JP6076957B2 - Batch dryer - Google Patents
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Description
この発明は、ワークを加熱して乾燥させる乾燥処理を行うように構成されたバッチ式乾燥装置に関する。 The present invention relates to a batch type drying apparatus configured to perform a drying process in which a workpiece is heated and dried.
従来のバッチ式乾燥装置では、一般的に、扉(例えば、前扉)を介して炉体の内部にワークが投入され、操作部を介して乾燥処理を行う時間の設定を入力した後、設定された時間の乾燥処理が行われ、乾燥処理終了後に扉を開けて炉体からワークが取り出される。このようなバッチ式乾燥装置の中には、例えば、炉体の内部を循環させた熱風によってワークを加熱して乾燥させるように構成されたバッチ式オーブンが存在する(例えば、特許文献1参照。)。 In a conventional batch type drying apparatus, generally, a work is put into the furnace body through a door (for example, a front door), and after setting a time for performing a drying process through an operation unit, a setting is made. The drying process is performed for a predetermined time, and after the drying process is finished, the door is opened and the workpiece is taken out from the furnace body. Among such batch-type drying apparatuses, there is a batch-type oven configured to heat and dry a workpiece with hot air circulated inside a furnace body (see, for example, Patent Document 1). ).
しかしながら、従来のバッチ式乾燥装置では、加熱処理を行う時間を必要以上に長く設定してしまい、その結果、乾燥処理時間を無駄に長引かせてしまい、無駄な電力が消費されてしまうことがあった。例えば、ワークが完全に乾燥しているにもかかわらずワークに対して加熱を続けることは省エネの観点から好ましくない。 However, in the conventional batch type drying apparatus, the time for performing the heat treatment is set longer than necessary, and as a result, the drying treatment time is unnecessarily prolonged, and wasteful power may be consumed. It was. For example, it is not preferable from the viewpoint of energy saving to continue heating the workpiece even though the workpiece is completely dry.
一方で、乾燥処理を行う最適な時間を決定することは困難である。その理由は、最適な乾燥処理時間は、ワークの種類、サイズ、および形状等によって様々だからである。また、ワークに乾燥ムラが生じるような状況では、乾燥処理を行う最適な時間を決定することがさらに困難となる。 On the other hand, it is difficult to determine the optimum time for performing the drying process. This is because the optimum drying time varies depending on the type, size, shape, and the like of the workpiece. Further, in a situation where drying unevenness occurs in the workpiece, it becomes more difficult to determine the optimum time for performing the drying process.
本発明の目的は、ワークに対する乾燥処理を適切なタイミングで終了することによって余分な乾燥処理を行うことを防止し、省電力化を図ることが可能なバッチ式乾燥装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a batch type drying apparatus capable of preventing unnecessary drying processing by ending drying processing on a workpiece at an appropriate timing and saving power.
本発明に係るバッチ式乾燥装置は、ワークを加熱して乾燥させる乾燥処理を行うように構成される。このバッチ式乾燥装置は、炉体、加熱手段、ワーク支持ユニット、重量計測手段、操作部および制御手段を備える。炉体は、加熱されるワークを収容する。加熱手段は、雰囲気を加熱するヒータと、雰囲気を循環させるファンと、により炉体内を循環する熱風を生成させ、当該熱風によりワークを加熱する。 The batch type drying apparatus according to the present invention is configured to perform a drying process for heating and drying a workpiece. This batch type drying apparatus includes a furnace body, a heating unit, a work support unit, a weight measuring unit, an operation unit, and a control unit. The furnace body accommodates the workpiece to be heated. The heating means generates hot air circulating in the furnace body by a heater that heats the atmosphere and a fan that circulates the atmosphere, and heats the workpiece with the hot air .
ワーク支持ユニットは、ワークを回転可能に支持する。重量計測手段は、ワークを含む前記ワーク支持ユニットの総重量を計測するように構成される。重量計測手段の例としては、ロードセルが挙げられるが、これに限定されるものではない。 The work support unit supports the work in a rotatable manner. The weight measuring means is configured to measure the total weight of the work support unit including the work. An example of the weight measuring means includes a load cell, but is not limited thereto.
操作部は、オペレータからの乾燥処理完了時のワークの重量に関する設定入力を受け付けるように構成されている。制御手段は、重量計測手段からの入力情報に基づいて、加熱手段の動作を制御可能に構成されている。制御手段は、乾燥処理時に、重量計測手段の計測結果を監視し、計測結果及びその変化状態と、操作部で受け付けた重量と、に基づいて、計測結果の減少量がゼロになった場合、又は計測結果が操作部で受け付けた重量に一致した場合のいずれかで、加熱手段の動作の停止、または乾燥処理完了の報知の少なくともいずれかを行う。 The operation unit is configured to receive a setting input related to the weight of the workpiece when the drying process is completed from the operator. The control means is configured to be able to control the operation of the heating means based on input information from the weight measuring means. The control means monitors the measurement result of the weight measurement means during the drying process, and when the reduction amount of the measurement result becomes zero based on the measurement result and its change state and the weight received by the operation unit, Alternatively, at least one of stopping the operation of the heating unit and notifying the completion of the drying process is performed when the measurement result matches the weight received by the operation unit.
炉体は、ワークを内部に収容し、内外間で熱風を流入または流出させる複数の通気孔が前記内部を覆う側面に形成される内槽と、前記内槽の外側に間隔を設けて配置される外槽と、を備え、加熱手段は、外槽と内槽との間に配置され、雰囲気を加熱するヒータ及び雰囲気を循環させるファンから構成され、熱風を複数の通気孔のいずれかから内槽の内部およびいずれかの通気孔と異なる通気孔を経由するように外槽と内槽との間に循環させる。 Furnace body houses a workpiece therein, is arranged with a tank having a plurality of vent holes to flow into or out of the hot air is formed on the side surface covering the inside of the, spacing on the outside of the inner tub in between the inner and outer The heating means is arranged between the outer tub and the inner tub, and includes a heater that heats the atmosphere and a fan that circulates the atmosphere. Ru is circulated between the outer tank and the inner tank so as to pass through the inside and one of the vent holes and different vent tank.
この構成において、加熱手段は、熱風を循環させる経路において、ファンがヒータより上流側に配置されることがより好ましい。 In this configuration, it is more preferable that the heating means be arranged upstream of the heater in the path for circulating the hot air.
本発明によれば、ワークに対する乾燥処理を適切なタイミングで終了することによって余分な乾燥処理を行うことを防止し、省電力化を図ることが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to prevent performing an excessive drying process by complete | finishing the drying process with respect to a workpiece | work at an appropriate timing, and to attain power saving.
図1を用いて、本発明の実施形態に係る乾燥装置10の基本構成を説明する。乾燥装置10は、熱風循環式のバッチ式のオーブンであり、炉体12に搬入されたワーク14を循環熱風によって加熱し乾燥させるように構成される。ここでは、ワーク14として石膏型を用いているが、石膏型以外のワークを乾燥させることも可能である。炉体12の前面には、ワークの搬入および搬出するための扉(図示省略)が設けられる。
A basic configuration of a
炉体12は、外槽122および内槽124を備えており、外槽122および内槽124の間に、ヒータ22、および循環ファン24が設けられる。ヒータ22は、ヒータ駆動部62を介して電力を受けることにより炉体12内部の雰囲気を加熱するように構成される。ここでは、ヒータ22としてシーズヒータを使用しているが、ヒータ22の種類はこれに限定されるものではない。
The
循環ファン24は、ファン駆動部60を介して電力を受けることにより炉体12の内部の雰囲気を強制的に循環させるように構成される。この実施形態では、循環ファン24としてシロッコファンを用いているが、他の種類のファンを用いることも可能である。
The
内槽124は両側面にそれぞれ、循環風を通過させるための複数の通気孔126が形成されている。この実施形態では、循環ファン24によって外槽122および内槽124の間に発生した高温の循環風は、内槽124の一方の側面から内槽124の内側に入り、内槽124の他方の側面から内槽124の外側に出るように構成されている。さらに、循環風の経路上には、排気口30および吸気口32が設けられている。
The
乾燥装置10は、ワーク14を回転可能に支持するように構成されたワーク支持ユニット15を備える。ワーク支持ユニット15は、回転テーブル16と回転駆動部18を備える。回転テーブル16は、内槽124の内部に配置されワーク14を支持するように構成される。回転テーブル16は、回転駆動部18から駆動力を受けることにより、ワーク14を載せた状態で回転するように構成される。
The
回転駆動部18は、外槽122の外部に配置され回転テーブル16に回転力を供給するように構成される。回転駆動部18は、ハウジング部材180を備えている。回転駆動部18は、ハウジング部材180、および炉体12を貫通するように配置された回転軸182を有しており、この回転軸182を介して回転テーブル16に回転力を伝達するように構成される。回転軸182は、ハウジング部材180に設けられたベアリング部184に軸支されており、下端部近傍に回転伝達部材(例えば、プーリ、ギア等)186が設けられる。回転伝達部材186には、モータ等の駆動装置188が接続されており、この駆動装置188からの回転駆動力が回転伝達部材186および回転軸182を介して回転テーブル16まで伝達される。
The
炉体12の外部における回転駆動部18の下には、回転駆動部18、回転テーブル16、および回転テーブル16上のワーク14の総重量を計測し、計測結果に応じた電気的信号を出力するように構成されたロードセル20が配置される。ロードセル20の周囲には、ハウジング部材180の平行状態を保つためのガイド部材26が複数(例えば、3つ以上。)配置されている。
Under the
図2に示すように、乾燥装置10は、CPU50を備えており、このCPU50にROM52、RAM54、センサユニット56、I/F部58、ファン駆動部60、ヒータ駆動部62、回転駆動部18、ロードセル20、操作部64、および表示部66等が接続される。ROM52は、CPU50の動作に必要な複数のプログラムを格納する。RAM54は、CPU50が一時的にデータを記録するため揮発性メモリである。センサユニット56は、炉体12の内部の温度や圧力等の情報を収集するための複数の計器によって構成される。I/F部58は、外部の機器と通信する機能を備える。
As shown in FIG. 2, the
ファン駆動部60は、CPU50からの信号に基づいて循環ファン24を駆動するように構成される。ヒータ駆動部62は、CPU50からの信号に基づいてヒータ20を駆動するように構成される。
The
操作部64は、オペレータからの操作コマンドや設定情報の入力を受け付け、電気的信号としてCPU50に伝達するように構成される。例えば、操作部64は、オペレータからの乾燥処理完了時のワークの重量に関する設定入力を受け付けることが可能である。表示部66は、CPU50からの信号に基づいて、オペレータに対して必要な情報(動作完了、警告等)の表示を行うように構成される。
The
CPU50は、ROM52に格納された複数のプログラムに基づいて、加熱装置の各部を統括的に制御するように構成される。特に、CPU50は、ロードセル20からの入力情報に基づいて、ファン駆動部60、ヒータ駆動部62、表示部66、および回転駆動部18の動作をそれぞれ制御する。
The
続いて、図3のフローチャートを用いて、乾燥処理時におけるCPU50の動作手順を説明する。ここでは、オペレータからの乾燥処理完了時のワークの重量に関する設定入力に基づいて乾燥処理を停止する例を説明する。
Next, the operation procedure of the
まず、CPU50は、オペレータが操作部64に対して乾燥処理実行に係る操作を行うまで待機している(S1)。S1待機ステップにおいて、オペレータが、ワーク14を回転テーブル16上に置いて扉を閉め乾燥処理の実行操作を行うと、CPU50は、ファン駆動部60およびヒータ駆動部62を動作させてワーク14に対する乾燥処理を開始するとともに、回転駆動部18の動作を開始させて回転テーブル16を回転させる(S2)。また、CPU50は、操作部64を介してオペレータが入力した乾燥処理完了時のワークの最終重量の設定値をRAM54に記憶しておく。
First, the
CPU50は、乾燥処理時には、常時的または間欠的に、ロードセル20の出力値を検出し、ワーク支持ユニット15およびワーク14の総重量を監視する(S3)。
During the drying process, the
そして、CPU50は、ロードセル20の出力値に基づいて算出されるワークの重量が、オペレータの設定入力に係るワークの重量に達した否かを判断する(S4)。S4の判断ステップにおいて、CPU50は、ロードセル20が検出した総重量から、予め設定されているワーク支持ユニット15の重量を差し引いてワーク重量としている。
Then, the
S4の判断ステップにおいて、ワークの重量が、オペレータの設定入力に係るワークの重量に達した場合には、CPU50は、加熱装置10の運転を停止させ、かつ、表示部66に処理完了の表示を行う(S5)。具体的には、CPU50は、ファン駆動部60およびヒータ駆動部62の動作を停止させるとともに、回転駆動部18の動作も停止させる。また、表示部66を介して処理が完了した旨の報知をオペレータに対して行う。
In the determination step of S4, when the weight of the workpiece reaches the weight of the workpiece according to the setting input by the operator, the
なお、ここでは、動作の停止とオペレータへの報知の両方を行っているが、いずれか一方のみを行うようにしても良い。また、報知手法としては、表示部66への表示のみに限られず、音声を用いてオペレータに対する報知を行っても良い。
Here, both the stop of the operation and the notification to the operator are performed, but only one of them may be performed. Further, the notification method is not limited to the display on the
続いて、図4のフローチャートを用いて、乾燥処理時におけるCPU50の動作手順の他の例を説明する。図4のフローチャートは、乾燥処理の完了を判断するS14のステップ以外は実質的に図3のフローチャートと同様であるため、ここでは説明を省略する。
Next, another example of the operation procedure of the
S14の判断ステップでは、CPU50は、ロードセル20の出力値の時間経過に伴う変化状態に基づいて乾燥処理の完了か否かを判断している。具体的には、単位時間あたりの計測結果の変化量が予め設定した所定値以下になったときに、CPU50は、乾燥処理が完了したものとして、乾燥装置10の運転を停止させ、かつ、表示部66に処理完了の表示を行うようにしている。
In the determination step of S <b> 14, the
ここで、ロードセル20の出力値の時間経過に伴う変化状態の例を図5(A)および図5(B)を用いて簡単に説明する。図5(A)は、時間経過に伴うワーク14の内部温度の変化状態を示しており、図5(B)は、時間経過に伴うワーク重量の変化状況を示している。
Here, an example of a change state of the output value of the
ワーク14に対する加熱処理を開始してしばらくは、材料予熱期間P1であり、この間にワーク14の温度は上昇するが、水分蒸発は発生しないためワーク14の重量の変化はない。続いて、定率乾燥期間P2に移行すると、循環熱風から受けた熱量がすべて水分蒸発に費やされるようになるため、ワーク14の温度が一定に保たれるようになる。このとき、乾燥速度も一定となるため、ワーク14の重量の単位時間あたりの減少率が一定になる。そして、減率乾燥期間P3に移行すると、水分蒸発量が減少し始め、循環熱風から受けた熱量のうち水分蒸発に費やされなかった熱量によってワーク14の温度が上昇し始める。このとき、乾燥速度は減少するため、ワーク14の重量の単位時間あたりの減少率が減り始め、やがてゼロになる。
For a while after the heat treatment for the
図5(A)および図5(B)の特性を利用すれば、ワーク14に含まれる水分量を予測することが可能になるため、要求される乾燥度合いに応じて、乾燥処理完了の判断のしきい値となる単位時間あたりのワーク14の重量の減少値(ゼロも含む。)を適宜設定して、乾燥処理完了の判断を行うことが可能となる。
5A and 5B can be used to predict the amount of water contained in the
以上の実施形態によれば、ワーク14およびワーク支持ユニット15の総重量(または、この総重量から算出して求めたワーク14の重量)の監視をすることにより、効率よく乾燥処理完了のタイミングを把握することが可能となるため、必要以上に乾燥処理を実行することを防止でき、省電力化を図ることが可能になる。
According to the above embodiment, by monitoring the total weight of the
上述の実施形態では、図3のS4の判断ステップ、または、図5のS14の判断ステップを択一的に実行する例を説明したが、これらの判断ステップは組み合わせて実行することも可能である。例えば、ワークの重量が、オペレータの設定入力に係るワークの重量に到達する前に、ワーク14の重量の単位時間あたりの減少率がゼロになった場合には、その時点で乾燥処理完了と判断して加熱装置10の運転を停止するようにすると良い。この場合、ワークの重量に関するオペレータの設定が不適切な場合でも、余分な加熱によるエネルギーロスの発生を防止することが可能になる。
In the above-described embodiment, the example in which the determination step of S4 in FIG. 3 or the determination step of S14 in FIG. 5 is alternatively executed has been described, but these determination steps may be executed in combination. . For example, if the rate of decrease of the weight of the
また、乾燥処理の開始時に、オペレータによるワーク重量の設定入力の有無を判断し、設定入力がある場合には、図3に示すS1〜S5のステップを実行する一方で、設定入力がない場合には、図4に示すS11〜S15のステップを実行するようにしても良い。 Further, at the start of the drying process, it is determined whether or not a work weight setting input is made by the operator. If there is a setting input, steps S1 to S5 shown in FIG. May execute steps S11 to S15 shown in FIG.
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above description of the embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
10−乾燥装置
12−炉体
14−ワーク
15−ワーク支持ユニット
16−回転テーブル
18−回転駆動部
20−ロードセル
22−ヒータ
24−循環ファン
50−CPU
60−ファン駆動部
62−ヒータ駆動部
10-drying device 12-furnace body 14-work 15-work support unit 16-rotation table 18-rotation drive unit 20-load cell 22-heater 24-circulation fan 50-CPU
60-fan drive unit 62-heater drive unit
Claims (2)
加熱されるワークを収容する炉体と、
雰囲気を加熱するヒータと、雰囲気を循環させるファンと、により炉体内を循環する熱風を生成させ、当該熱風によりワークを加熱する加熱手段と、
前記ワークを支持するワーク支持ユニットと、
前記ワークを含む前記ワーク支持ユニットの総重量を計測するように構成された重量計測手段と、
前記重量計測手段からの入力情報に基づいて、前記加熱手段の動作を制御可能な制御手段と、
オペレータからの乾燥処理完了時のワークの重量に関する設定入力を受け付けるように構成された操作部と、を備え、
前記炉体は、ワークを内部に収容し、内外間で熱風を流入または流出させる複数の通気孔が前記内部を覆う側面に形成される内槽と、前記内槽の外側に間隔を設けて配置される外槽と、を備え、
前記加熱手段は、前記外槽と前記内槽との間に配置され、前記熱風を前記複数の通気孔のいずれかから前記内槽の内部及び前記いずれかの通気孔と異なる通気孔を経由するように前記外槽と前記内槽との間に循環させ、
前記制御手段は、乾燥処理時に、前記重量計測手段の計測結果を監視し、前記計測結果及びその変化状態と、前記操作部で受け付けた重量と、に基づいて、前記計測結果の減少量がゼロになった場合、又は前記計測結果が前記操作部で受け付けた重量に一致した場合のいずれかで、前記加熱手段の動作の停止、または乾燥処理完了の報知の少なくともいずれかを行うバッチ式乾燥装置。 A batch-type drying apparatus that performs a drying process for heating and drying a workpiece,
A furnace body containing a workpiece to be heated;
Heating means for generating hot air circulating in the furnace body with a heater for heating the atmosphere and a fan for circulating the atmosphere, and heating the workpiece with the hot air;
A work support unit for supporting the work;
Weight measuring means configured to measure the total weight of the work support unit including the work; and
Control means capable of controlling the operation of the heating means based on input information from the weight measuring means;
An operation unit configured to receive a setting input related to the weight of the workpiece when the drying process is completed from the operator,
The furnace body accommodates a work inside, and a plurality of vent holes for allowing hot air to flow in or out between the inside and outside are formed on a side surface covering the inside, and arranged outside the inner tank with a space therebetween An outer tub, and
The heating means is disposed between the outer tub and the inner tub, and passes the hot air from one of the plurality of vent holes to a different vent hole from the inside of the inner tub and the one of the vent holes. Circulate between the outer tank and the inner tank,
The control means monitors the measurement result of the weight measurement means during the drying process, and the amount of decrease in the measurement result is zero based on the measurement result and its change state and the weight received by the operation unit. The batch-type drying apparatus that performs at least one of the stop of the operation of the heating unit or the notification of the completion of the drying process, either when the measurement result matches the weight received by the operation unit .
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