JP3065882B2

JP3065882B2 - 気体吹付装置

Info

Publication number: JP3065882B2
Application number: JP6063470A
Authority: JP
Inventors: 健吾上島
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 2000-07-17
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JPH07270071A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温気体（又は低温気
体）を吹付けて小物部品類や自動車車体等のワークを加
熱（又は冷却）する気体吹付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、高温気体をワークに吹付けて加
熱する気体吹付装置が知られている。かかる気体吹付装
置が採用された乾燥炉の代表的な例を図７に示す。図に
おいて、２は乾燥炉の炉体である。炉体２内には、コン
べヤ５（搬送レール６，ハンガ７等）によって炉体２の
長手方向に搬送されるワークＷを加熱乾燥する気体吹付
装置１０Ｐが設けられている。

【０００３】気体吹付装置１０Ｐは、図８に示す如く、
吹出ノズル１１Ｐ，吹出ダクト１３，吸込口１４，吸込
ダクト１５，熱風循環部１６〔加熱器（バーナ１７），
循環ファン１８，ダクト２２，２３，２４等〕を含み、
高温気体（高温空気）の有する熱エネルギをワークＷに
伝達して加熱する構成とされている。

【０００４】上記した吹出ダクト１３は、炉体２内の下
部両側に配設されており、ワークＷと対向する面側には
ワークＷの下部に向けて高温空気を吹出し可能な吹出ノ
ズル１１が設けられている。吹出ノズル１１Ｐは、図９
に示す如く、開口端部１２Ｐが円形状とされている。ま
た、吸込ダクト１５は、炉体２内の上部両側に配設され
ており、炉体２内の空気を吸引するための吸込口１４を
有している。

【０００５】ここにおいて、循環ファン１８を駆動する
と、吸込口１４から炉体２内の空気が吸引され，吸込ダ
クト１５，ダクト２２を通してバーナ１７へ送られる。
このバーナ１７で加熱された空気（高温空気）は、ダク
ト２３，循環ファン１８およびダクト２４を通して吹出
ダクト１３へ供給され、吹出ノズル１１Ｐの開口端部１
２ＰからワークＷの下部へ向けて吹き出される。この吹
き出された高温空気は、周囲空気との比重差により上昇
しつつ熱風を形成する。この熱風によりワークＷの下部
はもとよりその中央部および上部も加熱され、当該熱風
はワークＷ全体を加熱した後吸込口１４へ吸引される。

【０００６】このように、炉体２内を搬送されるワーク
Ｗは、炉体２内に循環供給される熱風によって加熱乾燥
される。

【０００７】また、乾燥炉の炉体２の出口側には、ワー
クＷを手で持って搬出できるように気体吹付装置３０Ｐ
を用いてワークＷを常温付近まで冷却する冷却室４が設
けられることがある。この気体吹付装置３０Ｐは、図１
０に示す如く、吹出ノズル３１Ｐ，吹出ダクト３３，吸
込口３４，吸込ダクト３５，冷風発生部３６〔循環ファ
ン３８，外気取入部（又はチラー）３９，ダクト４２，
４３，４４〕を含み、吹出ノズル３１Ｐから低温空気
（ここでは、常温空気）をワークＷに向けて吹付けて冷
却可能に構成されている。ただし、吹出ノズル３１Ｐ
は、ワークＷの上部に低温空気を吹付可能なるように取
り付けられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の気体吹付装置１０Ｐでは、吹出ノズル１１と対向す
るワークＷ下部は直接高温空気が吹付けられ十分に加熱
されるものの、他のワークＷ部分（例えば、中央部）は
加熱不足となりやすい。かかる不都合を解消するために
吹出ノズル１１Ｐの開口端部１２Ｐから吹き出す高温空
気の温度を一段と高めたり、吹出流量を増大することが
考えられるが、これでは加熱器（バーナ１７）や循環フ
ァン１８が大型化するとともに、消費エネルギーが大き
くなってしまう。また、吹出ノズル１１と対向する部分
がオーバーベークされやすい。

【０００９】そこで、上記不都合を解消する別の方策と
して、吹出ノズル１１Ｐから吹き出す高温空気の温度や
流量は通常どおりとしたまま、ワークＷの搬送速度を遅
くしたり、吹出ノズル１１Ｐの設置範囲を長くして、ワ
ークＷの加熱時間を長くすることが考えられるが、これ
では作業能率が低下したり、装置が長大化してしまうと
いう厄介な問題が生じる。

【００１０】また、上記した気体吹付装置３０Ｐの場合
も、ワークＷの冷風が直接当たるワークＷ上部を除いた
ワークＷ部分（例えば、中央部）が冷却不足となりやす
く、かかる問題を解消しようとすると、加熱用の気体吹
付装置１０Ｐと同様に消費エネルギーの増大，作業能率
の低下，装置大型化等の厄介な問題が生じる。

【００１１】本発明の目的は、上記事情に鑑み、消費エ
ネルギーの増大，装置大型化および作業能率の低下を生
じさせることなく、ワークを迅速かつ確実に加熱（又は
冷却）することのできる気体吹付装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】従来構造の気体吹付装置
（１０Ｐ）の吹出ノズル（１１Ｐ）の開口端部（１２
Ｐ）から高温気体（ＡＲ）をワークＷの被加熱面に吹き
付けた場合、例えば図６（Ａ）に示す水平線Ｌ１上のワ
ークＷの各点に、高温気体（ＡＲ）から熱エネルギが伝
達される率（熱伝達率）は、図中１点鎖線で示す釣鐘状
のグラフで表わされる。

【００１３】このグラフより、高温気体（ＡＲ）の岐点
Ｐでの熱伝達率α（ｍａｘ）は高いものの当該岐点Ｐよ
り離れるにしたがって急速に熱伝達率αが減少する。そ
のため、水平線Ｌ１上のワークＷの各点に対する平均熱
伝達率α（ａｖ）は、最高熱伝達率α（ｍａｘ）に比べ
て相当程度低くなる。

【００１４】ここにおいて、平均熱伝達率α（ａｖ）が
低いほど、上記ワークＷの各点を全て所定温度以上とす
るのに要する時間が長くなることが知られているが、平
均熱伝達率α（ａｖ）を高めるには、高温気体（ＡＲ）
を分散してワークＷに吹き付けた方が効果があると推測
される。

【００１５】かかる推測のもとに、それぞれが上記吹出
ノズル（１１Ｐ）の開口端部（１２Ｐ）の半分の開口面
積を有する一対の小型吹出ノズル（図示省略）を水平線
Ｌ１に沿って所定距離だけ離して配設し、各吹出ノズル
の開口端部から高温気体（ＡＲ１，ＡＲ２）をワークＷ
に向けて吹き付けてみた。

【００１６】すると、高温気体（ＡＲ１，ＡＲ２）の各
岐点（Ｐ１，Ｐ２）における最高熱伝達率α（ｍａｘ
１）は上記したα（ｍａｘ）より低くなるものの、平均
熱伝達率α（ａｖ１）は各高温気体（Ｐ１，Ｐ２）の相
乗作用により、上記した平均熱伝達率α（ａｖ）よりも
上がった。

【００１７】同様にして、岐点（Ｐ１，Ｐ２）を連結す
る線分の中心（Ｐ）を通る任意の線状（例えば、垂直
線）にあるワークＷの各点に対する平均熱伝達率α（ａ
ｖ）を高めるには、上記（ＡＲ１，ＡＲ２）相当の高温
気体を当該線に沿って所定距離だけ離して作用させれば
よいことも判明した。

【００１８】以上より、高温気体を円軌跡（Ｃ１）に沿
って作用させれば、ワークＷの各点に対する平均熱伝達
率を高めて、当該ワークＷをより効果的に加熱すること
ができることになる。

【００１９】同様にして、ワークを冷却させる気体吹付
装置においても、低温気体を円軌跡（Ｃ１）に沿って作
用させれば、ワークＷの各点をより効果的に冷却するこ
とができることも判明した。

【００２０】本発明は、上記した分析に基づき、吹出ノ
ズルを、高温気体（又は低温気体）を中空輪郭形状にし
てワークに吹付可能に形成して、前記目的を達成せんと
するものである。

【００２１】請求項１の発明に係る気体吹付装置は、吹
出ノズルからワークへ高温気体を吹付けてワークを加熱
する気体吹付装置において、前記吹出ノズルを高温気体
を中空輪郭形状にしてワークに吹付可能に形成したこと
を特徴とする。

【００２２】また、請求項２の発明に係る気体吹付装置
は、吹出ノズルを低温気体を中空輪郭形状にしてワーク
に吹付可能に形成したことを特徴とする。

【００２３】

【作用】上記構成による請求項１の発明の場合、吹出ノ
ズルから高温気体が中空輪郭形状となってワークに吹付
けられる。したがって、従来例と同一の温度・吹付流量
であっても、平均熱伝達率が向上し、吹出ノズルと対向
するワーク部分はもとより、その他の部分も迅速に加熱
される。

【００２４】また、上記構成による請求項２の発明の場
合、吹出ノズルから低温空気が中空輪郭形状となってワ
ークに吹付けられる。したがって、従来例と同一の温度
・吹付流量であっても、吹出ノズルと対向するワーク部
分はもとより、その他の部分も迅速に冷却される。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。（第１実施例）本気体吹付装置は、図１に示す如く、ワ
ーク加熱装置として乾燥炉の炉体２に設けられており、
基本的構成は従来例（図８）と同一とされているが、吹
出ノズル１１を、高温気体（本実施例では高温空気）を
中空輪郭形状にしてワークＷに吹付可能に形成した構成
とされている。なお、従来例（図８）と共通する構成要
素については同一の符号を付し、その説明を簡略化もし
くは省略する。

【００２６】本実施例では、吹出ノズル１１の開口端部
１２は、図２の（Ａ），（Ｂ）に示す如く、円環状に形
成されている。したがって、この吹出ノズル１１の開口
部１２から吹き出された高温空気（ＡＲ）は中空輪郭形
状となってワークＷに吹き付けられる。

【００２７】この高温空気ＡＲが吹き付けられたワーク
Ｗの高温空気（ＡＲ）の岐点（Ｐ１，Ｐ２）を通る任意
の線（例えば水平線Ｌ１）上の各点の熱伝達率αは、各
岐点（Ｐ１，Ｐ２）で最大［α（ｍａｘ）］となり、当
該各岐点から離れるにつれて小さくなり、図３に示す如
く、一対の釣鐘状のグラフで表わされる。

【００２８】ここにおいて、最大熱伝達率α（ｍａｘ）
は、温度・吹出流量を同一とした場合の従来例［図６
（Ａ）参照］よりは低いものの平均熱伝達率α（ａｖ）
は高いので、迅速に上記ワークＷの各点に熱が伝達され
温度上昇する。

【００２９】そのため、従来例と同一の温度・吹付流量
であっても、平均熱伝達率が向上し、吹出ノズル１１と
対向するワークＷ下部はもとより、その他のワークＷ中
央部等も迅速に加熱される。

【００３０】したがって、消費エネルギーの増大，装置
大型化および作業能率の低下を生じさせることなく、ワ
ークＷを迅速かつ確実に加熱することができる。

【００３１】また、ワークＷが台車（図示省略）に載置
されるなどしてその底部が昇温しにくい構造である場合
には、底部（台車部分）を加熱するためのジェットノズ
ル１１Ｊが設けられることがあるが、かかるジェットノ
ズル１１Ｊを、その開口端部１２Ｊが高温気体（高温空
気）を中空輪郭形状にしてワークＷに吹付可能に形成す
ることにより、一段と効果的にワークＷ底部を加熱する
ことができる。

【００３２】（第２実施例）第２実施例に係る気体吹付
装置は、図４に示す如く、ワークＷを冷却する装置とし
て乾燥炉１の出口側の冷却室４に設けられており、基本
的構成は従来例（図１０）と同一とされているが、吹出
ノズル３１を低温空気を中空輪郭形状にしてワークＷに
吹付可能に形成されている。なお、従来例（図１０）と
共通する構成要素については同一の符号を付し、その説
明を簡略化もしくは省略する。

【００３３】第２実施例では、吹出ノズル３１は、第１
実施例と同様に円環状の開口端部３２を有している。か
かる構成により、吹出ノズル３１から低温空気が中空輪
郭形状となってワークＷに吹付けられる。したがって、
従来例（図１０）と同一の温度・吹付流量であっても、
吹出ノズル３１と対向するワークＷ上部はもとより、そ
の他のワークＷ中央部，下部も迅速に冷却される。

【００３４】なお、上記第１，第２実施例では、吹出ノ
ズル１１（３１）の開口端部１２（３２）を円環状に形
成したが、図５（Ａ），（Ｂ）に示す如く、四角環状に
したり、だ円環状に形成してもよい。また、例えば、図
５（Ｂ）中２点鎖線で示す如く、環状の開口端部１２
（３２）を形成するために、吹出ノズル１１（３１）に
空気遮断部材２５を複数個の取付部材２６を介して取り
付けて環状の開口端部１２（３２）を形成してもよい。
この場合、吹出開口部１２（３２）は、取付部材２６に
よって４分割されてしまうが、取付部材２６の流路抵抗
を小さくすれば、完全円環状の開口端部１２を有する吹
出ノズル１１（３１）と同様にワークＷを迅速かつ確実
に加熱（冷却）できる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の発明では、吹出ノズルを高温
気体を中空輪郭形状にしてワークに吹付可能に形成した
構成としたので、消費エネルギーの増大，装置大型化，
作業能率の低下を引き起こすことなくワークを加熱する
ことができる。

【００３６】また、請求項２の発明では、吹出ノズルを
低温気体を中空輪郭形状にしてワークに吹付可能に形成
した構成としたので、消費エネルギーの増大，装置大型
化，作業能率の低下を引き起こすことなくワークを冷却
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明するための図であ
る。

【図２】同じく、吹出ノズルの形状を説明するための図
である。

【図３】同じく、ワークの各部分における熱伝達率を説
明するための図である。

【図４】同じく、第２実施例を説明するための図であ
る。

【図５】吹出ノズルの開口部の変形例を説明するための
図である。

【図６】本発明の原理を説明するための図である。

【図７】従来の加熱用および冷却用の気体吹付装置が採
用された乾燥炉の全体構成を説明するための図である。

【図８】同じく、加熱用の気体吹付装置を説明するため
の横断面図である。

【図９】同じく、吹出ノズルの従来構成を説明するため
の図である。

【図１０】従来の冷却用の気体吹付装置を説明するため
の横断面図である。

【符号の説明】

１乾燥炉２炉体４冷却室１０，３０気体吹付装置１１吹出ノズル１２開口端部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吹出ノズルからワークへ高温気体を吹付
けてワークを加熱する気体吹付装置において、前記吹出
ノズルを、高温気体を中空輪郭形状にしてワークに吹付
可能に形成したことを特徴とする気体吹付装置。
【請求項２】吹出ノズルからワークへ低温気体を吹付
けてワークを冷却する気体吹付装置において、前記吹出
ノズルを低温気体を中空輪郭形状にしてワークに吹付可
能に形成したことを特徴とする気体吹付装置。