JPH084029B2 - 加熱装置 - 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・給湯・乾燥等に利用される加熱装置
に関するものである。

従来の技術 従来の加熱装置は、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、あるいは電気
抵抗体をセラミック内に含有させたセラミックヒータな
どの加熱装置で直接加熱したり、加熱装置にファンから
強制的に空気を送り温風を発生させたり、加熱装置の後
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、加熱装置により被加熱物の加熱を行ってい
る。

発明が解決しようとする課題 このような従来の加熱装置には、以下に示すような問
題があった。

たとえば電気ストーブで暖房する場合、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、臭気という
ものは温度が高いほど、人間の鼻には強く感じるもので
ある。この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問
題が生じる。

本発明は上記従来技術において発生する臭気や有害ガ
スを除去することができる加熱装置を提供することを特
徴とする。

課題を解決するための手段 本発明の加熱装置は、上記問題点を解消するため、電
気発熱体を内蔵し触媒被覆層を有する管状絶縁体と、熱
反射板とを備えたことを特徴とする。

作用 本発明では、電気発熱体を内蔵する管状絶縁体表面に
触媒被覆層を設けてあるために、電気発熱体に通電する
と、被加熱物を加熱するとともに、触媒被覆層も加熱す
ることになる。

ここで触媒被覆層が管状絶縁体表面を覆い、かつ熱反
射板を備えているために、電気発熱体からの伝熱、輻射
だけでなく、熱反射板により反射した赤外線を再び吸収
し、短時間で触媒の活性化温度まで加熱される。また、
高温化した触媒被覆層と熱反射板との空間に高温域が発
現する。さらに加熱装置は加熱装置近傍の空気も加熱す
るために、電気絶縁体近傍に対流としての空気流が多く
なる。そして、この空気流が前記高温域に入り加熱され
るとともに、活性化温度以上に加熱された触媒被覆層に
接触し、そこで触媒作用により速やかに酸化、浄化さ
れ、臭気等が浄化されて加熱装置から放出される。

さらに、管状絶縁体を取り囲むようにその両側に熱反
射板を設けた構成とすることによって、上記熱反射板に
よる触媒被覆層の活性化温度までのより迅速な加熱効果
を得ることができる。

上記作用は加熱装置近傍に生じる自然対流について説
明したが、送風機などで触媒被覆層へ強制的に空気を供
給することによって、活性化した触媒被覆層への空気の
接触量を増加させることができ、より顕著な前記浄化効
果が得られる。

実 施 例 以下、本発明の一実施例における加熱装置を添付図面
に基づいて説明する。

第１図において、１は触媒被覆層、２は管状絶縁体、
３は電気発熱体、４は熱反射板である。

前記触媒被覆層１は、二酸化マンガン、ペロブスカイ
ト形金属酸化物、ヘキサアルミネート等の金属酸化物、
及びアルミナ担持白金族金属等の触媒物質を、適当な結
合剤、例えば、水酸化アルミニウム、アルミナゾル、シ
リカゾル等とともに用いて形成する。このうち、耐熱
性、耐被毒性の観点より、アルミナ担持白金族金属を触
媒物質として用いることが望ましい。また上記アルミナ
の、高温での触媒活性低下防止のために、酸化ランタ
ン、酸化セリウム、酸化バリウムを添加することが望ま
しい。さらに、前記触媒被覆層１に酸化ニッケル、酸化
鉄、酸化コバルト、チタニア、ジルコニア、マグネシ
ア、酸化クロムの群より選ばれる金属酸化物を添加する
ことによりさらに赤外線放射効率を高めることができ望
ましい。

前記電気発熱体３としては、ニクロム線やカンタル線
などの金属線があり、これらを石英管，ガラス管、セラ
ミック管、例えば、コージライト管、ムライト管、アル
ミナ管、ジルコニア管、マグネシア管、カルシア管、等
の管状絶縁体２に内蔵して用いる。

前記熱反射板４は種々の金属板を用いることができる
が、そのうち熱反射特性が良好な、アルミニウム板、ア
ルミナイズド鋼板、アルミクラッド鋼板が望ましい。

電気発熱体３に通電すると、電気発熱体３から赤外線
が放射される。ここで、触媒被覆層１は電気発熱体３を
内蔵する管状絶縁体２に被覆して設置してあるために、
電気発熱体３からの伝熱および放射された赤外線によ
り、一部は前記管状絶縁体２を経た間接加熱として、一
部は管状絶縁体２を通過した赤外線により、触媒被覆層
１の加熱が行われ、かつ後方に設置した熱反射板４によ
り触媒被覆層を通過した電気発熱体３から放射された赤
外線や、触媒被覆層１より放射された２次赤外線が熱反
射板４で反射され、再び触媒被覆層１を加熱するため、
触媒被覆層１は、活性化温度まで短時間で加熱され、高
温となる。

また、触媒被覆層１と熱反射板４との間に赤外線放射
と反射が繰り返され、他への放熱が少なくなる保温効果
のため、その間の空間が高温域となる。

一方、電気発熱体３はその近傍の空気も加熱するため
にその近傍に自然対流として空気流が生じる。そして、
この空気流が、前記触媒被覆層１と熱反射板４との間の
高温域にきて加熱されるとともに、活性化温度まで加熱
された触媒被覆層１に接触し、その触媒作用により速や
かに酸化浄化され、臭気が除去される。

従って、加熱装置が置かれている雰囲気に臭気やタバ
コの煙等の有害ガスが漂っていても、加熱の際に浄化さ
れ、快適な加熱環境をつくることができる。

第２図に、本発明の他の実施例における加熱装置を示
した。

第２図において、５は触媒被覆層、６は管状絶縁体、
７は電気発熱体、８、９は熱反射板、9aは熱反射板９に
設けた貫通孔、10は送風機、11は加熱装置網状蓋体、12
は空気取入れ口、13は加熱装置骨格である。

熱反射板８、９を電気発熱体７を内蔵する管状絶縁体
６の両側に設置することによりこれら熱反射板８、９に
よる両側からの加熱により、触媒被覆層５の活性化温度
までの加熱が、より速やかに行なわれ、空気中の臭気成
分や有害成分が短時間で浄化される。また、熱反射板
８、９と触媒被覆層５間の保温効果により、低消費電力
の通電時にも触媒被覆層５を活性化温度まで加熱でき、
前記触媒被覆層による浄化作用を得ることができる。

また、前記熱反射板8,9のうち被加熱物に対面する前
例の熱反射板９には複数の貫通孔9aを設けることが望ま
しい。これにより、貫通孔9aを設けない場合、電気発熱
体７への通電によって発生する熱は、主に対流伝熱によ
って高温空気として加熱装置より放出される。このた
め、加熱装置は、目的とする被加熱物だけでなく周囲の
ものも同時に加熱する。従って、被加熱物の加熱という
観点からみると効率的でない。これに対して、電気発熱
体７を内蔵する管状絶縁体６と被加熱物との間に設置し
た熱反射板９に貫通孔9aを設けることにより、電気発熱
体７から放射される赤外線や管状絶縁体６表面に設けた
触媒被覆層５より放射される２次赤外線の一部が、この
貫通孔9aを通って直接被加熱物に放射される。このた
め、被加熱物は加熱された空気による間接加熱だけでな
く放射赤外線によって直接加熱されることから、より効
果的に被加熱物を加熱することができ、被加熱物を人間
とする、暖房という観点から見た場合、より短時間に暖
かさを感じることができ、望ましい結果を得ることがで
きる。

さらに、第２図に示すように、送風機10を設けること
が望ましい。これは、空気取入れ口12より送風機10で雰
囲気空気を吸入し、触媒被覆層５に強制的にこの空気を
供給することによって、活性化した触媒被覆層５への空
気の接触量を増加させることができ、空気中の臭気成分
や有害成分のより速やかな浄化を行なうことができるか
らである。

さらに、管状絶縁体６の被加熱物に対面する前側の熱
反射板９に赤外線放射被覆層を形成することが望まし
い。これにより、第２図において被加熱物に対面する熱
反射板９は、電気発熱体７の通電によって放射される赤
外線や加熱された触媒被服層５より放射される２次的な
赤外線の多くを反射するが、その一部は吸収して高温と
なる。そこで被加熱物に対面する熱反射板９に前記赤外
線放射被覆層を形成することにより熱反射板９で吸収し
た熱エネルギーを再び赤外線として放射し、被加熱物へ
の放射熱エネルギー量を増加させることができる。熱反
射板７に赤外線放射被覆層を形成した場合、赤外線放射
被覆層を形成しない場合に比べ、加熱装置の放射熱エネ
ルギー量が約15％増加した。

前記管状絶縁体６は、送風機10を取り囲むように設置
することが望ましい。これにより、第２図に示すよう
に、前方あるいは後方より送風機10が吸入した空気は、
横方向の２次元的全方向に供給される。ここで電気発熱
体を内蔵する管状絶縁体６を送風機10を取り囲むように
設置することによって、管状絶縁体６表面に形成した触
媒被覆層５と前記供給空気が接触しないことによってお
こる吹抜けが少なくなり、触媒被覆層５と空気が効率よ
く接触し、より短時間で空気中の臭気や有害成分の浄化
ができる。

第３図（ｂ）に示すように直管状の管状絶縁体６を３
本以上用いて、送風機10を取り囲むように設置すること
によって上述した速やかな浄化作用を得ることができる
が、電気発熱体制御機構の複雑化や生産コストの観点よ
り、第３図（ａ）に示すように前記管状絶縁体６をリン
グ状とすることが望ましい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、加熱装置が置かれてい
る雰囲気の臭気やタバコの煙等の有害ガスは、触媒作用
により浄化、除去される。このため加熱装置を使用する
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】

第１図は本発明の一実施例における加熱装置の断面図、
第２図は本発明の他の実施例における加熱装置の断面
図、第３図（ａ）、（ｂ）は同実施例における管状絶縁
体の形状例を示す底面図である。 １……触媒被覆層、２……管状絶縁体、３……電気発熱
体、４……熱反射板、５……触媒被覆層、６……管状絶
縁体、７……電気発熱体、８、９……熱反射板、9a……
熱反射板に設けた貫通孔、10……送風機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−66884（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−117091（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−178088（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気発熱体を内蔵し触媒被覆層を有する管
   状絶縁体と、前記管状絶縁体を取り囲むように管状絶縁
   体前後に設けられた熱反射板と、前記熱反射板によって
   形成される風路を管状絶縁体に向かって送風する送風手
   段を備え、前記管状絶縁体が複数個あるいは１本以上の
   リング状体で構成され、前記送風手段を取り囲むように
   設置されてなる加熱装置。
2. 【請求項２】管状絶縁体前面の熱反射板に複数の貫通孔
   を設けた請求項１記載の加熱装置。
3. 【請求項３】管状絶縁体前面の熱反射板の発熱体に面し
   ない側に赤外線放射被覆層を形成したことを特徴とする
   請求項１または２記載の加熱装置。