JPH0148626B2 - - Google Patents

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JPH0148626B2
JPH0148626B2 JP7405584A JP7405584A JPH0148626B2 JP H0148626 B2 JPH0148626 B2 JP H0148626B2 JP 7405584 A JP7405584 A JP 7405584A JP 7405584 A JP7405584 A JP 7405584A JP H0148626 B2 JPH0148626 B2 JP H0148626B2
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JP
Japan
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oxide powder
powder
nickel oxide
iron oxide
added
Prior art date
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JP7405584A
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Japanese (ja)
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JPS60218784A (en
Inventor
Hidesato Kawanishi
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明は、一般調理器具および工業用電気炉な
どの加熱源として、広く使用されているシーズヒ
ータで、特に不完全封止タイプのシーズヒータに
関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来よりオーブントースタ、電子レンジ、炊飯
器、ホツトプレートなど一般調理器具および、プ
ラスチツクの成型用金型の加熱用や電気炉の加熱
源として、シーズヒータが広く使用されている。 これは、シーズヒータが簡便であると共に、安
全性が高く、耐蝕性に優れているためである。 一般にシーズヒータは、両端に端子棒を備えた
コイル状の電熱線と金属パイプの中央部に挿入
し、この金属パイプに電融マグネシア粉末からな
る電気絶縁粉末を充填し、金属パイプの両端を低
融点ガラスおよび耐熱性樹脂で封止したものであ
る。 しかし、最近では、上記低融点ガラスおよび耐
熱性樹脂で金属パイプの両端を完全封止しない不
完全封止タイプのシーズヒータが見なおされて来
ている。 このように、不完全封止タイプのシーズヒータ
は、多湿雰囲気中で使用しない場合や、二重絶縁
構造を行なつた場合では、特に実用において問題
がないと共に、大幅なコストダウンが可能なため
最近では、よく使用されている。 しかし、不完全封止タイプのシーズヒータにお
いても700℃〜800℃の高温領域で使用すれば、完
全封止タイプのシーズヒータ同様に、通電時の絶
縁抵抗値の低下や、断線寿命の低下といつた問題
が生じ、より長い断線寿命を有するシーズヒータ
の開発が望まれている。 一方、完全封止タイプのシーズヒータでは、上
記問題に対して、特許公報昭和46−34551ですで
に提案されている方法、−即ち、電融マグネシア
粉末に、酸化ニツケルまたは酸化鉄を添加する方
法−が大変有効である。 ところが、前述の方法を不完全封止タイプのシ
ーズヒータに適用すると、電熱線の成分元素であ
るクロム元素と、酸化ニツケルや酸化鉄とが大気
中の酸素を介して、反応しクロムの複合酸化物を
容易に形成し、電熱線を著しく劣化させ逆に断線
寿命を短かくするという現象が見られた。 このように、大気中の酸素が比較的容易に侵入
することが可能である不完全封止タイプのシーズ
ヒータでは、断線寿命を著しく長くする方法は、
いまだ見い出されていないのが実情である。 発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を解消し、断線寿命
の長い不完全封止タイプのシーズヒータを提供す
るものである。 発明の構成 本発明は、金属パイプの両端を不完全封止して
なるシーズヒータにおいて、電気絶縁粉末として
焼結マグネシア粉末と、酸化ニツケル粉末または
酸化鉄粉末の少なくともいずれかの酸化物粉末を
添加した電融マグネシア粉末を用い、前記焼結マ
グネシア粉末の添加量が酸化ニツケル粉末と酸化
鉄粉末の総添加量と同等以上であり、かつ酸化ニ
ツケル粉末と酸化鉄粉末の総添加量が0.1重量%
〜10重量%であるものであり、焼結マグネシア粉
末を添加することにより、電熱線の成分元素であ
るクロム元素と、上記焼結マグネシア粉末とが反
応し、電熱線表面上に緻密な酸化被膜を形成する
ため、電熱線の劣化を防止することができる。ま
た添加した酸化ニツケル粉末または酸化鉄粉末は
酸素解離圧が大きいため、シーズヒータ内部の減
圧度に応じて酸素を放出し、シーズヒータ内部の
減圧防止効果があり、電熱線成分元素(主にクロ
ム元素)の蒸発現象を防止することができる。 以上の結果、断線寿命の長い不完全封止タイプ
のシーズヒータが可能となる。 実施例の説明 以下、本発明の実施例について図を参照し説明
する。 電気絶縁粉末4として、250ミクロン以下の酸
化ニツケル粉末または酸化鉄粉末と、250ミクロ
ン以下の焼結マグネシア粉末を第1表に示すよう
に添加した電融マグネシア粉末を準備した。 また、金属パイプ3として、NCF800(商品名
インコロイ800)を用いた。 一方、両端に端子棒1を備えたコイル状のニク
ロム線(線径0.29mm)からなる電熱線2を準備
し、金属パイプ3の中央に挿入し、あらかじめ準
備した電気絶縁粉末4を充填し、圧延減径した。 こののち、焼鈍処理し、金属パイプ3の両端を
完全に無封口のままとし、図に示す直径6.6mm、
長さ500mmで100V−400Wの不完全封止タイプの
シーズヒータを完成し、それぞれ試料番号4〜26
とした。 一方、比較のために、第1表に示すように電気
絶縁粉末4として電融マグネシア粉末のみを用い
たもの、および、酸化ニツケル粉末を1重量%添
加した電融マグネシア粉末を用いたもの、酸化鉄
粉末を1重量%添加した電融マグネシア粉末を用
いたものを、それぞれ用いて、同様に不完全封止
タイプのシーズヒータを完成し、それぞれの試料
番号を1,2および3とした。 このようにして、完成したそれぞれのシーズヒ
ータの金属パイプ3の表面温度が900℃になるよ
うに、電圧調整し20分通電−10分休止のサイクル
にて、加速による断続通電試験を行ない、シーズ
ヒータが断線するまでのサイクル数を求め第1表
に示した。 第1表から明らかなように、電気絶縁粉末とし
て電融マグネシア粉末に、酸化ニツケル粉末また
は酸化鉄粉末を添加した試料番号2および3は、
上記酸化物を添加しない電融マグネシア粉末のみ
の試料番号1よりも断線寿命が短かくなつた。 また、焼結マグネシア粉末の添加量が酸化ニツ
ケル粉末と酸化鉄粉末の総添加量より少ない試料
番号9,10,16,18,21,24および酸化ニツケル
粉末と酸化鉄粉末の総添加量が0.1重量%以下ま
たは10重量%以上である試料番号4,5,21,
22,23,24,25,26では、断線寿命を長くする効
果は見られず500〜1600サイクルを示した。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a sheathed heater that is widely used as a heating source for general cooking utensils, industrial electric furnaces, etc., and particularly relates to an incompletely sealed type sheathed heater. Conventional configurations and their problems Sheathed heaters have been widely used in general cooking utensils such as toaster ovens, microwave ovens, rice cookers, and hot plates, as well as for heating plastic molds and as a heating source for electric furnaces. ing. This is because the sheathed heater is simple, highly safe, and has excellent corrosion resistance. In general, a sheathed heater consists of a coiled heating wire with terminal bars at both ends inserted into the center of a metal pipe. It is sealed with melting point glass and heat-resistant resin. However, recently, incompletely sealed sheathed heaters, in which both ends of the metal pipe are not completely sealed with the low-melting glass and heat-resistant resin, have been reconsidered. In this way, incompletely sealed sheathed heaters do not pose any problems in practical use, especially when not used in a humid atmosphere or have a double insulation structure, and can significantly reduce costs. Recently, it is often used. However, if a partially sealed type sheathed heater is used in a high temperature range of 700°C to 800°C, the insulation resistance value when energized may decrease and the lifespan of disconnection may decrease, similar to the fully sealed type sheathed heater. Due to these problems, it is desired to develop a sheathed heater with a longer lifespan without disconnection. On the other hand, in a completely sealed type sheathed heater, to solve the above problem, a method has already been proposed in Patent Publication No. 34551-1971 - namely, a method of adding nickel oxide or iron oxide to fused magnesia powder. − is very effective. However, when the above method is applied to an incompletely sealed sheathed heater, the chromium element, which is a component of the heating wire, reacts with nickel oxide and iron oxide through oxygen in the atmosphere, resulting in composite oxidation of chromium. A phenomenon was observed in which the heating wires were easily formed, significantly deteriorating the heating wires, and conversely shortening the disconnection life. In this way, for incompletely sealed sheathed heaters that allow atmospheric oxygen to penetrate relatively easily, the method of significantly extending the disconnection life is as follows:
The reality is that it has not yet been discovered. OBJECTS OF THE INVENTION The present invention provides an incompletely sealed type sheathed heater that eliminates the above-mentioned conventional drawbacks and has a long disconnection life. Structure of the Invention The present invention provides a sheathed heater formed by incompletely sealing both ends of a metal pipe, in which sintered magnesia powder and at least one of nickel oxide powder and iron oxide powder are added as electrical insulating powder. using electrofused magnesia powder, the amount of the sintered magnesia powder added is equal to or more than the total amount of nickel oxide powder and iron oxide powder, and the total amount of nickel oxide powder and iron oxide powder is 0.1% by weight.
By adding the sintered magnesia powder, the chromium element, which is a component element of the heating wire, reacts with the sintered magnesia powder, forming a dense oxide film on the surface of the heating wire. , it is possible to prevent the heating wire from deteriorating. In addition, the added nickel oxide powder or iron oxide powder has a high oxygen dissociation pressure, so it releases oxygen according to the degree of decompression inside the sheathed heater, and has the effect of preventing depressurization inside the sheathed heater. It is possible to prevent the evaporation phenomenon of elements). As a result of the above, it is possible to provide an incompletely sealed sheathed heater with a long disconnection life. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As electrical insulating powder 4, fused magnesia powder was prepared in which nickel oxide powder or iron oxide powder of 250 microns or less and sintered magnesia powder of 250 microns or less were added as shown in Table 1. In addition, as the metal pipe 3, NCF800 (trade name Incoloy 800) was used. On the other hand, a heating wire 2 made of a coiled nichrome wire (wire diameter 0.29 mm) with terminal rods 1 at both ends is prepared, inserted into the center of a metal pipe 3, and filled with electrical insulating powder 4 prepared in advance. The diameter was reduced by rolling. After this, the metal pipe 3 is annealed and left completely unsealed at both ends, with a diameter of 6.6 mm as shown in the figure.
Completed incompletely sealed sheathed heaters with a length of 500mm and a capacity of 100V-400W, each with sample numbers 4 to 26.
And so. On the other hand, for comparison, as shown in Table 1, there are cases in which only fused magnesia powder is used as electrical insulating powder 4, cases in which fused magnesia powder to which 1% by weight of nickel oxide powder is added, and oxide Using fused magnesia powder to which 1% by weight of iron powder was added, incompletely sealed sheathed heaters were similarly completed, and the sample numbers were 1, 2, and 3, respectively. In this way, the voltage was adjusted so that the surface temperature of the metal pipe 3 of each completed sheathed heater was 900°C, and an intermittent energization test was performed by accelerating the cycle of energizing for 20 minutes and stopping for 10 minutes. The number of cycles until the heater broke was determined and shown in Table 1. As is clear from Table 1, sample numbers 2 and 3, in which nickel oxide powder or iron oxide powder was added to electrofused magnesia powder as electrical insulating powder,
The disconnection life was shorter than that of Sample No. 1, which contained only electrofused magnesia powder without the addition of the oxide. In addition, sample numbers 9, 10, 16, 18, 21, and 24 where the amount of sintered magnesia powder added is less than the total amount of nickel oxide powder and iron oxide powder, and the total amount of nickel oxide powder and iron oxide powder is 0.1. Sample numbers 4, 5, 21, which are less than or equal to 10% by weight
No. 22, 23, 24, 25, and 26 showed no effect on extending the disconnection life, and showed 500 to 1600 cycles.

【表】【table】

【表】 しかし、焼結マグネシア粉末の添加量が、酸化
ニツケル粉末と酸化鉄粉末の総添加量と同等以上
であり、かつ酸化ニツケル粉末と酸化鉄粉末の総
添加量が0.1重量%〜10重量%である試料番号6,
7,8,11,12,13,14,15,17,19,20の各シ
ーズヒータでは断線寿命が3000サイクル以上あ
り、著しい効果が得られた。 このように焼結マグネシア粉末の添加量が、酸
化ニツケル粉末と酸化鉄粉末の総添加量と同等以
上であり、かつ、酸化ニツケル粉末と酸化鉄粉末
の総添加量が0.1重量%〜10.0重量%である電融
マグネシア粉末を用いることにより、まつたくの
無封口状態である場合もしくは、簡易封口である
場合などいわゆる不完全封止タイプのシーズヒー
タにおいて、断線寿命を長くする効果が得られ
る。 焼結マグネシア粉末の添加量が、酸化ニツケル
粉末と酸化鉄粉末の総添加量より少ない場合は、
電熱線の成分元素であるクロム元素と、添加した
酸化ニツケル粉末および酸化鉄粉末との反応を抑
える作用が少なくなり、効果は得られない。 一方、酸化ニツケル粉末または酸化鉄粉末の総
添加量が0.1重量%以下では減圧防止効果が少な
く、逆に10重量%以上では、充填密度の減少およ
び熱伝導の低下による断線寿命の低下や電気絶縁
性の面で、問題が生じ好ましくない。 尚、本発明において、添加した焼結マグネシア
粉末は、電融マグネシア粉末および同時に添加す
る酸化ニツケル粉末および酸化鉄粉末に比較して
非常に活性であるため、金属パイプ口部よりごく
わずかに侵入して来る酸素を介して、電熱線の成
分元素であるクロム元素と反応し、電熱線表面に
安定な酸化被膜を形成し、酸化ニツケル粉末およ
び酸化鉄粉末と電熱線の成分元素であるクロム元
素との反応を抑制し、上記酸化物の酸素供給能力
の低下を防止することができ、シーズヒータ内部
の減圧防止が可能となり、従来より完全封止およ
び不完全封止のシーズヒータにおいて見られてい
たシーズヒータ内部の減圧による電熱線成分元素
(主にクロム)の蒸発現象を抑え、断線寿命を著
しく高めることが可能となる。 また、本発明の実施例として、シーズヒータを
用いたが、特にこれに限定されるものではなく、
カートリツジヒータにおいても同様の効果が得ら
れる。 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の不完
全封止タイプのシーズヒータによれば、電気絶縁
粉末として、焼結マグネシア粉末と、酸化ニツケ
ル粉末または、酸化鉄粉末の少なくともいずれか
の酸化物粉末を添加した電融マグネシア粉末を用
い、前記焼結マグネシア粉末の添加量が酸化ニツ
ケル粉末と酸化鉄粉末の総添加量と同等以上であ
り、かつ酸化ニツケル粉末と酸化鉄粉末の総添加
量が0.1重量%〜10重量%であるものであり、こ
の結果、断線寿命の長いシーズヒータを得ること
が可能となり、その実用的価値は大なるものであ
る。
[Table] However, the amount of sintered magnesia powder added is equal to or greater than the total amount of nickel oxide powder and iron oxide powder, and the total amount of nickel oxide powder and iron oxide powder is 0.1% to 10% by weight. Sample number 6, which is %
Each of the sheathed heaters No. 7, 8, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 19, and 20 had a lifespan of more than 3,000 cycles before disconnection, and a remarkable effect was obtained. In this way, the amount of sintered magnesia powder added is equal to or greater than the total amount of nickel oxide powder and iron oxide powder, and the total amount of nickel oxide powder and iron oxide powder is 0.1% by weight to 10.0% by weight. By using the electrofused magnesia powder, it is possible to obtain the effect of lengthening the disconnection life in so-called incompletely sealed type sheathed heaters, such as those in an unsealed state or in a simple sealed state. If the amount of sintered magnesia powder added is less than the total amount of nickel oxide powder and iron oxide powder,
The effect of suppressing the reaction between the chromium element, which is a component element of the heating wire, and the added nickel oxide powder and iron oxide powder is reduced, and no effect can be obtained. On the other hand, if the total amount of nickel oxide powder or iron oxide powder added is less than 0.1% by weight, the depressurization prevention effect will be small, and if it is more than 10% by weight, the electrical insulation will be shortened due to a decrease in packing density and thermal conductivity, leading to a decrease in disconnection life and a decrease in electrical insulation. Sexually, it causes problems and is not desirable. In addition, in the present invention, the added sintered magnesia powder is very active compared to the fused magnesia powder and the nickel oxide powder and iron oxide powder that are added at the same time, so it penetrates into the mouth of the metal pipe very little. The oxygen reacts with the chromium element, which is a component element of the heating wire, to form a stable oxide film on the surface of the heating wire. reaction and prevent the deterioration of the oxygen supply ability of the above oxides, making it possible to prevent pressure reduction inside the sheathed heater, which was previously seen in completely sealed and incompletely sealed sheathed heaters. It is possible to suppress the evaporation phenomenon of the heating wire component elements (mainly chromium) due to the reduced pressure inside the sheathed heater, and significantly increase the disconnection life. In addition, although a sheathed heater was used as an example of the present invention, the present invention is not particularly limited to this.
A similar effect can be obtained with a cartridge heater. Effects of the Invention As is clear from the above description, according to the incompletely sealed sheathed heater of the present invention, at least one of sintered magnesia powder, nickel oxide powder, and iron oxide powder can be used as the electrical insulating powder. The amount of the sintered magnesia powder added is equal to or greater than the total amount of nickel oxide powder and iron oxide powder, and The amount added is 0.1% to 10% by weight, and as a result, it is possible to obtain a sheathed heater with a long disconnection life, and its practical value is great.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は、本発明の一実施例のシーズヒータの断面
図である。 2……電熱線、3……金属パイプ、4……電気
絶縁粉末。
The figure is a sectional view of a sheathed heater according to an embodiment of the present invention. 2... Heating wire, 3... Metal pipe, 4... Electrical insulation powder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 金属パイプと、この金属パイプに挿通した電
熱線を備え、金属パイプの両端を不完全封止し、
電気絶縁粉末として、焼結マグネシア粉末、酸化
ニツケル粉末および酸化鉄粉末の群より選ばれる
少なくとも1つの酸化物粉末を添加した電融マグ
ネシア粉末を用い、前記焼結マグネシア粉末の添
加量が酸化ニツケル粉末と酸化鉄粉末の総添加量
と同等以上であり、かつ酸化ニツケル粉末と酸化
鉄粉末の総添加量が0.1重量%〜10重量%である
シーズヒータ。
1.Equipped with a metal pipe and a heating wire inserted into the metal pipe, both ends of the metal pipe are incompletely sealed,
As the electrical insulating powder, fused magnesia powder to which at least one oxide powder selected from the group of sintered magnesia powder, nickel oxide powder and iron oxide powder is added is used, and the amount of the sintered magnesia powder added is nickel oxide powder. A sheathed heater in which the total amount of addition of nickel oxide powder and iron oxide powder is equal to or greater than the total addition amount of nickel oxide powder and iron oxide powder, and the total addition amount of nickel oxide powder and iron oxide powder is 0.1% by weight to 10% by weight.
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