辐射加热器装置的制造方法_3

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下方的发热部5的温度 也从Tl降低到Tit。根据起因于接触的温度降低,产生横方向的热的移动。发热部5由热 传递率低得多的基板部2围住。因此,横方向的热移动中,经由发热部5的热量成为支配性。 将发热部5的横方向即发热部5的长度方向的热阻设为Rh。将周边的温度没有降低的发热 部5的温度设为T3t。与辐射加热器装置1的表面平行,即在横方向上经由发热部5的传热 量Q5可用下述(6)式表示。
[0086][数 6]
[0088] 将发热部5的长度设为HL。关于发热部5的长度方向的热阻Rh(K/W)可用下述 (7)式表示。
[0089] [数 7]
[0091] 在额定电力被供给到辐射加热器装置1时,有时一些物体会接触到辐射加热器装 置1的表面的一部分。这种情况下,因为物体带走的热量,表面温度T2降低。如果之后在 该接触部分取得热平衡,则Q0+Q5 = Qlt = Q4。这时,表面温度T2t以低于放射温度Tr的 温度处于稳定。设定辐射加热器装置1的规格,以使表面温度T2t成为用于保护接触的物 体的抑制温度Tp。例如,规定热阻Rh的材料和剖面积CA能够作为可变更的条件来利用。 设定发热部5的材料和剖面积CA,以使表面温度T2t成为抑制温度Tp。抑制温度Tp例如 为50°C以下的规定温度。
[0092] 接触的物体具有充分的放热功能的情况下,接触的物体可带走规定的热量。例如, 人的一部分,例如手指接触的情况下,通过血流带走热。接触的物体可带走的热量为QH。通 过设Qlt = Q4 < QH,表面温度T2t虽然高于人的一部分的温度即体温,但收敛于与体温接 近的温度。假定人的一部分进行接触的情况下,抑制温度Tp可设为40°C以下。
[0093] 图6中,横轴表示发热部5的长度方向上的热阻Rh (K/W)。纵轴表示辐射加热器装 置1的表面温度T2。纵轴也是物体接触了的状态下的表面温度T2t。如图所示,通过以热 阻Rh超过规定值的方式来形成发热部5,由此,以低于规定温度T21、T22的方式来抑制表 面温度T2t。在此,根据发热部的长度L(m)、发热部的长度方向的热导率Al(W/m*K)、与发 热部的长度方向正交的剖面积CA(m 2),热阻Rh可用下述⑶式表示。
[0094] [数 8]
[0096] 例如,为了低于规定温度T21,热阻Rh可按照超过700 (K/W)的方式来设定。为了 低于规定温度T21,优选地,热阻Rh可按照超过1000(K/W)的方式来设定。热阻Rh可按照 超过更高的值,例如超过7000 (K/W)的方式来设定。
[0097] 规定温度T21、T22可设定为使得热所导致的痕迹不残留于接触了的物体。又,假 定人的一部分进行接触的情况下,规定温度T21、T22可设定为,人能够容许所感知的热,或 人能够忍受所感知的热。
[0098] 图7中,横轴表不发热部5的长度方向的导热率λ I (W/m ·Κ)。纵轴表不与发热部 的长度方向正交的剖面积CA(m2)。图中,用剖面线示出热阻Rh超过700(K/W)的区域(Rh > 700 (K/W)),其边界用实线示出。发热部5的剖面积CA被设定为,根据发热部5的热传递 率λ即材料,来实现作为目标的热阻Rh。
[0099] 例如,剖面积CA可设定为300 μηιΧ30 μπι附近。又,剖面积CA可设定为低于 2500 μm2。发热部5具有圆剖面的情况下,其直径可按照低于500 μm的方式来设定。
[0100] 图8中,第一实施方式的启动的一例被图示。在时刻Ton开始向辐射加热器装置1 的通电。表面温度T2在通电后马上从室温TO急剧上升。表面温度T2迅速达到可放射辐 射热R的放射温度Tr。由此,得到快速的启动特性。通电开始后的温度上升明显快于基于 供暖装置的空气的温度上升。因此,辐射加热器装置1作为速效供暖装置是有效的。
[0101] 在时刻Ttc,物体接触到辐射加热器装置1的表面。接触了的物体从辐射加热器装 置1夺走热。这时,辐射加热器装置1的基板部2、电极3、4及发热部5被形成为,抑制其单 位面积的热容量。而且,辐射加热器装置1以抑制沿其表面的横方向的热传递的方式被形 成。换句话说,关于横方向,辐射加热器装置1被赋予高的热阻Rh。具体来说,关于辐射加 热器装置1的横方向上的热阻呈支配性的发热部5被赋予高的热阻Rh。因此,从周围向物 体接触了的部分的热的流入被抑制。
[0102] 如图示那样,辐射加热器装置1的表面温度T2急剧降低。这时,表面温度T2从放 射温度Tr迅速降低到抑制温度Tp。在物体接触后,表面温度T2超过抑制温度Tp的期间 Td较短。因此,即使人接触,每单位时间接收到的热量也被抑制为人能容许的水平。
[0103] 又,物体接触期间中,表面温度Τ2不会急剧上升。物体接触期间中,表面温度Τ2 被维持于低的温度。表面温度Τ2徐徐地上升。因此,即使人接触,在处于能容许每单位时 间接收到的热量的水平时,人也能离开接触的部位。
[0104] 在时刻Tdt,物体从辐射加热器装置1的表面离开。由于物体离开,失去从辐射加 热器装置1向物体的热流。由此,表面温度T2急剧上升,再度超过放射温度Tr。
[0105] 在该启动例中,在时刻Ttc和时刻Tdt之间,辐射加热器装置1的热所导致的对物 体的痕迹的形成被抑制。人的一部分接触了的情况下,表面温度T2超过抑制温度Tp的期 间Td较短,由此,人能容许感知的热。
[0106] 根据本实施方式,辐射加热器装置1具有:以通过电绝缘性的材料提供表面的方 式而形成的基板部2。辐射加热器装置1具有:以沿表面延伸的形态支承于基板部的电极 4、多个发热部5。一对电极4、41、42以沿表面延伸的形态支承于基板部2。为了通过通电 发热来放射福射热R,多个发热部5由与电极4相比电阻率更尚的材料制成。多个发热部5 以沿表面延伸的形态支承于基板部2,并联地配置于一对电极4之间。根据该构成,多个发 热部5被并联地配置于电极4之间。因此,通过向多个发热部5并联地通电,可得到大的发 热。发热部5由与电极4相比电阻率更高的材料制成。反过来说,电极4的材料的电阻率 低于发热部5的材料的电阻率。通过并联多个发热部5,电极4上流过大电流,但电极4的 发热被抑制。又,向多个发热部5的电流分配的不均被抑制。电极4由与发热部5相比电 阻率更低的材料制成。根据该构成,在X-Y平面上,膜状的电极4所占的面积被抑制。
[0107] 基板部2具有表面层21和背面层22。电极3、4和发热部5被配置于表面层21和 背面层22之间。基板部2是平板状,电极3、4及发热部5是沿表面扩展的膜状。电极4和 发热部5双方的热容量被抑制。其结果,发热部5的温度响应通电地迅速地上升。又,如果 物体接触,则发热部5的温度迅速降低。进而,发热部5被埋设于热导率低的基板部5中。 基板部5在相邻的发热部5之间提供隔热部。因此,即使物体接触,来自不位于物体正下方 的其他发热部5的传热被抑制。而且,关于发热部5的通电方向即长度方向的热阻被设定 得足够大,从而能够在物体接触时温度迅速降低。由此,与物体接触的部分的温度被抑制。
[0108] 发热部5被设定为,可以达到能够放射使人感到温暖的辐射热R的放射温度Tr。 发热部5的长度方向的热阻Rh被设定为,物体在表面之上接触时,物体接触的部分的温度 降低到比放射温度Tr低的抑制温度Tp。热阻Rh可设定为,物体在发热部5之上接触时,物 体接触的部分的温度稳定于比放射温度Tr低、比接触前的物体的温度略高的抑制温度Tp。 根据该构成,物体接触到表面时,接触部分的温度从放射温度Tr降低到抑制温度Τρ。可回 避与物体接触的部分的温度在长时期中维持于高温的情况。由此,对接触的物体的热的影 响被抑制。
[0109] 电极4和发热部5在基板部2的内部电连接。根据该构成,在基板部2的内部,不 同种材料的电极和发热部5被连接。例如,电极4和发热部5通过烧结被连接。
[0110] 发热部5不在一对电极41、42之间往返而向一个方向延伸。由此,可缩短关于发 热部5的通电方向的长度,即使在低电压下,发热部5上也流动大的电流。通过并联连接的 多个发热部5,可使辐射热增大。
[0111] (第二实施方式)
[0112] 本实施方式是以在先的实施方式为基础方式的变形例。上述实施方式中,采用了 直线状地延伸的发热部5。代替这种方式,在图9所图示的实施方式中,采用在一对电极41、 42之间曲折的发热部205。发热部205呈方波状地曲折。发热部205的X-Y平面上的形状 也可称为钥匙状。发热部205可提供长的通电距离。
[0113] (第三实施方式)
[0114] 本实施方式是以在先的实施方式为基础方式的变形例。上述实施方式中,采用了 直线状地延伸的发热部5。代替这种方式,在图10所图示的实施方式中,采用在一对电极 41、42之间曲折的发热部305。发热部305呈平滑的波状地曲折。发热部305可提供长的 通电距离。又,因为发热部305平滑的波状地延伸,所以抑制电流的集中。
[0115] (第四实施方式)
[0116] 本实施方式是以在先的实施方式为基础方式的变形例。上述实施方式中,采用了 在一对电极41、42之间延展的发热部5。在此之上,在图11、图12所图示的实施方式中,在 一对电极41、42之间的中间位置,采用将多个发热部5相互电连接并短路的中间电极443。 中间电极443至少将相邻的两个的发热部5之间电短路。中间电极443将三个以上的多个 发热部5之间电短路。中间电极443将
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