(57)【要約】【課題】ファンやコンプレッサや空気ダクトを別途設ける必要がなく、輻射源と熱風源の位置が同じであるファンヒータを実現し、小型の加熱・乾燥装置の提供を可能にする。また、輻射伝熱と対流伝熱の寄与率を容易に変更できるファンヒータを提供する。【解決手段】ファンヒータ１０は、回転軸１と、回転軸１の周りに固定され回転軸方向に送風するための複数のフィン３と、回転軸１を回転させる可変速モータ６とを備え、フィン３が遠赤外線放射層、抵抗発熱体層及び絶縁層を有する。また、回転軸１と同軸にスリップリング５を接続し、フィン３の抵抗発熱体層への電力をスリップリング５を介して供給する。【選択図】　図１
2004101100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、回転軸の周りに配置され回転軸方向に送風するための複数のフィンと、回転軸を回転させるモータとを備え、
前記フィンが遠赤外線放射層、抵抗発熱体層及び絶縁層を有し、
前記回転軸と同軸にスリップリングが接続され、
前記抵抗発熱体層への電力供給が前記スリップリングを介して行われることを特徴とするファンヒータ。
【請求項２】
前記フィンは、遠赤外線放射層、抵抗発熱体層及び絶縁層がフィン本体となる基板に積層された構造の面状遠赤外線ヒータから形成されていることを特徴とする請求項１記載のファンヒータ。
【請求項３】
前記フィンは、遠赤外線放射層、抵抗発熱体層及び絶縁層が積層されて構成された面状遠赤外線ヒータが、フィン本体となる基板に接着された構造を有していることを特徴とする請求項１記載のファンヒータ。
【請求項４】
前記遠赤外線放射層及び絶縁層が琺瑯からなり、それらの間に抵抗発熱体層が埋め込まれていることを特徴とする請求項２記載のファンヒータ。
【請求項５】
前記面状遠赤外線ヒータは、抵抗発熱体層がゴム又は合成樹脂製のフィルム又はシート内に埋め込まれている構造を有していることを特徴とする請求項３記載のファンヒータ。
【請求項６】
前記フィンに温度センサが組み込まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のファンヒータ。
【請求項７】
前記モータが可変速モータであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のファンヒータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型の乾燥炉・加熱炉用の循環ファン、室内の天井ファン、ヘヤドライヤ等の熱風送風機などに使用して好適なファンヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
輻射伝熱と対流伝熱とを併用して加熱することが望ましい被加熱物や工程がある。例えば、水溶性塗料の乾燥の場合、乾燥初期に熱風による対流伝熱の寄与を上げて昇温させると同時に水分蒸発を促進し、乾燥後期に輻射伝熱の寄与を上げて加熱すると、全体の乾燥時間を短縮し、乾燥品質が良好となる。また、逆に、各部位を一様に輻射加熱することが困難な被加熱物の場合、加熱初期に輻射伝熱の寄与を上げて急速に昇温させ、加熱後期に対流伝熱の寄与を上げて各部位の温度分布の一様化を図ると、全体の加熱時間を短縮し、被加熱物を一様に加熱することができる。
【０００３】
このような輻射伝熱と対流伝熱を併用して加熱するためのヒータには種々の形式がある。これらのヒータを輻射源、熱風源の観点から整理すると、以下のように大別できる。
１．輻射ヒータと熱風ヒータを別々に備えたもの
２．熱風ヒータを備え、熱風ヒータの一部の熱風で輻射体を加熱するもの
３．輻射ヒータを備え、輻射ヒータの一部の輻射熱で空気を加熱するもの
４．輻射体及びファンを備え、輻射源と熱風源の位置が同じであるもの（特許文献１参照。）
【０００４】
【特許文献１】
実公平４−５１４３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記１．の構造は、輻射ヒータと熱風ヒータを別々に備えているので、小型装置には適さない。また、輻射体と熱風吹出口が別々に離散的に配置されるため、小型装置の場合、輻射及び熱風強度分布を一様にすることが困難となる。上記２．は、上記１．と同様、輻射体と熱風吹出口が別々に配置される問題点の他、常に熱風温度＞輻射体温度の制限があるため、輻射加熱の寄与を大きくしたい用途に適さない。上記３．も、輻射体と熱風吹出口が別々に配置される問題点の他、輻射ヒータで間接的に空気が加熱される構造のため、得られる熱風温度が低い不都合がある。上記４．は、輻射体と熱風吹出口の位置が同一であるが、ファンやコンプレッサや空気ダクトを別途設ける必要があるので、小型装置には適さない。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その課題は、ファンやコンプレッサや空気ダクトを別途設ける必要がなく、輻射源と熱風源の位置が同じであるファンヒータを実現し、小型の加熱・乾燥装置の提供を可能にすることにある。本発明の別の課題は、輻射伝熱と対流伝熱の寄与率を容易に変更できるファンヒータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、次の手段を採る。すなわち、
本発明のファンヒータは、回転軸と、回転軸の周りに配置され回転軸方向に送風するための複数のフィンと、回転軸を回転させるモータとを備え、
前記フィンが遠赤外線放射層、抵抗発熱体層及び絶縁層を有し、
前記回転軸と同軸にスリップリングが接続され、
前記抵抗発熱体層への電力供給が前記スリップリングを介して行われることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、フィンが輻射源と熱風源になり、しかもファン等を別途必要としないので、小型の加熱・乾燥装置の実現が可能になる。
【０００９】
前記フィンは、遠赤外線放射層、抵抗発熱体層及び絶縁層がフィン本体となる基板に積層された構造の面状遠赤外線ヒータから形成される。あるいは、前記フィンは、遠赤外線放射層、抵抗発熱体層及び絶縁層が積層されて構成された面状遠赤外線ヒータが、フィン本体となる基板に接着された構造を有している。
【００１０】
前者のフィン構造の場合は、例えば、遠赤外線放射層及び絶縁層が琺瑯からなり、それらの間に抵抗発熱体層が埋め込まれているものが用いられる。また、後者のフィン構造の場合は、例えば、抵抗発熱体層がゴム又は合成樹脂製のフィルム又はシート内に埋め込まれている構造を有しているものが用いられる。
【００１１】
前記フィンに温度センサが組み込まれていることが、ファンヒータの温度を制御する上で好ましい。
【００１２】
前記モータは可変速モータであることが好ましい。ファンヒータを種々の速度で回転したとき、同一のヒータ電力で、ファン回転数の低いときの方がフィン温度が高くなることが確認された。したがって、モータの回転速度を変化させることにより、被加熱物に対する輻射伝熱と対流伝熱の寄与割合を制御できる。
【００１３】
また、同一の回転数で、遠赤外線ヒータへの供給電力を大きくして、輻射伝熱の寄与を大きくすることも可能である。したがって、同一の回転数で、遠赤外線ヒータへの供給電力の大きさを変化させることによっても、被加熱物に対する輻射伝熱と対流伝熱の寄与割合を制御できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１及び図２に本発明のファンヒータ１０を示す。図において、回転軸１の下端のボス２の周りに６枚のフィン３が固定されている。各フィン３は、ヒータ回路を印刷技術で形成され、平面状（フィン長さ：１００ｍｍ、最大幅：５０ｍｍ）である。６枚のフィン３は回転軸１に対する垂直面に対して１５度傾斜して取り付けられており、回転軸１の方向に送風する軸流ファン（ファン径：２００ｍｍ）を形成している。回転軸１の上部には、軸継手４を介してスリップリング５の回転軸５ａが同軸に固定されている。スリップリング５はリング状の接触子を備えており、スリップリング５を介してフィン３に形成されているヒータ回路の抵抗発熱体層へ電力供給を行う。スリップリング５の極数は３個である。可変速モータ６は回転軸６ａがフィン３の回転軸１と平行に配置され、両回転軸１，６ａはベルト伝動機構７で連結されている。
【００１６】
前記フィン３は、フィン本体をなす基板が厚さ１．２ｍｍの扇形のステンレス鋼板からなり、基板上に琺瑯からなる絶縁層（遠赤外線放射層でもある。）が８５μｍ形成され、その上に抵抗発熱体層、導体及び電極からなるヒータ回路、更にその上に琺瑯からなる遠赤外線放射層（絶縁層でもある。）が５０μｍ形成されている。
【００１７】
１枚のフィン３の遠赤外線ヒータの定格電圧、電力は２００Ｖ、５００Ｗであり、ファン全体では、２００Ｖ、３０００Ｗとなっている。フィン３の根元部にボス２への取り付け部とヒータ回路の端子が形成されており、端子は図示外の導体でスリップリング５に電気的に接続されている。
【００１８】
次に、上記ファンヒータ１０を３個備えた、合計ヒータ電力：９ｋＷの卓上熱風炉を図３により説明する。
【００１９】
この卓上熱風炉では、ファンヒータ１０の一部のフィン３に温度センサが組み付けられたものを用いているので、スリップリング５を介してファンヒータ１０のフィン３の温度を炉外部から計測できるようにされている。
【００２０】
ファンヒータ１０は、ベルト伝動機構７が熱風炉１１の天井壁付近に位置するようにして熱風炉１１の上側筐体部１１ａに配置固定され、熱風炉１１の天井壁からスリップリング５とモータ６が突出配置している。ファンヒータ１０は熱風炉１１の被加熱物の搬送方向に沿って等間隔を置いて３個配置されている。ファンヒータ１０の可変速モータ６は回転数：３００〜１４００ｒｐｍの範囲でフィン３を回転するようにされている。熱風炉１１の天井壁には熱風の排出口１２が設けられており、ダンパーで排気量を調整できるようにされている。熱風炉１１内には保護ネット（図示せず）がファンヒータ１０の下方位置に水平に設置されている。また、熱風炉１１の下側筐体部１１ｂには、被加熱物を搬送するためのコンベヤが設けられている。本実施形態では、コンベヤは、図示外の駆動手段により回転されるようになっている無端環状のワイヤネット１３（幅２５０ｍｍ）から形成されている。熱風炉１１の下側筐体部１１ｂは、上側筐体部１１ａよりも被加熱物の搬送方向において前後に長い長さを有しており、図の左側の端部の上面が被加熱物の入口を形成しており、右側の端部の上面が出口を形成している。そして、熱風炉１１の下側筐体部１１ｂの出口付近に冷却ファン１４が設けられている。
【００２１】
したがって、被加熱物は、図の左側の入口でワイヤネット１３に載せられると、ワイヤネット１３によって出口側へ搬送されていく。この間に、被加熱物はファンヒータ１０によって、回転するフィン３から送風される熱風と、フィン３から放射される輻射熱とによって加熱される。そして、被加熱物は出口で冷却ファン１４により冷却された後、取り出される。
【００２２】
このように上記ファンヒータ１０を使用すれば、ファンの羽根を構成するフィン３が輻射源と熱風源になり、ファン等を別途必要としないので、小型の卓上熱風炉１１を実現できる。また、上記ファンヒータ１０によれば、輻射及び熱風強度分布が一様になる。また、モータ６の回転速度や遠赤外線ヒータへの供給電力を変化させることにより、被加熱物に対する輻射伝熱と対流伝熱の寄与割合を制御できる。
【００２３】
上記卓上熱風炉１１の試運転の際の性能確認において、被加熱物が載置されるワイヤネット１３の種々の位置で輻射強度及び熱風強度が一様であることが確認された。これには、フィン３が回転することが大いに寄与している。また、熱風排出口１２を全開とし、ファンヒータ１０を種々の速度で回転したとき、同一のヒータ電力で、ファン回転数の低いときの方がフィン３の温度が高くなることも確認された。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明よれば、ファンやコンプレッサや空気ダクトを別途設ける必要がなく、輻射源と熱風源の位置が同じであるファンヒータを実現し、小型の加熱・乾燥装置の提供を可能にする。また、輻射伝熱と対流伝熱の寄与率を容易に変更できるファンヒータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のファンヒータの一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１のファンヒータのフィン部を下方から見た図である。
【図３】卓上熱風炉を示す正面図である。
【符号の説明】
１　フィン回転軸
２　ボス
３　フィン
４　軸継手
５　スリップリング
５ａ　スリップリング回転軸
６　可変速モータ
６ａ　モータ回転軸
７　ベルト伝動機構
１０　ファンヒータ
１１　熱風炉
１２　排出口
１３　ワイヤネット
１４　冷却ファン
【図１】
2004101100.tif 000003
【図２】
2004101100.tif 000004
【図３】
2004101100.tif 000005