JP2000077165A - 放射式発熱体 - Google Patents
放射式発熱体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭素を使用している発熱体は放射式発熱体と
しては理想的な物質であるが、遠赤外線の放射率が低い
という課題を有している。 【解決手段】 熱放射体４とジュール熱を発生する発熱
体５とを透明管１に挿入して、熱放射体４と発熱体５と
から発せられる放射熱を同時に利用でき、遠赤外線の放
射率の高い家庭用の調理機器用や暖房器用に適した放射
式発熱体としているものである。
しては理想的な物質であるが、遠赤外線の放射率が低い
という課題を有している。 【解決手段】 熱放射体４とジュール熱を発生する発熱
体５とを透明管１に挿入して、熱放射体４と発熱体５と
から発せられる放射熱を同時に利用でき、遠赤外線の放
射率の高い家庭用の調理機器用や暖房器用に適した放射
式発熱体としているものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱放射体を使用す
る放射式発熱体に関するものである。
る放射式発熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】家庭用の調理機器や暖房器に使用する発
熱体としては、『炭火』に代表されるような遠赤外線の
放射率が大きいものが望ましい。『炭火』はあらゆる物
質の中で最高の遠赤外線の放射率を有しており、古来、
魚焼きなどの料理の熱源には最適のものとされている。
ただ、空気中で酸化消耗していくことが最大の難点とな
っているものである。
熱体としては、『炭火』に代表されるような遠赤外線の
放射率が大きいものが望ましい。『炭火』はあらゆる物
質の中で最高の遠赤外線の放射率を有しており、古来、
魚焼きなどの料理の熱源には最適のものとされている。
ただ、空気中で酸化消耗していくことが最大の難点とな
っているものである。
【０００３】従来使用されている発熱体は、発熱線であ
る電熱線を熱放射体としても使用する構成の金属放射式
発熱体と、発熱線として非金属を使用し、この非金属発
熱体を熱放射体としても使用する非金属放射式発熱体と
がある。前記電熱線として代表的に使用されているもの
に、ニクロム線と称されているニッケルクロム合金線
と、カンタル線と称されている鉄クロム合金線がある
が、最高使用温度は１２００℃である。真空中もしくは
水素気流中ではタングステンが２５００℃まで使用可能
である。また、非金属発熱線としては代表的なものとし
て炭化ケイ素が使用されている。炭化ケイ素は、最高使
用温度は１３５０℃である。
る電熱線を熱放射体としても使用する構成の金属放射式
発熱体と、発熱線として非金属を使用し、この非金属発
熱体を熱放射体としても使用する非金属放射式発熱体と
がある。前記電熱線として代表的に使用されているもの
に、ニクロム線と称されているニッケルクロム合金線
と、カンタル線と称されている鉄クロム合金線がある
が、最高使用温度は１２００℃である。真空中もしくは
水素気流中ではタングステンが２５００℃まで使用可能
である。また、非金属発熱線としては代表的なものとし
て炭化ケイ素が使用されている。炭化ケイ素は、最高使
用温度は１３５０℃である。
【０００４】前記タングステン線の遠赤外線の平均的な
放射率は３０〜３９％と低く、『炭火』に優る加熱性能
は得られていない。またニクロム線とよばれるニッケル
クロム合金線と、カンタル線などとよばれる鉄クロム合
金線でも遠赤外線の放射率は低いものである。この遠赤
外線の低放射率を補うために、黒色塗料などを発熱体を
内蔵しているバルブに塗布する方法もある。しかし、こ
うして塗布された黒色塗料は、加熱・冷却の繰り返しに
よってクラックが生じ剥離したり、あるいは調理物から
飛散する油脂や塩分などが塗料の表面に蓄積したりし
て、遠赤外線の放射率が低下してくるものである。ま
た、金属線抵抗放射式発熱体は、元々固有抵抗が小さい
ことがあって、定められた発熱長に合わせた抵抗値を得
るためにはコイリングをすることが常である。従って、
金属線抵抗放射式発熱体は、発熱時にはコイルが膨張し
て撓むため、ヒータの長手方向の温度分布が不均一にな
る欠点もあった。しかも、金属線抵抗放射式発熱体は一
般に低温ほど抵抗が小さいから、通電と同時に突入電流
が生じ、場合によっては断線の原因にもなるものであ
る。
放射率は３０〜３９％と低く、『炭火』に優る加熱性能
は得られていない。またニクロム線とよばれるニッケル
クロム合金線と、カンタル線などとよばれる鉄クロム合
金線でも遠赤外線の放射率は低いものである。この遠赤
外線の低放射率を補うために、黒色塗料などを発熱体を
内蔵しているバルブに塗布する方法もある。しかし、こ
うして塗布された黒色塗料は、加熱・冷却の繰り返しに
よってクラックが生じ剥離したり、あるいは調理物から
飛散する油脂や塩分などが塗料の表面に蓄積したりし
て、遠赤外線の放射率が低下してくるものである。ま
た、金属線抵抗放射式発熱体は、元々固有抵抗が小さい
ことがあって、定められた発熱長に合わせた抵抗値を得
るためにはコイリングをすることが常である。従って、
金属線抵抗放射式発熱体は、発熱時にはコイルが膨張し
て撓むため、ヒータの長手方向の温度分布が不均一にな
る欠点もあった。しかも、金属線抵抗放射式発熱体は一
般に低温ほど抵抗が小さいから、通電と同時に突入電流
が生じ、場合によっては断線の原因にもなるものであ
る。
【０００５】発明者らは、耐熱性、耐熱衝撃性、耐食性
に優れており、かつ遠赤外領域での放射率があらゆる材
料の中で最も大きく、また融点が３８００℃と非常に高
い炭素を発熱体として使用する構成を、特願平１０−１
６０１１０号として提案している。
に優れており、かつ遠赤外領域での放射率があらゆる材
料の中で最も大きく、また融点が３８００℃と非常に高
い炭素を発熱体として使用する構成を、特願平１０−１
６０１１０号として提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記したように金属線
抵抗放射式発熱体は、コイリングしているため、発熱時
にはコイルが膨張して撓むものである。このため、ヒー
タの長手方向の温度分布が不均一になったり、通電時の
突入電流によって断線したりするという課題を有してい
る。一方炭素は、室温での固有抵抗が１０００〜５００
０μΩ・cm程度で非常に小さいため、線径を極端に太く
して電流値を大きくしない限り放射式発熱体としては使
用できないという課題を有している。
抵抗放射式発熱体は、コイリングしているため、発熱時
にはコイルが膨張して撓むものである。このため、ヒー
タの長手方向の温度分布が不均一になったり、通電時の
突入電流によって断線したりするという課題を有してい
る。一方炭素は、室温での固有抵抗が１０００〜５００
０μΩ・cm程度で非常に小さいため、線径を極端に太く
して電流値を大きくしない限り放射式発熱体としては使
用できないという課題を有している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属抵抗発熱
体からのジュール熱によって遠赤外線の放射率の高い熱
放射体を加熱する構成として、遠赤外線の放射率の高い
放射式発熱体としているものである。
体からのジュール熱によって遠赤外線の放射率の高い熱
放射体を加熱する構成として、遠赤外線の放射率の高い
放射式発熱体としているものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、熱放
射体とジュール熱を発生する発熱体とを透明管に挿入し
て、熱放射体と発熱体とから発せられる放射熱を同時に
利用でき、遠赤外線の放射率の高い家庭用の調理機器用
や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複写機のプ
リンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及び熱機器
に適した放射式発熱体としているものである。
射体とジュール熱を発生する発熱体とを透明管に挿入し
て、熱放射体と発熱体とから発せられる放射熱を同時に
利用でき、遠赤外線の放射率の高い家庭用の調理機器用
や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複写機のプ
リンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及び熱機器
に適した放射式発熱体としているものである。
【０００９】請求項２に記載した発明は、熱放射体は複
数本として、規定の消費電力量でありながら、遠赤外線
の放射率の高い家庭用の調理機器用や暖房器用また家庭
用の赤外線治療器や電子複写機のプリンター等の定着器
加熱用発熱体や電気保温及び熱機器に適した放射式発熱
体としているものである。
数本として、規定の消費電力量でありながら、遠赤外線
の放射率の高い家庭用の調理機器用や暖房器用また家庭
用の赤外線治療器や電子複写機のプリンター等の定着器
加熱用発熱体や電気保温及び熱機器に適した放射式発熱
体としているものである。
【００１０】請求項３に記載した発明は、透明管として
耐熱ガラスを用いるようにして、ガラスの軟化点近くの
高温領域で作動できる家庭用の調理機器用や暖房器用ま
た家庭用の赤外線治療器や電子複写機のプリンター等の
定着器加熱用発熱体や電気保温及び熱機器に適した放射
式発熱体としているものである。
耐熱ガラスを用いるようにして、ガラスの軟化点近くの
高温領域で作動できる家庭用の調理機器用や暖房器用ま
た家庭用の赤外線治療器や電子複写機のプリンター等の
定着器加熱用発熱体や電気保温及び熱機器に適した放射
式発熱体としているものである。
【００１１】請求項４に記載した発明は、透明管は内部
に封入したアルゴンまたは窒素の単体ガスまたはアルゴ
ンと窒素との混合ガスを有するようにして、発熱体と熱
放射体とが空気酸化により断線したり消耗したりするこ
とを防止でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用の調理
機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複写
機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及び
熱機器に適した放射式発熱体としているものである。
に封入したアルゴンまたは窒素の単体ガスまたはアルゴ
ンと窒素との混合ガスを有するようにして、発熱体と熱
放射体とが空気酸化により断線したり消耗したりするこ
とを防止でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用の調理
機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複写
機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及び
熱機器に適した放射式発熱体としているものである。
【００１２】請求項５に記載した発明は、発熱体は発熱
線を巻き回して構成し、熱放射体は前記巻き回した発熱
体の内部に配置するようにして、発熱体によって間接的
に加熱された熱放射体と発熱体から放射される放射熱を
同時に利用でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用の調
理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複
写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及
び熱機器に適した放射式発熱体としているものである。
線を巻き回して構成し、熱放射体は前記巻き回した発熱
体の内部に配置するようにして、発熱体によって間接的
に加熱された熱放射体と発熱体から放射される放射熱を
同時に利用でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用の調
理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複
写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及
び熱機器に適した放射式発熱体としているものである。
【００１３】請求項６に記載した発明は、発熱体は発熱
線を巻き回して構成し、熱放射体は前記巻き回した発熱
体の外部に配置するようにして、抵抗放射式発熱体で間
接的に加熱された熱放射体と発熱体から放射される放射
熱を同時に利用でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用
の調理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電
子複写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保
温及び熱機器に適した放射式発熱体としているものであ
る。
線を巻き回して構成し、熱放射体は前記巻き回した発熱
体の外部に配置するようにして、抵抗放射式発熱体で間
接的に加熱された熱放射体と発熱体から放射される放射
熱を同時に利用でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用
の調理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電
子複写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保
温及び熱機器に適した放射式発熱体としているものであ
る。
【００１４】請求項７に記載した発明は、熱放射体とし
て、炭素または炭化ホウ素または炭化ケイ素または窒化
アルミニウムまたは窒化ケイ素または窒化ホウ素を用い
ることによって、遠赤外線の放射率の高い、家庭用の調
理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複
写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及
び熱機器に適した放射式発熱体としているものである。
て、炭素または炭化ホウ素または炭化ケイ素または窒化
アルミニウムまたは窒化ケイ素または窒化ホウ素を用い
ることによって、遠赤外線の放射率の高い、家庭用の調
理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複
写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及
び熱機器に適した放射式発熱体としているものである。
【００１５】
【実施例】以下本発明の実施例について図１に基づいて
説明する。透明管１中には、熱放射体４とジュール熱を
発生する発熱体５とを挿入している。熱放射体４は、発
熱体５を外部リード線２から通電することによって、発
熱体５が発生するジュール熱を受けて加熱され、遠赤外
線を含む熱放射線を放射するものである。このため、透
明管１からは、発熱体５自身が発生する熱放射線と、熱
放射体４が発生する遠赤外線を含む熱放射線の両方が発
生するものである。
説明する。透明管１中には、熱放射体４とジュール熱を
発生する発熱体５とを挿入している。熱放射体４は、発
熱体５を外部リード線２から通電することによって、発
熱体５が発生するジュール熱を受けて加熱され、遠赤外
線を含む熱放射線を放射するものである。このため、透
明管１からは、発熱体５自身が発生する熱放射線と、熱
放射体４が発生する遠赤外線を含む熱放射線の両方が発
生するものである。
【００１６】本実施例では、熱放射体４としては、炭素
または炭化ホウ素または炭化ケイ素または窒化アルミニ
ウムまたは窒化ケイ素または窒化ホウ素を使用してい
る。また、図１では熱放射体４は１本としているが、複
数本を使用する構成とすることもできるものである。
または炭化ホウ素または炭化ケイ素または窒化アルミニ
ウムまたは窒化ケイ素または窒化ホウ素を使用してい
る。また、図１では熱放射体４は１本としているが、複
数本を使用する構成とすることもできるものである。
【００１７】また、透明管１として本実施例では石英ガ
ラス等の耐熱ガラスを用いるようにしている。このた
め、例えば石英ガラスを使用した場合には石英ガラスの
軟化点である１６５０℃近くの高温領域で使用すること
が出来るものである。つまり、発熱体５の発熱による表
面温度の設定を１６５０℃近くとでき、高効率の発熱体
として使用できるものである。なお透明管１として本実
施例では石英ガラスを使用しているが、耐熱性が高く透
明であれば、石英ガラスに限定する必要は特にないもの
である。
ラス等の耐熱ガラスを用いるようにしている。このた
め、例えば石英ガラスを使用した場合には石英ガラスの
軟化点である１６５０℃近くの高温領域で使用すること
が出来るものである。つまり、発熱体５の発熱による表
面温度の設定を１６５０℃近くとでき、高効率の発熱体
として使用できるものである。なお透明管１として本実
施例では石英ガラスを使用しているが、耐熱性が高く透
明であれば、石英ガラスに限定する必要は特にないもの
である。
【００１８】また本実施例では、透明管１は内部に、ア
ルゴンまたは窒素の単体ガスまたはアルゴンと窒素との
混合ガスを封入している。このため、通電によって発生
するジュール熱によって高温状態となった発熱体５が、
空気酸化によって断線することを防止できるものであ
る。
ルゴンまたは窒素の単体ガスまたはアルゴンと窒素との
混合ガスを封入している。このため、通電によって発生
するジュール熱によって高温状態となった発熱体５が、
空気酸化によって断線することを防止できるものであ
る。
【００１９】また本実施例では、発熱体５としてタング
ステンワイヤーを使用している。すなわち、タングステ
ンは蒸気圧が小さく（１０ｍｍＨｇの蒸気圧を示すのに
４５０７℃が必要）、また融点が約３４００℃と非常に
高いものである。またタングステンワイヤーは、既にハ
ロゲンランプなどで実用化されているものである。
ステンワイヤーを使用している。すなわち、タングステ
ンは蒸気圧が小さく（１０ｍｍＨｇの蒸気圧を示すのに
４５０７℃が必要）、また融点が約３４００℃と非常に
高いものである。またタングステンワイヤーは、既にハ
ロゲンランプなどで実用化されているものである。
【００２０】また本実施例では、発熱体５はタングステ
ンワイヤーの発熱線をコイル状に巻き回して構成してお
り、前記熱放射体４は前記巻き回した発熱体５の内部に
配置しているものである。なおこのとき、熱放射体４を
前記巻き回した発熱体５の外部に配置するようにしても
特に支障はないものである。
ンワイヤーの発熱線をコイル状に巻き回して構成してお
り、前記熱放射体４は前記巻き回した発熱体５の内部に
配置しているものである。なおこのとき、熱放射体４を
前記巻き回した発熱体５の外部に配置するようにしても
特に支障はないものである。
【００２１】以下本実施例の動作について説明する。黒
体は、外部から入射される放射エネルギーをすべて完全
に吸収するものであり、黒体から放射される放射エネル
ギーは、全波長領域にわたって、与えられた温度におけ
る放射エネルギーの最大値となっているものである。
体は、外部から入射される放射エネルギーをすべて完全
に吸収するものであり、黒体から放射される放射エネル
ギーは、全波長領域にわたって、与えられた温度におけ
る放射エネルギーの最大値となっているものである。
【００２２】本実施例で熱放射体４として使用している
炭素は、近似的に黒体放射を与えるので、放射式発熱体
として最高の材料である。即ち、放射を利用する加熱調
理機器や暖房器具用の発熱体としては最適のものであ
る。また、炭素より遠赤外線領域の放射率は多少劣るも
のの、炭化ホウ素と炭化ケイ素と窒化アルミニウムと窒
化ケイ素と窒化ホウ素は、同じく発熱体としては最高の
物質である。
炭素は、近似的に黒体放射を与えるので、放射式発熱体
として最高の材料である。即ち、放射を利用する加熱調
理機器や暖房器具用の発熱体としては最適のものであ
る。また、炭素より遠赤外線領域の放射率は多少劣るも
のの、炭化ホウ素と炭化ケイ素と窒化アルミニウムと窒
化ケイ素と窒化ホウ素は、同じく発熱体としては最高の
物質である。
【００２３】図示してないスイッチをオンして、外部リ
ード線２から商用交流電源を発熱体５に通電すると、発
熱体５はジュール熱を発生し、透明管１を介して外部に
赤外線を放射する。同時に、透明管１内に収容している
熱放射体４を加熱する。従って、透明管１からは、発熱
体５が発生する赤外線と、熱放射体４が発生する赤外線
の両方が放射されるものである。
ード線２から商用交流電源を発熱体５に通電すると、発
熱体５はジュール熱を発生し、透明管１を介して外部に
赤外線を放射する。同時に、透明管１内に収容している
熱放射体４を加熱する。従って、透明管１からは、発熱
体５が発生する赤外線と、熱放射体４が発生する赤外線
の両方が放射されるものである。
【００２４】図２は、このときに透明管１から外部に放
射される赤外線の波長と、赤外線の強度との特性を示し
ているものである。なお、図２の縦軸は、完全黒体での
放射強度を１００としたときの放射強度を示している。
図２のａに示している特性は、本実施例のものである。
つまり、熱放射体４として、炭素または炭化ホウ素また
は炭化ケイ素または窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素
または窒化ホウ素を使用し、発熱体５としてタングステ
ンを使用しているものである。またｂに示しているもの
は従来例で説明しているものである。つまり、発熱体と
してタングステンのみを使用しているものである。また
このとき、従来例の構成のものと、本実施例の構成のも
のとは、共に消費電力が４００Ｗとなるように設定して
いるものである。図２から容易に理解できるように、本
実施例のものの赤外線の放射特性は、波長２．０μｍ以
上で、つまり遠赤外線領域で従来の構成のものよりも非
常に優れたものとなっている。
射される赤外線の波長と、赤外線の強度との特性を示し
ているものである。なお、図２の縦軸は、完全黒体での
放射強度を１００としたときの放射強度を示している。
図２のａに示している特性は、本実施例のものである。
つまり、熱放射体４として、炭素または炭化ホウ素また
は炭化ケイ素または窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素
または窒化ホウ素を使用し、発熱体５としてタングステ
ンを使用しているものである。またｂに示しているもの
は従来例で説明しているものである。つまり、発熱体と
してタングステンのみを使用しているものである。また
このとき、従来例の構成のものと、本実施例の構成のも
のとは、共に消費電力が４００Ｗとなるように設定して
いるものである。図２から容易に理解できるように、本
実施例のものの赤外線の放射特性は、波長２．０μｍ以
上で、つまり遠赤外線領域で従来の構成のものよりも非
常に優れたものとなっている。
【００２５】以下前記実験に使用したサンプルの製造法
について説明する。まず、外径が１〜４ｍｍで長さが２
８０ｍｍの熱放射体４を準備する。次に、透明管１とし
て、内径が８ｍｍ、外径が１０ｍｍの石英パイプを準備
する。一般に、石英ガラスは耐熱性が高く１６５０℃で
ようやく軟化するものである。次に、透明管１内に熱放
射体４を１本または複数本挿入する。熱放射体４には、
長さ５〜１０ｍｍの絶縁碍子管６を要所に挿入してい
る。こうして、ロータリーポンプなどの真空ポンプを用
いて０.０１Ｔｏｒｒ以下に減圧したのち、アルゴンま
たは窒素の単体ガスまたはアルゴンと窒素の混合ガスで
ある不活性ガスを封入する。不活性ガスを封入する目的
は、発熱時に熱放射体４を酸化・消耗させないことと、
発熱体５を酸化断線させないことである。このとき、内
部に水蒸気が少し残っている場合や、真空度が低い場合
のアーク放電を防ぐためには、アルゴンよりも窒素の単
体ガスまたはアルゴンと窒素の混合ガスが有効である。
この場合もガス圧は６００Ｔｏｒｒ前後が適当である。
について説明する。まず、外径が１〜４ｍｍで長さが２
８０ｍｍの熱放射体４を準備する。次に、透明管１とし
て、内径が８ｍｍ、外径が１０ｍｍの石英パイプを準備
する。一般に、石英ガラスは耐熱性が高く１６５０℃で
ようやく軟化するものである。次に、透明管１内に熱放
射体４を１本または複数本挿入する。熱放射体４には、
長さ５〜１０ｍｍの絶縁碍子管６を要所に挿入してい
る。こうして、ロータリーポンプなどの真空ポンプを用
いて０.０１Ｔｏｒｒ以下に減圧したのち、アルゴンま
たは窒素の単体ガスまたはアルゴンと窒素の混合ガスで
ある不活性ガスを封入する。不活性ガスを封入する目的
は、発熱時に熱放射体４を酸化・消耗させないことと、
発熱体５を酸化断線させないことである。このとき、内
部に水蒸気が少し残っている場合や、真空度が低い場合
のアーク放電を防ぐためには、アルゴンよりも窒素の単
体ガスまたはアルゴンと窒素の混合ガスが有効である。
この場合もガス圧は６００Ｔｏｒｒ前後が適当である。
【００２６】こうして、透明管１の両端を封口する。こ
の封口は、発熱体５と外部リード線２の接続口を使用し
て実行する。すなわち、発熱体５を構成するコイルの延
長部分を白金箔を介してモリブデン箔３と接続する。モ
リブデン箔３には予め外部リード線２を接続しているも
のである。タングステンとモリブデンとはそのままでは
溶接できないが、白金箔を挿入することによってそれぞ
れの金属間化合物を形成するので、容易に溶接すること
ができる。封口部は、前記モリブデン箔３の部分として
いるものである。この封口部は、特に炭素を熱放射体４
として使用する場合には、内部と外部とをシールするシ
ール技術として極めて重要である。本実施例では、アメ
リカのＨ．ＣＲＯＳＳ社製のモリブデン箔を用いること
によって、完全にシールしているものである。前記モリ
ブデン箔の断面形状は、凸レンズ状になっており中心部
の膜厚は約３０μｍで、先端側はフェザーエッジになっ
ており、最大数オングストローム（１オングストローム
＝０.１ｎｍ）の隙間しかなく、かつ発熱時には相対的
にモリブデンの方が石英ガラスより膨張するから、空気
が侵入したり、内部の不活性ガスが抜けてしまうことは
ないものである。実際には、透明管１の両端をバーナー
で加熱して軟化させ、周囲から加圧して透明管１を封口
すると同時にモリブデン箔３を封口部に閉じこめるもの
である。
の封口は、発熱体５と外部リード線２の接続口を使用し
て実行する。すなわち、発熱体５を構成するコイルの延
長部分を白金箔を介してモリブデン箔３と接続する。モ
リブデン箔３には予め外部リード線２を接続しているも
のである。タングステンとモリブデンとはそのままでは
溶接できないが、白金箔を挿入することによってそれぞ
れの金属間化合物を形成するので、容易に溶接すること
ができる。封口部は、前記モリブデン箔３の部分として
いるものである。この封口部は、特に炭素を熱放射体４
として使用する場合には、内部と外部とをシールするシ
ール技術として極めて重要である。本実施例では、アメ
リカのＨ．ＣＲＯＳＳ社製のモリブデン箔を用いること
によって、完全にシールしているものである。前記モリ
ブデン箔の断面形状は、凸レンズ状になっており中心部
の膜厚は約３０μｍで、先端側はフェザーエッジになっ
ており、最大数オングストローム（１オングストローム
＝０.１ｎｍ）の隙間しかなく、かつ発熱時には相対的
にモリブデンの方が石英ガラスより膨張するから、空気
が侵入したり、内部の不活性ガスが抜けてしまうことは
ないものである。実際には、透明管１の両端をバーナー
で加熱して軟化させ、周囲から加圧して透明管１を封口
すると同時にモリブデン箔３を封口部に閉じこめるもの
である。
【００２７】以上のようにして、発明者らの実験によれ
ば、１０００〜２０００μΩ・cmの固有抵抗を有する発
熱長２８０ｍｍ、線径１.２ｍｍの一様な丸棒の炭素棒
とした熱放射体４と、タングステンを使用した発熱体５
を用いて、１００Ｖ−４００Ｗの放射式発熱体を得るこ
とができた。
ば、１０００〜２０００μΩ・cmの固有抵抗を有する発
熱長２８０ｍｍ、線径１.２ｍｍの一様な丸棒の炭素棒
とした熱放射体４と、タングステンを使用した発熱体５
を用いて、１００Ｖ−４００Ｗの放射式発熱体を得るこ
とができた。
【００２８】また、本実施例の構成の放射式発熱体で
は、１０ｃｍ離れた場所を室温に比べて３５℃上昇させ
るためには１６７Ｗが必要であるが、従来の構成の、例
えばＮｉ−Ｃｒを発熱体とした石英管ヒータの場合には
１８６Ｗを必要とするものである。つまり本実施例の放
射式発熱体を使用した場合には、約１０％の消費電力の
節約ができるものである。
は、１０ｃｍ離れた場所を室温に比べて３５℃上昇させ
るためには１６７Ｗが必要であるが、従来の構成の、例
えばＮｉ−Ｃｒを発熱体とした石英管ヒータの場合には
１８６Ｗを必要とするものである。つまり本実施例の放
射式発熱体を使用した場合には、約１０％の消費電力の
節約ができるものである。
【００２９】なお本実施例の放射式発熱体を、電子レン
ジに使用する場合には、前記発熱体５のコイリング部を
電子レンジの調理庫内の出口に設けることによって、マ
イクロ波が電子レンジの筐体から外部に漏れることを防
止できるものである。
ジに使用する場合には、前記発熱体５のコイリング部を
電子レンジの調理庫内の出口に設けることによって、マ
イクロ波が電子レンジの筐体から外部に漏れることを防
止できるものである。
【００３０】
【発明の効果】請求項１に記載した発明は、熱放射体と
ジュール熱を発生する発熱体とを透明管に挿入して成る
構成として、熱放射体と発熱体とから発せられる放射熱
を同時に利用でき、遠赤外線の放射率の高い家庭用の調
理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複
写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及
び熱機器に適した放射式発熱体を実現するものである。
ジュール熱を発生する発熱体とを透明管に挿入して成る
構成として、熱放射体と発熱体とから発せられる放射熱
を同時に利用でき、遠赤外線の放射率の高い家庭用の調
理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複
写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及
び熱機器に適した放射式発熱体を実現するものである。
【００３１】請求項２に記載した発明は、熱放射体は複
数本とする構成として、規定の消費電力量でありなが
ら、遠赤外線の放射率の高い家庭用の調理機器用や暖房
器用また家庭用の赤外線治療器や電子複写機のプリンタ
ー等の定着器加熱用発熱体や電気保温及び熱機器に適し
た放射式発熱体を実現するものである。
数本とする構成として、規定の消費電力量でありなが
ら、遠赤外線の放射率の高い家庭用の調理機器用や暖房
器用また家庭用の赤外線治療器や電子複写機のプリンタ
ー等の定着器加熱用発熱体や電気保温及び熱機器に適し
た放射式発熱体を実現するものである。
【００３２】請求項３に記載した発明は、透明管は耐熱
ガラスを用いる構成として、ガラスの軟化点近くの高温
領域で作動できる家庭用の調理機器用や暖房器用また家
庭用の赤外線治療器や電子複写機のプリンター等の定着
器加熱用発熱体や電気保温及び熱機器に適した放射式発
熱体を実現するものである。
ガラスを用いる構成として、ガラスの軟化点近くの高温
領域で作動できる家庭用の調理機器用や暖房器用また家
庭用の赤外線治療器や電子複写機のプリンター等の定着
器加熱用発熱体や電気保温及び熱機器に適した放射式発
熱体を実現するものである。
【００３３】請求項４に記載した発明は、透明管は内部
に封入したアルゴンまたは窒素の単体ガスまたはアルゴ
ンと窒素との混合ガスを有する構成として、発熱体と熱
放射体とが空気酸化により断線したり消耗したりするこ
とを防止でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用の調理
機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複写
機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及び
熱機器に適した放射式発熱体を実現するものである。
に封入したアルゴンまたは窒素の単体ガスまたはアルゴ
ンと窒素との混合ガスを有する構成として、発熱体と熱
放射体とが空気酸化により断線したり消耗したりするこ
とを防止でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用の調理
機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複写
機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及び
熱機器に適した放射式発熱体を実現するものである。
【００３４】請求項５に記載した発明は、発熱体は発熱
線を巻き回して構成し、熱放射体は前記巻き回した発熱
体の内部に配置した構成として、発熱体によって間接的
に加熱された熱放射体と発熱体から放射される放射熱を
同時に利用でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用の調
理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複
写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及
び熱機器に適した放射式発熱体を実現するものである。
線を巻き回して構成し、熱放射体は前記巻き回した発熱
体の内部に配置した構成として、発熱体によって間接的
に加熱された熱放射体と発熱体から放射される放射熱を
同時に利用でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用の調
理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複
写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及
び熱機器に適した放射式発熱体を実現するものである。
【００３５】請求項６に記載した発明は、発熱体は発熱
線を巻き回して構成し、熱放射体は前記巻き回した発熱
体の外部に配置した構成として、発熱体によって間接的
に加熱された熱放射体と発熱体から放射される放射熱を
同時に利用でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用の調
理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複
写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及
び熱機器に適した放射式発熱体を実現するものである。
線を巻き回して構成し、熱放射体は前記巻き回した発熱
体の外部に配置した構成として、発熱体によって間接的
に加熱された熱放射体と発熱体から放射される放射熱を
同時に利用でき、遠赤外線の放射率の大きな家庭用の調
理機器用や暖房器用また家庭用の赤外線治療器や電子複
写機のプリンター等の定着器加熱用発熱体や電気保温及
び熱機器に適した放射式発熱体を実現するものである。
【００３６】請求項７に記載した発明は、熱放射体とし
て炭素または炭化ホウ素または炭化ケイ素または窒化ア
ルミニウムまたは窒化ケイ素または窒化ホウ素を用いる
構成として、遠赤外線の放射率の高い、家庭用の赤外線
治療器や電子複写機のプリンター等の定着器加熱用発熱
体や電気保温及び熱機器に適した放射式発熱体を実現す
るものである。
て炭素または炭化ホウ素または炭化ケイ素または窒化ア
ルミニウムまたは窒化ケイ素または窒化ホウ素を用いる
構成として、遠赤外線の放射率の高い、家庭用の赤外線
治療器や電子複写機のプリンター等の定着器加熱用発熱
体や電気保温及び熱機器に適した放射式発熱体を実現す
るものである。
【図１】本発明の実施例である放射式発熱体の構成を示
す断面図
す断面図
【図２】同、放射式発熱体の赤外線の放射特性を示す特
性図
性図
１ 透明管 ２ 外部リード線 ３ モリブデン箔 ４ 熱放射体 ５ 発熱体 ６ 絶縁碍子管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 口野 邦和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 ▲徳▼滿 修三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K092 PP01 PP03 PP06 PP18 PP20 QA02 QB02 QB27 QC16 QC37 RA03 RB14 RD10 RD11 SS34 SS40 TT01 TT36 VV03 VV09 VV28
Claims (7)
- 【請求項１】 熱放射体とジュール熱を発生する発熱体
とを透明管に挿入して成る放射式発熱体。 - 【請求項２】 熱放射体は、複数本とした請求項１に記
載した放射式発熱体。 - 【請求項３】 透明管は耐熱ガラスを用いる請求項１に
記載した放射式発熱体。 - 【請求項４】 透明管は内部に封入したアルゴンまたは
窒素の単体ガスまたはアルゴンと窒素との混合ガスを有
する請求項１に記載した放射式発熱体。 - 【請求項５】 発熱体は発熱線を巻き回して構成し、熱
放射体は前記巻き回した発熱体の内部に配置した請求項
１に記載した放射式発熱体。 - 【請求項６】 発熱体は発熱線を巻き回して構成し、熱
放射体は前記巻き回した発熱体の外部に配置した請求項
１に記載した放射式発熱体。 - 【請求項７】 熱放射体として炭素または炭化ホウ素ま
たは炭化ケイ素または窒化アルミニウムまたは窒化ケイ
素または窒化ホウ素を用いる請求項１に記載した放射式
発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10243146A JP2000077165A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 放射式発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10243146A JP2000077165A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 放射式発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077165A true JP2000077165A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17099483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10243146A Withdrawn JP2000077165A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 放射式発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000077165A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101334028B1 (ko) * | 2013-07-03 | 2013-11-28 | (주)금오전자 | 저밀도 고온 마이크로웨이브 발열체 및 그 제조방법 |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP10243146A patent/JP2000077165A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101334028B1 (ko) * | 2013-07-03 | 2013-11-28 | (주)금오전자 | 저밀도 고온 마이크로웨이브 발열체 및 그 제조방법 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060125 |