JPH0198807A - ガス式遠赤外線ヒーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種物品の加熱、乾燥、焼成や放射暖房用と
して好適なガス式遠赤外線ヒーターに関する。

［従来の技術］ 従来、電気を熱源とした赤外線ヒーターは、シーズヒー
ターなどで知られているが、熱源の電力費が高コストで
あり、このためガスを燃料とした赤外線ヒーターも開発
され、例えば特開昭５９−２１９１３号公報に記載され
ているように、円管状の燃焼室の先端にジグザグ状煙管
を連結し、燃焼排気゛　　が燃焼室を加熱して該燃焼室
外面より赤外線よりなる熱線を放射し、次いで煙管を加
熱して該煙管外面より赤外線を放射し、次いで送風機よ
り煙突を経て屋外に排出されるようにした赤外線ヒータ
ーが存在する。

しかるに、上記の赤外線ヒーターにおいては、赤外線を
放射するｔ！Ｐ管のｉｔ＋端部と先端部とで表面温度に
斑を生じ、これが被加熱物を均一で効率良く加熱するた
めの妨げとなるという問題点があった。

［発明が解決しようとする問題点］ このため表面温度に斑のない構造として、本出願人は、
特願昭６１−２７００４８号において次のガス式遠赤外
線ヒーターを提案した。それは、内側を断熱材で被覆し
たケーシングの開口面に遠赤外線放射セラミックスを被
覆させたプレートを配設し、内部空間に端部がガスバー
ナに接続され複数のガス噴出孔を穿設した誘導管を挿入
したものである。

しかるに、この遠赤外線ヒーターにおいては、ケーシン
グの一面を遠赤外線放射面とし、他の方面を断熱材で被
覆しているため、ケーシングの大きさに比較して有効遠
赤外線放射面が小さく、断熱材が多くなり高コストとな
るという問題点があった。

本発明は、ケーシングの大きさに比較して有効遠赤外線
放射面が大きくとれ、断熱材の使用けが必要最小限とな
るガス式遠赤外線ヒーターの提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のガス式遠赤外線ヒーターは、−・側面が断熱材
を内包する取付面とされ、他の側面が遠赤外線放射セラ
ミックスコーティング面とされた筒状の気密性金属製ケ
ーシングと、該ケーシング内にそのケーシングと平行的
に配されると共に一端が前記ケーシングに固着され、所
定のパターンで燃焼ガスが通過する多数の小孔が形成さ
れた燃焼筒と、該燃焼筒の一端に固着されたバーナと、
吸気口が前記ケーシングに設けられた排気孔に連絡して
いる強制排気手段とを備えた構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 本発明のガス式遠赤外線ヒーターは上記構成によりつぎ
の作用および効果を有する。

燃焼筒の一端面に固着されたバーナにより燃焼した燃焼
ガスが燃焼筒に強制排気手段により導入され、燃焼筒の
小孔から燃焼ガスがケーシングの遠赤外線放射面に噴出
されると共に、加熱された燃焼筒からの輻射熱により、
ケーシングの遠赤外線放射面が均一に加熱され、遠赤外
線が効率良く放射される。筒状の気密性金属製ケーシン
グの一側面が断熱材を内包する取付面とされ、他の側面
が遠赤外線放射セラミックスコーティング面とされてい
るので、断熱材の使用量が必要最小限となり、ケーシン
グの大ぎさに比較して有効遠赤外線放射面が大きくとれ
、同一外形のケーシングからの遠赤外線の放射量を大ぎ
くすることができる。

また断熱材の使用量が減少し、断熱材の取付けのための
工数が減少するので、低コストとなる。

［実施例］ 本発明のガス式遠赤外線ヒーターの一実施例を図に基づ
き説明する。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を適用したガス
式遠赤外線ヒーターを示す。

本発明において燃焼ガスとは、燃料ガスと１次空気およ
び２次空気との混合気が燃焼した模に生成されるガスを
言い、排気ガスも含む。

１はガス式遠赤外線ヒーター（以下ヒーターと略す）を
示す。

２は６角筒状で気密性の金属製ケーシングを示し、ケー
シング２の外板２０のうち一側面である図示下方の壁板
２０ａが断熱材３を内包すると共に、一部の側面２１ａ
が図示しない固定部材への取付面２１とされている。ケ
ーシング２の他の側面である図示上方の壁板２０ｂは、
外側面２２ａが遠赤外線放射セラミックスコーティング
面（以下遠赤放射面と略す）２２とされている。遠赤外
線放射セラミックスコーティングは、壁板２０ｂの防錆
のために裏表両面に行われていても良く、外板２０の裏
表両面に行われていても良い。

遠赤外線放射セラミックスは、赤外線の全波長領域に亘
って放射率の高い黒体タイプの赤外線特性を有するもの
と、波長的７−以上の遠赤外線領域で放射率の高い遠赤
外線選択放射特性を有するものと２タイプがあり、被加
熱物の赤外線吸収波長特性に応じていずれか一方を用い
る。

黒体タイプの材質は、Ｍｎ０２３０〜１０％（例えば６
５％）、Ｆｅ２Ｏ３５〜３０％（例えば２０％）、００
０５〜２０％（例えば１０％）　、Ｓ　ｉ　０２　０〜
１０％（例えば３％）　、Ａ　ｊ！　２０３　０〜１０
％（例えば２％）の組成を有する。

遠赤外線選択放射特性タイプの材質は、Ｍｎ０２０〜１
０％（例えば９５％）、Ａｊ！２０３０〜３０％（例え
ば３％）、５ｉ（ｈｏ〜３０％（例えば２％）の組成を
有する。

また、ケーシング２の内部には、燃焼筒４を配置した第
１の室２３と断熱材３を内包する第２の室２４とを隔て
るための隔壁２５が設けられている。ケーシング２の図
示左側側壁２６の第１の室２３がわには、台形状の側壁
２７が保持部材２７ａを介して固定され、この側壁２７
と側壁２６との間には、断熱材３が内包されている。

ケーシング２の図示右側側壁２８の上方には、ガスケッ
ト２９を介してガスバーナ５が固着されている。壁２８
には、矩形状の開口部２８８１円形の開口部２８ｂが形
成され、この側壁２８の外側縁は、複数のねじ穴が形成
されており、他の部材との取付部２８Ｇとされている。

開口部２８ａの周辺には、ガスケット２９を介してガス
バーナ５を締結ねじ２８ｄにより締結する締結穴２８ｅ
が形成されている。

断熱材３には、セラミックファイバ、セラミックウール
、またはガラスウールなどが用いられている。

燃焼筒４は、縦長の長方形状で、ケーシング２内にその
ケーシング２と平行的に配されると共に、図示左端に開
口部４１が形成され、図示右端に側壁２８の開口部２８
ａに対応した大きさの開口部４２が形成されている。燃
焼筒４の側壁４３には、側壁４３の周囲の温度分布が均
一となるように所定のパターンで燃焼ガスが通過する小
孔４４が多数形成されている。また燃焼筒４は、図示左
端側が保持部材４５を介してケーシング２の隔壁２５に
固着され、図示右端が側壁２８に嵌着されている。さら
に、燃焼筒４は、小孔４４の個数、口径、ピッチなどを
調整することにより、燃焼ガスの噴出量がｉ！Ｉ！！さ
れる。

ガスバーナ５は、第５図ないし第７図にも示すごとく、
金Ｒ製で、燃焼筒４に締結された外周連結部である連結
Ｗｉ５１と、燃料ガスを供給するガス供給管５２に取付
けられたテーバ状筒５３と、連結筒５１に形成された仕
切筒５４と、点火時に燃焼部である仕切筒５４の先端部
５５に火花を飛ばすスパーカ−５６と、１次炎の状態を
検出するフレーム０ツド５７とを備えている。

連結筒５１は図示左側端が開口し、その開口部５１ａの
外周に形成された７ランジ５１ｂと、図示右側側壁５１
ｄの外周部に多数列設された２次空気吸入口５１Ｃと、
フランジ５１ｂと側壁５１ｄとを連結する筒部５１ｅに
形成されたスパーカ−５６とフレーム０ツド５７とがそ
れぞれ挿通する穴５１ｆ、５１にｌを有する。７ランジ
５１ｂには、締結穴５１１１が多数形成されている。

ガス供給管５２には、通電、非通電により開園する電磁
式開閉弁（図示せず）、燃料ガスの１ｆｆｉの調整を行
う流ＩＩＩ整弁（図示せず）などの燃料ガス制御ユニッ
トが設けられている。

テーパ状筒５３は、燃料ガス供給管５２の側部に複数の
燃料ガス噴出孔５２ａを列設したノズル５２ｂ１その上
下に多数の１次空気吸入口５３ａを列設し、ガス供給管
５２のノズル５２ｂより連結筒５１に向って漸増するよ
うにガス供給管５２に取付けられている。

仕切１１１５４ハ、連結１１５１の側壁Ｓｌｄの内周縁
５４ａより燃焼Ｉｉ４方向に向って連結筒５１の筒部５
１ｅに平行に突設されている。仕切筒５４には、スパー
カ−５６の先端とフレーム０ツド５７の先端とがそれぞ
れ挿通する穴５４ｔ）が形成されている。

６は強制排気手段を示し、吸気口６１がケーシング２の
図示下方に形成された排気孔６２に排気管６３を介して
連絡しているスクロールケーシング６４と、該スクロー
ルケーシング６４内に設けられたプロワ６５を備える。

スクロールケーシング６４は、排気筒６６に連結してい
る。プロワ６５は、モータ６７により駆動される。

本実施例のヒーター１の作用を図に基づき説明する。

ヒーター１は、起動スイッチ（図示せず）がＯＮされる
と、モータ６７が通電されてブロワ６５が回転する。こ
のブロワ６５の回転による負正により１次空気を１次空
気吸入口５３ａからガスバーナ５のテーバ状８５３およ
び仕切８５４内に供給する。また、ガス供給管５２に取
付けられた開閉弁を開弁し、流ＩＩ整弁を所望のガス流
量となるように開弁じて、燃料ガスを燃料ガス噴出孔５
２ａよりガスバーナ５のテーパ状筒５３および仕切筒５
４内へ供給する。そして、ガスバーナ５の仕切筒５４の
先端部５５内で１次空気と燃料ガスが混合され、スパー
カ−５６により火花点火され、仕切筒５４の先端ｇｌｓ
５５で燃焼を開始する。

このとき、２次空気吸入口５１ｃから２次空気がガスバ
ーナ５の連結筒５１および仕切筒５４内に供給され、混
合気が完全燃焼する。また、仕切筒５４により１次燃焼
炎の流れと２次空気の流れとを分離することによって、
１次燃焼炎の流れと２次空気の流れはそれぞれ整流され
る。

さらに、仕切筒５４の先端部５５においての燃焼によっ
て、仕切筒５４が赤熱となると仕切筒５４内の混合気が
昇温されるので、１次燃焼炎はより安定化し、燃焼によ
って生成された燃焼ガスが燃焼筒４内に導入される。

燃焼ガスは、適度な過剰空気により湿度を低下させる必
要があるが、１次空気と２次空気との供給量の比率によ
り過剰空気量を調整し、上述したごとく、２次空気が連
結筒５１と仕切筒５４との間を整流されて流れるので、
過剰空気の場合でも安定して仕切筒５４の先端部５５で
燃焼づ゛ることができる。

また、燃料ガスと１次空気とは、予め混合されず仕切筒
５４の先端部５５で混合される拡散燃焼のため、ガスバ
ーナ５のテーパ状部５３内でのパックフッイヤの発生を
防止でき、ターンダウンレシオを大きくとれる。

ガスバーナ５の連結筒５１の開口部５１ａを経て開口部
４２から燃焼筒４内に導入された燃焼ガスは、開口部４
１または小孔４４からケーシング２内に噴出してケーシ
ング２の壁板２０ｂの遠赤放射面２２を均一に加熱する
。また、燃焼ガスにより（例えば５００〜６００℃に）
加熱された燃焼筒４からの熱輻射により均一に（例えば
３００〜４００℃に）加熱される。このため、遠赤放射
面２２から遠赤外線が効率良く放射され、被加熱物が加
熱される。

さらに、ケーシング２の壁板２０ａの一部の側面２１ａ
が断熱材３を内包する取付面２１とされ、壁板２０ｂの
外側面２２ａが遠赤放射面２２とされているので、断熱
材３の使用量が必要最小限となり、ケーシング２の大き
さに比較して有効遠赤放射面が大きくとれ、特願昭６１
−２７００４８号公報に記載されたものと比較して同一
外形のケーシング２からの遠赤外線の放射量を大きくす
ることができ、被加熱物を速やかに加熱できる。また断
熱材３の使用量が減少し、断熱材３の取付けのための工
数が減少するので、低コストとなる。

そして、遠赤放射面２２に潜熱を奪われたく例えば２０
０〜３００℃の）燃焼ガスは、ケーシング２の排気孔６
２より吐出され、排気管６３を経て吸気口６１よりスク
ロールケーシング６４内に吸引され、その後排気筒６６
に吐出される。排気筒６６に吐出された燃焼ガスを熱風
として被加熱物に付与づ”れば被加熱物の加熱時間が短
縮できる。

［その他の実施例］ 本実施例では、ケーシングを６角筒状に形成したが、ケ
ーシングを蒲鉾状に形成しても良く、円筒状に形成して
も良く、本発明を逸脱しない範囲内でケーシングを種々
の形状に形成しても良い。

本実施例では、ケーシングの外板のうち上方の型板を遠
赤外線放射セラミックスコーティングしたが、本発明を
逸脱しない範囲内でケーシングを構成する壁板を外側面
のみまたは仝体的に遠赤外線放射セラミックスコーティ
ングしても良い。

本実施例では、連結筒、テーパ状筒、仕切筒、および点
火装置を有するガスバーナを用いたが、本発明を逸脱し
ない範囲内で種々の構造のバーナを用いても良い。

本実施例では、ガスバーナの外周連結部をフランジ部と
筒部と側壁とで構成したが、筒部のないものでも良く、
燃焼筒との連結方法も本実施例に限定されない。

本実施例では、ガス式遠赤外線ヒーターを各種物品の加
熱に用いたが、ガス式遠赤外線ヒーターを乾燥、焼成や
放射暖房用として用いても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス式遠赤外線ヒーターの一実施例を
示す側面断面図、第２図は本発明のガス式遠赤外線ヒー
ターの一実施例を示す平面断面図、第３図は本発明のガ
ス式遠赤外線ヒーターの一実施例に採用されたケーシン
グを示す平面図、第４図は本発明のガス式遠赤外線ヒー
ターの一実施例に採用されたケーシングを示す背面図、
第５図は本発明のガス式遠赤外線ヒーターの−゛実施例
に採用されたガスバーナを示す平面阿、第６図は本発明
のガス式遠赤外線ヒーターの一実施例に採用されたガス
バーナを示す正面図、第７図は本発明のガス式遠赤外線
ヒーターの一実施例に採用されたガスバーナを示す側面
断面図である。 図中 １・・・ガス式遠赤外線ヒーター（ヒーター）　　２　
　　−・・・ケーシング　３・・・断熱材　４川燃焼筒
　５・・・ガスバーナ　６・・・強制排気手段　２１・
・・取付面　２２・・・遠赤外線放射セラミックスコー
ティング面（遠赤放射面）４４・・・小孔　５１・・・
連結筒（連結体）５２・・・ガス供給管　５３・・・テ
ーバ状筒　５４・・・仕切筒　５１Ｃ・・・２次空気吸
入口　５２ａ・・・燃料ガス噴出孔　５２ｂ・・・ノズ
ル　５３ａ・・・１次空気吸入口　６１・・・吸気口６
２・・・排気孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一側面が断熱材を内包する取付面とされ、他の側面
   が遠赤外線放射セラミックスコーティング面とされた筒
   状の気密性金属製ケーシングと、該ケーシング内にその
   ケーシングと平行的に配されると共に一端が前記ケーシ
   ングに固着され、所定のパターンで燃焼ガスが通過する
   多数の小孔が形成された燃焼筒と、該燃焼筒の一端に固
   着されたバーナと、吸気口が前記ケーシングに設けられ
   た排気孔に連絡している強制排気手段とを備えたガス式
   遠赤外線ヒーター。 ２）前記バーナは、前記燃焼筒の一端面に連結され、外
   周部に多数の２次空気吸入口を列設した外周連結部と、
   該外周連結部の内周縁に形成され、該内周縁より前記燃
   焼筒方向に向って突設された仕切筒と、前記外周連結部
   に連結され、燃料ガス供給管の側部に複数の燃料ガス噴
   出孔を設けたノズル、その上下に多数の１次空気吸入口
   を列設し、前記ガス供給管の側部より前記連結筒に向っ
   て漸増するように前記ガス供給管に取付けられたテーパ
   状筒とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のガス式遠赤外線ヒーター。