(57)【要約】【課題】本発明の目的は、溶融金属が内部の気体によって流れ出ることを防止できる取鍋を提供するものである。【解決手段】溶融した金属を貯留し、フォークリフトによって溶融した金属を供給する位置まで搬送され、加圧用の孔を介して外部から内部を加圧することで貯留している溶融金属を内部から外部に導出するように構成した取鍋において、上記の加圧用の孔には栓が設けられるようになっており、上記の栓は取鍋内の空気は外部に排出できるが、取鍋内の溶融金属は外部に導出されないようなフィルタを有していることを特徴とする取鍋である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した金属を貯留し、溶融した金属を供給する位置まで搬送され、加圧用の孔を介して外部から内部を加圧することで貯留している溶融金属を内部から外部に導出するように構成した取鍋において、上記の加圧用の孔には栓が設けられるようになっており、上記の栓は取鍋内の空気は外部に排出できるが、取鍋内の溶融金属は外部に導出されないようなフィルタを有していることを特徴とする取鍋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、取鍋に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、取鍋に溶融したアルミニウムを貯留して、この取鍋をトラックに載せて工場まで搬送し、これをフォークリフトに載せ代えて工場内のアルミダイキャストマシーンまで運び、取鍋内を加圧用の孔を介して加圧して、いわば圧力式のポットの如く取鍋からアルミダイキャストマシーンに供給することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
取鍋が倒れたときに上記の加圧用の孔から溶融アルミがこぼれることがあるためにこの孔を栓で塞いでいるが、これでは取鍋内が密閉状態となるため内部の気体が金属の熱によって膨張し、圧が内部に生じて金属を排出するための流路から外部に金属が流れ出てしまった。
【０００４】
本発明の目的は、溶融金属が内部の気体の圧によって流れ出ることを防止できる取鍋を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、溶融した金属を貯留し、溶融した金属を供給する位置まで搬送され、加圧用の孔を介して外部から内部を加圧することで貯留している溶融金属を内部から外部に導出するように構成した取鍋において、上記の加圧用の孔には栓が設けられるようになっており、上記の栓は取鍋内の空気は外部に排出できるが、取鍋内の溶融金属は外部に導出されないようなフィルタを有していることを特徴とする取鍋を提供している。
【０００６】
このような栓は例えば孔に金属製配管を取り付け、この配管内にセラミクスファイバーの成型品からなるフィルター部材を詰めたものをあげることができる。この他にも焼結金属、素焼き、などからフィルター部材を構成するようにしてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【０００８】
図１は本発明の一実施形態に係る金属供給システムの全体構成を示す図である。
【０００９】
同図に示すように、第１の工場１０と第２の工場２０とは例えば公道３０を介して離れた所に設けられている。
【００１０】
第１の工場１０には、ユースポイントとしてのダイキャストマシーン１１が複数配置されている。各ダイキャストマシーン１１は、溶融したアルミニウムを原材料として用い、射出成型により所望の形状の製品を成型するものである。その製品としては例えば自動車のエンジンに関連する部品等を挙げることができる。
また、溶融した金属としてはアルミニウム合金ばかりでなくマグネシウム、チタン等の他の金属を主体とした合金であっても勿論構わない。各ダイキャストマシーン１１の近くには、ショット前の溶融したアルミニウムを一旦貯留する保持炉（手元保持炉）１２が配置されている。この保持炉１２には、複数ショット分の溶融アルミニウムが貯留されるようになっており、ワンショット毎にラドル１３或いは配管を介して保持炉１２からダイキャストマシーン１１に溶融アルミニウムが注入されるようになっている。また、各保持炉１２には、容器内に貯留された溶融アルミニウムの液面を検出する液面検出センサ（図示せず）や溶融アルミニウムの温度を検出するための温度センサ（図示せず）が配置されている。これらのセンサによる検出結果は各ダイキャストマシーン１１の制御盤もしくは第１の工場１０の中央制御部１６に伝達されるようになっている。
【００１１】
第１の工場１０の受け入れ部には、後述する容器１００を受け入れるための受け入れ台１７が配置されている。受け入れ部の受け入れ台１７で受け入れられた容器１００は、配送車１８により所定のダイキャストマシーン１１まで配送され、容器１００から保持炉１２に溶融アルミニウムが供給されるようになっている。供給の終了した容器１００は配送車１８により再び受け入れ部の受け入れ台１７に戻されるようになっている。
【００１２】
第１の工場１０には、アルミニウムを溶融して容器１００に供給するための第１の炉１９が設けられており、この第１の炉１９により溶融アルミニウムが供給された容器１００も配送車１８により所定のダイキャストマシーン１１まで配送されるようになっている。
【００１３】
第１の工場１０には、各ダイキャストマシーン１１において溶融アルミニウムの追加が必要になった場合にそれを表示する表示部１５が配置されている。より具体的には、例えばダイキャストマシーン１１毎に固有の番号が振られ、表示部１５にはその番号が表示されており、溶融アルミニウムの追加が必要になったダイキャストマシーン１１の番号に対応する表示部１５における番号が点灯するようになっている。作業者はこの表示部１５の表示に基づき配送車１８を使って容器１００をその番号に対応するダイキャストマシーン１１まで運び溶融アルミニウムを供給する。表示部１５における表示は、液面検出センサによる検出結果に基づき、中央制御部１６が制御することによって行われる。
【００１４】
第２の工場２０には、アルミニウムを溶融して容器１００に供給するための第２の炉２１が設けられている。容器１００は例えば容量、配管長、高さ、幅等の異なる複数種が用意されている。例えば第１の工場１０内のダイキャストマシーン１１における保持炉１２の容量等に応じて、容量の異なる複数種がある。しかしながら、容器１００を１種類に統一して規格化しても勿論構わない。
【００１５】
この第２の炉２１により溶融アルミニウムが供給された容器１００は、フォークリフト（図示せず）により搬送用のトラック３２に載せられる。トラック３２は公道３０を通り第１の工場１０における受け入れ部の受け入れ台１７の近くまで容器１００を運び、これらの容器１００はフォークリフト（図示せず）により受け入れ台１７に受け入れられるようになっている。また、受け入れ部にある空の容器１００はトラック３２により第２の工場２０へ返送されるようになっている。
【００１６】
第２の工場２０には、第１の工場１０における各ダイキャストマシーン１１において溶融アルミニウムの追加が必要になった場合にそれを表示する表示部２２が配置されている。表示部２２の構成は第１の工場１０内に配置された表示部１５とほぼ同様である。表示部２２における表示は、例えば通信回線３３を介して第１の工場１０における中央制御部１６が制御することによって行われる。なお、第２の工場２０における表示部２２においては、溶融アルミニウムの供給を必要とするダイキャストマシーン１１のうち第１の工場１０における第１の炉１９から溶融アルミニウムが供給されると決定されたダイキャストマシーン１１はそれ以外のダイキャストマシーン１１とは区別して表示されるようになっている。
例えば、そのように決定されたダイキャストマシーン１１に対応する番号は点滅するようになっている。これにより、第１の炉１９から溶融アルミニウムが供給されると決定されたダイキャストマシーン１１に対して第２の工場２０側から誤って溶融アルミニウムを供給するようなことをなくすことができる。また、この表示部２２には、上記の他に中央制御部１６から送信されたデータも表示されるようになっている。
【００１７】
次に、このように構成された金属供給システムの動作を説明する。
【００１８】
中央制御部１６では、各保持炉１２に設けられた液面検出センサを介して各保持炉１２における溶融アルミニウムの量を監視している。ここで、ある保持炉１２で溶融アルミニウムの供給の必要性が生じた場合に、中央制御部１６は、その保持炉１２の「固有の番号」、その保持炉１２に設けられた温度センサにより検出された保持炉１２の「温度データ」、その保持炉１２の形態（後述する。）に関する「形態データ」、その保持炉１２から溶融アルミニウムがなくなる最終的な「時刻データ」、公道３０の「トラフィックデータ」、その保持炉１２で要求される溶融アルミニウムの「量データ」及び「気温データ」等を、通信回線３３を介して第２の工場２０側に送信する。第２の工場２０では、これらのデータを表示部２２に表示する。これらの表示されたデータに基づき作業者が経験的に上記保持炉１２から溶融アルミニウムがなくなる直前に保持炉１２に容器１００が届き、且つその時の溶融アルミニウムが所望の温度となるように該第２の工場２０からの容器１００の発送時刻及び溶融アルミニウムの発送時の温度を決定する。或いはこれらのデータを例えばパソコン（図示せず）に取り込んで所定のソフトウェアを用いて上記保持炉１２から溶融アルミニウムがなくなる直前に保持炉１２に容器１００が届き、且つその時の溶融アルミニウムが所望の温度となるように該第２の工場２０からの容器１００の発送時刻及び溶融アルミニウムの発送時の温度を推定してその時刻及び温度を表示するようにしてもよい。或いは推定された温度により第２の炉２１を自動的に温度制御しても良い。容器１００に収容すべき溶融アルミニウムの量についても上記「量データ」に基づき決定してもよい。
【００１９】
発送時刻に容器１００を載せたトラック３２が出発し、公道３０を通り第１の工場１０に到着すると、容器１００がトラック３２から受け入れ部の受け入れ台１７に受け入れられる。
【００２０】
その後、受け入れられた容器１００は、受け入れ台１７と共に配送車１８により所定のダイキャストマシーン１１まで配送され、容器１００から保持炉１２に溶融アルミニウムが供給される。
【００２１】
図２に示すように、この例では、レシーバタンク１０１から高圧空気を密閉された容器１００内に送出することで容器１００内に収容された溶融アルミニウムが配管５６から吐出されて保持炉１２内に供給されるようになっている。なお、図２において、１０３は加圧バルブ、１０４はリークバルブである。
【００２２】
ここで、保持炉１２の高さは各種のものがあり、配送車１８に設けられた昇降機構により配管５６の先端が保持炉１２上の最適位置となるように調節可能になっている。しかし、保持炉１２の高さによっては昇降機構だけでは対応できない場合がある。そこで、本システムにおいては、保持炉１２の形態に関する「形態データ」として、保持炉１２の高さや保持炉１２までの距離に関するデータ等を予め第２の工場２０側に送り、第２の工場２０側ではこのデータに基づき最適な形態、例えば最適な高さの容器１００を選択して配送している。なお、供給すべき量に応じて最適な大きさの容器１００を選択して配送してもよい。
【００２３】
次に、このように構成されたシステムに好適な容器（加圧式溶融金属供給容器）１００について、図３及び図４に基づき説明する。図３は容器１００の断面図、図４はその平面図である。
【００２４】
容器１００は、有底で筒状の本体５０の上部開口部５１に大蓋５２が配置されている。本体５０及び大蓋５１の外周にはそれぞれフランジ５３、５４が設けられており、これらフランジ間をボルト５５で締めることで本体５０と大蓋５１が固定されている。なお、本体５０や大蓋５１は例えば外側が金属であり、内側が耐火材材及び断熱材により構成されている。
【００２５】
本体５０の外周の１箇所には、本体５０内部から配管５６に連通する流路５７が設けられた配管取付部５８が設けられ、この配管取付部５８の流路５７に連通するように配管５６が固定されている。配管５６は、Γ状の形状を有しており、これにより配管５６の一端口５９は下方を向いている。より具体的には、配管５６の一端口５９は垂線に対して例えば１０°程度傾いている。このように傾斜を持たせることによって例えば一端口５９から導出される溶融金属がサーバ側に流れ落ちた際に湯面から湯滴が飛び散ることが少なくなる。
【００２６】
上記の大蓋５２のほぼ中央には開口部６０が設けられ、開口部６０には取っ手６１が取り付けられたハッチ６２が配置されている。ハッチ６２は大蓋５２上面よりも少し高い位置に設けられてる。ハッチ６２の外周の１ヶ所にはヒンジ６３を介して大蓋５２に取り付けられている。これにより、ハッチ６２は大蓋５２の開口部６０に対して開閉可能とされている。また、このヒンジ６３が取り付けられた位置と対向するように、ハッチ６２の外周の２ヶ所には、ハッチ６２を大蓋５２に固定するためのハンドル付のボルト６４が取り付けられている。大蓋５２の開口部６０をハッチ６２で閉めてハンドル付のボルト６４を回動することでハッチ６２が大蓋５２に固定されることになる。また、ハンドル付のボルト６４を逆回転させて締結を開放してハッチ６２を大蓋５２の開口部６０から開くことができる。そして、ハッチ６２を開いた状態で開口部６０を介して容器１００内部のメンテナンスや予熱時のガスバーナの挿入が行われるようになっている。
【００２７】
また、ハッチ６２の中央、或いは中央から少しずれた位置には、容器１００内の減圧及び加圧を行うための内圧調整用の貫通孔６５が設けられている。貫通孔６５は、例えば溶融アルミニウムの排出時には逆Ｌ字状の配管６６を介して加圧タンクのエアーホースが接続されるが、搬送時には栓３１８で塞がれている。栓３１８は栓は取鍋本体１内の空気は外部に排出できるが、取鍋本体１内の溶融金属は外部に導出されないようなフィルタを有している。このフィルタとしては、たとえばセラミックファイバーや焼結金属の成形品を用いたものが有効であった。
【００２８】
この貫通孔６５には加減圧用の配管６６が接続されるようになっている。この配管６６は、貫通孔６５から上方に伸びて所定の高さで曲がりそこから水平方向に延在している。この配管６６の貫通孔６５への挿入部分の表面には螺子山がきられており、一方貫通孔６５にも螺子山がきられており、これにより配管６６が貫通孔６５に対して螺子止めにより固定されるようになっている。
【００２９】
この配管６６の一方には、加圧用又は減圧用の配管６７が接続可能になっており、加圧用の配管には加圧気体に蓄積されたタンクや加圧用のポンプが接続されており、減圧用の配管には減圧用のポンプが接続されている。そして、減圧により圧力差を利用して配管５６及び流路５７を介して容器１００内に溶融アルミニウムを導入することが可能であり、加圧により圧力差を利用して流路５７及び配管５６を介して容器１００外への溶融アルミニウムの導出が可能である。なお、加圧気体として不活性気体、例えば窒素ガスを用いることで加圧時の溶融アルミニウムの酸化をより効果的に防止することができる。
【００３０】
本実施形態では、大蓋５２のほぼ中央部に配置されたハッチ６２に加減圧用の貫通孔６５が設けられている一方で、上記の配管６６が水平方向に延在しているので、加圧用又は減圧用の配管６７を上記の配管６６に接続する作業を安全にかつ簡単に行うことができる。また、このように配管６６が延在することによって配管６６を貫通孔６５に対して小さな力で回転させることができるので、貫通孔６５に対して螺子止めされた配管６６の固定や取り外しを非常に小さな力で、例えば工具を用いることなく行うことができる。
【００３１】
ハッチ６２の中央から少しずれた位置で前記の加減圧用の貫通孔６５とは対向する位置には、圧力開放用の貫通孔６８が設けられ、圧力開放用の貫通孔６８には、リリーフバルブ（図示を省略）が取り付けられるようになっている。これにより、例えば容器１００内が所定の圧力以上となったときには安全性の観点から容器１００内が大気圧に開放されるようになっている。
【００３２】
大蓋５２には、液面センサとしての２本の電極６９がそれぞれ挿入される液面センサ用の２つの貫通孔７０が所定の間隔をもって配置されている。これらの貫通孔７０には、それぞれ電極６９が挿入されている。これら電極６９は容器１００内で対向するように配置されており、それぞれの先端は例えば容器１００内の溶融金属の最大液面とほぼ同じ位置まで延びている。そして、電極６９間の導通状態をモニタすることで容器１００内の溶融金属の最大液面を検出することが可能であり、これにより容器１００への溶融金属の過剰供給をより確実に防止できるようになっている。
【００３３】
本体５０の底部裏面には、例えばフォークリフトのフォーク（図示を省略）が挿入される断面口形状で所定の長さの脚部（チャンネル）７１が例えば平行するように２本配置されている。また、本体５０内側の底部は、流路５７側が低くなるように全体が傾斜している。これにより、加圧により流路５７及び配管５６を介して外部に溶融アルミニウムを導出する際に、いわゆる湯の残りが少なくなる。また、例えばメンテナンス時に容器１００を傾けて流路５７及び配管５６を介して外部に溶融アルミニウムを導出する際に、容器１００を傾ける角度をより小さくでき、安全性や作業性が優れたものとなる。
【００３４】
このように本実施形態に係る容器１００では、ハッチ６２に内圧調整用の貫通孔６５を設け、その貫通孔６５に内圧調整用の配管６６を接続しているので、容器１００内に溶融金属を供給する度に内圧調整用の貫通孔６５に対する金属の付着を確認することができる。従って、内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５の詰りを未然に防止することができる。
【００３５】
また、本実施形態に係る容器１００では、ハッチ６２に内圧調整用の貫通孔６５が設けられ、しかもそのハッチ６２が溶融アルミニウムの液面の変化や液滴が飛び散る度合いが比較的に小さい位置に対応する容器１００の上面部のほぼ中央に設けられているので、溶融アルミニウムが内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５に付着することが少なくなる。従って、内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５の詰りを防止することができる。
【００３６】
更に、本実施形態に係る容器１００では、ハッチ６２が大蓋５２の上面部に設けられているので、ハッチ６２の裏面と液面との距離が大蓋５２の裏面と液面との距離に比べて大蓋５２の厚み分だけ長くなる。従って、貫通孔６５が設けられたハッチ６２の裏面にアルミニウムが付着する可能性が低くなり、内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５の詰りを防止することができる。
【００３７】
次に、第２の工場２０における第２の炉２１から容器１００への供給システムを図５に基づき説明する。
【００３８】
図５に示すように、第２の炉２１内には溶融アルミニウムが貯留されている。
この第２の炉２１には供給部２１ａが設けられ、この供給部２１ａには吸引管２０１が挿入されている。この吸引管２０１は、供給部２１ａの溶融されたアルミニウムの液面から一端口（吸引管２０１の他方の先端部２０１ｂ）が出没するように配置されている。すなわち、吸引管２０１の一方の先端部２０１ａは第２の炉２１の底部付近まで延在し、吸引管２０１の他方の先端部２０１ｂは供給部２１ａから外側に導出されている。吸引管２０１は、保持機構２０２により基本的には傾斜して保持されている。その傾斜角は例えば垂線に対して１０°程度傾いており、上記容器１００における配管５６の先端部の傾斜と合致するようになっている。この吸引管２０１の先端部２０１ｂは容器１００における配管５６の先端部に接続されるものであり、このように傾斜を合致されることによって吸引管２０１の先端部２０１ｂと容器１００における配管５６の先端部との接続が容易となる。
【００３９】
そして、配管６６に減圧用のポンプ３１３に接続された配管６７を接続する。
次に、ポンプ３１３を作動させて容器１００内を減圧する。これにより、第２の炉２１内に貯留されている溶融アルミニウムが吸引管２０１及び配管５６を介して容器１００内に導入される。
【００４０】
本実施形態では、特に、このように第２の炉２１内に貯留されている溶融アルミニウムを吸引管２０１及び配管５６を介して容器１００内に導入するようにしているので、溶融アルミニウムが外部の空気と接触することはない。従って、酸化物が生じることがなく、本システムを用いて供給される溶融アルミニウムは非常に品質が良いものとなる。また、容器１００内から酸化物を除去するための作業は不要となり、作業性も向上する。
【００４１】
本実施形態では、特に、容器１００に対する溶融アルミニウムの導入と容器１００からの溶融アルミニウムの導出を実質的に２本の配管５６、３１２だけを使って行うことができるので、システム構成を非常にシンプルなものとすることができる。また、溶融アルミニウムが外気に接触する機会が激減するので、酸化物の生成をほぼなくすことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、取鍋が倒れても溶融金属が孔からこぼれ出ないし、溶融金属が内部の気体の圧によって流れ出ることもなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る金属供給システムの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る容器と保持炉との関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る第２の工場における第２の炉から容器への供給システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
５０  容器本体
５１、６０  開口部
５７  流路
６２  ハッチ
６５  内圧調整用の貫通孔
６６  内圧調整用の配管
６０  開口
１００  溶融金属供給用容器
３１８  栓
【図１】
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【図２】
2004209521.tif 000004
【図３】
2004209521.tif 000005
【図４】
2004209521.tif 000006
【図５】
2004209521.tif 000007