JPS5839039Y2 - 面状遠赤外線ヒ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、フィルム、塗膜等の種々の有機物を広い面積
にわたって加熱処理するのに用いられる面状遠赤外線ヒ
ータに関するものである。

有機物は一般に３〜２０μの範囲の赤外線吸収スペクト
ルをもっている。

金属表面の赤外線輻射率はこの範囲のスペクトルでは波
長と共に急激に低くなる。

遠赤外線ヒータはこのような吸収スペクトルで大きな放
射エネルギーを輻射するので有機物の加熱処理に用いら
れている。

この種の遠赤外線ヒータは公知であり、一般に電熱線の
この電熱線を埋設した無機絶縁体とそのまわりに被ぶせ
られた赤外線輻射率の高い材料から戊るシースとを備え
ている。

しかし、このような棒状ヒータは放射面積が少ないので
特殊な反射板を使用する必要があり、またこのような反
射板を用いても被加熱体に加熱むらを生じ適当ではなか
った。

また最近遠赤外線ヒータの原理を用いた面状遠赤外線ヒ
ータが提案されている。

この面状ヒータは、第５図Ａに示すように、一方の面に
酸化処理、金属酸化物等の塗着処理の如き表面処理によ
って粗面を形成したり表面に黒色被膜を形成する等の表
面処理によって黒色面を形成した赤外線放射面１ａを有
する遠赤外線放射金属板１と、この金属板の他方の面に
蛇行させた金属シース付ヒータ本体２と、このヒータ本
体を埋込むように設けられた断熱材３及びカバー４とか
ら或っている。

しかし、このような面状ヒータでは第５図Ｂに示すよう
に、ヒータ本体２の隣合う部分の間では金属板１の熱伝
導率にのみ依存するため表面に温度むらが生じ、このた
め面状の被加熱体に加熱むらが生じ、また金属板１の放
射面１ａの赤外線放射物質の剥離が生ずる。

この温度むらは、放射面１ａの赤外線放射率が大きく、
金属板１の熱伝導率及び板厚が小さく、ヒータ本体２の
ピッチが大きく、また加熱温度が高い程顕著となる。

従って例えば金属板１として耐熱性の高いステンレス鋼
、ニッケル鋼を用いることができないので高温面状ヒー
タを作ることができなかった。

本考案の目的は、このような温度むらの生ずることがな
く均一な温度分布を有する面状遠赤外線ヒータを提供す
ることにある。

本考案の実施例を図面を参照して詳細に説明すると、第
１図及び第２図Ａは本考案の面状遠赤外線ヒータ１０を
示し、このヒータは両面に輻射率を高める表面処理を行
って形成した遠赤外線放射面１２ ａ 、１２ ｂを有
する金属板１２と、この金属板の一方の遠赤外線放射面
１２ ｂに蛇行して設けられた金属シース付ヒータ本体
１４と、この金属シース付ヒータ本体１４を覆うように
設けられた反射板１６とから戒っている。

図示のように、ヒータ本体１４は金属板１２と反射板１
６とに接触してサンドイッチ状に挾まれている。

金属板１２は、ヒータの使用温度により選択された適当
な材料から成り、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム
、銅、鉄又はそれらの合金から形成される。

遠赤外線放射面１２ａ、１２ｂは金属板表面をＯ０数〜
数μの粗度に粗面加工し、次いでＯ０数〜数μの厚さの
酸化被膜を形成するように酸化処理して形成される。

もちろん、この放射面は粗面加工の後金属酸化物の塗着
によって形成してもよい。

このようにすると、３〜２０μのスペクトルで金属板１
２の放射面１２ａ、１２ｂから高い輻射率で赤外線エネ
ルギーを放射することができる。

金属シース付ヒータ本体１４は、第３図に示すように、
ニクロム線、カンタル、インコネルの如き材料を直線状
又は螺旋状に成形して作られた発熱体１８とこの発熱体
を埋設した酸化マグネシウムの如き耐熱性無機絶縁体２
０とこの無機絶縁体２０のまわりに被ぶせられた赤外線
輻射率の高い材料から戊る金属シース２２とを備えてい
る。

金属シース２２は銅、ステンレス鋼、ニッケル合金の如
き金属材料から戒っている。

この金属シー又は無機絶縁体２０を気密に密封してヒー
タ本体１４に防湿性と防爆性とを付与している。

尚、ヒータ本体１４の端部は、第１図に示すように、ジ
ヨイント部２４を介して耐熱性外部リード線２６に接続
されている。

反射板１６は、後にのべるように、ヒータ本体１４によ
って金属板１２を均一に加熱すると共に既にのべたよう
にヒータ本体１４を金属板１２と共に挾んで保持するた
めのものであり、この反射板は金属板１２に貼着、溶着
等によって固着される。

この反射板は磨ステンレス鋼の如き表面放射率の小さい
耐熱金属から戒っている。

この外表面には断熱材２８及びカバー３０が被ぶせられ
る。

上記のように金属板１２の両面に遠赤外線輻射率を高め
る表面処理がしであると、金属板１２の表面から均一な
温度分布で熱が輻射される。

即ち、このようにすると、第４図に示すように、金属板
１２はヒータ本体１４から直接伝熱されると共にｆ。

ｆ′で示すように反射板１６から反射されたエネルギー
によっても加熱されるので、矢印Ｂの部分の温度が矢印
Ａ、Ｃの部分の温度より大きく低下することはなく、従
って金属板１２の温度分布が第２図Ｂに示すように均一
になる。

特にこの温度分布の均一化は金属板１２の放射面１２ａ
、１２ｂの熱放射率を大きくシ、反射板１６の熱放射率
を小さくすることにより一層顕著になる。

これは第５図に示す従来技術の構造ではヒータ本体間の
金属板の熱が金属板の熱伝導のみによっていたのと著し
く異なる。

一例として、最大６００℃の面状遠赤外線ヒータを以下
のようにして製作した。

金属板１２として０．８ｍｍの板厚のステンレス鋼ＳＵ
Ｓ ３０４を用い、その片面又は両面を粗面加工して表
面積を増した後、両面をＯ９数〜数μの酸化被膜を形成
して３〜２０μの平均赤外線輻射率が０．８以上である
赤外線放射面１２ ａ 、１２ ｂを形成した。

ヒータ本体１４は外径約４ｍｍのニクロム線を酸化マグ
ネシウムに埋設しステンレス鋼をシースとして被ぶせて
形成した、反射板１６はＱ、４ｍｍの板厚の磨きステン
レス鋼ＳＵＳ ３０４を用い、断熱材２８は４０ｍｍ厚
の炭酸カルシウムを用い、カバー３０はアルミニウム塗
装鋼を用いた。

これらの部品をヒータ本体１４のピッチが５Ｑｍｍとな
るようにして第１図及び゛第２図に示すように組立てた
。

このヒータに通電し６００℃まで加熱し、温度分布を赤
外線温度計で測定した結果中心部での温度むらは±１０
℃以下であり、またこのヒータで０．２ｍｍ厚のポリエ
チレンフィルムを加熱した結果均一に溶けた。

本考案によれば、上記のように、ヒータ本体からの直接
伝熱と反射板からの反射とによって高い熱効率で金属板
の全表面からむらなく赤外線エネルギーを放射すること
ができ、従って特に耐熱性は良好であるが熱伝導性の悪
いステンレス鋼又はニッケル鋼を金属板として用いるこ
とができるので均一加熱用高温遠赤外線ヒータを提供す
ることができ、また局部的な異常過熱を起すことがない
のでヒータ本体の断線、金属板の赤外線放射面の剥離等
を生ずることがない。

更にヒータ本体は金属シース付ヒータ本体であるので防
湿性と防爆性とにすぐれている実益がある。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図Ａはそれぞれ本考案に係る面状遠赤外
線ヒータの平面図及び第１図のＡ−Ａ線拡大断面図、第
２図Ｂは第２図Ａのヒータの温度分布を示す線図、第３
図は金属シース付ヒータ本体の一部の斜視図、第４図は
本考案のヒータの熱放射を説明するための図、第５図Ａ
、Ｂは従来の面状遠赤外線ヒータの断面図及びその温度
分布図である。 １０・・・・・・面状遠赤外線ヒータ、１２・・・・・
・金属板、１２ａ、１２ｂ・・・・・・赤外線放射面、
１４・・・・・・金属シース付ヒータ本体、１６・・・
・・・反射板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 両面に輻射率を高める表面処理を行って形成した赤外線
   放射面を有する金属板と、前記金属板の一方の赤外線放
   射面に蛇行して設けられた金属シース付ヒータ本体と、
   前記金属板と共に前記金属シース付ヒータ本体をサンド
   イッチ状に挾むようにこのヒータ本体を覆って設けられ
   た反射板とから成る面状遠赤外線ヒータ。