特許 7555153 ガスバーナ及びそれを用いた加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】ガスバーナ及びそれを用いた加熱装置

(51)【国際特許分類】

   F23D 14/58 20060101AFI20240913BHJP

   A21B 1/33 20060101ALI20240913BHJP

   F24C 3/08 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

F23D14/58 D

A21B1/33

F24C3/08 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023197081

(22)【出願日】2023-11-21

【審査請求日】2024-03-19

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000191157

【氏名又は名称】株式会社マスダック

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】早野 武志

(72)【発明者】

【氏名】檀上 智美

(72)【発明者】

【氏名】大舘 邦幸

【審査官】河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５２－１１８６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】英国特許出願公告第００３３８８０６（ＧＢ，Ａ）

【文献】米国特許第０６０１５１０１（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開昭４９－１１９２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４９－１１９２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１６７４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０４２９１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｄ １４／５８

Ａ２１Ｂ １／３３

Ｆ２４Ｃ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部から供給気体を受ける受け入れ室と、受け入れた供給気体を区間ごとに流量を調節可能に対象装置に供給する流量調節管とを有するガスバーナであって、
前記流量調節管は、
一端が開口し他端が閉塞し長手方向に沿って複数の気体供給口を備える外周管と、
外周管の内部空間を長手方向に第１区間～第ｎ区間（ｎは３以上の自然数）に分割する（ｎ－１）個の仕切り板と、
受け入れ室から第２区間～第ｎ区間のそれぞれに途中の仕切り板を貫通して個別に供給気体を供給する（ｎ－１）本の内蔵管と、
受け入れ室との境界部にあって各内蔵管の一端及び第１区間に供給気体を供給するための個別の開口部を有するキャップ材と、
キャップ材の開口部の開口面積を調節してそれぞれの開口部を流れる供給気体の流量を調節する流量調節手段と、
着火手段と、を備え、
前記（ｎ－１）本の内蔵管は、前記複数の気体供給口と反対方向を向くように複数の吹き出し口を備え、
前記（ｎ－１）個の仕切り板の内の少なくとも１つは前記外周管の長手方向に沿って移動可能に設置され、
前記複数の吹き出し口は、前記移動可能な仕切り板の想定される可動範囲内には位置しないか、可動範囲内に位置する場合は仕切り板の備えるスリーブにより開口部の露出の有無が制御されるように設けられ、
流量調節手段により第１区間～第ｎ区間に流れる供給気体の流量を個別に調節して区間ごとに火力を調節可能であることを特徴とするガスバーナ。

【請求項2】

請求項１に記載のガスバーナを備えることを特徴とする加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気体流量調節装置の一形態としてのガスバーナ及びそれを用いた加熱装置に関し、特に長手方向に沿って複数に分割された区間を有し、区間ごとに流量を調節可能な流量調節管を備え、必要な場所に必要な量の供給気体（燃焼ガス）を供給することができるガスバーナ及びそれを用いた加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

食品の製造工程において、食材を焼成するオーブンや食材を蒸す蒸し器などの加熱装置が多く使用されている。一例として、食材を焼成するオーブンにおいては、量産用の製造ラインの加熱装置として、ベルト搬送などにより複数列に配置した食材を、一定方向に搬送しながらトンネル状の加熱エリアを通過させて加熱する方式のトンネルオーブンが多く使用される。

【0003】

こうした搬送を伴う加熱装置では、一定方向に長い棒状のガスバーナを搬送装置による食材の搬送方向と直交する方向で搬送方向に複数本並べて配置する加熱構造がとられることが多い。この場合ガスバーナの火力が長手方向で均一だと、搬送方向に向かって中央付近はトンネル内の温度が高く、トンネル壁に近い両端部では温度が低くなりやすい傾向がある。そのため、搬送方向と直交する方向に並ぶ１列の食材に着目すると、中央付近の食材に比べ、両端部に近い部分に位置する食材は加熱不足になりやすい。逆に両端部に近い部分に位置する食材の加熱状態を適正にする火力に調節すると、中央付近の食材に熱が過剰に加わってしまう。

【0004】

そこで加熱装置、特に一度に多くの食材を加熱処理する量産用の加熱装置では、食材の加熱状態が食材ごとにムラにならないよう、加熱エリア内の温度分布を一定の範囲内に制御することが重要となる。このような加熱エリア内の温度のばらつきを低減する必要があるのはオーブンに限らず、蒸し器も同様である。
加熱エリア内の温度のばらつきを低減する方法として、加熱エリア内の温度の上がりにくい場所を部分的に強く加熱する方法や、加熱自体は均一に行っても温度の高い部分の空気を加熱エリア内に分散させるよう効率的な対流を生じさせる方法などが挙げられる。

【0005】

加熱エリア内を部分的に強く加熱するための技術として、特許文献１には、菓子生地類を連続して移動する移動軌道の一部の上方及び又は下方に、移動軌道の進行方向に対し、直角に所定の間隔を置いて、ガスバーナを配設し、このガスバーナは燃焼ガス等の流通経路を具えるバーナ本体の長手方向に沿って、燃焼ガス等の噴出部を形成し、このバーナ本体の外側に、噴出部のうちの少なくとも一部のところで燃焼ガス噴出部分の面積を制御させるよう開閉手段を設けた連続菓子焼成装置が開示されている。

【0006】

また特許文献２には、燃焼管の表面に複数の炎口が設けてあり、燃焼管の内部は区画されて複数のガス通気道が形成され、このガス通気道によって炎口は複数の炎口群に区分してあり、各ガス通気道内に送る燃焼用ガスの流量を調節して燃焼管に於ける燃焼を制御するようにした、ガスバーナの燃焼制御方法が開示されている。

【0007】

特許文献１に記載の連続菓子焼成装置によれば、中央部より両端部の炎を強くして焼きムラを生じさせずに、菓子生地を均一に焼成することが期待される。しかし調節方法は両端部の火力調節が一体のリング材で同時に調節されるため、調節パターンが決まっており、個別に細かく調節することはできない。また火力を調節するための目盛り等の記載もないため調節の再現性が乏しいという課題もある。

【0008】

特許文献２に記載のガスバーナの燃焼制御方法によれば、ガスバーナの火力は手元でつまみにより調節ができ、つまみの周囲には目盛りが備えられるので、調節の再現性が得やすい。しかし、特許文献２に記載の発明は炉内の温度分布のばらつき改善を目的としたものではないため、ガスバーナの調節は手前側と奥側の２区間であり、３区間以上の場合については記載されていない。

【0009】

一方、対流を生じさせる技術としては、特許文献３が挙げられる。特許文献３には、ガスバーナを備えた焼成室と、焼成室を通過するように被焼成物を搬送するためのコンベアとを備えるパンまたは菓子焼成用のトンネル式オーブンであって、焼成炉の外部に設けた吸入口から取り入れた炉外の空気を、有圧送風機を経て焼成室に噴出する小孔を備える空気噴出用チューブを有する対流加熱装置を、被焼成物の搬送方向に向かって複数備えるトンネル式オーブンが開示されている。

【0010】

特許文献３に記載の発明によれば、焼成炉内に噴出される空気により、焼成炉内の空気が攪拌され焼成炉内の温度のばらつきが低減することが期待される。しかし空気噴出用チューブは、コンベアの被焼成物の搬送方向にほぼ直交するように焼成室を横断して設けられるが、噴出用小孔は所定の間隔で設けられ、空気噴出用チューブの長手方向に対しては均一な噴出を行うのみである。このため対流の状況を調節することが難しいという課題が残る。
そこでガスバーナとしての燃焼ガスの供給にしても、加熱装置内に対流を生じさせるための空気の供給にしても、加熱装置の中の搬送方向に直交する方向において容易に供給気体の流量調節が可能な気体流量調節装置、特にガスバーナの提供が望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】実全昭５５－１５７８８６号公報

【文献】特開平７－４２９１８号公報

【文献】特開２０１３－１６５６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、上記気体流量調節装置及びそれを用いた加熱装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、外部から受けた供給気体を流量調節管により区間ごとに流量を調節可能に対象装置に供給することができる気体流量調節装置、特にガスバーナ及びそれを用いた加熱装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するためになされた本発明によるガスバーナは、外部から供給気体を受ける受け入れ室と、受け入れた供給気体を区間ごとに流量を調節可能に対象装置に供給する流量調節管とを有するガスバーナであって、前記流量調節管は、一端が開口し他端が閉塞し長手方向に沿って複数の気体供給口を備える外周管と、外周管の内部空間を長手方向に第１区間～第ｎ区間（ｎは３以上の自然数）に分割する（ｎ－１）個の仕切り板と、受け入れ室から第２区間～第ｎ区間のそれぞれに途中の仕切り板を貫通して個別に供給気体を供給する（ｎ－１）本の内蔵管と、受け入れ室との境界部にあって各内蔵管の一端及び第１区間に供給気体を供給するための個別の開口部を有するキャップ材と、キャップ材の開口部の開口面積を調節してそれぞれの開口部を流れる供給気体の流量を調節する流量調節手段と、着火手段と、を備え、前記（ｎ－１）本の内蔵管は、前記複数の気体供給口と反対方向を向くように複数の吹き出し口を備え、前記（ｎ－１）個の仕切り板の内の少なくとも１つは前記外周管の長手方向に沿って移動可能に設置され、前記複数の吹き出し口は、前記移動可能な仕切り板の想定される可動範囲内には位置しないか、可動範囲内に位置する場合は仕切り板の備えるスリーブにより開口部の露出の有無が制御されるように設けられ、流量調節手段により第１区間～第ｎ区間に流れる供給気体の流量を個別に調節して区間ごとに火力を調節可能であることを特徴とする。

【0014】

上記目的を達成するためになされた本発明による加熱装置は、上記に記載のガスバーナを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る気体流量調節装置によれば、外部から供給気体を受ける受け入れ室と、受け入れた供給気体を区間ごとに流量を調節可能に対象装置に供給する流量調節管とを有するので、加熱装置のガスバーナとして使用する場合は加熱装置の炉内の温度分布の状況に応じて、温度の高くなりやすい部分に対応した区間に供給する燃焼ガスを低減して、炉内の温度のばらつきを低減するのが容易となる。また加熱装置に圧縮空気を提供して対流を生じさせる気体流量調節装置として使用する場合も、加熱装置の炉内の温度分布の状況に応じて、温度の高くなりやすい部分に供給する圧縮空気量を調節して、加熱装置の横断面内での適切な対流を生じさせ炉内の温度のばらつきを低減するのが容易となる。

【0016】

本発明に係る気体流量調節装置によれば、仕切り板の設置により、圧縮空気や燃焼ガスを供給する内蔵管の数を区間数より１つ少なくすることができるため、よりコンパクトな気体流量調節装置を実現することが可能である。
また、本発明に係る気体流量調節装置によれば、流量調節管の区間ごとに個別に目盛り付きの流量調節手段を備えるため、供給気体を受ける受け入れ室側の外部から、個別に、またそれぞれが再現性良く供給気体の流量を調節することが容易となる。

【0017】

さらに、本発明に係る気体流量調節装置によれば、仕切り板の内の少なくとも１つは外周管の長手方向に沿って移動可能に設置されるため、加熱装置の設置されるラインの環境や加熱装置を適用する食品の種類や配列の仕方により、流量調節管の区間の比率を調節して温度のばらつきの低減をより細かく調節することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態による気体流量調節装置の構成を概略的に示す図である。

【図2】本発明の第一の実施形態による気体流量調節装置の構成を概略的に示す図である。

【図3】本発明の第一の実施形態による気体流量調節装置の仕切り板の移動を説明する図である。

【図4】本発明の第二の実施形態による気体流量調節装置の構成を概略的に示す図である。

【図5】本発明の第二の実施形態による気体流量調節装置の仕切り板の移動を説明する図である。

【図6】本発明の実施形態による気体流量調節装置による気体流量調節状態を例示する図である。

【図7】本発明の実施形態による気体流量調節装置を備える加熱装置の構成を概略的に示す図である。

【図8】本発明の実施形態による気体流量調節装置を備える加熱装置を組み込んだ食品製造装置を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に、本発明に係る気体流量調節装置及びそれを用いた加熱装置を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態による気体流量調節装置の構成を概略的に示す図である。
図１を参照すると、本発明の実施形態による気体流量調節装置１０は、外部から供給気体５０を受ける受け入れ室１２と、受け入れた供給気体５０を、区間（４１、４２、４３）ごとに流量を調節可能に対象装置に供給する流量調節管２０とを有する。

【0020】

本発明の実施形態による気体流量調節装置１０は、食品の製造工程において使用されるオーブンや蒸し器などの加熱処理を行う対象装置（以下代表的に加熱装置と称する）内に設置され、加熱装置内に供給される供給気体５０を、流量調節管２０により区間ごとに調節し、それによって加熱装置内の対象空間内の温度ばらつきを減少させるように対流を生じさせたり、ガスバーナとして使用して加熱装置内の対象空間内の製品の焼き加減のばらつきを抑制するように加熱したりする装置である。

【0021】

気体流量調節装置１０は、一方向に長い直線状の外形を有していることから、特に搬送装置を備え、食材などを搬送しながら加熱処理する加熱装置において、搬送装置の搬送方向と直交する方向に長手方向が向くように設置して使用するのに好適な装置である。このような装置では搬送方向に向かって中央部分は温度が上がりやすく、両端部分は加熱装置の壁面などの影響で温度が上がりにくい傾向が出やすいことから搬送方向と直交する方向での温度ばらつきの低減が課題となることが多いからである。

【0022】

上述のように気体流量調節装置１０は、加熱装置内に対流を生じさせる対流生成器としても使用できるし、着火手段と組み合わせてガスバーナとしても使用できる。着火手段は特別なものである必要はなく、従来のガスバーナと同様の着火手段が適用可能である。対流生成器として使用する場合、供給気体５０は例えば圧縮空気であり、加熱装置内の温度が最も高くなりやすい空間部分に選択的に圧縮空気を供給して対流を生じさせ、加熱装置内の温度を均一化するように使用する。また、ガスバーナとして使用する場合、供給気体５０は燃焼ガスを含む混合気であり、例えば加熱装置内の温度が最も上がりにくい加熱装置の側壁近傍に、より多くの燃焼ガスを含む混合気を供給して発熱密度を高め、加熱装置内の温度を均一化するように使用する。

【0023】

このほか供給気体５０は、高温に加熱された空気、水蒸気を含む加熱空気、過熱水蒸気などでもよく、この場合、気体流量調節装置１０は、加熱と対流を同時に提供する装置としても使用可能である。上記では対象装置は加熱装置であるとしたが、対象装置は冷却装置であってもよく、その場合、供給気体５０は冷気である。

【0024】

流量調節管２０は、一端が開口し他端が閉塞し長手方向に沿って複数の気体供給口２２を備える外周管２１と、外周管２１の内部空間を長手方向に第１区間４１、第２区間４２、第３区間４３に分割する２個の仕切り板２３（２３－１、２３－２）と、受け入れ室１２から第２区間４２、第３区間４３のそれぞれに途中の仕切り板２３（２３－１、２３－２）を貫通して個別に供給気体５０を供給する２本の内蔵管２４（２４－１、２４－２）とを備える。

【0025】

仕切り板２３（２３－１、２３－２）は、外周管２１の内径とほぼ等しい外形の円盤状の仕切り部を有し、内蔵管２４（２４－１、２４－２）が貫通する部分には内蔵管２４（２４－１、２４－２）の外径とほぼ等しい貫通孔を備える。これにより内蔵管２４（２４－１、２４－２）の周囲の外周管２１の内壁との間を供給気体５０が通過しないように封鎖する。

【0026】

２本の内蔵管２４－１、２４－２の内、内蔵管２４－１は、閉塞する先端側の一部が第３区間４３まで延在するが、第２区間４２に供給気体５０を供給する配管であり、第２区間４２において側面に供給気体５０の吹き出し口２５を備える。内蔵管２４－２は、閉塞する先端側が第３区間４３の端部まで延在して第３区間４３に供給気体５０を供給する配管であり、第３区間４３において側面に供給気体５０の吹き出し口２５を備える。

【0027】

流量調節管２０は、さらに受け入れ室１２との境界部にあって各内蔵管２４（２４－１、２４－２）の一端及び第１区間４１に供給気体５０を供給するための個別の開口部２８を有するキャップ材２７と、キャップ材２７の開口部２８の開口面積を調節してそれぞれの開口部２８を流れる供給気体５０の流量を調節する流量調節手段２９とを備える。

【0028】

キャップ材２７の開口部２８は円形状のくぼみの中にＣ字形状の湾曲した貫通孔を備える。第２区間４２、第３区間４３用の開口部２８はそれぞれ内蔵管２４－１、２４－２の開口端に合わせた位置に設置され、第１区間４１用の開口部２８は内蔵管２４－１、２４－２の開口端から外れた位置に設けられる。

【0029】

流量調節手段２９は、Ｃ字形状の湾曲した貫通孔を備えて円盤状に形成され、キャップ材２７の開口部２８の開口面積を調節するディスクを先端に備えるシャフト３２と、シャフト３２を回動させる摘み３０と、摘み３０の回動位置を確認するための目盛り３１とを備える。摘み３０を回動することによりシャフト３２の先端のディスクが回動し、ディスクの貫通孔とキャップ材２７の開口部２８の貫通孔との重なり具合が変わるため、受け入れ室１２からの供給気体５０の供給経路となる開口の面積が調節される。流量調節手段２９は、一カ所にすべての区間分の摘み３０が配置されるので、簡単にそれぞれの区間の供給気体５０の流量調節更が可能である。またそれぞれの摘み３０には目盛り３１が備えられるので再現よく調節が可能となる。

【0030】

受け入れ室１２に受け入れられた供給気体５０は、流量調節手段２９の調節状況、即ちそれぞれの摘み３０の位置により開口の面積が調節されたキャップ材２７の開口部２８を通って内蔵管２４－１、２４－２の中、又は外周管２１の中の内蔵管２４（２４－１、２４－２）の周囲に供給される。

【0031】

内蔵管２４－１に供給された供給気体５０は第２区間４２に設けられた吹き出し口２５から外周管２１の第２区間４２の中に吹き出され、さらに外周管２１の第２区間４２に対応する気体供給口２２から加熱装置に供給される（供給気体５０－２）。実施形態では、内蔵管２４－１の吹き出し口２５と外周管２１の気体供給口２２とは反対方向を向くように設置し、外周管２１の第２区間４２の中の圧力がばらつかないように供給気体５０の圧力を均一化してから気体供給口２２から供給気体５０－２を供給する。

【0032】

同様に内蔵管２４－２に供給された供給気体５０は第３区間４３に設けられた吹き出し口２５から外周管２１の第３区間４３の中に吹き出され、さらに外周管２１の第３区間４３に対応する気体供給口２２から加熱装置に供給される（供給気体５０－３）。内蔵管２４－２についても吹き出し口２５は外周管２１の気体供給口２２とは反対方向を向くように設置する。

【0033】

キャップ材２７の開口部２８から外周管２１の中の内蔵管２４（２４－１、２４－２）の周囲に供給された供給気体５０は、内蔵管２４（２４－１、２４－２）の周囲をそのまま外周管２１の閉塞端の方向に進行し外周管２１の第１区間４１に対応する気体供給口２２から加熱装置に供給される（供給気体５０－１）。このように内蔵管２４（２４－１、２４－２）の周囲に供給された供給気体５０を第１区間４１に供給する構造とすることで区間の数より内蔵管２４（２４－１、２４－２）の数を１つ少なくすることができ、気体流量調節装置１０をコンパクトにまとめることが可能となる。

【0034】

供給気体５０は、受け入れ室１２に受け入れられた時点ではひとまとまりであるが、キャップ材２７のそれぞれの開口部２８を通ってそれぞれの区間（４１、４２、４３）に分流する時点で、それぞれの流量調節手段２９によって調節された開口面積に応じ区間（４１、４２、４３）ごとに供給される供給気体５０の量が決定される。

【0035】

以上流量調節管２０が２個の仕切り板２３（２３－１、２３－２）と、２本の内蔵管２４（２４－１、２４－２）とを備える実施形態を説明したが、仕切り板２３と内蔵管２４の数の組み合わせはこれに限らない。例えば仕切り板２３を３つとして外周管２１を４つの区間に区分し、第２～第４区間に供給気体５０をそれぞれに供給する３つの内蔵管２４を備えるようにしてもよいし、これよりさらに多くの区間を設けるように仕切り板２３の数を増やしてもよい。

【0036】

このように、本発明の実施形態による気体流量調節装置１０は、様々な実施形態において一端が開口し他端が閉塞し長手方向に沿って複数の気体供給口２２を備える外周管２１と、外周管２１の内部空間を長手方向に第１区間～第ｎ区間（ｎは３以上の自然数）に分割する（ｎ－１）個の仕切り板２３と、受け入れ室１２から第２区間～第ｎ区間のそれぞれに途中の仕切り板２３を貫通して個別に供給気体５０を供給する（ｎ－１）本の内蔵管２４とを備える。これに対し、キャップ材２７は１つであるが、流量調節手段２９は区間の数にあわせてｎ個を備える。

【0037】

本発明の実施形態による気体流量調節装置１０は、上記のように外周管２１の内部空間を、仕切り板２３により長手方向に複数の区間となるよう分割するが、仕切り板２３の位置を長手方向に沿って移動可能に設置される。以下図２～５を参照して２つの実施形態について説明する。

【0038】

図２は、本発明の第一の実施形態による気体流量調節装置の構成を概略的に示す図であり、図３は、本発明の第一の実施形態による気体流量調節装置の仕切り板の移動を説明する図である。
図２、３では気体流量調節装置１０は、内蔵管２４を外周管２１から取り出した分解図の形で示す。基本的な構成に関しては、図１で説明したものと変わらない。

【0039】

第一の実施形態による気体流量調節装置１０では仕切り板２３の位置を長手方向に沿って移動可能に形成される。これは図２、３では明記していないが、例えば仕切り板２３の内蔵管２４が貫通する部分を、内蔵管２４に沿う一定長さのスリーブ状に形成し、円盤状の仕切り部が外周管２１及び内蔵管２４に直交する形状を維持しつつ内蔵管２４の長手方向に移動可能とする。また使用中に仕切り板２３の両側の供給気体５０の圧力差で仕切り板２３が移動しないように、例えばスリーブ状に形成した部分に内蔵管２４に向かう雌ねじを備えるねじ穴を設け、これに止めねじをねじ込んで仕切り板２３を内蔵管２４に固定する。

【0040】

図３では、第１区間４１と第２区間４２とを区分する仕切り板２３－１は、内蔵管２４に沿って前後にそれぞれ距離ｘ、第２区間４２と第３区間４３とを区分する仕切り板２３－２は、内蔵管２４に沿って前後にそれぞれ距離ｙだけ移動するように示したが、距離ｘと距離ｙは便宜的なものであり、距離ｘと距離ｙは同じでもよいし異なっていてもよい。また前後の距離は例えば前方にｘ１、後方にｘ２のように異なってもよい。また、加熱装置の構造により温度分布が安定しているような場所に設置する気体流量調節装置１０では、複数ある仕切り板２３のうちに移動可能でないものがあってもよい。

【0041】

移動可能な仕切り板２３を備える場合、仕切り板２３を移動したときに、内蔵管２４（２４－１、２４－２）の吹き出し口２５を跨いでしまうと、例えば第２区間４２に供給すべき供給気体５０が、第３区間４３に供給されてしまうことも起こる。そこで、この実施形態の気体流量調節装置１０は、想定される可動範囲には内蔵管２４（２４－１、２４－２）の吹き出し口２５を設けない。例えば図３の例では仕切り板２３－１は、設計的な設定位置の前後にそれぞれ距離ｘとなる範囲には内蔵管２４（２４－１、２４－２）の吹き出し口２５を設けない。これにより仕切り板２３－１を移動しても第１区間４１に供給すべき供給気体５０が第２区間４２に供給されることはないし、逆に第２区間４２に供給すべき供給気体５０が第１区間４１に供給されることもない。仕切り板２３－２についても、想定される可動範囲である前後にそれぞれｙの距離の範囲内には吹き出し口２５を設けない。

【0042】

仕切り板２３を移動可能にすることにより、区間の区切り位置に自由度を与えることができる。例えば気体流量調節装置１０を取り付ける加熱装置の構造や設置場所の環境の影響で、温度ばらつきが十分に低減できない場合でも、仕切り板２３を移動することでより細かく調節することができるようになる。その結果、搬送装置に流す食材の配列を増やしたり、食材の加熱処理のプロセスマージンが向上したりする効果が期待される。

【0043】

図４は、本発明の第二の実施形態による気体流量調節装置の構成を概略的に示す図であり、図５は、本発明の第二の実施形態による気体流量調節装置の仕切り板の移動を説明する図である。
図４、５に示す第二の実施形態による気体流量調節装置１０も基本的な構成に関しては図１で説明したものと変わらない。また、図２、３に示す第一の実施形態による気体流量調節装置１０と同様、仕切り板２３を移動可能に構成するが、仕切り板２３を特定な構成のスリーブ２６と組み合わせる点で、第一の実施形態とは相違する。

【0044】

図４、５を参照すると、仕切り板２３－１には、内蔵管２４－１に沿って第１区間４１側に延在するスリーブ２６－１が備えられ、仕切り板２３－２には、内蔵管２４－１に沿って第３区間４３側に延在するスリーブ２６－２と、内蔵管２４－２に沿って第２区間４２側に延在するスリーブ２６－３とを備える。

【0045】

図５では仕切り板２３－１の想定移動範囲を、設計的な設定位置の前後にそれぞれ距離ｘとし、仕切り板２３－２の想定移動範囲を、設計的な設定位置の前後にそれぞれ距離ｙとしているが、この距離ｘ、距離ｙも便宜的なものであり、距離ｘと距離ｙは同じでもよいし異なっていてもよい。また前後の距離は例えば前方にｘ１、後方にｘ２のように異なってもよい。また複数ある仕切り板２３の内に移動可能でない仕切り板２３を含んでいてもよい。

【0046】

図５に示す気体流量調節装置１０のスリーブ２６（２６－１、２６－２、２６－３）は単に仕切り板２３の移動をガイドするのみではなく、想定移動範囲内の内蔵管２４（２４－１、２４－２）の吹き出し口２５の開閉を制御する役割を備える。このため図４、５に示す実施形態では、想定移動範囲内にも吹き出し口２５を備えていてもよい。

【0047】

仕切り板２３－１を移動する場合について説明する。まず仕切り板２３－１を第１区間４１側に距離ｘだけ移動すると、距離ｘだけ第１区間４１は短くなり、距離ｘだけ第２区間４２は長くなる。この距離ｘの範囲に設けられる内蔵管２４－１の吹き出し口２５は、スリーブ２６－１が移動することにより露出して吹き出し口２５としての機能を果たすようになる。つまり第２区間４２は長くなった分、吹き出し口２５が増える形となり、第２区間４２への供給気体５０の供給密度は仕切り板２３－１の移動前とほとんど変わらない。

【0048】

逆に仕切り板２３－１を、元の位置から第２区間４２側に距離ｘだけ移動すると、距離ｘだけ第２区間４２は短くなる。このとき元の位置から第２区間４２側に距離ｘの範囲に設けられていた内蔵管２４－１の吹き出し口２５は、スリーブ２６－１が移動することによりスリーブ２６－１により塞がれるようになる。つまり第２区間４２は短くなった分、吹き出し口２５が減る形となり、第２区間４２への供給気体５０の供給密度は仕切り板２３－１の移動前とほとんど変わらない。

【0049】

仕切り板２３－２を移動する場合は、２つのスリーブ（２６－２、２６－３）がそれぞれ逆の機能を果たすようになる。まず仕切り板２３－２を第２区間４２側に距離ｙだけ移動すると、距離ｙだけ第２区間４２は短くなり、距離ｙだけ第３区間４３は長くなる。この距離ｙの範囲に設けられる内蔵管２４－１の吹き出し口２５は、スリーブ２６－２が移動することによりスリーブ２６－２により塞がれるようになる。一方、内蔵管２４－２の吹き出し口２５は、スリーブ２６－３が移動することにより露出して吹き出し口２５としての機能を果たすようになる。これにより第２区間４２は短くなった分、吹き出し口２５が減る形となり、第３区間４３は長くなった分吹き出し口２５が増える形となり、それぞれの区間の供給気体５０の供給密度は仕切り板２３－２の移動前とほとんど変わらない。

【0050】

逆に、仕切り板２３－２を第３区間４３側に距離ｙだけ移動すると、距離ｙだけ第２区間４２は長くなり、距離ｙだけ第３区間４３は短くなる。この距離ｙの範囲に設けられる内蔵管２４－１の吹き出し口２５は、スリーブ２６－２が移動することにより露出するようになる。一方、内蔵管２４－２の吹き出し口２５は、スリーブ２６－３が移動することによりスリーブ２６－３により塞がれるようになる。これにより第２区間４２は長くなった分、吹き出し口２５が増える形となり、第３区間４３は短くなった分吹き出し口２５が減る形となり、それぞれの区間の供給気体５０の供給密度は仕切り板２３－２の移動前とほとんど変わらない。

【0051】

仕切り板２３（２３－１、２３－２）の想定移動範囲内に設ける内蔵管２４（２４－１、２４－２）の吹き出し口２５は想定移動範囲外に設けられた吹き出し口２５のピッチに合うような位置に設けることが好ましい。またスリーブ２６（２６－１、２６－２、２６－３）は想定移動範囲内の移動に伴って、想定移動範囲外の吹き出し口２５が新たに露出しないような十分な長さを備えるようにする。

【0052】

図６は、本発明の実施形態による気体流量調節装置による気体流量調節状態を例示する図である。図６（ａ）は、供給気体が均一に供給されるように調節した場合、図６（ｂ）は、中央だけ供給気体の供給を抑制するように調節した場合、図６（ｃ）は、区間ごとに供給気体の供給が異なるように調節した場合、図６（ｄ）は、仕切り板を移動して区間を変更するように調節した場合の気体流量調節状態を例示する図である。

【0053】

図６（ａ）は、流量調節手段２９を調節して第１区間４１から供給される供給気体５０－１、第２区間４２から供給される供給気体５０－２、第３区間４３から供給される供給気体５０－３、が均一になるように調節した状態を示す。

【0054】

図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態から、第２区間４２に供給気体５０を供給する開口部２８の開口面積を低減するように流量調節手段２９を調節して第２区間４２から供給される供給気体５０－２だけを減少させた状態を示す。搬送装置を備え、食材を搬送しながら加熱処理する加熱装置の場合は、搬送装置の搬送方向に向かって両側の温度が上がりにくいため、気体流量調節装置１０をガスバーナとして使用する場合は図６（ｂ）のような分布で燃焼ガスを含む混合気を供給するのが有効である。
気体流量調節装置１０を対流生成器として使用する場合は図６（ｂ）の状態とは逆に第２区間４２から供給される供給気体５０－２だけを強めるような分布が好ましいことが多い。

【0055】

図６（ｃ）は、図６（ｂ）の状態から、第１区間４１への供給気体５０の供給を絞り第１区間４１から供給される供給気体５０－１、第２区間４２から供給される供給気体５０－２、第３区間４３から供給される供給気体５０－３、がすべて異なるように調節した状態を示す。

【0056】

図６（ｄ）は、図６（ｂ）の状態から、仕切り板２３－１を距離ｘだけ第１区間４１側に移動し、仕切り板２３－２を距離ｙだけ第２区間４２側に移動した状態を示す。
図６（ａ）～（ｄ）のように本発明の実施形態による気体流量調節装置１０は、多様な供給気体５０の供給状況を作り出すことが可能である。

【0057】

図７は、本発明の実施形態による気体流量調節装置を備える加熱装置の構成を概略的に示す図である。
図７に示す本発明の実施形態による気体流量調節装置１０を備える加熱装置６は、搬送装置３を備えるトンネルオーブン７０である。搬送装置３は、トンネルオーブン７０の入り口側と出口側にそれぞれ設けた折り返し部７５で折り返されるようにしてオーブン７０内を循環走行する搬送体７６を備え、搬送体７６により生地などの食材をトンネルオーブン７０の入り口から出口に向かって搬送する。搬送体７６としては、複数の焼成板を循環するチェーンで駆動するキャタピラ形状のものでもよいし、無端のスチールベルト状のものでも構わない。搬送装置３の搬送速度は操作盤７３により調節が可能となっている。

【0058】

食材を搬送する搬送体７６の上方には上部焼成部７、食材を搬送する搬送体７６の下方であって食材搬送後、折り返し部７５で折り返されて入り口側に戻る搬送体７６の上方に下部焼成部８が設けられる。上部焼成部７及び下部焼成部８は、いずれも本発明の実施形態による気体流量調節装置１０を含んで構成される。図７に示す実施形態では、上部焼成部７及び下部焼成部８の気体流量調節装置１０は、着火手段を備えるガスバーナ３５としての形態を含む。

【0059】

気体流量調節装置１０は、上部焼成部７及び下部焼成部８それぞれに、複数が備えられ、いずれも搬送装置３の搬送方向と直交する方向に長手方向が向くようにして設置される。図７の実施形態では、複数の気体流量調節装置１０は、トンネルオーブン７０の入り口側から出口側に向かってＡ、Ｂ、Ｃの３つのゾーンに区分けされ、ゾーンごとに温度調節がなされるように構成されている。各ゾーンには覗き窓７４が設けられ、食材の加熱状態が確認できるようになっている。また図７の実施形態では、それぞれのゾーンごとに少なくとも気体流量調節装置１０を含むように構成される。

【0060】

気体流量調節装置１０は、長手方向に沿って仕切り板２３によって区分けされた区間ごとに供給気体５０の流量を調節可能であるので、ガスバーナ３５として使用する場合は、トンネル内の温度ばらつきの状況に応じて、例えば搬送方向に向かって両端の温度の上がりにくい区間の燃焼ガスを含む混合気の供給量を中央部に比べて増加させ、食材の焼き加減のばらつきを抑制するように使用する。対流生成器として使用する場合は、例えば搬送方向に向かって中央部の温度の上がりやすいエリアの供給空気の流量を増やして効率的に温度ばらつきを低減するように使用する。また、気体流量調節装置１０は、仕切り板２３を長手方向に沿って移動することができるので、いずれの用途においても、仕切り板２３の位置を調節して、トンネルオーブン７０内での温度ばらつきを抑制し、更なる食材の焼き加減のばらつき低減や品質の安定化などを実現することが可能である。

【0061】

図７の実施形態では、トンネルオーブン７０は３ゾーンに区分して温度調節するように示したが、温度調節のゾーンはトンネルオーブン７０で処理する食材の加熱条件などによりこれより多くても少なくてもかまわない。また気体流量調節装置１０の配置も図７に示す配置に限らない。さらに設置する気体流量調節装置１０は、すべてガスバーナ３５としてもよいし、すべて対流生成器としてもよく、ガスバーナ３５と対流生成器が混在するように設置してもよい。またトンネルオーブン７０には、必要に応じて気体流量調節装置１０を増設可能なように設置用の孔とキャップを設けておいてもよい。

【0062】

図８は、本発明の実施形態による気体流量調節装置を備える加熱装置を組み込んだ食品製造装置を概略的に示す図である。
食品製造装置１は、搬送装置３、生地充填機２，加熱装置６、及び取り出し装置９を備える。搬送装置３は、最上流と最下流の２つの折り返し部で折り返すようにして、複数の焼成板４を連続的に又は間欠的に循環させる。焼成板４は図８の奥行方向に長い長方形の金属板で焼成面５に食材を載せて上流から下流に搬送する。生地充填機２は搬送装置３の上流側に設けられ、ホッパに投入された生地６０を焼成板４の焼成面５に所定量ずつ充填する。量産機では通常複数の吐出ノズルを備えており、図８の生地充填機２も焼成板４の長手方向に沿って複数の生地６０を充填する。

【0063】

充填された生地６０は、焼成板４と共に加熱装置６に搬送される。本発明の実施形態による加熱装置６は、この実施形態ではトンネルオーブンであり、生地６０を焼成板４の下から加熱する下部焼成部８と、生地６０の上面から直接加熱する上部焼成部７と、上部焼成部７の全体をトンネル状に覆うカバーとを備える。図８ではトンネルオーブンは簡略に示すが、食品製造装置１には図７に示す構成のトンネルオーブン７０を組み込むようにしてもよい。
上部焼成部７及び下部焼成部８はいずれも本発明の実施形態による気体流量調節装置１０を含んで構成される。図８に示す実施形態では上部焼成部７及び下部焼成部８の気体流量調節装置１０は着火手段を備えるガスバーナ３５としての形態を含む。

【0064】

図８の奥行方向、即ち搬送装置３の搬送方向と直交する方向に長い焼成板４の長手方向に沿って充填された複数の生地６０を焼成するため、気体流量調節装置１０は搬送装置３の搬送方向と直交する方向に長手方向が向くように設置される。

【0065】

下部焼成部８の設けられる範囲では、焼成板４はガスバーナ３５として使用される気体流量調節装置１０により下側から加熱されるが、搬送方向に向かって焼成板４の中央部に比べて両端部は温度が上がりにくい。そのため、図８の実施形態のガスバーナ３５では、図６（ｂ）で示したように３つの区間（４１、４２、４３）のうちの中央部にあたる第２区間４２において、燃焼ガスを含む混合気の供給を、両端の区間（４１、４３）に比べて抑制し、焼成板４の長手方向の温度ばらつきを抑制する。

【0066】

こうした焼成板４の搬送方向と直交する方向の製品の焼き加減のばらつきは、加熱する製品の形状や配置などによっても変わってくる。本発明は、バーナ各ゾーンの燃焼バランス・気体流量調整をつまみで再現性をもってできる為、製品の切り替え毎に調整を変更して多様な製品の加熱に対応できる上に品質を維持するのが容易である。更に、図２～５で示したように仕切り板２３の位置調節を行うことが可能に形成されるため、状況に応じて仕切り板２３の位置を調節して、よりばらつきの少ない加熱環境を実現することができる。

【0067】

また、加熱装置６は、トンネル状に覆うカバー内の温度分布を均一にするため、ガスバーナ３５の他に対流生成器としての気体流量調節装置１０を備える。気体流量調節装置１０は、外部から供給された圧縮空気をカバー内に供給し、カバー内の対流を促進する。この場合、気体流量調節装置１０が供給する圧縮空気は、温度の高くなりやすい中央部で強くなるように流量調節を行う。

【0068】

図８では下部焼成部８及び上部焼成部７として一定間隔で配列した複数のガスバーナ３５と、上部焼成部７のガスバーナ３５の上方に対流生成器としての気体流量調節装置１０を複数備えるように示したが、ガスバーナ３５と対流生成器としての気体流量調節装置１０の組み合わせと配置は様々に変形可能である。例えば下部焼成部８でも上部焼成部７でもガスバーナ３５の配列の中に対流生成器としての気体流量調節装置１０が配置されていてもよい。また、本発明の実施形態であるガスバーナ３５を並べて使用することで所望の温度ばらつき内になるのであれば、対流生成器としての気体流量調節装置１０を設置しなくてもよい。さらに本発明の実施形態であるガスバーナ３５ではなく、区間ごとに調節のできない従来技術のガスバーナ３５を備える加熱装置６であっても、対流生成器としての気体流量調節装置１０の設置により所望の温度ばらつき内になるのであれば、区間ごとに供給量を調節可能なガスバーナ３５を備えなくてもよい。

【0069】

気体流量調節装置１０は、食材の加熱処理に使用するのはガスバーナ３５としての形態には限らない。外部から供給された高温に加熱された空気、水蒸気を含む加熱空気などを区間ごとに調節して供給するように使用してもよい。

【0070】

加熱装置６により焼成された生地６０は、そのまま搬送されて最下流で取り出し装置９に移されて取り出される。取り出し装置９は上流と下流側に備えるローラーに搬送ベルトをかけ渡し、焼成板４が搬送装置３の最下流で折り返す際に生地６０を受け取り、搬送ベルトにより次の処理装置やストッカーなどに生地６０を搬送する。

【0071】

以上のように図８は、生地６０の充填・焼成装置の構成を備える食品製造装置１を示すが、本発明の実施形態の気体流量調節装置１０又はガスバーナ３５を備える食品製造装置１の構成はこれに限らない。例えば焼成した生地６０にさらに餡等の充填物を充填する中身充填装置や、焼成した生地６０を折りたたむように加工する成形装置などを組み合わせてもよい。逆に気体流量調節装置１０を備える加熱装置６だけの構成としてもよい。

【0072】

本発明の実施形態の気体流量調節装置１０は、供給気体５０を区間ごとに流量を調節可能に対象装置に供給することができ、また必要に応じて区間を区切る位置を調節可能であるのでよりきめ細かく対象装置の内部の温度のばらつきを効率的に抑制することが可能となる。

【0073】

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更することが可能である。

【符号の説明】

【0074】

１ 食品製造装置
２ 生地充填機
３ 搬送装置
４ 焼成板
５ 焼成面
６ 対象装置（加熱装置）
７ 上部焼成部
８ 下部焼成部
９ 取り出し装置
１０ 気体流量調節装置
１１ 気体供給管
１２ 受け入れ室
２０ 流量調節管
２１ 外周管
２２ 気体供給口
２３ 仕切り板
２４、２４－１、２４－２ 内蔵管
２５ 吹き出し口
２６、２６－１、２６－２、２６－３ スリーブ
２７ キャップ材
２８ 開口部
２９ 流量調節手段
３０ 摘み
３１ 目盛り
３２ シャフト
３３ ディスク
３５ ガスバーナ
４１ 第１区間
４２ 第２区間
４３ 第３区間
５０、５０－１、５０－２、５０－３ 供給気体
６０ 生地
７０ トンネルオーブン
７１ ターボブロワー
７２ 排気ファン
７３ 操作盤
７４ 覗き窓
７５ 折り返し部
７６ 搬送体

【要約】

【課題】外部から受けた供給気体を区間ごとに流量を調節可能に対象装置に供給する気体流量調節装置を提供する。
【解決手段】本発明によるガスバーナは、外部からの供給気体の受け入れ室と、受け入れた供給気体を区間ごとに流量を調節可能に対象装置に供給する流量調節管とを有し、流量調節管は、一端が開口し他端が閉塞し長手方向に沿って複数の気体供給口を備える外周管と、外周管の内部空間を長手方向に第１～第ｎ区間（ｎは３以上の自然数）に分割する（ｎ－１）個の仕切り板と、受け入れ室から第２～第ｎ区間のそれぞれに途中の仕切り板を貫通して個別に供給気体を供給する（ｎ－１）本の内蔵管と、受け入れ室との境界部にあって各内蔵管の一端及び第１区間に供給気体を供給する個別の開口部を有するキャップ材と、キャップ材の各開口部を流れる供給気体の流量調節手段とを備え、仕切り板の少なくとも１つは外周管の長手方向に移動可能である。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】