(57)【要約】【課題】放射管から赤外線を放射する赤外線放射ヒータにおいて、振動燃焼を抑制する。【解決手段】燃料及び空気を混合させた混合気を燃焼させて熱を発する燃焼装置と、燃焼装置を燃焼させる燃焼空間を有する筒状の燃焼室と、燃焼室に接続されて燃焼空間と連通する空間を有し、燃焼装置が発する熱により遠赤外線を放射する放射管と、燃焼室と放射管との接続部分に設けられ、燃焼室または前記放射管の内部の空気を外部に流通させる圧力変動解消部と、を備える。【選択図】図１０
2019027629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料及び空気を混合させた混合気を燃焼させて熱を発する燃焼装置と、
前記燃焼装置を燃焼させる燃焼空間を有する筒状の燃焼室と、
前記燃焼室に接続されて前記燃焼空間と連通する空間を有し、前記燃焼装置が発する熱により遠赤外線を放射する放射管と、
前記燃焼室と前記放射管との接続部分に設けられ、前記燃焼室または前記放射管の内部の空気を外部に流通させる圧力変動解消部と、
を備える、
赤外線放射ヒータ。
【請求項２】
前記圧力変動解消部は、前記燃焼室と前記放射管との接続部分の間隙である、
請求項１に記載の赤外線放射ヒータ。
【請求項３】
前記圧力変動解消部は、前記燃焼室と前記放射管との接続部分の管径の相違により形成される、
請求項１または２に記載の赤外線放射ヒータ。
【請求項４】
前記燃焼室は、前記放射管との接続部分の周壁に突起を有する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の赤外線放射ヒータ。
【請求項５】
前記突起は、前記圧力変動解消部を形成する、
請求項４に記載の赤外線放射ヒータ。
【請求項６】
前記燃焼装置は、
燃料及び空気が供給されて燃料が点火する点火部と、
前記点火部への燃料及び空気の供給量を制御して前記点火部の燃焼状態を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
所定の供給量で燃料及び空気を前記点火部に供給する第１制御モードと、
前記第１制御モードよりも少ない供給量で燃料及び空気を前記点火部に供給する第２制御モードと、
を切り換え可能であり、
前記点火部の着火後の任意の時間だけ、前記第２制御モードで前記点火部の燃焼状態を制御する、
請求項１乃至５のいずれかに記載の赤外線放射ヒータ。
【請求項７】
前記制御部は、
前記点火部への空気の供給量を制御する空気制御部、
を有し、
前記空気制御部は、
所定の供給量で空気を前記点火部に供給する第１空気供給量モードと、
前記第１空気供給量モードよりも少ない供給量で空気を前記点火部に供給する第２空気供給量モードと、
を切り換え可能であり、
前記点火部の着火前の第１所定時間だけ、前記第１空気供給量モードで前記点火部に空気を供給し、
前記点火部の着火後の第２所定時間だけ、前記第２空気供給量モードで前記点火部に空気を供給する、
請求項６に記載の赤外線放射ヒータ。
【請求項８】
前記空気制御部は、
前記第２空気供給量モードで前記点火部に空気を供給後に前記第１空気供給量モードで前記点火部に空気を供給する、
請求項７に記載の赤外線放射ヒータ。
【請求項９】
前記制御部は、
前記点火部への燃料の供給量を制御する燃料制御部、
を有し、
前記燃料制御部は、
前記空気制御部が前記第２空気供給量モードで前記点火部に空気を供給後に第３所定時間だけ経過後に前記点火部に燃料を供給する、
請求項７または８に記載の赤外線放射ヒータ。
【請求項１０】
前記燃料制御部は、
所定の供給量で燃料を前記点火部に供給する第１燃料供給量モードと、
前記第１燃料供給量モードよりも少ない供給量で燃料を前記点火部に供給する第２燃料供給量モードと、
を切り換え可能であり、
前記第３所定時間だけ経過後、前記第２燃料供給量モードで燃料を供給し、
前記第２燃料供給量モードで燃料を供給後に第４所定時間だけ経過後、前記第１燃料供給量モードで燃料を供給する、
請求項９に記載の赤外線放射ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線放射ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料及び空気を混合させた混合気を燃焼室内で燃焼させるバーナと、燃焼室の一方に接続されて赤外線を放射させるための迂回路状の放射回路（放射管）とを備える赤外線放射ヒータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
別の態様の赤外線放射ヒータとして、一端が熱輻射用の複数の放射管を含んでジグザグにアレンジされた放射ユニットに接続され、他端にバーナが設けられた燃焼筒を有する輻射型ヒータが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３９９２４号公報
【特許文献２】特開２００８−６４４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、赤外線放射ヒータでは、始動時の着火直後にバーナの燃焼状態が不安定になり燃焼室や放射部の内部の圧力が変動して脈動を起こすいわゆる振動燃焼の問題がある。振動燃焼は、赤外線放射ヒータを始動させる際の温度が低い場合や空気の薄い高地で使用する場合などに、顕著に表れる。
【０００６】
しかし、特許文献１または特許文献２のような従来の赤外線放射ヒータでも、振動燃焼の課題は解決されていなかった。
【０００７】
また、このような振動燃焼の課題に対して、着火時のバーナの燃焼状態を制御して脈動を抑制することも考えられるが、そのような燃焼状態の制御のみで振動燃焼を抑制することは難しかった。
【０００８】
本発明は、放射管から赤外線を放射する赤外線放射ヒータにおいて、振動燃焼を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、燃料及び空気を混合させた混合気を燃焼させて熱を発する燃焼装置と、燃焼装置を燃焼させる燃焼空間を有する筒状の燃焼室と、燃焼室に接続されて燃焼空間と連通する空間を有し、燃焼装置が発する熱により遠赤外線を放射する放射管と、燃焼室と放射管との接続部分に設けられ、燃焼室または前記放射管の内部の空気を外部に流通させる圧力変動解消部と、を備える。
【００１０】
また、本発明は、圧力変動解消部が、燃焼室と放射管との接続部分の間隙であってもよい。
【００１１】
また、本発明は、圧力変動解消部が、燃焼室と放射管との接続部分の管径の相違により形成されてもよい。
【００１２】
また、本発明は、燃焼室が、放射管との接続部分の周壁に突起を有してもよい。
【００１３】
また、本発明は、突起が、前記圧力変動解消部を形成してもよい。
【００１４】
また、本発明は、燃焼装置が、燃料及び空気が供給されて燃料が点火する点火部と、点火部への燃料及び空気の供給量を制御して点火部の燃焼状態を制御する制御部とを有し、制御部が、所定の供給量で燃料及び空気を点火部に供給する第１制御モードと、第１制御モードよりも少ない供給量で燃料及び空気を点火部に供給する第２制御モードと、を切り換え可能であり、点火部の着火後の任意の時間だけ、第２制御モードで前記点火部の燃焼状態を制御してもよい。
【００１５】
また、本発明は、制御部が、点火部への空気の供給量を制御する空気制御部を有し、空気制御部が、所定の供給量で空気を点火部に供給する第１空気供給量モードと、第１空気供給量モードよりも少ない供給量で空気を点火部に供給する第２空気供給量モードと、を切り換え可能であり、点火部の着火前の第１所定時間だけ、第１空気供給量モードで点火部に空気を供給し、点火部の着火後の第２所定時間だけ、第２空気供給量モードで点火部に空気を供給してもよい。
【００１６】
また、本発明は、空気制御部が、第２空気供給量モードで点火部に空気を供給後に第１空気供給量モードで前記点火部に空気を供給してもよい。
【００１７】
また、本発明は、制御部が、点火部への燃料の供給量を制御する燃料制御部を有し、燃料制御部が、空気制御部が第２空気供給量モードで点火部に空気を供給後に第３所定時間だけ経過後に点火部に燃料を供給してもよい。
【００１８】
また、本発明は、燃料制御部が、所定の供給量で燃料を点火部に供給する第１燃料供給量モードと、第１燃料供給量モードよりも少ない供給量で燃料を点火部に供給する第２燃料供給量モードと、を切り換え可能であり、第３所定時間だけ経過後、第２燃料供給量モードで燃料を供給し、第２燃料供給量モードで燃料を供給後に第４所定時間だけ経過後、第１燃料供給量モードで燃料を供給してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、放射管から赤外線を放射する赤外線放射ヒータにおいて、振動燃焼を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る赤外線放射ヒータを示す斜視図である。
【図２】図１の赤外線放射ヒータの正面図である。
【図３】図１の赤外線放射ヒータの右側面図である。
【図４】図１の赤外線放射ヒータの内部構造を示す模式図である。
【図５】図１の赤外線放射ヒータの燃焼室、放射部及び排出管を示す模式図である。
【図６】図１の赤外線放射ヒータのＵ字放射管を示す模式図である。
【図７】赤外線放射ヒータの放射部及び排出管の機能的な構成を示す模式図である。
【図８】赤外線放射ヒータの燃焼室を示す正面図である。
【図９】（Ａ）赤外線放射ヒータの燃焼室を示す左側面図、（Ｂ）赤外線放射ヒータの燃焼室の構成を示す右側面図である。
【図１０】赤外線放射ヒータの燃焼室と放射部との接続部分を示す模式図である。
【図１１】赤外線放射ヒータの燃焼装置を示す模式図である。
【図１２】赤外線放射ヒータの着火前後の制御及び動作を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２２】
［赤外線放射ヒータの構成］
図１は、本発明の実施形態に係る赤外線放射ヒータ１を示す斜視図である。また、図２は、赤外線放射ヒータ１の正面図である。図１及び図２に示すように、赤外線放射ヒータ１は、外部に露出している構成要素として、フレーム２と、パネル３と、メッシュ部４と、キャスタ５と、スイッチ６と、燃料タンク７と、煙突８とを備える。
【００２３】
以下の説明において、赤外線放射ヒータ１のメッシュ部４が設けられる面を正面、正面の反対の面（図１の紙面の裏面方向から見た面）を背面とする。また、赤外線放射ヒータ１の設置面に向かい合う面、つまり、キャスタ５や燃料タンク７が設けられる面を底面とする。
【００２４】
赤外線放射ヒータ１は、略直方体形状である。赤外線放射ヒータ１は、正面視において水平方向の長さに対して垂直方向（高さ方向）の長さが短い、略長方形の形状である。
【００２５】
図３は、赤外線放射ヒータ１の側面図である。図３に示すように、赤外線放射ヒータ１は、側面視において垂直方向の長さに対して水平方向（奥行方向）の長さが短い、略長方形の形状である。
【００２６】
フレーム２は、燃焼装置、燃焼室、放射管などの赤外線放射ヒータ１の主要な構成要素を収容する。フレーム２は、赤外線放射ヒータ１の略直方体形状の外形形状を形成する。フレーム２は、燃焼室や放射管など、赤外線放射ヒータ１の使用時に高温となる構成要素を収容するのに適した、高温に強い金属材料などにより構成される。
【００２７】
パネル３は、赤外線放射ヒータ１の内部構造を外部から覆っている。パネル３は、後述する燃焼室や放射管からの熱に耐えるため、例えば金属製の板状部材により構成される。
【００２８】
メッシュ部４は、図２に示すように、例えば放射部１１からの赤外線を外部に放射させるために、パネル３の一部に設けられる網目状の開口である。
【００２９】
キャスタ５は、フレーム２の底部の四隅付近に取り付けられる。キャスタ５には、車輪が設けられるため、赤外線放射ヒータ１をユーザが手押しして容易に移動させることができる。赤外線放射ヒータ１において、装置を設置面に支持するための脚部は、車輪付きのキャスタ５ではなく車輪なしでもよい。
【００３０】
スイッチ６は、運転のＯＮ／ＯＦＦ、燃焼強度や温度設定などの赤外線放射ヒータ１の操作をユーザから受け付ける。スイッチ６は、受け付けた操作に応じた赤外線放射ヒータ１の運転動作の制御を行う制御部を備える。制御部の動作については後述する。スイッチ６は、例えばパネル３における上方の位置のように、ユーザが操作しやすい位置に設けるのが望ましい。
【００３１】
図４に示すように、燃料タンク７は、燃焼装置９、燃焼室１０、及び放射部１１の下方、つまり、赤外線放射ヒータ１の底部に設けられる。燃料タンク７には、灯油など赤外線放射ヒータ１の燃料が貯蔵されている。燃料タンク７は、正面視において水平方向に長いフレーム２の底面に沿う方向が長手方向となる形状を有する。
【００３２】
燃料タンク７には、給油口にキャップ７２が取り付けられている。キャップ７２は、フレーム２の右側方に設けられる給油用開口７１から外部に露出している。燃料タンク７に給油する際には、キャップ７２を外した給油口から燃料が注入される。
【００３３】
赤外線放射ヒータ１の底部には、底部から燃料タンク７を覆って燃料タンク７を保護するタンクカバー７３が設けられる。タンクカバー７３は、鋼板などの硬質の板状部材を接合やプレスなどにより成型して形成されている。タンクカバー７３は、略柱体状の下底面に相当する部分が開放された、側面視が台形状の樋のような形状に形成される。
【００３４】
[赤外線放射ヒータの内部構造]
次に、赤外線放射ヒータ１の内部構造を説明する。
【００３５】
図４は、赤外線放射ヒータ１の内部構造を示す模式図である。図４に示すように、赤外線放射ヒータ１は、フレーム２の内部に、燃焼装置９と、燃焼室１０と、放射部１１と、排出管１２とを備える。
【００３６】
燃焼装置９は、赤外線放射ヒータ１のフレーム２の下方に配置される。燃焼装置９は、後述するノズル、ファン、燃料ポンプなどを備え、燃焼室１０の内部に灯油などの燃料及び空気を送り込んで混合させて、その混合気を燃焼室１０の内部で燃焼させる。
【００３７】
燃焼室１０は、８００℃程度の温度に耐えうる素材、板厚０．８ｍｍ程度のステンレススチール（例えば、ＳＵＳ３０２Ｂ）などを用いて筒状に形成される。燃焼室１０は、例えば中空に形成される略円筒形状など、内部に混合気を燃焼室１０の内部で燃焼させるための燃焼空間を有する。燃焼室１０の内部の燃焼空間は、燃焼装置９を燃焼させたときには８００℃程度の温度になる。
【００３８】
図５は、赤外線放射ヒータ１の燃焼室１０、放射部１１及び排出管１２を示す模式図である。図５に示すように、放射部１１は、管壁の内部に空間を有する管状部材である。放射部１１は、一端が燃焼室１０に接続されている。放射部１１は、内部の空間が燃焼室１０の内部の燃焼空間と連通されている。放射部１１は、燃焼室１０と同じく少なくとも６００℃程度の温度に耐えうる素材、板厚０．３ｍｍ程度のステンレススチール（例えば、ＳＵＳ３０４）などを用いて形成される。
【００３９】
図６は、放射部１１を構成するＵ字放射管１４を示す模式図である。図６に示すように、Ｕ字放射管１４は、蛇腹部１４１及び直管部１４２を有する。放射部１１は、２つのＵ字放射管１４の蛇腹部１４１と直管部１４２とを互いに組み合わせて用いることにより構成される。Ｕ字放射管１４の内径Ｄは、例えば１００ｍｍである。Ｕ字放射管１４の直線部分の長さＬは、例えば８３５ｍｍである。Ｕ字放射管１４は、蛇腹部１４１及び直管部１４２が一体で形成される。なお、蛇腹部１４１及び直管部１４２は、それぞれ個別に形成した上で溶接などの方法で接合して一体に形成してもよい。
【００４０】
蛇腹部１４１は、内部に空間を有する略Ｕ字形状の管である。蛇腹部１４１は、略Ｕ字形状の曲げ度合いを調整可能にして組立性などを向上させている。直管部１４２は、蛇腹部１４１と連通する空間を有する円筒状の管である。
【００４１】
放射部１１の管壁は、燃焼室１０の内部で燃焼装置９が発する熱が伝達されることで加熱される。その結果、放射部１１の管壁からは、赤外線放射ヒータ１の外部に赤外線が放射される。
【００４２】
排出管１２は、一端が放射部１１の燃焼室１０と接続している側とは反対側の他端に接続されている。排出管１２は、放射部１１と連通する空間を有する。排出管１２は、燃焼室１０及び放射部１１と同じく、少なくとも６００℃程度の温度に耐えうる素材、例えばステンレススチール（ＳＵＳ３０４）などを用いて形成される。排出管１２の内径は、Ｕ字放射管１４の内径と同じく、例えば１００ｍｍである。
【００４３】
[放射部及び排出管の構成]
次に、赤外線放射ヒータ１の放射部１１及び排出管１２の機能的な構成を説明する。
【００４４】
図７は、赤外線放射ヒータ１の放射部１１及び排出管１２の機能的な構成を示す模式図である。上述のように、放射部１１は、２つのＵ字放射管１４を組み合わせて構成されているが、以下の説明では、放射部１１の加熱時の温度や放射される赤外線の波長などに応じて、放射部１１の各部を以下のように分類する。
【００４５】
図７に示すように、赤外線放射ヒータ１において、放射部１１における赤外線を放射する機能は、第１曲管１１１と放射管１１２とに分類される。また、放射管１１２は、赤外線を放射する機能ごとに、第１筒状部１１３と、第２曲管１１４と、第２筒状部１２１とに分類される。第１曲管１１１及び第１筒状部１１３は、２つのＵ字放射管１４の１つに対応し、第２曲管１１４及び第２筒状部１２１は、もう１つのＵ字放射管１４に対応する。
【００４６】
第１曲管１１１は、燃焼室１０に接続されて燃焼室１０の燃焼空間と連通する。第１曲管１１１は、放射管１１２と比較して燃焼室１０に近い。このため、第１曲管１１１は、放射管１１２よりも高温のおよそ５００℃で加熱される。５００℃程度で加熱された第１曲管１１１からは、遠赤外線（３〜１０μm）よりも短い波長を有する近赤外線が外部に放射される。
【００４７】
第１筒状部１１３は、燃焼室１０の垂直方向上方で軸方向が略水平方向に配置され、第１曲管１１１と接続される。第１筒状部１１３は、第１曲管１１１と連通する空間を有する直管である。第１筒状部１１３は、第１曲管１１１から伝わる熱により、第１曲管１１１よりも低い温度である、およそ３００〜４００℃に加熱される。およそ３００〜４００℃に加熱された第１筒状部１１３は、第１曲管１１１から伝わる熱により主に３〜１０μmの波長を有する遠赤外線を管の外部に放射する。
【００４８】
第１筒状部１１３は、図６に示すように、例えば直線部分の長さＬがおよそ８３５ｍｍである。第１筒状部１１３は、上述のようにおよそ内径Ｄが１００ｍｍの円筒管で形成されている。
【００４９】
このため、放射管１１２における第１筒状部１１３は、管の内径Ｄと管の直線部分の長さＬが、以下の式の関係となる。
Ｌ／Ｄ＝８．３５
【００５０】
ここで、赤外線放射ヒータ１では、放射部１１の軸方向の一端に接続された燃焼室１０の熱により筒状の放射部１１を加熱して赤外線を放射する。このため、赤外線放射ヒータ１では、燃焼室１０からの軸方向の距離が遠ざかると、放射部１１の表面温度が低下する。つまり、赤外線放射ヒータ１の放射部１１において、遠赤外線を照射する３００〜４００℃に加熱された領域の位置は、燃焼室１０からの軸方向の距離により定まる。また、遠赤外線を照射する領域を増加させるには、遠赤外線を照射し得る領域の放射部１１の表面積が重要である。
【００５１】
そして、赤外線放射ヒータ１において、ＬとＤの長さの比が上述のような関係にある場合、第１筒状部１１３は、およそ３００〜４００℃に加熱される面積を増加させることができる。ＬとＤの長さの比がこのような関係にある場合、第１筒状部１１３は、主に３〜１０μmの波長を有する遠赤外線を管の外部に効率よく放射することができる。
【００５２】
なお、以上の条件を考慮すると、ＬとＤの長さの比の関係は、
Ｌ／Ｄ＝６．２〜８．４
の範囲に収まるのが望ましい。
【００５３】
第２曲管１１４は、第１筒状部１１３と第２筒状部１２１とを接続する略Ｕ字形状の管である。第２曲管１１４は、第１筒状部１１３と第２筒状部１２１と連通する空間を有する。第２曲管１１４は、第１筒状部１１３から伝わる熱により、第１筒状部１１３よりも低い温度に加熱される。第２曲管１１４は、第１筒状部１１３から伝わる熱により主に３〜１０μmの波長を有する遠赤外線を管の外部に放射する。
【００５４】
第２筒状部１２１は、第１筒状部１１３の垂直方向上方で軸方向が略水平方向に配置され、第１筒状部１１３と接続する。第２筒状部１２１は、第２曲管１１４と連通する空間を有する直管である。第２筒状部１２１は、第２曲管１１４から伝わる熱により、第２曲管１１４よりも低い温度である、およそ２００℃に加熱される。
【００５５】
排出管１２は、放射管１１２と連通する空間を有する。排出管１２は、放射部１１を経由した空気（熱風）を外部に排出する。図４に示すように、排出管１２の他端には、温風を外部に排出する煙突８が設けられる。排出管１２からは、放射管１１２を経由した熱による赤外線も放射される。排出管１２は、屈曲部１２２と、流速制限部１３とを備える。
【００５６】
屈曲部１２２は、第１曲管１１１の垂直方向上方に設けられ、略水平方向から略垂直方向に屈曲されている。屈曲部１２２の内径は、放射部１１や排出管１２に用いられるＵ字放射管１４の内径Ｄと同じく、例えば１００ｍｍである。
【００５７】
流速制限部１３は、排出管１２の他端、つまり排出管１２の煙突８側の端部に設けられる。流速制限部１３は、排出管１２の内部に設けられる。流速制限部１３は、排出管１２の内径よりも小さい内径の管の管壁に複数の孔が設けられる。流速制限部１３は、排出管１２よりも小さな内径により、排出される空気の流量が制限される。また、流速制限部１３は、管壁と管壁の孔とにより、消音効果を得ている。このため、流速制限部１３は、サイレンサとして機能する。
【００５８】
[燃焼室の構成]
次に、赤外線放射ヒータ１の燃焼室１０の構成を説明する。
【００５９】
図８は、赤外線放射ヒータ１の燃焼室１０を示す正面図である。また、図９（Ａ）は、燃焼室１０を示す左側面図、図９（Ｂ）は燃焼室１０の構成を示す右側面図である。図８及び図９に示すように、燃焼室１０は、燃焼室本体１０１と、第１隔壁１０２と、第２隔壁１０３と、第１開口１０４と、第２開口１０５と、第２開口周壁１０６と、突起１０７と、を備える。
【００６０】
燃焼室本体１０１は、円筒状の燃焼室１０の概略の形状を定める。燃焼室本体１０１は、８００℃程度の温度に耐えうる素材、板厚０．８ｍｍ程度のステンレススチール（例えば、ＳＵＳ３０２Ｂ）などを用いて形成される。燃焼室本体１０１は、中空に形成され、内部に混合気を燃焼室１０の内部で燃焼させるための燃焼空間を形成する。
【００６１】
第１隔壁１０２は、燃焼装置９と燃焼室１０との間に設けられる。第１隔壁１０２は、燃焼装置９と燃焼室１０との間の隔壁を形成する。第１隔壁１０２は、燃焼室本体１０１と同じく、８００℃程度の温度に耐えうる素材を用いて形成される。第１隔壁１０２には、第１隔壁１０２から軸方向外側に突出しているリブが設けられる。
【００６２】
第２隔壁１０３は、燃焼室１０と放射部１１との間に設けられる。第２隔壁１０３は、燃焼室１０と放射部１１との間の隔壁を形成する。第２隔壁１０３は、燃焼室本体１０１と同じく、８００℃程度の温度に耐えうる素材を用いて形成される。第２隔壁１０３には、第２隔壁１０３から軸方向外側に突出しているリブが設けられる。
【００６３】
第１開口１０４は、第１隔壁１０２のリブの位置に設けられる。第１開口１０４は、燃焼装置９からの火炎と空気とを燃焼室１０の燃焼空間内に流通させるための開口である。
【００６４】
第２開口１０５は、第２隔壁１０３のリブの位置に設けられる。第２開口１０５は、燃焼室１０の内部の空気を放射部１１の内部に流通させるための開口である。第２開口１０５のリブの放射方向外側には、放射部１１の内側の管壁と向かい合う第２開口周壁１０６が設けられる。
【００６５】
突起１０７は、燃焼室１０と放射部１１との接続部分、具体的には、第２開口１０５の第２開口周壁１０６に設けられる。突起１０７は、第２開口周壁１０６の表面に、燃焼室１０の中心軸から放射方向外側に突出するように設けられる。
【００６６】
図１０は、赤外線放射ヒータ１の燃焼室１０と放射部１１との接続部分を示す模式図である。図１０に示すように、突起１０７は、燃焼室１０または放射部１１の内部の空気を外部に流通させる圧力変動解消部を形成する部材として機能する。ここで、燃焼室１０と放射部１１との接続部分の管径には相違がある。具体的には、燃焼室１０の第２開口周壁１０６の外径よりも放射部１１のＵ字放射管１４の内径の方が大きい。つまり、圧力変動解消部は、燃焼室１０と放射部１１との接続部分の管径の相違により形成される間隙である。
【００６７】
圧力変動解消部が設けられることで、赤外線放射ヒータ１では、燃焼装置９が着火した直後に生じる振動燃焼による燃焼室１０及び放射部１１内の圧力変動による空気を外部に逃がすことができる。これにより、赤外線放射ヒータ１では、着火後に振動燃焼の原因となる燃焼室１０や放射部１１の内部での圧力変動による脈動が生じても、その影響を抑制することができる。このため、赤外線放射ヒータ１によれば、振動燃焼による不具合を解消することができる。
【００６８】
図９（Ａ）に示すように、突起１０７は、略円形の第２開口１０５の第２開口周壁１０６の周面に沿って９０°ごとに均等に４つ設けられている。突起１０７は、このように第２開口周壁１０６の複数個所に設けられることで、圧力変動解消部として機能する間隙の寸法や形成される位置を均等にすることができる。突起１０７は、第２開口周壁１０６の周面に設けられていれば、不均等な間隔で設けられていてもよい。また、突起１０７の数は、特に限定されない。さらに、突起１０７の形状も、燃焼室１０の第２開口１０５と放射部１１との間に間隙を形成することができれば、特に限定されない。
【００６９】
なお、以上の説明において、突起１０７は、燃焼室１０の放射部１１との接続部分の管壁である第２開口周壁１０６に設けられていたが、例えば放射部１１の管壁に突起を設けて圧力変動解消部を形成させてもよい。また、燃焼室１０と放射部１１との接続部分の管径の相違は、上述の関係に限定されず、例えば、Ｕ字放射管１４の外径よりも燃焼室１０の第２開口１０５の内径が大きくてもよい。また、圧力変動解消部は、上述のように間隙には限定されず、例えば、燃焼室１０と放射部１１との接続部分に開口を設けてもよい。
【００７０】
［燃焼装置の構成］
次に、赤外線放射ヒータ１の燃焼装置９の構成について説明する。
【００７１】
図１１は、赤外線放射ヒータ１の燃焼装置９を示す模式図である。燃焼装置９は、ノズル１５と、ファン１６と、モータ１７と、燃料供給装置２０と、イグナイタ３３と、点火部３４と、火炎検出器３５と、サーモスタット３６とを備える。
【００７２】
ファン１６は、燃焼室１０に空気を供給するために設けられる。ファン１６は、モータ１７により駆動されて回転する。
【００７３】
燃料供給装置２０は、燃料タンク７から燃料をノズル１５に供給する。燃料タンク７と燃料供給装置２０とはパイプ３１により連結されている。パイプ３１の燃料タンク７側の端部には、燃料フィルタ３２が設けられている。
【００７４】
燃料供給装置２０は、ノズル１５から燃料を燃焼室１０に向けて噴出させるためのポンプ２１と、ポンプ２１の出口にあるノズル１５から燃料タンク７に燃料を戻してノズルの残圧を抜く電磁弁２２とを有している。ポンプ２１は、一般的な電磁ポンプを用いることができる。
【００７５】
イグナイタ３３は、点火部３４内に噴霧された燃料に着火するために設けられる。点火部３４は、ノズル１５から噴射された燃料をイグナイタ３３により点火して燃焼させるための空間である。
【００７６】
火炎検出器３５は、点火部３４での火炎を検出する。サーモスタット３６は、赤外線放射ヒータ１の内部が過熱状態になった時の安全装置である。
【００７７】
ファン１６と、燃料供給装置２０のポンプ２１及び電磁弁２２と、イグナイタ３３と、火炎検出器３５と、サーモスタット３６とは、スイッチ６の内部の制御部に接続されている。
【００７８】
制御部６０は、接続されているこれらの構成要素からの信号に応じて、ファン１６による空気供給量の制御と、ポンプ２１による燃料の供給量の制御とを行う。つまり、制御部６０は、点火部３４への空気供給量の制御を行う空気制御部としての機能、及び、点火部３４への燃料の供給量の制御を行う燃料制御部としての機能を有する。
【００７９】
［制御部の動作］
次に、赤外線放射ヒータ１の制御部６０の動作について説明する。
【００８０】
制御部６０は、燃料及び空気の供給量を制御して点火部３４の燃焼状態を制御する。制御部６０は、所定の供給量で燃料及び空気を点火部３４に供給するように制御する第１制御モードと、第１制御モードよりも少ない供給量で燃料及び空気を点火部３４に供給するように制御する第２制御モードと、を切り換え可能である。
【００８１】
制御部６０は、第１制御モード及び第２制御モードを実現するために、ポンプ２１からの燃料の供給量、及びファン１６の駆動量（送風量）を切り換え可能である。第１制御モードは、一般的には強燃焼モードなどとも称される。また、第２制御モードは、一般的には弱燃焼モードなどとも称される。
【００８２】
第１制御モードでは、所定の供給量で空気を点火部３４に供給するようにファン１６を制御する。以下の説明において、第１制御モードでの空気供給量のモードを、第１空気供給量モードとする。また、第１制御モードでは、所定の供給量で燃料を点火部３４に供給する。以下の説明において、第１制御モードでの燃料供給量のモードを、第１燃料供給量モードとする。
【００８３】
第２制御モードでは、第１空気供給量モードよりも少ない供給量で空気を点火部３４に供給するファン１６を制御する。以下の説明において、第２制御モードでの空気供給量のモードを、第２空気供給量モードとする。また、第２制御モードでは、第１燃料供給量モードよりも少ない供給量で燃料を点火部３４に供給する。以下の説明において、第２制御モードでの燃料供給量のモードを、第２燃料供給量モードとする。
【００８４】
制御部６０は、空気供給量と燃料供給量とを一体で、第１制御モードと第２制御モードとの間で相互に変更することができる。また、制御部６０は、空気供給量と燃料供給量とをそれぞれ個別に、第１制御モードと第２制御モードとの間で相互に変更することができる。
【００８５】
図１２は、赤外線放射ヒータの着火前後の制御及び動作を示すシーケンス図である。図１２において、線図の左端にある符号は、以下の構成要素の動作を示す。
【００８６】
スイッチ６の運転操作のＯＮ／ＯＦＦ：ＳＷ
サーモスタット３６のＯＮ／ＯＦＦ：ＴＨ
ファン１６の送風量：ＣＦ
イグナイタ３３のＯＮ／ＯＦＦ：ＩＧ
ポンプ２１の燃料供給量：ＰＦ
電磁弁２２のＯＮ／ＯＦＦ：ＳＯ
火炎検出器３５の火炎検出の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）：ＦＤ
【００８７】
赤外線放射ヒータ１の着火前後のシーケンスについて、図１２を用いて説明する。以下の説明において、スイッチ６から運転操作のＯＮを受け付けたときをｔ＝０として、以降の赤外線放射ヒータ１の動作を時系列で示す。
【００８８】
スイッチ６から運転操作のＯＮを受け付けると、制御部６０は、ＴＨで示すサーモスタット３６の動作、及びＣＦで示すファン１６の動作をＯＮにする。このとき、制御部６０は、ＣＦで示すファン１６による空気供給量を強燃焼モード（第１制御モード）の第１空気供給量モード（Ｆ１）に設定する。制御部６０は、点火部３４の着火前の第１所定時間（ｔ１：例えば１５秒）だけ、第１空気供給量モード（Ｆ１）で点火部３４に空気を供給する。この第１所定時間（ｔ１）では、ＩＧで示すように、イグナイタ３３の遅延タイマが作動している。このため、第１所定時間を経過するまで、イグナイタ３３の着火動作は行われない。また、第１所定時間を経過するまでに火炎検出器３５で火炎が検出された場合には、制御部６０は、火炎（擬似光）検出がエラーであると判定する。
【００８９】
第１所定時間（ｔ１）の経過後、ＩＧで示すように、遅延タイマによりイグナイタ３３がＯＦＦ状態から着火動作（ＯＮ状態）に移行する。
【００９０】
イグナイタ３３が着火動作（ＯＮ状態）に移行すると同時に、制御部６０は、ＣＦで示すように、ファン１６の送風量を第１空気供給量モード（Ｆ１）から第２空気供給量モード（Ｆ２）に変更する。制御部６０は、点火部３４の着火後の第２所定時間（ｔ２）だけ継続して第２空気供給量モード（Ｆ２）で点火部３４に空気を供給する。
【００９１】
制御部６０は、ファン１６の送風量を第２空気供給量モードに設定してから第３所定時間（ｔ３：例えば、２秒）だけ経過後、ＰＦで示すように、ポンプ２１の電源を投入してポンプ２１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行させる。
【００９２】
ポンプ２１をＯＮ状態に移行させた後、制御部６０は、イグナイタ３３により点火部３４への着火動作開始後の所定時間だけ、第２制御モードで点火部３４の燃焼状態を制御する。具体的には、制御部６０は、ＰＦで示すように、ポンプ２１の燃料供給量を、弱燃焼時の第２燃料供給量モード（Ｐ２）で点火部３４に燃料を供給するように制御して燃焼状態を制御する。
【００９３】
制御部６０は、ＳＯで示すように、第２燃料供給量モード（Ｐ２）で燃料を供給させてからノズルの残圧を抜くための遅延タイマの設定時間（ｔ４−１：例えば、５秒）だけ経過後、電磁弁２２の電源をＯＦＦからＯＮに変更する。
【００９４】
制御部６０は、ＦＤで示すように、ノズルの残圧を抜くための遅延タイマの設定時間（ｔ４−１）と炎検出待ち時間（ｔ４−２）とを経過するまで火炎の検出判定を待つ。第１所定時間（ｔ１）及び第３所定時間（ｔ３）を経過するまでに火炎検出器３５で火炎が検出された場合には、制御部６０は、火炎（擬似光）検出がエラーであると判定する。
【００９５】
制御部６０は、第２燃料供給量モード（Ｐ２）で燃料を供給させてから第４所定時間（ｔ４）だけ経過後、火炎検出器３５により火炎も検出されているため、第１燃料供給量モード（Ｐ１）で燃料を供給するようにポンプ２１の動作を制御する。
【００９６】
制御部６０は、第２空気供給量モード（Ｆ２）で第２所定時間（ｔ２）だけ点火部３４に空気を供給後、第１空気供給量モード（Ｆ１）で点火部３４に空気を供給する。
【００９７】
ここで、第２所定時間（ｔ２）経過後のタイミングと第４所定時間（ｔ４）経過後のタイミングとは同期している。つまり、制御部６０は、点火部３４の着火後の任意の時間（ｔ２：本実施形態では第２所定時間と同じ）の間、ともに第２制御モードに含まれる第２空気供給量モード（Ｆ２）及び第２燃料供給量モード（Ｐ２）で空気供給量及び燃料供給量を制御する。このようにすることで、制御部６０は、点火部３４の燃焼状態を制御する。
【００９８】
制御部６０は、ともに第１制御モードに含まれる第１空気供給量モード（Ｆ１）及び第１燃料供給量モード（Ｐ１）で空気供給量及び燃料供給量を制御する。
【００９９】
ポストイグニッション時間（ｔ５＝例えば４０秒）経過後、制御部６０は、イグナイタ３３の着火動作を停止するため、イグナイタ３３の電源をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更する。制御部６０は、通常の強燃焼（第１制御モード）及び弱燃焼（第２制御モード）に応じた燃焼制御を行う。
【０１００】
［実施形態の効果］
以上説明した赤外線放射ヒータ１によれば、燃焼室１０と放射部１１との接続部分に設けられ、燃焼室１０または放射部１１の内部の空気を外部に流通させる圧力変動解消部により、振動燃焼を抑制することができる。
【０１０１】
また、以上説明した赤外線放射ヒータ１によれば、制御部６０が着火後の燃料供給量及び空気供給量を制御して振動燃焼を抑制することができる。また、赤外線放射ヒータ１によれば、圧力変動解消部により燃焼室１０や放射部１１内部の空気の圧力変動の放出と制御部６０による制御とにより、振動燃焼をより抑制することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１      ：赤外線放射ヒータ
２      ：フレーム
３      ：パネル
４      ：メッシュ部
５      ：キャスタ
６      ：スイッチ
７      ：燃料タンク
８      ：煙突
９      ：燃焼装置
１０    ：燃焼室
１１    ：放射部
１２    ：排出管
１３    ：流速制限部
１４    ：Ｕ字放射管
１５    ：ノズル
１６    ：ファン
１７    ：モータ
２０    ：燃料供給装置
２１    ：ポンプ
２２    ：電磁弁
３１    ：パイプ
３２    ：燃料フィルタ
３３    ：イグナイタ
３４    ：点火部
３５    ：火炎検出器
３６    ：サーモスタット
６０    ：制御部
７１    ：給油用開口
７２    ：キャップ
７３    ：タンクカバー
１０１  ：燃焼室本体
１０２  ：第１隔壁
１０３  ：第２隔壁
１０４  ：第１開口
１０５  ：第２開口
１０６  ：第２開口周壁
１０７  ：突起
１１１  ：第１曲管
１１２  ：放射管
１１３  ：第１筒状部
１１４  ：第２曲管
１２１  ：第２筒状部
１２２  ：屈曲部
１４１  ：蛇腹部
１４２  ：直管部
【図１】
2019027629.tif 000003
【図２】
2019027629.tif 000004
【図３】
2019027629.tif 000005
【図４】
2019027629.tif 000006
【図５】
2019027629.tif 000007
【図６】
2019027629.tif 000008
【図７】
2019027629.tif 000009
【図８】
2019027629.tif 000010
【図９】
2019027629.tif 000011
【図１０】
2019027629.tif 000012
【図１１】
2019027629.tif 000013
【図１２】
2019027629.tif 000014