[发明专利]高压釜的热风循环方法和高压釜的热风循环装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于将成形材料加压、加热、硬化、粘接、成形的高压釜的热风循环方法及其装置。

背景技术

为了将作为航空器、赛车、产业机械等零件使用时的、使用了复合材料(FRP、CFRP等)的层压结构体或强化调整玻璃、等离子显示器玻璃等的成形材料进行加压、加热、硬化、粘接、成形，可以使用高压釜的热风循环方法及其装置。以往，作为将粘接或压接成形的材料在高压釜内加压、加热时的高压釜内的热风循环方法，例如日本特开昭58-62018号公报、特开昭60-258996号公报、特开昭61-94742号公报、特开昭62-28228号公报、特开平2-14730号公报记载的方法等，多数已被公知。

这些高压釜的热风循环方法按如下的方式实施。在将成形材料与夹具、工具及台车同时收容于工作区域内后，用门密闭压力容器，同时打开阀，从加压设备(通常)向压力容器内供给高压气体，将成形材料相对于夹具、工具加压。另一方面，驱动电动机使循环风扇旋转，经风筒吸引由加热器、冷却器加热、调节了的上述高压气体，使该气体一边在放射方向沿压力容器底壁回转一边向外通风路方向送出，并向门侧流通。

而且，沿压力容器内壁，在与马弗炉外壁之间大致水平地流过的高温、高压气体与压力容器的另一端(门)壁面接触而反转，从马弗炉的一方的开口部流入工作区域内，沿成形材料、夹具、工具及台车大致水平地流动，再经冷却器、加热器及风筒形成了被循环风扇侧吸引的那样的循环流。

在采用了上述的那样的热风循环方式(暂且称为水平循环型)的以往的高压釜中，由于由一台循环风扇使高压釜内的高压、高温气体沿水平方向流动，所以，在气体(在工作区域内)从上游侧向下游侧流动的途中，与将热量给与成形材料(包括夹具、工具及台车)的量相应地，下游侧的气氛温度降低。

在此类型中，由于气氛气体沿长尺寸材料在水平方向流动，所以流速均匀，但是，在长轴方向的中央部附近因台车及材料的影响，工作区域的上部侧容易流动，有产生偏流的倾向。而且，在成形材料为异形的情况下，工作区域内的流速分布紊乱，在气氛气体的温度分布、风速上产生偏差。而且，即使从机械构造方面看，由于负荷热量在马弗炉的炉床部一方也比顶部显著变大，所以，在朝向床面的方向，温度也容易下降，气体流速也降低。总之，在工作时，在工作区域内空间区域中，在气氛气体的上下流动方向产生温度差。如果在工作区域内空间的气氛气体的温度分布上产生不均匀，则加工后的成形品的品质也有可能产生偏差，在加工时间上必须充裕，因而影响工作效率。

与上述的水平循环型不同，作为高压釜内的高压、加热气体的流通路径，称为截面循环型的方式已被公知。其是这样的结构：在一个在一端开口具备了密封式门的筒形压力容器内空间中与其大致同心地设置两端开放的马弗炉，在上述压力容器内壁和马弗炉外壁之间形成外通风路(风筒)，同时，将马弗炉炉内空间作为工作区域，将成形材料、夹具、工具及台车等收容在此空间内。

而且，将上述压力容器(马弗炉)内空间以在长轴方向无边界的方式区划成多个区域，在每个区域中，分别沿压力容器的上部外壁的长轴线方向配置具备与压力容器(或马弗炉)的轴线成直角方向的旋转轴的搅拌电动机，使该旋转轴贯通压力容器壁而向外通风路内延伸，在前端分别安装搅拌扇，并将它们配置于外通风路内。

另外，在每个区域中，与上述搅拌扇相向地在马弗炉底壁上分别重叠地配置加热器、冷却器。另外，各搅拌扇的气体吸入口分别向对面的马弗炉壁开口，在各加热器、冷却器的配置位置分别穿设外通风路和工作区域内空间的连通口。

而且，在压力容器内的顶面侧配置于马弗炉的外侧的搅拌扇，如果由搅拌电动机的驱动进行旋转，从吸入口吸入工作区域内的气体，并将其在通风路侧的左右方向沿压力容器内壁离心、送风(箭头方向)，则外通风路内的气体被挤压成气流，经底部连通口流入马弗炉内而形成上升流，此时，由加热器、冷却器进行加热、调整，送入工作区域内。此气体在通过加热器、冷却器的期间被进行加热、调整，进而通过成形材料(包括夹具、工具及台车)的过程，再形成返回搅拌扇的那样的截面循环流。

上述说明的截面循环流，在以在压力容器的长轴方向无边界的方式区划的各区域内分别大致独立地产生。对每个区域进行加热器、冷却器的控制，调节工作区域内空间区域中的气氛的温度。不过，在工作区域内，在从马弗炉底的加热器、冷却器侧向搅拌扇上升的各循环流之间，因为没有边界，所以，当然有相互干涉的情况。另外，相互控制加热温度，能够使工作区域内长轴方向的气氛的温度尽可能地均一。