JPH0136239B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0136239B2 JPH0136239B2 JP56086101A JP8610181A JPH0136239B2 JP H0136239 B2 JPH0136239 B2 JP H0136239B2 JP 56086101 A JP56086101 A JP 56086101A JP 8610181 A JP8610181 A JP 8610181A JP H0136239 B2 JPH0136239 B2 JP H0136239B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheathed heater
- heating wire
- cao
- powder
- metal pipe
- 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、特に高温多湿
雰囲気中に放置されても絶縁抵抗値が劣化しにく
く、かつ寿命の長いシーズヒータを提供しようと
するものである。 一般にシーズヒータは第１図に示すように両端
に端子棒１を備えた電熱線２を金属パイプ３に挿
入し、この金属パイプ３にマグネシア等の電気絶
縁粉末４を充填してなり、必要に応じて金属パイ
プ３の両端を耐熱性樹脂５やガラスで封口してな
るものである。 マグネシア等の電気絶縁粉末４は吸湿性を有す
るため、シーズヒータを多湿雰囲気中に放置する
と絶縁抵抗値が低下する。このため、電気絶縁粉
末４にシリコーン樹脂を添加したり、金属パイプ
３の両端をガラスで完全封口することが提案され
ていた。しかし、シリコーン樹脂を添加した電気
絶縁粉末４を用いると、シリコーン樹脂の耐熱温
度が450℃程度であるため500℃以上の高温では使
用できないという欠点があつた。一方、ガラスで
完全封口したシーズヒータは端子棒１に外力が加
わるとガラスにクラツクが生じ、封止効果がなく
なりシーズヒータの絶縁抵抗値が低下するという
欠点を有していた。 このため、本発明者らは、電気絶縁粉末とし
て、CaOとSiO2とを主成分とする無機質乾燥材
を添加することにより、高温多湿雰囲気中に放置
しても、絶縁抵抗値の劣化しにくいシーズヒータ
を得ることができるという結論を得ている。 しかし、このシーズヒータは、金属パイプ表面
温度650℃以上の高温で使用すると、短時間で電
熱線２が断線してしまうという欠点があつた。 例えば電熱線２としてニクロム線が使用される
と、シーズヒータ内のわずかな酸素により電熱線
表面に不連続または非常に薄い酸化クロム被膜が
形成されるが、この酸化クロム被膜と無機質乾燥
材中のカルシウムイオンが反応し、多孔質な酸化
カルシウム−酸化クロム複合化合物を形成すると
ともにカルシウムイオンがこの複合化合物の孔を
通つて電熱線内部にまで拡散し、電熱線２を著し
く細くして、終局的には断線させ、寿命を短くす
ると想定される。 本発明は、上記従来の欠点を解消し、所期の目
的を達成するシーズヒータを提供するものであ
る。 本発明者らは、電気絶縁粉末について各種検討
した結果、NiO、CoO、WO3、Nb2O5、Y2O3、
CeO2、La2O3の群から選ばれる少くとも一種の
酸化物と、CaOおよびSiO2を主成分とする無機
質乾燥材とを添加した電気絶縁粉末を用いること
により、高温多湿雰囲気中に放置されても絶縁抵
抗値が劣化しにくく、かつ寿命の長いシーズヒー
タを得ることができるという結論を得た。 これは、上記電気絶縁粉末を使用すると、製造
工程中または使用初期の段階で、電熱線と、上記
酸化物とが反応し、電熱線表面に、緻密で安定な
保護被膜が形成され、この結果、従来見られた電
熱線２と無機質乾燥材成分との反応が抑制され、
寿命が長くなるためであると想定される。 一方、CaOおよびSiO2を主成分とするCaO−
SiO2系化合物、CaO−Al2O3−SiO2系化合物、
CaO−MgO−SiO2系化合物等の無機質乾燥材は、
100℃以下の低温度域において、シーズヒータ内
部に侵入してきた湿気あるいは水分を結晶水また
は結合水の形で強固に吸収し、一方、200℃以上
の高温度域においては、その結晶水または結合水
を加熱分解により、広い温度範囲にまたがつて
徐々に遊離し、その遊離水分をシーズヒータ外部
に放出する機能を具備するものであり、かつこの
ような機能が常温〜1000℃の温度サイクルにおい
て可逆的、安定的に行なわれるために、高温多湿
雰囲気中に放置されても、シーズヒータの絶縁抵
抗値の劣化は抑制される。 以下、本発明の具体的な実施例について説明す
る。 CaOとSiO2とをモル比で３：２に配合し、そ
の混合物を1200℃の温度で２時間反応させ、CaO
−SiO2系化合物からなる無機質乾燥材を作成し
た。 電気絶縁粉末の主成分として、電融マグネシア
粉末を使用した。 この電融マグネシア粉末に、上記無機質乾燥材
と、NiOをそれぞれ重量比で10％および１％添加
し、均一に混合し、電気絶縁粉末４を準備した。 また、電熱線２として線径0.29mmのニクロム線
第１種を用い、これを巻径２mmのコイル状とし、
両端に端子棒１を接続した。 さらに、金属パイプ３として長さ413mm、外径
８mm、肉厚0.46mmのNCF2P（商品名インコロイ
800）を用いた。 この金属パイプ３に上記端子棒１を両端に接続
した電熱線２を挿入し、この金属パイプ３にあら
かじめ準備しておいた上記電気絶縁粉末４を充填
し、圧延減径、焼鈍（1050℃、10分間）の各工程
を経て、金属パイプ３を長さ500mm、外径6.6mmと
し、さらに金属パイプ３の両端を耐熱性樹脂５で
簡易封口してシーズヒータを完成した。 なお、比較のために、従来例として、電融マグ
ネシア粉末のみの電気絶縁粉末４を使用した場
合、さらに比較例として、上記CaO−SiO2系化
合物からなる無機質乾燥機を添加した電融マグネ
シア粉末を電気絶縁粉末４として使用した場合に
ついて、それぞれ、同様にしてシーズヒータを完
成した。 完成したそれぞれのシーズヒータを、40℃、相
対湿度95％の高温多湿雰囲気中に投入し、室温で
の絶縁抵抗値の経時変化を測定した。この結果を
第２図に示した。第２図において、ａは実施例、
ｂは従来例、ｃは比較例を示す。 また、パイプ表面温度が800℃になるように調
整し、20分on−10分offのサイクルテストによる
寿命試験を行い、電熱線２が断線するまでのサイ
クル（寿命）を調べた。 この結果を第１表に示す。
雰囲気中に放置されても絶縁抵抗値が劣化しにく
く、かつ寿命の長いシーズヒータを提供しようと
するものである。 一般にシーズヒータは第１図に示すように両端
に端子棒１を備えた電熱線２を金属パイプ３に挿
入し、この金属パイプ３にマグネシア等の電気絶
縁粉末４を充填してなり、必要に応じて金属パイ
プ３の両端を耐熱性樹脂５やガラスで封口してな
るものである。 マグネシア等の電気絶縁粉末４は吸湿性を有す
るため、シーズヒータを多湿雰囲気中に放置する
と絶縁抵抗値が低下する。このため、電気絶縁粉
末４にシリコーン樹脂を添加したり、金属パイプ
３の両端をガラスで完全封口することが提案され
ていた。しかし、シリコーン樹脂を添加した電気
絶縁粉末４を用いると、シリコーン樹脂の耐熱温
度が450℃程度であるため500℃以上の高温では使
用できないという欠点があつた。一方、ガラスで
完全封口したシーズヒータは端子棒１に外力が加
わるとガラスにクラツクが生じ、封止効果がなく
なりシーズヒータの絶縁抵抗値が低下するという
欠点を有していた。 このため、本発明者らは、電気絶縁粉末とし
て、CaOとSiO2とを主成分とする無機質乾燥材
を添加することにより、高温多湿雰囲気中に放置
しても、絶縁抵抗値の劣化しにくいシーズヒータ
を得ることができるという結論を得ている。 しかし、このシーズヒータは、金属パイプ表面
温度650℃以上の高温で使用すると、短時間で電
熱線２が断線してしまうという欠点があつた。 例えば電熱線２としてニクロム線が使用される
と、シーズヒータ内のわずかな酸素により電熱線
表面に不連続または非常に薄い酸化クロム被膜が
形成されるが、この酸化クロム被膜と無機質乾燥
材中のカルシウムイオンが反応し、多孔質な酸化
カルシウム−酸化クロム複合化合物を形成すると
ともにカルシウムイオンがこの複合化合物の孔を
通つて電熱線内部にまで拡散し、電熱線２を著し
く細くして、終局的には断線させ、寿命を短くす
ると想定される。 本発明は、上記従来の欠点を解消し、所期の目
的を達成するシーズヒータを提供するものであ
る。 本発明者らは、電気絶縁粉末について各種検討
した結果、NiO、CoO、WO3、Nb2O5、Y2O3、
CeO2、La2O3の群から選ばれる少くとも一種の
酸化物と、CaOおよびSiO2を主成分とする無機
質乾燥材とを添加した電気絶縁粉末を用いること
により、高温多湿雰囲気中に放置されても絶縁抵
抗値が劣化しにくく、かつ寿命の長いシーズヒー
タを得ることができるという結論を得た。 これは、上記電気絶縁粉末を使用すると、製造
工程中または使用初期の段階で、電熱線と、上記
酸化物とが反応し、電熱線表面に、緻密で安定な
保護被膜が形成され、この結果、従来見られた電
熱線２と無機質乾燥材成分との反応が抑制され、
寿命が長くなるためであると想定される。 一方、CaOおよびSiO2を主成分とするCaO−
SiO2系化合物、CaO−Al2O3−SiO2系化合物、
CaO−MgO−SiO2系化合物等の無機質乾燥材は、
100℃以下の低温度域において、シーズヒータ内
部に侵入してきた湿気あるいは水分を結晶水また
は結合水の形で強固に吸収し、一方、200℃以上
の高温度域においては、その結晶水または結合水
を加熱分解により、広い温度範囲にまたがつて
徐々に遊離し、その遊離水分をシーズヒータ外部
に放出する機能を具備するものであり、かつこの
ような機能が常温〜1000℃の温度サイクルにおい
て可逆的、安定的に行なわれるために、高温多湿
雰囲気中に放置されても、シーズヒータの絶縁抵
抗値の劣化は抑制される。 以下、本発明の具体的な実施例について説明す
る。 CaOとSiO2とをモル比で３：２に配合し、そ
の混合物を1200℃の温度で２時間反応させ、CaO
−SiO2系化合物からなる無機質乾燥材を作成し
た。 電気絶縁粉末の主成分として、電融マグネシア
粉末を使用した。 この電融マグネシア粉末に、上記無機質乾燥材
と、NiOをそれぞれ重量比で10％および１％添加
し、均一に混合し、電気絶縁粉末４を準備した。 また、電熱線２として線径0.29mmのニクロム線
第１種を用い、これを巻径２mmのコイル状とし、
両端に端子棒１を接続した。 さらに、金属パイプ３として長さ413mm、外径
８mm、肉厚0.46mmのNCF2P（商品名インコロイ
800）を用いた。 この金属パイプ３に上記端子棒１を両端に接続
した電熱線２を挿入し、この金属パイプ３にあら
かじめ準備しておいた上記電気絶縁粉末４を充填
し、圧延減径、焼鈍（1050℃、10分間）の各工程
を経て、金属パイプ３を長さ500mm、外径6.6mmと
し、さらに金属パイプ３の両端を耐熱性樹脂５で
簡易封口してシーズヒータを完成した。 なお、比較のために、従来例として、電融マグ
ネシア粉末のみの電気絶縁粉末４を使用した場
合、さらに比較例として、上記CaO−SiO2系化
合物からなる無機質乾燥機を添加した電融マグネ
シア粉末を電気絶縁粉末４として使用した場合に
ついて、それぞれ、同様にしてシーズヒータを完
成した。 完成したそれぞれのシーズヒータを、40℃、相
対湿度95％の高温多湿雰囲気中に投入し、室温で
の絶縁抵抗値の経時変化を測定した。この結果を
第２図に示した。第２図において、ａは実施例、
ｂは従来例、ｃは比較例を示す。 また、パイプ表面温度が800℃になるように調
整し、20分on−10分offのサイクルテストによる
寿命試験を行い、電熱線２が断線するまでのサイ
クル（寿命）を調べた。 この結果を第１表に示す。
【表】
第１表および第２図から明らかなように、実施
例のシーズヒータは、高温多湿雰囲気中に放置し
ても、絶縁抵抗値が劣化しにくく、比較例のシー
ズヒータと比較して、寿命は長くなつた。 このように、NiOは、CaOおよびSiO2を主成
分とする無機質乾燥材を添加した電融マグネシア
粉末を電気絶縁粉末として用いたシーズヒータの
寿命を長くすることが明らかとなつた。 なお、添加する酸化物として、実施例で示した
NiO以外に、CoO、Nb2O5、WO3、Y2O3、
CeO2、La2O3から選ばれる酸化物であつても同
様の傾向を示した。 また、無機質乾燥材として、実施例で示した
CaO−SiO2系化合物に代えて、CaO−Al2O3−
SiO2系化合物、CaO−MgO−SiO2系化合物でも
よく、電気絶縁粉末の主成分として、電融アルミ
ナ粉末、電融シリカ粉末でもよい。 以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、金属パイプに電熱線を挿入するとともに電気
絶縁粉末を充填してなるシーズヒータにおいて、
前記電気絶縁粉末として、CaOとSiO2を主成分
とする無機質乾燥材と、CoO、WO3、Nb2O5、
Y2O3、CeO2、La2O3の群から選ばれる少くとも
一種の酸化物とを添加したものを用いるようにし
たもので、このような電気絶縁粉末を用いること
により、製造工程中または使用初期の段階で、電
熱線と前記酸化物とが反応し、電熱線表面に緻密
で安定な保護被膜が形成されるため、従来見られ
た電熱線と無機質乾燥材成分との反応を抑制する
ことができ、これにより、長寿命化がはかれる。
一方、CaOとSiO2を主成分とする無機質乾燥材
は、100℃以下の低温度域においては、シーズヒ
ータ内部に侵入してきた湿気あるいは水分を結晶
水または結合水の形で強固に吸収し、また200℃
以上の高温度域においては、その結晶水または結
合水を加熱分解により、広い温度範囲にまたがつ
て徐々に遊離し、その遊離水分をシーズヒータの
外部に放出する機能を具備し、かつこのような機
能が常温〜1000℃の温度サイクルにおいて可逆
的、安定的に行なわれるため、高温多湿雰囲気中
に放置されても、シーズヒータの絶縁抵抗値の劣
化は抑制され、その結果、寿命の長いシーズヒー
タを提供することができるものである。
例のシーズヒータは、高温多湿雰囲気中に放置し
ても、絶縁抵抗値が劣化しにくく、比較例のシー
ズヒータと比較して、寿命は長くなつた。 このように、NiOは、CaOおよびSiO2を主成
分とする無機質乾燥材を添加した電融マグネシア
粉末を電気絶縁粉末として用いたシーズヒータの
寿命を長くすることが明らかとなつた。 なお、添加する酸化物として、実施例で示した
NiO以外に、CoO、Nb2O5、WO3、Y2O3、
CeO2、La2O3から選ばれる酸化物であつても同
様の傾向を示した。 また、無機質乾燥材として、実施例で示した
CaO−SiO2系化合物に代えて、CaO−Al2O3−
SiO2系化合物、CaO−MgO−SiO2系化合物でも
よく、電気絶縁粉末の主成分として、電融アルミ
ナ粉末、電融シリカ粉末でもよい。 以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、金属パイプに電熱線を挿入するとともに電気
絶縁粉末を充填してなるシーズヒータにおいて、
前記電気絶縁粉末として、CaOとSiO2を主成分
とする無機質乾燥材と、CoO、WO3、Nb2O5、
Y2O3、CeO2、La2O3の群から選ばれる少くとも
一種の酸化物とを添加したものを用いるようにし
たもので、このような電気絶縁粉末を用いること
により、製造工程中または使用初期の段階で、電
熱線と前記酸化物とが反応し、電熱線表面に緻密
で安定な保護被膜が形成されるため、従来見られ
た電熱線と無機質乾燥材成分との反応を抑制する
ことができ、これにより、長寿命化がはかれる。
一方、CaOとSiO2を主成分とする無機質乾燥材
は、100℃以下の低温度域においては、シーズヒ
ータ内部に侵入してきた湿気あるいは水分を結晶
水または結合水の形で強固に吸収し、また200℃
以上の高温度域においては、その結晶水または結
合水を加熱分解により、広い温度範囲にまたがつ
て徐々に遊離し、その遊離水分をシーズヒータの
外部に放出する機能を具備し、かつこのような機
能が常温〜1000℃の温度サイクルにおいて可逆
的、安定的に行なわれるため、高温多湿雰囲気中
に放置されても、シーズヒータの絶縁抵抗値の劣
化は抑制され、その結果、寿命の長いシーズヒー
タを提供することができるものである。
第１図は一般的なシーズヒータの断面図、第２
図は本発明の実施例および従来例、比較例のシー
ズヒータにおける高温多湿雰囲気中に放置した時
の室温での絶縁抵抗値の経時変化を示す特性図で
ある。 ２……電熱線、３……金属パイプ、４……電気
絶縁粉末。
図は本発明の実施例および従来例、比較例のシー
ズヒータにおける高温多湿雰囲気中に放置した時
の室温での絶縁抵抗値の経時変化を示す特性図で
ある。 ２……電熱線、３……金属パイプ、４……電気
絶縁粉末。
Claims (1)
- １ 金属パイプに電熱線を挿入するとともに電気
絶縁粉末を充填してなるシーズヒータにおいて、
前記電気絶縁粉末としてCaOとSiO2を主成分と
する無機質乾燥材と、NiO、CoO、WO3、
Nb2O5、Y2O3、CeO2、La2O3の群から選ばれる
少くとも一種の酸化物とを添加したものを用いて
なるシーズヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56086101A JPS57202083A (en) | 1981-06-03 | 1981-06-03 | Sheathed heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56086101A JPS57202083A (en) | 1981-06-03 | 1981-06-03 | Sheathed heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57202083A JPS57202083A (en) | 1982-12-10 |
| JPH0136239B2 true JPH0136239B2 (ja) | 1989-07-28 |
Family
ID=13877311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56086101A Granted JPS57202083A (en) | 1981-06-03 | 1981-06-03 | Sheathed heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57202083A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5478540A (en) * | 1977-12-06 | 1979-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sheathed heater and making method thereof |
| JPS5590095A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-08 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Sheathed heater and method of fabricating same |
-
1981
- 1981-06-03 JP JP56086101A patent/JPS57202083A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57202083A (en) | 1982-12-10 |
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