JPH03176986A - 発熱体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として調理器や乾燥器などの機器における
加熱源として用いられる発熱体及びその製造方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、調理器や乾燥器などの機器の加熱源に用いられる
発熱体の製造方法は、第３図に示すように金網成形型１
に発熱線２をセットシておいて、バルク状の断熱祠を水
中にて開綿し、バインダーを加えたスラリーを吸引して
断熱材を積層した後、脱型及び乾燥する方式を採ってき
ていた。

しかしながら、この製造方法においては、第４図に示す
ように、発熱線２を断熱材３で全部覆うような形とか、
第５図のように発熱線２が１／３程度以上断熱材３の上
に出すことは可能であるが、それ以上発熱線２を断熱材
３から出すことは、発熱線２が断熱材３にしっかりホー
ルドされず、ヒートサイクルや振動試験等の衝撃に耐え
得ないということから困難であるという問題があった。

〔発明の解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来の問題点を解決するになされたもの
であり、発熱線を断熱材から２７３程度以上出すことが
可能で、しかも発熱線が断熱材にしっかりとホールドさ
れ、ヒートサイクル、振動試験等の衝撃に対しても十分
耐えうる構造をとることが可能となる発熱体及びその製
造方法を提供することを解決課題としたものである。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、無機質結合剤と、無機繊維および／又は無機
質粉末から少なくとも構成された断熱材に、発熱体を一
部埋設してなる発熱体からなり、その製造方法には二つ
の方法がある。その第１は、あらかじめ所定の形状にし
た発熱線をセットした型の中に、無機質結合剤と、無機
繊維及び／又は無機質粉末から少なくとも構成された断
熱材を湿潤状態にて流し込み、発熱線を固着した後、脱
型及び乾燥を行う発熱体の製造方法であり、他の方法は
、無機質結合剤と、無機繊維及び又は無機質粉末から少
なくとも構成された断熱材からなる混練物で、板状の座
体を形成し、未硬化状態にある座体に、発熱線の底部を
圧入して植え込ませ、座体の乾燥固化により、発熱線を
固く保持する発熱体の製造方法からある。

〔実施例〕

第１図は、本発明の第１実施例の発熱体の製造方法の説
明用斜視図であり、あらかじめＮｉＣｒ線などのニクロ
ム線、またはＦｅ−Ｃｒ−Ａｆｆｉ線等をコイル状にし
た発熱線２を内部にセットした型５のなかに、次の断熱
材４を湿潤状態を保った状態にして容器７から流し込ん
で発熱体を作る。この場合、水は断熱材の約３倍以上を
加えるのが好ましい。つまり、使用する断熱材としては
、最終製品の組成は次のとおりである。

ａ、セラ旦ツク繊維・・・・・・・・・３０〜５０重量
部セラごツク繊維としては、アルミナシリケート繊維、
アル旦す繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維等 す、無機質結合材・・・・・・・・・３０〜５０重量部
（←固形分）Ｓ機質結合材としては、コロイダルシリカ
、コロイダルアル【す等 Ｃ０無機質（耐火性）粉末・・・・・・１０〜３０重量
部無機質粉末としてはアルくす、ムライト、アリ力等 上記のごとくコイル状などの所定の形状にした発熱線２
を、あらかじめ所定の配線パターンに従って、型５内に
配設したものの中に、上記の断熱材４を攪拌混合し、湿
潤状態に保った状態にて流し込んで、発熱線２を２７３
程度以上露出させた状態で断熱材４で固着した後、脱型
及び乾燥を行うものである。

ここで、耐熱温度は最低１，１００″Ｃ以上のものとし
、また発熱線２には、防蝕のためエポキシ等のコーティ
ング被覆をすることが望ましい。

また、この場合、第２図に示すごとく発熱線２が断熱材
４に対し１７３程度埋め込まれた状態、すなわち２７３
程度が断熱材４から突出した状態で固着するように発熱
線２を型５内にセットし、かつその型５に流し込まれる
湿潤状態に保った状態の断熱材４の量を調節するものと
する。

第６図は、本発明の他の実施例を示す発熱体の要部の断
面図である。

同図において、２は渦巻状にしたコイル状電熱線、つま
り発熱線（巻き径５ｍｍ、電熱線直径０．８ｍｍ）で、
この発熱線２はセラごツタ繊維２０ｗｔχ、コロイダル
シリカ（３０χ溶液）　７０ｗｔχ、アルごす粉末１０
ｉｙｔχの混合部をシート状に底形したセラくツク質材
料で形成した厚さ３ｎｕ＋＋の板状の薄い座体４′に１
．５ｍｍの深さまで、植え込まれて支持されている。５
′はセラ兆ツク繊維７０ｗｔχ、コロイダルシリカ（３
０χ溶液）３０ｗｔχに水を加えたセラ旦ツク質材料で
形成した厚い板状の盆形座体であって、前記薄い座体４
′を支持するものである。

なお発熱線２を直接支持する薄い座体４′は、前記混練
物が乾燥固化する前の生シート（グリーンシート）を用
い、それに前記発熱線２の底部を圧入して植え込み状と
したあと、乾燥固化して形成する。この場合、水は断熱
材の０．２〜３．０倍程度加えるとよい。

一方、厚い座体５′は、前記混練物を所要の形状に成形
したあと、乾燥固化した成形体が用いられる。前記発熱
体２を支持している薄い座体４′は、厚い座体５′に接
着剤にて固定される。

第７図および第８図は、前記構成の発熱体を製造する方
法を示したものである。

同図において４′は前述したセラミック質材料の混練物
からなる未固化状態の薄い座体であり、これを基板９上
におき、そのうえに発熱線２を渦巻状にして置き、さら
にそのうえに押し板８をのせて押圧し、この押圧操作に
より、発熱線２の底部をグリーンシートの座体４′に圧
入して植え込ませる。

上記のようにグリーンシートの座体４′に発熱体２の底
部を植え込ませると、座体を構成しているセラミック質
材料の混練物の一部はコイルの内側に回り込むように塑
性変形するので、コイルの植え込み部分は混練物内に埋
設状態にされる。したがって、このあと発熱線付き座体
４′を乾燥炉などに入れて乾燥固化させると、発熱線２
はセラ旦ツタ質材料の座体４′に植え込み状態で固く支
持される。この発熱線支持力は、主として混練物の乾燥
固化時の収縮力および接合材による結合力によって得ら
れるが、これよセラミック繊維の絡みによるアンカー作
用が加わるので、発熱線はねの底部だりが植え込まれた
ものでも、薄い座体に強固に支持される。

上記工程で得られた発熱線付き座体は、別に成形された
厚い座体に接着剤にて接着され、発熱体、即ち電熱ヒー
ター製品とされる。

次に、前記構成にもとづいて、第９図に示す発熱体を作
製し、比較例として第１０図に示す発熱体を作製し、両
者を下記の試験方法により、過渡効率、シマーリング効
果、応答速度を測定した場合の熱効率の試験結果を第１
表に示す。

なお、同図において、２は発熱線、４′は薄い座体、５
′は厚い座体、１０はガラスセラミックプレートである
。試験条件は、１００Ｖ１２００Ｗ定格とした。電熱ヒ
ータ内径は１８０ある。

１２八 ｍｍで 第 表 過渡効率 定格電圧でヒータを作動した時、アル藁ニウムブロック
を規定温度まで昇温度させるに要する時間を計測する（
ＡＩＡＭによる試験法）。

シマーリング効率 ２１の水を９５°Ｃに維持するように、ヒータ人力を間
欠作動した時の１時間の消費エネルギー量を測定する。

１００χ効率とみなせる投込型ヒータ方式での消費エネ
ルギー量との比較である。

応答速度 冷水が８０°Ｃに昇温されるまでヒータに通電する。８
０°Ｃに達した時点で通電を停止し、水温を再び８０’
Ｃに戻るまでの時間を測定する。

上記測定結果に示すように、過渡効率、シマーリング効
果のいずれにおいても、本実施例の電熱ヒータの方比較
例の発熱体よりも熱効率の点で優れていることが認めら
れた。また、応答速度では、本実施例の方が比較例より
も、座体およびガラスセラミックプレートへの蓄熱損失
が少ないため、電源を切った後の冷却時間が早くなって
いること認められた。これも被加熱物へ効率よく熱がふ
く射されていることを示している。

これらの結果は、発熱線の埋め込み深さに起因するもの
であり、本実施例の如く、電熱線のコイル径の１７２以
上を露出させた発熱体の方が加熱調理機器の熱源として
、機能性、経済性、安全性に優れていることがわかる。

０ なお、第６図に示した実施例では、セラごツタ質材料の
薄い座体発熱線を植え込ませ、これを別のセラミック質
材料からなる厚い座体に重ね合せて構成する例を示して
いるが、乾燥固化する前の厚い座体に直接発熱線を植え
込ませる構成にしてもよく、その場合には薄い座体を接
着する工程は不要となる。

例えば、５ｍｍの発熱線を厚さ３ｍｍの座体に深さ１．
５ｍｍに植え込ませるだけで、十分なコイル支持力が得
られる。

薄い座体に発熱線を植え込ませ、それを厚い座体に接着
して一体化するほうが、座体への発熱線の植え込み作業
性の簡易化と、全体の製造工程の能率化にとって有利で
ある。

ここで発熱線、を、Ａ　Ｉ！、２０３．　ＳｉＯ□＋Ｔ
ｉＯ□及びその混合物等に無機結合剤等を混入させたバ
ルク状の断熱材の中に一部埋め込んだ発熱体を用いるの
も好適である。その場合、その断熱材は短繊維状からな
り、それらがバルク状になっている。

■ （発明の効果〕 以上に説明した本発明の製造方法によれば、断熱材が発
熱線を食わえ込むかたちとなり、発熱線を断熱材より十
分表面に突出した状態にホールドでき、しかも断熱材表
面が均一となるため、熱膨張も均一となり、熱的及び機
械的衝撃に強い発熱体構造が得られ、ヒートサイクルや
振動試験等の衝撃にも耐えうる発熱体を提供できる。

その結果、本発明により調理器や乾燥器などの機器にお
ける効率のよい加熱源としての発熱体が得られ、しかも
その製造用の装置も簡単であり、製作コストが安いとい
う利点がある。

更に、本発明で発熱線を断熱材の中に一部埋め込むよう
にしたのは、熱放射を多くする一方、特別の固定手段を
設ける必要がないためである。

発熱線を全部露出することが好ましいが、そのためには
別の固定手段を用いねばならないという欠点がある、ま
た全部埋め込むと暖めるのに時間がかかり、かつ前面に
わたって暖めること■ になり、効率上好ましくないということによるからであ
る。

また、本発明の構成によれば、発熱線はその底部だけセ
ラ果ツク質材料の座体に植え込まれて固く支持され、大
部分が露出されいてるので、強固なコイル支持力を有し
、かつ露出コイルによる熱放散と座体による下部への熱
放散防止作用とが相俟って高い熱効率が発揮される発熱
体が得られる。

加えて、本発明では、発熱線の支持用座体に電気絶縁性
、耐熱性、耐熱衝撃性等に優れたセラミック質材料が使
用されているので、少なくとも座体だけで発熱体の主要
部を構成できる利点があり、また従来の発熱体のように
予め所定の溝を形成した受台を省いて、ヒータ構造の大
幅な簡易化が図れる。

また、本発明の製造方法によれば、発熱線を植え込ませ
る座体に、セラミック質材料で調整した混ｌＷｉ物を使
用し、それが未固化状態にあるときに、発熱線を圧入し
て植え込ませ、乾燥器３ 化してコイル支持力を発現するものであるから、発熱線
の底部を座体に対して極めて浅く植え込ませ、コイルの
大部分を露出させた状態で発熱線を固く支持させること
ができる。また、この発熱線の植え込み溝を形成する作
業が不要となるため、発熱体の製造効率の向上改善にも
寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における発熱体の製造方法の
説明用斜視図であり、第２図は第１図の方法で製造され
た発熱体の要部拡大断面図、第３図は従来の発熱体の製
造方法における説明用斜視図、第４図及び第５図は従来
の製造方法で製造されたそれぞれ異なる発熱体の要部拡
大断面図、第６図は、他の実施例を示す発熱体の要部の
縦断面図、第７図および第８図はその製造工程の一例を
示す説明図、第９図は本発明による供試用発熱体の縦断
面図、第１０図は比較例による供試用発熱体の縦断面図
である。 ２・・・発熱線、４・・・断熱材、４′・・・薄い座体
、４ ５・・・型、 ５′ ・・・厚い座体、 ８・・・押し板、 ９・・・基 板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無機質結合剤と、無機繊維および／又は無機質粉末
   から少なくとも構成された断熱材に、発熱体を一部埋設
   してなる発熱体。 ２、あらかじめ所定の形状にした発熱線をセットした型
   の中に、無機質結合剤と、無機繊維および／又は無機質
   粉末から少なくとも構成された断熱材を湿潤状態にて流
   し込み、発熱線を固着した後、脱型及び乾燥を行う発熱
   体の製造方法。 ３、無機質結合剤と、無機繊維および／又は無機質粉末
   から少なくとも構成された断熱材さらなる混練物で、板
   状の座体を形成し、未硬化状態にある座体に、発熱線の
   底部を圧入して植え込ませ、座体の乾燥固化により、発
   熱線を固く保持する発熱体の製造方法。