JPH1061913A - パイプ形遠赤外線ヒーター炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】炉内雰囲気をクリーンに保つことができ、しか
も熱損失の少ないパイプ形遠赤外線ヒーター炉を提供す
る。 【解決手段】炉内に設置されたパイプ形ヒーター３から
流出した高温ガスを熱交換器７に導き、加熱されたフレ
ッシュエアをフレッシュエア配管８から被加熱物に対し
て噴出する。第２の発明ではパイプ形ヒーター３と熱交
換器７と循環ブロワとを直結して循環経路を形成し、燃
焼装置により発生させた燃焼ガスをこの熱交換器に導い
て循環経路の内部を循環する高温ガスを加熱する。

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
ーター炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃焼装置により発生された高温の燃焼ガ
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、従来から知られてい
る。図５と図６はそのようなパイプ形遠赤外線ヒーター
炉の構成を示す図であり、１は炉体、２はガスの燃焼装
置、３は高温の燃焼ガスが流れるパイプ形ヒーター、４
は被加熱物を搬送するためのコンベヤである。

【０００３】このパイプ形ヒーター３の内部を流れた燃
焼ガスは、図５のようにそのまま炉外に排気される場合
と、図６のようにパイプ形ヒーター３の噴出孔５から炉
内に排気される場合とがある。しかし、図５のようにそ
のまま炉外に排気すると熱損失が大きく、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
ある。また、図６のように炉内排気を行うと熱損失は防
止できるが、燃焼ガス中のNO_x 、SO_x 、すす（遊離炭
素）等が炉内に排出されるため、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適
用できないという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して、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を提供するため
になされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた第１の発明のパイプ形遠赤外線ヒーター炉
は、炉内に配置したパイプ形ヒーターの内部に高温ガス
を通し、パイプ面を加熱することによりパイプ面からの
放射熱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、このパイプ形ヒーターから流出した高
温ガスによりフレッシュエアを加熱する熱交換器と、こ
の熱交換器により加熱されたフレッシュエアを被加熱物
に対して噴出するフレッシュエア配管とを設けたことを
特徴とするものである。また第２の発明のパイプ形遠赤
外線ヒーター炉は、炉内に配置したパイプ形ヒーターの
内部に高温ガスを通し、パイプ面を加熱することにより
パイプ面からの放射熱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、パイプ形ヒーターと熱
交換器と循環ブロワとを直結して循環経路を形成し、燃
焼装置により発生させた燃焼ガスをこの熱交換器に導い
て循環経路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出するフレッ
シュエア配管を設けたことを特徴とするものである。な
お第２の発明においても、燃焼装置により発生させた燃
焼ガスを第２の熱交換器に導き、この第２の熱交換器に
よりフレッシュエアを加熱することができる。以下に本
発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しつつ詳細に
説明する。

【０００６】

【発明の実施の形態】＜第１の発明の実施形態＞ 図１において、１は炉体、２はガスの燃焼装置、３は燃
焼装置２により発生した高温ガスをパイプの内部に通
し、パイプ面を加熱することによりパイプ面からの放射
熱により被加熱物を加熱するパイプ形ヒーター、４は被
加熱物を搬送するためのコンベヤである。図１ではパイ
プ形ヒーター３は単純な形状で示されているが、途中で
屈曲させる等、レイアウトを自由に設定することができ
る。第１の発明ではこのパイプ形ヒーター３から流出し
た高温ガスはガス管路６により熱交換器７に導かれ、外
部から導入されたフレッシュエアを加熱する。

【０００７】パイプ形ヒーター３と被加熱物を搬送する
コンベヤ４との間には、フレッシュエア配管８が設けら
れている。そして熱交換器７により加熱されたフレッシ
ュエアは、フレッシュエア配管８の噴出孔９から被加熱
物に対して噴出される。このように被加熱物に対して噴
流を衝突させると、被加熱物の表面に存在する熱の境界
膜が飛散して除去され、熱伝達率を飛躍的に向上させる
ことができる。なお、このフレッシュエア配管８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
とフレッシュエアが各噴出孔９から均等に噴出し易くな
るので好ましい。

【０００８】このように、第１の発明では炉外から吸引
したフレッシュな外気が熱交換器７により加熱されたう
えでフレッシュエア配管８から被加熱物の表面に向かっ
て噴出される。このため、パイプ形ヒーター３の内部を
流れた高温ガスの持つ排熱は熱交換器７により回収され
てフレッシュエアの加熱に有効利用されることとなる。
従って図５の従来例のように大きい熱損失が生じること
はなく、しかも炉内にはフレッシュエアが入るのみであ
るから、炉内雰囲気をクリーンに保つことができる。

【０００９】なお、各部の温度の一例を具体的に示す
と、パイプ形ヒーター３の入口における高温ガスの温度
は約４００℃、パイプ形ヒーター３の出口における高温
ガスの温度は約２００℃、パイプ形ヒーター３の中央部
の表面温度は約２５０℃、熱交換器７の出口におけるフ
レッシュエアの温度は約１００℃である。このように、
第１の実施形態ではパイプ形ヒーター３の内部を流れた
高温ガスの持つ排熱を熱交換器７により回収し、フレッ
シュエアの加熱に有効利用することができる。

【００１０】＜第２の発明の実施形態＞以上に説明した
第１の発明では、高温ガスはパイプ形ヒーター３の内部
を単に通過するのみである。しかし図２以下に示す第２
の発明では、パイプ形ヒーター３と熱交換器７と循環ブ
ロワ１０とを直結した循環経路が形成されており、この
閉鎖された循環経路の内部を高温ガスが繰り返し高速で
循環する。これによりパイプ形ヒーター３の入口と出口
における高温ガスの温度差をほとんど無くすることがで
きる。

【００１１】第２の発明では、この循環経路の熱交換器
７に燃焼装置２により発生させた燃焼ガスを導き、循環
経路の内部を循環する高温ガスを加熱する。このように
第２の発明では高温ガスは循環ブロワ１０によりパイプ
形ヒーター３と熱交換器７との間を循環するだけである
から、空気以外にも任意のガスを使用することができ
る。またこの第２の発明においてもフレッシュエア配管
８がパイプ形ヒーター３と被加熱物との間に設けられて
いるが、この実施形態ではフレッシュエアは加熱される
ことなく被加熱物に向かって噴出される。

【００１２】なお、各部の温度の一例を具体的に示す
と、燃焼ガスの温度は約６００℃、パイプ形ヒーター３
の内部を循環する高温ガスの温度は約４２０℃、パイプ
形ヒーター３の表面温度は全長にわたり約３５０℃であ
る。このように、高温ガスをパイプ形ヒーター３の内部
を循環させるようにすれば、パイプ形ヒーター３の表面
温度を第１の実施形態の約２５０℃から約３５０℃にま
で上昇させることができると同時に、第１の実施形態で
はパイプ形ヒーター３の温度が入口と出口で１００℃も
異なっていたのに対して、第２の実施形態では１０℃以
下にまで減少させることができる。

【００１３】図２の実施形態ではフレッシュエアは加熱
されることなく被加熱物に向かって噴出されたが、図３
の実施形態では熱交換器７の後段に第２の熱交換器１１
が設けられており、燃焼装置２により発生させた燃焼ガ
スをまず熱交換器７に導いてパイプ形ヒーター３の内部
を循環する高温ガスを加熱した後、二次熱交換器１１に
導いてフレッシュエアを加熱する。このように図３の実
施形態では、燃焼ガスの余熱を有効に利用してフレッシ
ュエアを加熱することができ、熱損失を一層減少させる
ことができる。

【００１４】以上に説明した各実施形態ではパイプ形ヒ
ーター３と熱交換器７とを１対１に対応させたが、図４
に示す実施形態では複数のパイプ形ヒーター３、３をガ
ス管路６、６を介して単一の熱交換器７に接続し、燃焼
装置２も単一としてある。このように構成すれば、設備
の簡素化を図ることが可能となる。なお、図４ではフレ
ッシュエア配管が省略されているが、実際には他の実施
形態と同様にフレッシュエア配管をパイプ形ヒーター３
と被加熱物との間に設けることはいうまでもない。

【００１５】

【発明の効果】以上に説明したように、本願の各発明に
よれば炉内にはフレッシュエアが吹き込まれるのみであ
るから、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も問題なく使用することがで
きる。またパイプ形ヒーターの内部を流れた高温ガスは
熱交換器に導かれて排熱の回収が行われるから、熱損失
を防止して高い熱効率で被加熱物を加熱することができ
る利点がある。さらに、フレッシュエアを被加熱物に対
して噴出することにより被加熱物の表面に存在する熱の
境界膜を除去し、熱伝達率を飛躍的に向上させることが
できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施形態を示す配管系統図であ
る。

【図２】第２の発明の実施形態を示す配管系統図であ
る。

【図３】第２の発明の他の実施形態を示す配管系統図で
ある。

【図４】第２の発明の他の実施形態を示す配管系統図で
ある。

【図５】従来例を示す配管系統図である。

【図６】他の従来例を示す配管系統図である。

【符号の説明】

１ 炉体、２ 燃焼装置、３ パイプ形ヒーター、４
コンベヤ、５ ガス管路、７ 熱交換器、８ フレッシ
ュエア配管、９ 噴出孔、１０ 循環ポンプ、１１ 第
２の熱交換器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内に配置したパイプ形ヒーターの内部
   に高温ガスを通し、パイプ面を加熱することによりパイ
   プ面からの放射熱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、このパイプ形ヒーターから
   流出した高温ガスによりフレッシュエアを加熱する熱交
   換器と、この熱交換器により加熱されたフレッシュエア
   を被加熱物に対して噴出するフレッシュエア配管とを設
   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】 炉内に配置したパイプ形ヒーターの内部
   に高温ガスを通し、パイプ面を加熱することによりパイ
   プ面からの放射熱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、パイプ形ヒーターと熱交換
   器と循環ブロワとを直結して循環経路を形成し、燃焼装
   置により発生させた燃焼ガスをこの熱交換器に導いて循
   環経路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出するフレッシュ
   エア配管を設けたことを特徴とするパイプ形遠赤外線ヒ
   ーター炉。
3. 【請求項３】 燃焼装置により発生させた燃焼ガスを第
   ２の熱交換器に導き、この第２の熱交換器によりフレッ
   シュエアを加熱するようにした請求項２記載のパイプ形
   遠赤外線ヒーター炉。