JPH02236987A

JPH02236987A - 管状ヒータおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH02236987A
Application number: JP1056854A
Authority: JP
Inventors: Hironao Numamoto; 浩直沼本; Atsushi Nishino; 敦西野; Yukiyoshi Ono; 之良小野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-03-08
Filing date: 1989-03-08
Publication date: 1990-09-19
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: JPH07123068B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、家庭用暖房器具等に刹用される電気エネルギ
ーを利用した管杖ヒータに関するものである。

従来の技術従来の管状ヒータは熱源としてニクロム線、カンタル線
、タングステン線などの金属線をコイル状にしたものを
管状体に内臓させ、管状体には石英ガラスあるいはステ
ンレスを使用したものが使われていた。しかし、ステン
レスを使用した一般にシーズヒータと呼ばれル虻のは熱
容量が大きく、家庭用暖房等の即効作用を翠求される分
野には不適当であった。また、管杖のセラミックヒータ
も工業的には用いられているが、これも熱容量が大きく
て家庭用暖房等の即効作用を要求される分野には不適当
であった。

したがって、現在一般的に家庭用暖房等で使用されてい
る管状ヒータは石英ガラスのシースにニクロム線をコイ
ル杖態に内蔵させたものである。

この管状ヒータは電気エネルギーを加えることにより、
赤熱するので、目視によっても暖かさを感ずることがで
きた。そして、この管状ヒータで被加熱物（人間）を直
接加熱したり、管状ヒータにファンから強制的に空気を
送って温風を発生させたり、管状ヒータの後方に反射板
を設けて輻射加熱を行うなどしてその熱を有効に活用し
ていた。

発明が解決しようとする課題このような従来の管状ヒータに゜ついての課題を、間単
に説明する。

人間が暖かいと感ずる波長帯は皮膚や筋肉内にある冷感
神経と温感神経の深さと、赤外線の波長域による浸透力
、さらに神経を刺激するのに有効な波長との相関性で判
断される。一般に、人間の冷感神経は約１００μｍの深
さ、温感神経は２６０μｍの深さにあるといわれている
。第６図に皮膚の赤外線吸収スペクトルを示した。これ
らの相関性を考えてみた時、赤外線波長域で、近赤外線
はよ《透過し、遠赤外線は表皮で吸収されることになる
。したがって、人間が心地よく暖かさを感ずるのは個人
差もあり、大変むずかしいことであるが、即効的には近
赤外線であり、ゆっくりとほど良い暖かさは遠赤外線と
いうことになる。

現在、家庭用暖房等使用されている石英ガラスのシース
にニクロム線をコイル状態に内蔵させた管状ヒータは１
〜４μｍの近赤外線を多《放射し、５μｍ以上の遠赤外
線はわずかじか放射していない。したがって、即効的に
は暖かさをよく感ずることができるのであるが、継続的
にその暖かさを心地よく感じようとした場合には、遠赤
外線の放射も必要不可欠となってくる。

また、電気こたつ等で暖房する場合には、人間の体を加
熱するとともに、人間の体（足）およびその他被加熱物
（布団）の臭も加熱することとなる。一般に、臭という
ものは温度゜が高いほど、人間の鼻には強く感じられる
ものである。このため、電気こたつを使用し、暖房を取
ると、人間の体（足）およびその他被加熱物（布団）の
臭も当然きつくなって《る。そして、その奥が室内に漏
れた場合には、人間に不快感を与えることとなる。した
がって、この臭の問題も解決すべき課題である。

本発明は上記従来の課題にもとづき、暖房の即効性も維
持しながら、継続的にもその暖かさを心地よく感じるこ
とができる簡単な構成の管状ヒータを提供するものであ
る。

課題を解決するための手段本発明は、熱源を内臓した可視光線部透光性管状体の表
面に、多孔質遠赤外線放射材料を部分被覆したことを特
徴とする管状ヒータである。

また本発明は、上記構成において、可視部透光性管状体
が石英ガラスからなる管状ヒータである。

また本発明は、上記構成において、多孔質遠赤外線放射
材料が活性アルミナ、酸化ジルコニアまたは二酸化チタ
ンから選ばれた少なくとも１つの酸化物からなる管状ヒ
ータである。

また本発明は、上記構成において、多孔質遠赤外線放射
材料に白金族金属が担持されてなる管状ヒータである。

また本発明は、可視光線部透光性管状体の表面を比表面
積拡大化処理した後、多孔質遠赤外線放射材料を部分被
覆することを特徴とする管状ヒータの製造方法である。

作　　　用可視光線部透光性管状体は、内部の熱源から発せられた
光を外部に透過させることにより、管状ヒータが使用さ
れているかどうかを知らせるというアラームインフォメ
ーシ１冫作用をもたらすと同時に、赤熱した光を外部に
伝えることにより、人間に暖房効果を訴えることができ
るという重要な働きをしている。

現在の管状ヒータは近赤外線を多く放射し、５μｍ以上
の遠赤外線はわずガｉしか放射していないことを先に述
べたが、家庭用暖房等の即効性を要求される分野では近
赤外線も必要不可欠であり、この効果を残しながら、継
続的に心地よい暖房効果を発揮することが重要である。

このため、本発明では、管状体の表面に部分的に多孔質
遠赤外線放射材料を被覆した。これにより、可視光線部
透光性管状体内部の熱源からのエネルギーを、多孔質遠
赤外線放射材料に吸収させてこれを加熱した後、遠赤外
線として放射させることができる。

この時、多孔質遠赤外線放射材料に触媒金属が担持され
ていると、この触媒金属を加熱することができる。した
がって触媒金属は、触媒作用を発揮できる活性温度まで
昇湿されることにより、人間の体（足）およびその他被
加熱物（布団）の臭を浄化、脱臭することができる。

本発明の可視光線部透光性管状体には耐熱性、耐熱衝撃
性を考慮し、石英ガラスを使用することが好ましい。

また、本発明で使用される遠赤外線放射材料としては活
性アルミナ、酸化ジルコニアまたは二酸化チタンが好ま
しい。これらは優れた遠赤外線放射特性を存するととも
に触媒担体として優れている。また、優れた遠赤外線放
射特性および触媒特性を発揮させるためには、粒径の小
さな（約１〜５μｍ）活性アルミナ、酸化ジルコニアま
たは二酸化チタンの比表面積を大きクシ、かつ多孔質に
保つことも重要である。

これらの活性アルミナ、酸化ジルコニアまたは二酸化チ
タンに白金族金属を担持させることにより、不快感を与
える臭を迅速に除去できる。

また、この可視光線部透光性管状体の表面に多孔質遠赤
外線放射材料を部分被覆する前に、可視光線部透光性管
軟体の表面を比表面積拡大化処理することにより、管状
体と多孔質遠赤外線放射材料との密着性を向上させるこ
とができる。

実施例以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）第１図に示すように、内部に夕冫グステン線１が設置さ
れた外径１０ｍｍ１　肉厚０．５ｍｍｓ　長さ１５０ｍ
ｍの石英ガラス製管状ヒータ２の表面に、比表面積１５
０ｍ”／Ｈの活性アルミナ゛１　０　０　ｇｓ２０ｗｔ
％ベーマイトゾル３　０　ｇｓ　　１　０　ｗ　ｔ％シ
リカゾル１５ｇのペースト約１００００ｃｐｓを第２図
のようなラス状模様でスクリーン印刷法により、約２０
μｍの厚さで被覆した。この時、被覆面積は管状ヒータ
表面の５０％であった。なお、第１図に詔いて、３はタ
ングステン線１の端子である。

第３図に、本実施例の管状ヒータ（実施例１）の赤外線
放射率も、本実施例の活性アルミナを未被覆の管状ヒー
タ（比較例１）の赤外線放射率を第３図に示した。この
結果より、本実施例の管状ヒータは近赤外線と遠赤外線
とを同時に放射できる優れた管状ヒータである。

なお、本実施例ではラス状模様に印刷したが模様はドッ
ト状等自由に選択できる。また〈　遠赤外線放射材料と
して酸化ジルコニアまたは二酸化チタンを、あるいはこ
れらを活性アルミナと混合して管状ヒータに被覆した場
合の赤外線放射率も実施例１の管状ヒータとほとんど同
じであまり差はなかった。それはこれらが白色系統のセ
ラミックスであるので同様な傾向を示したものと考えら
れる。

（実施例２）実施例１の活性アルミナ被覆管状ヒータにＰｔ，Ｐｄを
活性アルミナ１００ｇあたりＰｔ３ｇ．Ｐｄｌ．５ｇの
割合で担持した。

本実施例の管状ヒータ、２本を使用し、第４図のような
構成の電気こたつを作成し、脱臭効果の試験を行った。

管状ヒータ４は電気こたつの骨格構造体６の天板部下面
側に平行配置され、中央部にはフ１ン５を設置している
。この電気こたつに３００ｗの通電を行いながら、９０
０ｍｍＸ９００ｍｍＸ３５０ｍｍの大きさの密閉容器内
に、トリメチルアミンを５ｏｐｐｍの濃度になるように
注入した。そして、その後の濃度変化をガスクロマト分
析で測定した。

比較例２として、実施例１で使用された活性アルミナを
未被覆の管状ヒーグを２本使用し、実施例２と同様な脱
臭効果の試験を行った。実施例２と比較例２の測定結果
を第５図に示した。この結果、本実施例の管状ヒータは
優れた触媒作用を示し、脱臭に効果を発揮することが明
らかとなった。

また、管状体へ遠赤外線放射材料（活性アルミナ）を被
覆する際の好ましい被覆面積および膜厚は大体反比例の
関係にある。その理由は、被覆面積を大きくすると管状
ヒータの赤熱度がどうしても低下してくるので、それを
避けるために膜厚を薄くする必要があり、被覆面積を小
さくする場合には触媒性能を維持させるため膜厚を厚く
する必要がある。

実験の結果、管状体へ遠赤外線放射材料を被覆する際の
好ましい被覆面積および膜厚は大体、被覆面積がθＯ％
の時には膜厚を約５μｍ程度にし、被覆面積が２０％の
時には膜厚を約５０μｍ程度であることがわかった。

（実施例３）内部にタングステン線が設置された外径１０ｍｍ１　　
肉厚０．５ｍｍ１　長さ１５０ｍｍの石英ガラス製管状
ヒータの表面をエッチングにより、粗くした。その表面
は表面粗さでＲａｌ．６μｍ１　Ｒｍａｘｌ２．３μｍ
であった。その後、実施例１と同様な比表面積１５０ｍ
”／ｇの活性アルミナ１　０　０　ｇ１２０ｗｔ％ベー
マイトゾル３０ｇ１　１０ｗｔ％シリカゾル１５ｇのペ
ースト、約１００００ｃｐｓをラス状模様でスクリーン
印刷法゜により、約２０μｍの厚さで被覆した。この時
、被覆面積は管状ヒー夕表面の５０％であった。

実施例１、３の管状ヒータについて密着性を調べるため
に以下のような過酷な密着性テストを行った。まず、管
状ヒータに５００ｗの通電を５分間行い、管状ヒータ表
面温度を約５００゜Ｃにした後、通電をやめ、送風機を
使用して室温まで冷却した後、また通電するという急加
熱、急冷却を１０００回行った後、さらに振動機に管状
ヒータを設置し、１５ｍ／ｓの速度で２０ｍｍ間を往復
させる振動試験を１時間行った。その結果を次式の剥離
率によって評価した。

第１表この結果より、管状体の表面を粗くすることにより、か
なり過酷な密着性テストにも耐えうる密着性の得られる
ことがわかった。また、この管状体の表面の好ましい表
面粗さはＲａｔ〜３μｍ１Ｒｍａｘ１０　〜３０μｍで
あった。

発明の効果以上のように本発明においては、家庭用暖房器具等の管
状ヒータとして従来の近赤外線も放射させながら、加え
て部分的に多孔質遠赤外線放射材料を被覆することによ
り、継続的χ心地よい暖房効果発揮するようになる。

またこの時、多孔質遠赤外線放射材料に触媒金属が担持
されていると、不快感を与える臭を触媒作用により浄化
、脱臭される。

したがって、本発明の管状ヒータを使用した暖房器具に
より、快適な暖房環境をつくることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１における管状ヒータの断面図
、第２図は同管状ヒータの外観図、第３図は実施例１お
よび比較例１の管状ビータの赤外線放射率を示す図、第
４図は本発明の実施例２における電気こたつの構成図、
第５図は実施例２および比較例２の脱臭効果試験結果を
示す図、第６回図は皮膚の赤外線吸収スペクトノ？である。１・・・夕冫グステン線、２・・・石英ガラス、４・・
・管状ヒータ。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名第ｌ図第図第図｝交蚤０Ｌ帆２／　−一一タングステン沫２一石英ガラス第図ｌ２０時間（クルムｔノ４−一一管１大ヒーグｔａＯ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱源を内臓した可視光線部透光性管状体の表面に
、多孔質遠赤外線放射材料を部分被覆したことを特徴と
する管状ヒータ。
（２）可視光線部透光性管状体が石英ガラスからなる請
求項１記載の管状ヒータ。
（３）多孔質遠赤外線放射材料が活性アルミナ、酸化ジ
ルコニアまたは二酸化チタンから選ばれた少なくとも１
つの酸化物からなる請求項１または２記載の管状ヒータ
。
（４）多孔質遠赤外線放射材料に白金族金属が担持され
てなる請求項１、２または３記載の管状ヒータ。
（５）可視光線部透光性管状体の表面を比表面積拡大化
処理した後、多孔質遠赤外線放射材料を部分被覆するこ
とを特徴とする管状ヒータの製造方法。