JPH1061914A - 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長手方向の伝熱量の減少を
抑制し、被加熱物を均一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。 【解決手段】遠赤外線を放射するパイプ形ヒーター３と
被加熱物との間に空気噴射管５を設置し、噴射孔７から
少なくともパイプ形ヒーター３に向かって空気噴流を当
てる。これによりパイプ形ヒーター３の表面の熱の境界
膜が除去され、伝熱量を向上させることができる。な
お、空気噴射管５に被加熱物に向かって空気を噴射する
噴射孔６を併設することもできる。

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
にこの燃焼ガスを通してパイプ面を加熱し、パイプ面か
らの放射熱により被加熱物を放射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３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】このような従来のパイプ形遠赤外線ヒータ
ー炉においては、燃焼装置２から生じる燃焼ガスを、そ
の圧力を利用してパイプ形ヒーター３の内部に流入さ
せ、パイプ形ヒーター３の端部から排出させている。と
ころが、このようにパイプ形ヒーター３の内部に燃焼ガ
スを通過させるだけのため、燃焼装置２に近い入口側か
ら下流側に向かってパイプ形ヒーター３の温度は次第に
低下し、表面温度差は非常に大きくなる。例えばパイプ
形ヒーター３の全長は一般に最大１２ｍに達するので、
入口部の表面温度が３００℃であっも出口部では２００
℃程度まで温度が低下することがある。この結果、パイ
プ形ヒーター３の表面から被加熱物への伝熱量が下流側
に向かって減少し、被加熱物を均一加熱することは困難
となる。

【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、パイプ形ヒーターの長手方向の伝熱
量の減少を抑制し、被加熱物を均一加熱することができ
るようにした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
めになされた本発明は、遠赤外線を放射するパイプ形ヒ
ーターと被加熱物との間に、パイプ形ヒーターに向かっ
て空気噴流を当てる空気噴射管を設置したことを特徴と
するものである。なお、この空気噴射管はパイプ形ヒー
ターとともに、被加熱物にも空気噴流を当てるものとす
ることができ、この場合空気噴射管は被加熱物用とパイ
プ形ヒーター用との２本を別個に設けても、１本を共用
してもよい。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の形
態を説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示すも
ので、従来と同様に１は炉体、２はガスの燃焼装置、３
は高温の燃焼ガスを内部に流し、パイプ面から遠赤外線
を放射して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。本発明においてはこのパイプ形ヒーター３と被加
熱物を搬送するためのコンベヤ４との間に、空気噴射管
５が設けられている。

【０００７】この空気噴射管５の少なくともパイプ形ヒ
ーター３に面する側には、パイプ形ヒーター３に向かっ
て空気を噴射する噴射孔７が形成されている。このよう
にパイプ形ヒーター３の表面に空気流を衝突させること
によって、パイプ形ヒーター３の表面の熱の境界膜が除
去され、パイプ形ヒーター３から被加熱物への伝熱量が
増加される。

【０００８】また図１では、空気噴射管５の被加熱物に
面する側にも多数の噴射孔６が形成されており、被加熱
物に向かって空気を噴射する。これは空気流を被加熱物
に衝突させることにより、被加熱物の表面に形成される
熱の境界膜を除去するとともに、炉内に対流を生じさせ
て被加熱物を均一加熱するためのものである。しかし被
加熱物に向かって空気を噴射する噴射孔６は、本発明の
必須要件ではない。

【０００９】この第１の実施形態では、図示のようにパ
イプ形ヒーター３の下流側の部分にのみ噴射孔７が形成
されている。このように噴射孔７を下流側の部分に集中
させれば、図１に一点鎖線で示すようにパイプ形ヒータ
ー３の下流側の部分で低下する伝熱量のカーブを、実線
のように持ち上げることができる。この結果、パイプ形
ヒーター３の長手方向の伝熱量の変化が小さくなり、炉
全体の熱効率が向上するとともに、被加熱物を均一加熱
し易くなる。

【００１０】なお、パイプ形ヒーター３への空気噴射
量、噴射孔７のピッチ、噴射孔７とパイプ形ヒーター３
との距離等は、パイプ形ヒーター３の設置環境により異
なるので、設置環境に応じて適宜設定すればよい。しか
し、燃焼ガスの保有エネルギーに比較して噴出空気量が
過大となると、パイプ形ヒーター３の表面温度を下げて
放射エネルギーを低下させてしまうため、噴出空気量が
過大にならないように設定する必要がある。

【００１１】図２に示す第２の実施形態では、パイプ形
ヒーター３の内部を高温ガスがブロワ８により循環する
構造となっている。そしてこの循環経路中に熱交換器９
が設置されており、燃焼装置２から供給される燃焼ガス
によりパイプ形ヒーター３の内部を循環するガスを加熱
する。このようにして加熱された高温ガスを連続的に循
環させることにより、パイプ形ヒーター３の長手方向の
温度変化はほとんどなくなる。

【００１２】このため、第２の実施形態では空気噴射管
５の全長にわたり噴射孔７が設けられており、パイプ形
ヒーター３に向かって均等に空気を噴射する。これによ
りパイプ形ヒーター３の表面の熱の境界膜はパイプ形ヒ
ーター３の全長にわたり除去され、伝熱量を向上させる
ことができる。しかも前記したようにパイプ形ヒーター
３の表面温度は全長にわたりほぼ均一であるから、被加
熱物の均一加熱が可能となる。なお、この第２の実施形
態でも空気噴射管５の被加熱物に面する側に多数の噴射
孔６が形成されている。

【００１３】上記した第１及び第２の実施形態では、単
一の空気噴射管５の上下両面に噴射孔７と噴射孔６を形
成し、パイプ形ヒーター３の表面と被加熱物の表面とに
空気を噴射させた。しかし２本の空気噴射管５を設置
し、それぞれの空気噴射管５からパイプ形ヒーター３と
被加熱物とに向けて個別に空気を噴射させてもよい。さ
らに、空気噴射管５から噴射される空気は実施形態に示
すように外気であっても、パイプ形ヒーター３を通過し
た後の燃焼ガスであってもよい。外気の場合には熱交換
器等により予熱して使用してもよい。

【００１４】

【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はパイプ形ヒーターと被加熱物と
の間に、パイプ形ヒーターに向かって空気噴流を当てる
空気噴射管を設置したものであるから、パイプ形ヒータ
ーの表面の熱の境界膜を除去することができる。このた
め、パイプ形ヒーターの長手方向の伝熱量の減少を抑制
し、被加熱物を均一加熱することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】(A) は第１の実施形態を示す断面図、(B) はそ
のときのパイプ形ヒーターの伝熱量のグラフである。

【図２】第２の実施形態を示す断面図である。

【図３】(A) は従来例を示す断面図、(B) はそのときの
パイプ形ヒーターの伝熱量のグラフである。

【符号の説明】

１ 炉体、２ ガスの燃焼装置、３ パイプ形ヒータ
ー、４ コンベヤ、５空気噴射管、６ 被加熱物に空気
を噴射する噴射孔、７ パイプ形ヒーターに空気を噴射
する噴射孔、８ ブロワ、９ 熱交換器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠赤外線を放射するパイプ形ヒーターと
   被加熱物との間に、パイプ形ヒーターに向かって空気噴
   流を当てる空気噴射管を設置し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】 空気噴射管がパイプ形ヒーターととも
   に、被加熱物にも空気噴流を当てるものである請求項１
   記載のパイプ形遠赤外線ヒーター炉。