JP2001132913A - 赤外線バーナ及びそれを使用する加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紙、布等の乾燥や、食品、金属材料、木材等
種々のものの加熱に使用するに適した赤外線バーナを用
いた加熱装置の加熱効率を向上させること。 【解決手段】 前面に燃焼プレートが設けられたバーナ
本体を有する赤外線バーナを複数個並べて設け、該複数
の赤外線バーナの前面部を移動する被加熱物を加熱する
ようにした加熱装置において、前記赤外線バーナのバー
ナ本体の外面部に該バーナ本体を冷却する冷却エア室を
設け、該冷却エア室に設けられたエアの流出口から流出
する高温のエアを回収して、該高温のエアをそのままで
又はエア加熱装置でさらに加熱したのち、前記赤外線バ
ーナによる加熱位置の前側又は後側で被加熱物に吹き付
けて該被加熱物を加熱するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙、布等の乾燥
や、食品、金属材料、木材等種々のものの加熱に使用す
るに適した赤外線バーナ及び加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙、布等の乾燥に従来広く使用されてき
たのは、バーナ本体が鋳物で製作されたものである。し
かしながら、本体が鋳物で作られたバーナは、重量が嵩
み、かつコストが高いという問題点があった。さらに、
鋳物は一般に肉厚が大きく熱容量が大きいので、例えば
紙、布等を連続移動させながら加熱する装置では、運転
を停止した時に消化後のバーナの輻射熱によって紙、布
等が燃えたり焼け焦げたりするおそれがあった。さら
に、バーナを可動式に設置する場合は、重量が大きいた
め、その移動装置が大掛かりとなるという問題点もあっ
た。

【０００３】このような問題点を解決するものとして、
バーナ本体を薄肉鋼板で製作し、該バーナ本体の外面部
に冷却用エア室を設けた新規な赤外線バーナが開発され
ている（特公平３−２０６４２号参照）。この新規な赤
外線バーナは、上記従来のバーナの問題点を完全に解決
したもので、広く使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記新規な赤外線バー
ナは、バーナ本体を冷却エア室で冷却するので、該バー
ナ本体を薄肉鋼板で製作することができる経済的なもの
であるが、冷却に使用したエアをそのまま外部に放出し
ていたので、不経済であった。そこで、本発明は、バー
ナ本体の冷却に使用したエアを有効利用することができ
るようにして、経済効率を向上することを課題としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、第
１の発明に係る赤外線バーナは、前面に燃焼プレートが
装着される混合ガス室を備えたバーナ本体と、該バーナ
本体を冷却する冷却エア室とを備えた赤外線バーナにお
いて、前記冷却エア室に冷却エアを供給するエア供給口
を設けるとともに、該冷却エア室のエアの大部分をまと
めて取り出すことのできるエア流出口を設けたことを特
徴としている。

【０００６】また、第２の発明に係る加熱装置は、前面
に燃焼プレートが設けられたバーナ本体を有する赤外線
バーナを複数個並べて設け、該複数の赤外線バーナの前
面部を移動する被加熱物を加熱するようにした加熱装置
において、前記赤外線バーナのバーナ本体の外面部に該
バーナ本体を冷却する冷却エア室を設け、該冷却エア室
に設けられたエアの流出口から流出する高温のエアを回
収して、該回収したエアをそのままで又はエア加熱装置
で加熱したのち、前記赤外線バーナによる加熱位置の前
側又は後側で被加熱物に吹き付けて該被加熱物を加熱す
るように構成したことを特徴としている。

【０００７】本発明の赤外線バーナは、バーナ本体の外
面部を冷却する冷却エア室が設けられているので、薄肉
鋼板で製作することができる経済的なものである。ま
た、当該冷却エア室にエアを供給するエア供給口が設け
られるとともに、該冷却エア室からエアの大部分をまと
めて取り出すことのできるエア流出口が設けられている
ので、複数個の赤外線バーナを併設する場合に、冷却エ
アの供給配管を簡素化することができるのみならず、冷
却エア室から流出する高温のエアを再利用する場合に、
流出エアをまとめて回収するための配管も簡素化するこ
とができる。

【０００８】さらに、本発明にかかる加熱装置は、赤外
線バーナの冷却に用いられた後の高温のエアを回収して
エア加熱装置でさらに加熱し、この加熱エアで赤外線バ
ーナの前側又は後側で被加熱物を加熱するので、バーナ
用の冷却エアを有効利用することが可能となり、被加熱
物の加熱を経済効率良く行うことが可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態例について具体的に説明する。図は本発明の
赤外線バーナを例示するもので、この赤外線バーナ１
は、長い角型の箱体（立方形、多角形、円筒形等、他の
形状の箱体でもよい）として形成された薄肉鋼板製のバ
ーナ本体１ａを備え、該バーナ本体の前面部は開口して
おり、この開口部に多孔質セラミック材料でできた燃焼
プレート３が取り付けられている。バーナ本体１ａは仕
切り板４，…によって所定間隔で仕切られており、各区
間に複数枚（１枚でもよい）づつ燃焼プレート３が取り
付けられている。図中のＰは断熱材（カオウール）、Ｒ
は燃焼プレート押さえ、Ｓは点火プラグと炎検知用セン
サのユニットである。なお、バーナ本体１ａの前記開口
部周縁には外方へ張出するフランジ１ｂが一体に形成さ
れている。

【００１０】バーナ本体１ａの背面部には、角筒状の第
１混合ガス室２が取り付けられている。すなわち、バー
ナ本体１ａの底部と第１混合ガス室２の前面に所定間隔
でねじ付きボス５，…が溶着され、該ねじ付きボス５，
…によってバーナ本体１ａと第１混合ガス室２とが固定
されている。このねじ付きボス５には前端部が閉塞さ
れ、外周部に複数の通孔（オリフィス）８ａ，…が設け
られたキャップ状のノズル８が螺着されている。

【００１１】バーナ本体１ａの内部は、第２混合ガス室
１０となっている。この第２混合ガス室１０は、多数の
通孔が設けられた隔壁１２によって前室１０ａと後室１
０ｂに区分されている。前室１０ａの前端部は前記燃焼
プレート３で覆われており、後室１０ｂには前記ノズル
８が突出している。ノズル８の外周部は有孔板で作られ
た円筒状カバー１４で囲まれ、該円筒状カバー１４の前
端部は通孔のない円板１５によって覆われている。

【００１２】第１の混合ガス室２の底部の前記ねじ付き
ボス５と対向する位置に下側のねじ付きボス２０が溶接
固着され、該ねじ付きボスにニードル弁ホルダ２２が螺
着されている。このニードル弁ホルダは前後（図１では
上下）に連通するねじ穴２３が設けられ、このねじ穴に
ニードル弁２５の軸部が螺着されている。ニードル弁２
５の前端部には截頭円錐状の頭部２５ａが一体に設けら
れていて、該頭部が前記ノズル８の内面に臨んでいる。
このニードル弁２５の頭部２５ａの傾斜面と前記ノズル
８の下端部内縁部との間の隙間ｔの大きさによって混合
ガスの供給量が調節される。なお、ニードル弁２５は、
その軸部の後端部にドライバー係合用の溝２５ｂが設け
られていて、ここに係合させたドライバーでニードル弁
を回すことにより該ニードル弁を前進・後退させて前記
隙間ｔを調節することができる。ニードル弁２５の後部
は前記ニードル弁支持部材２２に螺着したキャップ２７
で覆蓋されている。

【００１３】上記ノズル８とニードル弁２５の組み合わ
せからなるバルブユニット３０は、前記仕切り板４で仕
切られたバーナ本体の各区分ごとに１組づつ設けられて
いる。また、これらバルブユニットの間隔部には、第１
の混合ガス室２に混合ガスを供給する供給口３３が設け
られている。

【００１４】次に、この赤外線バーナ１には冷却エア室
４０が設けられている。冷却エア室４０は、前部が開口
し、その周縁部にフランジ４５ａが形成された第２の箱
体４５の内面と、該第２の箱体４５内に嵌り込んだ第１
の箱体であるバーナ本体１ａ（図示例では、バーナ本体
１ａと第１の混合ガス室２）との間に形成された空間と
して形成されている。前記バーナ本体１ａのフランジ１
ｂと第２の箱体４５のフランジ４５ａとは前後に重なり
合って固定されている。

【００１５】第１混合ガス室２は、一方の端部に設けら
れている流入口３３から送り込まれる燃料ガスと空気と
の混合ガスが充満させられる。この混合ガスは、第１混
合ガス室２と第２混合ガス室１０に一定間隔ごとに設け
られている複数個のノズル８，…から第２混合ガス室１
０に供給される。すなわち、第１混合ガス室２内に供給
された混合ガスは、バルブユニット３０のニードル弁２
５の頭部２５ａとノズル８の下端内縁部との隙間を通っ
てノズル８内に流入し、オリフィス８ａ，…から横向き
に吐出される。吐出された混合ガスは、円筒状カバー１
４の外周部に設けられている通孔を通って第２混合ガス
室１０の後室１０ｂに供給される。円筒状カバー１４の
前端部は邪魔板である円板１５で覆われているので、直
接前向きには供給されず、側方に分散して供給される。

【００１６】後室１０ｂ内に供給された混合ガスは、有
孔プレートからなる隔壁１２の通孔を通って前室１０ａ
の燃焼プレート背面部に均等に供給される。この混合ガ
スは、燃焼プレート３の多数の細孔を通ってプレート表
面に達し、該表面付近で燃焼して、燃焼プレート３を赤
熱させる。この赤熱した燃焼プレート３の輻射熱によっ
て、赤外線バーナの前面付近の物体を加熱するのであ
る。

【００１７】一方、冷却エア室４０には、第２の箱体４
５の一方の端部に設けられているエア供給口４７から冷
却用エアが供給される。この冷却用エアは、バーナ本体
１ａの背面部と外周部を冷却しつつ、第２の箱体４５の
フランジ部付近に設けられた通孔４９ａを通って少量づ
つ外部へ排出されるとともに、第２の箱体４５の他方の
端部に設けられたエア流出口４８を通って外部へ取り出
される。前記通孔４９ａを設けず、すべてのエアをエア
流出口４８から取り出すようにしてもよい。なお、図示
例のバーナでは、上記フランジ１ｂ，４５ａの外縁部が
後方へ折り曲げられた形状となっているので、フランジ
付近の通孔４９ａから流出する冷却用エアが後ろ向きに
吐出され、バーナ前面部の被加熱物体を揺らしたり、冷
却したりする悪影響を与えない。

【００１８】この赤外線バーナ１は、バーナ本体１ａと
冷却エア室形成用の第２の箱体４５とが共に開口箱体と
して形成されているので、寸法の大きい第２の箱体４５
の内側にバーナ本体１ａを嵌め込むことにより、該バー
ナ本体１ａの外面部に冷却エア室４０を簡単に形成する
ことができる。この場合、バルブユニット３０や、混合
ガス供給口３３等の取り付け作業が必要であるが、これ
は従来のバーナの場合も同様である。なお、従来のバー
ナでは、冷却エア室が角パイプとして形成され、これを
バーナ本体の外周部に巻付けた形で固着して、冷却エア
を該冷却エア室の壁に穿孔した多数の通孔からバーナ本
体に吹き付ける構造であったので、冷却エア室の形成や
多数の通孔の穿孔に手間を要していたが、図示例の赤外
線バーナでは、上記の如く冷却エア室４０を簡単に形成
できるので、製作コストが大幅に低減可能である。

【００１９】また、図示例では、冷却エア室４０がバー
ナ本体１ａと、該バーナ本体１ａの背面部に設けられて
いる第１の混合ガス室２とを共に第２の箱体４５内に嵌
め込むことによって形成されているが、バーナ本体１ａ
だけが第２の箱体４５内に嵌合し、第１の混合ガス室２
は第２の箱体４５の背面部に位置するように設けておく
ことも可能である。その場合は、ニードル弁２５の軸の
長さがその分だけ長くなる。なお、冷却エア室４０の断
面積に部分的な大小があると、面積の小さい部分では冷
却エアの流通が不十分となるので、できるだけ断面積を
同じようにしておくのが望ましい。図６はその例を表す
もので、バーナ本体の外形に沿って、その側面部と底面
部とがほぼ同じ断面積となるように冷却エア室４０が形
成されている。

【００２０】さらに、図１、図２の図示例では、冷却エ
ア室４０に設けられている流出口４８を通らずそれ以外
の部分から直接外部に流出するエアが、第２の箱体４５
の開口付近の側壁に穿孔した通孔４９ａを通って流出す
るようになっているが、バーナ本体のフランジ１ｂと第
２の箱体４５のフランジ４５ａとの隙間（スペーサで両
フランジの間に隙間を設けておく）を通って流出するよ
うにしてもよい。

【００２１】次に、図７、図８は上記赤外線バーナ１を
使用する加熱装置の構成を表すもので、この加熱装置５
０は、被加熱物を矢印Ｘ方向又は反矢印Ｘ方向に移動さ
せるコンベア５１の上方に複数（図示例では５個）の赤
外線バーナ１，…が並列に並べて設けられている。これ
ら複数のコンベアによる加熱部の前側又は後側（コンベ
アの移動方向の上流側又は下流側）には、上方から該コ
ンベアに臨む熱風ダクト５３が設けられ、コンベアの搬
送面の下側には熱風ダクト５３から吐出される熱風を回
収する吸気ダクト５５が設けられている。

【００２２】一方、燃料ガスはガス本管５６からバーナ
用配管５７とエア加熱用配管５８に分岐供給される。ま
た、エア供給装置としてブロワ６０が設けられており、
このブロワからのエアはバーナの燃焼用エアとしてミキ
サー６３に供給されるほか、冷却用エアとして冷却配管
６４を通して各バーナの冷却エア室に供給される。上記
バーナ用配管５７に供給された燃料ガスは、ミキサー６
３に供給されて上記ブロワ６０から供給されるエアと混
合されたのち、混合ガスとして赤外線バーナ１，…に分
配供給される。

【００２３】上記加熱用配管５８に供給された燃料ガス
は、エア加熱装置７０のバーナ７１に供給される。エア
加熱装置７０にはブロワ７３が設けられ、該ブロワによ
って供給されるエアと前記燃料ガスとでエア加熱用の燃
焼が行われる。このエア加熱装置７０には、前記赤外線
バーナ１，…の冷却エア室から取り出された冷却後の高
温のエアがまとめて回収配管７４を通して供給され、該
エア加熱装置によってさらに加熱される。赤外線バーナ
１の冷却エア室４０のエア流出口４８は赤外線バーナの
一方の端部付近に設けられているので、各バーナから流
出する冷却エアの取りまとめが容易である。

【００２４】エア加熱装置７０によって加熱されたエア
は、ブロワ７５から熱風ダクト５３に供給され、コンベ
ア５１上の被加熱物に吹き付けられる。このため、赤外
線バーナ群による加熱位置に達する前又は後で被加熱物
が加熱されるのである。コンベア上の被加熱物に吹き付
けられた高温のエアは、吸気ダクト５５によって回収さ
れ、配管７７を通してエア加熱装置７０に循環供給され
る。この循環供給を行わず、被加熱物に吹き付けたエア
をそのまま外部に排出してもよい。

【００２５】上記燃料ガス及びエアの配管には、各種の
バルブ、圧力計等が設けられている。図中のＶはバルブ
を、Ｇはガバナーを、Ｐは圧力計を表す。これらの機能
と作用については、簡単であるから説明を省略する。な
お、上記配管は、図７、図８で分割されて図示されてい
るが、全体的に一つの配管を構成している。図中のＡ，
Ｂは、分割して表した配管におけるぞれぞれの接続箇所
を表している。

【００２６】この加熱装置は、複数の赤外線バーナを並
べて設置し、この前面側を移動する物品を加熱するもの
で、複数の赤外線バーナから流出する冷却後の高温に加
熱されたエアを回収して被加熱物の加熱を行うものであ
るから、加熱効率を向上することができる。すなわち、
常温で冷却室４０に供給したエアは、冷却エア室内で高
温に加熱されるので、この加熱されたエアを有効に利用
するのである。例えば被加熱物がハンバーガー等の食品
の場合は、通常コンベアで移動させながら加熱するが、
この加熱装置を使用すれば、例えば熱風ダクト５３から
吹き付ける熱風で食品全体を加熱し、さらに赤外線バー
ナ群で加熱を行いつつ表面に焦げ目を付けるようなこと
も可能である。逆に、物品によっては、先に赤外線バー
ナで加熱し、その後熱風でさらに加熱するのが好ましい
場合もある。なお、被加熱物が布、紙等の場合は、赤外
線バーナ群を上下方向に並べて配置し、その前面部をガ
イドロールで案内しつつ加熱するような方法が採用され
る。

【００２７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、バーナ本体を冷却した後高温となったエアを有効に
利用して物品の加熱を効率よく行うことが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の赤外線バーナの１例を表す縦断面図で
ある。

【図２】赤外線バーナの横断面図である。

【図３】赤外線バーナの外観を表す正面図（ａ）及び側
面図（ｂ）である。

【図４】赤外線バーナの長手方向の側面図である。

【図５】赤外線バーナの背面図である。

【図６】冷却エア室の異なる形態を例示する断面図であ
る。

【図７】加熱装置の平面図である。

【図８】加熱装置の側面図である。

【符号の説明】

１ 赤外線バーナ １ａ バーナ本体 ２ 第１の混合ガス室 ３ 燃焼プレート ８ ノズル １０ 第２の混合ガス室 ２５ ニードル弁 ３０ バルブユニット ４０ 冷却エア室 ４５ 第２の箱体 ４８ エア流出口 ５０ 加熱装置 ５１ コンベア ５３ 熱風ダクト ５５ 吸気ダクト ７０ エア加熱装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K017 AA01 BA01 BA10 BB06 BB07 BB09 BC06 BC09 BE02 BE13 DF04 3L113 AA02 AB06 AC04 AC10 AC20 AC35 BA05 BA14 BA16 BA24 BA29 BA30 BA31 BA35 CB03 CB06 CB12 CB22 CB24 DA02 DA13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面に燃焼プレートが装着される混合ガ
   ス室を備えたバーナ本体と、該バーナ本体を冷却する冷
   却エア室とを備えた赤外線バーナにおいて、前記冷却エ
   ア室に冷却エアを供給するエア供給口を該冷却エア室に
   設けるとともに、該冷却エア室のエアの大部分をまとめ
   て取り出すことのできるエア流出口を設けたことを特徴
   とする赤外線バーナ。
2. 【請求項２】 前面に燃焼プレートが設けられたバーナ
   本体を有する赤外線バーナを複数個並べて設け、該複数
   の赤外線バーナの前面部を移動する被加熱物を加熱する
   ようにした加熱装置において、前記バーナ本体の外面部
   に該バーナ本体を冷却する冷却エア室を設け、該冷却エ
   ア室に設けられたエアの流出口から流出する高温のエア
   を回収して、該回収したエアをそのままで又はエア加熱
   装置でさらに加熱したのち、前記赤外線バーナによる加
   熱位置の前側又は後側で被加熱物に吹き付けて該被加熱
   物を加熱するように構成したことを特徴とする加熱装
   置。
3. 【請求項３】 被加熱物に吹き付けた後のエアをダクト
   で回収して再度エア加熱装置に循環供給する請求項２に
   記載の加熱装置。