JP2006079969A - Sheath heater and heating device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱源として使用されるシーズヒータ及びこのシーズヒータを加熱源として使用する加熱機器に関するものである。 The present invention relates to a sheathed heater used as a heat source and a heating device using the sheathed heater as a heating source.
従来のシーズヒータは、金属パイプの中央にコイル状の電熱線が配置され、この電熱線と金属パイプの間に酸化マグネシウムを主成分とする電気絶縁粉末が充填され、金属パイプの両端は、酸化鉛を主成分とする低融点ガラスからなる封口剤で封着されていた(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional sheathed heater, a coiled heating wire is arranged in the center of the metal pipe, and between the heating wire and the metal pipe, an electrically insulating powder mainly composed of magnesium oxide is filled, and both ends of the metal pipe are oxidized. It was sealed with a sealant made of low melting point glass containing lead as a main component (for example, see Patent Document 1).
このような構成のシーズヒータにおいて、封口剤に割れや空隙などの不備があると使用中に大気中の湿気が封口剤の割れ目や隙間から侵入し、金属パイプと電熱線との電気絶縁性を著しく低下させるため、シーズヒータに直接触れたり、金属部材を介して間接的に触れたりすると感電を起こしたり、ブレーカが落ち、シーズヒータを加熱源として用いている加熱機器を使用できなくなるなどの問題が発生する。このような理由から、金属パイプの両端には、湿気が侵入しないように気密性や作業性に優れた酸化鉛を主成分とする低融点ガラスが使用されて来た。 In a sheathed heater with such a configuration, if there is a defect such as cracks or voids in the sealant, moisture in the atmosphere will enter through the cracks or gaps in the sealant during use, and the electrical insulation between the metal pipe and the heating wire will be improved. Problems such as direct contact with a sheathed heater or indirect contact with a metal member cause an electric shock or a breaker falls, making it impossible to use a heating device that uses the sheathed heater as a heating source. Occurs. For these reasons, low-melting glass mainly composed of lead oxide, which has excellent airtightness and workability so that moisture does not enter, has been used at both ends of the metal pipe.
そして、上記構成のシーズヒータが、ロースター付きの誘導加熱調理、ホームベーカリー、ホットプレート、魚焼き器などの各種加熱機器に加熱源として使用されて来た。
しかしながら、前記従来のシーズヒータの封口剤に使用されている鉛ガラスが昨今、有害物質として問題とされている鉛を多く含有し、環境に悪い影響を与えるという課題を有していた。 However, the lead glass used for the sealing agent of the conventional sheathed heater contains a lot of lead, which has been considered a problem as a harmful substance, and has a problem of adversely affecting the environment.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、環境に優しいシーズヒータ及び加熱機器を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an environment-friendly sheathed heater and a heating device.
前記従来の課題を解決するために、本発明のシーズヒータは、金属パイプの中央にコイル状の電熱線を配置し、前記電熱線と前記金属パイプとの間に酸化マグネシウムを主成分とする電気絶縁粉末を充填し、前記金属パイプの両端を、鉛の含有量が1000ppm以下の低融点ガラスからなる封口剤で封止したもので、昨今、有害物質として問題視されている鉛を使用することなく、電気絶縁性や耐久性に優れたシーズヒータを提供することができる。特に鉛の含有量を1000ppm以下に抑えることにより、ヨーロッパのRoHS指令などの法規制に準拠することも可能となる。 In order to solve the above-described conventional problems, the sheathed heater according to the present invention has a coil-shaped heating wire disposed in the center of a metal pipe, and an electric power mainly composed of magnesium oxide between the heating wire and the metal pipe. Fill with insulating powder and seal both ends of the metal pipe with a sealant made of low melting point glass with lead content of 1000ppm or less, and use lead which has been regarded as a harmful substance in recent years. In addition, a sheathed heater excellent in electrical insulation and durability can be provided. In particular, by limiting the lead content to 1000 ppm or less, it becomes possible to comply with European and RoHS regulations.
また、本発明の加熱機器は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のシーズヒータを加熱源として使用したもので、従来の鉛ガラスを使用したシーズヒータと同等の特性を確保しながら、有害物質を含有しない環境に優しい加熱機器を提供することができる。
Moreover, the heating device of the present invention uses the sheathed heater according to any one of
本発明のシーズヒータ及びこれを使用した加熱機器は、有害物質を含有しないので環境に優しい加熱源及び加熱機器となるものである。 The sheathed heater of the present invention and a heating device using the sheathed heater are environmentally friendly heating sources and heating devices because they do not contain harmful substances.
第1の発明は、金属パイプの中央にコイル状の電熱線を配置し、前記電熱線と前記金属パイプとの間に酸化マグネシウムを主成分とする電気絶縁粉末を充填し、前記金属パイプの両端を、鉛の含有量が1000ppm以下の低融点ガラスからなる封口剤で封止したもので、昨今、有害物質として問題視されている鉛を使用することなく、電気絶縁性や耐久性に優れたシーズヒータを提供することができる。特に鉛の含有量を1000ppm以下に抑えることにより、ヨーロッパのRoHS指令などの法規制に準拠することも可能となる。 1st invention arrange | positions a coil-shaped heating wire in the center of a metal pipe, is filled with the electrically insulating powder which has a magnesium oxide as a main component between the said heating wire and the said metal pipe, and both ends of the said metal pipe Is sealed with a sealant made of low melting point glass with a lead content of 1000 ppm or less, and it has excellent electrical insulation and durability without using lead, which has recently been regarded as a problem as a harmful substance. A sheathed heater can be provided. In particular, by limiting the lead content to 1000 ppm or less, it becomes possible to comply with European and RoHS regulations.
第2の発明は、特に、第1の発明の封口剤として、酸化ビスマスを主成分とする低融点ガラスを用いたもので、封着時のガラスに残存する歪を少なく抑えることができると共に、耐水性も高まるため、機械的強度や耐湿性に優れた封口特性を確保すると共に、電気絶縁性や耐久性に優れたシーズヒータを提供することができる。 In particular, the second invention uses a low-melting glass mainly composed of bismuth oxide as the sealing agent of the first invention, and can suppress the distortion remaining in the glass at the time of sealing, Since the water resistance also increases, it is possible to provide a sheathed heater excellent in electrical insulation and durability while ensuring sealing properties excellent in mechanical strength and moisture resistance.
第3の発明は、特に、第1の発明の封口剤として、酸化亜鉛及び酸化硼素を主成分とする低融点ガラスを用いたもので、従来と同様の電気絶縁性や耐久性を確保しながら鉛フリー化が図れ、さらに全く重金属を含まないためさらに環境に優しいシーズヒータを提供することができる。 The third invention uses a low-melting glass mainly composed of zinc oxide and boron oxide as the sealing agent of the first invention, while ensuring the same electrical insulation and durability as in the prior art. Lead-free can be achieved, and since no heavy metal is contained at all, a more environmentally friendly sheathed heater can be provided.
第4の発明は、特に、第1〜3のいずれか1つの発明の封口剤の線膨張係数を100×10−7〜130×10−7/℃としたもので、金属パイプ及び電熱線に溶接された電気取り出し端子との密着性を確保することができ、機械的強度や耐湿性に優れたシーズヒータを確保することができる。 In the fourth invention, the linear expansion coefficient of the sealing agent according to any one of the first to third inventions is set to 100 × 10 −7 to 130 × 10 −7 / ° C. Adhesiveness with the welded electrical extraction terminal can be secured, and a sheathed heater excellent in mechanical strength and moisture resistance can be secured.
第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか1つの発明の封口剤の外側を、少なくともシリコン樹脂もしくは絶縁碍子で封着したもので、封口剤の機械的強度の向上及び電気絶縁性や耐久性に関する信頼性を著しく向上させることができる。 In particular, the fifth invention is the one in which the outside of the sealing agent of any one of the first to fourth inventions is sealed with at least a silicon resin or an insulator, and the mechanical strength of the sealing agent is improved and the electrical insulation property is increased. And reliability related to durability can be remarkably improved.
第6の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のシーズヒータを加熱源として使用したもので、従来の鉛ガラスを使用したシーズヒータと同等の特性を確保しながら、有害物質を含有しない環境に優しい加熱機器を提供することができる。
A sixth invention uses the sheathed heater according to any one of
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるシーズヒータの断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a sheathed heater according to the first embodiment of the present invention.
図1において、1は、金属パイプであり、2は、コイル状の電熱線、3は、金属パイプ1と電熱線2との隙間に充填された酸化マグネシウムからなる電気絶縁粉末である。4は前記電熱線2の両端にスポット溶接にて一体化された電気取り出し端子である。5は、鉛の含有量が1000PPM以下の、所謂鉛フリーの酸化ビスマスを主成分とし、線膨張係数が110×10−7/℃の低融点ガラスからなる封口剤である。
In FIG. 1, 1 is a metal pipe, 2 is a coiled heating wire, and 3 is an electrically insulating powder made of magnesium oxide filled in a gap between the
なお、鉛フリーの低融点ガラスからなる封口剤として酸化ビスマスを主成分とするもの、酸化亜鉛及び酸化硼素を主成分とするもの、さらに従来の酸化鉛を主成分とするものそれぞれについてシーズヒータを試作し、40℃相対湿度95%の多湿中に放置した時の金属パイプ1と電気取り出し端子4との間の絶縁抵抗値の経時変化を測定した結果を示したのが表1である。
In addition, as a sealant made of lead-free low-melting glass, a sheath heater is used for each of those containing bismuth oxide as a main component, those containing zinc oxide and boron oxide as main components, and those containing lead oxide as a main component. Table 1 shows the results of measuring the time-dependent change in the insulation resistance value between the
表1の結果から明らかなように、本発明の酸化ビスマスを主成分とするもの、さらに酸化亜鉛及び酸化硼素を主成分とするもののいずれも従来と同等の優れた絶縁特性を示した。 As is apparent from the results in Table 1, both the main component of bismuth oxide of the present invention and the main component of zinc oxide and boron oxide exhibited excellent insulating properties equivalent to those of the prior art.
また、電気取り出し端子4に水平方向に一定荷重を負荷した後、上述と同様の方法にて1カ月間放置し、絶縁抵抗値の変化を測定した結果を示したのが表2である。 Table 2 shows the results of measuring the change in the insulation resistance value after applying a constant load to the electrical extraction terminal 4 in the horizontal direction and leaving it for one month in the same manner as described above.
表2に示すように、電気取り出し端子4に機械的な負荷を与えた後の絶縁抵抗値は酸化亜鉛及び酸化硼素を主成分としたものは従来と同様の特性を示したが、酸化ビスマスを主成分とするものは従来のシーズヒータより優れた特性を示した。 As shown in Table 2, the insulation resistance value after applying a mechanical load to the electrical extraction terminal 4 showed the same characteristics as the conventional ones mainly composed of zinc oxide and boron oxide. The main component showed better characteristics than the conventional sheathed heater.
このように、酸化ビスマスもしくは酸化亜鉛及び酸化硼素を主成分とする鉛フリーの低融点ガラスを封口剤5に使用することにより、従来の酸化鉛を主成分とする低融点ガラスを用いたシーズヒータと同様に優れた電気絶縁特性を確保することができると共に環境に優しいシーズヒータを提供することができる。
Thus, by using lead-free low-melting glass mainly composed of bismuth oxide or zinc oxide and boron oxide as the
特に、酸化ビスマスを封口剤5に使用したものは、機械的特性に優れ、信頼性の高いシーズヒータを提供することができる。さらに酸化亜鉛及び酸化硼素は、重金属を全く含まないためにさらに環境に優しいシーズヒータを提供することができる。
In particular, those using bismuth oxide as the
なお、酸化ビスマスを主成分とする低融点ガラスとしては、酸化ビスマスを70%前後含有し、他の成分として酸化硼素や酸化珪素、さらに酸化亜鉛などの成分を含み、作業温度が500℃〜900℃の範囲のものが良い。また、酸化亜鉛及び酸化硼素を主成分とする低融点ガラスとしては酸化亜鉛が30〜70%、酸化硼素が10〜40%含有し、酸化ビスマスを主成分とするものと同様に作業温度が同様に500℃〜900℃の範囲のものが良い。 The low-melting glass mainly composed of bismuth oxide contains about 70% bismuth oxide, contains other components such as boron oxide, silicon oxide, and zinc oxide, and has a working temperature of 500 ° C. to 900 ° C. The one in the range of ℃ is good. Further, the low melting point glass mainly composed of zinc oxide and boron oxide contains 30 to 70% zinc oxide and 10 to 40% boron oxide, and the working temperature is the same as that mainly composed of bismuth oxide. In the range of 500 ° C. to 900 ° C.
また、酸化ビスマスを主成分とする低融点ガラスにおいて、線膨張係数を80×10−7〜140×10−7/℃の範囲で変化させたシーズヒータを試作し、上述と同様の方法で多湿雰囲気中に1カ月間後放置した後の絶縁抵抗値を測定し、その結果を示したものが表3である。 In addition, a sheathed heater having a low coefficient of linear expansion of 80 × 10 −7 to 140 × 10 −7 / ° C. in a low melting point glass containing bismuth oxide as a main component was prototyped, and a high humidity was obtained by the same method described above. Table 3 shows the measured insulation resistance values after being left in the atmosphere for one month.
表3から明らかなように、線膨張係数が100×10−7〜130×10−7/℃のものが安定した電気絶縁特性を示すことから、低融点ガラスの線膨張係数は上記の範囲のものを用いるのが良い。 As is apparent from Table 3, the linear expansion coefficient of 100 × 10 −7 to 130 × 10 −7 / ° C. shows stable electrical insulation characteristics. Use a good one.
さらに低融点ガラスからなる封口剤5に加えて絶縁碍子やシリコン樹脂で封止することにより電気絶縁性や機械的強度を高めたより信頼性の高いシーズヒータを提供することができる。
Furthermore, a highly reliable sheathed heater with improved electrical insulation and mechanical strength can be provided by sealing with an insulator or silicon resin in addition to the
図2は、上記実施の形態におけるシーズヒータを使用した加熱機器の1つである誘導加熱調理器の概略構成を示す透視図、図3は、同誘導加熱調理器の縦正面断面図である。 FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of an induction heating cooker that is one of the heating devices using the sheathed heater in the embodiment, and FIG. 3 is a longitudinal front sectional view of the induction heating cooker.
11は調理器本体で、12は調理器本体11の上部に位置する天板、13及び14は天板12の下側に位置し、誘導加熱を発生させる加熱コイル、15は魚などの調理を行うロースター加熱室で、16はロースター扉である。17は加熱コイル13やロースター加熱室15などをコントロールする操作部である。また、15aはロースター加熱室15の内部に設置された受け皿、15bは焼き網、15c及び15dは、上記実施の形態で述べたシーズヒータからなる上ヒータ及び下ヒータである。
11 is a cooker body, 12 is a top plate located at the top of the
以上のように、封口剤5として酸化ビスマスを主成分とした低融点ガラスを用いたシーズヒータからなる上ヒータ15c、下ヒータ15dを使用することにより環境に優しい誘導加熱調理器を提供する事ができる。
As described above, it is possible to provide an environment-friendly induction heating cooker by using the
なお、上記実施の形態では、シーズヒータを使用する加熱機器として、誘導加熱調理器を例に述べたが、ホームベーカリー、ホットプレート、魚焼き器などにおいても同様に本発明のシーズヒータを使用することにより環境に優しい製品を提供することができる。 In the above embodiment, an induction heating cooker has been described as an example of a heating device that uses a sheathed heater. However, the sheathed heater of the present invention is also used in a home bakery, a hot plate, a fish roaster, and the like. Can provide environmentally friendly products.
また、酸化ビスマスにかえて酸化亜鉛及び酸化硼素を主成分とする低融点ガラスからなる封口剤を使用することで、重金属を全く含まないさらに環境に優しい製品を提供することができる。 Further, by using a sealing agent made of low-melting glass mainly composed of zinc oxide and boron oxide instead of bismuth oxide, it is possible to provide a more environmentally friendly product which does not contain any heavy metal.
以上のように、本発明にかかるシーズヒータ及びこれを使用した加熱機器は、環境に優しい加熱源及び加熱機器となるもので、一般家庭で使用する加熱機器は勿論加熱源を有する業務用及び産業用加熱機器、装置の用途にも適用できるものである。 As described above, the sheathed heater according to the present invention and the heating device using the sheathed heater become an environment-friendly heating source and heating device. Of course, the heating device used in general households has a heating source for business and industrial use. It can also be applied to heating equipment and devices.
1 金属パイプ
2 電熱線
3 電気絶縁粉末
4 電気取り出し端子
5 封口剤
11 調理器本体
12 天板
13、14 加熱コイル
15c 上ヒータ
15d 下ヒータ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004263604A JP2006079969A (en) | 2004-09-10 | 2004-09-10 | Sheath heater and heating device using the same |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN101666581A (en) * | 2008-09-01 | 2010-03-10 | 光洋热系统株式会社 | Heat treatment device |
-
2004
- 2004-09-10 JP JP2004263604A patent/JP2006079969A/en active Pending
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