JPH0722160A - ハニカム状ヒータ - Google Patents
ハニカム状ヒータInfo
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- JPH0722160A JPH0722160A JP5186812A JP18681293A JPH0722160A JP H0722160 A JPH0722160 A JP H0722160A JP 5186812 A JP5186812 A JP 5186812A JP 18681293 A JP18681293 A JP 18681293A JP H0722160 A JPH0722160 A JP H0722160A
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- honeycomb
- honeycomb structure
- heater
- ceramic
- oxide film
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/30—Wind power
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 発熱効率が高く、発熱時に材質損傷を生じる
ことのない安定した耐久性を発揮するセラミック質のハ
ニカム状ヒータを提供する。 【構成】 Ｓｉ成分を含有するセラミックスまたはセラ
ミックスを主要成分としてこれに金属Ｓｉを混和した組
成により形成され、一方向に多数の格子状セル２を備え
る通電発熱可能なハニカム構造体１を骨格とし、該ハニ
カム構造体の電極部分３を除く露出表面に少なくともＳ
ｉＯ2 を含む酸化被膜を格子状セルの中心付近（破線区
画部分）において相対的に膜厚が薄くなる被覆形態に形
成してなるハニカム状ヒータ。
ことのない安定した耐久性を発揮するセラミック質のハ
ニカム状ヒータを提供する。 【構成】 Ｓｉ成分を含有するセラミックスまたはセラ
ミックスを主要成分としてこれに金属Ｓｉを混和した組
成により形成され、一方向に多数の格子状セル２を備え
る通電発熱可能なハニカム構造体１を骨格とし、該ハニ
カム構造体の電極部分３を除く露出表面に少なくともＳ
ｉＯ2 を含む酸化被膜を格子状セルの中心付近（破線区
画部分）において相対的に膜厚が薄くなる被覆形態に形
成してなるハニカム状ヒータ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば工業用の熱交換
用部材や民生用の温風発生器等に使用される通電発熱系
のハニカム状ヒータに関する。
用部材や民生用の温風発生器等に使用される通電発熱系
のハニカム状ヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】温風発生器のような通電発熱系のヒータ
としては、ニクロムなどの金属線をコイル状に巻いた構
造のものが従来から主流を占めてきたが、近時、これに
代わる効率的なヒータ部材としてハニカム構造体を発熱
要素とするハニカムヒータが開発され、その改良案も提
案されている。例えば、特開平４−280086号公報には断
面形状が正方形である多数の貫通孔を有するハニカム構
造体の外周部に、複数の電極板を設け、電極板と貫通孔
壁とで形成される角度が鋭角となるように電極板が配置
されたハニカムモノリスヒータが、また特開平４−2800
87号公報には多数の貫通孔を有する複数個のハニカム構
造要素を導電性プレートにて直列に連結して一体とし、
通電のための電極を設置したハニカムヒータが開示され
ている。
としては、ニクロムなどの金属線をコイル状に巻いた構
造のものが従来から主流を占めてきたが、近時、これに
代わる効率的なヒータ部材としてハニカム構造体を発熱
要素とするハニカムヒータが開発され、その改良案も提
案されている。例えば、特開平４−280086号公報には断
面形状が正方形である多数の貫通孔を有するハニカム構
造体の外周部に、複数の電極板を設け、電極板と貫通孔
壁とで形成される角度が鋭角となるように電極板が配置
されたハニカムモノリスヒータが、また特開平４−2800
87号公報には多数の貫通孔を有する複数個のハニカム構
造要素を導電性プレートにて直列に連結して一体とし、
通電のための電極を設置したハニカムヒータが開示され
ている。
【０００３】これらのハニカム状ヒーターは、骨格とな
るハニカム構造要素として主に通電発熱性の金属質焼結
体が使用されており、セラミック質のハニカム構造焼結
体を用いることは少ない。この理由は、セラミック質の
ハニカム状ヒータはハニカム構造体の電気抵抗が一様で
ない関係で通電時に発熱分布に偏りを生じ、熱応力の集
中した部分が熱衝撃を受けて材質に亀裂や割れを起こす
ことに主因がある。特に、発熱した高温域がハニカムを
構成する格子状セルの外周端部に偏在する場合に比較的
低温による材質損傷が発生し易い。
るハニカム構造要素として主に通電発熱性の金属質焼結
体が使用されており、セラミック質のハニカム構造焼結
体を用いることは少ない。この理由は、セラミック質の
ハニカム状ヒータはハニカム構造体の電気抵抗が一様で
ない関係で通電時に発熱分布に偏りを生じ、熱応力の集
中した部分が熱衝撃を受けて材質に亀裂や割れを起こす
ことに主因がある。特に、発熱した高温域がハニカムを
構成する格子状セルの外周端部に偏在する場合に比較的
低温による材質損傷が発生し易い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者はセラミック
質のハニカムヒータにおける前記問題の解消を図るため
に鋭意研究を重ねた結果、Ｓｉ成分を含有するセラミッ
クス質のハニカム構造体を酸化処理して表面に少なくと
もＳｉＯ2 を含む酸化被膜を形成すると発熱時の高温域
が格子状セルの中心部分となる理想的な抵抗分布に調整
され、同時に熱応力の偏りによる材質損傷の発生が効果
的に防止されることを確認した。
質のハニカムヒータにおける前記問題の解消を図るため
に鋭意研究を重ねた結果、Ｓｉ成分を含有するセラミッ
クス質のハニカム構造体を酸化処理して表面に少なくと
もＳｉＯ2 を含む酸化被膜を形成すると発熱時の高温域
が格子状セルの中心部分となる理想的な抵抗分布に調整
され、同時に熱応力の偏りによる材質損傷の発生が効果
的に防止されることを確認した。
【０００５】なお、上述の特開平４−280086号公報およ
び特開平４−280087号公報には、好ましい態様としてハ
ニカム構造焼結体の隔壁および気孔の表面をＡｌ2 Ｏ3
やＣｒ3 Ｏ4 のような耐熱性金属酸化物で被覆すること
が示されているが、この場合の基材は金属質のハニカム
構造体であり、またその目的は耐熱性、耐酸化性、耐食
性の向上にある。このため、本発明のようにセラミック
質で構成されたハニカム状ヒータの電気抵抗や発熱分布
を制御することについては認識されていない。
び特開平４−280087号公報には、好ましい態様としてハ
ニカム構造焼結体の隔壁および気孔の表面をＡｌ2 Ｏ3
やＣｒ3 Ｏ4 のような耐熱性金属酸化物で被覆すること
が示されているが、この場合の基材は金属質のハニカム
構造体であり、またその目的は耐熱性、耐酸化性、耐食
性の向上にある。このため、本発明のようにセラミック
質で構成されたハニカム状ヒータの電気抵抗や発熱分布
を制御することについては認識されていない。
【０００６】本発明の目的は、セラミック質のハニカム
構造体に酸化被膜が被覆された発熱効率が高く、かつ発
熱時に材質損傷を生じることのない安定した耐久性を発
揮するハニカム状ヒータを提供することにある。
構造体に酸化被膜が被覆された発熱効率が高く、かつ発
熱時に材質損傷を生じることのない安定した耐久性を発
揮するハニカム状ヒータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるハニカム状ヒータは、Ｓｉ成分を含有
するセラミックスまたはセラミックスを主要成分として
これに金属Ｓｉを混和した組成により形成された一方向
に多数の格子状セルを備える通電発熱可能なハニカム構
造体を骨格とし、該ハニカム構造体の電極部分を除く露
出表面に少なくともＳｉＯ2 を含む酸化被膜を格子状セ
ルの中心付近において相対的に膜厚が薄くなる被覆形態
に形成してなることを構成上の特徴とするものである。
めの本発明によるハニカム状ヒータは、Ｓｉ成分を含有
するセラミックスまたはセラミックスを主要成分として
これに金属Ｓｉを混和した組成により形成された一方向
に多数の格子状セルを備える通電発熱可能なハニカム構
造体を骨格とし、該ハニカム構造体の電極部分を除く露
出表面に少なくともＳｉＯ2 を含む酸化被膜を格子状セ
ルの中心付近において相対的に膜厚が薄くなる被覆形態
に形成してなることを構成上の特徴とするものである。
【０００８】本発明において、通電発熱可能なハニカム
構造体を構成するセラミックスとしてはＳｉＣ、ＭｏＳ
ｉ2 などを挙げることができるが、本発明の目的にはＳ
ｉＣを用いることが好ましい結果を与える。また、セラ
ミックスを主要成分としてこれに金属Ｓｉを混和した組
成とは、例えばＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｚｉ
Ｏ、ＴｉＣ、Ｂ4 Ｃ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＢＮ、木節粘土、ホ
ウケイ酸ガラス等の不導体セラミックス物質の１種もし
くは２種以上の粉末に金属Ｓｉ粉末を混和して焼結した
複合組成を指し、この場合には組織内部に分散した金属
Ｓｉが導電剤としての機能を営む。
構造体を構成するセラミックスとしてはＳｉＣ、ＭｏＳ
ｉ2 などを挙げることができるが、本発明の目的にはＳ
ｉＣを用いることが好ましい結果を与える。また、セラ
ミックスを主要成分としてこれに金属Ｓｉを混和した組
成とは、例えばＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｚｉ
Ｏ、ＴｉＣ、Ｂ4 Ｃ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＢＮ、木節粘土、ホ
ウケイ酸ガラス等の不導体セラミックス物質の１種もし
くは２種以上の粉末に金属Ｓｉ粉末を混和して焼結した
複合組成を指し、この場合には組織内部に分散した金属
Ｓｉが導電剤としての機能を営む。
【０００９】これらセラミックス質で形成された通電発
熱可能なハニカム構造体の組織は、図１に示すようにハ
ニカム構造体１の内部に一方向に貫通する多数の格子状
セル２を備えるもので、その格子状セル２の断面形状は
図示のような矩形に限らず、正方形、六角形、円形など
の形状であってもよい。
熱可能なハニカム構造体の組織は、図１に示すようにハ
ニカム構造体１の内部に一方向に貫通する多数の格子状
セル２を備えるもので、その格子状セル２の断面形状は
図示のような矩形に限らず、正方形、六角形、円形など
の形状であってもよい。
【００１０】本発明は、前記のハニカム構造体を骨格と
し、その電極部分（例えば図１の符号３で示す両側面）
を除く組織の露出表面に少なくともＳｉＯ2 を含む酸化
被膜を形成し、かつ格子状セルの中心付近( 図１の破線
円形区画部分）において相対的に酸化被膜の膜厚が薄く
なるような被覆形態とすることが重要な要件となる。こ
のような少なくともＳｉＯ2 を含む酸化被膜は、ハニカ
ム構造体を大気中で加熱処理する方法によって形成する
ことができる。
し、その電極部分（例えば図１の符号３で示す両側面）
を除く組織の露出表面に少なくともＳｉＯ2 を含む酸化
被膜を形成し、かつ格子状セルの中心付近( 図１の破線
円形区画部分）において相対的に酸化被膜の膜厚が薄く
なるような被覆形態とすることが重要な要件となる。こ
のような少なくともＳｉＯ2 を含む酸化被膜は、ハニカ
ム構造体を大気中で加熱処理する方法によって形成する
ことができる。
【００１１】本発明のハニカム状ヒータは、次の原料混
合、成形、焼結および酸化処理の各工程を経て製造され
る。まず、Ｓｉ成分を含有するセラミックス粉末または
セラミックス粉末を主要成分としてこれに金属Ｓｉ粉末
を混和した組成の骨材成分に水、有機溶媒、適宜な有機
質バインダーを加え、撹拌混合してペースト状の成形前
駆体を形成する。この成形前駆体を、形成する格子状セ
ルに沿った断面形状のノズルを用いて押出成形し、乾燥
する。乾燥後の成形体を、非酸化性雰囲気中で1000〜15
00℃の温度域で焼成処理し、焼結された一体のハニカム
構造体を製造する。ついで、ハニカム構造体を大気中で
加熱処理し、露出表面に少なくともＳｉＯ2 を含む酸化
被膜を形成する。この際の酸化被膜の形成条件は、加熱
温度を800 〜1200℃に設定し、ハニカム構造体の構成材
質に応じて前記温度範囲内で加熱時間を調整する。
合、成形、焼結および酸化処理の各工程を経て製造され
る。まず、Ｓｉ成分を含有するセラミックス粉末または
セラミックス粉末を主要成分としてこれに金属Ｓｉ粉末
を混和した組成の骨材成分に水、有機溶媒、適宜な有機
質バインダーを加え、撹拌混合してペースト状の成形前
駆体を形成する。この成形前駆体を、形成する格子状セ
ルに沿った断面形状のノズルを用いて押出成形し、乾燥
する。乾燥後の成形体を、非酸化性雰囲気中で1000〜15
00℃の温度域で焼成処理し、焼結された一体のハニカム
構造体を製造する。ついで、ハニカム構造体を大気中で
加熱処理し、露出表面に少なくともＳｉＯ2 を含む酸化
被膜を形成する。この際の酸化被膜の形成条件は、加熱
温度を800 〜1200℃に設定し、ハニカム構造体の構成材
質に応じて前記温度範囲内で加熱時間を調整する。
【００１２】上記の酸化処理を施すことにより、ハニカ
ム構造体を構成するＳｉ成分を含むセラミックスまたは
金属Ｓｉ成分が酸化を受け、漸次ハニカム構造体の外周
部分から酸化反応が進行する。この酸化進行の過程を通
じて、ハニカム構造体の露出表面に少なくともＳｉＯ2
を含む酸化被膜が格子状セルの中心付近において相対的
に薄い膜厚の被覆形態が形成される。最も好ましい酸化
被膜の形成形態は、格子状セルの周辺部に厚く、中心部
に向かうに従って膜厚が徐々に薄くなる傾斜機能組織で
あり、この組織も酸化処理の条件を制御することにより
比較的容易に形成することができる。
ム構造体を構成するＳｉ成分を含むセラミックスまたは
金属Ｓｉ成分が酸化を受け、漸次ハニカム構造体の外周
部分から酸化反応が進行する。この酸化進行の過程を通
じて、ハニカム構造体の露出表面に少なくともＳｉＯ2
を含む酸化被膜が格子状セルの中心付近において相対的
に薄い膜厚の被覆形態が形成される。最も好ましい酸化
被膜の形成形態は、格子状セルの周辺部に厚く、中心部
に向かうに従って膜厚が徐々に薄くなる傾斜機能組織で
あり、この組織も酸化処理の条件を制御することにより
比較的容易に形成することができる。
【００１３】酸化処理後のハニカム構造体は、電極部分
となる側面の酸化被膜を切削研磨して除去し、この部位
に例えばアルミニウム等の金属を溶射して電極面を形成
すると共に、通電端子を接合してハニカム状ヒータを作
製する。
となる側面の酸化被膜を切削研磨して除去し、この部位
に例えばアルミニウム等の金属を溶射して電極面を形成
すると共に、通電端子を接合してハニカム状ヒータを作
製する。
【００１４】
【作用】本発明に係るハニカム状ヒータの骨格は、Ｓｉ
成分を含有するセラミックスまたはセラミックスを主要
成分としてこれに金属Ｓｉを混和した組成により形成さ
れた通電発熱可能なハニカム構造体である。このような
セラミック質のハニカム構造体を大気中で加熱すると、
図２に拡大図示したように先ず格子状セル骨格４の組織
成分が酸化反応を受けて処理前表面５（破線表示）より
内部方向の酸化被膜６として形成され、この侵食的な酸
化被膜がある程度進行すると次いで外部方向の酸化被膜
として形成されるという過程を経て漸次酸化が進行す
る。この酸化進行過程は、ハニカム構造体がセラミック
質であり、かつ構成成分としてＳｉ成分を含有する場合
に緩徐かつ均等に進行し易い。このため、少なくともＳ
ｉＯ2を含む酸化被膜が外周部から中心部にかけて膜厚
が漸減する傾斜機能組織として形成することが容易とな
る。
成分を含有するセラミックスまたはセラミックスを主要
成分としてこれに金属Ｓｉを混和した組成により形成さ
れた通電発熱可能なハニカム構造体である。このような
セラミック質のハニカム構造体を大気中で加熱すると、
図２に拡大図示したように先ず格子状セル骨格４の組織
成分が酸化反応を受けて処理前表面５（破線表示）より
内部方向の酸化被膜６として形成され、この侵食的な酸
化被膜がある程度進行すると次いで外部方向の酸化被膜
として形成されるという過程を経て漸次酸化が進行す
る。この酸化進行過程は、ハニカム構造体がセラミック
質であり、かつ構成成分としてＳｉ成分を含有する場合
に緩徐かつ均等に進行し易い。このため、少なくともＳ
ｉＯ2を含む酸化被膜が外周部から中心部にかけて膜厚
が漸減する傾斜機能組織として形成することが容易とな
る。
【００１５】このようにして形成された格子状セルの中
心付近において相対的に薄い膜厚の酸化被膜をもつハニ
カム構造体は、格子状セルの電気抵抗が外周部から中心
部に向かって小さくなる分布を示す。したがって、通電
発熱させた際、Ｗ＝Ｖ2 ／Ｒ式（Ｗ：消費電力、Ｖ：電
圧、Ｒ抵抗値）に従って抵抗の低い格子状セルの中心付
近において、より多くの電力が消費されて高温域を形成
する理想的な発熱分布を形成する。この作用で、発熱効
率が増大するうえ材質損傷を受ける温度限界が向上す
る。
心付近において相対的に薄い膜厚の酸化被膜をもつハニ
カム構造体は、格子状セルの電気抵抗が外周部から中心
部に向かって小さくなる分布を示す。したがって、通電
発熱させた際、Ｗ＝Ｖ2 ／Ｒ式（Ｗ：消費電力、Ｖ：電
圧、Ｒ抵抗値）に従って抵抗の低い格子状セルの中心付
近において、より多くの電力が消費されて高温域を形成
する理想的な発熱分布を形成する。この作用で、発熱効
率が増大するうえ材質損傷を受ける温度限界が向上す
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００１７】実施例１ (1) ハニカム構造体の製造 木節粘土40重量部とホウケイ酸ガラス粉末（軟化点：70
0 ℃、熱膨張率：50×10-7／℃以下）36重量部をセラミ
ック骨材とし、これに導電剤として金属Ｓｉ粉末24重量
部を配合して十分に撹拌混合した。この原料系に対し1
4.5重量％相当量の蒸留水を加えて混練し、混練物を所
定の格子状ノズルを介して押出し成形し乾燥した。乾燥
成形体を窒素雰囲気に保持された加熱炉中で1260℃の温
度で１時間焼成してハニカム構造体を製造した、得られ
たハニカム構造体は、リブ厚1.5mm、セル密度5.25個／c
m2 の矩形断面を呈する格子状セル 126個が一方向に貫
通する横60mm、縦40mm、奥行40mm（セル貫通方向）の一
体焼結組織を有していた（図１）。このハニカム構造体
の両側面にアルミニウム溶射を施して電極部とし、電気
抵抗を測定したところ、20.0Ωであった。
0 ℃、熱膨張率：50×10-7／℃以下）36重量部をセラミ
ック骨材とし、これに導電剤として金属Ｓｉ粉末24重量
部を配合して十分に撹拌混合した。この原料系に対し1
4.5重量％相当量の蒸留水を加えて混練し、混練物を所
定の格子状ノズルを介して押出し成形し乾燥した。乾燥
成形体を窒素雰囲気に保持された加熱炉中で1260℃の温
度で１時間焼成してハニカム構造体を製造した、得られ
たハニカム構造体は、リブ厚1.5mm、セル密度5.25個／c
m2 の矩形断面を呈する格子状セル 126個が一方向に貫
通する横60mm、縦40mm、奥行40mm（セル貫通方向）の一
体焼結組織を有していた（図１）。このハニカム構造体
の両側面にアルミニウム溶射を施して電極部とし、電気
抵抗を測定したところ、20.0Ωであった。
【００１８】(2) 酸化被膜の形成 上記のハニカム構造体を、大気雰囲気の加熱炉に入れ 9
00℃の温度で20分間加熱して酸化処理をおこなった。そ
の結果、ハニカム構造体の露出表面にＳｉＯ2を含む酸
化被膜が形成された。
00℃の温度で20分間加熱して酸化処理をおこなった。そ
の結果、ハニカム構造体の露出表面にＳｉＯ2を含む酸
化被膜が形成された。
【００１９】(3) ハニカム状ヒータの性能評価 酸化被膜を形成したハニカム構造体の両側面を切削研磨
加工して酸化被膜を除去し、この部分にアルミニウム溶
射を施して電極面とし、更にリード線の端子を接合して
ハニカム状ヒータを作製した。このハニカム状ヒータの
電気抵抗を測定したところ、26.8Ωに変化していた。つ
いで、該ハニカム状ヒータを通電発熱させ、サーモグラ
フィーで熱画像を撮影したところ、発熱の高温部がハニ
カム格子セル面の中心付近にある理想的な発熱分布を示
していることが認められた。
加工して酸化被膜を除去し、この部分にアルミニウム溶
射を施して電極面とし、更にリード線の端子を接合して
ハニカム状ヒータを作製した。このハニカム状ヒータの
電気抵抗を測定したところ、26.8Ωに変化していた。つ
いで、該ハニカム状ヒータを通電発熱させ、サーモグラ
フィーで熱画像を撮影したところ、発熱の高温部がハニ
カム格子セル面の中心付近にある理想的な発熱分布を示
していることが認められた。
【００２０】次にこのハニカム状ヒータに840Wの電力を
印加しながら格子状セル内を0.5m3/min の流速で連続的
に送風して熱風発生試験をおこなった。この際、加熱さ
れた熱風の平均温度は 129℃（室温：15℃）であり、ほ
ぼ 100％の熱交換率であることが確認された。また、ハ
ニカム構造体組織の平均温度は約 300℃であった。
印加しながら格子状セル内を0.5m3/min の流速で連続的
に送風して熱風発生試験をおこなった。この際、加熱さ
れた熱風の平均温度は 129℃（室温：15℃）であり、ほ
ぼ 100％の熱交換率であることが確認された。また、ハ
ニカム構造体組織の平均温度は約 300℃であった。
【００２１】比較例１ 実施例１と同一のハニカム構造体（酸化被膜なし）につ
き、側面電極部に通電してサーモグラフィーにより熱画
像を撮影したところ、片側の外壁だけが強く発熱する偏
った発熱分布を示した。ついで、0.5m3/min の流速で送
風しながら電力を徐々に増大させながら熱風発生試験を
おこなった結果、700W程度でヒータ材質に亀裂が発生し
た。この際の熱風平均温度は72℃（室温：15℃）であ
り、熱交換率は70％程度であった。また、材質亀裂が生
じた時点のハニカム構造体組織の平均温度は 200℃以下
であった。
き、側面電極部に通電してサーモグラフィーにより熱画
像を撮影したところ、片側の外壁だけが強く発熱する偏
った発熱分布を示した。ついで、0.5m3/min の流速で送
風しながら電力を徐々に増大させながら熱風発生試験を
おこなった結果、700W程度でヒータ材質に亀裂が発生し
た。この際の熱風平均温度は72℃（室温：15℃）であ
り、熱交換率は70％程度であった。また、材質亀裂が生
じた時点のハニカム構造体組織の平均温度は 200℃以下
であった。
【００２２】実施例２ (1) ハニカム構造体の製造 ＳｉＣ粉末70重量部と金属Ｓｉ粉末30重量部を骨材成分
とし、これに成形助剤としてメチルセルロース系有機樹
脂バインダーおよび脂肪酸ソルビタンエステルポリエチ
レングリコールを合計12重量％、蒸留水21重量％を加え
て十分に撹拌混合した。得られたペースト状成形前駆体
を所定の格子ノズルを介して押出し成形し、バインダー
類を脱脂除去したのち、窒素雰囲気に保たれた加熱炉中
で1400℃の温度で６時間反応焼結させた。この結果、リ
ブ厚0.5mm 、セル密度16.27 個／cm2 の矩形断面の格子
状セル 976個が貫通した横140mm 、縦40mm、奥行15mm
（セル貫通方向）のハニカム構造体が得られた。
とし、これに成形助剤としてメチルセルロース系有機樹
脂バインダーおよび脂肪酸ソルビタンエステルポリエチ
レングリコールを合計12重量％、蒸留水21重量％を加え
て十分に撹拌混合した。得られたペースト状成形前駆体
を所定の格子ノズルを介して押出し成形し、バインダー
類を脱脂除去したのち、窒素雰囲気に保たれた加熱炉中
で1400℃の温度で６時間反応焼結させた。この結果、リ
ブ厚0.5mm 、セル密度16.27 個／cm2 の矩形断面の格子
状セル 976個が貫通した横140mm 、縦40mm、奥行15mm
（セル貫通方向）のハニカム構造体が得られた。
【００２３】(2) 酸化被膜の形成 ハニカム構造体を、大気雰囲気に保持された加熱炉に移
し、1200℃の温度で150 分加熱して酸化処理をおこなっ
た。この処理により、ハニカム構造体の露出表面にＳｉ
Ｏ2 の被膜が形成された。
し、1200℃の温度で150 分加熱して酸化処理をおこなっ
た。この処理により、ハニカム構造体の露出表面にＳｉ
Ｏ2 の被膜が形成された。
【００２４】(3) ハニカム状ヒータの性能評価 酸化処理したハニカム構造体の両側面を切削研磨加工し
て酸化被膜を除去し、この面にアルミニウム溶射して電
極部と端子部を設置してハニカム状ヒータを作製した。
該ハニカム状ヒータの電気抵抗を測定したところ、12.0
Ωであった。更にヒータを通電発熱させて熱画像を撮影
したところ、発熱の高温部がハニカム格子セル面の中心
付近にある発熱分布を示していた。
て酸化被膜を除去し、この面にアルミニウム溶射して電
極部と端子部を設置してハニカム状ヒータを作製した。
該ハニカム状ヒータの電気抵抗を測定したところ、12.0
Ωであった。更にヒータを通電発熱させて熱画像を撮影
したところ、発熱の高温部がハニカム格子セル面の中心
付近にある発熱分布を示していた。
【００２５】次にこのハニカム状ヒータに 1200Wの電力
を印加しながら0.8m3/min の流速で発熱セル内に送風し
たところ、発生した熱風の平均温度は 120℃（室温：20
℃）であり、ほぼ 100％の熱交換率となることが確認さ
れた。また、ハニカム構造体組織の平均温度は約 250℃
であった。
を印加しながら0.8m3/min の流速で発熱セル内に送風し
たところ、発生した熱風の平均温度は 120℃（室温：20
℃）であり、ほぼ 100％の熱交換率となることが確認さ
れた。また、ハニカム構造体組織の平均温度は約 250℃
であった。
【００２６】比較例２ 実施例２と同一のハニカム構造体（酸化被膜なし）につ
き、両側面に電極部を形成して電気抵抗を測定したとこ
ろ、9.2 Ωであった。また、通電発熱時の熱画像では、
高温部が格子面の数か所に偏在する発熱分布を示してい
た。次いで、ハニカム状ヒータに0.8m3/min の流速で送
風しながら徐々に電力を増大した結果、実施例１と同様
に1200W まで入力可能であったものの、使用開始から約
10分で材質に亀裂が発生した。また、1200W 印加保持中
の風温は85℃（室温：20℃）と低く、この場合の熱交換
率は71.6％であった。ハニカム構造体組織の平均温度
は、実施例２と同様に約250 ℃であった。
き、両側面に電極部を形成して電気抵抗を測定したとこ
ろ、9.2 Ωであった。また、通電発熱時の熱画像では、
高温部が格子面の数か所に偏在する発熱分布を示してい
た。次いで、ハニカム状ヒータに0.8m3/min の流速で送
風しながら徐々に電力を増大した結果、実施例１と同様
に1200W まで入力可能であったものの、使用開始から約
10分で材質に亀裂が発生した。また、1200W 印加保持中
の風温は85℃（室温：20℃）と低く、この場合の熱交換
率は71.6％であった。ハニカム構造体組織の平均温度
は、実施例２と同様に約250 ℃であった。
【００２７】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のハニカム状ヒー
タはセラミック質ハニカム構造体の露出表面に特定組織
の酸化被膜を形成したもので、この組織構成により電気
抵抗の分布を巧みに調整し、従来困難とされていた理想
的な発熱分布と長期間に亘り材質損傷を伴うことのない
安定した耐久性を発揮するハニカム状ヒータの提供を可
能としたものである。そのうえ、比較的簡易な製造手段
により小型サイズのヒータも容易に得られるから、工業
用の熱交換用加熱部材から家庭用のヘアドライヤー用ヒ
ータ等として大きな有用性が期待できる。
タはセラミック質ハニカム構造体の露出表面に特定組織
の酸化被膜を形成したもので、この組織構成により電気
抵抗の分布を巧みに調整し、従来困難とされていた理想
的な発熱分布と長期間に亘り材質損傷を伴うことのない
安定した耐久性を発揮するハニカム状ヒータの提供を可
能としたものである。そのうえ、比較的簡易な製造手段
により小型サイズのヒータも容易に得られるから、工業
用の熱交換用加熱部材から家庭用のヘアドライヤー用ヒ
ータ等として大きな有用性が期待できる。
【図１】本発明のハニカム状ヒータを例示した斜視説明
図である。
図である。
【図２】ハニカム構造体の表面酸化による酸化被膜の形
成状態を示した説明図である。
成状態を示した説明図である。
１ ハニカム構造体 ２ 格子状セル ３ 電極部分 ４ 格子状セル骨格 ５ 処理前表面 ６ 内部方向の酸化被膜 ７ 外部方向の酸化被膜
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｉ成分を含有するセラミックスまたは
セラミックスを主要成分としてこれに金属Ｓｉを混和し
た組成により形成された一方向に多数の格子状セルを備
える通電発熱可能なハニカム構造体を骨格とし、該ハニ
カム構造体の電極部分を除く露出表面に少なくともＳｉ
Ｏ2 を含む酸化被膜を格子状セルの中心付近において相
対的に膜厚が薄くなる被覆形態に形成してなることを特
徴とするハニカム状ヒータ。 - 【請求項２】 Ｓｉ成分を含むセラミックスがＳｉＣで
あり、ＳｉＯ2 を含む酸化被膜がハニカム構造体を大気
中で加熱することにより形成されたものである請求項１
記載のハニカム状ヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5186812A JPH0722160A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | ハニカム状ヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5186812A JPH0722160A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | ハニカム状ヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722160A true JPH0722160A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=16195027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5186812A Withdrawn JPH0722160A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | ハニカム状ヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722160A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7273649B2 (en) | 2002-03-08 | 2007-09-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structural body and canning structural body storing the honeycomb structural body |
| JP2014054934A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Ngk Insulators Ltd | ヒーター |
| JP2014054935A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Ngk Insulators Ltd | ヒーター |
| WO2019124183A1 (ja) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | 株式会社デンソー | 電気抵抗体、ハニカム構造体、および、電気加熱式触媒装置 |
| WO2019187711A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 株式会社デンソー | 電気抵抗体、ハニカム構造体、および、電気加熱式触媒装置 |
| WO2020179223A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 株式会社デンソー | 電極付きハニカム基材 |
| JPWO2021117431A1 (ja) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | ||
| WO2021166293A1 (ja) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | 日本碍子株式会社 | 車室暖房用ヒーターエレメント及び車室暖房用ヒーター |
| CN114787486A (zh) * | 2019-12-09 | 2022-07-22 | 纬湃技术有限公司 | 用于排气后处理的设备及其制造方法 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5186812A patent/JPH0722160A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7273649B2 (en) | 2002-03-08 | 2007-09-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structural body and canning structural body storing the honeycomb structural body |
| JP2014054934A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Ngk Insulators Ltd | ヒーター |
| JP2014054935A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Ngk Insulators Ltd | ヒーター |
| CN111512695A (zh) * | 2017-12-19 | 2020-08-07 | 株式会社电装 | 电阻体、蜂窝结构体及电加热式催化剂装置 |
| JP2019108863A (ja) * | 2017-12-19 | 2019-07-04 | 株式会社デンソー | 電気抵抗体、ハニカム構造体、および、電気加熱式触媒装置 |
| WO2019124183A1 (ja) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | 株式会社デンソー | 電気抵抗体、ハニカム構造体、および、電気加熱式触媒装置 |
| US20200323040A1 (en) * | 2017-12-19 | 2020-10-08 | Denso Corporation | Electrical resistor, honeycomb structure, and electric heating catalytic device |
| WO2019187711A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 株式会社デンソー | 電気抵抗体、ハニカム構造体、および、電気加熱式触媒装置 |
| WO2020179223A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 株式会社デンソー | 電極付きハニカム基材 |
| CN114787486A (zh) * | 2019-12-09 | 2022-07-22 | 纬湃技术有限公司 | 用于排气后处理的设备及其制造方法 |
| JPWO2021117431A1 (ja) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | ||
| WO2021117431A1 (ja) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | 株式会社デンソー | 電極付きハニカム基材 |
| WO2021166293A1 (ja) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | 日本碍子株式会社 | 車室暖房用ヒーターエレメント及び車室暖房用ヒーター |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |