JP3095831U - 遠赤外線発熱体ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の遠赤外線発熱ユニットは、前面側からケ
ーシング内に放熱板、発熱板、断熱材、押さえ板の順に
組み合わされるものであるが、発熱体からの伝熱を受け
放熱板や押さえ板自体が弓形形状に曲がってしまうた
め、押さえ板表面に円環状のビード加工や円形の凸部の
加工を施す必要があり、特殊な金型を作成しなければな
らないというコスト上の課題があった。 【解決手段】本考案は、発熱体１７として発熱部１５を
前部板状体と後部板状体との間に挟持し、さらに該発熱
体と押さえ板との間にセラミックウールからなる第一断
熱材と第二断熱材とを挟むことによって隙間を生じさせ
ないで押さえ板への伝熱を少なくし、放熱板及び押さえ
板の反りを防止することができる遠赤外線発熱ユニット
を提供するものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、遠近赤外線パネルヒータに用いる部品からなるユニットに関し、さ らに詳しくは、平面発熱体からの発熱を平面形状又は凸状の押さえ板で簡易に制 御して、反りを無くすることが可能な遠近赤外線発熱発熱体ユニットである。

【０００２】

【従来技術】

従来の遠赤外線暖房器に使用する面状放射体としては、セラミックをプラズマ 溶射によって面状にコートした遠赤外線ヒータが知られ、このうち特公平５−６ １７５４号「遠赤外線ヒーター」は、面状の耐熱絶縁性支持体と、この支持体表 面に固着した発熱体表面上に白アルミナを50〜100μmの厚みにプラズマ溶射して なる放熱体とからなり、６μmの波長を境にして、短波長側の遠赤外線の放射強 度が低く長波長側において遠赤外線の放射強度が高い放射特性を有することを特 徴とする遠赤外線ヒータが開示され、この遠赤外線ヒータを用いてサウナの熱源 や足温器、暖房機器、医療機器に使用されることを示している。

【０００３】 遠赤外線を利用した製品として、特開昭６１−１５０２０号「遠赤外線暖房装 置」は、湾曲凹凸面を多数連続成形した強化ロールガラス製の放熱ガラス板の裏 面に、銀とアルミの合金粉をプリント配線状に溶着して線状発熱体を形成すると 共に、該線状発熱体に通電して放熱ガラス板の表面温度を１５０〜１７０℃に設 定し、放熱ガラス板に遠赤外線を発生せしめるようにしたことを特徴とする遠赤 外線暖房装置を開示している。

【０００４】 さらに特許公報第２９８７３５４号は、背面に背面板を設け、且つ前面に開口 部を有する方形箱形をしたケーシングの前面側両側面部に、該ケーシングの開口 部より少なく形成され、且つ表面前面に小凹部を多数連続して設けると共に、裏 面前面を平面部とした耐熱強化ガラス板の裏面の両側面部を固着し、且つ該放熱 ガラス板の裏面の平面部に、アルミニウム、銅、鉄等よりなる合金粉をプリント 配線状に溶着して線状発熱体を設ける一方、該線上発熱体上にエナメル塗料を塗 布して被覆層を形成した遠赤外線暖房装置において、前記放熱ガラス板は、その 両側部をケーシングの前面側両側部において内方へそれぞれ折曲して凸設された 取付片に固着されると共に、前記放熱ガラス板の裏面側に、加熱空気の滞留と浮 遊粒子に遠赤外線放射特性を保有せしめる機能を備えた隙間部を有してアルミニ ウムより成る反射板が前記ケーシングに固定され、前記反射板は、ケーシングに 固着していない放熱ガラス板の上・下面部において、開口側端縁部近くまで外側 へ拡開した延長片を連接したことを特徴とする遠赤外線暖房装置を開示している 。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上述のように従来の遠赤外線ヒータとして、板状体の発熱体からなるヒータを 用いる暖房器は公知であるが、この板状体素材として耐熱性の強化ガラスやセラ ミック部材を用いる場合には、素材特性から衝撃に弱いという性質を有していた 。

【０００６】 また発熱体の形状としても、発熱効率を高めるために近年プリント印刷による 線状回路を設けて遠赤外線の発生を多くする工夫もなされており、それなりに効 率を上げることに成功しているが、従来の対象は特定範囲の波長から成る遠赤外 線をどのようにして発生させるかという視点から開発されることが多かった。

【０００７】 また上記線状回路から発生した発熱量が中心部において高いため、従来の遠赤 外線放熱板では平板状の押さえ板では反りを防止できないために、押さえ板に円 環状のビード加工をした押さえ板を用いることは特開２００２−９８３４３号に 開示されているが、この押さえ板では円環状のビード加工を必須とするために、 金型自体及び押さえ板製造にコストがかかるという課題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案者は係る課題を解決するために鋭意研究したところ、従来の平面発熱体 を利用しながら、遠赤外線放熱板と押さえ板の反りを防止できる新規な遠赤外線 発熱放射体を提供することができた。

【０００９】 すなわち本考案の第一は、遠赤外線放熱板と平面発熱体と押さえ板をパネル内 に取り付けた発熱体ユニットにおいて、遠赤外線放熱板は、放射板表面に遠赤外 線放射体を発生する放熱板であり、前記平面発熱体は、ヒーター部を前・後部か らなる２枚の板上体で挟持して一体成型した発熱体であり、さらに該後部板上体 と前記押さえ板との間には、断熱材を少なくとも２枚以上挟持して押さえ板の反 りを制御することを特徴とする遠赤外線発熱体ユニットである。

【００１０】 本考案の第二は、前記平面発熱体は、前記放熱板方向に４０ｇ／ｃｍ^２以上の 圧力で押しつけることによって熱伝導率を上げることを特徴とする請求項１記載 の遠赤外線発熱発熱体ユニットである。

【００１１】 本考案の第三は、前記断熱材は、熱を通しにくく、且つ復元力が少ないセラミ ックウールを複数枚重ねて使用することを特徴とする請求項１記載の遠赤外線発 熱発熱体ユニットである。

【００１２】 本考案の第四は、前記断熱材は、前記後部板上体と前記押さえ板との間で厚み の半分以上が圧縮されるように接合されることを特徴とする請求項１記載の遠赤 外線発熱発熱体ユニットである。

【００１３】

【考案の実施の形態】

図１は、本考案の実施の一例を示す暖房器の正面図である。この暖房器は、暖 房器本体１の中に開口型のケーシング２を設け、該ケーシング内部に図２に示す ように放熱板９、発熱体１７、第１の断熱材１８、第２の断熱材１９、押さえ板 ２０と重ねられた状態で組み合わされるものである。

【００１４】 この場合、ケーシング２に嵌合してネジ固着する縦３０ｃｍ、横４０ｃｍの放 熱板９は、素材としてアルミニウム材や鋼材を用い、その表面に遠赤外線を発生 するセラミックパウダーをコーテイングしている。

【００１５】 さらに放熱板９の表面の一部に、前記遠赤外線を発生するセラミックパウダー に代えて、マイナスイオンを発生するファインセラミックを塗布したマイナスイ オン発生部を、任意の箇所に設けることも可能である。

【００１６】 この場合、前記マイナスイオン発生部においては、ファインセラミック素材を 前記放熱板の一面あるいは両面に施し、本考案では、このファインセラミックと してゾルゲムプロセス(SOL-Gel Process)によって精製された高純度な完全無機 質であり、高温でも安定し変色しない半永久的な顔料を用いたセラミカ（商品名 ）を用いる事ができるが、マイナスイオンを発生できるセラミックであればこれ に限定されるものではない。

【００１７】 上記セラミカに替わる素材として、本考案では遠赤外線高放射アルミ機能材で ある「スーパーレイ（商標名）」を用いることも可能であるが、このスーパーレ イは、基材がアルミニウムであるため、軽くて割れにくく耐久性に優れた素材で あり、成形加工の自由度が大きく、プレス加工による曲面、折り曲げ等の性能が 良い素材である。

【００１８】 次いで、前記放熱板９に接触させる縦２２ｃｍ、横３８ｃｍの発熱板１７は、 図３及び図４に示されるようにステンレス箔の発熱部１５を、縦３０ｃｍ、横４ ０ｃｍの人工マイカ製の後部板状体１３と、同様に製造した前部板状体２２との 間に挟持してを一体成形したものであり、この発熱部１５には、電源と接続する 密状の線状回路１２を設けている。

【００１９】 この発熱体１７は、図５〜図７に示されるように人工マイカ製の板状体とステ ンレス箔のヒーターエレメントを一体成型して作成したフレキシブル平面発熱体 であり、ステンレス箔と人工マイカ製の板状体との密着性を向上させた特別仕様 材で、超薄型で軽量なため取り扱いが簡単で場所をとらない。

【００２０】 またステンレス箔のヒーターエレメントは、面状のため温度分布の均一性に富 み、さらに０．１ｍｍ（１００μｍ）前後の超薄型タイプのため熱応答性に優れ ており、省エネルギー化を図れるものである。

【００２１】 この発熱体は、−２００℃以下の極低温でもフレキシブル性を失わず、４００ ℃以上の高温でも非溶解性、難燃性の特性を併せて有し、２７０℃一定でも長時 間の使用が可能な特性を有しているが、中心部と周辺部とでは放熱板の素材にも よるが相当温度差が生ずる。

【００２２】 次いで、前記発熱体１７（特に後部板状体１３）と押さえ板２０との間には、 縦３０ｃｍ、横４０ｃｍのセラミックウールからなる第１断熱材１８を挟む他に 、例えば縦１０ｃｍ、横２０ｃｍ、厚み１２ｍｍのセラミックウールからなる第 ２断熱材１９を重ねて、厚みが半分以上縮小するように圧縮すると尚好ましい。

【００２３】 この理由として、通常前記発熱体１７から放射された熱は、第１断熱材１８を 通過して押さえ板２０に伝熱し、その熱によって平板上或いは凸状形状である押 さえ板２０は弓状に曲がってしまうのが、第１断熱材１８と押さえ板２０との間 に第２断熱材１９を挟むことにとって隙間の生じを防ぎ、発熱体１７から押さえ 板２０への伝熱が少なくなることに起因し、これによって押さえ板２０自体を縦 ３０ｃｍ、横４０ｃｍの平面体となすことができた。

【００２４】 本考案の他の特徴の一つは、前記マイナスイオンを発生するほかに遠赤外線と 近赤外線とを同一の放熱板９の遠赤外線放射部１６から発生させることも可能で ある。

【００２５】 この発生にためのメカニズムとして発熱体１７の内部に、図５に示すように電 源と接続する密状の線状回路１２から成る発熱部１５を設けているほか、上部電 源端子部１０には１７０Ｗの電流が、下部電源端子部１１には４５０Ｗの電流が 流れるように成っている。

【００２６】 そして上記密状の線状回路１２として、図５に示されるように形状として線状 にパターン印刷を行うが、一例として、中心部周辺では０．６〜０．８ｗ／ ｃｍ^２のワット密度になるように印刷し、他の範囲は０．３〜０．６ｗ／ｃｍ^２ の密度で印刷したものに電流を流すと、放熱板の中心部から熱を発生し始め、そ れに伴って放熱板表面のセラミックパウダーに伝熱して近赤外線が最初に発生し て即暖房が可能となり、次いで順次中心部から徐々に周辺に暖められて遠赤外線 を発生するが、パターン印刷によって種々変更可能である。

【００２７】 さらに放熱板９の表面の一部に、前記遠赤外線を発生するセラミックパウダー に代えて、マイナスイオンを発生するファインセラミックを塗布したマイナスイ オン発生部を設けた場合には、ファインセラックのコーティング部にも伝熱して マイナスイオンや波動を発生するようになっている。

【００２８】 放熱板の表面温度が２１０〜２５０℃の高温になったら、自動的に制御器（図 示せず）が作動して上部電源端子部１０に接続する１５０Ｗのスイッチを切って 、３５０Ｗのみを流して省エネルギー化を計っている他、前記放熱板の表面温度 が２１０〜２５０℃の高温となっているため通常この暖房器１台で６〜８畳の広 さの室内を均一に暖めることができるようになった。

【００２９】 放熱板９表面に塗布するセラミックパウダーとして、赤外線を発生するＺｒＯ _２ 、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３の少なくとも１種以上のセラミックを有機 材と混合したコーティング材を塗布して用いたが、放熱板９に直接コーティング できるものであれば上記コーティング材以外のものも使用できる。

【００３０】 以下実施例をもって本考案の詳細を以下に述べるが、本考案の範囲はこれらに 限定されるものではない。

【００３１】

【実施例１】 図２に示す縦３０ｃｍ、横４０ｃｍ、厚さ１．２ｍ／ｍのアルミニウム製放熱 板９の裏面に接触する発熱体１７は、図５に示すように別途アルミニウム製板を 用いて、回路をパターン印刷で印刷してエッチング処理を行い、平均０．３〜０ ．５ｗ／ｃｍ^２の線状回路１２から成る発熱部１５を製作し、この場合、発熱部 １５の中心箇所（直径約１０ｃｍ）の線状回路を０．６〜０．８ｗ／ｃｍ^２ に なるようにし、その他の箇所は０．３〜０．６ｗ／ｃｍ^２のパタ−ン印刷した発 熱部１５を上部電源端子部１０と下部電源端子部１１とを双方向から取り付けた 。

【００３２】 一方、上記発熱部１５に対応する放熱板９の表面には、赤外線を発生するＺｒ Ｏ_２、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３の少なくとも１種からなるセラミックパ ウダーのうち、ＺｒＯ_２を有機材と混合したコーティング材として予め作成して おき、このコーティング剤を約８μｍの厚みに均一に塗布して常温乾燥や低温乾 燥して得た遠赤外線放射部１６を設け、発熱部１５の伝熱を受けて遠赤外線放射 部１６から遠・近赤外線が両方発生することができるが、特に上記発熱部１５の 中心箇所がら早く暖められて近赤外線を発生し、次いで周囲の箇所が暖められな がら遠赤外線を発生する構造となっている。

【００３３】 さらに上記赤外線放射部１６上部にも、放熱板９裏面と同様にセラミカからな るファインセラミックコーティングをしたイオン発生部（図示せず）を設け、発 熱部１５からの伝熱を受けてマイナスイオンと波動を外部に発生するようにして いる。

【００３４】 次いで上記の放熱体９を、図１に示す本体のケーシング枠に取り付けて固着し 、温度切替スイッチ４や電源スイッチ５と連動せしめてストーブ型の暖房器とし たが、さらに図２の断面図に示すようにケーシング上部枠体３にもファインセラ ミックであるセラミカを塗布したイオン発生部を設けて、この部分からもマイナ スイオンと波動を発生させるようにしているこのほか、この放熱板９は上記暖房 具以外にもサウナ用熱源、足温器、医療機器に応用できるものである。

【００３５】

【実施例２】 実施例１と同様な大きさの縦３０ｃｍ、横４０ｃｍ、厚さ１．２ｍ／ｍのアル ミニウム製機能材であるスーパーレイ（商標名）を放熱板９として用い、実施例 １に記載する平均０．３〜０．５ｗ／ｃｍ^２の線状回路１２から成る発熱部１５ を前記放熱板の裏面に上部電源端子部１０と下部電源端子部１１とを双方向から 取り付けた。

【００３６】 本実施例では、マイナスイオン発生部は、ケーシング上部枠体３にファインセ ラミックであるセラミカを塗布したイオン発生部（図示せず）を設けて、この部 分からマイナスイオンと波動を発生させるようにしているが、実施例１と同様に 放熱板の上部にセラミカを塗布してマイナスイオンを発生することも当然可能で ある。

【００３７】 本実施例にかかる放熱板９も、実施例１と同様に上記暖房具以外にもサウナ用 熱源、足温器、医療機器に応用できるものである。

【００３８】

【実施例３】 実施例１示す縦３０ｃｍ、横４０ｃｍ、厚さ１．２ｍ／ｍのアルミニウム製放 熱板９と接触する発熱体は、厚さ０．１ｍｍ（１００μｍ）のステンレス箔の両 面に接合したフレキシブル面状体に線状回路を設けた平面発熱体であって、該発 熱体をアルミニウム性の放熱板の裏面に上部電源端子部１０と下部電源端子部１ １とを双方向から取り付けた。

【００３９】 本実施例でも、実施例１及び実施例２と同様にマイナスイオン発生部は、放熱 板上部とケーシング上部枠体３とにファインセラミックであるセラミカを塗布し たイオン発生部を設けて、この部分からマイナスイオンと波動を発生させるよう にしたところ、実施例１及び実施例２とほぼ同じ効果を得ることが出来た。

【００４０】

【考案の効果】

本考案のパネルユニットは、発熱体１７として面状発熱部１５を前部板状体２ ２及び後部板状体１３との間で挟持すること、また該発熱体１７と押さえ板２０ との間に第１断熱材と第２断熱材とを同様に挟持させることによって、発熱体１ ７からの伝熱をコントロールし、押さえ板自体が平板状であっても弓型にそらな いという効果を有するものである。

【００４１】 本考案の放熱板は、アルミニウムや鋼板素材からなる１枚の板状体であるが、 その裏面に１５０Ｗと３５０Ｗの電流が流れる線状回路が設けられていて、総消 費電力は従来の１０００〜１５００Ｗに比較すると約半分以下の省エネルギー化 をはかれるものである。

【００４２】 更にこの線状体回路の密度は、中心部は０．６〜０．８ｗ／ｃｍ^２ で、それ 以外は０．３〜０．６ｗ／ｃｍ^２の線巾で回路が形成された発熱部があり、この 発熱部に電流を流すことによって放熱板表面にコーティングされているセラミッ ク材からなる赤外線放射部表面から近赤外線が放出されて即暖房化され、次いで 遠赤外線が放出されて人体に優しい赤外線が外部に出され、最後に放熱板上部に コーティングされたファインセラミック層からマイナスイオンと波動が放出する ものである。

【００４３】 前記放熱板に使用する素材はアルミニウム材や鋼板から成る金属板であるため 、従来の強化ガラス材やセラミック材と比較すると強度の面で比較にならないほ ど強靱であるほか、耐熱性にも優れた効果を有するものである。

【００４４】 この放熱板上部に塗布するファインセラミック材であるセラミカは、いかなる 静電気も発生させることが無いため、その表面には生活上の様々なゴミや埃、廃 棄ガス等にも耐えることができるために簡単なクリーニングで除去できるという 効果を有している。

【００４５】 さらにこのセラミカは超耐熱性特性を有し、火災でも燃えない上、煙や有害ガ スの発生もなく、人体に全く悪影響を及ぼさない素材であるから、本考案暖房器 においては安心して使用できるものである。

【００４６】 上記セラミカ以外でも、上述のスパーレイのような高放射アルミ機能材や、フ レキシブル平面発熱体をそれぞれ他の素材と組み合わせることによって、前記効 果を有することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案暖房具であるストーブの正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】本考案に係る発熱放射体の分解説明図である。

【図４ａ】図３の断面図である。

【図４ｂ】他の形態の断面図である。

【図５】本考案に係る発熱板の正面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。

【図７】図５のＢ−Ｂ断面図である。

【図８】本考案に係る発熱体の断面図である。

【符号の説明】

１・・・・暖房具本体 ２・・・・ケーシング ３・・・・ケーシングの上部枠体 ４・・・・温度切替スイッチ ５・・・・電源スイッチ ６・・・・ラベル表示板 ７・・・・車輪 ８・・・・車輪保持具 ９・・・・放熱板 １０・・・上部電源端子部 １１・・・下部電源端子部 １２・・・線状回路 １３・・・後部板状体 １４・・・放射板 １５・・・発熱部 １６・・・遠赤外線放射部 １７・・・発熱体 １８・・・第１の断熱材 １９・・・第２の断熱材 ２０・・・押さえ板 ２１・・・押さえ板の周縁部 ２２・・・前部板状体

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠赤外線放熱板と平面発熱体と押さえ板
   をパネル内に取り付けた発熱体ユニットにおいて、遠赤
   外線放熱板は、放射板表面に遠赤外線放射体を発生する
   放熱板であり、前記平面発熱体は、ヒーター部を前・後
   部からなる２枚の板上体で挟持して一体成型した発熱体
   であり、さらに該後部板上体と前記押さえ板との間に
   は、断熱材を少なくとも２枚以上挟持して押さえ板の反
   りを制御することを特徴とする遠赤外線発熱体ユニッ
   ト。
2. 【請求項２】前記平面発熱体は、前記放熱板方向に４０
   ｇ／ｃｍ^２以上の圧力で押しつけることによって熱伝導
   率を上げることを特徴とする請求項１記載の遠赤外線発
   熱発熱体ユニット。
3. 【請求項３】前記断熱材は、熱を通しにくく、且つ復元
   力が少ないセラミックウールを複数枚重ねて使用するこ
   とを特徴とする請求項１記載の遠赤外線発熱発熱体ユニ
   ット。
4. 【請求項４】前記断熱材は、前記後部板上体と前記押さ
   え板との間で厚みの半分以上が圧縮されるように接合さ
   れることを特徴とする請求項１記載の遠赤外線発熱発熱
   体ユニット。