説明

ヒータの端末スリーブ

【課題】ヒータを高温で長時間使用しても、内部の真空化に起因する放電の発生を防ぐことができるヒータの端末スリーブを提供することを目的とする。
【解決手段】円形状の板の上面中央に円柱状突起を突設し、円柱状突起の基端側に溝を刻設し、溝にシールОリングを接着した可動板を、中央に孔を穿設した蓋部を有し、中央に孔を穿設した底部を有する円筒状のボスに、円柱状突起を蓋部の孔から突設するようにして収容し、可動板の底面と底部間にバネを縮設するようにしてボスを金属シースの外周に固着したヒータの端末スリーブとした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マイクロヒータ、シースヒータの端末スリーブに関するものである。
【0002】
マイクロヒータ、シースヒータは、金属シースの中に、マグネシアを主成分とする粉末の無機絶縁材を介在させてニクロム線等の発熱線を収容した電気ヒータで、一般に、発熱線が直線状のものがマイクロヒータ、発熱線をコイル状とし、シース径を太く、発熱量を大きくしたものがシースヒータと呼ばれている。
【0003】
端末スリーブは、マイクロヒータ又はシースヒータの端部に設けられたシース内の発熱線と発熱線に電気を供給するニッケル線等の非発熱導線とが接続されている部分である。
【0004】
端末スリーブには種々の形状や構造があるが、基本的な構成はほぼ2種類に大別され、発熱線が2芯のマイクロヒータの端末スリーブについて断面を図示すると、図1(a)
及び(b)のとおりである。
【0005】
マイクロヒータ2には、発熱線22が1芯のものと、図1のようにシース内で発熱線22が往復している2芯のものとがあり、1芯のものはヒータ両端に1芯の端末スリーブが設けられ、2芯のものは図1の如く2芯の端末スリーブ1がヒータの片端に設けられる。また、シースヒータは通常シース内で発熱線が往復することはないので、端末スリーブは1芯のものがヒータの両端に設けられるのが通常である。
【0006】
端末スリーブ1は、無機絶縁材の湿分吸収による絶縁抵抗の低下を防止するために、端末スリーブの金属シース11の封止部12がヒータの金属シース11と溶接等によりシールされ、他端はシール部材15によりシールされる。シール部材15には、ガラスシールやハーメチックシールなどが用いられる。
【0007】
端末スリーブ1内で、18において発熱線22と非発熱線13が溶接等で接続され、空間部には図1(a)のようにマグネシアを主成分とする無機絶縁材粉末14が充填されるか、もしくは(b)のようにマグネシアを主成分とする無機絶縁材粉末14の充填とマグネシア、アルミナ碍子17の収容がなされ、発熱線22及び非発熱導線13の位置を固定して発熱線22、非発熱導線13及び金属シース11が接触するのを防止している。端末スリーブ1を出た非発熱導線13には必要に応じて絶縁被覆16が設けられる。
【0008】
なお、図1(b)の場合は2芯であるので、碍子17は2孔碍子である。1芯の端末スリーブの場合は1孔碍子となる。
【背景技術】
【0009】
ヒータ2(以下、マイクロヒータとシースヒータを一括してヒータと言う)と端末スリーブ1の内部は、無機絶縁材(無機絶縁材粉末14, 碍子17,無機絶縁材粉末23)の湿分吸収による絶縁低下を防ぐために、前述のようにシース(金属シース11,金属シース21)、溶接等による封止部12及びシール部材15により外気雰囲気と遮断されている。
【0010】
ヒータ2と端末スリーブ1の内部収容されている無機絶縁材粉末14,無機絶縁材粉末23の隙間、及び碍子17の内部と周辺には空気が存在し、この空気の製作後の圧力は、製作した工場と同じ大気圧である。
【0011】
ヒータを高温で使用すると、発熱線22の表面及び金属シース21の内面に、ヒータ2と端末スリーブ1の内部空気との反応により、酸化と窒化が生じる。これによって、ヒータ2と端末スリーブ1の内部空気の酸素及び窒素が消費され、かつ外気雰囲気と遮断されているため、内部圧力が低下し、長期間に亘って高温で使用した場合には、内部圧力が真空に近づく。
【0012】
一方、従来から知られているように、圧力が降下すると放電が生じ易くなり、また、低圧力状態で電極近傍の近くに個体物の表面がある場合には、これに沿った沿面放電により、さらに放電が生じ易くなる。
【0013】
このため、図1に示すような従来の端末スリーブを設けたヒータには、高温で長期間使用した場合に、内部の真空化によって、発熱線22と金属シース21又は金属シース11の間、及び非発熱線13と金属シース11の間に放電が生じ易くなるという問題があった。また、図1(b)の如く発熱線12と端末スリーブ1の金属シース11の間に、碍子17やシール部材15の個体表面が存在するような構成では、沿面放電が加わってさらに放電が生じ易くなる問題があった。
【0014】
放電が生じると、ヒータに電流を供給している電線路に設けられている遮断器が開となってヒータ加熱が停止する害があり、大きな放電によって絶縁破壊が生じた場合には、そのヒータは廃棄することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】実開平01−123066号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
本発明は、ヒータを高温で長期間使用しても、内部の真空化に起因する放電の発生を防ぐことができるヒータの端末スリーブを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
ヒータとその端末スリーブの内部を外気雰囲気に開放するためのプラグ、キャップ又は逆止弁機構を設けたヒータの端末スリーブとした。
【発明の効果】
【0018】
定期的にこの端末スリーブのプラグ又はキャップを取り出して、低下した内部の圧力を大気圧に戻すことにより、真空化に起因する放電の発生を防ぐことができる。
【0019】
また、定期的に端末スリーブの逆止弁機構を手動で開けて、低下した内部の圧力を大気圧に戻すことにより、真空化に起因する放電の発生を防ぐことができる。
【0020】
圧力復元時に内部に吸引される空気には湿分も含まれるが、その量は僅かで絶縁抵抗に有意な影響はない。常時開放であれば、端末スリーブ内において無機絶縁材の湿分吸収が連続して続き、絶縁低下を招くことになるが、常時はプラグ、キャップ又は手動逆止弁機構で閉止することにより、吸湿による絶縁低下の弊害を防止できる。
【0021】
実際、高温で長期間使用して放電が生じ易くなったヒータの端末スリーブに孔を開けて外気に開放した際、空気が内部に吸引される音を確認し、その後、放電の発生が無くなることを確認した。
【0022】
また、上記昇圧を進展させて、マイクロヒータ又はシースヒータとその端末スリーブの内部にガスを注入するための逆止弁機構を設けたマイクロヒータ又はシースヒータの端末スリーブとした。
【0023】
定期的に逆止弁機構からガスを、ガスボンベ等を用いて注入することにより、真空化に起因する放電の発生を防ぐことができる。圧力が高いほど放電は発生し易くなるので、大気圧以上の圧力にガスを注入することにより、プラグ又はキャップの開放による昇圧に比べて放電防止効果が高まる。
【0024】
注入するガスとしては、空気や窒素が経済面から望ましい。また、アルゴンガス等の不活性ガスを用いれば発熱線22の表面及び金属シース21の内面の酸化、窒化による減肉を制限できるという副次効果が生まれる。
【0025】
さらに、湿分を取り除いた注入ガスとすることにより、無機絶縁材の吸湿量の増加を完全に無くす効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】図1(a)は端末スリーブに無機絶縁材粉末が充填されたヒータと端末スリーブの断面図であり、図1(b)は端末スリーブに無機絶縁材粉末と碍子が充填されたヒータと端末スリーブの断面図である。
【図2】本発明の実施例1の断面図である。
【図3】本発明の実施例2の断面図である。
【図4】図4(a)は本発明の実施例3の部品ごとの断面図であり、図4(b)は本発明の実施例3のキャップをねじ込んだ状態の断面図である。
【図5】図5(a)は本発明の実施例4の外気雰囲気遮断時の断面図であり、図5(b)は本発明の実施例4の端末スリーブ内部を外気雰囲気に開放した際の断面図である。
【図6】図6(a)は本発明の実施例5の部品ごとの断面図、図5(b)は本発明の実施例5の外気雰囲気遮断時の断面図、図5(c)は本発明の実施例5のガス注入時の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
本発明は、マイクロヒータ又はシースヒータとその端末スリーブの内部を外気雰囲気に開放するためのプラグ又は逆止弁機構を設けたマイクロヒータ又はシースヒータの端末スリーブである。
【実施例1】
【0028】
マイクロヒータ又はシースヒータとその端末スリーブの内部を外気雰囲気に開放するためのプラグを端末スリーブに設けた実施例の断面図を図2に示す。
【0029】
ストレート雌ねじを切ったボス31が、端末スリーブの金属シース11に溶接されており、ボス31の溝にはシールОリング33が装着されている。ボスの雌ねじにストレート雄ねじを切ったプラグ32をねじ込んでシールОリング33を押さえ付けることにより、外気雰囲気と端末スリーブ内を遮断する。端末スリーブ内の外気雰囲気への開放は、プラグ32をボス31から取り外すことにより行う。符号10は無機絶縁材粉末又は碍子である。
【0030】
図示していないが、プラグ32の上面には、ねじ込み及び取り外し時にプラグ32を回転するためのドライバ溝が切られている。
【実施例2】
【0031】
図3は、プラグを設けた他の実施例の断面図である。但し、プラグ42の頭部のみ外観図としている。
【0032】
テーパ雌ねじを切ったボス41が、端末スリーブの金属シース11に溶接されている。ボス41のテーパ雌ねじにテーパ雄ねじを切ったプラグ42をねじ込むことにより、外気雰囲気と端末スリーブ内を遮断する。なお、テーパねじを使用しているので、外気雰囲気遮断のためのシールОリングやパッキン等は不要である。
【0033】
プラグ42のボス41へのねじ込み及びボス41からの取り外しは、プラグの頭部にある六角形部分をスパナで回すことにより行う。
【実施例3】
【0034】
マイクロヒータ又はシースヒータとその端末スリーブの内部を外気雰囲気に開放するためのキャップを端末スリーブに設けた実施例を図4に示す。
【0035】
図4(a)は部品ごとの断面図、(b)はキャップをねじ込んだ状態に断面図である。
【0036】
ストレート雄ねじを切ったボス51が、端末スリーブの金属シース11に溶接されており、ボス51の溝にはシールОリング53が装着されている。ボス51の雄ねじにキャップ52に切ったストレート雌ねじをねじ込んでシールОリング53を押さえ付けることにより、外気雰囲気と端末スリーブ内を遮断する。また、キャップ52をボス51から取り外すことにより、端末スリーブ内を外気雰囲気に開放する。
【0037】
キャップ52には図示していないが、円形である外面の向かい合う2つの箇所が平面に削られており、ねじ込み及び取り外し時にこの平面をスパナで掴んでキャップ52を回す。
【実施例4】
【0038】
マイクロヒータ又はシースヒータとその端末スリーブの内部を外気雰囲気に開放するための手動の逆止弁機構を端末スリーブに設けた実施例を図5に示す。
【0039】
図5(a)は外気雰囲気遮断時の断面図、(b)は端末スリーブ内部を外気雰囲気に開放した際の断面図である。
【0040】
ボス61は、底板65の無い状態のものを先ず作り、次に可動板62、シールОリング63及びバネ64を取り付けた底板65を溶接したもので、この一体を端末スリーブの金属シース11に溶接により取り付けている。
【0041】
可動板62には、円形状の板の上面に溝が切られていて、ここにシールОリング63が接着されており、また、円柱状の突起66が円形状の板の上面中央部に設けられていて、突起66の先端はボス61の蓋部67中央の孔68から外に出ている。
【0042】
常時は、バネ64の力により可動板62がボス61の蓋部に押し付けられ、シールОリング63により端末スリーブの内部は外気雰囲気から遮断されている。
【0043】
外気雰囲気への開放は、ボス61の外に出た可動板62の円柱状突起66を手動で下に押すことにより行う。この操作により可動板62が下方に移動してシールОリング63のシールが外れる。可動板62の円柱状突起66とボス蓋部67の孔68の間には隙間があり、また、ボス底板65には孔69があるので、端末スリーブ内部が外気雰囲気に開放される。
【実施例5】
【0044】
マイクロヒータ又はシースヒータとその端末スリーブの内部にガスを注入するための逆止弁機構を端末スリーブに設けた実施例を図6に示す。
【0045】
図6(a)は部品ごとの断面図、(b)は外気雰囲気遮断時の断面図、(c)はガス注入時の断面図である。
【0046】
外面にストレート雄ねじを切ったボス71が端末スリーブの金属シース11に溶接されており、ボス71の底にはゴムで作られたガス注入口シール部材73が取り付けられている。このシール部材73の上に可動筒75がバネ74を介して収められていて、可動筒75はバネ74の力により、ボス71の上端にある4本の鍵爪78に押し付けられて固定されている。
【0047】
可動筒75の下部は外径が細くなっており、この細くなった部分の外側に図6(b)のB断面図の如く2本のバネ74が取り付けられている。
【0048】
可動筒75の上部の外径が太い部分には、図6(b)のA矢視図に示すように4箇所の切り欠き79があり、ボス71への挿入はこの切り欠き79をボス71の上端にある4本の
鍵爪78の位置に合わせることにより可能である。挿入後、可動筒75を回転して4箇所の切り欠き79と鍵爪78との位置関係を図6(b)の矢視図に示す状態にすることにより可動筒75が鍵爪78に押し付けられる。
【0049】
可動筒75の底部には、ガス注入口77が横方向に1つ開けられている。
【0050】
バネ74は必ずしも2本である必要はなく、例えば3本であっても良い。また、ボス71の鍵爪78と可動筒75の切り欠きも79必ずしも4箇所ある必要はなく、例えば3箇所であってもよい。ガス注入口77についても、同じ高さ位置に複数個設けてもよい。
【0051】
外気雰囲気と端末スリーブ内とを遮断する際は、図6(b)に示すように、ボス12の上面にシールパッキン76を置き、ボスの雄ねじにキャップ72に切ったストレート雌ねじをねじ込んでシールパッキンを押さえ付ける。
【0052】
可動筒75下端及びガス注入口77が、ガス注入口シール部材73より端末スリーブ内に対してシールされ、さらにボス71の開口がシールパッキン76により閉じられているので、端末スリーブ内は外気雰囲気から完全に遮断される。
【0053】
端末スリーブ内にガスを注入する際には、図6(c)に示すように、キャップ72及びシールパッキン76を取り外し、ガス注入ノズル80を可動筒75の底に押し付ける。これにより、バネ74が縮んで可動筒75が下方に移動し、底部のガス注入口77がガス注入口シール部材73から離れ、ガス注入ノズル80からのガスが端末スリーブ内に注入される。
【0054】
ガス注入ノズル80は、実開平01−123066号「ガスライター」図2に示されるような構造のノズルを使用する。図6(c)の点線はこのノズルの断面形状を示しているが、注入ノズル80中間部の水平面が可動筒75の内面中間部の水平面に押し当てられ、外気雰囲気に対して内部を遮断するので、ノズル先端の横穴から噴出したガスは端末スリーブ内に流れ込む。注入時のガスの外部への漏れを抑えるために、可動筒75の内面中間部水平面にシールパッキンを貼り付けておいてもよい。
【0055】
キャップ72には図示していないが、円形である外面の向い合う2つの箇所が平面に削られており、ねじ込み及び取り出し時にこの平面をスパナで掴んでキャップ72を回す。
【0056】
以上の実施例1〜4において、プラグ32,プラグ42、キャップ52,可動板62、ボス31,41,51,61,71、可動板62及び可動筒75の材質は端末スリーブの金属シース11と同じステンレスとしたが、ステンレスに限定されるものではなく、インコネル、炭素鋼等の他の材質であってもよい。
【0057】
ボス31,41,51,61,71の金属シース11への取り付け及びボス61の底板65の取り付けについては、実施例では溶接により行ったが、銀ろう付けでもよい。
【0058】
また、実施例1および3において、シールОリング33,53に代えてシールパッキンを使用してもよく、実施例5ではシールパッキン76に代えて、シールОリングを使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0059】
高温部に電線として敷設され、芯線に高電圧が印加されているМIケーブルの端末に適用することにより、内部の真空化による放電の発生を防止できる。
【符号の説明】
【0060】
1…端末スリーブ
10…無機絶縁材粉末又は碍子
11…端末スリーブの金属シース
32・42…プラグ
31・41…ボス
33…シールОリング
52…キャップ
51…ボス
53…シールОリング
66…円柱状突起
63…シールОリング
62…可動板
68…孔
67…蓋部
69…孔
65…底板
61…ボス
64…バネ
78…鍵爪
71…ボス
73…ガス注入口シール部材
75…可動筒
74…バネ
79…切り欠き
76…シールパッキン
72…キャップ
80…ガス注入ノズル
77…注入口


【特許請求の範囲】
【請求項1】
マイクロヒータ又はシースヒータとその端末スリーブの内部を外気雰囲気に開放するためのプラグ又は逆止弁機構を設けたマイクロヒータ又はシースヒータの端末スリーブ。
【請求項2】
マイクロヒータ又はシースヒータとその端末スリーブの内部にガスを注入するための逆止弁機構を設けたマイクロヒータ又はシースヒータの端末スリーブ。
【請求項3】
円形状の板の上面中央に円柱状突起を突設し、円柱状突起の基端側に溝を刻設し、溝にシールОリングを接着した可動板を、中央に孔を穿設した蓋部を有し、中央に孔を穿設した底部を有する円筒状のボスに、円柱状突起を蓋部の孔から突設するようにして収容し、可動板の底面と底部間にバネを縮設するようにしてボスを金属シースの外周に固着した請求項1記載のヒータの端末スリーブ。
【請求項4】
蓋部を有し、有底で外面にねじを刻設した円筒状で、中央に孔を穿設した底板を溶接して固着し、上部内面に鍵爪を対向させて突設したボスを底板を金属シース外面に溶接により固着し、前記底板上にガス注入口シール部材を貼り付け、上部が大径で下部が小径の可動筒を、前記ガス注入口シール部材上面と大径部下面の間にバネを介在させて収容し、可動筒の大径部外面に上下方向に前記鍵爪と係合する鍵孔及び切り欠きを刻設し、ボスの上面にシールパッキンを載置し、内面にねじを刻設したキャップを前記ボスに螺着させ、ガス注入時には、キャップとシールパッキンとを取り外し、ガス注入ノズルを可動筒内に挿入してバネの付勢力に抗して下方まで移動させ、可動筒の小径部下部の注入口が端末スリーブ内に位置させるようにした請求項2記載のヒータの端末スリーブ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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