JPH0311072B2 - - Google Patents
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- JPH0311072B2 JPH0311072B2 JP58107044A JP10704483A JPH0311072B2 JP H0311072 B2 JPH0311072 B2 JP H0311072B2 JP 58107044 A JP58107044 A JP 58107044A JP 10704483 A JP10704483 A JP 10704483A JP H0311072 B2 JPH0311072 B2 JP H0311072B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- far
- metal pipe
- infrared
- heater
- heating wire
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Description
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の製造方法に関する。 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、 (i) 赤外線ランプ (ii) セラミツクスの中に発熱線を埋め込み一体焼
成したもの (iii) シーズヒータの表面に遠赤外線放射層を形成
したもの などがあるが、放射特性、機械的強度、寿命、な
どの観点からシーズヒータタイプが多く製造され
ている。 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を充填してなり、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る。 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
成したものがある。 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知られ
ている。 しかし、ジルコンを主体としたものは、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てしまうもので
あつた。 一方、遠赤外線放射物質を金属パイプ３の表面
に、被膜する方法として、主に溶射法が用いられ
るため、製造コストが非常に高くつくものであつ
た。 このように、従来の遠赤外線ヒータは、 (i) 500℃以上の高温流域で使用できない、 (ii) ランニングコストを含め製造コストが高い、 などいろいろな欠点がある。 このため、NCF800（JISG4920）の金属パイプ
をブラスト処理し、パイプ表面を粗面化させたの
ち、アルゴン、ヘリウム等の不活性雰囲気中で熱
処理し、こののちさらに、高温の酸化雰囲気中で
熱処理し、酸化クロムを主成分とする酸化被膜を
形成させる方法などが、提案されているが、この
方法においても、二度の熱処理が必要であるとと
もに、形成された被膜は、多孔質であるため使用
温度によつては冷熱サイクルにより剥離するもの
であつた。 また、酸化クロムを主成分とする遠赤外線放射
層は、放射率はあまり高くなく、さらに、食塩な
どの腐食性の強い物質により６価クロムが生成さ
れるなど、あまり好ましいものではなかつた。 発明の目的 本発明は、かかる従来の欠点を解決し、遠赤外
線領域の放射率が大きく、500℃以上の高温領域
で使用できる製造コストの安い遠赤外線ヒータの
製造方法を提供することを目的とするものであ
る。 発明の構成 上記目的を達成するため本発明は金属パイプ内
に配した電熱線と、この電熱線と金属パイプの空
間に充填した電気絶縁粉末とを備え、前記金属パ
イプはブラスト処理され、800℃以上の還元性雰
囲気中で熱処理し、金属パイプ中に含まれるニツ
ケルをその表面で酸化させて酸化ニツケルを主成
分とする遠赤外線放射層を形成したもので、金属
パイプの酸化現象を利用して遠赤外線放射率が大
きく緻密で密着性の良い遠赤外線放射層を形成す
ることができるものである。 800℃以上の還元性雰囲気で熱処理するのは800
℃以下では、酸化ニツケルを主成分とする酸化ス
ケールの形成が不充分となり、また還元性雰囲気
で処理するのは、形成される酸化スケールの密着
性が中性または、酸化性雰囲気では、低下するた
めである。 実施例の説明 以下、本発明の実施例について第３図および第
４図を参照して説明する。なお従来のものと同一
の部材には同一の符号を付しその説明は省略す
る。 １１は金属パイプで、長さ413mm、外径８mm、
肉厚0.4mmのSUS304、SUS321のステンレス鋼お
よびNCF800（商品名インコロイ800）の鉄基合金
をそれぞれ用いた。 電熱線１２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１３を接続した。 それぞれの金属パイプ１１に上記端子棒１３を
両端に接続した電熱線１２を挿入し、金属パイプ
１１に電気絶縁粉末１４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１１を長さ500mm、外径6.6mmとした。 こののち、それぞれの金属パイプ１１の表面を
コランダム（＃60）の研削剤でブラスト処理し、
次表に示す各温度で30分間熱処理し、金属パイプ
１１の表面に遠赤外線放射層１５を形成させるこ
とにより、試料番号４〜28の遠赤外線ヒータをそ
れぞれ完成した。 一方、比較のために、ブラスト処理および熱処
理のない従来の圧延減径、焼鈍のみの工程で製造
したシーズヒータも同時に完成し、試料番号１、
２、３とした。 完成した試料番号１〜28のそれぞれのヒータの
全放射率を測定し表に示した。
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の製造方法に関する。 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、 (i) 赤外線ランプ (ii) セラミツクスの中に発熱線を埋め込み一体焼
成したもの (iii) シーズヒータの表面に遠赤外線放射層を形成
したもの などがあるが、放射特性、機械的強度、寿命、な
どの観点からシーズヒータタイプが多く製造され
ている。 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を充填してなり、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る。 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
成したものがある。 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知られ
ている。 しかし、ジルコンを主体としたものは、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てしまうもので
あつた。 一方、遠赤外線放射物質を金属パイプ３の表面
に、被膜する方法として、主に溶射法が用いられ
るため、製造コストが非常に高くつくものであつ
た。 このように、従来の遠赤外線ヒータは、 (i) 500℃以上の高温流域で使用できない、 (ii) ランニングコストを含め製造コストが高い、 などいろいろな欠点がある。 このため、NCF800（JISG4920）の金属パイプ
をブラスト処理し、パイプ表面を粗面化させたの
ち、アルゴン、ヘリウム等の不活性雰囲気中で熱
処理し、こののちさらに、高温の酸化雰囲気中で
熱処理し、酸化クロムを主成分とする酸化被膜を
形成させる方法などが、提案されているが、この
方法においても、二度の熱処理が必要であるとと
もに、形成された被膜は、多孔質であるため使用
温度によつては冷熱サイクルにより剥離するもの
であつた。 また、酸化クロムを主成分とする遠赤外線放射
層は、放射率はあまり高くなく、さらに、食塩な
どの腐食性の強い物質により６価クロムが生成さ
れるなど、あまり好ましいものではなかつた。 発明の目的 本発明は、かかる従来の欠点を解決し、遠赤外
線領域の放射率が大きく、500℃以上の高温領域
で使用できる製造コストの安い遠赤外線ヒータの
製造方法を提供することを目的とするものであ
る。 発明の構成 上記目的を達成するため本発明は金属パイプ内
に配した電熱線と、この電熱線と金属パイプの空
間に充填した電気絶縁粉末とを備え、前記金属パ
イプはブラスト処理され、800℃以上の還元性雰
囲気中で熱処理し、金属パイプ中に含まれるニツ
ケルをその表面で酸化させて酸化ニツケルを主成
分とする遠赤外線放射層を形成したもので、金属
パイプの酸化現象を利用して遠赤外線放射率が大
きく緻密で密着性の良い遠赤外線放射層を形成す
ることができるものである。 800℃以上の還元性雰囲気で熱処理するのは800
℃以下では、酸化ニツケルを主成分とする酸化ス
ケールの形成が不充分となり、また還元性雰囲気
で処理するのは、形成される酸化スケールの密着
性が中性または、酸化性雰囲気では、低下するた
めである。 実施例の説明 以下、本発明の実施例について第３図および第
４図を参照して説明する。なお従来のものと同一
の部材には同一の符号を付しその説明は省略す
る。 １１は金属パイプで、長さ413mm、外径８mm、
肉厚0.4mmのSUS304、SUS321のステンレス鋼お
よびNCF800（商品名インコロイ800）の鉄基合金
をそれぞれ用いた。 電熱線１２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１３を接続した。 それぞれの金属パイプ１１に上記端子棒１３を
両端に接続した電熱線１２を挿入し、金属パイプ
１１に電気絶縁粉末１４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１１を長さ500mm、外径6.6mmとした。 こののち、それぞれの金属パイプ１１の表面を
コランダム（＃60）の研削剤でブラスト処理し、
次表に示す各温度で30分間熱処理し、金属パイプ
１１の表面に遠赤外線放射層１５を形成させるこ
とにより、試料番号４〜28の遠赤外線ヒータをそ
れぞれ完成した。 一方、比較のために、ブラスト処理および熱処
理のない従来の圧延減径、焼鈍のみの工程で製造
したシーズヒータも同時に完成し、試料番号１、
２、３とした。 完成した試料番号１〜28のそれぞれのヒータの
全放射率を測定し表に示した。
【表】
【表】
また、この表にはパイプ温度を600℃に設定し、
20分on−10分offを１サイクルとして通電した時
の、パイプ表面上の酸化スケールの剥離テストを
行い、1000サイクル後の剥離度合を同様に示し
た。 なお、○印は剥離がないことを、×印は剥離が
生じたことを示す。 さらに、試料番号３、24、27の各ヒータについ
て、パイプ表面温度を600℃に設定した時の各波
長における放射率を測定し、結果を第４図に示し
た。第４図において、ａは試料番号３の、ｂは試
料番号24の、ｃは試料番号27の各ヒータの測定結
果を示す。 表より明らかなように、ブラスト処理後、800
℃以上の還元性雰囲気で熱処理した本発明の遠赤
外線ヒータである試料番号８、11、14、19、22、
23、25、26、27、28の各ヒータは、従来のシーズ
ヒータの製造工程で完成した試料番号１、２、３
のものと比較して、金属パイプ１１の材質にかか
わらず全放射率は高く、また600℃で使用しても
剥離は生じなかつた。 熱処理温度が800℃以下である試料番号４、５、
17、24のヒータおよび、中性または酸化性雰囲気
で処理した試料番号６、７、９、10、12、13、
15、16、18、20、21のヒータは全放射率が低い
か、または、酸化スケールの剥離が生じ、好まし
い結果を得ることはできなかつた。 また、第４図より明らかなように、ブラスト処
理し、熱処理することにより、各波長において放
射率は高くなつた。特に、熱処理温度において
は、高いほうがよく、放射率は各波長において高
くなつた。 金属パイプ１１の材料であるSUS304、
SUS321等のステンレス鋼、およびNCF800の鉄
基合金は、いずれも、ニツケルを成分元素として
８％〜35％含有している。これらニツケルを含有
する金属パイプ１１をブラスト処理すると、表面
のごく薄い酸化クロムを主成分とする不働態被膜
が除去され、800℃以上の還元性雰囲気で熱処理
すると、酸化ニツケルまたは、酸化ニツケル・ク
ロムを主成分とする酸化被膜が形成される。 このようにして得られた酸化被膜よりなる遠赤
外線放射層１５は、従来のシーズヒータの製造方
法による焼鈍での熱処理工程で形成される酸化被
膜と異なる。 また、特開昭54−112034の熱処理工程で得られ
る酸化被膜とも異なり、非常に緻密であり、ま
た、被膜層も厚く、酸化ニツケル成分の含有量の
多いものとなる。 このように、遠赤外線放射率の優れた酸化ニツ
ケルを主成分とする遠赤外線放射層１５が形成さ
れるため、従来のものに比較して、遠赤外線放射
特性が大きい。 さらに、金属パイプ１１の酸化という現象を利
用すると共に、形成された酸化ニツケルを主成分
とする被膜の熱膨張係数が下地の金属パイプ１１
に近いため、600℃以上の高温で使用しても、金
属パイプ１１との密着性に優れ、剥離することが
ない。 また、従来のシーズヒータタイプの遠赤外線ヒ
ータは、各種遠赤外線放射物質を溶射による方法
で、被膜処理するため、製造コストが非常に高く
なるが、本発明の遠赤外線ヒータは、従来の製造
設備と、ランニングコストの安いブラスト設備だ
けで製造することができるため、製造コストは安
くなる。 なお、本発明は実施例に限定されるものではな
く、圧延後、すぐにブラスト処理し、熱処理して
もよい。 さらに、種々の形状に曲げ加工する場合は、圧
延減径、焼鈍後曲げ加工しブラスト熱処理する方
法では、ブラスト処理が困難となるため、上述し
たように、圧延後ブラスト処理し、熱処理後曲げ
加工する方法がよい。しかし、この場合の熱処理
は、少なくとも1050℃以上の温度が必要である。 発明の効果 本発明は、内部に充填材を介して電熱線を配し
た金属パイプをブラストおよび800℃以上の還元
性雰囲気中で熱処理し、酸化ニツケルを主成分と
する遠赤外線放射層を金属パイプの表面に形成さ
せることにより、放射率が大きく500℃以上の高
温領域で使用できる製造コストの安い遠赤外線ヒ
ータを提供することができるものである。
20分on−10分offを１サイクルとして通電した時
の、パイプ表面上の酸化スケールの剥離テストを
行い、1000サイクル後の剥離度合を同様に示し
た。 なお、○印は剥離がないことを、×印は剥離が
生じたことを示す。 さらに、試料番号３、24、27の各ヒータについ
て、パイプ表面温度を600℃に設定した時の各波
長における放射率を測定し、結果を第４図に示し
た。第４図において、ａは試料番号３の、ｂは試
料番号24の、ｃは試料番号27の各ヒータの測定結
果を示す。 表より明らかなように、ブラスト処理後、800
℃以上の還元性雰囲気で熱処理した本発明の遠赤
外線ヒータである試料番号８、11、14、19、22、
23、25、26、27、28の各ヒータは、従来のシーズ
ヒータの製造工程で完成した試料番号１、２、３
のものと比較して、金属パイプ１１の材質にかか
わらず全放射率は高く、また600℃で使用しても
剥離は生じなかつた。 熱処理温度が800℃以下である試料番号４、５、
17、24のヒータおよび、中性または酸化性雰囲気
で処理した試料番号６、７、９、10、12、13、
15、16、18、20、21のヒータは全放射率が低い
か、または、酸化スケールの剥離が生じ、好まし
い結果を得ることはできなかつた。 また、第４図より明らかなように、ブラスト処
理し、熱処理することにより、各波長において放
射率は高くなつた。特に、熱処理温度において
は、高いほうがよく、放射率は各波長において高
くなつた。 金属パイプ１１の材料であるSUS304、
SUS321等のステンレス鋼、およびNCF800の鉄
基合金は、いずれも、ニツケルを成分元素として
８％〜35％含有している。これらニツケルを含有
する金属パイプ１１をブラスト処理すると、表面
のごく薄い酸化クロムを主成分とする不働態被膜
が除去され、800℃以上の還元性雰囲気で熱処理
すると、酸化ニツケルまたは、酸化ニツケル・ク
ロムを主成分とする酸化被膜が形成される。 このようにして得られた酸化被膜よりなる遠赤
外線放射層１５は、従来のシーズヒータの製造方
法による焼鈍での熱処理工程で形成される酸化被
膜と異なる。 また、特開昭54−112034の熱処理工程で得られ
る酸化被膜とも異なり、非常に緻密であり、ま
た、被膜層も厚く、酸化ニツケル成分の含有量の
多いものとなる。 このように、遠赤外線放射率の優れた酸化ニツ
ケルを主成分とする遠赤外線放射層１５が形成さ
れるため、従来のものに比較して、遠赤外線放射
特性が大きい。 さらに、金属パイプ１１の酸化という現象を利
用すると共に、形成された酸化ニツケルを主成分
とする被膜の熱膨張係数が下地の金属パイプ１１
に近いため、600℃以上の高温で使用しても、金
属パイプ１１との密着性に優れ、剥離することが
ない。 また、従来のシーズヒータタイプの遠赤外線ヒ
ータは、各種遠赤外線放射物質を溶射による方法
で、被膜処理するため、製造コストが非常に高く
なるが、本発明の遠赤外線ヒータは、従来の製造
設備と、ランニングコストの安いブラスト設備だ
けで製造することができるため、製造コストは安
くなる。 なお、本発明は実施例に限定されるものではな
く、圧延後、すぐにブラスト処理し、熱処理して
もよい。 さらに、種々の形状に曲げ加工する場合は、圧
延減径、焼鈍後曲げ加工しブラスト熱処理する方
法では、ブラスト処理が困難となるため、上述し
たように、圧延後ブラスト処理し、熱処理後曲げ
加工する方法がよい。しかし、この場合の熱処理
は、少なくとも1050℃以上の温度が必要である。 発明の効果 本発明は、内部に充填材を介して電熱線を配し
た金属パイプをブラストおよび800℃以上の還元
性雰囲気中で熱処理し、酸化ニツケルを主成分と
する遠赤外線放射層を金属パイプの表面に形成さ
せることにより、放射率が大きく500℃以上の高
温領域で使用できる製造コストの安い遠赤外線ヒ
ータを提供することができるものである。
第１図は、従来のシーズヒータの断面図、第２
図は従来の遠赤外線ヒータの断面図、第３図は、
本発明の実施例における遠赤外線ヒータの断面
図、第４図は各ヒータの波長に対する放射率を示
すグラフである。 １１……金属パイプ、１２……電熱線、１４…
…電気絶縁粉末、１５……遠赤外線放射層。
図は従来の遠赤外線ヒータの断面図、第３図は、
本発明の実施例における遠赤外線ヒータの断面
図、第４図は各ヒータの波長に対する放射率を示
すグラフである。 １１……金属パイプ、１２……電熱線、１４…
…電気絶縁粉末、１５……遠赤外線放射層。
Claims (1)
- １ 金属パイプ内に配した電熱線と、この電熱線
と金属パイプの空間に充填した電気絶縁粉末とを
備え、前記金属パイプはブラスト処理され800℃
以上の還元性雰囲気中で熱処理し金属パイプ中に
含まれるニツケルをその表面で酸化させて酸化ニ
ツケルを主成分とする遠赤外線放射層を形成する
遠赤外線ヒータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107044A JPS6087A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 遠赤外線ヒータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107044A JPS6087A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 遠赤外線ヒータの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6087A JPS6087A (ja) | 1985-01-05 |
| JPH0311072B2 true JPH0311072B2 (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=14449093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58107044A Granted JPS6087A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 遠赤外線ヒータの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6087A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0419754Y2 (ja) * | 1985-05-20 | 1992-05-06 | ||
| US4872180A (en) * | 1989-06-16 | 1989-10-03 | Gte Laboratories Incorporated | Method for reducing facet reflectivities of semiconductor light sources and device thereof |
| JP2582699B2 (ja) * | 1992-01-10 | 1997-02-19 | 川崎製鉄株式会社 | 電磁フィルタ |
| JP2009259730A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-05 | Okazaki Mfg Co Ltd | ヒータ |
| WO2026074722A1 (ja) * | 2024-10-03 | 2026-04-09 | 三菱電機株式会社 | クッキングヒータ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS597789B2 (ja) * | 1975-12-12 | 1984-02-21 | 株式会社東芝 | ネツフクシヤザイリヨウ |
| JPS6019114B2 (ja) * | 1978-02-22 | 1985-05-14 | 株式会社日立ホームテック | 赤外線放射ヒ−タ |
| JPS5755085A (en) * | 1980-09-19 | 1982-04-01 | Ngk Spark Plug Co | Infrared ray radiation type ceramic heater and method of producing same |
-
1983
- 1983-06-15 JP JP58107044A patent/JPS6087A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6087A (ja) | 1985-01-05 |
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