JPH0340474B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリード部を改良したシーズヒータに関
する。

例えば核燃料模擬ヒータのように高温条件下で
使用されるシーズヒータは、リード部まで高温に
さらされるために、リード部に対しては特別な配
慮が必要である。

第１図および第２図はこのような例えばカート
リツジ型のシーズヒータにおけるリード部の構造
を示している。すなわち、図中１は外管、２は外
管１内に設けられたダブルコイルをなす発熱体、
３は外管１内に充填された耐熱性絶縁粉末、４は
発熱体２の端部に接続されたニツケルからなる中
間導体、５は中間導体４に接続された外部配線接
続用の銅からなるリードである。なお、中間導体
４とリード５は長手方向に沿つて２分割されてい
る。ここで、銅からなるリード５を用いるのは、
大電流通電時でもリード５での発熱を小さく保て
るようにするためである。ニツケルからなる中間
導体４を用いることは発熱体２の発熱温度が銅の
融点以上になるのでリード５の溶融を防止するた
めである。

このようなリード部の構成において、従来中間
導体４の接合端とリード５の接合端とを接合する
ためには、TIG溶接（タングステン・イナート・
ガスアーク溶接）や電子ビーム溶接などの溶接法
が採用されている。しかして、溶接により接合し
た中間導体４とリード５の接合部Ａは、接合部Ａ
近傍の外管表面温度が800℃程度になるまでは使
用可能であるが、大電流および高電力密度の通電
が行なわれて表面温度が900℃以上になると接合
部Ａに断線を生じるようになり高温寿命が低い欠
点がある。表面温度が950℃以上になる場合の寿
命試験を、中間導体４とリード５とをTIG溶接に
より接合したシーズヒータを用いて、85アンペ
ア・５分間の通電の繰返しにより行なつた結果、
接合部Ａが５回目の通電終了時に断線した。この
ように中間導体４とリード５の溶接による接合部
Ａの高温寿命が低いのは、次のような理由による
ものと考えられる。溶接によりリード５の接合端
が溶融してその銅結晶が粗大化して強度が低下
し、また接合部Ａに中間導体４のニツケルとリー
ド５の銅とによる銅−ニツケル合金が生じて、接
合部Ａの導電率および熱伝導率が変化し発熱量が
増加する。このため、接合部Ａに通電が繰返され
ると、中間導体４とリード５の各接合端が疲労劣
化して破断し断線を生じることになる。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、ニ
ツケルからなる中間導体と銅からなるリードとの
接合部の高温寿命を高め、大電流および高電力密
度下で充分使用できるシーズヒータを提供するも
のである。

すなわち、本発明のシーズヒータは、外管と、
この外管の内部に配置された発熱体と、前記外管
の内部に配置され前記発熱体の端部に接続された
ニツケルからなる中間導体と、一部を外管の外部
に突出させて前記外管の内部に配置され前記中間
導体にろう接により接合された銅からなるリード
と、前記外管の内部に充填されて少くとも前記中
間導体と前記リードとの接合部を埋設した絶縁粉
末とを具備したことを特徴とするものである。

以下本発明を図面で示す実施例について説明す
る。

本発明のシーズヒータは、第１図で示すように
外管１の内部に設けられた発熱体２の端部にニツ
ケルからなる中間導体４を接続し、中間導体４に
銅からなるリード５を接続したものであり、且つ
中間導体４の接合端とリード５の接合端をろう接
により接合したものである。

第３図は本発明のシーズヒータにおける中間導
体４とリード５の接合部Ａの一実施例を示してい
る。中間導体４の接合端４ａとリード５の接合端
５ａは例えば互いに組合さるように斜めに切截さ
れている。中間導体４の接合端４ａとリード５の
接合端５ａは、例えばBAU−1V種の金ろう６に
よりろう接されている。この場合、接合端４ａと
接合端５ａは斜めに切截されているので接合断面
積が大である。

ここで、中間導体４の接合端４ａとリード５の
接合端５ａのろう接による接合部Ａの寿命試験を
行なつた。前記の試験と同様に外管表面温度を
950℃として85アンペア・５分間の通電を繰返し
た結果、15回の通電によつても接合部Ａは断線し
なかつた。このため、ろう接による接合部Ａは大
変高温寿命が高いとことが明瞭に判る。

中間導体４とリード５とのろう接による接合部
Ａの高温寿命が高いことは、次のような理由によ
るものと考えられる。金ろう６の融点は銅の融点
よりも低いために、ろう接により銅からなるリー
ド５の接合端が溶融せず、その銅結晶が粗大化さ
れず強度が低下しない。また、ろう接により中間
導体４の接合端４ａのニツケルとリード５の接合
端５ａの銅とが銅−ニツケル合金を形成しないの
で、接合部Ａでの導電率および熱伝導率を母材で
ある中間導体４およびリード５のそれと同じまま
に保持でき、通電時の発熱量が小さい。そして、
接合部Ａに繰返し通電が行なわれても中間導体４
の接合端４ａとリード５の接合端５ａは疲労劣化
せず破断しないために、接合部Ａが断線を生じな
い。さらに、金ろう６は接合部Ａが950℃以上の
温度になると一旦溶融するが、外管１内に充填さ
れている耐熱性絶縁粉末３が金ろう６を包囲して
いるために、溶接した金ろう６が絶縁粉末３に保
持されて外部へ流出せず接合部Ａに留まつて接合
端４ａと接合端５ａに接触しているので、中間導
体４とリード５との間の通電が可能である。従つ
て、ろう接により接合した中間導体４の接合端４
ａとリードの接合端５ａとの接合部Ａは、外管表
面温度が950℃以上になつても断線せず優れた高
温寿命を有しており、大電流および高電力密度の
通電が可能である。

なお、中間導体４と発熱体２は必要に応じてろ
う接や溶接により接合される。

このように構成したリード部を有するシーズヒ
ータは、核燃料模擬体のように高温下で使用され
るものに有効に適用できる。

なお、中間導体４とリード５とのろう接に用い
るろう材は金ろうのものであつても良いが、金ろ
うが最も適している。

以上説明したように本発明のシーズヒータによ
れば、発熱体に接続するニツケルからなる中間導
体と外部配線接続用の銅からなるリードとの接合
部がろう接により接合され、さらにこの接合部が
外管に充填した絶縁粉末に埋設されているので、
中間導体とリードとの接合部が優れた高温寿命を
有して、高温条件下で良好に使用できるととも
に、大電流および高電力密度で良好に使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が対象とするシーズヒータを示
す縦断側面図、第２図は第１図−線に沿う断
面図、第３図は本発明の一実施例における中間導
体とリードとの接合部を拡大して示す説明図であ
る。 １……外管、２……発熱体、３……耐熱性絶縁
粉末、４……中間導体、５……リード、６……金
ろう、Ａ……接合部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外管と、この外管の内部に配置された発熱体
   と、前記外管の内部に配置され前記発熱体の端部
   に接続されたニツケルからなる中間導体と、一部
   を前記外管の外部に突出させて前記外管の内部に
   配置され前記中間導体にろう接により接合された
   銅からなるリードと、前記外管の内部に充填され
   て少くとも前記中間導体と前記リードとの接合部
   を埋設した絶縁粉末とを具備したことを特徴とす
   るシーズヒータ。 ２ ろう接は金ろうによりなされてなる特許請求
   の範囲第１項記載のシーズヒータ。