JPS58155690A - シ−ズヒ−タの製造方法 - Google Patents

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】 本発明はシーズヒータの製造方法に関するものである。

一般にシーズヒータの絶縁充填材としてマグネシアが用
いられている。このマグネシアは吸湿して絶縁抵抗が低
下するため、はとんどのシーズヒータでは、両端開口部
をガラスあるいは樹脂で封口し、湿気の侵入を防ぐこと
によシ、吸湿による絶縁抵抗の低下を防いでいる。

しかし、このように両端開口部を封口することにより、
湿気の侵入は無くなるが、同時に空気の流入も無くなる
ことになる。

そのため、中・高温用シーズヒータでは電熱線がシーズ
ヒータ内部の空気を短い時間で消費した後、電熱線成分
の気散が起こシ、熱時絶縁抵抗が劣化する。そのため、
絶縁低下速度も速く、寿命も短いものであった。

本発明は、従来のシーズヒータが有していた上記のよう
な欠点を解消せんとするものであり、長寿命で、加熱時
の絶縁抵抗が高く、高絶縁耐圧を有し、かつ絶縁抵抗お
よび絶縁耐圧の経時変化が少ないシーズヒータを提供す
ることを目的としたものである。

第１図に本発明の製造方法にかかるシーズヒータの部分
断面図、第２図にそのＸ−Ｘ断面図を示す。第１図およ
び第２図において、１はスフ　７　Ｖスパイダ、２はパ
イプ１内に収納された鉄、コバルト、ニッケルまたは銅
等の加熱により酸化することが可能な金属よりなる線材
、３はパイプ１内に充填されたマグネシア等よりなる絶
縁充填材、４は電熱線である。なお、第１図および第２
図に示す線材２は第３図に示すような薄板２′であって
もよい。

この構成のシーズヒータを、熱処理することにより、内
部に収納した金属の一部または全体を酸化しパイプ内に
金属酸化物を生成する。

その後、シーズヒータの両端開口部からの吸湿を防止す
るためにパイプ１の両端をガラス封口する。

ステンレスパイプ内に形成される金属酸化物は封口され
たシーズヒータ内部の酸素が電熱線の酸化膜として消費
されることにより、内部の酸素分圧が減少した時点で分
解され、常に一定の酸素分圧を保つためのものであり、
このことにより、電熱線成分の気散等を防止し、シーズ
ヒータの長寿命化を図ることができる。

第４図にシーズヒータの通電時間と加熱状態における絶
縁抵抗の変化の関係を示す。第４図において、参照番号
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、ＩＣ，Ｆ、（ｒは、それぞれ第１表に
示すシーズヒータの特性を示し第１表 なお、酸化物中の酸素の量は、電熱線として用いられる
ニクロム線中に含まれるクロムの量を酸化させ得る量（
酸化されたクロムの量／酸化前のクロムの量）で示して
いる。

第４図から明らかなように、ステンレスパイプ内に金属
酸化物層を形成したシーズヒータの絶縁抵抗変化が、従
来のシーズヒータより少ないことに変え得る量である場
合は、シーズヒータと・して使用可能な一つの目安とし
ての絶縁抵抗値１ＭΩに達する時間が、従来のシーズヒ
ータに比して１０倍以上になり、寿命を大幅に長くする
ことができる。

第５図はシーズヒータを加熱していない場合における内
部の圧力と通電時間の関係を示す特性図であり、第６図
中の参照番号Ａ、Ｂ、Ｇは、それぞれ第１表に示した参
照番号と同一のものを示す。

第６図から、本発明にかかるシーズヒータは、従来のも
のに比して、内部圧力の経時変化が遅いことがわかる。

従来の完全封口されたシーズヒータＧでは、比較的初期
の通電時間において電熱線の酸化反応が進行し、シーズ
ヒータ内部の酸素が完全に取りさられてしまい、その後
も電熱線は加熱され続けるため電熱線は窒化物の被膜を
作り、シーズヒータ内部の圧力が減少しつづけ、シーズ
ヒータ内部には電熱線と反応するものが無くなる。

そのため、電熱線の金属の気散が発生し、徐々に絶縁抵
抗が劣化する。また、この気散を防止するための酸化お
よび窒化膜も少ないため、電熱線のやせほそりも速く、
寿命も短かい。

しかし、本発明によるシーズヒータでは、第５図に示す
ように、シーズヒータの内部圧力は４４気圧（空温測定
）で一定値を示し、窒化が進行しなくなる。とれは、シ
ーズヒータ内部の酸素が電熱線の酸化膜として消費され
、内部の酸素分圧が減少し、パイプ内に生成させた金属
酸化物の分解圧に達すると金属酸化物が分解し、酸素が
電熱線に消費されても、常に一定の酸素分圧を保つよう
になるためである。そのため、金属酸化物が存在する間
はシーズヒータ内部は常に窒化が起こらず、４７５気圧
を保つ。

この反応は、金属酸化物がすべて金属に還元された時点
で終了し、その後、通常のシーズヒータと同様に窒化が
起こり、内部圧は減少し、電熱線との反応物が無くなっ
た時点で電熱線からの金属の気散が起こり第４図に示す
ように絶縁抵抗は徐々に劣化する。しかし、従来のシー
ズヒータに比べ、シーズヒータ内部に多量の酸素を入れ
たことになり、電熱線にクロム線）が高温時に生成する
酸化クロムの皮膜生成を長時間持続させることになるた
め、シーズヒータ内においても、空気中使用と同様の効
果を示し、電熱線自体の寿命も伸びる。また、酸素およ
び窒素が消費された時点では、電熱線に厚い皮膜が生成
されている状態になるため、電熱線からの金属の気散速
度も非常に少なくなり、空気が消費された後の絶縁抵抗
の劣化速度も非常におそくなる。

また、上記実施例のように、ステンレスパイプ内に線状
または薄板状の金属酸化物を形成したシーズヒータと、
シーズヒータの絶縁充填材中に酸化物を均一に分散する
場合とを比較すると、酸化物の量が同じ場合、寿命に関
してはほぼ同様の効果を示すが、熱時絶縁抵抗に関して
は、均一に酸化物を添加した場合には初期値から低い値
を示すことになるが、本発明によるシーズヒータでは初
期値が従来のシーズヒータと同様にマグネシアによる絶
縁抵抗値を示し、以後、この値が長時間続くようになり
、最初から絶縁特性の良いシーズヒータを得ることがで
きる。

なお、上記実施例の金属酸化物としてＦｅ　＊　Ｃｕの
金属酸化物のみについて説明したが、その他に錫、ニッ
ケル、コバルト等の金属酸化物を用いてもほぼ同様な効
果を得ることが確認されている。

以上の説明から明らかなように、本発明の製造方法によ
れば、高熱時絶縁、長寿命のシーズヒータを得ることが
でき、かつ、加熱により酸化が可能な金属材料よりなる
線状体または薄板をパイプの内部に収納するだけでよく
、はぼ従来通シの工程で生産することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるシーズヒータの要部
断面図、第２図は第１図のｘ−ｘ’線における断面図、
第３図は本発明の他の実施例にかかるシーズヒータの断
面図、第４図はシーズヒ−ｐの通電時間に対する絶縁抵
抗の経時変化を示す特性図、第６図はシーズヒータの通
電時間に対する内部圧力の変化を示す特性図である。 １・・・・・・ステンレスパイプ、２・・・・・・金属
よりなる線材、２′・・・・・・金属よりなる薄板、３
・・・・・・電熱線、４・・・・・・絶縁充填材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図　　　第３図 第４図 ：１！Ｌ　　　情と　　旦牟　異り　（Ｈト〕第５図 通電時間（Ｈｐ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パイプと電熱線の間に金属薄板または金属線材を収納す
   るとともに、前記パイプの内部に充填材を充填した後、
   熱処理により前記金属薄板または金属線材を酸化するこ
   とを特徴とするシーズヒータの製造方法。