JP3354998B2 - 遠赤外線放射管状発熱体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は炭素繊維を利用した遠赤
外線の放射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】遠赤外線の利用範囲は広いが、その利用
目的に応じた波長の遠赤外線を効率良く放射する発熱体
が求められる。本発明は、人体、動物の暖房、治療のた
め、あるいは冷凍食品の解凍のために有効な波長の遠赤
外線を効率良く放射する発熱体に関する。人体、動物、
冷凍食品に含まれている水に振動を与えて加熱する方法
がある。電子レンジもその一つであるが、遠赤外線の利
用も極めて有効である。特に人体、動物への電子、電波
の応用は危険が伴うが、遠赤外線は危険度が極めて低
い。また、冷凍食品についても味、風味を大切にする場
合、選択された波長の遠赤外線を用いる必要がある。

【０００３】遠赤外線を用いて水の分子に振動を与える
場合、水の分子の振動状態にもよるが、６．３１μｍ〜
１４μｍの波長の遠赤外線を放射する必要がある。この
波長帯域を外れた遠赤外線は水の分子に共振を与えるこ
とができないため、温度上昇が得られなかったり、表面
で反射されたり、あるいは吸収されることなく透過して
しまったりする。人体においては表皮に炎傷を起すこと
もある。冷凍食品では表面だけを解かしてしまうという
弊害を伴う。従って、限定された波長の遠赤外線を放射
するためには比較的低温（１５０℃以下）の発熱体から
放射することが必要で温度は良くコントロールされねば
ならない。

【０００４】比較的低温の発熱体から大量の遠赤外線を
得るためには、 １．大きな面積 ２．放射特性の優れた放射体材料 ３．確実な温度コントロール が必要となり、大面積の面発熱体は有効である反面、温
度分布の不均一から前記波長帯以外の波長の遠赤外線を
放射するための弊害が伴うこととなる。また、遠赤外線
放射器の大きさには自ら限度があるし、遠赤外線治療器
の場合では幹部を狙っての照射も必要となるので、小面
積の器具が不可欠となる。炭素繊維は電気の良導体であ
り、遠赤外線の優良発熱体であることが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】発熱素子である炭素繊
維は、一般の金属とは異なる電気抵抗特性を有する。図
４は、横軸に温度、縦軸に電気抵抗値をとったときの金
属と炭素繊維の特性を示すグラフである。炭素繊維は温
度が上昇すると電気抵抗値が減少する特性を有する。従
って、炭素繊維を発熱素子として使用すると、温度が上
昇した素子の電気抵抗が小さくなり、さらに大きな電流
が流れて温度上昇をまねく。このために発熱体の温度分
布が均一化されない。そして、高温部からは波長が短い
有害な遠赤外線が放射される不具合があった。そこで本
発明は上述した不具合を解消する遠赤外線放射発熱体を
提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の遠赤外線放射管
状発熱体は、基本的な手段としてパイプ状の芯部材と、
芯部材の外周面に被覆される絶縁層と、絶縁層の外周面
に交互に巻きつけられるリング状炭素繊維及びリング状
ガラス繊維とを有する管体と、管体の両端部に設けられ
る電極を備え、管体表面に両端が電極に接続される炭素
繊維のリード線をスパイラル状に巻きつけてなる手段を
有する。

【０００７】

【作用】炭素繊維のリード線は、リング状炭素繊維に電
流を供給し、管体は均一に発熱して良好な波長の遠赤外
線を放射する。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の実施例に係る管状発熱体の概
要を示し、図２及び図３は要部の断面構造を示す。全体
を符号１で示す管状発熱体は、管体１０と、管体１０の
両側部にとりつけられる１対の電極８０を有する。

【０００９】図２は管体１０の断面形状を示し、管体は
パイプ状の芯部材２０上に電気絶縁シート等でつくられ
た絶縁層３０が積層される。絶縁層３０上には、導電体
である炭素繊維４０と絶縁体であるガラス繊維５０が交
互に巻きつけられる。すなわち、隣接する炭素繊維４０
のリングは、ガラス繊維５０のリングにより電気的に絶
縁される。そして、使用される炭素繊維４０の直径寸法
Ｄ１は、絶縁材であるガラス繊維５０の直径寸法より大
きなサイズのものが選択される。この管体１０の表面に
複数本の炭素繊維リード線６０を等間隔でスパイラル状
に巻き付け、両端部を電極８０に接続する。

【００１０】リング状に巻かれて炭素繊維４０はガラス
繊維５０よりも径寸法が大きいので、スパイラル状に巻
かれた炭素繊維リード線６０の接点は電気的に接触す
る。電極８０を電線１００に接続して給電すると、リー
ド線６０を介してリング状炭素繊維４０に給電され、管
体１０全体が均一に発熱し、良好な波長をもつ遠赤外線
を放射する。

【００１１】炭素繊維のリード線６０は、発熱体１の電
力容量に合わせて繊維の条数や太さ等を選択する。炭素
繊維のリード線６０は、リング状の炭素繊維４０に対し
て電気的な接合点を有するので、隣接するリング状の炭
素繊維４０の間で電位差が生じたときには、炭素繊維の
リード線６０を介して電流が流れて電位差を解消する。
したがって、管状発熱体１全体が均一に発熱し、良好な
波長を有する遠赤外線を放射する。

【００１２】

【発明の効果】本発明は以上のように、良好な波長を有
する遠赤外線を放射する管状の発熱体を構成するので、
この発熱体を暖房装置に組み込んだり、冷凍食品の解凍
装置に組み込むことにより、効率の高い装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す説明図。

【図２】要部の拡大断面図。

【図３】要部の拡大断面図。

【図４】炭素繊維と金属の温度変化に対する電気抵抗値
特性を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 遠赤外線放射管状発熱体 １０ 管体 ２０ 芯部材 ３０ 絶縁層 ４０ リング状炭素繊維 ５０ リング状ガラス繊維 ６０ 炭素繊維リード線 ８０ 電極 １００ 電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 3/46 A23L 3/365 A61N 5/06 H05B 3/10 H05B 3/14 H05B 3/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプ状の芯部材と、芯部材の外周面に
   被覆される絶縁層と、絶縁層の外周面に交互に巻きつけ
   られるリング状炭素繊維及びリング状ガラス繊維とを有
   する管体と、管体の両端部に設けられる電極を備え、管
   体表面に両端が電極に接続される炭素繊維のリード線を
   スパイラル状に巻きつけてなる遠赤外線放射管状発熱
   体。
2. 【請求項２】 リング状炭素繊維の径寸法はリング状ガ
   ラス繊維の径寸法より大である請求項１記載の遠赤外線
   放射管状発熱体。