JPS5933780A - ヒ−タ - 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 本発明は暖房用、加温用、凍結防止用などに用いられる
ヒータ、特に用途に応じて必要な赤外線を放射するヒー
タに関するものであるう従来例の構成とその問題点 従来パネルヒータなど赤外線放射ヒータは、第１回折面
図に示すように、熱源１と表面層２とから構成される。

熱源１は通常、面状発熱体、あるいは電熱ヒータなどを
内蔵したステンレス鋼などモ構成される。表面層２は酸
化鉄、酸化硅素、酸２　ベーパｊ 化ジルコニウムなどの酸化物、あるいはそれ等酸化物と
シリコン樹脂など有機物バインダとの混合物で構成され
る。

表面層２は熱源１により７０〜９０℃に保持され、この
表面層２からの赤外線輻射によって暖房用などに用いら
れる。この赤外線輻射は温度が一定の場合、酸化物の輻
射率によって決められる。

酸化物の輻射率は長波長領域で大きいものが多いが、輻
射率の波長依存性は小さい。従っである特定波長以上の
赤外線輻射が求められる場合でも、その特定波長以下の
赤外線輻射も必然的に生じるという欠点があった。この
ことは、不必要な赤外線輻射に要するエネルギーが無駄
に消費されるという欠点を派生していた。

また、表面層２からは赤外線輻射のみならず対流によっ
ても熱エネルギーが放散するので、入力エネルギーに対
する輻射エネルギーの比率（輻射効率）が低い（４０〜
５０％）という欠点もあった。

発明の目的 ３ページ 本発明は輻射効率の高い、選択性赤外線輻射を有するヒ
ータを提供することを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために、本発明は低輻射率表面を有
する熱源とこの熱源表面に形成された選択性赤外線吸収
体とこの選択性赤外線吸収体表面に設けられた複数個の
対流防止壁とこの対流防止壁により仕切られた空気層と
を設けたものである。

熱源はその表面温度が７０〜９０℃になるように加熱さ
れる。熱源表面は低輻射率表面であるので、熱源表面に
形成された選択性赤外線吸収体は熱源表面からの熱伝導
によって加熱される。選択　　、性赤外線吸収体はある
特定波長領域での赤外線吸収率は大きい（赤外線透過率
は小さい）が、それ以外の波長領域での赤外線吸収率は
小さい（赤外線透過率は大きい）という特性を有する。

特定波長領域以外での波長領域における赤外線を選択性
赤外線吸収体はよく透過するが、熱源表面は低輻射率表
面であるので、熱源表面から放射されたのち選択性赤外
線吸収体を透過し、外部に放射される特定波長領域以外
の赤外線は少ない。他方、優れた赤外線吸収体は優れた
輻射体でもあることを考慮すると特定波長領域において
は選択性赤外線吸収体の輻射率は大きい。したがって、
熱源表面からの熱伝導によって加熱された選択性赤外線
吸収体は特定波長領域の赤外線を多く外部に放射する０ また、本発明のヒータは選択性赤外線吸収体の表面に複
数個の対流防止壁と、この対流防止壁により仕切られた
複数個の空気層をも有する。

対流防止壁により空気の対流が低減され、他方空気の赤
外線透過率は高いので、対流防止壁により仕切られた空
気層を通して、選択性赤外線吸収体から放射される赤外
線は効率よく外部に取り出される。このようにして外部
に取り出される赤外線を損うことなく、対流による熱放
散が低減されるので、輻射効率が高くなる。

実施例の説明 本発明の一実施例を第２図を用いて以下で説明する。

６ページ 第２図において、熱源１はアルミニウム基板３の内表面
に面状ヒータ４．断熱材５を配置して構成した。アルミ
ニウム基板３の外表面に濃化リジウム選択性赤外吸収体
６を形成した。この濃化リジウム選択性赤外吸収体６の
表面に垂直方向にポリエステルフィルム対流防止壁７を
複数個配置し、この対流防止壁７により仕切られた空気
層８を複数個形成した。

アルミニウム基板３の輻射率は０．０６以下と小さいの
で、アルミニウム基板３から赤外線は殆んど放射されな
い。したがって面状ヒータ４に通電した場合、濃化リジ
ウム選択性赤外線吸収体６はアルミニウム基板３からの
熱伝導によって加熱される。このようにして濃化リジウ
ム選択性赤外吸収体６を約９０℃に加熱したとき、波長
約６μｍ以上で強い赤外線輻射が得られ、その波長以下
では弱い赤外線輻射が得られた０これは、濃化リジウム
選択性赤外線吸収体６が波長約６１Ｉｍ以下の領域で赤
外線吸収率１０％以下、その波長以上の領域で赤外線吸
収率９０％以上であることに基づ６ベーミ゛ くと思われる。

他方、ポリエステル対流防止壁７および空気層８を配置
しない場合、すなわち従来のヒータでは、輻射効率は４
０〜６０％であった。これは入力エネルギーの半分以」
二が対流により放散することを示す。本発明のヒータで
はポリエステル対流防止壁７で仕切られた空気層８が形
成されているので、空気の対流が制限される。このだめ
輻射効率は６ｏ〜７０％に向上できた。さらに、従来の
ヒータでは赤外線放射面が完全拡散面に近いので、赤外
線はほぼ等方向に放射される。しかし本発明のヒータで
はポリニススル対流防止壁７が濃化リジウム選択性赤外
線吸収体６０表面に対して垂直方向に配置されているの
で、赤外線は濃化リジウム選択性赤外線吸収体６の垂直
方向に強く放射されも面状ヒータ４に同一電力を印加し
たとき、本発明のヒータでは従来に比べ、前記垂直方向
への赤外線放射は１．４〜１．６倍であった。定常状態
では、入力電力と（対流＋赤外線放射）の熱放散とが釣
り合っていることを考慮すると、本発明のヒ７ベー゛′ −タでは前記同一人力を印加したとき、対流による熱放
散の低減されたエネルギーは放射面、すなわち濃化リジ
ウム選択性赤外吸収体６の表面温度上昇に消費され、こ
の結果赤外線放射が増加すると思われる。実際に本発明
のヒータでは従来例に比べ前記表面温度は２０〜３０℃
上昇した。本発明のヒータが輻射暖房に用いられる場合
、通常、被暖房物はヒータ前面に位置することを考慮す
ると、ヒータ前面への赤外線放射が強いことは効率的暖
房である。

なお、以上の説明では選択性赤外線吸収体として濃化リ
ジウムを例示したが、これら以外にも沸素樹脂、炭化硅
素、酸化アルミニウム、濃化カルシウム、酸化ジルコン
、酸化ベリリア、酸化マグネシウム、酸化シリコン、酸
化チタンあるいは有機硅素化合物、芳香族化合物、アミ
ド、アミン。

イミンなどの有機物などでも良い。また面状ヒータ以外
にも、燃焼ヒータや熱搬送媒体からの放熱ヒータにも応
用できることは当然である。

発明の効果 以上のように本発明のヒータによれば次の効果が得られ
る。

１　赤外線を選択的に効率よく放射できる。

２　ヒータ前面への赤外線放射が強いので、赤外線輻射
暖房に用いた場合、効率的な暖房ができる。

３　対流防止壁は選択性赤外線吸収体を機械的に保護し
ているので、選択性赤外線吸収体の機械的摩察による剥
落を防止し、経時変化の少ない赤外線放射を得ることが
できる。

４　赤外線輻射暖房に用いた場合、波長領域１〜３μｍ
では刺激的暖房感覚が、６μｍ以上では、やわらかな暖
房感覚が、それぞれ経験的に得られている。実施例で示
した濃化リジウム選択性赤外線吸収体を用いることによ
り、やわらかな輻射暖房が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の赤外線放射ヒータの断面図、第２図は本
発明の赤外線放射ヒータの断面図である。 １・・・・・・熱源、３・・・・・・アルミニウム基板
、４・・・・・９　ページ 面状ヒータ、５・・・・・・断熱材、６・・・・・・選
択性赤外線吸収体、７・・・・・・対流防止壁、８・・
・・・・空気層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ＼−一＼〆一−ノ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低輻射率表面を有する熱源とこの熱源表面に形成された
   選択性赤外線吸収体と、この選択性赤外線吸収体表面に
   設けられた複数個の対流防止壁とこの対流防止壁により
   仕切られた複数個の空気層とからなるヒータ。