JP5791300B2 - オーブン装置 - Google Patents

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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上部熱源である例えば赤外線シュバンクバーナー、下部熱源であるガス式等の下火バーナーそれぞれの熱源機構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てしっとりとした焼成を可能としたオーブン装置の改良に係り、特に、上部熱源からの遠・近赤外線の放射効率を高めることで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を行えるようにすることで、一層ふっくらとした被加工物の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おり、その一例として遠・近赤外線を有効利用すべく、オーブン窯の左右に配した遠赤外線シュバンクバーナーから発生した遠・近赤外線をオーブン窯の天井内側面に配した反射機構によって反射させることで、熱板上のパン、カステラ等の被加工物に照射し、加熱するようにもしている。
この種のオーブン装置の反射機構としては、例えば特許文献1に開示され、また図6に示すように、複数の取付部115が配列されている取付支持片114がオーブン窯101の例えば前後側壁内側面に前後で対称的に配置形成されて成る支持部材111と、前後の取付部115夫々によってオーブン窯101の前後に沿って支持される小径の支持棒材116と、この支持棒材116外側に挿通されることで支持される外側面が湾曲している中空状の所定の大径状の反射部材117とを備えて成る。また熱板102下方には熱板102自体を加熱する下火バーナーの如き下部熱源104が配置されており、これらの上下部熱源103,104によってオーブン窯101内部が例えば300℃前後で加熱され、特に上部熱源103による加熱に際しオーブン窯101上部に配装された反射機構110によって所定の遠・近赤外線を熱板102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101内に対流を生じさせて所定の加熱雰囲気が形成されるようにしてある。
そして、反射機構の中央部に位置する支持部材111においては、その取付支持片114が略横長の矩形状に形成されていて、取付部115夫々の底縁位置は略同一高さ位置となるようにしてある。また左右両側部に位置する支持部材111においては、その取付支持片114は側方に至るに伴ない次第に低くなると同時に上縁が若干上側に反り返るように下方に向かって凸状となって湾曲している。
特許第3639129号公報
しかしながら、上記した構成による支持部材111の取付支持片114にあっては、側方に至るに伴ない次第に低くなると同時に上縁が若干下側に垂れ下がるように湾曲しているようになるため、スチーム発生装置を設置するには困難であった。すなわちスチーム発生装置は反射機構を避けるようにして配置され、しかも効率よく加熱するためには上部熱源103の真上に取り付ける必要がある。この場合には上部熱源103によるスチーム発生装置の加熱の妨げとならないよう当該スチーム発生装置の真下の空間を避けるべく、取付支持片114の取付部115に支持されるべき支持棒材116の設置本数を減らす必要があった。このためスチーム発生装置と上部熱源103との間において、反射機構における反射部材117が挿通される支持棒材116の配置が部分的に途切れた状態となり、これにより反射効率が減少し、被加工物Wの焼成時間が長くなっ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、上部熱源の真上に取り付けられたスチーム発生装置を避けつつ、反射機構における反射部材が挿通される支持棒材の設置本数を従来よりも増加することができ、上部熱源からの遠・近赤外線の反射効率を高めることで被加工物の焼成時間の短縮を可能にし且つ省エネ効果も容易に図れるものとした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に、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に対し熱源(3)からの遠・近赤外線を反射機構10によって反射して加熱するようにしたオーブン装置において、反射機構10は、オーブン窯1内に配置された支持部材11に複数の反射部材17を、中央扁平状で両側円弧状となった丸屋根の如き略ドーム型に配列して成るものである。
支持部材11は中央の水平支持部18と、水平支持部18の両側に連続して上向きに凸状となった湾曲支持部19とによって全体が略ドーム型に形成されてオーブン窯1の相対峙する側壁内側面に対称的に配置されており、対称配置の支持部材11に配列形成された複数の取付部15相互によってオーブン窯1内に支持される支持棒材16に中空状の反射部材17が装着されて成るものとすることができる。
支持部材11の水平支持部18側の所定部位に取り付けられた各反射部材17の相互間に、中央が下方に向けて断面略コ字型に折曲突設され、中央に開口部43が複数配設されて成る遠赤外線発生部材41の両側を掛架支持可能としたもの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、中央の水平支持部18と、水平支持部18の両側に連続して上向きに凸状となった湾曲支持部19とによって全体が略ドーム型の形状を呈して成る支持部材11は、湾曲支持部19の湾曲した長さ分だけ支持棒材16、反射部材17等の設置本数を増加させ、これによって上部熱源3からの遠・近赤外線の反射効率を増幅させる。
水平支持部18側において各反射部材17の相互間に掛架支持された遠赤外線発生部材41は、湾曲支持部19側における反射部材17相互の隙間を通じて導入された上部熱源3からの放射熱および下部熱源4からの排気熱を水平支持部18の上側におけるオーブン窯1内の天井位置周辺に籠らせる。
そして、遠赤外線発生部材41の中央の開口部43は、例えばオーブン窯1内の天井位置に配されているスチーム発生装置21から発生した水蒸気を熱板2上の被加工物Wに届かせる。
本発明によれば、反射機構10における反射部材17を挿通支持させる支持棒材16の設置本数を従来よりも増加することができ、また、こうすることで増加配置した反射部材17によって、上部熱源3からの遠・近赤外線の反射効率を高められ、被加工物Wの焼成時間の短縮が可能となり且つ省エネ効果も期待できる。
すなわち、これは本発明に係るオーブン装置において、反射機構10は、オーブン窯1内に配置された支持部材11に複数の反射部材17を、中央扁平状で両側円弧状となった丸屋根の如き略ドーム型に配列して成るからであり、これにより、反射部材17を支持挿通させる支持棒材16の設置本数を両側の円弧状に延びた分だけ増やすことができ、上部熱源3からの遠・近赤外線の反射効率を確実に高めることができる。
支持部材11は中央の水平支持部18と、水平支持部18の両側に連続して上向きに凸状となった湾曲支持部19とによって全体が略ドーム型に形成されてオーブン窯1の相対峙する側壁内側面に対称的に配置されており、対称配置の支持部材11に配列形成された複数の取付部15相互によってオーブン窯1内に支持される支持棒材16に中空状の反射部材17が装着されて成るので、湾曲支持部19における反射部材17が挿通される支持棒材16の設置本数を従来よりも増加することができる。しかも、オーブン窯1内において例えばスチーム発生装置21のタンク本体22が上部熱源3の真上に配されていても、これに邪魔されずに湾曲支持部19によって上部熱源3の近傍にまで多数の反射部材17を容易に取り付けることができる。
支持部材11の水平支持部18側の所定部位に取り付けられた各反射部材17の相互間に、中央が下方に向けて断面略コ字型に折曲突設され、中央に開口部43が複数配設されて成る遠赤外線発生部材41の両側を掛架支持可能としたので、反射機構10に遠赤外線発生部材41を容易に取り付けることができ、これによって上部熱源3からの遠・近赤外線による放射熱を反射機構10上側に籠らせることでオーブン窯1内の天井位置周辺の蓄熱性が高められる。
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項それぞれ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。
本発明の一実施の形態を示す縦断面図である。 同じく反射機構の一部省略の斜視図である。 スチーム発生装置の概略構成を示す斜視図である。 反射部材に遠赤外線発生部材を取り付けた状態を示す縦断面図である。 反射部材に遠赤外線発生部材を掛架保持させる状態を示す要部斜視図である。 従来例を示す縦断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態を詳細に説明すると、図において示される符号1は略密閉構造に形成され、断熱処理が施されたオーブン窯であり、例えば前面に付設の図示を省略した起伏式の開閉扉によって開閉され、底部に配した熱板2上にパン、カステラその他の調理、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。
そして、図1に示すように、このオーブン窯1内部の左右には、例えば上方に向けられている赤外線シュバンクバーナーの如き上部熱源3が配置され、また熱板2下方には熱板2自体を加熱する下火バーナーの如き下部熱源4が配置されている。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℃前後で加熱され、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内においての上部に配した後述するスチーム発生装置21によりオーブン窯1内に水蒸気の対流を生じさせて所定の加熱雰囲気が形成されるようにしてある。
反射機構10は、複数の取付部15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15夫々によってオーブン窯1の前後に沿って支持される小径棒状の支持棒材16と、この支持棒材16外側に挿通されることで支持される大径管状の反射部材17とを備えて成るものである。
支持部材11は反射部材17を装架支持するオーブン窯1内においての上部近傍に位置させて例えばネジ止め、溶接等によって固着配置されており、図示例にあってはオーブン窯1内の上部中央の水平支持部18から左右両側夫々に連続させて上向きに凸状となった湾曲支持部19を延設することで、支持部材11の取付部15に支持棒材16を介して支持される反射部材17が全体として丸屋根の如き略ドーム型となって配列されるようにしてある。すなわち、オーブン窯1の前後で対称的に配置されている支持部材11の中央の水平支持部18から左右両側の湾曲支持部19にわたって、複数の反射部材17が互いに所定の間隔を有して並列状となって支持配置されるのであり、このような配列状態をオーブン窯1の前後方向から見ると中央部分が扁平状で両側部分が上向きに僅かに突出する略円弧状となった丸屋根の如き略ドーム型の形状となる。
支持部材11自体はその左右両側の湾曲支持部19側において、図2に示すようにオーブン窯1の前後側壁内側面にネジ止め等によって当接固着される長方形板状の固着片12と、固着片12の下縁に略水平状にして折曲形成した長方形板状の連結片13と、連結片13に固着片12と略平行で前記湾曲支持部19を円弧周縁とする略扇形板状の取付支持片14を更に折曲形成することで断面で略溝形状を呈すると共に、支持部材11の水平支持部18から湾曲支持部19にかけて、例えばその上縁で開放されている溝状のあるいは孔状の複数の取付部15を配列形成したものである。
また図1に示すように支持部材11の中央部分に位置する水平支持部18は略横長の矩形状に形成されているのに対応して取付部15夫々の底縁位置は略同一高さ位置となるようにしてあり、左右両側に位置する支持部材11の湾曲支持部19は上向きに凸状となった略円弧状に湾曲形成されているのに対応して取付部15夫々の底縁位置は側方に至るに伴ない次第に低くなるようにしてある。
支持棒材16は、オーブン窯1の前後に設けた支持部材11相互間にその取付部15によって架け渡されるように支持され、例えば外径が10mm程度の中空のステンレスパイプ材にて形成されている。この支持棒材16自体は支持部材11における取付部15に嵌め入れられることで前後の支持部材11相互間に架け渡されるもので、図示のように溝状の取付部15としておくことで支持棒材16の端部を直接に嵌め入れることができるものとなっている。
反射部材17は支持棒材16に比し大径の例えばアルミニウム製のパイプ材にて形成されていて、その外径は例えば19mm程度にしてあり、オーブン窯1前後の支持部材11相互間に架け渡した支持棒材16部分に挿通支持され、支持棒材16を芯材として反射部材17を支持することでその挿通支持状態は例えば二重管状に構成される。この反射部材17はその外表面によって前記の上部熱源3からの放射熱を反射させて熱板2上の被加工物Wに対して加熱処理を行なうのであり、被加工物Wに対する反射の有無、反射率の調整、反射態様等を選定できるようにしてある。すなわち反射部材17を支持棒材16に支持させずに配置しない場合にはその反射作用は得られないのであるから、例えば反射が強すぎないようにしたり、反射の必要がない部位等を設定したりする場合には反射部材17自体を配置しないものとする。また反射率を小さくする場合には反射部材17の外表面を鏡面仕上げ乃至それに近いものとし、逆に反射率を大きくする場合には反射部材17の外表面を粗面仕上げとするものである。なお、反射部材17の外表面はこうした粗密面仕上げとせずに、セラミックス素材、カーボンブラック(黒鉛)素材等の焼付処理等によっての遠・近赤外線を照射するようないわゆる遠赤コーティング等の特殊加工を施すことも可能であり、この場合もその反射率を部分的にでも自在に調整できることは勿論である。
オーブン窯1内には上部熱源3を利用したスチーム発生装置21を組み込むことで、被加工物Wに対する適当な水分の付与によってふっくらとした食感を付与することができるようにしてある。すなわち、図1、図3に示すように、スチーム発生装置21は、矩形筐体状の一対のタンク本体22が、左右に対向配置された上部熱源3の余熱でもって熱せられるよう当該両上部熱源3それぞれの上側に配設され、このタンク本体22内の両側内壁間には管体の長手方向に沿って等間隔毎に給水用の孔を有する給水管23を挿通させてある。前記反射機構10における湾曲支持部19の端部は、このタンク本体22の内側外壁面位置まで延びている。
また、焼成後にタンク本体22内の湯垢の沈着がかなり早まる虞れがあることからタンク本体22内床面側の一角に排水口27を設けることで、当該タンク本体22内は常に水が残らぬよう空にしておけるようにしてある。両タンク本体22に備えた給水管23は夫々水量調節バルブ28、電磁弁29、ストレーナー30、スリスバルブ31等を介して図示を省略した給水源に接続されている。
また、左右に対向するタンク本体22夫々の前端側同士を直線状の連結管32を介して、例えば蛇腹形状の可撓管による例えばコの字状もしくは蛇行状に屈曲形成されたスチーム噴射棒33の両端に接続させることで、当該スチーム噴射棒33をオーブン窯1内部の上側にコの字状もしくは蛇行状となって配設されるようにしてある。尚、スチーム噴射棒33は反射機構6を避けるように反射機構10の上側に配置されるようにしてある。
このタンク本体22内で給水管23から水は、上部熱源3の余熱によって予め熱せられているタンク本体22上方に向けて噴出されることによりスチームを発生させ、スチーム噴射棒33に形成された複数の噴射孔33aから噴射させる。そして、そのスチームは前記した各反射部材17相互の隙間を通じて下方の被加工物Wに満遍なく降りかかるものとなっている。
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26を備えている。すなわち、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26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高さ調整可能な横垂板(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に、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ための遮熱用調整板25とから構成されている(図1参照)。尚、熱板2の左右両側には下部熱源4の熱気を対流によって炉内へ導入するための対流発生口24が形成されており、前記対流熱調整機構26は、この対流発生口24の上端縁部に取り付けられる。
また、図4に示すように、反射機構10に遠赤外線発生部材41を取り付けることで、上部熱源3からの放射熱および下部熱源4からの排気熱を反射機構10上側に篭らせ、オーブン窯1内の天井位置周辺の蓄熱性が高められるようにしてもよい。すなわち、オーブン窯1内の天井位置は、上下部熱源3,4から離れているため、蓄熱効率が非常に悪い。そこで、支持部材11の水平支持部18側において、遠赤外線発生部材41の横幅に略対応する支持棒材16のみを残して中間の支持棒材16を支持部材11から取り外し、遠赤外線発生部材41の両側を、左右一対の支持棒材16に挿通されている反射部材17それぞれに掛架させるようにして配置できるものとする。
こうすることで、上部熱源3からの放射熱および下部熱源4からの排気熱は、水平支持部18左右両側の湾曲支持部19における取付部15に支持棒材16を介して掛架されている反射部材17相互の隙間を通って、水平支持部18における遠赤外線発生部材41上側の半ば閉塞された空間に熱を籠らせるようにしてある。
図5に示すように、遠赤外線発生部材41は長方形板材に遠赤外線放射材粒子をコーティングさせることによって形成され、遠赤外線発生部材41の中央部分が長手方向に沿って下方に向けて断面略コ字型に折曲突設されることで遠赤外線放射面部42が形成されている。この遠赤外線放射面部42は、自身の横幅長さに比して左右の反射部材17同士の間の開口幅間隔を、この反射部材17相互間に存する中間の支持棒材16の支持部材11からの取り外しによって若干広くしてあり、遠赤外線発生部材41が反射部材17によって掛架保持された際に、遠赤外線放射面部42だけが左右の反射部材17相互の間から下方側に突出するようになっている。また、遠赤外線放射面部42には、スチーム発生装置21から発生した水蒸気が熱板2上の被加工物Wに届きやすくするための長穴状の開口部43が複数並設されている。
遠赤外線発生部材41の表面に施されている具体的な遠赤外線発生材としては、例えばアルミ合金製の金属基板の下面に、酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化ナトリウム、酸化チタン等の金属酸化物および希土類酸化物等の遠赤外線放射材粒子をケイ酸ソーダ等をバインダーとして例えば熔射またはホーロー引き等の工法を用いてコーティングするという方法で形成される。
次に、以上のように構成された実施の形態における使用の一例を説明すると、図1に示すように熱板2上に調理、焼成すべきパン、カステラ等の被加工物Wを載置する一方、オーブン窯1の前後に配した中央の水平支持部18および左右両側の湾曲支持部19からなる全体略ドーム型の支持部材11相互間に、反射部材17に挿通された支持棒材16を装架する。
このとき、被加工物Wに対応する反射の有無、反射率の大小等によって、ドーム型に配置されている反射部材17の配列形態を適宜に選定する。すなわち通常はオーブン窯1の前後に配した支持部材11相互間に支持棒材16を装架支持しておき、反射が必要な部位に対しては反射部材17を挿通支持させ、また反射率を大きくして強い反射が必要な部位では反射部材17の管径サイズを大きくし、逆に弱い反射が必要な部位では反射部材17の管径サイズを小さくする。このように反射部材17の管径サイズを大小組み合わせることにより微妙な反射率調整が可能となる。
そして上部熱源3によって加熱するとき、これから発生した遠・近赤外線は上記の反射機構10の夫々の反射部材17によって反射されて熱板2上の被加工物Wに照射されるのである。このときドーム型に配されている反射部材17によって上部熱源3からの遠・近赤外線の反射効率が高められると同時に特定区域に集中されることなく散乱させられ、熱板2上ではその全体に略均一に照射される。
スチーム発生装置21のタンク本体22自体は上部熱源3の余熱によって予め熱せられることで、タンク本体22の内底面は高温状態となっている。このように高温状態となると、図3に示すように、給水管23から水を滑らすようにしてタンク本体22内底面側に水が導入されることでスチームが発生し、このスチームはスチーム噴射棒33側へ誘導され、スチーム噴射棒33に開穿された複数の噴射孔33aから噴出された水がスチームとなって、下方にある熱板2上の被加工物Wを焼きムラの無いように包み込むようにして焼成する。このスチームは前記した各反射部材17相互の隙間を通じて、あるいは遠赤外線発生部材41が配されている場合にはその遠赤外線放射面部42の複数の開口部43を通じて下方の被加工物Wに満遍なく降りかかるものとなる。
図4に示すように、必要に応じて反射機構10における支持部材11の水平支持部18側に遠赤外線発生部材41を取り付ける。この場合、遠赤外線発生部材41の横幅に略対応する支持棒材16のみを残して、この支持棒材16相互間に存する中間の支持棒材16を支持部材11から取り外し、遠赤外線発生部材41の両側を、左右一対の支持棒材16に挿通されている反射部材17それぞれに掛架させる。
こうすることで、上部熱源3からの遠・近赤外線は、湾曲支持部19における反射部材17相互の隙間を通って、水平支持部18における遠赤外線発生部材41上側の半ば閉塞された空間に熱として籠らせることとなる。
尚、他の使用例として、オーブン窯1内の熱板2下方にある下部熱源4の点火作動により、熱板2上に置かれた被加工物Wに対し加熱処理が行われる際には、熱板2の左右両側の対流発生口24から、下部熱源4の熱気が対流によって炉内へ導入される。必要に応じて、熱板2の左右両側の対流発生口24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26としての横垂板を取り付ける。
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…固着片 13…連結片
14…取付支持片 15…取付部
16…支持棒材 17…反射部材
18…水平支持部 19…湾曲支持部
21…スチーム発生装置 22…タンク本体
23…給水管 24…対流発生口
25…遮熱用調整板 26…対流熱調整機構(横垂板)
27…排水口 28…水量調節バルブ
29…電磁弁 30…ストレーナー
31…スリスバルブ 32…連結管
33…スチーム噴射棒 33a…噴射孔
41…遠赤外線発生部材 42…遠赤外線放射面部
43…開口部
101…オーブン窯 102…熱板
103…上部熱源 104…下部熱源
110…反射機構 111…支持部材
114…取付支持片 115…取付部
116…支持棒材 117…反射部材

Claims (1)

  1. オーブン窯内の熱板上に置かれた被加工物に対し熱源からの遠・近赤外線を反射機構によって反射して加熱するようにすると共に、スチーム発生装置を備えたオーブン装置において、
    反射機構は、オーブン窯内に配置された支持部材に複数の反射部材を、中央扁平状で両側円弧状となった丸屋根の如き略ドーム型に配列し、支持部材は中央の水平支持部と、水平支持部の両側に連続して上向きに凸状となった湾曲支持部とによって全体が略ドーム型に形成されてオーブン窯の相対峙する側壁内側面に対称的に配置されていて、対称配置の支持部材に配列形成された複数の取付部相互によってオーブン窯内に支持される支持棒材に中空状の反射部材が装着されており、支持部材の水平支持部側の所定部位に取り付けられた各反射部材の相互間に、中央が下方に向けて断面略コ字型に折曲突設され、中央に開口部が複数配設されて成る遠赤外線発生部材の両側を掛架支持可能として成り、
    前記スチーム発生装置は、矩形筐体状の一対のタンク本体が、左右に対向配置された上部熱源それぞれの上側に配設され、このタンク本体内の両側内壁間には管体の長手方向に沿って給水用の孔を有する給水管を挿通させると共に、左右に対向するタンク本体夫々の前端側同士を直線状の連結管を介してコの字状もしくは蛇行状に屈曲形成されて、反射機構の上側に配置したスチーム噴射棒の両端に接続させ、タンク本体内床面側の一角に排水口を設けて成る、
    ことを特徴とするオーブン装置。
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