加熱炉および連続加熱炉
【課題】熱効率を低下させることなく、炉本体内の温度分布の均一化を図る。
【解決手段】加熱炉は、被焼成物が配される対象空間２１２ａと、対象空間を囲繞する炉本体２１２と、燃料ガスを本体内に流入させる流入孔、流入した燃料ガスが燃焼する燃焼室、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、輻射面を加熱した排気ガスを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伝熱部（保温管２２２ａ）と、を備え、排気伝熱部は、炉本体内のうち、密閉式ガスヒータと対象空間に配された被焼成物との間に形成され輻射熱を被焼成物に伝熱する輻射空間２１２ｂを除くいずれかの部位に設けられる。
【解決手段】加熱炉は、被焼成物が配される対象空間２１２ａと、対象空間を囲繞する炉本体２１２と、燃料ガスを本体内に流入させる流入孔、流入した燃料ガスが燃焼する燃焼室、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、輻射面を加熱した排気ガスを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伝熱部（保温管２２２ａ）と、を備え、排気伝熱部は、炉本体内のうち、密閉式ガスヒータと対象空間に配された被焼成物との間に形成され輻射熱を被焼成物に伝熱する輻射空間２１２ｂを除くいずれかの部位に設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を燃焼させて被焼成物を加熱する加熱炉および連続加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
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備えた加熱炉が普及している。
【０００３】
また、ガスヒータに限らず、被焼成物を載せるダクト内に電気ヒータで加熱した熱風を循環させ、加熱されたダクトからの輻射熱を被焼成物に伝熱する加熱炉が提案されている。（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６５７１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ガスヒータおよび電気ヒータのいずれを用いても、加熱炉は、炉本体の壁面からの放熱による壁面近傍の温度低下等によって、炉本体内の温度が不均一となることがあった。
【０００６】
そこで、例えば、壁面付近に配置されたガスヒータの火力を相対的に強くすることで壁面付近の温度を上げる構成が考えられる。しかしながら、この場合には、ガスヒータの火力を強くする分、燃料ガスの使用量が増えると共に、壁面付近の温度が高まることによって、炉本体外への放熱量が増大し、熱効率の低下を招いていた。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み、熱効率を低下させることなく、炉本体内の温度分布の均一化を図ることが可能な、加熱炉および連続加熱炉を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の加熱炉は、被焼成物が配される対象空間と、対象空間を囲繞する炉本体と、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、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伝熱部と、を備え、排気伝熱部は、炉本体内のうち、密閉式ガスヒータと対象空間に配された被焼成物との間に形成され輻射熱を被焼成物に伝熱する焼成空間を除くいずれかの部位に設けられたことを特徴とする。
【０００９】
複数の密閉式ガスヒータが対象空間を挟んで対向配置され、排気伝熱部が密閉式ガスヒータの対向方向と直交する方向に対向配置され、密閉式ガスヒータおよび排気伝熱部によって焼成空間が囲繞されてなってもよい。
【００１０】
排気伝熱部は、対象空間を挟んで密閉式ガスヒータと対向配置されてもよい。
【００１１】
焼成空間と排気伝熱部の一部または全部を囲繞する断熱性を有する断熱部をさらに備えてもよい。
【００１２】
排気伝熱部は、炉本体の外壁と、炉本体の内部空間において外壁に離間する内壁と、排気ガスが導かれる外壁と内壁との間の空隙と、によって構成されてもよい。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の連続加熱炉は、上記のいずれかの加熱炉と、炉本体内で被焼成物を搬送する搬送体と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱効率を低下させることなく、炉本体内の温度分布の均一化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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外観斜視図である。
【図２】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組立図である。
【図３】図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図である。
【図４】複数の突起部を説明するための説明図である。
【図５】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説明図である。
【図６】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説明図である。
【図７】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説明図である。
【図８】図７（ｂ）のＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】第２の実施形態における保温管を説明するための説明図である。
【図１０】第３の実施形態における保温板を説明するための説明図である。
【図１１】第４の実施形態における保温層を説明するための説明図である。
【図１２】第５の実施形態における保温板を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付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。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、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、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、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し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１７】
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。ここでは、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こととする。
【００１８】
（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の外観例を示した外観斜視図である。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とするが、かかる場合に限定されず、所謂、拡散燃焼を行う拡散タイプであってもよい。
【００１９】
図１に示すように、密閉式ガスヒータシステム１００は、複数（ここでは２つ）の密閉式ガスヒータ１１０を連設してなり、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。そして、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。
【００２０】
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組立図である。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とを含んで構成される。
【００２１】
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）等で形成される薄板部材である。
【００２２】
外周壁１２２は、配置板１２０と外周面が面一となる外形を有する薄板部材で構成され、図示のように配置板１２０に積層される。この外周壁１２２には、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）をなし、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。
【００２３】
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、黄銅等で形成される。そして、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、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寸法関係を維持している。
【００２４】
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、黄銅等で形成される薄板部材からなる。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。かかる構成により、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ため、輻射強度を高めることも可能となる。
【００２５】
また、配置板１２０、仕切板１２４および加熱板１２６は、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、その厚みに制限はなく、配置板１２０および仕切板１２４も、凹凸に形成されてもよい。
【００２６】
そして、加熱板１２６は、配置板１２０および外周壁１２２と外周面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。
【００２７】
このように、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で閉塞してなるもので、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。
【００２８】
また、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が連設して構成されており、両密閉式ガスヒータ１１０間の接続部位には、連設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、必ずしも完全密閉する必要はない。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を通じて連設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、両密閉式ガスヒータ１１０は同一の構成であるため、以下では、一方の密閉式ガスヒータ１１０について説明する。
【００２９】
図３は、図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図である。図３（ａ）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。この流入孔１３２には、燃料ガスが流通する第１配管部１３０が接続されており、流入孔１３２を介して燃料ガスが密閉式ガスヒータ１１０内に導かれる。
【００３０】
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る。
【００３１】
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。
【００３２】
燃焼室１３６は、外周壁１２２、加熱板１２６、および配置板１２０で囲繞される空間内に配置される。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。このように外周壁１２２に沿って燃焼室１３６を形成する構成により燃焼室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）が設けられる。
【００３３】
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。
【００３４】
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ので、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。この排気孔１４２には、内周部分に第２配管部１４４が嵌合されており、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。
【００３７】
第２配管部１４４は、第１配管部１３０内部に配される。すなわち、第１配管部１３０と第２配管部１４４とで二重管を形成する。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役割も担う。
【００３８】
ここで、配置板１２０が第１配管部１３０の端部に固定され、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の端部に固定され、第１配管部１３０の端部と第２配管部１４４の端部の差分だけ、配置板１２０と仕切板１２４とが離隔している。
【００３９】
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が配されるが、かかる場合に限定されず、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。
【００４０】
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３（ａ）の円部分を拡大した図３（ｂ）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。そして、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り、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。
【００４１】
仕切板１２４は、比較的、熱伝導し易い素材で形成されており、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。ここでは、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）となっているため、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。このように燃料ガスを予熱してから燃焼する、所謂、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。
【００４２】
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。この突起部１５０は、火炎を導入部１３４側に通さない（燃焼反応が導入部１３４の方に伝播されない）ようにするためのものである。この突起部１５０について、図４を用いて説明する。
【００４３】
図４は、複数の突起部１５０を説明するための説明図である。図４（ａ）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４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶ（ｂ）‐ＩＶ（ｂ）線断面を矢印の方向から見た説明図である。図４（ｂ）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、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３（ｂ）の部分拡大図および、図４（ｂ）の説明図で示すように、隣接する突起部１５０の間の空隙を通じて燃焼室１３６に流入することとなる。
【００４４】
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ため、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。
【００４５】
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。
【００４６】
図５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説明図である。特に、図５（ａ）は連続加熱炉２００の上面図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ（ｂ）‐Ｖ（ｂ）線断面図を示す。
【００４７】
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の上に載置されるものとするが、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。
【００４８】
炉本体２１２は、搬送体２１０の一部または全部を囲繞して焼成空間を形成する。すなわち、炉本体２１２は、対象空間２１２ａも囲繞することとなる。
【００４９】
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、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る場合には、一対の網の外側にローラ２１４を設けるとよい。
【００５０】
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。
【００５１】
図６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説明図である。図６（ａ）には、図５のＶＩ（ａ）‐ＶＩ（ａ）線断面図を示す。ここでは、理解を容易とするため、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。
【００５２】
図６（ａ）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る。
【００５３】
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。ここでは、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、曲がる部分より下流側の複数の第２配管部１４４が接続される配管を排気用配管２１６とする。
【００５４】
そして、排気用配管２１６は、当該排気用配管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である。具体的に、ローラ２１４は、図６（ａ）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、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。
【００５５】
排気ガスをローラ２１４内部に流通させる構成により、ローラ２１４全体を暖めることができ、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。
【００５６】
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るものとしてもよい。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。
【００５７】
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６（ｂ）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。
【００５８】
このように、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、製造コストを抑制することが可能となる。
【００５９】
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とから、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。そのため、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おり新たな熱源が不要なため、加熱処理全体の熱効率が低下することもない。
【００６０】
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、対象空間２１２ａ近傍の温度低下を抑制することができる。
【００６１】
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に直接吹き付けることとしてもよい。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、新たな熱源を要さずに、加熱処理全体の熱効率低下を抑制することができる。
【００６２】
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７〜図１２を用いて説明する。以降の図において、理解を容易とするため、上述した排気用配管２１６の記載を省略する。
【００６３】
図７は、第１の実施形態における保温壁２１８および保温管２２２ａを説明するための説明図である。図７（ａ）には、図５（ｂ）のＶＩＩ（ａ）‐ＶＩＩ（ａ）線断面図を示し、図７（ｂ）には、図５（ｂ）の矩形部分２２４の拡大図を示す。
【００６４】
図７（ａ）、（ｂ）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。この保温壁２１８は、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を介して連通している。図７（ａ）、（ｂ）では搬送方向の後方の端部を示すが、搬送方向の前方の端部でも同様の構成となっている。
【００６５】
図８は、図７（ｂ）のＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩ線断面図である。図７（ｂ）および図８に示す保温管２２２ａは、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管である。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。そして、保温管２２２ａは、図７（ｂ）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、折り返して配される。
【００６６】
また、図７（ｂ）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繞する。輻射空間２１２ｂは、図８に示すように、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、輻射熱を被焼成物に伝熱する空間である。
【００６７】
断熱部２３０を備える構成により、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。
【００６８】
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、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、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が囲繞されている。
【００６９】
かかる構成により、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。
【００７０】
このように、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とから、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。この保温管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することで、連続加熱炉２００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おり新たな熱源が不要なため、加熱処理全体の熱効率を低下させることもない。
【００７１】
（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のみが異なるので、ここでは上記第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、構成が異なる保温管２２２ｂ、２２２ｃについてのみ説明する。
【００７２】
図９は、第２の実施形態における保温管２２２ｂ、２２２ｃを説明するための説明図である。図９（ａ）には、図７（ａ）と同じ位置の断面図を示し、図９（ｂ）には、図７（ｂ）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９（ａ）では、壁面２１２ｃの炉本体２１２内側（背面側）に隠れており、本来破線で示される保温管２２２ｂを黒色の塗りつぶしで明記し、図９（ｂ）では、ローラ２１４の記載を省略する。
【００７３】
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が配置された（図７参照）。第２の実施形態では、図９（ａ）、（ｂ）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。そして、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る。
【００７４】
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。
【００７５】
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。そして、図９（ｂ）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、鉛直方向の上下に凸凹に配される。
【００７６】
この第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の作用効果を実現可能である。すなわち、連続加熱炉２００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おり新たな熱源が不要なため、加熱処理全体の熱効率を低下させることもない。
【００７７】
（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、上記第１の実施形態と保温板２２６ａのみが異なる。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、構成が異なる保温板２２６ａについてのみ説明する。
【００７８】
図１０は、第３の実施形態における保温板２２６ａを説明するための説明図である。図１０（ａ）には、図７（ｂ）と同じ位置の拡大図を示し、図１０（ｂ）には、図１０（ａ）のＸ（ｂ）‐Ｘ（ｂ）線断面図を示す。
【００７９】
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１０（ａ）、（ｂ）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。この保温板２２６ａは、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、これによって、保温板２２６ａ内に排気ガスが導かれる。
【００８０】
このように、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。
【００８１】
この第３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実現可能である。
【００８２】
（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、上記第１の実施形態と保温層２２８のみが異なる。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、構成が異なる保温層２２８についてのみ説明する。
【００８３】
図１１は、第４の実施形態における保温層２２８を説明するための説明図である。図１１では、図１０（ｂ）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、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る。そして、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。
【００８４】
この第４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実現可能である。また、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。
【００８５】
（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、上記第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、構成が異なる保温板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。
【００８６】
図１２は、第５の実施形態における保温板２２６ｂを説明するための説明図である。図１２（ａ）には、図７（ａ）と同じ位置の断面図を示し、図１２（ｂ）には、図７（ｂ）と同じ位置の拡大図を示す。
【００８７】
なお、図１２（ａ）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、他の位置の断面図において、対象空間２１２ａの右側を回り込んでいる。このように、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。
【００８８】
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た。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、炉本体２１２内に配置される密閉式ガスヒータシステム１００の数を、上記第１の実施形態の半分としている。すなわち、図１２（ａ）、（ｂ）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と対向配置される。この保温板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。
【００８９】
この第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実現可能である。また、特に、第５の実施形態における連続加熱炉２００は、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において、輻射加熱されない下面側２３２（図１２（ｂ）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。
【００９０】
上述した、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るものを含む。
【００９１】
また、上述した実施形態では、燃焼室１３６は、外周壁１２２に沿って形成されるとしたが、かかる場合に限らず、燃焼室１３６は、外周壁１２２、加熱板１２６、および配置板１２０で囲繞さ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。
【００９２】
以上、添付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、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。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、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９３】
例えば、上述した実施形態では、連続加熱炉２００を例に挙げたが、例えば、加熱炉に適用することも可能である。この場合も、連続加熱炉２００と同様、排気伝熱部を、例えば、壁面近傍等、炉本体内の相対的に温度が低い部位に配することで、加熱炉は、炉本体内の温度分布を均一化できる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、燃料を燃焼させて被焼成物を加熱する加熱炉および連続加熱炉に利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
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（加熱炉）
２１０ …搬送体
２１２ …炉本体
２１２ａ …対象空間
２１２ｂ …輻射空間
２１２ｄ …外壁
２１２ｅ …内壁
２１２ｆ …空隙
２１８ …保温壁（排気伝熱部）
２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ …保温管（排気伝熱部）
２２６ａ、２２６ｂ …保温板（排気伝熱部）
２２８ …保温層（排気伝熱部）
２３０ …断熱部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を燃焼させて被焼成物を加熱する加熱炉および連続加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
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備えた加熱炉が普及している。
【０００３】
また、ガスヒータに限らず、被焼成物を載せるダクト内に電気ヒータで加熱した熱風を循環させ、加熱されたダクトからの輻射熱を被焼成物に伝熱する加熱炉が提案されている。（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６５７１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ガスヒータおよび電気ヒータのいずれを用いても、加熱炉は、炉本体の壁面からの放熱による壁面近傍の温度低下等によって、炉本体内の温度が不均一となることがあった。
【０００６】
そこで、例えば、壁面付近に配置されたガスヒータの火力を相対的に強くすることで壁面付近の温度を上げる構成が考えられる。しかしながら、この場合には、ガスヒータの火力を強くする分、燃料ガスの使用量が増えると共に、壁面付近の温度が高まることによって、炉本体外への放熱量が増大し、熱効率の低下を招いていた。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み、熱効率を低下させることなく、炉本体内の温度分布の均一化を図ることが可能な、加熱炉および連続加熱炉を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の加熱炉は、被焼成物が配される対象空間と、対象空間を囲繞する炉本体と、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、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伝熱部と、を備え、排気伝熱部は、炉本体内のうち、密閉式ガスヒータと対象空間に配された被焼成物との間に形成され輻射熱を被焼成物に伝熱する焼成空間を除くいずれかの部位に設けられたことを特徴とする。
【０００９】
複数の密閉式ガスヒータが対象空間を挟んで対向配置され、排気伝熱部が密閉式ガスヒータの対向方向と直交する方向に対向配置され、密閉式ガスヒータおよび排気伝熱部によって焼成空間が囲繞されてなってもよい。
【００１０】
排気伝熱部は、対象空間を挟んで密閉式ガスヒータと対向配置されてもよい。
【００１１】
焼成空間と排気伝熱部の一部または全部を囲繞する断熱性を有する断熱部をさらに備えてもよい。
【００１２】
排気伝熱部は、炉本体の外壁と、炉本体の内部空間において外壁に離間する内壁と、排気ガスが導かれる外壁と内壁との間の空隙と、によって構成されてもよい。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の連続加熱炉は、上記のいずれかの加熱炉と、炉本体内で被焼成物を搬送する搬送体と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱効率を低下させることなく、炉本体内の温度分布の均一化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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外観斜視図である。
【図２】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組立図である。
【図３】図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図である。
【図４】複数の突起部を説明するための説明図である。
【図５】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説明図である。
【図６】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説明図である。
【図７】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説明図である。
【図８】図７（ｂ）のＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】第２の実施形態における保温管を説明するための説明図である。
【図１０】第３の実施形態における保温板を説明するための説明図である。
【図１１】第４の実施形態における保温層を説明するための説明図である。
【図１２】第５の実施形態における保温板を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付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。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、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、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、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し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１７】
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。ここでは、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こととする。
【００１８】
（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の外観例を示した外観斜視図である。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とするが、かかる場合に限定されず、所謂、拡散燃焼を行う拡散タイプであってもよい。
【００１９】
図１に示すように、密閉式ガスヒータシステム１００は、複数（ここでは２つ）の密閉式ガスヒータ１１０を連設してなり、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。そして、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。
【００２０】
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組立図である。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とを含んで構成される。
【００２１】
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）等で形成される薄板部材である。
【００２２】
外周壁１２２は、配置板１２０と外周面が面一となる外形を有する薄板部材で構成され、図示のように配置板１２０に積層される。この外周壁１２２には、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）をなし、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。
【００２３】
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、黄銅等で形成される。そして、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、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寸法関係を維持している。
【００２４】
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、黄銅等で形成される薄板部材からなる。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。かかる構成により、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ため、輻射強度を高めることも可能となる。
【００２５】
また、配置板１２０、仕切板１２４および加熱板１２６は、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、その厚みに制限はなく、配置板１２０および仕切板１２４も、凹凸に形成されてもよい。
【００２６】
そして、加熱板１２６は、配置板１２０および外周壁１２２と外周面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。
【００２７】
このように、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で閉塞してなるもので、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。
【００２８】
また、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が連設して構成されており、両密閉式ガスヒータ１１０間の接続部位には、連設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、必ずしも完全密閉する必要はない。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を通じて連設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、両密閉式ガスヒータ１１０は同一の構成であるため、以下では、一方の密閉式ガスヒータ１１０について説明する。
【００２９】
図３は、図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図である。図３（ａ）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。この流入孔１３２には、燃料ガスが流通する第１配管部１３０が接続されており、流入孔１３２を介して燃料ガスが密閉式ガスヒータ１１０内に導かれる。
【００３０】
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る。
【００３１】
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。
【００３２】
燃焼室１３６は、外周壁１２２、加熱板１２６、および配置板１２０で囲繞される空間内に配置される。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。このように外周壁１２２に沿って燃焼室１３６を形成する構成により燃焼室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）が設けられる。
【００３３】
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。
【００３４】
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ので、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。この排気孔１４２には、内周部分に第２配管部１４４が嵌合されており、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。
【００３７】
第２配管部１４４は、第１配管部１３０内部に配される。すなわち、第１配管部１３０と第２配管部１４４とで二重管を形成する。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役割も担う。
【００３８】
ここで、配置板１２０が第１配管部１３０の端部に固定され、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の端部に固定され、第１配管部１３０の端部と第２配管部１４４の端部の差分だけ、配置板１２０と仕切板１２４とが離隔している。
【００３９】
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が配されるが、かかる場合に限定されず、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。
【００４０】
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３（ａ）の円部分を拡大した図３（ｂ）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。そして、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り、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。
【００４１】
仕切板１２４は、比較的、熱伝導し易い素材で形成されており、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。ここでは、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）となっているため、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。このように燃料ガスを予熱してから燃焼する、所謂、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。
【００４２】
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。この突起部１５０は、火炎を導入部１３４側に通さない（燃焼反応が導入部１３４の方に伝播されない）ようにするためのものである。この突起部１５０について、図４を用いて説明する。
【００４３】
図４は、複数の突起部１５０を説明するための説明図である。図４（ａ）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４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶ（ｂ）‐ＩＶ（ｂ）線断面を矢印の方向から見た説明図である。図４（ｂ）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、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３（ｂ）の部分拡大図および、図４（ｂ）の説明図で示すように、隣接する突起部１５０の間の空隙を通じて燃焼室１３６に流入することとなる。
【００４４】
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ため、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。
【００４５】
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。
【００４６】
図５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説明図である。特に、図５（ａ）は連続加熱炉２００の上面図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ（ｂ）‐Ｖ（ｂ）線断面図を示す。
【００４７】
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の上に載置されるものとするが、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。
【００４８】
炉本体２１２は、搬送体２１０の一部または全部を囲繞して焼成空間を形成する。すなわち、炉本体２１２は、対象空間２１２ａも囲繞することとなる。
【００４９】
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、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る場合には、一対の網の外側にローラ２１４を設けるとよい。
【００５０】
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。
【００５１】
図６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説明図である。図６（ａ）には、図５のＶＩ（ａ）‐ＶＩ（ａ）線断面図を示す。ここでは、理解を容易とするため、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。
【００５２】
図６（ａ）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る。
【００５３】
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。ここでは、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、曲がる部分より下流側の複数の第２配管部１４４が接続される配管を排気用配管２１６とする。
【００５４】
そして、排気用配管２１６は、当該排気用配管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である。具体的に、ローラ２１４は、図６（ａ）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、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。
【００５５】
排気ガスをローラ２１４内部に流通させる構成により、ローラ２１４全体を暖めることができ、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。
【００５６】
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るものとしてもよい。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。
【００５７】
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６（ｂ）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。
【００５８】
このように、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、製造コストを抑制することが可能となる。
【００５９】
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とから、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。そのため、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おり新たな熱源が不要なため、加熱処理全体の熱効率が低下することもない。
【００６０】
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、対象空間２１２ａ近傍の温度低下を抑制することができる。
【００６１】
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に直接吹き付けることとしてもよい。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、新たな熱源を要さずに、加熱処理全体の熱効率低下を抑制することができる。
【００６２】
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７〜図１２を用いて説明する。以降の図において、理解を容易とするため、上述した排気用配管２１６の記載を省略する。
【００６３】
図７は、第１の実施形態における保温壁２１８および保温管２２２ａを説明するための説明図である。図７（ａ）には、図５（ｂ）のＶＩＩ（ａ）‐ＶＩＩ（ａ）線断面図を示し、図７（ｂ）には、図５（ｂ）の矩形部分２２４の拡大図を示す。
【００６４】
図７（ａ）、（ｂ）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。この保温壁２１８は、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を介して連通している。図７（ａ）、（ｂ）では搬送方向の後方の端部を示すが、搬送方向の前方の端部でも同様の構成となっている。
【００６５】
図８は、図７（ｂ）のＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩ線断面図である。図７（ｂ）および図８に示す保温管２２２ａは、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管である。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。そして、保温管２２２ａは、図７（ｂ）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、折り返して配される。
【００６６】
また、図７（ｂ）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繞する。輻射空間２１２ｂは、図８に示すように、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、輻射熱を被焼成物に伝熱する空間である。
【００６７】
断熱部２３０を備える構成により、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。
【００６８】
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、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、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が囲繞されている。
【００６９】
かかる構成により、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。
【００７０】
このように、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とから、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。この保温管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することで、連続加熱炉２００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おり新たな熱源が不要なため、加熱処理全体の熱効率を低下させることもない。
【００７１】
（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のみが異なるので、ここでは上記第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、構成が異なる保温管２２２ｂ、２２２ｃについてのみ説明する。
【００７２】
図９は、第２の実施形態における保温管２２２ｂ、２２２ｃを説明するための説明図である。図９（ａ）には、図７（ａ）と同じ位置の断面図を示し、図９（ｂ）には、図７（ｂ）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９（ａ）では、壁面２１２ｃの炉本体２１２内側（背面側）に隠れており、本来破線で示される保温管２２２ｂを黒色の塗りつぶしで明記し、図９（ｂ）では、ローラ２１４の記載を省略する。
【００７３】
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が配置された（図７参照）。第２の実施形態では、図９（ａ）、（ｂ）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。そして、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る。
【００７４】
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。
【００７５】
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。そして、図９（ｂ）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、鉛直方向の上下に凸凹に配される。
【００７６】
この第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の作用効果を実現可能である。すなわち、連続加熱炉２００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おり新たな熱源が不要なため、加熱処理全体の熱効率を低下させることもない。
【００７７】
（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、上記第１の実施形態と保温板２２６ａのみが異なる。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、構成が異なる保温板２２６ａについてのみ説明する。
【００７８】
図１０は、第３の実施形態における保温板２２６ａを説明するための説明図である。図１０（ａ）には、図７（ｂ）と同じ位置の拡大図を示し、図１０（ｂ）には、図１０（ａ）のＸ（ｂ）‐Ｘ（ｂ）線断面図を示す。
【００７９】
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１０（ａ）、（ｂ）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。この保温板２２６ａは、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、これによって、保温板２２６ａ内に排気ガスが導かれる。
【００８０】
このように、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。
【００８１】
この第３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実現可能である。
【００８２】
（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、上記第１の実施形態と保温層２２８のみが異なる。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、構成が異なる保温層２２８についてのみ説明する。
【００８３】
図１１は、第４の実施形態における保温層２２８を説明するための説明図である。図１１では、図１０（ｂ）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、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る。そして、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。
【００８４】
この第４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実現可能である。また、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。
【００８５】
（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、上記第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、構成が異なる保温板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。
【００８６】
図１２は、第５の実施形態における保温板２２６ｂを説明するための説明図である。図１２（ａ）には、図７（ａ）と同じ位置の断面図を示し、図１２（ｂ）には、図７（ｂ）と同じ位置の拡大図を示す。
【００８７】
なお、図１２（ａ）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、他の位置の断面図において、対象空間２１２ａの右側を回り込んでいる。このように、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。
【００８８】
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た。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、炉本体２１２内に配置される密閉式ガスヒータシステム１００の数を、上記第１の実施形態の半分としている。すなわち、図１２（ａ）、（ｂ）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と対向配置される。この保温板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。
【００８９】
この第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実現可能である。また、特に、第５の実施形態における連続加熱炉２００は、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において、輻射加熱されない下面側２３２（図１２（ｂ）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。
【００９０】
上述した、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るものを含む。
【００９１】
また、上述した実施形態では、燃焼室１３６は、外周壁１２２に沿って形成されるとしたが、かかる場合に限らず、燃焼室１３６は、外周壁１２２、加熱板１２６、および配置板１２０で囲繞さ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。
【００９２】
以上、添付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、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。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、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９３】
例えば、上述した実施形態では、連続加熱炉２００を例に挙げたが、例えば、加熱炉に適用することも可能である。この場合も、連続加熱炉２００と同様、排気伝熱部を、例えば、壁面近傍等、炉本体内の相対的に温度が低い部位に配することで、加熱炉は、炉本体内の温度分布を均一化できる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、燃料を燃焼させて被焼成物を加熱する加熱炉および連続加熱炉に利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
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（加熱炉）
２１０ …搬送体
２１２ …炉本体
２１２ａ …対象空間
２１２ｂ …輻射空間
２１２ｄ …外壁
２１２ｅ …内壁
２１２ｆ …空隙
２１８ …保温壁（排気伝熱部）
２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ …保温管（排気伝熱部）
２２６ａ、２２６ｂ …保温板（排気伝熱部）
２２８ …保温層（排気伝熱部）
２３０ …断熱部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被焼成物が配される対象空間と、
前記対象空間を囲繞する炉本体と、
燃料ガスをヒータ本体内に流入させる流入孔、該流入孔から流入した該燃料ガスが燃焼する燃焼室、該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、該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、該輻射面を加熱した排気ガスを前記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伝熱部と、
を備え、
前記排気伝熱部は、前記炉本体内のうち、前記密閉式ガスヒータと前記対象空間に配された前記被焼成物との間に形成され前記輻射熱を前記被焼成物に伝熱する輻射空間を除くいずれかの部位に設けられたことを特徴とする加熱炉。
【請求項２】
複数の前記密閉式ガスヒータが前記対象空間を挟んで対向配置され、前記排気伝熱部が密閉式ガスヒータの対向方向と直交する方向に対向配置され、該密閉式ガスヒータおよび該排気伝熱部によって前記輻射空間が囲繞されてなることを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。
【請求項３】
前記排気伝熱部は、前記対象空間を挟んで前記密閉式ガスヒータと対向配置されることを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。
【請求項４】
前記輻射空間と前記排気伝熱部の一部または全部を囲繞する断熱性を有する断熱部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の加熱炉。
【請求項５】
前記排気伝熱部は、
前記炉本体の外壁と、
前記炉本体の内部空間において前記外壁に離間する内壁と、
前記排気ガスが導かれる前記外壁と前記内壁との間の空隙と、
によって構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の加熱炉。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の加熱炉と、
前記炉本体内で前記被焼成物を搬送する搬送体と、
を備えることを特徴とする連続加熱炉。
【請求項１】
被焼成物が配される対象空間と、
前記対象空間を囲繞する炉本体と、
燃料ガスをヒータ本体内に流入させる流入孔、該流入孔から流入した該燃料ガスが燃焼する燃焼室、該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、該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、該輻射面を加熱した排気ガスを前記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伝熱部と、
を備え、
前記排気伝熱部は、前記炉本体内のうち、前記密閉式ガスヒータと前記対象空間に配された前記被焼成物との間に形成され前記輻射熱を前記被焼成物に伝熱する輻射空間を除くいずれかの部位に設けられたことを特徴とする加熱炉。
【請求項２】
複数の前記密閉式ガスヒータが前記対象空間を挟んで対向配置され、前記排気伝熱部が密閉式ガスヒータの対向方向と直交する方向に対向配置され、該密閉式ガスヒータおよび該排気伝熱部によって前記輻射空間が囲繞されてなることを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。
【請求項３】
前記排気伝熱部は、前記対象空間を挟んで前記密閉式ガスヒータと対向配置されることを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。
【請求項４】
前記輻射空間と前記排気伝熱部の一部または全部を囲繞する断熱性を有する断熱部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の加熱炉。
【請求項５】
前記排気伝熱部は、
前記炉本体の外壁と、
前記炉本体の内部空間において前記外壁に離間する内壁と、
前記排気ガスが導かれる前記外壁と前記内壁との間の空隙と、
によって構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の加熱炉。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の加熱炉と、
前記炉本体内で前記被焼成物を搬送する搬送体と、
を備えることを特徴とする連続加熱炉。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−５３８１１（Ｐ２０１３−５３８１１Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９２３０５（Ｐ２０１１−１９２３０５）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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