JP4022966B2

JP4022966B2 - Heating element

Info

Publication number: JP4022966B2
Application number: JP01667198A
Authority: JP
Inventors: 邦男荻田; 清関谷; 和幸小原; 昭広前田; 充米山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2018-01-29
Also published as: JPH11214125A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気暖房器具，電気調理器具等に利用する発熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の発熱体は、図６（ａ），（ｂ）に示されているようにＦｅ−Ｃｒ−ＡｌやＮｉ−Ｃｒ等の電熱線やＷ（タングステン）等の金属体をコイル状に丸巻きした発熱線１１を結晶化ガラスや石英で形成した管体２内に構成されており管体２の両端部より突出した発熱線１１の端部１３より通電することで発熱させ発熱線１１より熱を放射するようになっていた。
【０００３】
また、一本の管体の中で温度分布を変える場合の発熱線は、実開平５−４７７０７号公報に示すようなものが一般的であった。この発熱線は図７に示されているようにコイル状に丸巻きした発熱体の巻ピッチを変えて位置により出力を変え、温度分布を変えるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の発熱体では、管体２は発熱線１１がコイル状に巻かれるのでコイル巻径に応じた管径が必要なため、外径が太くなるという課題を有していた。
【０００５】
さらに、発熱線１１は金属体で形成されているので、発熱線１１の表面の放射率は低く放射率は低く放射エネルギー量が少ないという課題を有していた。
【０００６】
さらに、巻ピッチが位置により異なり、生産性，性能の安定性が悪いという課題を有していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の発熱体は、上記課題を解決するために、複数本の炭素系抵抗発熱体を直列に接続して構成した炭素系抵抗発熱体ユニットと、その外周を覆う管体とを具備し、前記炭素系抵抗発熱体ユニットの各炭素系抵抗発熱体は、それぞれの断面形状が異なるように設定したもので、一本の管体で位置により出力を変えることができるとともに、発熱体が炭素系であるため発熱体表面の放射率が高く放射エネルギー量を増加することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、複数本の炭素系抵抗発熱体を直列に接続して構成した炭素系抵抗発熱体ユニットと、その外周を覆う管体とを具備し、前記炭素系抵抗発熱体ユニットの各炭素系抵抗発熱体は、それぞれの断面形状が異なるように設定したものである。
【０００９】
したがって、複数本の炭素系抵抗発熱体の組み合わせにより異なる出力を取り出すことができるとともに、発熱体が炭素系であるため、発熱体表面の放射率が高く発熱体から放射エネルギー量を多く放出することができる。
【００１０】
そして、炭素系抵抗発熱体ユニットの複数本を管体内に並列配設することも考えられるものである。
【００１１】
以下本発明の実施例を述べる前に、先ず参考実施例について図面を参照して説明する。
【００１２】
【参考実施例】
（参考実施例１）
図１，２において、１は炭素系抵抗発熱体ユニットで、２はこの炭素系抵抗発熱体ユニット１の外周部を覆う管体である。
【００１３】
管体２は石英管や結晶化ガラス管等の高耐熱性の透明，不透明または半透明材料で構成したものである。
【００１４】
前記炭素系抵抗発熱体ユニット１は、複数本の炭素系抵抗発熱体１ａを直列に接続して構成してある。そして、これら炭素系抵抗発熱体１ａは炭素質及び黒鉛質を含む炭素系材料を炭素発熱体の製造法（特公平３−６７３１６号公報）や炭素系コイル状抵抗発熱体の製造方法（特公昭６４−１９１４号公報）に記載しているような方法で、丸及び多角形断面形状に直線状に成形されたものである。
【００１５】
複数本の炭素系抵抗発熱体１ａは、各々の両端を一部にバネ性を有するようにコイル形状とした接続線４ａと、接続管４ｂで構成した接続具４で接続しており、また、両端の接続線４ａは箔６と接続し、さらに、箔６の片側は、取り出し線３と接続している。
【００１６】
管体２の内部１０には空気と置換して不活性ガスが封入してあり、その両端部に溶融して封止部７で封止されている。この封止部７で炭素系抵抗発熱体ユニット１が保持されている。
【００１７】
なお、接続具４は接続線４ａと接続管４ｂをコイル形状等で一体的に構成してもよい。
【００１８】
次に動作，作用について説明すると、炭素系材料は非酸化性雰囲気においては溶融，変形することなく優れた耐熱性耐食性を示し金属に近い電気伝導性を示すため、管体２の外部に露出した取り出し線３に通電することで、炭素系抵抗発熱体１ａが発熱し放射エネルギーを放射する。
【００１９】
炭素系抵抗発熱体１ａは、直線状であるため管体２の外径は大きくならない。また炭素系抵抗発熱体１ａは高放射率であるため表面からの放射エネルギーは増加し放射効率を増加することができる。
【００２０】
以上の参考実施例をふまえ以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００２１】
【実施例】
（実施例１）
図３は本発明の実施例を示し、先の図１のものと同作用を有する構成については同一符号を付し、具体的な説明は参考実施例１のものを援用する。
【００２２】
参考実施例１と異なる点は、複数本の炭素系抵抗発熱体８ａ，８ｂ，８ｃの内、少なくとも１本以上は、長さ、断面積、または断面形状を変えて異なる発熱温度、および出力に設定した炭素系抵抗発熱体ユニット８としたところである。
【００２３】
次に動作，作用について説明すると、炭素系抵抗発熱体ユニット８は、炭素系抵抗発熱体８ａ，８ｂ，８ｃの各々を異なる長さ、断面積、断面形状等としているので、各々の炭素系抵抗発熱体８ａ，８ｂ，８ｃの発熱温度及び出力を変えることができる。
【００２４】
取り出し線３より通電することで、炭素系抵抗発熱体８ａ，８ｂ，８ｃの各々は異なる波長の赤外線及び放射エネルギーを放射するため、一つの管体２で位置により異なる波長の赤外線及び放射エネルギーを放射することができる。
【００２５】
また、炭素系抵抗発熱体ユニット８の炭素系抵抗発熱体８ａ，８ｂ，８ｃの断面形状を変え、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）のように平面部９を有する断面形状とすると、これら平面部９の方向を変えることで、赤外線の放射方向を変化させたり、指向性を有したり無くしたりすることが一つの管体２で実施することができる。
【００２６】
（実施例２）
図５は本発明の実施例２を示し、参考実施例１、および実施例１と異なる点は、長さ、断面積、断面形状等の異なる炭素系抵抗発熱体８ａ，８ｂ，８ｃからなる炭素系抵抗発熱体ユニット８を接続具４が重ならないように並列に複数本配設したところである。
【００２７】
なお、参考実施例、実施例１と同作用を有する構成については同一符号を付し、具体的な説明はそれら参考実施例１、実施例１のものを援用する。
【００２８】
本実施例によれば、長さ、断面積、断面形状等の異なる炭素系抵抗発熱体８ａ，８ｂ，８ｃからなる炭素系抵抗発熱体ユニット８を管体２の内部に並列に複数本配設したので、取り出し線３よりの通電を選択的に行うことにより、管体２の位置により大きく異なる出力を取り出すことができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明の発熱体によれば、複数本の炭素系抵抗発熱体を直列に接続して構成した炭素系抵抗発熱体ユニットを一つの管体内に配設しているため、生産性が良く、性能の安定した状態で一本の管体で位置により出力を変えることができる。また、異なる炭素系抵抗発熱体と組み合わせることで生産性が良く、性能の安定した状態で一本の管体で位置により波長の異なる赤外線を放射することができる。しかも、発熱体は炭素系であるところから、放射率が高く放射効率を高めることかできるという有利な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考実施例１を示す発熱体の断面図
【図２】同発熱体の断面斜視図
【図３】本発明の実施例１の発熱体の断面図
【図４】（ａ）本発明の実施例１の炭素系抵抗発熱体の斜視図、（ｂ）同炭素系抵抗発熱体の斜視図、（ｃ）同炭素系抵抗発熱体の斜視図
【図５】本発明の実施例２の発熱体の断面図
【図６】（ａ）従来の発熱体の一部切欠断面図
（ｂ）従来の発熱体の一部切欠断面図
【図７】従来の発熱体の断面図
【符号の説明】
１，８炭素系抵抗発熱体ユニット
１ａ，８ａ，８ｂ，８ｃ炭素系抵抗発熱体
２管体
４接続具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating element used for an electric heater, an electric cooker, and the like.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), this type of conventional heating element is made of a heating wire such as Fe-Cr-Al or Ni-Cr, or a metal body such as W (tungsten). The heating wire 11 that is round-rolled is formed in the tube 2 made of crystallized glass or quartz, and is heated by energizing from the ends 13 of the heating wire 11 protruding from both ends of the tube 2 to generate heat. 11 radiated heat.
[0003]
Further, a heating wire for changing the temperature distribution in one tube body is generally as shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-47707. As shown in FIG. 7, the heating wire is obtained by changing the winding pitch of the heating element that is wound in a coil shape and changing the output depending on the position to change the temperature distribution.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional heat generating body, since the heat generating wire 11 is wound in a coil shape, the tube body 2 has a problem that the outer diameter becomes large because a tube diameter corresponding to the coil winding diameter is required.
[0005]
Furthermore, since the heating wire 11 is formed of a metal body, the emissivity of the surface of the heating wire 11 is low and the emissivity is low and the amount of radiant energy is low.
[0006]
Furthermore, the winding pitch varies depending on the position, and there is a problem that the stability of productivity and performance is poor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems , the heating element of the present invention comprises a carbon resistance heating element unit configured by connecting a plurality of carbon resistance heating elements in series, and a tube covering the outer periphery thereof, Each carbon resistance heating element of the carbon resistance heating element unit is set to have a different cross-sectional shape, and the output can be changed depending on the position with one tube body. Therefore, the emissivity of the surface of the heating element is high and the amount of radiant energy can be increased.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention comprises a carbon-based resistance heating element unit configured by connecting a plurality of carbon-based resistance heating elements in series, and a tube covering the outer periphery thereof, and each carbon system of the carbon-based resistance heating element unit. The resistance heating elements are set so that their cross-sectional shapes are different.
[0009]
Therefore, different outputs can be taken out by combining a plurality of carbon-based resistance heating elements, and since the heating elements are carbon-based, the emissivity of the surface of the heating elements is high, and a large amount of radiant energy is released from the heating elements. Can do.
[0010]
It is also conceivable that a plurality of carbon-based resistance heating element units are arranged in parallel in the pipe body.
[0011]
Before describing embodiments of the present invention, reference embodiments will be described with reference to the drawings.
[0012]
[Reference Example]
(Reference Example 1)
In FIGS. 1 and 2, 1 is a carbon-based resistance heating element unit, and 2 is a tube covering the outer periphery of the carbon-based resistance heating element unit 1 .
[0013]
The tube 2 is made of a highly heat-resistant transparent, opaque or translucent material such as a quartz tube or a crystallized glass tube.
[0014]
The carbon-based resistance heating element unit 1 is configured by connecting a plurality of carbon-based resistance heating elements 1a in series. These carbon-based resistance heating elements 1a are made of a carbon-based material containing carbon and graphite, and a method for manufacturing a carbon heating element (Japanese Patent Publication No. 3-67316) or a method for manufacturing a carbon-based coiled resistance heating element (Japanese Patent Publication No. Sho) 64-1914 gazette ) and formed into a round shape and a polygonal cross-sectional shape in a straight line.
[0015]
The plurality of carbon-based resistance heating elements 1a are connected to each other by a connecting wire 4a having a coil shape so as to have a spring property at both ends , and a connecting tool 4 constituted by a connecting pipe 4b . The connecting wires 4 a at both ends are connected to the foil 6 , and one side of the foil 6 is connected to the take-out wire 3.
[0016]
The inside 10 of the tube body 2 is filled with an inert gas instead of air, melted at both ends thereof and sealed with a sealing portion 7. The carbon-based resistance heating element unit 1 is held by the sealing portion 7.
[0017]
In addition, the connection tool 4 may comprise the connection wire 4a and the connection pipe 4b integrally by a coil shape etc.
[0018]
Next, the operation and action will be described. The carbon-based material is exposed to the outside of the tube body 2 because it exhibits excellent heat resistance and corrosion resistance without melting and deformation in a non-oxidizing atmosphere and exhibits electrical conductivity close to that of a metal. When the lead wire 3 is energized, the carbon-based resistance heating element 1a generates heat and radiates radiant energy.
[0019]
Since the carbon-based resistance heating element 1a is linear, the outer diameter of the tube body 2 does not increase. Further, since the carbon-based resistance heating element 1a has a high emissivity, the radiation energy from the surface can be increased and the radiation efficiency can be increased.
[0020]
Based on the above reference embodiment, an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
【Example】
Example 1
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to components having the same actions as those of FIG. 1, and those of the reference embodiment 1 are used for specific description.
[0022]
The difference from Reference Example 1 is that at least one of the plurality of carbon-based resistance heating elements 8a, 8b, and 8c has a different heat generation temperature and output by changing the length, cross-sectional area, or cross-sectional shape. The carbon resistance heating element unit 8 is set.
[0023]
Operation then, to explain the action, a carbon-based resistance heat generating unit 8, carbon resistance heating elements 8a, 8b, 8c respectively of different lengths, the cross-sectional area, since the cross-sectional shape, each carbon resistor The heating temperature and output of the heating elements 8a, 8b, 8c can be changed.
[0024]
Since each of the carbon-based resistance heating elements 8a, 8b, and 8c emits infrared rays and radiant energy having different wavelengths by energizing from the lead- out line 3, the infrared rays and radiant energy having different wavelengths depending on the position in one tube body 2 are emitted. Can radiate.
[0025]
Further, the cross-sectional shape of the carbon-based resistance heating element 8a, 8b, 8c of the carbon-based resistance heating element unit 8 is changed, and the cross-sectional shape having the flat portion 9 as shown in FIGS. 4 (a), (b), (c) Then, by changing the direction of these flat portions 9 , it is possible to change the radiation direction of infrared rays and to have or eliminate directivity with one tube body 2.
[0026]
(Example 2)
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. The difference from the reference embodiment 1 and the first embodiment is that the carbon composed of carbon-based resistance heating elements 8a, 8b, and 8c having different lengths, cross-sectional areas, cross-sectional shapes, and the like. A plurality of system resistance heating element units 8 are arranged in parallel so that the connector 4 does not overlap.
[0027]
In addition, about the structure which has the same effect | action as a reference example and Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the thing of these reference Example 1 and Example 1 is used for concrete description.
[0028]
According to this embodiment, a plurality of carbon-based resistance heating elements 8 composed of carbon-based resistance heating elements 8 a, 8 b, 8 c having different lengths, cross-sectional areas, cross-sectional shapes, etc. are arranged in parallel inside the tube body 2. Therefore, by selectively energizing from the take-out line 3, it is possible to take out output that varies greatly depending on the position of the tube body 2.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the heating element of the present invention, the carbon resistance heating element unit configured by connecting a plurality of carbon resistance heating elements in series is arranged in one tube, so that productivity is improved. The output can be changed depending on the position with a single tube in a stable performance state. In combination with different carbon-based resistance heating elements, productivity is good, and infrared rays having different wavelengths depending on positions can be emitted from a single tube body in a stable performance state. In addition, since the heating element is carbon-based, it has an advantageous effect that the emissivity is high and the radiation efficiency can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a heating element showing Reference Example 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of the heating element . FIG. 3 is a cross-sectional view of a heating element of Example 1 of the present invention. a) a perspective view of the carbon-based resistance heating element of Example 1 of the present invention; (b) a perspective view of the carbon-based resistance heating element; and (c) a perspective view of the carbon-based resistance heating element. Sectional view of heating element of Example 2 [FIG. 6] (a) Partially cutaway sectional view of a conventional heating element (b) Partially cutaway sectional view of a conventional heating element [FIG. 7] Sectional view of a conventional heating element [Explanation of symbols]
1,8 Carbon-based resistance heating element unit 1a, 8a, 8b, 8c Carbon-based resistance heating element 2 Tubing 4 Connector

Claims

複数本の炭素系抵抗発熱体を直列に接続して構成した炭素系抵抗発熱体ユニットと、その外周を覆う管体とを具備し、前記炭素系抵抗発熱体ユニットの各炭素系抵抗発熱体は、それぞれの断面形状が異なるように設定した発熱体。 A carbon resistance heating element unit configured by connecting a plurality of carbon resistance heating elements in series, and a tube covering the outer periphery thereof, and each carbon resistance heating element of the carbon resistance heating element unit includes: The heating elements are set so that their cross-sectional shapes are different .

複数本の炭素系抵抗発熱体ユニットを管体内に並列配設した請求項１記載の発熱体。 The heating element according to claim 1, wherein a plurality of carbon-based resistance heating element units are arranged in parallel in the tube .