JPS5979988A - Panel heater - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、暖房器、調理器、乾燥機器などに利用される
面状の電気発熱体に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a planar electric heating element used in heaters, cookers, drying equipment, etc.

従来例の構成とその問題点 従来、ジュール熱を利用した熱源としては、シーズヒー
タ、石英管ヒータ、赤外線電球、面状発熱体などが知ら
れている。Conventional Structure and Problems Conventionally, known heat sources that utilize Joule heat include sheathed heaters, quartz tube heaters, infrared light bulbs, and planar heating elements.

シーズヒータは、金属管の中に電熱コイルを挿入し、Ｍ
（ＪＯなどの絶縁物を充填して、スェージング加工によ
り縮径し、絶縁物の充填密度を高め、端末を封口処理し
て作成されている。このヒータの特徴は、耐熱性が高く
、耐食性に優れていることであるが、棒状であるため、
被加熱物を均一に加熱しにくく、１だ熱容量が大きいの
で立上り特性が悪いなどの欠点がある。石英管ヒータは
、石英管の中に電熱コイルを挿入しただけの簡単な構成
であり、コストが安いので電気オープンなどに多用され
ているが、機械的衝撃に弱く、また端末の封口がないの
で、耐湿性に問題があり、使用条件が限定されるととも
に被加熱物の均一加熱にも問題がある。A sheathed heater has an electric heating coil inserted into a metal tube.
(It is made by filling an insulator such as JO, reducing the diameter by swaging, increasing the packing density of the insulator, and sealing the terminal.The characteristics of this heater are high heat resistance and corrosion resistance. The good thing is that it is rod-shaped, so
It has drawbacks such as difficulty in uniformly heating the object to be heated, and poor start-up characteristics due to its large heat capacity. Quartz tube heaters have a simple structure with an electric heating coil inserted into a quartz tube, and are often used for electrical open circuits because of their low cost, but they are vulnerable to mechanical shock and do not have terminal seals. However, there is a problem in moisture resistance, which limits the conditions of use, and there is also a problem in uniformly heating the object to be heated.

赤外線ランプは、近赤外領域の波長を多く放射するので
被加熱物への吸収が悪く、エネルギーの利用効率が劣る
。またタングステン嶽、不活性ガスの封入などでコスト
が非常に高く、民生用機器への適用はおのずと限界があ
る０ 面状発熱体は、近年、機器の薄型化、均一加熱などのニ
ーズに合った発熱体として脚光をあびるようになってき
た。しかし、従来の面状発熱体の多くは、雲母などの絶
縁基板にヒータを巻回した構造であり、被加熱物への熱
伝達が悪く、電気発熱材が封口されていないので、耐湿
特性に問題があった。また、近年、アルミナなどの生シ
ートにタングステンなどの導体ペーストを用いて導電パ
ターンを形成し、シートを貼り合わせて焼結した面状発
熱体があるが、焼結温度が高く、電極の取り出しなどに
問題があった。また、発熱体の熱容量が大きく、立上り
時間が長いなどの欠点がある。Infrared lamps emit a large amount of wavelengths in the near-infrared region, so they are poorly absorbed by heated objects and have poor energy utilization efficiency. In addition, the cost is extremely high due to the inclusion of tungsten and inert gas, which naturally limits its application to consumer equipment. It has come into the spotlight as a heating element. However, most conventional planar heating elements have a structure in which the heater is wound around an insulating substrate such as mica, which has poor heat transfer to the heated object, and because the electric heating material is not sealed, it has poor moisture resistance. There was a problem. In addition, in recent years, there are planar heating elements in which a conductive pattern is formed using conductive paste such as tungsten on raw sheets such as alumina, and the sheets are bonded together and sintered, but the sintering temperature is high and it is difficult to remove the electrodes. There was a problem. In addition, there are drawbacks such as a large heat capacity of the heating element and a long rise time.

しかも、これらの多くは抵抗値のバラツキが犬きく、製
造の作業性、生産性などにも問題があった。Moreover, many of these devices have large variations in resistance values, and there are also problems in manufacturing workability and productivity.

その他、シリコン樹脂、ポリイミド等の有機質フィルム
の間にカーボン等のペーストで導電パターンを形成し、
ラミネートなどの方法で発熱体を構成したものもあるが
、これらの発熱体は耐熱温度が２６０℃までであり、ま
た寿命特性にも問題があった。In addition, a conductive pattern is formed using a paste such as carbon between organic films such as silicone resin and polyimide.
Although some heating elements are constructed using methods such as lamination, these heating elements have a heat resistance temperature of up to 260° C. and also have problems with their life characteristics.

上記の問題を解決するため、本発明者等は先に電気発熱
体と、少なくとも前記発熱体を固定する面が電気絶縁性
である耐熱性基板と、前記発熱体を被覆して前記基板へ
固定したガラスフリットを主成分とする発熱体被覆層（
ホーロｌ１ｉｉ　）とからなる面状発熱体について提案
した。この提案は赤外線の効用を考慮して、遠赤外放射
効率、熱容量、電気的特性、寸法精度、均一加熱などの
特性を大巾に改善しようとするものである。しかし、面
状発熱体の欠点として、裏面からの熱放散があり、被加
熱物に対して放射エネルギーを有効に利用することが困
難であった。つまり、面状であるために片面からの放射
であり、被加熱物に対してｙ２の放射エネルギーの供給
しかできないＯ残りの１ｈは裏面から放熱される。In order to solve the above problem, the present inventors first provided an electric heating element, a heat-resistant substrate whose surface on which the heating element is fixed is electrically insulating, and a heat-resistant substrate that covers the heating element and fixes it to the substrate. A heating element coating layer whose main component is glass frit (
We proposed a planar heating element consisting of a hollow l1ii). This proposal takes into consideration the effectiveness of infrared rays and attempts to significantly improve properties such as far-infrared radiation efficiency, heat capacity, electrical characteristics, dimensional accuracy, and uniform heating. However, a drawback of the planar heating element is that heat is dissipated from the back surface, making it difficult to effectively utilize radiant energy for the object to be heated. In other words, since it is planar, radiation is emitted from one side, and only y2 of radiant energy can be supplied to the object to be heated.The remaining 1h is radiated from the back side.

発明の目的 本発明は、前記のようにホーロ層中に発熱体を一体化し
た面状発熱体における裏面からの熱放散を防止し、加熱
面側の放射エネルギーの改善された面状発熱体を提供す
ることを目的とする。Purpose of the Invention The present invention provides a planar heating element that prevents heat dissipation from the back side of the planar heating element in which the heating element is integrated in the hollow layer as described above, and improves radiant energy on the heating surface side. The purpose is to provide.

発明の構成 本発明の基本的な構成は、ホーロ海中に電気発熱体を一
体化した面状発熱体の裏面に放射抑制層を設けることで
ある。Structure of the Invention The basic structure of the present invention is to provide a radiation suppression layer on the back surface of a planar heating element in which an electric heating element is integrated in a hollow sea.

この種の発熱°体のホーロ層は遠赤外領域の放射率の高
い拐料で構成されるので、裏面からの熱放射が大きく、
エネルギーの利用効率を極端に低下させていたが、本発
明によれば、裏面に設けた放射抑制層によって裏面から
の熱放射を減少させることができる。The hollow layer of this type of heating element is composed of a fine material with high emissivity in the far-infrared region, so heat radiation from the back side is large.
However, according to the present invention, the radiation suppression layer provided on the back surface can reduce heat radiation from the back surface.

実施例の説明 第１図は本発明の面状発熱体の基本的な構成例を示す。Description of examples FIG. 1 shows an example of the basic configuration of the planar heating element of the present invention.

図において、１は耐熱性の基板、２は電気発熱体、３は
ガラスフリットを主成分とする発熱体被覆層（ホーロ層
）であシ、これらによって発熱素子４が構成される０６
は放射抑制層で、放射率の低い材料で構成される。In the figure, 1 is a heat-resistant substrate, 2 is an electric heating element, and 3 is a heating element coating layer (hollow layer) mainly composed of glass frit, which constitutes a heating element 406
is a radiation suppression layer made of a material with low emissivity.

放射抑制層４は、（ａ）においてはアルミラム、ステン
レス鋼などの金属の薄帯であり、発熱体被覆層３に一体
化されている。（ｂ）においては塗膜あるいは金属溶射
による被覆層°である。また（（１＋）では放射抑制層
５が基板１側に設けている。In (a), the radiation suppression layer 4 is a thin strip of metal such as aluminum or stainless steel, and is integrated with the heating element coating layer 3. In (b), it is a coating layer or a coating layer formed by metal spraying. Further, in ((1+)), the radiation suppression layer 5 is provided on the substrate 1 side.

第２図は他の構成例を示すもので、（ａ）は発熱体被覆
層３と放射抑制層５との間に断熱層６を形成した例であ
る。（ｂ）は発熱素子４に断熱層６と、放射抑制層５と
を交互に積層した例である。（Ｃ１は素子４に対して、
空気層７を介して放射抑制層Ｆ５を設けた例である。こ
の場合、発熱素子４と放射抑制層５との間の空気層７は
素子４に設けた対流熱放出口８を除いて他を外部と隔絶
した構造である。FIG. 2 shows another example of the structure, and (a) is an example in which a heat insulating layer 6 is formed between the heating element covering layer 3 and the radiation suppressing layer 5. (b) is an example in which a heat insulating layer 6 and a radiation suppressing layer 5 are alternately laminated on the heating element 4. (C1 is for element 4,
This is an example in which a radiation suppression layer F5 is provided via an air layer 7. In this case, the air layer 7 between the heating element 4 and the radiation suppression layer 5 has a structure in which the air layer 7 except for the convection heat release port 8 provided in the element 4 is isolated from the outside.

対流熱放出口８は放射面側に向かって開孔しているのが
好ましく、その数および大きさについては電気容量、設
置条件等により任意に設定できる。Preferably, the convection heat release ports 8 are open toward the radiation surface side, and the number and size thereof can be arbitrarily set depending on the electric capacity, installation conditions, etc.

（ｄ）は素子４、空気層７、断熱層６、放射抑制層５を
積層した例であり、（ｅ）は（（ｉ）の空気層７と断熱
層６の間に放射抑制層５を設けた例である。(d) is an example in which the element 4, air layer 7, heat insulation layer 6, and radiation suppression layer 5 are laminated, and (e) is an example in which the radiation suppression layer 5 is layered between the air layer 7 and the heat insulation layer 6 in (i). This is an example.

以上のように発熱体被覆層３側に放射抑制層らを設けて
基板１側を放射面としたり、基板側に放射抑制層を設け
て発熱体被覆層３側を放射面とすることもできる。As described above, it is also possible to provide a radiation suppression layer on the heating element coating layer 3 side and make the substrate 1 side the radiation surface, or to provide a radiation suppression layer on the substrate side and make the heating element coating layer 3 side the radiation surface. .

以下に、本発明の各構成散票について説明する。Each component of the present invention will be explained below.

（１）面状発熱素子 面状発熱素子は前記のように基板、電気発熱体及びガラ
スフリットを主成分とする発熱体被覆層によシ構成され
る。(1) Planar heating element As described above, the planar heating element is composed of a substrate, an electric heating element, and a heating element coating layer whose main components are glass frit.

（Ａ）　　基板 本発明に適用できる基板は、無機質材料からなり、少な
くとも発熱体を固定する面が電気絶縁性である板状体で
あればよい。たとえば、アなどの観点からホーロ基板が
最も適している。(A) Substrate The substrate applicable to the present invention may be a plate-shaped body made of an inorganic material and at least the surface on which the heating element is fixed is electrically insulating. For example, a hollow substrate is most suitable from the viewpoints such as a.

第３図はホーロ層（ａ）とステンレス鋼５ＵＳ３０４（
ｂ）について、各波長における放射エネルギー強度を比
較したもので、図から明らかなように、ホーロ層は遠赤
外領域の放射特性に優れ、面状発熱体の放射面として適
している。Figure 3 shows the hollow layer (a) and stainless steel 5US304 (
Regarding b), the radiant energy intensity at each wavelength is compared. As is clear from the figure, the hollow layer has excellent radiation characteristics in the far infrared region and is suitable as a radiation surface of a planar heating element.

（Ｂ）　　発熱体被覆層 発熱体被覆層は、ガラスフリットを主成分としてセラミ
ック基板、ガラス基板あるいはホーロ基板などの絶縁性
基板と薄帯状発熱体との接合を行うと同時に、電気絶縁
性および遠赤外線放射性を付与する層である。(B) Heating element coating layer The heating element coating layer is mainly composed of glass frit, and serves to bond the ribbon-shaped heating element to an insulating substrate such as a ceramic substrate, a glass substrate, or a hollow substrate. This is a layer that provides infrared radiation.

発熱体被覆層に用いるフリットとしては、作業温度、膨
張率は勿論のこと、面状発熱体の好ましい要件、例えば
面状発熱体の熱容量が小さいこと、寸法精度にすぐれる
こと、熱酸化を受けにくく、発熱体端子の取り出しが容
易であることなどから判断して、好ましい低軟化点フリ
ットの代表的な組成を第１表に示し、その代表的組成例
を第２表に示す。The frit used in the heating element coating layer must not only meet the working temperature and expansion rate, but also meet the desirable requirements of the sheet heating element, such as having a small heat capacity, excellent dimensional accuracy, and resistance to thermal oxidation. Typical compositions of preferred low softening point frits are shown in Table 1, and typical composition examples are shown in Table 2, judging from the fact that the heating element terminals are easy to take out.

本発明の面状発熱体を構成する発熱体被覆層としては、
低軟化点フリットを用いたものが適当である。その理由
を基材として鋼板を用いた場合を例にして説明する。The heating element coating layer constituting the planar heating element of the present invention includes:
It is appropriate to use a frit with a low softening point. The reason for this will be explained using an example in which a steel plate is used as the base material.

従来のホーロ加工は８００〜９００　’Ｃの高温で行わ
れており、この温度は鋼のＡ１変態点（７２３℃）以上
である。鋼はＡ１変態点以上になると、その組織はα鉄
からγ鉄に変態し、体積減少を伴う。この温度以上でホ
ーロ加工を行うと、鋼板の焼成歪みが大きく、歪みや変
形が発生する。このため、従来のホーロ加工では素材の
板厚の選定が重要な因子となってきており、　０．６ｍ
ｍ以上の板厚の基材しか用いることができなかった。こ
れに対し、第２表に示した本発明の好ましいフリット組
成例からもわかるように、焼成作業温度が前記のＡ１変
態点以下である＝す４才社ロ低軟化点フリットを用いる
ことにより、鋼の変態による焼成歪みが少なく、０．６
〜０．３　ｒｔｒｍの板厚の薄い基材鋼板を使用するこ
とが可能であり、面状発熱体の熱容量を低下させること
ができる。したがって、発熱体の立ち上り特性が著しく
良好となる。１だ、前述のＡ１変態点以下の焼成ができ
るため、加工歩留りが向上するとともに、寸法精度にす
ぐれ、後加工が容易である。Conventional hollowing is performed at a high temperature of 800 to 900'C, which is above the A1 transformation point (723C) of steel. When steel reaches the A1 transformation point or higher, its structure transforms from α iron to γ iron, accompanied by a volume reduction. If hollowing is performed at a temperature higher than this temperature, the firing distortion of the steel sheet will be large, causing distortion and deformation. For this reason, the selection of material thickness has become an important factor in conventional hollow machining, and the thickness of the material is 0.6 m.
It was only possible to use a base material with a thickness of m or more. On the other hand, as can be seen from the preferred frit composition examples of the present invention shown in Table 2, by using a low softening point frit whose firing temperature is below the A1 transformation point, Firing distortion due to steel transformation is small, 0.6
It is possible to use a base steel plate with a thin plate thickness of ~0.3 rtrm, and the heat capacity of the planar heating element can be reduced. Therefore, the start-up characteristics of the heating element are significantly improved. 1. Since firing can be performed below the above-mentioned A1 transformation point, processing yield is improved, dimensional accuracy is excellent, and post-processing is easy.

（以下余白） 第　　　　　１　　　　　表 第　　　２　　　表 発熱体被覆層を形成する代表的な釉薬の配合組成例（重
量比）を第３表に示す。(Left below blanks) Table 1 Table 2 Table 3 shows examples (weight ratios) of typical glaze compositions forming the heating element coating layer.

第　　　３　　　表 ａは通常の艶有りホーロ（光沢で８Ｑ以上）の配合組成
例である。ｂは発熱体被覆層にさらに電気的特性を向上
する目的で、絶縁性物質であるム１２０３　を添加した
ものである。この他絶縁性物質として、ＴｉＯ２、Ｚｒ
Ｏ２、ＭｇＯ、ＢｅＯ。Table 3 a shows an example of the composition of a normal glossy hollow (glossy of 8Q or higher). 1203, which is an insulating substance, is added to the heating element coating layer for the purpose of further improving the electrical characteristics. Other insulating materials include TiO2, Zr
O2, MgO, BeO.

ＭｇＡ４２０４．５ｉ０２なども有効である。この絶縁
性物質の添加量はフリット１００Ｂ量部に対して、６０
重量部以下が好ましい。その理由は５０重量部以上にな
ると密着性が極端に低下し、実使用中に、発熱体被覆層
が剥離するためであるＯ Ｃは発熱体被覆層にさらに遠赤外線放射特性を向上させ
る目的で、遠赤外線放射材料ＮｉＯを添力０したもので
ある。この他に、遠赤線放射材料として、Ｍｒｘ０２．
０ｏ５０４　、カーボｙ　、　Ｃｕ２Ｏ。MgA4204.5i02 and the like are also effective. The amount of this insulating material added is 60 parts per frit 100B.
Parts by weight or less are preferred. The reason for this is that if the amount exceeds 50 parts by weight, the adhesion will be extremely reduced and the heating element coating layer will peel off during actual use. , the far-infrared emitting material NiO is added to zero. In addition, Mrx02.
0o504, carboy, Cu2O.

’　　　Ｃｒ２Ｏ５、Ｆｅ２Ｏ３なども有効である。こ
の遠赤外線放射材料の添加量は、フリッ）１００重量部
に対して６０重量部以下が好ましい。また、絶縁性物質
と併用した場合は、それらの総量が６０重量部以下であ
る。その理由は前述の通シ発熱体被覆層の剥離が起こる
ためである。なお、発熱体被覆層の熱膨張係数は、発熱
体の熱膨張係数を１としたとき、０．８〜１．６の範囲
が好ましい。' Cr2O5, Fe2O3, etc. are also effective. The amount of the far-infrared emitting material added is preferably 60 parts by weight or less per 100 parts by weight. Moreover, when used together with an insulating substance, the total amount thereof is 60 parts by weight or less. The reason for this is that the above-mentioned exfoliation of the heating element coating layer occurs. The thermal expansion coefficient of the heating element coating layer is preferably in the range of 0.8 to 1.6, assuming that the thermal expansion coefficient of the heating element is 1.

（０）　　電気発熱材 本発明に適用できる電気発熱材は金属の薄帯である。発
熱体被覆層に封入する場合、薄体でなければ面状発熱体
としての熱容量が大きくなシ、本発明の目的に反する。(0) Electric heating material The electric heating material applicable to the present invention is a metal ribbon. When it is enclosed in the heating element coating layer, if it is not thin, the heat capacity of the planar heating element will be large, which is contrary to the purpose of the present invention.

電気発熱材の材質は薄帯にできる金属、会合Ｆｅ−０ｒ
　−ｋｌ　、　Ｎｉ　−Ｃｔ　、　ステンレス鋼が適し
ている。中でも、Ｆｅ、　Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｎｉ−０ｒ系
、Ｆｅ−０ｒ−Ｎｉ系が優れている。金属アルミニウム
、鉄−クロム−アルミニウム系合金は発熱体被覆層の焼
成時に蒸発して発熱体被覆層にピンホールを発生しやす
い。鉄系のものはカーボンの含量が少ない低炭素鋼が適
している。材質の選択にあたっては、耐熱性、発熱体被
覆層との整合性を考慮する必要がある。The material of the electric heating material is a metal that can be made into a thin strip, associative Fe-0r.
-kl, Ni-Ct, stainless steel are suitable. Among them, Fe, Fe-Cr type, Ni-0r type, and Fe-0r-Ni type are excellent. Metallic aluminum and iron-chromium-aluminum alloys tend to evaporate during firing of the heating element coating layer and cause pinholes in the heating element coating layer. For iron-based materials, low carbon steel with a low carbon content is suitable. When selecting a material, it is necessary to consider heat resistance and compatibility with the heating element coating layer.

金属の薄帯化は通常の冷間圧延、熱間圧延による方法の
他に超急冷法による薄帯化も可能である。薄帯の膜厚は
１０〜１６０μｍが適用できるが、好ましい範囲は２０
〜１００μｍである。１０μｍ以下の薄帯は加工が困難
であるとともに作業性が悪い。また、１６０μｍ以上で
は、ヒートサイクルを加えると発熱体積層に亀裂が入っ
たり、面状発熱体にそりが発生したりするなどの問題が
ある。In addition to the usual methods of cold rolling and hot rolling, metal can be made into a thin ribbon by an ultra-quenching method. The thickness of the ribbon can be 10 to 160 μm, but the preferred range is 20 μm.
~100 μm. A thin ribbon of 10 μm or less is difficult to process and has poor workability. Moreover, if the thickness is 160 μm or more, there are problems such as cracks appearing in the heat-generating laminated layer and warpage occurring in the planar heat-generating element when heat cycles are applied.

薄帯化した金属を所望のパターンに形成する方法として
は、エツチング法、プレス加工法が適している。生産数
量が少ない場合はエツチング法、大量生産ではプレス加
工法が適用できる。Etching and press working are suitable methods for forming a thin metal strip into a desired pattern. The etching method can be applied when the production quantity is small, and the press processing method can be applied for mass production.

第４図にパターン形成した電気発熱材の実施例を示す。FIG. 4 shows an example of a patterned electric heating material.

電気発熱材の形状は定格電力、発熱面積、温度分布など
を考慮して、膜厚、パターン形状を任意に設定すること
ができる。The film thickness and pattern shape of the electric heat generating material can be arbitrarily set in consideration of the rated power, heat generating area, temperature distribution, etc.

Φ）面状発熱素子の製造法 第６図に面状発熱素子の代表的な製造工程を示す。絶縁
基板の片面にあらかじめ調合されたホーロスリップを塗
布しく口）、設計に基づいて製作された電気発熱材を塗
布面に配置する（ハ）。電気発熱材を配置する時には塗
布面が未乾燥の状態がよい。これは電気発熱材が塗布面
に一次的に密着するので、電気発熱材の位置決めが容易
となるからである。Φ) Manufacturing method of planar heating element Figure 6 shows a typical manufacturing process of a planar heating element. A pre-mixed hollow slip is applied to one side of the insulating substrate (c), and an electric heating material manufactured based on the design is placed on the coated surface (c). When placing the electric heating material, it is best that the applied surface is not dry. This is because the electric heating material is in primary contact with the coating surface, making it easier to position the electric heating material.

次に、外側の発熱体被覆層を形成するために、ホーロス
リップを塗布しく→、続いて風乾もしくは６０〜１５０
’（、で乾燥して水分を除く（ホ）。乾燥終了後、５５
０〜８５０℃で１０分程度焼成する（へ）０焼成源度は
スリップの組成にょシ異なる。以上の工程で本発明の面
状発熱素子は完成する。Next, in order to form the outer heating element coating layer, apply a hollow slip → and then air dry or heat at 60 to 150
'(, to remove moisture (e). After drying, 55
The degree of firing, which is performed at 0 to 850°C for about 10 minutes, differs depending on the composition of the slip. Through the above steps, the planar heating element of the present invention is completed.

（２）放射抑制層 放射抑制層は放射率の低い材料がらなり、薄膜の方が好
ましい。第４表に各種材料の全放射率を示す。(2) Radiation Suppression Layer The radiation suppression layer is made of a material with low emissivity, and is preferably a thin film. Table 4 shows the total emissivity of various materials.

（以下余白） 第　　　　４　　　　表　　　　　　　　　である。(Margin below) This is Table 4.

温　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１表面酸
化　　　　ｒｓ７′＞度 物　　　　　　２５　　１００　５００　１０００　　
した場合　　　　錫、ＳＵ体（Ｑ　　　　　　　（２０
０℃） ア７．オーウ、。、。２２　　。２８゜、。６０　−　
　０．４、　　　　托が６れやすく り　　ロ　　ム　　　　−〇ＤＢ　　　　　　−−で、
実用 コバルト　　　　　−０，１３０，２３ウム、錫 銅　　　　　　　−ＯＤ２　　−　　−　　α１８との
複合 金　　　　　　　−０，０２００３− ズド鋼板 鉄　　　　　　　　　　　　　　　　−−０，７４であ
る。Temperature 1 Surface oxidation rs7'>temperature 25 100 500 1000
If tin, SU body (Q (20
0℃) A7. Oh, oh. ,. 22. 28°. 60-
0.4, it's easy to get 6 sticks ROM -〇DB--,
Practical cobalt - 0,130,23 um, tin copper - OD2 - - composite gold - 0,02003 - steel sheet iron - 0,74.

鋼　　　　　　　　　　　　　　　−−０，７０（（２
）断熱 一＝−ッケ／Ｉ／　　　　　０．０６　０．１２　０．
１０　０．３７断熱層 白　　　　金　　　　　　　　　　　　００９６　０．
１５２のものが 釧　　　　　　　　　　　０．０３６　−機質繊維 錫　　　　　　　　　　　　　　　−−などが優 タングステン　　　　４　　　　　　０．０７１　　　
−ア２．Ｓ＝ウェ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　用雰囲気ペイント　　　−〇・２ｏ　　　　
−−炭　　　素　　　−。、８．　　　。、７９　　　
−　　　　　　　　　　　シては石〜・・〜−−す繊維
。Steel --0,70 ((2
) Insulation = -kke/I/ 0.06 0.12 0.
10 0.37 Heat insulation layer platinum 0096 0.
152 is tungsten 0.036 - organic fiber tin -- etc. is excellent tungsten 4 0.071
-A2. S = We
Atmosphere paint -〇・2o
−−Carbon−. , 8. . , 79
− The stone is stone fiber.

第４表から本発明に適用で＼きる材料としミニウム、ク
ロム、銅、金、白金、銀。From Table 4, materials that can be applied to the present invention include metal, chromium, copper, gold, platinum, and silver.

Ｓ−３０４、鉄、アルミニウムペイントるが、クロム、
銅、銀、鉄などは酸化さ、金、白金などは゛高価である
。したがり上使用できる材料は金属としてアルミニ、亜
鉛など合金としてステンレス鋼、鉄材として、トタン、
ブリキ、アルミナイ、塗膜としてアルミニウムペイント
ナト層 は熱伝導率の低い材料で、多孔質な構造適している。中
でも合成樹脂発泡体、無、有機質繊維（動物質繊維２合
成繊維）れている。これらの材料は使用温度、使により
任意に選択できる。無機質繊維と綿、ロックウール、ガ
ラス繊維、アルミシリカ繊維などがあり、高温用断熱層
と空気層を設けない場合の放射抑制層の形成方法として
は、金属の薄帯の片面に接着剤を塗布し、発熱素子に貼
り合わせる方法、アルミニウムペイントなどの塗料°を
素子に吹きつけて塗膜を形成する方法、プラズマ溶射、
ガス溶射、電気アーク溶射などにより金塊の被膜を形成
する方法などがある。しかし、いずれの場合でも、放射
抑制層は多孔質に形成する必要がある。S-304, iron, aluminum paint, chrome,
Copper, silver, iron, etc. are oxidized, and gold, platinum, etc. are expensive. Therefore, the materials that can be used are metals such as aluminum and zinc, alloys such as stainless steel, iron materials such as galvanized iron,
Tinplate, alumina, and aluminum paint layers as coatings are materials with low thermal conductivity and are suitable for porous structures. Among these, there are synthetic resin foams, non-organic fibers, and organic fibers (animal fibers and 2 synthetic fibers). These materials can be arbitrarily selected depending on the operating temperature and use. There are inorganic fibers, cotton, rock wool, glass fiber, aluminum silica fiber, etc., and the method for forming the radiation suppression layer when a high temperature insulation layer and air layer are not provided is to apply adhesive to one side of a thin metal strip. method of bonding it to the heating element, method of spraying paint such as aluminum paint onto the element to form a coating film, plasma spraying,
There are methods of forming a coating of gold ingots by gas spraying, electric arc spraying, etc. However, in either case, the radiation suppression layer needs to be formed porous.

すなわち、気孔のない放射抑制層を用いると、第６図に
示しているように、発熱素子４と放射抑制層６の間に介
在する空気が加熱により膨張し、放射抑制層がおし上げ
られてふくれを生じ、繰り返し加熱を加えると放射抑制
層が剥離してしまう。That is, when a radiation suppression layer without pores is used, as shown in FIG. 6, the air interposed between the heating element 4 and the radiation suppression layer 6 expands due to heating, and the radiation suppression layer is pushed down. This causes blistering, and repeated heating causes the radiation suppression layer to peel off.

放射抑制層と発熱素子の間に断熱層を介在させた場合も
同様の現象が発生する。したがって、本発明における放
射抑制層は緊熱素子側から大気側に通じる細孔を有する
ものが好ましい。A similar phenomenon occurs when a heat insulating layer is interposed between the radiation suppression layer and the heating element. Therefore, the radiation suppression layer in the present invention preferably has pores that communicate from the heating element side to the atmosphere side.

一方、発熱素子と放射抑制層との間に空気層がある場合
は、素子の放射面側に向かって対流熱放出口を設けるの
が好ましい。On the other hand, if there is an air layer between the heating element and the radiation suppression layer, it is preferable to provide a convection heat release port toward the radiation surface side of the element.

以下、具体的実施例を説明する。Specific examples will be described below.

比較例 ホーロ基板の片面に、発熱体被覆層中に埋設した発熱体
を設ける。これは第１図で説明した発熱素子４に相当す
る。Comparative Example A heating element embedded in a heating element coating layer is provided on one side of a hollow substrate. This corresponds to the heating element 4 explained in FIG.

実施例１ 比較例の素子の発熱体被覆層側に無数の細孔を有する厚
さ２０μｍのアルミニウム箔を結合して放射抑制層とす
る。Example 1 A 20 μm thick aluminum foil having countless pores was bonded to the heating element coating layer side of the element of the comparative example to form a radiation suppression layer.

実施例２ 実施例１のアルミニウム箔の代わりに、アルミニウムペ
イントを塗着して膜厚約５０μｍの塗膜を形成する。Example 2 Instead of the aluminum foil used in Example 1, aluminum paint was applied to form a coating film with a thickness of about 50 μm.

実施例３ 実施例１のアルミニウム箔の代わりに、プラズマ溶射に
より厚さ約６０μｍのアルミニウム被膜を形成する。Example 3 Instead of the aluminum foil of Example 1, an aluminum coating with a thickness of about 60 μm is formed by plasma spraying.

実施例４ 実施例１６発熱体被覆層とアルミニウム箔との間に、ガ
ラスウールからなる厚さ２咽の断熱層を設ける。Example 4 Example 16 A heat insulating layer made of glass wool and having a thickness of 2 mm is provided between the heating element coating layer and the aluminum foil.

実施例６ 実施例４の断熱層と放射抑制層とを交互に２層ずつ設け
る。Example 6 Two layers of the heat insulation layer and the radiation suppression layer of Example 4 are provided alternately.

これらの面状発熱体の太きさは１５０Ｘ１５０間とし、
２２０Ｗの電力を投入して、放射面の飽和温度を６点測
定して平均値を比較した。その結果を第６表に示す。The thickness of these sheet heating elements is between 150x150,
A power of 220 W was applied, and the saturation temperature of the radiation surface was measured at six points, and the average values were compared. The results are shown in Table 6.

（以下余白） なお、第６表の放射エネルギーは次式のステファンボル
ツマンの法則によシ求めた。(Left below) The radiant energy in Table 6 was determined using Stefan Boltzmann's law as shown below.

Ｅ−εσＴ４ σ：定数　　　　　　　　　　　　　　　　４萱：放射
面の絶対温度（Ｋ） ε：放射率 また、ここに用いた放射面のホーロ層の放射率は０．９
２であった。E-εσT4 σ: Constant 4. Absolute temperature of the radiation surface (K) ε: Emissivity Also, the emissivity of the hollow layer of the radiation surface used here is 0.9
It was 2.

この実施例から明らかなように、ホーロ層中に一体化さ
れた発熱素子の裏面に放射率の低い材料よりなる放射抑
制層を設けることにより、放射面からの放射エネルギー
強度を大巾に改善することができるとともに放射面の温
度分布も改善でき、均一加熱ができるようになる０ また、空気層を設ける構成についても検討したが、空気
層がない場合よりもさらに放射効率を向上できることが
明らかになった。As is clear from this example, by providing a radiation suppression layer made of a material with low emissivity on the back surface of the heating element integrated into the hollow layer, the intensity of radiant energy from the radiation surface can be greatly improved. In addition, the temperature distribution on the radiation surface can be improved, and uniform heating can be achieved.0 We also considered a configuration with an air layer, but it became clear that the radiation efficiency could be further improved than without an air layer. became.

発明の効果 以上のように、本発明によれば、放射効率を大巾に改善
でき、放射面の温度分布を均一化し、加熱むらを減少す
ることができる。また放射面裏側上部の温度上昇を低減
できるので、機器の構成を容易にできるなど多くの特徴
を有する。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the radiation efficiency can be greatly improved, the temperature distribution on the radiation surface can be made uniform, and heating unevenness can be reduced. Furthermore, since the temperature rise at the upper part of the rear side of the radiation surface can be reduced, the structure of the device can be easily configured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の面状発熱体の基本的な構成を示す断面
図、第２図は他の構成例を示す断面図、第３図はホーロ
層と金属との放射エネルギー強度を比較した図、第４図
は実施例に用いた一気発熱体のパターンを示す図、第５
図は面状発熱素子の製造工程図、第６図は放射抑制層が
剥離した面状発熱体を示す断面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・発熱体、３・・・
・・・ホーロ層、６・・・・・・放射抑制層、６・・・
・・・断熱層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第３図 波表（メ岬 第４図Figure 1 is a sectional view showing the basic configuration of the planar heating element of the present invention, Figure 2 is a sectional view showing another example of the configuration, and Figure 3 is a comparison of the radiant energy intensity of the hollow layer and metal. Figure 4 shows the pattern of the burst heating element used in the example, Figure 5 shows the pattern of the burst heating element used in the example.
The figure is a manufacturing process diagram of the planar heating element, and FIG. 6 is a sectional view showing the planar heating element from which the radiation suppression layer has been peeled off. 1... Board, 2... Heating element, 3...
...Hollow layer, 6...Radiation suppression layer, 6...
...insulation layer. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 3 Wave table (Cape Me Figure 4)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）ホーロ層中に電気発熱体を埋設した面状発熱素子
の片面に、放射率の低い材料からなる放射抑制層を設け
たことを特徴とする面状発熱体。(1) A planar heating element characterized in that a radiation suppression layer made of a material with low emissivity is provided on one side of a planar heating element in which an electric heating element is embedded in a hollow layer. （２）放射抑制層が金属の薄帯、被膜、または金属の微
粉末を含む塗料で構成された特許請求の範囲第１項記載
の面状発熱体。 ＠）放射抑制層が多孔体である特許請求の範囲第１項記
載の面状発熱体。(2) The planar heating element according to claim 1, wherein the radiation suppression layer is composed of a metal ribbon, a film, or a paint containing fine metal powder. @) The planar heating element according to claim 1, wherein the radiation suppression layer is a porous body.