JP5360958B2 - 溶解用ルツボ - Google Patents

Description

本発明は、ヒータ線を用いてルツボ内を加熱して金属を溶解させる溶解用ルツボに関する。

鋳物を成形する場合など、金属を溶解させる場合には、溶解用ルツボが用いられることが一般的である。
溶解用ルツボは、黒鉛等で形成されているルツボ本体と、ルツボ本体の外周面に巻き付けられたヒータ線と、ルツボ本体の周囲に配置されている断熱材とを備えている。
溶解用ルツボを加熱する場合、ルツボ本体の外周面に設けられたヒータ線に電流を流すことによって溶解用ルツボを加熱するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

図４に、従来の溶解用ルツボの側面図を示し、図５に、従来の溶解用ルツボの平面図を示す。
従来の溶解用ルツボ１０の外周面には、ヒータ線１２が、ルツボ本体１１の円周上に沿ってコイル状に巻き付けられている。

溶解用ルツボ１０は、外周面にヒータ線１２が巻回された後、その周囲に断熱材１４が配置される。そして、断熱材１４とルツボ本体１１との間の隙間１３には、アルミナ微粒子やマグネシア微粒子などの熱伝導性の良い熱伝導性充填材１６が充填される。このような熱伝導性充填材１６が充填されることによって、ヒータ線１２の熱が溶解用ルツボ１０全体に全体に伝導され、溶解用ルツボ１０は効率よく加熱される。

特開２００６−３８４３６号公報

従来のようにコイル状にヒータ線を巻き付けた溶解用ルツボでは、図６に示すように、ヒータ線がほぼ水平方向に沿って表れる。したがって、ルツボ本体と断熱材との間の隙間の上方から熱伝導性充填剤を流し込もうとしてもヒータ線が邪魔で熱伝導性充填材が下方に落ちていかず、熱伝導性充填材の充填が困難になる場合もあるいった課題がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、ルツボ本体と断熱材との間の隙間に熱伝導性充填材を良好に充填させることができる溶解用ルツボを提供することにある。

本発明は上記目的を達成すべく、以下の構成を備える。
すなわち、本発明の溶解用ルツボによれば、ルツボ本体と、ルツボ本体の周囲に設けられたヒータ線と、ルツボ本体の外壁面と所定間隔の隙間をあけて配置される断熱材と、前記隙間内に充填される熱伝導性充填材とを備えた溶解用ルツボにおいて、前記ヒータ線は、ルツボ本体の上下方向に折り曲げ部が位置するようなつづら折り状に設けられていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、ルツボ本体の外周面には、ヒータ線が水平方向に表れる部分を小さくすることができる。このため、ルツボ本体の外周面と断熱材との間の隙間が狭いような場合であっても、ヒータ線が邪魔にならず、熱伝導性充填材を良好に充填することができる。

また、前記ルツボ本体には、前記ヒータ線をはめ込むことができる凹部が、ルツボ本体の上下方向にヒータ線の折り曲げ部が位置するようなつづら折り状に形成されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、ヒータ線の形状がつづら折り状となるように維持することができるとともに、ヒータ線を直接ルツボ本体に接触させることができるので、加熱効率を上げることができる。

本発明にかかる溶解用ルツボによれば、熱伝導性充填材を容易に充填させることができるので、製造時間の短縮にも寄与し、低コストでの提供が可能となる。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１に溶解用ルツボの全体構成を示し、図２に溶解用ルツボを構成するルツボ本体とヒータ線について示す。
本実施形態の溶解用ルツボ３０は、金属を溶解させる目的のものであり、黒鉛等の材料で構成されたルツボ本体３２の周囲にヒータ線４０が設けられ、ヒータ線４０による加熱でルツボ本体３２を加熱するものである。ルツボ本体３２の中心には、溶解させる金属を収納するための収納凹部３３が形成されている。

ルツボ本体３２の外側には、ルツボ本体３２の外周面と所定間隔の隙間３５をあけて断熱材３４が配置されている。
隙間３５内には、熱伝導性が良く且つ絶縁性がある微粒子が熱伝導性充填材３６として充填される。熱伝導性充填材３６の例としては、アルミナ微粒子、マグネシア微粒子などが挙げられる。このような熱伝導性充填材３６を充填することによって、ヒータ線４０で発生した熱を、ルツボ本体３２全体に伝導させることができる。また、ルツボ本体３２と断熱材３４との間の隙間３５に熱伝導性充填材３６が充填されることによって、ルツボ本体３２と断熱材３４とが固定される。

なお、本実施形態におけるヒータ線４０は、ルツボ本体３２の外周面に形成された凹部（図示せず）に収納されることによって直接ルツボ本体３２に取り付けられている。このように、ヒータ線４０は、直接ルツボ本体３２を加熱することによって効率よく金属を溶解することができる。

ヒータ線４０は、１本の長いヒータ線４０がルツボ本体３２の外周面に、水平方向に長手部分が位置しないようなつづら折り状に折り曲げられるようにして配置される。つづら折りの折り曲げ部は、ルツボ本体３２の上下方向側に位置する。別の表現で説明すると、ヒータ線４０は、上下方向に沿ってまっすぐ延びる長手部４０ａが、ルツボ本体３２の円周に沿って複数配置される。長手部４０ａの上下両端部においては、隣り合う長手部４０ａと連結している部位である折り曲げ部４０ｂが設けられる。折り曲げ部４０ｂは、隣り合う長手部４０ａとの間で、上方での連結と下方での連結が交互になるように行われる。

このように、ヒータ線４０を折り曲げ部４０ｂが上方又は下方に位置するようなつづら折り状に形成したので、熱伝導性充填材３６の充填が容易となった。
つまり、溶解用ルツボ３０を上方から見ると、ヒータ線４０における水平方向に延びる部位が極めて小さくなっており、隙間３５に熱伝導性充填材３６を流し入れたとしても、ヒータ線４０が邪魔にならずに熱伝導性充填材３６が落下する。

なお、ヒータ線４０の端部４３ａ，４３ｂには、電源装置４２が接続され、電源装置４２で発生する高周波電流をヒータ線４０に流すようにしている。
電源装置４２の内部構成を図３に示す。
電源装置４２は、商用三相交流（２００Ｖであっても１００Ｖであってもよい）が入力され、高周波インバータ４４によって所定の高周波電流を生成する。高周波インバータ４４によって生成された高周波電流は、高周波トランス４６の一次側に入力される。高周波トランス４６では、入力された高周波電流を二次側に接続されたヒータ線４０へ供給する。このとき、高周波トランス４６によって、電源の入力側とヒータ線４０とは絶縁されているので、漏電の危険性を無くすことができる。

なお、高周波インバータ４４は、例えばＰＷＭ制御によって出力電流の周波数を変換することができる。ＰＷＭ制御は、ルツボ本体３２に設けられた温度センサ４７に接続された温度調節器４８によって制御することができる。

なお、上述した実施形態では、折り曲げ部４０ｂは円弧状または曲線状に形成されているものを図示した。しかし、折り曲げ部４０ｂは直線的に折り曲げられた形状であってもよい。

ヒータ線のつづら折り状の他の形態を説明する。
他の形態として、ルツボ本体３２の上下方向に対するヒータ線４０の長手部４０ａの長さが、互い違いに異なるように配置されていてもよい。すなわち、つづら折りの上下方向の折り曲げ部の位置が、それぞれ異なるような構成である。例えば、長手部４０ａの上端部の位置は全て同一であり、長手部４０ａの隣接する下端部を接続する折り曲げ部４０ｂの位置（上下方向の高さ）が、隣り合うものどうしで異なるようにすることで、ルツボ本体３２の下端部が窄まっている場合などに採用することができる。
このように、つづら折りの折り曲げ部の位置が上下方向にありさえすれば、ルツボ本体の形状に合わせて、それぞれの長手部の長さはどのような長さに設定してもよい。

以上本発明につき好適な実施形態を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。

本発明の溶解用ルツボの全体構成を示す説明図である。 ルツボ本体の構成を示すブロック図である。 電源装置の構成を説明するブロック図である。 従来の溶解用ルツボの全体構成を示す説明図である。 従来の溶解用ルツボの平面図である。 熱伝導性充填材を充填する様子を示す説明図である。

符号の説明

３０ 溶解用ルツボ
３２ ルツボ本体
３３ 収納凹部
３４ 断熱材
３５ 隙間
３６ 熱伝導性充填材
４０ ヒータ線
４０ａ 長手部
４０ｂ 折り曲げ部
４２ 電源装置
４３ａ，４３ｂ ヒータ線の端部
４４ 高周波インバータ
４６ 高周波トランス
４７ 温度センサ
４８ 温度調節器

Claims (2)

1. ルツボ本体と、
   ルツボ本体の周囲に設けられたヒータ線と、
   ルツボ本体の外壁面と所定間隔の隙間をあけて配置される断熱材と、
   前記隙間内に充填される熱伝導性充填材とを備えた溶解用ルツボにおいて、
   前記ヒータ線は、
   ルツボ本体の上下方向に折り曲げ部が位置するようなつづら折り状に設けられていることを特徴とする溶解用ルツボ。
2. 前記ルツボ本体には、前記ヒータ線をはめ込むことができる凹部が、ルツボ本体の上下方向にヒータ線の折り曲げ部が位置するようなつづら折り状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の溶解用ルツボ。

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