JPS5826794B2 - 遠赤外線放射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗料の乾燥焼付、食品の加熱保温、暖房々どに
適した遠赤外線放射装置に関する。

一般に遠赤外線放射装置は次の性質が要求される。

１）強力な遠赤外線を放射するためには、３〜５０μの
波長領域に嘔いて放射物質の放射率が１に近いこと。

２）加熱時の速熱性が優れ、５００〜７００℃にかいて
放射物質が熱的に安定であること。

３）金属から成る熱放射体と放射物質の密着性が大きく
冷熱サイクルの使用にかいて剥離やクラックを生じない
こと。

４）機械的な衝撃に対して強いこと。

一方、従来の遠赤外線放射装置にはジルコン（ＺｒＯ２
，５ｉ０２）を主成分とし、これにＦｅ２０３ｙ Ｃｏ
０ｙ Ｎ１ｏｔ Ｃｒ２０３ｔ ＭｎＯなどの酸化物お
よび粘度を加えたものからなる混合物を焼成してなるい
わゆる埋込ヒータや周期律表の第２、第３周期に属する
少なくとも１種類以上の酸化物と第４、第５周期に属す
る少なくとも１種類以上の酸化物との混合物を溶射法に
より形成したいわゆる溶射ヒータがある。

しかし、上記Ｚｒ０２ｓ ５１０２を主体とした埋込ヒ
ータは一種の磁器であるため、機械的に弱く、通電した
際の速熱性に劣る他、長尺物の製作が不可能であるとと
もに５００℃以上の冷熱使用でクラックが生じ寿命の点
で好ましくなく、シかも１０μ以上の波長にかける放射
率が小さくなる欠点があった。

また、周期律表の第２、第３周期と第４、第５周期に属
する酸化物から成る混合物を溶射ライニングする溶射ヒ
ータは５００〜７００℃で７μ以上の放射率が大きい反
面、３〜７μに釦ける放射率が小さくかつ混合物の溶射
であることからライニング層が不均一となり、さらに金
属から女る熱放射体との熱膨張率差が大きいため、冷熱
使用により剥離やクラックが生じ寿命の点から好ましく
なかった。

本発明は上述のような欠点を考慮してなされたもので、
Ｆｅ２Ｏ３を主成分とし、ＺｎＯ，ＭｇＯ。

ＭｎＯｓ Ｎ１ＣＬ Ｌｉ２Ｏなどを副成分とするスピ
ネル構造を有するフェライトを熱放射体表面に溶射ライ
ニングすることにより、３〜５０μにおいて放射率が大
きく遠赤外線を強力に放射し、速熱性に優れ、５００〜
７００℃にかいて熱的に安定で熱放射体との密着性が良
好で冷熱使用にも十分耐え、しかも機械的な衝撃に対し
て強い遠赤外線放射装置を提供しようとするものである
。

以下本発明の一実施例につき図面とともに説明する。

すｉわち、金属からなる熱放射体例えば図１に示す鉄や
ステンレスｉどのパイプの熱放射体１の中に両端に電極
ターミナル２を有すなら線状発熱体３を押通し、Ｍｇｏ
などの耐熱絶縁性充填材４を充填し両端を気密材５でシ
ールした構造を有する発熱体である。

いわゆるシーズヒータに耘いて、熱放射体１の表面にフ
ェライト粉末を溶射法例えばプラズマ溶射やフレーム溶
射により放射層をライニングせしめるものである。

フェライトは従来のフェライトの製造法と同様でＦｅ２
Ｑ３Ｍｎｏ−ｚｎＯ−ＮｉＯ−ＣｕＯ−ＭｇＯ−Ｌｉ２
０などを１１００〜１８００℃で焼結し粉砕して６０〜
１５０メツシユに造粒する。

放射層を形成する熱放射体表面はアルミナや炭化ケイ素
などにより、プラスト処理を行なった後、熱放射体とフ
ェライトの放射層との密着性向上を目的として、Ｎｉ−
Ｃｒ ＊ Ｎｉ −Ａｌ ｔ Ｎｉ Ｃｒ −ＡＩ
など粉末を溶射法により３０〜１００μのアンダーコ
ートを称する下地処理を行うことが好ましい。

フェライトの組成の一実施例を表１に示す。

各フェライトは線膨張が１１〜１３Ｘ１０−６１／’Ｃ
であることから熱放射体が鉄やステンレスでも線膨張差
により剥離の心配がなく、また熱伝導率が良好□ため、
放射層が厚くても断熱効果がなく、優れた放射特性を示
す。

またフェライトはスピネル構造を有していることから、
溶射時に各成分が均一に溶融飛散し、皮膜が高放射率の
安定な成分になり、冷熱使用においても放射層のクラッ
クや剥離が発生しにくく、耐久寿命が優れるものである
。

表１に示すフェライトをシーズヒータ（長す５００ｒａ
ａ、直径１２ｍ、 １００ Ｖ、６００Ｗ ）パイプ面
に５０〜１５０μの厚さに溶射ライニングし、通電して
その放射特性を調べた。

放射特性は赤外分光々変針により２．５〜５０μにかけ
る比放射エネルギーを測定したもので、従来例のＺｒＯ
２・５ｉ０２を主成分とした埋込ヒータと比較し図２に
示す。

従来例に比較し２．５〜８μ釦よび２０〜５０μにむい
て本発明のフェライトを溶射したヒータの比放射エネル
ギーが特に優れてふ・す、水分の乾燥や塗料の乾燥焼付
に適している。

すなわち、水分や有機の塗料（エポキシ）は図３や図４
に示すように固有の赤外線を吸収することから、その吸
収帯の波長の赤外線を照射してやれば、効率よくエネル
ギーを吸収して乾燥焼付の時間が短くてすむ。

こうした原理に基すけば２．５〜５０μにおいて比放射
エネルギー量の多い放射体があらゆる物質の加熱乾燥に
適しているわけであり、放射率でいえば、１に近いこと
が望ましい。

本発明と従来例の放射率を２．５〜５０μの平均放射率
として、比放射エネルギーより計算すると表２になり、
その結果からも本発明品は遠赤外線放射装置として適し
ているといえる。

本発明のスピネル構造を有するフェライトを溶射法によ
り放射層をライニングせしめることにより、放射率も大
きく強力な遠赤外線を放射する。

従来例：ＺｎＯ２・５ｉ０２主戒分の埋込ヒータまた、
冷熱使用条件を考慮して、使用時の温度である５５０〜
６００℃と室温との冷熱試験を行なった結果、１０００
サイクル以上行なっても剥離やクラックの発生は見られ
ず寿命的にも問題ないことが判明した。

さらに機械的衝撃にむいても金属やセラミック類を混合
したタイプのものに比較し、スピネル構造を有したセラ
ミック彦ため、構造的にも強い。

放射層中のフェライトを３０重量φ以上と限定した理由
は次の通りである。

フェライトを３０重量φ未満と他のセラミック例えばＺ
ｒＯ２との混合物の溶射層は放射率が低下する他、スピ
ネル構造が少々くなるため機械的強度が低下し、線膨張
率が小さくＺることにより冷熱サイクルによる剥離々ど
の問題が生じる。

以上のように、遠赤外線放射装置として具備すべき放射
特性、速熱性、冷熱特性、寿命、機械的強度などに優れ
、従来の遠赤外線放射装置の欠点を大幅に改善した放射
装置を提供できる特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシーズヒータパイプ表
面にフェライトの放射物質をライニングした放射装置の
一部切断面図、第２図は本発明と従来例の比放射エネル
ギー特性、第３図は水の吸収スペクトル図、第４図はエ
ポキシ塗料の吸収スペクトル図を示す。 １・・・熱放射体、６・・・放射層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱放射体１表面に放射層６としてＦｅ２Ｏ３を主成
   分としてＺｎ０ｓ Ｍｎ（Ｌ ＭｇＯなどを副成分とす
   るスピネル構造を有するフェライトのセラミックを少な
   くとも３０重量多以上含有していることを特徴とする遠
   赤外線放射装置。