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赤外線とは?

身近によく聞く赤外線ですが、一体どのようなものなのでしょうか?
携帯・リモコンなどでも使用される赤外線ですが、ここでは赤外線ヒーターの観点で簡単にご説明します。

赤外線とは、英語で "Infrared" と言います。
これは、"下の~" を意味する接頭語の "Infra" と、"赤" を意味する "red" を組み合わせた言葉です。
実は赤外線とは、我々が普段目にしている "可視光" の内の、"赤色" の隣(外側)に位置した、電磁波の一種なのです。

上の図は、電磁波の種類を示しており、目盛りの数字は 電磁波の波長を示しています。
ご覧の通り、電磁波は波長により 携帯などの電波・紫外線・X線 等に分類されているのです。

この中で、10-3 ~ 10-6 (0.7um ~ 1,000um)の範囲が赤外線にあたります。
その隣に可視光である赤色があることがわかり、なぜ "赤外線" という名前になっているのかの由来もおわかりになると思います。

なぜ赤外線で暖かくなるのか?

では、なぜ赤外線で暖かく感じるのでしょうか?
少し難しい話になりますが、放射されている電磁波の赤外線が物質に届いて吸収されることで、この部分の分子の振動が大きくなります。熱エネルギーである分子の運動(振動)が大きくなることで、熱エネルギーが増えて暖かくなる、というわけです。
太陽が暖かいのも、正にこの赤外線のおかげなのです。

後で説明しますが、赤外線の中でも、"中赤外線" と "遠赤外線" は特に人の身体(皮膚の分子)の振動周波数に合っているため、体表面の毛細血管を効率的に暖めることができ、暖房効果が大きいと言われています。

炭火の熱も赤外線です。

どうやって赤外線は作られるのか?

それでは、これまで説明した赤外線は、どうやって作られるのでしょうか?
実は、温度を持った物質は、温度に応じた量の赤外線を放射しているのです。我々、人間の身体からも放射されています。
赤外線ヒーターは、"発熱体" に電流を流し、数百度に発熱させることで、多くの赤外線を放射させています。赤外線ヒーターに用いられている "発熱体" は、効率良く赤外線を放射できるように、主に以下の種類があります。

発熱体 主な構造 メリット デメリット
ハロゲンヒーター ニクロム線という発熱素子をガラス管の中に入れ、ハロゲンガスで封入したものです。
近赤外線を放射します。
安価
立ち上がりが早い
衝撃に弱い
暖房効果は高くない
カーボンヒーター 発熱素子に炭素繊維を用い、不活性ガスで封入されたガラス管に入れられています。
中~遠赤外線を放射します。
暖房効果が高い
立ち上がりが早い
衝撃に弱い
やや高価
シーズヒーター ニクロム線をスチールなどの管にいれ、粉末状のマグネシア(酸化マグネシウム)で封入します。
主に遠赤外線を放射します。
暖房効果が高い
衝撃に強い
高価
立ち上がりが遅い

 

赤外線にも種類があります。

赤外線には、電磁波の波長によって 3種類に分けられます。
これらのメリット・デメリットを以下に示します。
Chrester(クレスター)のペガサス・タイタン赤外線ヒーターは、③遠赤外線を採用しています。
(赤外線の分類は、国際的な基準・国内の業界などで少し異なっており、以下の分類は参考となります。)

① 近赤外線
 波長がおおよそ 0.7~2.5um の範囲の赤外線で、赤外線の中でも最も可視光の "赤色" に近い特性を持っています。暖房効果は、赤外線の中では最も低いですが、立ち上がりが最も早いという特性を持っています。携帯の赤外線通信や、家電のリモコンなどによく採用されています。

② 中赤外線
 波長がおおよそ 2.5~4um の範囲の赤外線で、近赤外線と遠赤外線の両方の特性を持っています。

③ 遠赤外線
 波長がおおよそ 4~1,000um の範囲の赤外線で、可視光線からは最も "遠い" 特性を持ちます。暖房効果は赤外線の中で最も高く、暖房機やオーブントースターなどでも採用されています。