JPS5923428B2

JPS5923428B2 - 遠赤外線放射素子

Info

Publication number: JPS5923428B2
Application number: JP54056619A
Authority: JP
Inventors: 明夫三友
Original assignee: Hitachi Netsu Kigu KK
Current assignee: Hitachi Netsu Kigu KK
Priority date: 1979-05-09
Filing date: 1979-05-09
Publication date: 1984-06-01
Also published as: JPS55148382A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は主に３〜５０μにおける赤外線を効率良く放射
し、塗料の乾燥焼付、食品の調理や保温、暖房などに適
した遠赤外線放射素子に関する。

従来、この種の遠赤外線放射素子は（イ）ＺｒＯ２を９
０〜９８重量％とＴｉＯ２を１０〜２重量％とからなる
混合粉を金属からなる熱放射体表面に溶射法により放射
層を形成せしめてなるものや、（Ｔｊ）Ａｌ２Ｏ３、Ｓ
ｉＯ２の少なくとも一種類とＦｅ２Ｏ３、ＱＯ、ＭｎＯ
２、ＮｉＯなどの黒色セラミック添加物を少なくとも一
種類とからなる混合粉を金属からなる熱放射体表面に溶
射法により放射層を形成せしめてなるものなどが知られ
ている。しかし、に）の場合ＺｒＯ２をＣａＯで安定化
していないため、溶射した放射層がもろくかつＴｉＯ２
を含む放射層は緻密組織になるため、熱衝撃に対して弱
くクラックや剥離を起し易いこと、またＴｉＯ２は約５
５０℃以上になると転移して白色になわ３〜８μにおけ
る赤外線放射量が著しく低下するなどの欠点があつた。
（リの場合、融点の高いＡｌ２Ｏ３と融点の低い黒色添
加物との混合粉を溶射した放射層は、溶射条件によりも
ろくなつたク緻密になるため、放射層がクラックや剥離
を起し易い欠点があり、また単体のＳｉＯ２を含む放射
層はもろく黒色セラミックとの結合が弱いため粒状に剥
離する欠点があつた。本発明は、従来の欠点を鑑みてな
されたもので２０重量％以上のムライト（３Ａｌ２・２
Ｓｉ０！）と黒色セラミックとからなる混合粉を溶射
法により金属からなる熱放射体に被着した放射層を形成
することにより、約３〜５０μの遠赤外線を強力に放射
し、溶射時の作業性も良好になサ、かつ長時間使用して
も剥離やクラックを起さない長寿命の遠赤外線放射素子
を提供するものである。

以下本発明の一実施例につき図面に従い詳細に説明する
。第１図は、ステンレス、鉄、アルミニウムなどのいず
れかの材質からなる熱放射体１の内部に両端にターミナ
ル２を有するＦｅ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒなどの発熱線３を
ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３などの絶縁層４を介して挿入したい
わゆるシーズヒータにおいて、熱放射体１の外表面にム
ライトと黒色セラミックとからなる混合粉をプラズマ溶
射法により被着して放射層５を形成したものである。

放射層５の形成は、先ず熱放射体表面を４０〜１００メ
ッシュのＡｌ２Ｑ３やＳｉＣなどのグリッドによりブラ
スト処理を行い、次にＮｉ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ａｌなどの金
属粉を溶射して下地層を形成する前処理を行う。ブラス
ト前処理の目的は金属からなる熱放射体の表面に付着し
ている酸化物や汚れなどを除去するものであわ、下地層
形成の前処理は熱放射体と放射層との密着性と熱衝撃性
を向上する。放射層にムライト（３Ａ２ｌ３・２Ｓｉ（
）！井用いる理由は以下の通Ｄである。ｌ）従来、放射
層に用いる混合粉は融点の差があわすぎる為、わずかな
溶射条件の差により、放射層がぼろぼろになつたり緻密
になつてクラツクや剥離を生じたが３Ａ１２０：３・２
Ｓｉ０．の融点は１７６０℃であＶ）１４５０〜１６５
０℃の低融点を有する黒色セラミツクとの融点差が小さ
い為溶射し易くクラツクや剥離を生じない。

２）３Ａ１２０３・２Ｓｉ０２のＳｉＯ２分は単体に
混合したＳｌＯ２と異なり、溶射により被着されてもぼ
ろぼろにならず、放射層を多孔質化し、放射表面を広く
する効果と、放射層の熱衝撃を小さくする効果がある。

その結果、放射エネルギー量を増し、放射層の剥離を防
止する。３）３Ａ１，０３・２Ｓｉ０！は黒色セラミ
ツクとの結合が強く、粒状に剥離することがない。

４）３Ａ１２０３・２Ｓｉ０２粉は流動性が良いため
溶射し易く均一な厚みの放射層を形成することができる
。

５）３Ａ１２０３・２Ｓｉ０１．粉は溶射に適した一
定粒度の粉を入手し易い。

尚、ムライトには３Ａ１２０３・２Ｓｉ０！と２Ａ１２
０３・ＳｉＯ！のタイプがあるが、いずれでも良くまた
混合物でもよい。

また、３Ａ１２０３・２Ｓｉ０２を２０重量％にした理
由は以下の通りである。

３Ａ！２０３・２Ｓｉ０２を２０重量％未満にすると、
１）溶射時の流動性が低下し生産性が劣る。

２）放射層が多孔質化せず表面が平坦になるため耐熱衝
撃性が低下したり、放射エネルギー量が低下する。

黒色セラミツクとしては周期律表第４周期の〜族元素の
酸化物、炭化物、窒化物、砂鉄、フエライト等が考えら
れ、その理由は以下の通りである。

３Ａ１２へ・２Ｓｉ０２は８μ〜５０μにおける赤外線
の放射量は多いが、３〜８μにおける赤外線放射量は少
ない。

被加熱物によつては、例えば水のように３〜８μにおけ
る赤外線を効率良く吸収し加熱する物質があるため、３
〜８μの赤外線を効率良く放射させる黒色セラミツクを
放射層に添加する必要性がある。周期律表第４周期の〜
族元素のＣｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣＯ，Ｎｉなどの酸化物、
炭化物、窒化物は、３〜８μにおける赤外線放射量が多
いことから、３ＡＩ２０３・２Ｓｉ０２と混合し溶射法
により放射層を形成するものである。同様にイ砂鉄、ロ
フエライトなども３〜８μにおける赤外線放射量が多い
ことから、３Ａ１２０３・２Ｓｉ０！と混合して放射層
を形成することにより、３〜５０μにおける赤外線放射
量が大きく、優れた遠赤外線放射素子を提供できる。次
に本発明の実施例の実験結果について説明する。

実施例１ステンレス製のシーズヒータ（直径１２篤」長さ５００
詣）１００Ｖ，６００Ｗの表面をＡｌ２Ｏ３のグリッド
でブラスト処理し、Ｎｉ−Ｃｒの下地層を１００μの厚
みに溶射し、以下に示す配合の混合粉をプラズマ溶射法
で被着して１００μの放射層を形成した。

実施例２実施例１と同様なシーズヒータと前処理を行い、以下に
示す配合の混合粉をプラズマ溶射法で被着して８０μの
放射層を形成した。

実施例３実施例１と同様なシーズヒータと前処理を行い、以下に
示す配合の混合粉をプラズマ溶射法で被着して１００μ
の放射層を形成した。

３Ａ１２０３・２Ｓｉ０２８０ｗｔ％フエライト（Ｆｅ２Ｏ３，ＭｎＯ２，ｚｎＯ糸）２０〃
実施例１〜３の遠赤外線放射素子を従来のＺｒＯ！９０
重量％とＴｉＯ！１０重量％からなる放射層を有する放
射素子との放射エネルギー量を比較すると第２図のよう
になる。

第２図は赤外分光光度計を用いて放射素子から放射され
る３〜５０μの赤外線エネルギーを測定したものである
。この図において曲線６が実施例１における測定結果、
曲線７が実施例２、曲線８が実施例３における測定結果
をそれぞれ示してお勺、破線の曲線９が従来品の測定結
果を示している。その結果、従来品は３〜８μにおける
放射エネルギーが小さいが本発明の放射素子はいずれも
優れた特性を有する。また、実施例１〜３の放射素子と
従来のＺｒＯ！９０重量％とＴｉＯ２ｌＯ重量％からな
る放射素子とを定格の１２０％に１時間通電した後１時
間冷却するヒートサイクルを３０００サイクル行なつた
結果、従来品は約１０００サイクルでクラツクが発生し
、１８００サイクルで剥離が生じたのに対し、本発明品
は、放射層の剥離やクラツクの発生が全く認められず、
寿命的にも優れている。さらに、３Ａ１２０ｓ・２Ｓｉ
０２を２０重量％含む放射層は溶射時の流動性が良好で
あることから、均一な放射層を得やすく、作業性も優れ
る。以上に述べた如く、本発明によればムライトを含有
する放射層すなわちムライト（３Ａ１２０３・２Ｓｉ０
！）を２０重量％と周期律表第４周期〜族元素の酸化物
、窒化物、炭化物のうちの少なくとも１種類以上を含む
混合粉、あるいは砂鉄とフの混合粉、あるいはフエライ
トとの混合粉を溶射法により被着して放射層を形成した
ものであるため、３〜５０μに｝ける赤外線放射特性が
優れ過酷なヒートサイクルの使用においてもクラツクや
剥離もなく長寿命であり、溶射処理時の作業性向上が望
めることから生産性にも優れるなどの著しい効果があジ
、工業的価値は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である遠赤外線放射素子の一
部切欠いた断面図、第２図は本発明と従来品との放射エ
ネルギー特性を示す図である。５・・・放射層。

Claims

【特許請求の範囲】

１放射層にムライト（３Ａｌ＿２Ｏ＿３・２ＳｉＯ＿
２）を少なくとも２０重量％以上含有することを特徴と
する遠赤外線放射素子。