JPH10509271A - 大領域の薄膜を有する抵抗発熱体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 上昇させられた温度において、その機械的属性を保持する比較的堅固な土台（２２，６３，８２）、土台（２１，４６，８１）上に置かれた導電性膜（２６，６４，８４）、そして、膜（２６，６４，８４）上に供給された電気的端子（３１，６６，８６）を含む大きい領域の薄い膜の抵抗発熱体（２１，４６，８１）。その上に電気的絶縁性セラミックベース層を有する金属板のような金属土台（２２，６３）が使用される。あるいは、択一的に、雲母板（６１）が使用され得る。その土台および膜は、ヒーターが１平方インチ当たり約１５ワット以下の出力密度で、かつ、約１００°Ｆの最大温度において、動作できるのに十分に大きい領域を有する。その導電性膜は、好ましくは、酸化錫のような酸化金属膜であり、高い効率のために、低い動作温度、かつ、低い出力密度において、十分な出力を伝達することを許可するオーブン（４１）や空間ヒーター（８１）のような用途において、抵抗ヒーターとして使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 大領域の薄膜を有する抵抗発熱体およびその製造方法発明の分野 この発明は、一般的に、抵抗発熱の用途における薄膜の使用に関する。そして 、更に特定すると、一様な、低出力密度な、効果的な発熱を提供する大きな領域 の発熱パネルを構成するオーブンや空間ヒーターに関する。従来技術 ある種の酸化金属膜は、低い温度、例えば、１００°Ｆより低い温度で熱せら れることが必要な適用物において、該酸化金属膜が搭載された土台を熱するのに 使用される。最も典型的には、錫酸化物（特に四価の錫酸化物）による極薄膜は 、蒸着や吹き付け等により、ガラス上の大きな領域に置かれる。この薄膜は、極 めて透明であるが、特定の電気回路に接続するならば、抵抗ヒーターとして機能 することができる。そのようなガラスパネルの１つの用途は、スーパーマーケッ トでしばしば使用されるタイプの冷凍ディスプレイケースに、凍り付かないパネ ルを供給することである。極小電流が酸化錫膜を流れることができ、それによっ て、土台あるいはパネルの内表面の効果的な温度上昇が、水の凝縮、そして、続 いて起こる水の氷化を防ぐ。この水の凝縮および氷化は、顧客によるディスプレ イケース中の製品を眺めることを妨げる。そのようなパネルは、調理ヒーターあ るいは空間ヒーターのような高温用途において、パネルの周りの空気を暖めるこ とには使用されていない。 酸化錫膜を有するガラスは、窓ガラスやオーブンガラス扉に使用される。その ような用途では、酸化錫膜は、赤外線を受けて反射する障壁として働き、抵抗ヒ ーターとしては働かない。 米国特許４，９７０，３７６号および５，０３９８，４５号も、酸化金属膜が 抵抗ヒーターとして使用されている装置を開示している。米国特許４，９７０， ３７６号では、比較的小さな表面領域を有する分光装置内で使用されているガラ スセルは、該ガラスセルの反対面が、薄い酸化金属層で覆われている。そのガラ スセルは、実験室で使用される等級のガラスであり、酸化金属膜を使用した抵抗 ヒーターにより、約３２０°Ｆまで熱せられる。その土台の抵抗発熱は、分光装 置内のセルの透明度を高めるために行われるものであり、そのセルを抵抗発熱体 として使用できるようにするためではない。 米国特許５，０３９，８４５号では、酸化金属膜は、ガラスファイバー製の通 気性マット上にコートされている。そのプロセスは、酸化金属膜を三次元あるい は通気性土台に形成する蒸着を使用する。土台を覆うことによる結果の主要な用 途は、鉛蓄電池において導電性板として使用することである。しかしながら、こ の発明も、コートされた土台に電位を供給することにより、抵抗発熱体としての 、そのような土台の使用を開示している。通気性のファイバーグラスマットを使 用することの優位性は、抵抗発熱体も曲げやすいということが、その発明の中で 主張されている。解凍装置はもちろんのこと、テーブルを暖めることや、低温度 のオーブンのような料理目的、そして、気体や液体を高温で熱するといった、上 記発熱体の可能性のある用途が、記述されている。しかしながら、化学蒸着は、 例えば、土台に酸化錫膜を吹き付けることと比較すると、比較的高価なプロセス である。 土台を酸化金属膜で覆うことに関する、そして、電気の流れに対する該膜の抵 抗の種類に関するさらなる背景技術が、米国特許４，３４９，３６９号および４ ，２５８，０８０号のそれぞれに見受けられる。 酸化金属膜が極超短波調理の抵抗ヒーターとして使用できることも知られてい る。故に、様々なガラスおよび磁器は、様々なパターンで、酸化錫膜をつけられ ており、それによって、極超短波オーブン内に設置されたときに、その膜が極超 短波エネルギーと結合し、膜が置かれた表面に局所的な熱を生成する。それぞの ケースにおいて、そのような適用は、極超短波オーブン内に設置された内容物あ るいは食料支持表面に対して、制限されている。 その発明および他の文献は、酸化錫膜を抵抗ヒーターとして使用することの可 能性を示唆しているが、実際、そこには、極超短波調理容器以外は、そのような 装置の広く知られた用途はない。従来技術内の様々な示唆は、全て、実際的な欠 点を有している。故に、ガラスの使用は、比較的、高コスト、高温度の、実験室 で使用される等級のガラスあるいはＰＹＲＥＸガラス（耐熱ガラス）を、要求す る傾向がある。フレキシブルマットおよびガラス製シートは、構造的欠点を有す る。そして、様々な樹脂等を通して硬化させると、特に高温では、それらも温度 ストレス割れや砕けを起こしやすい。さらに、高価な化学蒸着技術は、曲げやす い土台に対する適度な接着を要求する。 さらに、オーブン内のエネルギー変換効率を高めるといった大きな要求がある 。そのようなオーブンは、食料調理時において、エネルギー消費を少なくする。 カルロッド（原語）型抵抗発熱オーブンは、例えば、約１５００°Ｆの棒状の発 熱体で、オーブン内の空気温度を、料理可能な温度、例えば、２５０°Ｆ〜５５ ０°ｆにするよう典型的に作動する。さらに、直径５／１６インチの抵抗棒型オ ーブンヒーターは、１平方インチ当たり４０ワット超の出力密度で作動する。エ ネルギー省は、温水器あるいは冷水器等に対してなされるのと同様に、オーブン の効率を、消費者に対して、オーブンのラベル上に明記することを要求する規格 を採用するつもりである。そのような要求を紹介するとき、棒状の抵抗発熱体を 用いたオーブンの非常に低い効率は、容易に顧客に知らされる。 従って、十分に効率が改善され、高い出力密度を生成するオーブンでの使用に 適した抵抗発熱体を供給することが本発明の目的である。 本発明の他の目的は、調理用途において、棒型抵抗ヒーターよりも、電気エネ ルギーの非常に大きな効率を作る改善された抵抗発熱体を供給することである。 本発明のさらなる目的は、丈夫な、障害を起こさない、低い温度変化率を有す る、そして、熱ストレスの集中によって破壊されない抵抗発熱体を供給すること である。 本発明のさらなる目的は、料理領域において一様な熱が施された食料を調理す るオーブンを供給することである。 本発明のさらなる目的は、高い効率の空間ヒーターとして使用できる抵抗発熱 体を供給することである。 本発明のさらなる目的は、発熱体を生成するのに要するエネルギーの合計を低 減する抵抗発熱体の形成方法を提供することである。本発明の発熱体、オーブン および方法は、以下に示す本発明を実現する最良の形態の記述、そして、添付図 面の中に見られる、あるいは、詳細が記述された他の目的および優位なる特徴を 有する。本発明の概要 本発明による発熱体は、要するに、約１００°Ｆの温度でも機械的属性を保持 する物質で形成された比較的堅固な土台と、接地点から抵抗発熱体へ絶縁された 電気点において、その土台上に置かれた導電性薄膜とを含む。その土台と膜は、 さらに、前記発熱体を、該発熱体の最大動作温度において、１平方インチ当たり 約１０ワット以下の出力密度で作動させるために、十分大きな領域を有する。好 ましい実施例では、土台は、そこに置かれたセラミックベース層を有する金属シ ートで供給される。その薄膜は、酸化錫膜で供給される。本発明のオーブンは、 要するに、その間に、食料受取調理空間を定義した壁を有する筐体を含む。その 壁は、本発明による発熱体で形成された少なくとも１つの壁を含み、そして、電 気制御回路は、その膜によって生成される抵抗発熱の合計を変化させるために、 膜を通過する電流を制御する酸化金属膜に接続されている。オーブンの壁は、好 ましくは、間に薄膜を有する磁器に似せられた金属／雲母のサンドイッチ構造で 形成されている。 本発明の土台の上に酸化金属膜をコートする方法は、要するに、少なくとも金 属土台の片方に、セラミックベース層をコートする工程と、効果的な接着のため に、そこに十分な熱を加え、セラミックベース層を金属土台に接着する工程とを 含む。そして、前記接着工程により、その土台とセラミックベース層とが熱い間 に、そのセラミックベース層の上に、酸化金属膜を置く。図面の説明 図１は、本発明により構成された発熱体の上面図である。 図２は、図１の２−２線の平面に沿って得られる断面拡大側面図である。 図３は、本発明による発熱体を用いて構成されたオーブンの上面遠近図である 。 図４は、図３の４−４線の平面に沿って得られる図３のオーブンの壁のうちの １つの断面拡大側面図である。 図４Ａは、図３のオーブンの壁の他の実施例の断面拡大側面図である。 図５は、本発明による抵抗発熱体を形成するプロセスの上面描写図である。 図６は、本発明に基づいて構成された空間発熱パネルの前面図である。 図７は、図６の７−７線の平面に沿って得られる断面拡大側面図である。本発明を実現する最良の形態 本発明による抵抗発熱体は、特に、料理用途に用いることに良く適している。 それは、大きな領域、高出力用途（例えば、そのエネルギー効率を十分高めたオ ーブン）において、使用されることができる。その発熱体の大領域は、伝達され るための十分な出力を可能にする。しかし、単位面積当たりの出力密度は非常に 低い。さらに、本抵抗発熱体は丈夫であり、そして、温度衝撃によっても傷つか ない。それは、効果的な食料加熱あるいは表面保持、空間ヒーターとして、使用 され得る。そして、自動車の内装を暖めるといった自動車産業における用途さえ 有する。 図１および図２は、本発明に基づいて構成された抵抗発熱体２１の一実施例を 図解する。発熱体２１は、図２に良く示されるように、比較的硬く、そして、上 昇した温度（少なくとも１００°Ｆを越える温度）において、その機械的状態あ るいは構造的状態を保持する土台２２を含む。図１に示すように、土台２２は、 少なくとも土台の片方あるいは表面２４に、電気的に絶縁されたセラミックベー ス層２３が結合された（好ましくは熱接着された）金属土台である。導電性があ り薄く大きな領域の膜２６は、電気的絶縁層２３上におかれる。そして、膜２６ は、金属土台２２と接地点から電気的に絶縁された位置にある。図２に見られる ように、膜２６の端２７は、土台２２の終端２８およびセラミックベース層２３ の終端２９のそれぞれからみて内部の奥にある。最後に、発熱体は、一対の空間 的に分離された電気端子３１を含み、該電気端子３１は、以下に十分示す方法で 、導電膜２６を電源に結合するために該導電膜２６上に供給されている。 十分な出力と１００°Ｆを越える動作温度が要求されるオーブンおよび空間ヒ ーターのような用途において、改善された効率を供給するために、最大動作温度 において、発熱体が１平方インチ当たり約１５ワット未満（好ましくは１０ワッ ト未満）の出力密度で動作できる十分な大きさの表面領域を、土台２２および薄 膜２６が持つように、抵抗発熱体２１は構成される。故に、オーブン用途におい て、例えば、１８インチ×１８インチのパネルにおいて、該パネルに２０００ワ ットの出力が加えられる本発明の抵抗ヒーターは、約３００°Ｆの温度で動作し 、そして、１平方インチ当たり６．１７ワットの出力密度を有する。比較として 、１５００°Ｆの抵抗発熱棒で動作し、２０００ワットのエネルギーを供給され る従来の直径５／１６インチおよび４フィート長のカルロッド（原語）オーブン は、１平方インチ当たり４２ワット超の出力密度を有する。 本発明の発熱体は、基礎構成要素として、そのヒーターの最大動作温度におい て、その構造状態を保持し、あるいは、それ自体を支える土台２２を使用する。 薄い金属シートは、本ヒーターの為の土台を形成する用途によく適している。故 に、１２〜２０ケージで、冷間圧延されたカーボンスチールシートが好ましく、 広い種類のかたちに形成され得ると共に、１平方インチ当たり１５ワット未満 （好ましくは１０ワット未満）の最大動作出力密度を保持するために十分に大き なパネルにおいて、１００°Ｆを越える温度において、自分を支えるであろう非 常に丈夫な土台として、電気的絶縁層と共に、便利に使用される。 しかしながら、もし、金属土台２２が使用されるならば、それは、その土台が 電気回路の一部となることを防ぐために、導電性膜２６から電気的に絶縁されな ければならない。従って、磁器、エナメル、セラミックあるいはガラスを含む高 温非導電性ペンキのようなセラミックベース層が、膜２６が置かれた土台２２の 領域上に置かれることは好ましい。図２に示すように、層２３は、土台２２の片 側２４上に置かれる。しかしながら、図４に示すように、セラミックベース層２ ３が、完全に金属土台を包むために、土台２２の反対側３２および周辺の端２８ を覆うことができることは、理解できるであろう。 セラミックベース層２３の厚みは、極度にきわどいわけではない。導電性膜２ ６が金属土台２２から電気的に絶縁されていることを確実にすることだけは必要 である。例えば数千分の一インチの厚さの磁器あるいはエナメル層２３は、土台 ２２に、エナメルあるいは磁器が吹き付けられ、あるいは、置かれ、そして、図 ５に関連して詳細に記述する方法で、該金属と一体化するために焼かれることで 、使用されることができる。 導電性膜２６は、最も好ましくは、導電性の酸化金属、例えば、酸化錫（Ｓｎ Ｏ₂）の極薄膜によって供給される。４価の酸化錫あるいは酸化錫膜２６は、例 えば、２ミクロン以下の極薄膜として置かれる。図２において、酸化金属膜２６ の厚みは、絶縁の目的のために増加する。そして、実際、図２では、土台２２と 層２３との相対的厚みも、実際の比率では表されていない。窒化物、ホウ化物、 あるいは、炭化物でできた膜、すなわち、より厚くしかし比較的薄い膜も、本発 明の用途に適しているかも知れない。しかし、酸化錫は好ましい膜物質である。 酸化錫膜は、焼き付けられたセラミックベース層２３の上に、酸化錫を霧にし て吹き付ける吹き付け銃を用いて、図５に関連して更に詳しく記述される方法で 、最も望ましく置かれる。吹き付けあるいは粉霧化に対して、化学蒸着は、本発 明の発熱体を形成するためには、高価であり、好ましくなく、あるいは、要求さ れない。一方、導電性膜を置く間、周辺の端３３および層２３をマスクすること は可能である。更に典型的には、例えば、マスクと砂吹き機を使用して、膜２６ は磁器あるいはエナメル層２３の全体に置かれ、その後、ふちの端３３において 除去される。これは、発熱体２１の周辺に広がる端３３を残す。そして、この周 辺の端は、土台２２からの電気的絶縁を確実にし、枠組みあるいは取付工程にお ける該発熱体の取付を許可する領域を供給する。 空間的に分離された電気端子３１は、好ましくは、該膜の十分な領域上の酸化 金属膜に対して十分均一に電流を伝達するように、膜２６の反対の縁に沿って延 ばされたバス線を延ばすことにより、膜２６上に供給される。図１に見られるよ うに、バス線は、膜２６の上縁に沿って供給され、そして、２番目の線は、膜の 低層の全長を覆って延びる。バス線端子３１は、該バス線を形成するために、シ ルクスクリーン技術（例えばニッケル−銀合金）を使用することにより、形成さ れ得る。典型的には、線３１は、約０．００１〜０．００２インチの厚さであり 、最も好ましくは、膜２６の対向する縁の全長を十分に覆って延びる。しかしな がら、他の端子環境が、本発明の範囲で、使用され得ることは、理解されるであ ろう。そして、いくつかの用途において、膜２６の空間的に分離された領域（端 子として働く領域）に、単純に電気的に直接結合することは、可能であるかも知 れない。 図１および図２に関連して示しているように構成された大きな領域の電気発熱 体は、５００°Ｆを越える温度を達成することができることが、実験的に示され ている。その上、更に重要なことに、そのような大きな領域の発熱パネルは、パ ネルの領域を覆う重大な熱点あるいは我慢できない端子変化率を除いて、低い温 度で非常に一様な熱を生成するために、高い出力レベル（例えば、１０００ワッ ト）であり、しかし、低い出力密度（例えば、１平方インチ当たり２ワット）で の動作を可能にする。故に、大きな領域、そして、発熱パネル２１上の膜２６を 通る電流の一様な伝達の結果、本パネルは、従来のオーブンに対して、非常に改 善された効率を有するオーブンを構成するのに都合良く使用されることができる 。 図３および図４は、本発明に基づいて構成され、オーブン４１に結合されて使 用される抵抗発熱体の使用を示す。オーブン４１は、可動扉４３、一対の壁４４ および４６、背面の壁４７、そして、上面および下面の壁４８，４９を有する筐 体４２を含む。壁および扉は、共に、中央食料受取調理空間５１を定義する。少 なくとも、調理空間５１を定義する壁の１つあるいは扉４３は、図１および図２ に関連して記述されたタイプの大きな領域の薄膜の抵抗発熱体を含む。最も好ま しくは、調理空間５１内の食料が発熱パネルで囲まれるように、壁と扉の全てが 、そのようなパネルで供給される。しかしながら、全てのオーブンパネルより少 ないパネルが、本発明に関連して構成された抵抗発熱パネルとして供給されるか も知れないことは、理解されるであろう。 図４は、オーブン４１で使用されるオーブン発熱パネルの好ましい形態を示す 。図４のパネルにおいて、酸化錫膜６４は、比較的堅固で、高温で安定した土台 、（例えば、エナメル層６２が接着された金属板６３）上におかれる。雲母のよ うな電気的および温度的絶縁物が、金属およびエナメルの土台に隣接して置かれ る。白雲母あるいは金雲母、マイカペーパー、熱抵抗固着材から形成された雲母 板は、広く利用されている。そのような雲母板は、例えば、０．００４〜０．０ ８０インチの厚さで利用可能であり、ニューハンプシャー、ドーバーの、Cogebi 社より、COGEMICANITE 505の商標で販売されている。雲母板は、９００°Ｆを越 える一定した温度においても、機械的あるいは構造的属性を保持する。 図４のパネル組立において、金属土台６３およびセラミック土台６２は、調理 空間５１の反対側に置かれた酸化錫膜６４を有する。雲母板６１は、電気絶縁体 であり、故に、導電性膜６４は、オーブンの外面側７８から電気的に絶縁され、 これは、大きな安全性を生み出す。オーブン制御回路６７を膜６４に電気的に結 合するために、機械結合部７１は、導電体６８，６９のリード線７２をバス棒帯 ６６へ固定する為に使用される。好ましい形態では、固定体７１は、電気絶縁ワ ッシャーを通るボルト７３と袖７４で供給される。ボルト７３の外面は、ナット ７５とワッシャー８０によって締められている。 故に、ナット７５，ボルト７３，電気的絶縁ワッシャーおよび袖７４，そして ，スペーサーワッシャー６５により、導電線７２はバス棒帯６６へ向かって下方 に引っ張られている。しかし、ワッシャーおよび袖７４は、ボルト７３、ナット ７５、ワッシャー８０を、発熱パネルの外側７８から絶縁している。機械的固定 部は、好ましくは、従来のハンダ結合を溶かす傾向がある５００°Ｆを越える温 度において、ハンダづけされている。しかしながら、導電体６８と６９をオーブ ン制御回路６７に結合されるために使用される広い種類の他の機械的結合や、高 温非機械的結合があることは理解される。 オーブン制御回路６７は従来の方法で構成されることができ、この工業分野で 知られた指示装置７７（図３参照）はもちろんのこと、従来のユーザー入力設定 装置７６を含む。 図４において、板６３は僅かな曲がりを有して示され、あるいは、機械的固定 部を適応させる縁を形成されている。しかしながら、様々なパネル層の厚さを誇 張して示すために、図４に示す変形の合計は誇張されている。間に薄膜６４を挟 む板６１と板６３のサンドイッチ構造は、オーブンの骨組み（図示略）によって 、あるいは、止め具により、その場所において支持され得る。 酸化錫膜は、赤外線をよく反射する。従って、それらが、抵抗ヒーターとして 動作している間、それらは、セラミック層６２と金属土台６３へ向かって、内部 へエネルギーを散らす傾向にある。これは、順次、発熱体の調理空間５１側から の非常に一様な熱の放射を生じる結果となる。雲母板６１を追加したという特徴 は、それが、パネルの調理空間５１に対して反対側に障壁を供給する温度絶縁物 であるということは、注意されるべきである。金属板６３も、高い熱伝導性を有 し、パネル部側の調理空間側に対して、膜６４から、十分な一様の熱伝導効果が ある。パネルの調理空間５１側における磁器表面６２の使用は、清潔で、食料が 捉えられたり、残ったりしない、滑らかな、穴の全く無い表面を供給するために 、高い優位性を持つ。これは、特に商業食品の準備のために使用されるオーブン において、調理表面に関連する連邦政府の基準を満たす際だった要求である。 雲母板６１は、また、本発明の抵抗ヒーターに対する土台として動作すると信 じられる。従って、図４Ａは、薄膜６４ａが雲母板６１ａ上に置かれたオーブン の壁４６ａを示す。エナメル層６２ａを有する雲母板６３ａは、図示されていな い壁設置部によって、雲母板に対して、単に支持されている。 機械的固定部７１ａは、短くされたワッシャー／袖７４ａと、オーブンの内側 まで延びていないボルト７３ａを除く図４に似た方法で、リード線７２ａを、バ ス棒帯６６ａに対して、結合している。 しかしながら、雲母上に薬品を形成する酸化錫の直接吹き付けにおいて、いく つかの問題に遭遇する。もし、酸化錫を使用し、図４に示すように置くならば、 導電薄膜の他の形成が要求されるかも知れないし、あるいは、雲母をあらかじめ 平にすること、あるいは、雲母をコートすることは、必要かも知れない。 図６および図７は、本発明に関連して構成された大きな領域の発熱体を、空間 ヒーターとして使用することを図示する。発熱体８１は、発熱用途の幅木におい て典型的に使用されるタイプの延ばされた部分として、形成される。支持フレー ム８５は、上にセラミックベース層８３が焼き付けられた金属あるいは金属板８ ２として形成される発熱体を支持する。図７に示す要素の形態において、酸化金 属膜８４は、層８３上の土台の両側に置かれる。帯状のバス棒８６は、土台８２ の各側に供給され、図示しない制御回路に、電気的に結合される。 図６および図７に示す空間ヒーターにおいて、土台８２は、熱対流を強化する 複数のよろい板窓８７を打印されている。好ましい形態では、よろい板窓８７は パネルの内側にあり、それによって、窓から、あるいは、壁に沿った下方へ向か う引き込まれた冷たい空気（矢印８８で示す）は、最初に、内側に延びたよろい 板窓８７を越えて通過し、そのとき、暖められ、矢印８９で示すように、ヒータ ーの部屋側へ向かって上方外側へ帰っていく。よろい板窓の発熱体８１も、よろ い板窓を有する雲母板を鋳造することによって、形成され得る。 故に、本発明の発熱体の十分な優位性の１つは、十分な非連続性を有するパネ ル表面において、使用され得ることである。故に、パネル８１のよろい板窓によ って形成された開口部９１は、パネルを覆う十分なそして我慢できない熱点を生 み出す結果とはならない。抵抗発熱膜８４を通り、該膜を連続した膜経路で流れ る電流は、パネル全体が、約３００°Ｆのパネル平均温度を中心として、約１０ °Ｆ以内に収まるのに、十分に単一である。故に、本発明の発熱体は、様々な用 途において、過激な、あるいは、我慢できない熱集中、あるいは、熱変化を生み 出すことなく、熱伝導を強化するフィン、よろい板窓および他の型の非連続性体 を使用することができる。さらに、大きなパネル領域は、１平方インチ当たり１ ５ワットを越える出力密度、あるいは、高い動作温度を有することなく、十分な 総合出力の伝達を可能にする。従来の空間ヒーターにおいて同じ出力密度を得る には、もっと高く障害の多い発熱体が使用される必要がある。 本発明による改善された方法を用いる本発明の発熱体の製造は、図５に示す概 要を参照することにより、最も理解され得る。金属板あるいは土台１０１は、一 般のコンベアのようなコンベア手段１０２に載置され得る。パネルは、パネル１ ０１上に、例えば、磁器、エナメル、あるいは、高温のセラミックを含む非導電 性のペンキ１０４の吹き付けを行う対向したセラミック層吹き付け装置１０３の 間を進まされる。図５に示すように、セラミックを含む物質１０４は、パネル１ ０１の両側に吹き付けられる。 パネル１０１は、コーティングステーションから、矢印１０６の方向へ、熱あ るいはセラミック接着ステーションへ、コンベア１０２によって、進まされる。 そこでは、例えば、抵抗ヒーター１０７といった発熱体が、吹き付けられたセラ ミック層を焼き付けるのに使用されている。それによって、金属土台に対し、該 層が接着される。この焼く工程は、典型的に、パネル１０１の温度を１０００° Ｆあるいはそれ以上に上昇させ、そして、多大なエネルギーを必要とする。 本発明による改善された工程では、磁器パネルは、直ちに、フィルム設置ステ ーションへ進まされ、そして、焼き工程により該パネルがまだ熱い間に、酸化錫 膜で覆われる。酸化錫膜を形成する薬品を置くために使用される従来の蒸着ある いは吹き付け技術は、パネルが例えば１５００°Ｆといった非常に高い温度にあ ることを要求する。もし、金属土台上に磁器層が置かれた後、パネルが冷却を許 可されたならば、それらを酸化錫載置のための十分な温度へ入れることは、多大 なエネルギーの無駄を生み出す。従って、ヒーティングステーションにおける本 発明の工程では、ヒーター１０７は、好ましくは、エナメルあるいは磁器を土台 上に焼き付けるためだけでなく、セラミックベース層の上面に対して酸化錫膜の 即座の吹き付けを可能にする十分なレベルへ該土台の温度を上昇させるために使 用される。故に、酸化金属膜吹き付け装置１０８は、少なくとも、パネル１０１ の片側のすぐ近くにあり、それによって、物質１０９を形成する酸化錫は、パネ ル１０１がまだ上昇させられた温度にある間に、該パネル１０１に吹き付けられ 得る。 故に、本発明は、例えば、吹き付け機１０３において、セラミックベース層で 金属土台を覆う工程からなる方法を含む。本方法における次の工程は、発熱体１ ０７で該層を接着することである。そして、最後に、接着工程により土台および セラミックベース層が熱い間に、セラミックベース層上に、酸化金属層を置く。 これは、酸化金属膜を置くために十分な温度での接着工程を有する連続した工程 において、好ましく達成される。 載置組立におけるパネルの受け取り用に膜の無い周辺を供給するために、そし て、金属土台からの絶縁を完全にするために、パネルの片面あるいは両面にマス クを置き、そして、パネルの縁から酸化金属膜に砂を吹き付けることにより、膜 を置く工程の後に、さらにその先の工程を続けることも可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． １００°Ｆを越える最大動作温度において、自身を支えることができる物 質で形成された比較的堅固な土台と、 前記土台の表面上に置かれ、接地点から電気的に絶縁され、電源に接続するこ とにより、電気的抵抗発熱体を供給する導電性薄膜とを含み、 前記土台および薄膜は、前記発熱体が前記最大動作温度において１平方インチ 当たり約１５ワットより低い出力密度で動作するのに十分に大きな表面領域を有 する ことを特徴とする抵抗発熱体。 ２． 前記土台は、金属板と、該金属板の少なくとも片面に固定された電気的絶 縁セラミックベース層とで供給され、 前記薄膜は、前記金属板から電気的に絶縁された点において、前記セラミック ベース層の上に置かれている ことを特徴とする請求項１記載の発熱体。 ３． 前記薄膜は、酸化金属膜で供給されることを特徴とする請求項２記載の発 熱体。 ４． 前記酸化金属膜は、酸化錫膜で供給されることを特徴とする請求項３記載 の発熱体。 ５． 前記土台は、その反対側に接着された前記セラミックベース層を有し、 前記薄膜は、前記土台の片側のみに置かれている ことを特徴とする請求項２記載の発熱体。 ６． 前記セラミックベース層は、少なくとも、前記金属板の両側に接着された エナメル層および磁器層のうちの１つで供給されることを特徴とする請求項２記 載の発熱体。 ７． 請求項１記載の発熱体と、 間に電流が流れるための間隔をあけて、前記薄膜に電気的に結合された一対の 電気端子。 ８． 前記土台は、そこに十分な表面の不連続を有する物質の板であり、 前記薄膜は、前記端子の間に連続経路を有する膜として供給される ことを特徴とする請求項７記載の発熱体。 ９． 前記土台は、そこによろい板窓を有して形成され、 前記薄膜は、前記よろい板窓上に延びる酸化金属膜である ことを特徴とする請求項８記載の発熱体。 １０． 請求項１記載の発熱体と、 熱せられるべき物の反対側に前記薄膜を有する前記土台を設置する設置組立部 。 １１． 前記セラミックベース層は、磁器物質，エナメル物質および高温セラミ ック含有非導電性ペンキのうちの１つで供給されることを特徴とする請求項２記 載の発熱体。 １２． 前記電気端子は、前記薄膜の十分な領域上に、十分かつ一様に電流を伝 達するよう形成された一対のバス棒で供給されることを特徴とする請求項７記載 の発熱体。 １３． 前記土台は、オーブンの筐体の壁として使用するのに十分大きな領域を 有し、 前記薄膜は、前記土台の前記領域の全てを覆う ことを特徴とする請求項１記載の発熱体。 １４． 前記土台は、雲母板で供給されることを特徴とする請求項１記載の発熱 体。 １５． 前記膜は、酸化錫膜であることを特徴とする請求項１４記載の発熱体。 １６． 間に中央食料受取調理空間を定義する壁を有し、該調理空間への接近を 提供する可動オーブン扉を有し、少なくとも前記壁のうちの１つは大きな領域の 高温抵抗土台を含むオーブン筐体と、 前記調理空間から離れた表面上において、前記土台の十分な領域全体に置かれ 、前記膜は前記筐体の残部から電気的に絶縁しており、前記土台上に抵抗発熱膜 を供給する導電性薄膜と、 前記膜と電気的に結合され、前記膜によって生成された抵抗発熱の総量を変化 させ得るために、前記膜を通る電流の制御のために形成された電気制御回路と からなることを特徴とする調理用オーブン。 １７． 前記膜は、酸化金属膜であることを特徴とする請求項１６記載のオーブ ン。 １８． 前記酸化金属膜は、酸化錫膜であることを特徴とする請求項１７記載の オーブン。 １９． 前記電気制御回路は、機械的結合組立により、前記膜と機械的に結合し ていることを特徴とする請求項１８記載のオーブン。 ２０． 前記機械的結合組立は、前記薄膜に対する前記結合組立の電気的絶縁の 為に形成されることを特徴とする請求項１９記載のオーブン。 ２１． 前記結合組立は、電気的絶縁ワッシャーと、前記土台を通って延びて設 置された電気的絶縁袖と、前記ワッシャーおよび袖を通って延びるボルトとで供 給され、ナットで締められることを特徴とする請求項２０記載のオーブン。 ２２． 金属土台の少なくとも片側を、セラミックベース層で覆う工程と、 効果的な接着のために、十分な熱をそこに加えることにより、前記金属土台に 前記セラミックベース層を接着する工程と、 前記接着工程により前記金属土台と前記セラミックベース層とが熱い間に、該 セラミックベース層上に酸化金属膜を置く工程と からなることを特徴とする酸化金属で覆われた土台の形成方法。 ２３． 前記覆う工程は、金属板を、磁器層およびエナメル層のうちの１つで覆 うことにより達成されることを特徴とする請求項２２記載の方法。 ２４． 前記覆う工程は、前記金属板の両面を、磁器層で覆うことにより達成さ れ、 前記置く工程は、前記金属板の片側上に、前記酸化金属膜を置くことにより達 成される ことを特徴とする請求項２３記載の方法。 ２５． 前記覆う工程は、前記金属板の両面を、エナメル層で覆うことにより達 成され、 前記置く工程は、前記金属板の片側上に、前記酸化金属膜を置くことにより達 成される ことを特徴とする請求項２３記載の方法。 ２６． 前記置く工程は、前記セラミック層上に材料を形成する酸化錫膜を吹き 付けることにより達成されることを特徴とする請求項２２記載の方法。 ２７． 前記覆う工程，前記接着する帯，および，前記置く工程は、前記金属土 台をコンベアに載せ、該コンベアを用いて、該金属土台を、覆う場所，接着する 場所，および，置く場所を通過して連続的に前進させることにより達成されるこ とを特徴とする請求項２２記載の方法。