JPH0625919Y2 - 赤外線ヒータ - Google Patents
赤外線ヒータInfo
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- JPH0625919Y2 JPH0625919Y2 JP1988034023U JP3402388U JPH0625919Y2 JP H0625919 Y2 JPH0625919 Y2 JP H0625919Y2 JP 1988034023 U JP1988034023 U JP 1988034023U JP 3402388 U JP3402388 U JP 3402388U JP H0625919 Y2 JPH0625919 Y2 JP H0625919Y2
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- heater
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
- H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
- H05B3/24—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor being self-supporting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
- F24C7/04—Stoves or ranges heated by electric energy with heat radiated directly from the heating element
- F24C7/043—Stoves
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
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- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
- H05B2203/003—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using serpentine layout
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、はんだのリフロー、樹脂のキュアー、さらに
は食品の乾燥、木材、塗装面の加熱、あるいは医療用の
加熱等の処理に使用される赤外線ヒータ、特に、波長領
域が４〜25μｍの遠赤外線を放射する赤外線ヒータに関
する。
は食品の乾燥、木材、塗装面の加熱、あるいは医療用の
加熱等の処理に使用される赤外線ヒータ、特に、波長領
域が４〜25μｍの遠赤外線を放射する赤外線ヒータに関
する。
（従来の技術） 近時の電子機器では、軽量・小型化の傾向から小さな面
積に多数の電子部品を搭載したプリント基板（以下「高
密度実装基板」という）が用いられるようにあってき
た。従って高密度実装基板において電子部品をクリーム
はんだで接合したり、或いはこれらを接着材で接合する
時にはクリームはんだを溶解させまた接着材を硬化させ
るための熱を電子部品の間隙に十分に侵入させなければ
ならない。このときの加熱装置としてはトンネル内の上
下に赤外線ヒータを設置したリフロー炉が用いられる。
リフロー炉の赤外線ヒータはシースヒータの上に表面処
理したステンレス鋼板を放射板として使用したものが主
であった。
積に多数の電子部品を搭載したプリント基板（以下「高
密度実装基板」という）が用いられるようにあってき
た。従って高密度実装基板において電子部品をクリーム
はんだで接合したり、或いはこれらを接着材で接合する
時にはクリームはんだを溶解させまた接着材を硬化させ
るための熱を電子部品の間隙に十分に侵入させなければ
ならない。このときの加熱装置としてはトンネル内の上
下に赤外線ヒータを設置したリフロー炉が用いられる。
リフロー炉の赤外線ヒータはシースヒータの上に表面処
理したステンレス鋼板を放射板として使用したものが主
であった。
（考案が解決しようとする課題） ところがこのような赤外線ヒータでは熱の放射量が少な
く、被加熱物を所望の加熱温度にするためには多大な電
力量を要し、経済的に好ましいものではなかった。ま
た、このために電熱ヒータの寿命を短くするばかりでな
く、大きな熱量を得るためには赤外線ヒータも大きくし
なければならず、その結果リフロー炉も大きいものとな
っていた。
く、被加熱物を所望の加熱温度にするためには多大な電
力量を要し、経済的に好ましいものではなかった。ま
た、このために電熱ヒータの寿命を短くするばかりでな
く、大きな熱量を得るためには赤外線ヒータも大きくし
なければならず、その結果リフロー炉も大きいものとな
っていた。
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決すべく、本考案者が種々検討を重ねたと
ころ、赤外線放射源として、加熱されて、遠赤外線を放
射するセラミックス層を備えた多孔質金属板と電熱ヒー
タを組合わせたものを用いることにより、熱を効率よく
発生させることを知り、本考案を完成した。
ころ、赤外線放射源として、加熱されて、遠赤外線を放
射するセラミックス層を備えた多孔質金属板と電熱ヒー
タを組合わせたものを用いることにより、熱を効率よく
発生させることを知り、本考案を完成した。
ここに、本考案の要旨とするところは、 空洞体と、 該空洞体内に設置された電熱ヒータと、 該電熱ヒータ上に設置された多孔質金属支持板と、 該多孔質金属支持板に設けられ、加熱されて赤外線を放
射するセラミックス層と を備え、前記セラミックス層を設けた多孔質金属支持板
が加熱面を構成することを特徴とする赤外線ヒータであ
る。
射するセラミックス層と を備え、前記セラミックス層を設けた多孔質金属支持板
が加熱面を構成することを特徴とする赤外線ヒータであ
る。
セラミックス層は物の加熱に有効な遠赤外線を放射し、
多孔質金属板は電熱ヒータの熱を効率よく通過させると
ともに、大きな表面積を有することから多量の熱を放射
する。
多孔質金属板は電熱ヒータの熱を効率よく通過させると
ともに、大きな表面積を有することから多量の熱を放射
する。
（作用） 次に、本考案を添付図面を参照しながら説明する。
本考案にかかる赤外線ヒータは、第１図に示すように箱
状空洞体１、電熱ヒータ２、セラミックス層３およびセ
ラミックス層３を支持する多孔質金属板４から構成され
ている。
状空洞体１、電熱ヒータ２、セラミックス層３およびセ
ラミックス層３を支持する多孔質金属板４から構成され
ている。
第１図は、本考案の１実施例を一部破壊して示す斜視図
および第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿った断面図であ
る。また第３図は本考案の比較例を示す斜視図である。
および第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿った断面図であ
る。また第３図は本考案の比較例を示す斜視図である。
第１図において長さ４８０mm、幅４６０mmである箱状空
洞体１内には発熱量が4.4kWであるシースの電熱ヒータ
２が蛇行状態で水平に設置されている。該電熱ヒータ２
の上にはNi−Cr合金系を電解液で電鋳した多孔質金属板
４（商品名：セルメット）を介してセラミック（Ti−Ａ
２Ｏ３）層３が設置されている。このセラミックス層
３は、多孔質金属板４の表面上に焼付けたり溶射するこ
とにより設置することができる。
洞体１内には発熱量が4.4kWであるシースの電熱ヒータ
２が蛇行状態で水平に設置されている。該電熱ヒータ２
の上にはNi−Cr合金系を電解液で電鋳した多孔質金属板
４（商品名：セルメット）を介してセラミック（Ti−Ａ
２Ｏ３）層３が設置されている。このセラミックス層
３は、多孔質金属板４の表面上に焼付けたり溶射するこ
とにより設置することができる。
また第３図においては長さ650mm、幅550mmである箱状空
洞体１内に発熱量が４kWであるシースの電熱ヒータ２が
蛇行状態で水平に設置されている。該電熱ヒータ２の上
には表面処理したステンレス鋼板５が設置されている。
このステンレス鋼板５は、前述の如く従来リフロー炉の
赤外線ヒータの放射板として用いられる材質である。
洞体１内に発熱量が４kWであるシースの電熱ヒータ２が
蛇行状態で水平に設置されている。該電熱ヒータ２の上
には表面処理したステンレス鋼板５が設置されている。
このステンレス鋼板５は、前述の如く従来リフロー炉の
赤外線ヒータの放射板として用いられる材質である。
本考案にかかる赤外線ヒータはリフロー炉のトンネル内
に上下に設置して使用するのに特に適しているが、それ
にのみ制限されるものではない。
に上下に設置して使用するのに特に適しているが、それ
にのみ制限されるものではない。
本考案において使用する。加熱により赤外線を放出する
セラミックススとしては、Ａ２Ｏ３、TiO2、Cr2O3、M
gO、ZrO2、SiO2等があり、これらは電鋳により製造され
る多孔質金属板の表面上に焼付けたり、溶射することに
より層状に形成される。
セラミックススとしては、Ａ２Ｏ３、TiO2、Cr2O3、M
gO、ZrO2、SiO2等があり、これらは電鋳により製造され
る多孔質金属板の表面上に焼付けたり、溶射することに
より層状に形成される。
この多孔質金属板上に形成された、加熱面を構成するセ
ラミックスス層は、ヒータにより加熱されて金属や白色
物への吸収の良好な４〜25μｍの遠赤外線を放射する。
この際、該セラミックスス層の赤外線放射率は、例えば
従来のリフロー炉の赤外線ヒータの放射板として用いら
れる表面処理したステンレス鋼板の赤外線放射率に比較
してほゞ２倍以上となるため、また多孔質金属体を経て
ヒータから直接の輻射熱が行われるため加熱効率は極め
て高く、即ち加熱能が大となるため効率的に被加熱体を
加熱することが可能である。
ラミックスス層は、ヒータにより加熱されて金属や白色
物への吸収の良好な４〜25μｍの遠赤外線を放射する。
この際、該セラミックスス層の赤外線放射率は、例えば
従来のリフロー炉の赤外線ヒータの放射板として用いら
れる表面処理したステンレス鋼板の赤外線放射率に比較
してほゞ２倍以上となるため、また多孔質金属体を経て
ヒータから直接の輻射熱が行われるため加熱効率は極め
て高く、即ち加熱能が大となるため効率的に被加熱体を
加熱することが可能である。
このように、本考案によれば、 (i)電熱ヒータ側に金属支持体を使用することで金属の
もつ優れた熱伝導性を利用してセラミックス層の速やか
なかつ全面均一な加熱を可能とし、 (ii)前記金属支持体を多孔質とすることで電熱ヒータか
らの加熱面積を飛躍的に増大させ、またその多孔質金属
支持体にセラミックス層を設けることで同じく金属のも
つ優れた熱伝導性を利用してそのように増大した加熱面
積を持つ面ヒータの全面の均一加熱を可能とし、そして (iii)セラミックス層から成る多孔質体を面ヒータの放
射面とすることで放射面の面積も飛躍的に増大し効率的
な遠赤外線加熱を可能とする。
もつ優れた熱伝導性を利用してセラミックス層の速やか
なかつ全面均一な加熱を可能とし、 (ii)前記金属支持体を多孔質とすることで電熱ヒータか
らの加熱面積を飛躍的に増大させ、またその多孔質金属
支持体にセラミックス層を設けることで同じく金属のも
つ優れた熱伝導性を利用してそのように増大した加熱面
積を持つ面ヒータの全面の均一加熱を可能とし、そして (iii)セラミックス層から成る多孔質体を面ヒータの放
射面とすることで放射面の面積も飛躍的に増大し効率的
な遠赤外線加熱を可能とする。
しかも、本考案にあっては空洞体内に各構成要素を配置
するため、加熱空気などの加熱流体の対流によっても金
属支持体およびセラミックス層が加熱されるためヒータ
面の全面の均一加熱がより確実に実現される。
するため、加熱空気などの加熱流体の対流によっても金
属支持体およびセラミックス層が加熱されるためヒータ
面の全面の均一加熱がより確実に実現される。
次に本考案例および本考案の比較例について使用状態に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
先ず電熱ヒータ２に通電を行う。電熱ヒータ２が加熱さ
れると、その上に置かれたセラミックス層３を支持する
多孔質金属板４またはステンレス鋼板５が加熱される。
れると、その上に置かれたセラミックス層３を支持する
多孔質金属板４またはステンレス鋼板５が加熱される。
多孔質金属板４およびステンレス鋼板５のそれぞれの加
熱時の表面温度の変化を第４図に示す。なお、表面温度
は本考案にかかるヒータの加熱効率を従来型ヒータと比
較するため、ほぼ同一温度とすべくコントロールしてい
る。
熱時の表面温度の変化を第４図に示す。なお、表面温度
は本考案にかかるヒータの加熱効率を従来型ヒータと比
較するため、ほぼ同一温度とすべくコントロールしてい
る。
電熱ヒータ２による加熱によりほぼ定常温度に加熱・保
持された多孔質金属板４およびステンレス鋼板５から
は、金属や白色物への吸収の良好な波長４〜25μｍの遠
赤外線が放射される。
持された多孔質金属板４およびステンレス鋼板５から
は、金属や白色物への吸収の良好な波長４〜25μｍの遠
赤外線が放射される。
この際の遠赤外線の放射率を波長が2.5μｍ以上12μｍ
以下の範囲で測定し第５図に示す。第５図から分かるよ
うに本考案例のセラミックス層３を支持する多孔質金属
板４の放射率はステンレス鋼板５の放射率の約２倍であ
る。これは前述のように多孔質金属板を用いた赤外線ヒ
ータは電熱ヒータの熱を効率よく通過させるとともに、
大きな表面積を有するため大きな放射熱を出すからであ
る。
以下の範囲で測定し第５図に示す。第５図から分かるよ
うに本考案例のセラミックス層３を支持する多孔質金属
板４の放射率はステンレス鋼板５の放射率の約２倍であ
る。これは前述のように多孔質金属板を用いた赤外線ヒ
ータは電熱ヒータの熱を効率よく通過させるとともに、
大きな表面積を有するため大きな放射熱を出すからであ
る。
さらに、ヒータ２の加熱時における多孔質金属板４およ
びステンレス鋼板５から面直・上方向に70mm離して設置
した被加熱体としてのＡ板（厚さ４mm、長さ120mm、
幅120mm）の表面温度を第６図に示す。第６図から分か
るように本考案例による被加熱体の加熱時の表面温度は
約320℃であるのに対し、比較例においては210℃であ
る。
びステンレス鋼板５から面直・上方向に70mm離して設置
した被加熱体としてのＡ板（厚さ４mm、長さ120mm、
幅120mm）の表面温度を第６図に示す。第６図から分か
るように本考案例による被加熱体の加熱時の表面温度は
約320℃であるのに対し、比較例においては210℃であ
る。
つまり本考案にかかるヒータの加熱能は、同一の電熱ヒ
ータの発熱量で比較例すなわち従来型のヒータの加熱能
より100℃以上も優れていることが分かる。これは、前
述のように赤外線の熱放射率の差によるものである。さ
らにクリームはんだの溶融温度は約200℃であるが、従
来型のヒータでは溶解が不完全であった高密度実装基板
でも、本考案にかかるヒータにより確実なはんだ付けを
行うことができるのである。
ータの発熱量で比較例すなわち従来型のヒータの加熱能
より100℃以上も優れていることが分かる。これは、前
述のように赤外線の熱放射率の差によるものである。さ
らにクリームはんだの溶融温度は約200℃であるが、従
来型のヒータでは溶解が不完全であった高密度実装基板
でも、本考案にかかるヒータにより確実なはんだ付けを
行うことができるのである。
次に、本考案における加熱ヒータからの直接輻射熱量が
あるかを確認するために電熱ヒータ２と多孔質金属板４
の間にＡ板を設置して同じく70mm離れた箇所の温度を
測定したところ、Ａ板を設けなかったとき320℃であ
ったのがＡ板を設けることにより240℃にまで約80℃
低下した。
あるかを確認するために電熱ヒータ２と多孔質金属板４
の間にＡ板を設置して同じく70mm離れた箇所の温度を
測定したところ、Ａ板を設けなかったとき320℃であ
ったのがＡ板を設けることにより240℃にまで約80℃
低下した。
（考案の効果） 本考案にかかる赤外線ヒータをリフロー炉に設置してク
リームはんだを塗布した高密度実装基板の加熱を行った
場合、その赤外線放射体をセラミックス層およびこれを
保持する多孔質金属体としたため、極めて熱放射率の高
い即ち加熱能の大きな赤外線を得ることが可能となり、
電熱ヒータに要する電力も増大させることなく、高密度
実装基板のクリームはんだのはんだ付けを完全なものに
するという優れた効果を有している。またこのため電熱
ヒータの寿命を伸ばすことが可能となるばかりでなく、
赤外線ヒータの小型化ができるためリフロー炉自体も小
型化することができる。
リームはんだを塗布した高密度実装基板の加熱を行った
場合、その赤外線放射体をセラミックス層およびこれを
保持する多孔質金属体としたため、極めて熱放射率の高
い即ち加熱能の大きな赤外線を得ることが可能となり、
電熱ヒータに要する電力も増大させることなく、高密度
実装基板のクリームはんだのはんだ付けを完全なものに
するという優れた効果を有している。またこのため電熱
ヒータの寿命を伸ばすことが可能となるばかりでなく、
赤外線ヒータの小型化ができるためリフロー炉自体も小
型化することができる。
なお、以上の説明はリフロー炉に本考案にかかる赤外線
ヒータを使用した例にもとづいているが、すでに述べた
ように本考案は加熱処理一般に適用可能であることは、
理解されよう。
ヒータを使用した例にもとづいているが、すでに述べた
ように本考案は加熱処理一般に適用可能であることは、
理解されよう。
第１図は、本考案の実施例の一部破壊斜視図； 第２図は、第１図のＡ−Ａ線に沿った断面図； 第３図は、本考案の比較例の斜視図； 第４図は、実施例および比較例における加熱時の赤外線
放射体の表面温度を表わすグラフ； 第５図は、実施例および比較例における、加熱時の赤外
線放射率を表わすグラフ；および 第６図は、実施例および比較例における、加熱時の被加
熱体の表面温度を表わすグラフである。 １：箱状空洞体、２：電熱ヒータ ３：セラミックス層、４：通気性金属支持体 ５：表面処理したステンレス鋼板
放射体の表面温度を表わすグラフ； 第５図は、実施例および比較例における、加熱時の赤外
線放射率を表わすグラフ；および 第６図は、実施例および比較例における、加熱時の被加
熱体の表面温度を表わすグラフである。 １：箱状空洞体、２：電熱ヒータ ３：セラミックス層、４：通気性金属支持体 ５：表面処理したステンレス鋼板
Claims (1)
- 【請求項１】空洞体と、 該空洞体内に設置された電熱ヒータと、 該電熱ヒータ上に設置された多孔質金属支持板と、 該多孔質金属支持板に設けられ、加熱されて赤外線を放
射するセラミックス層と を備え、前記セラミックス層を設けた多孔質金属支持板
が加熱面を構成することを特徴とする赤外線ヒータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988034023U JPH0625919Y2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 赤外線ヒータ |
| US07/323,927 US5028760A (en) | 1988-03-15 | 1989-03-15 | Infrared heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988034023U JPH0625919Y2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 赤外線ヒータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01139398U JPH01139398U (ja) | 1989-09-22 |
| JPH0625919Y2 true JPH0625919Y2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=12402779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988034023U Expired - Lifetime JPH0625919Y2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 赤外線ヒータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5028760A (ja) |
| JP (1) | JPH0625919Y2 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5607609A (en) * | 1993-10-25 | 1997-03-04 | Fujitsu Ltd. | Process and apparatus for soldering electronic components to printed circuit board, and assembly of electronic components and printed circuit board obtained by way of soldering |
| US5413587A (en) * | 1993-11-22 | 1995-05-09 | Hochstein; Peter A. | Infrared heating apparatus and methods |
| US5553189A (en) * | 1994-10-18 | 1996-09-03 | Shell Oil Company | Radiant plate heater for treatment of contaminated surfaces |
| DE19519126A1 (de) * | 1995-05-16 | 1996-11-21 | Urs Dolder | Heizanordnung zur Erwärmung von diese umgebenden Medien |
| US6134386A (en) * | 1996-07-12 | 2000-10-17 | O'donnell; James Martin | Panel heater for animal use |
| KR100197109B1 (ko) * | 1997-01-22 | 1999-06-15 | 유규재 | 원적외선 방사물질의 제조방법 |
| US5905269A (en) * | 1997-05-23 | 1999-05-18 | General Electric Company | Enhanced infrared energy reflecting composition and method of manufacture |
| US5898180A (en) * | 1997-05-23 | 1999-04-27 | General Electric Company | Infrared energy reflecting composition and method of manufacture |
| US6114666A (en) * | 1998-07-02 | 2000-09-05 | Best; Willie H. | Heating assembly and cooking apparatus |
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