JPH07122492B2

JPH07122492B2 - ガス式遠赤外線ヒーター

Info

Publication number: JPH07122492B2
Application number: JP25754087A
Authority: JP
Inventors: 由喜久加藤; 有坂井; 靖彦服部; 義明高羽
Original assignee: Noritake Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1987-10-13
Publication date: 1995-12-25
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: JPH0198807A

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
放射する煙管の基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、他の五面を断熱材で被
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、断熱材の使用量が必要最小限とな
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、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
技術手段を採用した。

なお、防錆の点から遠赤外線放射面を遠赤外線放射セラ
ミックスコーティング面とすることが望ましい。また、
前記バーナを、一端が前記燃焼筒の一端面に連結され、
他端に環状壁を設けた筒状の連結体と、該連結体の環状
壁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、側部に複数の燃料ガス噴出
孔を設けた燃料ガス供給管と、前記連結体に連結され、
前記ガス供給管の側部より前記連結体に向って開口面積
が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、前記テーパ状筒の上側壁および下側壁に列設さ
れた多数の１次空気吸入口と、前記連結体の環状壁に列
設された多数の２次空気吸引口とから構成しても良い。

［発明の作用および効果］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
が遠赤外線放射面（例えば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、ケーシングの大き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き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後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20
a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、波長約７μｍ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、MnO₂30〜70％（例えば65％）、Fe
₂O₃5〜30％（例えば20％）、CoO5〜20％（例えば10
％）、SiO₂0〜10％（例えば３％）、Al₂O₃0〜10％（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、MgO50〜100％
（例えば95％）、Al₂O₃0〜30％（例えば３％）、SiO₂0
〜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28a、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28c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28a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
焼ガスの噴出量が調整される。

ガスバーナ５は、第５図ないし第７図にも示すごとく、
金属製で、燃焼筒４に締結された連結体である連結筒51
と、燃料ガスを供給するガス供給管52に取付けられたテ
ーパ状筒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
パーカー56と、１次炎の状態を検出するフレームロッド
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
に形成されたフランジ51bと、図示右側側壁51dの環状壁
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ー56
とフレームロッド57とがそれぞれ挿通する穴51f、51gを
有する。フランジ51bには、締結穴51hが多数形成されて
いる。

ガス供給管52には、通電、非通電により開閉する電磁式
開閉弁（図示せず）、燃料ガスの流量の調整を行う流量
調整弁（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52b、そのテーパ状筒53
の上側壁および下側壁に多数の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
開口面積が漸増するようにガス供給管52に取付けられて
いる。

仕切筒54は、連結筒51の側壁51dの内周縁54aより燃焼筒
４方向に向って連結筒51の筒部51eに平行に突設されて
いる。仕切筒54には、スパーカー56の先端とフレームロ
ッド57の先端とがそれぞれ挿通する穴54b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内に設けられたブロワ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。ブロワ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の回転による負圧により１次空気を１次空気吸入
口53aからガスバーナ５のテーパ状筒53および仕切筒54
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、流量調整弁を所望のガス流量となるように
開弁して、燃料ガスを燃料ガス噴出孔52aよりガスバー
ナ５のテーパ状筒53および仕切筒54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、スパーカー56により火花点火さ
れ、仕切筒54の先端部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温度を低下させる必
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で燃焼する
ことができる。

また、燃焼ガスと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のテーパ状筒53内でのバックファ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41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（例えば200〜3
00℃の）燃焼ガスは、ケーシング２の排気孔62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
すれば被加熱物の加熱時間が短縮できる。

［変形例］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壁板を遠
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
のみまたは全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一実施例に
採用されたガスバーナを示す平面図、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……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……テーパ状筒、54……仕切筒、51c……２次空
気吸入口、52a……燃料ガス噴出孔、52b……ノズル、53
a……１次空気吸入口、61……吸気口、62……排気孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者服部靖彦愛知県名古屋市西区則武新町３丁目１番36 号株式会社ノリタケカンパニーリミテド内 (72)発明者高羽義明愛知県名古屋市西区則武新町３丁目１番36 号株式会社ノリタケカンパニーリミテド内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【請求項２】前記バーナは、一端が前記燃焼筒の一端面
に連結され、他端に環状壁を設けた筒状の連結体と、該連結体の環状壁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、側部に複数の燃料ガス噴出孔を設けた燃料ガス供給管
と、前記連結体に連結され、前記ガス供給管の側部より前記
連結体に向って開口面積が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、前記テーパ状筒の上側壁および下側壁に列設された多数
の１次空気吸入口と、前記連結体の環状壁に列設された多数の２次空気吸入口
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。