CN101953226A - 浸渍型加热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种浸渍型加热器，其完全避免螺旋状发热体的外周缘受到保护管的内壁按压，从而实现防止相邻的发热体彼此的接触所导致的烧坏。在本发明的浸渍型加热器中，金属发热体(8)呈带状，该金属发热体(8)的一方的边缘部***保持于螺旋槽(7)内而形成螺旋状的发热部(9)。在绝缘性圆筒体(6)的前端及后端的各开口分别配置有圆筒体支承部件(11)，该圆筒体支承部件(11)具有小于陶瓷制有底保护管(2)的内径且大于螺旋状的发热部(9)的外周径的直径，并且嵌合于绝缘性圆筒体(6)的中空部。

Description

浸渍型加热器

技术领域

本发明涉及例如在铝保持炉等熔融金属用加热设备中使用的浸渍型加热器，详细地说，涉及具备Fe-Cr-Al系合金等的金属发热体的浸渍型加热器。

背景技术

目前，作为用于对铝熔融液等的熔融金属进行加热的浸渍型加热器，存在采用金属发热体的加热器。例如，在专利文献1中，公开了一种浸渍型加热器，该浸渍型加热器具有：在有底圆筒形状的陶瓷制保护管(浸渍管)内悬挂配置的绝缘性圆筒体；在这种绝缘性圆筒体的外周部形成的螺旋槽内配置的截面为圆形的线状发热体(发热部)；以及闭塞所述陶瓷制保护管的开口端的绝缘性盖体，各端子棒的一端分别连接到所述线状发热体，另一端贯通所述绝缘性盖体。

专利文献1：日本实公平5-21275号公报

但是，上述专利文献1的浸渍型加热器由于是使嵌合了线状发热体的绝缘性圆筒体悬挂保持在保护管内的结构，因此采用以螺旋状缠绕的带状物来作为金属发热体，并且，在以带状发热体的平面部互相相对的方式形成螺旋状的发热部时，会产生以下问题。

即，在产生保护管和圆筒体的偏芯时，螺旋状缠绕的带状发热体的外周缘会受到保护管内壁的按压，结果，导致在该按压部上可能产生发热体变形而与相邻的发热体相接触的不良状况。特别是，在横浸渍的方式下，由于采用在炉侧壁支承浸渍型加热器的后端部的这种水平单侧支承，因此发热部也同样地变成水平单侧支承，并且圆筒体和发热体因自重产生向下方的弯曲，所以出现螺旋状发热体的下方(炉底面侧)的外周缘容易受保护管内壁按压的状态，更加可能出现上述这些不良状况。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种浸渍型加热器，其能够完全避免螺旋状发热体的外周缘受保护管内壁的按压，从而能够防止相邻的发热体彼此的接触所导致的烧坏(断線)。

为了实现上述目的，本发明的浸渍型加热器具有：陶瓷制有底保护管；绝缘性圆筒体，其***于所述陶瓷制有底保护管内；金属发热体，其保持在形成于所述绝缘性圆筒体的外周面上的螺旋槽内；绝缘性盖体，其闭塞所述陶瓷制有底保护管的开口部；第一、第二端子棒，该第一、第二端子棒的一方端部分别与所述金属发热体的前端部和后端部连接且另一方端部贯通所述绝缘性盖体而位于所述陶瓷制有底保护管外，所述浸渍型加热器的特征在于，

所述金属发热体呈带状，该带状金属发热体的一方的边缘部***保持于所述螺旋槽内而形成螺旋状的发热部；

在所述绝缘性圆筒体的前端及后端的各开口分别配置有圆筒体支承部件，该圆筒体支承部件具有小于所述陶瓷制有底保护管的内径且大于螺旋状的发热部的外周径的直径，并且嵌合于所述绝缘性圆筒体的中空部。

根据如此构成的浸渍型加热器，由于对发热体采用了带状的形式，因此能够扩大发热体的表面积，所以，与线状发热体相比，即使在相同的输出下，也能够将发热体的温度抑制得低，抑制烧损而提高耐久性。

此外，在将带状发热体作为螺旋状的发热部进行保持的圆筒体的两端安装有圆筒体支承部件，该圆筒体支承部件具有比保护管的内径小并且比螺旋状的发热部的外周径大的直径，从而在带状发热体的外周缘与保护管的内壁面之间可靠地形成间隙，因此能够避免螺旋状发热部的外周缘受到保护管的内壁的按压，其结果是不会产生由带状发热体的外周缘的按压所导致的变形，能够可靠地避免由相邻的发热体之间的接触所导致的烧坏。

本发明的浸渍型加热器还可以在所述前端侧的圆筒体支承部件上形成有供与所述金属发热体的前端部连接的所述第一端子棒贯通的贯通孔和供连接固定在该第一端子棒的前端上的连接板插通的切口部，此外，在所述后端侧的圆筒体支承部件上形成有供所述第一端子棒贯通的贯通孔和供连接固定在所述第二端子棒的前端上的连接板插通的切口部。

根据如此构成的浸渍加热器，能够容易地进行连接板与金属发热体的连接操作，同时能够可靠地进行电连接。

在本发明的浸渍型加热器中，也可以在所述保护管的内部，在所述后端侧的圆筒体支承部件与所述盖体之间的空间填充有隔热材料。

根据如此构成的浸渍型加热器，能够抑制从螺旋状发热部向端子部的热传递，能够防止端子棒的热膨胀所导致的变形，同时，在横浸渍的方式下，在保护管破损时，能够防止熔融液的流出。

此外，还可以使所述陶瓷制有底保护管的开口端部侧的外周部形成为朝向前端变细的锥形形状

根据如此构成的浸渍型加热器，在向炉侧壁安装浸渍型加热器时，在炉侧壁上设置与锥形形状的外周部卡合的加热器安装口，由此能够进行加热器的正确的定位和牢固的安装。

此外，还可以在本发明的浸渍型加热器中，使以与所述金属发热体的前端部连接的方式固定于所述前端侧的圆筒体支承部件上的所述端子棒贯通所述圆筒体、所述后端侧的圆筒体支承部件以及所述盖体而延伸，在所述盖体的外部，在设置于所述端子棒上的紧固件与所述盖体之间配置有压缩弹簧。

根据如此构成的浸渍型加热器，能够始终对端子棒施加拉伸力，从而能够抑制端子棒的热膨胀所导致的变形。

此外，根据本发明的浸渍型加热器，与所述金属发热体的前端部连接的所述端子棒呈管状，并且，在所述管状的端子棒内***配置有热电偶也可。

根据如此构成的浸渍型加热器，通过向管状端子棒内***配置热电偶，能够在具有发热部的圆筒体内进行正确的温度测定。

这时，通过向上述管状的端子棒的前端开口填充隔热材料，能够在保护管的前端部破损时，防止熔融金属通过管状端子棒的内部向外流出。

此外，根据本发明的浸渍型加热器，绝缘性圆筒状间隔件在收纳有所述端子棒的状态下配置在所述后端侧的圆筒体支承部件与所述盖体之间也可。

根据如此构成的浸渍型加热器，圆筒状间隔件的一端部与后端侧的圆筒体支承部件抵接，另一端部与盖体抵接，由此能够正确地确定出保护管内的圆筒体及发热部的位置。

进而，根据本发明的浸渍型加热器，还可以在所述绝缘性圆筒体的周壁上形成有多个贯通开口。

根据如此构成的浸渍型加热器，带状发热体的辐射热能够通过所述贯通孔直接施与，由此提高基于热电偶的温度测定的应答性，并且通过形成贯通孔而减小保持发热体的圆筒体的热容量，从而降低消耗电力。

附图说明

[图1]浸渍型加热器的轴向截面图。

[图2]盖体的主视图和侧视图。

[图3A]包含一部分截面的圆筒体的侧视图。

[图3B]圆筒体的螺旋槽和发热体的放大图。

[图3C]发热体的截面图。

[图4]圆筒体支承部件的主视图和截面图。

[图5A]管状第一端子棒和连接板的示意图。

[图5B]棒状第二端子棒和连接板的示意图。

[图6]固定在第一端子棒上的连接板对发热体的连接状态的示意图。

[图7]在第一端子棒上填充了隔热材料的状态的示意图。

附图标记说明

1......浸渍型加热器

2......保护管

3......锥形部件

4......盖体

6......圆筒体

7......螺旋槽

8......发热体

9......发热部

10......贯通开口

11......圆筒体支承部件

12......第一端子棒

13......连接板

14......间隔件

15......第二端子棒

16......填充材料

18......紧固件

19......螺旋弹簧(压缩弹簧)

20......热电偶

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是本发明的一个实施方式的浸渍型加热器1的长度方向(轴向)的截面图。此外，在说明浸渍型加热器1时，为了方便起见，把在向炉安装时***到炉内的一侧的端部称为“前端”，与其相反的一侧的端部称为“后端”。

浸渍型加热器1具备陶瓷制的保护管2。保护管2是由氮化硅系等的精密陶瓷制成，形成前端闭塞另一端开口的有底圆筒体。锥形部件3以形成保护管2的一部分的方式固定在保护管2的后端部外周部。锥形部件3与保护管2同样用陶瓷制成的，其外周面形成朝向前端侧向前变细的锥形形状。这种锥形部件3的外周锥形形状与安装浸渍型加热器1的炉侧壁(图中未示出)的加热器安装口的内表面的锥形形状相对应。由此，当从外部向炉侧壁上安装浸渍型加热器时，所述保护管2的锥形部件3的锥形形状外周面与加热器安装口的锥形形状的内周面卡合，从而能够进行浸渍型加热器1的正确定位和牢固的安装。此外，锥形部件3可以预先与保护管2一体成形。

保护管2的后端开口部通过由玻璃纤维强化复合材料等绝缘性隔热材料构成的盖体4闭塞。如图2的主视图和侧视图所示，盖体4具有***到保护管2的开口部中的直径较小的圆盘状***部4a，以及与保护管2的开口缘部抵接的直径较大的凸缘部4b。在盖体4上形成有用于使后述的端子棒12、15贯通的贯通孔5a、5b。其中一个贯通孔5a形成在大致为圆盘状的盖体4的中心，另一个贯通孔5b以偏向盖体4的外周的方式形成。

在保护管2内，***配置有由氧化铝含有量为90％以上的陶瓷等的绝缘性隔热材料构成的圆筒体6。如图3A所示，在圆筒体6的外周面上形成有从前端到后端连续的螺旋槽7。如图3B所示，螺旋槽7以两侧壁之间的尺寸朝向底部变窄的方式形成为锥形。进一步，在实施例中，槽深H：4mm，表面侧的槽宽W1：2.3mm，底部侧的槽宽W2：1.7mm，槽的间距P：4.8mm，但不限制于此。

在螺旋槽7上保持有例如由Fe-Cr-Al系合金等金属构成的带状(在实施例中为宽10mm、厚1mm，但不限制于此)的发热体8的一方的边缘部，发热体8的另一方的边缘部从圆筒体6的外周面突出例如6～7mm左右。由此，在圆筒体6的外周部构成从前端到后端连续的螺旋状的发热部9。

另外，如图3C所示，带状的发热体8以平面部预先互相对置的方式形成为螺旋状，使这种螺旋状的发热体8的前端位于圆筒体6的螺旋槽7内，通过相对旋转的方式安装到螺旋槽7内。

此外，如图3A所示，圆筒体6的外周壁形成有多个贯通开口10。在该实施方式中，贯通开口10呈大致椭圆形的长孔形状，如A-A截面和B-B截面所示，在与轴向垂直的平面内，以在圆周方向上等间距的方式形成有3个贯通开口10。而且，在A-A截面和B-B截面上，贯通开口10的形成位置互相错开60度，是为了抑制了圆筒体6的强度降低。这样在圆周方向上3个一组形成的贯通开口10在圆筒体6的轴向上就形成有多组。这样，通过在圆筒体6上形成多个贯通开口10，发热体8的辐射热能够通过贯通开口10直接施与如后所述的配置在圆筒体6内部的热电偶20，由此提高基于热电偶20的温度测定的应答性，并且通过形成贯通开口10而减小保持发热体8的圆筒体6的热容量，从而降低消耗电力。在此需要说明的是，贯通开口10的形状、大小、数量和形成位置等，并不限制于上面的说明，可以进行适当地改变。

在圆筒体6的前端及后端分别安装有由氧化铝含有量为70～80％的陶瓷等绝缘材料构成的圆筒体支承部件11。如图4的主视图和截面图所示，圆筒体支承部件11由圆筒状嵌合部11a和凸缘部11b所构成，其中圆筒状嵌合部11a从圆筒体6的各端部开口嵌合到圆筒体6的中空部，并且凸缘部11b与圆筒体6的各端面抵接。在圆筒体支承部件11的中央形成有使后述的端子棒12插通的贯通孔(插通口)12a，并且在凸缘部11b的外周部形成大致为矩形的切口部(插通口)12b。如图6所示，在安装在圆筒体6的前端的圆筒体支承部件11的切口部12b中插通有后述的端子棒12的连接板13，如图1所示，在安装在圆筒体6的后端的圆筒体支承部件11的切口部12b中插通有后述的端子棒15。

安装在圆筒体6前后的各个圆筒体支承部件11的凸缘部11b具有比保护管2的内径小，并且比螺旋状的发热部9的外周径大的直径。由此，在圆筒体6的内周面和发热体9的外周缘之间可靠地形成间隙，能够可靠地防止发热部9(即，构成该发热部9的带状发热体8)受到保护管2的内周面的按压。

再次参照图1，在浸渍型加热器1的内部，沿着其轴心，***配置有例如由不锈钢制的管构成的第一端子棒12。第一端子棒12的前端***到前端侧的圆筒体支承部件11的贯通孔12a中，从这里在圆筒体6的内部向后方延伸，贯通后端侧的圆筒体支承部件11的贯通孔12a及盖体4的贯通孔5a。第一端子棒12在从盖体4向后方突出的后端部具有供电用端子板12c。此外，如图5A和图6所示，在第一端子棒12的前端，连接固定有侧面呈大致L字状的连接板13，连接板13的端部与发热体8的前端电连接。而且，如图7所示，在第一端子棒12的前端开口中预先填充隔热材料21，这样即使万一保护管2的前端部破损，也能防止熔融金属通过第一端子棒12的内部向外部流出。

此外，第一端子棒12为在后端侧的圆筒体支承部件11和盖体4之间收纳在绝缘性圆筒状间隔件14中的状态。间隔件14的作用是限制盖体4和圆筒体支承部件11之间的间隔，由此能够正确地确定在保护管2内的圆筒体6和发热部9的位置。

在盖体4的外部，在第一端子棒12上固定有例如由金属垫片制成的紧固件18，该紧固件18与盖体4之间的第一端子棒12的外周上安装有呈压缩状态的螺旋弹簧(压缩弹簧)19。这样，始终对第一端子棒12施加拉伸力，由于这种拉伸力通过前后一对的圆筒体支承部件11、11来对圆筒体6施加作用，因此能够与间隔件14的定位作用相互作用而保持圆筒体6的固定，并且能够抑制第一端子棒12的热膨胀所导致的变形。

此外，在管状的第一端子棒12的内部***配置有热电偶20。热电偶20从第一端子棒12的后端部***，其前端位于保持发热部9的圆筒体6内。由此，就可以在具有发热部9的圆筒体6内进行正确的温度测定。并且，在没有设置热电偶20的情况下，第一端子棒12也可以是实心棒。

在浸渍型加热器1的内部，还***配置有例如由不锈钢棒构成的第二端子棒15。第二端子棒15贯通盖体4的贯通孔5b而插通到后端侧的圆筒体支承部件11的切口部12b内，如图5B所示，在第二端子棒15的前端安装的连接板15a与带状发热体8的后端部电连接。此外，第二端子棒15在后端部具有供电用端子板15b。

在保护管2内部，在后端侧的圆筒体支承部件11与盖体4之间的空间内填充有例如由陶瓷纤维制成的隔热材料16。这样，能够抑制从螺旋状发热部9向端子部的热移动，防止端子棒15的热膨胀所导致的变形，并且，在横浸渍方式的情况下，在保护管2破损时，能够防止熔融液的流出。

上述构成的浸渍型加热器1例如安装在铝保持炉的炉侧壁上，在浸渍于铝的熔融液(熔融金属)内的状态下，通过第一及第二端子棒12、15供电而发热部9发热，从而能够将熔融液维持在所期望的温度上。

如上所述，根据本实施方式的浸渍型加热器1，由于对发热体8采用了带状的形式，因此能够扩大发热体8的表面积，所以，与线状发热体相比，即使在相同的输出下，也能够将发热体8的温度抑制得低，抑制烧损而提高耐久性。

另外，在将带状发热体8作为螺旋状的发热部9而保持的圆筒体6的两端安装有圆筒体支承部件11，该圆筒体支承部件11具有比保护管2的内径小并且比螺旋状发热部9的外周径大的直径，从而在带状发热体8的外周缘和保护管2的内壁面之间可靠地形成间隙，因此能够避免螺旋状发热部9的外周缘受到保护管2的内壁的按压，结果，不会产生由于带状发热体8的外周缘的按压所导致的变形，能够可靠地避免相邻的带状发热体8彼此的接触所导致的烧坏。

Claims (9)

1.一种浸渍型加热器，其具有：陶瓷制有底保护管；绝缘性圆筒体，其***于所述陶瓷制有底保护管内；金属发热体，其保持在形成于所述绝缘性圆筒体的外周面上的螺旋槽内；绝缘性盖体，其闭塞所述陶瓷制有底保护管的开口部；第一、第二端子棒，该第一、第二端子棒的一方端部分别与所述金属发热体的前端部和后端部连接且另一方端部贯通所述绝缘性盖体而位于所述陶瓷制有底保护管外，所述浸渍型加热器的特征在于，

所述金属发热体呈带状，该带状金属发热体的一方的边缘部***保持于所述螺旋槽内而形成螺旋状的发热部；

在所述绝缘性圆筒体的前端及后端的各开口分别配置有圆筒体支承部件，该圆筒体支承部件具有小于所述陶瓷制有底保护管的内径且大于螺旋状的发热部的外周径的直径，并且嵌合于所述绝缘性圆筒体的中空部。

2.如权利要求1所述的浸渍型加热器，其特征在于，

在所述前端侧的圆筒体支承部件上形成有供与所述金属发热体的前端部连接的所述第一端子棒贯通的贯通孔和供连接固定在该第一端子棒的前端上的连接板插通的切口部，此外，在所述后端侧的圆筒体支承部件上形成有供所述第一端子棒贯通的贯通孔和供连接固定在所述第二端子棒的前端上的连接板插通的切口部。

3.如权利要求1或2所述的浸渍型加热器，其特征在于，

在所述保护管的内部，在所述后端侧的圆筒体支承部件与所述盖体之间的空间填充有隔热材料。

4.如权利要求1～3中任一项所述的浸渍型加热器，其特征在于，

所述陶瓷制有底保护管的开口端部侧的外周部形成为朝向前端变细的锥形形状。

5.如权利要求1～4中任一项所述的浸渍型加热器，其特征在于，

以与所述金属发热体的前端部连接的方式固定于所述前端侧的圆筒体支承部件上的所述端子棒贯通所述圆筒体、所述后端侧的圆筒体支承部件以及所述盖体而延伸，在所述盖体的外部，在设置于所述端子棒上的紧固件与所述盖体之间配置有压缩弹簧。

6.如权利要求1～5中任一项所述的浸渍型加热器，其特征在于，

与所述金属发热体的前端部连接的所述端子棒呈管状，并且，在所述管状的端子棒内***配置有热电偶。

7.如权利要求6所述的浸渍型加热器，其特征在于，

在所述管状的端子棒的前端开口中填充有隔热材料。

8.如权利要求1～7中任一项所述的浸渍型加热器，其特征在于，

绝缘性圆筒状间隔件在收纳有所述端子棒的状态下配置在所述后端侧的圆筒体支承部件与所述盖体之间。

9.如权利要求1～8中任一项所述的浸渍型加热器，其特征在于，

在所述绝缘性圆筒体的周壁上形成有多个贯通开口。

Images