JP2016070590A - 連続加熱炉および輻射加熱器 - Google Patents

Abstract

【課題】被焼成物の内部と表面の温度の均一化を図りつつ、熱効率の低下を抑制する。
【解決手段】連続加熱炉２００は、炉本体２１２内において被焼成物Ｗの搬送方向に離隔して並設され、搬送部２１０によって搬送されている被焼成物と対向し被焼成物に電磁波を照射して輻射熱を伝熱する輻射面１２０ａと、輻射面を加熱する加熱部とを有する複数の輻射加熱システム１００と、搬送方向に対し垂直な方向または傾斜する方向に、少なくとも輻射部の位置から輻射面よりも被焼成物側まで延在し、輻射面から被焼成物に向かう電磁波の一部を遮蔽する複数の遮蔽部２１６ｂと、を備え、搬送部によって被焼成物が搬送される領域には、輻射面からの電磁波が照射される輻射加熱領域Ｂと、輻射面からの電磁波が遮蔽部によって遮蔽され、電磁波の直接照射が回避される遮蔽領域Ｃと、が搬送方向に交互に形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、輻射熱で被焼成物を加熱する連続加熱炉および輻射加熱器に関する。

従来、搬送される工業材料や食品等の被焼成物を、炉内に搬送方向に複数配された加熱装置で順次加熱する連続加熱炉が普及している。

このような連続加熱炉で煎餅などの被焼成物を焼成する場合、被焼成物を連続して加熱し続けると、被焼成物の内部の焼成が不十分なまま表面が焦げてしまう。そのため、被焼成物の搬送方向に加熱装置と冷却装置（冷風送風機など）を交互に設け、加熱と冷却を交互に行うことで被焼成物の表面の熱を内部に伝熱させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。こうして、被焼成物の表面と内部の温度差を縮小して温度の均一化が図られる。

特開２００１−１６１２７８号公報

上記のように、加熱装置と冷却装置を複数設け、被焼成物の内部と表面の温度の均一化を図る場合、加熱装置で加熱された空気が冷却装置で冷却される。その結果、炉内空気から被焼成物への熱伝達による伝熱効果が低減し、連続加熱炉全体としての熱効率が低下してしまう。

本発明は、このような課題に鑑み、被焼成物の内部と表面の温度の均一化を図りつつ、熱効率の低下を抑制することが可能な連続加熱炉および輻射加熱器を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の連続加熱炉は、炉本体と、炉本体内において、被焼成物を搬送する搬送部と、炉本体内において被焼成物の搬送方向に離隔して並設され、搬送部によって搬送されている被焼成物と対向し被焼成物に電磁波を照射して輻射熱を伝熱する輻射面と、輻射面を加熱する加熱部とを有する複数の輻射部と、複数の輻射部のうち少なくとも１つの輻射部の輻射面に対し搬送方向の位置がそれぞれ輻射面の前方側または後方側の少なくともいずれか一方に配され、搬送方向に対し垂直な方向または傾斜する方向に、少なくとも輻射部の位置から輻射面よりも被焼成物側まで延在し、輻射面から被焼成物に向かう電磁波の一部を遮蔽する複数の遮蔽部と、を備え、搬送部によって被焼成物が搬送される領域には、輻射面からの電磁波が照射される輻射加熱領域と、輻射面からの電磁波が遮蔽部によって遮蔽され、電磁波の直接照射が回避される遮蔽領域と、が搬送方向に交互に形成されていることを特徴とする。

隣り合う２つの輻射部の間隙に配され、炉本体内の気体の間隙における対流を規制または抑制する対流抑制部をさらに備えてもよい。

対流抑制部の少なくとも一部は、遮蔽部と一体に形成され、かつ、輻射部と別体に形成されてもよい。

遮蔽部は、１つの輻射面に対し搬送方向の位置がそれぞれ輻射面の前方側または後方側の少なくともいずれか一方に２つ配されてもよい。

遮蔽部を、被焼成物に近接させる近接方向、および、被焼成物から離隔させる離隔方向に可動させる可動機構をさらに備えてもよい。

すべての加熱部を稼動させる全加熱モード、および、隣り合わない複数の加熱部を稼動させるとともに、隣り合わない複数の加熱部の間に配された加熱部を停止させる間欠加熱モードのいずれかの加熱モードを選択し、選択した加熱モードに応じて加熱部を制御する加熱制御部をさらに備えてもよい。

上記課題を解決するために、炉本体内において被焼成物が搬送されながら加熱される連続加熱炉に、被焼成物の搬送方向に離隔して複数併設される本発明の輻射加熱器は、被焼成物に電磁波を照射して輻射熱を伝熱する輻射面と、輻射面を加熱する加熱部と、搬送方向における輻射面の両端の少なくともいずれか一方に形成され、搬送方向に対し垂直な方向または傾斜する方向に、輻射面よりも被焼成物側まで延在し、輻射面から被焼成物に向かう電磁波の一部を遮蔽する遮蔽部と、を備えることを特徴とする。

加熱部によって加熱されるとともに、加熱部と反対側の面が輻射面となる輻射板をさらに備え、遮蔽部は、輻射板の端部が曲折されて形成されてもよい。

本発明によれば、被焼成物の内部と表面の温度の均一化を図りつつ、熱効率の低下を抑制することが可能となる。

輻射加熱システムの外観例を示した外観斜視図である。 燃焼加熱器を説明するための説明図である。 突起部を説明するための説明図である。 連続加熱炉を説明するための説明図である。 遮蔽部の効果を説明するための説明図である。 連続加熱炉の概略的な構成を示したブロック図である。 第１変形例における連続加熱炉を説明するための説明図である。 第２変形例における連続加熱炉を説明するための説明図である。 第３変形例における連続加熱炉を説明するための説明図である。 第４変形例における連続加熱炉を説明するための説明図である。 第５変形例における連続加熱炉を説明するための説明図である。 第６変形例における連続加熱炉を説明するための説明図である。 第６変形例における輻射加熱器を説明するための説明図である。 第７変形例における輻射加熱器を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

本実施形態の連続加熱炉は、炉内に複数の輻射加熱システムが設けられている。ここでは、まず、炉内に配された輻射加熱システムについて説明し、その後、全体的な連続加熱炉の構成について説明することとする。

（輻射加熱システム（輻射部）１００）
図１は、輻射加熱システム１００の外観例を示した外観斜視図である。図１に示すように、輻射加熱システム１００は、複数（ここでは２つ）の輻射加熱器１１０を水平方向に連設してなり、燃料と空気との混合ガス（以下、「燃料ガス」という）の供給を受けて、それぞれの輻射加熱器１１０で燃料ガスが燃焼することで加熱される。そして、輻射加熱システム１００では、その燃焼によって生じた排気ガスが回収されて排出される。

上記したように、輻射加熱システム１００には２つの輻射加熱器１１０が設けられるが、２つの輻射加熱器１１０は同一の構成であるため、以下では、一方の輻射加熱器１１０についてのみ説明する。

図２は、輻射加熱器１１０を説明するための説明図である。図２（ａ）は、図１のＩＩ（ａ）−ＩＩ（ａ）線断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の破線で囲った部分の拡大図である。図２（ｂ）中、白抜き矢印は燃料ガスの流れを、ハッチングした矢印は排気ガスの流れを、黒色で塗りつぶした矢印は熱の移動を示す。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、輻射加熱器１１０は、輻射板１２０と、配置板１２２と、仕切板１２４と、燃焼室１２６と、密閉部１２８と、封止部１３０と、断熱材１３２と、第１配管部１３４と、第２配管部１３６と、導入部１３８と、導出部１４０とを含んで構成される。

輻射板１２０は、耐熱性および耐酸化性が高い素材、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ：Stainless Used Steel）や、熱伝導率が高い素材、例えば、黄銅等で形成される薄板部材であって輻射面１２０ａを有する。輻射面１２０ａは、略矩形に形成され（図１参照）、燃焼によって生じる熱によって、輻射板１２０のうち輻射面１２０ａの反対側から加熱され、被加熱物に輻射熱を伝熱する。

輻射板１２０の外壁部１２０ｂは、輻射面１２０ａの外周で屈曲して輻射面１２０ａに垂直かつ輻射面１２０ａから離隔する方向（図２（ａ）中、下方向）に起立（延在）し、輻射加熱システム１００の側面を形成する。

本実施形態においては、２つの輻射加熱器１１０の輻射板１２０を一体に成形している。そして、輻射板１２０は、外壁部１２０ｂの内面を側面とし、輻射面１２０ａの裏面１２０ｃを底面とする箱を形成している。

配置板１２２は、耐熱性および耐酸化性が高い素材、例えば、ステンレス鋼や、熱伝導率が低い素材等で形成される平板部材である。配置板１２２は、輻射板１２０の外壁部１２０ｂの内側において、輻射板１２０の輻射面１２０ａの裏面１２０ｃと略平行に対向配置される。

仕切板１２４は、輻射板１２０と同様、耐熱性および耐酸化性が高い素材、例えば、ステンレス鋼や、熱伝導率が高い素材、例えば、黄銅等で形成される薄板部材である。仕切板１２４は、輻射板１２０の外壁部１２０ｂの内側において、輻射板１２０の輻射面１２０ａの裏面１２０ｃと、配置板１２２との間に、配置板１２２と略平行に対向配置される。配置板１２２と仕切板１２４は、互いに対向する面の外周（外形）の輪郭が大凡等しい。

燃焼室１２６は、図２（ｂ）に示すように、外壁部１２０ｂと、配置板１２２および仕切板１２４それぞれの外周面１２２ａ、１２４ａとの間に位置し、当該外周面１２２ａ、１２４ａに面する。すなわち、燃焼室１２６は、外周面１２２ａ、１２４ａ、輻射板１２０、および、密閉部１２８で囲繞された空間となっている。

密閉部１２８は、仕切板１２４よりも断熱性が低い素材、例えば、ステンレス鋼などで形成される薄板部材で構成することができる。本実施形態においては、２つの輻射加熱器１１０の密閉部１２８が一体に形成されている。

また、密閉部１２８は、図２（ｂ）に示すように、輻射面１２０ａの裏面１２０ｃとの接触部分に、裏面１２０ｃの面方向（以下、単に「面方向」と称す）に延在する屈曲部１２８ａを有し、屈曲部１２８ａが、輻射板１２０の輻射面１２０ａの裏面１２０ｃに溶接やロウ付けなどで接合されている。そのため、密閉部１２８によって、燃焼室１２６から外壁部１２０ｂ側へのガス漏れが防止または抑制される。

封止部１３０は、当該輻射加熱システム１００において輻射板１２０の輻射面１２０ａと反対側に配される平板部材である。本実施形態においては、輻射板１２０と同様、２つの輻射加熱器１１０の封止部１３０を一体に形成している。そして、封止部１３０は、密閉部１２８と離隔した位置で、輻射板１２０の外壁部１２０ｂの延在方向（図２（ａ）中、下方向）の端部に固定され、密閉部１２８との間の空間に断熱材１３２が封止されている。

このように、輻射加熱システム１００の本体容器は、輻射板１２０の内側を封止部１３０で閉塞してなるもので、外周面（輻射板１２０の外壁部１２０ｂの外表面）の面積より上下壁面（輻射板１２０の輻射面１２０ａおよび封止部１３０の外表面）の面積の方が大きい寸法関係に形成される。つまり、上下壁面は、本体容器の外表面の大部分を占めることとなる。

第１配管部１３４は、燃料ガスが流通する配管であり、第２配管部１３６は、排気ガスが流通する配管である。第２配管部１３６は、第１配管部１３４内部に配される。すなわち、第１配管部１３４と第２配管部１３６は、輻射加熱器１１０との接続部分において二重管を形成する。

配置板１２２、密閉部１２８、封止部１３０には、厚さ方向に貫通する貫通孔１２２ｃ、１２８ｂ、１３０ａが設けられている。貫通孔１２２ｃ、１２８ｂ、１３０ａは、互いに対向する位置関係となっており、第１配管部１３４が挿通される。そして、第１配管部１３４の端部は、配置板１２２の仕切板１２４側の面と面一となる位置で配置板１２２の貫通孔１２２ｃに固定され、第１配管部１３４のうち、密閉部１２８の貫通孔１２８ｂに挿通された部分は、貫通孔１２８ｂに溶接やロウ付けなどで接合される。

また、仕切板１２４には、配置板１２２の貫通孔１２２ｃと対向する位置に、貫通孔１２２ｃよりも径が小さく、厚さ方向に貫通する排気孔１２４ｂが設けられている。排気孔１２４ｂには、第２配管部１３６が挿通され、第２配管部１３６の端部が仕切板１２４の輻射面１２０ａ側の面と面一となる位置で排気孔１２４ｂに固定されている。

第２配管部１３６の端部は、第１配管部１３４の端部よりも輻射面１２０ａ側に突出し、かつ、輻射板１２０から離隔しており、仕切板１２４は、第２配管部１３６の端部に固定されることで、輻射板１２０および配置板１２２と一定間隔を維持して離隔している。

導入部１３８は、配置板１２２と仕切板１２４との間の空隙によって形成され、第１配管部１３４に連通している。燃料ガスは、第１配管部１３４を通って配置板１２２の貫通孔１２２ｃから導入部１３８に流入される。そして、導入部１３８は、配置板１２２の貫通孔１２２ｃから流入した燃料ガスを、燃焼室１２６に向けて放射状に導く。

また、導入部１３８の出口側（燃焼室１２６側）の流路は、仕切板１２４の外周端部に配された突起部１２４ｃによって複数に仕切られている。

図３は、突起部１２４ｃを説明するための説明図であり、燃焼室１２６の斜視図および燃焼室１２６を囲繞する構成部材の断面図を示す。なお、ここでは、理解を容易とするため、輻射板１２０および封止部１３０を取り除いて示し、仕切板１２４の隠れている部分の輪郭線を破線で示す。

図３に示すように、突起部１２４ｃは、仕切板１２４の周方向に一定間隔で設けられており、隣接する突起部１２４ｃ間に流路１２４ｄが形成されている。これにより、導入部１３８と燃焼室１２６とは、その連通部分の断面積が狭められた流路１２４ｄによって連通することとなる。

そして、流路１２４ｄから燃焼室１２６に流入した燃料ガスは、図２（ｂ）に示すように、燃焼室１２６で衝突して一時的に滞留する。点火装置が導入部１３８から導入される燃料ガスに点火すると、燃焼室１２６では、燃料ガスが燃焼することとなる。そして、燃焼によって生成された排気ガスは、導出部１４０に導かれる。

導出部１４０は、輻射板１２０と仕切板１２４とを側壁とし、輻射板１２０と仕切板１２４との間の空隙によって形成された流路である。導出部１４０は、燃焼室１２６における燃焼によって生じた排気ガスを、燃焼室１２６から面方向の中心側に集約し、仕切板１２４の排気孔１２４ｂから第２配管部１３６を介して輻射加熱器１１０外に導く。

輻射板１２０は、輻射面１２０ａの裏面１２０ｃから、燃焼室１２６における燃焼熱と、燃焼室１２６および導出部１４０を流通する排気ガスの熱によって加熱される。そして、輻射面１２０ａからの輻射熱によって被加熱物が加熱されることとなる。

このように、輻射加熱器１１０のうち、輻射板１２０を除く構成部（配置板１２２、仕切板１２４、燃焼室１２６、密閉部１２８、導入部１３８、導出部１４０など）は、各々が機能した結果、輻射板１２０の輻射面１２０ａを加熱する。すなわち、これらの構成部は、輻射面１２０ａを加熱する加熱部として機能する。

また、仕切板１２４は比較的熱伝導し易い素材で形成されており、導出部１４０を流通する排気ガスは、仕切板１２４を介して導入部１３８を流通する燃料ガスに伝熱する（図２（ｂ）参照）。ここでは、導出部１４０を流れる排気ガスと導入部１３８を流れる燃料ガスとが、仕切板１２４を挟んで対向流（カウンタフロー）となっているため、排気ガスの熱で燃料ガスを効率的に予熱することが可能となり、高い熱効率を得ることができる。

同様に、第２配管部１３６を流通する排気ガスは、第２配管部１３６を通じて第１配管部１３４を流れ、対向流となっている燃料ガスに伝熱して予熱する。このように燃料ガスを予熱してから燃焼する、所謂、超過エンタルピ燃焼によって、燃料ガスの燃焼を安定化し、不完全燃焼によって生じるＣＯ（一酸化炭素）の濃度を極低濃度に抑えることができる。

続いて、上述した輻射加熱システム１００を複数配置した連続加熱炉２００について説明する。

図４は、連続加熱炉２００を説明するための説明図であり、連続加熱炉２００における被焼成物Ｗの搬送方向に平行かつ鉛直方向の断面の概略図を示す。図４に示すように、連続加熱炉２００は、搬送部２１０と、炉本体２１２と、輻射加熱システム１００と、排気部２１４と、間在部材２１６とを含んで構成される。

搬送部２１０は、例えば、ベルト等の搬送帯２１０ａ、搬送帯２１０ａを張架支持するローラ２１０ｂ、ギヤやモータを有するモータ機構２１０ｃなどを含んで構成され、モータ機構２１０ｃの動力によって搬送帯２１０ａが回転し、図４中、白抜き矢印の方向に、搬送部２１０の上に載置された被焼成物Ｗを搬送する。

また、ローラ２１０ｂは、炉本体２１２内において搬送帯２１０ａの一部を鉛直下側から支持する。なお、被焼成物Ｗの反りを抑えるため、鉛直上下方向から被焼成物Ｗを挟む一対の網によって搬送帯が構成される場合には、一対の網の外側にローラ２１０ｂを設けるとよい。

炉本体２１２は、搬送帯２１０ａの一部を囲繞して囲繞空間を形成する。

輻射加熱システム１００（輻射板１２０）は、炉本体２１２内のうち、搬送部２１０の鉛直上方と鉛直下方に、被焼成物Ｗの搬送方向（以下、単に搬送方向と称す）に所定の間隔離隔して複数並設されている。

また、輻射加熱システム１００は、それぞれ、輻射面１２０ａを炉本体２１２内の搬送帯２１０ａに対向させつつ、輻射面１２０ａが搬送方向と平行となり、かつ、輻射面１２０ａの短手方向が搬送方向と平行となる向きに配される。

そして、輻射面１２０ａは、搬送部２１０に搬送されている被焼成物Ｗと対向し、被焼成物Ｗに輻射熱を伝熱する。すなわち、輻射面１２０ａから被焼成物Ｗへ電磁波が照射されることとなる。

それぞれの輻射加熱システム１００に対し、搬送方向の前側および後側には、排気部２１４が連設される。排気部２１４は、内部が中空な板状の配管であって輻射加熱システム１００の第２配管部１３６と連通している。そして、排気部２１４の内部に輻射加熱システム１００から排出された排気ガスが流通する。

排気部２１４のうち、炉本体２１２内の搬送帯２１０ａに対向する面は輻射面２１４ａとなっており、排気部２１４の内部を流通する排気ガスの熱で輻射面２１４ａが加熱されると、輻射面２１４ａから搬送中の被焼成物Ｗに輻射熱が伝熱する。

間在部材２１６は、搬送方向と平行となるように位置する基部２１６ａと、基部２１６ａの両端それぞれから炉本体２１２内の搬送帯２１０ａに向かって延在する遮蔽部２１６ｂとを有する。基部２１６ａは、搬送方向に隣り合う２つの輻射加熱システム１００の間隙Ａにおいて排気部２１４と連続するように配置される。

輻射加熱システム１００と排気部２１４、および、排気部２１４と間在部材２１６の基部２１６ａは、互いに接して隙間なく配置される。そのため、搬送方向に隣り合う２つの輻射加熱システム１００の間隙Ａにおいては、炉本体２１２内の空気（気体）の流れが、排気部２１４および間在部材２１６の基部２１６ａに阻まれる。

ここでは、特に、輻射加熱システム１００における輻射面１２０ａ側から輻射面１２０ａの反対側に移動したり、その逆に、輻射加熱システム１００の輻射面１２０ａの反対側から輻射面１２０ａ側に移動する、鉛直方向の空気の対流が規制されることとなる。

このように、排気部２１４および間在部材２１６は、間隙Ａにおける空気の対流を規制する対流抑制部２１８として機能する。対流抑制部２１８を設けることで、輻射加熱システム１００のうち、被焼成物Ｗ側から被焼成物Ｗと反対側に向かう対流や、被焼成物Ｗと反対側から被焼成物Ｗ側に向かう対流が抑制される。その結果、被焼成物Ｗの周囲の空気の温度を高く維持し、熱伝達による伝熱効果を向上することが可能となる。

対流抑制部２１８の一部は、間在部材２１６の基部２１６ａであることから、換言すれば、遮蔽部２１６ｂと一体に形成されているといえる。また、対流抑制部２１８は、輻射加熱システム１００と別体に形成される。そのため、メンテナンスなどの際、対流抑制部２１８（排気部２１４および間在部材２１６）とは別に、輻射加熱システム１００の着脱を容易に行うことが可能となる。

また、上記のように、間在部材２１６は、２つの遮蔽部２１６ｂを有する。そして、搬送方向に隣り合う２つの間在部材２１６の４つの遮蔽部２１６ｂのうち、内側の２つの遮蔽部２１６ｂは、１つの輻射加熱システム１００の輻射面１２０ａに対し、搬送方向の位置が前方側と後方側とに位置することになる。すなわち、輻射面１２０ａに対して搬送方向の前方側（図４中、右側）と後方側（図４中、左側）にそれぞれ１つずつ、遮蔽部２１６ｂが配置されていることとなる。ここでは、遮蔽部２１６ｂは、搬送方向に対し垂直な方向に、輻射加熱システム１００の位置から輻射面１２０ａよりも被焼成物Ｗ側まで延在している。

そして、遮蔽部２１６ｂは、輻射面１２０ａから放射状に照射される電磁波の一部を遮る。その結果、輻射面１２０ａから照射された電磁波の一部は、遮蔽部２１６ｂで反射して拡散が抑えられた状態で被焼成物Ｗに照射される。

そうすると、搬送部２１０によって被焼成物Ｗが搬送される領域には、輻射加熱領域Ｂと遮蔽領域Ｃが、搬送方向に交互に形成される。ここで、輻射加熱領域Ｂは、輻射面１２０ａからの電磁波が照射される領域であって、遮蔽領域Ｃは、輻射面１２０ａからの電磁波が遮蔽部２１６ｂによって遮蔽され、電磁波の直接照射が回避される領域である。

図５は、遮蔽部２１６ｂの効果を説明するための説明図であり、凡例ａは、時間経過に伴う（被焼成物Ｗの搬送に伴う）被焼成物Ｗへの熱流束の変化を示し、凡例ｂは、時間経過に伴う被焼成物Ｗの表面温度を示し、凡例ｃは、時間経過に伴う被焼成物Ｗの内部温度を示す。

図５の凡例ａとして示すように、被焼成物Ｗへの熱流束は、上昇と低下を繰り返している。これは、遮蔽部２１６ｂを設けて輻射加熱領域Ｂと遮蔽領域Ｃとを形成することで、被焼成物Ｗが輻射加熱領域Ｂを搬送されている間、輻射熱によって伝熱され、被焼成物Ｗが遮蔽領域Ｃを搬送されている間、輻射熱による伝熱が抑制されるためである。

その結果、図５の凡例ｂとして示すように、遮蔽領域Ｃにおいて被焼成物Ｗの表面の温度上昇が抑えられる。このとき、図５の凡例ｃとして示すように、被焼成物Ｗの内部は、被焼成物Ｗの表面よりも温度が低いことから、被焼成物Ｗの表面からの伝熱によって温度上昇が継続する。こうして、被焼成物Ｗの内部と表面の温度差を縮小して温度の均一化が図られる。

本実施形態では、被焼成物Ｗの内部と表面の温度の均一化を図るために冷却装置を設ける必要がないことから、炉本体２１２内の空気を冷却することがなく、被焼成物Ｗの内部と表面の温度を均一化しつつ、連続加熱炉２００全体としての熱効率の低下を抑制することが可能となる。

図６は、連続加熱炉２００の概略的な構成を示したブロック図である。図６に示すように、連続加熱炉２００は、排気部２１４と、間在部材２１６と、搬送部２１０と、輻射加熱システム１００と、制御部（加熱制御部）２２０と、を備える。

制御部２２０は、搬送部２１０のモータ機構２１０ｃを制御し、被焼成物Ｗの搬送速度を調整する。

また、制御部２２０は、輻射加熱システム１００（加熱部）の稼働状態を制御する。具体的に、制御部２２０は、全ての輻射加熱システム１００を稼動させる全加熱モードと、一部の輻射加熱システム１００のみを稼動させ残りの輻射加熱システム１００を停止する（非稼働とする）間欠加熱モードとを選択的に実行できる。本実施形態において、間欠加熱モードにおいては、隣り合わない複数の輻射加熱システム１００を稼動させるとともに、稼働している輻射加熱システム１００の間に配された輻射加熱システム１００を停止する。

このように、制御部２２０が全加熱モードと間欠加熱モードを選択的に実行する構成により、間欠加熱モードを選択することで、被焼成物Ｗへの熱流束の変化を大きくし、被焼成物Ｗの内部と表面の温度の均一化が容易となる。一方、全加熱モードでは、間欠加熱モードよりも輻射熱による加熱量が大きい。そのため、被焼成物Ｗに応じて加熱モードを選択することで、被焼成物Ｗに応じた入熱量のプロファイルの調整が容易に可能となる。

（第１変形例）
図７は、第１変形例における連続加熱炉３００を説明するための説明図であり、連続加熱炉３００における被焼成物Ｗの搬送方向に平行かつ鉛直方向の断面の概略図を示す。

図７に示すように、第１変形例においては、遮蔽部３１６ｂは、１つの輻射加熱システム１００（輻射面１２０ａ）に対し、搬送方向の位置が前方側に２つ、後方側に２つ設けられている。ここでは、排気部２１４のうち、搬送方向の両端にそれぞれ遮蔽部３１６ｂが設置されている。

遮蔽部３１６ｂが二重に配され、遮蔽部３１６ｂ間の空気の層によって断熱効果が生じる。そのため、輻射面１２０ａに対し搬送方向の外側に位置する遮蔽部３１６ｂは、内側に位置する遮蔽部３１６ｂよりも温度上昇が抑えられる。その結果、遮蔽領域Ｃにおいては、遮蔽部３１６ｂの温度上昇に伴う遮蔽部３１６ｂからの輻射熱が抑制される。こうして、被焼成物Ｗが遮蔽領域Ｃを搬送されている間、輻射熱による伝熱が一層抑制され、被焼成物Ｗの内部と表面の温度差を抑制することが可能となる。

（第２変形例）
図８は、第２変形例における連続加熱炉４００を説明するための説明図であり、連続加熱炉４００における被焼成物Ｗの搬送方向に平行かつ鉛直方向の断面の概略図を示す。

図８に示すように、第２変形例においては、遮蔽部４１６ｂは、輻射面１２０ａに対して搬送方向の前方側と後方側にそれぞれ１つずつ設けられ、輻射面１２０ａ側（基端側）に対し、先端側の方が、２つの遮蔽部４１６ｂの対向間隔が狭まっている。

その結果、輻射面１２０ａから放射状に照射される電磁波は、遮蔽部４１６ｂに遮られ易くなり、２つの遮蔽部４１６ｂの対向間隔が狭くなった先端側から通り抜ける電磁波が、被焼成物Ｗに照射される範囲は狭まる。

そのため、輻射加熱領域Ｂが狭められるとともに遮蔽領域Ｃが拡げられることから、遮蔽領域Ｃにおいて被焼成物Ｗの表面の温度上昇を一層抑制し、被焼成物Ｗの表面と内部の温度の均一化を図ることが可能となる。

（第３変形例）
図９は、第３変形例における連続加熱炉５００を説明するための説明図であり、連続加熱炉５００における被焼成物Ｗの搬送方向に平行かつ鉛直方向の断面の概略図を示す。

図９に示すように、第３変形例においては、間在部材５１６は、遮蔽部５１６ｂのみが隣り合う輻射加熱システム１００の間隙Ａに配され、基部５１６ａは、輻射加熱システム１００のうち、輻射面１２０ａと反対側に配置される。すなわち、１つの間在部材５１６のうち、２つの遮蔽部５１６ｂの隙間に輻射加熱システム１００が配置される。

このように、基部５１６ａを、輻射加熱システム１００のうち、輻射面１２０ａと反対側に配置することで、輻射加熱システム１００から被焼成物Ｗ以外への放熱を抑え、熱効率の低下を抑制することが可能となる。

（第４変形例）
図１０は、第４変形例における連続加熱炉６００を説明するための説明図であり、連続加熱炉６００における被焼成物Ｗの搬送方向に平行かつ鉛直方向の断面の概略図を示す。

図１０に示すように、第４変形例においては、上述した実施形態に加え、可動機構６０２を備える。可動機構６０２は、間在部材２１６を、被焼成物Ｗに近接させる近接方向、および、被焼成物Ｗから離隔させる離隔方向に可動させる。

詳細には、可動機構６０２は、炉本体２１２を鉛直方向に貫通する貫通孔２１２ａに挿通される本体部６０２ａと、本体部６０２ａに挿通される留め具６０２ｂとを有する。

本体部６０２ａは、一端が貫通孔２１２ａを通って炉本体２１２の外部に露出しており、他端が間在部材２１６に固定されている。本体部６０２ａには、貫通孔２１２ａの貫通方向に対して垂直に本体部６０２ａを貫通する固定孔６０２ｃが、貫通孔の貫通方向の位置を異にして複数（ここでは、３つ）設けられている。

留め具６０２ｂは、固定孔６０２ｃに挿通可能な部材であって、固定孔６０２ｃの全長よりも長く、固定孔６０２ｃに挿通された状態で両端が固定孔６０２ｃから突出する。

例えば、複数の可動機構６０２のうち、図１０中、左上に配された可動機構６０２のように、最も下側の固定孔６０２ｃに留め具６０２ｂを挿通する。こうすると、留め具６０２ｂが炉本体２１２の外壁に当接した位置で、可動機構６０２の本体部６０２ａが自重によって外壁に固定される。その結果、他の固定孔６０２ｃに留め具６０２ｂを挿通する場合よりも、間在部材２１６を被焼成物Ｗから離隔させることができる。

また、図１０中、炉本体２１２内の搬送帯２１０ａよりも鉛直下側に配された可動機構６０２の留め具６０２ｂは、炉本体２１２の外壁に不図示の固定具によって固定可能となっている。すなわち、留め具６０２ｂが炉本体２１２の外壁に当接した位置で、可動機構６０２の本体部６０２ａが外壁に固定される。

このように、可動機構６０２は、間在部材２１６、すなわち、遮蔽部２１６ｂを、被焼成物Ｗに近接させる近接方向、および、被焼成物Ｗから離隔させる離隔方向に可動させる。そのため、遮蔽部２１６ｂの位置が被焼成物Ｗに近づけば、電磁波の遮蔽範囲が大きくなり、遮蔽領域Ｃが大きくなって輻射加熱領域Ｂが小さくなる。また、遮蔽部２１６ｂの位置が被焼成物Ｗから離隔すれば、電磁波の遮蔽範囲が小さくなり、遮蔽領域Ｃが小さくなって輻射加熱領域Ｂが大きくなる。こうして、被焼成物Ｗに応じた入熱量のプロファイルの調整が容易に可能となる。こうした可動機構６０２を、例えば、図９に示す間在部材５１６に適用してもよい。

（第５変形例）
図１１は、第５変形例における連続加熱炉７００を説明するための説明図である。第５変形例においては、遮蔽部７１６ｂごとにシャフト７２０が設けられている。シャフト７２０は、軸方向が連続加熱炉７００の幅方向に平行な向きに配され、遮蔽部７１６ｂは、シャフト７２０に回転自在に固定されており、不図示のアクチュエータによって、シャフト７２０を中心に、図１１に矢印で示す向きに回転する。すなわち、遮蔽部７１６ｂは、搬送方向に垂直かつ水平方向の回転軸中心に回転する。

例えば、複数の遮蔽部７１６ｂのうち、図１１中、左上に配された輻射加熱システム１００の搬送方向の前後に配された２つの遮蔽部７１６ｂについて、輻射面１２０ａ側（基端側）に対し、先端側の方が、対向間隔が狭まる位置で固定する。この場合、上記の第２変形例と大凡同様の輻射加熱領域Ｂおよび遮蔽領域Ｃを形成できる。

また、図１１中、左下に配された輻射加熱システム１００の搬送方向の前後に配された２つの遮蔽部７１６ｂについて、基端側から先端側まで対向間隔が一定となる位置で固定する場合、上述した実施形態と大凡同様の輻射加熱領域Ｂおよび遮蔽領域Ｃを形成できる。

また、図１１中、上記以外の遮蔽部７１６ｂは、搬送方向に平行となる位置で固定される。この場合、遮蔽部７１６ｂは、被焼成物Ｗへの熱流束の上昇と低下の振れ幅が最も抑制可能な配置となる。

このように、遮蔽部７１６ｂを、搬送方向に垂直かつ水平方向の回転軸中心に回転させることで、輻射加熱領域Ｂおよび遮蔽領域Ｃの搬送方向の大きさを変更したり、被焼成物Ｗへの熱流束の変化を調整したりすることが可能となる。

（第６変形例）
図１２は、第６変形例における連続加熱炉８００を説明するための説明図であり、連続加熱炉８００における被焼成物Ｗの搬送方向に平行かつ鉛直方向の断面の概略図を示す。

図１２に示すように、第６変形例においては、遮蔽部８１６ｂは、輻射面１２０ａに対して搬送方向の前方側と後方側にそれぞれ１つずつ設けられる。そして、遮蔽部８１６ｂは、輻射加熱システム９００（輻射加熱器９１０）と一体形成されている。以下、遮蔽部８１６ｂが一体形成された輻射加熱システム９００の輻射加熱器９１０について詳述する。

図１３は、第６変形例における輻射加熱器９１０を説明するための説明図であり、上述した実施形態における図２に対応する位置の断面図を示す。図１３に示すように、第６変形例においては、輻射加熱器９１０は、遮蔽部８１６ｂが輻射板１２０と一体形成されている。

遮蔽部８１６ｂは、搬送方向（図１３においては、左右方向）における輻射面１２０ａの両端それぞれに形成され、燃焼室１２６や仕切板１２４などの加熱部から、図１３中、上方向（搬送方向に対し垂直な方向）に離隔する向きに、輻射面１２０ａよりも被焼成物Ｗ側まで延在している。そのため、輻射加熱器９１０を配置した連続加熱炉８００においては、上述した実施形態と同様、被焼成物Ｗの内部と表面の温度差を縮小して温度の均一化が図られる。

ここでは、遮蔽部８１６ｂは、搬送方向に対し垂直な方向に延在する場合について説明したが、遮蔽部８１６ｂは、搬送方向に対し傾斜する方向に延在してもよい。

このとき、遮蔽部８１６ｂは、輻射板１２０の端部が曲折されて形成される。また、遮蔽部８１６ｂの先端側は、輻射板１２０が折り返されることで形成されており、輻射板１２０の折り返しによって形成された内部空間にも、断熱材１３２が封入されている。

このように、遮蔽部８１６ｂを輻射加熱器９１０（輻射板１２０）と一体形成することで、遮蔽部８１６ｂが炉本体２１２内の固定位置から脱落するような故障が回避される。また、輻射板１２０を折り返して遮蔽部８１６ｂが形成されていることから、遮蔽部８１６ｂが折り返しの前後の部位による二重構造となり、遮蔽部８１６ｂによる輻射熱の遮蔽効果が向上する。さらに、内部空間に断熱材１３２が封入されることで、さらなる輻射熱の遮蔽効果が図られる。

（第７変形例）
図１４は、第７変形例における輻射加熱器９１０ａを説明するための説明図であり、上述した実施形態における図２に対応する位置の断面図を示す。図１４に示すように、第７変形例においては、輻射加熱器９１０ａは、第６変形例と同様、遮蔽部９１６ｂが輻射板１２０と一体形成されている。

ただし、輻射板１２０は、搬送方向（図１４中、左右方向）の中心側の部位から両端側の部位に向かって、段階的に変形している。そして、輻射板１２０の段階的な変形部分において、輻射板１２０の輻射面１２０ａは、搬送方向の中心側、または、搬送方向に垂直な方向（図１４中、上方向）に向いている。

そのため、輻射面１２０ａから照射される電磁波は、拡散が抑えられた状態で被焼成物に照射されることから、輻射加熱領域Ｂにおける熱流束を高めるとともに、遮蔽領域Ｃにおける熱流束が抑えられ、被焼成物Ｗの表面と内部の温度の均一化を図ることが可能となる。

また、輻射加熱器９１０ａを単体の加熱装置として用い、輻射面１２０ａに被焼成物Ｗを載置して加熱することが考えられる。この場合、輻射板１２０に段階的な変形部分が形成されていることから、被焼成物Ｗを嵌め入れることで、被焼成物Ｗが輻射面１２０ａに安定して保持されることとなる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、輻射加熱器１１０は、上述した構成に限らず、ラジアントチューブバーナ、ラインバーナ、赤外線セラミックバーナ、電気ヒータなど、他の加熱装置を用いてもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、輻射加熱器１１０が２つ連設された輻射加熱システム１００を例に挙げたが、輻射加熱器１１０を単体で用いてもよいし、輻射加熱器１１０が３つ連設された輻射加熱システムを用いてもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、遮蔽部２１６ｂ、３１６ｂ、４１６ｂ、５１６ｂ、８１６ｂ、９１６ｂは、１つの輻射面１２０ａに対し搬送方向の位置がそれぞれ輻射面１２０ａの前方側および後方側となるように少なくとも２つ配される場合について説明した。しかし、遮蔽部２１６ｂ、３１６ｂ、４１６ｂ、５１６ｂ、８１６ｂ、９１６ｂは、輻射面１２０ａの前方側または後方側の少なくともいずれか一方に配されればよい。

また、上述した実施形態および変形例では、全ての輻射加熱システム１００の輻射面１２０ａに対し搬送方向の位置がそれぞれ輻射面１２０ａの前方側および後方側となるように、遮蔽部２１６ｂ、３１６ｂ、４１６ｂ、５１６ｂが配される場合について説明した。しかし、遮蔽部２１６ｂ、３１６ｂ、４１６ｂ、５１６ｂは、複数の輻射加熱システム１００のうち、少なくとも１つの輻射加熱システム１００に対し搬送方向の位置がそれぞれ輻射面１２０ａの前方側および後方側となるように配されればよい。

また、上述した第１変形例においては、遮蔽部３１６ｂは、１つの輻射加熱システム１００（輻射面１２０ａ）に対し、搬送方向の位置が前方側に２つ、後方側に２つ設けられる場合について説明した。しかし、遮蔽部３１６ｂは、１つの輻射面１２０ａに対し搬送方向の位置がそれぞれ輻射面１２０ａの前方側または後方側の少なくともいずれか一方に２つ配されればよい。

また、上述した第４変形例では、可動機構６０２は、間在部材２１６を可動させる場合について説明したが、例えば、輻射加熱システム１００を可動させる機構を設けてもよい。この場合、輻射加熱領域Ｂにおける熱流束を容易に調整することが可能となる。

また、上述した実施形態および変形例では、対流抑制部２１８を備える場合について説明したが、対流抑制部２１８は必須の構成ではない。

また、上述した実施形態および変形例では、制御部２２０が加熱制御部として機能し、全加熱モードおよび間欠加熱モードのいずれかの加熱モードを選択的に実行する場合について説明した。しかし、制御部２２０は、間欠加熱モードを実行せずともよい。

また、上述した第６変形例および第７変形例では、遮蔽部８１６ｂ、９１６ｂは、搬送方向における輻射面１２０ａの両端それぞれに形成される場合について説明したが、遮蔽部８１６ｂ、９１６ｂは、搬送方向における輻射面１２０ａの両端の少なくともいずれか一方に形成されればよい。

本発明は、輻射熱で被焼成物を加熱する連続加熱炉および輻射加熱器に利用することができる。

Ａ 間隙
Ｂ 輻射加熱領域
Ｃ 遮蔽領域
Ｗ 被焼成物
１００ 輻射加熱システム（輻射部）
１１０ 輻射加熱器
１２０ 輻射板
１２０ａ 輻射面
２００ 連続加熱炉
２１０ 搬送部
２１２ 炉本体
２１６ｂ 遮蔽部
２１８ 対流抑制部
２２０ 制御部（加熱制御部）
３００ 連続加熱炉
３１６ｂ 遮蔽部
４００ 連続加熱炉
４１６ｂ 遮蔽部
５００ 連続加熱炉
５１６ 間在部材
５１６ａ 基部
５１６ｂ 遮蔽部
６００ 連続加熱炉
６０２ 可動機構
８００ 連続加熱炉
８１６ｂ 遮蔽部
９００ 輻射加熱システム（輻射部）
９１０ 輻射加熱器
９１０ａ 輻射加熱器
９１６ｂ 遮蔽部

Claims (8)

1. 炉本体と、
   前記炉本体内において、被焼成物を搬送する搬送部と、
   前記炉本体内において前記被焼成物の搬送方向に離隔して並設され、前記搬送部によって搬送されている該被焼成物と対向し該被焼成物に電磁波を照射して輻射熱を伝熱する輻射面と、該輻射面を加熱する加熱部とを有する複数の輻射部と、
   前記複数の輻射部のうち少なくとも１つの輻射部の前記輻射面に対し前記搬送方向の位置がそれぞれ該輻射面の前方側または後方側の少なくともいずれか一方に配され、該搬送方向に対し垂直な方向または傾斜する方向に、少なくとも前記輻射部の位置から該輻射面よりも前記被焼成物側まで延在し、該輻射面から該被焼成物に向かう電磁波の一部を遮蔽する複数の遮蔽部と、
   を備え、
   前記搬送部によって前記被焼成物が搬送される領域には、
   前記輻射面からの電磁波が照射される輻射加熱領域と、
   前記輻射面からの電磁波が前記遮蔽部によって遮蔽され、該電磁波の直接照射が回避される遮蔽領域と、
   が前記搬送方向に交互に形成されていることを特徴とする連続加熱炉。
2. 隣り合う２つの前記輻射部の間隙に配され、前記炉本体内の気体の該間隙における対流を規制または抑制する対流抑制部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の連続加熱炉。
3. 前記対流抑制部の少なくとも一部は、前記遮蔽部と一体に形成され、かつ、前記輻射部と別体に形成されることを特徴とする請求項２に記載の連続加熱炉。
4. 前記遮蔽部は、１つの前記輻射面に対し前記搬送方向の位置がそれぞれ該輻射面の前方側または後方側の少なくともいずれか一方に２つ配されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の連続加熱炉。
5. 前記遮蔽部を、前記被焼成物に近接させる近接方向、および、該被焼成物から離隔させる離隔方向に可動させる可動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の連続加熱炉。
6. すべての前記加熱部を稼動させる全加熱モード、および、隣り合わない複数の該加熱部を稼動させるとともに、該隣り合わない複数の該加熱部の間に配された加熱部を停止させる間欠加熱モードのいずれかの加熱モードを選択し、選択した該加熱モードに応じて該加熱部を制御する加熱制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の連続加熱炉。
7. 炉本体内において被焼成物が搬送されながら加熱される連続加熱炉に、該被焼成物の搬送方向に離隔して複数併設される輻射加熱器であって、
   前記被焼成物に電磁波を照射して輻射熱を伝熱する輻射面と、
   前記輻射面を加熱する加熱部と、
   前記搬送方向における前記輻射面の両端の少なくともいずれか一方に形成され、該搬送方向に対し垂直な方向または傾斜する方向に、該輻射面よりも前記被焼成物側まで延在し、該輻射面から該被焼成物に向かう電磁波の一部を遮蔽する遮蔽部と、
   を備えることを特徴とする輻射加熱器。
8. 前記加熱部によって加熱されるとともに、該加熱部と反対側の面が前記輻射面となる輻射板をさらに備え、
   前記遮蔽部は、前記輻射板の端部が曲折されて形成されることを特徴とする請求項７に記載の輻射加熱器。

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