(57)【要約】      （修正有）【課題】走行する金属製無端ベルトを効率的に且つベルト幅方向の温度分布にバラツキがなく、素早く昇温させることができ、しかも消費エネルギーを最小限に抑えることができる加熱チャンバーと、同チャンバーを使った無端ベルトの加熱方法及び加熱装置の提供。【解決手段】加熱チャンバーは、二重箱体からなり、第１チャンバーは無端ベルトとの対向面が開放され、外部の蒸気吸引源に接続される蒸気排出口を有している。第２チャンバーは第１チャンバーの開放面側に１以上の蒸気噴出ノズルを有すると共に外部の蒸気源に接続される蒸気導入口を有し、蒸気導入口を介して第２チャンバーの内部に所要温度の蒸気を導入して、蒸気噴出ノズルから走行する無端ベルトの非加工面に向けて噴出する。無端ベルトに噴出された蒸気を第１及び第２チャンバーの間に形成された間隙を通して第１チャンバーの上記蒸気排出口から排出する。【選択図】図１
2005001323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のドラム上に掛け渡されて回動する金属製無端ベルトを介して被加工物を熱媒体によって加熱するベルトマシーンに適用される加熱用のチャンバーであって、
上記金属製無端ベルトとの対向面が開放された箱体からなり、外部の熱媒体吸引源に接続される熱媒体排出口を有する第１チャンバーと、
前記第１チャンバーと金属製無端ベルトとの間に所要の間隙をもって同チャンバー内に収納され、前記第１チャンバーの開放面側に１以上の熱媒体噴出ノズルを有すると共に外部の加熱供給源に接続される熱媒体導入口を有する第２チャンバーと
を備え、
前記熱媒体噴出ノズルは上記金属製無端ベルトのベルト幅の全域にわたり熱媒体を噴出する熱媒体噴出口を有してなる、
ことを特徴とするベルトマシーン用の加熱チャンバー。
【請求項２】
前記熱媒体噴出口は、上記無端ベルトの走行方向に所定の間隔をおいてベルト幅方向に直線的に延びて列設された１以上の熱媒体噴出スリットからなる請求項１記載の加熱チャンバー。
【請求項３】
前記熱媒体噴出口は、千鳥状に配された多数の熱媒体噴出孔からなる請求項１記載の加熱チャンバー。
【請求項４】
前記熱媒体噴出口の周辺の少なくとも一部に低摩擦係数の合成樹脂が配されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の加熱チャンバー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の加熱チャンバーが適用され、同加熱チャンバーから噴出される熱媒体をもって、複数のドラム上に掛け渡されて回動するベルトマシーンの金属製無端ベルトを加熱するベルト加熱方法であって、
外部の加熱供給源から上記熱媒体導入口を介して上記第２チャンバーの内部に所要温度の熱媒体を導入すること、
第２チャンバーに導入された熱媒体を、その熱媒体噴出ノズルから走行する無端ベルトの非加工面に向けて噴出すること、
無端ベルトに噴出された熱媒体を上記第１及び第２チャンバーの間に形成された間隙を通して第１チャンバーの上記熱媒体排出口から排出すること、
を含んでなることを特徴とするベルトマシーンの金属製無端ベルトの加熱方法。
【請求項６】
前記熱媒体排出口から排出される熱媒体を前記熱媒体導入口に帰還させること、
前記熱媒体導入口に帰還する途中の熱媒体温度を検出すること、及び
その検出値に基づき、帰還途中にある循環熱媒体を加熱すること、
を更に含んでなる請求項５記載の金属製無端ベルトの加熱方法。
【請求項７】
複数のドラム上に掛け渡されて回動するベルトマシーンの金属製無端ベルトの走行面に向けて配され、請求項１〜４のいずれかに記載の加熱チャンバーを使って前記金属製無端ベルトを加熱する加熱装置であって、
上記第１チャンバーの熱媒体排出口と第２チャンバーの熱媒体導入口とを連結する連結管路と、
この連結管路にあって前記熱媒体排出口の下流側に配された熱媒体吸入手段と、
前記連結管路の前記熱媒体吸入手段と前記熱媒体導入口との間に配された加熱部と、
前記連結管路にあって前記加熱部と前記熱媒体導入口との間に配された熱媒体温度検出部と、
を備えてなることを特徴とするベルトマシーン用金属製無端ベルトの加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２以上のドラム間に掛け渡された金属製の無端ベルトを介して加熱・加圧・冷却などの多様な処理を連続して行うベルトマシーンの金属製無端ベルトを加熱するための加熱用チャンバーと、その加熱方法及び加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、金属製の無端ベルトを使って加熱・加圧・冷却などの各種の処理加工を連続して行う処理機械が、例えば塗工機、フィルム成形機、電子部品の製造機、合成樹脂の重合機、シート同士の貼着機、各種樹脂や化学品、食品などの冷却・固化・造粒機など多分野にわたって使われるようになってきている。これらの被加工物に対する処理加工や製品の製造のための機械は、単にベルトマシーンと呼称されることが多い。これらのベルトマシーンには、単一の金属製無端ベルトを使い、そのベルト上で被加工品に対して所望の加工を行うシングルベルトマシーンと、上下一対の金属製無端ベルトの間にて被加工品に対して各種の処理加工を行うダブルベルトマシーンがある。そして、この金属製無端ベルトは、肉厚が（０．６〜３ｍｍ）と厚く剛性も高く、長さが８ｍを越える大重量のものが多い。
【０００３】
シングルベルトマシーンとしては、例えば光学用フィルムキャスティング装置があり、高精度のギアポンプから供給される液状の樹脂を特殊に設計されたＴダイから一方向に走行する表面が鏡面加工された金属製無端ベルト上に供給し、同ベルトの回動とともに加熱して脱溶剤させたり、樹脂材料を重合させながらフィルム状又はシート状として引き取るものである。このとき、ベルトによる加熱・冷却などの温度やフィルムやシートの幅及び厚みが高精度に制御される。このベルトマシーンによれば、製品フィルムの全ての方向に張力が一切かからない状態で製造されるため光学的歪みのない高品質のフィルムが製造できる。
【０００４】
このシングルベルトマシーンの具体例として、例えば特許文献１に開示されたシングルベルトマシーンがある。このシングルベルトマシーンは、流動性の化学製品を粒子に成形するための滴下成形機である。この滴下成形機は、大気圧下において、流動性の化学製品が収容される内部室を有する回転スクリーンを回転させて、室内の圧力部材に流動性の化学製品を衝突させて流体圧力を生成し、スクリーンの開口を通って流動性の化学製品を押し出して点滴を形成せしめ、一方に走行する金属製の無端ベルトの搬送表面上に滴下させる。この搬送表面上で滴下した点滴は搬送され固化して粒子になり、そこから取り出されて収集される。この粒子としては、例えば薬剤、調味料、芳香剤、合成洗剤、樹脂安定剤などの化学製品からなる粒子である。
【０００５】
一方のダブルベルトマシーンは、被加工物を走行する上下ベルト間で搬送しながら同時に加熱／冷却、反応、加圧／積層、鏡面転写などの各種加工を連続的に行うものであり、例えば、特許文献２によれば、コイルアンテナにＩＣチップが実装されたインレットシートをカード基材間に配置させたワークＷを、上下に配され対向ベルト領域において一方向に走行する金属製の無端ベルト間に挟持して、加熱・加圧装置により加熱したのち加圧するとともに冷却し、ＩＣチップ内蔵型の樹脂カードを製造するダブルベルトマシーンが開示されている。また、例えば特許文献３では、同一方向に同速度で進行する一対の金属製無端ベルトを直列に２組以上設置し、未発泡樹脂シートを前記一対のベルトをもって挟圧して移送しながら、温度条件などが変えられた複数組の上下ベルト間を多段に通して、均一な気泡を有する発泡シートを連続して製造する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２７６８７７号公報
【特許文献２】
特開平１１−３３８９９７号公報
【特許文献３】
特開平７−８８８７３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この種のベルトマシーンにあって、金属製無端ベルトに対する均一な加熱及び冷却は製品の良否を決定づける最も重要な要件の一つである。すなわち、走行する無端ベルトの走行路に沿って高温加熱領域と冷却領域とが仕分けられており、連続して移送される被加工物に対しては、無端ベルトの高温加熱領域と冷却領域において所要の温度で均一な加熱と冷却がなされる必要がある。しかるに、無端ベルトは不動ではなく、一方向に移動するため、高温加熱領域に次いで冷却領域と変更されるため、無端ベルト自体を可能な限り素早く高温加熱領域と冷却領域とに切り換えなければならない。しかも、その加熱・冷却もベルト幅方向にて温度分布が均一でなければならない。
【０００８】
加熱について見ると、従来の加熱は、例えば特許文献３にも無端ベルトの加熱に空気などのガスの吹き付け、赤外線などによる輻射熱、電気ヒーターや油等の熱媒体で温度を制御されたロール及び組合せによってなされると記載されている。ガスの吹き付けによるベルト加熱は、２００〜３００℃の高温加熱はむずかしいが、加熱体がベルトに接触しないこと、及びガス吹き出し位置において均等に加熱することができることから様々な加工処理に採用されている。上記特許文献３では、その具体的構成は明らかではないが、従来、前記空気などのガスの吹き付けによる加熱では、単なるボックス状の密閉チャンバーの無端ベルトと対向する面にガスなどの噴射ノズルを形成し、同チャンバーに加熱空気などの高温ガスをベルト面に噴射して加熱するに過ぎなかった。
【０００９】
しかしながら、前述のごとく、密閉チャンバーが単一のボックス状であるかぎり、一旦、噴射ノズルから噴出されたガス等の熱媒体は回収する機構を積極的に別途設けないかぎり回収は難しく、蒸気や温風での加熱の場合にはそのまま外気に放散させているのが一般的である。例えばこの噴出後のガスを仮に回収することができたとしても、これを再び加熱ガスとして利用しようとすれば、回収されたガスは回収の際に大幅に冷却されてしまい、これを所要の温度にするには改めて最初から加熱しなおさなければならない。その結果、極めて大きな熱エネルギーが必要となる。
【００１０】
また、通常の角状の噴射ノズル形状をもつノズルによって高温ガスを噴出してベルトを加熱したとき、その加熱領域が狭くなるため走行する無端ベルトには瞬間的で且つ局部的な加熱がなされるに止まり、その加熱ガスの噴出領域を通過したのちは直ちに冷却が開始され、被加工物に対する加工処理に連続性がなく、被加工物の物性にもバラツキが生じやすくなる。
【００１１】
本発明は、以上の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は走行する金属製無端ベルトを効率的に且つベルト幅方向の温度分布にバラツキがなく、素早く昇温させることができ、しかも消費エネルギーを最小限に抑えることができる加熱チャンバーと、同チャンバーを使った無端ベルトの加熱方法及び加熱装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
かかる目的は、以下に説明する本発明の無端ベルトの加熱チャンバー、同チャンバーを使った無端ベルトの加熱方法及び加熱装置により効果的に達成される。本発明の要旨は、複数のドラム上に掛け渡されて回動する金属製無端ベルトを介して被加工物を熱媒体によって加熱するベルトマシーンに適用される加熱用のチャンバーであって、上記金属製無端ベルトとの対向面が開放された箱体からなり、外部の熱媒体吸引源に接続される熱媒体排出口を有する第１チャンバーと、前記第１チャンバーと金属製無端ベルトとの間に所要の間隙をもって同チャンバー内に収納され、前記第１チャンバーの開放面側に１以上の熱媒体噴出ノズルを有すると共に外部の加熱供給源に接続される熱媒体導入口を有する第２チャンバーとを備え、前記熱媒体噴出ノズルは上記金属製無端ベルトのベルト幅の全域にわたり熱媒体を噴出する熱媒体噴出口を有してなることを特徴とするベルトマシーン用の加熱チャンバーにある。
【００１３】
前記熱媒体噴出口は、上記無端ベルトの走行方向に所定の間隔をおいてベルト幅方向に直線的に延びて列設された１以上の熱媒体噴出スリットからなること、または、千鳥状に配された多数の熱媒体噴出孔からなることが好ましい。
【００１４】
前記熱媒体噴出口の周辺の少なくとも一部に低摩擦係数の合成樹脂が配されてなることが好ましい。
【００１５】
また本発明の要旨は、前記の加熱チャンバーが適用され、同加熱チャンバーから噴出される熱媒体をもって、複数のドラム上に掛け渡されて回動するベルトマシーンの金属製無端ベルトを加熱するベルト加熱方法であって、外部の加熱供給源から上記熱媒体導入口を介して上記第２チャンバーの内部に所要温度の熱媒体を導入すること、第２チャンバーに導入された熱媒体を、その熱媒体噴出ノズルから走行する無端ベルトの非加工面に向けて噴出すること、無端ベルトに噴出された熱媒体を上記第１及び第２チャンバーの間に形成された間隙を通して第１チャンバーの上記熱媒体排出口から排出することを含んでなることを特徴とするベルトマシーンの金属製無端ベルトの加熱方法にある。
【００１６】
前記熱媒体排出口から排出される熱媒体を前記熱媒体導入口に帰還させること、前記熱媒体導入口に帰還する途中の熱媒体温度を検出すること、及びその検出値に基づき、帰還途中にある循環熱媒体を加熱することを更に含んでなることが好ましい。
【００１７】
更に本発明の要旨は、複数のドラム上に掛け渡されて回動するベルトマシーンの金属製無端ベルトの走行面に向けて配され、前記の加熱チャンバーを使って前記金属製無端ベルトを加熱する加熱装置であって、上記第１チャンバーの熱媒体排出口と第２チャンバーの熱媒体導入口とを連結する連結管路と、この連結管路にあって前記熱媒体排出口の下流側に配された熱媒体吸入手段と、前記連結管路の前記熱媒体吸入手段と前記熱媒体導入口との間に配された加熱部と、前記連結管路にあって前記加熱部と前記熱媒体導入口との間に配された熱媒体温度検出部とを備えてなることを特徴とするベルトマシーン用金属製無端ベルトの加熱装置にある。
【００１８】
本発明における熱媒体としては、水、熱媒体油等の液体；空気、窒素ガス等の気体；蒸気等の公知の熱媒体が用いられるが、以下の説明においては、便宜的に蒸気を用いる場合について説明する。
【００１９】
本発明に係る蒸気加熱チャンバーの基本構成は、複数のドラム上に掛け渡されて回動する金属製無端ベルトを介して被加工物を蒸気をもって加熱するベルトマシーンに適用される蒸気加熱用のチャンバーであって、上記金属製無端ベルトとの対向面が開放された箱体からなり、外部の蒸気吸引源に接続される蒸気排出口を有する第１チャンバーと、前記第１チャンバーと金属製無端ベルトとの間に所要の間隙をもって同チャンバー内に収納され、前記第１チャンバーの開放面側に１以上の蒸気噴出ノズルを有すると共に外部の蒸気供給源に接続される蒸気導入口を有する第２チャンバーとを備え、前記蒸気噴出ノズルは上記金属製無端ベルトのベルト幅の全域にわたり蒸気を噴出する蒸気噴出口を有してなることを特徴としている。
【００２０】
前記第１チャンバーは外部の蒸気供給源と接続され、同蒸気供給源から供給される、例えば高圧の過熱蒸気をその蒸気導入口から導入する。第２チャンバーに導入された高圧蒸気は同チャンバーの内部に拡散され、ベルト対向側の面に形成された蒸気噴出ノズルを経て走行する無端ベルトの片面にベルト幅方向の全域にわたって均一に噴出され、金属製無端ベルトを速やかに加熱する。この噴出された蒸気は、無端ベルトの噴出面を伝って第１チャンバーと第２チャンバーとの間の空隙に戻される。このとき、噴出された蒸気の一部は無端ベルトと第１チャンバーとの間の間隙を通って外部に漏れる。
【００２１】
第１チャンバーと第２チャンバーとの間の空隙に戻された蒸気は、外部に配された蒸気吸引源により第１チャンバーの蒸気排出口から吸引されてチャンバー外へと排出される。その結果、蒸気噴出ノズルから噴出された蒸気は効果的に無端ベルトの所要の領域を均等に加熱でき、しかもベルトに噴出されて冷却された蒸気は、そのまま外部に放散されず、第１チャンバーと第２チャンバーとの間の空隙を通して排出口から積極的にチャンバー外へと排出されるため、無端ベルトに噴出され冷却した蒸気は無端ベルトに接触することなく、無端ベルトが効率的に加熱されることになる。
【００２２】
前記蒸気噴出口は、上記無端ベルトの走行方向に所定の間隔をおいてベルト幅方向に直線的に延びて列設された１以上の蒸気噴出スリットから構成すれば、蒸気噴出スリットからは均等な蒸気が噴出し、無端ベルトのベルト幅方向に均一加熱がなされるため好ましい。また、このスリットに代えて、千鳥状に配された多数の蒸気噴出孔から構成することも可能である。この場合、千鳥状に配される蒸気噴出孔は隣接する孔同士がベルト走行方向で僅かに重なるようにすれば、ベルト幅方向の全てのベルト面に噴出蒸気が噴出されることになるため好ましい。
【００２３】
更に、本発明にあっては前記蒸気噴出口の周辺に低摩擦係数の合成樹脂片を配することが望ましい。上述のように、蒸気噴出口は走行する無端ベルトに直接対向して配されるため、その蒸気噴出口が無端ベルトに接触すると、蒸気噴出口のみならず無端ベルトにも傷が付き、製品に対する均一な処理加工ができなくなる恐れがある。これを避けるため、前述のごとく蒸気気噴出口の周辺に、例えばフッ素樹脂のごとき低摩擦係数の合成樹脂片を取り付けておけば、たとえ蒸気噴出口が無端ベルトに接触しても両者が傷付くことはなく、製品への影響のみならず第２チャンバー及び無端ベルトの耐久性を向上させることができる。
【００２４】
更に本発明にあっては、上述の蒸気加熱チャンバーを使い、上記蒸気排出口から排出される蒸気を前記蒸気導入口に帰還させることができ、この蒸気導入口に帰還する途中の蒸気温度を検出して、検出値に基づき、帰還途中にある循環蒸気に高温の新規な蒸気を追加導入することもできる。すなわち、既述したとおり、無端ベルトに直接噴出される蒸気のうち、僅かではあるが第１チャンバー開放面から直接外部に漏れ出る蒸気もあり、更には帰還路を通るうちに蒸気が低温化するのはやむを得ない。
【００２５】
そこで、本発明にあっては漏れによる蒸気量の低下と帰還蒸気の低温化を見込んで、所量の帰還蒸気を外部にドレンさせるとともに、第２チャンバーへと帰還させる蒸気に新たな高温の蒸気を追加導入することにより、第２チャンバーの蒸気導入口に導入される蒸気を所定の温度までに高めるようにしている。そのため、蒸気導入口に到る間に蒸気温度センサーをもって蒸気温度を検出し、その検出値に基づき、制御部を介して高温の新規な追加蒸気導入部への蒸気量を決定し、必要量の高温蒸気を追加導入して、第２チャンバーの蒸気導入口に導入される蒸気温度と導入量を確保する。
【００２６】
さて、以上の無端ベルト加熱方法は、上述の蒸気加熱チャンバーを複数のドラム上に掛け渡されて回動するベルトマシーンの金属製無端ベルトの走行面に向けて配し、その蒸気加熱チャンバーを使って前記金属製無端ベルトを加熱する以下の加熱装置により効果的なベルト加熱が実現できる。
【００２７】
すなわち、前記金属製無端ベルトの蒸気加熱装置は、上記第１チャンバーの蒸気排出口と第２チャンバーの蒸気導入口とを連結する連結管路と、この連結管路にあって前記蒸気排出口の下流側に配された蒸気吸入手段と、前記連結管路の前記蒸気吸入手段と前記蒸気導入口との間に配された新規蒸気導入部と、前記連結管路にあって前記新規蒸気導入部と前記蒸気導入口との間に配された蒸気温度検出部とを備えてなることを特徴とするベルトマシーン用金属製無端ベルトの蒸気加熱装置にある。更には、前記新規蒸気導入部に超濾過手段を配することが好ましい。この超濾過手段を通すことにより、循環蒸気内に混入する塵芥が確実に除去される。
【００２８】
【発明の実施形態】
以下、本発明の代表的な実施形態であって、蒸気を用いる場合について図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明のベルトマシーンにおける金属製無端ベルトの蒸気加熱チャンバーの一実施形態を概略的に示す断面図である。
同図において、符号１０はベルトマシーンに装着された金属製無端ベルト１０１に対する本発明の蒸気加熱チャンバーを示し、同加熱チャンバー１０は第１チャンバー１１と第２チャンバー２１とを備えている。
【００２９】
本実施形態における第１チャンバー１１はステンレス鋼からなる板材により形成された上方が開放された前後左右の図示されない側壁１２〜１５と底壁１６の５面体からなる箱体である。その底壁１６の左右又は前後の端部には一対の蒸気排出口１６ａが形成され、蛇腹管などからなる外部の蒸気排出管路３０に接続可能とされている。また、前記側壁１２〜１５の開放端縁にはその縁部に沿って、例えばフッ素樹脂からなる低摩擦係数の合成樹脂製連続片１７が添着されている。なお、前記蒸気排出口１６ａは底壁１６に形成されるとは限らず、前後左右の側壁１２〜１５のいずれかに形成することもできる。更に、第１チャンバー１１には第２チャンバー２１の後述する蒸気導入口２２ａに接続される蒸気導入管路３１を気密状に挿通するための配管挿通口１６ｂが形成されている。
【００３０】
一方、上記第２チャンバー２１は、上記第１チャンバー１１よりも体積も容積も小さい直方体からなる箱部本体２２と、同箱部本体２２の上壁面に形成された蒸気噴出ノズル２３とを備えている。前記箱部本体２２の底壁中央には蒸気導入口２２ａが形成されており、ここには蛇腹管などからなる蒸気導入管路３１が第１チャンバー１１の配管挿通口１６ｂを介して接続される。
【００３１】
本実施形態にあっては、図１に示すように前記蒸気噴出ノズル２３をベルト走行方向に所要の間隔をおいて３列の蒸気噴出口を構成する２条のスリット２４が形成されている。このスリット２４は箱部本体２２の上壁面に直接形成されてはいるものではなく、二等辺三角形断面を有する図示されない中空体２５の開放された底面側が前記箱部本体２２の蒸気導入部２２ａから上方に突出し、前記箱部本体２２の蒸気導入部２２ａを介して箱部本体２２の内部と中空体２５とが連通しており、更にその頂上部分の稜線に沿って前記スリット２４が連続して形成されている。
【００３２】
前記中空体２５は、少なくとも上記無端ベルト１０１のベルト幅よりも長く形成されており、その頂上部に形成される前記スリット２４の長さは少なくとも同ベルト幅に一致する長さに設定される。また、同スリット２４の開口部は前記中空体２５の断面視でスリット２４を横切る前後方向に向けて上方が拡開するように湾曲させて舌片部２４ａを形成している。スリット２４を、このような形状とすることにより、箱部本体２２に導入される蒸気を無端ベルト１０１の噴出面に対して走行方向に効果的に拡散して噴出させることができる。また、この開口部の少なくとも前方の舌片部２４ａのベルト対向面の一部には、第１チャンバー１１の上記合成樹脂製連続片１７と同一材質の複数の合成樹脂短片２６が所要の間隔をおいて添着一体化されている。
【００３３】
図２は、以上の構成を備えた本発明の上記加熱チャンバー１０が適用されたシングルベルトマシーン１００の一例である光学用フィルムキャスティング装置を概略で示している。このベルトマシーン１００に適用される金属製無端ベルト１０１は、ベルト幅方向の高い厚み精度をもつ超鏡面加工がなされている。このベルトマシーン１００にあって、前記金属製無端ベルト１０１はステンレスからなり、その厚みは１．５ｍｍ、ベルト幅は３ｍ、ベルト速度は２〜１００ｍであって製品厚みは１０μｍ以上である。前記金属製の無端ベルト１０１は製品移送側の従動ドラム１０２と原料樹脂供給側の駆動ドラム１０３に上掛け渡されて、駆動ドラム１０３により積極的に回動させる。
【００３４】
図示例によるシングルベルトマシーン１００は、駆動ドラム１０３側のベルト上面に、同無端ベルト１０１の駆動ドラム１０３側の端部上方に配された高精度のギアポンプ１０４から溶融樹脂が定量で供給され、専用に設計されたＴダイ１０５を介して所要の幅で押し出され、同ベルト１０１上を従動ドラム１０２側へと移送される間に３段の蒸気加熱部１０６において蒸気加熱がなされたのち、従動ドラム１０２側のベルト転向部を経て、無端ベルト１０１の回動に伴われて同ベルト１０１の下面に担持されながら駆動ドラム１０３側へと回送され、駆動ドラム１０３の外側に配された引取ロール群１０７を介して図示せぬ巻取部に巻き取られる。
【００３５】
本実施形態にあって、前記各蒸気加熱部１０６に本発明の蒸気加熱チャンバー１０が適用されている。この蒸気加熱チャンバー１０は第１チャンバー１１の開放面及び第２チャンバー２１の蒸気噴出ノズル２３を、走行する無端ベルト１０１の加工処理領域Ａの裏面に向けて３段配され、それぞれを１組としてベルト走行方向に３組が図示せぬフレームに固設されている。図３には、そのうちの１組の蒸気循環回路を例示しているが、他の２組についても後述する新規な追加蒸気の温度が変更される以外は同一の構成を備えている。また、同図ではベルト加熱用の蒸気を循環使用する場合を例示するが、工場内の蒸気がそのまま使用でき、熱エネルギーの損失が無視できる場合には、従来と同様に、一度噴出した蒸気は回収せずに大気中に放散させることも可能である。
【００３６】
上記第１チャンバー１１の上記排出口１６ａが上記排出管路３０と接続され、その排出管路３０には循環排気ファン３２が取り付けられ、同循環排気ファン３２により第１チャンバー１１内の蒸気を積極的に吸引排出する。この循環排気ファン３２の排出側は、更に循環ファン３３との間を排出側管路３４で接続されており、更に前記循環ファン３３の排出側管路３５には濾過ユニット３６が接続されている。この濾過ユニット３６は上流側にプレフィルター３７が配されるとともに、その下流側にはＨＥＰＡフィルター３８が配されており、プレフィルター３８を通る蒸気のうち余剰の蒸気を排出路３９を通して外部に排出するようにしている。また、前記ＨＥＰＡフィルター３８の上流側には前記プレフィルター３７を通る蒸気に対して、外部の図示せぬ新規な蒸気供給源から供給される新規蒸気供給管路４０が接続されている。この新規蒸気供給管路４０には、高圧蒸気を加熱して１００℃以上の過熱蒸気とする図示せぬ加熱部が配されている。
【００３７】
そして、前記ＨＥＰＡフィルター３８の給気側には上記第２チャンバー２１の蒸気導入口２２ａとの間を上述の蒸気導入管路３１をもって連結して、全体として循環回路を構成している。前記蒸気導入管路３１には温度検出器４１及び圧力計４２が配されており、前記温度検出器４１にて検出される蒸気の温度が予め設定された温度を外れたとき、図示せぬ制御部にその信号が送られる。同制御部では、上記新規蒸気供給管路４０から供給される過熱蒸気の供給量と、上記プレフィルター３７を経てＨＥＰＡフィルター３８に送られる排出蒸気量との混合割合を演算し、余剰の排出蒸気を上記排出路３９を通して外部に放散させるとともに、混合割合に応じた新規の過熱蒸気をＨＥＰＡフィルター３８の前段部に送り込む。こうして、上記蒸気導入管路３１を通る蒸気の温度を一定に維持させている。
【００３８】
また前記圧力計４１では、蒸気導入管路３１を通る蒸気の圧力を常に測定して前記制御部にその測定信号を送り出しており、予め設定された圧力から外れると、前記制御部から前記新規蒸気供給管路４０に設けられた図示せぬ流量制御弁を調整して、必要な流量の新規蒸気を供給する。なお本実施形態にあっては、上記循環排気ファン３２と循環ファン３３とを接続する排出側管路３４の途中からドレン管路４２を分岐させて予め設定された余剰の排出蒸気を外部に放出させている。
【００３９】
さて、以上の構成を備えた本発明のベルト加熱装置を使って、上記ベルトマシーン１００の金属製無端ベルト１０１を加熱するには、蒸気導入管路３１から第２チャンバー２１に蒸気導入口２２ａを介して導入された高圧高温の蒸気は同第２チャンバー２１の箱部本体２２の内部に充満し、その上面開口部２２ｂを介して上部に配された中空体２５に導入されてスリット２４で絞られて、高圧蒸気となって同スリット２４から一方向に走行する無端ベルト１０１の下面に向けて噴出される。この噴出した高温蒸気は、ベルト面に噴出されたのち、拡散して第２チャンバー２１の外面と第１チャンバー１１の内壁面との間の空隙へと導かれる。このとき、ベルト下面に噴出された蒸気の一部はベルト幅方向から外部に漏れるが、この漏れ蒸気は無端ベルト１０１の上面側に配された複数の回収フード４４に集められ、外部に排出される。このとき、必要ならば前記排気を浄化してから外気に放散させる。
【００４０】
第１チャンバー１１と第２チャンバー２１との間の空隙に導かれた蒸気は、第１チャンバー１１の蒸気排出口１６ａから排出管路３０を経て循環排気ファン３２により積極的に吸引され、余剰の蒸気をドレン管路４３からドレンさせるとともに、更に循環ファン３３により排出側管路３４を通して積極的に吸引され濾過ユニット３６に達する。排出側管路３４を通って濾過ユニット３６に送られた排出蒸気は、先ず濾過ユニット３６のプレフィルター３７を通って通常の濾過が行われたのち、ＨＥＰＡフィルター３８を通して高度に清浄化された蒸気を蒸気導入管路３１に送り出される。
【００４１】
このとき、前記ＨＥＰＡフィルター３８を通される蒸気は、前述のような排出蒸気だけではなく、ＨＥＰＡフィルター３８の前段に所容量の新規の加熱蒸気が図示せぬ新規蒸気供給源から導入され、前記排出蒸気に混合されたのちＨＥＰＡフィルター３８を通って所要温度と圧力の清浄な蒸気が上記蒸気導入口２２ａに導入される。上記ＨＥＰＡフィルター３８には新規の蒸気供給源から０．５ＭＰａの蒸気が送り込まれている。蒸気導入管路３１を通る蒸気の温度と圧力は常時検出されており、因みに本実施形態では上述の第１組目の蒸気加熱装置１０では、蒸気導入口２２ａに導入される蒸気の温度は１２０℃に設定されており、第２組目及び第３組目の蒸気加熱装置１０には１５０℃の蒸気が送り込まれるようにしている。
【００４２】
この実施形態では、前述のごとく新規の蒸気供給源からＨＥＰＡフィルター３８に供給される蒸気量を一定としており、従って定常の稼働時にはＨＥＰＡフィルター３８に供給される排出蒸気の量も一定に設定され、余剰の排出蒸気は上記ドレン管路４３とプレフィルター３７の前段にて排出路３９を通して排気される。ここで、何らかの原因で蒸気導入口２２ａに導入される蒸気の温度が設定された温度から外れたときは、図示せぬ制御部において、設定温度にするための排出蒸気量と新規蒸気量との混合比が演算され、前記排出路３９及び新規蒸気供給管路４０に設けられた図示せぬ開閉バルブの開閉量を調整してＨＥＰＡフィルター３８へ送り込まれる排出蒸気量を調整して蒸気導入口２２ａに送られる蒸気の温度を設定温度にする。
【００４３】
このように、本発明のベルトマシーンにおける金属製無端ベルト１０１の蒸気加熱装置１００によれば、上述のような本発明の蒸気加熱チャンバー１０を採用することで、単一の蒸気加熱チャンバー１０であっても従来とは比較にならないくらい走行する無端ベルトの加熱領域を広くとることができ、しかもその加熱領域を熱の逸散をなくして均等に加熱することができる。また前記蒸気加熱チャンバー１０は、その構造から第２チャンバー２１から噴出された蒸気が外部にほとんど漏出することがなく、効率的に無端ベルト１０１を加熱する。
【００４４】
更に、本発明にあっては、上述のごとく、無端ベルト１０１に噴出される加熱蒸気のほとんどが第１チャンバー１１から積極的に吸引排出され、その吸引蒸気は第２チャンバー２１の蒸気導入口２２ａに接続された蒸気導入管路３２に戻されて循環させているため、熱エネルギーの損失を最小限に抑えることができる。また、循環して戻される温度が低下した蒸気の温度を上げるため、前記蒸気導入管路３１の途中に、新規の過熱蒸気を合流させて、蒸気導入管路３１に導入される蒸気の温度を予め設定された温度まで昇温させる。このとき蒸気導入管路３１に供給される新規の過熱蒸気は、通常、１５８℃まで高圧下で加熱された加熱蒸気が使われるが、その蒸気も他の目的で使われる工場内の蒸気を利用できることが多いため、このとき費やされる熱量も水から過熱蒸気にするために費やされる熱量と比較すると大幅に低減される。
【００４５】
以上は、本発明の典型的な実施形態について説明したものであって、本発明がこれらの実施形態に限定されない。例えばベルトマシーンもシングルベルトマシーンに限らずダブル又は３以上の無端ベルトが使われる各種のベルトマシーンにも適用が可能であり、また蒸気過熱チャンバーの蒸気噴出ノズルについても、上述の実施形態に限定されず、多数の小孔を千鳥状に配して形成してもよく、更には蒸気循環回路も多様な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蒸気加熱チャンバーの代表的な実施形態を示す縦断面図である。
【図２】同蒸気加熱チャンバーを備えたシングルベルトマシーンの一例を概略で示す側面図である。
【図３】前記蒸気加熱チャンバーによる蒸気加熱のための蒸気循環回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１０                蒸気加熱チャンバー
１１                第１チャンバー
１２〜１５          前後左右の側壁
１６                底壁
１６ａ              蒸気排出口
１６ｂ              配管挿通口
１７                合成樹脂製連続片
２１                第２チャンバー
２２                箱部本体
２２ａ              蒸気導入口
２３                蒸気噴出ノズル
２４                スリット
２４ａ              舌片部
２５                中空体
２６                合成樹脂短片
３０                蒸気排出管路
３１                蒸気導入管路
３２                循環排気ファン
３３                循環ファン
３４                排出側管路
３５                排出側管路
３６                濾過ユニット
３７                プレフィルター
３８                ＨＥＰＡフィルター
３９                排出路
４０                新規蒸気供給管路
４１                温度検出器
４２                圧力計
４３                ドレン管路
４４                回収フード
１００                シングルベルトマシーン
１０１                金属製の無端ベルト
１０２                従動ドラム
１０３                駆動ドラム
１０４                ギアポンプ
１０５                Ｔダイ
１０６                蒸気加熱部
Ａ              （ベルトによる被加工物の）加工処理領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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