JPH0234158B2 - Sansofukachuuburahiita - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、メタルチユーブの中に３条の絶縁電
熱線が収容された三相負荷チユーブラヒータに関
するものである。

［従来の技術］ 従来のチユーブラヒータは、外径が約10〜16mm
のステンレススチール等よりなるメタルチユーブ
の中に酸化マグネシウム等の絶縁粉を介して外径
で約２mmのニクロム線等よりなる電熱線を収容
し、厚さが３〜４mmの該絶縁粉で電熱線をメタル
チユーブの中心に固定したシーズヒータと称する
ものであつた。このシーズヒータでは、熱伝導を
よくするためメタルチユーブを絞つて内部の絶縁
粉を固めた構造としている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このようなシーズヒータでは、
メタルチユーブの表面の温度を約600℃にするた
めには電熱線の温度を約850℃にしなければなら
ず、メタルチユーブと電熱線の温度差が240℃以
上となり、温度勾配が大きすぎる欠点がある。こ
のため、電熱線の寿命が短くなる欠点があり、温
度勾配によるエネルギーロスが大きい欠点があ
る。また、シーズヒータでは、絶縁粉を固めるた
め多段の絞り工程を必要とし、製造コストが高く
なる欠点がある。更に、シーズヒータでは、同じ
メタルチユーブ内に３条の電熱線を相互に接触し
ないように絶縁粉で位置決め収容して三相負荷構
造とすることは技術的に困難なので、前述した単
心のシーズヒータを三条並設して用いていた。し
かしながら、三条の独立したシーズヒータで三相
負荷構造としたのでは、長尺ものの場合には端子
が各シーズヒータの両端に遠く離れて存在するこ
とになり給電のための配線が面倒になる欠点があ
つた。かつまた、シーズヒータでは絶縁粉がメタ
ルチユーブ内で押し固められているので、可撓性
が乏しい欠点があつた。

本発明の目的は、内外の温度勾配が小さく、長
寿命で、省エネルギーを図れ、且つ製造が容易
で、しかも給電上の問題点や可撓性の面での欠点
等も改善できる三相負荷チユーブヒータを提供す
るにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る三相負荷チユーブラヒータは、 (イ) メタルチユーブの中に３条の絶縁電熱線が該
メタルチユーブに接触されて収容されているこ
と (ロ) 前記各絶縁電熱線の一端は相互にスター結線
されていること、 (ハ) 前記各絶縁電熱線の他端は３相入力端とされ
ていること、 (ニ) 前記各絶縁電熱線は電熱線本体の表面に四三
酸化鉄と酸化アルミニウムとの共晶絶縁層が設
けられたもので構成されていること、 を特徴とするものである。

［発明の作用］ このようなチユーブラヒータは、メタルチユー
ブの中に３条の絶縁電熱線を該メタルチユーブに
接触させて収容しているので、絶縁粉が不要にな
り、温度勾配を小さくすることができる。絶縁電
熱線としては、電熱線本体の表面に四三酸化鉄と
酸化アルミニウムとの共晶絶縁層が設けられたも
のを用いているので、絶縁層の厚さが例えば50μ
ｍ程度と非常に薄くなり、しかもこの絶縁層をメ
タルチユーブに接触させているので、絶縁電熱線
とメタルチユーブとの温度差を著しく小さくで
き、前述したように温度勾配を小さくすることが
できる。また、このような構造によれば、メタル
チユーブの絞りは１段程度で十分であり、製造も
容易に行うことができる。かつまた、本発明では
電熱線自身で絶縁した構造なので、三相の電熱線
を共通のメタルチユーブ内への相互に絶縁した状
態での収容を支障なく行うことができる。しか
も、これら電熱線は一端側でスター結線し、他端
側を三相入力端としているので、長尺ものでも給
電を容易に行うことができる。また、共晶絶縁層
によれば、その絶縁厚さが薄くなり、しかも絶縁
粉も使用しないので、チユーブラヒータの可撓性
も向上させることができる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説
明する。第１図Ａ，Ｂ及び第２図を参照して詳細
に説明する。本実施例の三相負荷チユーブラヒー
タ１は、外径４mm、内径３mmのステンレススチー
ルよりなるメタルチユーブ２の中に３条の絶縁電
熱線３が該メタルチユーブ２の内面に接触されて
収容され、これら絶縁電熱線３の一端はスター結
線部４でスター結線され、他端は三相入力端５と
されている。スター結線部４の表面は耐熱セメン
トよりなる耐熱絶縁材６で被覆されている。絶縁
電熱線３としては、外径が例えば１mmの鉄・クロ
ム・アルミ合金線よりなる電熱線本体７の表面に
例えば50μｍの厚さで四三酸化鉄Fe₃O₄と酸化ア
ルミニウムAl₂O₃（アルミナ）との共晶絶縁層８
を設けた構造おものを用いる。

このようなチユーブラヒータ１は、ロングヒー
タとして使用すると好適である。例えば、長さが
５ｍの場合には、１条の絶縁電熱線は115V×
14A＝1.61KWの負荷となるが、これをメタルチ
ユーブの中に３条収容して三相負荷として使用す
ると、200V×14A×3^1/2＝4.8KWのチユーブヒー
タとして使用できる。また、この例のものの電力
密度を検討すると、 4.8（KW）／｛0.4（cm）×π×５×10²（cm）｝ ＝4.8×10³（Ｗ）／0.628×10³（cm²） ＝7.64（Ｗ／cm²） 従来のシーズヒータでは最大3.2（Ｗ／cm²）程度
の電力密度であつたが、本発明によれば7.64
（Ｗ／cm²）という高電力密度が容易に得られた。

このチユーブラヒータの場合、メタルチユーブ
２の表面温度約600℃に対し、絶縁電熱線３の表
面温度は約700℃であり、温度差は約100℃とな
り、温度差を従来のシーズヒータに比べて著しく
小さくできることが確認された。

本発明で用いている共晶絶縁層８は可撓性に富
み、半径５cm以上に容易に曲げることができた。

また、この共晶絶縁層８は熱伝導度が約50×
10^-3Kcal／ｍ・Ｈ・℃で従来の絶縁粉の熱伝導
度約５×10^-3Kcal／ｍ・Ｈ・℃に比べて約10倍
程度良いことが確認された。

共晶絶縁層８の形成は、四三酸化鉄と酸化アル
ミニウムの混合体をケトン液で混練して電熱線本
体７の表面に塗着し、約200℃で予備乾燥した後、
800℃で焼成することにより行うことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明では、従来入手がで
きなかつた可撓性のある絶縁電熱線を、電熱線本
体の表面に四三酸化鉄と酸化アルミニウムとの薄
い共晶絶縁層を設けることにより実現し、これを
メタルチユーブの中に該メタルチユーブに接触さ
せて３条収容して三相負荷のチユーブラヒータと
したので、絶縁粉が不要になり、ヒータ内外の温
度勾配を従来のシーズヒータに比べて著しく小さ
くすることができる。このため、絶縁電熱線の寿
命を延ばすことができると共にメタルチユーブに
達するまでのエネルギーロスが少なくなつて省エ
ネルギー効果も得ることができる。また、このよ
うな絶縁電熱線を使用しているので、シーズヒー
タでは困難なメタルチユーブ内に相互に絶縁した
状態で３条収容する作業も容易になり、しかもメ
タルチユーブの絞りも１段程度で十分であるの
で、三相負荷構造のチユーブラヒータの製造を容
易に行うことができる。更に、このチユーブラヒ
ータでは、各絶縁電熱線の一端側をスター結線
し、他端を三相入力端としているので、長尺もの
でも通電を容易に行うことができる。かつまた、
このチユーブラヒータは可撓性にも優れているの
で、不特定の曲率をもつた布設場所への布設も、
該チユーブラヒータを曲げることにより容易に布
設することができ、布設作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明に係る三相チユーブラヒータ
の一実施例の斜視図、第１図Ａの横断面図、第２
図は本実施例で用いている絶縁電熱線の一例の横
断面図である。 １……チユーブラヒータ、２……メタルチユー
ブ、３……絶縁電熱線、４……スター結線部、５
……三相入力端、７……電熱線本体、８……共晶
絶縁層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ メタルチユーブの中に３条の絶縁電熱線が該
   メタルチユーブに接触されて収容され、前記各絶
   縁電熱線の一端は相互にスター結線され、他端は
   ３相入力端とされ、且つ前記各絶縁電熱線は電熱
   線本体の表面に四三酸化鉄と酸化アルミニウムと
   の共晶絶縁層が設けられたもので構成されている
   ことを特徴とする三相負荷チユーブラヒータ。