JPH04209488A - Sheathed heater - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、金属製の管状のシース（保護管）内に、螺旋
状に巻回された発熱線を配置すると共に絶縁材を充填し
たシーズヒーターに関するものである。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention provides a metal tubular sheath (protective tube) in which a spirally wound heating wire is arranged and a sheath filled with an insulating material. It concerns heaters.
〈従来の技術と発明が解決しようとする課題〉従来、上
記シーズヒーターにおいては、高温多湿条件下での使用
時の感電や漏電を防止するために、シースを完全に封口
することが行われている。<Prior art and problems to be solved by the invention> Conventionally, in the above-mentioned sheathed heater, the sheath was completely sealed to prevent electric shock and leakage when used under high temperature and humidity conditions. There is.
しかし、シースを封口したシーズヒーターにおいては、
特に高温での使用時に発熱線の断線を生じやすくなり、
しかも、発熱線が断線する際にシースが破壊され、その
時に発生する火花が飛散して、火傷や火災等の事故を引
き起こすおそれがあった。However, in a sheathed heater with a sealed sheath,
Especially when used at high temperatures, the heating wire is likely to break.
Moreover, when the heating wire breaks, the sheath is destroyed, and the sparks generated at that time are scattered, potentially causing accidents such as burns and fire.
シーズヒーターにおける、シースの破壊は、以下の機構
により発生すると考えられる。Breakage of the sheath in a sheathed heater is thought to occur due to the following mechanism.
発熱線は、発熱すると酸化反応を生じ、シース内の酸素
を消費して、シース内を減圧状態にする。When the heating wire generates heat, it causes an oxidation reaction, consumes oxygen in the sheath, and brings the inside of the sheath into a reduced pressure state.
また、発熱線の表面には、上記酸化によって酸化被膜が
形成される。通常の発熱線においては、この酸化被膜が
十分な膜厚を有する保護層となって、発熱線の耐久性を
向上させる。しかし、シースを封口している場合には、
シース内の酸素が不足するため、発熱線の表面に完全な
酸化被膜が形成されない。Further, an oxide film is formed on the surface of the heating wire by the above oxidation. In a normal heating wire, this oxide film serves as a protective layer having a sufficient thickness to improve the durability of the heating wire. However, if the sheath is sealed,
Due to the lack of oxygen in the sheath, a complete oxide film is not formed on the surface of the heating wire.
このため、シース内か減圧状態になると、当該シース内
に残存する窒素が発熱線内に拡散して消費され、シース
内の減圧状態がさらに促進されて真空状態に至る。Therefore, when the pressure inside the sheath is reduced, the nitrogen remaining within the sheath is diffused into the heating wire and consumed, further promoting the reduced pressure inside the sheath to reach a vacuum state.
シース内が真空状態になると、前記のように酸化被膜が
不完全な発熱線は、発熱の度ごとに、まず酸化被膜を蒸
発によって失い、次いで構成材としての金属の蒸発によ
って徐々に痩せ細って、各所で断線しやすい状態となる
。When the inside of the sheath is in a vacuum state, the heating wire with an incomplete oxide film as described above will first lose its oxide film through evaporation each time it generates heat, and then gradually become thinner due to the evaporation of the metal as a constituent material. , the wire is likely to break at various places.
また、蒸発した金属は、絶縁材の絶縁性を低下させ、長
期間の使用による絶縁性の低下と相俟って、絶縁材は絶
縁破壊しやすい状態になる。Further, the evaporated metal reduces the insulation properties of the insulating material, and together with the reduction in insulation properties due to long-term use, the insulating material becomes susceptible to dielectric breakdown.
一方、発熱線は、シーズヒーターの熱効率を高めるため
に、螺旋のコイル径が、シースの内径よりもわずかに小
さめに設定され、シースに極めて近接した状態で配置さ
れている。On the other hand, in order to increase the thermal efficiency of the sheathed heater, the heating wire has a spiral coil diameter set to be slightly smaller than the inner diameter of the sheath, and is placed extremely close to the sheath.
このため、発熱線が断線すると、断線部分の近傍におい
て、近接配置された発熱線とシースとの間の絶縁材が絶
縁破壊し、短絡して火花を生じ、その熱でシースが溶断
、破壊されるのである。Therefore, when the heating wire is disconnected, the insulation material between the heating wire and the sheath, which are placed close to each other, breaks down in the vicinity of the disconnection, causing a short circuit and generating sparks, which melts and destroys the sheath. It is.
本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであって、発
熱線の断線時に、シースが破壊されるおそれのないシー
ズヒーターを提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a sheathed heater in which the sheath is not likely to be destroyed when the heating wire is disconnected.
〈課題を解決するための手段〉
上記課題を解決するための、本発明のシーズヒーターは
、螺旋状の発熱線の少なくとも一箇所に、シースの長手
方向に平行で、且つシースの径方向の中心部を通る直線
部分を設け、この直線部分の途中に、経時変化によって
逸早く断線するウィークポイントを設けたことを特徴と
している。<Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, the sheathed heater of the present invention has a spiral heat-generating line with a wire parallel to the longitudinal direction of the sheath and at the center of the sheath in the radial direction. A feature is that a straight line section is provided that passes through the section, and a weak point is provided in the middle of this straight section where the wire breaks quickly due to changes over time.
く作用〉
上記構成からなる、本発明のシーズヒーターにおいては
、発熱線に設けられたウィークポイントが、経時変化に
よって、発熱線の他の部分よりも先に消耗して、逸早く
断線するので、発熱線の断線個所が、上記ウィークポイ
ントに特定される。Effects> In the sheathed heater of the present invention having the above configuration, the weak point provided in the heat generating wire wears out earlier than other parts of the heat generating wire due to changes over time and breaks quickly, so that the heat generation is reduced. The broken point of the line is identified as the above-mentioned weak point.
そして、このウィークポイントが、シースの径方向の中
心部を通る発熱線の直線部分に設けられており、シース
の内周面との間に十分な絶縁距離を取ることができるた
め、断線が生じた際に、絶縁破壊によってシースが破壊
されることが防止される。This weak point is provided in the straight part of the heating wire that passes through the radial center of the sheath, allowing a sufficient insulation distance between it and the inner circumferential surface of the sheath to prevent wire breakage. This prevents the sheath from being destroyed due to dielectric breakdown.
〈実施例〉
以下に、本発明のシーズヒーターを、実施例を示す図面
を参照しつつ説明する。<Example> The sheathed heater of the present invention will be described below with reference to drawings showing examples.
第１図に示すように、この実施例のシーズヒーターＡは
、管状のシース１内に、螺旋状に巻回された発熱線２を
配置すると共に絶縁材３を充填することで構成されてい
る。As shown in FIG. 1, the sheathed heater A of this embodiment is constructed by arranging a spirally wound heating wire 2 in a tubular sheath 1 and filling it with an insulating material 3. .
シース１の両端は、低融点ガラス４，４および封口用樹
脂５，５で封口されている。Both ends of the sheath 1 are sealed with low melting point glasses 4, 4 and sealing resins 5, 5.
また、上記ガラス４，４、封口用樹脂５，５には、シー
ス１の内外を電気的に繋ぐ電極棒６，６が挿通されてお
り、この電極棒６，６の、シース１内に突出した先端に
、発熱線２の両端が接続されている。Further, electrode rods 6, 6 that electrically connect the inside and outside of the sheath 1 are inserted through the glasses 4, 4 and the sealing resin 5, 5, and the electrode rods 6, 6 protrude into the sheath 1. Both ends of the heating wire 2 are connected to the tip.
発熱線２は、螺旋状に巻回された本体部分２０と、この
本体部分２０の一端近傍に設けられた直線部分２１とを
備えている。The heating wire 2 includes a spirally wound main body part 20 and a straight part 21 provided near one end of the main body part 20.
螺旋状の本体部分２０は、シース１との距離を近接させ
てシーズヒーターＡの熱効率を高めるため、第２図（ｂ
）に示すように、シース１の内径より僅かに小さいコイ
ル径に巻回されている。The spiral main body portion 20 is designed to increase the thermal efficiency of the sheathed heater A by bringing the distance to the sheath 1 closer, as shown in FIG. 2(b).
), the coil diameter is slightly smaller than the inner diameter of the sheath 1.
直線部分２１は、第２図（田に示すように、シース１の
長手方向に平行に配置されていると共に、シース１との
短絡を防止するため、第２図山）に示すように、シース
１の径方向の中心部に配置されている。そして、この直
線部分２１の長手方向はぼ中央部に、ウィークポイント
としての細径部分２２が設けられている。The straight portion 21 is arranged parallel to the longitudinal direction of the sheath 1 as shown in FIG. 1 in the radial center. A narrow diameter portion 22 serving as a weak point is provided approximately at the center of the straight portion 21 in the longitudinal direction.
上記細径部分２２は、発熱線２の他の部分よりも抵抗値
が高く、発熱時に、他の部分よりも高温になるので、最
初から径が細いことと相俟って、経時変化によって、発
熱線２の他の部分よりも先に消耗して、逸早く断線する
。このため、発熱線２の断線個所は、上記細径部分２２
に特定される。The small-diameter portion 22 has a higher resistance value than other portions of the heating wire 2, and becomes hotter than the other portions when generating heat. The heating wire 2 wears out before other parts and breaks quickly. Therefore, the disconnection point of the heating wire 2 is located at the narrow diameter portion 22.
be specified.
上記シース１、発熱線２の各部の寸法は、特に限定され
ないが、シース１の内周面と、発熱線２の細径部分２２
とは、シース１の径方向において、２ ａｍ以上離され
ていることが好ましい。両者の距離が２■未満では、直
線部分２１が、シース１の径方向の中心部に配置されて
いるにも拘らず、細径部分２２とシース１の内周面との
絶縁距離が不十分て、断線時に、絶縁破壊によってシー
ス１が破壊されるおそれが生じる。The dimensions of each part of the sheath 1 and heating wire 2 are not particularly limited, but include the inner peripheral surface of the sheath 1 and the narrow diameter portion 22 of the heating wire 2.
is preferably 2 am or more apart in the radial direction of the sheath 1. If the distance between the two is less than 2 cm, the insulation distance between the narrow diameter portion 22 and the inner circumferential surface of the sheath 1 is insufficient even though the straight portion 21 is located at the center of the sheath 1 in the radial direction. Therefore, when the wire is disconnected, there is a risk that the sheath 1 will be destroyed due to dielectric breakdown.
細径部分２２は、前記のようにシース１の径方向の中心
部に配置されるので、この細径部分２２とシース１の内
周面との径方向の距離を２■以上離すには、細径部分２
２の外径と、シース１の内径との差を４■以上になるよ
うに、細径部分２２の外径とシース１の内径とを設定す
れば良い。Since the narrow diameter portion 22 is arranged at the radial center of the sheath 1 as described above, in order to make the radial distance between the narrow diameter portion 22 and the inner circumferential surface of the sheath 1 2 cm or more, Narrow diameter part 2
The outer diameter of the small diameter portion 22 and the inner diameter of the sheath 1 may be set so that the difference between the outer diameter of the thin portion 22 and the inner diameter of the sheath 1 is 4 cm or more.
なお、上記直線部分２１と本体部分２０とでは、以上に
述べたように、シース１に対する距離が異なっているた
め、発熱時には、伝熱効率の差によって温度差が生じ、
均一な発熱を行えないおそれがある。また、シース１が
赤熱した状態では、直線部分２１に対応する部分に、温
度差による発色の違いが生じるおそれがある。そこでこ
の実施例では、直線部分２１を発熱線２の一端部分に設
けて、発熱をできるだけ均一化すると共に、上記発色の
違いを目立たないようにしている。Note that, as described above, the linear portion 21 and the main body portion 20 have different distances from the sheath 1, so when generating heat, a temperature difference occurs due to a difference in heat transfer efficiency.
There is a risk that uniform heat generation may not be possible. Further, when the sheath 1 is in a red-hot state, there is a possibility that a difference in coloring may occur in the portion corresponding to the straight portion 21 due to the temperature difference. Therefore, in this embodiment, a straight line portion 21 is provided at one end of the heating line 2 to make the heat generation as uniform as possible and to make the difference in color development less noticeable.
シース１、発熱線２および絶縁材３としては、従来と同
様の材料からなるものを使用することかできる。The sheath 1, heating wire 2, and insulating material 3 may be made of the same materials as conventional ones.
例えばシース１としては、ステンレス、銅、耐蝕耐熱合
金等の、種々の金属材料からなる管体を使用することが
できる。For example, as the sheath 1, a tube body made of various metal materials such as stainless steel, copper, and a corrosion-resistant and heat-resistant alloy can be used.
発熱線２としては、ニクロム線が好適に使用される。As the heating wire 2, a nichrome wire is preferably used.
絶縁材３としては、酸化マグネシウム（マグネシア）等
の絶縁性の金属酸化物の粉末が好適に使用される。As the insulating material 3, powder of an insulating metal oxide such as magnesium oxide (magnesia) is suitably used.
上記構成からなる、この実施例のシーズヒーターＡにお
いては、発熱線の断線個所として特定された細径部分２
２が、シース１の内周面との間に十分な絶縁距離を取る
ことができる径方向の中心部に配置されている。したが
って、上記細径部分２２で断線が生じた際に、絶縁破壊
によるシース１の破壊が防止されるため、火傷や火災等
の事故を引き起こすおそれがない。In the sheathed heater A of this embodiment having the above configuration, the narrow diameter portion 2 identified as the disconnection point of the heating wire
2 is arranged at the center in the radial direction where a sufficient insulation distance can be provided between the sheath 1 and the inner circumferential surface of the sheath 1. Therefore, when a wire breakage occurs in the narrow diameter portion 22, breakage of the sheath 1 due to dielectric breakdown is prevented, so there is no risk of causing an accident such as burns or fire.
上記シーズヒーターＡは、例えば第３図（ａＪ市に示す
ように、天井取り付は型の暖房機に使用することができ
る。The above-mentioned sheathed heater A can be used, for example, in a ceiling-mounted type heater, as shown in Figure 3 (aJ city).
この暖房機は、天井面Ｒから吊設された、シーズヒータ
ーＡを支持するためのブラケット９．９と、このブラケ
ット９，９によって支持されるシーズヒーターＡの上方
に配置された、熱線を下方へ反射するための反射板７と
を備えている。また、上記暖房機においては、発熱線２
の断線時に、万が−、シース１が破壊されるようなこと
があっても、その際に発生する火花が下方へ落下するこ
とを防止するために、同図中に二点鎖線で示す受は皿８
を、前述した発熱線２の細径部分の下方に配置すること
もできる。This heating machine includes a bracket 9.9 suspended from a ceiling surface R for supporting a sheathed heater A, and a heating wire placed above the sheathed heater A supported by the brackets 9, 9. It is equipped with a reflector plate 7 for reflecting the light. In addition, in the above heating machine, the heating wire 2
In the unlikely event that the sheath 1 is destroyed when the wire breaks, the receiver shown by the two-dot chain line in the figure is installed to prevent the sparks generated at that time from falling downward. plate 8
can also be placed below the narrow diameter portion of the heating wire 2 described above.
なお、以上で説明した実施例のシーズヒーターＡは、直
線状に形成されていたが、本発明のシーズヒーターは、
従来同様に、単数または複数の屈曲部分を有するヘアピ
ン状やリング状等の適宜の形状に形成することができる
。Although the sheathed heater A of the embodiment described above was formed in a straight line, the sheathed heater of the present invention has a
As in the conventional case, it can be formed into an appropriate shape such as a hairpin shape or a ring shape having one or more bent portions.
シース１は、単なる管状のものに限定されず、螺旋状や
平板状の放熱フィンを有する管体を用いることもできる
。The sheath 1 is not limited to a simple tubular shape, and a tubular body having spiral or flat radiation fins can also be used.
図の実施例では、発熱線２の直線部分２１か、発熱線２
の一端の一箇所に設けられていたが、直線部分は、発熱
線の三箇所以上に設けられていても良い。In the illustrated embodiment, the straight portion 21 of the heating wire 2 or the straight portion 21 of the heating wire 2
Although the straight portions are provided at one location on one end of the heating wire, the straight portions may be provided at three or more locations on the heating wire.
上記直線部分２１の位置は、発熱線２の端部には限定さ
れず、発熱線の途中に直線部分を設けても良い。The position of the straight line portion 21 is not limited to the end of the heat generating line 2, and a straight line portion may be provided in the middle of the heat generating line.
発熱線２のウィークポイントは、上記細径部分２２には
限定されず、例えば、上記発熱線２を構成する合金の組
成を部分的に変化させて、断線しやすくしたもの等を採
用することもできる。The weak point of the heating wire 2 is not limited to the narrow diameter portion 22; for example, the composition of the alloy constituting the heating wire 2 may be partially changed to make it easier to break. can.
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変
更を施すことができる。In addition, various design changes can be made without changing the gist of the present invention.
〈発明の効果〉
本発明のシーズヒーターは、以上のように構成されてお
り、発熱線の断線個所として特定されたウィークポイン
トが、シースの径方向の中心部を通る直線部分上に配置
されているため、シースの内周面との間に十分な絶縁距
離を取ることができ、上記ウィークポイントで断線が生
じた際に、絶縁破壊によってシースが破壊されることが
防止される。したがって、本発明のシーズヒーターは、
発熱線が断線する際に、火傷や火災等の事故を引き起こ
すおそれがないものとなっている。<Effects of the Invention> The sheathed heater of the present invention is configured as described above, and the weak point identified as a breakage point of the heating wire is located on a straight line passing through the center of the sheath in the radial direction. Therefore, a sufficient insulation distance can be provided between the wire and the inner circumferential surface of the sheath, and the sheath is prevented from being destroyed due to dielectric breakdown when a wire breakage occurs at the weak point. Therefore, the sheathed heater of the present invention
There is no risk of causing accidents such as burns or fire when the heating wire breaks.
第１図は本発明のシーズヒーターの一実施例を示す縦断
面図、第２図（田は上記実施例の要部を表す拡大断面図
、第２図山）は上記要部の横断面図、第３図（ａｌは上
記実施例のシーズヒーターを用いた暖房機の一例を示す
横断面図、第３図曲は上記暖房機の側面図である。
Ａ・・・シーズヒーター、１・・・シース、２・・・発
熱線、 ３・・・絶縁材、２１・・・直線部分、
２２・・・ウィークポイント（細径部分）。
Ａ・・・シーズヒーター
ト・・シース
２−・・発熱線
３・・・絶縁材
第３図
（Ｇ）
（ｂ）Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the sheathed heater of the present invention, and Fig. 2 is an enlarged sectional view showing the main parts of the above-mentioned embodiment, and Fig. 2 is a cross-sectional view of the main parts. , Fig. 3 (Al is a cross-sectional view showing an example of a heating machine using the sheathed heater of the above embodiment, and Fig. 3 is a side view of the above heating machine. A... Sheathed heater, 1...・Sheath, 2... Heat generating wire, 3... Insulating material, 21... Straight part, 22... Weak point (thin diameter part). A... Sheathed heater... Sheath 2-... Heat generating wire 3... Insulating material Figure 3 (G) (b)
Claims (1)
れた発熱線（２）を配置すると共に絶縁材（３）を充填
したシーズヒーター（Ａ）において、上記発熱線（２）
の少なくとも一箇所に、シース（１）の長手方向に平行
で、且つシース（１）の径方向の中心部を通る直線部分
（２１）を設け、この直線部分（２１）の途中に、経時
変化によって逸早く断線するウイークポイント（２２）
を設けたことを特徴とするシーズヒーター（Ａ）。1. In a sheathed heater (A) in which a spirally wound heating wire (2) is placed inside a metal tubular sheath (1) and filled with an insulating material (3), the heating wire (2) is filled with an insulating material (3). )
A straight line portion (21) that is parallel to the longitudinal direction of the sheath (1) and passes through the center of the sheath (1) in the radial direction is provided at at least one location of the Weak point where the wire breaks quickly due to (22)
A sheathed heater (A) characterized by being provided with.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34001590A JPH0789513B2 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Sheath heater |
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| JP34001590A JPH0789513B2 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Sheath heater |
Publications (2)
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34001590A Expired - Lifetime JPH0789513B2 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Sheath heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789513B2 (en) |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP34001590A patent/JPH0789513B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0789513B2 (en) | 1995-09-27 |
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