1)의 개략 구성을 설명한다.

가황 시스템(1)은 공장 건물(2) 내에 복수대(예를 들어, 50 내지 100대)의 가황기(10-1 내지 10-n)가 설치되어 있다. 가황기(10-1 내지 10-n)는 6 내지 10대씩 그룹(Gr-1 내지 Gr-n)의 n그룹으로 구분되어 있다. 가황 시스템(1)에는, 그룹(Gr-1 내지 Gr-n)의 수 n에 대응하는 대수의 보일러(30-1 내지 30-n)가 설치된다. 보일러(30-1 내지 30-n)는 그룹(Gr-1 내지 Gr-n)마다 증기를 공급한다. 그룹(Gr-1 내지 Gr-n)마다 할당되어 있는 보일러(30-1 내지 30-n)와, 각 보일러(30-1 내지 30-n)로부터 증기가 공급되는 가황기(10-1 내지 10-n)는, 증기 공급로(40-1 내지 40-n)에 의해 연결되어 있다. 각 보일러(30-1 내지 30-n)에서 생성되는 증기는, 증기 공급로(40-1 내지 40-n)를 통과하여, 대응하는 가황기(10-1 내지 10-n)로 공급된다. 증기 공급로(40-1 내지 40-n)는 일반적인 배관 부재로 구성되어 있다.

이하, 각 그룹(Gr-1 내지 Gr-n)의 구성에 적용되는 4개의 실시 형태를 순서대로 설명한다. 또한, 가황 시스템(1)에 있어서, 가황기(10-1 내지 10-n), 보일러(30-1 내지 30-n) 및 증기 공급로(40-1 내지 40-n)는, 각각 동일한 사양의 것을 사용하므로, 이하의 설명에서는 가황기(10), 보일러(30) 및 증기 공급로(40)라고 하는 대표하는 부호를 사용하는 경우가 있다. 무엇보다, 이것이 본 발명의 가황 시스템을 한정하는 것이 아닌 것은 물론이다.

＜제1 실시 형태＞

도 1에 도시한 바와 같이, 각 그룹(Gr-1 내지 Gr-n)에는 6 내지 10대의 가황기(10a 내지 10h)가 포함되어 있다. 가황기(10a 내지 10h)에 대해 보일러(30)로부터 증기가 공급된다. 보일러(30)에는, 도시하지 않은 공급원으로부터 보일러(30)로 물을 공급하는 물공급로(31)가 연결되고, 물공급로(31) 상에 설치되는 밸브(32)에 의해 조정된 양의 물이 보일러(30)로 공급된다. 보일러(30)와 가황기(10a 내지 10h)는, 보일러(30)에서 생성되는 증기가 통과하는 증기 공급로(40)에 의해 연결되어 있다. 증기 공급로(40) 상에는 승온기(35) 및 승압기(37)가 설치되어 있고, 승온기(35) 및 승압기(37)는 보일러(30)에서 생성된 증기를 각각 승온, 승압한다. 이 승온, 승압은 미가공 타이어를 가황하는 데 필요한 온도 압력으로 하는 것을 말한다. 이하도 마찬가지이다. 또한, 증기 공급로(40)에는 증기 공급로(40) 내를 흐르는 증기의 온도(T11), 압력(P1)을 검지하는 센서(51)가 부설된다. 컨트롤러(50)는, 센서(51)에서 검지된 온도(T11), 압력(P1)을 순차적으로 취득한다. 컨트롤러(50)는 취득한 온도(T11), 압력(P1)에 따라 보일러(30), 승온기(35) 및 승압기(37)의 동작을 제어한다.

＜가황기(10)＞

가황기(10)(10a 내지 h)는, 증기를 사용하여 미가공 타이어를 가황하는 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 가황기(10)는 베이스(11)와, 베이스(11)와 간격을 두고 대향 배치되는 볼스터 플레이트(12)를 구비하고 있고, 볼스터 플레이트(12)는 베이스(11) 상에 세워진 컬럼(13)에 의해 지지되어 있다.

베이스(11)와 볼스터 플레이트(12) 사이에는, 미가공 타이어(W)가 충전되는 캐비티(C)를 형성하는 몰드(20)가 배치된다. 몰드(20)는 하부 금형(21)과, 하부 금형(21)의 상방에 배치되는 상부 금형(22)과, 하부 금형(21)과 상부 금형(22)의 사이에 배치되어 (미가공) 타이어(W)의 접지면을 성형하는 트레드형(23)을 구비한다. 트레드형(23)은, 원주 방향으로 분할된 복수의 세그먼트로 구성된다. 하부 금형(21), 상부 금형(22) 및 트레드형(23)이 조합되어, 캐비티(C)가 구성된다. 몰드(20)는, 보톰 플래튼(24)과 볼스터 플래튼(25)을 더 구비한다. 보톰 플래튼(24)은 하부 금형(21)의 하면에 접하여 고정되어 있고, 볼스터 플래튼(25)은 상부 금형(22)의 상면에 접하여 고정되어 있다.

보톰 플래튼(24)은, 보톰 인슐레이터(14)를 개재하여 유압 실린더(15)에 의해 승강 가능한 보톰 플레이트(18)에 지지되어 있다. 또한, 볼스터 플래튼(25)은 볼스터 인슐레이터(16)를 개재하여 볼스터 플레이트(12)에 고정되어 있다. 유압 실린더(15) 및 중심 기구(17)를 동작시킴으로써, 하부 금형(21)과 상부 금형(22) 사이를 개방 상태로 함으로써, 가황되는 미가공 타이어(W)를 캐비티(C)에 충전한다. 캐비티(C) 내에는 미가공 타이어(W)를 내측으로부터 성형ㆍ가황하기 위한 증기가 도입되는 블래더(B)가 배치된다.

블래더(B) 내에는, 상세한 것은 생략하지만, 중심 기구(17)를 통과하여 증기가 공급된다. 가황기(10)의 중심 기구(17)에는, 후술하는 제1 분기 공급로(42)(42a 내지 h)로부터 증기가 공급된다. 블래더(B) 내로 공급되는 증기는, 온도가 150 내지 200℃ 정도, 압력이 1.5 내지 2.0㎫ 정도로 된다.

몰드(20) 내에도 증기가 공급된다. 몰드(20) 내의 경로는, 볼스터 플래튼(25), 보톰 플래튼(24), 트레드형(23)의 순서대로 증기가 흐르도록 형성되어 있다. 볼스터 플래튼(25)에는, 후술하는 제2 분기 공급로(43)(43a 내지 h)로부터 증기가 공급된다. 몰드(20) 내로 공급되는 증기는, 블래더(B) 내로 공급되는 증기와 마찬가지로 온도는 150 내지 200℃ 정도로 되지만, 압력은 1.5 내지 2.0㎫ 정도보다 낮아도 된다.

블래더(B), 몰드(20)로 공급된 증기는 드레인으로 되어, 가황기(10)로부터 배출 배관(45)(45a 내지 h)으로 배출된다.

＜보일러(30)＞

보일러(30)는, 능력이 작은 소형의 것을 사용한다. 가황기(10a 내지 10h)의 근처에 보일러(30)를 놓기 위해서이다. 이와 같은 소형의 보일러(30)로서는, 예를 들어 압력 0.1㎫ 이하, 전열 면적 10㎡ 이하에서 증기 온도 100℃ 정도까지 가열 가능한 보일러를 사용할 수 있고, 대응하는 가황기의 대수에 따라 구체적인 능력을 설정하면 된다. 이 소형의 보일러(30)에 의해 생성되는 증기(포화 증기)는, 가황 목표 온도, 가황 목표 압력을 만족시키지 않는다.

＜증기 공급로(40)＞

도 1에 도시한 바와 같이, 보일러(30)와 가황기(10a 내지 10h)를 연결하는 증기 공급로(40)는, 보일러(30)에 직접 연결되는 주 공급로(41)와, 주 공급로(41)로부터 가황기(10a 내지 10h)를 향하여 각각 분기되는 제1 분기 공급로(42) 및 제2 분기 공급로(43)로 구성된다. 여기서, 주 공급로(41) 상에 승온기(35)와 승압기(37)가 설치되어 있고, 보일러(30)를 증기 공급로(40)의 상류라고 하면, 상류측으로부터 승온기(35)와 승압기(37)가 순서대로 배치되어 있다.

주 공급로(41) 상에 설치되어 있는 승온기(35)의 가열 수단은 상관없고, 전기 히터에 의한 가열, 화염 버너에 의한 가열 등의 각종 승온 수단을 사용할 수 있다. 승압기(37)에 대해서도 구체적 수단은 상관없고, 플런저 펌프, 터빈, 컴프레서 등의 각종 승압 수단을 사용할 수 있다.

제1 분기 공급로(42)는, 승압기(37)의 하류에서 주 공급로(41)로부터 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)로 분기되어 있다. 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)는 대응하는 가황기(10a 내지 10h)에 연결되어, 각 가황기(10a 내지 10h)의 블래더(B)로 증기를 공급한다. 이 증기는, 승온기(35)와 승압기(37)를 통과하여, 승온, 승압되어 있다.

제2 분기 공급로(몰드용 공급로)(43)는, 승온기(35)와 승압기(37) 사이에서 주 공급로(41)로부터 제2 분기 공급로(43a 내지 43h)로 분기되어 있다. 제2 분기 공급로(43a 내지 43h)는 대응하는 가황기(10a 내지 10h)에 연결되어, 각 가황기(10a 내지 10h)의 몰드(20)로 증기를 공급한다. 이 증기는, 승온기(35)를 통과하고 있지만 승압기(37)를 우회하고 있으므로, 승온만 되어 있다.

＜컨트롤러(50)＞

컨트롤러(50)는, 미가공 타이어(W)의 가황을 위해 블래더(B) 내 및 몰드(20) 내로 공급되어야 하는 증기의 온도 정보(Td), 압력 정보(Pd)를 보유하고 있다. 온도 정보(Td), 압력 정보(Pd)는 가황되는 미가공 타이어(W)의 사이즈, 재질 등의 사양에 따라, 컨트롤러(50)에 적절하게 설정된다. 또한, 컨트롤러(50)는 보일러(30)에서 생성되는 증기의 온도, 압력에 관한 보일러 능력 정보(Cd)를 보유하고 있다.

컨트롤러(50)는 설정되는 온도 정보(Td) 및 압력 정보(Pd)와, 보일러 능력 정보(Cd)로부터 승온기(35), 승압기(37)의 각각의 운전 조건을 도출하고, 이 운전 조건에 기초하여 보일러(30), 승온기(35), 승압기(37)의 운전을 개시한다.

또한, 컨트롤러(50)는 센서(51)로부터 취득한 온도(T11), 압력(P1)을 온도 정보(Td) 및 압력 정보(Pd)와 비교한다. 컨트롤러(50)는 취득한 온도(T11), 압력(P1)이, 각각 온도 정보(Td), 압력 정보(Pd)와 차이가 있는 경우에는, 그 차이에 따른 조건으로, 승온기(35) 및 승압기(37), 또한 필요에 따라 보일러(30)의 운전 조건을 제어한다.

이하 설명하는 가황 시스템(10)의 운전은, 이상과 같이 하여 컨트롤러(50)의 제어 하에서 행해진다.

＜가황 시스템(10)의 운전＞

그런데 가황 시스템(1)에서 미가공 타이어(W)를 가황하기 위해서는, 보일러(30)에서 생성되는 증기를 주 공급로(41)를 향하여 토출한다. 보일러(30)는 소형이므로, 토출되는 증기는 온도가 100℃ 정도이고, 이 경우의 압력은 0.1㎫ 정도이다. 이 상태에서는, 블래더(B) 내로 공급하는 증기로서는, 온도, 압력 모두 부족하므로, 승온기(35)에서 150 내지 200℃ 정도로 승온시키고, 또한 승압기(37)에서 1.5 내지 2.0㎫로 승압시킨다.

승온기(35), 승압기(37)에서 승온, 승압된 증기는 주 공급로(41)로부터 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)에 있어서 분기된 후에 각 가황기(10a 내지 10h)로 공급된다. 이 증기는, 가황기(10a 내지 10h)가 구비하는 블래더(B) 내에 있어서, 블래더(B)를 통해 미가공 타이어(W)를 내측으로부터 가열하는 동시에 가압한다.

승온기(35)에서 승온된 증기의 일부는 제2 분기 공급로(43a 내지 43h)에 있어서 분기된 후에 각 가황기(10a 내지 10h)로 공급된다. 이 증기는 가황기(10a 내지 10h)가 구비하는 몰드(20) 내로 공급되어, 미가공 타이어(W)를 외측으로부터 가열한다.

이상과 같이 블래더(B), 몰드(20)의 각각으로 증기를 공급함으로써, 미가공 타이어(W)를 가열하여 가황한다. 증기는 미가공 타이어(W)의 가황이 완료될 때까지, 블래더(B), 몰드(20)를 향하여 공급된다.

이상 설명한 바와 같이, 가황 시스템(1)은 공장 건물(2) 내에 설치되는 복수대의 가황기(10-1 내지 10-n)를 그룹(Gr-1 내지 Gr-n)으로 구분하고, 보일러(30-1 내지 30-n)가 그룹(Gr-1 내지 Gr-n)마다 할당되어 있다. 따라서 보일러(30-1 내지 30-n)와 가황기(10-1 내지 10-n) 사이의 배관 길이를 짧게 할 수 있으므로, 배관 방열을 저감시킬 수 있다. 또한, 가황 시스템(1)은 각 그룹(Gr-1 내지 Gr-n) 내에 승온기(35) 및 승압기(37)를 설치하여, 보일러(30-1 내지 30-n)의 능력 부족을 보충함으로써, 분산형의 가황 시스템(10)이 성립한다. 분산형의 가황 시스템은, 1대의 보일러(30)에 할당되는 가황기(10)의 대수가 적으므로, 각 가황기(10)의 온도, 압력 제어를 행하기 쉽다.

가황 시스템(1)은 가황기(10a 내지 10h)의 몰드(20)로 공급하는 증기를, 승압기(37)를 우회하는 제2 분기 공급로(43a 내지 43h)를 통해 공급한다. 따라서 승압이 필요없는 증기를 승압기(37)에서 처리하지 않는 분만큼, 승압기(37)의 부하를 줄여 에너지 절약을 실현한다.

상기 실시 형태에서는, 제2 분기 공급로(43a 내지 43h)를 승압기(37) 앞에서 분기시키는 사정상, 상류측으로부터 승온기(35), 승압기(37)의 순서대로 배치하였다. 그러나 본 발명은, 제2 분기 공급로(43a 내지 43h)를 승압기(37) 앞에서 분기시키는 것이 필수가 아니고, 따라서 상류측으로부터 승압기(37), 승온기(35)의 순서대로 배치할 수도 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서의 몰드(20)를, 하부 금형(21), 상부 금형(22), 트레드형(23), 보톰 플래튼(24) 및 볼스터 플래튼(25)으로 구성하고 있지만, 본 발명의 몰드는 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 트레드형(23)에 상당하는 부분이 하부 금형(21)과 상부 금형(22)에 각각 설치되어 있어도 되고, 플래튼을 갖지 않는 몰드를 사용할 수도 있다.

또한, 제1 분기 공급로(42a 내지 42h) 및 제2 분기 공급로(43a 내지 43h)의 각각에 밸브를 설치함으로써, 가황기(10a 내지 10h)의 독립된 가황을 실현할 수 있다.

＜제2 실시 형태＞

본 발명에 의한 제2 실시 형태를 도 2에 기초하여 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 구성 요소에 대해서는, 도 1과 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

제2 실시 형태는, 각 가황기(10a 내지 10h)에 연결되는 배출 배관(45a 내지 45h)을 순환 배관(45)의 일단부에 집합시킨다. 순환 배관(45)의 타단부는, 보일러(30)에 연결된다. 또한, 순환 배관(45)은 드레인을 시스템 밖으로 배출시키기 위한 밸브(48)를 구비하고 있다.

가황기(10a 내지 10h)에서 발생하는 드레인은, 순환 배관(45)을 경유하여 보일러(30)로 복귀된다. 보일러(30)로 복귀되는 드레인은 100℃ 이상의 온도를 갖고 있다. 따라서 물공급로(31)로부터 공급되는 물에 더하여 보일러(30)로 공급하면, 소정 온도의 증기를 얻기 위한 보일러(30)의 운전 능력을 낮출 수 있어, 에너지 절약에 공헌할 수 있다.

제2 실시 형태는, 드레인의 온도(T21)를 검지하는 센서(52)를 순환 배관(45) 상에 설치하고, 컨트롤러(50)는 센서(52)로부터 드레인의 온도(T21)를 취득한다. 컨트롤러(50)는 드레인의 온도(T21)와, 설정되는 온도 정보(Td) 및 압력 정보(Pd)와, 보일러 능력 정보(Cd)로부터 승온기(35), 승압기(37)의 각각의 운전 조건을 도출하고, 이 운전 조건에 기초하여 보일러(30), 승온기(35), 승압기(37)의 운전을 제어한다. 이때, 컨트롤러(50)는 물공급로(31) 상에 설치한 밸브(32)의 개방도, 순환 배관(45) 상에 설치한 밸브(47)의 개방도를 제어하여 보일러(30)로 공급하는 물과 드레인의 양을 조정할 수 있다.

또한, 컨트롤러(50)는 센서(51)로부터 취득한 온도(T11), 압력(P1), 센서(52)로부터 취득한 드레인의 온도(T21)를, 온도 정보(Td) 및 압력 정보(Pd)와 비교한다. 컨트롤러(50)는 이 비교 결과에 기초하여 승온기(35) 및 승압기(37), 또한 필요에 따라 보일러(30)의 운전 조건을 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(50)는 배출 배관(45a 내지 45h) 상의 밸브(46a 내지 46h)의 개방도를 제어하여, 순환 배관(45)으로의 드레인의 배출을 조정할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 모든 가황기(10a 내지 10h)로부터 드레인을 회수하고 있지만, 순환하는 데 필요한 양을 확보할 수 있는 것이라면, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.

＜제3 실시 형태＞

본 발명에 의한 제3 실시 형태를 도 3에 기초하여 설명한다. 또한, 제1, 제2 실시 형태와 동일한 구성 요소에 대해서는, 도 1, 2과 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

제3 실시 형태는, 각 가황기(10a 내지 10h)에 연결되는 배출 배관(45a 내지 45h)을 순환 배관(53)의 일단부에 집합시킨다. 순환 배관(53)의 타단부는, 주 공급로(41)에 연결된다. 즉, 제3 실시 형태는 드레인이 복귀되는 곳이 제2 실시 형태와 다르다.

순환 배관(53)에는 승온기(54)가 설치되어 있다. 순환 배관(53)을 흐르는 드레인은, 승온기(54)에서 승온시켜 증기로 할 수 있다. 이 증기는 주 공급로(41)로 공급되고, 주 공급로(41)에 설치되는 승온기(35)에서 더 승온된다. 승온기(35)를 통과하는 증기는, 일부가 그대로 주 공급로(41)를 흐르고, 다른 일부는 제2 분기 공급로(43)로 공급된다. 그대로 주 공급로(41)를 흐르는 증기는, 승압기(37)에서 승압된 후에 제1 분기 공급로(42)를 통과하여, 가황기(10a 내지 10h)의 블래더(B) 내로 공급된다. 제2 분기 공급로(43)로 공급되는 증기는, 가황기(10a 내지 10h)의 몰드(20)의 가열에 제공된다.

제3 실시 형태에 있어서도, 드레인의 온도(T31)를 검지하는 센서(57)를 순환 배관(53) 상에 설치하고, 컨트롤러(50)는 드레인의 온도(T31)를 참조하여, 보일러(30), 승온기(35), 승압기(37), 승온기(54), 밸브(56)의 운전 동작을 제어할 수 있다.

이상과 같이, 제3 실시 형태는 순환 배관(53) 상에 승온기(54)를 설치하고, 여기서 드레인을 가열함으로써, 보일러(30)의 부하를 저감시키고, 가황 시스템(1)의 에너지 절약성을 향상시킨다.

상기 실시 형태에서는, 순환 배관(53)의 타단부를 보일러(30)와 승온기(35) 사이에서 주 공급로(41)에 연결시키고 있지만, 도 3에 1점 쇄선으로 나타내는 바이패스로(53a)를 설치하여 승온기(35)와 승압기(37) 사이에서 주 공급로(41)에 연결시킴으로써, 주 공급로(41)의 승온기(35)를 우회할 수도 있다. 순환 배관(53)의 승온기(54)에서 가황에 필요한 온도까지 승온시킬 수 있는 것이라면, 주 공급관(41)의 승온기(35)를 통과시킬 필요가 없어지기 때문이고, 그렇게 함으로써, 주 공급관(41)의 승온기(35)에서 소비되는 에너지의 낭비를 줄일 수 있다.

＜제4 실시 형태＞

본 발명에 의한 제4 실시 형태를 도 4에 기초하여 설명한다. 또한, 제1 내지 제3 실시 형태와 동일한 구성 요소에 대해서는, 도 1 내지 3과 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

제4 실시 형태는, 제1 내지 제3 실시 형태에 있어서 주 공급로(41)에 설치되어 있는 승압기(37)를 폐지하고, 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)의 각각에 승압기(37a 내지 37h)를 설치하고 있다. 그리고 제1 분기 공급로(42a 내지 42h) 상의 승압기(37a 내지 37h)의 하류측에, 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)를 흐르는 증기의 온도(T4), 압력(P4)을 검지하는 센서(58a 내지 58h)가 설치되어 있다. 또한, 제1 분기 공급로(42a 내지 42h) 상의 승압기(37a 내지 37h)의 상류측에, 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)를 흐르는 증기의 유량을 조정하는 밸브(59a 내지 59h)가 설치되어 있다.

제4 실시 형태에 있어서, 승온기(35)에서 승온된 증기는, 일부가 그대로 주 공급로(41)를 흘러 가, 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)로 분기되어 공급된다. 이 증기는 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)에 설치되는 승압기(37a 내지 37h)에서 원하는 압력까지 승압된 후에, 가황기(10a 내지 10h)의 블래더(B) 내로 공급된다.

제4 실시 형태에 있어서, 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)를 흐르는 증기의 온도(T4), 압력(P4)을 센서(58a 내지 58h)에서 검지하고, 컨트롤러(50)는 온도(T4), 압력(P4)을 참조하여, 보일러(30), 승온기(35), 승압기(37a 내지 37h), 밸브(59a 내지 59h)의 운전 동작을 제어할 수 있다.

이상과 같이, 제4 실시 형태는 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)에 승압기(37a 내지 37h)를 설치하므로, 각 가황기(10a 내지 10h)로 적합한 조건의 증기를 공급할 수 있다. 이것은, 불필요한 에너지의 소비를 저감시키는 것으로도 연결될 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 주 공급로(41)에 승온기(35)를 설치하고, 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)에 승압기(37a 내지 37h)를 설치하고 있지만, 본 발명은 주 공급로(41)와 제1 분기 공급로(42a 내지 42h)로 형성되는 증기 공급로(40)에 승온기와 승압기가 설치되어 있으면 되고, 적어도 이하의 형태를 포함하고 있다. 또한, 제2 분기 공급로에 승온기를 설치할 수도 있다. 또한, 이하의 ○은 있음, ×는 없음을 의미하고 있다.

주 공급로 : 승온기○, 승압기○ 제1 분기 공급로 : 승온기×, 승압기×

(제1 내지 제3 실시 형태)

주 공급로 : 승온기×, 승압기× 제1 분기 공급로 : 승온기○, 승압기○

주 공급로 : 승온기○, 승압기○ 제1 분기 공급로 : 승온기○, 승압기○

주 공급로 : 승온기○, 승압기× 제1 분기 공급로 : 승온기×, 승압기○

(제4 실시 형태)

주 공급로 : 승온기×, 승압기○ 제1 분기 공급로 : 승온기○, 승압기×

＜제5 실시 형태＞

제5 실시 형태로서, 1대의 가황기(10)와 1대의 보일러(30)로 이루어지는 타이어 가황 시스템(100)에 대해 설명하지만, 분산형의 가황 시스템을 상정하는 복수의 가황기에 1대의 보일러가 연결되는 시스템으로 할 수 있는 것은 물론이다.

본 실시 형태에 관한 타이어 가황 시스템(100)은, 도 7에 도시한 바와 같이, 가황기(10)와, 포화 증기를 생성하는 보일러(30A)와, 보일러(30A)에서 생성된 포화 증기를 가황기(10)의 블래더(B)를 향하여 흐르게 하는 제1 공급로(400)와, 제1 공급로(400)로부터 분기되어 보일러(30A)에서 생성된 포화 증기를 가황기(10)의 보톰 플래튼(24)과 볼스터 플래튼(25)을 향하여 흐르게 하는 제2 공급로(410)와, 제1 공급로(400)에 연결되는 가스 공급로(500)와, 제1 공급로(400)를 흐르는 유체의 온도를 상승시키는 제1 가열기(60)를 구비하고 있다.

타이어 가황 시스템(100)은 제어부(70)를 구비하고, 제어부(70)로부터의 지시에 의해, 보일러(30A)로부터 가황기(10)를 향하여 공급되는 증기(포화 증기)의 양, 가스 공급로(500)로부터 가황기(10)를 향하여 공급되는 질소 가스의 양 및 제1 가열기(60)의 운전이 제어된다.

또한, 이하에서는 가압 매체의 예로서 질소 가스를 나타내지만, 불응축성인 그 외의 가스(불활성 가스, 공기 등)를 사용할 수 있는 것은 물론이다.

제5 실시 형태에 있어서의 가황기(10)의 구성은, 제1 실시 형태에 있어서의 가황기(10)와 마찬가지이다. 따라서 그 구성 요소에 대해서는, 도 1과 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

블래더(B) 내에는, 상세한 것은 생략하지만, 중심 기구(17A)를 통과하여 가황 매체(증기, 질소 가스)가 공급된다. 가황기(10)의 중심 기구(17A)에는, 제1 공급로(400)로부터 가황 매체가 공급된다. 또한, 가황의 초기에는 증기만을 공급하는 경우가 있지만, 이 증기만으로도 가황 매체를 구성한다.

몰드(20A) 내에도 가황 매체가 공급된다. 몰드(20A) 내의 경로는, 예를 들면, 볼스터 플래튼(25), 보톰 플래튼(24), 트레드형(23)의 순서대로 가황 매체가 흐르도록 형성되어 있다. 볼스터 플래튼(25)에는, 후술하는 제2 공급로(410)로부터 가황 매체가 공급된다.

블래더(B), 몰드(20A)로 공급된 가황 매체 중의 증기는 응축수로 되어, 가황기(10)로부터 배출 배관(45)으로 배출된다.

몰드(20A) 내에는, 가황 과정의 미가공 타이어(W)의 온도를 측정하는 온도 센서(26)가 설치되어 있다. 온도 센서(26)에서 측정된 온도(T)는 제어부(70)로 보내진다. 또한, 온도 센서(26)를 사용하는 미가공 타이어(W)의 온도 측정은, 미가공 타이어(W)의 온도를 직접 측정하는 경우로 한정되지 않고, 간접적으로 측정하는 경우를 포함한다. 여기서 필요한 것은 미가공 타이어(W)의 절대적으로 정확한 온도가 아니기 때문이다.

＜보일러(30A)＞

보일러(30A)는, 능력이 작은 소형의 것을 사용하는 것으로 한다. 가황기(10)의 근처에 보일러(30A)를 두기 위해서이다. 분산형의 가황 시스템에 적용하는 경우에는, 대응하는 가황기(10)의 대수에 따라 구체적인 능력을 설정하면 된다. 이 소형의 보일러(30A)에 의해 생성되는 증기(포화 증기)는, 가황 목표 온도, 가황 목표 압력을 만족시키지 않는다. 따라서 타이어 가황 시스템(100)은, 온도, 압력을 보충하기 위한 요소를 구비하고 있다.

보일러(30A)에는, 물 배관(430)을 통해, 도시하지 않은 공급원으로부터 물이 공급된다.

＜제1 공급로(400), 제2 공급로(410)＞

도 7에 도시한 바와 같이, 가황기(10)와 보일러(30A)는 제1 공급로(400)에 의해 연결되어 있어, 보일러(30A)에서 생성된 증기는 제1 공급로(400)를 통과하여 가황기(10)의 블래더(B) 내로 공급된다. 제1 공급로(400)에는 밸브(420)가 설치되어, 증기, 또는 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체를 가황기(10)로 공급하는 양을 조정할 수 있다. 또한, 제1 공급로(400)에는 압력 센서(440)가 설치되어, 제1 공급로(400)를 통해 가황 과정에 있어서의 미가공 타이어(W) 내부의 압력을 측정한다. 측정된 압력은, 타이어 내 정보(P)로서 제어부(70)로 보내진다. 압력 센서(440) 대신에 온도 센서를 설치하여, 측정된 온도를 타이어 내 정보(P)로 할 수 있다.

제1 공급로(400)에는 가스 공급로(500)가 연결되어 있어, 도시하지 않은 공급원으로부터 공급되는 질소 가스는 가스 공급로(500)를 통과하여 제1 공급로(400)로 유입된다. 가스 공급로(500)에는, 질소 가스가 제1 공급로(400)로 유입되는 양을 조정하는 가스 유량 조정 밸브(510)가 설치되어 있다. 가스 유량 조정 밸브(510)를 폐쇄하면, 질소 가스가 제1 공급로(400)로 유입되는 것이 저지된다. 질소 가스의 유량은, 제어부(70)로부터의 지시에 기초하는 가스 유량 조정 밸브(510)의 개방도에 따라 제어된다.

보일러(30A)를 제1 공급로(400)의 최상류에 있는 것으로 하면, 가스 공급로(500)의 접속 위치보다도 하류의 제1 공급로(400)에 제1 가열기(60)가 설치되어 있다. 제1 가열기(60)는 제어부(70)의 지시에 기초하여, 제1 공급로(400)를 흐르는 증기, 또는 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체를 승온시킨다. 제1 가열기(60)는 전기 히터, 화염 버너 등의 각종 승온 수단을 사용할 수 있다.

제2 공급로(410)는 제1 가열기(60)보다도 하류에 있어서 제1 공급로(400)로부터 분기된다. 제2 공급로(410)는 가황기(10)의 몰드(20A)로 가황 매체를 공급한다. 제2 공급로(410)에는 밸브(460)가 설치되어, 증기, 또는 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체를 가황기(10)로 공급하는 양을 조정할 수 있다.

＜제어부(70)＞

제어부(70)는 타이어 온도(T)에 기초하여, 보일러(30A)로부터 가황기(10)를 향하여 공급되는 증기(포화 증기)의 유량을 조정하도록, 보일러(30A)에 대해 증기의 생성량을 지시한다. 즉, 온도(T)가 낮으면 증기의 유량을 많게 하여 미가공 타이어(W)를 승온시키고, 온도(T)가 높으면 증기의 유량을 적게 하여 미가공 타이어(W)를 강온시킴으로써, 가황 온도를 최적화하여 제조되는 타이어의 품질 향상을 도모하는 동시에, 생산성의 향상을 도모한다.

또한, 제어부(70)는 타이어 온도(T)에 기초하여, 가스 공급로(500)로부터 가황기(10)를 향하여 공급되는 질소 가스의 유량을 조정하도록, 가스 유량 조정 밸브(510)에 대해 그 개방도를 지시한다. 즉, 온도(T)가 낮으면 질소 가스의 유량을 적게 하여 미가공 타이어(W)를 승온시키고, 온도(T)가 높으면 질소 가스의 유량을 많게 하여 미가공 타이어(W)를 강온시킴으로써, 가황 온도를 최적화하여 제조되는 타이어의 품질 향상을 도모하는 동시에, 생산성의 향상을 도모한다.

제어부(70)는 타이어 내 정보(P)에 기초하여, 가스 공급로(500)로부터 가황기(10)를 향하여 공급되는 질소 가스의 유량을 조정하도록, 가스 유량 조정 밸브(510)에 대해 그 개방도를 지시한다. 또한, 본 실시 형태에서는 압력, 온도의 제어에 대해서는 특징 부분이 아니므로, 구체적인 기재는 생략한다.

＜타이어 가황 시스템(100)의 운전＞

타이어 가황 시스템(100)에서 미가공 타이어(W)의 가황을 행할 때의 제어 요지를 가황의 진행에 따라 나타내면 이하와 같다.

(a) 가황 초기

가황의 초기는, 미가공 타이어(W)의 승온을 목적으로 하여, 보일러(30A)에서 생성된 포화 증기만을 그대로 공급한다. 따라서 가스 공급로(500)의 가스 유량 조정 밸브(510)는 폐쇄되어 있다. 또한, 가황 개시 전의 미가공 타이어(W)의 온도는, 상온(T0로 함)이다.

(b) 타이어 온도(T)가 포화 증기 온도(예를 들어, 150℃) 이상으로 된 경우 가황 목표 온도까지 미가공 타이어(W)를 승온시키는 것을 목적으로 하여, 보일러(30A)에서 생성된 포화 증기를 제1 가열기(60)에서 승온시켜 과열 증기로 한다. 가황기(10)로 공급되는 증기가, 예를 들어 200℃ 이상까지 승온되면, 블래더(B) 내에서 발생하는 응축수의 온도를 고온으로 유지할 수 있으므로, 응축수에 의한 미가공 타이어(W)의 온도 저하를 방지할 수 있다.

(c) 질소 가스 도입

가황 목표 온도까지 승온시키는 데 더하여, 미가공 타이어(W) 내의 압력을 상승시키는 것을 목적으로 하여, 가스 공급로(500)를 통해 질소 가스를 제1 공급로(400)로 더 도입한다.

또한, 상기 (b)보다 선행하여, 가스 공급로(500)를 통해 제1 공급로(400)로 질소 가스를 도입[제어 (c)]한 후에, 제1 가열기(60)를 운전시킬 수도 있다. 또한, (b)의 제어와 (c)의 제어를 동시에 개시할 수도 있다.

(d) 타이어 온도(T)가 가황 목표 온도(예를 들어, 180℃) 이상으로 된 경우 미가공 타이어(W)의 내압을 유지하면서, 지나치게 높아진 미가공 타이어(W)의 온도를 내리는 것을 목적으로 하여, 냉각 제어가 행해진다. 냉각 제어는, 포화 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체를 가황기(10)로 공급한다. 보다 구체적으로는, 제1 가열기(60)의 운전을 정지하여 과열 증기를 포화 증기로 전환하여 도입함으로써, 가황기(10)의 내부에 저온(예를 들어, 150℃)의 응축수를 억지로 발생시켜, 미가공 타이어(W)를 냉각한다. 또는, 질소 가스의 혼합 비율을 증가시켜, 가황기(10)로 공급되는 가황 매체의 전열성을 저하시킴으로써 미가공 타이어(W)를 냉각할 수도 있다.

단, 냉각 제어만으로는 타이어 온도(T)가 가황 목표 온도보다도 지나치게 낮아지므로, 그와 같은 경우에는 과열 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체를 가황기(10)로 공급하여 응축수의 온도를 고온으로 유지하면서 미가공 타이어(W)를 승온시키는 가열 제어를 행한다.

즉, 여기서는 냉각 제어와 가열 제어를 필요에 따라 선택적으로 실행하여, 가황 조건(타이어 온도 및 내압)을 적정하게 제어한다.

다음에, 도 8 및 도 9를 참조하면서, 타이어 가황 시스템(100)의 구체적인 제어 수순의 예를 나타낸다. 또한, 이하와 같이 온도(℃) 및 압력(㎫)에 관한 기호를 정의한다.

[온도의 정의]

타이어 온도 : T

가황 개시 전의 타이어 초기 온도 : T0(예를 들어, 25℃)

타이어 가황 반응(발열) 개시 온도 : Tf(예를 들어, 120℃)

가열 개시 온도 : T1(Tf＜T1＜Ts)

포화 증기 온도 : Ts(＞Tf)(보일러 성능에 의존, 예를 들어 Ts는 150℃)

가스 도입 개시 온도 : T2(Ts＜T2＜Tv)

과열 증기 온도 : Th(＞Tv, 예를 들어 Th는 250℃)

가황 목표 온도 : Tv(＞Ts, 예를 들어 Tv는 180℃)

이상으로부터, T0＜Tf＜T1＜Ts＜T2＜Tv＜Th가 성립된다.

[압력의 정의]

타이어(블래더) 내부 압력(전압) : P

대기압 : Pa(0.1㎫)

포화 증기 압력 : Ps(＞Pa)(보일러 성능에 의존, 예를 들어 Ps는 0.5㎫)

가황 목표 압력 : Pv(＞Ps, 예를 들어 Pv는 2.0㎫)

이상으로부터, Pa＜Ps＜Pv가 성립된다.

가황을 개시한 초기에는, 보일러(30A)만을 운전함으로써, 제1 공급로(400) 및 제2 공급로(410)를 통해 포화 증기를 가황기(10)로 공급한다(도 8 S101). 미가공 타이어(W)는, 포화 증기의 도입에 의해 가황 반응 개시 온도(Tf)를 향하여 승온된다.

가황은 발열 반응이므로, 가황 반응 개시 온도(Tf)에 도달하여 가황이 시작되면, 미가공 타이어(W)의 승온 속도는 그때까지 보다도 증가한다. 그러나 미가공 타이어(W)의 온도가 포화 증기 온도(Ts)에 접근함에 따라, 미가공 타이어(W)의 승온 속도는 저하된다. 이 타이어 내 압력은, 포화 증기 압력(Ps)까지 오르고 있다.

제어부(70)는, 온도 센서(26)로부터 보내진 정보에 기초하여, 미가공 타이어(W)의 온도(T)가 가열 개시 온도(T1)에 도달하는지 여부를 판단하고 있다(도 8 S103).

그리고 미가공 타이어(W)가 가열 개시 온도(T1)에 도달하면(도 8 S103의 예), 제어부(70)로부터 지시를 받은 제1 가열기(60)가 운전을 개시한다(도 8 S105). 그렇게 하면, 가황기(10)에는 포화 증기 대신에 온도(Th)의 과열 증기가 공급된다. 따라서 미가공 타이어(W)의 승온 속도는 증가로 변한다. 또한, 과열 증기의 도입에 의해 응축수를 고온으로 유지할 수 있다. 또한, 과열 증기의 온도(Th)는 가황 목표 온도(Tv)를 초과하는 것이 바람직하지만, 타이어의 품질에 악영향을 미치는 온도가 될 정도로 높은 온도로 하지 않는 것은 물론이다.

미가공 타이어(W)가 가열 개시 온도(T1)에 도달하고 있지 않으면(도 8 S103의 아니오), 제어부(70)는 포화 증기를 가황기(10)로 공급하는 지시를 계속한다. 가열 개시 온도(T1)는, 타이어 가황 반응(발열) 개시 온도(Tf)와 포화 증기 온도(Ts) 사이의 온도로부터 선택되지만, 개념적으로는 타이어 온도가 포화 증기 온도(Ts)에 접근하여, 타이어 승온 속도가 저하되기 시작하였을 때부터 가열이 개시되는 것이 바람직하다.

제1 가열기(60)의 운전을 개시한 후에, 제어부(70)는 미가공 타이어(W)의 온도(T)가 가스 도입 개시 온도(T2)에 도달하는지 여부를 판단하고 있다(도 8 S107).

그리고 미가공 타이어(W)가 가스 도입 개시 온도(T2)에 도달하면(도 8 S107의 예), 제어부(70)로부터 지시를 받은 가스 유량 조정 밸브(510)를 소정의 개방도까지 개방하여, 질소 가스가 제1 공급로(400)로 도입된다(도 8 S109). 그렇게 하면, 가황기(10)에는 과열 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체가 공급되어, 타이어 내 압력이 타이어 가황 목표 압력(Pv)에 도달한다. 단, 질소 가스를 도입한 것에 의해, 미가공 타이어(W)의 승온 속도는 저하된다.

미가공 타이어(W)가 가스 도입 개시 온도(T2)에 도달하고 있지 않으면(도 8 S107의 아니오), 제어부(70)는 과열 증기만을 가황기(10)로 공급하는 지시를 계속한다.

가스 도입 개시 온도(T2)는, 포화 증기 온도(Ts)와 과열 증기 온도(Th) 사이의 온도로부터 선택된다.

질소 가스의 도입을 개시한 후에, 제어부(70)는 미가공 타이어(W)의 온도(T)가 가황 목표 온도(Tv)에 도달하는지 여부를 판단하고 있다(도 8 S111).

그리고 미가공 타이어(W)가 가황 목표 온도(Tv)에 도달하면(도 8 S111의 예), 제어부(70)는 냉각 제어를 실시한다(도 8 S113). 냉각 제어는, 제어부(70)로부터 지시를 받은 제1 가열기(60)가 운전을 정지함으로써, 그때까지의 과열 증기 대신에 포화 증기를 질소 가스와 함께 가황기(10)로 공급한다. 또는, 과열 증기는 그대로로 하지만, 질소 가스의 혼합 비율을 증가시킨다. 이 경우, 제어부(70)는 개방도를 크게 하도록 가스 유량 조정 밸브(510)에 지시한다. 물론, 과열 증기 대신에 포화 증기를 질소 가스와 함께 가황기(10)로 공급하는 동시에, 질소 가스의 혼합 비율을 증가시켜도 된다.

미가공 타이어(W)가 가황 목표 온도(Tv)에 도달할 때까지는(도 8 S111의 아니오), 제어부(70)는 과열 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체의 도입을 계속시킨다.

또한, 여기서는 미가공 타이어(W)가 가황 목표 온도(Tv)에 도달하면 냉각 제어를 하는 것으로 하고 있지만, 가황 목표 온도(Tv)를 초과한 소정의 온도(Tv')에 도달하는 것, 혹은 가황 목표 온도(Tv) 미만의 소정의 온도(Tv")에 도달하는 것을 냉각 제어를 개시하는 조건으로 할 수도 있다. 온도(Tv' 및 Tv")는, 본 발명에 있어서의 가황 목표 온도를 기준으로 정해진 온도이다.

냉각 제어를 행하면 미가공 타이어(W) 내의 온도는 저하되지만, 제어부(70)는 그 온도가 가열 제어 개시 온도(T3)에 도달하는지 여부를 판단하고 있다(도 8 S115).

그리고 미가공 타이어(W)가 가열 제어 개시 온도(T3)에 도달하면(도 8 S115의 예), 제어부(70)는 가열 제어를 실시한다(도 8 S117). 가열 제어 개시 온도(T3)는, 가황 목표 온도(Tv)를 기준으로 하여 적절하게 정해져야 하지만, 예를 들어 가황 목표 온도(Tv)(℃) -5℃, 바람직하게는 Tv(℃) -2℃로 할 수 있다.

가열 제어는 냉각 제어의 내용에 따라 선택된다. 즉, 냉각 제어가 과열 증기 대신에 포화 증기를 질소 가스와 함께 가황기(10)로 공급하는 것이면, 포화 증기 대신에 과열 증기를 질소 가스와 함께 가황기(10)로 공급한다. 이 경우, 제어부(70)는 제1 가열기(60)에 운전의 재개를 지시한다. 냉각 제어가 질소 가스의 혼합 비율을 증가시키는(과열 증기는 종전 그대로) 것이라면, 질소 가스의 혼합 비율을 증가 전의 값으로 복귀시킨다. 이 경우, 제어부(70)는 개방도를 원래 상태로 복귀시키도록 가스 유량 조정 밸브(510)에 지시한다.

제어부(70)는 이상의 제어를 행하면서, 가황이 필요한 시간(H)만큼 미가공 타이어(W)를 가열 및 가압하였는지 여부를 판단하고 있다(도 8 S119). 이 시간은, 미가공 타이어(W)가 가황 목표 온도(Tv)에 도달한 후의 경과 시간으로 판단된다.

제어부(70)는, 시간(H)만큼 미가공 타이어(W)를 가황 목표 온도로 가열하여 가황 목표 압력으로 가압한 것이라고 판단하면(도 8 S119의 예), 보일러(30A), 제1 가열기(60)의 운전을 정지하는 동시에, 가스 유량 조정 밸브(510)를 폐쇄하도록 지시한다. 이것으로, 미가공 타이어(W)의 가황은 완료된다.

시간(H)만큼 미가공 타이어(W)의 가열 및 가압을 하고 있지 않으면, 제어부(70)는 냉각 제어 및 가열 제어를 반복함으로써, 미가공 타이어(W)의 온도를 가황 목표 온도(Tv)로 유지하도록 제어된다.

본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이 제1 가열기(60)의 운전[제어 (b)]과 질소 가스의 도입[제어 (c)]의 순서를 교체할 수 있다. 이 경우의 제어 수순을 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다. 단, 도 8 및 도 9와 동일한 부분에 대해서는, 설명을 생략한다.

제어부(70)는, 온도 센서(71)로부터 보내져 오는 정보에 기초하여, 미가공 타이어(W)의 온도(T)가 가스 도입 개시 온도(T2)에 도달하는지 여부를 판단하고 있다(도 10 S123).

그리고 미가공 타이어(W)가 가스 도입 개시 온도(T2)에 도달하면(도 10 S123의 예), 제어부(70)로부터 지시를 받은 가스 유량 조정 밸브(510)를 소정의 개방도까지 개방하여, 질소 가스가 제1 공급로(400)로 도입된다(도 10 S125). 그렇게 하면, 가황기(10)에는 포화 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체가 공급되어, 타이어 내 압력이 타이어 가황 목표 압력(Pv)에 도달한다. 단, 질소 가스를 도입한 것에 의해, 미가공 타이어(W)의 승온 속도는 저하된다.

제어부(70)는, 질소 가스를 도입한 후에 온도 센서(71)로부터 보내지는 정보에 기초하여, 미가공 타이어(W)의 온도(T)가 가열 개시 온도(T1)에 도달하는지 여부를 판단하고 있다(도 10 S127).

그리고 미가공 타이어(W)가 가열 개시 온도(T1)에 도달하면(도 10 S127의 예), 제어부(70)로부터 지시를 받은 제1 가열기(60)가 운전을 개시한다(도 10 S129). 그렇게 하면, 가황기(10)에는 포화 증기 대신에 온도(Th)의 과열 증기가 공급된다. 따라서 가황기(10)에는, 과열 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체가 공급되어, 미가공 타이어(W)의 승온 속도는 증가로 변한다. 또한, 과열 증기의 도입에 의해, 응축수를 고온으로 유지할 수 있다.

미가공 타이어(W)가 가열 개시 온도(T1)에 도달하고 있지 않으면(도 10 S127의 아니오), 제어부(70)는 포화 증기와 질소 가스의 가황 매체를 가황기(10)로 공급하는 지시를 계속한다.

타이어 가황 시스템(100)은, 분산형의 가황 시스템에 적용할 수 있는 것은 전술한 바와 같지만, 그 경우의 구성에 대해 언급한다.

이 타이어 가황 시스템(110)은, 도 12에 도시한 바와 같이 1대의 보일러(30A)에 의해, 복수대의 가황기(10a, 10b, 10c, …10n)(n은, 예를 들어 6 내지 10)에서 미가공 타이어(W)의 가황을 행할 수 있다.

일단부가 보일러(30A)에 연결되는 제1 공급로(400)는, 타단부가 가황기(10a…)의 대수에 따라 분기 제1 공급로(400a, 400b, 400c, …400n)로 분기되어 있고, 분기 제1 공급로(400a, 400b, 400c, …400n)는 대응하는 각 가황기(10a, 10b, 10c, …10n)에 연결되어 있다.

분기 제1 공급로(400a, 400b, 400c, …400n)에는, 각각 밸브(420a, 420b, 420c, …420n)가 설치되어, 증기, 또는 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체를 가황기(10a, 10b, 10c, …10n)로 공급하는 양을 조정할 수 있다.

분기 제1 공급로(400a, 400b, 400c, …400n)에는, 각각 가스 공급로(500a, 500b, 500c, …500n)가, 또한 제1 가열기(60a, 60b, 60c, …60n)가 설치되어 있다. 가스 공급로(500a, 500b, 500c, …500n)에는, 질소 가스가 분기 제1 공급로(400a, 400b, 400c, …400n)로 유입되는 양을 조정하는 가스 유량 조정 밸브(510a, 510b, 510c, …510n)가 설치되어 있다.

분기 제1 공급로(400a, 400b, 400c, …400n)로부터 각각 분기된 제2 공급로(410a, 410b, 410c, …410n)는, 가황기(10a, 10b, 10c, …10n)의 각 몰드에 연결되어 있어, 증기, 또는 증기와 질소 가스로 이루어지는 가황 매체를 공급한다.

타이어 가황 시스템(110)은, 가스 공급로(500a, 500b, 500c, …500n)로부터의 질소 가스의 도입, 제1 가열기(60a, 60b, 60c, …60n)의 운전은, 타이어 가황 시스템(100)과 마찬가지로 행해진다. 단, 제어부(70)는 가황기(10a, 10b, 10c, …10n)마다 독립적으로, 이들의 운전을 제어한다.

타이어 가황 시스템(110)과 같이, 예를 들어 6 내지 10대의 가황기(10a, 10b, 10c, …10n)를 하나의 그룹으로 하고, 이 그룹을 공장 건물 내에 복수 설치함으로써, 분산형의 타이어 가황 시스템을 구축할 수 있다. 이 경우, 그룹마다 증기를 공급하는 보일러(30A)를 할당할 수 있다. 따라서 보일러(30A)와 가황기(10a…10n) 사이의 배관 길이를 짧게 할 수 있으므로, 배관 방열을 저감시킬 수 있다. 또한, 타이어 가황 시스템(110)은 각 가황기(10a, 10b, 10c, …10n)에, 가스 공급로(500a, 500b, 500c, …500n) 및 제1 가열기(60a, 60b, 60c, …60n)가 설치되어 있으므로, 가황기마다 최적의 가황 조건을 설정할 수 있는 동시에, 예를 들어 운전하지 않는 가황기에 대해 운전을 정지함으로써 에너지 절약 운전이 가능하다.

＜제6 실시 형태＞

본 발명에 의한 제6 실시 형태를 도 13에 기초하여 설명한다. 또한, 제5 실시 형태와 동일한 구성 요소에 대해서는, 도 7과 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

제6 실시 형태에 의한 가황 시스템(200)은, 가스 공급로(500)보다도 상류의 제1 공급로(400)에 제2 가열기(61)가 설치되어 있다. 또한, 가황 시스템(200)은 가스 공급로(500)보다도 상류이고, 또한 제2 가열기(61)보다도 하류의 제1 공급로(400)로부터 분기되는 제2 공급로(410)가 설치되어 있다. 일단부가 제1 공급로(400)에 연결되는 제2 공급로(410)는, 타단부가 가황기(10)의 몰드(20A)(플래튼, 재킷)에 연결되어 있다.

보일러(30A)에서 생성된 증기(포화 증기)는, 제2 가열기(61)에서 승온되고, 그 일부는 제2 공급로(410)를 통과하여 보톰 플래튼(24)과 볼스터 플래튼(25) 및 트레드형(23)으로 공급되어, 미가공 타이어(W)를 외측으로부터 가열한다.

집합형의 가황 시스템의 경우, 대형 보일러에서 얻어지는 고온ㆍ고압(예를 들어, 198℃, 1.5㎫)의 증기를 그대로 미가공 타이어(W)를 외측으로부터 가열하는 매체로서 사용하고 있지만, 이 매체에는 압력은 필요하지 않다. 따라서 분산형의 가황 시스템을 상정한 소형 보일러로부터의 증기를 미가공 타이어(W)의 외측으로부터 가열하는 매체로 사용하는 경우, 가압 매체를 더하여 승압할 필요가 없다. 그래서 가스 공급로(500)보다도 상류에 제2 가열기(61)를 설치하고, 제2 공급로(410)를 통해 승온만 이루어진 증기를 보톰 플래튼(24)과 볼스터 플래튼(25)으로 공급한다.

제6 실시 형태에 의한 가황 시스템(200)은, 제1 가열기(60) 및 제2 가열기(61)라고 하는 2개의 가열기를 구비함으로써 이하의 효과를 발휘한다.

제1 가열기(60) 및 제2 가열기(61)의 각각의 운전을 제어함으로써, 미가공 타이어(W)를 내부로부터 뿐만 아니라 외부로부터 온도를 조절할 수 있다. 따라서 최적의 조건으로 미가공 타이어(W)를 가황함으로써, 품질의 안정화에 기여할 수 있다.

또한, 가황의 후반에 타이어 온도가 150℃ 이상으로 되었을 때에는, 제2 가열기(61)의 운전을 제어하여 증기를 예를 들면 200℃ 이상까지 승온시킨다. 그렇게 함으로써, 제2 가열기(60)로부터 공급되는 증기에 의해서 응축수를 고온으로 유지하여, 응축수의 온도 저하에 의한 가황의 방해를 방지할 수 있다.

한편, 미가공 타이어(W)의 온도가 지나치게 오르는 경우에는, 제2 가열기(61)의 운전을 억제한다. 그렇게 함으로써, 미가공 타이어(W)의 내부에서 억지로 저온의 응축수를 발생시켜, 미가공 타이어(W)를 냉각한다.

가황 시스템(200)도, 또한 도 14에 도시한 바와 같이, 분산형의 타이어 가황 시스템(210)에 적용할 수 있다.

도 12에 도시하는 타이어 가황 시스템(110)과의 차이점은, 각 가스 공급로(500a, 500b, 500c, …500n)보다도 상류의 분기 제1 공급로(400a, 400b, 400c, …400n)의 각각에 제2 가열기(61a, 61b, 61c, …61n)가 설치되어 있는 점이다.

이상, 본 발명을 실시 형태에 기초하여 설명하였지만, 본 발명의 범위 내에서, 상기 실시 형태에서 예로 든 구성을 취사 선택하고, 혹은 다른 구성으로 적절하게 변경하는 것이 가능하다.

1 : 가황 시스템
10, 10a 내지 10n : 가황기
20, 20A : 몰드
21 : 하부 금형
22 : 상부 금형
23 : 트레드형
24 : 보톰 플래튼
25 : 볼스터 플래튼
26 : 온도 센서
B : 블래더
C : 캐비티
W : 미가공 타이어
30, 30A : 보일러
35 : 승온기
37 : 승압기
40 : 증기 공급로
41 : 주 공급로
42, 42a 내지 42h : 제1 분기 공급로
43, 43a 내지 43h : 제2 분기 공급로
50 : 컨트롤러
51, 52, 58a 내지 58h : 센서
100, 110, 200, 210 : 타이어 가황 시스템
400, 400a 내지 400n : 제1 공급로
410, 410a 내지 410n : 제2 공급로
440 : 압력 센서
500, 500a 내지 500n : 가스 공급로
510, 510a 내지 510n : 가스 유량 조정 밸브
60, 60a 내지 60n : 제1 가열기
61, 61a 내지 61n : 제2 가열기
70 : 제어부

Claims (14)

1. 복수대의 가황기가 그룹으로 구분되는 동시에, 상기 그룹의 수에 대응하는 대수의 보일러가 설치되고, 상기 그룹마다 증기를 공급하는 상기 보일러가 할당되는 가황 장치이며,
   상기 그룹에 속하는 상기 가황기와 상기 그룹에 할당되는 상기 보일러를 연결하는 증기 공급로 상에 승온기와 승압기가 설치되는 것을 특징으로 하는, 가황 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 승온기와 상기 승압기는, 상기 증기 공급로 상에서 상기 보일러가 위치하는 곳을 상류측이라고 하면, 상류측으로부터 순서대로 승온기와 승압기가 배치되고,
   상기 승온기와 상기 승압기 사이에서 몰드로 상기 증기를 공급하는 몰드용 공급로가 상기 증기 공급로로부터 분기되고,
   상기 몰드용 공급로는, 상기 승압기를 우회하여 상기 몰드로 상기 승온기에서 승온된 상기 증기를 공급하는, 가황 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가황기에서 발생한 드레인을 회수하고, 상기 보일러 또는 상기 증기 공급로에 순환시키는 순환 경로를 구비하는, 가황 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 순환 경로 상에 승온기가 설치되는, 가황 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 증기 공급로는, 상기 보일러에 연결되는 주 공급로와, 상기 주 공급로로부터 상기 그룹에 속하는 상기 가황기를 향하여 분기되는 분기로로 이루어지고,
   상기 승온기 및 상기 승압기 중 어느 한쪽 또는 양쪽이, 상기 주 공급로 및 상기 분기로 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 설치되는, 가황 장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 1대의 보일러에서 생성되는 포화 증기를 복수의 가황기의 각각에 병행하여 공급하는 타이어 가황 장치이며,
    복수의 상기 가황기의 각각의 몰드에 보유 지지되는 미가공 타이어의 내부 공간을 향하여, 상기 포화 증기를 공급하는 제1 공급로와,
    상기 제1 공급로로부터 분기되어, 상기 미가공 타이어를 외측으로부터 가열하기 위해 상기 몰드를 향하여 상기 포화 증기를 공급하는 제2 공급로와,
    상기 제1 공급로에 설치되어, 상기 보일러에서 생성되는 상기 포화 증기를 가열하여 과열 증기로 하는 제1 가열기와,
    상기 제1 공급로로 가압 매체를 공급하는 가압 매체 공급로와,
    상기 타이어 가황 장치의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    가황 목표 온도를 향하여 상기 미가공 타이어를 승온시키는 승온 공정과,
    상기 가황 목표 온도를 향한 승온의 과정에서 상기 가압 매체를 상기 미가공 타이어의 내부 공간으로 공급하는 가압 공정을 실행시키고,
    상기 승온 공정은,
    상기 보일러에서 생성된 상기 포화 증기를 가열함으로써 생성되는 상기 과열 증기를 상기 제1 공급로를 통해 상기 내부 공간으로 공급하고,
    상기 가압 공정은,
    상기 가압 매체 공급로로부터 상기 제1 공급로로 상기 가압 매체를 도입하고, 상기 과열 증기와 상기 가압 매체로 이루어지는 가황 매체를 상기 내부 공간으로 공급하여, 가황에 필요한 온도, 압력을 부여하는 것을 특징으로 하는, 타이어 가황 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 승온 공정은,
    상기 보일러에서 생성된 상기 포화 증기를 상기 미가공 타이어의 내부 공간으로 공급하여 상기 미가공 타이어를 승온시키고, 계속해서 상기 포화 증기를 가열함으로써 생성되는 상기 과열 증기를 상기 내부 공간으로 공급하는, 타이어 가황 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 가황 목표 온도를 기준으로 정해진 온도에 도달하면, 냉각 제어와 가열 제어를 교대로 행하는 온도 제어를 행하고,
    상기 냉각 제어는,
    상기 제1 가열기의 동작을 정지함으로써, 공급되어 있는 상기 가황 매체에 포함되는 상기 과열 증기를 상기 포화 증기로 전환하는 제1 냉각 제어 및
    상기 가압 매체 공급로로부터 도입하는 상기 가압 매체의 양을 늘림으로써, 공급되어 있는 상기 가황 매체에 포함되는 상기 가압 매체의 비율을 높게 하는 제2 냉각 제어 중 한쪽 또는 양쪽을 행하고,
    상기 가열 제어는,
    상기 제1 냉각 제어에 대응하여, 상기 제1 가열기를 동작시킴으로써, 공급되어 있는 상기 가황 매체에 포함되는 상기 포화 증기를 상기 과열 증기로 전환하는 제1 가열 제어 및
    상기 제2 냉각 제어에 대응하여, 상기 가압 매체 공급로로부터 도입하는 상기 가압 매체의 양을 줄임으로써, 공급되어 있는 상기 가황 매체에 포함되는 상기 가압 매체의 비율을 낮게 하는 제2 가열 제어 중 한쪽 또는 양쪽을 행하는, 타이어 가황 장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 제1 공급로 상에서 상기 보일러가 위치하는 곳을 상류측으로 하면, 상기 제1 가열기보다도 상류측의 상기 제1 공급로에 제2 가열기를 설치하고,
    상기 제2 공급로는, 상기 제1 가열기와 상기 제2 가열기 사이이며, 상기 가압 매체 공급로보다도 상류측의 상기 제1 공급로로부터 분기되는, 타이어 가황 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 승온기는 상기 보일러에서 생성된 상기 증기를 승온하고, 상기 승압기는 상기 보일러에서 생성된 상기 증기를 승압하는, 타이어 가황 장치.

Images