特許 6206958 加熱処理装置及び加熱処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6206958

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】加熱処理装置及び加熱処理方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20170925BHJP

【ＦＩ】

   E04G23/02 ZZAB

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-201832(P2013-201832)

(22)【出願日】2013年9月27日

(65)【公開番号】特開2015-68000(P2015-68000A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2016年8月26日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度、独立行政法人科学技術振興機構復興促進プログラム（Ａ−ＳＴＥＰ）「集光加熱法による局所的なアスベスト壁面高温処理のための位置制御技術開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】712010876

【氏名又は名称】ペンギンシステム株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】300022353

【氏名又は名称】ＮＥＣライティング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100169753

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 幸子

(74)【代理人】

【識別番号】100109449

【弁理士】

【氏名又は名称】毛受 隆典

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100145355

【弁理士】

【氏名又は名称】石堂 毅彦

(72)【発明者】

【氏名】池田 伸一

(72)【発明者】

【氏名】仁衡 ▲琢▼磨

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼梨 宏一

(72)【発明者】

【氏名】真野 泰広

【審査官】 西村 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−００７２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１６０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０７２４６７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｂ０９Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱線性光源と前記熱線性光源からの光を集光する反射鏡からなる集光加熱ユニットを複数配列した加熱処理ヘッドを、被加熱体の表面に沿って移動させながら前記被加熱体を加熱処理する加熱処理装置であって、
前記加熱処理ヘッドは、前記加熱処理ヘッドの移動方向に沿った方向に２以上の前記集光加熱ユニットを並べたユニット列からなり、
前記ユニット列を構成する前記２以上の集光加熱ユニットの前記熱線性光源それぞれに、独立に電力を供給する、
ことを特徴とする加熱処理装置。

【請求項2】

前記加熱処理ヘッドは、前記ユニット列が前記加熱処理ヘッドの移動方向に対して垂直の方向に２列以上配列しており、
各ユニット列を構成する前記集光加熱ユニットは、前記加熱処理ヘッドの移動方向に対して垂直な同一直線上に一つずつ配置され、
前記同一直線上の集光加熱ユニット毎に同一の電力を供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱処理装置。

【請求項3】

前記ユニット列を構成する２以上の集光加熱ユニットのうち、前記加熱処理ヘッドの移動方向に沿った方向において前方の前記集光加熱ユニットの供給電力の方が、後方の前記集光加熱ユニットの供給電力より低い、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱処理装置。

【請求項4】

前記熱線性光源は３ｋＷ未満の電力で発光させるハロゲンランプ、キセノンランプ及びメタルハライドランプの少なくとも１種類の光源である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加熱処理装置。

【請求項5】

前記熱線性光源の周囲と前記反射鏡の内面に空気を吐出させる空気吐出部と、前記集光加熱ユニットと前記被加熱体の間の空気を吸入する空気吸入部と、前記空気吸入部が吸入した空気から所定ガスを除去するガス除去装置と、前記ガス除去装置を透過した空気を前記空気吐出部の方へ循環させる循環ファンと、を更に有する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加熱処理装置。

【請求項6】

熱線性光源と前記熱線性光源からの光を集光する反射鏡からなる集光加熱ユニットを複数配列した加熱処理ヘッドを、被加熱体の表面に沿って移動させる加熱処理ヘッド移動ステップと、
前記集光加熱ユニットそれぞれの前記熱線性光源の光を集光して前記被加熱体に照射して、前記被加熱体を加熱する加熱ステップと、を有する加熱処理方法であって、
前記加熱処理ヘッドは、前記加熱処理ヘッドの移動方向に沿った方向に２以上の集光加熱ユニットを並べたユニット列からなり、
前記ユニット列を構成する前記２以上の集光加熱ユニットの前記熱線性光源それぞれに、独立に電力を供給する、
ことを特徴とする加熱処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱線性光源の光を被加熱体に照射して加熱処理する加熱処理装置及び加熱処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

繊維状の天然鉱物群であるアスベストは、その耐熱性、耐薬品性から、膨大な量が主に建築材料として過去に使用されてきた。しかし、アスベストの粉塵を吸引後数十年たった後、肺気腫などの重篤な病気を発症することから、現在では法的にその使用を制限されている。

【0003】

そして、過去にアスベストを使用した建築物を建て替え、解体等する際に、アスベストの処理が重要な問題となる。処理方法の一つとして、１５００℃以上に加熱して無害化する方法があるが、アスベスト材料を剥離・除去し、大型溶融炉まで運搬する際に飛散する危険性があった。

【0004】

これに対して、解体前の状態でアスベストを含有する建築材料に対して、熱線性光源の光を照射することによりアスベストを溶融させて無害化させる方法が、その安全性と、作業負担の低減により近年注目されている（例えば特許文献１乃至３）。

【0005】

特許文献１に記載のアスベストの無害化方法は、アスベスト被覆に対し熱線性光源からの光を光学レンズにより収斂性光束等にして照射し、アスベストを無害化すると説明している。

【0006】

また、本願の発明者らに係る特許文献２、３の加熱処理方法等は、熱線性光源からの光を略楕円形の断面を有する反射鏡で集光させアスベスト被覆に対し照射する方法である。この方法は、装置のコストが低いだけでなく、エネルギー効率が極めて高く、現場での溶融処理には最も適した方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７−２１６０９３号公報

【特許文献2】国際公開第２００８／０７２４６７号パンフレット

【特許文献3】特開２０１０−７２５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献２、３に係る加熱処理方法を用いたアスベストの無害化を更に高速かつ確実にするためには、熱線性光源の出力パワーを上げ、集光性能を上げた反射鏡の設計や製造が必要となるが、これらは処理コストを上げる要因となっていた。

【0009】

また、ハイパワーの熱線性光源の光を照射すると、集光した光が当たっているところとその周囲との温度差により、アスベスト被覆を施した壁等の基盤となっている鉄板などが変形することがあった。これにより、アスベストを無害化処理した壁等を継続して使用する場合に壁が変形してしまうという問題があった。

【0010】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、高効率で低コストの加熱処理が可能でかつ被加熱体が変形することのない加熱処理装置等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る加熱処理装置は、
熱線性光源と前記熱線性光源からの光を集光する反射鏡からなる集光加熱ユニットを複数配列した加熱処理ヘッドを、被加熱体の表面に沿って移動させながら前記被加熱体を加熱処理する加熱処理装置であって、
前記加熱処理ヘッドは、前記加熱処理ヘッドの移動方向に沿った方向に２以上の前記集光加熱ユニットを並べたユニット列からなり、
前記ユニット列を構成する前記２以上の集光加熱ユニットの前記熱線性光源それぞれに、独立に電力を供給する、
ことを特徴とする。

【0012】

前記加熱処理ヘッドは、前記ユニット列が前記加熱処理ヘッドの移動方向に対して垂直の方向に２列以上配列しており、
各ユニット列を構成する前記集光加熱ユニットは、前記加熱処理ヘッドの移動方向に対して垂直な同一直線上に一つずつ配置され、
前記同一直線上の集光加熱ユニット毎に同一の電力を供給するようにしてもよい。

【0013】

前記ユニット列を構成する２以上の集光加熱ユニットのうち、前記加熱処理ヘッドの移動方向に沿った方向において前方の前記集光加熱ユニットの供給電力の方が、後方の前記集光加熱ユニットの供給電力より低くなるようにしてもよい。

【0014】

前記熱線性光源は３ｋＷ未満の電力で発光させるハロゲンランプ、キセノンランプ及びメタルハライドランプの少なくとも１種類の光源であってもよい。

【0015】

前記熱線性光源の周囲と前記反射鏡の内面に空気を吐出させる空気吐出部と、前記集光加熱ユニットと前記被加熱体の間の空気を吸入する空気吸入部と、前記空気吸入部が吸入した空気から所定ガスを除去するガス除去装置と、前記ガス除去装置を透過した空気を前記空気吐出部の方へ循環させる循環ファンと、を更に有するようにしてもよい。

【0016】

また、本発明の第２の観点に係る加熱処理方法は、
熱線性光源と前記熱線性光源からの光を集光する反射鏡からなる集光加熱ユニットを複数配列した加熱処理ヘッドを、被加熱体の表面に沿って移動させる加熱処理ヘッド移動ステップと、
前記集光加熱ユニットそれぞれの前記熱線性光源の光を集光して前記被加熱体に照射して、前記被加熱体を加熱する加熱ステップと、を有する加熱処理方法であって、
前記加熱処理ヘッドは、前記加熱処理ヘッドの移動方向に沿った方向に２以上の集光加熱ユニットを並べたユニット列からなり、
前記ユニット列を構成する前記２以上の集光加熱ユニットの前記熱線性光源それぞれに、独立に電力を供給する、
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、高効率で低コストの加熱処理が可能となり、被加熱体が変形することを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係る加熱処理装置を示すブロック図である。

【図2】実施形態１に係る集光加熱ユニットの図であり、（ａ）は前面図、（ｂ）は断面図である。

【図3】実施形態１に係る加熱処理ヘッドの前面図である。

【図4】実施形態２に係る加熱処理ヘッドを説明するための図である。

【図5】実施形態２に係る加熱処理ヘッドの空気の循環を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について図１乃至３を参照して詳細に説明する。

【0020】

本実施形態に係る加熱処理装置１は、表面被覆にアスベストを含有する被加熱体５０に対して加熱処理してアスベストを無害化する装置である。被加熱体５０は、例えば、建築物の壁や天井等である。

【0021】

加熱処理装置１は、被加熱体５０に対して熱線性の光を照射する加熱処理ヘッド１０と、加熱処理ヘッド１０を被加熱体５０の表面に沿って移動させるロボット２０と、ロボット２０を載置した自走式の台車３０と、台車３０上に載置し、加熱処理ヘッド１０の光照射とロボット２０及び台車３０の作動を制御する制御部４０と、を備えている。

【0022】

ロボット２０は従来公知の任意の作業用ロボットである。例えば、図１に示すように、ロボット２０は基部２０Ａ、Ｚステージ２０Ｂ、回転部２０Ｃから構成される。基部２０Ａは台車３０に対してＺステージ２０Ｂを固定している。Ｚステージ２０Ｂは、回転部２０Ｃを鉛直方向に上下動させる。回転部２０Ｃは、Ｚステージ２０Ｂの延在方向に対して垂直の回転軸Ｒを有し、回転部２０Ｃに固定された加熱処理ヘッド１０を回転させる。

【0023】

ロボット２０は、Ｚステージ２０Ｂ、回転部２０Ｃの駆動用のモータをそれぞれ備えており、各モータの作動は制御部４０によって制御される。つまり、制御部４０の制御により、Ｚステージ２０Ｂの鉛直方向における位置と、回転部２０Ｃの回転量を変化させることで、被加熱体５０に対する加熱処理ヘッド１０の高さ及び向きを変化させることができる。

【0024】

台車３０は、制御部４０によって制御されるモータを備えており、モータの作動により自走する。被加熱体５０の直近まで移動し、被加熱体５０に沿って、水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動する。制御部４０は、演算処理装置、内部メモリ、通信部等から構成され、作業者の操作入力等に基づいて、加熱処理ヘッド１０、ロボット２０、台車３０の駆動を制御する。作業者の操作入力は、加熱処理現場から離隔した場所からも可能な構成とする。

【0025】

作業者が、まず台車３０の進退／停止等について所要の制御指令の操作入力を行うと、制御部４０は、作業者の制御指令の入力に基づいて台車３０を被加熱体５０の直近の所要位置まで自走させて停止させる。その後作業者が加熱処理ヘッド１０の移動について所要の制御指令の操作入力を行うと、制御部４０は、ロボット２０と台車３０を制御することにより加熱処理ヘッド１０を被加熱体５０の表面に対向する所要位置に移動させる。そして作業者が加熱処理開始の制御指令の操作入力を行うと、制御部４０は、加熱処理ヘッド１０、ロボット２０、台車３０を制御することにより、加熱処理ヘッド１０から光照射するとともに加熱処理ヘッド１０を被加熱体５０の表面に沿って移動させるように制御する。ここで、加熱処理ヘッド１０の移動方向をＳ方向とする。

【0026】

例えば、被加熱体５０が鉛直方向に建てられた壁である場合には、まず回転部２０Ｃを回転制御して加熱処理ヘッド１０を壁面に対向させる。そして、加熱処理ヘッド１０からの光照射を開始するとともに、台車３０が床上を壁の表面に平行に移動するように制御することにより、加熱処理ヘッド１０を、壁の表面に沿って、水平方向（Ｘ方向）に平行移動させる。つまり、ここではＳ方向とＸ方向が平行である。そして、壁の端部に到達するとＺステージ２０Ｂを制御して加熱処理ヘッド１０を鉛直方向に所定距離だけ平行移動させる。その後台車３０を制御することにより、加熱処理ヘッド１０を水平方向（−Ｘ方向）に平行移動させる。以上の動作を繰り返すことにより被加熱体５０の壁のほぼ全面を加熱処理する。

【0027】

また、被加熱体５０が床面に対向した天井である場合には、まず回転部２０Ｃを回転制御して加熱処理ヘッド１０を天井面に対向させる。そして、加熱処理ヘッド１０からの光照射を開始するとともに、台車３０が床上（Ｘ−Ｙ平面）の予め定めた一方向に移動するように制御することにより、加熱処理ヘッド１０を、天井の表面に沿って平行移動させる。つまり、ここでは台車３０の予め定めた移動方向がＳ方向である。そして、天井の端部に到達すると台車３０を制御して加熱処理ヘッド１０をＳ方向に垂直な方向に所定距離だけ平行移動させる。その後台車３０を制御することにより、加熱処理ヘッド１０を（−Ｓ）方向に平行移動させる。以上の動作を繰り返すことにより被加熱体５０の天井のほぼ全面を加熱処理する。

【0028】

次に、加熱処理ヘッド１０について詳細に説明する。加熱処理ヘッド１０は、図２に示すような集光加熱ユニット１１を複数配列した構成を有している。集光加熱ユニット１１は、熱線性光源１０１と、熱線性光源１０１からの光を集光する反射鏡１０２を備えている。熱線性光源１０１への電力供給用のソケットを含む固定具１０３は、反射鏡１０２に対して支持部１０４により支持されている。

【0029】

熱線性光源１０１は、例えばハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等から構成される。熱線性光源１０１への供給電力に対する、被加熱体５０の表面の温度上昇を示す熱効率等を考慮すると、熱線性光源１０１への供給電力は３ｋＷ未満が望ましい。

【0030】

反射鏡１０２は、長軸を回転軸とした回転楕円体の表面の一部に略一致する形状を有している。熱線性光源１０１は回転楕円体の焦点の一方に位置しており、他方の焦点の位置に熱線性光源１０１の光が反射鏡１０２で反射されて集光する。反射鏡１０２の内面は、金属メッキ等が施され、その反射効率を高めるように加工している。

【0031】

図２（ａ）は、反射鏡１０２を熱線性光源１０１が位置しない方の焦点側から見た前面図である。図２（ａ）に示すように、反射鏡１０２の外縁は回転楕円体の長軸を中心とした略円形である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のａ−ａ’線における断面図である。図２（ｂ）に示すように、反射鏡１０２の断面は、熱線性光源１０１の位置を焦点とする楕円の一部の形状を有しており、熱線性光源１０１の光が反射鏡１０２で反射した光は、楕円のもう一つの焦点Ｆに集光される。よって、被加熱体５０は、焦点Ｆを通り、楕円の長軸に垂直な面上に位置するように、加熱処理ヘッド１０の位置を決定する。

【0032】

加熱処理ヘッド１０は、図３に示すように、同一平面上に配列した複数の集光加熱ユニット１１を備えている。この配列は、被加熱体５０に対して加熱処理する際に加熱処理ヘッド１０が移動する方向であるＳ方向に２以上の集光加熱ユニット１１を並べたユニット列から構成され、１以上のユニット列がＳ方向に垂直の方向に並べられている。図３は、ユニット列１列につき２つの集光加熱ユニット１１を含み、ユニット列が５列配列した場合の加熱処理ヘッド１０を示している。最上列のユニット列Ａの集光加熱ユニット１１がユニット１１−Ａ１、ユニット１１−Ａ２であり、上から２列目のユニット列Ｂの集光加熱ユニット１１がユニット１１−Ｂ１、ユニット１１−Ｂ２であり、上から３列目のユニット列Ｃの集光加熱ユニット１１がユニット１１−Ｃ１、ユニット１１−Ｃ２である。

【0033】

ユニット列の列数が２以上の場合には、各ユニット列に含まれる集光加熱ユニット１１は、加熱処理ヘッド１０の移動方向Ｓに対して垂直な同一直線上に１つずつ配置されている。図３においては、ユニット１１−Ａ１、ユニット１１−Ｂ１、ユニット１１−Ｃ１・・・が同一の直線上に配置され、ユニット１１−Ａ２、ユニット１１−Ｂ２、ユニット１１−Ｃ２、・・・が同一の直線上に配置されている。

【0034】

各集光加熱ユニットの熱線性光源１０１への供給電力は、同一の直線上に配置された集光加熱ユニット１１毎に同一の電力を供給するように設定する。そして、加熱処理ヘッド１０の移動方向Ｓに沿った方向に向かって前方の集光加熱ユニット１１の方が後方の集光加熱ユニット１１よりも供給電力が低くなるようにする。つまり図３において、ユニット１１−Ａ１、ユニット１１−Ｂ１、ユニット１１−Ｃ１の供給電力の方が、ユニット１１−Ａ２、ユニット１１−Ｂ２、ユニット１１−Ｃ２の供給電力よりも低くなるようにする。例えば、ユニット１１−Ａ１、ユニット１１−Ｂ１、ユニット１１−Ｃ１の供給電力をそれぞれ２００Ｗとし、ユニット１１−Ａ２、１１−Ｂ２、ユニット１１−Ｃ２の供給電力がそれぞれ１ｋＷとする。

【0035】

加熱処理ヘッド１０はＳ方向に一定速度で移動するため、各ユニット列に含まれる集光加熱ユニット１１は、被加熱体５０の同一箇所を通過することになる。よって、まず１つ目の集光加熱ユニット１１が、低い電力で低パワーの光を照射して予備的に加熱して乾燥させることにより、揮発特性を有する成分を揮発させ、その後２つ目の集光加熱ユニット１１で高い電力で高パワーの光を照射して、アスベストを溶解して固化させる。つまり、ユニット列Ａの場合、ユニット１１−Ａ１により揮発させ、ユニット１１−Ａ２によりアスベストを溶解させる。

【0036】

各ユニット列に含まれる２以上の集光加熱ユニット１１の配列間隔（例えばユニット１１−Ａ１とユニット１１−Ａ２の中心間距離）は、加熱処理ヘッド１０の移動速度と各集光加熱ユニット１１の供給電力等に基づいて最適な距離とするが、例えば、集光加熱ユニット１１の反射鏡１０２の外縁の円の直径が５ｃｍであった場合、各ユニット列に含まれる２以上の集光加熱ユニット１１の配列間隔は、５〜１０ｃｍが好ましい。

【0037】

同一の直線上に配置された集光加熱ユニット１１の配列間隔（例えばユニット１１−Ａ１とユニット１１−Ｂ１の中心間距離）は、各集光加熱ユニット１１の供給電力等に基づいて最適な距離とするが、例えば、集光加熱ユニット１１の反射鏡の外縁の円の直径が５ｃｍであった場合、同一の直線上に配置された集光加熱ユニット１１の配列間隔は、５〜１０ｃｍが好ましい。

【0038】

以上のような構成の加熱処理ヘッド１０を、被加熱体５０の表面に沿って、まずＳ方向に平行移動しながら熱線性光源１０１の光を集光させて被加熱体５０に照射し、被加熱体５０の端部まで移動させる。端部では照射部分の幅分だけＳ方向に垂直の方向に加熱処理ヘッド１０を平行移動させる。

【0039】

その後、加熱処理ヘッド１０の移動方向が１８０度反転し（−Ｓ）方向となるため、集光加熱ユニット１１の熱線性光源１０１の供給電力を、各ユニット列内で入れ替える。例えば、ユニット１１−Ａ１の供給電力が２００Ｗでユニット１１−Ａ２の供給電力が１ｋＷだった場合には、ユニット１１−Ａ１の供給電力を１ｋＷとし、ユニット１１−Ａ２の供給電力を２００Ｗに変更する。そして、加熱処理ヘッド１０を、（−Ｓ）方向に平行移動させながら熱線性光源１０１の光を集光させて被加熱体５０に照射する。

【0040】

この動作を繰り返すことにより、被加熱体５０のほぼ全面に対して加熱処理を施し、被加熱体５０に含まれるアスベストを溶解固化して無害化する。

【0041】

本実施形態では、被加熱体５０の同一の箇所に対して、最初に低電力（例えば２００Ｗ）の熱線性光源１０１で照射し、２回目に高電力（例えば１ｋＷ）の熱線性光源１０１で照射するというように、２段階で照射するようにした。このため、１回目で揮発成分を減少させて２回目の照射で効率的に温度を上昇させることができる。ハロゲンランプ等の熱線性光源１０１のうち、３ｋＷ以上の光源は非常に高価で信頼性の確保も困難であるため、３ｋＷ未満の熱線性光源１０１を複数配列する構成にすることで、コストも低減させることができ、処理スピードも上げることができる。

【0042】

また、３ｋＷ以上の光源は、照射する光パワーも非常に高いため、熱線性光源１０１から直接照射される中心部分の温度上昇が非常に早く、その周囲との温度差が大きくなる。このため、アスベスト被覆を施した壁等の基盤となっている鉄板等が変形してしまうことがあった。これに対し、本実施形態は、３ｋＷ未満の熱線性光源１０１を複数配列する構成にすることで温度差を低減させることができ、鉄板等の変形を回避することができる。

【0043】

なお、本実施形態の加熱処理装置１によれば、被加熱体５０の大部分に対して加熱処理することが可能であるが、例えば、壁と壁の境界部分、壁と天井の境界部分は、熱線性光源１０１が照射する光が到達できず、十分に加熱処理できない。このような場合には、加熱処理の未完了部分のみを養生シート等で養生し、養生シートと一体化した作業用手袋等を用いて、手作業で未完了部分の加熱処理を行う。このようにすることで、被加熱体５０の大部分の面積を自動で加熱処理をし、小面積の加熱処理の未完了部分のみを養生すれば良いため、養生や手作業による加熱処理の作業負担も大幅に軽減することができる。

【0044】

以上説明したように、本実施形態において、熱線性光源１０１と反射鏡１０２からなる集光加熱ユニット１１を複数配列してなる加熱処理ヘッド１０を被加熱体５０の表面に沿って移動させながら被加熱体５０を加熱処理する。加熱処理ヘッド１０は、加熱処理ヘッド１０の移動方向に沿った方向に２以上の集光加熱ユニット１１を並べたユニット列からなり、各ユニット列を構成する集光加熱ユニット１１のうち、加熱処理ヘッド１０の移動方向において前方の集光加熱ユニット１１の方が後方の集光加熱ユニット１１の方より熱線性光源１０１への供給電力が低くなるようにした。これにより、高効率で低コストの加熱処理が可能でかつ被加熱体５０が変形することも回避することが可能となる。

【0045】

（実施形態２）
以下、本発明の実施形態２について図４、５を参照して詳細に説明する。

【0046】

本実施形態に係る加熱処理装置１は、実施形態１と同様に、加熱処理ヘッド６０と、加熱処理ヘッド６０を被加熱体５０の表面に沿って移動させるロボット２０と、ロボット２０を載置した自走式の台車３０と、台車３０上に載置し、加熱処理ヘッド６０の光照射とロボット２０及び台車３０の作動を制御する制御部４０と、を備えている。制御部４０の制御による加熱処理ヘッド６０の光照射とロボット２０及び台車３０の動作等は実施形態１と同様である。

【0047】

加熱処理ヘッド６０は、実施形態１と同様に、複数の集光加熱ユニット１２が配列された構成を有している。本実施形態に係る集光加熱ユニット１２は、図４に示すように、それぞれ実施形態１と同様の熱線性光源１０１、反射鏡１０２に加えて、熱線性光源１０１と反射鏡１０２の内面を空冷するための空気を吐出する空気吐出部１２１を有している。

【0048】

また、加熱処理ヘッド６０は、図４、５に示すように各集光加熱ユニット１２の近傍にそれぞれ空気を吸入する空気吸入部１２２を備えている。空気吸入部１２２は、熱線性光源１０１の光を照射して加熱したときに被加熱体５０から発せられる有毒ガス等を含む空気を吸入する。ここで、被加熱体５０が壁など鉛直方向に立った状態のものであった場合は、有毒ガスは上方に浮き上がることが多いため、空気吸入部１２２は集光加熱ユニット１２の上方に配置する。空気の吸入効率を上げるため、図４のように半球状の集気器具１２３を備えても良い。

【0049】

空気吸入部１２２から吸入された空気は、図５に示すように、ガス除去装置６２を透過させることで有毒ガスを除去し、循環ファン６３に流入させる。循環ファン６３は流入された空気を空気吐出部１２１に向かって吐出させる。

【0050】

このように、ガス除去装置６２と循環ファン６３で、集光加熱ユニット１２の近傍から吸入した空気を清浄化してから循環させて、その空気を吐出させることにより加熱処理ヘッド６０の集光加熱ユニット１２を冷却する。

【0051】

以上説明したように、本実施形態において、加熱処理ヘッド６０の集光加熱ユニット１２の近傍に空気吸入部１２２を備え、空気吸入部１２２から吸入してガス除去装置６２を透過させた空気を循環ファン６３で循環させて、空気吐出部１２１から吐出させた空気で熱線性光源１０１と反射鏡１０２の内側を冷却させることとした。これにより、加熱処理の現場において有毒ガスが充満することを回避でき、また、有毒ガス吸入用のファンと空冷用のファンを別々に用意する必要もなくなり、コストを低減させることができる。

【0052】

このように本発明は、熱線性光源と前記熱線性光源からの光を集光する反射鏡からなる集光加熱ユニットを複数配列してなる加熱処理ヘッドを被加熱体の表面に沿って移動させながら被加熱体を加熱処理する加熱処理装置において、加熱処理ヘッドを、加熱処理ヘッドの移動方向に沿った方向に２以上の集光加熱ユニットを並べたユニット列を配列した構成とし、ユニット列に含まれる２以上の集光加熱ユニットの熱線性光源それぞれに、独立に電力を供給することとした。これにより、高効率で低コストの加熱処理が可能となり、被加熱体が変形することを回避することができる。

【0053】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

【0054】

例えば、上記実施形態では、加熱処理ヘッド１０、６０は、２つの集光加熱ユニット１１、１２からなるユニット列が５列配列した構成としたが、ユニット列を構成する集光加熱ユニット１１、１２の数は２以上の任意の数でよく、ユニット列の列数は１以上の任意の数でよい。また、ユニット列を構成する集光加熱ユニット１１、１２のそれぞれの供給電力も３ｋＷ未満の任意の値でよい。

【0055】

また、加熱処理ヘッド１０、６０を被加熱体５０に沿って平行移動させるのに、Ｘ−Ｙ方向の移動を台車３０によって行い、Ｚ方向の移動をロボット２０によって行うとしたが、加熱処理ヘッド１０、６０の移動は、他の任意のロボットにより実現しても良い。例えば、台車３０上にＸ軸又はＹ軸移動用のレールを設置し、レール上をＺステージ２０Ｂが移動するようにしてもよい。または、台車３０上に固定された多関節アームロボットの先端に加熱処理ヘッド１０、６０を設置して、加熱処理ヘッド１０、６０を移動させるようにしても良い。

【0056】

また、加熱処理ヘッド１０、６０は、被加熱体の端部までＳ方向に平行移動した後、Ｓ方向に垂直の方向に平行移動し、その後（−Ｓ）方向平行移動する際に、端部で各ユニット列の集光加熱ユニット１１の熱線性光源１０１の供給電力を入れ替えるとしたが、供給電力の入れ替えを行うことなく、加熱処理ヘッド１０、６０を１８０度回転させても良い。これにより、各熱線性光源１０１の電力を一定化することができ、低電力専用の安価な熱線性光源１０１を利用することも可能となる。

【0057】

また、実施形態２において、空気吸入部１２２は集光加熱ユニット１２の上方に備えるとしたが、空気吸入部１２２は集光加熱ユニット１２の近傍にあれば任意の位置でよい。加熱処理ヘッド６０と被加熱体５０の位置関係に応じて有毒ガスが流れやすい方向を考慮して空気吸入部１２２の位置を決定するのが好ましい。また、空気吸入部１２２と集光加熱ユニット１２の数が異なっていても良い。

【符号の説明】

【0058】

１…加熱処理装置
１０，６０…加熱処理ヘッド
２０…ロボット
２０Ａ…基部
２０Ｂ…Ｚステージ
２０Ｃ…回転部
３０…台車
４０…制御部
５０…被加熱体
１１，１２…集光加熱ユニット
１０１…熱線性光源
１０２…反射鏡
１０３…固定具
１０４…支持部
１２１…空気吐出部
１２２…空気吸入部
１２３…集気器具
６２…ガス除去装置
６３…循環ファン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】