(57)【要約】【課題】熱源の熱エネルギーを受熱側に効率的に移送する方法を提供する。【解決手段】熱源と、これの熱エネルギーを受ける被加熱物との間に熱変換体を配置し、この熱変換体の熱源に向かう集熱面より受けた熱エネルギーを放熱面より被加熱物の加熱に適した熱エネルギーとして伝熱する熱移送装置であって、熱変換体は熱伝導性の良好な基体と、この基体の集熱面側に積層されたセラミックス層で形成される熱変換部からなり、このセラミック層は、前記熱源の熱エネルギーの集熱に適した中心波長の放射熱エネルギーを持つ材質で構成されていることを特徴とする熱移送装置。【選択図】          図３
2004340489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源と、この熱源より供給される熱エネルギーを受ける被加熱物との間に熱変換体を配置し、この熱変換体の前記熱源に向かう集熱面より受けた熱エネルギーを放熱面より前記被加熱物の加熱に適した熱エネルギーとして伝熱する熱移送装置であって
前記熱変換体は熱伝導性の良好な基体と、この基体の集熱面側に積層されたセラミックス層で形成される熱変換部からなり、このセラミック層は、前記熱源の熱エネルギーの集熱に適した中心波長の放射熱エネルギーを持つ材質で構成されていることを特徴とする熱移送装置。
【請求項２】
熱源と、この熱源より供給される熱エネルギーを受ける被加熱物との間に熱変換体を配置し、この熱変換体の前記熱源に向かう集熱面より受けた熱エネルギーを放熱面より前記被加熱物の加熱に適した熱エネルギーとして伝熱する熱移送装置であって、
前記熱変換体は熱伝導性の良好な基体と、この基体の集熱面側に積層されたセラミックス層で形成される熱変換部を有し、このセラミック層は前記熱源の熱エネルギーの集熱に適した中心波長の放射エネルギーを持つ材質で構成され、
前記熱変換部は、熱源の温度が３００℃以上の温度領域と、３００℃未満の温度領域に対応する中心波長の放射熱エネルギーを持つ材質のセラミック層で構成されていることを特徴とする熱移送装置。
【請求項３】
前記熱源が３００℃以上の温度領域の場合は、熱変換体の集熱部に形成されたセラミック層からなる熱変換部は、酸化チタンの単層、あるいは下地層が酸化アルミ、表面層が酸化チタンなどのセラミック複合層で形成され、
また、熱源が３００℃未満の温度領域の場合は、酸化チタンもしくは酸化アルミの単層、あるいは下地層が酸化チタン、表面層が酸化アルミなどの積層構造で構成されていることを特徴とする請求項２記載の熱移送装置。
【請求項４】
熱源と、この熱源より供給される熱エネルギーを受ける被加熱物との間に熱変換体を配置し、この熱変換体の前記熱源に向かう集熱面より受けた熱エネルギーを前記被加熱物の加熱に適した熱エネルギーとして放熱面より熱伝導する熱移送装置であって、
前記熱変換体は、熱伝導性の良好な基体と、この基体の集熱面側に積層されたセラミックス層との複合構造に形成されており、前記セラミック層は前記基体の表面に積層された下地層と、この下地層の上に積層された表面層とからなり、
前記表面層は、熱源の温度帯域に対応した中心波長の放射エネルギーを持つ材質で構成され、前記下地層は前記温度帯域より低温の温度帯域の中心波長の放射エネルギーを持つ材質で構成されていることを特徴とする熱移送装置。
【請求項５】
前記被加熱物は、鍋、ホットプレート等の調理用具であり、前記熱変換体は鍋やホットプレートの本体であることを特徴とする請求項１ないし４に記載の熱移送装置。
【請求項６】
前記被加熱物は、ボイラや熱交換器などの熱利用装置であって、前記熱変換体はボイラの水管や熱交換器の放熱管などである請求項１ないし４に記載の熱移送装置。
【請求項７】
エンジンなどの熱媒体を収容しているボデイ、電気機器や家電製品などの発熱する構成部材あるいはこの部材を包んで前記部材が発生する熱を受ける部材であることを特徴とする請求項１ないし４に記載の熱移送装置。
【請求項８】
前記管体等の構造部材の表面に形成したセラミック層からなる熱変換部は、酸化アルミ層、酸化チタンの下地層と酸化アルミの表面層等のセラミック複合層で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４記載の熱移送装置。
【請求項９】
熱源より供給される熱エネルギーを受けて加熱される被加熱物を収容する構造物を熱変換体とし、この熱変換体の前記熱源に向かう集熱面より受けた熱エネルギーによって前記被加熱物を加熱する熱移送装置であって
前記熱変換体は、前記構造物を形成している基体と、この基体の集熱面側に積層されたセラミックス層からなる熱変換部とで形成され、このセラミック層は、前記熱源の熱エネルギーの集熱に適した中心波長の放射熱エネルギーを持つ材質で構成されていることを特徴とする熱移送装置。
【請求項１０】
セラミック層で形成される熱変換部を、熱源の熱エネルギーを被加熱物に与える放熱面とは反対面である集熱面側に積層形成したことを特徴とする請求項９に記載の熱移送装置。
【請求項１１】
冷却管などの構造物の内部に冷媒を収容し、その冷媒の熱エネルギーによって周囲を冷却する前記構造物自体を熱変換体とし、この熱変換体の集熱面より受けた外部熱エネルギーを前記冷媒に伝熱する冷凍装置であって
前記熱変換体は、前記構造物である基体と、この基体の表面に積層されたセラミックス層からなる熱変換部とで形成され、このセラミック層は、前記構造物の周囲の熱エネルギーの集熱に適した中心波長の放射熱エネルギーを持つ材質で構成されていることを特徴とする冷熱の熱移送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボイラ等の燃焼ガスによって加熱される水管やエンジンのボディ、あるいはラジエターのように内部に加熱された熱媒体が流動している放熱管などの表面をセラミック層を利用して改良した熱移送装置や焼き調理器のようにガスバーナーと食材との間に配置する放熱板などの、熱源に対面する裏面を、特にセラミック層で改良した熱移送装置である。
【０００２】
また、冷凍機の冷却管などの内部に収容されている冷媒の持つ冷熱で周囲の空気や食品などの被冷却物を冷却するような装置にも適用できる熱移送装置の改良に関する。
【０００３】
【従来の技術】
（関  連  発  明）
本発明者は、先に特願２００１−３５２００７号（以下、先願発明という）を既に提案している。
【０００４】
本発明は、前記先願発明に関して、更に詳細な追試実験を行って完成された発明であり、この先願発明で適用したセラミック層で形成される熱変換部の構成を明確にしたものである。
【０００５】
（一般の加熱方法）
一般に、ガスなどの熱源より発生する燃焼ガスによって食材を加熱調理する手段としては、燃焼ガスなどの加熱気体を鍋などの調理器具「被加熱物」に接触させて加熱する対流加熱方法、あるいは高温の発熱体より放射熱エネルギーを放射して加熱する放射加熱方法、更に熱源より遠赤外線を蓄熱体に放射してこれを均一に加熱し、この蓄熱体より放射する熱エネルギーを利用して被加熱体を加熱する放射加熱方法等がある。
【０００６】
例えば、サウナ風呂の場合は、天井面に設けた電熱ヒータで加熱される放熱板によりサウナ室内を放射熱で加熱しながら、この放熱板の背後の電熱ヒータで室内の空気を加熱した後にこれを室内に送出して循環させるように構成しており、前記放熱板の放熱面に、例えば、酸化チタン等のセラミックス材料をプラズマ溶射して薄いセラミックス層を形成している。このセラミックス層は、人体を加熱し、吸収され易い放射周波数あるいは波長を持つ遠赤外線の放射量を増加するためのものであると考えられている。
【０００７】
このサウナ風呂の場合は室内を循環する空気の対流加熱と、天井面から照射される放射加熱を併用するものであり、特に人体（被加熱物）を加熱する手段としては放射加熱が有効である。
【０００８】
最近の電気炊飯器においては、内釜の外面にセラミックス溶射層を形成し、このセラミックス層の外側より電磁力を与えたり電熱で加熱する方法が実施されているが、これは炊飯に適した放射周波数あるいは波長を持つ遠赤外線の放射量を増加して炊飯に適した熱量と温度を与えているものと考えられる。
【０００９】
また、焼鳥や焼魚、あるいはウナギのカバ焼きなどの焼調理器の燃焼ガスで加熱される発熱体（半円筒形の耐熱ガラスなど）の裏面にセラミックス層を設けて焼き調理してものもあるが、これも熱エネルギーを焼き調理に適した波長の赤外線に変換するものと考えられる。
【００１０】
このような各種の加熱方法は、熱源あるいは熱源で加熱される発熱体、もしくは放熱体の表面に設けたセラミックス溶射層によって、熱源から与えられる熱エネルギーを、このセラミックス層を介して放射熱エネルギーの波長を変換するものであると考えられる。
【００１１】
例えば、製鋼炉における鉄の溶湯の温度は、あまりにも高温でエネルギーレベルが高く、従って、この高温の熱エネルギーにより調理などの加熱に利用することは到底できない。
【００１２】
しかし、この溶湯の前に金属板等の熱遮蔽物（あるいは中間部材）を置いて高温でこの中間部材を加熱し、この中間部材から放射される熱エネルギーは前記放射熱エネルギーレベルより遙かに低下したエネルギーレベルの放射熱エネルギーとなっており、このようなエネルギーレベルを変換する段階を踏むことによって高温の熱エネルギーを調理などにも十分に利用が可能であると考えられる。
【００１３】
また、例示したサウナ風呂における電熱加熱の放熱板の背面は電熱加熱により赤熱状態あるいはこれに近い状態に加熱されており、一方、この放熱板の表面より多量の熱線が放射されるために室内側の放熱板の表面の温度は背面の温度より遙に低い温度に保持されている。その上、放熱板は室内側の表面に形成されているセラミックス層の影響を受けて、放射される熱エネルギーは低温サウナに適した温度の波長を持つ遠赤外線となって室内に放射され、人体に吸収され易くなっている。
【００１４】
例えば、図１に示すようにガスバーナ１の燃焼ガス２で鉄板や石等を加熱してこれに蓄熱して温度を均一化できる中間加熱体３を配置し、それより発する放射熱エネルギーにより上方に配置された網状物４で支持した肉や魚等の食材、即ち被加熱物５を焼調理する方法がある。この焼き調理方法の場合は、燃焼ガスによって前記中間加熱体３が加熱され、それより放射される放射熱エネルギーＲによって食材等の被加熱物５を加熱するものである。
【００１５】
この鉄板等の金属板からなる中間加熱体３は、その表面にプラズマ溶射によってセラミックス層３ａが形成したものあるが、このセラミックス層３ａは中間加熱体３が受けた熱エネルギーの持つ高い周波数の赤外線より、これより低い周波数の赤外線に変換した上で食材等の被加熱物５を加熱するものである。
【００１６】
従って、単に燃焼ガス２で加熱調理する場合は表面のみを高温で加熱するものであるのに対して、放射熱エネルギーの周波数を変換（高温から低温、短波長から長波長へ）した赤外線の場合は、被加熱物５の加熱が内部まで行なわれる点において優れていると考えられる。
【００１７】
この中間加熱体３は、高温の燃焼ガス２を受けてその熱エネルギーを食材等の被加熱物５の焼調理や加熱に適した温度、つまり低温の熱エネルギーに変換するものであるので、直接に燃焼ガス２で加熱して焼調理したものに比較して、熱を内部まで浸透させる作用があることが多く、そのために美味な調理とすることが可能である。
【００１８】
しかしながら、この種の中間加熱体３は、高温の燃焼ガス２が直接に被加熱物５に接触しないように遮断し、熱エネルギーをその内部に蓄熱するような特性を持っているが、蓄熱した熱エネルギーを積極的に被加熱物５に対して「移送ないし送給する」機能を有していないために、その遮断した分だけ熱効率が悪くなっており、大幅な焼調理の改善にならないということがある。
【００１９】
例えば図１に示すガスバーナ２の上方に前記のような中間加熱体３を配置し、これの上方に食材の代わりに水を入れた容器（被加熱物）を置き、この容器内の水の蒸発速度を測定してみると、中間加熱体３を置かない従来のものよりも水の蒸発速度が約４０％も遅くなっていることが分かる。
【００２０】
図２は、図１の食材の調理方法における熱エネルギーの伝達状態を示すモデル図であり、熱源１Ａの上方にセラミックス層３ａを設けた中間加熱体３Ａを単に配置しただけでは、熱源１Ａより供給される熱エネルギーＥ１の量に対して、食材等の被加熱物５Ａが受ける熱エネルギーＥ２の量がかなり減少している。
【００２１】
これは、高温の熱エネルギーＥ１を中間加熱体３Ａに与えるが、これによって一種の「フイルター作用」を受けて、短波熱エネルギーＥ１を整流して焼調理に適した中波の熱エネルギーＥ２に変換して熱移送することができるが、熱エネルギーの周波数の変換と同時に、通過する熱エネルギー量を絞り込み、ガスバーナ１からの熱エネルギーＨの移動が中間加熱体３Ａで阻止されて熱量の少ない熱エネルギーｈになるのではないかと考えられる。
【００２２】
従って、従来の焼調理装置に使用されている中間加熱体は、熱エネルギーを整流して焼調理等に適した一定の周波数の熱エネルギーに変換する、いわゆるフイルター効果を持っているが、受熱面から受けた熱エネルギーを周波数変換すると同時に放熱面側に積極的に放射あるいは熱エネルギー移送して被加熱体を加熱する機能を持っていないという問題があったのである。
【００２３】
別の面から考察すると、中間加熱体は燃焼ガスの熱エネルギーを受けて放熱面側から放射するものであるが、十分の吸収しきれなかった熱エネルギーはこの中間加熱体の側方より上昇する空気流ないし対流中に逃げてしまい、利用できる熱エネルギーのロスとなったものと考えられる。
【００２４】
（先願発明：特願２００１ー３５２００７号の説明）
この発明は、前記中間加熱体を表面に形成したセラミックス層の熱エネルギーの吸収（集熱）と変換ないし整流機能の利点を活かし、その中間加熱体を「熱変換体」に変更し、その受熱面側から受取った熱エネルギーを放熱面側に効率的に移送あるいは転送する方法を検討し、この発明に係る方法を提案している。
【００２５】
熱変換体は、金属板等の母材の表面にセラミックスをプラズマ溶射したものを準備し、これを加熱すると受熱面側とは異なった周波数の熱エネルギー（遠赤外線）を放射することは前記の通りであるが、本発明はこのセラミックス層の周波数変換による赤外線の波長を変化させる特性を基本として更に発展させたものである。
【００２６】
具体的には、この発明によって例えば、水を加熱して蒸発させる際の熱エネルギーの供給について、セラミックス層を設けていない容器と、セラミックス層を一層のみ設けている容器と、更にこの発明に係るセラミックス層を所定の順序で複数層形成した容器と比較すると、この発明に係る容器は、セラミックス層を設けない容器に比較して約２５〜３５％も蒸発量が多くなっていることが分かる。また、一層のセラミックス層を形成した容器の場合はセラミックス層を設けない容器よりも蒸発効率が悪かった。
【００２７】
また、ウナギの蒲焼や焼鳥のような焼き調理においては、備長炭による加熱が賞用されているが、これは多量の遠赤外線を放射させると共に高温の燃焼ガスがなるべく食材に直接あたらないように団扇や送風機で排除しながら主として遠赤外線で加熱するものである。
【００２８】
前記例は、食材の焼き調理に適した波長を持つ放射エネルギーを選択的に与えることを意味しており、この発明は、この例のような調理等の加熱に適した周波数ないし波長を持つ放射エネルギーを、効率的に発生させる手段を提供するものである。
【００２９】
熱変換体を使用する先願発明に係る熱の移送方法は次の通りである。
【００３０】
１）金属材料あるいはセラミックス材料からなる熱変換体を熱源で加熱し、放熱面より被加熱物に放射熱エネルギーとして放熱して熱移送する方法であって、集熱面（受熱面）側の単位面積当りのワット密度（Ｗ／ｃｍ２）と、反対の放熱面側のワット密度（Ｗ／ｃｍ２）とがほぼ等しいことを特徴としている。
【００３１】
２）熱エネルギーを与える熱源と、この熱エネルギーで加熱される被加熱物との間に、熱エネルギーの伝導材料からなる「熱変換体」を配置し、この熱変換体を加熱してその放熱面より放射熱エネルギーとして被加熱物に対して放熱する熱移送方法である。
そして前記熱変換体は、その表面に複数層の薄いセラミックス層を形成しており、このセラミックス層は加熱により赤外線を放射する性質を持ち、熱エネルギーの移動方向に、
赤外線の中心周波数の波長が４〜６ｍμの短波長、７〜９ｍμの中波長及び１０〜１２ｍμの長波長から選択された波長を持ち、
前記セラミックス層は、短波長／中波長、短波長／長波長、中波長／長波長、あるいは短波長／中波長／長波長のいずれかの順序で積層されていることを特徴としている。
【００３２】
３）熱エネルギーを与える熱源と、この熱エネルギーで加熱される被加熱物との間に熱エネルギーの伝導材料からなる熱変換体を配置し、この熱変換体で熱源より熱エネルギーを受けてこの熱変換体を加熱して放熱面より被加熱物に対して熱エネルギーを放熱する熱移送方法であって、
前記熱変換体は受熱面、あるいは受熱面と放熱面の両面、若しくは放熱面側にセラミックス層を複数層形成しており、前記セラミックス層は、加熱された際に中心波長が４ｍμ〜１２ｍμの範囲を複数に分割された範囲の波長の赤外線を放射する性質を持ち、熱エネルギーの移動方向に赤外線の中心周波数の波長が短いセラミックス層と、このセラミックス層より長い波長のセラミックス層を密着状態で少なくとも二層積層し、前記中心周波数の波長の短いセラミックス層側より波長の長いセラミックス層側へ熱エネルギーを移動させることを特徴としている。
【００３３】
４）前記熱変換体は耐熱ガラスあるいはセラミックス材料で構成されていることを特徴としている。
【００３４】
５）熱源が燃焼ガス等の加熱気体あるいは加熱された熱媒体からなる流体であることを特徴としている。
【００３５】
６）この発明に係る発熱体は、熱エネルギーの伝導材料からなる熱変換体の一面に複数層のセラミックス層が、他方の面に耐熱性断熱層が形成されており、
前記複数のセラミックス層を形成する個々のセラミックス層は、赤外線の中心周波数の波長が４〜６μの短波長、７〜９ｍμの中波長、１０〜１２ｍμの長波長に区分された範囲の波長を持ち、
前記複数層からなるセラミックス層は、短波長／中波長、短波長／長波長、中波長／長波長、あるいは短波長／中波長／長波長の順序で積層されていることを特徴としている。
【００３６】
７）この発明に係る発熱体は、それ自体が発熱する電熱式の発熱体であることを特徴としている。
【００３７】
（先願発明の技術的思想について）
先願発明に係る技術的思想を纏めると次の通りである。
【００３８】
この発明は、燃焼ガスや加熱された熱媒体の持つ熱エネルギーを、被加熱物に受入れ易い放射周波数ないし波長、あるいは目的とする周波数ないし波長に変換して被加熱体側を加熱、あるいは被加熱体に吸熱させるものである。
【００３９】
そのために、表面に特殊加工をした「熱変換体」を使用し、これの一面より熱エネルギーを受取って（吸熱し）この熱変換体を均一に加熱させながらその一部を蓄熱した後、他方の放熱面より周波数ないし波長を変換した放射熱エネルギーとして放射したり、熱伝達するものである。
【００４０】
例えば、焼き調理には備長炭を使用した放射熱エネルギーが最適であることは前述の通りであるが、備長炭の燃焼ではその燃焼温度に対応する放射周波数（所定の放射熱エネルギーの波長）の極く限られた範囲の周波数の放射エネルギーしか得ることができない。
【００４１】
一方、熱源としては、ガスバーナより発生する燃焼ガス、ボイラの燃焼炉の燃焼ガス、また、電熱加熱の場合もあり、その温度は約９００℃程度から１５０℃程度の広範囲である。これに対して受熱側は、魚類の焼き調理やパン焼きのような３００〜４００℃前後のものがあれば、テンプラのように１７０℃〜１８０℃前後のものがあり、更に暖房や乾燥装置における空気の加熱のような１００℃から５０℃前後の低温のものまである。
【００４２】
このように熱源の温度とこれを利用する被加熱側の温度の間には大きな開きがあるのである。また、熱エネルギーを被加熱体に与える場合も、極端な例では前記のように溶鉱炉の高温の熱エネルギーを利用して魚を焼くことは不可能であり、従って、魚の焼き調理に適した放射周波数（波長）を持つ放射熱エネルギーに変換することが必要である。
【００４３】
先願発明は、このような幅広い温度範囲において熱源である加熱流体の熱エネルギーで「熱変換体」を加熱し、更に、この熱変換体によって放射エネルギーの波長を短波長より長波長側に変化させる。
【００４４】
即ち、熱変換体によって熱源の元の波長より長い波長の赤外線ないし遠赤外線に変換して食材等の被加熱物を加熱したり、熱源の熱エネルギーを被加熱物が受熱し易い放射周波数に変換して熱エネルギーとして移送する手段を提供することを目的としている。
【００４５】
このように熱エネルギーの波長を変換する手段としては、基体の表面に「複数層：表面層と下地層など」からなるセラミックス層を、所定の順序で設けた熱変換体を利用し、燃焼ガスや高温の物体等の発する高温の熱エネルギーを、この熱変換体の受熱面より吸収（集熱）して第一のセラミックス層（表面層）の波長の変換効果により、前記熱源の温度より低い温度の長い波長（短波長から中波長）に変換し、次いで第二のセラミックス層（下地層）によって前記波長より更に長い波長（中波長から長波長）の熱エネルギーに変換するものである。
【００４６】
このことは、表面のセラミックス層により熱源の温度に対応する波長より長い波長の温度の波長のものに変換すると共に、通過する熱エネルギーを可能な限り絞らないようにするものである。
【００４７】
そして第一のセラミックス層を通過した熱エネルギーを、更に次のセラミックス層を通過させるその間に必要とする温度に対応する波長を持つ放射熱エネルギーとした後に熱変換体を加熱し、この熱変換体の温度における放射熱エネルギーとして食材等の被加熱物を加熱するものである。
【００４８】
前記例は、焼き調理器や炊飯器のように高温の熱源の熱エネルギーを熱変換体を仲介させることで、低温、即ち長波長の熱エネルギーに変換し、魚や肉等の被加熱体を加熱するものである。
【００４９】
なお、この発明の技術的思想はボイラの水管のように高温の燃焼ガスの熱エネルギーで水管を加熱する場合も含まれる。
【００５０】
また、エンジンのラジエターのように水管の表面より放熱される熱エネルギーを冷却空気中に放散させてエンジンの冷却水を冷却する場合もある。更に、コンピュータの冷却フアンのようにケーシングの内部の加熱された空気を排出しながら熱エネルギーを外部に移送する場合も含まれる。
【００５１】
先願発明の基礎的な知見は、焼き調理方法や食材や薬草や植物の乾燥、稲の籾の乾燥、あるいはサウナ風呂におけるサウナ室の加熱による人体の熱エネルギーの吸収に関する多数の実験より得られたものである。
【００５２】
先願発明は、熱源の熱エネルギーを効率的に被加熱物に付与したり、流体の持つ熱エネルギーより効率的に吸熱して放出することを目的とするものであり、この目的を達成するためのセラミックス層を加熱する赤外線の中心周波数の波長は４〜１２ｍμ、好ましくは６〜９ｍμである。
【００５３】
そして前記波長の範囲を複数、好ましくは短波長／中波長／長波長の３区分とする。６００℃〜４００℃の高温側の赤外線の波長は４〜６ｍμの短波長であり、３９０℃〜１７０℃の中温側の波長は７〜９ｍμの中波長であり、更に１５０℃〜１００℃の低温側は１０〜１２ｍμの長波長に区分して適用する。
【００５４】
図３は、多数の実験データを利用して発明者が独自に作成した「波長変換の概念図」であり、この図を参照して複数層からなるセラミックス層Ｃ１／Ｃ２の作用を説明する。
【００５５】
燃焼ガス等の熱源１０より発する中心波長が４〜５ｍμの短波長（ａ）の放射熱エネルギーを、熱伝導が良好な金属（アルミ板等）を基体とする熱変換体１１の受熱面（集熱面）に与える。この集熱面には二層のセラミックス層が形成されており、上側のセラミックス層Ｃ１（表面層）を通過する間に、赤外線の中心周波数における波長が短波長「ａ」から中波長「ｂ」に周波数を低下する。
【００５６】
そして下側のセラミックス層Ｃ２（下地層）を通過する間に、中心周波数における中波長「ｂ」から長波長「ｃ」に周波数を変換してアルミ板等の基体１１ａに熱伝達される。そしてこの基体１１においては長波長「ｃ」から長波長「ｄ」変換され、食材などの被加熱物１２の表面に長波長「ｄ」の放射熱エネルギーとして与えられ、この被加熱物１２をその周波数の放射エネルギーで加熱するのである。
【００５７】
このように、受熱面（集熱面）側に複数層からなるセラミックス層を持つ熱変換体１１を介在させることで、短波長「ａ」の熱エネルギーを長波長「ｄ」に変換して被加熱物１２に与えることにより、この被加熱物１２が熱エネルギーを効率的に吸収することになるものと考えられる。
【００５８】
つまり、短波長「ａ」の熱エネルギーを、直接に被加熱物に与えることは、前記のように製鋼炉の高温のエネルギーを直接に被加熱体に与えることに相当するわけである。しかし、先願発明において適用した熱変換体１１を使用することで高温で短波長の熱エネルギーを、熱変換体１１で一旦、遮蔽して波長を長波長の焼き調理等に適した赤外線の周波数を持つ放射エネルギーに変換することができるのである。
【００５９】
この熱エネルギーの波長の変換において、供給された熱エネルギーの周波数を変換することができたとしても、基体に一層のみのセラミックス層を設けたものにおいては前記のように通過する熱エネルギーの量が制限されて加熱効率は低下する。この事実は前記の容器内に水を入れて蒸発させた実験より確認てきる。
【００６０】
この発明においては、基体の片面、必要に応じて両面に赤外線の波長の異なるセラミックス層を二層、あるいはそれ以上の複数層形成することが重要である。このセラミックス層の持つ特性としては、加熱により多量の赤外線ないし遠赤外線を熱エネルギーとして放射する性質を持つものであれば各種のセラミックス材を採用できる。
【００６１】
そして高温側のセラミックス層（表面層）は熱源の温度に対応する赤外線の中心周波数の波長（短波長）を持ち、次のセラミックス層（下地層）はそれより低い周波数の波長（中波長ないし長波長）を持ち、熱源からの熱エネルギーを表面側のセラミックス層より次のセラミック層に移送する段階で、本発明でいう波長の変換が行なわれるものであれば良い。
【００６２】
換言すれば、この発明は、高レベルの熱源の熱エネルギーを、熱変換体の複数層からなるセラミックス層によって次の段階のエネルギーレベルに、更に次の段階のエネルギーレベルへと波長（即ち、周波数）を低下させていくもので、このように波長を変換するが、通過する熱エネルギーの量を絞らないように保持する点にも大きな特徴があるのである。
この熱変換体の受熱（集熱）側と放熱側の熱エネルギーの移送状態を請求項１に限定した理由はそこにある。
【００６３】
さて、各種の赤外線の中心周波数の波長を持つセラミックス層を具体的に説明する。
【００６４】
高温側の波長が４〜６ｍμものとしては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２  ）を６０〜３５％、好ましくは４０％とし、残部を酸化アルミ（Ａｌ２  Ｏ３  ）の粉体の混合体を予め作成しておき、これをプラズマ溶射によってアルミ板等の表面に約５０μ〜１００μの厚みのセラミックス層を形成するのである。
【００６５】
また、中温側のものとしては、酸化チタンを２０％〜１２％、好ましくは１３％と、残部を酸化アルミとした粉体の混合体を作成し、これをプラズマ溶射し、前記と同様な厚さに形成する。
【００６６】
更に、低温側の長波長のものとしては、酸化チタンが５〜３％、好ましくは３％で残部を酸化アルミとした粉体の混合体を形成し、これを基体（母材）の表面にプラズマ溶射して前記と同様な厚さに形成すると良い。
【００６７】
各種のセラミックスは、赤外線の中心周波数における波長に対応しているが、単体ではその波長の範囲が限定される。しかし、他の種類のセラミックスと混合して使用することにより、中間の波長のものに調整可能である。従って、用途に応じてセラミックスの種類や混合する割合を調整して使用することになる。
【００６８】
波長が４〜６ｍμの短波長のセラミックスとしては、例えば、酸化チタンを４０％、残部の６０％は酸化アルミ（Ｓｉ２  Ｏ３  ）を混合微粉末として使用するのが良い。
【００６９】
また、波長が７〜９ｍμの中波長のセラミックス層としては、酸化チタン１３％と残部８７％が酸化アルミ（１００％の酸化アルミ）の混合粉体を使用する。更に、波長が１０〜１２ｍμの長波長のセラミックス層としては、酸化チタンが３％で、残り９７％は酸化アルミである。
【００７０】
前記のように高温側の短波長の放射エネルギーを出すセラミックス層を形成する材料には、価格や入手のし易さ等を考慮して酸化チタンが適している。
【００７１】
そして発生する赤外線の波長を変更するために、この酸化チタンに酸化アルミを適宜混合して使用するのが良い。しかし、このセラミックスの素材は限定的なものではなく、他のセラミックス材料を使用することが可能である。
【００７２】
実際にこの混合割合を決定するためには、アルミ板や鉄板等の基体の表面に前記のように複数層からなるセラミックス層を形成し、これを燃焼ガスの通路のような熱エネルギーが供給される空間に配置し、その熱エネルギーの移動量を測定ないし推定しながら決定することになる。
【００７３】
各種の実験より、表面を粗面加工した金属板からなる中間加熱体と、この発明に係る二層のセラミックス層を形成した熱変換体とを、ガスバーナ等の熱源の上方に配置し、その上方に水を入れた容器（被加熱体）を配置し、燃焼状態を一定に保持しながら水の蒸発速度を測定する。
【００７４】
その結果、この発明の方が、対象の中間加熱体を使用した場合に比較して蒸発速度が２０％〜３０％も早いことが確認されている（図１）。このことは、この発明に係る熱変換体を使用することによって、熱源からの熱エネルギーを受熱面側から積極的に導入（集熱）し、その熱エネルギーと略同量の熱エネルギーを放熱面側から移送できることが分かる。この熱エネルギーの移送効果（加熱効果）は、肉や魚や野菜等の焼き調理器に使用すると顕著である。
【００７５】
このように先願発明は、熱変換体の集熱面側の熱エネルギーと、放熱面側の熱エネルギーの量がほぼ等しいことを特徴としており、前記のように請求項１の発明において、金属材料あるいはセラミックス材料を使用した熱変換体によって熱源が発生する熱エネルギーを一方の面より受けて加熱され、他方の面より放射熱エネルギーとして放熱して熱移送する方法であって、前記一方の面の単位面積当りのワット密度（Ｗ／ｃｍ２）と、他方の面のワット密度（Ｗ／ｃｍ２）とがほぼ等しいことを特徴とする熱の移送方法と限定しているのもその理由からである。
【００７６】
多重構造のセラミックス層は、前記のように放熱面側に形成するのが最適であるが、本発明にこれに限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲において次のような方法もある。
【００７７】
１）金属板等の基体の一方の受熱面（集熱面）側に高温の短波長の放射エネルギーを持つセラミックス層を形成し、他方の放熱面側にこれより長波長のセラミックス層を形成し、両面のセラミックス層の組合わせにより二重の積層構造に類似した構造とすることも可能である（単層併用構造）。
【００７８】
２）金属板等の基体の受熱面（集熱面）側に、短波長と中波長のセラミックス層（表面層と下地層）によって多重構造のセラミックス層を形成し、前記基体の放熱面側にも中波長と長波長の二層のセラミックス層を形成することもできる（集熱面側複数層／放熱面側複数層）。
【００７９】
３）金属板等の基体の集熱面側に短波長の放射熱エネルギーを持つセラミックス層を単層で形成し、前記基体の放熱面側に、この基体の加熱される温度に近い温度で中心波長の放射熱エネルギーを持つセラミックス層（下地層）と、その上に長波長の放射熱エネルギーをもつセラミックス層（表面層）を複数構造に形成したものでも良い（集熱面側単層／放熱面側複数層）。
【００８０】
４）基体を構成する金属板の代わりに耐熱ガラス板を使用し、これを一種のセラミックス層とみなし、集熱面側に短波長のセラミックス層を形成して基体と前記セラミックス層により二重構造に類似させたもの、また、耐熱ガラス板の両面にそれぞれ短波長と長波長のセラミックス層を形成したもの、更に放熱面側に複数層の波長の異なるセラミックス層を形成したものであっても良い（基体、母材にセラミックスを使用）。
【００８１】
５）金属板等の基体の表面に形成するセラミックス層は、二重は勿論であるが、三重以上の多層に形成することも可能である。この場合、熱エネルギーの移動方向に合わせて高温の放射周波数である短波長のものから、低温の放射周波数である長波長を持つセラミックス層へと特性を変化させておく。
【００８２】
【先願発明における実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００８３】
（実施例１：電磁調理鍋）
図４は電磁調理鍋の断面図、図５は図４におけるＡ−Ａ線断面図であり、電磁調理台２０の表面に非磁性板からなる表面板２１の裏側に電磁コイル２２が設けられ、この電磁コイル２２の上部に直径が２２ｃｍ、深さが１０ｃｍの電磁調理鍋２３を置いて電磁作用で発熱させて調理するように構成されている。
【００８４】
この電磁調理鍋２３は、鍋形のアルミ層２４／その裏面に形成された酸化チタン１３％と残部が酸化アルミで厚さが５０μのセラミックス層２５（符号：Ｔ１３）／酸化チタン４０％と残部が酸化アルミで厚さが５０μのセラミックス層２６（符号：Ｔ４０）／５００μの鉄板２７からなる４層の積層構造である。このセラミックス層２５は中波長、また、セラミックス層２６は中波長の二重のセラミックス構造を形成している。
【００８５】
この実施例に係る二層構造のセラミックス層２５（Ｔ１３）／２６（Ｔ４０）を鍋形のアルミ層２４の表面側に形成した電磁調理鍋２３と、このセラミックス層を形成しない通常の鍋を使用し、水を蒸発させる速度の実験を行ったところ、この発明の鍋の方が２７％程度蒸発効率が優れていることを確認できた。
【００８６】
（実施例２：電磁調理釜）
図６は大型の電磁調理釜（学校給食用等に使用）の断面図、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図であり、電磁調理台３０の凹部３１に大型（内容量が約１０リットル）の電磁調理釜３２を嵌合状態で支持するようになっている。なお、この凹部３１の外側には電磁コイルが所定の方法で設けられている。
【００８７】
この電磁調理釜３２は、図７に示すように厚さが１２ｍｍの釜形のアルミ層３３の内面側にポリフツ化エチレン層３４と同様なポリフッ化エチレン層３４ａの二重にコートされている。また、前記アルミ層３３の外面側には酸化チタン１３％、残部が酸化アルミで厚さが５０μのセラミックス層３５（Ｔ１３）（中波長）と、酸化チタン４０％、残部が酸化アルミで厚さが５０μのセラミックス層３４ａ（Ｔ４０）（短波長）を２層構造に形成し、更にその外側に厚さが５００μの鉄層３７（鉄板）を形成し、その外側に厚さが２００μのアルミ層３８（アルミ板）を形成し、そして最外層に防錆塗料層３９を形成している。
【００８８】
なお、従来の電磁調理釜は、前記セラミックス層３５と３６を省略した構造のものであった。
【００８９】
前記発明に係る電磁調理釜３２と従来の電磁調理釜に、水洗した３升の米を入れ、常法により電磁加熱で炊飯したところ、従来の釜に比較して本発明の釜は２５％〜３０％も早く炊き上げることができた。
【００９０】
炊き上けた米飯は所定のむらし時間を経た後、釜より他の容器に取出さなければならないが、従来はむらした米飯をシャモジを使用して釜の壁面をこそぎながら剥離させてなければならなかった。しかし、驚いたことにこの発明に係る電磁調理釜の場合、炊き上げ、むらしが完了したならば、この釜を反転しただけで米飯がぱっくりと剥離して他の容器に収容することができ、炊飯作業を著しく効率化することができた。
【００９１】
（実施例３：焼き鳥器）
図８は焼き調理用電熱式発熱体であって、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）は発熱体の縦断面図、（Ｃ）はその横断面図である。
【００９２】
発熱体４０は、タングステンを主体とする電熱線４１（直径が９ｍｍ、電力量２ｋｗ）の上半周面に酸化チタン４０％、残部が酸化アルミの５０μのセラミックス層４２（Ｔ４０）（短波長）と、酸化チタン３％、残部が酸化アルミの５０μのセラミックス層４３（Ｔ３）（長波長）を二層に形成した。そして裏側の半分を耐熱性のある断熱層として機能する酸化珪素（二酸化珪素を含む耐熱性化合物、例えばムライト）層４４を形成して上側に熱エネルギーが集中して放射されるように構成した。
【００９３】
この発熱体４０を焼き鳥器の発熱部に使用して焼き調理したところ、焼き速度がかなり早くなる上に、内部まで熱を浸透させることができ、そのために食材である肉が従来の焼き鳥に比較してかなり柔らかくなっていた。
【００９４】
また、従来の焼き鳥の場合は高温加熱であることから、肉汁を大量に放出しながら焼き上げていたが、この発明の発熱体を使用することによって比較的低温加熱であることから、肉汁を殆ど出さずに焼く上けることができる関係で味が極めて良い。
【００９５】
例えば、従来の装置で焼き調理したものとこの発明の装置で調理したのものをパーティー会場に並べたおくと、この発明のものの方が先に食べられ、従来のものは約３０％程度が残ることが多い。
【００９６】
更に、従来の装置で焼き調理した焼き鳥の場合は約３０分程度で味が著しく低下してカスカスのものになる傾向があったが、この発明の装置で焼き調理したものは半日経過しても味が余り変わらず、一旦冷却したものでも電子レンジで加熱すると再び元の味を出すことができた。
【００９７】
（実施例４：ボイラの水管）
図９（Ａ）はボイラの水管５０を示し、この水管５０は燃焼炉内で高温の燃焼ガス５１より熱エネルギーを受けて内部を通過する水を加熱することは従来より知られている通りである。
【００９８】
この水管５０は（Ｂ）図に示すように直径２インチの鉄製のパイプ５１の表面に酸化チタン５％、残部が酸化アルミからなるセラミックス層５２（Ｔ５）を５０μの厚さで、また、その上に酸化チタン５０％、残部が酸化アルミからなるセラミックス層５３（Ｔ５０）を５０μの厚さで二層に形成したものである。これを使用した水管ボイラによると、熱効率を２３％〜２７％上昇できることが期待される。
【００９９】
（実施例５：エンジンのラジエター）
図１０はエンジンのラジエターの冷却管６０の正面図であって、直径が２５ｍｍのアルミ管あるいは銅管の周囲にアルミ板製のフイン６２を螺旋状に設けたものである。
【０１００】
そして主としてフイン６２の表面に酸化チタン７％、残部が酸化アルミのセラミックス層を形成し、その上面に酸化チタン３％、残部か酸化アルミのセラミックス層を二層に形成した。前記チジエターを農機用の小型エンジンに使用したところ、冷却効果が顕著であることが確認された。
【０１０１】
（実施例６：冷却フアン）
デスクトップ型のコンピュータの小型の排気フアンの内面（加熱された空気の上流側）に実施例５と同様な二層からなるセラミックス層（長波長／中波長）を形成した。
【０１０２】
この排気フアンをコンピュータの作動中に駆動してボックス内の加熱された空気を安定して排出するとボックスの内部を良好に冷却することができた。
【０１０３】
本発明の説明
（本発明の背景）
以上が先願発明の内容（不明確な部分を一部訂正している）を詳細に記載したものである。この先願発明は、基体（金属板、放熱板など）の片面あるいは両面にセラミック層を、しかも２層あるいはそれ以上の複合層を構成して熱変換体とすることで、高温より低温へ、即ち、短波長の放射熱エネルギーより長波長の放射熱エネルギーの赤外線に効率良く熱変換あるいは波長変換してこれを被加熱体を加熱することにより、被加熱体が受け入れ易い放射熱エネルギーをもつ熱エネルギーに変更するようにしたものである。
【０１０４】
（本発明の目的）
前記先願発明の明細書に記載されているように、先願発明は、加熱に使用する熱効率をかなり向上させることが可能である。しかし、この発明は「熱変換体」を使用することが条件であり、その熱変換体の片面あるいは両面にセラミック層を、しかも二重に形成することが必要である。従って、セラミック層の溶射加工にかなり煩雑な工程と、それに見合う高額の費用とを必要し、これを実施するためには製品の価格をさげるための設計が必要であった。
【０１０５】
そこで本発明は、先願発明の実施例を詳細に検討することによって、この先願発明より簡略化された工程において、優れた熱変換体を形成することが出来ないかどうかを検討した結果得られたものである。
【０１０６】
（新実施例１）
厚さ２．５ｍｍのアルミ製で幅が３００ｍｍ、長さが５００ｍｍの角形のトレー（焼き肉用鉄板）を５個準備した。そのうち４個のトレーの裏面（集熱面：食材を入れる面の反対側の面）に、表１に示すように所定の種類のセラミック層をプラズマ溶射によって形成した。
【０１０７】
なお、表１中、記号（Ａ）は酸化アルミ（Ａｌ２  Ｏ３  、外観は白色）を、また記号（Ｂ）は酸化チタン（ＴｉＯ２  、外観は黒色）をプラズマ溶射してセラミック層をそれぞれ示している。
【０１０８】
表１における第１層は、トレーの裏面に直接溶射する下地層を形成するセラミック層を意味し、また、第２層は前記第１層の上に積層される表面層を形成するセラミック層をそれぞれ示している。そして二つの記号（Ａ，Ｂ）が記載されている場合は、２層構造であることを示しており、この場合の第１層が下地層であり、また、第２層は表面層である。
【０１０９】
【表１】
2004340489.tif 000003
【０１１０】
１）試験装置
試験装置は、熱源として電気調理器（タイガー魔法瓶株式会社製、トレー用の加熱ホットプレート、１００Ｖ、１３００Ｗ）を使用し、電源とホットプレートとの間に電力積算計を接続した。また、トレーの表面温度を正確に測定するために、温度コントローラーは外しておいた。更に、ホットプレートの表面温度の測定は横川株式会社製の非接触温度計ＰＭシリーズを使用した。
２）試験の種類は次の４通りである。
試験１：トレーを下面からガスバーナーで加熱した場合において、ビーカーに入れた３０ｃｃの水が蒸発するまでの速度を比較した。
試験２：試験１と同様にトレーを下面からガスバーナーで加熱した場合においてトレー表面の最高温度を比較した。
試験３：トレーを電気調理器の加熱面の上に載せて電熱加熱した場合においてビーカーに入れた３０ｃｃの水が蒸発するまでの速度と消費電力を比較した。
試験４：トレーを電気調理器で加熱面の上に載せて電熱加熱した場合におけるトレー表面の最高温度を比較した。
【０１１１】
３）試験の手順
（１）  ビーカーに水３０ｃｃを入れ、試験ごとのタイミングでトレー上に配置した。ビーカーをホットプレート上に配置するタイミングは、試験１、２のガスバーナーによる加熱の場合は、トレーの表面温度が２６０℃に到達してから配置した。
また、試験３、４の電気調理器を使用した加熱の場合は、調理器の電源スイッチがＯＦＦの状態で配置した。
【０１１２】
４）試験結果
Ａ．試験１、２（ガスバーナー加熱）
ガスバーナーで加熱した場合のトレーの最高表面温度（℃）
トレー１：３６０    トレー２：３９０    トレー３：３９３
トレー４：３８７    トレー５：３１０
３０ｃｃの水が蒸発するまでの時間
トレー１：１９分４５秒      トレー２：１６分１４秒
トレー３：１５分３７秒      トレー４：１７分２１秒
トレー５：２４分１０秒
Ｂ．評  価
最高表面温度の順位          ３  ＞  ２  ＞  ４＞  １＞＞  ５
蒸発までの時間の順位        ３  ＞  ２  ＞  ４＞  １＞＞  ５
トレーの最高表面温度と蒸発までの時間は共に、セラミック層Ｂ（酸化チタン）を裏面に形成したトレー２，３，４がセラミック層Ａ（酸化アルミ）だけのトレー１よりも加熱効果が優れていることが分かった。
【０１１３】
また、セラミック層を形成しない従来のトレー５と比較すると本発明のトレーとの差が大きくなった。
【０１１４】
ａ）最高表面温度は、セラミック加工をしない普通のトレー５の温度（３１０℃）を基準にすると、トレー３は「＋８３℃」、トレー２は「＋８０℃」、トレー４は「＋７７℃」と、何れもトレー５より高温となっている。特に、表面温度が８０℃以上も相違することは、焼き肉鉄板や鍋のように、調理用具としては大きな利点であることが理解できる。
【０１１５】
ｂ）３０ｃｃの水の蒸発速度を示す蒸発時間も、前記最高表面温度と同様な順序となった。
【０１１６】
従来のトレー５との差が一番大きくみられるものは、「セラミック層Ａを下地層として、その上に表面層としてセラミック層Ｂを溶射」したトレー３である。具体的には、最高表面温度の差が８３℃であり、水の蒸発速度で８分３３秒の大きな違いが確認されている。
【０１１７】
ところで、逆のセラミック加工である「セラミック層Ｂの上にセラミック層Ａを溶射」したトレー４の場合、トレー５との差は他のトレーに比較すると小さくなっている。しかし、トレー５よりも遥かに優れた結果を得ていることは明白である。
【０１１８】
ｃ）セラミック層Ａだけを溶射したトレー１と従来のトレー５を比較すると、最高温度差は５０℃である。また、蒸発速度差は４分２５秒である。
【０１１９】
セラミック層Ａのみをトレーに形成した場合も熱の移送効果があることは明らかであるが、トレー３のセラミック層Ａ／Ｂの複合層による熱の移送効果が最も優れていることが分かる。
【０１２０】
ｄ）前記試験より、ガス加熱のように３００℃以上の高温の熱源による加熱の場合は、酸化アルミを下地層とし、酸化チタンを表面層とした二層構造のセラミック層、あるいは酸化チタンからなるセラミック層の単体を設けたものが優れた熱の移送効果を発揮することが分かる。
【０１２１】
ｅ）酸化アルミ、酸化チタンの単体、あるいは両者の積層構造をトレーの集熱面に溶射した場合の熱の移送実験より、熱エネルギーを効率的に移送するためには、３００℃の温度領域と、３００℃未満の温度領域とがあることが分かった。従って、熱源の温度領域を考慮して鍋やトレーの集熱面に、その温度に適合するセラミック層を単層あるいは複合状態で形成することが必要である。
【０１２２】
ｆ）前記試験より、セラミック層を溶射形成する面は、熱変換体の熱源に対面する集熱面であり、反対の面である放熱面に必ずしも設ける必要がない。
【０１２３】
逆に、放熱面側だけにセラミック層を設けた場合は、熱の移送効果が劣ることが考えられる。
【０１２４】
前記実施例による熱の移送効果は、先願発明が明確な作用効果を持つものであることを証明している。
【０１２５】
Ｄ．試験３、４（電気調理器による加熱）
電気調理器で加熱した場合のトレーの最高表面温度（℃）
トレー１：２７０．３    トレー２：２７６．７
トレー３：２６５．２    トレー４：２７１．２
トレー５：２４８．１
３０ｃｃの水の蒸発までの時間
トレー１：２３分４９秒      トレー２：２６分４０秒
トレー３：２４分４３秒      トレー４：２７分２５秒
トレー５：３１分１７秒
蒸発までの消費電力（ｋＷｈ）
トレー１：０．５３      トレー２：・・・    トレー３：０．５３
トレー４：０．５９      トレー５：０．６９
Ｅ．評  価
最高表面温度        ２  ＞  ４  ＞  １  ＞  ３  ＞＞  ５
蒸発までの時間      １  ＞  ３  ＞  ２  ＞  ４  ＞＞  ５
消費電力            ５  ＞＞  ４    ＞  １  ＝  ３
ａ）電熱加熱は、燃焼ガスによる３００℃以上の高温の加熱に比較すると、最高温度がトレー２の２７６．７℃であり、３００℃未満の範囲であるが、この温度範囲においてはトレーに形成されたセラミック層の種類がかなり変化していることが分かる。
【０１２６】
また、トレーの表面温度の上昇の速さを測定してみると、セラミック層を設けたトレーの方が設けないトレーに比較して最高表面温度がかなり高く、しかも効率良く上昇していることが分かる。
【０１２７】
ｂ）電気調理器で加熱した場合に、従来のトレー５との差が一番大きくみられるものは、酸化チタンのセラミック層Ｂのみを溶射したトレー２であり、最高表面温度の差が２８．６℃、水の蒸発時間は４分３７秒速くなっている。
【０１２８】
ｃ）酸化アルミのセラミック層Ａのみを溶射したトレー１は、酸化チタンのセラミック層Ｂのみを溶射したトレー２に比較して、表面温度が低いにもかかわらず、水の蒸発時間が１分５７秒短縮されている。これは、５種類のトレーの中では２番目の速さである。
【０１２９】
ｄ）前記ｂ），ｃ）より、電気調理器を使用した加熱の場合は、トレーの裏面に酸化アルミのセラミック層Ａを溶射したものは、トレーの表面温度が低くても水を加熱する場合に大きな伝熱効果があることが理解できる。つまり、３００℃未満の低温においては、赤外線の中心温度が低いセラミック層を使用するのが良いことが分かる。
５）総合的な評価
ａ）調理用具であるトレーの加熱実験から判断できることは、セラミック層と調理装置、即ち、被加熱物の熱源に対面する裏面のみに設けた場合は、優れた伝熱効果があることが分かる。
【０１３０】
ｂ）熱源の温度範囲、即ち、燃焼ガス加熱のように３００℃以上の高温の温度範囲と、電気調理器のように３００℃未満の温度範囲とでは、セラミック層の特性、即ち、赤外線の中心周波数にその温度に適したもの、その温度で最高の効率で熱エネルギーを移送できるものを選定しなければならない。
【０１３１】
例えば、３００℃以上の高温域においては、酸化チタンが優れた集熱効果を発揮し、これの単層、あるいはこれを表面層とした二重構造のものなどのセラミック層の構成を採用することが重要である。
また、電気調理器のように加熱温度が３００℃未満である場合は、酸化アルミの方が酸化チタンより集熱効果あるいは熱変換効果があることが分かる。
【０１３２】
（新実施例２）
先願発明においては、焼き鳥器、ボイラの水管、エンジンのラジエター、小型のコンピュータの冷却フアンなどの熱の移送に大きな効果があることを記載したが、ラジエターのように機器によっては、集熱面側にセラミック層を形成することができないものがあるが、この場合は放熱面のみにセラミック層を形成することになる。
【０１３３】
大型の冷凍倉庫に使用される冷凍機には、大量の熱交換器が組み込まれており、これにはフィン付きの冷媒管が大量に使用されているが、冷凍機の稼働中に、このフィンの間に氷が付着して熱交換効果がなくなってしまう。従って、この氷をの溶かすために、しばしば冷凍機を停止して氷を溶かす操作が必要であり、そのために冷凍効率が劣る欠点があった。
【０１３４】
そこで、冷媒管の表面のフィンを省略し、本発明にかかるセラミック層を冷媒管の表面に形成して熱変換体を構成したところ、氷の付着が殆どなく、また、氷が付着してもこれを簡単に除去することができた。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明にかかる熱移送装置は、熱源と、この熱源より供給される熱エネルギーを受ける被加熱物との間に熱変換体を配置し、この熱変換体の前記熱源に向かう集熱面より受けた熱エネルギーを放熱面より前記被加熱物の加熱に適した熱エネルギーとして伝熱する熱移送装置であって前記熱変換体は熱伝導性の良好な基体と、この基体の集熱面側に積層されたセラミックス層で形成される熱変換部からなり、このセラミック層は、前記熱源の熱エネルギーの集熱に適した中心波長の放射熱エネルギーを持つ材質で構成されていることを特徴としている。
【０１３６】
従って、熱変換体を形成するためのセラミック層を設ける溶射加工を、熱変換体の熱源側、つまり、熱を移送する面とは反対側に行うだけで、優れた熱移送効果を発揮できるので、各種の熱の移送装置を実用化する際に、これを安価に実施することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の焼き調理器の説明図である。
【図２】図１に示す焼き調理器における熱エネルギーの伝達状態の概念図である。
【図３】本発明に係る赤外線の周波数変換に伴う波長の変化の状態の概念図である。
【図４】電磁調理鍋の側断面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】電磁調理釜の側断面図である。
【図７】図６におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】焼き調理用発熱体を示すもので、（Ａ）は発熱体の斜視図、（Ｂ）は発熱体の一部の縦断面図、（Ｃ）は同横断面図である。
【図９】ボイラの水管を示すものであって、（Ａ）は水管の正面図、（Ｂ）はその断面図である。
【図１０】エンジン等の使用されるラジエターの正面図である。
【符号の説明】
２０  電磁調理台      ２１  表面板      ２２  電磁コイル
２３  電位時調理鍋    ２４  アルミ層    ２５、２６  セラミックス層
２７  鉄層
３０  電磁調理台      ３１  凹部        ３２  電磁調理台
３３  アルミ層        ３４、３４ａ  フッ化エチレン層
３５、３６  セラミックス層      ３７  鉄板層      ３８  アルミ層
３９  防錆塗料層
４０  焼き調理用電熱式発熱体
４２  タングステンを主体とする発熱線      ４２、４３  セラミックス層
４４  耐熱性絶縁層
【図１】
2004340489.tif 000004
【図２】
2004340489.tif 000005
【図３】
2004340489.tif 000006
【図４】
2004340489.tif 000007
【図５】
2004340489.tif 000008
【図６】
2004340489.tif 000009
【図７】
2004340489.tif 000010
【図８】
2004340489.tif 000011
【図９】
2004340489.tif 000012
【図１０】
2004340489.tif 000013