(57)【要約】【課題】複数の物品を特殊圧力下や特殊雰囲気下で連続的に処理する場合に、隔離空間の開放を伴うことなく物品の搬出をすることにより、圧力操作やチャージ・リークを必要とせず、生産のサイクルタイムを長期化させることなく連続的な処理が実施できる物品処理装置及び方法を提供する。【解決手段】隔離空間２０を液体１０によって外部と遮断するようにし、物品１の搬出入を隔離空間２０の開放を伴うことなく液体１０を通って行うことで圧力操作やチャージ・リークを必要としないようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を処理する処理室と、
上記処理室内と上記処理室の外部との間で上記物品を搬送し、上記処理室内の室内気体を上記外部の外部気体から遮断する液体を有する搬送通路と、
上記処理室及び上記搬送通路に設けられ、上記処理室内と上記外部との間で上記液体内を通り、上記物品を搬送する搬送装置と、
を備えることを特徴とする物品処理装置。
【請求項２】
上記処理室に接続され、上記処理室内を上記物品の処理に必要な圧力に設定する圧力調整装置をさらに備えた請求項１に記載の物品処理装置。
【請求項３】
上記処理室に接続され、上記処理室内を上記物品の処理に必要な雰囲気に設定するガス充填装置をさらに備えた請求項１または２に記載の物品処理装置。
【請求項４】
搬送通路は、
第１管部一端が上記処理室の下部に開口し、上記処理室の上記下部から下方へ延在する中空の第１管部と、
第２管部一端が上記外部に通じて、上記第２管部一端より下方にある第２管部他端が上記第１管部の第１管部他端に連通する中空の第２管部と、
を備えた管にてなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の物品処理装置。
【請求項５】
上記物品は金属であり、上記金属に対して上記処理室内にて処理を行う場合、
上記処理室の上部に接続され、固体の金属を溶解して溶融金属にして上記処理室内へ供給する溶解装置と、
上記処理室内で上記溶解装置と上記搬送装置との間に配置され、上記溶解装置から供給される上記溶融金属を冷却しかつ成形して成形金属にし、下方の上記搬送装置に上記成形金属を供給する金属加工装置とをさらに備えた請求項１〜４のいずれか１つに記載の物品処理装置。
【請求項６】
上記処理室と上記外部との差圧を調整する圧力調整部を上記搬送通路にさらに備えた請求項４に記載の物品処理装置。
【請求項７】
上記圧力調整部は、
中間室と、第２搬送通路と、第２搬送装置とを備え、
上記中間室は、上記第２管部の上記第２管部一端に開口して接続され、上記処理室と上記中間室との第２外部の外部気体の圧力と、上記処理室の上記室内気体の圧力との間の圧力に設定され、
上記中間室内の中間室内気体を上記第２外部の外部気体から遮断する第２液体を有する上記第２搬送通路は、第３管部一端が上記中間室の第２下部に開口し、上記第２下部から下方へ延在する中空の第３管部と、第４管部一端が上記第２外部に通じて、上記第４管部一端より下方にある第４管部他端が上記第３管部の第３管部他端に連通する中空の第４管部とを備えた管にてなり、
上記第２搬送装置は、上記搬送装置に接続され、かつ、上記中間室及び上記第２搬送通路に設けられ、上記第２外部と上記中間室との間で上記液体内を通り、上記物品を搬送する請求項６に記載の物品処理装置。
【請求項８】
上記処理室及び上記搬送通路に設けられ、上記処理室内と上記外部との間で上記液体内を通り、上記物品を搬送し、上記搬送装置とは異なる働きをする第３搬送装置をさらに備え、
上記搬送装置及び上記第３搬送装置のいずれか一方にて、上記外部から上記処理室内に上記物品を搬入し、
いずれかの他方にて、上記処理室から上記外部へ上記物品を搬出する請求項１〜３のいずれか１つに記載の物品処理装置。
【請求項９】
第５管部一端が上記処理室の上記下部または上記第１管部に開口し、上記第５管部一端から下方へ延在する中空の第５管部と、第６管部一端が上記外部に通じて、上記第６管部一端より下方にある第６管部他端が第５管部他端に連通する中空の第６管部とを備えた管にてなり、上記搬送通路とは異なり、上記処理室内の室内気体を上記外部の外部気体から遮断する上記液体を有する第３搬送通路と、
上記処理室及び上記第３搬送通路に設けられ、上記処理室内と上記外部との間で上記液体内を通り、上記物品を搬送し、上記搬送装置とは異なる働きをする第４搬送装置と、
をさらに備え、
上記搬送装置及び上記第４搬送装置のいずれか一方にて、上記外部から上記処理室内に上記物品を搬入し、
いずれかの他方にて、上記処理室から上記外部へ上記物品を搬出する請求項４に記載の物品処理装置。
【請求項１０】
処理室の室内気体を外部の外部気体から遮断する液体を通って上記外部から上記処理室内に上記処理室を開放することなく物品の搬入をし、上記液体を通って上記処理室内から上記外部に上記処理室の開放することなく上記処理室内で処理された上記物品の搬出をする物品処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外気と隔離された空間での物品の処理装置及び処理方法に関する。より詳細には、本発明は、例えば、鋳造欠陥の少ない良質な金属塊を連続的に得るための、減圧状態での金属の連続鋳造を行う装置及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外気と隔離された減圧状態または加圧状態の空間で物品を処理しようとする場合、通常その隔離空間の圧力を開放し、常圧としてから物品の搬出入を行う。また、圧力が常圧であっても、特殊雰囲気で物品を処理しようとする場合、隔離空間に物品を搬入してから隔離空間に特定の気体を満たさなければならず、物品の搬出入を行う度に気体の導入工程が必要となっている。
【０００３】
例えば、金属の鋳造において、鋳造欠陥を減少させるために真空鋳造や減圧鋳造が行われることがある。真空鋳造または減圧鋳造を行わずに成形した場合に生じる鋳造欠陥、例えばボイドを巻き込んだ場合の金属塊２１の模式図を図１１に示す。図に示すように、結晶粒界２３の周辺にボイド２４が発生している。また、鋳造欠陥を減少させるために特殊雰囲気の下で鋳造が行われることもある。これらの方法で成形された金属塊を真空状態または減圧状態にされた隔離空間から搬出する場合、隔離空間を常圧にし、また金属塊を特殊雰囲気になっている隔離空間から搬出する場合、隔離空間の内部気体を外部に排気している。搬出後、新たに金属塊を成形するときは、隔離空間内を再び真空状態または減圧状態にし、また隔離空間内を再び特殊雰囲気下に戻すため、不活性ガス等を隔離空間内に導入している。
【０００４】
よって、複数の金属塊を特殊圧力下または特殊雰囲気下で連続的に処理する場合は、圧力操作または内部気体の排気と導入（以下、内部気体の排気と導入を内部気体のチャージ・リークとする。）を頻繁に行わなければならず、生産におけるサイクルタイムを長期化してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、圧力操作または内部気体のチャージ・リークの回数を減らすために、成形した金属塊を切り取ったり、ローラに巻いたりして隔離空間に貯留し、一定量貯留してから隔離空間を開放して金属塊を取り出すという方法も考えられている。（例えば、特許文献１、２参照。）
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１７９４９９号公報
【特許文献２】
特開２０００−１０７８７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のものでは、圧力操作や内部気体のチャージ・リークの回数は減らすことはできるものの、依然として成形した金属塊を隔離空間から取り出す際と新たな成形を行う際とに圧力操作やチャージ・リークが必要なため生産のサイクルタイムの長期化という問題があった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、複数の物品を特殊圧力下や特殊雰囲気下で連続的に処理する場合に、隔離空間の開放を伴うことなく物品の搬出をすることにより、圧力操作やチャージ・リークを必要とせず、生産のサイクルタイムを長期化させることなく連続的な処理が実施できる物品処理装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１０】
本発明の第１態様によれば、物品を処理する処理室と、
上記処理室内と上記処理室の外部との間で上記物品を搬送する搬送通路と、
上記処理室内の室内気体を上記外部の外部気体から遮断し、上記搬送通路に注入される液体と、
上記処理室及び上記搬送通路に設けられ、上記処理室内と上記外部との間で上記液体内を通り、上記物品を搬送する搬送装置と、
を備えることを特徴とする物品処理装置を提供する。
【００１１】
本発明の第２態様によれば、上記処理室に接続され、上記処理室内を上記物品の処理に必要な圧力に設定する圧力調整装置をさらに備えた第１の態様に記載の物品処理装置を提供する。
【００１２】
本発明の第３態様によれば、上記処理室に接続され、上記処理室内を上記物品の処理に必要な雰囲気に設定するガス充填装置をさらに備えた第１または第２の態様に記載の物品処理装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４態様によれば、搬送通路は、
第１管部一端が上記処理室の下部に開口し、上記処理室の上記下部から下方へ延在する中空の第１管部と、
第２管部一端が上記外部に通じて、上記第２管部一端より下方にある第２管部他端が上記第１管部の第１管部他端に連通する中空の第２管部と、
を備えた管にてなる第１〜３の態様のいずれか１つに記載の物品処理装置を提供する。
【００１４】
本発明の第５態様によれば、上記物品は金属であり、上記金属に対して上記処理室内にて処理を行う場合、
上記処理室の上部に接続され、固体の金属を溶解して溶融金属にして上記処理室内へ供給する溶解装置と、
上記処理室内で上記溶解装置と上記搬送装置との間に配置され、上記溶解装置から供給される上記溶融金属を冷却しかつ成形して成形金属にし、下方の上記搬送装置に上記成形金属を供給する金属加工装置とをさらに備えた第１〜４の態様のいずれか１つに記載の物品処理装置を提供する。
【００１５】
本発明の第６態様によれば、上記処理室と上記外部との差圧を調整する圧力調整部を上記搬送通路にさらに備えた第４の態様に記載の物品処理装置を提供する。
【００１６】
本発明の第７態様によれば、上記圧力調整部は、
中間室と、第２搬送通路と、第２液体と、第２搬送装置とを備え、
上記中間室は、上記第２管部の上記第２管部一端に開口して接続され、上記処理室と上記中間室との外部の外部気体の圧力と、上記処理室の上記室内気体の圧力との間の圧力に設定され、
上記第２搬送通路は、第３管部一端が上記中間室の下部に開口し、上記下部から下方へ延在する中空の第３管部と、第４管部一端が上記外部に通じて、上記第４管部一端より下方にある第４管部他端が上記第３管部の第３管部他端に連通する中空の第４管部とを備えた管にてなり、
上記第２液体は、上記中間室内の中間室内気体を上記外部の外部気体から遮断し、上記第２搬送通路に注入され、
上記第２搬送装置は、上記搬送装置に接続され、かつ、上記中間室及び上記第２搬送通路に設けられ、上記外部と上記中間室との間で上記液体内を通り、上記物品を搬送する第６の態様に記載の物品処理装置を提供する。
【００１７】
本発明の第８態様によれば、上記処理室及び上記搬送通路に設けられ、上記処理室内と上記外部との間で上記液体内を通り、上記物品を搬送し、上記搬送装置とは異なる働きをする第３搬送装置をさらに備え、
上記搬送装置及び上記第３搬送装置のいずれか一方にて、上記外部から上記処理室内に上記物品を搬入し、
いずれかの他方にて、上記処理室から上記外部へ上記物品を搬出する第１〜３の態様のいずれか１つに記載の物品処理装置を提供する。
【００１８】
本発明の第９態様によれば、第５管部一端が上記処理室の上記下部または上記第１管部に開口し、上記第５管部一端から下方へ延在する中空の第５管部と、第６管部一端が上記外部に通じて、上記第６管部一端より下方にある第６管部他端が第５管部他端に連通する中空の第６管部とを備えた管にてなり、上記搬送通路とは異なる第３搬送通路と、
上記処理室内の室内気体を上記外部の外部気体から遮断し、上記第３搬送通路に注入される上記液体と、
上記処理室及び上記第３搬送通路に設けられ、上記処理室内と上記外部との間で上記液体内を通り、上記物品を搬送し、上記搬送装置とは異なる働きをする第４搬送装置と、
をさらに備え、
上記搬送装置及び上記第４搬送装置のいずれか一方にて、上記外部から上記処理室内に上記物品を搬入し、
いずれかの他方にて、上記処理室から上記外部へ上記物品を搬出する第４の態様に記載の物品処理装置を提供する。
【００１９】
本発明の第１０態様によれば、処理室の室内気体を外部の外部気体から遮断する液体を通って上記外部から上記処理室内に上記処理室を開放することなく物品の搬入をし、上記液体を通って上記処理室内から上記外部に上記処理室の開放することなく上記処理室内で処理された上記物品の搬出をするようにしたことを特徴にする物品処理方法を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において同一部在には、同一の参照符号を付している。
【００２１】
本発明の第１の実施形態にかかる隔離空間での物品処理装置の概略図を図１に示す。
【００２２】
物品処理装置２００は、一端に第１上端開口５１と他端に第２上端開口５０とを備えている大略Ｕ字形状の筒状の搬送管２０５と、搬送管２０５の第１上端開口５１に接続されている容器２０１と、容器２０１内に外部５８と遮断された空間を形成するように搬送管２０５に注入された液体１０と、容器２０１内と第２上端開口５０との間に液体１０を通って設けられている搬送装置２３０と、搬送装置２３０を駆動する駆動部２２６と、制御部６００とを備えている。ここで、容器２０１は処理室の一例であり、搬送管２０５は搬送通路の一例である。
【００２３】
容器２０１は物品１を所定圧力下または特殊気体下で処理する室を形成し、容器２０１の材質として例えば、ステンレスが用いられる。なお、容器２０１の下部を容器下部５３とし、容器下部５３は下部の一例である。また、容器２０１内の液体１０が存在しない空間を隔離空間２０とし、隔離空間２０内の気体は、液体１０により第２上端開口部５０を通じて外部５８の外気との出入りができないようになっている。即ち、液体１０は隔離空間２０と外部５８の外気とを遮断する役目があり、例えば、有機溶剤、鉱物製油、シクロヘキサンや灯油や重油等の常温で液体である炭化水素、水または水溶液等が用いられる。
【００２４】
また、容器２０１には、外気と遮断された隔離空間２０内の圧力を所定圧力にする圧力調整装置２０２が設けられている。圧力調整装置２０２は、例えば、ポンプやバルブ等を備えており、制御部６００に接続されていて、制御部６００の制御の下、物品１を処理する際に適した圧力に隔離空間２０内をすることができるようになっている。
【００２５】
また、容器２０１には、外気と遮断された隔離空間２０内に所定の特殊気体を導入する気体導入・排気装置２０３が設けられている。ここで、気体導入・排気装置２０３は、ガス充填装置の一例である。気体導入・排気装置２０３は、例えば、ポンプやバルブやタンク等を備えており、制御部６００に接続されていて、制御部６００の制御の下、物品１を処理する際に適した特殊気体を隔離空間２０に導入でき、また隔離空間２０外に排気できるようになっている。
【００２６】
搬送管２０５は、物品１を隔離空間２０から物品処理装置２００外の外部５８に搬送する通路であり、また液体１０が注入される管であり、搬送管２０５の材質として、例えばステンレス等が用いられている。大略Ｕ字形状の搬送管２０５は、第１縦管部２０５ａと水平管部２０５ｂと第２縦管部２０５ｃとを備えている。上下方向に沿って延在する管である第１縦管部２０５ａは、第１上端５７に第１上端開口５１を備え、第１下端部７６に第１下端開口７０を備えている。一方、上下方向に沿って延在する管である第２縦管部２０５ｃは、第２上端５６に第２上端開口５０を備えて外部５８と通じ、第２下端部７５に第２下端開口７１を備えている。さらに、横方向に沿って延在する管である水平管部２０５ｂは、両端に左端面６１と右端面６０とを備えている。第１縦管部２０５ａの第１上端５７は容器２０１の容器下部５３に開口して接続され、水平管部２０５ｂの右端面６０は第１縦管部２０５ａの第１下端部７６に接続され、第２縦管部２０５ｃの第２下端部７５は水平管部２０５ｂの左端面６１に接続される。よって、このように接続された第１縦管部２０５ａと第２縦管部２０５ｃと水平管部２０５ｂとで大略Ｕ字形状の管を形成するようになっている。ここで、第１縦管部２０５ａは第１管部、第１上端５７は第１管部一端、第１下端部７６は第１管部他端、水平管部２０５ｂと第２縦管部２０５ｃとは第２管部、第２上端５６は第２管部一端、右端面６０と第２下端部７５は第２管部他端のそれぞれ一例である。
【００２７】
水平管部２０５ｂには、液体１０が完全に注入されるようになっている。即ち、隔離空間２０内が大気圧のとき、第１縦管部２０５ａに注入されている液体１０は第１液体基準面９６より上方にあり、第２縦管部２０５ｃに注入されている液体１０も第２液体基準面９７より上方にあるようになっている。なお、図１における液体１０の液面の高さは容器２０１内を減圧した状態を示している。
【００２８】
また、図１における搬送管２０５は、第１縦管部２０５ａと第２縦管部２０５ｃと水平管部２０５ｂとによって大略Ｕ字形状をなす管にて構成されているが、これに限らず、水平管２０５ｂを除いて、第１下端部７６と第２下端部７５とを接続して、大略Ｖ字形状をなす管にて構成しても良い。
【００２９】
搬送装置２３０は、物品処理装置２００外の外部５８から液体１０を通って隔離空間２０内に物品１を搬入し、隔離空間２０内で処理された物品１を隔離空間２０から液体１０を通って物品処理装置２００外の外部５８へ搬出する装置であり、駆動部２２６によって搬送装置２３０を動作させる。駆動部２２６は制御部６００に接続されており、制御部６００の制御の下、隔離空間２０と物品処理装置２００外の外部５８との間で物品１を自在に搬入でき、搬出できるようになっている。搬送装置２３０としては、例えばベルトコンベア、ロボット等を用い、駆動部２２６としては、例えば、駆動モータ等を用いることができる。また、物品１の搬入、搬出を搬送装置２３０ではない手動で行うことも可能である。
【００３０】
また、隔離空間２０内で処理する物品１として例えば、金属材料、樹脂成形品、ガラス材料、セラミックスがある。ただし、隔離空間２０内に液体１０の蒸気が充満するため、該蒸気と反応する物品１は適さない。また、隔離空間２０内で処理された物品１は、例えば固体であるが、液体１０を通って外部５８に搬出されるため、液体１０による悪影響を受けない形態、性状を有する必要がある。
【００３１】
なお、隔離空間２０内での処理の例として、減圧状態や特殊雰囲気下で処理される半導体や液晶の生膜処理及び、高温下で処理される食品等の真空包装処理及び、クリーンルーム内で処理される薬品等の充填包装処理等が挙げられる。
【００３２】
また、物品１を搬送する通路として上記大略Ｕ字形状した管に限定されるものではなく、上位概念として図２に示すような構造でも良い。即ち大略Ｕ字形状の搬送管２０５を管ではなく搬送通路２０７に置きかえることもできる。このようにすることで、搬送装置２３０を搬送通路２０７内において、どこにでも配置することができる。
【００３３】
次に、図３に上記実施形態である物品処理装置２００の一具体的実施例として、金属、例えばＭｇ合金の連続鋳造を減圧状態で行うことができる連続鋳造処理装置８００を模式的に示す。本実施形態の連続鋳造処理装置８００の外形寸法は、一例として、全高２ｍ、全長４ｍ、全幅１．５ｍである。図１で説明した物品１の具体例として、固形であるＭｇ合金を固体金属３０ａ、溶融したＭｇ合金を溶融金属３０ｂ、溶融したＭｇ合金を所定の形状に成形し冷却により固体化したものを成形金属３０ｃとする。ここで、固体金属３０ａは固体の金属の一例である。
【００３４】
処理装置８００は、一端に第１上端開口５１と他端に第２上端開口５０とを備えている大略Ｕ字形状の筒状の搬送管２０５と、第１上端開口５１と同じ大きさの穴が容器下部５３に形成され上面に容器上部開口５２を備えていて容器下部５３が第１上端開口５１で搬送管２０５に接続されている筒状の容器２０１と、容器上部開口５２に溶解室下部８６が接続されている溶解装置１００と、容器２０１内に外部と遮断された空間を形成するように搬送管２０５に注入された液体１０と、容器２０１内と第２上端開口５０との間に液体１０を通って設けられている搬送装置２３０と、溶解装置１００の下方で液体１０に浸漬しないように配置されている冷却装置２２０と、制御装置６００とを備えている。ここで冷却装置２２０は金属加工装置の一例である。
【００３５】
溶解装置１００は、固体金属３０ａを溶解して溶融金属３０ｂとし、容器２０１に溶融状態である溶融金属３０ｂを供給する装置であって、溶解室１０１と加熱ヒータ１０２と注湯装置１０４と温度センサ１１０とを備えている。
【００３６】
溶解室１０１は、固体である固体金属３０ａを溶解室１０１内に供給する投入穴１０３が側面に形成されており、溶解室１０１の溶解室下部８６が容器２０１の容器上部開口５２に隙間無く接続されている。
【００３７】
また、溶解室１０１の壁内には、溶解室１０１内に供給された固体金属３０ａを加熱することにより溶融し液状の溶融金属３０ｂにするための加熱ヒータ１０２が収納されている。加熱ヒータ１０２として、例えば、誘導コイルが使用されている。
【００３８】
また、溶解室１０１には、溶解室１０１内で溶融した溶融金属３０ｂの温度を検出するための温度センサ１１０が設けられており、加熱ヒータ１０２とともに制御部６００に接続されている。よって、制御部６００の制御の下、溶解室１０１内の温度を温度センサ１１０により検出することで、溶解室１０１内の温度を設定温度に温度制御できるようになり、その結果、溶融金属３０ｂの温度を知ることができるようになる。加熱ヒータ１０２の設定温度は、Ｍｇ合金の融点である大略６５０℃を超える、例えば大略７００℃に設定できるようになっている。また、設定温度は７００℃に限らず、処理する、即ち溶融する金属の融点より高く設定できるようになっている。
【００３９】
また、溶解室１０１の材質としては、溶融状態である溶融金属３０ｂを溶解室１０１内に蓄えるため、溶融金属３０ｂの融点６５０℃に耐えうる、例えばステンレスまたは鋳鉄が好ましい。
【００４０】
さらに、溶解室１０１の下部には注湯装置１０４が設けられ、注湯装置１０４は溶融金属３０ｂを溶解室１０１から下方の容器２０１に所定量供給できるようになっている。注湯装置１０４は、容器２０１に注湯する開口の面積を変えることができる注湯口１０６と、その注湯口１０６の開口面積を変える駆動源である油圧装置とを備えており、油圧装置にはその油圧装置を制御する油圧バルブを備えている。
【００４１】
また、油圧バルブは制御部６００に接続されていて、制御部６００の制御の下、注湯口１０６の開口面積を変えることによって、溶解室１０１内の溶融金属３０ｂを容器２０１に注湯する注湯速度と注湯量を任意に変えることができるようになっている。
【００４２】
容器２０１は、下方に搬送管２０５に注入された液体１０と上方に溶解装置１００とを備えることによって、容器２０１の内部において、外気と遮断された空間である隔離空間２０を形成している。隔離空間２０は、高温の溶融金属３０ｂを成形金属３０ｃに処理する室であり、そのため容器２０１の材質としては耐熱性を備えた、例えば、ステンレスが用いられる。
【００４３】
容器２０１には気体導入・排気装置２０３が設けられており、気体導入・排気装置２０３は、注湯装置１０４から供給される溶融金属３０ｂ即ち、溶融状態のＭｇ合金が隔離空間２０内で酸素と反応しないように隔離空間２０内に例えば、アルゴンガス（以下Ａｒガス）等の不活性ガスを導入でき、また排気することができるようになっている。気体導入・排気装置２０３は、例えば、空気ポンプまたは油圧ポンプと濃度検出器とタンクとを備え、制御部６００に接続されていて、制御部６００の制御の下、ポンプを動作させてタンクに貯蔵された特殊気体を隔離空間２０内が所定の濃度になるまで導入でき、また排気できるようになっている。特殊気体として、不活性ガスと還元性ガスが使用でき、不活性ガスには例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等が使用でき、還元性ガスには例えば、水素ガス、一酸化炭素ガス等が使用できるようになっている。
【００４４】
また、容器２０１には圧力調整装置２０２が設けられており、圧力調整装置２０２は、溶融金属３０ｂが凝固するときに発生する例えば、ボイドの巻き込みのような鋳造欠陥を低減させるべく隔離空間２０内を例えば、減圧できるようになっている。圧力調整装置２０２は、例えば、空気ポンプまたは油圧ポンプと圧力検出器とを備え、制御部６００に接続されていて、制御部６００の制御の下、隔離空間２０内を所定の圧力に減圧または加圧できるようになっている。
【００４５】
冷却装置２２０は、注湯口１０６からその下方に向かって供給される液状の溶融金属３０ｂを冷却し、冷却と同時に溶融金属３０ｂを成形金属３０ｃに成形し、さらに冷却装置２２０の下方に備えられた搬送装置２３０に成形金属３０ｃを供給する装置であり、冷却ローラ２２１ａ、２２１ｂと、回転軸２２２ａ、２２２ｂと、回転モータ２２５とを備えている。
【００４６】
円柱形状の冷却ローラ２２１ａ、２２１ｂは、注湯口１０６より下方に向かって供給される溶融金属３０ｂを各ローラの円周上の一部で接するようにかつ、溶融金属３０ｂを挟むように隙間をあけて対向しかつ、溶融金属３０ｂの溶融金属供給方向９０に各ローラ２２１ａ、２２１ｂの軸方向が直交する方向に沿ってそれぞれ設けられている。冷却ローラ２２１ａ、２２１ｂには、その内部に冷却用通路が形成されており、その冷却用通路に冷却水を循環させることで冷却ローラ２２１ａ、２２１ｂを冷却し溶融金属３０ｂを冷却するようになっている。なお、上述の冷却ローラ２２１ａ、２２１ｂ内への冷却水の供給に限定されず、後述する回転軸２２２ａ、２２２ｂ内にへ冷却水を供給しても良い。また冷却ローラ２２１ａ、２２１ｂには、回転軸２２２ａ、２２２ｂが容器２０１の外に突出するように設けられている。回転軸２２２ａ、２２２ｂには回転モータ２２５の出力軸が容器２０１の外で接続されて、回転モータ２２５の出力軸を回転させることで、冷却ローラ２２１ａは冷却ローラ第１回転方向９１の方向に回転し、冷却ローラ２２１ｂは冷却ローラ第２回転方向９２の方向に回転するようになっている。よって、冷却ローラ２２１ａと２２１ｂとは互いに逆回転するようになっていて、溶融金属３０ｂを２つの冷却ローラ２２１ａと２２１ｂとで挟んで、下方に送るようになっている。また、回転モータ２２５は制御部６００に接続されており、制御部６００の制御の下、回転モータ２２５の回転停止を自在にできるようになっている。また、回転モータ２２５内に設けられている回転角度検出センサ、例えばエンコーダによって回転モータ２２５の回転角度を検出し、制御部６００によって回転制御できるようになっている。
【００４７】
搬送管２０５は、冷却装置２２０から供給される成形金属３０ｃを処理装置８００外に搬出する経路であり、また液体１０が注入される管である。搬送管２０５は、上端に第１上端開口５１を備えて上下方向に沿って延在する管である第１縦管部２０５ａと、上端に第２上端開口５０を備えて上下方向に沿って延在する管である第２縦管部２０５ｃと、第１縦管部２０５ａの第１下端開口７０に一方の右端面６０が接続され第２縦管部２０５ｃの第２下端開口７１に他方の左端面６１が接続されて水平方向に沿って延在する管である水平管部２０５ｂとにより形成されているような大略Ｕ字形状した管である。なお、搬送管２０５は、第１縦管部２０５ａと第２縦管部２０５ｃと水平管部２０５ｂとによって大略Ｕ字形状をなす管にて構成されているが、これに限らず、水平管２０５ｂを除いて大略Ｖ字形状をなす管にて構成しても良い。
【００４８】
水平管部２０５ｂには、液体１０が完全に注入されるようになっている。即ち、隔離空間２０内が大気圧のとき、第１縦管部２０５ａに注入されている液体１０は第１液体基準面９６より上方にあり、第２縦管部２０５ｃに注入されている液体１０も第２液体基準面９７より上方にあるようになっている。なお、図３における液体１０の液面の高さは容器２０１内を減圧した状態を示している。液体１０が成形金属３０ｃに付着することで防錆効果を発揮する、本実施形態での液体１０は例えば、鉱物性製油を使用している。また、鋳造する金属の種類に合わせて液体１０を例えば、有機溶剤、水または水溶液等に変更することを考慮すると、搬送管２０５の材質は耐腐食性、耐薬品性のある、例えばステンレス等が好ましい。但し、成形金属３０ｃが高温のため、本実施形態においては、可燃性の液体１０は使用できない。
【００４９】
搬送装置２３０は、冷却装置２２０より下方に供給される成形金属３０ｃを隔離空間２０から搬送管２０５に充填されている液体１０を通って第２縦管部２０５ｃの上方に形成される第２上端開口５０まで搬送する、即ち処理装置８００外に搬出する装置であり、複数の案内ローラ２３１ａ、２３１ｂと、複数の案内ローラ軸２３２ａ、２３２ｂと、案内ローラ回転モータ２３５とを備えている。
【００５０】
１組の円柱形状の案内ローラ２３１ａ、２３１ｂは、冷却装置２２０より下方に向かって供給される成形金属３０ｃを各ローラの円周上の一部で接するようにかつ、成形金属３０ｃを挟むように隙間をあけて対向しかつ、成形金属３０ｃの搬送方向９５に各ローラ２３１ａ、２３１ｂの軸方向が直交する方向に沿って液体１０の充填されている部分にそれぞれ設けられている。このように、案内ローラ２３１ａ、２３１ｂは、対向して設けられた２つの案内ローラ２３１ａと２３１ｂとを１組として、大略Ｕ字形状した搬送管２０５の軸心に沿って第１上端開口５１から第２上端開口５０に向かって複数組配置されている。複数の案内ローラ２３１ａ、２３１ｂには、案内ローラ軸２３２ａ、２３２ｂがそれぞれ設けられており、案内ローラ軸２３２ａ、２３２ｂは容器２０１の外にそれぞれ突出している。１組の案内ローラ軸２３２ａ、２３２ｂには案内ローラ回転モータ２３５の出力軸が搬送管２０５の外で接続されて、案内ローラ回転モータ２３５の出力軸を回転させることで、１組のうちの一方の案内ローラ２３１ａは案内ローラ第１回転方向９３の方向に回転し残りの複数の案内ローラ２３１ａも案内ローラ第１回転方向９３の方向に同期回転し、他方の案内ローラ２３１ｂは案内ローラ第２回転方向９４の方向に回転し残りの複数のローラ２３１ｂも案内ローラ第２回転方向９４の方向に同期回転するようになっている。即ち、複数の案内ローラ２３１ａ、２３１ｂは、互いにそれぞれ逆回転かつ、同期回転するようになっていて、複数の案内ローラ２３１ａと２３１ｂとで成形金属３０ｃを挟んで、案内するように第１上端開口５１から第２上端開口５０に向かって成形金属３０ｃを搬送できるようになっている。
【００５１】
また、案内ローラ回転モータ２３５は制御部６００に接続されていて、制御部６００の制御の下、案内ローラ回転モータ２３５の回転停止を自在にできるようになっており、また案内ローラ回転モータ２３５内に設けられている回転角度センサ、例えばエンコーダによって案内ローラ回転モータ２３５の回転角度を検出することにより、制御部６００によって案内ローラ回転モータ２３５を回転制御できるようになっている。また、回転モータ２２５に備えられているエンコーダによって、冷却装置２２０の冷却ローラ２２１ａ、２２１ｂから送られてくる成形金属３０ｃの速度に合わせて制御部６００により案内ローラ回転モータ２３５を回転制御できるようになっている。案内ローラ２３１ａ、２３１ｂの回転による成形金属３０ｃの搬送速度は、例えば１ｍｍ／ｓ〜１００ｍｍ／ｓに設定できるようになっている。
【００５２】
以上のように構成された処理装置８００の溶解装置１００と、冷却装置２２０と、搬送装置２３０と、圧力調整装置２０２と、気体導入・排気装置２０３の動作は、制御部６００に格納されている動作制御プログラムによって動作制御されている。
【００５３】
上記のように構成された、上記処理装置８００は、以下の如く動作する。
【００５４】
まず、溶解室１０１の壁内に設けられた加熱ヒータ１０２は、溶解室１０１内を加熱し、温度センサ１１０の溶解室１０１内の温度検出と制御部６００の制御の下、溶解室１０１内を例えば、大略７００℃になるように温度制御する。
【００５５】
また、制御部６００の制御の下、溶解室１０１内の温度制御と平行して、気体導入・排気装置２０３を動作させて、所定のガス、例えばＡｒガス等の不活性ガスを隔離空間２０内に導入し、隔離空間２０内の空気をアルゴンガスに置換する。
【００５６】
その後、制御部６００の制御の下、圧力調整装置２０２を動作させ、隔離空間２０内のＡｒガス圧力を例えば、大略１８００〜２４００Ｐａとなるように徐々に減圧し、隔離空間２０内のＡｒガス濃度を制御する。
【００５７】
一方、冷却装置２２０の冷却ローラ２２１ａ、２２１ｂ内のそれぞれの冷却通路に冷却水をそれぞれ循環させることで、冷却ローラ２２１ａ、２２１ｂを冷却して溶融金属３０ｂの冷却に備える。
【００５８】
以上の準備が完了すると、溶解室１０１に設けられた投入穴１０３から溶解室１０１内に固体である固体金属３０ａが投入される。なお、上記準備が完了する前に溶解室１０１内に固体金属３０ａが既に入っていても良い。
【００５９】
溶解室１０１内に投入された固体金属３０ａが例えば幅２〜３ｍｍ、長さ８ｍｍ程度のチップ状にてなる場合、加熱ヒータ１０２により溶解室内が大略７００℃に熱せられているため、例えば、約３分程で完全に溶解して溶融金属３０ｂになる。なお、固体金属３０ａの溶融時間は、固体金属３０ａの大きさにより異なる。よって、本実施形態において、固体金属３０ａは、例えば、大略１分〜１０分前後にて溶融可能な大きさとしている。溶解した液体である溶融金属３０ｂはＭｇの融点である大略６５０℃になる。
【００６０】
固体金属３０ａを投入して大略３分前後以上経過後、即ち固体金属３０ａが溶解して液体の溶融金属３０ｂになった後、注湯装置１０４が動作する。即ち、油圧バルブを開いて、油圧装置の駆動により注湯口１０６の開口面積を所定の面積に開口し、溶解室１０１内の所定量の溶融金属３０ｂを容器２０１の隔離空間２０に所定速度で注湯する。
【００６１】
注湯口１０６から下方、即ち隔離空間２０に所定量の溶融金属３０ｂが所定速度で供給されると、回転モータ２２５がその所定速度に合わせて一方向に回転し、冷却ローラ２２１ａと２２１ｂとが、互いに逆回転するように回転する。溶融金属３０ｂが、冷却ローラ２２１ａと２２１ｂとに挟まれるように冷却ローラ２２１ａと２２１ｂの大略接線上を下方に向かって送られる。溶融金属３０ｂは、冷却ローラ２２１ａと２２１ｂとに接すると冷却ローラ２２１ａと冷却ローラ２２１ｂにより冷却され、さらに冷却ローラ２２１ａと２２１ｂとに挟まれることにより圧延されて所定の厚みになるように成形して下方の案内ローラ２３１ａと２３１ｂに向かって送り出される。なお、この隔離空間２０内で冷却ローラ２２１ａと２２１ｂとにより溶融金属３０ｂが圧延されるとき、隔離空間２０内は減圧されているためボイドの巻き込みのような鋳造不良は軽減できる。図１０に示すように減圧鋳造で成形した場合、金属塊２１の結晶粒界２３の周辺にはボイドの発生は見られない。
【００６２】
また、隔離空間２０内にはＡｒガスが充填されているため、隔離空間２０内での溶融金属３０ｂ及び圧延成形後の成形金属３０ｃが酸化するのを軽減できるようになっている。
【００６３】
さらに、回転モータ２２５が回転すると案内ローラ回転モータ２３５は回転モータ２２５の回転速度に合わせて一方向に回転し、複数の案内ローラ２３１ａと２３１ｂも互いに逆回転するように同期回転する。よって、冷却ローラ２２１ａと２２１ｂによって下方に送り出される成形金属３０ｃが、複数の案内ローラ２３１ａと２３１ｂとに挟まれて、かつ案内されながら液体１０の中を通過し、容器２０１の第２上端開口５０に向かって送られる。成形金属３０ｃは液体１０を通過して処理装置８００外に搬出されることで、成形金属３０ｃが搬出されるときも隔離空間２０は液体１０により外気と遮断を保ったままであり、また成形金属３０ｃの表面に液体１０の例えば、鉱物油の被膜が形成され、成形金属３０ｃが酸化されるのを防ぐようになっている。
【００６４】
上記実施形態によれば、隔離空間２０を液体１０によって外気と遮断し、隔離空間２０で処理された物品１を液体１０を通って物品処理装置２００外に搬出し、また物品処理装置２００外から液体１０を通って隔離空間２０に物品１を搬入することにより、隔離空間２０と連続鋳造処理装置８００との間で隔離空間２０の開放を伴わずに連続して物品１を搬出入することができる。即ち、隔離空間２０内で処理された物品１を物品処理装置２００外に搬出する毎に、また物品１を物品処理装置２００外から隔離空間２０内に搬入する毎に隔離空間２０内の圧力調整またはガスの導入、排気を行わずに物品１の処理ができ、処理のサイクルタイムを短縮することができる。
【００６５】
また、隔離空間２０を液体１０によって外気と遮断し、隔離空間２０で成形された成形金属３０ｃを液体１０を通って連続鋳造処理装置８００外に隔離空間２０の開放を伴うことなく搬出することにより、隔離空間２０内の圧力調整またはガスの導入、排気などを生産の当初に一度行えば、連続して、または間欠して成形金属３０ｃを生産することができ、即ち、隔離空間２０内で圧延成形された成形金属３０ｃを連続鋳造処理装置８００外に搬出するたびに隔離空間２０内の圧力調整またはガスの導入、排気を行わずに生産でき、生産のサイクルタイムを短縮することができる。
【００６６】
また、隔離空間２０内に成形金属３０ｃを蓄えることなく、連続して連続鋳造処理装置８００外に搬出することができるため成形金属３０ｃを蓄えるスペースが不要となり装置が小型化できるようになる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【００６８】
例えば、その第１変形例を図４に示す。
【００６９】
物品処理装置９００は、図２の物品処理装置７００の搬送通路２０７内に搬送装置２３０とは異なる働きをする第３搬送装置２３０ａを備えている。第３搬送装置２３０ａは、搬送装置２３０とは異なる働き、例えば、搬送装置２３０が物品１を隔離空間２０内に搬入する働きのときは、第３搬送装置２３０ａは物品１を隔離空間２０から搬出する働きをするようになっている。
【００７０】
このような物品処理装置９００は、搬送装置２３０及び第３搬送装置２３０ａのいずれか一方にて、外部５８から隔離空間２０に物品１を搬入し、いずれかの他方にて、隔離空間２０から外部５８にへ物品１を搬出できるようになっているため、物品１の搬入と搬出とを同時に別経路でそれぞれ行うことができ、生産性を向上することができる。
【００７１】
また、図２の搬送通路２０７に代えて図１の搬送管２０５に別の搬送装置を設けた物品処理装置３００を以下に説明する。
【００７２】
図５に示す物品処理装置３００は、図１における物品処理装置２００に第３搬送通路２０９と、第４搬送装置２３０ｂとをさらに備えている。
【００７３】
第３搬送通路２０９は、図１における第１縦管部２０５ａに設けられており、水平管部２０５ｅと縦管部２０５ｆとを備えている。水平管部２０５ｅは、両端に左端５７ｅと右端７６ｅとを備えており、横方向に沿って延在した管である。また、縦管部２０５ｆは、上端５６ｆに上端開口５０ｆと下端部７５ｆに下端開口７１ｆとを備えており、上下方向に沿って延在した管である。水平管部２０５ｅの左端５７ｅは第１縦管部の第３下端開口７２に接続され、一方、縦管部２０５ｆの下端開口７１ｆは右端７６ｅに接続される。
【００７４】
よって、物品処理装置３００は、搬送管２０５と第３搬送通路２０９とを備えるようになっていて、第３搬送通路２０９にも液体１０が注入されている。
【００７５】
水平管部２０５ｅには、液体１０が完全に注入されるようになっている。即ち、隔離空間２０内が大気圧のとき、縦管部２０５ｆに注入されている液体１０は第２液体基準面９７より上方にあるようになっている。なお、図５における液体１０の液面の高さは容器２０１内を減圧した状態を示している。
【００７６】
また、第４搬送装置２３０ｂは、隔離空間２０及び第３搬送通路２０９に設けられ、隔離空間２０と外部５８との間で液体１０内を通り、物品１を搬送するようになっている。また、第４搬送装置２３０ｂは、搬送装置２３０とは異なる働き、例えば、搬送装置２３０が物品１を隔離空間内に搬入する働きのときは、第４搬送装置２３０ｂは物品１を隔離空間２０から搬出する働きをするようになっている。
【００７７】
ここで、水平管部２０５ｅは第５管部、縦管部２０５ｆは第６管部、左端５７ｅは第５管部一端、右端７６ｅは第５管部他端、上端５６ｆは第６管部一端、下端部７５ｆは第６管部他端のそれぞれ一例である。
【００７８】
また、上記のように左端５７ｅを第３下端開口７２に接続させるに限らず、左端５７ｅを第１縦管部２０５ａの管の途中に接続しても良いし、容器２０１の容器下部５３に接続しても良い。
【００７９】
このような物品処理装置３００は、搬送装置２３０及び第４搬送装置２３０ｂのいずれか一方にて、外部５８から隔離空間２０に物品１を搬入し、いずれかの他方にて、隔離空間２０から外部５８にへ物品１を搬出できるようになっているため、物品１の搬入と搬出とを同時に別経路でそれぞれ行うことができ、生産性を向上することができる。
【００８０】
次に、第２変形例を説明する。第２変形例を説明する前にまず、圧力調整装置２０２によって、隔離空間２０内を減圧または加圧した場合の液体１０の挙動をを図６、図７をもとに考える。ここで、図６、図７の装置２００は、図１に示した装置と同じものであり、液体１０の挙動を示すための図であるため、搬送装置２３０、物品１、制御部６００、駆動部２２６は省略している。
【００８１】
隔離空間２０を加圧した場合の液体１０の変化を図６に示す。第１縦管部２０５ａ内に充填されている液体１０の第１液面８７は、隔離空間２０内が加圧することにより下方へ押し下げられる。一方、図７に示すように隔離空間２０内を減圧した場合、隔離空間２０により第１液面８７を吸引する力が生じて、第１液面８７が上昇し、その結果、第２縦管部２０５ｃに充填されている液体１０の第２液面８８は下方へと移動する。
【００８２】
隔離空間２０内の加圧による第１液面８７の下への移動量が大きすぎて第１縦管部２０５ａの第１液体基準面９６にまで到達した場合、隔離空間２０内の気体が水平管部２０５ｂを通って第２上端開口５０から外部５８へ排出され、隔離空間２０内の圧力が所定圧力でなくなり、また隔離空間２０内に導入されていたガスも排出されてしまい、さらに第２縦管部２０５ｃの第２液面８８が第２上端開口５０を超えて、液体１０があふれ出るようになる。
【００８３】
逆に、隔離空間２０内の減圧による第１液面８７の上への移動量が大きすぎて第２縦管部２０５ｃの第２液面８８が第２縦管部２０５ｃの第２液体基準面９７にまで到達した場合、外部５８の外気が第２上端開口５０から水平管部２０５ｂを通って隔離空間２０内に入り、隔離空間２０内の圧力が所定圧力でなくなり、また、隔離空間２０内に導入されていたガスの濃度も変化してしまい、さらに第１縦管部２０５ａの第１液面８７が上昇して隔離空間２０が小さくなってしまう。このように、隔離空間２０内の圧力と外部５８の外気、即ち大気圧との差が大きいほど第１液面８７、第２液面８８の上昇量、下降量が増加する。
【００８４】
よって、上記のように隔離空間２０内の圧力を大気圧に比べて極端に高くしたり、低くしたりする場合、第１縦管部高さＬ１、第２縦管部高さＬ２を高くするとともに液体１０の量を増やすことで上記の問題は解決される。しかし、第１縦管部高さＬ１、第２縦管部高さＬ２をそれぞれ十分に確保できない場合は、以下のように構成することで上記問題は解決される。
【００８５】
装置高さ即ち、第１縦管部高さＬ１、第２縦管部高さＬ２を低くするために、第２の変形例として、図８に示すように、図１の物品処理装置２００の搬送管２０５に圧力調整部４１０を取り付けた物品処理装置５００とすることができる。圧力調整部４１０は、例えば、第２液面８８に圧力を加圧するか減圧することで、第１液面８７、第２液面８８の上昇量、下降量がを抑えることができる。よって、物品処理装置５００は、第１縦管部高さＬ１、第２縦管部高さＬ２を低くすることができ、部品を削減できコストダウンを図ることができるようになる。なお、図８における液体１０の液面の高さは容器２０１内を減圧した状態を示している。
【００８６】
第３の変形例として、図８における圧力調整部４１０の一具体例の構成を備える物品処理装置４００を図９に示す。
【００８７】
物品処理装置４００は、図１における物品処理装置２００の第２縦管部２０５ｃに２組の圧力調整部４１０を直列に備えた構成となる。
【００８８】
それぞれの圧力調整部４１０は、第２容器２０１ｂと、圧力調整用搬送管２０８と、圧力調整管用搬送装置２３０ｈと、圧力調整用搬送管２０８に注入される第２液体１０ｈとを備えている。ここで、第２容器２０１ｂは中間室の一例であり、圧力調整用搬送管２０８は第２搬送通路の一例であり、圧力調整管用搬送装置２３０ｈは第２搬送装置の一例である。
【００８９】
第２容器２０１ｂは、物品処理装置２００の第２縦管部２０５ｃの第２上端５６に開口して接続されて、第２容器２０１ｂ内の圧力は、容器２０１内の圧力と第２外部５８ｈの圧力との間の所定圧力になるようになっている。ここで、容器２０１と第２容器２０１ｂとの外を第２外部５８ｈとする。また、圧力調整用搬送管２０８内に注入された第２液体１０ｈにより第２容器２０１ｂ内は、第２外部５８ｈと遮断され、搬送管２０５内に注入された第２液体１０ｈにより、第２容器２０１ｂ内は容器２０１内の室内気体から遮断されている。よって、第２容器２０１ｂは第２隔離空間２０ｂを形成する。ここで、直列に配置されたそれぞれの第２容器２０１ｂのうち、容器２０１から最も遠い第２容器２０１ｂによって形成される隔離空間を第３隔離空間２０ｃとする。第２隔離空間２０ｂ内と第３隔離空間２０ｃ内の圧力を上記のような所定圧力にするために圧力調整装置２０２を第２容器２０１ｂにそれぞれ設けても良い。
【００９０】
圧力調整用搬送管２０８は、図１における物品処理装置２００の大略Ｕ字形状の搬送管２０５と同一の構成をしており、第２液体１０ｈが注入され、圧力調整用第１縦管部２０５ｇと、圧力調整用第２縦管部２０５ｈと、圧力調整用水平管部２０５ｊとを備えている。圧力調整用第１縦管部２０５ｇと圧力調整用第２縦管部２０５ｈと圧力調整用水平管部２０５ｊとは、この順で第１縦管部２０５ａと第２縦管部２０５ｃと水平管部２０５ｂとに対応している。また、圧力調整用第１上端５７ｇと圧力調整用第１下端部７６ｇと圧力調整用第２上端５６ｈと圧力調整用第２下端部７５ｈと圧力調整用右端面６０ｊと圧力調整用左端面６１ｊとはこの順で、第１上端５７と第１下端部７６と第２上端５６と第２下端部７５と右端面６０と左端面６１とに対応している。即ち、圧力調整用第１上端５７ｇは、第２容器２０１ｂの下部である第２容器下部５３ｇに開口して接続されている。ここで、圧力調整用第１縦管部２０５ｇは第３管部、圧力調整用第１上端５７ｇは第３管部一端、圧力調整用第１下端部７６ｇは第３管部他端、圧力調整用水平管部２０５ｊと圧力調整用第２縦管部２０５ｈとは第４管部、圧力調整用第２上端５６ｈは第４管部一端、圧力調整用右端面６０ｊと圧力調整用第２下端部７５ｈは第４管部他端、第２容器下部５３ｇは第２下部のそれぞれ一例である。なお、図９における液体１０及び第２液体の液面の高さは容器２０１内を減圧した状態を示している。
【００９１】
また、図９における圧力調整用搬送管２０８は、圧力調整用第１縦管部２０５ｇと圧力調整用第２縦管部２０５ｈと圧力調整用水平管部２０５ｊとによって大略Ｕ字形状をなす管にて構成されているが、これに限らず、圧力調整用水平管２０５ｊを除いて、圧力調整用第１下端部７６ｇと圧力調整用第２下端部７５ｈとを接続して、大略Ｖ字形状をなす管にて構成しても良い。
【００９２】
圧力調整管用搬送装置２３０ｈは、図１における搬送装置２３０に接続されて、第２容器２０１ｂと圧力調整用搬送管２０８を通って設けられ、容器２０１と第２容器２０１ｂと第２外部５８ｈとの間で物品１を搬入搬出できるようになっている。
【００９３】
このように構成された圧力調整部４１０を２組並列に設けた物品処理装置４００において、隔離空間２０、第２隔離空間２０ｂ、第３隔離空間２０ｃの順で内部の圧力を外気の圧力に近づけることで、液面８０と液面８１の差、液面８２と液面８３との差、液面８４と液面８５との差をそれぞれ小さくできる。よって、それぞれの搬送管の高さを低くすることができ、物品処理装置４００の高さを低くすることができる。
【００９４】
また、物品処理装置４００は、圧力調整部４１０を２組直列に設けているが、これに限らず、圧力調整部４１０を１組または３組以上設けても良い。
【００９５】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明の物品処理装置によれば、処理室と、搬送通路と、液体と、搬出装置とを備え、搬送通路に注入された液体によって外部の気体から遮断された処理室内に上記液体を通って物品を搬入し、上記処理室で処理された物品を液体を通って外部に搬出することにより、上記処理室の開放を伴わずに上記処理室内と上記外部との間で連続して上記物品を搬出入することができる。よって、処理室内の圧力調整またはガスの導入、排気を行わずに上記物品の処理ができ、処理のサイクルタイムを短縮することができる。
【００９７】
また、上記搬送通路は、第１管部一端が上記処理室の下部に開口し、上記処理室の上記下部から下方へ延在する中空の第１管部と、第２管部一端が上記外部に通じて、上記第２管部一端より下方にある第２管部他端が上記第１管部の第１管部他端に連通する中空の第２管部とを備えた管で構成することにより、上記と同様に上記処理室内と上記外部との間で上記処理室の開放を伴わずに連続して上記物品を搬出入することができ、かつ搬送通路を管にすることで搬送通路内に注入する上記液体の量を少量にすることもできる。
【００９８】
また、上記搬送通路内に上記搬送装置とは異なる働きをする第３搬送装置をさらに備えることで、上記搬送装置及び上記第３搬送装置のいずれか一方にて、上記外部から上記処理室内に上記物品を搬入し、いずれかの他方にて、上記処理室内から上記外部にへ上記物品を搬出できる。よって、上記物品の搬入と搬出とを同時的に別経路でそれぞれ行うことができ、生産性を向上することができる。
【００９９】
また、上記物品は金属であり、上記金属に対して上記処理室内にて減圧下及びガス充填下で処理を行う場合、上記処理室上部に設けられた溶解装置から供給される溶融金属を上記処理室内で冷却しかつ成形して成形金属にし、上記液体内に設けられている搬送装置によって液体を通って外部に上記成形金属を搬出することにより、上記処理室内と上記外部との間で上記処理室の開放を伴わずに連続して上記成形金属を搬出することができる。よって、上記処理室内で処理された上記物品を上記外部に搬出する毎に処理室内の圧力調整またはガスの導入、排気を行わずに上記溶融金属を処理でき、処理のサイクルタイムを短縮することができる。
【０１００】
また、上記成形金属は上記処理室内にて上記減圧下で処理されことより、ボイドの巻き込みの少ない上記成形金属を成形することができる。
【０１０１】
また、上記成形金属は上記外部に上記液体を通って搬出されることにより、上記成形金属の表面に上記液体が付着し、上記成形金属の酸化を防止することができる。
【０１０２】
また上記した効果以外に以下の効果がある。
【０１０３】
上記処理室と上記外部との差圧を調整する圧力調整部を上記搬送通路にさらに備えることにより、上記処理室と上記外部との差圧を小さくすることができ、上記搬送通路の高さを低くすることができる。
【０１０４】
より具体的には、上記圧力調整部は、中間室と、第２搬送通路と、第２液体と、第２搬送装置とを備え、上記中間室は、上記第２管部の上記第２管部一端に開口して接続され、上記処理室と上記中間室との外部の外部気体の圧力と、上記処理室の上記室内気体の圧力との間の圧力に設定され、上記第２搬送通路は、第３管部一端が上記中間室の下部に開口し、上記下部から下方へ延在する中空の第３管部と、第４管部一端が上記外部に通じて、上記第４管部一端より下方にある第４管部他端が上記第３管部の第３管部他端に連通する中空の第４管部とを備えた管にてなり、上記第２液体は、上記中間室内の中間室内気体を上記外部の外部気体から遮断し、上記第２搬送通路に注入されることにより、上記処理室内と上記中間室及び上記中間室と上記外部とのそれぞれの差圧を小さくすることができる。よって、上記搬送通路及び第２搬送通路の高さを低くすることができる。
【０１０５】
また本発明の物品処理方法によれば、上記処理室の室内気体を上記外部の外部気体から遮断する上記液体を通って上記外部から上記処理室内に上記処理室を開放することなく上記物品の搬入をし、上記液体を通って上記処理室内から上記外部に上記処理室の開放することなく上記処理室内で処理された上記物品の搬出を行う。この結果、上記処理室内で処理された上記物品を上記外部に搬出する毎に、また上記物品を上記外部から上記処理室内に搬入する毎に処理室内の圧力調整またはガスの導入、排気を行わずに上記物品の処理ができ、処理のサイクルタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる物品を隔離空間で処理する物品処理装置構成を示す一部断面図にてなる概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる物品処理装置である図１の搬送管の別の例を示した隔離空間で処理する物品処理装置構成を示す一部断面図にてなる概念図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる物品処理装置の１具体的実施例である連続鋳造処理装置の構成を示す一部断面図にてなる概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の第１変形例の構成を示す一部断面図にてなる概略図である。
【図５】本発明の第１実施形態の第１変形例の搬送通路を管に変えた場合の構成を示す一部断面図にてなる概略図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態にかかる図１における隔離空間内を加圧した場合の液面の様子を表した図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態にかかる図１における隔離空間内を減圧した場合の液面の様子を表した図である。
【図８】本発明の第１実施形態の第２変形例の構成を示す一部断面図にてなる概略図である。
【図９】本発明の第１実施形態の第２変形例の１具体的実施例の構成を示す一部断面図にてなる概略図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による成形された金属塊の模式図である。
【図１１】従来の方法で成形された金属塊の模式図である。
【符号の説明】
１…物品、１０…液体、１０ｈ…第２液体、２０…隔離空間、２０ｂ…第２隔離空間、２０ｃ…第３隔離空間、２１…金属塊、２３…結晶粒界、２４…ボイド、３０ａ…固体金属、３０ｂ…溶融金属、３０ｃ…成形金属、５０…第２上端開口、５０ｆ…上端開口、５１…第１上端開口、５２…容器上部開口、５３…容器下部、５６…第２上端、５６ｆ…上端、５６ｈ…圧力調整用第２上端、５７…第１上端、５７ｅ…左端、５７ｇ…圧力調整用第１上端、５８…外部、６０…右端面、６０ｊ…圧力調整用右端面、６１…左端面、６１ｊ…圧力調整用左端面、７０…第１下端開口、７１…第２下端開口、７１ｆ…下端開口、７２…第３下端開口、７５…第２下端部、７５ｆ…下端部、７５ｈ…圧力調整用第２下端部、７６…第１下端部、７６ｅ…右端、７６ｇ…圧力調整用第１下端部、８０…液面、８１…液面、８２…液面、８３…液面、８４…液面、８５…液面、８６…溶解室下部、８７…第１液面、８８…第２液面、９０…溶融金属供給方向、９１…冷却ローラ第１回転方向、９２…冷却ローラ第２回転方向、９３…案内ローラ第１回転方向、９４…案内ローラ第２回転方向、９５…搬送方向、９６…第１液体基準面、９７…第２液体基準面、１００…溶解装置、１０１…溶解室、１０２…加熱ヒータ、１０３…投入穴、１０４…注湯装置、１０６…注湯口、１１０…温度センサ、Ｌ１…第１縦管部高さ、Ｌ２…第２縦管部高さ、２００…物品処理装置、２０１…容器、２０１ｂ…第２容器、２０２…圧力調整装置、２０３…気体導入・排気装置、２０５…搬送管、２０５ａ…第１縦管部、２０５ｂ…水平管部、２０５ｃ…第２縦管部、２０５ｅ…水平管部、２０５ｆ…縦管部、２０５ｇ…圧力調整用第１縦管部、２０５ｈ…圧力調整用第２縦管部、２０５ｊ…圧力調整用水平管部、２０７…搬送通路、２０８…圧力調整用搬送管、２０９…第３搬送通路、２２０…冷却装置、２２１ａ…冷却ローラ、２２１ｂ…冷却ローラ、２２２ａ…回転軸、２２２ｂ…回転軸、２２５…回転モータ、２２６…駆動部、２３０…搬送装置、２３０ａ…第３搬送装置、２３０ｂ…第４搬送装置、２３０ｈ…圧力調整管用搬送装置、２３１ａ…案内ローラ、２３１ｂ…案内ローラ、２３２ａ…案内ローラ軸、２３２ｂ…案内ローラ軸、２３５…案内ローラ回転モータ、３００…物品処理装置、４００…物品処理装置、４１０…圧力調整部、５００…物品処理装置、６００…制御部、７００…物品処理装置、８００…物品処理装置、９００…物品処理装置。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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