利用过热水蒸汽的油分除去系统及过热水蒸汽产生装置的制作方法

文档序号:18942627发布日期:2019-10-23 01:16阅读:196来源:国知局
利用过热水蒸汽的油分除去系统及过热水蒸汽产生装置的制作方法

本发明涉及利用过热水蒸汽的油分除去系统及过热水蒸汽产生装置。



背景技术:

作为使用过热水蒸汽除去附着于金属加工物等被处理物的表面上的油分的系统,已知有专利文献1至5所示的系统。

专利文献1公开了一种油分除去系统,其具备清洗水喷嘴,该清洗水喷嘴从喷雾水喷嘴向来自水蒸汽喷嘴的饱和或过热水蒸汽喷射正下方的基板上喷射喷雾水,利用喷雾粒的瞬时蒸发产生的水蒸汽爆炸进行剥离清洗,并将剥离物输送排出。

因此,在该系统的情况下,过热水蒸汽与水接触而引起水蒸汽爆炸,是用于进行剥离清洗,而并非用于除去因为结露而产生的油分。

专利文献2及3公开的油分除去系统在将例如因为附着机油而变脏的被处理物溶解在煤油等清洗液中之后,输送至兼带冲洗的干燥室中,在此对被处理物喷射过热水蒸汽,进行残留清洗液的挥发除去处理。在该系统中,喷射的过热水蒸汽与清洗液的挥发分离同时地通过喷射力刮落包含清洗液的残留物,从被处理物除去清洗液、残留物。因此,在该系统的情况下,过热水蒸汽被用于包含溶解于溶剂的油的残留清洗液的挥发除去处理,而并非用于除去因为结露而产生的油分。

专利文献4公开的油分除去系统通过使钢板通过过热水蒸汽喷吹器,对钢板的两面喷吹过热水蒸汽,从而对附着于钢板的两面上的轧制油、机油等油类进行加热、气化而将其除去。因此,在该系统的情况下,过热水蒸汽用于对油类进行加热、气化而将其除去,而并非用于除去因为结露而产生的油分。

专利文献5公开的油分除去系统通过清洗干燥炉,并通过使长条的被处理物从该清洗干燥炉内的清洗室的下方朝向上方连续通过,从而连续地对被处理物表面进行脱脂清洗,其中,该清洗干燥炉在下部具有长条的被处理物的入口,在上部具有长条的被处理物的出口,并具有用于充满过热水蒸汽的过热水蒸汽导入口。

专利文献5涉及的发明是为了解决在从喷嘴向被处理物喷吹过热水蒸汽来将油分与水蒸汽一同除去的连续清洗方法中,若是耐热性低的被处理物或机械强度低的被处理物,则不仅被处理物会受损,而且当使用喷嘴向被处理物的整个表面喷吹过热水蒸汽时,由于无法均匀地喷吹,因而会开孔或发生变形这样的问题而完成的,并且,从喷嘴喷出的过热水蒸汽不与被处理物接触,而是将过热水蒸汽导入所述清洗室。具体而言,该系统通过使长条的被处理物以与被处理物的热容量对应的规定速度从下方朝向上方通过充满水蒸汽的清洗室内,从而在从下部导入的被处理物表面上,高温的过热水蒸汽摄入油分等而结露,随着去往上方,摄取了油分等的水滴蒸散,在从上部出口排出时变为干燥状态,从而除去其表面的油脂等污垢,即使是耐热性低的被处理物或机械强度低的被处理物,也能够均匀地进行清洗。该系统并非使过热水蒸汽直接与被处理物接触,而是使摄取了油分的过热水蒸汽在被处理物表面结露,使该水滴与油分一同蒸散而进行清洗。因此,如专利文献5的第0017段所记载,在结露的蒸散完成之前被处理物通过清洗室这样的清洗速度下,干燥不够充分,清洗也不够充分。另一方面,若清洗速度过慢,则被处理物的温度接近于所供给的过热蒸汽的温度,有时会根据材料的不同而超过耐热温度。其结果,根据长条的被处理物的每单位长度的热容量调节为适当的速度很重要。

在专利文献5的系统的情况下,如上所述,用于良好地实现结露的产生和结露的蒸散的条件必须严格,因而存在系统的运转条件的设定困难、或者在被处理物的材质、形状、大小变化时无法完全应对的可能性。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:特开2007-180117号公报

专利文献2:特开平6-55114号公报

专利文献3:特开平6-86960号公报

专利文献4:特开2007-246936号公报

专利文献5:专利第4642106号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术问题

本发明的技术问题在于,提供即使在被处理物的材质、形状、大小发生变化的情况下,也能够良好地除去油分的油分除去系统和油分除去方法。

本发明的技术问题在于,提供能够用于实施油分除去系统和油分除去方法的过热水蒸汽产生装置。

进而,本发明的技术问题在于,提供即使在被处理物的材质、形状、大小发生变化的情况下,不仅可以良好地除去油分,而且也可以进行脱脂的油分除去系统和油分除去方法。

用于解决技术问题的方案

本发明是通过在利用过热水蒸汽的结露作用除去油分时,重新研究结露的产生机理和结露的除去机理而完成的发明。

本发明提供一种除去油分的系统。该系统具备过热水蒸汽产生装置和油分除去装置,所述油分除去装置具备喷出部,所述喷出部将通过所述过热水蒸汽产生装置得到的过热水蒸汽提供给表面含有油分的被处理物。所述被处理物的表面温度低于所述过热水蒸汽,并构成为:通过从所述喷出部喷出所述过热水蒸汽而在所述被处理物表面产生结露,并且通过从所述被处理物的表面除去所述结露而将所述被处理物的表面的油分与所述结露一起除去。

(冷却部)

所述油分除去装置可以作为以下装置实施:包括使所述被处理物的温度降低的冷却部,并对温度降低后的所述被处理物提供所述过热水蒸汽。

(除去部)

所述油分除去装置可以作为具有以下特征的装置进行实施:具备在提供所述过热水蒸汽之后向所述被处理物的所述表面喷射除去用流体的除去部,并通过所述除去用流体的喷射而将所述结露和所述油分从被处理物的所述表面除去。

(脱脂)

可以作为以下系统进行实施:具备进一步使过热水蒸汽与通过所述油分除去装置除去了油分的所述被处理物的表面接触的脱脂装置,并构成为通过利用所述脱脂装置在无氧气氛下将所述被处理物的表面加热至油的气化温度以上而使所述被处理物的表面的油气化来进行脱脂。

(蒸汽产生装置)

另外,本发明提供一种能够用于油分除去系统的过热蒸汽产生装置。该装置是具备通过对液体的水赋予热能而生成蒸汽的蒸汽产生部、和对通过所述蒸汽产生部得到的蒸汽进一步赋予热能而生成过热水蒸汽的过热水蒸汽产生部的过热水蒸汽产生装置。

所述蒸汽产生部具备:水箱,容纳所述水;加热釜,对从所述水箱供给的所述水进行加热;以及水加热用热源,用于对所述加热釜中的所述水赋予所述热能,所述过热水蒸汽产生部具备:过热炉,容纳所述蒸汽;以及蒸汽加热用热源,用于对所述过热炉中的所述蒸汽赋予所述热能。所述加热釜具备蒸汽排出部,所述蒸汽排出部具备将所述加热釜的所述蒸汽输送至所述过热水蒸汽产生部的主流道以及将所述蒸汽输送至所述水箱的副流道,并构成为利用来自所述副流道的所述蒸汽对所述水箱内的水进行预加热。

(面状发热体)

所述水加热用热源和所述蒸汽加热用热源中的至少任一方热源可以具备面状发热体。所述面状发热体可以具备金属箔和金属网中至少任一方,所述金属箔可以由具备峰部和谷部呈周期性反复的波形结构部、且所述波形结构具备切开部和从所述切开部突出的突片的金属制箔构成。此外,所述金属网可以由在金属制的网线部之间具备俯视观察时交错排列配置的多个贯通孔的金属制网状物构成。

(油分除去的方法)

另外,本发明提供一种利用过热水蒸汽的油分除去方法,其特征在于,使用所述油分除去系统,并具备:通过所述过热水蒸汽产生装置产生过热水蒸汽的工序;以及从所述喷出部向表面含有油分的被处理物提供所述过热水蒸汽的工序,在所述油分除去方法中,通过对温度低于所述过热水蒸汽的温度的所述被处理物提供所述过热水蒸汽,从而在所述被处理物表面产生结露,并将所述被处理物的表面的油分与所述结露一起除去。

本发明可以作为以下方法进行实施:在从所述喷出部提供所述过热水蒸汽的工序之前包括使所述被处理物的温度降低的工序,对温度降低后的所述被处理物提供所述过热水蒸汽,在从所述喷出部提供所述过热水蒸汽的工序之后包括向所述被处理物的所述表面喷射除去用流体的工序,通过喷射所述除去用流体,从而将所述结露和所述油分从被处理物的所述表面除去。

进而,可以具备进一步使过热水蒸汽与通过所述油分除去装置除去了油分的所述被处理物的表面接触、并在无氧气氛下将所述被处理物的表面加热至油的气化温度以上的工序,通过该工序,使所述被处理物的表面的油气化来进行脱脂。

发明效果

本发明能够提供即使在被处理物的材质、形状、大小发生变化的情况下,也能够良好地除去油分的油分除去系统和油分除去方法。

进而,本发明能够提供即使在被处理物的材质、形状、大小发生变化的情况下,不仅能够良好地除去油分,而且也能够通过过热水蒸汽所带来的高温加热使油气化而进行脱脂的油分除去系统和油分除去方法。

另外,本发明能够提供可用于实施能够良好地除去油分,进而最好还能够通过使油气化而进行脱脂的油分除去系统和油分除去方法的过热水蒸汽产生装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的油分除去系统的构成图。

图2是表示该油分除去系统的主要部分的说明图。

图3是能够用于该油分除去系统的喷嘴的结构说明图。

图4的(a)是用作该油分除去系统的面状发热体的金属箔的剖视图,图4的(b)是由用作该油分除去系统的面状发热体的金属箔和薄膜状金属网构成的层叠体的剖视图,图4的(c)是用作该油分除去系统的面状发热体的其它金属箔的剖视图。

图5的(a)、(b)分别是该金属箔的主要部分的剖切立体图,图5的(c)、(d)分别是其它实施方式涉及的金属箔的主要部分的剖切立体图。

图6的(a)是该金属箔的变形例的俯视图,图6的(b)是该金属箔的另一变形例的俯视图。

图7是表示用作该油分除去系统的面状发热体的金属箔的图,其中,图7的(a)是处理前金属网的俯视图,图7的(b)是薄膜状金属网的俯视图。

图8是本发明的实施方式涉及的金属网的说明图。

图9是使用该薄壁化金属网的面状发热体的剖视图。

图10的(a)是用于表示由该层叠体构成的线圈结构体的结构的立体图,图10的(b)是用于表示流体相对于由该层叠体构成的线圈结构体的流动方向的立体图。

具体实施方式

首先,参照图1至图3,对本发明的实施方式涉及的油分除去系统进行说明。

(油分除去系统的概要)

油分除去系统具备利用过热水蒸汽b除去被处理物a的油分的油分除去装置11、和对油分除去装置11供给过热水蒸汽b的过热水蒸汽产生装置51。油分除去装置11用于在加工装置(未图示)的后工序中除去被处理物a的表面上的油分。

从生产成本方面来看,加工装置(未图示)和油分除去装置11以所谓的直列(inline)方式配置于同一条生产线上连续地进行处理更为有利,但也可以配置于不同的生产线上。

(加工装置和被处理物)

加工装置(未图示)可以根据被处理物a的种类而采用多种多样的加工装置。例如,作为金属制的被处理物a,可以示出通过冲压加工等形成的机械部件等独立的部件、甲板室金属带金属洗剂等长条、网状的连续部件、板状的部件等。因此,加工装置(未图示)可以示出轧制装置冲压装置等。另外,被处理物a并不限于金属制,合成树脂制等其它材料的被处理物或者复合材料制的被处理物均可适用本系统,作为被处理物a,可以采用各种成形装置。另外,若不采用直列方式的话,加工装置(未图示)并非必需的,也可以将油分除去装置11适用于从其它地方运入的被处理物a。

(输送单元)

油分除去装置11具备用于使被处理物a从上游向下游移动的输送单元21。输送单元21的形态可以根据被处理物a的种类进行变更并实施,例如,在被处理物a为独立的零部件的情况下,既可以采用带式输送机、网带输送机、滚筒式输送机,也可以在利用吊架等将被处理物a悬吊起来的状态下进行输送。另外,在被处理物a为连续的部件的情况下,也可以是具备进给辊、从动的支承辊的装置。

(冷却部)

冷却部12用于降低被处理物a的表面温度,且配置于输送单元21的上游侧。作为冷却部12,可以采用各种冷却装置,例如可以示出通过从冷却喷嘴22对被处理物a喷雾低温的水而利用汽化热使表面温度降低的形态。

(喷出部)

喷出部13具备对通过输送单元21输送来的被处理物a喷射从过热水蒸汽产生装置51供给的过热水蒸汽b的喷射喷嘴23。从喷射喷嘴23喷射的过热水蒸汽b的温度tb与从冷却部12通过后的被处理物ta的表面温度ta的温度差δt(tb-ta=δt)优选为110℃以上。温度差δt越大越好,但从能量效率的角度出发,310℃以下左右是适当的。通过该温度差δt,能够通过过热水蒸汽b的喷射而在被处理物a的表面上可靠地产生结露。

温度差δt可以通过提高过热水蒸汽b的温度来增大,但将过热水蒸汽b的温度提得越高则需要越多的能量,从节能的角度来看是不利的。另一方面,经过加工装置(未图示)加工的被处理物a不少情况下具有摄氏60度以上的表面温度ta。在设想直列式的加工的情况下,若增大加工装置(未图示)与油分除去装置11的距离,则可以通过自然冷却使被处理物a的表面温度ta降低,若降低输送单元21的输送速度,则输送时间变长,也可以自然冷却,但无法避免工厂设备的增大及生产时间的增多。

因此,通过使喷射喷嘴23中的过热水蒸汽b的温度tb为170℃~370℃,并使经过冷却喷嘴22后的被处理物a的表面温度ta为60℃以下,能够使温度差δt为110℃以上。由此,能够可靠地在被处理物a的表面产生结露而发挥以下的作用。

即,过热水蒸汽所具有的热能瞬间对被处理物a表面的油分进行加温,使其从被处理物a的表面浮起。过热水蒸汽的水分与具有温度差δt的被处理物a接触,从而瞬间成为液体水,并进入被处理物a的表面与油分之间。通过进一步使大量的过热水蒸汽的气体水分冷却,从而产生更多的液体水。由此,将浮起的油分冲洗掉。

需要指出,喷出部13具备内含被处理物a和喷射喷嘴23的壳体25,从而能够将壳体25内的温度保持为一定,能够稳定地维持温度差δt。当然,适宜在该壳体25的外侧配置冷却部12的冷却喷嘴22。

(除去部)

除去部14具备对被处理物a喷射常温的风、暖风等除去用流体的送风喷嘴24。通过来自该送风喷嘴24的除去用流体,能够将从被处理物a的表面浮起的油分与液体水一起吹走,强制性地将其从被处理物a的表面除去。由此,即使在被处理物a的表面存在凹坑、或者未产生可冲洗程度的液体水的情况下,也能够可靠地从被处理物a的表面除去脂分。因此,喷射喷嘴23和送风喷嘴24适宜设置于靠近的位置处,但也可以设置于远离的位置来实施。

通过这样设置除去部14来进行实施,也能够在通过喷出部13提供过热水蒸汽b而产生的结露的产生量少的条件下实施,其结果,能够减少系统整体所需的能量,并且能够实现可靠的油分除去。需要指出,除去部14适宜配置于上述壳体25的内侧来实施,但也可以配置于壳体25的外侧来实施。

(脱脂装置及脱脂方法)

在实施本发明时,也可以在油分除去装置11的下游侧配置脱脂装置31。脱脂装置31是进一步对通过油分除去装置11除去了油分的被处理物a的表面提供过热水蒸汽b的装置。脱脂装置31具备喷出过热水蒸汽b的喷射喷嘴32,并且具备将整体的气氛维持在高温的炉33。通过利用该炉33使其内部充满过热水蒸汽b,并在无氧气氛下将被处理物a的表面加热至油分的气化温度以上,从而使被处理物a表面的油分气化来进行脱脂。通过使炉33形成为与上述油分除去装置11的壳体25分开的独立的炉,从而容易将小的容积空间维持为高温,但也可以形成为与上述壳体25连续的空间。关于供给至炉33的过热水蒸汽b,也可以从与供给至油分除去装置11的过热水蒸汽b相同的过热水蒸汽产生装置51供给。

(过热水蒸汽产生装置)

过热水蒸汽产生装置51具备蒸汽产生部52和过热水蒸汽产生部53。

蒸汽产生部52具备接收自来水等常温水的水箱61、和被接入来自水箱61的水的锅炉等加热釜62。在加热釜62中配置有水加热用热源63,通过用水加热用热源63对液体水进行加热,从而产生气体的水蒸汽。产生的水蒸汽从蒸汽排出部81排出至加热釜62的外部。蒸汽排出部81分支为主流道82和副流道83,主流道82与过热水蒸汽产生部53的过热炉71连接。在过热炉71中配置有进一步对水蒸汽进行加热的蒸汽加热用热源72。通过该蒸汽加热用热源72的加热,使过热炉71内的水蒸汽变为过热水蒸汽b,得到的过热水蒸汽b经由供给通道73被分配供给至喷出部13的喷射喷嘴23及脱脂装置31的喷射喷嘴32。当然,在不具备脱脂装置31的第一实施方式的情况下,仅供给至喷射喷嘴23。

水箱61也可以仅是暂时储存水的水箱,但也可以构成为发挥水位调整箱的作用。在作为水位调整箱进行实施的情况下,可以构成为在水箱61的内部配置水位传感器(未图示),由此将水箱61内的水量保持在一定范围内,并根据加热釜62中消耗的水量,从水箱61向加热釜62稳定地供水。

副流道83与该水箱61的上部空间连接。由此,来自蒸汽排出部81的水蒸汽的一部分对水箱61内部的水施加压力并提供余热。由此,水箱61内部的水以预先被加热及加压的状态供给至加热釜62,因此能够实现能量效率的提高。

(水加热用热源及蒸汽加热用热源)

水加热用热源63和蒸汽加热用热源72只要对水或蒸汽赋予热能即可,其种类不限,例如可以利用各种气体、液体的矿物燃料能、电能。在利用电能的情况下,可以使用各种电加热器,但最好使用后述的面状发热体进行实施。

(喷射喷嘴)

喷射喷嘴23、32可以使用现有公知的各种喷嘴,但若使用具备后述的面状发热体的喷嘴进行实施,则能够对被处理物a提供高温且稳定的过热水蒸汽b。

图3表示其具体形态,在喷嘴23、32的流体路径中配置有将金属制的面状发热体卷绕而成的线圈结构体131。由此,在沿其轴向通过线圈结构体131内部的期间,将水蒸汽或过热水蒸汽进一步加热至高温,从而能够使过热水蒸汽稳定而提供给被处理物a。

(面状发热体)

作为水加热用热源63及蒸汽加热用热源72、喷射喷嘴23、32的面状发热体,可以适当地使用波形结构的金属箔110、薄膜状金属网120。

作为金属箔110,可以适当地使用由具备峰部和谷部呈周期性反复的波形结构部、且所述波形结构具备切开部和从所述切开部突出的突片的金属制箔构成的金属箔,作为所述薄膜状金属网120,可以适当地使用由在金属制的网线部之间具备俯视观察时交错排列配置的多个贯通孔的金属制网状物构成,且其上下的面为平面状的金属网。金属箔110、薄膜状金属网120既可以单独使用,也可以作为两者重叠而成的层叠体进行使用。另外,也可以在金属箔110、薄膜状金属网120之间配置片状的其它绝缘体,还可以对金属箔110和薄膜状金属网120中任意一方进行绝缘加工,将另一方用作发热体。这些各种面状发热体可以是平板状,但也可以构成卷绕成旋涡状的线圈结构体。

(采用金属箔的面状发热体的概要)

金属箔110具备峰部和谷部呈周期性反复的波形结构部,且所述波形结构具备切开部和从所述切开部突出的突片。关于一个所述切开部,多个所述突片相互分离地向所述波形结构部的内侧突出。所述峰部和所述谷部可以呈峰顶面或谷底面大致平坦的梯形形状,并在包含所述峰顶面或所述谷底面的位置处形成有所述切开部,所述突片未从所述峰顶面朝向上方或者从所述谷底面朝向下方突出。

(金属箔的具体结构)

以下,参照图4至图6对金属箔110的具体实施方式进行说明。需要指出,在以下的说明中,以网状的金属箔110为前提进行说明,但可以以将其切断成适当长度的单板等各种形态进行实施。

在网状的金属箔110的情况下,如图4的(a)所示,在其长边方向(图的左右方向)上峰部112和谷部113交替排列,峰部112和谷部113的延伸方向是朝向网的宽度方向延伸。以下,将上述长边方向作为纵向或前后方向,将上述宽度方向作为横向或左右方向进行说明,但这些记载仅表示相对位置关系,而并非指定绝对位置。另外,不应固定地理解网的长边方向和峰部112及谷部113的延伸方向,也可以以峰部112和谷部113的延伸方向为网的宽度方向来进行实施、或者使峰部112和谷部113的延伸方向相对于网的宽度方向和长边方向倾斜来进行实施。

金属箔110的原材料可以由金属、合成树脂等各种原材料形成,尤其是在铁或其合金(例如电阻系数高的fe-cr-al合金)等具有自发热性的情况等下,优选使用具有导电性的金属来实施。板厚优选使用0.05mm等约为0.02mm~0.1mm的薄板(箔)来实施,但可以根据其用途等进行变更。

该金属箔110具备峰部112和谷部113交替排列的波形结构部111。波形结构部111可以形成于整个金属箔110来进行实施,但也可以仅形成于其局部来进行实施。在仅形成于其局部的情况下,例如也可以设置于金属箔110的中央部分、宽度方向上的例如一半的部分、周边部分等上。

峰部112和谷部113可以在上下方向上对称来进行实施,但峰部112和谷部113的宽度、高度也可以不同。

在该实施方式中,峰部112和谷部113具备平坦的峰顶面116和谷底面117,且截面呈峰顶面116与谷底面117之间由斜面118连接的大致梯形形状。需要指出,峰顶面116及谷底面117与斜面118之间的拐角部分也可以形成圆弧,等等,梯形形状不应限定于几何学的意思来理解。通过使峰顶面116和谷底面117为平坦的,从而可以发挥能够增加与薄膜状金属网120等一同层叠的其它片状体的接触面积等的效果。

(切开部及突片)

金属箔110在其波形结构部111中具备切开部114及突片115。

切开部114及突片115可以通过适当的方法形成,例如可以通过对金属箔110的翻边加工而形成。

具体而言,可以作为通过实施翻边加工而形成的飞边进行实施,可以针对一个切开部114形成多个突片115。突片115相互分离地突出,至少其前端彼此独立(需要指出,突片115彼此以各自的基部可以相连,但前端彼此独立的方式而独立),在突片115彼此之间存在流通空间119,以空气等气体为代表的流体可以从突片115彼此之间的流通空间119向金属箔110的厚度方向(内外方向)流动。

各突片115朝向波形结构部111的内侧突出。波形结构部111整体呈板状,因而内外的意思仅仅是相对而言的,可以通过峰部112侧与谷部113侧之间的假想线将波形结构部111一分为二,峰部112侧的突片115向由该假想线和峰部112所限定的空间内突出,谷部113侧的突片115向由该假想线和谷部113所限定的空间内突出来进行实施。换言之,突片115不向峰顶面116的上方突出,而且突片115不向谷底面117的下方突出。由此,通过上述大致平坦的峰顶面116与谷底面117的协同效应,如图4的(b)所示,能够增加与薄膜状金属网120的接触面积或抑制钎焊不良。另外,还能够发挥不损伤抵接对象的原材料等效果。

关于切开部114及突片115的形成位置,既可以如图4的(a)、图5的(a)以及图5的(b)所示,仅在峰顶面116或谷底面117上形成切开部114及突片115,而不在斜面118上形成切开部114及突片115,也可以如图4的(c)、图5的(a)及图5的(b)所示,在峰顶面116或谷底面117和斜面118上连续地形成切开部114及突片115。

突片115可以根据模具的结构等进行各种变更,既可以作为从切开部114前后的12个部位突出的12个突片115来进行实施,也可以作为从切开部114的三个以上的部位突出的突片115来进行实施。另外,切开部114的俯视观察形状也可以是矩形,还可以是圆形、椭圆形。

突片115也可以通过翻边以外的方法形成,例如也可以利用刀具将切开部114切开并对其剩余部分进行弯曲加工而形成。

另外,设置切开部114的位置也可以均匀地设置于整个金属箔110上,但也可以不均匀地设置,还可以设置于局部。可以进行各种变更而实施,例如,可以如图6的(a)所示那样在网状的金属箔110的宽度方向两侧设置不形成切开部114的区域140,或者,如图6的(b)所示那样在网状的金属箔110的宽度方向中央设置不形成切开部114的区域140,等等。

通过在该金属箔110的端部等合适位置上设置电极(未图示)等而能够进行通电,从而完成面状发热体100的主要结构。

金属箔110优选良好地保持其周边(金属箔110的厚度方向和波形结构部111的长边方向)的流体的流动,且在重叠使用的情况下,增大与重叠的对象物的接触面积,上述金属箔110的结构提示出适合于此的结构。尤其是,通过使突片115朝向峰部112或谷部113的内侧突出,从而能够在由峰顶面116或谷底面117和斜面118限定的空间中促使因为突片115和峰顶面116的存在而产生流体的紊乱,并且,切开部114和突片115的形态能够适度地保持流体朝向金属箔110的厚度方向和波形结构部111的长边方向双向的流动,因此,能够增加流体的流动的良好性、与流体的接触时间、接触面积。

(采用金属网的面状发热体的概要)

接着,对采用金属网的面状发热体进行说明。该面状发热体可以作为在具有导电性的金属制网线部之间具备俯视观察时交错排列配置的多个贯通孔的金属网来实施,最好所述网线部的厚度为0.1mm以下,并且以宽10mm×长1000mm为测量单位的电阻值为5ω以上。

该面状发热体可以使用在金属制的网线部之间具备俯视观察时交错排列配置的多个贯通孔的金属网进行加工而形成。此时,通过改变所述网线部的股线(strand)的节距宽度以及贯通孔的大小,并且沿厚度方向对所述金属网施加力而改变所述网线部的厚度,从而可以得到其电阻值得到控制的薄壁状金属网,并通过所述薄壁状金属网得到面状发热体。

更为具体而言,沿厚度方向施加力之前的所述金属网的所述网线部的厚度为0.3mm以上,通过对该金属网实施轧制加工,从而使所述网线部的厚度变化为0.1mm以下,能够得到以宽10mm×长1000mm为测量单位的电阻值被控制为5ω以上的所述薄壁状金属网。

(关于采用薄膜状金属网的面状发热体的具体形态)

以下,参照图7至图9对采用薄壁状金属网120的面状发热体100的具体实施方式进行说明。

该面状发热体100其发热部分由薄膜状金属网120构成。如图7的(b)所示,该薄膜状金属网120具备交错排列配置的多个贯通孔122,通过在金属板上形成狭缝并实施扩张加工等的金属网加工来制造,具备相同形状的多个贯通孔122。贯通孔122的形状通常为菱形等,但也可以是长方形等矩形,可以适当地进行变更。未作为贯通孔122而除去的部分构成网线部123。

该薄膜状金属网120通过如下方式来制造,即、对于经金属网加工的处理前金属网121(参照图7的(a)),调整网线部的股线的节距宽度、贯通孔的大小,并通过轧制加工等沿厚度方向施加力,改变网线部123的厚度,由此来控制其电阻值(参照图7的(b))。以下,在用于实施发明的方式中,在仅指实施了薄壁化处理的金属网的情况下,称为薄膜状金属网120,将未实施薄壁化处理的金属网称为处理前金属网121。

该薄膜状金属网120的网线部123呈大致平坦的薄板状,上下的面如图9所示呈大致平面状。

通过在该薄膜状金属网120的端部等适当位置设置电极(未图示)等而能够通电,从而完成面状发热体100的主要结构。

(原料的金属板材)

该薄膜状金属网120能够使用板厚约0.03mm~0.1mm的金属板材作为其原材料来制造,但可以根据面状发热体100的用途、所要求的发热性能等进行变更来实施。该薄膜状金属网120的原材料可以由具有导电性的原材料形成,尤其是,适合使用铁或其合金(例如电阻系数高的fe-cr-al合金)等为具有发热性而具有高电阻的金属来进行实施。

(处理前金属网)

处理前金属网121也被称为多孔金属网,例如是在利用扩展制造机的模具将原材料的所述金属板材呈交错状切缝并使其展开(扩张),将其切缝成形为菱形或龟甲形而得的网格状的板材,在该实施方式中,将网格的开口称为贯通孔122,将金属部分称为网线部123。将该网线部123中的线状部分称为股线124,将股线124彼此相交的部分称为结合部125。另外,将网格的短边方向中心间距离称为sw,将网格的长边方向中心间距离称为lw,将股线的节距宽度称为w。(参照图7的(a)以及图8)。可以适当地变更该网格的大小及网厚来进行实施,尤其可以在以下的范围内进行实施。

sw:1.0mm~3.0mm

lw:1.5mm~6.0mm

w:0.3mm~0.8mm

网厚:0.3mm~1.0mm

其中,如图8所示,sw是网格的短边方向的中心间距离,lw是该网格的长边方向中心间距离,网厚(在图8中简单示为厚度)是从金属网的厚度方向的下端至上端的距离。处理前金属网121不仅在原材料的金属板材上形成狭缝,而且还进行扩张加工,因此在其截面中,网线部123倾斜等而显示出立体的形状,如图8所示,其上下的面(图中为左右的面)由网线部123的角构成。因此,与别处的接触原则上是线接触而非面接触。

(轧制加工)

通过对上述处理前金属网121实施轧制加工等,沿其厚度方向施加力,改变网线部123的厚度及宽度而能够得到薄膜状金属网120。如图7的(a)至图7的(b)的变化所示,通过实施轧制加工,网线部123的厚度变小,俯视观察时的宽度增大。由此得到的薄膜状金属网120其网线部123变为大致平坦的薄板状,上下的面如图9所示变为大致平面状,与别处的接触原则上成为面接触。

采用薄膜状金属网120的面状发热体100通过改变其电阻值并改变表面积,从而能够改变其发热性能以及作为加热器的性能。尤其是,与原材料的金属板材相比较,能够将电阻值提高至4倍以上(优选10倍以上)。具体而言,以宽10mm×长1000mm为测量单位的电阻值在金属板材(铁-铬-铝合金)的情况下约为1ω~2ω,而在薄膜状金属网120的情况下可以提高至约5ω以上、优选约10ω~60ω,这对于发明人而言是很大的惊喜。尤其是,从发热性能与强度的平衡的角度来看,显示出20ω~40ω左右的薄膜状金属网120被认为是优选的。

该薄膜状金属网120的网格的大小可以适当地进行变更来实施,尤其是,可以在以下的范围内实施。

sw:1.0mm~3.0mm

lw:1.5mm~6.0mm

w:0.3mm~0.8mm

网厚:0.03mm~0.1mm以下(尤其优选0.03mm~0.07mm)

使用薄膜状金属网120的面状发热体100其电阻值大幅增加,并且能够通过金属网加工的网格形状、轧制的程度(轧制后的厚度)来改变电阻值。进而,使用薄膜状金属网120的面状发热体100与金属板材及处理前金属网121相比,可以减小为得到同一发热温度(金属的表面温度)所需的耗电量,在同一耗电量下,能够得到更大的温度上升。

(作为层叠体的应用例)

金属箔110和薄膜状金属网120可以分别单独使用,但也可以作为将两者组合而成的层叠体130来实施。

金属箔110和薄膜状金属网120既可以以相互未接合的状态(包括两者接触的状态和不接触的状态这两方)加以利用,也可以以使金属箔110与薄膜状金属网120接合的状态加以利用,将这些状态一并包含在内地将使金属箔110与薄膜状金属网120在厚度方向上重叠而成的结构体称为层叠体130。

(金属箔与金属网未接合的形态)

如下所述,金属箔110和薄膜状金属网120既可以两者接合来进行实施,但也可以以两者未接合的形态来进行实施。作为两者未接合的形态,优选使金属箔110与薄膜状金属网120接触(尤其是,在具备大致平坦的峰顶面116或谷底面117时为面接触)的状态,但也可以是两者未接触(包括面接触)而在两者之间存在空间的状态。不过,在以接触的状态进行实施的情况下,能够有效地发挥上述突片115朝向内侧突出的效果。

(金属箔与面状发热体接合的形态)

使金属箔110与薄膜状金属网120接合的形态是通过接合方式使两者一体化的形态,构成一个不分离的片材结构体。接合方式只要是使两者一体化的方式即可,作为其优选的一例,可以示出钎焊、焊接。在实施这些接合方式的情况下,金属箔110和薄膜状金属网120必须是能够进行钎焊、焊接的金属等,此时,如上所述,由于突片115朝向波形结构部111的内侧突出,并且峰顶面116和谷底面117大致平坦,从而能够使金属箔110与薄膜状金属网120面接触,能够抑制钎焊、焊接的不良。作为其它接合方式,可以例示出利用螺钉、铆钉等紧固件的接合、利用粘合剂等的粘合、利用各种带的固定等,也可以联合使用各种接合方式。

需要指出,在使金属箔110与薄膜状金属网120接合的情况下,也可以仅在其局部形成钎焊等来加以实施。此时,如图6的(a)所示,在将网状的金属箔110的宽度方向的两侧缘钎焊于薄膜状金属网120时,通过钎焊于未形成切开部114的区域140,从而能够进一步增加钎焊面积。需要指出,该未形成切开部114的区域140可以进行各种变更来实施,例如设置在网状的金属箔110的宽度方向中央(参照图6的(b))等。

需要指出,如下所述,在将金属箔110和薄膜状金属网120重叠并卷绕成线圈状的情况下,也可以在预先将两者接合的状态下进行卷绕,但也可以考虑到两者的周率差而在预先未接合的状态下进行卷绕,卷绕完成后,在形成为线圈状的端面配置钎焊剂进行钎焊。另外,在卷绕完成后将相同的两者接合的情况下,也可以仅在卷绕的终端将两者接合,并仅限于对其内周进行接合。

需要指出,在使金属箔110与薄膜状金属网120接合的情况下,也可以仅在其局部形成钎焊等来加以实施。此时,在将网状的金属箔110的宽度方向的两侧缘钎焊于薄膜状金属网120的情况下,通过不在该钎焊部分形成切开部114、突片115,从而能够进一步增加钎焊面积。需要指出,该不形成切开部114、突片115的区域可以进行各种变更来实施,可以设置在网状的金属箔110的宽度方向中央,等等。

(层叠体的作用效果)

无论有无上述接合,在层叠体130中,除了作为上述金属箔110单体的优点之外,还能够发挥与薄膜状金属网120的协同效果。

在层叠体130与其周边流体的关系中,除了峰顶面116或谷底面117和斜面118以外,还存在薄膜状金属网120,从而进一步限制其空间。此时,在薄膜状金属网120不允许流体通过或限制流体通过来进行实施的情况下,能够限制各层叠体130间的流体的移动。另一方面,在具备贯通孔122的情况等下,能够容许各层叠体130间的流体的移动。此时,由于突片115间的流通空间119和切开部114的存在,能够充分确保各层叠体130间的流体的移动。尤其是,在需要各层叠体130间的流体的移动的情况下或者有层叠体130间的流体的移动更为有利的情况下,优选具备贯通孔122。

(线圈结构体)

层叠体130可以作为平板状的片材结构体进行利用,但如图10所示,也可以作为卷绕成旋涡状的线圈结构体131来进行实施。也可以将金属箔110和薄膜状金属网120中任一方作为通过通电而发热的发热体,将另一方作为对其表面实施了绝缘处理的绝缘体。无论在哪一种情况下,金属箔110和薄膜状金属网120两者都具有沿厚度方向的贯通部,因此,流体也可以沿线圈结构体131的径向在多个层中流动,促进三维的流体移动。

需要指出,金属箔110与薄膜状金属网120既可以不接合,也可以接合。由于金属箔110的峰顶面116和谷底面117大致平坦,并且突片115朝向内侧突出,因此,不会损伤薄膜状金属网120,另外,在接合的情况下,能够抑制钎焊、焊接的不良。因此,在将薄膜状金属网120作为对其表面实施了绝缘处理的绝缘体的情况下,能够抑制因为突片115破坏绝缘处理而发生电性短路。

卷绕的方向只要以网的长边方向的一端侧为内周端、另一端侧为外周端的方式,换言之,以峰部112及谷部113的延伸方向网的宽度方向与线圈结构体131的轴向大致一致的方式进行卷绕即可。由此,能够使流体从线圈结构体131的轴向的一端面朝向另一端面(从图10的(b)的下表面朝向上表面)流动,流动的流体在从一端面向另一端面移动的期间能够也沿层叠体130的周向移动,能够促进流体的紊流化。

该线圈结构体131能够配置在如图3所示的中空筒状的受限制的流道内。在该例中,通过使水蒸汽从线圈结构体131的一端面朝向另一端面通过,能够直接使水蒸汽过热,能够实现小型化,并能够实现加热效率的提高。

附图标记说明

11油分除去装置

12冷却部

13喷出部

14除去部

21输送单元

22冷却喷嘴

23喷射喷嘴

24送风喷嘴

25壳体

31脱脂装置

32喷射喷嘴

33炉

51过热水蒸汽产生装置

52蒸汽产生部

53过热水蒸汽产生部

61水箱

62加热釜

63水加热用热源

71过热炉

72蒸汽加热用热源

73供给通道

81蒸汽排出部

82主流道

83副流道

100面状发热体

110金属箔

111波形结构部

112峰部

113谷部

114切开部

115突片

116峰顶面

117谷底面

118斜面

119流通空间

120薄膜状金属网

121处理前金属网

122贯通孔

123网线部

124股线

125结合部

130层叠体

131线圈结构体

140未形成切开部的区域

a被处理物

b过热水蒸汽

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