JP2008310976A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠赤外線放射体の温度の範囲の上限を６５０℃まで拡大することができ、よって、被加熱物の加熱範囲を拡大することにより、被加熱物の処理範囲を拡大でき、かつ、短時間に効率よく加熱処理することができる加熱装置を提供する。
【解決手段】加熱装置は、枠体１２内に配設された加熱手段２２と、枠体の被加熱物に対向する面に設けられた均熱板１６に設けられた遠赤外線放射体１８とにより、遠赤外線放射体の表面温度を４５０℃から６５０℃に設定でき、遠赤外線放射表面から波長；３．１μｍ〜４．０μｍを放射する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、遠赤外線を放射して被加熱物を加熱する加熱装置に関する。

従来において、遠赤外線を利用した乾燥装置は知られている。該乾燥装置で使用されている遠赤外線放射体は、金属製のパイプの外表面に遠赤外線層を設けたものやセラミックスなどである。そして、遠赤外線放射体から生じる熱を利用した温風を乾燥炉内に循環している。このような温風循環方式が、乾燥炉において一搬的に使用されている。

これら従来の遠赤外線放射体を使用した乾燥装置は、波長；３．５８μｍ〜６．４６μｍの遠赤外線を放射する構造を有しており、波長領域を例えば２．８μｍ〜３．２μｍの近遠赤外線領域まで拡張することができなかった。そのため、被乾燥物の乾燥範囲が限られていた。

本発明は、従来の装置の欠点を鑑みてなされたもので、本発明の目的は、遠赤外線放射体の温度の範囲の上限を６５０℃まで拡大することができ、よって被加熱物の加熱範囲を拡大することにより、被加熱物の処理範囲を拡大でき、かつ短時間に効率よく加熱処理することができる加熱装置を提供することにある。

（１）本発明に係る加熱装置は、枠体と、該枠体の被加熱物に対向する面を除いた周囲の面に配設された断熱材料部材と、前記枠体内に配設された加熱手段と、前記枠体の被加熱物に対向する面に設けられた均熱板と、該均熱板に設けられた遠赤外線放射体と、前記加熱手段の温度を検出するための温度センサと、前記温度センサへの配線、加熱手段への配線及び遠赤外線放射体への配線を１ヶ所から外部へ取り出すための耐熱性取出筒と、を備え、
前記温度センサの情報を基に、前記加熱手段及び前記遠赤外線放射体のそれぞれの電力を制御することにより、該遠赤外線放射体の表面温度を４５０℃から６５０℃に設定して、遠赤外線放射表面から波長；３．０μｍ〜４．０μｍを放射してなる。

（２）本発明に係る加熱装置は、(１)の装置の前記枠体が、内部に所定の間隔をもって配設された支柱を備えることを特徴とする。

（３）本発明に係る加熱装置は、(１)の装置の前記温度センサが、前記加熱手段の加熱面内部及び加熱表面サドル部に配設されることを特徴とする。

被加熱物の加熱範囲を拡大することにより、被加熱物の処理範囲を拡大でき、かつ、短時間に効率良く加熱処理することができ、さらに、近遠赤外線を放射することができるため焼成に使用できる。

本発明に係る加熱装置は、遠赤外線を放射する遠赤外線放射体を使用して、遠赤外線放射体の表面から、波長３．０μｍ〜４．０μｍの遠赤外線を放射することができる。

図１は、本発明に係る加熱装置の概略図である。加熱装置１０は、ステンレス製の長方形枠体１２からなり、枠体１２は、被加熱物に対向する面を除いた周囲の面に１２００℃に耐えるセラミックス製の断熱材１４を取り付けて構成される。

枠体１２の被加熱物に対向する面は、ステンレス製の均熱板１６を取り付け、均熱板１６は、遠赤外線放射体１８を取り付ける。枠体内２０には、複数個のヒータ２２を配設する。枠体の上下間は、約１ｍｍから約３ｍｍを有する。ヒータ２２は、被加熱物に対して対向して複数本配設されている。ヒータの表面のサドル部の温度は約８００℃〜約８５０℃になる。これにより、枠体内の温度は、７００℃から８００℃になる。その温度は、均熱板１６を介して遠赤外線放射体１８に伝わる。

遠赤外線放射体は、長方向形なステンレス鋼板の表面に熱処理を施した材料からなる遠赤外線放射層を備え、該ステンレス鋼板をコイル等の加熱装置で所定の温度に加熱するように構成される。さらに、コイルとステンレス鋼板との間には絶縁板を備える。長方向形なステンレス鋼板は、熱で変形しないように均熱板に固定される。遠赤外線放射体自体の表面温度は、コイルの加熱により１００℃〜４００℃になる。

遠赤外線放射体の表面温度は、遠赤外線放射体自体の表面温度；１００℃〜４００℃となるステンレス鋼材に枠体内のヒータによる空間内の温度；７００℃から８００℃が伝わる。よって、遠赤外線放射体の表面温度は、４５０℃から６５０℃になる。この結果、遠赤外線放射体の表面は、波長；３．０μｍ〜４．０μｍの遠赤外線を放射する。遠赤外線放射体の表面温度及び枠体内のヒータによる空間内の温度は、熱電対により測定され、温度制御される。

かくして、遠赤外線放射体自体のコイルの電力及び枠体内のヒータの電力を任意に調節することにより、遠赤外線放射体の表面温度は４５０℃から６５０℃となるため、遠赤外線放射表面から放射される波長は、３．０μｍ〜４．０μｍとなる。

枠体内２０に配設された複数個のセラミックヒータ２２が、約８００℃〜約８５０℃に加熱されることによって、枠体内の温度は７００℃から８００℃になる。温度は、周囲が断熱材で囲まれているため、常に７００℃から８００℃に保持されている。
枠体内で７００℃から８００℃に暖められた空気は、被加熱物の対向面に設けられた均熱板１６を暖める。均熱板１６は、５００℃から７００℃に加熱される。６００℃から７００℃に暖められた均熱板１６は、遠赤外線放射体１８に伝わる。
遠赤外線放射体１８は、内蔵されたヒータ２２により加熱されると共に、均熱板１６の熱が伝わる。これにより、遠赤外線放射体１８の表面温度は、４５０℃から６５０℃になる。

図２は、図１の加熱装置に取り付けるための治具を備えた状態の側面図を示す。この図において、加熱装置の枠体１４は、その上方側に中空の取り付け枠２６を備える。取り付け枠２６は、内部を中空２８にして又はその内部にセラミックを充填させて枠体１４内の熱が上方に逃げないようにしている。枠体１４は、その内部の熱によって変形するのを防止するために所定間隔に支柱３０を配設している。取り付け枠２６は、その両側にフランジ５０を備える。

図３は、図１の加熱装置を示す平面図を示す。この図において、遠赤外線放射体１８の表面温度は、均熱板１６に配設された温度センサ３２により検知される。ヒータの温度は、ヒータの加熱面内部及び加熱表面サドル部に配設されている温度センサ３４、３６により検知される。従って、これらの温度センサ３２、３４、３６により遠赤外線放射体の表面温度は制御される。従って、被加熱物に放射する波長が決定されると、遠赤外線放射体１８の表面温度が決定される。
かくして、遠赤外線放射体１８の表面温度が定まれば、その温度に応じて遠赤外線放射体自体を加熱するコイルの電力、さらには枠体内２０に配設された複数個のヒータ２２の電力が決定される。これにより、遠赤外線放射体の表面温度は、４５０℃から６５０℃、遠赤外線放射表面から放射される波長は、３．０μｍ〜４．０μｍの範囲内で任意に設定可能となる。

加熱装置の枠体１４の内部に配設されたヒータ２２の電源線及び熱電対の配線３８を、加熱装置内部の熱からの影響を受けないようにするために、開口４０を介して、耐熱パイプ４２が設けられている。ヒータ２２の電源線及び熱電対の配線は、枠体に設けられた開口４０を介して耐熱パイプ４２内に集められる。

以上のように本発明に係る加熱装置は、遠赤外線放射体の温度の範囲の上限を６５０℃まで拡大することができ、よって、被加熱物の加熱範囲を拡大することにより、被加熱物の処理範囲を拡大でき、かつ、短時間に効率よく加熱処理することができる。

本発明に係る加熱装置を示す概略図である。 本発明に係る加熱装置に取り付け治具を備えた側面図である。 本発明に係る加熱装置を示す平面図である。

符号の説明

１０；加熱装置
１２；ステンレス製の長方形枠体
１４；断熱材
１６；均熱板
１８；遠赤外線放射体
２０；枠体内の空間
２２；ヒータ
２４；熱電対
２６；取り付け枠
２８；中空枠
３０；支柱
３２；遠赤外線放射体用熱電対
３４、３６；ヒータ用熱電対
３８；熱電対配線
４２；配線用耐熱筒
５０；フランジ

Claims (3)

1. 枠体と、
   該枠体の被加熱物に対向する面を除いた周囲の面に配設された断熱材料部材と、
   前記枠体内に配設された加熱手段と、
   前記枠体の被加熱物に対向する面に設けられた均熱板と、
   該均熱板に設けられた遠赤外線放射体と、
   前記加熱手段の温度を検出するための温度センサと、
   前記温度センサへの配線、加熱手段への配線及び遠赤外線放射体への配線を１ヶ所から外部へ取り出すための耐熱性取出筒と、を備え、
   前記温度センサの情報を基に、前記加熱手段及び前記遠赤外線放射体のそれぞれの電力を制御することにより、該遠赤外線放射体の表面温度を４５０℃から６５０℃に設定して、遠赤外線放射表面から波長；３．０μｍ〜４．０μｍを放射してなることを特徴とする加熱装置。
2. 前記枠体は、内部に所定の間隔をもって配設された支柱を備えることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
3. 前記温度センサは、前記加熱手段の加熱面内部及び加熱表面サドル部に配設されることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。

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