JPH0241156B2 - Shiizuhiita - Google Patents
ShiizuhiitaInfo
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- JPH0241156B2 JPH0241156B2 JP28842185A JP28842185A JPH0241156B2 JP H0241156 B2 JPH0241156 B2 JP H0241156B2 JP 28842185 A JP28842185 A JP 28842185A JP 28842185 A JP28842185 A JP 28842185A JP H0241156 B2 JPH0241156 B2 JP H0241156B2
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- Japan
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- sheathed heater
- heating
- heating wire
- fchw2
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- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、一般調理器具や暖房器具などの幅広
い製品分野における加熱源として応用されるシー
ズヒータに関し、特に長寿命で安価な電熱線を用
いたシーズヒータに関するものである。 従来の技術 従来よりシーズヒータは簡便であるとともに、
安全性が高く、かつ耐食性に優れているため、オ
ーブン、電子レンジ、炊飯器、ホツトプレート、
電気ストーブなどの調理および暖房器具の加熱源
として幅広く使用されている。 このシーズヒータは一般に、両端に端子棒を備
えたコイル状の電熱線を金属パイプの中央部に挿
入し、この金属パイプにマグネシア粉末からなる
電気絶縁粉体を充填した後、圧延減径して製造さ
れる。 このようなシーズヒータの電熱線として、従来
より、JISに規定される電熱線、すなわちNCHW
およびFCHWが用いられてきた。 これは、これらの電熱線が大気中での使用にお
いて安定した寿命を有し、また商業的に安定して
供給されているためであつた。 発明が解決しようとする問題点 シーズヒータには前述したようにNCHWおよ
びFCHWが用いられ、約400℃以下の低温用とし
てFCHW2が、約400〜650℃の中温用として
NCHW2が、約650℃以上の高温用として
NCHW1が一般に用いられている。大気中におけ
る電熱線の最高使用温度は、JISによると
NCHW1およびFCHW2で約1100℃であり、また
NCHW2で約1000℃であり、シーズヒータの場合
と明らかに異なり、シーズヒータの場合は大気中
の電熱線の寿命に比べて短寿命であつた。 またコスト的には、NCHWはNiおよびCrを多
く含むため材料コストが高くなり、FCHWは線
引き加工性が悪く、それとともにコストが高いの
が実情であつた。 さらにシーズヒータを調理および暖房器具に用
いるとき、速熱性が要求されるが、NCHWや
FCHWは抵抗温度変化率が小さく（一般に1.1前
後）であるので、速熱性に劣るとともに、自己制
御性にも劣つていた。 このように、従来の電熱線を用いたシーズヒー
タにはいろいろな問題があるのが実情であつた。 本発明は、前述した問題点を解決するもので、
長寿命で速熱性および自己制御性を有する安価な
シーズヒータを提供することを目的とするもので
ある。 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、シーズ
ヒータの電熱線として、Ｃが0.08％以下、Siが
3.00〜5.00％、Mnが2.0％以下、Niが11.50〜
15.00％、Crが15.00〜20.00％、Tiが0.2〜1.0％、
残部がFeからなる合金を用いたものである。 作 用 従来の電熱線の寿命は大気中とシーズヒータの
場合では大きく異なり、シーズヒータ中では短か
くなつた。これは電熱線を取り巻く雰囲気が異な
ることを示している。すなわち、従来の電熱線で
は大気中の酸素による酸化を、NCHWでは
Cr2O3、FCHWではAl2O3の緻密な酸化皮膜を形
成して電熱線と酸素の反応を抑制することによ
り、電熱線の寿命を長くしているが、シーズヒー
タ中では酸素不足の状態になり、本来形成される
べき酸化皮膜が十分形成されず、逆に電熱線中か
ら、NCHWではCrが、FCHWではAlが金属状態
で減少し、電熱線がやせ細るとともにシーズヒー
タの絶縁を低下させ、寿命の低下を引き起こして
いた。 本発明の電熱線は、Cr含有量がNCHW1より
少なく、NCHW2やFCHW2と同等であり、また
Alは全く含有していない。従つてFCHW2のよう
なAlに起因する極端な寿命低下もなく、また
NCHW1やFCHW2とほぼ同等程度の寿命を有す
ることになる。 一方、コスト面では、Alを含有しないため、
線引き加工性に優れるとともに、高価なNi含有
量が少ないため、材料コストが低くなることによ
り、従来の電熱線に比較して低コストである。 さらに本発明の電熱線は、室温から600℃の範
囲での抵抗温度変化率が約1.24であり、NCHW1
の1.011、NCHW2の1.071およびFCHW2の1.137
に比較して大きく、速熱性および自己制御性を有
していることがわかる。 電熱線の組成の限定理由は以下の通りである。
Ｃは、含有量が多いと寿命低下および加工性の低
下を引き起こすため、0.08％以下とした。Siは、
室温での抵抗を高くし、抵抗温度変化率をあまり
大きくしないようにするとともに耐酸化性を向上
させるため、3.00％以上とし、かつ加工性の低下
を考慮して5.00％以下とした。Mnは、電熱線に
とつて有害であるが、合金の作製、加工上必要で
あるため、2.0％以下とした。Niは電熱線の寿命
を改善するが、コストアツプの要因となるため、
11.50〜15.00％とした。Crは非酸化性雰囲気中で
は寿命低下につながり望ましくはないが、シーズ
ヒータの場合、弱酸化性雰囲気であり、かつ耐酸
化性もやや望まれる点から15.00〜20.00％とし
た。Tiは耐酸化性を向上させるが、コストアツ
プの要因となるため0.2〜1.0％とした。 実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図にも
とづいて説明する。 両端に端子棒を備えたコイル状の電熱線を耐食
耐熱超合金NCF800からなる金属パイプに挿入
し、マグネシア粉末からなる電気絶縁粉末を充填
した後、圧延減径し、さらにＵ字状に曲げ加工す
るとともにプレス加工を施し、外径6.6mm、全長
600mmのＵ字状シーズヒータを作製した。これに
用いた電熱線は外径φ0.5mmであり、その組成は次
表に示した。
い製品分野における加熱源として応用されるシー
ズヒータに関し、特に長寿命で安価な電熱線を用
いたシーズヒータに関するものである。 従来の技術 従来よりシーズヒータは簡便であるとともに、
安全性が高く、かつ耐食性に優れているため、オ
ーブン、電子レンジ、炊飯器、ホツトプレート、
電気ストーブなどの調理および暖房器具の加熱源
として幅広く使用されている。 このシーズヒータは一般に、両端に端子棒を備
えたコイル状の電熱線を金属パイプの中央部に挿
入し、この金属パイプにマグネシア粉末からなる
電気絶縁粉体を充填した後、圧延減径して製造さ
れる。 このようなシーズヒータの電熱線として、従来
より、JISに規定される電熱線、すなわちNCHW
およびFCHWが用いられてきた。 これは、これらの電熱線が大気中での使用にお
いて安定した寿命を有し、また商業的に安定して
供給されているためであつた。 発明が解決しようとする問題点 シーズヒータには前述したようにNCHWおよ
びFCHWが用いられ、約400℃以下の低温用とし
てFCHW2が、約400〜650℃の中温用として
NCHW2が、約650℃以上の高温用として
NCHW1が一般に用いられている。大気中におけ
る電熱線の最高使用温度は、JISによると
NCHW1およびFCHW2で約1100℃であり、また
NCHW2で約1000℃であり、シーズヒータの場合
と明らかに異なり、シーズヒータの場合は大気中
の電熱線の寿命に比べて短寿命であつた。 またコスト的には、NCHWはNiおよびCrを多
く含むため材料コストが高くなり、FCHWは線
引き加工性が悪く、それとともにコストが高いの
が実情であつた。 さらにシーズヒータを調理および暖房器具に用
いるとき、速熱性が要求されるが、NCHWや
FCHWは抵抗温度変化率が小さく（一般に1.1前
後）であるので、速熱性に劣るとともに、自己制
御性にも劣つていた。 このように、従来の電熱線を用いたシーズヒー
タにはいろいろな問題があるのが実情であつた。 本発明は、前述した問題点を解決するもので、
長寿命で速熱性および自己制御性を有する安価な
シーズヒータを提供することを目的とするもので
ある。 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、シーズ
ヒータの電熱線として、Ｃが0.08％以下、Siが
3.00〜5.00％、Mnが2.0％以下、Niが11.50〜
15.00％、Crが15.00〜20.00％、Tiが0.2〜1.0％、
残部がFeからなる合金を用いたものである。 作 用 従来の電熱線の寿命は大気中とシーズヒータの
場合では大きく異なり、シーズヒータ中では短か
くなつた。これは電熱線を取り巻く雰囲気が異な
ることを示している。すなわち、従来の電熱線で
は大気中の酸素による酸化を、NCHWでは
Cr2O3、FCHWではAl2O3の緻密な酸化皮膜を形
成して電熱線と酸素の反応を抑制することによ
り、電熱線の寿命を長くしているが、シーズヒー
タ中では酸素不足の状態になり、本来形成される
べき酸化皮膜が十分形成されず、逆に電熱線中か
ら、NCHWではCrが、FCHWではAlが金属状態
で減少し、電熱線がやせ細るとともにシーズヒー
タの絶縁を低下させ、寿命の低下を引き起こして
いた。 本発明の電熱線は、Cr含有量がNCHW1より
少なく、NCHW2やFCHW2と同等であり、また
Alは全く含有していない。従つてFCHW2のよう
なAlに起因する極端な寿命低下もなく、また
NCHW1やFCHW2とほぼ同等程度の寿命を有す
ることになる。 一方、コスト面では、Alを含有しないため、
線引き加工性に優れるとともに、高価なNi含有
量が少ないため、材料コストが低くなることによ
り、従来の電熱線に比較して低コストである。 さらに本発明の電熱線は、室温から600℃の範
囲での抵抗温度変化率が約1.24であり、NCHW1
の1.011、NCHW2の1.071およびFCHW2の1.137
に比較して大きく、速熱性および自己制御性を有
していることがわかる。 電熱線の組成の限定理由は以下の通りである。
Ｃは、含有量が多いと寿命低下および加工性の低
下を引き起こすため、0.08％以下とした。Siは、
室温での抵抗を高くし、抵抗温度変化率をあまり
大きくしないようにするとともに耐酸化性を向上
させるため、3.00％以上とし、かつ加工性の低下
を考慮して5.00％以下とした。Mnは、電熱線に
とつて有害であるが、合金の作製、加工上必要で
あるため、2.0％以下とした。Niは電熱線の寿命
を改善するが、コストアツプの要因となるため、
11.50〜15.00％とした。Crは非酸化性雰囲気中で
は寿命低下につながり望ましくはないが、シーズ
ヒータの場合、弱酸化性雰囲気であり、かつ耐酸
化性もやや望まれる点から15.00〜20.00％とし
た。Tiは耐酸化性を向上させるが、コストアツ
プの要因となるため0.2〜1.0％とした。 実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図にも
とづいて説明する。 両端に端子棒を備えたコイル状の電熱線を耐食
耐熱超合金NCF800からなる金属パイプに挿入
し、マグネシア粉末からなる電気絶縁粉末を充填
した後、圧延減径し、さらにＵ字状に曲げ加工す
るとともにプレス加工を施し、外径6.6mm、全長
600mmのＵ字状シーズヒータを作製した。これに
用いた電熱線は外径φ0.5mmであり、その組成は次
表に示した。
【表】
電熱線単体（外径φ0.5mm）を大気中で２分通
電／２分休止の冷熱サイクルでの寿命テストを電
熱線温度1200℃で実施すると、第１図のような寿
命値を示した。第１図はそれぞれ５個のサンプル
の平均寿命を示している。 第１図から明らかなように、大気中での電熱線
の寿命は、NCHW2＞FCHW2＞本発明に用いる
電熱線の順序であつた。これはNCHW2や
FCHW2が耐酸化性に優れるためで、冷熱サイク
ルの繰り返しによるやせ細りが少なくなり、長寿
命となるものである。 第２図は前述したシーズヒータを作製し、寿命
テストをした結果を示したもので、寿命テスト
は、シーズヒータの表面温度が800℃で、20分通
電／10分休止の冷熱サイクルによる加速テストを
実施した。 一般に低温用（約400℃以下）として用いられ
るFCHW2は寿命が短かく、本発明のシーズヒー
タはNCHW2を用いた場合に近い寿命値を示し
た。これはFCHW2はAlを含有し、シーズヒータ
内部で、電熱線内部での拡散が早く、蒸気圧の高
いAlが選択的に消費され、電熱線のやせ細りが
極端に早く起こることによる。本発明のシーズヒ
ータの電熱線はAlを含んでいないため、FCHW2
より長寿命となるが、基本的に耐酸化性に劣るた
めにNCHW2よりは寿命がやや短かくなつた。 以上のように本発明のシーズヒータは、
FCHW2を用いたシーズヒータに比較して長寿命
であり、NCHW2を用いたシーズヒータに近い寿
命を示すため、中温領域（約600℃）まで優れた
寿命のシーズヒータを提供できることがわかつ
た。 さらに第３図は、前述したシーズヒータ（通電
安定時約600W／100Vの設定）を用いて通電初期
の利ち上がり温度を比較して示したもので、この
第３図からも明らかなようにNCHW2とFCHW2
とではあまり差はないが、本発明のシーズヒータ
は立ち上がりが早く、500℃到達時間を比較する
と、NCHW2やFCHW2の場合約３分であるのに
対して、本発明は約2.5分であり、速熱性に優れ
ていることがわかつた。 第４図はシーズヒータ中の電熱線の温度と抵抗
変化率の関係を示したもので、本発明の場合、抵
抗変化率が大きく、自己制御性を有することがわ
かつた。従つて水中使用のヒータを空焼きした場
合や誤つて高い電圧を印加した場合に高温になり
にくく、断線に至る事故等を防止できる。 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明のシー
ズヒータによれば、電熱線として、Ｃが0.08％以
下、Siが3.00〜5.00％、Mnが2.0％以下、Niが
11.50〜15.00％、Crが15.00〜20.00％、Tiが0.2〜
1.0％、残部がFeからなる合金を用いているため、
長寿命で、かつ速熱性に優れ、さらに自己制御性
を有する優れたシーズヒータを提供することがで
きるものである。
電／２分休止の冷熱サイクルでの寿命テストを電
熱線温度1200℃で実施すると、第１図のような寿
命値を示した。第１図はそれぞれ５個のサンプル
の平均寿命を示している。 第１図から明らかなように、大気中での電熱線
の寿命は、NCHW2＞FCHW2＞本発明に用いる
電熱線の順序であつた。これはNCHW2や
FCHW2が耐酸化性に優れるためで、冷熱サイク
ルの繰り返しによるやせ細りが少なくなり、長寿
命となるものである。 第２図は前述したシーズヒータを作製し、寿命
テストをした結果を示したもので、寿命テスト
は、シーズヒータの表面温度が800℃で、20分通
電／10分休止の冷熱サイクルによる加速テストを
実施した。 一般に低温用（約400℃以下）として用いられ
るFCHW2は寿命が短かく、本発明のシーズヒー
タはNCHW2を用いた場合に近い寿命値を示し
た。これはFCHW2はAlを含有し、シーズヒータ
内部で、電熱線内部での拡散が早く、蒸気圧の高
いAlが選択的に消費され、電熱線のやせ細りが
極端に早く起こることによる。本発明のシーズヒ
ータの電熱線はAlを含んでいないため、FCHW2
より長寿命となるが、基本的に耐酸化性に劣るた
めにNCHW2よりは寿命がやや短かくなつた。 以上のように本発明のシーズヒータは、
FCHW2を用いたシーズヒータに比較して長寿命
であり、NCHW2を用いたシーズヒータに近い寿
命を示すため、中温領域（約600℃）まで優れた
寿命のシーズヒータを提供できることがわかつ
た。 さらに第３図は、前述したシーズヒータ（通電
安定時約600W／100Vの設定）を用いて通電初期
の利ち上がり温度を比較して示したもので、この
第３図からも明らかなようにNCHW2とFCHW2
とではあまり差はないが、本発明のシーズヒータ
は立ち上がりが早く、500℃到達時間を比較する
と、NCHW2やFCHW2の場合約３分であるのに
対して、本発明は約2.5分であり、速熱性に優れ
ていることがわかつた。 第４図はシーズヒータ中の電熱線の温度と抵抗
変化率の関係を示したもので、本発明の場合、抵
抗変化率が大きく、自己制御性を有することがわ
かつた。従つて水中使用のヒータを空焼きした場
合や誤つて高い電圧を印加した場合に高温になり
にくく、断線に至る事故等を防止できる。 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明のシー
ズヒータによれば、電熱線として、Ｃが0.08％以
下、Siが3.00〜5.00％、Mnが2.0％以下、Niが
11.50〜15.00％、Crが15.00〜20.00％、Tiが0.2〜
1.0％、残部がFeからなる合金を用いているため、
長寿命で、かつ速熱性に優れ、さらに自己制御性
を有する優れたシーズヒータを提供することがで
きるものである。
第１図は大気中での電熱線単体の寿命を示すグ
ラフ、第２図は本発明の一実施例におけるシーズ
ヒータの寿命を示すグラフ、第３図は同シーズヒ
ータの立ち上がり特性を示すグラフ、第４図は同
シーズヒータの電熱線温度と抵抗変化率の関係を
示すグラフである。
ラフ、第２図は本発明の一実施例におけるシーズ
ヒータの寿命を示すグラフ、第３図は同シーズヒ
ータの立ち上がり特性を示すグラフ、第４図は同
シーズヒータの電熱線温度と抵抗変化率の関係を
示すグラフである。
Claims (1)
- １ 電熱線として、Ｃが0.08％以下、Siが3.00〜
5.00％、Mnが2.0％以下、Niが11.50〜15.00％、
Crが15.00〜20.00％、Tiが0.2〜1.0％、残部がFe
からなる合金を用いたことを特徴とするシーズヒ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28842185A JPH0241156B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Shiizuhiita |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28842185A JPH0241156B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Shiizuhiita |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62147683A JPS62147683A (ja) | 1987-07-01 |
| JPH0241156B2 true JPH0241156B2 (ja) | 1990-09-14 |
Family
ID=17729998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28842185A Expired - Lifetime JPH0241156B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Shiizuhiita |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0241156B2 (ja) |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP28842185A patent/JPH0241156B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62147683A (ja) | 1987-07-01 |
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