JPS60124385A - 金属結合型ＳｉＣヒ−タ− - Google Patents
金属結合型ＳｉＣヒ−タ−Info
- Publication number
- JPS60124385A JPS60124385A JP23127283A JP23127283A JPS60124385A JP S60124385 A JPS60124385 A JP S60124385A JP 23127283 A JP23127283 A JP 23127283A JP 23127283 A JP23127283 A JP 23127283A JP S60124385 A JPS60124385 A JP S60124385A
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- Japan
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- heater
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- heaters
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ヒーターに関する。なお焼結体の赤外線放射強度も非常
に高い。今一つの特性として素拐がセラミノクであるた
め、作成する形状の範囲が広く可成自由な形状が選択で
きる。
に高い。今一つの特性として素拐がセラミノクであるた
め、作成する形状の範囲が広く可成自由な形状が選択で
きる。
従来は、通電加熱するヒーター材として一般に金属ヒー
ターが使用されている。金属ヒーターはニッケルクロム
合金系のニクロムヒーター，，鉄クロム合金系の鉄クロ
ムヒーター。
ターが使用されている。金属ヒーターはニッケルクロム
合金系のニクロムヒーター，，鉄クロム合金系の鉄クロ
ムヒーター。
鉄クロムアルミニウム合金具のカンタルヒーター等が通
常用いられる。
常用いられる。
金属ヒーターが工業的に使用される場合は、寛容量及び
ヒーター利の電気抵抗に合せるべく所定の変圧器（トラ
ンス）を使用し調整出来るため、比較的任意に障害なく
ヒーター材の材質、寸法、形状−、電気容量を選択使用
１−ることかできる。それ故特殊な場合を除し・て現在
特に問題は起っていない。
ヒーター利の電気抵抗に合せるべく所定の変圧器（トラ
ンス）を使用し調整出来るため、比較的任意に障害なく
ヒーター材の材質、寸法、形状−、電気容量を選択使用
１−ることかできる。それ故特殊な場合を除し・て現在
特に問題は起っていない。
しかし、この金属ヒーターを家庭用の通電加熱により使
用する場合、例えば電気湯沸器、電気炊飯器、オーブン
トースタ−、ガス器具の着火器、灯油機器の加熱器又は
着火器として使用される場合では、電気容量で１００Ｗ
以下のヒーターを製作する場合金属ヒーターの持つ比抵
抗が小さいということが大きな欠点となる。
用する場合、例えば電気湯沸器、電気炊飯器、オーブン
トースタ−、ガス器具の着火器、灯油機器の加熱器又は
着火器として使用される場合では、電気容量で１００Ｗ
以下のヒーターを製作する場合金属ヒーターの持つ比抵
抗が小さいということが大きな欠点となる。
日本国内において一般家庭に供給される電気の電圧は一
般的に１００Ｖである。（以下商用電圧１００■という
）この商用電圧１ ００Ｖにおいて例えば５０Ｗのヒー
ターを得るためには 電流−電力／電圧−５０Ｗ／１００Ｖ＝０．５ＡｍＰ抵
抗−電圧／電流−１００Ｖ１０．５ＡｍＰ＝２００Ω上
式のように２００Ωの高い抵抗を持ったヒーターが必要
になる。
般的に１００Ｖである。（以下商用電圧１００■という
）この商用電圧１ ００Ｖにおいて例えば５０Ｗのヒー
ターを得るためには 電流−電力／電圧−５０Ｗ／１００Ｖ＝０．５ＡｍＰ抵
抗−電圧／電流−１００Ｖ１０．５ＡｍＰ＝２００Ω上
式のように２００Ωの高い抵抗を持ったヒーターが必要
になる。
この２００Ωの抵抗値の金属ヒーターを得る為には
Ｒ−ρ°百
Ｒ：抵抗 ρ；比抵抗
ｌ ヒーター長さ Ｓ：ヒーター断面積上式の関係から
明らかなようにρ（比矩抗）が小さい金属ヒーターでは
、Ｒ（抵抗）を長くするか、Ｓ（ヒーター断面積）を小
さく１−る必要がある。
明らかなようにρ（比矩抗）が小さい金属ヒーターでは
、Ｒ（抵抗）を長くするか、Ｓ（ヒーター断面積）を小
さく１−る必要がある。
ヒーター長さを長くすることは、形状的に小型化したし
・ヒーターを製作する場合は相反することとなり無理な
設計を強いられる。断面積を小さくすることは、ヒータ
ーの強度劣化ひいては、使用寿命が短かくなるという不
経済性を招来する。
・ヒーターを製作する場合は相反することとなり無理な
設計を強いられる。断面積を小さくすることは、ヒータ
ーの強度劣化ひいては、使用寿命が短かくなるという不
経済性を招来する。
前記の例で商用電圧１．ＱＯＶ５０Ｗのヒーターを製作
するために、ニクロム線１種０、０８ ｍ／ｍφ細線を
使用すると、Ｒ＝２００Ω Ｓ ＝ ５．０２ Ｘ １０−”ｃｒｔｆρ−１０″Ω
Ｃｒｎ ニクロム線の長さｌは ５．０２ Ｘ １０−’− １＝ ２００ Ｘ １ｏ−−１００ｃｍ上式の関係で１
００ ｃｍの長さが必要となる。
するために、ニクロム線１種０、０８ ｍ／ｍφ細線を
使用すると、Ｒ＝２００Ω Ｓ ＝ ５．０２ Ｘ １０−”ｃｒｔｆρ−１０″Ω
Ｃｒｎ ニクロム線の長さｌは ５．０２ Ｘ １０−’− １＝ ２００ Ｘ １ｏ−−１００ｃｍ上式の関係で１
００ ｃｍの長さが必要となる。
試みにこの長さのニクロム線を磁器絶縁管に巻付け８φ
Ｘ ８０ ｍ／ｍの長さのヒーターを製作したところ、
１００Ｖ印加して表面温度は約８００℃に上昇した。２
Ｈｒ通電後、ヒーター中間部にて断線してしまった。
Ｘ ８０ ｍ／ｍの長さのヒーターを製作したところ、
１００Ｖ印加して表面温度は約８００℃に上昇した。２
Ｈｒ通電後、ヒーター中間部にて断線してしまった。
本発明は、前記のような金属ヒーターの欠点を解消せん
が為、比抵抗の高い金属焼結型のＳｉＣヒーターを提供
するものである。
が為、比抵抗の高い金属焼結型のＳｉＣヒーターを提供
するものである。
本発明の構成を一つの実施例で説明する。
成分組成が最大粒径５μの５ｉＣ７０重量％、最大粒径
１５０μのフェロシリコン粉末２５隼量％、２００メツ
シユ／Ｆスの硼硅酸ガラス粉末５重量％に、有機バイン
ダーとしてぼりビニルブチラール・エチルセルローズを
加え、溶剤として酢酸エチルケトンを加え、ウレタンポ
ットミルにて不純物の混じないように粉砕し、有機溶剤
の一部を気化蒸発せしめ、湿式押出成形機にて円筒状８
φＸ４φＸ ７５ ｍ／ｍの成形体を製作した。成形体
は乾燥後水素及び窒素を含む雰囲気（アンモニア分解ガ
ス）中で１４５０℃−ＩＨｒ焼結したところ、室温の抵
抗値２１０ｎであった。商用電圧１００Ｖ印加し通電し
たところＩ ＡｍＰの電流が流れヒーターの表面温度８
ｏｏ℃で安定した。従って８００℃の抵抗は１００Ωで
あった。本実施例の場合の８００℃における比抵抗は、
０．３７７ｃｒ＆ ρ−１００Ω・ ７．５ ”５０ｃｍ となった。
１５０μのフェロシリコン粉末２５隼量％、２００メツ
シユ／Ｆスの硼硅酸ガラス粉末５重量％に、有機バイン
ダーとしてぼりビニルブチラール・エチルセルローズを
加え、溶剤として酢酸エチルケトンを加え、ウレタンポ
ットミルにて不純物の混じないように粉砕し、有機溶剤
の一部を気化蒸発せしめ、湿式押出成形機にて円筒状８
φＸ４φＸ ７５ ｍ／ｍの成形体を製作した。成形体
は乾燥後水素及び窒素を含む雰囲気（アンモニア分解ガ
ス）中で１４５０℃−ＩＨｒ焼結したところ、室温の抵
抗値２１０ｎであった。商用電圧１００Ｖ印加し通電し
たところＩ ＡｍＰの電流が流れヒーターの表面温度８
ｏｏ℃で安定した。従って８００℃の抵抗は１００Ωで
あった。本実施例の場合の８００℃における比抵抗は、
０．３７７ｃｒ＆ ρ−１００Ω・ ７．５ ”５０ｃｍ となった。
このヒータを表面温度８００°Ｃに保持し、空気中での
通電耐久試験を実施したところ、１００ Ｈｒ経過後の
抵抗変化率１０％と安定して使用できることを示した。
通電耐久試験を実施したところ、１００ Ｈｒ経過後の
抵抗変化率１０％と安定して使用できることを示した。
第−表に本発明の実施例を示し、第二衣（（前記実施例
の比抵抗と１０００Ｈｒ通電後の抵抗変化率を示し、第
一図に前記実施イタ１１の温度による抵抗変化率を示し
た。
の比抵抗と１０００Ｈｒ通電後の抵抗変化率を示し、第
一図に前記実施イタ１１の温度による抵抗変化率を示し
た。
上記第−表成分として、硼硅酸ガラスの組成成分はＳ＜
、０２６０重量％、Ｎ２Ｏ３、Ｋ２０ 、 ＣａＯ。
、０２６０重量％、Ｎ２Ｏ３、Ｋ２０ 、 ＣａＯ。
Ｍ２Ｏ，Ｐｂ０合せて１０重量％であった。ＳｉＣ材と
して、昭和電工製αｓ４Ｃ（炭素材と珪石を電気抵抗炉
で加熱反応による緑色結晶５４Ｃ９９４５％Ａ −ＺＳ
）を使用した。なお第−表における焼成条件のうちチェ
ックポイントとしてＨ２＋Ｎ２８囲気における露点湿度
６０℃、６５°Ｃ１１４５０℃の３点調節にて±２０°
Ｃを表示した。
して、昭和電工製αｓ４Ｃ（炭素材と珪石を電気抵抗炉
で加熱反応による緑色結晶５４Ｃ９９４５％Ａ −ＺＳ
）を使用した。なお第−表における焼成条件のうちチェ
ックポイントとしてＨ２＋Ｎ２８囲気における露点湿度
６０℃、６５°Ｃ１１４５０℃の３点調節にて±２０°
Ｃを表示した。
実施例第−表／Ｉ６７の配合組成のものを焼結すること
により、各々のヒーターの温度による抵抗の変化率は８
００〜９００°Ｃにおいて安定し、一定電圧を印加した
場合に電流値が暴走することなく何れの例もヒーターに
使用できることが判った。更に各々の実施例につ（・て
室温で印加電圧を一定とし、通電試験した結果、抵抗増
加が極めて少なく抵抗増加による電圧を上げることもな
く、一定電圧において安定して使用できるヒーターであ
ることが判った。
により、各々のヒーターの温度による抵抗の変化率は８
００〜９００°Ｃにおいて安定し、一定電圧を印加した
場合に電流値が暴走することなく何れの例もヒーターに
使用できることが判った。更に各々の実施例につ（・て
室温で印加電圧を一定とし、通電試験した結果、抵抗増
加が極めて少なく抵抗増加による電圧を上げることもな
く、一定電圧において安定して使用できるヒーターであ
ることが判った。
本発明の応用分野は、前記実施例の通り、家庭用商用電
圧に使用できるミニ電気ヒーター及び着火器或は積層厚
膜型に成形し、側熱性の高く抵抗値が大きいことを利用
した小型大容量の抵抗器に活用できる。或はセラミック
と併用・ぞネル板型状に成形し、乾燥用或は暖房用ヒー
ターとして利用できる。しかも形状が小型化、単純化さ
れることと相まってコストの低減も計られ、経済的にも
有位性をもつと思われる。
圧に使用できるミニ電気ヒーター及び着火器或は積層厚
膜型に成形し、側熱性の高く抵抗値が大きいことを利用
した小型大容量の抵抗器に活用できる。或はセラミック
と併用・ぞネル板型状に成形し、乾燥用或は暖房用ヒー
ターとして利用できる。しかも形状が小型化、単純化さ
れることと相まってコストの低減も計られ、経済的にも
有位性をもつと思われる。
本発明の原料が８４．＋ Ｆｅ ｒ Ｎ等地球上に多く
産出する原拐料であるため、今後金属ヒーターの拐料資
源として問題となるＮｉ等の金属材料を殆んど使用しな
いので将来的には資源的にも金属ヒーターの分野に応用
できるものと確信している。
産出する原拐料であるため、今後金属ヒーターの拐料資
源として問題となるＮｉ等の金属材料を殆んど使用しな
いので将来的には資源的にも金属ヒーターの分野に応用
できるものと確信している。
実施例の構成を図示する。特性値の表に示されるように
、通電立ち上りから２分位で１００ｖ印加７４０°Ｃに
昇温した。ミニヒーターの特性として良好である。（薯
２ ＋’ｐ 外層、）特性値 また、現在ＳｉＣ材料にて構成されているヒーターとし
て、再結晶ＳｉＣヒーター、例えば東海高熱（株）エレ
マヒーター、東芝セラミック舗テコランダムヒーター等
がある。これらの場合と本発明ヒーターとは比抵抗の大
きい点が基本的に異なる。なお焼成条件に関しては、旧
来ヒーターは２２００ ’Ｃ焼成であるが、本発明は１
４５０°Ｃ還元雰囲気焼成で、はるかに省エネ型である
。
、通電立ち上りから２分位で１００ｖ印加７４０°Ｃに
昇温した。ミニヒーターの特性として良好である。（薯
２ ＋’ｐ 外層、）特性値 また、現在ＳｉＣ材料にて構成されているヒーターとし
て、再結晶ＳｉＣヒーター、例えば東海高熱（株）エレ
マヒーター、東芝セラミック舗テコランダムヒーター等
がある。これらの場合と本発明ヒーターとは比抵抗の大
きい点が基本的に異なる。なお焼成条件に関しては、旧
来ヒーターは２２００ ’Ｃ焼成であるが、本発明は１
４５０°Ｃ還元雰囲気焼成で、はるかに省エネ型である
。
第１図は抵抗の温度変化率を示し、第２図１ ・・セラ
ミックス外壁ケース ５・・・封着体３・絶縁碍子管 ４・・・通電用導体 特許出願代理人 弁理士 尾 崎 −彦 手続補正書 昭和５９年 １月２Ｖ日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 特願昭５８−２３１２７２号 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 １ｉ１ｉ 愛知県尾張旭市南原山町赤土２２９番地
氏 名（名４７′１、） 竹 市 冨 朗４、代 理
人〒２３２ 電話０４５ （７１３）０８７２１１ 所
横浜市南区永Ｈ」北３−１６−６５ 補正命令の日イ
づ 自発 ６ 補正により増加する発明の数 なし７、 補正の対
象 明細書中「３発明の詳細な説明」の欄８ 補正の内
容 （１） 明細書３−！！−ノ１２行目「が小さい金属ヒ
ーターでは、Ｒ（抵抗）を」の次に、［大きくする為て
はｌ（ヒーター長）を」の文を加入する。 （２） 明ＭＨ書６に一２３行目冒頭のｒ］、００Ｈｒ
Ｊをｒ］、０００ＨｒＪに訂正する。 （３）明細書８被−ノ６行目８字、９字目のｒＺ ＳＪ
を「２Ｓ」に訂正する。 （４）明細書１１−５！−ノ１４行目の特性値の表の第
１列第３欄の１７８（支）」を「７８（支）」に訂正す
る。 以 上
ミックス外壁ケース ５・・・封着体３・絶縁碍子管 ４・・・通電用導体 特許出願代理人 弁理士 尾 崎 −彦 手続補正書 昭和５９年 １月２Ｖ日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 特願昭５８−２３１２７２号 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 １ｉ１ｉ 愛知県尾張旭市南原山町赤土２２９番地
氏 名（名４７′１、） 竹 市 冨 朗４、代 理
人〒２３２ 電話０４５ （７１３）０８７２１１ 所
横浜市南区永Ｈ」北３−１６−６５ 補正命令の日イ
づ 自発 ６ 補正により増加する発明の数 なし７、 補正の対
象 明細書中「３発明の詳細な説明」の欄８ 補正の内
容 （１） 明細書３−！！−ノ１２行目「が小さい金属ヒ
ーターでは、Ｒ（抵抗）を」の次に、［大きくする為て
はｌ（ヒーター長）を」の文を加入する。 （２） 明ＭＨ書６に一２３行目冒頭のｒ］、００Ｈｒ
Ｊをｒ］、０００ＨｒＪに訂正する。 （３）明細書８被−ノ６行目８字、９字目のｒＺ ＳＪ
を「２Ｓ」に訂正する。 （４）明細書１１−５！−ノ１４行目の特性値の表の第
１列第３欄の１７８（支）」を「７８（支）」に訂正す
る。 以 上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＳｉＣ４０〜８０ 重量％、ＳＬ、 Ｐａ 、 Ｍｏ５
４．、 Ｎ ｔ。 Ｍ、 、 Ａｌの１種又は２種以上の合計を１５〜５５
重量％Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｎａ、にの
酸化物の２ｆｔｉｉ以上の合計を８重量％以下含み比抵
抗が１２〜１Ωｃｍの範囲にある事を特徴とする金属結
合型ＳｉＣヒーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23127283A JPS60124385A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 金属結合型ＳｉＣヒ−タ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23127283A JPS60124385A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 金属結合型ＳｉＣヒ−タ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124385A true JPS60124385A (ja) | 1985-07-03 |
| JPH0369152B2 JPH0369152B2 (ja) | 1991-10-31 |
Family
ID=16920999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23127283A Granted JPS60124385A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 金属結合型ＳｉＣヒ−タ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124385A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62243277A (ja) * | 1986-04-14 | 1987-10-23 | 東芝セラミックス株式会社 | Ｓｉｃ結合型炭化珪素発熱体 |
| JPH0436975A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-06 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | セラミック製ヒーター |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5487950A (en) * | 1977-12-24 | 1979-07-12 | Tokai Konetsu Kogyo Kk | Linear or banddshaped carbonized silicon heater |
| JPS55116669A (en) * | 1979-02-27 | 1980-09-08 | Toshiba Ceramics Co | Manufacture of silicon carbide exothermic body |
-
1983
- 1983-12-09 JP JP23127283A patent/JPS60124385A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0369152B2 (ja) | 1991-10-31 |
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