[发明专利]红外线灯泡及其制造方法以及使用它的加热取暖装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用于加热以及取暖等的设备中的红外线灯泡，特别地涉及作为长发热体采用了包含碳素物质的烧结体的红外线灯泡及其制造方法以及采用它的加热或取暖装置。

本发明的采用红外线灯泡的加热或者取暖装置是指取暖设备(例如，暖炉、暖气、空调、红外线治疗设备等)、干燥设备(例如，衣物干燥、被褥干燥、食品干燥、生垃圾处理机、加热型消臭器等)、烹调设备(烤箱、微波炉、烤箱面包机、烤面包机、烧烤机、保温器、烤鸡设备、烤箱、冰冻解冻用等)、美容设备(例如，吹风机、烫发用加热器等)、在薄层上固定文字及图像等的设备(例如，LBP、PPC、传真等将色料作为媒体进行显示的设备以及利用热量从胶片原本向被转写体进行热转写的设备等)等的利用热源加热被加热物或者进行取暖的装置。

作为以往的红外线灯泡的发热体，主要采用钨丝以及镍铬丝。由于钨丝在空气中会发生氧化，所以制成将它们封入石英玻璃管等并在内部封入惰性气体的灯管型发热体。作为镍铬丝的发热体，为了保护线圈状的镍铬丝，将其插入不透明的石英玻璃管等，也将其制成能在空气中使用的类型。然而，由于钨丝在点灯时的电阻值大于非点灯时的电阻值，有时点灯时较大的冲击电流会给周围设备带来损害。又，对于镍铬丝存在上升速度慢的问题。为了解决这些问题而开发了碳素物质的发热体。

例如，在特开平10-859526号公报中，揭示了包含碳素与金属或者半金属化合物(金属碳化物、金属氮化物、金属硼化物、金属硅化物、金属氧化物、半金属氮化物、半金属碳化物)的碳素物质烧结体的发热体。若根据该实施例，在氯化氯乙烯树脂以及呋喃树脂的混合树脂中添加天然石墨微粉末与氮化硼以及增塑剂，通过挤压搅拌器进行分散。此后，用两条滚子进行搅拌混合并且通过制粒机(pelletizer)制成颗粒。将颗粒通过螺旋型挤压设备挤压成棒状，干燥之后在氮气中进行烧成。由于碳元素的放射率接近黑体，使得碳素物质的烧结体的发热体为理想的辐射光用发热体。作为以往的碳素发热体，已知有爱迪生发明的使用纯碳素材料的发热体。然而，由于碳素固有电阻小而很难获得高电阻的发热体。在上述以往技术中，在碳素中混合金属或半金属化合物并且采用烧结后的材料。由此，获得固有电阻值为纯碳素的数倍到数十倍的材料。将这样的碳素物质的烧结体作为发热体的红外线灯泡如特开平11-54092号公报所示。参照图13的部分剖视图对于其构造进行说明。

在图13中，在由碳素物质形成的电阻发热体1的一端上紧密安装有钨丝制的内部导线31其端部的线圈状部分32。在内部导线31的当中形成另外的一个线圈状部分33。所述内部导线31的另一端与钼箔6一端焊接。在钼箔6的另一端上通过焊接与外部导线7接合。在线圈状部分32的外周上安装固定铁、镍合金形成的金属套管34。

在上述特开平10-859526号公报中并没有相关于由碳素物质与金属或半金属化合物的混合物以烧结法生成的发热体的温度上升与电阻值的记载，其电阻温度特性不明确。使用于上述特开平11-54092号公报所揭示的红外线灯泡中的发热体具有在温度上升的同时电阻值下降的负阻抗温度特性。因此，具有在点灯时不会流过冲击电流的特性。

然而，并没有揭示电阻温度特性值的具体示例。发热体的阻抗温度特性在制造加热器时是非常重要的因素。即，当阻抗温度特性的值不稳定的情况下，对于每一批的制造必须要确认其特性值并根据该特性值改变发热体的剖面面积或者发热长度。当必须上述作业时，不能够大批量生产红外线灯泡。即使能够制造阻抗温度特性值稳定的加热器时，其绝对值也很重要。即，相对于未点灯时的电阻，当点灯时电阻较小时不流过冲击电流。然而，由于随着发热体温度的上升电阻减小，则能够想象到会成为电流会不断增加、温度进一步上升这样的危险状态。即，当发热体使用时发生劣化的情况下，会发生电阻值进一步变成负值的危险性。又，相反，当点灯时电阻高时，虽然在其值较小时不存在问题，而当其值变大时，会流过冲击电流，产生与使用钨丝的以往灯泡相同的问题。

图14是其他以往技术的红外线灯泡的剖视图。

在图14中，将从钨丝卷成的发热体120两端抽出的内部导线104焊接在作为各自的中间端板的金属箔105上而制作成发热体组件体120a。将该发热体组件体120a插入石英玻璃管101且熔融石英玻璃管101两端部分并以在内部封入惰性气体的状态利用金属箔105部分进行密封而制成红外线灯泡。