JPS6261287A - 液中にて使用する赤外線放射体 - 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 この発明は、液体中に施置して液体又は液体と共に存在
する物質を赤外線による共振加熱現象により高効率に加
熱する液中にて使用する赤外線放射体を提供するもので
ある。

従来の技術 水及び多くの有機物質は、赤外線の波長域に大なる吸収
帯を存し赤外線との共振により高効率に加熱されること
は良く知られでいる。、例えば、ＩＣ部品の水切り乾燥
、自機塗料４の焼付は乾燥等においては赤外線放射セラ
ｉノクス焼結管、金属管の表面にセラミ−ノクスを溶着
１ツた管にニクロム線を封入した放射体等を使用して大
なる効果をあげている５、 併しながら、熱交換器、フライヤー（天シラ、スナック
菓子等の油揚げ装置）等直接に放射体が液体に接する状
態の使用は全く行なオ）ねていない３、 発明が解決しようとする問題点 放射体が液体に接する状態の使用が行なわ第１ていない
理由は、現在発表さ第１ている放射線が次のような大な
る欠陥が有るためである、ｌ）、液体中に赤外線放射体
を施置すると、ｌＪｏ熱のために加えられたエネルギー
の大部分は液体の対流加熱のために消費されて放射体の
表面温度は大幅に低下して放射される赤外線エネルギー
は微少となる１故に赤外線加熱の効果は殆ど期待しえな
い。

２）、放射体は、セラミックス焼結体又はセラミックス
を溶着したものである。いづれにしても、セラミックス
放射体は多孔質（ポーラス）であり多数の気孔を有して
いる。

故に此の気孔に液体が浸入して排除が困難であり赤外線
放射を妨げ、特に食品機器の場合は、衛生−１−問題が
ある。

本発明は、此等の問題を解決して液中にて使用しても高
効率に赤外線を放射して衛生りも全く問題のない放射体
を提供するものである問題を解決する？、＝めの手段 石英管の中に炭化硅素発熱体を挿入しアルゴンカスを封
入した発光管を、さらに石英管よりなる外管の中に封入
して真空とすることにより炭化硅素発熱体の温度を高温
に保つことが出来、多量の赤外線をそのまま外管を通し
て液中に放射することができる。

又、外管の表面にフッ素樹脂をコーティングすることに
より外管は物質がイ」着することがなく常に清潔である
。

作用 第１図に、本発明の放射体をネオ。図において、（１）
は炭化硅素を焼結した発熱体であす（２）の部分σｐは
発熱部であり高い電気抵抗なｆ）シでいる。、次に左右
の（３）の部分は導電部（１，）であり金属を含浸して
電気抵抗は低い。（３）にはタングステン線をコイル状
とした（４）が捲きつけてあり此より左右に出して、（
８）の部分にて外部導線と接続し遮断すると共にアルゴ
ンカスを封入している。

かくして発光管を形成している。此の発光管を外管であ
る石英管（２）の中に挿入して、端子取出し部石英管０
と吋）部においで溶着している。なお発光管は（７）に
より、叫に固定されている。又外部導線（９）、（財）
ばあ）において、導線（５）と接続された後しにおいて
溶着さ第１ている。又口）は（ハ）の排気管を有し■を
真空とした後溶着されている。

又■は口金（ト）とセラミックス系接着剤にてＩににお
いて固着されている。（１８１には導線保護管１りもカ
ラス片が液中に四散することはない。一方発光管も石英
管であり熱衝撃には極めて強く熱衝撃により破才目する
ことはない。

かくして、発熱体は高温を保持して多量の赤外線を外部
石英管を通してそのまま液１１に放射することができる
。

実施例 第２図は、本発明の液中にて使用する赤外線放射体を使
用した揚げ物用の連続式フライヤーを示す。図において
、Ａより投入された材料（至）はネットコンベヤー（ト
）にのり（ト）にて反転してＢよりとり出され其の間に
揚げられ油切りをする。

（ト）は（支）の減変速機にて（支）にて駆動される。

−万油及び材料は（１）の本発明の液中放射体により放
射される赤外線により主として加熱される。万は赤外線
の反射板である。（ト）は油槽、■はフレーム、（至）
は排油取出し口を示す。

次に第３図は、第２図においてＣにおける断面を拡大ｊ
７て示す。図において、揚げ物■はネットコンベヤー（
１）にのって進行しつつ揚げられる。

油及び揚げ物は（至）に示す本発明の液中放射体より放
射される赤外線により主として加熱される。

又（ホ）により油は対流加熱もされる。［有］は油槽、
ωは（ト）の電気配線の保護管であり配線グクト（１）
に接続する。鋤は赤外線の反射板である。

以上は揚げ物用連続式フライヤーの烏合を示したが、本
発明の液中放射体は、その他液体の加熱装置、化学反応
槽、各種の蒸気の非常に多い加熱、反応槽等広い範囲に
わたって使用することができる。

発明の効果 （５）が外部石英管■の「［１に封入され真空中に保持
されている。故に外部の液体より完全に熱的に隔離され
ている。従って、発光管、さらに内部の発熱体（１）は
常に設計された高温、例えば１０００　’Ｃを維持しう
る。故に其より放射される赤外線のエネルギーは非常に
大である。

第４図に示すごとく、発光管を直接に液中においｔ二場
合を考えると、図において、石英管（１）は直接に液に
接しているために其の表面温度は液体の温度に近づく。

従って封入されている発熱体（ト）の温度は大幅に低下
して、その放射される赤外線のエネルギーは大幅に少く
なる。特にアルゴンガスが封入されてし）るとカスの対
流により此の傾向は大となり、例えば（ト）の設計温度
が１０００″Ｃであっても実際的には４００℃程度とな
る。

次に第５図に示すものは、天プラ等の場合番こ鍋の底に
敷いて赤外線を放射するセラＦ、ノクスを焼結した製品
の場合である。図におし）で、鍋■の底に赤外線放射セ
ラミックス（１）を敷し）で（ト）より加熱した場合を
考えると、油の温度が１８０℃の場合はセラミックスの
表面は２００℃位となる。故に放射される赤外線の量は
微々たるものである、３ 此を詳しく説明するために、第６図に本発明の放射体（
第１図）、外部石英管のないもの（第４図）、市販の鍋
の底に敷くセラＦ、ノクス（第５図）の場合において、
ブランクの放射公式から求めた黒体の放射強度の分光分
布吃パ、１ 曲線七升み。

（４８）・・・本発明の放射未放射面温度１０００’Ｃ
（４９）・・・外部石英管のない場合（放射面温度４０
０℃　） （Ｊ））・・・市販のセラミックス（放射面の温度２０
０　’Ｃ） 此の場合、（４８）曲線の有効に液中に放射さレル赤外
線強度（ｗａｔｔ、／ｄ　）を１００％としｔことき、
（４９）は３．５％、（５０）は２．６％である。かく
して、本発明の場合は放射される赤外線量が圧倒的に多
く投入された加熱エネルギーの５０％を超える。

但し、図において（４８）　　、（４９）の場合は５μ
ｍより波長の長い赤外線は石英管に吸収されて此を加熱
し液体を対流加熱することになる。

次に第７図に、石英ガラスの赤外線吸収スペクトル分布
図を示す。図に示すように特に真空溶融法による石英管
は、波長が５μｍ位までの赤外線は９０％以上を透過す
る。

（５１）・・・一般の石英 （５２）・・・真空溶融法による石英 ２）、炭化硅素発熱体は、空気中においては使用中に表
面より酸化が進み硅酸が生じて次第に電気抵抗が増加す
る。又硅酸は２７０ｔに結晶変態点を有しており、電源
を入り切りするたびに此の変態点を通過して異常膨張、
異常収縮を起し硅酸皮膜の破壊がくり返されて酸化が促
進される。

故に本発明の発熱体は、アルゴンガス中に封入している
。かくして、長期間の使用において電源の入り切りが繰
返されても電気抵抗の増加が殆どなく長期寿命を保証し
うる。猶、真空中よりアルゴンガス中の方が寿命が長い
。

３）、外部石英管には、フッ素樹脂がコーティングしで
ある。此は次の理由によるものである。

一般に石英管は各種の液体中で使用しても汚れが非常に
少い１、併し液体中にＮａ、　Ｋ、　、　Ｃａ等のアル
カリ、アルカリ土類金属化合物が含まれている場合は石
英管の表面温度が高い場合は失透現象を生じて石英の結
晶が変化して機械的強度が低下し光を通しにくくなる。

又表面温度が低い場合は、金属酸化物が石英管表面に析
出して付着し汚れの原因となる。

故に、此を防止するためにフッ素樹脂をコーティングし
たものである。此により失透、表面の汚れを完全に防１
トすることが出来る。

又、外部石英管が破損してもガラス片が液中に四散する
ことがｔｒ　＜、内部の発光管は石英管であり熱衝撃に
極めて強く全く安全である。

又、フッ素樹脂の赤外線吸収スペクトル分布を次の第８
図に示す。図において明なようにフン素樹脂は８μｍ位
までの波長の赤外線を９０％以−ヒ透過する。

４）０発熱体として炭化硅素を選択しｔコ理由は、次に
示すように炭化硅素が高温にて長期間の使用に耐えるこ
との外に、赤外線放射率が極めて高いことによるもので
ある。

第９図に、各種放射体の赤外線放射率を示す。

いづれも黒体を１００％としｔコ場合との比較である。

図において、 （５３）・・・黒体 （５４）・・・炭化硅素 （５５）・・・市販のヤラミソクス放射体（５６）・・
・ニクロム線 図より明らかなごとく、炭化硅素の場合、本発明の主な
る使用範囲である６μｍ位までにおいては特に放射率が
高くて黒体に近い状態である。

かくして、本発明は液中にて使用して多量の赤外線を液
中に放射１７、而も石英管の汚れ等の全くない高効率の
赤外線放射体を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の放射体を承ず。 第２図は、本発明の実施例を示す。 第３図は、第２図におけるＣ断面を示す。 第４図は、外部石英管を有しない放射体を示す。 第５図は、市販の赤外線放射用セラミックス焼結体の使
用状態を示す。 第６図は、各種放射体の放射される赤外線分布を示す。 第７図は、石英ガラスの赤外線吸収スペクトル分布図を
示す。 第８図は、フッ素樹脂の赤外線吸収スペク１−ル分布図
を示す。 −１−を−量− ／２　　／〆 一見」しＬ− −１−ムー貝−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、石英管の中に炭化硅素発熱体を挿入しアルゴンガ
   スを封入した発光管を、さらに石英管よりなる外管の中
   に封入して真空としたことを特徴とする液中にて使用す
   る赤外線放射体 ２）、石英管よりなる外管の表面にフッ素樹脂をコーテ
   ィングしたことを特徴とする特許請求範囲第１項記載の
   液中にて使用する赤外線放射体。