專利名稱：護(hù)套加熱器及其制造方法以及加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電熱水器等各種加熱器中使用的護(hù)套加熱器(發(fā)熱管或電熱管)，尤其與可有效實(shí)施彎曲加工的護(hù)套加熱器及其制造方法以及加加熱器的改進(jìn)有關(guān)。
背景技術(shù)：
眾所周知，多年來在電熱水器等之中，均采用把護(hù)套加熱器配置在儲(chǔ)藏容器內(nèi)，用該護(hù)套加熱器加熱儲(chǔ)存在儲(chǔ)藏容器內(nèi)的水的方式。
此種護(hù)套加熱器是把線圈形的發(fā)熱絲配置在金屬管(加熱器筒體)內(nèi)，同時(shí)，再把作為絕緣粉的氧化鎂填充到金屬管(加熱器筒體)內(nèi)，通過軋制上述金屬管，形成縮徑加工部分，同時(shí)用封口材料封口處理金屬管的兩端開口后而成的。
這時(shí)的此種護(hù)套加熱器自然還是直線形的，但也有不少?gòu)澢庸こ伤栊螤睢?br> 此外，作為此種護(hù)套加熱器的金屬管，多年來廣泛使用SUS304、SUS321等奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼等不銹鋼。
尤其是奧氏體不銹鋼存在應(yīng)力腐蝕裂紋及孔蝕等局部腐蝕的弱點(diǎn)，而鐵素體不銹鋼在這些方面具有很好的耐蝕性，因而更為理想(參照專利文獻(xiàn)1)(專利文獻(xiàn)1)特開平6-260266號(hào)公報(bào)(現(xiàn)有技術(shù)，實(shí)施例、圖1)然而，在此種護(hù)套加熱器之中，當(dāng)遇到作為金屬管使用了鐵素體不銹鋼的情況時(shí)，由于彎曲加工金屬管時(shí)曾以1000℃左右的高溫進(jìn)行過退火處理，若使用混合了防潮劑的硅樹脂的氧化鎂，硅樹脂會(huì)在退火時(shí)全部被分解，使其防潮功能喪失殆盡。因而不能使用混合了硅樹脂的氧化鎂，作為絕緣粉又不得不使用了混合防潮劑的氧化鎂。
在此狀態(tài)下，采用下述方法在金屬管退火處理之后，為了去除具有吸濕性的氧化鎂中的濕氣，用350～400℃干燥，然后再用玻璃封口材料封住金屬管的端部開口。
這時(shí)，由于伴隨氧化鎂的干燥工序及玻璃封口工序，因而不僅使護(hù)套加熱器的加工工序變長(zhǎng)，而且進(jìn)行玻璃封口時(shí)，還需要有把玻璃粉加熱到軟化點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行溶化封口的工序，除此以外，由于還需要有進(jìn)行是否完全密封的檢查工序，因而不僅制造成本膨脹，而且由于玻璃封口材料的耐機(jī)械沖擊性能差，因而存在處理時(shí)需要小心對(duì)待的技術(shù)性課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述技術(shù)性課題而提出來的，目的在于提供一種具有良好的抗局部腐蝕的耐蝕性，廉價(jià)且便于制造的護(hù)套加熱器(sheath heater)及其制造方法以及加熱器。
為了解決上述技術(shù)課題，本發(fā)明人等就彎曲加工由鐵素體不銹鋼構(gòu)成的加熱器筒體時(shí)的退火溫度重新進(jìn)行了探討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)退火溫度在850℃以下仍然可進(jìn)行加熱器筒體的彎曲加工，進(jìn)而提出了本發(fā)明方案。
也就是說正如圖1所示，本發(fā)明的特征在于在加熱器筒體1內(nèi)配置發(fā)熱絲2的同時(shí)，在該發(fā)熱絲2的兩端連接從該加熱器筒體1的端部引出的端子件3，在把絕緣粉4填充到加熱器筒體1內(nèi)之后，通過縮徑加工加熱器筒體1而成的護(hù)套加熱器之中，用鐵素體不銹鋼構(gòu)成加熱器筒體1的同時(shí)，用不包括氣密封材料在內(nèi)的簡(jiǎn)易封口材料5封住加熱器筒體1的端部開口。
在這樣的技術(shù)手段之中，本案以縮徑加工了加熱體筒體1的工件(設(shè)為縮徑加工部分1a)為前提，主要以實(shí)施彎曲加工的形態(tài)(具有彎曲加工部分1b的形態(tài))為對(duì)象，但也包括沒有彎曲加工部分1b的直線形的形態(tài)。
此外，發(fā)熱絲2的形狀可以是直線型、U字型等任意形狀，端子件3可以是從加熱器筒體1的兩端引出或從一端引出的任意一種形態(tài)。
還有，作為端子件3通常使用棒狀件，但只要具有作為端子電極功能的，任何形態(tài)均可以。
再就是，絕緣粉4被覆發(fā)熱絲2的同時(shí)，還具有作為導(dǎo)熱材料給加熱器筒體導(dǎo)熱的功能，最好使用氧化鎂等熱導(dǎo)率高的材料。此外，該絕緣粉4通可過縮徑加工加熱器簡(jiǎn)體1，提高填充密度，從而可使發(fā)熱絲2與加熱器筒體間的導(dǎo)熱性提高。
此外，加熱器筒體1采用鐵素體不銹鋼構(gòu)成即可，鐵素體不銹鋼之中有SuS444、YUS190等。
該鐵素體不銹鋼較之奧氏體不銹鋼，具有更好的抗應(yīng)力腐蝕裂紋及抗孔蝕等抗局部腐蝕性，因而更為理想。
還有，由于在加熱器筒體1的至少一端上留有用來填充絕緣粉4的開口，因而該開口需在填充絕緣粉4后的工序中進(jìn)行封口處理。
本案中的該封口處理，用簡(jiǎn)易封口材料5就足夠了。此處的簡(jiǎn)易封口材料只要不含氣密封口材料(玻璃封口材料等)就行，適當(dāng)選擇絕緣橡膠(硅膠等)與絕緣襯墊(氧化鋁陶瓷等的絕緣子)的組合等也沒有關(guān)系。
這時(shí)，由于是用簡(jiǎn)易封口材料進(jìn)行的封口處理，如果絕緣粉4是具有吸濕性的材料(例如氧化鎂)，最好能防潮，例如如能使絕緣粉4中含有防潮劑(硅膠等)就可以了。這時(shí)，作為含有防潮劑的方式，可利用熱處理時(shí)的熱能在絕緣粉4表面形成覆蓋膜，也可以預(yù)先在絕緣粉4上形成涂層。
尤其是本案最好采用對(duì)加熱器筒體1實(shí)施了彎曲加工的方式。
這時(shí)，作為實(shí)施彎曲加工的護(hù)套加熱器的理想制造方法，可對(duì)實(shí)施了縮徑加工的棒狀的護(hù)套加熱器半成品，至少在850℃以下的退火溫度條件下實(shí)施退火處理之后，實(shí)施彎曲加工。
如上所述，在加熱器簡(jiǎn)體1的彎曲加工時(shí)通常都進(jìn)行退火處理，但由于本案用很低的退火溫度即可解決問題，因而作為絕緣粉4，可使用在氧化鎂中混合了用來防潮的防潮劑(硅樹脂等)的產(chǎn)品。
還有，本發(fā)明并不局限于護(hù)套加熱器6，安裝了上述的護(hù)套加熱器的加熱器(包括以電熱器為首的各種形態(tài)的加熱器)也是對(duì)象。
若采用本發(fā)明涉及的護(hù)套加熱器，由于作為加熱器筒體使用了鐵素體不銹鋼，并用簡(jiǎn)易封口材料密封加熱器筒體端部的開口，因而除了可很好地保持抗局部腐蝕的耐蝕性之外，還不必進(jìn)行包括玻璃封口之類的氣密封口材料在內(nèi)的封口處理，從而可相應(yīng)簡(jiǎn)化護(hù)套加熱器的制造過程，并可很好地保持護(hù)套加熱器的使用性。
此外，若采用本發(fā)明涉及的護(hù)套加熱器的制造方法，由于用較低的退火溫度即可對(duì)加熱器筒體進(jìn)行彎曲加工，因而作為加熱器筒體中填充的絕緣粉，可使用含有防潮劑的絕緣粉，可簡(jiǎn)單地制造出封口處理簡(jiǎn)單且實(shí)施了彎曲加工的護(hù)套加熱器。
還有，若采用本發(fā)明涉及的加熱器，由于使用了局部耐蝕性能良好、價(jià)格低，同時(shí)便于生產(chǎn)加工的護(hù)套加熱器，因而可輕松提供廉價(jià)而又安全性高的加熱器。


圖1是表示本發(fā)明涉及的護(hù)套加熱器概要的說明圖。
圖2(a)是表示安裝了本發(fā)明涉及的護(hù)套加熱器的電加熱器的實(shí)施方式1的說明圖。
圖2(b)是表示實(shí)施方式1中使用的護(hù)套加熱器的詳細(xì)內(nèi)容的說明圖。
圖3(a)是表示實(shí)施方式涉及的護(hù)套加熱器的制造工序的說明圖。(b)是表示比較方式涉及的護(hù)套加熱器的制造工序的說明圖。
圖4(a)～(d)是模式性表示實(shí)施方式涉及的護(hù)套加熱器的制造工序的說明圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖中所示的實(shí)施方式，詳細(xì)說明本發(fā)明。
(實(shí)施方式1)
圖2(a)示出安裝了本發(fā)明的護(hù)套加熱器的電熱水器的實(shí)施方式。
在該圖之中，電熱水器50是靠?jī)?chǔ)水槽支架52支持儲(chǔ)水槽51，在該儲(chǔ)水槽51上部連接著熱水出水管51a的同時(shí)，在其下部連接著進(jìn)水管51b，還有，在儲(chǔ)水槽51內(nèi)配置了護(hù)套加熱器20的同時(shí)，并將護(hù)套加熱器20固定在儲(chǔ)水槽51的外壁上加熱儲(chǔ)存在儲(chǔ)水槽51內(nèi)的水的。
而標(biāo)號(hào)55是為了給儲(chǔ)水槽51保溫而覆蓋在儲(chǔ)水槽51周圍的保溫材料。
正如圖2(b)所示，在本實(shí)施方式中，護(hù)套加熱器20是在金屬管21內(nèi)插入兩端與端子棒23、24連接的線圈形的發(fā)熱絲22的同時(shí)，一方面使上述端子棒23、24從該金屬管21的兩端外露，同時(shí)把絕緣粉26填充到上述金屬管21內(nèi)之后，通過對(duì)金屬管21進(jìn)行縮徑加工，形成縮徑加工部分21a，進(jìn)而通過彎曲加工，形成彎曲加工部分21b的。
在本實(shí)施方式中，金屬管21由鐵素體不銹鋼構(gòu)成。尤其是作為理想的鐵素體不銹鋼，可使用SUS444、YUS190號(hào)等。
這時(shí)，金屬管21的壁厚通常使用0.6～1.0mm左右的管材，不過只要在可進(jìn)行彎曲加工的范圍內(nèi)，適當(dāng)選擇也未嘗不可。
此外，作為發(fā)熱絲22通常沿金屬管21的軸心配置，但并不受此局限，也可以任意配置。
還有，作為絕緣粉26，最好使用導(dǎo)熱性能好的材料，例如氧化鎂等。本例中使用了在有吸濕性的氧化鎂之中混合了作為防潮劑使用的硅樹脂材料。
此外，在本實(shí)施之中，金屬管21的兩端開口使用簡(jiǎn)易封口材料28封口。這里所說的簡(jiǎn)易封口材料28是指不包括玻璃封口材料之類的氣密封口材料在內(nèi)的封口材料，例如用作為絕緣橡膠的硅膠28a和由氧化鋁陶瓷等的絕緣子構(gòu)成的絕緣襯墊28b進(jìn)行封口。
而在圖2(b)中，護(hù)套加熱器20可通過插入安裝用法蘭盤60的安裝孔61，然后焊接固定。
下面參照?qǐng)D3(a)及圖4(a)～(d)，說明本實(shí)施方式涉及的護(hù)套加熱器20的制造工序。
制造護(hù)套加熱器20時(shí)，首先如圖4(a)所示，預(yù)先制成發(fā)熱絲22兩端連接了端子棒23、24的配件25，然后把上述配件25插入金屬管21內(nèi)。
接著如圖3(a)，及圖4(b)所示，把絕緣粉26填充到金屬管21內(nèi)的同時(shí)，以使端子棒23、24外露的狀態(tài)，使用(例如絕緣橡膠、絕緣紙等)栓塞27臨時(shí)固定在金屬管21的兩端。
在該狀態(tài)下，正如圖3(a)所示，通過對(duì)金屬管21實(shí)施軋制(縮徑加工)，形成縮徑加工部分21a(參照?qǐng)D4(c)。
在此之后，對(duì)已實(shí)施了縮徑加工的護(hù)套加熱器20的半成品實(shí)施彎曲加工。但在進(jìn)行該彎曲加工時(shí)，作為前期工序，需進(jìn)行圖3(a)所示的低溫退火處理。該低溫退火處理是把退火爐內(nèi)的退火溫度設(shè)定在規(guī)定的低溫退火溫度(600-850℃)，通過把護(hù)套加熱器20的半成品放置在可適當(dāng)選擇傳送速度的傳送帶上傳送來進(jìn)行的。
該低溫退火處理時(shí)，由于護(hù)套加熱器20的半成品可在短時(shí)間內(nèi)用600～850℃的退火溫度進(jìn)行處理，因而絕緣粉26中的硅樹脂被該熱量溶化而在氧化鎂表面形成被覆膜，該硅樹脂構(gòu)成的被覆膜可防止外面的潮氣進(jìn)入氧化鎂。
接著，在進(jìn)行了彎曲加工之后，去除金屬管21兩端的臨時(shí)栓塞27，如圖4(d)所示，用簡(jiǎn)易封口材料28(硅膠28a+絕緣襯墊28b)進(jìn)行封口處理。
關(guān)于安裝法蘭盤60的焊接工序，既可以在用簡(jiǎn)易封口材料28封口處理前進(jìn)行，也可以在上述封口處理后進(jìn)行。
此外，作為其比較方式，下面參照?qǐng)D3(b)說明作為金屬管使用鐵素體不銹鋼，并在經(jīng)過高溫退火處理(1050～1100℃左右)之后實(shí)施彎曲加工的護(hù)套加熱器的制造工序。
該比較方式中的護(hù)套加熱器，將端子棒連接到發(fā)熱絲兩端，使之成為一體后插入金屬管內(nèi)。接著在金屬管內(nèi)填充絕緣粉的同時(shí)，在使端子棒外露的狀態(tài)下臨時(shí)栓塞金屬管的兩端。
在該狀態(tài)下，通過對(duì)金屬管實(shí)施軋制(縮徑加工)形成縮徑加工部分。
接著，在彎曲加工之前，對(duì)金屬管實(shí)施高溫退火處理(例如退火爐內(nèi)的退火溫度為1050～1100℃左右)，通過使金屬管軟化之后進(jìn)行彎曲加工，形成彎曲加工部分。
接著去除彎曲加工后的金屬管兩端的臨時(shí)栓塞，使金屬管內(nèi)的絕緣粉干燥，作為對(duì)上述絕緣粉的防潮措施，用玻璃封口材料進(jìn)行氣密性封口，然后再用二次封口材料(硅膠+絕緣襯墊)進(jìn)行封口。
如上所述，在比較方式之中，要想對(duì)金屬管實(shí)施彎曲加工，必須事先進(jìn)行1050-1100℃左右的高溫退火處理，但在此時(shí)，若使用混合了硅樹脂的絕緣粉，該絕緣粉內(nèi)含有的硅樹脂會(huì)因老化而喪失防水性。
所以，要想有效防止空氣中的潮氣，作為金屬管端部的封口處理，就得進(jìn)行玻璃封口之類的氣密封口，這樣很可能使制造成本增大。
與之相反，本實(shí)施方式雖然使用同樣的鐵素體不銹鋼構(gòu)成的金屬管21，但由于彎曲加工前的退火處理用低溫退火處理即可解決問題，因而即使使用混合了硅樹脂的絕緣粉26，也能夠避免因硅樹脂的老化造成的防水性能消失。
此外，由于可保持防水性，因而作為金屬管21的封口處理，不必采用玻璃封口之類的氣密封口，從而可使制造成本相應(yīng)下降。
權(quán)利要求
1.一種護(hù)套加熱器，其特征在于在加熱器筒體內(nèi)配置發(fā)熱絲，同時(shí)在該發(fā)熱絲的兩端連接從加熱器筒體端部引出的端子件，在把絕緣粉填充到加熱器筒體內(nèi)之后，通過縮徑加工加熱器筒體而成的護(hù)套加熱器之中，用鐵素體不銹鋼構(gòu)成加熱器筒體，同時(shí)用不包括氣密材料的簡(jiǎn)易封口材料封住加熱器筒體的端部開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的護(hù)套加熱器，其特征在于加熱器筒體被實(shí)施了彎曲加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)套加熱器，其特征在于絕緣粉中含有防潮劑。
4.一種用于制造權(quán)利要求2所述的護(hù)套加熱器的制造方法，其特征在于對(duì)于縮徑加工后的棒狀的護(hù)套加熱器半成品，在至少850℃以下的退火溫度條件下退火處理之后，實(shí)施彎曲加工。
5.一種加熱器，其特征在于配置了權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的護(hù)套加熱器。
全文摘要
本發(fā)明涉及護(hù)套加熱器及其制造方法以及加熱器。提供一種具有良好的抗局部腐蝕的耐蝕性，廉價(jià)且便于制造的產(chǎn)品。在加熱器筒體1內(nèi)配置發(fā)熱絲2，同時(shí)在該發(fā)熱絲2的兩端連接從該加熱器筒體1的端部引出的端子件3，在把絕緣粉4填充到加熱器筒體1內(nèi)之后，通過縮徑加工加熱器筒體1而成的護(hù)套加熱器之中，用鐵素體不銹鋼構(gòu)成加熱器筒體1，同時(shí)用不包括氣密材料的簡(jiǎn)易封口材料5封住加熱器筒體1的端部開口。
文檔編號(hào)H05B3/78GK1697574SQ20051007029
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者青木正之, 日比野浩一, 新井啟太郎, 唐澤久 申請(qǐng)人:榮有限公司, 東芝電氣設(shè)備株式會(huì)社