JP3102128B2 - ヒータ及びその製造方法 - Google Patents
ヒータ及びその製造方法Info
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- JP3102128B2 JP3102128B2 JP04057815A JP5781592A JP3102128B2 JP 3102128 B2 JP3102128 B2 JP 3102128B2 JP 04057815 A JP04057815 A JP 04057815A JP 5781592 A JP5781592 A JP 5781592A JP 3102128 B2 JP3102128 B2 JP 3102128B2
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- heater
- aluminum nitride
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電熱器具の発熱体のう
ち８００℃以上の高温で用いるヒータ及びその製造方法
に関するものである。
ち８００℃以上の高温で用いるヒータ及びその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ヒータとして熱伝導性を向上する
ことを目的にヒータを構成する充填材料として窒化アル
ミニウムが用いられていた。
ことを目的にヒータを構成する充填材料として窒化アル
ミニウムが用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法では、５００℃以下の温度でも従来一般的に用い
られている酸化マグネシウムを充填材料として使用する
ヒータと比較して、電気絶縁性はあまりよくなかった。
更に８００℃以上の温度領域になると著しく電気絶縁性
が劣化するといった問題があった。
の方法では、５００℃以下の温度でも従来一般的に用い
られている酸化マグネシウムを充填材料として使用する
ヒータと比較して、電気絶縁性はあまりよくなかった。
更に８００℃以上の温度領域になると著しく電気絶縁性
が劣化するといった問題があった。
【０００４】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、ヒータ充填材料としての窒化アルミニウムの熱伝
導性を損なうことなく電気絶縁性を向上させることを第
一の目的とするものである。また、従来のヒータの製造
過程を変えることなく窒化アルミニウムの表面に効率的
に酸化アルミニウム層を形成することを第二の目的とす
るものである。更に、窒化アルミニウムの表面を酸化す
る際に窒化アルミニウムの表面を効果的に酸化して酸化
アルミニウム層を形成することを第三の目的とするもの
である。
ので、ヒータ充填材料としての窒化アルミニウムの熱伝
導性を損なうことなく電気絶縁性を向上させることを第
一の目的とするものである。また、従来のヒータの製造
過程を変えることなく窒化アルミニウムの表面に効率的
に酸化アルミニウム層を形成することを第二の目的とす
るものである。更に、窒化アルミニウムの表面を酸化す
る際に窒化アルミニウムの表面を効果的に酸化して酸化
アルミニウム層を形成することを第三の目的とするもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的を達
成するための第一の手段は、金属パイプの内部に発熱体
を配置し、この発熱体と金属パイプとの間に窒化アルミ
ニウムの粒子の表面を酸化アルミニウム層で覆った充填
材料を充填することを特徴とするヒータを提供する。
成するための第一の手段は、金属パイプの内部に発熱体
を配置し、この発熱体と金属パイプとの間に窒化アルミ
ニウムの粒子の表面を酸化アルミニウム層で覆った充填
材料を充填することを特徴とするヒータを提供する。
【０００６】第二の目的を達成するための第二の手段
は、金属パイプの内部に発熱体を配置し、この発熱体と
金属パイプとの間に窒化アルミニウム、あるいは表面が
一部酸化された酸化アルミニウム層の形成された窒化ア
ルミニウムと酸素発生材料とを充填したことを特徴とす
るヒータを提供する。
は、金属パイプの内部に発熱体を配置し、この発熱体と
金属パイプとの間に窒化アルミニウム、あるいは表面が
一部酸化された酸化アルミニウム層の形成された窒化ア
ルミニウムと酸素発生材料とを充填したことを特徴とす
るヒータを提供する。
【０００７】第三の目的を達成するための第三の手段
は、充填材料の窒化アルミニウム、あるいは表面が一部
酸化された酸化アルミニウム層の形成された窒化アルミ
ニウムを金属パイプに充填し、ヒータ製造における所定
の加工をした後、ヒータ内部を脱気し、更に酸素置換し
た雰囲気下で加熱することにより窒化アルミニウムの表
面を酸化アルミニウム層で覆うことを特徴とするヒータ
の製造方法を提供する。
は、充填材料の窒化アルミニウム、あるいは表面が一部
酸化された酸化アルミニウム層の形成された窒化アルミ
ニウムを金属パイプに充填し、ヒータ製造における所定
の加工をした後、ヒータ内部を脱気し、更に酸素置換し
た雰囲気下で加熱することにより窒化アルミニウムの表
面を酸化アルミニウム層で覆うことを特徴とするヒータ
の製造方法を提供する。
【０００８】
【作用】上記第一の手段によれば、窒化アルミニウムの
表面を酸化して、酸化アルミニウム層を形成したものを
充填材料として、パイプに充填しヒータとすることによ
って、窒化アルミニウムよりも高温での電気絶縁性の大
きい酸化アルミニウム層の効果により高温での電気絶縁
性を改善することができる。
表面を酸化して、酸化アルミニウム層を形成したものを
充填材料として、パイプに充填しヒータとすることによ
って、窒化アルミニウムよりも高温での電気絶縁性の大
きい酸化アルミニウム層の効果により高温での電気絶縁
性を改善することができる。
【０００９】第二の手段によれば、窒化アルミニウムあ
るいは、一部表面を酸化アルミニウム層でおおわれた窒
化アルミニウムを充填する際に、酸素発生材料を一緒に
加えておくことにより、ヒータ製造工程中の熱処理によ
って、酸素発生材料が分解して発生した酸素によって窒
化アルミニウムの表面が酸化され酸化アルミニウム層を
形成する。これにより、従来のヒータの製造工程を変え
ることなく効果的に窒化アルミニウム表面に酸化アルミ
ニウム層を形成することができる。
るいは、一部表面を酸化アルミニウム層でおおわれた窒
化アルミニウムを充填する際に、酸素発生材料を一緒に
加えておくことにより、ヒータ製造工程中の熱処理によ
って、酸素発生材料が分解して発生した酸素によって窒
化アルミニウムの表面が酸化され酸化アルミニウム層を
形成する。これにより、従来のヒータの製造工程を変え
ることなく効果的に窒化アルミニウム表面に酸化アルミ
ニウム層を形成することができる。
【００１０】第三の手段によれば、窒化アルミニウムあ
るいは一部表面を酸化アルミニウム層でおおわれた窒化
アルミニウムをパイプに充填し、所定の加工を行なった
後、ヒータ内部の空気を富酸素雰囲気下に置換したあ
と、熱処理することにより効果的に窒化アルミニウムの
表面に酸化アルミニウム層を形成させることができる。
また、ヒータ製造過程途中の圧延、曲げ加工等の物理的
力により破壊された、窒化アルミニウムの表面にも新た
に酸化アルミニウム層が形成することができる。
るいは一部表面を酸化アルミニウム層でおおわれた窒化
アルミニウムをパイプに充填し、所定の加工を行なった
後、ヒータ内部の空気を富酸素雰囲気下に置換したあ
と、熱処理することにより効果的に窒化アルミニウムの
表面に酸化アルミニウム層を形成させることができる。
また、ヒータ製造過程途中の圧延、曲げ加工等の物理的
力により破壊された、窒化アルミニウムの表面にも新た
に酸化アルミニウム層が形成することができる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の第一の手段による一実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１において、
１はヒータの外殻を形成する金属パイプ、２は金属パイ
プ１内に装備した発熱体、３は金属パイプ１と発熱体２
の間に充填した充填材料、４は金属パイプ１の端部開口
部を閉塞した封口材料、５は発熱体２の端子である。以
上のように構成されたヒータについて、３の充填材料は
従来マグネシア（ＭｇＯ）が一般的に使われていたが、
この充填材料に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いるこ
とにより熱伝導性を向上させることができ発熱体への負
荷が小さくなる。従って、ヒータ自体の寿命が延びる結
果となる。しかし、その反面温度が高くなるにつれ窒化
アルミニウムは電気絶縁性が著しく劣化する欠点を有し
ていた。そこで、図２に示すように窒化アルミニウム６
の粒子の表面を酸化し表面に酸化アルミニウム層７を形
成させることにより電気絶縁性はおよそ２倍以上改善す
る事ができる。
ついて、図面を参照しながら説明する。図１において、
１はヒータの外殻を形成する金属パイプ、２は金属パイ
プ１内に装備した発熱体、３は金属パイプ１と発熱体２
の間に充填した充填材料、４は金属パイプ１の端部開口
部を閉塞した封口材料、５は発熱体２の端子である。以
上のように構成されたヒータについて、３の充填材料は
従来マグネシア（ＭｇＯ）が一般的に使われていたが、
この充填材料に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いるこ
とにより熱伝導性を向上させることができ発熱体への負
荷が小さくなる。従って、ヒータ自体の寿命が延びる結
果となる。しかし、その反面温度が高くなるにつれ窒化
アルミニウムは電気絶縁性が著しく劣化する欠点を有し
ていた。そこで、図２に示すように窒化アルミニウム６
の粒子の表面を酸化し表面に酸化アルミニウム層７を形
成させることにより電気絶縁性はおよそ２倍以上改善す
る事ができる。
【００１２】第二の目的を達成する手段の一実施例とし
て、窒化アルミニウム、あるいは表面が一部酸化アルミ
ニウム層で形成された窒化アルミニウムを充填する際に
酸素発生材料として例えば、酸化ニッケル、酸化コバル
ト、酸化クロム、二酸化マンガン等の金属酸化物、硝酸
ニッケル、硝酸コバルト等の硝酸塩類などのうち一種類
あるいは複数を一緒に加えておきパイプに充填する。こ
れらの酸素発生材を同時に加えることにより現行の製造
工程を何等変更することなく窒化アルミニウム表面に酸
化アルミニウム層を形成する事ができ、良好な電気絶縁
性を有することのできるヒータを提供することができ
る。
て、窒化アルミニウム、あるいは表面が一部酸化アルミ
ニウム層で形成された窒化アルミニウムを充填する際に
酸素発生材料として例えば、酸化ニッケル、酸化コバル
ト、酸化クロム、二酸化マンガン等の金属酸化物、硝酸
ニッケル、硝酸コバルト等の硝酸塩類などのうち一種類
あるいは複数を一緒に加えておきパイプに充填する。こ
れらの酸素発生材を同時に加えることにより現行の製造
工程を何等変更することなく窒化アルミニウム表面に酸
化アルミニウム層を形成する事ができ、良好な電気絶縁
性を有することのできるヒータを提供することができ
る。
【００１３】さらに、第三の目的を達成する手段の一実
施例として、図３、図４に基づいて説明する。図３は従
来一般的なヒータの製造工程であり、充填材料３の充填
工程(a)、金属パイプ１の圧延工程(b)、ヒータの焼鈍を
行う熱処理工程１(c)、ヒータを特定の形状に定める加
工工程(d)、ヒータの焼成を行う熱処理工程２(e)、ヒー
タの端部を閉塞する封口工程(f)を経て製造される。本
発明の第三の手段は、図４に示すように従来の加工工程
(d)の後にヒータ内部を脱気し、更に酸素置換を行うガ
ス置換工程（酸化工程）(d-1)を加えることにより圧延
工程(b)及び加工工程(d)で破砕されて表面に露出した窒
化アルミニウム６を酸化させ、電気絶縁性の劣化を防ぐ
ことのできる製造方法である。
施例として、図３、図４に基づいて説明する。図３は従
来一般的なヒータの製造工程であり、充填材料３の充填
工程(a)、金属パイプ１の圧延工程(b)、ヒータの焼鈍を
行う熱処理工程１(c)、ヒータを特定の形状に定める加
工工程(d)、ヒータの焼成を行う熱処理工程２(e)、ヒー
タの端部を閉塞する封口工程(f)を経て製造される。本
発明の第三の手段は、図４に示すように従来の加工工程
(d)の後にヒータ内部を脱気し、更に酸素置換を行うガ
ス置換工程（酸化工程）(d-1)を加えることにより圧延
工程(b)及び加工工程(d)で破砕されて表面に露出した窒
化アルミニウム６を酸化させ、電気絶縁性の劣化を防ぐ
ことのできる製造方法である。
【００１４】
【発明の効果】以上、本発明の第一の手段によれば、窒
化アルミニウムの粒子の表面を酸化して酸化アルミニウ
ム層を形成させることにより、窒化アルミニウムの高熱
伝導性をそれほど下げることなく電気絶縁性のすぐれた
ヒータの充填材料を実現できるものである。
化アルミニウムの粒子の表面を酸化して酸化アルミニウ
ム層を形成させることにより、窒化アルミニウムの高熱
伝導性をそれほど下げることなく電気絶縁性のすぐれた
ヒータの充填材料を実現できるものである。
【００１５】第二の手段によれば、充填材料を充填する
際に酸素発生材料を同時に加えておくことにより、ヒー
タ製造工程を従来の製造工程と変更することなく良好な
電気絶縁性を有するヒータを実現できるものである。こ
れは、ヒータ製造途中の熱処理を行う際に酸素発生材か
ら発生する酸素により窒化アルミニウムの表面が酸化さ
れて酸化アルミニウム層を形成するためである。
際に酸素発生材料を同時に加えておくことにより、ヒー
タ製造工程を従来の製造工程と変更することなく良好な
電気絶縁性を有するヒータを実現できるものである。こ
れは、ヒータ製造途中の熱処理を行う際に酸素発生材か
ら発生する酸素により窒化アルミニウムの表面が酸化さ
れて酸化アルミニウム層を形成するためである。
【００１６】第三の手段によれば、ヒータ製造工程中に
ヒータ内部を酸素雰囲気に置換することにより圧延工程
により破壊され表面に窒化アルミニウムが露出した充填
材料の表面を再び酸化でき電気絶縁性の劣化の少ないヒ
ータを実現できるものである。
ヒータ内部を酸素雰囲気に置換することにより圧延工程
により破壊され表面に窒化アルミニウムが露出した充填
材料の表面を再び酸化でき電気絶縁性の劣化の少ないヒ
ータを実現できるものである。
【図１】本発明の一実施例を示すヒータの断面図
【図２】同ヒータの拡大断面図
【図３】一般的なヒータ製造工程図
【図４】本発明の実施例を示すヒータ製造工程図
１ 金属パイプ ２ 発熱体 ３ 充填材料 ４ 封口材料 ５ 端子 ６ 窒化アルミニウム ７ 酸化アルミニウム層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 3/42 - 3/48 H05B 3/10
Claims (3)
- 【請求項１】 金属パイプの内部に発熱体を配置し、こ
の発熱体と金属パイプとの間に窒化アルミニウムの粒子
の表面を酸化アルミニウム層で覆った充填材料を充填す
ることを特徴とするヒータ。 - 【請求項２】 金属パイプの内部に発熱体を配置し、こ
の発熱体と金属パイプとの間に窒化アルミニウム、ある
いは表面が一部酸化された酸化アルミニウム層の形成さ
れた窒化アルミニウムと酸素発生材料とを充填したこと
を特徴とするヒータ。 - 【請求項３】 充填材料の窒化アルミニウム、あるいは
表面が一部酸化された酸化アルミニウム層の形成された
窒化アルミニウムを金属パイプに充填し、ヒータ製造に
おける所定の加工をした後、ヒータ内部を脱気し、更に
酸素置換した雰囲気下で加熱することにより窒化アルミ
ニウムの表面を酸化アルミニウム層で覆うことを特徴と
するヒータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04057815A JP3102128B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | ヒータ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04057815A JP3102128B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | ヒータ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05258844A JPH05258844A (ja) | 1993-10-08 |
| JP3102128B2 true JP3102128B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=13066419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04057815A Expired - Fee Related JP3102128B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | ヒータ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3102128B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6946274B2 (ja) * | 2015-09-09 | 2021-10-06 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | 高温管状ヒーター |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP04057815A patent/JP3102128B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05258844A (ja) | 1993-10-08 |
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Legal Events
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070825 Year of fee payment: 7 |
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