JP6873071B2 - 環境形成装置、環境形成ユニット及び熱処理装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された熱処理装置は、内部に処理空間を一つだけ有し、当該処理空間に熱風を供給して被処理物を熱処理する。
特許文献1に開示された熱処理装置では、処理空間を囲む6面の内、右側面側に空気吹き出し口があり、当該右側面側からのみ処理空間に熱風が供給される。
上記した課題を解決するための具体的態様は、物品が設置される配置空間を有し、当該配置空間に温度調節された空気を導入する空気吹き出し口が開口している環境形成装置において、前記空気吹き出し口が複数設けられ、前記空気吹き出し口の少なくとも1つは、他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設けられている壁面と異なる壁面であって、且つ、前記他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設置された高さと異なる高さに設けられており、空調機器が内蔵された空調部を有し、前記空調部を通過した空気が前記空気吹き出し口から前記配置空間に導入されるものであり、前記配置空間には前記空調部と連通して前記配置空間内の空気を前記空調部に戻す空気吸い込み口があり、前記空気吹き出し口と前記空気吸い込み口の一方は前記配置空間の中心高さよりも上に開口し、他方は前記配置空間の中心高さよりも下に開口していることを特徴とする環境形成装置である。
即ち、前記空気吹き出し口には、略対角の位置関係にあるものがあることが望ましい。
上記した課題を解決するための具体的態様は、他の部材と組み合わされて環境形成装置を構成する環境形成ユニットであって、複数の壁面で囲まれた空間形成部と、温度及び/又は湿度が調整された空気を前記空間形成部に導入する複数の空気吹き出し口を有し、前記空気吹き出し口の少なくとも1つは、他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設けられている壁面と異なる壁面であって、且つ、前記他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設置された高さと異なる高さに設けられており、空調機器が内蔵された空調部を有し、前記空調部を通過した空気が前記空気吹き出し口から前記空間形成部に導入されるものであり、前記空間形成部には前記空調部と連通して前記空間形成部内の空気を前記空調部に戻す空気吸い込み口があり、前記空気吹き出し口と前記空気吸い込み口の一方は前記空間形成部の中心高さよりも上に開口し、他方は前記空間形成部の中心高さよりも下に開口していることを特徴とする環境形成ユニットである。
熱処理装置に関するもう一つの態様は、被処理物が設置される処理空間を有し、当該処理空間に温度調節された空気を導入する空気吹き出し口が開口している熱処理装置において、前記処理空間は複数の壁面で覆われており、前記空気吹き出し口を複数有し、前記空気吹き出し口の少なくとも1つは、他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設けられている壁面と異なる壁面であって、且つ、前記他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設置された高さと異なる高さに設けられており、空調機器が内蔵された空調部を有し、前記空調部を通過した空気が前記空気吹き出し口から前記処理空間に導入されるものであり、前記処理空間には前記空調部と連通して前記処理空間内の空気を前記空調部に戻す空気吸い込み口があり、前記空気吹き出し口と前記空気吸い込み口の一方は前記処理空間の中心高さよりも上に開口し、他方は前記処理空間の中心高さよりも下に開口していることを特徴とする熱処理装置である。
また本発明の環境形成装置は、配置空間内の温度ばらつきが少ないという効果がある。
本発明の環境形成ユニットは、環境形成装置を製造するのに際して部品の互換性が高いという効果がある。
本実施形態の熱処理装置(環境形成装置)1は、後記する様に5組の熱処理モジュール6a乃至6eと、扉モジュール8及び奥壁部材3によって構成されている。
さらに前記した熱処理モジュール(環境形成ユニット)6は、図7の様に一つの処理室ユニット10と、左空調ユニット12及び右空調ユニット13が組み合わされたものである。
図1は、各ユニット10、12、13が組み合わされ、さらに熱処理モジュール6に扉モジュール8及び奥壁部材3が組み合わされて完成した状態の熱処理装置1を示している。
熱処理装置1の内部構造は、図2乃至図5の通りである。
熱処理装置1は、図2の様に全体が断熱壁20で覆われている。熱処理装置1には図2、図3の様に、中央に加熱室15があり、その左右両側に空調部16、17がある。なお加熱室15は、被処理物が設置される処理空間であり、物品が載置される配置空間とも言える。
加熱室(処理空間、配置空間)15は、図3、図4、図5の様に一部が扉23によって構成される前壁21と、これに対向する奥壁22と、図2に示される天面壁25と、底面壁26と、左右の側壁27、28によって囲まれた空間である。
側壁27、28には、空気吹き出し口30L、30Rと空気吸い込み口31L、31Rが開口し、加熱室15と各空調部16、17の間が当該空気吹き出し口30L、30Rと空気吸い込み口31L、31Rで連通している。
加熱装置40は、電気ヒータである。冷却装置41は冷却用の熱交換器であり、内部に常温水を通過させるものである。
空気吸い込み口31Lと空気吹き出し口30Lの間はいずれも空調通風路33で繋がっており、空気吸い込み口31L側から、冷却装置41、加熱装置40、送風機36の順に配置されている。そして図2の様に、送風機36の吐出側に温度センサー43が設けられている。
図2の様に空気吸い込み口31Rと空気吹き出し口30Rの間はいずれも空調通風路33で繋がっており、空気吸い込み口31R側から、冷却装置41、加熱装置40、送風機36の順に配置されている。そして送風機36の吐出側に温度センサー43が設けられている。
右側の空調部17では上部側の空気吸い込み口31Rから加熱室15内の空気が吸い込まれ、冷却装置41、加熱装置40を順に通過して送風機36に至り、下部に開口する空気吹き出し口30Rから加熱室15内に温調された空気が吹き込まれる。
また右側の空調部17では、空気吹き出し口30Rと空気吸い込み口31Rの高さが、左側の空調部16に対して位置関係が天地逆であり、空気吹き出し口30Rが下にあり、空気吸い込み口31Rが上にある。
左側の空調部16では、加熱室15の中心よりも下側に空気吸い込み口31Lがあり、中心よりも上側に空気吹き出し口30Lがある。右側の空調部17では、逆に加熱室15の中心よりも上側に空気吸い込み口31Rがあり、中心よりも下側に空気吹き出し口30Rがある。
また本実施形態では、加熱室15の左側の側壁27の下部に空気吸い込み口31Lがあり、対向する右側の側壁28では上部に空気吸い込み口31Rがあるので、空気吸い込み口31L、31Rについても各熱処理モジュール6a乃至6eにおいて、略対角の位置関係にある。
本実施形態では、各熱処理モジュール6a乃至6eにおいて、左右の空気吹き出し口30L、30Rを結ぶ直線と、左右の空気吸い込み口31L、31Rを結ぶ直線は交差し、左右の空気吹き出し口30L、30Rと、左右の空気吸い込み口31L、31Rはたすき掛けの位置関係となる。
被処理物50の下部では、右側の空調部17の下部に設けられた空気吹き出し口30Rから加熱室15内に温調された空気が吹き込まれ、被処理物50の下部を流れる。送風の一部は、被処理物50の下面と衝突し、被処理物50の下部を加熱する。
被処理物50の下部を流れる空気は、左側の空調部16の下部側に設けられた空気吸い込み口31Lから空調部16内に吸い込まれ、空調機器35で温度調節されて上部に開口する空気吹き出し口30Lから加熱室15内に吹き込まれる。
被処理物50の上部を流れる空気は、右側の空調部17の上部側に設けられた空気吸い込み口31Rから空調部17内に吸い込まれ、空調機器35で温度調節されて下部に開口する空気吹き出し口30Rから加熱室15内に吹き込まれる。
理解を容易にするために、被処理物50として平板状の物を例示し、被処理物50を境としてその上下の風の流れを説明したが、被処理物50の形状がどの様な形状であっても、あるいは加熱室15内に被処理物50が無くても、内部の風の流れは前記した説明と略同様のものとなる。
具体的には、左側の空調部16は、図3(b)、図5の様に、左第1空調部16aから左第5空調部16eの5分割構成となっており、それぞれ独立している。
同様に、右側の空調部17は、図3(a)、図4の様に、右第1空調部17aから右第5空調部17eの5分割構成となっており、それぞれ独立している。
即ち、左側に配された空調部16a、16b、16c、16d、16e及び右側に配された空調部17a、17b、17c、17d、17eの合計10個は、いずれも独立した温度調節装置であって個別に温度設定可能であり、空気吹き出し口30L、30Rから吐出される空気の温度が設定温度に合致する様に内部の空調機器35が制御される。空調部16a、16b、16c、16d、16e、17a、17b、17c、17d、17eはいずれも個別に制御装置を持ち、それぞれの制御装置によってそれぞれの空調機器35が制御される。
一般に大面積の被処理物を加熱する場合、温度が上がり難い部位や上がり過ぎる部位ができてしまう。
本実施形態の熱処理装置1を使用して大面積の被処理物を加熱する場合においても、温度が上がり難い部位や上がり過ぎる部位が生じるが、本実施形態では、被処理物50の辺に沿って複数の空調部16a乃至16e、17a乃至17eに分かれており、各空調部16、17は独立して温度調節するから、温度が上がり難い部位の近傍の空調部16、17は、加熱装置40の出力が増大されて当該部位を強く加熱する。また温度が上がり過ぎる部位の近傍の空調部16、17は、加熱装置40の出力が低下されて昇温が抑えられる。
そのため被処理物50の各部はより均等に加熱され、被処理物50の各部の温度分布は、より均一となる。
組み合わされた状態の熱処理モジュール6a乃至6eの前端部に、扉モジュール8が接続されている。扉モジュール8は、扉23と、扉を昇降させる昇降手段(図示せず)が一体化されたものである。
また組み合わされた状態の熱処理モジュール6a乃至6eの後端には、奥壁部材3が設けられている。奥壁部材3は断熱壁である。
左空調ユニット12は、図8の様に一面が開口した断熱箱51を有している。断熱箱51の開口面には、前記した側壁27を構成する側壁構成板52が取り付けられている。前記した様に、側壁構成板52(側壁27)の上部には空気吹き出し口30Lがあり、下部には空気吸い込み口31Lが設けられている。
左空調ユニット12では、下部に設けられた空気吸い込み口31L側から順に、冷却装置41、加熱装置40、送風機36a、36bが配置されている。そして送風機36a、36bの吐出側に温度センサー43が設けられている。
空気吸い込み口31Rと、空気吹き出し口30Rの間は空調通風路33で繋がっている。右空調ユニット13においても、上部に設けられた空気吸い込み口31R側から順に、冷却装置41、加熱装置40、送風機36a、36bが配置されている。そして送風機36の吐出側に温度センサー43が設けられている。
即ち処理室ユニット10は、正面側開口60と、裏面側開口62がある。また側面にも側面側開口63、65がある。
熱処理モジュール6は、処理室ユニット10の側面に、左空調ユニット12と右空調ユニット13を取り付けたものである。
空間形成部45は、処理室ユニット10の天面61と、底面68、及び左空調ユニット12の側壁構成板52と、右空調ユニット13の側壁構成板53によって囲まれた部分である。
そのため熱処理装置1を稼働した状態で、送風機36を取り替えることができ、送風機36の修理等を行い易い。
例えば図10(a)の様に、空気吹き出し口30と空気吸い込み口31を加熱室15の天面壁25と底面壁26に設けてもよい。また図10(b)の様に、空気吹き出し口30と空気吸い込み口31を加熱室15の角の部分に設けてもよい。さらに図10(c)の様に、一方の空気吹き出し口30と空気吸い込み口31を加熱室15の側壁27に設け、他方を他の部位に設けてもよい。
空気吹き出し口30と空気吸い込み口31をいずれの部位に取り付けるかは任意である。
図11に示す熱処理装置70では、加熱室15の天面側と底面側に、断熱壁20から通風空間を開けて設置した仕切り壁71、72があり、仕切り壁71、72に複数の開口を設けて空気吹き出し口30を形成している。
図11に示す熱処理装置70では、加熱室15の角の部分に空気吸い込み口31が設けられている。
図11に示す熱処理装置70では、温度センサー43は、仕切り壁71、72や左右の側壁27、28によって囲まれた加熱室15内にあり、外側の断熱壁20から離れているので、温度センサー43の検知温度は断熱壁20の表面温度の影響を受けにくい。
本実施形態の熱処理装置1は、この様にユニット化されたユニット化部品が多用されたものである。本実施形態の構成は、サイズの異なる熱処理装置1を製作する際に部品の共有化を図ることができ、推奨される。本実施形態によると、接続する熱処理モジュール6の数を変えるだけで、異なるサイズの熱処理装置1を製作できる。
しかしながら本発明はこの構成に限定されるものではなく、各部材が不可分一体であってもよい。
また空気吹き出し口30と空気吸い込み口31の数が異なっていてもよい。
また上記した実施形態では、一方の側壁側に設けられた複数の空気吹き出し口30の高さと大きさは全て揃っている。同じく一方の側壁側に設けられた複数の空気吸い込み口31の高さと大きさも揃っている。しかしながら空気吹き出し口30等の高さや大きさは不揃いであってもよい。
また加熱室(処理空間、配置空間)15の一つの内側面に関し、一定領域に配された空気吹き出し口30は上にあり、空気吸い込み口31は下にあり、他の一定領域については、空気吹き出し口30と空気吸い込み口31の上下関係が逆転していてもよい。
ただし被処理物50を挟んでその上下に空気吹き出し口30と空気吸い込み口31が配されていることが望ましい。
即ち空気吹き出し口30と空気吸い込み口31の一方は被処理物50よりも上に開口し、他方は被処理物50よりも下に開口していることが望ましい。
また空調部ごとに送風量が違っていてもよい。
図12に示す熱処理装置80では、空調部81と加熱室15は分離されており、両者はダクト82、83で繋がっている。
以上説明した実施形態及びその変形例では、被処理物50の上面と下面で熱風の吹きつける方向が対向方向となり、風は加熱室(処理空間、配置空間)15の上下で逆方向に流れる。
即ち処理室ユニット10に取り付けられる空調部16又は空調部17が、それぞれ複数の空調ユニットで構成されていてもよい。
以上、本発明を熱処理装置1を例にあげて説明したが、本発明の技術的思想は熱処理装置1に限定されるものではなく、環境試験装置その他の所望の環境を作る環境形成装置にも応用することができる。
6 熱処理モジュール(環境形成ユニット)
10 処理室ユニット
12 左空調ユニット
13 右空調ユニット
15 加熱室(処理空間、配置空間)
16、17 空調部
21 前壁
22 奥壁
23 扉
25 天面壁
26 底面壁
27、28 側壁
30L、30R 空気吹き出し口
31L、30R 空気吸い込み口
35 空調機器
36 送風機
40 加熱装置
45 空間形成部
50 被処理物
Claims (9)
- 物品が設置される配置空間を有し、当該配置空間に温度調節された空気を導入する空気吹き出し口が開口している環境形成装置において、
前記空気吹き出し口が複数設けられ、
前記空気吹き出し口の少なくとも1つは、他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設けられている壁面と異なる壁面であって、且つ、前記他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設置された高さと異なる高さに設けられており、
空調機器が内蔵された空調部を有し、前記空調部を通過した空気が前記空気吹き出し口から前記配置空間に導入されるものであり、
前記配置空間には前記空調部と連通して前記配置空間内の空気を前記空調部に戻す空気吸い込み口があり、
前記空気吹き出し口と前記空気吸い込み口の一方は前記配置空間の中心高さよりも上に開口し、他方は前記配置空間の中心高さよりも下に開口していることを特徴とする環境形成装置。 - 前記空気吹き出し口には、略対角の位置関係にあるものがあることを特徴とする請求項1に記載の環境形成装置。
- 前記配置空間は、一部又は全部が扉によって構成される前壁と前記前壁に対向する奥壁と、天面壁と、底面壁と、左右の側壁を有し、
前記左右の側壁は対向する位置関係にあり、前記空気吹き出し口は、前記左右の側壁にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の環境形成装置。 - 空調機器が内蔵された空調部を複数有し、各空調部に対応して前記空気吹き出し口があり、各空調部を通過した空気が対応する前記空気吹き出し口から前記配置空間に導入されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の環境形成装置。
- 前記空調部のいずれかは他の前記空調部から独立していることを特徴とする請求項4に記載の環境形成装置。
- 送風機を複数台有し、当該送風機によって前記空気吹き出し口から空気を吹き出すことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の環境形成装置。
- 複数台のユニット化部品を構成部材に含み、前記ユニット化部品には、前記配置空間の一部を構成する空間形成部を備えた環境形成ユニットが複数台含まれ、前記環境形成ユニットが複数台結合されて前記配置空間の一部又は全部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の環境形成装置。
- 他の部材と組み合わされて環境形成装置を構成する環境形成ユニットであって、
複数の壁面で囲まれた空間形成部と、
温度及び/又は湿度が調整された空気を前記空間形成部に導入する複数の空気吹き出し口を有し、
前記空気吹き出し口の少なくとも1つは、他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設けられている壁面と異なる壁面であって、且つ、前記他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設置された高さと異なる高さに設けられており、
空調機器が内蔵された空調部を有し、前記空調部を通過した空気が前記空気吹き出し口から前記空間形成部に導入されるものであり、
前記空間形成部には前記空調部と連通して前記空間形成部内の空気を前記空調部に戻す空気吸い込み口があり、
前記空気吹き出し口と前記空気吸い込み口の一方は前記空間形成部の中心高さよりも上に開口し、他方は前記空間形成部の中心高さよりも下に開口していることを特徴とする環境形成ユニット。 - 被処理物が設置される処理空間を有し、当該処理空間に温度調節された空気を導入する空気吹き出し口が開口している熱処理装置において、
前記処理空間は複数の壁面で覆われており、前記空気吹き出し口を複数有し、
前記空気吹き出し口の少なくとも1つは、他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設けられている壁面と異なる壁面であって、且つ、前記他の少なくとも1つの空気吹き出し口が設置された高さと異なる高さに設けられており、
空調機器が内蔵された空調部を有し、前記空調部を通過した空気が前記空気吹き出し口から前記処理空間に導入されるものであり、
前記処理空間には前記空調部と連通して前記処理空間内の空気を前記空調部に戻す空気吸い込み口があり、
前記空気吹き出し口と前記空気吸い込み口の一方は前記処理空間の中心高さよりも上に開口し、他方は前記処理空間の中心高さよりも下に開口していることを特徴とする熱処理装置。
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