JP2004288610A - Lamp heater formed by weaving carbon thread - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カーボン糸ランプヒーターに関し、さらに詳しくは、カーボン糸を緯糸、経糸として織成した後、その表面に耐熱性のセラミックコートを施して結束させることによりカーボン体にし、カーボン体の両端を押圧固定用の固定端子で固定し、固定端子が耐熱中間端子の一端を固定し、耐熱中間端子の他端が、リード線を連結する連結片にスポット溶接されるように構成したカーボン糸から織成されたランプヒーターに関する。 The present invention relates to a carbon yarn lamp heater, and more specifically, after weaving a carbon yarn as a weft and a warp, applying a heat-resistant ceramic coat to the surface thereof and binding the same, thereby pressing both ends of the carbon body. It is woven from carbon yarn that is fixed with a fixing terminal for fixing, the fixed terminal fixes one end of the heat-resistant intermediate terminal, and the other end of the heat-resistant intermediate terminal is spot-welded to the connecting piece that connects the lead wire. Lamp heater.
一般に、ランプは、電球とも言われるが、真空管の内部に設置したフィラメントに電流を流して高温に加熱することにより生ずる光を利用し、或いは必要に応じては発熱する熱を利用するヒーター用ランプとして使用することもできる。このようなランプは例えば、真空状態で内部にフィラメントを設置し、ガラス管の両端にフィラメントとの連結端子を設置した構成を有する。また、ガラス管の軸に沿ってタングステンフィラメントを設置し、管内にヨードガスを封入してフィラメントに電流を流す(電源を印加する)と、フィラメントから発生したタングステン原子が管壁でヨードと結合してヨウ化タングステンになってフィラメントに戻り、さらに分解されてタングステンをフィラメントに残す、いわゆるヨードサイクルによって長時間使用可能な高効率のランプを作ることができる。 Generally, a lamp is also called a light bulb. A lamp for a heater that utilizes light generated by applying a current to a filament installed inside a vacuum tube and heating the filament to a high temperature, or using heat generated when necessary. It can also be used as Such a lamp has, for example, a structure in which a filament is installed inside in a vacuum state, and connection terminals for the filament are installed at both ends of a glass tube. When a tungsten filament is installed along the axis of the glass tube, iodine gas is sealed in the tube and a current is applied to the filament (power is applied). Tungsten atoms generated from the filament combine with iodine on the tube wall. A so-called iodine cycle, which returns to the filament as tungsten iodide and returns to the filament and further decomposes the tungsten into the filament, makes it possible to produce a highly efficient lamp that can be used for a long time.
ところが、このような方式のランプは、フィラメントの損傷が外部の衝撃に弱くて損傷し易く、加熱による変形などによって耐久性に弱いという問題点があり、コイルの設置に伴うコストアップなどの負担がある。 However, such a type of lamp has a problem that the filament is easily damaged due to weakness of the external impact due to external impact, and has a problem that its durability is weak due to deformation due to heating. is there.
一方、面状発熱体などに使用するカーボン糸は、微細な直径のカーボン繊維束を一つの群にして使用する。例えば、前記カーボン糸が26400本のカーボン繊維からなる場合、長さ1m、直径0.3mmであれば約60Ωの抵抗値を有する。そのため、これに基づいて所望の出力(W)を設計して面状発熱体などを製造する。この場合、抵抗値は抵抗式 R= ρ(l/S) (式中、Rは抵抗、ρは抵抗率、lは長さ、Sは単位面積をそれぞれ示す。)によって決定される。ところが、これらは面状発熱体の発熱源として使用するものであっ て、主に約50℃〜70℃の温度を発散するように設計し、それ以上になると、火災の危険があり、空気酸化して耐久性が著しく低下する。 On the other hand, the carbon yarn used for the sheet heating element or the like uses carbon fiber bundles having a fine diameter as one group. For example, when the carbon yarn is composed of 26,400 carbon fibers, a length of 1 m and a diameter of 0.3 mm have a resistance of about 60Ω. Therefore, a desired output (W) is designed based on this, and a sheet heating element or the like is manufactured. In this case, the resistance value is determined by a resistance formula R = ρ (1 / S) (where R represents resistance, ρ represents resistivity, l represents length, and S represents unit area, respectively). However, these are used as a heat source of the sheet heating element, and are designed to radiate a temperature of about 50 to 70 ° C. If the temperature exceeds that, there is a danger of fire and air oxidation. As a result, the durability is significantly reduced.
一方、このようなカーボン糸を熱源として真空チューブに内蔵したヒーターが開発された。これは、カーボン糸を一定の束にして抵抗値を設定し、所望の出力を提供するためのものであるが、カーボン糸を端子に固定する技術とカーボン糸を集束する技術が不完全であって産業化には困難性が伴っている。このような技術の一例としては、特許文献1に開示されたカーボン系発熱体が知られているが、これは、図1に示すように、カーボン系発熱体1の両端にそれぞれキャップ型の電極部2が設けられており、カーボン系発熱体1とキャップ型の電極部2が真空密閉容器3内に内蔵され、キャップ型の電極部2がリード線4に接続されて電源が印加されるようになっている。前記カーボン系発熱体1は、図2に示すように多数の束からなるカーボン糸6の外周面をカーボン糸7で束ねて炭素束体5を形成する固定形態を有する。
On the other hand, a heater incorporating such a carbon thread as a heat source in a vacuum tube has been developed. This is to provide a desired output by setting the resistance value with a bundle of carbon yarns, but the technology of fixing the carbon yarns to the terminals and the technology of bundling the carbon yarns are incomplete. Therefore, industrialization is accompanied by difficulties. As an example of such a technique, a carbon-based heating element disclosed in
図3は、この場合に必要なカーボン糸6の束が提供できるように構成した例示図である。一定の束のカーボン糸6をそれぞれカーボン糸7で巻回し、カーボン糸7で巻回したこれら3本を一緒にカーボン糸7´で束ねて一体にする構成の炭素束体5を示す。
FIG. 3 is an exemplary view configured to provide a bundle of
すなわち、図2のような単位炭素束体5、或いは図3のような3本の炭素束体をカーボン糸7´で束ねた複数本の炭素束体5からなるカーボン系発熱体1の両端に、それぞれキャップ型の電極部2を結合させ、真空密閉容器3を覆うように成形する。
That is, at both ends of the carbon-based
ところが、このような方式は所望のカーボン糸6を所望の束の数から構成して所望の抵抗値にし、所望の出力Wを出力するために使用されるが、カーボン糸6をカーボン糸7で束ねなければならないという煩わしさと、束ねたカーボン糸7が解けないように必要に応じて液状樹脂を含浸させなければならないという問題などがある。
本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、面状発熱体として用いるカーボン糸を発熱源とし、カーボン糸を経糸と緯糸として織成した後にセラミックコートしたものを一定の長さと幅に切断し、切断した両端を固定端子で固定し、リード線と接続させ、カーボン糸の集束とカーボン糸の本数を容易に調整して使用可能にするカーボン糸から織成されたランプヒーターを提供することにある。 The present invention is intended to solve such a problem, and an object of the present invention is to use a carbon yarn used as a sheet heating element as a heat source, woven the carbon yarn as a warp and a weft, and then coat the carbon yarn with a certain length. Lamp heater woven from carbon yarn, which cuts to both width and width and fixes both ends with fixed terminals, connects to the lead wire, easily adjusts the convergence of carbon yarn and the number of carbon yarns Is to provide.
本発明の他の目的は、カーボン糸を織る方式において、カーボン糸の幅と長さを様々に採用することができるようにし、各種容量のヒーターを便利に製造できるようにすることにある。 Another object of the present invention is to make it possible to adopt various widths and lengths of carbon yarns in a method of weaving carbon yarns, so that heaters of various capacities can be conveniently manufactured.
本発明のさらに他の目的は、カーボン糸で織成したカーボン体の両端に耐熱性の固定端子と導線型の耐熱中間端子を介してリード線と導通するようにすることで、外部リード線への伝熱が小さくなるようにし、ヒーターを用いた製品の耐久性を向上させるようにするランプヒーターを提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide conduction to a lead wire through a heat-resistant fixed terminal and a lead-type heat-resistant intermediate terminal at both ends of a carbon body woven with carbon yarn, so that an external lead wire can be formed. An object of the present invention is to provide a lamp heater in which heat transfer is reduced and durability of a product using the heater is improved.
本発明のさらに他の目的は、カーボン糸織物をセラミックコートしたものを熱源とし、その両端に引張バネを設置してカーボン糸織物が広がった状態を保つようにする、カーボン糸から織成されたランプヒーターを提供することにある。 Still another object of the present invention is to fabricate a carbon yarn woven fabric from a carbon yarn, using a ceramic coated yarn as a heat source and installing tension springs at both ends thereof to keep the carbon yarn woven fabric in an expanded state. It is to provide a lamp heater.
本発明のさらに他の目的は、カーボン体を固定する固定端子にガス浄化用ゲッターを付着させて真空ガラス管(密閉容器)内を一定にすることで、透光性に優れて寿命が延長するようにした、カーボン糸から織成されたランプヒーターを提供することにある。 Still another object of the present invention is to attach a gas purifying getter to a fixing terminal for fixing a carbon body to make the inside of a vacuum glass tube (closed container) constant, thereby providing excellent light transmission and extending the life. Thus, there is provided a lamp heater woven from carbon yarn.
このため、本発明は、カーボン糸を緯糸と経糸として織ってセラミックコートしたカーボン体を一定の長さと幅に切断して所望の抵抗値を持たせ、カーボン体の両端を耐熱性固定端子で固定した後、耐熱性の中間端子を用いてリード線を固定する連結片と連結されるようにして外部リード線への伝熱が減少するようにする、カーボン糸から織成されたランプヒーターを提供する。 For this reason, the present invention provides a desired resistance value by cutting a carbon body coated with ceramic and woven as a weft and a warp into a predetermined length and width, and fixing both ends of the carbon body with heat-resistant fixing terminals. After that, a lamp heater woven from carbon thread is provided so that the heat transfer to the external lead wire is reduced by being connected to the connecting piece for fixing the lead wire using the heat-resistant intermediate terminal. I do.
また、本発明は、中間端子の一つを伝導性の引張バネで構成してカーボン体の皺なしに広がった状態を維持するようにする、カーボン糸から織成されたランプヒーターを提供する。 The present invention also provides a lamp heater woven from carbon yarn, wherein one of the intermediate terminals is formed of a conductive tension spring so as to maintain a spread state without wrinkling of the carbon body.
また、本発明は、カーボン体を固定する固定端子にガス浄化用ゲッターを付着させてガス浄化による寿命延長を可能にする。 Further, according to the present invention, a gas purifying getter is attached to a fixing terminal for fixing a carbon body, thereby making it possible to extend the life by gas purifying.
すなわち、本発明は、密閉容器に発熱体としてカーボン体を内蔵し、このカーボン体を、連結片を介して外部リード線と導通し且つ外部リード線によって電源が供給されるようにしたランプヒーターにおいて、経糸方向の幅がランプの内径より小さいカーボン糸織物からなる一定長さのカーボン体と、カーボン体の表面をコートして結着力を提供するセラミック層と、コートされたカーボン体の両端を固定し、リード線と導通する固定端子とを含んでなる、カーボン糸から織成されたランプヒーターを提供する。 That is, the present invention relates to a lamp heater in which a carbon body is incorporated as a heating element in a closed container, and this carbon body is electrically connected to an external lead wire via a connecting piece and is supplied with power by the external lead wire. A fixed length carbon body made of a carbon yarn fabric whose width in the warp direction is smaller than the inner diameter of the lamp, a ceramic layer that coats the surface of the carbon body to provide binding force, and fixes both ends of the coated carbon body The present invention also provides a lamp heater woven from carbon yarn, comprising: a lead terminal and a fixed terminal that conducts.
また、本発明は、密閉容器に発熱体としてカーボン体を内蔵し、このカーボン体を、連結片を介して外部リード線と導通し且つ外部リード線によって電源が供給されるようにしたランプヒーターにおいて、経糸方向の幅がランプの内径より小さいカーボン糸織物からなる一定長さのカーボン体と、カーボン体の表面をコートして結着力を提供するセラミック層と、コートされたカーボン体の両端を伝導可能に押圧固定する固定端子と、外部リード線を固定する連結片と固定端子との間に連結され、カーボン体の一端に引張力を提供する伝導性の引張バネと、他の外部リード線を固定する連結片と固定端子との間に連結され、カーボン体の他端を伝導可能に支持する耐熱性の中間端子とを含んでなる、カーボン糸から織成されたランプヒーターを提供する。 Further, the present invention relates to a lamp heater in which a carbon body is incorporated as a heating element in a closed container, and the carbon body is electrically connected to an external lead wire via a connecting piece and power is supplied by the external lead wire. , A carbon body of a certain length made of a carbon yarn fabric whose width in the warp direction is smaller than the inner diameter of the lamp, a ceramic layer that coats the surface of the carbon body to provide a binding force, and conducts both ends of the coated carbon body. A fixed terminal that presses and fixes as much as possible, a conductive tension spring that is connected between the connection piece that fixes the external lead wire and the fixed terminal, and provides a tensile force to one end of the carbon body, and another external lead wire. A lamp heater woven from carbon thread, comprising a heat-resistant intermediate terminal connected between the connecting piece to be fixed and the fixed terminal and conductively supporting the other end of the carbon body. To provide.
前記カーボン体は、一定本数の経糸からなる束が一定の距離を置いて緯糸と織られたカーボン織物からなることが好ましい。 The carbon body is preferably made of a carbon woven fabric in which a bundle of a certain number of warps is woven with a weft at a certain distance.
前記固定端子は、カーボン体の端部を底部から支持する受け板と、受け板にのせられたカーボン体の端部を押圧固定する蓋板と、受け板の両端から延長し、折り曲げられた蓋板の両端を押圧固定するように機能する押圧板とを含んでなることを例示することができる。 The fixing terminal includes a receiving plate that supports the end of the carbon body from the bottom, a lid plate that presses and fixes the end of the carbon body placed on the receiving plate, and a lid that is extended from both ends of the receiving plate and bent. And a pressing plate that functions to press and fix both ends of the plate.
前記蓋板の折曲部の中央には、蓋板の一部を切断した端子片溝を設け、前記受け板には、前記端子片溝に対応し、受け板に対して水平に突出させて端子との結合を容易にする端子片が一体に設けられた構成を例示することができる。 In the center of the bent portion of the cover plate, a terminal piece groove obtained by cutting a part of the cover plate is provided, and the receiving plate corresponds to the terminal piece groove and is projected horizontally with respect to the receiving plate. A configuration in which a terminal piece that facilitates coupling with a terminal is provided integrally can be exemplified.
前記固定端子は、カーボン体の端部を底部から支持する受け板と、受け板にのせられたカーボン体の端部を押圧固定する蓋板と、蓋板と受け板の一側端部から延長して両端を押圧固定するように機能する折曲片とを含んでなることを例示することができる。 The fixing terminal includes a receiving plate that supports the end of the carbon body from the bottom, a lid plate that presses and fixes the end of the carbon body placed on the receiving plate, and an end extending from one end of the lid plate and the receiving plate. And a bent piece that functions to press and fix both ends.
受け板と蓋板とに、それぞれ結着力の増大のための押圧凹部と押圧突起とを、相互対向するように設けることが好ましい。 It is preferable that a pressing recess and a pressing projection for increasing a binding force are provided on the receiving plate and the lid plate so as to face each other.
前記カーボン体の両端を固定する固定端子は耐熱性のニッケルから構成し、短い中間端子の一端を溶接するようにし、中間端子の他端を、他端を密閉容器の両端を成す平面端子部に設けられた連結片に固定されるように構成することができる。 The fixed terminal for fixing both ends of the carbon body is made of heat-resistant nickel, one end of the short intermediate terminal is welded, and the other end of the intermediate terminal is connected to a flat terminal portion forming both ends of the sealed container. It can be configured to be fixed to the provided connecting piece.
前記中間端子は耐熱材のモリブデン導線から構成することができる。 The intermediate terminal may be made of a heat-resistant molybdenum conductive wire.
前記引張バネは伝導性材質のタングステンから構成することができる。 The tension spring may be made of a conductive material such as tungsten.
前記カーボン体の両端は短く折り曲げた蓋カーボン体で覆い、固定端子で押圧固定するように構成することができる。 Both ends of the carbon body may be covered with a short-folded lid carbon body and pressed and fixed by fixed terminals.
前記固定端子にはゲッターアセンブリを一体に溶接し、ゲッターアセンブリはジルコニウムを主成分する粉末焼成体としてのゲッター体と、ゲッター体を収容し、ゲッター体より小さい直径のゲッター孔を有する収容容器と、収容容器から延長して受け板に溶接されるゲッター取っ手とを含んでなる。 A getter assembly is integrally welded to the fixed terminal, the getter assembly is a getter body as a powder fired body containing zirconium as a main component, and a housing container containing the getter body and having a getter hole having a smaller diameter than the getter body, A getter handle extending from the storage container and welded to the receiving plate.
本発明は、面状発熱体として使用するカーボン糸を発熱源とし、カーボン糸を緯糸と経糸として織成した後セラミックコートしたものを一定の長さと幅に切断し、切断した両端を固定端子で固定し、リード線と接続するようにしたので、カーボン糸の集束とカーボン糸の本数を容易に調整して様々な出力モデルを有するランプヒーターを提供することができる。 The present invention uses a carbon yarn used as a planar heating element as a heat source, cuts a carbon-coated yarn as a weft and a warp, and then cuts a ceramic-coated one into a fixed length and width, and fixes the cut ends with fixed terminals. In addition, since the present invention is connected to the lead wire, it is possible to easily adjust the convergence of the carbon yarn and the number of the carbon yarns to provide a lamp heater having various output models.
また、本発明は、カーボン糸を織ってカーボン体を提供するので、カーボン体の幅と長さを様々に採用できるようになり、様々な構造のヒーターを製造可能にする。 In addition, the present invention provides a carbon body by weaving carbon yarn, so that the width and length of the carbon body can be variously adopted, and heaters having various structures can be manufactured.
また、本発明は、カーボン糸で織成されたカーボン体の両端に耐熱性の固定端子と導線型の耐熱中間端子を介してリード線と導通するように構成することにより、外部リード線への伝熱が小さくなるようにして、ヒーターを用いた製品の耐久性を向上させる。 In addition, the present invention is configured such that both ends of a carbon body woven with carbon yarn are electrically connected to a lead wire through a heat-resistant fixed terminal and a lead-type heat-resistant intermediate terminal, so that an external lead wire can be formed. The durability of the product using the heater is improved by reducing the heat transfer.
また、本発明は、カーボン糸の表面をセラミックでコートするので、その表面が滑らかになるうえ、結着力を増大させてカーボン糸カーボン体の耐久性を向上させることができる。 Further, according to the present invention, since the surface of the carbon yarn is coated with the ceramic, the surface becomes smooth, and the binding force is increased, so that the durability of the carbon fiber carbon body can be improved.
また、本発明は、カーボン体の一端に引張力を有する引張バネを設置してランプ内で引張力を有する状態でカーボン体が支持されるので、一定の形を維持可能で一定の特性を有するランプヒーターを提供することができる。 Further, according to the present invention, a tension spring having a tensile force is installed at one end of the carbon body, and the carbon body is supported in a state of having a tensile force in the lamp. A lamp heater can be provided.
また、本発明は、カーボン体を固定する固定端子にガス浄化用ゲッターアセンブリを結合させたので、カーボン体の発熱の際、カーボン体に付着した異物の燃焼により発生するガスによる真空度の低下をゲッターアセンブリの浄化作用によって防ぐことで、常に清浄な真空状態を保ってランプヒーターの寿命を延長させる。 Further, according to the present invention, since the gas purifying getter assembly is coupled to the fixing terminal for fixing the carbon body, when the carbon body generates heat, a reduction in the degree of vacuum caused by gas generated by the burning of foreign matter attached to the carbon body is prevented. Prevention by the purifying action of the getter assembly ensures that a clean vacuum is maintained at all times to extend the life of the lamp heater.
以下、本発明の実施形態につき、添付図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図4は本発明のカーボン体の概略構成図、図5は本発明の要部構成図、図6は図4のA−A線に沿った拡大断面図である。 FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the carbon body of the present invention, FIG. 5 is a main portion configuration diagram of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA of FIG.
図示したように、真空ガラス管(密閉容器)3に発熱体としてカーボン体を内蔵し、カーボン体を、連結片4−1を介して外部リード線4と導通し且つ外部リード線4によって電源が供給されるようにした電気ストーブ用加熱ランプ(ランプヒーター)において、カーボン糸6を緯糸11と経糸12として織るが、経糸方向の幅がランプの内径より小さくなるように織成した一定長さのカーボン体10と、カーボン体10の表面をコートして結着力を提供するセラミック層30と、コートされたカーボン体10の両端を固定し、リード線4と導通する固定端子20とを含んでなる。さらに本実施形態では、外部リード線4を固定する連結片4−1と固定端子20との間に連結され、カーボン体10の他端を伝導可能に支持する耐熱性の中間端子29を含んだ例を示している。
As shown in the figure, a carbon body is built in a vacuum glass tube (closed vessel) 3 as a heating element, and the carbon body is electrically connected to an external lead wire 4 via a connecting piece 4-1 and a power supply is provided by the external lead wire 4. In a heating lamp (lamp heater) for an electric stove that is supplied, the
前記カーボン体は、一定本数の経糸12からなる束が、一定の距離L1をおいて、当該箇所における緯糸11の各束毎と織られたものである。前記中間端子29は耐熱材のモリブデン導線から構成する。
The carbon body is formed by weaving a bundle of a certain number of
3は密閉容器としての真空ガラス管である。3−1は真空ガラス管3の両端をシーリングし且つ中間端子29を固定するための平面端子部である。
前記中間端子29と連結片4−1はモリブデンを使用することが良い。本発明におけるモリブデンは、溶融点が2610℃であり且つ電気回路の接点用又は耐熱部品用として使用されるものを利用することが好ましい。
The
前記カーボン体10は、表面を滑らかにし且つ結着力を増大させるセラミック層30でコートされたものを使用することがよい。本発明で使用するセラミック層30は、セラミック粉末を希釈させて釉薬の形にし、これをカーボン体10の表面に塗った後、焼成させてセラミック層30を成すように使用する形態を例示することができる。本発明に使用されるセラミック層の材料としては、セラミック(Al2O--3+ZrO2+Y2O3)を挙げることができる。
The
カーボン体はカーボン糸6からなる織物を所定のサイズに切って使用するが、一定本数の経糸12からなる束が、図4に示すように一定の距離L1を置いて繰り返し配置されるように織成したものを使用し、抵抗にはあまり影響を与えないようにすることが好ましい。
The carbon body is used by cutting a woven fabric composed of
図7は本発明の要部を示す分解斜視図、図8(a)ないし図8(c)は本発明の要部の結合状態を示す図である。図示したように、固定端子20はカーボン体10の端部を底部から支持する受け板22と、受け板22にのせられたカーボン体10の端部を押圧固定する蓋板21と、受け板22の両端から延長し、折り曲げられた蓋板21の両端を押圧固定する押圧板23、24とを含んでなる。
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a main part of the present invention, and FIGS. 8A to 8C are views showing a connected state of the main part of the present invention. As shown, the fixed
図7及び図8(a)ないし図8(c)に示すように、受け板22と蓋板21には、それぞれ結着力の増大のための押圧凹部26と押圧突起25とが、相互対向するように設けられている。
As shown in FIGS. 7 and 8 (a) to 8 (c), the receiving
図8(b)は本発明の他の例を示す結合斜視図、図8(c)は図8(b)のB−B線に沿った断面図である。図示したように、蓋板21の折曲部の中央には、該蓋板21の一部を切断した端子片溝21−1が設けられ、また受け板22には、前記端子片溝21−1に対応し、受け板22に対して水平に突出させて端子との結合を容易にする端子片22−1が一体に設けられている。
FIG. 8B is a perspective view illustrating another example of the present invention, and FIG. 8C is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 8B. As shown, a terminal piece groove 21-1 obtained by cutting a part of the
カーボン体10の両端は、短く折り曲げた蓋カーボン体15で覆い、且つ固定端子20で押圧固定するように構成している。
Both ends of the
前記固定端子20にはゲッターアセンブリ50を一体に溶接する。ゲッターアセンブリ50は、ジルコニウムを主成分する粉末焼成体としてのゲッター体52と、ゲッター体52を収容し、ゲッター体52より小さい直径のゲッター孔53を有する収容容器54と、収容容器54から延長して受け板22に溶接されるゲッター取っ手51とを含んでなる。前記ゲッターアセンブリ50を構成する物質としてはジルコニウム粉末焼成体を使用するが、特に、米国特許登録第3,203,901号、PTC国際公開第WO2002/27058号などに開示された材料を使用する。その製品としては、モデル名St101(Saes getters社製、Zr84重量%、Al16重量%のZr−Al合金体で製造されたモデル)が挙げられるが、これに限定されない。
A
図9は本発明の固定端子の他の実施例を示す斜視図である。図9に示すように、固定端子20はカーボン体10の端部を底部から支持する受け板22と、受け板22にのせられたカーボン体10の端部を押圧固定する蓋板21と、受け板21と受け板22の一側端部から延長して両端を押圧固定するように機能する折曲片27、28とを含んでなる。前記固定端子20は純度99%以上のニッケル薄板から構成することがよいが、これはニッケルが耐熱性を有し、コストが低く、折曲性が良いためである。
FIG. 9 is a perspective view showing another embodiment of the fixed terminal of the present invention. As shown in FIG. 9, the fixed
カーボン糸織物からなるカーボン体の抵抗値はカーボン糸の本数に反比例する。例えば、カーボン糸が6600本の場合に抵抗値240Ω/mの際、13200本では約120Ω/mになり、26400本では約60Ω/mになる。 The resistance value of a carbon body made of a carbon yarn fabric is inversely proportional to the number of carbon yarns. For example, when the resistance value is 240 Ω / m when the number of carbon yarns is 6,600, the resistance is about 120 Ω / m for 13200 threads and about 60 Ω / m for 26400 threads.
本発明のカーボン糸カーボン体は、面状発熱体などに使用していたものを高熱にも耐えられるように真空ガラス管(真空密閉容器)内に設置して電気ストーブ用カーボン糸ランプヒーターとして使用できるようにしたものである。このようなカーボン糸は、図10に示すように、本数による抵抗値の差異と、長さを延長すれば抵抗値が増加し、カーボン糸の束数が増加すれば抵抗値が減るなどの原理とを用いて必要な出力(W)を設計することができる。 The carbon fiber carbon body of the present invention is used as a carbon fiber lamp heater for an electric stove by installing what was used as a sheet heating element or the like in a vacuum glass tube (vacuum sealed container) so as to withstand high heat. It was made possible. As shown in FIG. 10, such a carbon yarn has a difference in resistance value depending on the number thereof and a principle that the resistance value increases when the length is increased, and the resistance value decreases when the number of bundles of carbon yarns increases. The required output (W) can be designed using the above.
すなわち、出力Pは、例えば抵抗が60Ω、電力が220Vであれば、数式1より出力P=806Wattになる。したがって、このような出力の基礎をもって長さを短くするか或いは幅(カーボン糸の本数)を調整すると、ランプのガラス管の長さを調節して同一出力の様々なランプを製造することができる。実際700〜900℃の発熱をすることを確認したので、ヒーターとして使用するに充分な条件を満足させた。これは真空ガラス管3の内部が真空であって酸化が根本的に遮断され、長さ又はカーボン糸の本数に応じて抵抗値を調節して所望の出力を提供することができるためであると判断される。
That is, if the resistance is, for example, 60Ω and the power is 220 V, the output P is 806 Watt according to
本発明のさらに他の特徴は、中間端子29を使用する構成にある。これは、カーボン体10の両端に固定端子20を備え、固定端子がカーボン体10の結着力を維持するようにすることで、カーボン体10と中間端子29間の接触不良による発熱を減少させて端子との接触部から生ずる発熱を減少させ、蓋板21をプレスするだけでカーボン体10の端部を固定するので、別途の加工過程を必要としないため生産性の向上を図ることができる。
Still another feature of the present invention resides in a configuration using the
本発明において、中間端子29とリード線4は一定サイズの連結片4−1を介して相互接続される。耐熱性の中間端子29と連結片4−1はモリブデンからなり、リード線はタングステンからなることがよい。これはモリブデンが2600℃の溶融点、タングステンが3387℃の溶融点を有するためである。すなわち、タングステンの溶融点がモリブデンの溶融点より高いためである。
In the present invention, the
本発明の製造に際しては、カーボン体10を構成するカーボン糸6を緯糸11と経糸12にして織り、図6のようにセラミック層30を形成し得るようにセラミック材を塗布して硬化させ、図4のように前記抵抗値を持つように幅と長さを設定して裁断する。そして、裁断したカーボン体10の両端には固定端子20を図7ないし図9のような方式で固定した後、中間端子29を溶接させる。この際、中間端子29の一端には、予めリード線4を連結した連結片4−1をスポット溶接によって固定する。
In the production of the present invention, the
このように予備製造したものを両端開きの円形パイプ(真空用吸入管をパイプの長さの中間部分に備えたものである)内に取り付け、両端を1800〜2000℃で加熱してプレスすると、図5のように両端が密着した平面端子部3−1を成し、中央は空間をそのまま保つように成形される。特に、本発明は、耐熱性の中間端子29を使用する方式を採用したため、平面端子部3−1を成すための圧着後に冷却させて真空にする際、リード線4による空間面積が広くても、薄肉の連結片4−1が介在されることにより接着性が良くなり、真空にする際に外気から遮断される特性を保つように機能する。
The pre-manufactured product is mounted in a circular pipe having both ends opened (a vacuum suction pipe is provided at an intermediate portion of the length of the pipe), and both ends are heated at 1800 to 2000 ° C. and pressed. As shown in FIG. 5, both ends form a flat terminal portion 3-1 in close contact, and the center is formed so as to keep the space as it is. In particular, since the present invention employs a method using the heat-resistant
また、耐熱性の中間端子29を使用する理由は、平面端子部3−1を成すためにガラス管の端部を加熱する際、酸素に晒されたカーボン体10が酸化して直接加熱されることを防ぐためである。すなわち、加熱される熱を一応中間端子29に印加して(溶融点2600℃のモリブデンからなるので、ガラス管を1800〜2000℃に加熱しても耐熱性を有する)カーボン体10に熱が直接伝達されることを防ぎ、製造の際にカーボン体10が損傷することを防いで製造収率を高める。勿論、平面端子部3−1の成形を完了すると、真空形成用補助パイプ(図示せず)を介して内部空気を吸入して真空にし、これを切断した後密閉させて真空ガラス管3を完成する。
The reason for using the heat-resistant
図10は本発明の他の実施例を示す図である。図10に示すように、真空ガラス管(密閉容器)3に発熱体としてカーボン糸束などのカーボン体を内蔵し、カーボン体を、連結片4−1を介して外部リード線4と導通し且つ外部リード線4によって電源が供給されるようにした電気ストーブ用加熱ランプ(ランプヒーター)において、カーボン糸6を緯糸11と経糸12として織るが、経糸方向の幅がランプの内径より小さくなるように織成したカーボン体10と、カーボン体10の表面をコートして結着力を提供するセラミック層30と、コートされたカーボン体10の両端を固定する固定端子20と、外部リード線4を固定する連結片4−1と固定端子20との間に連結され、カーボン体10の一端に引張力を提供する伝導性引張バネ40と、他の外部リード線4を固定する連結片4−1と固定端子20との間に連結され、カーボン体10の他端を伝導可能に支持する耐熱性の中間端子29とを含んでなる。少なくとも一つの固定端子20にはゲッターアセンブリ50を溶接して固定する。
FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, a carbon body such as a bundle of carbon fibers is built in a vacuum glass tube (closed container) 3 as a heating element, and the carbon body is electrically connected to an external lead wire 4 via a connecting piece 4-1. In a heating lamp (lamp heater) for an electric stove in which power is supplied by the external lead wire 4, the
このような本発明は図4ないし図10に示した基本的な構成を保つので、各構成の作動説明及び原理を略し、差異点のみを説明する。伝導性の引張バネ40は伝導性に引張力を加えることが可能なタングステンバネから構成して引張力を提供し、連結片4−1と固定端子20との間に両端が固定されるように構成する。この場合、引張バネ40はカーボン体10の一端にのみ設置することがよいが、これは設置時に引張力を持たせた状態で固定するのに費用が高くかかるためである。すなわち、少なくとも一箇所のカーボン体10の端部にある固定端子20、引張バネ40、連結片4−1及びリード線4をそれぞれ溶接などで相互連結した状態で、未だ真空状態ではないガラス管3の平面端子部3−1を加熱して押圧固定するようにした後、ガラス管の内部を真空にしてランプヒーターの製造を完成する。このような本発明は、カーボン体10の一端に引張バネ40を設置したので、内部から引張力が発生して、カーボン体10が皺くちゃになることも捩れることもなく一定の形と特性を提供し、標準化されたランプの生産を可能にする。
Since the present invention maintains the basic configuration shown in FIGS. 4 to 10, the description of the operation and the principle of each configuration is omitted, and only the differences will be described. The
また、本発明は、固定端子29にゲッターアセンブリ50を溶接などで固定したので、リード線4を介して電源を印加すると、カーボン体10が加熱されて発熱し、発熱の際にカーボン体の異物などによる燃焼によって異物のガスが発生して真空度が低下するとしても、ジルコニウム焼成体などの特性上、ガス浄化機能があって清浄状態を保ってランプの寿命を延長するという効果を提供し、これを使用する家庭や産業現場でランプの破損又は損傷による経済的損失を防ぐことができる。
Further, in the present invention, since the
本発明は、上述した実施例及び図面によって限定されるものではない。本発明の技術的思想から逸脱することなく、様々な置換、変形及び変更が可能なのは当分野で通常の知識を有する者には明らかなことである。 The present invention is not limited by the above-described embodiments and drawings. It will be apparent to those having ordinary skill in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
4 リード線
4−1 連結片
6 カーボン糸
10 カーボン体
11 緯糸
12 経糸
20 固定端子
21 蓋板
21−1 端子片溝
22 受け板
22−1 端子片
23、24 押圧板
25 押圧突起
26 押圧凹部
27、28 折曲片
29 中間端子
30 セラミック層
40 引張バネ
50 ゲッターアセンブリ
51 ゲッター取っ手
52 ゲッター体
53 ゲッター孔
54 収容容器
REFERENCE SIGNS LIST 4 lead wire 4-1
Claims (11)
経糸方向の幅がランプの内径より小さいカーボン糸織物からなる一定長さのカーボン体(10)と、
カーボン体(10)の表面をコートして結着力を提供するセラミック層(30)と、
コートされたカーボン体(10)の両端を固定し、リード線(4)と導通する固定端子(20)とを含んでなることを特徴とするカーボン糸から織成されたランプヒーター。 A carbon body is built in the closed container (3) as a heating element, and this carbon body is electrically connected to the external lead wire (4) via the connecting piece (4-1) and power is supplied by the external lead wire (4). In the lamp heater
A carbon body (10) having a fixed length made of a carbon yarn fabric having a width in the warp direction smaller than the inner diameter of the lamp;
A ceramic layer (30) for coating the surface of the carbon body (10) to provide a binding force;
A lamp heater woven from carbon thread, comprising: a fixed terminal (20) for fixing both ends of a coated carbon body (10) and conducting to a lead wire (4).
経糸方向の幅がランプの内径より小さいカーボン糸織物からなる一定長さのカーボン体(10)と、
カーボン体(10)の表面をコートして結着力を提供するセラミック層(30)と、
コートされたカーボン体(10)の両端を伝導可能に押圧固定する固定端子(20)と、
外部リード線(4)を固定する連結片(4−1)と固定端子(20)との間に連結され、カーボン体(10)の一端に引張力を提供する伝導性の引張バネ(40)と、
他の外部リード線(4)を固定する連結片(4−1)と固定端子(20)との間に連結され、カーボン体(10)の他端を伝導可能に支持する耐熱性の中間端子(29)とを含んでなることを特徴とするカーボン糸から織成されたランプヒーター。 A carbon body is built in the closed container (3) as a heating element, and this carbon body is electrically connected to the external lead wire (4) via the connecting piece (4-1) and power is supplied by the external lead wire (4). In the lamp heater
A carbon body (10) having a fixed length made of a carbon yarn fabric having a width in the warp direction smaller than the inner diameter of the lamp;
A ceramic layer (30) for coating the surface of the carbon body (10) to provide a binding force;
A fixing terminal (20) for pressing and fixing both ends of the coated carbon body (10) conductively;
A conductive tension spring (40) connected between the connection piece (4-1) for fixing the external lead wire (4) and the fixing terminal (20) and providing a tension force to one end of the carbon body (10). When,
A heat-resistant intermediate terminal that is connected between a connection piece (4-1) for fixing another external lead wire (4) and the fixed terminal (20) and supports the other end of the carbon body (10) in a conductive manner. (29) A lamp heater woven from carbon yarn, characterized by comprising:
前記受け板(22)には、前記端子片溝(21−1)に対応し、受け板(22)に対して水平に突出させて端子との結合を容易にする端子片(22−1)が一体に設けられていることを特徴とする請求項4記載のカーボン糸から織成されたランプヒーター。 At the center of the bent portion of the cover plate (21), a terminal piece groove (21-1) obtained by cutting a part of the cover plate (21) is provided.
The receiving plate (22) has a terminal piece (22-1) corresponding to the terminal piece groove (21-1) and projected horizontally with respect to the receiving plate (22) to facilitate connection with a terminal. 5. The lamp heater woven from carbon yarn according to claim 4, wherein the lamp heater is provided integrally.
ゲッターアセンブリ(50)は、ジルコニウムを主成分する粉末焼成体としてのゲッター体(52)と、ゲッター体(52)を収容し、ゲッター体(52)より小さい直径のゲッター孔(53)を有する収容容器(54)と、収容容器(54)から延長して受け板に溶接されるゲッター取っ手(51)とを含んでなることを特徴とする請求項1又は2記載のカーボン糸から織成されたランプヒーター。
A getter assembly (50) is integrally welded to the fixed terminal (20),
The getter assembly (50) contains a getter body (52) as a powder fired body containing zirconium as a main component, and a housing containing the getter body (52) and having a getter hole (53) smaller in diameter than the getter body (52). 3. A woven carbon yarn as claimed in claim 1 or 2, comprising a container (54) and a getter handle (51) extending from the container (54) and welded to the receiving plate. Lamp heater.
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