JPH0594866A

JPH0594866A - 発熱体

Info

Publication number: JPH0594866A
Application number: JP3256244A
Authority: JP
Inventors: Yukiyoshi Ono; 之良小野; Kunio Kimura; 邦夫木村; Hidenobu Wakita; 英延脇田; Yasue Yamade; 恭枝山出
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-10-03
Filing date: 1991-10-03
Publication date: 1993-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】臭気や有害ガスを除去する発熱体を提供す
る。【構成】本発明は、発熱体を、金属管状体と、金属管
状体表面に形成したホ−ロ層と、ホ−ロ層表面に形成し
た少なくともゼオライトおよび／あるいは珪酸マグネシ
ウムと、無機質バインダ−からなる吸着層と、前記金属
管状体に内蔵した電気抵抗体と、前記電気抵抗体と金属
管状体との電気絶縁性を確保するために設置した電気絶
縁体とより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、暖房，給湯，乾燥，調
理用機器および冷蔵庫，空調機器等に利用される発熱体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の発熱体は、ニクロム線やカンタル
線などの金属線をコイル状にしたものや、これらを金属
管あるいは石英管，セラミック管等に内蔵したもの、さ
らに前記管状体にコ−ジライト，粘土，ガラスあるい酸
化ニッケル，酸化鉄等の遠赤外線高輻射材料を被覆した
もの、あるいは電気抵抗体をセラミック焼結体に内蔵さ
せたセラミックヒータなどの構成であった。暖房・給湯
・乾燥用機器では上記発熱体で直接加熱したり、発熱体
にファンから強制的に空気を送り温風を発生させたり、
発熱体の後方に反射板を設けて輻射加熱を行うなどの、
熱伝導・対流・輻射で、発熱体により被加熱物の加熱を
行っている。

【０００３】このような従来の発熱体には、以下に示す
ような課題があった。たとえば電気ストーブで暖房する
場合、発熱体は室内の空気を加熱するとともに、室内に
漂っているタバコの煙や室内の臭気なども加熱すること
になる。一般に、臭気物質は温度が高いほど、人間の鼻
には強く感じるものであり、また室内に一度吸着した臭
気成分も加熱されることにより再び気化して室内雰囲気
に漂うことになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここにおいて従来の発
熱体は臭気成分の浄化能を持たないため、電気ストーブ
を使用すると、電気ストーブを使用しないときに比べて
臭気がきつくなるという現象がしばしば生じ問題であっ
た。

【０００５】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたものであり、簡単な構成で臭気や有害ガス
を除去する発熱体を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、発熱体を、金
属管状体と、金属管状体表面に形成したホ−ロ層と、ホ
−ロ層表面に形成した少なくともゼオライトおよび／あ
るいは珪酸マグネシウムと、無機質バインダ−からなる
吸着層と、前記金属管状体に内蔵した電気抵抗体と、前
記電気抵抗体と金属管状体との電気絶縁性を確保するた
めに設置した電気絶縁体とより構成することを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】発熱体表面に吸着層を設けてあるために、発熱
体に通電されていないときは、発熱体が置かれている周
囲の臭気成分を、発熱体表面に形成した吸着層中のゼオ
ライトあるいは珪酸マグネシウムにより吸着脱臭するこ
とができる。また前記ゼオライトあるいは珪酸マグネシ
ウムが、その吸着能力限界まで臭気成分を吸着する前
に、発熱体中の電気抵抗体に通電して発熱させ、前記吸
着層を加熱することにより、吸着層中のゼオライトある
いは珪酸マグネシウムに吸着した臭気成分や有害成分
を、脱離させ塗膜の吸着能力を回復させることができ、
加熱手段による加熱を停止後に、臭気成分の吸着を再び
行うことができる。従来の吸着剤として一般的な活性炭
は、その吸着性能に臭気物質種によるバラツキがあるの
に対し、本発明のゼオライトあるいは珪酸マグネシウム
は吸着性能にバラツキがなく、室内の種々の臭気成分を
吸着，脱臭することができる。

【０００８】

【実施例】本発明の具体的１実施例を図１に示す。

【０００９】図１において、１は金属管状体、２はホ−
ロ層、３はホ−ロ層表面に形成した吸着層、４は金属管
状体に内蔵した電気抵抗体、５は電気絶縁体であり、電
気抵抗体４は、金属管状体１と電気絶縁体５によって電
気絶縁されている。７は電気絶縁体５を金属管状体１内
に封入するための封口部であり、通常ガラスを用いる。

【００１０】本発明の金属管状体１としては、ホ−ロ用
鋼、アルミナイズド鋼、ＳＵＳ４３０等のステンレス鋼
を用いることが出来る。その形状も目的に応じて直管
状、曲管状と種々の形状で用いることが出来る。

【００１１】本発明におけるホ−ロ層２の形成材料とし
ては、珪酸ガラス、硼硅酸ガラス、結晶化ガラス等を用
いることができる。本発明のホ−ロ層２を金属管状体１
と吸着層３との間に形成することにより吸着層３の密着
性を向上することができる。

【００１２】電気抵抗体４としては、ステンレス、ニク
ロム、SiＣ、タングステン等があり、直線であるいはコ
イル状等で用いることができる。

【００１３】発熱体表面に吸着層３を設けてあるため
に、電気抵抗体４に通電されていないときは、発熱体が
置かれている周囲の臭気成分を、発熱体表面に形成した
吸着層３中のゼオライトあるいは珪酸マグネシウムによ
り吸着脱臭することができる。また前記ゼオライトある
いは珪酸マグネシウムが、その吸着能力限界まで臭気成
分を吸着する前に、電気抵抗体４に通電すると、電気抵
抗体４が発熱し、前記電気抵抗体４の熱が電気絶縁体５
を介して、金属管状体１に伝達される。金属管状体１に
伝達された熱は、金属管状体１表面に形成したホ−ロ層
２を加熱し、同時にホ−ロ層２表面に形成した吸着層３
も速やかに加熱する。加熱された吸着層３中のゼオライ
トあるいは珪酸マグネシウムは、吸着した臭気成分や有
害成分を脱離し、吸着層３はその吸着能力を回復し，再
生される。電気抵抗体４に通電による加熱を停止後は、
吸着層３は臭気成分の吸着を再び行うことができる。

【００１４】ここにおいて、吸着層３中の珪酸マグネシ
ウムは、オルト珪酸マグネシウム、メタ珪酸マグネシウ
ム、タルク、四珪酸マグネシウム、三珪酸マグネシウム
等酸化マグネシウムと二酸化珪素と水が種々の割合で結
合した組成物である。

【００１５】またゼオライトはＡ型、Ｘ型、Ｙ型、ＺＳ
Ｍ型等の種々のゼオライトを用いることができる。その
中で、特に銅イオン交換ゼオライトが最も臭気吸着能力
に優れ、望ましい。

【００１６】無機質バインダ−は、水酸化アルミニウ
ム、ガラス粉末、水ガラス、粘土、シリカ等の種々のも
のを用いることができる。その中で、特にシリカが臭気
吸着能力と塗膜硬度の総合的評価において最も優れ、望
ましい。無機質バインダ−の含有量は吸着層中に１０〜
４０wt%であることが望ましい。無機質バインダ−の含
有量が４０wt%を超えると吸着層に亀裂が入りやすくな
り密着性低下を招きやすい。また１０wt%未満では無機
質バインダ−の充分な密着特性が得られない。

【００１７】また吸着層に貴金属塩を含むことが望まし
い。貴金属塩は加熱により熱分解して貴金属触媒物質と
なる。この貴金属触媒物質は電気抵抗体に通電し加熱す
ることにより活性化し、吸着層中のゼオライトあるいは
珪酸マグネシウムに吸着した臭気成分および吸着層近傍
の臭気成分を、その触媒作用により酸化分解して、無臭
成分とする。前記加熱手段により加熱されたゼオライト
あるいは珪酸マグネシウムは、吸着した臭気成分が除去
されるため、再び吸着能力を回復し、加熱手段による加
熱を停止後に、臭気成分の吸着を再び行うことができ
る。このように、非加熱時のゼオライトあるいは珪酸マ
グネシウムによる臭気成分の吸着と、加熱時のゼオライ
トあるいは珪酸マグネシウムの加熱再生および臭気成分
の触媒分解を、交互に繰り返すことにより、長期間に渡
って悪臭を連続的に除去することができる。白金族金属
としては白金、パラジウム、ロジウム等があり、この塩
化物、硝酸塩やアンミン錯体等の、加熱により分解して
貴金属となる貴金属塩を用いる。

【００１８】（実施例１）銅イオン交換型ゼオライト
８００ｇ、無機質バインダ−として、シリカを２０ｗｔ
％含むコロイダルシリカ水溶液１０００ｇ、水５００
ｇ、を加え、ボールミルを用いて充分に混合して、スラ
リ−Ａを調製した。このスラリ−Ａを、外径１０ｍｍ、
内径９．６ｍｍ、長さ３３０ｍｍで、外表面に硼硅酸ガ
ラスで２００μｍの厚さのホ−ロ層を形成したステンレ
ス管のホ−ロ表面に、その中心部分２８０ｍｍをスプレ
−法で塗装した後、室温で乾燥し、続いて５００℃で１
時間焼成して吸着層Ａを有するステンレス管とし、これ
と電気抵抗体としてニクロム線、電気絶縁体として酸化
マグネシウムとを用いて図１と同様の発熱体Ａを作製し
た。なおステンレス管の両端部は低融点ガラスと耐熱性
樹脂で封口した。吸着体被覆量は０．６ｇであった。

【００１９】スラリ−Ａと同様の組成で、銅イオン交換
型ゼオライトの代わりに、同量の珪酸マグネシウムとし
てタルクを用いてスラリ−Ｂを調製した。このスラリ−
Ｂを用いて、塗膜Ａと同様にして前記ステンレス管表面
に吸着層Ｂを形成した発熱体Ｂを作成した。

【００２０】さらに比較のためにスラリ−Ａと同様の組
成で、銅イオン交換型ゼオライトの代わりに、同量の活
性炭粉末を用いて比較スラリ−１と、同量の鉄−アスコ
ルビン酸粉末を用いて比較スラリ−２を調製した。これ
らの比較スラリ−を用いて、吸着層Ａと同様にして前記
ステンレス管表面に比較吸着層１，２を形成した比較発
熱体１，２を作成した。

【００２１】次に各発熱体の臭気物質吸着能を、代表的
な臭気物質であるメチルメルカプタンを用いて試験し
た。試験方法は、上記種々のスラリ−を、フッソ樹脂で
内壁面を被覆した容積０．３ｍ³の密閉ボックスに入
れ、ボックス内の空気希釈した１０ｐｐｍの濃度のメチ
ルメルカプタンを吸着させ、発熱体（未通電）を入れた
直後から３０分後の残存メチルメルカプタン量を測定
し、メチルメルカプタン吸着能とした。なお、ボックス
内の空気は、ファンにより実験中は撹はんした。結果を
（表１）に示した。

【００２２】（表１）より明らかなように、従来の吸着
剤である活性炭および鉄−アスコルビン酸を用いて形成
した比較発熱体１，２に比べ、本発明のゼオライトを含
む発熱体Ａおよび珪酸マグネシウムを含む発熱体Ｂはメ
チルメルカプタン吸着能に優れていた。またタルク以外
の珪酸マグネシウム、オルト珪酸マグネシウム、メタ珪
酸マグネシウム、四珪酸マグネシウム、三珪酸マグネシ
ウムを用いたスラリ−で形成した吸着層のメチルメルカ
プタン吸着能は、それぞれ２８，２７，２９，２９％と
良好な値が得られた。

【００２３】なお本実施例では、ゼオライトと珪酸マグ
ネシウムをそれぞれスラリ−中に単独で添加したが、こ
れらを混合して用いてもよい。

【００２４】

【表１】

【００２５】（実施例２）実施例１で作成したスラリ−
Ａにおいて、スラリ−中の銅ゼオライトを他のイオン交
換ゼオライトに置き換えたスラリ−を作成した。これら
のスラリ−を用いて実施例１の発熱体Ａと同様の発熱体
形成法を用いてステンレス管上に形成した発熱体につい
て、実施例１で示したメチルメルカプタンを用いた臭気
物質吸着能試験を行った。結果を（表２）に示した。
（表２）より明らかなように、臭気物質吸着能は銅イオ
ン交換ゼオライトが最も優れており望ましい。

【００２６】

【表２】

【００２７】（実施例３）実施例１で作成したスラリ−
Ａにおいて、スラリ−中のコロイドダルシリカ水溶液
を、最終固形分中に含まれる無機質バインダーの量が同
じになるように、種々の無機質バインダーに置き換えた
スラリ−を調製し、実施例１と同様にステンレス管上に
吸着層を有する発熱体を作成した。これらの発熱体の膜
硬度について調べるために、ＪＩＳＧ−３３２０の鉛筆
硬度試験を行った。また、それぞれの発熱体について、
実施例１と同様に、メチルメルカプタン吸着試験を行っ
た。結果を（表３）に示した。

【００２８】（表３）に示すように、アルミナゾルやベ
ントナイトを用いると発熱体硬度が低下し、Liシリケー
トや水ガラスを用いると被膜硬度は向上するものの、発
熱体が多孔質とならず臭気吸着特性が低下する。従っ
て、無機バインダーとしてコロイダルシリカを用いるこ
とが最も望ましい。

【００２９】

【表３】

【００３０】（実施例４）実施例１で作成したスラリ−
Ａにおいて、スラリ−Ａ中の全固形成分に対して、無機
質バインダ−として、焼成によりシリカとなるコロイダ
ルシリカの含有量を０ｗｔ％〜６０ｗｔ％の間の種々の
含有量とし、コロイダルシリカ増加分は銅ゼオライト量
を減じた本発明のスラリ−を作成した。これらのスラリ
−を用いて実施例１の発熱体Ａと同様の発熱体形成法を
用いてステンレス管上に吸着層を形成した発熱体につい
て熱衝撃試験を行い、その密着性を調べた。熱衝撃試験
は、温度を２５℃毎に設定した電気炉中に、発熱体形成
した石英ガラス板を入れ、その温度で１０分間保持した
後、室温水中に投下して発熱体の剥離の有無を調べ、剥
離を起こさない最大温度を耐熱衝撃温度とした。結果を
（表４）に示す。

【００３１】（表４）より明らかなように、無機質バイ
ンダ−のシリカの含有量が４０wt%を超えると発熱体の
吸着層に亀裂が入りやすくなり密着性低下を招き、また
１０wt%未満ではシリカの充分な密着特性が得られな
い。したがってのシリカ含有量は吸着層の１０〜４０wt
%であることが望ましい。

【００３２】

【表４】

【００３３】（実施例５）銅イオン交換型ゼオライト
８００ｇ、無機質バインダ−としてシリカを２０ｗｔ％
含むコロイダルシリカ水溶液１０００ｇ、水５００
ｇ、塩化白金酸をＰｔとして６ｇ，塩化パラジウムをＰ
ｄとして３ｇを加え、ボールミルを用いて充分に混合し
て、スラリ−Ｃを調製した。このスラリ−Ｃを実施例１
と同様のステンレス管表面ににスプレ−法で塗布した
後、１００℃で２時間乾燥し、続いて５００℃で１時間
焼成し、発熱体Ｃを形成した。吸着層重量は実施例１と
同量とした。

【００３４】この発熱体Ｃと実施例１の発熱体Ａについ
てアンモニア触媒酸化脱臭性能を調べた。触媒酸化脱臭
性能試験は、フッソ樹脂で内壁面を被覆した容積０．５
ｍ³の密閉ボックスに発熱体を入れ、発熱体の電気抵抗
体に１００Ｖ電圧で通電することによって発熱体の温度
を４００℃とする。次にボックス内アンモニア濃度が１
０ｐｐｍとなる量のアンモニアを入れ、活性化した発熱
体中の白金属触媒により酸化分解させ、３０分後のボッ
クス内アンモニアの酸化分解率（％）を測定した。結果
を（表５）に示した。（表５）より明らかなように、発
熱体Ａに比べ貴金属触媒を含む発熱体Ｃに触媒酸化脱臭
性能が得られ望ましい。

【００３５】

【表５】

【００３６】（実施例６）実施例１のスラリ−Ａを、外
径１０ｍｍ、内径９．６ｍｍ、長さ３３０ｍｍで、外表
面にホ−ロ層のないステンレス管表面に、その中心部分
２８０ｍｍをスプレ−法で塗装した後、室温で乾燥し、
続いて５００℃で１時間焼成して吸着層Ａを有するステ
ンレス管とし、これと電気抵抗体としてニクロム線、電
気絶縁体として酸化マグネシウムとを用いて発熱体Ａと
同様の比較発熱体３を作製した。

【００３７】この発熱体Ａと比較発熱体３について実施
例４と同様の熱衝撃試験を行い、その密着性を調べた。
結果を（表６）に示した。（表６）より明らかなよう
に、金属管上にホ−ロ層を設けることにより吸着層の良
好な密着性（耐熱衝撃性）が得られ望ましい。

【００３８】

【表６】

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明においては、発熱体
が置かれている雰囲気の臭気やタバコの煙等の有害ガス
は、発熱体表面に形成した吸着層により吸着、除去され
る。このため発熱体を使用する際に、快適な加熱環境を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の発熱体の構成図

【符号の説明】

１金属管状体２ホ−ロ層３吸着層４電気抵抗体５電気絶縁体６空気流７封口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山出恭枝大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属管状体と、前記金属管状体表面に形成
したホ−ロ層と、前記ホ−ロ層表面に形成したゼオライ
トあるいは珪酸マグネシウムの少なくとも一種と、無機
質バインダ−からなる吸着層と、前記金属管状体に内蔵
した電気抵抗体を具備する発熱体。
【請求項２】ゼオライトが銅含有ゼオライトである請求
項１記載の発熱体。
【請求項３】吸着層中に白金族金属触媒を含む請求項１
または２記載の発熱体。