JP2002164152A - 遠赤外線パネルヒータ装置 - Google Patents

遠赤外線パネルヒータ装置

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JP2002164152A
JP2002164152A JP2000360144A JP2000360144A JP2002164152A JP 2002164152 A JP2002164152 A JP 2002164152A JP 2000360144 A JP2000360144 A JP 2000360144A JP 2000360144 A JP2000360144 A JP 2000360144A JP 2002164152 A JP2002164152 A JP 2002164152A
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far
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infrared
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panel heater
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JP2000360144A
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Tomoharu Takeya
知治 武谷
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RCS Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い熱放射効率を保持する遠赤外線パネルヒ
ータ装置を提供する。 【構成】 少なくとも遠赤外線放射板と面状発熱体と押
さえ板を重ね合わせた発熱パネルユニットを備える遠赤
外線パネルヒータ装置であり、前記面状発熱体に配設さ
れた発熱源である抵抗線15の配線パターンが面状発熱
体17の中央部領域Cが周辺部領域よりも先に高温にな
るようにパターニング若しくは加熱制御されており、遠
赤外線放射板全体がこれに当接する面状発熱体側に凸に
反って隙間なく密着して高い熱放射効率を維持する構成
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として暖房器具
として利用される遠赤外線パネルヒータ装置の構造、特
にその発熱体パネルユニットの構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】最近注目されている暖房器具の遠赤外線
パネルヒータ装置は、一般の石油ストーブや電気ストー
ブと比較して以下の多くの利点を備える。
【0003】第一に、遠赤外線の輻射熱でムラなく均一
に暖めるので暖房効率が高いこと。第二に、燃焼しない
ので空気を汚さずクリーンで換気も加湿も不要であるこ
と。第三に、消費電力が少なく経済的であること。第四
に、赤熱せず前面のガード用金網の温度も40℃程度に
しか熱くならないので、火傷、火事の心配がないこと。
第五に、風を吹き出さないので殆ど運転音がなく静かで
あること等である。
【0004】例えば、図6の一部破断斜視図に示される
上記暖房器具としての遠赤外線パネルヒータ装置20
は、床面から立設する筺体1の前面(ガード用金網18
が取り付けられている側)から熱輻射を発するように少
なくとも遠赤外線放射板6と面状発熱体7と押さえ板9
を重ね合わせてパネル取り付け枠5に嵌めた構造の発熱
体パネルユニット2が遮熱板10の前方に組み込まれて
おり、図示しない電源回路と前面に配設されたスイッチ
(電源スイッチ3と出力切換スイッチ4)の操作で40
0W〜900W程度の消費電力で運転される構造であ
る。
【0005】上記発熱体パネルユニット2について詳述
すると、全体が数十cm四方の長方形の薄板状(厚さ1
0〜20mm程度)であって、例えば図7の断面図に示
されるように、パネル取り付け枠5に遠赤外線放射板6
と面状発熱体7と断熱材8と押さえ板9を順に密着する
ように重ね合わせて押圧して縁回り及びパネル面の中央
部をネジ止め固定した構造となっている。
【0006】以下、上記各部材を図8の(a)の部分拡
大断面図を基に説明すると、先ず、前記パネル取り付け
枠5はユニット組み付け用のアルミ合金等の金属枠体で
ある。また、前記遠赤外線放射板6には熱衝撃や機械的
衝撃に強く、短時間に加熱ができて熱放射効率の点で優
れているアルミ板にセラミックコーティングしたものや
アルマイト(アルミニウムを陽極として電解により酸化
させて表面に酸化アルミニウムの耐食性皮膜を作ったも
の。)の板(厚さ1.2mm)が使用されている。ま
た、前記面状発熱体7は発熱源となる抵抗線として例え
ば0.5mm太さの2本の抵抗線11、12(例えばニ
クロム線)を中に挟んで図9の(a)のような所定の分
割配線パターンに配した厚さ0.6〜0.9mmのマイ
カフィルムであり、280℃程度に発熱する。なお、面
状発熱体7の面中央部には後述の反り防止のためにネジ
止め13が数カ所為されているものが多い。また、前記
断熱材8は必須ではないが、通常は厚さ6mm程度の無
機質材がこの断熱材8として挿入されている。また、前
記押さえ板9は装置本体内部に熱が籠もるのを防止する
ため遮熱、反射する目的と、断熱材8を図8の(b)の
ように厚さ6mmから3.1mm程度になるまで押圧、
ネジ止めして前記遠赤外線放射板6と面状発熱体7の密
着性を保って熱放射効率を高く維持する目的のものであ
り、例えば平面な鋼板やアルミ蒸着鋼板が使用される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記アルミ板にセラミ
ックコーティングしたものやアルマイトからなる遠赤外
線放射板6は、物理強度や熱放射効率の面からは最適の
ものであるが、この素材の難点は、面状発熱体7の加熱
(概ね220〜250℃まで上昇する。)で場所的温度
差が生じる結果、熱膨張による「反り」が出やすく、ま
た、面状発熱体の反りも加わって両者の密着度が悪くな
ることである。その結果として、熱放射効率が下がって
しまう(熱伝導が低下する。)。例えば、図9の(a)
に示される従来の配線パターンでは、上段と下段で切り
換え(170Wと380Wの一方出力、または両者合わ
せて550Wの出力)できるようにパターン領域が上下
に分割されているが、この場合は破線で示される領域が
より高温に発熱し、該領域に当接する遠赤外線放射板6
の領域がより高温に熱せられて局所的に偏って熱膨張
し、図9の(b)の断面図に示されるように反りが各所
に発生してしまう。反り防止のための中央付近のネジ止
め13は有効に作用していないのである。
【0008】また、前述のように遠赤外線放射板6の反
りによる面状発熱体7との密着性の悪化を防止するため
に、面状発熱体7を反りに抗して遠赤外線放射板6に圧
着する押さえ板9を設けているのであるが、押さえ板9
も金属板であるから熱によって遠赤外線放射板6とは逆
方向に偏って反ったりして一定しない(面状発熱体7の
両側にそれぞれ対向して位置しているから加熱される面
が反対側となる。)。
【0009】上記のような反り防止のためには、押さえ
板9自身が熱によって反らないように単純な平板でな
く、例えば押さえ板全面を波形に加工する手段等で反り
を防止することが考えられるが、このような立体加工は
寸法精度等の品質管理が難しくコストが嵩むという問題
点がある。
【0010】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、遠赤外線パネルヒータ装置における遠赤外線放射
板6の反りに起因する面状発熱体7との密着性の悪化を
防止し、高い熱放射効率を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、 (1)少なくとも遠赤外線放射板と面状発熱体と押さえ
板を重ね合わせた発熱パネルユニットを備える遠赤外線
パネルヒータ装置において、前記面状発熱体に配設され
た発熱源である抵抗線の配線パターンが面状発熱体の中
央部が周辺部よりも先に高温になるようにパターニング
されていることを特徴とする遠赤外線パネルヒータ装置
を提供する。 (2)また、上記(1)に記載の遠赤外線パネルヒータ
装置において、前記面状発熱体の抵抗線が2本からな
り、該2本の抵抗線の配線パターンが互いに絶縁されつ
つ面状発熱体のほぼ全域にわたることを特徴とする遠赤
外線パネルヒータ装置を提供する。 (3)さらに、少なくとも遠赤外線放射板と面状発熱体
と押さえ板を重ね合わせた発熱パネルユニットを備える
遠赤外線パネルヒータ装置において、前記面状発熱体に
配設された発熱源である抵抗線が2本乃至3本からなり
且つ前記抵抗線の配線パターンが面状発熱体の中央部領
域と周辺部領域に分割されて、中央部領域が周辺部領域
よりも先に高温になるように加熱制御する制御手段を備
えることを特徴とする遠赤外線パネルヒータ装置を提供
する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明に係る遠赤外線パネルヒー
タ装置の暖房器具の例について図面を基に詳述する。な
お、本発明に係る遠赤外線パネルヒータ装置(典型とし
て暖房器具)は、電気回路や全体の構成は従来の製品と
概ね同様であるのでこれらの説明は省略し、本発明の要
諦であり特徴的な発熱体パネルユニットの構成について
説明する。
【0013】図1は本発明に係る遠赤外線パネルヒータ
装置の面状発熱体の抵抗線の配線パターンの第1の実施
の形態を示す図である。図2は同じく第2の実施の形態
の配線パターンを示す図である。図3は同じく第3の実
施の形態の配線パターンを示す図である。図4は同じく
面状発熱体の分割された抵抗線の配線パターンの実施の
形態を示す図である。
【0014】先ず、本発明に係る遠赤外線パネルヒータ
装置は、その発熱体パネルユニットの面状発熱体におけ
る発熱源である抵抗線の配線パターンに特徴を有する。
本発明者の試験によれば、遠赤外線放射板6の中央部領
域を加熱した時の反りの状態を示す図5の模式図から判
るように、遠赤外線放射板6に生じる反りはその中央部
領域が周辺部領域よりも先に高温に熱せられた場合に
は、面全体が破線で示すように面状発熱体側(熱源側)
に凸に反ることが判った。これは先に遠赤外線放射板6
の面状発熱体と接する面の表面S1がより熱くなって熱
膨張力Fが表面S1を拡張するように働くという現象で
理解される。この場合は遠赤外線放射板6全体が面状発
熱体との当接面を押圧するので、隙間は出来ず良好な熱
放射効率が得られる。また、押さえ板9についても同様
の理由で押さえ板9全体が面状発熱体との当接面を押圧
するように働くので、遠赤外線放射板6と面状発熱体と
の密着性は高まる。更に、たとえ押さえ板9が逆方向に
反ったとしても押さえ板9よりも遠赤外線放射板6の方
が線膨張係数の大きい材料(例えばアルミ板)を用いる
ことにより、押さえ板9と遠赤外線放射板6との反りの
違いにより密着性がより一層高まる。この点、従来のよ
うに面状発熱体7の中央部に遠赤外線放射板6の反り防
止のためのネジ止め13を配設することは本発明の狙う
作用を阻害するので邪魔であり配設しないことが肝要で
ある。また押さえ板9は平板で十分であり、反り防止の
ための立体加工は不要である。これらの状況は直にコス
ト低減に反映することになる。
【0015】このように、面状発熱体の中央部が周辺部
よりも先に高温になるように意識的にパターニングされ
ている場合は、これに当接する遠赤外線放射板6の反り
による密着性不良の問題は解消されることが判る。この
点、図9の(a)から明らかなように、従来の面状発熱
体7の抵抗線(ニクロム線)11、12の配線パターン
は出力切り換えのために単純に上下に分割されており、
且つ面状発熱体7の中央部はネジ止め13のために配線
パターンが疎になっていて、却って中央部は周辺部より
も後れて加熱される構造になっているのである。
【0016】本発明者の試験によれば、図1に示される
面状発熱体17のように、1本の抵抗線15の配線パタ
ーンが面全体に均一にパターニングされて全体を加熱す
る場合は、その中央部領域C(破線で示した領域辺り)
が周辺部領域よりも先に高温になるという性質があり、
良好な結果が得られる。
【0017】次に、図2に示される面状発熱体27のよ
うに、2本の抵抗線24、25がパターニングされてい
る場合でも、従来のように配線パターンが分割して配置
されるのではなく、嵌合するギアのように相互に入り込
むパターンとして各々面状発熱体27の面全体にパター
ニングされていれば、切り換えスイッチで抵抗線24、
25を個々に発熱させても中央部領域C(破線で示した
領域辺り)が先に高温になって良好な結果が得られる。
なお、図2では2本の抵抗線パターン24、25は互い
に交差しないようにパターニングされているが、間に絶
縁層を設けることで配線パターンは自由に交差させても
よい。
【0018】次に、図3に示される面状発熱体37は、
2本の抵抗線34、35の各配線パターンが面状発熱体
37の中央部領域C(破線で示した領域辺り)と周辺部
領域に分割されているもので、遠赤外線パネルヒータ装
置を運転開始する際に、前記中央部領域Cが周辺部領域
をよりも先に高温になるように加熱制御する制御手段を
備えることでも良好な結果が得られる。この制御手段
は、例えばマイクロコンピュータによるタイマ制御やC
R時定数を利用した簡単な回路のシーケンス制御等によ
って、先に中央部領域の抵抗線35を通電加熱して後、
周辺部領域の配線パターンである抵抗線34に通電加熱
することで容易に実現される。或いは、単に中央部領域
の配線パターンの抵抗線35の発熱密度を周辺部領域の
配線パターンの抵抗線34のそれよりも大きく設定する
ことで、抵抗線34、35を同時に通電加熱しても同様
の良好な結果が得られる。なお、上記抵抗線34、35
は同径、同種の同じ抵抗率の抵抗線でもよいし異なる抵
抗率の抵抗線でもよく、適宜選択されるべきものであ
る。
【0019】次に、図4に示される面状発熱体47のよ
うに、3本の抵抗線44、45、46の配線パターンが
面状発熱体47の中央部領域パターンCPと左右の周辺
部領域パターンLP、RPに3分割されて、中央部領域
パターンCPが周辺部領域パターンLP、RPよりも先
に高温になるように加熱制御する制御手段を備えていて
もよい。この場合は先ず中央部領域パターンCPの抵抗
線44を通電加熱して暖め、次に周辺部領域パターンL
P、RPの抵抗線45、46を通電加熱するというシー
ケンス制御(加熱制御手段は前述と同様)で良好な結果
が得られる。
【0020】以上のように、本発明では面状発熱体の中
央部領域を周辺部領域よりも先に暖めて面状発熱体に当
接する遠赤外線放射板の全体が必ず面状発熱体側に凸に
反るようにする構成となっており、押さえ板の反り方向
に関係なく、遠赤外線放射板と面状発熱体は通電加熱さ
れることによって隙間なく一層密着し、高い熱放射効率
が常に維持されることになる。
【0021】念の為に付言すれば、上記暖房器具を例に
説明した遠赤外線パネルヒータ装置は、縦横寸法が自由
に決められるため応用範囲が広く、図6のような暖房装
置以外の産業用加熱装置、乾燥装置等にも利用可能であ
ることは勿論である。
【0022】
【発明の効果】本発明に係る遠赤外線パネルヒータ装置
は上記のように構成されているため、遠赤外線放射板の
反りが全体として面状発熱体側に凸になり、面状発熱体
と隙間なく圧着して両者の密着度が増して熱放射効率の
高い遠赤外線パネルヒータ装置ができる。また、押さえ
板は平板で良く加工不要であり、コスト低減に資する。
【0023】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る遠赤外線パネルヒータ装置の面
状発熱体の抵抗線の配線パターンの第1の実施の形態を
示す図である。
【図2】 同じく本発明に係る面状発熱体の第2の実施
の形態の配線パターンを示す図である。
【図3】 同じく本発明に係る第3の実施の形態の配線
パターンを示す図である。
【図4】 同じく本発明に係る面状発熱体の分割された
抵抗線の配線パターンの実施の形態を示す図である。
【図5】 遠赤外線放射板の中央部領域を加熱した時の
反りの状態を示す模式図である。
【図6】 遠赤外線パネルヒータ装置の一部破断斜視図
である。
【図7】 従来の発熱体パネルユニットの構造例を示す
分解斜視図である。
【図8】 従来の発熱体パネルユニットの部分拡大断面
図である。
【図9】 従来の面状発熱体の抵抗線の配線パターン例
を示す正面図(a)とこれにて加熱された遠赤外線放射
板の反りの状態を示す模式断面図(b)である。
【符号の説明】
1 筺体 2 発熱体パネルユニット 3 電源スイッチ 4 出力切換スイッチ 5 パネル取り付け枠 6 遠赤外線放射板 7、17、27、37、47 面状発熱体 8 断熱材 9 押さえ板 10 遮熱板 11、12、15、24、25、34、35、44、4
5、46 抵抗線 13 ネジ止め 18 ガード用金網 20 遠赤外線パネルヒータ装置 C 中央部領域 LP、RP 周辺部領域パターン CP 中央部領域パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 3/20 357 H05B 3/20 357 Fターム(参考) 3K034 AA02 AA03 AA04 AA12 AA16 AA18 AA22 BA07 BA13 BB06 BB14 BC05 BC16 FA02 FA21 FA25 HA02 HA10 3K092 PP06 QA05 QB02 QB26 QB43 QB48 QB62 RF11 RF19 RF27 SS02 SS18 SS24 SS34 SS37 SS40 UB02 VV03 VV22 3L072 AA01 AB02 AC02 AD02 AD13 AE03 3L087 AA11 AB11 AC12 AC21 CA02 CA04 CA06 CA14 DA06 DA23

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも遠赤外線放射板と面状発熱体
    と押さえ板を重ね合わせた発熱パネルユニットを備える
    遠赤外線パネルヒータ装置において、前記面状発熱体に
    配設された発熱源である抵抗線の配線パターンが面状発
    熱体の中央部が周辺部よりも先に高温になるようにパタ
    ーニングされていることを特徴とする遠赤外線パネルヒ
    ータ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の遠赤外線パネルヒータ
    装置において、前記面状発熱体の抵抗線が2本からな
    り、該2本の抵抗線の配線パターンが互いに絶縁されつ
    つ面状発熱体のほぼ全域にわたることを特徴とする遠赤
    外線パネルヒータ装置。
  3. 【請求項3】 少なくとも遠赤外線放射板と面状発熱体
    と押さえ板を重ね合わせた発熱パネルユニットを備える
    遠赤外線パネルヒータ装置において、前記面状発熱体に
    配設された発熱源である抵抗線が2本乃至3本からなり
    且つ前記抵抗線の配線パターンが面状発熱体の中央部領
    域と周辺部領域に分割されて、中央部領域が周辺部領域
    よりも先に高温になるように加熱制御する制御手段を備
    えることを特徴とする遠赤外線パネルヒータ装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101134898B1 (ko) 2011-12-28 2012-04-17 (주)대양이티에스 건조기용 원적외선 히터
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JP2017064769A (ja) * 2015-10-01 2017-04-06 日立金属株式会社 加熱装置および鍛造製品の製造方法
CN108031012A (zh) * 2017-12-28 2018-05-15 祥利电器制品(深圳)有限公司 远红外温热照护装置
GB2624546A (en) * 2023-12-04 2024-05-22 Herschel Infrared Ltd Infrared heater

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