JPS626318B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は正の抵抗温度係数を有するチタン酸バ
リウム系半導体磁器（以下正特性磁器と記す）よ
り成る正特性磁器発熱体およびこれを利用した加
熱装置に関する。

正特性磁器発熱体はキユリー温度を適当に選定
することにより任意の発熱温度が得られること、
キユリー温度を超えると抵抗値が急激に増加して
電流を絞る自己温度制御機能を有し過熱の危険が
ないこと、周囲温度の変化等による熱放散量の増
減に追随して入力エネルギが減増し周囲媒質をほ
ぼ一定の温度に加熱し得ること等々の優れた特長
があり、安全で信頼性も高いことから、各種の加
熱装置の発熱源として需要が急速に拡大されつつ
ある。

この種の加熱装置を温風機、ヘヤドライヤ、フ
トン乾燥機またはパネルヒータなどの気体加熱用
として構成する場合、現に実用化されている如
く、ハニカム状またはハーモニカ状の正特性磁器
発熱体を使用して容易に実現することができる。

しかし、被加熱流体が正特性磁器発熱体に対し
て特性劣化などの悪影響を及ぼすような流体、た
とえば水または湿分の多い気体である場合、従来
のハニカム状もしくはハーモニカ状の正特性磁器
発熱体をそのまま使用するわけには行かず、必然
的に加熱し得る流体の種類に限界を生じていた。

本発明は上述する問題点を解決し、特性の劣化
や信頼性の低下等を招くことなく、各種の流体を
効率良く加熱し得るようにした正特性磁器発熱体
および加熱装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る正特性
磁器発熱体は、正特性磁器素体に第１の貫通孔と
該第１の貫通孔より小径で該第１の貫通孔を包囲
する如く多数個設けられる第２の貫通孔とを形成
すると共に、前記第１及び第２の貫通孔を開口さ
せた前記正特性磁器素体の相対向両面に電極を被
着形成し、前記電極の内周端縁と前記第１の貫通
孔の内周面の全周との間にリング状の絶縁ギヤツ
プを設けたことを特徴とする。

また、本発明に係る加熱装置は、気体の流通路
内に正特性磁器発熱体を設けた加熱装置であつ
て、前記正特性磁器発熱体は、正特性磁器素体に
第１の貫通孔と該第１の貫通孔より小径で該第１
の貫通孔を包囲する如く多数個設けられる第２の
貫通孔とを形成すると共に、前記第１及び第２の
貫通孔を開口させた前記正特性磁器素体の相対向
両面に電極を被着形成し、前記電極の内周端縁と
前記第１の貫通孔の内周面の全周との間にリング
状の絶縁ギヤツプを設けてなり、前記正特性磁器
発熱体の前記第１の貫通孔内に流体の流通する管
体を貫通させたことを特徴とする。

以下実施例たる添付図面を参照し、本発明の内
容を具体的に詳説する。第１図は本発明に係る正
特性磁器発熱体の斜視図、第２図は同じくその一
部の拡大断面図である。この実施例では、円板状
に形成された正特性磁器素体１のほぼ軸心上に、
比較的大きい円孔状の第１の貫通孔２を設けると
共に、該貫通孔２のまわりに、これを包囲する如
く、小径の第２の貫通孔３を多数個設け、該貫通
孔３を形成する格子４の表面及び裏面に、オーム
性もしくは非オーム性接触の電極５，６を被着し
た構造としてある。電極５，６の内周端縁と第１
の貫通孔２の内周面２１の全周との間には、リン
グ状の絶縁ギヤツプg₁，g₂を形成してある。電極
５，６の形成方法としては、アルミ溶射法または
銀合金ペースト等を印刷し焼付ける印刷法等が知
られているが、印刷法が望ましい。印刷法はアル
ミ溶射法に比較して風損が小さくなるからであ
る。

上述のように、本発明に係る正特性磁器発熱体
は、正特性磁器素体１に第１の貫通孔２と該第１
の貫通孔２より小径で該第１の貫通孔２を包囲す
る如く多数個設けられる第２の貫通孔３とを形成
してあるから、第１の貫通孔２及び第２の貫通孔
３を利用して、加熱作用の異なる少なくとも２種
の加熱部を形成できる。

しかも、正特性磁器素体１の相対向両面に被着
形成した電極５，６の内周端縁と、第１の貫通孔
２の内周面２１の全周との間に、リング状の絶縁
ギヤツプg₁，g₂を設けたので、電極５，６を銀合
金電極とした場合に問題となる、第１の貫通孔２
側でのシルバーマイグレーシヨンを絶縁ギヤツプ
g₁，g₂によつて阻止し、シルバーマイグレーシヨ
ンによる電極５―６間の電気的短絡を確実に防止
できる。本発明に係る正特性磁器発熱体のよう
に、第１の貫通孔２または第２の貫通孔３に気体
を貫流させて加熱するものにおいては、気体に含
まれる湿分及び自己の発熱による高温条件によつ
てシルバーマイグレーシヨンを発生し易いという
特有の事情があり、前述のように、シルバーマイ
グレーシヨン防止が可能であることは、信頼性確
保にきわめて重要である。

また、前記絶縁ギヤツプg₁，g₂によつて、電極
５，６から第１の貫通孔２の内周面２１までの絶
縁距離が延びるので、例えば第１の貫通孔２の内
部に金属パイプを貫通させた場合等にも、充分な
電気絶縁を確保できる。

更に、前記絶縁ギヤツプg₁，g₂を設けたことに
より、電極ペーストを印刷塗布して電極５，６を
形成するときに、印刷位置ズレを生じた場合で
も、貫通孔２の内周面２１に電極ペーストが垂れ
込む等の事態を避けることができる。

なお正特性磁器発熱体の外形、第１、第２の貫
通孔２，３の孔形は実施例に示す形状に限らず、
角形、楕円形など各種の形状とすることができ
る。また第１の貫通孔２は１個に限らず複数個設
けることができる。

第３図は、上述の正特性磁器発熱体を用いた加
熱装置の一実施例を示す。図において、７は気体
の流通路となる管体であり、その内部には、第１
図、第２図で示した２個の正特性磁器発熱体
A₁，A₂を、間隔g₁を介して、縦続的に配列して
ある。該正特性磁器発熱体A₁，A₂は、その外径
d₁を管体７の内径D₁に合わせた寸法に定めてあ
り、支持部材８，９により、管体７の内壁面に固
定して取付けてある。

１０は気体または液体を流通させる管体であ
り、管体７の内部に形成される気体流通路を通つ
て正特性磁器発熱体A₁，A₂の第１の貫通孔２を
貫通し、管体７の流出口７ａから外部へ導出され
る。したがつて管体７内を流通する流体は正特性
磁器発熱体A₁，A₂に触れることがないから、管
体７に対しては各種の流体を流すことができる。

１１は管体７の気体送入口７ｂ側に設けられた
送風機である。該送風機１１によつて送風する場
合、なるべく湿分の少ない空気を送ることが望ま
しい。湿分が多いと、正特性磁器発熱体A₁，A₂
が高温多湿の雰囲気中に晒され、正特性磁器の劣
化や、電極５，６のシルバーマイグレーシヨン現
象の発生を招き、信頼性が低下するからである。

上記のように構成された本発明に係る加熱装置
において、正特性磁器発熱体の電極５，６に交流
または直流電圧を印加してこれを駆動し、送風機
１１により矢印P₁の如く送風した場合、送風され
た空気は管体７内の正特性磁器発熱体A₁，A₂の
貫通孔３を貫流する際、格子４の内壁面に触れて
加熱される。加熱された空気は管体７の先端部を
狭く絞つて形成した流出口７ａから外部へ導出さ
れる。

上述の加熱作用と同時に、管体１０を通る流体
も、正特性磁器発熱体A₁，A₂の貫通孔２と管体
１０との間の熱交換作用、および管体７内を流通
する加熱空気と管体１０との間の熱交換作用によ
り加熱される。この場合、前述した如く、管体１
０中を流通する流体が正特性磁器発熱体A₁，A₂
に触れることがないから、管体１０中を流通する
流体がいかなる種類のものであつても、それによ
つて正特性磁器発熱体A₁，A₂が悪影響を受ける
ことはない。したがつて本発明によれば、正特性
磁器発熱体の特性の劣化や信頼性の低下を招くこ
となく、各種の流体を効率良く加熱し得る加熱装
置を提供することとなる。

また、正特性磁器発熱体A₁，A₂は、第１図及
び第２図で説明したように、正特性磁器素体１の
相対向両面に被着形成した電極５，６の内周端縁
と、第１の貫通孔２の内周面２１の全周との間
に、リング状の絶縁ギヤツプg₁，g₂を設けてある
ので、第２の貫通孔３に気体を貫流させて加熱し
た場合のシルバーマイグレーシヨンによる電極間
短絡を防止できる。

また、絶縁ギヤツプg₁，g₂によつて、電極５，
６から第１の貫通孔２の内周面２１までの絶縁距
離が延びるので、管体１０として、金属パイプを
使用し熱交換効率を向上させた場合等にも、充分
な電気絶縁を確保できる。

なお、実施例では、正特性磁器発熱体A₁，A₂
は２個としてあるが、それ以上の個数であつて
も、またそれ以下の個数であつてもよい。正特性
磁器発熱体の個数は、管体７，１０から取り出す
流体に要求される加熱温度に合わせて選定すれば
よい。

また正特性磁器発熱体の個数を一定の複数個と
したとき、送風機１１側の正特性磁器発熱体A₁
の初期抵抗値を、流出口７ａ側の正特性磁器発熱
体A₂の初期抵抗値より小さい値に選定するか、
また正特性磁器発熱体A₁のキユリー温度を正特
性磁器発熱体A₂のキユリー温度より低い値に選
定すると、正特性磁器発熱体A₁によつて加熱さ
れた管体７内の空気の加熱温度と正特性磁器発熱
体A₂の熱平衡温度との間の温度差を大きくと
り、正特性磁器発熱体A₂を比較的低い温度（熱
平衡温度に対して）で動作させることができるか
ら、発熱量を増大させることができる。

さらに、管体７を閉回路として構成し、空気を
強制循還させることにより、低消費電力で管体１
０内の流体を効率良く加熱することもできる。

また管体７，１０の加熱流体を、別々に取り出
すこともできるが、出口側で混合することによ
り、加湿器または石油、ガソリン霧化器として動
作させることもできる。

以上詳説したように、本発明に係る正特性磁器
発熱体は、正特性磁器素体に第１の貫通孔と該第
１の貫通孔より小径で該第１の貫通孔を包囲する
如く多数個設けられる第２の貫通孔とを形成する
と共に、前記第１及び第２の貫通孔を開口させた
前記正特性磁器素体の相対向両面に電極を被着形
成し、前記電極の内周端縁と前記第１の貫通孔の
内周面の全周との間にリング状の絶縁ギヤツプを
設けたことを特徴とするから、次のような効果が
得られる。

(a) 第１の貫通孔及び第２の貫通孔を利用して、
加熱作用の異なる少なくとも２種の加熱部を有
する正特性磁器発熱体を提供できる。

(b) 電極を銀合金電極とした場合に問題となる第
１の貫通孔側でのシルバーマイグレーシヨンを
絶縁ギヤツプによつて阻止し、シルバーマイグ
レーシヨンによる電極間の電気的短絡を防止で
きるようにした高信頼度の正特性磁器発熱体を
提供できる。

(c) 絶縁ギヤツプによつて、電極から第１の貫通
孔の内周面までの絶縁距離を確保し、例えば第
１の貫通孔の内部に金属パイプを貫通させて熱
交換効率を向上させつつ、充分な電気絶縁を確
保できる。

(d) 絶縁ギヤツプを設けたことにより、電極ペー
ストを印刷塗布して電極を形成するときに、印
刷位置ズレを生じた場合でも、貫通孔２の内周
面に電極ペーストが垂れ込む等の事態を避け、
シルバーマイグレーシヨンを確実に防止すると
共に、電極間の電気絶縁を確実に確保できる。

また、本発明に係る加熱装置は、気体の流通
路内に正特性磁器発熱体を設けた加熱装置であ
つて、前記正特性磁器発熱体は、正特性磁器素
体に第１の貫通孔と該第１の貫通孔より小径で
該第１の貫通孔を包囲する如く多数個設けられ
る第２の貫通孔とを形成すると共に、前記第１
及び第２の貫通孔を開口させた前記正特性磁器
素体の相対向両面に電極を被着形成し、前記電
極の内周端縁と前記第１の貫通孔の内周面の全
周との間にリング状の絶縁ギヤツプを設けてな
り、前記正特性磁器発熱体の前記第１の貫通孔
内に流体の流通する管体を貫通させたことを特
徴とするから、次のような効果が得られる。

(e) 正特性磁器発熱体に対して特性劣化等の悪影
響を及ぼす流体であつても、第１の貫通孔を貫
通させた管体内を流通させることにより、正特
性磁器発熱体の特性の劣化や信頼性の低下等の
招くことなく、効率良く加熱し得る加熱装置を
提供できる。

(f) 加熱し得る流体の範囲を著しく拡大し、例え
ば温風機、熱風機、加湿器、温水器、湯沸器ま
たは石油もしくはガソリン等の霧化器等、各種
の流体加熱装置を容易に実現できる。

(g) シルバーマイグレーシヨンによる電極間短絡
防止作用が高く、電気絶縁性に優れた高信頼度
の加熱装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る正特性磁器発熱体の斜視
図、第２図は同じくその一部の拡大断面図、第３
図は本発明に係る加熱装置の一実施例における断
面図である。 １……正特性磁器素体、２……第１の貫通孔、
３……第２の貫通孔、７……気体の流通路となる
管体、１０……管体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正特性磁器素体に第１の貫通孔と該第１の貫
   通孔より小径で該第１の貫通孔を包囲する如く多
   数個設けられる第２の貫通孔とを形成すると共
   に、前記第１及び第２の貫通孔を開口させた前記
   正特性磁器素体の相対向両面に電極を被着形成
   し、前記電極の内周端縁と前記第１の貫通孔の内
   周面の全周との間にリング状の絶縁ギヤツプを設
   けたことを特徴とする正特性磁器発熱体。 ２ 気体の流通路内に正特性磁器発熱体を設けた
   加熱装置であつて、前記正特性磁器発熱体は、正
   特性磁器素体に第１の貫通孔と該第１の貫通孔よ
   り小径で該第１の貫通孔を包囲する如く多数個設
   けられる第２の貫通孔とを形成すると共に、前記
   第１及び第２の貫通孔を開口させた前記正特性磁
   器素体の相対向両面に電極を被着形成し、前記電
   極の内周端縁と前記第１の貫通孔の内周面の全周
   との間にリング状の絶縁ギヤツプを設けてなり、
   前記正特性磁器発熱体の前記第１の貫通孔内に流
   体の流通する管体を貫通させたことを特徴とする
   加熱装置。 ３ 前記正特性磁器発熱体は、前記気体の流通方
   向に沿つて間隔を隔てて複数個設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の加熱装置。