JPH0463966B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料の燃焼熱を赤外線に変換して、
人体又は各種物体を加熱する装置に関するもので
ある。

尚、本明細書において、赤外線とは波長0.1mm
以下の、望ましくは１〜30μｍの遠赤外線を含む
ものとする。

近来、赤外線のうち波長の長い遠赤外線と呼ば
れる領域の光が、水や有機物、人体等に吸収され
やすい光であることが知られ始めた。

本発明は、燃料の燃焼熱を、より熱効率よく遠
赤外線に変換し、かつ同時に温水や温風等を発生
させ、効率よく人体、物体を加熱する装置を得ん
とするものである。

〔従来の技術〕

従来の燃焼熱を熱源とする遠赤外線放射装置に
は、管状の燃焼室内で燃料を燃焼させ、該管状燃
焼室下流の燃焼ガスを放射管内部に導入、流通さ
せて、該管状燃焼室外面及び放射管外面より遠赤
外線を放射する装置が最も広く知られている。

該方式の装置の問題点は、通常の燃焼方式では
燃焼炎の温度は1500〜2000℃以上の高温に達する
ので、特に水冷又は強制的な空冷を行なわなけれ
ば燃焼管の表面温度は800〜1500℃程度にまで過
昇し赤熱して焼損したり、焼損しないまでも温度
が高いため、波長の短い近赤外線を主体に放射す
ることゝなり、遠赤外線放射装置としては不適格
であるという点にある。

この問題の解決方法として近来、燃焼管の外面
にセラミツクスを密着させて、セラミツクスの断
熱効果によつて、該セラミツクスの外表面の温度
を低下させて、セラミツクスの外表面より遠赤外
線を放射させる方法が用いられているが、セラミ
ツクスは割れやすく、鉄との熱膨張係数の違いに
より剥離しやすく、更に内側の鉄が焼損すると言
う欠点があるため、いまだあまり普及していな
い。

この他に燃焼管の外表面温度を下げる方法とし
て、燃焼管の内側に更に内筒を設けて、該内筒の
内側を燃焼室とし、かつ内筒と外筒の間に冷却用
の空気を強制的に流して内筒の外面と外筒の内面
を冷却すると共に、少なくとも燃焼が完全に終了
する距離以上の長さがある内筒の出口において、
内筒内部より流出する高温の燃焼ガスと合流させ
燃焼ガスの温度を低下させて燃焼外筒をより低い
適当な温度とする方法があり、この方式は、実公
昭58−18111号公報記載の装置等により既に知ら
れている。

然しながら、燃焼空気の他に冷却空気を用いて
燃焼管ノズル表面温度を低下させる上記の方法に
おいては、冷却空気が高い温度に加熱されて排気
されるので、排気の熱損失が増大し、熱効率が低
下するという欠点がある。

他方、燃焼熱を遠赤外線に変換する装置に使用
される燃料としては、都市ガス、LPG等の気体
燃料、又は灯油等の液体燃料が用いられている
が、オンオフ制御のオイルバーナは15000kcal／
ｈ以下（低位発熱量基準、以下発熱量はすべて低
位で記載する。）、燃焼量を自動的に増減するハイ
ロー制御のバーナは30000kcal／ｈ以下の燃焼負
荷で運転することが困難であるので、この程度以
下の小型遠赤外線放射装置の熱源はすべて気体燃
料であり、このような装置で灯油等の液体燃料を
用いるものは未だ実用化されていない。

この理由は、現在我国において最も広く信用さ
れ、最も信頼性の高い液体燃料の燃焼装置である
圧力噴霧式オイルバーナの燃焼量の下限値がこの
程度であり、これより少ない燃焼量のバーナは燃
料油を噴出させるノズルの孔径が小さすぎて、精
度の良い孔の加工が困難であり、仮にノズルが製
作可能になつたとしても、孔径が小さすぎるので
短時間でノズルが詰まつたり、ノズル孔が変形し
たりして使用不能となつてしまうからである。

現在この様な少量の灯油を燃焼させるバーナと
しては、気化式バーナが石油温風ヒータ用として
広く使用されているが、気化式バーナには長時間
使用すると気化器部がカーボン等で詰まり使用不
能となる欠点がある。

家庭用の暖房機は冬期間だけ、かつ１日に平均
すれば５〜８時間程度しか使用しないが、遠赤外
線放射装置に上記の如き気化式バーナを装置し
て、サウナのように１日24時間、年間350日以上
も運転される産業用向け、工場用向け等に使用し
た場合には、半年から１年程度で使用不能となる
可能性が高いので、上記気化式バーナも灯油焚き
小型遠赤外線放射装置用燃焼装置としては不適当
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記の如き各種問題点を解決するた
めなされたものであり、その目的とするところ
は、低温の空気を導入混合して燃焼管の表面温度
を低下させる従来の装置における熱効率が低いと
いう欠点を改善し、燃焼排ガス量を増加させずに
最も熱効率が良い理論空気量に近い燃焼空気量で
燃料を完全燃焼させ、その燃焼熱の一部を水や空
気、或いは他の熱媒体に必要量だけ吸収させて燃
焼ガスの温度を遠赤外線放射に適した800℃以下、
400℃以上にまで低下させて遠赤外線放射用の放
熱器に導入すると共に、上記熱媒体に吸収させた
熱は別途ボイラ、温風装置等において有効利用す
ることにより、極めて熱効率の高い加熱及び赤外
線発生装置を提供することにある。

また、15000kcal／ｈ以下の小型遠赤外線放射
装置においても、燃料をガス以外の灯油等の液体
燃料とすることが可能な遠赤外線放射装置を提供
することにある。

即ち本発明は、種々検討、工夫の結果、孔径の
小さいノズルを用いなければならないという従来
の問題点を解決し、最も信頼性の高い圧力噴霧式
オイルバーナを使用可能とすることによつて、小
型であつても必要に応じて灯油等の液体燃料をも
使用でき、かつ従来の冷気混合式の遠赤外線放射
装置のように冷却空気を用いなくとも、燃焼管の
表面温度を必要なだけ低下させられる技術を開発
し、これに基づき、従来の装置と比べて排気量が
少なく熱効率が高いという利点をもあわせ持つた
遠赤外線放射を開発、提供せんとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、 所望の燃料を燃焼させる燃焼室と、 上記燃焼室に隣接して設けられ、これに導入、
排出される空気、水等の気体又は液体から成る熱
媒を上記燃焼室内に燃焼ガスにより間接加熱する
ことにより燃焼ガスの温度を低下させる熱媒流通
室と、 上記燃焼室内における燃焼ガスが上記熱媒によ
り冷却され400℃以上800℃以下に達する位置にお
いて上記燃焼室から分岐するよう形成された分岐
燃焼ガス流路に接続され、上記400℃以上800℃以
下に冷却された燃焼ガスを通過させることにより
その外面から遠赤外線を放射すると共に、その出
口から上記燃焼ガスを大気中に排出する遠赤外線
放射管から成る放熱器と、 上記燃焼室の上記分岐燃焼ガス流路より下流の
燃焼ガス排気口から排出される燃焼ガス量と、上
記分岐燃焼ガス流路１９及び放熱器を通じて排出
される燃焼ガス量との比率を調節する手段と、 を備えたことを特徴とする加熱及び赤外線発生装
置によつて達成できる。

上記熱媒としては水若しくは空気が好適に利用
でき、その他熱媒油等、冷媒を含む各種の熱媒が
利用可能である。

〔作用〕

上記の如く構成された本発明にかゝる装置によ
るときは、最も熱効率が良い理論空気量に近い燃
焼空気量で燃料を完全燃焼させ、該燃焼熱を水や
空気、或いは他の熱媒体に必要量だけ吸収させ、
燃焼ガスの温度を遠赤外線放射に適した温度まで
低下させ、該適温の燃焼ガスを管状、或いはプレ
ート状等の遠赤外線放射体内部に流通させて遠赤
外線を発生させ、該装置によつて加熱された熱媒
体の熱を有効に利用することにより、総合的に従
来の燃焼熱による遠赤外線放射装置より熱効率が
高い遠赤外線放射装置を得ることが可能となるも
のである。

換言すれば、空気比は低いが、排気ガスの温度
が高いので熱効率が低いボイラや温風機を作製
し、該高温度の排気ガスを遠赤外線放射装置の熱
源とすれば、放射体の温度を適温とすると共に、
排気ガスの冷却により失われる熱を有効に利用す
ることにより総合的に熱効率を向上させることが
できる。

この様にして、熱効率の良い燃焼熱による遠赤
外線放射装置を提供し得るものであるが、本発明
にかゝる装置には一石三鳥とも言うべき効果があ
る。即ち、圧力噴霧式オイルバーナを用いた従来
装置では、オンオフ制御で約15000kcal／ｈ、ハ
イロー制御では30000kcal／ｈ位が燃焼量の下限
値であつたが、本発明装置では、30000kcal／ｈ
のハイロー制御の圧力噴霧式オイルバーナを用い
て、発生熱のうち20000kcal／ｈはボイラ又は温
風機として使用し、残りを遠赤外線放射装置とし
て利用することにより、燃焼量10000kcal／ｈの
ハイロー制御の油焚き遠赤外線放射装置が得られ
る。

更に種々工夫すれば、後述する本発明の実施例
に示すとおり、燃焼量が5000kcal／ｈ位に相当す
るハイロー制御の油焚き遠赤外線放射装置、或い
はそれ以下の2000〜3000kcal／ｈというような小
型の装置も製作可能となり、従来の1/10以下の熱
負荷の小型油焚き遠赤外線放射装置を提供するこ
とができる。

更に、副次的に出来る温水、蒸気、高温の熱媒
体、温風等を遠赤外線と有機的に組み合わせれ
ば、より優れた暖房装置や乾燥装置、或いはサウ
ナ設備等が得られる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつゝ本発明にかゝる加熱及
び赤外線発生装置の詳細を説明する。

第１図は本発明にかゝる加熱及び赤外線発生装
置の一実施例を示す一部破断正面図である。図
中、１は加熱室、２は機械室、３は送油管、４は
圧力噴霧式オイルバーナ、５は燃焼室、６は外
筒、７は水室、１０−１は遠赤外線放射管から成
る放熱器、１０−２は排気利用遠赤外線放射管、
１１は送風機、１３，１３は反射板、１４は給水
管、１５は給湯管、１６，１６は煙管、１７は排
気口、１８はボイラダンパー、１９は分岐燃焼ガ
ス通路、２０は遠赤外線放射ダンパー、２１はコ
ントロールモータをそれぞれ示している。

而して、サウナ室又は乾燥室等、遠赤外線を放
射して加熱する加熱室１に隣接して機械室２が設
けられ、該機械室２から送油管３を通つて圧力噴
霧式オイルバーナ４に灯油が給油され、加熱室１
内に突出した燃焼室５の内部で燃焼を開始する。

筒状の燃焼室５の外周には外筒６が取り付けら
れ、燃焼室５の外壁と外筒６の内壁との間には水
を入れて水室７とし、温水ボイラが形成されるよ
うになつている。

高温の燃焼ガスは燃焼室５を囲繞する水室７に
熱を与えて温度を低下させ、その一部が分岐燃焼
ガス通路１９から遠赤外線放射管１０−１内に流
入する。この時の燃焼ガスの温度が、おおよそ
800℃以下で400℃位になるように燃焼量、燃焼室
の伝熱面積、熱媒流量等を定める。

上限温度を800℃とする理由は、燃焼ガスの温
度をこの程度にすれば加熱室１の温度を100℃と
仮定した場合、放射管１０の最高温度は、（800℃
＋100℃）／２＝450℃よりやゝ高めの温度、即ち
500℃以下程度となる。

500℃程度であれば鋼板は赤熱せず、放射管１
０−１から最も強く放射される赤外線の波長も
3.7μｍ程度で遠赤外線領域に近いものとなり、
（一般に4μｍ以上の長波長の赤外線が遠赤外線と
呼ばれている。）、かつ放射管１０が熱を放射する
ので、下流側では温度が低下し、全体としては遠
赤外線領域の光を主体に放射することゝなる。

下限温度を400℃以上とする理由は、最終的な
排気ガスの温度を最低200℃程度としなければな
らず、これがあまり低くては遠赤外線の発生量が
少なくなるからである。

放射管１０−１内に流入した燃焼ガスは、放射
管１０−１の表面から主として遠赤外線から成る
光を放射しながら矢印に示す通り、放射管内を左
右に流動しながら徐々に温度を低下させ、加熱室
１側から機械室２側へ導かれ送風機１１に吸引さ
れて排気される。

放射管１０−１から放射された光は、反射板１
３，１３に当たつて反射し、加熱室内に向かつて
進み、被加熱物に当たつて熱に変わり被加熱物を
加熱する。

水は給水管１４より水室７に供給され、加熱さ
れた温水は給湯管１５から外部に送られ、温水と
して消費され、或いは温水暖房等の熱源として利
用される。

而して、図示した実施例において、燃焼室５の
下流には水室７中に複数の煙管１６，１６が設け
られ、燃焼室５内部で水に熱を伝達して温度が低
下した燃焼ガスは矢印に示す通り該煙管１６内を
通過しながら更に水室７に熱を伝達して温度を低
下させ、排気口１７から排気利用遠赤外線放射管
１０−２を通つて機械室２側に導き出され、ボイ
ラダンパー１８を通つて送風機１１に吸引されて
屋外に排出される。

而して、蒸気ボイラダンパー１８と前記遠赤外
線放射ダンパー２０は、コントロールモータ２１
により自動的に開閉されるが、図示した状態、即
ちボイラダンパー１８はやゝ閉じ加減（若干開の
状態）で、遠赤外線放射ダンパー２０はほぼ全開
の状態、は加熱室１の温度が低い場合であり、従
つて、遠赤外線をより多量に放射しなければなら
ない状態である。

燃焼室５内で水室７に熱を伝えて温度が400〜
800℃程度に低下した燃焼ガスの大部分は、図示
する通り、ダンパーの開度の大きい遠赤外線放射
ダンパー２０の方向へ、分岐燃焼ガス通路１９及
び放射管１０−１を通つて矢印に示すように流れ
る。

残りの若干量の燃焼ガスが、煙管１６，１６を
通つて更に温度を低下させ排気口１７から排気利
用遠赤外線放射管１０−２に流出し（排気口１７
での燃焼ガス温度は250〜350℃程度が望まし
い。）、加熱室１内に遠赤外線を放射して更に温度
を低下させボイラダンパー１８を通つて矢印で示
す通り送風機１１より屋外に排出される。

加熱室１の温度が上昇し適温以上となると、加
熱室１内の温度を検出する温度調節計等の指令に
より、コントロールモータ２１が矢印の方向に回
転して動作し、図示した状態とは逆に、ボイラダ
ンパー１８が大きく開き、遠赤外線放射ダンパー
２０は少しだけ開いた状態となる。

従つて、分岐燃焼ガス通路１９へ流入する燃焼
ガス量が大幅に減少し、放射管１０−１から放射
される遠赤外線の量が減少し、排気利用遠赤外線
放射管１０−２を通じて流れる燃焼ガスの量が増
加するので、排気利用遠赤外線放射管１０−２か
ら放射される線量も増えるが、総合的には遠赤外
線の放射量が減少し、加熱室１内部の温度上昇を
防ぐ。

遠赤外線の放射量が減少した熱量程度水に伝達
される熱量が増加し、給湯管１５からの給湯温度
が上昇する。

理解を容易にするため具体的な数字を挙げて説
明する。

燃焼量を15000kcal／ｈ（圧力噴霧式オイルバー
ナの最低燃焼量）、空気比は1.2とし、燃焼室５の
下流部（煙管１６の入口付近）の温度を800℃、
加熱室１の温度が低い時（高位遠赤外線放射量
時）には、燃焼量の60％即ち約9000kcal／ｈを燃
焼室５内で水に熱を与え、残りのうちの80％、即
ち4800kcal／ｈ程度を分岐燃焼ガス通路１９より
放射管１０−１へ流すと仮定すると、排気利用遠
赤外線放射管１０−２から100kcal／ｈ程度の放
射効果が期待できるので、遠赤外線放射装置とし
ては熱入力4900kcal／ｈ程度、温水ボイラとして
は熱出力9200kcal／ｈ程度となる。

加熱室１の温度が上昇しコントロールモータ２
１が動作した時（低位遠赤外線放射量時）、ボイ
ラダンパー１８は開き遠赤外線放射ダンパー２０
は閉じた状態（若干は開いている。）となる。

この時、燃焼室５の下流部では燃焼量は代わら
ないので、燃焼量の60％、9000kcal／ｈが熱吸収
され、温度が800℃、熱量6000kcal／ｈを持つた
燃焼ガスの30％、1800kcal／ｈが分岐燃焼ガス通
路１９から放射管１０−１へ向かい、残りの
4200kcal／ｈが煙管１６の内部を通りながら更に
水室７へおおよそ2600kcal／ｈの熱を与え、燃焼
ガスの温度は330℃程度、熱量1600kcal／ｈとな
つて排気利用遠赤外線放射管１０−２に流入し加
熱室１に遠赤外線を放射して更に温度を低下さ
せ、開いた状態にあるボイラダンパー１８を通過
する頃には燃焼ガスの温度は200℃程度、熱量
1000kcal／ｈ程度となつて送風機１１に吸引され
屋外に排出される。

一方、放射管１０−１に流入した燃焼ガスは、
加熱室１に遠赤外線を放射して温度を下げ、遠赤
外線放射ダンパー２０、送風機１１を通つて同様
に屋外に排出される。

以上述べた低位遠赤外線放射量時（加熱室１の
温度が設定値より高い時）において、この実施例
装置は、温水ボイラとしては熱出力9000＋2600＝
11000kcal／ｈ、遠赤外線放射装置としては、遠
赤外線放射管１０−１で1800kcal／ｈ、排気利用
遠赤外線放射管１０−２でおおよそ700kcal／ｈ
程度、合計熱入力2500kcal／ｈ（高位遠赤外線放
射量時の51％）となる。

この時の遠赤外線放射管１０−１から排気され
る燃焼ガスの温度が排気利用遠赤外線放射管１０
−２と同様200℃であつたとすると、総合排気熱
損失は約1400kcal／ｈとなり、総合熱効率は（放
熱損失はほとんど無いので）、（15000−1400）／
15000＝90.7％となる。

以上、詳細に説明した本発明装置は、温水ボイ
ラに分岐燃焼ガス通路を設けた実施例であるが、
温水ボイラの代わりに蒸気ボイラを用いれば、蒸
気と遠赤外線を発生させる本発明の加熱及び赤外
線発生装置となり、同様に熱媒油を加熱するボイ
ラを用いれば高温の熱媒油と遠赤外線を発生さ
せ、温水ボイラの代わりに空気を間接加熱する温
風機を用いれば温風と遠赤外線を発生させる、加
熱及び赤外線発生装置となる。

〔発明の効果〕

本発明の効果を大別すれば、次の三点に要約さ
れる。

(1) 従来の燃焼熱による遠赤外線放射装置のよう
に、燃焼管の表面温度を下げるために余分な通
気を燃焼室内に入れる必要がないので、排気ガ
ス量が大幅に減少し熱効率が大きく上昇するた
め、省エネルギー的であること。

(2) 従来の油焚きの圧力噴霧式オイルバーナを用
いる遠赤外線放射装置では、オンオフ制御でも
熱入力15000kcal／ｈ、ハイロー制御を行なう
場合には30000kcal／ｈより燃焼量が少ない遠
赤外線放射装置は製作が困難で、製作されてい
なかつたが、本発明により、後述の通り、必要
があればいくらでも小型の装置も製作可能とな
り、気体燃料或いは電力を熱源とせざるを得な
かつた小型遠赤外線放射装置が灯油等の液体燃
料でも運転可能となり、省燃費のみならず種々
な利点が得られること。

(3) 本発明装置により発生する遠赤外線と、副次
的に発生する温水、温風、或いはより高い温度
の熱媒体等を効率よく組み合わせることにより
相乗的効果が期待できること。

以下、これらの効果について詳説する。

まず上記(1)に記載の熱効率の上昇について述べ
る。

従来の燃焼熱による遠赤外線放射装置は、一部
に鋼管の外面にセラミツクス等に密着させて、該
鋼管の内部で燃料を燃焼し、セラミツクスの断熱
効果を利用してセラミツクスの外面の温度を低下
させ、該温度がより低いセラミツクスの外表面よ
り遠赤外線を放射する形状のものが若干知られて
いるが、大部分は実公昭58−18111号公報記載の
装置のように燃焼管の内部に内筒を設け、該内筒
と外側の燃焼管との間に冷却用の空気を流し、燃
焼終了後に該冷却用空気と燃焼ガスとを混合さ
せ、更に放射管の内部を流動させて放射管の外面
から遠赤外線を放射し外部に排気させる形式のも
のである。

暖房用或いは特願昭57−130653号、同57−
130656号等で知られるサウナ用の遠赤外線放射装
置はいずれもそのような形式のもので、実用に供
されている装置の場合、燃焼用空気と冷却用空気
の合計が理論燃焼空気量の３〜４倍程度として燃
焼管の表面温度を高い所でも500℃以下となるよ
うにして実用に供させられている。

この程度の冷却空気を用いると、燃焼ガスの温
度はどんなに高くとも800℃以上には上昇しない
ので燃焼管の表面温度も過度に上昇しない。

空気比が3.5で排気温度が200℃の時の排気熱損
失は、燃焼量10000kcal／ｈ（低位発熱量）当たり
約2500kcal／ｈであるが、本発明装置の場合には
空気比1.2程度で十分完全燃焼し、放射管の表面
温度も前記の通り容易に500℃以下とすることが
できる。

近来の灯油焚きの温水ボイラ等では、空気比が
1.2程度又はこれ以下の空気比で燃焼を行なつて
いるものが一般的なので、本発明装置においても
容易に空気比1.2程度で燃焼可能である。

空気比が1.2で排気温度が200℃の時の排気熱損
失は、燃焼量10000kcal／ｈ当たり900kcal／ｈ程
度である。

装置からの放熱損失はほとんど無視できるの
で、従来の遠赤外線放射装置の熱効率は、（10000
−2500）÷10000＝0.75、即ち75％であり、本発明
装置では（10000−900）÷10000＝0.91、即ち91％
であり、従つて、75÷91＝0.82となるので、本発
明装置は従来の装置よりおおよそ18％の省エネル
ギー効果がある。

従つて、従来の装置と同じ都市ガス等の気体燃
料を燃料としても、燃料費を約18％も節減できる
ことゝなり、更に後述の灯油を燃料とすれば小型
遠赤外線放射装置において燃料費は半分以下とな
る。

この他にも本発明装置には省エネルギー的効果
がある。

前記実施例装置を温水ボイラ以外の上記ボイ
ラ、又は熱媒体ボイラとして利用した場合の省エ
ネルギー効果について述べる。

近来、熱媒体を200℃程度に加熱して利用して
いる例が多々見られる。

石油を原料とし200℃程度で利用可能な熱媒体
は広く一般に利用されている。

蒸気ボイラにおいても蒸気圧16Kg／cm²の時の缶
水の温度は約200℃であるが、200℃の液体と熱交
換するボイラの排気ガスの温度は当然200℃以上
となり、必要以上に伝熱面積を多くすると不経済
であり、排気温度は300〜350℃程度が経済的であ
り一般的である。

一方、遠赤外線放射装置においては、暖房用で
あれば被加熱物は常温であり、サウナ用でもサウ
ナ室の平均温度は70〜80℃であり、ガスを燃料と
するサウナ用遠赤外線放射装置の排気温度は180
〜200℃位であり、灯油を燃料としても200℃程度
とすることは可能なので、前記実施例装置で熱媒
体又は高温の温水を加熱する場合でも排気ガスの
温度を200℃程度とすることは可能である。

従つて、高圧の蒸気ボイラ又は高温の熱媒体ボ
イラ二本発明装置を附設したと考えれば、本発明
により300〜350℃であつた排気ガス温度を200℃
程度にまで引き下げる効果を得たことゝなり、こ
れによりボイラの熱効率を５〜７％向上させ、前
記遠赤外線放射装置の熱効率の改善効果とあいま
つて多大な省エネルギー効果を発揮し得るもので
ある。

次に、上記(2)に記載の効果、即ち小型遠赤外線
放射装置に油圧噴霧式油バーナを取付け可能とし
たことによる本発明の効果について述べる。

従来の技術において述べた通り、オンオフ制御
でも15000kcal／ｈ以下の油焚きの遠赤外線放射
装置の製作は困難であり、未だ実用化されていな
い。

一方、小型遠赤外線放射装置の需要は多々みら
れ、例えば主として10〜20kwの電力を熱源とす
る印刷物の焼付け乾燥機があり、そのような装置
の熱源を燃料の燃焼熱に変更するとすれば、約
10000〜20000kcal／ｈとなり当然ハイロー制御或
いは比較制御の必要がある。

本発明者が開示した特願昭57−130653号公報記
載の発明により初めて実用化されたガス焚きのサ
ウナ用遠赤外線放射装置は、その後急速に普及
し、電力を熱源とするものを凌ぐ程の勢いがみら
れる。

営業サウナや公衆浴場向け等の大型のサウナ室
用の該ガス焚き赤外線放射サウナヒータは、6000
〜27000kcal／ｈで燃焼量を50％と100％に自動的
に増減するハイロー制御を行なつているので、
30000kcal／ｈが最小の油圧噴霧式油バーナは大
き過ぎて取り付けることができなかつた。

本発明装置の前記実施例においては最小
4900kcal／ｈであり、上記大型サウナ室用ガス焚
き赤外線サウナヒータを、すべて油焚きに変更す
ることができる。

本発明の前記実施例装置で副次的に発生する温
水は、営業サウナや公衆浴場等大型のサウナ室を
設置する所では利用する個所も多々あり、必要な
湯量は本発明装置から発生する湯量に比べ充分多
量であり、発生する温水を100％有効に利用でき
る。

以上は大型のサウナ装置について述べたが、更
により小型のサウナ設備にも灯油焚きの本発明装
置が広く用いられる可能性がある。

一度に２〜５人位が入浴できるサウナ用には熱
入力3000〜5000kcal／ｈ程度であり、この程度の
規模のサウナ室を設ける業者としては、旅館、民
宿、ペンシヨン、美容院、テニスやゴルフ、エア
ロビクス等のスポーツ関連施設等々多々あり、急
速に普及しつゝあり、１〜２人用程度ならやゝ高
級な家庭用のサウナ施設としても利用されつゝあ
る。

本発明装置によれば、このような少ない燃焼量
の装置の熱源を灯油等の液体燃料とすることがで
きる。

前記実施例において、800℃程度に温度が低下
した燃焼ガスの80％、4800kcal／ｈを分岐燃焼ガ
ス流路１９から放射管１０−１へ流すと仮定した
が、ボイラダンパー１８をやゝ開き、遠赤外線放
射ダンパー２０をやゝ閉じれば、放射管１０−１
を流れる燃焼ガスの量を自在に減少させられ、こ
の結果遠赤外線の放射量は減少し、この減少した
熱量程度が温水に対してより多く与えられるこ
とゝなる。

以上のように、必要とあれば、より少ない熱量
の灯油焚き遠赤外線放射装置が容易に製作でき
る。

この時副次的に発生する温水は、サウナ装置に
は必ず入浴設備が設けられているので、100％有
効に利用できる。

本装置の発明者は、過去にガス焚きの遠赤外線
放射サウナヒータを発明し、従来の電力によるサ
ウナヒータに比較して燃料費が半減するので急速
に普及しつゝあるが、本発明は熱効率を更に上昇
させて、必要なエネルギー量を18％程度節減し、
更にカロリー当たりの価格がガスの1/2近い灯油
を熱源とすれば更に半減し、既に広く設置されて
いる電力を熱源とするサウナ装置を本発明の灯油
焚き遠赤外線放射装置に代えれば、燃料費が1/4
程度となり、多大な省燃費効果を発揮し急速に普
及する可能性が大である。

次に、上記(3)に記載の効果、即ち本発明装置に
より副次的に発生する温水、蒸気、温風、高温の
熱媒体の利用方法について述べる。

前述の通り、サウナ装置で発生する温水はサウ
ナ装置に関連する浴室で利用できるが、このよう
な利用方法とは別に、発生する遠赤外線と副次的
に発生する熱源とを組み合わせて被加熱物を加熱
し相乗的効果を発揮する利用方法の幾つかを考察
してみると次の通りである。

(a) 体育館、屋内プール等大空間の暖房方法とし
て、近来遠赤外線放射暖房方式及び床暖房方式
の二方式が注目されつゝある。

大空間を暖房する場合、空間全体の空気を加
熱するには膨大なエネルギーを必要とし、仮に
空気を加熱しても高温となつた空気は比重が軽
いので高く上昇し、肝心な人のいる床面は温度
が上がりにくいという欠点があり、この点空気
には吸収されにくく人体には吸収されやすいエ
ネルギを直接人体に放射するエネルギ放射暖房
方式は最適である。

更に、体育館にしても、プールにしても周囲
の壁に近い部分のみを加熱すればよい。何故な
らば、体育館の中央は通常、運動をする人々が
いるので暖房の必要はなく、周囲の見学者、或
いは観客のみを暖房すればよく、プールの中央
はまさにプールであり水中の人体を暖房する必
要はないからである。

本発明装置の遠赤外線放射管を壁面、或いは
人が集中する部分の上部に懸垂して直接人体に
向けて遠赤外線を放射せしめ、同時に副次的に
発生する温水を壁面近くの床面下部、或いは人
が集中する部分の床面下部に流通させて床暖房
装置とすれば理想的な大空間の暖房装置とな
る。

(b) 目的は全く異なるが、ほぼ同様に温室用の加
熱装置として利用できる。

温室の上部に本発明装置を懸垂し、上部から
植物に遠赤外線を放射し、副次的に発生する温
水を植物の根近くの暖房に供すれば理想的な温
室の加熱装置となる。

(c) 副次的に発生する高温の熱媒体を遠赤外線放
射装置の増設部の熱源とする方法がある。

熱媒体の温度を200℃程度に上昇させ、ポン
プで加圧して装置本体から離れた遠赤外線の放
射を必要とする場所へ送り、鉄製又は銅製等の
管状の放熱器内部に流し、該放熱器外面から遠
赤外線を放射して人体、物体を加熱し、温度が
低下した熱媒体を再び本発明装置に戻し、再加
熱して放熱器へ送り返し、本発明装置で燃焼ガ
スを熱源として遠赤外線を発生させ、副次的に
発生する高温の熱媒体からも遠赤外線を発生さ
せて放射し、本発明装置で得られる熱をすべて
遠赤外線に変換して利用する方法が考えられ
る。

熱媒体の温度を200℃程度に上昇させれば、
放熱器の表面温度を150℃程度とすることがで
き、該150℃位の物体から最も強く放射される
光の波長は約6.8μｍで、やはり水や有機物に吸
収されやすい遠赤外線であり、暖房や乾燥用の
熱源として理想的である。

本発明装置の放射管はあまり遠くまで延長させ
ると燃焼ガスの温度が低下しすぎるので、装置を
設置した付近しか加熱できないが、熱媒体であれ
ば配管を保温してポンプで圧送し、必要な個所に
遠赤外線を放射することができる。

本方式は、前述の大空間の暖房装置に用いれ
ば、人が集中する場所に本発明装置を設置して直
接遠赤外線を放射し、更に通路等時々人が通る場
所、或いは少数の人が常時居る小さなスペースの
場所等に熱媒体を送り、必要な場所で遠赤外線を
発生させれば、少ないエネルギーで大空間の暖房
ができる。

この他、食品の乾燥装置や塗装、印刷の焼付け
装置等応用範囲は広い。

以上述べた装置において、本発明の装置で蒸気
を発生させて、この蒸気を熱媒体の代わりとして
用いれば、ほぼ同様な加熱装置となる。

以上は本発明の主たる効果であるが、この他に
も種々な効果又は利用方法がある。

例えば、本発明の装置自体は保温の必要がほと
んどなく、放熱損失も少ないという特徴がある。

一般のボイラや温風発生装置では、装置からの
放熱は熱の損失となるので当然保温の必要があ
り、保温を施工しても若干の放熱損失がある。
（燃焼量の１％位の場合が多い。） これに対して、本発明装置は装置の大部分を加
熱室１の内部に設置するので、装置からの放熱は
加熱室１を加熱する熱として有効に利用される。

温水を加熱する場合、外筒６の温度の方が加熱
室１の温度より低い場合もあるが、この場合でも
加熱室１の熱が水室７内の水に伝達され温水とな
つて利用されるので、熱損失とはならない。

本発明装置開発の目的は、燃焼熱による遠赤外
線放射装置の熱効率を上昇させ、燃料油を熱源と
する小型の遠赤外線放射装置を開発して、必要に
応じ、電力、ガス、油のいずれをも熱源とでき、
使用目的によつて自由に熱源の選択を可能にし、
副次的に温水、温風、高温の熱媒体等を従来の装
置以上の熱効率で発生させ、一台の装置で、遠赤
外線と他の熱源を同時に発生させ、両熱源を有機
的に組み合わせて、より効率よく、人体、物体を
加熱せんとするものであり、該目的は上記の如き
本発明の構成及び作用、効果により達成せられた
ものである。

なお、本発明の構成は上記の実施例に限定され
るものでなく、本発明の目的の範囲内において上
記の説明から当業者が容易に想到し得るすべての
変更実施例を包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかゝる加熱及び赤外線発生装
置の一実施例を示す一部破断正面図である。 １……加熱室、２……機械室、３……送油管、
４……圧力噴霧式オイルバーナ、５……燃焼室、
６……外筒、７……水室、１０−１……遠赤外線
放射管から成る放熱器、１０−２……排気利用遠
赤外線放射管、１１……送風機、１３，１３……
反射板、１４……給水管、１５……給湯管、１６
……煙管、１７……排気口、１８……ボイラダン
パー、１９……分岐燃焼ガス通路、２０……遠赤
外線放射ダンパー、２１……コントロールモー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所望の燃料を燃焼させる燃焼室５と、 上記燃焼室に隣接して設けられ、これに導入、
   排出される空気、水等の気体又は液体から成る熱
   媒を上記燃焼室５内に燃焼ガス５により間接加熱
   することにより燃焼ガスの温度を低下させる熱媒
   流通室７と、 上記燃焼室５内における燃焼ガスが上記熱媒に
   より冷却され400℃以上800℃以下に達する位置に
   おいて上記燃焼室から分岐するよう形成された分
   岐燃焼ガス流路１９に接続され、上記400℃以上
   800℃以下に冷却された燃焼ガスを通過させるこ
   とによりその外面から遠赤外線を放射すると共
   に、その出口から上記燃焼ガスを大気中に排出す
   る遠赤外線放射管から成る放熱器１０−１と、 上記燃焼室５の上記分岐燃焼ガス流路１９より
   下流の燃焼ガス排気口１７から排出される燃焼ガ
   ス量と、上記分岐燃焼ガス流路１９及び放熱器１
   ０−１を通じて排出される燃焼ガス量との比率を
   調節する手段１８，２０，２１と、 を備えたことを特徴とする加熱及び赤外線発生装
   置。