(57)【要約】【課題】浸漬ヒータの内部に侵入した酸素を除去することによって、その機能を維持する方法を提供する。【解決手段】溶湯に浸漬して溶湯を加熱する浸漬ヒータ１０でそのヒータ本体１１を構成する保護管１２には発熱体１３及び導電体１９が内蔵されるとともに保護管１２と、発熱体１３及び導電体１９との間に熱伝導を目的とした粉体１４が充填されてなる浸漬ヒータの機能を維持する方法であって、保護管１２と、発熱体１３及び導電体１９との間に不活性ガスを充満させる。また、不活性ガスは、ヒータ本体１１の内部の空気を吸い出した後に充満させる。【選択図】図１
2019160448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解または温度保持に使用される溶湯に浸漬して前記溶湯を加熱する浸漬ヒータでそのヒータ本体を構成する保護管には発熱体及び導電体が内蔵されるとともに前記保護管と、発熱体及び導電体との間に熱伝導を目的とした粉体が充填されてなる前記浸漬ヒータの機能維持方法であって、
前記保護管と、発熱体及び導電体との間に不活性ガスを充満させることを特徴とする浸漬ヒータの機能維持方法。
【請求項２】
前記ヒータ本体の内部の空気を吸い出した後、前記不活性ガスを充満させることを特徴とする請求項１に記載の浸漬ヒータの機能維持方法。
【請求項３】
前記ヒータ本体の内部の空気の吸い出しを、真空ポンプを利用して行い、前記不活性ガスの充満を、不活性ガス供給部によって行うことを特徴とする請求項２に記載の浸漬ヒータの機能維持方法。
【請求項４】
前記ヒータ本体の上端部に、前記ヒータ本体の内部を密封するシール材を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の浸漬ヒータの機能維持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータ本体を構成する保護管に発熱体及び配線端子から発熱体に電流を流す導電体を内蔵し、前記保護管と発熱体との間に熱伝導を目的とする粉体を充填した浸漬ヒータの機能維持方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶解または温度保持に使用される溶湯を加熱する浸漬ヒータには、ヒータ本体を構成する保護管に発熱体を内蔵し、その保護管と発熱体との間に、セラミックフィラーなどの粉体の充填を提案したものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、セラミックフィラーは発熱体のみならず、導電体まで充填されている場合もある。
この浸漬ヒータは粉体を充填することによって高い熱伝導性を確保し、加熱効果を高めることができるといった特長がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−７９１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、保護管と発熱体の間に粉体を充填した上記の浸漬ヒータは、発熱体や導電体の表面が酸化するとその摩擦係数が大きくなり、浸漬ヒータの温度変化による熱膨張や熱収縮が抑制されて大きな応力が発熱体や導電体に作用し、その結果、発熱体や導電体が破損してしまうことがある。また、粉体が酸化する性質を持っていると、その酸化によって絶縁抵抗値が低下するため、漏電の危険性がある。
【０００５】
こうした発熱体や導電体の酸化による破損も、粉体の酸化による漏電も、浸漬ヒータの内部に侵入している酸素が原因である。従来、酸素の侵入を防止するためにシール材を設けているが、当初から侵入して残存する酸素や、シール材の漏れによって新たに侵入した酸素を除去する手段がなく、これら酸素による酸化を防止することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的とするところは、浸漬ヒータの内部に侵入した酸素を除去することによって、発熱体や導電体の破損や漏電の発生といった機能の低下を未然に防止し、浸漬ヒータの機能を本来のものに維持する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の浸漬ヒータの機能維持方法は、溶解または温度保持に使用される溶湯に浸漬して前記溶湯を加熱する浸漬ヒータ（１０）でそのヒータ本体（１１）を構成する保護管（１２）には発熱体（１３）及び導電体（１９）が内蔵されるとともに前記保護管（１２）と、発熱体（１３）及び導電体（１９）との間に熱伝導を目的とした粉体（１４）が充填されてなる前記浸漬ヒータの機能維持方法であって、
前記保護管（１２）と、発熱体（１３）及び導電体（１９）との間に不活性ガスを充満させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の浸漬ヒータの機能維持方法は、前記ヒータ本体（１１）の内部の空気を吸い出した後、前記不活性ガスを充満させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の浸漬ヒータの機能維持方法は、前記ヒータ本体（１１）の内部の空気の吸い出しを、真空ポンプ（２１）を利用して行い、前記不活性ガスの充満を、不活性ガス供給部（２２）によって行うことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の浸漬ヒータの機能維持方法は、前記ヒータ本体（１１）の上端部に、前記ヒータ本体（１１）の内部を密封するシール材（１６）を設けたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の浸漬ヒータの機能維持方法によれば、ヒータ本体を構成する保護管と、発熱体や導電体との間に不活性ガスを充満させるので、その部分に残存している酸素を追い出し、あるいはその割合を小さくすることができる。
これにより、発熱体や導電体の酸化を防止又は抑制して、酸化による破損を防止することができる。また、粉体の酸化を抑制して、漏電の発生を防止することができる。なお、不活性ガスは、化学反応を起こし難い気体であるため、保護管及び発熱体に何ら悪影響を及ぼさない。
【００１３】
また、本発明の浸漬ヒータの機能維持方法によれば、ヒータ本体の内部の空気（従って酸素）を吸い出した後、不活性ガスを充満させるので、ヒータ本体の内部から酸素を完全に除去することができる。
これにより、発熱体や導電体の酸化及びそれによる破損を確実に防止することができる。また、粉体の酸化及びそれによる漏電の発生を確実に防止することができる。
【００１４】
また、本発明のヒータの機能維持方法によれば、ヒータ本体の内部の空気の吸い出しを、真空ポンプを利用して行い、不活性ガスの充満を、不活性ガス供給部によって行うので、空気の吸い出し及び不活性ガスの充満を確実に行うことができる。
これにより、発熱体や導電体の破損及び漏電の発生を、より確実に防止することができる。
【００１５】
さらに、本発明のヒータの機能維持方法によれば、ヒータ本体の上端部に、ヒータ本体の内部を密封するシール材を設けたので、ヒータ本体の内部への空気（酸素）の侵入を防止することができる。
これにより、発熱体や導電体の破損及び漏電の発生を、さらに確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る浸漬ヒータの機能維持方法に使用する浸漬ヒータ及び脱酸素機構を示す正面構成図である。
【図２】図１に示す浸漬ヒータの要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る浸漬ヒータの機能維持方法を説明する。図１は、本実施形態に係る浸漬ヒータの機能維持方法に使用する浸漬ヒータ及び脱酸素機構を示す正面構成図であり、図２は、図１に示す浸漬ヒータの要部拡大図である。
【００１８】
本実施形態に係る浸漬ヒータの機能維持方法の対象は、例えば、アルミニウムなどの非鉄金属の溶湯に浸漬して、その非鉄金属を加熱処理するために使用される電気式の浸漬ヒータ１０である。この浸漬ヒータ１０のヒータ本体１１の一部を構成する保護管１２には発熱体１３と、配線端子から発熱体１３に電流を流す導電体１９が内蔵されている。そして、保護管１２と、発熱体１３及び導電体１９との間には、熱伝導を目的とした粉体１４が充填されている。
【００１９】
保護管１２は底部が閉塞した長尺チューブ状であり、高純度の窒化ケイ素系セラミックスで構成される。この材料は溶湯Ｙ（溶解アルミニウム）が付着し難く、付着しても離れ易いという性質がある。発熱体１３は三相または単相の相数並びに出力容量に応じて１〜６つ設けられ、共に、金属製で、丸線螺旋形状を有し、保護管１２の底部付近まで達する長さを有する。粉体１４は、ヒータ本体１１の上部を除く部分に充填されており、限定されるものではないが、窒化ホウ素粉末などの熱伝導性に優れる粉末材を使用するのが好ましい。
【００２０】
また、本実施形態における浸漬ヒータ１０は、ヒータ本体１１の上部に、後述する真空ポンプ２１及び不活性ガス供給部２２を着脱自在に取り付ける接続部１５を備える。この真空ポンプ２１と不活性ガス供給部２２は一体的に組み付けられて脱酸素機構２０を形成し、真空ポンプ２１と不活性ガス供給部２２を、浸漬ヒータ１０の接続部１５に着脱自在に組み付ける着脱部２３を介して、切り換え式に接続する。この脱酸素機構２０は、真空ポンプ２１、不活性ガス供給部２２及び着脱部２３の他に、真空ポンプ２１に連結された第一バルブ２４と、不活性ガス供給部２２に直列に連結された減圧弁２６及び第二バルブ２５を備える。
【００２１】
また、この浸漬ヒータ１０は、それを溶解または保持炉３０の上壁３１に取り付けるため、その構成部材である取付けフランジ１８を接続部１５の下位に備える。なお、ヒータ本体１１の上端部には、ヒータ本体１１の内部を密封するシール材１６を設けている。また、ヒータ本体１１の上部下端であり、粉体１４が充填されている部分の上端には、シール性を確保するための補助シール１７を設けている。
【００２２】
本実施形態の浸漬ヒータの機能維持方法は、次のように実施することができる。なお、この方法は、浸漬ヒータ１０を溶解または保持炉３０の上壁３１に最初に取付けた際に行うことができるし、また、溶解または保持炉３０に取付けた後、浸漬ヒータ１０を実際に使用した後に行うこともできる。
【００２３】
後者の場合、浸漬ヒータの使用による温度上昇に伴い、浸漬ヒータの内部圧力が上昇して不活性ガスが漏れる場合があるが、その場合、脱酸素機構２０によって浸漬ヒータの内部に不活性ガスを再度充満させておくことにより、その後の浸漬ヒータの温度低下による外気（酸素）の吸い込みを未然に防止することができる。
【００２４】
この浸漬ヒータの機能維持方法はまず、溶解または保持炉３０の上壁３１に取付けられた浸漬ヒータ１０の接続部１５に、脱酸素機構２０の着脱部２３を組付ける。次に、第一バルブ２４を開放した状態で、脱酸素機構２０の真空ポンプ２１を作動してヒータ本体１１の内部の空気（酸素）を吸い出し、その後、真空ポンプ２１を停止すると共に第一バルブ２４を閉じる。これにより、ヒータ本体１１の内部を真空状態とする。
【００２５】
次に、第二バルブ２５を開放状態とした後、不活性ガス供給部２２から不活性ガスを、着脱部２３を介してヒータ本体１１の内部に送り、ヒータ本体１１の内部、すなわち保護管１２と、発熱体１３及び導電体１９との間に不活性ガスを充満させる。
これにより、ヒータ本体１１の内部に酸素を残存あるいは侵入させず、あるいは残存する酸素の濃度を極めて低く維持することができる。なお、この不活性ガスの種類は限定されるものではないが、窒素ガスやアルゴンガスなどが好適である。
【００２６】
不活性ガスを充満させた後、不活性ガス供給部２２を停止すると共に、第二バルブ２５を閉じる。これにより、ヒータ本体１１の内部に空気（酸素）の残存しない環境を形成する。なお、減圧弁２６は、ヒータ本体１１に送る不活性ガスの圧力を調整するために適宜操作する。
【００２７】
ヒータ本体１１の内部に空気（酸素）の残存しない環境を形成した後、脱酸素機構２０の着脱部２３を浸漬ヒータ１０の接続部１５から取り外して、脱酸素機構２０を浸漬ヒータ１０から離脱することにより、浸漬ヒータの機能維持方法を完了する。
【００２８】
本実施形態に係る浸漬ヒータの機能維持方法によれば、脱酸素機構２０の真空ポンプ２１によってヒータ本体１１の内部の空気を吸い出した後、その不活性ガス供給部２２によって不活性ガスを充満させるので、ヒータ本体１１の内部から酸素を完全に除去することができる。また、ヒータ本体１１の内部を不活性ガスで充満させているので、その内部への空気（酸素）の侵入を遮断することができる。これにより、発熱体１３や導電体１９の酸化及びそれによる破損を確実に防止することができる。また、粉体１４の酸化及びそれによる漏電の発生も確実に防止することができる。
【００２９】
また、ヒータ本体１１の内部の空気の吸い出しを、脱酸素機構２０の真空ポンプ２１を使用して機械的かつ強制的行い、不活性ガスの充満を、その不活性ガス供給部２２によって、同様に機械的かつ強制的に行うので、空気の吸い出し及び不活性ガスの充満を常に確実に行うことができる。これにより、発熱体１３や導電体１９の破損及び漏電の発生を、より確実に防止することができる。
【００３０】
さらに、本実施形態のヒータの修復方法によれば、ヒータ本体１１の上端部にヒータ本体１１の内部を密封するシール材１６を設けると共に、シール本体の粉体１４を充填した部分の上端に補助シール１７を設けたので、ヒータ本体１１の内部及びヒータ本体１１の粉体１４が充填する部分への空気（酸素）の侵入を確実に防止することができる。これにより、発熱体１３や導電体１９の酸化による破損と、粉体１４の酸化による漏電の発生を、さらに確実に防止することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、ヒータ本体１１の内部の空気の吸い出しを真空ポンプ２１で行い、不活性ガスの充満を不活性ガス供給部２２で機械的に行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、他の機械的な吸引手段を使用することもできるし、脱酸素剤などの化学物質を使用した化学的な手法によって行うことも可能である。
【００３２】
また、上記実施形態では、ヒータ本体１１の内部の空気を吸い出した後に、不活性ガスを充満させているが、これに限定されず、不活性ガスを充満させることにより、その不活性ガスの圧力で空気を追い出すこともできる。この場合、真空ポンプ２１は不要となる。
【００３３】
さらに、上記実施形態の対象である浸漬ヒータ１０は、シール材１６と補助シール１７を使用しているが、これらシール材１６と補助シール１７を使用しない構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０      浸漬ヒータ
１１      ヒータ本体
１２      保護管
１３      発熱体
１４      粉体
１５      接続部
１６      シール材
１７      補助シール
１８      取付けフランジ
１９      導電体
２０      脱酸素機構
２１      真空ポンプ
２２      不活性ガス供給部
２３      着脱部
２４      第一バルブ
２５      第二バルブ
２６      減圧弁
３０      保持炉
３１      上壁
【図１】
2019160448.tif 000003
【図２】
2019160448.tif 000004