(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入湯口から導入される被濾過溶湯をフィルター部材で濾過して濾過済溶湯として出湯口から排出する溶湯濾過槽において、
前記溶湯濾過槽の槽壁に環状部材が適合されており、該環状部材は前記出湯口と連通せる連通開口を形成しており、
前記環状部材の外周面と前記槽壁との間にはクッション部材が介在せしめられており、
前記フィルター部材は前記環状部材に適合される側板と該側板に形成された開口に取り付けられたフィルターとを含んでなり、前記側板は前記開口が前記連通開口と連通するようにして前記環状部材に当接しており、
前記環状部材の前記側板が当接する側と反対側の端面には環状に第１の凸部または第１の凹部が形成されており、該第１の凸部または第１の凹部に対応して前記槽壁には環状に第２の凹部または第２の凸部が形成されていることを特徴とする溶湯濾過槽。
【請求項２】
前記クッション部材はセラミックファイバーを含んでなるものであることを特徴とする、請求項１に記載の溶湯濾過槽。
【請求項３】
前記環状部材と前記槽壁との間には前記クッション部材の前記被濾過溶湯への露出を阻止するようにしてセラミックファイバーモルタルが充填されていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の溶湯濾過槽。
【請求項４】
前記環状部材は前記フィルター部材が当接する側から前記槽壁に対し適合されており、前記環状部材の外周面は前記フィルター部材が当接する側から反対側へと次第に外径寸法が減少するようなテーパー面とされていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の溶湯濾過槽。
【請求項５】
前記テーパー面のテーパー角は２°〜２０°であることを特徴とする、請求項４に記載の溶湯濾過槽。
【請求項６】
前記テーパー面と該テーパー面に対応せる前記槽壁の面との間に介在する前記クッション部材の厚さは５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする、請求項４〜５のいずれかに記載の溶湯濾過槽。
【請求項７】
前記環状部材の前記フィルター部材が当接する側と反対側の端面及び該端面に対応する前記槽壁の面の間にはセラミックファイバーシートが介在していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の溶湯濾過槽。
【請求項８】
前記環状部材の前記フィルター部材が当接する側の端面は前記槽壁の面より１ｍｍ〜５ｍｍだけ突出していることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の溶湯濾過槽。
【請求項９】
前記フィルターは筒状のセラミック多孔体からなり、前記側板は前記フィルターの開口せる一方端に取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の溶湯濾過槽。
【請求項１０】
前記環状部材と前記側板との間にはセラミックファイバーガスケットが介在していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の溶湯濾過槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム溶湯やアルミニウム合金溶湯などの金属溶湯を濾過するための濾過槽の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、鋳造のために用いられるアルミニウム溶湯やアルミニウム合金溶湯などの金属溶湯中には、溶融過程で種々の由来により非金属介在物などの介在物が混入することが多い。従って、良好な金属鋳造物を製造するためには、鋳造に先立って金属溶湯中の介在物を除去することが必要である。
【０００３】
このような目的で、溶湯を一旦濾過槽内に収容し該濾過槽内に配置されたフィルターを通過させることで介在物の除去を図ることが一般的に行われている。フィルターとしては、筒状のセラミック多孔体からなるフィルターを複数配列し固定保持してカートリッジ（フィルターカートリッジ）となしたものが使用されている。
【０００４】
図６に、従来の濾過槽の概略断面図を示す。図６において、濾過槽は、本体部２と、該本体部２の上方開口を塞ぐようにして着脱可能に適合せしめられた蓋部４とを有する。本体部２には入湯口１２と出湯口１４とが設けられている。本体部２には、出湯口１４に通ずる連通開口１６が形成されており、該連通開口にフィルターカートリッジ１８が適合せしめられている。該フィルターカートリッジ１８は、複数の筒状フィルター１８ａと、該複数のフィルター１８ａの一方端にこれらを取り纏めるように取り付けられた前側板１８ｂと、複数のフィルター１８ａの他方端にこれらを取り纏めるように取り付けられた後側板１８ｃとを有する。また、後側板１８ｃと本体部２の内壁との間には、フィルターカートリッジ１８を保持するためのクサビ１９が挿入されている。フィルター１８ａは、前側板１８ｂと接合された端部が開放されており、後側板１８ｃと接合された端部が閉鎖されている。前側板１８ｂには、各フィルター１８ａに対応する位置に開口１８ｂ１が形成されており、これにより各フィルター１８ａの開放端と出湯口１４とが連通開口１６を介して連通している。
【０００５】
濾過される溶湯は入湯口１２から濾過槽内へと入りフィルター１８ａの外側から内側へと浸透する際に濾過が行われ介在物が除外される。濾過された溶湯は各フィルター１８ａの開放端から連通開口１６を経て出湯口１４から濾過槽を出る。
【０００６】
濾過槽内の溶湯がフィルター１８ａを通らずに連通開口１６へと漏れるのを防止するために、前側板１８ｂと連通開口１６の形成されている内壁との間にはセラミックファイバーガスケット２８が介在せしめられる。ところで、この部分からの溶湯漏れ防止を長期にわたり継続させるためには、この部分の内壁と前側板１８ｂとの間隔を全周均一且つ一定に維持することが肝要である。このため、この連通開口１６の形成されるロの字形状の部分を額縁煉瓦と呼ばれる耐熱性環状部材により形成し、該環状部材の前側板１８ｂとの対向面を十分に平滑となし且つ垂直方向に沿うようにしている。従来、以上のような目的を達成するために環状部材の姿勢を一定に維持すべく、環状部材は濾過槽内壁に対して一体化されて（即ち接合材により固着されて）いた。
【０００７】
しかしながら、このような従来の濾過槽においては、溶湯濾過を繰り返し行うことで環状部材及びその周囲の耐熱性部材に生ずる熱膨張収縮に基づき、環状部材に次第に歪みが蓄積し損傷が生じて溶湯漏れが発生したり、環状部材に位置ずれが生じ姿勢が変化して前側板１８ｂとの対向面と該前側板１８ｂとの間隔を均一且つ一定に維持できなくなりガスケット２８による溶湯漏れ防止ができないようになったりすることがあった。
【０００８】
一旦、溶湯漏れ防止機能が損なわれた場合には、環状部材を新規のものと取り替える必要があるが、従来の濾過槽の構造では環状部材が濾過槽本体部２と一体化されているために、環状部材とともにその周囲の相当部分の耐熱性部材をも同時に除去して新たなものを固着する交換作業を行わねばならない。この交換作業は極めて面倒で時間のかかるものであり、その間の濾過作業中断により生産性が著しく低下する。
【０００９】
そこで、本発明は、出湯口との連通開口を形成する環状部材の破損や姿勢変化の頻度を低減することができ且つ該環状部材の交換作業が容易な溶湯濾過槽を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
入湯口から導入される被濾過溶湯を出湯口と連通せる連通開口に付されたフィルター部材で濾過して濾過済溶湯として前記出湯口から排出する溶湯濾過槽において、
前記フィルター部材は前記連通開口を形成する環状部材に当接せしめられており、該環状部材は槽壁に対しクッション部材を介して適合されていることを特徴とする溶湯濾過槽、
が提供される。
【００１１】
本発明の一態様においては、前記クッション部材はセラミックファイバーを含んでなるものである。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記環状部材と前記槽壁との間には前記クッション部材の前記被濾過溶湯への露出を阻止するようにしてセラミックファイバーモルタルが充填されている。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記環状部材は前記フィルター部材が当接する側から前記槽壁に対し適合されており、前記環状部材の外周面は前記フィルター部材が当接する側から反対側へと次第に外径寸法が減少するようなテーパー面とされている。本発明の一態様においては、前記テーパー面のテーパー角は２°〜２０°である。本発明の一態様においては、前記テーパー面と該テーパー面に対応せる前記槽壁の面との間に介在する前記クッション部材の厚さは５ｍｍ〜２０ｍｍである。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記環状部材の前記フィルター部材が当接する側と反対側の端面には環状に第１の凸部または第１の凹部が形成されており、該第１の凸部または第１の凹部に対応して前記槽壁の面には環状に第２の凹部または第２の凸部が形成されている。
【００１５】
本発明の一態様においては、前記環状部材の前記フィルター部材が当接する側と反対側の端面及び該端面に対応する前記槽壁の面の間にはセラミックファイバーシートが介在している。
【００１６】
本発明の一態様においては、前記環状部材の前記フィルター部材が当接する側の端面は前記槽壁の面より１ｍｍ〜５ｍｍだけ突出している。
【００１７】
本発明の一態様においては、前記フィルター部材は、筒状のセラミック多孔体からなるフィルターと、その開口せる一方端に取り付けられた側板とを含むものであり、該側板には前記フィルターの一方端に対応して開口が形成されており、該開口は前記連通開口と連通しており、前記側板が前記環状部材に当接している。本発明の一態様においては、前記環状部材と前記側板との間にはセラミックファイバーガスケットが介在している。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は本発明による溶湯濾過槽の一実施形態の構成を示す概略分解断面図であり、図２はその部分拡大断面図であり、図３は環状部材の正面図である。
【００２０】
濾過槽は、本体部２と、該本体部２の上方開口を塞ぐようにして着脱可能に適合せしめられた蓋部４とを有する。本体部２には入湯口１２と出湯口１４とが設けられている。本体部２には、出湯口１４に通ずる連通開口１６が形成されており、該連通開口にフィルター部材としてのフィルターカートリッジ１８が適合せしめられている。
【００２１】
フィルターカートリッジ１８は、アルミナ質多孔体などのセラミック多孔体からなる複数の筒状フィルター１８ａと、該複数のフィルター１８ａの一方端にこれらを取り纏めるように取り付けられた前側板１８ｂと、複数のフィルター１８ａの他方端にこれらを取り纏めるように取り付けられた後側板１８ｃとを有する。また、後側板１８ｃと本体部２の内壁との間には、フィルターカートリッジ１８を保持するためのクサビ１９が挿入されている。前側板１８ｂ、後側板１８ｃ及びクサビ１９は、例えば炭化珪素質耐火物からなる。フィルター１８ａは、前側板１８ｂと接合された端部が開放されており、後側板１８ｃと接合された端部が閉鎖されている。前側板１８ｂには、各フィルター１８ａに対応する位置に開口１８ｂ１が形成されており、これにより各フィルター１８ａの開放端と出湯口１４とが連通開口１６を介して連通している。
【００２２】
濾過される溶湯（被濾過溶湯）は入湯口１２から濾過槽内へと入りフィルター１８ａの外側から内側へと浸透する際に濾過が行われ介在物が除外される。濾過された溶湯（濾過済溶湯）は各フィルター１８ａの開放端から連通開口１６を経て出湯口１４から濾過槽を出る。
【００２３】
本実施形態においては、フィルターカートリッジ１８の前側板１８ｂは連通開口１６を形成する環状部材２０に当接せしめられており、該環状部材２０は濾過槽本体部２の槽壁２２に対しクッション部材２４を介して適合されている。環状部材２０は、額縁煉瓦と呼ばれているものであり、例えば炭化珪素質またはアルミナ質の耐火物からなる。また、クッション部材２４はセラミックファイバーを含んでなるものである。クッション部材２４の厚さＴ１は、例えば５ｍｍ〜２０ｍｍである。このクッション部材２４としては、バルクファイバーと呼ばれている比較的短繊維の綿状のセラミックファイバー（硬質ファイバー）を用いることができる。これは、耐熱性に優れ、急熱及び急冷に強く、化学的に安定であり、切断や加工が簡単であるという特徴を持つ。バルクファイバーは適宜の厚さに敷きつめて使用する。また、クッション部材２４としては、ファイバーブランケットと呼ばれているもの（繊維を積層しニードル加工することにより得られたもの）を用いることもできる。このファイバーブランケットは、特に引っ張り強度が高いという特徴を持つ。ファイバーブランケットは適宜の厚さのものを所定領域の形状に切り出して使用する。更に、クッション部材２４としては、ファイバーロープと呼ばれているもの（細長く加工したファイバーブランケットを耐熱性ガラス繊維で被覆してロープ状となしたもの）を用いることもできる。ファイバーロープは所定領域を覆うように並列に敷きつめて使用する。
【００２４】
環状部材２０は、図２に示されているように、槽壁２２に対して一体的に固着されてはおらず、図中矢印Ａの向き（即ち、前側板１８ｂが当接する側からその反対側へと向かう向き）に槽壁２２に対し適合されている。環状部材２０の外周面はテーパー面とされており、図中矢印Ａの向きに次第に外径寸法が減少している。このテーパー面のテーパー角θは２°〜２０°が好ましい。このテーパー角θが小さ過ぎると環状部材２０の交換の際の引き抜き作業が困難になり、テーパー角θが大き過ぎると装着の際に環状部材２０が抜け落ちやすくなるという不利がある。
【００２５】
環状部材２０の前側板１８ｂの当接する側と反対側の端面には環状に凸部２０’が形成されており、該凸部２０’に対応して槽壁２２の面には環状に凹部２２’が形成されている。環状部材２０の凸部２０’が形成されている端面と槽壁２２の凹部２２’が形成されている面との間には、セラミックファイバーシート２６が介在している。セラミックファイバーシート２６は、バルクファイバーを紙状に成型したもので、柔軟性があり、耐熱性及びシール性に優れている。セラミックファイバーシート２６は、はさみなどで所要の形状に切り出して使用する。セラミックファイバーシート２６の厚さＴ２は、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍである。尚、環状部材２０に環状凸部２０’を形成する代わりに環状凹部を形成し、槽壁２２に環状凹部２２’を形成する代わりに環状凸部を形成してもよい。このように環状部材２０に環状凸部２０’または環状凹部を形成し、これに対応するように槽壁２２に環状凹部２２’または環状凸部を形成しておくことで、環状部材２０と槽壁２２との間を介しての溶湯リークを抑制する作用を発揮し得るとともに、環状部材２０の所定位置からのずれを防止する作用をも発揮することができる。
【００２６】
環状部材２０と槽壁２２との間には、クッション部材２４の被濾過溶湯への露出を阻止するようにして溶湯に対する耐食性の良好なセラミックファイバーモルタル２５が充填されている。セラミックファイバーモルタル２５は、耐火性ファイバーベースのモルタルであり、耐摩耗性、断熱特性、高強度、低収縮率及び特にアルミニウム合金などの溶湯に対する耐食性が良好であり、ガスバーナーなどにより乾燥させた後の嵩密度が例えば０．８０〜０．８２ｇ／ｃｍ3 であり、これによりアルミニウム合金に対する７２時間の耐食性テストで浸透なしの結果が得られる。
【００２７】
環状部材２０の前側板１８ｂの当接する側の端面は槽壁２２の面よりＴ３例えば１ｍｍ〜５ｍｍだけ突出している。そして、この端面と前側板１８ｂとの間には溶湯漏れ防止のためのセラミックファイバーガスケット２８が介在している。
【００２８】
本実施形態では、従来の溶湯濾過槽とは異なり、環状部材２０は、槽壁２２に対して固着されてはおらず、クッション部材２４を介在させて保持されていて、フィルターカートリッジ１８の前側板１８ｂによる矢印Ａの向きの押圧力を受けて所定の位置を維持している。このように、環状部材２０がクッション部材２４を介して槽壁２２に対してルーズに取り付けられているために、溶湯濾過の繰り返しにより濾過槽本体部槽壁２２に生ずる応力を環状部材２０に伝達することなくクッション部材２４により吸収緩和することができる。このため、従来の溶湯濾過槽では主として径方向に外側から内側へと向かう圧力により環状部材の破損が生じやすいのであるが、本発明実施形態ではそのような圧力はクッション部材２４により吸収されるので溶湯濾過を繰り返しても環状部材２０に歪みが蓄積しにくく、かくして環状部材２０の損傷や姿勢変化は生じにくくなり、環状部材２０の長寿命化及びガスケット２８による溶湯漏れ防止作用の長期維持が可能となる。
【００２９】
尚、環状部材２０の交換の際には、濾過槽内の溶湯を除去した後に、先ず図１に示されているようにクサビ１９に形成されている係止孔１９ａに引き抜き用具を係止して引き抜き、次いで図１及び図４に示されているようにフィルターカートリッジ１８を取り外す。次いで、図５に示されているように環状部材２０を矢印Ａの向きとは逆向きに濾過槽内部の方へと引き出す。その際に、クッション部材２４及びセラミックファイバーシート２６は、環状部材２０とともに除去されるか、または濾過槽本体部槽壁２２に付着して残留する。この残留ファイバーは、容易に槽壁２２から剥離除去することができる。しかる後に、新たなセラミックファイバーシート２６及び新たなクッション部材２４を介して新たな環状部材２０を装着し、フィルターカートリッジ１８を配置する。そして、この所定位置に配置されたフィルターカートリッジ１８を所定位置へのクサビ１９の介入により固定する。この交換作業は、環状部材２０が槽壁２２に固着されていないこと及び槽壁２２の交換を要しないことの故に、容易であり且つ短時間で完了することができる。従って、溶湯濾過作業中断による生産性の低下は小さい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環状部材を濾過槽本体部槽壁に対しクッション部材を介してルーズに適合させているので、環状部材の寿命を長期化することができると共に、該環状部材を新たなものと交換する際の作業を容易且つ短期間で行うことができ、環状部材交換のための濾過作業停止期間を短縮することができ、従来の濾過槽に比して生産性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による溶湯濾過槽の構成を示す概略分解断面図である。
【図２】図１の部分拡大断面図である。
【図３】環状部材の正面図である。
【図４】環状部材の交換作業の説明図である。
【図５】環状部材の交換作業の説明図である。
【図６】従来の溶湯濾過槽の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２    濾過槽本体部
４    濾過槽蓋部
１２    入湯口
１４    出湯口
１６    連通開口
１８    フィルターカートリッジ
１８ａ    筒状フィルター
１８ｂ    前側板
１８ｃ    後側板
１９    クサビ
１９ａ    係止孔
２０    環状部材
２０’    凸部
２２    濾過槽本体部槽壁
２２’    凹部
２４    クッション部材
２５    セラミックファイバーモルタル
２６    セラミックファイバーシート
２８    セラミックファイバーガスケット
【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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