TWI641793B - 高效能的紅外爐 - Google Patents

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TWI641793B
TWI641793B TW102137603A TW102137603A TWI641793B TW I641793 B TWI641793 B TW I641793B TW 102137603 A TW102137603 A TW 102137603A TW 102137603 A TW102137603 A TW 102137603A TW I641793 B TWI641793 B TW I641793B
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王國昌
吉歐夫Ｍ 尼裘爾斯
張志吉
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Abstract

一種烤爐，可以利用多重群組之紅外線源，促進諸如鞋類部件之製造物品的加熱、固化、及/或乾燥流程。每一群組之紅外線源可以包含複數具有加熱參數之放射源，諸如峰值波長、功率、距待固化物品之距離、紅外線源之數目、等等。藉由隨著階段調整烤爐內各處之不同類型之放射源，可以以一有效率之方式執行固化流程的不同面向。此外，烤爐內諸如溫度與相對溼度之狀況可以被監測及調整以最佳化固化條件。

Description

高效能的紅外爐
本發明係有關於使用於諸如在一鞋類組裝流程期間固化(curing)及/或乾燥鞋類部件的製造流程中的烤爐。更具體言之，本發明係有關於紅外線烤爐(infrared oven)，其使用多重光譜源以加熱及固化/乾燥底漆、黏著劑、塗料、染色劑、樹脂(resin)、聚合物(polymer)、或者用以製造諸如鞋類及/或鞋類部件等物品的任何其他類型之材料。
本發明係有關於一種用於製造流程中的高效節能紅外線烤爐。雖然依據本發明之烤爐之實例之說明係針對一鞋類製造流程之應用，但許多其他製造物品均可能需要或者受益於紅外線加熱。舉例而言，鞋類的製造，特別是運動鞋，通常牽涉到使用黏著劑組裝各種不同的組成部分以將該組成部分黏結在一起，永久性地或者直到可以運用諸如縫合的其他接合方式為止。為了獲得適合最終購買者及/或穿戴者長時間使用的強健黏著劑黏結，特別是對於高度要求黏結強度及黏結耐久性的運動，正確地處理用於鞋類組裝的黏著劑是相當重要的。然而，此等黏著劑的最佳使用可能需要繁複糾雜的流程以及諸如溫度、環境溼度、和影響被固化材料性質 的其他因素等參數的嚴格控制。例如，用以製造鞋類或者鞋類部件的材料的物理性能及/或外觀可能關鍵性地取決於用以固化該材料的環境參數的精確控制。若無法提供最理想的環境參數，則可以採用獲致所需效能等級或者外觀的替代性方式，諸如額外數量的底漆或黏著劑之使用，即使在此一狀況下做為一"失效防護"的該額外數量的底漆或黏著劑可能形同浪費或者甚至有害於環境。因此，依據本發明的烤爐以及利用該烤爐的固化方法可以使得其能夠比透過未在固化期間提供此種環境參數精確控制的其他流程獲得相同或較高品質之鞋類之製造，且在若干狀況下，同時亦提供縮減之材料成本以及較輕的環境衝擊。
除了成品的品質以及材料的有效率運用之外，使用於製造流程的烤爐亦消耗能源。依據本發明之烤爐可以使用以最理想方式執行一所需功能之多重群組或複數紅外線源。例如，第一複數紅外線源可以具有一第一峰值發射波長，優先與一物品之一第一組成部分互相作用，而第二複數紅外線源可以具有一第二峰值發射波長，優先與一物品之一第二組成部分互相作用。因此，對於一物品之運作可以在未耗費於不需要的波長處發出大量輻射的能源下被有效率地執行。
雖然固化黏著劑的挑戰可能特別存在於鞋類的生產，但類似的挑戰可能在任何使用黏著劑的製造流程中遇到。此外，依據本發明的高效節能紅外線烤爐可以被使用於固化黏著劑之外的流程。利用高效節能烤爐加熱製造的物品及/或製造物品的組成部分可以適用於任何用途。
雖然依據本發明之烤爐及方法並未限於使用於固化黏著劑與用以塗佈黏著劑的底漆，但黏著劑與用於黏著劑的底漆提供依據本發明 之烤爐及方法之使用之一特別的範例。如同上面所解釋，使用於黏著劑流程中的化合物的效能對於一高品質鞋類之最終產出可能至為關鍵。黏著劑之施用可以是一多重步驟流程，其中底漆被施加至一或二個待接合之部件，可能是以多重疊層之形式。不同鞋類部件上的不同疊層及/或不同底漆及不同黏著劑可能需要獨立的固化或活化。依據本發明之烤爐及方法可以使用於製造一鞋類或者鞋類的一部分所需之若干或全部固化流程。
固化流程，無論是針對底漆或者黏著劑，通常需要將一其上塗敷有底漆及/或黏著劑的鞋類部件加熱至一精確之溫度或者溫度範圍，並將該部件維持於該溫度一段特定長度之時間。某些時候，一特別之底漆或黏著劑可以受益於一多重階段加熱流程，依序達成及維持不同之溫度。此外，諸如一鞋類部件周圍環境空氣中之相對溼度、一鞋類部件周圍之空氣流動、以及其他因素等其他參數，均可以影響最終在鞋類組裝上達成的黏著劑黏結品質。充分地控制可能影響黏結效能及鞋類組裝的各種不同參數在鞋類的製造流程上存在著挑戰。對付管理黏著劑固化參數的難題的一種方式係對於製造完成或者局部製造完成的鞋類執行嚴格的品質控制驗證，以排除無法達成足夠黏結強度，不管任何原因的鞋類或鞋類組成部分。然而，雖然其可以維持嚴格的品質控制，但由於黏著劑固化期間的改良流程及流程控制，使用依據本發明的烤爐及方法可以造成較少的鞋類不合格品質控制檢查。
本發明可以適用於諸如鞋類的物品製造的各種流程，包括使用固化或者以其他方式處理黏著劑之外的方式，增加該方式或者以該方式取代。舉例而言，依據本發明之烤爐可被用於乾燥塗料或染色劑、在洗滌 之後乾燥鞋類或者鞋類組成部分、蒸發殘餘溶劑或者其他物質、等等。雖然"固化"一詞在此處通常係用以描述藉由依據本發明之烤爐執行的流程，但依據本發明之烤爐可被用於諸如鞋類及/或鞋類部件之任何類型之固化、乾燥、及/或加熱。
本發明藉由容許一鞋類或鞋類部件的固化參數之精確控制而使改良之黏著劑效能成為可能。例如，一鞋類或鞋類部件周圍之溫度、溫度變化速率、相對溼度、及/或氣流均可以利用依據本發明之烤爐及方法加以精確地控制。依據本發明之烤爐可以使用不同的複數紅外線源。不同複數紅外線源及/或一烤爐的不同區域可以在不同的加熱參數下運作。加熱參數可以包含，但不限於，一峰值光譜波長、一輸出功率、介於一或多個紅外線源與一待加熱物品之間的距離、一烤爐之一區域內的紅外線源之密度、紅外線源之形狀、紅外線源相對於一待加熱物品之配置、以及一待加熱物品周圍之氣流、一待加熱物品周圍之空氣的相對溼度、等等。不同區域及/或不同的複數紅外線源可以共用所有或者部分的加熱參數，或者不共用任何加熱參數。例如，不同的複數紅外線源可以運作於不同的峰值光譜，且可以具有不同的光譜範圍。舉另一實例而言，不同的複數紅外線源可以與一諸如待固化鞋類或鞋類部件之物品間隔於不同距離處，且處於一不同的密度，意即，在通過烤爐的每一單位線性距離具有更多數目之放射源。又另一變異亦有可能，藉由選擇或者控制複數紅外線源中之個別紅外線源之功率輸出。例如，第一複數紅外線源可以主要運作於中紅外線(mid infrared)區域，而第二複數紅外線源可以運作於光譜的近紅外線(near infrared)部分。該複數中紅外線源可以是運作於一第一瓦特數處，而該複數近紅外線源可 以是運作於一第二瓦特數處。情況類似地，該複數中紅外線源可以被放置於距一待固化物品一第一距離處，在該複數中紅外線源的個別紅外線源之間具有一第一線性距離，而該複數近紅外線源可以被放置於距一待固化物品一第二距離處，具有一第二線性間隔。
使用於一依據本發明之烤爐中之一或多個紅外線源之峰值波長之選擇可以是根據一預定利用一特定放射源執行之固化及/或乾燥流程之階段。固化及/或乾燥的不同階段可以涉及待固化及/或待乾燥之物品之不同組成部分。例如，一或多個中紅外線源可以被使用於一烤爐之一早期階段以迅速地乾燥一部件，因為水分子易於吸收中紅外線輻射，從而蒸發水分子。其他類型之材料，諸如聚乙烯(polyethylene)及PVC，可以優先吸收中紅外線輻射，從而使得此等材料能夠利用中紅外線源被迅速地加熱。其他類型之材料可以優先吸收其他波長，而可以選擇在此等波長強烈放射之紅外線源以加熱該材料。根據預定被執行的加熱、能源限制、時間限制、所用的材料、等等，不同配置及數目/密度的不同類型放射源可以被使用於一依據本發明之烤爐之不同階段。
烤爐內的感測器可以動態地量測烤爐內或烤爐之一特定區域內之溫度、溼度、或者其他性質，從而使得一有效連接邏輯單元能夠調整烤爐之運作，以達成或維持烤爐內所需要的運作條件。例如，複數紅外線源或者複數紅外線源內之一個別紅外線源之瓦特數可以因應一量測溫度而被調整。根據感測器讀數及目標環境參數，一邏輯單元可以利用風扇調整氣流、啟動或關閉冷凝器(condenser)單元以影響相對溼度、等等。舉另一實例而言，待固化之鞋類部件或整隻鞋可以在一輸送帶或者其他輸送機構 之上被傳送通過烤爐，而輸送帶的行進速率可以依據感測器讀數調整，以針對待固化及/或待乾燥之部件得到最理想的固化及/或乾燥條件。
雖然此處描述之依據本發明之烤爐及方法係以固化底漆及/或黏著劑為例，但依據本發明之烤爐及方法可被用以固化塗料、染色劑、材料、等等。
100‧‧‧烤爐
110‧‧‧輸送器系統/輸送機構
120‧‧‧第一複數紅外線源
122‧‧‧第一複數紅外線源距輸送機構之距離
124‧‧‧第一複數紅外線源中個別紅外線源之間的距離
126‧‧‧第一複數紅外線源佔據的線性距離
130‧‧‧第二複數紅外線源
132‧‧‧第二複數紅外線源距輸送機構之距離
134‧‧‧第二複數紅外線源中個別紅外線源之間的距離
140‧‧‧第一複數紅外線源與第二複數紅外線源的距離
150‧‧‧第一感測器
152‧‧‧第二感測器
160‧‧‧方向
170‧‧‧方向
210‧‧‧工件
220‧‧‧第一風扇
225‧‧‧側腔室
230‧‧‧第二風扇
235‧‧‧側腔室
242‧‧‧氣流方向
244‧‧‧氣流方向
252‧‧‧氣流方向
254‧‧‧氣流方向
260‧‧‧氣流方向/通風孔
270‧‧‧熱電偶
280‧‧‧溼度感測器
310‧‧‧控制單元
320‧‧‧入口門
420‧‧‧出口門
510-550‧‧‧發射光譜
560-580‧‧‧吸收光譜
610‧‧‧鞋類部件
620‧‧‧紅外線源
622‧‧‧左側紅外線源
624‧‧‧右側紅外線源
720‧‧‧紅外線源
722‧‧‧左側紅外線源
724‧‧‧中間紅外線源
726‧‧‧右側紅外線源
820‧‧‧紅外線源
821‧‧‧第一垂直紅外線源
822‧‧‧第一縱向紅外線源
823‧‧‧第二垂直紅外線源
824‧‧‧第二縱向紅外線源
825‧‧‧第三垂直紅外線源
920‧‧‧紅外線源
922‧‧‧第一縱向紅外線源
924‧‧‧第二縱向紅外線源
930‧‧‧複數紅外線源
931‧‧‧第一垂直紅外線源
933‧‧‧第二垂直紅外線源
935‧‧‧第三垂直紅外線源
1020‧‧‧紅外線源
圖式於本文之中係以特定編號參照之，其中：圖1例示依據本發明之一高效節能烤爐之一實例之一示意圖；圖2更進一步例示依據本發明之一高效節能烤爐之一範例示意圖；圖3例示依據本發明之一高效節能烤爐之一實例之一立體圖；圖4例示顯示於圖3中之範例高效節能烤爐之一剖面圖；圖5例示可使用於一依據本發明之烤爐之若干紅外線源之發射光譜(emission spectrum)之實例；而圖6至10例示可使用於一依據本發明之烤爐之紅外線源之若干組態之各種實例。
以下參見圖1，其顯示依據本發明之一高效節能烤爐100之一實例之示意圖。在例示於圖1的實例之中，一輸送器系統110(亦稱輸送機構110)可以包含一輸送帶、鏈結系統、或者任何其他輸送機構，以移動待固化之物品，諸如鞋類或鞋類組成部分，使其通過烤爐100。烤爐100可以使用第一複數紅外線源120以開始加熱一個由輸送機構110所攜載的待固 化物品。第一複數紅外線源120可以被安置於距輸送機構110一第一距離122處，且可以在複數紅外線源120中的個別紅外線源之間具有一第一距離124。第一複數紅外線源120可以佔據一第一線性距離126，取決於個別紅外線源之間的距離124，可以決定第一複數紅外線源120中的紅外線源之總數。第一複數紅外線源120可以具有一特定之峰值波長或光譜。例如，第一複數紅外線源120可以主要放射光譜的中紅外線區域，雖然其他放射光譜亦可以使用於一依據本發明之烤爐。一邏輯單元(圖中未顯示)可以控制第一複數紅外線源120的其中一者或全部的瓦特數。或者，並不動態地控制第一複數紅外線源120中的一或多者之功率輸出，而是可以預先決定第一複數紅外線源120之功率輸出。
第二複數紅外線源130可以被安置於距第一複數紅外線源120一預定距離140處。第二複數紅外線源130可以被安置於距輸送機構110與一被輸送機構110所傳送之待固化物品一第二距離132處。第二複數紅外線源130可以在第二複數紅外線源130的個別紅外線源之間具有一第二間隔134。在例示於圖1的範例示意圖之中，第二複數紅外線源130僅包含二紅外線源，但第二複數紅外線源130可以使用任何數目之紅外線源。第二複數紅外線源130可以運作於一個不同於第一複數紅外線源120之峰值波長及/或不同的功率輸出。舉例而言，第二複數紅外線源130可以主要運作於光譜的近紅外線範圍，雖然其他光譜亦可以使用於依據本發明的第二複數紅外線源之中。如同有關第一複數紅外線源120之說明，第二複數紅外線源130可以有效連接至一邏輯單元，該邏輯單元調整第二複數紅外線源130中之一或多個個別紅外線源之功率輸出。或者，第二複數紅外線源130中的 一或多者之功率輸出可以是固定的。
第一複數紅外線源120與第二複數紅外線源130可以具有各種形狀及尺寸，且可以相對於彼此及相對於輸送機構110之移動方向被調整成不同的組態。在例示於圖1的實例之中，第一複數紅外線源120與第二複數紅外線源130二者均具有一個提供一縱軸且該縱軸之方位大致垂直於輸送機構移動方向的形狀。然而，依據本發明使用之紅外線源之方位可以被調整成具有一平行於輸送機構110之移動方向170之縱軸，或者相對於輸送機構110之移動方向170成任何其他角度。此外，第一複數紅外線源120與第二複數紅外線源130內的個別紅外線源可以具有描繪於圖1實例之外的其他形狀，諸如圓形、正方形、三角形、曲線形、等等。位於同一複數紅外線源或者不同複數紅外線源中的不同紅外線源可以具有不同形狀。雖然圖1例示的依據本發明之示範烤爐其中的複數紅外線源中之個別紅外線源係在一大致垂直於一輸送機構110的行進方向170上佈列成一規則型樣，但複數紅外線源內的個別紅外線源亦可以沿一平行於一輸送機構110行進方向170的方向(或任何其他方向)佈列，且複數紅外線源內的個別紅外線源無需被佈列成如同圖1的實例中所描繪的規則、反覆、或者一致的形式。任何數目之複數紅外線源均可以使用於依據本發明的烤爐之中，諸如超過圖1所示的第一複數紅外線源120與第二複數紅外線源130的更多額外的複數紅外線源。
在圖1所例示的實例之中，第一複數紅外線源120可以主要發射光譜的中紅外線部分且可以被安置於距一待固化部件或輸送機構110一第一距離122處，而第二複數紅外線源130可以主要發射光譜的近紅外線 部分且可以被安置於距輸送機構110一大於第一距離122的第二距離132處。在諸如圖1所例示的實例之中，來自第一複數紅外線源120的中紅外線輻射可以優先加熱水分子以自一待固化材料移除溼氣，而來自第二複數紅外線源的近紅外線輻射可以優先加熱烤爐100內的空氣以建立對流並在遍及烤爐100該部分處維持一個穩定的溫度。在此一實例之中，第一距離122的範圍可以是10到20釐米之間，而第二距離132的範圍可以是20到30釐米之間。本例中的紅外線源的發射光譜之一適當峰值波長之實例，就中紅外線而言，其範圍在2到4微米之間，而就近紅外線而言，其範圍在0.5到1.5微米之間。第一複數紅外線源120與第二複數紅外線源130二者均可以包含任何數目之紅外線源，但可以，舉例而言，介於一與四個紅外線源之間。依據本實例，沿一烤爐100的適當縱向間隔，對於第一複數中紅外線源120而言，可以是10到20釐米之間隔，而對於第二複數近紅外線源130而言，可以是15到20釐米之間隔。其他峰值波長、其他放射源配置、不同數目、以及其他組態均可以適用於本發明的各種實施方式。
使用於一依據本發明之烤爐的紅外線源的確切類型、瓦特數、及數目可以根據待執行之動作之種類以及預定使用一依據本發明之烤爐處理的物品之材料而改變。例如，圖1之範例烤爐100可以使用中紅外線源，或者一碳基紅外線源(carbon based infrared source)，做為第一複數紅外線源120，以促進一鞋類或鞋類部件的水份之蒸發。然而，其可以特別選擇其他類型的紅外線源以執行其他動作及/或處理不同類型的物品。
仍參見圖1，其可以利用一第一感測器150及/或一第二感測器152量測或者量化烤爐100內的狀況。雖然在圖1的實例之中例示二感測 器，但任何數目之感測器，從完全沒有到超過二的任何數目，均可以依據本發明使用之。諸如第一感測器150及/或第二感測器152之感測器可以以任何方式量測諸如溫度、溼度、氣流等性質。例如，第一感測器150可以包含一紅外線溫度儀，其測定位於烤爐100內一特定位置處之一鞋類部件之溫度，而第二感測器152可以包含一第二紅外線溫度儀，其測定位於烤爐100內一第二位置處之一鞋類部件之溫度。藉由第一感測器150與第二感測器152所取得的量測，二者在此例中均係紅外線溫度儀，可以用於監測以及，若有需要的話，調整烤爐100中的溫度及/或品質控制用途。此外，不同的感測器可以充當不同的用途，或者甚至多重的用途。如同此處之進一步描述，其他類型的感測器，諸如溼度感測器，可以用於決定烤爐100內部的狀況，其可以被動態地調整以獲得移動通過烤爐100的鞋類或鞋類部件的有利固化品質。即使一諸如例示於圖1之範例烤爐100的烤爐並不能根據諸如第一感測器150與第二感測器152之感測器的讀數被動態地控制，但感測器之使用仍有利於品質控制之用途、資料收集之用途以最佳化固化條件、或者供其他用途。
在烤爐100之內，氣流可以促進沿著輸送機構110移動的鞋類或鞋類部件之固化。如同在圖1之實例之中所例示，氣流可以大體上在箭頭160所指示的方向上移動，在本例之中，亦對應至箭頭170所指示的部件移動方向。如同此處之進一步解釋，在圖1之範例示意圖所例示的氣流之外，其亦可以附加性地或取代性地使用其他氣流方向。其可以單純地藉由在烤爐之中提供通孔而實現氣流，例如分別在固化流程之前或之後接收或取出物品的門、透過風扇之使用、透過通風口之使用、擋板、或可以管 控、操控、或控制氣流以達成所需固化性質及參數的其他機構或任何其他方式。
以下參見圖2，其顯示另一示意圖以例示參照圖1所述之烤爐100之一剖面圖。如圖2所示，一工件210被傳送於輸送機構110之上，工件210可以包含一物品，諸如鞋類、鞋類部件、或者預定利用烤爐100固化之其他組成部分。在圖2例示的實例之中，第一複數紅外線源120的其中一者以例示於圖2之實例中的樣例被置於工件210上方。一第一風扇220與一第二風扇230被用以建立對流，像是工件210周圍之氣流。諸如例示於圖2的實例中的氣流可能有益於各種用途，諸如在烤爐100之內維持一均勻的熱分佈、在一工件固化之時移除其溼氣、或者針對其他原因。在例示於圖2的實例之中，第一風扇220抽出烤爐腔室的空氣，如箭頭242所示，並且透過一側腔室225移除空氣，直到氣流可以透過箭頭244返回腔室的頂部為止，其可以循環返回此點而被風扇220再度攝取，如箭頭242所示。情況類似地，第二風扇230可以如箭頭252所示從烤爐腔室抽取空氣，經由側腔室235移除空氣並接著如箭頭254所示將其返回入腔室的頂部。
在例示於圖2的實例之中，其提供一熱電偶(thermal couple)270。熱電偶270可以包含例示於圖1中的感測器的其中一者，或者可以包含一額外感測器置於烤爐100的腔室之內以量測烤爐100之內的空氣溫度。一溼度感測器280亦提供於圖2的實例之中。溼度感測器280可以包含例示於圖1的範例感測器的其中一者，或者可以包含一額外感測器。一或多個邏輯單元可以使用感測器的量測以控制紅外線源的啟動及/或瓦特數、風扇啟動及/或速度、冷凝器啟動、等等。
圖2另外例示烤爐100可以如箭頭260所示地被排氣，以使得空氣能夠離開烤爐腔室。通風孔260可以永久性地開啟或者可以是可調整的，手動或者自動地受控於一邏輯單元，以將烤爐腔室維持於一預定之溫度、溼度、或者其他運作條件。
以下參見圖3，其例示一示範性烤爐100之立體圖。如同可以自圖3的實例中所見，一入口門320可以使得一工件能夠被置放於輸送機構110之上。如圖3所進一步例示，一控制單元310可以使得烤爐100內之狀況能夠控制。控制單元310可以由一人工操作員操控、可以包含一計算裝置配合運作其中的適當軟體以自動地控制烤爐100之運作、或者可以是該二種方式的某種組合。舉例而言，控制單元310可以包含一邏輯單元運作軟體，配合安置於烤爐100之內的感測器，調整烤爐100的運作參數以達成預定被固化於烤爐100之內的鞋類或鞋類部件的最佳固化。可被一邏輯單元控制的參數係紅外線源的功率輸出、風扇的運作、通風孔的開啟、輸送機構的運作速度、等等。例如，圖3例示一對通風孔260，其可以根據烤爐100內量測的狀況以不同的增量開啟或關閉。
圖3亦例示一線條4，沿其所取之一剖面例示於圖4。如同可以在圖4之中所見，入口門320可以使得一工件能夠被置放於輸送機構110之上，而出口門420可以使得一經過固化或局部固化之工件能夠離開烤爐100。如圖4所示，輸送機構110可以在第一複數紅外線源120與第二複數紅外線源130下方將一工件運送通過烤爐100。
在一依據本發明之烤爐內之固化動作所需要的運作範圍可以根據被固化的材料種類、尺寸、形狀、以及甚至固化流程中所牽涉的物 品之顏色、固化之後所需之性質、諸如黏結強度及類似性質而有所不同。對於一工件之一可能目標溫度之一實例係位於烤爐出口處攝氏55度，而在離開烤爐二分鐘之後至少攝氏40度。一範例目標相對溼度可以是62%相對溼度。一範例輸送速率可以是每秒120毫米以及一總烘烤時間180秒。更概括而言，一依據本發明之烤爐可以將一待固化之料件維持於一介於大約攝氏50度與80度之間的溫度。
圖5例示可使用於一依據本發明之烤爐之紅外線源之發射光譜的若干實例。本發明可以使用各種不同類型的具有與描繪於圖5的實例之中類似或不同發射光譜的放射源。舉例而言，一鹵基近紅外線源(halogen based near infrared source)可以提供一個類似描繪成510的發射光譜。一短波紅外線源可以提供一個諸如描繪成520之發射光譜，而一快速反應中波紅外線源可以提供一個諸如描繪成530之光譜。一示範性碳紅外線源可以提供一個諸如描繪成540之發射光譜，而一中波放射源可以提供一個諸如描繪成550之光譜。如圖5所例示，此等示範性紅外線源各自均產生一個具有一波長範圍的發射光譜，沿x座標軸描繪，而一特定放射源的相對輻射功率則沿y座標軸描繪。描繪於y座標軸上的輻射功率係有關於以一已知形式進行輻射的波長(或頻率)。如同在圖5之中所見，此等範例放射源各自均具有一峰值發射波長位於電磁輻射的可見光區域的外部，同時在一其他波長範圍放射。然而，具有較窄或者較寬發射光譜的紅外線源亦可以依據本發明使用之。此外，藉由使用不同的瓦特數、不同數目的某一特定類型放射源、不同密度的放射源、以及距一待固化物品不同距離之放射源，可以改變依據本發明使用的不同類型放射源的有效相對功率。
仍參見圖5，其亦例示可以暴露至來自一依據本發明之烤爐內的紅外線源的輻射的各種不同材料的吸收型樣。此等材料，以及其他材料，可以包含一待固化及/或待乾燥之物品之組成部分。例如，其中例示一聚乙烯之吸收光譜560，顯示聚乙烯所優先吸收的紅外線輻射的波長。由於聚乙烯係鞋類產製流程之中經常遇到的一種材料，故可以選擇紅外線源優先與聚乙烯交互作用(若目的係加熱聚乙烯的話)或者避免被聚乙烯吸收(若目的係避免加熱聚乙烯的話)。圖5之中同時亦例示PVC之吸收光譜570，另一種在鞋類產製中常常遇到的材料。其可以根據來自該放射源的輻射速率會或不會與PVC產生作用而選擇用於一依據本發明之烤爐的紅外線源。仍參見圖5，其同時亦例示水的吸收光譜580。如上之簡述，依據本發明之烤爐可以經常被用於自一鞋類或鞋類部件蒸發水份，以供固化及/或乾燥用途。因此，其可以優先從在被水分子高度吸收的中紅外線光譜範圍內具有相當大量放射的放射源，選擇使用於一依據本發明之烤爐的紅外線源。反之，若不需要水份之蒸發，則可以選擇在優先被水分子吸收的光譜範圍中放射較少量輻射的放射源。
雖然其可以根據該放射源所提供的發射光譜選擇紅外線源，但無論一紅外線源偏向的發射光譜為何，一烤爐內的紅外線源之配置均可以根據一烤爐之一特定階段之預定動作而改變。第一複數紅外線源放射的紅外線輻射可以具有一選擇性地與一待加熱/固化/乾燥之物品之一第一特定組成部分互相作用的第一峰值波長，而第二複數紅外線源放射的紅外線輻射可以具有一選擇性地與一待加熱/固化/乾燥之物品之一第二特定組成部分互相作用的第二峰值波長。雖然以上參照圖1例示及說明一範例 烤爐100內之第一複數紅外線源120與第二複數紅外線源130的一個特別的組態，但為數眾多之其他紅外線源配置及/或組態均落入本發明的範疇之內。選替性紅外線源組態之若干實例例示於圖6至圖10之中，但本發明並未受限於該實例或者例示於圖1之中的實例。
圖6例示一輸送器系統110，往箭頭170所指示的方向傳送一鞋類部件610。在圖6例示的實例之中，第一複數紅外線源620包含一左側紅外線源622與一右側紅外線源624。圖6的實例之中使用"左側"及"右側"之詞語，因為當鞋類部件610由輸送器系統110傳送之時，鞋類部件610被表示成一個具有一左側側邊與一右側側邊的鞋底。然而，"左側"及"右側"之詞語與利用一依據本發明之烤爐處理的鞋類或鞋類部件或其他物品在被穿著或使用時之任何組態無需相關。在例示於圖6的實例之中，左側紅外線源622可以是特別適用於使鞋類部件610之對應側邊暴露至紅外線輻射，而右側紅外線源624可以是特別適用於使鞋類部件610之對應側邊暴露至紅外線輻射。
圖7例示紅外線源之一可能組態之又另一實例。在圖7之中，一鞋類部件610藉由輸送機構110被朝箭頭170所示之方向移動。第一複數紅外線源720可以包含一左側紅外線源722、一中間紅外線源724、以及一右側紅外線源726。雖然圖6在複數紅外線源620之中例示二個紅外線源，而圖7於複數紅外線源720之中例示三個紅外線源，但任何數目之紅外線源均可以使用於一依據本發明之烤爐之複數紅外線源之中。
以下參見圖8，其例示一依據本發明之烤爐之紅外線源之一可能配置之另一實例。在圖8的實例之中，一鞋類部件610藉由一輸送機構 110被朝箭頭170所示之方向移動。第一複數紅外線源820可以包含一第一縱向紅外線源822以及一第二縱向紅外線源824，方位被配置成順著一鞋類部件610通過烤爐之行進方向170。在圖8的實例之中，一另外的第一垂直紅外線源821、一第二垂直紅外線源823、以及一第三垂直紅外線源825可以位於第一縱向紅外線源822與第二縱向紅外線源824之間，且方位被配置成垂直於一鞋類部件610通過烤爐的行進方向170。
以下參見圖9，其例示一依據本發明之烤爐之紅外線源之一可能配置之又另一實例。顯示在圖9實例中之紅外線源之配置與顯示在圖8實例中之紅外線源之配置相仿，但圖9實例中之紅外線源被組構成不同的群組，以例示一依據本發明之烤爐之不同群組紅外線源之一非線性配置實例。一鞋類部件610可以藉由一輸送機構110朝箭頭170所示之方向傳送。第一複數紅外線源920可以包含一第一縱向紅外線源922以及一第二縱向紅外線源924，方位被配置成順著一鞋類部件610通過烤爐之行進方向170。如圖9之實例所例示，第一縱向紅外線源922可以是位於鞋類部件610藉由輸送機構110移動通過一烤爐時鞋類部件610之一外側(lateral side)，而第二縱向紅外線源924可以是位於鞋類部件610藉由輸送機構110移動通過烤爐時鞋類部件610之內側(medial side)。第二複數紅外線源930可以包含一第一垂直紅外線源931、一第二垂直紅外線源933、以及一第三垂直紅外線源935。在圖9例示的實例之中，第二複數紅外線源930被置於第一縱向紅外線源922與第二縱向紅外線源924之間，且方位被配置成垂直於鞋類部件610通過烤爐的行進方向170。第一複數紅外線源920可以具有一第一組加熱特性，諸如峰值波長、距鞋類部件610之距離、瓦特數、等等，而第二 複數紅外線源930可以具有一第二組加熱參數。因此，鞋類部件610的不同部分可以經由第一複數紅外線源920與第二複數紅外線源930被暴露至不同的加熱條件。此外，一諸如前述的邏輯單元可以獨立地控制第一複數紅外線源920與第二複數紅外線源930。
以下參見圖10，其例示一依據本發明之烤爐之紅外線源之一配置之又另一實例。在圖10的實例之中，一鞋類部件610可以藉由輸送機構110被朝箭頭170所示之方向移動。如圖10之實例所示，第一複數紅外線源1020可以包含具有一圓形形狀且具有一不規則間隔及配置的紅外線源。
廣義而言，一依據本發明之烤爐可以提供至少第一複數紅外線源，具有一第一組加熱參數關聯於該複數紅外線源，以及第二複數紅外線源，具有一第二組加熱參數關聯於該第二複數紅外線源。加熱參數可以包含發射光譜之峰值波長、瓦特數、密度、數目、距鞋類或鞋類部件之距離、烘曝持續時間、及類似項目。不同的複數紅外線源，諸如第一複數紅外線源與第二複數紅外線源，可以被選擇及/或被組構成用以執行一鞋類或鞋類部件之固化、乾燥、加熱及/或其他處理所需之不同動作。根據諸如使用於鞋類構造的材料、能源限制、時間限制、及類似項目，使用於一依據本發明之烤爐的不同複數紅外線源可能需要不同的加熱性質。
藉由依序將一待固化料件暴露至不同類型之紅外線輻射，待固化材料中之不同組成部分可能有不同的反應。例如，水性材料可能對於中紅外線波長反應迅速，而近紅外線波長可以容許快速的溫度調整及精確的溫度控制。
雖然本發明透過特定實例例示於此，但其可以在本發明的範疇內實行許多變異。例如，其可以在未脫離本發明之範疇下使用超過二複數紅外線源，且可以在未脫離本發明之範疇下使用少於二複數紅外線源。任何特定複數紅外線源之數目及其相對間隔均可以改變。此外，任一紅外線源或者任何複數紅外線源之位置均可以是可調整的，動態地或者在烤爐的運作周期之間進行，以容許投送至工件之紅外線輻射之更精細之調整。舉例而言，紅外線源可以被移動以更接近或遠離一輸送機構，且其間隔可以沿著烤爐內的線性距離配置得更稠密或更稀疏。

Claims (12)

  1. 一種高效節能紅外線烤爐，包含：一輸送器系統，以一特定速率使物品朝一第一方向移動通過該烤爐，使得該物品自一入口進入該烤爐而通往該烤爐之一出口以依序通過該烤爐之區域；一第一加熱區域，位於該烤爐之內，包含用於發出範圍在2到4微米之間的中紅外線輻射的第一複數紅外線源；以及一第二加熱區域，位於該烤爐之內，包含用於發出範圍在0.5到1.5微米之間的近紅外線輻射的第二複數紅外線源，該第二加熱區域包含於該烤爐之內，使得藉由該輸送器系統傳送之一物品僅在遭遇該中紅外線輻射之後才遭遇該近紅外線輻射。
  2. 申請專利範圍第1項之高效節能紅外線烤爐，另包含一空氣循環系統，將該烤爐內之空氣從該第一與第二複數紅外線源移向被該輸送器系統移動之該物品。
  3. 申請專利範圍第2項之高效節能紅外線烤爐，另包含：一溼度偵測系統，量測被該空氣循環系統移動之空氣之溼度；以及一適應式氣流控制系統，根據該溼度偵測系統所量測之溼度調整該空氣循環系統之運作。
  4. 申請專利範圍第1項之高效節能紅外線烤爐，另包含一溫度量測系統，量測該烤爐內部至少一位置之溫度。
  5. 申請專利範圍第4項之高效節能紅外線烤爐，另包含一適應式溫度控制系統，根據該溫度量測系統所測得的溫度，調整該第一複數紅外線源與該第二複數紅外線源的其中至少一者的輸出功率。
  6. 申請專利範圍第1項之高效節能紅外線烤爐，其中：該第一複數紅外線源位於距待固化的該物品之一第一距離，以及該第二複數紅外線源位於距待固化的該物品之一第二距離，該第二距離大於該第一距離。
  7. 申請專利範圍第1項之高效節能紅外線烤爐，其中該第一複數紅外線源包含總數目介於1與4之間的一紅外線源。
  8. 申請專利範圍第1項之高效節能紅外線烤爐，其中該第二複數紅外線源包含總數目介於1與4之間的一紅外線源。
  9. 一種高效節能烤爐，包含：一輸送機構，使待加熱物品自進入該烤爐之一入口通往該烤爐之一出口，該輸送機構依一特定速率以一線性方式傳送物品；第一複數紅外線源，以一第一峰值波長發出範圍在2到4微米之間的中紅外線輻射，該第一複數紅外線源包含於該烤爐之內，使得藉由該輸送機構傳送之一物品遭遇該第一複數紅外線源發出之輻射，該第一峰值波長選擇性地與該待加熱之物品之一第一特定組成部分互相作用；以及第二複數紅外線源，以一第二峰值波長發出範圍在0.5到1.5微米之間的近紅外線輻射，該第二複數紅外線源包含於該烤爐之內，使得藉由該輸送機構傳送之一物品僅在該物品遭遇該中紅外線輻射之後才遭遇該近紅外線輻射，該第二峰值波長選擇性地與該待加熱之物品之一第二特定組成部分互相作用，其中該第一複數紅外線源係位於距該輸送機構傳送之一物品一第一距離處，且其中該第二複數紅外線源係位於距該輸送機構傳送之一物品一第二距離處，該第一距離短於該第二距離。
  10. 申請專利範圍第9項之高效節能烤爐，另包含一空氣循環系統，其移動該烤爐內待加熱物品周圍之一空氣。
  11. 申請專利範圍第10項之高效節能烤爐，另包含：一感測器，量測該烤爐內至少一第一參數；以及一邏輯單元，有效連接至該感測器，該邏輯單元接收至少一量測之第一參數，並根據該量測之第一參數與一目標參數之一比較，調整該烤爐之運作。
  12. 申請專利範圍第9項之高效節能烤爐，其中該待加熱物品之該第一組成部分係水。
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