JPH118049A - 溶融金属加熱ヒーター及びその組立方法 - Google Patents
溶融金属加熱ヒーター及びその組立方法Info
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- JPH118049A JPH118049A JP17783597A JP17783597A JPH118049A JP H118049 A JPH118049 A JP H118049A JP 17783597 A JP17783597 A JP 17783597A JP 17783597 A JP17783597 A JP 17783597A JP H118049 A JPH118049 A JP H118049A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 小型のヒータでも、熱伝導性の向上により、
発熱量と温度制御特性に優れた溶融金属加熱ヒーター及
び溶融金属加熱ヒータの組立方法を提供する。 【解決手段】 セラミックス質外筒管５内に発熱体を内
蔵する溶融金属加熱ヒーターにおいて、セラミックス質
外筒管内部の空隙部分に、電気絶縁性を有し、かつ、２
０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を持つセラミックスの
粉末、粒状物又はその混合物を充填し、セラミックス質
外筒管内に内蔵した発熱体８が、絶縁管７を間に挟ん
で、二重のラセン状に巻いてある。又、発熱体を内蔵し
た溶融金属加熱ヒーターのセラミックス質外筒管内部の
空隙部分に、セラミックスの粉末、粒状物又はその混合
物を溶媒に分散させてスラリーとしたものを流し込み、
溶媒を乾燥・揮発した後、セラミックス質外筒管の上部
に金属管で蓋をし、つなぎ部にセラミックス封止材３で
封止する溶融金属加熱ヒーターの組立方法。
発熱量と温度制御特性に優れた溶融金属加熱ヒーター及
び溶融金属加熱ヒータの組立方法を提供する。 【解決手段】 セラミックス質外筒管５内に発熱体を内
蔵する溶融金属加熱ヒーターにおいて、セラミックス質
外筒管内部の空隙部分に、電気絶縁性を有し、かつ、２
０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を持つセラミックスの
粉末、粒状物又はその混合物を充填し、セラミックス質
外筒管内に内蔵した発熱体８が、絶縁管７を間に挟ん
で、二重のラセン状に巻いてある。又、発熱体を内蔵し
た溶融金属加熱ヒーターのセラミックス質外筒管内部の
空隙部分に、セラミックスの粉末、粒状物又はその混合
物を溶媒に分散させてスラリーとしたものを流し込み、
溶媒を乾燥・揮発した後、セラミックス質外筒管の上部
に金属管で蓋をし、つなぎ部にセラミックス封止材３で
封止する溶融金属加熱ヒーターの組立方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムなどの金
属の溶解及び溶融金属の温度保持に用いられる溶融金属
加熱ヒーター及びその組立方法に関するものである。
属の溶解及び溶融金属の温度保持に用いられる溶融金属
加熱ヒーター及びその組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】アルミニウムなどの金属の溶解保持炉、ダ
イカスト装置の手許炉などで、金属の溶解及び溶融金属
の温度保持用の加熱装置として、縦型や横型で金属中に
浸漬する形のヒーターが使われている。これらのヒータ
ーは、浸漬型ヒーターと呼ばれ、外筒管の中には熱源と
なる発熱体と、ヒーター内の温度制御をするための熱電
対が内蔵されただけのものであった。従って、外筒管内
部は空隙部が大部分をしめていた。また、ヒーターの溶
融金属と接触する外筒管には、窒化珪素質ファインセラ
ミックや炭化珪素質の耐火材が使われている。
イカスト装置の手許炉などで、金属の溶解及び溶融金属
の温度保持用の加熱装置として、縦型や横型で金属中に
浸漬する形のヒーターが使われている。これらのヒータ
ーは、浸漬型ヒーターと呼ばれ、外筒管の中には熱源と
なる発熱体と、ヒーター内の温度制御をするための熱電
対が内蔵されただけのものであった。従って、外筒管内
部は空隙部が大部分をしめていた。また、ヒーターの溶
融金属と接触する外筒管には、窒化珪素質ファインセラ
ミックや炭化珪素質の耐火材が使われている。
【０００３】以上で説明した、従来の浸漬型ヒーター
は、外筒管の中に装着した発熱体ヒーター内の温度制御
はしやすいものの、発熱体と外筒管の間に空隙があるた
めに熱伝導が悪いという問題がある。発熱体への負荷を
大きくするとヒーターの出力は大きくなるが、発熱体の
断線や劣化が起こり、発熱体の寿命が短くなる。これら
の浸漬型ヒーターがダイカスト装置の手許炉の汲み出し
口などに使用される場合、厳密なヒーター内の温度制御
が必要とされる。また、炉の構造上、ヒーターを入れる
部分が制限されるため、小型のヒーターとなり、発熱量
が不足する。また、実用新案登録番号第３００４０４３
号には、金属製の外筒管を用いて、熱源として電気加熱
式発熱体が装着された溶融金属加熱装置が示されてい
る。しかし、この場合、金属製の外筒管を用いているた
め、ヒーターショートや溶融金属中への漏電の問題があ
る。従って、加熱ヒーターと外筒管との間にセラミック
スの粉末等からなる電気的な絶縁層を設ける必要があ
り、加熱ヒーターで発生した熱を効率よく、外部に伝え
ることができない。また、ステンレスなどの金属は、溶
融金属中に浸漬すると溶損し、長期の使用に耐えない。
は、外筒管の中に装着した発熱体ヒーター内の温度制御
はしやすいものの、発熱体と外筒管の間に空隙があるた
めに熱伝導が悪いという問題がある。発熱体への負荷を
大きくするとヒーターの出力は大きくなるが、発熱体の
断線や劣化が起こり、発熱体の寿命が短くなる。これら
の浸漬型ヒーターがダイカスト装置の手許炉の汲み出し
口などに使用される場合、厳密なヒーター内の温度制御
が必要とされる。また、炉の構造上、ヒーターを入れる
部分が制限されるため、小型のヒーターとなり、発熱量
が不足する。また、実用新案登録番号第３００４０４３
号には、金属製の外筒管を用いて、熱源として電気加熱
式発熱体が装着された溶融金属加熱装置が示されてい
る。しかし、この場合、金属製の外筒管を用いているた
め、ヒーターショートや溶融金属中への漏電の問題があ
る。従って、加熱ヒーターと外筒管との間にセラミック
スの粉末等からなる電気的な絶縁層を設ける必要があ
り、加熱ヒーターで発生した熱を効率よく、外部に伝え
ることができない。また、ステンレスなどの金属は、溶
融金属中に浸漬すると溶損し、長期の使用に耐えない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小型
のヒーターであっても、熱伝導性を向上させることによ
り、充分な発熱量が得られ、かつヒーター内の温度制御
特性に優れた溶融金属加熱ヒーターを提供することを目
的とする。
のヒーターであっても、熱伝導性を向上させることによ
り、充分な発熱量が得られ、かつヒーター内の温度制御
特性に優れた溶融金属加熱ヒーターを提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】よって、本発明は、セラ
ミックス質外筒管内に発熱体を内蔵する溶融金属加熱ヒ
ーターにおいて、セラミックス質外筒管内部の空隙部分
に、電気絶縁性を有し、かつ、２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上
の熱伝導率を有するセラミックスの粉末、粒状物または
その混合物を充填したことを特徴とする溶融金属加熱ヒ
ーターである。また、本発明は、セラミックス質外筒管
内に内蔵した発熱体が、絶縁管を間に挟んで、外側と内
側で二重のラセン状にまいてあることを特徴とする前記
溶融金属加熱ヒーターである。また、本発明は、発熱体
を内蔵した溶融金属加熱ヒーターのセラミックス質外筒
管内部の空隙部分に、セラミックスの粉末、粒状物また
はその混合物を溶媒に分散させてスラリーとしたものを
流し込み、溶媒を乾燥・揮発した後、該セラミックス質
外筒管の上部に金属管で蓋をすることを特徴とする溶融
金属加熱ヒーターの組立方法である。また、本発明は、
セラミックス質外筒管と該金属管とのつなぎ部にセラミ
ックス封止材で封止することを特徴とする前記溶融金属
加熱ヒーターの組立方法である。本発明で用いられる外
筒管の素材は、窒化珪素や炭化珪素など溶融金属に浸食
されないセラミックスが使用される。また、外筒管内に
充填されるセラミックス素材には、窒化アルミニウム、
窒化珪素、アルミナなど電気絶縁性を有し、かつ、２０
Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有するセラミックスが
使われる。熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下だと熱伝
導が不充分で、ヒーターとして充分な発熱量が得られな
い。充填物は粉末、粒状物またはその混合物でもよい。
ミックス質外筒管内に発熱体を内蔵する溶融金属加熱ヒ
ーターにおいて、セラミックス質外筒管内部の空隙部分
に、電気絶縁性を有し、かつ、２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上
の熱伝導率を有するセラミックスの粉末、粒状物または
その混合物を充填したことを特徴とする溶融金属加熱ヒ
ーターである。また、本発明は、セラミックス質外筒管
内に内蔵した発熱体が、絶縁管を間に挟んで、外側と内
側で二重のラセン状にまいてあることを特徴とする前記
溶融金属加熱ヒーターである。また、本発明は、発熱体
を内蔵した溶融金属加熱ヒーターのセラミックス質外筒
管内部の空隙部分に、セラミックスの粉末、粒状物また
はその混合物を溶媒に分散させてスラリーとしたものを
流し込み、溶媒を乾燥・揮発した後、該セラミックス質
外筒管の上部に金属管で蓋をすることを特徴とする溶融
金属加熱ヒーターの組立方法である。また、本発明は、
セラミックス質外筒管と該金属管とのつなぎ部にセラミ
ックス封止材で封止することを特徴とする前記溶融金属
加熱ヒーターの組立方法である。本発明で用いられる外
筒管の素材は、窒化珪素や炭化珪素など溶融金属に浸食
されないセラミックスが使用される。また、外筒管内に
充填されるセラミックス素材には、窒化アルミニウム、
窒化珪素、アルミナなど電気絶縁性を有し、かつ、２０
Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有するセラミックスが
使われる。熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下だと熱伝
導が不充分で、ヒーターとして充分な発熱量が得られな
い。充填物は粉末、粒状物またはその混合物でもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
る、溶融金属加熱ヒーターである。セラミックス質外筒
管５の中心部に熱電対保護管９が取り付けられ、熱電対
保護管９の中には熱電対６が入っている。また、熱電対
保護管９の周辺には発熱体８が絶縁管７を間に挟んで、
外側と内側で二重のラセン状にまいてある。さらに、セ
ラミックス質外筒管５の内部の発熱体８、熱電対保護管
９、絶縁管７の間の空隙部に粉末及び粒状物からなる１
種以上のセラミックス充填材１０が充填されている。ま
た、セラミックス質外筒管５と金属管２はネジ止め４で
取り付けられている。この取り付け部分からは粉末及び
粒状物からなる１種以上のセラミックス１０が金属管２
側に移動しないようにセラミックス封止材３が取り付け
られている。また、１はコード接続用具である。なお、
発熱体８の単位長さ当たりの出力を上げるため、発熱体
８は絶縁管７を間に挟んで、外側と内側で二重のラセン
状にまいてあるが、外側と内側の発熱体８が近い位置に
あり、ショート防止に絶縁管７が設置されている。
る、溶融金属加熱ヒーターである。セラミックス質外筒
管５の中心部に熱電対保護管９が取り付けられ、熱電対
保護管９の中には熱電対６が入っている。また、熱電対
保護管９の周辺には発熱体８が絶縁管７を間に挟んで、
外側と内側で二重のラセン状にまいてある。さらに、セ
ラミックス質外筒管５の内部の発熱体８、熱電対保護管
９、絶縁管７の間の空隙部に粉末及び粒状物からなる１
種以上のセラミックス充填材１０が充填されている。ま
た、セラミックス質外筒管５と金属管２はネジ止め４で
取り付けられている。この取り付け部分からは粉末及び
粒状物からなる１種以上のセラミックス１０が金属管２
側に移動しないようにセラミックス封止材３が取り付け
られている。また、１はコード接続用具である。なお、
発熱体８の単位長さ当たりの出力を上げるため、発熱体
８は絶縁管７を間に挟んで、外側と内側で二重のラセン
状にまいてあるが、外側と内側の発熱体８が近い位置に
あり、ショート防止に絶縁管７が設置されている。
【０００７】次に、図２は、本発明の実施の形態に係る
セラミックス質外筒管へのセラミックスの充填方法を示
したものである。セラミックス粉末をアルコール、アセ
トン、水などの溶媒に分散させてスラリーとし、そのス
ラリーを発熱体、熱電対保護管をセットした外筒管にい
れて、乾燥機中で溶媒を蒸発させる。この方法で充填す
ると、セラミックス粉末が外筒管内に緻密に充填される
ので、より熱伝導性が高くなる。その他、セラミックス
を粉末状態で振動を加えながら、外筒管内に充填しても
よい。外筒管内に充填されるセラミックスの中で、窒化
アルミニウムや窒化珪素などの非酸化物セラミックスは
大気中、高温で保持されると表面が酸化する可能性があ
る。高い熱伝導性を維持するためには、これらセラミッ
クスの酸化を防ぐことが重要であり、外筒管内に充填し
た場合には、開放端をセラミックス封止材たとえばアル
ミナ−シリカ系無機接着剤などで封止することが有効で
ある。
セラミックス質外筒管へのセラミックスの充填方法を示
したものである。セラミックス粉末をアルコール、アセ
トン、水などの溶媒に分散させてスラリーとし、そのス
ラリーを発熱体、熱電対保護管をセットした外筒管にい
れて、乾燥機中で溶媒を蒸発させる。この方法で充填す
ると、セラミックス粉末が外筒管内に緻密に充填される
ので、より熱伝導性が高くなる。その他、セラミックス
を粉末状態で振動を加えながら、外筒管内に充填しても
よい。外筒管内に充填されるセラミックスの中で、窒化
アルミニウムや窒化珪素などの非酸化物セラミックスは
大気中、高温で保持されると表面が酸化する可能性があ
る。高い熱伝導性を維持するためには、これらセラミッ
クスの酸化を防ぐことが重要であり、外筒管内に充填し
た場合には、開放端をセラミックス封止材たとえばアル
ミナ−シリカ系無機接着剤などで封止することが有効で
ある。
【０００８】
【実施例】以下、実施例、比較例に基づいて本発明を具
体的に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定さ
れるものではない。
体的に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定さ
れるものではない。
【０００９】実施例１ 図１のように、外径φ３４ｍｍ、内径φ２８ｍｍ、長さ
５００ｍｍの窒化珪素セラミックス質外筒管の内部に発
熱体、熱電対保護管、アルミナ質の絶縁管をセットし
た。外筒管内の空隙部に、アセトン溶媒中に分散させた
窒化アルミニウム（熱伝導率１１０Ｗ／（ｍ・Ｋ））の
スラリーを流し込んだ。５０℃の乾燥機中でアセトンを
蒸発させた後、外筒管の開放端をアルミナ−シリカ系無
機接着剤で封止した。熱電対、金属管、コード接続治具
を取り付け、ヒーターの各端子を電源及び温度計測装置
に接続した。この浸漬型ヒーターを６７０℃の溶融アル
ミに浸漬させ、ヒーター内部温度を９５０℃に設定し
て、溶融アルミを加熱した。加熱時のヒーターの出力を
測定した結果を表１に示す。
５００ｍｍの窒化珪素セラミックス質外筒管の内部に発
熱体、熱電対保護管、アルミナ質の絶縁管をセットし
た。外筒管内の空隙部に、アセトン溶媒中に分散させた
窒化アルミニウム（熱伝導率１１０Ｗ／（ｍ・Ｋ））の
スラリーを流し込んだ。５０℃の乾燥機中でアセトンを
蒸発させた後、外筒管の開放端をアルミナ−シリカ系無
機接着剤で封止した。熱電対、金属管、コード接続治具
を取り付け、ヒーターの各端子を電源及び温度計測装置
に接続した。この浸漬型ヒーターを６７０℃の溶融アル
ミに浸漬させ、ヒーター内部温度を９５０℃に設定し
て、溶融アルミを加熱した。加熱時のヒーターの出力を
測定した結果を表１に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】実施例２ 実施例１と同様の方法で、熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・
Ｋ）のアルミナ粉末を充填したヒーターを作製し、加熱
時のヒーターの出力を測定した結果を表１に示す。
Ｋ）のアルミナ粉末を充填したヒーターを作製し、加熱
時のヒーターの出力を測定した結果を表１に示す。
【００１２】比較例１ 実施例１と同様の方法で、熱伝導率が１２Ｗ／（ｍ・
Ｋ）のムライト粉末を充填したヒーターを作製し、加熱
時のヒーターの出力を測定した結果を表１に示す。
Ｋ）のムライト粉末を充填したヒーターを作製し、加熱
時のヒーターの出力を測定した結果を表１に示す。
【００１３】比較例２ 実施例１と同様の装置で、外筒管内の空隙部にはセラミ
ックス粉末を充填しないヒーターを作製し、実施例１と
同一条件で加熱時のヒーターの出力を測定したので、そ
の結果を表１に示す。
ックス粉末を充填しないヒーターを作製し、実施例１と
同一条件で加熱時のヒーターの出力を測定したので、そ
の結果を表１に示す。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型のヒーターであっても、熱伝導性を向上させること
により、充分な発熱量が得られ、かつヒーター内の温度
制御特性に優れた溶融金属加熱ヒーターが得られる。
小型のヒーターであっても、熱伝導性を向上させること
により、充分な発熱量が得られ、かつヒーター内の温度
制御特性に優れた溶融金属加熱ヒーターが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関するヒーターの断面図。
【図２】 本発明に関するヒーターの組み立て図。
１…コード接続治具、２…金属管、３…セラミックス封
止材、４…ネジ止め、５…セラミックス質外筒管、６…
熱電対、７…絶縁管，８…発熱体，９…熱電対保護管、
１０…セラミックス充填材、１１…スラリーの流し込み
位置。
止材、４…ネジ止め、５…セラミックス質外筒管、６…
熱電対、７…絶縁管，８…発熱体，９…熱電対保護管、
１０…セラミックス充填材、１１…スラリーの流し込み
位置。
Claims (4)
- 【請求項１】 セラミックス質外筒管内に発熱体を内蔵
する溶融金属加熱ヒーターにおいて、セラミックス質外
筒管内部の空隙部分に、電気絶縁性を有し、かつ、２０
Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有するセラミックスの
粉末、粒状物またはその混合物を充填したことを特徴と
する溶融金属加熱ヒーター。 - 【請求項２】 セラミックス質外筒管内に内蔵した発熱
体が、絶縁管を間に挟んで、外側と内側で二重のラセン
状にまいてあることを特徴とする請求項１記載の溶融金
属加熱ヒーター。 - 【請求項３】 発熱体を内蔵した溶融金属加熱ヒーター
のセラミックス質外筒管内部の空隙部分に、セラミック
スの粉末、粒状物またはその混合物を溶媒に分散させて
スラリーとしたものを流し込み、溶媒を乾燥・揮発した
後、該セラミックス質外筒管の上部に金属管で蓋をする
ことを特徴とする溶融金属加熱ヒーターの組立方法。 - 【請求項４】 セラミックス質外筒管と金属管とのつな
ぎ部にセラミックス封止材で封止することを特徴とする
請求項３記載の溶融金属加熱ヒーターの組立方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17783597A JPH118049A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 溶融金属加熱ヒーター及びその組立方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17783597A JPH118049A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 溶融金属加熱ヒーター及びその組立方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH118049A true JPH118049A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=16037955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17783597A Pending JPH118049A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 溶融金属加熱ヒーター及びその組立方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH118049A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059061A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-03-08 | Kanken Techno Co Ltd | 電気ヒータおよび該ヒータを用いた半導体排ガス処理装置 |
| WO2009127793A1 (fr) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | Lethiguel | Dispositif de chauffage d'un bain de métal liquide |
| JP5371784B2 (ja) * | 2008-01-29 | 2013-12-18 | 株式会社トウネツ | 浸漬型ヒータ |
| JP2014007111A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Nichias Corp | ヒータ及び伝熱部材 |
| CN104080215A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-10-01 | 昆山特丰机电设备有限公司 | 一种有色金属溶液加热棒 |
| CN107530770A (zh) * | 2015-03-26 | 2018-01-02 | 皮罗泰克高温工业产品有限公司 | 加热的控制销 |
| JP2018202451A (ja) * | 2017-06-02 | 2018-12-27 | 株式会社アクセル技研 | ダイカスト鋳造用溶湯保持炉 |
| JP2019021477A (ja) * | 2017-07-14 | 2019-02-07 | 中部電力株式会社 | 溶湯加熱用浸漬ヒータの出力制御方法、および該出力制御方法に用いる溶湯加熱用浸漬ヒータ |
| CN109732071A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-10 | 北京利尔高温材料股份有限公司 | 一种具有防结壳保温功能的塞棒 |
| JP2019160448A (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-19 | 三建産業株式会社 | 浸漬ヒータの機能維持方法 |
| US11292897B2 (en) | 2016-05-31 | 2022-04-05 | Dow Global Technologies Llc | Thermoplastic polyolefin blends including block composites as compatibilizers |
| FR3149746A1 (fr) * | 2023-06-12 | 2024-12-13 | Lethiguel | Thermoplongeur compartimenté comportant de la poudre céramique électriquement isolante |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP17783597A patent/JPH118049A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2024256949A1 (fr) * | 2023-06-12 | 2024-12-19 | Lethiguel | Thermoplongeur compartimenté comportant de la poudre céramique électriquement isolante |
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Legal Events
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