JP2004172139A - 赤外線電球及びその赤外線電球を使用した加熱／暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加熱および暖房などに使用される赤外線電球に関するもので、炭素系物質を使用し、赤外線放射率も高く、点灯時の突入電流も低い熱源としてより優れた赤外線電球を提供する。
【解決手段】 両端にそれぞれリード線４，７が電気的に接続された棒状に形成され、発熱体として黒鉛などの結晶化炭素、アモルファス炭素の少なくとも一種以上の混合物からなる炭素系物質２を、前記リード線７の端部が硝子管１外に導出されるように硝子管１内に封入し、剛性の優れた発熱体を採用したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、加熱および暖房の装置などに使用される赤外線電球に関するもので、特に
、発熱体として炭素系物質を使用し、熱源としてより優れた赤外線電球を提供す
るものである。

従来より熱源として使用されている赤外線電球としては、タングステンスパイラルフィラメントを多数個のタングステンサポートにより硝子管の中心部に保持したものが一般的である。
特開昭５５―１６５５６９号公報 実開平４―４７２５３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、タングステンの赤外線放射率は３０〜３９％と低く、また、突入電流も高いものであった。さらに、タングステンスパイラルフィラメントを硝子管の中心部に保持するために多数個のタングステンサポートを使用するため、その組立ても簡単なものではなく、特に、高出力のために複数本のタングステンスパイラルフィラメントを封入することは困難であった。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、赤外線電球の発熱体として、赤外線放射率が高いもの、及び破損することがないものを提供する事を目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明請求項第1項記載の赤外線電球は、両端にそれぞれリード線が電気的に接続された棒状に形成された黒鉛などの結晶化炭素、アモルファス炭素の少なくとも一種以上の混合物からなる炭素系物質からなる剛性有した発熱体を、前記リード線の端部が硝子管外に導出されるように硝子管内に封入したことを特徴とする赤外線電球である。
本発明請求項第２項記載の赤外線電球は、前記棒状の炭素系物質の端部にそれぞれ金属線をコイル状に巻付け、そのコイル状金属線を覆うように他の金属片をかしめにより固定し、その金属片に前記リード線の一端を電気的に固定したことを特徴とする請求項１記載の赤外線電球である。
本発明請求項第３項記載の赤外線電球は、前記コイル状金属線はタングステン線であることを特徴とする請求項２記載の赤外線電球である。
本発明請求項第４項記載の赤外線電球は、前記リード線の途中は前記硝子管の内壁に接する直径のコイル状に巻回されていることを特徴とする請求項１記載の赤外線電球である。
本発明請求項第５項記載の赤外線電球は、それぞれ両端部に金属線がコイル状に巻付けられた複数本の棒状炭素系物質をそのコイル状金属線を覆うように他の金属片をかしめにより一体的に固定し、その金属片に前記リード線の一端を電気的に固定したことを特徴とする請求項１記載の赤外線電球である。
本発明請求項第６項記載の赤外線電球は、前記棒状の炭素系物質の断面が多角形状であることを特徴とする請求項１記載の赤外線電球である。
本発明請求項第７項記載の加熱／暖房装置は、前記請求項１項から６項の少なくともいずれかひとつ赤外線電球を用いたことを特徴とする加熱／暖房装置である。

以上のように本発明の赤外線電球は、従来のタングステンスパイラルフィラメントに代え、棒状に形成された炭素系物質を使用するものであり、炭素系物質の赤外線放射率は７８〜８４％と高いため、赤外線電球としての赤外線放射率も高く、また、炭素系物質は、温度上昇とともに抵抗値が低下する負の抵抗温度特性を有しているため、点灯時の突入電流も低くできるものである。さらに、棒状に形成された炭素系物質は、充分な剛性を有しているため、少数の保持手段により、この発熱体となる棒状炭素系物質を硝子管の所定の位置に保持できるものであり、また、複数本の発熱体の配置も容易に行えるものである。

以下に、本発明の請求項１ないし６に記載された発明の実施の形態について、
図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施の形態における赤外線電球の要部断面図であり、図２はその一部切欠拡大図である。これらの図において、１は耐熱硝子により構成された棒状の硝子管であり、２は発熱体となる黒鉛などの結晶化炭素、アモルファス炭素あるいはそれらの混合物からなる炭素系物質であり、例えば、直径０．５５ｍｍ、長さ１８０ｍｍの棒状体に形成されている。この棒状炭素系物質２の両端部には図２に示すように、棒状炭素系物質２に接して金属線、例えばタングステン線３がコイル状に巻回されている。そして、このコイル状タングステン線３の上から、鉄・ニッケル合金などからなる金属片４を棒状炭素系物質２にかしめにより固定している。

５はリード線の一部を形成する内部モリブデン線であり、その一端は図３に示すように前記金属片４にスポット溶接により固定されており、その中間部には、前記硝子管１の内径に略々等しい直径を有するコイル状部５ａが形成されている。さらに、この内部モリブデン線５の他端にはモリブデン薄板６が電気的に接続されており、このモリブデン薄板６にはリード線の一部を形成する外部モリブデン線７が接続されている。

そして、このように一連に接続された棒状炭素系物質２、内部モリブデン線５、モリブデン薄板６および外部モリブデン線７は、硝子管１内に挿入され、従来公知の技術により、内部にアルゴン、窒素などの不活性ガスを封入した状態で、モリブデン薄板６の箇所で硝子管１が溶融結合され赤外線電球となる。このとき、前記内部モリブデン線５のコイル状部５ａの外径部が硝子管１の内壁に接した状態となり、剛性を有する棒状炭素系物質２は、その両端をこのコイル状部５ａにより支えられた状態で、硝子管１の内部中央に支持される。

上記構成において、点灯使用時に棒状炭素系物質２が高熱により、その長手方向に膨脹しても前記棒状炭素系物質２と金属片４との間にコイル状タングステン線３が介在されているため、この棒状炭素系物質２はコイル状タングステン線３内を摺動移動し、棒状炭素系物質２に不要な曲げ力が働き、棒状炭素系物質２が破損することはないものである。 なお、この実施の形態においては、棒状炭素系物質２の端部に巻回される金属線として、炭素の熱膨脹係数の近似したタングステン線を使用したが、耐熱性に問題なければ他の金属線に代えてもよい。また、前記実施の形態においては、棒状炭素系物質２の断面を円形とした場合を示したが、多角形状にすることにより表面積が増し、より発熱量を多くすることが可能となる。さらに、多角形状、特に、平板状、断面三角形状にすることにより、発熱に方向性をもたせることができる。

図４は、より強い発熱を得るために複数の発熱体である棒状炭素系物質２を硝子管１内に封入する場合の一例を示すもので、複数の棒状炭素系物質２の端部を前述と同様に金属片４により、複数の棒状炭素系物質２が互いに平行するように一体的に固定し、その金属片４を、コイル状部５ａを有する一本の内部モリブデン線５により前述と同様に支えることにより、複数本を同時に支持できるものである。

本発明にかかる加熱および暖房などに使用される赤外線電球は、発熱体として炭素系物質を使用することにより熱源としてより優れた効果を有し、各種の加熱装置や暖房装置などの熱源に有用なものである。

本発明の実施の形態における赤外線電球の要部断面図 同赤外線電球の要部切欠拡大側面図 同赤外線電球の要部拡大斜視図 本発明の他の実施の形態における赤外線電球の要部斜視図

符号の説明

１ 硝子管
２ 発熱体
３ タングステン線
４ 金属片
５ 内部モリブデン線
５ａ コイル状部
６ モリブデン薄板
７ 外部モリブデン線

Claims (7)

1. 両端にそれぞれリード線が電気的に接続された棒状に形成された黒鉛などの結晶化炭素、アモルファス炭素の少なくとも一種以上の混合物を主成分とする炭素系物質の発熱体を、前記リード線の端部が硝子管外に導出されるように硝子管内に封入したことを特徴とする赤外線電球。
2. 前記棒状の炭素系物質の端部にそれぞれ金属線をコイル状に巻付け、そのコイル状金属線を覆うように他の金属片をかしめにより固定し、その金属片に前記リード線の一端を電気的に固定したことを特徴とする請求項１記載の赤外線電球。
3. 前記コイル状金属線はタングステン線であることを特徴とする請求項２記載の赤外線電球。
4. 前記リード線の途中は前記硝子管の内壁に接する直径のコイル状に巻回されていることを特徴とする請求項１記載の赤外線電球。
5. それぞれ両端部に金属線がコイル状に巻付けられた複数本の棒状炭素系物質をそのコイル状金属線を覆うように他の金属片をかしめにより一体的に固定し、その金属片に前記リード線の一端を電気的に固定したことを特徴とする請求項１記載の赤外線電球。
6. 前記棒状の炭素系物質の断面が多角形状であることを特徴とする請求項１記載の赤外線電球。
7. 前記請求項１項から６項の少なくともいずれかひとつ赤外線電球を用いたことを特徴とする加熱／暖房装置。

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