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オーブン用加熱板及び電気オーブン
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- 【要約】
【課題】 炉床が十分に堅牢であって石釜構造の炉内雰囲気を有し、温度制御が容易で、かつ広範な被焼成物を対象とすることができる電気オーブンを提供することにある。
【解決手段】 煉瓦焼成前の成形時に肉厚方向と直交しかつ平面視において分散するように可燃バー１０ａを貫通状に埋め込み、焼成時に前記可燃バー１０ａを燃焼させて当該燃焼跡に孔１０を形成し、前記各孔１０に抵抗加熱体１１を通した耐火煉瓦からなるオーブン用加熱板を製造する。そして、焼成炉の下火用焼成板１ａ及び上火用焼成板１ｂを、一枚又は複数枚の前記オーブン用加熱板により構成する。
- 【特許請求の範囲】
【請求項１】
煉瓦焼成前の成形時に肉厚方向と直交しかつ平面視において分散するように可燃バー（１０ａ）を貫通状に埋め込み、焼成時に前記可燃バー（１０ａ）を燃焼させて当該燃焼跡に孔（１０）を形成し、前記各孔（１０）に抵抗加熱体（１１）を通した耐火煉瓦からなることを特徴とするオーブン用加熱板。
【請求項２】
前記孔（１０）は耐火煉瓦の一方の面に近付けて配置されている、請求項１に記載のオーブン用加熱板。
【請求項３】
焼成炉（５ａ）の下火用焼成板（１ａ）及び上火用焼成板（１ｂ）が請求項１又は２に記載の一枚ないし複数枚のオーブン用加熱板（１）により構成されていることを特徴とする電気オーブン。
【請求項４】
焼成炉（５ａ）の両側壁（２）及び奥壁（３）が耐火煉瓦で構成されている、請求項３に記載の電気オーブン。
【請求項５】
焼成炉（５ａ）の下火用焼成板（１ａ）及び上火用焼成板（１ｂ）を構成する前記オーブン用加熱板（１）は、前記抵抗加熱体（１１）が焼成炉（５ａ）の幅方向に沿う状態で配置され、当該抵抗加熱体（１１）は焼成炉（５ａ）の開口部（５４）に近い領域では他領域よりも密な間隔で配置されている、請求項３又は５に記載の電気オーブン。
- 【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、菓子・パン類やピザの焼成及び各種調理に使用されるオーブン用の加熱版及び当該オーブン用加熱板を使用した電気オーブンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
耐火煉瓦を使用したオーブン（石釜）は焼成炉内で薪やガスを燃焼させることにより炉内を加熱し、その余熱により被焼成物を焼成する。したがって、温度制御の困難性から均一な焼成ができ難く、被焼成物にも制限があるほか一般的な調理には不向きであった。
他方、石釜構造のオーブンで温度制御が容易な電気加熱方式を採用すると、炉床（耐火煉瓦）をヒータで加熱することになり莫大な電気エネルギーを必要とするので実用性がなく、また、石釜構造でない電気オーブンではいわゆる直火焼きに近くなるので、例えば風味に富んだパンやビザ等を焼成するのには不向きである。
【０００３】
発明者は、基本的には石釜構造の利点と特徴を備えつつ、温度制御が容易な電気加熱構造のオーブン釜を提案している（後記特許文献１参照）。
前記オーブン釜は自然対流式であって、石釜構造の利点と特徴を持たせながら電気加熱構造とするため、焼成炉の炉床である下火焼成板と上火焼成板とを、遠赤外線放射体に抵抗加熱体（ヒータ）を埋設した加熱板により構成したものであった。すなわち、抵抗加熱体に通電して下火焼成板と上火焼成板とを加熱すると、焼成炉内の温度が上昇するとともに、赤外線放射体である上下の焼成板から放射される遠赤外線が反射を繰り返し、炉内雰囲気を強制的に対流させなくても温度が各部において均一化する。また、上下の焼成板は電気的に加熱され炉内へ熱放射するため、炉内雰囲気は石釜に近い雰囲気になる。
【特許文献１】特開２００１−１９３９３３号公報
【０００４】
前記オーブン釜はそのねらいどおりの効果を奏するものであったが、遠赤外線放射体に抵抗加熱体(ヒータ）を埋設して上下の焼成板を製造する際、二枚の遠赤外線放射板の間に当該抵抗加熱体をサンドイッチ状に挟み込み、両遠赤外線放射板を接合する必要があった。
上下の焼成板（遠赤外線放射板）の強度（特に垂直荷重に対する強度）を十分に保つためには、ある程度それらの厚みを大きくする必要があり、強度上必要な厚みのある二枚の遠赤外線放射板に抵抗加熱体を挟むと、抵抗加熱体の熱が遠赤外線放射板の表面（加熱熱面）に伝わり難くなって大きな電力を必要とする。
他方、厚みの大きい遠赤外線放射板と厚みの小さい遠赤外線放射板の間に抵抗加熱体を挟み込んで両者を接合し、薄い遠赤外線放射板の表面を焼成板の加熱面とすれば前記課題は解決することができるが、薄い遠赤外線放射板は強度が小さく、焼成板の加熱面側が著しく脆弱化し、割れなどにより壊れ易くなるという他の問題を生ずる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、石釜構造で電気加熱方式のオーブンにおいて使用する加熱板が脆弱な点であり、その目的は、十分な強度を有しかつ熱効率の優れた電気式のオーブン用加熱板を提供することにある。
本発明の他の目的は、炉床が十分に堅牢であって石釜構造の炉内雰囲気を有し、温度制御が容易で、かつ広範な被焼成物を対象とすることができる電気オーブンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るオーブン用加熱板は、前記課題を解決するため、煉瓦焼成前の成形時に肉厚方向と直交しかつ平面視において分散するように可燃バーを貫通状に埋め込み、焼成時に前記可燃バーを燃焼させて当該燃焼跡に孔を形成し、前記各孔に抵抗加熱体を通した耐火煉瓦からなることを最も主要な特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係る電気オーブンは、前記課題を解決するため、焼成炉の下火用焼成板及び上火用焼成板を、前記本発明に係る一枚ないし複数枚のオーブン用加熱板により構成したことを最も主要な特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るオーブン用加熱板は、肉厚方向と直交しかつ平面視において分散するように貫通状の孔を形成し、各孔に抵抗発熱体を通した耐火煉瓦からなるもので、当該耐火煉瓦は一体の板を形成していて複数の板を重ねて接合したものではないので、焼成床に使用する場合に十分な強度（特に垂直荷重に対する強度）を有する。
また、抵抗発熱体の熱効率を高めるため、前記孔を加熱板の一方の面(加熱面）に近付けて配置した場合でも、加熱面側が著しく脆弱化することはない。
【０００９】
本発明に係る電気オーブンは、その炉床を形成する上下の焼成板が前記本発明に係るオーブン用加熱版を一枚又は複数枚使用して構成したものであるから、炉床が十分に堅牢である。また、上下の焼成板は耐火煉瓦で構成されており、電気加熱による熱放射と遠赤外線の放射の繰り返しにより石釜構造の炉内雰囲気を出現させることができ、温度制御が容易でしかも広範な被焼成物を対象とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照しながら、本発明に係るオーブン用加熱板と電気オーブンの好ましい実施形態を説明する。
図１は本発明に係る一実施形態の電気ーブンを例示する概略正面図であり、この実施形態の電気オーブン５は、一つの外装体内に第一段焼成炉〜第三段焼成炉５ａ，５ｂ，５ｃを重なる状態に設けた多段炉であり、各段の焼成炉５ａ，５ｂ，５ｃは、それぞれ前面の開口部を開閉する扉５０を有している。
各扉５０は、下部が図示しないヒンジで開口部下部に連結された前開き形式であって、ほぼ中央部に覗き窓５１がそれぞれ設置され、中央上部に開閉操作のための把手５２がそれぞれ取り付けられている。
各段の焼成炉５ａ，５ｂ，５ｃには、炉内の温度，湿度，照明その他の炉内雰囲気を制御するための制御盤５３がそれぞれ側部に設置されている。
【００１１】
図２は図１の電気オーブンを奥行き部分が見えるように切断した拡大断面図、図３は図２の矢印Ａ−Ａに沿う部分断面図であり、それらの図には第一段焼成炉５ａと第二段焼成炉５ｂの１部が示されている。
なお、この実施形態の電気オーブンにおいて、第一段〜第三段の焼成炉５ａ〜５ｃは、断熱層を介して図示しない駆体で囲まれており、駆体の外面は例えばステンレスからなる外装化粧板で覆われているが、図２及び図３では前記外装化粧板，駆体及び断熱層と前面の扉とをいずれも省略している。
【００１２】
オーブン用加熱板の実施形態
各段の焼成炉５ａ〜５ｃの全部又はそれらの一部において、下火焼成板１ａ及び上火焼成板１ｂは、以下詳細に説明する本発明に係る実施形態のオーブン用加熱板１によって構成されている。
図４は本発明に係る一実施形態のオーブン用加熱板の部分平面図である。この加熱板１は方形で板状の耐火煉瓦からなり、その肉厚内には肉厚方向と直交しかつ平面視において分散するように貫通状の孔１０が形成され、これらの各孔１０には抵抗加熱体１１が通され（挿通され）ている。各抵抗加熱体１１は、一枚の加熱板１がそれぞれ独立した加熱手段を構成するように、接続リード部１２により順次接続されている。しかし、各抵抗加熱体１１は、数枚の加熱板１で一つの加熱手段を構成するように接続されていても実施することができる。
【００１３】
耐火煉瓦からなる加熱板１に前記のように孔を形成するには、例えば図５で例示するように、煉瓦材料を練成して煉瓦成形体１’を成形する際に、当該煉瓦成形体１’の肉厚方向と直交しかつ平面視において分散するように可燃バー（例えば木材バー）１０ａを貫通状に埋め込む。
この実施形態では、各可燃バー１０ａは平面視方形の煉瓦成形体１’の幅方向に沿いかつ平行するように配置されている。このように可燃バー１０ａは、互いに平行するように配置するのが望ましいが、平面視において分散していれば平行でなくても実施することができる。
次いで、煉瓦成形体１’を焼成炉内に供給して焼成するが、この焼成時に前記可燃バー１０ａが燃焼し、焼成後の加熱板１には図６のように前記可燃バー１０ａの燃焼跡に孔１０が形成される。この各孔１０に抵抗加熱体１１を挿通すことによりオーブン用加熱板１を製造する。
オーブン用加熱板１は、煉瓦成形体１’を焼成して耐火煉瓦とした後各孔１０へ抵抗加熱体１１を挿通してそのまま後述の焼成板として使用することができるが、必要であれば各孔１０へ抵抗加熱体１１を挿通する前又はその後に、加熱面となる面を研磨することができる。
加熱板１の各孔１０は、抵抗加熱体１１を通すときに通し易いように直線状であるのが好ましいが、抵抗加熱体１１を通すことができる程度であれば曲がっていても差し支えない。
【００１４】
図５の煉瓦成形体１’（加熱板１の主体を構成する耐火煉瓦）の原料は通常の耐火煉瓦と同様であり、例えば酸化アルミニウムや炭化珪素を主原料とし、必要に応じてシリカなどを適量加える。
なるべく薄く成形して、オーブンの焼成炉を構成する材料として必要な耐火度、圧縮（曲げ）強さ、熱伝導率、熱膨張率を備えるためには以下の製造条件であるのが好ましい。
例えば、酸化アルミニウム５０〜６６ｗｔ％、炭化珪素２５〜３５ｗｔ％、シリカ５〜１１ｗｔ％に小量の結合材を加えて全体を１００ｗｔ％とし、平均１２００〜１５００℃で焼成する。
このような原料構成及び製造条件である場合、圧縮（曲げ）強さ：１０５ＭＰａ以上、熱伝導率：３．９Ｗ／ｍ・Ｋ（ａｔ ６００℃）以上、熱膨張率：０．５５％（ａｔ １０００℃）以下の加熱板１を製造することができる。
【００１５】
この実施形態のオーブン用加熱板１の原料組成を含む製造条件は以下のとおりである。
原料成分：酸化アルミニウム ５８．０ｗｔ％
炭化珪素 ３０．０ｗｔ％
シリカ ８．０ｗｔ％
酸化鉄 ２．０ｗｔ％
酸化カルシウム ２．０ｗｔ％
焼成温度： １３００℃
製品肉厚： ４０ｍｍ
加熱面（図６の加熱板１の上面）から孔１０の中心までの距離：１５ｍｍ
孔１０の直径：９ｍｍ
以上の製品は、圧縮強さ：１１２．０ＭＰａ、熱伝導率：４．０７Ｗ／ｍ・Ｋ（ａｔ ６００℃），４．６５Ｗ／ｍ・Ｋ（ａｔ １０００℃）、熱膨張率：０．５５％（ａｔ １０００℃）である。
なお、図６において、孔１０相互の間隔（ピッチ）が右側の端部において小さいのは、当該オーブン用加熱板が焼成炉の開口部側に設置するための焼成板であるからである。
【００１６】
焼成炉の実施形態
図２及び図３を参照しながら、前記オーブン用加熱板１を使用した焼成炉５ａについて以下詳細に説明する。
４０は焼成炉５ａの側部に設置された例えば断面アングル状の支柱であり、これらの支柱４０には奥行き方法へ水平に延びるように、例えば断面アングル状の各支持部材４がそれぞれ同じレベルになるように固定（例えばねじ止め）されている。
各支持部材４の上には、前述の加熱板１からなる下火焼成板１ａが設置され、下火焼成板１ａの両側上部には、対応する支柱４０と接触するように複数並べた耐火煉瓦からなる側壁２がそれぞれ設置されている。
下火焼成板１ａの奥側上部には、複数並べた耐火煉瓦からなる奥壁３が並べて設置されている。
前記各側壁２と奥壁３の上には、焼成炉５ａの上面を覆う状態に前述の加熱板１からなる上火焼成板１ｂが設置されている。
【００１７】
この実施形態において、各側壁２及び各奥壁３は、上下の焼成板１ａ，１ｂであるオーブン用加熱板１と同じ材質（但し、抵抗加熱体１１を挿通する孔は形成されていない）の板状の耐火煉瓦により構成され、上下の焼成板１ａ，１ｂよりも肉厚が薄く形成されている。
上下の焼成板１ａ，１ｂは、焼成炉５ａの奥行き方向へそれぞれ複数並べて設置され、下火焼成板１ａと上火焼成板１ｂは、所定間隔に並ぶ抵抗加熱体１１が焼成炉５ａの幅方向に沿うように設置されている。上下の焼成板１ａ，１ｂを構成する加熱板１において、各抵抗加熱体１１は、焼成板１ａ，１ｂの肉厚の中央よりも加熱面側に近付くように配置され、かつ、図３で示すように、焼成炉５ａの開口部（図３の右側）５４に近い領域では他の部分よりも間隔が密になるように配置されている。また、焼成炉５ａの開口部５４に近い部分では、下火焼成板１ａよりも上火焼成板１ｂの方が、抵抗加熱体１１の配置間隔（ピッチ）を相対的に小さくしてある。
【００１８】
上火焼成板１ｂの上には、金属（例えばステンレス）製タンクからなる蒸気発生タンク３１が設置され、焼成炉５ａ内の湿度を上昇させたいときは、蒸気発生タンク３１内に噴霧機（図示しない）により水を噴霧して当該タンク３１内で蒸気を発生させ、蒸気パイプ３２を通じて奥壁３に形成された蒸気供給口３０より必要量の蒸気を炉内へ供給するように構成してある。
図３で示すように、一方の側壁２には貫通する排煙口２０を形成し、この排煙口２０を通じて図示しないダクト等により焼成炉５０ａ内で発生した煙を排出するように構成されている。また、前記側壁２には取付孔２１が形成され、この取付孔２１には図示しないランプが設置されるようになっている。
【００１９】
前記実施形態において、上下の焼成板１ａ，１ｂを構成する各加熱板１は、制御盤（図１）により設定された炉内温度を維持するように自動制御され、炉内への蒸気の供給や照明の制御も同様に行われるように構成してある。
電気オーブンを使用する際は、被焼成物の種類によっては、当該被焼成物を置き又は入れるために下火焼成板１ａ上に金網やトレイその他の容器を載置することができる。
他の焼成炉５ｂの構造も第一段焼成炉５ａと同様に構成されているので、その説明は省略する。
【００２０】
前記実施形態の電気オーブンによれば、焼成炉の上下の焼成板１ａ，１ｂは前述のようなオーブン用加熱板１により構成され、当該加熱板１は抵抗加熱体１１をその肉厚中に分散して配置した一体の耐火煉瓦により構成されているから、炉床が十分に堅牢である。
また、上下の焼成板１ａ，１ｂは前述のように耐火煉瓦で構成されており、電気加熱による熱放射と遠赤外線の放射の繰り返しにより石釜構造の炉内雰囲気を有し、温度制御が容易でしかも広範な種々の被焼成物を対象として焼成することができる。
【００２１】
上下の焼成板１ａ，１ｂは、焼成炉５ａの幅方向へ抵抗加熱体１１が沿うように設置され、各抵抗加熱体１１は、焼成板１ａ，１ｂの加熱面側に近付くように配置されているので、各焼成板１ａ，１ｂはその肉厚は厚くてもその伝熱効率は高い。このように、焼成板１ａ，１ｂの加熱面に近付けて抵抗加熱体１１を配置しても、それらを構成する各加熱板１は二枚重ねに接合したものではなく一体の耐火煉瓦であるので、その加熱面が大きく脆弱化することはない。
また、上下の焼成板１ａ，１ｂの抵抗加熱体１１の設置間隔は、焼成炉５ａの開口部５４に近い領域では他の部分よりも間隔が密になり、かつ、下火焼成板１ａよりも上火焼成板１ｂの方が密になるよに設定されていて、焼成炉５ａの構造上温度が下がり易い開口部５４の近傍領域での加熱量が相対的に大きくなり、炉内の温度制御がより容易になる。
【００２２】
前記実施形態の電気オーブンの焼成炉５ａ，５ｂは石釜構造であるので、抵抗加熱体を１１を使用せずに石釜として使用することもできる。すなわち、抵抗加熱体１１へ通電せずに、炉内で薪やガスを燃焼させて炉内を所望の温度に加熱した後、薪の灰や燃えかす又はガス燃焼バーナーを取り出し、炉内の余熱を利用して被焼成物を焼成する。
- 【公開番号】特開２００７−２９（Ｐ２００７−２９Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【発明の名称】オーブン用加熱板及び電気オーブン
【発明者】
【氏名】市川 繁美
- 【出願番号】特願２００５−１８１３０７（Ｐ２００５−１８１３０７）
【出願日】平成１７年６月２１日（２００５．６．２１）
【出願人】
【識別番号】５９９１３５２２６
【氏名又は名称】株式会社ベーカーエンジニアリング
- 【代理人】
【識別番号】１０００７４２８４
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 茂夫
【識別番号】１０００８１６７３
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 誠
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