JP2010230293A - 加熱炉 - Google Patents

Abstract

【課題】温度の制御性がよく、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できる加熱炉を提供する。
【解決手段】炉体１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、加熱風送りダクト４と、非加熱風送りダクト５と、加熱風と非加熱風を混合し炉体に送る混合風送りダクト６と、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトの送り風量比率を制御する制御手段１０を備え、被加熱物を加熱する設定温度の変更時に、制御手段より加熱風送りダクト及び非加熱風送りダクトの送り風量比率を制御して、高温の或いは低温の熱風を送り出すことにより、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体を加熱或いは冷却して昇温或いは降温させて被加熱物を設定温度とほぼ同程度の温度とさせてから、制御手段により送り風量比率を制御して被加熱物の設定温度とほぼ同程度の温度とした熱風を送り出せるようにした。
【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、加熱風と非加熱風の２流路を備えることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明の目的は、温度の制御性がよく、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、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、加熱風送りダクトと、非加熱風送りダクトと、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトから送られてくる加熱風と非加熱風を混合し前記炉体に送る混合風送りダクトと、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトの送り風量比率を制御する制御手段が備えられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記加熱風送りダクト及び非加熱風送りダクトの送り風量比率の制御手段は、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトに設けたダンパーであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の、前記加熱風送りダクト及び非加熱風送りダクトの送り風量比率の制御手段は、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトのそれぞれに設けた送風機の回転数を制御するものであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の、前記加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てに、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全て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５に記載の発明は、請求項４に記載の、前記加熱及び／又は冷却手段は、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てに、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全て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６に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の、前記加熱風送りダクト、非加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てに、その内面に断熱材が貼付されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の、前記断熱材の露出面が、物理的或いは化学的強度のある表面保護材で被覆されていることを特徴とする。

請求項１に記載の加熱炉によれば、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトと、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトとから送られてくる加熱風と非加熱風を混合し前記炉体に送る混合風送りダクトと、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトの送り風量比率を制御する制御手段とが備えられているので、制御手段により加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトから送られてくる送り風量比率を制御することにより、熱風の吹き出し温度を容易に設定温度に調節することができ、そして、被加熱物を加熱する設定温度の変更時に、制御手段により加熱風送りダクト及び非加熱風送りダクトの送り風量比率を制御して、高温の或いは低温の熱風を送り出すことにより、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体を加熱或いは冷却して昇温或いは降温させて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てから、制御手段により加熱風送りダクト及び非加熱風送りダクトの送り風量比率を制御して被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度とした熱風を送り出すことにより、熱風の吹き出し温度を被加熱物の加熱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。

また、設定温度の制御は加熱風送りダクト及び非加熱風送りダクトの送り風量比率を制御して行うことから、例えば、コントロールバルブを用いて熱交換器への蒸気流量を調節する温度制御に比べ温度制御が遙かに容易であり、設定温度の制御を容易に且つ短時間で行うことができる。

請求項２に記載の加熱炉によれば、請求項１に記載の、前記加熱風送りダクト及び非加熱風送りダクトの送り風量比率の制御手段が、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトに設けたダンパーであるので、構成が簡単であり、制御操作を容易に行うことができる。

請求項３に記載の加熱炉によれば、請求項１に記載の、前記加熱風送りダクト及び非加熱風送りダクトの送り風量比率の制御手段が、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトのそれぞれに設けた送風機の回転数を制御するものであるので、制御操作が容易であり、且つ細かい制御を容易に行うことができる。

請求項４に記載の加熱炉によれば、請求項１，２又は３に記載の、前記加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てに、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全て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、混合風送りダクトから熱風を送り出すとともに、加熱及び／又は冷却手段で加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てを加熱或いは冷却して昇温或いは降温させることにより、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体を一層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ができ、熱風の吹き出し温度を被加熱物の設定温度に一層短時間で到達させることができる。

請求項５に記載の加熱炉によれば、請求項４に記載の、前記加熱及び／又は冷却手段は、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てに、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全て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、所定の温度に設定された熱媒流体を、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てに設けられている熱媒循環路を巡回させることにより、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体をより効果的に急速に昇温或いは降温させることができ、熱風の吹き出し温度を被加熱物の設定温度に一層短時間で到達させることができる。

請求項６に記載の加熱炉によれば、請求項１，２又は３に記載の、前記加熱風送りダクト、非加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てに、その内面に断熱材が貼付されているので、加熱風が前記加熱風送りダクトと、及び／又は非加熱風が非加熱風送りダクトと、及び／又は混合風が混合風送りダクトと、及び／又は混合風送りダクトから送りだされる熱風が炉体と直接接触することがなく炉体から吹き出されることとなるから、前記加熱風送りダクト、非加熱風送りダクト、混合風送りダクト、及び／又は炉体の熱的影響が抑えられる、即ち、前記加熱風送りダクト、非加熱風送りダクト、混合風送りダクト、及び／又は炉体の実効熱容量が低減されることになり、設定温度の際、熱風の吹き出し温度を変更後の被加熱物の設定温度に一層短時間で到達させることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の、前記断熱材の露出面が、物理的或いは化学的強度のある表面保護材で被覆されているので、前記断熱材の表面が表面保護材で保護され劣化が防止されることになり、耐久性の向上が図れる。

本発明に係る加熱炉の実施の形態の第１例を示す概略構成説明図である。 本発明に係る加熱炉の実施の形態の第２例を示す概略構成説明図である。 本発明に係る加熱炉の実施の形態の第３例を示す概略構成説明図である。 本発明に係る加熱炉の実施の形態の第４例を示す概略構成説明図である。 本発明に係る加熱炉の実施の形態の第３例を示す概略構成説明図である。 本発明に係る加熱炉の実施の形態の第４例を示す概略構成説明図である。

以下、本発明に係る加熱炉を実施するための形態を、図面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第１例を示す概略構成説明図である。

本例の加熱炉は、炉体１と加熱室２を有する加熱炉本体３と、加熱風送りダクト４と、非加熱風送りダクト５と、加熱風送りダクト４と非加熱風送りダクト５とから送られてくる加熱風と非加熱風を混合し加熱炉本体３の炉体１に送る混合風送りダクト６と、送風機７と、加熱用熱源８から供給される熱により加熱風送りダクト４を流れる加熱風となる気体、本例では空気を加熱する加熱用熱交換器９と、加熱風送りダクト４と非加熱風送りダクト５の送り風量比率を制御する制御手段１０と、炉体１から加熱室２に吹き出された熱風を回収し送風機７側へ戻す回収熱風戻りダクト１１とから構成されている。

更に詳細には、加熱炉本体３にあっては、加熱筐体１２内の上側に炉体１が設けられており、炉体１の下側が被加熱物を加熱する加熱室２となっている。炉体１の下面には、混合風送りダクト６から送り込まれた熱風を加熱室２に吹き出す吹き出し口１３が設けられている。混合風送りダクト６にあっては、加熱筐体１２を貫通して炉体１内と連通するように接続され、また、回収熱風戻りダクト１１にあっては、加熱室２と連通するように加熱筐体１２に接続されている。

送風機７にあっては加熱風送りダクト４と非加熱風送りダクト５に気体、本例では空気を送るものであって、本例では、加熱風送りダクト４と非加熱風送りダクト５の上流側端部に接続された気体送り主ダクト１４に備えられている。そして、前記した回収熱風戻りダクト１１の下流側端部は送風機７の吸気側に接続されている。

加熱用熱交換器９にあっては、本例では加熱風送りダクト４の途中に設けられている。また、加熱用熱交換器９で気体を加熱する加熱用熱源８としては、本例ではボイラで生成される蒸気が使用されるが、これに限られない。

また、本例では、回収熱風戻りダクト１１の下流側、即ち送風機７の上流側には、外気を吸引する外気吸引口１５が設けられ、この外気吸引口１５には外気吸引口１５を開閉するダンパー１６が設けられ、また、加熱風送りダクト４における加熱用熱交換器９の上流側及び非加熱風送りダクト５にも、加熱風送りダクト４及び非加熱風送りダクト５を開閉するダンパー１７，１８がそれぞれ設けられている。このダンパー１６，１７，１８により加熱風送りダクト４及び非加熱風送りダクト５の送り風量比率を制御する前記の制御手段１０が構成されており、ダンパー１６，１７，１８の開閉を制御することにより、加熱風送りダクト４及び非加熱風送りダクト５の送り風量比率を制御するようになっている。

また、炉体１と加熱室２と加熱風送りダクト４と混合風送りダクト６には、炉体１と加熱風送りダクト４と混合風送りダクト６の温度及び加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度を検出する温度センサ１９，２０，２１，２２が設けられており、温度センサ１９，２０，２１，２２により検出される炉体１と加熱風送りダクト４と混合風送りダクト６の温度及び加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度により、前記のダンパー１６，１７，１８の開閉が制御され、加熱風送りダクト４及び非加熱風送りダクト５の送り風量比率が制御されるようになっている。

ダンパー１６，１７，１８の開閉制御操作は手動、自動の何れであってもよい。本例では、温度センサ１９，２０，２１，２２により検出される炉体１と加熱風送りダクト４と混合風送りダクト６の温度及び加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度により、加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度が短時間で設定温度に到達するようにプログラムされた制御装置２３により、ダンパー１６，１７，１８の開閉動作及び開閉量が自動制御されるようになっている。

また、本例では回収熱風戻りダクト１１の上流側に、加熱筐体１２から回収熱風戻りダクト１１へ排出された熱風を外部へ排出する排気口２４が設けられている。

なお、非加熱風送りダクト５から送られてくる非加熱風は加熱用熱交換器９で加熱されていない気体を意味し、この非加熱風には冷却手段により積極的に冷却した非加熱風も含む。本例では、非加熱風送りダクト５の途中に冷却用熱交換器２５が設けられており、冷却用熱源２６から供給される冷熱により非加熱風送りダクト５を流れる非加熱風を冷却することができる構成となっている。

次に、上記のように構成された第１例の加熱炉による被加熱物の加熱処理について説明する。

加熱処理立ち上げ時には、先ず、ダンパー１７を開き、ダンパー１６，１８を閉じた状態で送風機７を駆動して高温の熱風を加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６を通して炉体１内へ送り込む。これにより、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が昇温して被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出したらダンパー１６，１８を開き、加熱風送りダクト４から高温の加熱風を、そして非加熱風送りダクト５から低温の非加熱風を、混合したとき被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となる比率で混合風送りダクト６に送り、混合風送りダクト６で混合され被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となった熱風を炉体１内へ送る。このようにすることにより、炉体１の吹き出し口１３から加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度が短時間で設定温度に到達することになる。

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、前記した加熱処理立ち上げ時と同じ手順で操作することにより、熱風の吹き出し温度を変更後の被加熱物の設定温度まで短時間で到達させることができる。

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、先ず、ダンパー１７を閉じ、ダンパー１６，１８を開いて送風機７を駆動し、加熱していない低温の非加熱風を非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６を通して炉体１内へ送り込む。これにより、混合風送りダクト６、炉体１が冷却されて降温し被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出したらダンパー１７を開き、加熱風送りダクト４から高温の加熱風を、そして非加熱風送りダクト５から低温の非加熱風を、混合したとき被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となる比率で混合風送りダクト６に送り、混合風送りダクト６で混合され被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となった熱風を炉体１内へ送る。このようにすることにより、炉体１の吹き出し口１３から加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度が変更後の被加熱物の設定温度まで短時間で到達することになる。

また、本例では、本例では、非加熱風送りダクト５の途中に冷却用熱交換器２５が設けられており、冷却用熱源２６から供給される冷熱により非加熱風送りダクト５を流れる気体を冷却することができる構成となっているので、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、冷却用熱交換器２５により非加熱風送りダクト５を流れる非加熱風を冷却して送り出すことにより、混合風送りダクト６、炉体１を一層短時間で冷却することができ、炉体１の吹き出し口１３から加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度を変更後の被加熱物の設定温度まで一層短時間で到達させることができる。

なお、熱風の吹き出し温度は、温度センサ２２で加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度を検出してダンパー１６，１７，１８の開閉動作及び開閉量を制御することにより容易に調整することができる。

図２は、本発明に係る加熱炉の実施の形態の第２例を示す概略構成説明図である。同図において、図１に示した第１例と対応する部分には同一符号を付して第１例と対応する部分の構成の説明を省略する。

本例の加熱炉は、炉体１と加熱室２を有する加熱炉本体３と、加熱風送りダクト４と、非加熱風送りダクト５と、加熱風送りダクト４と非加熱風送りダクト５とから送られてくる加熱風と非加熱風を混合し加熱炉本体３の炉体１に送る混合風送りダクト６と、加熱風送りダクト４と非加熱風送りダクト５のそれぞれに設けられた送風機２５，２６と、加熱用熱源８から供給される熱により加熱風送りダクト４を流れる加熱風となる気体、本例では空気を加熱する加熱用熱交換器９と、加熱風送りダクト４と非加熱風送りダクト５の送り風量比率を制御する制御手段１０と、炉体１から加熱室２に吹き出された熱風を回収し送風機７側へ戻す回収熱風戻りダクト１１とから構成されている。

本例では、前記した回収熱風戻りダクト１１の下流側端部が分岐して一方の分岐ダクト１１ａが加熱風送りダクト４に設けられた送風機２７の吸引側と、他方の分岐ダクト１１ｂが非加熱風送りダクト５に設けられた送風機２８の吸引側と接続している。

また、本例では、回収熱風戻りダクト１１の下流側で分岐ダクト１１ａ，１１ｂの上流側には、外気を吸引する外気吸引口１５が設けられ、この外気吸引口１５には外気吸引口１５を開閉するダンパー１６が設けられ、また、分岐ダクト１１ａ，１１ｂにも、分岐ダクト１１ａ，１１ｂを開閉するダンパー２９，３０がそれぞれ設けられている。

また、本例では、加熱風送りダクト２及び非加熱風送りダクト３の送り風量比率を制御する制御手段１０として、前記の送風機２７，２８に、それぞれ送風機２７，２８の回転数を制御するインバーター３１，３２が備えられている。そして、加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度が短時間で設定温度に到達するようにプログラムされた制御装置３３により、温度センサ１９，２０，２１，２２から検出される炉体１と加熱風送りダクト４と混合風送りダクト６の温度及び加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度に基づき、送風機２７，２８の回転数が制御され、加熱風送りダクト４及び非加熱風送りダクト５の送り風量比率が制御されるようになっている。

なお、本例では送風機２７，２８の回転数を制御する手段としてインバーター３１，３２が使用されているが、これに限定されるものではなく、送風機２７，２８の回転数を制御できるものであればよい。

前記の制御装置３３のプログラムは、例えば、加熱処理立ち上げ時には、加熱風送りダクト４に設けられた送風機２７を回転させ、非加熱風送りダクト５に設けられた送風機２８の回転を停止した状態とし、高温の熱風を加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６を通して炉体１内へ送り込み、これにより、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が加熱されて昇温し、被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出した時点で送風機２８を回転させるとともに、送風機２７，２８の回転数を、加熱風送りダクト４から送られる高温の加熱風と非加熱風送りダクト５から送られる低温の非加熱風を混合したとき被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となる送り風量比率となるように制御し、そして、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、例えば、その変更後の設定温度が更に高温である場合は、送風機２８の回転を停止し、送風機２７を回転させ、以後、前記と同様に制御し、また、変更後の設定温度が低温である場合は、送風機２７を停止し、送風機２８により低温の非加熱風のみを非加熱風送りダクト５から混合風送りダクト６を通して炉体１内へ送り込み、これにより、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が冷却されて降温し、被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出した時点で送風機２７を回転させるとともに、送風機２７，２８の回転数を、加熱風送りダクト４から送られる高温の加熱風と非加熱風送りダクト５から送られる低温の非加熱風を混合したとき被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となる送り風量比率となるように制御するように組み立てられている。

また、前記のダンパー１６，２９，３０の開閉制御操作は手動、自動の何れであってもよいが、本例ではダンパー１６，２９，３０もまた、制御装置３３により、温度センサ１９，２０，２１，２２により検出される炉体１と加熱風送りダクト４と混合風送りダクト６の温度及び加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度に基づき、その開閉動作及び開閉量が自動制御されるようになっている。

このプログラムは、例えば、加熱処理立ち上げ時には、ダンパー２９を開き、ダンパー１６，３０を閉じ、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が昇温して被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出した時点でダンパー１６，３０を開き、そして、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、例えば、その変更後の設定温度が更に高温である場合は、ダンパー１６，３０を閉じ、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が昇温して被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出した時点でダンパー１６，３０を開き、また、変更後の設定温度が低温である場合は、ダンパー２９を閉じ、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が降温して被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出した時点でダンパー２９を開くように組み立てられている。

次に、上記のように構成された第２例の加熱炉による被加熱物の加熱処理について説明する。

加熱処理立ち上げ時には、先ず、送風機２７が回転し、送風機２８の回転が停止した状態となり、高温の加熱風が加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６を通して炉体１内へ送り込まれる。これにより、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が加熱されて昇温し、被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出した時点で送風機２８が回転し、加熱風送りダクト４から高温の加熱風が、そして非加熱風送りダクト５から低温の非加熱風が、混合したとき被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となる比率で混合風送りダクト６に送られ、混合風送りダクト６で混合され被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となった熱風が炉体１内へ送られる。これにより熱風の吹き出し温度が短時間で被加熱物の設定温度まで短時間で到達することになる。

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、前記した加熱処理立ち上げ時と同じ手順で操作することにより、熱風の吹き出し温度を変更後の被加熱物の設定温度まで短時間で到達する。

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、先ず、送風機２７が停止し、送風機２８により低温の非加熱風のみが非加熱風送りダクト５から混合風送りダクト６を通して炉体１内へ送られる。これにより、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が冷却されて降温し、被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出した時点で送風機２７が回転し、加熱風送りダクト４から高温の加熱風が、そして非加熱風送りダクト５から低温の非加熱風が、混合したとき被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となる比率で混合風送りダクト６に送られ、混合風送りダクト６で混合され被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となった熱風が炉体１内へ送られる。これにより熱風の吹き出し温度が短時間で変更後の被加熱物の設定温度まで短時間で到達することになる。

なお、熱風の吹き出し温度は、温度センサ２２で加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度を検出して送風機２５，２６の回転数を制御することにより容易に調整することができる。

図３は、本発明に係る加熱炉の実施の形態の第３例を示す概略構成説明図である。同図において、図１に示した第１例と対応する部分には同一符号を付して第１例と対応する部分の構成の説明を省略する。

本例は、第１例に示す加熱炉の加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１に、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１を昇温或いは降温させるための加熱及び／又は冷却手段３４を備えたものであり、他の構成は第１例と同じである。

加熱及び／又は冷却手段３４にあっては、その熱媒体の温度は、昇温用では被加熱物の設定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設定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３４は、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１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３５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３５は、図示しないが、熱伝導の良い材質からなる管体からなり、この管体が加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１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３５は熱媒流体を所定の温度に設定する熱媒装置３６と接続しており、熱媒装置３６から所定の温度に設定された熱媒流体が熱媒循環路３５に送り出されるようになっている。熱媒装置３６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３６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、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１のそれぞれに加熱及び／又は冷却手段３２としての熱媒循環路３５が設けられているが、これに限られるものではなく、何れかに設けられているだけでもよい。

次に、上記のように構成された第３例の加熱炉による被加熱物の加熱処理について説明する。

加熱処理立ち上げ時には、先ず、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く。そして、加熱炉の始動の際、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１に設けられている熱媒循環路３５に高温の熱媒流体を送り循環させる。同時に、第１例と同様に、ダンパー１７を開き、ダンパー１６，１８を閉じた状態で送風機７を駆動して高温の加熱風を加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６を通して炉体１内へ送り込む。これにより加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１は高温の熱媒流体による加熱と、高温の加熱風による加熱で急速に昇温し、被加熱物の設定温度まで一層短時間で到達する。

加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が昇温して被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出したら、熱媒循環路３５における高温の熱媒流体の循環を停止するとともに、第１例と同様に、ダンパー１６，１８を開き、加熱風送りダクト４から高温の加熱風を、そして非加熱風送りダクト５から低温の非加熱風を、混合したとき被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となる比率で混合風送りダクト６に送り、混合風送りダクト６で混合され被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となった熱風を炉体１内へ送る。このようにすることにより熱風の吹き出し温度が一層短時間で設定温度に到達することになる。

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、前記した加熱処理立ち上げ時と同じ手順で操作することにより、熱風の吹き出し温度を変更後の被加熱物の設定温度まで短時間で到達させることができる。

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、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１に設けられている熱媒循環路３５に低温の熱媒流体を送り循環させる。同時に、第１例と同様に、ダンパー１７を閉じ、ダンパー１６，１８を開いて送風機７を駆動し、加熱していない低温の非加熱風を非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６を通して炉体１内へ送り込む。これにより加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１は低温の熱媒流体による冷却と、低温の非加熱風による冷却で急速に降温し、被加熱物の設定温度まで一層短時間で到達する。

加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が降温して被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出したら、熱媒循環路３５における低温の熱媒流体の循環を停止するとともに、第１例と同様に、ダンパー１７を開き、加熱風送りダクト４から高温の加熱風を、そして非加熱風送りダクト５から低温の非加熱風を、混合したとき被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となる比率で混合風送りダクト６に送り、混合風送りダクト６で混合され被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となった熱風を炉体１内へ送る。このようにすることにより熱風の吹き出し温度が変更後の被加熱物の設定温度まで一層短時間で到達することになる。

なお、本例では、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１の何れにも加熱及び／又は冷却手段３４としての熱媒循環路３５が設けられているが、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１の何れかに設けられているだけであっても、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１の何れにも熱媒循環路３５が設けられていないものに比べればより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。

図４は、本発明に係る加熱炉の実施の形態の第４例を示す概略構成説明図である。同図において、図２及び図３に示した第２例及び第３例と対応する部分には同一符号を付して第１例と対応する部分の構成の説明を省略する。

本例は、第２例に示す加熱炉の加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１に、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１を昇温或いは降温させるための加熱及び／又は冷却手段３４を備えたものであり、他の構成は第２例と同じであり、また、加熱及び／又は冷却手段３４にあっては第３例と同様の構成となっているので、詳細な構成は、第２例及び第３例の説明を援用する。

次に、上記のように構成された第４例の加熱炉による被加熱物の加熱処理について説明する。

加熱処理立ち上げ時には、先ず、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く。そして、加熱炉の始動の際、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１に設けられている加熱及び／又は冷却手段３４を構成する熱媒循環路３４に高温の熱媒流体を送り循環させる。同時に、第２例と同様に、送風機２７を回転させ、送風機２８の回転を停止した状態として、高温の熱風を加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６を通して炉体１内へ送り込む。これにより加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１は高温の熱媒流体による加熱と、高温の加熱風による加熱で急速に昇温し、被加熱物の設定温度まで一層短時間で到達する。

加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が昇温して被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出したら、熱媒循環路３５における高温の熱媒流体の循環を停止するとともに、送風機２８を回転させ、加熱風送りダクト４から高温の加熱風を、そして非加熱風送りダクト５から低温の非加熱風を、混合したとき被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となる比率で混合風送りダクト６に送り、混合風送りダクト６で混合した被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となった熱風を炉体１内へ送る。このようにすることにより熱風の吹き出し温度が一層短時間で設定温度に到達することになる。

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加熱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、前記した加熱処理立ち上げ時と同じ手順で操作することにより、熱風の吹き出し温度を変更後の被加熱物の設定温度まで短時間で到達させることができる。

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、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１に設けられている熱媒循環路３５に低温の熱媒流体を送り循環させる。同時に、第２例と同様に、送風機２７を停止させ、送風機２８により低温の非加熱風のみを非加熱風送りダクト５から混合風送りダクト６を通して炉体１内へ送り込む。これにより加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１は低温の熱媒流体による冷却と、低温の非加熱風による冷却で急速に降温し、被加熱物の設定温度まで一層短時間で到達する。

加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１が降温して被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となったことを温度センサ１９，２０，２１により検出したら、熱媒循環路３５における低温の熱媒流体の循環を停止するとともに、第２例と同様に、送風機２７を回転させ、加熱風送りダクト４から高温の加熱風を、そして非加熱風送りダクト５から低温の非加熱風を、混合したとき被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となる比率で混合風送りダクト６に送り、混合風送りダクト６で混合され被加熱物を加熱する設定温度とほぼ同程度の温度となった熱風を炉体１内へ送る。

このようにすることにより熱風の吹き出し温度が変更後の被加熱物の設定温度まで一層短時間で到達することになる。

なお、本例では、第３例と同様に、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１の何れにも加熱及び／又は冷却手段３４としての熱媒循環路３５が設けられているが、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１の何れかに設けられているだけであっても、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１の何れにも熱媒循環路３５が設けられていないものに比べればより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。

図５は、本発明に係る加熱炉の実施の形態の第５例を示す概略構成説明図である。同図において、図１に示した第１例と対応する部分には同一符号を付して第１例と対応する部分の構成の説明を省略する。

本例は、第１例に示す加熱炉の加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１、回収熱風戻りダクト１１の内面に断熱材３７が貼付されている。断熱材１３は加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１、回収熱風戻りダクト１１の内面が極力露出しないように貼付されていることが好ましい。他の構成は第１例と同じである。

さらに、本例では断熱材３７の露出面が、物理的或いは化学的強度のある表面保護材３８で被覆されている。物理的或いは化学的強度のある表面保護材３８にあっては、傷や汚れが付き難く、また耐熱、耐薬品性のある材質からなり、その形状は熱容量を小さくするために薄く形成されている。表面保護材３８としては、ステンレス等の金属箔、プラスチック板、テフロン（登録商標）フィルム等が使用される。

なお、本例では、加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１、回収熱風戻りダクト１１の内面に断熱材３７が貼付されているが、これに限られるものではなく、何れかの内面に貼付されているだけでもよい。特に、加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１の熱容量は、炉体１に設けた吹き出し口１３から吹き出される熱風の吹き出し温度に直接影響を与えるので、断熱材１３は少なくとも加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１の何れかの内面に貼付されていることが好ましい。

次に、上記のように構成された第５例の加熱炉による被加熱物の加熱処理について説明する。

前記した第１例と同様の動作で、加熱風送りダクト４を流れる加熱風、非加熱風送りダクト５を流れる非加熱風、混合風送りダクト６を流れる混合風、炉体１へ吹き出される熱風、回収熱風戻りダクト１１を流れる回収熱風は、加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１、回収熱風戻りダクト１１の内面に貼付された断熱材３７により加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１、回収熱風戻りダクト１１の熱的影響が抑えられる。これにより、設定温度の際、熱風の吹き出し温度を変更後の被加熱物の設定温度に一層短時間で到達させることができる。

また、本例では、本例では断熱材３７の露出面が、物理的或いは化学的強度のある表面保護材３８で被覆されているので、断熱材３７の表面が表面保護材３８で保護され劣化が防止されることになり、耐久性の向上が図れる。

なお、本例では、熱風の吹き出し温度の設定温度の変更は、ダンパー１６，１７，１８の開閉動作及び開閉量を制御することにより加熱風送りダクト４から送り出される加熱風及び非加熱風送りダクト５から送り出される非加熱風の送り風量比率を制御して行われるが、ダンパー１６，１７，１８の前記制御は、温度センサ２２で加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度を検出して行われるようになっており、第１例のように、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１のそれぞれの温度を検出する温度センサ１９，２０，２１による制御は行わない。

図６は、本発明に係る加熱炉の実施の形態の第６例を示す概略構成説明図である。同図において、図２及び図５に示した第２例及び第５例と対応する部分には同一符号を付して第１例と対応する部分の構成の説明を省略する。

本例は、第２例に示す加熱炉の加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１、回収熱風戻りダクト１１の内面に断熱材３７が貼付されている。断熱材１３は加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１、回収熱風戻りダクト１１の内面が極力露出しないように貼付されていることが好ましい。他の構成は第２例と同じであり、また断熱材３７にあっては第５例と同様の構成となっているので、詳細な構成は、第２例及び第５例の説明を援用する。

また、本例も第５例と同様に、断熱材３７の露出面が、物理的或いは化学的強度のある表面保護材３８で被覆されている。

次に、上記のように構成された第６例の加熱炉による被加熱物の加熱処理について説明する。

前記した第２例と同様の動作で、加熱風送りダクト４を流れる加熱風、非加熱風送りダクト５を流れる非加熱風、混合風送りダクト６を流れる混合風、炉体１へ吹き出される熱風、回収熱風戻りダクト１１を流れる回収熱風は、加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１、回収熱風戻りダクト１１の内面に貼付された断熱材３７により加熱風送りダクト４、非加熱風送りダクト５、混合風送りダクト６、炉体１、回収熱風戻りダクト１１の熱的影響が抑えられる。これにより、設定温度の際、熱風の吹き出し温度を変更後の被加熱物の設定温度に一層短時間で到達させることができる。

また、本例では、本例では断熱材３７の露出面が、物理的或いは化学的強度のある表面保護材３８で被覆されているので、断熱材３７の表面が表面保護材３８で保護され劣化が防止されることになり、耐久性の向上が図れる。

なお、本例では、熱風の吹き出し温度の設定温度の変更は、
送風機２５，２６の回転数を制御することにより加熱風送りダクト４から送り出される加熱風及び非加熱風送りダクト５から送り出される火加熱風の送り風量比率を制御して行われるが、送風機２５，２６の回転数の制御は温度センサ２２で加熱室２に吹き出される熱風の吹き出し温度を検出して行われるようになっており、第２例のように、加熱風送りダクト４、混合風送りダクト６、炉体１のそれぞれの温度を検出する温度センサ１９，２０，２１による制御は行わない。

１ 炉体
２ 加熱室
３ 加熱炉本体
４ 加熱風送りダクト
５ 非加熱風送りダクト
６ 混合風送りダクト
７ 送風機
８ 加熱用熱源
９ 加熱用熱交換器
１０ 制御手段
１１ 回収熱風戻りダクト
１１ａ，１１ｂ 分岐ダクト
１２ 加熱筐体
１３ 吹き出し口
１４ 気体送り主ダクト
１５ 外気吸引口
１６，１７，１８ ダンパー
１９，２０，２１，２２ 温度センサ
２３ 制御装置
２４ 排気口
２５ 冷却用熱交換器
２６ 冷却用熱源
２７，２８ 送風機
２９，３０ ダンパー
３１，３２ インバータ
３３ 制御装置
３４ 加熱及び／又は冷却手段
３５ 熱媒循環路
３６ 熱媒装置
３７ 断熱材
３８ 表面保護材

Claims (7)

1. 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、
   加熱風送りダクトと、
   非加熱風送りダクトと、
   加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトから送られてくる加熱風と非加熱風を混合し前記炉体に送る混合風送りダクトと、
   加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトの送り風量比率を制御する制御手段、
   が備えられていることを特徴とする。
2. 前記加熱風送りダクト及び非加熱風送りダクトの送り風量比率の制御手段は、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトに設けたダンパーであることを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。
3. 前記加熱風送りダクト及び非加熱風送りダクトの送り風量比率の制御手段は、加熱風送りダクトと非加熱風送りダクトのそれぞれに設けた送風機の回転数を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。
4. 前記加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てに、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全て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１，２又は３に記載の加熱炉。
5. 前記加熱及び／又は冷却手段は、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てに、加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全て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４に記載の加熱炉。
6. 前記加熱風送りダクト、非加熱風送りダクト、混合風送りダクト、炉体のいずれか又は全てに、その内面に断熱材が貼付されていることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の加熱炉。
7. 前記断熱材の熱風が触れる表面が、物理的或いは化学的強度のある表面保護材で被覆されていることを特徴とする請求項６に記載の加熱炉。

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