(57)【要約】【課題】被処理部材の部位に最適な熱量を供給することで、消費エネルギーを低減することが可能な熱風加熱装置を提供する。【解決手段】熱風加熱装置（１０１）は、ハウジング（２）と、メイン送風ファン（３）と、熱風供給ユニット（１０，２０）とを備える。ハウジングは、炉内（８）の外壁を形成する。メイン送風ファンは、炉内に循環風を発生させる。熱風供給ユニットは、炉内を雰囲気加熱するヒータユニット（１２，１３）、メイン送風ファンとは別に設けられヒータユニットを通過する風の風速、風量、及び温度の少なくともいずれかを可変とする送風ファン（４，５）、を有し、ワーク（Ｗ）の加熱部位（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）に対して熱風を送風可能に炉内に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内（８）を雰囲気加熱し、前記炉内の被処理部材（Ｗ，Ｎ）を加熱する熱風加熱装置であって、
前記炉内の外壁を形成するハウジング（２）と、
前記炉内に循環風を発生させるメイン送風部（３）と、
前記炉内を雰囲気加熱するヒータ部（１２，１３）、前記メイン送風部とは別に設けられ前記ヒータ部を通過する風の風速、風量、及び温度の少なくともいずれかを可変とする風態様可変部（４，５）、を有し、前記被処理部材の加熱部位（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）に対して熱風を送風可能に前記炉内に設けられる熱風供給ユニット（１０，２０）と、
を備える熱風加熱装置。
【請求項２】
前記熱風供給ユニットは、
前記被処理部材の任意の加熱部位（Ｐ２）に熱風を送風する第１熱風供給ユニット（１０）と、
前記被処理部材の前記任意の加熱部位とは異なる他の加熱部位（Ｐ３）に熱風を送風する第２熱風供給ユニット（２０）と、
を含んで構成されている請求項１に記載の熱風加熱装置。
【請求項３】
前記風態様可変部は、前記ヒータ部に近接して設けられる送風ファンである請求項１または請求項２に記載の熱風加熱装置。
【請求項４】
前記ヒータ部の下流側に設けられ、前記ヒータ部により加熱された熱風の流れを整える整流機構部（１５，１６）をさらに備える請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の熱風加熱装置。
【請求項５】
前記炉内に設けられる筐体（６）をさらに備え、前記メイン送風部は前記筐体の外側に配置されるとともに、前記被処理部材は前記筐体の内部に配置され、前記熱風供給ユニットは前記ヒータ部を経由した熱風を前記筐体の内部へ供給する請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の熱風加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉内に配置された被処理部材を加熱する熱風加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被処理部材を加熱する加熱装置としての加熱炉は種々のタイプが知られている。例えば特許文献１に記載される加熱装置は、電気ヒータが配置されたハウジングの内部の加熱領域に、遠心ファンにより熱風を供給して、熱交換器のヘッダなどの被処理部材を加熱する熱処理炉である。
【０００３】
この加熱装置が備えるハウジング内には、電熱ヒータがジグザクあるいは蛇状に配置されている。ハウジング内に送風された空気は、ハウジング内を加熱領域に至るまで流通する間に、電熱ヒータと接触することで均一な温度に加熱された熱風となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０１５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１に記載される加熱装置では、加熱対象となる被処理部材が、例えば熱容量の異なる複数の部品で構成されている場合、熱容量の大きい部品での加熱処理時間が長くなり、熱容量の大きい部品に合わせると放熱量が増えてしまい消費エネルギーが多くなるという問題があった。すなわち、被処理部材の部位ごとに、供給する熱量を変えたい場合などに対応した構成ではないため、消費エネルギー効率が悪いという問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、被処理部材の部位に最適な熱量を供給することで、消費エネルギーを低減することが可能な熱風加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の熱風加熱装置は、炉内（８）を雰囲気加熱し、炉内の被処理部材（Ｗ，Ｎ）を加熱する。熱風加熱装置は、ハウジング（２）と、メイン送風部（３）と、熱風供給ユニット（１０，２０）とを備える。ハウジングは、炉内の外壁を形成する。メイン送風部は、炉内に循環風を発生させる。
【０００８】
熱風供給ユニットは、炉内を雰囲気加熱するヒータ部（１２，１３）、メイン送風部とは別に設けられヒータ部を通過する風の風速、風量、及び温度の少なくともいずれかを可変とする風態様可変部（４，５）、を有し、被処理部材の加熱部位（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）に対して熱風を送風可能に炉内に設けられる。
【０００９】
本構成によれば、ハウジング内の被処理部材を加熱する際に、メイン送風部とは別に設けられる風態様可変部により、風速、風量、及び温度等が所定に設定される。そして、風態様可変部により調整された熱風がヒータ部を通過したのち、被処理部材の加熱部位に送風される。すなわち、被処理部材の加熱部位に応じて熱風の供給を設定できる。このように、被処理部材の部位に応じて最適な熱量を供給することで、熱風加熱装置全体としての消費エネルギーを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による熱風加熱装置の全体模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態による熱風加熱装置の全体模式図である。
【図３】本発明の第３実施形態による熱風加熱装置の全体模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
〈第１実施形態〉
［構成］
本発明の第１実施形態の構成について、図１を参照しつつ説明する。本実施形態の熱風加熱装置１０１は、被処理部材に相当するワークＷに対して多方向（本実施形態では３方向）からそれぞれ熱風を供給する。ワークＷは、例えば車両用部品等であって、扁平な矩形状をなす本体部Ｐ１と、本体部Ｐ１の対向する両側部に位置する長尺な矩形状をなす端部Ｐ２，Ｐ３とを有している。端部Ｐ２，Ｐ３の熱容量は、本体部Ｐ１の熱容量よりも大きい。端部Ｐ２は、「任意の加熱部位」に相当し、端部Ｐ３は、「任意の加熱部位とは異なる他の加熱部位」に相当する。熱風加熱装置１０１によりワークＷを加熱することで、本体部Ｐ１と端部Ｐ２，Ｐ３とがろう付けにより接着される。
【００１２】
熱風加熱装置１０１は、図１に示すように、ハウジング２、送風ファン３，４，５、バッフル６、ヒータユニット１１，１２，１３、および整流機構部１４，１５，１６を主に備えている。ハウジング２は、箱体であり内部に空間を形成する。ハウジング２の内部を、以下、単に「炉内８」と言う。熱風加熱装置１０１は、炉内８を雰囲気加熱し、炉内８のワークＷを加熱する。
【００１３】
バッフル６は、メイン送風ファン３の下方であって、炉内８の中央付近に形成されている。バッフル６の上壁には、送風ファン３と対応する部分が開放された吸込口１７が形成されている。バッフル６内に、ワークＷが、搬送コンベア９によって搬送される。バッフル６は、「筐体」の一例に相当する。熱風加熱装置１０１は、外側のハウジング２と内側のバッフル６とで、二重構造となっている。
【００１４】
送風ファン３，４，５は、炉内８に３箇所設けられている。メイン送風ファン３は、炉内中央でバッフル６の上部に位置しており、ハウジング２の天井部分を構成する内壁に固定されている。第１送風ファン４は、バッフル６の一方（図１では左側）の側壁に固定されている。第２送風ファン５は、バッフル６の他方（図１では右側）の側壁に固定されている。
【００１５】
ヒータユニット１１，１２，１３は、炉内８において、バッフル６の外側に３箇所設けられている。第１ヒータユニット１１は、バッフル６の下方に位置している。第２ヒータユニット１２は、バッフル６の一方の側壁であって、第１送風ファン４の下流に第１送風ファン４と接して設けられている。第３ヒータユニット１３は、バッフル６の他方の側壁であって、第２送風ファン５の下流に第２送風ファン５と接して設けられている。ヒータユニット１１，１２，１３は、例えば金属シース内にコイル状の発熱線を有するシースヒータが複数組み合わされてユニット化されたものなどで構成される。ヒータユニット１２，１３は、「ヒータ部」の一例に相当する。
【００１６】
各ヒータユニット１１，１２，１３の下流には、整流機構部１４，１５，１６が設けられている。バッフル６の外壁の一部は、整流機構部１４，１５，１６に対応する部位が開放されており、バッフル６の外側から、ヒータユニット１１，１２，１３を通過した空気が熱風となってバッフル６内に流入可能となっている。なお、整流機構部１４，１５，１６は、例えば、フィンやスリット、パンチングメタルなどで構成される。ヒータユニット１１，１２，１３を通過した空気は、整流機構部１４，１５，１６を通過することで差圧により均一化されてバッフル６内に供給される。
【００１７】
送風ファン３，４，５は、図示しないモータの駆動により駆動される例えば遠心送風ファンであって、それぞれ独立に制御可能である。第１送風ファン４と第２ヒータユニット１２とで、第１熱風供給ユニット１０が構成されている。第２送風ファン５と第３ヒータユニット１３とで、第２熱風供給ユニット２０が構成されている。
【００１８】
第１送風ファン４及び第２送風ファン５は、ヒータユニット１２，１３を通過する風の風速、風量、及び温度の少なくともいずれかを可変とする。第１送風ファン４及び第２送風ファン５は、「風態様可変部」の一例に相当する。メイン送風ファン３は、炉内８に循環風を発生させる「メイン送風部」の一例に相当する。
【００１９】
熱風供給ユニット１０，２０は、ワークＷにおいて、他の部位（「本体部Ｐ１」に相当する）よりも熱容量が大きい部位（「端部Ｐ２，Ｐ３」に相当する）に向けて熱風を供給するように炉内８に配置されている。熱風供給ユニット１０，２０は、送風ファン４，５の回転数やヒータユニット１２，１３の目標設定温度の調整により、個別に熱風の温度と風速を制御可能である。
【００２０】
［作用効果］
上記熱風加熱装置１０１では、３つの送風ファン３，４，５により、白抜き矢印Ａ１に示すように、炉内８には、垂直断面で見たとき、炉内８の右半分を時計回りに循環する循環風と、炉内８の左半分を反時計回りに循環する循環風が発生する。循環風は、循環中、複数のヒータユニット１１，１２，１３を通過することで熱風となり、バッフル下部およびバッフル側部の開口部からバッフル６内に送風される。本実施形態では、白抜き矢印Ａ２に示すように、循環風を炉内８の上側で分岐させて、熱風供給ユニット１０，２０を構成するヒータユニット１２，１３に当てるようにしている。
【００２１】
ここで、白抜き矢印Ａ３に示すように、第１熱風供給ユニット１０により、ワークＷの一方側の端部Ｐ２へ向けて熱風が供給される。また、白抜き矢印Ａ４に示すように、第２熱風供給ユニット２０により、ワークＷの他方側の端部Ｐ３へ向けて熱風が供給される。
【００２２】
上記したように、端部Ｐ２，Ｐ３の熱容量は、本体部Ｐ１の熱容量よりも大きく、すなわち、本体部Ｐ１よりも端部Ｐ２，Ｐ３の方が温まりにくい。本実施形態では、より温まりにくい端部Ｐ２，Ｐ３には、熱風供給ユニット１０，２０によって、端部Ｐ２，Ｐ３の直近で送風が加熱されるため、白抜き矢印Ａ５に示す本体部Ｐ１への熱風よりも、温度が高い熱風が供給される。
【００２３】
上記ワークＷの本体部Ｐ１と端部Ｐ２，Ｐ３のように、加熱対象が熱容量の違う部品で構成されており、ワークＷの全体を均一の温度まで加熱する場合、熱容量の大きい部品の加熱処理時間が長くなる。このため、熱容量の大きい部品に対応させると炉自体が大型化し、また、放熱量が増え消費エネルギーが多くなるという問題があった。
【００２４】
しかし、本実施形態では、個別に温度及び風速設定が可能な熱風供給ユニット１０，２０を設けることにより、熱容量の大きい部品と小さい部品に対して、それぞれの部位を狙って最適な熱量を供給することができる。よって、ワークＷの熱伝導に頼ることもなく、炉での処理時間を最小限にでき、放熱ロスを低減できる。
【００２５】
また、複数の送風ファン３，４，５を用いて風を循環できるようにしており、ワークＷに熱風を供給しつつ、コンパクトな炉体で風を循環させることで放熱ロスを最小限に抑えることができる。また、「風態様可変部」として、送風ファン４，５を用いているため、回転数制御により熱風の制御を好適に実施することができる。
【００２６】
上記実施形態では、ハウジング２の内部にバッフル６を設けた二重構造としている。このため、バッフル６の内部だけ設定温度まで温まれば生産を開始できるため、冷えた炉全体を温める構成と比較して、生産準備時間を大幅に短縮することができる。
【００２７】
〈第２実施形態〉
次に、本発明の第２実施形態の熱風加熱装置１０２について、図２を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。第２実施形態では、バッフル６内への循環風の取り込み方が第１実施形態と異なる。
【００２８】
バッフル６の側壁において、整流機構部１５，１６の上方には、吸込口１８，１９が外壁を貫通して形成されている。上記第１実施形態では、循環風を炉内８の上側で分岐させてヒータユニット１２，１３に当てるようにしていた。しかし、第２実施形態では、白抜き矢印Ａ６に示すように、バッフル６内の空気が吸込口１８，１９を経由してヒータユニット１２，１３を通過するようになっている。このように、循環風を炉内８においてより下流側から分岐させるようにしても良い。
【００２９】
第２実施形態においても、白抜き矢印Ａ３に示すように、第１熱風供給ユニット１０により、ワークＷの一方側の端部Ｐ２へ向けて熱風が供給される。また、白抜き矢印Ａ４に示すように、第２熱風供給ユニット２０により、ワークＷの他方側の端部Ｐ３へ向けて熱風が供給される。よって、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３０】
〈第３実施形態〉
次に、本発明の第３実施形態の熱風加熱装置１０３について、図３を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。第３実施形態では、第１実施形態に対して、第２熱風供給ユニット２０を備えておらず、第１熱風供給ユニット１０のみを備えている点が異なる。
【００３１】
また、ワークＮは、複数の部品を有さず、熱容量が同じ単一の部品で構成されているが、便宜上、ワークＮの部位を、中央部Ｐ４と、一方側の端部Ｐ５とに分けて説明する。第３実施形態では、白抜き矢印Ａ３に示すように、第１熱風供給ユニット１０により、ワークＮの端部Ｐ５へ向けて熱風が供給される。
【００３２】
このように、ワークＮが単一の部品で構成されており各部位Ｐ４，Ｐ５の熱容量が同じであっても、ワークＮの部位Ｐ４，Ｐ５によって加熱後の温度を変えたい場合には、熱風供給ユニット１０により狙った部位を個別制御により加熱することができる。すなわち、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３３】
〈他の実施形態〉
上記各実施形態では、熱風供給ユニット１０，２０を構成する風態様可変部として送風ファン４，５を採用したが、送風ファンでなくても良い。例えば角度により風量を調整するダンパーでも良いし、エジェクタを用いたものでも良い。風態様可変部は、ヒータユニットに流入する風の風速、風量、及び温度の少なくともいずれかを可変とする構造であれば良い。
【００３４】
上記第１、第２実施形態では、ワークＷは熱容量が異なる部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を有するものであり、ワークＷの全体を均一の温度に加熱する場合について説明した。しかし、この制御形態に限らず、ワークＷの部位ごとに加熱後の設定温度を変えることを狙って、熱風供給ユニット１０，２０を制御しても良い。
【００３５】
上記第２実施形態の熱風加熱装置１０２では、２つの熱風供給ユニット１０，２０を備えるものとしたが、熱風供給ユニットは、第３実施形態のように片側に１つでも良いし、３つ以上の複数備えていても良い。熱風供給ユニットの数や、炉内８での配置については、加熱対象物の加熱部位に応じて適宜変更可能である。
【００３６】
また、複数の熱風供給ユニットを備える場合であっても、加熱対象部位が同程度の熱容量であれば、共通に制御し、同じ温度かつ風量で熱風を供給するようにしても良い。
【００３７】
上記各実施形態において、メイン送風ファン３はバッフル６の上部に設けたが、バッフル６の下部に設けても良い。また、炉内８での循環風の流し方や、バッフル６内への循環風の取り込み方についても、上記各実施形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００３８】
上記各実施形態において、ワークＷ，Ｎは、扁平な矩形状をなすものとしたが、被処理部材としてのワークの形状は、その他種々ものが適用される。
【００３９】
上記各実施形態において、バッフル６を有さない構成としても良い。
【００４０】
上記各実施形態において、メイン送風ファン３を、第１ヒータユニット１１を通過する風の態様を可変とする風態様可変部として構成しても良い。
【００４１】
上記各実施形態における熱風供給ユニット１０，２０では、ヒータユニット１２，１３と送風ファン４，５とを近接する位置に設けたが、離れていても良い。
【００４２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００４３】
２              ・・・ハウジング
３              ・・・メイン送風ファン（メイン送風部）
４              ・・・第１送風ファン（風態様可変部）
５              ・・・第２送風ファン（風態様可変部）
８              ・・・炉内
１０            ・・・第１熱風供給ユニット
１２，１３      ・・・ヒータユニット（ヒータ部）
２０            ・・・第２熱風供給ユニット
１０１          ・・・熱風加熱装置
Ｗ              ・・・ワーク（被処理部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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