JP2919950B2 - 包装材料用の加熱装置 - Google Patents

包装材料用の加熱装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、包装材料用の加熱装置、それもノズルを備
えた空気路と、加熱体と、空気流発生器とを有する形式
のものに関する。
従来技術および発明が解決しようとする課題 ミルク、ジュースその他の液状内容物用の使い捨てタ
イプの包装又はボール箱は、成層包装材料を再成形し、
密封することで製作される。この包装材料は、全体又は
一部が熱可塑性材料から成っている。この熱可塑性材料
が、再成形してボール箱にされるさいに、軟化温度又は
溶融温度まで加熱され、材料の再成形と密封ができるよ
うにする。一般に行なわれている作業の一つは、材料ウ
ェブのエッジ区域を熱して、包装積層材料の外側熱可塑
性層を溶融させてから、このエッジ区域を一緒に圧縮
し、液密にシールされるように冷却する、というもので
ある。
このような加熱作業を行なうのに用いられる公知の加
熱装置には、種々の形式のものがあるが、熱空気を材料
の被加熱表面へ導く形式のものが多い。熱空気による加
熱は、多くの場合に好適であるが、これは、多くの公知
加熱装置が、比較的妥当な価格で市場で入手できるから
であり、また、その種の装置は、次のような共通の特徴
を有しているからである。すなわち、熱空気により加熱
を任意の形状の限定された区域に限ることができ、同時
に加熱レベルを容易に調整できるという特徴である。こ
の種の加熱装置は、通例、空気ノズルを有し、このノズ
ルが包装材料の被加熱部分へ向けられる。空気は、大気
中よりファンにより吸込まれノズルへ供給されるが、ノ
ズルへ達する前に、加熱体、たとえば、通例は、何らか
の形式の電気抵抗素子を通過する。この結果、空気は、
ノズルから出るときには、通例、200℃から400℃の範囲
の所望温度となる。
この熱空気を用いる公知加熱装置固有の欠点は、第一
に、極端にエネルギー集約的な点である。なぜなら、熱
空気は、包装材料と接触し、その熱のごく少量だけを放
出したのち、大気中へ出されるからである。この結果、
エネルギーの観点からの欠点だけでなく、大気の、不必
要な、そして多くの場合、危険な温暖化という問題が生
じる。不経済な熱利用を生むもう一つの欠点は、抵抗素
子を用いた加熱装置の場合、調節のさいの応答が緩慢な
ことである。所望温度で十分な空気を包装材料加熱時に
調節するためには、加熱体の本体は、通例、連続的に動
作させねばならず、そのさい発生する熱空気は、順次送
られて来るシート形状の包装材料未加工品を間欠的に加
熱するようなさい、包装材料に当てる必要のない場合に
は、大気中へ切換え放出される。
このように公知型式の構成の低効率は、単にエネルギ
ーの浪費であるばかりか、大気の温暖化に悪影響を及ぼ
すものであり、したがって、前述の欠点を除去した熱空
気方式の加熱装置を得ることが望まれている。
課題を解決するための手段 本発明の１つの目的は、熱空気を用いて作業すること
により、急速かつ集中的な加熱の点で熱空気のもつ利点
が活用されている一方、固有の欠点、すなわち主として
その低効率が除去された包装材料用加熱装置を提供する
ことにある。
本発明の別の目的は、公知の装置に比して、大気中へ
放出される無駄な熱空気が大幅に低減される加熱装置を
提供することにある。
更に本発明の別の目的は、熱空気の、大気中への放出
が低減されるのみでなく、熱放出の総量を制限すること
で、高い効率の得られる加熱装置を提供することにあ
る。
更にまた、本発明の別の目的は、設計及び構造が簡単
かつ信頼性のある、コンパクトな絶縁ユニットとして構
成された熱空気方式の加熱装置を提供することにある。
最後に、更に別の、本発明の目的は、熱可塑性材料の
コーティングを施された包装材料のエッジ区域を加熱す
るのに適した熱空気方式の加熱装置を提供することにあ
る。
本発明によれば、これらの目的は、ノズルを備えた空
気路と、加熱体と、空気流発生器とを有する包装材料加
熱装置に、ノズルに隣接する吸込みボックスを備え、か
つまた複数の開口を設けるようにし、前記吸込みボック
スが、再循環路を介して、空気流発生器として役立つエ
ゼクタの取入れ口側に接続されるようにし、また、前記
ノズルは、互いに向かい合った２つのノズルで構成さ
れ、この２つのノズルと、前記吸込みボックスとが、一
緒になって、開いた細長い処理室の３つの壁を形成して
いるようにすることにより達成された。
本発明による加熱装置の好適実施例は、請求項２以下
に記載の特徴を有している。
本発明によれば、再循環路を設けることによって、包
装材料へ向けて流出する熱空気の割合を極めて高くし、
かつそれを再循環させることができる。こうすることに
より、第一に、大気中へ逃がす無駄な空気が低減され、
第二には、装置の効率が、新たな大気を加熱するのと比
較して明らかに高められる。熱絶縁ボックス内に配置さ
れたコンパクトなユニットとして加熱装置を設計するこ
とにより、装置全体としての効率が更に改善される。
実施例 次に本発明の１好適実施例を添付略示図により詳説す
る。
本発明による加熱装置は、包装用積層材料から包装又
は厚紙箱を製造する機械内に配置するものである。この
積層材料は、厚紙箱の液密シールを実現するのに利用さ
れる熱可塑性材料外層を有している。加熱装置は、シー
ルする前に熱可塑性の層を軟化温度に加熱するため、包
装材料のエッジ区域を加熱する。必要とあれば、加熱装
置を分離して、たとえば、スリーブ状の包装用未加工品
のプレハブ製造に用いたり、ウェブ状の包装材料をホー
ス又はチューブの形状に再成形するために、ウェブの両
縦縁部を結合させシールするのに用いることもできる。
図示の好適実施例は、コンパクトな設計であり、ケー
シング１内に収容されている。ケーシング１は、実質的
に長方形状をなし、ふた２と底部３とを有している。ふ
た２と底部３は、いずれも内側絶縁体４を有する壁から
成っている。底部３の底壁は、包装材料用の、中央に配
置された縦チャネル５を有し、かつ端壁内に、対応する
切欠きを有している。チャネル５を介して、包装材料
（図示せず）は処理室６内へ達する。処理室６は、向い
合った２つの等しいノズル７により横が画定され、ノズ
ル７の上方には吸込みボックス８が配置されている。こ
れらの部品が一緒になって処理室６を画定し、この結
果、処理室は下方へ向ってだけ開かれている。ノズル７
は双方とも、互いに向き合った流出口９の例を有してい
る。これらの流出口例を介して熱空気が流出し、処理室
６内に位置する包装材料（図示せず）を、ほぼ直線的に
加熱する。吸込みボックス８により形成される処理室上
部壁は、直径の異なる穴形状の複数開口10を有してい
る。一様な空気流を得るために、第１図で最も右側に位
置する穴が最大直径を有しているのに対し、左側へ向っ
て、すなわち空気の流れ方向（矢印）へ向って穴直径は
次第に小さくされている。吸込みボックス８は、その左
端のところで再循環路11と連結されている。この再循環
路は、還流曲管を介して、エゼクタ12の形式の空気流発
生器に接続されている。エゼクタ12の、反対側の端部
は、加熱体13と結合されている。加熱体13は、自体公知
の型式の複数電気抵抗素子15を有するカセット14を備え
ている。エゼクタ12側とは反対側のカセット端部には、
空気路16が配置され、この空気路が、還流曲管を介し
て、平行配置された２つのノズル７へ空気が送られる。
一方のノズル７の端部（流れ方向で見て）には、熱電
対17が配置されている。この熱電対は電気的に従来型式
の制御ユニット（図示せず）に接続され、抵抗素子15に
対する給電を調整している。エゼクタ12は、パイプ18を
介して圧縮空気源（図示せず）と接続され、この圧縮空
気源からはエゼクタを駆動する圧縮空気が得られる。圧
縮空気源は、エゼクタが、流量50/minから100/min
のさいに06バールから0.8バールの圧力の圧縮空気を供
給されるような能力を有するようにすべきである。図示
の実施例の場合、エゼクタ（従来型式のもの）は、200
/minから300/minの範囲の流量が可能である。
本発明による加熱装置は、作動時には、エゼクタ12の
パイプ18が圧縮空気源と連通し、エゼクタは、吸込みボ
ックス８の開口10を介して空気を吸込むので、加熱体13
のカセット14内へ空気が流入する。抵抗素子５は、電源
に接続され、300℃から500℃の範囲の温度に通過空気を
加熱することができる。この空気が、空気路16を介して
分岐管へ供給され、分岐管が、この空気を２つの平行ノ
ズル７へ分配する。
この空気は、直線状に配置された、ノズルのポート９
から高速で、処理室６内に配置された被加熱包装材料の
エッジに向って放出される。空気は、包装材料の表面に
達すると、脇へそれるが、２つのノズル７のすぐ上方に
配置された吸込みボックス８により直ちに吸込まれ、再
循環路11を介して再びエゼクタ12に達し、加熱体13を経
て再循環され（時計回り方向に）２つのノズル７に送ら
れる。この実施例では、この空気に必要な加熱は熱電対
17により調整される。熱電対17は、空気温度を感知し、
抵抗素子15が、空気流通過時に所望温度に加熱するよう
に調整する。吸込みボックス通過後、未だ高温（ほぼ20
0℃から300℃）の再循環空気は、エゼクタを用いること
により、たとえば、高温には耐えられないと思われる電
気式ファンの代りに、空気流発生手段として用いること
ができる。流れ方向で見て次第に直径が小さくなるよう
に吸込みボックスの開口10を設計することにより、ノズ
ル全長にわたって戻り空気を比較的一様に吸込むことが
できる。こうすることにより、また、包装材料を一様に
加熱することができる。エゼクタ12へ送られる空気流
は、距離に多少の差はあれケーシング１内にパイプ18を
通すことにより予熱することも可能である。
本発明による加熱装置を実際に稼動させてみて、包装
材料の縦エッジの加熱時に、極めて劇的に所要エネルギ
ーを低減できることが立証された。同時に、装置からの
熱放出が減る結果、作業の環境条件が著しく改善され
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による加熱装置を部分的に断面して示し
た側面図、第２図は第１図の横断面図である。 １……ケーシング、２……ふた、３……底部、４……内
側絶縁部、５……チャネル、６……処理室、７……ノズ
ル、８……吸込みボックス、９……放出口、10……吸込
み開口、11……再循環路、12……エゼクタ、13……加熱
体、14……カセット、15……抵抗素子、16……空気路、
18……パイプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B65B 51/00 - 51/32

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】包装材料用の加熱装置であって、ノズル
    （７）を有する空気路と、加熱体（13）と、空気流発生
    器とを有する形式のものにおいて、前記ノズル（７）に
    隣接配置され、且つ複数の開口（10）を備えた吸込みボ
    ックス（８）を有しており、前記吸込みボックス（８）
    が、前記空気流発生器として役立つエゼクタ（12）の取
    入れ側に再循環路（11）を介して連結されており、ま
    た、前記ノズルは、互いに向かい合った２つのノズル
    （7,7）で構成され、この２つのノズル（7,7）と前記吸
    込みボックス（８）とが、一緒になって、開いた細長い
    処理室（６）の３つの壁を形成していることを特徴とす
    る包装材料用の加熱装置。
  2. 【請求項２】前記吸込みボックス（８）が、前記ノズル
    （７）と平行に延び、前記吸込みボックス（８）の複数
    の開口（10）が前記ノズル（７）の方向に向けられてい
    ることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
  3. 【請求項３】前記吸込みボックス（８）が、互いに向き
    合った流出口（９）の例を有している前記の２つのノズ
    ル（７）と一緒に、材料のなかの被加熱部分用の前記処
    理室（６）を形成することを特徴とする請求項１又は２
    記載の加熱装置。
  4. 【請求項４】前記吸込みボックス（８）の複数の開口
    （10）のそれぞれの表面積が、空気流の流れ方向で見
    て、次第に小さくなることを特徴とする請求項１から３
    までのいずれか１項記載の加熱装置。
  5. 【請求項５】前記エゼクタ（12）が、空気予熱器を介し
    て圧縮空気源に接続されていることを特徴とする請求項
    １から４までのいずれか１項記載の加熱装置。
  6. 【請求項６】前記加熱体（13）を制御する熱電対（17）
    を有しており、この熱電対（17）が、空気流の流れ方向
    で見て前記エゼクタ（12）の上流に位置することを特徴
    とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の加熱
    装置。
  7. 【請求項７】前記加熱体（13）が、電気抵抗素子（15）
    を有し、これらの素子（15）が、空気の流路の一部を構
    成するカセット（14）内に配置されていることを特徴と
    する請求項１から６までのいずれか１項記載の加熱装
    置。
  8. 【請求項８】前記カセット（14）が前記ノズル（７）及
    び前記吸込みボックス（８）と平行に配置され、且つ熱
    絶縁壁により取囲まれていることを特徴とする請求項７
    記載の加熱装置。
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