JPS6235024Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はベルトコンベア炉の温度制御装置の改
良に関するものである。

被加熱物を移送しながら所要の加熱を行なうベ
ルトコンベア炉では、従来例えば第１図に示した
ようにして区分温度制御を行なつていた。同図の
１は管状炉の内壁、２はこの内壁の内側に配置さ
れた管状のマツフルである。３は駆動ローラ４
Ａ、従動ローラ４Ｂ等に無終端に懸架され、図示
しない駆動装置に駆動されて、マツフル２の内側
を炉の長さ方向に進行するコンベアベルトであ
る。H₁〜H₃は内壁１にマツフル２に対向させて
炉の長さ方向に区分して並設したヒータで、これ
らのヒータにより、炉の長さ方向に三つの異なる
加熱区域が縦続的に形成される。C₁はヒータH₁
の近傍温度を検出する熱電対、A₁はこの熱電対
の出力信号を受けて所定の設定温度信号と比較
し、その差に応じて制御信号を出力する温度制御
器である。S₁は加熱電源とヒータH₁の間に接続
され、温度制御器A₁よりの制御信号を受けて、
ヒータH₁の加熱電流を断続制御するサイリスタ
である。上記と同様の配設要領で、他のヒータ
H₂，H₃の部分に対してもそれぞれ熱電対C₂，
C₃、温度制御器A₂，A₃、及びサイリスタS₂，S₃
等が図示のように接続されている。

この装置では、熱電対C₁，C₂，C₃の各出力信
号がそれぞれ温度制御器A₁，A₂，A₃に個別に入
力されて、各温度制御器における所定の設定温度
信号と比較され、その差に応じて制御信号が出力
される。この制御信号によりサイリスタS₁，S₂，
S₃が個別に制御されて対応するヒータへの加熱電
流を断続制御することにより、マツフル２の外面
側の長さ方向の温度分布が、例えば第２図に実線
Thで示したような所要の台形状になるように温
度制御される。この場合、ベルト３に載置されて
矢印方向に移送される被加熱物は第２図に破線
Tbで示したような温度履歴をもつて熱処理され
る。即ち、ヒータH₁〜H₃の制御温度が第２図の
実線Thのようになつていても、ヒータH₁〜H₃か
ら離れマツフル２をも介しているベルト３上の温
度は△T₁だけ低下する。また、ベルト３は移動
しているために△T₂の温度差を生ずるのであ
る。

従つて、実際に被加熱物に必要な加熱温度を与
えるためには、単に温度制御器A₁〜A₃における
設定温度を所要の温度値にするだけでは駄目であ
り、予めベルト３の上に測温用熱電対を取付けて
ベルト３と共に移動させて温度分布を測定し、そ
の測定値が所要の温度になるように温度制御器
A₁〜A₃の設定温度値を調整してやる必要があ
る。しかしながら、前記の温度差△T₁は熱電対
C₁〜C₃の位置、マツフル２の寸法、材質及びマ
ツフル２の内側のガス流等の要因により変化す
る。また、前記の温度差△T₂は上記の諸要因に
加えて、被加熱物の大きさ、熱容量、ベルト速度
等により変化する。従つて、実用上は上記の諸要
因が変わるごとに上記の温度分布の確認及び温度
制御器の調整が必要となり、装置の調整が面倒
で、熱処理条件の再現性にも問題があつた。

本考案は、上記の欠点を解消するために、ベル
ト面の温度及びベルト上の被加熱物の温度を非接
触で検出し、該検出値に基づいて前記の温度制御
器によるヒータの温度制御を補正するようにした
ベルトコンベア炉の温度制御装置を提供したもの
である。

次に、本考案の原理を第３図により説明する。
同図は第１図のようなベルトコンベア炉の区分さ
れた加熱区域の一つを対象として本考案の構成の
概略を示したもので、第１図の装置と同一部分に
は同符号を付してあり、その説明は省略する。本
考案はベルト３上の被加熱物の温度を所要の温度
とするために、ベルト面の温度及び該被加熱物の
温度を第２の温度検出器C′₁により非接触で検出
し、その検出値に基づいて第２の温度制御器B₁
より補正信号を出力させて、第１の温度検出器
C₁の検出値に基づく第１の温度制御器A₁による
ヒータH₁の加熱制御作用を補正するようにした
のである。第３図に示したような温度制御装置
を、ベルトコンベア炉の複数に区分された加熱区
域のそれぞれに対して配設して本考案の温度制御
装置が構成されている。

以下、本考案の実施例を図面により詳細に説明
する。第４図は本考案の実施例の要部、即ちベル
トコンベア炉の長さ方向に区分された加熱区域の
一つ、例えば第１図におけるヒータH₁の加熱区
域に対応した部分の構成を示したものである。本
実施例は上記の異なる加熱区域ごとに第４図のよ
うな温度制御手段を備えて構成されている。第４
図におけるH₁は一つの加熱区域のヒータ、３は
コンベアベルト、５はヒータH₁の近傍温度Thを
検出する第１の温度検出器としての熱電対であ
る。６はベルト３の表面に距離を隔てて対向し
て、ベルト３面の温度及びベルト３上の被加熱物
７の温度Tbを非接触で検出する第２の温度検出
器である。この温度検出器は、第５図Ａに示した
ように、石英又はガラスフアイバからなる管状体
６ａの一方の開口端をベルト３の表面に近接して
対向させ、他方の開口端側には熱電素子、例えば
第５図Ｂに示したような四つの熱電対の組合わせ
からなる高感度のサーモパイル６ｂを配設してあ
る。Ａは前述のようにヒータH₁の加熱を制御す
るための第１の温度制御器で、この温度制御器
は、温度信号設定器８、加算器９、比較器１０及
びPID演算増幅器１１を含んで構成されている。
Ｂはベルト面及びベルト３上の被加熱物の温度検
出値に基づいて温度制御器Ａの温度制御作用を補
正するための第２の温度制御器で、この温度制御
器は、温度信号設定器１２、比較器１３を含んで
構成されている。１５はサイリスタ制御器、１６
は図示しない電源に接続されるサイリスタであ
る。そして、温度検出器６の出力端と、温度信号
設定器１２の出力端とが比較器１３の各入力端に
接続され、比較器１３の出力端は加算器９の一方
の入力端に接続されている。加算器９の他方の入
力端には温度信号設定器８の出力端が接続されて
いる。熱電対５の出力端と加算器９の出力端は比
較器１０の各入力端に接続されている。比較器１
０の出力端はPID演算増幅器１１を介してサイリ
スタ制御器１５の入力端に接続され、この制御器
の出力端はヒータH₁の加熱電流を制御するサイ
リスタ１６のゲートに接続されている。

上記のように構成した温度制御装置において
は、温度制御器Ａの温度信号設定器８で設定した
所定の温度信号電圧E₁と、ヒータH₁の近傍温度
Thに応じた熱電対５の出力電圧Ehとが比較器１
０で比較されて、両者が等しくなるまで比較器１
０の出力に基づいて演算増幅器１１より制御信号
が出力される。この制御信号によりサイリスタ制
御器１５を介してサイリスタ１５が制御されて導
通し、ヒータH₁に加熱電流が流れる。これによ
り、先ずヒータH₁の近傍温度Thが所定の一定値
になるように温度制御される。

他方、ヒータH₁により加熱されたベルト３の
面及びベルト３上の被加熱物７よりの輻射熱が温
度検出器６の管状体６ａ内を通つてサーモパイル
６ｂに加わる。これにより、サーモパイル６ｂよ
り出力される温度検出電圧Ebと、温度制御器Ｂ
の温度信号設定器１２で設定した所定の被加熱物
温度を与えるための温度信号電圧E₂とが比較器
１３で比較されて、両者に差がある場合には比較
器１３より差電圧△Ｅが出力される。この電圧△
Ｅは加算器９に入力され、温度信号設定器８より
の温度信号電圧E₁に加算されて、比較器１０に
加わる基準電圧がE₁＋△Ｅとなる。これによ
り、温度制御器Ａにより先に行なわれたヒータ
H₁の温度制御作用が、被加熱物７の実際の温度
Tbを加味して補正されて、ベルト３上における
被加熱物７の温度が確実に所要の温度になるよう
に自動制御される。

本考案では上記のような温度制御が、ベルトコ
ンベア炉の複数に区分された各加熱区域の温度制
御装置ごとに行なわれて、ベルト上における被加
熱物移送方向の温度分布が所要の分布になるよう
に温度制御される。

次に、多数の異なる加熱区域の温度制御を行う
場合、前記の比較器、加算器及びPID洩算増幅器
等の１組を時分割的に各加熱区域の温度制御に切
換使用するようにして、装置を比較的簡易且つ経
済的に構成した本考案の実施例を第６図に示し
た。同図において、第４図の装置と同一部分には
同符号を付してその説明を省略する。第６図にお
ける１７〜２１はいずれも信号切換用マルチプレ
クサであり、セクシヨンA′が第１の温度制御
器、セクシヨンB′が第２の温度制御器に該当す
る。本実施例は長さ方向に加熱区域が５区分され
たベルトコンベア炉に対応するもので、上記の各
マルチプレクサは５回路の信号切換を行なうもの
を使用している。そして、マルチプレクサ１７の
入力端３に温度信号設定器８に接続され、他の入
力端１，２，４，５にはそれぞれ図示しない他の
加熱区域の温度信号設定器が接続される。また、
マルチプレクサ１８の入力端３に熱電対５が接続
され、他の入力端１，２，４，５にはそれぞれ図
示しない他の加熱区域の熱電対が接続される。以
上と同様に、マルチプレクサ１９の入力端１〜５
にはそれぞれ異なる加熱区域の温度信号設定器が
接続され、マルチプレクサ２０の入力端１〜５に
はそれぞれ異なる加熱区域の温度検出器が接続さ
れる。２２は時間変化する信号をある時間保持す
る所謂、サンプルホールド回路で、この回路の５
個の入力端にそれぞれマルチプレクサ２１の５個
の出力端が対応して接続されている。サンプルホ
ールド回路２２の出力端３はサイリスタ１６のゲ
ートに接続され、他の出力端１，２，４，５はそ
れぞれ図示しない他の加熱区域の加熱電流を制御
するサイリスタのゲートに接続されている。

第６図の装置では、マルチプレクサ１７〜２１
を連動させて切換作用を行なわせることにより、
ベルトコンベア炉の５個の異なる加熱区域のそれ
ぞれに対して、第４図の装置と同様の動作原理に
よる温度制御が行なわれる。これにより、加熱区
域が被加熱物移送方向に多区分されたベルトコン
ベア炉の温度制御装置が比較的簡易且つ経済的に
構成される利点がある。

上記のように本考案に係るベルトコンベア炉の
温度制御装置は、ベルト進行方向に複数の異なる
加熱区域を形成する複数区分されたヒータのそれ
ぞれの近傍温度を個々に検出してその各検出出力
に応じて、前記の各加熱区域に対応させた複数の
第１の温度制御器により前記各区分ヒータの加熱
を制御するほかに、前記各加熱区域ごとにベルト
面の温度及びベルト上の被加熱物の温度を非接触
形の複数の温度検出器により個々に検出して、同
じ加熱区域内の前記温度検出器の出力信号を所定
の設定温度信号と比較した差に応じて複数の第２
の温度制御器により前記第１の温度制御器による
各区分ヒータの加熱制御を補正するようにしてあ
る。

従つて本考案によれば、各区分ヒータの温度を
第１の温度制御器により自動制御して所定の温度
にしても、各区分ヒータとコンベアベルトとの間
の個々の炉内諸条件に起因してベルト面の温度が
所要の温度にならないような場合に、第２の温度
制御器により第１の温度制御器の制御作用を補正
して、ベルト面及びベルト上の被加熱物の温度が
移送方向に関して所要の温度になるように自動制
御することができる。これにより、ベルトコンベ
ア炉で炉内のガス流、ベルト速度及び被加熱物の
大きさ・熱容量等の条件が異なる場合でも、使用
の実態に即して容易且つ確実に被加熱物を所要の
温度条件下で移送しつつ加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルトコンベア炉における従来の温度
制御装置の一例を示す説明図、第２図はベルトコ
ンベア炉の長さ方向にとつたヒータ温度及びベル
ト温度の分布の一例を示す温度曲線図、第３図は
本考案の温度制御装置の原理を示す説明図、第４
図は本考案の実施例の要部を示すブロツク図、第
５図Ａは第４図の実施例における第２の温度検出
器の構成を示す説明図、第５図Ｂは該温度検出器
に用いられる熱電素子の一例を示す説明図、第６
図は本考案の他の実施例の要部を示すブロツク図
である。 ３……コンベアベルト、H₁……ヒータ、C₁，
５……第１の温度検出器としての熱電対、C′₁，
６……第２の温度検出器、６ａ……管状体、６ｂ
……熱電素子としてのサーモパイル、７……被加
熱物、A₁，Ａ，A′……第１の温度制御器、B₁，
Ｂ，B′……第２の温度制御器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被加熱物移送用コンベアベルトの面に対向し
   て配設されて移送方向に複数の異なる加熱区域
   を形成する複数に区分されたヒータを備え、こ
   れらの区分されたヒータの加熱電流を制御して
   前記各加熱区域の温度を所定の温度に制御する
   ベルトコンベア炉の温度制御装置において、前
   記区分されたヒータのそれぞれの近傍温度を
   個々に検出する複数の第１の温度検出器と、同
   じ加熱区域内の前記第１の温度検出器の出力信
   号を所定の設定温度信号と比較した差に応じて
   その加熱区域内の前記区分ヒータの加熱を制御
   する複数の第１の温度制御器と、前記各加熱区
   域ごとに前記ベルトの面に距離を隔てて対向し
   てベルト面の温度及びベルト上の被加熱物の温
   度を個々に検出する非接触形の複数の第２の温
   度検出器と、同じ加熱区域内の前記第２の温度
   検出器の出力信号を所定の設定温度信号と比較
   した差に応じて前記第１の温度制御器による前
   記各区分ヒータの加熱制御を補正する複数の第
   ２の温度制御器とを具備したことを特徴とする
   ベルトコンベア炉の温度制御装置。 (2) 前記第２の温度検出器は石英又はガラスフア
   イバからなる管状体の一方の開口端を前記ベル
   トの表面に近接して対向させ、他方の開口端側
   に熱電素子を配設してなる実用新案登録請求の
   範囲第１項に記載のベルトコンベア炉の温度制
   御装置。