JPS59167986A - 管状発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般家庭電化製品、なかでも主に調理、暖房
機器の加熱源として使用される発熱体に関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点 近年、電気オーブン、電気ロースタ、電子レンジなどの
調理機器や電只ヌトープ、電気コタツなどの暖房機器は
、家庭電化製品として、広く応用され、普及率も目まぐ
るしく向上し、品質また性能も非常に安定化して来た。

これら電化製品の今後の動向として、省エネルギー化、
スピード化、簡素化などの方向に動きつつある。

従来から、電気オーブン、電気ロースタ−２電子レンジ
などの調理機器や、電気ストーブ、電気コタツなどの暖
房機器の加熱源として、いろいろなものが使用されてい
るが、主としてシーズヒータ、石英管ヒータの２つがそ
の代表的なものとして使用されている。

シーズヒータは、第１図に示すように、両端に端子棒１
を備えたコイル状の電熱線２を金属パイプ３に挿入し、
この金属パイプ３に電１“鑵マグネシア等の電気絶縁粉
末４を充填してなシ、必要に応じて金属パイプ３の両端
をガラス５や耐熱性樹脂６で封口したものであった。

一方、石英管ヒータは、第２図に示すように、両端に端
子棒１１を備えたコイル状の電熱線１２を石英管１３に
挿入し、電熱線１２と石英管１３とを碍子１４で固定し
たものであった。

上記の構造の曲に、遠赤外線放射材を金属パイプ３また
は石英管１３の全周に被膜処理したものも最近使用され
ている。

さらに、陶磁器内（；電熱線を埋め込み一体焼成したも
のや、電熱線をマイカで押えたマイカヒータなとも一部
の製品では使用されていた。

一般に、調理機器において、効率よく調理するためには
、被調理物の温度を高めるのか一番効果があると言゛わ
れでいる。

しかし、上述した従来の発熱体において、一定消費′Ｉ
Ｆ力で発熱体ｔ１′１１１度を上げるためには、パイプ
表面負荷を高めるか、または単純に消費電力を上けるか
どちらかの対策が取られるが、パイプ表面負荷を高める
場合には、電熱線のピッチ間隔や巻径、電熱線の線径な
どから設計上、限界があった。

また、消費型）Ｊを高める場合には、省エネルギーとい
う１ｎ］から見ても、まったく逆のアプローチであった
。

以上の理由により、従来の発熱体を調理機器の加熱源と
して用いた場合、魚にこげ目を速くっけたり、パンを速
く焼くなど調理時間を短縮したシ従来と同じ調理をする
のに必要な消費ミノＪを下げるということには限界があ
った。

一方、暖房機器では、発熱体から放出された熱が、いか
に効率よく被加熱体に供給されているかが非常に重要で
あると言われている１ しかし、従来の発熱体の構造では、効率が悪く反射板を
被加熱体の反対側にもうけたシ、ファンをもうけたシし
て、カバーしておシ、発熱体そのものについての対策は
あまシ行なわれていないのが実情であった。

また、前述した遠赤外線放射材の処理においても、被調
理物の温度を均一化するという効果があるものの、温度
を著しく高め、調理時間を速めた９、消費電力を下げる
ことができるという効果に対してはあ丑シ効果がなかっ
た。

このような理由によシ、従来の発熱体では、省エネルギ
ー化、スピード化＋　１７ｊｌ素化といった観点から見
た場合、あまシボ１５足できるものではなかった。

発明の目的 本発明は、かかる従来の欠点を解決し、調理２暖ルｊの
省エネルギー化、スピード化、簡素化がｉｊＪ能な管状
発熱体を提供するものである。

発明の構成 本発明は、モリブデン、タン°グヌテンなどの金属発熱
体が、灰化ケイ素、ケイ化モリブデンなどの非金属発熱
体で代表される高融点発熱体を、５ＩＪＳ３０４，５Ｕ
Ｓ３２１．ＮＣＦ２Ｐなどの金１１−パイプまたは石英
、ムライト、アルミナ、ンレレコニア等の非金属パイプ
の中央部に位ＮＥＬさせ、これらパイプの外部表面また
は上部に、断熱部をもうけたもので、断熱部は保温効果
が大きく、熱容量の小さな多孔質耐火物、耐熱無機繊維
などがらなり、無機バインダー、金属板にて、金属パイ
プ、非金属パイプの外部表面または」二部に接着または
、おさえることにょシ形成されるものである。

この断熱部をもうけることにょシ、一定消費型ツノで、
パイプ温度を高めることかできるとともに断熱部を被加
熱物に対して、反対側の位置に来るように設置すること
によシ、熱を効率よく被加熱物に与゛えることが°でき
、従来の構造の発熱体と比較して調理時間を短縮するこ
とがｉｊＪ能となり、従来の調理性能を得るだめの消費
電力を下げることができる。

また、暖房に使用する場合には、断熱部が反射板またフ
ァンの効果を果すため、これらを削除することができる
とともに、消費？［）Ｊを下けることができる。

なお、発熱体として、高融点発熱体を用いるのは、断熱
部をもうけることによシ、発熱体の温度が上昇し、従来
のニクロム線、鉄−クロム線といった電熱線では、寿命
が短くなるためである。

一方、断熱部の面積は、断熱効果および被加熱物に対し
て、効率よく熱を与えることができるようば、パイプの
円周部の猶〜％の範囲でもうけるのが理想的であるが、
必要に応じて、その面積を自由に変えてもよいものであ
る。

実施例の説明 以−１−、不発１ｖＪの実施例について、第３図〜第１
；＜ｌをみ照して説明する。

（実施例１） 金属パイプ３として、長さ４１３駄、外径８７／ＩＩｂ
。

肉厚Ｑ・４６Ｍ・のＮＣＦ２Ｐ（商品名インコロイ５ｏ
ｏ）を用い、電熱線２として、線径０．１５ＮＩＬ　（
７）タングステン線を用い、これを巻径２　ｙｎｒのコ
イル状とし、両端に端子棒１を接続した。

この金属パイプ３に士、記端子棒１を両端に接続しだ″
市Ｈ）線２を挿入し、この金属パイプ３に′、４．．気
絶縁粉気絶色粉末４電融マグネシア粉末を充填し、圧延
減径、焼鈍の各工程を経て、金属パイプ３を長さ５ｏｏ
ｗ、外径６−６１１４１１とした。

こののち、第３図ａおよびトに示すように金属バイブ３
の円周部の％に十Ｌ１当する外部表面に、Ｊ、ライトを
主成分とする半円形のセラミック成ＭＨＩを耐熱無機接
着制にて接合させ断熱層７をもうけ、第３図〜第１す管
状発熱体を完成した。第３図において、ａおよびｂは金
属パイプ３の円周方向および長さ方向の断面図で、Ｃは
完成した本発明品の断面図である。

なお、両端はガラス５および耐熱性樹脂６で月日した。

また、比較のために、電熱線２として、０．２９鼠の鉄
−クロム−アルミ線を用い、断熱層７をもうけたもの、
およびもうけなかった従来のものをそれぞれ準備した。

完成したそれぞれの管状発熱体の性能を調べるために、
第４図に示す簡易型オープンを試作した。

第４１Ａに示す簡易型オープンは、両側を耐火レンガＣ
で、後部および上部、さらに下部を鉄板ｄで囲み、その
中に管状発熱体ａをもうけ、食パン等の被調理物すが、
管状発熱体色の真下に来るように設計したものである。

この簡易型オープンの中に６枚切シの食パンを入れ、丁
度片面が焦（げはじめるまでの調理時間を測定し、第１
表に示した。

またこの実験において、被調理物すに面した金属パイプ
３の温度を熱電対により測定し、第１表に示した、 なお、消費′１Ｌ力については、４００Ｗ〜６００Ｗの
範囲で変化させた。

一方、そわそれの管状発熱体の寿命を調べるために、消
費型）Ｊを６００Ｗに調整し、２０分オン−１０分オフ
のサイクルによる通電試験を行い、その結果を同じく第
１表に示した。

以　　　下　　　余　　　白 第１表から明らかなように、従来の管状発熱体に、断熱
部をもうけたもの、および本実施例の管状発熱体では、
一定消費′市力十で食パンが焦けるのに彎する時間は、
従来品と比４佼して、２Ｑ秒〜３０秒速くなシ、調理の
スピード化に効果が見られた。

これは、金属パイプのパイプ温度から明らかなように断
熱部をもうけることによシ、約５０度近く、高くな−、
た。

１だ、同じ調理時間で食パンをか”ムくために必要な消
費電力について・比１１佼すると断熱部をもうけること
により約１００Ｗ下げることができ、省エネルギーに著
しい効果か見られた。

このように、従来品に断熱部をもうけるだけで調理につ
いて、効果が得られるが、パイプ４１□１度同碌に’ｔ
Ｊｆ熱線の線温度が上昇するため、第１表に示すように
、寿命は従来品に比較して、著しく短くなる。

しかし、高１■Ｉ点発熱体の一つであるタングステン線
を用いた本実施例品では、断熱部を有しない従来品と同
様に、寿命は長くなった。

（実施例２） 長さ３２０Ｍ、外径１３−７％、肉厚１．２Ｍ（７）石
英管１３０円周部の％にイ°目肖し、長さ方向に苅して
全体に、アルミナ・シリカを主成分とする耐熱無機繊維
を、無機パイングーにて、厚さ１１１Ｌｌ＋＋、になる
ように被覆処理し、断熱部１６をもうけた。

まだ、発熱体１２として、外径９肱、有効発熱長が２０
　Ｑ　ＴＲＩＡＬの炭化ケイ素を用いた。

断熱部１６を有する石英管１３の中火部に、上記炭化ケ
イ素からなる発熱体１２を挿入し、石英管１３と、発熱
体１２とを碍子１−４にて固定し、。

第５図に示す管状発ρ）体を完成した。

一方、比較のだめに、発熱体１２として、鉄−クロム−
アルミ線を用い、ｒｌＵｒ熱部１５をもうけだものおよ
びもうけなかった従来のものをそれぞれを６ｉｉＩした
。

これら管状発熱体を第６図に示す簡易型暖房器にてに−
［−１曲した。

第６図に示す簡易型暖房器は、金属反射板ｅの焦点位置
に、管状発熱体ａを固定し、全体を外装体ｆで保持した
ものである。

評価方法は、管状発熱体ａから１ｍ１ｉＩＩれた所にも
うけたビー力の水温か１０度上昇するのに必要な時間を
７１１１ｊ定することにより行った。

なお、管状発熱体の消費電力は６００Ｗにし、壕だ、金
属反射板ｅかある場合と、ない場合について行った。

さらに、寿命特性を計画するために、上記と同じ、６０
０Ｗのもとで、２Ｑ分オンー１０分オフのサイクルで通
電した。

とＪ′しらの結果を第２表に示した。

以　　　下　　　余　　　白 第２表から明らかなように、従来品の石英管１３に断熱
部をもうけたものは、従来品と比１佼しで＊　Ｉ’Ｊに
反射板のない場合に、著しく暖房効果が見られ、従来品
で反射板イ］９の場合とほぼ同等のη、ｆ性を示すが、
フｆ命勃性が悪いことがわかる。。

しかし、断熱部をもうけ、発熱体として、炭化ケイ素を
用いた本発明の管状発熱体では、従来品に断熱部をもう
けた場合と同様に暖房効果が得られるとともに、寿命も
非常に長くなシ、従来品の場合より長くな−た。

このように、本Ｗ施例の管状発熱体を暖房機器の加熱源
として応用することによシ、従来のイーＩ英’ｉ’：’
ヒータで必要とされた反射板を除去することがｉ１Ｊ能
となり、ヒータとしての寿命も長くなった。

なお、本発明の丈施例において、発熱体としてタングス
テンおよび炭化ケイ素を用いたが、これ以外の、モリブ
デン、珪化モリブデンなどの他の高融点発熱体を用いて
も、同様の効果が得られる。

まだ、金属パイプとして、ＮＣＦ、−２Ｐ、非金属パイ
プとして、石英管を用いたが、これ以外に５ＵＳ３０４
，５ＵＳ３２１で代表されるステンレス鋼からなる金属
パイプ、ムライト　アルミナ。

ジルコニア等のセラミックからなる非金属パイプを用い
ても、同じく同様の効果が得られた。

さらに、調理、暖房効果をいっそう高めるために、断熱
部を形成しない他のパイプ表面に遠赤外線放射材により
処理したものを月］いてもよいことがわかった。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の管状発熱体に
よれば、発熱体として高融点発熱体を使用し、さらに金
属または非金属パイプの外部表面または」二部に断熱部
をもうけることによシ、調ｒ２１．Ｈ＋暖房の省エネル
ギー化、スピード化、簡素化が１１１能となり、その実
用的効果は犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシーズヒータの断面図、第２ン［は従来
の石英管ヒータの断面図、第３図および第５図は本発明
の実施例における管状発熱体の断面図で、第３図ａは金
属パイプの円周方向の断面図、第３図すは金属パイプの
長さ方向の断面図、第３図Ｃは管状発熱体の断面図、第
４図は簡易型オーフンの斜視図、第６図は簡易型暖房器
の斜視図である。 ２・・・・・電熱線、３・・・・・金属パイプ、ア・・
・・断熱層、１２・・・・・・発熱体、１３・・・・・
・石英管、１６・・断熱部９、 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 （θ−）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　（７）ノ第４図 第５図 ５ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高融点発熱体をパイプ中央部に位置させ、このパ
   イプの外表面の少くとも一部に断熱部をもうけてなる管
   状発熱体。 １２）　　ｒｍ７ｉ点発熱体はモリブデン、タンクヌテ
   ンなどの金属発熱体もしくは、炭化ケイ素ケイ化モリブ
   デンなどの非金属発熱体のいずれかで構成してなる特許
   請求の範囲第１項記載の管状発熱体。