(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線放射で対象物を処理する赤外線放射の表面輻射用の装置（６０）であって、
少なくとも１つの表面輻射装置（１）を有し、
前記表面輻射装置（１）が、赤外線放射を輻射させる面（３ｂ）を対象物に対向させて配列され、
前記表面輻射装置（１）が、燃焼用混合気（４）をその上流面（３ａ）から下流面（３ｂ）へ通過させる耐火物製の触媒燃焼壁部（３）を設けた触媒燃焼室（２）を備え、
前記表面輻射装置（１）が、該触媒燃焼室（２）を少なくとも一部に配置した箱（２１）を備え、
前記箱（２１）には、触媒燃焼壁部（３）の下流面（３ｂ）に対向させて開口部（２２）が形成され、
前記表面輻射装置（１）の前記箱（２１）には、前記触媒燃焼壁部（３）の下流面（３ｂ）に対向して前記箱（２１）の開口部（２２）を密封して閉じる透明なセラミックス材料製の少なくとも1つの窓ガラス（２３）が設けられ、
触媒燃焼室（２）から前記表面輻射装置（１）の下流面（３ｂ）を通って出てくる排気ガス（２５）の放出用の流路（２４）が窓ガラス（２３）と前記下流面（３ｂ）との間に形成され、
さらに、赤外線放射の表面輻射用の装置（６０）が、二枚の金属板（６４、６７）で構成される断熱壁部（６２）を有し、
前記二枚の金属板（６４、６７）間に断熱内張り（６８）が設けられ、
前記二枚の金属板（６４、６７）の一方の金属板（６４）が、排気ガス（２５）の放出用の流路（２４）及び装置（６０）からの排気ガス（２５）を放出する少なくとも１つの流出口（６６）と連通する平坦な循環流路（６５）を形成する二次表面輻射金属板であり、
下流面（３ｂ）が前記平坦な循環流路（６５）の内に向けて要素赤外線を放出することを特徴とする赤外線放射の表面放射用装置。
【請求項２】
前記窓ガラス（２３）が、前記第２表面輻射金属板（６４）に形成された開口部（６４a）を閉し、表面輻射装置（１）の下流面（３ｂ）と対向し、前記平坦循環流路（６５）と表面輻射装置（１）の流路（２４）間の排気ガス（２５）の連続した流れを形成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
赤外線放射で処理される少なくとも１つの対象物の循環方向（６１）に延びる細長いトンネルを形成する断熱壁部（６２）と、それぞれの触媒燃焼壁部（３）の下流面（３ｂ）が前記トンネルの内側へ面するように、断熱壁部（６２）中に配置される請求項１に記載の多数の装置（６０）とから構成される設備であって、
多数の窓ガラス（２３）が、装置（６０）のそれぞれの表面輻射装置（１）の箱（２１）に取り付けられて、多数の排気ガスを送出する流路（２４）を画定するように構成され、
断熱壁部（６２）が、トンネル内部と直接熱交換関係にある板（６４）を備え、
前記板（６４）が、残りの断熱壁（６２）と共に排気ガス（２５）の平坦な循環流路（６５）を形成することを特徴とする設備。
【請求項４】
断熱壁部（６２）が、２つの金属板（６４，６７）より構成され、一方の金属板（６４）が前記第２表面輻射金属板であり、前記２つの金属板（６４，６７）は、装置（６０）のそれぞれの表面輻射装置（１）の箱（２１）により離間され、さらに、断熱壁部（６２）が、前記２つの金属板（６４，６７）間に配置された絶縁ライニング（６８）を備え、かつ前記断熱壁部（６２）は第２表面輻射射金属板（６４）との間に排気ガス（２５）の平坦な循環流路（６５）を形成することを特徴とする請求項３に記載の設備。
【請求項５】
２つの隣合う装置（６０）が、平坦循環流路（６５）の流路中の分割位置（６５ａ）によって分割され、前記平坦循環流路（６５）の端部が、分割された２つの装置（６０）の排気ガス（２５）を放出するそれぞれの流路（２４）と連通し、かつ排気ガス（２５）を装置（６０）の外に放出する流出口（６６）に連通することを特徴とする請求項３に記載の設備。
【請求項６】
燃焼用混合気（４）をそれぞれの表面輻射装置（１）に分配するデイストリビュータ（７０）と、各種燃料ガス放出パイプから排気ガス（２５）を収集するマニホールド（７１）とを有することを特徴とする請求項３に記載の設備。
【請求項７】
収集された排気ガス（２５）と分配された燃焼用混合気（４）との間で熱交換する熱交換器（７２）がトンネル出口に設けられることを特徴とする請求項６に記載の設備。
【請求項８】
表面輻射用の装置（６０）が、金属壁部（８１）により一部区切られたケーシング（８０）を備え、前記金属壁部（８１）は、第２表面輻射金属板（６４）を含み、かつ前記第２表面輻射金属板（６４）に隣接し、箱（２１）の開口部（２２）に面する位置に窓ガラス（２３）によって閉鎖された開口部（６４a）を有し、
表面輻射装置（１）が、触媒燃焼壁（３）の下流面（３ｂ）が窓ガラス（２３）に面するように前記ケーシング内に配置され、そこに前記平坦循環流路（６５）に通ずる排気ガス（２５）を排出する流路（２４）を備え、かつ排気ガス（２５）の流出口（６６）が前記ケーシングに配置され、該流出口（６６）は排気ガス（２５）を放出する流路（２４）に対して反対端部である前記平坦循環流路（６５）の一端に連通していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は赤外線表面輻射に関する装置であって、例えば、塗料、マスチック、ラッカー、糊などの乾燥及び／又は硬化、若しくは加熱成型前のプラスチック予熱に使用される装置に関する。
【０００２】
本発明の実施例によれば、本発明は、前記赤外線を用いて処理しようとする収容物の方向か又は少なくとも一つの対象物の循環方向に伸びるトンネルを形成する断熱壁部を含むトンネル型の装置に関する。これら装置は一般的に、それぞれが断熱壁部に対しその中に、それらの各赤外線輻射面がトンネル内部を向くよう配置された、多数の一体表面輻射装置即ちモジュールから構成される。各表面輻射装置アイテム即ちモジュールは、一つ以上の表面輻射素子から構成される。前記各素子は、厚さ方向に透過性で、燃焼用混合物（例えば天然ガスなどの燃料ガスに酸化気体、例えば空気を加えたもの）がその上流面から、前記赤外線を輻射し排気ガスを放出する下流面まで通過するのに適した耐火物質で作られた触媒燃焼壁部を含む触媒燃焼座から構成される。触媒燃焼壁部の展開内面は、例えば白金及び／又はパラジウムなどの燃焼触媒物質で覆われる。燃焼座は、一方に燃焼混合物を供給する上流室を含み、他方は触媒燃焼壁部により閉じられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記に規定するもののような装置に関し、本発明の対象は、個々の又は多数の一体表面輻射装置アイテムの排気ガス中に存在する残留熱の少なくとも大部分を回収し消費する観点から互いに共働し合う多数の配置である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明にしたがうと、表面輻射装置は、以下の特性を複合して含む。
−表面輻射装置が、少なくともその一部に触媒燃焼室が配置され、触媒燃焼壁部の下流面に面して形成された開口部のある、箱を含み、
−透明プラスチック材料製の窓ガラスが、例えば触媒燃焼室の箱などに取り付けられていて、触媒燃焼室とともに、前記表面輻射素子の下流面を通って出る排気ガス放出用の流路を形成するようになっており、
−装置が、排気ガス用平坦循環流路を形成し、一方で表面輻射素子の排気ガス放出用流路につながり、他方で排気ガスを装置外に送る少なくとも一つの流出口につながる、二次表面輻射金属板を含む。
これら装置によって、処理すべき単数又は複数の対象物は、本発明にしたがう装置アイテムから輻射される赤外線輻射に加え二次熱輻射を受ける。
【０００５】
【発明の実施の形態】
ここで、添付図面を参照しながら本発明を説明する。
第一の可能性にしたがって、その表面輻射素子１が図１に示す第一実施例にしたがう一体の表面輻射装置６０を多数使用する。
図１にしたがうと、一体装置アイテム６０は、赤外線輻射用装置１を含み、これは実質的に、触媒燃焼室２、燃焼用混合物形成用即ち取得用の手段３２，及び少なくとも一部に燃焼室２が配置される箱２１を含む。
燃焼室２は、三つの壁部３，６及び８のまわりに組織して構築する。これら三つの壁部は、同一でもそうでなくとも良く、例えば形は長方形などで、耐火物質製で、厚さ方向に透過性で、それぞれは燃焼用混合気４がその上流面から下流面まで前記燃焼用物質の流れ方向に通過する設計となっている。これら三つの壁部３，６及び８はそれぞれ、耐火性セラミック例えばコージエライトの塊から構成されており、それを通って多数の平行溝１０が、同じく燃焼用混合気４の通過方向に、上流面から下流面まで通じている。例として挙げれば、これは、例えばコーニング社がＣＥＬＣＯＲの商品名で売っているなど多数の業者が販売しており、例えば内燃機関排気ガス触媒コンバータに使用されるハネカム型材料の塊でよい。
【０００６】
燃焼用混合気４の流れ方向に関し上流から下流まで、これらの壁部は、順に、
−  燃焼用混合気４の触媒燃焼のための壁部３であって、その内部展開面は燃焼触媒物質、例えば前記触媒燃焼壁部３の耐火性物質上に、多分大きい展開表面積を有する別の無機物質例えばアルミナを経由して、堆積された白金とパラジウムの混合物、で覆われた触媒燃焼壁部３、
−  触媒燃焼壁部３の上流にそれに面して配置された熱交換器即ち熱交換壁部６、
−  及び、熱交換壁部６の上流にそれに面して若干距離をおいて配置された断熱壁部８、である。
【０００７】
前記三つの壁部３、６及び８は、前記燃焼室２を横切って、耐火性絶縁内側スリーブ１６に対し正確に、各壁部即ち塊３、６又は８と前記スリーブ１６との間のシール１７を介して、取り付けられる。
【０００８】
燃焼室２は、全体でなくとも少なくとも一部は、触媒燃焼壁部３の下流面３ｂを向き、そこを通って壁部３の面３ｂから赤外線が輻射される少なくとも一つの開口部２２が作られた箱２１の中に配置される。
【０００９】
箱２１は、それら自体が互いに平行な壁部３、６、８に平行で、仕切り１３に面する蓋１９により閉じられた本体１８を含む。燃焼用混合物４の膨張のための多数の通路１５が、この仕切り１３の中に配置されていて、これは片側つまり上流側に、燃焼用混合物４の配分用チャンバー１２を、他方つまり下流側の、燃焼用混合物４のさらに流れ方向にある触媒燃焼壁部３対し、上流チャンバーと呼ばれるチャンバー５から分離する。
【００１０】
上流チャンバー５は、片側で、膨張仕切り１３から燃焼用混合物を供給され、他方は、触媒燃焼壁部３により閉じられている。触媒燃焼壁部３の上流でそれに面する熱交換壁部６は、作動中、燃焼用混合物が通過しその中で前記混合物の触媒燃焼が起こる触媒燃焼壁部３の上流面３ａが輻射する熱の少なくとも大部分を、その下流面６ｂを経由して受ける。この熱交換壁部６は上流チャンバー５の中だけに配置されており、この熱交換壁部６により残りの上流チャンバーから分離された中間ギャップ７を、触媒燃焼壁部３とともに画定する。
【００１１】
断熱壁部８が、熱交換壁部６に面して上流に、同じく上流チャンバー５を横切って配置されており、この断熱壁部８により残りの上流チャンバー５から分離された中間ギャップ９を壁部６とともに定義する。燃焼用混合気４のディフューザー１１が、中間ギャップ９を横切って配置されている。このディフューザーは、燃焼用混合気に対し透過性の、耐火性材料製シート、例えば紙又はセラミックフォーム、から構成される。
【００１２】
断熱壁部８及びディフューザー１１は、例えば熱交換壁部６に対し立ち上がり又は立ち上がらない、１個の同一部品とすることができる。
図１に明示したように、熱交換壁部６及び断熱壁部８は、実用的に、触媒燃焼壁部３の輻射下流面３ｂ、即ちその作動面、と同一表面積を有する。
熱交換壁部６は、燃焼用混合物の触媒燃焼即ち酸化の前の予熱量に応じ適切なときは、壁部３及び８より大きい厚さを有する。
透明セラミックス材料製窓ガラス２３は、触媒燃焼壁部３の下流面３ｂに面する箱２１の開口２２を、密封の方法で閉じる。窓ガラス２１により閉じられた開口部２２を有するこの箱２１は、触媒燃焼壁部３の下流面３ｂを経由して出る排気ガスの放出用の流路（２４）を、燃焼室２とともに形成する。
【００１３】
箱２１は、熱絶縁耐火性材料製の中側内張り２７を有し、これは燃焼室２のスリーブ１６とともに、燃料ガス２５が燃焼用混合物４に対し逆方向に流れる環状ギャップを形成する。
【００１４】
排気ガス放出用の流路２４は、燃焼用混合物４の循環方向に対し横方向にこれらのガスを、耐火性内張り２７の中の、片側でスリーブ１６と内張り２７との間の環状ギャップ２４につながり、反対側で外部につながる流出口を通じて、放出するよう配置されている。
【００１５】
図２にしたがうと、赤外線表面輻射用装置６３は、赤外線を用いて処理しようとする収容物又は少なくとも一つの対象物の循環の方向６１に伸びるトンネルを形成する断熱壁部６２を具備する。
【００１６】
図１を参照してその表面輻射素子を実質的に記述して来た多数の一体装置１の各々が、断熱壁部６２に対しその中に、数多の素子１の下流面３ｂがそれぞれトンネル内部に向かって要素赤外線を放射するように配置されている。
【００１７】
断熱壁部６２は、トンネル内部と（特に輻射により）直接熱交換関係にある二次表面輻射金属板６４を含む。この金属板６４は、残りの壁部６２とともに、排気ガス２５の平坦循環のため、一体装置１の排気ガス２５を全部でなくとも少なくとも若干は放出するため流路２４と片側でつながり、他方では多数（存在する一体装置６０と同数）でなくとも少なくとも一つの、排気ガス２５を断熱壁部６２の外側に放出するための流出口６６につながる、平坦循環流路６５を形成する。
【００１８】
断熱壁部６２は、二枚の金属板６４と６７から構成される。そのうち一つは前記第２表面輻射金属板６４である。これらの金属板は、それぞれ一体装置６０の輻射素子１の箱２１により間隔を離されており、断熱内張り６８が２枚の板６４と６７の間におかれており、第２表面輻射金属板６４とともに、排気ガス２５の平坦循環流路６５を形成する。
【００１９】
図２に明示したように、二つの隣接一体装置６０は、燃焼済み排気ガス用の平坦循環流路６５の分割位置６５ａにより分離されている。このような分割位置は、二つの隣接一体装置６０の同一排気ガス２５を放出する流路２４に両側でつながっており、また別の端は、排気ガス用の流出口６６につながっている。
【００２０】
図１に明示したように、各一体装置６０の表面輻射素子の燃焼済み排気ガス放出の流路２４は、これらのガスを燃焼用混合物４の流れ方向に対し関し横向きに、箱２１の両側で、排気ガスの平坦循環流路６５の中に、放出する方法で配置されている。
【００２１】
図１と２の組合せにより明示したように、一体装置６０の素子１の箱２１に形成された開口部２２を多数の窓ガラス２３がそれぞれ閉じ、各々が一部宛、燃料ガスの平坦循環流路６５につながる排気ガスを放出するための多様な流路２４を形成する。
【００２２】
図３に示す装置は、図１及び２を参照して記述したものと異なり、多数の窓ガラス２３が断熱壁部６２の中に配置されている。この目的のため、多数の窓ガラス２３は、第２表面輻射金属板６４にそれぞれ一体装置６０の素子１の下流面３ｂに面して形成された開口部を閉じて、平坦循環流路６５と多数の一体装置６０の素子１の流路２４との間の排気ガス流の連続性をそれぞれ確実にする。
【００２３】
装置６３即ち図４にしたがう装置は、図３を参照して記述したものと異なり、燃焼用混合物を多数の一体の表面輻射装置６０にそれぞれ配分するためのディストリビュータ７０、及び排気ガス２５放出のため使用される多数の流出口６６から前記ガスを収集するための多岐管７１を含む。収集した排気ガス２５と配分燃焼用混合物との間の熱交換用の熱交換器７２もまた、トンネル出口に配置されている。さらに、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含むことのある放出残留空気流の少なくとも若干７３が、配分燃焼用混合物に混合される。この最後の配置は、一方で、燃焼済みガスの中の残留熱を使用して多数の一体装置６０の素子１の触媒燃焼壁部３を熱く保つことをとりわけ可能にするとともに、他方で、ＶＯＣがこれら一体装置６０の中で燃焼出来るようにし、通過に際して、残留ガスからの有害物除去を可能にする。
【００２４】
任意のトンネル型装置６３は、前記一体装置の代わりに、図５及び６を参照して以下に記述する一体装置を具備し又は組み込むことができる。
図５に示した表面輻射素子１は、図１を参照して前に記述したものと、以下の特性を備えている点が異なる。
−断熱壁部８とディフューザー１１が一体で同じ部品９０、例えば、比較的厚い熱交換壁部６に近接して、つまり、燃焼用混合物４の流れ方向に比較的長い、セラミックフォーム製の壁部、となる。
−中側内張りが省かれている。これは、内側スリーブ１６と箱２１とが直接接触し、スリーブ１６と内張り２７との間のギャップがないことを意味する。
−窓ガラス２３が省かれている。これは、開口２２が、燃料ガス２５の通過に関し、開いたままになることを意味する。
【００２５】
図６にしたがう一体の表面輻射装置６０は、窓ガラス２３が閉じる開口部、及びそれに隣接する二次表面輻射部８１ａを含む金属壁部８１が一部の境界を定めるケーシング８０から構成される。さらに、ケーシング８０は、横断金属壁部８７が境界を定め、その開口部は横断壁部８７にクリンプされた金属板により閉じられる。図５を参照して前に記述した表面輻射装置１は、触媒燃焼壁部３の下流面３ｂが窓ガラス２３に面し、そこに排気ガス２５排気用の流路２４を作るよう、ケーシング８０の中に配置される。この流路２４は、ケーシング８０内部におかれた内部仕切り８９が別の場所で境界を定める排気ガスの平坦循環流路６５につながる。ケーシング８０には、排気ガス用の流出口６６が作られており、平坦循環流路６５の一端、素子１からの排気ガス２５放出用の流路２４に至る反対側、につながる。さらに追加されているのは、ケーシング８０の中空部分に断熱充填材８８が詰めてあることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一実施例による触媒燃焼室を有する表面輻射素子から構成される一体表面輻射素子の縦断面図である。
【図２】  トンネル型で、それぞれが図１による表面輻射素子を有する多数の一体装置を組み込み又は含む赤外線表面輻射用装置の縦断面図である。
【図３】  それぞれが表面輻射素子を有する多数の一体装置を組み込み又は含む別のトンネル型表面輻射装置を示す図である。
【図４】  それぞれが図１による表面輻射素子を有する多数の一体装置を含み又は組み込んだ別のトンネル型表面輻射装置の断面図である。
【図５】  本発明の第２実施例による表面輻射素子の断面図である。
【図６】  図５による素子を組み込んだ表面輻射装置アイテムの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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