JPH04321895A - 流体加熱管 - Google Patents
流体加熱管Info
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- JPH04321895A JPH04321895A JP3113823A JP11382391A JPH04321895A JP H04321895 A JPH04321895 A JP H04321895A JP 3113823 A JP3113823 A JP 3113823A JP 11382391 A JP11382391 A JP 11382391A JP H04321895 A JPH04321895 A JP H04321895A
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Landscapes
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- Resistance Heating (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、正特性サーミスタを発
熱体として用いた流体加熱管に関するものである。
熱体として用いた流体加熱管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気抵抗の温度係数が正の値を有するサ
ーミスタすなわち正特性サーミスタ（ＰＴＣサーミスタ
）は、感温素子としてセンサや電子回路部品に使われる
だけでなく、発熱体としても利用されている。正特性サ
ーミスタを発熱体として用いた加熱装置は、通電開始直
後の低温状態では抵抗値が低いため大電力を消費して急
速に立ち上がり、その後、温度上昇にともない抵抗値が
徐々に上昇して発熱量を自ら減らすという、発熱量の自
己制御作用があり、さらに寿命も長いなど、多くの特長
を備えている。このため、近年、温風暖房機、乾燥機、
ヘアドライヤーなど、種々の流体加熱装置に利用される
ようになった。従来、流体加熱装置用の正特性サーミス
タ製発熱体には、板状の正特性サーミスタにフィン状の
金属製放熱板を組み合わせたものや、ハニカム状正特性
サーミスタを用いたものがあった。
ーミスタすなわち正特性サーミスタ（ＰＴＣサーミスタ
）は、感温素子としてセンサや電子回路部品に使われる
だけでなく、発熱体としても利用されている。正特性サ
ーミスタを発熱体として用いた加熱装置は、通電開始直
後の低温状態では抵抗値が低いため大電力を消費して急
速に立ち上がり、その後、温度上昇にともない抵抗値が
徐々に上昇して発熱量を自ら減らすという、発熱量の自
己制御作用があり、さらに寿命も長いなど、多くの特長
を備えている。このため、近年、温風暖房機、乾燥機、
ヘアドライヤーなど、種々の流体加熱装置に利用される
ようになった。従来、流体加熱装置用の正特性サーミス
タ製発熱体には、板状の正特性サーミスタにフィン状の
金属製放熱板を組み合わせたものや、ハニカム状正特性
サーミスタを用いたものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者は
板状の正特性サーミスタにアルミニウム板製のフィンを
組み合わせるとともにサーミスタ板の両面に電極を配置
したものであって、上記電極間に電圧を印加することに
よりサーミスタを発熱させ、フィンを介して放熱するも
のであるから、放熱がアルミニウム製フィンの熱伝導に
依存し、装置の立ち上がりが遅いという欠点がある。ま
た後者は、サーミスタからなるハニカムの両端面に電極
を設けているため電極間距離が大きく、したがって常温
においても抵抗値がかなり大きいから、高電圧を印加し
ないと大きな発熱を得られないほか、入口流体温度の変
動にともなう出口流体温度の変動幅が大きいという欠点
がある。
板状の正特性サーミスタにアルミニウム板製のフィンを
組み合わせるとともにサーミスタ板の両面に電極を配置
したものであって、上記電極間に電圧を印加することに
よりサーミスタを発熱させ、フィンを介して放熱するも
のであるから、放熱がアルミニウム製フィンの熱伝導に
依存し、装置の立ち上がりが遅いという欠点がある。ま
た後者は、サーミスタからなるハニカムの両端面に電極
を設けているため電極間距離が大きく、したがって常温
においても抵抗値がかなり大きいから、高電圧を印加し
ないと大きな発熱を得られないほか、入口流体温度の変
動にともなう出口流体温度の変動幅が大きいという欠点
がある。
【０００４】管状に成形された正特性サーミスタを発熱
体としたものも知られているが、これも、管の両端面に
電極を配置したものであるため、上記ハニカム構造にし
たものと同様の問題点を有していた。本発明は正特性サ
ーミスタを利用した従来の流体加熱装置が上述のような
問題点を有するものであったことに鑑み、より使い易く
、自己温度制御作用にも優れた流体加熱用発熱体を提供
しようとするものである。
体としたものも知られているが、これも、管の両端面に
電極を配置したものであるため、上記ハニカム構造にし
たものと同様の問題点を有していた。本発明は正特性サ
ーミスタを利用した従来の流体加熱装置が上述のような
問題点を有するものであったことに鑑み、より使い易く
、自己温度制御作用にも優れた流体加熱用発熱体を提供
しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、管状の正特性
サーミスタの内周面と外周面に対となる電極を固定した
ことを特徴とする流体加熱管を提供するものである。
サーミスタの内周面と外周面に対となる電極を固定した
ことを特徴とする流体加熱管を提供するものである。
【０００６】
【作用】管状の正特性サーミスタの内周面と外周面に対
となる電極を固定した本発明の流体加熱管においては、
電流は管壁をその厚さ方向に流れる。したがって、管の
両端面に電極を配置して管の長手方向に電流を流す従来
の発熱体と比べると本質的に電気抵抗値が低く、しかも
その値は管の長さを大きくしても増えるわけではないか
ら、管の長さとは無関係に、低い電圧でも大きな熱量を
発生する。
となる電極を固定した本発明の流体加熱管においては、
電流は管壁をその厚さ方向に流れる。したがって、管の
両端面に電極を配置して管の長手方向に電流を流す従来
の発熱体と比べると本質的に電気抵抗値が低く、しかも
その値は管の長さを大きくしても増えるわけではないか
ら、管の長さとは無関係に、低い電圧でも大きな熱量を
発生する。
【０００７】また、管状発熱体の内部空間にその長手方
向に流体を流すと発熱体は低温流体の入口側が特に強く
冷却されて温度が出口側よりも低くなる傾向があるが、
正特性サーミスタの電気抵抗の温度特性に基づき低温側
で抵抗が減少して発熱量が減少し上記傾向が助長されて
しまう両端面電極配置型正特性サーミスタ管状発熱体と
違って、本発明の流体加熱管においては電気抵抗が小さ
くなった入口側低温領域で出口側高温領域よりも高い電
流密度で電流が流れてより大きな熱量を発生し、上記冷
却により生じる温度勾配を修正する作用が現れる。この
温度勾配修正作用は入口流体温度の変動に基づく加熱管
の温度変動に対しても速やかに働く。したがって、本発
明の流体加熱管は常に均一かつ安定した発熱を示し、温
度変動の少ない高温流体を与える。
向に流体を流すと発熱体は低温流体の入口側が特に強く
冷却されて温度が出口側よりも低くなる傾向があるが、
正特性サーミスタの電気抵抗の温度特性に基づき低温側
で抵抗が減少して発熱量が減少し上記傾向が助長されて
しまう両端面電極配置型正特性サーミスタ管状発熱体と
違って、本発明の流体加熱管においては電気抵抗が小さ
くなった入口側低温領域で出口側高温領域よりも高い電
流密度で電流が流れてより大きな熱量を発生し、上記冷
却により生じる温度勾配を修正する作用が現れる。この
温度勾配修正作用は入口流体温度の変動に基づく加熱管
の温度変動に対しても速やかに働く。したがって、本発
明の流体加熱管は常に均一かつ安定した発熱を示し、温
度変動の少ない高温流体を与える。
【０００８】正特性サーミスタからなる本発明の流体加
熱管は、単純な環状断面のもののほか、内周面または外
周面に隆起を設けて放熱面積を大きくした異形断面のも
のであってもよい。また、管の長さ方向において屈曲さ
せたもの、あるいはコイル状にしたものであってもよい
。電極としては導電性金属の電着皮膜、箔または薄板を
用いることができ、これを流体加熱管の内周面と外周面
の全面を覆うように固定する。しかしながら、正特性サ
ーミスタの電気特性、管状体の寸法、使用電圧、必要と
される加熱能力等を考慮し、必要ならば電極の一方また
は両方を並列接続される複数の電極に分割したり管状体
周面の一部だけを覆うものとすることができる。
熱管は、単純な環状断面のもののほか、内周面または外
周面に隆起を設けて放熱面積を大きくした異形断面のも
のであってもよい。また、管の長さ方向において屈曲さ
せたもの、あるいはコイル状にしたものであってもよい
。電極としては導電性金属の電着皮膜、箔または薄板を
用いることができ、これを流体加熱管の内周面と外周面
の全面を覆うように固定する。しかしながら、正特性サ
ーミスタの電気特性、管状体の寸法、使用電圧、必要と
される加熱能力等を考慮し、必要ならば電極の一方また
は両方を並列接続される複数の電極に分割したり管状体
周面の一部だけを覆うものとすることができる。
【０００９】形状と電極配置を上述のようにすることを
除けば、本発明の流体加熱管を構成する正特性サーミス
タに制限は無いが、発熱体として利用するのに適した耐
熱性の高いものが好ましいことは言うまでもない。好ま
しい正特性サーミスタの具体例としては、チタン酸バリ
ウム系またはチタン酸鉛系のセラミックス半導体、有機
高分子材料に導電性粉末を混入したものなどがある。
除けば、本発明の流体加熱管を構成する正特性サーミス
タに制限は無いが、発熱体として利用するのに適した耐
熱性の高いものが好ましいことは言うまでもない。好ま
しい正特性サーミスタの具体例としては、チタン酸バリ
ウム系またはチタン酸鉛系のセラミックス半導体、有機
高分子材料に導電性粉末を混入したものなどがある。
【００１０】上述の流体加熱管は、１本だけを使用する
ほか、複数本を並列配置または直列配置で組み合わせて
加熱装置を構成することができ、さらに、直径の異なる
ものを同心配置で組み合わせて使用することもできる。 本発明の流体加熱管は、空気その他の気体の加熱装置に
使用するほか、電気絶縁処理を施せば、水その他の液体
の加熱にも利用することができる。また、管の内周面電
極の表面を耐食性材料たとえばフッ素樹脂、ガラス等で
被覆すれば、腐食性流体の加熱にも使用可能な耐食性発
熱体になる。
ほか、複数本を並列配置または直列配置で組み合わせて
加熱装置を構成することができ、さらに、直径の異なる
ものを同心配置で組み合わせて使用することもできる。 本発明の流体加熱管は、空気その他の気体の加熱装置に
使用するほか、電気絶縁処理を施せば、水その他の液体
の加熱にも利用することができる。また、管の内周面電
極の表面を耐食性材料たとえばフッ素樹脂、ガラス等で
被覆すれば、腐食性流体の加熱にも使用可能な耐食性発
熱体になる。
【００１１】
実施例１
チタン酸鉛および有機バインダーを主成分とする正特性
サーミスタ形成性素材を真空中で混練し、押出し機を用
いて外径５ｍｍ、内径３ｍｍ、長さ３０ｍｍの管状に成
形したのち焼成して、正特性サーミスタを得た。この管
状正特性サーミスタの全表面に銀ペーストを塗布し、乾
燥後、さらに高温で加熱して焼き付けを行なった後、端
面部分の銀皮膜を削り取って外周面と内周面の各銀皮膜
を独立させ、電極とした。
サーミスタ形成性素材を真空中で混練し、押出し機を用
いて外径５ｍｍ、内径３ｍｍ、長さ３０ｍｍの管状に成
形したのち焼成して、正特性サーミスタを得た。この管
状正特性サーミスタの全表面に銀ペーストを塗布し、乾
燥後、さらに高温で加熱して焼き付けを行なった後、端
面部分の銀皮膜を削り取って外周面と内周面の各銀皮膜
を独立させ、電極とした。
【００１２】得られた流体加熱管について、次の方法で
特性試験を行なった。試験方法：外周面電極と内周面電
極との間に１０Ｖの直流電圧を印加し、下記のように外
周面長さ方向に等間隔で配置した３点で表面温度を継続
的に測定する。 Ａ点：一方の端部から３ｍｍの位置 Ｂ点：両端間の中間点 Ｃ点：反対側端部から３ｍｍの位置 大気中で２分間予熱した後、Ａ点側の端部から管内に２
５℃の空気を２０００ｍｌ／ｍｉｎの割合で流し、２分
後に空気を流すのを中止する。上記試験中の表面温度の
経時的変化を図１に示す。
特性試験を行なった。試験方法：外周面電極と内周面電
極との間に１０Ｖの直流電圧を印加し、下記のように外
周面長さ方向に等間隔で配置した３点で表面温度を継続
的に測定する。 Ａ点：一方の端部から３ｍｍの位置 Ｂ点：両端間の中間点 Ｃ点：反対側端部から３ｍｍの位置 大気中で２分間予熱した後、Ａ点側の端部から管内に２
５℃の空気を２０００ｍｌ／ｍｉｎの割合で流し、２分
後に空気を流すのを中止する。上記試験中の表面温度の
経時的変化を図１に示す。
【００１３】比較のため、銀皮膜からなる電極を両端面
に設けたほかは上記実施例品と同一の流体加熱管を製作
し、同様の試験を行なった。ただし、上記実施例品とは
電極間距離の相違（したがって電気抵抗値の相違）が大
きく、発熱量に顕著な差があるので、３分後のＢ点温度
を上記実施例品の場合とほぼ同一にするのに必要な電圧
（１２０Ｖ）を予備実験で確認し、それを印加電圧とし
た。測定結果を表２に示す。本発明実施例品の場合、全
体がほとんど同一温度に予熱され、その温度均一性は空
気流通を開始しても変わらなかったのに対し、比較例品
では、予熱段階でも空気流通中も、長さ方向の位置によ
って顕著な温度差が発生した。
に設けたほかは上記実施例品と同一の流体加熱管を製作
し、同様の試験を行なった。ただし、上記実施例品とは
電極間距離の相違（したがって電気抵抗値の相違）が大
きく、発熱量に顕著な差があるので、３分後のＢ点温度
を上記実施例品の場合とほぼ同一にするのに必要な電圧
（１２０Ｖ）を予備実験で確認し、それを印加電圧とし
た。測定結果を表２に示す。本発明実施例品の場合、全
体がほとんど同一温度に予熱され、その温度均一性は空
気流通を開始しても変わらなかったのに対し、比較例品
では、予熱段階でも空気流通中も、長さ方向の位置によ
って顕著な温度差が発生した。
【００１４】実施例２
チタン酸鉛および有機バインダーを主成分とする正特性
サーミスタ形成性素材を真空中で混練し、異形断面の管
状に押出し成形したのち焼成して、正特性サーミスタを
得た。図３に示したようなこの異形断面管状正特性サー
ミスタ１の内周面と外周面の各全面に、実施例１の場合
と同様にして銀皮膜からなる電極２，３を形成させ、流
体加熱管を得た。
サーミスタ形成性素材を真空中で混練し、異形断面の管
状に押出し成形したのち焼成して、正特性サーミスタを
得た。図３に示したようなこの異形断面管状正特性サー
ミスタ１の内周面と外周面の各全面に、実施例１の場合
と同様にして銀皮膜からなる電極２，３を形成させ、流
体加熱管を得た。
【００１５】実施例３
実施例１と同じ素材を用いて図４のような断面形状の発
熱体を製造した。素材としては実施例１と同様のものを
用い、２種類の異形断面管状正特性サーミスタ４，５を
製造し、それらの周面に、実施例１の場合と同様にして
銀皮膜からなる電極６，７，８，９を形成させたのち、
両者を図４のように同心配置で組み合わせて流体加熱管
を得た。
熱体を製造した。素材としては実施例１と同様のものを
用い、２種類の異形断面管状正特性サーミスタ４，５を
製造し、それらの周面に、実施例１の場合と同様にして
銀皮膜からなる電極６，７，８，９を形成させたのち、
両者を図４のように同心配置で組み合わせて流体加熱管
を得た。
【００１６】
【発明の効果】上述のように、管状の正特性サーミスタ
の内周面と外周面に対となる電極を固定した本発明の流
体加熱管は、管の両端面に電極を配置して管の長手方向
に電流を流す従来の発熱体と比べると本質的に電気抵抗
値が低く、しかもその値は管の長さを大きくしても増え
るわけではないから、管の長さとは無関係に、低い電圧
でも大きな熱量を発生させることができ、安全性が高い
だけでなく流体加熱装置の小型化を可能にする。
の内周面と外周面に対となる電極を固定した本発明の流
体加熱管は、管の両端面に電極を配置して管の長手方向
に電流を流す従来の発熱体と比べると本質的に電気抵抗
値が低く、しかもその値は管の長さを大きくしても増え
るわけではないから、管の長さとは無関係に、低い電圧
でも大きな熱量を発生させることができ、安全性が高い
だけでなく流体加熱装置の小型化を可能にする。
【００１７】また、本発明の加熱管においては強く冷却
される入口側で出口側高温領域よりも高い電流密度で電
流が流れてより大きな熱量を発生し、上記冷却による温
度勾配が修正されるほか、入口流体温度の変動に基づく
加熱管の温度変動も自動的な電流密度の変更により速や
かに修正される。したがって、本発明の流体加熱管は常
に均一かつ安定した発熱を示し、温度変動の少ない高温
流体を与えるという特長がある。
される入口側で出口側高温領域よりも高い電流密度で電
流が流れてより大きな熱量を発生し、上記冷却による温
度勾配が修正されるほか、入口流体温度の変動に基づく
加熱管の温度変動も自動的な電流密度の変更により速や
かに修正される。したがって、本発明の流体加熱管は常
に均一かつ安定した発熱を示し、温度変動の少ない高温
流体を与えるという特長がある。
【図１】 実施例１の流体加熱管の特性試験の結果を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図２】 実施例１の比較例の特性試験の結果を示す
グラフ。
グラフ。
【図３】 実施例２の流体加熱管の断面図。
【図４】 実施例３の流体加熱管の断面図。
１，４，５：管状正特性サーミスタ
２，３，６，７，８，９：電極
Claims (1)
- 【請求項１】 管状の正特性サーミスタの内周面と外
周面に対となる電極を固定したことを特徴とする流体加
熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3113823A JPH04321895A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 流体加熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3113823A JPH04321895A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 流体加熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04321895A true JPH04321895A (ja) | 1992-11-11 |
Family
ID=14621943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3113823A Pending JPH04321895A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 流体加熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04321895A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008536749A (ja) * | 2005-04-21 | 2008-09-11 | ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー | 自動車暖房装置または空調装置用の電気補助ヒータ |
| US7464560B2 (en) | 2004-03-03 | 2008-12-16 | Denso Corporation | Air conditioner for automobile |
| JP2014523997A (ja) * | 2011-05-19 | 2014-09-18 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 溶融塩を送る管路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60169568A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-09-03 | ヘツシユ・アクチエンゲゼルシヤフト | ひれ付き管の溶融亜鉛メツキ法及び装置 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3113823A patent/JPH04321895A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60169568A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-09-03 | ヘツシユ・アクチエンゲゼルシヤフト | ひれ付き管の溶融亜鉛メツキ法及び装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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