JPH0340906B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

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
電気絶縁粉末を充填した後、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が約1100℃であり、一
方NCHW２は約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
線引加工性が悪く、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
後であるため、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0.15％以下、Siが
1.50〜3.00％、Mnが2.0％以下、Ｐが0.040％以
下、Ｓが0.030％以下、Niが14.00〜16.00％、Cr
が22.00〜24.00％、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や
NCHW２、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NCHW
１やNCHW２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を含有しないために、
線引き加工性に優れているとともに、高価なNi
含有量が少ないため、材料コストが低くなり、そ
の結果、従来の電熱線に比較して低コストで得ら
れる。 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1.35であり、NCHW
１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、0.15％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、1.50％以上とし、かつ加工性の
低下を考慮して3.00％以下とした。Mnは、電熱
線にとつて有害であるが、合金作製、加工上必要
であるため、2.0％以下とした。ＰおよびＳは、
電熱線にとつて有害であるため、極力少ない方が
望ましいが、技術的な困難があるのでそれぞれ
0.040％以下、0.030％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、14.00〜16.00％とした。Crは、非酸化性雰
囲気中では寿命低下につながるため、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
あるため、耐酸化性もやや望まれるという点から
22.00〜24.00％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、かつマグネシア粉末からなる電気絶縁粉末を
金属パイプ内に充填した後、圧延減径し、さらに
Ｕ字状に曲げ加工およびプレス加工を施し、外径
6.6mm、全長600mmのＵ字状のシーズヒータを作製
した。このシーズヒータに用いた電熱線は外径が
0.5mmであり、その組成は次表に示した。

【表】 電熱線単体（外径0.5mm）を大気中で２分通
電／２分休止の冷熱サイクルによる寿命テストを
電熱線温度1200℃で実施してみると、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が耐酸化性に優れているためで、冷熱
サイクルの繰り返しによるやせ細りが少なくなつ
て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、それ
の寿命テストをした結果を示したもので、この寿
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速く、蒸気圧
の高いAlが選択的に消費され、電熱線のやせ細
りが極端に速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、基本的には耐酸
化性に劣るため、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４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。 第３図は、前述したシーズヒータ（通電安定時
約600W／100Vの設計）を用いて通電初期の立ち
上がり温度を比較したものを示したもので、この
第３図から明らかなようにNCHW２とFCHW２
では差がないが、本発明のシーズヒータは立ち上
がりが速く、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2.2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でも、高温に
なりにくく断線に至る事故等を防止することがで
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0.15％以
下、Siが1.50〜3.00％、Mnが2.0％以下、Ｐが
0.040％以下、Ｓが0.030％以下、Niが14.00〜
16.00％、Crが22.00〜24.00％、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、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。

【図面の簡単な説明】

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図は本発明の一
実施例におけるシーズヒータの立ち上がり特性を
示す特性図、第４図は本発明の一実施例における
シーズヒータの電熱線温度と抵抗変化率を示す特
性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電熱線として、Ｃが0.15％以下、Siが1.50〜
   3.00％、Mnが2.0％以下、Ｐが0.040％以下、Ｓが
   0.030％以下、Niが14.00〜16.00％、Crが22.00〜
   24.00％、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。