JPH0414791A - 面状発熱体 - 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 本発明は一般家庭で用いられる調理器、暖房器などに利
用する発熱体温度が６００°Ｃ以上の面状発熱体に関す
る。

従来の技術 従来の面状発熱体は、マイカ等の絶縁基板に発熱線を巻
回し、マイカ板で上下より挟む構造のものか、アルミナ
・シリカ繊維等からなるブロック中に所定形状の発熱線
を埋設した構造のものであった。ところが、マイカ発熱
体の場合は、発熱線がマイカ仮に包埋された形になって
いるため、高温の輻射を得るためには、マイカ板表面の
温度を高温にする必要がある。このために発熱線の温度
を高くする必要がある。このような高温発熱線としてニ
ッケルクロム系発熱線や鉄クロム系発熱線が一般家庭機
器に用いられている。このうち鉄クロム系発熱線は、１
２００°Ｃで約１０００時間の寿命を有するが、マイカ
発熱体の場合、マイカ板と発熱線との接触が悪くなると
、熱伝導が低下し、その部分が高温となり、発熱線が溶
断されやすくなる。

したがって、実用的には線温度は１０００−１１００″
Ｃになるように設計される。この時、マイカ板の表面温
度は５００〜６００°Ｃにしかならない、したがって、
機器としては、５００〜６００℃の熱源からの輻射を利
用することになり、調理または暖房に必要な７００〜８
００’Ｃの熱源の輻射を利用することは困難であった。

また、輻射が発熱線より直接得られるのでなく、マイカ
板または機械的補強等のために設けられた鋼板より行わ
れるため、これ等の輻射面が加熱されるまでに時間を要
し速熱性が得られなかった。

このようなことは、ニッケルクロム系発熱線でも同様で
あった。

また、アルミナ・シリカ繊維等からなるブロックに発熱
線の一部を埋設した発熱体の場合は、ブロックの機械的
強度が低く、通電により発熱体とブロックとの間に２、
激な温度差が生ずるとブロックに亀裂が生し、発熱線の
保持が困難となる場合があった。また、機械的強度を増
すために厚みを厚（すると熱容量が大きくなり、かつ、
発熱線の相当部分がブロックに埋設されているため、熱
がブロックに奪われ、発熱線温度を高温、例えば８００
°Ｃ以上にするには相当の時間を要した。

つぎに、改良されたものとして、鉄・クロム系鋼板を蛇
行状に打抜き板状金属発熱体とし、セラミック基板上に
取り付け、この発熱体からの直接輻射により被加熱物を
加熱する構成のものもすでに考案されている。この構成
では、発熱体温度を８００°Ｃに設定した場合、７００
°Ｃ以上の温度になるのに要する時間は約１．５分位で
あり、前述のブロックに発熱線を取り付けた場合の約１
０分に比し、大幅に立上がり時間を短縮することができ
る。この方法は、第２図に示すように板状金属発熱体１
１の直線部（ａ）の温度を一定に設定すると、曲り角部
分０））の一部の温度が異常に高くなる場合がある。

すなわち、曲り角部分■）の内周の半径Ｔ１と外周の半
径Ｔ２とが相当異なるため、内周に沿った長さ（抵抗）
は小さく、外周に沿った長さ（抵抗）は大きい。したが
って、通電時、電流は主に内周に沿って流れ、その部分
が他の部分より高温となる。この熱は輻射および対流に
より発熱線外へ放射される以外に伝導により外周方向に
拡散していく。電流密度が小さく、発熱体の表面温度が
比較的低い温度の場合は高温部分の温度の絶対値が低く
、発熱体を破損するに至らない。

発明が解決しようとする課題 このような従来の面状発熱体では、曲り角部分の内周に
沿って主に電流が流れ、高温となるので電流密度が大き
く、発熱体の表面温度が比較的高い場合は、高温部分の
温度の絶対値が高くなり発熱体が破損する場合が生ずる
。すなわち、発熱量が多い場合、内周部分が高温となり
、この部分が部分的に溶断される。すると＠流の流れる
通路は外周方向へ移動し、また、その部分が溶断する。

このようにして発熱線が溶断してしまうという課題があ
った。破損が生しにくい温度としては、発熱体自体の材
質および、内周・外周の差により異なるため一部に記す
ることはできないが、発熱体の直線部分（ａ）の温度が
６００°Ｃ位が一つの目安となる。このように高温で使
用する発熱体としてはこの構造は不充分であった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、部分的な異
常発熱が生ぜず、信顧性が高く、しかも速熱性のある高
温面状発熱体を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、蛇行状に配設した
板状金属発熱体の曲り角部分に輻射率が他の部分の輻射
率よりも大きくなる耐熱性の高輻射塗膜を設けた構造と
したものである。

作用 本発明は上記した構成により、板状金属発熱体の曲り角
部分の輻射が他の部分の輻射より良いため、この部分で
の放熱量が多くなる。したがって発熱体全体の表面温度
をほぼ均一になるようにすることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１回を参照しながら
説明する。

図に示すように、面状発熱体（１）は蛇行する板状金属
発熱体（２）をセラミック基板等の上に取り付けたもの
より構成される。板状金属発熱体（２）は鉄・クロム・
アルミ系、ニッケル・クロム系等の鋼板を打抜くことに
より得られる。本発明の特長は打抜きにより得られた板
状金属発熱体（２）の曲り角部分（３）に耐熱性の高輻
射塗膜（４）を設けたことである。

この、耐熱性の高輻射塗膜（４）としては、無機粉末に
充てん材とし、非炭素骨格を有する樹脂、例えばポリボ
ロシロキサン、ポリチタノカルボシラン、ポリシラスチ
レン、ポリシラザン、ポリカルボシラン、ポリシロキサ
ンの少なくとも一種類を結合材として用い、板状金属発
熱体（２）の曲り角部分（３）に塗布した後、セラミッ
ク化することにより得られる。

通電時、電流は抵抗の一番小さい所に主に流れる。した
がって、板状金属発熱体（２）の曲り角部分（３）の内
周側が外周側より距離が短く抵抗が小さいため、電流は
主に内周側に集中し、この部分の温度が上昇する。しか
し、本発明ではこの曲り角部分（３）に耐熱性の高輻射
塗膜（４）が設けられているため、この部分の放熱量が
大きく、温度上昇が抑えられるので異常に温度が上昇す
ることがない。

つぎに、本発明の具体例について述べる。

鉄・クロム・アルミ系の０．０５ｍの鋼板を第１図のよ
うに蛇行状に打抜いた。

この後、ポリシロキサン９０重量部、鉄・マンガン・銅
の複合酸化物２０重量部、酸化ジルコニウム１８重量部
、酸化アルミナ４重量部、ガラスフリット４０重量部、
トルエン５０重量部、キシレン５０重量部を分散させた
塗料を板状金属発熱体（２）の曲り角部分（３）にスプ
レー塗布し、１００°Ｃで３０分乾燥した後、４００”
Ｃで３０分焼成し、さらに６００°Ｃで３０分焼成して
耐熱性の高輻射塗膜（４）を得る。さらに、この後、セ
ラミック基板に取り付け、６００℃以上の発熱体温度か
らの輻射を利用する高温面状発熱体（］）とした。この
高温面状発熱体（１）の板状金属発熱体（２）の全長は
２ｍで、幅６閣であり、印加電圧１００■で１．２に−
の出力を有する。この高温面状発熱体（１）に所定電圧
を印加し通電すると、板状金属発熱体（２）の直線部分
はｓｏｏ”ｃであり、曲り角部分（３）の温度は約８６
０℃であった。従来の輻射塗膜がない場合は、直線部分
の温度８００°Ｃに対して曲り角部分（３）の温度は約
１０００°Ｃであった。したがって、本発明の構成によ
れば、高温部分が落ちて低下し、温度分布がより一様に
なることがわかる。

以上、本発明の構成により板状金属発熱体（２）は高温
により融解し溶断することがなくなり、信鯨性の高い高
温面状発熱体（１）とすることができる。

また、セラミック基板に取り付け、板状金属発熱体２よ
りの直接輻射により被加熱物を加熱する方式を採用して
いるので、従来例と同様に７００’Ｃに達する時間は約
９０秒であった。

なお、上記説明は高輻射塗膜（４）を板状金属発熱体（
２）の曲り角部分（３）に設けた場合につき説明したが
、板状金属発熱体（２）全体に輻射塗膜を設け、曲り角
部分（３）のみ他の部分よりも輻射率が大きい塗膜を設
けるようにしても同様の効果が得られる。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、蛇
行状に配設した板状金属発熱体の曲り角部分に輻射率が
他の部分の輻射率よりも大きくなる耐熱性の高輻射塗膜
を設けたことにより、発熱が均一化され、異常発熱によ
り板状金属発熱体が溶断することがない信転性の高い面
状発熱体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の面状発熱体の平面図、第２
図は従来の面状発熱体の曲り角部分の要部平面図である
。 １・・・・・・面状発熱体、２・・・・・・板状金属発
熱体、３・・・・・・曲り角部分、４・・・・・・高輻
射塗膜。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図 廐種射埜膿

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蛇行状に配設した板状金属発熱体の曲り角部分に輻射率
   が他の部分の輻射率よりも大きくなる耐熱性の高輻射塗
   膜を設けた面状発熱体。