JPH07320850A - Ptc pipe heater - Google Patents
Ptc pipe heaterInfo
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- JPH07320850A JPH07320850A JP11114494A JP11114494A JPH07320850A JP H07320850 A JPH07320850 A JP H07320850A JP 11114494 A JP11114494 A JP 11114494A JP 11114494 A JP11114494 A JP 11114494A JP H07320850 A JPH07320850 A JP H07320850A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、正特性サーミスタ(P
TC素子)を利用し、気体、流体及び特に固形体を加熱
する装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a positive temperature coefficient thermistor (P
The present invention relates to a device for heating a gas, a fluid, and particularly a solid body by using a TC element).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、PTCヒータは、自己温度制
御機能を有するため、安全な加熱源として、様々な用途
に利用されてきた。また、用途が拡大するにつれて、様
々な形状のユニットが開発されてきた。これらの中で、
簡便化したものとして、特開昭54−115446号公
報に開示されたように、磁器ケース7内にPTC素子2
を組み込んだものがある(図18参照)。2. Description of the Related Art Conventionally, since a PTC heater has a self-temperature control function, it has been used for various purposes as a safe heating source. Also, as the applications have expanded, various shaped units have been developed. Among these,
As a simplification, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 54-115446, the PTC element 2 is provided in the porcelain case 7.
Is incorporated (see FIG. 18).
【0003】一方、被加熱物である角柱状の固形物、例
えばハニカム触媒、センサ素子、加熱して使用する用途
について、前記のPTCヒータユニットを適用するため
には、従来、図19に示すように被加熱物8に耐熱性接
着剤10を用いてPTCヒータユニット9を直接固定し
て使用していた。On the other hand, in order to apply the above-mentioned PTC heater unit to a solid material in the form of a prism, which is an object to be heated, such as a honeycomb catalyst, a sensor element, and heating, as shown in FIG. In addition, the PTC heater unit 9 is directly fixed to the object to be heated 8 by using the heat resistant adhesive 10 and used.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この場合、被加熱物が
セラミックで破損し易いために、機械的に固定するのは
難しく、耐熱性の接着剤を使って、強固に接合しなけれ
ばならず、ハニカム構造のような場合には技術的に困難
であった。また、ハニカム触媒の目詰まり、機械的破損
にいたった場合、ヒータ部も交換しなければならず、稼
動コストが高くなるという問題がある。In this case, since the objects to be heated are easily damaged by ceramics, it is difficult to fix them mechanically, and it is necessary to firmly bond them by using a heat resistant adhesive. In the case of a honeycomb structure, it was technically difficult. In addition, if the honeycomb catalyst is clogged or mechanically damaged, the heater section must be replaced, which causes a problem of high operating cost.
【0005】本発明が解決すべき課題は、被加熱物の交
換が容易なパイプ状のヒータを提供することにある。The problem to be solved by the present invention is to provide a pipe-shaped heater in which an object to be heated can be easily replaced.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のPTCパイプヒータは、n角形の金属又は
セラミック製パイプのn/2以上の外面に各々PTC素
子が熱的に接合されていることを特徴とする。In order to solve the above problems, in the PTC pipe heater of the present invention, PTC elements are thermally joined to the outer surface of n / 2 or more of an n-gonal metal or ceramic pipe. It is characterized by being
【0007】このPTCパイプヒータの実施態様は次の
通りである。 金属製パイプの材質はステンレス製でセラミック製
パイプの材質はアルミナを主成分としている。 PTC素子と金属製パイプはPTC素子の少なくと
も一面が電気的に絶縁されている。 PTC素子又はPTC素子の電極層と電極板の接合
部は導電性接着剤により接合されており、その周囲は耐
熱性樹脂により固定されている。 パイプ内挿入物とパイプ間には弾性体が介在してい
る。 PTC素子に形成された、電圧を印加するための電
極板の端部はタブ構造を有している。 電極板の端子取り出し部に穴を設け、この穴に耐熱
性樹脂を流し込んで電極板とPTC素子とを固定する。The embodiment of this PTC pipe heater is as follows. The material of the metal pipe is stainless steel, and the material of the ceramic pipe is mainly alumina. At least one surface of the PTC element is electrically insulated from the PTC element and the metal pipe. The PTC element or the electrode layer of the PTC element and the joint portion of the electrode plate are joined by a conductive adhesive, and the periphery thereof is fixed by a heat resistant resin. An elastic body is interposed between the pipe insert and the pipe. The end portion of the electrode plate for applying a voltage formed on the PTC element has a tab structure. A hole is formed in the terminal lead-out portion of the electrode plate, and a heat resistant resin is poured into the hole to fix the electrode plate and the PTC element.
【0008】なお、多角形のパイプのうち、一面を切り
取ったコ字形断面の金属製基体の対向する2面に各々P
TC素子を熱的に接合してもよい。In the polygonal pipe, P is provided on each of two opposing surfaces of a metal base having a U-shaped cross section, one surface of which is cut off.
The TC element may be thermally bonded.
【0009】[0009]
【作用】本発明では、角状の金属製パイプの外面にPT
C素子を接合し、金属製パイプから間接的に内側の物を
加熱する。n面あるパイプ面のうちn/2面以上にPT
C素子を接合し、発熱させることで、内部の加熱物の温
度むらを小さくする。In the present invention, PT is formed on the outer surface of the square metal pipe.
The C element is joined, and the object inside is indirectly heated from the metal pipe. PT on n / 2 or more of the n pipe surfaces
By joining the C elements and generating heat, the temperature unevenness of the heating object inside is reduced.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples.
【0011】〔実施例1〕キュリー点100℃で最大面
に電極層6を形成した室温抵抗値70〜80Ωで25×
15×3mmの平板状のPTC素子2(図3参照)を4
個用意した。さらに図1、図2及び図4に示すように、
断面が四角形の金属製(ステンレス製)のパイプ3に絶
縁板14を介して耐熱性樹脂4を用いて接着した。ま
た、電極層6と電極板1との間は、導電性接着剤5を用
いて接着した。パイプ3内にセラミック製のハニカム構
造の被加熱物8を挿入後、図5に示すように電極板1,
1間に100Vを通電加熱した。約30分後、挿入物の
温度を測定したところ、中心部は100℃に加熱されて
いた。温度分布は最高105℃、最低95℃であり、目
標とする±5℃以内に収まった。Example 1 An electrode layer 6 was formed on the maximum surface at a Curie point of 100 ° C. and a room temperature resistance value of 70 to 80 Ω was 25 ×.
Install a 15 × 3 mm flat PTC element 2 (see Fig. 3)
I prepared one. Further, as shown in FIGS. 1, 2 and 4,
The pipe 3 made of metal (stainless steel) having a quadrangular cross section was bonded with the heat resistant resin 4 via the insulating plate 14. Further, the electrode layer 6 and the electrode plate 1 were bonded to each other using a conductive adhesive 5. After inserting the ceramic honeycomb article 8 to be heated into the pipe 3, as shown in FIG.
100V was electrically heated for 1 hour. After about 30 minutes, the temperature of the insert was measured and the core was heated to 100 ° C. The temperature distribution was 105 ° C. at maximum and 95 ° C. at minimum, which was within ± 5 ° C. which was the target.
【0012】〔実施例2〕キュリー点100℃で最大面
に電極を形成した室温抵抗値70〜80Ωで25×15
×3mmの平板状のPTC素子2(図3参照)を6個用
意した。さらにこれらの素子を図6に示すように、両面
に導電性接着剤5で電極板1を固定した後、断面が六角
形の金属製パイプ3に絶縁板14を介して耐熱性樹脂1
4を用いて接着した。パイプ3内にセラミック製の被加
熱物8を挿入後、100Vを図6に示すように、スイッ
チ11を用いて通電する素子の個数を変えて最高温度と
最低温度の差を測定した。その結果、表1に示すよう
に、3個以上では温度むらは出ず、温度も充分上昇した
が、2個では温度も上がらず、温度むらも大きかった。
以上のことから、加熱面数の半分以上の面を昇温できる
構成である必要性が明らかになった。Example 2 An electrode was formed on the maximum surface at a Curie point of 100 ° C. and a room temperature resistance value of 70 to 80 Ω was 25 × 15.
Six flat PTC elements 2 (see FIG. 3) having a size of 3 mm were prepared. Further, as shown in FIG. 6, these elements are fixed on both sides with electrode plates 1 by a conductive adhesive 5, and then heat-resistant resin 1 is applied to a metal pipe 3 having a hexagonal cross section through an insulating plate 14.
4 was used for adhesion. After inserting the ceramic object 8 to be heated in the pipe 3, the difference between the maximum temperature and the minimum temperature was measured by changing the number of energized elements using a switch 11 as shown in FIG. 6 at 100V. As a result, as shown in Table 1, the temperature unevenness did not occur with three or more and the temperature increased sufficiently, but the temperature did not rise with two and the temperature unevenness was large.
From the above, it became clear that it is necessary to have a configuration capable of raising the temperature of more than half of the number of heating surfaces.
【0013】[0013]
【表1】 [Table 1]
【0014】〔実施例3〕断面が四角形で材質がアルミ
ニウム、黄銅、ステンレス製のパイプ3を用意し、実施
例1と同じ構造のヒータを用意した。このパイプヒータ
を、40℃、90%R.Hの条件下に放置した。100
0時間経過後、室温抵抗値を測定したところ、アルミニ
ウム、黄銅製の物は+100〜+200%の抵抗値増加
を示したが、ステンレス製の物は+10%程度であっ
た。Example 3 A pipe 3 having a quadrangular cross section and made of aluminum, brass or stainless steel was prepared, and a heater having the same structure as that of Example 1 was prepared. This pipe heater was placed at 40 ° C. and 90% R. It was left under the condition of H. 100
When the room temperature resistance value was measured after 0 hours, the aluminum and brass products showed an increase in resistance value of +100 to + 200%, but the stainless steel product showed about + 10%.
【0015】〔実施例4〕実施例1と同じ構造のヒータ
を使用し、パイプ3内にセラミック製の被加熱物8を挿
入する際、図9に示すように、シリコン樹脂4をパイプ
内壁に塗布し、加熱硬化させた。さらに100V通電加
熱した結果、約30分後の被加熱物の温度分布は、最高
110℃、最低105℃となり、温度、温度分布はとも
に改善された。[Embodiment 4] When a heater having the same structure as that of Embodiment 1 is used and a ceramic object 8 to be heated is inserted into the pipe 3, as shown in FIG. 9, the silicone resin 4 is applied to the inner wall of the pipe. It was applied and heat-cured. As a result of further heating by applying 100 V, the temperature distribution of the object to be heated after about 30 minutes was 110 ° C. at the highest and 105 ° C. at the lowest, and both the temperature and the temperature distribution were improved.
【0016】〔実施例5〕実施例1と同じ構造のヒータ
と、さらに素子の周囲をシリコン樹脂で包囲したヒータ
を使い、室温下、O3 、1000ppmの環境下におい
て放置した。その結果、100時間経過後、シリコン樹
脂で包囲したものは+20%の室温抵抗値にとどまった
が、包囲しなかったものは+300%の抵抗値増加を示
した。[Embodiment 5] A heater having the same structure as that of Embodiment 1 and a heater in which the periphery of the element was surrounded by silicon resin were used and left at room temperature in an environment of O 3 and 1000 ppm. As a result, after 100 hours, the one surrounded by the silicone resin had a room temperature resistance value of + 20%, but the one not surrounded by the resin showed an increase of + 300% in resistance value.
【0017】〔実施例6〕キュリー点100℃で最大面
に電極層6を形成した室温抵抗値70〜80Ωで25×
15×3mmの平板状PTC素子2(図3参照)を4個
用意した。さらに図7,図8に示すように断面が四角形
でアルミナの含有量が違うセラミック製のパイプ15に
耐熱性接着剤10を用いて接散れ區下。また、電極層6
と電極板1との間は導電性接着剤5を用いて接着した。
パイプ15内にセラミック製のハニカム構造の被加熱物
8を挿入後、図5に示すように電極板1,1間に100
Vを通電加熱した。約30分後の挿入物の温度は表2に
示すように、アルミナ50容量%以上のパイプを使え
ば、温度差が著しく小さくなることが明らかになった。Example 6 The electrode layer 6 was formed on the maximum surface at a Curie point of 100 ° C. and a room temperature resistance value of 70 to 80 Ω was 25 ×.
Four 15 × 3 mm flat PTC elements 2 (see FIG. 3) were prepared. Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the heat-resistant adhesive 10 was used to come into contact with the ceramic pipe 15 having a quadrangular cross section and a different alumina content, and then lowered. In addition, the electrode layer 6
The electrode plate 1 and the electrode plate 1 were bonded to each other using a conductive adhesive 5.
After inserting the ceramic article 8 to be heated having a honeycomb structure into the pipe 15, as shown in FIG.
The V was electrically heated. Regarding the temperature of the insert after about 30 minutes, as shown in Table 2, it was revealed that the temperature difference was remarkably reduced when a pipe having 50% by volume or more of alumina was used.
【0018】[0018]
【表2】 [Table 2]
【0019】また、図10、図11のような形状の素子
を用いて、図12のように使用しても、同様の結果を得
ることができた。Similar results could be obtained by using an element having a shape as shown in FIGS. 10 and 11 and using it as shown in FIG.
【0020】なお、図13に示すように、多角形のパイ
プのうち、一面を切り取ったコ字形断面の金属製基体の
対向する2面に各々PTC素子を熱的に接合してもよ
い。As shown in FIG. 13, a PTC element may be thermally joined to two opposing surfaces of a metal base having a U-shaped cross section, one side of which is cut out of a polygonal pipe.
【0021】電極板1の端部は、図14に示すようにタ
ブ端子12とすることができる。また、図15に示すよ
うに、電極端子の引き出し部に穴13を設け、耐熱性樹
脂を流し込み、図16、図17のように周辺を耐熱性接
着剤10で固定することにより、タブ端子12に力が加
わっても電極板1が容易に剥がれず安定する。The end portion of the electrode plate 1 can be a tab terminal 12 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 15, a hole 13 is provided in the lead-out portion of the electrode terminal, a heat-resistant resin is poured in, and the periphery is fixed with a heat-resistant adhesive 10 as shown in FIGS. Even if a force is applied to the electrode plate 1, the electrode plate 1 is not easily peeled off and is stable.
【0022】[0022]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば下記の
効果を奏する。As described above, the present invention has the following effects.
【0023】 金属又はセラミック製パイプの内部に
被加熱物を装着するようにしているので、目詰まり等で
被加熱物を交換するときも、内部の被加熱物だけを交換
すればよく、ヒータ部はそのまま使えるので、経済的で
ある。Since the object to be heated is mounted inside the metal or ceramic pipe, even when the object to be heated is replaced due to clogging or the like, only the object to be heated inside is replaced. Is economical because it can be used as is.
【0024】 n面あるパイプ面のうちn/2面以上
に素子を接合、発熱させることで、内部の加熱物の温度
むらを小さくすることができる。By joining the element to the n / 2 surface or more of the n surfaces of the pipe surface to generate heat, it is possible to reduce the temperature unevenness of the heating object inside.
【0025】 PTC素子及び電極板を金属製パイプ
に対して電気的に絶縁することにより、漏電の恐れがな
く、安全性が高くなる。By electrically insulating the PTC element and the electrode plate with respect to the metal pipe, there is no fear of electric leakage and safety is improved.
【0026】 導電性樹脂の周囲を耐熱性樹脂で固め
ることにより、エポキシ樹脂が多用される重要な導電部
を保護することができる。By hardening the periphery of the conductive resin with a heat resistant resin, it is possible to protect an important conductive portion where an epoxy resin is frequently used.
【0027】 電極端子の引き出し部に穴を設け、耐
熱性樹脂で穴の周辺を固定することにより、充電部の安
定性を高めることができる。By forming a hole in the lead-out portion of the electrode terminal and fixing the periphery of the hole with a heat resistant resin, the stability of the charging portion can be improved.
【図1】 本発明第1実施例の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明第1実施例の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the first embodiment of the present invention.
【図3】 PTC素子の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a PTC element.
【図4】 PTC素子と金属製パイプの接合部の断面図
である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a joint portion between a PTC element and a metal pipe.
【図5】 実施例1における構造断面図である。5 is a structural cross-sectional view of Example 1. FIG.
【図6】 実施例2における構造断面図である。FIG. 6 is a structural cross-sectional view of a second embodiment.
【図7】 実施例6における構造断面図である。FIG. 7 is a structural cross-sectional view of Example 6.
【図8】 実施例6におけるPTC素子とセラミックパ
イプの接合部の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a joint portion between a PTC element and a ceramic pipe in Example 6.
【図9】 実施例4における構造断面図である。FIG. 9 is a structural cross-sectional view of Example 4.
【図10】 PTC素子の別の例を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing another example of the PTC element.
【図11】 PTC素子のまた別の例を示す斜視図であ
る。FIG. 11 is a perspective view showing still another example of the PTC element.
【図12】 図10,図11における素子を使用したと
きのヒータの斜視図である。FIG. 12 is a perspective view of a heater when the element shown in FIGS. 10 and 11 is used.
【図13】 コ字形断面の金属製基体を使用した実施例
の構造断面図である。FIG. 13 is a structural cross-sectional view of an example in which a metal base having a U-shaped cross section is used.
【図14】 タブ構造端子部の拡大斜視図である。FIG. 14 is an enlarged perspective view of a tab structure terminal portion.
【図15】 端子の引き出し部周辺の拡大斜視図であ
る。FIG. 15 is an enlarged perspective view around the lead-out portion of the terminal.
【図16】 図15において耐熱性接着剤を付着させた
後の斜視図である。16 is a perspective view after a heat-resistant adhesive is attached in FIG.
【図17】 図16のA−A線における断面図である。17 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図18】 従来のヒータの構造断面図である。FIG. 18 is a structural cross-sectional view of a conventional heater.
【図19】 従来の加熱方法を示す斜視図である。FIG. 19 is a perspective view showing a conventional heating method.
1 電極板、2 PTC素子、3 金属製パイプ、4
耐熱性樹脂(シリコン樹脂)、5 導電性接着剤、6
電極層、7 磁器ケース、8 被加熱物、9 ヒータユ
ニット、10 耐熱性接着剤、11 スイッチ、12
タブ端子、13穴、14 絶縁板、15 セラミックパ
イプ1 electrode plate, 2 PTC element, 3 metal pipe, 4
Heat resistant resin (silicone resin), 5 conductive adhesive, 6
Electrode layer, 7 Porcelain case, 8 Heated object, 9 Heater unit, 10 Heat resistant adhesive, 11 Switch, 12
Tab terminal, 13 holes, 14 insulating plate, 15 ceramic pipe
Claims (9)
n/2以上の外面に各々PTC素子が熱的に接合されて
いることを特徴とするPTCパイプヒータ。1. A PTC pipe heater, wherein PTC elements are thermally bonded to n / 2 or more outer surfaces of an n-gonal metal or ceramic pipe, respectively.
ることを特徴とする請求項1記載のPTCパイプヒー
タ。2. The PTC pipe heater according to claim 1, wherein the material of the metal pipe is stainless steel.
50容量%以上含有していることを特徴とする請求項1
記載のPTCパイプヒータ。3. The material of the ceramic pipe contains 50% by volume or more of alumina.
The PTC pipe heater described.
の少なくとも一面が電気的に絶縁されていることを特徴
とする請求項1記載のPTCパイプヒータ。4. The PTC pipe heater according to claim 1, wherein at least one surface of the PTC element and the metal pipe are electrically insulated.
極板の接合部は導電性接着剤により接合されており、そ
の周囲は耐熱性樹脂により固定されていることを特徴と
する請求項1または4記載のPTCパイプヒータ。5. The PTC element or the joining portion between the electrode layer of the PTC element and the electrode plate is joined by a conductive adhesive, and the periphery thereof is fixed by a heat resistant resin. The PTC pipe heater according to 4.
介在していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか
に記載のPTCパイプヒータ。6. The PTC pipe heater according to claim 1, wherein an elastic body is interposed between the in-pipe insert and the pipe.
るための電極板の端部はタブ構造を有している請求項1
〜6のいずれかに記載のPTCパイプヒータ。7. The end portion of the electrode plate for applying a voltage formed on the PTC element has a tab structure.
7. The PTC pipe heater according to any one of to 6.
も1個の穴を設け、この穴に耐熱性樹脂を流し込んで電
極板とPTC素子とを固定したことを特徴とする請求項
1〜7のいずれかに記載のPTCパイプヒータ。8. The electrode plate and the PTC element are fixed to each other by providing at least one hole around the terminal lead-out portion of the electrode plate and pouring a heat resistant resin into the hole. The PTC pipe heater according to any of the above.
に各々PTC素子が熱的に接合されていることを特徴と
するPTCパイプヒータ。9. A PTC pipe heater, wherein PTC elements are thermally bonded respectively to two opposing surfaces of a metal base having a U-shaped cross section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11114494A JPH07320850A (en) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | Ptc pipe heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11114494A JPH07320850A (en) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | Ptc pipe heater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07320850A true JPH07320850A (en) | 1995-12-08 |
Family
ID=14553578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11114494A Withdrawn JPH07320850A (en) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | Ptc pipe heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07320850A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021506077A (en) * | 2017-12-08 | 2021-02-18 | サンドヴィック マテリアルズ テクノロジー ドイチュラント ゲーエムベーハー | Magnetohydrodynamic flow heater with stabilizing brace |
-
1994
- 1994-05-25 JP JP11114494A patent/JPH07320850A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021506077A (en) * | 2017-12-08 | 2021-02-18 | サンドヴィック マテリアルズ テクノロジー ドイチュラント ゲーエムベーハー | Magnetohydrodynamic flow heater with stabilizing brace |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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