JPS59191282A - 遠赤外線ヒ−タ - 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、暖房器、調理器、乾燥機器などの熱源として
使用されるもので、遠赤外線を効率的に放射する遠赤外
線ヒータに関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、遠赤外線を放射する遠赤外線ヒータとし宅は赤外
線ランプ、セラミックス中に発熱線を埋込み焼成したも
の、シーズヒータの表面に遠赤外放射層を形成したもの
などがあったが、放射特性。

機械的強度、寿命などの観点からシーズヒータ表面に遠
赤外放射層を形成したものが多く製造されていた。

一般に７−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に電融マグネシア等の電気絶縁粉
末４を充填し、必要に応じて金属パイプ３０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、遠赤外線ヒータとしては、第２図に示すようにシ
ーズヒータの表面に遠赤外線放射層７を形成したものが
あった。そして遠赤外線放射層７としては、ジルコンを
６０係以上とし、これにＦｅ２Ｏ３、Ｃｏｏ　、　Ｎｉ
Ｏ、Ｃｒ２Ｏ，、ＭｎＯ２などの酸化物および粘土を加
えたものからなる混合物を焼成したもの、あるいは、元
素周期律表第２族の元素と第３族の元素との複合化合物
、および珪酸ジルコニウムの群から選ばれた複合酸化物
を３０重量係以上含有したものなどがあった。

しかし、ジルコンを主体とした前者のものは、一種の磁
器であるため機械的に弱く、５００℃以上の冷熱サイク
ルにおいてクラックが生じ寿命の点で好ましくなく、８
μｍ以下の波長領域における放射率が小さくなる問題が
あった。

まだ、複合酸化物を含有させた後者のものは、金属との
熱膨張率の差が大きく、冷熱サイクルにより剥離やクラ
ックが生じ寿命の点から好ましくない問題があった。

発明の 本発明はかかる従来の問題点を解決し、遠赤外線領域で
の放射率が大きく、８００°Ｃまでの高温領域で使用し
ても熱的に安定で、金属との密着性に優れ、冷熱サイク
ルにも充分に耐えられる遠赤外線ヒータを提供しようと
するものである。

発明の構成 本発明は遠赤外線放射物質として、金属ニッケル粉末を
８００°Ｃ以上の温度ではい焼したのち、１０μ〜４４
μの大きさに粉砕した酸化ニッケル粉末を用い、この酸
化ニッケル粉末を鉄基合金からなる金属パイプの表面に
被覆処理したものであり、酸化ニッケルは遠赤外線の放
射率が大きく、熱膨張係数も金属に近くて大きく、さら
に、酸化ニッケルが被覆処理する鉄基合金の金属パイプ
は、従来からシーズヒータの金属パイプとして用いられ
ている５ＵＳ３２１．５ＵＳ３０４などで代表されるス
テンレス鋼に比較して高温酸化にすぐれているので、ｓ
　ｏ　ｏ　’Ｃの高温で使用しても酸化ニッケルからな
る遠赤外線放射層の剥離は生ぜず遠赤外線放射率に優れ
プこヒータを得ることができるものである。

実施例の説明 以下本発明の実施例について説明する。

使用する酸化ニッケル粉末は一般的には、金属ニッケル
粉末をばい焼する方法、またはニッケル塩をはい焼する
方法の２つの方法により得られるが、ニッケル塩をばい
焼することによシ得られる酸化ニッケル粉末は高価であ
ると共に、粒径が非常に細かく後述する被覆処理の代表
的な方法である溶射法には、粉末の流動性が非常に悪い
ため不向きである。

しかし、金属ニッケルをはい焼することにより得られた
酸化ニッケル粉末は、粒径が比較的大きくて流動性もよ
いが、ｓｏｏ’ｃ以下の温度でばい焼された酸化ニッケ
ル粉末を遠赤外線放射物質として、シーズヒータの金属
パイプの表面に被覆処理し、８００°Ｃ付近の高温で使
用すると、色が黒色から緑色に変色する慣れがあるもの
である。

しかし、ＳＯＯ℃以上の温度ではい焼したものは、上記
変色の現象は見られず緑色または黒縁色のままで安定で
あるので、酸化ニッケル粉末としては、金属ニッケル粉
末をＳＯＯ℃以上の高温でばい焼し、１０μ〜４４μの
大きさに粉砕したものが好ましいものである。

なお、酸化ニッケル粉末の被覆処理方法としては、塗装
方法、溶射方法などいずれの方法でもよいが、特に溶射
方法が最適である。

いま金属パイプ３として、長さ４１３７１１兇＋外径８
ｍｍ’、肉厚０．４６ｍｍの５ｔ）Ｓ４１３，５ＵＳ３
２１のステンレス鋼、およびＮｃＦｓｏｏ（ＪＩＳＧ４
９０２　、商品名インコロイ８０Ｑ）の鉄基合金をそれ
ぞれ用いる。・ 電熱線２として、線径０，２９ｍｍのニクロム線第一種
を用い、これを巻径２ｍｍのコイル状とし、両端に端子
棒１を接続して用いた。

それぞれの金属バイブ３上に上記端子棒１を両端に接続
した電熱線２を挿入し、金属パイプ３に電気絶縁粉末４
として、電融マクネシア粉末を充填し、圧延減径、焼鈍
の各工程を経て、金属、Ｈイブ３を長さ５００ｍｍ、外
径６．６　ｍｍとする。

こののち、それぞれの金属パイプの表面を、コランダム
（＃６０）の研削剤でブラスト処理し、表に示す各種酸
化ニッケル粉末をプラズマ溶射法により直接、金属パイ
プ表面に被覆処理して遠赤外線放射層７を形成し、試料
番号２〜１２の遠赤外線ヒータ（構成は第２図に示す）
を完成した。

一方、比較のために、酸化ニッケル粉末を溶射１〜ない
従来のシーズヒータも同様に完成し、試１−・［番号１
とした。

以上のようにして・完成した試料番号１〜１２の遠赤外
線ヒータを１００Ｖ−４ｏｏＷの条件で２０分オン−１
ｏ分オフのす・イクルにで通電し、（パイプ温度は約８
００°Ｃ）、遠赤外線放射層７の剥離テストおよび変色
度合について評価し、結果は表に示した通りである。剥
離にづいては、１００ザイクル、５００ザイクル、１０
００サイクル後についてｆｊ）・りし７、変色は１００
サイクル後についでチェ、・りした。

甘だ、試料番号１および５（′こついてパイプ人面温度
を７５０°Ｃに設定した時の各波長における放射率を測
定した結果は第３図に示す通りである。

なお、表においで、剥離テストの欄の０印は剥離が生じ
てないことを、Ｘ印は剥離が生じたことをそれぞれ示し
、寸た、変色の欄の０印は変色が生じなかつたことを、
×印ｄ変色が生じたことをそれぞれ示すものである。

才だ、第３図において、ａ（は試料番号１、ｂは試料番
号５の測定結果を示すものである。

表より明らかな北うに、金属パイプにＮ（、Ｆ２Ｏ３を
用い、酸化ニッケル粉末として１０μ〜４４μの粒径の
ものを用いた試料番号２，３，５゜７．８は、１０００
ザイクル捷で剥離は生じなかったか、酸化ニッケル粉末
のはい炉温度が８００°Ｃ以下の試料番号２および３に
おいては、剥離は生じないが、遠赤外線放射層の著しい
変色か見られた１゜ 一方８０ｏ’Ｃ以上で処理した試料番号５，７および９
は剥離が生じなく、変色も見られなかった。

さらにニッケル粉末を８００″Ｃではい焼し７、酸化ニ
ッケル粉末の粒度がｊ　０４〜４４μの範囲外の試料番
号４および６は、溶射かう甘くできなかったものである
。

なお、Ｎ　ＣＦ　８００以外の金属パイプを用いた試料
番号９，１０．１１および１２では、ｓｏ。

°Ｃ以上の温度でばい焼した酸化ニッケル粉末を用いて
も、５ＵＳ３０４では１Ｑ○サイクル以内で、またＳＵ
Ｓ、３２１では、５００ザイクル以内で遠赤外線放射層
の剥離が生じ、実使用に而ｊえないものであった。。

また、第３図から明らかなように、試料番郵６で代表さ
れる遠赤外線ヒータは、従来のシーズヒータである試料
番号１と比較して、各波長において高い放射率を示すこ
とかわかる１、 以上の説明から明らかなように、金属ニッケル粉末を８
００°Ｃ以上の温度ではい焼した１０μ〜４４μの酸化
ニッケル粉末をＮ　ＣＦ　８００の金属パーイブに溶射
した遠赤外線ヒータ１は、従来の／−ズヒータに比較し
て遠赤外線の放射率が大さく、８００°Ｃの高温で使用
しても、剥離、変色の〒いものである。

発明の効果 以上のように本発明は・、金Ｍパイプとして鉄基合金の
金属パイプの表面を、金属ニッケル粉末を８００℃以上
の温度でばい焼し、１０μ〜４４μの大きさに粉砕して
得た酸化ニッケル粉床を用いて被覆処理することにより
、遠赤外線領域の放射率が大きく、８０ｏ′Ｃまでの高
温領域で使用しても、熱的に安定で冷熱サイクルにも充
分に耐え、遠赤外線放射層の剥離しない遠赤外線ヒータ
を提供することができその実用的価値は大なるものであ
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図は本発明
の一実施例におけるシーズヒータの断面図、第３図は同
シーズヒータの放射特性線図である。 ２・・・・・電熱線、３・・・・・・金属パイプ、４・
・・・・電気絶縁粉末、了・・・・・・遠赤外線放射層
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属ニッケル粉末を８００°Ｃ以上の温度ではい
   焼して粉砕した酸化ニッケル粉末により被覆した鉄基合
   金からなる金属パイプに、コイル状の電熱線を挿入し、
   この金属パイプと電熱線との間にマグネシア粉末を充填
   してなる遠赤外線ヒータ。
2. （２）酸化ニッケル粉末は、１０μ〜４４μの粒度から
   なる特許請求の範囲第１項記載の遠赤外線ヒータ。