反射型環形加熱裝置的製作方法
2023-04-26 16:28:41
專利名稱：反射型環形加熱裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種反射型環形加熱裝置，即可均勻高速加熱棒狀物周圍，且其整體裝置結構緊湊的反射型環形加熱裝置。
背景技術：
用來加熱金屬絲等試料的裝置，通常指紅外線照射型加熱裝置，如專利文獻特開平9-257374號公報就公開了一種其內圓周面為由3個以上的旋轉橢圓鏡面反射體排列成環形，各反射體的第一焦點處設有各式各樣的點光源，各反射體的第二焦點處一般設有試料的紅外線照射型加熱裝置。
一般在上述紅外線照射型加熱裝置中，因其採用了點光源，所以在單位時間內放射的熱量很少，加熱完試料需很長時間。如增加點光源數量可以使放射熱量增加，但此時鏡面的數量也隨之增加，從而使整體裝置體積變大，對移動和搬運帶來不便。
又，如試料直徑較大時，會在其圓周方向上形成不連續的加熱點，從而不能達到使試料沿其圓周方向均衡加熱的目的。
發明簡述本發明的目的是鑑於上述紅外線照射型加熱裝置的缺點，而提供一種可均勻高速加熱棒狀物周圍，且其整體裝置結構緊湊的反射型環形加熱裝置。
實現本發明目的的技術方案如下一種反射型環形加熱裝置，包括環形加熱器，凹橢圓型鏡面體，其中環形加熱器由環形紅外線發光細絲，和收容其細絲的環形透明收容管組成，凹橢圓型鏡面體是沿著環形加熱器包容其環形加熱器而形成，其形狀為環形，內面側形成有凹橢圓型鏡面，在其凹橢圓型鏡面的第一焦點處即外側焦點處設有發光細絲，在其第二焦點處即內側焦點處設有待加熱的棒狀體，其特徵在於，由環形加熱器發出的紅外線光通過凹橢圓型鏡面反射使其反射光照射在棒狀體。
一種反射型環形加熱裝置，包括環形加熱器，凹型反射鏡面體，其中環形加熱器由環形紅外線發光細絲，和收容其細絲的環形狀透明收容管組成，凹型反射鏡面體是沿著環形加熱器包容其環形加熱器而形成，其形狀為環形，內面側形成有凹型反射鏡面，在其凹型反射鏡面的焦點處設有發光細絲，其特徵在於，由環形加熱器發出的紅外線光通過凹型反射鏡面反射，使其反射光可照射於設置在凹型反射鏡面體的中央孔中心線的待加熱的棒狀體上。
根據本發明的反射型環形加熱裝置，其特徵在於，所述凹橢圓型鏡面體和凹型反射鏡面體，有一個冷卻劑傳送管道，其一端在鏡面體內圓周部設有開口，其另一端與冷卻劑供給裝置相連接，從開口部向棒狀體可吹入冷卻劑。
根據本發明的反射型環形加熱裝置，其特徵在於，所述凹橢圓型鏡面體和凹型反射鏡面體，使包含環形加熱器在內的假想平面可分割為左右兩個部分。
實施本發明的反射型加熱裝置，使棒狀體的周圍高速均勻地加熱，由高發光量的環形加熱器放射紅外線光，並由環形狀鏡面反射，因此不需設計達到同樣高速加熱所需的多個加熱器及反射鏡，使整體裝置結構也顯得很緊湊。由於設置有冷卻劑供給裝置，藉由此種結構可使被加熱過的棒狀體得到急速的冷卻，也使棒狀體的淬火處理得到良好的改進。熱壓配合後的棒狀體因得到急速的冷卻，使其裝配過程也可以迅速地完成，作業效率也隨之提高。由於當更換環形加熱器時使凹型反射鏡面體或凹型反射鏡面體拆成左右兩個部分，取出環形加熱器，使其更換過程變得簡單又迅速。
附圖簡要說明下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。
圖1是本發明的反射型環形加熱裝置的內部示意圖，即分成兩部分的凹橢圓型鏡面體的一部分和環形加熱器的平面示意圖，其顯示了凹橢圓型鏡面全圓周的各內側焦點集合成一點。
圖2是本發明的反射型環形加熱裝置的截面圖。
圖3是本發明的反射型環形加熱裝置的平面示意圖。
圖4是本發明的反射型環形加熱裝置中的環形加熱器的平面示意圖。
圖5是本發明的反射型環形加熱裝置的紅外線光路的截面示意圖。
圖6是本發明的反射型環形加熱裝置加熱後在工具插入筒中插入切削工具時的截面圖。
圖7是本發明的反射型環形加熱裝置急速冷卻被插入有切削工具的工具插入筒時的內部示意圖。
圖8是本發明的反射型環形加熱裝置的內部示意圖，即分成兩部分的凹橢圓型鏡面體的一部分和環形加熱器的平面示意圖，其顯示了凹橢圓型鏡面全圓周的各內側焦點集合成圓形。
圖9是本發明的反射型環形加熱裝置的內部示意圖，即分成兩部分的凹型反射鏡體的一部分和環形加熱器的截面圖。
發明詳述對於本發明的反射型環形加熱裝置的實施形態，參考附圖一同說明。
圖1是本發明的反射型加熱裝置的內部示意圖，即分成兩部分的凹橢圓型鏡面體的一部分和環形加熱器的平面示意圖。圖2是本發明的反射型加熱裝置的截面圖。在圖1中所示冷卻劑導入裝置被置於左側，而在圖2中被設置於右側。圖3是本發明的反射型加熱裝置的平面示意圖。圖4是本發明的反射型加熱裝置中環形加熱器的平面示意圖。圖5是本發明的反射型環形加熱裝置的紅外線光路的截面示意圖。
首先，對本發明的第一實施例進行說明，其採用了凹橢圓型鏡面體反射體。
反射型加熱裝置1由環形加熱器2和環形凹橢圓型鏡面體3組成，由環形加熱器2發出的紅外光通過凹橢圓型鏡面4反射使其反射光照射在棒狀體5(被加熱物)。
對於棒狀體5沒有特別的限制，空心的棒狀體即管狀體或實心的棒狀體皆可。
且，對於棒狀體5的加熱目的也沒有特別的限制，例如金屬管狀體的熱壓配合、金屬棒狀體的淬火等金屬熱處理，或是金屬棒狀體的彎曲加工等金屬加工為其目的。而圖示(如圖6)中為當多工序自動數控工具機的切削工具15和工具插入筒5的插入孔熱壓配合時用於加熱其工具插入筒5。
以下對其構成要素進行詳細說明。
環形加熱器2是由環形紅外線發光細絲6和收容其細絲6的環形透明收容管7組成。例如細絲6是由鎢絲線圈彎曲成環形而形成，環形透明收容管7是由透明的石英管彎曲成環形而形成。細絲6是通過多個載體(圖中未標示)固定於透明收容管7內。透明收容管7的兩端分別設有細絲的陽極和陰極並並通過電線與電源連接。
環形凹橢圓型鏡面體3是沿著環形加熱器2包容其環形加熱器2而形成，並在內圓周面的圓周方向上形成有凹橢圓型鏡面4，作為其第一焦點即外側焦點8處(如圖2、5)設有發光細絲6，而作為第二焦點即內側焦點9處(如圖5)設有待加熱的棒狀體5。內側焦點9位於由凹橢圓型鏡面4所形成的空間的中央部，而外側焦點8是位於其空間的接近於凹橢圓型鏡面4的位置，相對於其空間來說兩者位於其空間的內側和外側。
內側焦點9可以通過凹橢圓型鏡面4其全方位的反射形成的反射光在凹橢圓型鏡面體3的中心線18上集聚於一點，如圖5所示，但也可以通過使其反射光在其中心線18附近形成以中心線為中心的小圓，如圖8所示。在圖8中所示的各內側焦點9所形成的圓位於超越凹橢圓型鏡面體3中心線18的位置，但也可以位於更靠近中心線18的位置。
在凹橢圓型鏡面4上突出地設有數個加熱器支撐板10，形狀如放射型，藉由這些加熱器支撐板10，環形加熱器2可以固定於凹橢圓型鏡面體3內指定的位置。
外側焦點8是由凹橢圓型鏡面4的各焦點8所形成的小圓(以下稱焦點圓)，發光細絲6即位於其焦點圓形成處，幾乎互相重疊。
由發光細絲6發出的紅外線光通過凹橢圓型鏡面4反射，其形成的反射光集聚於內側焦點9，在其內側焦點9上或在其附近的棒狀體5得到全面的均勻加熱。
棒狀體5，通過某種插入裝置(圖中未標示)在凹橢圓型鏡面體3的中央孔11處可以形成插拔機構。
且，在本發明中的凹橢圓型鏡面體3，設有冷卻劑傳送管道13，其下流端在凹橢圓型鏡面體3內形成有開口，其上流端與冷卻劑供給裝置(圖中未標示)相連接，並從其開口部14向棒狀體5吹入冷卻劑。冷卻劑的種類沒有特別的限制，例如水，空氣皆可。
藉由此種結構可使被加熱過的棒狀體5得到急速的冷卻，也使棒狀體5的淬火處理得到良好的改進。熱壓配合後的棒狀體5因得到急速的冷卻使其裝配過程也可以迅速地完成，作業效率也隨之提高。
又，本發明的凹橢圓型鏡面體3，其使包含環形加熱器2在內的假想平面12可分割為左右兩個部分。這樣一來，當更換環形加熱器2時可把凹橢圓型鏡面體3拆成左右兩個部分，取出環形加熱器2，使更換過程變得簡單又迅速。
其次，對反射型加熱裝置1的使用方法進行說明。
在此，舉一個多工序自動數控工具機的切削工具15(如圖6)和工具插入筒5(棒狀體)熱壓配合時加熱處理其工具插入筒5為其例。
首先將工具插入筒5的一端通過把持裝置固定，工具插入筒5插入凹橢圓型鏡面體3的中央孔11。此時工具插入筒5的待加熱部位於凹橢圓型鏡面體3的內側焦點9處。
接入電源使環形加熱器2開始發光時如圖5的雙點線所示，其紅外線光被凹橢圓型鏡面4反射，反射的光線全聚集在內側焦點9處。內側焦點9位於凹橢圓型鏡面體3的中心線上。其反射光線使工具插入筒5的待加熱部位得到全方位的均衡加熱。因工具插入筒5通過大量放射紅外線的環形加熱器2得到全面加熱，不僅達到高速加熱的目的且加熱均勻，使其溫度迅速上升到目標溫度。
在被加熱後的工具插入筒5的插入孔內插入鑽空器等切削工具15(如圖6)。當插入到指定的深度以後通過冷卻劑傳送管道13從其一端開口部14(如圖7)噴出空氣或冷卻水，使工具插入筒5急速冷卻。冷卻劑的流向如圖7中箭頭所示。藉由工具插入筒5的急速冷卻可實現工具插入筒5與切削工具15的熱壓配合。
據本發明的反射型加熱裝置1，使棒狀體5的周圍高速均勻地加熱，由高發光量的環形加熱器2放射紅外線光，並由環形狀凹橢圓型鏡面4的反射，因此不需設計達到同樣高速加熱所需的多個加熱器及反射鏡，整體裝置結構也很緊湊。
其次，一同參考圖9對本發明的第二實施例進行說明。
對於本發明的第二實施例，與第一實施例不同之處在於，其取代環形凹橢圓型鏡面體3，而採用了環形凹型反射鏡面體16。環形凹型反射鏡面體16是沿著環形加熱器2包容其環形加熱器2而形成，並在其內圓周面的圓周方向上形成有凹型反射鏡面17，其焦點19處設有發光細絲6。
由環形加熱器2發出的紅外線光通過凹型反射鏡面17反射形成反射光，其反射光照射於凹型反射鏡面體16的中央孔11中心線18上的棒狀體5。
在此第二實施例中，由凹型反射鏡面17反射的光如圖9中的雙點線所示相互平行並與中央孔11中心線18相垂直。棒狀體5，在凹型反射鏡面17的中心線18方向上被光照射的相應長度部分將被均衡加熱。
對於本發明的第二實施例的應用，也可以與第一實施例同樣。且，凹型反射鏡面體16，設有冷卻劑傳送管道13，其一端在凹型反射鏡面體16內形成有開口，其另一端與冷卻劑供給裝置(圖中未標示)相連接，並從其開口部14向棒狀體5吹入冷卻劑。
藉由此種結構可使被加熱過的棒狀體5得到急速的冷卻，也使棒狀體5的淬火處理得到良好的改進。熱壓配合後的棒狀體5因得到急速的冷卻使其裝配過程也可以迅速地完成，作業效率也隨之提高。
又，本發明的凹型反射鏡面體16，使包含環形加熱器2在內的假想平面12可分割為左右兩個部分。這樣一來，當更換環形加熱器2時使凹型反射鏡面體16拆成左右兩個部分，取出環形加熱器2，使其更換過程變得簡單又迅速。
符號說明1 反射型環形加熱裝置2 反射型加熱器3 凹橢圓型鏡面體
4 凹橢圓型鏡面5 棒狀體(工具插入筒)6 細絲7 透明收容管8 凹橢圓型鏡面體第一焦點(外側焦點)9 凹橢圓型鏡面體第二焦點(內側焦點)12 假想平面13 冷卻劑傳送管道14 冷卻劑傳送管道開口部(冷卻劑噴出口)16 凹型反射鏡面體17 凹型反射鏡面
權利要求
1.一種反射型環形加熱裝置，包括環形加熱器，凹橢圓型鏡面體，其中環形加熱器由環形紅外線發光細絲，和收容其細絲的環形透明收容管組成，凹橢圓型鏡面體是沿著環形加熱器包容其環形加熱器而形成，其形狀為環形，內面側形成有凹橢圓型鏡面，在其凹橢圓型鏡面的第一焦點處即外側焦點處設有發光細絲，在其第二焦點處即內側焦點處設有待加熱的棒狀體，其特徵在於，由環形加熱器發出的紅外線光通過凹橢圓型鏡面反射使其反射光照射在棒狀體。
2.一種反射型環形加熱裝置，包括環形加熱器，凹型反射鏡面體，其中環形加熱器由環形紅外線發光細絲，和收容其細絲的環形狀透明收容管組成，凹型反射鏡面體是沿著環形加熱器包容其環形加熱器而形成，其形狀為環形，內面側形成有凹型反射鏡面，在其凹型反射鏡面的焦點處設有發光細絲，其特徵在於，由環形加熱器發出的紅外線光通過凹型反射鏡面反射，使其反射光可照射於設置在凹型反射鏡面體的中央孔中心線的待加熱的棒狀體上。
3.根據權利要求1所述的反射型環形加熱裝置，其特徵在於所述凹橢圓型鏡面體有一個冷卻劑傳送管道，其一端在鏡面體內圓周部設有開口，其另一端與冷卻劑供給裝置相連接，從開口部向棒狀體可吹入冷卻劑。
4.根據權利要求1所述的反射型環形加熱裝置，其特徵在於所述凹橢圓型鏡面體使包含環形加熱器在內的假想平面可分割為左右兩個部分。
5.根據權利要求2所述的反射型環形加熱裝置，其特徵在於所述凹型反射鏡面體有一個冷卻劑傳送管道，其一端在鏡面體內圓周部設有開口，其另一端與冷卻劑供給裝置相連接，從開口部向棒狀體可吹入冷卻劑。
6.根據權利要求2所述的反射型環形加熱裝置，其特徵在於所述凹型反射鏡面體使包含環形加熱器在內的假想平面可分割為左右兩個部分。
全文摘要
本發明提供一種可均勻高速加熱棒狀物周圍，且其整體裝置結構緊湊的反射型環形加熱裝置，包括環形加熱器，凹橢圓型鏡面體(或凹型反射鏡面體)，其中環形加熱器由環形紅外線發光細絲，和收容其細絲的環形透明收容管組成，凹橢圓型鏡面體是沿著環形加熱器包容其環形加熱器而形成，其形狀為環形，內面側形成有凹橢圓型鏡面，在其凹橢圓型鏡面的第一焦點處即外側焦點處設有發光細絲，在其第二焦點處即內側焦點處設有待加熱的棒狀體，由環形加熱器發出的紅外線光通過凹橢圓型鏡面反射使其反射光照射在棒狀體。
文檔編號H05B3/00GK1490586SQ02155530
公開日2004年4月21日 申請日期2002年12月5日 優先權日2002年10月17日
發明者永墓敏治 申請人:株式會社三永電機製作所