JPS6041809B2 - シーズヒータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシーズヒータに関し、完成品初期の熱時絶縁抵
抗値が高く、かつ長時間使用後においても熱時絶縁抵抗
値が高く、さらに寿命の長いシーズヒータを提供しよう
とするものである。

一般に、シーズヒータは第１図に示すように、両端に端
子棒１を備えたコイル状の電熱線２を金属パイプ３に挿
入し、この金属パイプ３に電融マグネシア、電融シリカ
、電融アルミナ等の電気絶縁粉末４を充填してなり、必
要に応じて金属パイプ３の両端をガラス５や耐熱性樹脂
６で封口してなるものである。

このシーズヒータは、加熱部品として、その非常に優れ
た性能、品質、簡便さなどから飛躍的に多用されてきて
おり、家庭電化製品を初め、各種工業用や宇宙開発、原
子力などの特殊用途に至るまで、その市場範囲は拡大し
てきている。

その中でも高温用シーズヒータの用途は今後さらに伸び
ていくものと思われる。ところが、世界的視野でシーズ
ヒータの性能および品質の現状をみると、使用状態にお
ける絶縁抵抗値（以下、熱時絶縁抵抗値と称す）が時間
の経過につれて低下してしまうという欠点と、電熱線が
断線するまでの時間が短かいという欠点があつた。

本発明者らは、電気絶縁粉末４に着目し、各種検討した
結果、電気絶縁粉末として、酸化ニッケル粉末を添加し
、電熱線２の成分元素の蒸発現象を著しく抑えることに
より所期の目的である長時間使用後の熱時絶縁抵抗値が
高く、かつ寿命の長いシーズヒータが得られるという結
論を得ている。

しかし、市販の酸化ニッケル粉末は固有抵抗値が低いた
め、この酸化ニッケル粉末を添加したシーズヒータでは
、完成時の熱時絶縁抵抗値が全体的に低くなるものであ
つた。

本発明は、酸化ニッケル粉末を添加した電気絶縁粉末を
用いるシーズヒータにおいて、上記欠ヴを解消し、所期
の目的を達成するシーズヒータを提供しようとするもの
である。

Ｊ 本発明の特徴は、不純物としてのアルカリ金属イオ
ンおよび陰イオンの総重量が０．５重量％以下である酸
化ニッケル粉末を添加したものを電気絶縁粉末４として
使用するところにある。

一般に市販されている酸化ニッケル粉末には、丁ナトリ
ウム、カリウム等のアルカリ金属イオンや、硫酸イオン
、塩素イオン等の陰イオンが製造工程より混入して来る
ため、酸化ニッケル粉末の固有抵抗値を著しく低下させ
ている。

このため、これらの酸化ニッケル粉末を電気絶縁粉末に
添加すると、完成時の熱時絶縁抵抗値が低くなる。しか
し、アルカリ金属イオンや、陰イオンの不純物を抑えた
酸化ニッケル粉末では、固有抵抗値がほとんど低下せず
、本来の酸化ニッケル粉末の高絶縁抵抗値を示すため、
これを用いたシーズヒータでは、完成時の熱時絶縁抵抗
値は高くなる。一方、従来の酸化ニッケル粉末を用いる
ことにより得られる効果はそのまま維持されるために、
長時間使用後の熱時絶縁抵抗値が高く、かつ寿命の長い
シーズヒータを得ることができる。以下、本発明の実施
例について説明する。

実施例１ 数種の金属ニッケル粉末を９００℃で２時間焙焼し、酸
化ニッケル粉末を生成した。

電気絶縁粉末４の主成分として、電融マグネシア粉末を
用い、この電融マグネシア粉末に上記の方法で生成した
各種の酸化ニッケル粉末を１重量％加えて、混合し、電
気絶縁粉末４として、それぞれ準備した。

なお、電融マグネシア粉末は第１表の組成比のものを用
いた。

また、生成した酸化ニッケル粉末のアルカリ金属イオン
及び陰イオンの不純物の量を第２表に示！した。

また、電熱線２として線径０．２９ＴＷＬのニクロム線
第１種を用い、これを巻径２？のコイル状とし、両端に
端子棒１を接続した。

さらに、金属バイブ３として長さ４１３Ｔ！Ｔｍｌ外径
３８Ｔｍｍ１肉厚０．４６ｗＬのＮＳＦ沙（商品名イオ
コロイ８００）を用いた。

この金属バイブ３に上記端子棒１を両端に接続した電熱
線２を挿入し、この金属バイブ３にあらかじめ準備して
おいた上記電気絶縁粉末４を充填４し、圧延減径、焼鈍
（１０５０℃、１紛間）の各工程を経て、金属バイブ３
を長さ５０−、外径６．６？とし、さらに金属バイブ３
の両端を低融点ガラス５および耐熱性樹脂６で封口して
シーズヒータを完成した。

なお、比較のために、従来例として、電融マグネシア粉
末のみを電気絶縁粉末４として使用した場合、さらに比
較例として市販の酸化ニッケル粉末を１重量％添加した
電融マグネシア粉末を使用した場合についても同様にシ
ーズヒータを完成した。

完成したそれぞれのシーズヒータの完成初期の室温での
絶縁抵抗値及びバイブ表面温度７５０℃でノの絶縁抵抗
値を測定した。

なお、第２表において、試料１は従来例を、試料２は比
較例を示す。

また、各試料について、以下に示すシーズヒータの寿命
試験および熱時絶縁抵抗値試験をそれぞれ実施した。

〔寿命試験〕

各シーズヒータについて、金属バイブ３の表面温度が９
５０℃に維持されるように電熱線２に通電し、電熱線２
が断線するまでの日数を調べた。

〔熱時絶縁抵抗値試験〕各シーズヒータについて、金属
バイブ３の表面温度が９５０′Ｃに維持されるように電
熱線２に通電し、熱時絶縁抵抗値の変化を調べた。

なお、熱時絶縁抵抗値を測定する時は金属バイブ３の表
面温度を７５０゜Ｃに低下させて測定した。上記寿命試
験の結果ならびに熱時絶縁抵抗値試験における１１ＥＩ
後の熱時絶縁抵抗値の結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように、１重量％の不純物を含む市
販の酸化ニッケル粉末を添加した電気絶縁粉末を使用し
た試料２では、電融マグネシア粉末のみを使用した試料
１と比較して、完成品初期の熱時絶縁抵抗値が低下する
。しかし、本発明の範囲内にある不純物の量が０．５重
量％以下の酸化ニッケル粉末を使用した試料５〜７のシ
ーズヒータでは、試料１と同レベルの熱時絶縁抵抗値を
示した。

一方、本発明の範囲外にある不純物の量が０．５重量％
以上の酸化ニッケル粉末を使用した試料３、４について
は、従来の試料２と同じレベルであり、熱時絶縁抵抗値
の向上には効果は見られなかつた。

さらに、本発明の範囲内の試料５〜７のシーズヒータは
、従来の電融マグネシア粉末のみを使用した試料１と比
較して、寿命は約１０ｆｆ１となり、また１１１］後の
熱時絶縁抵抗値においても、高い値を示した。

実施例２ 市販の酸化ニッケル粉末を１２００′Ｃで２時間再焙焼
し、酸化ニッケル粉末を精製した。

上記の方法で精製した酸化ニッケル粉末のアルカリ金属
イオン及び陰イオンの不純物の量を分析したところ、０
．３５重量％であった。

実施例１と同様の電融マグネシア粉末に上記酸化ニッケ
ル粉末を１重量％加えて混合し、これを電気絶縁粉末４
とした。

以下、実施例１と同様にしてシーズヒータを完成した。

このシーズヒータについて、実施例１と同様にして、初
期の室温及び熱時での絶縁抵抗値、熱時絶縁抵抗値の経
時変化、寿命を測定した。この結果、実施例１と同様の
効果が得られ、完成品初期の熱時絶縁抵抗値の高い、か
つ長時間使用後においても熱時絶縁抵抗値の高い、寿命
の長いシーズヒータを得ることができた。

以上の説明から明らかなように、不純物としてアルカリ
金属イオン及び陰イオンの総重量が０．５重量％以下で
ある酸化ニッケル粉末を添加したものを電気絶縁粉末と
して用いる本発明のシーズヒータによれば、熱時絶縁抵
抗値が高く、かつ長時間使用後の熱時絶縁抵抗値の高い
、寿命の長い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】

図は一般的なシーズヒータの断面図である。 ２・・・・・・電熱線、３・・・・・・金属バイブ、４
・・・・・・電気絶縁粉末。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属パイプに電熱線を挿入するとともに、電気絶縁
   粉末を充填してなるシーズヒータにおいて、不純物とし
   てのアルカリ金属イオンおよび陰イオンの総重量が０．
   ５重量％以下である酸化ニッケル粉末を添加したものを
   前記電気絶縁粉末として用いることを特徴とするシーズ
   ヒータ。