JPS6168880A

JPS6168880A - 放射エネルギ伝達制御機構

Info

Publication number: JPS6168880A
Application number: JP18596085A
Authority: JP
Inventors: ロジヤー　エヌ．ジヨンソン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1985-08-26
Publication date: 1986-04-09
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: DE3530929A1; DE3530929C2; JP2514623B2

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】［技術分野１本発明は熱若しくは伯の放射エネルギの伝達を制御する
為の機構に関し、特に、放射エネルギ源と照射される区
域との間の伝達軸上に介設され、レンズとして作用する
この種機構に関する。制御＃Ｍ構は多くの用途に利用す
ることが出来、液体、気体等の全ての媒体内で、放射エ
ネルｐギの全ての形態の伝達を制御するように作用可能
である。然し制御１１機げりの主な用途の一つは熱伝達
を制御することであり、即ちこれのみに限定されるもの
ではないが、文中に記述の例示の目的の為である。

［前日技術］気体燃焼赤外線ヒータは、しばしば仕事場の為の、３強
度Ｏｎ上空間ヒータとして使用され、またこれは時とし
て、照０４区域上により強烈な形に熱を結像する手段と
しての屈折石英レンズと共に配設される。レンズは多分
これに配向される熱の４０％だけを伝達するに過ぎない
が、然し、レンズ自身の吸収率及び／または吸収した熱
を消散させることについてのレンズの無能力により自己
破壊する前は、熱の制限されたレベルのみを問題とする
ことが出来る。

［発明の要約］本発明の一つの目的は、放射エネルギ源と照射区域との
間でレンズとして作用する放射エネルギ伝達制御機構を
提供することであり、上記機構は然し屈折ではなく反射
により照射区域上にエネルギを結像し、従って屈折レン
ズの使用を制限する限界は有しない。本発明の池の目的
は、照射区域に配向されるエネルギの８５％以上を伝達
することを可能とする吸収／放射特性を有するこの種放
射エネルギ伝達制ｔ２１１機構を提供することである。

更に他の目的は、穿孔若しくは格子状の特徴を具備し、
これを通過して伝達されるエネルギが、放射エネルギ源
と照射区域との間で、伝達されるエネルギの通過する液
体、気体等と同様な周囲の媒体内を伝達される、この種
制ｔｉｔ＋ｍ構を提供することである。更に他の目的は
、周囲の伝達媒体とは異なる媒体により満され、従って
もし望むならば、第２の効果、例えば、ろ過及び／また
は屈折効果を、ａ、ＩＩ　ＵＧ　Ｉｌｌ　Ｉにより達成
される第１の結像効果に重ねることが出来る、この種制
御０機構を提供することである。更に別の目的は、如何
なる付帯的なエネルギ・バンド内の或る周波数のエネル
ギのみ３選１Ｒ的に反射するように変更可能な、この種
制御機構を提供することである。他の目的は、液体、気
体等の全ての周囲媒体内で用いることが出来、各媒体内
で同じ効果を得るように作用出来る、この種制御機構を
提供することを含む。更に別の目的は以下の本発明に関
する記載から明白となろう。

これ等の目的及び利点、更に他の点も同様に、本発明の
或る放射エネルギ伝達制御ｆｏｔａ横により具現化され
、該機構は放射エネルギ源と照射区域との間の伝達軸上
に介設され、レンズとして作用し、また蜂窩状格子構造
を含む。上記構造の母体は、伝達軸の周りに互いに並設
され且つ軸方向両側に配向された面で上記構造の両側に
開口する開口端部セルの列を限定する。列の個々のセル
は、その内円周りに反射壁を有し、構造の通常の軸方向
に且つセルの開口端部を・通して外方に延びる、セルの
軸に対して垂直な平面の断面にＪ３いて直角である。更
に、上記後者のセルの軸は伝達軸に対して角度を以って
配向され、構造が一側において伝達軸上に焦点を有する
ようになっており、またセルの長さは各軸に沿って且つ
その断面区域に対して変化し、従って源が焦点に配置さ
れた時、その点からセルの隣接開口端部分に放射される
エネルギが、逆側開口端部においてセルから出る前に２
度より多くならないようにセルの壁への及び壁からの反
射を受け、またセルの中央断面がその軸方向にセルの外
周壁を横切る、セルの外周壁土のこれ等の点において、
伝達軸に平行に構造の他側の方向にセルの外周壁から反
射される。源が伝達軸に沿って焦点の各側に移されると
、然し、エネルギは、区域に対して直接伝達することに
より源が単独で提供するよりも以上若しくは以下の強度
で照射区域上に結像され、これは焦点に対する源の位置
に関連する。同様に焦点から構造の逆側即ち上記他側に
源が配置されると、上記伝達軸に平行な源上の放射点は
、上記要素に関連して、然し逆の伝速方向に、構造の焦
点において結像する。

望ましくは、セルは上記横断平面内において実質的に正
方形の断面を有し、この断面は各セルの一端部から他端
部に至る区域において実質的に一定している。然し、構
造を用いる為に、その母体はウェブにおいて一定した厚
さを有しているが、構造の上記他側部から焦点の軸方向
におけるセルの断面区域に向って、若しくは少なくとも
上記列の外周外向きに配置されたセルの断面に対して、
僅かに軸方向内向きの傾斜を提供する必要がしばしばあ
る。同様に、伝達軸から外周外向きにセルが配置される
ように、セルの断面をより長方形に作る必要もあるだろ
う。

セルは、液体、気体等の媒体のいずれかからなる構造周
りの周囲媒体により満されるか、若しくは構造周りとは
異なる媒体により満される。例えば、或る周波数のエネ
ルギを屈折及び／または吸収するような媒体により満さ
れる。同様に、母体のウェブ及び／またはセルの壁は、
或る周波数のエネルギを選択的に吸収する一方、或る周
波数及びその他を選択的に反射するのに適している。

構造の表面は平坦若しくは弯曲しており、本発明の或る
具現化した望ましい実施例においては、構造は薄いウェ
ブの母体材料の凹凸表面板の形態をなす。

本発明の或る具現化した望ましい実施例においては、上
記横断平面においてセルが長方形断面を有し、その長手
側は伝達軸の一平面に平行に配向され、セルの上記逆側
開口端部から放射されるエネルギが上記一平面の線に沿
って射出されるようになっている。或る実施例において
は更に、セルは伝達軸の上記一平面を横断するように短
手側において対向壁を有し、これは互いに平行で、放射
エネルギが予設定長さの線に沿って射出されるようにな
っている。

上記の特徴は、店内の仕事場の加熱を制御するパネルと
して用いる時、本発明を実現するのに望ましい２つの実
施例を例示する図面を参照することにより、より理解し
得るであろう。

〔発明の望ましい実施例］図面に関し、第１図乃至第８図のヒータ２は吊り筺体４
を有し、筐体４はこれに包囲された平板状の気体燃焼赤
外線放射ユニット６と、１体４の周りに支持された部分
台形反射エプロン８とを有することがγする。エプロン
８は一方、底部開口を横断して付設された本発明制御パ
ネル１０を有し、筐体の下方へ放射される熱がパネルの
焦点効果を受けるようになっている。筐体４及び放射ユ
ニット６は通常輪郭が正方形で、エプロン８は底部開口
の周りに同様な形状のリム１２を有し、ここにパネル１
０が付設される。パネル自体は部分球状断面をなし、然
し、リム１２及びパネルの輪郭はヒータの４側部でアー
チ形の線に沿って適合するようになっている。

筐体の上部左右コーナにおいてチェーン１６に取付けら
れた一対のブラケット１４によりヒータは普通に吊るさ
れる。

内部において、パネル１０は蜂窩状アルミニウム格子構
造１８を含み、その薄いウェブのアルミニウム母体２０
は開口端部セル２２の列を限定し、セルは伝達軸２４（
第３図乃至第７図参照）の周りで互いに並設され、軸方
向両側に配向された凹凸表面２６゜２８において、パネ
ルの両側に開口する。列の個々のセル２２は、その内円
周りに反削壁３０を有し、パネルの通常の軸方向におい
て且つセルの開口端部分３４．３６を通って外方に延び
るセルの軸３２（第５図参照）に垂直な平面の断面にお
いて直角である。

更に第３図乃至第５図に示されるように、セルの上記復
音の軸３２は伝達軸２４に対して角度を以って配向され
、パネルが上部側に焦点３８を有するようになっており
、またセルの長さが各軸３２に沿って且つその断面区域
に対して変化しており、従って源６が焦点に配置された
時、その点からセルの隣接開口端部分３４に放射される
エネルギが、開口底端部３６においてセルから出る前に
２度以上にならないようにセルの壁３０への及び壁３０
からの反射を受けるようになっている。更に、セルは上
述の如く角度を以って配向且つサイズ決めされており、
焦点３８からここに放射されるエネルギは、伝達軸２４
に平行なパネルの下側の方向にセルの外周壁から反射さ
れ、これは、セルの横断平面がその軸方向に上記外周壁
を横切る、セルの外周壁３０上のこれ等の点においてな
される。特に第３図乃至第８図を参照するとよい。実際
、可能な最小範囲に対して、セルはこの様な角度で且つ
サイズである為、パネルの上部側からセルの上端部分３
４内に放射されるエネルギは、セルの開口底端部３６を
通って出る前に２度より多くは反射を受けない。これは
エネルギの対応する入射線４４と同様に、出ていく原註
１エネルギの線４２が各セルの軸３２に対して同角度を
有することを確実にする。

パネル内には非常に多数のセルが存在する為、セルは上
記横断平面内において実質的に正方形の断面を付与され
ることが出来、また各セルの断面は、セルの一端部から
他端部に至る区域において実質的に一定に保持されるこ
とが可能となる。これはセル内のテーバを不要とし、こ
れ等を組立てるのに望ましい方法となる。然し、もしパ
ネルが可成りサイズが小さいか若しくは可成り少ない数
のセルを有する場合には、パネルの軸方向内向きに僅か
に同方向に傾斜するテーパをセルに対して、若しくは少
なくとも列の外周外向きに配置されたセルに関連して提
供し、厚さが一定のウェブ材料から母体を組立てること
が出来るようにしなければならない。同様に、伝達軸２
４から外周外向きに配置されたこれ等セルにおいて、よ
り長方形の断面を提供する必要があるだろう。

更に第３図乃至第７図に関し、ユニット６の放射表面４
６がパネルの焦点平面４０に配置された時、焦点３８か
ら離間した点４１を含むユニット表面の全ての放射点は
、表面から軸方向下向きに同様な伝達の共通線パターン
を受ける。然し、軸から離れた各点４１の場合、共通線
は、軸２４に関連するよりも、放射点でユニットの表面
と交着する軸を有するセルの軸３２と関連する。第５図
がこれに関する。

他方、ユニット６の表面４６が平面４０の外に配置され
ている時、例えば、第７図図示及び第４図の左手に図示
の平面の上方に配置されている時、放射４８は消散効果
を受ける。該効果とは、反射した放射出線４２がユニッ
トの表面と交差する軸から発散する傾向のことで、ここ
で該軸は、第４図の伝達ｌｌｌ１ｌ１２４か、若しくは
第７図の軸２４から横方向に外れた点５０でユニットの
表面と交差するセル軸３２である。逆に、第６図図示及
び第４図の右手に図示の如く、ユニット６の表面４６が
焦点平面４０の下方に配置されると、放射５２は集中効
果を受ける。該効果とは、反射して放射出線４２が問題
の軸に集束する傾向のことで、ここで該軸は伝達＠２４
か若しくは、第６図の伝達軸２４から横方向に外れた点
５４でユニットの表面と交差するセル軸３２である。従
って、パネルの焦点平面に関連してユニットの放射表面
の位置を変化させることにより、放射の各ユニットが［
ねを受ける範囲を変化可能であり、これは、放射ユニッ
トの表面から放射の他のユニットと共に、加熱区域内に
おいて、各放射ユニットが結像若しくは「積重ね」され
る範囲である。

これは一方、直接伝速により放射源自身が提供するより
も、所望の作業空間をより以上の若しくは以下の強度形
態で照射するように設定することを可能にする。例えば
、ユニット６の為の特定のＢＴ　Ｕ　／　ｆｔ２値、及
び照射される下方の特定区域が付与されると、設計者は
パネルの為の最適の形状及びサイズを決定出来るだけで
なく、加熱区域内の最適加熱レベルを提供するパネルと
ユニット表面との間の特別な関係もまた決定出来る。更
に、設計者は、同じＢＴＵ／ｆｔ２１ｍを有する公知の
ヒータにより可能なよりも、問題の区域内により以上の
熱を集中出来る為、ヒータを作業空間のより上方に離間
させ、「太陽効果」を生み出すと共に、ヒータがより近
く配置されている時、結像のより内側及び外側に居るこ
とにより経験する温度の１揺れ」を生じさせる居心地の
悪さを解消することが出来る。

同様な、然し逆の効果が、シュリンプ、ザリガニ及びロ
ブスタ−のような良尾亜目の甲殻類の目に生じる。彼等
は目の外周囲に結合反射レンズを有し、これ等はパネル
１０の断面と類似している。

これ等は、甲殻類の目の網膜上の点に入射光を「積重ね
」するように作用し、彼らの居住域で通常利用可能なａ
暗い光を彼らの視覚の目的の為に強める。当然に、パネ
ル１０はこの積重ね効果をパネルの下方区域上に放射点
を集中させるのに使用し、他方、甲殻類の目のレンズは
、これを目の網膜上に入射光を強めるのに使用する。然
し、本発明の他の適用では、パネル１０若しくはその逆
側部分は、図示の実施例の場合のようでなく、上記放射
点３８．４１．４８．５０．５２．５４と同様な点上に
、入射エネルギのバンドを強めるのに使用される。

本発明の更に別の実施例において、母体２０のウェブ及
び／またはセルの壁３０は、選択的に或る周波数のエネ
ルギを吸収する一方、周波数の一つ若しくはその他を反
射するのに適合し、或る所望の周波数のみを外方向に反
射させることが出来る。

更に別の実施例では、セル２２は、パネル若しくはその
逆側を包囲する周囲の液体、気体等の媒体ではなく、異
なる媒体により満される。例えば、赤外線フィルタ材料
のような赤外放射線のみを通過させる、屈折及び／また
は選ＩＲ的吸収ガラス状材料からなるプラグ（図示せず
）により上記セルを満たすことが出来る。

パネルの焦点効果は、伝達軸の一つ若しくはそれ以上の
平面において緩和され若しくは省略され、これは第９図
乃至第１２図に図示される通りであり、これ等図におい
ては、両実施例に共通の素子に関して、或る符号を再使
用して導入しである。筐体４′及び放射ユニット６′は
長方形の輪郭をなし、伝達軸の一平面及びこれに平行な
平面に焦点効果が制限されるような極端な位置で図示し
てあり、パネル１０’　は断面が部分円筒状をなし、ユ
ニット６′の長手側に対してその軸（図示せず）が平行
で、その面４６′の上方で、ユニットの幅に対して集光
効果を生ずるように配置される。第１１図を参照すると
、パネル１０′　の側面５６の間において、母体２０’
のセル２２′　は第６図図示の態様に軸上に集束する放
射を生ずるようにサイズ決めされ且つ配向される。

パネルの軸の平面即ち第１２図図水平面において、集光
効果は大体謡和若しくは省略され、セル２２′は断面が
長方形で、その長手側は上記平面に対して平行に配向さ
れ、セルの底部開口端部から放射するエネルギは上記平
面の線に沿って射出される。

その結果、放射は区域５７に積重ねられ、該区域は平面
図においてより偏長若しくは長円形となる。

これは第１０図を参照すると判る。この形態は店内の一
連の仕事場の加熱に用いられる。

放射線の長さを限定する為、パネルはその軸方向端部に
直線平行壁５８を有する。壁５８は伝達軸に平行で、望
ましくは、パネルの端部間に一つ若しくはそれ以上の中
間壁６０が設けられ、これはパネルに強度を付与する。

これ等はまた伝達軸に平行で且つ端部壁５８間に対称的
に配置される。

本発明の更に別の実施例では、セルは第１２図図水平面
内において開口端部スロットの形態をなす。

ここでは壁５１３．６０は省略される。

本件出願は１９８４年８月３１日付で発明の名称がレン
ズ状放射エネルギ伝達制御機構なる米国特許出願第６４
６，１３４号の部分継続出願である。

【図面の簡単な説明】

第１図は底部に本発明パネルが装着された赤外線頭上空
間ヒータを示す部分切欠き８視図、第２図はパネルの通
常の中心軸に沿う頭上空間ヒータの底面図、第３図は軸平面におけるパネルの概略断面図で、焦点か
ら放射されるエネルギに関連してパネルの加熱焦点効果
を示し、第４図は第３図と類似のパネルの該略断面図で、然し、
上方の池の点から放射されるエネルギに関連してパネル
の加熱焦点効果を示し、第５図は伯の同様なパネルの断面図で、然し、パネルの
上方の更に別の点から放射されるエネルギに関連してパ
ネルの加熱焦点効果を示し、第６図はパネルの上方の更
に別の点から放射されるエネルギに関連して加熱焦点効
果を示す第４番目の同様な図、第７図はパネルの上方の更に別の点から放射されるエネ
ルギに関連して加熱焦点効果を示す第５番目の同様な図
、第８図は一つのセルのパネルの母体を示す部分糧斜丞図で、加熱焦点効果の或る様子を示し、第９図は底
部に変更パネルが装着された赤外線視頭上空間ヒータを示す部分切欠き斜承図、第１０図は第
９図図示変更パネルにより生じる加硯熱焦点効果を示す概略斜承図、第１１図は第９図図示ヒータの８！　１１−１１に沿う
部分断面図で、上記変更パネルによる加熱焦点効果を示
し、第１２図は第１１図のｔａ１２−１２に沿う上記後者の
ヒータの部分断面図で、非加熱集光、然し上記後者の線
の平面により生ずる制限効果を示す。２・・・ヒータ　６・・−放射ユニット　１０・・・制
御パネル　１８・・・格子構造　２０・・・母体　２２
・・・セル　２４・・・伝達軸　３０・・・反射壁　３
２・・・セルの軸　３４．３６・・・開口端部分

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放射エネルギ源と、放射エネルギ源と照射区域と
の間の伝達軸上に介設され、レンズの様に放射エネルギ
の伝達を制御する機構との組合せ装置であつて、上記制
御機構は蜂窩状格子構造を含み、その母体は開口端部セ
ルの列を限定し、これ等セルは伝達軸の周りで互いに並
設され、またその軸方向両側に配向された面で構造の両
側に対して開口し、列の個々のセルはその内周周りに反
射壁を有し、また構造の通常の軸方向で且つセルの開口
端部を通つて外方に延びるセルの軸に垂直な平面の断面
において直角であり、セルの上記後者の軸は伝達軸に対
して角度を以つて配向され、構造がその一側に伝達軸上
の焦点を有するようになつており、源が焦点の一側若し
くは他側の伝達軸に沿つて移された時、焦点に対する源
の位置に従属する、直接伝達により提供される源単独に
よるものよりも、より以上若しくは以下の強度形態で構
造の他側の区域上にエネルギが結像されることを特徴と
する装置。
（２）放射エネルギ源と照射区域との間の伝達軸上に介
設され、レンズの様に放射エネルギの伝達を制御する機
構であつて、上記制御機構は蜂窩状格子構造を含み、そ
の母体は開口端部セルの列を限定し、これ等セルは伝達
軸の周りで互いに並設され、またその軸方向両側に配向
された面で構造の両側に対して開口し、列の個々のセル
はその内周周りに反射壁を有し、また構造の通常の軸方
向で且つセルの開口端部を通つて外方に延びるセルの軸
に垂直な平面の断面において直角であり、セルの上記後
者の軸は伝達軸に対して角度を以つて配向され、構造が
その一側に伝達軸上の焦点を有するようになつており、
セルの長さはその軸に沿つて且つ区域の断面に対してサ
イズが変化し、源が焦点に配置された時、この点からセ
ルの隣接開口端部分に放射されるエネルギが、セルの逆
側開口端部でセルから出る前に２度より多くならないよ
うにセルの壁に対して及び壁から反射を受け、伝達軸に
平行に構造の逆側の方向にセルの外周壁から反射され、
セルの外周壁上のこれ等の点では、セルの中央横断平面
が軸方向に上記外周壁と交差することを特徴とする機構
。
（３）前記セルが前記横断平面において実質的に正方形
の断面を有し、また各セルの一端部から他端部への区域
において断面が実質的に一定である特許請求の範囲第（
２）項に記載の放射エネルギ伝達制御機構。
（４）前記セルが構造周りの周囲媒体で満されている特
許請求の範囲第（２）項に記載の放射エネルギ伝達制御
機構。
（５）前記セルが構造周りとは異なつた媒体で満されて
いる特許請求の範囲第（２）項に記載の放射エネルギ伝
達制御機構。
（６）前記母体のウェブ及び／またはセルの壁がエネル
ギの或る周波数を選択的に吸収し、一方周波数の一つ若
しくはその他を選択的に反射するのに適合している特許
請求の範囲第（２）項に記載の放射エネルギ伝達制御機
構。
（７）前記構造の表面が弯曲状である特許請求の範囲第
（２）項に記載の放射エネルギ伝達制御機構。
（８）前記構造が薄いウェブの母体材料からなる凹凸表
面パネルの形態をなす特許請求の範囲第（２）項に記載
の放射エネルギ伝達制御機構。
（９）前記セルが、前記横断平面において長方形の断面
を有し、その長手側が伝達軸の一平面に平行に配向され
、前記セルの逆側開口端部から放射エネルギが前記一平
面の線に沿つて放出される特許請求の範囲第（２）項に
記載の放射エネルギ伝達制御機構。
（１０）前記セルが、前記伝達軸の一平面を横切るよう
な短手側に対向壁を有し、これ等は互いに平行で放射エ
ネルギが予設定の長さの線に沿って射出される特許請求
の範囲第（９）項に記載の放射エネルギ伝達制御機構。