JP2007232291A - 輻射熱暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で可視光対策と冷却対策とを両立させる。
【解決手段】光源ハウジング２に設けられて内包するハロゲンランプ１を冷却するための空気を光源ハウジング２内に流通させるために通気孔Ｔとを有し、通気孔Ｔは、ハロゲンランプ１が発する光が外部へ直線的に洩れ出ない形状に形成するとともに、ハロゲンランプ１からの光が通気孔Ｔを経て外部に至るまでの反射面に赤外反射・可視光吸収塗料ＳＫ１を塗布している。
これにより、ハロゲンランプ１を冷却することができるうえ、ハロゲンランプ１からこの通気孔Ｔへ向かう光は、赤外反射・可視光吸収塗料ＳＫ１に当たることとなり、赤外光は反射させて光源ハウジング２に熱として吸収されないようにして外へ逃がすため、光源ハウジング２やハロゲンランプ１の過熱量が少なくなって冷却が楽になる。可視光は吸収されて減衰するため、外部へ洩れ出る可視光を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外光と可視光とを同時に発生する赤外光源にて発生する輻射熱を暖房に用いる輻射熱暖房装置に関するものである。

従来の車両用空調装置では、冬期などの暖房時には温水となったエンジン冷却水を暖房用熱交換器に循環させ、この暖房用熱交換器にて温水を熱源として空調用空気を加熱して車室内の暖房を行うようにしている。この場合、エンジン冷却水の温度が上がるまでの間は車室内への吹き出し空気温度を高くすることができず、必要な暖房能力が得られないこととなる。また、近年、車両走行用エンジンの高効率化やハイブリッド化に伴い、エンジン冷却水だけでは暖房用熱量の確保が難しくなってきている。

これらの状況より、エンジン冷却水以外の熱源による車室内の即効暖房へのニーズが高まってきている。即効暖房を得る従来技術の１つとして、特許文献１に開示されるようなハロゲンランプを装着した家庭用の暖房装置がある。これは、家庭用の扇風機に類似した構造において、ファン＆モータの代わりに赤外線光を放射するハロゲンランプを装着し、このハロゲンランプを凹面鏡となった大小の反射板で挟み込んでおり、これにより、大きな反射板の向いた方向に遠赤外線の熱量を照射して暖房を行うようになっている。
実用新案登録第３０７８５３９号公報

しかしながら、上記した家庭用のハロゲンヒータを車両に搭載して暖房に用いるには、体格が大きすぎる。一方、赤外光源を小さくした場合には、その赤外光源から照射される可視光の割合が増加するため、可視光対策を行いながら光源部の冷却を行う必要が出てくる。

図３は、従来の車載用輻射熱暖房装置の概略構成を示す側面図である。図３中の２は、図示しない赤外光源を収納する光源ハウジングであり、その赤外光源で発生する輻射熱を、破線で示すパラボラ状リフレクタ部２ａで略一方向へ向けて照射するようになっている。そして、照射側以外へは光が洩れないよう赤外光源を光源ハウジング２内に密閉するとともに、その密閉した光源部の冷却は、光源ハウジング２の外面に放熱フィンＦを設け、その放熱フィンＦに冷却ファン５からの冷却風を当てることで行っている。

しかしながら、上記従来技術は、光源部を密閉しているため冷却効率が悪く、大きな放熱フィンや強力な冷却ファンが必要になるという問題点がある。本発明は、上記従来の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、簡単な構造で可視光対策と冷却対策とを両立することのできる輻射熱暖房装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項３に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、赤外光と可視光とを同時に発生する赤外光源（１）を用いた輻射熱暖房装置であり、
赤外光源（１）と、それを収納する筐体（２、３）と、
筐体（２、３）に設けられて内包する赤外光源（１）を冷却するための空気を筐体（２、３）内に流通させるために通気孔（Ｔ）とを有し、
通気孔（Ｔ）は、赤外光源（１）が発する光が外部へ直線的に洩れ出ない形状に形成するとともに、
赤外光源（１）からの光が通気孔（Ｔ）を経て外部に至るまでの反射面に赤外反射・可視光吸収塗料（ＳＫ１）を塗布したことを特徴としている。

この請求項１に記載の発明によれば、筐体（２、３）に通気孔（Ｔ）を開設して自然対流で赤外光源（１）を冷却することができる。そのうえ、赤外光源（１）からこの通気孔（Ｔ）へ向かう光は、１度以上は赤外反射・可視光吸収塗料（ＳＫ１）の塗布面に当たった後に外部へ洩れ出ることとなる。

このため、赤外光は反射させて筐体（２、３）に熱として吸収されないようにして外へ逃がすため、筐体（２、３）や赤外光源（１）の過熱量が少なくなって冷却が楽になるうえ、可視光は吸収されて減衰した後に外部へ洩れ出るため、外部へ洩れ出る可視光を低減することができる。このように、簡単な構造で可視光対策と冷却対策とを両立させることができる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の輻射熱暖房装置において、赤外光源（１）から暖房対象部位側へ照射する光は可視光減光手段（４）を介して照射し、それ以外の方向へ漏れ出る光は赤外反射・可視光吸収塗料（ＳＫ１）に反射してから洩れ出るようにしたことを特徴としている。

この請求項２に記載の発明によれば、可視光カットフィルターなどの可視光減光手段（４）の方が赤外反射・可視光吸収塗料（ＳＫ１）よりも可視光を減光するうえでの効率が良いため、本輻射暖房装置を居住空間内に設置しても可視光の漏洩による問題を少なくすることができる。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２のうちいずれか１項に記載の輻射熱暖房装置において、赤外光源（１）から出た光が赤外光源（１）側へ反射する壁面には赤外吸収塗料（ＳＫ２）を塗布したことを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、赤外光源（１）から出た赤外光が反射して赤外光源（１）を過熱するのを防ぐことができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態（請求項１、２の適用例）について図１を用いて詳細に説明する。図１は、本輻射熱暖房装置の概略構造を示す断面模式図である。尚、本実施形態は、本輻射熱暖房装置を車両乗員の足元暖房に用いたものである。図示しない車両インストルメントパネルの下側に、乗員の足元に向けた図示しない輻射熱照射口を設けるとともに、その輻射熱照射口奥のインストルメントパネル内部に、本輻射熱暖房装置を配設している。

本輻射熱暖房装置は、図１に示すように、筐体としての光源ハウジング２の一端側に配光手段としてのパラボラ状リフレクタ部２ａを形成し、その中心に赤外光と可視光とを同時に発生する赤外光源としてのハロゲンランプ１を配設している。尚、赤外光源としては、赤外線ランプであっても良い。ハロゲンランプ１は、筐体の一部としてのランプホルダー３に保持されており、そのランプホルダー３を先の光源ハウジング２に嵌合固定するようになっている。

また、先のパラボラ状リフレクタ部２ａは、ハロゲンランプ１から放射される赤外線光と可視光とを、略一方向への平行光に収束させるためのものであり、断面形状が放物線型となっている。光源ハウジング２は、金属や耐熱性の樹脂材によって形成されており、パラボラ状リフレクタ部２ａは鏡面仕上げした面にアルミニウム・金・銅など、赤外線光の反射率が高い金属を蒸着あるいはメッキしている。

なお、パラボラ状リフレクタ部２ａだけガラスや金属としても良いし、赤外線反射率の高い材質そのもので形成しても良い。そして、光源ハウジング２のパラボラ状リフレクタ部２ａの反対端側は、先のランプホルダー３で蓋をされるランプ室２ｂとなっている。
次に、本実施形態での特徴部について説明する。本実施形態では、ランプ室２ｂを形成する外周壁２ｃとランプホルダー３との間の略上下方向部位には、ランプ室２ｂと外部とを連通させる隙を持たせた部分を形成しており、この部分が内包するハロゲンランプ１を冷却するための空気を光源ハウジング２内、より具体的にはランプ室２ｂ内に流通させるための通気孔Ｔとなっている。

そして、この通気孔Ｔからの自然対流によってランプ室２ｂおよびハロゲンランプ１が冷却されるようになっている。なお、通気孔Ｔは、ハロゲンランプ１が発する光が外部へ直線的に洩れ出ないように、本実施形態ではランプホルダー３に壁部３ａを突出させることでごく簡単な迷路構造に形成している。

また、他の特徴点として、ハロゲンランプ１からの光が通気孔Ｔを経て外部に至るまでの反射面、つまりはランプ室２ｂと通気孔Ｔとの内面には赤外反射・可視光吸収塗料ＳＫ１を塗布している。この赤外反射・可視光吸収塗料ＳＫとは、一般的には太陽光の熱（赤外線）が吸収されないように建物の屋根などに塗布するものである。

また、パラボラ状リフレクタ部２ａの外面側には、可視光減光手段としての可視光カットフィルター４を配設している。この可視光カットフィルター４とは、ガラス基板に５酸化ニオブとＳｉＯ_２とを何層にも蒸着し、光の干渉を用いて特定波長の光の透過を防ぐものである。

次に、上述した構成の輻射熱暖房装置における作動概要を説明する。ハロゲンランプ１は、図示しないリード線より給電を受けて赤外線光（輻射熱）と可視光とを放射し、その放射された赤外線光と可視光とはパラボラ状リフレクタ部２ａで反射して平行光に収束され、可視光カットフィルター４で可視光の透過を抑えた後、本実施形態での暖房対象部位である乗員の足元へ向けて照射されて足元暖房が行われる。

このとき、ランプ室２ｂ側では、下側の通気孔Ｔから空気が流入して上側の通気孔Ｔから流出する自然対流によってランプ室２ｂおよびハロゲンランプ１が冷却される。このとき、ハロゲンランプ１から通気孔Ｔを経て外部に至る光において、赤外光は赤外反射・可視光吸収塗料ＳＫで反射させて光源ハウジング２に熱として吸収されないようにして外へ逃がすようになっている。また可視光は、赤外反射・可視光吸収塗料ＳＫに吸収されて減衰した後に外部へ洩れ出るようになっている。

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、赤外光と可視光とを同時に発生するハロゲンランプ１を用いた輻射熱暖房装置であり、ハロゲンランプ１と、それを光源ハウジング２と、光源ハウジング２に設けられて内包するハロゲンランプ１を冷却するための空気を光源ハウジング２内に流通させるために通気孔Ｔとを有し、通気孔Ｔは、ハロゲンランプ１が発する光が外部へ直線的に洩れ出ない形状に形成するとともに、ハロゲンランプ１からの光が通気孔Ｔを経て外部に至るまでの反射面に赤外反射・可視光吸収塗料ＳＫ１を塗布している。

これによれば、光源ハウジング２に通気孔Ｔを開設して自然対流でハロゲンランプ１を冷却することができる。そのうえ、ハロゲンランプ１からこの通気孔Ｔへ向かう光は、１度以上は赤外反射・可視光吸収塗料ＳＫ１の塗布面に当たった後に外部へ洩れ出ることとなる。

このため、赤外光は反射させて光源ハウジング２に熱として吸収されないようにして外へ逃がすため、光源ハウジング２やハロゲンランプ１の過熱量が少なくなって冷却が楽になるうえ、可視光は吸収されて減衰した後に外部へ洩れ出るため、外部へ洩れ出る可視光を低減することができる。このように、簡単な構造で可視光対策と冷却対策とを両立させることができる。

また、ハロゲンランプ１から暖房対象部位側へ照射する光は可視光カットフィルター４を介して照射し、それ以外の方向へ漏れ出る光は赤外反射・可視光吸収塗料ＳＫ１に反射してから洩れ出るようにしている。これによれば、可視光減光手段としての可視光カットフィルター４の方が赤外反射・可視光吸収塗料ＳＫ１よりも可視光を減光するうえでの効率が良いため、本輻射暖房装置を居住空間内に設置しても可視光の漏洩による問題を少なくすることができる。

（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態（請求項３の適用例）における輻射熱暖房装置の概略構造を示す断面模式図である。上述した第１実施形態と異なる特徴点は、ハロゲンランプ１から出た光がハロゲンランプ１側へ反射する壁面（図２の例では壁部３ｂの内面）には赤外吸収塗料ＳＫ２を塗布している。赤外吸収塗料ＳＫ２は、特別な塗料ではなく、光源ハウジング２に用いられる金属（例えばアルミニウム）よりも赤外反射率の小さな塗料を塗るものである。これによれば、ハロゲンランプ１から出た赤外光が反射してハロゲンランプ１を過熱するのを防ぐことができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、輻射熱発生手段としてハロゲンランプ７もしくは赤外線ランプを用いているが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、他の輻射熱発生熱源を用いても良い。また、上述の実施形態では、本輻射熱暖房装置を車両乗員の足元に配置して足元暖房に用いているが、これに限らず、他の位置に配置して他の部位の暖房に用いても良い。

本発明の第１実施形態における輻射熱暖房装置の概略構造を示す断面模式図である。 本発明の第２実施形態における輻射熱暖房装置の概略構造を示す断面模式図である。 従来の車載用輻射熱暖房装置の概略構成を示す側面図である。

符号の説明

１…ハロゲンランプ、赤外線ランプ（赤外光源）
２…光源ハウジング（筐体）
３…ランプホルダー（筐体）
４…可視光カットフィルター（可視光減光手段）
ＳＫ１…赤外反射・可視光吸収塗料
ＳＫ２…赤外吸収塗料
Ｔ…通気孔

Claims (3)

1. 赤外光と可視光とを同時に発生する赤外光源（１）を用いた輻射熱暖房装置であり、
   前記赤外光源（１）と、それを収納する筐体（２、３）と、
   前記筐体（２、３）に設けられて内包する前記赤外光源（１）を冷却するための空気を前記筐体（２、３）内に流通させるために通気孔（Ｔ）とを有し、
   前記通気孔（Ｔ）は、前記赤外光源（１）が発する光が外部へ直線的に洩れ出ない形状に形成するとともに、
   前記赤外光源（１）からの光が前記通気孔（Ｔ）を経て外部に至るまでの反射面に赤外反射・可視光吸収塗料（ＳＫ１）を塗布したことを特徴とする輻射熱暖房装置。
2. 前記赤外光源（１）から暖房対象部位側へ照射する光は可視光減光手段（４）を介して照射し、それ以外の方向へ漏れ出る光は前記赤外反射・可視光吸収塗料（ＳＫ１）に反射してから洩れ出るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の輻射熱暖房装置。
3. 前記赤外光源（１）から出た光が前記赤外光源（１）側へ反射する壁面には赤外吸収塗料（ＳＫ２）を塗布したことを特徴とする請求項１または請求項２のうちいずれか１項に記載の輻射熱暖房装置。

Images