JPH09106883A - セラミックヒータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の加熱用のヒータは何れも脱臭機能を期
待することができないものであり、脱臭を行うには別
途、脱臭装置を設ける必要が有った。 【解決手段】 炭化珪素と金属シリコンとを混合してハ
ニカム状に成形した後、不活性ガス中で反応焼結して、
炭化珪素、窒化珪素からなるセラミックヒータ素子１１
を構成した後、セラミックヒータ素子１１の表面に貴金
属系触媒を担持し、その後、セラミックヒータ素子１１
に電極１４、１４を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は温風発生装置に用いるセ
ラミックヒータに係り、特に脱臭機能を有するセラミッ
クヒータの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の温風発生装置に用いる電気ヒータ
は次の２つに大別される。

【０００３】（１）金属系電気抵抗体を使用したもの （２）正特性セラミックヒータ素子を使用したもの 前者は、図５に示すようなシーズヒータ２１やニクロム
線等を適当な形状に成形加工したものであり、毛髪用電
気ドライヤーのヒータや図６に示す衣類乾燥機のヒータ
３１や図７に示すコンベクション型電子レンジのシーズ
ヒータ４１等に利用されている。

【０００４】また後者は、チタン酸バリウム系の正特性
セラミックヒータ素子を用いたもので、板状の同素子に
フィンをサンドイッチ状に貼り合わせたものと、同素子
をハニカム状に成形したものとがある。

【０００５】サンドイッチ状のものとしては、例えば特
公昭６１−１７３５１号公報、特開昭５９−８７７８８
号公報等に、またハニカム状のものとしては実開昭５１
−５０４２８号公報、実開昭５１−１００３４２号公
報、実開昭５２−９１５５０号等に夫々詳細な説明がさ
れている。前記正特性セラミックヒータ素子を用いたセ
ラミックヒータはいずれも通常は電気温風暖房機等に使
用されている。

【０００６】図８は従来のセラミックヒータの一例を示
すもので、セラミックヒータ５０は次のように構成され
ている。すなわち、板状に形成された正特性セラミック
ヒータ素子５１を波形状に形成したコルゲートフィン５
２を中央に入れサンドイッチした構造のアルミフィン５
２で上下から挟み固定している。アルミフィン５２は正
特性セラミックヒータ素子５１の放熱用と固定用と通電
用とを兼ねており、ファストン端子５３に電気的に接続
されている。なお、図６に示す３２はファン、３３はモ
ータで、図７に示す４２はドア、４３はボディ、４４は
食品、４５はターンテーブル、４６はファン、４７はモ
ータ、Ｃは空気の循環経路を示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、最近家庭で
利用されている従来の温風発生装置に脱臭機能を有する
ものが要望されるようになってきた。例えば、電気温風
暖房機に於ける室内の煙草等の脱臭であり、また調理機
器、特にコンベクション型電子レンジに於ける調理時の
食品から出る臭い等の脱臭である。

【０００８】しかしながら、従来の技術で述べたヒータ
に脱臭機能を持たせることは、前者（１）の場合には不
可能であり、別途脱臭機能を有するものを設けていた。
例えば図７に示す電子レンジにおいては、熱風循環経路
Ｃに、シーズヒータ４１とは別に脱臭機能を有する触媒
等（図示せず）を装置していた。また、後者（２）にお
いて、サンドイッチ状に形成したものは、もしも正特性
セラミックヒータ素子５１自体に脱臭効果があるとして
も、同素子の表面積が極めて小さいので脱臭効果が微小
となる。またフィン５２は材質がアルミであり脱臭機能
を有していない。ハニカム状に成形したものも前記に準
ずるものである。

【０００９】前記したように、従来のヒータは何れも脱
臭機能を期待することができないものであった。本発明
は上記事情に鑑みて創案されたものて、脱臭機能を有す
るセラミックヒータの製造方法を提供することを目的と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミックヒー
タは上記課題を解決するものであり、請求項１に記載の
発明は、炭化珪素と金属シリコンとを混合してハニカム
状に成形した後、不活性ガス中で焼結して、炭化珪素、
窒化珪素からなるセラミックヒータを構成するものであ
る。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、炭化珪素
と金属シリコンとを混合してハニカム状に成形した後、
不活性ガス中で焼結して、炭化珪素、窒化珪素からなる
セラミックヒータを構成した後、該セラミックヒータの
表面に貴金属系触媒を担持するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
るセラミックヒータの製造方法の一実施の形態を説明す
る。図１はセラミックヒータ素子と電極の外観斜視図
で、（Ａ）は電極と通風孔とを平行に設けた場合、
（Ｂ）は電極と通風孔とを垂直に設けた場合を示す。図
２はセラミックヒータ素子の縦断面説明図、図３は暖房
器の縦断面説明図、図４は電子レンジの横断面図てあ
る。従来技術と同―の部分は同―の符号で示している。
なお、請求項で述べた、セラミックヒータとは、本実施
の形態にて述べるセラミックヒータ素子のことである。

【００１３】セラミックヒータ１０はセラミックヒータ
素子１１、触媒１２、電極１３、電極押え１４、導線１
５からなっている。セラミックヒータ素子１１は図２に
示すように、複数個の縦リブ１１１と横リブ１１２で形
成される多角形の小さい通風孔１１３を多数有するハニ
カム構造をしており、以下にセラミックヒータ素子１１
の製造方法を説明する。すなわち、炭化珪素、金属シリ
コンを主原料とし、混合、加水、混練したものをハニカ
ム状に押し出し、成形する。そして、これを窒素（不活
性ガス）雰囲気中の炉で反応焼結させることにより、炭
化珪素、窒化珪素の複合系のセラミックヒータ素子１１
となる。このセラミックヒータ素子１１は導電性を有し
ており、多孔質である。

【００１４】触媒１２はセラミックヒータ素子１１の表
面に担持させたもので、パラジウム、白金、ロジウム等
の貴金属系物質からなっている。セラミックヒータ素子
１１の表面にガンマアルミナによるアンダーコート処理
を施し、これを前記貴金属の溶解槽に浸漬して溶解液を
付着させた後、焼付けて貴金属をセラミックヒータ素子
１１に担持せしめている。なお前記アンダーコート処理
は同素子１１の表面積を大きくして、触媒１２の担持を
よくするためのものであるが、本処理は必ずしも要する
ものではない。また、触媒１２は貴金属系のうちｌ種類
でなく、複数種類を組み合わせてもよい。

【００１５】電極１３はセラミックヒータ素子１１を挟
む上面と下面に前記通風孔１１３と平行もしくは垂直に
設けられており、耐熱性で導電性を有する銀ベーストを
塗布し、高温焼成するか、又は純アルミを溶射して形成
される。

【００１６】電極押え１４は導電性で且つ耐熱性を有す
る材料で構成されており、電極１３を上面と下面から押
さえ、これに導線１５が耐熱溶接されている。

【００１７】前記のように構成されたセラミックヒータ
１０は図示しない通風路に配置されており、図示しない
ファンによって通風孔１１３に空気を通過させるように
配置されている。

【００１８】次にセラミックヒータ１０の作用について
説明する。

【００１９】電極１３に電圧を印加すると、セラミック
ヒータ素子１１に電流が流れ、ジュール熱に相当する熱
を発生する。またファンから送風された空気は図示矢印
Ａの方向に流れ、通風孔１１３を通過する。この際、縦
リブ１１１、横リブ１１２の入口側から出口側の全面に
わたって空気がこれに接触し、セラミックヒータ素子１
１によって熱交換されて、温風となるとともに、空気に
含有されている臭いの粒子、例えば煙草臭であるアセト
アルデヒド、アンモニア、酢酸等は適宜加熱された触媒
１２と接触して酸化反応を起こし、脱臭される。

【００２０】本実施の形態において、容積９０ｌの密閉
したアクリル容器の天井に酸化錫系ガスセンサを取付
け、内部に本発明のセラミックヒータ１０とファンを配
置して通風孔１１３に向けて通風させるようにしてお
く。次に前記容器内に煙草の副流煙を約１５秒問にわた
って対流撹拌させた後、前記ガスセンサによって脱臭性
能を測定した結果、脱臭効果を確認することができた。

【００２１】本発明のセラミックヒータ１０は前記した
材質に準ずる負特性セラミックヒータ素子のみでなく、
正特性セラミックヒータ素子又は両者に準ずるセラミッ
クヒータ素子てあってもよく、さらにセラミックヒータ
素子を１本だけてなく、複数本を本実施の形態以外の多
角形の通風孔を有するハニカム形状てあってもよい。

【００２２】本発明のセラミックヒータ１０を暖房器用
ヒータとして用いた一例を図３に示す。室内に浮遊する
煙草の臭いやペット等部屋の臭いのついた空気を器具に
取付けた対流ファン２０をモータ２２により経路Ｂのよ
うに循環させ、セラミックヒータ１０に通風させること
によって暖房と脱臭の両効果をあげることができる。ま
たコンベクション型電子レンジ用ヒータとして用いる一
例を図４に示す。

【００２３】電子レンジ内の空気は、図９に示すファン
４６によってセラミックヒータ１０の通風孔１１３を通
過し、図示矢印Ｃのように器内を循環するので、調理時
の臭いや煙を室内に放出することがない。従って、従来
のように触媒を別設する必要がなく、またヒータが腐食
することがない。

【００２４】

【発明の効果】本発明のセラミックヒータの製造方法に
よれば、請求項１によれば、導電性を有する多孔質のセ
ラミックヒータを製造することができるため、従来のセ
ラミックヒータに比べて、その表面積が大きくなって臭
気に接触する面積が大きくなるため、セラミックヒータ
自体による脱臭効果が期待できる。

【００２５】また、請求項２によれば、導電性を有して
おり多孔質のセラミックヒータの表面に貴金属系触媒を
担持するため、貴金属系触媒を担持する表面積を広くと
ることができるので脱臭効率がよくなり、従来のように
温風付加装置を必要とせずに、十分な脱臭効果をあげる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセラミックヒータ素子とその電極
に関し、（Ａ）は電極と通風孔とを平行に設ける斜視
図、（Ｂ）は電極と通風孔とを垂直に設ける斜視図であ
る。

【図２】図１のセラミックヒータ素子の縦断面図であ
る。

【図３】図１のセラミックヒータ素子を用いた暖房器の
縦断面図である。

【図４】図１のセラミックヒータ素子を用いた電子レン
ジの横断面図である。

【図５】従来のシーズヒータの外観斜視図である。

【図６】従来の衣類乾燥機の正面断面図である。

【図７】従来の電子レンジの横断面図である。

【図８】従来のセラミックヒータの（Ａ）は断面図、
（Ｂ）は平面図である。

【図９】図７のファンの要部斜視図である。

【符号の説明】

１０ セラミックヒータ １１ セラミックヒータ素子 １１１ 縦リブ １１２ 横リブ １１３ 通風孔 １２ 触媒

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【手続補正書】

【提出日】平成８年１０月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミックヒー
タは上記課題を解決するものであり、請求項ｌに記載の
発明は、炭化珪素と金属シリコンとを混合してハニカム
状に成形した後、窒素中で焼結して、炭化珪素、窒化珪
素からなるセラミックヒータを構成するものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、炭化珪素
と金属シリコンとを混合してハニカム状に成形した後、
窒素中で焼結して、炭化珪素、窒化珪素からなるセラミ
ックヒータを構成した後、該セラミックヒータの表面に
貴金属系触媒を担持するものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】セラミックヒータ１０はセラミックヒータ
素子１１、触媒１２、電極１３、電極押え１４、導線１
５からなっている。セラミックヒータ素子１１は図２に
示すように、複数個の縦リブ１１１と横リブ１１２で形
成される多角形の小さい通風孔１１３を多数有するハニ
カム構造を備えている。以下、前記セラミックヒータ素
子１１の製造方法を説明する。すなわち、炭化珪素、金
属シリコンを主原料とし、混合、加水、混練したものを
ハニカム状に押し出し、成形する。そして、これを窒素
雰囲気中の炉で反応焼結させることにより、炭化珪素、
窒化珪素の複合系のセラミックヒータ素子１１となる。
このセラミックヒータ素子１１は導電性を有しており、
多孔質である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭化珪素と金属シリコンとを混合してハ
   ニカム状に成形した後、不活性ガス中で焼結して、炭化
   珪素、窒化珪素からなるセラミックヒータを構成するこ
   とを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
2. 【請求項２】 炭化珪素と金属シリコンとを混合してハ
   ニカム状に成形した後、不活性ガス中で焼結して、炭化
   珪素、窒化珪素からなるセラミックヒータを構成した
   後、該セラミックヒータの表面に貴金属系触媒を担持す
   ることを特徴とするセラミックヒータの製造方法。