[發明專利]加熱生產線中的物體的系統和方法

有效

• 申請號: 200780047105.0
• 申請日: 2007-12-17
• 公開（公告）號: CN101563195A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: H·莫恩克;J·拜爾;J·本戈奇;U·韋克曼;S·蒙泰克斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: B29B13/02
• 分類號: B29B13/02;B29C49/68;H01S5/183
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 康正德;劉 紅

技術領域

本發明總體上涉及用于加熱物體的系統和在生產線上的熱處理 過程(特別是熱變形過程)中加熱物體的方法。

背景技術

對于工業上的加熱應用(例如熱變形處理，如吹瓶、干燥、硬化、 快速熱處理等等)，如白熾燈或氙燈的光源直至今日已經典型地被使 用。同時，I?R激光二極管是最為有效的輻射源。除了輻射的高準直 之外，定義明確和狹窄的波長帶使得它們成為用于工業加熱應用的第 二代光源，這些應用中白熾燈或氙燈已經到達了它們的極限。WO 2006/056673A1中給出了激光加熱方法和用于吹瓶的實際設置的概 括。該文獻提出激光的高功率強度以及800-1064nm的波長范圍的優 點，這對于PET加熱是有益的，因為吸收相當低。所述優點在于所述 輻射被整個體積吸收，而非僅由表皮吸收。另一方面，這需要激光多 次經過PET結構。因此，在此文獻中，給出了一些適用于激光光線多 次經過的反射器設置，從而所述反射器設置包括兩個相對的半圓形反 射器表面。被引導進入該反射器設置的激光光束以星形方式圍繞所述 半圓形反射器表面的公共焦點在所述反射器表面之間經歷多次徑向 反射。為了充分利用表面之間被反射的光，PET結構必須位于所述反 射器設置的中央。這需要分段式處理PET結構，并且不允許連續的生 產流程。另一個缺點在于這些實施例中需要的用于加熱過程的激光光 源是高功率激光二極管棒。在此文獻中所述單個1cm長的激光棒所發 射的紅外功率是100W。然而高功率二級管激光棒十分昂貴。此外， 極端的能量匯聚需要先進的安裝和冷卻技術，這又導致成本可能比原 始激光二極管的成本高出十倍。

US?5,780,524公開了一種用于通過光纖的激光器能量的諧振能 量吸收來非接觸量子加熱熱塑性光纖的方法和裝置。所述裝置包括激 光爐和激光器。所述激光爐的內表面可以由與波長有關的反射涂層處 理。該涂層可以被設計為對激光能量束或者鏡面反射或者漫反射。鏡 面反射的次數將由激光爐相對于激光束的方位所控制。因此，隨著角 度接近89度，橫穿爐長度的反射次數大大提高。所述激光爐為圓柱 形，并且所述激光器是一氧化碳連續波激光器。

發明內容

本發明的目的是提供更為經濟的用于加熱物體的系統和在生產 線上的熱處理過程中(特別是熱變形處理過程中)加熱物體的方法， 同時允許連續的生產流程。

為此，本發明提供一種用于在生產線上的熱處理過程中加熱物體 的系統，包括：

-用于沿所述生產線以輸送方向輸送物體的輸送系統，

-鏡設置，包括沿所述生產線的至少一段設置在相對側的第一鏡 表面和第二鏡表面，以使得所述物體可以沿所述生產線在所述鏡表面 之間被輸送，

-以及輻射設備，包括用于產生光的多個激光器，

從而所述輻射設備和所述鏡設置被構建成使得進入所述鏡設置 的光的主方向被引導以與所述生產線成一角度地朝向所述第一鏡表 面，并且所述光隨后在所述鏡表面之間經歷多次反射，以便所述光的 多次反射系列在輸送方向上(即與所述物體一起)沿所述鏡表面的至 少一段行進，或者與所述輸送方向相反地沿所述鏡表面的至少一段行 進，并且加熱在所述鏡之間被輸送的物體。

因此，光的“主方向”應當被理解為光的大部分被輻射的方向。 在光的分束情況下，主方向例如是光束的中心軸的方向。

此外，術語“光的多次反射系列”-在光以輸送方向或與所述輸 送方向相反的方向沿所述鏡表面的至少一段行進的上下文中-應當理 解為光束在相同方向上沿所述鏡表面的一段持續進行的兩次或三次 以上的連續反射，而不是在中心焦點處被來回反射，如WO 2006/056673A1的實施例中所述。本發明的上下文中的“鏡表面” 是基本上完全反射落在該表面上的光的任何表面。因此，下文中，術 語“反射器”和“鏡”被交替使用并具有相同的含義。

本發明提供一種對應的用于在生產線上的熱處理過程中加熱物 體的方法，

-其中所述物體沿著所述生產線在鏡設置的第一鏡表面和第二 鏡表面之間被輸送，所述第一鏡表面和第二鏡表面沿所述生產線的至 少一段被設置在相對側，

-其中光通過輻射設備的多個激光器而產生，