JP7285360B1 - 熱処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
かかる熱処理装置によると、加熱処理後の帯状のシートを効率よく冷却して巻取ることができる。このため、帯状のシートを搬送しつつ連続的に加熱処理する際の処理効率が向上する。
冷却ローラは単数でもよいが、複数であるほうがより好ましい。
図1は、熱処理装置10を示す模式図である。熱処理装置10は、帯状の被処理物(以下、シートとも称する。)を加熱処理するための設備である。この実施形態では、熱処理装置10は、いわゆるロールtoロール方式で帯状の被処理物を搬送しつつ連続的に乾燥させるための装置である。図1に示されているように、熱処理装置10は、巻出し部30と、加熱処理部40と、冷却部50と、巻取り部60とを順に備えている。シート20は、巻出し部30に設けられる巻出しロール22から巻出され、加熱処理部40で加熱処理され、冷却部50で冷却された後、巻取り部60に設けられた巻取りロール24に巻取られる。ここで、シート20は、帯状のシート基材の両面(第1面20aと第2面20b)にそれぞれ電極材料が塗工された二次電池の電極シートなどでありうる。
巻出し部30は、加熱処理前の帯状のシート20が巻付けられた状態の巻出しロール22を収容している。巻出し部30は、内部の設備や巻出しロール22を囲う外壁30aを有している。巻出し部30には、第1軸32と、複数のローラ34とが内部に設けられている。第1軸32は、加熱処理前の帯状のシート20が巻かれた巻出しロール22が取り付けられる軸である。この実施形態では、第1軸32が回転駆動されることによって、第1軸32に取り付けられた巻出しロール22から帯状のシート20が巻出される。
加熱処理部40は、帯状のシート20が搬送されつつ加熱処理される部位である。加熱処理部40では、第1軸32に取り付けられた巻出しロール22から巻出された帯状のシート20が搬送されつつ加熱処理される。なお、この実施形態では、熱処理装置10には、1つの加熱処理部40が設けられているが、かかる形態に限定されず、熱処理装置10には、複数の加熱処理部40が設けられていてもよい。
ガイドローラ44a~44dは、加熱処理部40においてシート20が搬送される搬送経路を設定するためのローラである。この実施形態では、ガイドローラ44a~44dは、円柱状のローラである。ガイドローラ44a~44dの軸は、それぞれ左右方向に向けられている。ガイドローラ44aは、加熱処理部40の入口(連結部70)付近に設けられている。複数のガイドローラ44bは、加熱処理部40の下方において前後方向に順に予め定められたピッチで並べられている。複数のガイドローラ44cは、加熱処理部40の上方において、加熱処理部40の入口から出口に向かって複数のガイドローラ44bとは半ピッチずれて並べられている。ガイドローラ44dは、加熱処理部40の出口(連結部72)付近に設けられている。シート20は、加熱処理部40の入口付近のガイドローラ44aに掛けられ下方に搬送される。その後、シート20は、上下のガイドローラ44b,44cに後方から前方に向けて順に交互に掛け廻される。これにより、加熱処理部40でのシート20は、入口から出口に向かって上下に行ったり来たりしつつ進む。そして、出口付近に設けられたガイドローラ44dを通して、冷却部50に向けて搬出される。
ヒータ42は、シート20を加熱するための設備である。この実施形態では、ヒータ42は、ガイドローラ44a~44dに掛けられて、上下に行ったり来たりしつつ、入口から出口に向かって進むシート20の周りに、シート20に対向するように配置されている。ヒータ42は、ガイドローラ44b,44cに掛けられて、上下に行ったり来たりするシート20の間隙や、搬送されるシート20の周りに、シート20に対向するように配置されている。ヒータ42は、例えば、ヒータホルダーおよび支柱によって固定されてもよい。外壁40aの底壁からヒータホルダーを固定するための支柱を立て、当該支柱にヒータホルダーを固定し、ヒータホルダーにヒータ42を固定してもよい。また、ヒータ42は、例えば、外壁40aの側壁に支持されていてもよい。
冷却部50は、加熱処理部40で加熱処理された帯状のシート20が搬送されつつ冷却される部位である。冷却部50は、冷却ローラ52と、複数のガイドローラ58と、外壁50aとを有している。この実施形態では、冷却部50には、複数の冷却ローラ52が設けられている。外壁50aは、複数の冷却ローラ52と、複数のガイドローラ58とが配置された空間を囲っている。外壁50aには、シート20が搬入される入口と、シート20が搬出される出口とが形成されている。
冷却ローラ52は、内部に冷媒が流通するように構成されたローラである。この実施形態では、冷却ローラ52は、少なくとも1つの第1冷却ローラ52aと、少なくとも1つの第2冷却ローラ52bとを有している。ここで、第1冷却ローラ52aは、帯状のシート20の第1面20aが接するように掛け廻される冷却ローラ52である。第2冷却ローラ52bは、帯状のシート20の第2面20bが接するように掛け廻される冷却ローラ52である。この実施形態では、冷却ローラ52は、図示しない駆動装置が接続されている。冷却ローラ52は、に搬送方向に沿って、設定された搬送速度に合わせて回転する。
複数のガイドローラ58は、帯状のシート20を案内するローラである。この実施形態では、ガイドローラ58は、円柱状のローラである。ガイドローラ58の軸は、冷却部50において左右方向に向けられ冷却部50に設けられている。冷却部50には、複数のガイドローラ58によって、入口(連結部72)から複数の冷却ローラ52を通り、複数の冷却ローラ52から出口(連結部74)に向かうように、帯状のシート20の搬送経路が設定されている。なお、複数のガイドローラ58は、シート20にかかる張力を検出する張力検出ローラを含んでいる。
巻取り部60は、冷却ローラ52を通じて冷却されたシート20を巻取るための巻取りロール24を収容している。巻取り部60は、内部の設備を囲う外壁60aを有している。巻取り部60の外壁60aと冷却部50の外壁50aには、連結部74が設けられている。巻取り部60は、連結部74を介して冷却部50と接続されている。シート20は、連結部74を通って巻取り部60に搬送される。特に限定されないが、連結部74におけるシート20の通り道の寸法は、連結部70,72と同様、冷却部50と巻取り部60の雰囲気が干渉しにくい寸法に設定されている。
駆動装置32a,62a(図2参照)は、巻出しロール22が取り付けられている第1軸32および巻取りロール24が取り付けられている第2軸62を回転駆動する。この実施形態では、駆動装置32aとしてモータが用いられている。図2は、シート20の駆動機構を示す模式図である。図2では、巻出し部30と巻取り部60の間の加熱処理部40と冷却部50は省略されている。また、図2では、巻出し部30の張力検出ローラ34bと、フィードローラ34cと、ダンサーローラ34d以外のローラ34の図示は省略されている。図2では、巻取り部60の張力検出ローラ64c以外のローラ64の図示は省略されている。
制御装置15は、予め定められた処理条件に応じてシート20が搬送されるように、シート20の搬送速度やシート20にかかる張力を制御する。この実施形態では、制御装置15は、シート20を巻出す時の巻出し張力と、処理されているシート20にかかる炉内張力と、処理されたシート20を巻取る時の巻取り張力とをそれぞれ制御する。制御装置15は、駆動装置32a,62aに接続されている。また、制御装置15は、張力検出ローラ34b、フィードローラ34c、ダンサーローラ34d、張力検出ローラ64c等と接続されている。制御装置15は、張力検出ローラ34bが検出する巻出し張力を駆動装置32aにフィードバックし、第1軸32のトルクを制御する。これによって、巻出し張力が調整される。また、制御装置15は、処理されているシート20が掛けられた張力検出ローラ(この実施形態では、冷却部50内(図1参照)に設けられた張力検出ローラ)が検出する炉内張力をダンサーローラ34dにフィードバックする。検出された炉内張力に応じてダンサーロール34dが移動する。これによって、炉内張力が調整される。なお、炉内張力が一定の状態でダンサーロール34dの位置が基準の位置に戻るように、フィードローラ34cの回転速度が制御される。また、制御装置15は、張力検出ローラ64cが検出する巻取り張力を駆動装置62aにフィードバックし、第2軸62のトルクを制御する。これによって、巻取り張力が調整される。
帯状のシートが搬送されつつ加熱処理される加熱処理部と、
前記加熱処理部で加熱処理された前記帯状のシートが搬送されつつ冷却される冷却部と
を備え、
前記冷却部は、
内部に冷媒が流通する冷却ローラと、
前記冷却ローラが配置された空間を囲う外壁と
を有している。
前記冷却部で冷却された前記帯状のシートが巻取られる巻取り部をさらに備えている。
前記加熱処理部は、前記帯状のシートが加熱処理される空間を囲う外壁を有しており、
前記加熱処理部の入口には、前記加熱処理部よりも上流側の空間と前記加熱処理部の雰囲気を切り替えるための扉が設けられており、
前記冷却部の出口には、前記冷却部よりも下流側の空間と前記冷却部の雰囲気を切り替えるための扉が設けられている。
前記冷却部には、真空ポンプが接続されている。
前記冷却部には、複数の前記冷却ローラが設けられている。
前記複数の冷却ローラは、
前記帯状のシートの第1面が接するように掛け廻される少なくとも1つの第1冷却ローラと、
前記帯状のシートの第2面が接するように掛け廻される少なくとも1つの第2冷却ローラと
を有する。
前記第1冷却ローラおよび前記第2冷却ローラは、それぞれ複数設けられており、
前記帯状のシートは、前記第1冷却ローラと前記第2冷却ローラに交互に掛け廻される。
隣り合う前記第1冷却ローラの間隔および隣り合う前記第2冷却ローラの間隔はそれぞれ、前記冷却ローラの外径よりも狭い。
前記複数の第1冷却ローラと前記複数の第2冷却ローラは、前記冷却部の前後で順に高さがずれるように配置されている。
前記冷却ローラは、前記帯状のシートが接するように掛け廻されるローラ部と、前記冷却ローラの回転軸を構成する軸部とを有し、
前記冷却ローラの径方向において、前記軸部と前記ローラ部の間には、空間が形成されている。
15 制御装置
20 シート
20a 第1面
20b 第2面
22 巻出しロール
24 巻取りロール
30 巻出し部
40 加熱処理部
50 冷却部
52 冷却ローラ
52a 第1冷却ローラ
52b 第2冷却ローラ
53 冷媒経路
54 ローラ部
55 空間
56 軸部
58 ガイドローラ
60 巻取り部
70,72,74 連結部
70a,74a 扉
80 真空ポンプ
Claims (9)
- 帯状のシートが搬送されつつ加熱処理される加熱処理部と、
前記加熱処理部で加熱処理された前記帯状のシートが搬送されつつ冷却される冷却部と、
前記冷却部で冷却された前記帯状のシートが巻取られる巻取り部と
を備え、
前記冷却部は、
内部に冷媒が流通する冷却ローラと、
前記冷却ローラが配置された空間を囲う外壁と
を有し、
前記巻取り部は、
前記帯状のシートを巻取る巻取りロールと、
前記巻取りロールを囲う外壁と
を有し、
前記冷却部の外壁で囲まれた空間と、前記巻取り部の外壁で囲まれた空間とは、それぞれ真空ポンプに接続されている、
熱処理装置。 - 前記加熱処理部は、前記帯状のシートが加熱処理される空間を囲う外壁を有しており、
前記加熱処理部の入口には、前記加熱処理部よりも上流側の空間と前記加熱処理部の雰囲気を切り替えるための扉が設けられており、
前記冷却部の出口には、前記冷却部よりも下流側の空間と前記冷却部の雰囲気を切り替えるための扉が設けられている、請求項1に記載された熱処理装置。 - 前記冷却部には、複数の前記冷却ローラが設けられている、請求項1に記載された熱処理装置。
- 前記複数の前記冷却ローラは、
前記帯状のシートの第1面が接するように掛け廻される少なくとも1つの第1冷却ローラと、
前記帯状のシートの第2面が接するように掛け廻される少なくとも1つの第2冷却ローラと
を有する、請求項3に記載された熱処理装置。 - 前記第1冷却ローラおよび前記第2冷却ローラは、それぞれ複数設けられており、
前記帯状のシートは、前記第1冷却ローラと前記第2冷却ローラに交互に掛け廻される、請求項4に記載された熱処理装置。 - 隣り合う前記第1冷却ローラの間隔は、前記第1冷却ローラの外径よりも狭く、
隣り合う前記第2冷却ローラの間隔は、前記第2冷却ローラの外径よりも狭い、請求項5に記載された熱処理装置。 - 前記複数の前記第1冷却ローラと前記複数の前記第2冷却ローラは、前記冷却部の前後で順に高さがずれるように配置されている、請求項5に記載された熱処理装置。
- 前記冷却ローラは、前記帯状のシートが接するように掛け廻されるローラ部と、前記冷却ローラの回転軸を構成する軸部とを有し、
前記冷却ローラの径方向において、前記軸部と前記ローラ部の間には、空間が形成されている、請求項1に記載された熱処理装置。 - 前記第1冷却ローラおよび前記第2冷却ローラは、同数設けられている、請求項5に記載された熱処理装置。
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