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公開番号2025130203
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-08
出願番号2024027212
出願日2024-02-27
発明の名称加熱装置
出願人株式会社豊田中央研究所
代理人個人,個人
主分類F27D 7/02 20060101AFI20250901BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】るつぼ内の溶湯の温度を溶湯金属の融点以上に保持するための加熱装置において、ドロスの生成および二酸化炭素の排出を抑制する技術を提供する。
【解決手段】るつぼを備え、るつぼ内の溶湯の温度を溶湯金属の融点以上に保持するための加熱装置が提供される。この加熱装置は、るつぼを内包し、ガスをるつぼの外側に供給するためのガス供給口を有する筐体と、筐体と接続され、水素の触媒燃焼により1000℃以下の燃焼ガスを生成し、ガス供給口を介して筐体内に燃焼ガスを供給する触媒燃焼装置と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
るつぼを備え、前記るつぼ内の溶湯の温度を溶湯金属の融点以上に保持するための加熱装置であって、
前記るつぼを内包し、ガスを前記るつぼの外側に供給するためのガス供給口を有する筐体と、
前記筐体と接続され、水素の触媒燃焼により１０００℃以下の燃焼ガスを生成し、前記ガス供給口を介して前記筐体内に前記燃焼ガスを供給する触媒燃焼装置と、
を備える、
加熱装置。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
請求項１に記載の加熱装置であって、
さらに、
少なくとも一つの蓄熱器と、
前記筐体から排出される前記燃焼ガスを前記蓄熱器に供給する排出ガス供給路と、
酸素を含有する酸素含有ガスを前記蓄熱器に供給する予熱前酸素含有ガス供給路と、
前記蓄熱器と前記触媒燃焼器とを接続し、前記蓄熱器を通過した酸素含有ガスを前記触媒燃焼器に供給する予熱済酸素含有ガス供給路と、を有する、
加熱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の加熱装置であって、
前記触媒燃焼器における水素の触媒燃焼は、空気過剰率３以上で行われる、
加熱装置。
【請求項４】
請求項１に記載の加熱装置であって、
前記燃焼ガスが前記るつぼに衝突するように前記燃焼ガスの流量を制御する燃焼ガス制御部を、さらに備え、
前記筐体の前記ガス供給口は、
前記燃焼ガスが前記るつぼに衝突するように設けられている、
加熱装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の加熱装置であって、
前記るつぼ内の溶湯における高温部の温度を測定する第１温度取得部と、
前記るつぼ内の溶湯における低温部の温度を測定する第２温度取得部と、
前記第１温度取得部と、前記第２温度取得部による温度測定結果に基づいて、前記触媒燃焼装置に供給される水素と酸素含有ガスの流量を制御する制御部と、
をさらに備える、
加熱装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、溶湯の温度を維持するための加熱装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、鋳造において、金属を溶かす溶解炉と、溶湯を貯留する保持炉が用いられている。保持炉としては、バーナの燃焼ガスを用いて溶湯が入ったるつぼを加熱することにより、溶湯の温度を維持する構成が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１には、バーナから耐火炉内の燃焼空間への供給燃焼ガスを、燃焼空間を上昇させながら旋回させるように構成することにより、るつぼを均等に加熱する加熱炉（溶解炉、保持炉）が開示されている。特許文献２には、アルミの溶解と、アルミ溶湯の保持の両方を行うアルミ溶解保持炉が開示されている。このアルミ溶湯保持炉において、２つのリジェネレーションバーナ（以下、リジェネバーナとも称する）がるつぼの高さ方向に離して配置されており、２つのリジェネバーナを短時間に交互に切り替えることにより、るつぼを均等に加熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－２１６３５８号公報
特開平６ー２５７９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献に記載の技術では、ガスバーナを用いているため、二酸化炭素が排出されるという課題があった。また、上記特許文献２に記載の技術によれば、リジェネ化により炉内が過度に昇温され、ドロスが生成される虞があった。そのため、るつぼを加熱する他の技術が求められている。
【０００６】
そこで、本開示は、加熱装置において、ドロスの生成および二酸化炭素の排出を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
（１）本開示の一形態によれば、るつぼを備え、前記るつぼ内の溶湯の温度を溶湯金属の融点以上に保持するための加熱装置が提供される。この加熱装置は、前記るつぼを内包し、ガスを前記るつぼの外側に供給するためのガス供給口を有する筐体と、前記筐体と接続され、水素の触媒燃焼により１０００℃以下の燃焼ガスを生成し、前記ガス供給口を介して前記筐体内に前記燃焼ガスを供給する触媒燃焼装置と、を備える。
【０００９】
この構成によれば、水素の触媒燃焼により生成された燃焼ガスによりるつぼが加熱されるため、二酸化炭素の排出を抑制することができる。また、触媒燃焼装置において、１０００℃以下の燃焼ガスが生成されるため、１０００℃より高温のガスによりるつぼを加熱することによるドロスの生成を抑制することができる。なお、鋳造に用いられる金属の融点は、一般的に、１０００℃より低いため、溶湯金属の融点より高く１０００℃以下の燃焼ガスを用いてるつぼを加熱することにより、溶湯の溶解状態を維持することができる。
【００１０】
（２）上記形態の加熱装置であって、さらに、少なくとも一つの蓄熱器と、前記筐体から排出される前記燃焼ガスを前記蓄熱器に供給する排出ガス供給路と、酸素を含有する酸素含有ガスを前記蓄熱器に供給する予熱前酸素含有ガス供給路と、前記蓄熱器と前記触媒燃焼器とを接続し、前記蓄熱器を通過した酸素含有ガスを前記触媒燃焼器に供給する予熱済酸素含有ガス供給路と、を有してもよい。このようにすると、筐体から排出される燃焼ガスの顕熱を蓄熱器により回収し、酸素含有ガスを予熱することができるため、エネルギー効率を向上させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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