JPH0324754B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0324754B2 JPH0324754B2 JP57106819A JP10681982A JPH0324754B2 JP H0324754 B2 JPH0324754 B2 JP H0324754B2 JP 57106819 A JP57106819 A JP 57106819A JP 10681982 A JP10681982 A JP 10681982A JP H0324754 B2 JPH0324754 B2 JP H0324754B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- envelope
- infrared
- far
- heat generating
- generating layer
- Prior art date
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- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は速熱性と遠赤外線放射効率とを併せて
向上した赤外線放射装置に関する。
向上した赤外線放射装置に関する。
従来、赤外線放射によつて対象物を加熱する方
法が知られているが、近年に到り、赤外線の波長
の長いほど加熱効率がよいことがわかり、注目さ
れるようになつた。
法が知られているが、近年に到り、赤外線の波長
の長いほど加熱効率がよいことがわかり、注目さ
れるようになつた。
一般に遠赤外線放射装置には次の諸特性が要求
される。
される。
(1) 遠赤外線領域（波長が３〜50μ）において放
射率が１に近いこと。
射率が１に近いこと。
(2) 加熱時の速熱性に優れていること。
(3) 放射に適した500〜700℃の温度において赤外
線放射物質が熱的にも化学的にも安定であるこ
と。
線放射物質が熱的にも化学的にも安定であるこ
と。
(4) 支持体と赤外線放射物質との密着性がよく、
冷熱衝撃によつて剥離やクラツクを生じないこ
と。
冷熱衝撃によつて剥離やクラツクを生じないこ
と。
(5) 機械的な衝撃に対して強いこと。
しかして、従来の遠赤外線放射装置としては赤
外線電球が知られており、速熱性に優れているが
その反面、遠赤外線の放射エネルギ比が小さいた
め、加熱効果が小さい。また、テコランダム（商
品名）に代表されるセラミクス発熱体は外気中で
露出して使用されるもので、速熱性は赤外線電球
についで大きいが遠赤外線の放射率が末だ充分で
はない。さらに、熱伝導性を有する遠赤外線放射
物質としてはジルコン系（ZrO2・SiO2）、炭化け
い素系（SiC）、ランタンクロメイト系が知られ
ており、このような物質で外囲器を構成してその
中に鉄クロム線などの発熱体を収容した赤外線放
射装置が考えられる。このものは遠赤外線の放射
率が大きい利点があるが、その反面速熱性に劣る
ばかりか、ジルコン系は長尺外囲器に形成するこ
とが困難である。さらに、これら遠赤外線放射物
質を金属製外囲器表面に溶射したいわゆる溶射ヒ
ータが知られているが、このものも速熱性に劣
り、しかも外囲器表面を下地処理する必要がある
ため製造がはん雑で高価でもある。
外線電球が知られており、速熱性に優れているが
その反面、遠赤外線の放射エネルギ比が小さいた
め、加熱効果が小さい。また、テコランダム（商
品名）に代表されるセラミクス発熱体は外気中で
露出して使用されるもので、速熱性は赤外線電球
についで大きいが遠赤外線の放射率が末だ充分で
はない。さらに、熱伝導性を有する遠赤外線放射
物質としてはジルコン系（ZrO2・SiO2）、炭化け
い素系（SiC）、ランタンクロメイト系が知られ
ており、このような物質で外囲器を構成してその
中に鉄クロム線などの発熱体を収容した赤外線放
射装置が考えられる。このものは遠赤外線の放射
率が大きい利点があるが、その反面速熱性に劣る
ばかりか、ジルコン系は長尺外囲器に形成するこ
とが困難である。さらに、これら遠赤外線放射物
質を金属製外囲器表面に溶射したいわゆる溶射ヒ
ータが知られているが、このものも速熱性に劣
り、しかも外囲器表面を下地処理する必要がある
ため製造がはん雑で高価でもある。
本発明は遠赤外線放射率が高く、しかも速熱性
に優れた赤外線放射装置を提供することを目的と
する。
に優れた赤外線放射装置を提供することを目的と
する。
電気発熱体を収容した近赤外線透過性外囲器の
表面にその両端を橋絡するように導電性遠赤外線
放射セラミクス発熱層を形成したことにより、発
熱体と遠赤外線セラミクス発熱層との両方に通電
して同時に発熱させて速熱性を向上したものであ
る。
表面にその両端を橋絡するように導電性遠赤外線
放射セラミクス発熱層を形成したことにより、発
熱体と遠赤外線セラミクス発熱層との両方に通電
して同時に発熱させて速熱性を向上したものであ
る。
本発明の詳細を図示の実施例によつて説明す
る。図は本発明を適用してなる電球形赤外線放射
装置の一例を示す。１は石英ガラス製管形外囲
器、２，２はこの外囲器１の両端部を圧潰封止し
てなる封止部、３，３はこの封止部２，２に埋設
されたモリブデン導入箔４，４はこの導入箔３，
３に接続して外囲器１内に導入された内導線、５
はこれら内導線４，４間に装架されたタングステ
ン製コイル発熱体、６，６…はこの発熱体５を支
持するアンカ、７，７は導入箔３，３に接続して
封止部２，２外に延在する外導線、８は外囲器１
外面の両端部間に形成された導電性遠赤外線放射
セラミクス発熱層、９はこの発熱層８に長手方向
に沿つてスリツト状に外囲器１の表面を露出させ
た光学窓、１０，１０は発熱層８の両端部にそれ
ぞれ締着した金属バンド、１１，１１はこのバン
ド１０，１０の緊締と給電線（図示しない。）の
接続とに兼用した電気端子である。
る。図は本発明を適用してなる電球形赤外線放射
装置の一例を示す。１は石英ガラス製管形外囲
器、２，２はこの外囲器１の両端部を圧潰封止し
てなる封止部、３，３はこの封止部２，２に埋設
されたモリブデン導入箔４，４はこの導入箔３，
３に接続して外囲器１内に導入された内導線、５
はこれら内導線４，４間に装架されたタングステ
ン製コイル発熱体、６，６…はこの発熱体５を支
持するアンカ、７，７は導入箔３，３に接続して
封止部２，２外に延在する外導線、８は外囲器１
外面の両端部間に形成された導電性遠赤外線放射
セラミクス発熱層、９はこの発熱層８に長手方向
に沿つてスリツト状に外囲器１の表面を露出させ
た光学窓、１０，１０は発熱層８の両端部にそれ
ぞれ締着した金属バンド、１１，１１はこのバン
ド１０，１０の緊締と給電線（図示しない。）の
接続とに兼用した電気端子である。
上記石英ガラスは耐野性に優れ、熱衝撃に強
く、しかも可視光から遠赤外線までの広い波長域
の光をよく透過する。
く、しかも可視光から遠赤外線までの広い波長域
の光をよく透過する。
上記発熱層８はたとえばランタンクロメート
（LaCrO3）、グラフアイト混入セラミクスなどか
らなる厚さ50〜150μの導電性でかつ遠赤外線放
射性のセラミクスで、適度の電気抵抗と熱的、化
学的安定性とを有し、外囲器材料と熱膨張率が近
似している。そして、遠赤外線たとえば３〜50μ
ｍの遠赤外線の放射率が高い特性を有する。この
発熱層８を得るにはたとえばランタンアルコキシ
ドとクロムアルコキシドとを適量混合し、外囲器
１の表面に塗布して焼付ければよい。
（LaCrO3）、グラフアイト混入セラミクスなどか
らなる厚さ50〜150μの導電性でかつ遠赤外線放
射性のセラミクスで、適度の電気抵抗と熱的、化
学的安定性とを有し、外囲器材料と熱膨張率が近
似している。そして、遠赤外線たとえば３〜50μ
ｍの遠赤外線の放射率が高い特性を有する。この
発熱層８を得るにはたとえばランタンアルコキシ
ドとクロムアルコキシドとを適量混合し、外囲器
１の表面に塗布して焼付ければよい。
この赤外線放射装置は外導線７，７を電気端子
１１，１１とを同時に電源に接続する。すると発
熱体５と発熱体８とはともに通電して発熱し、急
速に昇温する。しかして、発熱体５の放出エネル
ギの大部分は近赤外線（波長0.8〜3μｍ）として、
一部は可視光や遠赤外線（波長３〜50μｍ）とし
て放射される。そして、これらの放射光が外囲器
１を透過し、大部分は発熱層８を加熱し、一部は
光学窓９からそのまま放射される。このように発
熱層８はそれ自体が通電によつて発熱するのに加
えて発熱体５からの放射によつても加熱されるの
で急速に温度が上昇し短時間で遠赤外線をフル放
射する。そして、発熱層８は遠赤外線を良く放射
するので、本例装置は光学窓９から放射される近
赤外線と発熱層８から放射される遠赤外線とが混
つて放射される。
１１，１１とを同時に電源に接続する。すると発
熱体５と発熱体８とはともに通電して発熱し、急
速に昇温する。しかして、発熱体５の放出エネル
ギの大部分は近赤外線（波長0.8〜3μｍ）として、
一部は可視光や遠赤外線（波長３〜50μｍ）とし
て放射される。そして、これらの放射光が外囲器
１を透過し、大部分は発熱層８を加熱し、一部は
光学窓９からそのまま放射される。このように発
熱層８はそれ自体が通電によつて発熱するのに加
えて発熱体５からの放射によつても加熱されるの
で急速に温度が上昇し短時間で遠赤外線をフル放
射する。そして、発熱層８は遠赤外線を良く放射
するので、本例装置は光学窓９から放射される近
赤外線と発熱層８から放射される遠赤外線とが混
つて放射される。
つぎに、外囲器１を外形10.8mm、長さ172mmと
してこれにアルコキシド法によつてランタンクロ
メートセラミクス発熱層８を100μの厚さで形成
し、外囲器１表面の発熱層８の占める割合いを異
ならせた各種の試作品を得てそれらの放射スペク
トルを測定した。この結果を第５図に示す。図は
横軸に波長をμｍの単位でとり、縦軸に比放射強
度をそれぞれのピークを100とする％の単位でと
つたもので、曲線Ａは外囲器１の全表面を発熱層
で覆つたもの、曲線Ｂは同じく80％を覆つたも
の、曲線Ｃは同じく50％を覆つたもの、曲線Ｄは
比較例で発熱層を全く設けないもののそれぞれの
放射スペクトルを示す。この図から発熱層の覆つ
た面積の割合いが多いほど遠赤外線の割合いが多
く、近赤外線の割合いが少なくなることが解る。
してこれにアルコキシド法によつてランタンクロ
メートセラミクス発熱層８を100μの厚さで形成
し、外囲器１表面の発熱層８の占める割合いを異
ならせた各種の試作品を得てそれらの放射スペク
トルを測定した。この結果を第５図に示す。図は
横軸に波長をμｍの単位でとり、縦軸に比放射強
度をそれぞれのピークを100とする％の単位でと
つたもので、曲線Ａは外囲器１の全表面を発熱層
で覆つたもの、曲線Ｂは同じく80％を覆つたも
の、曲線Ｃは同じく50％を覆つたもの、曲線Ｄは
比較例で発熱層を全く設けないもののそれぞれの
放射スペクトルを示す。この図から発熱層の覆つ
た面積の割合いが多いほど遠赤外線の割合いが多
く、近赤外線の割合いが少なくなることが解る。
つぎに、上記試作品のうち発熱層８が外囲器１
表面の80％を占めるものをとり、通電後の温度立
上りを調査し、これを金属外囲器にランタンクロ
メートを溶射した溶射ヒータおよび上述の石英外
囲器１に発熱層の全く設けない赤外線電球の温度
立上り特性と比較した。そして、試験品はいずれ
も同じ入力のものとし、温度の測定点は上記実施
例装置は発熱層表面、溶射ヒータは溶射層表面、
赤外線電球は外囲器表面とした。この結果を第６
図に示す。図は横軸に通電開始からの経過時間を
分の単位でとり、縦軸に表面温度を℃の単位でと
つたもので、曲線Ａは上記実施例装置、曲線Ｂは
溶射ヒータ、曲線Ｄは上記赤外線電球の温度立上
り曲線をそれぞれ示す。図から、本実施例装置の
温度立上りが最も速く、しかも、到達温度が赤外
線電球よりも高いことが理解できる。これは電球
は出力の大部分が近赤外線で外囲器を素通りする
ため、表面温度がそれほど高くならないのに反
し、本例のものは発熱体５の放射熱の大部分が発
熱層８に吸収されることに加えて発熱層８自体も
発熱するためである。
表面の80％を占めるものをとり、通電後の温度立
上りを調査し、これを金属外囲器にランタンクロ
メートを溶射した溶射ヒータおよび上述の石英外
囲器１に発熱層の全く設けない赤外線電球の温度
立上り特性と比較した。そして、試験品はいずれ
も同じ入力のものとし、温度の測定点は上記実施
例装置は発熱層表面、溶射ヒータは溶射層表面、
赤外線電球は外囲器表面とした。この結果を第６
図に示す。図は横軸に通電開始からの経過時間を
分の単位でとり、縦軸に表面温度を℃の単位でと
つたもので、曲線Ａは上記実施例装置、曲線Ｂは
溶射ヒータ、曲線Ｄは上記赤外線電球の温度立上
り曲線をそれぞれ示す。図から、本実施例装置の
温度立上りが最も速く、しかも、到達温度が赤外
線電球よりも高いことが理解できる。これは電球
は出力の大部分が近赤外線で外囲器を素通りする
ため、表面温度がそれほど高くならないのに反
し、本例のものは発熱体５の放射熱の大部分が発
熱層８に吸収されることに加えて発熱層８自体も
発熱するためである。
つぎに、発熱層８としてランタンクロメートセ
ラミクスを上述のアルコキシド法で形成したもの
について使用条件を考慮した冷熱試験を行つた。
試験は600℃の高温と室温との交互冷熱衝撃を加
えるもので、その結果、10000サイクル以上の試
験を行なつても剥離やクラツクの発生が見られ
ず、寿命的に問題がなかつた。
ラミクスを上述のアルコキシド法で形成したもの
について使用条件を考慮した冷熱試験を行つた。
試験は600℃の高温と室温との交互冷熱衝撃を加
えるもので、その結果、10000サイクル以上の試
験を行なつても剥離やクラツクの発生が見られ
ず、寿命的に問題がなかつた。
そして、前述の実施例においてランタンクロメ
ートセラミクス層をアルコキシド法で形成したが
その理由は比較的低温でセラミクス化できるこ
と、さらに形成されたセラミクス層の被着強度が
高いためである。そして、本発明において発熱層
はランタンクロメートに限ることなく、要は適度
の導電性を有しかつ遠赤外線放射率が高いことが
必要で、その形成方法も既知のどのような方法で
もよく、また、多少の近赤外線を放射することは
さしつかえない。
ートセラミクス層をアルコキシド法で形成したが
その理由は比較的低温でセラミクス化できるこ
と、さらに形成されたセラミクス層の被着強度が
高いためである。そして、本発明において発熱層
はランタンクロメートに限ることなく、要は適度
の導電性を有しかつ遠赤外線放射率が高いことが
必要で、その形成方法も既知のどのような方法で
もよく、また、多少の近赤外線を放射することは
さしつかえない。
さらに、前述の実施例においては外囲器表面の
一部を露出したが本発明は外囲器の全面を発熱層
で被覆してもよく、さらに、外囲器表面の一部を
発熱層で被覆し、他の部分を非導電性遠赤外線放
射物質で被覆してもよい。さらに発熱層は外囲器
両端部を橋絡していればよく、その形状は直線状
でもらせん状でもかまわない。
一部を露出したが本発明は外囲器の全面を発熱層
で被覆してもよく、さらに、外囲器表面の一部を
発熱層で被覆し、他の部分を非導電性遠赤外線放
射物質で被覆してもよい。さらに発熱層は外囲器
両端部を橋絡していればよく、その形状は直線状
でもらせん状でもかまわない。
さらに、本発明における外囲器の構成材料は前
述の石英ガラスに限らずアルミナセラミクス、結
晶化ガラス、コランダムなどでもよく、要は近赤
外線（波長0.8〜3μｍ）を良く透過するものなら
何んでもよく、近赤外線のほか可視光や遠赤外線
も透過すればさらに好ましい。
述の石英ガラスに限らずアルミナセラミクス、結
晶化ガラス、コランダムなどでもよく、要は近赤
外線（波長0.8〜3μｍ）を良く透過するものなら
何んでもよく、近赤外線のほか可視光や遠赤外線
も透過すればさらに好ましい。
さらに、本発明は外囲器を密閉しない構造にし
てもよく、たとえば、両端開口したアルミナセラ
ミクス製管形外囲器内にアルミニウム含有鉄クロ
ム合金製コイル発熱体を収容し、外囲器の両端を
通気性に閉塞し、外囲器表面に導電性遠赤外線放
射セラミクス発熱層を形成したものでもよい。さ
らに外囲器は直管形でも曲管形でもよい。
てもよく、たとえば、両端開口したアルミナセラ
ミクス製管形外囲器内にアルミニウム含有鉄クロ
ム合金製コイル発熱体を収容し、外囲器の両端を
通気性に閉塞し、外囲器表面に導電性遠赤外線放
射セラミクス発熱層を形成したものでもよい。さ
らに外囲器は直管形でも曲管形でもよい。
本発明の赤外線放射装置は電気発熱体を収容し
た近赤外線透過性管形外囲器表面にその両端部を
橋絡するように導電性遠赤外線放射セラミクス発
熱層を設けたので、発熱層が電気発熱と遠赤外線
放射の両方の作用を有し、遠赤外線を効率よく放
射し、しかも通電後の立上りが急速である利点が
ある。
た近赤外線透過性管形外囲器表面にその両端部を
橋絡するように導電性遠赤外線放射セラミクス発
熱層を設けたので、発熱層が電気発熱と遠赤外線
放射の両方の作用を有し、遠赤外線を効率よく放
射し、しかも通電後の立上りが急速である利点が
ある。
第１図は本発明の赤外線放射装置の一実施例の
正面図、第２図は同じく縦断面図、第３図は同じ
く側面図、第４図は同じく横断面図、第５図は同
じく発熱層の被覆割合いと放射スペクトルとの関
係を示すグラフ、第６図は同じく通電後の立上り
時間を従来のそれと比較して本発明の優位を示す
グラフである。 １……外囲器、５……電気発熱体、６……アン
カ、８……導電性遠赤外線放射セラミクス発熱
層、９……光学窓、１１……電気端子。
正面図、第２図は同じく縦断面図、第３図は同じ
く側面図、第４図は同じく横断面図、第５図は同
じく発熱層の被覆割合いと放射スペクトルとの関
係を示すグラフ、第６図は同じく通電後の立上り
時間を従来のそれと比較して本発明の優位を示す
グラフである。 １……外囲器、５……電気発熱体、６……アン
カ、８……導電性遠赤外線放射セラミクス発熱
層、９……光学窓、１１……電気端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 近赤外線透過性管形外囲器と、この外囲器内
に収容された電気発熱体と、上記外囲器表面にそ
の両端部を橋絡して形成された導電性遠赤外線放
射セラミクス発熱層と、この発熱層の両端部にそ
れぞれ設けられた電気端子とを具備したことを特
徴とする赤外線放射装置。 ２ 発熱層はランタンクロメート系セラミクスか
らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の赤外線放射装置。 ３ 発熱層は外囲器表面の50％ないし80％を覆つ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の赤外線放射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10681982A JPS58225589A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 赤外線放射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10681982A JPS58225589A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 赤外線放射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58225589A JPS58225589A (ja) | 1983-12-27 |
| JPH0324754B2 true JPH0324754B2 (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=14443411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10681982A Granted JPS58225589A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 赤外線放射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58225589A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5295151U (ja) * | 1976-01-14 | 1977-07-16 |
-
1982
- 1982-06-23 JP JP10681982A patent/JPS58225589A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58225589A (ja) | 1983-12-27 |
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