JP7250388B1 - Immersion heater - Google Patents
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Abstract
【課題】脱CO2の排出量の低減に寄与する浸漬型加熱ヒータにおいて、加熱出力を高める。【解決手段】加熱ヒータユニット30は、基端側から先端側に向かう往き加熱線と、これに接続される先端側から基端側に戻る帰り加熱線と、前記加熱ヒータユニット30の長手方向に間隔を置いて複数設けられたヒータ碍子41と、を備えており、前記加熱ヒータユニット30は、中心から半径方向の外側に位置する外側加熱線42A、内側に位置する内側加熱線42Bを有し、前記外側加熱線42Aの外径が前記内側加熱線42Bの外径よりも小さい、【選択図】図6AA heating output is increased in an immersion heater that contributes to a reduction in CO2 emissions. A heating heater unit (30) includes a forward heating wire extending from a base end side to a distal end side, a return heating wire connected thereto and returning from the distal end side to the proximal end side, and The heater unit 30 has an outer heating wire 42A located radially outward from the center and an inner heating wire 42B located inside. , the outer diameter of the outer heating wire 42A is smaller than the outer diameter of the inner heating wire 42B; FIG. 6A
Description
本発明は、溶融金属中に浸漬状態で使用される浸漬型加熱ヒータに関する。 The present invention relates to an immersion heater that is used while immersed in molten metal.
近来、地球温暖化の原因となるCO2などの温室効果ガスの排出を防ぐために、石油や石炭などの化石燃料から脱却する脱炭素化の研究開発が各分野で進められており、各企業は、燃焼により生成されるCO2の排出量を低減すべく、脱炭素化への対応が求められている。
アルミニウム溶湯などの溶融金属を加熱する分野においては、従来、加熱手段としてガスなどを燃焼する加熱バーナが使用されていたが、上記の脱炭素化への対応を考慮して、他の加熱手段として、浸漬型ヒータが検討され始めている。
In recent years, in order to prevent the emission of greenhouse gases such as CO 2 that cause global warming, research and development of decarbonization to break away from fossil fuels such as oil and coal are being promoted in various fields. In order to reduce CO 2 emissions generated by combustion, decarbonization is required.
In the field of heating molten metal such as molten aluminum, conventionally, a heating burner that burns gas or the like has been used as a heating means. , immersion heaters are beginning to be considered.
浸漬型ヒータは、溶融金属(例えばアルミニウム溶湯)を加熱するためにタンクまたは容器の中に設置される、有底保護管に挿入された電気を用いる加熱ヒータであり、加熱ヒータを金属溶湯保持炉内で溶融金属中に浸漬し、溶融金属を直接加熱して保温する。
この方式は、温度制御性が高く、溶湯品質を高めることができ、エネルギー消費やコストを削減できる。
An immersion heater is a heater that uses electricity inserted into a bottomed protective tube that is installed in a tank or container to heat molten metal (e.g., molten aluminum). It is immersed in the molten metal inside, and the molten metal is directly heated to keep it warm.
This system has high temperature controllability, can improve the quality of the molten metal, and can reduce energy consumption and costs.
加熱ヒータとして、次のようなものが知られている。
特許文献1には、基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る加熱線の折返し形態からなる二重線部が複数セットしたものが記載されている。
The following heaters are known.
Patent Literature 1 describes a set of a plurality of double wire portions each having a folded form of a heating wire that extends from the proximal end toward the distal end, is folded back at the distal end side, and returns to the proximal end side again.
また、特許文献2には、加熱ヒータの断面の半径方向外側の加熱線と内側の加熱線が折返し形態で連結している二重線部が複数セットしたものが記載されている。
これらの文献では、加熱線の折返し形態からなる二重線部がU字形状をなしていることが記載されている。
Further, Patent Document 2 describes a plurality of sets of double line portions in which a heating wire on the radially outer side and a heating wire on the inner side of the cross section of the heater are connected in a folded form.
In these documents, it is described that the double line portion formed by folding the heating wire has a U shape.
加熱バーナと比較して、電気を用いる加熱ヒータは、CO2の排出量をより低減でき、脱炭素化に向けての対応の点で優れている。
しかしながら、加熱出力が小さいという課題がある。
Compared to heating burners, heaters that use electricity can further reduce CO 2 emissions and are superior in terms of dealing with decarbonization.
However, there is a problem that the heating output is small.
本発明の主たる課題は、CO2の排出量の低減に寄与する浸漬型加熱ヒータにおいて、加熱出力を高めることにある。 A main object of the present invention is to increase the heating output in an immersion heater that contributes to the reduction of CO 2 emissions.
上記課題を解決するための手段の態様は次のとおりである。
加熱ヒータユニットを有する浸漬型加熱ヒータにおいて、
前記加熱ヒータユニットは、有底保護管内に挿入され、溶融金属中に浸漬状態で使用されるものであって、
前記加熱ヒータユニットは、基端側から先端側に向かう往き加熱線と、これに接続される先端側から基端側に戻る帰り加熱線と、
前記加熱ヒータユニットの長手方向に間隔を置いて複数設けられたヒータ碍子と、を備えており、
前記ヒータ碍子はそれぞれは、前記往き加熱線及び前記帰り加熱線が単独で挿通する挿通孔を有し、
前記往き加熱線及び前記帰り加熱線の一方の加熱線は、前記加熱ヒータユニットの中心から半径方向の外側に位置して外側加熱線を構成し、他方の加熱線は前記加熱ヒータユニットの中心から半径方向の内側に位置して内側加熱線を構成しており、
前記外側加熱線の外径が前記内側加熱線の外径よりも小さい、
ことを特徴とする浸漬型加熱ヒータ。
Modes of means for solving the above problems are as follows.
In an immersion heater having a heater unit,
The heater unit is inserted into a bottomed protective tube and used in a state of being immersed in molten metal,
The heater unit includes a forward heating wire that extends from the proximal side to the distal side, a return heating wire that is connected to this and returns from the distal side to the proximal side,
and a plurality of heater insulators provided at intervals in the longitudinal direction of the heater unit,
Each of the heater insulators has an insertion hole through which the forward heating wire and the return heating wire are individually inserted,
One of the forward heating wire and the return heating wire is located radially outward from the center of the heater unit and constitutes an outer heating wire, and the other heating wire is located from the center of the heater unit. positioned radially inward and constituting an inner heating wire,
The outer diameter of the outer heating wire is smaller than the outer diameter of the inner heating wire,
An immersion heater characterized by:
本発明によれば、CO2の排出量の低減に寄与する浸漬型加熱ヒータにおいて、加熱出力を高めることができる。 According to the present invention, the heating output can be increased in the immersion heater that contributes to the reduction of CO 2 emissions.
次に、本発明を実施するための形態を説明する。なお、この実施の形態は本発明の一例であり、本発明の範囲は本実施の形態の範囲に限定されず、特許請求の範囲の記載のみによって明らかにされる。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated. It should be noted that this embodiment is an example of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the scope of the present embodiment, but is clarified only by the description of the claims.
(実施の形態)
浸漬型加熱ヒータ10は、加熱ヒータユニット30を有する。
この加熱ヒータユニット30は有底保護管20内に挿入され、溶融金属(例えばアルミニウム溶湯)中に浸漬状態で使用されるものである。
浸漬型加熱ヒータ10は、周囲及び底部を有する有底保護管20と、この有底保護管20内に挿入された加熱ヒータユニット30とを有する。
浸漬型加熱ヒータ10は、溶融金属(例えばアルミニウム溶湯)を加熱するために、溶融すべき金属中に浸漬状態で使用される。
(Embodiment)
The
This
The
The
加熱ヒータユニット30は、基端側から先端側に向かう複数本の往き加熱線と、これに接続される先端側から基端側に戻る複数本の帰り加熱線とを有する。往き加熱線と帰り加熱線とは、適宜の位置で、例えば加熱ヒータユニット30の先端側、あるいは基端側で接続され(電気的に接続され)、一本の長い抵抗加熱線として配置されている。
The
各加熱線を短絡を生じさせることなく平行に保持するために、ヒータ碍子41が設けられている。
ヒータ碍子41は、加熱ヒータユニット30の長手方向に間隔を置いて複数(例えば15個)設けられている。
A
A plurality of (for example, 15)
ヒータ碍子41はそれぞれは、往き加熱線及び帰り加熱線が単独で挿通する挿通孔41A、41Bを有している。
Each of the
往き加熱線及び帰り加熱線の一方の加熱線は、加熱ヒータユニット30の中心から半径方向の外側に位置して配置され、外側加熱線42Aを構成している。
One of the forward heating wire and the return heating wire is positioned radially outward from the center of the
往き加熱線及び帰り加熱線の他方の加熱線は、加熱ヒータユニット30の中心から半径方向の内側に位置して配置され、内側加熱線42Bを構成している。
The other heating wire of the forward heating wire and the return heating wire is positioned radially inward from the center of the
加熱ヒータユニット30の外側に位置する外側加熱線42Aの外径は、加熱ヒータユニット30の内側に位置する内側加熱線42Bの外径より小さく形成されている。
換言すれば、外側加熱線42Aの断面積は、内側加熱線42Bの断面積より小さい。
図6B及び図11には、外側加熱線42Aと内側加熱線42Bとの外径の大小関係を誇張して図示してある。
The outer diameter of the
In other words, the cross-sectional area of the
FIGS. 6B and 11 exaggerate the size relationship of the outer diameters of the
実施の形態においては、基端側から先端側に向かう往き加熱線と、先端側から基端側に戻る帰り加熱線とが接続されており、一本の長い抵抗加熱線として配置されているので、加熱ヒータユニット30の長さに対し、発熱量が高いものとなる。
In the embodiment, the forward heating wire extending from the base end side to the distal end side and the return heating wire extending back from the distal end side to the proximal end side are connected and arranged as one long resistance heating wire. , the amount of heat generated is large with respect to the length of the
しかも、加熱ヒータユニット30の中心から半径方向の外側に外側加熱線42Aを、内側に内側加熱線42Bを有するので、加熱ヒータユニットの外周部のみに加熱線を配置する場合に比較して、加熱ヒータユニット30の断面積当たりの加熱線の配置密度を高めることができる。
In addition, since the
断面円形の加熱線の機械的強度は、円の断面係数の大きさに直接的に関係する。円の断面係数Zは、円の直径dと、Z=πd3/32なる関係にある。
したがって、断面円形の加熱線は円の直径(外径)が大きくなると、3乗の割合で機械的強度が高くなる。
The mechanical strength of a heating wire having a circular cross section is directly related to the size of the section modulus of the circle. The section modulus Z of a circle has a relationship of Z=πd 3 /32 with the diameter d of the circle.
Therefore, a heating wire having a circular cross section increases in mechanical strength at a rate of the cube as the diameter (outer diameter) of the circle increases.
断面円形の加熱線の電気抵抗値は、円の断面積が小さいほど高くなり、円の直径dの2乗に反比例して高くなる。 The electrical resistance of a heating wire with a circular cross section increases as the cross-sectional area of the circle decreases, and increases in inverse proportion to the square of the diameter d of the circle.
しかるに、実施の形態においては、外側加熱線42Aの断面積(外径)は、内側加熱線42Bの断面積(外径)より小さい。
したがって、外側加熱線42Aの発熱量は、内側加熱線42Bの発熱量より大きい。このことは、加熱ヒータユニット30の外側で大きな発熱が生じ、効率的に有底保護管20に対する放熱が行われることを意味している。その結果、溶融金属を効率的に加熱することができる(加熱出力が高まる。)。
一方、内側では小さい発熱が生じることを意味する。この内側で生じた発熱は、外径が小さい外側加熱線間の(外側加熱線と内側加熱線との外径が同じ場合における隙間に比較して)大きな隙間から有底保護管20に対する放熱が行われるので、内側での発熱の籠もり量が少ないものとなる。
However, in the embodiment, the cross-sectional area (outer diameter) of the
Therefore, the amount of heat generated by the
On the other hand, it means that a small amount of heat is generated inside. The heat generated on the inside is dissipated to the bottomed
また、内側加熱線42Bの機械的強度(例えば、曲げ強度、耐歪み性、加熱に伴う耐断線に関する強度など)が外側加熱線42Aの機械的強度より高い。
加熱ヒータユニット30全体としては、外側加熱線42A及び内側加熱線42B全体として曲がりなどがなく平行状態を保ち、ヒータ碍子41に保持されている条件が必要となる。
しかるに実施の形態においては、内側加熱線42Bの機械的強度が高く、外側加熱線42Aの機械的強度が低い。
In addition, the mechanical strength of the
As for the
However, in the embodiment, the mechanical strength of the
このように実施の形態においては、CO2の排出量の低減に寄与する浸漬型加熱ヒータを使用するに際して、外側加熱線42A及び内側加熱線42B全体としての、曲がりなどがなく平行状態を保ち、ヒータ碍子41に保持できるとともに、加熱出力を高めることができる。
As described above, in the embodiment, when using the immersion heater that contributes to the reduction of CO 2 emissions, the
外側加熱線42Aの外径/内側加熱線42Bの外径の比は、0.95~0.60が望ましい。より好ましくは0.93~0.80とすることができる。
The ratio of the outer diameter of the
往き加熱線と、帰り加熱線とは、直接的に溶接により接続する、あるいは短接続線(図示せず)を介在させて溶接により接続することができる。実施の形態では、図7及び図18に示すように、外側加熱線42Aと内側加熱線42Bとを、直接に溶接により接続してある。
The forward heating wire and the return heating wire can be directly connected by welding, or can be connected by welding via a short connecting wire (not shown). In the embodiment, as shown in FIGS. 7 and 18, the
ヒータ碍子41の挿通孔は、加熱ヒータユニット30の中心から半径方向の外側に位置する外側挿通孔41Aと、内側に位置する内側挿通孔41Bとを有している。
外側加熱線42Aが外側挿通孔41Aを挿通し、内側加熱線42Bが内側挿通孔41Bを挿通しており、外側加熱線42A及び内側加熱線42Bが、ヒータ碍子41によって、相互に接触して短絡することなく、平行状態に保持されている。
The insertion hole of the
The
ヒータ碍子41の挿通孔は、実施の形態では、加熱ヒータユニット30の中心から半径方向の外側に環状の位置において周方向に間隔を置いて形成された2以上、図示の形態では20個の外側挿通孔41Aと、加熱ヒータユニット30の中心から半径方向の内側に環状の位置において周方向に間隔を置いて形成された2以上、図示の形態では20個の内側挿通孔41Bとを有している。
なお、図6Aに示すように、ヒータ碍子41の中心から半径方向の中心部の環状の位置において周方向に間隔を置いて中心部貫通孔41Cが形成されている。ヒータ碍子41に中心部貫通孔41Cを形成することで、ヒータ碍子41自体の重量を軽くし強度を保ちつつ、ヒータ碍子41の熱容量を低減して放熱させることができる。また、浸漬型加熱ヒータ10の長さを通常よりも短くした上で加熱出力を維持する必要がある場合には、加熱ヒータ一本の長い抵抗加熱線が上記の外側挿通孔41Aと内側挿通孔41Bだけでは挿通できない(足りない)ときに中心部貫通孔41Cを使用することもできる。
In the embodiment, two or more holes of the
In addition, as shown in FIG. 6A, center through holes 41C are formed at circumferentially spaced intervals at an annular position in the center of the
複数のヒータ碍子41は、例えば図8に示すように、先端側に先窄まりの中央突部41Dと、その一方側において一体的に半径方向に張り出す鍔部41Eとを有し、鍔部41Eから中央突部41Dに向かう凹部41aが形成されている。
一方のヒータ碍子41の中央突部41Dが、ヒータ碍子41の凹部41aに嵌入し、一方のヒータ碍子41と他方のヒータ碍子41とが連結されている。
図示の形態では、鍔部41Eから中央突部41Dを貫通する貫通孔41Fが形成され、貫通孔41Fの入口部分に凹部41aが形成されている。
後述するように、ヒータ碍子41はセラミックスであることが多い。ヒータ碍子41に貫通孔41Fを形成することで、セラミックスの肉厚を均一にすることで強度を保ちつつ、ヒータ碍子41の熱容量を低減して放熱させることができる。また、浸漬型加熱ヒータ10内部の温度を測定する場合に、貫通孔41Fに熱電対を挿入することもできる。
For example, as shown in FIG. 8, the plurality of
The
In the illustrated embodiment, a through
As will be described later, the
外側加熱線42Aと内側加熱線42Bとは相互に接続され、複数回の往き帰りを繰り返しながら、導通する一本の加熱線が構成されている。
図11に示されているように、両端部は、それぞれ外側加熱線42Aよりも内側加熱線42Bの方が長い。その両端部の内側加熱線42Bが、図1~図3に示されている第1のリード棒45及び第2のリード棒46を介して電源(図示せず)に接続されている。
両端部の内側加熱線42Bとリード棒45及び第2のリード棒46とは、直接的に溶接により接続する、あるいは短接続線(図示せず)を介在させて溶接により接続することができる。実施の形態では、図16に示すように、両端部の内側加熱線42Bとリード棒45及び第2のリード棒46とを短接続線を介在させて溶接により接続してある。
The
As shown in FIG. 11, the
The
電気的に導通する一本の加熱線を構成するために、図6A、図6B、図12~図14に示すように渡り線48A、48B、48Cが設けられ、一本の加熱線の両端が、第1のリード棒45及び第2のリード棒46に接続されている。
6A, 6B, and 12 to 14, connecting
かかる浸漬型加熱ヒータは、対象の溶融炉又は保持炉内に設置され、有底保護管20を介して溶融金属(例えばアルミニウム溶湯)の加熱に利用される。
Such an immersion heater is installed in a target melting furnace or holding furnace, and is used to heat molten metal (for example, molten aluminum) via a bottomed
外側加熱線42A及び内側加熱線42Bの先端部及び基端部には、例えば図9及び図10に示す形態の適宜の枚数の平碍子43が設けられている。平碍子43には、加熱ヒータユニット30の中心から半径方向の外側に位置する外側挿通孔43Aと、内側に位置する内側挿通孔43Bとを有している。
外側加熱線42Aが外側挿通孔43Aを挿通し、内側加熱線42Bが内側挿通孔43Bを挿通しており、外側加熱線42A及び内側加熱線42Bが、平碍子43によって、相互に接触して短絡することなく、平行状態に保持されている。
実施の形態では、先端部の平碍子43は一枚、基端部の平碍子43は、図1~では二枚重ねたものが2対、図2~図3では二枚、後述の実験例1に係る加熱ヒータユニットを示す図15~図17の写真上では、二枚重ねたものが2対設けられている。
An appropriate number of
The
In the embodiment, the
第1のリード棒45及び第2のリード棒46に対しては、ヘミット板44が設けられ、ナット47により固定されている。
A
外側加熱線42Aと内側加熱線42Bとは、同一の材質もの、例えばカンタル(登録商標)AF(フェライト系の鉄・クロム・アルミ合金(FeCrAl合金))を使用できる。渡り線48A、48B、48Cについても同様である。
他方、異なる材質相違するものを接続させたものも使用できる。異なる材質の組み合わせとしては、鉄-クロム系(特に、鉄-クロム-アルミニウム系)と、ニッケル-クロム系の組み合わせを挙げることができる。
例えば、内側加熱線42Bは、発熱量を抑えるニッケル-クロム系の電熱線(最高温度1000~1150℃)とし、外側加熱線42Aは、発熱量を上げる鉄-クロム-アルミニウム系の電熱線(最高温度1400℃)とすることができる。
The
On the other hand, it is also possible to use a connection made of different materials. Combinations of different materials include combinations of iron-chromium systems (especially iron-chromium-aluminum systems) and nickel-chromium systems.
For example, the
ヒータ碍子41は、ラジアント碍子ともいい、非導電性で、かつ耐火・耐熱性の碍子である。例えば、ヒータ碍子41は、セラミックスであるムライト(3Al2O3・2SiO2(酸化アルミニウムと二酸化ケイ素の化合物))からなる。
平碍子43についても、同様の材質のものを使用できる。
The
A similar material can be used for the
ヘミット板44は、例えば電気絶縁用セメント板としても使用可能な高強度セメント系断熱板である。熱伝導率が低いため、基端側からの外部への熱の放出を防止できる。
The
有底保護管20の材質としては、耐熱性を有するように公知の無機物の焼結体(例えば、ファインセラミックス製)を使用できる。
有底保護管20の形状としては、例えばほぼ円柱筒状であり、一方は開放端とされ、他方は閉じられて、底部とされている。
使用に際しては、有底保護管20の開放端から加熱ヒータユニット30が挿入される。
As the material of the bottomed
The shape of the bottomed
During use, the
浸漬型加熱ヒータにおける外部への放熱効率の向上を確認するため、以下の実験を行った。
(実験例1)
図15~図18は、作成した加熱ヒータユニットの写真である。
The following experiment was conducted in order to confirm the improvement of the heat radiation efficiency to the outside in the immersion heater.
(Experimental example 1)
15 to 18 are photographs of the heater unit that was produced.
実験例1の加熱ヒータユニット30は、表1に示したものであり、外側加熱線の外径を4.5mm、内側部加熱線の外径を5mmとし、各加熱線の材料はカンタル社製の「カンタルAF」を使用した。
加熱ヒータユニット30の全長は、リード棒の端部から1073.5mmとした。
次に、図19に示すように、外径155mm、内径135mm、全長830mmのファインセラミックス製の有底保護管20内に前記加熱ヒータユニット30を組み込んで、加熱ヒータを作成した。
The
The total length of the
Next, as shown in FIG. 19, the
なお、加熱ヒータユニット30を前記有底保護管20内に組み込む際、加熱ヒータユニット30の外側加熱線と有底保護管20の内壁との距離を、図19に示すように炉底側では約5mm、炉底側の逆側の天板側では約40mmそれぞれ離して設置した。また、直径105mmのヘミット板44と円盤状の平碍子43の間の空間を断熱層とするためガラスウールを詰めた。
When the
また、天板側の加熱ヒータユニット30と有底保護管20との間の空間にTcチューブ内に挿入されたK熱電対をヘミット板44から約550mmの位置に設置した。この際、加熱ヒータユニット30の外側加熱線とK熱電対との距離を約10mmとした。
In addition, a K thermocouple inserted into the Tc tube was installed at a position about 550 mm from the
(比較例)
この比較例は従来品であり、加熱ヒータユニットの外側加熱線及び内側加熱線の各外径は5mmと同じ外径とし、各材料はカンタル社製のカンタルAFを使用し、その他は実験例1と同じ仕様とした。
(Comparative example)
This comparative example is a conventional product, and the outer diameter of each of the outer heating wire and the inner heating wire of the heater unit is the same as 5 mm, each material is Kanthal AF manufactured by Kanthal, and the others are Experimental Example 1. Same specifications as
まず、2室型低圧鋳造用保持炉(株式会社トウネツ製「定湯面式LP用2槽炉」)の保持室に前記実験例1に係る加熱ヒータを設置した。
前記保持炉は、高さ800mm炉壁でアルミニウム溶湯を1,000kg収容できるものである。炉底から有底保護管20までの距離を100mmの位置に各加熱ヒータを水平方向に設置した(いわゆる横浸漬型ヒータとして設置した)。
その後、保持炉内に約680℃のアルミニウム溶湯を満量まで入れた。出力電力15kWで各加熱ヒータを加熱し、保持室の前記K熱電対の温度が約730℃になった時点から800℃付近まで昇温するまでの時間を測定した。
同様に、前記2室型低圧鋳造用保持炉の保持室に比較例を設置した。その他は実験例1と同じ条件で行い測定を実施した。
First, the heater according to Experimental Example 1 was installed in the holding chamber of a holding furnace for two-chamber low-pressure casting (“Two-bath furnace for constant water surface type LP” manufactured by Tounetsu Co., Ltd.).
The holding furnace has a wall height of 800 mm and can accommodate 1,000 kg of molten aluminum. Each heater was installed horizontally at a position where the distance from the furnace bottom to the bottomed
After that, molten aluminum at about 680° C. was put into the holding furnace to the full amount. Each heater was heated with an output power of 15 kW, and the time from when the temperature of the K thermocouple in the holding chamber reached about 730°C to when the temperature rose to about 800°C was measured.
Similarly, a comparative example was installed in the holding chamber of the two-chamber low-pressure casting holding furnace. Otherwise, the measurement was performed under the same conditions as in Experimental Example 1.
実験例1と比較例の結果をグラフにまとめた(図20を参照されたい。)。
実験例1では、240秒で800℃に達したが、比較例では240秒で約795℃であり、その後も実験を継続しても800℃に達することはなかった。
すなわち、実験例1は、比較例の従来品と比べ、加熱ヒータ外部への放熱効率が向上していることがわかった。
The results of Experimental Example 1 and Comparative Example are summarized in a graph (see FIG. 20).
In Experimental Example 1, the temperature reached 800°C in 240 seconds, but in Comparative Example, the temperature reached about 795°C in 240 seconds, and even if the experiment was continued thereafter, the temperature did not reach 800°C.
That is, it was found that in Experimental Example 1, the heat radiation efficiency to the outside of the heater was improved as compared with the conventional product of Comparative Example.
本発明の浸漬型加熱ヒータは、例えば、アルミニウム溶湯などの溶融金属を加熱する分野において利用可能性がある。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The immersion heater of the present invention can be used, for example, in the field of heating molten metal such as molten aluminum.
10…浸漬型加熱ヒータ、20…有底保護管、30…加熱ヒータユニット、40…加熱線、41…ヒータ碍子、41A…外側挿通孔、41B…内側挿通孔、41C…中央突部、41D…鍔部、42A…外側加熱線、42B…内側加熱線、43…平碍子、43A…外側挿通孔、43B…内側挿通孔、44…ヘミット板、46…リード棒、48A,48B,48C…渡り線。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記加熱ヒータユニットは、有底保護管内に挿入され、溶融金属中に浸漬状態で使用されるものであって、
前記加熱ヒータユニットは、基端側から先端側に向かう往き加熱線と、これに接続される先端側から基端側に戻る帰り加熱線と、
前記加熱ヒータユニットの長手方向に間隔を置いて複数設けられたヒータ碍子と、を備えており、
前記ヒータ碍子はそれぞれは、前記往き加熱線及び前記帰り加熱線が単独で挿通する挿通孔を有し、
前記往き加熱線及び前記帰り加熱線の一方の加熱線は、前記加熱ヒータユニットの中心から半径方向の外側に位置して外側加熱線を構成し、他方の加熱線は前記加熱ヒータユニットの中心から半径方向の内側に位置して内側加熱線を構成しており、
前記外側加熱線の外径が前記内側加熱線の外径よりも小さい、
ことを特徴とする浸漬型加熱ヒータ。 In an immersion heater having a heater unit,
The heater unit is inserted into a bottomed protective tube and used in a state of being immersed in molten metal,
The heater unit includes a forward heating wire extending from the base end side to the distal end side, a return heating wire connected thereto and returning from the distal end side to the proximal end side,
and a plurality of heater insulators provided at intervals in the longitudinal direction of the heater unit,
Each of the heater insulators has an insertion hole through which the forward heating wire and the return heating wire are individually inserted,
One of the forward heating wire and the return heating wire is located radially outward from the center of the heater unit and constitutes an outer heating wire, and the other heating wire is positioned from the center of the heater unit. positioned radially inward and constituting an inner heating wire,
The outer diameter of the outer heating wire is smaller than the outer diameter of the inner heating wire,
An immersion heater characterized by:
前記外側加熱線が前記外側挿通孔を挿通し、前記内側加熱線が前記内側挿通孔を挿通している、
請求項1又は2記載の浸漬型加熱ヒータ。 The insertion hole of the heater insulator has an outer insertion hole positioned radially outward from the center of the heater unit and an inner insertion hole positioned inside,
The outer heating wire is inserted through the outer insertion hole, and the inner heating wire is inserted through the inner insertion hole,
The immersion heater according to claim 1 or 2.
前記外側加熱線が前記外側挿通孔を挿通し、前記内側加熱線が前記内側挿通孔を挿通している、
請求項1又は2記載の浸漬型加熱ヒータ。 The insertion hole of the heater insulator includes two or more outer insertion holes that are circumferentially spaced apart in an annular position radially outward from the center of the heater unit, and a radial two or more inner through-holes circumferentially spaced at annular positions on the inner side of the direction;
The outer heating wire is inserted through the outer insertion hole, and the inner heating wire is inserted through the inner insertion hole,
The immersion heater according to claim 1 or 2.
前記加熱ヒータユニットは、基端側から先端側に向かう往き加熱線と、先端側から基端側に戻る帰り加熱線と、が相互に接続され、複数回の往き帰りを繰り返しながら、第1のリード棒及び第2のリード棒を介して電源に接続され、
前記外側加熱線が前記外側挿通孔を挿通し、前記内側加熱線が前記内側挿通孔を挿通している、
請求項1又は2に記載の浸漬型加熱ヒータ。 The insertion hole of the heater insulator has an outer insertion hole on the outer side and an inner insertion hole on the inner side in a radial direction from the center of the heater unit,
In the heater unit, a forward heating wire extending from the proximal end side to the distal end side and a return heating wire returning from the distal end side to the proximal end side are connected to each other. connected to a power source via a lead rod and a second lead rod;
The outer heating wire is inserted through the outer insertion hole, and the inner heating wire is inserted through the inner insertion hole,
The immersion heater according to claim 1 or 2.
前記鍔部から中央突部に向かう凹部が形成され、
一方の前記ヒータ碍子の前記中央突部が、他方の前記ヒータ碍子の前記凹部に嵌入し、一方の前記ヒータ碍子と他方の前記ヒータ碍子とが連結されている請求項1記載の浸漬型加熱ヒータ。 The plurality of heater insulators each have a central protrusion and a flange integrally projecting radially from one side thereof,
A concave portion extending from the collar portion to the central protrusion is formed,
2. The immersion heater according to claim 1, wherein the central protrusion of one of the heater insulators is fitted into the recess of the other of the heater insulators, and the one heater insulator and the other heater insulator are connected. .
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