JP5566197B2 - トンネル式オーブン - Google Patents

Description

本発明は、パン生地・菓子生地等の被焼成物を、コンベヤで搬送しながら焼成するトンネル式オーブンに関するものである。

製パン工場等において使用されるトンネル式オーブンは、パン生地・菓子生地等の被焼成物を天板に載せ、被焼成物を載せた天板をコンベヤで搬送しながら、焼成炉内の焼成室において前記コンベヤに沿って設けられたバーナー等により、前記被焼成物を加熱し菓子、パン等を焼成するものである。
このトンネル式オーブンは、被焼成物の焼成を開始するにあたり、バーナーにより焼成室の上火温度を設定温度にまで上昇させるが、立ち上がりを早くし焼成を開始しようとすると、図６に示す従来例の場合、設定温度（１８０℃）に到達するまで時間（約５２分）がかかり、設定温度に達した後焼成室の上火温度がオバーシュートする（２０℃以上上昇）ことになり、上火温度が設定温度に安定するまで長い時間を要した。
そのため、初めに焼成室に搬入される被焼成物は焼き色が強くなり、多量の被焼成物を均等の焼き色・焼き加減に焼成することが難かしく、また、作業効率も悪くエネルギーの損失も大きかった。

また、多量のパン生地・菓子生地等の被焼成物を焼成する場合、被焼成物が連続して、または、間欠的に焼成炉内の焼成室に搬入され、焼成された後焼成室から搬出される。そのため、図８に示す従来例の場合、焼成室に被焼成物が搬入される際に焼成室の上火温度が低下（約９℃低下）し、また、被焼成物が焼成室から搬出された直後は、焼成室の上火温度が上昇（約２０℃上昇）する。このように、被焼成物の有無によって焼成室の上火温度は大きく変動するため焼成に悪影響を及ぼし、焼き色・焼き加減が異なる場合が生じた。
すなわち、従来の制御方式は、図９に示すように、温度が上昇する過程においては、設定温度に対し例えば＋１５℃になるとバーナーを消火し、温度が低下する過程においては、例えば＋８℃でバーナーを再点火するというように、焼成室の上火温度に基づきバーナーをオンオフして制御するものであるため、正確かつ迅速に焼成室の上火温度を設定温度に制御することが困難であった。

そこで、上火温度の制御方法に種々の改良を図ったものが提案され、本願出願人も、特許第４２７１６１４号「焼成装置及び物品の焼成方法」（特許文献１）において、輻射パネルの温度及び焼成室温度に基づいて輻射内壁へのバーナーによる熱供給量を制御する温度管理手段を設け、炉内の少なくとも２ヶ所の内壁温度を用いてより広い領域の温度変化に対応できるようにしたり、或いは、少なくとも炉の入口領域と中央領域の輻射内壁の温度及び空気温度に基づいて熱供給量を制御し、炉内温度変化に対し迅速に対応できる焼成装置を提案した。

また、特公平８−２２２０１号公報（特許文献２）において、トンネルオーブンの内部を複数のゾーン及びセクションに区画し、これらのゾーン或いはセクションごとに温度検出手段を配設し、複数の製品ナンバーと、バーナーのナンバーと、各製品についての各ゾーンの最適温度と、各製品についてのコンベヤ手段の最適速度とを、記憶部に記憶させ、入力部において選択された製品ナンバーに基づいて各ゾーン毎に温度制御を行う制御手段を備えたものが開示され、各ゾーンごとに最適温度になるように制御を行っているが、その制御はバーナーの稼働又は停止により行うものであり、この種のバーナーを稼働又は停止により焼成室の上火温度の制御をするものが多数提案されている。

さらに、特開２００６−２８８２９５号（特許文献３）において、オーブン本体に、外気を取り入れて炉内温度を低下させる温度調整手段を設け、高温に加熱された状態の炉内温度を素早く低下させるものも提案されている。
また、特開２００２−１６６号公報（特許文献４）において、被焼成物がオーブン本体内を搬送装置により搬送され、搬送される被焼成物の搬送経路に沿って配置された加熱装置により焼成されるトンネルオーブンにおいて、加熱装置を熱風を生成する加熱炉と、被焼成物の搬送経路に沿って配設された加熱ダクトとを具備する構成とし、かつ、加熱炉により生成された熱風が加熱ダクトを通り再び加熱炉に戻る構成とし、これにより、熱風が加熱炉と加熱ダクトとの間で循環し、トンネルオーブンの熱効率の向上を図ることができるものも提案されている。

特許第４２７１６１４号 特公平８−２２２０１号 特開２００６−２８８２９５号 特開２００２−１６６号

しかしながら、特許文献１の発明は、焼成条件を安定に維持し被焼成物を効率よく均一に焼成できるようになったが、バーナーによる熱供給量の制御だけで焼成条件を安定させようとするものであるから、温度制御の正確さ、迅速さが充分でなく、また、特許文献２の発明も同様に、温度制御をバーナーの稼働又は停止により行うものであり、正確で迅速な温度制御ができない。
さらに、特許文献３の発明は、炉内温度を急速に下げることができるが、エネルギーの損失が大きくなるという欠点がる。そして、特許文献４の発明は、熱効率を向上させることができるが、同様に、正確で迅速な温度制御を行うことができない

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、加熱されることにより輻射熱を放出可能で多数の通気孔を備えた輻射パネルを用い、焼成炉内を上下に区分し、前記輻射パネルの下部を、被焼成物をコンベヤで搬送しながら焼成する焼成室、前記輻射パネルの上部を、空気を加熱するバーナーを備えた燃焼室とし、前記焼成室側の空気を前記燃焼室側に流入させることができる送風装置を備え、燃焼室のバーナーで加熱された加熱空気を、常時前記輻射パネルの上面に作用させとともに、前記輻射パネルの通気孔を通過して焼成室に流入させ、流入した加熱空気を前記送風装置の吸入部から吸入し、前記燃焼室内に吐出部から吐出させ空気を循環させることにより、循環される加熱空気を直接前記被焼成物に作用させるのではなく、その循環させる空気の送風量と循環させる空気の温度の両者を制御し、前記輻射パネルの温度を制御し、前記輻射パネルからの遠赤外線等の輻射熱の放出量を変え、また、焼成室に流入する加熱空気により焼成室の上部温度を変え、前記輻射パネル温度と前記焼成室上部温度で決まる焼成室の上火温度の調節を迅速、的確に行い、焼成を開始する際の焼成室の上火温度を、正確かつ迅速に設定温度に安定させ、予熱時間の短縮を図り作業効率を高め、また、被焼成物が焼成室に連続して、又は、間欠的に搬入・搬出が行われても、焼成室の上火温度の変動を少なくし、常に安定した焼成条件を維持し、被焼成物の焼色にムラのない同じ焼き加減の品質の良い商品を焼成でき、また、熱損失を抑えながら焼成室の上火温度を調節できるトンネル式オーブンを提供することを目的としている。

上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１）所定長延びる焼成炉を備え、かつ、前記焼成炉内を上下に区分する輻射パネルと、前記輻射パネルの下部に設けられた焼成室と、前記輻射パネルの上部に設けられ、内部にバーナーを備える燃焼室と、前記焼成室に被焼成物を搬送するためのコンベアとを有するトンネル式オーブンであって、
前記輻射パネルは、加熱されることにより輻射熱を放出可能かつ多数の通気孔を備え、前記トンネル式オーブンは、前記焼成室内の上部に吸入部を有し、前記吸入部に対して前記焼成炉の長手方向一端側もしくは他端側に所定長離間した位置となる前記燃焼室内の上部に吐出部を有し、前記焼成室の前記輻射パネル下近辺の加熱された焼成室上部空気を前記燃焼室の上部に流入させる送風装置と、前記送風装置による送風量および前記バーナーの燃焼ガス量を調整することにより、前記焼成室の焼成室温度を調節する制御部とを備え、 前記送風装置は、前記吸入部から前記吐出部および前記燃焼室を経て前記輻射パネルの通気孔を通過し、前記被焼成物に直接作用することなく前記吸入部に至る加熱空気循環流を形成するものとなっていることを特徴とするトンネル式オーブン。

（２）前記制御部は、前記輻射パネルに取付けられた輻射パネル温度センサーと、前記焼成室内上部の温度を測定する焼成室温度センサーとを備え、前記輻射パネル温度センサーにより測定される輻射パネル温度および前記焼成室温度センサーにより測定される焼成室温度を用いて、前記送風装置による送風量および前記バーナーの燃焼ガス量を調整することにより、前記焼成室の焼成室温度を調節するものである上記（１）に記載のトンネル式オーブン。

（３）前記制御部は、前記輻射パネル温度センサーと前記焼成室温度センサーにより測定されたデータを用いて上火温度を算出する上火温度算出機能を備えている上記（２）に記載のトンネル式オーブン。
（４）前記制御部は、予め測定した対象被焼成物の最適焼成上火温度を記憶する最適上火温度データ記憶部と、前記上火温度算出機能により算出された算出上火温度と前記最適上火温度データ記憶部が記憶する前記最適上火温度データとを用いて、前記送風装置の送風量および前記燃焼室のバーナーの燃焼ガス量を制御する制御機能を備えている上記（３）に記載のトンネル式オーブン。

（５）前記送風装置の吸入部は、前記焼成室の上部でありかつ前記焼成室の長手方向を横切るように設けられた所定長延びる吸入用ダクトを備え、該吸入用ダクトは、該吸入用ダクトの長手方向の両側部に設けられた多数の吸入孔を備えている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のトンネル式オーブン。
（６）前記送風装置の吐出部は、前記燃焼室内の上部でありかつ前記燃焼室の長手方向を横切るように設けられた所定長延びる吐出用ダクトを備え、該吐出用ダクトは、該吐出用ダクトの長手方向の両側部に設けられた多数の吐出孔を備えている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のトンネル式オーブン。
（７）前記輻射パネルは、アルミ合金製多孔板である上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のトンネル式オーブン。

本発明のトンネル式オーブンは、加熱により輻射熱を放出する輻射パネルで焼成炉内が上下に区分され、輻射パネルの下部に被焼成物を焼成する焼成室、上部にガスバーナーを備えた燃焼室が設けられ、前記焼成室内に設けた吸入部と前記燃焼室内に設けた吐出部を介して、前記焼成室側の空気を前記燃焼室側に流入させる送風装置を備えているので、該送風装置により空気が前記焼成室と前記焼成室を循環し、前記燃焼室のバーナーの燃焼により加熱された空気が、前記輻射パネルの上面に作用するとともに、前記輻射パネルの通気孔を通過する。その加熱空気により、常に前記輻射パネルに熱エネルギーが供給され、加熱空気の送風量及び加熱空気の温度に対応して輻射熱が放出され、かつ、輻射パネルの通気孔を通過した加熱空気が前記焼成室に流入し、焼成室の上部空気を加熱し焼成室上部温度を上昇させる。
したがって、前記送風装置による送風量と、加熱された空気の温度、すなわちバーナーによる燃焼ガス量を制御することにより、前記輻射パネル温度と焼成室上部温度で決まる上火温度を迅速に調節することができる。それ故、温度調節をする際に、輻射パネル温度と焼成室上部温度を下げるために、外部から冷却用の空気を取り入れる必要がないので、エネルギーの損失を少なくすることができる。

特に、前記送風装置は、前記焼成室内に設けた前記吸入部に対して、前記焼成炉の長手方向一端側もしくは他端側に所定長離間した位置となる前記燃焼室内に吐出部を備えているので、前記吸入部から前記吐出部および前記燃焼室を経て前記吸入部に至る加熱空気循環流を形成するように設けられているから、循環する加熱空気を直接前記被焼成物に作用させることなく、常時循環する加熱空気の温度と送風量により、前記輻射パネルの温度と焼成室上部温度を調節することができる。そして、被焼成物の焼成過程における上火温度のわずかな変動に対しては送風量を調節するのみで迅速に輻射パネル温度を変えることができ、よって、焼成室上火温度を最適な温度に制御することが容易にできる。

本発明のトンネル式オーブンは、制御部により、前記送風装置による送風量と前記バーナーの燃焼ガス量を調節して、前記輻射パネルの温度と前記焼成室の焼成室上部温度を調節することができ、また、前記焼成室上部と輻射パネルの温度を測定する上火温度測定部も備えているので、前記制御部により、前記上火温度測定部にて測定された前記焼成室上部と輻射パネルの温度関連信号に基づき、前記バーナーの燃焼と前記送風装置の送風量の制御を行うことができるので、焼成室の上火温度を正確かつ迅速に設定温度に調節することができる。
さらに、前記上火温度測定部は、輻射パネル温度センサーと、焼成室温度センサーとを備えているので、被焼成物を最適に焼成するために必要な輻射パネル温度と焼成室内上部の温度を検出できる。

本発明のトンネル式オーブンは、前記制御部において、最適焼成上火温度を記憶する最適上火温度データ記憶部と、上火温度を算出する上火温度算出機能と、算出された算出上火温度と前記最適上火温度データとを用いて、前記送風装置の送風量および前記燃焼室のバーナーの燃焼ガス量を制御する制御機能を備えているので、焼成室の上火温度を正確に制御できる。
また、前記上火温度算出機能は、輻射パネル温度と、焼成室上部温度とを用いて、上火温度を算出するものであるから、焼成室の上火温度を正確に算出することができる。

本発明のトンネル式オーブンは、前記焼成室の長手方向を横切るように設けられた所定長延びる吸入用ダクトを備え、かつ、該吸入用ダクトは多数の吸入孔を長手方向の両側部に備えているので、焼成室の上部の高温空気を広い範囲に渡って吸入できる。
また、前記燃焼室内の上部でありかつ前記燃焼室の長手方向を横切るように設けられた所定長延びる吐出用ダクトを備え、かつ、該吐出用ダクトは多数の吐出孔を長手方向の両側部に備えているので、焼成室内の上方から吸入した焼成室の上部空気を、前記燃焼室の上部から広い範囲に均等に吐出することができる。
そして、上記吸入用ダクトと吐出用ダクトの組合せにより、前記送風装置により加熱空気を焼成室から燃焼室、燃焼室から焼成室へ循環させることができ、循環させる加熱空気の温度と送風量により、前記輻射パネルの温度と焼成室の上部温度を調節し、迅速かつ正確に燃焼室の上火温度を調節することができる。

本発明のトンネル式オーブンは、前記輻射パネルとしてアルミ合金製多孔板を使用しているので、循環する加熱空気による輻射パネルへの熱伝達がスムーズに行われ、温度の上昇（加熱）又は温度の低下（冷却）が機敏に行われる。それ故、加熱空気の温度と送風量により、輻射パネルの温度が応答性よく調節され、主に輻射パネルからの輻射熱により被焼成物が焼成されることから、被焼成物に対して適切に輻射熱を作用させることが可能で、品質の均等な製品を焼成することができる。

図１は、本発明のトンネル式オーブンの説明図である。 図２は、本発明のトンネル式オーブンのＸ−Ｘ横断面図である。 図３は、本発明の制御部の説明図である 図４は、本発明の複数の送風装置を備えたトンネル式オーブンの説明図である。 図５は、本発明のバーナーの点火後の焼成室の上火温度と燃焼室の加熱空気温度の変化を示す図である。 図６は、従来例のバーナーの点火後の焼成室の上火温度と燃焼室の加熱空気温度の温度特性を示す図である。 図７は、本発明の被焼成物が焼成室に搬入・搬出される際の焼成室の上火温度の温度特性を示す図である。 図８は、従来の被焼成物が焼成室に搬入・搬出される際の焼成室の上火温度の温度特性を示す図である。 図９は、従来の制御方法により焼成室の上火温度を制御する場合の焼成室の上火温度と燃焼室の加熱空気温度の温度特性を示す図である。

本発明のトンネル式オーブンについて、図に示す実施例を用いて説明する。
図１は、本発明のトンネル式オーブンの説明図、図２は、本発明のトンネル式オーブンのＸ−Ｘ断面図、図３は、本発明の制御部の説明図、図４は、本発明の複数個の送風装置を備えたトンネル式オーブンの一実施例の説明図である。

図１〜図４において、Ａは所定長延びる焼成炉であり、該焼成炉Ａ内には加熱されることにより輻射熱を放出する輻射パネル１が設けられ、該輻射パネル１で焼成炉Ａ内が上下に区切られ、輻射パネル１の下部を焼成室Ｂとし、輻射パネル１の上部を燃焼室Ｃとしたものである。
前記焼成炉Ａの前記焼成室Ｂにはコンベヤ２が設けられ、パン生地・菓子生地等の被焼成物３をトレイ４に載せた状態で前記焼成室Ｂに搬入し（図１又は図３において左側から搬入）、被焼成物３を図示右方向に搬送しながら焼成し、その後、焼成炉Ａの外に搬出するようになっている。
前記燃焼室Ｃは、前記焼成炉Ａの上部と前記輻射パネル１で囲われた空間からなり、内部にバーナー５が備えられ、ガスと空気の混合ガスが供給され、燃焼により前記燃焼室Ｃ内の空気を約３００℃に加熱するもので、該バーナーは後述する制御部Ｅにより燃焼ガス量を制御されるようになっている。

前記輻射パネル１は、耐熱性に優れたアルミ合金製多孔板で形成されたものであり、前記燃焼室に備えたバーナー５により加熱された加熱空気により加熱されると、遠赤外線等の輻射熱を放出し、前記焼成室内を搬送される被焼成物３を焼成するものである。
特にアルミ合金製多孔板からなる輻射パネル１は、多数の小さな通気孔６を備えているので、該輻射パネルの上面に作用し、前記通気孔６を通過する加熱空気の送風量の変化と加熱空気の温度の変化に対応して、輻射パネルの温度が応答性よく変化し、輻射パネル１に作用する熱エネルギーが増加すると直ぐに温度上昇（加熱）し、作用する熱エネルギーが減少すると直ぐに温度が低下（冷却）する特性を有する。それ故、輻射パネルから放出される輻射熱の放出量を即座に変化させ調節可能であるから、被焼成物３を最適な条件下で焼成することができるものである。
また、前記輻射パネル１には、多数の小さな通気孔６が設けられ、前記燃焼室のバーナー５で加熱された加熱空気が焼成室側に流入するようになっているが、この焼成室Ｂに流入する加熱空気は、対流により直接被焼成物３に作用する程多量の空気を勢いよく通過させる大きさではなく、燃焼室側に流入した加熱空気により、焼成室上部の空気の温度を上昇させるものである。
なお、図示してないが、燃焼室Ｂには、コンベヤ２の下方にも、トレイ４に載せた被焼成物３を下方から加熱するバーナー等の加熱装置が設けられている。

前記焼成炉Ａには、前記焼成室Ｂと前記燃焼室Ｃを連通する送風管７と、該送風管７に取付けられた送風ファン８とからなる送風装置Ｄが設けられ、前記送風ファン８はインバーター制御により回転数が制御されるものである。
前記送風装置Ｄの吸入部９は長い吸入用ダクト１０からなり、前記焼成室の長手方向を横切るように、すなわち、前記焼成室Ｂ内を被焼成物３がコンベヤ２により搬送される方向に直交する方向に、該焼成室Ｂを横断して焼成室の上部に設置され、前記吸入用ダクト１０の長手方向の両側面には、多数の吸入孔１１を設けたものであり、前記焼成室Ｂの前記輻射パネルの通気孔６を通過した加熱空気により加熱された焼成室上部空気、つまり、前記輻射パネル下近辺に滞留している高温空気を吸入・吸引できるように設けられている。
また、前記送風装置Ｄの吐出部１２は、前記吸入用ダクト１０と同様に、長い吐出用ダクト１３からなり、前記燃焼室Ｃの長手方向を横切るように、すなわち、前記吸入用ダクト１０と平行となるように、前記燃焼室Ｃの天井近傍に設置され、前記吐出用ダクト１３の長手方向の両側面には、多数の吐出孔１４が設けられ、前記燃焼室の天井付近から幅広い範囲に空気を吐出できるように設けられている。

前記吸入部９の吸入用ダクト１０と、吐出部１２の吐出用ダクト１３は、その一端が送風管７で接続され、前記送風管７に取り付けられた送風ファン８により、前記吸入部９により吸入・吸引した焼成室Ｂの上部高温空気、つまり、前記輻射パネル下近辺に滞留している高温の空気を、燃焼室Ｃの上方から吐出し、前記燃焼室Ｃで加熱された加熱空気、及び、前記焼成室Ｂの上部高温空気を、吸入部９→送風管７→吐出部１２→燃焼室Ｃ→輻射パネル１の通気孔６→焼成室Ｂ→吸入部９と循環させるようになっている。
尚、前記吸入用ダクト１０と前記吐出用ダクト１３は、その両端に前記送風管７を接続して、燃焼室Ｃで加熱された加熱空気、及び、焼成室Ｂの上部高温空気を、上記のように循環させてもよい。

また、前記焼成炉Ａ内には、パネル温度センサー１５と、焼成室温度センサー１６と、燃焼室温度センサー１７が設置されている。
前記パネル温度センサー１５は、前記輻射パネル１の温度を測定するもので、前記輻射パネル１に取付けられている。
前記焼成室温度センサー１６は、前記焼成室Ｃの上部温度を測定するもので輻射パネル１のやや下に設けられている。
前記燃焼室温度センサー１７は、前記燃焼室の温度を測定するもので、前記燃焼室の下方に設置されている。
上記パネル温度センサー１５と焼成室温度センサー１６と前記燃焼室温度センサー１７で測定して得られたパネル温度関連信号と焼成室上部温度関連信号と燃焼室温度関連信号は、後述する制御部Ｅに入力できるように接続されている。

図１〜図４において、Ｅは制御部であり、入力部２１、最適上火温度データ記憶部２２、演算部２３、出力部２４を備えている。
前記入力部２１は、前記パネル温度センサー１５と前記焼成室温度センサー１６と前記燃焼室温度センサー１７で測定し得られた各温度関連信号を入力するものである。
前記最適上火温度データ記憶部２２は、予め各種の対象被焼成物を焼成し測定して得られた対象被焼成物の最適焼成上火温度を記憶するものである。
前記演算部２３は、前記輻射パネル温度センサー１５と前記焼成室温度センサー１６により測定して得られたデータを用いて上火温度を算出する上火温度算出機能と、この上火温度算出機能により算出された算出上火温度と前記最適上火温度データ記憶部２２が記憶する前記最適上火温度データとを用いて、前記送風装置Ｄの送風ファン８による送風量、前記燃焼室Ｃのバーナー５の燃焼ガス量、及び、後述する排気装置Ｆの排気ファン１９を制御する制御機能を備えている。
また、前記演算部２３は、前記パネル温度センサー１５と前記焼成室温度センサー１６と前記燃焼室温度センサー１７とからの各温度関連信号に基づき、前記バーナー５へのガスの供給量を演算し、バーナー５へのガスを該バーナーの一部に供給したり、全部に供給したり、或いは全部の供給を停止する等、ガス燃焼量を調節する制御機能を備えている。
前記出力部２４は、前記演算部の演算結果に基づき、燃焼バーナー５、送気ファン８、及び、排気ファン１９を制御する制御信号を出力するものである。

前記制御部Ｅの前記上火温度算出機能は、前記輻射パネル温度センサーにより測定される輻射パネル温度と、前記焼成室温度センサーにより測定される焼成室上部温度とを用い、両者の平均値を算出し、算出上火温度を求めるものであり、前記パネル温度センサー１２と焼成室温度センサー１３で測定して得られた両者の温度の平均値が、焼成室の上火温度として用いられ、この上火温度を設定温度に制御することにより、品質の良い製品を焼成しようとするものである。

前記制御部Ｅは、前記燃焼室Ｂの上火温度が上昇過程にあるときは、パネル温度センサー１５と焼成室温度センサー１６と前記燃焼室温度センサー１７とからの温度関連信号に基づき、前記焼成室Ｂの上火温度が設定温度に達するまでは、バーナー５を全部点火し燃焼ガス量を最大にするとともに、前記送風ファン８を周波数６０〜７０Ｈｚで回転させる制御信号を出力する。
上火温度が設定温度より高くなり＋４℃に至るまでの間は、前記送風ファン８の回転周波数はインバーター制御により、設定温度からの温度上昇分に比例して減少する。
上火温度が設定温度より＋２℃高くなると、バーナー５の一部を消火し燃焼ガス量を少なくする制御信号を出力する。
上火温度が設定温度より＋４℃高くなると、バーナー５を全部消火する制御信号と送風ファン８を周波数３５Ｈｚまで低下させて回転させる制御信号を出力する。
上火温度が設定温度より＋５℃高くなると、バーナー５を全部消火した状態に加え、送風ファン８の回転を停止する制御信号を出力する。
次に、上火温度が下降する過程にあるときは、焼成室Ｂの上火温度が設定温度に対し＋４℃の温度となったとき、送風ファン８を周波数３５Ｈｚで回転させる制御信号を出力する。
上火温度が下降し設定温度との差が０℃に至るまでの間は、インバーター制御により送風ファン８の回転数が上火温度の下降分に比例して増加するように制御される。
上火温度が下降し設定温度との温度差が＋２℃となったとき、バーナー５の一部を点火する制御信号を出力し、上火温度が設定温度に対し、温度差が０℃になったときバーナー５の全部を点火する制御信号と前記送風ファン８を再び周波数６０〜７０Ｈｚで回転させる制御信号を出力する。
そして、連続して被焼成物３を焼成しているときは、原則として、前記バーナー５を全部点火し燃焼させ、前記送風ファン８を周波数６０〜７０Ｈｚで回転し一定風量を焼成室から燃焼室に送風する制御信号を出力する。
以上の制御をするように設定されている。

また、前記制御部Ｅは、前記バーナー５の燃焼制御と、送風ファン８による前記焼成室Ｂと燃焼室Ｃとを循環する送風量の制御に加え、さらに、前記焼成室Ｂの上部空気を焼成炉の外に排気する排気装置Ｆを制御できるようにしてもよい。
前記排気装置Ｆは、前記焼成室Ｂと焼成炉Ａ外を結ぶ排気管１８と、該排気管１８に取り付けられた排気ファン１９とからなり、前記排気管１８の一端には前記焼成室Ｂの上部に排気管の吸入口２０を開口して設けられ、前記焼成室Ｂの上部の高温空気を焼成炉Ａ外に排気し、上火温度を急速に低下させる場合の温度調節用として用いるものである。

前記送風装置Ｄの吸入部９は、前記焼成室Ｂの長手方向を横切るように設けられた所定長延びる吸入用ダクト１０を備え、該吸入用ダクト１０は、その長手方向の両側部に多数の吸入孔１１を備えたものであり、前記焼成室Ｂの輻射パネル１の直ぐ下に吸入孔１１が開口するように設けられている。
また、前記送風装置Ｄの吐出部１２は、前記燃焼室Ｃ内の上部であり、かつ前記燃焼室の長手方向を横切るように設けられた所定長延びる吐出用ダクト１３を備え、該吐出用ダクト１３は、その長手方向の両側部に多数の吐出孔１４を備えたものであり、前記燃焼室Ｃの天井部の直ぐ下に吐出孔１４を開口するように設けられ、前記焼成室Ｂの上部の高温空気を吸入・吸引し、吸入した高温空気を燃焼室Ｃの上部から燃焼室内に吐出すことができるようになっている。

図３に示すトンネル式オーブンは、焼成炉Ａに前記送風管７と送風ファン８とからなる送風装置Ｄを２個備えたもので、前記焼成室の上火温度制御は同様に行うものである。送風装置Ｄは３個以上設けてもよい。送風装置Ｄを複数設けることにより、トンネル式オーブンが長い燃焼室及び焼成室を有するものでも、焼成室Ｂの全範囲に渡り上火温度を均等に、しかも正確・迅速に制御できる。

上記構成としたので、パン生地・菓子生地を焼成するにあたり、制御部Ｅから出力される制御信号により、燃焼室Ｃのバーナー５にガスが供給され全部点火となり燃焼を開始する。また、送風装置Ｄの送風ファンをインバータ制御により周波数６０〜７０Ｈｚで回転させる。
立ち上がり時の温度特性は、図５に示すように、環境の雰囲気温度と焼成炉Ａ内の予熱等から４０℃位からのスタートとなり、徐々に温度が高くなる。パネル温度と焼成室上部温度の平均値である焼成室の上火温度は、約４５分で２００℃まで上昇し、やがて設定温度２４０℃に到達する。
焼成室の上火温度が設定温度に達し、上火温度が設定温度より＋２℃高くなると制御部Ｅから出力される制御信号によりバーナー５の一部の燃焼が止められ火力調節が行われる。火力調節がされると循環する加熱空気の温度が低下し、前記輻射パネルに作用する加熱空気の温度が低下するので、輻射パネルから放射され被焼成物に対する輻射熱が減少する。上火温度が設定温度より高くなり、＋４℃に至るまでの間は、前記送風ファン８の回転周波数はインバーター制御により、設定温度からの温度上昇に比例して減少する。

上火温度が設定温度より＋４℃高くなると、制御部Ｅから出力される制御信号により、バーナー５の全部の燃焼が停止され、また、送風ファン８も周波数３５Ｈｚの回転に落とされる。燃焼が全て停止するので、循環する加熱空気はさらに温度が低くなり、かつ、送風ファンの回転数も少なくなり送風量が減少する。
よって、前記輻射パネルに作用する加熱空気の温度が下がり、送風量が少なくなるので、前記輻射パネルの温度はさらに低下し、放出する輻射熱が減少する。
さらに、上火温度が設定温度より＋５℃高くなると、制御部Ｅから出力され制御信号により、バーナー５が全部消火された状態に加え、送風ファン８も送風をストップする。この状態では、前記輻射パネルには加熱空気が前記輻射パネルの上面にわずかに作用するにすぎない状況になり、急速に輻射パネルの温度が低下し大幅に輻射熱は減少する。

上記制御により、図５に示すように、立ち上がりの温度上昇を早くしても、燃焼室の加熱空気温度（図５の一点鎖線）は、一旦設定温度２４０℃より約６０℃高くなるが、焼成室の上火温度は、上記制御によりバーナー５の一部又は全部が消火し、かつ、送風装置の送風ファンの回転数が６０〜７０Ｈｚから、３５Ｈｚ、停止と制御され、焼成室の上火温度（図５の実線）は設定温度に到達した後は、ほぼ設定温度で安定して推移する制御がされる。
そして、図６に示すように、従来例では燃焼開始時において、燃焼室の上火温度が設定温度より約２０℃の温度上昇がみられたが、本発明の制御では、焼成室の上火温度は設定温度から＋５℃〜＋６℃の上昇に抑えることができる。

焼成開始時は上記の制御がされるので、設定温度になったことを見計らって、パン生地・菓子生地等の被焼成物３を載せたトレイ４がコンベヤ２に裁置され焼成炉Ａ内の焼成室Ｂに搬入され、焼成を開始する。
連続的に被焼成物が焼成室Ｂに搬入され焼成され搬出されている間は、バーナー５は全部燃焼の状態にある。しかし、何らかの理由で若干の上火温度の変化が生じた場合は、送風ファンの回転周波数と上火温度との関係が、回転数が３５Ｈｚ〜７０Ｈｚにおいてはほぼ比例して変化するので、送風ファンの回転数を調節するだけで対応することが可能となる。

図７は、被焼成物３の焼成を開始した後、被焼成物３が焼成室Ｂにコンベヤ２により搬入・搬出される際の焼成室の上火温度の推移を示したもので、先頭の被焼成物３が焼成室Ｂに搬入されると設定温度が低下し、最後尾の被焼成物３が焼成室から搬出された直後は、設定温度が上昇する。
被焼成物３が焼成室Ｂに搬入される際に上火温度の低下が生じると、前記制御部Ｅにより設定温度に対し、＋２℃の温度差が生じるとバーナー５の一部が点火され加熱を開始し、温度差が０℃になるとバーナー５の全部が点火し、加熱が加速されるように制御され、従来は図８に示すように約９℃の温度低下がみられたが、本発明では、設定温度２３５℃から−３℃〜−４℃低下する程度に制御することができる。

最後尾の被焼成物３が焼成室Ｂから搬出された直後においては、従来は図８に示すように約８℃の温度上昇がみられたが、本発明の制御では、図７に示すように約５℃の温度上昇に留めることができる。
したがって、被焼成物３が焼成室Ｂにコンベヤ２により搬入・搬出されても常に焼成室の上火温度が一定の範囲内に制御されるので、次に焼成室に搬入される初めの方の被焼成物に対して、焼き色が弱く表れたり強く表れるということがなく、その後に搬入される被焼成物と均等な焼き色・焼き加減の菓子・パンに焼成できる。

このように、燃焼室のバーナーの燃焼制御に加え、送風装置の送風ファンを回転させることにより、焼成室の空気と燃焼室の空気を循環させることができるので、燃焼室のバーナーで加熱された加熱空気が、前記輻射パネルの上面に作用し、多数の通気孔を通過しながら、該輻射パネルに熱エネルギーを付与することになり、上火温度が設定温度よりも高くなる過程においては、バーナーのガス燃焼量を少なくするとともに、送風ファンの回転数を下げ、逆に、上火温度が設定温度より低くなる過程においては、バーナーの燃焼を増大させるとともに、送風ファンの回転数を上げる制御をすることにより、前記輻射パネルの温度が応答性よく変化し、輻射熱の放出量を容易に変えることができるので、被焼成物が焼成室に連続して、又は、間欠的に搬入・搬出が行われても、焼成室の上火温度の変動を少なくし、常に安定した焼成条件を維持し、被焼成物の焼色にムラのない同じ焼き加減の品質の良い商品を焼成できる。また、焼成室の上火温度の調節が迅速にされるので、焼成開始時の予熱時間の短縮が図られ作業効率がよくなる。さらに、上火温度を下げる場合も、焼成炉の外部から温度の低い空気を導入して行うのではないので、エネルギーの損失を押さえながら温度制御ができる。

尚、焼成室Ｂの上火温度を低下させるには、上記制御で可能であるが、被焼成物３の種類によっては、焼成室Ｂの設定温度を短時間で大幅に低下させなければならない場合がある。この場合は、上記制御部Ｅの設定温度を変更し上記制御を行うとともに、前記排気装置Ｆの排気ファン１９を回転させ排気管１８により、焼成室Ｂの上部の高温空気を焼成炉Ａの外に排気することにより焼成室Ｂの上火温度を急速に低下させることができる。

Ａ 焼成炉
Ｂ 焼成室
Ｃ 燃焼室
Ｄ 送風装置
Ｅ 制御部
Ｆ 排気装置
１ 輻射パネル
２ コンベヤ
３ 被焼成物
５ バーナー
６ 通気孔
７ 送風管
８ 送風ファン
９ 吸入部
１０ 吸入用ダクト
１１ 吸入孔
１２ 吐出部
１３ 吐出用ダクト
１４ 吐出孔
１５ パネル温度センサー
１６ 焼成室温度センサー
１７ 燃焼室温度センサー
２１ 入力部
２２ 記憶部
２３ 演算部
２４ 出力部

Claims (7)

1. 所定長延びる焼成炉を備え、かつ、前記焼成炉内を上下に区分する輻射パネルと、前記輻射パネルの下部に設けられた焼成室と、前記輻射パネルの上部に設けられ、内部にバーナーを備える燃焼室と、前記焼成室に被焼成物を搬送するためのコンベアとを有するトンネル式オーブンであって、
   前記輻射パネルは、加熱されることにより輻射熱を放出可能かつ多数の通気孔を備え、前記トンネル式オーブンは、前記焼成室内の上部に吸入部を有し、前記吸入部に対して前記焼成炉の長手方向一端側もしくは他端側に所定長離間した位置となる前記燃焼室内の上部に吐出部を有し、前記焼成室の前記輻射パネル下近辺の加熱された焼成室上部空気を前記燃焼室の上部に流入させる送風装置と、前記送風装置による送風量および前記バーナーの燃焼ガス量を調整することにより、前記焼成室の焼成室温度を調節する制御部とを備え、 前記送風装置は、前記吸入部から前記吐出部および前記燃焼室を経て前記輻射パネルの通気孔を通過し、前記被焼成物に直接作用することなく前記吸入部に至る加熱空気循環流を形成するものとなっていることを特徴とするトンネル式オーブン。
2. 前記制御部は、前記輻射パネルに取付けられた輻射パネル温度センサーと、前記焼成室内上部の温度を測定する焼成室温度センサーとを備え、前記輻射パネル温度センサーにより測定される輻射パネル温度および前記焼成室温度センサーにより測定される焼成室温度を用いて、前記送風装置による送風量および前記バーナーの燃焼ガス量を調整することにより、前記焼成室の焼成室温度を調節するものである請求項１に記載のトンネル式オーブン。
3. 前記制御部は、前記輻射パネル温度センサーと前記焼成室温度センサーにより測定されたデータを用いて上火温度を算出する上火温度算出機能を備えている請求項２に記載のトンネル式オーブン。
4. 前記制御部は、予め測定した対象被焼成物の最適焼成上火温度を記憶する最適上火温度データ記憶部と、前記上火温度算出機能により算出された算出上火温度と前記最適上火温度データ記憶部が記憶する前記最適上火温度データとを用いて、前記送風装置の送風量および前記燃焼室のバーナーの燃焼ガス量を制御する制御機能を備えている請求項３に記載のトンネル式オーブン。
5. 前記送風装置の吸入部は、前記焼成室の上部でありかつ前記焼成室の長手方向を横切るように設けられた所定長延びる吸入用ダクトを備え、該吸入用ダクトは、該吸入用ダクトの長手方向の両側部に設けられた多数の吸入孔を備えている請求項１ないし４のいずれかに記載のトンネル式オーブン。
6. 前記送風装置の吐出部は、前記燃焼室内の上部でありかつ前記燃焼室の長手方向を横切るように設けられた所定長延びる吐出用ダクトを備え、該吐出用ダクトは、該吐出用ダクトの長手方向の両側部に設けられた多数の吐出孔を備えている請求項１ないし５のいずれかに記載のトンネル式オーブン。
7. 前記輻射パネルは、アルミ合金製多孔板である請求項１ないし６のいずれかに記載のトンネル式オーブン。

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