JPS60213716A

JPS60213716A - 長波長赤外線の放射による加熱装置

Info

Publication number: JPS60213716A
Application number: JP59071533A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Hayakawa; 早川　哲夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-04-09
Filing date: 1984-04-09
Publication date: 1985-10-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、液体又は気体燃料の燃焼カスにより長波長赤
外線を放射することにより加熱して、被加熱物を焼付は
又は乾燥する装置に関するものである。

波長が２μｍ〜２０μｍ程度の長波長赤外線は、大部分
のプラスチック材料、塗料、食品、水、油脂等に対して
共振的に吸収され加熱及び乾燥に埠異的効果を上げうろ
ことは周知のことであり、種々の放射装置が開発されて
いる。

現在発表されている液体又は気体燃料の燃焼による長波
長赤外線放射装置は、第１図、第２図に示す構造のもの
が一般的である。

第１図において、燃焼装置（１）、燃焼室（２）より発
生した燃焼ガスは外部空気を混入して４００℃〜６００
℃のガスとして、七　ラ　ミックスを溶着した鋼管（３
）の一方より吹込まれて管表面より赤外線を放射した後
、端末より放出され−る。

此は、赤外線放射面全体として各部に温度差、乾燥効率
の差が生ずると共に、加熱後のガスはそのま＼放出され
ることにより装置の熱効率は極めて悪い。

一例として、第１図に示す装置において、放射管の熱風
吹込み点Ａ１中途点Ｂ、Ｏ及び放り出点値における温度とその点における放射される赤外線
の波長（μｍ）を第３図に示す。

図において、４５０℃で放射管に入ったガスは出口にお
いて２００℃になっている。放射される赤外線の波長も
４μｍから６．１μｍへと変化している。故に放射面各
部における放射条件は各部において大なる変化をしてい
る。

此の場合、装置全体として一様な加熱は不可能である。

此の場合の熱効率は５６％であり極めて悪い。一方、熱
効率を高めると・、放射管各部における温度差が大とな
る矛盾が生ずる。

本発明は、現在発表されている装置の欠陥をのぞいて、
放射面全体にわたって一様な加熱条件、高い熱効率を有
する加熱装置を提供するものである。

次に、本発明の実施例を図面を参照として説明する。

第４図に、実施例を示す。第５図は、第４の水平図であ
る。

此はパン、ビスケット等を焼成するオーブン又は塗装製
品の乾燥等に使用するものである。−図において、（４）は液体又は気体燃料用バーナー及び燃焼室である
。（４）にて発生した燃焼ガスは、（５）のモーター・
ダンパーにより外匁空如を採入れて設定温度になった混
合ガスを分岐管（６）をへて左右のテーパー管（８）に
送入する。・（ηは混合カスの温度制御のためのセンサ
ーである（制御装置は図示していない）、　（８）から
は、交互に分岐管（９）、（１０）が分岐している。

分岐管にはフランジを介して、セラミックスをプラズマ
溶着又は焼付けした長波長赤外線放射源１１）を取りつ
けである。（１１）はさらにエルボを介して赤外線放射
室（１２）に混合Ｉガスを送入している。かくして、（
１１）に吹込れた高温ガスにより波長の比較的に短い高
エネルギーの長波長赤外線をまず室内に放射した後、（
１２）の放射室においてミ波長の比較的長い前者よりエ
ネル、ギーの低い長波長赤外線をさらに室内に放射する
。（１７）は放物線状をした反射板である。放射の終了
した混合ガスは排出される。被加熱物又は焼成物は（１
３）よりチェンコンベヤー（１４）に供給され乾燥又は
焼成を終って（１５）より採り出される。

次に、第６図は第４図においてＥにおいて切断した断面
を示す。図においてテーパー管（８）より送入された高温ガスは、放射管（
１１）にて赤外放射する。（１７）は放物線状をした反
射板であり（１１）よりの赤外線は平行光線として下方
に放射する。

エルボ（１６）を介して、ガスはさらに放射室（１２）
に入る。放射室は内面（１８）にセラミックスがプラズ
マ溶着又は焼付けてあり、此の面より室内に向けて（１
１）におけるよりも波長の長い長波長赤外線を放射する
。（１９）は、放射・室内におけるガス滞留時間を長く
するための邪魔板である。邪魔板は波型をしており放射
室の強度を増すと共に、交互に円孔を有しておりガスを
通過させる。放射を完了した排ガスは（２０）より排出
される。（２１）は赤外線反射板である。

かくして、加熱室は四方向より赤外線を受け放出ガスの
温度も低く極めて効率よく加熱が行なわれる。

又、第７図は、パン焼成用オーブンの場合を示す。基本
的には、第４図、第５図、第６図と同一であるが、パン
焼成の場合は水蒸気の存在がパンの品質を高めるために
赤外線放射の終った排気ガスを加熱室内に放出してｉい
る。図面には、排気ガス放出部分のみ示している。図に
おいて、（２０）よりの排気ガスは（２２）に入り反射
板（２１）の小孔（２３）より加熱室内に放出している
。此の場合には、使用する燃料は都市ガス又はプロパン
ガスである。

次に本発明の特徴について述べる。

１）１本発明においては、各物質の赤外線吸収帯に合せ
て最も有効な波長の赤外線を放射している。

物質には放射された赤外線を良く吸収する吸収帯が存在
する。

次に、第８図、第９図に物質の吸収帯の例を示す。

第８図には、プラスチックの例として、ナイロン−６、
ポリエチレン、塩化ビニール等の樹脂の赤外吸収スペク
トル分布図を示す。此の場合において、第１吸収帯（２
，９２Ｉｔ　ｍ　〜４．５３１ｔ　ｍ　）及び第２吸収
帯（５，７６μｍ〜７μｍ　）が存在する。

次に、第９図において食品材料の例として゛澱粉、せん
雑魚セルローズ）、蛋白質等の赤外吸収スペクトル分布
図を示す。

此の場合において、第１吸収柩２．７８μｍ〜４．１７
μｍ）及び第２吸収帯（５，５６μｍ〜７．１４μｍ）
が存在する。

以上に示したごとく、各物質には、主として第１及び第
２吸収帯が存在する。故に此の吸収帯に相当した波長の
赤外線を放射すれば共振吸収して、その加熱効果は飛躍
的に大となる。

次に第１０図において、本発明の実施例について此を説
明する。

第４図、第５図、第６図悌７図）に示した実施例におい
ては、放射管（１１）による上部よりの赤外線放射は主
として第１吸収帯に相当する波長の赤外線を放射する。

又、両側及び底面の（１２）の放射室よりの赤外線放射
は主として第２吸収帯に相当する波長の赤外線を放射す
る。

本実施例の場合は、放射管（１１）の入口において混合
ガス温度は６５０℃、放射管の出口（放射室の入口）に
おいて３００℃、又放射室の出口において１５０℃に設
定されている。勿論、被加熱物の赤外吸収スペクトルに
合せて、ガス温度を微調整するものである。又、放射室
（１１）による放射帯は、左右より加熱ガスが交互に流
れているから此の区間においては波長３．１４μｍ〜５
．０６μｍの間の赤外線が平均的に照射される。加熱室
においては、加熱ガスの温度が低くなっており、放射工
尿ルギー強度が小となっているので放射面積を大きく採
ることによって補っている。此の区間の波長は、５．０
６ｐ　ｍ　〜６．８５　／ｊ　”である。

かくして、本発明の装置は赤外線放射の効果が最大とな
る。又、此の場合の熱効率は７７％と高い。

２）９本発明においては、赤外線放射効率の最も良い放
射物質を撰択することが出来る。

第１１図に、現在発表されているセラミツ＼クスを主体
としたプラズマ溶着又は焼付けする赤外線放射物質の黒
体に対する放射効率を示す。

■に示すものは、ジルコニア、シリカ、アルミナ、チタ
ンその他の金属化合物を主成分とするセラミック放射物
質である。

■は、ジルコニアを中心として、イツトリウム、ランタ
ン、セリウム等の酸化物を配合したセラミック放射物質
である。

■は、ジルコニア、アルミナを主体としたセラミック放
射物質である。

図に示すごとく、各種の放射材料が発表されている。而
しながら、赤外線波長の短い部分より長い部分の広範囲
にわたって放射効率の良い物質は存在しない。

本発明の装置においては、比較的波長の短い範匝放射管
）こおいては、例えば■に相当した放射材料を、又比較
的波長の長い範囲倣射室）においては、例えば■に相当
した放射材料を撰択する。かくして、赤外波長の短い範
囲から長い範囲まで最高の放射効率を確保することがで
きる。

以上述べたごとく、本発明は従来の液体又は気体燃料の
燃焼にまる赤外線加熱装置の欠陥を除去するだけでなく
、最も赤外線放射効率、熱効率の良い加熱装置を提供す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、現在発表されている液体又は気体燃料燃焼に
よる赤外線放射装置。第２図は、第１図に示す装置の側面図。第３図、は、第１図、第２図に示す装置において、放射
管の熱風吹込み点Ａ１中途点Ｂ１Ｃ及び放出点りにおけ
る熱風温度及び放射される赤外線の波長を示すグラフで
ある。第４図は、本発明の実施例を示す。第５図は、第４図の実施例の水平図を示す。第６図は、第４図におけるＥ点において切断した断面を
示す。第７図は、パン焼成用オーブンの排気ガスを加熱室に放
出している部分を示す。第８図は、プラスチックの赤外吸収スペクトル分布図を
示す。第９図は、食品材料の赤外吸収スペクトル分布図を示す
。第１０図は、本発明の実施例における赤外線の放射状態
を示している。第１１図は、現在発表されている老うミソクスを主体と
したプラズマ溶着又は焼付けする赤外線放射物直の黒体
に対する放射効率を示す。］ヨ支ａ −ｍ４Ｒ中勺→

Claims

【特許請求の範囲】液体又は気体燃料を燃焼せしめ、空気を混入して一定温
度に設定した燃焼ガスを加熱装置の上方において左右１
対のテーパー状になった鋼管に送入し、該鋼管より多数
の表面に長波長赤外線を放射するナラミックスをプラズ
マ溶着又は焼付けした放射管を交互に分岐せしめ、加熱
装置の上面より＼２下面に向けて温度が高く比較的に波長の短い長波長赤外
線を放射せしめた後、温度の低下した該燃焼ガスを加熱
室の左右に設置された邪魔板を有し内面に長波長赤外線
を放射するナラミックスをプラズマ溶着又は焼付けした
放射室に送入し、加熱装置の両側面と底面より、温度が
やや低く比較的に波長の長い長波長赤外線を放射するこ
とを特徴とする長波長赤外線の放射による加熱装置。