JPH03119678A

JPH03119678A - 三相カートリッジヒータ

Info

Publication number: JPH03119678A
Application number: JP25529589A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hibino; 浩一日比野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1991-05-22

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、三相電源で使用するカートリッジヒータに関
するものである。

［従来の技術］第６図は従来の三相カートリッジヒータの構成説明図で
、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ断面図で
ある。

第６図の（Ａ）と（Ｂ）において、（１）は試験管形に
作られた金属からなる外筒、（１１）、　（１２）、　
（１３）は外筒（１）内に配置された発熱線、（２１）
、　（２２）。

（２３）は各発熱線（１１）、　（１２）、　（１３）
に接続された導電線である。３本の発熱！Ｉ！（１１）
、　　（１２）、　（１３）は図面の（Ｂ）に示すよう
に、外筒（１）の半径方向の同一断面内でほぼ三角形の
頂点に対応する位置に設けられている。これらの発熱線
（１１）、　（１２）、　（１３）は外筒（１）内の中
性点（１４）で共通に接続され、他端は導電線（２１）
、　（２２）、　（２３）で導出されて電源に接続され
ている。（４）は外筒（１）内に充填された耐熱材であ
る。そして、導電線（２１）、　（２２）、　（２３）
を介して交流電源から電力を供給すると、発熱線（１１
）、　（１２）、　（１１）が発熱して所定の発熱量が
得られるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］従来の三相カートリッジヒータは上記のように構成され
ており、外筒（１）の同一断面内に互いに近接して３本
の発熱線（１１）、　（１２）、　（１３）が配置され
ている。この結果、発熱線（１１）、　（１２）、　（
１８）が相互に熱的に干渉して、金属組成を破壊して寿
命を短くすることがあった。一方、熱的な干渉を防いで
寿命を長くするために供給電力を落したり外筒（１）を
太くすると、必要な発熱量が得られないばかりか構造が
大形になることになる。また、発熱部を延長し抵抗値を
増加して所定の発熱量を確保するように構成すると、−
属人形になってコスト高になる等の問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高い電力の供給が可能で、小型かつコンパク
ト化が図れ、しかも寿命の長い三相カートリッジヒータ
を得ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］この発明に係るカートリッジヒータは、発熱コイルを各
相毎に３分割して外筒の内部に軸方向に従列的に配置し
た構成のものである。

［作　　用］本発明のカートリッジヒータで三相交流の第１相の相電
流が流れると、例えば外筒内の基部の第１コアに巻かれ
た発熱コイルが発熱する。続いて、第２と第３の相電流
が１２０度の位相差で外筒の中央と先端に配置された第
２と第３のコアに巻き回された発熱コイルに流れて発熱
させる。同様にして、従列的に配置された３個の発熱コ
イルが順次循環的に発熱して、カートリッジヒータの先
端から基部までの全体が加熱される。

［実　施　例］以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図乃至第３図は本発明実施例の構成説明図で、第１
図は側断面図、第２図はその要部の分解斜視図、第３図
は内部接続図である。本発明の説明図面では前述の従来
装置と同一の部分に異なる符号が付されているので、一
部重複するが、ここでやや詳しく説明する。

第１図と第２図において、（１）は先端が閉塞された外
筒で、ステンレス鋼のようなやや可撓性を備えた耐熱金
属から作られている。（２）　、　（３）　、　（４）
はほぼ同一構造の３本のコア、（２１）〜（２４）、　
　（８１）〜（３４）、　（４１）〜（４４）は各コア
（２）　、　（３）　、　（４）に形成された４個の貫
通孔である。コア（２）　、　（３）　、　（４）は共
にマグネシアの粉末を焼結して円柱状に成型し、それぞ
れ軸方向に貫通孔（２１）〜、　（８１）〜　（４１）
〜が設けられている。

（５）と（６）及び（７）は３個の発熱コイル、（８）
。

（９）、（１０）、（１１）は４本の導電線である。発
熱コイル（５）　、　（８）　、　（７）には、ニッケ
ル書クローム鋼のような電気抵抗の大きい抵抗線が使用
されている。

この発熱コイル（５）　、　（６）　、　（７）は途中
がそれぞれコア（２）　、　（１）　、　（４）の外周
に螺旋状に巻き回され、図面右の導出側の端部（５１）
、　（６１）、　（７１）は同一軸上に設けられた貫通
孔（２１）、　（３１）、　＜４１＞に共通に挿入され
ている。発熱コイル（５）　、（８）　、（７）の他端
（５２）、　（８２）、　（７２）は、残りの貫通孔（
２２）〜（２４）。

（３２）〜（３４）、　（４２）〜（４４）の中で（Ｂ
）図の矢印方向に向かって１個ずつずらせた貫通孔（２
２）、　（Ｈ）。

（４４）に挿入されている。

また、４本の導電線（８）と（９）と（１０）及び（１
１）の内導電線（８）は結線に用いられ、３本の導電線
（９）と（１０）及び（１１）は導出用に使用されてい
る。

これらの導電線（８）と（９）と（ｌＯ）及び（１１）
は、それぞれ同一軸上に並んだ３つの貫通孔（２１）、
　（３１）。

（４１）と（２２）、　　（３２）、　　（４２）と（
２３）、　　（３３）、　　（４３）及び（２４）、　
＜３４）、　（４４）の全部を貫通して挿入されている
。貫通孔（２１）、　（３１）、　（４１）に挿通され
た導電線（８）は、やや短くなっていて各コア（２）、
（３）、（４）の内部で発熱コイル（５）、（６）、（
７）の導出側の端部（５１）、　（６１）、　（７１）
に共通に接続されている。また、導電線（９）と（１０
）及び（１１）はそれぞれ各コア（２）。

（１）、（４）の内部で、発熱コイル（５）、（８）、
（７）の他端（５２）と（Ｂ２）及び（７２）に接続さ
れて外筒（１）の外部に導出され、この各導出端が何れ
も三相の交流電源に接続されている。発熱コイル（５）
、（８）、（７）の接続状態が第３図に示され、三相の
スター結線が形成されている。（１２）は外筒（１）の
内部の隙間に充填された充填材で、前述のような耐熱材
のマグネシア粉末が用いられている。而して、上記発熱
コイル（５）　、　（８）　、　（７）を巻き回して結
線した３個のコア（２）　、　（３）　、　（４）によ
って、三相のカートリッジヒータにおけるコアユニット
（Ｃｕ）が構成されている。

このように構成された本発明のカートリッジヒータにお
いて、３本のコア（２）、（１）、（４）を使用し、コ
ア（２）　、　（３）　、　（４）には４個の貫通孔（
２１）〜、　（１１）〜、　　（４１）〜を設ける。次
で、抵抗線を各コア（２）。

（３）、（４）の外周に巻付けてから、発熱コイル（５
）。

（８）、（７）を形成する。発熱コイル（５）　、　（
８）　、　（７）の両端はコア（２）　、　（３）　、
　（４）の異なる貫通孔（２１）〜（３１）〜、　（４
１）〜に挿入する。特に、各発熱コイル（５）　、　（
６）　、　（７）の導出側の端部（５１）、　（８１）
、　（７１）は各コア（２）　、　（３）　、　（４）
の同一軸上で互いに対向する貫通孔（２１）、　（３１
）、　（４１）に挿入する。更に、導電線（８）、（９
）、（１０）、（１１）を同様に同一軸上に並んだ貫通
孔（２２）〜（４２）、　（２３）〜（４３）、　（２
４）〜（４４）に挿込んで後に、第１図のように発熱コ
イル（５）　、　（［ｉ）　。

（７）に接続して三相のスター結線が形成されることに
なる。このときの接続状態は、第３図に示す通りである
。

そして、導電線（９）、（１０）、（１１）を介して交
流電源から第１相の相電流が流れると、例えば、外筒（
１）内の基部の第１コア（２）に巻かれた発熱コイル（
５）が発熱する。続いて、第２と第３の相電流が１２０
度の位相差で流れると、外筒（１）の中央と基部に配置
された第２と第３のコア（３）と（４）に巻き回された
発熱コイル（６）と（７）に流れて発熱させる。同様に
して、従列的に配置された３個の発熱コイル（５）　、
（Ｂ）　、　（７）が順次循環的に発熱して、外筒（１
）の先端から基部までの全体が下記の（ａ）式で示す電
力量（Ｐ）の大きさに対応して加熱されることになる。

Ｐ−ｊゴ×線間電圧Ｘ線電流Ｘ力率　・・・（ａ）第４
図と第５図は、本発明の別の実施例の構成説明図である
。

この実施例では３個のコア（２）　、　（３）　、　（
４）に３個の貫通孔（２１）〜（２３）、　（ａｌ）〜
（Ｈ）、　（４１）〜（４３）が設けられ、同一軸上に
並んだ貫通孔（２１）、　（ａｌ）。

（４１）と（２２）、　　（３２）、　　（４２）及び
（２３）、　　（３３）、　　（４３）にそれぞれ導電
線（９）と（１０）及び（１１）が貫通して挿入されて
いる。そして、導電線（９）には、発熱コイル（６）の
内部側の端部（８２）と発熱コイル（７）の導出側の端
部（７１）が接続されている。また、導電線（１０）に
は発熱コイル（５）と（７）の内部側の端部（５２）と
（７２）が接続され、導電線（１１）には発熱コイル（
５）と（６）の導出側の端部（５１）と（Ｂ１）が接続
されている。このような導電線（９）　、　（１Ｇ）、
　（１１）の接続によって、３本の発熱コイル（５）　
、　（８）　、　（７）が三相交流電源にデルタ結線さ
れる。

なお、上記の実施例では複数の貫通孔（２１）〜（３１
）〜、　　（４１）〜が設けられた３個のコア（２）、
（１）。

（４）にそれぞれ発熱コイル（５）　、　（８）　、　
（７）を巻き回して、貫通孔（２１）〜、　（３１）〜
、　（４１）〜に複数の導電線（８）、（９）　、〜を
挿通して接続した場合を例示して説明したが、単一のコ
アに３個の発熱コイル（５）　、　（６）　、　（７）
を従列的に巻き込んでもよく、場合によってはコアを省
略してもよい。

［発明の効果］本発明に係る三相カートリッジヒータは、発熱コイルを
各相毎に３分割して外筒の内部に軸方向に従列的に配置
した構成を採用した。

したがって、各相の発熱コイルが離れて独立しているの
で、熱的に相互に干渉するようなことが全くない。この
結果、発熱コイルの金属組成が別の相から加わる熱で破
壊するようなことがなく、カートリッジヒータの寿命を
長く保持することができる。また、供給電力を落したり
外筒を太くする必要がないばかりか、従来と同一の構成
で所定の発熱量を確保でき、コスト高になる等の心配も
ない。

よって、本発明によれば従来構造の問題点を一掃して、
高い電力の供給が可能で、小型かつコンパクトになり、
しかも寿命の長い三相カートリッジヒータを実現すると
かできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明実施例の構成説明図で、第１
図は側断面図、第２図はその要部の分解斜視図、第３図
は内部接続図、第４図と第５図は本発明の別の実施例の
構成説明図で、第４図は側断面図、第５図はその要部の
分解斜視図、第６図（Ａ）、（Ｂ）は従来装置の構成説
明図で、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）はそのＩ−Ｉ断面図
である。第１図乃至第５図において、（１）は外筒、（２）。（３）、（４）はコア、（２１）〜（２４）、　（３１
）〜（１４）、　（４１）〜（４４）は貫通孔、（５）
　、　（６）　、　（７）は発熱コイル、（８）　、　
（９）　、　（１０）　、　（１１）は導電線、（５１
）、　（６１）、　（７１）と（５２）、　（８２）、
　（７２）は導電線の端部、（１２）は充填材、（Ｃｕ
）はコアユニットである。なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】　耐熱材の粉末からなる充填材を介して金属の外筒内に
発熱コイルを封入した三相カートリッジヒータにおいて
、前記発熱コイルを各相毎に３分割して前記外筒の内部に
軸方向に従列的に配置して結線したことを特徴とする三
相カートリッジヒータ。