WO2013035595A1 - 連続加熱炉 - Google Patents

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WO2013035595A1
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exhaust
roller
gas
exhaust gas
heat
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PCT/JP2012/071789
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佐藤　公美
俊之 須田
藤森　俊郎
正雄 相原
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株式会社Ihi
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    • F27B2009/3623—Heaters located under the track

Definitions

  • This invention relates to the continuous heating furnace which heats the to-be-fired material carried in one by one.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-192304 filed in Japan on September 5, 2011, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a carrier such as an endless belt is driven, and the object to be fired is fired while being conveyed in a heating space in the furnace body.
  • a part of this transport body is cooled outside the furnace body (heating space), and heat in the heating space is dissipated because the cycle of absorbing heat in the furnace body is repeated.
  • the structure of the heating furnace for suppressing a fall and improving thermal efficiency is disclosed (for example, patent document 1).
  • the transport body is supported by rollers.
  • the heat of the part near the gas heater is transferred to the part away from the gas heater.
  • the temperature of the roller in the vicinity of the object to be fired decreases, and the thermal efficiency decreases.
  • a fired product for example, rice confectionery or the like
  • thermal efficiency falls more.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a continuous heating furnace capable of suppressing a decrease in temperature of a roller supporting a conveyance body and improving thermal efficiency.
  • the continuous heating furnace includes an endlessly stretched transport body that transports the object to be fired, a furnace body that surrounds a part or all of the transport body and forms a firing space, It has.
  • the continuous heating furnace includes a roller that supports a part of the conveying body in the furnace body, an inflow hole for allowing the fuel gas to flow into the heater body, a combustion chamber in which the fuel gas flowing in from the inflow hole burns, and a combustion chamber
  • the exhaust part to which the exhaust gas generated by the combustion is led, the exhaust gas flowing through the exhaust part or the radiation surface heated by the combustion in the combustion chamber and transferring the radiant heat to the object to be fired, and the exhaust gas heating the radiation surface are heaters One or a plurality of sealed gas heaters disposed inside the furnace body, and an exhaust pipe through which exhaust gas is guided and communicated with the exhaust holes of the sealed gas heater. Yes.
  • the exhaust pipe is configured to exchange heat between the exhaust gas flowing through the exhaust pipe and the roller.
  • the roller is configured to be hollow, and the exhaust gas flowing through the exhaust pipe is guided into the roller.
  • the exhaust pipe protrudes in a direction perpendicular to the conveyance direction of the object to be baked rather than the conveyance body among the rollers. It is the structure which can exchange heat with the site
  • the continuous heating furnace of the first embodiment is provided with a plurality of sealed gas heater systems in the furnace. First, the sealed gas heater system will be described, and then the configuration of the continuous heating furnace will be described.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance example of a hermetic gas heater system 100 according to the first embodiment.
  • the closed gas heater system 100 according to the present embodiment is a premixing type in which city gas or the like and air as combustion oxidant gas are mixed before being supplied to the main body container.
  • the closed gas heater system 100 may be a diffusion type that performs diffusion combustion.
  • a hermetic gas heater system 100 includes a plurality of (two in the example shown in FIG. 1) hermetic gas heaters 110 connected side by side, and a mixed gas of city gas and the like (hereinafter referred to as air). , Referred to as “fuel gas”), the fuel gas is combusted in each sealed gas heater 110 and heated. In the closed gas heater system 100, exhaust gas generated by the combustion is recovered.
  • fuel gas a mixed gas of city gas and the like
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the structure of the hermetic gas heater system 100 according to the first embodiment.
  • the hermetic gas heater system 100 includes an arrangement plate 120, an outer peripheral wall 122, a partition plate 124, and a heating plate 126.
  • the arrangement plate 120 is a thin plate-like member formed of a material having high heat resistance and high oxidation resistance, for example, stainless steel (SUS: Stainless Steel).
  • the outer peripheral wall 122 is formed of a thin plate-like member having an outer shape whose outer peripheral surface is flush with the outer peripheral surface of the arrangement plate 120, and is laminated on the arrangement plate 120.
  • the outer peripheral wall 122 has a track shape (a shape formed by two substantially parallel line segments and two arcs (semicircles) connecting the two line segments) in the thickness direction (the outer periphery). Two through-holes 122a penetrating in the stacking direction of the wall 122 and the arrangement plate 120 are provided.
  • the partition plate 124 is formed of a material having high heat resistance and oxidation resistance (for example, stainless steel), a material having high thermal conductivity (for example, brass), and the like, similar to the arrangement plate 120.
  • the partition plate 124 is formed of a thin plate member having an outer shape along the inner peripheral surface of the through hole 122 a of the outer peripheral wall 122, and is disposed substantially parallel to the arrangement plate 120 inside the outer peripheral wall 122.
  • the partition plate 124 is spaced from the inner peripheral surface of the through hole 122a while maintaining a constant interval in a state where the partition plate 124 is accommodated in the through hole 122a of the outer peripheral wall 122.
  • the heating plate 126 is composed of a thin plate-like member made of a material having high heat resistance and oxidation resistance (for example, stainless steel) or a material having high thermal conductivity (for example, brass), like the arrangement plate 120. Has been.
  • the heating plate 126 is provided with a concavo-convex portion 126a in which concavo-convex portions are formed.
  • the uneven portion 126 a absorbs the difference in thermal expansion due to the temperature difference between the heating plate 126 and the arrangement plate 120 and the difference in the materials of the heating plate 126 and the arrangement plate 120, and the coupling portion with the outer peripheral wall 122 Etc., the stress that occurs is reduced. For this reason, thermal fatigue and high temperature creep due to repeated heating and cooling can be suppressed.
  • the area of the radiant surface described later of the heating plate 126 increases. For this reason, the radiation intensity can be increased.
  • the arrangement plate 120, the partition plate 124, and the heating plate 126 may be disposed to face each other as long as a gap is formed therebetween.
  • the arrangement plate 120, the partition plate 124, and the heating plate 126 are not limited in their thickness, and the arrangement plate 120 and the partition plate 124 may be formed in a shape in which the thickness changes.
  • the heating plate 126 has an outer shape in which the outer peripheral surface thereof is flush with the outer peripheral surfaces of the arrangement plate 120 and the outer peripheral wall 122, and is laminated on the outer peripheral wall 122 and the partition plate 124. At this time, the heating plate 126 and the arrangement plate 120 are arranged substantially parallel to each other (substantially parallel for causing excess enthalpy combustion in the present embodiment).
  • the main body container of the hermetic gas heater system 100 is configured by closing the upper and lower sides of the outer peripheral wall 122 with a heating plate 126 and an arrangement plate 120. Moreover, the area of the upper and lower wall surfaces (outer surfaces of the heating plate 126 and the arrangement plate 120) is larger than the area of the outer peripheral surface (the outer surface of the outer peripheral wall 122). That is, the upper and lower wall surfaces occupy most of the outer surface of the main body container.
  • the hermetic gas heater system 100 is configured by connecting two hermetic gas heaters 110 side by side.
  • a fire transfer section 128 that communicates with the sealed space in the connected sealed gas heater 110 is formed at a connection portion between the both sealed gas heaters 110.
  • a single flame is ignited by an ignition device such as an igniter (not shown), and the flame is spread and ignited in the sealed gas heater 110 connected through the fire transfer unit 128.
  • the two sealed gas heaters 110 are provided in the sealed gas heater system 100, and both the two sealed gas heaters 110 have the same configuration. For this reason, below, one sealed gas heater 110 is demonstrated.
  • FIG. 3A and 3B are cross-sectional views taken along line III-III in FIG.
  • the arrangement plate 120 is provided with an inflow hole 132 that penetrates in the thickness direction at the center of the hermetic gas heater 110.
  • the inflow hole 132 is connected to the first piping part 130 through which the fuel gas flows. The fuel gas is guided into the sealed gas heater 110 through the inflow hole 132.
  • the introduction part 134 and the lead-out part 138 are formed so as to overlap in the thickness direction (a direction orthogonal to the facing surfaces of the arrangement plate 120 and the heating plate 126).
  • the introduction part 134 is a space sandwiched between the arrangement plate 120 and the partition plate 124, is continuously arranged in the combustion chamber 136, and guides the fuel gas flowing in from the inflow hole 132 to the combustion chamber 136 radially.
  • the combustion chamber 136 is arranged in a space surrounded by the outer peripheral wall 122, the heating plate 126, and the arrangement plate 120.
  • the combustion chamber 136 faces the outer peripheral end of the partition plate 124 and is formed along the outer peripheral wall 122.
  • the fuel gas that has flowed from the inflow hole 132 through the introduction portion 134 burns.
  • An ignition device (not shown) is provided at an arbitrary position of the combustion chamber 136.
  • the lead-out portion 138 is a space sandwiched between the heating plate 126 and the partition plate 124, and is continuously arranged in the combustion chamber 136.
  • the exhaust gas generated by the combustion in the combustion chamber 136 is sent to the central portion of the hermetic gas heater 110. Summarize.
  • the introduction part 134 and the lead-out part 138 are formed so as to overlap in the thickness direction. Thereby, the heat of exhaust gas can be transmitted to fuel gas through the partition plate 124, and fuel gas can be preheated.
  • the radiation surface 140 is an outer surface of the heating plate 126 and is heated by the exhaust gas flowing through the outlet portion 138 or combustion in the combustion chamber 136 to transfer radiant heat to the object to be fired.
  • the partition plate 124 is provided with an exhaust hole 142 penetrating in the thickness direction at the center of the hermetic gas heater 110.
  • a second piping part 144 is fitted to the exhaust hole 142 at the inner peripheral part. The exhaust gas after heating the radiation surface 140 is exhausted outside the hermetic gas heater 110 through the exhaust hole 142.
  • the second piping part 144 is arranged inside the first piping part 130. That is, the first pipe part 130 and the second pipe part 144 form a double pipe. Further, the second piping part 144 also has a function of transmitting the heat of the exhaust gas to the fuel gas flowing through the first piping part 130.
  • the arrangement plate 120 is fixed to the tip of the first piping part 130, and the partition plate 124 is fixed to the tip of the second piping part 144 protruding from the first piping part 130.
  • the arrangement plate 120 and the partition plate 124 are separated from each other by the difference between the tip of the first piping part 130 and the tip of the second piping part 144.
  • the second piping part 144 is arranged inside the first piping part 130.
  • the first piping unit 130 and the second piping unit 144 are inserted from the heating plate 126 side into the introduction unit 134 and the outlet unit 138, and the first piping unit 130 is inserted into the second piping unit 144. May be arranged.
  • the white arrow indicates the flow of the fuel gas
  • the gray arrow indicates the exhaust gas flow
  • the black arrow indicates the heat transfer.
  • the partition plate 124 is formed of a material that is relatively easy to conduct heat.
  • the heat of the exhaust gas that passes through the lead-out part 138 is transmitted to the fuel gas that passes through the introduction part 134 via the partition plate 124.
  • the exhaust gas flowing through the outlet portion 138 and the fuel gas flowing through the inlet portion 134 form a counter flow (counter flow) across the partition plate 124. For this reason, it becomes possible to preheat fuel gas efficiently with the heat of exhaust gas, and high thermal efficiency can be obtained.
  • preheating and burning the fuel gas excess enthalpy combustion
  • the combustion of the fuel gas can be stabilized, and the concentration of CO (carbon monoxide) generated by incomplete combustion can be suppressed to an extremely low concentration.
  • a protrusion 150 is provided at the boundary between the introduction part 134 and the combustion chamber 136 to prevent backfire.
  • the protrusion 150 prevents a flame (propagation of combustion reaction) from the combustion chamber 136 to the introduction portion 134.
  • the protrusion 150 will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining the plurality of protrusions 150.
  • FIG. 4A is a perspective view of the hermetic gas heater system 100 excluding the heating plate 126
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line IV (b) -IV (b) of FIG. 4A from the direction of the arrow.
  • FIG. 4B in order to facilitate understanding of the structure of the plurality of protrusions 150, portions of the heating plate 126 and the protrusions 150 that are hidden by the partition plate 124 are indicated by broken lines.
  • An arrow 152 indicates the direction of fuel gas flow.
  • the introduction section 134 is narrowed in cross section by a plurality of projections 150 provided on the partition plate 124. As shown in FIGS. 3B and 4B, the fuel gas flows into the combustion chamber 136 through the gap between the adjacent protrusions 150 in the introduction portion 134.
  • the fuel gas is preheated by the heat of the exhaust gas, so that high thermal efficiency is obtained and the exhaust gas is not diffused. Therefore, it is possible to effectively use the heat of the exhaust gas in the continuous heating furnace 200 described later.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams for explaining the outline of the continuous heating furnace 200 in the first embodiment.
  • 5A shows a top view of the continuous heating furnace 200
  • FIG. 5B shows a cross-sectional view taken along line V (b) -V (b) of FIG. 5A.
  • the transport body 210 is composed of, for example, a transport belt such as a belt, and is supported by being stretched around a roller 214.
  • the transport body 210 is rotated by a gear 210a that receives the power of a motor (not shown), and transports an object to be fired. .
  • This object to be fired is placed on the carrier 210.
  • the object to be fired may be supported by being suspended by, for example, a suspension mechanism (not shown) provided on the transport body 210.
  • the space in which the to-be-baked material is arranged in the furnace main body 212, and passes at the time of conveyance is made into the object space 212a.
  • the furnace body 212 surrounds a part or all of the carrier 210 to form a firing space. That is, the furnace body 212 also surrounds the target space 212a.
  • the roller 214 supports a part of the transport body 210 from the vertically lower side in the furnace body 212. Note that in order to suppress warpage of the object to be fired, in a case where the transport body is configured by a pair of nets sandwiching the upper and lower sides of the object to be fired, a roller 214 may be provided outside the pair of nets.
  • a plurality of sealed gas heater systems 100 are arranged in the furnace body 212.
  • a plurality of hermetic gas heater systems 100 are arranged in the furnace body 212, vertically above and below the carrier 210, respectively.
  • FIG. 6A and 6B are diagrams for explaining heat exchange of the roller 214 in the first embodiment.
  • FIG. 6A shows a cross-sectional view taken along line VI (a) -VI (a) of FIG. 5B.
  • description of a heat insulating wall and a heat insulating tube which will be described later is omitted.
  • the exhaust gas flow path (the space in which the exhaust gas flows) is shown in black, and the hermetic gas heater system 100 is shown in cross hatching.
  • the end of the roller 214 passes through the wall surface of the furnace body 212 and is exposed to the outside of the furnace body 212.
  • the roller 214 is rotatably supported by a bearing 214a provided in the through portion of the wall surface. Yes.
  • the exhaust pipe 216 communicates with the second piping part 144 of the hermetic gas heater system 100 to guide the exhaust gas.
  • the second pipe part 144 is a part where the pipe bends, and the pipe to which the plurality of second pipe parts 144 on the downstream side of the pipe bend is connected is an exhaust pipe. 216.
  • the exhaust pipe 216 has a configuration capable of exchanging heat between the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 216 and the roller 214.
  • the roller 214 is hollow, and the exhaust pipe 216 is connected to the end of the roller 214 outside the furnace body 212. Further, the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 216 is guided into the roller 214.
  • the entire roller 214 can be warmed by the configuration in which the exhaust gas is circulated inside the roller 214. Further, the heat absorption in the furnace main body 212 can be suppressed at any position of the roller 214, the heat radiation to the outside of the furnace main body 212 through the roller 214 can be suppressed, and the temperature drop in the furnace main body 212 can be suppressed.
  • the roller 214 includes, for example, a shaft core and a cylindrical rotating body through which the shaft core passes, and the rotating body is rotatably supported with respect to the shaft core fixed to the furnace body 212. It is good also as a structure. In this case, the structure can be simplified by making the shaft core hollow and guiding the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 216 to the inside of the shaft core.
  • the exhaust pipe 216 is configured to be capable of exchanging heat with a portion of the roller 214 that protrudes in a direction perpendicular to the conveyance direction of the object to be baked in the furnace body 212 in the furnace body 212. Also good.
  • the exhaust pipe 216 rotates around a part of a portion that protrudes in a direction perpendicular to the conveyance direction of the object to be baked from the conveyance body 210 so that heat exchange with the roller 214 is possible. It touches and extends vertically upward.
  • a mechanism that suppresses the temperature drop of the roller 214 in the vicinity of the target space 212a is realized with a simple configuration by heating the portion of the roller 214 that protrudes from the carrier 210 and is separated from the hermetic gas heater system 100 with the heat of the exhaust gas. it can. As a result, the manufacturing cost can be suppressed.
  • the sealed gas heater system 100 has a sealed structure.
  • the exhaust gas is not diffused and is led to the exhaust pipe 216 at a high temperature.
  • the temperature of the exhaust pipe 216 is higher than the temperature of the roller 214, and the roller 214 is reliably warmed. Therefore, it is possible to suppress the temperature drop of the roller 214 in the vicinity of the object to be fired.
  • the continuous heating furnace 200 uses exhaust heat of the exhaust gas for heat exchange with the roller 214, a new heat source is unnecessary. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the thermal efficiency of the entire heat treatment.
  • the configuration in which the end of the roller 214 is exposed to the outside of the furnace body 212 has been described as an example, but the entire roller 214 may be accommodated in the furnace body 212. Even in this case, the roller 214 is warmed by exchanging heat between the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 216 and the roller 214. Therefore, a temperature drop (a temperature drop in the vicinity of the target space 212a) generated by transferring heat from the vicinity of the target space 212a to a portion away from the sealed gas heater system 100 in the roller 214 can be suppressed.
  • the exhaust gas may be diffused in the furnace body 212 or outside the furnace body 212, the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 216 may be blown directly onto the roller 214. In any case, if heat exchange is possible between the exhaust gas guided to the exhaust pipe 216 and the roller 214, a new heat source is not necessary. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the thermal efficiency of the entire heat treatment.
  • FIGS. 7A to 12B a heat insulating wall, a heat insulating tube, a heat insulating plate, and a heat insulating layer that can be used to heat the inside of the furnace body 212 will be described with reference to FIGS. 7A to 12B.
  • the description of the exhaust pipe 216 described above is omitted in FIGS. 7A to 12B.
  • 7A and 7B are views for explaining the heat insulating wall 218 and the heat insulating tube 222a in the first embodiment.
  • 7A shows a cross-sectional view taken along line VII (a) -VII (a) of FIG. 5B, and
  • FIG. 7B shows an enlarged view of the rectangular portion 224 of FIG. 5B.
  • a heat insulating wall 218 is disposed at the end of the continuous heating furnace 200 in the transport direction, leaving a gap necessary for transporting the object to be fired.
  • the inside of the heat retaining wall 218 is hollow, and the exhaust gas discharged from the sealed gas heater system 100 on the end side (closest to the heat retaining wall 218) is guided through the communication pipe 220a. Further, the upper and lower heat retaining walls 218 communicate with each other through the communication pipe 220b.
  • 7A and 7B show the rear end portion in the transport direction, the heat insulating wall 218 has the same configuration at the front end portion in the transport direction.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 7B. 7A and 8B, the exhaust gas exhausted from the hermetic gas heater system 100 is introduced into the heat insulation tube 222a.
  • the heat insulation pipe 222a communicates with the second piping part 144 and goes around the outside of the hermetic gas heater system 100 as shown in FIG.
  • the heat insulating tube 222a extends in the transport direction along a side surface parallel to the transport direction of the target space 212a and parallel to the vertical direction, and is folded back.
  • the radiation space 212b has heat insulating properties and surrounds part or all of the radiation space 212b and the heat insulating tube 222a.
  • the radiation space 212b is formed between an object to be fired (not shown) disposed in the target space 212a and the hermetic gas heater system 100 disposed vertically above and below. ing.
  • the radiation space 212b is a space that transfers radiant heat to the object to be fired.
  • the continuous heating furnace 200 can suppress heat radiation from the wall surface of the furnace body 212 and improve the thermal efficiency by the configuration including the heat insulating portion 230.
  • a plurality of hermetic gas heater systems 100 are arranged to face each other with the target space 212a interposed therebetween.
  • the heat insulating tube 222a is disposed so as to face in a direction orthogonal to the facing direction of the hermetic gas heater system 100. Further, the radiation space 212b is surrounded by the hermetic gas heater system 100 and the heat insulating tube 222a.
  • the continuous heating furnace 200 radiates and heats the object to be fired with the sealed gas heater system 100 while keeping the portion where the sealed gas heater system 100 is not disposed with the heat retaining tube 222a. For this reason, it becomes possible to suppress the temperature fall of the object space 212a.
  • the hermetic gas heater system 100 has a hermetic structure.
  • the exhaust gas does not diffuse into the furnace or the like, but is guided to the heat insulation wall 218 and the heat insulation pipe 222a while maintaining a high temperature.
  • the heat insulating tube 222a is disposed between the target space 212a and the wall surface of the furnace body 212, or in a portion having a relatively low temperature in the furnace body 212.
  • the temperature distribution in the furnace body 212 is made uniform.
  • a new heat source is unnecessary. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the thermal efficiency of the entire heat treatment.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining the heat insulating tubes 222b and 222c in the second embodiment.
  • 9A shows a cross-sectional view at the same position as FIG. 7A
  • FIG. 9B shows an enlarged view at the same position as FIG. 7B.
  • the heat insulating tube 222b indicated by a broken line is clearly shown in black and is hidden behind the furnace body 212 (back side) of the wall surface 212c. Yes.
  • FIG. 9B the description of the roller 214 is omitted.
  • a heat insulating wall 218 into which exhaust gas is guided is disposed (see FIGS. 7A and 7B).
  • the edge part of the conveyance direction of the continuous heating furnace 200 is covered with the simple wall surface 212c.
  • the heat insulating tube 222b is disposed along the wall surface 212c inside the furnace body 212 of the wall surface 212c.
  • Exhaust gas discharged from the second piping part 144 of the sealed gas heater system 100 on the end side of the continuous heating furnace 200 (closest to the wall surface 212c) is guided to the heat insulating pipe 222b through the communication pipe 220c.
  • the heat insulating tube 222a in the first embodiment extends in the transport direction along the side surface parallel to the transport direction of the target space 212a and parallel to the vertical direction, and is folded back (see FIG. 8).
  • the heat retaining pipe 222c in the second embodiment communicates with the second piping section 144 and goes around the outside of the hermetic gas heater system 100, similarly to the heat retaining pipe 222a shown in FIG.
  • the heat insulating tube 222c is arranged in an uneven manner in the vertical direction along the side surface parallel to the transport direction and parallel to the vertical direction.
  • the same operational effects as in the first embodiment can be obtained. That is, in the continuous heating furnace 200, the temperature distribution in the furnace body 212 is made uniform. Moreover, since the exhaust heat of exhaust gas is utilized, a new heat source is unnecessary. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the thermal efficiency of the entire heat treatment.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are diagrams for explaining a heat insulating plate 226a in the third embodiment.
  • FIG. 10A shows an enlarged view of the same position as FIG. 7B
  • FIG. 10B shows a cross-sectional view taken along line X (b) -X (b) of FIG. 10A.
  • the heat insulating tube 222a in the first embodiment extends in the transport direction along the side surface parallel to the transport direction of the target space 212a and parallel to the vertical direction, and is folded back.
  • the heat insulating plate 226a according to the third embodiment has a vertically upper closed type gas heater system 100 and a vertically lower side along a side surface parallel to the transport direction and parallel to the vertical direction.
  • a wall surface covering the side surface of the hermetic gas heater system 100 is formed.
  • the inside of the heat insulating plate 226a is configured to be hollow, and the inside communicates with the second piping part 144 via the communication pipe 220d. As a result, the exhaust gas is guided into the heat insulating plate 226a.
  • the target space 212a and the radiation space 212b are completely covered with the hermetic gas heater system 100 and the heat insulating plate 226a.
  • FIG. 11 is a view for explaining a heat insulating layer 228 in the fourth embodiment.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional view at the same position as in FIG. 10B.
  • the width of the furnace body 212 is narrower than that in the third embodiment.
  • the furnace main body 212 of the continuous heating furnace 200 includes an outer wall 212 d and an inner wall 212 e that is separated from the outer wall 212 d in the internal space of the furnace main body 212.
  • the heat insulating layer 228 is constituted by a gap between the outer wall 212d and the inner wall 212e.
  • the exhaust gas discharged from the hermetic gas heater system 100 is guided to the gap (the heat retaining layer 228) between the outer wall 212d and the inner wall 212e through the communication pipe 220e.
  • the same operational effects as in the second embodiment can be obtained.
  • the exhaust gas spreads over the entire wall surface of the furnace body 212. For this reason, it is possible to suppress a temperature drop over the entire furnace body 212.
  • the heat insulating plate 226b in the fifth embodiment will be described.
  • the configuration of the heat insulating plate 226b and the number of sealed gas heater systems 100 are different from those in the first embodiment.
  • the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted, and only the number of the heat insulating plate 226b and the hermetic gas heater system 100 will be described.
  • FIG. 12A and FIG. 12B are diagrams for explaining a heat insulating plate 226b in the fifth embodiment.
  • 12A shows a cross-sectional view at the same position as FIG. 7A
  • FIG. 12B shows an enlarged view at the same position as FIG. 7B.
  • a plurality of sealed gas heater systems 100 are arranged to face each other with the target space 212a interposed therebetween.
  • a heat insulating plate 226b is provided vertically below the target space 212a instead of the hermetic gas heater system 100.
  • the number of sealed gas heater systems 100 arranged in the furnace body 212 is half that of the first embodiment. That is, as shown in FIGS. 12A and 12B, the heat insulating plate 226b is disposed to face the hermetic gas heater system 100 with the target space 212a interposed therebetween.
  • the heat insulating plate 226b communicates with the second piping part 144 via the communication pipe 220f, and exhaust gas is guided into the hollow interior.
  • the fifth embodiment it is possible to obtain the same operational effects as those in the second embodiment.
  • the continuous heating furnace 200 in the fifth embodiment when radiant heating is performed by the hermetic gas heater system 100 only from the upper surface side of the object to be fired, the target space on the lower surface side 232 (shown in FIG. 12B) that is not radiantly heated. It becomes possible to suppress the temperature drop of 212a.
  • the communication pipe 220f goes around from the left side of the target space 212a toward the lower side, but in the cross-sectional views at other positions, goes around the right side of the target space 212a. Yes. Since the communication pipe 220f wraps around from the left and right of the target space 212a, the horizontal temperature distribution of the target space 212a can be made more uniform.
  • the heat insulating wall, the heat insulating tube, the heat insulating plate, and the heat insulating layer are connected to the exhaust hole 142 of the hermetic gas heater 110 to form an exhaust heat transfer section through which exhaust gas is guided.
  • the exhaust heat transfer section such as the heat insulating wall, the heat insulating tube, the heat insulating plate, and the heat insulating layer is not limited to the position described above, and may be provided in any part of the furnace main body 212 excluding the radiation space 212b. .
  • the combustion chamber 136 is formed along the outer peripheral wall 122, but is not limited to the above case.
  • the combustion chamber 136 may be in a space surrounded by the outer peripheral wall 122, the heating plate 126, and the arrangement plate 120.
  • the combustion chamber 136 is, for example, a space between the heating plate 126 and the partition plate 124 or a space between the partition plate 124 and the arrangement plate 120.
  • the continuous heating furnace of the present invention it is possible to obtain a continuous heating furnace in which the temperature reduction of the roller supporting the transport body is suppressed and the thermal efficiency is improved.

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Abstract

　連続加熱炉（２００）は、被焼成物を搬送する無端状に張架された搬送体（２１０）と、搬送体の一部または全部を囲んで焼成空間を形成する炉本体（２１２）と、炉本体内において、搬送体の一部を支持するローラ（２１４）と、を備えている。連続加熱炉（２００）は、燃料ガスをヒータ本体内に流入させる流入孔、燃料ガスが燃焼する燃焼室、排気ガスが導かれる導出部、導出部を流通する排気ガスまたは燃焼室における燃焼によって加熱され被焼成物に輻射熱を伝熱する輻射面、及び輻射面を加熱した排気ガスをヒータ本体外に排気する排気孔、を有し、炉本体内に配置された１または複数の密閉式ガスヒータと、密閉式ガスヒータの排気孔と連通し排気ガスが導かれる排気用配管（２１６）と、をさらに備えている。また、排気用配管は、当排気用配管を流通する排気ガスとローラとの間で熱交換可能である。

Description

連続加熱炉
　本発明は、順次搬入される被焼成物を加熱する連続加熱炉に関する。本願は、２０１１年９月５日に、日本国に出願された特願２０１１－１９２３０４号に基づき優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。
　従来、燃料ガスを燃焼させた燃焼熱で輻射体を加熱し、その輻射体の輻射面からの輻射熱で、工業材料や食品等を加熱するガスヒータを複数備えた連続加熱炉が普及している。
　連続加熱炉は、無端状のベルト等の搬送体を駆動し、被焼成物を炉本体内の加熱空間で搬送しながら焼成する。この搬送体の一部は、炉本体（加熱空間）外で冷やされ、炉本体内で吸熱するサイクルを繰り返すため加熱空間内の熱を放熱してしまう。これが、連続加熱炉の熱効率が低下する原因となる。そこで、搬送体のうち搬送方向の下流から上流まで返送される返送部分を断熱壁で取り囲み、断熱壁で取り囲んだ空間に対して加熱空間内の空気を流入させて、返送部分の搬送体の温度低下を抑制して熱効率を向上させるための加熱炉の構成が公開されている（例えば、特許文献１）。
日本国特開２００１－１１６４６３号公報
　搬送体はローラによって支持されている。このローラのうち、ガスヒータに近い部位の熱は、ガスヒータから離れた部位に伝熱する。このため、被焼成物近傍のローラの温度が下がり、熱効率が低下する。また、特に、反りを抑える必要がある被焼成物（例えば、米菓等）は、被焼成物の上下を網で挟み、その外側をローラで挟んで押さえ付けるため、ローラの本数が多くなる。このため、熱効率がより低下する。
　本発明は、このような課題に鑑み、搬送体を支持するローラの温度低下を抑制し、熱効率を向上することが可能な連続加熱炉を提供することを目的としている。
　本発明の第１の態様に係る連続加熱炉は、被焼成物を搬送する無端状に張架された搬送体と、搬送体の一部または全部を囲んで焼成空間を形成する炉本体と、を備えている。また、連続加熱炉は、炉本体内において、搬送体の一部を支持するローラと、燃料ガスをヒータ本体内に流入させる流入孔、流入孔から流入した燃料ガスが燃焼する燃焼室、燃焼室における燃焼によって生じた排気ガスが導かれる導出部、導出部を流通する排気ガスまたは燃焼室における燃焼によって加熱され被焼成物に輻射熱を伝熱する輻射面、及び輻射面を加熱した排気ガスをヒータ本体外に排気する排気孔、を有し、炉本体内に配置された１または複数の密閉式ガスヒータと、密閉式ガスヒータの排気孔と連通し排気ガスが導かれる排気用配管と、を備えている。また、排気用配管は、前記排気用配管を流通する排気ガスとローラとの間で熱交換可能な構成である。
　本発明の第２の態様に係る連続加熱炉は、上記第１の態様において、前記ローラが中空に構成され、排気用配管を流通する排気ガスがローラの内部に導かれる。
　本発明の第３の態様に係る連続加熱炉は、上記第１又は第２の態様において、前記排気用配管が、ローラのうち、搬送体よりも被焼成物の搬送方向に直交する方向に突出する部位との間で熱交換可能な構成である。
　本発明によれば、搬送体を支持するローラの温度低下を抑制し、熱効率を向上可能となる。
本発明の第１の実施形態における密閉式ガスヒータシステムの外観例を示した斜視図である。 本発明の第１の実施形態における密閉式ガスヒータシステムの構造を説明するための図である。 図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図である。 図３Ａにおける円部分を拡大した図である。 複数の突起部を説明するための図であり、密閉式ガスヒータシステムの斜視図である。 複数の突起部を説明するための図であり、図４ＡにおけるＩＶ（ｂ）‐ＩＶ（ｂ）線断面を矢印の方向から見た図である。 本発明の第１の実施形態における連続加熱炉の概要を説明するための図であり、連続加熱炉の上面図である。 本発明の第１の実施形態における連続加熱炉の概要を説明するための図であり、図５ＡにおけるＶ（ｂ）‐Ｖ（ｂ）線断面図である。 本発明の第１の実施形態におけるローラの熱交換を説明するための図であり、図５ＢにおけるＶＩ（ａ）‐ＶＩ（ａ）線断面図である。 本発明の第１の実施形態におけるローラの熱交換を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態における保温壁および保温管を説明するための図であり、図５ＢにおけるＶＩＩ（ａ）‐ＶＩＩ（ａ）線断面図である。 本発明の第１の実施形態における保温壁および保温管を説明するための図であり、図５Ｂにおける矩形部分の拡大図を示す。 図７ＢのＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩ線断面図である。 本発明の第２の実施形態における保温管を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態における保温管を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態における保温板を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態における保温板を説明するための図である。 本発明の第４の実施形態における保温層を説明するための図である。 本発明の第５の実施形態における保温板を説明するための図である。 本発明の第５の実施形態における保温板を説明するための図である。
　以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、又はその他具体的な数値等は、本発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定しない。なお、本実施形態において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　第１の実施形態の連続加熱炉は、炉内に複数の密閉式ガスヒータシステムが設けられている。まず、密閉式ガスヒータシステムについて説明し、その後、連続加熱炉の構成について説明する。
　（第１の実施形態：密閉式ガスヒータシステム１００）
　図１は、第１の実施形態における密閉式ガスヒータシステム１００の外観例を示した斜視図である。本実施形態における密閉式ガスヒータシステム１００は、都市ガス等と燃焼用酸化剤ガスとしての空気とが本体容器に供給される前に混合される予混合タイプである。この場合に限定されず、密閉式ガスヒータシステム１００は、拡散燃焼を行う拡散タイプであってもよい。
　図１に示すように、密閉式ガスヒータシステム１００は、複数（図１に示された例では２つ）の密閉式ガスヒータ１１０を並べて接続してなり、都市ガス等と空気との混合ガス（以下、「燃料ガス」という）の供給を受けて、それぞれの密閉式ガスヒータ１１０で燃料ガスが燃焼することで、加熱される。密閉式ガスヒータシステム１００では、その燃焼によって生じた排気ガスが回収される。
　図２は、第１の実施形態における密閉式ガスヒータシステム１００の構造を説明するための図である。図２に示すように、密閉式ガスヒータシステム１００は、配置板１２０と、外周壁１２２と、仕切板１２４と、加熱板１２６とを備えている。
　配置板１２０は、耐熱性および耐酸化性が高い素材、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ：Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　Ｕｓｅｄ　Ｓｔｅｅｌ）等で形成されている薄板状の部材である。
　外周壁１２２は、その外周面が配置板１２０の外周面と面一となる外形を有する薄板状の部材で構成され、配置板１２０に積層されている。外周壁１２２には、その内周がトラック形状（略平行な２つの線分と、その２つの線分をつなぐ２つの円弧（半円）からなる形状）を有して、厚さ方向（外周壁１２２と配置板１２０との積層方向）に貫通する２つの貫通孔１２２ａが設けられている。
　仕切板１２４は、配置板１２０と同様に、耐熱性および耐酸化性が高い素材（例えば、ステンレス鋼）や、熱伝導率が高い素材（、例えば、黄銅）等で形成されている。仕切板１２４は、外周壁１２２の貫通孔１２２ａの内周面に沿った外形形状を有する薄板部材で構成され、外周壁１２２の内側に配置板１２０と略平行に配置されている。なお、仕切板１２４は、外周壁１２２の貫通孔１２２ａ内に収容された状態で、その外周面が貫通孔１２２ａの内周面と一定間隔を維持して離間する。
　加熱板１２６は、配置板１２０と同様、耐熱性および耐酸化性が高い素材（例えば、ステンレス鋼）や、熱伝導率が高い素材（例えば、黄銅等）で形成された薄板状の部材から構成されている。加熱板１２６には、凹凸が形成された凹凸部１２６ａが設けられている。上記した構成により、加熱板１２６および配置板１２０の温度差や加熱板１２６および配置板１２０の素材の違いによる熱膨張の変形量の差を凹凸部１２６ａで吸収し、外周壁１２２との結合部分等に生じる応力が小さくなる。このため、加熱と冷却を繰り返すことによる熱疲労および高温クリープを抑えることができる。また、加熱板１２６の後述する輻射面の面積が大きくなる。このため、輻射強度を高めることも可能となる。
　また、配置板１２０、仕切板１２４、および加熱板１２６は、それらの間に空隙が形成されれば、傾いて対向配置されてもよい。また、配置板１２０、仕切板１２４、および加熱板１２６は、それらの厚みに制限はなく、配置板１２０および仕切板１２４も、厚みが変化する形状に形成されてもよい。
　加熱板１２６は、その外周面と配置板１２０および外周壁１２２の外周面とが面一となる外形を有しており、外周壁１２２および仕切板１２４に積層されている。このとき、加熱板１２６および配置板１２０は、互いに略平行（本実施形態における超過エンタルピ燃焼を起こさせるための実質的な平行）に配置されている。
　密閉式ガスヒータシステム１００の本体容器は、外周壁１２２の上下を加熱板１２６および配置板１２０で閉塞して構成されている。また、外周面（外周壁１２２の外表面）の面積より、上下壁面（加熱板１２６および配置板１２０の外表面）の面積の方が大きい。つまり、上下壁面は、本体容器の外表面の大部分を占める。
　また、密閉式ガスヒータシステム１００は、２つの密閉式ガスヒータ１１０が並べて接続して構成されている。両密閉式ガスヒータ１１０間の接続部位には、接続された密閉式ガスヒータ１１０内の密閉空間を連通する火移り部１２８が形成されている。ただし、密閉空間といっても、気体中で用いる場合、完全に密閉される必要はない。本実施形態の密閉式ガスヒータシステム１００では、例えば、イグナイタ（図示せず）等の点火装置による１回の点火によって、火移り部１２８を通じて接続する密閉式ガスヒータ１１０に火炎が広がって点火される。上記したように、密閉式ガスヒータシステム１００には２つの密閉式ガスヒータ１１０が設けられるが、２つの密閉式ガスヒータ１１０は両方とも同一の構成である。このため、以下では、一方の密閉式ガスヒータ１１０について説明する。
　図３Ａ及び図３Ｂは、図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図である。図３Ａに示すように、配置板１２０には、密閉式ガスヒータ１１０の中心部において厚さ方向に貫通する流入孔１３２が設けられている。流入孔１３２には、燃料ガスが流通する第１配管部１３０が接続されている。燃料ガスは、流入孔１３２を介して密閉式ガスヒータ１１０内に導かれる。
　本体容器内では、厚み方向（配置板１２０と加熱板１２６の対向面に直交する方向）に、導入部１３４と導出部１３８とが重ねて形成されている。
　導入部１３４は、配置板１２０と仕切板１２４に挟まれた空間であり、燃焼室１３６に連続して配され、流入孔１３２から流入した燃料ガスを燃焼室１３６に放射状に導く。
　燃焼室１３６は、外周壁１２２、加熱板１２６、および配置板１２０によって囲まれた空間内に配置されている。また、燃焼室１３６は、仕切板１２４の外周端部に面しており、外周壁１２２に沿って形成されている。燃焼室１３６では、導入部１３４を介して流入孔１３２から流入した燃料ガスが燃焼する。外周壁１２２に沿って燃焼室１３６を形成するという構成により、燃焼室１３６の体積を十分に確保でき、また、スイスロール型に比べ燃焼負荷率を低くできる。燃焼室１３６の任意の位置には、着火装置（図示せず）が設けられている。
　導出部１３８は、加熱板１２６と仕切板１２４に挟まれた空間であり、燃焼室１３６に連続して配され、燃焼室１３６における燃焼によって生じた排気ガスを、密閉式ガスヒータ１１０の中心部に集約する。
　また、本体容器内では、厚み方向に、導入部１３４と導出部１３８とが重なって形成されている。これにより、仕切板１２４を通じて排気ガスの熱を燃料ガスに伝達し、燃料ガスを予熱することができる。
　輻射面１４０は、加熱板１２６の外側の面であり、導出部１３８を流通する排気ガスまたは燃焼室１３６における燃焼によって加熱され、被焼成物に輻射熱を伝熱する。
　仕切板１２４には、密閉式ガスヒータ１１０の中心部において厚さ方向に貫通する排気孔１４２が設けられている。排気孔１４２には、内周部分に第２配管部１４４が嵌合されている。排気孔１４２を介して、輻射面１４０を加熱した後の排気ガスが、密閉式ガスヒータ１１０の外に排気される。
　第２配管部１４４は、第１配管部１３０内部に配されている。すなわち、第１配管部１３０と第２配管部１４４とで、二重管を形成している。また、第２配管部１４４は、排気ガスの熱を、第１配管部１３０を流れる燃料ガスに伝達するという機能も有する。
　配置板１２０は第１配管部１３０の先端に固定され、仕切板１２４は第１配管部１３０より突出している第２配管部１４４の先端に固定されている。第１配管部１３０の先端と第２配管部１４４の先端の差分だけ、配置板１２０と仕切板１２４とが離隔している。
　なお、本実施形態においては、第１配管部１３０の内部に第２配管部１４４が配されている。上記した場合に限定されず、第１配管部１３０および第２配管部１４４を、加熱板１２６側から導入部１３４および導出部１３８に挿通させ、第２配管部１４４の内部に第１配管部１３０が配されてもよい。
　続いて、燃料ガスおよび排気ガスの流れを具体的に説明する。図３Ａの円部分を拡大した図３Ｂ中、白抜き矢印は燃料ガスの流れを、灰色で塗りつぶした矢印は排気ガスの流れを、黒色で塗りつぶした矢印は熱の移動を示す。第１配管部１３０に燃料ガスを供給すると、燃料ガスは流入孔１３２から導入部１３４に流入し、水平方向に放射状に広がりながら燃焼室１３６に向けて流れる。燃料ガスは、燃焼室１３６において外周壁１２２に衝突して流速が低下し、点火された火炎によって燃焼した後、高温の排気ガスとなる。排気ガスは、導出部１３８を流れて加熱板１２６の輻射面１４０に伝熱した後、排気孔１４２を通じて第２配管部１４４から後述する排気伝熱部へ排出される。
　仕切板１２４は、比較的、熱伝導し易い素材で形成されている。導出部１３８を通過する排気ガスの熱は、仕切板１２４を介して導入部１３４を通過する燃料ガスに伝わる。導出部１３８を流れる排気ガスと導入部１３４を流れる燃料ガスとが、仕切板１２４を挟んで対向流（カウンタフロー）となる。このため、排気ガスの熱で燃料ガスを効率的に予熱することが可能となり、高い熱効率を得ることができる。燃料ガスを予熱してから燃焼すること（超過エンタルピ燃焼）によって、燃料ガスの燃焼を安定化し、不完全燃焼によって生じるＣＯ（一酸化炭素）の濃度を極低濃度に抑えることができる。
　さらに、逆火防止のために、導入部１３４と燃焼室１３６との境界には、突起部１５０が設けられている。突起部１５０により、燃焼室１３６から導入部１３４への火炎（燃焼反応の伝播）が防止される。突起部１５０について、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。
　図４Ａ及び図４Ｂは、複数の突起部１５０を説明するための図である。図４Ａは、加熱板１２６を除いた密閉式ガスヒータシステム１００の斜視図であり、図４Ｂは、図４ＡのＩＶ（ｂ）‐ＩＶ（ｂ）線断面を矢印の方向から見た図である。図４Ｂにおいて、複数の突起部１５０の構造の理解を容易にするため、加熱板１２６および突起部１５０のうち仕切板１２４で隠れている部分を破線で示す。また、矢印１５２は燃料ガスの流れの向きを示す。導入部１３４は、仕切板１２４に設けられた複数の突起部１５０によって、その流路断面が狭められている。燃料ガスは、導入部１３４のうち、図３Ｂおよび図４Ｂに示すように、隣接する突起部１５０の間の空隙を通じて燃焼室１３６に流入する。
　上記のように、本実施形態の密閉式ガスヒータシステム１００によれば、排気ガスの熱で燃料ガスを予熱するため、高い熱効率を得ると共に、排気ガスを拡散させない。したがって、後述する連続加熱炉２００において排気ガスの熱を有効に利用することが可能となる。
　続いて、上述した密閉式ガスヒータシステム１００を複数配置した連続加熱炉２００について説明する。
　図５Ａ及び図５Ｂは、第１の実施形態における連続加熱炉２００の概要を説明するための図である。特に、図５Ａは連続加熱炉２００の上面図を示し、図５Ｂは図５ＡのＶ（ｂ）‐Ｖ（ｂ）線断面図を示す。
　搬送体２１０は、例えば、ベルト等の搬送帯で構成され、ローラ２１４に張架して支持されており、モータ（図示せず）の動力を受けた歯車２１０ａによって回転し被焼成物を搬送する。この被焼成物は、搬送体２１０の上に載置されている。被焼成物は、例えば、搬送体２１０に設けられた吊持機構（図示せず）によって、吊り下げられて支持されてもよい。また、本実施形態では、炉本体２１２内において、被焼成物が配され、搬送時に通過する空間を対象空間２１２ａとする。
　炉本体２１２は、搬送体２１０の一部または全部を囲んで焼成空間を形成している。すなわち、炉本体２１２は、対象空間２１２ａも囲んでいる。
　ローラ２１４は、炉本体２１２内において搬送体２１０の一部を鉛直下側から支持する。なお、被焼成物の反りを抑えるために、被焼成物の上下を挟む一対の網によって搬送体が構成されている場合、一対の網の外側にローラ２１４を設けるとよい。
　密閉式ガスヒータシステム１００は、炉本体２１２内に複数配置されている。本実施形態において、密閉式ガスヒータシステム１００は、炉本体２１２内の、搬送体２１０の鉛直上方と下方とにそれぞれ複数配置されている。
　図６Ａ及び図６Ｂは、第１の実施形態におけるローラ２１４の熱交換を説明するための図である。図６Ａには、図５ＢのＶＩ（ａ）‐ＶＩ（ａ）線断面図を示す。ローラ２１４の構造の理解を容易にするため、後述する保温壁および保温管については記載を省略する。また、以下の図面において、排気ガスの流路（排気ガスの流通する空間）を黒色の塗りつぶしで示し、密閉式ガスヒータシステム１００をクロスハッチングで示す。
　図６Ａに示すように、ローラ２１４は、端部が炉本体２１２の壁面を貫通して炉本体２１２外に露出しており、壁面の貫通部分に設けられた軸受２１４ａによって回転自在に支持されている。
　排気用配管２１６は、密閉式ガスヒータシステム１００の第２配管部１４４と連通して排気ガスが導かれる。密閉式ガスヒータシステム１００から延伸した配管のうち、配管が曲がる部分までを第２配管部１４４とし、配管が曲がる部分より下流側の複数の第２配管部１４４が接続されている配管を排気用配管２１６とする。
　排気用配管２１６は、排気用配管２１６を流通する排気ガスとローラ２１４との間で熱交換可能な構成を有する。具体的に、ローラ２１４は、図６Ａに示すように、中空に構成され、排気用配管２１６は、炉本体２１２外のローラ２１４端部に接続されている。また、排気用配管２１６を流通する排気ガスがローラ２１４の内部に導かれる。
　排気ガスをローラ２１４内部に流通させるという構成により、ローラ２１４全体を暖めることができる。また、ローラ２１４のいずれの位置においても炉本体２１２内の熱の吸熱を抑制し、ローラ２１４を通じた炉本体２１２外への放熱を抑え、炉本体２１２内の温度低下を抑えることができる。
　また、ローラ２１４は、例えば、軸芯と、軸芯が通された円筒の回転体とで構成され、炉本体２１２に固定された軸芯に対して、回転体が回転自在に支持されている構成としてもよい。この場合、軸芯を中空にして、排気用配管２１６を流通する排気ガスを、軸芯の内部に導くようにすれば、構造を簡素化することができる。
　また、排気用配管２１６は、ローラ２１４のうち、炉本体２１２内において、搬送体２１０よりも被焼成物の搬送方向に直交する方向に突出する部位との間で熱交換可能な構成であってもよい。図６Ｂに示す例では、排気用配管２１６は、ローラ２１４との間で熱交換可能なように、搬送体２１０よりも被焼成物の搬送方向に直交する方向に突出する部位の一部に回りこんで接し、そのまま鉛直上方に向けて延びている。
　ローラ２１４のうち、搬送体２１０から突出し密閉式ガスヒータシステム１００から離れた部位を排気ガスの熱で暖めるという構成により、対象空間２１２ａ近傍のローラ２１４の温度低下を抑制する機構を簡易な構成で実現できる。その結果、製造コストを抑制することが可能となる。
　上述したように、本実施形態の連続加熱炉２００は、密閉式ガスヒータシステム１００が密閉構造である。これにより、排気ガスが拡散せず高温のまま排気用配管２１６に導かれる。このため、排気用配管２１６の温度がローラ２１４の温度よりも高く、確実にローラ２１４が暖められる。したがって、被焼成物近傍のローラ２１４の温度低下を抑制することが可能となる。さらに、連続加熱炉２００は、ローラ２１４への熱交換に排気ガスの排熱を利用しているため、新たな熱源が不要である。したがって、加熱処理全体の熱効率の低下を防ぐことができる。
　また、本実施形態では、ローラ２１４の端部が炉本体２１２外に露出する構成を例に挙げたが、ローラ２１４全体が炉本体２１２内に収容されてもよい。この場合であっても、排気用配管２１６を流通する排気ガスとローラ２１４とで熱交換することでローラ２１４が暖められる。そのため、ローラ２１４のうち、対象空間２１２ａ近傍から、密閉式ガスヒータシステム１００から離れた部位へ伝熱することで生じる温度低下（対象空間２１２ａ近傍の温度低下）を抑制することができる。
　なお、炉本体２１２内や炉本体２１２外において、排気ガスを拡散してもよい場合には、排気用配管２１６を流通する排気ガスを、ローラ２１４に直接吹き付けてもよい。いずれにしても、排気用配管２１６に導かれた排気ガスと、ローラ２１４との間で熱交換可能にすれば、新たな熱源が不要である。したがって、加熱処理全体の熱効率の低下を抑制することができる。
　続いて、炉本体２１２内を保温するために利用可能な保温壁、保温管、保温板、および保温層について、図７Ａ～図１２Ｂを用いて説明する。これらの構造の理解を容易とするため、図７Ａ～図１２Ｂにおいては、上述した排気用配管２１６の記載を省略する。
　図７Ａ及び図７Ｂは、第１の実施形態における保温壁２１８および保温管２２２ａを説明するための図である。図７Ａには、図５ＢのＶＩＩ（ａ）‐ＶＩＩ（ａ）線断面図を示し、図７Ｂには、図５Ｂの矩形部分２２４の拡大図を示す。
　図７Ａ及び図７Ｂに示すように、連続加熱炉２００の搬送方向の端部には、被焼成物の搬送に必要な隙間を残して、保温壁２１８が配置されている。保温壁２１８は、その内部が中空となっており、端部側の（保温壁２１８に最も近い）密閉式ガスヒータシステム１００から排出される排気ガスが連通管２２０ａを介して導かれる。また、上下の保温壁２１８は、連通管２２０ｂを介して互いに連通している。図７Ａ及び図７Ｂでは、搬送方向の後方の端部を示すが、保温壁２１８は、搬送方向の前方の端部でも同様の構成を有する。
　図８は、図７ＢのＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩ線断面図である。図７Ｂおよび図８に示す保温管２２２ａは、その内部に密閉式ガスヒータシステム１００から排気された排気ガスが導かれる。保温管２２２ａは第２配管部１４４と連通し、図８に示すように、密閉式ガスヒータシステム１００の外側を回り込む。保温管２２２ａは、図７Ｂおよび図８に示すように、対象空間２１２ａの搬送方向に平行かつ鉛直方向に平行な側面に沿って搬送方向に延び、折り返して配されている。
　図７Ｂに示す断熱部２３０は、断熱性を有し、輻射空間２１２ｂと保温管２２２ａの一部または全部を囲んでいる。図８に示すように、輻射空間２１２ｂは、対象空間２１２ａに配された被焼成物（図示せず）と、その鉛直上方および鉛直下方に配された密閉式ガスヒータシステム１００との間に形成されている。輻射空間２１２ｂは、輻射熱を被焼成物に伝熱する空間である。
　断熱部２３０を備えるという構成により、連続加熱炉２００は、炉本体２１２の壁面からの放熱を抑制し、熱効率を向上することが可能となる。
　上述したように、連続加熱炉２００では、複数の密閉式ガスヒータシステム１００が、対象空間２１２ａを挟んで対向配置されている。保温管２２２ａが、密閉式ガスヒータシステム１００の対向方向と直交する方向に対向配置されている。また、密閉式ガスヒータシステム１００および保温管２２２ａによって輻射空間２１２ｂが囲まれている。
　上記した構成により、連続加熱炉２００は、被焼成物を挟むように密閉式ガスヒータシステム１００で輻射加熱しつつ、密閉式ガスヒータシステム１００が配されていない部分を保温管２２２ａで保温する。このため、対象空間２１２ａの温度低下を抑制することが可能となる。
　第１の実施形態の連続加熱炉２００では、密閉式ガスヒータシステム１００が密閉構造である。これにより、排気ガスが、炉内等に拡散せず、高温のまま保温壁２１８や保温管２２２ａに導かれる。保温管２２２ａを、対象空間２１２ａと炉本体２１２の壁面との間や、炉本体２１２内の相対的に温度が低い部位等に配置している。これにより、連続加熱炉２００では、炉本体２１２内の温度分布が均一化される。また、排気ガスの排熱を利用しているため、新たな熱源が不要である。したがって、加熱処理全体の熱効率の低下を防ぐことができる。
　（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態における保温管２２２ｂ、２２２ｃについて説明する。第２の実施形態では、上記第１の実施形態と保温管２２２ｂ、２２２ｃのみが異なる。このため、第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、保温管２２２ｂ、２２２ｃについてのみ説明する。
　図９Ａ及び図９Ｂは、第２の実施形態における保温管２２２ｂ、２２２ｃを説明するための図である。図９Ａには、図７Ａと同じ位置の断面図を示し、図９Ｂには、図７Ｂと同じ位置の拡大図を示す。ただし、保温管２２２ｂの位置の理解を容易とするため、図９Ａでは、壁面２１２ｃの炉本体２１２内側（背面側）に隠れており、破線で示される保温管２２２ｂを黒色の塗りつぶしで明記している。また、図９Ｂでは、ローラ２１４の記載を省略する。
　第１の実施形態における連続加熱炉２００の搬送方向の端部には、内部に排気ガスが導かれる保温壁２１８が配置されている（図７Ａ及び図７Ｂ参照）。第２の実施形態では、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、連続加熱炉２００の搬送方向の端部は、単なる壁面２１２ｃによって覆われている。保温管２２２ｂが、壁面２１２ｃの炉本体２１２内側の壁面２１２ｃに沿うように配置されている。
　保温管２２２ｂには、連続加熱炉２００の端部側の（壁面２１２ｃに最も近い）密閉式ガスヒータシステム１００の第２配管部１４４から排出される排気ガスが、連通管２２０ｃを介して導かれる。
　また、第１の実施形態における保温管２２２ａは、対象空間２１２ａの搬送方向に平行かつ鉛直方向に平行な側面に沿って搬送方向に延び、折り返して配されている（図８参照）。第２の実施形態における保温管２２２ｃは、第２配管部１４４と連通し、図８に示す保温管２２２ａと同様、密閉式ガスヒータシステム１００の外側を回り込む。図９Ｂに示すように、保温管２２２ｃは、搬送方向に対して平行かつ鉛直方向に平行な側面に沿って、鉛直方向の上下に凸凹に配されている。
　第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、連続加熱炉２００では、炉本体２１２内の温度分布が均一化される。また、排気ガスの排熱を利用しているため、新たな熱源が不要である。したがって、加熱処理全体の熱効率の低下を防ぐことができる。
　（第３の実施形態）
　次に、第３の実施形態における保温板２２６ａについて説明する。第３の実施形態では、第１の実施形態と保温板２２６ａのみが異なる。このため、第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、保温板２２６ａについてのみ説明する。
　図１０Ａ及び図１０Ｂは、第３の実施形態における保温板２２６ａを説明するための図である。図１０Ａには、図７Ｂと同じ位置の拡大図を示し、図１０Ｂには、図１０ＡのＸ（ｂ）‐Ｘ（ｂ）線断面図を示す。
　第１の実施形態における保温管２２２ａは、対象空間２１２ａの搬送方向に平行かつ鉛直方向に平行な側面に沿って搬送方向に延び、折り返して配されている。第３の実施形態における保温板２２６ａは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、搬送方向に対して平行かつ鉛直方向に平行な側面に沿って、鉛直上側の密閉式ガスヒータシステム１００と鉛直下側の密閉式ガスヒータシステム１００の側面を覆う壁面をなす。保温板２２６ａは、その内部が中空に構成されており、この内部が連通管２２０ｄを介して第２配管部１４４に連通している。これによって、保温板２２６ａ内に排気ガスが導かれる。
　本実施形態では、密閉式ガスヒータシステム１００と保温板２２６ａとで、対象空間２１２ａおよび輻射空間２１２ｂが完全に覆われている。
　第３の実施形態においても、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
　（第４の実施形態）
　次に、第４の実施形態における保温層２２８について説明する。第４の実施形態では、第１の実施形態と保温層２２８のみが異なる。第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、保温層２２８についてのみ説明する。
　図１１は、第４の実施形態における保温層２２８を説明するための図である。図１１では、図１０Ｂと同じ位置の断面図を示す。ただし、本実施形態では、第３の実施形態よりも炉本体２１２の幅が狭まっている。図１１に示すように、連続加熱炉２００の炉本体２１２は、外壁２１２ｄと、炉本体２１２の内部空間において外壁２１２ｄに離間する内壁２１２ｅとを備えている。保温層２２８は、外壁２１２ｄと内壁２１２ｅとの間の空隙によって構成されている。密閉式ガスヒータシステム１００から排出される排気ガスは、連通管２２０ｅを介して外壁２１２ｄと内壁２１２ｅとの間の空隙（保温層２２８）に導かれる。
　第４の実施形態においても、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の実施形態における連続加熱炉２００によれば、炉本体２１２の壁面全体に排気ガスが行き渡る。このため、炉本体２１２内全体に亘って温度低下を抑制することが可能となる。
　（第５の実施形態）
　次に、第５の実施形態における保温板２２６ｂについて説明する。第５の実施形態では、第１の実施形態と、保温板２２６ｂの構成と密閉式ガスヒータシステム１００の数が異なる。上記第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、保温板２２６ｂと密閉式ガスヒータシステム１００の数についてのみ説明する。
　図１２Ａ及び図１２Ｂは、第５の実施形態における保温板２２６ｂを説明するための図である。図１２Ａには、図７Ａと同じ位置の断面図を示し、図１２Ｂには、図７Ｂと同じ位置の拡大図を示す。
　上述した第１の実施形態では、複数の密閉式ガスヒータシステム１００が対象空間２１２ａを挟んで対向配置されている。第５の実施形態では、対象空間２１２ａの鉛直下方に、密閉式ガスヒータシステム１００の代わりに保温板２２６ｂを設けている。また、炉本体２１２内に配置されている密閉式ガスヒータシステム１００の数を、第１の実施形態の半分としている。すなわち、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、保温板２２６ｂは、対象空間２１２ａを挟んで密閉式ガスヒータシステム１００と対向配置されている。保温板２２６ｂは、第２配管部１４４と連通管２２０ｆを介して連通し、中空の内部に排気ガスが導かれる。
　第５の実施形態においても、上記第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、第５の実施形態における連続加熱炉２００によれば、被焼成物の上面側からのみ密閉式ガスヒータシステム１００で輻射加熱する場合、輻射加熱されない下面側２３２（図１２Ｂに示す）の対象空間２１２ａの温度低下を抑制することが可能となる。
　なお、図１２Ａに示す断面では、連通管２２０ｆは、対象空間２１２ａの図中左側から回り込んで下側に向かっているが、他の位置の断面図では、対象空間２１２ａの右側を回り込んでいる。連通管２２０ｆが対象空間２１２ａの左右それぞれから回り込むことで、対象空間２１２ａの水平方向の温度分布をより均等化できる。
　保温壁、保温管、保温板、および保温層は、密閉式ガスヒータ１１０の排気孔１４２と連通し排気ガスが導かれる排気伝熱部をなす。また、保温壁、保温管、保温板、および保温層等の排気伝熱部は、上述した位置に限らず、炉本体２１２内のうち輻射空間２１２ｂを除くいずれかの部位に設けられてもよい。
　また、上述した実施形態では、燃焼室１３６は、外周壁１２２に沿って形成されているが、上記した場合に限らない。燃焼室１３６は、外周壁１２２、加熱板１２６、および配置板１２０によって囲まれる空間内であればよい。ただし、排気ガスによる燃料ガスの予熱効果を十分に確保するため、燃焼室１３６は、例えば、加熱板１２６と仕切板１２４との間の空間、または仕切板１２４と配置板１２０との間の空間のうち、配置板１２０に設けられた流入孔１３２から外周壁１２２までの中間位置より外周壁１２２に近い空間のいずれかの位置に設けられることが望ましい。
　以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されない。その技術分野における当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本発明の技術的範囲に属する。
　本発明の連続加熱炉によれば、搬送体を支持するローラの温度低下を抑制し、熱効率が向上した連続加熱炉を得ることができる。
　１１０ …密閉式ガスヒータ
　１３２ …流入孔
　１３６ …燃焼室
　１３８ …導出部
　１４０ …輻射面
　１４２ …排気孔
　２００ …連続加熱炉
　２１０ …搬送体
　２１２ …炉本体
　２１４ …ローラ
　２１６ …排気用配管

Claims (3)

  1. 　被焼成物を搬送する無端状に張架された搬送体と、
    　前記搬送体の一部または全部を囲んで焼成空間を形成する炉本体と、
    　前記炉本体内において、前記搬送体の一部を支持するローラと、
    　燃料ガスをヒータ本体内に流入させる流入孔、前記流入孔から流入した前記燃料ガスが燃焼する燃焼室、前記燃焼室における燃焼によって生じた排気ガスが導かれる導出部、前記導出部を流通する排気ガスまたは燃焼室における燃焼によって加熱され前記被焼成物に輻射熱を伝熱する輻射面、及び前記輻射面を加熱した排気ガスをヒータ本体外に排気する排気孔、を有し、前記炉本体内に配置された１または複数の密閉式ガスヒータと、
    　前記密閉式ガスヒータの排気孔と連通し前記排気ガスが導かれる排気用配管と、を備え、
    　前記排気用配管は、前記排気用配管を流通する前記排気ガスと前記ローラとの間で熱交換可能な構成である連続加熱炉。
  2. 　前記ローラが中空に構成され、前記排気用配管を流通する前記排気ガスが前記ローラの内部に導かれる請求項１に記載の連続加熱炉。
  3. 　前記排気用配管が、前記ローラのうち、前記搬送体よりも前記被焼成物の搬送方向に直交する方向に突出する部位との間で熱交換可能な構成である請求項１または２に記載の連続加熱炉。
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