ガスで調理：教授が無炎工業用オーブンの特許を取得

2023 年 4 月 3 日

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ウィスコンシン大学オシュコシュ校シェーン・ナイマン著

ウィスコンシン大学オシュコシュ校の機械工学技術准教授であるパウェル・オルシェフスキー氏は、最近、オシュコシュのキャンパスにある教育エネルギー研究産業研究所（TERIL）で設計・製造された無炎衝突オーブンの米国特許を取得した。

オルシェフスキー氏は、発明者の知的財産の保護を支援することに特化したウィスコンシン州に拠点を置く非営利団体である WiSys と 2019 年に特許手続きを開始し、2 月に承認の知らせを受け取りました。

「フレームレスインピンジメントオーブン」と題されたこの発明は、2月21日に付与された特許番号US 11,585,601 B2である。

この製品が改良したものと同様の工業用オーブンは、鋼やアルミニウムなどの材料の熱処理や溶解など、さまざまな目的に使用されます。 オルシェフスキー氏によると、フレームレス衝突装置の利点としては、加熱が速くなり生産性が向上することが挙げられます。 徹底的な加熱により窒素酸化物が減少するため、排出される汚染物質が少なくなります。 より低い温度でガスが排出されるため、燃料消費量が削減されます。

新しいオーブンは、加熱対象物に直接影響を与えるように天然ガスと空気のジェットを配置し、従来の輻射や熱誘起対流ではなく、衝突伝達によって実質的に熱を伝達します。

オーブン内では空気とガスが非常に高速で渦巻いているため、「巨大な竜巻のようだ」とオルシェフスキー氏は説明しました。極度の熱を生み出す化学反応が常にどこでも発生しています。

高さ1フィート、幅1フィート、食品が入る深さのチャンバーは、華氏1,800度を超える温度に達します。

「すべてが混ざり合い、ガスは常に酸化剤と遭遇します」と彼は言う。 「ですから、通常の無炎運転中に炉の中を見ると、炎はありません。燃焼はしていますが、炎はありません。天然ガスは酸化し、酸素と反応して熱を発生しますが、炎はありません。」

プロトタイプは、ホールゼー科学センターの 3 階にある TERIL で構築されました。 オーブンは、そこで建設された 4 番目のユニークな産業システムであり、冷却、ポンプ、圧縮空気という他の 3 つのシステムを稼働させる必要があります。

このアイデアは、オルシェフスキーがミシガン大学の博士研究員だった頃に遡ります。 そこにいる間、彼はより単純な無炎オーブンで作業しました。 アイデアは彼の頭の中で渦巻き続け、2014 年にオシュコシュ大学に来たとき、彼と学生たちはオーブンの存在を可能にするすべての産業システムを作り始めました。

「そのままの状態で購入された機器は一つもありません。すべてがコンポーネントとして購入されました」と彼は言いました。 「私たちはあらゆるフレームをカットし、独自の制御キャビネットを組織しました。すべてのシステムを制御するソフトウェアを含むすべてがここにあります。」

オルシェフスキー氏が次に期待しているのは、地元企業が興味を示し、アイデアが単一のプロトタイプを超えて成長できるようにすることです。 同氏は、アルミニウム、鋳鉄、鋼、さらにはガラスを溶かす企業であれば、この技術を利用できるだろうと述べた。 多かれ少なかれどのようなサイズにも対応でき、すでに使用されているオーブンを改造することもできます。

「どこかで引っかかることを願っている」と彼は言った。

詳しくは：特許番号 US 11,585,601 B2: image-ppubs.uspto.gov/dirsearc … downloadPdf/11585601