JPS6060990A - 遠赤外線放射発熱体 - Google Patents
遠赤外線放射発熱体Info
- Publication number
- JPS6060990A JPS6060990A JP58170226A JP17022683A JPS6060990A JP S6060990 A JPS6060990 A JP S6060990A JP 58170226 A JP58170226 A JP 58170226A JP 17022683 A JP17022683 A JP 17022683A JP S6060990 A JPS6060990 A JP S6060990A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- far
- infrared
- ceramic
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Resistance Heating (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
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、暖房用あるいは乾燥用の熱源として用いる遠
赤外線放射発熱体に凹するものである。
赤外線放射発熱体に凹するものである。
従来公知のこの種発熱体としては特公昭５５−３３５９
５号公報に記載されたものがある。
５号公報に記載されたものがある。
これは、金属シース型発熱体の表面に、遠赤外線の放射
率の良好な物質、例えばＴ ｉ ０２、ＺｒＯ２、Ａｊ
２２０３などのセラミックを付着さ（た構造となってい
る。
率の良好な物質、例えばＴ ｉ ０２、ＺｒＯ２、Ａｊ
２２０３などのセラミックを付着さ（た構造となってい
る。
しかしながら、この従来例では、上記発熱体と上記セラ
ミックとの熱膨張率の差が大きく、従って加熱、冷却の
繰り返しによって、発熱体表面のセラミンク層が剥Ｓ「
するという問題がある。
ミックとの熱膨張率の差が大きく、従って加熱、冷却の
繰り返しによって、発熱体表面のセラミンク層が剥Ｓ「
するという問題がある。
本発明は上記のセラミック層の剥離を防いで耐久性の良
い遠赤外線放射発熱体を得ることを目的とするものであ
る。
い遠赤外線放射発熱体を得ることを目的とするものであ
る。
木兄明番１′、上記従来例の金属シース型発熱体に代え
て導電性セラミックを主成分とするセラミック発熱体を
用い、かつ該発熱体の表面に設けた遠赤外線放射型セラ
ミックの厚みを１０μｍ〜１鮪としたものである。
て導電性セラミックを主成分とするセラミック発熱体を
用い、かつ該発熱体の表面に設けた遠赤外線放射型セラ
ミックの厚みを１０μｍ〜１鮪としたものである。
本発明において、セラミック発熱体に用いる導電性セラ
ミックはＴ ｉＣ−、Ｔ ｉＮ ％ Ｓ ｔ Ｃ％ Ｍ
。
ミックはＴ ｉＣ−、Ｔ ｉＮ ％ Ｓ ｔ Ｃ％ Ｍ
。
Ｓｉ２、Ｌ ａ Ｃｒ ２０４などがあり、これら導電
性セラミックに耐熱性、耐熱衝撃性を向上させるため、
あるいは比抵抗を調整するためＡｌ２Ｏ２等の絶縁セラ
ミックを混合してもよい。
性セラミックに耐熱性、耐熱衝撃性を向上させるため、
あるいは比抵抗を調整するためＡｌ２Ｏ２等の絶縁セラ
ミックを混合してもよい。
一方、上記遠赤外線放射層セラミックは、Ａｌ２Ｏ２、
ＴｉＯ２、Ｚｒ、０２．３ｉ０２など、あるいはコージ
ェライトのような複合酸化物、もしくはこれらの混合物
がある。
ＴｉＯ２、Ｚｒ、０２．３ｉ０２など、あるいはコージ
ェライトのような複合酸化物、もしくはこれらの混合物
がある。
本ｆａｌＪ１１の一例としてセラミック発熱体をＴｉＣ
Ａ ｌ ２０３で構成した場合、その熱膨張係数は８ｘ
ｌＯ−６ｃｍ−’であり、遠赤外線放射型セラミックを
ＴｉＯ２で構成した場合のその熱膨張係数は７ｘｌＯ−
６（Ｊｌｌ ’であって、両者の熱膨張係数は極めて近
似している。
Ａ ｌ ２０３で構成した場合、その熱膨張係数は８ｘ
ｌＯ−６ｃｍ−’であり、遠赤外線放射型セラミックを
ＴｉＯ２で構成した場合のその熱膨張係数は７ｘｌＯ−
６（Ｊｌｌ ’であって、両者の熱膨張係数は極めて近
似している。
従って、この遠赤外線放射型セラミックがセラミック発
熱体より剥離することはほとんどない。
熱体より剥離することはほとんどない。
従来のごとき構造のものにおいて、金属シース型発熱体
の金属シースを商品名インコネル６００にした場合、そ
の熱膨張係数は１７Ｘ１０ ’ｃｍ−１であり、この表
面に遠赤外線放射型セラミックとしてＴｉＣ２（熱膨張
係数７Ｘ１０−６ｃｍ ’）を溶射すれば、両者の熱膨
張係数の差は非常に大きく、ＴｉＯ２の剥離は明白であ
る。
の金属シースを商品名インコネル６００にした場合、そ
の熱膨張係数は１７Ｘ１０ ’ｃｍ−１であり、この表
面に遠赤外線放射型セラミックとしてＴｉＣ２（熱膨張
係数７Ｘ１０−６ｃｍ ’）を溶射すれば、両者の熱膨
張係数の差は非常に大きく、ＴｉＯ２の剥離は明白であ
る。
本発明において、遠赤外線放射型セラミックで構成した
層厚は前記したごと＜１０μｍ −１ｍｍであるが、１
０μｍを下回ると該層による遠称り目ｆｆｉ放射特性が
十分発揮されず、遠赤外線の放射量が小さい。一方、１
鰭を上回ると該層そのものの結合力が弱くなり、発熱体
より剥はする恐れが大きい。
層厚は前記したごと＜１０μｍ −１ｍｍであるが、１
０μｍを下回ると該層による遠称り目ｆｆｉ放射特性が
十分発揮されず、遠赤外線の放射量が小さい。一方、１
鰭を上回ると該層そのものの結合力が弱くなり、発熱体
より剥はする恐れが大きい。
［発明の効果〕
以上のように、本発明は遠赤外線放射層と発熱体との固
着力を高め、冷熱サイクルの繰り返しによる遠赤外線放
射層のｆｆ、＋１離を＠避することができる。
着力を高め、冷熱サイクルの繰り返しによる遠赤外線放
射層のｆｆ、＋１離を＠避することができる。
以下本発明を具体的実施例により、詳細に説明する。ま
ず、構造を説明すると、第１図において、１は例えばＴ
ｉＣ２８ｗｔ％とＡｌ２Ｏ２７２ｗｔ％とから成る複合
導電性セラミック発熱体であり、パイプ形状を有してい
る。２は複合導電セラミック発熱体ｌの外表面に例えば
２５μｍの厚さに形成された例えばＴ ｉ Ｏ３より成
る遠赤外線放射層である。このＴｉＯ２は４μｍ以上の
遠赤外線の放射率が高く、遠赤外線放射型セラミックと
して知られている。なお、Ｔ ｉ Ｏ２はプラズマ溶射
により形成した。また、発熱体１０両端部には金属電極
３が接合されている。４は電極３の固定用スリーブであ
る。
ず、構造を説明すると、第１図において、１は例えばＴ
ｉＣ２８ｗｔ％とＡｌ２Ｏ２７２ｗｔ％とから成る複合
導電性セラミック発熱体であり、パイプ形状を有してい
る。２は複合導電セラミック発熱体ｌの外表面に例えば
２５μｍの厚さに形成された例えばＴ ｉ Ｏ３より成
る遠赤外線放射層である。このＴｉＯ２は４μｍ以上の
遠赤外線の放射率が高く、遠赤外線放射型セラミックと
して知られている。なお、Ｔ ｉ Ｏ２はプラズマ溶射
により形成した。また、発熱体１０両端部には金属電極
３が接合されている。４は電極３の固定用スリーブであ
る。
ここで両電極３に電圧を印加して通電発熱さ・Ｕること
により、表面に形成された放射Ｗｉ２の特性に合わせて
遠赤外線が放射されて暖房や乾燥に有効な省エネ発熱体
となる。第２図は本発明品を５００℃に発熱させ、その
赤外線の放射率を測定したものであり、波長４μｍ以上
の放射率が非席に大きい遠赤外線放射発熱体となってい
る。
により、表面に形成された放射Ｗｉ２の特性に合わせて
遠赤外線が放射されて暖房や乾燥に有効な省エネ発熱体
となる。第２図は本発明品を５００℃に発熱させ、その
赤外線の放射率を測定したものであり、波長４μｍ以上
の放射率が非席に大きい遠赤外線放射発熱体となってい
る。
ここで本発明の発熱体を用いて急熱、急冷試験を行った
。前述の第１図に示す発熱体を７００℃、３分間に加熱
し、その４！ｉ３分間強制空冷（室温；約２５℃）を行
うサイクル試験で、′Ｉ’ ｉ ０２よりなる放射層２
の剥離をみた。つまり、前述の発熱体ｌに６３ｇのＴ
ｉ ０２よりなる放射層２を付着さセ、前記加熱冷却サ
イクルでのＰｉ離量を；−リ定したところ、５００サイ
クルの試験後でも剥離指は皆無であった。その結果をｆ
ｆ１３図に示す。第３図において、Ｍｏは放射層初期付
着ｍを示し、Ｍ番ノ放射層の残存量を示す。
。前述の第１図に示す発熱体を７００℃、３分間に加熱
し、その４！ｉ３分間強制空冷（室温；約２５℃）を行
うサイクル試験で、′Ｉ’ ｉ ０２よりなる放射層２
の剥離をみた。つまり、前述の発熱体ｌに６３ｇのＴ
ｉ ０２よりなる放射層２を付着さセ、前記加熱冷却サ
イクルでのＰｉ離量を；−リ定したところ、５００サイ
クルの試験後でも剥離指は皆無であった。その結果をｆ
ｆ１３図に示す。第３図において、Ｍｏは放射層初期付
着ｍを示し、Ｍ番ノ放射層の残存量を示す。
比較のために従来品の例としてイン５コネル６００より
なる金属バイブの内部にＭｇＯ粉末を介して埋設したニ
クロム線を発熱体とし、該パイプ表面に下地層としてＮ
１−Ａβ （厚さ３０μｍ）を、またその上にＴｉＯ２
（厚さ４０μｍ）の溶射皮膜をつけた遠赤外綿ヒータに
ついてもその赤外線放射率と加熱冷却テストを行った。
なる金属バイブの内部にＭｇＯ粉末を介して埋設したニ
クロム線を発熱体とし、該パイプ表面に下地層としてＮ
１−Ａβ （厚さ３０μｍ）を、またその上にＴｉＯ２
（厚さ４０μｍ）の溶射皮膜をつけた遠赤外綿ヒータに
ついてもその赤外線放射率と加熱冷却テストを行った。
試験条件は本発明品と同一条件である。放射率は第２図
の本発明品と同一の有効な還赤外線放射特性をもった発
熱体であったが、剥離については第３図に示すように１
０サイクルの時点で剥離が認められ、５００サイクルで
は５０％も剥離が生じた。
の本発明品と同一の有効な還赤外線放射特性をもった発
熱体であったが、剥離については第３図に示すように１
０サイクルの時点で剥離が認められ、５００サイクルで
は５０％も剥離が生じた。
これは放射層であるＴｉＯ２の熱膨張係数が〜７Ｘ１０
−６ｃｍ ’に対してＴｉＣ−Ａｊ２２０３発熱体が〜
８Ｘ１０−６ｃ＋ｎ ’、インコネル６００の金属が１
７Ｘ１０−６ｃｍ−’と非常に差があるために従来品で
は加熱冷却で剥離が生じたのである。更にＴｉＣ−Ａｊ
！２０３発熱体を基体としてその表面に遠赤外線放射型
セラミックであるＮｉ０．Ａ４２０３、ＺｒＯ２、コー
ジェライトを溶射により付着させたところ、良好な放射
層が得られた。これらの熱膨張係数は表１に示ず如く、
Ｔ ｉ Ｃ−Ａβ２０３の発熱体に近いと共に発熱体及
び付着層共にセラミックのためになじみよく、従ってよ
く付着する。
−６ｃｍ ’に対してＴｉＣ−Ａｊ２２０３発熱体が〜
８Ｘ１０−６ｃ＋ｎ ’、インコネル６００の金属が１
７Ｘ１０−６ｃｍ−’と非常に差があるために従来品で
は加熱冷却で剥離が生じたのである。更にＴｉＣ−Ａｊ
！２０３発熱体を基体としてその表面に遠赤外線放射型
セラミックであるＮｉ０．Ａ４２０３、ＺｒＯ２、コー
ジェライトを溶射により付着させたところ、良好な放射
層が得られた。これらの熱膨張係数は表１に示ず如く、
Ｔ ｉ Ｃ−Ａβ２０３の発熱体に近いと共に発熱体及
び付着層共にセラミックのためになじみよく、従ってよ
く付着する。
表１
これら遠赤外線放射型のセラミックスあるいはそれらの
混合物は他のセラミック発熱体についてもなじみよ（付
着する。例えばＭｏＳｉ２発熱体（熱膨張係数８Ｘ１０
−６鄭−１）やＳｉＣ発熱体（熱膨張係数５！２Ｘ１０
’ｃｍ ’）やランタンクロマイト発熱体く熱膨張係
数７．４ＸｌＯ−６ｃｍ’）についても検討した結果、
剥離は生じなかった。
混合物は他のセラミック発熱体についてもなじみよ（付
着する。例えばＭｏＳｉ２発熱体（熱膨張係数８Ｘ１０
−６鄭−１）やＳｉＣ発熱体（熱膨張係数５！２Ｘ１０
’ｃｍ ’）やランタンクロマイト発熱体く熱膨張係
数７．４ＸｌＯ−６ｃｍ’）についても検討した結果、
剥離は生じなかった。
なお、遠赤外線放射層の付着方法として、前記実施例で
は溶射法を用いたが、これら放射層材料を含む溶液に発
熱体を浸漬して表面に付着させる浸漬法を用いることも
有効である。−例として、粒径２μｍのＴ ｉ Ｏ２粉
末にジブチルツクレートとポリビニルフタレートとを加
え、エタノールを溶媒にしてＴｉＯ２のスラリー（粘度
５００ｃｐＳ）をつくり、Ｔｉｃ−Ａｊ！２０３発熱体
を浸漬して表面に皮膜をつくり、乾燥した後８００℃焼
成したところ、厚さ２８μｍの強固に付着した放射層を
形成させることができた、また、耐剥離についても良好
であった。
は溶射法を用いたが、これら放射層材料を含む溶液に発
熱体を浸漬して表面に付着させる浸漬法を用いることも
有効である。−例として、粒径２μｍのＴ ｉ Ｏ２粉
末にジブチルツクレートとポリビニルフタレートとを加
え、エタノールを溶媒にしてＴｉＯ２のスラリー（粘度
５００ｃｐＳ）をつくり、Ｔｉｃ−Ａｊ！２０３発熱体
を浸漬して表面に皮膜をつくり、乾燥した後８００℃焼
成したところ、厚さ２８μｍの強固に付着した放射層を
形成させることができた、また、耐剥離についても良好
であった。
ｆｆ１１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図お
よび第３図は本発明の作用説明に供する特性図である。 ｌ・・・発熱体、２・・・放熱層。 代理人弁理士 岡 部 隆
よび第３図は本発明の作用説明に供する特性図である。 ｌ・・・発熱体、２・・・放熱層。 代理人弁理士 岡 部 隆
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１導電性セラミツクを主成分とするセラミック発熱
体の表面に、１０μｍ以上で１鶴以下の厚さを有する遠
赤外線放射型セラミックから成る遠赤外線放射層を形成
したことを特徴とする遠赤外線放射発熱体。 （２）前記遠赤外線放射型セラミックは、ＴｉＯ２、Ｎ
１ｏ１Ａβ２０３、ＺｒＯ２、コージェライトの中から
選ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の遠赤外線放射発熱体。 （３）前記放射層を溶射により形成させたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の遠赤外線放射発熱体。 （４）前記放射層を浸漬法により形成させたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の遠赤外線放射発熱体
。 （５）前記セラミック発熱体は、Ｔ ｉ Ｃ−Ａ ｊ！
２０３、ＴｉＣ，ＴｉＮ、Ｔ゛１Ｃ−ＴｉＮ−Ａ７！
２０３、ＳｉＣ，ＭｏＳｉ２、ＬａＣｒ２Ｏ４から選ば
れた１種により構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項〜第４項いずれか記載の遠赤外線放射発
熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58170226A JPS6060990A (ja) | 1983-09-15 | 1983-09-15 | 遠赤外線放射発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58170226A JPS6060990A (ja) | 1983-09-15 | 1983-09-15 | 遠赤外線放射発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060990A true JPS6060990A (ja) | 1985-04-08 |
Family
ID=15901002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58170226A Pending JPS6060990A (ja) | 1983-09-15 | 1983-09-15 | 遠赤外線放射発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060990A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6168380A (ja) * | 1984-09-06 | 1986-04-08 | イビデン株式会社 | セラミツクス赤外線放射体とその製造方法 |
| JPS62198075A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | 東芝セラミツクス株式会社 | 炭化珪素発熱体 |
| JPS63285891A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 炭化珪素発熱体 |
| JPH01227376A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd | 遠赤外線ヒータ |
| JPH01226765A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd | 遠赤外線放射部材 |
| JP2011127809A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Rinnai Corp | 遠赤外線放射セラミックバーナプレート |
-
1983
- 1983-09-15 JP JP58170226A patent/JPS6060990A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6168380A (ja) * | 1984-09-06 | 1986-04-08 | イビデン株式会社 | セラミツクス赤外線放射体とその製造方法 |
| JPH0229638B2 (ja) * | 1984-09-06 | 1990-07-02 | Ibiden Co Ltd | |
| JPS62198075A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | 東芝セラミツクス株式会社 | 炭化珪素発熱体 |
| JPS63285891A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 炭化珪素発熱体 |
| JPH01227376A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd | 遠赤外線ヒータ |
| JPH01226765A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd | 遠赤外線放射部材 |
| JP2011127809A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Rinnai Corp | 遠赤外線放射セラミックバーナプレート |
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