(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右に分割可能な左側炉体と右側炉体を合体してなる炉本体の天井開口部を開閉自在の蓋本体で覆うようにした２分割式の縦型電気炉における天井蓋構造であって、
前記蓋本体の外周端部には、複数の受部が所定間隔をおいて設けられるとともに、
前記炉本体の外周面上部には、
上下方向にロッドを伸縮させるシリンダーと、
略水平に延び回転自在の支軸に固定されるか又は略水平に延びる支軸に回転自在に連結され、先端部が下向き回転により前記受部に接近し当接する位置に配置されるとともに基端部が前記シリンダーのロッドに回転自在に連結され、前記受部にそれぞれ対応したリンク部材とが設けられ、
前記シリンダーのロッドを上昇させることによって、前記リンク部材を回転させて、前記リンク部材の先端部で前記蓋本体の受部を下方に押圧し、前記炉本体の天井開口部を覆うように載せられた前記蓋本体を、前記炉本体の上端に対して強く押し付けるようにし、
しかも前記炉本体の上端部に、水平方向でかつ前記炉本体の上端よりも下方に配した底壁の上面に、上端が前記炉本体の上端と同じ高さ位置の内側壁と前記内側壁よりも高い中間壁と前記内側壁と同じ高さの外側壁を立設して断面凹状の凹部を二つ形成し、前記凹部にセラミック製のシール材を充填した二重シール部材を周設するとともに、
前記蓋本体の前記二重シール部材に対向する箇所に、水平方向に配した天壁の下面に、インナー壁とアウター壁を垂下設して前記インナー壁と前記アウター壁との間に断面逆凹状の溝部を一つ形成し、前記溝部にセラミック製のシール材を充填した一重シール部材を周設し、
前記蓋本体を閉じた状態で、前記二重シール部材の中間壁の先端部を、前記一重シール部材の溝部に充填したシール材に埋入させるとともに、前記一重シール部材のインナー壁とアウター壁の先端部を、前記二重シール部材の凹部に充填したシール材に埋入させたことを特徴とする縦型電気炉の天井蓋構造。
【請求項２】
前記左側炉体及び右側炉体のそれぞれに、前記リンク部材を二つ並列状態で設けるとともに、前記二つのリンク部材の前記支軸同士を連結シャフトで連結し、一つのシリンダーで前記二つのリンク部材を同時に回転させることを特徴とする請求項１に記載の縦型電気炉の天井蓋構造。
【請求項３】
炉本体の天井開口部を開閉自在の蓋本体で覆うようにした縦型電気炉における天井蓋構造であって、
前記蓋本体の外周端部には、複数の受部が所定間隔をおいて設けられるとともに、
前記炉本体の外周面上部には、
上下方向にロッドを伸縮させるシリンダーと、
略水平に延び回転自在の支軸に固定されるか又は略水平に延びる支軸に回転自在に連結され、先端部が下向き回転により前記受部に接近し当接する位置に配置されるとともに基端部が前記シリンダーのロッドに回転自在に連結され、前記受部にそれぞれ対応したリンク部材とが設けられ、
前記シリンダーのロッドを上昇させることによって、前記リンク部材を回転させて、前記リンク部材の先端部で前記蓋本体の受部を下方に押圧し、前記炉本体の天井開口部を覆うように載せられた前記蓋本体を、前記炉本体の上端に対して強く押し付けるようにし、
しかも前記炉本体の上端部に、水平方向でかつ前記炉本体の上端よりも下方に配した底壁の上面に、上端が前記炉本体の上端と同じ高さ位置の内側壁と前記内側壁よりも高い中間壁と前記内側壁と同じ高さの外側壁を立設して断面凹状の凹部を二つ形成し、前記凹部にセラミック製のシール材を充填した二重シール部材を周設するとともに、
前記蓋本体の前記二重シール部材に対向する箇所に、水平方向に配した天壁の下面に、インナー壁とアウター壁を垂下設して前記インナー壁と前記アウター壁との間に断面逆凹状の溝部を一つ形成し、前記溝部にセラミック製のシール材を充填した一重シール部材を周設し、
前記蓋本体を閉じた状態で、前記二重シール部材の中間壁の先端部を、前記一重シール部材の溝部に充填したシール材に埋入させるとともに、前記一重シール部材のインナー壁とアウター壁の先端部を、前記二重シール部材の凹部に充填したシール材に埋入させたことを特徴とする縦型電気炉の天井蓋構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力によって金属を溶解する縦型電気炉の天井蓋構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電力を利用して金属を溶解する炉として、縦型の電気炉が多く使用されている。この縦型電気炉は、天井部が開口した炉本体と、その天井開口部を開閉する蓋本体（天井蓋）を備える。
【０００３】
また、縦型電気炉には、炉本体を一体化させた一体式の他に、図６に示すように、炉本体１００を中央で左右対称に分割した２分割式がある。この２分割式の縦型電気炉は、炉本体１００を左右方向に分離した状態で、前後方向から金属を入れることができるので、特に大きな金属を溶解する際に適している。炉本体１００の分割及び合体は、レール１３０上に載せられた左側炉体１００ａと右側炉体１００ｂを離間及び接近させることによって行われるようになっていて、この２分割式の縦型電気炉も、その天井開口部を開閉する蓋本体１１０を備えている。
蓋本体１１０は、その上部に係止したチェーン１２１を電動モータＭの駆動よって巻くように構成された開閉装置１２０によって、炉本体１００の上面から天井側に上昇させられたり、逆に下降させられたりする。
【０００４】
こうした縦型電気炉において、蓋本体は、閉鎖状態では、その自重によって炉本体の天井開口部を塞ぎ、炉内の温度低下を抑制している。なお、自重を利用した２分割式の縦型電気炉における蓋本体の構造は、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−５１８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の蓋本体（天井蓋）はその自重のみで炉本体の天井開口部を塞ぐ構成であるため密閉度が十分ではなく、炉内の温度低下を効果的に抑制することができないといった問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的とするところは、炉内の温度低下を効果的に抑制することのできる縦型電気炉の天井蓋構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の縦型電気炉の天井蓋構造は、左右に分割可能な左側炉体（４０ａ）と右側炉体（４０ｂ）を合体してなる炉本体（４０）の天井開口部（４１）を開閉自在の蓋本体（１０）で覆うようにした２分割式の縦型電気炉における天井蓋構造であって、
前記蓋本体（１０）の外周端部には、複数の受部（１１）が所定間隔をおいて設けられるとともに、前記炉本体（４０）の外周面上部には、上下方向にロッド（３１）を伸縮させるシリンダー（３０）と、略水平に延び回転自在の支軸（２１）に固定されるか又は略水平に延びる支軸（２１）に回転自在に連結され、先端部（２０ａ）が下向き回転により前記受部（１１）に接近し当接する位置に配置されるとともに基端部（２３）が前記シリンダー（３０）のロッド（３１）に回転自在に連結され、前記受部（１１）にそれぞれ対応したリンク部材（２０）とが設けられ、前記シリンダー（３０）のロッド（３１）を上昇させることによって、前記リンク部材（２０）を回転させて、前記リンク部材（２０）の先端部（２０ａ）で前記蓋本体（１０）の受部（１１）を下方に押圧し、前記炉本体（４０）の天井開口部（４１）を覆うように載せられた前記蓋本体（１０）を、前記炉本体（４０）の上端に対して強く押し付けるようにし、しかも前記炉本体（４０）の上端部に、水平方向でかつ前記炉本体（４０）の上端よりも下方に配した底壁（５１）の上面に、上端が前記炉本体（４０）の上端と同じ高さ位置の内側壁（５２）と前記内側壁（５２）よりも高い中間壁（５３）と前記内側壁（５２）と同じ高さの外側壁（５４）を立設して断面凹状の凹部（５５）を二つ形成し、前記凹部（５５）にセラミック製のシール材（Ｓ）を充填した二重シール部材（５０）を周設するとともに、前記蓋本体（１０）の前記二重シール部材（５０）に対向する箇所に、水平方向に配した天壁（６１）の下面に、インナー壁（６２）とアウター壁（６３）を垂下設して前記インナー壁（６２）と前記アウター壁（６３）との間に断面逆凹状の溝部（６４）を一つ形成し、前記溝部（６４）にセラミック製のシール材（Ｓ）を充填した一重シール部材（６０）を周設し、前記蓋本体（１０）を閉じた状態で、前記二重シール部材（５０）の中間壁（５３）の先端部を、前記一重シール部材（６０）の溝部（６４）に充填したシール材（Ｓ）に埋入させるとともに、前記一重シール部材（６０）のインナー壁（６２）とアウター壁（６３）の先端部を、前記二重シール部材（５０）の凹部（５５）に充填したシール材（Ｓ）に埋入させたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の縦型電気炉の天井蓋構造は、前記左側炉体（４０ａ）及び右側炉体（４０ｂ）のそれぞれに、前記リンク部材（２０）を二つ並列状態で設けるとともに、前記二つのリンク部材（２０）の前記支軸（２１）同士を連結シャフト（２４）で連結し、一つのシリンダー（３０）で前記二つのリンク部材（２０）を同時に回転させることを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の縦型電気炉の天井蓋構造は、炉本体（４０）の天井開口部（４１）を開閉自在の蓋本体（１０）で覆うようにした縦型電気炉における天井蓋構造であって、
前記蓋本体（１０）の外周端部には、複数の受部（１１）が所定間隔をおいて設けられるとともに、前記炉本体（４０）の外周面上部には、上下方向にロッド（３１）を伸縮させるシリンダー（３０）と、略水平に延び回転自在の支軸（２１）に固定されるか又は略水平に延びる支軸（２１）に回転自在に連結され、先端部（２０ａ）が下向き回転により前記受部（１１）に接近し当接する位置に配置されるとともに基端部（２３）が前記シリンダー（３０）のロッド（３１）に回転自在に連結され、前記受部（１１）にそれぞれ対応したリンク部材（２０）とが設けられ、前記シリンダー（３０）のロッド（３１）を上昇させることによって、前記リンク部材（２０）を回転させて、前記リンク部材（２０）の先端部（２０ａ）で前記蓋本体（１０）の受部（１１）を下方に押圧し、前記炉本体（４０）の天井開口部（４１）を覆うように載せられた前記蓋本体（１０）を、前記炉本体（４０）の上端に対して強く押し付けるようにし、しかも前記炉本体（４０）の上端部に、水平方向でかつ前記炉本体（４０）の上端よりも下方に配した底壁（５１）の上面に、上端が前記炉本体（４０）の上端と同じ高さ位置の内側壁（５２）と前記内側壁（５２）よりも高い中間壁（５３）と前記内側壁（５２）と同じ高さの外側壁（５４）を立設して断面凹状の凹部（５５）を二つ形成し、前記凹部（５５）にセラミック製のシール材（Ｓ）を充填した二重シール部材（５０）を周設するとともに、前記蓋本体（１０）の前記二重シール部材（５０）に対向する箇所に、水平方向に配した天壁（６１）の下面に、インナー壁（６２）とアウター壁（６３）を垂下設して前記インナー壁（６２）と前記アウター壁（６３）との間に断面逆凹状の溝部（６４）を一つ形成し、前記溝部（６４）にセラミック製のシール材（Ｓ）を充填した一重シール部材（６０）を周設し、前記蓋本体（１０）を閉じた状態で、前記二重シール部材（５０）の中間壁（５３）の先端部を、前記一重シール部材（６０）の溝部（６４）に充填したシール材（Ｓ）に埋入させるとともに、前記一重シール部材（６０）のインナー壁（６２）とアウター壁（６３）の先端部を、前記二重シール部材（５０）の凹部（５５）に充填したシール材（Ｓ）に埋入させたことを特徴とする。
【００１３】
なお、カッコ内の記号は、図面および後述する発明を実施するための最良の形態に記載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の縦型電気炉の天井蓋構造によれば、シリンダーのロッドを上昇させることによって、リンク部材を回転させて、その先端部で蓋本体に設けられた受部を下方に押圧し、蓋本体を炉本体の上端に強く押し付けるので、従来のように蓋本体の自重のみによって炉本体の天井開口部を閉じるものと比較して、より大きな力で閉じることができる。すなわち、蓋本体の自重に、蓋本体を炉本体側に押し付ける力が加わるので、蓋本体と炉本体間の密着性が高まり、これにより、炉本体内の温度低下を効果的に抑制することができる。
この天井蓋構造は、請求項１に係る発明のように、左右に分割可能な左側炉体と右側炉体を合体してなる炉本体の天井開口部を開閉自在の蓋本体で覆うようにした２分割式の縦型電気炉においても、請求項３に係る発明のように、特に分割されていないタイプの炉本体の天井開口部を開閉自在の蓋本体で覆う縦型電気炉にも適用することができるが、２分割式の縦型電気炉では左側炉体および右側炉体の合体時に隙間が生じないように特に注意が払われるので有効である。
【００１５】
また、本発明の縦型電気炉の天井蓋構造によれば、２分割式の縦型電気炉において、左側炉体及び右側炉体のそれぞれにリンク部材を二つ並列状態で設け、すなわち左側炉体にリンク部材を二つ並列状態で設けかつ右側炉体にも別のリンク部材を二つ並列状態で設け、しかもこれら二つのリンク部材の回転する部位同士を連結シャフトで連結し、一つのシリンダーで二つのリンク部材を同時に回動させるので、シリンダーの数を削減することができる。これにより、構造の簡素化と、製造コストの軽減化を図ることができる。なお、二つのリンク部材の回転する部位同士とは、リンク部材が略水平に延び回転自在の支軸に固定される場合には例えば支軸同士であり、またリンク部材が略水平に延びる支軸に回転自在に連結される場合には、支軸周りに回転するリンク部材の部位同士を示す。
【００１６】
さらに、本発明の縦型電気炉の天井蓋構造によれば、炉本体に二重シール部材を設けるとともに、蓋本体に一重シール部材を設け、蓋本体を閉じた状態で、二重シール部材の中間壁の先端部を、一重シール部材の溝部に充填したシール材に埋入させ、一重シール部材のインナー壁とアウター壁の先端部を、二重シール部材の凹部に充填したシール材に埋入させるので、単に炉本体の上端面に蓋本体を当接させる場合と比較して、両者間のシール性を大幅に高めることができる。これにより、炉本体内の温度低下を、さらに効果的に抑制することができる。また、炉本体側に一重シール部材を設けるとともに、蓋本体側に二重シール部材を設け、蓋本体を閉じるようにしても同様の効果が得られる。
【００１７】
なお、このシール材はセラミック製であるため耐熱性に優れ、従って、長期間にわたって良好なシール性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る縦型電気炉の天井蓋構造を示す平面図である。
【図２】図１に示す天井蓋構造の要部を示す側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図２のリンク部材を示す拡大右側面図である。
【図５】図１の要部を示す拡大平面図である。
【図６】２分割式の縦型電気炉の構成概要を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態に係る縦型電気炉の天井蓋構造について説明する。図１は天井蓋構造を示す平面図であり、図２はその要部側面図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ線拡大断面図、図４は、図２の拡大右側面図、図５は、図１の要部拡大平面図である。
【００２０】
これは、炉本体４０を左側炉体４０ａと右側炉体４０ｂに分割した２分割式の縦型電気炉において、炉本体４０の天井開口部４１を開閉する天井蓋構造であって、主に蓋本体１０側に設けられた受部１１と炉本体４０側に設けられたリンク部材２０とシリンダー３０を備える。炉本体４０の分割及び合体は、図２に示すように、レール１３０上に載せられた左側炉体４０ａと右側炉体４０ｂを離間及び接近させることによって行われる。
【００２１】
蓋本体１０は、炉本体４０の天井開口部４１の全域を覆う大きさを有し、炉本体４０の形状に対応した平面略円形状である。蓋本体１０は、その上部に係止された２本のチェーン８１を電動モータＭの駆動よって巻くように構成された開閉装置８０によって、炉本体１００の上面から天井側に上昇させられたり、逆に下降させられたりする。開閉装置８０による下降制御で蓋本体１０は炉本体４０の上面に載せられ自重によって炉本体４０の天井開口部４１を覆って蓋本体１０と炉本体４０との隙間を閉じる。なお、ここに示した開閉装置８０は天井から吊り下げられたクレーンであり、蓋本体１０を昇降させるだけでなく、図１に示す二点鎖線のように、蓋本体１０を水平移動させる機能も有している。
【００２２】
受部１１は、蓋本体１０の外周端部の８箇所（左側炉体４０ａ側に４箇所と右側炉体４０ｂ側に４箇所、計８箇所）から所定間隔をあけて外側に向けて突設されている。受部１１は板状のものを縦方向に配したものでありその上面には、図３に示すように、下側に向けて湾曲した円弧面１１ａが形成されていて、先端部に向けて先細り状になっている。受部１１の先端は、炉本体４０に蓋本体１０が載せられたときに炉本体４０の外周面よりもさらに外側に突出するように設けられている。
【００２３】
リンク部材２０は、板状の上片部２２と同じく板状の下片部２３が側面視で略くの字状（あるいは略Ｌ字状）に固定されたものであり、その中間部には支軸２１が固定されている。支軸２１は、炉本体４０の外周面から突設した固定台１３に立設された２つの固定部材１２間に回転自在に取付けられている。支軸２１の取付け位置は、受部１１の先端直下よりやや外側とし、リンク部材２０を回転させた際に、下向き回転によりリンク部材２０の先端部２０ａが受部１１の円弧面１１ａに接近しそして上載（当接）するように配置している。
上片部２２は、支軸２１の両端部から二枚の板材Ｐを平行に立設し、その間にコロＷを回転自在に設けて先端部２０ａとしている。また、下片部２３は、支軸２１の中央部から一枚の板材Ｐを、上片部２２とほぼ９０度の角度で外側に突設して構成している。
【００２４】
シリンダー３０は、リンク部材２０の下片部２３の直下に、ロッド３１を上に向けた起立姿勢で固定台１３に固定し、ロッド３１の先端部を、リンク部材２０の基端部２０ｂ（下片部２３の先端部）に回転自在に取付けている。
【００２５】
そして、蓋本体１０を炉本体４０の上端面に開閉装置８０を介して上載させた状態で、シリンダー３０のロッド３１を上昇させ、これによって、リンク部材２０をそれに固定された支軸２１とともに回転（図３において左回転）させ、リンク部材２０の先端部２０ａで蓋本体１０の受部１１（円弧面１１ａ）を下方に押圧する。
これにより、蓋本体１０を炉本体４０の上端に強く押し付けることができるので、炉本体４０内の温度低下を効果的に抑制することができる。
【００２６】
なお、本実施形態における縦型電気炉は、左側炉体４０ａの中間部分に、リンク部材２０を二つ並列状態で設けて、二つのリンク部材２０の回転する部位、ここでは支軸２１同士を連結シャフト２４で連結し、二つのリンク部材２０を一つのシリンダー３０で同時に回転させるようにするとともに、右側炉体４０ｂについても中間部分に、リンク部材２０を二つ並列状態で設けて、二つのリンク部材２０の支軸２１同士を連結シャフト２４で連結し、二つのリンク部材２０を一つのシリンダー３０で同時に回転するようにしている。  これにより、シリンダー３０および下片部２３の数を削減することができるので、構造の簡素化と、製造コストの軽減化を図ることができる。
また、左側炉体４０ａと右側炉体４０ｂのそれぞれの両端部には、リンク部材２０とシリンダー３０を設け、各リンク部材２０を専用のシリンダー３０で駆動するようにしている。
【００２７】
さらに、本実施形態に係る天井蓋構造は、二重シール部材５０と一重シール部材６０を、それぞれ炉本体４０と蓋本体１０の全周にわたって設けている。二重シール部材５０は、炉本体４０の内周面上端部に水平方向に配した底壁５１の上面に、内側壁５２と中間壁５３と外側壁５４を立設して断面凹状の凹部５５を、炉本体４０の径方向に並べて二つ形成し、この凹部５５にセラミック製のシール材Ｓを充填して構成している。
また、一重シール部材６０は、蓋本体１０の下面の二重シール部材５０に対向する箇所に、水平方向に配した天壁６１の下面に、インナー壁６２とアウター壁６３を垂下設して断面逆凹状の溝部６４を一つ形成し、この溝部６４にセラミック製のシール材Ｓを充填して構成している。
【００２８】
そして、蓋本体を閉じた状態で、二重シール部材５０の中間壁５３の先端部を、一重シール部材６０の溝部６４に充填したシール材Ｓに埋入させている。また、一重シール部材６０のインナー壁６２とアウター壁６３の先端部を、二重シール部材５０の二つの凹部５５に充填したシール材Ｓに、それぞれ埋入させている。なお、中間壁５３およびインナー壁６２とアウター壁６３のシール材Ｓに対する埋入深さは、適宜設定することができる。
【００２９】
これにより、炉本体４０と蓋本体１０の間のシール性を大幅に高めることができるので、炉本体４０内の温度低下をさらに効果的に抑制することができる。また、シール材Ｓはセラミック製であるため耐熱性に優れ、長期間にわたって良好なシール性を発揮することができる。
【００３０】
なお、二重シール部材５０と一重シール部材６０の取付位置を逆にしてもよい。すなわち、炉本体４０の上端部に、水平方向に配した底壁の上面に、インナー壁とアウター壁を立設して断面凹状の凹部を一つ形成し、凹部にセラミック製のシール材を充填した一重シール部材を周設するとともに、蓋本体１０の一重シール部材に対向する箇所に、水平方向に配した天壁の下面に、内側壁と中間壁と外側壁を垂下設して断面逆凹状の溝部を二つ形成し、溝部にセラミック製のシール材を充填した二重シール部材を周設し、蓋本体１０を閉じた状態で、二重シール部材の中間壁の先端部を、一重シール部材の凹部に充填したシール材に埋入させるとともに、一重シール部材のインナー壁とアウター壁の先端部を、二重シール部材の溝部に充填したシール材に埋入させることもできる。
【００３１】
また本発明の実施形態では、リンク部材２０と支軸２１を一体的に回転するようにしたが、支軸２１については回転しないように固定部材１２に固定し、その支軸２１の周りに回転自在にリンク部材２０を連結するようにしてもよい。
また、左側炉体４０ａおよび右側炉体４０ｂの中間部分にそれぞれリンク部材２０を二つ並列状態で設けて、二つのリンク部材２０の支軸２１同士を連結シャフト２４で連結して、二つのリンク部材２０を一つのシリンダー３０で同時に回転させるようにしたが、連結シャフト２４で連結する部位は支軸２１に限られるものではなく、二つのリンク部材２０の回転する部位、例えば、二つのリンク部材２０の上片部２２同士や下片部２３同士を連結するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０        蓋本体
１１        受部
１１ａ      円弧面
１２        固定部材
１３        固定台
２０        リンク部材
２０ａ      先端部
２０ｂ      基端部
２１        支軸
２２        上片部
２３        下片部
２４        連結シャフト
３０        シリンダー
３１        ロッド
４０        炉本体
４０ａ      左側炉体
４０ｂ      右側炉体
４１        天井開口部
５０        二重シール部材
５１        底壁
５２        内側壁
５３        中間壁
５４        外側壁
５５        凹部
６０        一重シール部材
６１        天壁
６２        インナー壁
６３        アウター壁
６４        溝部
８０        開閉装置
８１        チェーン
１００        炉本体
１００ａ      左側炉体
１００ｂ      右側炉体
１１０        蓋本体
１２０        開閉装置
１２１        チェーン
１３０        レール
Ｍ        電動モータ
Ｐ        板材
Ｓ        シール材
Ｗ        コロ
【図１】
0005651001.tif 000002
【図２】
0005651001.tif 000003
【図３】
0005651001.tif 000004
【図４】
0005651001.tif 000005
【図５】
0005651001.tif 000006
【図６】
0005651001.tif 000007