JP7096587B2 - Seeds heater - Google Patents

Seeds heater Download PDF

Info

Publication number
JP7096587B2
JP7096587B2 JP2018173320A JP2018173320A JP7096587B2 JP 7096587 B2 JP7096587 B2 JP 7096587B2 JP 2018173320 A JP2018173320 A JP 2018173320A JP 2018173320 A JP2018173320 A JP 2018173320A JP 7096587 B2 JP7096587 B2 JP 7096587B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sheath
heating element
conductive member
terminal
sheathed heater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018173320A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020047405A (en
Inventor
諭 安齋
紀潔 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinnetsu Co Ltd
Original Assignee
Shinnetsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinnetsu Co Ltd filed Critical Shinnetsu Co Ltd
Priority to JP2018173320A priority Critical patent/JP7096587B2/en
Publication of JP2020047405A publication Critical patent/JP2020047405A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7096587B2 publication Critical patent/JP7096587B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Description

本発明は、筒状のシースの内部に通電時に発熱する導電部材を収容して構成されるシーズヒータに関し、特にシースの一方の端部に一対の端子が設けられるいわゆる片端子型のものに関する。 The present invention relates to a sheathed heater configured by accommodating a conductive member that generates heat when energized inside a cylindrical sheath, and particularly to a so-called single-terminal type in which a pair of terminals is provided at one end of the sheath.

シーズヒータは、金属製のヒータパイプ(シース)の内部に、ニッケル-クロム系合金等からなる発熱線(電熱線)を収容するとともに、無機絶縁物の粉末を充填した電気ヒータである。
シーズヒータは、安全性、信頼性、経済性などに優れており、例えば産業用等のヒータとして広く普及している。
The sheathed heater is an electric heater in which a heating wire (heating wire) made of a nickel-chromium alloy or the like is housed inside a metal heater pipe (sheath) and is filled with powder of an inorganic insulator.
The sheathed heater is excellent in safety, reliability, economy and the like, and is widely used as a heater for industrial use, for example.

シーズヒータに関する従来技術として、例えば特許文献1には、ヒータパイプの一方の端部に電源が接続される一対の端子を設けるとともに、両端部が一対の端子にそれぞれ接続され、ヒータパイプの他方の端部で折り返される発熱線を有するカートリッジヒータが記載されている。 As a conventional technique relating to a sheathed heater, for example, in Patent Document 1, a pair of terminals to which a power supply is connected is provided at one end of a heater pipe, and both ends are connected to the pair of terminals, respectively, and the other end of the heater pipe is provided. A cartridge heater with a heating wire that folds back at the end is described.

特開平 5-152061号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-152061

筒状のシース(ヒータパイプ)の一方の端部に一対の端子が設けられるとともに、シースの内部で折り返すように、ニクロム線のコイルなどの発熱体を含む導電体が配置されるシーズヒータ(カートリッジヒータ)において、ヒータを高出力化するため、発熱体の抵抗値を低減することが要望されている。
発熱体の抵抗値を低減しようとした場合、材質を抵抗値が小さいものに変更したり、コイルの巻径を小さくするなどの方法があるが、このような手法による抵抗値の低減には物性的な限界があった。
これに対し、導電体を折り返した半分を、発熱体よりも抵抗値が低い例えばニッケルの棒材等の低抵抗部材(低発熱体)とした場合、導電体全体(回路全体)としての抵抗値を低下させ、供給電圧に対する電流を大きくしてヒータの高出力化を図ることができる。
しかし、この場合には、棒材等の低抵抗部材と他の部材との熱伸びの差に起因する熱応力により、加熱時にシースに曲げ、ねじれ等の変形が発生するという問題があった。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、電気抵抗を低減するとともに熱応力に起因する変形を抑制したシーズヒータを提供することである。
A sheathed heater (cartridge) in which a pair of terminals are provided at one end of a tubular sheath (heater pipe), and a conductor including a heating element such as a nichrome wire coil is arranged so as to be folded inside the sheath. In the heater), it is required to reduce the resistance value of the heating element in order to increase the output of the heater.
When trying to reduce the resistance value of a heating element, there are methods such as changing the material to one with a smaller resistance value or reducing the winding diameter of the coil. There was a limit.
On the other hand, when the half of the folded conductor is a low resistance member (low heating element) such as a nickel rod having a lower resistance value than the heating element, the resistance value of the entire conductor (entire circuit) is used. It is possible to increase the output of the heater by reducing the voltage and increasing the current with respect to the supply voltage.
However, in this case, there is a problem that the sheath is bent at the time of heating due to the thermal stress caused by the difference in thermal elongation between the low resistance member such as a bar and other members, and deformation such as twisting occurs.
In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a sheathed heater that reduces electrical resistance and suppresses deformation due to thermal stress.

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1に係る発明は、筒状に形成され内径側に絶縁体が収容されるシースと、前記シースの一方の端部に設けられた第1の端子及び第2の端子と、前記シースの内径側に前記シースの長手方向に沿って配置されるとともに一方の端部が前記第1の端子に接続され、通電時に発熱する発熱部を有する第1の導電部材と、前記シースの内径側に前記第1の導電部材と並行に配置されるとともに一方の端部が前記第2の端子に接続され、前記第2の端子側と反対側の端部において前記第1の導電部材の前記第1の端子側と反対側の端部と導通可能に接続された第2の導電部材とを備え、前記第2の導電部材は、前記第1の導電部材に対して電気抵抗が低くかつ少なくとも一部に弾性変形により前記シースの長手方向に沿って伸縮可能な伸縮許容部を有することを特徴とするシーズヒータである。
これによれば、シースの一方の端部に一対の端子が設けられる片端子型のシーズヒータにおいて、シース内に並行して配置される導電部材の一方(第2の導電部材)を、主に発熱に寄与する他方の導電部材(第1の導電部材)に対して電気抵抗を低くしたことによって、主に発熱に寄与する発熱部の長さを約半分にしてシーズヒータ全体としての抵抗値を低くし、供給される単位電圧あたりの電流を増加させてシーズヒータを高出力化することができる。
また、各導電部材に通電して発熱させた際の温度変化によるシースの熱伸びに応じて、第2の導電部材の伸縮許容部が弾性変形し、シースの長手方向に伸縮することによって、熱応力に起因するシースの変形を抑制することができる。
なお、本明細書、特許請求の範囲において、並行に配置されるとは、第1、第2の導電部材が完全に平行に配置された状態に限らず、ねじれ、曲げ等を伴って並んで配置される状態を含むものとする。
The present invention solves the above-mentioned problems by the following solution means.
The invention according to claim 1 comprises a sheath formed in a cylindrical shape and accommodating an insulator on the inner diameter side, a first terminal and a second terminal provided at one end of the sheath, and the sheath. On the inner diameter side, a first conductive member having a heat generating portion that is arranged along the longitudinal direction of the sheath and has one end connected to the first terminal and generates heat when energized, and on the inner diameter side of the sheath. The first conductive member is arranged in parallel with the first conductive member, one end thereof is connected to the second terminal, and the first end of the first conductive member is opposite to the second terminal side. The second conductive member is provided with a second conductive member conductively connected to the end portion on the opposite side to the terminal side of the above, and the second conductive member has a low electrical resistance with respect to the first conductive member and at least a part thereof. It is a sheathed heater characterized by having a stretchable allowance portion that can be expanded and contracted along the longitudinal direction of the sheath by elastic deformation.
According to this, in a single-terminal type sheathed heater in which a pair of terminals are provided at one end of the sheath, one of the conductive members (second conductive member) arranged in parallel in the sheath is mainly used. By lowering the electrical resistance with respect to the other conductive member (first conductive member) that contributes to heat generation, the length of the heat generating part that mainly contributes to heat generation is reduced to about half, and the resistance value of the sheathed heater as a whole is reduced. The output of the sheathed heater can be increased by lowering the voltage and increasing the current per unit voltage supplied.
Further, the expansion / contraction allowable portion of the second conductive member is elastically deformed according to the thermal expansion of the sheath due to the temperature change when each conductive member is energized to generate heat, and the sheath expands and contracts in the longitudinal direction to generate heat. Deformation of the sheath due to stress can be suppressed.
In the present specification and claims, "arranged in parallel" is not limited to the state in which the first and second conductive members are arranged completely in parallel, but is arranged side by side with twisting, bending, and the like. It shall include the state of being placed.

請求項2に係る発明は、前記伸縮許容部は、前記第1の導電部材の前記発熱部の全長にわたって並行して設けられることを特徴とする請求項1に記載のシーズヒータである。
これによれば、シースが加熱を受ける範囲の全体にわたって伸縮許容部による第2の導電部材の伸縮が可能であり、シースと第2の導電部材との熱伸び差に起因するシースの変形を確実に防止することができる。
請求項3に係る発明は、前記第1の導電部材は、少なくとも一部がニッケル-クロム系合金又は鉄-クロム系合金の線材からなるコイル部を有し、前記第2の導電部材の前記伸縮許容部は、前記第1の導電部材の前記コイル部の材料よりも電気抵抗が低い金属の線材からなるコイル部を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシーズヒータである。
これによれば、既存のシーズヒータの製造設備等を利用可能な構成により上述した効果を得ることができる。
The invention according to claim 2 is the sheathed heater according to claim 1, wherein the expansion / contraction allowable portion is provided in parallel over the entire length of the heat generating portion of the first conductive member.
According to this, the second conductive member can be expanded and contracted by the expansion / contraction allowable portion over the entire range in which the sheath is heated, and the deformation of the sheath due to the thermal expansion difference between the sheath and the second conductive member is ensured. Can be prevented.
According to the third aspect of the present invention, the first conductive member has a coil portion made of a wire rod of at least a nickel-chromium alloy or an iron-chromium alloy, and the expansion and contraction of the second conductive member. The sheathed heater according to claim 1 or 2, wherein the permissible portion has a coil portion made of a metal wire having a lower electric resistance than the material of the coil portion of the first conductive member. ..
According to this, the above-mentioned effect can be obtained by a configuration in which an existing sheathed heater manufacturing facility or the like can be used.

以上説明したように、本発明によれば、電気抵抗を低減するとともに熱応力に起因する変形を抑制したシーズヒータを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a sheathed heater that reduces electrical resistance and suppresses deformation due to thermal stress.

本発明を適用したシーズヒータの実施形態の断面図である。It is sectional drawing of embodiment of the sheathed heater to which this invention was applied. 本発明の比較例であるシーズヒータの断面図である。It is sectional drawing of the sheathed heater which is a comparative example of this invention. 比較例のシーズヒータにおける使用時の変形を示す写真である。It is a photograph which shows the deformation at the time of use in the sheathed heater of the comparative example.

以下、本発明を適用したシーズヒータの実施形態について説明する。
実施形態のシーズヒータは、例えば数メートル程度の長さを有するシース(ヒータパイプ)を、プレート状の基材に形成された溝部に沿って所定のパターンに屈曲させて埋め込んだヒータユニットなどに適用することが可能な、長尺かつ比較的小径のカートリッジヒータである。
Hereinafter, embodiments of a sheathed heater to which the present invention is applied will be described.
The sheathed heater of the embodiment is applied to a heater unit in which a sheath (heater pipe) having a length of about several meters is bent and embedded in a predetermined pattern along a groove formed in a plate-shaped base material, for example. It is a long and relatively small diameter cartridge heater that can be used.

図1は、実施形態のシーズヒータの断面図である。
図1(a)は、シース及び各端子の中心軸を含む平面に沿って切断した断面を示し、図1(b)は、図1(b)のb-b部矢視断面図である。(後述する図2において同じ)
シーズヒータ1は、シース10、端子20,30、高発熱体40、低発熱体50、接続部材60等を有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the sheathed heater of the embodiment.
FIG. 1A shows a cross section cut along a plane including the sheath and the central axis of each terminal, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line bb of FIG. 1B. (Same as in FIG. 2 described later)
The sheathed heater 1 has a sheath 10, terminals 20, 30, a high heating element 40, a low heating element 50, a connecting member 60, and the like.

シース10は、シーズヒータ1の本体部の筐体として機能するヒータパイプである。
シース10は、例えば、アルミニウム系合金により円筒状に形成されている。
シース10は、一例として、例えば5mm程度の外径と、2m程度の長さを有する構成とすることができるが、これらの寸法は適宜変更することが可能である。
シース10は、塑性変形させることにより、例えば、ヒータユニットの基材等の形状に応じて、湾曲あるいは屈曲させて使用することが可能である。
The sheath 10 is a heater pipe that functions as a housing for the main body of the sheathed heater 1.
The sheath 10 is formed in a cylindrical shape, for example, from an aluminum-based alloy.
As an example, the sheath 10 can have an outer diameter of about 5 mm and a length of about 2 m, but these dimensions can be appropriately changed.
The sheath 10 can be used by being plastically deformed, for example, by being curved or bent according to the shape of the base material of the heater unit or the like.

端子20,30は、高発熱体40、低発熱体50、接続部材60からなる回路に電力を供給する電源が接続される部材である。
端子20,30は、例えば、ニッケルの丸棒材により形成されている。
端子20,30は、その長手方向がシース10の中心軸と平行に配置されている。
端子20,30の長手方向における一部は、シース10の内径側に挿入されている。
端子20,30の長手方向における他部は、シース10の一方の端部から突出して配置され、図示しない電源に接続される。
端子20,30は、シース10の長手方向から見たときに、シース10の中心軸に対して対称となるように、シース10の径方向に離間して配置されている。
The terminals 20 and 30 are members to which a power source for supplying electric power is connected to a circuit including a high heating element 40, a low heating element 50, and a connecting member 60.
The terminals 20 and 30 are formed of, for example, a nickel round bar.
The terminals 20 and 30 are arranged in the longitudinal direction in parallel with the central axis of the sheath 10.
A part of the terminals 20 and 30 in the longitudinal direction is inserted on the inner diameter side of the sheath 10.
The other portion of the terminals 20 and 30 in the longitudinal direction is arranged so as to project from one end of the sheath 10 and is connected to a power supply (not shown).
The terminals 20 and 30 are arranged apart from each other in the radial direction of the sheath 10 so as to be symmetrical with respect to the central axis of the sheath 10 when viewed from the longitudinal direction of the sheath 10.

高発熱体40は、シース10の内部に配置され、通電時にジュール熱を発生する熱源となる第1の導電部材である。
高発熱体40は、例えば、ニッケル-クロム系合金(ニクロム)の帯線(帯状に形成された長尺の板状部材からなる線材)を、端子20の中心軸と同心となるようにらせん状に巻き回したコイル状に形成されている。
高発熱体40は、シース10内において、シース10の長手方向に沿って延びている。
高発熱体40の両端部41,42を除く主要部分においては、帯線は線間密着しないよう、隣接する帯線間に間隔が設けられる所定のピッチで巻かれている。
The high heating element 40 is a first conductive member that is arranged inside the sheath 10 and serves as a heat source that generates Joule heat when energized.
The high heating element 40 has, for example, a spiral band wire (a wire rod made of a long plate-shaped member formed in a band shape) of a nickel-chromium alloy (nichrome) so as to be concentric with the central axis of the terminal 20. It is formed in the shape of a coil wound around.
The high heating element 40 extends in the sheath 10 along the longitudinal direction of the sheath 10.
In the main part except both ends 41 and 42 of the high heating element 40, the strips are wound at a predetermined pitch at which intervals are provided between the adjacent strips so that the strips do not come into close contact with each other.

高発熱体40の一方の端部41は、端子20においてシース10の内部に配置される端部の外周面に巻き回されるとともに、端子20との間で導電可能な状態で固定されている。
高発熱体40の端子20側とは反対側の端部42は、接続部材60の高発熱体接続部61の外周面に巻き回されるとともに、接続部材60との間で導電可能な状態で固定されている。
端部41,42においては、帯線が線間密着するように密に巻かれた状態となっている。
高発熱体40の端部41,42以外の領域である本体部は、通電時に主としてジュール熱を発生する発熱部として機能する。
One end 41 of the high heating element 40 is wound around the outer peripheral surface of the end arranged inside the sheath 10 at the terminal 20, and is fixed to the terminal 20 in a conductive state. ..
The end 42 on the side opposite to the terminal 20 side of the high heating element 40 is wound around the outer peripheral surface of the high heating element connecting portion 61 of the connecting member 60, and is in a state of being conductive with the connecting member 60. It is fixed.
At the ends 41 and 42, the band wires are tightly wound so as to be in close contact with each other.
The main body portion, which is a region other than the end portions 41 and 42 of the high heating element 40, mainly functions as a heating portion that generates Joule heat when energized.

低発熱体50は、シース10の内部に高発熱体40と並行して配置された第2の導電部材である。
低発熱体50は、材質、形状、寸法等の設定により、高発熱体40に対して電気的な抵抗値が小さくされている。
低発熱体50の抵抗値は、シーズヒータ1の使用温度において、高発熱体40の抵抗値の50%以下とすることが好ましく、より好ましくは30%以下とするとよい。
低発熱体50は、上記した抵抗値の設定により、端子20,30間に通電した際の発熱量が高発熱体40に対して小さくなっている。
The low heating element 50 is a second conductive member arranged inside the sheath 10 in parallel with the high heating element 40.
The electric resistance value of the low heating element 50 is reduced with respect to the high heating element 40 by setting the material, shape, dimensions, and the like.
The resistance value of the low heating element 50 is preferably 50% or less, more preferably 30% or less of the resistance value of the high heating element 40 at the operating temperature of the sheathed heater 1.
Due to the above-mentioned resistance value setting, the low heating element 50 has a smaller heating element than the high heating element 40 when energized between the terminals 20 and 30.

低発熱体50は、高発熱体40の材料よりも抵抗値が小さくかつ弾性を有する金属、例えば、ニッケルからなる帯線を、端子30の中心軸と同心となるようにらせん状に巻き回したコイル状に形成されている。
低発熱体50は、シース10内において、シース10の長手方向に沿って、高発熱体40と間隔を隔てて並行して延びている。
低発熱体50の両端部51,52を除く主要部分においては、帯線は線間密着しないよう、隣接する帯線間に間隔が設けられる所定のピッチで巻かれている。
低発熱体50の本体部は、弾性変形によりシース10の長手方向に沿って伸縮方向に弾性変形可能となっており、本発明にいう伸縮許容部として機能する。
低発熱体50の本体部(端部51,52以外の領域)は、高発熱体40の発熱部として機能する本体部(端部41,42以外の領域)の全長にわたって、並行して配置されている。
The low heating element 50 spirally winds a band wire made of a metal having a smaller resistance value and elasticity than the material of the high heating element 40, for example, nickel, so as to be concentric with the central axis of the terminal 30. It is formed in a coil shape.
The low heating element 50 extends in parallel with the high heating element 40 along the longitudinal direction of the sheath 10 in the sheath 10.
In the main part except both ends 51 and 52 of the low heating element 50, the strips are wound at a predetermined pitch at which intervals are provided between the adjacent strips so that the strips do not come into close contact with each other.
The main body portion of the low heating element 50 can be elastically deformed in the expansion / contraction direction along the longitudinal direction of the sheath 10 by elastic deformation, and functions as the expansion / contraction allowable portion according to the present invention.
The main body portion (region other than the ends 51 and 52) of the low heating element 50 is arranged in parallel over the entire length of the main body portion (region other than the ends 41 and 42) that functions as the heat generating portion of the high heating element 40. ing.

低発熱体50の一方の端部51は、端子30においてシース10の内部に配置される端部の外周面に巻き回されるとともに、端子30との間で導電可能な状態で固定されている。
低発熱体50の端子30側とは反対側の端部52は、導電部材60の低発熱体接続部62の外周面に巻き回されるとともに、接続部材60との間で導電可能な状態で固定されている。
なお、図1においては、高発熱体40、低発熱体50は、それぞれストレートに形成され平行に配置されているが、実際にはシース10の内部で、例えば規則的あるいは不規則な2条のらせん状などにねじれた状態となる場合もあり得る。
One end 51 of the low heating element 50 is wound around the outer peripheral surface of the end arranged inside the sheath 10 at the terminal 30, and is fixed to the terminal 30 in a conductive state. ..
The end 52 on the side opposite to the terminal 30 side of the low heating element 50 is wound around the outer peripheral surface of the low heating element connecting portion 62 of the conductive member 60, and is in a state of being conductive with the connecting member 60. It is fixed.
In FIG. 1, the high heating element 40 and the low heating element 50 are formed straight and arranged in parallel, but in reality, inside the sheath 10, for example, two regular or irregular rows. It may be twisted in a spiral shape.

接続部材60は、高発熱体40における端子20側と反対側の端部42と、低発熱体50における端子30と反対側の端部52とを、電気的に導通した状態で接続する部材である。
接続部材60は、シース10の内部における端子20,30側とは反対側の端部近傍に配置されている。
接続部材60は、高発熱体接続部61、低発熱体接続部62、湾曲部63を有する。
高発熱体接続部61、低発熱体接続部62、湾曲部63は、例えば、1本のニッケルの棒材を湾曲部63に相当する領域において曲げ加工することにより、一体に形成されている。
The connecting member 60 is a member that connects the end portion 42 on the side opposite to the terminal 20 side in the high heating element 40 and the end portion 52 on the opposite side to the terminal 30 in the low heating element 50 in an electrically conductive state. be.
The connecting member 60 is arranged inside the sheath 10 in the vicinity of the end portion on the side opposite to the terminals 20 and 30.
The connecting member 60 has a high heating element connecting portion 61, a low heating element connecting portion 62, and a curved portion 63.
The high heating element connection portion 61, the low heating element connection portion 62, and the curved portion 63 are integrally formed, for example, by bending a single nickel rod in a region corresponding to the curved portion 63.

高発熱体接続部61は、高発熱体40の端部42が接続される部分である。
高発熱体接続部61の端部は、高発熱体40の端部42の内径側に挿入されるとともに、端部42と電気的に導通した状態で固定されている。
The high heating element connecting portion 61 is a portion to which the end portion 42 of the high heating element 40 is connected.
The end portion of the high heating element connecting portion 61 is inserted into the inner diameter side of the end portion 42 of the high heating element 40 and is fixed in a state of being electrically conductive with the end portion 42.

低発熱体接続部62は、低発熱体50の端部52が接続される部分である。
低発熱体接続部62の端部は、低発熱体50の端部52の内径側に挿入されるとともに、端部52と電気的に導通した状態で固定されている。
The low heating element connecting portion 62 is a portion to which the end portion 52 of the low heating element 50 is connected.
The end portion of the low heating element connecting portion 62 is inserted into the inner diameter side of the end portion 52 of the low heating element 50 and is fixed in a state of being electrically conductive with the end portion 52.

湾曲部63は、高発熱体接続部61、低発熱体接続部62の端子20,30側とは反対側の端部を接続する部分である。
湾曲部63は、例えば、高発熱体接続部61、低発熱体接続部62の軸間距離を直径とする半円の円弧に沿って、棒材を湾曲させて形成されている。
The curved portion 63 is a portion connecting the ends of the high heating element connecting portion 61 and the low heating element connecting portion 62 on the opposite sides to the terminals 20 and 30.
The curved portion 63 is formed by bending a bar member along, for example, a semicircular arc whose diameter is the distance between the axes of the high heating element connecting portion 61 and the low heating element connecting portion 62.

シース10の内部において、端子20,30、高発熱体40、低発熱体50、接続部材60により占有される領域以外は、例えばマグネシア等の絶縁体からなる粉末が充填されている。 Inside the sheath 10, powder made of an insulator such as magnesia is filled except for a region occupied by terminals 20, 30, a high heating element 40, a low heating element 50, and a connecting member 60.

以下、上述した実施形態の効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。
比較例の説明において、上述した実施形態と同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図2は、比較例のシーズヒータの断面図である。
比較例のシーズヒータ1Aは、実施形態のシーズヒータ1の低発熱体50に代えて、端子30と、接続部材60の低発熱体接続部62との間を、例えばニッケルの棒材70により接続したものである。
棒材70は、シース10の長手方向に沿って伸び、円形の断面形状を有する中実の丸棒である。
比較例において、端子30、棒材70、接続部材60は、例えば一本のニッケルの棒材を、接続部材60の湾曲部63に相当する箇所で曲げ加工することによって、一体に形成されている。
Hereinafter, the effects of the above-described embodiments will be described in comparison with the comparative examples of the present invention described below.
In the description of the comparative example, the same parts as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, the description thereof will be omitted, and the differences will be mainly described.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a sheathed heater of a comparative example.
In the sheathed heater 1A of the comparative example, instead of the low heating element 50 of the sheathed heater 1 of the embodiment, the terminal 30 and the low heating element connecting portion 62 of the connecting member 60 are connected by, for example, a nickel rod 70. It was done.
The bar 70 is a solid round bar extending along the longitudinal direction of the sheath 10 and having a circular cross-sectional shape.
In the comparative example, the terminal 30, the bar 70, and the connecting member 60 are integrally formed by, for example, bending one nickel bar at a portion corresponding to the curved portion 63 of the connecting member 60. ..

このような比較例のシーズヒータ1Aには、以下説明するような変形の問題があった。
図3は、比較例のシーズヒータにおける使用時の変形を示す写真である。
図3(a)は、通電開始前におけるシーズヒータ1Aが常温である状態を示し、図3(b)は、通電してシース10の表面を400℃まで昇温させた状態を示し、図3(c)は、通電を終了した後、シース10の表面が150℃まで冷却された状態を示している。
The sheathed heater 1A of such a comparative example has a problem of deformation as described below.
FIG. 3 is a photograph showing deformation of the sheathed heater of the comparative example during use.
FIG. 3A shows a state in which the sheathed heater 1A is at room temperature before the start of energization, and FIG. 3B shows a state in which the surface of the sheath 10 is heated to 400 ° C. by energizing. FIG. (C) shows a state in which the surface of the sheath 10 is cooled to 150 ° C. after the energization is completed.

図3(b)から明らかなように、比較例のシーズヒータ1Aにおいては、加熱時(昇温時)に、シース10はねじれ変形及び曲げ変形を示す。
また、図3(c)から明らかなように、シース10の形状は冷却されると変形前の状態に復元する。
このような変形は、主として棒材70の熱伸び(熱膨張)が、シース10等の他の部材の熱伸びと異なるために生じたものと考えられる。
これに対し、同様の試験を実施形態のシーズヒータ1で行った場合には、少なくとも目視により確認が可能なシース10の変形は確認されなかった。
なお、実施形態のシーズヒータ1の通電時におけるシース10の表面温度分布を測定した結果、高発熱体40が設けられた側と低発熱体50が設けられた側とで、実用上問題となるような温度差は検出されなかった。
As is clear from FIG. 3B, in the sheathed heater 1A of the comparative example, the sheath 10 exhibits torsional deformation and bending deformation during heating (during temperature rise).
Further, as is clear from FIG. 3C, the shape of the sheath 10 is restored to the state before deformation when cooled.
It is considered that such deformation is mainly caused by the thermal expansion (thermal expansion) of the bar 70 being different from the thermal expansion of other members such as the sheath 10.
On the other hand, when the same test was performed with the sheathed heater 1 of the embodiment, at least the deformation of the sheath 10 which can be visually confirmed was not confirmed.
As a result of measuring the surface temperature distribution of the sheath 10 when the sheathed heater 1 of the embodiment is energized, there is a practical problem on the side where the high heating element 40 is provided and the side where the low heating element 50 is provided. No such temperature difference was detected.

以上説明した実施形態のシーズヒータ1によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)シース10内に並行して配置される導電部材の一方である低発熱体50を、主に発熱に寄与する他方の導電部材である高発熱体40に対して電気抵抗を低くしたことによって、高発熱体40のコイルを過度に太線化したり、巻き径を縮小することなく、シーズヒータ1全体としての抵抗値を低くし、単位電圧あたりの電流を増加させてシーズヒータ1を高出力化することができる。
また、高発熱体40に通電し、発熱させた際の温度変化によるシース10の熱伸びに応じて、低発熱体50のコイル状の本体部が弾性変形し、シース10の長手方向に伸縮することによって、熱応力に起因するシース10の変形を抑制することができる。
(2)低発熱体50の本体部が高発熱体40の本体部の全長にわたって並行して配置されることによって、シース10が加熱を受ける範囲の全体にわたって低発熱体50の伸縮が可能であり、シース10と低発熱体50との熱伸び差に起因するシース10の変形を確実に防止することができる。
(3)高発熱体40、低発熱体50をそれぞれニッケル-クロム系合金とニッケルの帯線を巻きまわして形成されたコイル状としたことにより、既存のシーズヒータの製造設備等を利用した構成により、上述した効果を得ることができる。
According to the sheathed heater 1 of the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The low heating element 50, which is one of the conductive members arranged in parallel in the sheath 10, has a low electrical resistance with respect to the high heating element 40, which is the other conductive member that mainly contributes to heat generation. As a result, the resistance value of the sheathed heater 1 as a whole is lowered and the current per unit voltage is increased without making the coil of the high heating element 40 excessively thick or reducing the winding diameter, so that the sheathed heater 1 is output at high output. Can be transformed into.
Further, the coil-shaped main body of the low heating element 50 elastically deforms and expands and contracts in the longitudinal direction of the sheath 10 in response to the thermal elongation of the sheath 10 due to the temperature change when the high heating element 40 is energized and heated. Thereby, the deformation of the sheath 10 due to the thermal stress can be suppressed.
(2) By arranging the main body portion of the low heating element 50 in parallel over the entire length of the main body portion of the high heating element 40, the low heating element 50 can be expanded and contracted over the entire range in which the sheath 10 is heated. , Deformation of the sheath 10 due to the difference in thermal elongation between the sheath 10 and the low heating element 50 can be reliably prevented.
(3) The high heating element 40 and the low heating element 50 are coiled by winding a nickel-chromium alloy and a nickel band, respectively, so that the existing sheathed heater manufacturing equipment and the like are used. Therefore, the above-mentioned effect can be obtained.

(変形例)
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)シーズヒータ及びこれを構成する各部材の形状、構造、材質、製法、数量、寸法、配置等は、上述した実施形態に限定されることなく、適宜変更することが可能である。
(2)実施形態において、シースの材料は、例えばアルミニウム系合金であるが、これに限らず、例えば耐熱性を有するステンレス鋼などの他の材料を用いることもできる。
(3)実施形態において、高発熱体(第1の導電部材)の材質は、例えばニッケル-クロム系合金であったが、これに限らず、例えば鉄-クロム系合金などの他の材料を用いることもできる。
また、実施形態ではコイルを形成する線材として帯線を用いているが、これに限らず、例えば丸線などの他の断面形状を有する線材を用いることが可能である。
(4)実施形態において、低発熱体(第2の導電部材)の材質は、例えばニッケルであったが、これに限らず、低発熱体の抵抗値を高発熱体よりも低くでき、かつ、必要な耐熱性、弾性等を有する他の材料を用いることもできる。
また、実施形態ではコイルを形成する線材として帯線を用いているが、これに限らず、例えば丸線などの他の断面形状を有する線材を用いることが可能である。
(5)実施形態において、低発熱体の伸縮許容部は、一例として、線材をコイル状に巻き回した構成とされているが、伸縮許容部の構成はこれに限らず、例えばジグザグ状、蛇腹状など他の構成としてもよい。
(6)実施形態においては、高発熱体と低発熱体とをシースの長手方向における位置を一致させて配置されているが、少なくとも一方の端部の位置を、高発熱体と低発熱体とで異ならせてもよい。
(7)実施形態においては、シースの断面形状を円形としているが、これに限らず、シースの断面形状を円形以外の形状としてもよい。例えば、高発熱体と低発熱体との配列方向に沿った長軸を有する楕円、長円や、その他の形状とすることができる。
(Modification example)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes can be made, and these are also within the technical scope of the present invention.
(1) The shape, structure, material, manufacturing method, quantity, dimensions, arrangement, etc. of the sheathed heater and each member constituting the sheathed heater are not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed.
(2) In the embodiment, the material of the sheath is, for example, an aluminum alloy, but the material is not limited to this, and other materials such as stainless steel having heat resistance can also be used.
(3) In the embodiment, the material of the high heating element (first conductive member) is, for example, a nickel-chromium alloy, but the material is not limited to this, and other materials such as an iron-chromium alloy are used. You can also do it.
Further, in the embodiment, the band wire is used as the wire rod forming the coil, but the present invention is not limited to this, and a wire rod having another cross-sectional shape such as a round wire can be used.
(4) In the embodiment, the material of the low heating element (second conductive member) is, for example, nickel, but the resistance value of the low heating element can be made lower than that of the high heating element, and the resistance value of the low heating element can be made lower than that of the high heating element. Other materials having the required heat resistance, elasticity, etc. can also be used.
Further, in the embodiment, the band wire is used as the wire rod forming the coil, but the present invention is not limited to this, and a wire rod having another cross-sectional shape such as a round wire can be used.
(5) In the embodiment, the expansion / contraction allowable portion of the low heat generating body is, for example, configured by winding a wire rod in a coil shape, but the configuration of the expansion / contraction allowable portion is not limited to this, for example, a zigzag shape or a bellows. Other configurations such as a shape may be used.
(6) In the embodiment, the high heating element and the low heating element are arranged so as to match the positions in the longitudinal direction of the sheath, but the position of at least one end is set to the high heating element and the low heating element. You may make it different with.
(7) In the embodiment, the cross-sectional shape of the sheath is circular, but the cross-sectional shape of the sheath is not limited to the circular shape. For example, it can be an ellipse, an oval, or any other shape having a major axis along the arrangement direction of the high heating element and the low heating element.

1 シーズヒータ(実施形態) 1A シーズヒータ(比較例)
10 シース 20 端子
30 端子 40 高発熱体
41 端部 42 端部
50 低発熱体 51 端部
52 端部 60 接続部材
61 高発熱体接続部 62 低発熱体接続部
63 湾曲部 70 棒材
1 Seeds Heater (Embodiment) 1A Seeds Heater (Comparative Example)
10 sheath 20 terminals 30 terminals 40 high heating element 41 end 42 end 50 low heating element 51 end 52 end 60 connection member 61 high heating element connection 62 low heating element connection 63 curved part 70 bar material

Claims (3)

筒状に形成され内径側に絶縁体が収容されるシースと、
前記シースの一方の端部に設けられた第1の端子及び第2の端子と、
前記シースの内径側に前記シースの長手方向に沿って配置されるとともに一方の端部が前記第1の端子に接続され、通電時に発熱する発熱部を有する第1の導電部材と、
前記シースの内径側に前記第1の導電部材と並行に配置されるとともに一方の端部が前記第2の端子に接続され、前記第2の端子側と反対側の端部において前記第1の導電部材の前記第1の端子側と反対側の端部と導通可能に接続された第2の導電部材とを備え、
前記第2の導電部材は、前記第1の導電部材に対して電気抵抗が低くかつ少なくとも一部に弾性変形により前記シースの長手方向に沿って伸縮可能な伸縮許容部を有すること
を特徴とするシーズヒータ。
A sheath that is formed in a cylindrical shape and contains an insulator on the inner diameter side,
A first terminal and a second terminal provided at one end of the sheath,
A first conductive member arranged on the inner diameter side of the sheath along the longitudinal direction of the sheath and having one end connected to the first terminal and having a heat generating portion that generates heat when energized.
The first end is connected to the second terminal while being arranged in parallel with the first conductive member on the inner diameter side of the sheath, and the first end is opposite to the second terminal side. The end portion of the conductive member on the side opposite to the first terminal side and the second conductive member connected so as to be conductive are provided.
The second conductive member has a low electrical resistance with respect to the first conductive member, and at least a part thereof has a stretchable allowance portion that can expand and contract along the longitudinal direction of the sheath due to elastic deformation. Seeds heater.
前記伸縮許容部は、前記第1の導電部材の前記発熱部の全長にわたって並行して設けられること
を特徴とする請求項1に記載のシーズヒータ
The sheathed heater according to claim 1, wherein the expansion / contraction allowable portion is provided in parallel over the entire length of the heat generating portion of the first conductive member.
前記第1の導電部材は、少なくとも一部がニッケル-クロム系合金又は鉄-クロム系合金の線材からなるコイル部を有し、
前記第2の導電部材の前記伸縮許容部は、前記第1の導電部材の前記コイル部の材料よりも電気抵抗が低い金属の線材からなるコイル部を有すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシーズヒータ。

The first conductive member has a coil portion made of a wire rod of at least a nickel-chromium-based alloy or an iron-chromium-based alloy.
1 or claim 1, wherein the expansion / contraction allowable portion of the second conductive member has a coil portion made of a metal wire having a lower electric resistance than the material of the coil portion of the first conductive member. Item 2. The sheathed heater according to item 2.

JP2018173320A 2018-09-18 2018-09-18 Seeds heater Active JP7096587B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018173320A JP7096587B2 (en) 2018-09-18 2018-09-18 Seeds heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018173320A JP7096587B2 (en) 2018-09-18 2018-09-18 Seeds heater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020047405A JP2020047405A (en) 2020-03-26
JP7096587B2 true JP7096587B2 (en) 2022-07-06

Family

ID=69901589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018173320A Active JP7096587B2 (en) 2018-09-18 2018-09-18 Seeds heater

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7096587B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6902382B2 (en) * 2017-04-12 2021-07-14 日本発條株式会社 Heater unit
JP2018181586A (en) * 2017-04-12 2018-11-15 日本発條株式会社 Sheath heater
JP2022156762A (en) * 2021-03-31 2022-10-14 日本発條株式会社 Sheath heater and substrate support device having the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5152061B2 (en) 2009-03-24 2013-02-27 ブラザー工業株式会社 Wiring structure and manufacturing method thereof
JP2014169800A (en) 2013-03-01 2014-09-18 Ngk Spark Plug Co Ltd Glow plug and method of manufacturing the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05152061A (en) * 1991-11-28 1993-06-18 Mitsubishi Electric Corp Cartridge heater
JP3075660B2 (en) * 1993-10-20 2000-08-14 株式会社いすゞセラミックス研究所 Ceramic heater and method of manufacturing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5152061B2 (en) 2009-03-24 2013-02-27 ブラザー工業株式会社 Wiring structure and manufacturing method thereof
JP2014169800A (en) 2013-03-01 2014-09-18 Ngk Spark Plug Co Ltd Glow plug and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020047405A (en) 2020-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7096587B2 (en) Seeds heater
CN110547041B (en) Sheath heater
US2357906A (en) Electric resistor unit
JP4118300B2 (en) Open coil electric resistance heater using twisted resistance wire and method for manufacturing the same
JP5357305B2 (en) Insert for electric furnace
US2360264A (en) Encased resistor unit
US3740527A (en) Electric convector heater
US4572938A (en) Process for uniting sleeve members by brazing
CA2114340C (en) Sheathed heater
JP2009146577A (en) Electric heater
CN110520030B (en) Rigidity variable actuator and power supply method
JP5095349B2 (en) High temperature sheath heater
KR20160034187A (en) Fluid heating device
US1735168A (en) Terminal for heating units
JP2018092800A (en) Heater device
US20240032156A1 (en) Sheathed heater and substrate support device including the same
JP7454224B2 (en) Stainless steel heating element and method for manufacturing a sheathed heater using the same
JP3936649B2 (en) Seeds heater
WO2020161815A1 (en) Stiffness-variable device and endoscope
KR930003207B1 (en) Small diameter radiant heater
JP2001185335A (en) Sheath heater
JP2020027765A (en) Tape-like heater
JPH0652976A (en) Sheathed heater
JPH05251164A (en) Electric radiant heater
JP2006228527A (en) Coaxial heater and unit heater

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210527

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220617

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7096587

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150