JP2014103076A - Positive temperature coefficient heating element, and hot air generating and supplying apparatus - Google Patents

Positive temperature coefficient heating element, and hot air generating and supplying apparatus Download PDF

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Hiroyuki Nishide
大進 西出
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive temperature coefficient heating element having good heat dissipation efficiency which generates heat by energization without increasing the temperature to a predetermined temperature or higher and to supply hot air generated by using the positive temperature coefficient heating element as a heat source.SOLUTION: The positive temperature coefficient heating element includes: a molded resistor 11 made of a mixture of sintering materials, whose main materials are aluminum powder, graphitic powder and clay powder, which is sintered after molding the external form by compression molding or extrusion molding and forming a plurality of through holes 12; and a pair of electrodes 13 and 14 formed on the molded resistor 11. Since the molded resistor 11 has a positive resistance temperature characteristic in which the resistance is low at normal temperature and the resistance suddenly increases when the temperature rises to a predetermined level, a mixture of sintering materials made by mixing aluminum powder, graphitic powder and clay powder becomes a strong and dense state by applying pressure to the mixture of sintering materials to form. Therefore, a high-strength positive temperature coefficient heating element 10 can be obtained by sintering in this state.

Description

本発明は、PTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体及びそれを利用した温風発生供給装置に関するものである。この正特性発熱体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に達すると急激に抵抗が増大するという抵抗温度特性を有しており、この種の正特性発熱体は、定温発熱体として電気製品に多用されている正特性発熱体に関するものである。また、それを熱源として温風を発生させ、その発生させた温風の供給を行う温風発生供給装置に関するものである。 The present invention relates to a positive heating element having a positive temperature coefficient having characteristics similar to those of a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor and a hot air generating and supplying apparatus using the positive heating element. This positive characteristic heating element has a resistance temperature characteristic that resistance is low at room temperature, and the resistance rapidly increases when a predetermined temperature is reached. This type of positive heating element is an electrical product as a constant temperature heating element. The present invention relates to a positive-characteristic heating element that is frequently used in the above. Further, the present invention relates to a hot air generation and supply device that generates hot air using this as a heat source and supplies the generated hot air.

金属や金属酸化物・窒化物等の粉末を焼成してなる焼結体は、その緻密性から様々な分野での利用可能性があり、従来から多くの技術が開発されてきた。
特に、金属材料としてのアルミニウム材料は、軽量、かつ、安価であり、加工性も良いことから、従来から焼結体を製造する原材料としてアルミニウム材料が検討されてきた。
しかし、アルミニウム材料は極めて酸化し易く、その表面に安定で硬い酸化皮膜が形成され易いため、これをそのまま焼結させても機械的強度の高い焼結体を得ることは困難である。
Sintered bodies obtained by firing powders of metals, metal oxides, and nitrides can be used in various fields because of their denseness, and many techniques have been developed.
In particular, an aluminum material as a metal material is lightweight, inexpensive, and has good workability. Therefore, an aluminum material has been conventionally studied as a raw material for producing a sintered body.
However, since aluminum materials are very easily oxidized and a stable and hard oxide film is easily formed on the surface thereof, it is difficult to obtain a sintered body having high mechanical strength even if it is sintered as it is.

ところで、本出願人は、先に、アルミニウム粉末を使用した焼結体の発明に係る特許文献1の特許出願をした。この特許文献1に記載の焼結体の発明は、アルミニウム微粒子とゼオライト微粒子と有機バインダ及び/または無機バインダとを含有し、これらが均一に混合された混合物を、常温でプレス成形し、非酸化雰囲気において1200℃〜1800℃の範囲内の温度で焼結したものであり、これによって、優れた機械的強度を有する焼結体が得られている。 By the way, the present applicant has previously filed a patent application of Patent Document 1 relating to the invention of a sintered body using aluminum powder. The invention of the sintered body described in Patent Document 1 contains aluminum fine particles, zeolite fine particles, an organic binder and / or an inorganic binder, and a mixture in which these are uniformly mixed is press-molded at room temperature and non-oxidized. Sintered at a temperature in the range of 1200 ° C. to 1800 ° C. in an atmosphere, and thereby a sintered body having excellent mechanical strength is obtained.

特願2010−179397Japanese Patent Application No. 2010-179397

ところが、特許文献1の発明においては、1200℃〜1800℃の範囲内の温度で焼結したことから、得られる焼結体は主にアルミナ質となり、通電発熱はなく、抵抗体、抵抗発熱体等の用途に適した導電性は備えられていなかった。このため、アルミニウム材料を使用した焼結体として応用分野の拡大を図ることはできなかった。
また、従来から使用されている発熱体として、ニクロム合金、カンタル(ニッケル・クロム)合金等の金属材料や、炭化ケイ素(SiC)等のセラミック材料からなるものが開発されている。
しかし、金属材料からなる発熱体は、液体加熱用の発熱体等として使用する場合において、金属の周囲にマグネシア等の絶縁物を配設し、更に、全体を金属シースで包む必要があることから、また、金属線によって面放熱させていたことから、発熱効率が低かった。一方、セラミック材料からなる発熱体においては、脆くて急激な温度変化による熱衝撃にも弱く、急速加熱や急速冷却が困難であった。
そして、一般に発熱体は温度の上昇と共に抵抗値が低くなり、通電時間によっては発火の危険性があり、外部から電流または電圧制御により温度制御が不可欠であった。
However, in the invention of Patent Document 1, since sintering was performed at a temperature in the range of 1200 ° C. to 1800 ° C., the obtained sintered body is mainly alumina, there is no current heat generation, and the resistor and resistance heating element The electrical conductivity suitable for such applications was not provided. For this reason, the application field could not be expanded as a sintered body using an aluminum material.
Conventionally used heating elements have been developed that are made of a metal material such as a nichrome alloy or a cantal (nickel / chromium) alloy or a ceramic material such as silicon carbide (SiC).
However, when a heating element made of a metal material is used as a heating element for liquid heating, an insulator such as magnesia needs to be disposed around the metal, and further, the whole needs to be wrapped with a metal sheath. In addition, the heat generation efficiency was low because the surface was radiated by a metal wire. On the other hand, a heating element made of a ceramic material is brittle and vulnerable to thermal shock caused by a rapid temperature change, and rapid heating and cooling are difficult.
In general, the resistance value of the heating element decreases as the temperature rises, and there is a risk of ignition depending on the energization time, and temperature control is indispensable from the outside by current or voltage control.

そこで、本発明は、かかる不具合を解決すべくなされたものであって、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい正特性発熱体、及びその正特性発熱体を熱源として温風を発生させ、その発生させた温風の供給を行う温風発生供給装置の提供を課題とするものである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and is a positive characteristic heating element that generates heat by energization and has high heat dissipation efficiency without increasing the temperature to a predetermined temperature or more, and the positive characteristic heating element. It is an object of the present invention to provide a hot air generation and supply device that generates hot air using a heat source and supplies the generated hot air.

請求項1の正特性発熱体は、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物を、圧縮形成または押出成形によって成形し、焼結させてなり、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有し、複数の貫通孔を設けた成型抵抗体と、前記成型抵抗体に設けた電極とを具備するものである。
ここで、アルミニウム粉は、例えば、アトマイズ法(噴霧式)によって製造された不規則な形状(針状、紡錘形状等)のものが使用される。レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が30μm〜75μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が150μm未満であるもの、好ましくは、中位径が35μm〜65μmの範囲内であり、粒子径が100μm未満であるものである。
The positive heating element according to claim 1 is formed by compression molding or extrusion molding a mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder, and is sintered. It has a positive resistance temperature characteristic in which the resistance rapidly increases when it rises to a predetermined temperature, and includes a molded resistor provided with a plurality of through holes and an electrode provided in the molded resistor.
Here, as the aluminum powder, for example, those having an irregular shape (needle shape, spindle shape, etc.) manufactured by an atomizing method (spray type) are used. The median diameter measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 30 μm to 75 μm and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 150 μm, preferably the median diameter is in the range of 35 μm to 65 μm. Yes, the particle diameter is less than 100 μm.

ところで、JIS Z 8901「試験用粉体及び試験用粒子」の本文及び解説の用語の定義によれば、中位径とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数(または質量)が、全粉体のそれの50%を占めるときの粒子径(直径)、即ち、オーバサイズ50%の粒径であり、通常、メディアン径または50%粒子径といいD50と表わされる。定義的には、平均粒子径と中位径で粒子群のサイズを表現されるが、ここでは、商品説明の表示、レーザ回折・散乱法によって測定した値である。
そして、この「レーザ回折・散乱法によって測定した中位径」とは、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いてレーザ回折・散乱法によって得られた粒度分布において積算重量部が50%となる粒子径(D50)をいう。
なお、上記数値は、厳格なものでなく概ねであり、当然、測定等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。
By the way, according to definitions of terms in the text and explanation of JIS Z 8901 “Test Powder and Test Particles”, the median diameter is the number (or mass) larger than a certain particle diameter in the particle size distribution of the powder. ) is the particle diameter when occupying 50% of its Zenkonatai (diameter), i.e., a particle size of oversized 50%, usually expressed as the median diameter or 50% particle size and good D 50. By definition, the size of the particle group is expressed by the average particle diameter and the median diameter, but here, it is a value measured by the display of the product description and the laser diffraction / scattering method.
The “median diameter measured by the laser diffraction / scattering method” is a particle whose cumulative weight part is 50% in the particle size distribution obtained by the laser diffraction / scattering method using a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus. This refers to the diameter (D 50 ).
The above numerical values are not strict, but are approximate, and are naturally approximate values including errors due to measurement and the like, and do not deny errors of several percent.

また、黒鉛粉は、例えば、熱伝導率が低く、高温下でも前記アルミニウム粉とは反応しないものが選択される。ここでは、前記アルミニウム粉の溶融点(668℃)より低い温度では溶融しないものであればよく、例えば、炭素、カーボンブラック、活性炭、炭素繊維等の粉状物が挙げられる。カーボン質材料の繊維は、石油系ピッチから合成できる。更に、黒鉛粉体の純度は90%以上が好ましい。また、黒鉛粉は、人造黒鉛であっても、また天然黒鉛であってもよい。
そして、粘土粉は、鉱物質粉としての陶磁器用の粘土粉であり、例えば、アルミニウム酸化物及びケイ素酸化物、アルミニウム酸化物とケイ素酸化物の複合酸化物、アルミニウムのケイ酸塩のうちの少なくとも1種を含有するものであればよく、例えば、蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石、ゼオライトの粉末等が使用される。前記蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石、ゼオライトの粉末は、通常、鉱物質粉と呼ばれ、陶磁器用の粘土粉である。
Further, as the graphite powder, for example, one having a low thermal conductivity and not reacting with the aluminum powder even at a high temperature is selected. Here, any material that does not melt at a temperature lower than the melting point (668 ° C.) of the aluminum powder may be used, and examples thereof include powdery materials such as carbon, carbon black, activated carbon, and carbon fiber. Carbonaceous material fibers can be synthesized from petroleum pitch. Further, the purity of the graphite powder is preferably 90% or more. The graphite powder may be artificial graphite or natural graphite.
And the clay powder is a clay powder for ceramics as a mineral powder, for example, at least of aluminum oxide and silicon oxide, a composite oxide of aluminum oxide and silicon oxide, aluminum silicate Any material may be used as long as it contains one kind, and for example, glazed clay, kibushi clay, kaolin, feldspar, porcelain stone, zeolite powder and the like are used. The powder of the above-mentioned clay, kibushi clay, kaolin, feldspar, porcelain stone, and zeolite is usually called mineral powder and is a clay powder for ceramics.

アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物は、水を加えて混練し、金型でプレスする圧縮形成または押出成形機で押出成形することにより任意の形状に成形し、それを、例えば、温度制御電気炉内にて900℃〜1100℃の範囲内で焼結させたものである。温度制御電気炉内にて900℃〜1100℃の範囲内で焼結するのは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、900℃未満では十分な焼成が行われず焼結不良となってしまう確率が高いことが確認され、焼結温度の下限値を900℃とし、また、1100℃を超えると、得られた形成体が正特性を有さない確率が高いことが確認されたことから、焼結温度の上限値を1100℃としたものである。
このアルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物の成型抵抗体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する。更に、前記成型抵抗体に対して設けた複数の貫通孔は、格別その断面形状を問うものではないが、空気抵抗の小さい形状で、かつ、表面積が広いものが好適である。
更にまた、前記成型抵抗体に設けた電極は、前記成型抵抗体に埋設した電極とすることもできるし、その表面に溶射した金属を介して、または溶射した金属で包み込むことにより、同時に一体化した電極として形成することができる。この電極はリード線等に接続される端子部分から前記成型抵抗体との導通を得る構成になっている。
A mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder is kneaded by adding water, and formed into an arbitrary shape by compression forming or pressing with a mold to press with a mold, For example, it is sintered in the range of 900 ° C. to 1100 ° C. in a temperature controlled electric furnace. Sintering in the temperature controlled electric furnace in the range of 900 ° C. to 1100 ° C. is a result of repeated experiments by the inventors, and as a result, sufficient sintering is not performed at temperatures lower than 900 ° C., resulting in poor sintering. It is confirmed that the lower limit of the sintering temperature is 900 ° C., and when it exceeds 1100 ° C., it is confirmed that the obtained formed body has a high probability of not having positive characteristics. The upper limit of the sintering temperature is 1100 ° C.
A molded resistor of a mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder has a low resistance at room temperature, and has a positive resistance temperature characteristic in which the resistance rapidly increases when the temperature rises to a predetermined temperature. Further, the plurality of through holes provided in the molding resistor are not particularly limited in cross-sectional shape, but those having a small air resistance and a large surface area are suitable.
Furthermore, the electrode provided on the molded resistor can be an electrode embedded in the molded resistor, or can be integrated at the same time through a metal sprayed on the surface or by enveloping with a sprayed metal. It can be formed as an electrode. This electrode is configured to obtain electrical continuity with the molded resistor from a terminal portion connected to a lead wire or the like.

請求項2の正特性発熱体の成型抵抗体に設けた前記複数の貫通孔は、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか1つ以上としたものである。
ここで、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか1つ以上とした複数の貫通孔は、異なる形状のものを組み合わせて使用してもよいし、単一種類のものとしてもよいし、大小を混在させてもよい。
The plurality of through holes provided in the molding resistor of the positive heating element according to claim 2 are each one or more of a cross-sectional circle, a cross-sectional ellipse, a cross-sectional oval, a cross-sectional triangle, a cross-sectional quadrangle, and a cross-sectional hexagon. It is a thing.
Here, a plurality of through-holes each having one or more of a circular cross-section, an elliptical cross-section, an oval cross-section, a triangular triangle, a square cross-section, and a hexagonal cross-section may be used in combination. And it is good also as a thing of a single kind, and may mix sizes.

請求項3の正特性発熱体の前記電極は、前記成型抵抗体の長さ方向の両端側に形成したものである。
ここで、前記成型抵抗体の長さ方向の両端側に形成した前記電極は、複数の貫通孔の両端側を意味し、最端部に限定されることなく、最端部から略10mm乃至30mmの幅の一部または全部を使用して形成してもよい。
The positive electrode of the positive characteristic heating element according to claim 3 is formed on both ends in the length direction of the molded resistor.
Here, the electrodes formed on both ends in the length direction of the molded resistor mean both ends of a plurality of through holes, and are not limited to the end, but are approximately 10 mm to 30 mm from the end. You may form using the one part or all part of the width | variety.

請求項4の正特性発熱体の前記電極は、長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成したものである。
ここで、前記成型抵抗体の長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成した前記電極は、複数の貫通孔の両側面側を意味し、長さ方向の側面は四角形平面に限定されることなく、弧状面であってもよいし、両者間に所定の距離を置いて形成され、所定の抵抗値が得られ、流れる電流の分布状態が略均一になるものであればよい。
The positive electrode of the positive characteristic heating element according to claim 4 is formed on the opposite surface side in the direction perpendicular to the length direction.
Here, the electrode formed on the opposite surface side in the direction perpendicular to the length direction of the molded resistor means both side surfaces of the plurality of through holes, and the side surface in the length direction is limited to a rectangular plane. Alternatively, it may be an arcuate surface, or may be formed with a predetermined distance between the two, a predetermined resistance value is obtained, and the distribution state of the flowing current is substantially uniform.

請求項5の正特性発熱体の前記電極は、金属溶射によって成型抵抗体に設けたものである。
ここで、金属溶射は、亜鉛、アルミニウム、銅等の金属からなる溶射材を溶融させて、吹き付けるものであり、本発明を実施する場合の金属は格別限定されるものではなく、その溶射方法においても、溶線式フレーム溶射、粉末式フレーム溶射、溶棒式フレーム溶射、高速フレーム溶射、電気式溶射、アーク溶射、プラズマ溶射(減圧プラズマ式溶射・大気プラズマ式溶射・水プラズマ式溶射)、線爆溶射、コールドスプレー等の何れでもよい。
The electrode of the positive heating element according to claim 5 is provided on the molding resistor by metal spraying.
Here, metal spraying is to melt and spray a spray material made of metal such as zinc, aluminum, copper, etc., and the metal in the case of carrying out the present invention is not particularly limited. Also, flame-type flame spraying, powder-type flame spraying, flame-type flame spraying, high-speed flame spraying, electric spraying, arc spraying, plasma spraying (low pressure plasma spraying, atmospheric plasma spraying, water plasma spraying), line explosion Either spraying or cold spraying may be used.

請求項6の正特性発熱体の前記成型抵抗体は、アルミニウム粉30〜50vol%、黒鉛粉5〜10vol%、粘土粉30〜50vol%、木粉0〜10vol%との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させてなるものである。
ここで、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が特定の配合により混合されてなる混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら混合物は強固で緻密な固形状態となる。また、水に対してバインダを溶かして使用してもよい。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の成型抵抗体を得ることができる。また、木粉は多孔質の空隙に関係するだけではなく、焼結時の還元雰囲気にも効果あるが、多すぎると炉内を煤で劣化させ、臭いも出るので、少ないほうが良い。
The molding resistor of the positive heating element according to claim 6 is a mixture in which aluminum powder 30-50 vol%, graphite powder 5-10 vol%, clay powder 30-50 vol%, wood powder 0-10 vol% are mixed. The whole is added with 15 to 25 vol% of water, kneaded, molded by compression or extrusion, dried, and sintered.
Here, when a mixture obtained by mixing aluminum powder, graphite powder, and clay powder for ceramics by specific blending is molded by applying pressure, these mixtures become a strong and dense solid state. Moreover, you may use it, melt | dissolving a binder with respect to water. Therefore, a high-strength molding resistor can be obtained by sintering in this state. Wood powder is not only related to porous voids, but also effective in a reducing atmosphere during sintering. However, if it is too much, the inside of the furnace is deteriorated with boil and odor is produced, so it is better to use less.

請求項7の正特性発熱体の前記成型抵抗体は、更に、金属シリコン5〜10vol%及び鉄粉0〜10vol%を混合した混合物としたものである。
ここで、上記金属シリコン5〜15vol%は、参加しない材料としての通電性確保する通電安定性を上げるものである。また、鉄粉0〜5vol%は、酸化により抵抗体として機能する抵抗値制御に使用でき、発熱体としての安定した性能が発揮できる。ただし、金属シリコン及び鉄粉の混合は、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体としての性質が低下するので、大量には配合しない方がよい。
The molding resistor of the positive heating element according to claim 7 is a mixture obtained by further mixing 5 to 10 vol% of metal silicon and 0 to 10 vol% of iron powder.
Here, the metal silicon of 5 to 15 vol% increases the energization stability to ensure the energization as a non-participating material. Moreover, 0-5 vol% of iron powder can be used for resistance value control which functions as a resistor by oxidation, and can exhibit stable performance as a heating element. However, the mixing of metallic silicon and iron powder is not recommended to be mixed in large quantities because the properties as a positive characteristic heating element having a positive temperature coefficient having the same characteristics as the PTC thermistor deteriorate.

請求項8の温風発生供給装置は、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物を、圧縮形成または押出成形によって成形し、焼結させてなり、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する成型抵抗体と、前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔と、前記成型抵抗体に設けた電極とからなる正特性発熱体と、前記正特性発熱体の成型抵抗体に対して設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機とを具備するものである。
ここで、アルミニウム粉は、例えば、アトマイズ法(噴霧式)によって製造された不規則な形状(針状、紡錘形状等)のものが使用される。レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が30μm〜75μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が150μm未満であるもの、好ましくは、中位径が35μm〜65μmの範囲内であり、粒子径が100μm未満であるものである。
また、黒鉛粉は、通常、熱伝導率が低く、高温下でも前記アルミニウム粉とは反応しないものが選択される。ここでは、例えば、前記アルミニウム粉の溶融点(668℃)より低い温度では溶融しないものであればよく、例えば、炭素、カーボンブラック、活性炭、炭素繊維等の粉状物が挙げられる。カーボン質材料の繊維は、石油系ピッチから合成できる。更に、黒鉛粉体の純度は90%以上が好ましい。また、黒鉛粉は、人造黒鉛であっても、また天然黒鉛であってもよい。
そして、粘土粉は、鉱物質粉としての陶磁器用の粘土粉であり、例えば、アルミニウム酸化物及びケイ素酸化物、アルミニウム酸化物とケイ素酸化物の複合酸化物、アルミニウムのケイ酸塩のうちの少なくとも1種を含有するものであればよく、例えば、蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石、ゼオライトの粉末等が使用される。前記蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石、ゼオライトの粉末は、通常、鉱物質粉と呼ばれ、陶磁器用の粘土粉である。
The apparatus for generating and supplying hot air according to claim 8 is formed by compressing or extruding a mixture containing aluminum powder, graphite powder, and clay powder as main materials and sintering, and has low resistance at room temperature. A positive resistance temperature characteristic in which the resistance rapidly increases when the temperature rises to a predetermined temperature, a plurality of through holes provided in the molding resistor, and an electrode provided in the molding resistor. A characteristic heating element and a blower for generating an air flow in a plurality of through holes provided for the molding resistor of the positive characteristic heating element are provided.
Here, as the aluminum powder, for example, those having an irregular shape (needle shape, spindle shape, etc.) manufactured by an atomizing method (spray type) are used. The median diameter measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 30 μm to 75 μm and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 150 μm, preferably the median diameter is in the range of 35 μm to 65 μm. Yes, the particle diameter is less than 100 μm.
Further, graphite powder is usually selected that has low thermal conductivity and does not react with the aluminum powder even at high temperatures. Here, what is necessary is just a thing which does not melt at the temperature lower than the melting point (668 degreeC) of the said aluminum powder, for example, powdery substances, such as carbon, carbon black, activated carbon, carbon fiber, are mentioned. Carbonaceous material fibers can be synthesized from petroleum pitch. Further, the purity of the graphite powder is preferably 90% or more. The graphite powder may be artificial graphite or natural graphite.
And the clay powder is a clay powder for ceramics as a mineral powder, for example, at least of aluminum oxide and silicon oxide, a composite oxide of aluminum oxide and silicon oxide, aluminum silicate Any material may be used as long as it contains one kind, and for example, glazed clay, kibushi clay, kaolin, feldspar, porcelain stone, zeolite powder and the like are used. The powder of the above-mentioned clay, kibushi clay, kaolin, feldspar, porcelain stone, and zeolite is usually called mineral powder and is a clay powder for ceramics.

アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物は、水を加えて混練し、金型でプレスする圧縮形成または押出成形機で押出成形することにより任意の形状に成形し、それを温度制御電気炉内にて例えば、900℃〜1100℃の範囲内で焼結させたものである。温度制御電気炉内にて900℃〜1100℃の範囲内で焼結するのは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、900℃未満では、十分な焼成が行われず焼結不良となってしまうことが確認され、焼結温度の下限値を900℃とし、また、1100℃を超えると、得られた形成体が正特性を有さないことが確認されたことから、焼結温度の上限値を1100℃としたものである。
このアルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物の正特性発熱基材は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する。
更に、前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔は、格別その断面形状を問うものではないが、空気抵抗の小さい形状で、かつ、表面積が広いものが好適である。
更にまた、前記成型抵抗体に設けた電極は、前記成型抵抗体に埋設した電極とすることもできるし、その表面に溶射した金属を介して、または溶射した金属で包み込むことにより、一体化した電極として形成することができる。この電極はリード線等に接続される端子部分から前記成型抵抗体との導通を得る構成になっている。
加えて、前記正特性発熱体の成型抵抗体に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、複数の貫通孔の空気抵抗によって決定されるものの、ファン型、シロッコ型等の送風方式を限定するものではない。
A mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder is kneaded by adding water, and formed into an arbitrary shape by compression forming or pressing with a mold to press with a mold, It is sintered in a temperature controlled electric furnace, for example, in the range of 900 ° C. to 1100 ° C. Sintering in the temperature controlled electric furnace within the range of 900 ° C. to 1100 ° C. is a result of repeated experiments by the present inventors. As a result, when the temperature is lower than 900 ° C., sufficient firing is not performed, resulting in poor sintering. It was confirmed that the lower limit of the sintering temperature was 900 ° C., and when it exceeded 1100 ° C., it was confirmed that the obtained formed body did not have positive characteristics. The upper limit is 1100 ° C.
The positive heat-generating base material of the mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder has a low resistance at room temperature, and a positive resistance temperature characteristic in which the resistance rapidly increases when the temperature rises to a predetermined temperature. Have.
Further, the plurality of through holes provided in the molding resistor are not particularly limited in cross-sectional shape, but those having a small air resistance and a large surface area are preferable.
Furthermore, the electrode provided on the molded resistor may be an electrode embedded in the molded resistor, or may be integrated by enveloping the sprayed metal on the surface or enveloping with the sprayed metal. It can be formed as an electrode. This electrode is configured to obtain electrical continuity with the molded resistor from a terminal portion connected to a lead wire or the like.
In addition, the blower for generating an air flow in a plurality of through holes provided in the molding resistor of the positive characteristic heating element is determined by the air resistance of the plurality of through holes, but a fan type, a sirocco type or the like It is not intended to limit.

請求項9の温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔は、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形のいずれか1つとしたものである。
ここで、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか1つ以上とした複数の貫通孔は、異なる形状のものを組み合わせて使用してもよいし、単一種類のものとしてもよいし、大小を混ぜてもよい。
The plurality of through holes provided in the molding resistor of the hot air generation and supply device according to claim 9 are each one of a cross-sectional circle, a cross-sectional ellipse, a cross-sectional oval, a cross-sectional triangle, a cross-sectional quadrangle, and a cross-sectional hexagon. Is.
Here, a plurality of through-holes each having one or more of a circular cross-section, an elliptical cross-section, an oval cross-section, a triangular triangle, a square cross-section, and a hexagonal cross-section may be used in combination. And it is good also as a thing of a single kind, and may mix large and small.

請求項10の温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた電極は、正特性発熱体の長さ方向の両端側に形成したものである。
ここで、前記成型抵抗体の長さ方向の両端側に形成した電極は、複数の貫通孔の両端側を意味し、最端部に限定されることなく、例えば、最端部から略10mm乃至30mmの幅の一部または全部を使用して形成してもよい。
The electrodes provided on the molding resistor of the hot air generation and supply device according to claim 10 are formed on both ends of the positive heating element in the length direction.
Here, the electrodes formed on both end sides in the length direction of the molded resistor mean both end sides of the plurality of through holes, and are not limited to the most end portion. A part or all of the width of 30 mm may be used.

請求項11の温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた電極は、長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成したものである。
ここで、前記成型抵抗体の長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成した電極は、複数の貫通孔の両側面側を意味し、長さ方向の側面は四角形平面に限定されることなく、弧状面であってもよいし、両者間に所定の距離を置いて形成され、所定の抵抗値が得られ、流れる電流の分布状態が略均一であればよい。
The electrode provided in the molding resistor of the hot air generation and supply device according to claim 11 is formed on the opposite surface side in the direction perpendicular to the length direction.
Here, the electrode formed on the opposite surface side in the direction perpendicular to the length direction of the molded resistor means both side surfaces of the plurality of through holes, and the side surfaces in the length direction are not limited to a rectangular plane. It may be an arcuate surface, or may be formed with a predetermined distance between them to obtain a predetermined resistance value, and the distribution state of the flowing current may be substantially uniform.

請求項12の温風発生供給装置の前記成型抵抗体に対して設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、1個以上配設するものである。
ここで、送風機が1個として送風機で起こす風を拡散させるようにすることも、また,2台以上として平行方向の風とすることができる。また、フィンによって所定の風の流れを得ることもできる。
At least one blower for generating an air flow in a plurality of through holes provided for the molding resistor of the hot air generating and supplying apparatus according to claim 12 is disposed.
Here, it is also possible to diffuse the wind generated by the blower as a single blower, or to make two or more winds in the parallel direction. Also, a predetermined wind flow can be obtained by the fins.

請求項13の温風発生供給装置の前記成型抵抗体に対して設けた電極は、金属溶射によって成型抵抗体に設けたものである。
ここで、金属溶射は、亜鉛、アルミニウム、銅等からなる溶射材を溶融させて、吹き付けるものであり、本発明を実施する場合の金属は、格別限定されるものではなく、その溶射方法においても、溶線式フレーム溶射、粉末式フレーム溶射、溶棒式フレーム溶射、高速フレーム溶射、電気式溶射、アーク溶射、プラズマ溶射(減圧プラズマ式溶射・大気プラズマ式溶射・水プラズマ式溶射)、線爆溶射、コールドスプレー等の何れでもよい。
The electrode provided with respect to the said molding resistor of the hot air generation supply apparatus of Claim 13 is provided in the molding resistor by metal spraying.
Here, the metal spraying is one in which a thermal spray material made of zinc, aluminum, copper or the like is melted and sprayed, and the metal in the case of carrying out the present invention is not particularly limited, and also in the thermal spraying method. Spray flame spraying, powder flame spraying, spray rod flame spraying, high-speed flame spraying, electric spraying, arc spraying, plasma spraying (low pressure plasma spraying / atmospheric plasma spraying / water plasma spraying), line explosion spraying Any of cold spray and the like may be used.

請求項14の温風発生供給装置の前記成型抵抗体は、アルミニウム粉30〜50vol%、黒鉛粉5〜10vol%、粘土粉30〜50vol%、木粉0〜10vol%との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させてなるものである。
ここで、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が特定の配合により混合されてなる混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら混合物は強固で緻密な固形状態となる。また、水に対してバインダを溶かして使用してもよい。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の成型抵抗体を得ることができる。
The molding resistor of the hot air generating and supplying apparatus according to claim 14 is a mixture in which aluminum powder is mixed in a blend of 30 to 50 vol%, graphite powder is 5 to 10 vol%, clay powder is 30 to 50 vol%, and wood powder is 0 to 10 vol%. In addition, 15 to 25 vol% of water is added to the whole, kneaded, molded by compression or extrusion, dried, and sintered.
Here, when a mixture obtained by mixing aluminum powder, graphite powder, and clay powder for ceramics by specific blending is molded by applying pressure, these mixtures become a strong and dense solid state. Moreover, you may use it, melt | dissolving a binder with respect to water. Therefore, a high-strength molding resistor can be obtained by sintering in this state.

更に、金属シリコン5〜10vol%及び鉄粉0〜10vol%を混合した混合物としたものである。
請求項15の温風発生供給装置の前記成型抵抗体は、更に、金属シリコン5〜10vol%及び鉄粉0〜10vol%を混合した混合物としたものである。
ここで、上記金属シリコン5〜15vol%は、参加しない材料としての通電性確保する通電安定性を上げるものである。また、鉄粉0〜5vol%は、酸化により抵抗体として機能する抵抗値制御に使用でき、発熱体としての安定した性能が発揮できる。ただし、金属シリコン及び鉄粉の混合は、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体としての性質が低下するので、大量には配合しない方がよい。
Furthermore, it is set as the mixture which mixed metal silicon 5-10vol% and iron powder 0-10vol%.
The molding resistor of the hot air generation and supply device according to claim 15 is a mixture obtained by further mixing 5 to 10 vol% of metal silicon and 0 to 10 vol% of iron powder.
Here, the metal silicon of 5 to 15 vol% increases the energization stability to ensure the energization as a non-participating material. Moreover, 0-5 vol% of iron powder can be used for resistance value control which functions as a resistor by oxidation, and can exhibit stable performance as a heating element. However, the mixing of metallic silicon and iron powder is not recommended to be mixed in large quantities because the properties as a positive characteristic heating element having a positive temperature coefficient having the same characteristics as the PTC thermistor deteriorate.

請求項16の温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、前記正特性発熱体に電力を供給すると同時に、前記送風機の定速回転によって温風を生じさせるものである。
ここで、正特性発熱体に対して通電を開始した当初から定速回転で送風機を駆動し、その後も定速回転を行うことは、単純な電源のオン・オフ制御で行うことができる。
The blower for generating an air flow in the plurality of through holes provided in the molding resistor of the hot air generating and supplying device according to claim 16 supplies electric power to the positive characteristic heating element and at the same time rotates the fan at a constant speed. It is to generate wind.
Here, it is possible to drive the blower at a constant speed from the beginning of energization of the positive characteristic heating element and perform the constant speed rotation after that by simple on / off control of the power source.

請求項17の温風発生供給装置の前記正特性発熱体に対して設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、前記正特性発熱体の正の抵抗温度特性に応じて、正特性発熱体が所定の温度に上昇したことを通電電流のピーク値によって検出し、前記ピーク値の検出後は、前記送風機の定速回転によって温風を生じさせるものである。
ここで、正特性発熱体に対して通電を開始した当初には低速回転で送風機を駆動し、その後、通電電流のピーク値までは速度を増加させるモードでもよいし、その低速回転を維持するモードであってもよい。いずれにせよ、正特性発熱体に対して通電を開始した当初には低速回転で送風機を駆動し、定常温度状態の定速回転に導くまでを制御することもできる。
The blower for generating an air flow in a plurality of through holes provided for the positive characteristic heating element of the hot air generation and supply device according to claim 17 has a positive characteristic according to the positive resistance temperature characteristic of the positive characteristic heating element. It is detected from the peak value of the energization current that the heating element has risen to a predetermined temperature, and after detecting the peak value, warm air is generated by constant speed rotation of the blower.
Here, at the beginning of energization of the positive characteristic heating element, the fan may be driven at low speed rotation, and then the speed may be increased up to the peak value of the energization current, or the low speed rotation may be maintained. It may be. In any case, at the beginning of energization of the positive characteristic heating element, it is possible to drive the fan at low speed rotation and control it until it is led to constant speed rotation in a steady temperature state.

請求項18の温風発生供給装置の前記正特性発熱体に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、前記正特性発熱体の正の抵抗温度特性に応じて、正特性発熱体が所定の温度に上昇したことを通電電流のピーク値によって検出し、前記ピーク値が検出されるまでは前記送風機の通電を行わず、前記ピーク値が検出された後に前記送風機の定速回転を行うことによって温風を生じさせるものである。
ここで、前記正特性発熱体が所定の温度に上昇したピーク電流値によって、前記正特性発熱体が所定の温度に達していることを判断し、それ以降、前記送風機を定速回転で運転するものである。
A blower for generating an air flow in a plurality of through holes provided in the positive characteristic heating element of the hot air generation and supply device according to claim 18, wherein the positive characteristic heating element corresponds to a positive resistance temperature characteristic of the positive characteristic heating element. Is detected by the peak value of the energizing current, and the fan is not energized until the peak value is detected, and the fan is rotated at a constant speed after the peak value is detected. By doing so, warm air is generated.
Here, it is determined that the positive characteristic heating element has reached a predetermined temperature based on a peak current value at which the positive characteristic heating element has risen to a predetermined temperature, and thereafter, the fan is operated at a constant speed. Is.

請求項19の温風発生供給装置の前記正特性発熱体の前記成型抵抗体に対して水滴を滴下してその湿度を空気流に乗せることにより、湿度の制御も同時に行うものである。
ここで、湿度の制御とは、所定の時間間隔で所定量の湿度に上げたら、その後は、水滴の滴下を停止し、温度制御のみを行うものである。
The humidity is also controlled simultaneously by dropping water droplets onto the molding resistor of the positive heating element of the hot air generating and supplying device according to claim 19 and placing the humidity on an air flow.
Here, the humidity control means that after a predetermined amount of humidity is raised at a predetermined time interval, the dropping of water drops is stopped and only temperature control is performed.

請求項1の発明にかかる正特性発熱体は、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物を、圧縮形成または押出成形によって外形の成形と共に複数の貫通孔を設け、それを焼結させた成型抵抗体と、前記成型抵抗体に設けた電極を具備し、前記成型抵抗体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものであるから、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が混合されてなる混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら混合物は強固で緻密な固形状態となる。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の正特性発熱体を得ることができる。
また、成型抵抗体に黒鉛粉が混合されていることによって、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉が付着し、アルミニウム粉が黒鉛粉に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって上記混合物は複合化されて、空隙を有する正特性発熱体となり、かかる正特性発熱体は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の正特性発熱体となり、かかる多孔質の正特性発熱体は、特定の温度まで上昇できる抵抗発熱体として使用可能となる。
The positive heating element according to the invention of claim 1 is provided with a plurality of through-holes together with the outer shape by compression molding or extrusion molding of a mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder. A positive resistance temperature at which the resistance is low at room temperature, and the resistance rapidly increases as the temperature rises to a predetermined temperature. Since it has characteristics, by forming a mixture of aluminum powder, graphite powder, and clay powder for ceramics by applying pressure, the mixture becomes a strong and dense solid state. Therefore, by sintering in this state, a high-strength positive heat generating element can be obtained.
In addition, because graphite powder is mixed with the molding resistor, the graphite powder adheres to the surface of the aluminum powder, and the aluminum powder is covered with the graphite powder. However, there is no sintering failure in which aluminum is melted and ejected to the surface, and the mixture is compounded by firing to form a positive heating element having voids, and the positive heating element generates heat when energized. . As a result, the porous positive characteristic heating element has high mechanical strength and generates resistance by heating, and the porous positive characteristic heating element can be used as a resistance heating element that can rise to a specific temperature.

特に、こうして得られた多孔質の正特性発熱体は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして正特性発熱体の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で成型抵抗体の抵抗分布を調節することによって、成型抵抗体の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明に係る多孔質の正特性発熱体は、抵抗発熱体として使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の正特性発熱体となる。そして、ヒートショックにも強く、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができるから、温度制御と同時に湿度制御用熱源として使用することができる。
In particular, the porous positive heating element thus obtained has a high temperature rising rate by energization and a temperature lowering rate by de-energization for a large volume, and the heat generation temperature becomes constant depending on the energization amount. Therefore, resistance control in the manufacturing process is easy. That is, by selecting the particle shape and particle size distribution of the raw material, adjusting the blending amount, adjusting the pressure during molding, and adjusting the density of the positive heating element, By adjusting the sintering temperature by adjusting the sintering temperature, it is possible to control the heat generation temperature by energization by controlling the resistance value of the molding resistor. Also, it is possible to specify the molding resistor by adjusting the resistance distribution of the molding resistor by adjusting the molding shape, etc. at the time of molding, adjusting the filling amount during molding, and adjusting the partial pressure during molding. The site can be heated to a specific temperature.
Therefore, the porous positive heating element according to the present invention is suitable for use as a resistance heating element, and particularly suitable for use as a heating element heated on the surface. In addition, it is chemically strong such as acid. In this way, a porous positive heating element having high mechanical strength and energizing heat generation and suitable for use as a resistance heating element is obtained. And, since it is resistant to heat shock and can be converted into water vapor instantly even when a water droplet is dropped, it can be used as a heat source for humidity control simultaneously with temperature control.

ここで、前記正特性発熱体における空隙は、本発明者らが、実験研究を重ねた結果、成型抵抗体における空隙が所定の範囲内においては、抵抗発熱体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、成型抵抗体における空隙が少ないと、正特性発熱体の抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、成型抵抗体における空隙が多すぎると、抵抗発熱体として使用において、強度が足りず、また、通電性が損なわれる。
なお、この成型抵抗体の空隙は、形成した乾燥状態の成型抵抗体の体積及び重量を測定し、水を含浸させた状態の重量を測定し、再び乾燥させて重量を測定し、その重量の変化を気孔率に置き換えたものである。また、「パラフィン浸透装置(ULVAC DA−15D)」により真空に脱気したところにパラフィンを含浸させて、その重さの変化から算出したものも、結果的に大きな差は生じなかった。したがって、ここでは前者、後者の区別なく説明する。
よって、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい正特性発熱体が得られる。
Here, the void in the positive characteristic heating element has a sufficient strength even if it is used as a resistance heating element within a predetermined range as a result of repeated research by the inventors. In addition, it was found that energization heat generation can be secured. That is, when there are few voids in the molded resistor, the resistance value of the positive heating element is small and the heat generation due to energization is impaired. On the other hand, when there are too many voids in the molded resistor, the strength is insufficient in use as a resistance heating element, and the electrical conductivity is impaired.
The voids of the molded resistor are measured by measuring the volume and weight of the formed molded resistor in a dry state, measuring the weight in a state impregnated with water, measuring the weight again by drying, and measuring the weight of the molded resistor. The change is replaced with porosity. Moreover, the paraffin was impregnated in the place deaerated in a vacuum by the “paraffin permeation apparatus (ULVAC DA-15D)” and calculated from the change in the weight, as a result, there was no significant difference. Therefore, here, the former and the latter will be described without distinction.
Therefore, a positive characteristic heating element with good heat dissipation efficiency can be obtained without generating heat and increasing the temperature above a predetermined temperature.

請求項2の発明にかかる正特性発熱体の前記成型抵抗体に対して設けた複数の貫通孔は、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか1つとしたものであるから、請求項1に記載の効果に加えて、放熱面が特定の形状に拘束されないので、放熱効果を上げた正特性発熱体とすることができる。また、複数の貫通孔の流体抵抗を任意の値に設定することにより、空気流の流れの速度に応じた形態を採用することができる。そして、その外形は任意の形状とすることができる。   The plurality of through holes provided for the molded resistor of the positive heating element according to the second aspect of the present invention may be any one of a cross-sectional circle, a cross-sectional ellipse, a cross-sectional oval, a cross-sectional triangle, a cross-sectional quadrangle, and a cross-sectional hexagon. Therefore, in addition to the effect of the first aspect, since the heat radiating surface is not restricted to a specific shape, a positive characteristic heating element with improved heat radiating effect can be obtained. Moreover, the form according to the speed of the flow of an air flow is employable by setting the fluid resistance of several through-holes to arbitrary values. And the external shape can be made into arbitrary shapes.

請求項3の発明にかかる正特性発熱体の前記成型抵抗体に設けた電極は、前記成型抵抗体の長さ方向の両端側に形成したものであるから、請求項1または請求項2に記載の効果に加えて、前記成型抵抗体の長さ方向の両端側に形成した電極は、複数の貫通孔の一端側から他端側に電流が流れることを意味し、実際に電流が通電する通電路が直線以外の複雑な経路となるから成型抵抗体の全体からの発熱が期待できる。   Since the electrodes provided on the molded resistor of the positive heating element according to the invention of claim 3 are formed on both ends in the length direction of the molded resistor, the electrode according to claim 1 or 2. In addition to the above effect, the electrodes formed on both ends in the length direction of the molded resistor means that a current flows from one end side to the other end side of the plurality of through holes. Since the electric circuit becomes a complicated path other than a straight line, heat generation from the entire molded resistor can be expected.

請求項4の発明にかかる正特性発熱体の前記成型抵抗体に対して設けた電極は、長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成したものであるから、請求項1または請求項2に記載の効果に加えて、前記成型抵抗体の長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成した電極は、複数の貫通孔の両側面側に電圧を印加することを意味し、原理的には成型抵抗体の断面形状の最も薄い部分で発熱されるものであるから、成型抵抗体の全体が略均一に発熱させることができる。特に、前記成型抵抗体の距離の短い間に電圧を印加するものであるから、低い電圧で所定の熱量を発生できる。   Since the electrode provided for the molded resistor of the positive heating element according to the invention of claim 4 is formed on the opposite surface side in the direction perpendicular to the length direction, the electrode according to claim 1 or claim 2 is provided. In addition to the effects described above, the electrode formed on the opposite surface side in the direction perpendicular to the length direction of the molded resistor means that a voltage is applied to both side surfaces of the plurality of through holes. Since the heat is generated at the thinnest part of the cross-sectional shape of the molded resistor, the entire molded resistor can be heated substantially uniformly. In particular, since a voltage is applied during a short distance of the molded resistor, a predetermined amount of heat can be generated at a low voltage.

請求項5の発明にかかる正特性発熱体の前記成型抵抗体に対して設けた電極は、金属溶射によって成型抵抗体に設けたものであるから、請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の効果に加えて、前記成型抵抗体に対して設けた電極は成型抵抗体に埋設すると焼成の際の焼成温度との関係で溶けてしまう可能性がある。しかし、金属溶射の場合には、成型抵抗体が完成した時点で行えばよいから、溶射する金属が特定されない。また、成型抵抗体は、多孔質発熱体という形態を採るがその表面面積が利用された状態でリード線の端子との接続ができ、電極の発熱を極端に少なくすることができ、長寿命となる。   The electrode provided on the molding resistor of the positive heating element according to the invention of claim 5 is provided on the molding resistor by metal spraying, and therefore any one of claims 1 to 4. In addition to the effects described in (2), if the electrode provided for the molded resistor is embedded in the molded resistor, the electrode may be melted in relation to the firing temperature during firing. However, in the case of metal spraying, the metal to be sprayed is not specified because it may be performed when the molding resistor is completed. In addition, the molded resistor takes the form of a porous heating element, but can be connected to the terminal of the lead wire in a state in which the surface area is utilized, the heat generation of the electrode can be extremely reduced, and the long life Become.

請求項6の発明にかかる正特性発熱体の前記成型抵抗体は、アルミニウム粉30〜50vol%、黒鉛粉5〜10vol%、粘土粉30〜50vol%、木粉0〜10vol%との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させてなるものであるから、請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の効果に加えて、次の効果を奏する。
即ち、混合物において、例えば、アルミニウム粉の含有量が30vol%未満であると、アルミニウム粉が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉の含有量が50vol%を超えると、アルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。
また、例えば、黒鉛粉の含有量が5vol%未満であると、黒鉛粉が極めて少な過ぎてアルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉の含有量が10vol%を超えると、黒鉛粉が多過ぎて成型抵抗体の強度及び純度が低下し、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。
そして、陶磁器用の粘土粉の含有量が例えば、30vol%未満であると、陶磁器用の粘土粉が少なすぎて、得られる成型抵抗体の抵抗値が小さくなり、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の粘土粉の含有量が50vol%を超えると、陶磁器用の粘土粉が多過ぎて、通電性が損なわれる。
The molding resistor of the positive heating element according to the invention of claim 6 is mixed by blending aluminum powder 30-50 vol%, graphite powder 5-10 vol%, clay powder 30-50 vol%, wood powder 0-10 vol% The mixture is kneaded by adding 15 to 25 vol% of water to the whole, molded by compression molding or extrusion molding, dried, and then sintered. Claims 1 to In addition to the effect described in any one of 5, the following effect is achieved.
That is, in the mixture, for example, when the content of aluminum powder is less than 30 vol%, the aluminum powder is too small and the electrical conductivity is impaired. On the other hand, when the content of aluminum powder exceeds 50 vol%, the portion of the aluminum powder that is not covered with graphite powder increases, which tends to cause poor sintering in which molten aluminum is ejected to the surface during the firing process. .
For example, if the content of the graphite powder is less than 5 vol%, the portion of the aluminum powder that is too small to be covered with the graphite powder increases, so that the aluminum melted in the firing process is on the surface. It becomes easy to produce the sintering defect which spouts. On the other hand, if the content of the graphite powder exceeds 10 vol%, the graphite powder is too much and the strength and purity of the molded resistor is lowered, and the strength and current exothermicity are sufficient when the porous heating element is used as the resistance heating element. It will not be.
And if the content of clay powder for ceramics is less than 30 vol%, for example, there is too little clay powder for ceramics, the resistance value of the resulting molded resistor becomes small, and the resistance heating element of the porous heating element As a result, the energization heat generation is insufficient. On the other hand, if the content of the clay powder for ceramics exceeds 50 vol%, the clay powder for ceramics is too much and the conductivity is impaired.

更に、木粉は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。例えば、ウィスカー状の木粉を使用することでアルミニウム粉、黒鉛粉、蛙目粘土粉等の原料がウィスカー状の髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉が入っていなくても成型抵抗体を得ることはできる。通常、0〜10vol%配合するのが望ましい。
したがって、この発明の正特性発熱体によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
なお、前記混合物において、前記アルミニウム粉の含有量が40vol%〜45vol%の範囲内であり、前記黒鉛粉の含有量が5vol%〜10vol%の範囲内であり、前記鉱物質粉(陶磁器用の粘土粉)の含有量が40vol%〜45vol%の範囲内あることによって、更に確実に多孔質の正特性発熱体において高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できるため、より好ましい。
Further, wood powder obtained by finely pulverizing wood chips with a pulverizer is used, but a whisker-like one is preferably used. For example, by using whisker-like wood powder, raw materials such as aluminum powder, graphite powder, and clay-like clay powder are entangled in whisker-like crevice-like gaps, so that the filling property of the raw material is increased and pressure is increased in the molding process. Although what is produced by applying the above becomes strong and dense, a molded resistor can be obtained even without wood powder. Usually, it is desirable to add 0 to 10 vol%.
Therefore, according to the positive-characteristic heating element of the present invention, it is surely high in strength and energizing heat generation and high in purity.
In the mixture, the aluminum powder content is in the range of 40 vol% to 45 vol%, the graphite powder content is in the range of 5 vol% to 10 vol%, and the mineral powder (for ceramics) When the content of (clay powder) is in the range of 40 vol% to 45 vol%, it is more preferable since high strength and purity as well as energization exothermicity can be secured in the porous positive heating element.

請求項7の発明にかかる正特性発熱体の前記成型抵抗体は、更に、金属シリコン5〜10vol%及び鉄粉0〜10vol%を混合した混合物としたものであるから、請求項6の効果に加えて、金属シリコン5〜15vol%及び鉄粉0〜5vol%を配合したものであるから、通電安定性を確保することができる。また、鉄粉は酸化により抵抗体として機能するから抵抗値制御に使用でき、必要に応じて、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体とするか否かを制御できる。   Since the molding resistor of the positive heating element according to the invention of claim 7 is a mixture obtained by further mixing 5 to 10 vol% of metal silicon and 0 to 10 vol% of iron powder, the effect of claim 6 is achieved. In addition, since it contains 5 to 15 vol% of metallic silicon and 0 to 5 vol% of iron powder, it is possible to ensure energization stability. Since iron powder functions as a resistor when oxidized, it can be used for resistance value control, and if necessary, controls whether or not to make a positive characteristic heating element having a positive temperature coefficient having the same characteristics as a PTC thermistor. it can.

請求項8の発明にかかる温風発生供給装置は、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物を、圧縮形成または押出成形によって成形し、焼結させてなり、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する成型抵抗体と、前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔と、前記成型抵抗体の面に設けた電極とからなる正特性発熱体と、前記正特性発熱体の正特性発熱基材に対して設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機とを具備するものであるから、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が混合されてなる混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら混合物は強固で緻密な固形状態となる。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の正特性発熱体を得ることができる。
また、正特性発熱体の成型抵抗体に黒鉛粉が混合されていることによって、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉が付着し、アルミニウム粉が黒鉛粉に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点(660.4℃)に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって上記混合物は複合化されて、空隙を有する成型抵抗体となり、かかる成型抵抗体は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の正特性発熱体となり、かかる多孔質の正特性発熱体は、抵抗発熱体として使用可能となる。
The apparatus for generating and supplying hot air according to the invention of claim 8 is formed by compressing or extruding a mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder, and sintering the mixture. A molded resistor having a positive resistance temperature characteristic in which the resistance is low and the resistance rapidly increases when the temperature rises to a predetermined temperature, a plurality of through holes provided in the molded resistor, and a surface of the molded resistor Since it comprises a positive heating element comprising an electrode, and a blower for generating an air flow in a plurality of through holes provided for the positive heating base of the positive heating element, aluminum powder, By forming a mixture of graphite powder and clay powder for ceramics by applying pressure, these mixtures become a strong and dense solid state. Therefore, by sintering in this state, a high-strength positive heat generating element can be obtained.
In addition, since graphite powder is mixed with the molding resistor of the positive heating element, the graphite powder adheres to the surface of the aluminum powder, and the aluminum powder is covered with the graphite powder. Even when the melting point of (660.4 ° C.) is reached, there is no sintering failure in which aluminum melts and spouts onto the surface, and the mixture is compounded by firing to form a molding resistor having voids, Such a molded resistor generates heat when energized. As a result, the porous positive characteristic heating element has high mechanical strength and generates resistance by heating, and the porous positive characteristic heating element can be used as a resistance heating element.

特に、こうして得られた多孔質の正特性発熱体は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして正特性発熱体の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で成型抵抗体の抵抗分布を調節することによって、成型抵抗体の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明の多孔質の正特性発熱体は、抵抗発熱体として使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に適する。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の正特性発熱体となる。そして、ヒートショックにも強く、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができるから、温度制御と同時に湿度制御も行うことができる。
In particular, the porous positive heating element thus obtained has a high temperature rising rate by energization and a temperature lowering rate by de-energization for a large volume, and the heat generation temperature becomes constant depending on the energization amount. Therefore, resistance control in the manufacturing process is easy. That is, by selecting the particle shape and particle size distribution of the raw material, adjusting the blending amount, adjusting the pressure during molding, and adjusting the density of the positive heating element, By adjusting the sintering temperature by adjusting the sintering temperature, it is possible to control the heat generation temperature by energization by controlling the resistance value of the molding resistor. Also, it is possible to specify the molding resistor by adjusting the resistance distribution of the molding resistor by adjusting the molding shape, etc. at the time of molding, adjusting the filling amount during molding, and adjusting the partial pressure during molding. The site can be heated to a specific temperature.
Therefore, the porous positive heating element according to the present invention is suitable for use as a resistance heating element, and particularly suitable for use as a heating element heated on the surface. In addition, it is chemically strong such as acid. In this way, a porous positive heating element having high mechanical strength and energizing heat generation and suitable for use as a resistance heating element is obtained. And it is strong against heat shock, and even when a water droplet is dropped, it can be instantaneously converted into water vapor, so that humidity control can be performed simultaneously with temperature control.

ここで、上記正特性発熱体の成型抵抗体の空隙は、本発明者らが、実験研究を重ねた結果、成型抵抗体における空隙が所定の範囲内においては、抵抗発熱体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、成型抵抗体の空隙が少ないと、正特性発熱体の抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、成型抵抗体における空隙が多すぎると、抵抗発熱体として使用において、強度が足りず、また、通電性が損なわれる。
更に、前記正特性発熱体の成型抵抗体に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機によって、正特性発熱体からの放熱熱量が空気流によって目的場所に温風を移動させることができる。したがって、熱量の移動を簡単に行うことができる。
よって、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい正特性発熱体及びその正特性発熱体を熱源として温風を発生させ、その発生させた温風の供給を行うことができる。
Here, the voids of the positive resistance heating element molded resistor may be used as a resistance heating element as long as the voids in the molded resistor are within a predetermined range as a result of repeated experiments by the inventors. It has been found that sufficient strength and energization heat generation can be secured. That is, if the voids of the molded resistor are small, the resistance value of the positive heating element is small and the heat generation due to energization is impaired. On the other hand, when there are too many voids in the molded resistor, the strength is insufficient in use as a resistance heating element, and the electrical conductivity is impaired.
Further, by the blower that generates an air flow in the plurality of through holes provided in the molding resistor of the positive characteristic heating element, the heat radiation from the positive characteristic heating element can move the hot air to the destination by the air flow. . Therefore, the amount of heat can be easily moved.
Therefore, it generates heat by energization, generates hot air using the positive heating element with good heat dissipation efficiency and the positive heating element as a heat source without increasing the temperature above a predetermined temperature, and supplies the generated hot air. It can be carried out.

請求項9の発明にかかる温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔は、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形のいずれか1つとしたものであるから、請求項8に記載の効果に加えて、放熱面が特定の形状に拘束されないので、放熱効果を上げた正特性発熱体とすることができる。また、複数の貫通孔の流体抵抗を任意の値に設定することにより、温風の流れの速度に応じた形態を採用することができる。そして、外形は自由度が高く任意の形状とすることができる。   The plurality of through-holes provided in the molding resistor of the hot air generating and supplying device according to the invention of claim 9 are each one of a circular cross-section, a cross-sectional ellipse, a cross-sectional oval, a cross-sectional triangle, a cross-sectional quadrangle, and a cross-sectional hexagon. Since it is one, in addition to the effect of claim 8, since the heat radiation surface is not constrained to a specific shape, a positive characteristic heating element with improved heat radiation effect can be obtained. Moreover, the form according to the speed of the flow of warm air can be employ | adopted by setting the fluid resistance of several through-holes to arbitrary values. The outer shape has a high degree of freedom and can be an arbitrary shape.

請求項10の発明にかかる温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた電極は、成型抵抗体の長さ方向の両端側に形成したものであるから、請求項8または請求項9に記載の効果に加えて、前記正特性発熱体の長さ方向の両端側に形成した電極は、複数の貫通孔の一端側から他端側に電流が流れることを意味し、実際に電流が通電する通電路が直線以外の複雑な経路となるから、正特性発熱体の全体からの発熱が期待できる。
したがって、正特性発熱体は発熱が二次元的及び三次元的空間で発生するから、使途に応じた形態とすることができる。
The electrodes provided on the molded resistor of the hot air generating and supplying apparatus according to the invention of claim 10 are formed on both ends in the length direction of the molded resistor. In addition to the above effect, the electrodes formed on both ends of the positive characteristic heating element in the length direction mean that a current flows from one end side to the other end side of the plurality of through holes, and the current is actually energized. Since the energization path is a complicated path other than a straight line, heat generation from the entire positive heating element can be expected.
Therefore, since the heat generated in the positive characteristic heating element is generated in two-dimensional and three-dimensional spaces, it can be configured in accordance with the intended use.

請求項11の発明にかかる温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた電極は、長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成したものであるから、請求項8または請求項9に記載の効果に加えて、前記成型抵抗体の長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成した電極は、複数の貫通孔の両側面側に電圧を印加することを意味し、原理的には成型抵抗体の断面形状の最も薄い部分で発熱されるものであるから、成型抵抗体の全体がほぼ均一に発熱させることができる。故に、複数の貫通孔の流体抵抗を任意の値に設定することにより、空気流の流れに対する垂直断面の温度分布を略均一にすることができる。特に、前記成型抵抗体の距離の短い間に電圧を印加するものであるから、低い電圧で所定の熱量を発生できる。   The electrode provided on the molding resistor of the hot air generation and supply device according to the invention of claim 11 is formed on the opposite surface side in the direction perpendicular to the length direction. In addition to the effect of the above, the electrode formed on the opposite surface side in the direction perpendicular to the length direction of the molding resistor means that a voltage is applied to both side surfaces of the plurality of through holes, and in principle, molding is performed. Since the heat is generated at the thinnest part of the cross-sectional shape of the resistor, the entire molded resistor can generate heat almost uniformly. Therefore, by setting the fluid resistance of the plurality of through holes to an arbitrary value, the temperature distribution of the vertical cross section with respect to the air flow can be made substantially uniform. In particular, since a voltage is applied during a short distance of the molded resistor, a predetermined amount of heat can be generated at a low voltage.

請求項12の発明にかかる温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、1個以上配設するものであるから、請求項8乃至請求項11のいずれか1つに記載の効果に加えて、空気流が拡散方向または平行方向の選択が自由となり、かつ、送風機の風を受けるフィンによって案内する風の方向を設定することができる。   Since at least one blower for generating an air flow in the plurality of through holes provided in the molding resistor of the hot air generating and supplying device according to the invention of claim 12 is disposed, In addition to the effect described in any one of 11, it is possible to freely select the diffusion direction or the parallel direction of the air flow, and to set the direction of the wind guided by the fin receiving the wind of the blower.

請求項13の発明にかかる温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた電極は、金属の溶射によって成型抵抗体に設けたものであるから、請求項8乃至請求項12のいずれか1つに記載の効果に加えて、前記成型抵抗体に設けた電極は成型抵抗体に埋設すると焼成時の焼成温度で溶けてしまう可能性があるが、溶射の場合には、成型抵抗体が完成した時点で行えばよいから、溶射する金属が特定されない。また、成型抵抗体は、多孔質の正特性発熱体という形態を採るが、その表面積が広いことが利用された状態でリード線の端子との接続ができ、電極の発熱を極端に少なくすることができ、長寿命となる。   Since the electrode provided on the molding resistor of the hot air generating and supplying apparatus according to the thirteenth aspect of the invention is provided on the molding resistor by thermal spraying of metal, any one of claims 8 to 12 is provided. In addition to the effects described in the above, the electrode provided on the molded resistor may be melted at the firing temperature during firing when embedded in the molded resistor, but in the case of thermal spraying, the molded resistor was completed. Since what is necessary is just to carry out at the time, the metal to spray is not specified. In addition, the molded resistor takes the form of a porous positive heating element, but it can be connected to the terminal of the lead wire in a state where its large surface area is used, and extremely reduce the heat generation of the electrode. And long life.

請求項14の発明にかかる温風発生供給装置の前記成型抵抗体は、アルミニウム粉30〜50vol%、黒鉛粉5〜10vol%、粘土粉30〜50vol%、木粉0〜10vol%との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させてなるものであるから、請求項8乃至請求項13のいずれか1つに記載の効果に加えて、この発明の正特性発熱体によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
即ち、混合物において、アルミニウム粉の含有量が30vol%未満であると、アルミニウム粉が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉の含有量が50vol%を超えると、アルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。
The molding resistor of the hot air generating and supplying device according to the invention of claim 14 is a blend of aluminum powder 30-50 vol%, graphite powder 5-10 vol%, clay powder 30-50 vol%, wood powder 0-10 vol%. Since the mixture is kneaded by adding 15 to 25 vol% of water to the whole, molded by compression molding or extrusion molding, dried and then sintered. In addition to the effect described in any one of Items 13, according to the positive heat generating element of the present invention, it is sure to have high strength, energization heat generation, and high purity.
That is, in the mixture, when the content of the aluminum powder is less than 30 vol%, the aluminum powder is too small and the electrical conductivity is impaired. On the other hand, when the content of aluminum powder exceeds 50 vol%, the portion of the aluminum powder that is not covered with graphite powder increases, which tends to cause poor sintering in which molten aluminum is ejected to the surface during the firing process. .

また、黒鉛粉の含有量が5vol%未満であると、黒鉛粉が極めて少な過ぎてアルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉の含有量が10vol%を超えると、黒鉛粉が多過ぎて成型抵抗体の強度及び純度が低下し、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。
そして、陶磁器用の粘土粉の含有量が30vol%未満であると、陶磁器用の粘土粉が少なすぎて、得られる成型抵抗体の抵抗値が小さくなり、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の粘土粉の含有量が50vol%を超えると、陶磁器用の粘土粉が多過ぎて、通電性が損なわれる。
Also, if the graphite powder content is less than 5 vol%, the graphite powder is too small and the portion of the aluminum powder that is not covered with the graphite powder increases, and as a result, molten aluminum is ejected to the surface during the firing process. Sintering failure is likely to occur. On the other hand, if the content of the graphite powder exceeds 10 vol%, the graphite powder is too much and the strength and purity of the molded resistor is lowered, and the strength and current exothermicity are sufficient when the porous heating element is used as the resistance heating element. It will not be.
And if the content of clay powder for ceramics is less than 30 vol%, the amount of clay powder for ceramics is too small, the resistance value of the resulting molded resistor becomes small, and as a resistance heating element of the porous heating element In use, the energization heat generation is insufficient. On the other hand, if the content of the clay powder for ceramics exceeds 50 vol%, the clay powder for ceramics is too much and the conductivity is impaired.

更に、木粉は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。ウィスカー状の木粉を使用することでアルミニウム粉、黒鉛粉、蛙目粘土粉等の原料がウィスカーのヒケ状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉が入っていなくても成型抵抗体を得ることはできる。通常、0〜10vol%配合するのが望ましい。
したがって、この発明の正特性発熱体によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
なお、前記混合物において、前記アルミニウム粉の含有量が40vol%〜45vol%の範囲内であり、前記黒鉛粉の含有量が5vol%〜10vol%の範囲内であり、前記鉱物質粉(陶磁器用の粘土粉)の含有量が40vol%〜45vol%の範囲内あることによって、更に確実に多孔質発熱体において高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できるため、より好ましい。
Further, wood powder obtained by finely pulverizing wood chips with a pulverizer is used, but a whisker-like one is preferably used. By using whisker-like wood powder, raw materials such as aluminum powder, graphite powder, and clay-like clay powder get entangled in whisker-like gaps in the whisker. The resulting product is strong and dense, but a molded resistor can be obtained even without wood flour. Usually, it is desirable to add 0 to 10 vol%.
Therefore, according to the positive-characteristic heating element of the present invention, it is surely high in strength and energizing heat generation and high in purity.
In the mixture, the aluminum powder content is in the range of 40 vol% to 45 vol%, the graphite powder content is in the range of 5 vol% to 10 vol%, and the mineral powder (for ceramics) It is more preferable that the content of (clay powder) is in the range of 40 vol% to 45 vol%, since it is possible to ensure high strength and purity as well as energization exothermicity in the porous heating element.

請求項15の発明にかかる温風発生供給装置の前記成型抵抗体は、更に、金属シリコン5〜10vol%及び鉄粉0〜10vol%を混合した混合物としたものであるから、請求項14の効果に加えて、金属シリコン5〜15vol%及び鉄粉0〜5vol%を配合したものであるから、通電安定性を確保することができる。また、鉄粉は酸化により抵抗体として機能するから抵抗値制御に使用でき、必要に応じて、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体とするか否かを制御できる。   The molding resistor of the hot air generating and supplying device according to the invention of claim 15 is a mixture in which 5-10 vol% of metal silicon and 0-10 vol% of iron powder are further mixed. In addition, 5 to 15 vol% of metallic silicon and 0 to 5 vol% of iron powder are blended, so that current-carrying stability can be ensured. Since iron powder functions as a resistor when oxidized, it can be used for resistance value control, and if necessary, controls whether or not to make a positive characteristic heating element having a positive temperature coefficient having the same characteristics as a PTC thermistor. it can.

請求項16の温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、前記正特性発熱体に電力の供給と同時に、前記送風機の定速回転によって温風を生じさせるものであるから、請求項8乃至請求項14のいずれか1つに記載する効果に加えて、正特性発熱体に対して通電を開始した当初から定速回転で送風機を駆動し、その後も定速回転を行うことは、単純な電源のオン・オフ制御で温風を送ることができ、かつ、キュリー点温度で生ずる電流のオーバーシュートを実際よりも多少低く抑えることができる。   The blower that generates an air flow in the plurality of through holes provided in the molding resistor of the hot air generation and supply device according to claim 16 is heated by constant speed rotation of the blower simultaneously with the supply of electric power to the positive characteristic heating element. Since the wind is generated, in addition to the effect described in any one of claims 8 to 14, the blower is driven at a constant speed from the beginning of energizing the positive heating element. Then, performing constant speed rotation can send warm air by simple on / off control of the power source, and can suppress the overshoot of the current generated at the Curie point temperature somewhat lower than the actual.

請求項17の温風発生供給装置の前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、前記正特性発熱体の正の抵抗温度特性に応じて、正特性発熱基材が所定の温度に上昇したことを通電電流のピーク値によって検出し、前記ピーク値の検出後は、前記送風機の定速回転によって温風を生じさせるものであるから、請求項8乃至請求項14のいずれか1つに記載の効果に加えて、正特性発熱体に対して通電を開始した当初には低速回転で送風機を駆動し、或いは、正特性発熱体に対して通電を開始した当初にはそれに応じた回転で送風機を駆動し、その後、通電電流のピーク値では正特性発熱体の定常回転できる温度を超えていることを意味するから、その後に定速回転で送風機を運転するものであるから、通電当初から目的に合わせた送風機による温度制御ができ、徐々に送風機の風の温度が上昇するので違和感のない温度制御が可能となる。   The blower for generating an air flow in a plurality of through holes provided in the molding resistor of the hot air generation and supply device according to claim 17, wherein the positive characteristic heating base material is in accordance with a positive resistance temperature characteristic of the positive characteristic heating element. Is detected by the peak value of the energizing current, and after the peak value is detected, warm air is generated by constant speed rotation of the blower. In addition to the effect described in any one of the above, at the beginning of energization of the positive heating element, the fan is driven at a low speed, or at the beginning of energization of the positive heating element. Means that the fan is driven at a rotation corresponding to it, and then the peak value of the energization current means that the temperature at which the positive heating element can be rotated normally is exceeded, so the fan is then operated at a constant speed. There are eyes from the beginning of energization It is temperature control by tailored blower, gradually temperature of the wind of the blower is possible to control the temperature with no discomfort because the rise.

請求項18の温風発生供給装置の前記成型抵抗体に対して設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、前記正特性発熱体の正の抵抗温度特性に応じて、成型抵抗体が所定の温度に上昇したことを通電電流のピーク値によって検出し、前記ピーク値が検出されるまでは前記送風機の通電を行わず、前記ピーク値が検出された後に前記送風機の定速回転を行うことによって空気流を生じさせるものであるから、請求項8乃至請求項14のいずれか1つに記載の効果に加えて、正特性発熱体が所定の温度に上昇したピーク電流値によって、正特性発熱体が所定の温度に達していることを判断し、それ以降、前記送風機を定速回転で運転することにより、所定の温風の供給開始を認識させることができる。したがって、通電当初に送風機の風の冷たさを感じさせることがない。また、前記送風機の回転制御が簡単である。   The blower for generating an air flow in a plurality of through holes provided for the molding resistor of the hot air generating / supplying device according to claim 18, wherein the molding resistor is in accordance with a positive resistance temperature characteristic of the positive characteristic heating element. Is detected by the peak value of the energizing current, and the fan is not energized until the peak value is detected, and the fan is rotated at a constant speed after the peak value is detected. In addition to the effects described in any one of claims 8 to 14, in addition to the effect described in any one of claims 8 to 14, a positive current heating element is positively controlled by a peak current value that has risen to a predetermined temperature. By determining that the characteristic heating element has reached a predetermined temperature and thereafter operating the blower at a constant speed, it is possible to recognize the start of supply of the predetermined hot air. Therefore, the coolness of the wind of the blower is not felt at the beginning of energization. Further, the rotation control of the blower is simple.

請求項19の温風発生供給装置の前記正特性発熱体の前記成型抵抗体に対して水滴を滴下してその湿度を空気流に乗せることにより、湿度の制御も同時に行うものであるから、請求項8乃至請求項14、請求項16乃至請求項18のいずれか1つに記載の効果に加えて、同時に温度制御と、湿度制御を行うことができ、特に、冬季に湿度が下がるのを防止できる。   Since the humidity control is performed simultaneously by dropping water droplets on the molding resistor of the positive heating element of the hot air generating and supplying device of claim 19 and placing the humidity on an air flow. In addition to the effects of any one of Items 8 to 14 and 16 to 18, temperature control and humidity control can be performed simultaneously, and in particular, it is possible to prevent the humidity from decreasing in winter. it can.

図1は本発明の実施の形態1にかかる正特性発熱体の製造方法を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a positive heating element according to the first embodiment of the present invention. 図2は本発明の実施の形態1にかかる正特性発熱体の成形例を示すもので、(a)は円柱状の成型抵抗体であり、(b)は円柱状の金属溶射した成型抵抗体であり、(c)は円柱状の成型抵抗体で電極を配設したものである。FIG. 2 shows a molding example of the positive heating element according to the first embodiment of the present invention. (A) is a cylindrical molding resistor, and (b) is a cylindrical metal sprayed molding resistor. (C) is an example in which an electrode is provided by a cylindrical molded resistor. 図3は本発明の実施の形態1の変形例にかかる正特性発熱体の成形例を示すもので、(a)は直方体状の成型抵抗体であり、(b)は直方体状の金属溶射した成型抵抗体であり、(c)は直方体状の成型抵抗体で電極を配設したものである。FIG. 3 shows a molding example of a positive heating element according to a modification of the first embodiment of the present invention. (A) is a rectangular parallelepiped molding resistor, and (b) is a rectangular parallelepiped metal spray. A molded resistor (c) is a rectangular parallelepiped molded resistor in which electrodes are arranged. 図4は本発明の実施の形態1にかかる成型抵抗体と電極の配置関係を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the molded resistor and the electrode according to the first embodiment of the present invention. 図5は本発明の実施の形態1の変形例にかかる正特性発熱体の斜視図で、(a)は断面四角形の貫通孔を設けた直方体状の成型抵抗体の正特性発熱体及び要部A−A断面図であり、(b)は断面円形の貫通孔を設けた直方体状の成型抵抗体の正特性発熱体である。FIG. 5 is a perspective view of a positive heating element according to a modification of the first embodiment of the present invention. FIG. 5A is a positive heating element and a main part of a rectangular parallelepiped molded resistor provided with a through-hole having a square cross section. It is AA sectional drawing, (b) is a positive-characteristic heating element of the rectangular parallelepiped molded resistor which provided the through-hole with a circular cross section. 図6は本発明の実施の形態2にかかる温風発生供給装置で使用する円柱状の成型抵抗体の正特性発熱体と送風機との組み合わせの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a combination of a positive heating element and a blower of a cylindrical molded resistor used in the hot air generating and supplying apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図7は本発明の実施の形態2にかかる温風発生供給装置で使用する正特性発熱体と送風機との組み合わせの変形例で、直方体状の成型抵抗体の正特性発熱体と送風機との組み合わせの斜視図である。FIG. 7 is a modified example of a combination of a positive heating element and a blower used in the hot air generating and supplying apparatus according to the second embodiment of the present invention, and a combination of a positive heating element and a blower of a rectangular parallelepiped molded resistor. FIG. 図8は本発明の実施の形態2にかかる温風発生供給装置の配置関係を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an arrangement relationship of the hot air generation and supply device according to the second embodiment of the present invention. 図9は本発明の実施の形態1にかかる正特性発熱体の特性図で、(a)は温度−抵抗特性図、(b)は時間−電流特性図、(c)は時間−風量制御した場合の特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram of the positive heating element according to the first embodiment of the present invention, where (a) is a temperature-resistance characteristic diagram, (b) is a time-current characteristic diagram, and (c) is a time-air volume control. FIG. 図10は本発明の実施の形態2にかかる温風発生供給装置の回路ブロック図である。FIG. 10 is a circuit block diagram of the hot air generating and supplying apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図11は本発明の実施の形態2にかかる温風発生供給装置の制御を行うプログラムのフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart of a program for controlling the hot air generating and supplying apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図12は本発明の実施の形態2の変形例にかかる温風発生供給装置の配置関係を示す説明図及び制御回路ブロック図である。FIG. 12 is an explanatory diagram and a control circuit block diagram showing the arrangement relationship of the hot air generation and supply device according to a modification of the second embodiment of the present invention. 図13は本発明の実施の形態2の変形例にかかる温風発生供給装置の制御を行うプログラムのフローチャートである。FIG. 13: is a flowchart of the program which controls the hot air generation supply apparatus concerning the modification of Embodiment 2 of this invention.

以下、本発明の実施の形態にかかる正特性発熱体及び温風発生供給装置について、図面を参照しながら説明する。
なお、実施の形態において、同一記号及び同一符号は、実施の形態の同一または相当する機能部分を意味し、実施の形態相互との同一記号及び同一符号は、それら実施の形態に共通する機能部分であるから、ここでは重複する詳細な説明を省略する。
Hereinafter, a positive heating element and a warm air generation and supply device according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the embodiments, the same symbols and the same reference numerals mean the same or corresponding functional parts of the embodiments, and the same symbols and the same reference numerals with the embodiments mean the functional parts common to the embodiments. Therefore, the detailed description which overlaps is abbreviate | omitted here.

[実施の形態1]
まず、本発明の実施の形態1の正特性発熱体の製造方法について、図1を参照して説明する。
本実施の形態1の多孔質の正特性発熱体10,20は、アルミニウム粉2、炭素粉末としての黒鉛粉3、無機酸化物材料としての陶磁器用の粘土粉である蛙目粘土粉4、必要に応じて、木粉5、水及び/またはバインダ6を使用して製造されるものである。ここで、木粉5は焼成後のヒートショックを強くするのに役立つものである。また、水及び/またはバインダ6を省略し、粉体を固めたものとして焼成することもできる。
[Embodiment 1]
First, a method for manufacturing the positive heating element of Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
The porous positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment include aluminum powder 2, graphite powder 3 as carbon powder, and clay mesh powder 4 that is clay powder for ceramics as an inorganic oxide material. Depending on the case, it is manufactured using wood powder 5, water and / or binder 6. Here, the wood powder 5 is useful for strengthening the heat shock after firing. Further, it is possible to omit the water and / or the binder 6 and fire it as a solidified powder.

図1のフローチャートに示されるように、本実施の形態1の正特性発熱体10,20においては、最初に、ステップS1の焼結原料混合工程にて、アルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4、木粉5、水6及び/またはバインダが混合され、焼結原料混合物7となる。   As shown in the flowchart of FIG. 1, in the positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment, first, in the sintering raw material mixing step of Step S1, the aluminum powder 2, the graphite powder 3, and the mesh Clay powder 4, wood powder 5, water 6 and / or binder are mixed to form a sintered raw material mixture 7.

ここで、アルミニウム粉2としては、市販のアルミニウム粉末を用いることができ、このようなアルミニウム粉末は、ミナルコ(株)、日本軽金属(株)、東洋アルミニウム(株)、大和金属粉工業(株)等から発売されている。また、アルミニウム粉2には、100%アルミニウムでなく、無機物等の不純物が僅かに含まれたものや、リサイクルのアルミニウムでも使用可能であり、更には、鉄や銅等の金属を僅かに含有したアルミニウム合金の粉末等を使用することも可能である。   Here, as the aluminum powder 2, a commercially available aluminum powder can be used, and such aluminum powders are Minalco Co., Ltd., Nippon Light Metal Co., Ltd., Toyo Aluminum Co., Ltd., Daiwa Metal Powder Co., Ltd. Etc. are on sale. Further, the aluminum powder 2 can be used not only with 100% aluminum but also with a slight amount of impurities such as inorganic substances or recycled aluminum, and further contains a slight amount of metal such as iron or copper. It is also possible to use aluminum alloy powder or the like.

このアルミニウム粉2には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が30μm〜75μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が150μm未満であるものを用いるのが好ましい。つまり、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性を向上させるためである。また、アルミニウム粉2の中位径が30μm未満であると、焼成過程においてアルミニウム粉2が低温で溶融しやすくて表面に噴出する可能性があり、一方、アルミニウム粉2の中位径が75μmを超えると、黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる可能性がある。アルミニウム粉2のふるい試験法によって測定した粒子径が150μm以上の場合においても、黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定したアルミニウム粉2の中位径が35μm〜65μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が100μm未満である。   The aluminum powder 2 preferably has a median diameter measured by a laser diffraction / scattering method in the range of 30 μm to 75 μm and a particle diameter measured by a sieve test method of less than 150 μm. That is, the filling property is improved by combining small particles and large particles. Further, if the median diameter of the aluminum powder 2 is less than 30 μm, the aluminum powder 2 may be easily melted at a low temperature during the firing process and may be ejected to the surface, while the median diameter of the aluminum powder 2 is 75 μm. When exceeding, the part which is not covered with the graphite powder 3 will increase, and it may become easy to produce the sintering defect by which the aluminum fuse | melted in the baking process ejects on the surface. Even when the particle diameter measured by the sieving test method of the aluminum powder 2 is 150 μm or more, the portion not covered with the graphite powder 3 increases, and as a result, the sintered aluminum in which molten aluminum is ejected to the surface during the firing process. Is likely to occur. More preferably, the median diameter of the aluminum powder 2 measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 35 μm to 65 μm, and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 100 μm.

炭素粉としての黒鉛粉3は、アルミニウム粉2の溶融点より低い温度では溶融しないものであり、この黒鉛粉3には、市販の黒鉛粉末を用いることができる。そして、このような黒鉛粉末は、西村黒鉛(株)、日本黒鉛工業(株)、伊藤黒鉛工業(株)、(株)中越黒鉛工業所等から発売されている。市販の黒鉛粉末には、鱗状黒鉛や土状黒鉛等の天然黒鉛、鱗状天然黒鉛粉末を長柱状に造粒した長柱状造粒黒鉛等の人造黒鉛が存在するが、中でも、一般的に純度が高いとされる天然の鱗状黒鉛を用いるのが好ましい。鱗状黒鉛を用いることで、アルミニウム粉2に絡んで付着し易く、アルミニウム粉2の溶融によりアルミニウムが表面に噴出する焼結不良を効果的に抑制することができるからである。 The graphite powder 3 as the carbon powder does not melt at a temperature lower than the melting point of the aluminum powder 2, and a commercially available graphite powder can be used as the graphite powder 3. And such graphite powder is marketed by Nishimura Graphite Co., Ltd., Nippon Graphite Industry Co., Ltd., Ito Graphite Industry Co., Ltd., Chuetsu Graphite Industry Co., Ltd., etc. Commercial graphite powder includes natural graphite such as scaly graphite and earthy graphite, and artificial graphite such as long columnar granulated graphite obtained by granulating scaly natural graphite powder into a long columnar shape. It is preferable to use natural scaly graphite, which is considered high. By using scaly graphite, it is easy to get entangled and adhered to the aluminum powder 2, and it is possible to effectively suppress the sintering failure in which aluminum is ejected to the surface due to the melting of the aluminum powder 2.

この黒鉛粉3には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が60μm〜90μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が200μm未満であるものを用いるのが好ましい。ここでも、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性が向上するからである。
また、黒鉛粉3の中位径が60μm未満であると、焼成過程において黒鉛粉3が液状化し易く、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉3の中位径が90μmを超えると、黒鉛粉3が均一に分散混合され難くなって、アルミニウム粉2において黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、同様に焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。黒鉛粉3のふるい試験法によって測定した粒子径が200μm以上の場合においても、アルミニウム粉2において黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した黒鉛粉3の中位径が70μm〜80μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が150μm未満である。
The graphite powder 3 preferably has a median diameter measured by a laser diffraction / scattering method in the range of 60 μm to 90 μm and a particle diameter measured by a sieve test method of less than 200 μm. This is also because the filling property is improved by combining the small-diameter particles and the large-diameter particles.
Further, if the median diameter of the graphite powder 3 is less than 60 μm, the graphite powder 3 is liable to be liquefied during the firing process, and a sintering failure in which aluminum is ejected to the surface is likely to occur. On the other hand, when the median diameter of the graphite powder 3 exceeds 90 μm, the graphite powder 3 becomes difficult to be uniformly dispersed and mixed, and the portion of the aluminum powder 2 that is not covered with the graphite powder 3 increases, Sintering defects in which aluminum is ejected to the surface during the firing process tend to occur. Even when the particle diameter of the graphite powder 3 measured by the sieving test method is 200 μm or more, the portion of the aluminum powder 2 that is not covered with the graphite powder 3 increases, resulting in poor sintering in which aluminum is ejected to the surface during the firing process. It becomes easy. More preferably, the median diameter of the graphite powder 3 measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 70 μm to 80 μm, and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 150 μm.

陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉4は、花崗岩が風化し堆積してできた風化残留粘土を水簸(珪砂と粘土の分離)し、精製して粉末状にしたものであり、アルミニウムのケイ酸塩鉱物のAl2Si410(OH)8であるカオリン主成分で、石英、長石、雲母等が混在する粘土粉である。そして、一般的に、化学成分析によればアルミニウム酸化物のAl23及びケイ素酸化物SiO2の成分量が最も多く、その他にFe23、TiO2、CaO、MgO、Na2O、K2O等の成分を含有しているが、成分量は産地等により異なるため、主としてAl23及びSiO2が含有されていればその他の成分や組成比は特に限定されるものではない。この蛙目粘土粉4には、例えば、(株)ヤマス、共立マテリアル(株)等から発売されている市販の蛙目粘土粉を用いることができる。 Sasame clay powder 4 as a clay powder for ceramics is made from the weathered residual clay formed by weathering and depositing granite, which has been refined and powdered by elutriation (separation of silica sand and clay), aluminum This is a clay powder containing a main component of kaolin which is Al 2 Si 4 0 10 (OH) 8 , which is a mixture of quartz, feldspar, mica and the like. In general, according to chemical analysis, the amount of aluminum oxide Al 2 O 3 and silicon oxide SiO 2 is the largest, and in addition, Fe 2 O 3 , TiO 2 , CaO, MgO, Na 2 O , K 2 O and other components are contained, but the amount of the component varies depending on the place of production, etc. Therefore, if Al 2 O 3 and SiO 2 are mainly contained, other components and composition ratios are not particularly limited. Absent. As this Sasame clay powder 4, for example, a commercially available Sasame clay powder marketed by Yamas Corporation, Kyoritsu Material Co., Ltd. or the like can be used.

また、この蛙目粘土粉4にはレーザ回折・散乱法によって測定した中位径が5μm〜30μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が100μm未満であるとし、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性が向上するからである。
そして、蛙目粘土粉4の中位径が5μm未満の微細粉されたものを得るのにはコストが掛かる上に、蛙目粘土粉4の中位径が5μm未満であると、熱による蛙目粘土粉4の成分変化が生じやすくなり、後述の焼結前成型体8(図2の8A及び図3の8B参照)において安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。一方、蛙目粘土粉4の中位径が30μmを超えると、蛙目粘土粉4が均一に分散混同され難くてその分布に偏りが生じたり、熱による蛙目粘土粉4の成分変化が生じやすかったりする可能があり、それによって、やはり焼結前成型体8において安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。
蛙目粘土粉4のふるい試験法によって測定した粒子径が100μm以上の場合においても、同様に、蛙目粘土粉4が均一に分散混同され難くてその分布に偏りが生じたり、熱による蛙目粘土粉4の成分変化が生じやすかったりする。それによって、焼結前成型体8において安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。
なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した蛙目粘土粉4の中位径が10μm〜20μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が70μm未満である。
In addition, this square clay powder 4 has a median diameter measured by a laser diffraction / scattering method in the range of 5 μm to 30 μm, and a particle diameter measured by a sieve test method is less than 100 μm. This is because the packing property is improved by combining the diameter particles.
Further, it is costly to obtain a fine powder having a median diameter of less than 5 μm, and when the median diameter of the mesh clay powder 4 is less than 5 μm, Changes in the composition of the mesh clay powder 4 are likely to occur, and it may not be possible to ensure performance such as stable strength and energization exothermicity in the pre-sintered molded body 8 (see 8A in FIG. 2 and 8B in FIG. 3) described later. . On the other hand, if the median diameter of the Sasame clay powder 4 exceeds 30 μm, the Sasame clay powder 4 is difficult to be uniformly dispersed and mixed, resulting in an uneven distribution, or changes in the components of the Sasame clay powder 4 due to heat. As a result, there is a possibility that performance such as stable strength and energization heat generation may not be ensured in the pre-sintered molded body 8.
Similarly, even when the particle size measured by the sieve test method of the square mesh powder 4 is 100 μm or more, the uniform clay powder 4 is hardly uniformly dispersed and confused, resulting in uneven distribution, or due to heat. The component change of the clay powder 4 is likely to occur. Accordingly, there is a possibility that performance such as stable strength and energization exothermicity cannot be secured in the pre-sintered molded body 8.
More preferably, the median diameter of the square clay powder 4 measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 10 μm to 20 μm, and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 70 μm.

木粉5は、大鋸屑、間伐材のチップ、小径木、製材端材、樹皮等の木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。ウィスカー状の木粉5を使用することでアルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4等の原料がウィスカーの髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、この状態で後述の成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなる。そして、この成形された混合物を焼結することによって得られる焼結前成型体8は、その強度が非常に高いものとなる。 The wood powder 5 is obtained by finely pulverizing wood chips such as large sawdust, thinned wood chips, small-diameter wood, lumber mill ends, and bark with a pulverizer, but is preferably a whisker. By using the whisker-like wood powder 5, raw materials such as aluminum powder 2, graphite powder 3 and glazed clay powder 4 are entangled in the whisker-like gaps of the whisker. What is generated by applying pressure in the molding process described later is strong and dense. The pre-sintered molded body 8 obtained by sintering the molded mixture has a very high strength.

また、この木粉5には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が80μm〜120μmmの範囲内であり、ふるい試験法による粒子径が200μm未満であるものを用いることが好ましい。小径粒子と大径粒子の組み合わせによって充填性が向上するからである。また、木粉5の中位径が80μm未満の微細粉されたものを得るにはコストが掛かり、一方で、木粉5の中位径が120μmを超えると、木粉5が均一に分散混合され難くて焼失による空隙の分布に偏りが生じ、焼結前成型体8において安定した強度が確保されない可能性がある。また、木粉5のふるい試験法による粒子径が200μm以上の場合においても、木粉5が均一に分散混合され難くて焼失による空隙の分布に偏りが生じ、焼結前成型体8において安定した強度が確保されない。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した木粉5の中位径が50μm〜100μmの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が150μm未満である。 The wood powder 5 preferably has a median diameter measured by a laser diffraction / scattering method in the range of 80 μm to 120 μm and a particle diameter by a sieve test method of less than 200 μm. This is because the filling property is improved by the combination of the small diameter particles and the large diameter particles. In addition, it is costly to obtain a fine powder having a median diameter of less than 80 μm of wood powder 5. On the other hand, if the median diameter of wood powder 5 exceeds 120 μm, the wood powder 5 is uniformly dispersed and mixed. Therefore, there is a possibility that the distribution of voids due to burning is biased and stable strength is not ensured in the pre-sintered molded body 8. Further, even when the particle diameter of the wood powder 5 by the sieve test method is 200 μm or more, the wood powder 5 is difficult to be uniformly dispersed and mixed, and the distribution of voids due to burning is uneven, and the pre-sintered molded body 8 is stable. Strength is not secured. More preferably, the median diameter of the wood powder 5 measured by the laser diffraction / scattering method is in the range of 50 μm to 100 μm, and the particle diameter measured by the sieve test method is less than 150 μm.

なお、粒子径が200μm未満の木粉5を経済的に得るには、間伐材、小径木、樹皮、製材端材、大鋸屑等の木屑を、水分20重量部以下に乾燥した後に、微粉砕する必要がある。木屑を水分20重量部以下に乾燥することによって、粉砕物がスラリー化して微粉砕を妨げることを防止できるからである。更に、乾燥した木屑を微粉砕して、粒子径が200μm未満の木粉5とするためには、周速50m/秒〜80m/秒の範囲内の微粉砕機を用いるのが好ましく、このような微粉砕機としては、例えば、河本鉄工(株)製のミクロンコロイドミル等がある。
ここで、スギ(杉)・ヒノキ(檜)等の針葉樹は、我が国において広く分布しており、建材等として大量に使用されているため、大鋸屑や間伐材並びに樹皮を容易に大量に入手することができる。更に、針葉樹の微細組織はウィスカー状であり、微粉砕して木粉5とすることが容易である。したがって、原料収集と国土保全上は、大鋸屑及び間伐材のチップ並びに樹皮としては、針葉樹の大鋸屑または針葉樹の間伐材のチップ或いは針葉樹の樹皮を用いることが好ましい。
In order to economically obtain the wood powder 5 having a particle diameter of less than 200 μm, the wood chips such as thinned wood, small diameter wood, bark, sawn timber, and large sawdust are dried to a water content of 20 parts by weight or less and then pulverized. There is a need. This is because by drying the wood chips to a water content of 20 parts by weight or less, the pulverized product can be prevented from becoming a slurry and preventing fine pulverization. Further, in order to finely pulverize the dried wood chips to obtain a wood powder 5 having a particle diameter of less than 200 μm, it is preferable to use a fine pulverizer having a peripheral speed in the range of 50 m / sec to 80 m / sec. An example of such a fine pulverizer is a micron colloid mill manufactured by Kawamoto Tekko Co., Ltd.
Here, conifers such as cedar (Japanese cedar) and Japanese cypress (Japanese cypress) are widely distributed in Japan and are used in large quantities as building materials, etc., so it is easy to obtain large amounts of sawdust, thinned wood and bark. Can do. Furthermore, the fine structure of coniferous trees is whisker-like, and can be easily pulverized into wood powder 5. Therefore, in terms of raw material collection and national land conservation, it is preferable to use coniferous large sawdust or coniferous thinning chips or coniferous bark as large sawdust and thinned wood chips and bark.

そして、本実施の形態1では、アルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4、及び木粉5に、これら原料が比重の違いによって移動が生じない量(重力沈降しない量)の水及び/またはバインダ6が混合されることによって、蛙目粘土粉4が粘土鉱物質であることからこれが成形性または保形性等の確保に有利に機能して、原料同士が互いに接着され、手で握っても崩れることなくまとまった状態の焼結原料混合物7が得られる。このようにして得られた焼結原料混合物7は、アルミニウム粉2や木粉5の表面に黒鉛粉3が付着した状態になっている。 In the first embodiment, the aluminum powder 2, the graphite powder 3, the square clay powder 4 and the wood powder 5 have an amount of water that does not move due to the difference in specific gravity (an amount that does not cause gravity sedimentation) and water. When the binder 6 is mixed, the clayey clay powder 4 is a clay mineral substance, which functions advantageously to ensure moldability or shape retention, and the raw materials are bonded to each other by hand. The sintered raw material mixture 7 is obtained in a state that is not collapsed even when gripped. The sintered raw material mixture 7 thus obtained is in a state in which the graphite powder 3 is adhered to the surfaces of the aluminum powder 2 and the wood powder 5.

なお、本実施の形態1においては、これら原料の混合に精密分散混合機が用いられ、アルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4、及び木粉5が均一に分散混合されて焼結原料混合物7となっている。なお、精密分散混合機としては、周速5μm/秒〜80m/秒の範囲内、より好ましくは、周速20m/秒〜30m/秒の範囲内の高速攪拌分散機を用いるのが好ましく、このような高速攪拌分散機としては、例えば、ホソカワミクロン(株)製の横型タービュライザ(登録商標)等がある。 In the first embodiment, a precision dispersion mixer is used for mixing these raw materials, and aluminum powder 2, graphite powder 3, square clay powder 4 and wood powder 5 are uniformly dispersed and mixed and sintered. The raw material mixture 7 is obtained. In addition, as the precision dispersion mixer, it is preferable to use a high-speed stirring disperser within a peripheral speed range of 5 μm / second to 80 m / second, more preferably within a peripheral speed range of 20 m / second to 30 m / second. As such a high-speed stirring disperser, for example, there is a horizontal turbulizer (registered trademark) manufactured by Hosokawa Micron Corporation.

また、本実施の形態1においては、原料に蛙目粘土粉4を用いることから、水6を少量混合するだけで容易に原料同士が接着されてまとまった状態となり、後述の成形工程においては常温で加圧するだけで、焼結原料混合物7が成形されて強固なものとすることができるが、本発明を実施する場合には、原料同士の接着に、有機バインダや無機バインダを使用することも可能であり、水とバインダとを併用することも可能である。
ここで、「有機バインダ」としては、例えば、合成樹脂、澱粉、合成糊、砂糖等を用いることができる。また、合成樹脂には熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂があり、熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリウレタン系樹脂等を用いることができ、熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、イソシアネート樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタンプレポリマー等を用いることができる。なお、中でも、ポリオール系樹脂とイソシアネート系樹脂とは常温で反応して強固な結合を形成し、特に、イソシアネート系樹脂は、木粉5等における水酸基(−OH)と反応して強固なウレタン結合を形成するため、焼結原料混合物7を成形したものはとても強固で緻密な状態のものとなる。
Further, in the first embodiment, since the raw clay powder 4 is used as a raw material, the raw materials are easily bonded together by simply mixing a small amount of water 6. The sintered raw material mixture 7 can be molded and strengthened simply by pressurizing with an organic binder or an inorganic binder for bonding the raw materials when the present invention is carried out. It is possible to use water and a binder together.
Here, as the “organic binder”, for example, synthetic resin, starch, synthetic glue, sugar and the like can be used. Synthetic resins include thermoplastic resins and thermosetting resins, and polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, acrylic resins, polyurethane resins, etc. should be used as thermoplastic resins. As the thermosetting resin, phenol resin, epoxy resin, polyol resin, isocyanate resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, urethane prepolymer and the like can be used. Of these, the polyol resin and the isocyanate resin react at room temperature to form a strong bond. In particular, the isocyanate resin reacts with the hydroxyl group (—OH) in the wood powder 5 and the like to form a strong urethane bond. In order to form, the sintered raw material mixture 7 is very strong and dense.

「無機バインダ」としては、セメント等の水硬性材料、磁器(タイル)・陶器の原料であるベントナイト等の粘土、ρ−アルミナ(Al23 ・nH2 O:n≒0.5)、ケイ酸ナトリウム、水溶性アルカリケイ酸、(株)ジャパンナノコート製のシリカバインダ、グランデックス(株)製のシリカバインダである汎用バインダFJ294等を用いることができる。
なお、有機バインダは、加熱過程において焼失し空隙となり、無機バインダは、焼失せずに焼成されることになる。
“Inorganic binders” include hydraulic materials such as cement, clays such as bentonite, which is a raw material of porcelain (tile) and ceramics, ρ-alumina (Al 2 O 3 · nH 2 O: n≈0.5), silica Sodium sulfate, water-soluble alkali silicic acid, silica binder manufactured by Japan Nanocoat Co., Ltd., general-purpose binder FJ294, which is a silica binder manufactured by Grandex Co., Ltd., and the like can be used.
Note that the organic binder is burned off in the heating process to form voids, and the inorganic binder is baked without being burned out.

更に、本発明を実施する場合においては、樹脂成型方法のように、アルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4及び木粉5に、水6を入れ、スラリー状の焼結原料混合物7として金型に充填し、固めた後に、ステップS2の成形工程に供することができる。また、セラミックや磁器(タイル)の製造のように、焼結原料混合物7をスプレードライヤーによって乾燥させた後、ステップS2の成形工程に供することも可能である。また、水及び/またはバインダ6を使用しないで粉体のみの焼結原料混合物7を固めることもできる。いずれにせよ、後述する焼成過程において形状が保持される程度に固化された状態のものが作製できれば、水及び/または原料同士を接着する手段やバインダの種類は特に限定されない。 Further, in the case of carrying out the present invention, as in the resin molding method, water 6 is put into the aluminum powder 2, the graphite powder 3, the square clay powder 4 and the wood powder 5 to obtain a slurry-like sintered raw material mixture 7. Can be used for the molding process of step S2 after filling the mold and hardening. Further, as in the production of ceramics and porcelain (tile), the sintered raw material mixture 7 can be dried by a spray dryer and then subjected to the forming process in step S2. Further, the powder-only sintering raw material mixture 7 can be hardened without using water and / or the binder 6. In any case, the means for adhering water and / or raw materials and the type of binder are not particularly limited as long as a solidified state can be produced so that the shape can be maintained in the firing process described later.

次に、本実施の形態1においては、この焼結原料混合物7が、ステップS2の成形工程において、常温で加圧され、強固で緻密な固形状態の焼結前成型体8となる。
ここで、成形工程においては、焼結原料混合物7をプレス成形金型に投入し所定圧力のプレスで成形するプレス成形と、焼結原料混合物7を耐圧性の型枠に入れ所定圧力で押し出して成形する押出成形等が可能である。
Next, in the first embodiment, this sintering raw material mixture 7 is pressed at room temperature in the molding step of Step S2 to form a strong and dense solid pre-sintered molded body 8.
Here, in the molding process, the sintering raw material mixture 7 is put into a press molding die and molded by a press with a predetermined pressure, and the sintering raw material mixture 7 is put into a pressure-resistant mold and extruded at a predetermined pressure. Extrusion molding or the like is possible.

因みに、本実施の形態1においては、原料に蛙目粘土粉4を用いたことから、上述の如く、水及び/またはバインダ6を少量混合するか、またはなくすことができるので容易に原料同士が接着されてまとまった状態となる。このため、常温での加圧で、更に、低圧力で成形することができる。よって、高圧力や加熱装備のプレス装置を必ずしも用いなくても良く、低コスト化を図ることができる。
具体的に、水及び/またはバインダ6を混合してなる焼結原料混合物7をプレス成形する場合、プレス圧力は、10kg/cm2〜200kg/cm2 の範囲内とするのが好ましい。プレス成形の圧力が10kg/cm2未満であると、焼結原料混合物7が十分に圧縮されないため、得られる焼結前成型体8の強度が弱くなり後述の焼成過程において破損する可能性がある。また、プレス成形の圧力が200kg/cm2を超えると、焼結原料混合物7に圧力が掛かり過ぎて高緻密度とものとなり、焼結前成型体8の抵抗値が小さくなって焼成後の多孔質の成型抵抗体11,21(図2、図3参照)の通電発熱性が損なわれる可能性がある。また、焼結不良となる可能性がある。より好ましくは、50kg/cm2〜150kg/cm2の範囲内である。特に、水分量が多いほど低圧力での成形が可能となる。
By the way, in the first embodiment, since the clay mesh powder 4 is used as the raw material, a small amount of water and / or the binder 6 can be mixed or eliminated as described above, so that the raw materials can be easily mixed. It will be in a state of being glued together. For this reason, it can shape | mold by low pressure by pressurization at normal temperature. Therefore, it is not always necessary to use a press device with high pressure or heating equipment, and the cost can be reduced.
Specifically, when the water and / or a binder 6 by mixing sintered raw material mixture 7 is press-formed, the pressing pressure is preferably in the range of 10kg / cm 2 ~200kg / cm 2 . If the pressure of the press molding is less than 10 kg / cm 2 , the sintered raw material mixture 7 is not sufficiently compressed, so that the strength of the obtained pre-sintered molded body 8 is weakened and may be damaged in the firing process described later. . On the other hand, when the pressure of the press molding exceeds 200 kg / cm 2 , the pressure is applied to the sintering raw material mixture 7 so that it becomes a high density, the resistance value of the pre-sintered molded body 8 becomes small, and the sintered porous body becomes porous. There is a possibility that the energization exothermic property of the high-quality molded resistors 11 and 21 (see FIGS. 2 and 3) may be impaired. Moreover, there is a possibility of sintering failure. More preferably, in the range of 50kg / cm 2 ~150kg / cm 2 . In particular, as the amount of moisture increases, molding at a lower pressure becomes possible.

そして、このように本実施の形態1においては、常温の加圧によって成形でき、外部からの均一な加熱が不要であるため、プレス成形の場合には、厚い焼結前成型体8(例えば、150トンのプレス機で約20mm厚まで)を得ることも可能である。更に、加熱機構が不要であることから、プレス成形機及び金型の構造を簡単にして、広い面積の焼結前成型体8(例えば、1000mm×2000mm)を得ることも可能である。なお、このときのプレス成形機としては、例えば、150トン以上の粉末成形プレス機が使用できる。このプレス機によれば、成形途中にガス抜きが出来る機構が付いているため、成形によって高強度のものが安定して得られる。勿論、例えば、後述するように、凹凸を有する金型や曲線部を有する金型枠型等を使用し、成形によって焼結原料混合物7の意匠面に凹凸を形成し、焼結原料混合物7を所望形状に成形することも可能である。   And in this Embodiment 1, since it can shape | mold by normal temperature pressurization and the uniform heating from the outside is unnecessary, in the case of press molding, the thick pre-sintering molded body 8 (for example, It is also possible to obtain up to about 20 mm thickness with a 150 ton press. Furthermore, since a heating mechanism is not required, it is possible to obtain a large-area pre-sintered molded body 8 (for example, 1000 mm × 2000 mm) by simplifying the structure of the press molding machine and the mold. In addition, as a press molding machine at this time, the powder molding press machine of 150 tons or more can be used, for example. According to this press machine, since a mechanism capable of degassing is provided during molding, a high-strength one can be stably obtained by molding. Of course, as will be described later, for example, a mold having irregularities, a mold frame having a curved portion, or the like is used, and irregularities are formed on the design surface of the sintering raw material mixture 7 by molding. It is also possible to mold into a desired shape.

一方、押出成形の場合には、焼結原料混合物7を曲面形状の筒状・棒状等複雑な形状に成形することが可能である。特に、水及び/またはバインダ6を混合してなる焼結原料混合物7は、成形性が良いため、押出成形によって各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形(ハニカム状)等の極めて複雑な形状に形成することも可能である。このようにして、図2及び図3に示す本実施の形態1及びその変形例にかかる押出成形した焼結前成型体8A(図2参照)及び射出成型した焼結前成型体8B(図3参照)が得られる。   On the other hand, in the case of extrusion molding, the sintering raw material mixture 7 can be formed into a complicated shape such as a curved cylindrical shape or rod shape. In particular, since the sintering raw material mixture 7 formed by mixing water and / or the binder 6 has good moldability, the cross-sectional circle, the cross-sectional ellipse, the cross-sectional oval, the cross-sectional triangle, the cross-sectional square, and the hexagonal cross-section are formed by extrusion molding. It is also possible to form in a very complicated shape such as (honeycomb shape). Thus, the extrusion-molded pre-sintered molded body 8A (see FIG. 2) and the injection-molded pre-sintered molded body 8B (FIG. 3) according to the first embodiment shown in FIGS. Reference) is obtained.

なお、本発明を実施する場合には、勿論、加熱加圧によって、焼結原料混合物7を成形することも可能である。殊に、本発明においては、蛙目粘土粉4等の鉱物質粉が使用され、これが成形性または保形性等の確保に有利に機能することから、加熱加圧の場合、水やバインダを混合せずとも成形が可能である。因みに、水やバインダを混合せず加熱加圧する場合のプレス成形圧力は、50kg/cm2〜300kg/cm2の範囲内とするのが好ましい。プレス成形の圧力が50kg/cm2未満であると、水やバインダを混合していない場合に焼結原料混合物7が十分に圧縮されないため強度が弱くなり後述の焼成過程において破損する可能性がある。また、プレス成形の圧力が300kg/cm2を超えると、焼結原料混合物7に圧力が掛かり過ぎて高緻密度とものとなり、得られる成型抵抗体11,21の抵抗値が小さくなって、焼成しても成型抵抗体11,21の通電発熱性が損なわれる可能性がある。より好ましくは、100kg/cm2〜200kg/cm2の範囲内である。しかし、抵抗値及び複合成分によっては、100kg/cm2〜200kg/cm2の範囲外の使用も有り得る。 In carrying out the present invention, of course, the sintered raw material mixture 7 can be formed by heating and pressing. In particular, in the present invention, mineral powder such as Sasame clay powder 4 is used, and this functions advantageously to ensure moldability or shape retention. Molding is possible without mixing. Incidentally, the press molding pressure when heating and pressing without mixing water and binder is preferably in the range of 50kg / cm 2 ~300kg / cm 2 . If the pressure of the press molding is less than 50 kg / cm 2 , the strength of the sintered raw material mixture 7 is not sufficiently compressed when water or a binder is not mixed, and the strength may be weakened and may be damaged in the firing process described later. . On the other hand, when the pressure of the press molding exceeds 300 kg / cm 2 , the pressure is applied to the sintering raw material mixture 7 so as to have a high density, and the resistance values of the resulting molding resistors 11 and 21 become small, and firing is performed. Even if it does, the energization exothermic property of the molding resistors 11 and 21 may be impaired. More preferably, in the range of 100kg / cm 2 ~200kg / cm 2 . However, depending on the resistance value and the composite component, there may be used outside the range of 100kg / cm 2 ~200kg / cm 2 .

続いて、成形された焼結原料混合物7は、ステップS3の焼結工程において、温度制御電気炉内にて900℃〜1100℃の範囲内で焼結される。
ここで、焼結の温度が900℃〜1100℃の範囲内とは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、900℃未満では、十分な焼成が行われずに粉状態のものが得られ焼結不良となってしまうことが確認されたことから、焼結温度の下限値を900℃とし、一方で、1100℃を超えると、得られる成型抵抗体11,21は通電発熱性を有さないことが確認されたことから、焼結温度の上限値を1100℃としたものである。
なお、焼結工程の昇温プログラムは、各原料の種類、粒子径、配合量や、後述の焼結前成型体8(8A,8B)において必要とされる抵抗値、発熱温度等によって予め実験によって最適値が設定される。
そして、このように900℃〜1100℃の範囲内で焼結することによって、正特性の成型抵抗体11,21となる。このようにして得られた正特性の成型抵抗体11,21は、常温では抵抗が低く、所定の温度に達すると急激に抵抗が増大するという抵抗温度特性を有し、通電によって容易に抵抗発熱する。特に、成型抵抗体11,21は全面で放熱し、かつ、多孔質であるから表面積が広くなる。
Subsequently, the formed sintered raw material mixture 7 is sintered in a temperature controlled electric furnace within a range of 900 ° C. to 1100 ° C. in the sintering step of Step S3.
Here, the sintering temperature is in the range of 900 ° C. to 1100 ° C. As a result of repeated experiments by the present inventors, when the temperature is lower than 900 ° C., a powdered product is obtained without sufficient firing. Since it was confirmed that the sintering was poor, the lower limit value of the sintering temperature was set to 900 ° C., and on the other hand, when the temperature exceeded 1100 ° C., the obtained molded resistors 11 and 21 had current-generating heat generation properties. Since it was confirmed that there was no upper limit, the upper limit of the sintering temperature was 1100 ° C.
Note that the temperature raising program for the sintering process was previously tested according to the type of each raw material, particle size, blending amount, resistance value required for the pre-sintered molded body 8 (8A, 8B) described later, heat generation temperature, and the like. The optimum value is set by.
And, by sintering in the range of 900 ° C. to 1100 ° C. in this way, the molded resistors 11 and 21 having positive characteristics are obtained. The positive molded resistors 11 and 21 thus obtained have a resistance-temperature characteristic that the resistance is low at room temperature, and the resistance rapidly increases when the temperature reaches a predetermined temperature. To do. In particular, the molded resistors 11 and 21 dissipate heat over the entire surface and have a large surface area because they are porous.

ステップS3で正特性の成型抵抗体11,21を焼成した後、ステップS4で成型抵抗体11,21の所望の位置に金属(アルミニウムで実施)の溶射によって電極膜13a,14aを形成する。この電極膜13a,14aは、成型抵抗体11,21が多孔質であるから、より堅固に成型抵抗体11,21に対して接合される。この成型抵抗体11に形成される電極膜13a、電極膜14aは、成型抵抗体11の長さ方向の端部側に形成される。その後、ステップS5で銅電極端子13b、銅電極端子14bの基部を埋設するように、電極膜13a、電極膜14aに銅電極端子13b、銅電極端子14bを重ね、再度溶射することにより、電極膜13a及び電極膜14aと銅電極端子13b及び銅電極端子14bとを一体に埋設し、固着することができる。
ここで、電極膜13a及び電極膜14aと銅電極端子13b及び銅電極端子14bの対向面は、接合できないから、銅電極端子13b及び銅電極端子14bの電極膜13a及び電極膜14aに対向する基部に穴を穿設するか、外周のシルエットラインを葉脈状(リアス式海岸状)に凹凸を形成し、両者間の接合力を増すのが望ましい。
After firing the positive molded resistors 11 and 21 in step S3, electrode films 13a and 14a are formed by spraying metal (implemented with aluminum) at desired positions of the molded resistors 11 and 21 in step S4. Since the molded resistors 11 and 21 are porous, the electrode films 13a and 14a are more firmly bonded to the molded resistors 11 and 21. The electrode film 13 a and the electrode film 14 a formed on the molded resistor 11 are formed on the end side in the length direction of the molded resistor 11. Thereafter, the electrode film 13a and the electrode film 14a are overlaid with the copper electrode terminal 13b and the copper electrode terminal 14b so as to embed the bases of the copper electrode terminal 13b and the copper electrode terminal 14b in step S5, and then sprayed again to form the electrode film. 13a and the electrode film 14a and the copper electrode terminal 13b and the copper electrode terminal 14b can be embedded and fixed together.
Here, since the opposing surfaces of the electrode film 13a and the electrode film 14a and the copper electrode terminal 13b and the copper electrode terminal 14b cannot be joined, the base part of the copper electrode terminal 13b and the copper electrode terminal 14b facing the electrode film 13a and the electrode film 14a. It is desirable to increase the bonding force between the two by drilling a hole in the hole or by forming irregularities in the shape of a vein (rear coast) on the outer periphery.

なお、本実施の形態では、ステップS5で成型抵抗体11に銅電極端子13b、銅電極端子14bを埋設するように、電極膜13a、電極膜14aに銅電極端子13b、銅電極端子14bを重ね、再度溶射したが、成型抵抗体21についても同様に、電極膜23a及び電極膜24aと銅電極端子23b及び銅電極端子24bを溶射で、または金属の溶融炉につけて電極膜23a及び電極膜24aと銅電極端子23b及び銅電極端子24bを金属で溶着することもできる。このように、金属の溶融炉につけて電極膜23a及び電極膜24aと銅電極端子23b及び銅電極端子24bの対向面を金属で溶着し、かつ、銅電極端子23bと銅電極端子24bもその表面を溶融金属で被覆すると、機械的強度が上昇し、かつ、電気抵抗も低下し、好ましい接続状態となる。
このようにして、本実施の形態1の多孔質の正特性発熱体10,20が得られる。
In the present embodiment, the copper electrode terminal 13b and the copper electrode terminal 14b are superimposed on the electrode film 13a and the electrode film 14a so that the copper electrode terminal 13b and the copper electrode terminal 14b are embedded in the molded resistor 11 in step S5. Although the thermal spraying is performed again, the electrode film 23a and the electrode film 24a are similarly applied to the molded resistor 21 by spraying the electrode film 23a and the electrode film 24a and the copper electrode terminal 23b and the copper electrode terminal 24b or by attaching them to a metal melting furnace. The copper electrode terminal 23b and the copper electrode terminal 24b can be welded with metal. Thus, the electrode film 23a and the electrode film 24a, the copper electrode terminal 23b and the copper electrode terminal 24b are attached to a metal melting furnace, and the opposing surfaces of the copper electrode terminal 23b and the copper electrode terminal 24b are welded with metal. Is coated with a molten metal, the mechanical strength is increased and the electrical resistance is also lowered, and a preferable connection state is obtained.
Thus, the porous positive characteristic heating elements 10 and 20 of the first embodiment are obtained.

図2(a)は、外形が円柱状の成型抵抗体11の両端部に溶射により、電極膜13a及び電極膜14aと銅電極端子13b及び銅電極端子14bとを一体に設けるものであり、図3(a)は、外形が直方体状の成型抵抗体21の両端部に溶射により、電極膜23a及び電極膜24aと銅電極端子23b及び銅電極端子24bとを一体に設けるものである。
しかし、図4に示すように、円柱状の成型抵抗体11の長さ方向に対して直角方向の対向面に電極膜13a及び電極膜14aと銅電極端子13b及び銅電極端子14bとを一体に設けることもできる。特に、このときの成型抵抗体11,21の電流路が、複数の貫通孔12及び貫通孔22の開口の周囲の肉の厚みによって決定され、複数の貫通孔12の周囲で発熱するので、放熱効率を良くすることができる。即ち、図示されていないが、複数の貫通孔12,22以外の部分を均一な厚みで、しかも、薄く形成するのが好適である。
FIG. 2A shows an electrode film 13a, an electrode film 14a, a copper electrode terminal 13b, and a copper electrode terminal 14b that are integrally provided by thermal spraying on both ends of a molded resistor 11 having a cylindrical outer shape. In 3 (a), the electrode film 23a, the electrode film 24a, the copper electrode terminal 23b, and the copper electrode terminal 24b are integrally provided by thermal spraying on both ends of the molded resistor 21 whose outer shape is a rectangular parallelepiped.
However, as shown in FIG. 4, the electrode film 13a, the electrode film 14a, the copper electrode terminal 13b, and the copper electrode terminal 14b are integrally formed on the opposing surface in the direction perpendicular to the length direction of the cylindrical molded resistor 11. It can also be provided. In particular, the current paths of the molding resistors 11 and 21 at this time are determined by the thickness of the meat around the openings of the plurality of through holes 12 and the through holes 22, and heat is generated around the plurality of through holes 12. Efficiency can be improved. That is, although not shown, it is preferable to form portions other than the plurality of through holes 12 and 22 with a uniform thickness and a small thickness.

また、図5(a)のように、直方体状の成型抵抗体21の長さ方向に対して直角方向の対向面に電極膜23a及び電極膜24aと銅電極端子23b及び銅電極端子24bとを一体に設けることもできる。特に、このときの電流路は、複数の貫通孔12の開口の周囲の肉の厚みによって決定され、複数の貫通孔22の周囲で発熱するので、放熱効率を良くすることができる。
なお、図5において、電極膜23a及び電極膜24aと銅電極端子23b及び銅電極端子24bの対向面は溶射では接合できないから、図5に示すように、銅電極端子23b及び銅電極端子24bの電極膜23a及び電極膜24aに対向する基部に穴を穿設することにより、外周のシルエットラインの長さを長くし、両者間の接合力を増している。この方法では、溶融する金属によって一体に接合するものと同様に、電気伝導度を良くし、機械的強度も強くすることができる。銅電極端子23bとしては、アルミニウム、ステンレス、銅等の穴あき薄板を使用すると、機械的強度が強くなる。また、銅電極端子23bの接合部を切削し、平滑面を出しておくとより効果的である。
Further, as shown in FIG. 5A, the electrode film 23a, the electrode film 24a, the copper electrode terminal 23b, and the copper electrode terminal 24b are provided on the opposing surfaces in the direction perpendicular to the length direction of the rectangular parallelepiped molded resistor 21. It can also be provided integrally. In particular, the current path at this time is determined by the thickness of the meat around the openings of the plurality of through holes 12, and heat is generated around the plurality of through holes 22, so that the heat dissipation efficiency can be improved.
In FIG. 5, since the opposing surfaces of the electrode film 23a and the electrode film 24a and the copper electrode terminal 23b and the copper electrode terminal 24b cannot be joined by thermal spraying, as shown in FIG. 5, the copper electrode terminal 23b and the copper electrode terminal 24b By drilling holes in the base portions facing the electrode film 23a and the electrode film 24a, the length of the silhouette line on the outer periphery is increased and the bonding force between the two is increased. In this method, the electrical conductivity can be improved and the mechanical strength can be increased in the same manner as in the case of being integrally joined by the molten metal. As the copper electrode terminal 23b, when a perforated thin plate of aluminum, stainless steel, copper or the like is used, the mechanical strength is increased. Further, it is more effective to cut the joint portion of the copper electrode terminal 23b to leave a smooth surface.

具体的には、図2(a)乃至(c)に示すように多孔質の円柱状の正特性発熱体10は、内部の複数の貫通孔12を各々断面円形とし、外形が円柱状の成型抵抗体11と、その成型抵抗体11の両端に金属を溶射して形成した1対の電極13及び電極14とからなる。この1対の電極13及び電極14は、焼結原料混合物7を形成した後、成型工程のステップS2で金型によって複数の貫通孔12を形成した焼結前成型体8Aを焼成した後、ステップS4及びステップS5の溶射で電極13及び電極14を形成したものである。なお、この実施の形態1の電極13及び電極14は、アルミニウム製である。金属の溶射は、焼結工程の後に行うものであるから、高温にさらされて溶融することがないので、電極13及び電極14は如何なる金属も使用できる。因みに、発明者らの実験では、銅電極端子13b及び銅電極端子14bを、低抵抗材料として選択されたアルミニウム、銅、黄銅、ステンレス等を使用した。
また、図3(a)乃至(c)に示すように、全体が多孔質の円柱状の正特性発熱体20は、直方体形状の成型抵抗体21と、その成型抵抗体21の両端の表面に溶射によって接合した1対の電極23及び電極24とからなる。この電極23及び電極24は銅製であり、ステップS3の焼結工程で形成した成型抵抗体21に対して溶射で形成したものである。
Specifically, as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c), a porous columnar positive characteristic heating element 10 has a plurality of internal through-holes 12 each having a circular cross section and a cylindrical outer shape. It consists of a resistor 11 and a pair of electrodes 13 and 14 formed by spraying metal on both ends of the molded resistor 11. The pair of electrodes 13 and 14 are formed after the sintering raw material mixture 7 is formed, and after firing the pre-sintered molded body 8A in which a plurality of through holes 12 are formed by a mold in step S2 of the molding process, The electrodes 13 and 14 are formed by thermal spraying in S4 and step S5. In addition, the electrode 13 and the electrode 14 in the first embodiment are made of aluminum. Since the metal spraying is performed after the sintering process, the metal is not melted by being exposed to a high temperature, and therefore any metal can be used for the electrode 13 and the electrode 14. Incidentally, in the experiments by the inventors, the copper electrode terminal 13b and the copper electrode terminal 14b were made of aluminum, copper, brass, stainless steel or the like selected as a low resistance material.
Further, as shown in FIGS. 3A to 3C, the positive porous heating element 20 having a porous shape as a whole has a rectangular parallelepiped molded resistor 21 and surfaces of both ends of the molded resistor 21. It consists of a pair of electrodes 23 and 24 joined by thermal spraying. The electrode 23 and the electrode 24 are made of copper, and are formed by thermal spraying on the molded resistor 21 formed in the sintering process of step S3.

なお、本実施の形態1の正特性発熱体10,20では金属の溶射で1対の電極13,14及び電極23,24を形成したが、本発明を実施する場合には、正特性発熱体10または正特性発熱体20自体、即ち、成型抵抗体11,21に図示しない電極を埋設してもよいし、または端部表面に電極を張り合わせてもよいし、成型抵抗体11,21を強圧する構造としてもよい。いずれにせよ、端子は接触抵抗が低い状態で通電できるものとするのが望ましい。
図2では、多孔質の円柱状の正特性発熱体10は、内部の複数の貫通孔12を各々断面円形としたものである。図3では、多孔質の直方体状の正特性発熱体20は、内部の複数の貫通孔22を各々断面四角形としたものである。しかし、成型抵抗体11,21に内部に形成する複数の貫通孔12及び貫通孔22は、各々断面円形、断面四角形に限定されるものではなく、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか1以上とすることができる。また、その貫通孔12,22の断面形状の大きさも任意の大きさとし、複数の大きさを組み合わせることもできる。全体の外形も任意の形状が選択できる。
In the positive characteristic heating elements 10 and 20 of the first embodiment, the pair of electrodes 13 and 14 and the electrodes 23 and 24 are formed by metal spraying. However, when the present invention is implemented, the positive characteristic heating elements are formed. 10 or the positive heating element 20 itself, that is, an electrode (not shown) may be embedded in the molded resistor 11, 21 or an electrode may be bonded to the end surface, or the molded resistor 11, 21 may be strongly pressed. It is good also as a structure to do. In any case, it is desirable that the terminal can be energized with a low contact resistance.
In FIG. 2, a porous columnar positive characteristic heating element 10 has a plurality of internal through holes 12 each having a circular cross section. In FIG. 3, the porous rectangular parallelepiped positive-characteristic heating element 20 has a plurality of internal through holes 22 each having a square cross section. However, the plurality of through-holes 12 and through-holes 22 formed in the molded resistors 11 and 21 are not limited to a circular cross-section and a quadrilateral cross-section, respectively. One or more of a cross-sectional triangle, a cross-sectional quadrangle, and a cross-sectional hexagon can be used. Moreover, the size of the cross-sectional shape of the through-holes 12 and 22 is also an arbitrary size, and a plurality of sizes can be combined. Arbitrary shapes can be selected as the overall outer shape.

また、図2のように、正特性発熱体10の成型抵抗体11の1対の電極13,14は、成型抵抗体11の長さ方向の両端側に形成したものとすることもできるし、また、図5(a)のように、長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成することもできる。
特に、成型抵抗体11の1対の電極13,14は、金属の溶射によって成型抵抗体11に設けものであり、溶射された電極膜13a及び電極膜14aと電極端子13b及び電極端子14bとを一体に設けてなるものであるが、金属の溶射によって成型抵抗体11に設けた後、鋳込みで電極端子13b及び電極端子14を形成することもできる。
なお、正特性発熱体10,20の成型抵抗体11,21の電極13,14、23,24を配設する場合には、仕上げ精度、取付け性を良くするために成型抵抗体11,21の表面、特に、電極膜23a及び電極膜24aを形成する面を研磨し、精度を上げることもできる。機械研磨を行っても抵抗値の変化は殆ど生じなかった。
このように、正特性発熱体20についても、正特性発熱体10と同様に、1対の電極23,24が形成できる。
Further, as shown in FIG. 2, the pair of electrodes 13 and 14 of the molded resistor 11 of the positive heating element 10 can be formed on both ends in the length direction of the molded resistor 11, Further, as shown in FIG. 5A, it can be formed on the opposite surface side in the direction perpendicular to the length direction.
In particular, the pair of electrodes 13 and 14 of the molded resistor 11 is provided on the molded resistor 11 by metal spraying, and the sprayed electrode film 13a and electrode film 14a are connected to the electrode terminal 13b and electrode terminal 14b. The electrode terminal 13b and the electrode terminal 14 can be formed by casting after being provided on the molded resistor 11 by metal spraying.
When the electrodes 13, 14, 23, 24 of the molding resistors 11, 21 of the positive characteristic heating elements 10, 20 are provided, the molding resistors 11, 21 are improved in order to improve finishing accuracy and mounting properties. The surface, in particular, the surface on which the electrode film 23a and the electrode film 24a are formed can be polished to increase the accuracy. Even after mechanical polishing, the resistance value hardly changed.
As described above, a pair of electrodes 23 and 24 can be formed on the positive heating element 20 as well as the positive heating element 10.

上記実施の形態の正特性発熱体10,20について、本発明者らの実験研究によれば、次のような特徴が確認された。
原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力によって正特性発熱体10,20の抵抗値が変化することが確認された。その要因は、原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力によって多孔質の正特性発熱体10,20の緻密度が変化するためと思われる。具体的には、例えば、原料に粗い粒子を用いた場合、細かい粒子を用いた場合よりも抵抗値が大きくなったり、成形時におけるプレス圧力が高い程、抵抗値が大きくなったりもした。
According to the experimental study by the present inventors, the following characteristics were confirmed for the positive heating elements 10 and 20 of the above embodiment.
It was confirmed that the resistance values of the positive heating elements 10 and 20 vary depending on the particle shape, blending amount and type of raw material, and the pressure during molding. The reason seems to be that the density of the porous positive heating elements 10 and 20 varies depending on the particle shape, blending amount and type of the raw material, and the pressure during molding. Specifically, for example, when coarse particles are used as the raw material, the resistance value becomes larger than when fine particles are used, and the resistance value increases as the press pressure at the time of molding increases.

よって、本実施の形態1の多孔質の正特性発熱体10,20によれば、原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力の調節によって正特性発熱体10,20の緻密度を変化させることにより、正特性発熱体10,20の抵抗値を制御することが可能である。因みに、本発明者らの実験研究により、正特性発熱体10,20の緻密度を高めると、正特性発熱体10,20の抵抗値が低くなることが確認されている。したがって、加熱したい所望の位置のみの発熱を高くできる。   Therefore, according to the porous positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment, the denseness of the positive heating elements 10 and 20 can be adjusted by adjusting the particle shape, blending amount and type of raw material, and the pressure during molding. By changing the degree, it is possible to control the resistance value of the positive heating elements 10 and 20. Incidentally, it has been confirmed by experimental studies by the present inventors that the resistance value of the positive heating elements 10 and 20 decreases when the density of the positive heating elements 10 and 20 is increased. Therefore, the heat generation only at a desired position to be heated can be increased.

特に、本実施の形態1の正特性発熱体10,20によれば、原料に木粉5が用いられており、焼成過程において、この木粉5が焼失することによってその部分が空隙となり、正特性発熱体10,20の緻密性に大きく影響する。このため、木粉5の添加量を調節することで、多孔質の正特性発熱体10,20の抵抗値の制御が容易にできる。   In particular, according to the positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment, the wood powder 5 is used as a raw material, and in the firing process, the wood powder 5 is burned off, so that the portion becomes a void, and the positive This greatly affects the denseness of the characteristic heating elements 10 and 20. For this reason, the resistance value of the porous positive characteristic heating elements 10 and 20 can be easily controlled by adjusting the amount of the wood powder 5 added.

また、本発明者らの実験研究によって、焼結温度の900℃〜1100℃の範囲内において、焼結させる温度を様々調節することで、正特性発熱体10,20の抵抗値が変化することが判明している。これは、焼結温度によって焼結密度(焼成過程における粒子同士の密度)が変化するためと思われる。したがって、焼結温度を調節することによっても、正特性発熱体10,20の抵抗値を制御することが可能である。
なお、その他、正特性発熱体10,20は、その形状によっても抵抗値が変化したり、通電量によっても変化したりすることから、その形状や通電量を調節することによっても、多孔質の正特性発熱体10,20の抵抗値を制御することができる。
In addition, the resistance values of the positive heating elements 10 and 20 can be changed by variously adjusting the sintering temperature within the sintering temperature range of 900 ° C. to 1100 ° C. according to experimental studies by the present inventors. Is known. This seems to be because the sintering density (the density of particles in the firing process) changes depending on the sintering temperature. Therefore, it is possible to control the resistance values of the positive heating elements 10 and 20 also by adjusting the sintering temperature.
In addition, since the resistance values of the positive heating elements 10 and 20 change depending on their shapes and also change depending on the energization amount, it is possible to adjust the shape and energization amount so The resistance values of the positive characteristic heating elements 10 and 20 can be controlled.

更に、このように、本実施の形態1の正特性発熱体10,20によれば、正特性発熱体10,20の抵抗値は、その緻密度、即ち、圧縮圧によって影響されることから、焼結原料混合物7を成形する際に、その緻密度分布を調節することにより、正特性発熱体10,20において抵抗分布の制御が可能となる。即ち、成型抵抗体11,21において部位によって異なる発熱温度の設定ができ、多孔質の正特性発熱体10,20の特定部位を特定温度に発熱させることができる。   Furthermore, in this way, according to the positive characteristic heating elements 10 and 20 of the first embodiment, the resistance value of the positive characteristic heating elements 10 and 20 is influenced by the density, that is, the compression pressure. When the sintered raw material mixture 7 is formed, the resistance distribution can be controlled in the positive heating elements 10 and 20 by adjusting the density distribution. That is, different heat generation temperatures can be set depending on the parts of the molded resistors 11 and 21, and specific parts of the porous positive characteristic heat generation elements 10 and 20 can be heated to a specific temperature.

ここで、焼結原料混合物7を成形する際に、その緻密度分布を調節する方法としては、成型時の金型形状や押出し成形等による成形形状の調節、成形時の原料充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節、圧縮面に形成した複数多数個の突起等が挙げられる。
具体的には、例えば、プレス成形の際に凹凸を有する金型を使用して焼結原料混合物7をプレス成形することが挙げられる。これによって、意匠面に凹凸部が形成されて、係る凹部と凸部とで緻密度が大きく異なるものを得ることができる。そして、この凹部と凸部とで緻密度が大きく異なるものを焼結することによって得られる成型抵抗体11,21は、凹部と凸部とで抵抗値が大きく異なり、正特性発熱体10,20は凹凸部分で通電による発熱温度が大きく異なったものとなる。
Here, as a method of adjusting the density distribution when the sintered raw material mixture 7 is molded, the mold shape at the time of molding, the adjustment of the molding shape by extrusion molding, the adjustment of the raw material filling amount at the time of molding, Examples include partial pressure adjustment during molding, and a plurality of protrusions formed on the compression surface.
Specifically, for example, press molding the sintered raw material mixture 7 using a mold having irregularities during press molding. As a result, a concavo-convex portion is formed on the design surface, and a product having greatly different densities can be obtained between the concave portion and the convex portion. The molding resistors 11 and 21 obtained by sintering the concave portions and the convex portions having greatly different densities are greatly different in resistance values between the concave portions and the convex portions. Are greatly different in the heat generation temperature due to energization in the uneven part.

また、プレス成形の際に曲線部を有する金型を使用して、焼結原料混合物7をプレス成形することによって、曲線部で緻密度が大きく変化したものを得ることができる。そして、これを焼結してなる成型抵抗体11,21は、曲線部で抵抗値が大きく変化し、多孔質の正特性発熱体1は通電による発熱温度が部位によって大きく異なるものとなる。
更に、プレス成形の際に、プレス成形金型に焼結原料混合物7の充填率を変化させて充填しプレス成形することによって、また、焼結原料混合物7を厚みが部位によって変化するようにプレス成形をすることによって、充填量や厚みの差によって緻密度が変化することから、これを焼結してなる成型抵抗体11,21も、部位によって抵抗値が大きく変化し、多孔質の正特性発熱体10,20は通電による発熱温度が部位によって大きく異なったものとなる。
In addition, by pressing the sintered raw material mixture 7 using a mold having a curved portion during press molding, a material having a large change in density at the curved portion can be obtained. Then, the resistance values of the molded resistors 11 and 21 formed by sintering this change greatly at the curved portion, and the heat generation temperature due to energization of the porous positive characteristic heating element 1 varies greatly depending on the part.
Furthermore, during press molding, the press mold is filled with the filling ratio of the sintering raw material mixture 7 changed, and press-molded, and the thickness of the sintering raw material mixture 7 is changed depending on the part. Since the density changes due to the difference in filling amount and thickness by molding, the resistance values of the molded resistors 11 and 21 obtained by sintering are also greatly changed depending on the part, and the porous positive characteristics The heat generating elements 10 and 20 have greatly different heat generation temperatures depending on the parts.

以下、この本実施の形態1の正特性発熱体10,20は、次のように取付けて使用される。この実施の形態2では図6乃至図8に示す自動車の暖房に使用する温風発生供給装置の事例で説明する。
まず、図8に示すように、車内を循環させる経路及び車外から空気を吸引する経路に合成樹脂または金属板で成形されたダクト50を配設する。ダクト50は4角筒であることを前提に説明するが、円筒であってもよいし、蛇腹で形成されていてもよい。
そのダクト50には、車外空気を取り入れる車外空気口51及び車内空気を取り入れて循環させる車内空気口52がそれぞれ設けられている。また、空気の車内吹き出し口は、ダッシュボードに設けられた空気供給口53として配設され、車外空気口51または車内空気口52から取り込んだ空気を空気供給口53から車内に供給している。
Hereinafter, the positive characteristic heating elements 10 and 20 of the first embodiment are used by being attached as follows. In the second embodiment, an example of a hot air generating and supplying apparatus used for heating an automobile shown in FIGS. 6 to 8 will be described.
First, as shown in FIG. 8, a duct 50 formed of a synthetic resin or a metal plate is disposed on a route for circulating inside the vehicle and a route for sucking air from the outside of the vehicle. The duct 50 will be described on the assumption that it is a quadrangular cylinder, but it may be a cylinder or a bellows.
The duct 50 is provided with an outside air port 51 for taking in outside air and an inside air port 52 for taking in and circulating the inside air. Further, the air outlet of the air is arranged as an air supply port 53 provided in the dashboard, and the air taken in from the vehicle outside air port 51 or the vehicle interior air port 52 is supplied from the air supply port 53 into the vehicle.

2本の車外空気口51と車内空気口52は、切り替えバルブ54を介して1本のダクトのまとめられており、切り替えバルブ54の開閉角度によって車外空気口51と車内空気口52の空気の取り込み量を制御している。
切り替えバルブ54の位置よりも空気供給口53側のダクト50内の位置に、送風機60が配設されている。この送風機60は、1個を孤立させて設けてもよいし、2個を連接させ、初段の送風機で発生させた風の回転方向を相殺する方向に回転させることによって、ダクト50の長さ方向に平行な風を発生させてもよい。勿論、2個の送風機60の代わりにフィンによって平行な風を発生させてもよい。この送風機60の台数及び能力は、正特性発熱体10,20の流体抵抗及び使用風量等によって決定される。
なお、送風機60は1台単独で配置すると風が螺旋状に流れるのを考慮しなければならないが、送風機60が発生する静圧を正特性発熱体10,20に導き、送風機60の直径方向に風が流れるのを阻止することにより、正特性発熱体10,20の貫通孔12,22を流れる空気流を整流することができる。
The two outside air ports 51 and the inside air port 52 are combined into one duct via a switching valve 54, and the intake of air from the outside air port 51 and the inside air port 52 is taken in depending on the opening / closing angle of the switching valve 54. The amount is controlled.
A blower 60 is disposed at a position in the duct 50 closer to the air supply port 53 than the position of the switching valve 54. The blower 60 may be provided in an isolated manner, or the two blowers 60 are connected to each other and rotated in a direction that cancels the direction of rotation of the wind generated by the first blower. You may generate a wind parallel to. Of course, instead of the two blowers 60, parallel winds may be generated by fins. The number and capacity of the blowers 60 are determined by the fluid resistance of the positive heating elements 10 and 20, the amount of air used, and the like.
It should be noted that when one blower 60 is arranged alone, it must be considered that the wind flows spirally, but the static pressure generated by the blower 60 is guided to the positive heating elements 10 and 20 in the diameter direction of the blower 60. By blocking the flow of the wind, the airflow flowing through the through holes 12 and 22 of the positive characteristic heating elements 10 and 20 can be rectified.

図6に示すように、正特性発熱体10の成型抵抗体11の1対の電極13,14は、金属の溶射によって成型抵抗体11に設けたものであり、溶射された電極膜13a及び電極膜14aと電極端子13b及び電極端子14bとを一体に設けたものである。
正特性発熱体10の成型抵抗体11の一端には、1個の送風機60が空気漏れのないように一体に接合されている。送風機60は、その本体61を利用して図示しない手段によってダクト50に取付けられている。また、その間のシール性も確保されている。
汎用の送風機60の出力は厳密にいえば渦流であるが、正特性発熱体10の成型抵抗体11に穿設された複数の貫通孔12が、送風機60の渦流の中心線に対して平行であるから、貫通孔12の周面に接触しながら、電極13側の貫通孔12から排出され、その風が空気供給口53から車内に供給される。
As shown in FIG. 6, the pair of electrodes 13 and 14 of the molded resistor 11 of the positive characteristic heating element 10 are provided on the molded resistor 11 by metal spraying, and the sprayed electrode film 13a and electrodes The film 14a, the electrode terminal 13b, and the electrode terminal 14b are integrally provided.
One blower 60 is integrally joined to one end of the molding resistor 11 of the positive characteristic heating element 10 so as not to leak air. The blower 60 is attached to the duct 50 by means (not shown) using the main body 61. Moreover, the sealing property between them is also ensured.
Strictly speaking, the output of the general-purpose blower 60 is vortex, but the plurality of through holes 12 formed in the molding resistor 11 of the positive heating element 10 are parallel to the vortex centerline of the blower 60. Therefore, the air is discharged from the through hole 12 on the electrode 13 side while contacting the peripheral surface of the through hole 12, and the wind is supplied from the air supply port 53 into the vehicle.

正特性発熱体10は送風機60の本体61によってダクト50に取付けられているから、所謂、片持ち状態であるので、絶縁体で、発泡体である緩衝材63によって、ダクト50の内面との間に位置決め及びシール性、緩衝性を持たせている。それによって、正特性発熱体10の成型抵抗体11の1対の電極13,14も、仮に、ダクト50と正特性発熱体10との間に、相対的な振動が加わってもダクト50とは非接触状態となり、図示しないリード線との接続が可能となる。この絶縁体であり、発泡体である緩衝材63は、1個に限らず、2個以上配置してもよいし、本体61の周囲にも配設してもよい。勿論、ダクト50と正特性発熱体10との間に堅固な取付具を設けてもよい。   Since the positive heating element 10 is attached to the duct 50 by the main body 61 of the blower 60, it is in a so-called cantilever state. Therefore, it is an insulator and is formed between the inner surface of the duct 50 by the cushioning material 63 which is a foam. Is provided with positioning, sealing and buffering properties. As a result, even if a pair of electrodes 13 and 14 of the molded resistor 11 of the positive characteristic heating element 10 are subjected to relative vibration between the duct 50 and the positive characteristic heating element 10, It is in a non-contact state and can be connected to a lead wire (not shown). The buffer material 63, which is an insulator and is a foam, is not limited to one, but may be two or more, or may be disposed around the main body 61. Of course, a rigid fixture may be provided between the duct 50 and the positive heating element 10.

図7は、図3に示す正特性発熱体20の成型抵抗体21であり、これを図7及び図8に示す自動車の暖房に使用する温風発生供給装置の事例で説明する。
図7に示すように、正特性発熱体20の成型抵抗体21の1対の電極23,24は、金属の溶射によって成型抵抗体21に設けものであり、溶射された電極膜23a及び電極膜24aと電極端子23b及び電極端子24bとを一体に設けてなるものである。
正特性発熱体20の成型抵抗体21の一端には、1個の送風機70が空気漏れのないように一体に接合されている。送風機70は、その本体71を利用して図示しない手段によってダクト50に取付けられている。汎用の送風機70の出力は厳密には渦流であるが、正特性発熱体20の成型抵抗体21に穿設された複数の貫通孔22が、送風機60の渦流の中心線に対して平行であるから、貫通孔22の周面に接触しながら、電極13側の貫通孔22から排出され、その風が空気供給口53から車内に供給される。
FIG. 7 shows the molded resistor 21 of the positive heating element 20 shown in FIG. 3, and this will be described using the example of the hot air generating and supplying device used for heating the automobile shown in FIGS.
As shown in FIG. 7, the pair of electrodes 23 and 24 of the molded resistor 21 of the positive heating element 20 are provided on the molded resistor 21 by metal spraying, and the sprayed electrode film 23a and the electrode film 24a, the electrode terminal 23b, and the electrode terminal 24b are integrally provided.
One blower 70 is integrally joined to one end of the molding resistor 21 of the positive heating element 20 so as not to leak air. The blower 70 is attached to the duct 50 by means (not shown) using the main body 71. Strictly speaking, the output of the general-purpose blower 70 is a vortex, but the plurality of through holes 22 formed in the molding resistor 21 of the positive heating element 20 are parallel to the vortex center line of the blower 60. Then, while coming into contact with the peripheral surface of the through hole 22, the air is discharged from the through hole 22 on the electrode 13 side, and the wind is supplied into the vehicle through the air supply port 53.

しかし、正特性発熱体20は送風機70の本体71によってダクト50に取付けられているから、図6の場合と同様に、所謂、片持ち状態であるので、絶縁体であり、発泡体である緩衝材73によって、ダクト50の内面との間に位置決め及びシール性、緩衝性を持たせている。それによって、正特性発熱体20の成型抵抗体21の1対の電極23,24も、ダクト50とは非接触状態となる。   However, since the positive heating element 20 is attached to the duct 50 by the main body 71 of the blower 70, it is a so-called cantilever state as in the case of FIG. The material 73 provides positioning, sealing properties, and buffering properties with respect to the inner surface of the duct 50. As a result, the pair of electrodes 23 and 24 of the molding resistor 21 of the positive characteristic heating element 20 are also in a non-contact state with the duct 50.

本実施の形態1の成型抵抗体11,21は、アルミニウム粉30〜50vol%、黒鉛粉5〜10vol%、粘土粉30〜50vol%、木粉0〜10vol%との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結し、正特性発熱体10,20となるものであり、焼結した成型抵抗体11,21は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものである。   The molding resistors 11 and 21 of the first embodiment are a mixture mixed by blending aluminum powder 30 to 50 vol%, graphite powder 5 to 10 vol%, clay powder 30 to 50 vol%, wood powder 0 to 10 vol%, The whole is mixed by adding 15 to 25 vol% of water, molded by compression molding or extrusion molding, dried, sintered, and becomes a positive heating element 10, 20, which is sintered. The molded resistors 11 and 21 have a positive resistance temperature characteristic in which the resistance is low at room temperature, and the resistance rapidly increases as the temperature rises to a predetermined temperature.

このようにして得られた本実施の形態1の正特性発熱体10,20は軽量であると共に、アルミニウムより硬くて摩耗にも強く、各原料を混合して成形したものよりもその機械的強度は増大しており、高い機械的強度を有していた。殊に、本実施の形態1の正特性発熱体10,20が発熱している際に水を吹きつけたヒートショックに対しても割れることもなく、また後述するように、この正特性発熱体10,20に熱勾配(温度分布)がある場合においても、発熱時に割れることはなかった。更に、酸等の化学的にも強靭であることが判明した。   The positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment obtained in this way are lightweight, harder than aluminum and resistant to wear, and have a mechanical strength higher than that formed by mixing raw materials. Increased and had high mechanical strength. In particular, the positive heat generating elements 10 and 20 of the first embodiment are not cracked even when heat is blown when the positive heat generating elements 10 and 20 are generating heat. Even when there was a thermal gradient (temperature distribution) at 10 and 20, it was not cracked during heat generation. Furthermore, it has been found that it is chemically strong such as acid.

発明者らのBSE(反射電子顕微鏡)を含む走査型電子顕微鏡(SEM:2次電子像)により、本実施の形態1の多孔質の正特性発熱体10,20には、開口した空隙が分布しており、多孔質であることが分かった。更に、この空隙の大きさは、ガス吸着式細孔分布測定器により測定した結果、数μm〜数十μmであったが、原料の粒子形状や配合量、成形時の圧力等によってこの空隙の大きさ、空隙率は制御可能である。   By the scanning electron microscope (SEM: secondary electron image) including the inventors' BSE (reflection electron microscope), the porous positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment are distributed with open voids. It was found to be porous. Furthermore, the size of the voids was several μm to several tens of μm as a result of measurement with a gas adsorption type pore distribution measuring device. The size and porosity can be controlled.

図9(a)に示すように、正の抵抗温度特性を有する正特性発熱体10,20の抵抗は常温では低く、かつ、電源を印加して電流を流すと、その温度は上昇するが、徐々に抵抗値が低下する。しかし、ある温度(キュリー点温度)Cuになると、急激に温度が上昇すると共に、急激に抵抗が増大する。
また、定電圧電源から電圧を供給すると、図9(b)に示すように、最初からの電流Isは増加傾向となり、キュリー点温度Cuの抵抗Rcuでピーク電流Ipとなり、その後、徐々に低下し、一定の定電流Itとなる。定電流Itが一定になることはその発熱量も一定であり、その際の正特性発熱体10,20は特定温度で発熱することになる。
As shown in FIG. 9A, the resistances of the positive heating elements 10 and 20 having positive resistance temperature characteristics are low at room temperature, and when a current is applied by applying a power supply, the temperature rises. The resistance value gradually decreases. However, when a certain temperature (Curie point temperature) Cu is reached, the temperature rises rapidly and the resistance suddenly increases.
When a voltage is supplied from a constant voltage power source, as shown in FIG. 9B, the current Is from the beginning tends to increase, becomes a peak current Ip at the resistance Rcu at the Curie point temperature Cu, and then gradually decreases. The constant current It becomes constant. When the constant current It becomes constant, the amount of heat generation is also constant, and the positive characteristic heating elements 10 and 20 at that time generate heat at a specific temperature.

このとき、正特性発熱体10,20は、キュリー点温度Cuまで急速に上昇し、定電流Itの制御に入るために電流はオーバーシュートする。しかし、総合的にその経過時間を見ると、キュリー点温度Cu以上の温度では、温度変化に対する抵抗値変化が大きくなり、定電流It状態に入りやすくなる。
したがって、キュリー点温度Cu(ピーク電流Ip)を検出し、その時点で送風機60,70の電源を投入し、定速回転を行わせることにより、速く、所定温度の空気を車内に供給できる。
At this time, the positive characteristic heating elements 10 and 20 rapidly rise to the Curie point temperature Cu, and the current overshoots to enter the control of the constant current It. However, when the elapsed time is viewed comprehensively, at a temperature equal to or higher than the Curie point temperature Cu, the resistance value change with respect to the temperature change becomes large, and the constant current It state is easily entered.
Therefore, by detecting the Curie point temperature Cu (peak current Ip), turning on the fans 60 and 70 at that time and performing constant speed rotation, air at a predetermined temperature can be quickly supplied into the vehicle.

また、正特性発熱体10,20に対して、最初から送風機60,70の電源を投入し、定速回転を行わせることにより、速く、所定温度以上の空気を車内に供給できる。このとき、送風機60,70の送風能力によっては、寒さを感じる場合がある。
そして、正特性発熱体10,20に対して、最初から送風機60,70の電源を投入し、定速回転を行わせることにより、速く、所定温度以上の空気を車内に供給できる。このとき、送風機60,70の送風能力によっては、寒さを感じる場合がある。
更に、正特性発熱体10,20に対して、最初から送風機60,70の電源を速度制御することにより、寒さを感じない程度の空気流が抑えられるから、寒さを感じる場合がなくなる。また、速度制御を負荷電流との関係で制御すれば、図9(c)のように、ピーク電流Ipを小さな増加とすることもできる。
Further, by turning on the blowers 60 and 70 from the beginning to the positive characteristic heating elements 10 and 20 and causing them to rotate at a constant speed, air at a predetermined temperature or higher can be quickly supplied into the vehicle. At this time, depending on the air blowing capability of the blowers 60 and 70, it may feel cold.
Then, by turning on the power of the blowers 60 and 70 from the beginning with respect to the positive characteristic heating elements 10 and 20 and causing them to rotate at a constant speed, air at a predetermined temperature or higher can be quickly supplied into the vehicle. At this time, depending on the air blowing capability of the blowers 60 and 70, it may feel cold.
Furthermore, by controlling the speed of the power supply of the blowers 60 and 70 from the beginning with respect to the positive characteristic heating elements 10 and 20, the air flow that does not feel cold is suppressed, so there is no case of feeling cold. Further, if the speed control is controlled in relation to the load current, the peak current Ip can be made a small increase as shown in FIG.

通常、本実施の形態の温風発生供給装置は、図10のような回路で制御される。
正特性発熱体10,20は、温風発生スイッチSWと低抵抗からなる電流検出抵抗rを介して、正特性発熱体10,20が電源+Bに接続される。このときの電流検出抵抗rは、その両端の電圧がA/D変換回路81で検出され、デジタル値に変換されてマイクロコンピュータ83の入力となる。マイクロコンピュータ83の出力は、ドライバ82を介して回転制御される送風機60,70に接続されている。
Usually, the hot air generating and supplying apparatus of the present embodiment is controlled by a circuit as shown in FIG.
The positive heating elements 10 and 20 are connected to the power source + B via the hot air generation switch SW and a current detection resistor r having a low resistance. At this time, the voltage at both ends of the current detection resistor r is detected by the A / D conversion circuit 81, converted into a digital value, and input to the microcomputer 83. The output of the microcomputer 83 is connected to the blowers 60 and 70 whose rotation is controlled via the driver 82.

次に、図10に示す本実施の形態の温風発生供給装置の自動制御について、図11を用いて説明する。
図11に示すプログラムは、車両が搭載しているメインプログラムでコールされるものである。
ステップS11で暖房スイッチSWが投入されているか否かを判断し、暖房スイッチSWが投入されていないとき、このルーチンを脱する。ステップS11で暖房スイッチSWの投入が確認されると、ステップS12でサンプリング時間の10msを経過したか否かを判断する。なお、このサンプリング時間は1〜500msに設定される。その経過を待ってステップS13で電流検出を行う。電流検出抵抗rの両端の電圧がA/D変換回路81でデジタル値に変換されてマイクロコンピュータ83の入力となり、ステップS14でマイクロコンピュータ83の内蔵するメモリに当該データが格納される。この格納の時点で、A/D変換回路81の出力のデジタル値は、電圧値から電流値に変換される。
Next, automatic control of the hot air generating and supplying apparatus of the present embodiment shown in FIG. 10 will be described with reference to FIG.
The program shown in FIG. 11 is called by a main program installed in the vehicle.
In step S11, it is determined whether or not the heating switch SW is turned on. When the heating switch SW is not turned on, this routine is exited. If it is confirmed in step S11 that the heating switch SW has been turned on, it is determined in step S12 whether or not the sampling time of 10 ms has elapsed. This sampling time is set to 1 to 500 ms. Waiting for the progress, current detection is performed in step S13. The voltage at both ends of the current detection resistor r is converted into a digital value by the A / D conversion circuit 81 and becomes an input to the microcomputer 83, and the data is stored in a memory built in the microcomputer 83 in step S14. At the time of this storage, the digital value output from the A / D conversion circuit 81 is converted from a voltage value to a current value.

ステップS15でデータを格納するメモリに所定数のデータが格納されているかを判断する。本実施の形態ではサンプリング数を10個とした。ステップS15でデータを格納するメモリに所定数のデータが格納されていないとき、暖房スイッチSWの投入からの経過時間が短いことを意味するので、ステップS11からのルーチンを繰り返し実行する。ステップS15でデータを格納するメモリに所定数のデータが格納されているとき、ステップS16で電流値が最大であるか否かを判断し、電流値が最大のピーク電流Ipでないとき、ステップS11からのルーチンを繰り返し実行する。
ステップS16で電流値が最大のピーク電流Ipであると判断したとき、ステップS17で送風機60,70を定速回転とし、ステップS18で暖房スイッチSWが遮断されるまで、ステップS17及びステップS18のルーチンを繰り返し実行する。ステップS18で暖房スイッチSWが遮断されると、ステップS19で送風機60,70を停止し、このルーチンを脱する。
なお、ステップS16で電流値が最大のピーク電流Ipであるとの判断は、ピーク電流Ipが過ぎた20ms乃至100ms経過後に、その電流の減少が開始されたことで判断している。
In step S15, it is determined whether a predetermined number of data is stored in the memory storing the data. In this embodiment, the number of samplings is 10. When the predetermined number of data is not stored in the memory storing the data in step S15, it means that the elapsed time from turning on the heating switch SW is short, so the routine from step S11 is repeatedly executed. When a predetermined number of data is stored in the memory for storing data in step S15, it is determined whether or not the current value is maximum in step S16, and when the current value is not the maximum peak current Ip, The above routine is repeatedly executed.
When it is determined in step S16 that the current value is the maximum peak current Ip, the fans 60 and 70 are rotated at a constant speed in step S17. Repeatedly. When the heating switch SW is shut off in step S18, the blowers 60 and 70 are stopped in step S19, and this routine is exited.
In step S16, the determination that the current value is the maximum peak current Ip is made by starting the decrease in the current after 20 ms to 100 ms after the peak current Ip has passed.

以上のように、実施の形態1の正特性発熱体10,20は、アルミニウム粉2と、黒鉛粉3と、蛙目粘土粉4とを主材料とする混合物、即ち、焼結原料混合物7を、射出成形、プレス成形等の圧縮形成または押出成形機によって押し出す押出成形によって外形の成形と共に複数の貫通孔12,22を設け、それを焼結させた成型抵抗体11,21と、成型抵抗体11,21に設けた1対の電極13,14、23,24を具備し、成型抵抗体11,21は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものであるから、アルミニウム粉2と、黒鉛粉3と、陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉4が混合されてなる焼結原料混合物7を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物7は強固で緻密な固形状態となる。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の正特性発熱体10,20を得ることができる。
また、成型抵抗体11,21に黒鉛粉3が混合されていることによって、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉3が付着し、アルミニウム粉2が黒鉛粉3に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点(660.4℃)に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって焼結原料混合物7は複合化されて、空隙を有する正特性の抵抗体となり、かかる正特性の抵抗体は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の正特性発熱体10,20となり、かかる多孔質の正特性発熱体10,20は、特定の温度まで上昇できる抵抗発熱体として使用可能となる。
As described above, the positive heating elements 10 and 20 according to the first embodiment include the mixture mainly composed of the aluminum powder 2, the graphite powder 3, and the square clay powder 4, that is, the sintered raw material mixture 7. Molding resistors 11 and 21 provided with a plurality of through-holes 12 and 22 and sintered by compression molding such as injection molding and press molding or extrusion molding extruded by an extruder, and molding resistors A pair of electrodes 13, 14, 23, 24 provided on 11, 21, and the molded resistors 11, 21 have a low resistance at room temperature, and a positive resistance whose resistance increases rapidly when it rises to a predetermined temperature Since it has temperature characteristics, a sintering raw material mixture 7 formed by mixing aluminum powder 2, graphite powder 3, and glazed clay powder 4 as clay powder for ceramics is molded by applying pressure. By mixing these sintering raw materials 7 becomes strong and dense solid state. Therefore, by sintering in this state, it is possible to obtain the positive strength heating elements 10 and 20 having high strength.
In addition, since the graphite powder 3 is mixed with the molding resistors 11 and 21, the graphite powder 3 adheres to the surface of the aluminum powder, and the aluminum powder 2 is covered with the graphite powder 3. In this case, even if the melting point of aluminum reaches 660.4 ° C., there is no sintering failure in which the aluminum melts and is ejected to the surface. The resistor has a positive characteristic, and the positive resistor generates heat when energized. As a result, the porous positive heating elements 10 and 20 have high mechanical strength and generate resistance heat when energized, and the porous positive heating elements 10 and 20 can increase to a specific temperature. Can be used as

特に、こうして得られた多孔質の正特性発熱体10,20は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして成型抵抗体11,21の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体11,21の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で正特性発熱体10,20の抵抗分布を調節することによって、成型抵抗体11,21の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、本実施の形態の多孔質の正特性発熱体10,20は、抵抗発熱体として使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の正特性発熱体10,20となる。
In particular, the porous positive heating elements 10 and 20 obtained in this way have a high temperature rise rate by energization and a temperature fall rate by energization release for a large volume, and the heat generation temperature becomes constant depending on the energization amount. Therefore, resistance control in the manufacturing process is easy. That is, by selecting the particle shape and particle size distribution of the raw material, adjusting the blending amount, and adjusting the pressure of the molding resistor 11 and 21 to adjust the density of the molding resistors 11 and 21, In this case, by adjusting the sintering temperature to adjust the sintering density, the resistance value of the molded resistors 11 and 21 can be controlled to control the heat generation temperature due to energization. Also, by adjusting the resistance distribution of the positive heating elements 10 and 20 by adjusting the shape of the mold at the time of molding, adjusting the filling amount at the time of molding, adjusting the partial pressure at the time of molding, etc. A specific part of the resistors 11 and 21 can be heated to a specific temperature.
Therefore, the porous positive heating elements 10 and 20 of the present embodiment are suitable for use as resistance heating elements, and particularly suitable for the use of heating elements that are heated on the surface. In addition, it is chemically strong such as acid. In this way, the porous positive heating elements 10 and 20 have high mechanical strength, are electrically energized, and can be suitably used as resistance heating elements.

ここで、正特性発熱体10,20における空隙は、本発明者らが、実験研究を重ねた結果、成型抵抗体11,21における空隙が所定の範囲内においては、抵抗発熱体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、成型抵抗体11,21における空隙が少ないと、正特性発熱体の抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、成型抵抗体11,21における空隙が多すぎると、抵抗発熱体として使用において、強度が足りず、また、通電性が損なわれる。
なお、この成型抵抗体11,21の空隙は、形成した乾燥状態の焼結前成型体8A、焼結前成型体8Bの体積及び重量を測定し、水を含浸させた状態の重量を測定し、再び乾燥させて重量を測定し、その重量の変化を気孔率に置き換えたものである。また、パラフィン浸透装置(ULVAC DA−15D)により真空に脱気したところにパラフィンを含浸させて、その重さの変化から算出したものも、結果的に大きな差は生じなかった。よって、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい正特性発熱体10,20が得られる。そして、ヒートショックにも強く、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができるから、温度制御と同時に湿度制御も行うことができる。
Here, the voids in the positive characteristic heating elements 10 and 20 are used as resistance heating elements when the voids in the molded resistors 11 and 21 are within a predetermined range as a result of repeated experiments by the inventors. In addition, it was found that sufficient strength and energization heat generation can be secured. That is, when the voids in the molded resistors 11 and 21 are small, the resistance value of the positive heating element is small and the heat generation due to energization is impaired. On the other hand, when there are too many voids in the molded resistors 11 and 21, the strength is insufficient in use as a resistance heating element, and the electrical conductivity is impaired.
The voids of the molded resistors 11 and 21 are measured by measuring the volume and weight of the formed dry pre-sintered molded body 8A and pre-sintered molded body 8B and impregnating with water. Then, after drying again, the weight was measured, and the change in the weight was replaced with the porosity. Moreover, the paraffin was impregnated in the place deaerated by the paraffin permeation apparatus (ULVAC DA-15D) and calculated from the change in weight. As a result, there was no significant difference. Therefore, the positive characteristic heating elements 10 and 20 having good heat dissipation efficiency can be obtained without generating heat and increasing the temperature above a predetermined temperature. And it is strong against heat shock, and even when a water droplet is dropped, it can be instantaneously converted into water vapor, so that humidity control can be performed simultaneously with temperature control.

本実施の形態1の正特性発熱体10,20の成型抵抗体11,21に対して設けた複数の貫通孔12,22は、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか1つとしたものであるから、放熱面が特定の形状に拘束されないので、放熱効果を上げた正特性発熱体10,20とすることができる。また、複数の貫通孔12,22の流体抵抗を任意の値に設定することにより、空気流の流れの速度に応じた形態を採用することができる。   The plurality of through holes 12 and 22 provided for the molded resistor elements 11 and 21 of the positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment are respectively circular in cross section, elliptical in cross section, elliptical in cross section, triangular in cross section, and cross section. Since either one of the quadrangular shape and the hexagonal cross section is used, the heat radiating surface is not constrained to a specific shape, so that the positive characteristic heating elements 10 and 20 with improved heat radiating effect can be obtained. Moreover, the form according to the speed of the flow of an airflow is employable by setting the fluid resistance of the some through-holes 12 and 22 to arbitrary values.

本実施の形態1の正特性発熱体10,20の成型抵抗体11,21に設けた1対の電極13,14、23,24は、成型抵抗体11,21の長さ方向の両端側に形成したものであるから、成型抵抗体11,21の長さ方向の両端側に形成した1対の電極13,14、23,24は、複数の貫通孔12,22の一端側から他端側に電流が流れることを意味し、実際に電流が通電する通電路が直線以外の複雑な経路となるから成型抵抗体11,21の全体からの発熱が期待できる。   The pair of electrodes 13, 14, 23, 24 provided on the molded resistors 11, 21 of the positive characteristic heating elements 10, 20 of the first embodiment are disposed at both ends in the length direction of the molded resistors 11, 21. Since it is formed, the pair of electrodes 13, 14, 23, 24 formed on both ends in the length direction of the molded resistors 11, 21 are connected from one end side to the other end side of the plurality of through holes 12, 22. Current flows, and the current path through which the current actually flows becomes a complicated path other than a straight line, so heat generation from the entire molded resistors 11 and 21 can be expected.

本実施の形態1の正特性発熱体10,20の成型抵抗体11,21に対して設けた1対の電極13,14、23,24は、長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成したものであるから、成型抵抗体11,21の長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成した1対の電極13,14、23,24は、複数の貫通孔12,22の両側面側に電圧を印加することを意味し、原理的には成型抵抗体11,21の断面形状の最も薄い部分で発熱されるものであるから、成型抵抗体11,21の全体が略均一に発熱させることができる。特に、前記成型抵抗体の距離の短い間に電圧を印加するものであるから、低い電圧で所定の熱量を発生できる。   A pair of electrodes 13, 14, 23, 24 provided to the molded resistors 11, 21 of the positive characteristic heating elements 10, 20 of the first embodiment is formed on the opposing surface side in the direction perpendicular to the length direction. Therefore, the pair of electrodes 13, 14, 23, 24 formed on the opposing surface side in the direction perpendicular to the length direction of the molded resistors 11, 21 are on both side surfaces of the plurality of through holes 12, 22. In principle, the heat is generated at the thinnest part of the cross-sectional shape of the molded resistors 11 and 21, so that the entire molded resistors 11 and 21 generate heat substantially uniformly. be able to. In particular, since a voltage is applied during a short distance of the molded resistor, a predetermined amount of heat can be generated at a low voltage.

本実施の形態1の正特性発熱体10,20の成型抵抗体11,21に対して設けた1対の電極12,22は、溶射によって成型抵抗体11,21に設けたものであるから、成型抵抗体11,21に対して設けた1対の電極12,22は焼結前成型体8(8A,8B)に埋設すると焼成の際の焼成温度との関係で溶けてしまう可能性がある。しかし、溶射の場合には、成型抵抗体11,21が完成した時点で行えばよいから、溶射する金属が特定されない。また、成型抵抗体11,21は、多孔質発熱体という形態を採るがその表面面積が利用された状態でリード線の端子との接続ができ、電極13,14、23,24の発熱を極端に少なくすることができ、長寿命となる。   Since the pair of electrodes 12 and 22 provided for the molded resistors 11 and 21 of the positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment are provided on the molded resistors 11 and 21 by thermal spraying, If the pair of electrodes 12 and 22 provided for the molding resistors 11 and 21 are embedded in the pre-sintered molded body 8 (8A and 8B), there is a possibility that they will melt due to the firing temperature during firing. . However, in the case of thermal spraying, it may be performed when the molded resistors 11 and 21 are completed, and thus the metal to be sprayed is not specified. Further, the molded resistors 11 and 21 take the form of a porous heating element, but can be connected to the terminal of the lead wire in a state where the surface area is utilized, and the heat generation of the electrodes 13, 14, 23, and 24 is extremely reduced. Can be reduced to a long life.

本実施の形態1の正特性発熱体10,20の成型抵抗体11,21は、アルミニウム粉30〜50vol%、黒鉛粉5〜10vol%、粘土粉30〜50vol%、必要に応じて金属シリコン5〜15vol%、また、鉄粉0〜5vol%、木粉0〜10vol%との配合で混合した焼結原料混合物7とし、その全体に対して、水15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後の焼結前成型体8(8A,8B)を焼結させてなるものであるから、次の効果を奏する。
即ち、焼結原料混合物7において、例えば、アルミニウム粉2の含有量が30vol%未満であると、アルミニウム粉2が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉2の含有量が50vol%を超えると、アルミニウム粉2において黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。
ここで、金属シリコン5〜15vol%及び鉄粉0〜5vol%は、抵抗値の決定に使用される。特に、鉄粉0〜5vol%は酸化防止にも身役立つ。また、木粉0〜10vol%は多孔質の空隙を形成するのに使用されるが、燃焼によって煙が出るから、できるだけ少ない方が望ましい。
The molding resistors 11 and 21 of the positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment are made of aluminum powder 30 to 50 vol%, graphite powder 5 to 10 vol%, clay powder 30 to 50 vol%, and metal silicon 5 as required. -15 vol%, and also a sintered raw material mixture 7 mixed by mixing with iron powder 0-5 vol% and wood powder 0-10 vol%, kneaded by adding water 15-25 vol% to the whole, compressed Since it is formed by forming or extruding and sintering the pre-sintered molded body 8 (8A, 8B) after drying, the following effects are produced.
That is, in the sintered raw material mixture 7, for example, when the content of the aluminum powder 2 is less than 30 vol%, the aluminum powder 2 is too small, and the electrical conductivity is impaired. On the other hand, when the content of the aluminum powder 2 exceeds 50 vol%, the portion of the aluminum powder 2 that is not covered with the graphite powder 3 increases, and this causes a sintering failure in which molten aluminum is ejected to the surface in the firing process. It tends to occur.
Here, metallic silicon 5-15 vol% and iron powder 0-5 vol% are used for determination of resistance value. In particular, 0-5 vol% of iron powder is useful for preventing oxidation. Moreover, although wood powder 0-10 vol% is used for forming a porous space | gap, since smoke comes out by combustion, the one which is as small as possible is desirable.

また、例えば、黒鉛粉3の含有量が5vol%未満であると、黒鉛粉3が極めて少な過ぎてアルミニウム粉2において黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉3の含有量が10vol%を超えると、黒鉛粉3が多過ぎて焼結前成型体8(8A,8B)の強度及び純度が低下し、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。
そして、陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉4の含有量が、例えば、30vol%未満であると、陶磁器用の蛙目粘土粉4が少なすぎて、得られる成型抵抗体11,21の抵抗値が小さくなり、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の蛙目粘土粉4の含有量が50vol%を超えると、陶磁器用の粘土粉が多過ぎて、通電性が損なわれる。
Further, for example, if the content of the graphite powder 3 is less than 5 vol%, the portion of the aluminum powder 2 that is not covered with the graphite powder 3 increases due to too little graphite powder 3, thereby melting in the firing process. It becomes easy to produce the sintering defect which the aluminum which ejected on the surface. On the other hand, when the content of the graphite powder 3 exceeds 10 vol%, the graphite powder 3 is too much and the strength and purity of the pre-sintered molded body 8 (8A, 8B) is lowered, and the resistance heating element of the porous heating element is used. In use, the strength and energization heat generation are insufficient.
And when the content of the clay mesh powder 4 as the clay powder for ceramics is, for example, less than 30 vol%, there is too little the clay clay powder 4 for ceramics, The resistance value becomes small, and the energization exothermicity becomes insufficient when the porous heating element is used as the resistance heating element. On the other hand, when the content of the ceramic clay powder 4 for ceramics exceeds 50 vol%, the clay powder for ceramics is too much and the conductivity is impaired.

更に、木粉5は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。例えば、ウィスカー状の木粉5を使用することでアルミニウム粉2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4等の原料がウィスカーのヒケ状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉5が入っていなくても焼結前成型体8(8A,8B)を得ることはできる。通常、0〜10vol%配合するのが望ましい。
したがって、この正特性発熱体10,20によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
なお、焼結原料混合物7において、前記アルミニウム粉2の含有量が40vol%〜45vol%の範囲内であり、前記黒鉛粉3の含有量が5vol%〜10vol%の範囲内であり、前記鉱物質粉(陶磁器用の蛙目粘土粉4)の含有量が40vol%〜45vol%の範囲内あることによって、更に確実に多孔質の正特性発熱体において高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できるため、より好ましい。
Further, the wood powder 5 is obtained by finely pulverizing wood chips with a pulverizer, and it is preferable to use a whisker-like one. For example, by using whisker-like wood powder 5, raw materials such as aluminum powder 2, graphite powder 3, and mesh clay powder 4 are entangled in whisker-like gaps in the whisker, so that the filling property of the raw material is increased and molding is performed. What is generated by applying pressure in the process becomes strong and dense, but the pre-sintered molded body 8 (8A, 8B) can be obtained even if the wood powder 5 is not contained. Usually, it is desirable to add 0 to 10 vol%.
Therefore, according to the positive characteristic heating elements 10 and 20, it is sure to have high strength, energization heat generation, and high purity.
In addition, in the sintering raw material mixture 7, the content of the aluminum powder 2 is in the range of 40 vol% to 45 vol%, the content of the graphite powder 3 is in the range of 5 vol% to 10 vol%, and the mineral substance Since the content of the powder (ceramic clay powder 4 for ceramics) is in the range of 40 vol% to 45 vol%, it is possible to ensure high strength and purity and energization exotherm in the porous positive heating element more reliably. More preferable.

本実施の形態2の温風発生供給装置は、アルミニウム粉2と、黒鉛粉3と、蛙目粘土粉4とを主材料とする焼結原料混合物7を、圧縮形成または押出成形によって成形し、焼結させてなり、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する成型抵抗体11,21と、成型抵抗体11,21に設けた複数の貫通孔12,22と、成型抵抗体11,21の面に設けた1対の電極13,14、23,24とからなる正特性発熱体10,20と、正特性発熱体10,20に対して設けた複数の貫通孔12,22に空気流を生じさせる送風機60,70を具備するものであるから、アルミニウム粉2と、黒鉛粉3と、陶磁器用の蛙目粘土粉4が混合されてなる焼結原料混合物7を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物7は強固で緻密な固形状態となる。したがって、この状態で焼結することによって高強度の正特性発熱体10,20を得ることができる。
また、正特性発熱体10,20の成型抵抗体11,21に黒鉛粉3が混合されていることによって、アルミニウム粉2の表面に黒鉛粉3が付着し、アルミニウム粉2が黒鉛粉3に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点(660.4℃)に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって焼結原料混合物7は複合化されて、空隙を有する成型抵抗体11,21となり、かかる成型抵抗体11,21は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の正特性発熱体10,20となり、かかる多孔質の正特性発熱体10,20は、抵抗発熱体として使用可能となる。
The hot air generating and supplying device of the second embodiment is formed by compressing or extruding a sintered raw material mixture 7 mainly composed of aluminum powder 2, graphite powder 3, and glazed clay powder 4, Sintered, the resistance is low at room temperature, and when the temperature rises to a predetermined temperature, the resistance increases rapidly. A positive characteristic heating element 10, 20 composed of a through hole 12, 22 and a pair of electrodes 13, 14, 23, 24 provided on the surfaces of the molded resistors 11, 21, and the positive characteristic heating element 10, 20 Are provided with blowers 60 and 70 for generating an air flow in the plurality of through holes 12 and 22, the aluminum powder 2, the graphite powder 3, and the ceramic clay powder 4 for ceramics are mixed. The resulting sintered raw material mixture 7 is molded by applying pressure. Accordingly, these sintered raw material mixture 7 becomes strong and dense solid state. Therefore, high strength positive heating elements 10 and 20 can be obtained by sintering in this state.
In addition, the graphite powder 3 is mixed with the molding resistors 11 and 21 of the positive heating elements 10 and 20, so that the graphite powder 3 adheres to the surface of the aluminum powder 2, and the aluminum powder 2 is applied to the graphite powder 3. Therefore, even when the melting point of aluminum (660.4 ° C.) is reached in the heating process, there is no sintering failure in which the aluminum melts and is ejected to the surface. Are combined to form molding resistors 11 and 21 having voids, and these molding resistors 11 and 21 generate heat when energized. As a result, the porous positive characteristic heating elements 10 and 20 have high mechanical strength and generate resistance heat when energized, and the porous positive characteristic heating elements 10 and 20 can be used as resistance heating elements.

因みに、本発明者らの実験研究により、黒鉛粉末等の黒鉛粉3を用いずに焼成した場合、温度制御電気炉内の温度が600℃以上になるとアルミニウム(融点:660.4℃)が溶融して表面に噴出する焼結不良となり表面に多数の窪みが形成されたアルミニウムの溶融物が生成されてしまい、上述のような正特性発熱体10,20を製造することはできないことが確認されている。しかし、本実施の形態1においては、700℃以上の高温になってもアルミニウムが溶融して表面に噴出する焼結不良が生じることはない。   By the way, according to an experimental study by the present inventors, when firing without using graphite powder 3 such as graphite powder, aluminum (melting point: 660.4 ° C.) melts when the temperature in the temperature controlled electric furnace reaches 600 ° C. or higher. As a result, it was confirmed that the sintering failure occurred on the surface and an aluminum melt with a large number of depressions formed on the surface was produced, making it impossible to produce the above-described positive heating elements 10 and 20. ing. However, in the first embodiment, even if the temperature becomes higher than 700 ° C., the sintering failure that aluminum melts and is ejected to the surface does not occur.

特に、こうして得られた多孔質の正特性発熱体10,20は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして正特性発熱体10,20の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体11,21の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で成型抵抗体11,21の抵抗分布を調節することによって、成型抵抗体11,21の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明の多孔質の正特性発熱体10,20は、抵抗発熱体として使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に適する。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の正特性発熱体10,20となる。そして、ヒートショックにも強く、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができるから、温度制御と同時に湿度制御も行うことができる。
In particular, the porous positive heating elements 10 and 20 obtained in this way have a high temperature rise rate by energization and a temperature fall rate by energization release for a large volume, and the heat generation temperature becomes constant depending on the energization amount. Therefore, resistance control in the manufacturing process is easy. That is, by selecting the particle shape and particle size distribution of the raw material, adjusting the blending amount, or adjusting the pressure during molding, and adjusting the density of the positive heating elements 10 and 20, Furthermore, by adjusting the sintering temperature to adjust the sintering density, it is possible to control the resistance value of the molding resistors 11 and 21 to control the heat generation temperature due to energization. Further, by adjusting the resistance distribution of the molding resistors 11 and 21 by adjusting the molding shape by the mold shape at the time of molding, adjusting the filling amount at the time of molding, or adjusting the partial pressure at the time of molding, etc. A specific part of the bodies 11 and 21 can be heated to a specific temperature.
Therefore, the porous positive heating elements 10 and 20 of the present invention are suitable for use as a resistance heating element, and particularly suitable for use as a heating element heated on the surface. In addition, it is chemically strong such as acid. In this way, the porous positive heating elements 10 and 20 have high mechanical strength, are electrically energized, and can be suitably used as resistance heating elements. And it is strong against heat shock, and even when a water droplet is dropped, it can be instantaneously converted into water vapor, so that humidity control can be performed simultaneously with temperature control.

ここで、正特性発熱体10,20の成型抵抗体11,21の空隙は、本発明者らが、実験研究を重ねた結果、成型抵抗体11,21における空隙が所定の範囲内においては、抵抗発熱体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、成型抵抗体11,21の空隙が少ないと、正特性発熱体10,20の抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、成型抵抗体11,21における空隙が多すぎると、抵抗発熱体として使用において、強度が足りず、また、通電性が損なわれる。
更に、正特性発熱体10,20の成型抵抗体11,21に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機60,70によって、正特性発熱体10,20からの放熱熱量が空気流によって目的場所に移動させることができる。したがって、熱量の移動を簡単に行うことができる。
よって、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい正特性発熱体10,20及びその正特性発熱体10,20を熱源として温風を発生させ、その発生させた温風の供給を行うことができる。
Here, the gap between the molded resistors 11 and 21 of the positive characteristic heating elements 10 and 20 is a result of repeated experiments and researches by the present inventors. As a result, when the gap in the molded resistors 11 and 21 is within a predetermined range, It has been found that even if it is used as a resistance heating element, sufficient strength and energization heat generation can be secured. That is, if the gaps between the molded resistors 11 and 21 are small, the resistance values of the positive characteristic heating elements 10 and 20 are small, and the heat generation due to energization is impaired. On the other hand, if there are too many voids in the molded resistors 11 and 21, the strength is insufficient in use as a resistance heating element, and the electrical conductivity is impaired.
Further, by the blowers 60 and 70 that generate an air flow in the plurality of through holes provided in the molding resistors 11 and 21 of the positive heating elements 10 and 20, the amount of heat radiated from the positive heating elements 10 and 20 is changed by the air flow. It can be moved to the destination location. Therefore, the amount of heat can be easily moved.
Accordingly, the positive characteristic heating elements 10 and 20 having good heat dissipation efficiency and the positive characteristic heating elements 10 and 20 generate heat and generate hot air without generating a temperature exceeding a predetermined temperature. The hot air can be supplied.

本実施の形態2の温風発生供給装置の成型抵抗体11,21に設けた複数の貫通孔12,22は、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形のいずれか1つとしたものであるから、放熱面が特定の形状に拘束されないので、放熱効果を上げた正特性発熱体10,20とすることができる。また、複数の貫通孔12,22の流体抵抗を任意の値に設定することにより、空気流の流れの速度に応じた形態を採用することができる。   The plurality of through holes 12 and 22 provided in the molding resistors 11 and 21 of the hot air generation and supply device of the second embodiment are respectively circular in cross section, elliptical in cross section, elliptical in cross section, triangular in cross section, rectangular in cross section, and in cross section. Since any one of the squares is used, the heat radiating surface is not constrained to a specific shape, so that the positive characteristic heating elements 10 and 20 with improved heat radiating effects can be obtained. Moreover, the form according to the speed of the flow of an airflow is employable by setting the fluid resistance of the some through-holes 12 and 22 to arbitrary values.

本実施の形態2の温風発生供給装置の成型抵抗体11,21に設けた1対の電極12,22は、成型抵抗体11,21の長さ方向の両端側に形成したものであるから、正特性発熱体10,20の長さ方向の両端側に形成した1対の電極13,14、23,24は、複数の貫通孔12,22の一端側から他端側に電流が流れることを意味し、実際に電流が通電する通電路が直線以外の複雑な経路となるから、正特性発熱体10,20の全体からの発熱が期待できる。
したがって、正特性発熱体10,20は発熱が二次元的及び三次元的空間で発生するから、使途に応じた形態とすることができる。
Since the pair of electrodes 12 and 22 provided on the molding resistors 11 and 21 of the hot air generation and supply device of the second embodiment are formed at both ends in the length direction of the molding resistors 11 and 21. The pair of electrodes 13, 14, 23, 24 formed on both ends of the positive heating elements 10, 20 in the length direction allows current to flow from one end side to the other end side of the plurality of through holes 12, 22. Since the energization path through which the current is actually energized becomes a complicated path other than a straight line, heat generation from the positive characteristic heating elements 10 and 20 can be expected.
Therefore, since the heat generating elements 10 and 20 generate heat in two-dimensional and three-dimensional spaces, the positive characteristic heating elements 10 and 20 can be configured according to their use.

本実施の形態2の温風発生供給装置の成型抵抗体11,21に設けた1対の電極13,14、23,24は、長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成したものであるから、成型抵抗体11,21の長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成した1対の電極13,14、23,24は、複数の貫通孔12,22の両側面側に電圧を印加することを意味し、原理的には成型抵抗体11,21の断面形状の最も薄い部分で発熱されるものであるから、成型抵抗体11,21の全体がほぼ均一に発熱させることができる。故に、複数の貫通孔12,22の流体抵抗を任意の値に設定することにより、空気流の流れに対する垂直断面の温度分布を略均一にすることができる。特に、前記成型抵抗体の距離の短い間に電圧を印加するものであるから、低い電圧で所定の熱量を発生できる。   The pair of electrodes 13, 14, 23, 24 provided on the molding resistors 11, 21 of the hot air generating / supplying device according to the second embodiment is formed on the opposing surface side in the direction perpendicular to the length direction. Thus, the pair of electrodes 13, 14, 23, 24 formed on the opposing surfaces in the direction perpendicular to the length direction of the molded resistors 11, 21 apply a voltage to both side surfaces of the plurality of through holes 12, 22. In principle, since the heat is generated at the thinnest portion of the cross-sectional shape of the molded resistors 11 and 21, the entire molded resistors 11 and 21 can generate heat almost uniformly. Therefore, by setting the fluid resistance of the plurality of through holes 12 and 22 to an arbitrary value, the temperature distribution of the vertical cross section with respect to the air flow can be made substantially uniform. In particular, since a voltage is applied during a short distance of the molded resistor, a predetermined amount of heat can be generated at a low voltage.

本実施の形態2の温風発生供給装置の成型抵抗体11,21に設けた複数の貫通孔12,22に空気流を生じさせる送風機60,70は、1個以上配設するものであるから、空気流が拡散方向または平行方向の選択が自由となり、かつ、送風機60,70の風を受けるフィンによって案内する風の方向を設定することができる。   Since one or more blowers 60 and 70 for generating an air flow in the plurality of through holes 12 and 22 provided in the molding resistors 11 and 21 of the hot air generation and supply device of the second embodiment are provided. The direction of the wind guided by the fins receiving the wind of the blowers 60 and 70 can be set, and the air flow can be freely selected in the diffusion direction or the parallel direction.

本実施の形態2の温風発生供給装置の成型抵抗体11,21に設けた1対の電極13,14、23,24は、熔射によって成型抵抗体11,21に設けたものであるから、成型抵抗体11,21に設けた1対の電極13,14、23,24は焼結前成型体8に埋設すると焼成時の焼成温度で溶けてしまう可能性があるが、溶射の場合には、成型抵抗体11,21が完成した時点で行えばよいから、溶射する金属が特定されない。また、成型抵抗体11,21は、多孔質の正特性発熱体10,20という形態を採るが、その表面積が広いことが利用された状態でリード線の端子との接続ができ、1対の電極13,14、23,24の発熱を極端に少なくすることができ、長寿命となる。   Since the pair of electrodes 13, 14, 23, 24 provided on the molding resistors 11, 21 of the hot air generating / supplying device of the second embodiment are provided on the molding resistors 11, 21 by spraying. The pair of electrodes 13, 14, 23, 24 provided on the molding resistors 11, 21 may be melted at the firing temperature during firing when embedded in the pre-sintered molded body 8. Is performed when the molded resistors 11 and 21 are completed, and the metal to be sprayed is not specified. The molded resistors 11 and 21 take the form of porous positive heating elements 10 and 20, but can be connected to the terminals of the lead wires in a state where the large surface area is utilized. Heat generation of the electrodes 13, 14, 23, and 24 can be extremely reduced, resulting in a long life.

本実施の形態2の温風発生供給装置の成型抵抗体11,21は、アルミニウム粉2が30〜50vol%、黒鉛粉3が5〜10vol%、蛙目粘土粉4が30〜50vol%、木粉5が0〜10vol%との配合で混合した焼結原料混合物7とし、その全体に対して、水6が15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、焼結前成型体8として乾燥の後、焼結させてなるものであるから、正特性発熱体10,20によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
即ち、焼結原料混合物7において、アルミニウム粉2の含有量が30vol%未満であると、アルミニウム粉2が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉2の含有量が50vol%を超えると、アルミニウム粉2において黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。
また、黒鉛粉3の含有量が5vol%未満であると、黒鉛粉3が極めて少な過ぎてアルミニウム粉2において黒鉛粉3に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉の含有量が10vol%を超えると、黒鉛粉3が多過ぎて焼結前成型体8(8A,8B)の強度及び純度が低下し、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。
Molding resistors 11 and 21 of the hot air generation and supply device of the second embodiment have aluminum powder 2 of 30 to 50 vol%, graphite powder 3 of 5 to 10 vol%, Sasame clay powder 4 of 30 to 50 vol%, wood Sintering raw material mixture 7 in which powder 5 is mixed by blending with 0 to 10% by volume, water 6 is added to and kneaded with 15 to 25% by volume, and the powder 5 is molded by compression molding or extrusion molding and sintered. Since the pre-molded body 8 is dried and sintered, the positive heating elements 10 and 20 surely have high strength and energization heat generation and high purity.
That is, in the sintering raw material mixture 7, when the content of the aluminum powder 2 is less than 30 vol%, the aluminum powder 2 is too small and the conductivity is impaired. On the other hand, when the content of the aluminum powder 2 exceeds 50 vol%, the portion of the aluminum powder 2 that is not covered with the graphite powder 3 increases, and this causes a sintering failure in which molten aluminum is ejected to the surface in the firing process. It tends to occur.
Further, if the content of the graphite powder 3 is less than 5 vol%, the portion of the aluminum powder 2 that is not covered with the graphite powder 3 increases because the graphite powder 3 is too small. Sintering failure that occurs on the surface tends to occur. On the other hand, when the content of the graphite powder exceeds 10 vol%, the graphite powder 3 is too much and the strength and purity of the pre-sintered molded body 8 (8A, 8B) is lowered, and the porous heating element is used as a resistance heating element. In use, the strength and the heat generation are insufficient.

そして、陶磁器用の蛙目粘土粉4の含有量が30vol%未満であると、陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉4が少なすぎて、得られる成型抵抗体11,21の抵抗値が小さくなり、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の蛙目粘土粉4の含有量が50vol%を超えると、陶磁器用の蛙目粘土粉4が多過ぎて、通電性が損なわれる。
更に、木粉5は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。ウィスカー状の木粉を使用することでアルミニウム粉、黒鉛粉、蛙目粘土粉等の原料がウィスカーのヒケ状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉5が入っていなくても成型抵抗体11,21を得ることはできる。通常、0〜10vol%配合するのが望ましく、できるだけ煙が発生しないように量を少なくするのが望ましい。
したがって、正特性発熱体10,20によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
なお、焼結原料混合物7において、前記アルミニウム粉2の含有量が40vol%〜45vol%の範囲内であり、前記黒鉛粉3の含有量が5vol%〜10vol%の範囲内であり、前記鉱物質粉(陶磁器用の蛙目粘土粉4)の含有量が40vol%〜45vol%の範囲内あることによって、更に確実に多孔質発熱体において高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できるため、より好ましい。
And if the content of the ceramic clay powder 4 for ceramics is less than 30 vol%, the amount of the plastic clay powder 4 as the clay powder for ceramics is too small, and the resistance values of the molded resistors 11 and 21 obtained are As a result, the current-generating heat generation becomes insufficient when the porous heating element is used as a resistance heating element. On the other hand, if the content of the ceramic clay powder 4 for ceramics exceeds 50 vol%, the ceramic clay powder 4 for ceramics is too much and the electrical conductivity is impaired.
Further, the wood powder 5 is obtained by finely pulverizing wood chips with a pulverizer, and it is preferable to use a whisker-like one. By using whisker-like wood powder, raw materials such as aluminum powder, graphite powder, and clay-like clay powder get entangled in whisker-like gaps in the whisker. The resulting product is strong and dense, but the molded resistors 11 and 21 can be obtained even if the wood powder 5 is not contained. Usually, it is desirable to add 0 to 10 vol%, and it is desirable to reduce the amount so that smoke is not generated as much as possible.
Therefore, according to the positive-characteristic heating elements 10 and 20, it is sure to have high strength, energization heat generation, and high purity.
In addition, in the sintering raw material mixture 7, the content of the aluminum powder 2 is in the range of 40 vol% to 45 vol%, the content of the graphite powder 3 is in the range of 5 vol% to 10 vol%, and the mineral substance It is more preferable because the content of the powder (ceramic clay powder 4 for ceramics) is in the range of 40 vol% to 45 vol%, so that high strength and purity as well as energization exotherm can be ensured in the porous heating element. .

本実施の形態2の温風発生供給装置の成型抵抗体11,21に設けた複数の貫通孔12,22に空気流を生じさせる送風機60,70は、正特性発熱体10,20に電力の供給と同時に、送風機60,70の定速回転によって空気流を生じさせるものであるから、正特性発熱体10,20から放熱される熱量下において電圧を印加されるから、正特性発熱体10,20の固有の上昇温度に到着するまでの時間が若干長くなるが、通電当初でも、人体には送風機の風の冷たさを感じさせることがなく、かつ、徐々に送風機60,70の風の温度が上昇するので違和感のない温度制御が可能となる。特に、図9(c)に示すように、時間と風量との関係では、ピーク値Ipの検出に若干の遅れΔtが生じても、人がそれを鋭敏に感じることはない。   The blowers 60 and 70 that generate an air flow in the plurality of through holes 12 and 22 provided in the molding resistors 11 and 21 of the hot air generation and supply device of the second embodiment are configured to supply power to the positive heating elements 10 and 20. Since the air flow is generated by the constant speed rotation of the blowers 60 and 70 simultaneously with the supply, the voltage is applied under the amount of heat radiated from the positive characteristic heating elements 10 and 20. Although it takes a little time to reach the inherent temperature rise of 20, the human body does not feel the coolness of the air blower even at the beginning of energization, and the air temperature of the air blowers 60 and 70 gradually increases. As the temperature rises, temperature control without a sense of incongruity becomes possible. In particular, as shown in FIG. 9C, in the relationship between time and air volume, even if a slight delay Δt occurs in the detection of the peak value Ip, a person does not feel it sharply.

本実施の形態2の温風発生供給装置の成型抵抗体11,21に設けた複数の貫通孔12,22に空気流を生じさせる送風機60,70は、正特性発熱体10,20の正の抵抗温度特性に応じて、正特性発熱体10,20が所定の温度に上昇したことを通電電流のピーク値Ipによって検出し、ピーク値Ipの検出後は、送風機60,70の定速回転によって温風を生じさせるものであるから、正特性発熱体10,20に対して通電を開始した当初には低速回転で送風機60,70を駆動し、或いは、正特性発熱体10,20に対して通電を開始した当初には高速回転で送風機60,70を駆動し、その後、通電電流のピーク値Ipでは正特性発熱体10,20の定常運転できる温度を超えていることを意味するから、その後に定速回転で送風機60,70を運転するものであるから、通電当初から目的に合わせた送風機60,70による温度制御ができ、徐々に送風機60,70の風の温度が上昇するので違和感のない温度制御が可能となる。   The blowers 60 and 70 that generate an air flow in the plurality of through holes 12 and 22 provided in the molding resistors 11 and 21 of the hot air generation and supply device according to the second embodiment are the positive characteristics of the positive heating elements 10 and 20. According to the resistance temperature characteristic, the positive characteristic heating elements 10 and 20 are detected to rise to a predetermined temperature by the peak value Ip of the energizing current, and after the peak value Ip is detected, the fans 60 and 70 are rotated at a constant speed. Since warm air is generated, when the energization of the positive characteristic heating elements 10 and 20 is started, the blowers 60 and 70 are driven at a low speed or the positive characteristic heating elements 10 and 20 are driven. At the beginning of energization, the fans 60 and 70 are driven at high speed, and thereafter, the peak value Ip of the energization current means that the temperature at which the positive characteristic heating elements 10 and 20 can be steadily operated is exceeded. Air blow at constant speed 60 and 70 are operated, so that temperature control can be performed by the blowers 60 and 70 in accordance with the purpose from the beginning of energization, and the temperature of the wind of the blowers 60 and 70 gradually increases, so that temperature control without a sense of incongruity is possible. Become.

本実施の形態2の温風発生供給装置の成型抵抗体11,21に対して設けた複数の貫通孔12,22に空気流を生じさせる送風機60,70は、正特性発熱体10,20の正の抵抗温度特性に応じて、成型抵抗体11,21が所定の温度に上昇したことを通電電流のピーク値Ipによって検出し、ピーク値Ipが検出されるまでは送風機60,70の通電を行わず、ピーク値Ipが検出された後に送風機60,70の定速回転を行うことによって空気流を生じさせるものであるから、正特性発熱体10,20が所定の温度に上昇した電流のピーク値Ipによって、正特性発熱体10,20が所定の温度に達していることを判断し、それ以降、送風機60,70を定常回転で運転することにより、所定の温風の供給開始を認識させることができる。したがって、通電当初に送風機60,70の風の冷たさを感じさせることがない。   The blowers 60 and 70 for generating an air flow in the plurality of through holes 12 and 22 provided for the molding resistors 11 and 21 of the hot air generation and supply apparatus of the second embodiment are the positive characteristic heating elements 10 and 20. In accordance with the positive resistance temperature characteristic, it is detected from the peak value Ip of the energizing current that the molded resistors 11 and 21 have risen to a predetermined temperature, and the blowers 60 and 70 are energized until the peak value Ip is detected. Since the air flow is generated by performing constant speed rotation of the blowers 60 and 70 after the peak value Ip is detected, the peak of the current when the positive heating elements 10 and 20 rise to a predetermined temperature. Based on the value Ip, it is determined that the positive characteristic heating elements 10 and 20 have reached a predetermined temperature, and thereafter, the start of supply of the predetermined hot air is recognized by operating the blowers 60 and 70 at a steady rotation. It is possible . Therefore, the coolness of the wind of the blowers 60 and 70 is not felt at the beginning of energization.

図12及び図13は図8に示した実施の形態の変形例の温風発生供給装置である。
なお、実施の形態2と同一記号及び同一符号は、実施の形態2と同一または相当する機能部分を意味するので、ここでは重複する詳細な説明を省略する。
マイクロコンピュータ83は、図10の回路のものを使用している。即ち、この実施の形態では、湿度制御の機能のみを付加するものである。
マイクロコンピュータ83には、送風機60の室内空気の取入れ側の湿度センサ91の出力が入力されている。また、水タンク93の水位を検出する水位センサ94の出力が入力されている。そして、マイクロコンピュータ83からドライバ82を介して送風機60に出力されている。更に、ドライバ95を介してポンプ96に出力されている。加えて、マイクロコンピュータ83からドライバ88を介して切り替えバルブ54の開閉(回動)角度を制御している。
12 and 13 show a hot air generation and supply device according to a modification of the embodiment shown in FIG.
Note that the same symbols and the same reference numerals as those in the second embodiment mean functional parts that are the same as or correspond to those in the second embodiment, and thus detailed description thereof is omitted here.
The microcomputer 83 uses the circuit shown in FIG. That is, in this embodiment, only the function of humidity control is added.
The output of the humidity sensor 91 on the intake side of the indoor air of the blower 60 is input to the microcomputer 83. Further, the output of a water level sensor 94 that detects the water level of the water tank 93 is input. Then, it is output from the microcomputer 83 to the blower 60 via the driver 82. Further, it is output to the pump 96 via the driver 95. In addition, the opening / closing (turning) angle of the switching valve 54 is controlled from the microcomputer 83 via the driver 88.

ポンプ96は電力の供給により、水タンク93の水を汲み上げ、セラミック製の滴下パイプ92に水を滴下すべく送給している。60秒間に0.1〜0.5cc程度の送給を行うものである。絶縁物であるセラミック製の滴下パイプ92を正特性発熱体20に差し込んでいるのは、滴下パイプ92が正特性発熱体20の発熱の影響で変形することのないようにしている。
ポンプ96はTON秒間駆動され、TOFF秒間の休止状態、例えば、休止状態が30〜180秒となっている間欠動作となっている。
The pump 96 draws water from the water tank 93 by supplying electric power and supplies the water to the ceramic drip pipe 92 so as to drip the water. The feeding is about 0.1 to 0.5 cc in 60 seconds. The reason why the dropping pipe 92 made of ceramic as an insulator is inserted into the positive characteristic heating element 20 is to prevent the dropping pipe 92 from being deformed by the heat generated by the positive heating element 20.
The pump 96 is driven for T ON seconds and is in a pause state for T OFF seconds, for example, an intermittent operation in which the pause state is 30 to 180 seconds.

図13に示す湿度制御のプログラムは、車両が搭載しているメインプログラムでコールされる。
ステップS21で切り替えバルブ54が車内側を開にして、車外側を閉じているかを判断し、切り替えバルブ54が車外側を全開にしているときには、湿度制御のモードには入らないで、このルーチンを脱する。切り替えバルブ54が車内側を開にしているとき、ステップS22で送風機60が作動中か確認し、作動中でないときには、このルーチンを脱する。
The humidity control program shown in FIG. 13 is called by the main program installed in the vehicle.
In step S21, it is determined whether the switching valve 54 is opened on the inside of the vehicle and the outside of the vehicle is closed. When the switching valve 54 is fully opened on the outside of the vehicle, this routine is not entered without entering the humidity control mode. escape. When the switching valve 54 is open on the inside of the vehicle, it is checked in step S22 whether the blower 60 is operating. If not, this routine is exited.

また、ステップS23で湿度センサを91の出力を見て、所定の湿度以上のとき、ステップS24で水タンク93の水位を検出する水位センサ94の出力が所定の深さ以下になっているときには、このルーチンを脱する。しかし、ステップS23で湿度センサを91の出力が所定の湿度を下回っているとき、及び、ステップS24で水タンク93の水位を検出する水位センサ94の出力が所定の深さを超えていると判断した時には、ステップS25及びステップS26でポンプ96をTON秒間駆動し、TON秒間の駆動が終了すると、ステップS27及びステップS28でポンプ96をTOFF秒間停止させ、TOFF秒間の駆動停止時間が経過すると、ステップS21からのルーチンの処理に戻る。 Further, when the output of the humidity sensor 91 is observed at step S23 and the humidity is above a predetermined humidity, when the output of the water level sensor 94 for detecting the water level of the water tank 93 is below a predetermined depth at step S24, Leave this routine. However, when the output of the humidity sensor 91 is lower than the predetermined humidity in step S23, and the output of the water level sensor 94 for detecting the water level of the water tank 93 is determined to exceed the predetermined depth in step S24. In step S25 and step S26, the pump 96 is driven for T ON seconds. When driving for T ON seconds is completed, the pump 96 is stopped for T OFF seconds in steps S27 and S28, and the drive stop time for T OFF seconds is set. When the time has elapsed, the process returns to the routine processing from step S21.

即ち、このステップS21からステップS24のルーチンでは、ステップS21で切り替えバルブ54が車内側を開にしているとき、ステップS22で送風機60が作動中のとき、ステップS23で湿度センサが所定の湿度未満のとき、ステップS24で水タンク93の水位が所定の深さよりも深いときの全条件を同時に満たすとき、ポンプ96が所定時間駆動される間欠動作を行う。
このようにして、多孔質の正特性発熱体10,20は、温度制御の熱源のみではなく、加湿制御の加湿部として機能させることもできる。特に、多孔質の正特性発熱体10,20は、多孔質部分で水粒の全体を加熱するので、気化する水分子が細かくなり、室内環境を良くすることができる。
That is, in the routine from step S21 to step S24, when the switching valve 54 is opened inside the vehicle at step S21, when the blower 60 is operating at step S22, the humidity sensor is below a predetermined humidity at step S23. In step S24, when all the conditions when the water level of the water tank 93 is deeper than the predetermined depth are satisfied at the same time, an intermittent operation in which the pump 96 is driven for a predetermined time is performed.
In this way, the porous positive heating elements 10 and 20 can function not only as a temperature control heat source but also as a humidification control humidifier. In particular, since the porous positive heating elements 10 and 20 heat the entire water droplets at the porous portion, the water molecules to be vaporized become fine and the indoor environment can be improved.

ここで、本実施の形態1の多孔質の正特性発熱体10,20の応用分野(使用用途)について説明する。
このように本実施の形態1の多孔質の正特性発熱体10,20は、通電性を有し、電気抵抗性が高く正の抵抗発熱特性を示すことから、抵抗発熱体として使用できる。
より具体的には、例えば、電気暖房発熱体、電熱器、電気温水器、床暖房等の各種熱源としての使用が可能である。
殊に、本実施の形態1の多孔質の正特性発熱体10,20は、その全面から発熱することから、面状発熱体としての利用も可能である。勿論、電磁誘導加熱(IH)の調理器としての使用も可能である。
また、各種発熱体としての使用において、抵抗発熱体としての多孔質の正特性発熱体10,20は、上述の如く、熱伝導が低く、通電量によって発熱温度を一定に保つことができることから、低温から高温まで幅広い温度範囲で使用でき、温度制御も容易にできる。
Here, an application field (use application) of the porous positive heat generating elements 10 and 20 of the first embodiment will be described.
As described above, the porous positive characteristic heating elements 10 and 20 of Embodiment 1 have electrical conductivity, high electrical resistance, and positive positive heat generation characteristics, so that they can be used as resistance heating elements.
More specifically, for example, it can be used as various heat sources such as an electric heating heating element, an electric heater, an electric water heater, and floor heating.
In particular, since the porous positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment generate heat from the entire surface, they can be used as planar heating elements. Of course, use as a cooker for electromagnetic induction heating (IH) is also possible.
In addition, in the use as various heating elements, the porous positive heating elements 10 and 20 as resistance heating elements have low heat conduction as described above, and the heating temperature can be kept constant depending on the amount of current flow. It can be used in a wide temperature range from low temperature to high temperature, and temperature control is easy.

そして、抵抗加熱式であることに加え、上述の如く、体積の大きさに比較して通電による昇温速度や通電解除による降温速度が速いことから、従来の各種発熱体と比較して、熱効率がよく省電力化が可能であり、安全性も高い。殊に、電熱器等としての使用において、多孔質の正特性発熱体10,20の直接抵抗発熱体としての使用により、従来の間接抵抗加熱式である電熱器等と比較して、熱効率が極めて高く、省電力である。更に、従来の面状発熱体がヒータ線を金属やセラミックで被覆したもので低熱効率であるのに対し、直接抵抗発熱体としての多孔質の正特性発熱体10,20の使用においては、熱効率が極めて高く、省電力とすることができる。また、多孔質の正特性発熱体10,20の昇温速度や通電解除による降温速度が速いという特性は、特に、焼入れ焼鈍用や工業製品加熱用発熱体として有望である。   In addition to the resistance heating type, as described above, the rate of temperature rise by energization and the rate of temperature decrease by energization release are faster than the size of the volume. However, it can save power and has high safety. In particular, in the use as an electric heater or the like, the use of the porous positive characteristic heating elements 10 and 20 as a direct resistance heating element makes the thermal efficiency extremely higher than that of a conventional indirect resistance heating type electric heater or the like. High and power saving. Furthermore, while the conventional sheet heating element is a heater wire coated with metal or ceramic and has low thermal efficiency, the use of the porous positive heating elements 10 and 20 as direct resistance heating elements makes the thermal efficiency low. Is extremely high and can save power. Moreover, the characteristic that the heating rate of the porous positive characteristic heating elements 10 and 20 and the temperature decreasing rate due to the release of energization are fast are particularly promising as heating elements for quenching annealing and industrial product heating.

更に、上述の如く、製造コストを安価にできることから、従来の各種発熱体と比較して、低コスト化を図ることができ、また、軽量で機械的強度が高いことから、小型化が可能である。
加えて、本発明者らの実験研究によれば、本実施の形態1の多孔質の正特性発熱体10,20は550℃を超えるまでは変色(赤熱)せず、抵抗値の経年変化が確認できない程度に少ないこと、また、濃塩酸液に浸漬しても強度や電気的特性等の変化がないこと、更には、800℃の発熱状態下で水滴を滴下しても断線しないこと等が確認されており、焼損し難く、化学的にも安定であることから、上記電気材料としての具体的用途に特に好適に使用することができ、商品としての長寿命化も期待できる。
Furthermore, as described above, the manufacturing cost can be reduced, so that the cost can be reduced compared to various conventional heating elements, and the light weight and the high mechanical strength can reduce the size. is there.
In addition, according to the experimental study by the present inventors, the porous positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment do not change color (red heat) until the temperature exceeds 550 ° C., and the resistance changes with time. It is so small that it cannot be confirmed, that there is no change in strength or electrical characteristics even when immersed in concentrated hydrochloric acid solution, and that even if a water drop is dropped under an exothermic state of 800 ° C., it does not break. Since it has been confirmed, is not easily burned out, and is chemically stable, it can be used particularly suitably for specific applications as the above-mentioned electrical material, and a long life as a product can also be expected.

また、本実施の形態1の多孔質の正特性発熱体10,20によれば、原料の粒子形状や添加量の調節、また、成形時の圧力調節等によって、更には、焼結温度の調節等によって、正特性発熱体10,20の抵抗値の制御が可能となることから、抵抗発熱体として各用途に応じた発熱温度の制御が可能である。
更には、成形時の部分的な圧力調節や、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節等によって、成型抵抗体11,21における抵抗分布の制御が可能となることから、抵抗発熱体としての多孔質の正特性発熱体10,20は、発熱による温度分布の制御設定が可能である。なお、この発熱による温度分布の制御が可能であることを利用し、例えば、多孔質の正特性発熱体10,20を焼き菓子等の食品加工用発熱体として使用することで、食品の所望の部位に焼き焦げを付けたりすることができる。
In addition, according to the porous positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment, the sintering temperature is further adjusted by adjusting the particle shape and amount of the raw material, adjusting the pressure during molding, and the like. Since the resistance value of the positive characteristic heating elements 10 and 20 can be controlled by the above, etc., the heating temperature corresponding to each application can be controlled as the resistance heating element.
Furthermore, it is possible to control the resistance distribution in the molding resistors 11 and 21 by adjusting the partial pressure at the time of molding, adjusting the molding shape by the mold shape at the time of molding, adjusting the filling amount at the time of molding, etc. Therefore, the porous positive heating elements 10 and 20 as resistance heating elements can be set to control the temperature distribution due to heat generation. In addition, utilizing the fact that the temperature distribution can be controlled by this heat generation, for example, by using the porous positive heating elements 10 and 20 as heating elements for food processing such as baked confectionery, desired foods can be obtained. The part can be burnt.

なお、通電による発熱状態の多孔質の正特性発熱体10,20に水を掛けたり水を噴霧したりしたところ、この正特性発熱体10,20から温熱の水蒸気が発生した。このことから、本実施の形態1の正特性発熱体10,20は、例えば、加湿器、水蒸気発生装置等としての利用も可能である。また、例えば、電気暖房発熱体やとして使用される多孔質の正特性発熱体10,20において、一方面に送風しながら他方面に水を噴射することで、電気暖房発熱体としての多孔質の正特性発熱体10,20から温熱の水蒸気を発生させることができることから、過乾燥防止効果が期待できる電気暖房発熱体としての使用も考えられる。因みに、水掛け等による多孔質の正特性発熱体10,20からの微細な水蒸気の発生は、正特性発熱体10,20が多孔質で通気性を有する(連通した気孔を有する)ことに起因すると思われる。また、この多孔質で通気性であることを利用して、例えば、温風発生器や乾燥装置やアルコール等の蒸留用発熱体としての使用も期待できる。   In addition, when water was applied to or sprayed on the porous positive characteristic heating elements 10 and 20 in a heat generation state by energization, warm water vapor was generated from the positive characteristic heating elements 10 and 20. From this, the positive characteristic heating elements 10 and 20 of the first embodiment can be used as, for example, a humidifier, a water vapor generator, and the like. Further, for example, in the porous positive heating elements 10 and 20 used as an electric heating heating element or the like, by blowing water on the other surface while blowing air on one surface, Since the hot water vapor can be generated from the positive heating elements 10 and 20, it can be used as an electric heating heating element that can be expected to prevent overdrying. Incidentally, the generation of fine water vapor from the porous positive heating elements 10 and 20 by watering or the like is due to the positive heating elements 10 and 20 being porous and air permeable (having continuous pores). It seems to be. Further, by utilizing this porous and breathable property, it can be expected to be used as a heating element for distillation such as a hot air generator, a drying device, or alcohol.

本発明者らは、の実験研究によれば、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体としての追及も行った。
本実施の形態1の成型抵抗体11,21は、アルミニウム粉30〜50vol%、黒鉛粉5〜10vol%、粘土粉30〜50vol%、木粉0〜10vol%との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結し、正特性発熱体10,20となるものであり、焼結した成型抵抗体11,21は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものである。しかし、更に、金属シリコン5〜10vol%及び鉄粉0〜10vol%を混合した混合物とすることにより、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性が変化した。
According to the experimental study of the present inventors, the inventors have also pursued a positive characteristic heating element having a positive temperature coefficient having the same characteristics as the PTC thermistor.
The molding resistors 11 and 21 of the first embodiment are a mixture mixed by blending aluminum powder 30 to 50 vol%, graphite powder 5 to 10 vol%, clay powder 30 to 50 vol%, wood powder 0 to 10 vol%, The whole is mixed by adding 15 to 25 vol% of water, molded by compression molding or extrusion molding, dried, sintered, and becomes a positive heating element 10, 20, which is sintered. The molded resistors 11 and 21 have a positive resistance temperature characteristic in which the resistance is low at room temperature, and the resistance rapidly increases as the temperature rises to a predetermined temperature. However, by making a mixture of 5-10 vol% metal silicon and 0-10 vol% iron powder, the resistance is low at room temperature, and the resistance temperature characteristic increases rapidly when the temperature rises to a predetermined temperature. changed.

例えば、金属シリコン5〜10vol%を混合した場合には、通電安定性を確保することができる。また、鉄粉0〜10vol%を混合した場合には、鉄粉は酸化により抵抗体として機能するから抵抗値制御に使用できる。ところが、金属シリコン及び鉄粉は、導体としての性質を有しているから、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体としての性質が低下する。即ち、単純な発熱体としての機能に近づくことになる。特に、金属シリコン5〜10vol%と鉄粉0〜5vol%の配合量を多くすると導体としての特性が高くなる。
即ち、本実施の形態1の成型抵抗体11,21を、アルミニウム粉30〜50vol%、黒鉛粉5〜10vol%、粘土粉30〜50vol%、木粉0〜10vol%、金属シリコン5〜10vol%、鉄粉0〜5vol%との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結し、PTCサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体を得ることができる。
For example, when 5 to 10 vol% of metallic silicon is mixed, it is possible to ensure energization stability. Moreover, when iron powder 0-10 vol% is mixed, since iron powder functions as a resistor by oxidation, it can be used for resistance value control. However, since metal silicon and iron powder have the property as a conductor, the property as a positive characteristic heating element having a positive temperature coefficient having the same characteristics as the PTC thermistor is deteriorated. That is, it approaches a function as a simple heating element. In particular, when the compounding amount of 5-10 vol% of metallic silicon and 0-5 vol% of iron powder is increased, the properties as a conductor are enhanced.
That is, the molding resistors 11 and 21 of the first embodiment are made of aluminum powder 30 to 50 vol%, graphite powder 5 to 10 vol%, clay powder 30 to 50 vol%, wood powder 0 to 10 vol%, and metal silicon 5 to 10 vol%. , A mixture mixed by mixing with iron powder 0-5 vol%, knead added to the whole with 15-25 vol% water, molded by compression molding or extrusion, dried, sintered, A positive heating element having a positive temperature coefficient having the same characteristics as the PTC thermistor can be obtained.

更に、本発明者らの実験研究によれば、本実施の形態1の正特性発熱体10,20は遠赤外線を発生していることが確認されていることから、多孔質の正特性発熱体10,20は発熱体として、遠赤外線による伝熱効果をも期待できる。
そのようなセラミックス遠赤外線放射材料については、種々のものがその放射率及び放射特性と共に知られている。例えば、アルミナ(Al23)、ジルコニア(ZrO2)、チタニア(TiO2)、シリカ(SiO2)、ジルコン(ZrSiO4)、マグネシア(MgO)、イットリア(Y23)、コージライト(2MgO・2Al23・5SiO2)、βスポジューメン(Li2O・Al23・4SiO2)、ムライト(Al23・3SiO2)、チタン酸アルミニウム(Al23・TiO2)等であり、これらは、一般に白色を呈している。
Further, according to the experimental study by the present inventors, it has been confirmed that the positive characteristic heating elements 10 and 20 of the first embodiment generate far infrared rays. 10 and 20 can also be expected to have a heat transfer effect by far infrared rays as heating elements.
Various types of such ceramic far-infrared radiation materials are known along with their emissivity and radiation characteristics. For example, alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), titania (TiO 2 ), silica (SiO 2 ), zircon (ZrSiO 4 ), magnesia (MgO), yttria (Y 2 O 3 ), cordierite ( 2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 ), β-spodumene (Li 2 O · Al 2 O 3 · 4SiO 2 ), mullite (Al 2 O 3 · 3SiO 2 ), aluminum titanate (Al 2 O 3 · TiO 2 ) These are generally white in color.

また、上記の白色系の他に、セラミックス遠赤外線放射材料としては、有色の全赤外域で放射率が高いセラミックス遠赤外線放射材料がある。そのような有色系のセラミックス材料としては、例えば、酸化銅(Cu2O,CuO)、酸化コバルト(CoO、Co34)、酸化ニッケル(NiO)、酸化マンガン(MnO2)、酸化鉄(Fe23)、酸化クロム(Cr23)、酸化錫(SnO2)等の遷移金属の酸化物、或いは、炭化ケイ素(SiC)、炭化ジルコニウム(ZrC)、炭化タンタル(TaC)等の炭化物等が挙げられ、これらの多くは、窯業用顔料としても一般に用いられているものである。また、これらは2種以上の組合わせで高効率の赤外線放射が得られ、例えば、MnO2−Fe23−CuO−CoO、或いはCoO−Fe23−Cr23−MnO2等の一体の焼成物は高効率赤外線放射体と呼ばれるものであり、黒色を呈し、「黒体」に近い赤外線の放射特性が得られる。 In addition to the above-described white materials, ceramic far-infrared radiation materials include ceramic far-infrared radiation materials having high emissivity in a colored all-infrared region. Examples of such colored ceramic materials include copper oxide (Cu 2 O, CuO), cobalt oxide (CoO, Co 3 O 4 ), nickel oxide (NiO), manganese oxide (MnO 2 ), iron oxide ( Transition metal oxides such as Fe 2 O 3 ), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), silicon carbide (SiC), zirconium carbide (ZrC), tantalum carbide (TaC), etc. Examples thereof include carbides, and many of these are generally used as ceramic pigments. In addition, high efficiency infrared radiation can be obtained by combining two or more of these, for example, MnO 2 —Fe 2 O 3 —CuO—CoO, CoO—Fe 2 O 3 —Cr 2 O 3 —MnO 2, etc. The integrated fired product is called a high-efficiency infrared radiator, exhibits a black color, and has an infrared radiation characteristic close to that of a “black body”.

このように、本実施の形態1の正特性発熱体10,20は、アルミニウム粉2と、アルミニウムの溶融点より低い温度では溶融しない黒鉛粉としての黒鉛粉3と、陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉4と、これらアルミニウム粉末2、黒鉛粉3、蛙目粘土粉4、及び木粉5が比重の違いによって移動が生じない量の水及び/またはバインダ6とが混合された焼結原料混合物7を、常温で圧力を加えて成形し、900℃〜1100℃の範囲内の温度で焼結して5%〜50%の範囲内の空隙を有し、通電によって発熱する正特性発熱体10,20を形成してなるものである。
したがって、本実施の形態1の正特性発熱体10,20によれば、機械的強度が高く、かつ、通電により抵抗発熱し、抵抗発熱体として使用可能となる。
Thus, the positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment include the aluminum powder 2, the graphite powder 3 as a graphite powder that does not melt at a temperature lower than the melting point of aluminum, and the clay powder for ceramics. Sintered clay powder 4 and a mixture of these aluminum powder 2, graphite powder 3, tracer clay powder 4 and wood powder 5 with water and / or binder 6 in an amount that does not move due to the difference in specific gravity. The raw material mixture 7 is molded by applying pressure at room temperature, sintered at a temperature in the range of 900 ° C. to 1100 ° C. and having voids in the range of 5% to 50%, and generates positive heat when energized. The bodies 10 and 20 are formed.
Therefore, according to the positive characteristic heating elements 10 and 20 of the first embodiment, the mechanical strength is high, and resistance heat is generated by energization, and it can be used as a resistance heating element.

特に、本実施の形態1の多孔質の正特性発熱体10,20は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定である。
更には、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして焼結前成型体8(8A,8B)の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体11,21の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で成型抵抗体11,21の抵抗分布を調節することによって、正特性発熱体10,20において異なる発熱温度の設定ができ、多孔質の正特性発熱体10,20の特定部位を特定の温度に発熱させることできる。したがって、抵抗発熱体として発熱体等の使途に適する。
In particular, the porous positive heat generating elements 10 and 20 of the first embodiment have a high temperature rising rate by energization and a temperature decreasing rate by energization release for a large volume, and the heat generation temperature is constant depending on the amount of energization.
Furthermore, resistance control in the manufacturing process is easy. That is, the density of the pre-sintered molded body 8 (8A, 8B) is adjusted by selecting the particle shape and particle size distribution of the raw material, adjusting the blending amount, and adjusting the pressure during molding. Further, by adjusting the sintering temperature by adjusting the sintering temperature, the resistance value of the molding resistors 11 and 21 can be controlled to control the heat generation temperature due to energization. Also, by adjusting the resistance distribution of the molding resistors 11 and 21 by adjusting the molding shape by the mold shape at the time of molding, adjusting the filling amount at the time of molding, adjusting the partial pressure at the time of molding, etc., positive characteristics Different heat generation temperatures can be set in the heat generating elements 10 and 20, and specific portions of the porous positive characteristic heat generating elements 10 and 20 can be heated to specific temperatures. Therefore, it is suitable for the use of a heating element or the like as a resistance heating element.

更には、本実施の形態1の正特性発熱体10,20よれば、各原料は入手しやすく安価な材料であり、非酸化条件下等の特別な条件下で製造されるものでもないため、製造コストの低コスト化が可能である。
このようにして、機械的強度が高く、かつ、酸等の化学的にも強靭であり、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として使用可能な正特性発熱体10,20となる。また、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として使用可能である。
Furthermore, according to the positive heating elements 10 and 20 of the first embodiment, each raw material is an easily available and inexpensive material, and is not manufactured under special conditions such as non-oxidizing conditions. Manufacturing costs can be reduced.
In this way, the positive heating elements 10 and 20 have high mechanical strength and are chemically strong such as acid, have energization heat generation, and can be used as resistance heating elements. In addition, it has high mechanical strength and is electrically energized and can be used as a resistance heating element.

また、上記実施の形態1においては、炭素粉として黒鉛粉3を用いたが、本発明を実施する場合には、黒鉛粉3としては、アルミニウム粉2の溶融点より低い温度では溶融せず、アルミニウム粉2を覆うことで焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出して焼結されなくなる焼結不良を抑制することができるものであればよく、黒鉛粉3の他に、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、活性炭等が挙げられる。しかし、黒鉛粉3は、融点が高く、また、アルミニウム粉2の表面に付着しやすい(絡みやすい)ため、焼成過程でアルミニウムが表面に噴出する焼結不良を確実に抑制でき、発熱体において安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できる。このため、黒鉛粉3としては炭素粉が適する。   Moreover, in the said Embodiment 1, although graphite powder 3 was used as carbon powder, when implementing this invention, as graphite powder 3, it does not melt at the temperature lower than the melting point of aluminum powder 2, It is sufficient that the aluminum powder 2 is covered as long as it can suppress a sintering failure in which aluminum is ejected to the surface and is not sintered in the firing process. In addition to the graphite powder 3, for example, carbon black, carbon fiber And activated carbon. However, since the graphite powder 3 has a high melting point and easily adheres to the surface of the aluminum powder 2 (easy to be entangled), it is possible to reliably suppress the sintering failure in which aluminum is ejected to the surface during the firing process, and to stabilize the heating element Performance such as improved strength and heat generation can be ensured. For this reason, carbon powder is suitable as the graphite powder 3.

上記実施の形態1においては、原料に木粉5を使用しているが、これは本発明に必須の配合成分ではない。しかし、木粉5が混合されている場合には、成形固化の強度を向上させることができ、多孔質の正特性発熱体10,20の強度を向上させることが可能である。木粉5は焼成過程において焼失し空隙となることから、その配合量を調節することで、多孔質の正特性発熱体10,20における空隙率を容易に制御することができ、更には、正特性発熱体10,20の抵抗値を容易に制御することが可能である。また、加熱された正特性発熱体10,20に対して水滴等を滴下しても、そのようなヒートショックに対して全く寿命の変化が生じなかった。
なお、本発明の実施の形態で挙げている数値は、その全てが臨界値を示すものではなく、ある数値は実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更してもその実施を否定するものではない。
In Embodiment 1 described above, wood flour 5 is used as a raw material, but this is not an essential component for the present invention. However, when the wood powder 5 is mixed, the strength of molding and solidification can be improved, and the strength of the porous positive characteristic heating elements 10 and 20 can be improved. Since the wood powder 5 is burned away and becomes voids in the firing process, the porosity in the porous positive heating elements 10 and 20 can be easily controlled by adjusting the blending amount. The resistance values of the characteristic heating elements 10 and 20 can be easily controlled. Further, even when water droplets or the like were dropped on the heated positive heating elements 10 and 20, no change in the life occurred due to such a heat shock.
Note that the numerical values given in the embodiments of the present invention are not all critical values, and certain numerical values indicate preferred values suitable for implementation, so even if the numerical values are slightly changed. The implementation is not denied.

2 アルミニウム粉
3 黒鉛粉(黒鉛粉)
4 粘土粉(蛙目粘土粉)
5 木粉
6 水/バインダ
7 焼結原料混合物
8,8A,8B 焼結前成型体
10,20 正特性発熱体
11,21 成型抵抗体
13,14 電極
13a,14a 電極膜
13b,14b 電極端子
60,70 送風機
2 Aluminum powder 3 Graphite powder (graphite powder)
4 Clay powder (Sasame clay powder)
5 Wood powder 6 Water / binder 7 Sintering raw material mixture 8, 8A, 8B Pre-sintered molded body 10, 20 Positive characteristic heating element 11, 21 Molded resistor 13, 14 Electrode 13a, 14a Electrode film 13b, 14b Electrode terminal 60 , 70 Blower

Claims (19)

アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物を、圧縮形成または押出成形によって外形の成形と共にその内部に複数の貫通孔を設け、それを焼結させた成型抵抗体と、
前記成型抵抗体に設けた電極を具備し、
前記成型抵抗体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有することを特徴とする正特性発熱体。
A molding resistor in which a mixture of aluminum powder, graphite powder, and clay powder as main materials is formed by compression molding or extrusion, and a plurality of through-holes are provided therein and sintered.
Comprising an electrode provided on the molded resistor;
The molded resistor has a positive resistance-temperature characteristic in which the resistance is low at room temperature and the resistance rapidly increases when the resistance increases to a predetermined temperature.
前記複数の貫通孔は、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか1以上としたことを特徴とする請求項1に記載の正特性発熱体。   2. The positive heating element according to claim 1, wherein each of the plurality of through holes is one or more of a circular cross section, an elliptical cross section, an elliptical cross section, a triangular triangle, a rectangular cross section, and a hexagonal cross section. . 前記電極は、前記成型抵抗体の長さ方向の両端側に形成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の正特性発熱体。   3. The positive heating element according to claim 1, wherein the electrodes are formed on both ends in the length direction of the molded resistor. 前記電極は、長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の正特性発熱体。   3. The positive heating element according to claim 1, wherein the electrode is formed on an opposing surface side in a direction perpendicular to the length direction. 4. 前記電極は、金属の溶射によって前記成型抵抗体に設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに該当する正特性発熱体。   The positive electrode heating element corresponding to any one of claims 1 to 4, wherein the electrode is provided on the molding resistor by metal spraying. 前記成型抵抗体は、アルミニウム粉30〜50vol%、黒鉛粉5〜10vol%、粘土粉30〜50vol%、木粉0〜10vol%との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させてなることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに該当する正特性発熱体。   The molding resistor is a mixture of aluminum powder 30 to 50 vol%, graphite powder 5 to 10 vol%, clay powder 30 to 50 vol%, and wood powder 0 to 10 vol%. 6. Positive heat generation corresponding to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is kneaded by adding ~ 25 vol%, molded by compression or extrusion, dried and then sintered. body. 更に、金属シリコン5〜10vol%及び鉄粉0〜10vol%を混合した混合物としたことを特徴とする請求項6に該当する正特性発熱体。   Furthermore, it was set as the mixture which mixed 5-10 vol% of metallic silicon and 0-10 vol% of iron powder, The positive characteristic heat generating body applicable to Claim 6 characterized by the above-mentioned. アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物を、圧縮形成または押出成形によって外形の成形と共に複数の貫通孔を設け、それを焼結させ、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する成型抵抗体と、前記成型抵抗体に設けた電極と、
前記成型抵抗体に対して設けた前記複数の貫通孔に空気流を形成する送風機と
を具備することを特徴とする温風発生供給装置。
A mixture mainly composed of aluminum powder, graphite powder, and clay powder is provided with a plurality of through-holes together with outer shape molding by compression molding or extrusion molding, and is sintered. A molded resistor having a positive resistance temperature characteristic in which resistance rapidly increases when the temperature rises, an electrode provided on the molded resistor,
An apparatus for generating and supplying hot air, comprising: a blower that forms an air flow in the plurality of through holes provided for the molding resistor.
前記複数の貫通孔は、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形のいずれか1以上としたことを特徴とする請求項8に記載の温風発生供給装置。   9. The hot air generation supply according to claim 8, wherein each of the plurality of through holes has one or more of a circular cross section, an elliptical cross section, an elliptical cross section, a triangular triangle, a rectangular cross section, and a hexagonal cross section. apparatus. 前記電極は、前記成型抵抗体の長さ方向の両端側に形成したことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の温風発生供給装置。   The hot air generating and supplying device according to claim 8 or 9, wherein the electrodes are formed on both ends in the length direction of the molded resistor. 前記電極は、長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成したことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の温風発生供給装置。   The hot air generating / supplying device according to claim 8 or 9, wherein the electrode is formed on an opposing surface side in a direction perpendicular to the length direction. 前記複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、1個以上配設したことを特徴とする請求項8乃至請求項11のいずれか1つに該当する温風発生供給装置。   The hot air generation and supply device according to any one of claims 8 to 11, wherein at least one blower for generating an air flow in the plurality of through holes is disposed. 前記電極は、金属の溶射によって前記成型抵抗体に設けたことを特徴とする請求項8乃至請求項12のいずれか1つに該当する温風発生供給装置。   The hot air generating and supplying device according to any one of claims 8 to 12, wherein the electrode is provided on the molding resistor by thermal spraying of metal. 前記成型抵抗体は、アルミニウム粉30〜50vol%、黒鉛粉5〜10vol%、粘土粉30〜50vol%、木粉0〜10vol%との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水15〜25vol%を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させてなることを特徴とする請求項8乃至請求項13のいずれか1つに該当する温風発生供給装置。   The molding resistor is a mixture of aluminum powder 30 to 50 vol%, graphite powder 5 to 10 vol%, clay powder 30 to 50 vol%, and wood powder 0 to 10 vol%. The hot air generation according to any one of claims 8 to 13, wherein ~ 25 vol% is added and kneaded, molded by compression molding or extrusion molding, dried and then sintered. Feeding device. 更に、金属シリコン5〜10vol%及び鉄粉0〜10vol%を混合した混合物としたことを特徴とする請求項14に該当する温風発生供給装置。   Furthermore, it was set as the mixture which mixed 5-10 vol% of metallic silicon and 0-10 vol% of iron powder, The warm air generation supply apparatus applicable to Claim 14 characterized by the above-mentioned. 前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、前記正特性発熱体に対する電力の供給と同時に、前記送風機の定速回転を開始することによって温風を生じさせることを特徴とする請求項8乃至請求項14のいずれか1つに該当する温風発生供給装置。   The blower that generates an air flow in the plurality of through holes provided in the molded resistor generates hot air by starting constant speed rotation of the blower simultaneously with the supply of electric power to the positive characteristic heating element. The hot air generating and supplying device corresponding to any one of claims 8 to 14. 前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、前記正特性発熱体の正の抵抗温度特性に応じて回転速度を制御し、前記正特性発熱体が所定の温度に上昇したことを通電電流のピーク値によって検出し、前記ピーク値の検出後は、前記送風機の定速回転によって温風を生じさせることを特徴とする請求項8乃至請求項14のいずれか1つに該当する温風発生供給装置。   The blower for generating an air flow in the plurality of through holes provided in the molding resistor controls the rotation speed according to the positive resistance temperature characteristic of the positive characteristic heating element, and the positive characteristic heating element is set to a predetermined temperature. The rising is detected by the peak value of the energization current, and after the peak value is detected, warm air is generated by the constant speed rotation of the blower. A warm air generator / applicable device. 前記成型抵抗体に設けた複数の貫通孔に空気流を生じさせる送風機は、前記正特性発熱体の正の抵抗温度特性に応じて、前記正特性発熱体が所定の温度に上昇したことを通電電流のピーク値によって検出し、前記ピーク値が検出されるまでは前記送風機の通電を行わず、前記ピーク値が検出された後に前記送風機の定速回転を行うことによって温風を生じさせることを特徴とする請求項8乃至請求項14のいずれか1つに該当する温風発生供給装置。   The blower that generates an air flow in the plurality of through holes provided in the molded resistor is energized according to the positive resistance temperature characteristic of the positive characteristic heating element that the positive characteristic heating element has risen to a predetermined temperature. It detects by the peak value of electric current, does not energize the blower until the peak value is detected, and generates warm air by rotating the blower at a constant speed after the peak value is detected. The hot air generating and supplying device corresponding to any one of claims 8 to 14. 前記正特性発熱体の前記成型抵抗体には、水滴を滴下してその湿度を空気流に乗せることを特徴とする請求項8乃至請求項14、請求項16乃至請求項18のいずれか1つに該当する温風発生供給装置。   The water resistance is dropped on the molding resistor of the positive characteristic heating element, and the humidity is put on the air flow. A warm air generator / applicable device.
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