JP2006207847A - Hot air drying device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a warm air drying device, and more particularly to uniforming the warm air temperature distribution.
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)。 Some conventional hot air dryers have a configuration in which air is sent by a fan and the sent air is heated by a heat source such as a heater, like a widely used hair dryer. As a heat source, a heating wire heater is widely used, and among them, a coil wound is generally used (for example, see Patent Document 1).
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。
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。 In order to correct this low temperature distribution in the central portion, there is a method of arranging a disk-shaped member in the central portion of the heater. This is a method of mixing the warm air in the circumferential part so as not to flow the unheated wind in the portion having a low heating wire density in the central part directly to the downstream side.
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。 However, when a disc-shaped member is attached to the center of the heater, a large vortex is generated behind the disc and the flow resistance increases, and the wind speed distribution at the center is slow and the wind speed is uneven at the downstream. It becomes a state. Usually, in the hot air drying apparatus, there is a communication port with the outside for carrying an object to be dried into the drying area. From this communication port, not only objects to be dried but also outside air enters the drying area. When warm air warmed by the heater and outside air are mixed, the temperature of the warm air decreases.At this time, the temperature of the part where the warm air speed is slow in the center is higher than that of the part where the warm air speed is fast on both sides. The temperature drops. For this reason, if a disk-shaped member is attached to the center of the heater, the temperature of the central part will be low in the drying area even if the hot air temperature distribution can be made uniform immediately after the heater. End up.
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。 This invention is made paying attention to the above point, and it aims at providing the warm air drying apparatus which makes uniform the distribution of the warm air temperature in the drying area which dries to-be-dried material.
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。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a blowing means for generating an air flow, a heating means for raising the temperature of the generated air flow, and the surroundings of the air flow flowing in from the blowing means In a hot air drying apparatus having duct means having an opening communicating with the outside for entering and discharging the object to be dried while forming a space that blows an air flow to the object to be dried at least in the middle , Attached to the downstream side of the heating means when viewed from the air flow generated by the air blowing means, and has a rectifying means for partially blocking the air flow and removing the air flow interruption continuously or discontinuously on the downstream side. A hot air drying apparatus characterized by that.
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。 According to the present invention, in the hot air drying apparatus, by attaching a member that blocks the flow downstream of the heater with a low density of the heating element, the cold air that has not been sufficiently heated has passed through the portion with the low density of the heating element. By making the member that blocks the flow downstream and the protrusion with the protrusion toward the downstream, the generation of large vortices downstream of the member is suppressed, and hot air is collected along the protrusion. Can do. Therefore, the temperature distribution and the velocity distribution of the warm air flow even downstream.
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。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.
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。 As a first embodiment, a hot air drying apparatus that is attached to a printer apparatus and that dries an image printed on a recording sheet by the printer apparatus will be described. FIG. 1 is an overall configuration diagram of the hot air drying device of the apparatus of this embodiment, and FIG. 2 is an overall configuration diagram of a printer apparatus incorporating the hot air drying device of the present embodiment.
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。 A process for printing an image on a recording sheet by the printer and drying the image will be described.
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。
The printer apparatus of FIG. 2 has an
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。
Next, a hot air drying apparatus for drying the recording sheet S on which an image is printed will be described. The casing of the hot air drying device is made of a highly heat-insulating material so that the temperature rise efficiency of the hot air is increased. The
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。
As shown in FIG. 6, the
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。
3 is a cross-sectional view of the
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。
Further, when hot air passes through the gap A between the
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。
The warm air whose temperature distribution and wind speed distribution are made uniform by the
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。
Not only the recording sheet S but also the outside air flows from the
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。 In the present embodiment, the hot air drying apparatus attached to the printer apparatus has been described. However, the present invention is not limited to drying of printed recording sheets, but can be applied to any apparatus using hot air drying such as dried food and laundry.
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。 As Example 2, a case where a heater having a dense heating element density in the central portion and a sparse outer heating element density is used as opposed to Example 1 will be described. This configuration is effective when the duct wall cannot be brought close to the heater due to heat damage when a halogen heater or the like is used as the heater. The configuration of the apparatus will be described as a hot air drying apparatus attached to the printer apparatus as in the first embodiment.
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。 FIG. 5 shows a heater and a rectifying member of the hot air drying apparatus of the second embodiment.
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。
As in the first embodiment, the recording sheet S on which an image is printed is conveyed through the
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。 The flow of warm air near the heater and the rectifying member will be described with reference to FIG.
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。
Since the heater 12 has a dense heating element density at the center and a low density of the outer heating element, the wind passing through the center of the
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。
The recording sheet S is dried, and warm air containing a large amount of water vapor passes through the exhaust duct 9 and is exhausted to the outside by the
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。 In the second embodiment, the hot air drying apparatus attached to the printer apparatus has been described as in the first embodiment. However, the invention of the present embodiment is not limited to the drying of the printed recording sheet, and all those using hot air drying are used. Can be applied to.
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。 As Example 3, the case where the shape of the rectifying member is a polygonal pyramid with the same heater configuration as in Example 1 will be described. The shape of the heater and the configuration of the hot air drying device are the same as in the first embodiment.
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。
As in the first embodiment, the flow of warm air in the warm air drying apparatus is such that the wind sent by the
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。
The
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。
As described above, the polygonal pyramid-shaped rectifying member has the same effect as the conical rectifying member described in the first embodiment, and the hot air temperature distribution in the
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
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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。 A blowing means for generating an air flow, a heating means for raising the temperature of the generated air flow, and surrounding the air flow flowing in from the blowing means at least in the middle of the air flow to the object to be dried In a hot air drying apparatus having duct means having an opening communicating with the outside for entry and discharge of an object to be dried while forming a space to be blown,
In a fixed section on the downstream side of the heating means as seen from the air flow generated by the air blowing means, there are a projection surface A through which the air flow can pass and a projection surface B through which the air flow cannot pass, in the same cross section orthogonal to the air flow, A warm air drying apparatus characterized in that the area of the projection surface A increases and the area of the projection surface B decreases continuously or discontinuously as it goes downstream.
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。 In the warm air drying device according to claim 1,
The heating means has heating elements arranged at different densities in a cross section orthogonal to the air flow, and the projection plane B is installed at a temperature where the density of the heating elements is not more than a certain value. Wind drying device.
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。 In the warm air drying apparatus according to claim 1 or 2,
The hot air drying apparatus characterized in that the three-dimensional shape formed by the projection surface B is a shape including at least a part of a cone whose apex is directed to the downstream side.
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。 In the warm air drying apparatus according to claim 1 or 2,
The hot air drying apparatus characterized in that the three-dimensional shape formed by the projection surface B is a shape including at least a part of a polygonal pyramid whose apex faces downstream.
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。 In the warm air drying apparatus according to claim 1 or 2,
The hot air drying apparatus characterized in that the three-dimensional shape formed by the projection surface A is a shape including at least a part of a cone whose apex is directed upstream.
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。 In the warm air drying apparatus according to claim 1 or 2,
The hot air drying apparatus characterized in that the three-dimensional shape formed by the projection surface A is a shape including at least a part of a polygonal pyramid whose apex is directed upstream.
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Cited By (2)
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JP2011069583A (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Dainippon Printing Co Ltd | Drying device, drying system, drying method and method of manufacturing base material including coating |
EP3802952A4 (en) * | 2018-05-31 | 2022-07-06 | Valmet, Inc. | Through air drying and bonding systems and methods |
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- 2005-01-25 JP JP2005016669A patent/JP2006207847A/en not_active Withdrawn
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