JP2000150135A - Heater - Google Patents

Heater

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JP2000150135A
JP2000150135A JP10313362A JP31336298A JP2000150135A JP 2000150135 A JP2000150135 A JP 2000150135A JP 10313362 A JP10313362 A JP 10313362A JP 31336298 A JP31336298 A JP 31336298A JP 2000150135 A JP2000150135 A JP 2000150135A
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JP
Japan
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heating element
heating
magnetron
holding member
element holding
Prior art date
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JP10313362A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Tatsukuchi
口 秀 雄 辰
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TATSUGUCHI KOGYO GLASS KK
Original Assignee
TATSUGUCHI KOGYO GLASS KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heater capable of raising a temperature to a designated level in a short time and reducing energy loss. SOLUTION: This heater is equipped with a magnetron 1 to supply a microwave as heating energy by oscillating the microwave, a heating element holding member 2 of an insulating material to hold the heating element 3 heated by irradiation of the microwave oscillated from the magnetron 1, and the heating element 3 of a reactive metal film tightly formed into a film on at least one surface side of the heating element holding member 2. Thereby, the temperature can be raised up to a designated level in a short time by utilizing the microwave oscillated from the magnetron 1 and energy loss can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の対象物を加
熱する熱源となる加熱用ヒータに関し、特に、加熱エネ
ルギーとしてマグネトロンから発振されるマイクロ波を
利用して、短時間に所定温度まで昇温できると共に、エ
ネルギーロスを小さくすることができる加熱用ヒータに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating heater serving as a heat source for heating various objects. The present invention relates to a heater capable of heating and reducing energy loss.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の加熱用ヒータは、ニクロム線等の
電熱線に電流を供給し、その供給された電気エネルギー
を上記電熱線で熱エネルギーに変換して発熱させ、この
発熱により対象物を加熱する電熱ヒータが主であった。
2. Description of the Related Art A conventional heating heater supplies an electric current to a heating wire such as a nichrome wire, converts the supplied electric energy into heat energy by the heating wire and generates heat. An electric heater for heating was mainly used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の電熱ヒータは、抵抗発熱による発熱方式であり、ジ
ュール熱を利用したものであるので、所定温度まで昇温
させるのに時間がかかるものであった。すなわち、導線
内に流れる定常電流によって、一定温度に保たれた導線
から一定時間内に流出するジュール熱の量は、電流Iの
強さの2乗及び導線の抵抗Rに比例するというジュール
の法則によれば、単位時間中に流れ出す熱量Qは、Q=
2Rと一定であることから、所定温度にまで昇温させ
るには単位時間×nだけの時間がどうしてもかかるもの
であった。また、電熱線が発熱する際に、熱エネルギー
以外のエネルギー(例えば光)に消費されることがあ
り、エネルギーロスが或る程度あるものであった。
However, such a conventional electric heater is of a heating type using resistance heating and utilizes Joule heat, so that it takes time to raise the temperature to a predetermined temperature. Met. That is, Joule's law states that the amount of Joule heat flowing out of a wire kept at a constant temperature within a certain time due to a steady current flowing in the wire is proportional to the square of the intensity of the current I and the resistance R of the wire. According to the equation, the amount of heat Q flowing out in a unit time is Q =
Since it is constant at I 2 R, it takes time for a unit time × n to raise the temperature to the predetermined temperature. Further, when the heating wire generates heat, it may be consumed by energy (for example, light) other than heat energy, and there is a certain amount of energy loss.

【0004】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、短時間に所定温度まで昇温できると共に、エネル
ギーロスを小さくすることができる加熱用ヒータを提供
することを目的とする。
[0004] Therefore, an object of the present invention is to provide a heating heater which can address such a problem and can raise the temperature to a predetermined temperature in a short time and can reduce energy loss.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による加熱用ヒータは、マイクロ波を発振し
このマイクロ波を発熱エネルギーとして供給するマグネ
トロンと、このマグネトロンから発振されたマイクロ波
が照射されて加熱される発熱体を保持する絶縁体から成
る発熱体保持部材と、この発熱体保持部材の少なくとも
一面側に薄膜状に密着形成された反応金属膜から成る発
熱体とを備えて成るものである。
In order to achieve the above object, a heating heater according to the present invention comprises a magnetron which oscillates microwaves and supplies the microwaves as heat energy, and a microwave oscillated from the magnetrons. A heating element holding member made of an insulator holding a heating element heated by being irradiated with a heating element, and a heating element made of a reaction metal film formed in close contact with a thin film on at least one surface side of the heating element holding member. It consists of

【0006】また、上記発熱体保持部材は、任意断面形
の棒状部材に形成されると共に、この棒状部材の長手方
向の中心軸部には中空孔が形成され、この中空孔の一端
側にマグネトロンのマイクロ波伝送部を挿入したものと
してもよい。
The heating element holding member is formed in a rod-like member having an arbitrary cross-section, and a hollow hole is formed in a longitudinal central axis of the rod-like member. May be inserted.

【0007】さらに、上記発熱体保持部材は、任意の平
面形状の板状部材に形成され、この板状部材の一側面が
わにマグネトロンのマイクロ波伝送部を対向して位置さ
せたものとしてもよい。
Further, the heating element holding member may be formed in a plate-like member having an arbitrary planar shape, and one side of the plate-like member may be positioned so that a microwave transmission portion of a magnetron faces the armpit. Good.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図1は本発明による加熱用ヒ
ータの実施の形態を示す断面説明図である。この加熱用
ヒータは、各種の対象物を加熱する熱源となるで、図1
に示すように、マグネトロン1と、発熱体保持部材2
と、発熱体3とを備えて成る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an embodiment of a heating heater according to the present invention. This heater serves as a heat source for heating various objects.
As shown in the figure, the magnetron 1 and the heating element holding member 2
And a heating element 3.

【0009】上記マグネトロン1は、マイクロ波を発振
しこのマイクロ波を発熱エネルギーとして後述の発熱体
3に供給するもので、従来公知の水冷式又は空冷式の例
えば電子レンジ用マグネトロンから成り、周波数が例え
ば2.45GHzで波長は約12cmの電波を発振するように
なっている。なお、出力は、発熱体3に発生させる温度
に応じて例えば500W〜1kW程度に適宜選択すればよ
い。そして、このマグネトロン1の一端部には、内部で
発振されたマイクロ波を外部へ伝送するマイクロ波伝送
部となる導波管4が突出している。
The magnetron 1 oscillates microwaves and supplies the microwaves as heat energy to a heating element 3 described later. The magnetron 1 is composed of a conventionally known water-cooled or air-cooled magnetron for a microwave oven, for example. For example, a radio wave having a wavelength of about 12 cm is oscillated at 2.45 GHz. The output may be appropriately selected, for example, from about 500 W to 1 kW according to the temperature generated in the heating element 3. At one end of the magnetron 1, a waveguide 4 serving as a microwave transmission unit for transmitting the internally oscillated microwave to the outside protrudes.

【0010】上記マグネトロン1の導波管4は、発熱体
保持部材2の一端側に挿入されている。この発熱体保持
部材2は、上記マグネトロン1から発振されたマイクロ
波が照射されて加熱される発熱体3を保持するもので、
例えば透明又は不透明の耐熱がラス、セラミック、琺瑯
等の絶縁体から成り、円形又は多角形等の任意断面形の
棒状部材に形成されると共に、この棒状部材の長手方向
の中心軸部には中空孔5が形成されている。そして、こ
の中空孔5の一端側にマグネトロン1の導波管4が挿入
されている。
The waveguide 4 of the magnetron 1 is inserted into one end of the heating element holding member 2. The heating element holding member 2 holds the heating element 3 which is heated by being irradiated with the microwave oscillated from the magnetron 1.
For example, a transparent or opaque heat-resistant material is made of an insulator such as lath, ceramic, or enamel, and is formed into a rod-shaped member having an arbitrary cross-section such as a circle or a polygon. A hole 5 is formed. The waveguide 4 of the magnetron 1 is inserted into one end of the hollow hole 5.

【0011】上記発熱体保持部材2の少なくとも一面側
には、薄膜状の発熱体3が密着形成されている。この発
熱体3は、上記マグネトロン1から発振されたマイクロ
波が照射されて加熱されるもので、2.45GHzのマイク
ロ波の電波エネルギーによって熱変換する機能の高い成
分、例えば酸化錫を主体とした反応金属膜から成り、上
記発熱体保持部材2の外周面の全面に真空蒸着法、スパ
ッタ法、CVD法、ロールコート、スプレイコート、転
写、溶射等の加工によって薄膜状に密着形成されてい
る。
On at least one side of the heating element holding member 2, a thin film heating element 3 is formed in close contact. The heating element 3 is heated by being irradiated with microwaves oscillated from the magnetron 1 and is a component having a high function of converting heat by microwave energy of microwaves of 2.45 GHz, for example, a reaction mainly composed of tin oxide. It is made of a metal film, and is formed in close contact with a thin film over the entire outer peripheral surface of the heating element holding member 2 by a process such as a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, a roll coating, a spray coating, a transfer, and a thermal spraying.

【0012】なお、上記発熱体保持部材2の両端部に
は、上記発熱体3と同一材料の反応金属から成る端面板
6,6が設けられ、前記中空孔5の両端部を塞いでい
る。そして、前記マグネトロン1の導波管4は、一端側
の端面板6を貫通して中空孔5の内部に挿入されてお
り、これによりマグネトロン1から発振されたマイクロ
波が該中空孔5の内部に伝送される。このような状態
で、図1に示す実施形態では、全体として棒状の加熱用
ヒータに構成されている。なお、図示は省略したが、上
記マグネトロン1には、電源コード又はプラグ等により
所要の電力が供給されるようになっている。
At both ends of the heating element holding member 2, end plates 6 and 6 made of a reaction metal of the same material as the heating element 3 are provided to close both ends of the hollow hole 5. The waveguide 4 of the magnetron 1 is inserted into the inside of the hollow hole 5 through the end face plate 6 on one end side, so that the microwave oscillated from the magnetron 1 can be inserted into the inside of the hollow hole 5. Is transmitted to In such a state, the embodiment shown in FIG. 1 is configured as a rod-shaped heater as a whole. Although not shown, the magnetron 1 is supplied with required power by a power cord or a plug.

【0013】このように構成された加熱用ヒータにおい
て、上記マグネトロン1の駆動により発振されたマイク
ロ波は、導波管4によって外部へ伝送される。この導波
管4は、上記一端側の端面板6を貫通して発熱体保持部
材2の中空孔5の内部に挿入されており、これにより上
記発振されたマイクロ波が該中空孔5の内部に伝送さ
れ、その中空孔5内の全長にわたって照射される。この
照射されたマイクロ波は、発熱体保持部材2の絶縁体を
通過して、その外周面に薄膜状に密着形成された発熱体
3に当る。
In the heating heater configured as described above, the microwave oscillated by driving the magnetron 1 is transmitted to the outside by the waveguide 4. The waveguide 4 penetrates through the end face plate 6 on one end side and is inserted into the hollow hole 5 of the heating element holding member 2, so that the oscillated microwaves pass through the inside of the hollow hole 5. And is irradiated over the entire length in the hollow hole 5. The irradiated microwave passes through the insulator of the heating element holding member 2 and impinges on the heating element 3 formed in close contact with the outer peripheral surface in a thin film shape.

【0014】すると、発熱体3は、例えば2.45GHzの
マイクロ波の電波エネルギーによって熱変換する。すな
わち、2.45GHzのマイクロ波の振動電界により、発熱
体3の中の分子が1秒間に24億5,000万回も振動して分
子間に摩擦熱を発生し、熱変換して加熱される。この加
熱作用により、上記発熱体3が所定温度まで昇温され
る。この加熱昇温は、マイクロ波の振動電界によって分
子間に摩擦熱を発生して行われるので、従来のジュール
熱を利用した加熱に比べると、極めて短時間に行われ
る。また、マイクロ波の電波エネルギーによって熱変換
する際には、他のエネルギーに消費されることはなく、
エネルギーロスを小さくすることができる。
Then, the heat generating element 3 performs heat conversion by microwave radio wave energy of, for example, 2.45 GHz. That is, the molecules in the heating element 3 vibrate 2.45 billion times per second due to the microwave oscillating electric field of 2.45 GHz, generating frictional heat between the molecules, converting them into heat, and heating. By this heating action, the heating element 3 is heated to a predetermined temperature. Since the heating temperature is raised by generating frictional heat between molecules by an oscillating electric field of a microwave, the heating is performed in an extremely short time as compared with conventional heating using Joule heat. Also, when converting heat with microwave radio wave energy, it is not consumed by other energy,
Energy loss can be reduced.

【0015】図2は本発明の他の実施形態を示す断面説
明図である。この実施形態は、発熱体保持部材2を任意
の平面形状の板状部材に形成し、この板状部材の一側面
がわにマグネトロン1の導波管4を対向して位置させた
ものである。図2においては、上記発熱体保持部材2を
例えば四角形状の平板状に形成し、この発熱体保持部材
2の外表面側に発熱体3を薄膜状に密着形成し、該発熱
体保持部材2の裏面側にはケーシング部材7,8,9を
箱状に組み合わせて成り、背面側のケーシング部材9の
中央部にマグネトロン1の導波管4の先端部を貫通させ
て内部空間に挿入している。そして、全体としてプレー
ト形の加熱用ヒータを構成している。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, the heating element holding member 2 is formed as a plate member having an arbitrary planar shape, and the waveguide 4 of the magnetron 1 is positioned so that one side surface of the plate member faces alligator. . In FIG. 2, the heating element holding member 2 is formed, for example, in the shape of a rectangular flat plate, and a heating element 3 is formed in close contact with the outer surface of the heating element holding member 2 in a thin film shape. Is formed by combining casing members 7, 8, 9 in a box shape on the back side, and penetrating the distal end portion of the waveguide 4 of the magnetron 1 into the central portion of the casing member 9 on the back side to be inserted into the internal space. I have. In addition, a plate-shaped heater is constituted as a whole.

【0016】なお、図2においても図示は省略したが、
上記マグネトロン1には、電源コード又はプラグ等によ
り所要の電力が供給されるようになっている。また、図
2において、発熱体保持部材2は、四角形状の平板状に
限らず、例えば任意の平面形状で曲面板状に形成した
り、或いは球面板状に形成してもよい。
Although not shown in FIG. 2,
The magnetron 1 is supplied with required power by a power cord or a plug. In FIG. 2, the heating element holding member 2 is not limited to a rectangular flat plate, but may be, for example, an arbitrary planar shape, a curved plate shape, or a spherical plate shape.

【0017】そして、上記のように構成され、動作する
本発明の加熱用ヒータは、あらゆる部門の産業機械にお
ける加熱源、ストーブや乾燥機等の民生用の加熱源とし
て適用される。
The heating heater according to the present invention configured and operated as described above is applied as a heating source in industrial machines of all departments and a consumer heating source such as a stove and a dryer.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
マイクロ波を発振しこのマイクロ波を発熱エネルギーと
して供給するマグネトロンと、このマグネトロンから発
振されたマイクロ波が照射されて加熱される発熱体を保
持する絶縁体から成る発熱体保持部材と、この発熱体保
持部材の少なくとも一面側に薄膜状に密着形成された反
応金属膜から成る発熱体とを備えて成ることにより、加
熱エネルギーとしてマグネトロンから発振されるマイク
ロ波を利用して、短時間に所定温度まで昇温できると共
に、エネルギーロスを小さくすることができる。
The present invention has been configured as described above.
A magnetron that oscillates microwaves and supplies the microwaves as heat energy, a heating element holding member made of an insulator that holds a heating element that is heated by being irradiated with microwaves oscillated from the magnetron; A heating element comprising a reaction metal film formed in close contact with a thin film on at least one surface side of the holding member, by using microwaves oscillated from a magnetron as heating energy, to a predetermined temperature in a short time. The temperature can be increased and the energy loss can be reduced.

【0019】すなわち、本発明の加熱用ヒータによる加
熱は、マイクロ波の振動電界によって分子間に摩擦熱を
発生して行われるので、従来のジュール熱を利用した加
熱に比べると、極めて短時間に行うことができる。ま
た、マイクロ波の電波エネルギーによって熱変換する際
には、他のエネルギーに消費されることはなく、エネル
ギーロスを小さくすることができる。
That is, the heating by the heating heater of the present invention is performed by generating frictional heat between molecules by an oscillating electric field of a microwave, so that the heating is performed in an extremely short time as compared with the conventional heating using Joule heat. It can be carried out. Also, when heat is converted by microwave radio wave energy, it is not consumed by other energy, and energy loss can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による加熱用ヒータの実施の形態を示す
断面説明図である。
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an embodiment of a heating heater according to the present invention.

【図2】本発明の他の実施形態を示す断面説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…マグネトロン 2…発熱体保持部材 3…発熱体 4…導波管 5…中空孔 6…端面板 7,8,9…ケーシング部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetron 2 ... Heating element holding member 3 ... Heating element 4 ... Waveguide 5 ... Hollow hole 6 ... End face plate 7, 8, 9 ... Casing member

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波を発振しこのマイクロ波を発
熱エネルギーとして供給するマグネトロンと、このマグ
ネトロンから発振されたマイクロ波が照射されて加熱さ
れる発熱体を保持する絶縁体から成る発熱体保持部材
と、この発熱体保持部材の少なくとも一面側に薄膜状に
密着形成された反応金属膜から成る発熱体とを備えて成
ることを特徴とする加熱用ヒータ。
A heating element holding member comprising: a magnetron that oscillates microwaves and supplies the microwaves as heat energy; and an insulator that holds a heating element that is heated by being irradiated with the microwaves oscillated from the magnetrons. And a heating element comprising a reaction metal film formed in close contact with a thin film on at least one side of the heating element holding member.
【請求項2】 上記発熱体保持部材は、任意断面形の棒
状部材に形成されると共に、この棒状部材の長手方向の
中心軸部には中空孔が形成され、この中空孔の一端側に
マグネトロンのマイクロ波伝送部を挿入したことを特徴
とする請求項1記載の加熱用ヒータ。
2. The heating element holding member is formed in a rod-like member having an arbitrary cross-section, and a hollow hole is formed in a longitudinal central axis of the rod-like member. 2. The heating heater according to claim 1, wherein the microwave transmission unit is inserted.
【請求項3】 上記発熱体保持部材は、任意の平面形状
の板状部材に形成され、この板状部材の一側面がわにマ
グネトロンのマイクロ波伝送部を対向して位置させたこ
とを特徴とする請求項1記載の加熱用ヒータ。
3. The heating element holding member is formed in a plate-like member having an arbitrary planar shape, and one side of the plate-like member has a microwave transmission portion of a magnetron positioned opposite thereto. The heater for heating according to claim 1, wherein
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