JPH0252197B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱風式加熱装置に関するものであ
る。本案の加熱装置は、例えば粉体スラツシユ成
形ラインにおけるスラツシユ型の加熱に利用する
ことが出来るものである。

「従来の技術」 従来、熱風を利用した加熱装置として、炉内部
に加熱体をもつ内部加熱式と炉本体と別に熱風を
発生させる熱ガス供給装置をもつ外部加熱式とが
知られている。

内部加熱式、外部加熱式いずれの加熱装置でも
加熱体としてはバーナ、ヒータ等が使用されてい
る。これら従来の加熱装置で被加熱材料を効率的
に加熱するため熱風を一方向へ流したり、フアン
で熱風を撹拌したり、又、フアンで被加熱材料の
特定の部分に熱風を吹きつけ他の部分よりも加熱
を促進したりすることがなされている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来の熱風式加熱装置では、被加熱材
料の特定部分をスポツト的に一般部に比して比較
的早いスピードで加熱するのが困難である。例え
ば被加熱材料が複雑な形状をもつていたり、被加
熱材料の一部分の肉厚が厚いなど、部分的に熱容
量の差が大きいような場合には、目的とする加熱
を効率的に行うのが困難であつた。

本発明は上記した問題点がなく被加熱材料の一
部をスポツト的に、かつより効率的に加熱でき、
被加熱材料の形状、材質、種類に合せてスポツト
加熱部をそれが取付けられている圧縮ガス供給管
を単位として自由に制御し得、そして生産工程ラ
イン中で簡単に設置でき連続的な加熱作業を可能
とする加熱装置を提供することを目的とするもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明の加熱装置は、加熱された空気等の熱ガ
スを保持する炉室を有する炉本体と、炉室内に備
えられた被加熱材料を保持する保持装置と、炉室
内に導入された少なくとも１本の圧縮ガス供給管
と、圧縮ガス供給管に接続されたノズルとノズル
の外周面と間隔を隔てて同心的に設けられた筒状
のガイドとからなるスポツト加熱部と、よりな
り、 ノズルから噴出される圧縮ガスの噴出エネルギ
ーによりノズルとガイドとの間のリング状間隙か
ら炉室内の熱ガスをガイドの軸方向前方の所定位
置に案内するように構成されたことを特徴とする
ものである。

本発明においては、熱ガスが供給された炉本体
内に圧縮ガス供給管を導入し、この圧縮ガス供給
管に圧縮ガス噴出用ノズルをもつスポツト加熱部
を少なくとも１個設けている。このスポツト加熱
部の噴出用ノズルから噴出する圧縮ガスの噴出エ
ネルギーで炉室内の高温の熱ガスを所定方向へ案
内し、被加熱材料の一部にこの高温熱ガスを吹き
つけ、被加熱材料の一部を他の部分より効率的に
加熱することができる。

本発明の加熱装置は、炉本体と、保持装置と、
圧縮ガス供給管と、スポツト加熱部とを有する。
ここで炉本体とは加熱装置の中心をなす炉室を構
成する部分で、熱ガスを保持し炉室内に挿入され
た被加熱材料を熱ガスで加熱する。炉の形は被加
熱材料の形状、材質等に応じ、ボツクス型、セル
型、バーチカル型等を任意に選択できる。また、
炉本体を加熱方式で区別すると、内部に加熱体を
備えた内部加熱式でも外部に加熱体を備えた外部
加熱式でもいずれでもよい。

炉本体は、その炉室内で高温の熱風および輻射
熱により加熱材料に熱エネルギーを与えて加熱す
るものである。熱風に注目すれば、被加熱材料を
加熱することにより温度が低下した熱風を再加熱
できるように、熱風が循環する方式のものが好ま
しい。外部加熱式では、炉本体と別体で熱ガス供
給装置を必要とする。熱ガス供給装置は加熱部と
該加熱部と炉本体を連結するダクトで構成するこ
とができる。そして、ダクトを通してさらに必要
に応じてフアンなどの作用を利用して炉室内へ熱
風を送り、又、温度の低下した熱風を加熱部に戻
し、加熱部で再加熱して再循環するようにするの
が好ましい。

保持装置は被加熱材料を炉室内の所定の位置で
保持する装置のことである。保持装置としては被
加熱材料が１個づつ加熱炉内へ挿脱される回分式
のものでも、例えば第７図に示すように炉本体の
内部に搬送ローラを設置し、この搬送ローラ上を
被加熱材料が搬送される方式のもの、第８図のよ
うに保持装置をレールで構成しレール上に載つた
被加熱材料を一方の入口より挿入し、他方の出口
より次々に押出して加熱する形式のもの、又、第
９図に示すようにエンドレスベルト装置を使用し
エンドレスベルトの一部が炉室内を通過しエンド
レスベルトに搬送された状態で被加熱材料を連続
的に加熱する形式のもの、さらには第１０図、第
１１図に示すように保持装置を案内レールで構成
し、この案内レールを使用して台車に載せられた
被加熱材料を炉本体内に入出するもの等、従来の
種々の形式のものを使用することができる。な
お、炉本体とか保持装置には被加熱材料の種類を
判別するセンサを設けるのが好ましい。

圧縮ガス供給管は、圧縮ガスをスポツト加熱部
へ供給するための送気パイプのことである。この
圧縮ガス供給管は炉室内の天井部、壁部あるいは
床部その他の任意の部分に通常複数本配置され
る。圧縮ガス供給管は圧縮装置に連結され圧縮装
置で圧縮された圧縮ガスを供給する。圧縮装置と
しては通常の空気圧縮機を利用することができ
る。圧縮ガスは空気でもあるいは炉本体から排出
されるある程度温度の下がつた排気ガスでもよ
い。圧縮機への影響が少なく簡便である理由から
圧縮空気を使用するのが好ましいが高温である必
要はない。しかし圧縮ガス自体が高温であるのが
より好ましい。従つて圧縮装置で圧縮された後、
圧縮ガスが供給管内にとどまつている間に加熱さ
れて高温となるものが特に好ましい。

スポツト加熱部は、ノズルとノズルの外周面と
間隔を隔てて同心的に設けられた筒状のガイドと
より構成される。すなわち、スポツト加熱部は従
来公知のアスピレータと同一の作用をするもの
で、圧縮ガスの噴出運動エネルギーによりその周
囲の熱ガスをノズルとガイドの間のリング状間隙
から噴出方向に導き、圧縮ガスとともに熱ガスに
方向性を与え、一定方向に流れる熱ガスにより被
加熱材料の所定部分に熱ガスを衝突させるもので
ある。なお、スポツト加熱部と圧縮ガス供給管と
は屈曲性のある管で結ばれ、ノズルの位置、方向
を任意に変更できるのが好ましい。このスポツト
加熱部は圧縮ガス供給管に接続され、少なくとも
１個設けられる。圧縮ガス供給管によつてはスポ
ツト加熱部が１個のみ取付けられているものもあ
れば、複数個取付けられているものもある。

熱風加熱炉では被加熱材料の表面部分に伝熱抵
抗の大きい境界層ができる。又、ガス体のもつ熱
エネルギーが比較的小さいためにガス体の加熱効
率は液体加熱に比べて小さい。しかし本発明にか
かるスポツト加熱部では、一定方向に案内された
熱ガスにより境界層が吹き飛ばされ、常に新しい
高温の熱ガスが被加熱材料の所定部分に連続的に
供給される。このために所定部分のみを急速に効
率的に加熱することができる。

なお、炉本体に多数の圧縮ガス供給管を配置
し、これら供給管のそれぞれに少なくとも１個の
スポツト加熱部を設け、被加熱材料の種類、形状
等により例えば所定の供給管のスポツト加熱部の
みが案内用の圧縮ガスを噴出するという具合に圧
縮ガス供給管単位にグループとして自由に制御す
るよう構成することが好ましい。この制御手段と
しては、例えば電磁弁等を用いることができるが
耐久性を考慮し、各圧縮ガス供給管上の熱による
影響の比較的少ない場所に設置するのが望まし
い。これにより多種類の被加熱材料を各被加熱材
料の種類に応じた効率のよい加熱ができる。

本発明の加熱装置で加熱される被加熱材料は特
定のものに限定されるものではないが、粉体スラ
ツシユ成形に使用するスラツシユ型の加熱に適し
ている。スラツシユ成形の場合は、複雑な形状
で、かつ、形状の異なつた多種類のスラツシユ成
形型を使用出来るような配備がされれば、非常に
好都合である。この場合にはスラツシユ成形型の
種類ごとに所定のマーク、形状的特徴（例えば一
定部分に設けられた突起）を各スラツシユ型に設
け、各スラツシユ成形型の特徴を炉本体あるいは
保持装置に組付けられたセンサで読取り、スラツ
シユ成形型の種類を判別し、この判別により所定
の圧縮ガス供給管の電磁手段を制御して、この圧
縮ガス供給管に取付けられたいくつかのスポツト
加熱部を同時に制御して圧縮ガスを供給し、これ
ら各スポツト加熱部から一斉に圧縮ガスが噴出す
る構成とするのが好ましい。

又、炉本体内における加熱時間、圧縮ガスの供
給時間、被加熱材料の搬送等加熱操作の一部また
は全体をマイクロコンピユータ、プログラムコン
トローラ装置等で制御管理するのが好ましい。

［作用］ 本発明の加熱装置では、炉本体内の保持装置に
保持された被加熱材料は炉本体内に保持されてい
る熱ガスにより加熱される。しかしながら肉厚の
厚い部分、形状が複雑な部分などは他の部分に比
べて加熱されにくい。そこで本発明の加熱装置で
は、そのような加熱されにくい部分に向けてスポ
ツト加熱部からスポツト的に熱風を案内する。

すなわち、軸方向が被加熱材料の所定部分に向
かうスポツト加熱部のノズルから圧縮ガスを噴出
する。するとノズルから噴出される圧縮ガスの噴
出運動エネルギーによりアスピレータ作用が働
き、炉室内の熱ガスはガイドの一端からガイドと
ノズルとで形成されるリング状間隙内に吸引さ
れ、ノズルから噴出される圧縮ガスとともに同方
向へ案内されてガイドの他端から噴出される。こ
れにより被加熱材料の所定部分が急激に加熱され
る。

また、ノズルから噴出された圧縮ガスおよびア
スピレータ作用でガイドから噴出する熱ガスによ
り、炉室内の熱ガスには被加熱材料の所定部分に
向かう付勢力が作用する。したがつて付勢された
熱ガスによつても被加熱材料の所定部分を加熱す
ることができる。

すなわち本発明の加熱装置では、上記２種類の
加熱作用が相乗的に働き、加熱されにくい部分を
他の部分と同様に効率良く加熱することができ
る。

［実施例］ 本発明の加熱炉の全体正面図を第１図に、その
側面図を第２図に示す。この加熱炉は外部加熱方
式のもので炉本体１と熱ガス供給装置２、レール
状の保持装置３、スポツト加熱部４をもつ圧縮ガ
ス供給管５を主な構成要素としている。

炉本体１は基台１１上に設けられたL2.6ｍ×
W2.8ｍ×H3.5ｍのボツクス状である。そして炉
本体１の入口側には予備加熱室１４が設けられて
いる。予備加熱室１４の入口に入口ドア１２、炉
本体の前部に入口ドア１３が設けられている。炉
本体１の内部は天井部に高温熱ガス室１５、下方
に低温熱ガス室１６が設けられ、中央に加熱室１
７が形成される。高温熱ガス室１５と加熱室１７
および加熱室１７と低温熱ガス室１６の間は多数
のスリツトを有する開口板が設けられ、熱ガスは
高温熱ガス室１５より加熱室１７に、加熱室１７
より低温熱ガス室１６に上下方向に平行に流れる
構成となつている。

熱ガス供給装置２は燃焼室２１と送風部２２で
構成されている。燃焼室２１は中央にバーナ部
（図示せず）を有し、バーナ部の後方より新鮮な
空気の供給を受ける形式のもので、炉本体１で冷
却された熱ガスは燃焼室２１の外周部より燃焼室
２１内に入り、燃焼ガスと混合される。燃焼室２
１の他端側に設けられた送風部２２内には送風フ
アン（図示せず）が設けられ、送風フアンの回転
により燃焼室２１で得られた高温ガスと炉本体１
から循環してくる温度の低下した熱風とが混合さ
れて主送気ダクト１２３に送られる。炉本体１と
燃焼室２１間には、送風部２２と炉本体１の高温
熱ガス室１５とを連結する主送気ダクト１２３、
炉本体１の低温熱ガス室１６と燃焼室２１とを結
ぶ主排気ダクト２３２、主送気ダクト１２３と主
排気ダクト２３２にそれぞれ連結された副送気ダ
クト２３３、副排気ダクト２３４が配備されてい
る。副送気ダクト２３３、副排気ダクト２３４は
それぞれ予備加熱室１４に連接されている。

圧縮ガス供給管５は加熱室１７の上部に多数平
行して設けられ、各供給管５の一端は供給本管
（図示せず）に連通されたバイパス（図示せず）
につながつている。この供給本管は空気圧縮機
（図示せず）に連接されている。１本の圧縮ガス
供給管５には数個のスポツト加熱部４が設けられ
て集団的に前述の制御手段により制御される。

スポツト加熱部４はその詳細を第３図、第４図
および第５図に示すように、圧縮ガス供給管５に
連接管２９を介してそれぞれ連接された屈曲可能
な蛇腹部２４と、蛇腹部２４の先端に設けられた
ノズル２５と、ノズル２５の外周面と間隔を隔て
て同心的に設けられた筒状のガイド２６とで構成
されている。スポツト加熱部４の正面図を示す第
４図および縦断面図を示す第５図より明らかなよ
うに、ノズル２５は先端に細孔２７が設けられこ
の細孔２７より圧縮ガスが噴出する。ガイド２６
はノズル２５の先端外周面にハリ２８を介して溶
接され、一体的に固定されている。このスポツト
加熱部４は、その屈曲可能な蛇腹部２４により、
所定の位置にノズル２５およびガイド２６の軸方
向が向くように取付けられている。

第１図及び第２図において保持装置３は鎖状の
エンドレス駆動装置で、保持装置３の上部に型本
体３１としてスラツシユ成形型が所定間隔ごとに
配置され、エンドレス駆動装置が間欠的に又一定
距離駆動している。炉本体１には予備加熱室１４
を含め常時３個の成形型が入る構成とされ、予備
加熱室１４にはスポツト加熱部４は設けられてい
ない。加熱室１７には正面から入口、出口側に２
個保持される形式とされ、各２段加熱方式になつ
ている。２段加熱方式にそれぞれスポツト加熱部
４が所定位置に配置されている。そして所定の型
本体３１が供給された場合に、加熱室１７の入口
で型本体３１の種類がセンサにより認知され、そ
の型本体３１に対応するスポツト加熱部４をもつ
圧縮ガス供給管５に圧縮ガスが供給される。

本加熱装置で加熱される被加熱材料は第６図に
その縦断面図を示すもので、型本体３１と枠体３
２とで構成されている。型本体３１は厚さ約４mm
のニツケル金属製で比較的複雑な形状を有してい
る。この型本体３１（スラツシユ型）の開口部は
その周辺にフランジ状の外周部が設けられてい
る。枠体３２は直方体の各綾にあたる部分に枠部
を有するものである。この被加熱材料は第６図の
上方より熱風を受け裏側から加熱されるものであ
る。枠体３２は熱風の流れの抵抗にはならず、型
本体３１は熱風で直接加熱される。

一般的な熱風ガスの流れは第６図の実線で示す
とおりである。一方、スポツト加熱部４のノズル
２５およびガイド２６の軸方向が型本体３１の凹
部に向けられ、ノズル２５より噴出する圧縮ガス
およびアスピレータ作用によりガイド２６から噴
出する熱風が、第６図に鎖線で示すノズル２５お
よびガイド２６の軸方向へ案内され、型本体３１
の凹部を局部的に効率よく加熱する。またノズル
２５およびガイド２６から噴出する風力により炉
室内の熱風ガスには付勢力が作用し、熱風ガスの
流れは実線から破線のように曲げられて凹部に向
かう。したがつて凹部は効率良く加熱される。

更に、加熱すべき箇所の形状によつてはノズル
２５の位置を変える代わりに、第６図に示すよう
にガス供給管５′、ノズル２５′及びガイド２６′
から供給される熱ガスの流れを型本体３１の枠体
３２に取付けられた案内部材３７を利用して所定
方向へ導いてスポツト加熱することもできる。

本実施例においてはベルト駆動装置により回分
的に1.5〜2.0分ごとに加熱炉の入口および出口が
開き、コンベア装置により約130cmコンベアが回
りコンベア上の被加熱材料が炉室内に入れられ
る。コンベアの動きが止まると入口ドア１３およ
び出口ドア１３′が閉じられ、所定の圧縮ガス供
給管５よりスポツト加熱部４に圧縮ガスが送ら
れ、ノズル２５より圧縮ガスが噴出する。その噴
出の力によるアスピレータ作用により、加熱室１
７内の熱ガスはノズル２５とガイド２６の間のリ
ング状間隙から噴出する。また上下方向に流れる
熱ガスがスポツト加熱部４から噴出するガスの力
で被加熱材料の所定部分に近接するように付勢さ
れる。これらにより所定の被加熱材料を部分的に
効率よく加熱する。

なお、炉本体１内の熱風は熱ガス供給装置２の
バーナによつて発生する高温ガスと炉本体１より
戻された温度の下がつた熱風とが混合されフアン
により送られる。熱ガス供給装置２のバーナによ
り生成する高温の燃焼ガスは炉本体１より送られ
てくる温度の下がつた熱ガスと混合され、フアン
により主送気ダクト１２３を通して炉本体１の高
温熱ガス室１５に送られる。そして高温熱ガス室
１５から加熱室１７に送られ、加熱室１７から下
方の低温熱ガス室１６に送られる。さらに低温熱
ガス室１６から主排気ダクト２３２を通り燃焼室
２１に送られ熱ガスは循環する。なお、熱ガスは
加熱炉の扉等で一定量の熱ガスが漏れ出る。この
漏れ出る量に相当する新しい新鮮な空気が加熱炉
に供給されこの空気がバーナを燃やす燃焼ガスと
なる。

［発明の効果］ 本発明の加熱装置によれば、被加熱材料の全体
を熱風により加熱するとともにスポツト加熱部に
よりスポツト的に被加熱材料の特定部分を効率よ
く加熱することができる。従つて特定の部分に高
温に加熱する必要のある被加熱材料、形状が複雑
で肉厚に大きな変化があり通常の加熱炉では均一
な加熱が得られないような被加熱材料の加熱に最
も適している。またスポツト加熱部に必要な圧縮
ガスは、特に加熱されていることが必要でないた
めに通常の圧縮ポンプ、空気圧縮機を使用するこ
とができ、特別に特殊な装置を必要としない等実
用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例の加熱装
置を示し、第１図はその一部切断正面図、第２図
はその一部切断側面全体図である。第３図〜第５
図は実施例に使用されたスポツト加熱部を示し、
第３図はその全体斜視図、第４図はスポツト加熱
部の平面図、第５図はその縦断面図である。第６
図は被加熱材料のスラツシユ成形型の縦断面図
で、スラツシユ成形型台とスポツト加熱部との配
置状態を示す断面図である。第７〜第１１図は被
加熱材料を炉室内で保持するため従来より使用さ
れている各種保持装置を示す断面図である。 １……炉本体、２……熱ガス供給装置、３……
保持装置、４……スポツト加熱部、５……圧縮ガ
ス供給管、１７……加熱室、２５……ノズル、２
６……ガイド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱された空気等の熱ガスを保持する炉室を
   有する炉本体と、 該炉室内に備えられた被加熱材料を保持する保
   持装置と、 該炉室内に導入された少なくとも１本の圧縮ガ
   ス供給管と、 該圧縮ガス供給管に接続されたノズルと該ノズ
   ルの外周面と間隔を隔てて同心的に設けられた筒
   状のガイドとからなるスポツト加熱部と、よりな
   り、 前記ノズルから噴出される圧縮ガスの噴出エネ
   ルギーにより前記ノズルと前記ガイドとの間のリ
   ング状間隙から前記炉室内の熱ガスを前記ガイド
   の軸方向前方の所定位置に案内するように構成さ
   れたことを特徴とする加熱装置。 ２ 前記スポツト加熱部は前記ノズルへの圧縮ガ
   スの供給を制御する制御部をもつ特許請求の範囲
   第１項記載の加熱装置。