特開 2022-68070 遠赤外線発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022068070

(43)【公開日】2022-05-09

(54)【発明の名称】遠赤外線発生装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/14 20060101AFI20220426BHJP

   H05B 3/10 20060101ALI20220426BHJP

   A01G 7/00 20060101ALI20220426BHJP

【ＦＩ】

H05B3/14 G

H05B3/10 B

A01G7/00 604B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2020186161

(22)【出願日】2020-10-21

(71)【出願人】

【識別番号】509082020

【氏名又は名称】大川 令

(71)【出願人】

【識別番号】520435935

【氏名又は名称】一越 昌史

(71)【出願人】

【識別番号】520435946

【氏名又は名称】小杉 星喚

(71)【出願人】

【識別番号】520435957

【氏名又は名称】藤井 義晴

(72)【発明者】

【氏名】一越 昌史

(72)【発明者】

【氏名】大川 令

(72)【発明者】

【氏名】小杉 星喚

(72)【発明者】

【氏名】藤井 義晴

【テーマコード（参考）】

3K092

【Ｆターム（参考）】

3K092QA02

3K092QB16

3K092RA03

3K092SS47

(57)【要約】      （修正有）

【課題】動植物を育成し、また低温乾燥を実現するために、安価で軽量で持ち運びが可能な、６μｍ以上の遠赤外線を透過しない石英ガラス管を使用しなくて済む、また真空の維持や不活性ガスの封入をしなくて済む、メンテナンスが容易な、また取り替えが容易な動植物の育成光線に相当する遠赤外線の放射が可能な発生装置を提供する。
【解決手段】動植物の育成光線である６μｍ～１４μｍの波長域で、ピーク波長相当で０℃よりも短波長側の遠赤外線を直接発生する装置を提供するために、面状炭素繊維フェルトから紐状の炭素繊維フェルトを切り出し、それを円筒管に挿入し通電し、目的温度に高める。この時、物質固有の遠赤外線波長を吸収すなわち透過する材質の円筒管を利用し、透過した遠赤外線を動植物に直接放射できるカーボンファイバーヒーター４とする。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

カーボンファイバーヒーターに適用する紐状炭素繊維のフェルトは、わずかな引っ張り応力で切断され、上下左右への応力で炭素繊維が容易に剥がれる。そのため、カーボンファイバーヒーターに適用する紐状炭素繊維フェルトを補強し、同時に円筒管への挿入を容易にするために、弾性変形が容易な、電気に対し絶縁された、熱的耐性を有する、絶縁処理を施した金属線や樹脂線に、紐状炭素繊維フェルトを固定し、新たに紐状炭素繊維フェルト棒を作成し、適用することを特徴とするとするカーボンファイバーヒーター。

【請求項2】

カーボンファイバーヒーターを構成する空気で満たされた円筒の管に遠赤外線を放射する紐状炭素繊維フェルトあるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒を挿入する。その紐状炭素繊維フェルトあるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒の両端に通電し遠赤外線を発生する時、円筒の管に挿入される紐状炭素繊維フェルトあるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒が有する熱量を最大限に上げ、同時にまた管中の空気による遠赤外線の吸収を最小限とし同時に温度上昇時の紐状炭素繊維フェルトあるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒を構成する炭素繊維の酸化を抑制するために、円筒管内の空気量を減らすことを目的に、円筒管に挿入される、断線のない、角形あるいは円形の断面を有する、紐状炭素繊維フェルトあるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒で、円筒管断面の隙間が最小になるように、円筒管を埋めることを特徴とするカーボンファイバーヒーター。

【請求項3】

カーボンファイバーヒーターを構成する該紐状炭素繊維フェルトあるいは該紐状炭素繊維フェルト棒から放射される遠赤外線は、その波長により通過する該円筒管の材質固有の吸収率により吸収される。そのため、遠赤外線中の育成光線である６μｍ（資料により８μｍ）～１４μｍ（資料により１５μｍ）域の遠赤外線の波長域の中で、該円筒管の材質が高透過率で透過させることが可能な遠赤外線の波長域で、ピーク波長に相当する温度で遠赤外線の発生を可能とするように、該紐状炭素繊維フェルトあるいは該紐状炭素繊維フェルト棒の両端に印可する電圧を、設定そして制御できる、該カーボンファイバーヒーターを設置した遠赤外線発生装置。

【請求項4】

別々のカーボンファイバーヒーターにおいて、それぞれのカーボンファイバーヒーターに設けた材質の異なる円筒管内に挿入した紐状炭素繊維フェルトあるいは該紐状炭素繊維フェルト棒の両端に印可する電圧を制御し、それぞれの円筒管から別々の高透過率で透過した波長域の遠赤外線を得るとき、高透過率で透過する波長域の異なる二つあるいはそれ以上の円筒管を備え、それぞれ異なる材質の円筒管による遠赤外線の吸収域を別の材質の円筒管から高透過率で透過した遠赤外線でカバーすることを可能とする、それぞれ波長の異なる遠赤外線を放射するのカーボンファイバーヒーターを複数備えた遠赤外線装置。

【請求項5】

該カーボンファイバーヒーターを構成する、該紐状炭素繊維フェルトあるいはまた該紐状炭素繊維フェルト棒の両端に通電し、電圧を制御することにより該紐状炭素繊維フェルトあるいはまた該紐状炭素繊維フェルト棒の温度を０℃から上げ、カーボンファイバーヒーターを構成する各部材の中で、許容するもっとも低い耐熱温度に相当する短波長側のピーク波長にシフトが出来るように、電圧の上限を設定することを特徴とする遠赤外線発生装置。

【請求項6】

該紐状炭素繊維フェルトあるいはまた該紐状炭素繊維フェルト棒を、使用時に金属円筒管の半面を開き、反射面を有した金属管の側の、外から反射面に入射した光が焦点を結ぶ位置に、金属円筒管に設けた絶縁支持棒で固定した、一本ないし複数本の紐状炭素繊維フェルトあるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒に通電し、発生した遠赤外線のうち、照射の目的とする対象物に向かう遠赤外線と、半円筒の金属の反射面から反射する遠赤外線とを併せ、効率良く、照射を目的とする対象物に直接放射できる、金属円筒管型カーボンファイバーヒーターを備えた遠赤外線装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動植物の育成光線である遠赤外線を直接放射する遠赤外線発生装置に関する

【背景技術】

【0002】

赤外線としては、一般的に、近赤外線（およそ０．７～２．５μｍ）は赤外線カメラや赤外線通信・リモコン等に利用され、中赤外線（２．５～４μｍ）は天文分野や高温の熱利用（例えば、特許文献１、２参照及びカーボンヒーター：非特許文献１、２）されている。遠赤外線（４～１，０００μｍ）の利用は、中・遠赤外線ヒーター（例えば、特許文献３）や乾燥機そして健康器具等での利用となっている。

【0003】

高温ヒーターでは、メトロ電機工業株式会社の近赤外線（ピーク波長２μｍ）に用いられる独自のカーボンフィラメントを使用する高出力カーボンヒーター（フィラメント温度１，３００℃）等や、フェルト状の炭素繊維のフィラメントを使用する株式会社ＥＳＰの次世代のカーボンファイバーヒーター（ピーク波長２．０～３．０μｍ付近、フィラメント温度約８２７℃）を見ることが出来る（非特許文献１，２）。いずれも炭素繊維を使用した製品である。これらの製品は、近～中赤外領域の放射強度の、ウイーンの変位則による、ピーク波長（２．０～３．０μｍ付近）の赤外線を放射する、シール処理を設けた不活性ガスを封入したあるいは真空処理をした石英ガラスの管に、炭素繊維であるカーボンフィラメントを内蔵したヒーターである。この石英ガラスは５μｍ以上の遠赤外線を透過しないため、大気の窓と言われる８μｍから１３μｍの遠赤外線の利用には不向きである。また、このカーボンファイバーヒーターやカーボンヒーターは、不活性ガスが封入されたあるいは管内が真空の石英ガラス管内に、炭素繊維であるカーボンフィラメントが設置され、炭素繊維のフィラメントの酸化を防ぎつつ高温にすることが出来るが、稼働中は、人が容易に石英ガラスに触れることも扱うことも出来ない。遠赤外線の利用に当たっては人が容易に扱える軽量な装置にする必要がある。

【0004】

遠赤外線は、４～１，０００μｍの波長帯であるが、その中でも大気による吸収が少ない３から５μｍ強及び８から１３μｍの波長帯は「大気の窓」と言われている。その波長のうち太陽が放射する光線で地上に達する赤外線は、大気の窓と言われる波長帯の、中赤外線では３．５μｍと、遠赤外線では１０μｍを中心とする波長帯となっている。模式図を図１「大気による赤外線の吸収」に示す。その中で水の吸収波長は中赤外線の３μｍと、生物（有機物）の吸収波長と重なる遠赤外線の６～１２μｍとなっている。特に６（資料により８）～１４（資料により１５）μｍの遠赤外線の波長帯は動植物の「育成光線」と言われている。ところがこの６（資料により８）～１４（資料により１５）μｍの遠赤外線の波長帯の有効利用は、海産物や農産物等の加熱加工や乾燥用遠赤外線プレートヒーター（Ｍａｘ．１３０℃ ７．１８μ程度）を利用）とか健康機器利用であり、さらに遠赤外線を、幅広く、容易に、有効利用が出来る新たな軽量な遠赤外線発生装置の技術開発が必要になる。

【0005】

動植物の育成光線である６（あるいは８）～１４μｍの波長域の遠赤外線を放射可能な、取扱いが容易で安価・軽量な遠赤外線発生装置の技術開発が必要とされるが、現状そういった装置は見当たらない。植物の育成用に設置された温室やビニールハウスは、太陽から波長が３～５μｍ以下の可視・近・中赤外線を取り入れるが、温室内から放射された５μｍ以上の遠赤外線を外部に放出しない特性を有する。しかし、外気の温度が下がった場合は熱伝導等により温室内やビニールハウス内の温度が徐々に下がるため、その熱放出に見合ったエネルギーを、化石燃料や電気による暖房機を使用し、熱供給を行っている。そこで、植物の近くで、空気に吸収されにくく、土壌や植物等の有機物を直接暖め、植物の育成を効率的に行うことが出来る、そして化石燃料の使用量を削減できる、誰でも容易に使用可能な安価で軽量な遠赤外線発生装置の実現が望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平２００６－２９４３３７遠赤外線ヒーター

【特許文献2】特開平１１－０８６８０４遠赤外線ヒーター

【特許文献3】特開２０１０－２７２２４（Ｐ２０１０－２７２２４Ａ）炭素繊維ヒーター線の製造方法、炭素繊維ヒーター線及び融雪用ヒーター

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】メトロ電気工業株式会社 ピュアタンヒータ（単管ヒーター）（ｗｗｗ．ｍｅｔｒｏ－ｃｏ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｈｅａｔｅｒｔｕｂｅｓ／ｐｒｏｄ０４．ｈｔｍｌ＃ｒｅｆ＿ｓｐ）遠赤黒膜ヒーター（黒膜塗装）（ｗｗｗ．ｍｅｔｒｏ－ｃｏ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｈｅａｔｅｒｔｕｂｅｓ／ｐｒｏｄ０７．ｈｔｍｌ）

【非特許文献2】株式会社ＥＳＰ ＣＦＨ～カーボンファイバーヒーター～（ｅｓｐ－ｋａｎａｇａｗａ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｆｈ．ｈｔｍｌ）次世代のカーボンファイバーヒーター ｐ．３／１１，ｐ１０／１１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

空気中で植物の育成に遠赤外線を利用するためには、図１に示したように、動植物の「育成光線」と言われ６（資料により８）～１４（資料により１５）μｍのうち、遠赤外線が空気に吸収されにくい空気の窓（図１）と言われる波長域を考慮に入れた、大気の窓（８μｍ～１３μｍ）を有効利用出来る、図２に模式図を示すが、ピーク波長相当の温度が０℃（相当する波長が１０．６μｍ）以上の温度帯の放射光を利用する必要がある。本発明の目的は、ピーク波長で６（資料により８）μｍ～１０．６μの波長帯の遠赤外線を有効に動植物や土壌に直接照射できるカーボンファイバーヒーターを備えた遠赤外線発生装置を実現し提供することにある。

【0009】

石英ガラス管内に設けた炭素繊維に通電し１，０００℃前後の温度を生み出すヒーターが実用されているが、炭素繊維は空気中で熱するとき、炭素繊維の性状とか品質にもよるが、低いものでは１５０℃以上で徐々に酸化するため、高温ヒーターのように高温を必要とする場合は、石英ガラス管内を真空にするか石英ガラス管内に不活性ガスを封入し、炭素繊維の酸化を防止している。しかし用いられている石英ガラスは５μｍ以上の遠赤外線を透過できない。従って遠赤外線を透過させ、有効利用するためには、石英ガラス管や光を透過しない金属管を用いることは出来ない。そのため、本発明の目的は、紐状炭素繊維フェルトを管内に設置して５μｍ以上の、特に動植物の「育成光線」と言われ６（あるいは８）～１４μｍの遠赤外線の波長帯の遠赤外線を透過させるようにするため、遠赤外線が透過できる材質を使用した管の適用を実現し、提供することにある。

【0010】

本発明の目的は、動植物の育成用や、保温用そして低温乾燥用装置として実現するために、同時に誰もが容易に使用を可能にするために、安価で軽量で持ち運びが可能な、５μｍ以上の遠赤外線を透過しない石英ガラス管を使用しなくて済む、また真空の維持や不活性ガスの封入をしないで済む、メンテナンスが容易な、また取り替えが容易な安価な遠赤外線発生装置を実現し、提供することにある。

【0011】

本発明の目的は、高電気抵抗の、図３に示す面状炭素繊維のフェルト１から切り取った紐状炭素繊維のフェルト２は、わずかな引っ張り応力で切断され、上下左右への引っ張り応力で紐状炭素繊維のフェルトから炭素繊維のフィラメントが容易に剥がれるため、面状炭素繊維のフェルトから切り取り紐状炭素繊維フェルトを作成するとき、その幅にむらが出来ないように、また紐状炭素繊維のフェルトに通電して使用するとき安定的に使用出来るように、炭素繊維フェルトを切断し、切断した紐状炭素繊維フェルトを提供するすることにある。

【0012】

前述の紐状炭素繊維フェルト２を内蔵する管は、その管の材料となる物質に関し、さまざまな材料の管が考えられるが、それぞれ管の材料それぞれが、指紋領域（１，３００（７．６９μｍ）～６５０ｃｍ^－１（１５．３８μｍ））と言われる周波数帯で物質固有の吸収スペクトルがある。本発明の目的は、紐状炭素繊維フェルト２を内蔵する管から透過した遠赤外線を放射するに当たり、動植物が必要とする領域の遠赤外線の吸収率の低いすなわち透過率の高い材料で製造された管を提供することにある。

【0013】

円筒管に内蔵された紐状炭素繊維フェルト２から、紐状炭素繊維フェルト２の温度に基づくピーク波長を有する遠赤外線が放射され、その遠赤外線のうち目的とする動植物に到達する遠赤外線は、円筒管の物質固有の遠赤外線の波長に従った透過率に従って円筒管を透過した波長の遠赤外線になる。すなわち、本発明の目的は、円筒管に内蔵された紐状炭素繊維フェルト２の温度によるピーク波長を有する遠赤外線と、円筒管の特有の遠赤外線の透過率という二つのパラメータを考慮して、動植物の育成や保温用そして低温乾燥に有効な遠赤外線を照射出来るカーボンファイバーヒーター４を提供することにある。

【0014】

本発明の目的は、空気中で紐状炭素繊維フェルト２に通電するとき炭素繊維が酸化されない温度域と、紐状炭素繊維フェルト２を内蔵する円筒管の耐熱温度とを考慮してカーボンファイバーヒーター４を設計・製造し、温調器５や交流電力調整器６と合わせ、図４に示す遠赤外線発生装置を提供することにあるある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明に係わる遠赤外線発生装置は、動植物の「育成光線」と言われ６（資料により８）～１４（資料により１５）μｍのうち、大気の窓（８μｍ～１３μｍ）を有効利用して、ピーク波長相当の温度で０℃相当の波長１０．６μｍよりも短波長側の遠赤外線を放射し、直接動植物に放射を可能とする装置を形成する。そのため、稠密な炭素繊維の積層された面状炭素繊維フェルト１から最適な幅の紐状炭素繊維フェルト２を切り出し、円筒管の中に設置した、その紐状炭素繊維フェルト２に通電し、酸化温度以下の温度で求める温度に上昇させ、遠赤外線を発生させる。この時、円筒管に挿入する紐状炭素繊維フェルト２の形状、円筒管の材質による赤外線の波長による透過率を勘案して、動植物の育成や保温用及び低温乾燥用に必要な遠赤外線を放射が可能なカーボンファイバーヒーター４を有する遠赤外線発生装置を形成する。

【発明の効果】

【0016】

現在実用化されている真空そして不活性ガスで満たされた石英管を用いた高温ヒーターでは５μｍ以上の波長の遠赤外線を透過しないし、それに対し高温源を金属等のコーティングに当て遠赤外線を発生させる間接的な手法では必要とするコストが高い。本発明では、大気中で遠赤外線の透過率が高い大気の窓と言われる波長帯（８μｍ～１３μｍ）の遠赤外線を有効利用して、同時に動植物を育成する土壌や動植物に有効な「育成光線」と言われる６（資料により８）～１４（資料により１５）μｍの遠赤外線を放射し、動植物の育成や保温、低温乾燥用に使用することを可能とする。そのために、空気で満たされた円筒管の中に紐状炭素繊維フェルト２を、安定的に使用するために内蔵し、紐状炭素繊維フェルト２の両端に通電し遠赤外線を発生させる。ただ、円筒管の内部で遠赤外線を放射するため、円筒管を透過できる遠赤外線は、波長ごとに、円筒管の材料により、多寡が生じる。そこで、紐状炭素繊維の温度を制御し発生する遠赤外線の波長と、円筒管の材質により透過率の高い波長域を勘案して、さらに使用する部材の耐熱温度等を考慮に入れて、軽量で容易な取扱いで、同時に安価な装置で、土壌や動植物に育成光線の直接照射を、更に保温や低温乾燥を、可能にする装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】大気による赤外線の吸収（模式図、日本機械学会熱工学部門講習会２００９年７月２９－３０日「熱設計を支援する熱流体計測技術」赤外線放射温度計の基礎 中村 元氏 から曲線部分を採取）

【図2】物体の温度と放射エネルギーの関係（ウィーンの変位則）（模式図、赤外線工学 オーム社より一部を採取）

【図3】面状炭素繊維フェルトと紐状炭素繊維フェルト

【図4】遠赤外線装置

【図5】紐状炭素繊維フェルトと紐状炭素繊維フェルトを内蔵したカーボンファイバーヒーターを構成する円筒管の縦断図と横断図

【図6】紐状炭素繊維フェルト棒と紐状炭素繊維フェルト棒を内蔵したカーボンファーバーヒーターを構成する円筒管の縦断図と横断図

【図7】樹脂の遠赤外線の透過率例（資料：遠赤外線ヒーター 発光ハイレックス カタログより）

【図8】金属円筒管型カーボンファイバーヒーター

【発明を実施するための形態】

【0018】

市販されているカーボンヒーターは、数百Ｗから１ｋＷ以上の電力で、真空に維持されたあるいはまた不活性ガスに満たされた石英ガラス管に内蔵された、例えば炭素繊維フェルトやフィラメントを用いた場合で、製品目的に従って、ピーク波長として、炭素繊維フェルトやフィラメントの温度が１，０００℃前後の、近赤外線や中赤外線を放射する。しかし、石英ガラスは５μｍ以上の赤外線を透過しない。遠赤外線を放射する場合は、高温に熱せられた金属管の表面にコーティングを施して、間接的に遠赤外線を放射する遠赤外線発生装置が用いられる。それに対し、本発明は、低使用電力で、遠赤外線を動植物に直接照射出来そして保温そして低温乾燥用に使用出来る、ピーク波長で約６μｍ～１０．６μｍまでの遠赤外線を照射できるカーボンファイバーヒーター４を備えた遠赤外線発生装置。

【実施例0019】

商品化されている高出力カーボンヒーターは、カーボンフィラメントや炭素繊維（フェルト）フィラメントを、石英ガラス管の中に設置し、通電し、１，０００℃前後の高温を発することが出来る。この時、カーボンフィラメントや炭素繊維（フェルト）フィラメントを内蔵する石英管は、不活性ガスの封入や真空を維持して、炭素繊維の酸化を防いでいる。ただ、石英ガラスは、５μ以上の遠赤外線を透過しない。そこで新たな遠赤外線発生装置では、高出力カーボンヒーターがカバーできない５μ以上の遠赤外線を放射するため、炭素繊維の酸化温度（例えば酸化温度が低い炭素繊維で１５０℃程度）以下の温度域で、コーティングと言った間接的な物質を使わずに直接遠赤外線を発生する、透過率が波長ごとに相違する樹脂やゴム系の円筒の管を利用したカーボンファイバーヒーター４である。すなわち、５μｍ以上の遠赤外線を放射しない石英ガラスを用いず、石英ガラス管内を真空に維持することや不活性ガスを充填する手法を用いず、そしてコーティングを用いないで、動植物や動植物を育成する土壌に直接遠赤外線を照射出来、保温や低温乾燥にも適用出来るカーボンファイバーヒーター４を備えた遠赤外線発生装置。

【0020】

赤外線は、波長によってさまざまな分類がなされている。例えば、近赤外線（０．７～２．５μｍ）中赤外線（２．５～４μｍ）遠赤外線（４～１，０００μｍ）他の分類がある。この中で、大気の赤外線の透過率が高い（大気による赤外線の吸収の低い）波長帯（３～５μｍ、８～１３μｍ）は「大気の窓」と呼ばれている（図１）。そして、人も６μｍ～１４μｍの遠赤外線を出しており、人間の細胞内にあるミトコンドリアは８～１４μｍ遠赤外線を放射している。そして、６（資料によっては８）～１４（資料によっては１５）μｍは動植物の育成光線と呼ばれる。また、化学物質の同定にも用いられ、物質固有の吸収スペクトルが現れる波数１，３００（７．６９）～６５０ｃｍ^－１（１５．３８μｍ）は指紋領域と呼ばれている。本発明の、遠赤外線発生装置を構成するカーボンファイバーヒーター４は、動植物の育成に有効な育成光線を発生し、動植物に直接放射するヒーターである。

【0021】

本発明の、カーボンファイバーヒーター４は、紐状炭素繊維フェルトを内蔵する円筒管、円筒管に内蔵された通電したとき遠赤外線を発生する紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた炭素繊維フェルト棒１２、そして必要とする付属品とから構成される。

【0022】

本発明に使用する紐状炭素繊維フェルト２は、面状炭素繊維フェルト１から、必要とする仕様そして寸法・形状を有する紐状炭素繊維フェルト２を切りとり製作する。紐状炭素繊維フェルト２を利用し、カーボンファイバーヒーター４の仕様を満たす紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を製作する。なお、紐状炭素繊維フェルト２は、引っ張り応力に弱く、ちぎれやすく、剥がされやすいため、外部からの影響を受けにくくするために、管に挿入して使用する。

【0023】

紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵する管は、遠赤外線に対し、使用するいずれの物質とも、物質固有の吸収スペクトルを有する。その紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２に通電し、空気の窓と言われる領域の波長の遠赤外線を放射するとき、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維棒８を外部からの与えられる引っ張り等の影響を受けないように安定的に使用出来、四方に遠赤外線をむらなく放射するために、円筒管を使用する。

【0024】

物質から放射される電磁波のピーク波長（エネルギーの一番高いところ）は、すなわち黒体の単色放射光が最大となる波長は、λ＝２，８９７／Ｔ（μｍ）（ウイーンの変位則、Ｔ絶対温度＝物体のセルシウス度＋２７３）であり、例えば体温が３６℃の人は約９．４μｍをピーク波長とする遠赤外線を放射している。そこで、円筒管内の紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２の両端に通電して、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２の温度が０℃以上（０℃相当のピーク波長（１０．６μｍ））で放射される遠赤外線を利用するカーボンファイバーヒーター４である。本願では、説明を容易にするために、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２の置かれた温度とその温度に相当するピーク波長とで記述する。

【0025】

実施形態に係わる図５及び６に示すカーボンファイバーヒーター４は、両端を通電し遠赤外線を発生出来る紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を備えるが、本段落では紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２の原材料として製作される紐状炭素繊維フェルト２に基づき説明する。面状の炭素繊維フェルト１は、それぞれは短い炭素繊維を稠密に密集させ、面状に製造されている。その面状の炭素繊維フェルト１を、紐状炭素繊維フェルト８としてあるいは又紐状炭素繊維フェルト棒１２に見合った適切な仕様で切断し紐状炭素繊維フェルト２を製造する。この紐状炭素繊維フェルト２を管に挿入し、紐状炭素繊維フェルト８としてあるいは又補強したものを紐状炭素繊維フェルト棒１２として使用する。本段落では、紐状炭素繊維フェルト２として記述する寸法・面積、そして紐状炭素繊維フェルト２の両端に電圧を印加するときの熱量Ｗ、電圧Ｖ、電流Ｉ、抵抗Ｒ、係数ｋは、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を使用した場合にも、そのまま当てはめることができるものとする。紐状炭素繊維フェルト２の両端に電圧を印可し通電するとき、炭素繊維フェルト２の断面の炭素繊維の面積、炭素繊維フェルト２長さによって電気抵抗が決定される。それぞれの炭素繊維は短く、短い繊維間の通電には抵抗があるため、紐状炭素繊維フェルト２の両端には大きな抵抗が生じる。その紐状炭素繊維フェルト２の両端間の高抵抗を利用し電圧を印加したときの電流値を抑える。Ｒ（紐状炭素繊維フェルト２の両端の抵抗）、ｋ（定数）、Ｌ（紐状炭素繊維フェルト２の長さ）、Ｓ（紐状炭素繊維フェルト２の炭素繊維部分の断面積）、ａ（紐状炭素繊維フェルト２の厚さ）、ｂ（紐状炭素繊維フェルト２の幅）とするとき、Ｒ＝ｋ（Ｌ／Ｓ）＝ｋ（Ｌ／ａ・ｂ）となる。電流値Ｉは， Ｉ＝Ｖ／Ｒ＝Ｖ・Ｓ／ｋ・Ｌ＝Ｖ・ａ・ｂ／ｋ・Ｌで表される。この時、紐状炭素繊維フェルト２に生じる熱量Ｗは、電圧Ｖ、電流Ｉとするとき、Ｖ＝ＩＲ＝Ｉ・ｋ・Ｌ／ａ・ｂであり、Ｗ＝Ｉ^２Ｒ＝Ｖ^２／Ｒ＝Ｖ^２・Ｓ／ｋ・Ｌ＝Ｖ^２・ａ・ｂ／ｋ・Ｌで表される。ここで、印加電圧Ｖを決め、紐状炭素繊維フェルト２の厚さａが事前に決まり、紐状炭素繊維フェルト２の長さＬが設計するカーボンファイバーヒーター４の設計で決めるとき、またｋが紐状炭素繊維フェルト２の定数であるとき、熱容量Ｗは、紐状炭素繊維フェルト２の断面積Ｓに比例する。従い、カーボンファイバーヒーター４の熱容量Ｗを増やすためには、紐状炭素繊維フェルト２の断面積Ｓを、管に挿入可能な寸法として、最大限大きくする必要がある。そのため、紐状炭素繊維フェルト２の厚みａと幅ｂを同じ正方形として断面積の対角線３を円筒管の内径にする。なお、紐状炭素繊維フェルト２を内蔵する管は、管から遠赤外線をむらなく四方に放射するために円筒であることが求められる。そして熱量Ｗを増やすためには、円筒管の直径を大きくし、紐状炭素繊維フェルト２の断面積Ｓを大きくする必要がある。そのためには円筒管は内蔵する紐状炭素繊維フェルト２で満たす必要がある。そこでさらに隙間をさらに細い紐状炭素繊維フェルト、例えば９，で埋めることで可能とする。そして紐状炭素繊維フェルト２の温度を上げピーク波長を短波長側に移すためには紐状炭素繊維の両端に印可する電圧Ｖをあげる必要がある。同時に、空気の窓の波長域でも若干の遠赤外線の吸収があるため、管内を紐状炭素繊維フェルトで埋め、管内の空気量を減少させることが有効である。

【0026】

０℃（１０．６μｍ）以上で炭素繊維フェルト８の炭素繊維の酸化が生じるまでの間の温度帯で使用されるカーボンファイバーヒーター４で、ピーク波長（エネルギーの一番高いところ）で遠赤外線を放射する放射体である紐状炭素繊維フェルト８の放射エネルギー量は、紐状炭素繊維フェルト８が保有する熱量による。そのため、カーボンファイバーヒーター４が発生する遠赤外線量を上げるために、紐状炭素繊維フェルト８を内蔵する円筒管の直径・長さといった仕様を設定するとき、紐状炭素繊維フェルト８の断面が角形の場合は、断面における炭素繊維部分の面積を増やすために、紐状炭素繊維フェルト８の厚みを紐状炭素繊維フェルト８の断面の幅と同じ寸法として、すなわち紐状炭素繊維フェルト８の断面を正方形としてその対角線の長さを該円筒管の内径と同じかあるいはできるだけ近い寸法として、紐状炭素繊維フェルト８の断面積を該円筒管の断面積にちかづけるように、紐状炭素繊維フェルト８の断面の形状を設定する必要がある。そして紐状炭素繊維フェルト８のピーク波長相当の波長を短波長側に移すため、紐状炭素繊維フェルト８の発生熱量が印加電圧の二乗に比例するため、印加電圧を上げピーク波長を放射する温度を上げる必要がある。すなわち紐状炭素繊維フェルト８の断面の正方形の対角線の長さは、紐状炭素繊維フェルト８を内蔵する該円筒管の内径を上限とする。また、１本の紐状炭素繊維フェルト８で、内蔵する該円筒管の内径側を可能な限り埋めるためには、紐状炭素繊維フェルト８を内蔵する円筒管の内径と、内蔵する紐状炭素繊維の幅と厚みの関係において、内蔵する紐状炭素繊維フェルト８の厚みと幅が同じ寸法で、すなわち紐状炭素繊維フェルト８の断面を正方形としその対角線の長さを該円筒管の内径と同一とするように、面状フェルト１から切り取り、図５に示すように必要に応じて更に細い紐状炭素繊維フェルト９を加え隙間を埋め、できるだけ管内を炭素繊維で満たし空気部分を減らした、そして紐状炭素繊維フェルト８の酸化温度以下で使用し、紐状炭素繊維フェルト８を内蔵した円筒の管７の材料の耐熱温度以下で、紐状炭素繊維フェルト８に通電する電圧を制御して、ピーク波長相当の紐状炭素繊維フェルト８の温度の設定が出来ることを特徴とするカーボンファイバーヒーター４。なお、紐状炭素繊維フェルト８を円筒管に挿入するとき、挿入を容易にするため、紐状炭素繊維フェルト８の断面の対角線の寸法を必要に応じ小さくしても良い。紐状炭素繊維フェルト８の断面が円形の場合は、その直径を該円筒管の内径とする。なお、紐状炭素繊維フェルト８を円筒管に挿入するとき、挿入を容易にするため、紐状炭素繊維フェルト８の断面の円の直径を必要に応じ小さくしても良い。

【0027】

面状炭素繊維１から切り取った紐状炭素繊維のフェルト２は、わずかな引っ張り応力で切断され、上下左右へのわずかな引っ張り応力で炭素繊維の繊維が容易に剥がれる性状があるため、紐状炭素繊維フェルト２に通電して使用するとき、より安定的に使用出来るようにするため、それらの引っ張り応力に影響を受けにくい、新たな紐状炭素繊維フェルトが求められる。そのような紐状炭素繊維フェルト２の性状をカバーするために、紐状炭素繊維フェルト２に、弾性変形が容易な、例えばポリアミドイミド繊維等の絶縁を施した金属線１１やアルマイト処理をしたアルミニウムそしてテグス（釣り糸）等の細い線で補強した紐状炭素繊維フェルト棒１２を製作する。なお、紐状炭素繊維フェルト棒１２の取扱いは該炭素繊維フェルト８と同じである。すなわち、０℃（１０．６μｍ）以上で炭素繊維フェルト棒１２の炭素繊維の酸化が生じるまでの間の温度帯で使用されるカーボンファイバーヒーター４で、ピーク波長（エネルギーの一番高いところ）で遠赤外線を放射する放射体である紐状炭素繊維フェルト棒１２の放射エネルギー量は、紐状炭素繊維フェルト棒１２が保有する熱量による。そのため、カーボンファイバーヒーター４が発生する遠赤外線量を上げるために、紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵する該円筒管の直径・長さといった仕様を設定するとき、紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面が角形の場合は、断面における炭素繊維部分の面積を増やすために、紐状炭素繊維フェルト棒１２の厚みを紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面の幅と同じ寸法として、すなわち紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面を正方形としてその対角線の長さを円筒管の内径と同じかあるいはできるだけ近い寸法として、紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面積を該円筒管の断面積にちかづけるように、紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面の形状を設定する必要がある。そして紐状炭素繊維フェルト棒１２のピーク波長相当の波長を短波長側に移すため、紐状炭素繊維フェルト棒１２の発生熱量が印加電圧の二乗に比例するため、印加電圧を上げピーク波長を放射する温度を上げる必要がある。すなわち紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面の正方形の対角線の長さは、紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵する円筒管の内径を上限とする。また、１本の紐状炭素繊維フェルト棒１２で、内蔵する円筒管の内径側を可能な限り埋めるためには、紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵する円筒の管の内径と、内蔵する紐状炭素繊維の幅と厚みの関係において、内蔵する紐状炭素繊維フェルト棒１２の厚みと幅が同じ寸法で、すなわち紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面を正方形としその対角線の長さを円筒管の内径と同一とするように、面状フェルト１から切り取り、例えば図６に示すように必要に応じて更に細い紐状炭素繊維フェルト９を加え隙間を埋め、できるだけ管内を炭素繊維で満たし空気部分を減らした、そして紐状炭素繊維フェルト棒１２の酸化温度以下で使用し、紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵した円筒管の材料の耐熱温度以下で、紐状炭素繊維フェルト棒１２に通電する電圧を制御して、ピーク波長相当の紐状炭素繊維フェルト棒１２の温度の設定が出来ることを特徴とするカーボンファイバーヒーター４。なお、紐状炭素繊維フェルト棒１２を円筒管に挿入するとき、挿入を容易にするため、紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面の対角線の寸法を必要に応じ小さくしても良い。紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面が円形の場合は、その直径を円筒管の内径とする。なお、紐状炭素繊維フェルト棒１２を円筒管に挿入するとき、挿入を容易にするため、紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面の円の直径を必要に応じ小さくしても良い。なお、紐状炭素繊維フェルト棒１２を作成する場合、ポリアミドイミド繊維等の絶縁を施した金属線１１やアルマイト処理をしたアルミニウムそしてテグス（釣り糸）等の細い線を、予め決められた間隔で埋め込んだ面状炭素繊維フェルト２を製造し、その面状炭素繊維フェルト１から紐状炭素繊維フェルト棒１２を切り出すのが望ましい。なお、遠赤外線の放射を減少させることになるが、金属線１１を紐状炭素繊維フェルト２の正方形の側面に固定し、それが円筒管と紐状炭素繊維フェルト２の隙間に相当する部分、すなわち図６の細い紐状炭素繊維９のどれか１箇所あるいはまた複数箇所に設置し、紐状炭素繊維フェルト２の正方形の形状を損ねないように設置し、紐状炭素繊維フェルト棒１２を作成しても良い。なお紐状炭素繊維フェルト棒１２の断面が円形の場合、紐状炭素繊維フェルト棒１２の直径は、挿入する円筒管の内径を限界とし、円筒管の内径よりも必要に応じ小さくても良い。

【0028】

［００２６］に記載した紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた［００２７］に記述した紐状炭素繊維フェルト棒１２を、通常の大気圧の空気で満たされた、例えば樹脂やゴム等を材質とする、円筒管７の中に挿入し、防水した円筒管７の両端で、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を結束バンド１４で接続端子１５に固定し固定し、通電用の外部回路のリード線１３と接続したことを特徴とするカーボンファイバーヒーター４。なお、このとき、ポリアミドイミド繊維等の絶縁を施した金属線１１やアルマイト処理をしたアルミニウムそしてテグス（釣り糸）等の細い線には通電はされない。

【0029】

必要に応じて紐状炭素繊維フェルト８を内蔵した、あるいはまた紐状炭素繊維フェルト２を補強し固定し新たに作成した紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵した円筒管７を、等間隔に位置する結束バンドやあるいはまた金属カシメ１０で、該円筒管７の外側から間接的に紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を固定したことを特徴とするカーボンファイバーヒーター４。

【0030】

紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を円筒管に挿入に当たり、防水を考慮する必要のない場所で使用する場合は、円筒管表面の一方を切り、切り取ったところを広げ紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を該円筒管７に挿入し、円筒管７の外側から等間隔に位置する結束バンドや金属カシメ１０で円筒管７の外側から間接的に紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を固定したことを特徴とするカーボンファイバーヒーター４。

【0031】

図５に示した紐状炭素繊維フェルト８、あるいはまた、図６に示した、必要に応じて紐状炭素繊維フェルト棒１２を使用するとき、いずれの場合も、円筒管７の出入り口に接続端子１５を設け、結束バンド１４で接続端子１５と紐炭素繊維フェルト８とあるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を接続・固定し、同時に管の内部に水が入らないように防水処理を行い、図４に示した、温度制御をするための温調器５を備えた、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２の設定温度を監視する温調器５を介して交流電力調整器６で電圧を調整する回路を介して、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を構成する炭素繊維に通電する、低電力で、直接遠赤外線を、カーボンファイバーヒーター４から対象物に放射する、図４に記載した、遠赤外線装置。

【0032】

紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を挿入する円筒管７に関して、可能な範囲で炭素繊維の酸化が始まる温度に近い耐熱温度の材料から製造された樹脂やゴム等の材料で作成された円筒管７を用いることが望ましく、同時に円筒管７による遠赤外線の吸収を少なくするために管厚を可能な範囲で薄くし、同時に、管の形状を、Ｕ字にしたり円形にしたり、使用者の希望に応じた形状に変形可能なカーボンファイバーヒーター４。

【0033】

紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を挿入する円筒管７に関して、円筒管７として選ぶ材質は、以下の遠赤外線の波長（括弧内はピーク長に相当する物体の温度）を考慮に入れて選択される。
長波長側の大気の窓：８μｍ（８９．１℃）から１３μｍ（－５０．２℃）の波長帯
動植物の「育成光線」：６μｍ（２０９．８℃）（資料により８μｍ（８９．１℃））～ １４μｍ（－６６．１℃）（資料により１５μｍ（－７９．９℃））
０℃のピーク波長：１０．６μｍ
物体の常温の放射エネルギーのピーク波長は１０μｍ：１６．７℃
人の体温３６．５℃：９．３６μｍ
ピーク波長換算１００℃の時のピーク波長：７．７７μｍ
ピーク波長換算２００℃の時のピーク波長：６．１２μｍ
従って、大気の窓の波長帯を生かし、０℃のピーク波長までをカバーできる遠赤外線発生装置が望ましい。なお、放射対象とする物体に近く、大気の影響が少ないときは、大気の窓の外の８μｍよりも短波長側の放射エネルギーを発する物体の温度を達成することが望ましい。その時、８μｍよりも短波長側の放射エネルギーを発する紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を構成する炭素繊維の耐熱温度そして経年劣化すなわち寿命を設定するとき、紐状炭素繊維フェルト棒１２を構成する補強用絶縁を施した金属線１１やテグス（釣り糸）等の細線の耐熱温度そして経年劣化すなわち寿命、そして紐状炭素繊維フェルト８や紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵する円筒管７を構成する樹脂とかゴムとかの材料の耐熱温度や経年劣化すなわち寿命の時間を考慮して、その他に円筒管７に装着される結束バンド１４・金属かしめ１０等の部材の耐熱温度や寿命を併せ考慮して、カーボンファイバーヒーター４の紐状炭素繊維フェルト８や紐状炭素繊維フェルト棒１２を設計・製作することが求められる。

【0034】

紐状炭素繊維フェルト８や紐状炭素繊維フェルト棒１２を構成する炭素繊維で、熱処理温度の低い汎用性タイプの製品は、空気中において１５０℃（ピーク長換算で６．８５μｍ）でゆっくりと酸化が始まるものがあり、ピーク波長換算で６μｍ（２０９．８℃）の実現を望むのであれば、耐熱温度が１５０℃よりも高い炭素繊維で構成された炭素繊維フェルトを選択することが必要になる。紐状炭素繊維フェルト棒１２を構成する補強用絶縁を施した金属線１１の場合、例えば絶縁性のあるポリアミドイミド銅線を使用する場合、ポリアミドイミド繊維の耐熱温度は２７５℃（ピーク波長換算で５．２９μＭ）前後とある。また、アルマイト処理の皮膜は絶縁性があるが、１００℃程度でクラックを発生するので１００℃（７．７７μｍのピーク波長程度）以下で使用する仕様になる。従い、使用する目的に従い、紐状炭素繊維フェルト８や紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵する円筒管７の仕様や、その他に使用する部材の仕様を、決める必要がある。

【0035】

使用する目的に従い、紐状炭素繊維フェルト８や紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵する円筒管７の性状を決めとき、該円筒管７の材料である、例えば樹脂の耐熱温度と樹脂を構成する材料の吸収スペクトル（図７に例を示す）を考慮して、該円筒管７の材質の性状を考慮し、該円筒管を選択することが重要になる。例えば、動植物や植物を育成する土壌に遠赤外線を照射する場合には、四方に放射することを考え、動植物や土壌との距離を勘案して、ピーク長勘案で１００℃（７．７７μｍ）以下の温度で遠赤外線を放射することで対応が可能である。例えば、なお農作物や樹脂等の緩慢乾燥に使用する場合は、ピーク長換算で２００℃（６．１２μｍ）程度のピーク長勘案の温度までの遠赤外線の放射の使用が求められる。例えば、ピーク波長勘案で１００℃（７．７７μｍ）以下の温度で使用する場合、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２の炭素繊維の劣化開始温度が一番低い１５０℃程度として、例えば樹脂である場合は使用温度範囲５℃～９０℃の耐熱性硬質ポリ塩化ビニル管（Ｈ．Ｔ）（図７に塩化ビニルの吸収スペクトルを示す）とかプラスチックの１種である使用温度範囲－６０℃～１００℃のポリオレフィン管といった樹脂等の中で、遠赤外線の波長によるが、透過率の高い樹脂で製作された円筒管の利用が考えられる。あるいは、また、１５０℃～２００℃程度までの温度帯で使用する場合は、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２の炭素繊維の劣化温度が１５０℃～２００℃以上の品質のものを選ぶものとし、紐状炭素繊維フェルト８や紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵する円筒管７の、例えば樹脂である場合は炭素繊維の劣化温度１５０℃～２００℃以上程度かそれ以上の耐熱性のある、例えばプラスチック系の樹脂等で遠赤外線の透過率の特性を見て選択する。

【0036】

紐状炭素繊維フェルト８や紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵する円筒管７を選択する場合は、耐熱性に加え、化学物質の同定にも用いられる、物質固有の吸収スペクトルが現れる、指紋領域（波数１，３００ｃｍ^－１（７．６９μｍ）～６５０ｃｍ^－１（１５．３８μｍ））と呼ばれる周波数領域（波長領域）に併せ、さらに放射対象とする物体に近く大気の影響が少ないときを考える時は、短波長側６μｍ（ピーク波長換算で２０９．８℃）までの領域の吸収特性も併せ考慮に加え、必要とする波長の遠赤外線の透過率の高い樹脂で製造された樹脂管を選択する。

【0037】

例えば、１００℃以下の低温度で使用される、図７に遠赤外線６μｍ～１０．６μｍにおける透過率の概略図を示した塩化ビニルの場合、その素材は、波長６μｍ（２１０℃）～約６．６μｍ（１６６℃）の間の透過率は９０％を超えているが、波長が約６．６μｍ（１６６℃）～１０．６μｍ（０℃）の間では透過率が約６１％と約３７％の間を上下している。また、例えば、図７に示した天然ゴムの場合、波長が約６μｍ～約７．５μｍの間では透過率の変化が激しいが、約７．５μｍ（１１３℃）～１０．６μｍ（０℃）の間で透過率が高く約６１％～６９％の間を上下する。従って、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２から放射される遠赤外線のピーク波長相当の温度と樹脂の管の耐熱温度とを考慮するとき、塩化ビニルでは最高温度を塩化ビニルの耐熱温度相当の９０℃（８μｍ）とするので有れば、使用出来る遠赤外線の使用範囲は遠赤外線の透過率は落ちるが、８μｍ（９０℃）～１０．６μｍ（０℃）の間で使用することになる。この波長の範囲は、０℃以上の大気の窓と育成光線の範囲に相当するので、動植物や植物を育成する土壌の保温には有用である。２００℃（６．１２μｍ）とか２１０℃（６μｍ）のピーク波長を有する遠赤外線を必要とする場合は、大気圧でそれなりの耐熱性を有する炭素繊維そして樹脂等の円筒管７を使用したカーボンファイバーヒーター４を設けた遠赤外線発生装置を適用する。

【0038】

紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２から放射される遠赤外線のさまざまな分光スペクトラムの有するエネルギー密度と、円筒管の材質によって円筒管を透過して円筒管から放射される遠赤外線のさまざまなスペクトラムのエネルギー密度との間に相違が生じる。従って、円筒管を構成する材料の特性に従って、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２から発生される遠赤外線の特定の波長の遠赤外線が円筒管に多く吸収されるため、円筒管から外部に透過するスペクトラムのエネルギー密度には円筒管の材質によって濃淡が発生する。そのため、ある材質の円筒管が存在するするとき、その円筒管と材質が相違する別の円筒管を使用することにより、一方の円筒管で透過率が低く吸収され減少した遠赤外線の波長スペクトラムを別の円筒管の波長スペクトラムでカバーすることを可能とする、材質の相違する二つの円筒管を設置したカーボンファイバーヒーターで構成された遠赤外線発生装置。あるいはまた三つあるいはそれ以上の、複数の材質の異なる円筒管で作成されたカーボンファイバーヒーター４を設置した遠赤外線発生装置。

【0039】

紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を内蔵した樹脂やゴム等を材料とする円筒管から、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２に通電して遠赤外線を放射するとき、単に円筒管７に遠赤外線が吸収されるだけではなく、円筒管７の材料を構成する物質固有の吸収スペクトルに従って遠赤外線のスペクトラムが吸収されるため、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を、円筒管内に内蔵せずすなわち円筒管等を通さず、直接空気中で遠赤外線を放射し、対象物に照射することが出来れば、遠赤外線の一部が空気に吸収されるだけで、円筒管に吸収されることはなく、照射対象の物体を直接照射することが可能となる。そこで、図８に示したように、金属、例えば鏡面研磨したアルミニウムで製造された円筒管１６で、片側をとめて金属管の半分に開くことが出来るとき、半円筒の金属の内面を反射板とし、その半円筒の焦点の部分に、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２を、ＦＲＰ等の絶縁物１７を支えとして設置し、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒１２から放射される遠赤外線及び半円筒の内面から反射された遠赤外線を併せて目的とする対象物に効率良く直接照射出来るカーボンファイバーヒーター４を備えた遠赤外線発生装置。

【0040】

円筒管の材質は、図５及び６では円筒樹脂管と記載したが、あるいはまた段落によって、単に円筒管と記載したが、さまざま材質の円筒管であって良い。

【0041】

以上、紐状炭素繊維フェルト８あるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒を内蔵する容器を円筒管と記載したが、ランプであっても良い。

【0042】

以上、樹脂の円筒管と記載したが、耐熱温度・遠赤外線の透過率・寿命等の性状から見て、膜であっても良い。

【0043】

なお、円筒管の材料として、製作する価格を考慮しないのであれば、物質固有の吸収スペクトルが少ない、ゲルマニウムとかフッ化バリウム等を材料とした円筒管を使用したカーボンファイバーヒーター。

【0044】

樹脂等の円筒管内に装着した紐状炭素繊維フェルト８や紐状炭素繊維フェルト棒１２を、円筒管内で動かないように固定するために、円筒管の外から金属カシメ等で固定したカーボンファイバーヒーター。

【産業上の利用可能性】

【0045】

安価で容易な取扱いで、しかも省エネルギーで、限定されたエリアの土壌や植物そして動物に育成光線と言われる遠赤外線の直接の照射を可能とし、また低温長時間乾燥装置として産業上の利用の可能性がある。

【0046】

円筒管に内蔵される紐状炭素繊維フェルトあるいはまた紐状炭素繊維フェルト棒が複数である場合、円筒管を埋めるように、断面が円筒管に比較して小さな角形の形状のものを、積み重ねても、小さな角形の形状のものと大きい角形の形状のものを組み合わせても良い。あるいはまた紐状炭素繊維フェルトと紐状炭素繊維フェルト棒を組み合わせて内蔵しても良い。

【0047】

円筒管内の空気に含まれる湿気の悪影響を除去するために、必要に応じて、円筒管内に乾燥空気を挿入してもよい。あるいはまた真空にしても良い。

【符号の説明】

【0048】

１面状炭素繊維フェルト
２面状炭素繊維フェルトから切り取った紐状炭素繊維フェルト
３紐状炭素繊維フェルトの断面の対角線
４カーボンファイバーヒーター
５温調器
６交流電力調整器
７円筒樹脂管
８断面が正方形の紐状炭素繊維フェルト
９細い紐状炭素繊維
１０金属かしめ
１１絶縁を施した金属線
１２断面が正方形の紐状炭素繊維フェルト棒
１３リード線
１４結束バンド
１５接続端子
１６金属製半円筒
１７支持棒
１８金属製半円等蓋側

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】