JP2010092594A - Heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱源から放射された赤外線によって所定のターゲットを加熱する加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating device that heats a predetermined target with infrared rays emitted from a heat source.
凹状の楕円鏡面を有する半楕円反射鏡と、その半楕円反射鏡の内側に存在する第1焦点に配置された赤外線点熱源とを備え、半楕円反射鏡から所定寸法離間した位置に配置されたターゲットを点熱源から放射された赤外線によって加熱する赤外線加熱装置がある(特許文献1参照)。この赤外線加熱装置では、半楕円反射鏡の第1焦点に対向する第2焦点にターゲットが配置され、点熱源から直接照射される赤外線と半楕円反射鏡によって反射されて第2焦点に集光する赤外線とによってターゲットが加熱される。
前記特許文献1に開示の赤外線加熱装置は、赤外線点熱源から放射されて半楕円反射鏡において反射した赤外線が第2焦点に集束するが、反射鏡はその断面形状が半楕円形に成形されているから、点熱源からターゲットに向かって放射された赤外線は第2焦点に集光せず、さらに、点熱源からターゲットに向かって放射された赤外線のうちの一部が反射鏡の周縁から周り方向外方へ拡散する。したがって、点熱源から放射される赤外線のすべてをターゲットに照射することができず、ターゲットに対する赤外線の照射効率が低下し、ターゲットを短時間に効率よく加熱することができない。 In the infrared heating device disclosed in Patent Document 1, the infrared ray radiated from the infrared point heat source and reflected by the semi-elliptical reflector is focused on the second focus. The reflector has a semi-elliptical cross-sectional shape. Therefore, the infrared rays radiated from the point heat source toward the target are not collected at the second focal point, and a part of the infrared rays radiated from the point heat source toward the target is directed around the reflector. Spread outward. Therefore, it is impossible to irradiate the target with all the infrared rays emitted from the point heat source, the irradiation efficiency of the infrared rays with respect to the target is lowered, and the target cannot be efficiently heated in a short time.
本発明の目的は、熱源から放射される赤外線のすべてをターゲットに照射することができ、ターゲットを短時間に効率よく加熱することができる加熱装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heating apparatus that can irradiate a target with all of infrared rays emitted from a heat source and can efficiently heat the target in a short time.
前記課題を解決するための本発明の前提は、赤外線を放射する一方向へ長い熱源と、熱源から放射された赤外線を反射する反射構造物とを備え、熱源から放射される赤外線によって所定のターゲットを加熱する加熱装置である。 The premise of the present invention for solving the above-mentioned problem is that a heat source that radiates infrared rays in one direction and a reflecting structure that reflects infrared rays emitted from the heat sources are provided, and a predetermined target is formed by infrared rays emitted from the heat sources. It is a heating apparatus which heats.
前記前提における本発明の特徴は、反射構造物が、一方向と交差する方向の内周面の断面形状が楕円形に成形されて該一方向へ延びる周壁と、周壁の内側に画成されて一方向へ延びる楕円スペースとを有し、熱源が楕円スペースにおける楕円形の長軸上に存する第1焦点に配置され、ターゲットが楕円スペースにおける楕円形の長軸上に存して第1焦点に対向する第2焦点に配置され、熱源から放射されて周壁の内周面に反射された赤外線が第2焦点に集束することにある。 The feature of the present invention in the above premise is that the reflecting structure is defined on the inner side of the peripheral wall and the peripheral wall extending in the one direction in which the cross-sectional shape of the inner peripheral surface in the direction intersecting with the one direction is formed into an elliptical shape. An elliptical space extending in one direction, wherein the heat source is located at a first focal point located on the major axis of the ellipse in the elliptical space, and the target is located on the major axis of the ellipse in the elliptical space and located at the first focal point. Infrared rays arranged at the second focal point facing each other, radiated from the heat source and reflected on the inner peripheral surface of the peripheral wall are focused on the second focal point.
本発明の一例として、反射構造物では、第2焦点が第1焦点よりも上方に位置し、ターゲットがその下方に位置する熱源から放射された赤外線によって加熱される。 As an example of the present invention, in the reflective structure, the second focal point is located above the first focal point, and the target is heated by infrared rays emitted from a heat source located below the second focal point.
本発明の他の一例としては、反射構造物が、第2焦点を中心としてその周り方向へ並ぶ複数の周壁と、それら周壁の内側に画成された複数の楕円スペースとを有し、反射構造物では、第2焦点近傍においてそれら周壁どうしが互いに連結され、かつ、それら周壁のうちの連結部位から互いに重なり合う部分が存在しないことで、第2焦点を共有しつつ第2焦点から離間する第1焦点を別々に有する。 As another example of the present invention, the reflective structure has a plurality of peripheral walls arranged in the direction around the second focal point, and a plurality of elliptical spaces defined inside the peripheral walls. In the object, since the peripheral walls are connected to each other in the vicinity of the second focal point, and there is no overlapping portion from the connection part of the peripheral walls, the first focal point is separated from the second focal point while sharing the second focal point. Have separate focal points.
本発明の他の一例としては、加熱装置がターゲットを第2焦点において一方向一方から他方に向かって移動させる移動手段を有する。 As another example of the present invention, the heating device has moving means for moving the target from one direction to the other in the second focus.
本発明にかかる加熱装置によれば、反射構造物が楕円形に成形された内周面を備えた周壁とその周壁の内側に画成された楕円スペースとを有し、熱源が周壁に囲繞された楕円スペースの第1焦点に配置され、ターゲットが楕円スペースの第2焦点に配置されており、熱源から放射される赤外線が周壁の内周面において反射して第2焦点に集束する。この加熱装置は、熱源から直接ターゲットに赤外線が放射されるのみならず、直接ターゲットに放射されない赤外線が周壁の内周面において反射して第2焦点に集束し、その赤外線が第2焦点に配置されたターゲットに照射されるから、熱源から放射される赤外線のすべてをターゲットに照射させることができ、ターゲットを短時間に効率よく加熱することができるとともに、ターゲットを短時間に効率よく乾燥させることができる。この加熱装置は、熱源が一方向へ延びる熱ラインを形成し、その熱ラインから放射された赤外線が一方向へ連続する第2焦点に集束するから、第2焦点において赤外線の集束ラインが形成され、赤外線が一点に集束することがなく、ターゲットをスポット加熱することができる他、所定の長さを有するターゲットを満遍なく加熱することができるとともに、そのターゲットを満遍なく乾燥させることができる。 According to the heating device of the present invention, the reflective structure has a peripheral wall having an inner peripheral surface formed in an elliptical shape and an elliptical space defined inside the peripheral wall, and the heat source is surrounded by the peripheral wall. The target is disposed at the second focal point of the elliptical space, and the infrared rays emitted from the heat source are reflected on the inner peripheral surface of the peripheral wall and focused on the second focal point. This heating device not only emits infrared rays directly from the heat source to the target, but also reflects infrared rays not directly emitted to the target to the second focal point by reflecting on the inner peripheral surface of the peripheral wall. Since the target is irradiated, all infrared rays emitted from the heat source can be irradiated to the target, the target can be efficiently heated in a short time, and the target can be efficiently dried in a short time. Can do. In this heating device, a heat source forms a heat line extending in one direction, and infrared rays emitted from the heat line are focused on a second focal point that is continuous in one direction. Therefore, an infrared focusing line is formed at the second focal point. In addition, the infrared rays are not focused on one point, the target can be spot-heated, the target having a predetermined length can be uniformly heated, and the target can be uniformly dried.
第2焦点が第1焦点よりも上方に位置し、ターゲットがその下方に位置する熱源から放射された赤外線によって加熱される加熱装置は、熱源から発生する熱の熱対流を利用することができ、ターゲットに直接照射される赤外線や周壁の内周面において反射して第2焦点に集束する赤外線に加え、熱対流を利用することでターゲットを短時間に効率よく加熱することができるとともに、ターゲットを短時間に効率よく乾燥させることができる。この加熱装置は、熱源から直接ターゲットに赤外線が放射されるのみならず、直接ターゲットに放射されない赤外線が周壁の内周面において反射して第2焦点に集束し、その赤外線が第2焦点に配置されたターゲットに照射されるから、熱源から放射される赤外線のすべてをターゲットに照射させることができる。 A heating device in which the second focal point is located above the first focal point and the target is heated by infrared rays emitted from a heat source located below the first focal point can use thermal convection of heat generated from the heat source, In addition to infrared rays that are directly irradiated to the target and infrared rays that are reflected by the inner peripheral surface of the peripheral wall and focused on the second focal point, the target can be efficiently heated in a short time by using thermal convection. It can be efficiently dried in a short time. This heating device not only emits infrared rays directly from the heat source to the target, but also reflects infrared rays not directly emitted to the target to the second focal point by reflecting on the inner peripheral surface of the peripheral wall. Since the target is irradiated, all the infrared rays emitted from the heat source can be irradiated to the target.
反射構造物が複数の周壁と複数の楕円スペースとを有し、第2焦点を共有しつつ第2焦点から離間する第1焦点を別々に有する加熱装置は、それら第1焦点に配置された熱源から放射されて周壁の内周面において反射された赤外線が1つの第2焦点に集束するから、複数の熱源から放射された赤外線をまとめてターゲットに照射させることができ、1つの熱源から赤外線をターゲットに照射する場合と比較し、ターゲットに照射し得る赤外線の強度を増加させることができる。この加熱装置は、各第1焦点に配置された熱源から放射されて周壁の内周面において反射された赤外線が1つの第2焦点にその周り方向から集束するから、熱源から放射される赤外線のすべてをターゲットの表面全域に照射させることができ、ターゲットを一層短時間に効率よく加熱することができるとともに、ターゲットを一層短時間に効率よく乾燥させることができる。この加熱装置は、それら第1焦点に配置された各熱源が一方向へ延びる熱ラインを形成し、それら熱ラインから放射された赤外線が一方向へ連続する1つの第2焦点に集束するから、第2焦点において赤外線の集束ラインが形成され、赤外線が一点に集束することがなく、ターゲットをスポット加熱することができる他、所定の長さを有するターゲットの全域を満遍なく加熱することができるとともに、そのターゲットを満遍なく乾燥させることができる。 A heating device in which the reflecting structure has a plurality of peripheral walls and a plurality of elliptical spaces, and has a first focal point that is separated from the second focal point while sharing the second focal point, is a heat source disposed at the first focal point. The infrared rays emitted from the inner wall and reflected by the inner peripheral surface of the peripheral wall are focused on one second focal point, so that the infrared rays emitted from a plurality of heat sources can be collectively irradiated onto the target, and the infrared rays can be emitted from one heat source. Compared with the case of irradiating the target, the intensity of infrared rays that can be irradiated to the target can be increased. In this heating apparatus, infrared rays emitted from the heat sources arranged at the respective first focal points and reflected on the inner peripheral surface of the peripheral wall are focused on one second focal point from the surrounding direction. All can be irradiated to the entire surface of the target, the target can be efficiently heated in a shorter time, and the target can be efficiently dried in a shorter time. In this heating device, each heat source arranged at the first focus forms a heat line extending in one direction, and infrared rays emitted from the heat lines are focused on one second focus continuous in one direction. An infrared focusing line is formed at the second focal point, the infrared rays are not focused at one point, the target can be spot-heated, and the entire target having a predetermined length can be uniformly heated, The target can be dried evenly.
ターゲットを第2焦点において一方向一方から他方に向かって移動させる移動手段を有する加熱装置は、ターゲットの赤外線の集束ライン上における移動時間や集束ラインの長さを調節することで、ターゲットの加熱・乾燥時間を容易に調整することができる。この加熱装置は、それを連続して運転しつつ、複数のターゲットの連続的な加熱・乾燥を可能にすることができる。 A heating device having moving means for moving the target from one direction to the other in the second focal point adjusts the moving time of the target on the infrared focusing line and the length of the focusing line, thereby heating the target. The drying time can be easily adjusted. This heating device can enable continuous heating and drying of a plurality of targets while operating it continuously.
添付の図面を参照し、本発明にかかる加熱装置の詳細を説明すると、以下のとおりである。図1は、一例として示す加熱装置10Aの斜視図であり、図2は、周壁16および保護壁17の一部を破断して示す図1と同様の斜視図である。図3は、図1の3−3線端面図であり、図4は、周壁16の内周面15と楕円スペース19とを模式的に示す図である。図5は、周壁16の内周面15における赤外線の反射状態を示す図4と同様の図である。図1では、前後方向(一方向)を矢印L1で示し、上下方向を矢印L2で示す。図4,5には、原点(O)およびx軸、y軸が表示された二次元直交座標、長軸(A)および短軸(B)(図4のみ)、円(E)、第1焦点(f1)、第2焦点(f2)が図示されている。図4,5では、x軸と楕円との交点を(a,−a)とし、y軸と楕円との交点を(b,−b)とする。
The details of the heating apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a
加熱装置10Aは、電気ヒーター11と反射構造物12とから構成されている。電気ヒーター11には、ハロゲンヒーター、カーボンヒーター、シーズヒーター、フィンヒーターのいずれかを使用することができる。電気ヒーター11は、前後方向へ直状に延びるヒーター管13(熱源)と、ヒーター管13の温度を制御するコントローラ(図示せず)とから形成されている。ヒーター管13の一例としては、中空円筒状の耐熱鋼の内部にニクロム線を収容し、そのニクロム線を絶縁物(酸化マグネシウム等)で包被した赤外線発生管を例示することができる。しかし、ヒーター管13を例示のそれに限定するものではなく、前記電気ヒーター11の種類に応じた他のあらゆる構造のヒーター管13を使用することができる。ヒーター管13の温度は、コントローラによって設定温度に保持される。
The heating device 10 </ b> A includes an
反射構造物12は、前後方向と交差する方向(一方向と交差する方向)の断面形状が楕円形に成形された内外周面14,15を有する周壁16と、周壁16の外周面14全域を被覆保護する保護壁17とから作られている。周壁16と保護壁17とは、互いに並行して前後方向へ延びている。反射構造物12では、周壁16の外周面14と保護壁17の内周面18とがそれらの当接部位において互いに接合されている。周壁16と保護壁17とは、アルミやステンレス等の金属から作られている。周壁16の内周面15には、鏡面加工が施されている。周壁16の内側には、周壁16の内周面15に囲繞された楕円スペース19が画成されている。周壁16の前後方向両端には、内周面15の端縁に囲繞された開口20,21が画成されている。
The reflecting
楕円スペース19は、図1に示すように、周壁16の内周面15が形作る前後方向へ長い空間である。楕円スペース19の断面形状は、図3,4に示すように、原点(O)を中心として長径(Oa)の長軸(A)、短径(Ob)の短軸(B)を有する楕円である。原点(O)は、楕円の中心(O)となる。長軸(A)上には、第1焦点(f1)と第2焦点(f2)とが存在する。第1焦点(f1)と第2焦点(f2)とは、前後方向へ連続している。任意の楕円は、図4,5に示すように、長軸長さ(2Oa)、焦点長さ(2Oc)とし、x軸上の第1焦点(f1)を中心とする半径(a)の円(E)を画き、円(E)の円周とy軸との交点(b,−b)とすると、x2/a2+y2/b2=1で表される。
As shown in FIG. 1, the
楕円スペース19では、たとえば、楕円の中心(O)からの長半径(Oa)の長さを700mmとし、中心(O)からの短半径(Ob)の長さを489.9mmとすると、中心(O)から第1焦点(f1)までの長さ(Of1)および中心(O)から第2焦点(f2)までの長さ(Of2)が500mmとなる。楕円スペース19では、長半径(Oa)の長さと短半径(Ob)の長さとを定めると、中心(O)から第1焦点(f1)までの長さ(Of1)および中心(O)から第2焦点(f2)までの長さ(Of2)が決まる。なお、長半径(Oa)の長さや短半径(Ob)の長さ、中心(O)から第1焦点(f1)までの長さ(Of1)、中心(O)から第2焦点(f2)までの長さ(Of2)に特に限定はなく、それらを任意に設定することができる。
In the
楕円スペース19における第1焦点(f1)には、ヒーター管13が配置されている。ヒーター管13の軸方向中心は、第1焦点(f1)に位置している。ヒーター管13は、第1焦点(f1)において前後方向へ延びる熱ライン22を形成している。楕円スペース19における第2焦点(f2)には、前後方向へ延びる集束ライン23(ターゲットゾーン)が形成されている。第2焦点(f2)には、加熱対象のターゲット24(被加熱物)が挿脱可能に配置される。
A
この加熱装置10Aでは、楕円スペース19における楕円の長軸(A)が上下方向へ垂直に延び、かつ、第2焦点が第1焦点よりも上方に位置している。ゆえに、ヒーター管13が下方に位置し、ターゲット24がヒーター管13の上方に位置する。ヒーター管13の外周面から放射された赤外線は、直接ターゲット24に向かうそれの他に、図5に示すように、周壁16の内周面15に向かった後、内周面15において反射されるそれに分けることができる。周壁16の内周面15において反射された赤外線は、第2焦点(f2)(集束ライン23)に集束する。
In this
図6は、ターゲット24の移動手段の一例を示す図である。この加熱装置10Aでは、第2焦点(f2)に配置されるターゲット24を移動手段を介して前後方向一方(一方向一方)から他方へ向かって移動させることができる。なお、加熱装置10Aでは、必ずしも移動手段を設ける必要はなく、ターゲット24を第2焦点(f2)に固定した状態で装置10Aを稼動させることもできる。移動手段は、金属製の線材25(たとえば、チェーン)と、その線材25を前後方向一方から他方へ向かって移動させる駆動装置26とから形成されている。線材25は、第2焦点(f2)に緊張状態で設置される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a moving unit for the
ターゲット24は、線材25に取り付けられた金属製のフックやクリップ、挟み等の保持部材(図示せず)に保持される。駆動装置26は、モータを利用して線材25を周壁16の一方の開口20から他方の開口21へ向かって所定の速度で移動させる。線材25の移動にともなってターゲット24が周壁16の一方の開口20から他方の開口21へ向かって所定の速度で移動する。線材25の移動速度は、駆動装置26によって任意に設定することができる。
The
この加熱装置10Aにおけるターゲット24の加熱手順の一例を説明すると、以下のとおりである。保持部材を介して複数のターゲット24を線材25に取り付けた後、電気ヒーター11や駆動装置26を稼動させ、加熱の準備をする。加熱準備段階では、先頭のターゲット24が周壁16の一方の開口20に位置している。電気ヒーター11が稼動し、電気ヒーター11のヒーター管13が設定温度になると、駆動装置26のモータが稼動し、モータによって線材25が前後方向前方へ引っ張られる。
An example of the procedure for heating the
各ターゲット24は、線材25の移動にともなって周壁16の一方の開口20から楕円スペース19の第2焦点(f2)(集束ライン23)に進入し、他方の開口21へ向かって第2焦点(f2)を所定の速度で移動する。ヒーター管13の外周面から周り方向外方に向かって放射された赤外線は、直接ターゲット24に照射される他、周壁16の内周面15において反射して第2焦点(f2)に集束し、ターゲット24に照射される。ターゲット24は、楕円スペース19の第2焦点(f2)を移動する過程においてその外周面が赤外線に曝露され、赤外線によって加熱される。それらターゲット24が他方の開口21から楕円スペース19の外側に搬送されると、ターゲット24の加熱が完了する。
Each
なお、移動手段は、図示のそれに限定されず、たとえば、ベルトコンベアを第2焦点(f2)(集束ライン23)に設置し、ターゲット24をコンベア上に着脱可能に固定し、コンベアの駆動を利用してターゲット24を第2焦点(f2)において前後方向へ移動させることもできる。また、レールを第2焦点(f2)に設置し、そのレールに台座を取り付け、台座に嵌合するチェーンの駆動によって台座をレールにおいて移動可能にすることもできる。この場合、ターゲット24が台座に着脱可能に固定され、台座の移動によって第2焦点(f2)を前後方向へ移動する。
The moving means is not limited to that shown in the figure. For example, a belt conveyor is installed at the second focal point (f2) (the converging line 23), the
加熱装置10Aは、ヒーター管13(熱源)から直接ターゲット24に赤外線が照射されるのみならず、周壁16の内周面15において反射した赤外線が第2焦点(f2)に集束し、その赤外線が第2焦点(f2)に配置されたターゲット24に照射されるから、ヒーター管13から放射される赤外線のすべてをターゲット24に照射させることができ、ターゲット24を短時間に効率よく加熱することができるとともに、ターゲット24を短時間に効率よく乾燥させることができる。加熱装置10Aは、ヒーター管13が前後方向(一方向)へ延びる熱ライン22を形成し、その熱ライン22から放射された赤外線が前後方向へ連続する第2焦点(f2)に集束するから、第2焦点(f2)において赤外線の集束ライン23が形成され、所定の長さを有するターゲット24を満遍なく加熱することができるとともに、そのターゲット24を満遍なく乾燥させることができる。
In the
加熱装置10Aは、第2焦点(f2)が第1焦点(f1)よりも上方に位置し、ターゲット24がその下方に位置するヒーター管13から放射された赤外線によって加熱されるから、ヒーター管13から発生する熱の熱対流を利用することができ、ターゲット24に直接照射される赤外線や周壁16の内周面15において反射して第2焦点に集束する赤外線に加え、熱対流を利用することでターゲット24を短時間に効率よく加熱することができるとともに、ターゲット24を短時間に効率よく乾燥させることができる。加熱装置10Aは、ターゲット24を第2焦点(f2)において前後方向一方から他方に向かって移動させる移動手段を有するから、ターゲット24の赤外線の集束ライン23上における移動時間や集束ライン23の長さを調節することで、ターゲット24の加熱・乾燥時間を容易に調整することができる。また、加熱装置10Aを連続して運転しつつ、複数のターゲット24の連続的な加熱・乾燥を可能にすることができる。
In the
図1の加熱装置10Aでは、第2焦点が第1焦点よりも上方に位置し、ヒーター管13がターゲット24の下方に位置するが、第1焦点が第2焦点よりも上方(斜め上方を含む)に位置し、ターゲット24がヒーター管13の下方(斜め下方を含む)に位置してもよい。また、楕円スペース19における楕円の長軸(A)が横方向へ水平に延び、第1焦点と第2焦点とが横方向へ対向位置し、ターゲット24とヒーター管13とが横方向へ対向位置してもよい。
In the
図7は、他の一例として示す加熱装置10Bの斜視図であり、図8は、図7の8−8線端面図である。図9は、周壁16A,16Bの内周面15と楕円スペース18A,19Bとを模式的に示す図であり、図10は、周壁16A,16Bの内周面15における赤外線の反射状態を示す図9と同様の図である。図11は、図7とは異なる態様の内周面15と楕円スペース18A,19Bとを模式的に示す図である。図7,8では、前後方向(一方向)を矢印L1(図7のみ)、上下方向を矢印L2で示し(図8のみ)、横方向を矢印L3で示す(図7のみ)。図8では、それら周壁16A,16Bのうちの連結部位27から一方の周壁16Bの内側に延びる部分28と他方の周壁16Aの内側に延びる部分29とを一点鎖線で示す。図9には、原点(O)およびx軸、y軸が表示された二次元直交座標、長軸(A)および短軸(B)、2つの円(E)、2つの第1焦点(f1)、1つの第2焦点(f2)が図示されている。
7 is a perspective view of a heating apparatus 10B shown as another example, and FIG. 8 is an end view taken along line 8-8 of FIG. 9 is a diagram schematically showing the inner
この加熱装置10Bが図1のそれと異なるところは、反射構造物12が横方向(長軸方向)へ並ぶ2つの第1および第2周壁16A,16Bを有するとともに、それら周壁16A,16Bの内周面15に囲繞された2つの第1および第2楕円スペース19A,19Bを有する点にあり、その他の構成は図1の加熱装置10Aと同一であるから、図1と同一の符号を付すことで、この加熱装置10Bにおけるその他の構成の説明は省略する。
This heating device 10B is different from that of FIG. 1 in that the reflecting
反射構造物12は、前後方向と交差する方向(一方向と交差する方向)の断面形状が楕円形に成形された内外周面14,15を有して横方向へ対称形に配置された第1周壁16Aおよび第2周壁16Bと、それら周壁16A,16Bの外周面14全域を被覆保護する保護壁17とから作られている。それら周壁16A,16Bと保護壁17とは、互いに並行して前後方向へ延びている。反射構造物12では、それら周壁16A,16Bの外周面14と保護壁17の内周面18とがそれらの当接部位において互いに接合されている。周壁16A,16Bと保護壁17との材質は、図1のそれらと同一である。周壁16A,16Bの内周面15には、鏡面加工が施されている。周壁16A,16Bの内側には、それら周壁16A,16Bの内周面15に囲繞された第1楕円スペース19Aと第2楕円スペース19Bとが画成されている。周壁16A,16Bの前後方向両端には、内周面15の端縁に囲繞された開口20,21が画成されている。
The
第1楕円スペース19Aは、図7に示すように、第1周壁16Aの内周面15が形作る前後方向へ長い空間であり、第2楕円スペース19Bは、第2周壁16Bの内周面15が形作る前後方向へ長い空間である。なお、第1および第2楕円スペース19A,19Bは、第2焦点(f2)近傍の空間を共有している。それら楕円スペース19A,19Bの断面形状は、図9に示すように、原点(O)を中心として長径(Oa)の長軸(A)、短径(Ob)の短軸(B)を有する楕円である。それら楕円スペース19A,19Bの長軸(A)上には、2つの第1焦点(f1)と1つの第2焦点(f2)とが存在する。それら第1焦点(f1)と第2焦点(f2)とは、前後方向へ連続している。なお、図1の加熱装置10Aと同様に、長半径(Oa)の長さや短半径(Ob)の長さ、中心(O)から第1焦点(f1)までの長さ(Of1)、中心(O)から第2焦点(f2)までの長さ(Of2)に特に限定はなく、それらを任意に設定することができる。
As shown in FIG. 7, the first
第1周壁16Aと第2周壁16Bとは、それら周壁16A,16Bの内側に画成された楕円スペース19A,19Bにおける楕円形の第2焦点(f2)を中心として横方向(長軸方向)へ離間対向し、それら楕円スペース19A,19Bにおける楕円形の長軸(A)どうしが直線をなすように並んでいる。第1周壁16Aと第2周壁16Bとは、第2焦点(f2)から楕円形の短軸(B)方向へ延ばした仮想線30(図8参照)と交差する部位(連結部位27)において互いに連結されている。第1および第2周壁16A,16Bでは、それら周壁16A,16Bのうちの連結部位27から一方の周壁16Bの内側に延びる部分28(図8に一点鎖線で示す部分)と他方の周壁16Aの内側に延びる部分29(図8に一点鎖線で示す部分)とが存在せず、第2焦点(f2)から離間する2つの第1焦点(f1)どうしが第2焦点(f2)を中心として一直線上に位置している。
The first
第1および第2楕円スペース19A,19Bにおけるそれら第1焦点(f1)には、第1ヒーター管13Aと第2ヒーター管13Bとが配置されている。それらヒーター管13A,13Bの軸方向中心は、第1焦点(f1)に位置している。ヒーター管13A,13Bは、第1焦点(f1)において前後方向へ延びる熱ライン22を形成している。楕円スペース19A,19Bにおける第2焦点(f2)には、前後方向へ延びる集束ライン23(ターゲットゾーン)が形成されている。第2焦点(f2)には、加熱対象のターゲット24が挿脱可能に配置される。ヒーター管13A,13Bの外周面から放射された赤外線は、直接ターゲット24に向かうそれの他に、図10に示すように、周壁16A,16Bの内周面15に向かった後、内周面15において反射されるそれに分けることができる。周壁16A,16Bの内周面15において反射された赤外線は、第2焦点(f2)にその周り方向から集束する。
A
この加熱装置10Bにおけるターゲット24の加熱手順の一例を説明すると、以下のとおりである。なお、加熱装置10Bには、図6に示す移動手段が設置されているものとする(ただし、ターゲット24を第2焦点(f2)に固定した状態で装置10Bを稼動させることもできる。)。保持部材を介して複数のターゲット24を線材25に取り付けた後、電気ヒーター11や駆動装置26を稼動させ、加熱の準備をする。加熱準備段階では、先頭のターゲット24が周壁16A,16Bの一方の開口20に位置している。電気ヒーター11が稼動し、電気ヒーター11のヒーター管113A,13Bが設定温度になると、駆動装置26のモータが稼動し、モータによって線材25が前後方向前方へ引っ張られる。
An example of the procedure for heating the
各ターゲット24は、線材25の移動にともなって周壁16A,16Bの一方の開口20から楕円スペース19A,19Bの第2焦点(f2)に進入し、他方の開口21へ向かって第2焦点(f2)(集束ライン23)を所定の速度で移動する。ヒーター管13A,13Bの外周面から周り方向外方に向かって放射された赤外線は、直接ターゲット24に照射される他、第1および第2周壁16A,16Bの内周面15において反射して第2焦点(f2)に集束し、ターゲット24の外周面全域に照射される。ターゲット24は、楕円スペース19A,19Bの第2焦点(f2)を移動する過程においてその外周面全域が赤外線に曝露され、赤外線によって加熱される。それらターゲット24が他方の開口21から楕円スペース19A,19Bの外側に搬送されると、ターゲット24の加熱が完了する。
Each
加熱装置10Bは、反射構造物12が互いに対向する2つの周壁16A,16Bとそれら周壁16A,16Bの内側に画成された2つの楕円スペース19A,19Bとを有し、第2焦点(f2)から離間する2つの第1焦点(f1)どうしがその第2焦点(f2)を中心として一直線上に対向位置するから、それら第1焦点(f1)に配置されたヒーター管13A,13Bから放射された赤外線がそれら周壁16A,16Bの内周面15において乱反射し難く、それらヒーター管13A,13Bから放射された赤外線が1つの第2焦点(f2)に確実に集束する。加熱装置10Bは、それら第1焦点(f1)に配置された2つのヒーター管13A,13Bから直接ターゲット24に赤外線が照射されるのみならず、それらヒーター管13A,13Bから放射された赤外線が周壁16A,16Bの内周面15において反射して1つの第2焦点(f2)にその周り方向から集束し、その赤外線が第2焦点(f2)に配置されたターゲット24に照射されるから、ヒーター管13A,13Bから放射される赤外線のすべてをターゲット24の表面全域に照射させることができる。
The heating device 10B has two
加熱装置10Bは、2つのヒーター管13A,13Bから放射された赤外線をまとめてターゲット24に照射させることができ、1つのヒーター管13から赤外線をターゲット24に照射する場合と比較し、ターゲット24に照射し得る赤外線の強度を増加させることができ、ターゲット24を一層短時間に効率よく加熱することができるとともに、ターゲット24を一層短時間に効率よく乾燥させることができる。加熱装置10Bは、ターゲット24を第2焦点(f2)において前後方向一方から他方に向かって移動させる移動手段を有するから、ターゲット24の赤外線の集束ライン23上における移動時間や集束ライン23の長さを調節することで、ターゲット24の加熱時間を容易に調整することができる。また、加熱装置10Bを連続して運転しつつ、複数のターゲット24の連続的な加熱、乾燥を可能にすることができる。
The heating apparatus 10B can collectively irradiate the
加熱装置10Bでは、反射構造物12が2つの周壁16A,16Bを備えているが、反射構造物12が3つ以上の周壁を備えていてもよい。この場合、反射構造物12は、第2焦点(f2)を中心としてその周り方向へ並ぶ3つ以上の周壁と、それら周壁の外周面全域を被覆保護する保護壁とから作られる。それら周壁は、前後方向と交差する方向(一方向と交差する方向)の断面形状が楕円形に成形された内外周面を有する。それら周壁の内側には、それら周壁の内周面に囲繞された3つ以上の楕円スペースが画成される。3つ以上の周壁を備えた反射構造物12では、第2焦点(f2)近傍においてそれら周壁どうしが互いに連結され、かつ、それら周壁のうちの連結部位から互いに重なり合う部分が存在せず、各楕円スペースが第2焦点(f2)を共有しつつ第2焦点(f2)から離間する第1焦点(f1)を別々に有する。反射構造物12が3つ以上の周壁を備えている場合、それら周壁の内周面において反射された赤外線は第2焦点(f2)にその周り方向から集束する。
In the heating device 10B, the
加熱装置10Bでは、図11に示すように、2つの楕円周壁16A,16Bが第2焦点(f2)を中心として任意の角度で連結されていてもよい。なお、それら周壁16A,16Bの連結角度は、自由に設定することができる。この場合でも、周壁16A,16Bの内周面15において反射された赤外線は第2焦点(f2)にその周り方向から集束する。また、図1および図7の加熱装置10A,10Bでは、楕円周壁16A,16Bが曲線によって形作られているが、周壁16A,16Bにおける楕円形状を形作る線は曲線に限定されず、たとえば、複数の短い直線の連結によって周壁16A,16Bの実質的な楕円が形成されていてもよい。
In the heating apparatus 10B, as shown in FIG. 11, the two elliptical
それら加熱装置10A,10Bでは、電気ヒーター11に替えて、バーナー燃焼ユニットを熱源として利用することができる。バーナー燃焼ユニットは、バーナーと、長手方向へ直状に延びるヒーター管13,13A,13B(熱源)と、燃焼ガスをバーナーからヒーター管13,13A,13Bに向かって給気する送風機と、バーナーにオイルまたはガスを供給する供給器と、燃焼をコントロールするコントローラとから形成されている。ヒーター管13,13A,13Bは、その断面形状が円形の円筒状に成形され、その外周面全域に放射物質が塗布されている。
In these
バーナー燃焼ユニットでは、供給器からバーナーにオイルまたはガスが供給され、バーナーにおいてオイルやガスを燃焼させて所定温度の燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは、送風機によってバーナーからヒーター管13,13A,13Bに流入し、ヒーター管13,13A,13Bを通って排気管に排気される。ヒーター管13,13A,13Bは、燃焼ガスの流入によって加熱され、その外周面全域から周り方向外方へ赤外線を放射(発生)する。バーナー燃焼ユニットでは、バーナーへのオイルやガスの供給量や空気の給気量、送風機の出力等がコントローラによって調節され、燃焼ガスの燃焼温度が設定温度に保持される。
In the burner combustion unit, oil or gas is supplied from a feeder to the burner, and the oil or gas is burned in the burner to generate combustion gas at a predetermined temperature. The combustion gas flows from the burner into the
10A 加熱装置
10B 加熱装置
12 反射構造物
13 ヒーター管(熱源)
13A 第1ヒーター管(熱源)
13B 第2ヒーター管(熱源)
15 内周面
16 周壁
16A 第1周壁
16B 第2周壁
19 楕円スペース
19A 第1楕円スペース
19B 第2楕円スペース
24 ターゲット
f1 第1焦点
f2 第2焦点
10A Heating device
13A 1st heater tube (heat source)
13B Second heater tube (heat source)
15 inner
Claims (4)
前記反射構造物が、前記一方向と交差する方向の内周面の断面形状が楕円形に成形されて該一方向へ延びる周壁と、前記周壁の内側に画成されて前記一方向へ延びる楕円スペースとを有し、前記熱源が、前記楕円スペースにおける楕円形の長軸上に存する第1焦点に配置され、前記ターゲットが、前記楕円スペースにおける楕円形の長軸上に存して前記第1焦点に対向する第2焦点に配置され、前記熱源から放射されて前記周壁の内周面に反射された赤外線が、前記第2焦点に集束することを特徴とする加熱装置。 In a heating apparatus that includes a heat source that emits infrared light in one direction and a reflective structure that reflects infrared light emitted from the heat source, and heats a predetermined target with infrared light emitted from the heat source,
The reflecting structure has an elliptical cross-sectional shape formed on an inner peripheral surface in a direction intersecting the one direction, and an ellipse extending in the one direction by being defined inside the peripheral wall. The heat source is disposed at a first focal point that resides on an elliptical long axis in the elliptical space, and the target resides on an elliptical long axis in the elliptical space. An infrared ray disposed at a second focal point opposite to the focal point, and radiated from the heat source and reflected on the inner peripheral surface of the peripheral wall is focused on the second focal point.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2008
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