(57)【要約】  本発明の１つの態様に係る温風発生装置は、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することを目的とする。この温風発生装置は、導電材料からなる誘導コイルと、誘導コイルに隣接して配設された少なくとも１つの被加熱体とを備える。また温風発生装置は、被加熱体を加熱するために、誘導コイルに高周波電流を供給する電源と、被加熱体との間に少なくとも１つの流路を形成する外枠と、流路内に気流を形成する送風機とを備える。こうして流路内の空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。
2008129662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材料からなる誘導コイルと、
前記誘導コイルに隣接して配設された少なくとも１つの被加熱体と、
前記被加熱体を加熱するために、前記誘導コイルに高周波電流を供給する電源と、
前記被加熱体との間に少なくとも１つの流路を形成する外枠と、
前記流路内に気流を形成する送風機とを備え、
前記流路内の空気が前記被加熱体により加熱されることを特徴とする温風発生装置。
【請求項２】
前記被加熱体は、前記誘導コイルを挟持する一対の金属板からなり、前記流路に沿って実質的に平行に延びることを特徴とする請求項１に記載の温風発生装置。
【請求項３】
前記誘導コイルは、基板上にパターン形成された導電層を有することを特徴とする請求項２に記載の温風発生装置。
【請求項４】
前記誘導コイルは、隣接する一対の前記被加熱体の間において、該被加熱体の中心軸の周りに捲回された絶縁被膜導電線を有することを特徴とする請求項１に記載の温風発生装置。
【請求項５】
隣接する一対の前記被加熱体が支柱を介して接続され、
前記誘導コイルは、前記支柱の周りに捲回された絶縁被膜導電線を有することを特徴とする請求項１に記載の温風発生装置。
【請求項６】
前記支柱は、非磁性体材料で形成されることを特徴とする請求項５に記載の温風発生装置。
【請求項７】
前記被加熱体は、前記誘導コイルを包囲するように筒状に成形されることを特徴とする請求項１に記載の温風発生装置。
【請求項８】
導電材料からなる誘導コイルと、
前記誘導コイルに隣接して配設された、内部に流路を有する少なくとも１つの中空の被加熱体と、
前記被加熱体を加熱するために、前記誘導コイルに高周波電流を供給する電源と、
前記流路内に気流を形成する送風機とを備え、
前記流路内の空気が前記被加熱体により加熱されることを特徴とする温風発生装置。
【請求項９】
前記被加熱体は、流路に沿って実質的に平行に延びる少なくとも１つの平坦な外側表面を有し、
前記誘導コイルは、前記被加熱体の前記外側表面に実質的に垂直に延びる支柱と、これに捲回された絶縁被膜導電線とを有することを特徴とする請求項８に記載の温風発生装置。
【請求項１０】
前記支柱を貫通して延びる貫通固定具をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の温風発生装置。
【請求項１１】
前記被加熱体は、前記流路に沿って実質的に平行に延びる内側表面を有することを特徴とする請求項８に記載の温風発生装置。
【請求項１２】
前記被加熱体は、前記流路に沿って実質的に平行に延びる外側表面を有し、
前記誘導コイルは、前記被加熱体の前記外側表面の周りを捲回するように形成されたことを特徴とする請求項８に記載の温風発生装置。
【請求項１３】
互いに隣接する少なくとも２組の前記被加熱体および前記誘導コイルを有し、
前記被加熱体の外側表面の周りに捲回された前記誘導コイルの捲回方向が互いに異なることを特徴とする請求項１２に記載の温風発生装置。
【請求項１４】
前記誘導コイルに隣接し、これを包囲するように配設された中空の導体を有することを特徴とする請求項１２に記載の温風発生装置。
【請求項１５】
前記被加熱体は、前記流路を構成する面が前記流路に対して実質的に垂直な方向の断面において凹凸を有することを特徴とする請求項１または８に記載の温風発生装置。
【請求項１６】
前記被加熱体は、磁性を有する金属からなることを特徴とする請求項１または８に記載の温風発生装置。
【請求項１７】
請求項１または８に記載の温風発生装置と、
外気を取り込む吸気口と、前記温風発生装置で加熱された気流を外部に噴出する噴出口とを有するハウジングとを備え、
前記吸気口および前記噴出口は、前記流路を介して連通することを特徴とする手乾燥装置。
【請求項１８】
前記誘導コイルおよび前記被加熱体は、前記送風機と前記噴出口との間に配置されたことを特徴とする請求項１７に記載の手乾燥装置。
【請求項１９】
前記誘導コイルおよび前記被加熱体は、前記噴出口に隣接して配置されたことを特徴とする請求項１８に記載の手乾燥装置。
【請求項２０】
前記誘導コイルの周囲に磁性シールド部材を設けたことを特徴とする請求項１８に記載の手乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温風発生装置およびこれを用いた手乾燥装置に関し、とりわけ電磁誘導による加熱方式を採用した温風発生装置およびこれを用いた手乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手乾燥装置は、洗浄後の手を衛生的に乾燥させる装置として、公共施設やオフィスなど多数の人が利用する洗面所に広く普及している。手乾燥装置には風速が低い温風を広い吐出口から吹き出して、洗浄後の手に付着した水滴を蒸発させて乾燥する温風タイプと、小さなノズルから風速の高い空気流（ジェット気流）を噴出して手に付着した水滴を吹き飛ばすジェットタイプがある。さらにジェットタイプの手乾燥装置の中には、手を乾燥する時間を短縮するとともに、冷たいジェット気流に曝されることによる使用者の不快感を取り除くために、ヒータを用いて噴出される気流を予め加熱するものが市販されている。このように温風タイプおよびジェットタイプの両方の手乾燥装置において、空気を加熱するためのヒータが広く使用されている。【０００３】
例えば特許文献１に開示された従来式の手乾燥装置は、概略、吸気口および送気口を有する加熱装置と、加熱装置の送気口に接続された吸込口を有し、その上方に配設された手乾燥装置本体とからなり、手乾燥装置本体内に配設された高圧空気流発生装置により、空気が加熱装置の吸気口から吸気され、加熱装置で加熱され、そして手乾燥装置本体内に吸い込まれる（特に図１参照）。【０００４】
特許文献１の手乾燥装置において、加熱装置は、シーズヒータおよびこれに間隙なく密着した比熱の大きいアルミニウム金属などからなる蓄熱放熱フィンを備える。シーズヒータは、ユーザが手乾燥装置を使用していない間、すなわち高圧空気流発生装置が作動していない待機中において電力が供給されて発熱する。シーズヒータからの熱は、蓄熱放熱フィンに蓄熱され、蓄熱放熱フィンを介して加熱された空気が加熱装置内に蓄えられる。そしてユーザが手乾燥装置を使用するとき、シーズヒータへの電力供給が停止され、高圧空気流発生装置が作動することにより、加熱装置内に蓄えられた加熱された空気が手乾燥装置本体内に吸い込まれるとともに、加熱装置の吸気口から吸気された空気が順次蓄熱放熱フィンを介して加熱され、同様に手乾燥装置本体内に供給される。【０００５】
また特許文献２に記載の手乾燥装置では、別の加熱機構を有するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータが、送風手段としての高速ブロワと噴出ノズルの間に設けられている。手乾燥装置の処理空間内に使用者の手が挿入されたことがセンサで検出されると、高速ブロワおよびＰＴＣヒータが電力供給され、手乾燥装置の吸込口から吸い込まれた空気が高速ブロワおよびＰＴＣヒータを経由して加熱され、温風が噴出ノズルより送風される。そして使用者が処理空間から手を引っ込めると、高速ブロワおよびＰＴＣヒータは停止する。【０００６】
さらに特許文献３に記載の手乾燥装置は、空気取入口付近に配設された平板状ヒータを備えており、この平板状ヒータは、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のセラミックスまたは金属などの材料で構成された平板状の基体と、その上に設けられた厚みが５ｍｍ以下の抵抗発熱体とからなる。手乾燥装置の手挿入部に使用者の手が挿入されたことをセンサで検知すると、平板状ヒータおよび高圧空気流発生装置であるブロワが作動して、空気取入口から流入した空気流が平板状ヒータにより加熱される。【０００７】
また特許文献４によれば、温かい洗浄用ミストをダクトから噴出して手を洗浄した後、高速空気流を供給して手を乾燥させる手洗浄乾燥装置が開示されている。この手洗浄乾燥装置において、洗浄用ミストを加熱する加熱手段として、高周波誘導加熱器、電気ヒータ、セラミックヒータまたはガスヒータが採用され得ることが教示されている。また高速空気流を例えば５０〜８０℃の所定温度に加熱する手段としても、別の高周波誘導加熱器、電気ヒータ、セラミックヒータまたはガスヒータを用いることができると記載されている。ただし特許文献４は、これらの加熱手段の具体的な構成について何ら記載も示唆もするものではない。【０００８】
【特許文献１】特開平１０−７５９１５号公報
【特許文献２】特開２００６−１８７４３５号公報
【特許文献３】特開２００５−３４２７２号公報
【特許文献４】特開２０００−６０７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された手乾燥装置は、上述のとおり、高圧空気流発生装置が作動していない待機中に電力供給されたシーズヒータからの熱は、蓄熱放熱フィンに蓄熱され、蓄熱放熱フィンを介して加熱された空気が加熱装置内に蓄えられる。すなわち、高圧空気流発生装置が作動しているときはシーズヒータへの電力供給が停止される。したがって、高圧空気流発生装置を駆動するために要する電力と、シーズヒータを加熱するために要する電力とが同時に供給されることはないので、手乾燥装置の電源容量を大きくする必要はないが、待機時でも常に加熱装置のシーズヒータに電力を供給し続けなければならないので、待機時の消費電力を抑制できないという問題点があった。【００１０】
また、手乾燥装置が使用される前において、加熱された空気が加熱装置内にすでに蓄えられているので、手乾燥装置が使用されると直ちに温かい空気が噴出され、これは使用者にとって極めて快適である。しかしながら、この手乾燥装置が極めて頻繁に使用される場合、手乾燥装置の待機状態よりも作動状態の時間が長くなって、待機状態に十分な熱量を蓄積できなくなり、ジェット気流の温度が低下するといった課題があった。【００１１】
さらに、シーズヒータは、一般に、絶縁体で被膜された発熱導体を有し、空気は発熱導体により加熱された絶縁体を介して加熱されるので、発熱導体から空気に至るまでの熱抵抗が大きく、すなわち熱伝導性に劣る。したがって、シーズヒータを用いた手乾燥装置は、大容量の加熱された空気または蓄熱放熱フィンに十分な熱を蓄積し、また高温となる加熱装置から手乾燥装置本体の構成部品を保護する必要があるために、手乾燥装置本体とは別体の加熱装置を設けなければならず、これは手乾燥装置の小型化を阻害する一因でもあった。【００１２】
特許文献２に開示された手乾燥装置によれば、使用者が手乾燥装置の処理空間内に手を挿入すると、高圧空気流発生装置およびＰＴＣヒータの両方に電力が供給され、待機時にはＰＴＣヒータに電力は供給されないので、待機時にＰＴＣヒータで消費される電力を削減できるといった利点が得られる。しかしながら、ＰＴＣヒータはその温度により抵抗値が変化するため、とりわけ高速ブロワの風に曝されたときＰＴＣヒータの抵抗値が増大して、ＰＴＣヒータに十分な電力が供給されず、継続して使用するにつれ、温風の温度が低下する傾向があった。【００１３】
さらに特許文献３に記載された手乾燥装置は、上述のように、熱伝導率の高いセラミックスや金属の基体上に設けられた抵抗発熱体を有し、ＰＴＣヒータのように空気流の温度が変化することなく、高圧空気流発生装置であるブロワの作動と同時にヒータに電力を供給しても、１〜２秒でヒータが昇温され、２〜３秒以内で７０℃の温風を安定供給することができる。ただし、そのためには平板状ヒータの表面積を十分に大きくする必要があるが、平板状ヒータの構造が複雑であるため、その生産コストが高いという課題があった。【００１４】
なお特許文献４は、洗浄用ミストまたは高速空気流を加熱する手段として、高周波誘導加熱器、電気ヒータ、セラミックヒータまたはガスヒータを用いた手洗浄乾燥装置を示唆しているが、上述のとおり、各加熱手段の具体的な構造および使用方法を一切記載も示唆もしていない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の１つの態様に係る温風発生装置は、導電材料からなる誘導コイルと、前記誘導コイルに隣接して配設された少なくとも１つの被加熱体と、前記被加熱体を加熱するために、前記誘導コイルに高周波電流を供給する電源と、前記被加熱体との間に少なくとも１つの流路を形成する外枠と、流路内に気流を形成する送風機とを備え、前記流路内の空気が前記被加熱体により加熱されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の１つの態様に係る温風発生装置によれば、高周波電流を供給することにより、誘導コイルに隣接して配設された被加熱体を加熱し、被加熱体が流路を流れる空気と直接的に接しているので、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施の形態１による手乾燥装置を示す側面図である。
【図２】実施の形態１のＩＨヒータの具体的構造を示す斜視図である。
【図３】図２の破線で示した一部を拡大した拡大斜視図である。
【図４】実施の形態１のＩＨヒータの回路配線図である。
【図５】（ａ）は実施の形態１の加熱コイルの具体的構造を示す斜視図、（ｂ）はその正面図、および（ｃ）は図５（ｂ）のVC-VC線から見た断面図である。
【図６】加熱コイルに高周波電流を供給するための駆動回路図である。
【図７】加熱コイルに供給される交流電流を示す波形図である。
【図８】実施の形態２のＩＨヒータのＸ−Ｙ平面で切断された断面図である。
【図９】図８に示すＩＨヒータの１つのヒータセルの分解図である。
【図１０】図８と同様の断面図であって、導電線が２重に捲回されている。
【図１１】図９と同様の分解図であって、導電線が２重に捲回されている。
【図１２】実施の形態３のＩＨヒータのＸ−Ｙ平面で切断された断面図である。
【図１３】図１２に示すＩＨヒータの１つのヒータセルの分解図である。
【図１４】実施の形態３の変形例によるＩＨヒータの断面図である。
【図１５】実施の形態４のＩＨヒータのＸ−Ｙ平面で切断された断面図である。
【図１６】図１５に示すＩＨヒータの一部を示す分解図である。
【図１７】実施の形態４の変形例によるＩＨヒータの断面図である。
【図１８】実施の形態４の別の変形例によるＩＨヒータの断面図である。
【図１９】実施の形態５のＩＨヒータの斜視図である。
【図２０】実施の形態５の変形例によるＩＨヒータの斜視図である。
【図２１】実施の形態５の別の変形例によるＩＨヒータのＸ−Ｙ平面で切断された断面図である。
【図２２】図２１に示すＩＨヒータの一部破断斜視図である。
【図２３】実施の形態１〜５の変形例による金属板および金属管のＸ−Ｙ平面で切断された断面図である。
【図２４】実施の形態６による手乾燥装置を示す側面図である。
【図２５】図２４に示す、噴出ノズルを含むハウジングの一部拡大図である。
【図２６】シーズヒータを用いた従来式の手乾燥装置に関し、シーズヒータの温度、噴出されるジェット気流の温度（噴出温度）および吸い込まれる外気の温度（吸気温度）の経時的変化を示すグラフである。
【図２７】シーズヒータを用いた従来式の手乾燥装置に関し、予熱処理後、１回目、５回目、６０回目の作動時において、吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）が作動中の１０秒間で変化する様子を示すグラフである。
【図２８】ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、高周波電流を供給した場合の図２６と同様のグラフである。
【図２９】ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、高周波電流を供給した場合の図２７と同様のグラフである。
【図３０】ＳＵＳ３０４ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、高周波電流を供給した場合の図２６と同様のグラフである。
【図３１】ＳＵＳ３０４ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、高周波電流を供給した場合の図２７と同様のグラフである。
【図３２】ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、直流電流を供給した場合の図２６と同様のグラフである。
【図３３】ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、直流電流を供給した場合の図２７と同様のグラフである。
【図３４】ＩＨ電力比率と吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）との関係を示すグラフである。
【図３５】予熱処理後、作動および停止を６０回反復したときのＩＨヒータのステンレス板の表面の平均温度をプロットしたグラフである。
【図３６】ＩＨ電力比率と予備電力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１８】
１：手乾燥装置，２：ハウジング，３：高圧空気発生装置（ブロワ），４：誘導加熱ヒータ（ＩＨヒータ），５：制御回路，６：吸気口，７：噴出口（噴出ノズル），８：ダクト，９：手挿入空間，１０：外枠，１２：開口部，１４：ヒータセル，１６：配線板，１７：配線端子，１８：外部端子，２０：加熱コイル（誘導コイル），２２：端子，２３：基板，２４：金属薄膜（導電層），２５：ポリプロピレン樹脂膜，２６：ガラスエポキシ樹脂膜，２７：貫通孔，２８：端子，３０：金属板（被加熱体），３１：ＩＧＢＴ素子，３２：ＦＷＤ素子，３３：ゲート制御信号，３４：電源，３６：整流回路，３８：金属管（被加熱体），４０：流路，４２：絶縁被膜導電線，４４：支柱，５０：中空の金属管（被加熱体），５２：平坦面，５４：貫通固定具，５５：固定手段，５６：スペーサ，６０：金属管（中空の導体），６４：磁性シールド板
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明に係る手乾燥装置の実施形態を説明する。以下の実施形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」、「Ｚ方向」、「上方」または「下方」など）を適宜用いるが、これらは説明のためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものでない。また、各添付図面において、同様の構成部品は同様の参照符号を用いて図示されている。【００２０】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１による手乾燥装置１を示す側面図である。実施の形態１の手乾燥装置１は、概略、ハウジング２と、高圧空気を発生する高圧空気発生装置であるブロワ３と、空気を加熱するための誘導加熱装置（Induction Heating Apparatus）である誘導加熱ヒータ（以下、単に「ＩＨヒータ」という。）４と、ブロワ３およびＩＨヒータ４などを制御するための制御回路５とを備える。【００２１】
またハウジング２は、周辺空気を取り込むための吸気口６と、ＩＨヒータ４で加熱された空気を外部に噴出する複数の噴出口（噴出ノズル）７と、吸気口６と噴出口７の間を流体連通するダクト８（図１の破線）とを備えている。ＩＨヒータ４およびブロワ３はダクト８内に配置され、ダクト８は、後述するＩＨヒータ４の流路と連通している。ハウジング２は、手挿入空間９を形成し、ここで使用者の手を噴出口７から噴出されるジェット気流によりを乾燥することができ、さらに使用者の手が手挿入空間９に挿入されたか否かを検出するハンドセンサ（図示せず）が設けられている。ハンドセンサは、例えば赤外線ＬＥＤとホトダイオードなどの当業者にとって明らかな任意の適当なセンサであってもよく、制御回路５と通信するように構成されている。【００２２】
このように構成された手乾燥装置１において、ハンドセンサは、使用者の手が手挿入空間９に挿入されたことを検出すると、制御回路５に検出信号を送信し、制御回路５はブロワ３およびＩＨヒータ４を作動させる。ブロワ３およびＩＨヒータ４が作動すると、周辺空気は、図１の矢印で示すように、吸気口６からダクト８内に吸い込まれ、ダクト８と連通する流路内の空気がＩＨヒータ４により加熱され、加熱された空気が分岐されたダクト８を介してジェット気流となって噴出口７から噴出される。同様に、ハンドセンサが使用者の手を検出しなくなると、制御回路５は、ＩＨヒータ４およびブロワ３を停止するように制御する。【００２３】
噴出ノズル７から噴出されるジェット気流は、５０〜１２０ｍ／ｓの風速を有し、使用者の手に付着した水滴を吹き飛ばす。また、ジェット気流はＩＨヒータ４により加熱されているので、周辺空気の温度が低いときでも、使用者に不快感を与えることがなく、手に付着した水滴の蒸発を促進し、乾燥時間を短縮することができる。なお図示しない温度センサを用いて周辺空気の温度を検出し、制御回路５は、使用者が快適と感じるジェット気流の所定温度に達するようにＩＨヒータ４の出力を制御するように構成してもよい。【００２４】
図２は、実施の形態１に係るＩＨヒータ４の具体的な構造を示す斜視図であり、図３は、図２の破線で示した一部を拡大した斜視図である。ＩＨヒータ４は、図２に示すように、Ｚ方向に貫通する開口部１２を有する外枠１０と、Ｙ−Ｚ平面に実質的に平行に配置された複数（図１では１５個の）のヒータセル１４とを有する。各ヒータセル１４は、図３に示すように、加熱コイル（誘導コイル）２０と、これを挟持する一対の金属板（被加熱体）３０とからなる。図３は、最も右側に示したヒータセル１４の右側の金属板３０を省略して図示している。このとき、隣接するヒータセル１４の金属板３０と外枠１０（図３では図示せず）との間に、Ｚ方向に延びる複数の流路４０が形成され、流路４０はダクト８を介してハウジング２の吸気口６および噴出口７に連通している。【００２５】
加熱コイル２０は、制御回路５を介して高周波電流が供給されると、交流電流を受けて高周波磁界を形成し、金属板３０は、高周波磁界により内部で生じた渦電流により発熱する。発熱した金属板３０は、流路４０内に流れる空気と直接的に接しているので、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。【００２６】
上述のとおり、ブロワ３が作動すると、ヒータセル１４の間の流路４０に高速の気流が形成され、加熱コイル２０に高周波電流が供給されると、金属板３０が発熱して、金属板３０に面した流路４０内の空気が加熱される。なお、各流路４０の幅（隣接するヒータセル１４の間隔）は、圧損が増大して気流の風速が低下しないように設計する必要があり、この実施形態のＩＨヒータ４では、約１ｍｍ〜５ｍｍ、好適には約３ｍｍとなるように構成されている。【００２７】
加熱コイル２０は、任意の導電性材料で構成されるが、金属板３０とは電気的に絶縁されている。隣接する３つのヒータセル１４の加熱コイル２０は並列に接続されており、図３の一方の端子２２ａは、図２に示す外枠１０上に取り付けられた配線板１６の上方にある配線端子１７ａに接続され、他方の端子２２ｂは、配線板１６の下方にある配線端子１７ｂに接続されている。また、配線板１６の複数の配線端子１７ａ，１７ｂは直列に接続されており、ＩＨヒータ４は、図４の回路図ように並列に接続された３つの加熱コイル２０からなる組を、５組直列にして配線され、外部端子１８ａ，１８ｂを介して制御回路５に電気的に接続されている。【００２８】
実施の形態１による加熱コイル２０は、より具体的には、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂からなる基板２３と、その上に銅などの金属からなる渦巻状にパターン形成された薄膜（導電層）２４とを有する。また加熱コイル２０は、金属板３０から電気的に絶縁し、熱的に保護するために、金属薄膜２４上にポリプロピレン樹脂膜２５およびガラスエポキシ樹脂膜２６を有する（図５（ｃ））。なお、金属薄膜２３、ポリプロピレン樹脂膜２５およびガラスエポキシ樹脂膜２６は、基板２３の両面上に形成され、加熱コイル２０を挟持する一対の金属板３０を効率的に加熱することが好ましい（ポリプロピレン樹脂膜２５は図面を理解しやすくするためにハッチングを省略した。）。このとき図５（ｃ）において、基板２３の両面に設けられた金属薄膜２４が互いに電気的に接続されるように、基板２３および金属薄膜２４の中心付近において、金属めっき加工された貫通孔２７が設けられている。こうして電流は、基板２３の表面側に設けた端子２８ａから金属薄膜２４、貫通孔２７、裏面側の金属薄膜２４および端子２８ｂを流れる。なお、基板２３の両面に設けられた金属薄膜２４は、形成される磁界の方向を一致させるために、その渦巻方向が互いに逆方向（時計方向および反時計方向）となるようにパターン形成されている。【００２９】
なお、これに限定するものではないが、金属板３０の寸法は６０ｍｍ×６０ｍｍ×０．６ｍｍであってもよく、加熱コイル２０の基板２３、金属薄膜２４、ポリプロピレン樹脂膜２５およびガラスエポキシ樹脂膜２６の厚みは、それぞれ４００μｍ、１０５μｍ、１００μｍおよび１００μｍであってもよい。【００３０】
また金属板３０を構成する材料は、加熱コイル２０により加熱されるものであれば任意の材料であってもよいが、ステンレス板であることが好ましく、中でもＪＩＳ（Japanese Industrial Standard）規格で規定されたステンレス鋼板ＳＵＳ４３０は、腐食しにくく、透磁率が高く、しかも安価であるので特に好ましい。金属板３０は、他にも鉄板や珪素鋼板、ニッケル板、パーマロイ板などであってもよく、鉄板や珪素鋼板は安価で透磁率が高いため有用であるが、腐食しやすいので、適宜、熱伝導率が大きく非腐食性の金属をめっき処理するか、あるいは塗装処理するなどして表面処理することが好ましい。【００３１】
表面処理を行った場合、電磁誘導加熱によって発熱する鉄板などの金属板３０は、流路４０を通る流体に直接的に接しないことになるが、金属めっきまたは塗装の膜厚が十分薄ければ、熱伝導性に悪影響を与えることはない。同様に、熱伝導の小さい樹脂を鉄板などの金属板３０に被膜してもよい。また金属板３０は、非磁性のステンレス板や銅板、アルミニウム板など非磁性の金属でもよく、非磁性材料の場合であっても周波数を高くするなど駆動条件を適宜調整することにより加熱することができる。【００３２】
図６は、加熱コイル２０に高周波電流を供給するための駆動回路図である。加熱コイル２０は、直列に接続されたインダクタンスＬｓおよび抵抗Ｒｓの等価回路で表され、図６の破線で囲んだ部分に相当する。なお、上述のように、ＩＨヒータ４は複数の加熱コイル２０を用いて構成してもよく、上記インダクタンスＬｓおよび抵抗Ｒｓは、ＩＨヒータ４の複数の加熱コイル２０の全体のインダクタンスおよび抵抗を表すものとする。そして加熱コイル２０は、これに並列に接続されたキャパシタＣ１とともにＬＣ共振回路を構成し、互いに逆方向に並列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子３１およびＦＷＤ（Free Wheel Diode）素子３２と直列に接続されている。通常の家庭用電源３４（交流電圧：１００Ｖまたは２００Ｖ）からの電流がダイオードブリッジなどの整流回路（ＡＣ／ＤＣコンバータ）３６で直流電流に整流され、直流電流がキャパシタＣ２により平滑化される。加熱コイル２０に供給される直流電流は必ずしも平滑化される必要はなく、図示しない全波整流または半波整流された電源あるいは直流電源から直接、加熱コイル２０に電源供給してもよい。【００３３】
ＩＧＢＴ素子３１は、制御回路５からの矩形波のゲート制御信号３３によりＯＮ−ＯＦＦスイッチングする。ＩＧＢＴ素子３１がＯＮ状態のとき、整流回路３６およびキャパシタＣ２からの直流電流は、加熱コイル２０に供給され、すなわちインダクタンスＬｓ、抵抗ＲｓおよびＩＧＢＴ素子３１を流れる。ＩＧＢＴ素子３１がＯＦＦ状態になったとき、インダクタンスＬｓは電流を流し続けようとするので、キャパシタＣ１を含む閉ループに電流が流れ、キャパシタＣ１を充電する。そしてキャパシタＣ１の電圧が上昇し、インダクタンスＬｓを流れる電流が減少し、やがてキャパシタＣ１からの放電電流がインダクタンスＬｓおよび抵抗Ｒｓに逆方向に流れる。その後再び、ＩＧＢＴ素子３１がＯＮ状態に切り換わると、順方向の電流がインダクタンスＬｓおよび抵抗Ｒｓに流れる。こうしたＩＧＢＴ素子３１のスイッチング動作を反復させることにより、図７に示すような鋸歯状の交流電流を加熱コイル２０に流すことができる。上述のとおり、加熱コイル２０は、交流電流を受けて高周波磁界を形成し、金属板３０は、高周波磁界により内部で生じた渦電流により発熱する。発熱した金属板３０は、加熱すべき流路４０内の空気に直に接しているので、極めて有効に、かつ応答性よく空気を加熱することができる。【００３４】
ＩＧＢＴ素子３１に入力される駆動信号は、使用される加熱コイル２０のインダクタンスＬｓおよび抵抗Ｒｓや、キャパシタＣ１の静電容量、発振周波数、電源電圧、期待されるＩＨヒータ４の出力熱量および回路構成などに基づいて適宜調整することができる。換言すると、期待されるＩＨヒータ４の出力熱量に応じて、ＩＧＢＴ素子３１の駆動条件を調整することができる。例えば、図４に示すように隣接する３つの加熱コイル２０を並列接続した組を５組直列に接続して構成されたＩＨヒータ４において、各加熱コイル２０のインダクタンスＬｓが３３μＨ、抵抗Ｒｓが３ｍΩ、キャパシタＣ１の静電容量が０．３μＦ、発振周波数が２０ｋＨｚ（周期５０μｓ）、ＩＧＢＴ素子３１に入力される駆動信号のＯＮ時間が３７μｓで、ＯＦＦ時間が１３μｓであるとき、電源電圧１００Ｖを用いて、約１ｋＷの消費電力（出力熱量）を得ることができる。ＩＨヒータ４で消費される電力は、整流回路３６から出力される直流電圧を制御することにより調整することができるが、好適にはＩＧＢＴ素子３１のＯＦＦ時間を固定して、ＯＮ時間を調整することにより容易に制御することができる。【００３５】
なお、ＩＨヒータ４の駆動回路は、これに限定されるものではなく、ハーフブリッジ回路やフルブリッジ回路を用いたものでもよく、各種誘導加熱装置で用いられている駆動回路を用いることができる。【００３６】
実施の形態２．
図８〜図１１を参照しながら、本発明に係る手乾燥装置の実施の形態２について説明する。実施の形態２の手乾燥装置１は、ＩＨヒータ４の構造以外は実施の形態１と同様であるので、重複する内容については説明を省略する。【００３７】
図８は、実施の形態２のＩＨヒータ４のＸ−Ｙ平面で切断された断面図であり、図９は、各ヒータセル１４の分解図である。図９に示すＩＨヒータ４は、実施の形態１と同様、Ｚ方向に貫通する開口部１２を有する外枠１０と、Ｙ−Ｚ平面に実質的に平行に配置された４つのヒータセル１４とを有する。各ヒータセル１４は、加熱コイル（誘導コイル）２０と、これを挟持する一対の金属板（被加熱体）３０とからなる。各加熱コイル２０は、直列に接続されて、制御回路５により駆動される。なお、ヒータセル１４の個数は４つに限定されるものではなく、任意の数のヒータセル１４を直列に接続してもよい。また、実施の形態１のように、複数のヒータセル１４を並列に接続した組を、複数組（例えば５組）直列に接続してもよい。【００３８】
実施の形態２の流路４０は、実施の形態１と同様、隣接するヒータセル１４および枠体１０の間に形成され、隣接するヒータセル１４の間隔は約１ｍｍ〜５ｍｍ、好適には約３ｍｍとなるように構成され、加熱コイル２０は、Ｙ−Ｚ平面に実質的に平行に形成されている。【００３９】
しかし実施の形態２の各加熱コイル２０は、実施の形態１とは異なり、図８および図９に示すように、一対の金属板３０の間において、絶縁膜で被膜された導電線４２をヒータセル１４の中心部まで延伸させた後、その周囲を捲回することにより形成される。絶縁膜で被膜された導電線４２は、任意のものを利用することができるが、エナメル線やホルマル線であってもよい。【００４０】
また加熱コイル２０と金属板３０とを確実に絶縁するために、図示しない絶縁シートまたは空間を設けてもよい。さらに金属板３０は、実施の形態１と同様、ステンレスの他、鉄、銅またはアルミニウム等の金属材料を用いて形成してもよい。【００４１】
一般に、本発明に係るＩＨヒータ４（ヒータセル１４）で消費される電力は、加熱コイル２０自体から生じるジュール熱（Ｈｃ）と、金属板３０で生じるジュール熱（Ｈｍ）に変換される。ここで、全ジュール熱（Ｈｃ＋Ｈｍ）に対する金属板３０で生じるジュール熱（Ｈｍ）の割合｛Ｈｍ／（Ｈｃ＋Ｈｍ）｝をＩＨ電力比率と定義すると、ＩＨ電力比率は、加熱コイル２０の抵抗値（Ｒｃ）と金属板３０の抵抗値（Ｒｍ）で表される抵抗比率｛Ｒｍ／（Ｒｃ＋Ｒｍ）｝に比例する。すなわち、加熱コイル２０自体から生じるジュール熱（Ｈｃ）を極力抑え、金属板３０で生じるジュール熱（Ｈｍ）を最大化して、流路４０内の流体を効率よく加熱するためには、ＩＨ電力比率または抵抗比率｛Ｒｍ／（Ｒｃ＋Ｒｍ）｝が極力大きくなるように、加熱コイル２０および金属板３０を適宜設計する必要がある。【００４２】
上記のように、加熱コイル２０を絶縁膜で被膜された導電線４２を捲回することにより形成した場合、導電線４２の断面積を容易に大きくして、加熱コイル２０の抵抗値を小さくすることができる。これに対し、実施の形態１による加熱コイル２０の抵抗値を小さくするためには金属薄膜２４を厚く形成する必要があるが、こうした金属薄膜２４は加工しにくい。したがって、実施の形態２による加熱コイル２０は、実施の形態１より簡便な構成を用いて、ＩＨ電力比率を大きくして、より効率的に流路４０内の空気を加熱することができる。例えば、直径約１ｍｍの銅線を２５ターン捲回して加熱コイル２０を作製したとき、加熱コイル２０のＩＨ電力比率は、実施の形態１では７１．９％であったものが、実施の形態２では９８％まで改善することができる。【００４３】
なお、実施の形態２による加熱コイル２０は、Ｙ−Ｚ平面において円形などの任意の平面形状を有していてもよいが、金属板３０の面全体が発熱して、金属板３０と空気の接触面積を最大化するために、金属板３０と同様の平面形状を有することが好ましい。【００４４】
さらに、実施の形態２による加熱コイル２０は、図８および図９では導電線４２を１重に捲回したが、図１０および図１１に示すように２重に捲回してもよい。【００４５】
実施の形態３．
図１２〜図１４を参照しながら、本発明に係る手乾燥装置の実施の形態３について説明する。実施の形態３の手乾燥装置１は、各ヒータセル１４の構成以外は実施の形態２と同様であるので、重複する内容については説明を省略する。【００４６】
図１２は、実施の形態３のＩＨヒータ４の断面図であり、図１３は、各ヒータセル１４の分解図であって、それぞれ図８および図９と同様の図である。実施の形態３のヒータセル１４は、実施の形態２とは異なり、一対の金属板３０の間に支柱４４を設け、その周囲に絶縁膜で被膜された導電線４２を捲回することにより構成される。【００４７】
実施の形態３のヒータセル１４で採用された支柱４４は、同一材料を用いて一対の金属板３０と一体に成形してもよく、金属板３０とは別の材料を用いて形成した後、一対の金属板３０に、溶接、ねじ止めまたは接着剤などの任意の接続手段を用いて接続してもよい。このように、実施の形態３のヒータセル１４は、裁縫ミシンで用いられるボビンのような形態を有する。【００４８】
なお、支柱４４が磁性金属からなる場合、加熱コイル２０の交流磁場を受けて支柱４４自体が発熱するが、流路４０を流れる空気に直接的に接していないので、支柱４４の熱の伝達効率は金属板３０より劣る。そこで、加熱コイル２０の交流磁場を受けて、金属板３０がより優先的に発熱するためには、支柱４４は、銅やアルミニウム、樹脂、セラミックなどの非磁性材料で構成されることが好ましい。【００４９】
また実施の形態３の加熱コイル２０は、実施の形態２と同様、Ｙ−Ｚ平面において円形などの任意の平面形状を有していてもよいが、金属板３０の面全体が発熱して、金属板３０と空気の接触面積を最大化するために、金属板３０と同様の平面形状を有するように形成されることが好ましい。そこで、支柱４４に捲回される導電線４２の平面形状が金属板３０と同様（相似形）の平面形状を有するように、支柱４４も金属板３０と同様の平面形状を有するように成形される。【００５０】
ところで上記実施の形態において、外枠１０は、任意の材料を用いて形成することができ、また金属板３０の側端部３７（Ｙ方向の両端部、図１２参照）との間に空間やスペーサを設けてもよいが、外枠１０が非磁性体材料で形成された場合や、金属板３０から実質的に離間している場合、加熱コイル２０で生じた磁束（磁界）は、非磁性体の外枠１０内または空間を通ることができず、漏れ磁束が生じる。このとき、加熱コイル２０が生じる交流磁界により金属板３０が発熱する効率が、漏れ磁束により低減する。そこでヒータセル１４は、一対の金属板３０に代わり、図１４に示すように、磁性材料からなり、加熱コイル２０を包囲するように筒状に一体成形された金属管（被加熱体）３８を有していてもよい。これにより、Ｘ−Ｙ平面における漏れ磁束を抑制して、被加熱体３８のより効率的な発熱を支援することができる。なお、上述の一体成形された中空直方体状の被加熱体３８の代わりに、一対の金属板３０の側端部３７を接続する別体の側壁部（図示せず）を設けて、漏れ磁束を抑制してもよい。【００５１】
実施の形態４．
図１５〜図１７を参照しながら、本発明に係る手乾燥装置の実施の形態４について説明する。実施の形態４の手乾燥装置１は、ＩＨヒータ４の構成以外は実施の形態１と同様であるので、重複する内容については説明を省略する。【００５２】
図１５は、実施の形態４のＩＨヒータ４のＸ−Ｙ平面で切断された断面図であり、図１６は、ＩＨヒータ４の一部を示す分解図である。図１５および図１６に示すＩＨヒータ４は、概略、Ｚ方向に貫通して延びる流路４０を有する複数（図１５では５つ）の中空の金属管（被加熱体）５０と、Ｙ−Ｚ平面に実質的に平行に配置された複数（図１５では４つ）の加熱コイル２０とを有する。各加熱コイル２０は、直列に電気的に接続されて、制御回路５により駆動される。なお、加熱コイル２０の個数は４つに限定されるものではなく、任意の数の加熱コイル２０を直列に接続してもよい。また実施の形態１および２で示したように、複数の加熱コイル２０を並列に接続したり、並列接続した複数の加熱コイル２０の組を直列に接続したり、あるいは並列接続および直列接続を任意に組み合わせて接続してもよい。このとき、複数の加熱コイル２０により発生する磁場の向きは同一であることが好ましい。また各金属管５０は、Ｙ−Ｚ平面に実質的に平行な平坦面５２を有し、隣接する金属管５０の平坦面５２は、その間に設けられた実施の形態３と同様の支柱４４により連結されている。すなわち、実施の形態４の加熱コイル２０は、実施の形態３と同様、支柱４４の周りに絶縁被膜された導電線４２を捲回することにより形成されている。【００５３】
実施の形態４のＩＨヒータ４は、実施の形態１とは異なり、金属管５０の中空空間に流路４０が形成されており、外枠１０を必ずしも必要とせず、省略できるので、ＩＨヒータ４をより簡便な構成で安価に製造することができる。また、実施の形態１〜３のＩＨヒータ４が、それぞれ個別に作製された複数のヒータセル１４を外枠１０内に組み込むことにより製造されるのに対し、実施の形態４のＩＨヒータ４は、連結された複数の金属管５０の支柱４４の周りに絶縁被膜された導電線４２を捲回することにより製造されるので、製造が容易で製造コストをよりいっそう削減することができる。【００５４】
こうして構成されたＩＨヒータ４において、加熱コイル２０に高周波電流が供給されると、磁力線を生じ、金属管５０は、これにより誘起された渦電流が形成されて、発熱する。発熱した金属管５０は、流路４０に流れる空気と直接的に接しているので、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。【００５５】
また実施の形態４のＩＨヒータ４は、図１７に示すように、Ｘ方向に延び、複数の金属管５０および支柱４４を貫通する貫通固定具５４を有していてもよい。貫通固定具５４は、一般的なねじなどの固定手段（ボルト、ナット）５５を用いて構成され、一連の金属管５０に固定される。こうして、ＩＨヒータ４を機械的に補強するとともに、製造時の組み立て作業性を改善することができる。【００５６】
さらに、実施の形態４のＩＨヒータ４の被加熱体は金属管５０であるとして説明したが、図１８に示すように、実施の形態１〜３と同様の一対の金属板３０を用いてもよい。このとき、空気が流れる流路４０内にあって貫通固定具５４の周囲にスペーサ５６を別途設けてもよい。必要ならば、スペーサ５６を非磁性材料で形成し、加熱コイル２０の交流磁場により、貫通固定具５４より金属板３０を優先的に発熱させることができる。【００５７】
実施の形態５．
図１９〜図２３を参照しながら、本発明に係る手乾燥装置の実施の形態５について説明する。実施の形態５の手乾燥装置１は、ＩＨヒータ４の構成以外は実施の形態４と同様であるので、重複する内容については説明を省略する。【００５８】
図１９は、実施の形態５のＩＨヒータ４の斜視図である。図１９のＩＨヒータ４は、複数（図１９では３つ）のヒータセル１４を有し、各ヒータセル１４は、Ｚ方向に貫通して延びる流路４０を有する中空の金属管（被加熱体）５０と、その外側表面５８の周りに絶縁被膜された導電線４２が捲回された加熱コイル２０とを有する。各ヒータセル１４の導電線４２は、直列に接続されて、電流供給回路（図１９では図示せず）により駆動される。なお、ヒータセル１４の個数は３つに限定されるものではなく、任意の数のヒータセル１４を直列に接続してもよい。また複数のヒータセル１４を並列に接続したり、並列接続および直列接続を任意に組み合わせて接続してもよい。なお各金属管５０は、図１９では直方体形状を有するが、円筒形状等の任意の中空形状を有していてもよい。実施の形態５の電気熱変換器１は、実施の形態４と同様、金属管５０の中空空間に流路４０が形成されており、外枠１０を必ずしも必要とせず、省略することもできる。【００５９】
こうして構成された実施の形態５のＩＨヒータ４によれば、これまでの実施の形態と同様、加熱コイル２０に高周波電流が供給されると、磁力線を生じ、金属管５０は、これにより誘起された渦電流が形成されて、発熱する。発熱した金属管５０は、流路４０に流れる空気と直接的に接しているので、流路４０内の空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。【００６０】
なお、図１９に示すＩＨヒータ４の加熱コイル２０は、上から見て、導電線４２を時計方向に捲回することにより形成されているので、図中の矢印で示した方向に電流が流れているとき、各ヒータセル１４は、下がＮ極で上がＳ極の磁性極を有する。しかし、隣接するヒータセル１４の磁束が互いに干渉することを回避するために、隣接するヒータセル１４の磁性極が互いに異ならせることが好ましい。これを実現するために、図２０に示すように、３つの連続するヒータセル１４のうち、中央のヒータセル１４の導電線４２は、金属管５０の外側表面５８に沿って反時計方向に捲回される。すなわち、中央に配置されたヒータセル１４はＮ極が上方に、他の隣接するヒータセル１４はＳ極が上方に形成されるように構成されている。こうして、隣接するヒータセル１４の磁束は互いに干渉することなく、電磁場エネルギを熱エネルギにより効率的に変換可能なＩＨヒータ４を提供することができる。【００６１】
また、実施の形態５の加熱コイル２０は、その内側に配設された金属管５０を加熱するものであるが、加熱コイル２０により生じる交流磁場は、当然に加熱コイル２０の外側にも形成される。そこで、図２１および図２２に示すように、加熱コイル２０の外側に別の金属管（中空の導体）６０を配設して、加熱コイル２０の外側に形成される交流磁場エネルギを効率的に熱エネルギに変換することが好ましい。また外側金属管、すなわち中空の導体６０は、好適には、加熱コイル２０の内側に設けた金属管５０と同様の金属材料で構成される。このとき、内側金属管５０の内側に形成された内側流路４０と、中空の導体６０の外側にあって、図２１の枠体１０の内側に形成された外側流路４１とが形成される。内側流路４０および外側流路４１に流れる空気は、合流して手乾燥装置１のダクト８内に案内される。こうして、加熱コイル２０で生じる交流磁場を極めて効率的に熱エネルギに変換できるＩＨヒータ４を実現することができる。【００６２】
なお、これまで説明した実施の形態において、流路４０を形成する面（一対の金属板３０の平坦な表面、金属管５０の内側表面、および中空の導体６０の外側表面）は、気流の圧損を低減するために、流路４０と実質的に平行に延びているが、さらに放熱効果を改善するために、表面積を拡大するような形態を有することが好ましい。すなわち、流路４０を形成する面は、図２３（ａ）および（ｂ）に示すように、流路４０に対して実質的に垂直な方向の断面（すなわちＹ−Ｚ平面）において、凹凸を有するように構成されることが好ましい。【００６３】
実施の形態６．
図２４〜図２５を参照しながら、本発明に係る手乾燥装置の実施の形態６について説明する。実施の形態６の手乾燥装置１は、ＩＨヒータ４がブロワ３と噴射ノズル７の間のダクト８内の２箇所に配設されている点を除き、実施の形態１と同様の構成を有しているので、重複する内容については説明を省略する。【００６４】
上述のとおり、実施の形態６のＩＨヒータ４は、図２４に示すように、ブロワ３と噴射ノズル７の間のダクト８内の２箇所に配設されており、より好適には、噴射ノズル７に隣接して配置されている。ただし、ＩＨヒータ４がブロワ３と噴射ノズル７の間に配設されている場合、ただ１つ設けた場合であっても実施の形態６による本発明の効果を得ることができる。【００６５】
図２４に示す実施の形態１の手乾燥装置１によれば、ＩＨヒータ４は、吸気口６とブロワ３の間に配設されているため、ＩＨヒータ４で温められた空気は、ダクト８内を通過する間に、ダクト８に熱を奪われ、噴出ノズル７から噴出されるときには十分に高い温度が保持されない場合がある。そのため、噴出ノズル７から噴出されるジェット気流の温度を確保するために、手乾燥装置１の待機時において、金属板３０の温度を実質的に高い温度（例えば１２０℃）で保持し、ダクト８および流路４０内の空気を予熱する必要があった。【００６６】
これまで説明した実施の形態１〜５のＩＨヒータ４によれば、金属板３０および金属管５０などの被加熱体が流路４０に流れる空気と直接的に接しているので、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。したがって、流路４０内の空気を予熱する必要はなく、直ちに使用できる温度まで瞬時に空気を温めることができる。そして、ＩＨヒータ４をブロワ３に隣接して配置することにより、ダクト８に熱を奪われることを防止することができる。このように、待機時に空気を予熱する必要がないので、待機時の消費電力を極力抑えることができる。【００６７】
たとえ待機時に空気を予熱しなければならない場合であっても、予熱時間を短縮することにより、待機時の消費電力を実質的に削減することができる。実施の形態１では、手乾燥装置１に取り付けられたハンドセンサを用いて、使用者の手が手挿入空間９に挿入されたか否かを検出し、これに応じて手乾燥装置１は作動するように制御されている。実施の形態６の手乾燥装置１では、このハンドセンサに加え、手乾燥装置１が設置された洗面所などに部屋に設置された人感センサ（図示せず）などを用いて、使用者が洗面所に入ったことを検出し、これに応じて流路４０内の空気を予熱し始めるよう制御してもよい。さらに、人感センサの他、洗面所の照明が点灯したことを検出するフォトセンサや、照明の点灯スイッチと連動するセンサ、洗面所で水が使用されたことを検出するセンサからの信号に呼応して、流路４０内の空気を予熱し始めるように手乾燥装置１を構成してもよい。【００６８】
図２５は、手乾燥装置１の噴出ノズル７を含むハウジング２の一部の領域を拡大した図である。また図２５の破線楕円で示した領域６２は、図１９または図２０のＺ方向から見たＩＨヒータ４に相当する。図１９において、ＩＨヒータ４の各ヒータセル１４の流路４０から直接的に空気を噴出するように、すなわち各ヒータセル１４の各開口部が噴出ノズル７として機能するように構成される。このように構成された手乾燥装置１によれば、ＩＨヒータ４で加熱された空気からダクト８に熱を奪われることを防止することができる。【００６９】
なお、ＩＨヒータ４を噴出ノズル７に隣接して発生する場合や各ヒータセル１４の開口部を噴出ノズル７として機能させる場合、加熱コイル２０からの交流磁場が、使用者が着用している腕時計等に悪影響を与えないようにするために、図２５に示すように、フェライトなどの磁性材料を用いた磁性シールド板６４をＩＨヒータ４の周囲に配置して、加熱コイル２０からの交流磁場をシールドすることが好ましい。
【実施例１】
【００７０】
本発明のＩＨヒータを用いた手乾燥装置１、およびシーズヒータを用いた従来式の手乾燥装置の性能を比較する実験を行った。【００７１】
ここで用いたＩＨヒータ４は、図２で示したものと同様のものであるが、５個並列に接続されたヒータセル１４の組を４組直列に接続したものであり、各ヒータセル１４の加熱コイル２０は、基板２３の両面上に渦巻状にパターン形成された銅薄膜２４を有する（図５参照）。加熱コイル２０のそれぞれは、巻き数を２５ターン、銅薄膜２４の厚みを３５μｍとした。このとき加熱コイル２０の抵抗値は、インピーダンスアナライザを用いて周波数２０ｋＨｚで測定したところ、１．１９Ωであった。また金属板３０は、磁性ステンレスであるＳＵＳ４３０（ＪＩＳ規格）と非磁性ステンレスであるＳＵＳ３０４（ＪＩＳ規格）の２種類のステンレスを用いて、６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍの寸法に成形した（図３参照）。加熱コイル２０を一対のＳＵＳ４３０ステンレス板、およびＳＵＳ３０４ステンレス板で挟持したヒータセル１４の抵抗値は、同様に周波数２０ｋＨｚで測定したところ、それぞれ４．２４Ωおよび２．２０Ωであった。これらの抵抗値は、加熱コイル２０の抵抗値と金属板（ステンレス板）３０の抵抗値の合計値であるので、抵抗値の合計値から加熱コイル２０の抵抗値を差し引くと、ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板の抵抗値は、それぞれ３．０５Ωおよび１．０１Ωとなる（なお、ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板の電気比抵抗は、それぞれ６０μΩｃｍおよび７２μΩｃｍである。）。【００７２】
一般に、加熱コイルに供給された電力（電気エネルギ）は、加熱コイル２０および各ステンレス板３０で消費されて熱エネルギに変換されるが、加熱コイル２０から生じるジュール熱（Ｈｃ）と、ステンレス板３０で生じるジュール熱（Ｈｍ）により、ＩＨ電力比率｛Ｈｍ／（Ｈｃ＋Ｈｍ）｝が定義される。このとき、ＩＨ電力比率は、加熱コイルの抵抗値とステンレス板の抵抗値の合計値に対するステンレス板の抵抗値の比に等しいと考えてよい。供給された電力全体（Ｗｔ）に対するＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板で変換される熱エネルギ（Ｗ４３０，Ｗ３０４）の割合、すなわちＩＨ電力比率は、加熱コイルの抵抗値とステンレス板の抵抗値の合計値に対するステンレス板の抵抗値の比から、それぞれ７１．９％（Ｗ４３０／Ｗｔ）および４５．９％（Ｗ３０４／Ｗｔ）となる。したがって、ＩＨ電力比率が大きいほど、電気−熱のエネルギ変換効率を増大させることができるので、金属板３０は、非磁性ステンレスＳＵＳ３０４より磁性ステンレスＳＵＳ４３０を用いて形成することが好ましい。換言すると、加熱コイル２０の抵抗値をステンレス板の抵抗値に比して極力抑えることにより、各ヒータセル１４の電気−熱のエネルギ変換効率を格段に改善することができる。【００７３】
例えば上記特許文献１に記載された従来式のシーズヒータを採用した手乾燥装置において、待機中のシーズヒータは、隣接して配置される蓄熱放熱フィンの温度が２００℃に維持されるように１１００Ｗの電源が断続的に供給されている。連続的に電源供給してシーズヒータの温度を２００℃に維持するためには、１２０Ｗの電力が必要であった。【００７４】
そしてシーズヒータの温度を２００℃で安定させた（予熱処理した）後、１０秒間の作動および１０秒間の待機を反復させる動作試験を行った。作動中、シーズヒータに３７０Ｗの電力を供給し、ブロワに７３０Ｗの電力を供給して、ジェット気流を形成した。また待機中、ブロワ３を停止し、シーズヒータに１１００Ｗの電力を供給した。このとき、シーズヒータを用いた従来式の手乾燥装置において、シーズヒータの温度、噴出されるジェット気流の温度（噴出温度）および吸い込まれる外気の温度（吸気温度）の経時的変化を測定し、図２６のグラフを得た。同様に、この従来式の手乾燥装置において、シーズヒータの温度を２００℃で安定させた後、１回目、５回目、６０回目の作動時に、作動中の１０秒間において変動する吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）を測定し、図２７のグラフを得た。【００７５】
一方、本発明のＩＨヒータを用いた手乾燥装置１において、待機中のＩＨヒータは、予熱処理のため、ステンレス板３０の温度が１２０℃に維持されるように高周波電流が供給され、ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータでは４８Ｗ、ＳＵＳ３０４ステンレス板を用いたＩＨヒータでは６０Ｗの電力を要した。なお、高周波電流を供給する回路による電力損失は、これらに含まれていない。また比較例として、ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータに直流電流を供給して、ステンレス板の温度を１２０℃に維持したとき、８２Ｗの電力が必要であった。【００７６】
これらの手乾燥装置１に対し、従来式のシーズヒータを採用した手乾燥装置について説明したのと同様の１０秒間の作動および１０秒間の待機を反復させる動作試験を行った。すなわち、作動中および待機中のＩＨヒータには、電流供給回路による電力損失を差し引いて、それぞれ３０４Ｗおよび９４５Ｗの高周波電力を供給した。【００７７】
こうして、ＳＵＳ４３０ステンレス板３０を用いたＩＨヒータ４に高周波電流を供給したとき、ＩＨヒータ４の中央に（一端から１０個目に）配置されたヒータセル１４の温度（ＩＨヒータ温度（中央））、ＩＨヒータ４の端に（一端から１個目に）配置されたヒータセル１４の温度（ＩＨヒータ温度（端））、噴出されるジェット気流の温度（噴出温度）および吸い込まれる外気の温度（吸気温度）の経時的変化を示す図２８のグラフを得た。また、ＳＵＳ４３０ステンレス板３０を用いたＩＨヒータ４に高周波電流を供給した手乾燥装置において、図２７と同様、予熱処理後、１回目、５回目、６０回目の作動時に、吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）が作動中の１０秒間で変化する様子を示す図２９を得た。【００７８】
また、ＳＵＳ３０４ステンレス板３０を用いたＩＨヒータ４に高周波電流を供給した手乾燥装置に関し、図２８および図２９と同様のグラフである図３０および図３１を得た。さらに、ＳＵＳ４３０ステンレス板３０を用いたＩＨヒータ４に直流電流を供給した場合（比較例）において、図３２および図３３のグラフを得た。【００７９】
図２６〜図３３を参照して、従来式のシーズヒータを採用した手乾燥装置、ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板を用いた高周波電源が供給された本発明に係るＩＨヒータ４を採用した手乾燥装置１、ならびにＳＵＳ４３０ステンレス板３０を用いた直流電源が供給されたＩＨヒータ４を採用した手乾燥装置について比較検討する。【００８０】
予熱処理後１回目の作動時において、吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）は、従来式の手乾燥装置が最も小さく、作動して３秒後に１５Ｋに、１０秒後に１９Ｋに達した（図２７）。一方、本発明に係るＩＨヒータ４を採用した手乾燥装置１によれば、吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）は、作動して１〜２秒後に３０Ｋに達し、その後やや下降し１０秒後には２７〜２８Ｋとなった。このように、予熱処理後１回目の作動時における従来式の手乾燥装置による温度上昇は、本発明に係る手乾燥装置１より小さい。これは、シーズヒータから蓄熱放熱フィンを介して空気へ熱が伝達する効率が十分でなく、待機時のシーズヒータの温度を非常に高く（２００℃）維持しておく必要があるところ、従来式の手乾燥装置が手乾燥機装置本体とシーズヒータを含む別体の加熱装置とからなり、待機中、手乾燥機装置本体と加熱装置の間に設けられた蓋が閉じて、シーズヒータの熱から手乾燥機装置本体を保護するため、手乾燥機装置本体内の空気が暖められていないためである。これに対し、本発明に係るＩＨヒータ４を採用した手乾燥装置１によれば、渦電流により加熱されたステンレス板３０は、流路４０に流れる空気と直接的に接しているので、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。これにより、本発明に係るＩＨヒータ４は、予熱温度を従来式の手乾燥装置より低く（例えば１２０℃に）設定して、エネルギ消費を実質的に削減することができる。【００８１】
次に、予熱処理後５回目および６０回目の作動時における吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）を比較する。５回目の作動時における温度上昇は、シーズヒータを用いた従来の手乾燥装置では約２２〜２４Ｋ、ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板を用いた、高周波電流が供給された手乾燥装置１ではそれぞれ約２７〜２８Ｋおよび約２６〜２７Ｋ、ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いた直流電源が供給された手乾燥装置では約２４Ｋであった。【００８２】
同様に、予熱処理後６０回目の作動時における温度上昇は、シーズヒータを用いた従来の手乾燥装置では約２３Ｋ、ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板を用いた、高周波電源が供給された手乾燥装置１ではそれぞれ約２４Ｋおよび約２２Ｋ、ＵＳ４３０ステンレス板を用いた直流電源が供給された手乾燥装置では約１７〜１８Ｋであった。【００８３】
このように、本発明のＩＨヒータ４、とりわけＳＵＳ４３０を用いたＩＨヒータ４は、従来式のシーズヒータに供給される電力より小さい電力を供給したにも拘わらず、シーズヒータと同等またはそれ以上の温度上昇が得られた。すなわち、本発明に係るＩＨヒータ４を採用した手乾燥装置は、従来品に比してより高い熱変換効率を有する。ただし、ＩＨヒータ４にＳＵＳ４３０を用いて直流電流を供給した場合は、予熱処理後６０回目の作動時における温度上昇は約１７〜１８Ｋであり、従来式の手乾燥装置より劣っていた。【００８４】
上記説明したように、加熱コイル２０から生じるジュール熱（Ｈｃ）に対するステンレス板３０で生じるジュール熱（Ｈｍ）の比をＩＨ電力比率（Ｈｍ／Ｈｃ）と定義して、ＩＨ電力比率と吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）との関係を示す図３４のグラフを得た。具体的には、ＩＨ電力比率は、加熱コイル２０の抵抗値（Ｒｃ）とステンレス板３０の抵抗値（Ｒｍ）の抵抗比（Ｒｍ／Ｒｃ）に比例するので、上記ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板を用いた場合（それぞれ７１．９％および４５．９％）、および直流電源を供給した場合（０％）に対応する点において、予熱処理後１回目、５回目および６０回目の作動時の温度上昇をプロットした。図３４から分かるように、予熱処理後１回目、５回目および６０回目の作動時の温度上昇、すなわちジェット気流の温度は、ＩＨ電力比率に比例して高くなる。【００８５】
予熱により手乾燥装置１内の空気が暖められているため、予熱処理後１回目の作動時の温度上昇は、ＩＨ電力比率が大きくなっても著しく増大することはない。しかし、作動回数が増えるにつれて予熱による影響が希釈され、温度上昇はＩＨ電力比率により大きく依存する。すなわち、ＩＨヒータ４の供給される電力はＩＨ電力比率によらず一定であるので、ＩＨヒータ４全体が発熱する熱量は全て同じであるが、図３４から明らかなように、ＩＨ電力比率が大きくなるほど、噴出されるジェット気流の温度（温度上昇）は高くなる。したがって、本発明に係るＩＨヒータ４は、より効率的に加熱するという文脈においてＩＨ電力比率が大きいほど好ましい。【００８６】
また図３５は、予熱処理後、作動（１０秒間）および停止（１０秒間）を６０回反復したときのＩＨヒータ４のステンレス板３０の表面の平均温度をプロットしたグラフである。図３５から分かるように、高周波電流が供給されたＩＨ電力比率が大きい（７１．９％）ＳＵＳ４３０ステンレス板の平均温度が最も高い状態で推移し、次いで高周波電流が供給されたＳＵＳ３０４ステンレス板（４５．９％）の平均温度が高く、直流電源が供給されたＳＵＳ４３０ステンレス板（０％）の平均温度は低かった。この結果より、本発明に係るＩＨヒータ４は、ステンレス板３０の表面温度を高く維持するという観点からもＩＨ電力比率が大きいほど好ましい。【００８７】
なお、ＩＨ電力比率を大きくするためには、加熱コイル２０の抵抗をより小さくすればよく、そのためには金属薄膜２３の膜厚を大きくして断面積を大きくし、加熱コイル２０の巻き数を少なくして、全体の配線長さを短くし、あるいは金属薄膜２３を比抵抗の小さい材料を用いて形成してもよい。また、透磁率がより高い、または体積抵抗率がより大きい金属材料を用いて、ステンレス板３０を形成することにより、ＩＨ電力比率を大きくすることができる。【００８８】
上述のＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板を用いたＩＨヒータ４において、これらのステンレス板３０を予備加熱時に１２０℃に維持するために必要な予備電力は、それぞれ４８Ｗおよび６０Ｗであり、直流電源が供給されるＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータ４の予備電力は、８２Ｗであった。図３６は、これらのＩＨ電力比率と予備電力との関係を示すグラフである。図３６から明らかなように、ＩＨヒータ４の予備電力はＩＨ電力比率に対して直線的に小さくなる。すなわち、本発明に係るＩＨヒータ４は、ステンレス板３０を所定温度に予備加熱するために必要な予備電力を小さくして、消費エネルギを削減するという点においてもＩＨ電力比率が大きいほど好ましい。【００８９】
なお、上記説明において、上述のＩＨヒータ４のステンレス板３０は、０．６ｍｍまたは１ｍｍの厚みを有し、待機時において加熱コイル２０により加熱されて蓄熱するように構成されているが、より厚く形成すると蓄熱作用が大きくなり、作動時に加熱コイル２０に供給される電力を小さくすることができる。他方、手乾燥装置の電源容量に制限がなく、作動時に加熱コイル２０に供給できる電力を十分に大きくすることができる場合、ステンレス板３０の厚みをより薄くして、予備加熱を行わず、ステンレス板３０の表面温度をより迅速に上昇させることができる。ただし、ステンレス板３０に誘起される渦電流は、表面近くの「浸透の深さ（δ＝5030×√（ρ／μｆ）；ρは抵抗率，μは比透磁率，ｆは電流周波数）」と呼ばれる領域に集中して分布し、ステンレス板３０が浸透の深さより薄くすると漏れ磁束が生じて発熱効率が低下する。したがって、予備加熱を行わず、作動時に加熱コイル２０に供給できる電力を十分に大きくすることができる場合であっても、ステンレス板３０は浸透の深さより厚くすることが好ましい。なお上式に基づき、浸透の深さ（δ）は、高周波電流の周波数が高いほど、ステンレス板３０の抵抗率が小さいほど、あるいはステンレス板３０の比透磁率が大きいほど小さくなる。よって、周波数の高い高周波電源を用いるか、抵抗率が大きく、または比透磁率が小さいステンレス板３０を用いることにより、浸透の深さを浅くすると共に、ステンレス板３０を薄くして、予備加熱を行わず、ステンレス板３０の表面温度をより迅速に上昇させることができる。【００９０】
以上の実施の形態および実施例において、本発明に係るＩＨヒータを備えた手乾燥装置についてこれまで説明してきたが、このＩＨヒータは、暖房装置や乾燥装置などのその他の温風発生装置としても同様に用いることができる。また本発明は、実施の形態および実施例に限定して解釈されるべきではなく、添付されたクレームにより定義されるものであり、当業者にとって明らかな変形および変更は、本発明の精神と範疇から逸脱することなく、本発明に含まれるものと理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月28日(2009.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温風発生装置およびこれを用いた手乾燥装置に関し、とりわけ電磁誘導による加熱方式を採用した温風発生装置およびこれを用いた手乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手乾燥装置は、洗浄後の手を衛生的に乾燥させる装置として、公共施設やオフィスなど多数の人が利用する洗面所に広く普及している。手乾燥装置には風速が低い温風を広い吐出口から吹き出して、洗浄後の手に付着した水滴を蒸発させて乾燥する温風タイプと、小さなノズルから風速の高い空気流（ジェット気流）を噴出して手に付着した水滴を吹き飛ばすジェットタイプがある。さらにジェットタイプの手乾燥装置の中には、手を乾燥する時間を短縮するとともに、冷たいジェット気流に曝されることによる使用者の不快感を取り除くために、ヒータを用いて噴出される気流を予め加熱するものが市販されている。このように温風タイプおよびジェットタイプの両方の手乾燥装置において、空気を加熱するためのヒータが広く使用されている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示された従来式の手乾燥装置は、概略、吸気口および送気口を有する加熱装置と、加熱装置の送気口に接続された吸込口を有し、その上方に配設された手乾燥装置本体とからなり、手乾燥装置本体内に配設された高圧空気流発生装置により、空気が加熱装置の吸気口から吸気され、加熱装置で加熱され、そして手乾燥装置本体内に吸い込まれる（特に図１参照）。
【０００４】
特許文献１の手乾燥装置において、加熱装置は、シーズヒータおよびこれに間隙なく密着した比熱の大きいアルミニウム金属などからなる蓄熱放熱フィンを備える。シーズヒータは、ユーザが手乾燥装置を使用していない間、すなわち高圧空気流発生装置が作動していない待機中において電力が供給されて発熱する。シーズヒータからの熱は、蓄熱放熱フィンに蓄熱され、蓄熱放熱フィンを介して加熱された空気が加熱装置内に蓄えられる。そしてユーザが手乾燥装置を使用するとき、シーズヒータへの電力供給が停止され、高圧空気流発生装置が作動することにより、加熱装置内に蓄えられた加熱された空気が手乾燥装置本体内に吸い込まれるとともに、加熱装置の吸気口から吸気された空気が順次蓄熱放熱フィンを介して加熱され、同様に手乾燥装置本体内に供給される。
【０００５】
また特許文献２に記載の手乾燥装置では、別の加熱機構を有するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータが、送風手段としての高速ブロワと噴出ノズルの間に設けられている。手乾燥装置の処理空間内に使用者の手が挿入されたことがセンサで検出されると、高速ブロワおよびＰＴＣヒータが電力供給され、手乾燥装置の吸込口から吸い込まれた空気が高速ブロワおよびＰＴＣヒータを経由して加熱され、温風が噴出ノズルより送風される。そして使用者が処理空間から手を引っ込めると、高速ブロワおよびＰＴＣヒータは停止する。
【０００６】
さらに特許文献３に記載の手乾燥装置は、空気取入口付近に配設された平板状ヒータを備えており、この平板状ヒータは、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のセラミックスまたは金属などの材料で構成された平板状の基体と、その上に設けられた厚みが５ｍｍ以下の抵抗発熱体とからなる。手乾燥装置の手挿入部に使用者の手が挿入されたことをセンサで検知すると、平板状ヒータおよび高圧空気流発生装置であるブロワが作動して、空気取入口から流入した空気流が平板状ヒータにより加熱される。
【０００７】
また特許文献４によれば、温かい洗浄用ミストをダクトから噴出して手を洗浄した後、高速空気流を供給して手を乾燥させる手洗浄乾燥装置が開示されている。この手洗浄乾燥装置において、洗浄用ミストを加熱する加熱手段として、高周波誘導加熱器、電気ヒータ、セラミックヒータまたはガスヒータが採用され得ることが教示されている。また高速空気流を例えば５０〜８０℃の所定温度に加熱する手段としても、別の高周波誘導加熱器、電気ヒータ、セラミックヒータまたはガスヒータを用いることができると記載されている。ただし特許文献４は、これらの加熱手段の具体的な構成について何ら記載も示唆もするものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−７５９１５号公報
【特許文献２】特開２００６−１８７４３５号公報
【特許文献３】特開２００５−３４２７２号公報
【特許文献４】特開２０００−６０７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された手乾燥装置は、上述のとおり、高圧空気流発生装置が作動していない待機中に電力供給されたシーズヒータからの熱は、蓄熱放熱フィンに蓄熱され、蓄熱放熱フィンを介して加熱された空気が加熱装置内に蓄えられる。すなわち、高圧空気流発生装置が作動しているときはシーズヒータへの電力供給が停止される。したがって、高圧空気流発生装置を駆動するために要する電力と、シーズヒータを加熱するために要する電力とが同時に供給されることはないので、手乾燥装置の電源容量を大きくする必要はないが、待機時でも常に加熱装置のシーズヒータに電力を供給し続けなければならないので、待機時の消費電力を抑制できないという問題点があった。
【００１０】
また、手乾燥装置が使用される前において、加熱された空気が加熱装置内にすでに蓄えられているので、手乾燥装置が使用されると直ちに温かい空気が噴出され、これは使用者にとって極めて快適である。しかしながら、この手乾燥装置が極めて頻繁に使用される場合、手乾燥装置の待機状態よりも作動状態の時間が長くなって、待機状態に十分な熱量を蓄積できなくなり、ジェット気流の温度が低下するといった課題があった。
【００１１】
さらに、シーズヒータは、一般に、絶縁体で被膜された発熱導体を有し、空気は発熱導体により加熱された絶縁体を介して加熱されるので、発熱導体から空気に至るまでの熱抵抗が大きく、すなわち熱伝導性に劣る。したがって、シーズヒータを用いた手乾燥装置は、大容量の加熱された空気または蓄熱放熱フィンに十分な熱を蓄積し、また高温となる加熱装置から手乾燥装置本体の構成部品を保護する必要があるために、手乾燥装置本体とは別体の加熱装置を設けなければならず、これは手乾燥装置の小型化を阻害する一因でもあった。
【００１２】
特許文献２に開示された手乾燥装置によれば、使用者が手乾燥装置の処理空間内に手を挿入すると、高圧空気流発生装置およびＰＴＣヒータの両方に電力が供給され、待機時にはＰＴＣヒータに電力は供給されないので、待機時にＰＴＣヒータで消費される電力を削減できるといった利点が得られる。しかしながら、ＰＴＣヒータはその温度により抵抗値が変化するため、とりわけ高速ブロワの風に曝されたときＰＴＣヒータの抵抗値が増大して、ＰＴＣヒータに十分な電力が供給されず、継続して使用するにつれ、温風の温度が低下する傾向があった。
【００１３】
さらに特許文献３に記載された手乾燥装置は、上述のように、熱伝導率の高いセラミックスや金属の基体上に設けられた抵抗発熱体を有し、ＰＴＣヒータのように空気流の温度が変化することなく、高圧空気流発生装置であるブロワの作動と同時にヒータに電力を供給しても、１〜２秒でヒータが昇温され、２〜３秒以内で７０℃の温風を安定供給することができる。ただし、そのためには平板状ヒータの表面積を十分に大きくする必要があるが、平板状ヒータの構造が複雑であるため、その生産コストが高いという課題があった。
【００１４】
なお特許文献４は、洗浄用ミストまたは高速空気流を加熱する手段として、高周波誘導加熱器、電気ヒータ、セラミックヒータまたはガスヒータを用いた手洗浄乾燥装置を示唆しているが、上述のとおり、各加熱手段の具体的な構造および使用方法を一切記載も示唆もしていない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の１つの態様に係る温風発生装置は、導電材料からなる誘導コイル、および前記誘導コイルに隣接して配設された少なくとも１つの被加熱体により構成されたヒータと、前記被加熱体を加熱するために、前記誘導コイルに高周波電流を供給する電源と、前記被加熱体との間に少なくとも１つの流路を形成する外枠と、前記流路内に気流を形成する送風機とを備え、前記流路内の空気が前記被加熱体により加熱されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の１つの態様に係る温風発生装置によれば、高周波電流を供給することにより、誘導コイルに隣接して配設された被加熱体を加熱し、被加熱体が流路を流れる空気と直接的に接しているので、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施の形態１による手乾燥装置を示す側面図である。
【図２】実施の形態１のＩＨヒータの具体的構造を示す斜視図である。
【図３】図２の破線で示した一部を拡大した拡大斜視図である。
【図４】実施の形態１のＩＨヒータの回路配線図である。
【図５】（ａ）は実施の形態１の加熱コイルの具体的構造を示す斜視図、（ｂ）はその正面図、および（ｃ）は図５（ｂ）のVC-VC線から見た断面図である。
【図６】加熱コイルに高周波電流を供給するための駆動回路図である。
【図７】加熱コイルに供給される交流電流を示す波形図である。
【図８】実施の形態２のＩＨヒータのＸ−Ｙ平面で切断された断面図である。
【図９】図８に示すＩＨヒータの１つのヒータセルの分解図である。
【図１０】図８と同様の断面図であって、導電線が２重に捲回されている。
【図１１】図９と同様の分解図であって、導電線が２重に捲回されている。
【図１２】実施の形態３のＩＨヒータのＸ−Ｙ平面で切断された断面図である。
【図１３】図１２に示すＩＨヒータの１つのヒータセルの分解図である。
【図１４】実施の形態３の変形例によるＩＨヒータの断面図である。
【図１５】実施の形態４のＩＨヒータのＸ−Ｙ平面で切断された断面図である。
【図１６】図１５に示すＩＨヒータの一部を示す分解図である。
【図１７】実施の形態４の変形例によるＩＨヒータの断面図である。
【図１８】実施の形態４の別の変形例によるＩＨヒータの断面図である。
【図１９】実施の形態５のＩＨヒータの斜視図である。
【図２０】実施の形態５の変形例によるＩＨヒータの斜視図である。
【図２１】実施の形態５の別の変形例によるＩＨヒータのＸ−Ｙ平面で切断された断面図である。
【図２２】図２１に示すＩＨヒータの一部破断斜視図である。
【図２３】実施の形態１〜５の変形例による金属板および金属管のＸ−Ｙ平面で切断された断面図である。
【図２４】実施の形態６による手乾燥装置を示す側面図である。
【図２５】図２４に示す、噴出ノズルを含むハウジングの一部拡大図である。
【図２６】シーズヒータを用いた従来式の手乾燥装置に関し、シーズヒータの温度、噴出されるジェット気流の温度（噴出温度）および吸い込まれる外気の温度（吸気温度）の経時的変化を示すグラフである。
【図２７】シーズヒータを用いた従来式の手乾燥装置に関し、予熱処理後、１回目、５回目、６０回目の作動時において、吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）が作動中の１０秒間で変化する様子を示すグラフである。
【図２８】ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、高周波電流を供給した場合の図２６と同様のグラフである。
【図２９】ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、高周波電流を供給した場合の図２７と同様のグラフである。
【図３０】ＳＵＳ３０４ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、高周波電流を供給した場合の図２６と同様のグラフである。
【図３１】ＳＵＳ３０４ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、高周波電流を供給した場合の図２７と同様のグラフである。
【図３２】ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、直流電流を供給した場合の図２６と同様のグラフである。
【図３３】ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータを採用した本発明の手乾燥装置に関し、直流電流を供給した場合の図２７と同様のグラフである。
【図３４】ＩＨ電力比率と吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）との関係を示すグラフである。
【図３５】予熱処理後、作動および停止を６０回反復したときのＩＨヒータのステンレス板の表面の平均温度をプロットしたグラフである。
【図３６】ＩＨ電力比率と予備電力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明に係る手乾燥装置の実施形態を説明する。以下の実施形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」、「Ｚ方向」、「上方」または「下方」など）を適宜用いるが、これらは説明のためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものでない。また、各添付図面において、同様の構成部品は同様の参照符号を用いて図示されている。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１による手乾燥装置１を示す側面図である。実施の形態１の手乾燥装置１は、概略、ハウジング２と、高圧空気を発生する高圧空気発生装置であるブロワ３と、空気を加熱するための誘導加熱装置（Induction Heating Apparatus）である誘導加熱ヒータ（以下、単に「ＩＨヒータ」という。）４と、ブロワ３およびＩＨヒータ４などを制御するための制御回路５とを備える。
【００２０】
またハウジング２は、周辺空気を取り込むための吸気口６と、ＩＨヒータ４で加熱された空気を外部に噴出する複数の噴出口（噴出ノズル）７と、吸気口６と噴出口７の間を流体連通するダクト８（図１の破線）とを備えている。ＩＨヒータ４およびブロワ３はダクト８内に配置され、ダクト８は、後述するＩＨヒータ４の流路と連通している。ハウジング２は、手挿入空間９を形成し、ここで使用者の手を噴出口７から噴出されるジェット気流によりを乾燥することができ、さらに使用者の手が手挿入空間９に挿入されたか否かを検出するハンドセンサ（図示せず）が設けられている。ハンドセンサは、例えば赤外線ＬＥＤとホトダイオードなどの当業者にとって明らかな任意の適当なセンサであってもよく、制御回路５と通信するように構成されている。
【００２１】
このように構成された手乾燥装置１において、ハンドセンサは、使用者の手が手挿入空間９に挿入されたことを検出すると、制御回路５に検出信号を送信し、制御回路５はブロワ３およびＩＨヒータ４を作動させる。ブロワ３およびＩＨヒータ４が作動すると、周辺空気は、図１の矢印で示すように、吸気口６からダクト８内に吸い込まれ、ダクト８と連通する流路内の空気がＩＨヒータ４により加熱され、加熱された空気が分岐されたダクト８を介してジェット気流となって噴出口７から噴出される。同様に、ハンドセンサが使用者の手を検出しなくなると、制御回路５は、ＩＨヒータ４およびブロワ３を停止するように制御する。
【００２２】
噴出ノズル７から噴出されるジェット気流は、５０〜１２０ｍ／ｓの風速を有し、使用者の手に付着した水滴を吹き飛ばす。また、ジェット気流はＩＨヒータ４により加熱されているので、周辺空気の温度が低いときでも、使用者に不快感を与えることがなく、手に付着した水滴の蒸発を促進し、乾燥時間を短縮することができる。なお図示しない温度センサを用いて周辺空気の温度を検出し、制御回路５は、使用者が快適と感じるジェット気流の所定温度に達するようにＩＨヒータ４の出力を制御するように構成してもよい。
【００２３】
図２は、実施の形態１に係るＩＨヒータ４の具体的な構造を示す斜視図であり、図３は、図２の破線で示した一部を拡大した斜視図である。ＩＨヒータ４は、図２に示すように、Ｚ方向に貫通する開口部１２を有する外枠１０と、Ｙ−Ｚ平面に実質的に平行に配置された複数（図１では１５個の）のヒータセル１４とを有する。各ヒータセル１４は、図３に示すように、加熱コイル（誘導コイル）２０と、これを挟持する一対の金属板（被加熱体）３０とからなる。図３は、最も右側に示したヒータセル１４の右側の金属板３０を省略して図示している。このとき、隣接するヒータセル１４の金属板３０と外枠１０（図３では図示せず）との間に、Ｚ方向に延びる複数の流路４０が形成され、流路４０はダクト８を介してハウジング２の吸気口６および噴出口７に連通している。
【００２４】
加熱コイル２０は、制御回路５を介して高周波電流が供給されると、交流電流を受けて高周波磁界を形成し、金属板３０は、高周波磁界により内部で生じた渦電流により発熱する。発熱した金属板３０は、流路４０内に流れる空気と直接的に接しているので、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。
【００２５】
上述のとおり、ブロワ３が作動すると、ヒータセル１４の間の流路４０に高速の気流が形成され、加熱コイル２０に高周波電流が供給されると、金属板３０が発熱して、金属板３０に面した流路４０内の空気が加熱される。なお、各流路４０の幅（隣接するヒータセル１４の間隔）は、圧損が増大して気流の風速が低下しないように設計する必要があり、この実施形態のＩＨヒータ４では、約１ｍｍ〜５ｍｍ、好適には約３ｍｍとなるように構成されている。
【００２６】
加熱コイル２０は、任意の導電性材料で構成されるが、金属板３０とは電気的に絶縁されている。隣接する３つのヒータセル１４の加熱コイル２０は並列に接続されており、図３の一方の端子２２ａは、図２に示す外枠１０上に取り付けられた配線板１６の上方にある配線端子１７ａに接続され、他方の端子２２ｂは、配線板１６の下方にある配線端子１７ｂに接続されている。また、配線板１６の複数の配線端子１７ａ，１７ｂは直列に接続されており、ＩＨヒータ４は、図４の回路図ように並列に接続された３つの加熱コイル２０からなる組を、５組直列にして配線され、外部端子１８ａ，１８ｂを介して制御回路５に電気的に接続されている。
【００２７】
実施の形態１による加熱コイル２０は、より具体的には、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂からなる基板２３と、その上に銅などの金属からなる渦巻状にパターン形成された薄膜（導電層）２４とを有する。また加熱コイル２０は、金属板３０から電気的に絶縁し、熱的に保護するために、金属薄膜２４上にポリプロピレン樹脂膜２５およびガラスエポキシ樹脂膜２６を有する（図５（ｃ））。なお、金属薄膜２４、ポリプロピレン樹脂膜２５およびガラスエポキシ樹脂膜２６は、基板２３の両面上に形成され、加熱コイル２０を挟持する一対の金属板３０を効率的に加熱することが好ましい（ポリプロピレン樹脂膜２５は図面を理解しやすくするためにハッチングを省略した。）。このとき図５（ｃ）において、基板２３の両面に設けられた金属薄膜２４が互いに電気的に接続されるように、基板２３および金属薄膜２４の中心付近において、金属めっき加工された貫通孔２７が設けられている。こうして電流は、基板２３の表面側に設けた端子２８ａから金属薄膜２４、貫通孔２７、裏面側の金属薄膜２４および端子２８ｂを流れる。なお、基板２３の両面に設けられた金属薄膜２４は、形成される磁界の方向を一致させるために、その渦巻方向が互いに逆方向（時計方向および反時計方向）となるようにパターン形成されている。
【００２８】
なお、これに限定するものではないが、金属板３０の寸法は６０ｍｍ×６０ｍｍ×０．６ｍｍであってもよく、加熱コイル２０の基板２３、金属薄膜２４、ポリプロピレン樹脂膜２５およびガラスエポキシ樹脂膜２６の厚みは、それぞれ４００μｍ、１０５μｍ、１００μｍおよび１００μｍであってもよい。
【００２９】
また金属板３０を構成する材料は、加熱コイル２０により加熱されるものであれば任意の材料であってもよいが、ステンレス板であることが好ましく、中でもＪＩＳ（Japanese Industrial Standard）規格で規定されたステンレス鋼板ＳＵＳ４３０は、腐食しにくく、透磁率が高く、しかも安価であるので特に好ましい。金属板３０は、他にも鉄板や珪素鋼板、ニッケル板、パーマロイ板などであってもよく、鉄板や珪素鋼板は安価で透磁率が高いため有用であるが、腐食しやすいので、適宜、熱伝導率が大きく非腐食性の金属をめっき処理するか、あるいは塗装処理するなどして表面処理することが好ましい。
【００３０】
表面処理を行った場合、電磁誘導加熱によって発熱する鉄板などの金属板３０は、流路４０を通る流体に直接的に接しないことになるが、金属めっきまたは塗装の膜厚が十分薄ければ、熱伝導性に悪影響を与えることはない。同様に、熱伝導の小さい樹脂を鉄板などの金属板３０に被膜してもよい。また金属板３０は、非磁性のステンレス板や銅板、アルミニウム板など非磁性の金属でもよく、非磁性材料の場合であっても周波数を高くするなど駆動条件を適宜調整することにより加熱することができる。
【００３１】
図６は、加熱コイル２０に高周波電流を供給するための駆動回路図である。加熱コイル２０は、直列に接続されたインダクタンスＬｓおよび抵抗Ｒｓの等価回路で表され、図６の破線で囲んだ部分に相当する。なお、上述のように、ＩＨヒータ４は複数の加熱コイル２０を用いて構成してもよく、上記インダクタンスＬｓおよび抵抗Ｒｓは、ＩＨヒータ４の複数の加熱コイル２０の全体のインダクタンスおよび抵抗を表すものとする。そして加熱コイル２０は、これに並列に接続されたキャパシタＣ１とともにＬＣ共振回路を構成し、互いに逆方向に並列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子３１およびＦＷＤ（Free Wheel Diode）素子３２と直列に接続されている。通常の家庭用電源３４（交流電圧：１００Ｖまたは２００Ｖ）からの電流がダイオードブリッジなどの整流回路（ＡＣ／ＤＣコンバータ）３６で直流電流に整流され、直流電流がキャパシタＣ２により平滑化される。加熱コイル２０に供給される直流電流は必ずしも平滑化される必要はなく、図示しない全波整流または半波整流された電源あるいは直流電源から直接、加熱コイル２０に電源供給してもよい。
【００３２】
ＩＧＢＴ素子３１は、制御回路５からの矩形波のゲート制御信号３３によりＯＮ−ＯＦＦスイッチングする。ＩＧＢＴ素子３１がＯＮ状態のとき、整流回路３６およびキャパシタＣ２からの直流電流は、加熱コイル２０に供給され、すなわちインダクタンスＬｓ、抵抗ＲｓおよびＩＧＢＴ素子３１を流れる。ＩＧＢＴ素子３１がＯＦＦ状態になったとき、インダクタンスＬｓは電流を流し続けようとするので、キャパシタＣ１を含む閉ループに電流が流れ、キャパシタＣ１を充電する。そしてキャパシタＣ１の電圧が上昇し、インダクタンスＬｓを流れる電流が減少し、やがてキャパシタＣ１からの放電電流がインダクタンスＬｓおよび抵抗Ｒｓに逆方向に流れる。その後再び、ＩＧＢＴ素子３１がＯＮ状態に切り換わると、順方向の電流がインダクタンスＬｓおよび抵抗Ｒｓに流れる。こうしたＩＧＢＴ素子３１のスイッチング動作を反復させることにより、図７に示すような鋸歯状の交流電流を加熱コイル２０に流すことができる。上述のとおり、加熱コイル２０は、交流電流を受けて高周波磁界を形成し、金属板３０は、高周波磁界により内部で生じた渦電流により発熱する。発熱した金属板３０は、加熱すべき流路４０内の空気に直に接しているので、極めて有効に、かつ応答性よく空気を加熱することができる。
【００３３】
ＩＧＢＴ素子３１に入力される駆動信号は、使用される加熱コイル２０のインダクタンスＬｓおよび抵抗Ｒｓや、キャパシタＣ１の静電容量、発振周波数、電源電圧、期待されるＩＨヒータ４の出力熱量および回路構成などに基づいて適宜調整することができる。換言すると、期待されるＩＨヒータ４の出力熱量に応じて、ＩＧＢＴ素子３１の駆動条件を調整することができる。例えば、図４に示すように隣接する３つの加熱コイル２０を並列接続した組を５組直列に接続して構成されたＩＨヒータ４において、各加熱コイル２０のインダクタンスＬｓが３３μＨ、抵抗Ｒｓが３ｍΩ、キャパシタＣ１の静電容量が０．３μＦ、発振周波数が２０ｋＨｚ（周期５０μｓ）、ＩＧＢＴ素子３１に入力される駆動信号のＯＮ時間が３７μｓで、ＯＦＦ時間が１３μｓであるとき、電源電圧１００Ｖを用いて、約１ｋＷの消費電力（出力熱量）を得ることができる。ＩＨヒータ４で消費される電力は、整流回路３６から出力される直流電圧を制御することにより調整することができるが、好適にはＩＧＢＴ素子３１のＯＦＦ時間を固定して、ＯＮ時間を調整することにより容易に制御することができる。
【００３４】
なお、ＩＨヒータ４の駆動回路は、これに限定されるものではなく、ハーフブリッジ回路やフルブリッジ回路を用いたものでもよく、各種誘導加熱装置で用いられている駆動回路を用いることができる。
【００３５】
実施の形態２．
図８〜図１１を参照しながら、本発明に係る手乾燥装置の実施の形態２について説明する。実施の形態２の手乾燥装置１は、ＩＨヒータ４の構造以外は実施の形態１と同様であるので、重複する内容については説明を省略する。
【００３６】
図８は、実施の形態２のＩＨヒータ４のＸ−Ｙ平面で切断された断面図であり、図９は、各ヒータセル１４の分解図である。図８に示すＩＨヒータ４は、実施の形態１と同様、Ｚ方向に貫通する開口部１２を有する外枠１０と、Ｙ−Ｚ平面に実質的に平行に配置された４つのヒータセル１４とを有する。各ヒータセル１４は、加熱コイル（誘導コイル）２０と、これを挟持する一対の金属板（被加熱体）３０とからなる。各加熱コイル２０は、直列に接続されて、制御回路５により駆動される。なお、ヒータセル１４の個数は４つに限定されるものではなく、任意の数のヒータセル１４を直列に接続してもよい。また、実施の形態１のように、複数のヒータセル１４を並列に接続した組を、複数組（例えば５組）直列に接続してもよい。
【００３７】
実施の形態２の流路４０は、実施の形態１と同様、隣接するヒータセル１４および枠体１０の間に形成され、隣接するヒータセル１４の間隔は約１ｍｍ〜５ｍｍ、好適には約３ｍｍとなるように構成され、加熱コイル２０は、Ｙ−Ｚ平面に実質的に平行に形成されている。
【００３８】
しかし実施の形態２の各加熱コイル２０は、実施の形態１とは異なり、図８および図９に示すように、一対の金属板３０の間において、絶縁膜で被膜された導電線４２をヒータセル１４の中心部まで延伸させた後、その周囲を捲回することにより形成される。絶縁膜で被膜された導電線４２は、任意のものを利用することができるが、エナメル線やホルマル線であってもよい。
【００３９】
また加熱コイル２０と金属板３０とを確実に絶縁するために、図示しない絶縁シートまたは空間を設けてもよい。さらに金属板３０は、実施の形態１と同様、ステンレスの他、鉄、銅またはアルミニウム等の金属材料を用いて形成してもよい。
【００４０】
一般に、本発明に係るＩＨヒータ４（ヒータセル１４）で消費される電力は、加熱コイル２０自体から生じるジュール熱（Ｈｃ）と、金属板３０で生じるジュール熱（Ｈｍ）に変換される。ここで、全ジュール熱（Ｈｃ＋Ｈｍ）に対する金属板３０で生じるジュール熱（Ｈｍ）の割合｛Ｈｍ／（Ｈｃ＋Ｈｍ）｝をＩＨ電力比率と定義すると、ＩＨ電力比率は、加熱コイル２０の抵抗値（Ｒｃ）と金属板３０の抵抗値（Ｒｍ）で表される抵抗比率｛Ｒｍ／（Ｒｃ＋Ｒｍ）｝に比例する。すなわち、加熱コイル２０自体から生じるジュール熱（Ｈｃ）を極力抑え、金属板３０で生じるジュール熱（Ｈｍ）を最大化して、流路４０内の流体を効率よく加熱するためには、ＩＨ電力比率または抵抗比率｛Ｒｍ／（Ｒｃ＋Ｒｍ）｝が極力大きくなるように、加熱コイル２０および金属板３０を適宜設計する必要がある。
【００４１】
上記のように、加熱コイル２０を絶縁膜で被膜された導電線４２を捲回することにより形成した場合、導電線４２の断面積を容易に大きくして、加熱コイル２０の抵抗値を小さくすることができる。これに対し、実施の形態１による加熱コイル２０の抵抗値を小さくするためには金属薄膜２４を厚く形成する必要があるが、こうした金属薄膜２４は加工しにくい。したがって、実施の形態２による加熱コイル２０は、実施の形態１より簡便な構成を用いて、ＩＨ電力比率を大きくして、より効率的に流路４０内の空気を加熱することができる。例えば、直径約１ｍｍの銅線を２５ターン捲回して加熱コイル２０を作製したとき、加熱コイル２０のＩＨ電力比率は、実施の形態１では７１．９％であったものが、実施の形態２では９８％まで改善することができる。
【００４２】
なお、実施の形態２による加熱コイル２０は、Ｙ−Ｚ平面において円形などの任意の平面形状を有していてもよいが、金属板３０の面全体が発熱して、金属板３０と空気の接触面積を最大化するために、金属板３０と同様の平面形状を有することが好ましい。
【００４３】
さらに、実施の形態２による加熱コイル２０は、図８および図９では導電線４２を１重に捲回したが、図１０および図１１に示すように２重に捲回してもよい。
【００４４】
実施の形態３．
図１２〜図１４を参照しながら、本発明に係る手乾燥装置の実施の形態３について説明する。実施の形態３の手乾燥装置１は、各ヒータセル１４の構成以外は実施の形態２と同様であるので、重複する内容については説明を省略する。
【００４５】
図１２は、実施の形態３のＩＨヒータ４の断面図であり、図１３は、各ヒータセル１４の分解図であって、それぞれ図８および図９と同様の図である。実施の形態３のヒータセル１４は、実施の形態２とは異なり、一対の金属板３０の間に支柱４４を設け、その周囲に絶縁膜で被膜された導電線４２を捲回することにより構成される。
【００４６】
実施の形態３のヒータセル１４で採用された支柱４４は、同一材料を用いて一対の金属板３０と一体に成形してもよく、金属板３０とは別の材料を用いて形成した後、一対の金属板３０に、溶接、ねじ止めまたは接着剤などの任意の接続手段を用いて接続してもよい。このように、実施の形態３のヒータセル１４は、裁縫ミシンで用いられるボビンのような形態を有する。
【００４７】
なお、支柱４４が磁性金属からなる場合、加熱コイル２０の交流磁場を受けて支柱４４自体が発熱するが、流路４０を流れる空気に直接的に接していないので、支柱４４の熱の伝達効率は金属板３０より劣る。そこで、加熱コイル２０の交流磁場を受けて、金属板３０がより優先的に発熱するためには、支柱４４は、銅やアルミニウム、樹脂、セラミックなどの非磁性材料で構成されることが好ましい。
【００４８】
また実施の形態３の加熱コイル２０は、実施の形態２と同様、Ｙ−Ｚ平面において円形などの任意の平面形状を有していてもよいが、金属板３０の面全体が発熱して、金属板３０と空気の接触面積を最大化するために、金属板３０と同様の平面形状を有するように形成されることが好ましい。そこで、支柱４４に捲回される導電線４２の平面形状が金属板３０と同様（相似形）の平面形状を有するように、支柱４４も金属板３０と同様の平面形状を有するように成形される。
【００４９】
ところで上記実施の形態において、外枠１０は、任意の材料を用いて形成することができ、また金属板３０の側端部３７（Ｙ方向の両端部、図１２参照）との間に空間やスペーサを設けてもよいが、外枠１０が非磁性体材料で形成された場合や、金属板３０から実質的に離間している場合、加熱コイル２０で生じた磁束（磁界）は、非磁性体の外枠１０内または空間を通ることができず、漏れ磁束が生じる。このとき、加熱コイル２０が生じる交流磁界により金属板３０が発熱する効率が、漏れ磁束により低減する。そこでヒータセル１４は、一対の金属板３０に代わり、図１４に示すように、磁性材料からなり、加熱コイル２０を包囲するように筒状に一体成形された金属管（被加熱体）３８を有していてもよい。これにより、Ｘ−Ｙ平面における漏れ磁束を抑制して、被加熱体３８のより効率的な発熱を支援することができる。なお、上述の一体成形された中空直方体状の被加熱体３８の代わりに、一対の金属板３０の側端部３７を接続する別体の側壁部（図示せず）を設けて、漏れ磁束を抑制してもよい。
【００５０】
実施の形態４．
図１５〜図１７を参照しながら、本発明に係る手乾燥装置の実施の形態４について説明する。実施の形態４の手乾燥装置１は、ＩＨヒータ４の構成以外は実施の形態１と同様であるので、重複する内容については説明を省略する。
【００５１】
図１５は、実施の形態４のＩＨヒータ４のＸ−Ｙ平面で切断された断面図であり、図１６は、ＩＨヒータ４の一部を示す分解図である。図１５および図１６に示すＩＨヒータ４は、概略、Ｚ方向に貫通して延びる流路４０を有する複数（図１５では５つ）の中空の金属管（被加熱体）５０と、Ｙ−Ｚ平面に実質的に平行に配置された複数（図１５では４つ）の加熱コイル２０とを有する。各加熱コイル２０は、直列に電気的に接続されて、制御回路５により駆動される。なお、加熱コイル２０の個数は４つに限定されるものではなく、任意の数の加熱コイル２０を直列に接続してもよい。また実施の形態１および２で示したように、複数の加熱コイル２０を並列に接続したり、並列接続した複数の加熱コイル２０の組を直列に接続したり、あるいは並列接続および直列接続を任意に組み合わせて接続してもよい。このとき、複数の加熱コイル２０により発生する磁場の向きは同一であることが好ましい。また各金属管５０は、Ｙ−Ｚ平面に実質的に平行な平坦面５２を有し、隣接する金属管５０の平坦面５２は、その間に設けられた実施の形態３と同様の支柱４４により連結されている。すなわち、実施の形態４の加熱コイル２０は、実施の形態３と同様、支柱４４の周りに絶縁被膜された導電線４２を捲回することにより形成されている。
【００５２】
実施の形態４のＩＨヒータ４は、実施の形態１とは異なり、金属管５０の中空空間に流路４０が形成されており、外枠１０を必ずしも必要とせず、省略できるので、ＩＨヒータ４をより簡便な構成で安価に製造することができる。また、実施の形態１〜３のＩＨヒータ４が、それぞれ個別に作製された複数のヒータセル１４を外枠１０内に組み込むことにより製造されるのに対し、実施の形態４のＩＨヒータ４は、連結された複数の金属管５０の支柱４４の周りに絶縁被膜された導電線４２を捲回することにより製造されるので、製造が容易で製造コストをよりいっそう削減することができる。
【００５３】
こうして構成されたＩＨヒータ４において、加熱コイル２０に高周波電流が供給されると、磁力線を生じ、金属管５０は、これにより誘起された渦電流が形成されて、発熱する。発熱した金属管５０は、流路４０に流れる空気と直接的に接しているので、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。
【００５４】
また実施の形態４のＩＨヒータ４は、図１７に示すように、Ｘ方向に延び、複数の金属管５０および支柱４４を貫通する貫通固定具５４を有していてもよい。貫通固定具５４は、一般的なねじなどの固定手段（ボルト、ナット）５５を用いて構成され、一連の金属管５０に固定される。こうして、ＩＨヒータ４を機械的に補強するとともに、製造時の組み立て作業性を改善することができる。
【００５５】
さらに、実施の形態４のＩＨヒータ４の被加熱体は金属管５０であるとして説明したが、図１８に示すように、実施の形態１〜３と同様の一対の金属板３０を用いてもよい。このとき、空気が流れる流路４０内にあって貫通固定具５４の周囲にスペーサ５６を別途設けてもよい。必要ならば、スペーサ５６を非磁性材料で形成し、加熱コイル２０の交流磁場により、貫通固定具５４より金属板３０を優先的に発熱させることができる。
【００５６】
実施の形態５．
図１９〜図２３を参照しながら、本発明に係る手乾燥装置の実施の形態５について説明する。実施の形態５の手乾燥装置１は、ＩＨヒータ４の構成以外は実施の形態４と同様であるので、重複する内容については説明を省略する。
【００５７】
図１９は、実施の形態５のＩＨヒータ４の斜視図である。図１９のＩＨヒータ４は、複数（図１９では３つ）のヒータセル１４を有し、各ヒータセル１４は、Ｚ方向に貫通して延びる流路４０を有する中空の金属管（被加熱体）５０と、その外側表面５８の周りに絶縁被膜された導電線４２が捲回された加熱コイル２０とを有する。各ヒータセル１４の導電線４２は、直列に接続されて、電流供給回路（図１９では図示せず）により駆動される。なお、ヒータセル１４の個数は３つに限定されるものではなく、任意の数のヒータセル１４を直列に接続してもよい。また複数のヒータセル１４を並列に接続したり、並列接続および直列接続を任意に組み合わせて接続してもよい。なお各金属管５０は、図１９では直方体形状を有するが、円筒形状等の任意の中空形状を有していてもよい。実施の形態５の電気熱変換器１は、実施の形態４と同様、金属管５０の中空空間に流路４０が形成されており、外枠１０を必ずしも必要とせず、省略することもできる。
【００５８】
こうして構成された実施の形態５のＩＨヒータ４によれば、これまでの実施の形態と同様、加熱コイル２０に高周波電流が供給されると、磁力線を生じ、金属管５０は、これにより誘起された渦電流が形成されて、発熱する。発熱した金属管５０は、流路４０に流れる空気と直接的に接しているので、流路４０内の空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。
【００５９】
なお、図１９に示すＩＨヒータ４の加熱コイル２０は、上から見て、導電線４２を時計方向に捲回することにより形成されているので、図中の矢印で示した方向に電流が流れているとき、各ヒータセル１４は、下がＮ極で上がＳ極の磁性極を有する。しかし、隣接するヒータセル１４の磁束が互いに干渉することを回避するために、隣接するヒータセル１４の磁性極が互いに異ならせることが好ましい。これを実現するために、図２０に示すように、３つの連続するヒータセル１４のうち、中央のヒータセル１４の導電線４２は、金属管５０の外側表面５８に沿って反時計方向に捲回される。すなわち、中央に配置されたヒータセル１４はＮ極が上方に、他の隣接するヒータセル１４はＳ極が上方に形成されるように構成されている。こうして、隣接するヒータセル１４の磁束は互いに干渉することなく、電磁場エネルギを熱エネルギにより効率的に変換可能なＩＨヒータ４を提供することができる。
【００６０】
また、実施の形態５の加熱コイル２０は、その内側に配設された金属管５０を加熱するものであるが、加熱コイル２０により生じる交流磁場は、当然に加熱コイル２０の外側にも形成される。そこで、図２１および図２２に示すように、加熱コイル２０の外側に別の金属管（中空の導体）６０を配設して、加熱コイル２０の外側に形成される交流磁場エネルギを効率的に熱エネルギに変換することが好ましい。また外側金属管、すなわち中空の導体６０は、好適には、加熱コイル２０の内側に設けた金属管５０と同様の金属材料で構成される。このとき、内側金属管５０の内側に形成された内側流路４０と、中空の導体６０の外側にあって、図２１の枠体１０の内側に形成された外側流路４１とが形成される。内側流路４０および外側流路４１に流れる空気は、合流して手乾燥装置１のダクト８内に案内される。こうして、加熱コイル２０で生じる交流磁場を極めて効率的に熱エネルギに変換できるＩＨヒータ４を実現することができる。
【００６１】
なお、これまで説明した実施の形態において、流路４０を形成する面（一対の金属板３０の平坦な表面、金属管５０の内側表面、および中空の導体６０の外側表面）は、気流の圧損を低減するために、流路４０と実質的に平行に延びているが、さらに放熱効果を改善するために、表面積を拡大するような形態を有することが好ましい。すなわち、流路４０を形成する面は、図２３（ａ）および（ｂ）に示すように、流路４０に対して実質的に垂直な方向の断面（すなわちＹ−Ｚ平面）において、凹凸を有するように構成されることが好ましい。
【００６２】
実施の形態６．
図２４〜図２５を参照しながら、本発明に係る手乾燥装置の実施の形態６について説明する。実施の形態６の手乾燥装置１は、ＩＨヒータ４がブロワ３と噴射ノズル７の間のダクト８内の２箇所に配設されている点を除き、実施の形態１と同様の構成を有しているので、重複する内容については説明を省略する。
【００６３】
上述のとおり、実施の形態６のＩＨヒータ４は、図２４に示すように、ブロワ３と噴射ノズル７の間のダクト８内の２箇所に配設されており、より好適には、噴射ノズル７に隣接して配置されている。ただし、ＩＨヒータ４がブロワ３と噴射ノズル７の間に配設されている場合、ただ１つ設けた場合であっても実施の形態６による本発明の効果を得ることができる。
【００６４】
図１に示す実施の形態１の手乾燥装置１によれば、ＩＨヒータ４は、吸気口６とブロワ３の間に配設されているため、ＩＨヒータ４で温められた空気は、ダクト８内を通過する間に、ダクト８に熱を奪われ、噴出ノズル７から噴出されるときには十分に高い温度が保持されない場合がある。そのため、噴出ノズル７から噴出されるジェット気流の温度を確保するために、手乾燥装置１の待機時において、金属板３０の温度を実質的に高い温度（例えば１２０℃）で保持し、ダクト８および流路４０内の空気を予熱する必要があった。
【００６５】
これまで説明した実施の形態１〜５のＩＨヒータ４によれば、金属板３０および金属管５０などの被加熱体が流路４０に流れる空気と直接的に接しているので、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。したがって、流路４０内の空気を予熱する必要はなく、直ちに使用できる温度まで瞬時に空気を温めることができる。そして、ＩＨヒータ４をブロワ３に隣接して配置することにより、ダクト８に熱を奪われることを防止することができる。このように、待機時に空気を予熱する必要がないので、待機時の消費電力を極力抑えることができる。
【００６６】
たとえ待機時に空気を予熱しなければならない場合であっても、予熱時間を短縮することにより、待機時の消費電力を実質的に削減することができる。実施の形態１では、手乾燥装置１に取り付けられたハンドセンサを用いて、使用者の手が手挿入空間９に挿入されたか否かを検出し、これに応じて手乾燥装置１は作動するように制御されている。実施の形態６の手乾燥装置１では、このハンドセンサに加え、手乾燥装置１が設置された洗面所などに部屋に設置された人感センサ（図示せず）などを用いて、使用者が洗面所に入ったことを検出し、これに応じて流路４０内の空気を予熱し始めるよう制御してもよい。さらに、人感センサの他、洗面所の照明が点灯したことを検出するフォトセンサや、照明の点灯スイッチと連動するセンサ、洗面所で水が使用されたことを検出するセンサからの信号に呼応して、流路４０内の空気を予熱し始めるように手乾燥装置１を構成してもよい。
【００６７】
図２５は、手乾燥装置１の噴出ノズル７を含むハウジング２の一部の領域を拡大した図である。また図２５の破線楕円で示した領域６２は、図１９または図２０のＺ方向から見たＩＨヒータ４に相当する。図１９において、ＩＨヒータ４の各ヒータセル１４の流路４０から直接的に空気を噴出するように、すなわち各ヒータセル１４の各開口部が噴出ノズル７として機能するように構成される。このように構成された手乾燥装置１によれば、ＩＨヒータ４で加熱された空気からダクト８に熱を奪われることを防止することができる。
【００６８】
なお、ＩＨヒータ４を噴出ノズル７に隣接して発生する場合や各ヒータセル１４の開口部を噴出ノズル７として機能させる場合、加熱コイル２０からの交流磁場が、使用者が着用している腕時計等に悪影響を与えないようにするために、図２５に示すように、フェライトなどの磁性材料を用いた磁性シールド板６４をＩＨヒータ４の周囲に配置して、加熱コイル２０からの交流磁場をシールドすることが好ましい。
【実施例１】
【００６９】
本発明のＩＨヒータを用いた手乾燥装置１、およびシーズヒータを用いた従来式の手乾燥装置の性能を比較する実験を行った。
【００７０】
ここで用いたＩＨヒータ４は、図２で示したものと同様のものであるが、５個並列に接続されたヒータセル１４の組を４組直列に接続したものであり、各ヒータセル１４の加熱コイル２０は、基板２３の両面上に渦巻状にパターン形成された銅薄膜２４を有する（図５参照）。加熱コイル２０のそれぞれは、巻き数を２５ターン、銅薄膜２４の厚みを３５μｍとした。このとき加熱コイル２０の抵抗値は、インピーダンスアナライザを用いて周波数２０ｋＨｚで測定したところ、１．１９Ωであった。また金属板３０は、磁性ステンレスであるＳＵＳ４３０（ＪＩＳ規格）と非磁性ステンレスであるＳＵＳ３０４（ＪＩＳ規格）の２種類のステンレスを用いて、６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍの寸法に成形した（図３参照）。加熱コイル２０を一対のＳＵＳ４３０ステンレス板、およびＳＵＳ３０４ステンレス板で挟持したヒータセル１４の抵抗値は、同様に周波数２０ｋＨｚで測定したところ、それぞれ４．２４Ωおよび２．２０Ωであった。これらの抵抗値は、加熱コイル２０の抵抗値と金属板（ステンレス板）３０の抵抗値の合計値であるので、抵抗値の合計値から加熱コイル２０の抵抗値を差し引くと、ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板の抵抗値は、それぞれ３．０５Ωおよび１．０１Ωとなる（なお、ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板の電気比抵抗は、それぞれ６０μΩｃｍおよび７２μΩｃｍである。）。
【００７１】
一般に、加熱コイルに供給された電力（電気エネルギ）は、加熱コイル２０および各ステンレス板３０で消費されて熱エネルギに変換されるが、加熱コイル２０から生じるジュール熱（Ｈｃ）と、ステンレス板３０で生じるジュール熱（Ｈｍ）により、ＩＨ電力比率｛Ｈｍ／（Ｈｃ＋Ｈｍ）｝が定義される。このとき、ＩＨ電力比率は、加熱コイルの抵抗値とステンレス板の抵抗値の合計値に対するステンレス板の抵抗値の比に等しいと考えてよい。供給された電力全体（Ｗｔ）に対するＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板で変換される熱エネルギ（Ｗ４３０，Ｗ３０４）の割合、すなわちＩＨ電力比率は、加熱コイルの抵抗値とステンレス板の抵抗値の合計値に対するステンレス板の抵抗値の比から、それぞれ７１．９％（Ｗ４３０／Ｗｔ）および４５．９％（Ｗ３０４／Ｗｔ）となる。したがって、ＩＨ電力比率が大きいほど、電気−熱のエネルギ変換効率を増大させることができるので、金属板３０は、非磁性ステンレスＳＵＳ３０４より磁性ステンレスＳＵＳ４３０を用いて形成することが好ましい。換言すると、加熱コイル２０の抵抗値をステンレス板の抵抗値に比して極力抑えることにより、各ヒータセル１４の電気−熱のエネルギ変換効率を格段に改善することができる。
【００７２】
例えば上記特許文献１に記載された従来式のシーズヒータを採用した手乾燥装置において、待機中のシーズヒータは、隣接して配置される蓄熱放熱フィンの温度が２００℃に維持されるように１１００Ｗの電源が断続的に供給されている。連続的に電源供給してシーズヒータの温度を２００℃に維持するためには、１２０Ｗの電力が必要であった。
【００７３】
そしてシーズヒータの温度を２００℃で安定させた（予熱処理した）後、１０秒間の作動および１０秒間の待機を反復させる動作試験を行った。作動中、シーズヒータに３７０Ｗの電力を供給し、ブロワに７３０Ｗの電力を供給して、ジェット気流を形成した。また待機中、ブロワ３を停止し、シーズヒータに１１００Ｗの電力を供給した。このとき、シーズヒータを用いた従来式の手乾燥装置において、シーズヒータの温度、噴出されるジェット気流の温度（噴出温度）および吸い込まれる外気の温度（吸気温度）の経時的変化を測定し、図２６のグラフを得た。同様に、この従来式の手乾燥装置において、シーズヒータの温度を２００℃で安定させた後、１回目、５回目、６０回目の作動時に、作動中の１０秒間において変動する吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）を測定し、図２７のグラフを得た。
【００７４】
一方、本発明のＩＨヒータを用いた手乾燥装置１において、待機中のＩＨヒータは、予熱処理のため、ステンレス板３０の温度が１２０℃に維持されるように高周波電流が供給され、ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータでは４８Ｗ、ＳＵＳ３０４ステンレス板を用いたＩＨヒータでは６０Ｗの電力を要した。なお、高周波電流を供給する回路による電力損失は、これらに含まれていない。また比較例として、ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータに直流電流を供給して、ステンレス板の温度を１２０℃に維持したとき、８２Ｗの電力が必要であった。
【００７５】
これらの手乾燥装置１に対し、従来式のシーズヒータを採用した手乾燥装置について説明したのと同様の１０秒間の作動および１０秒間の待機を反復させる動作試験を行った。すなわち、作動中および待機中のＩＨヒータには、電流供給回路による電力損失を差し引いて、それぞれ３０４Ｗおよび９４５Ｗの高周波電力を供給した。
【００７６】
こうして、ＳＵＳ４３０ステンレス板３０を用いたＩＨヒータ４に高周波電流を供給したとき、ＩＨヒータ４の中央に（一端から１０個目に）配置されたヒータセル１４の温度（ＩＨヒータ温度（中央））、ＩＨヒータ４の端に（一端から１個目に）配置されたヒータセル１４の温度（ＩＨヒータ温度（端））、噴出されるジェット気流の温度（噴出温度）および吸い込まれる外気の温度（吸気温度）の経時的変化を示す図２８のグラフを得た。また、ＳＵＳ４３０ステンレス板３０を用いたＩＨヒータ４に高周波電流を供給した手乾燥装置において、図２７と同様、予熱処理後、１回目、５回目、６０回目の作動時に、吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）が作動中の１０秒間で変化する様子を示す図２９を得た。
【００７７】
また、ＳＵＳ３０４ステンレス板３０を用いたＩＨヒータ４に高周波電流を供給した手乾燥装置に関し、図２８および図２９と同様のグラフである図３０および図３１を得た。さらに、ＳＵＳ４３０ステンレス板３０を用いたＩＨヒータ４に直流電流を供給した場合（比較例）において、図３２および図３３のグラフを得た。
【００７８】
図２６〜図３３を参照して、従来式のシーズヒータを採用した手乾燥装置、ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板を用いた高周波電源が供給された本発明に係るＩＨヒータ４を採用した手乾燥装置１、ならびにＳＵＳ４３０ステンレス板３０を用いた直流電源が供給されたＩＨヒータ４を採用した手乾燥装置について比較検討する。
【００７９】
予熱処理後１回目の作動時において、吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）は、従来式の手乾燥装置が最も小さく、作動して３秒後に１５Ｋに、１０秒後に１９Ｋに達した（図２７）。一方、本発明に係るＩＨヒータ４を採用した手乾燥装置１によれば、吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）は、作動して１〜２秒後に３０Ｋに達し、その後やや下降し１０秒後には２７〜２８Ｋとなった。このように、予熱処理後１回目の作動時における従来式の手乾燥装置による温度上昇は、本発明に係る手乾燥装置１より小さい。これは、シーズヒータから蓄熱放熱フィンを介して空気へ熱が伝達する効率が十分でなく、待機時のシーズヒータの温度を非常に高く（２００℃）維持しておく必要があるところ、従来式の手乾燥装置が手乾燥機装置本体とシーズヒータを含む別体の加熱装置とからなり、待機中、手乾燥機装置本体と加熱装置の間に設けられた蓋が閉じて、シーズヒータの熱から手乾燥機装置本体を保護するため、手乾燥機装置本体内の空気が暖められていないためである。これに対し、本発明に係るＩＨヒータ４を採用した手乾燥装置１によれば、渦電流により加熱されたステンレス板３０は、流路４０に流れる空気と直接的に接しているので、空気を極めて効率的に、かつ応答性よく加熱することができる。これにより、本発明に係るＩＨヒータ４は、予熱温度を従来式の手乾燥装置より低く（例えば１２０℃に）設定して、エネルギ消費を実質的に削減することができる。
【００８０】
次に、予熱処理後５回目および６０回目の作動時における吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）を比較する。５回目の作動時における温度上昇は、シーズヒータを用いた従来の手乾燥装置では約２２〜２４Ｋ、ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板を用いた、高周波電流が供給された手乾燥装置１ではそれぞれ約２７〜２８Ｋおよび約２６〜２７Ｋ、ＳＵＳ４３０ステンレス板を用いた直流電源が供給された手乾燥装置では約２４Ｋであった。
【００８１】
同様に、予熱処理後６０回目の作動時における温度上昇は、シーズヒータを用いた従来の手乾燥装置では約２３Ｋ、ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板を用いた、高周波電源が供給された手乾燥装置１ではそれぞれ約２４Ｋおよび約２２Ｋ、ＵＳ４３０ステンレス板を用いた直流電源が供給された手乾燥装置では約１７〜１８Ｋであった。
【００８２】
このように、本発明のＩＨヒータ４、とりわけＳＵＳ４３０を用いたＩＨヒータ４は、従来式のシーズヒータに供給される電力より小さい電力を供給したにも拘わらず、シーズヒータと同等またはそれ以上の温度上昇が得られた。すなわち、本発明に係るＩＨヒータ４を採用した手乾燥装置は、従来品に比してより高い熱変換効率を有する。ただし、ＩＨヒータ４にＳＵＳ４３０を用いて直流電流を供給した場合は、予熱処理後６０回目の作動時における温度上昇は約１７〜１８Ｋであり、従来式の手乾燥装置より劣っていた。
【００８３】
上記説明したように、全ジュール熱（Ｈｃ＋Ｈｍ）に対するステンレス板３０で生じるジュール熱（Ｈｍ）の比をＩＨ電力比率｛Ｈｍ／（Ｈｃ＋Ｈｍ）｝と定義して、ＩＨ電力比率と吸気温度と噴出温度の差（温度上昇）との関係を示す図３４のグラフを得た。具体的には、ＩＨ電力比率は、加熱コイル２０の抵抗値（Ｒｃ）とステンレス板３０の抵抗値（Ｒｍ）で表される抵抗比率｛Ｒｍ／（Ｒｃ＋Ｒｍ）｝に比例するので、上記ＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板を用いた場合（それぞれ７１．９％および４５．９％）、および直流電源を供給した場合（０％）に対応する点において、予熱処理後１回目、５回目および６０回目の作動時の温度上昇をプロットした。図３４から分かるように、予熱処理後１回目、５回目および６０回目の作動時の温度上昇、すなわちジェット気流の温度は、ＩＨ電力比率に比例して高くなる。
【００８４】
予熱により手乾燥装置１内の空気が暖められているため、予熱処理後１回目の作動時の温度上昇は、ＩＨ電力比率が大きくなっても著しく増大することはない。しかし、作動回数が増えるにつれて予熱による影響が希釈され、温度上昇はＩＨ電力比率により大きく依存する。すなわち、ＩＨヒータ４の供給される電力はＩＨ電力比率によらず一定であるので、ＩＨヒータ４全体が発熱する熱量は全て同じであるが、図３４から明らかなように、ＩＨ電力比率が大きくなるほど、噴出されるジェット気流の温度（温度上昇）は高くなる。したがって、本発明に係るＩＨヒータ４は、より効率的に加熱するという文脈においてＩＨ電力比率が大きいほど好ましい。
【００８５】
また図３５は、予熱処理後、作動（１０秒間）および停止（１０秒間）を６０回反復したときのＩＨヒータ４のステンレス板３０の表面の平均温度をプロットしたグラフである。図３５から分かるように、高周波電流が供給されたＩＨ電力比率が大きい（７１．９％）ＳＵＳ４３０ステンレス板の平均温度が最も高い状態で推移し、次いで高周波電流が供給されたＳＵＳ３０４ステンレス板（４５．９％）の平均温度が高く、直流電源が供給されたＳＵＳ４３０ステンレス板（０％）の平均温度は低かった。この結果より、本発明に係るＩＨヒータ４は、ステンレス板３０の表面温度を高く維持するという観点からもＩＨ電力比率が大きいほど好ましい。
【００８６】
なお、ＩＨ電力比率を大きくするためには、加熱コイル２０の抵抗をより小さくすればよく、そのためには金属薄膜２４の膜厚を大きくして断面積を大きくし、加熱コイル２０の巻き数を少なくして、全体の配線長さを短くし、あるいは金属薄膜２３を比抵抗の小さい材料を用いて形成してもよい。また、透磁率がより高い、または体積抵抗率がより大きい金属材料を用いて、ステンレス板３０を形成することにより、ＩＨ電力比率を大きくすることができる。
【００８７】
上述のＳＵＳ４３０ステンレス板およびＳＵＳ３０４ステンレス板を用いたＩＨヒータ４において、これらのステンレス板３０を予備加熱時に１２０℃に維持するために必要な予備電力は、それぞれ４８Ｗおよび６０Ｗであり、直流電源が供給されるＳＵＳ４３０ステンレス板を用いたＩＨヒータ４の予備電力は、８２Ｗであった。図３６は、これらのＩＨ電力比率と予備電力との関係を示すグラフである。図３６から明らかなように、ＩＨヒータ４の予備電力はＩＨ電力比率に対して直線的に小さくなる。すなわち、本発明に係るＩＨヒータ４は、ステンレス板３０を所定温度に予備加熱するために必要な予備電力を小さくして、消費エネルギを削減するという点においてもＩＨ電力比率が大きいほど好ましい。
【００８８】
なお、上記説明において、上述のＩＨヒータ４のステンレス板３０は、０．６ｍｍまたは１ｍｍの厚みを有し、待機時において加熱コイル２０により加熱されて蓄熱するように構成されているが、より厚く形成すると蓄熱作用が大きくなり、作動時に加熱コイル２０に供給される電力を小さくすることができる。他方、手乾燥装置の電源容量に制限がなく、作動時に加熱コイル２０に供給できる電力を十分に大きくすることができる場合、ステンレス板３０の厚みをより薄くして、予備加熱を行わず、ステンレス板３０の表面温度をより迅速に上昇させることができる。ただし、ステンレス板３０に誘起される渦電流は、表面近くの「浸透の深さ（δ＝5030×√（ρ／μｆ）；ρは抵抗率，μは比透磁率，ｆは電流周波数）」と呼ばれる領域に集中して分布し、ステンレス板３０が浸透の深さより薄くすると漏れ磁束が生じて発熱効率が低下する。したがって、予備加熱を行わず、作動時に加熱コイル２０に供給できる電力を十分に大きくすることができる場合であっても、ステンレス板３０は浸透の深さより厚くすることが好ましい。なお上式に基づき、浸透の深さ（δ）は、高周波電流の周波数が高いほど、ステンレス板３０の抵抗率が小さいほど、あるいはステンレス板３０の比透磁率が大きいほど小さくなる。よって、周波数の高い高周波電源を用いるか、抵抗率が大きく、または比透磁率が小さいステンレス板３０を用いることにより、浸透の深さを浅くすると共に、ステンレス板３０を薄くして、予備加熱を行わず、ステンレス板３０の表面温度をより迅速に上昇させることができる。
【００８９】
以上の実施の形態および実施例において、本発明に係るＩＨヒータを備えた手乾燥装置についてこれまで説明してきたが、このＩＨヒータは、暖房装置や乾燥装置などのその他の温風発生装置としても同様に用いることができる。また本発明は、実施の形態および実施例に限定して解釈されるべきではなく、添付されたクレームにより定義されるものであり、当業者にとって明らかな変形および変更は、本発明の精神と範疇から逸脱することなく、本発明に含まれるものと理解すべきである。
【符号の説明】
【００９０】
１：手乾燥装置，２：ハウジング，３：高圧空気発生装置（ブロワ），４：誘導加熱ヒータ（ＩＨヒータ），５：制御回路，６：吸気口，７：噴出口（噴出ノズル），８：ダクト，９：手挿入空間，１０：外枠，１２：開口部，１４：ヒータセル，１６：配線板，１７：配線端子，１８：外部端子，２０：加熱コイル（誘導コイル），２２：端子，２３：基板，２４：金属薄膜（導電層），２５：ポリプロピレン樹脂膜，２６：ガラスエポキシ樹脂膜，２７：貫通孔，２８：端子，３０：金属板（被加熱体），３１：ＩＧＢＴ素子，３２：ＦＷＤ素子，３３：ゲート制御信号，３４：電源，３６：整流回路，３８：金属管（被加熱体），４０：流路，４２：絶縁被膜導電線，４４：支柱，５０：中空の金属管（被加熱体），５２：平坦面，５４：貫通固定具，５５：固定手段，５６：スペーサ，６０：金属管（中空の導体），６４：磁性シールド板
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材料からなる誘導コイル、および前記誘導コイルに隣接して配設された少なくとも１つの被加熱体により構成されたヒータと、
前記被加熱体を加熱するために、前記誘導コイルに高周波電流を供給する電源と、
前記被加熱体との間に少なくとも１つの流路を形成する外枠と、
前記流路内に気流を形成する送風機とを備え、
前記流路内の空気が前記被加熱体により加熱されることを特徴とする温風発生装置。
【請求項２】
前記ヒータが複数あり、かつ互いに重畳するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の温風発生装置。
【請求項３】
前記被加熱体は、前記誘導コイルを挟持する一対の金属板からなり、前記流路に沿って実質的に平行に延びることを特徴とする請求項１または２に記載の温風発生装置。
【請求項４】
前記誘導コイルは、基板上にパターン形成された導電層を有することを特徴とする請求項３に記載の温風発生装置。
【請求項５】
前記誘導コイルは、隣接する一対の前記被加熱体の間において、該被加熱体の中心軸の周りに捲回された絶縁被膜導電線を有することを特徴とする請求項１または２に記載の温風発生装置。
【請求項６】
隣接する一対の前記被加熱体が支柱を介して接続され、
前記誘導コイルは、前記支柱の周りに捲回された絶縁被膜導電線を有することを特徴とする請求項１または２に記載の温風発生装置。
【請求項７】
前記支柱は、非磁性体材料で形成されることを特徴とする請求項６に記載の温風発生装置。
【請求項８】
前記被加熱体は、前記誘導コイルを包囲するように筒状に成形されることを特徴とする請求項１または２に記載の温風発生装置。
【請求項９】
導電材料からなる誘導コイル、および前記誘導コイルに隣接して配設された、内部に流路を有する少なくとも１つの中空の被加熱体により構成されたヒータと、
前記被加熱体を加熱するために、前記誘導コイルに高周波電流を供給する電源と、
前記流路内に気流を形成する送風機とを備え、
前記流路内の空気が前記被加熱体により加熱されることを特徴とする温風発生装置。
【請求項１０】
前記被加熱体は、流路に沿って実質的に平行に延びる少なくとも１つの平坦な外側表面を有し、
前記誘導コイルは、前記被加熱体の前記外側表面に実質的に垂直に延びる支柱と、これに捲回された絶縁被膜導電線とを有することを特徴とする請求項８に記載の温風発生装置。
【請求項１１】
前記支柱を貫通して延びる貫通固定具をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の温風発生装置。
【請求項１２】
前記被加熱体は、前記流路に沿って実質的に平行に延びる内側表面を有することを特徴とする請求項９に記載の温風発生装置。
【請求項１３】
前記被加熱体は、前記流路に沿って実質的に平行に延びる外側表面を有し、
前記誘導コイルは、前記被加熱体の前記外側表面の周りを捲回するように形成されたことを特徴とする請求項９に記載の温風発生装置。
【請求項１４】
互いに隣接する少なくとも２組の前記被加熱体および前記誘導コイルを有し、
前記被加熱体の外側表面の周りに捲回された前記誘導コイルの捲回方向が互いに異なることを特徴とする請求項１３に記載の温風発生装置。
【請求項１５】
前記誘導コイルに隣接し、これを包囲するように配設された中空の導体を有することを特徴とする請求項１３に記載の温風発生装置。
【請求項１６】
前記被加熱体は、前記流路を構成する面が前記流路に対して実質的に垂直な方向の断面において凹凸を有することを特徴とする請求項１、２または９に記載の温風発生装置。
【請求項１７】
前記被加熱体は、磁性を有する金属からなることを特徴とする請求項１、２または９に記載の温風発生装置。
【請求項１８】
請求項１、２または９に記載の温風発生装置と、
外気を取り込む吸気口と、前記温風発生装置で加熱された気流を外部に噴出する噴出口とを有するハウジングとを備え、
前記吸気口および前記噴出口は、前記流路を介して連通することを特徴とする手乾燥装置。
【請求項１９】
前記ヒータは、前記送風機と前記噴出口との間に配置されたことを特徴とする請求項１８に記載の手乾燥装置。
【請求項２０】
前記ヒータは、前記噴出口に隣接して配置されたことを特徴とする請求項１９に記載の手乾燥装置。
【請求項２１】
前記噴出口が２箇所に設けられ、それぞれの前記噴出口と前記吸気口との間に前記ヒータをそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１９または２０に記載の手乾燥装置。
【請求項２２】
前記誘導コイルの周囲に磁性シールド部材を設けたことを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか１に記載の手乾燥装置。
【請求項２３】
人感センサからの信号を検出し、前記電源は前記誘導コイルに高周波電流を供給することを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか１に記載の手乾燥装置。
【国際調査報告】
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2008129662.tif 000041
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