(57)【要約】【課題】温風乾燥装置において、被乾燥物を乾燥させる乾燥エリア内の温風温度の分布を均一化させる。【解決手段】空気の流れを発生させる送風手段と、発生させた空気の流れの温度を上昇させる加熱手段と、前記送風手段から流入した空気の流れの周囲を囲み少なくともその途中で空気の流れを被乾燥物へ吹きつけるような空間を形成しつつ被乾燥物の進入及び排出のために外部と連通する開口部を有するダクト手段を持つ温風乾燥装置において、前記送風手段が発生する気流からみて前記加熱手段の下流側の一定区間内には、気流と直交する同一断面内において、気流の通過可能な投影面Ａと通過不可能な投影面Ｂがあり、下流に向かうにしたがい連続的または不連続に投影面Ａの面積が増加し、投影面Ｂの面積が減少することを特徴とする温風乾燥装置。【選択図】        図１
2006207847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流れを発生させる送風手段と、発生させた空気の流れの温度を上昇させる加熱手段と、前記送風手段から流入した空気の流れの周囲を囲み少なくともその途中で空気の流れを被乾燥物へ吹きつけるような空間を形成しつつ被乾燥物の進入及び排出のために外部と連通する開口部を有するダクト手段を持つ温風乾燥装置において、
前記送風手段が発生する気流からみて前記加熱手段の下流側の一定区間内には、気流と直交する同一断面内において、気流の通過可能な投影面Ａと通過不可能な投影面Ｂがあり、下流に向かうにしたがい連続的または不連続に投影面Ａの面積が増加し、投影面Ｂの面積が減少することを特徴とする温風乾燥装置。
【請求項２】
請求項１記載の温風乾燥装置において、
前記加熱手段は気流と直交する断面において異なる密度で配置される発熱体を有し、投影面Ｂが設置されるのは、前記発熱体の密度が一定以下の部分であることを特徴とする温風乾燥装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の温風乾燥装置において、
投影面Ｂにより形成される立体の形状は、頂点が下流側に向いた円錐の少なくとも一部を含んだ形状になっていることを特徴とする温風乾燥装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の温風乾燥装置において、
投影面Ｂにより形成される立体の形状は、頂点が下流側に向いた多角錐の少なくとも一部を含んだ形状になっていることを特徴とする温風乾燥装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載の温風乾燥装置において、
投影面Ａにより形成される立体の形状は、頂点が上流側に向いた円錐の少なくとも一部を含んだ形状となっていることを特徴とする温風乾燥装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項２記載の温風乾燥装置において、
投影面Ａにより形成される立体の形状は、頂点が上流側に向いた多角錐の少なくとも一部を含んだ形状となっていることを特徴とする温風乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温風乾燥装置に関し、詳しくは温風温度分布の均一化に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の温風乾燥装置は、広く普及しているヘアードライヤのように、ファンにより空気を送り、その送られてきた空気をヒータなどの熱源によって暖める構成になっているものがある。熱源としては電熱線ヒータが広く利用されていて、その中でも、コイル状に巻かれたものが一般的に使われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図９、図１０により従来の温風乾燥装置について説明する。コイル状に巻かれた電熱線ヒータはコストが安いという利点がある反面、その形状から、ヒータ断面の電熱線密度に偏りがある。具体的には、ヒータは円筒形状でヒータコアの中央部は電熱線の密度が薄く、円周部は密度が濃くなっている。そのため、ヒータ中央部分の風は十分に暖められず、ヒータ下流の温風温度分布は図１０に示すように中央部が低く円周部が高い温度分布になってしまう。
【特許文献１】特公昭６０‐０２７２８４号公報（第３頁、図２、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この、中央部の低い温度分布を是正するために、ヒータ中央部に円板状の部材を配置する方法がある。これは、中央部の電熱線密度が薄い部分の十分に暖められていない風を下流側へ直接流さないようにして、円周部の温風と混ぜる方法である。
【０００５】
ところが、ヒータ中央部に円板状の部材を取付けると、円板の後方に大きな渦が発生して流れの抵抗が大きくなり、下流では中央部の速度が遅く周辺部が速い風速分布が不均一な状態になる。通常、温風乾燥装置においては、被乾燥物を乾燥エリア内に搬入するための外部との連通口があいている。この連通口からは被乾燥物だけでなく、外気も乾燥エリア内に進入してくる。ヒータにより暖められた温風と外気が混ざると温風の温度が下がるが、このとき中央部の温風速度が遅い部分の温度が両サイドの温風速度が速い部分に比べて、より温風温度が下がってしまう。そのため、ヒータ中央部に円板状の部材を取付けると、ヒータの直後では温風温度分布を均一にできても、乾燥エリア内では中央部分の温度が低くなり、温風温度が不均一になってしまう。
【０００６】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、被乾燥物を乾燥させる乾燥エリア内の温風温度の分布を均一化させる温風乾燥装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、上記課題を解決するために本発明においては、空気の流れを発生させる送風手段と、発生させた空気の流れの温度を上昇させる加熱手段と、前記送風手段から流入した空気の流れの周囲を囲み少なくともその途中で空気の流れを被乾燥物へ吹きつけるような空間を形成しつつ被乾燥物の進入及び排出のために外部と連通する開口部を有するダクト手段を持つ温風乾燥装置において、前記送風手段が発生する気流から見て前記加熱手段の下流側に取付けられ、部分的に気流を遮断し、その下流側では連続的、または不連続に気流の遮断を解消する整流手段をもつことを特徴とする温風乾燥装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、温風乾燥装置においてヒータの発熱体密度が疎の部分の下流に流れを遮る部材を取付けることで、発熱体密度が疎の部分を通ってきた十分に暖められていない冷風を直接下流側へ流さず、かつ、流れを遮る部材を下流側へ向かう突起を持つ形状にすることによって、部材の下流での大きな渦の発生を抑え、その突起に沿って温風を集めることができる。したがって、下流でも温風の温度分布と速度分布は均一なまま流れていく。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１０】
実施例１として、プリンタ装置に取付けられ、プリンタ装置によって記録シートに印刷された画像を乾燥させる温風乾燥装置について説明する。図１は本実施例装置の温風乾燥装置の全体構成図であり、図２は本実施例の温風乾燥装置が内蔵されているプリンタ装置の全体構成図である。
【００１１】
プリンタ装置により記録シートに画像が印刷され、その画像の乾燥をおこなう工程について説明する。
【００１２】
図２のプリンタ装置は記録手段であるインクジェットヘッド２１を有し、記録シートＳにインクを吐出することにより画像を記録する。記録シートＳには、幅・長さが一定サイズ（例えばＡ４サイズなど）のカットシートと、幅が一定サイズで長さが例えば数十〜数百メートルのロール状に巻かれたロールシートがあり、本装置では双方とも使用可能である。記録シートＳは、給紙ローラセット２７によってインクジェットヘッド２１下方へと搬送され、画像記録を開始する。記録シートＳは画像を記録されながら搬送され、乾燥エリア５内に進入し画像形成インクが乾燥する。乾燥エリア５より排出された記録シートＳはカッタ２８によってカットされ印刷工程が終了する。
【００１３】
次に、画像が印刷された記録シートＳの乾燥をおこなう温風乾燥装置について説明する。温風乾燥装置のケーシングは断熱性の高い素材で作られていて、温風の温度上昇の効率が上がるようにしてある。温風乾燥装置の最上流部には送風ファン１が設置されている。送風ファン１はシロッコファン、軸流ファンのどちらでも使用可能で、ファンの吸入口より外気を吸込み、下流側にあるヒータ２に向かって風を送っている。送風ファン１より送られた風はヒータ２によって暖められる。
【００１４】
ヒータ２は図６に示すように電熱線をコイル状に巻き、それを更に十字型に組まれたヒータ基材にコイル状に巻きつけて作られた、ヘアードライヤなどで広く使われているものである。電熱線をコイル状に巻くことによって、送風との接触面積を増やし、効率的に温風を作り出すことができる。ヒータ２に電流を流すことによって電熱線が発熱し、その熱によって送風ファン１より送られた風が暖められ、温風になる。ヒータ２に流す電流値を変えることによって電熱線の発熱量を変化させて、所望の温風温度を得ることができる。しかし、ヒータ２はヒータ基材にコイル状に巻かれているため、中央部分は電熱線の密度が疎に、端の円周部分は電熱線の密度が密になっている。そのため、送風ダクト４の壁側を通ってきた風は電熱線に触れている時間が長いので十分に暖められるが、中央部分を通ってきた風は電熱線にほとんど触れないので十分に暖められず、冷風としてそのまま流れていく。この中央部の冷風が下流側に流れていってしまうと、乾燥エリア内の温度分布が不均一になってしまうので、それを防ぐために本実施例ではヒータ２の中央部分の下流に円錐部材６が取付けてある。ヒータ２から円錐部材６にかけての風の流れについて図３を用いて説明する。
【００１５】
図３は図１における矢印Ｘ方向から見た送風ダクト４の断面図である。中央部を流れてきた冷風は、円錐部材６の底面によって遮られるので、そのまま下流へ流れることはない。円錐部材６の底面にぶつかった冷風は図３の破線に示すように外側へ向かって流れていき、ヒータ２の電熱線の密な円周部を通ってきた温風（実線）と混ざる。円錐部材６と送風ダクト４の外壁との隙間Ａは送風ダクト４の断面積Ｂに比べて狭いので、絞りの効果によって円周部を通ってきた温風と中央部からの冷風とがしっかりと混ざり、隙間Ａを通り抜ける温風の温度分布は均一化される。温度分布が均一になった温風は、円錐部材６の底面によって送風ダクト４の外周部に分けられているが、円錐部材６は下流に向かう突起を持っているので、その突起に沿って温風はスムーズに流れていき、中央部分にも温風が集まってくる。
【００１６】
更に、円錐部材６と送風ダクト４の外壁との隙間Ａを温風が通り抜けるときに、図４に示すように円錐部材６の角部Ｃで流れが剥離するが、すぐに円錐部材６の側面に再付着するため大きな渦が発生しない。よって、従来例に示したような円板部材のみの場合に比べて流れの抵抗が少なく、円錐部材６の下流の風速分布も均一な状態で流れていく。
【００１７】
送風ダクト４内で円錐部材６によって温度分布と風速分布が均一化された温風は、乾燥エリア５で記録シートＳに吹きつけられる。乾燥エリア５には外部との連通口７があいていて、そこから画像が印刷された記録シートＳが搬入されてくる。乾燥エリア５において、温風を記録シートＳに吹きつけて乾燥をおこなう。乾燥エリア５内の温度が上昇することで空気の飽和水蒸気量が上がり、記録シートＳに吹きつけられた画像形成インクの水分が温風中へと移動して、画像形成インクと記録シートＳが乾く。多量の水蒸気を含んだ温風は排気ダクト９を通り、排気ファン１０によって機外に排気される。また、温風によって乾燥された記録シートＳは後端連通口８より乾燥装置外に搬送される。
【００１８】
画像が印刷された記録シートＳが搬入されてくる連通口７からは、記録シートＳだけでなく、外気も流入してくる。この流入してきた外気は、送風ダクト４を通ってきた温風と混ざる。しかし、外気の流入量は温風の流量に比べて小さいので、温風温度の低下は少なく、また、温風の風速分布は連通口７の幅方向、すなわち、記録シートの幅方向に均一であるので、外気の流入により温度が低下しても幅方向の温度分布は均一なままである。したがって、記録シートＳにあたる温風温度が幅方向で均一であるので、記録シートＳも均一に乾燥される。
【００１９】
本実施例ではプリンタ装置に取付けられた温風乾燥装置について説明したが、本発明は印刷済み記録シートの乾燥に限らず、干物や洗濯物など温風乾燥を利用するものには全て適用できる。
【実施例２】
【００２０】
実施例２として、実施例１とは逆に中央部分の発熱体密度が密で、外側の発熱体密度が疎のヒータを使用した場合について説明する。この構成は、ヒータとしてハロゲンヒータ等を使用した場合に、熱害のためにダクト壁をヒータに近づけることができないときに有効である。装置の構成については実施例１と同様にプリンタ装置に取付けられた温風乾燥装置として説明する。
【００２１】
図５は実施例２の温風乾燥装置のヒータと整流部材を示したものである。
【００２２】
実施例１と同様に、画像を印刷された記録シートＳが乾燥エリア５にある連通口７を通って搬送され、温風を吹きつけられて、記録シートＳの乾燥がおこなわれる。乾いた記録シートＳは後端連通口８より温風乾燥装置外に搬送される。温風乾燥装置も実施例１と同様に、送風ファン１により送られた風が、ヒータ２で暖められて、送風ダクト４を通って乾燥エリア５へと流れていく。乾燥エリア５で記録シートＳを乾燥させ、水蒸気を多量に含んだ温風は、排気ダクト９を通って、排気ファン１０より機外へと排気される。
【００２３】
ヒータと整流部材付近の温風の流れについて図５を用いて説明する。
【００２４】
ヒータ１２は中央部の発熱体密度が密で、外側の発熱体密度が疎であるので、送風ダクト４の中央部を通ってきた風はヒータ１２により十分に暖められるが、送風ダクト４の壁面付近を通ってきた風はあまり暖められず、冷風のままである。この外側の冷風を直接下流へと流さないようにするために、ヒータ１２の発熱体密度が疎である送風ダクト４の壁面付近に整流部材１３が取付けられている。整流部材１３は、温風の流れ方向と直交する面と、流れ方向に沿った面とにより構成されている。この整流手段１３により、温風の流路は頂点が上流側に向いた円錐若しくは多角錐の一部を含んだ形状になっている。整流部材１３の流れ方向と直交する面にぶつかった冷風は、その面に沿って送風ダクト４の中央付近へと集まってくる。中央付近に集まってきた冷風は、ヒータ１２の発熱体密度が密の部分を通り十分に暖められた温風と混ざる。整流部材１３によって温風の流路は狭められているので、絞りの効果によって中央部分を流れてきた温風と中央付近に集められた冷風はよく混ざり、温風の温度分布は均一化される。温度分布が均一化された温風は整流部材１３の斜面に沿って流れていく。整流部材１３によって温風の流路は連続的に広げられていくので、流れの抵抗は少なく、温風はスムーズに流れていく。よって、大きな渦が発生することはなく、整流部材１３を通り抜けた温風は、温度分布も風速分布も一様になっている。送風ダクト４を通って乾燥エリア５に到達した温風は、幅方向の温度分布も速度分布も均一な流れであるので、連通口７から流入してくる外気と混ざっても均一な温度分布は保たれたまま、乾燥エリア５内を下流側へと流れていく。乾燥エリア５内の温風は記録シートＳの幅方向に温度分布が均一なので、記録シートＳの乾燥ムラができることはなく、均一な乾燥がおこなわれる。
【００２５】
記録シートＳを乾かし、多量の水蒸気を含んだ温風は排気ダクト９を通り、排気ファン１０により機外へと排気される。一方、乾燥された記録シートＳは後端連通口８より乾燥エリア５の外へと搬送される。
【００２６】
本実施例２においては実施例１と同様にプリンタ装置に付属した温風乾燥装置について説明したが、本実施例の発明は印刷済み記録シートの乾燥に限らず、温風乾燥を使用するもの全てに適用することができる。
【実施例３】
【００２７】
実施例３として、実施例１と同様なヒータ構成で整流部材の形状が多角錐である場合について説明する。ヒータの形状や温風乾燥装置の構成などは実施例１と同様である。
【００２８】
温風乾燥装置内の温風の流れは実施例１と同様に、送風ファン１により送られた風が、ヒータ２で暖められて、送風ダクト４を通って乾燥エリア５へと流れていく。乾燥エリア５で被乾燥物を乾燥させ、水蒸気を多量に含んだ温風は、排気ダクト９を通って、排気ファン１０より機外へと排気される流れである。
【００２９】
ヒータ２は電熱線をコイル状に巻いたものであり、円周部は電熱線が密であるが、中央部は電熱線密度が疎である。そのため、ヒータ２の中央部分を通ってきた風は十分に暖められず、冷風としてそのまま流れていってしまう。この冷風が乾燥エリア内に直接流れていかないように、本実施例では図７に示すようにヒータ２の下流に多角錐部材３５が設置されている。この多角錐部材３５周辺の風の流れは図８に示すように流れていく。ヒータ２の中央付近を流れてきた十分に暖められていない冷風（破線）は、多角錐部材３５の底面に遮られて、送風ダクト４の周辺部へと流れていく。送風ダクト４の周辺部へと流された冷風は、ヒータ２の電熱線が密な円周部を通ってきた温風（実線）と混ざる。多角錐部材３５と送風ダクト４の内壁との隙間は、送風ダクト４の断面積よりも狭いので、絞りの効果により、冷風と温風が十分に混ざり、温風の温度分布は均一化される。温度分布が均一化された温風は、多角錐部材３５の斜面に沿って流れていき、送風ダクト４の中央付近にも集まってくる。よって、ヒータ２の下流側に多角錐部材３５を取付けることにより、温風の温度分布を均一化することができる。
【００３０】
以上のように、多角錐形状の整流部材でも実施例１で説明した円錐形状の整流部材と同等の効果があり、乾燥エリア５内の温風温度分布を均一にできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１の温風乾燥装置の主要部分構成図
【図２】実施例１の温風乾燥装置内蔵のプリンタ装置構成図
【図３】実施例１の送風ダクトの断面図
【図４】円錐部材近傍の流れの模式図
【図５】実施例２の送風ダクトの断面図
【図６】電熱線ヒータの構造を示す図
【図７】実施例３のヒータ及び多角錐部材を示す図
【図８】実施例３の送風ダクトの断面図
【図９】従来例のヒータ断面図
【図１０】図９のＥ−Ｆ断面での温度分布を示す図
【符号の説明】
【００３２】
１  送風ファン
２  ヒータ
４  送風ダクト
５  乾燥エリア
６  円錐部材
７  連通口
８  後端連通口
９  排気ダクト
１０  排気ファン
１２  ヒータ
１３  整流部材
２１  インクジェットヘッド
２７  給紙ローラセット
２８  カッタ
３１  ヒータ基材
３２  電熱線
３５  多角錐部材
Ｓ  記録シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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