JPH10197156A - パイプ形遠赤外線ヒーター炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パイプ形ヒーターの温度分布を入口から出口
まで可及的均一にできるとともに、燃焼ガスの保有熱量
を利用効率を向上させることができる。 【解決手段】 炉体１内のパイプ形ヒーター２に燃焼ガ
スを通過させ、そのパイプ形ヒーター２を加熱し放射さ
れる遠赤外線により被加熱物を加熱するパイプ形遠赤外
線ヒーター炉であって、燃焼ガスの通過方向を切り換え
自在な切換弁５を備える他、前記切り換え周期を設定で
き、所定の切り換え指令を切換弁に伝達する指令器５
２、または新鮮な外気を被加熱物に向けて噴射する噴射
孔６１を備えたブロー配管６を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗装乾燥、食品焙
煎、接着剤乾燥、水切り乾燥等の幅広い技術分野におい
て用いられるパイプ形遠赤外線ヒーター炉に関するもの
であり、特に燃焼ガスを熱源としたパイプ形遠赤外線ヒ
ーター炉の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼装置で発生させた高温の燃焼ガスを
熱源とし、炉内に配置したパイプ形ヒーターの内部にこ
の高温ガスを通して被加熱物を加熱するようにしたパイ
プ形遠赤外線ヒーター炉は、図３、４に例示するように
従来から知られている。図３に示すパイプ形遠赤外線ヒ
ーター炉では、燃料ガスを燃焼装置１２で燃焼させ、そ
こで発生した高温の燃焼ガスは、炉体１１内に配置した
パイプ形ヒーター１３の一端から送入され、他端から炉
体１１外に排気される。そして、このときパイプ形ヒー
ター１３は、送入された燃焼ガスによって加熱され、そ
の表面が高温となって遠赤外線を放射するので、搬送コ
ンベヤ１４上の被加熱物を加熱できる構造となってい
る。

【０００３】この図３に示される構造においては、燃焼
ガスがそのまま炉外に排気されるので、熱損失が大き
く、燃焼装置２において発生させた熱量の約３０％が無
駄になるおそれがあった。また、パイプ形ヒーター１３
の温度分布は、燃焼ガス入口側の表面温度が最も高く、
最も低温となる出口側にいたるまで順次低下することに
なり、例えば、全長１２ｍのパイプ形ヒーター１３の場
合、入口側が３００℃であっても出口側では２００℃に
低下するケースもあった。

【０００４】図４に示すパイプ形遠赤外線ヒーター炉で
は、炉体１１内に配置したパイプ形ヒーター１３に送入
された燃焼ガスは、そのパイプ形ヒーター１３の途中に
設けられた複数の噴射孔１５から噴射されるよう構成さ
れている。この場合には、上記のような熱損失は防止で
きるが、燃焼ガス中のＮＯ_X 、ＳＯ_X の濃度によって
は、塗装乾燥、食品焙煎のように炉内雰囲気にクリーン
性が要求される用途にはそのまま適用できないという問
題があった。なお、上記したパイプ形ヒーター１３の温
度分布の問題はそのまま残っていた。

【０００５】また、本出願人は、炉内雰囲気をクリーン
に保ちつつ、しかも熱損失を防止しながら被加熱物を加
熱することができるパイプ形遠赤外線ヒーター炉につい
て、すでの特願平８−２２００８４号として出願してい
るが、その構造の特長は、図５に示すように、パイプ形
ヒーター１３と熱交換器１７と循環ブロワ１６ａとから
循環経路１６を形成し、燃焼装置１２により発生させた
燃焼ガスをこの熱交換器１７に導いて循環経路１６の内
部を循環する高温ガスを加熱するとともに、フレッシュ
エアを被加熱物に対して噴射する噴射孔１９を備えたフ
レッシュエア配管１８を設けた点にある。この場合、燃
焼ガスによりフレッシュエアを加熱するようにしてもよ
い。

【０００６】この構造のパイプ形遠赤外線ヒーター炉で
は、パイプ形ヒーター１３内の高温ガスを循環させるの
で、上記のようなパイプ形ヒーター１３の温度分布の問
題はかなり解決され得るが、そのためには、前記高温ガ
スを循環ブロワ１６ａによって高速に付勢して循環させ
る必要があり、その高温度に耐える循環ブロワ１６ａを
必要とし、そのメンテナンスが不可欠となった。また、
燃焼ガスの熱量を熱交換器１７を介して高温ガスに伝達
する手段を採用したため、熱効率の低下を避けることが
できなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決するためになされたものであり、パイプ
形ヒーターの温度分布を入口から出口まで可及的均一に
できるとともに、燃焼ガスの保有熱量を利用効率を向上
させることができるパイプ形遠赤外線ヒーター炉を提供
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題は、炉体内に
配置したパイプ形ヒーターの内部に燃焼ガスを通過さ
せ、そのパイプ形ヒーターを加熱して、その表面から放
射される遠赤外線により被加熱物を加熱するパイプ形遠
赤外線ヒーター炉であって、そのパイプ形ヒーター内の
燃焼ガスの通過方向を切り換え自在な切換弁を燃焼ガス
の供給管路に設けたことを特徴とするパイプ形遠赤外線
ヒーター炉によって解決することができる。

【０００９】また、本発明は、前記切換弁には、前記燃
焼ガスの通過方向の切り換え周期を設定できるととも
に、それに基づく所定の切り換え指令を切換弁に伝達す
る指令器が付設されている形態に好ましく具体化するこ
とができる。また、本発明は、外気を被加熱物に向けて
噴射する噴射孔を備えたブロー配管を配設した形態に好
ましく具体化することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の１実施形態を、図
面１、図２を参照して詳細に説明する。この実施形態で
は、炉体１には、上部にパイプ形ヒーター２、下部には
被加熱物を載置、搬送するためのコンベヤ３が配置さ
れ、外部には、燃料ガスを燃焼させる燃焼装置４が設け
られ、この燃焼装置４で得られた燃焼ガスは、ガス配管
５１ａ、切換弁５およびガス配管２１ａまたはガス配管
２１ｂを経由して前記パイプ形ヒーター２の一方側から
供給され、そして、このパイプ形ヒーター２を加熱に消
費された燃焼ガスは他方側からガス配管２１ｂまたはガ
ス配管２１ａと切換弁５およびガス配管５１ｂを経由し
て取り出されるように、燃焼ガスの供給管路が形成され
ている。

【００１１】この場合、切換弁５の機能は、先ず、燃焼
装置４に連なるガス配管５１から送り込まれる燃焼ガス
を、切換弁５内の切換え通路を通して、パイプ形ヒータ
ー２の一方側（例えば図１では右側）に連なるガス配管
２１ａに送り込むとともに、パイプ形ヒーター２の他方
側（例えば図１では左側）からガス配管２１ｂを経て送
り出される燃焼ガスを、切換弁５内の切換え通路を通し
て、排出側のガス配管５１ｂに送り出すものである。そ
して、この切換弁５を操作することにより、燃焼ガスの
通過方向を前記方向とは逆方向に、ガス配管２１ｂ〜パ
イプ形ヒーター２〜ガス配管２１ａの順に通過させるこ
とができるのである。

【００１２】ここに前記この切換弁５の１例を図２に示
す。パイプ形ヒーター２に連結されるガス配管２１ａ、
２１ｂは、燃焼ガスの供給側ガス配管５１ａおよび排出
側ガス配管５１ｂのそれぞれに弁体５２ａ、５２ｂによ
って切り換え可能に連結されている。かくして、弁体５
２ａ、５２ｂを同期させて左側、右側、左側、右側、と
いうように切り換えれば、パイプ形ヒーター２内の燃焼
ガスの流れ方向を左、右、左、右、というように切り換
えることができるのである。

【００１３】この実施形態におけるパイプ形ヒーターで
は、燃焼装置４により発生した燃焼ガスを直接にパイプ
形ヒーターの内部に通し、ヒーター本体を加熱すること
によりヒーター面からの放射熱により被加熱物を加熱す
る点において、燃焼ガスの保有熱量の利用効率を向上さ
せた装置が得られるのであるが、さらに、前記切換弁５
を操作することにより、燃焼ガスに流れ方向を適宜に切
り換えることができるので、ヒーターの温度分布におい
て、高温となる入口側と低温となる出口側が順次交替す
ることになり、その温度は平準化されるから、上記した
熱交換装置や高温用循環ブロワが必要でなく、燃焼ガス
が１方向だけに流れる場合のヒーターの温度分布のよう
な、入口側が高温で出口側が低温となる不具合が確実に
防止できる。

【００１４】さらに、この実施形態において、前記燃焼
ガスの通過方向の切り換え周期を設定できるとともに、
それに基づく所定の切り換え指令を切換弁５に伝達する
指令器５２を付設するのが好ましい。例えば、前記の切
り換え周期を１５秒〜２分に範囲内、好ましくは２０〜
３０秒の時間に設定できるようにし、その設定時間に基
づいて切換弁５を自動的に操作することによって、本発
明のパイプ形遠赤外線ヒーター炉を安定に運転すること
が可能となる。なお、図１ではパイプ形ヒーター２は、
単純な模式形状で示されているが、屈曲蛇行型、フィン
付形状、平板型など形状、レイアウトを自由に設定する
ことができるものである。

【００１５】また、図１に示すこの実施形態では、高圧
送風機６２により新鮮な外気を、炉体１内でパイプ形ヒ
ーター２とコンベヤ３との間に配置されたブロー配管６
に送入して、その管壁に設けられた多数の噴射孔６１か
ら被加熱物に向けて噴射できるよう、炉内ガス噴射シス
テムが配設されている。このようにこの実施形態では、
新鮮な外気を噴射流として利用できるので、クリーンな
雰囲気が維持でき、例えば食品の乾燥などにも応用でき
るうえ、被加熱物に対して噴射流を衝突させ、被加熱物
の表面に存在する熱伝達を阻害していた空気境界膜が飛
散して除去できるので、熱伝達率を飛躍的に向上させる
ことができる。なお、このブロー配管６の形状は特に限
定されるものではないが、ループ状にしておくとガスが
各噴射孔６１から均等に噴射し易くなるので好ましい。

【００１６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のパイプ
形遠赤外線ヒーター炉によれば、高い熱効率を維持しな
がらパイプ形ヒーターの温度分布が改善されるから、よ
り均熱加熱が可能となる他、その実施形態によれば、新
鮮な外気を被加熱物に対して噴射することにより熱伝達
率を効果的に向上させることができるという効果が得ら
れる。よって、本発明は前記問題点を解決したパイプ形
遠赤外線ヒーター炉として、その工業的価値は極めて大
なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す配管系統図。

【図２】本発明の切換弁を説明するための模式配管図。

【図３】従来例を示す配管系統図。

【図４】他の従来例を示す配管系統図。

【図５】先願の実施形態を示す配管系統図。

【符号の説明】

１ 炉体、２ パイプ形ヒーター、２１ａ、２１ｂ ガ
ス配管、３ コンベヤ、４ コンベヤ、５ 切換弁、５
１ａ、５１ｂ ガス配管、５２ａ、５２ｂ 弁体、６
ブロー配管、６１ 噴射孔、６２ 高圧送風機。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉体内に配置したパイプ形ヒーターの内
   部に燃焼ガスを通過させ、そのパイプ形ヒーターを加熱
   して、その表面から放射される遠赤外線により被加熱物
   を加熱するパイプ形遠赤外線ヒーター炉であって、その
   パイプ形ヒーター内の燃焼ガスの通過方向を切り換え自
   在な切換弁を燃焼ガスの供給管路に設けたことを特徴と
   するパイプ形遠赤外線ヒーター炉。
2. 【請求項２】 前記切換弁には、前記燃焼ガスの通過方
   向の切り換え周期を設定できるとともに、それに基づく
   所定の切り換え指令を切換弁に伝達する指令器が付設さ
   れている請求項１に記載のパイプ形遠赤外線ヒーター
   炉。
3. 【請求項３】 外気を取り入れて被加熱物に向けて噴射
   する噴射孔を備えたブロー配管を配設した請求項１また
   は２に記載のパイプ形遠赤外線ヒーター炉。