JP2010230292A - 加熱炉 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱風の吹き出し温度を被加熱物の設定温度に短時間で到達させることができる加熱炉を得る。
【解決手段】 ダクト３を通して炉体２内に熱風を送り込み炉体２から吹き出させた熱風により被加熱物を加熱処理する加熱炉において、ダクト３及び／又は炉体２に、ダクト３及び／又は炉体２を昇温或いは降温させるための加熱及び又は冷却手段１３を備えることにより、被加熱物を加熱する設定温度の変更時に、加熱及び／又は冷却手段１３によりダクト３や炉体２を加熱或いは冷却して昇温或いは降温させ、ダクト３や炉体２を急速に被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度とさせ、ダクト３や炉体２内を通る熱風の熱に対するダクト３及び／又は炉体２の熱的影響を抑えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダクトを通して炉体内に熱風を送り込み炉体から吹き出させた熱風により被加熱物を加熱処理する加熱炉に関する。

従来、例えば、表面に塗布液を塗工したプラスチックフィルム、金属薄板、紙、繊維、ゴム等の帯状の塗工材の乾燥に、また、その他の加熱処理を必要とされる被加熱物の加熱手段として、炉体内に熱風を送り込み炉体から吹き出させた熱風により被加熱物を加熱処理する加熱炉が知られている。

この種の加熱炉では熱媒体となる空気等の気体の熱容量が、熱風の循環するダクトや炉体の熱容量に対して著しく小さいのが一般的であり、そのため設定温度を変えたとき熱風と熱風が通過するダクトや炉体との温度差により、炉体から吹き出される熱風の吹き出し温度（以下、単に熱風の吹き出し温度という。）の上昇や下降の速度が遅くなり、熱風の吹き出し温度が設定温度に到達するのに長い時間を要することが多い。

これを解決するために空気を加熱する熱交換器の容量を大きくして、入口側と出口側の温度差を大きくすることが考えられるが、熱交換器の容量を大きくすると応答速度が遅くなり、制御性が悪くなるので熱交換器の容量も制約される。

こうしたことから、従来のこの種の加熱炉では熱風の吹き出し温度を短時間で設定温度に変更することが難しく、熱風の吹き出し温度を設定温度に到達させるのに時間がかかり、稼動効率の低下を招くといった問題があった。

特開平６−１７０５２４号公報 特開２００３−３００００４号公報

上記従来の加熱炉の問題点を解決すべく、本発明者らは試験研究の結果、設定温度の変更時に、ダクトや炉体を加熱或いは冷却して昇温或いは降温させ、ダクトや炉体を急速に被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度とさせ、熱風と熱風が通過するダクトや炉体との温度差の影響を抑えることに着目し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の目的は、熱風の吹き出し温度を被加熱物の設定温度に短時間で到達させることができる加熱炉を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ダクトを通して炉体内に熱風を送り込み炉体から吹き出させた熱風により被加熱物を加熱処理する加熱炉において、ダクト及び／又は炉体に、ダクト及び／又は炉体を昇温或いは降温させるための加熱及び又は冷却手段を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記加熱及び又は冷却手段は、ダクト及び／又は炉体に、ダクト及び／又は炉体を昇温或いは降温させるために所定の温度に設定された熱媒流体を循環させる熱媒循環路を設けたものからなることを特徴とする。

請求項１に記載の加熱炉によれば、ダクトを通して炉体内に熱風を送り込み炉体から吹き出させた熱風により被加熱物を加熱処理する加熱炉において、ダクト及び／又は炉体に、ダクト及び／又は炉体を昇温或いは降温させるための加熱及び／又は冷却手段を備えているので、被加熱物を加熱する設定温度の変更時に、加熱及び／又は冷却手段によりダクトや炉体を加熱或いは冷却して昇温或いは降温させ、ダクトや炉体を急速に被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度とさせることにより、ダクトや炉体内を通る熱風の熱に対するダクト及び／又は炉体の熱的影響が抑えられる、即ち、設定温度を変えたとき熱風と熱風が通過するダクトや炉体との温度差の影響が少なくなることから、熱風の吹き出し温度を被加熱物の設定温度に短時間で到達させることができ、これにより稼動効率の向上を図ることができるとともに省エネルギーを図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記加熱及び又は冷却手段は、ダクト及び／又は炉体に、ダクト及び／又は炉体を昇温或いは降温させるために所定の温度に設定された熱媒流体を循環させる熱媒循環路を設けたものからなるので、被加熱物を加熱する設定温度の変更時に、予め所定の温度に設定された熱媒流体を、ダクト及び／又は炉体に設けられている熱媒循環路を巡回させることにより、ダクト及び／又は炉体をより効果的に急速に昇温或いは降温させ、熱風の吹き出し温度を被加熱物の設定温度に短時間で到達させることができる。

本発明に係る加熱炉の実施の形態の一例を示す要部概略縦断面図である。

以下、本発明に係る加熱炉を実施するための形態を、図１に示す実施例により詳細に説明する。

図１は、本発明に係る加熱炉の実施の形態の一例を示す要部概略縦断面図である。

本例の加熱炉は、内部に被加熱物（図示せず）が搬送される加熱炉本体１と、加熱炉本体１の炉体２に接続され、炉体２内へ熱風を送り込むための送りダクト３と、炉体２から吹き出された熱風を回収し送りダクト３側へ戻すための戻りダクト４と、送りダクト３と戻りダクト４との間に配置され、気体、本例では空気を送りダクト３側へ送り出す送風機５と、熱源６から供給される熱により送風機５から送られてくる空気を加熱する熱交換器７とから構成されている。

更に詳細には、加熱炉本体１にあっては、加熱筐体８内の上側に炉体２が設けられており、炉体２の下側が、搬送された被加熱物を加熱する加熱室９となっている。炉体２の下面には、送りダクト３から送り込まれた熱風を加熱室９に吹き出す吹き出し口１０が設けられている。送りダクト３にあっては、加熱筐体８を貫通して炉体２内と連通するように接続され、また、前記戻りダクト４にあっては、加熱室９と連通するように加熱筐体８に接続されている。

また、戻りダクト４の下流側、即ち送風機５の上流側に、外気を吸引する外気吸引口１１が設けられている。また、戻りダクト４の上流側には加熱筐体８から戻りダクト４へ排出された熱風を外部へ排出する排気口１２が設けられている。

前記のように構成された加熱炉にあって、炉体２、送りダクト３、戻りダクト４に、炉体２、送りダクト３、戻りダクト４を昇温或いは降温させるための加熱及び／又は冷却手段１３を備えている。加熱及び／又は冷却手段１３にあっては、その熱媒体の温度は、昇温用では被加熱物の加熱温度より高温に設定されており、また、降温用では被加熱物の加熱温度より低温に設定されている。

本例では、加熱及び又は冷却手段１３は、熱媒体として流体を用い、炉体２、送りダクト３に、それぞれ所定の温度に設定された熱媒流体を循環させる熱媒循環路１４を設けたものからなる。熱媒流体を循環させる熱媒循環路１４は、熱伝導の良い材質からなる管体からなり、この管体が炉体２、送りダクト３の周囲を包囲するように巻き付けられた構成となっている。熱媒循環路１４は熱媒流体を所定の温度に設定する熱媒装置１５と接続しており、熱媒装置１５から所定の温度に設定された熱媒流体が熱媒循環路１４に送り出されるようになっている。熱媒装置１５は、高温の熱媒流体と低温の熱媒流体とを切り換えることができるものであることが好ましい。また、熱媒流体を任意の温度に設定できるものであることが好ましい。熱媒装置１５としてヒートポンプを使用することができるが、これに限られない。
なお、本例では、炉体２、送りダクト３にそれぞれ加熱及び／又は冷却手段１３としての熱媒循環路１４が設けられているが、これらの何れかに設けられているだけでもよい。

上記のように構成された加熱炉は、次のように運転される。先ず、加熱炉の立ち上げにあっては、予め熱媒流体の温度を加熱処理しようとする被加熱物の設定温度より高温に設定しておき、加熱炉の始動の際、炉体２、送りダクト３に設けられている熱媒循環路１４に高温の熱媒流体を送り循環させる。これにより炉体２、送りダクト３は熱媒流体により加熱されて昇温するが、熱交換器７で熱交換し加熱された熱風を送りダクト３へ送ると、炉体２、送りダクト３は熱風によっても加熱され、急速に昇温し、被加熱物の設定温度まで短時間で到達する。被加熱物の設定温度まで短時間で到達したら熱媒循環路１４への熱媒流体の循環を停止する。

また、被加熱物を加熱温度条件の異なる他の被加熱物に変更する場合、変更する被加熱物の設定温度が更に高温であるときは、予め熱媒流体の温度を変更後の被加熱物の設定温度より高温に設定しておき、変更の際、炉体２、送りダクト３に設けられている熱媒循環路１４に高温の熱媒流体を送り循環させ、熱交換器７で熱交換し加熱された熱風を送りダクト３へ送る。これにより、炉体２、送りダクト３は急速に昇温し、変更後の被加熱物の設定温度まで短時間で到達する。被加熱物の設定温度まで短時間で到達したら熱媒循環路１４への熱媒流体の循環を停止する。

また、変更する被加熱物の設定温度が、変更前の被加熱物の設定温度より低温であるときは、予め熱媒流体の温度を変更後の被加熱物の設定温度より低温に設定しておき、変更の際、炉体２、送りダクト３に設けられている熱媒循環路１４に低温の熱媒流体を送り循環させ、熱交換器７で熱交換し加熱された熱風を送りダクト３へ送る。これにより、炉体２、送りダクト３は急速に降温し、変更後の被加熱物の設定温度まで短時間で到達する。被加熱物の設定温度まで短時間で到達したら熱媒循環路１４への熱媒流体の循環を停止する。

なお、本例では、炉体２、送りダクト３の何れにも加熱及び又は冷却手段１３としての熱媒循環路１４が設けられているが、炉体２、送りダクト３の何れかに設けられているだけであっても、熱媒循環路１４が設けられている箇所による熱的影響が抑えられることになり、従来の加熱炉に比べ遙かに短時間で熱風の吹き出し温度を設定温度に到達させることができる。

１ 加熱炉本体
２ 炉体
３ 送りダクト
４ 戻りダクト
５ 送風機
６ 熱源
７ 熱交換器
８ 加熱筐体
９ 加熱室
１０ 吹き出し口
１１ 外気吸引口
１２ 排気口
１３ 加熱及び／又は冷却手段
１４ 熱媒循環路
１５ 熱媒装置

Claims (2)

1. ダクトを通して炉体内に熱風を送り込み炉体から吹き出させた熱風により被加熱物を加熱処理する加熱炉において、ダクト及び／又は炉体に、ダクト及び／又は炉体を昇温或いは降温させるための加熱及び又は冷却手段を備えたことを特徴とする加熱炉。
2. 前記加熱及び又は冷却手段は、ダクト及び／又は炉体に、ダクト及び／又は炉体を昇温或いは降温させるために所定の温度に設定された熱媒流体を循環させる熱媒循環路を設けたものからなることを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。

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