JPH01244515A

JPH01244515A - 加熱器

Info

Publication number: JPH01244515A
Application number: JP7100088A
Authority: JP
Inventors: Shunsaku Nakauchi; 俊作中内
Original assignee: Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd
Current assignee: Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1989-09-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は放射線による加熱器に関するもので、特に被加
熱物の温度に応じて放射エネルギーを自動的に制御する
加熱器に関するものである。

（ロ）従来の技術従来の放射型加熱器（例えば赤外線乾燥器）では、一定
の放射エネルギーで加熱するものが多く、例えは乾燥器
として使用する加熱器の場合被加熱物の水分、溶剤の量
に応じて加熱エネルギーを制御する型式のものは少なく
、また、あってもその応答速度が遅いものであった。

（ハ）発明が解決しようとする課題従来の放射型加熱器は放射エネルギーが一定であるか、
又は制御してもその応答が遅いゆえに、被加熱物の水分
含有量が少ない場合や被加熱物の量が少ない場合には、
被加熱物の温度が過度に上昇して被加熱物の許容温度以
上に達してこれを破壊したり、或いは逆に量の多い場合
は加熱が不十分になるという欠点を有していた。

（ニ）課題を解決するための手段放射体から被加熱物への入射エネルギーは両者の温度差
に依存する。この事実を利用して、被加熱物の温度を最
、適に保つために放射体の温度をセンスする手段と、放
射体への投入エネルギーをセンスする手段と、それとそ
の温度との関係を算出する手段と、その算出結果に応し
て投入エネルギーを制御ずろ手段と、応答の早い、換言
ずれは熱時定数の小さい放射体とを絡合せて、被加熱物
の温度を、間接的にセンスしながら、放射体への投入エ
ネルギーを制ｉ卸する。

（ネ）作　用放射体で物を加熱する場合、放射体から被加熱物への入
射エネルギーは、放射体と被加熱物との温度差にほぼ比
例する。温度差が大きいほど多くのエネルギーが送り込
まれる。一方被加熱物の温度、特に水分を含む被加熱物
を乾燥させるような場合は、その温度は乾燥するに従っ
て、同じ入射エネルギーに対する温度り昇が大きくなる
。

このようにして被加熱物の温度が高くなると、エネルギ
ーバランスの関係から、同し投入エネルギーを被加熱物
に与えるための放射体の温度も上昇する。Ｐ、Ｄち放射
体への投入エネルギーとその温度との関係から被加熱物
の温度が判明するので、この関係を監視しながら放射体
への投入エネルギーを制御し、被加熱物の温度を最適に
する。

（・＼）実施例放射体からの放射線による加熱は、近赤外から遠赤外に
及ぶ赤外線による加熱が最も一般的である。放射体とし
てはセラミック、石英管、等放射率の高いものが用いら
れ、食品工場、製紙工場、塗装工場等で加熱、或いは乾
燥等に広く用いられている。

本発明はこれらの加熱器のうち、被加熱物の表面温度を
制御したいような分野で特に有効なものである。本発明
を、自動現像器におけるフィルム乾燥に応用した場合を
実施例としてその詳細を説明する。

第１図は本発明の実施例を示す簡略構造図で、（ａ）は
側面図、（１））はＩ−１断面図である。

１はフィルム、２は放射体、３はローラー、４は保持板
、５は格子、６は通風孔、７はローラー３を動かずモー
ター、８は熱絶縁物、９は外筺、１０は反射板、１１は
温度センサーである。

第２図は放射体２の温度を一定にするために必要なエネ
ルギーが、時間と共に被加熱物の水分が蒸発するに従っ
て変化する模様を示す図で、１２はエネルギー消費量を
示す。

ｖ、３図は本発明の実施例の制御系を示すブロック図て
、１３は放射体２への投入エネルギーを検出する電力計
、１４はＣＰ　［１，１５はスイッチ回路、１６はメモ
リ、１７は電源である。

第４図は他の実施例の一つを示すブロック図で１８は電
圧検出器、１９は電流検出器である。

第５図は格子の構造を示す図である。

第１図で、フィルム１は、自動的に現像、定着の工程を
経て、ローラーで水分をある程度しぼりとられたあとに
乾燥器に入る。乾燥器内でフィルム１はローラー３によ
って図面りで下から上に送られる。その途中で放射体２
からの放射を受けて温度が上昇し、送風孔６からの風ζ
こよつＣ水は水蒸気となって外部に排出される。

保護板４はローラー３か放射線を受けて温度上昇するの
を防くための放射線反射材で作られている。

格子５は放射線は通ずが、送風孔６からの風が放射体２
に当たってこれを冷却することは防くという目的で設け
られている。風はフィルムＩＪ：、を吹き抜けるが、格
子５によって放射体の方には行かない。フィルム１は常
に−」一方に向かって移動しており、且つその温度は場
所によって異なるのでその温度を非接触で測定すること
が望ましい。

本発明ではこれを次のようにして行う。

放射体２を時定数の小さい発熱体で作る。具体的には０
．１ｍｍ以下位の細線の集合、或いは０．０１〜０．１
ｍｍ位の薄い金属板で、放射面に放射率を良くするため
の処理を施したもので作る。例えは５０μｍの厚さの金
属板の場合、一定電圧を加えてからの温度−ト昇の時定
数は自然通風の状態で約３秒位である。

この放射体２の温度がとのようにして定められるかにつ
いて考える。放射体２に電流を流すか或６一いは間接的にエネルギーを加えて加熱すると、当然温度
は上昇する。この熱は一つは伝導により、一つは対流に
より、他の一つは放射により失われる。第１図に示すよ
うに放射体２の背後は熱絶縁体で保護されており、ここ
からの伝導による熱損失は減らされており、叉外筺９に
よって、フィルムの通る程度の細い穴以外の穴はふさが
れているので自然対流による損失も少ない。７通風孔６
による強制通風は格子５によって放射体２０所まで行か
ないようになっているので、結局放射体２の熱は主とし
て放射によって失われることになる。

しかし放射体の後側と、フィルム１の放射体２の反対側
は金属反射体１０てカートされており、又外筺９の内面
も放射線をよく反射する金属板で構成しであるので、放
射による損失も少ない。従ってもしフィルム１が内部に
入っていない時は放射線を吸収するものがほとんとない
し、交熱伝導や対流による損失も少ないので、少量の投
入エネルギーで放射体２の温度が上昇する。しかしなが
らフィルム１が入ってくると、これは一般に放射線をよ
く吸収するので、放射板２からの放射エネルキーをよく
吸収する。フィルム１に吸収されたエネルギーは水分の
気化熱とフィルム１の温度上昇に消費される。通風孔６
による通風量が十分な時は気化熱のためにほとんどフィ
ルム１の温度は上がらない。しかし水分が蒸発し終わる
と、フィルム１の温度が急速に上昇しはじめる。フィル
ム１の温度が上がると、放射板２の温度が一定の場合は
、吸収エネルギーが減少する。或いは放射板２の投入エ
ネルギーが一定の場合は吸収エネルギーが少ないので放
射板２の温度が上昇する。

−例として黒体の放射率を　１．０とした場合の放射板
２とフィルム１の放射率を０．９とした時の放射体２と
フィルム１とのエネルギーのやりとりを計算すると、放
射体２の放射温度が１００℃として、フィルム１の温度
が３０℃とした時と、６０℃としたときのフィルムｌの
受入れエネルギー、換言すれは放射体２の失うエネルギ
ーは夫々０．０５６Ｗ　／　ｃｍ２と０．０３６Ｗ　／
　ｃｍ２である。フィルム１の温度が３００Ｃのときと
６０℃のときとて　１００℃の放射体２の放射によって
失うエネルギーは１：１．６位違うのである。即ち放射
体２の消費エネルギーは、フィルム１の温度に依存して
いるので、放射体２への投入エネルギーとその温度との
関係を監視していれば、間接的にフィルム１の温度を知
ることができる。

放射体２の温度はこの表面にサーミスター等の温度セン
サー１１を取り付けることによって容易に知ることがで
きる。又投入エネルギーは投入電力を知ることによって
容易に知ることができる。

第２図は放射体２の温度を一定に保つ為にこれに投入す
べきエネルギーが時間の経過と共にフィルム１の乾き具
合に従って変化するのを図にしたものである。図で１２
はエネルギー消費カーブで・ある。第２図に示したよう
にフィルム１が水分を含んでいる間は投入エネルギーは
略一定であるが、乾ききるとフィルム１の温度が上昇す
るので、所要の投入エネルギーが急に低下し始める。故
にこの低下し始めた点を検出してエネルギーの投入を止
めれば、消費エネルギーを乾燥のために必要にして且つ
十分なエネルギー消費に止めることかできる。又フィル
ム１の温度を過度に上昇させて、これを傷めることもな
い。

第３図のブロック図で本発明の加熱器の動作を説明する
と、放射体２の温度は温度センサー１１によって検出さ
れＣＰ　Ｕ　１４に送り込まれる。同時に放射体２への
投入エネルギーは電力計１３によって計られてＣＰ　Ｕ
　１４に送り込まれる。ＣＰ　Ｕ　１４はこれらの情報
とメモリ１６とのやりとりで、フィルム１の温度を算出
し、乾いているか否かを判定して乾いている時にはスイ
ッチ回路１５によって放射体２へのエネルギー供給を断
つ。

第４図の実施例では、温度センサー１１と電力計１３を
用いないでその代りに電圧検出器１８と、電流検出器１
９を用いている。この二つの検出器１８と１９からの情
報からＣＰ　Ｕ　１４は放射体２の抵抗を算出し、その
算出値とメモリ１６の中のテーブルとから放射体２の温
度を算出する。同時に電圧と電流の値から電力を算出し
、これらのデータから第３図の場合と同じ様にフィルム
１の温度を算出して加熱の制御を行う。第４図の実施例
では放射体２とｌＯ− して合金ではなく、純金属の薄板を用いるとよい。

なぜなら純金属は一般に抵抗の温度係数が合金より大き
く、温度の検出に便利だからである。

第５図は格子５の構成例を示すもので金属板１９て細い
穴が多くあけられているような形に作られている。

第５図の例は薄い板１９を十文字に数多く組合せて格子
状にした例であるが、ハネカム形に形成しても効果は同
じである。放射線は通り抜けるが、空気は細い穴の抵抗
の為に余り多くは通らないようになっている。

以上の説明はフィルムの乾燥を例として説明したが、紙
の連続乾燥でも、或いは食品のビスケットの連続炉によ
る焼成の時も同しように利用し得る。被加熱物が移動し
ている、連続加熱炉の場合、最初の所では被加熱物が水
分を多く含んでいるので、あまり制御の必要はなく、本
発明の方式は後段に用いて有効である。

（ト）発明の効果本発明によると、放射線による加熱を行う時に、被加熱
物の温度を非接触で、しかも特別のセンサーを用いるこ
となく、放射体の温度を検出しそれによって加熱の具合
を、被加熱物を損傷しないように制限し、且つ必要にし
て十分なエネルギー消費にとどめることができ、その経
済効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す簡略構造図で、（ａ）は
側面図、（ｂ）はＩ−１断面図、第２図は放射体の温度
と投入エネルギーの関係を示す図、第３図は第１図の実
施例の制御系を示すブロック図、第４図は他の実施例を
示すブロック図、第５図は格子の構造を示す図である。２・・・・・・放射体、１１・・・・・・温度センサー
、１４・・・・・・ＣＰＵ、＋５・・・・・・スイッチ
回路、１８・・・・・・電圧検出器、１９・・・・・・
電流検出器。特許出願人　　　　　国際技術開発株式会社代表者　　
中肉　俊作第２図放　　　　　　　　電１Ｎ］７源２　　　　イ＊　　　　　　　　　　１３ニ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放射エネルギーで被加熱物を加熱する加熱器にお
いて、熱時定数の小さい放射体と、該放射体の温度を検
出する手段と、該放射体への投入エネルギーを検出する
手段と、検出した該放射体の温度と投入エネルギーの関
係を算出する手段と、その算出結果に応じて投入エネル
ギーを制御する手段を備えたことを特徴とする加熱器。
（２）前記放射体の温度を検出する手段として、放射体
に取り付けた温度センサーで構成した請求項１記載の加
熱器。
（３）前記放射体の温度を検出する手段として、電圧検
出器と電流検出器で構成し、測定した電圧と電流から抵
抗値を算出して放射体の温度を検出する請求項１記載の
加熱器。