JP7351577B1 - 流体加温モジュールおよび流体加温システム - Google Patents

Abstract

【課題】ハロゲンランプの長寿命化を可能にする流体加温モジュールおよび流体加温システムを提供する。
【解決手段】筐体と、筐体の上部空間に配置された上部熱媒体１３０と、筐体の中部空間に配置されたハロゲンランプ２３０と、筐体の下部空間に配置された下部熱媒体３３０とを備える近赤外線式の流体加温モジュール１であって、筐体は、ハロゲンランプ２３０の一端の側と対向する第１側壁部と、ハロゲンランプ２３０の他端の側と対向する第２側壁部とを備え、第１側壁部は、ハロゲンランプ２３０の一端と対向する位置に、外部から流体が流入可能に構成された少なくとも１つの第１通風口を有し、第２側壁部は、ハロゲンランプ２３０の他端と対向する位置に、外部から流体が流入可能に構成された少なくとも１つの第２通風口を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、近赤外線式の流体加温モジュールおよび流体加温システムに関する。

近赤外線式の流体加温モジュールは、例えば、熱交換器の加工油を飛ばすための乾燥機の熱源として用いられている。流体加温モジュールは、上部熱媒体と、近赤外線を放射する直管型（ダブルエンドタイプ）のハロゲンランプと、下部熱媒体と、これらを収容する筐体とを備える。流体加温モジュールは、筐体の上端開口から流入して筐体の下端開口から流出する流体（空気）を、近赤外線によって加熱された上部熱媒体および下部熱媒体により加温することができる（特許文献１参照）。

流体加温モジュールに用いられる直管型のハロゲンランプは、石英ガラスで構成されたバルブと、バルブ内に収容されたタングステンフィラメントおよびモリブデン箔と、バルブの両端に設けられたセラミック製の碍子部とを備える。バルブ内にはハロゲンガスが封入されており、バルブの両端は、ハロゲンガスが漏洩しないように扁平状の封止部が形成されている。モリブデン箔は、封止部に配置されている。

近年、流体加温モジュールの稼働率を向上させるため、ハロゲンランプの長寿命化が求められている。ハロゲンランプの破損原因としては、高温による封止部の破損が挙げられる。例えば、流体加温モジュールの稼働中、ハロゲンランプの封止部の温度は３５０［℃］を超える。３５０［℃］を超えると石英ガラスとモリブデン箔の熱膨張率の差が大きくなるため、封止部に微小な歪みが発生し、それが蓄積して破損につながることが判明している。

実用新案登録第３１７４４５８号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、ハロゲンランプの長寿命化を可能にする流体加温モジュールおよび流体加温システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る流体加温モジュールは、
上端開口および下端開口を有し、前記上端開口と前記下端開口との間に流路が形成される筒状の筐体と、
前記筐体の上部空間に配置された上部熱媒体と、
前記筐体の中部空間に配置され、近赤外線を放射する少なくとも１つの直管型のハロゲンランプと、
前記筐体の下部空間に配置された下部熱媒体と、を備え、
前記近赤外線によって加熱された前記上部熱媒体および前記下部熱媒体により、前記流路を通過する流体が加温される近赤外線式の流体加温モジュールであって、
前記筐体は、
前記ハロゲンランプの一端の側と対向する第１側壁部と、
前記ハロゲンランプの他端の側と対向する第２側壁部と、を備え、
前記第１側壁部は、前記ハロゲンランプの前記一端と対向する位置に、外部から前記流路に前記流体が流入可能に構成された少なくとも１つの第１通風口を有し、
前記第２側壁部は、前記ハロゲンランプの前記他端と対向する位置に、外部から前記流路に前記流体が流入可能に構成された少なくとも１つの第２通風口を有することを特徴とする。

この構成では、第１通風口および第２通風口から流入した流体が、ハロゲンランプの一端および他端に当たるため、ハロゲンランプの一端および他端にある封止部を冷却することができる。これにより、高温による封止部の破損を抑制することができ、ハロゲンランプの長寿命化を図ることができる。

前記流体加温モジュールにおいて、
前記少なくとも１つの第１通風口の開口面積および前記少なくとも１つの第２通風口の開口面積の総和は、前記上端開口の開口面積の１／１０以下であり、かつ前記下端開口の開口面積の１／１０以下であることが好ましい。

前記流体加温モジュールにおいて、
前記少なくとも１つの直管型のハロゲンランプの数は２以上であり、
前記第１通風口の数は、前記ハロゲンランプの数以上であり、
前記第２通風口の数は、前記ハロゲンランプの数以上であってもよい。

前記流体加温モジュールにおいて、
前記第１側壁部は、
上部に第１間隔で形成された複数の第１スリットを有する第１温調板と、
前記第１スリットの一部と重なるように前記第１温調板に固定された第１遮蔽板と、を備え、
前記少なくとも１つの第１通風口は、前記第１スリットのうちの前記第１遮蔽板と重なっていない部分であり、
前記第２側壁部は、
上部に第２間隔で形成された複数の第２スリットを有する第２温調板と、
前記第２スリットの一部と重なるように前記第２温調板に固定された第２遮蔽板と、を備え、
前記少なくとも１つの第２通風口は、前記第２スリットのうちの前記第２遮蔽板と重なっていない部分であってもよい。

前記流体加温モジュールにおいて、
第１圧力容器および第２圧力容器をさらに備え、
前記第１圧力容器は、外部から前記流体が流入可能に構成された第１流体流入部を備え、前記第１流体流入部から流入した前記流体を貯留し、貯留した前記流体を前記少なくとも１つの第１通風口に流入させ、
前記第２圧力容器は、外部から前記流体が流入可能に構成された第２流体流入部を備え、前記第２流体流入部から流入した前記流体を貯留し、貯留した前記流体を前記少なくとも１つの第２通風口に流入させるよう構成できる。

上記課題を解決するために、本発明に係る流体加温システムは、
流体を加温させる本発明に係る流体加温モジュールと、
前記流体加温モジュールに前記流体を通過させるための送風ファンと、
前記流体加温モジュールおよび前記送風ファンを通過した前記流体の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部の測定結果に応じて前記流体加温モジュールを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ハロゲンランプの長寿命化を可能にする流体加温モジュールおよび流体加温システムを提供することができる。

第１実施形態に係る流体加温モジュールを示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図である。 第１実施形態に係る流体加温モジュールの第１ユニットを示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図である。 第１実施形態に係る流体加温モジュールの第２ユニットを示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図である。 第１実施形態に係るハロゲンランプを示す図である。 第１実施形態に係る第２筐体の通風口を示す図であって、（Ａ）は第２筐体のメインフレーム部の斜視図、（Ｂ）は通風口周辺の拡大模式図、（Ｃ）は第２筐体の斜視図である。 第１実施形態に係る流体加温モジュールの第３ユニットを示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図である。 本発明の第１実施形態に係るハロゲンランプの碍子温度と通風口からの空気の流量との関係を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る流体加温システムを示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る流体加温モジュールを示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は圧力容器の拡大模式図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る流体加温モジュールおよび流体加温システムの実施形態について説明する。

［第１実施形態］
（流体加温モジュール）
図１に、本発明の第１実施形態に係る近赤外線式の流体加温モジュール１を示す。本発明では、図１に示すように上下前後左右方向を規定する。

図１（Ａ）に示すように、流体加温モジュール１は、第１ユニット１００と、第１ユニット１００の下側に固定された第２ユニット２００と、第２ユニット２００の下側に固定された第３ユニット３００とを備える。流体加温モジュール１は、第１ユニット１００の上端にＤ１×Ｄ２の上端開口を有し、第３ユニット３００の下端にＤ１×Ｄ２の下端開口を有し、上端開口と下端開口との間に断面積がＤ１×Ｄ２となる流路が形成される。

本実施形態では、Ｄ１＝Ｄ２＝３７０［ｍｍ］であるが、Ｄ１および／またはＤ２の長さは適宜変更することができる。また、本実施形態では、上端開口と下端開口とを同じ面積（Ｄ１×Ｄ２）にしているが、両者は異なる面積であってもよいし、四角形以外の形状であってもよい。

図１（Ｂ）に示すように、第１ユニット１００の流路には、上部熱媒体１３０が配置され、第２ユニット２００の流路には、近赤外線を放射するハロゲンランプ２３０が配置され、第３ユニット３００の流路には、下部熱媒体３３０が配置される。上部熱媒体１３０および下部熱媒体３３０は、ハロゲンランプ２３０の近赤外線によって加熱される。流体加温モジュール１の流路を通過する空気（本発明の「流体」に相当）は、加熱された上部熱媒体１３０および下部熱媒体３３０との熱交換により加温される。なお、加温の原理は、公知であるため（例えば、先行技術文献として示した特許文献１に記載されているため）、ここでは説明を省略する。

流体加温モジュール１は、例えば、送風ファンを第３ユニット３００の下端側に取り付けることで、第１ユニット１００の上端開口から空気を流入させ、当該空気を第１ユニット１００、第２ユニット２００および第３ユニット３００の流路で加温し、第３ユニット３００の下端開口から送風ファンを介して外部に流出させることができる。なお、送風ファンを第３ユニット３００の下端側に取り付けるとは、例えば、送風ファンの吸い込み口が第３ユニット３００の下端開口に接続された状態をいう。

図２に、第１ユニット１００を示す。第１ユニット１００は、第１上部筐体１１０と、第１上部筐体１１０の下側に配置された第１下部筐体１２０と、第１下部筐体１２０の内部空間（流路）に配置された上部熱媒体１３０とを備える。

第１上部筐体１１０は、例えばステンレス鋼で構成され、断面積がＤ１×Ｄ２となる流路を含む内部空間を有する。第１上部筐体１１０は、前後左右の側板１１１と、上板１１２と、下板１１３と、フィルタ１１４と、前側平板１１５と、取手１１６とを備える。

側板１１１は、上端および下端が開口した四角筒状の構成であり、前側にはフィルタ１１４を引き出すための開口が形成されている。上板１１２は、側板１１１の上端から外側にフランジ状に形成される。下板１１３は、側板１１１の下端から外側にフランジ状に形成される。フィルタ１１４は、流路に異物が流入するのを保護するためのもので、流路に直交するように配置される。前側平板１１５は、フィルタ１１４の前端部に取り付けられており、フィルタ１１４が流路に配置された状態において、側板１１１の前側の開口を密閉する。取手１１６は、前側平板１１５の前面に取り付けられている。

第１下部筐体１２０は、例えばステンレス鋼で構成され、断面積がＤ１×Ｄ２となる流路を含み、かつ上部熱媒体１３０が配置される内部空間を有する。第１下部筐体１２０は、前後左右の側板１２１と、上板１２２と、下板１２３と、背面板１２４とを備える。

側板１２１は、上部熱媒体１３０の前後左右を囲み、断面積が流路よりも大きい内部空間を形成する。上板１２２は、Ｄ１×Ｄ２の開口を有し、上部熱媒体１３０の上方に位置し、上面が第１上部筐体１１０の下板１１３の下面に接する。下板１２３は、Ｄ１×Ｄ２の開口を有し、上部熱媒体１３０の下方に位置する。背面板１２４は、側板１２１、上板１２２および下板１２３の後端に位置し、上下方向に延びる。背面板１２４の上端は、上板１２２の上端近傍に位置し、背面板１２４の下端は、第２ユニット２００の下端よりも下方に位置する。

上部熱媒体１３０は、先行技術文献として示した特許文献１に記載の上部熱媒体（上部被加熱放熱器）と同じ構造である。上部熱媒体１３０は、複数の薄板および複数の連結管で構成される。薄板は、上下前後方向に延び、左右方向に所定の間隔で配置される。連結管は、複数の薄板を貫通して左右方向に延び、上下方向および前後方向に所定の間隔でマトリクス状に配置される。薄板は、例えば、アルミニウムで構成される。連結管は、例えば、銅で構成される。

図３に、第２ユニット２００を示す。第２ユニット２００は、第２筐体２１０と、第２筐体２１０の左右に設けられた左右一対の端子部２２０と、第２筐体２１０の内部空間（流路）に配置された少なくとも１つ（本実施形態では、６個）の直管型（ダブルエンドタイプ）のハロゲンランプ２３０とを備える。

６個のハロゲンランプ２３０は、中心軸が左右方向に延びるように、前後方向に所定の間隔で配置される。図４に示すように、ハロゲンランプ２３０は、石英ガラスで構成された直管円筒状のバルブ２３１と、バルブ２３１内に収容されたタングステンフィラメント２３２およびモリブデン箔２３３と、バルブ２３１の両端に設けられたセラミック製の碍子部２３４とを備える。バルブ２３１内にはハロゲンガスが封入されており、バルブ２３１の両端は、ハロゲンガスが漏洩しないように扁平状の封止部２３５が形成されている。封止部２３５に配置されているモリブデン箔２３３は、内部リード線２３６を介してタングステンフィラメント２３２に接続される一方、外部リード線２３７を介して絶縁被覆リード線２３８に接続される。

第２筐体２１０は、例えばステンレス鋼で構成され、断面積がＤ１×Ｄ２となる流路を含む内部空間を有する。第２筐体２１０は、メインフレーム部２１１と、サブフレーム部２１２とを備える。

図５（Ａ）に示すように、メインフレーム部２１１は、取手が取り付けられた前フレーム２１１ａと、前フレーム２１１ａに対向する後フレーム２１１ｂと、左フレーム２１１ｃと、左フレーム２１１ｃに対向する右フレーム２１１ｄと、Ｄ１×Ｄ２の開口を有する下フレーム２１１ｅとを備える。前フレーム２１１ａ、後フレーム２１１ｂ、左フレーム２１１ｃおよび右フレーム２１１ｄにより、Ｄ１×Ｄ２の開口よりも大きな矩形状の枠体が構成され、下フレーム２１１ｅが当該枠体の下板となる。

左フレーム２１１ｃは、本発明の「第１温調板」に相当する。左フレーム２１１ｃは、上部に第１間隔で形成された複数の第１スリットを有する。本実施形態では、第１スリットの数は１５個であり、第１スリット間の間隔（第１間隔）は１６．５［ｍｍ］である。また本実施形態では、第１スリットは、長方形状であり、前後方向の幅が１０［ｍｍ］、上下方向の深さが１７［ｍｍ］である。第１スリットの数、幅、深さは適宜変更することができ、第１間隔も適宜変更することができる。

左フレーム２１１ｃには、長方形状の遮蔽板２１３が、第１スリットの一部（本実施形態では、上部）と重なるように、図示しない固定手段（例えば、ボルトおよびナット）により固定されている。左フレーム２１１ｃと遮蔽板２１３とにより、本発明の「第１通風口」に相当する少なくとも１つ（本実施形態では、１５個）の通風口Ａが形成される。本実施形態では、通風口Ａの面積が１００［ｍｍ^２］（＝１０［ｍｍ］×１０［ｍｍ］）となる。なお、第１スリットを開口に変えて、当該開口を通風口Ａとしてもよい。その場合、遮蔽板２１３は不要となる。

右フレーム２１１ｄは、本発明の「第２温調板」に相当する。右フレーム２１１ｄは、上部に第２間隔で形成された複数の第２スリットを有する。本実施形態では、第２スリットの数は１５個であり、第２スリット間の間隔（第２間隔）は１６．５［ｍｍ］である。また本実施形態では、第２スリットは、長方形状であり、前後方向の幅が１０［ｍｍ］、上下方向の深さが１７［ｍｍ］である。第２スリットの数、幅、深さは適宜変更することができ、第２間隔も適宜変更することができる。このように、右フレーム２１１ｄは、左フレーム２１１ｃと同じ構成である。

右フレーム２１１ｄには、左側の遮蔽板２１３と同じ構成の遮蔽板２１３が、第２スリットの一部（本実施形態では、上部）と重なるように、図示しない固定手段（例えば、ボルトおよびナット）により固定されている。右フレーム２１１ｄと遮蔽板２１３とにより、本発明の「第２通風口」に相当する少なくとも１つ（本実施形態では、１５個）の通風口Ａが形成される。本実施形態では、通風口Ａの面積が１００［ｍｍ^２］（＝１０［ｍｍ］×１０［ｍｍ］）となる。このように、右側の通風口Ａと左側の通風口Ａは、同じ構成となる。なお、第２スリットを開口に変えて、当該開口を通風口Ａとしてもよい。その場合、遮蔽板２１３は不要となる。

下フレーム２１１ｅには、左側の上面にハロゲンランプ２３０の左側の碍子部２３４を保持するための保持部が設けられ、右側の上面にハロゲンランプ２３０の右側の碍子部２３４を保持するための保持部が設けられている。保持部は、左右同じ構成であり、ハロゲンランプ２３０の碍子部２３４が通風口Ａと対向するように、碍子部２３４を保持する。なお、ハロゲンランプ２３０の絶縁被覆リード線２３８は、下フレーム２１１ｅから引き出されている。

図５（Ｂ）に示すように、通風口Ａは、外部から空気が流入可能に構成される。例えば、送風ファンを第３ユニット３００の下端側に取り付けることで、空気を通風口Ａから流入させて、ハロゲンランプ２３０の碍子部２３４および封止部２３５に当てることができる。その結果、例えば、ハロゲンランプ２３０が６個の場合の碍子部２３４の温度について、従来（通風口Ａがない場合）は約４５０［℃］まで上昇していたが、本実施形態では、同じ条件で約２５０［℃］以下に抑えることができる。

図５（Ｃ）に示すように、サブフレーム部２１２は、第１サブフレーム２１２ａと、第２サブフレーム２１２ｂとを備える。第１サブフレーム２１２ａは、Ｄ１×Ｄ２の開口を有し、メインフレーム部２１１の上端に取り付けられて、下フレーム２１１ｅと対向する。第２サブフレーム２１２ｂは、前フレーム２１１ａの上端、前面、下端と重なり、かつ前フレーム２１１ａの取手を露出させた状態で、前フレーム２１１ａに取り付けられる。

図３に示すように、端子部２２０は、上フレーム２２１と、下フレーム２２２と、端子カバー２２３とを備える。上フレーム２２１および下フレーム２２２は、例えばステンレス鋼で構成され、端子カバー２２３は、プラスチック等の絶縁材料またはアルミニウム等の金属材料で構成される。

左右の上フレーム２２１は、遮蔽板２１３に取り付けられ、上方に延びる。左側の下フレーム２２２は、通風口Ａと重ならないように左フレーム２１１ｃに取り付けられ、下フレーム２１１ｅの下方に延び、折り曲がって左方向に延びる。同様に、右側の下フレーム２２２は、通風口Ａと重ならないように右フレーム２１１ｄに取り付けられ、下フレーム２１１ｅの下方に延び、折り曲がって右方向に延びる。すなわち、上フレーム２２１の下端と下フレーム２２２の上端との間に通風口Ａが存在するように、上フレーム２２１および下フレーム２２２は、第２筐体２１０に取り付けられる。

下フレーム２２２の上面には、ハロゲンランプ２３０の絶縁被覆リード線２３８に接続される端子板が配置される。端子板は、図示しない電源に接続され、電源の電力は、端子板を介してハロゲンランプ２３０に供給される。端子カバー２２３は、端子板を覆うように、下フレーム２２２の上面に配置される。端子カバー２２３には、１５個の通風口Ａの開口面積の総和よりも大きな面積のスリットＢが形成されている。外部の空気は、スリットＢや、端子カバー２２３と下フレーム２２２との隙間を介して、通風口Ａに流入可能となる。

図６に、第３ユニット３００を示す。第３ユニット３００は、第３上部筐体３１０と、第３上部筐体３１０の下側に配置された第３下部筐体３２０と、第３上部筐体３１０の内部空間（流路）に配置された下部熱媒体３３０とを備える。

第３上部筐体３１０は、例えばステンレス鋼で構成され、断面積がＤ１×Ｄ２となる流路を含み、かつ下部熱媒体３３０が配置される内部空間を有する。第３上部筐体３１０は、前後左右の側板３１１と、上板３１２と、下板３１３とを備える。

側板３１１は、下部熱媒体３３０の前後左右を囲み、断面積が流路よりも大きい内部空間を形成する。上板３１２は、Ｄ１×Ｄ２の開口を有し、下部熱媒体３３０の上方に位置し、上面が第２筐体２１０の下面に接する。下板３１３は、下部熱媒体３３０の下方の左右に位置する。

第３下部筐体３２０は、例えばステンレス鋼で構成され、断面積がＤ１×Ｄ２となる流路を含む内部空間を有する。第３下部筐体３２０は、前後左右の側板３２１と、上板３２２と、下板３２３とを備える。

側板３２１は、流路の前後左右を囲む。上板３２２は、側板３２１の上端から外側にフランジ状に形成される。下板３２３は、側板３２１の下端から外側にフランジ状に形成される。

流体加温モジュール１では、送風ファンを第３ユニット３００の下端側に取り付けた場合、流路に空気が流入するのは、第１ユニット１００の上端開口と通風口Ａだけであり、流路から空気が流出するのは、第３ユニット３００の下端開口だけである。なお、厳密に言えば、例えば、設計上の寸法の誤差や組み立て加工時の誤差等により生じた隙間から空気が流入する可能性はあるが、上端開口および通風口Ａから流入する空気と比較するとごく少量であるため無視できる。

図７に、流体加温モジュール１の稼働時における、ハロゲンランプ２３０の碍子温度と通風口Ａから流入する空気の流量との関係を示す。送風ファンは、第３ユニット３００の下端側に取り付けられ、ファンが一定の回転速度で回転しているものとする。また、ハロゲンランプ２３０の碍子温度とは、碍子部２３４の表面で測定した温度とする。本実施形態では、碍子部２３４の温度と封止部２３５の温度はほぼ同じである。

図７において、Ｘ１はハロゲンランプ２３０の数が６個の場合のグラフであり、Ｘ２はハロゲンランプ２３０の数が９個の場合のグラフであり、Ｘ３はハロゲンランプ２３０の数が１２個の場合のグラフである。図７から、ハロゲンランプ２３０の数が多いほど碍子部２３４の温度が高くなり、通風口Ａから流入する空気の流量が多いほど碍子部２３４の温度が低くなることが分かる。通風口Ａの面積が大きければ、通風口Ａから流入する空気の流量が多くなり、碍子部２３４の温度が低くなる。一方、通風口Ａの面積が小さければ、通風口Ａから流入する空気の流量が少なくなり、碍子部２３４の温度が高くなる。

本実施形態では、ハロゲンランプ２３０が６個であるため、通風口Ａの面積を１００［ｍｍ^２］（＝１０［ｍｍ］×１０［ｍｍ］）としているが、ハロゲンランプ２３０が６個よりも多い場合は、通風口Ａの面積を大きくし、ハロゲンランプ２３０が６個よりも少ない場合は、通風口Ａの面積を小さくしてもよい。通風口Ａの面積は、例えば、遮蔽板２１３の取り付け位置を変更したり、取り付ける遮蔽板２１３の大きさを変更したりすることで、調整できる。また、本実施形態では、通風口Ａの面積を１００［ｍｍ^２］（＝１０［ｍｍ］×１０［ｍｍ］）とすることで、通風口Ａの流量が６～１０［リットル／分］の範囲となり、封止部２３５（碍子部２３４）の温度が２５０℃以下となる。

通風口Ａの面積を大きくする場合、左右両側の通風口Ａの開口面積の総和は、第１ユニット１００の上端開口の開口面積の１／１０以下であり、かつ第３ユニット３００の下端開口の１／１０以下であることが好ましい。通風口Ａの開口面積の総和が大きくなりすぎると（例えば、上記の１／１０を超えると）、流体加温モジュール１の流路を通過する空気と、加熱された上部熱媒体１３０および下部熱媒体３３０との熱交換による効率が低下するおそれがある。

背景技術で説明したとおり、例えば、ハロゲンランプ２３０の封止部２３５（碍子部２３４）の温度が３５０［℃］を超えると、石英ガラス（バルブ２３１）とモリブデン箔２３３との熱膨張率の差が大きくなるため、封止部２３５に微小な歪みが発生し、それが蓄積して破損につながることが判明している。この点、本実施形態では、封止部２３５（碍子部２３４）の温度が２５０［℃］以下となるように、通風口Ａを設けている。したがって、本実施形態に係る流体加温モジュール１によれば、通風口Ａから流入する空気により封止部２３５を冷却することにより、高温による封止部２３５の破損を抑制することができ、ハロゲンランプ２３０の長寿命化を図ることができる。さらに、本実施形態に係る流体加温モジュール１は、乾燥機や温風発生器の熱源として用いることができ、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出を大幅に削減することができる。

（流体加温システム）
図８に、本発明の第１実施形態に係る流体加温システムＳ１を示す。流体加温システムＳ１は、近赤外線式の流体加温モジュール１と、送風ファン２と、温度センサ３と、制御部４とを含む。

送風ファン２は、吸い込み口および吐き出し口を有する筐体と、筐体内に収容されて回転可能に構成されたファンと、を備える。送風ファン２は、吸い込み口が第３ユニット３００の下端開口に接続されるように、第３ユニット３００の下端側に取り付けられる。送風ファン２は、制御部４の制御下で駆動し、ファンを一定速度で回転させる。送風ファン２が駆動することで、第１ユニット１００の上端開口から空気を流入させ、当該空気を第１ユニット１００、第２ユニット２００および第３ユニット３００の流路を通過させ、第３ユニット３００の下端開口から送風ファン２を介して外部に流出させることができる。外部に流出した空気は、例えば、熱交換器の加工油を飛ばすために用いられる。また、送風ファン２が駆動することで、通風口Ａから流路に空気を流入させ、当該空気によりハロゲンランプ２３０の封止部２３５を冷却することができる。

温度センサ３は、送風ファン２の吐き出し口から流出された空気の温度を、所定の周期で検出するように構成される。温度センサ３は、検出した温度を制御部４に送信する。

制御部４は、送風ファン２の駆動を制御するファン制御部と、流体加温モジュール１のハロゲンランプ２３０の温度を制御するランプ制御部とを含む。ファン制御部は、例えば、送風ファン２を駆動させるための駆動電力を供給するインバータ回路およびその制御回路を備える。ランプ制御部は、例えば、ハロゲンランプ２３０に電力を供給する電力供給回路およびその制御回路を備える。

本実施形態に係る流体加温システムＳ１では、ハロゲンランプ２３０の封止部２３５（碍子部２３４）の温度が２５０［℃］以下となるように、通風口Ａを設計するとともに、ハロゲンランプ２３０および送風ファン２を制御している。したがって、本実施形態に係る流体加温システムＳ１によれば、流体加温モジュール１において、通風口Ａから流入する空気により封止部２３５を冷却することにより、高温による封止部２３５の破損を抑制することができ、ハロゲンランプ２３０の長寿命化を図ることができる。

［第２実施形態］
（流体加温モジュール）
図９に、本発明の第２実施形態に係る近赤外線式の流体加温モジュール１’を示す。図９（Ａ）に示すように、流体加温モジュール１’は、左右一対の圧力容器４００を備えることを除いて、第１実施形態の流体加温モジュール１と同じ構成である。

圧力容器４００は、空気（本発明の「流体」に相当）を貯留し、第２ユニット２００を構成する第２筐体２１０の通風口Ａに、貯留した空気を流入させるよう構成される。図９（Ｂ）に示すように、圧力容器４００は、容器本体４０１と、少なくとも１つ（本実施形態では、１つ）の流体流入部４０２とを備える。容器本体４０１には、少なくとも１つ（本実施形態では、１５個）の通風口Ａ’が形成されている。流体流入部４０２には、図示しないバルブが設けられており、バルブを制御することで、外部から流体流入部４０２に流入する空気の量を調整することができる。

左側の圧力容器４００は、圧力容器４００の通風口Ａ’が第２筐体２１０の左フレーム２１１ｃの通風口Ａと対向するように、左フレーム２１１ｃに取り付けられる。容器本体４０１は、左フレーム２１１ｃの左側に位置する遮蔽板２１３および端子部２２０を収容する。

なお、左側の圧力容器４００は、直方体形状の容器であり、左側面の通風口Ａ’以外の領域が遮蔽板２１３として機能し、下面が端子板を配置する端子部２２０として機能するので、本実施形態の流体加温モジュール１’は、遮蔽板２１３および端子部２２０の少なくとも一部を備えていなくてもよい。また、圧力容器４００の通風口Ａ’の数は、ハロゲンランプ２３０の数（本実施形態では、６個）と同数でもよい。

右側の圧力容器４００は、圧力容器４００の通風口Ａ’が第２筐体２１０の右フレーム２１１ｄの通風口Ａと対向するように、右フレーム２１１ｄに取り付けられる。容器本体４０１は、右フレーム２１１ｄの右側に位置する遮蔽板２１３および端子部２２０を収容する。

なお、右側の圧力容器４００は、直方体形状の容器であり、右側面の通風口Ａ’以外の部分が遮蔽板２１３として機能し、下面が端子板を配置する端子部２２０として機能するので、本実施形態の流体加温モジュール１’は、遮蔽板２１３および端子部２２０の少なくとも一部を備えていなくてもよい。また、圧力容器４００の通風口Ａ’の数は、ハロゲンランプ２３０の数（本実施形態では、６個）と同数でもよい。

第１実施形態と同様に、流体加温モジュール１’では、送風ファンを第３ユニット３００の下端側に取り付けた場合、流路に空気が流入するのは、第１ユニット１００の上端開口と通風口Ａだけであり、流路から空気が流出するのは、第３ユニット３００の下端開口だけである。通風口Ａから流入する空気によりハロゲンランプ２３０の封止部２３５を冷却する（本実施形態では、ハロゲンランプ２３０の封止部２３５の温度が２５０［℃］以下となる）ことにより、高温による封止部２３５の破損を抑制することができ、ハロゲンランプ２３０の長寿命化を図ることができる。また第１実施形態と同様に、流体加温モジュール１’は、乾燥機や温風発生器の熱源として用いることができ、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出を大幅に削減することができる。

さらに、本実施形態では、左右一対の圧力容器４００を備えるので、流体流入部４０２に流入する空気の量を調整することで、圧力容器４００の通風口Ａ’を介して通風口Ａに流入させる空気の量を調整することができる。すなわち、ハロゲンランプ２３０の封止部２３５の温度を所定の範囲内（例えば、１００～２５０［℃］の範囲内）で調整することができる。
（流体加温システム）
本発明の第２実施形態に係る流体加温システムＳ１’は、近赤外線式の流体加温モジュール１’と、送風ファン２と、温度センサ３と、制御部４とを含む。流体加温システムＳ１’は、第１実施形態に係る流体加温システムＳ１同様の効果を有し、さらに、上記の左右一対の圧力容器４００による効果も有する。

［変形例］
以上、本発明に係る流体加温モジュールおよび流体加温システムの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

本発明に係る流体加温モジュールは、上端開口および下端開口を有し、上端開口と下端開口との間に流路が形成される筒状の筐体と、筐体の上部空間に配置された上部熱媒体と、筐体の中部空間に配置され、近赤外線を放射する少なくとも１つの直管型のハロゲンランプと、筐体の下部空間に配置された下部熱媒体と、を備え、近赤外線によって加熱された上部熱媒体および下部熱媒体により、流路を通過する流体が加温される近赤外線式の流体加温モジュールであって、筐体は、ハロゲンランプの一端の側と対向する第１側壁部と、ハロゲンランプの他端の側と対向する第２側壁部と、を備え、第１側壁部は、ハロゲンランプの一端と対向する位置に、外部から流路に流体が流入可能に構成された少なくとも１つの第１通風口を有し、第２側壁部は、ハロゲンランプの他端と対向する位置に、外部から流路に流体が流入可能に構成された少なくとも１つの第２通風口を有するのであれば、適宜構成を変更することができる。

また、本発明に係る流体加温システムは、流体を加温させる本発明に係る流体加温モジュールと、流体加温モジュールに流体を通過させるための送風ファンと、流体加温モジュールおよび送風ファンを通過した流体の温度を測定する温度測定部と、温度測定部の測定結果に応じて流体加温モジュールを制御する制御部と、を備えるのであれば、適宜構成を変更することができる。

例えば、第２実施形態の圧力容器４００は、流体流入部４０２のバルブの自動制御を行うバルブ制御部を備えていてもよい。バルブ制御部は、例えば、送風ファン２の回転数と、ハロゲンランプ２３０の数（またはハロゲンランプ２３０の総容量）と、流体流入部４０２に流入する空気の量と、封止部２３５（碍子部２３４）の温度との関係を示すデータ（例えば、テーブルデータ）を予め記憶しておき、当該データに基づいて、封止部２３５（碍子部２３４）の温度が２５０［℃］以下となるように制御する。

第１実施形態および第２実施形態では、安全のために封止部２３５（碍子部２３４）の温度が２５０［℃］以下となるようにしているが、３５０［℃］を超えると石英ガラスとモリブデン箔の熱膨張率の差が大きくなるため、封止部２３５（碍子部２３４）の温度が３５０［℃］以下となるようにしてもよい。

第１実施形態および第２実施形態では、流体として空気を例に挙げて説明したが、流体は空気を以外の気体でもよい。

１、１’ 流体加温モジュール
２ 送風ファン
３ 温度センサ
４ 制御部
１００ 第１ユニット
１１０ 第１上部筐体
１２０ 第１下部筐体
１３０ 上部熱媒体
２００ 第２ユニット
２１０ 第２筐体
２１１ メインフレーム部
２１２ サブフレーム部
２１３ 遮蔽板
２２０ 端子部
２３０ ハロゲンランプ
２３１ バルブ
２３２ タングステンフィラメント
２３３ モリブデン箔
２３４ 碍子部
２３５ 封止部
２３６ 内部リード線
２３７ 外部リード線
２３８ 絶縁被覆リード線
３００ 第３ユニット
３１０ 第３上部筐体
３２０ 第３下部筐体
３３０ 下部熱媒体
４００ 圧力容器
４０１ 容器本体
４０２ 流体流入部

Claims (5)

1. 上端開口および下端開口を有し、前記上端開口と前記下端開口との間に流路が形成される筒状の筐体と、
   前記筐体の上部空間に配置された上部熱媒体と、
   前記筐体の中部空間に配置され、近赤外線を放射する少なくとも１つの直管型のハロゲンランプと、
   前記筐体の下部空間に配置された下部熱媒体と、を備え、
   前記近赤外線によって加熱された前記上部熱媒体および前記下部熱媒体により、前記流路を通過する流体が加温される近赤外線式の流体加温モジュールであって、
   前記筐体は、
   前記ハロゲンランプの一端の側と対向する第１側壁部と、
   前記ハロゲンランプの他端の側と対向する第２側壁部と、を備え、
   前記第１側壁部は、前記ハロゲンランプの前記一端と対向する位置に、外部から前記流路に前記流体が流入可能に構成された少なくとも１つの第１通風口を有し、
   前記第２側壁部は、前記ハロゲンランプの前記他端と対向する位置に、外部から前記流路に前記流体が流入可能に構成された少なくとも１つの第２通風口を有し、
   第１圧力容器および第２圧力容器をさらに備え、
   前記第１圧力容器は、外部から前記流体が流入可能に構成された第１流体流入部を備え、前記第１流体流入部から流入した前記流体を貯留し、貯留した前記流体を前記少なくとも１つの第１通風口に流入させ、
   前記第２圧力容器は、外部から前記流体が流入可能に構成された第２流体流入部を備え、前記第２流体流入部から流入した前記流体を貯留し、貯留した前記流体を前記少なくとも１つの第２通風口に流入させる
   ことを特徴とする流体加温モジュール。
2. 前記少なくとも１つの第１通風口の開口面積および前記少なくとも１つの第２通風口の開口面積の総和は、前記上端開口の開口面積の１／１０以下であり、かつ前記下端開口の開口面積の１／１０以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の流体加温モジュール。
3. 前記少なくとも１つの直管型のハロゲンランプの数は２以上であり、
   前記第１通風口の数は、前記ハロゲンランプの数以上であり、
   前記第２通風口の数は、前記ハロゲンランプの数以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載の流体加温モジュール。
4. 前記第１側壁部は、
   上部に第１間隔で形成された複数の第１スリットを有する第１温調板と、
   前記第１スリットの一部と重なるように前記第１温調板に固定された第１遮蔽板と、を備え、
   前記少なくとも１つの第１通風口は、前記第１スリットのうちの前記第１遮蔽板と重なっていない部分であり、
   前記第２側壁部は、
   上部に第２間隔で形成された複数の第２スリットを有する第２温調板と、
   前記第２スリットの一部と重なるように前記第２温調板に固定された第２遮蔽板と、を備え、
   前記少なくとも１つの第２通風口は、前記第２スリットのうちの前記第２遮蔽板と重なっていない部分である
   ことを特徴とする請求項１に記載の流体加温モジュール。
5. 流体を加温させる請求項１～４のいずれかに記載の流体加温モジュールと、
   前記流体加温モジュールに前記流体を通過させるための送風ファンと、
   前記流体加温モジュールおよび前記送風ファンを通過した前記流体の温度を測定する温度測定部と、
   前記温度測定部の測定結果に応じて前記流体加温モジュールを制御する制御部と、を備える
   ことを特徴とする流体加温システム。

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