JPH0147870B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、暖房器、調理器、乾燥機器などの熱
源として使用されるもので、遠赤外線を効率的に
放射する遠赤外線ヒータに関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来、遠赤外線を放射する遠赤外線ヒータとし
ては赤外線ランプ、セラミツクス中に発熱線を埋
込み焼成したもの、シーズヒータの表面に遠赤外
放射層を形成したものなどがあつたが、放射特
性、機械的強度、寿命などの観点からシーズヒー
タ表面に遠赤外放射層を形成したものが多く製造
されていた。 一般にシーズヒータは、第１図に示すように両
端に端子棒１を備えたコイル状の電熱線２を金属
パイプ３に挿入し、この金属パイプ３に電融マグ
ネシア等の電気絶縁粉末４を充填し、必要に応じ
て金属パイプ３の両端をガラス５や耐熱性樹脂６
で封口したものであつた。 一方、遠赤外線ヒータとしては、第２図に示す
ようにシーズヒータの表面に遠赤外線放射層７を
形成したものがあつた。そして遠赤外線放射層７
としては、ジルコンを60％以上とし、これに
Fe₂O₃、CoO、NiO、Cr₂O₃、MnO₂などの酸化物
および粘土を加えたものからなる混合物を焼成し
たもの、あるいは、元素周期律表第２族の元素と
第３族の元素との複合化合物、および珪酸ジルコ
ニウムの群から選ばれた複合酸化物を30重量％以
上含有したものなどがあつた。 しかし、ジルコンを主体とした前者のものは、
一種の磁器であるため機械的に弱く、500℃以上
の冷熱サイクルにおいてクラツクが生じ寿命の点
で好ましくなく、8μｍ以下の波長領域における
放射率が小さくなる問題があつた。 また、複合酸化物を含有させた後者のものは、
金属との熱膨張率の差が大きく、冷熱サイクルに
より剥離やクラツクが生じ寿命の点から好ましく
ない問題があつた。 発明の 本発明はかかる従来の問題点を解決し、遠赤外
線領域での放射率が大きく、800℃までの高温領
域で使用しても熱的に安定で、金属との密着性に
優れ、冷熱サイクルにも充分に耐えられる遠赤外
線ヒータを提供しようとするものである。 発明の構成 本発明は遠赤外線放射物質として、金属ニツケ
ル粉末を800℃以上の温度でばい焼したのち、
10μ〜44μの大きさに粉砕した酸化ニツケル粉末
を用い、この酸化ニツケル粉末を鉄基合金からな
る金属パイプの表面に被覆処理したものであり、
酸化ニツケルは遠赤外線の放射率が大きく、熱膨
張係数も金属に近くて大きく、さらに、酸化ニツ
ケルは被覆処理する鉄基合金の金属パイプは、従
来からシーズヒータの金属パイプとして用いられ
ているSUS321、SUS304などで代表されるステ
ンレス鋼に比較して高温酸化にすぐれているの
で、800℃の高温で使用しても酸化ニツケルから
なる遠赤外線放射層の剥離は生ぜず遠赤外線放射
率に優れたヒータを得ることができるものであ
る。 実施例の説明 以下本発明の実施例について説明する。 使用する酸化ニツケル粉末は一般的には、金属
ニツケル粉末をばい焼する方法、またはニツケル
塩をばい焼する方法の２つの方法により得られる
が、ニツケル塩をばい焼することにより得られる
酸化ニツケル粉末は高価であると共に、粒径が非
常に細かく後述する被覆処理の代表的な方法であ
る溶射法には、粉末の流動性が非常に悪いため不
向きである。 しかし、金属ニツケルをばい焼することにより
得られた酸化ニツケル粉末は、粒径が比較的大き
くて流動性もよいが、800℃以下の温度でばい焼
された酸化ニツケル粉末を遠赤外線放射物質とし
て、シーズヒータの金属パイプの表面に被覆処理
し、800℃付近の高温で使用すると、色が黒色か
ら緑色に変色する惧れがあるものである。 しかし、800℃以上の温度でばい焼したものは、
上記変色の現象は見られず緑色または黒緑色のま
まで安定であるので、酸化ニツケル粉末として
は、金属ニツケル粉末を800℃以上の高温でばい
焼し、10μ〜44μの大きさに粉砕したものが好ま
しいものである。 なお、酸化ニツケル粉末の被覆処理方法として
は、塗装方法、溶射方法などいずれの方法でもよ
いが、特に溶射方法が最適である。 いま金属パイプ３として、長さ413mm、外径８
mm、肉厚0.46mmのSUS304、SUS321のステンレス
鋼、およびNCF800（JISG4902、商品名インコロ
イ800）の鉄基合金をそれぞれ用いる。 電熱線２として、線径0.29mmのニクロム線第一
種を用い、これを巻径２mmのコイル状とし、両端
に端子棒１を接続して用いた。 それぞれの金属パイプ３上に上記端子棒１を両
端に接続した電熱線２を挿入し、金属パイプ３に
電気絶縁粉末４として、電融マグネシア粉末を充
填し、圧延減径、焼鈍の各工程を経て、金属パイ
プ３を長さ500mm、外径6.6mmとする。 こののち、それぞれの金属パイプの表面を、コ
ランダム（＃60）の研削剤でブラスト処理し、表
に示す各種酸化ニツケル粉末をプラズマ溶射法に
より直接、金属パイプ表面に被覆処理して遠赤外
線放射層７を形成し、試料番号２〜12の遠赤外線
ヒータ（構成は第２図に示す）を完成した。

【表】

【表】 一方、比較のために、酸化ニツケル粉末を溶射
しない従来のシーズヒータも同様に完成し、試料
番号１とした。 以上のようにして完成した試料番号１〜12の遠
赤外線ヒータを100V―400Wの条件で20分オン―
10分オフのサイクルにて通電し、（パイプ温度は
約800℃）、遠赤外線放射層７の剥離テストおよび
変色度合について評価し、結果は表に示した通り
である。剥離については、100サイクル、500サイ
クル、1000サイクル後についてチエツクし、変色
は100サイクル後についてチエツクした。 また、試料番号１および５についてパイプ表面
温度を750℃に設定した時の各波長における放射
率を測定した結果は第３図に示す通りである。 なお、表において、剥離テストの欄の〇印は剥
離が生じてないことを、×印は剥離が生じたこと
をそれぞれ示し、また、変色の欄の〇印は変色が
生じなかつたことを、×印は変色が生じたことを
それぞれ示すものである。 また、第３図において、ａは試料番号１、ｂは
試料番号５の測定結果を示すものである。 表より明らかなように、金属パイプにNCF800
を用い、酸化ニツケル粉末として10μ〜44μの粒
径のものを用いた試料番号２、３、５、７、８
は、1000サイクルまで剥離は生じなかつたが、酸
化ニツケル粉末のばい焼温度が800℃以下の試料
番号２および３においては、剥離は生じないが、
遠赤外線放射層の著しい変色が見られた。 一方800℃以上で処理した試料番号５、７およ
び９は剥離が生じなく、変色も見られなかつた。 さらにニツケル粉末を800℃でばい焼し、酸化
ニツケル粉末の粒度が10μ〜44μの範囲外の試料
番号４および６は、溶射がうまくできなかつたも
のである。 なお、NCF800以外の金属パイプを用いた試料
番号９、10、11および12では、800℃以上の温度
でばい焼した酸化ニツケル粉末を用いても、
SUS304では100サイクル以内で、またSUS321で
は、500サイクル以内で遠赤外線放射層の剥離が
生じ、実使用に耐えないものであつた。 また、第３図から明らかなように、試料番号５
で代表される遠赤外線ヒータは、従来のシーズヒ
ータである試料番号１と比較して、各波長におい
て高い放射率を示すことがわかる。 以上の説明から明らかなように、金属ニツケル
粉末を800℃以上の温度でばい焼した10μ〜44μの
酸化ニツケル粉末をNCF800の金属パイプに溶射
した遠赤外線ヒータは、従来のシーズヒータに比
較して遠赤外線の放射率が大きく、800℃の高温
で使用しても、剥離、変色のないものである。 発明の効果 以上のように本発明は、金属パイプとして鉄基
合金の金属パイプの表面を、金属ニツケル粉末を
800℃以上の温度でばい焼し、10μ〜44μの大きさ
に粉砕して得た酸化ニツケル粉末を用いて被覆処
理することにより、遠赤外線領域の放射率が大き
く、800℃までの高温領域で使用しても、熱的に
安定で冷熱サイクルにも充分に耐え、遠赤外線放
射層の剥離しない遠赤外線ヒータを提供すること
ができその実用的価値は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシーズヒータの断面図、第２図
は本発明の一実施例におけるシーズヒータの断面
図、第３図は同シーズヒータの放射特性線図であ
る。 ２…電熱線、３…金属パイプ、４…電気絶縁粉
末、７…遠赤外線放射層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属ニツケル粉末を800℃以上の温度でばい
   焼して粉砕した酸化ニツケル粉末により被覆した
   鉄基合金からなる金属パイプに、コイル状の電熱
   線を挿入し、この金属パイプと電熱線との間にマ
   グネシア粉末を充填してなる遠赤外線ヒータ。 ２ 酸化ニツケル粉末は、10μ〜44μの粒度から
   なる特許請求の範囲第１項記載の遠赤外線ヒー
   タ。