JPS6362077B2 - - Google Patents

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JPS6362077B2
JPS6362077B2 JP7623381A JP7623381A JPS6362077B2 JP S6362077 B2 JPS6362077 B2 JP S6362077B2 JP 7623381 A JP7623381 A JP 7623381A JP 7623381 A JP7623381 A JP 7623381A JP S6362077 B2 JPS6362077 B2 JP S6362077B2
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JP
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powder
nickel
insulation resistance
resistance value
sheathed heater
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JP7623381A
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はシーズヒータの製造方法に関し、特に
寿命が長く、かつ長時間使用後の使用状態におけ
る絶縁抵抗値の高いシーズヒータの製造方法を提
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
が断線するまでの寿命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、酸化ニツケ
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
いシーズヒータを製造することができるという結
論を得ている。 しかし、実際のシーズヒータの製造方法を考え
た場合、電気絶縁粉末4に添加する酸化ニツケル
粉末には、均一な分散性、外部応力による偏析の
ないこと、固有抵抗値の高いことなど多くの条件
が要求される。 一方、現在市販されている酸化ニツケル粉末と
分類すると次の2つに大きく分類される。 第一の方法は金属ニツケル粉末の焙焼による方
法であり、第2の方法は各種ニツケル塩の焙焼に
よる方法である。 しかし、シーズヒータの応用を考えた場合、そ
れぞれの製造上の欠点を有している。 第1の方法によるものは、かさ比重が電気絶縁
粉末のかさ比重に近いため容易に電気絶縁粉末に
分散する。しかし、充填時の振動等により酸化ニ
ツケル粉末の偏析が生じやすい。 一方、第2の方法によるものは、非常に1次粒
子が細かく、これが大きな2次粒子として凝集し
ているため、電気絶縁粉末と混合する時に、均一
に分散させることが困難である。 このような酸化ニツケル粉末の偏析や凝集は、
シーズヒータの製造において、著しく作業能率を
低下させるとともに、シーズヒータにおける特
性、特に、耐電圧及び熱時絶縁抵抗値の低下の原
因となり、好ましいものではない。 本発明は、酸化ニツ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の製造方法において
生じる欠点を解消し、所期の目的を達成すること
ができるシーズヒータの製造方法を提供しようと
するものである。 本発明の製造方法の特徴は、酸化ニツケル粉末
として、金属ニツケルとニツケル塩を同時に空気
中で焙焼することにより生成したものを使用する
ところにある。 上記の方法により生成された酸化ニツケル粉末
は、従来より市販されている金属ニツケル粉末及
びニツケル塩を出発原料として得られる酸化ニツ
ケルのよい点を兼ね備えており、このものを電気
絶縁粉末に添加すると容易に分散し、分散後振動
を加えても偏析が生じにくい安定な電気絶縁粉末
を得ることができる。 このため、従来市販の酸化ニツケル粉末を使用
することにより見られた耐電圧の劣化や、熱時絶
縁抵抗値の低いものが見られなくなる。 このような理由により、上記酸化ニツケルを使
用することにより、長時間使用後の熱時絶縁抵抗
値の高いかつ長寿命のシーズヒータを提供するこ
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) ニツケル塩と金属ニツケル粉末を、重量比で、
3対1の割合で混合したものを、空気中で1100℃
で2時間焙焼し、こののち5ミクロン以下に粉砕
することにより酸化ニツケル粉末を準備した。 一方、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、上記方法により製造した酸化ニツケル粉末を
1重量%加えて混合し、これを電気絶縁粉末4と
して準備した。 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。 第1表 MgO 96 〜97 重量% CaO 0.2 〜 0.3 〃 SiO2 2 〜 3 〃 Al2O3 0.4 〜 0.5 〃 Fe2O3 0.14〜 0.16 〃 また、電熱線2として線径0.29mmのニクロム線
第1種を用い、これを巻径2mmのコイル状とし、
両端に端子棒1を接続した。 さらに金属パイプ3として長さ413mm、外径8
mm、肉厚0.46mmのNCF2P(商品名インコロイ800)
を用いた。 この金属パイプ3に、上記端子棒1を両端に接
続した電熱線2を挿入し、この金属パイプ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
填し、圧延減径、焼鈍(1050℃、10分間)の各工
程を経て、金属パイプ3を長さ500mm、外径6.6mm
とし、さらに金属パイプ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、金属ニツケル粉末を焙焼して生成さ
れた市販の酸化ニツケル粉末を1重量%添加した
電融マグネシア粉末、及びニツケル塩を焙焼して
生成した市販の酸化ニツケルを1重量%添加した
電融マグネシア粉末をそれぞれ電気絶縁粉末4と
して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パイプ表面温度750℃で
の絶縁低抗値(以下熱時絶縁抵抗値と称す。)室
温での限界耐電圧を測定し、この結果を第2表に
示す。 また、以下に示すシーズヒータの寿命試験及び
熱時絶縁抵抗値試験をそれぞれ実施した。 〔寿命試験〕 上記各シーズヒータについて、金属パイプ3の
表面温度が950℃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〕 上記各シーズヒータについて、金属パイプ3の
表面温度が950℃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パイプ3の表
面温度を750℃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11日後の熱時絶縁抵抗値の結果を第2
表に示す。
The present invention relates to a method for manufacturing a sheathed heater, and particularly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a sheathed heater that has a long life and a high insulation resistance value in a used state after long-term use. Generally, sheathed heaters are as shown in Figure 1.
A coiled heating wire 2 with terminal rods 1 at both ends is inserted into a metal pipe 3, and the metal pipe 3 is filled with electrical insulating powder 4 such as fused magnesia, fused silica, fused alumina, etc. Both ends of the metal pipe 3 are sealed with glass 5 or heat-resistant resin 6 as required. This sheathed heater has been rapidly used as a heating component due to its excellent performance, quality, and simplicity, and is used in home appliances, various industries, space exploration, nuclear power, and other special applications. Since then, its market scope has been expanding. Among these, the use of high-temperature sheathed heaters is expected to continue to grow in the future. However, when we look at the current state of performance and quality of sheathed heaters from a global perspective, we find that the disadvantage is that the insulation resistance value in use (hereinafter referred to as insulation resistance value when hot) decreases over time, and that the heating wire is The drawback was that the lifespan before disconnection was short. The present inventors focused on the electrical insulating powder 4, and as a result of various studies, added nickel oxide powder as the electrical insulating powder to significantly suppress the evaporation phenomenon of the component elements of the heating wire 2, thereby achieving the intended purpose. It has been concluded that it is possible to manufacture a sheathed heater that has a high insulation resistance value when hot after a certain long period of use, and has a long life. However, when considering the actual manufacturing method of sheathed heaters, the nickel oxide powder added to the electrical insulating powder 4 must meet many conditions such as uniform dispersibility, no segregation due to external stress, and high specific resistance. is required. On the other hand, nickel oxide powders currently on the market can be broadly classified into the following two types. The first method is by roasting nickel metal powder, and the second method is by roasting various nickel salts. However, when considering the application of sheathed heaters, each has manufacturing disadvantages. The material obtained by the first method has a bulk specific gravity close to that of the electrically insulating powder, so it is easily dispersed in the electrically insulating powder. However, the nickel oxide powder tends to segregate due to vibrations during filling. On the other hand, in the second method, the primary particles are very fine and aggregate as large secondary particles, making it difficult to uniformly disperse the particles when mixed with electrical insulating powder. Such segregation and agglomeration of nickel oxide powder
In the production of sheathed heaters, this is not preferable because it significantly reduces work efficiency and causes a decrease in the characteristics of the sheathed heater, particularly the withstand voltage and insulation resistance value when heated. The present invention aims to provide a method for manufacturing a sheathed heater that can eliminate the drawbacks that occur in a method for manufacturing a sheathed heater using electrically insulating powder containing nickel oxide powder and achieve the intended purpose. . The manufacturing method of the present invention is characterized by the use of nickel oxide powder produced by simultaneously roasting metal nickel and nickel salt in air. The nickel oxide powder produced by the above method has all the advantages of conventionally commercially available nickel metal powders and nickel oxides obtained from nickel salts as starting materials, and can be easily added to electrical insulating powders. It is possible to obtain a stable electrically insulating powder that is not easily segregated even if it is dispersed and subjected to vibration after dispersion. For this reason, the deterioration of withstand voltage and the low insulation resistance value when heated, which were observed when using conventional commercially available nickel oxide powder, are no longer observed. For these reasons, by using the above-mentioned nickel oxide, it is possible to provide a sheathed heater that has a high insulation resistance value when hot after long-term use and has a long life. Examples of the present invention will be described below. (Example) The weight ratio of nickel salt and metal nickel powder is
A mixture of 3:1 was heated to 1100℃ in air.
A nickel oxide powder was prepared by roasting for 2 hours and then pulverizing to 5 microns or less. On the other hand, fused magnesia powder is used as the main component of electrical insulating powder 4, and 1% by weight of nickel oxide powder produced by the above method is added and mixed to this fused magnesia powder, and this is prepared as electrical insulating powder 4. did. Incidentally, the fused magnesia powder having the composition ratio shown in Table 1 was used. Table 1 MgO 96 ~ 97 wt% CaO 0.2 ~ 0.3 〃 SiO 2 2 ~ 3 〃 Al 2 O 3 0.4 ~ 0.5 〃 Fe 2 O 3 0.14 ~ 0.16 〃 In addition, as the heating wire 2, a nichrome wire with a wire diameter of 0.29 mm was used. Using type 1, it is made into a coil shape with a winding diameter of 2 mm,
Terminal bar 1 was connected to both ends. Additionally, metal pipe 3 has a length of 413 mm and an outer diameter of 8.
mm, wall thickness 0.46mm NCF2P (product name Incoloy 800)
was used. The heating wire 2 with the terminal bar 1 connected to both ends is inserted into the metal pipe 3, the metal pipe 3 is filled with the electrical insulation powder 4 prepared in advance, and the metal pipe 3 is rolled to reduce its diameter and annealed at 1050°C. , 10 minutes), the metal pipe 3 is made into a metal pipe with a length of 500 mm and an outer diameter of 6.6 mm.
Then, both ends of the metal pipe 3 were sealed with low melting point glass 5 and heat resistant resin 6 to complete a sheathed heater. For comparison, as a conventional example, when only fused magnesia powder was used as electrical insulating powder 4, in addition, 1% by weight of commercially available nickel oxide powder produced by roasting metallic nickel powder was added. Sheathed heaters were similarly completed using fused magnesia powder and fused magnesia powder to which 1% by weight of commercially available nickel oxide, which was produced by roasting nickel salt, was added as electrical insulating powder 4. For each completed sheathed heater, the insulation resistance value at room temperature at the initial stage of completion, the insulation resistance value at a pipe surface temperature of 750°C (hereinafter referred to as insulation resistance value during heating), and the limit withstand voltage at room temperature were measured. The results are shown in Table 2. In addition, a life test and a heat insulation resistance value test of the sheathed heater shown below were conducted. [Lifetime Test] For each of the above-mentioned sheathed heaters, the heating wire 2 was energized so that the surface temperature of the metal pipe 3 was maintained at 950° C., and the number of days until the heating wire 2 broke was examined. [Insulation resistance value test when heated] For each of the above-mentioned sheathed heaters, the heating wire 2 was energized so that the surface temperature of the metal pipe 3 was maintained at 950° C., and changes in the insulation resistance value when heated were examined. In addition,
When measuring the insulation resistance value under heat, the surface temperature of the metal pipe 3 was lowered to 750°C. The results of the above life test and the thermal insulation resistance value after 11 days in the thermal insulation resistance value test are
Shown in the table.

【表】【table】

【表】 第2表から明らかなように、金属ニツケルや、
ニツケル塩を出発原料として用いることにより、
生成された酸化ニツケルを添加する製造方法で
は、それぞれに不均一な分散性を示したり、また
充填時の振動による偏析を生じるため、試料番号
13,16,24,25,27,28,30のシーズヒータにお
いて見られるように、完成初期での熱時絶縁抵抗
値及び耐電圧に著しく悪い影響を与え、実使用時
に耐えないものとなる場合があり、不良率を著し
く高める欠点がある。 しかし、本発明実施例におけるシーズヒータの
製造方法では、不良率を減少させることができる
とともに、従来のマグネシア粉末を使用した試料
番号1〜10のシーズヒータに比較して、寿命を約
10倍に、また11日後の熱時絶縁抵抗値において
は、1桁高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、本発明のシー
ズヒータの製造方法によれば、金属ニツケルとニ
ツケル塩を同時に焙焼することにより生成した酸
化ニツケル粉末を添加した電気絶縁粉末を使用す
ることにより寿命が長く、かつ長時間使用後にお
ける熱時絶縁抵抗値の高いシーズヒータを安定し
て提供することができる。
[Table] As is clear from Table 2, metal nickel,
By using nickel salt as a starting material,
In the manufacturing method of adding the generated nickel oxide, each sample shows non-uniform dispersion and segregation due to vibration during filling, so the sample number
As seen in the sheathed heaters No. 13, 16, 24, 25, 27, 28, and 30, when the insulation resistance value and withstand voltage during the initial stage of completion are significantly adversely affected, making it impossible to withstand actual use. However, it has the drawback of significantly increasing the defective rate. However, the manufacturing method of the sheathed heater according to the embodiment of the present invention can reduce the defective rate and also shorten the lifespan by approximately
We were able to obtain a sheathed heater with insulation resistance 10 times higher and one digit higher in insulation resistance after 11 days. As is clear from the above explanation, according to the manufacturing method of the sheathed heater of the present invention, the use of electrically insulating powder to which nickel oxide powder produced by simultaneously roasting nickel metal and nickel salt is used increases the longevity of the sheathed heater. It is possible to stably provide a sheathed heater that has a long insulation resistance value and a high insulation resistance value when hot after long-term use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は一般的なシーズヒータの断面図である。 2…電熱線、3…金属パイプ、4…電気絶縁粉
末。
The figure is a cross-sectional view of a typical sheathed heater. 2... Heating wire, 3... Metal pipe, 4... Electrical insulation powder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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の製造方
法において、金属ニツケルとニツケル塩を同時に
焙焼して酸化ニツケル粉末を生成し、前記電気絶
縁粉末として前記酸化ニツケル粉末を添加したも
のを用いることを特徴とするシーズヒータの製造
方法。
1. In a method for manufacturing a sheathed heater in which a heating wire is inserted into a metal pipe and electrically insulating powder is filled, nickel metal and nickel salt are simultaneously roasted to produce nickel oxide powder, and the electrically insulating powder is used as the electrically insulating powder. A method for manufacturing a sheathed heater, characterized by using a sheathed heater to which nickel oxide powder is added.
JP7623381A 1981-05-19 1981-05-19 Method of producing sheathed heater Granted JPS57191983A (en)

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JPS57191983A JPS57191983A (en) 1982-11-25
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02134968U (en) * 1989-04-13 1990-11-08
JPH0724B1 (en) * 1988-12-26 1995-01-11

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0724B1 (en) * 1988-12-26 1995-01-11
JPH02134968U (en) * 1989-04-13 1990-11-08

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