JP4781317B2 - オーブン装置 - Google Patents

Description

本発明は、製菓、製パン、ピザ等の調理焼成加工等において例えば遠近赤外線シュバンクバーナー、セラミックヒーター、ガスバーナー等の熱源部材を使用し且つ炉内での被加工物の燃焼時に発生するガス燃焼時の水分（水蒸気）の対流技術を応用した固定式、トンネル式等のガスオーブン装置の改良に係り、特に、被加工物に対する焼きムラを解消し、且つ均等な熱の調整拡散を行えるようにすると共に、水分蒸発量を増やすことで、よりしっとりとした焼成を可能としたオーブン装置に関する。

従来から、製菓、製パン、ピザ等の調理、焼成加工には一般的にガスオーブン装置が使用されている。例えば本出願人自身が提案した特許文献１に開示されているように、オーブン窯内の熱板上に置かれた被加工物に対し上方に向けられている上部熱源からの遠近赤外線を反射機構によって乱反射させて熱板上に拡散放射して加熱処理を行ない、熱板下方に配置した下部熱源によって熱板自体を加熱すると共に、熱板の左右両側には下部熱源からの対流による火力を微調整する開閉移動可能な仕切調整板構造の対流熱調整機構を備え、下部熱源からの輻射による対流熱を調整することで熱板下方のみが極端に高温状態となるのを防止し、これによって熱板上の被加工物の下面だけが極端に焦げてしまうようなことを回避できるように、全体の均一性が図れるようにしたオーブン装置がある。

すなわち、この対流熱調整機構は、オーブン窯の内側壁と熱板の縁端部との間に所要幅の間隙を有して起立配置し且つ上端に上部熱源を載置固定した固定基台を装架配置させて成る左右の仕切壁部と、仕切壁部内側に位置する熱板の縁端部から起立配置させた支持フレームとの間に隙間を形成することで、熱板を下側から直接加熱する下部熱源に対し、上部熱源を通ってから熱板上側へ輻射熱を誘導すべくこの隙間によって下部熱源の輻射熱流路を形成し、上部熱源から熱板上の被加工物側へ向けて輻射熱が過度にならないように当該輻射熱を遮蔽すべく上部熱源設置側に対向して設けられた支持フレームの上端において任意の高さに架設変更可能な横垂板と、下部熱源からの輻射熱流束を上部熱源の輻射熱流束と合流させて対流を生じさせることで熱板上の被加工物側への熱伝達を向上させるよう支持フレームの上端側に調節ネジを介して水平方向に移動自在に固定可能とした調整板とから構成し、下部熱源の対流による火力を調整するに際し、火力を弱める場合には、調節ネジの押し込み方向への捻回転により調整板が支持フレーム上端側で仕切壁部側に近接して下部熱源の輻射熱流路を塞ぐ方向に移動させるものとしている。

また、焼成炉内の蒸気を前面側に排気することができ、且つ加湿焼成に十分で最適な蒸気を供給することができるオーブンが、例えば特許文献２に開示されている。これは、焼成炉内の奥から炉外に連通すべく配設された排気筒、該排気筒に摺動自在に挿着され、排気筒内に押し込んだ位置で気密に閉塞し、排気筒外に引き出した位置で開放される排気口を有する排気口筒、該排気口筒の遊端側に形成された排気蓋それぞえを備え、排気口筒の引き出し具合で前記排気口の開口面積を調整することによって、被焼成物や焼成条件に応じて蒸気の排気量を変え得るものとした排気手段と、ヒーターの近傍に配置される蒸気発生プレート、該蒸気発生プレートに設置された水受板、該水受板に向けて延出された給水パイプ、これらを被装すべく前記蒸気発生プレートに組み付けられるメッシュネットそれぞれを備えてなる蒸気発生槽を有する蒸気発生手段とを設けたものである。
特開２００３−２３５４３７号公報 特開２００２−２４３１５５号公報

しかしながらこのような従来の特許文献１におけるオーブン装置では、上部熱源設置側に対向して設けられた支持フレームの上端において任意の高さに架設変更可能な横垂板のみでは、下部熱源からの輻射熱流束を完全に遮蔽することができない。このため、特許文献１では、下部熱源からの輻射熱流束を上部熱源の輻射熱流束と合流させて対流を生じさせることで熱板上の被加工物側への熱伝達を向上させるよう支持フレームの上端側に調節ネジを介して水平方向に移動自在に固定可能とした調整板が設けられているのであるが、この方式では、調整板の水平方向への移動調節に伴い熱板の左右両側スペースが当該調整板によって占有されてしまうために有効な焼成スペースが得られなくなってしまう虞がある。

また、従来の特許文献２におけるオーブンの排気手段は、排気口筒の引き出し具合で前記排気口の開口面積を調整することによって蒸気の排気量を変えるものとしているが、排気調整が排気口の開口面積のみによって行われ、しかも排気口筒自体が狭幅な筒型ダクト状に形成されている。そのため、蒸気の排気効率が悪くなることから排気口筒を通しての蒸気の排気量に自ずから限度が生じてしまい、またハード構成の蒸気発生手段によっては最適なスチームの水分蒸発量に達するまでにかなりの時間を要してしまうという問題点を有していた。

そこで本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、製菓、製パン、ピザ等の被加工物に対する焼きムラを解消し、且つ均等な熱の拡散調整に加えて、シュバンクバーナー、ガスバーナーのガス燃焼時の水分（水蒸気）発生量を短時間で且つ確実に調整可能とし、これによってよりしっとりとした焼成を可能にするオーブン装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明にあっては、オーブン窯１内の熱板２上に置かれた被加工物Ｗに対し上方に向けられている上部熱源３からの遠近赤外線を反射機構１０によって乱反射させて熱板２上に拡散放射して加熱処理を行ない、熱板２下方に配置した下部熱源４によって熱板２自体を加熱するオーブン装置において、熱板２の左右両側には下部熱源４からの対流による火力を調整可能とした仕切調整板構造の対流熱調整機構２０を備え、該対流熱調整機構２０は、オーブン窯１の内側壁と熱板２の縁端部との間に所要幅の間隙を有して起立配置し且つ上端に上部熱源３を載置固定した固定基台２２を装架配置させて成る左右の仕切壁部２１と、該仕切壁部２１内側に位置する熱板２の縁端部から起立配置させた支持フレーム２３との間に隙間を形成することで、熱板２を下側から直接加熱する下部熱源４に対し、上部熱源３を通ってから熱板２上側へ輻射熱を誘導すべくこの隙間によって下部熱源４の輻射熱流路を形成するよう横垂板２６と遮熱用調整板２５とから成り、横垂板２６は、上部熱源３から熱板２上の被加工物Ｗ側へ向けた輻射熱量を調整すべく上部熱源３設置側に対向して設けられた支持フレーム２３の上端において隙間を介して任意の高さに架設可能とされており、また遮熱用調整板２５は、下部熱源４からの輻射熱流束を上部熱源３の輻射熱流束と合流させて対流を生じさせるよう横垂板２６の下端側に垂直方向に移動自在に固定可能とすることで当該横垂板２６の下縁側の隙間を拡大乃至狭小可能としてあることを特徴とする。
横垂板２６および遮熱用調整板２５は、支持フレーム２３に沿って複数に分割して配置され、オーブン窯１内の奥行きにわたって部分的に上部熱源３の輻射熱強度および下部熱源４からの輻射熱流束それぞれの調整を可能としたものとできる。
上部熱源３としては、遠近赤外線放射可能なシュバンクバーナーを使用し、下部熱源４としては、排熱中にオーブン窯１内に水蒸気を放出可能にするガスバーナーを使用してなるものとできる。
また、横垂板２６は、断熱材の表面に金属板を貼り合わせてなるものとできる。
この横垂板２６には、微細な気泡を含んだ多孔質性溶岩石による遠赤外線放射板を使用し、シュバンクバーナーによる上部熱源３からの遠近赤外線輻射熱およびガスバーナーによる下部熱源４からの水分を含んだ排気対流熱によって当該遠赤外線放射板から被加工物Ｗに対しソフト化した遠赤外線を拡散放射可能にしたものとできる。
オーブン窯１内部の天井部３１には、複数の孔部３２が隣接形成されてなる天井側ダクト部３３および当該天井側ダクト部３３に連通配置した排気口３４を備え、孔部３２には、オーブン窯１外部に設けたダンパー３５の押し込み操作および引っ張り操作によって、オーブン窯１内部に篭もらせた水蒸気量を調整可能にするようメッシュ構造のシャッター機構３０を備えたものとできる。
また、オーブン窯１が中間台４１を介して複数段で積み重ねられている複数段構成とすることもでき、この場合、中間台４１には給気機構４０を設けることができ、該給気機構４０は、オーブン窯１の底部と中間台４１側方の外部とにそれぞれ連通する給気ダクト部４２を形成すると共に、中間台４１の側壁には外部に連通して給気ダクト４２内に外気を導入する給気孔４３を、オーブン窯１の底壁にはオーブン窯１の底部に連通して給気ダクト４２内の給気をオーブン窯１内に送気する送気孔４４をそれぞれ開穿して成る構成とすることができる。

以上のように構成された本発明に係るオーブン装置にあって、仕切調整板構造の対流熱調整機構２０は、下部熱源４の対流による火力を調整するに際し、火力を弱めるものとして設定する場合には、横垂板２６に対する調節ネジ２４の取付位置の変更により横垂板２６の下縁側の隙間を狭める方向に遮熱用調整板２５を移動させることで下部熱源４の輻射熱流路を遮断させる。
これと同時に調節ネジ２４を介して支持フレーム２３に架設された横垂板２６の高さは、上部熱源３を遮蔽することが可能な高い位置に配置され、上部熱源３から熱板２上の被加工物Ｗ側へ向けての輻射熱の過度の到達を防止させる。
一方、火力を強めるものとして設定する場合には、横垂板２６に対する調節ネジ２４の取付位置の変更により横垂板２６の下縁側の隙間を拡げる方向に遮熱用調整板２５を移動調整させることで下部熱源４の輻射熱流路を開放させる。
これと同時に調節ネジ２４を介して支持フレーム２３に架設された横垂板２６の高さは、上部熱源３を開放することが可能な低い位置に配置され、上部熱源３から熱板２上の被加工物Ｗ側へ向けての輻射熱の強度を増大させる。
また、横垂板２６の下縁側の隙間を遮熱用調整板２５によって完全閉塞した際には、輻射熱流路が横垂板２６の上縁側のみとなり、この方向から輻射熱対流を生じさせる。
このように遮熱用調整板２５による輻射熱流路の閉塞乃至拡大、横垂板２６の架設高さの変更等によって、焼成されるべき被加工物Ｗへの輻射熱を均等に分散できるものとなって当該被加工物Ｗの焦げ付きを防止させると共に、上下部熱源３，４からの輻射熱流束の合流に伴う対流伝熱により、オーブン窯１内を焼成条件に応じた対流熱伝達系とさせ、これにより被加工物Ｗに対する焼きムラ等を防止させる。
そして、赤外線シュバンクバーナーによる熱源部材を採用した上部熱源３は、当該上部熱源３からの遠近赤外線を反射機構１０によって乱反射させて熱板２上に拡散放射して加熱処理を行ない、ガスバーナーによる下部熱源４によって熱板２自体を下方から加熱させることで被加工物Ｗを万遍なく均一に焼成させる。
支持フレーム２３に沿って複数に分割して配置された横垂板２６および遮熱用調整板２５は、オーブン窯１内部の奥行きにわたっての部分的な加熱調整を設定可能にさせる。
微細な気泡を含んだ多孔質性溶岩石による遠赤外線放射板を使用した横垂板２６は、ガスバーナーによる下部熱源４からの水分を含んだ排気対流熱によって当該横垂板２６から被加工物Ｗに対しソフト化した遠赤外線を拡散放射させ、シュバンクバーナーによる上部熱源３からの遠近赤外線輻射熱と相俟って被加工物Ｗに対する焼成効率を向上させる。しかも多孔質性溶岩石の高蓄熱性によって横垂板２６から被加工物Ｗに対し常に安定した遠赤外線を拡散放射させる。
オーブン窯１外部に設けたダンパー３５の引っ張り操作により、メッシュ構造のシャッター機構３０が孔部３２を閉塞した際には、オーブン窯１内部の排熱を水蒸気と共に篭もらせることから、よりしっとりとした被加工物Ｗの焼成を可能にさせる。
一方、オーブン窯１外部に設けたダンパー３５の押し込み操作により、メッシュ構造のシャッター機構３０が孔部３２を開放した際には、天井側ダクト部３３に連通配置した排気口３４からオーブン窯１内部の排熱を水蒸気と共に外部に排気させる。
オーブン窯１を、給気機構４０を設けた中間台４１を介して複数段構成とすることで、オーブン窯１の単位面積当たりの設置効率を向上させ、また、オーブン窯１内におけるガスバーナーによる下部熱源４に対する外気を給気孔４３、給気ダクト部４２、送気孔４４を経てそれぞれで供給でき、燃焼動作を確実にさせる。

本発明によれば、被加工物に対する焼きムラを解消し、且つ均等な熱の拡散調整に加えて、シュバンクバーナー、ガスバーナーのガス燃焼時の水分（水蒸気）発生量を短時間で且つ確実に調整可能とし、これによってよりしっとりとした焼成を可能にする。

すなわち、これは本発明が、対流熱調整機構２０は、オーブン窯１の内側壁と熱板２の縁端部との間に所要幅の間隙を有して起立配置し且つ上端に上部熱源３を載置固定した固定基台２２を装架配置させて成る左右の仕切壁部２１と、該仕切壁部２１内側に位置する熱板２の縁端部から起立配置させた支持フレーム２３との間に隙間を形成することで、熱板２を下側から直接加熱する下部熱源４に対し、上部熱源３を通ってから熱板２上側へ輻射熱を誘導すべくこの隙間によって下部熱源４の輻射熱流路を形成するよう横垂板２６と遮熱用調整板２５とから成り、横垂板２６は、上部熱源３から熱板２上の被加工物Ｗ側へ向けた輻射熱量を調整すべく上部熱源３設置側に対向して設けられた支持フレーム２３の上端において隙間を介して任意の高さに架設可能とされており、遮熱用調整板２５は、下部熱源４からの輻射熱流束を上部熱源３の輻射熱流束と合流させて対流を生じさせるよう横垂板２６の下端側に垂直方向に移動自在に固定可能とすることで当該横垂板２６の下縁側の隙間を拡大乃至狭小可能としてあるからであり、これにより、下部熱源４からの輻射による対流熱を容易に調整できて、熱板２下方のみが極端に高温状態となるのを防止でき、これによって熱板２上の被加工物Ｗの下面だけが極端に焦げてしまうようなことが回避できる。

具体的には、火力を弱める設定とする場合には、横垂板２６に対する調節ネジ２４の上部側への取付位置の変更により横垂板２６の下縁側の隙間を閉塞するように遮熱用調整板２５を移動させることで下部熱源４の輻射熱流路を遮断させると同時に調節ネジ２４を介して支持フレーム２３に架設された横垂板２６の高さは、上部熱源３を遮蔽することが可能な高い位置に配置され、上部熱源３から熱板２上の被加工物Ｗ側へ向けての輻射熱の過度の到達を防止させる。一方、火力を強める設定とする場合には、横垂板２６に対する調節ネジ２４の下部側への取付位置の変更により横垂板２６の下縁側の隙間を拡げるように遮熱用調整板２５を移動させることで下部熱源４の輻射熱流路を開放させると同時に調節ネジ２４を介して支持フレーム２３に架設された横垂板２６の高さは、上部熱源３を開放することが可能な低い位置に配置され、上部熱源３から熱板２上の被加工物Ｗ側へ向けての輻射熱の強度を増大させる。

このように遮熱用調整板２５による輻射熱流路の閉塞乃至拡大、横垂板２６の架設高さの変更等によって、焼成されるべき被加工物Ｗへの輻射熱を均等に分散させることができ、当該被加工物Ｗの焦げ付きを防止できる。また上下部熱源３，４からの輻射熱流束の合流に伴う対流伝熱により、オーブン窯１内を焼成条件に応じた対流熱伝達系とさせ、これにより被加工物Ｗに対する焼きムラ等を防止することができる。

また、横垂板２６および遮熱用調整板２５は、支持フレーム２３に沿って複数に分割して配置され、オーブン窯１内の奥行きにわたって部分的に上部熱源３の輻射熱強度および下部熱源４からの輻射熱流束それぞれの調整を可能としたので、オーブン窯１内部の奥行きにわたっての部分的な加熱調整を可能にできる。そのため、これによって奥行きの長い上部熱源３からの輻射熱をそれぞれの横垂板２６によって部分的に細かくガードできると同時に、下部熱源４からの余熱もそれぞれの遮熱用調整板２５によって部分的に細かくガードできる。

また、上部熱源３としては、遠近赤外線放射可能なシュバンクバーナーを使用し、下部熱源４としては、排熱中にオーブン窯１内に水蒸気を放出可能にするガスバーナーを使用してなるので、被加工物Ｗに対する焼成効率を向上できる。

また、横垂板２６は、断熱材の表面に金属板を貼り合わせてなるので、上部熱源３から熱板２上の被加工物Ｗ側へ向けての輻射熱の過度の到達を防止でき、しかも均等な熱の拡散調整が容易に行える。

また、横垂板２６には、微細な気泡を含んだ多孔質性溶岩石による遠赤外線放射板を使用し、シュバンクバーナーによる上部熱源３からの遠近赤外線輻射熱およびガスバーナーによる下部熱源４からの水分を含んだ排気対流熱によって当該遠赤外線放射板から被加工物Ｗに対しソフト化した遠赤外線を拡散放射可能にしたので、多孔質性溶岩石を使用した遠赤外線放射板による横垂板２６と、シュバンクバーナーによる上部熱源３からの遠近赤外線輻射熱との相乗効果により、被加工物Ｗに対する焼成効率を向上でき、しかも熱板２上の被加工物Ｗの下面だけが極端に焦げてしまうようなことが回避できる。

また、オーブン窯１内部の天井部３１には、複数の孔部３２が隣接形成されてなる天井側ダクト部３３および当該天井側ダクト部３３に連通配置した排気口３４を備え、孔部３２には、オーブン窯１外部に設けたダンパー３５の押し込み操作および引っ張り操作によって、オーブン窯１内部に篭もらせた水蒸気量を調整可能にするようメッシュ構造のシャッター機構３０を備えたので、オーブン窯１内部で発生した水蒸気量を短時間で且つ確実に調整でき、これによって被加工物Ｗの一層のしっとりとした焼成が可能となる。

給気機構４０を設けた中間台４１を介してオーブン窯１を複数段で構成することで、オーブン窯１を単位面積当たりで効率的に配置構成でき、被加工物Ｗに対する焼成作業等を能率的に遂行できる。また、給気機構４０は、オーブン窯１の底部と中間台４１側方の外部とにそれぞれ連通する給気ダクト部４２を形成すると共に、中間台４１の側壁には外部に連通して給気ダクト４２内に外気を導入する給気孔４３を、オーブン窯１の底壁にはオーブン窯１の底部に連通して給気ダクト４２内の給気をオーブン窯１内に送気する送気孔４４をそれぞれ開穿して成るから、オーブン窯１の外気を確実にオーブン窯１内に導入でき、ガスバーナーである下部熱源４に対する新鮮な外気を円滑に供給でき、その燃焼を阻害せず、燃焼効率を向上できる。

尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項夫々において付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付したもので、図面中の符号によって示された構造・形状に本発明が限定されるものではない。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態を説明する。図において示される符号１は、略密閉構造に形成された断熱性のオーブン窯であり、例えば前面に付設の図示を省略した開閉扉によって開閉され、底部に配した例えば無機質人工石等の熱板上にピザ、パン、カステラ、グラタン等その他として調理焼成すべき各種の生地材料である被加工物Ｗが載置されるようになっている（図１参照）。

そして、このオーブン窯１内部の熱板２の左右両側には、下部熱源４からの対流による火力を微調整可能とした仕切調整板構造の対流熱調整機構２０を備えた例えば上方に向けられている上部熱源３が配置され、また熱板２下方に配置した下部熱源４によって熱板２自体を加熱する。

尚、本形態における上部熱源３としては、例えば赤外線シュバンクバーナー等の遠近赤外線を放射可能とした熱源部材を採用し、下部熱源４としては、燃焼時に水分（水蒸気）を発生し、これをオーブン窯１内部に放出可能とするガスバーナー等を採用するものとしているが、これに限らず例えば上部熱源３としてセラミックヒーターを使用し、下部熱源４として赤外線シュバンクバーナーやセラミックヒーターやニクロム線ヒーターその他を使用しても良いことは勿論である。

これらの上下部熱源３，４によってオーブン窯１内部が例えば３００℃前後の温度、例えばピザの場合には約５〜１０分等の短時間にて約４００℃の高温で、パンや焼菓子の場合には約１０〜４０分等の長時間にて約２００℃前後の中温で加熱されるようにしてある。特に上部熱源３による加熱に際しオーブン窯１上部に配装された高蓄熱性および高輻射率を有する後述する反射機構１０によって所定の遠近赤外線を熱板２上の被加工物Ｗに照射させて加熱するのであり、またオーブン窯１内の天井部３１には、オーブン窯１外部に設けたダンパー３５の押し込み操作および引っ張り操作によって、オーブン窯１内部に篭もらせた蒸気の排出量を調整可能にするメッシュ構造のシャッター機構３０が具備されている。

（反射機構１０）
以下に本発明に係るオーブン装置における反射機構１０の具体的構成について図１に基づき説明する。反射機構１０はその外表面によって上部熱源３からの遠近赤外線による輻射熱を乱反射させてシャワーの如く熱板２上に拡散放射し、熱板２上に置かれている被加工物Ｗたる生地材料を包み込むような熱回りで焼き上げるようにして加熱処理を行なうものである。

すなわち、反射機構１０は、複数の取付部１２が配列されていて、オーブン窯１の例えば前後側壁内側面に前後で対称的に配置形成した支持部材１１と、前後の取付部１２それぞれによってオーブン窯１の前後に沿って支持される例えばステンレス製芯棒材による小径パイプ状の支持棒材１３と、この支持棒材１３外側に挿通されることで支持される大径パイプ状の反射部材１４とを備えて成るものである。

尚、図示を省略したが、場合によっては反射部材１４はオーブン窯１の左右方向に沿って配列されることもあり、この場合にはオーブン窯１の左右側壁内側面に左右で対称的にして支持部材１１が配置形成され、支持棒材１３もオーブン窯１の左右方向に沿ったものとなるのである。

（対流熱調整機構２０）
以下に本発明に係るオーブン装置における対流熱調整機構２０の具体的構成について図１および図２に基づき説明する。オーブン窯１内部の左右両側に配置される対流熱調整機構２０は、上部熱源３設置側に対向して設けられ、上部熱源３から熱板２上の被加工物Ｗ側へ向けて輻射熱が過度にならないように当該輻射熱を遮蔽するための例えば微細な気泡を含んだ多孔質性溶岩石による蓄熱性能の高い遠赤外線放射板を使用した横垂板２６と、下部熱源４からの輻射熱流束を上部熱源３の輻射熱流束と合流させて対流を生じさせることで熱板２上の被加工物Ｗ側への熱伝達を向上するための遮熱用調整板２５とから構成されている。

尚、多孔質性溶岩石によるものの他に、断熱材を例えばメッシュ状の鉄網板もしくはアルミニウム板の表面に貼着して構成してなる横垂板２６を使用しても良い。

また、対流熱調整機構２０における横垂板２６および遮熱用調整板２５は、図３に示すように、支持フレーム２３に沿って例えば２つに分割して配置させることで、オーブン窯１内の奥行きにわたって部分的に上部熱源３の輻射熱強度および下部熱源４からの輻射熱流束それぞれの調整が行えるようにしても良い。このとき、オーブン窯１内の奥行きの長さが大きい場合には、横垂板２６および遮熱用調整板２５を支持フレーム２３に沿って３つにあるいは４つ以上に分割して配置させるようにしても良い。

すなわち対流熱調整機構２０は、オーブン窯１の内側壁と、熱板２の縁端部との間に所要幅の間隙を有して起立配置し且つ上端に上部熱源３を載置固定するための固定基台２２を装架配置させて成る左右の仕切壁部２１に対して、内側に位置する熱板２の縁端部から横長帯板上の支持フレーム２３を起立配置させて仕切壁部２１と支持フレーム２３との間に隙間を形成することで、熱板２を下側から直接加熱するための下部熱源４に対し、上部熱源３を通ってから熱板２上側へ輻射熱を誘導すべくこの隙間によって下部熱源４の輻射熱流路を形成している。

そして、支持フレーム２３の上端には横垂板２６の下縁部を支持する支持枠部両端側に設けた二股状の脚部２７を介して当該横垂板２６を任意の高さに架設配置できるようにしてある。すなわち支持枠部の下縁部の左右両端側には、外形が矩形柱状でしかも下端には支持フレーム２３の厚さ分に相当するスリット幅を有する挿入用溝部２８が脚部２７下面に形成されている。そして脚部２７の側面には挿入用溝部２８を貫通するようにして係架用の調節ネジ２４をねじ込むための複数の孔部２７Ａが縦方向に隣接形成してあり、これによって支持フレーム２３の上端に脚部２７の挿入用溝部２８が嵌め込まれた際に、支持フレーム２３が調節ネジ２４によって係止される。

また、下部熱源４からの輻射熱流束を上部熱源３の輻射熱流束と合流させて対流を生じさせることで熱板２上の被加工物Ｗ側への熱伝達を向上させるよう、横垂板２６の下端側に垂直方向に移動自在に固定可能とすることで当該横垂板２６の下縁側の隙間を拡大乃至狭小可能として設定調整させる遮熱用調整板２５を具備している。

すなわち、遮熱用調整板２５の両側には、前記脚部２７の側面における複数の孔部２７Ａに対応して複数の孔部２５Ａが縦方向に隣接形成してあり、これら両孔部２７Ａ，２５Ａ同士を互いに上下方向にずらした位置で合致させ、前記調節ネジ２４を任意の孔部２７Ａ，２５Ａを貫通するようにねじ込んだ後、支持フレーム２３の上端に脚部２７の挿入用溝部２８を嵌め込むことで支持フレーム２３が調節ネジ２４によって係止されるものとしてある。このように、両孔部２７Ａ，２５Ａ同士の合致位置を適宜選択することにより、横垂板２６と遮熱用調整板２５との間の隙間を拡大したり狭めたりして、さらには完全に閉塞させたりして、下部熱源４からの排熱対流による火力を微妙に調整設定できるものとしてある。

次に、以上のように構成された実施の形態についての使用、動作の一例を説明する。先ず、オーブン窯１内部の熱板２上に被加工物Ｗを載せ、上下部熱源３，４を点火すると、当該上下部熱源３，４からの輻射熱流束の合流に伴う対流伝熱により、オーブン窯１内を焼成条件に応じた対流熱伝達系とさせ、これにより被加工物Ｗに対する焼きムラ等が防止される。このとき、赤外線シュバンクバーナーによる熱源部材を採用した上部熱源３は、当該上部熱源３からの遠近赤外線は反射機構１０によって乱反射させられて熱板２上に拡散放射して加熱処理を行ない、ガスバーナーによる下部熱源４によって熱板２自体を下方から加熱することで被加工物Ｗは万遍なく均一に焼成させられる。

下部熱源４の対流による火力を調整するに際し、火力を弱める設定とする場合には、横垂板２６に対する調節ネジ２４の取付位置の変更により横垂板２６の下縁側の隙間を狭める方向に遮熱用調整板２５を移動させることで下部熱源４の輻射熱流路を一部遮断する。これと同時に調節ネジ２４を介して支持フレーム２３に架設された横垂板２６の高さは、上部熱源３を遮蔽することが可能な高い位置に配置され、上部熱源３から熱板２上の被加工物Ｗ側へ向けての輻射熱の過度の到達が防止される。

一方、火力を強める設定とする場合には、横垂板２６に対する調節ネジ２４の取付位置の変更により横垂板２６の下縁側の隙間を拡げる方向に遮熱用調整板２５を移動させることで下部熱源４の輻射熱流路を開放する。これと同時に調節ネジ２４を介して支持フレーム２３に架設された横垂板２６の高さは、上部熱源３を開放することが可能な低い位置に配置され、上部熱源３から熱板２上の被加工物Ｗ側へ向けての輻射熱の強度が増大させられる。

また、横垂板２６の下縁側の隙間を遮熱用調整板２５によって完全閉塞した際には、輻射熱流路が横垂板２６の上縁側のみとなり、この方向から輻射熱対流が生じる。

対流熱調整機構２０による火力調整のための配置パターンとして、例えば図３に示すように、当該対流熱調整機構２０における横垂板２６および遮熱用調整板２５を支持フレーム２３に沿って２つに分割して配置させている場合について説明する。

先ず、下部熱源４の輻射熱流路を開放するために、一方の横垂板２６および遮熱用調整板２５、他方の横垂板２６および遮熱用調整板２５それぞれの隙間を両者共に全開状態とする場合には、図３（ａ）に示すように、各脚部２７の最下部にある孔部２７Ａと、両遮熱用調整板２５の最上部にある孔部２５Ａとを合致させてそこに調節ネジ２４をねじ込んだ後、支持フレーム２３の上端に脚部２７の挿入用溝部２８を嵌め込んで支持フレーム２３に各調節ネジ２４を係止させる。

また、一方の横垂板２６および遮熱用調整板２５間の隙間を開状態とし、他方の横垂板２６および遮熱用調整板２５間の隙間を完全閉塞状態とする場合には、図３（ｂ）に示すように、一方の横垂板２６における脚部２７の例えば略中段にある孔部２７Ａと、一方の遮熱用調整板２５の最上部にある孔部２５Ａとを合致させてそこに調節ネジ２４をねじ込んだ後、支持フレーム２３の上端に脚部２７の挿入用溝部２８を嵌め込んで支持フレーム２３に調節ネジ２４を係止させる。また、他方の横垂板２６における脚部２７の最下部にある孔部２７Ａと、他方の遮熱用調整板２５の最下部にある孔部２５Ａとを合致させてそこに調節ネジ２４をねじ込んだ後、支持フレーム２３の上端に脚部２７の挿入用溝部２８を嵌め込んで支持フレーム２３に調節ネジ２４を係止させる。

また、下部熱源４の輻射熱流路を完全遮断するために、一方の横垂板２６および遮熱用調整板２５、他方の横垂板２６および遮熱用調整板２５それぞれの隙間を両者共に完全閉塞状態として設定する場合には、図３（ｃ）に示すように、各脚部２７の最下部にある孔部２７Ａと、両遮熱用調整板２５の最下部にある孔部２５Ａとを合致させてそこに調節ネジ２４をねじ込んだ後、支持フレーム２３の上端に脚部２７の挿入用溝部２８を嵌め込んで支持フレーム２３に各調節ネジ２４を係止させる。

尚、上記した配置パターンはほんの一例にしか過ぎず、両孔部２７Ａ，２５Ａ同士の種々の組み合わせ合致状態に応じてその他多くの配置パターンが可能である。また、図示による説明を省略するが、横垂板２６および遮熱用調整板２５を支持フレーム２３に沿って３つあるいはそれ以上に分割して配置させている場合においても、上記と同様な操作で対流熱調整機構２０による火力の調整が行われる。

このように横垂板２６と遮熱用調整板２５との間の隙間を調節ネジ２４を介して予め調整設定することによって、焼成されるべき被加工物Ｗへの輻射熱を均等に分散できるので当該被加工物Ｗが焦げ付くことが無くなると共に、上下部熱源３，４からの輻射熱の対流伝熱により、オーブン窯１内を焼成条件に応じた対流熱伝達系とすることができるので被加工物Ｗに対し焼きムラ等を生じることが無くなるのである。

（シャッター機構３０）
以下に本発明に係るオーブン装置におけるシャッター機構３０の具体的構成について図１および図２に基づき説明する。オーブン窯１内部の前記反射機構１０が付設されている天井部３１には、図４および図５に示すように、例えば円形状の複数の孔部３２が隣接形成され、該孔部３２は上側の天井側ダクト部３３の幅広の下部開口部３３Ａ側に連通させると共に、当該天井側ダクト部３３はオーブン窯１の例えば背面側に設けられた排気口３４に連通させてある。

この天井部３１における孔部３２と天井側ダクト部３３における下部開口部３３Ａとの間には、オーブン窯１外部に設けたダンパー３５の押し込み操作および引っ張り操作によって、オーブン窯１内部に篭もらせた水蒸気量を調整可能にするようメッシュ構造のシャッター機構３０を備えている。

すなわち、このシャッター機構３０は、天井部３１における孔部３２と天井側ダクト部３３における下部開口部３３Ａとの間でスライド可能としたシャッター板３６に、前記天井部３１における複数の孔部３２に対応した個数の開口部３６Ａとメッシュ部３６Ｂとがスライド方向に沿って前後に隣接配置されており、シャッター板３６の端部中央に突設されオーブン窯１外部に延出させたダンパー３５を引き出し乃至押し込み方向に操作させることにより、孔部３２に対し開口部３６Ａとメッシュ部３６Ｂとが交互に配置されるようにしてある。

例えば、ダンパー３５を引き出してシャッター板３６を前方にスライドさせることで、孔部３２に対しメッシュ部３６Ｂが合致配置され、ダンパー３５を押し込んでシャッター板３６を後方にスライドさせることで、孔部３２に対し開口部３６Ａが合致配置されるのである。

このようにオーブン窯１外部に設けたダンパー３５の引っ張り操作により、シャッター機構３０のメッシュ部３６Ｂが孔部３２を閉塞した際には、オーブン窯１内部の熱を水蒸気と共に篭もらせることとなり、しかもメッシュ部３６Ｂであるため孔部３２を完全に密封するのでないために上下部熱源３，４の燃焼不良が避けられるものとなる。

一方、オーブン窯１外部に設けたダンパー３５の押し込み操作により、シャッター機構３０の開口部３６Ａが孔部３２に配置した際には、天井側ダクト部３３に連通配置した排気口３４からオーブン窯１内部の熱を水蒸気と共に外部に短時間に排気させるものとなる。

また、ダンパー３５の引っ張り程度または押し込み程度を適宜加減することにより、孔部３２に対し開口部３６Ａおよびメッシュ部３６Ｂの両面積を自由に変更できるから、オーブン窯１内部の水蒸気量の微妙な調整が短時間で可能となる。

（給気機構４０）
図６には、オーブン窯１を多段に構成したオーブン装置の例が示されている。すなわち、このオーブン装置は、オーブン窯１が中間台４１を介して複数段で積み重ねられている複数段構成とし、中間台４１には給気機構４０を設けたものであり、該給気機構４０は、オーブン窯１の底部と中間台４１側方の外部とにそれぞれ連通する給気ダクト部４２を形成すると共に、中間台４１の側壁には外部に連通して給気ダクト４２内に外気を導入する給気孔４３を、オーブン窯１の底壁にはオーブン窯１の底部に連通して給気ダクト４２内の給気をオーブン窯１内に送気する送気孔４４をそれぞれ開穿して成る。

中間台４１は例えば、オーブン窯１の四隅位置で、上下で配置したオーブン窯１相互間で配した支持柱と、この支持柱を囲繞するように設けた周囲壁とから成り、周囲壁内部を給気ダクト部４２となしてある。そして、給気ダクト部４１と中間台４１外部とを連通させる給気孔４３を周囲壁例えば左右側壁に開穿し、給気ダクト部４１とオーブン窯１内部とを連通させる送気孔４４を、オーブン窯１の底壁において適当に配列させて複数にして開穿してある。もとより、これらの給気孔４３、送気孔４４の孔径、数、配列形態その他は特に限定されるものではない。

また、この中間台４１は、最下段のオーブン窯１を支持する支持台としても使用され、同様に給気機構４０が設けられている。

本発明を実施するための最良の形態におけるオーブン装置の内部構造の概略を示す断面図である。 同じくオーブン装置の対流熱調整機構の一例を示す要部分解斜視図である。 同じく対流熱調整機構おける異なる配置パターンを示す（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の説明図である。 同じくオーブン装置の天井部におけるシャッター機構の一例を示す一部切欠斜視図である。 同じくオーブン装置の天井部におけるシャッター機構の一例を示す要部の縦断面図である。 同じくオーブン装置が多段的に構成された場合の給気機構の一例を示す縦断面図である。

符号の説明

Ｗ…被加工物
１…オーブン窯 ２…熱板
３…上部熱源 ４…下部熱源
１０…反射機構 １１…支持部材
１２…取付部 １３…支持棒材
１４…反射部材
２０…対流熱調整機構 ２１…仕切壁部
２２…固定基台 ２３…支持フレーム
２４…調節ネジ ２５…遮熱用調整板
２５Ａ…孔部 ２６…横垂板
２７…脚部 ２７Ａ…孔部
２８…挿入用溝部
３０…シャッター機構 ３１…天井部
３２…孔部 ３３…天井側ダクト部
３３Ａ…下部開口部 ３４…排気口
３５…ダンパー ３６…シャッター板
３６Ａ…開口部 ３６Ｂ…メッシュ部
４０…給気機構 ４１…中間台
４２…給気ダクト部 ４３…給気孔
４４…送気孔

Claims (6)

1. オーブン窯内の熱板上に置かれた被加工物に対し上方に向けられている上部熱源からの遠近赤外線を反射機構によって乱反射させて熱板上に拡散放射して加熱処理を行ない、熱板下方に配置した下部熱源によって熱板自体を加熱するオーブン装置において、熱板の左右両側には下部熱源からの対流による火力を微調整可能とした仕切調整板構造の対流熱調整機構を備え、該対流熱調整機構は、オーブン窯の内側壁と熱板の縁端部との間に所要幅の間隙を有して起立配置し且つ上端に上部熱源を載置固定した固定基台を装架配置させてなる左右の仕切壁部と、該仕切壁部内側に位置する熱板の縁端部から起立配置させた支持フレームとの間に隙間を形成することで、熱板を下側から直接加熱する下部熱源に対し、上部熱源を通ってから熱板上側へ輻射熱を誘導すべくこの隙間によって下部熱源の輻射熱流路を形成するよう横垂板と遮熱用調整板とから成り、横垂板は、上部熱源から熱板上の被加工物側へ向けた輻射熱量を調整すべく上部熱源設置側に対向して設けられた支持フレームの上端において隙間を介して任意の高さに架設可能とされており、遮熱用調整板は、下部熱源からの輻射熱流束を上部熱源の輻射熱流束と合流させて対流を生じさせるよう横垂板の下端側に垂直方向に移動自在に固定可能とすることで当該横垂板の下縁側の隙間を拡大乃至狭小可能としてあることを特徴とするオーブン装置。
2. 横垂板および遮熱用調整板は、支持フレームに沿って複数に分割して配置され、オーブン窯内の奥行きにわたって部分的に上部熱源の輻射熱強度および下部熱源からの輻射熱流束それぞれの調整を可能とした請求項１記載のオーブン装置。
3. 上部熱源としては、遠近赤外線放射可能なシュバンクバーナーを使用し、下部熱源としては、排熱中にオーブン窯内に水蒸気を放出可能にするガスバーナーを使用してなる請求項１または２記載のオーブン装置。
4. 横垂板は、断熱材の表面に金属板を貼り合わせてなる請求項１乃至３のいずれか記載のオーブン装置。
5. 横垂板には、微細な気泡を含んだ多孔質性溶岩石による遠赤外線放射板を使用し、シュバンクバーナーによる上部熱源からの遠近赤外線輻射熱およびガスバーナーによる下部熱源からの水分を含んだ排気対流熱によって当該遠赤外線放射板から被加工物に対しソフト化した遠赤外線を拡散放射可能にした請求項３記載のオーブン装置。
6. オーブン窯内部の天井部には、複数の孔部が隣接形成されてなる天井側ダクト部および当該天井側ダクト部に連通配置した排気口を備え、孔部には、オーブン窯外部に設けたダンパーの押し込み操作および引っ張り操作によって、オーブン窯内部に篭もらせた水蒸気量を調整可能にするようメッシュ構造のシャッター機構を備えた請求項１乃至５のいずれか記載のオーブン装置。

Images