JPH0235434B2 - SHIIZUHIITA - Google Patents
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- JPH0235434B2 JPH0235434B2 JP28841985A JP28841985A JPH0235434B2 JP H0235434 B2 JPH0235434 B2 JP H0235434B2 JP 28841985 A JP28841985 A JP 28841985A JP 28841985 A JP28841985 A JP 28841985A JP H0235434 B2 JPH0235434 B2 JP H0235434B2
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Description
産業上の利用分野
本発明は、一般調理器具や暖房器具などの幅広
い製品分野における加熱源として応用されるシー
ズヒータに関し、特に長寿命で安価な電熱線を用
いたシーズヒータに関するものである。
従来の技術
従来よりシーズヒータは簡便であるとともに、
安全性が高く、かつ耐食性に優れているため、オ
ーブン、電子レンジ、炊飯器、ホツトプレート、
電気ストーブなど調理および暖房器具の加熱源と
して幅広く使用されている。
このシーズヒータは一般に、両端に端子棒を備
えたコイル状の電熱線を金属パイプの中央部に挿
入し、この金属パイプにマグネシア粉末からなる
電気絶縁粉末を充填した後、圧延減径して製造さ
れる。
このようなシーズヒータの電熱線として従来よ
り、JISに規定される電熱線、すなわちNCHWお
よびFCHWが用いられてきた。
これは、これらの電熱線が大気中での使用にお
いて安定した寿命を有し、また商業的に安定して
供給されているためであつた。
発明が解決しようとする問題点
シーズヒータには前述したようにNCHWおよ
びFCHWが用いられ、約400℃以下の低温用とし
てFCHW２が、約400〜650℃の中温用として
NCHW２が、約650℃以上の高温用として
NCHW１が一般に用いられている。大気中にお
ける電熱線の最高使用温度は、JISによると、
NCHW１およびFCHW２で約1100℃であり、ま
たNCHW２で約1000℃であり、シーズヒータの
場合と明らかに異なり、シーズヒータの場合は大
気中の電熱線の寿命に比べて短寿命であつた。
またコスト的には、NCHWはNiおよびCrを多
く含むため材料コストが高くなり、FCHWは線
引き加工性が悪く、それとともにコストが高いの
が実情であつた。
さらにシーズヒータを調理および暖房器具に用
いるとき、速熱性が要求されるが、NCHWや
FCHWは抵抗温度変化率が小さく（一般に1.1前
後）であるので速熱性に劣るとともに、自己制御
性にも劣つていた。
このように、従来の電熱線を用いたシーズヒー
タにはいろいろな問題があるのが実情であつた。
本発明は、前述した問題点を解決するもので、
長寿命で速熱性および自己制御性を有する安価な
シーズヒータを提供することを目的とするもので
ある。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明は、シーズ
ヒータの電熱線として、Ｃが0.07％以下、Siが
2.00〜3.00％、Mnが0.50％以下、Ｐが0.040％以
下、Ｓが0.030％以下、Crが18.00〜19.00％、残部
がFeからなる合金を用いたものである。
作 用
従来の電熱線の寿命は大気中とシーズヒータの
場合では大きく異なり、シーズヒータ中では短か
くなつた。これは電熱線を取り巻く雰囲気が異な
ることを示している。すなわち、従来の電熱線で
は大気中の酸素による酸化を、NCHWでは
Cr2O3、FCHWではAl2O3の緻密な酸化皮膜を形
成して電熱線と酸素の反応を抑制することにより
電熱線の寿命を長くしているが、シーズヒータ中
では酸素不足の状態になり、本来形成されるべき
酸化皮膜が十分形成されず、逆に電熱線中から、
NCHWではCrが、FCHWではAlが金属状態で減
少し、電熱線がやせ細るとともにシーズヒータの
絶縁を低下させ、寿命の低下を引き起こしてい
た。
本発明の電熱線は、Cr含有量がNCHW１より
少なく、NCHW２やFCHW２と同等であり、ま
たAlは全く含有していない。従つてFCHW２の
ようなAlに起因する極端な寿命低下もなく、ま
たNCHW１やNCHW２とほぼ同等程度の寿命を
有することになる。
一方、コスト面では、Alを含有しないため、
線引き加工性が優れるとともに、高価なNi含有
量が少ないため、材料コストが低くなることによ
り、従来の電熱線に比較して低コストである。
さらに本発明の電熱線は、室温から600℃の範
囲での抵抗温度変化率が約1.25であり、NCHW
１の1.011、NCHW２の1.071およびFCHW２の
1.137に比較して大きく、速熱性および自己制御
性を有していることがわかる。
電熱線の組成の限定理由は以下の通りである。
Ｃは、含有量が多いと寿命低下、加工性の低
下、溶接性の低下を引き起こすため、0.07％以下
とした。Siは、室温での抵抗を高くし、抵抗温度
変化率を適当な値にコントロールするとともに、
耐酸化性を向上させるため、2.00％以上とし、か
つ加工性の低下を考慮して3.00％以下とした。
Mnは、電熱線にとつて有害であるが、合金の作
製、加工上必要であるため、0.50％以下とした。
ＰおよびＳは、電熱線にとつて有害であるため、
極力少ない方が望ましいが、技術的な困難がある
ため、それぞれ0.040％以下、0.030％以下とし
た。Crは、非酸化性雰囲気中では寿命低下につ
ながり、望ましくはないが、シーズヒータの場
合、弱酸化性雰囲気であり、耐酸化性もやや望ま
れる点から18.00〜19.00とした。
実施例
以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図にも
とづいて説明する。
両端に端子棒を備えたコイル状の電熱線を耐食
耐熱超合金NCF800からなる金属パイプに挿入
し、マグネシア粉末からなる電気絶縁粉末を充填
した後、圧延減径し、さらにＵ字状に曲げ加工お
よびプレス加工を施し、外径6.6mm、全長600mmの
Ｕ字状シーズヒータを作製した。これに用いた電
熱線は外径φ0.5mmであり、その組成は次表に示し
た。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a sheathed heater that is applied as a heating source in a wide range of product fields such as general cooking appliances and heating appliances, and particularly to a sheathed heater that uses a long-life and inexpensive heating wire. Conventional technology Conventionally, sheathed heaters are simple and
Because it is highly safe and has excellent corrosion resistance, it can be used in ovens, microwave ovens, rice cookers, hot plates,
It is widely used as a heating source for cooking and heating appliances such as electric stoves. This sheathed heater is generally manufactured by inserting a coiled heating wire with terminal bars at both ends into the center of a metal pipe, filling this metal pipe with electrical insulating powder made of magnesia powder, and then rolling it to reduce its diameter. be done. Conventionally, heating wires specified in JIS, ie, NCHW and FCHW, have been used as heating wires for such sheathed heaters. This is because these heating wires have a stable lifespan when used in the atmosphere and are also stably supplied commercially. Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, NCHW and FCHW are used for sheathed heaters, and FCHW2 is used for low temperatures of about 400℃ or less, and FCHW2 is used for medium temperatures of about 400 to 650℃.
NCHW2 is for high temperature applications of approximately 650℃ or higher.
NCHW1 is commonly used. According to JIS, the maximum operating temperature of heating wires in the atmosphere is:
The temperature was about 1100°C for NCHW1 and FCHW2, and about 1000°C for NCHW2, which was clearly different from the case of the sheathed heater, and the lifespan of the sheathed heater was shorter than that of the heating wire in the atmosphere. In terms of cost, NCHW has high material costs because it contains a large amount of Ni and Cr, while FCHW has poor wire drawability and is also expensive. Furthermore, when using a sheathed heater as a cooking or heating appliance, rapid heating is required, but NCHW and
Since FCHW has a small resistance temperature change rate (generally around 1.1), it is inferior in rapid heating properties and is also inferior in self-control. As described above, the reality is that conventional sheathed heaters using heating wires have various problems. The present invention solves the above-mentioned problems, and
The object of the present invention is to provide an inexpensive sheathed heater that has a long life, heats up quickly, and has self-control properties. Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides heating wires for sheathed heaters that contain 0.07% or less of C and 0.07% or less of Si.
An alloy consisting of 2.00-3.00%, Mn 0.50% or less, P 0.040% or less, S 0.030% or less, Cr 18.00-19.00%, and the balance Fe is used. Effect The lifespan of conventional heating wires differs greatly between the atmosphere and in a sheathed heater, and is shorter in a sheathed heater. This shows that the atmosphere surrounding the heating wire is different. In other words, while conventional heating wires do not oxidize due to oxygen in the atmosphere, NCHW
Cr 2 O 3 and FCHW extend the life of the heating wire by forming a dense oxide film of Al 2 O 3 and suppressing the reaction between the heating wire and oxygen, but in the sheathed heater, there is a lack of oxygen. As a result, the oxide film that should have been formed is not sufficiently formed, and conversely, the inside of the heating wire is
Cr in NCHW and Al in FCHW decreased in a metallic state, causing the heating wire to become thinner and thinner, lowering the insulation of the sheathed heater and shortening its lifespan. The heating wire of the present invention has a Cr content lower than NCHW1, equivalent to NCHW2 and FCHW2, and does not contain Al at all. Therefore, unlike FCHW2, there is no extreme decrease in life caused by Al, and the lifespan is almost the same as NCHW1 and NCHW2. On the other hand, in terms of cost, since it does not contain Al,
In addition to excellent wire drawing processability, the material cost is low due to the low content of expensive Ni, resulting in lower costs compared to conventional heating wires. Furthermore, the heating wire of the present invention has a resistance temperature change rate of about 1.25 in the range from room temperature to 600°C, and NCHW
1.011 of 1, 1.071 of NCHW2 and FCHW2
1.137, indicating that it has rapid heating properties and self-control properties. The reasons for limiting the composition of the heating wire are as follows. If the content of C is high, it causes a decrease in service life, a decrease in workability, and a decrease in weldability, so it is set to 0.07% or less. Si increases the resistance at room temperature and controls the resistance temperature change rate to an appropriate value.
In order to improve oxidation resistance, it was set to 2.00% or more, and in consideration of deterioration in workability, it was set to 3.00% or less.
Although Mn is harmful to heating wires, it is necessary for manufacturing and processing the alloy, so it was set to 0.50% or less.
P and S are harmful to heating wires, so
Although it is desirable to have as little as possible, due to technical difficulties, we set them to 0.040% or less and 0.030% or less, respectively. Cr is undesirable in a non-oxidizing atmosphere as it leads to a shortened lifespan, but in the case of a sheathed heater, it is a weakly oxidizing atmosphere and oxidation resistance is somewhat desirable, so it was set to 18.00 to 19.00. Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 4. A coiled heating wire with terminal rods at both ends is inserted into a metal pipe made of corrosion-resistant and heat-resistant superalloy NCF800, filled with electrical insulating powder made of magnesia powder, rolled to reduce its diameter, and then bent into a U-shape. A U-shaped sheathed heater with an outer diameter of 6.6 mm and a total length of 600 mm was fabricated by pressing. The heating wire used for this had an outer diameter of 0.5 mm, and its composition is shown in the table below.
【表】
電熱線単体（外径φ0.5mm）を大気中で２分通
電／２分休止の冷熱サイクルでの寿命テストを電
熱線温度1200℃で実施すると、第１図のような寿
命値を示した。第１図はそれぞれ５個のサンプル
の平均寿命を示している。
第１図から明らかなように、大気中での電熱線
の寿命は、NCHW２＞FCHW２＞本発明に用い
る電熱線の順序であつた。これはNCHW２や
FCHW２が耐酸化性に優れるためで、冷熱サイ
クルの繰り辺しによるやせ細りが少なくなり、長
寿命となるものである。
第２図は前述したシーズヒータを作製し、寿命
テストをした結果を示したもので、寿命テストは
シーズヒータの表面温度が800℃で、20分通電／
10分休止の冷熱サイクルによる加速テストを実施
した。
一般に低温用（約400℃以下）として用いられ
るFCHW２は寿命が短かく、本発明のシーズヒ
ータはNCHW２を用いた場合に近い寿命値を示
した。これはFCHW２はAlを含有し、シーズヒ
ータ内部で、電熱線内部での拡散が早く、蒸気圧
の高いAlが選択的に消費され、電熱線のやせ細
りが極端に早く起こることによる。本発明のシー
ズヒータの電熱線はAlを含んでいないため、
FCHW２より長寿命となるが、基本的に耐酸化
性に劣るためにNCHW２よりは寿命がやや短か
くなつた。
以上のように本発明のシーズヒータは、
FCHW２を用いたシーズヒータに比較して長寿
命であり、NCHW２を用いたシーズヒータに近
い寿命を示すため、中温領域（約600℃）まで優
れた寿命のシーズヒータを提供できることがわか
つた。
さらに第３図は、前述したシーズヒータ（通電
安定時約600W／100Vの設計）を用いて通電初期
の立ち上がり温度を比較して示したもので、この
第３図からも明らかなように、NCHW２と
FCHW２では差はないが、本発明のシーズヒー
タは立ち上がりが早く、500℃到達時間を比較す
ると、NCHW２やFCHW２の場合約３分である
のに対して、本発明は約2.4分であり、速熱性に
優れていることがわかつた。
第４図はシーズヒータ中の電熱線の温度と抵抗
変化率の関係を示したもので、本発明の場合、抵
抗変化率が大きく、自己制御性を有することがわ
かつた。従つて水中使用のヒータを空焼きした場
合や誤つて高い電圧を印加した場合に高温になり
にくく、断線に至る事故等を防止できる。
発明の効果
以上の設明から明らかなように、本発明のシー
ズヒータによれば、電熱線として、Ｃが0.07％以
下、Siが2.00〜3.00％、Mnが0.5％以下、Ｐが
0.040％以下、Ｓが0.030％以下、Crが18.00〜
19.00％、残部がFeからなる合金を用いているた
め、長寿命で、かつ速熱性に優れ、さらに自己制
御性を有する優れたシーズヒータを提供すること
ができるものである。[Table] When a single heating wire (outer diameter φ0.5 mm) is subjected to a life test in the atmosphere under a cooling/heating cycle of energizing for 2 minutes and resting for 2 minutes at a heating wire temperature of 1200℃, the life values shown in Figure 1 are obtained. Indicated. FIG. 1 shows the average lifetime of five samples each. As is clear from FIG. 1, the life of the heating wire in the atmosphere was in the order of NCHW2>FCHW2>heating wire used in the present invention. This is NCHW2
This is because FCHW2 has excellent oxidation resistance, which reduces thinning due to repeated heating and cooling cycles, resulting in a long life. Figure 2 shows the results of a life test performed on the above-mentioned sheathed heater.
An accelerated test was conducted using a cooling/heating cycle with a 10-minute pause. FCHW2, which is generally used for low temperature applications (approximately 400° C. or lower), has a short lifespan, and the sheathed heater of the present invention showed a lifespan value close to that when NCHW2 is used. This is because FCHW2 contains Al, which quickly diffuses inside the heating wire inside the sheathed heater, and Al having a high vapor pressure is selectively consumed, causing the heating wire to become thinner extremely quickly. Since the heating wire of the sheathed heater of the present invention does not contain Al,
Although it has a longer lifespan than FCHW2, its lifespan is slightly shorter than NCHW2 due to its inferior oxidation resistance. As described above, the sheathed heater of the present invention has
It has a longer life than a sheathed heater using FCHW2 and a lifespan close to that of a sheathed heater using NCHW2, so it was found that it is possible to provide a sheathed heater with an excellent lifespan up to the medium temperature range (approximately 600°C). Furthermore, Figure 3 shows a comparison of the rising temperatures at the initial stage of energization using the aforementioned sheathed heater (designed to have a stable current of approximately 600W/100V).As is clear from this Figure 3, NCHW2 and
There is no difference with FCHW2, but the sheathed heater of the present invention starts up quickly, and when comparing the time to reach 500°C, it takes about 3 minutes for NCHW2 and FCHW2, while the time of the present invention is about 2.4 minutes, which is faster. It was found that it has excellent heat resistance. FIG. 4 shows the relationship between the temperature of the heating wire in the sheathed heater and the rate of change in resistance. In the case of the present invention, it was found that the rate of change in resistance was large and it had self-control. Therefore, even if the heater used in the water is left unheated or a high voltage is applied by mistake, it is unlikely to reach a high temperature, and accidents such as wire breakage can be prevented. Effects of the Invention As is clear from the above description, according to the sheathed heater of the present invention, the heating wire contains 0.07% or less of C, 2.00 to 3.00% of Si, 0.5% or less of Mn, and 0.5% or less of P.
0.040% or less, S 0.030% or less, Cr 18.00~
Since the alloy is made of 19.00% Fe and the balance is Fe, it is possible to provide an excellent sheathed heater that has a long life, has excellent rapid heating properties, and has self-control properties.
第１図は大気中での電熱線単体の寿命を示すグ
ラフ、第２図は本発明の一実施例におけるシーズ
ヒータの寿命を示すグラフ、第３図は同シーズヒ
ータの立ち上がり特性を示すグラフ、第４図は同
シーズヒータの電熱線温度と抵抗変化率の関係を
示すグラフである。
Fig. 1 is a graph showing the lifespan of a single heating wire in the atmosphere, Fig. 2 is a graph showing the lifespan of a sheathed heater in an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a graph showing the start-up characteristics of the sheathed heater. FIG. 4 is a graph showing the relationship between heating wire temperature and resistance change rate of the same sheathed heater.
Claims (1)
3.00％、Mnが0.50％以下、Ｐが0.040％以下、Ｓ
が0.030％以下、Crが18.00〜19.00％、残部がFe
からなる合金を用いたことを特徴とするシーズヒ
ータ。1 As a heating wire, C is 0.07% or less and Si is 2.00~
3.00%, Mn 0.50% or less, P 0.040% or less, S
0.030% or less, Cr 18.00-19.00%, balance Fe
A sheathed heater characterized by using an alloy consisting of.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28841985A JPH0235434B2 (en) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | SHIIZUHIITA |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28841985A JPH0235434B2 (en) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | SHIIZUHIITA |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62147681A JPS62147681A (en) | 1987-07-01 |
| JPH0235434B2 true JPH0235434B2 (en) | 1990-08-10 |
Family
ID=17729970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28841985A Expired - Lifetime JPH0235434B2 (en) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | SHIIZUHIITA |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0235434B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0696830A (en) * | 1991-03-20 | 1994-04-08 | Rohm Co Ltd | Reflow heater for electric parts |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP28841985A patent/JPH0235434B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0696830A (en) * | 1991-03-20 | 1994-04-08 | Rohm Co Ltd | Reflow heater for electric parts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62147681A (en) | 1987-07-01 |
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