(57)【要約】【課題】  溶湯の液面高さの制御を容易化し、かつ、炉の大きさに対する収容可能な溶湯の量を多くする。【解決手段】  金属加熱炉は、炉体１０と、チューブ１２と、バーナ１４とを備える。炉体１０は収容室５０を形成する。チューブ１２は炉体１０を貫通している。チューブ１２は、収容室５０内に溶湯が収容される場合に、溶湯の液面に対して斜め向きとなる。バーナ１４はチューブ１２内に挿入される。炉体１０が、底部４０と、側壁部４２とを有している。側壁部４２には炉体貫通路７２が設けられている。底部４０から見た側壁部４２の上端のうち最も低い箇所７６が、底部４０から見た炉体貫通路７２の炉体１０外側上端７８より高い。金属加熱炉は固定部１６をさらに備える。固定部１６は、炉体貫通路７２の内周面とチューブ１２との間が密封されるようにチューブ１２を炉体１０に固定する。【選択図】      図３
2013152067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容室を形成する炉体と、
前記炉体を貫通しており、かつ、前記収容室内に溶湯が収容される場合に前記溶湯の液面に対して斜め向きとなるよう前記収容室内部に突出するチューブと、
前記チューブ内に挿入され、前記チューブを介して前記収容室内に熱を放出する熱放出装置とを備え、
前記炉体が、
前記収容室内に前記溶湯が収容される際には前記収容室の底となる底部と、
前記チューブが貫通する炉体貫通路が設けられており、かつ、前記収容室内に前記溶湯が収容されている際には前記溶湯を取り囲む側壁部とを有している金属加熱炉において、
前記収容室内に前記溶湯が収容される際の前記底部から見た前記側壁部の上端のうち最も低い箇所が、前記底部から見た前記炉体貫通路の前記炉体外側上端より高く、
前記炉体貫通路の内周面と前記チューブとの間が密封されるように前記チューブを前記炉体に固定する固定部をさらに備えることを特徴とする金属加熱炉。
【請求項２】
前記固定部が、
前記チューブが貫通し、かつ、前記チューブの外周面に接着されるチューブ貫通筒と、
前記チューブが貫通している状態の前記チューブ貫通筒が貫通し、かつ、前記チューブ貫通筒と前記炉体貫通路の内周面との間を塞ぐ閉塞筒とを有していることを特徴とする請求項１に記載の金属加熱炉。
【請求項３】
前記チューブ貫通筒がテーパ形外周面を有しており、
前記閉塞筒が、
テーパ形外周面と、
テーパ形内周面とを有しており、
前記炉体貫通路が前記収容室内に溶湯が収容される場合に前記溶湯の液面に対して斜め向きとなる方向を向いており、かつ、前記炉体貫通路が前記炉体の外部から前記収容室へ向かって窄まっていることを特徴とする請求項２に記載の金属加熱炉。
【請求項４】
前記固定部が、前記チューブ貫通筒及び前記閉塞筒の少なくとも一方に対して前記炉体の外から前記炉体貫通路内へ向かう方向の力を加える押し込み部をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の金属加熱炉。
【請求項５】
前記押し込み部が、
前記チューブ内に挿入され、かつ、前記熱放出装置が貫通する近接防止筒部と、
前記近接防止筒部に固定され、前記炉体の外に配置され、かつ、前記チューブ貫通筒及び前記閉塞筒の少なくとも一方へ直接又は間接に接触するフランジ部と、
前記フランジ部が前記炉体表面に近づく方向の力を生成する力生成部材とを有することを特徴とする請求項４に記載の金属加熱炉。
【請求項６】
前記熱放出装置が、
可燃ガスが通過する可燃ガス流路部材と、
前記可燃ガスが燃焼するガス燃焼部とを有しており、
前記金属加熱炉が、前記チューブの内周面のうち前記炉体貫通路内に配置される部分を覆うように配置される断熱部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の金属加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、バーナの取付構造を開示する。この構造において、バーナはバーナ取付口を貫通している。バーナ取付口は炉壁に設けられている。バーナは溶湯中に浸漬するように取り付けられている。バーナは斜めに取り付けられている。バーナ取付口の炉内部側の開口部上端は湯面より下に設けられている。
【０００３】
この構造によれば、バーナ表面にほとんど酸化物が付着しない。酸化物が付着しないのは、バーナの炉内部分全体が空気（酸素）と接していないためである。バーナの炉内部分全体が空気（酸素）と接していないのは、バーナの炉内部分全体が常時溶湯内に浸されているためである。
【０００４】
この構造によれば、バーナを外す際には固定具を外した上でバーナ取付口の外側からバーナを引き抜くだけでよい。バーナの表面にはほとんど酸化物が付着していないためバーナを容易に引き抜くことができる。新たなバーナを取り付ける際には、逆にバーナ取付口からバーナを挿入して固定するとよい。
【０００５】
この構造によれば、バーナ取付口の外側の下端は湯面より高い位置にある。これにより、バーナを外しても溶湯は外部に流出しない。その結果、操業中でも交換作業が可能である。炉壁に設けられた排出口から溶湯を排出する必要はない。
【０００６】
この構造によれば、炉内の清掃が容易となる。この構造によれば、清掃作業（溶湯表面に漂う酸化物を取り除く作業）においてバーナが清掃作業の邪魔にならないためである。バーナが清掃作業の邪魔にならないのは、バーナが湯面より下にあるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−６６３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された構造には、溶湯の液面高さの制御が困難という問題がある。特許文献１に開示された構造には、炉の大きさの割りに収容可能な溶湯の量が少ないという問題もある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、溶湯の位置制御を容易化でき、かつ、炉の大きさに対する収容可能な溶湯の量を多くできる金属加熱炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、金属加熱炉は、炉体１０と、チューブ１２と、熱放出装置１４とを備える。炉体１０は収容室５０を形成する。チューブ１２は炉体１０を貫通している。チューブ１２は収容室５０内部に突出する。チューブ１２は、収容室５０内に溶湯が収容される場合に、溶湯の液面１４０に対して斜め向きとなる。熱放出装置１４はチューブ１２内に挿入される。熱放出装置１４はチューブ１２を介して収容室５０内に熱を放出する。炉体１０が、底部４０と、側壁部４２とを有している。底部４０は、収容室５０内に溶湯が収容される際には収容室５０の底となる。側壁部４２には炉体貫通路７２が設けられている。炉体貫通路７２をチューブ１２が貫通する。側壁部４２は、収容室５０内に溶湯が収容されている際には溶湯を取り囲む。収容室５０内に溶湯が収容される際の底部４０から見た側壁部４２の上端のうち最も低い箇所７６が、底部４０から見た炉体貫通路７２の炉体１０外側上端７８より高い。金属加熱炉は固定部１６をさらに備える。固定部１６は、炉体貫通路７２の内周面とチューブ１２との間が密封されるようにチューブ１２を炉体１０に固定する。
【００１１】
側壁部４２の上端のうち最も低い箇所７６が炉体貫通路７２の炉体１０外側上端７８より高く、かつ、炉体貫通路７２の内周面とチューブ１２との間が密封されるので、底部４０から見た溶湯の液面１４０の高さに関する制約が少ない。制約が少ないので、溶湯の液面１４０の高さの制御を容易化できる。炉の大きさに対する収容可能な溶湯の量を多くできる。
【００１２】
また、上述した固定部１６が、チューブ貫通筒８０と、閉塞筒８２とを有していることが望ましい。チューブ貫通筒８０をチューブ１２が貫通する。チューブ貫通筒８０は、チューブ１２の外周面に接着される。チューブ１２が貫通している状態のチューブ貫通筒８０が閉塞筒８２を貫通する。閉塞筒８２はチューブ貫通筒８０と炉体貫通路７２の内周面との間を塞いでいる。
【００１３】
固定部１６が閉塞筒８２を有しているので、チューブ貫通筒８０ごとチューブ１２を取外す際、炉体１０が破壊される可能性よりも、閉塞筒８２が破壊される可能性が高い。これにより、チューブ貫通筒８０ごとチューブ１２を取外す際、炉体１０が破壊されることを防止できる。その結果、チューブ貫通筒８０ごとチューブ１２を取外す際、炉体１０の破損の危険性を低下させることができる。
【００１４】
もしくは、上述したチューブ貫通筒８０がテーパ形外周面１３０を有していることが望ましい。この場合、閉塞筒８２が、テーパ形外周面１１０と、テーパ形内周面１１２とを有している。この場合、炉体貫通路７２が、収容室５０内に溶湯が収容される場合に溶湯の液面１４０に対して斜め向きとなる方向を向いている。この場合、炉体貫通路７２が、炉体１０の外部から収容室５０へ向かって窄まっている。
【００１５】
チューブ貫通筒８０がテーパ形外周面１３０を有しており閉塞筒８２がテーパ形内周面１１２を有していることにより、チューブ１２の取り外しの際にチューブ貫通筒８０が炉体１０内部に落下する可能性は低くなる。閉塞筒８２がテーパ形内周面１１２を有しており炉体貫通路７２が窄まっていることにより、チューブ１２の取り外しの際に閉塞筒８２が炉体１０内部に落下する可能性は低くなる。
【００１６】
また、上述した固定部１６が押し込み部８４をさらに有することが望ましい。押し込み部８４は、チューブ貫通筒８０及び閉塞筒８２の少なくとも一方に対して炉体１０の外から炉体貫通路７２内へ向かう方向の力を加える。
【００１７】
押し込み部８４がチューブ貫通筒８０及び閉塞筒８２の少なくとも一方に対して力を加えると、チューブ貫通筒８０がテーパ形外周面１３０を有していること、閉塞筒８２がテーパ形外周面１１０とテーパ形内周面１１２とを有していること、及び、炉体貫通路７２が窄まっていることと相俟って、炉体貫通路７２の内周面とチューブ１２との間の密封効果を向上させることができる。密封効果が向上すると、溶湯の漏れが生じる可能性を低くできる。
【００１８】
また、上述した押し込み部８４が、近接防止筒部９０と、フランジ部９２と、力生成部材９４とを有することが望ましい。近接防止筒部９０はチューブ１２内に挿入される。近接防止筒部９０を熱放出装置１４が貫通する。フランジ部９２は近接防止筒部９０に固定される。フランジ部９２は炉体１０の外に配置される。フランジ部９２はチューブ貫通筒８０及び閉塞筒８２の少なくとも一方へ直接又は間接に接触する。力生成部材９４はフランジ部９２が炉体１０表面に近づく方向の力を生成する。
【００１９】
近接防止筒部９０がチューブ１２内に挿入され、かつ、熱放出装置１４が近接防止筒部９０を貫通するので、チューブ１２と熱放出装置１４とが近付き過ぎることを防止できる。チューブ１２と熱放出装置１４とが近付き過ぎることを防止できるので、チューブ１２と熱放出装置１４との接触によりそれらのうち少なくとも一方が損傷する可能性を低くできる。
【００２０】
もしくは、上述した熱放出装置１４が、可燃ガス流路部材１００と、ガス燃焼部１０６とを有していることが望ましい。可燃ガス流路部材１００を可燃ガスが通過する。ガス燃焼部１０６で可燃ガスが燃焼する。この場合、金属加熱炉が断熱部３０をさらに備えることが望ましい。断熱部３０は、チューブ１２の内周面のうち炉体貫通路７２内に配置される部分を覆うように配置される。
【００２１】
可燃ガスが燃焼したことにより生じる排熱がチューブ１２を介して固定部１６及び側壁部４２に伝わると、固定部１６及び側壁部４２の温度が上昇する。固定部１６及び側壁部４２の温度が上昇すると、それらの間及びそれらの内部に滲入する溶湯の温度が上昇する。溶湯の温度が上昇すると、その溶湯の流動性が良くなる。溶湯の流動性が良くなると、溶湯が炉体１０の外に漏れやすくなる。チューブ１２の内周面のうち側壁部４２内に配置される部分が断熱部３０によって覆われると、排熱が側壁部４２に伝わることを防止できる。排熱が側壁部４２に伝わることを防止できると、溶湯が炉体１０の外に漏れることを防止できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、溶湯の液面高さの制御を容易化でき、かつ、炉の大きさに対する収容可能な溶湯の量を多くできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる金属加熱炉の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる金属加熱炉の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３の拡大図である。
【図５】図４の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２５】
［構成の説明］
本実施形態に係る金属加熱炉は金属を溶けた状態のまま保持するために用いられる。本実施形態においては、この溶けた金属のことを「溶湯」と称する。図１ないし図３に示されているように、本実施形態に係る金属加熱炉は、炉体１０と、チューブ１２と、バーナ１４と、固定部１６と、レベルセンサ１８と、熱電対２０と、給湯室断熱蓋２２と、保持室断熱蓋２４と、汲み出し室断熱蓋２６と、出湯口密閉蓋２８とを備える。図２において、給湯室断熱蓋２２と、保持室断熱蓋２４と、汲み出し室断熱蓋２６とは取外されている。
【００２６】
炉体１０は、収容室５０を形成する。収容室５０内部に溶湯が蓄えられる。炉体１０の上部には開口が設けられている。
【００２７】
収容室５０は、給湯室６０と、保持室６２と、汲み出し室６４とに分かれている。保持室６２には溶湯が入る。この溶湯は炉体１０の外部から供給される。保持室６２では溶湯の温度が一定の範囲内に保たれる。汲み出し室６４から溶湯が汲み出される。溶湯の汲み出しは周知の装置による。この周知の装置は作業者によって操作される。
【００２８】
炉体１０は、底部４０と、側壁部４２と、第１仕切壁４４と、第２仕切壁４６と、表皮部４８とを有する。底部４０は、収容室５０内に溶湯が収容される際には収容室５０の底となる。側壁部４２は、収容室５０内に溶湯が収容されている際には溶湯を取り囲む。本実施形態の場合、側壁部４２には、底部４０から見て斜面となっている部分と底部４０から見て直立している部分とがある。第１仕切壁４４は給湯室６０と保持室６２とを仕切る。第１仕切壁４４は底部４０に達していない。これにより、収容室５０内部の溶湯は給湯室６０から保持室６２へ自由に移動できる。なお、本実施形態では、底部４０から見た第１仕切壁４４の下端を仕切壁下端５６と称する。第２仕切壁４６は、保持室６２と汲み出し室６４とを仕切る。第２仕切壁４６は底部４０に達していない。これにより、収容室５０内部の溶湯は保持室６２から汲み出し室６４へ自由に移動できる。表皮部４８は炉体１０の外面を形成する。
【００２９】
図２に示されているように、側壁部４２には出湯口７０が設けられている。収容室５０内に溶湯が残った場合、その溶湯は出湯口７０から出る。図３に示されているように、側壁部４２には炉体貫通路７２も設けられている。炉体貫通路７２をチューブ１２が貫通する。炉体貫通路７２は、収容室５０内に溶湯が収容される場合に溶湯の液面１４０に対して斜め向きとなる方向を向いている。炉体貫通路７２は炉体１０の外から収容室５０内へ向かって窄まっている。本実施形態の場合、収容室５０内に溶湯が収容される場合における、底部４０から見た炉体貫通路７２の収容室５０側の下端を、内側下端８９と称する。本実施形態の場合、収容室５０内に溶湯が収容される場合における、底部４０から見た炉体貫通路７２の収容室５０側の上端を、内側上端８８と称する。本実施形態の場合、上述した仕切壁下端５６は、収容室５０内に溶湯が収容されている場合における底部４０から見て内側上端８８よりわずかに低い位置にある。本実施形態では、収容室５０内に溶湯が収容される場合における底部４０から見た炉体貫通路７２の炉体１０外側の上端を外側上端７８と称する。本実施形態では、側壁部４２の上端のうち底部４０から見て最も低い箇所を最低位箇所７６と称する。収容室５０内に溶湯が収容されている場合、最低位箇所７６は底部４０から見て外側上端７８より高い。
【００３０】
本実施形態の場合、金属加熱炉は２本のチューブ１２を備える。チューブ１２は炉体１０の炉体貫通路７２を貫通している。チューブ１２は、収容室５０内部に突出している。上述したように、炉体貫通路７２は、収容室５０内に溶湯が収容される場合に溶湯の液面１４０に対して斜め向きとなる方向を向いている。これにより、チューブ１２は、収容室５０内に溶湯が収容される場合に、その溶湯の液面１４０に対して斜め向きとなる。なお、本実施形態において、チューブ１２の素材は、セラミックである。このセラミックは、炭化珪素と炭素とを含む。
【００３１】
バーナ１４はチューブ１２内に挿入される。本実施形態の場合、金属加熱炉が２本のチューブ１２を備えるので、金属加熱炉は２台のバーナ１４を備える。バーナ１４はチューブ１２それぞれに挿入される。バーナ１４はチューブ１２を介して収容室５０内に熱を放出する。この熱によって、保持室６２では溶湯の温度が一定の範囲内に保たれる。
【００３２】
図４は図３の拡大図である。図４に基づき、バーナ１４の構成が説明される。バーナ１４は、可燃ガス流路部材１００と、空気流路部材１０２と、点火プラグ１０４と、ガス燃焼部１０６と、排気管１０８とを有する。可燃ガス流路部材１００を可燃ガスが通過する。空気流路部材１０２を空気が通過する。点火プラグ１０４は火花を発生させる。可燃ガスは、ガス燃焼部１０６において空気と混ざる。その可燃ガスは、火花によって発火する。発火した可燃ガスはガス燃焼部１０６で燃焼する。可燃ガスが燃焼すると、その可燃ガスと空気との混合ガスは、排気ガスとなる。排気ガスはチューブ１２と空気流路部材１０２との間を通過する。その後、排気ガスは排気管１０８を通過する。これによりその排気ガスがバーナ１４の外へ出ることとなる。
【００３３】
図５は図４の拡大図である。図５に基づき、固定部１６の構成が説明される。固定部１６は、チューブ１２を炉体１０に固定する。固定部１６により、炉体１０の炉体貫通路７２の内周面とチューブ１２との間が密封される。
【００３４】
固定部１６は、チューブ貫通筒８０と、閉塞筒８２と、押し込み部８４とを有する。チューブ貫通筒８０をチューブ１２が貫通する。チューブ貫通筒８０の内周面はチューブ１２の外周面に接着される。チューブ貫通筒８０の内周面をチューブ１２の外周面に接着するための接着剤は特に限定されない。本実施形態の場合、その接着剤としてモルタルが用いられる。閉塞筒８２をチューブ貫通筒８０が貫通する。閉塞筒８２はチューブ貫通筒８０と炉体貫通路７２の内周面との間を塞いでいる。本実施形態の場合、閉塞筒８２は、チューブ貫通筒８０の外周面と炉体貫通路７２の内周面とに接着される。その接着のための接着剤は特に限定されない。本実施形態の場合、その接着剤としてモルタルが用いられる。押し込み部８４は、チューブ貫通筒８０および閉塞筒８２に対して力を加える。力の方向は、炉体１０の外から炉体貫通路７２内へ向かう方向である。
【００３５】
チューブ貫通筒８０は、テーパ形外周面１３０を有している。テーパ形外周面１３０は、チューブ貫通筒８０の一端から他端に近づくにつれ外径が小さくなっている。閉塞筒８２は、テーパ形外周面１１０と、テーパ形内周面１１２とを有している。テーパ形外周面１１０は閉塞筒８２の一端から他端へ近づくにつれ外径が小さくなっている。テーパ形内周面１１２は閉塞筒８２の一端から他端へ近づくにつれ内径が小さくなっている。
【００３６】
押し込み部８４は、近接防止筒部９０と、フランジ部９２と、締結部材９４と、スペーサ９６とを有する。近接防止筒部９０はチューブ１２内へ挿入される。近接防止筒部９０をバーナ１４が貫通する。フランジ部９２は近接防止筒部９０へ固定される。フランジ部９２は炉体１０の外に配置される。バーナ１４は図示しないボルトとナットとによってフランジ部９２に固定される。本実施形態の場合、フランジ部９２はチューブ１２が有するリブ１５０及びスペーサ９６を介して間接的にチューブ貫通筒８０および閉塞筒８２へ接触する。締結部材９４はボルト１２０とナット１２２とを有する。ボルト１２０は炉体１０に予め埋め込まれている。ナット１２２はボルト１２０にねじ込まれる。これにより、締結部材９４は力を生成することとなる。その力の方向はフランジ部９２が炉体１０表面に近づく方向の力である。スペーサ９６はフランジ部９２と炉体１０の表面との間のすき間に配置される。
【００３７】
本実施形態に係る金属加熱炉は断熱部３０をさらに備える。断熱部３０は、排気ガスからチューブ１２とチューブ貫通筒８０と閉塞筒８２とへの熱の流れを遮断する。本実施形態の場合、断熱部３０は、１枚の断熱材を円筒形に丸めたものである。この断熱材は、チューブ１２の内周面のうち炉体貫通路７２内に配置される部分を覆うように配置される。本実施形態の場合、この断熱材の素材はアルミナ繊維である。
【００３８】
図１及び図２に基づき、レベルセンサ１８と、熱電対２０と、給湯室断熱蓋２２と、保持室断熱蓋２４と、汲み出し室断熱蓋２６と、出湯口密閉蓋２８とが説明される。レベルセンサ１８は、収容室５０内部における溶湯の液面１４０の高さの検出に用いられる。熱電対２０は、溶湯の温度特定に用いられる。給湯室断熱蓋２２は、炉体１０の上部の開口のうち給湯室６０の上部を塞いでいる。保持室断熱蓋２４は、炉体１０の上部の開口のうち保持室６２の上部を塞いでいる。汲み出し室断熱蓋２６は、炉体１０の上部の開口のうち汲み出し室６４の上部を塞いでいる。出湯口密閉蓋２８は炉体１０の出湯口７０を塞いでいる。保持室断熱蓋２４と、汲み出し室断熱蓋２６と、出湯口密閉蓋２８とが炉体１０の上部の開口を塞ぐことにより、その開口からの高温の空気の放出が防止される。
【００３９】
［使用方法の説明］
本実施形態に係る金属加熱炉は、溶湯の液面１４０の高さが次に述べられる範囲となるよう使用される。その範囲とは、最低位箇所７６より低く、仕切壁下端５６より高く、かつ、内側上端８８より高いという範囲である。本実施形態に係る金属加熱炉の使用方法に関するその他の点は、周知の金属加熱炉と同一である。したがって、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００４０】
［チューブ及びバーナの交換方法の説明］
チューブ１２及びバーナ１４を交換する場合、まず、作業者が、収容室５０内部の溶湯の液面１４０を内側下端８９よりも低くなるように下げる。溶湯の液面１４０は、汲み出し室６４から溶湯を汲み出すことで下がる。溶湯の液面１４０が下がったら、作業者は、チューブ１２からバーナ１４を抜取る。バーナ１４が抜取られたら、作業者は、ナット１２２をボルト１２０から外す。これにより、フランジ部９２の取外しが可能になる。フランジ部９２が取外されたら、作業者は、チューブ１２をチューブ貫通筒８０ごと炉体貫通路７２から抜取る。チューブ貫通筒８０に比べ閉塞筒８２が破損する可能性は低い。チューブ貫通筒８０はチューブ１２に付着した溶湯によって損傷することが多いのに対し、閉塞筒８２にはそのようなことが少ないためである。しかしながら、仮にチューブ１２の抜取りに伴って閉塞筒８２が破損した場合、作業者は、閉塞筒８２を炉体貫通路７２から取外す。作業者は、抜取ったチューブ１２を大気中で冷却する。チューブ１２が冷却されたら、作業者は、チューブ１２からチューブ貫通筒８０を取外す。
【００４１】
その後、作業者はボルト１２０を任意の物で被覆する。ボルト１２０を被覆するための物の例には、潤滑剤と黒鉛の粉末とがある。ボルト１２０が被覆されるのは、ボルト１２０にモルタルが付着することを防止するためである。潤滑剤又は黒鉛の粉末によってボルト１２０が被覆されると、ボルト１２０へナット１２２をねじ込んだりボルト１２０からナット１２２を外したりすることが容易になる。潤滑剤によってボルト１２０が被覆される場合、その潤滑剤にモリブデンが含まれていることが好ましい。ボルト１２０が被覆されると、作業者が新しいチューブ１２をチューブ貫通筒８０に挿入する。チューブ１２抜取りの際にチューブ貫通筒８０が破損していた場合、作業者は、新しいチューブ貫通筒８０に新しいチューブ１２を挿入する。挿入の際、チューブ１２のうちチューブ貫通筒８０の内周面に対向する部分には何も塗布されない。その部分に何も塗布されないのは、チューブ貫通筒８０に対する新しいチューブ１２の挿入が、炉体貫通路７２へそれらがスムーズに挿入されるか否かを確かめるために行われるものだからである。チューブ１２がチューブ貫通筒８０に挿入されると、作業者は、チューブ１２とチューブ貫通筒８０とを炉体貫通路７２に挿入する。チューブ１２抜取りの際に閉塞筒８２が破損していた場合、作業者は、新しい閉塞筒８２を予め炉体貫通路７２に挿入しておく。挿入の際、チューブ貫通筒８０のテーパ形外周面１３０には何も塗布されない。チューブ１２とチューブ貫通筒８０とが何かに妨げられることなくスムーズに炉体貫通路７２へ挿入されると、作業者はチューブ１２とチューブ貫通筒８０とを炉体貫通路７２からいったん引き抜く。チューブ１２とチューブ貫通筒８０との挿入が何かに妨げられた場合、作業者はその原因を調べその原因を取り除く。いったん挿入されたチューブ１２とチューブ貫通筒８０とが引き抜かれ、かつ、それらの温度が室温と同程度になると、作業者は、チューブ１２のうちチューブ貫通筒８０から突出している部分の付け根に印をつける。印がついたら、作業者は、チューブ１２をチューブ貫通筒８０から抜取る。チューブ１２が抜取られたら、作業者は、予めつけられた印を参照しつつ、チューブ１２のうちチューブ貫通筒８０の内周面に対向する部分に接着剤（本実施形態の場合はモルタル）を塗布する。接着剤が塗布されたら、作業者は、チューブ１２をチューブ貫通筒８０に挿入する。これによりチューブ１２とチューブ貫通筒８０とが接着される。接着剤が乾燥したら、作業者はチューブ貫通筒８０のテーパ形外周面１３０に接着剤（本実施形態の場合はモルタル）を塗布する。接着剤が塗布されたら、作業者は、チューブ貫通筒８０を炉体貫通路７２に挿入する。チューブ貫通筒８０と閉塞筒８２との間に塗布された接着剤が乾燥するまで、作業者は、任意の部材によってチューブ１２を炉体１０へ一時的に固定する。本実施形態の場合、そのような部材として、筒部と接触部とを備える部材が用いられる。以下の説明では、この部材は「仮固定部材」と称される。筒部は作業者の手に握られる部分である。接触部は筒部の一端に設けられる。作業者は筒部を握って接触部をチューブ１２内へ挿入する。接触部がチューブ１２の底に接触する。作業者は、仮固定部材によってチューブ１２を炉体１０の内部へ押し込む。これにより、チューブ１２は炉体１０へ一時的に固定される。チューブ１２の底に接触するため、接触部の形状は半球状であることが好ましい。チューブ１２抜取りの際に閉塞筒８２が破損していた場合、作業者は、チューブ１２とチューブ貫通筒８０との間に塗布された接着剤を乾燥させている間に新しい閉塞筒８２を予め炉体貫通路７２内周面に接着しておく。その接着の手順は上述したチューブ１２とチューブ貫通筒８０との接着の場合と同様である。チューブ貫通筒８０と閉塞筒８２との間に塗布された接着剤を乾燥させている間、作業者（本実施形態の場合、この作業者は、仮固定部材によってチューブ１２を炉体１０の内部へ押し込んでいる者とは別の者である。）は、チューブ１２の周りにスペーサ９６を嵌める。次にスペーサ９６を嵌めた作業者はチューブ１２内へ断熱部３０を挿入する。次にその作業者は押し込み部８４の近接防止筒部９０をチューブ１２に挿入する。次に断熱部３０を挿入した作業者は締結部材９４にフランジ部９２を固定する。フランジ部９２が固定されたら、仮固定部材によってチューブ１２を炉体１０の内部へ押し込んでいた作業者は、仮固定部材をチューブ１２から抜取る。その後、フランジ部９２を固定した作業者は、バーナ１４をチューブ１２内へ挿入する。バーナ１４がチューブ１２内に挿入されたら、バーナ１４をチューブ１２内へ挿入した作業者は、バーナ１４をフランジ部９２に固定する。
【００４２】
［効果の説明］
以上のようにして、本実施形態に係る金属加熱炉において、チューブ１２が溶湯の液面１４０に対して斜め向きとなっているので、チューブ１２が溶湯から受ける浮力は、チューブ１２が溶湯の液面１４０に対して平行である場合に比べ、小さくなる。浮力が小さくなるので、チューブ１２の素材に求められる機械的強度は小さくなる。チューブ１２の素材に求められる機械的強度が小さいので、チューブ１２の素材を炭化珪素と炭素とを含むセラミックとすることができる。チューブ１２の素材が炭化珪素と炭素とを含むセラミックであると、チューブ１２の素材が他の素材である場合に比べて、急激な加熱冷却による劣化が生じにくい。急激な加熱冷却による劣化が生じにくいので、チューブ１２交換時の急激な加熱によるチューブ１２の劣化も生じにくい。チューブ１２の劣化が生じにくいので、チューブ１２交換時の制約が少なくなる。チューブ１２の劣化が生じにくいので、チューブ１２の交換周期が長くなる。チューブ１２の交換周期が長くなるので、金属加熱炉を安定して長時間にわたり連続運転することが可能になる。
【００４３】
また、チューブ１２の素材が炭化珪素と炭素とを含むセラミックであると、チューブ１２の素材が他の素材である場合に比べて、熱伝導率が高く、かつ、非鉄金属が浸透しにくい。非鉄金属が浸透しにくいので、溶湯が非鉄金属である場合、金属加熱炉をさらに長時間にわたり安定して連続運転することが可能になる。
【００４４】
本実施形態に係る金属加熱炉において、チューブ１２が溶湯の液面１４０に対して斜め向きとなっているので、チューブ１２およびバーナ１４の交換の際、収容室５０から全ての溶湯を抜き取る必要がない。収容室５０内の溶湯の一部が抜き取られればよい。これにより、チューブ１２が溶湯の液面１４０に対して平行である場合に比べ、チューブ１２およびバーナ１４の交換を容易に行うことができる。
【００４５】
本実施形態に係る金属加熱炉が、チューブ１２とバーナ１４とを２対備えているので、チューブ１２及びバーナ１４の交換の際、２対のチューブ１２及びバーナ１４のうち一方を稼働させたまま他方を交換することができる。これにより、チューブ１２及びバーナ１４の交換の際、溶湯の温度低下を抑えることができる。溶湯の温度低下を抑えることができるので、チューブ１２及びバーナ１４の交換後すぐに金属加熱炉の運転を再開できる。
【００４６】
本実施形態に係るチューブ貫通筒８０はテーパ形外周面１３０を有している。本実施形態に係る閉塞筒８２はテーパ形内周面１１２を有している。これにより、チューブ１２及びバーナ１４を交換する際、チューブ貫通筒８０が収容室５０の内部に落下する可能性は低くなる。その可能性が低いので、チューブ１２及びバーナ１４を交換する作業の効率が高くなり、かつ、その作業の安全性が向上する。しかも、チューブ貫通筒８０が抜取りやすくなる。チューブ貫通筒８０と閉塞筒８２との間のシール性が高くなる。本実施形態に係る閉塞筒８２はテーパ形外周面１１０を有している。本実施形態に係る炉体貫通路７２は炉体１０の外から収容室５０内へ向かって窄まっている。これにより、チューブ１２及びバーナ１４を交換する際、閉塞筒８２が収容室５０の内部に落下する可能性は低くなる。その可能性が低いので、チューブ１２及びバーナ１４を交換する作業の効率が高くなり、かつ、その作業の安全性が向上する。しかも、閉塞筒８２と炉体貫通路７２との間のシール性が高くなる。
【００４７】
本実施形態に係る金属加熱炉は、溶湯の液面１４０の高さが次に述べられる範囲となるように使用される。その範囲とは、最低位箇所７６より低く、仕切壁下端５６より高く、かつ、内側上端８８より高いという範囲である。溶湯の液面１４０が最低位箇所７６より低いと、炉体１０から溶湯が漏れることが防止される。溶湯の液面１４０が仕切壁下端５６より高いと、溶湯に浮いた酸化物が保持室６２に流入することが防止される。
【００４８】
本実施形態に係る金属加熱炉は、溶湯の液面１４０の高さが仕切壁下端５６より高くなるように使用される。本実施形態に係る金属加熱炉において、炉体貫通路７２の内周面とチューブ１２との間が密封される。これにより、溶湯の液面１４０の高さに関する制約が少なくなる。制約が少ないので、溶湯の液面１４０の高さの制御を容易化できる。炉の大きさに対する収容可能な溶湯の量を多くできる。汲み出し室６４から汲み出される溶湯の量を多くできる。
【００４９】
本実施形態に係る金属加熱炉において、溶湯の液面１４０は内側上端８８より高い。溶湯の液面１４０が内側上端８８より高いと、収容室５０内部においてチューブ１２全体が溶湯に浸かることになる。チューブ１２全体が溶湯に浸かるので、バーナ１４が放出した熱が収容室５０内部の空気に流れることを抑制できる。収容室５０内部の空気に熱が流れることを抑制できると、それが抑制できない場合に比べて、溶湯の温度を保持することに関する熱効率が向上する。さらに、収容室５０内部における空気の体積が少なくなるので、酸化物の生成量を抑えることができる。
【００５０】
本実施形態に係る金属加熱炉において、チューブ１２全体が溶湯に浸かるので、チューブ１２に酸化物が付着することを防止できる。チューブ１２に酸化物が付着することを防止できると、酸化物がチューブ１２交換の邪魔になることが防止される。チューブ１２全体が溶湯に浸かると、溶湯に浮いた酸化物の除去作業の際、チューブ１２が作業の邪魔になることが防止される。作業の邪魔になることが防止されると、溶湯に浮いた酸化物の除去作業が容易になる。
【００５１】
本実施形態に係る金属加熱炉において、固定部１６が閉塞筒８２を有しているので、チューブ貫通筒８０ごとチューブ１２を取外す際、炉体１０が破壊される可能性よりも、閉塞筒８２が破壊される可能性が高い。これにより、チューブ貫通筒８０ごとチューブ１２を取外す際、炉体１０が破壊されることを防止できる。その結果、チューブ貫通筒８０ごとチューブ１２を取外す際、炉体１０の破損の危険性を低下させることができる。
【００５２】
本実施形態に係る金属加熱炉において、チューブ貫通筒８０はテーパ形外周面１３０を有している。閉塞筒８２がテーパ形内周面１１２を有している。これにより、チューブ１２の取り外しの際にチューブ貫通筒８０が炉体１０内部に落下する可能性は低くなる。閉塞筒８２がテーパ形外周面１１０を有しており炉体貫通路７２が窄まっていることにより、チューブ１２の取り外しの際に閉塞筒８２が炉体１０内部に落下する可能性は低くなる。しかも、チューブ貫通筒８０がテーパ形外周面１３０を有しているので、そうでない場合に比べ、チューブ貫通筒８０の抜取りは容易になる。
【００５３】
本実施形態に係る金属加熱炉において、押し込み部８４はチューブ貫通筒８０及び閉塞筒８２の少なくとも一方に対して力を加える。チューブ貫通筒８０がテーパ形外周面１３０を有している。閉塞筒８２がテーパ形外周面１１０とテーパ形内周面１１２とを有している。炉体貫通路７２が窄まっている。これらにより、炉体貫通路７２の内周面とチューブ１２との間の密封効果は向上する。密封効果が向上すると、溶湯の漏れが生じる可能性を低くできる。
【００５４】
本実施形態に係る金属加熱炉において、近接防止筒部９０がチューブ１２内に挿入される。バーナ１４が近接防止筒部９０を貫通する。これにより、チューブ１２とバーナ１４とが近付き過ぎることを防止できる。チューブ１２とバーナ１４とが近付き過ぎることを防止できるので、チューブ１２とバーナ１４との接触によりそれらのうち少なくとも一方が損傷する可能性を低くできる。
【００５５】
本実施形態に係る金属加熱炉は断熱部３０を備える。断熱部３０が備えられるので、排気ガスの熱が固定部１６及びその周りの炉体１０へ伝わることを抑えられる。熱が伝わることを抑えられるので、熱が伝わることに起因する溶湯の流動化を抑えられる。溶湯の流動化を抑えられるので、溶湯が炉体１０の外へ漏れることを防止できる。
【００５６】
本実施形態に係る金属加熱炉は断熱部３０を備える。断熱部３０が備えられるので、断熱部３０が備えられていない場合に比べ、チューブ１２を流れる排気ガスの熱は空気流路部材１０２を流れる空気によく伝わる。排気ガスの熱が空気へよく伝わるので、そうでない場合に比べ、本実施形態に係る金属加熱炉における熱効率は高くなる。
【００５７】
本実施形態に係る金属加熱炉は第１仕切壁４４と第２仕切壁４６とを備える。第１仕切壁４４と第２仕切壁４６とが備えられていることにより、液面１４０付近の溶湯の収容室５０内のある室から他の室へ移ることは少なくなる。液面１４０よりかなり下の溶湯は収容室５０内のある室から他の室へ容易に移ることができる。液面１４０付近の溶湯の温度は不安定である。液面１４０よりかなり下の溶湯の温度は安定している。これにより、温度が不安定な溶湯の移動を抑え、かつ、温度が安定している溶湯の移動が可能になる。
【００５８】
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよいのはもちろんである。
【００５９】
たとえば、バーナ１４の代わりに、その他の種類の熱放出装置が用いられてもよい。熱放出装置の例にはヒータがある。また、バーナ１４の具体的な構造は特に限定されない。たとえばバーナ１４は熱交換用のフィンを有していてもよい。このフィンはたとえば空気流路部材１０２の外周面に設けられる。
【００６０】
押し込み部８４は、チューブ貫通筒８０又は閉塞筒８２の一方のみに対して力を加えるものであってもよい。フランジ部９２はチューブ貫通筒８０又は閉塞筒８２の一方のみへ接触するものであってもよい。フランジ部９２はチューブ貫通筒８０および閉塞筒８２へ直接接触してもよい。押し込み部８４は、チューブ貫通筒８０と閉塞筒８２とのうち一方にのみ力を加えてもよい。フランジ部９２はチューブ貫通筒８０および閉塞筒８２へ直接接触するものであってもよい。
【００６１】
締結部材９４の代わりに、締結部材９４とは異なる種類の力生成部材が用いられてもよい。その力生成部材は、フランジ部９２が炉体１０表面に近づく方向の力を生成するようなものであればよい。
【００６２】
本発明において、当然、チューブ１２の素材となるセラミックの成分は上述したものに限定されない。チューブ１２の素材はセラミックに限定されない。
【００６３】
本発明において、チューブ１２及び熱放出装置の数は上述したものに限定されない。
【符号の説明】
【００６４】
１０…炉体、
１２…チューブ、
１４…バーナ、
１６…固定部、
１８…レベルセンサ、
２０…熱電対、
２２…給湯室断熱蓋、
２４…保持室断熱蓋、
２６…汲み出し室断熱蓋、
２８…出湯口密閉蓋、
３０…断熱材、
４０…底部、
４２…側壁部、
４４…第１仕切壁、
４６…第２仕切壁、
４８…表皮部、
５０…収容室、
５６…仕切壁下端、
６０…給湯室、
６２…保持室、
６４…汲み出し室、
７０…出湯口、
７２…炉体貫通路、
７６…最低位箇所、
７８…外側上端、
８０…チューブ貫通筒、
８２…閉塞筒、
８４…押し込み部、
８８…内側上端、
８９…内側下端、
９０…近接防止筒部、
９２…フランジ部、
９４…締結部材、
９６…スペーサ、
１００…可燃ガス流路部材、
１０２…空気流路部材、
１０４…点火プラグ、
１０６…ガス燃焼部、
１０８…排気管、
１１０，１３０…テーパ形外周面、
１１２…テーパ形内周面、
１２０…ボルト、
１２２…ナット、
１４０…液面、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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