CN109863347A - 浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉 - Google Patents

Abstract

提供一种浸渍型燃烧器加热装置及一金属熔液保持炉，可达到高导热率并降低排气温度。浸渍型燃烧器加热装置具备：加热装置保护管(2)，具有封闭的前端部，并以贯穿状态设置于金属熔液保持炉的炉壁或是上部盖；内筒部件(3)，其与加热装置保护管之间具有燃烧用流路(S)，且其配置于加热装置保护管内，且其前端侧具有开口，且其内部为排气流路；气体燃烧器部(4)，其将燃料气体与空气供给至燃烧用流路，且于比贯穿炉壁或是上部盖的部分还要前端侧当中，内筒部件的外周面及加热装置保护管的内周面中的至少其中之一设置有螺旋状延伸的凸条部(2a)。

Description

浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉

技术领域

本发明涉及浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉，其使用于例如铸造铝、铝合金等或是熔解铸锭等。

背景技术

于公知技术中，由于将例如铸造用的铝或铝合金等的金属熔液于金属熔液保持炉中加热保持，因而使用由炉壁***的金属熔液加热用加热装置。

作为此种金属熔液加热用加热装置，虽然以金属发热体作为热源的金属熔液保持炉已实用化，但也有提案使用气体燃烧器来取代金属发热体作为热源的方式。

例如，专利文献1当中，揭示了一种金属熔液加热用燃烧管加热装置，其为在作为加热装置保护管的外筒内配置了内管的燃烧器加热装置，并由内筒与外筒之间供给燃烧气体，并由内筒回收排气。

此种燃烧器加热装置通过燃烧气体流通于内筒及外筒之间来提高外筒侧的温度，以有效率地加热金属熔液，并且由内筒的前端开口部透过内筒内部，将排气回收至基部侧的排气管。

一般来说，将加热装置由炉壁***使其浸渍类型的金属熔液保持炉当中，为了防止炉内的金属熔液传递到加热装置保护管与炉壁之间而漏出至炉外，必须建构为使加热装置保护管埋设于炉壁内部分的内部设定为例如600℃以下(铝的融点为660℃)，以在万一金属熔液浸入了炉壁及加热装置保护管之间时，能够使金属熔液凝固防止其流出。

然而，于使用气体燃烧器的情形当中，存有高温的排气将炉壁加热，而导致金属熔液流出的风险。因此，于专利文献1所记载的燃烧器加热装置及金属熔液保持炉当中，形成为由内筒来回收排气，而其外侧流通燃烧用空气的构造，使其成为高温排气不会流通于炉壁内侧的构造。

先前技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-347720号公报

发明内容

上述公知技术当中，仍存在以下问题。

于专利文献1当中所记载的燃烧器加热装置，虽然通过从内筒回收排气来抑制炉壁侧的温度成为高温，但是若要能充分地降低炉壁侧的温度而完全地防止金属熔液泄漏，必须进一步地降低排气温度。另外，此装置也存在着由于火焰的热无法有效率地传递至加热装置保护管，使得燃烧器加热装置的温度无法有效率地上升，而伴随于此导致燃烧气体在尚未完全燃烧情形下就被回收到内筒被排出的缺陷。

本发明有鉴于前述问题，将目的设定提供一种浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉，其能够获得高导热率的同时，还能降低排气温度。

本发明为了解决前述问题而采用了下述构成。也就是说，第一发明的浸渍型燃烧器加热装置的特征为具备：加热装置保护管，具有封闭的前端部，并以贯穿状态设置于金属熔液保持炉的炉壁或是上部盖；内筒部件，其与所述加热装置保护管之间具有燃烧用流路，所述内筒部件配置于所述加热装置保护管内，且所述内筒部件的前端侧具有开口，且所述内筒部件的内部为排气流路；气体燃烧器部，其将燃料气体与空气供给至所述燃烧用流路，且于比贯穿所述炉壁或是所述上部盖的部分还要前端侧当中，所述内筒部件的外周面及所述加热装置保护管的内周面中的至少其中之一设置有螺旋状延伸的凸条部。

于此浸渍型燃烧器加热装置当中，由于在比贯穿炉壁或是上部盖的部分还要前端侧当中，于内筒部件的外周面及加热装置保护管的内周面中的至少其中之一设置有螺旋状延伸的凸条部，因此燃烧气体会受到凸条部的引导而螺旋状地前进于内筒部件及加热装置保护管之间的燃烧用流路内，据此使得相较于未设置螺旋状的凸条部的情形下，燃烧气体的流速得到提升，并使因对流所致对于加热装置保护管的导热率上升。此外，由于燃烧气体为螺旋状地前进，使得乱流产生，可使燃烧气体与空气更容易混合而提升燃烧效率，并可降低尚未燃烧就从内筒部件被排放的燃烧气体量。此外，可达到为了提升对于加热装置保护管的导热率，通过使金属熔液与加热装置之间的热交换更为频繁地进行，以降低排气温度。

第二发明的浸渍型燃烧器加热装置为于第一发明当中，所述凸条部设置于形成在所述加热装置保护管的内周面的螺旋状沟之间。

也就是说，此浸渍型燃烧器加热装置当中，由于所述凸条部为设置于加热装置保护管的内周面所形成的螺旋状沟之间，因此，可更容易地通过加热装置保护管的内周面的沟部加工而形成凸条部，并且可依据沟宽等轻易地设定燃烧气体的流速等。此外，因凸条部使得加热装置保护管的表面积增加，进一步地提升保护管与加热装置之间的热交换性。

第三发明的浸渍型燃烧器加热装置为于第一发明当中，所述凸条部设置于所述内筒部件的外周面的螺旋状鳍。

也就是说，于此浸渍型燃烧器加热装置当中，由于所述凸条部为设置于所述内筒部件的外周面的螺旋状鳍，因此能够依据螺旋状鳍的形状等而轻易地设定燃烧气体的流速等。

第四发明的浸渍型燃烧器加热装置为于第一至第三发明中任一项当中，具备：空气流路，其将所述空气供给至贯穿所述炉壁或是所述上部盖的部分中的所述燃烧用流路内，且于所述空气流路内，设置有固定于所述内筒部件或空气供给管的热交换用鳍。

也就是说，于此浸渍型燃烧器加热装置当中，热交换用鳍设置于空气流路内，因此，供给至空气流路内的空气、以及固定于内筒部件或空气供给管的热交换用鳍，两者之间进行热交换，因而能够有效率地加热所供给的空气。

第五发明的浸渍型燃烧器加热装置为于第一至第四发明的任一项当中，于所述内筒部件的基部侧的外周部设置有隔热部件，所述隔热部件为以导热性比所述加热装置保护管还低的隔热材料所形成。

于专利文献1当中，存在着内筒部件的基部过热，排气在内筒管的基部被加热，导致排气温度上升的缺陷。也就是说，由于加热装置的基部直接接触到燃烧器的火焰，因此温度相当高。因此，若内筒部件过热，会使得通过内部的排气的温度变高。

然而，本发明当中，由于在内筒部件的基部侧的外周部设置有隔热部件，且隔热部件为以导热性比加热装置保护管还低的隔热材料所形成，因此，除了能够防止内筒部件过热之外，还能够有效率地将热提供给加热装置保护管。

此外，由于内筒部件的前端部并不直接接触燃烧器的火焰，因此其温度比基部还低，因而能够在未安装隔热材料的情况下使内筒部件散热而防止内筒部件的过热。

第六发明的金属熔液保持炉为于第一至第四发明的任一项当中，由所述内筒部件的基部侧起至前端附近，设置有隔热部件，所述隔热部件为以导热性比所述加热装置保护管还低的隔热材料所形成。

也就是说，此金属熔液保持炉当中，由内筒部件的基部起至前端附近，设置有隔热部件，所述隔热部件为以导热性比加热装置保护管还低的隔热材料所形成，据此使得由燃烧气体所产生的热能，因被于内筒部件的外周部广范围布设的隔热部件弹回，并朝向加热装置保护管，因而能够依照隔热部件的设置范围的比例，来提升对于加热装置保护管的导热率。

第七发明的金属熔液保持炉具有：保持槽，其保持金属熔液；如第一至第六发明中任一项的浸渍型燃烧器加热装置，且其以贯穿状态设置于所述保持槽的炉壁或是上部盖。

也就是说，于此金属熔液保持炉当中，由于具备了如第一至第六发明中任一项的浸渍型燃烧器加热装置，因此能够借着导热率及能源效率良好的本发明的浸渍型燃烧器加热装置，相较于公知技术能以较少的能源来保持金属熔液。

根据本发明可达到以下功效。

也就是说，根据本发明的浸渍型燃烧器加热装置，于比贯穿炉壁或是上部盖的部分还要前端侧当中，内筒部件的外周面及加热装置保护管的内周面的至少其中之一设置有螺旋状延伸的凸条部，因而能在使导热率上升的同时还能降低排气温度，并且提升燃烧效率，降低由内筒部件排放尚未燃烧的燃烧气体量。

因此，于本发明的浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉当中，相较于公知技术，可更为降低炉壁的温度，并且能够确实地防止金属熔液泄漏。

附图说明

图1本发明的浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉的第一实施型态当中，浸渍型燃烧器加热装置的示意剖面图；

图2为第一实施型态当中，金属熔液保持炉的示意剖面图；

图3为第一实施型态当中，贯穿浸渍型燃烧器加热装置的炉壁的部分的重点部位的示意剖面图；

图4为本发明的浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉的第二实施型态当中，浸渍型燃烧器加热装置的示意剖面图；

图5为本发明的浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉的第三实施型态当中，浸渍型燃烧器加热装置的示意剖面图；

图6为本发明的浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉的第四实施型态当中，浸渍型燃烧器加热装置的示意剖面。

附图标记：

1,21,31,41 浸渍型燃烧器加热装置

2,22 加热装置保护管

2a,23a,43a 凸条部

3,23 内筒部件

4 气体燃烧器部

5 安装用筒部件

6 喷嘴

7 气体供给管

8 空气供给管

9 空气流路

9a 第一流路

9b 第二流路

9c 第三流路

10 金属熔液保持炉

11 保持炉

11a 炉壁

12 空气管

13 外侧筒部

13a 空气用孔

14 中间筒部

15 内侧筒部

16 凸缘部件

17 热交换用鳍

25 安装用筒部

33,43 隔热部件

BS 燃烧空间

M 金属熔液

S 燃烧用流路

具体实施方式

以下针对本发明的浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉的第一实施型态，参照图1-3进行说明。

本实施型态的浸渍型燃烧器加热装置1为如图1及图2所示，具备：加热装置保护管2，其以贯穿状态设置于金属熔液保持炉10的炉壁11a，且前端部为封闭；内筒部件3，其与加热装置保护管2之间具有燃烧用流路S，并配置于加热装置保护管2内，内筒部件3的前端侧具有开口，且内筒部件3的内部为排气流路；气体燃烧器部4，其将燃料气体与空气供给至燃烧用流路S。

此外，本实施型态的金属熔液保持炉10为如图2所示般，具备：保持槽11，其保持金属熔液M；浸渍型燃烧器加热装置1，其以贯穿状态设置于保持槽11的炉壁11a。

比贯穿前述炉壁11a的部分(埋设于炉壁11a内的部分)还要更前端侧中，于加热装置保护管2的内周面设置有螺旋状延伸的凸条部2a。

前述螺旋状的凸条部2a为设置于加热装置保护管2的内周面所形成的螺旋状沟之间。此螺旋状的凸条部2a为与加热装置保护管2为相同轴线而形成直到加热装置保护管2的前端。

加热装置保护管2为以例如精密陶瓷或炭化硅类耐火物质等所形成。此加热装置保护管2当中，于基部侧安装有安装用筒部件5，基部侧透过安装用筒部件5而固定至炉壁11a。此外，安装用筒部件5亦可与加热装置保护管一体成形。

内筒部件3为以耐热金属或陶瓷等形成。

气体燃烧器部4具备：燃烧气体的气体供给管7，其于前端具有喷嘴6；空气供给管8，其将空气供给至燃烧用流路S。

气体供给管7当中，其基部为连接至供给燃烧气体的燃烧气体管(图省略)。

为了使火焰尽可能地远离炉壁11a，喷嘴6以凸出状态配置于比炉壁11a还要内侧(加热装置前端侧)，浸渍于金属熔液M部分的燃烧用流路S内。

空气供给管8为如图3所示，安装于加热装置保护管2的基部内、内筒部件3的外周面，且于贯穿炉壁11a的部分具备将空气供给至燃烧用流路S内的空气流路9。

此空气供给管8有着三层筒构造，具备：外侧筒部13，其于基部侧具有连接空气管12的空气用孔13a；中间筒部14，其配置于外侧筒部13的内侧，且设置为与外侧筒部13之间具有第一流路9a；内侧筒部15，其配置于中间筒部14的内侧，且设置为与中间筒部14之间具有第二流路9b，且还与内筒部件3之间具有第三流路9c。也就是说，空气流路9为以第一流路9a、第二流路9b、第三流路9c三层来构成。

中间筒部14的前端为配置于比外侧筒部13及内侧筒部15的前端还要往基部侧配置，且内侧筒部15的基部为配置于比中间筒部14的基部还要前端侧。

此外，空气供给管8当中，除了前端为内侧筒部15的前端开口部(第三流路9c的前端开口部)以外为封闭，且基部为因凸缘部件16而被封闭。

因此，第一流路9a为于前端侧连通至第二流路9b的前端侧。此外，第二流路9b为于凸缘部件16侧与第三流路9c连通，第三流路9c的前端具有开口，与燃烧用流路S连通。也就是说，由空气用孔13a供给至空气供给管8的空气，首先会通过第一流路9a并流往前端侧，然后于前端侧弯折通过第二流路9b并流往凸缘部件16侧。此外，流经第二流路9b的空气于凸缘部件16侧弯折通过第三流路9c并且流往前端侧，由前端开口部供给至燃烧用流路S内。

另一方面，气体供给管7贯穿凸缘部件16，并且***贯穿第二流路9b，且喷嘴6为以凸出状态设置为燃烧用流路S内。燃烧气体为由喷嘴6供给至燃烧用流路S内，此燃烧气体为与供给至燃烧用流路S的空气混合而燃烧。

此外，第一流路9a通过将外侧筒部13与中间筒部14之间设定为窄距而形成的薄层流路，可加速空气的流速，并且可有效率地进行热交换。

空气流路9的第三流路9c内设置有固定于内筒部件3的热交换用鳍17。此热交换用鳍17为螺旋状地安装于内筒部件3的外周面。也就是说，流经第三流路9c的空气因热交换用鳍17而呈螺旋状地流动，其与内筒部件3之间进行热交换而升温后，被供给至燃烧用流路S内。此外，亦可将热交换用鳍17固定至空气供给管8。

此外，燃烧气体的燃烧时温度为约1100℃，但借着上述方式使供给空气升温，可节省用于提高至燃烧时温度的能源。

此外，于图3当中，两点链线的箭头表示空气的流动，一点链线的箭头表示燃烧气体的流动，此外，虚线的箭头表示排气的流动。

如此的本实施型态中的浸渍型燃烧器加热装置1当中，于比贯穿炉壁11a部分还要前端侧当中的加热装置保护管2的内周面设置有螺旋状延伸的凸条部2a，因此，燃烧气体受到凸条部2a的引导而于螺旋状地前进于内筒部件3与加热装置保护管2之间，据此使得相较于未设置螺旋状的凸条部2a的情形，燃烧气体的流速得有所提升，因而使对流所致对加热装置保护管2的导热率得到提升。

此外，借着燃烧气体以螺旋状前进，使得乱流产生，并使燃烧气体与空气更容易混合而提升燃烧效率，并且能够降低尚未燃烧就由内筒部件3被排放的燃烧气体量。此外，在为了提高对加热装置保护管2的导热率上，能够更为频繁地进行金属熔液M与加热装置1之间的热交换，以使排气的温度降低。此外，还因为凸条部2a使得加热装置保护管2的表面积增加，更进一步地提升热交换性。

此外，由于凸条部2a设置于加热装置保护管2的内周面所形成的螺旋状沟之间，因此，可更容易地通过加热装置保护管2的内周面的沟部加工而形成凸条部2a，并且可依据沟宽等而轻易地设定燃烧气体的流速等。

此外，由于热交换用鳍17设置于空气流路9内，因此，于供给至空气流路9内的空气；以及固定于内筒部件3或空气供给管8的热交换用鳍17，两者之间进行热交换。

接着，参考图4至图6，针对本发明的浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉的第二至第四实施型态，进行以下说明。此外，于以下各实施型态的说明当中，与上述实施型态中已说明过的相同构成元件标上相同的元件符号，并省略其说明。

第二实施型态与第一实施型态之间的不同处在于，于第一实施型态当中，凸条部2a设置于加热装置保护管2的内周面所形成的螺旋状沟之间，相对于此，第二实施型态的浸渍型燃烧器加热装置21以及金属熔液保持炉如图4所示般，凸条部23a设置于内筒部件23的外周面的螺旋状鳍。

也就是说，第二实施型态当中，螺旋状鳍于内筒部件23的外周面构成螺旋状的凸条部23，于加热装置保护管22与内筒部件23之间的空隙形成螺旋状的燃烧用流路S。

螺旋状鳍的凸条部23a以可拆卸方式安装于内筒部件23的外周面。

此外，第二实施型态的加热装置保护管22并未于内周面形成因螺旋状沟而成的凸条部。此外，加热装置保护管22形成为与安装用筒部件一体化，于基部具有安装用筒部25。另外，此安装用筒部25亦可如第一实施型态般作为独立于加热装置保护管的安装用筒部件进行制作及安装。

如此的第二实施型态的浸渍型燃烧器加热装置21及金属熔液保持炉当中，凸条部23a为内筒部件23的外周面所设置的螺旋状鳍，因此，可根据螺旋状鳍的形状等来轻易地设定燃烧气体的流速等。

接着，第三实施型态与第一实施型态之间的差异在于，第一实施型态的内筒部件3的外周部暴露于加热装置保护管2内，相对于此，第三实施型态的浸渍型燃烧器加热装置31及金属熔液保持炉当中，如图5所示，内筒部件3的基部侧的外周部设置有隔热部件33，且隔热部件33为以导热性比加热装置保护管2还低的隔热材料所形成。

隔热部件33形成为筒状，且被安装成覆盖内筒部件3的基部的外周部。作为此隔热部件33的隔热材料，可采用例如导热率比加热装置保护管2还低的氧化铝系陶瓷隔热材料等。

如此的第三实施型态的浸渍型燃烧器加热装置31及金属熔液保持炉当中，由于在内筒部件3的基部侧的外周部设置有以导热性比加热装置保护管2还低的隔热材料所形成的隔热部件33，因此能够在防止内筒部件3过热的同时，还能够有效率地将热提供至加热装置保护管2。

此外，由于内筒部件3的前端部并不会直接接触燃烧器的火焰，因此温度较基部低，因而可在不安装隔热部件33的情况下由内筒部件3散热而防止内筒部件3过热。

接着，第四实施型态与第三实施型态的差异在于，于第三实施型态当中，隔热部件33设置于内筒部件3的基部侧的外周部，相对于此，第四实施型态中的浸渍型燃烧器加热装置41及金属熔液保持炉当中，如图6所示，由内筒部件3的基部侧至前端附近设置有隔热部件43。

此外，于第四实施型态当中为与第二实施型态同样地，凸条部43a为螺旋状鳍，凸条部43a设置于隔热部件43的外周面，此点也与第三实施型态不同。

如此的第四实施型态的浸渍型燃烧器加热装置41及金属熔液保持炉当中，由内筒部件3的基部侧至前端附近设置有隔热部件43，而隔热部件43为以导热性比加热装置保护管22还低的隔热材料所形成，因此，借着于内筒部件3外周部广范围布设的隔热部件43，使得由燃烧气体所产生的热能被隔热部件43弹回而朝向加热装置保护管22，因此可依隔热部件43的设置范围比例来提高对于加热装置保护管22的导热率。

此外，关于隔热部件43，只要是从内筒部件3的基部侧即可，即使是设置于从基部离开若干距离的位置起至前端附近亦可。也就是说，由于内筒部件3的基部附近的外周部为燃烧气体的燃烧空间BS，因此可避开此燃烧空间BS而从基部中途起往前端来设置隔热部件43。借着以此方式来充分确保燃烧空间BS，可提升火焰的燃烧效率，以降低未燃气体。

此外，燃烧空间BS附近的燃烧气体的火焰所直接接触到的凸条部43a的螺旋状鳍当中，亦可将燃烧空间BS起至少达3圈的螺旋状鳍的材质进行变更。

此外，本发明的技术范围并非限定为上述各实施型态，在不脱离本发明主旨范围内，可附加各种的变更。

例如，第一实施型态当中，加热装置保护管的内周面形成有螺旋状的凸条部，但亦可于内筒部件的外周面形成螺旋状的凸条部。此外，亦可于加热装置保护管的内周面及内筒部件的外周面两者均形成螺旋状的凸条部。于此情形下，较佳地，两者的螺旋状的凸条部设定为以同方向相同间隔延伸。

此外，于第二实施型态当中，虽然于内筒部件的外周面安装螺旋状鳍的凸条部，但亦可于加热装置保护管的内周面安装螺旋状鳍。此外，亦可于加热装置保护管的内周面形成螺旋状以外形状的凸条部，以增加加热装置保护管的表面积。

此外，于上述各实施型态当中，加热装置保护管为以贯穿状态设置于金属熔液保持炉的保持槽，且设置为由横向来浸渍于金属熔液中的状态，但亦可以此方式设置：设置上部盖，所述上部盖将金属熔液保持炉的保持槽的上部开口部封闭，并以贯穿状态于上部盖设置加热装置保护管。于此情形下，浸渍型燃烧器加热装置为以贯穿状态设置于保持槽的上部盖，加热装置保护管***穿过上部盖且纵向延伸而成为浸渍于金属熔液状态。

Claims (7)

1.一种浸渍型燃烧器加热装置，其特征在于具备：

加热装置保护管，具有封闭的前端部，并以贯穿状态设置于金属熔液保持炉的炉壁或是上部盖；

内筒部件，其与所述加热装置保护管之间具有燃烧用流路，所述内筒部件配置于所述加热装置保护管内，且所述内筒部件的前端侧具有开口，且所述内筒部件的内部为排气流路；及

气体燃烧器部，其将燃料气体与空气供给至所述燃烧用流路，

其中，于比贯穿所述炉壁或是所述上部盖的部分还要前端侧当中，所述内筒部件的外周面及所述加热装置保护管的内周面中的至少其中之一设置有螺旋状延伸的凸条部。

2.根据权利要求1所述之浸渍型燃烧器加热装置，其特征在于，所述凸条部设置于形成在所述加热装置保护管的内周面的螺旋状沟之间。

3.根据权利要求1所述之浸渍型燃烧器加热装置，其特征在于，所述凸条部为设置于所述内筒部件的外周面的螺旋状鳍。

4.根据权利要求1所述之浸渍型燃烧器加热装置，其特征在于具备：

空气流路，其将所述空气供给至贯穿所述炉壁或是所述上部盖的部分中的所述燃烧用流路内，

其中，于所述空气流路内，设置有固定于所述内筒部件或所述加热装置保护管的热交换用鳍。

5.根据权利要求1所述之浸渍型燃烧器加热装置，其特征在于，于所述内筒部件的基部侧的外周部设置有隔热部件，所述隔热部件为以导热性比所述加热装置保护管还低的隔热材料所形成。.

6.根据权利要求1所述之浸渍型燃烧器加热装置，其特征在于，由所述内筒部件的基部侧起至前端附近设置有隔热部件，所述隔热部件为以导热性比所述加热装置保护管还低的隔热材料所形成。

7.一种金属熔液保持炉，其具有：

保持槽，其保持金属熔液；及

如请求项1所述之浸渍型燃烧器加热装置，其以贯穿状态设置于所述保持槽的炉壁或是上部盖。