JPS6182698A

JPS6182698A - 原子炉模擬試験用発熱装置

Info

Publication number: JPS6182698A
Application number: JP20486584A
Authority: JP
Inventors: 石塚　洋幸; 板倉　健司; 清青木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-29
Filing date: 1984-09-29
Publication date: 1986-04-26
Also published as: JPH0374475B2

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】〔発明の技術分野〕本発明は電気発熱線を用いた発熱装置に関する０〔発明の技術的背景とその問題点〕原子炉設備に関する模擬試験を行なう模擬試験装置とし
て、電気ヒータを備えた筒型の発熱装置が用いられてい
る。

従来の発熱装置は、炉心筒の周囲に金属線からなる発熱
体を螺旋状に巻回して設け、その外周側に炉壁筒を設け
たもので、炉心筒と炉壁筒との間の間隙は両端部を開い
て大気に対して開放した構造となっている。

しかしながらこのような従来の発熱装置は炉心筒と炉壁
筒との間の間隙が大気に対して開放され、この間隙に設
けられる発熱体が醸化雰囲気中に置かれている。このた
め発熱体は発熱による酸化を防止するために、Ｎｌ　−
Ｃｒ　　合金やＭｏ５ｔ！などの耐酸化性をもった金属
からなるものが用いられている。しかしながらこの耐酸
化性金属からなる発熱体は地絞的高温の発熱が行なえず
、Ｎｉ−Ｃｒ　　合金が１２００℃であり、Ｍ６　Ｓ　
ｔ　１の１８００℃が最高であった。

しかしてこの発熱装置において２０００℃以上の高温の
発熱を行なうためには、Ｗ　ＨＭＯなどの高融点金属か
らなる発熱体を用いる必要がある。しかしての高融点金
属からなる発熱体は耐酸化性が弱い丸めに、酸化雰囲気
である炉心筒と炉壁筒との間隙に設けると酸化して使用
できない。

このような高融点金属発熱体を使用する上での問題に対
する方策として、発熱装置全体を非酸化雰囲気、すなわ
ち真空中や不活性ガス中に入れて使用する、あるいは発
熱体を断熱材の内部に埋設する方法がある。しかしなが
ら前者の方法では設備が大掛りで作業が面倒であり、発
熱雰囲気が限定され、また後者の方法では発熱体と断熱
材との熱膨張率の差により断熱材にクラックを生じ、こ
のクラックを介して発熱体が大気に−触れ酸化するとい
発熱はできなかった。

〔発明の目的〕

本発明は前記事情と基づいてなされたもので、高温の発
熱を無理なく行なうことができ灯　ｊ゛、　・る発熱装置を提供することを目的とする０〔発明の概要
〕本発明の発熱装置は、内外に配置した電気絶縁性を有す
る断熱材からなる外筒と内筒との間に発熱体を設け、こ
の外筒と内筒との間の間隙の両端部を封止し、この間隙
の内部を非酸化雰囲気にしたことを特徴とするものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面で示す実施例について説明する０第１図ないし第３図は本発明を原子炉用模擬試験装置に
用いる発熱装置に適用した一実施例を示している。

内筒１と外筒２は両端を開口した円筒体からなるもので
、内外側に同心的に配置して立設されている。内筒１お
よび外筒２は例えばＺｒ０ｔセラミツクスで形成されて
いる。内筒ｌと外筒２との間の間隙３は後述するように
発熱体４を設は且つ発熱体４をリード端子５と接続する
箇所であり、この間隙３は内筒１と外筒２の両端部に無
機接着剤６，６、例えばＺｒＯ，ペーストを充填するこ
とにより気密に封止されている。

内筒Ｉと外筒２の両端開口には例えばＺｒ０１　　セラ
ミックスからなる蓋７１７ｆ、嵌合してＺ　ｒ　Ｏ１ペ
ーストなどの無機接着剤６により接着しである。外筒２
および蓋７，７の周囲にはファイバ状断熱材８が包囲し
て設けてあり、さらにファイバ状断熱材８の周囲には顆
粒状断熱材９が包囲して設けである。

ここで、発熱体イとリード端子５を設ける構成を述べる
。発熱体４は例えばタングステンからなる細線をコ、イ
ル状に連続して形成したものである。リード端子５は例
えばタングステンからなるもので、発熱体４の素線に対
して大きな断面積〆を有するように太い線材を用いてい
る。

内筒１と外ｆｉｉ６２との間の間＠３に面する内筒１の
外周部には軸方向全体にわたり螺旋ｎ１０が形成しであ
る。内筒ノの両端部を除く部分に位置する螺旋溝１０に
は発熱体４が配置しである。

このため発熱体４は内筒１と外筒２の間隙３内部に螺旋
状に巻回して設けられる。内筒ノの両端部に位置する螺
旋溝１０にはリード端子５゜５が配置されて１ハる。こ
れによりリード端子５゜５は間隙３内部の両端部に螺旋
状に巻回して設けられる。発熱体４の両端の端末とこれ
に対向するリード端子５，５端末は内筒１の螺旋溝１０
にて接続される。第４図はその接続部１ノの構造の一例
を示している。すなわちリード端子５の端末を半円形部
６ａに切欠き加工し、この半円形部の平坦面上に発熱体
４の端末をのせて、その周囲に高融点金属例えばタング
ステンからなる細線１２を巻付け、さらに接続部Ｉ２全
体を無機接着剤１３例えばｚｒｏ、　　ペーストにより
固着する。必要に応じて発熱体４の端末をリード端子５
に溶接により固着する。なお、リード端子５．５は各り
内筒１と外筒２の間隙３の両端を閉じる無機接着剤６．
６を貫通して間隙３から導出され、さらに蓋７、断熱材
８，９を通り外部へ導出される。このように発熱体４お
よびリード端子５．５が内＃１と外ｙ：Ｊ２の間　　　
　′隙、７の内部に組込まれる。内筒１と外筒２の間隙
３は両端が無機接着剤６，６により封止して大気としゃ
断され、且つ内部に不活性ガス（ＰＩえばＡ、　　ガス
が封入きれて非ｍ（ヒ雰囲気としである。なお、内涛１
の内部にはこの内部温度を図るｐ８電対Ｉ４が設けであ
る。このようにして発熱装置が構成される。

しかＬ２てこの発熱装置において、内筒１と外筒２との
間の間隙３に発熱体４を設け、この間隙３の両端を封止
しであるので、間隙３の内部に設けた発熱体４は大気中
すなゎら酸化雰囲気に対してしゃ断される。まｌＥ密封
された間隙３の内部不活性ガスを封入して非酸化雰囲気
にしである。このため発熱体４は酸化雰囲気をしゃ断し
７’ＣＪ件の下で使用して発熱させることができる。従
っ又発熱体４としてＷ　、　Ｍ（１、Ｒｅ　。

Ｉｒ　、　Ｏｓなどの高層点金属からなるものを使用し
２０００℃以上の高温で発熱を行なうことができる。こ
こで、内筒１と外筒２は発熱体４の発熱温度を考慮して
高融点酸化物であるＺｒＯ，。

Ａ７．Ｏｓ　、　ＭｇＯ、Ｔｈ０２　、　Ｂｅ０　、１
１４０１などの電気的絶縁体で形成する。内面１と外筒
２の間隙３を封止する無機接着剤６け、発熱体４の発熱
温度ＫＩＴｒ１えられ且つ内筒１および外筒２の材料の
熱膨張係数に近い熱ｍ張係数を有するもの、例えばＺｒ
Ｏ，ペーストを用いる。間ｌ！Ｊ３内部を非酸化雰囲気
にするためには、不活性ガスを封入す石ことの外に間隙
、］を真空にしても良い。

内筒１と外筒２との間ｌ！Ｊ３は空間部として構成しで
ある。そして、発熱体４Ｆｉ間隙３内部において内筒Ｉ
Ｋ影形成た螺旋溝１０に沿って挿入しである。このため
発熱体４は内筒１および外筒２に対してフリーの状態で
組込むことがでることができ、発熱体４の断線および内
筒１および外筒２の破損を防止できる。

リード端子５．５を内筒Ｉと外筒２との間隙３の内部両
端に挿入して発熱体４と接続しであるので、リード端子
５．５自身と、リード端子５．５と発熱体４との接続部
は非酸化雰囲気中にあって酸化を防止することができる
。また、リードムチ５，５の断面積を発熱体４の素線に
対して大きくしていることと、リード端子５゜５を内筒
１の螺旋溝１０に沿って螺旋状に設けであるので、リー
ド端子５，５の発熱を抑えることができる。このためリ
ード端子５，５の酸化を防止し、且つ内筒１と外筒２と
の間Ｖ！Ｊ３の両端を封止する無機接着剤６，６の熱に
よる軟化を防止できる。リード端子５．５は発熱体４と
同勢またはそれ以上の高融点を有する材料で形成する。

発熱体４とリード端子５，５との接続部を第４図で示す
構造とすると、電気的および熱的な面で支障をきたすこ
となく確実な接続を行なえる。

断熱構造は５、発熱体４に近い方からＺ　ｒｏｔ　　セ
ラミックスなどの緻密外断熱材からなる内筒１および外
筒２と、ファイバ状断熱材８と、顆粒状絶豚材９とを組
合せて構成し、であるので、小さな断熱材スペースで２
０００℃以上の高温に対する充分な断熱効果を有し、最
外表面を低い温度にすることができる。また、ファイバ
状断熱材８は内筒１および外筒２の熱、膨張を弾性変形
により吸収し、内筒２および外筒　を損なうことなく断
熱効果を上げることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、高融点金属からな
る発熱体を酸化させることなく使用して高温の発熱を行
なうことができる発熱装置できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発熱装置の一実施例を示す縦断面図、
第２図および第３図は同実施例における内筒、外筒およ
び発熱体の構成を示す横断面図および横断面図、第４図
（ａ）　、　（ｂ）は同実施例における発熱体とリード
端子との接続部を示す縦断面図および横断面図である０１・・・内筒、２・・・外筒、３・・・間隙、４・・・
発熱体、５・・・リード端子、６・・・無機接着剤、７
・・・蓋、８．９・・断熱材、１０・・・桃旋溝。出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦第１図￥２凶石３図１図と４）ｌ／ ≠ ／ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内外に配置した電気絶縁性を有する断熱材からな
る外筒と内筒との間に発熱体を設け、この外筒と内筒と
の間の間隙の両端部を封止し、この間隙の内部を非酸化
雰囲気にすることを特徴とする発熱装置。
（２）発熱体は高融点金属からなるものである特許請求
の範囲第１項に記載の発熱装置。
（３）発熱体はＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｏ＿３の１種か
らなるものである特許請求の範囲第２項に記載の発熱装
置。
（４）外筒および内筒を形成する断熱材は緻密で高融点
酸化物である特許請求の範囲第１項ないし第３項いずれ
かに記載の発熱装置。
（５）外筒および内筒を形成する断熱材はＺｒＯ＿２、
Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＭｇＯ、ＴｈＯ＿２、ＢｅＯ、ＨｆＯ
＿２の１種または２種である特許請求の範囲第４項に記
載の発熱装置。
（６）外筒と内筒との間の間隙を封止する物質は無機接
着剤である特許請求の範囲第１項ないし第５項いずれか
に記載の発熱装置。
（７）外筒と内筒との間の間隙を封止する無機接着剤は
ＺｒＯ＿３ペーストである特許請求の範囲第６項に記載
の発熱装置。
（８）外筒と内筒との間の間隙は真空または不活性ガス
雰囲気である特許請求の範囲第１項ないし第７項いずれ
かに記載の発熱装置。
（９）外筒の外側をファイバ状断熱材で包囲し、さらに
その外側を顆粒状断熱部材で包囲してなる特許請求の範
囲第１項ないし第８項いずれかに記載の発熱装置。
（１０）内筒の外周部には螺旋溝を形成し、この螺旋溝
に沿って発熱体を螺旋状に配置してなる特許請求の範囲
第１項ないし第９項いずれかに記載の発熱装置。
（１１）発熱体と接続するリード端子は高融点金属で形
成され、発熱体より大径である特許請求の範囲第１項な
いし第１０項いずれかに記載の発熱装置。
（１２）リード端子の一部が外筒と内筒との間隙に導入
して発熱体の端部と接続してなる特許請求の範囲第１項
ないし第１１項いずれかに記載の発熱装置。
（１３）内筒の両端部が蓋で閉塞され内筒の内部に温度
計を設けてなる特許請求の範囲第１項ないし第１２項い
ずれかに記載の発熱装置。
（１４）原子力機器の高温加熱装置である特許請求の範
囲第１項ないし第１３項いずれかに記載の発熱装置。