JP7481249B2 - 熱処理装置 - Google Patents
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Description
熱処理装置10の構造について図1を参照して説明する。熱処理装置10は、ウエブWの熱処理を行うために断熱性を有する熱処理室12を有している。この熱処理室12はほぼ直方体であり、前面にはウエブWの出口14が開口し、後面にはウエブWの入口16が開口している。
まず、走行ロール24の表面に結露が発生しない方法について理論的に説明する。
外気温度であり第1温度T1[℃]での外気の飽和水蒸気量a(T1)[g/m3]は、
a(T1)=217*e(T1)/(T1+273.15) ・・・(1)
となる。但し、e(T1)[hPa]は空気中の飽和水蒸気圧であり、e(T1)はTetens(1930)のパラメータ値によるAugust他の式から近似的に、
e(T1)=6.1078*10{7.5*T1/(T1+237.3)} ・・・(2)
で算出される。外気湿度をΦout[%RH]とすると、外気の水蒸気量M(T1)は、
M(T1)=Φout*a(T1)/100 ・・・(3)
となる。
ラジエータ34により冷却された空気の温度を第2温度T2[℃]とすると、第2温度T2[℃]での飽和水蒸気量a(T2)[g/m3]は、
a(T2)=217*e(T2)/(T2+273.15) ・・・(4)
となる。但し、
e(T2)=6.1078*10{7.5*T2/(T2+237.3)} ・・・(5)
である。
ΔM=M(T1)-a(T2) ・・・(6)
である。
ΔM=0 ・・・(7)
である。
M(T2)=M(T1)-ΔM ・・・(8)
となる。
M(T2)=a(T2)・・・(9)
となる。
M(T2)=M(T1)・・・(10)
となる。
走行ロール24の測定した表面温度を第3温度T3とすると、第3温度T3[℃]での飽和水蒸気量a(T3)[g/m3]は、
a(T3)=217*e(T3)/(T3+273.15) ・・・(11)
となる。但し、
e(T3)=6.1078*10{7.5*T3/(T3+237.3)} ・・・(12)
である。
調整弁46が閉状態でラジエータ34に冷却水が流れていない状態(冷却OFF)では、ラジエータ34を通過後の空気の水蒸気量は、外気の空気の水蒸気量と同じであり、この空気がヒータ40で加熱され、熱処理室12内にあるダクト18に送られても水蒸気量は変化することなく、複数のノズル20から吹き出される熱風の水蒸気量はM(T1)のままである。そのため、ラジエータ34に結露が発生しているか否かに関わらず、
a(T3)=>M(T1) ・・・(13)
を満足するときは、熱風の水蒸気量M(T1)が、走行ロール24の飽和水蒸気量a(T3)より低く十分に乾燥しているため、外気をそのまま加熱してノズル20から吹き出しても、走行ロール24の表面には結露しない。
M(T2)=a(T2)<=a(T3) ・・・(14)
となり、この(14)式を満足するときは、熱風の水蒸気量M(T2)が、走行ロール24の飽和水蒸気量a(T3)より低く乾燥しているため、走行ロール24の表面には結露しない。
次に、上記で示した走行ロール24の表面に結露が発生するか否かの関係式を用いて、制御部62が、走行ロール24の表面に結露が発生させない制御方法について図2のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態によれば、熱処理室12内にある走行ロール24の表面に結露が発生し難くなり、走行ロール24の表面に錆が発生することなく、また、水分によるウエブWの品質問題がなくなる。
Claims (10)
- 断熱性を有する熱処理室と、
前記熱処理室の前面に開口し、走行するウエブが搬入される入口と、
前記熱処理室の後面に開口し、前記ウエブが搬出される出口と、
前記熱処理室内において、前記ウエブの搬送路の上方に配され、前記ウエブに熱風を吹き出す複数のノズルと、
前記搬送路の下方に前記ウエブが走行するために複数配列された走行ロールと、
外部から給気した空気を冷却する冷却部と、
前記冷却部により冷却された前記空気を加熱するヒータと、
前記ヒータで加熱された前記空気を複数の前記ノズルに送る送風機と、
前記走行ロールの表面の飽和水蒸気量を算出し、前記ノズルから吹き出された前記熱風の水蒸気量を算出し、前記熱風の水蒸気量が、前記走行ロールの表面の飽和水蒸気量より高いときは、前記冷却部による冷却を開始して前記熱風の水蒸気量を下げて乾燥させる制御部と、
を有することを特徴とする熱処理装置。 - 前記熱処理室外の外気湿度Φoutを測定する外気湿度センサと、
給気された前記空気の第1温度T1を測定する第1温度センサと、
を有し、
前記制御部は、
前記第1温度T1から外気の第1飽和水蒸気量a(T1)を算出し、
前記外気湿度Φoutと前記第1飽和水蒸気量a(T1)から、前記外気の水蒸気量M(T1)を算出し、
前記外気の水蒸気量M(T1)が、前記走行ロールの表面の飽和水蒸気量より低いときには、前記冷却部による冷却を停止する、
請求項1に記載の熱処理装置。 - 前記冷却部により冷却された前記空気の第2温度T2を測定する第2温度センサを有し、
前記外気の水蒸気量M(T1)が、前記走行ロールの表面の飽和水蒸気量より高いときに前記制御部は、
前記第2温度T2から前記冷却部を通過した前記空気の第2飽和水蒸気量a(T2)を算出し、
前記熱風の水蒸気量を前記第2飽和水蒸気量a(T2)と同じであると設定し、
前記第2飽和水蒸気量a(T2)が、前記走行ロールの表面の飽和水蒸気量より大きいときは、前記冷却部の冷却を開始する、
請求項2に記載の熱処理装置。 - 前記制御部は、前記第2飽和水蒸気量a(T2)が、前記走行ロールの表面の飽和水蒸気量より低いときは、前記冷却部による冷却能力を維持する、
請求項3に記載の熱処理装置。 - 前記走行ロールの表面温度である第3温度T3を測定する第3温度センサを有し、
前記制御部は、前記第3温度T3から前記走行ロールの表面の飽和水蒸気量a(T3)を算出する、
請求項1乃至4に記載のいずれか一項に記載の熱処理装置。 - 前記冷却部は、冷却水で前記空気を冷却するラジエータである、
請求項1乃至5に記載のいずれか一項に記載の熱処理装置。 - チラーユニットを有し、前記チラーユニットが、前記冷却水を前記ラジエータに供給する、
請求項6に記載の熱処理装置。 - 前記チラーユニットと前記ラジエータの間に調整弁を有し、
前記制御部は、前記チラーユニットから前記ラジエータに流す前記冷却水の流量を前記調整弁で制御し、
外気からの前記空気を乾燥させるときは、前記調整弁で前記冷却水の流量を増加させて、前記ラジエータ内の結露を増加させる、
請求項7に記載の熱処理装置。 - 前記走行ロールは、金属製であり、
前記ウエブの搬送速度と同期して回転している、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の熱処理装置。 - 前記第3温度センサは、前記熱処理室の前記入口に最も近い前記走行ロールに設けられている、
請求項5に記載の熱処理装置。
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