(57)【要約】【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。【選択図】図４
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【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。
【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
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年4月22日(2009.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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