JPH08138452A - 耐食性絶縁電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、銀に替る安価な耐食性導体を
用いたとしても優れた耐溶融炭酸塩性を発揮できる耐食
性絶縁電線を提供することにある。 【構成】本発明の構成は、導体直上に前駆体セラミック
層、その前駆体セラミック層上にマイカテープ層、そし
てそのマイカテープ層上に窒化珪素繊維層が設けられて
成ることを特徴とする耐食性絶縁電線にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐食性絶縁電線に関する
ものである。更に詳述すれば本発明は耐溶融炭酸塩性が
優れた耐食性絶縁電線に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は、高いエネルギ変換効率と良
好な環境保全性を保つため、次期発電システムとして期
待され、この研究開発が強力に推進されている。特に６
５０℃前後の高温で運転される溶融炭酸塩型燃料電池は
高効率複合発電システムとして実用化の期待が大きい。

【０００３】溶融炭酸塩型燃料電池は、電解質媒体とし
て腐蝕性の強いアルカリ炭酸塩を用いているため、電池
構成金属部材の腐蝕が問題となっている。特に、溶融炭
酸塩の溶融温度計測に使用される補償導線、更に制御・
計装用電線には優れた耐食性が要求されている。

【０００４】従来、このような溶融炭酸塩に侵される可
能性がある燃料電池用補償導線としては、導体に銀線を
使用し、その直上にアルミナ繊維を巻回して成る絶縁電
線が使用されてきている。

【０００５】しかしながら、上記の絶縁電線は、銀導体
を使用するため極めて高価であることが最大の難点であ
る。また、汎用の銅及び銅合金を使用する場合、絶縁体
となるアルミナ繊維の巻回し層では、溶融炭酸塩が容易
に浸透し、それによって導体の腐食が抑制できない等の
問題がある。

【０００６】そこで、銀に替る安価な耐食性導体を用い
ても溶融炭酸塩の浸漬によって導体になんら悪影響を及
ぼさない耐食性、耐熱性に優れた絶縁層を設けた絶縁電
線の開発が求められていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、銀に替る安価な耐食性
導体を用いたとしても優れた耐溶融炭酸塩性を発揮でき
る耐食性絶縁電線を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、導体直上に前駆体セラミック層、その前駆体セラ
ミック層上にマイカテープ層、そしてそのマイカテープ
層上に窒化珪素繊維層が設けられて成ることを特徴とす
る耐食性絶縁電線にある。

【０００９】本発明において銀に替る安価な耐食性導体
としては耐熱性、耐食性が優れたものならよく、例えば
ビッカース硬度が２００以下の可撓性ＳＵＳクラッド銅
線等である。

【００１０】また、本発明において窒化珪素繊維として
は酸素含有量０〜１５重量％のＳｉ−Ｎ−Ｏ系連続繊維
である。

【００１１】更に本発明において窒化珪素繊維の絶縁層
とするときは窒化珪素繊維製テープの巻回層とするか、
窒化珪素繊維糸の編組層とする。

【００１２】ここにおいて、Ｓｉ−Ｎ−Ｏ系繊維は表１
に示すポリカルボシランあるいはポリシラザンのような
セラミック前駆体ポリマを連続繊維とし、酸素濃度を制
御した雰囲気中、２００〜３００℃で加熱、または電離
放射線を０．５〜２０ＭＧｙの線量、照射した後、窒化
機能を与えるガス中（アンモニアあるいは窒素／水素混
合ガス）で７００〜１４００℃で焼成することによって
得られる。

【００１３】

【表１】

【００１４】本発明においてＳｉ−Ｎ−Ｏ系連続繊維の
酸素含有量を１５ｗｔ％以下と限定したのは、１５ｗｔ
％を越えると高温の電気特性、特に絶縁破壊強さが急激
に低下するためである。繊維径は、特に規定はしない
が、１０〜２０μｍが望ましい。また、織物の織り方と
しては、平織、朱子織などガラスクロスの製造方法のす
べてが適用できる。その織密度は、目が詰まった密なも
のほど有効である。更に、織物はポリシロキサン、ポリ
カルボシラン、ポリシラザン、ポリアルミノキサン等の
セラミック前駆体ポリマを含浸することによって目詰め
することもできる。

【００１５】電離放射線は、電子線、陽子線、γ線、中
性子線のいずれかよりなる荷電及び中性子、更にはγ
線、Ｘ線の電磁波より選択された１つよりなる。また、
窒化珪素繊維の上に、最外層としてステンレスコルゲー
ト等の外装を設けてもよい。

【００１６】前駆体セラミック層は、前駆体セラミック
ポリマと無機質充填剤を有機溶媒に溶解または分散させ
た塗料を、導体直上に塗布焼付けして形成したものであ
る。

【００１７】なお、セラミック層としては工業的に実用
されているものならよく、例えば窒化珪素系セラミック
等がある。

【００１８】

【作用】本発明の耐食性絶縁電線は、第１に導体直上に
前駆体セラミック層を塗布焼付けにより設けることによ
り導体の熱遮蔽、電気絶縁、上層の絶縁層からの浸透
物、例えば溶融炭酸塩等の浸透抑止をはかり、第２にそ
の前駆体セラミック層上にマイカテープ層を巻回するこ
とにより前駆体セラミック層への熱遮蔽、電気絶縁、上
層の絶縁層からの浸透物、例えば溶融炭酸塩等の浸透抑
止をはかり、そして第３にそのマイカテープ層上に窒化
珪素繊維層を設けることにより一段の熱遮蔽、電気絶
縁、上層の絶縁層からの浸透物、例えば溶融炭酸塩等の
浸透抑止をはかることにある。

【００１９】

【実施例】次に、本発明の耐食性絶縁電線の実施例及び
従来の絶縁電線の比較例を図面と共に説明する。

【００２０】（実施例１）ＳＵＳクラッド銅導体上
（５．５mm² ）上に窒化珪素系セラミック層を設け、そ
の上に約０．１５mm厚の軟質マイカテープを３回巻付け
た後、酸素を含有しないＳｉ−Ｎ系連続繊維よりなる約
０．２５mm厚のテープ３を１／２ラップし、絶縁厚１．
１mm、外径約５mmφの耐食性絶縁電線を作製した。

【００２１】図１はかくして得られた実施例１の耐食性
絶縁電線の横断面図を示したものである。

【００２２】図１において１は導体、２は前駆体セラミ
ック層、３はマイカテープ層、４は窒化珪素繊維テープ
層である。

【００２３】（実施例２）実施例１で用いたＳｉ−Ｎ系
連続繊維の酸素含有量を０ｗｔ％から７ｗｔ％へと変え
た以外は実施例１と同様にして耐食性絶縁電線を作製し
た。

【００２４】（実施例３）実施例２で用いたＳｉ−Ｎ−
Ｏ系連続繊維の酸素含有量を７ｗｔ％から１０ｗｔ％へ
と変えた以外は実施例１と同様にして耐食性絶縁電線を
作製した。

【００２５】（実施例４）実施例２で用いたＳｉ−Ｎ−
Ｏ系連続繊維の酸素含有量を７ｗｔ％から１５ｗｔ％へ
と変えた以外は実施例１と同様にして耐食性絶縁電線を
作製した。

【００２６】（比較例１）実施例２で用いたＳｉ−Ｎ−
Ｏ系連続繊維の酸素含有量を７ｗｔ％から２０ｗｔ％へ
と変えた以外は実施例１と同様にして絶縁電線を作製し
た。

【００２７】（比較例２）実施例１で用いた可撓性ＳＵ
Ｓクラッド銅導体を軟銅導線（線径０．７mmφ）に変え
た以外は実施例１と同様にして絶縁電線を作製した。

【００２８】上記のようにして得た実施例１〜４の耐食
性絶縁電線及び比較例１〜２の絶縁電線について、耐溶
融炭酸塩性を調べるため、溶融炭酸塩中（Ｌｉ₂ Ｃ
Ｏ₃ ：Ｋ₂ ＣＯ₃ ＝６２，３８，Ａｉｒ：ＣＯ₂ ＝７
０：３０，７００℃加熱）に電線を浸漬し、７００℃／
３０００ｈ浸漬試験した。評価試験法は以下の通り行っ
た。

【００２９】 外観観察：電線を解体し、第１絶縁層
のクラック、剥離の有無を、光学顕微鏡を用い観察し
た。

【００３０】 腐食性：減肉厚さ（試験前後の導体径
の差の半分）を用いた。この場合の試験後の導体径とは
腐食試験片断面の腐食していない部分（健全部分）の厚
さをいう。

【００３１】なお、この測定は、マイクロメータ付き顕
微鏡により行った。

【００３２】 絶縁破壊試験；ＪＩＳに準拠し、常温
空気中で導体相互間に直流電圧２００Ｖを１分印加し、
絶縁破壊の有無について調べた。

【００３３】これらの試験結果を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２からわかるようにＳｉＮテープの酸素
含有率が２０ｗｔ％と多い比較例１では、第１絶縁層の
クラックはなく、また導体腐食量も１．１μｍと少ない
ものの、絶縁破壊試験は不合格となった。また、導体に
軟銅を使用した比較例２では、絶縁破壊試験は合格する
ものの第１絶縁層にクラックが発生し、腐食量も５．０
μｍと多く耐食性が劣る結果を示した。

【００３６】これらに対して本発明の実施例１〜４の耐
食性絶縁電線は、７００℃／３０００ｈの溶融炭酸塩中
の浸漬試験においても、クラックや剥離が起こらず、し
かも腐食量が０．６〜１．０μｍと極めて少なく、更に
絶縁破壊試験もいずれも合格であり、耐食性、耐熱性が
顕著に優れている結果を示した。

【００３７】

【発明の効果】本発明の耐食性絶縁電線は優れた耐熱
性、耐溶融炭酸塩性及び電気絶縁性を発揮できるもので
あり、工業上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の耐食性絶縁電線の一実施例を示した横
断面図である。

【符号の説明】

１ 導体 ２ 前駆体セラミック層 ３ マイカテープ層 ４ 窒化珪素繊維テープ層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体直上に前駆体セラミック層を形成して
   あり且つ該前駆体セラミック層上にマイカテープ層が巻
   回してありしかも該マイカテープ層上に窒化珪素繊維層
   が設けられて成ることを特徴とする耐食性絶縁電線。
2. 【請求項２】導体がビッカース硬度２００以下の可撓性
   ＳＵＳクラッド銅線であることを特徴とする請求項１記
   載の耐食性絶縁電線。
3. 【請求項３】窒化珪素繊維が酸素含有量が０〜１５重量
   ％のＳｉ−Ｎ−Ｏ系連続繊維であることを特徴とする請
   求項１記載の耐食性絶縁電線。
4. 【請求項４】窒化珪素繊維層が窒化珪素繊維製テープを
   巻回したものであることを特徴とする請求項１記載の耐
   食性絶縁電線。
5. 【請求項５】窒化珪素繊維層が窒化珪素繊維糸の編組層
   であることを特徴とする請求項１記載の耐食性絶縁電
   線。