JPH05174946A - 発熱体 - Google Patents
発熱体Info
- Publication number
- JPH05174946A JPH05174946A JP35570491A JP35570491A JPH05174946A JP H05174946 A JPH05174946 A JP H05174946A JP 35570491 A JP35570491 A JP 35570491A JP 35570491 A JP35570491 A JP 35570491A JP H05174946 A JPH05174946 A JP H05174946A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- heating
- peripheral surface
- heat
- thermistor
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 管状に成形した正特性サーミスタ１の内周面
と外周面に対となる電極２，３を設け、外周面を放熱面
とした発熱体。 【効果】 管の長さと無関係に、低い電圧でも大きな熱
量を発生させることができ、安全性が高い。また、不均
一冷却による温度むらの発生が自動的に防止されるので
常に均一かつ安定した発熱を示し、熱容量の大きい伝熱
媒体を用いて加熱装置を構成しなくても均一な加熱を可
能にする。
と外周面に対となる電極２，３を設け、外周面を放熱面
とした発熱体。 【効果】 管の長さと無関係に、低い電圧でも大きな熱
量を発生させることができ、安全性が高い。また、不均
一冷却による温度むらの発生が自動的に防止されるので
常に均一かつ安定した発熱を示し、熱容量の大きい伝熱
媒体を用いて加熱装置を構成しなくても均一な加熱を可
能にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、正特性サーミスタを用
いた発熱体に関するものである。
いた発熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】正特性サーミスタ（ＰＴＣサーミスタ）
すなわち電気抵抗の温度係数が正の値を有するサーミス
タは、感温素子としてセンサや電子回路部品に使われる
だけでなく、発熱体としても利用されている。正特性サ
ーミスタからなる発熱体は、通電開始直後の低温状態で
は抵抗値が低いため大電力を消費して急速に立ち上が
り、その後、温度上昇にともない抵抗値が徐々に上昇し
て発熱量を自ら減らすという、発熱量の自己制御作用が
あり、さらに寿命も長いなど、多くの特長を備えてい
る。このため、近年、温風暖房機、乾燥機、ヘアドライ
ヤーなど、種々の空気加熱用装置もしくは器具に利用さ
れるようになった。上記従来の加熱装置に使われた正特
性サーミスタ製発熱体には、板状の正特性サーミスタに
フィン状の金属製放熱板を組み合わせたものや、ハニカ
ム状正特性サーミスタを用いたものなどがある。
すなわち電気抵抗の温度係数が正の値を有するサーミス
タは、感温素子としてセンサや電子回路部品に使われる
だけでなく、発熱体としても利用されている。正特性サ
ーミスタからなる発熱体は、通電開始直後の低温状態で
は抵抗値が低いため大電力を消費して急速に立ち上が
り、その後、温度上昇にともない抵抗値が徐々に上昇し
て発熱量を自ら減らすという、発熱量の自己制御作用が
あり、さらに寿命も長いなど、多くの特長を備えてい
る。このため、近年、温風暖房機、乾燥機、ヘアドライ
ヤーなど、種々の空気加熱用装置もしくは器具に利用さ
れるようになった。上記従来の加熱装置に使われた正特
性サーミスタ製発熱体には、板状の正特性サーミスタに
フィン状の金属製放熱板を組み合わせたものや、ハニカ
ム状正特性サーミスタを用いたものなどがある。
【０００３】しかしながら、前者は板状の正特性サーミ
スタにアルミニウム板製のフィンを組み合わせるととも
にサーミスタ板の両面に電極を配置したものであって、
上記電極間に電圧を印加することによりサーミスタを発
熱させ、フィンを介して放熱するものであるから、放熱
がアルミニウム製フィンの熱伝導に依存し、装置の立ち
上がりが遅いという欠点がある。また後者は、サーミス
タからなるハニカムの両端面に電極を設けているため電
極間距離が大きく、したがって常温においても抵抗値が
かなり大きいから、高電圧を印加しないと大きな発熱を
得られないほか、入口温度の変動にともなう出口温度の
変動幅が大きいという欠点がある。管状に成形された正
特性サーミスタを発熱体としたものも知られているが、
これも、管の両端面に電極を配置したものであるため、
上記ハニカム構造にしたものと同様の問題点を有してい
た。
スタにアルミニウム板製のフィンを組み合わせるととも
にサーミスタ板の両面に電極を配置したものであって、
上記電極間に電圧を印加することによりサーミスタを発
熱させ、フィンを介して放熱するものであるから、放熱
がアルミニウム製フィンの熱伝導に依存し、装置の立ち
上がりが遅いという欠点がある。また後者は、サーミス
タからなるハニカムの両端面に電極を設けているため電
極間距離が大きく、したがって常温においても抵抗値が
かなり大きいから、高電圧を印加しないと大きな発熱を
得られないほか、入口温度の変動にともなう出口温度の
変動幅が大きいという欠点がある。管状に成形された正
特性サーミスタを発熱体としたものも知られているが、
これも、管の両端面に電極を配置したものであるため、
上記ハニカム構造にしたものと同様の問題点を有してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は正特性サーミ
スタを利用した従来の発熱体が上述のような問題点を有
するものであったことに鑑み、より使い易く、自己温度
制御作用にも優れた正特性サーミスタ製発熱体を提供し
ようとするものである。
スタを利用した従来の発熱体が上述のような問題点を有
するものであったことに鑑み、より使い易く、自己温度
制御作用にも優れた正特性サーミスタ製発熱体を提供し
ようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明が提供することに
成功した発熱体は、管状の正特性サーミスタの内周面と
外周面に対となる電極を有し、外周面が放熱面であるこ
とを特徴とするものである。
成功した発熱体は、管状の正特性サーミスタの内周面と
外周面に対となる電極を有し、外周面が放熱面であるこ
とを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】管状の正特性サーミスタの内周面と外周面に対
となる電極を固定した本発明の加熱器においては、電流
は管壁をその厚さ方向に流れる。したがって、管の両端
面に電極を配置して管の長手方向に電流を流す従来の発
熱体と比べると本質的に電気抵抗値が低く、しかもその
値は管の長さを大きくしても増えるわけではないから、
管の長さとは無関係に、低い電圧でも大きな熱量を発生
する。
となる電極を固定した本発明の加熱器においては、電流
は管壁をその厚さ方向に流れる。したがって、管の両端
面に電極を配置して管の長手方向に電流を流す従来の発
熱体と比べると本質的に電気抵抗値が低く、しかもその
値は管の長さを大きくしても増えるわけではないから、
管の長さとは無関係に、低い電圧でも大きな熱量を発生
する。
【０００７】また、加熱しようとする流体を管状発熱体
（外周面が放熱面になるので実質的には棒状発熱体）の
長手方向に流すと、発熱体は低温流体の入口側が特に強
く冷却されて温度が出口側よりも低くなるが、正特性サ
ーミスタの電気抵抗の温度特性に基づき低温側で抵抗が
減少して発熱量が減少し上記傾向が助長されてしまう両
端面電極配置型正特性サーミスタ管状発熱体と違って、
本発明の発熱体においては電気抵抗が小さくなった入口
側低温領域で出口側高温領域よりも高い電流密度で電流
が流れてより大きな熱量を発生し、上記冷却により生じ
る温度勾配を修正する作用が現れる。
（外周面が放熱面になるので実質的には棒状発熱体）の
長手方向に流すと、発熱体は低温流体の入口側が特に強
く冷却されて温度が出口側よりも低くなるが、正特性サ
ーミスタの電気抵抗の温度特性に基づき低温側で抵抗が
減少して発熱量が減少し上記傾向が助長されてしまう両
端面電極配置型正特性サーミスタ管状発熱体と違って、
本発明の発熱体においては電気抵抗が小さくなった入口
側低温領域で出口側高温領域よりも高い電流密度で電流
が流れてより大きな熱量を発生し、上記冷却により生じ
る温度勾配を修正する作用が現れる。
【０００８】さらに、管状発熱体の長手方向に直交する
方向に流体、紙、その他のシート状物を供給し、直接ま
たは伝熱媒体を介して間接的に、伝熱により被加熱物を
加熱する場合、管状発熱体外周面上の各部分からの単位
面積・単位時間当たりの放熱量は、管の長手方向に生じ
易い負荷の不均一性や変動のため一様ではないから、両
端面電極配置型正特性サーミスタ管状発熱体や電熱線に
よる均一発熱体では伝熱媒体の熱容量をよほど大きくし
ておかないと長手方向に温度むらを生じて均一加熱が困
難になることが多いが、本発明の管状発熱体では上述の
温度勾配修正作用と同様の原理による温度むら修正作用
が発揮されて、管状発熱体の外周面は負荷のいかんにか
かわらず全周にわたり安定した温度を維持して均一加熱
を可能にする。
方向に流体、紙、その他のシート状物を供給し、直接ま
たは伝熱媒体を介して間接的に、伝熱により被加熱物を
加熱する場合、管状発熱体外周面上の各部分からの単位
面積・単位時間当たりの放熱量は、管の長手方向に生じ
易い負荷の不均一性や変動のため一様ではないから、両
端面電極配置型正特性サーミスタ管状発熱体や電熱線に
よる均一発熱体では伝熱媒体の熱容量をよほど大きくし
ておかないと長手方向に温度むらを生じて均一加熱が困
難になることが多いが、本発明の管状発熱体では上述の
温度勾配修正作用と同様の原理による温度むら修正作用
が発揮されて、管状発熱体の外周面は負荷のいかんにか
かわらず全周にわたり安定した温度を維持して均一加熱
を可能にする。
【０００９】管状である本発明の発熱体は、単純な環状
断面のもののほか、外周面に***を設けて放熱面積を大
きくしたり、内周面に***を設けて補強したりした、異
形断面のものであってもよい。また、管壁の厚さ方向に
２種以上の正特性サーミスタを積層したものであっても
よい。電極としては導電性金属の塗布もしくは電着によ
る皮膜、箔または薄板を用いることができ、これを発熱
体の内周面と外周面の全面を覆うように固定する。しか
しながら、正特性サーミスタの電気特性、管状体の寸
法、使用電圧、必要とされる加熱能力等を考慮し、必要
ならば電極の一方または両方を並列接続される複数の電
極に分割したり管状体周面の一部だけを覆うものとする
ことができる。管状サーミスタの両端開口部は、必要な
らば任意の材料で閉鎖する。
断面のもののほか、外周面に***を設けて放熱面積を大
きくしたり、内周面に***を設けて補強したりした、異
形断面のものであってもよい。また、管壁の厚さ方向に
２種以上の正特性サーミスタを積層したものであっても
よい。電極としては導電性金属の塗布もしくは電着によ
る皮膜、箔または薄板を用いることができ、これを発熱
体の内周面と外周面の全面を覆うように固定する。しか
しながら、正特性サーミスタの電気特性、管状体の寸
法、使用電圧、必要とされる加熱能力等を考慮し、必要
ならば電極の一方または両方を並列接続される複数の電
極に分割したり管状体周面の一部だけを覆うものとする
ことができる。管状サーミスタの両端開口部は、必要な
らば任意の材料で閉鎖する。
【００１０】形状と電極配置を上述のようにすることを
除けば、本発明の発熱体を構成する正特性サーミスタに
制限は無いが、発熱体として利用するのに適した耐熱性
の高いものが好ましいことは言うまでもない。好ましい
正特性サーミスタの具体例としては、チタン酸バリウム
系またはチタン酸鉛系のセラミックス半導体、有機高分
子材料に導電性粉末を混入したものなどがある。
除けば、本発明の発熱体を構成する正特性サーミスタに
制限は無いが、発熱体として利用するのに適した耐熱性
の高いものが好ましいことは言うまでもない。好ましい
正特性サーミスタの具体例としては、チタン酸バリウム
系またはチタン酸鉛系のセラミックス半導体、有機高分
子材料に導電性粉末を混入したものなどがある。
【００１１】本発明の発熱体により加熱装置を構成する
場合、発熱体表面は、特に不都合がなければ外周面電極
を露出させたままで使用することができるが、必要に応
じて任意の材料で被覆するか伝熱媒体中に埋設して、間
接的に被加熱物との間の伝熱を行わせるようにする。本
発明の発熱体は、細長い棒状である形態上の特徴も生か
して、紙などシート状物の連続的加熱に使用する加熱ロ
ーラーに同心配置で装着するのに適しているが、ほかに
も、１本または複数本を適宜組み合わせて、任意の加熱
装置を構成するのに使用することができる。
場合、発熱体表面は、特に不都合がなければ外周面電極
を露出させたままで使用することができるが、必要に応
じて任意の材料で被覆するか伝熱媒体中に埋設して、間
接的に被加熱物との間の伝熱を行わせるようにする。本
発明の発熱体は、細長い棒状である形態上の特徴も生か
して、紙などシート状物の連続的加熱に使用する加熱ロ
ーラーに同心配置で装着するのに適しているが、ほかに
も、１本または複数本を適宜組み合わせて、任意の加熱
装置を構成するのに使用することができる。
【００１２】
実施例１ チタン酸鉛および有機バインダーを主成分とする正特性
サーミスタ形成性素材を真空中で混練し、押出し機を用
いて外径１０mm、内径８mm、長さ５０mmの管状に成形し
たのち焼成して、正特性サーミスタを得た。この管状正
特性サーミスタの全表面に銀ペーストを塗布し、乾燥
後、さらに高温で加熱して焼き付けを行なった後、端面
部分の銀皮膜を削り取って外周面と内周面の各銀皮膜を
独立させ、電極とした。
サーミスタ形成性素材を真空中で混練し、押出し機を用
いて外径１０mm、内径８mm、長さ５０mmの管状に成形し
たのち焼成して、正特性サーミスタを得た。この管状正
特性サーミスタの全表面に銀ペーストを塗布し、乾燥
後、さらに高温で加熱して焼き付けを行なった後、端面
部分の銀皮膜を削り取って外周面と内周面の各銀皮膜を
独立させ、電極とした。
【００１３】実施例２ チタン酸鉛および有機バインダーを主成分とする正特性
サーミスタ形成性素材を真空中で混練し、内周面に***
を有する異形断面の管状に押出し成形したのち焼成し
て、正特性サーミスタを得た。図１に示したようなこの
異形断面管状正特性サーミスタ１の内周面と外周面の各
全面に、実施例１の場合と同様にして銀皮膜からなる電
極２，３を形成させ、発熱体を得た。
サーミスタ形成性素材を真空中で混練し、内周面に***
を有する異形断面の管状に押出し成形したのち焼成し
て、正特性サーミスタを得た。図１に示したようなこの
異形断面管状正特性サーミスタ１の内周面と外周面の各
全面に、実施例１の場合と同様にして銀皮膜からなる電
極２，３を形成させ、発熱体を得た。
【００１４】実施例３ 実施例１で製造したチタン酸鉛系正特性サーミスタから
なる外層４とチタン酸バリウム系正特性サーミスタから
なる内層５を有する積層構造の管を製造し、その周面
に、実施例１の場合と同様にして銀皮膜からなる電極
６，７を内外周面に形成させ、図２の発熱体を得た。
なる外層４とチタン酸バリウム系正特性サーミスタから
なる内層５を有する積層構造の管を製造し、その周面
に、実施例１の場合と同様にして銀皮膜からなる電極
６，７を内外周面に形成させ、図２の発熱体を得た。
【００１５】
【発明の効果】上述のように、管状の正特性サーミスタ
の内周面と外周面に対となる電極を固定した本発明の発
熱体は、管の両端面に電極を配置して管の長手方向に電
流を流す従来の正特性サーミスタ製発熱体と比べると本
質的に電気抵抗値が低く、しかもその値は管の長さを大
きくしても増えるわけではないから、管の長さとは無関
係に、低い電圧でも大きな熱量を発生させることがで
き、安全性が高いだけでなく発熱体の小型化を可能にす
る。
の内周面と外周面に対となる電極を固定した本発明の発
熱体は、管の両端面に電極を配置して管の長手方向に電
流を流す従来の正特性サーミスタ製発熱体と比べると本
質的に電気抵抗値が低く、しかもその値は管の長さを大
きくしても増えるわけではないから、管の長さとは無関
係に、低い電圧でも大きな熱量を発生させることがで
き、安全性が高いだけでなく発熱体の小型化を可能にす
る。
【００１６】また、本発明の発熱体では、相対的に強く
冷却される部分においては相対的に冷却が弱い部分より
も高い電流密度で電流が流れてより大きな熱量を発生
し、不均一冷却による温度むらの発生が自動的に防止さ
れる。したがって、本発明の発熱体は常に均一かつ安定
した発熱を示し、熱容量の大きい伝熱媒体を用いて加熱
装置を構成しなくても均一な加熱を可能にするから、所
定の温度に達するまでの時間が短い正特性サーミスタ製
発熱体の特長を十分発揮した小型軽量の加熱装置の製造
を可能にする。
冷却される部分においては相対的に冷却が弱い部分より
も高い電流密度で電流が流れてより大きな熱量を発生
し、不均一冷却による温度むらの発生が自動的に防止さ
れる。したがって、本発明の発熱体は常に均一かつ安定
した発熱を示し、熱容量の大きい伝熱媒体を用いて加熱
装置を構成しなくても均一な加熱を可能にするから、所
定の温度に達するまでの時間が短い正特性サーミスタ製
発熱体の特長を十分発揮した小型軽量の加熱装置の製造
を可能にする。
【図１】 実施例２の発熱体の断面図。
【図２】 実施例３の発熱体の断面図。
１，４，５：正特性サーミスタ ２，３，６，７：電極
Claims (1)
- 【請求項１】 管状の正特性サーミスタの内周面と外周
面に対となる電極を有し、外周面が放熱面であることを
特徴とする発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35570491A JPH05174946A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35570491A JPH05174946A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174946A true JPH05174946A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18445343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35570491A Pending JPH05174946A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05174946A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101445264B1 (ko) * | 2012-07-19 | 2014-09-26 | 주식회사 솔고파이로일렉 | 상간 균형을 유지하는 ３상 ｐｔｃ 히팅 케이블 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP35570491A patent/JPH05174946A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101445264B1 (ko) * | 2012-07-19 | 2014-09-26 | 주식회사 솔고파이로일렉 | 상간 균형을 유지하는 ３상 ｐｔｃ 히팅 케이블 |
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