JP2000292063A - 噴流加熱方法および該方法に用いられる噴流加熱装置 - Google Patents

噴流加熱方法および該方法に用いられる噴流加熱装置

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JP2000292063A
JP2000292063A JP10052699A JP10052699A JP2000292063A JP 2000292063 A JP2000292063 A JP 2000292063A JP 10052699 A JP10052699 A JP 10052699A JP 10052699 A JP10052699 A JP 10052699A JP 2000292063 A JP2000292063 A JP 2000292063A
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JP
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heated
heating
jet
pipe
jet heating
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JP10052699A
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Yoshihiro Tanaka
喜博 田中
Tsutomu Koyama
勉 小山
Jinko Konishi
仁孝 小西
Hiroyasu Hayashibe
博康 林部
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Sekisui Chemical Co Ltd
Nippon Steel Engineering Osaka Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Nippon Steel Engineering Osaka Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱された流体により、被加熱物の加熱速度
を上げ、しかも加熱ムラが生じることなく均一に加熱す
ることができる噴流加熱方法および該方法に用いられる
噴流加熱装置を提供する。 【解決手段】 加熱された流体を被加熱物に対して10
m/秒以上の高速で直接吹き付ける噴流加熱方法および
それに用いられる噴流加熱装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は噴流加熱方法および
該方法に用いられる噴流加熱装置に関する。さらに詳し
くは、建築用外壁製造において、コンクリート系、セラ
ミック系などの無機系材料および木質系材料および有機
系材料を硬化成型させるための噴流加熱方法および該方
法に用いられる噴流加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、建築用外壁材製造においては、た
とえば、木質鋼板の製造方法として、特開平8−34
006号公報に記載された熱盤プレスを利用した硬化成
型方法、またはコンクリート外壁材の製造方法とし
て、材料を充填した金型を加熱蒸気が適度に充満した炉
の中に入れることにより硬化成型する方法などの種々の
方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、熱盤プレスを
用いた方法では、熱盤と被加熱物とのあいだに少しでも
空隙が生じると、加熱効率が著しく低下し、その度に熱
盤を被加熱物の上下に積載して圧着し直す必要がある。
【0004】また、加熱蒸気が充満した炉を用いる方法
では、対流によって蒸気を被加熱物に接触させている
が、蒸気の対流による加熱速度がわるいという問題があ
る。さらに被加熱物に加熱ムラが生じるばあいがある。
【0005】本発明はかかる問題を解消するためになさ
れたものであり、加熱された流体により、被加熱物の加
熱速度を上げ、しかも加熱ムラが生じることなく均一に
加熱することができる噴流加熱方法および該方法に用い
られる噴流加熱装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の噴流加熱方法
は、加熱された流体を被加熱物に対して10m/秒以上
の高速で直接吹き付けることを特徴とするものである。
【0007】本発明の噴流加熱装置は、前記噴流加熱方
法に用いられる噴流加熱装置であって、加熱された流体
を供給するための供給手段および当該加熱された流体を
導く配管を備え、該配管には、被加熱物の少なくとも一
部に向くように開口が少なくとも1個形成され、前記配
管内に前記加熱された流体を通し、当該配管の開口から
加熱された流体を噴出させることにより、当該被加熱物
を加熱させることを特徴とするものである。
【0008】前記配管が前記被加熱物の上方および下方
に配設され、前記配管の開口が前記被加熱物の上面およ
び下面のいずれか一方に対向するように形成されてなる
のが好ましい。
【0009】前記配管の開口の形状が略円形状またはス
リット状を呈するのが好ましい。
【0010】前記被加熱物と前記配管との距離が200
mm以内程度であるのが好ましい。前記配管が前記被加
熱物の幅方向に沿って複数本配設され、かつ隣接する2
本の配管の間隔が300mm以内程度であるのが好まし
い。
【0011】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の噴流加熱方法および該方法に用いられる噴流加熱装
置を詳細に説明する。図1は本発明の噴流加熱装置の一
実施の形態を示す説明図、図2は本発明の噴流加熱装置
の他の実施の形態を示す連続式蒸気噴流加熱装置の概略
説明図、図3は本発明の噴流加熱装置のさらに他の実施
の形態を示す連続式温水噴霧流加熱装置の概略説明図、
図4は本発明の噴流加熱装置の配管に適用される開口の
形状を示す部分拡大図、図5は本発明の噴流加熱装置を
用いて被加熱物を加熱したときの被加熱物の昇温状況を
示すグラフである。
【0012】図1に示される噴流加熱装置は、本発明の
噴流加熱装置の基本構成の一例であり、温水または蒸気
などの加熱された流体Fを供給するための供給手段1お
よび当該加熱された流体を導く配管2を備えている。配
管2は、被加熱物Hの幅方向に沿って複数本配設されて
いる。配管2には、被加熱物Hの少なくとも一部に向く
ように開口2aが少なくとも1個形成されている。ま
た、被加熱物Hは、図示されない従来より用いられるロ
ーラコンベアなどの搬送手段によって所定の搬送経路に
沿って搬送される。
【0013】配管2内に温水または蒸気を通し、配管2
の開口2aより温水または蒸気を噴出させることによ
り、直接、温水または蒸気によって被加熱物Hを加熱さ
せることができる。
【0014】図1のばあい、配管2は、被加熱物Hの上
方および下方に配設され、配管2の開口2aが被加熱物
Hの上面および下面のいずれか一方に対向するように形
成されているため、被加熱物Hの上下両面からの加熱が
可能である。
【0015】温水または蒸気などの加熱された流体の噴
流による加熱効果(以下、噴流加熱効果という)は、配
管2に形成された開口2aから温水または蒸気が吹き出
す流速が大きくなればなるほど大きくなる。すなわち、
流速が大きくなると被加熱物表面から被加熱物内部への
熱伝達率が大きくなり、噴流加熱効果が大きくなる。具
体的には、温水または蒸気を被加熱物Hに対して10m
/秒以上の高速で直接吹き付ければ、噴流加熱効果を奏
することができる。
【0016】しかし、コンクリート系、セラミック系な
どの無機系材料のばあい、材料の熱伝達率がわるい(熱
を伝えいくい)ため、流速をあまり大きくしても、ある
流速を越えると、被加熱物の加熱速度は変化しなくな
り、ほぼ一定になる。
【0017】すなわち、流速をあまり大きくすること
は、不必要なエネルギーを消費するだけである。コンク
リート系、セラミック系などの無機系材料のばあい、流
速が10〜15m/秒程度のとき、被加熱物の加熱速度
が最大となり、15m/秒より大きい流速にしても被加
熱物の加熱速度が変化しない。したがって、コンクリー
ト系、セラミック系などの無機系材料のばあい、流速が
10〜15m/秒程度にすることが好ましい。
【0018】温水を加熱用の流体として用いるばあい、
被加熱物の温度から100℃以下程度の範囲、さらに好
ましくは50〜85℃程度の範囲になるように温度を設
定するのが好ましい。
【0019】蒸気を加熱用の流体として用いるばあい、
ゲージ圧を1〜3気圧程度に圧力を設定するのが好まし
い。
【0020】温水または蒸気を供給するための供給手段
1は、従来より用いられる温水発生器や蒸気発生器を用
いればよい。
【0021】本実施の形態では、加熱用の流体として、
安価かつ大量にえられ、しかも供給手段が比較的簡単な
構成になる温水または蒸気を例に挙げて説明したが、そ
の他にも油類、溶融炭酸塩類または溶融リン酸塩類など
の流体を加熱して加熱用の媒体として用いることができ
る。
【0022】前記配管2の開口2aの形状は種々の形状
を採用することができる。たとえば略円形状の開口2a
(図4(a)参照)やスリット状の開口2a(図4
(b)参照)のばあい、充分に広い範囲に温水または蒸
気を噴射することができる。したがって、略円形状やス
リット状にすれば、隣接する2本の配管2同士の距離s
(図1(a)参照)を小さくしなくても、充分に噴流加
熱効果がえられるため、設備費用を安くすることができ
る。ただし、隣接する2本の配管2同士の距離sが30
0mmよりも遠く離れると、後述するように、噴流加熱
効果がえられない領域が生じるため、隣接する2本の配
管2の距離を300mm以内とするのが好ましい。ま
た、被加熱物Hの種類に応じて当該距離sを変更できる
ようにすることが好ましい。
【0023】また、図1(a)、(b)に示される被加
熱物Hと配管2との距離dは、以下のようにして設定さ
れる。噴流加熱効果は、被加熱物Hと配管2との距離d
が短ければ短いほど加熱速度は大きくなり、距離dは2
00mm以内であれば、噴流加熱効果を奏することがで
きる。しかし、距離dが短すぎると被加熱物Hの噴流が
吹き付けられた面の一部、とくに噴流が吹き付けられる
開口2aの直下(下向きに吹き付けたばあい)または直
上(上向きに吹き付けたばあい)の位置が過加熱され
る。
【0024】また、被加熱物Hと配管2との距離dが遠
くなりすぎると、噴流加熱効果が小さくなる。本発明者
らは、被加熱物Hの過加熱がなく、しかも噴流加熱効果
を奏することができる距離dとして、100〜200m
m程度が最適距離であることを見出だした。
【0025】もちろん、被加熱物の種類によっては、過
加熱がある程度許容されるばあい(たとえば、石膏ボー
ド、スレート材などのばあい)は、その限りではない。
したがって、被加熱物の種類に応じて、被加熱物Hと配
管2とのあいだの距離dを変更できるようにするのが好
ましい。
【0026】また、噴流加熱効果を奏することができる
のは、開口2aから半径300mm以内程度であること
から、隣接する2本の配管2のあいだの距離s(図1
(a)参照)が300mmより大きくはなれると、被加
熱面に直接吹き付ける噴流加熱効果がない領域が生じる
ため、当該領域が加熱遅れ(いいかえれば、加熱ムラ)
になる。かかる加熱遅れを防止するために、本発明者ら
は、隣接する2本の配管2のあいだの距離sが300m
m以内、好ましくは250mm以内にすることが必要で
あることを見出した。
【0027】また、加熱装置および被加熱物Hの全体を
断熱構造の壁で覆い、炉の形状および構造となして加熱
すれば、さらに加熱速度を向上させることができるとと
もに作業現場の環境を改善することができる。
【0028】しかも、加熱速度を向上させるためのなど
の目的で、さらなる高速の噴流状態を必要とするばあい
にはスプレーノズルなどの高圧用ノズルを前記配管の開
口に取り付けてもよい。
【0029】つぎに、本発明の噴流加熱方法の実験例
を、図5のグラフを参照しながら説明する。ここでは、
蒸気噴流があるばあい(図5の曲線A)および蒸気噴流
なしで加熱蒸気が適度に充満しているのみのばあい(図
5の曲線B)における金型(建築用外壁製造用)の加熱
速度を比較するために、被加熱物の昇温状況の時間変化
を調べた。
【0030】このとき使用した金型の概略仕様は、材質
が鋼製であり、寸法は、長さ3300mm、幅1200
mm、高さ60mmおよび肉厚が12mmである。一
方、この金型内に充填される被加熱物は、カオリナイト
などを含む無機材料100kg程度である。
【0031】図5のグラフから、従来例である噴流がな
いとき(図5の曲線B)に30分以上かかって目標温度
T(90℃程度)に到達して硬化成型していたものが、
本発明の噴流加熱装置を設置して噴流加熱を行なうこと
により25分未満程度で目標温度T(90℃程度)に到
達して硬化成型できることがわかる。したがって、従来
の加熱方法と比較して約2割の生産量の増加が可能にな
ることがわかる。
【0032】以上の実施の形態では、図1に示されるよ
うな被加熱物Hを1個ずつ個別に加熱する装置を例にあ
げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、複数個の被加熱物を連続的に加熱できる装置であっ
てもよい。
【0033】たとえば、図2に示される連続式蒸気噴流
加熱装置は、既設の蒸気硬化炉11に、蒸気Vを噴射す
るための配管12および当該配管12に蒸気Vを供給す
るための供給手段(図示せず)を組み込んだものであ
る。この加熱装置は、炉体13の内部に被加熱物Hを搬
送するための搬送コンベア14が2段設けられ、各コン
ベア14には、それぞれ配管12が被加熱物Hの上方お
よび下方に配設され、配管12の開口12aが被加熱物
Hの上面および下面のいずれか一方に対向するように形
成されており、蒸気Vを被加熱物Hの上下両面から吹き
付けて加熱することができる。なお、15は昇降式払出
コンベアである。
【0034】図2に示されるように、同一生産量のばあ
い、従来の連続式加熱装置に、本発明の特徴部分である
蒸気噴流機構(配管12および蒸気供給手段)を組み込
んだばあいは、炉の長さが従来の蒸気炉と比べて約2割
程度炉の長さを短縮することができ、設備費用を大幅に
削減することができる。
【0035】しかも、本発明の噴流加熱装置を製造する
ばあい、本発明の特徴部分である蒸気噴流機構を、噴流
装置のない従来の蒸気加熱炉に取り付けるという方法に
よって、比較的容易に製造することができる。
【0036】また、図3に示される連続式温水噴霧流加
熱装置は、ウィケット式温水噴霧装置と呼ばれるもので
あり、薄板状の被加熱物Hを立てた状態で温水HWを吹
き付けることにより加熱するものである。この加熱装置
は、炉体21に温水HWを噴射するための配管22およ
び当該配管22に温水HWを供給するための供給手段
(図示せず)を組み込んだものである。しかも、炉体2
1の内部に被加熱物Hを立てた状態で搬送するための櫛
歯形の搬送コンベア23が設けられ、各コンベア23に
は、それぞれ配管22が被加熱物Hの上方および下方に
配設され、配管22の開口22aが被加熱物Hの上面お
よび下面のいずれか一方に対向するように形成されてお
り、温水HWを被加熱物Hの上下両面から吹き付けて加
熱することができる。なお、24は装入コンベア、25
は払出コンベアである。
【0037】本発明の噴流加熱方法およびそれに用いら
れる噴流加熱装置は、被加熱物の噴流加熱による加熱速
度の向上の目的以外にも、被加熱物の調質に利用しても
よい。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、温水または蒸気などの
加熱された流体により、被加熱物の加熱速度を従来より
大幅に向上させることができるため、建築用外壁材など
の生産量を大幅に向上させることができるとともに生産
ラインの短縮化を可能にする。しかも、加熱ムラが生じ
ることなく均一に加熱することができるため、従来より
も高品質の製品をうることができる。
【0039】さらに、本発明の噴流加熱装置を製造する
ばあい、本発明の特徴部分である蒸気噴流機構を、噴流
装置のない従来の炉に取り付ければ比較的容易かつ低コ
ストに製造することができ、その結果、既存設備の有効
利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の噴流加熱装置の一実施の形態を示す説
明図である。
【図2】本発明の噴流加熱装置の他の実施の形態を示す
連続式蒸気噴流加熱装置の概略説明図である。
【図3】本発明の噴流加熱装置のさらに他の実施の形態
を示す連続式温水噴霧流加熱装置の概略説明図である。
【図4】本発明の噴流加熱装置の配管に適用される開口
の形状を示す部分拡大図である。
【図5】本発明の噴流加熱装置を用いて被加熱物を加熱
したときの被加熱物の昇温状況を示すグラフである。
【符号の説明】
1 供給手段 2、12、22 配管 2a、12a、22a 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 勉 京都市南区上鳥羽上調子町2−2 積水化 学工業株式会社内 (72)発明者 小西 仁孝 大阪府堺市築港八幡町1番地 ニッテツ大 阪エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 林部 博康 大阪府堺市築港八幡町1番地 ニッテツ大 阪エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 3L113 AA02 AA03 AB05 AB10 AC01 AC05 AC30 AC36 AC48 AC69 BA01 DA04 DA06 DA11 DA24 4F203 AA36 AG01 AG02 AK01 AM30 AP05 AP13 AR06 AR14 DA01 DB01 DC02 DC04 DD01 DD04 DD10 DF01 DH06 DJ29 DK01 DK07 DL01 DM03 DM09 DM23 DN02 DW06 4G055 AA01 AA08 AC05 BA03 BA04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱された流体を被加熱物に対して10
    m/秒以上の高速で直接吹き付ける噴流加熱方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の噴流加熱方法に用いられ
    る噴流加熱装置であって、加熱された流体を供給するた
    めの供給手段および当該加熱された流体を導く配管を備
    え、該配管には、被加熱物の少なくとも一部に向くよう
    に開口が少なくとも1個形成され、前記配管内に前記加
    熱された流体を通し、当該配管の開口から加熱された流
    体を噴出させることにより当該被加熱物を加熱させる噴
    流加熱装置。
  3. 【請求項3】 前記配管が前記被加熱物の上方および下
    方に配設され、前記配管の開口が前記被加熱物の上面お
    よび下面のいずれか一方に対向するように形成されてな
    る請求項2記載の噴流加熱装置。
  4. 【請求項4】 前記配管の開口の形状が略円形状または
    スリット状を呈する請求項2記載の噴流加熱装置。
  5. 【請求項5】 前記被加熱物と前記配管との距離が20
    0mm以内程度である請求項2、3または4記載の噴流
    加熱装置。
  6. 【請求項6】 前記配管が前記被加熱物の幅方向に沿っ
    て複数本配設され、かつ隣接する2本の配管の間隔が3
    00mm以内程度である請求項2、3、4または5記載
    の噴流加熱装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002320898A (ja) * 2001-04-25 2002-11-05 Yasui Seiki:Kk 塗工方法および塗工装置
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