JP2529409Y2 - 格子状遠赤外線ヒータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【産業上の利用分野】 本考案は、遠赤外線を放射して被加熱物を内部から加
熱する遠赤外線ヒータに関するもので、特に、面状の遠
赤外線放射板を用いた遠赤外線ヒータに関するものであ
る。

【従来の技術】

遠赤外線を被加熱物に照射すると、その被加熱物は内
部から加熱され、効率のよい加熱が行われる。そのよう
な遠赤外線を放射する遠赤外線ヒータとして従来知られ
ているものは、大別すると、反射板を使用しない面状ヒ
ータと、反射板を使用するランプ型ヒータ及び棒状ヒー
タとに分類される。それらのヒータは、用途に応じてそ
れぞれ使い分けられている。 面状遠赤外線ヒータは、ニクロム線等からなる発熱体
の前面側に遠赤外線放射体を配置し、その発熱体の背面
側に断熱材を配置したもので、その遠赤外線放射体は平
面状とされている。また、ランプ型あるいは棒状の遠赤
外線ヒータは、凹面状の反射板の焦点位置にヒータエレ
メントを配置したもので、そのヒータエレメントが遠赤
外線を放射するものとされている。

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のように遠赤外線放射体が平面状
とされた面状ヒータでは、その放射体の表面に接する空
気の対流のために、投入エネルギの大半が対流熱損失と
して空気に奪われることになり、放射効率が著しく低下
するという問題がある。本考案者らの実験によれば、面
状ヒータを垂直状態として使用した場合、放射エネルギ
としては表面温度300℃において投入電力の64％程度し
か得られないことが確認されている。しかも、面状ヒー
タの場合には、指向性がなく、遠赤外線が放射面から18
0度拡散されるので、被加熱物に照射吸収される割合が
小さくなり、加熱効率も低いという問題がある。 また、発熱体の背面側に断熱材が設けられ、その断熱
材によって発熱体からの熱が奪われるので、スイッチを
オンとしてから加熱が開始されるまでの立ち上がり時間
が長いという問題もある。 一方、反射板を用いるランプ型あるいは棒状ヒータの
場合には、面状ヒータに比べると、立ち上がりは早く、
取り付けや交換等が容易であり、指向性も有するという
長所があるが、基本的に反射板によって機能するもので
あるので、反射板が汚れたり変形したりした場合、放射
エネルギの指向性が低下するとともに、ヒータエレメン
トからの放射エネルギがその反射板自体によって吸収さ
れてしまい、被加熱物の加熱効率が著しく低下するとい
う重大な欠点がある。そして、そのように反射板がエネ
ルギを吸収する結果、その反射板が発熱して、反射板や
ヒータホルダ等が過熱損傷することさえある。 また、遠赤外線放射体であるヒータエレメントの放射
表面積が小さいために、相対的にその放射体表面温度が
高くなり、遠赤外線の放射量が少なくなってしまう。 本考案は、このような問題に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、立ち上がりが早く、しかも指向性の
よい、加熱効率の高い遠赤外線ヒータを得ることであ
る。

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するために、本考案では、面状の遠赤
外線放射板を格子状あるいは多数の筒状体が形成される
ように組み合わせることにより、多数の筒状部を有する
格子状放射体とし、その格子状放射体の背面側に、小さ
なギャップをおいて反射板あるいは遠赤外線放射板等か
らなる熱遮蔽板を配置するようにしている。その遠赤外
線放射板は、片面に遠赤外線放射層が設けられた２枚の
放熱板を、その遠赤外線放射層が設けられていない裏面
を内側として重ね合わせ、その間に面状発熱体を挟むこ
とによって構成されている。

【作用】

このように構成することにより、遠赤外線放射板の面
状発熱体を作動させると、その面状発熱体の両面に設け
られた放熱板が加熱され、その放熱板の表面に設けられ
た遠赤外線放射層が遠赤外線を放射する。そして、その
遠赤外線放射板が組み合わされて格子状に形成されてい
ることにより、その放熱板から放射された遠赤外線は格
子の筒状部内面で反射される。その場合、格子状放射体
の背面側には熱遮蔽板が設けられているので、その遠赤
外線が背面側に拡散することは抑えられる。したがっ
て、その遠赤外線は放射体の前方に指向することにな
り、被加熱物に効率よく照射される。 また、遠赤外線放射体が多数の筒状部からなる格子状
に形成されているので、その内部の空気が対流によって
外部に流出することは抑制される。したがって、その空
気の対流による熱損失は軽減される。その結果、遠赤外
線放射体の放射エネルギはほとんどが被加熱物に導かれ
るようになり、加熱効率が著しく高められる。 更に、遠赤外線放射体が格子状とされることにより、
その放射表面積が著しく増大する。したがって、投入電
力に対して放射面の温度が低くなり、その放射体から放
射される遠赤外線の波長領域が長波長域にシフトする。
すなわち、波長の長い遠赤外線の密度が高くなる。 そして、格子状放射体と熱遮蔽板との間にギャップが
設けられているので、遠赤外線放射体から熱遮蔽板への
熱伝導による熱損失も防止される。 こうして、効率の高い加熱が行われることになり、そ
のヒータの立ち上がりが極めて早くなる。

【実施例】

以下、図面を用いて本考案の実施例を説明する。 図中、第１〜５図は本考案による格子状遠赤外線ヒー
タの一実施例を示すもので、第１図はその全体構造を示
す正面図であり、第２図はその縦断側面図、第３図はそ
の要部の拡大図である。また、第４図及び第５図はその
ヒータに用いられている遠赤外線放射板の切り欠き正面
図及び拡大縦断側面図である。 第1,2図から明らかなように、この遠赤外線ヒータ１
は、一面が開放した箱形のケース２とそのケース２の内
部に収容される遠赤外線放射体３とを備えている。ケー
ス２はヒータホルダとしての役割を果たすもので、適宜
の支持台に支持されるようになっている。放射体３は両
端が開放した多数の矩形断面の筒状部4,4,…を有するも
ので、数枚の遠赤外線放射板5,5,…を格子状に組み合わ
せることによって形成されている。 第３図に示されているように、ケース２は、裏面パネ
ル６とその内側に配置された反射板７とによって構成さ
れている。その反射板７はアルミ板あるいはステンレス
鋼板からなり、その内面は光沢面とされている。こうし
て、放射体３からの熱はその反射板７の光沢面によって
ほどんど反射され、ヒータ１の背面側には伝えられない
ようにされている。すなわち、その反射板７は熱遮蔽板
となっている。 格子状遠赤外線放射体３は、適宜の支持部材により、
ケース２との間に空隙が形成されるようにして支持され
ている。その場合、放射体３の背面側の端面と反射板７
と内面との間には、数10ミクロン程度の極めて小さなギ
ャップが形成されるようになっている。 第4,5図に示されているように、格子状放射体３を構
成する遠赤外線放射板５は、金属あるいはセラミックか
らなる２枚の薄い放熱板8,8の間に面状発熱体９を挟ん
だ平面状のものとされている。その放熱板８の露出表面
には遠赤外線放射材がコーティングされ、それによって
遠赤外線放射層10が形成されている。格子状放射体３
は、このような平面状の放射板５を折曲し、あるいは適
宜の長さに形成し、それらを矩形断面の筒状部4,4,…が
形成されるように組み合わせることによって構成されて
いる。 面状発熱体９は、耐熱性及び電気絶縁性を有するアラ
ミド樹脂等からなる２枚の樹脂フィルム11,11間に発熱
抵抗回路12をサンドイッチ状に挟んだ薄いシート状のも
ので、その発熱抵抗回路12は鉄箔等の金属箔をエッチン
グあるいは型打ちすることによって形成されている。そ
のようにして、発熱抵抗回路12は密なパターンとされ、
その回路12に通電することによって面状発熱体９が面全
体から発熱するようにされている。その発熱抵抗回路12
は、１枚の遠赤外線放射板５内で複数のブロックに分割
され、その両端がそれぞれ端子13として外部に突出する
ようにされている。そして、その端子13にリード線が接
続され、外部から通電されるようになっている。したが
って、その面状発熱体９は、各ブロックごとに個別に通
電可能となっている。 次に、このように構成された遠赤外線ヒータ１の作用
について説明する。 被加熱物の被加熱面積が大きいときには、このヒータ
１の各端子13,13,…からすべての発熱抵抗回路12,12,…
に通電する。すると、その抵抗回路12が発熱し、その熱
により放熱板８が加熱される。放熱板８が加熱される
と、その放熱板８の表面に設けられた遠赤外線放射層10
が、遠赤外線を多量に含む熱線を放射する。こうして、
格子状放射体３を構成する遠赤外線放射板５全体から熱
線が放射される。 また、被加熱物の被加熱面積が小さいときには、その
被加熱物に対向して位置する遠赤外線放射板５の面状発
熱体９のブロックにのみ通電する。すると、その部分の
遠赤外線放射板５のみから局部的に熱線が放射される。 このようにして遠赤外線放射板５から放射された熱線
は、その放射板５が面状とされているので、180度の範
囲にわたって拡散する。しかしながら、その放射板５は
格子状に組み合わされているので、その放射板５に対向
する位置にも放射板５が存在する。したがって、対向す
る放射板５側に向かって放射された熱線はその放射板５
によって反射される。また、ヒータ１の背面側に向かっ
て放射された熱線は、格子状放射体３の背面側に設けら
れた反射板７によって反射される。その結果、これらの
熱線は、第３図に矢印で示されているようにヒータ１の
前方に向かうことになる。 このように、格子状放射体３から放射された熱線はヒ
ータ１の前方に指向し、そのヒータ１の前方に設置され
た被加熱物を照射する。そして、被加熱物はその熱線を
吸収することによって加熱される。その場合、その熱線
には遠赤外線が多量に含まれているので、被加熱物はそ
の遠赤外線によって内部からも加熱されることになり、
効率的な加熱が行われる。 この間において、遠赤外線放射板５から放射されたエ
ネルギの一部はその放射板５に接する空気によって奪わ
れることになるが、その放射板５が格子状に組み合わさ
れて多数の筒状部4,4,…が形成され、その筒状部４内に
空気が滞留するので、その空気の対流による熱損失は著
しく軽減される。 また、遠赤外線放射体３が格子状とされることによ
り、その放射面積が著しく増大する。そして、放射面積
が大きくなると、同一の入力電力に対して放射表面の温
度が低くなる。そのように放射表面温度が低くなると、
放射される熱線が波長の長い方にシフトする。すなわ
ち、このヒータ１から放射される熱線は、長波長領域の
遠赤外線のエネルギ密度が高いものとなる。 このように、この遠赤外線ヒータ１によれば、対流熱
損失が軽減され、しかも、長波長の遠赤外線が被加熱物
に指向して照射されるようになるので、投入エネルギの
ほとんどが被加熱物の加熱に利用されることになり、加
熱効率が極めて高くなる。また、上述のような面状発熱
体９を用いることにより、その耐熱性を高めることがで
きるばかりでなく、遠赤外線放射板５を薄く形成するこ
とができ、その熱容量を小さくすることができる。更
に、遠赤外線放射体３と反射板７との間にギャップを設
けることにより、その放射体３から反射板７への熱伝導
も防止することができる。したがって、そのヒータ１を
立ち上がりの極めて早いものとすることができる。 このような遠赤外線ヒータ１においては、熱線の指向
性は遠赤外線放射体３自体によって確保されるので、反
射板７は、基本的には、遠赤外線放射板５から放射され
た熱線がヒータ１の背面側に拡散するのを防止すること
ができるものでありさえすればよい。すなわち、その反
射板７は熱線を遮り得るものであればよい。したがっ
て、その反射板７が変形したとしても格別問題はない。
また、その反射板７が多少汚れたとしても、放射エネル
ギのごく一部が吸収されるにすぎないので、ヒータ１の
機能に影響が及ぼされることもない。 第６図は本考案による格子状遠赤外線ヒータの他の実
施例を示すものである。なお、以下の実施例において、
基本的な構成は上記実施例と同様であるので、対応する
部分には同一の符号を付すことにより、その詳細な説明
は省略する。 第６図のヒータ21の場合には、格子状遠赤外線放射体
３の背面側に設けられる熱遮蔽板として、遠赤外線放射
板22が用いられている。その放射板22は、格子状放射体
３に対向する面にのみ遠赤外線放射層が設けられている
以外は、格子状放射体３を構成する遠赤外線放射板５と
同様のものである。その遠赤外線放射板22と裏面パネル
６との間には断熱材23が充填されている。 このように構成された遠赤外線ヒータ21においても、
上記実施例と同様の作用効果を得ることができる。更
に、このヒータ21の場合には、格子状放射体３の背面側
からも熱線が放射されるので、より効率の高い加熱を行
うことができるという効果を有している。 第７図は、本考案による遠赤外線ヒータの更に異なる
実施例を示すものである。 この遠赤外線ヒータ31の場合には、格子状遠赤外線放
射体３の背面側に設けられる反射板32に、多数の空気噴
出口33,33,…が形成されている。その反射板32と裏面パ
ネル６との間には、周囲を気密に密閉した空気室34が形
成されている。そして、その空気室34に、裏面パネル６
に設けられた空気導入口35を通して、ブロワ等の送風手
段36により空気が供給されるようになっている。 このように構成された遠赤外線ヒータ31においては、
裏面パネル６の空気導入口35から空気室34内に空気を送
ると、その空気は反射板32に設けられた空気噴出口33,3
3,…を通して格子状放射体３側に流れ、その筒状部4,4,
…を通してヒータ31の前面から流出する。そして、その
筒状部４を流れる間に、遠赤外線放射板５から放出され
る熱によって加熱される。したがって、そのヒータ31か
らは、遠赤外線を含む熱線のほかに熱風が放出されるこ
とになる。しかも、その熱風は、格子状放射体３の筒状
部４を流れることによって前方に指向する。その結果、
ヒータ31の前方に設置された被加熱物には、遠赤外線が
照射されるとともに熱風が吹き付けられることになり、
その加熱が一層効果的に行われるようになる。 なお、上記実施例においては、面状発熱体９として、
鉄箔等の金属箔からなる発熱抵抗回路12を樹脂フィルム
11,11間に挟んだものを用いるようにしているが、その
面状発熱体９は、第８図に示されているように、小径の
シーズヒータ40をジグザグ状に折り曲げることによって
形成することもできる。その場合にも、その面状発熱体
９は金属板からなる２枚の放熱板8,8間に挟まれる。そ
して、その放熱板８の露出側の面に遠赤外線放射材をコ
ーティングすることによって遠赤外線放射層10が形成さ
れる。このような面状発熱体９を用いた遠赤外線放射板
５の場合には、その厚さは大きく、かつ重くなるが、上
記実施例のものよりも更に耐熱性を高めることができ
る。 また、上記実施例においては、格子状遠赤外線放射体
３の筒状部４が矩形断面であるものとしているが、その
筒状部４の断面は、三角形、六角形、あるいは円形等、
種々の形状とすることができる。

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、遠
赤外線放射体を格子状に形成するようにしているので、
フード等を用いなくても、空気の対流による放射エネル
ギの損失を防止するとともに、指向性を高めることがで
きる。したがって、小形かつ安価で加熱効率の高い遠赤
外線ヒータとすることができる。また、従来の反射型ヒ
ータのように反射板の汚れや変形によって機能が損なわ
れることもなくなるので、耐久性に優れた遠赤外線ヒー
タとすることができる。 しかも、遠赤外線放射体を格子状とすることによって
その放射面積が増大するので、放射される遠赤外線のエ
ネルギ密度を高めることができる。そして、それによっ
てその遠赤外線ヒータの加熱効率をより高めることがで
きる。また、そのように放射面積を増大させるととも
に、その放射体を構成する遠赤外線放射板を薄いものと
することによって、そのヒータの立ち上がりを早めるこ
とができる。 更に、格子状放射体を複数のブロックに分割し、その
ブロックごとに作動させるようにすることができるの
で、ゾーンコントロール可能な遠赤外線ヒータとするこ
とができる。そのほか、格子状放射体の格子間に空気を
流すようにすることにより、そのヒータを遠赤外線及び
熱風併用の加熱ヒータとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による格子状遠赤外線ヒータの一実施
例を示す正面図、 第２図は、そのヒータの縦断側面図、 第３図は、そのヒータの要部の拡大縦断面図、 第４図は、そのヒータに用いられている遠赤外線放射板
の切り欠き正面図、 第５図は、その放射板の拡大縦断側面図、 第６図は、本考案による遠赤外線ヒータの異なる実施例
を示す第３図と同様の要部の拡大縦断面図、 第７図は、本考案による遠赤外線ヒータの更に異なる実
施例を示す第３図と同様の図、 第８図は、本考案による遠赤外線ヒータに用いられる遠
赤外線放射板の他の実施例を示すもので、（Ａ）はその
要部の正面図、（Ｂ）はその横断面図である。 １……格子状遠赤外線ヒータ、２……ケース ３……格子状遠赤外線放射体、４……筒状部 ５……遠赤外線放射板、６……裏面パネル ７……反射板（熱遮蔽板）、８……放熱板 ９……面状発熱体、10……遠赤外線放射層 11……樹脂フィルム、12……発熱抵抗回路 21……格子状遠赤外線ヒータ 22……遠赤外線放射板（熱遮蔽板） 31……格子状遠赤外線ヒータ 32……反射板（熱遮蔽板） 33……空気噴出口、36……送風手段 40……シーズヒータ（面状発熱体）

Claims (6)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚の放熱板の間に面状発熱体を挟み、そ
   の両面に遠赤外線放射層を設けた遠赤外線放射板を、格
   子状、あるいは多数の筒状体が形成されるように組み合
   わせて、多数の筒状部を有する格子状遠赤外線放射体と
   し、 その格子状放射体の背面側に、小さなギャップをおいて
   熱遮蔽板を配置したことを特徴とする、 格子状遠赤外線ヒータ。
2. 【請求項２】前記面状発熱体が、金属箔から形成された
   発熱抵抗回路を、耐熱性及び電気絶縁性を有する２枚の
   シート間にサンドイッチ状に挟んだ薄板状のものとされ
   ている、 請求項１記載の遠赤外線ヒータ。
3. 【請求項３】前記熱遮蔽板側から前記格子状放射体の筒
   状部内に空気を流す送風手段が設けられている、 請求項１記載の遠赤外線ヒータ。
4. 【請求項４】前記格子状放射体を構成する前記遠赤外線
   放射板の面状発熱体が電気回路的に複数のブロックに分
   割され、その各ブロックに個別に通電可能とされてい
   る、 請求項１記載の遠赤外線ヒータ。
5. 【請求項５】前記熱遮蔽板が、熱反射性の高い反射板と
   されている、 請求項１記載の遠赤外線ヒータ。
6. 【請求項６】前記熱遮蔽板が、面状の遠赤外線放射板に
   よって形成されている、 請求項１記載の遠赤外線ヒータ。