JP4675194B2 - Hot water heater - Google Patents
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Description
本発明は、金属製品を鋳造する際に、押湯を加熱する押湯加熱装置に関する。 The present invention relates to a feeder heating apparatus that heats a feeder when a metal product is cast.
鉄や銅、アルミニウム等の金属製品を鋳造する過程では、鋳型内に充填した溶融金属が凝固する際に金属の体積収縮が生じて、鋳造された製品に引け巣と呼ばれる空隙が発生する。この引け巣の発生を防止するために、製品が鋳造される過程で、押湯を鋳型内に補給する必要がある。そのため、押湯は、鋳造過程において、金属が凝固しない温度に加熱、保温されていなければならない。 In the process of casting a metal product such as iron, copper, and aluminum, when the molten metal filled in the mold is solidified, the volume of the metal shrinks, and a void called a shrinkage cavity is generated in the cast product. In order to prevent the occurrence of the shrinkage nest, it is necessary to refill the mold into the mold during the process of casting the product. Therefore, the feeder must be heated and kept at a temperature at which the metal does not solidify during the casting process.
押湯を加熱、保温する方法としては、特許文献1に記載の押湯保温方法が知られている。この押湯保温方法は、図6に示すように、鋳型空隙部52の上部に連設した押湯部55の周囲に電気抵抗発熱体58を配置し、その外周面に設けられた金属製端子59を経て発熱体58に通電して、発熱体58を高温にすることにより押湯を加熱、保温する方法である。
ところが、このような押湯保温方法によれば、発熱体58の発熱に伴い、金属製端子59が高温になって損傷するおそれがあり、耐久性の問題を有していた。
However, according to such a hot water insulation method, the
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、耐久性を高めることができる押湯加熱装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a hot-water heater that can enhance durability.
本発明の前記目的は、導電性を有するスリーブと、前記スリーブに取り付けられた一対の電極とを備え、前記一対の電極間に電圧を印加して前記スリーブに通電することにより、前記スリーブ内に収容された押湯を加熱する押湯加熱装置であって、前記スリーブには、一端側から軸方向に延びる一対の絶縁部が形成されており、前記一対の電極は、前記スリーブの一端側における前記一対の絶縁部により分離された領域にそれぞれ取り付けられている押湯加熱装置により達成される。 The object of the present invention is to provide a sleeve having conductivity and a pair of electrodes attached to the sleeve, and by applying a voltage between the pair of electrodes to energize the sleeve, A hot water heating apparatus for heating a hot water contained therein, wherein the sleeve is formed with a pair of insulating portions extending in an axial direction from one end side, and the pair of electrodes are arranged at one end side of the sleeve. This is achieved by a feeder heating device attached to each of the regions separated by the pair of insulating portions.
また、前記絶縁部は、スリットであることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said insulation part is a slit.
或いは、前記絶縁部は、絶縁材からなることが好ましい。 Alternatively, the insulating part is preferably made of an insulating material.
また、各前記押湯加熱装置において、前記スリーブの内部には、保持筒が内挿されていることが好ましい。 Further, in each of the hot water heaters, it is preferable that a holding cylinder is inserted inside the sleeve.
また、前記スリーブは、一端部の外周面から外方へ突出する一対の取付部を有しており、前記一対の電極は、導電性を有する断熱材を介してそれぞれ前記各取付部に取り付けられていることが好ましい。 Further, the sleeve has a pair of attachment portions projecting outward from the outer peripheral surface of the one end portion, and the pair of electrodes are attached to the respective attachment portions via conductive heat insulating materials. It is preferable.
本発明の押湯加熱装置によれば、耐久性を高めることができる。 According to the feeder heating device of the present invention, durability can be enhanced.
以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る押湯加熱装置1の側面断面図、図2は、押湯加熱装置1の上面図、図3は、図2における押湯加熱装置1のI−I断面図、図4は、図1における押湯加熱装置1のII−II断面図である。 Hereinafter, actual forms of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side sectional view of a hot water heater 1 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of the hot water heater 1, and FIG. 3 is an I- of the hot water heater 1 in FIG. I sectional drawing and FIG. 4 are II-II sectional drawings of the feeder heating apparatus 1 in FIG.
図1に示すように、この押湯加熱装置1は、スリーブ2と、スリーブ2の上端部に取り付けられた一対の電極21、22とを備えており、鋳型40の内部に設置される。
As shown in FIG. 1, the hot water heater 1 includes a
スリーブ2は、通電すると発熱する導電性材料から形成されており、例えば、カーボン、黒鉛、炭化珪素等を含む耐火物や押湯金属に対して相対的に高融点の金属などを使用できる。スリーブ2の内部には、保持筒6がスリーブ2と同心状に内挿されており、スリーブ2の側面には、上端側から軸方向に延びるスリット10が一対形成されている。スリーブ2の上端側において、スリット10により分離された領域には、外周面から外方へ突出する一対の取付部7、8がそれぞれ設けられている。取付部7、8と鋳型40との間には、電極21、22を取付部7、8に固定するための固定板35が設置されている。
The
保持筒6は、外周面がスリーブ2の内周面に接するように収容されており、内部には、溶融金属からなる押湯aが収容される。保持筒6の材質は、熱伝導性及び電気絶縁性に優れており、かつ押湯aを汚染しない材質であることが好ましく、例えば、アルミナ質等を用いることができる。
The
電極21、22は、図2に示すように、それぞれ半円状に形成されており、周縁には、径方向外方へ張り出す張出部21a、22aがそれぞれ設けられている。張出部21a、22aは、図示しないボルトにより固定板35にねじ止めされている。これにより、電極21、22は、取付部7、8にそれぞれ固定されている。また、張出部21a、22aは導電板21b、22bにそれぞれ接続されており、導電板21b、22bはサイリスタ整流器等の電源装置Eに接続されている。これにより、一対の電極21、22間に電圧を印加できる構成になっている。電極21、22と取付部7、8との間には、導電性断熱材32が介在されている。この導電性断熱材32は、導電性、断熱性及び密着性に優れた材質のものが好ましく、本実施形態においては、膨張黒鉛シートを使用している。導電性断熱材32としては、炭素繊維ペーパーや炭素繊維フェルトなどを用いてもよい。
As shown in FIG. 2, each of the
鋳型40は、例えば、砂型や金型等であり、内部には、鋳型空隙部43が形成されており、この鋳型空隙部43は保持筒6の内部と連通している。また、鋳型40には、溶融金属を注入する湯口41及び、湯口41と鋳型空隙部43とを接続する湯道42が形成されている。
The
次に、以上のように構成された押湯加熱装置1を用いて押湯aを加熱する方法を説明する。 Next, a method of heating the hot water a using the hot water heating apparatus 1 configured as described above will be described.
まず、押湯加熱装置1を鋳型空隙部43の上方に立設して、鋳型空隙部43と保持筒6の内部とを連通させる。押湯加熱装置1を設置する位置は、鋳造製品の引け巣が発生しやすい部分を考慮して決定することが好ましい。また、押湯加熱装置1は、周囲に鋳物砂を充填する等して、安定させることが好ましい。
First, the hot water heater 1 is erected above the
次に、電源装置Eをオンにして、一対の電極21、22間に電圧を印加することにより、スリーブ2に通電する。スリーブ2を流れる電流は、一方の電極からスリット10に沿って下方へ流れ、スリット10の下端を回り込むようにして他方の電極に向けて上方へ流れる。これにより、スリーブ2が発熱し、また、スリーブ2の発熱により、保持筒6が加熱される。
Next, the
その後、湯口41から溶融金属を注入すると、溶融金属は、湯道42を通過し、鋳型空隙部43に充填される。また、溶融金属の一部は、鋳型空隙部43から溢れ出て、保持筒6内に充填される。こうして、保持筒6の内部に押湯aが収容され、この押湯aは、スリーブ2の発熱によって加熱される。一方、鋳型空隙部43内の溶融金属は時間が経過すると凝固し、金属製品が鋳造される。この過程において、押湯aは、スリーブ2により加熱されているので、凝固せずに溶融状態を維持する。この時、スリーブ2を流れる電流が電極21、22間の最短経路を流れるので、スリーブ2は、スリット10の下端近傍が特に発熱する。このように、スリーブ2において、スリット10の下端近傍、すなわち、電極21、22の取り付け部分から離れた部分を特に発熱させるので、電極21、22が高温になって損傷することを防止でき、押湯加熱装置1の耐久性を高めることができる。また、スリット10の下端近傍が特に高温になることにより、鋳型空隙部43付近の押湯aを特に加熱することができるので、押湯aを効率良く加熱することができる。
Thereafter, when molten metal is injected from the
さらに、スリット10の下端からスリーブ2の端面までの距離dを短くすれば、スリット10の下端を鋳型空隙部43に近づけることができるので、押湯aをより効率良く加熱することができる。一方、距離dが短すぎるとスリーブ2の強度を維持することができないので、距離dは、スリーブ2の内径の0.01〜2.0倍であることが好ましく、0.1〜1.0倍であることがより好ましい。
Furthermore, if the distance d from the lower end of the
溶融金属が凝固した後、電源装置Eをオフにして、スリーブ2への通電を止める。これにより、スリーブ2は発熱しなくなり、保持筒6の内部に収容された押湯aが凝固する。その後、鋳造製品から鋳型40を取り外し、押湯aから押湯加熱装置1を取り外す。最後に、鋳造製品から押湯aを切り離す。こうして、製品が完成する。
After the molten metal solidifies, the power supply device E is turned off to stop energization of the
本実施形態において、スリット10は、スリーブ2の中心軸に関して対称となるように形成されていることが好ましい。これにより、スリーブ2を左右均等に分割するので、スリーブ2をバランス良く発熱させることができ、押湯aを効率良く加熱することができる。さらに、電極21、22もまた、スリーブ2の中心軸に関して対称となるように取り付けられていることが好ましい。これにより、上記と同様の理由から、スリーブ2を効率良く発熱させることができ、省電力化を図ることができる。
In the present embodiment, the
また、スリーブ2は、側面断面積が平面断面積より小さい構成であることが好ましい。ここで、側面断面積とは、図3の斜線部分Aで示すように、スリーブ2を、中心軸に平行な平面で、一対のスリット10の下端を通る線を含む平面で切断した場合における断面積をいう。また、平面断面積とは、図4の斜線部分Bで示すように、スリーブ2を、中心軸に垂直な平面で切断した断面において、スリット10により分離された領域の片側半分の断面積をいう。このような構成によると、側面断面積を小さくすることにより電気抵抗値が大きくなるので、スリーブ2の下端付近を高温にすることができ、一方、断面積が大きい部分は電気抵抗値が小さいので発熱を抑制することができる。したがって、押湯aを効率良く加熱することができ、省電力化を図ることができる。
Moreover, it is preferable that the
本実施形態において、スリーブ2の電気比抵抗値が小さすぎると、大電流電源が必要になるため省電力化が困難になる。一方、スリーブ2の電気比抵抗値が大きすぎると、電極21、22間に過大な電圧を印加する必要が生じる。したがって、スリーブ2の電気比抵抗値は、10×10−3〜500×10−3Ω・cmであることが好ましい。
In the present embodiment, if the electrical specific resistance value of the
また、本実施形態では、電極21、22と、取付部7、8との間に導電性断熱材32を介在させたので、スリーブ2で発生した熱が電極21、22を介して放熱するのを防ぐことができる。また、電源装置Eの電圧を調節することにより、スリーブ2の温度を容易に制御することができる。更に、スリーブ2の電気抵抗を測定することにより、異常を検出して、交換時期などを判別することができる。
In the present embodiment, since the conductive
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、スリーブ2の軸方向における単位長さあたりの電気抵抗を変化させた構成であってもよい。この場合、電極21、22が取り付けられている上端部の電気抵抗を、他の部分の電気抵抗より大きい構成にすることが好ましい。例えば、スリーブ2の上端部の肉厚を、他の部分の肉厚より厚くすることができる。また、スリーブ2の上端部の材質を、他の部分の材質より電気比抵抗値を小さくしてもよい。これにより、スリーブ2の上端部の発熱を抑制することができるので、電極21、22が高温になって損傷することを防止でき、押湯加熱装置1の耐久性をより高めることができる。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was explained in full detail, the specific aspect of this invention is not limited to the said embodiment. For example, the configuration may be such that the electrical resistance per unit length in the axial direction of the
また、スリーブ2の内周面全体を、テーパ面としてもよい。これにより、製品の鋳造後に、押湯加熱装置1を押湯aから容易に取り外すことができる。また、保持筒6の内周面全体をテーパ面としてもよい。
Further, the entire inner peripheral surface of the
また、スリーブ2の内径は、鋳型空隙部43付近の内径を他の部分の内径より小さくしてもよい。これにより、鋳造製品と押湯aとの接続部分が狭小になるので、押湯aを製品から容易に切り離すことができ、歩留を向上させることができる。
Further, the inner diameter of the
また、本実施形態では、スリット10により絶縁部を形成していたが、図5に示すように、絶縁材31により絶縁部を形成してもよい。絶縁材31としては、アルミナ質の耐火ボード等を用いることができる。この絶縁材31が緻密に形成されている場合には、スリーブ2からの溶湯漏れを防止できるので、スリーブ2に保持筒6を内挿しなくてもよい。このような構成によれば、押湯aをスリーブ2に直接接触させることができるので、押湯aを効率良く加熱することができる。
Moreover, in this embodiment, although the insulating part was formed by the
a 押湯
E 電源装置
1 押湯加熱装置
2 スリーブ
6 保持筒
7 取付部
10 スリット
21 電極
31 絶縁材
32 導電性断熱材
40 鋳型
43 鋳型空隙部
a Hot water E Power supply device 1 Hot
Claims (5)
前記スリーブに取り付けられた一対の電極とを備え、
前記一対の電極間に電圧を印加して前記スリーブに通電することにより、前記スリーブ内に収容された押湯を加熱する押湯加熱装置であって、
前記スリーブには、一端側から軸方向に延びる一対の絶縁部が形成されており、
前記一対の電極は、前記スリーブの一端側における前記一対の絶縁部により分離された領域にそれぞれ取り付けられている押湯加熱装置。 A conductive sleeve;
A pair of electrodes attached to the sleeve;
A feeder heating device that heats the feeder contained in the sleeve by applying a voltage between the pair of electrodes to energize the sleeve,
The sleeve is formed with a pair of insulating portions extending in the axial direction from one end side,
The pair of electrodes is a feeder heating apparatus attached to a region separated by the pair of insulating portions on one end side of the sleeve.
前記一対の電極は、導電性を有する断熱材を介してそれぞれ前記各取付部に取り付けられている請求項1から4のいずれかに記載の押湯加熱装置。
The sleeve has a pair of attachment portions protruding outward from the outer peripheral surface of one end portion,
The hot water heating apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the pair of electrodes are respectively attached to the attachment portions via a heat insulating material having conductivity.
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