JPH0136238B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0136238B2 JPH0136238B2 JP55123165A JP12316580A JPH0136238B2 JP H0136238 B2 JPH0136238 B2 JP H0136238B2 JP 55123165 A JP55123165 A JP 55123165A JP 12316580 A JP12316580 A JP 12316580A JP H0136238 B2 JPH0136238 B2 JP H0136238B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating powder
- wire
- nickel
- metal pipe
- magnesia
- 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.)
- Expired
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- Resistance Heating (AREA)
Description
本発明はシーズヒータに関し、特に使用中の高
温での絶縁抵抗値（以下熱時絶縁抵抗値と称す）
の劣化を防止し、かつ長寿命のシーズヒータを提
供しようとするものである。 近年、シーズヒータは700℃以上の高温領域で
使用されることが多くなり、充填材としての電気
絶縁体による絶縁特性の向上や長寿命化が望まれ
るようになつている。 従来、この種の高温用シーズヒータは第１図に
示すように、金属パイプ１に、両端に端子棒２を
備えた金属抵抗発熱体からなる電熱線３を挿入
し、マグネシア絶縁粉末４を充填するとともに、
金属パイプ１の両端を低融点ガラス５および耐熱
性樹脂６で完全封口してなるものであつた。 この従来のシーズヒータは使用初期における
700〜800℃程度の高温での熱時絶縁抵抗値は高い
が、使用経過に伴い金属パイプ１および電熱線３
の酸化反応および窒化反応が生じ、金属パイプ１
の内部は減圧状態となつて著しい絶縁劣化が生
じ、特に金属パイプ１の内径が小さいシーズヒー
タや金属パイプの長さが長いシーズヒータにおい
ては実用に供し得ないものであつた。 この絶縁劣化はシーズヒータの使用温度が高い
ほど大きくなる傾向があり、シーズヒータの形状
または使用温度が限定されているのが実情であつ
た。さらに、電熱線３は酸化反応または窒化反応
によつて線径が細くなり、断線してしまう。この
傾向も使用温度に大きく支配され、この点からも
使用温度を低く限定しなければならなかつた。 本発明は上記従来のシーズヒータの欠点を解消
するものであり、以下に本発明の実施例について
第２，３図を参照して説明する。 第２図において、１１は金属パイプであり、イ
ンコロイ800（商品名）（Ni30〜35％、Cr19〜23
％、Ｓ：微量、Mn微量、その他は鉄）を用いて
なり、外径6.6mm、長さ500mmとした。１２は両端
に端子棒１３を備えた金属抵抗発熱体となる電熱
線であり、ニクロム線を用いてなり金属パイプ１
１に挿入されている。１４は金属パイプ１１に充
填された電気絶縁粉末であり、マグネシア絶縁粉
末に酸化ニツケルを固溶したものを用いた。具体
的には仮焼マグネシア粉末に対してニツケル原子
が５原子％になるように酸化ニツケルを添加し、
2800℃の温度で電融処理し、粒径が420μｍ以下
になるまで粉砕して上記電気絶縁粉末とした。こ
のように金属パイプ１１に電熱線１２を挿入し、
上記電気絶縁粉末１４を充填したものを圧延減
径、焼鈍の各工程を経たのち、金属パイプ１１の
両端をガラス１５および樹脂１６で完全封口し、
シーズヒータを完成した。 上記構成の本発明実施例品を５本作製し、初期
特性ならびに表面温度950℃での耐久性能を調べ
るとともに耐久試験における750℃での熱時絶縁
抵抗値の経時変化を調べた。なお比較のために、
従来品として上記構成における電気絶縁粉末をマ
グネシア絶縁粉末のみとしたものを５本作製し、
同様に試験を行つた。 これらの試験結果のうち、初期特性および耐久
性能の結果を第１表に示す。なお、この第１表に
おいて、耐久性能については電熱線が断線するま
での日数で表示してある。
温での絶縁抵抗値（以下熱時絶縁抵抗値と称す）
の劣化を防止し、かつ長寿命のシーズヒータを提
供しようとするものである。 近年、シーズヒータは700℃以上の高温領域で
使用されることが多くなり、充填材としての電気
絶縁体による絶縁特性の向上や長寿命化が望まれ
るようになつている。 従来、この種の高温用シーズヒータは第１図に
示すように、金属パイプ１に、両端に端子棒２を
備えた金属抵抗発熱体からなる電熱線３を挿入
し、マグネシア絶縁粉末４を充填するとともに、
金属パイプ１の両端を低融点ガラス５および耐熱
性樹脂６で完全封口してなるものであつた。 この従来のシーズヒータは使用初期における
700〜800℃程度の高温での熱時絶縁抵抗値は高い
が、使用経過に伴い金属パイプ１および電熱線３
の酸化反応および窒化反応が生じ、金属パイプ１
の内部は減圧状態となつて著しい絶縁劣化が生
じ、特に金属パイプ１の内径が小さいシーズヒー
タや金属パイプの長さが長いシーズヒータにおい
ては実用に供し得ないものであつた。 この絶縁劣化はシーズヒータの使用温度が高い
ほど大きくなる傾向があり、シーズヒータの形状
または使用温度が限定されているのが実情であつ
た。さらに、電熱線３は酸化反応または窒化反応
によつて線径が細くなり、断線してしまう。この
傾向も使用温度に大きく支配され、この点からも
使用温度を低く限定しなければならなかつた。 本発明は上記従来のシーズヒータの欠点を解消
するものであり、以下に本発明の実施例について
第２，３図を参照して説明する。 第２図において、１１は金属パイプであり、イ
ンコロイ800（商品名）（Ni30〜35％、Cr19〜23
％、Ｓ：微量、Mn微量、その他は鉄）を用いて
なり、外径6.6mm、長さ500mmとした。１２は両端
に端子棒１３を備えた金属抵抗発熱体となる電熱
線であり、ニクロム線を用いてなり金属パイプ１
１に挿入されている。１４は金属パイプ１１に充
填された電気絶縁粉末であり、マグネシア絶縁粉
末に酸化ニツケルを固溶したものを用いた。具体
的には仮焼マグネシア粉末に対してニツケル原子
が５原子％になるように酸化ニツケルを添加し、
2800℃の温度で電融処理し、粒径が420μｍ以下
になるまで粉砕して上記電気絶縁粉末とした。こ
のように金属パイプ１１に電熱線１２を挿入し、
上記電気絶縁粉末１４を充填したものを圧延減
径、焼鈍の各工程を経たのち、金属パイプ１１の
両端をガラス１５および樹脂１６で完全封口し、
シーズヒータを完成した。 上記構成の本発明実施例品を５本作製し、初期
特性ならびに表面温度950℃での耐久性能を調べ
るとともに耐久試験における750℃での熱時絶縁
抵抗値の経時変化を調べた。なお比較のために、
従来品として上記構成における電気絶縁粉末をマ
グネシア絶縁粉末のみとしたものを５本作製し、
同様に試験を行つた。 これらの試験結果のうち、初期特性および耐久
性能の結果を第１表に示す。なお、この第１表に
おいて、耐久性能については電熱線が断線するま
での日数で表示してある。
【表】
【表】
第１表から明らかなように、本発明品は従来品
と比較して初期特性における有意差はほとんどな
いが、断線するまでの日数は３〜４倍長くなる。 さらに、熱時絶縁抵抗値については第３図に示
すように、特性曲線イで示す本発明品はほとんど
変化しないが、特性曲線ロで示す従来品は通電日
数の増加につれて徐々に低下し、１週間程度で初
期値の1/10程度に低下してしまう。このように本
発明品では熱時絶縁抵抗値について従来品に比較
して大きく改善されている。 これは、本発明品ではマグネシア絶縁粉末に固
溶された酸化ニツケルと金属パイプ１１および電
熱線１２とが反応し、緻密な被膜を形成し、この
被膜は安定であるために、使用中において、金属
パイプ１１、電熱線１２の酸化反応、窒化反応が
進行することがなく、従つて、金属パイプ１１内
の減圧が抑制され、初期の絶縁抵抗値が長期間維
持されるためである。しかも酸化ニツケルはマグ
ネシア絶縁粉末に固溶されているので分布状態が
均一となり、表面積が大きく、金属パイプ１１や
電熱線１２との反応が充分に行われ、被膜形成効
果が大きい。 なお、上記実施例において、金属パイプ１１と
してインコロイ800を用いたが、他の金属、例え
ばステンレス鋼、ニツケル基合金等の耐熱鋼であ
ればよい。また、電熱線１２としては上述したニ
クロム線以外に、鉄−クロム−アルミ線、ニツケ
ル線、ニツケル合金線でもよい。さらに、電気絶
縁粉末１４に関しては、マグネシア絶縁粉末に添
加するものを上述の金属パイプと電熱線の成分元
素または同成分元素の酸化物、例えば鉄、アルミ
ニウム、クロム、ニツケルまたはこれらの酸化物
でもよい。 また、これらの成分元素の添加量は電気絶縁粉
末全体の0.1原子％〜10原子％の範囲内が良い。
これは、0.1原子％以下であると、被膜形成能力
が小さく、本発明効果が薄く、逆に10原子％以上
となると成分元素自体の電子伝導の増大により室
温および高温での絶縁抵抗値が低下してしまう。 さらに電気絶縁粉末の粒径は420μｍ以下であ
ることが必要である。 以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、ステンレス鋼、ニツケル基合金等の耐熱鋼に
より構成された金属パイプに、ニクロム線、鉄−
クロム−アルミ合金線、ニツケル線またはニツケ
ル合金線のうちいずれか一種の金属線を用いた電
熱線を挿入するとともに、電気絶縁粉末を充填
し、前記電気絶縁粉末として、マグネシア絶縁粉
末に前記金属パイプまたは電熱線の成分元素の少
くとも一種以上の元素または同元素の酸化物を固
溶したものを用い、かつマグネシア絶縁粉末に固
溶される元素の固溶量を電気絶縁粉末全体に対
し、0.1原子％〜10原子％の範囲内としているた
め、被膜形成能力が小さくなることもなく、また
成分元素自体の電子伝導の増大により室温および
高温での絶縁抵抗値が低下してしまうということ
もなくなり、その結果、熱時絶縁抵抗値の低下が
なく、かつ長寿命のシーズヒータが得られるもの
である。
と比較して初期特性における有意差はほとんどな
いが、断線するまでの日数は３〜４倍長くなる。 さらに、熱時絶縁抵抗値については第３図に示
すように、特性曲線イで示す本発明品はほとんど
変化しないが、特性曲線ロで示す従来品は通電日
数の増加につれて徐々に低下し、１週間程度で初
期値の1/10程度に低下してしまう。このように本
発明品では熱時絶縁抵抗値について従来品に比較
して大きく改善されている。 これは、本発明品ではマグネシア絶縁粉末に固
溶された酸化ニツケルと金属パイプ１１および電
熱線１２とが反応し、緻密な被膜を形成し、この
被膜は安定であるために、使用中において、金属
パイプ１１、電熱線１２の酸化反応、窒化反応が
進行することがなく、従つて、金属パイプ１１内
の減圧が抑制され、初期の絶縁抵抗値が長期間維
持されるためである。しかも酸化ニツケルはマグ
ネシア絶縁粉末に固溶されているので分布状態が
均一となり、表面積が大きく、金属パイプ１１や
電熱線１２との反応が充分に行われ、被膜形成効
果が大きい。 なお、上記実施例において、金属パイプ１１と
してインコロイ800を用いたが、他の金属、例え
ばステンレス鋼、ニツケル基合金等の耐熱鋼であ
ればよい。また、電熱線１２としては上述したニ
クロム線以外に、鉄−クロム−アルミ線、ニツケ
ル線、ニツケル合金線でもよい。さらに、電気絶
縁粉末１４に関しては、マグネシア絶縁粉末に添
加するものを上述の金属パイプと電熱線の成分元
素または同成分元素の酸化物、例えば鉄、アルミ
ニウム、クロム、ニツケルまたはこれらの酸化物
でもよい。 また、これらの成分元素の添加量は電気絶縁粉
末全体の0.1原子％〜10原子％の範囲内が良い。
これは、0.1原子％以下であると、被膜形成能力
が小さく、本発明効果が薄く、逆に10原子％以上
となると成分元素自体の電子伝導の増大により室
温および高温での絶縁抵抗値が低下してしまう。 さらに電気絶縁粉末の粒径は420μｍ以下であ
ることが必要である。 以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、ステンレス鋼、ニツケル基合金等の耐熱鋼に
より構成された金属パイプに、ニクロム線、鉄−
クロム−アルミ合金線、ニツケル線またはニツケ
ル合金線のうちいずれか一種の金属線を用いた電
熱線を挿入するとともに、電気絶縁粉末を充填
し、前記電気絶縁粉末として、マグネシア絶縁粉
末に前記金属パイプまたは電熱線の成分元素の少
くとも一種以上の元素または同元素の酸化物を固
溶したものを用い、かつマグネシア絶縁粉末に固
溶される元素の固溶量を電気絶縁粉末全体に対
し、0.1原子％〜10原子％の範囲内としているた
め、被膜形成能力が小さくなることもなく、また
成分元素自体の電子伝導の増大により室温および
高温での絶縁抵抗値が低下してしまうということ
もなくなり、その結果、熱時絶縁抵抗値の低下が
なく、かつ長寿命のシーズヒータが得られるもの
である。
第１図は従来のシーズヒータの一部欠截断面
図、第２図は本発明の一実施例を示すシーズヒー
タの一部欠截断面図、第３図は同シーズヒータお
よび従来のシーズヒータの通電日数と熱時絶縁抵
抗値の関係を示す図である。 １１……金属パイプ、１２……電熱線、１４…
…電気絶縁粉末。
図、第２図は本発明の一実施例を示すシーズヒー
タの一部欠截断面図、第３図は同シーズヒータお
よび従来のシーズヒータの通電日数と熱時絶縁抵
抗値の関係を示す図である。 １１……金属パイプ、１２……電熱線、１４…
…電気絶縁粉末。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ステンレス鋼、ニツケル基合金等の耐熱鋼に
より構成された金属パイプに、ニクロム線、鉄−
クロム−アルミ合金線、ニツケル線またはニツケ
ル合金線のうちのいずれか一種の金属線を用いた
電熱線を挿入するとともに、電気絶縁粉末を充填
し、前記電気絶縁粉末として、マグネシア絶縁粉
末に前記金属パイプまたは電熱線の成分元素の少
くとも一種以上の元素または同元素の酸化物を固
溶したものを用い、かつマグネシア絶縁粉末に固
溶される元素の固溶量を電気絶縁粉末全体に対
し、0.1原子％〜10原子％の範囲内としてなるシ
ーズヒータ。 ２ マグネシア絶縁粉末に固溶される元素または
酸化物に含まれる元素を鉄、アルミニウム、クロ
ム、ニツケルの群から選ばれる少くとも一種以上
の元素としてなる特許請求の範囲第１項記載のシ
ーズヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55123165A JPS5746487A (en) | 1980-09-04 | 1980-09-04 | Sheathed heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55123165A JPS5746487A (en) | 1980-09-04 | 1980-09-04 | Sheathed heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5746487A JPS5746487A (en) | 1982-03-16 |
| JPH0136238B2 true JPH0136238B2 (ja) | 1989-07-28 |
Family
ID=14853786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55123165A Granted JPS5746487A (en) | 1980-09-04 | 1980-09-04 | Sheathed heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5746487A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57139663A (en) * | 1981-02-24 | 1982-08-28 | Sumitomo Cement Co Ltd | Method for recording running speed of vehicle |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5434147A (en) * | 1977-08-23 | 1979-03-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sheathed heater and its manufacturing process |
| JPS6019120B2 (ja) * | 1978-05-19 | 1985-05-14 | 松下電器産業株式会社 | シ−ズヒ−タ |
| JPS5591585A (en) * | 1978-12-29 | 1980-07-11 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Sheathed heater |
-
1980
- 1980-09-04 JP JP55123165A patent/JPS5746487A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5746487A (en) | 1982-03-16 |
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