JPS583352B2 - シ−ズヒ−タの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、シーズヒータの製造法、特に発熱体と本体
との間の絶縁耐圧低下を改良したシーズヒータの製造法
に関する。

一般にシーズヒータは、発熱体がシーズパイプで保護さ
れた密閉構造であるため、投込みヒータ、防爆ヒータ等
として広く利用されている。

このシーズヒータは、一般に本体と発熱体の電気的絶縁
のために電融マグネシア粉末などの充填材が本体内部に
充填されているが、よく知られているごとくマグネシア
は吸湿性が大きく、吸湿による発熱体と本体との絶縁不
良を防ぐために端子部で気密封止されており、その封止
方法によってガラス封止形とシリコン樹脂等による樹脂
封止形の２種類がある。

封止部の気密性に対する信頼性は、後者よりも前者が格
段に勝れており、従来から高信頼度が要求され、比較的
高温で利用されるシーズヒータは、一般にガラス封止さ
れている。

従来のガラス封止形シーズヒータは、図に示すようなａ
〜ｆ工程で製造される。

まず、金属シーズ管本体に発熱体を挿入しａ、この状態
でマグネシアなどの充填材粉末を充填しｂ、さらに充填
材の充填度をあげるために、本体をスエージング加工し
ｃ、焼鈍工程ｄで本体の歪を除去した後、所定の形状に
曲げ加工しｅ、端子部を電気炉中でガラス封止してｆ製
作される。

このような工程でシーズヒータを製作する場合には、曲
げ加工時にその曲げ部分の充填材にしばしば亀裂が入り
、その状態で炉中においてガラス封止が行われるため、
封止後のシーズヒータは膨張空気の封入、冷却によって
必然的に減圧状態となり、ヒータの使用時に印加される
電圧によって充填材の亀裂部で減圧放電を起し、本体と
発熱体間で絶縁不良を起す原因となっていた。

このような減圧放電による絶縁不良は、もちろん充填材
であるマグネシア部分に亀裂が入らないようにすれば発
生することはないのであるが、本体の曲げ工程ｅでは本
体内部空間の増減が必然的に生じ、増大空間部で充填材
に亀裂が入ることが避けられない。

一方、充填材に亀裂が発生しても、本体内部が減圧状態
でないならば、亀裂部の絶縁耐圧は、極端に低下するこ
となく、実用電圧範囲での放電は防止できる。

本発明は、上記のような従来のガラス封止形シーズヒー
タの製造工程で起る減圧状態の充填材亀裂部の放電に基
ずく絶縁不良の発生を防いだシーズヒータの製造法を得
ることを目的とするものである。

即ち、本発明は、充填材にアルカリ土金属の炭酸塩であ
る炭酸バリウム、炭酸ストロンチウムの内の少なくとも
１つを３〜５ｗｔ％の範囲で混合したものを絶縁充填材
として使用し、従来のシーズヒータと同一工程で本体の
スエージング加工、焼鈍、曲げ加工ガラス封止処理を行
った後、本体をガスバーナー等により、曲げ加工部分と
その周辺を上記アルカリ土金属炭酸塩の分解温度以上に
加熱処理することにより、本体内部の圧力を常圧以上に
高めることを特徴とするものである。

この加熱処理によって、添加されたアルカリ土金属炭酸
塩は、例えばＣａＣＯ３の場合、次式 ＣａＣＯ３→ＣａＯ＋ＣＯ２によって分解し炭酸ガスを
放出し、封止されたシーズヒータ内部の圧力を高める作
用をする。

なお、シーズヒータの制作工程では、ガラス封止工程ま
でに焼鈍工程、ガラス封止工程等の熱処理工程があるが
、添加されるアルカリ土金属炭酸塩の分解温度は、炭酸
バリウム８４０℃、炭酸カルシウム９３０℃、炭酸スト
ロンチウム１２５０℃であり、焼鈍温度より十分高い分
解温度の炭酸塩を選ぶことができる。

一方、マグネシアなどの充填材に混合されるアルカリ土
金属炭酸塩の配合量は発明者らの検討では３〜５重量％
添加すれば、本体内部の減圧状態を常圧程度に回復させ
るに充分であったが、必要な場合には内圧は常圧以上に
高めるために、さらにこれ以上の量が添加されても何ら
問題はないが３重量％以下では内圧の回復に十分でなく
、添加の効果が期待されない。

以下実施例をあげ、本発明をさらに具体的に説明する。

実施例 １ 電融マグネシアに４重量％の炭酸バリウムを加え、Ｖ型
混合材によって乾式混合した。

通常のシーズヒータ製造工程に従ってステンレスなどを
用いた保護金属パイプに発熱線を挿入した後、上記マグ
ネシアと炭酸バリウムの混合粉末を充填し、さらにスエ
ージング、端子部封止を行った後、所望の形状に曲げ加
工した。

次いで前記曲げ加工部をバーナー等の加熱手段により、
８５０〜９００℃で５分〜１０分間局部加熱した。

上記のようにして得られたシーズヒータは、曲げ加工後
の時点で数ＭΩであった絶縁抵抗が数百から数千ＭΩ以
上に向上したものであった。

実施例 ２ 電融マグネシアに５重量％の炭酸カルシウムを加えて混
合し、実施例１と同様工程でシーズヒータ製造後、曲げ
加工部及びその周辺を９５０〜１０００℃で５分〜１０
分間局部加熱して炭酸ガスを放出させ、管内気圧を上昇
させた。

このようにして得られたシーズヒータの絶縁抵抗は、実
施例１の場合と同程度の改善が得られたものであった。

以上説明した通り、本発明によれば、曲げ加工部分での
絶縁不良を防止することができ、シーズヒータの信頼性
を向上させるとともに、製造歩留の著しい改善が期待で
きる。

【図面の簡単な説明】

図は従来のガラス封止形シーズヒータの製造工程の概要
を示す説明図である。 図中、ａ〜ｆは各工程を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 充填材に炭酸バリウム、炭酸カルシウム及び炭酸ス
   トロンチウムから選ばれた少なくとも一種のアルカリ土
   金属炭酸塩を混合した粉末を本体に充填する工程、端子
   部を封じた後前記本体を少なくとも前記アルカリ士金属
   炭酸塩の分解温度以上に加熱処理する工程を含んでなる
   シーズヒータの製造法。 ２ 充填材に対し、アルカリ土金属炭酸塩を少なくとも
   ３重量％用いるようにした特許請求の範囲第１項記載の
   シーズヒータの製造法。 ３ 充填材として、電融マグネシアを用いるようにした
   特許請求の範囲第１項または第２項記載のシーズヒータ
   の製造法。 ４ 端子部を封じるに際し、ガラス封止を用いるように
   した特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載のシーズヒータの製造法。