JP2003007431A - 加熱用ランプおよび加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 赤外線を被加熱物に効率よく放射すると共
に、被加熱物を均一に加熱するための加熱用ランプおよ
びそれを用いた加熱装置を提供する。 【解決手段】 加熱装置として、両端に封止部を有する
と共に管型封体の内部にフィラメントが配置された加熱
用ランプからなり、同一平面上に管軸が並行な方向に配
列された複数個の前記加熱用ランプと、これらの加熱用
ランプから放射される光を反射する反射鏡とを備える加
熱ユニット４を同一平面上に複数個配設し、前記各加熱
用ランプの封止部１２は、この加熱用ランプから加熱す
べき方向に放射される光の方向とは反対方向に屈曲する
ように構成されると共に、前記加熱ユニット４は、前記
加熱用ランプの管軸方向に近接配置されていることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱用ランプおよ
びそれを用いた加熱装置に係わり、例えば、食品を包装
するために使用される合成樹脂製容器の製造の際に使用
される合成樹脂シート等の被加熱物を加熱するための加
熱用ランプおよびそれを用いた加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンビニエンストアー等で販売さ
れる多くの食品が合成樹脂製容器に包装されて販売され
ている。

【０００３】この合成樹脂製容器の製造は、例えば、縦
１００ｃｍ、横１００ｃｍからなる１枚の合成樹脂シー
トを加熱装置の加熱下で搬送し、加熱装置から放射され
る赤外線によって合成樹脂シートを均一に加熱し、その
後高温に加熱された合成樹脂シートの両面を成形部材に
挟み込んでプレスや真空引きによって所定の形状を有す
る合成樹脂製容器を作製している。

【０００４】図８は、このような合成樹脂製容器を製造
する際に用いられる加熱装置の一例を示す断面図であ
る。

【０００５】この加熱装置では、底部３０、側部３１、
および上部３２が一体的にセラミックスで形成され、そ
の内部に空間３４を有し、断面が多角形状に形成されて
いる。さらに底部３０は平面状に形成され、その内部に
は発熱体３３としてニクロム線やカンタル線が埋設され
ており、これらが全体としてセラミックヒータとして構
成されている。

【０００６】ここで、発熱体３３は通電されると発熱
し、その熱が底部３０を構成するセラミックに伝わって
加熱し、セラミックスから赤外線が放射される。この赤
外線によつて、加熱装置の下部に搬送される合成樹脂シ
ート３５が加熱される。所定の大きさを有する合成樹脂
製シート３５は複数個配列されたセラミックヒータによ
って略均一に加熱される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
のセラミックヒータは、発熱体３３からの熱がセラミッ
クスからなる底部３０等を加熱後、この底部３０のセラ
ミックスから赤外線が放射されるものであるから、加熱
温度の立ち上がり特性が悪く、また、同図に示すよう
に、発熱体３３から放射された赤外線は合成樹脂製シー
ト３５の方向に放射されるだけでなく、セラミックヒー
タの上部にも放射されるので、赤外線を効率よく利用で
きないという問題がある。

【０００８】上記の問題点を改善するために、発熱体と
して管型封体内部にフィラメントが配置され、その両端
に封止部を有する加熱用ランプを用いることも考えられ
るが、このような加熱用ランプを単に多数近接配置して
加熱装置を構成しようとすると、加熱装置において加熱
用ランプの封止部が占める領域が増大して被加熱物を均
一に加熱できないという問題が発生すると共に、加熱用
ランプの封止部が管型封体からの放射熱や被加熱物から
の発熱により損傷する問題が発生する。

【０００９】本発明の目的は、上記の従来技術の問題点
に鑑みて、加熱温度の立ち上がり特性に優れ、被加熱物
を均一に加熱すると共に熱効率に優れた加熱用ランプお
よびそれを用いた加熱装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次のような手段を採用した。

【００１１】第１の手段は、加熱用ランプとして、両端
に封止部を有すると共に管型封体の内部にフィラメント
が配置された加熱用ランプからなり、この加熱用ランプ
の封止部は、この加熱用ランプから加熱すべき方向に放
射される光の方向とは反対方向に屈曲するように構成さ
れていることを特徴とする。

【００１２】第２の手段は、加熱装置として、両端に封
止部を有すると共に管型封体の内部にフィラメントが配
置された加熱用ランプからなり、同一平面上に管軸が並
行な方向に配列された複数個の前記加熱用ランプと、こ
れらの加熱用ランプから放射される光を反射する反射鏡
とを備える加熱ユニットを同一平面上に複数個配設し、
前記各加熱用ランプの封止部は、この加熱用ランプから
加熱すべき方向に放射される光の方向とは反対方向に屈
曲するように構成されると共に、前記加熱ユニットは、
前記加熱用ランプの管軸方向に近接配置されていること
を特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１ないし
図７を用いて説明する。図１は、本発明に係る、同一平
面上に管軸が並行な方向に配列された複数個の加熱用ラ
ンプ１を用いて形成された加熱ユニット４の構成を示す
正面断面図である。

【００１４】同図において、１は加熱用ランプであり、
その管型封体１１の内部にフィラメントが配置され、そ
の両端に封止部１２を備えている。さらに各封止部１２
は、加熱用ランプ１から放射される光によって加熱すべ
き方向Ａとは反対方向に屈曲するように構成されてい
る。２は加熱用ランプ１を後述する加熱ユニット内に保
持するための保持部であり、これは封止部１２への加熱
を防止する遮光板として兼用することも可能である。３
は後述する放熱板である。

【００１５】図２は、図１に示す加熱ユニット４の側面
図である。同図に示すように、加熱ユニット４には、複
数の加熱用ランプ１が同一平面上に管軸が並行な方向に
配列されており、これらの加熱用ランプ１の上部には反
射鏡５が設けられ、さらにその上部には、複数個の放熱
板（アルミフィン）３が設けられている。

【００１６】ここで、加熱用ランプ１から放射された光
は、直接下部の加熱すべき方向Ａに放射されると共に上
部にも放射されるが、上部に放射された光は反射鏡５に
よって加熱方向Ａに反射されるので、加熱用ランプ１か
ら放射された光を有効に下部に設けた図示していない被
加熱物を照射し加熱することができる。

【００１７】また、各加熱用ランプ１の封止部１２の屈
曲部は、下部への加熱方向Ａとは反対の上方向に屈曲さ
れており、下部の被加熱物から反射ないし放射される熱
によって封止部１２が加熱されることを防止することが
できる。

【００１８】また、放熱板３は、反射鏡５から放散され
る熱を吸収して放熱し、結果として反射鏡５を冷却し反
射鏡５が過熱されて反射面が劣化することを防止するこ
とができる。

【００１９】図３は、図１および図２に示す加熱ユニッ
ト４を複数個配設して構成した加熱装置の構成の一部を
示す平面図である。同図に示すように、加熱装置は、合
成樹脂シート等の被加熱物の大きさ等に応じて複数個の
加熱ユニット４が同一平面上に設けられる。その際、各
加熱ユニット４が具備する複数の各加熱用ランプ１の封
止部１２は、隣接する他の加熱ユニット４が具備する複
数の加熱用ランプ１の封止部１２と隣接するように配置
されるが、各加熱用ランプ１の封止部１２は屈曲してい
るので、各加熱ユニット４間を近接して配置することが
できる。

【００２０】この加熱装置は、各加熱ユニット４，４が
近接配置される結果、相対的に加熱ユニット４による加
熱領域を増大することができるとともに、被加熱物に対
して均一な加熱温度分布を呈する加熱装置を実現するこ
とができる。さらには加熱装置に加熱用ランプを用いた
ことと相まって被加熱物を、短時間で昇温させることが
できる。

【００２１】また、この加熱装置は、被加熱物の大きさ
等に応じて、加熱ユニットの接続個数を変えて、加熱装
置の規模を任意に変えることができる。また、図示して
いないが、各加熱ユニット４に設けられる加熱制御部に
おいては、それぞれ独立して加熱制御するように構成す
ることが可能であり、さらには、各加熱ユニット４内の
各加熱用ランプ１毎に加熱制御するように構成すること
も可能であるので、被加熱物の大きさに応じて各加熱ユ
ニット毎に加熱制御したり、また被加熱物の端部と中央
部間を均一に加熱制御する等の制御が可能となる。

【００２２】図４は、比較例に係る、同一平面上に管軸
が並行な方向に配列された複数個の加熱用ランプ２１を
用いて形成された加熱ユニット２４の構成を示す正面断
面図である。加熱用ランプ２１は、本発明の加熱用ラン
プ１と対比するために作製された加熱用ランプであり、
同図に示すように、この加熱用ランプ２１は、加熱用ラ
ンプ１と同様に、その管型封体２１１の内部にフィラメ
ントが配置され、その両端に封止部２１２を備え、その
両端部は保持部２２によって支持されているが、加熱用
ランプ１と比べて封止部２１２が屈曲されていない点で
相違する。

【００２３】そのため、この加熱用ランプ２１は、図示
していない下部の被加熱物から反射ないし放射される熱
によって封止部１２が加熱され、劣化損傷する可能性が
あると共に、後述するように、この加熱用ランプ２１を
用いて加熱装置を構成した場合に、被加熱物に対する加
熱温度を均一に分布できない欠点を有する。

【００２４】図５および図６は、それぞれ本発明に係る
加熱用ランプ１を用いて加熱ユニット１を形成し加熱装
置を構成した場合と、対比するために作製された加熱用
ランプ２１を用いて加熱ユニット２４を形成し加熱装置
を構成した場合の、被加熱物における照射強度分布を示
す図である。

【００２５】これらの図において、横軸は距離（ｍ
ｍ）、縦軸は相対照射強度を表しており、図５に示すよ
うに、本発明に係る管軸方向の長さが８６ｍｍの加熱用
ランプ１を用いて加熱装置を構成した場合は、各加熱ユ
ニット４，４間の距離は１８．４ｍｍ（保持部２，２
間）とすることができる。一方、図６に示すように、封
止部が屈曲されていない加熱用ランプ２１の管軸方向の
長さは１１０ｍｍとなり、各加熱ユニット２４，２４間
の距離は４２ｍｍ（保持部２２，２２間）にもなり、本
発明の加熱用ランプ１を用いた場合に比べて、約２倍以
上も各加熱ユニット２４，２４間が離れてしまう。

【００２６】その結果、両者の加熱温度分布を比較する
と、図５に示すように、本発明の加熱用ランプ１を用い
た加熱装置４の場合は、各加熱ユニット４全体に亘って
ほぼ均一な照度分布が得られるが、図６に示すように、
加熱用ランプ２１を用いた加熱装置２４では、各加熱ユ
ニット２４，２４間の離間部のみならず、各加熱ユニッ
ト２４，２４の範囲にまで亘って照度分布の不均一が現
れ、到底被加熱物に対して均一な加熱を行うことができ
ない。

【００２７】即ち、本発明の加熱装置によれば、封止部
１２を屈曲した加熱用ランプ１を用いて加熱装置を構成
することにより、極めて均一な照度分布を呈する加熱装
置を実現することができる。

【００２８】図７は、図４に示した加熱用ランプ２１を
用いて加熱ユニット２４を構成した場合の、各加熱ユニ
ット２４，２４間（各加熱用ランプを保持している保持
部２２，２２間）の距離（ｍｍ）と照度差（％）との関
係を示すグラフである。同図に示すように、加熱ユニッ
ト間の距離が２０ｍｍ以内であれば、照度差はほぼ発生
しないが、２０ｍｍを越すと急激に照度差が現れ、上記
に示したように、４２ｍｍ以上も離れると２０％以上も
の照度差が現れることが分かる。これからも分かるよう
に、本発明に係る加熱装置では、各加熱ユニット４，４
間の距離を２０ｍｍ以内に収めることができるので、加
熱ユニット４，４間に照度差が発生しないことが理解さ
れる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、加熱用ラ
ンプの封止部は、この加熱用ランプから加熱すべき方向
に放射される光の方向とは反対方向に屈曲しているの
で、下部の被加熱物から反射ないし放射される熱によっ
て封止部が加熱されないようにすることができ、またこ
の加熱用ランプを用いて加熱装置を構成した場合、被加
熱物に対して均一な照度分布が得られる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、各加熱用ラ
ンプの封止部は、この加熱用ランプから加熱すべき方向
に放射される光の方向とは反対方向に屈曲するように構
成されると共に、加熱ユニットは、加熱用ランプの管軸
方向に近接配置されているように構成したので、被加熱
物に対して均一な加熱温度分布を呈する加熱装置を実現
することができるとともに、被加熱物を短時間で昇温す
る加熱装置を実現することができる。さらに、被加熱物
の大きさ等に応じて、加熱ユニットの接続個数を変え
て、加熱装置の規模を任意に変えることができ、また、
各加熱ユニットをそれぞれ独立して加熱制御したり、ま
た各加熱ユニット内の各加熱用ランプ毎に加熱制御する
ことが可能となるので、被加熱物の大きさに応じて各加
熱ユニット毎に加熱制御したり、また被加熱物の端部と
中央部間を均一に加熱制御したりすることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る、同一平面上に管軸が並行な方向
に配列された複数個の加熱用ランプ１を用いて形成され
た加熱ユニット４の構成を示す正面断面図である。

【図２】図１に示す加熱ユニット４の側面図である。

【図３】図１および図２に示す加熱ユニット４を複数個
配設して構成した加熱装置の構成の一部を示す平面図で
ある。

【図４】比較例に係る、同一平面上に管軸が並行な方向
に配列された複数個の加熱用ランプ２１を用いて形成さ
れた加熱ユニット２４の構成を示す正面断面図である。

【図５】本発明に係る加熱用ランプ１を用いて加熱ユニ
ット４を形成し加熱装置を構成した場合の、被加熱物に
おける照射強度分布を示す図である。

【図６】比較例に係る加熱用ランプ２１を用いて加熱ユ
ニット２４を形成し加熱装置を構成した場合の、被加熱
物における照射強度分布を示す図である。

【図７】図４に示す加熱用ランプ２１を用いて加熱ユニ
ット２４を構成した場合の各加熱ユニット２４間の距離
（ｍｍ）と照度差（％）との関係を示すグラフである。

【図８】従来技術に係る加熱装置の一例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 加熱用ランプ １１ 管型封体 １２ 封止部 ２ 保持部（アルミフィン） ３ 放熱板 ４ 加熱ユニット ５ 反射鏡 ２１ 加熱用ランプ ２１１ 管型封体 ２１２ 封止部 ２２ 保持部 ２３ 放熱板 ２４ 加熱ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に封止部を有すると共に管型封体の
   内部にフィラメントが配置された加熱用ランプからな
   り、この加熱用ランプの封止部は、この加熱用ランプか
   ら加熱すべき方向に放射される光の方向とは反対方向に
   屈曲するように構成されていることを特徴とする加熱用
   ランプ。
2. 【請求項２】 両端に封止部を有すると共に管型封体の
   内部にフィラメントが配置された加熱用ランプからな
   り、同一平面上に管軸が並行な方向に配列された複数個
   の前記加熱用ランプと、これらの加熱用ランプから放射
   される光を反射する反射鏡とを備える加熱ユニットを同
   一平面上に複数個配設し、前記各加熱用ランプの封止部
   は、この加熱用ランプから加熱すべき方向に放射される
   光の方向とは反対方向に屈曲するように構成されると共
   に、前記加熱ユニットは、前記加熱用ランプの管軸方向
   に近接配置されていることを特徴とする加熱装置。