JPH10189231A - 溶湯保温用浸漬ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒータチューブ内部への溶湯の侵入に対する
安全性を高めるとともに、コンパクトでかつ十分な容量
を有する溶湯保温用浸漬ヒータを提供する。 【解決手段】 ヒータ加熱体１４を挿入するガイド穴１
７、１８が軸方向に形成され金属材料からなるヒータガ
イド体１２、１３をヒータチューブ１１に収容し、ヒー
タガイド体１２、１３にヒータ加熱体１４を装着すると
ともに、ヒータガイド体１２の下端部とヒータチューブ
１１の底部の間に耐溶湯材質のライニング材１５を介装
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイカストマシン
に供給する溶融アルミニウムを加熱保温する電気炉など
に用いられる溶湯保温用浸漬ヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイカストマシン用の溶融アルミニウム
（本明細書において溶湯という。）を貯溜する電気炉で
は、炉本体を加熱する外側ヒータと、溶湯を直接加熱す
る浸漬ヒータとが併用されている。

【０００３】図３は、従来の浸漬ヒータを示すもので、
２は溶湯１に接触するヒータチューブで、４はヒータチ
ューブ１に収装されるヒータ加熱体である。ヒータチュ
ーブ２は、ヒータ加熱体４を保護するため、耐溶湯性の
あるセラミックスを材料に有底円筒状に成形されてお
り、ヒータ加熱体４は、フランジ５を介してヒータチュ
ーブ２に同心的に組み込まれている。また、ヒータ加熱
体４は、加熱線６が剥き出し状態で巻装されており、ヒ
ータ加熱体４とヒータチューブ２の間には隙間が形成さ
れている。

【０００４】このように構成される浸漬ヒータでは、ヒ
ータ加熱体４で発生した熱がヒータチューブ２を介して
溶湯１に伝わり、溶湯１が加熱されてその温度が一定に
保たれるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加熱線
６が剥き出し状態にある従来の浸漬ヒータでは、セラミ
ックスを材質とするヒータチューブ２に破損が生じる可
能性がある。万が一破損が生じると、ヒータチューブ２
の内部に侵入した溶湯が加熱線６に直接付着する結果、
過電流が流れてヒータ機能が停止してしまう。そのよう
な事態にまで至ると、代りの浸漬ヒータを至急取り付け
なければならないか、溶湯が固化する前に溶湯を汲み出
し炉を空にしなければならないなど重大なトラブルまで
発展する。

【０００６】他方、熱容量という観点からは、溶融アル
ミニウムの場合、その保温温度は６５０〜７００℃であ
って、この温度での保温を保つためには、加熱線剥き出
しタイプの浸漬ヒータでは、大型のものを用いなければ
ならなかった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、ヒータチューブ内部への溶湯の
侵入に対する安全性を高めるとともに、コンパクトでか
つ十分な容量を有する溶湯保温用浸漬ヒータを提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、耐溶湯性のセラミックスを材質とする
ヒータチューブの内部にヒータ加熱体を収容し、溶湯中
に前記ヒータチューブを浸漬して溶湯を加熱するように
した溶湯保温用浸漬ヒータにおいて、前記ヒータ加熱体
を挿入するガイド穴が軸方向に形成され金属材料からな
るヒータガイド体を前記ヒータチューブに収容し、前記
ヒータガイド体に前記ヒータ加熱体を装着するととも
に、前記ヒータガイド体の下端部とヒータチューブの底
部の間に耐溶湯材質のライニング材を介装したことを特
徴とするものである。

【０００９】この発明によれば、ヒータ加熱体は、ヒー
タガイド体のガイド穴に挿入されてヒータガイド体によ
って保護された構造となっており、また、ヒータガイド
体とヒータチューブの底との間にはライニング材が介装
されているので、ヒータチューブの内部に溶湯が侵入し
ても、ヒータ加熱体からは絶縁されており、ヒータ加熱
体への溶湯付着を防止できる。

【００１０】前記ヒータ加熱体としては、カートリッジ
ヒータを用いることがよく、前記ヒータガイド体に複数
のガイド穴を設け、ヒータ容量に応じて複数の前記カー
トリッジヒータを着脱可能に装着するようにすることが
好ましい。

【００１１】このように複数ガイド穴にカートリッジヒ
ータを装着する構造にすることにより、必要なヒータ容
量に応じて装着するカートリッジヒータの数を変えて、
目的のヒータ容量を得ることができ、また、カートリッ
ジヒータの交換等のメンテナンスも容易となる。また、
上下ヒータガイドおよびヒータチューブの太さは、装着
可能なカートリッジヒータの数に応じて変ってくるが、
ヒータ容量とヒータチューブの製作し易さとの兼ね合い
から、十分なヒータ容量をもちながら、全体としてコン
パクトにまとめることが容易となる。

【００１２】また、前記ヒータガイド体は、ヒータ加熱
部としての下側ヒータガイドと、非加熱部としての上側
ヒータガイドからなり、前記上側ヒータガイドのガイド
穴とカートリッジヒータとの嵌め合いの隙間を前記下側
ヒータガイドのガイド穴よりも大きく設定される。

【００１３】このように構成することにより、カートリ
ッジヒータに通電すると、発生した熱は、上側ヒータガ
イドには伝わり難く、下側ヒータガイドに直接伝わり、
この下側ヒータガイドが高温の加熱部となって、ヒータ
チューブを介して溶湯を効率良く加熱する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による溶湯保温用浸
漬ヒータの一実施形態について添付の図面を参照して説
明する。図１は、本実施の形態による溶湯保温用浸漬ヒ
ータ１０の縦断面図である。符号１１は、ヒータチュー
ブ、１２は下側ヒータガイド、１３は上側ヒータガイ
ド、１４がヒータ加熱体として用いられるカートリッジ
ヒータである。この実施形態では、カートリッジヒータ
１４が装着されるヒータガイド体を下側ヒータガイド１
２と上側ヒータガイド１３からなる上下２段構造となっ
ている。また、カートリッジヒータ１４は、３本用いら
れている。

【００１５】ヒータチューブ１１は、直接、溶湯中に浸
漬されるため、溶融アルミニウムに対して耐性のあるセ
ラミックスを材料とする細長い有底円筒形状の部材であ
る。このヒータチューブ１１の材料としては、熱伝導性
が良好で、かつ耐熱衝撃性に優れたセラミック材料であ
る常圧焼結窒化硅素が好適である。

【００１６】ヒータチューブ１１の底部には、耐アルミ
性のあるライニング材１５が詰められている。このライ
ニング材１５は、アルミナを主成分とする材質のもの
で、このライニング材１５が介装されることで、下側ヒ
ータガイド１２の下端面とヒータチューブ１１の底部の
間に隙間が生じないようになっている。

【００１７】ヒータチューブ１１の内部には、ライニン
グ材１５の上に下側ヒータガイド１２、上側ヒータガイ
ド１３の順で挿入されている。下側ヒータガイド１２の
上端面と、上側ヒータガイド１３との下端面の間には、
パッキン１６が設けられ、分割面からの溶湯の侵入を防
止するようになっている。

【００１８】下側ヒータガイド１２はその材質が熱伝導
性の良好な金属材料からなり、これに対して上側ヒータ
ガイド１３は下側ヒータガイド１２の材料に較べて熱伝
導性の低い金属材料からなるものである。この実施形態
では、下側ヒータガイド１２の材質はニッケルモリブデ
ン鋼であり、上側ヒータガイド１３の材質は不錆鋼（Ｓ
ＵＳ３０４）からなり、共に円柱状の部材である。この
下側ヒータガイド１２、上側ヒータガイド１３には、軸
方向にカートリッジヒータ１４を挿入するガイド穴１
７、１８がそれぞれ中心に関して対称に３ヵ所形成され
ている（図２参照）。

【００１９】２０は、ヒータを浸漬した状態での溶湯の
湯面を示す。ヒータを使用する時は、下側ヒータガイド
１２は、湯面よりも下の位置になるようになっており、
この下側ヒータガイド１２がカートリッジヒータ１４に
より熱せられてヒータ加熱部として機能するようになっ
ている。したがって、下側ヒータガイド１２のガイド穴
１７は、取り外し交換を可能とする程度の遊びを見込ん
だ外径を有し、カートリッジヒータ１４で発生した熱が
直接的に下側ヒータガイド１２に伝導することができ
る。

【００２０】これに対して、カートリッジヒータ１４
は、上側ヒータガイド１３のガイド穴１８には遊嵌する
ようになっており、図２に示めされるように、カートリ
ッジヒータ１４の全外周との間に嵌め合いの隙間ｓが設
定できる程度に、カートリッジヒータ１４の外径よりも
大きな内径を有している。これにより、上側ヒータガイ
ド１３には、カートリッジヒータ１４から直接熱が伝達
しないようになっている。

【００２１】下側ヒータガイド１２の上面には、その中
心に凹部２１が、上側ヒータガイド１３の下面には、凹
部２１に嵌合する凸部２２が形成されている。この凹凸
と図２に示す位置決めピン２３を利用して下側ヒータガ
イド１２と上側ヒータガイド１３とを同心に位置合せを
行なうことができる。

【００２２】他方、カートリッジヒータ１４は、ガイド
穴１７、１８の全長に対応した位置に段付部２４が設け
られており、カートリッジヒータ１４を挿入し、段付部
２４を上側ヒータガイド１３の上端面に当接させること
で、カートリッジヒータ１４の先端が下側ヒータガイド
１２の下面にほぼ近い位置である正規の装着位置に位置
決めすることができる。

【００２３】ヒータチューブ１１のフランジ状の上端部
２５には、固定用のリング部材２６が外嵌し、このリン
グ部材２６の上にフランジ部材２７が穴付ボルト２８に
よって固定されている。浸漬ヒータ１０を炉に取り付け
る場合には、リング部材２６またはフランジ部材２７の
座面を利用することができるようになっている。なお、
フランジ部材２７と上側ヒータガイド１３の外周面との
間にできる隙間には、断熱パッキン２９、リテーナリン
グ３０が取り付けられている。また、止め輪３１を用い
て上側ヒータガイド１３の上下の位置決めとともにリテ
ーナリング３０を固定している。

【００２４】本実施の形態による溶湯保温用浸漬ヒータ
は、以上のように構成されるものであり、次に、本実施
形態の作用について説明する。図１に示すように、浸漬
ヒータ１０は、炉の溶湯面２０が下側ヒータガイド１２
の上端面よりも高い位置にくるように溶湯中に浸漬され
る。そして、カートリッジヒータ１４を通電すると、発
生した熱は下側ヒータガイド１２に伝わり、この下側ヒ
ータガイド１２が高温の加熱部となって、ヒータチュー
ブ１１を介して溶湯を加熱する。

【００２５】この浸漬ヒータ１０では、複数ガイド穴１
７、１８にカートリッジヒータ１４を装着する構造にな
っているので、必要なヒータ容量に応じて装着するカー
トリッジヒータ１４の数を変えて、目的のヒータ容量を
得ることができる。また、上下ヒータガイド１２、１３
およびヒータチューブ１１の太さは、装着可能なカート
リッジヒータの数に応じて変ってくるが、ヒータ容量と
ヒータチューブ１１の製作し易さ（製作にはある程度の
太さが必要である）との兼ね合いから、十分なヒータ容
量をもちながら、全体としてコンパクトにまとめること
は容易である。

【００２６】なお、ヒータ温度を検出する場合、上側ヒ
ータガイド１３を貫通して下側ヒータガイド１２まで延
びる温度検出用の穴４０を設け、この温度温度検出用の
穴４０に、温度検出器として例えば熱電対を挿入すれば
よい。下側ヒータガイド１２の温度に基づいて、カート
リッジヒータ１４の発熱を制御することは容易である。

【００２７】ところで、ヒータチューブ１１には、熱衝
撃性に強いセラミック材料を用いているが、それでも割
れ目などの破損が生じて、ヒータチューブ内に溶湯が侵
入することが考えられる。

【００２８】その場合でも、カートリッジヒータ１４
は、上下ヒータガイド１２、１３に挿入されて保護され
た構造となっており、また、下側ヒータガイド１２とヒ
ータチューブ１１の底との間にはライニング材１５が介
装され、さらに、下側ヒータガイド１２の上端面と上側
ヒータガイド１３の下端面の合せ面にはパッキン１６を
設けていることから、侵入した溶湯がガイド穴１７、１
８にさらに侵入し、カートリッジヒータ１４に付着する
のないように万全の対策が講じられている。

【００２９】また、適宜、メンテナンスを実施する場合
でも、カートリッジヒータ１４は、ガイド穴１７、１８
から簡単に着脱できるので、カートリッジヒータ１４を
交換したり、あるいは、カートリッジヒータ１４の数を
増減させるといったことも簡単にできる。

【００３０】以上、本発明について好適な実施形態を挙
げて説明したが、本発明の溶湯保温用浸漬ヒータでは、
カートリッジヒータ１４の装着可能本数は、ヒータ容量
に応じて設定され、また、実施形態のカートリッジヒー
タ１４以外にも棒状のヒータ加熱体を利用でき、さら
に、ヒータガイド体を上下に二分割することなく一体構
造のものであってもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ヒータ加熱体を挿入するガイド穴が軸方向に
形成され金属材料からなるヒータガイド体を前記ヒータ
チューブに装着し、前記ヒータガイド体に前記ヒータ加
熱体を装着するとともに、前記ヒータガイド体の下端部
とヒータチューブの底部の間に耐溶湯材質のライニング
材を介装したので、ヒータチューブ内部への溶湯の侵入
に対する安全性を確実に確保できるとともに、コンパク
トでかつ十分なヒータ容量を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による溶湯保温用浸漬ヒータの一実施形
態を示す縦断面図。

【図２】同溶湯保温用浸漬ヒータの図１におけるII−II
線横断面図。

【図３】従来の溶湯保温用浸漬ヒータの縦断面図。

【符号の説明】

１０ 浸漬ヒータ １１ ヒータチューブ １２ 下側ヒータガイド １３ 上側ヒータガイド １４ カートリッジヒータ １５ ライニング材 １７ ガイド穴 １８ ガイド穴 ２０ 溶湯湯面 ２６ リング部材 ３１ 止め輪

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】耐溶湯性のセラミックスを材質とするヒー
   タチューブの内部にヒータ加熱体を収容し、溶湯中に前
   記ヒータチューブを浸漬して溶湯を加熱するようにした
   溶湯保温用浸漬ヒータにおいて、 前記ヒータ加熱体を挿入するガイド穴が軸方向に形成さ
   れ金属材料からなるヒータガイド体を前記ヒータチュー
   ブに収容し、前記ヒータガイド体に前記ヒータ加熱体を
   装着するとともに、前記ヒータガイド体の下端部とヒー
   タチューブの底部の間に耐溶湯材質のライニング材を介
   装したことを特徴とする溶湯保温用浸漬ヒータ。
2. 【請求項２】前記ヒータ加熱体は、カートリッジヒータ
   からなり、前記ヒータガイド体に複数のガイド穴を設
   け、ヒータ容量に応じて複数の前記カートリッジヒータ
   を着脱可能に装着するようにしたことを特徴とする請求
   項１に記載の溶湯保温用浸漬ヒータ。
3. 【請求項３】前記ヒータガイド体は、ヒータ加熱部とし
   ての下側ヒータガイドと、非加熱部としての上側ヒータ
   ガイドからなり、前記上側ヒータガイドのガイド穴とカ
   ートリッジヒータとの嵌め合いの隙間を前記下側ヒータ
   ガイドのガイド穴よりも大きく設定したことを特徴とす
   る請求項２に記載の溶湯保温用浸漬ヒータ。