(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束が透過できるハウジングと、そのハウジングの内側に、該ハウジングとの間に空間を形成するように配した内筒と、前記ハウジングの外側に配した誘導コイルとを備えると共に、前記ハウジングと内筒との間に、各々が複数の非磁性導電材製の誘導加熱発熱体を連結した構造の、多数のチェーンで構成される誘導加熱発熱体の群を、前記多数のチェーンが前記ハウジングの軸線に平行方向に並ぶように分散配置したことを特徴とする加熱処理装置。
【請求項２】
前記内筒を導電材料で構成したことを特徴とする請求項１記載の加熱処理装置。
【請求項３】
磁束が透過できるハウジングと、その外側に配した誘導コイルとを備えると共に、前記ハウジングの内側には、各々が複数の導電材製の誘導加熱発熱体を連結した構造の、多数のチェーンで構成される誘導加熱発熱体の群を、前記多数のチェーンが前記ハウジングの軸線に平行方向に並ぶように分散配置し、更に、前記誘導加熱発熱体の群の中心部及び端部の一方若しくは双方に配置された誘導加熱発熱体を強磁性導電材で構成し、その他の領域に配置された誘導加熱発熱体を非磁性導電材で構成したことを特徴とする加熱処理装置。
【請求項４】
磁束が透過できるハウジングと、その外側に配した誘導コイルとを備えると共に、前記ハウジングの内側には、各々が複数の導電材製の誘導加熱発熱体を連結した構造の、多数のチェーンで構成される誘導加熱発熱体の群を、前記多数のチェーンが前記ハウジングの軸線に平行方向に並ぶように分散配置し、更に、前記誘導加熱発熱体の線径又は肉厚を前記誘導コイルによる電流浸透深さの２倍以下に設定したことを特徴とする加熱処理装置。
【請求項５】
磁束が透過できるハウジングと、その外側に配した誘導コイルとを備えると共に、前記ハウジングの内側には、各々が複数の導電材製の誘導加熱発熱体を連結した構造の、多数のチェーンで構成される誘導加熱発熱体の群を、前記多数のチェーンが前記ハウジングの軸線に平行方向に並ぶように分散配置し、更に、前記誘導加熱発熱体の群の中心部及び端部の一方若しくは双方に配置された誘導加熱発熱体の線径又は肉厚を、他の領域に配置された誘導加熱発熱体の線径又は肉厚よりも大きくしたことを特徴とする加熱処理装置。
【請求項６】
前記発熱体群の中心部及び端部以外の領域に配置された誘導加熱発熱体の線径又は肉厚を前記誘導コイルによる電流浸透深さの２倍以下に設定したことを特徴とする請求項５記載の加熱処理装置。
【請求項７】
前記ハウジングが円筒状のものであり、前記多数のチェーンが、前記ハウジング内に同心状に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の加熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体、液体、粉体、又はこれらの混合物（分散物）を加熱するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、気体、液体、粉体、又はこれらの混合物を種々な目的（例えば、殺菌、熱分解、化学反応等）のために加熱処理することが広く行われており、その方法には通常、パイプ状或いは面状ヒータや熱交換器から被加熱物に熱を伝える伝熱加熱方式が用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パイプ状或いは面状ヒータや熱交換器を用いた伝熱加熱方式では、単位体積当たりの加熱面積をあまり大きくすることができず、このため加熱効率が悪いという問題があった。また、伝熱量を大きくするには加熱面の温度を高くすればよいが、その場合には加熱面に接触している被加熱物と離れた位置にある被加熱物との間に大きい温度差が生じ、加熱が不均一となる。これを避けるには加熱面間の距離を小さくすることが有効であるが、加熱面間の距離を小さくすると、粉体等を含んだ流体では詰まりを生じてしまうという問題を生じる。
【０００４】
そこで、本発明者らはこれらの問題を解決すべく鋭意検討の結果、被加熱物に接触するように発熱体を配置し、その発熱体を誘導加熱する方法に着目し、被加熱物を配置又は通過させるハウジングを磁束が透過できる材料製とすると共にそのハウジング内に、非磁性導電材製の誘導加熱発熱体（以下発熱体と略称）の群（以下発熱体群と略称）を、発熱体の間に被加熱物の配置又は通過のためのスペースが確保されるように分散配置し、その発熱体をハウジングの外側に配した誘導コイルで誘導加熱する構成とした加熱処理装置を開発した。この構成の装置では、ハウジング内に、非磁性導電材製の発熱体群を配置したことにより、発熱体群を全体的に良好に誘導加熱して昇温させることができ、ハウジング内に配置された又はハウジング内を通過する被加熱物を発熱体群によって高効率で均一に加熱することができる。なお、本明細書においては、「非磁性」とは、比透磁率が１程度の磁性の低い特性を示すものである。
【０００５】
ここで、発熱体群が誘導加熱により全体的に発熱する理由は次のように考えられる。すなわち、一般に、一体状の導電体を周囲に配した誘導コイルで誘導加熱すると、誘導電流が主として該導電体の表層部に流れる、いわゆる表皮効果が現れ、中心部を誘導加熱することは困難であるが、一体状の導電体ではなく、多数の誘導加熱発熱体からなる発熱体群を用いると、たとえ、発熱体の配置密度を高くして各発熱体が互いに接触する形態であっても、各発熱体間の接触電気抵抗が各発熱体内の電気抵抗に比べてはるかに大きいことから、発熱体群は一体状の導電体と同じ挙動は示さず、各発熱体が独立しているような挙動を示し、このため、発熱体群全体の外周部分をマクロに循環するような誘導電流はほとんど発生せず、各発熱体内にローカルな誘導電流が生じることとなり、誘導コイルで発生した交番磁界は発熱体群の中心部までかなりの強さで進入可能である。しかも、この発熱体を非磁性導電材製とすると、交番磁界の減衰は発熱体が強磁性の場合に比べてはるかに小さく、交番磁界は発熱体群の中心にまで進入し、中心部の発熱体もを発熱させることができる。かくして、先に開発した上記構成の加熱処理装置では、発熱体群を全体的に良好に発熱させて、ハウジング内に配置された又ははハウジング内を通過する被加熱物を発熱体群によって効率よく均一に加熱することができるという効果を有している。
【０００６】
ところが、上記構成の加熱処理装置にも更に改良すべき点のあることが判明した。すなわち、加熱処理装置の処理能力を大きくするため、発熱体の使用量を多くし、発熱体群のサイズを大きくすると、誘導コイルから発熱体群の中央部までの距離が長くなり、その間に多層に発熱体が存在して磁束を吸収するため、発熱体群の中央部まで届く磁束密度が小さくなって、その部分の発熱体の発熱量が他の部分に比べて低くなり、このため、発熱体群の温度分布が不均一となり、被加熱物の加熱が不均一となるとか、加熱効率が低下するといった問題が生じた。また、発熱体群の端部では周囲への放熱が大きいため、その部分の温度が低くなり、被加熱物の加熱が不均一となるとか、加熱効率が低下するといった問題もあった。
【０００７】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたもので、発熱体の使用量を多くしても、発熱体群全体を極力均一に発熱させ、被加熱物を均一に且つ効率よく加熱することを可能とした加熱処理装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願の第一の解決手段は、ハウジングの内側に、該ハウジングとの間に被加熱物を配置又は通過させるための空間を形成するよう内筒を設け、そのハウジングと内筒との間に、各々が複数の非磁性導電材製の発熱体を連結した構造の、多数のチェーンで構成される発熱体群を、前記多数のチェーンが前記ハウジングの軸線に平行方向に並ぶように分散配置し、ハウジングの外側に配置した誘導コイルによって前記発熱体群を誘導加熱する構成とするものである。このように、発熱体群をハウジングと内筒の間に配置する構成としたことで、発熱体群の厚さ（ハウジングと内筒との間隔）を大きくすることなく、発熱体群を構成する発熱体の量を多くでき、このため、ハウジングの外側に配置した誘導コイルによって、大量の発熱体を均等に発熱、昇温させて被加熱物を均等に且つ効率よく加熱でき、処理能力アップを図ることができる。
【０００９】
ここで、内筒を構成する材料は任意であるが、内筒を導電材料で構成し、誘導加熱可能な構成とすることが好ましい。内筒を導電材料で構成すると、発熱体群を誘導加熱した際に内筒も発熱する。この内筒近傍の発熱体は、誘導コイルから遠い位置にあるので発熱量が少なくなり勝ちであり、また、内筒内方への放熱もあることから温度が低くなり勝ちであるが、内筒を発熱させることにより、この温度低下を防止し、発熱体群を一層均等に昇温させることが可能となり、これにより発熱体群の厚さ（ハウジングと内筒との間隔）を一層大きくして一層の処理能力アップを図ることができる。
【００１０】
本願の第二の解決手段は、ハウジングの内側に、各々が複数の導電材製の発熱体を連結した構造の、多数のチェーンで構成される発熱体群を、前記多数のチェーンが前記ハウジングの軸線に平行方向に並ぶように分散配置し、ハウジングの外側に配置した誘導コイルによって前記発熱体群を誘導加熱する構成とし、更に、前記発熱体群の中心部及び端部の一方若しくは双方に配置された発熱体を強磁性導電材で構成し、その他の領域に配置された発熱体を非磁性導電材で構成するものである。このように、発熱体群の中心部にある発熱体、すなわち誘導コイルから遠く離れ、磁束が届きにくいため発熱量が低くなり勝ちな位置にある発熱体を強磁性体とすることで、磁束を集中させて発熱を大きくすることができ、発熱体群の均熱化を図ることができる。また、発熱体群の端部、すなわち放熱が多く、温度が低くなり勝ちな位置にある発熱体を強磁性体とすることで、磁束を集中させて発熱を大きくすることができ、発熱体群の均熱化を図ることができる。その他の領域の誘導加熱発熱体は非磁性導電材で構成することで、磁束を通りやすくし、発熱体群の中心部へも磁束を届かせることができ、中心部の発熱体の発熱量を多くできる。かくして、上記した構成を採用することで、発熱体の群の均熱性を向上させ、被加熱物を均一に且つ効率良く加熱することができる。また、発熱体群を構成する発熱体の量を多くして処理能力をアップさせる場合には、少なくとも発熱体群の中心部の発熱体を強磁性導電材で構成することで、発熱体の群の均熱性を向上させることができ、結局処理能力アップを図ることができる。
【００１１】
本願の第三の解決手段は、ハウジングの内側に、各々が複数の導電材製の発熱体を連結した構造の、多数のチェーンで構成される発熱体群を、前記多数のチェーンが前記ハウジングの軸線に平行方向に並ぶように分散配置し、ハウジングの外側に配置した誘導コイルによって前記発熱体群を誘導加熱する構成とし、更に、前記発熱体の線径又は肉厚を前記誘導コイルによる電流浸透深さの２倍以下に設定するものである。この構成とすることで発熱体の磁束吸収能力を抑制して磁束を通りやすくすることができ、発熱体群を構成する発熱体の量を多くして処理能力をアップさせる場合においても発熱体群の中心部にまで十分な磁束を届かすことができ、発熱体群の均熱性を向上させ、処理能力アップを図ることができる。
【００１２】
本願の第四の解決手段は、ハウジングの内側に、各々が複数の導電材製の発熱体を連結した構造の、多数のチェーンで構成される発熱体群を、前記多数のチェーンが前記ハウジングの軸線に平行方向に並ぶように分散配置し、ハウジングの外側に配置した誘導コイルによって前記発熱体群を誘導加熱する構成とし、更に、前記発熱体群の中心部及び端部の一方若しくは双方に配置された発熱体の線径又は肉厚を、他の領域に配置された発熱体の線径又は肉厚よりも大きくするという構成とするものである。このように、磁束が少なくて発熱が少なく温度が低くなりがちな領域（発熱体群の中心部）や放熱が多くて温度が低くなりがちな領域（発熱体群の端部）の発熱体の線径又は肉厚を他の領域のものよりも大きくすると、発熱量を増して温度を高めることができ、発熱体の群の均熱性を向上させ、被加熱物を均一に且つ効率良く加熱することができる。また、発熱体群を構成する発熱体の量を多くして処理能力をアップさせる場合には、少なくとも発熱体群の中心部の発熱体の線径又は肉厚をその外側にある発熱体よりも大きくすることで、発熱体の群の均熱性を向上させることができ、結局処理能力アップを図ることができる。
【００１３】
なお、この場合においても、発熱体群の中心部及び端部以外の領域に配置している誘導加熱発熱体の線径又は肉厚を、誘導コイルによる電流浸透深さの２倍以下に設定し、磁束吸収能力を抑制して磁束を通りやすくすることが、発熱体群の均熱性を一層向上させることができるので、好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる発熱体は、導電性材料で構成され、誘導加熱によって加熱され、ハウジング内に配置される或いはハウジング内を通過する気体、液体、粉体、又はこれらの混合物からなる被加熱物を加熱しうるものであれば、その形状、構造等は任意であるが、比表面積の大きいものが好ましく、例えば、短い棒状又は線状、小さい板状、短い管状、球状、リング状（円形、楕円形、長円形等のリング状）などの小片を用いることが好ましい。発熱体群のハウジング内での配置密度は、大きくするほど一定体積当たりの伝熱面積を大きくでき、伝熱効率の面からは好ましいが、被加熱物の占める空間が小さくなることから、被加熱物の投入や排出、或いは通過に時間がかかり、また、バッチ式で加熱処理する場合には１回の収容量を大きくできないという欠点が生じる。従って、発熱体群の配置密度は、これらの得失を考慮して、被加熱物に応じて適宜設定すればよく、一般には、体積割合で前記ハウジング内の発熱体の配置空間の５０〜１０％程度とすることが好ましい。ちなみに、同一直径の球体を多数、ぎっしりと詰め合わせた形（六方最密充填状態）での球体の占積率（球体が空間中で占めている体積割合）は約７４％であるので、本発明の好適な配置密度は、上記最密充填状態に比べてかなり空間が大きくなっている。
【００１５】
ハウジング内に配置する多数の発熱体は、複数の発熱体を連結したチェーンの形態として用いる。この構成とすることで、ハウジング内に所望の密度で容易に配置することができる利点が得られる。また、そのチェーンは、複数の発熱体をつなぎ合わせたものであれば、その構造は任意であるが、広く使用されている長円状の線材（発熱体）を連結した構造のものを用いることが、安価に入手可能であるので好ましい。また、この種のチェーンは、広い表面積を持っているので被加熱物に対する加熱面積が大きく、加熱効率を高めることができる利点も有している。更に具体的には、好ましい発熱体として、非磁性ステンレス製の市販のチェーンを挙げることができる。
【００１６】
発熱体群として多数のチェーンを用いる場合、そのチェーンを前記ハウジングの軸線に平行方向に並べる構成とする。この構成とすると、ハウジング内に容易にチェーンを一定の密度で配置できると共にハウジング外に配置した誘導コイルで各チェーンを均一に加熱でき、被加熱物の加熱を一層均一とできる利点が得られる。また、被加熱物がハウジング内を軸線方向に移動する際にチェーンがあまり抵抗を与えず、このためハウジング内での被加熱物の移動を容易に行うことができる。
【００１７】
前記ハウジングとして円筒状のものを用い、その中に発熱体群として多数のチェーンをハウジングの軸線に平行に配列する場合には、そのチェーンを前記ハウジング内に同心状に配置する構成とすることが好ましい。この構成とすると、多数のチェーンをハウジングの円周方向に均一に配置することができ、チェーン群の発熱を均一として、被加熱物を一層均一に加熱することが可能となる。
【００１８】
【実施例】
以下、図面に示す本発明の実施例を説明する。図１は本発明の好適な実施例に係る加熱処理装置の概略垂直断面図、図２はその概略水平断面図である。全体を参照符号１で示す加熱処理装置は、粉体をバッチ式で加熱処理するためのものであり、粉体を収容するハウジング２と、その外側に配した誘導コイル３と、ハウジング２の内側に配置した内筒５等を備えており、そのハウジング２と内筒５の間に誘導加熱発熱体の群（発熱体群）４を配している。ハウジング２は垂直に配置された円筒状のものであり、少なくとも発熱体群４を収容した領域は磁束が通過できる材料で構成されている。具体的には、ハウジング２の胴部は、例えば、ガラス、セラミック材料（ムライト、ＳｉＣ等）等の磁束が通過できる材料で構成されている。内筒５も円筒状のものであり、ハウジング２内に同心状に配置されている。この内筒５を構成する材料は任意であるが、誘導加熱可能な導電材を用いることが好ましく、更には鋼等の強磁性導電材を用いることが一層好ましい。ハウジング２の上端には、フランジ６が取り付けられており、下端には、軸７を中心として開閉可能な下部蓋８が設けられている。これらのフランジ６、下部蓋８等の材質は、特に制限されず、炭素鋼、ステンレス鋼等を使用しうる。
【００１９】
誘導コイル３は、ハウジング２の内側に配置された発熱体群４を誘導加熱するためのものであり、発熱体群４の外側の全域に配置されている。
【００２０】
発熱体群４は、多数の非磁性導電材製の発熱体１０で構成されるものであり、この実施例では、複数の非磁性ステンレス製のチェーン１１で構成されている。換言すれば、チェーン１１を構成する多数の細長いリング状の線材１０が発熱体を構成している。多数のチェーン１１は、ハウジング２と内筒５の間に配置された支持円板１４に一端を取り付けられ、吊り下げられている。かくして、ハウジング２内に支持円板１４によって配置された多数のチェーン１１はハウジング２の軸線に平行状態となる。また、支持円板１４に対する多数のチェーン１１の取り付け形態は、図２から良く分かるように、同心状としている。これによって多数のチェーン１１はハウジング２に対して円周方向に均一に配置されることとなる。チェーン１１の使用個数は、ハウジング２内に配置される多数の発熱体１０が所望の配置密度となるように選定されている。また、ハウジング２と内筒５との間隔は、両者間に多層に配置されたチェーン１１の最内周にまで、誘導コイル３による磁束がかなりの強さで届き、最内周のチェーン１１を良好に誘導加熱しうるように選定されている。なお、ハウジング２内に配置した多数のチェーン１１は相互に接触した状態であっても、被接触な状態であってもよい。
【００２１】
支持円板１４には、被加熱物を通過させることができるよう、多数の貫通穴１５が形成されている。この支持円板１４は図示位置に、ハウジング２の中心軸を中心として回転可能な形態で配置されており、その支持円板１４には、その支持円板１４を回転させる手段（図示せず）が連結されている。ハウジング２の上端のフランジ６には上部蓋１８が取り付けられ、その上部蓋１８には被加熱物投入管１９が設けられている。なお、図示は省略しているが、ハウジング２及び誘導コイル３の外側及び内筒５の内側には適当な断熱材が配置されている。
【００２２】
次に、上記構成の装置による被加熱物の加熱操作を説明する。図１に示す状態において、誘導コイル３に通電する。この通電により、ハウジング２内に交番磁界が発生し、ハウジング２内のチェーン１１の各発熱体１０に誘導電流を生じさせ、発熱させる。この際、発熱体１０が非磁性であること、並びに発熱体群４全体の外周部分を円周方向に循環する誘導電流はほとんど生じないことから、発熱体群４の最内周にまで交番磁界が進入し、各発熱体１０がほぼ均一に発熱し、昇温する。また、内筒５を導電材で構成した場合には、その内筒５も発熱し、温度が低くなり勝ちな発熱体群４の内周部分の加熱を補足し、発熱体群４の温度を一層均一とする。そして、発熱体群４が所定の温度まで上昇すると、上部の被加熱物投入管１９から、被加熱物（粉体）を、発熱体群４が埋まる程度に投入する。その後も誘導コイル３への通電を継続することで、発熱体群４は発熱を続け、それに接触する被加熱物を加熱、昇温させる。この際、発熱体群４は被加熱物に対して広い面積で接触するため、効率良く且つ均一に被加熱物を加熱、昇温させることができる。
【００２３】
被加熱物の投入後、適当な時間加熱を続け、被加熱物が所定温度に昇温した後、下部蓋８を開き、被加熱物を排出する。この際、支持円板１４を回転させることで、チェーン１１が回転し、そのチェーン１１に付着している被加熱物を払い落として、良好に排出することができる。
【００２４】
被加熱物を排出し終わった後は、再度、下部蓋８を閉じ、上部の被加熱物投入管１９から、粉体の被加熱物を、発熱体群４が埋まる程度に投入する。この間も誘導コイル３への通電は継続している。そして、新たに投入した被加熱物を加熱、昇温させた後、下部蓋８を開き、被加熱物を排出する。以下、同様の動作を繰り返すことで、被加熱物をバッチ式で効率良く加熱処理することができる。なお、この実施例ではチェーン１１から被加熱物を払い落とすために支持円板１４を回転させる構成としたが、チェーン１１から被加熱物を払い落とす手段はこれに限らず、チェーン１１に振動や衝撃を与える構成とする等の変更を行っても良く、更には必要なければ、省略してもよい。
【００２５】
図３は第二の実施例を示す概略断面図である。この実施例の加熱処理装置１Ａも、粉体をバッチ式で加熱処理するためのものであり、粉体を収容するハウジング２と、その外側に配した誘導コイル３を備えているが、図１、図２に示す実施例とは異なり、ハウジング２内に内筒を設けていない。そして、ハウジング２の内側全体に、誘導加熱発熱体の群（発熱体群）４Ａを配している。この発熱体群４Ａも、多数のチェーン１１を備えており、各チェーン１１を構成する多数の細長いリング状の線材１０が発熱体を構成している。ここで、発熱体群４Ａを構成するチェーン１１は、全体を同一材質で構成するのではなく、場所によって材質を変えている。すなわち、発熱体群４Ａの中心部Ｃ及び両端部Ｅ（図面でハンチングで示す領域）に配置されたチェーン１１を鋼材等の強磁性導電材で構成し、その他の領域に配置されたチェーン１１を非磁性ステンレス等の非磁性導電材で構成している。
【００２６】
多数のチェーン１１は、ハウジング２内に回転可能に配置された支持円板１４Ａに一端を取り付けられ、吊り下げられている。かくして、ハウジング２内に支持円板１４によって配置された多数のチェーン１１はハウジング２の軸線に平行状態となる。また、支持円板１４に対する多数のチェーン１１の取り付け形態は同心状としている。これによって多数のチェーン１１はハウジング２に対して円周方向に均一に配置されることとなる。ハウジング２の上端のフランジ６には上部蓋１８Ａが取り付けられ、その上部蓋１８Ａには被加熱物投入管１９Ａが設けられている。その他の構成は、図１、図２に示す実施例と同様である。
【００２７】
この加熱処理装置１Ａも、図１、図２に示す加熱処理装置１と同様にして被加熱物の加熱処理を行うことができる。ここで、加熱処理装置１Ａにおいて、誘導コイル３に通電し、ハウジング２内のチェーン１１の各発熱体１０に誘導電流を生じさせ、発熱させた際、誘導コイル３から最内部のチェーン１１までの距離が図１の実施例に比べて大きく、その間により多くのチェーン１１が配置されているため、発熱体群４Ａの中心部の磁界の強さが小さくなるが、この領域のチェーン１１を強磁性体としたことにより、磁束を集中させて発熱を大きくすることができる。また、発熱体群４の上下両端部は周囲へ放熱するため温度が低くなり勝ちであるが、この領域のチェーン１１も強磁性体としたことにより、磁束を集中させて発熱を大きくすることができる。かくして、発熱体群４Ａをほぼ均一に発熱、昇温させることができ、被加熱物を均一に加熱、処理できる。
【００２８】
なお、上記実施例では、発熱体群４Ａの中心部Ｃ及び両端部Ｅに配置されたチェーン１１を強磁性導電材で構成しているが、必要に応じ、中心部Ｃ及び両端部Ｅのいずれか一方のみを強磁性導電材で構成し、その他はすべて非磁性導電材としてもよい。また、図３の実施例では、ハウジング２の中心部まで、チェーン１１を配置しているが、本発明はこの構成に限らず、図１、図２に示す実施例と同様に、中央に内筒を配置することも可能である。中央に内筒を配置することで、発熱体群における温度の均一性を損なうことなくハウジング２の外径を大きくすることが可能となり、発熱体量を多くして処理能力を一層大きくできる。
【００２９】
図４は第三の実施例を示す概略断面図である。この実施例の加熱処理装置１Ｂも、粉体をバッチ式で加熱処理するためのものであり、図３に示す実施例と同様に、ハウジング２と、その外側に配した誘導コイル３と、ハウジング２の内側全体に配した誘導加熱発熱体の群（発熱体群）４Ｂを備えている。この発熱体群４Ｂも、多数のチェーン１１を備えており、各チェーン１１を構成する多数の細長いリング状の線材１０が発熱体を構成している。ここで用いるチェーン１１は、図３の実施例とは異なり、すべてが非磁性ステンレス等の非磁性導電材で作られている。チェーン１１を構成する発熱体（線材）１０は、その外径（線径）が誘導コイル３による電流浸透深さの２倍以下に設定されている。ここで電流浸透深さｐは、線材１０を構成する材料の比透磁率をμ、抵抗率（固有抵抗）をρ（Ω・ｍ）、周波数をｆ（Ｈｚ）とすると、
ｐ＝５０３√（ρ／μｆ）
で表すことができる。従って、例えば、チェーン１１を構成する発熱体１０に非磁性ステンレス鋼（μ≒１、ρ＝１５×１０-8）を用い、誘導コイル３の出力周波数を２０ｋＨｚとすると、ｐ＝１．４ｍｍとなるので、発熱体１０の線径ｄは、２．４ｍｍ以下に設定すればよい。発熱体群４Ｂ以外の構成は、図３に示す実施例と同様である。
【００３０】
この加熱処理装置１Ｂも、図１、図２に示す加熱処理装置１と同様にして被加熱物の加熱処理を行うことができる。ここで、加熱処理装置１Ｂにおいて、誘導コイル３に通電し、ハウジング２内のチェーン１１の各発熱体１０に誘導電流を生じさせ、発熱させた際、誘導コイル３から最内部のチェーン１１までの距離が図１の実施例に比べて大きく、その間により多くのチェーン１１が配置されているが、チェーン１１を構成する線材１０の径を電流浸透深さの２倍以下に設定したことにより、その線材１０による磁束吸収能力が抑制され磁束が通りやすくなっており、このため、発熱体群４Ｂの最内部にまで十分な磁束が届いている。かくして、発熱体群４Ｂをほぼ均一に発熱、昇温させ、被加熱物を均一に加熱、処理できる。
【００３１】
なお、図４に示す実施例では、発熱体群４Ｂをすべて非磁性導電材で構成しているが、本発明はこの構成に限らず、図３に示す実施例と同様に、発熱体群４Ｂの中央部及び／又は両端部のチェーン１１を強磁性体で構成してもよく、これによって一層均熱化を図ることができるとか、ハウジング２の外径を大きくして能力アップを図ることができる。また、図１、図２に示す実施例と同様に、中央に内筒を配置し、発熱体群における温度の均一性を損なうことなくハウジング２の外径を大きくして発熱体量を一層多くすることも可能であり、処理能力を一層大きくできる。
【００３２】
図５は第四の実施例を示す概略断面図である。この実施例の加熱処理装置１Ｃも、粉体をバッチ式で加熱処理するためのものであり、図３に示す実施例と同様に、ハウジング２と、その外側に配した誘導コイル３と、ハウジング２の内側全体に配した誘導加熱発熱体の群（発熱体群）４Ｃを備えている。この発熱体群４Ｃも、多数のチェーン１１を備えており、各チェーン１１を構成する多数の細長いリング状の線材１０が発熱体を構成している。ここで用いるチェーン１１は、図３の実施例とは異なり、すべてが非磁性ステンレス等の非磁性導電材で作られているが、そのチェーン１１を構成する発熱体１０は、その外径（線径）が場所によって異なっている。すなわち、発熱体群４Ａの中心部Ｃ及び／又は両端部Ｅ（図面でハンチングで示す領域）に配置されたチェーン１１の発熱体１０の線径を、その他の領域の線径よりも大きく設定している。発熱体１０の線径としては、発熱体群４Ａの中心部Ｃ及び／又は両端部Ｅに配置されたものを、誘導コイル３による電流浸透深さの２倍以上とし、その他の領域のものを電流浸透深さの２倍以下に設定することが好ましい。発熱体群４Ｃ以外の構成は、図３に示す実施例と同様である。
【００３３】
この加熱処理装置１Ｃも、図１、図２に示す加熱処理装置１と同様にして被加熱物の加熱処理を行うことができる。ここで、加熱処理装置１Ｃにおいて、誘導コイル３に通電し、ハウジング２内のチェーン１１の各発熱体１０に誘導電流を生じさせ、発熱させた際、誘導コイル３から最内部のチェーン１１までの距離が図１の実施例に比べて大きく、その間により多くのチェーン１１が配置されているので、磁束が発熱体群１Ｃの中心部に届きにくく、中心部の温度が低くなり勝ちであり、また発熱体群１Ｃの両端部は放熱が多いため、やはり温度が低くなり勝ちである。しかしながら、これらの領域のチェーン１１の線径を大きくしたことで、発熱量を大きくでき、また、その他の領域のチェーン１１の線径を小さくしたことで、線材１０による磁束吸収能力を抑制して磁束を通りやすくできる。かくして、発熱体群４Ｃをほぼ均一に発熱、昇温させ、被加熱物を均一に加熱、処理できる。
【００３４】
なお、図５に示す実施例では、発熱体群４Ｃをすべて非磁性導電材で構成しているが、本発明はこの構成に限らず、図３に示す実施例と同様に、発熱体群４Ｂの中央部及び／又は両端部のチェーン１１を強磁性体で構成してもよく、これによって一層均熱化を図ることができるとか、ハウジング２の外径を大きくして能力アップを図ることができる。また、図１、図２に示す実施例と同様に、中央に内筒を配置し、発熱体群における温度の均一性を損なうことなくハウジング２の外径を大きくして発熱体量を一層多くすることも可能であり、処理能力を一層大きくできる。
【００３５】
以上の実施例はいずれも、ハウジング２内に被加熱物である粉体を単に投入して加熱する場合のものであるが、必要に応じ、下部の下部蓋８を多孔構造とし、そこから空気等を吹き込むことによって粉体を浮遊状態として加熱処理を行う構成としてもよい。この構成とすると、発熱体群４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃに対する粉体の接触機会が増加し、一層効率良く且つ均一に加熱処理することができる。また、上記実施例ではいずれもバッチ式で被加熱物を加熱処理する場合を説明したが、本発明の装置はこれに限らず、被加熱物を連続的に加熱処理するために使用することも可能である。その場合には、図１〜図５に示す装置において、下部の下部蓋８を無くした形態とし、ハウジング２内に被加熱物を連続的に流せばよく、被加熱物はそのハウジング２内を通過する間に、誘導加熱されたチェーン１１によって効率良く、均一に加熱処理される。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、ハウジング内に配した発熱体群をハウジングの外側に配した誘導コイルで誘導加熱して、それに接触する被加熱物を加熱するに際し、発熱体群を構成する発熱体の量を多くしても発熱体群全体をきわめて均一な温度に昇温させることができ、加熱処理装置の処理能力を増大させることができるという効果を有している。更に、本発明は、発熱体群を、ハウジングの軸線に平行方向に並べられた多数のチェーンで構成しているので、ハウジング内に容易にチェーンを一定の密度で配置できると共にハウジングの外側に配した誘導コイルで各チェーンを均一に加熱でき、被加熱物の加熱を一層均一とでき、また、被加熱物がハウジング内を軸線方向に移動する際にチェーンがあまり抵抗を与えず、このためハウジング内での被加熱物の移動を容易に行うことができるという効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例による加熱処理装置の概略垂直断面図
【図２】  図１に示す加熱処理装置の概略水平断面図
【図３】  本発明の他の実施例による加熱処理装置の概略垂直断面図
【図４】  本発明の更に他の実施例による加熱処理装置の概略垂直断面図
【図５】  本発明の更に他の実施例による加熱処理装置の概略垂直断面図
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  加熱処理装置
２  ハウジング
３  誘導コイル
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ  発熱体群
８  下部蓋
１０  発熱体
１１  チェーン
１４、１４Ａ  支持円板
１５  貫通穴
１８、１８Ａ  上部蓋
１９、１９Ａ  被加熱物投入管
【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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