(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクト（３１）内に誘導子（４４）を設け、該誘導子（４４）により溶融金属槽内に収納した溶融金属（４２）を前記ダクト（３１）内に汲み上げて、前記ダクト（３１）内の溶融金属（４２）に推力を与えて溶融金属（４２）を給湯する溶融金属給湯装置において、
前記誘導子（４４）が、前記ダクト（３１）の内側に設置される保護管（３３）の中に収納され、
前記誘導子（４４）の上端部が、前記ダクト（３１）と給湯側樋（４３）との接続口（４１）よりも高い位置に配置され、
前記誘導子（４４）の下端部が、前記溶融金属槽内に収納した前記溶融金属（４２）の液位より低い位置に配置されたことを特徴とする溶融金属給湯装置。
【請求項２】
前記誘導子（４４）を構成するコイル（４６）に、耐熱性金属シースを有する無機絶縁ケーブルが巻線として使用されることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属給湯装置。
【請求項３】
前記誘導子（４４）を構成するコイル（４６）の温度を検出する温度センサと、該温度センサに接続されており、前記温度センサにより検出された温度に基づき、前記誘導子（４４）へ電力を供給する制御部と、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶融金属給湯装置。
【請求項４】
前記誘導子（４４）が、前記ダクト（３１）内の溶融金属（４２）に推力を与えて給湯側樋（４３）に給湯するための給湯用誘導子（４４'）と、前記溶融金属槽から前記給湯用誘導子（４４'）の高さまでダクト（３１）内の溶融金属（４２）を汲み上げるための立上用誘導子（５４）と、から構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の溶融金属給湯装置。
【請求項５】
前記保護管（３３）の内側に配置され、前記保護管（３３）の底部に向かって開口した空気ダクト（４０）と、
前記空気ダクト（４０）に圧縮空気を供給する圧空装置に接続する接続部（３５）と、
前記溶融金属給湯装置の周囲から空気を取り込む空気入口部（３４）と、
前記空気入口部（３４）に設置され、周囲の空気流から微粒子を除去するためのフィルタと、
前記圧空装置から供給される空気の空気流を使用して、前記空気入口部（３４）から前記空気ダクト（４０）内へ周囲の空気流を取り込むように構成された空気流増幅器（４９）と、
を備え、
ヨーク（４５）が前記空気ダクト（４０）の外周側に嵌め込まれ、該ヨーク（４５）にコイル（４６）が巻回されて前記誘導子（４４）が構成され、前記空気ダクト（４０）内に取り込まれた前記圧空装置及び外部からの空気が前記保護管（３３）の底部に向かって供給され、該空気が前記保護管（３３）と前記コイル（４６）との隙間（５１）を通って外部に排出されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の溶融金属給湯装置。
【請求項６】
前記保護管（３３）の底部に向かって供給された空気が前記保護管（３３）と前記誘導子（４４）との隙間（５１）のみならず、前記コイル（４６）と前記空気ダクト（４０）との隙間（５２）を通って外部に排出されることを特徴とする請求項５に記載の溶融金属給湯装置。
【請求項７】
前記誘導子（４４）を構成するコイル（４６）の温度を検出する温度センサと、該温度センサに接続されており、前記温度センサにより検出された温度に基づき、前記誘導子（４４）へ電力を供給する制御部と、前記圧空装置から前記空気ダクト（４０）への空気の供給を制御する制御弁（３８）とを備え、前記制御部は、前記温度センサにより検出された温度に基づき、前記制御弁（３８）へ電力を供給することを特徴とする請求項５又は６に記載の溶融金属給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融アルミニウムや溶融亜鉛等の溶融金属を搬送するために使用される溶融金属用誘導電磁ポンプを使用した溶融金属配湯装置に関し、特に誘導子をダクトの内側に設置される保護管の中に収納し、誘導子の上端部を給湯側樋の接続口よりも高い位置に配置することで、ヒータを備えてなくても溶融金属の凝固やダクトの熱衝撃破損を防ぐことができる溶融金属給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属給湯装置は、溶融アルミニウムなどの溶融金属を搬送するための装置であり、その搬送には、例えば溶融金属用電磁ポンプが利用されている。溶融金属用電磁ポンプは、磁性体製のヨークにコイルを巻いた誘導子により筒状のダクト内部に移動磁界を発生させて、電磁誘導作用により溶融金属に推力を与え、給湯する形式の誘導型電磁ポンプが主流である。
【０００３】
このような誘導型電磁ポンプは、例えば特許文献１（特開２０１１−５４９７号公報
）や特許文献２（実開平７−３０５８７号公報）に開示されている。溶融金属が流れる管状のダクトをヨークにコイルを巻いた誘導子で囲み、管状のダクトの内部に誘導子により発生した磁界の磁路となる磁性体のコアを配置している。コアは耐熱性及び耐蝕性を有する筒状の保護管により覆われている。溶融金属の流路は管状のダクトとその中の保護管との間に形成される断面環状部分となり、この部分に移動磁界を発生させて、溶融金属に推力を与える構造である。また、誘導型電磁ポンプを、２つ組み合わせて給湯量や給湯速度を制御できる制御型の溶融金属給湯装置が知られている。例えば、特許文献３（特開２０１１−１１５８４４号公報）や特許文献４（特開２０１１−１１５８５０号公報）にそのような溶融金属給湯装置が開示されている。
【０００４】
図１０は、特許文献３に記載されている溶融金属給湯装置を示す。この溶融金属給湯装置は、電磁ポンプを構成する上側の給湯用誘導子１４と、下側の立上用誘導子２４との２段の誘導子を有する。溶融金属槽（図示せず）に収納された溶融金属１２の液面にポンプ側ダクト１の下端が差し込まれ、ポンプ側ダクト１の溶融金属１２の液面より上にある部分の周囲には、磁性体製のヨーク１５に三相コイルを構成するコイル１６を巻回した給湯用誘導子１４が配置されている。その下側の部分の周囲には、磁性体製のヨーク２５に三相コイルを構成するコイル２６を巻回した立上用誘導子２４が配置されている。
【０００５】
ポンプ側ダクト１の中の給湯用誘導子１４及び立上用誘導子２４と対応する位置には、その中心軸が一致するように磁性体製の円柱体からなるコア２とコア２２がそれぞれ配置されている。コア２、２２は、両端が閉じられた円筒形の保護管３の中に収納されており、ポンプ側ダクト１の中の通路を通る溶融金属と直接接触しないようになっている。ポンプ側ダクト１と保護管３との間は環状の隙間となっており、この部分が溶融金属の通路となる。
【０００６】
ポンプ側ダクト１の上端には、Ｌ字形のエルボ管からなる給湯側ダクト１'がフランジ継手等の継手５、５'を介して密に接続されている。給湯側ダクト１'の先端側にはゲートバルブ２７が設けられ、このゲートバルブ２７の先に鋳型等の溶融金属の給湯先２０が配置されている。ポンプ側ダクト１と給湯側ダクト１'は、セラミック等の耐熱性、耐蝕性のある材料で作られており、その外周に設けた保温用のマイクロヒータ等からなるヒータ９、９'により溶融金属１２の融点以上の温度に加熱され、溶融金属１２の凝固を防ぐ。
【０００７】
このような形式の溶融金属給湯装置では、立上用誘導子２４でダクト入口１８から給湯用誘導子１４の推力が作用する高さまで溶融金属１２を汲み上げ、その後、給湯用誘導子１４への通電制御で溶融金属１２を随時給湯することができる。立上用誘導子２４は高温に加熱されるが、耐熱性を有する無機絶縁ケーブルにより巻回されているため無冷却でも耐熱上の問題はなく立上用誘導子２４の外形は小さくできる。一方、給湯用誘導子１４には外側に冷却器１０（冷却ファン）が備えられ、給湯用誘導子１４の温度が高温になることを防いでいる。そのため、構造的に上部の給湯用誘導子１４からなる電磁ポンプの外径が大きくなってしまい、誘導子を上下に分けている構成が複雑で、多くの構成部品を必要とする。従って、誘導子の外側に冷却ファンなどの冷却器を備えずに、誘導子を冷却できる構造の溶融金属給湯装置が望まれる。
【０００８】
特許文献５（特開平７−２０３６６８号公報）には、ダクトの内側にある保護管の中に電磁ポンプを構成する誘導子が収納された溶融金属給湯装置が開示されている。上記特許文献１〜４と比較して電磁ポンプの外側に冷却ファンなどを備えずに、誘導子を冷却でき、小型でシンプルな構成である。しかし、この溶融金属給湯装置には、ヒータを使用することが望ましいとされている。また、外部に接続されるブロアー等によって空気が保護管の底に向けて供給され、誘導子を冷却する構成になっているが、空気を保護管に効率よく送る構成や、保護管の中の誘導子を効率よく冷却するための構成は開示されていない。そのため、誘導子を効率よく冷却するための構成の工夫が望まれる。
【０００９】
特許文献１〜４では、電磁ポンプに使用するコイルの導電線の自己発熱とポンプ側ダクト１の外周に設けた保温用のマイクロヒータでポンプ側ダクトを加熱して溶融金属の凝固を防いでいる。しかし、コイルを巻回した誘導子が配置されていない部分では、溶融金属の凝固を防ぐために、ポンプ側ダクトをヒータだけで加熱する必要があった。特に、上部の給湯側ダクト近傍（給湯側ダクトの接続口より高い位置）では、給湯側ダクトが妨げとなり、構成上、誘導子をポンプ側ダクトに配置することができないため、ヒータが必要であった。
【００１０】
例えば、ダクトに巻きつけられるヒータは、細いステンレスチューブ等の耐熱金属シースの中にマグネシア粉末等の無機絶縁粉末と共にニクロム線などの発熱線が１〜２本封入された細いシースヒータでありマイクロヒータと呼ばれるもので、ダクトに巻き付けて、８００℃まで昇温が可能である。それにより、溶融金属の凝固やダクトの熱衝撃破損を防ぐことが可能である。しかし、そのようなヒータを設置しなくても、電磁ポンプに使用するコイルにより、ポンプ側ダクト内の溶融金属を均一に加熱できることが望まれる。そのためには、電磁ポンプに使用する誘導子の上端部を、給湯側ダクトの接続口より高い位置に配置するなど溶融金属給湯装置の構成を変更する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−５４９７号公報
【特許文献２】実開平７−３０５８７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１５８４４号公報
【特許文献４】特開２０１１−１１５８５０号公報
【特許文献５】特開平７−２０３６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、ヒータを備えなくても溶融金属の凝固やダクトの熱衝撃破損を防ぐことができ、冷却器を備えなくても誘導子を効率よく冷却できる、従来よりも簡単な構造の溶融金属給湯装置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】
【００１３】
本発明では、前記の目的を達成するため、溶融金属給湯装置は、溶融金属を汲み上げて給湯するための誘導子をダクトの内側に設置される保護管の中に収納し、かつ、誘導子の上端部を給湯側樋の接続口よりも高い位置に配置することで、ヒータを備えなくても溶融金属の凝固やダクトの熱衝撃破損を防ぐことができる構成とした。
【００１４】
すなわち、本発明の１は、ダクト３１内に誘導子４４を設け、該誘導子４４により溶融金属槽内に収納した溶融金属４２を前記ダクト３１内に汲み上げて、前記ダクト３１内の溶融金属４２に推力を与えて溶融金属４２を給湯する溶融金属給湯装置において、前記誘導子４４が、前記ダクト３１の内側に設置される保護管３３の中に収納され、前記誘導子４４の上端部が、前記ダクト３１と給湯側樋４３との接続口４１よりも高い位置に配置され、前記誘導子４４の下端部が、前記溶融金属槽内に収納した溶融金属４２の液位より低い位置に配置されたことを特徴とする溶融金属給湯装置である。
【００１５】
本発明の２は、前記誘導子４４を構成するコイル４６に、耐熱性シースを有する無機絶縁ケーブルが巻線として使用されることを特徴とする本発明の１に記載の溶融金属給湯装置である。
【００１６】
本発明の３は、前記誘導子４４を構成するコイル４６の温度を検出する温度センサと、該温度センサに接続されており、前記温度センサにより検出された温度に基づき、前記誘導子４４へ電力を給湯する制御部と、を有することを特徴とする本発明の１又は２に記載の溶融金属給湯装置である。
【００１７】
本発明の４は、前記誘導子４４が、前記ダクト３１内の溶融金属４２に推力を与えて給湯側樋４３に給湯するための給湯用誘導子４４'と、前記溶融金属槽から前記給湯用誘導子４４'の高さまでダクト３１内の溶融金属４２を汲み上げるための立上用誘導子５４と、から構成されることを特徴とする本発明の１から３のいずれかに記載の溶融金属給湯装置である。
【００１８】
本発明の５は、前記保護管３３の内側に配置され、前記保護管３３の底部に向かって開口した円筒状の空気ダクト４０と、前記空気ダクト４０に圧縮空気を供給する圧空装置に接続する接続部３５と、前記溶融金属給湯装置の周囲から空気を取り込む空気入口部３４と、前記空気入口部３４に設置され、周囲の空気流から微粒子を除去するためのフィルタと、前記圧空装置から供給される空気の空気流を使用して、前記空気入口部３４から前記空気ダクト４０内へ周囲の空気流を取り込むように構成された空気流増幅器４９と、を備え、
ヨーク４５が前記空気ダクト４０の外周側に嵌め込まれ、該ヨーク４５にコイル４６が巻回されて前記誘導子４４が構成され、前記空気ダクト４０内に取り込まれた前記圧空装置及び外部からの空気が前記保護管３３の底部に向かって供給され、該空気が前記保護管３３と前記コイル４６との隙間を通って外部に排出されることを特徴とする本発明の１から４のいずれかに記載の溶融金属給湯装置である。
【００１９】
本発明の６は、前記保護管３３の底部に向かって供給された空気が前記保護管３３と前記コイル４６との隙間のみならず、前記コイル４６と前記空気ダクト４０との隙間を通って外部に排出されることを特徴とする本発明の５に記載の溶融金属給湯装置である。
【００２０】
本発明の７は、前記誘導子４４を構成するコイル４６の温度を検出する温度センサと、該温度センサに接続されており、前記温度センサにより検出された温度に基づき、前記誘導子４４へ電力を給湯する制御部と、前記圧空装置から前記空気ダクト４０への空気の供給を制御する制御弁３８とを備え、前記制御部は、前記温度センサにより検出された温度に基づき、前記制御弁３８へ電力を供給することを特徴とする本発明の５又は６に記載の溶融金属給湯装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の１の溶融金属給湯装置によると、耐熱性シースを有するコイル４６の導電線の自己発熱と電磁誘導加熱の原理によりコイル４６のシースが加熱され、ダクト３１を全体的に予熱することが出来る。つまり、ダクト３１を下端部から上端部の給湯側樋４３の接続口４１よりも高い位置の上端部まで均一に予熱することができる。このようにして、ヒータを備えてなくても溶融金属４２の凝固やダクトの熱衝撃破損を防ぐことができる
【００２２】
本発明の２の溶融金属給湯装置によると、コイル４６に耐熱性金属シースを有する無機絶縁ケーブルが巻線として使用されるため、耐熱性が高く、８００℃の温度にも耐えることができる。
【００２３】
本発明の３の溶融金属給湯装置によると、コイル４６に温度センサが設置されているため、制御部が、温度センサによる検知信号を受けて、誘導子４４に給湯される電力を制御することができ、コイル４６が加熱され過ぎるのを防ぐことができる。
【００２４】
本発明の４の溶融金属給湯装置によると、誘導子が、給湯用誘導子４４'と立上用誘導子５４と、から成り、それらを共に保護管３３の中に設置するため、立上用誘導子５４により、ダクト３１内の溶融金属のレベルを給湯用誘導子４４'の高さまで汲み上げて維持することができ、給湯用誘導子４４'による溶融金属の給湯を精度よく短いサイクルで行うことが可能となる。
【００２５】
本発明の５の溶融金属給湯装置によると、空気ダクト４０内に取り込まれた圧空装置及び外部からの空気が保護管３３の底部に向かって供給され、該空気が保護管３３とコイル４６との隙間を通って外部に排出されるため、冷却器を備えなくても効率よく誘導子４４を冷却することができる。また、図１０に示した冷却ファンなどの冷却器を備えていないため、電磁ポンプの外径を小さくすることができ、より小型な溶融金属給湯装置を提供することができる。
【００２６】
本発明の６の溶融金属給湯装置によると、圧空装置及び外部からの空気が保護管３３の底部に向かって供給された空気が前記保護管３３とコイル４６との隙間のみならず、コイル４６と空気ダクト４０との隙間を通って外部に排出されるため、より短時間で効率よく誘導子４４を冷却することができる。
【００２７】
本発明の７の溶融金属給湯装置によると、制御部が、温度センサによる検知信号を受けて制御弁３８へ電力を供給することで、圧空装置から空気ダクト４０への空気の供給を制御できる。それにより、誘導子４４を効率よく冷却でき、コイル４６が加熱され過ぎるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態である溶融金属給湯装置の断面図である。
【図２】図１におけるダクト上部の部分拡大断面図である。
【図３】図１におけるダクト下部の部分拡大断面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図７】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】図１における空気入口部及び接続部近傍の部分拡大断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態である溶融金属給湯装置の断面図である。
【図１０】溶融金属給湯装置の従来例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明では、溶融金属を汲み上げて給湯するための誘導子をダクトの内側に設置される保護管内に収納し、かつ、誘導子の上端部を給湯側樋の接続口よりも高い位置に配置することでその目的を達成する。本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
本発明による溶融金属給湯装置の一実施例を図１から図８を用いて説明する。図１は本実施例の溶融金属給湯装置全体の断面図である。この溶融金属給湯装置は、図１に示すように主に、ダクト３１、給湯側樋４３、架台３２、空気ダクト４０から構成されている。空気ダクト４０には、接続部３５を介して圧空装置（図示せず）等から圧縮空気が供給される。圧空装置から空気ダクトへの空気の供給を制御する制御弁３８（例えば電磁弁）が制御部（図示せず）に接続され、ダクト３１への空気の供給が制御される。また、架台３２上の端子箱（図示せず）が制御部（図示せず）に接続されて、電磁ポンプの駆動出力が制御される。
【００３１】
まず、図１〜３を用いて溶融金属給湯装置のダクト３１内の構成を説明する。図２と図３は、それぞれ溶融金属給湯装置におけるダクト上部と下部の部分拡大断面図である。ダクト３１の下端は溶融金属４２の液面以下に設置され、上端は給湯側樋４３に接続している。ダクト３１の内側には保護管３３が配置され、保護管３３とダクト３１との間に溶融金属４２の通る環状流路が形成される。さらに、保護管３３の中には電磁ポンプを構成する誘導子４４が配置される。
【００３２】
図１〜図３に示すように、保護管３３は、円筒形で上端部３７は開口しており、下端部は閉じている。それにより、保護管３３内に配置される誘導子４４は、ダクト３１の中の環状流路を通る溶融金属４２と直接接触しないようになっている。保護管３３の上端部３７の開口部中心から空気ダクト４０が装入されている。図１、図３に示すように、保護管３３の下端部は、特に高温に熱せられるため、電気絶縁性及び６００℃以上の高温に耐えうる耐熱性に優れたマイカ３３１（雲母）が施工されている。また、図１、図２に示すように、保護管３３の上端部３７はフランジ形状となっている。ダクト３１の上端部３１１もフランジ形状となっており、この上端部３１１のフランジが保護管３３の上端部３７を下側から支えている。
【００３３】
保護管３３及びダクト３１は非磁性体で、セラミックス等の耐熱性、耐蝕性のある材料からなる。この非磁性体の保護管３３の中にコイル４６が外から巻き付けられた誘導子４４が配置されることで、誘導子４４から発生する磁界を保護管３３の外側に形成することができる。また、ダクト３１をセラミックコーティングした磁性体とすることにより、溶融金属の流路を放射方向に横切る磁界が強められるため、十分な駆動力を有する電磁ポンプが得られる。このため、全体として更に径の小さい電磁ポンプを提供することができる。
【００３４】
電磁ポンプを構成する誘導子４４は、保護管３３の下端部から、給湯側樋４３の接続口４１の位置よりも高い上端部まで配置されている。このように誘導子４４を長くすることで、コイル４６の導電線の自己発熱と電磁誘導加熱の原理によりコイル４６のシースが加熱され、ダクト３１を全体的に予熱することが出来る。つまり、ダクト３１を下端部から上端部の給湯側樋４３の接続口４１よりも高い位置の上端部まで均一に予熱することができる。このようにして、ヒータを備えてなくても溶融金属４２の凝固やダクト３１の熱衝撃破損を防ぐことができる。
【００３５】
また、誘導子４４の温度が耐熱温度以上に加熱されないように上から、図示しない外部の圧空装置によって冷却流体である空気が空気ダクト４０を通って、保護管３３の底に向けて供給され、誘導子４４を冷却する構造になっている。図中の矢印は空気ダクト４０を通って保護管３０の下方に送り込まれる空気の流れを示している。その詳細は後述するが、空気ダクト４０を通して供給された空気は、保護管３３の下端を通り、保護管３３とコイル４６との隙間５１を通り、保護管３３の上端と架台３２との間の隙間５３を通って、外部に排出される。このとき、保護管３３とコイル４６との隙間５１のみならず、コイル４６と空気ダクト４０との隙間５２を通って、隙間５３を通り外部に排出されるようにしてもよい。本実施例では、空気が隙間５１及び隙間５２を通った後、隙間５３を通って外部に排出される構成について説明する。
【００３６】
次に、誘導子４４を構成するヨーク４５とコイル４６の詳細について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図５は、図１のＤ−Ｄ断面図である。図４及び図５に示すように、複数の磁性体製のヨーク４５は保護管３３内の空気ダクト４０を囲むようにその外周側に嵌め込まれており、このヨーク４５の外周に三相コイルを構成するコイル４６が巻回されている。ヨーク４５は、外周方向に開口した櫛型の形状であるため、外側からコイル４６を巻き付けることにより、外側に磁界が発生する。また、ヨーク４５は、保護管３３とコイル４６との間に隙間５１を有するような外径で形成され、外周に巻回されたコイル４６と空気ダクト４０との間に隙間５２が設けられるような形状で形成されている。
【００３７】
コイル４６には耐熱性シースを有する無機絶縁ケーブルが巻線として使用されている。無機絶縁ケーブルは、細いステンレスチューブ等からなる耐熱金属シースの中に導電線を収納し、この導電線とシースとをその間に充填したマグネシア粉末等の無機絶縁粉末で絶縁した構造を有する。いわゆるシースケーブルと呼ばれる。このような無機絶縁ケーブルは、耐熱性が高く、８００℃の温度にも耐えることができる。
【００３８】
図６は、図１のＢ−Ｂ矢視図である。図１と図６に示すように、保護管３３の中にある空気ダクト４０の上端は、架台３２に嵌め込まれており、この架台３２は、空気ダクト４０を囲むようにして３本以上の支柱（図示せず）によって支えられている。また、架台３２には、保護管押し金具３２１が嵌め込まれて固定されており、保護管３３の上端部３７を上部から押している。図６に示すように、保護管押し金具３２１は、複数本、バランスよく設置されており、本実施例では４本設置されている。
【００３９】
また、図１と図６に示すように、保護管３３の上端部３７とダクト３１の上端部３１１の外周には、３本以上のダクト吊り金具３２２が架台３２に嵌め込まれて固定されており、更に外周には保温材３９が保護管３３の上端部３７とダクト３１の上端部３１１の外周面（給湯側樋４３と接続する部分を除く）を囲むように設置されている。図６に示すように、ダクト吊り金具３２２も保護管押し金具３２１と同様に、複数本、バランスよく設置されており、本実施例では４本設置されている。ダクト吊り金具３２２は、保護管３３の上端部３７とダクト３１の上端部３１１の外周面（給湯側樋４３と接続する部分を除く）と接合されている。このダクト吊り金具３２２によって、ダクト３１が架台３２に固定されている。また、保温材３９の下端面とダクト吊り金具３２２の下端には、下部保温材３９１がダクト３１の上端部３１１の外周面（給湯側樋４３と接続する部分を除く）を囲むように設置されている。保温材３９と下部保温材３９１を設けることによって、保護管３３とダクト３１の熱が外部に放出されるのを低減する効果がある。
【００４０】
図７は、図１のＣ−Ｃ断面図である。図１と図７に示すように、ダクト３１が給湯側樋４３と接続する部分は、接続口４１の上側は保護管３３の上端部３７と密に接合され、接続口４１の下側はダクト３１の上端部３１１と密に接合されている。特にそれらの部分で溶融金属４２が内部に侵入しないように密着して接合されている。また、図１と図７に示すように、給湯側樋４３は、吊りリブ４３１と取り付け金具４３２によって架台３２に固定されている。従って、保護管３３は、その上端部３７が保護管押し金具３２１と、ダクト３１の上端部３１１又は接続口４１を含む上端部３１１によって、上下から挟持されて固定されている。
【００４１】
図８は、図１の溶融金属給湯装置の空気入口部３４及び接続部３５近傍の部分拡大断面図である。空気ダクト４０の上部には主に、外部の圧空装置に接続する接続部３５、圧力計３６、制御弁３８、空気入口部３４、空気流増幅器４９が備えられている。溶融金属給湯装置を使用する際には、冷却流体である圧縮空気を空気ダクト４０内に供給するため、接続部３５が圧空装置に接続される。その際、圧力計３６により、供給された圧縮空気の圧力を確認することができる。制御弁３８は、圧空装置から空気ダクト４０への空気の供給を制御する。制御弁３８には、例えば電磁弁が使用される。
【００４２】
空気入口部３４は、溶融金属給湯装置の周囲から空気を取り込む入口であり、周囲の空気流から微粒子を除去するためのフィルタが備えられている。空気流増幅器４９は、圧空装置から供給される空気の空気流を使用して、空気入口部３４から空気ダクト４０内へ周囲の空気流を取り込むような形状で構成される風量増幅型エアノズルである。これにより、圧空装置から供給される圧縮空気の消費量を減らすことができる。空気流増幅器４９は、圧空装置から供給される空気を空気ダクト４０の方向（下方）へ曲げるような形状となっており、空気入口部３４から周囲の空気流を取り込んで、流速を上昇させて空気ダクト４０内へ空気を送る。また、空気流増幅器４９は、モーター等の電気部品を用いたものではなく駆動源は圧縮空気のみであり、故障がなどの不具合なく使用することができ経済的である。空気流増幅器４９は、いかなるものを用いても良い。
【００４３】
ダクト３１の内に溶融金属４２を汲み上げる際には、まず電磁ポンプを構成する誘導子４４に三相交流を通電し、保護管３３の外側のダクト３１側に移動磁界を発生させ、これによりダクト３１の中に溶融金属４２を汲み上げる。そして、ダクト１の中の溶融金属の液位を給湯側樋４３の接続口４１の高さまで上昇させる。そのためには、誘導子４４のコイル４６に大きな電流を通電し、ダクト３１の中の溶融金属の液位を接続口４１の高さまで上昇させるのに必要な磁束密度を形成する。
【００４４】
誘導子４４のコイル４６は、耐熱性のあるシースケーブルからなるため、大きな電流を通電するのに適している。また、運転前にはこの誘導子４４に前記とは逆位相の三相交流を通電すると、ダクト３１に溶融金属が入らないようにしながら、コイル４６の導電線の自己発熱と電磁誘導加熱の原理によりコイル４６のシースが加熱され、ダクト３１を予熱することが出来る。この予熱は前記の溶融金属４２の汲み上げに先立って行う。このようにして、ヒータを備えなくても、ダクト３１を給湯側樋４３の接続口４１の高さまで均一に予熱することができる。また、ダクト３１自体が予熱されるため、本体内部での溶融金属４２の湯温低下がほとんどない。それにより、溶融金属４２の凝固やダクト３１や保護管３３の熱衝撃破損を防ぐことができる。
【００４５】
誘導子４４に三相交流が通電され、ダクト３１の中の溶融金属４２が汲み上げられ、給湯側樋４３の接続口４１の高さまで上昇させた後、溶融金属４２は給湯側樋４３を通して給湯先に給湯される。給湯先に所定量の溶融金属の給湯が完了すると、溶融金属４２の給湯が停止される。溶融金属４２の給湯が停止は、誘導子４４への給電を停止するか逆位相の三相交流を通電することにより、ダクト３１から給湯側樋４３に向けて流動する溶融金属４２を制動し、溶融金属の流れを瞬時に停止することが出来る。このような溶融金属４２の給湯量の制御は、溶融金属給湯装置の架台３２に設置される端子箱（図示せず）に接続される制御部（図示せず）によって行われる。端子箱の端子は、誘導子４４と接続されている。従って、溶融金属４２の給湯量は、制御部の出力設定ボリュームを調整することにより、変更することができる。
【００４６】
また、本実施例の溶融金属給湯装置は、前述のように、コイル４６に大きな電流が通電されるため、長時間の連続運転により、コイル４６が加熱され過ぎる場合が考えられる。温度が高くなり過ぎないように、空気ダクト４０に前述の圧空装置等によって冷却空気が供給される構造になっているが、コイル４６の温度が高くなり過ぎる場合には、自動で停止するように制御されることが好ましい。そのためには、コイル４６に熱電対などの温度センサ（図示せず）を設置する必要がある。制御部が、温度センサによる検知信号を受けて、誘導子４４に供給される電力を制御し、また、空気ダクト４０への空気の供給を制御する制御弁３８へ電力を供給することで、コイル４６が加熱され過ぎるのを防ぐことができる。さらに、コイル４６が加熱され過ぎるのを防ぐために、予め連続運転可能時間を設定してもよい。
【００４７】
次に、図９に示した本発明の溶融金属給湯装置の他の実施例について説明する。他の実施例の溶融金属給湯装置は、溶融金属４２を給湯側樋４３に給湯するための給湯用誘導子４４'と、この給湯用誘導子４４'の高さまでダクト３１内の溶融金属４２を汲み上げるための立上用誘導子５４との２段の誘導子を備える。これは、図１０を用いて説明した従来の溶融金属給湯装置と類似した構成であるが、給湯用誘導子４４'と立上用誘導子５４が共に保護管３３の中に設置されている点が異なる。
【００４８】
図１〜８で説明した溶融金属給湯装置と同様に、溶融金属４２の液面にダクト３１の下端が差し込まれ、溶融金属４２の液面より上にあるダクト３１内の保護管３３中の空気ダクト４０の周囲には、磁性体製のヨーク４５に三相コイルを構成するコイル４６を巻回した給湯用誘導子４４'が配置されている。その下側の空気ダクト４０の周囲には、磁性体製のヨーク５５に三相コイルを構成するコイル５６を巻回した立上用誘導子５４が配置されている。
【００４９】
立上用誘導子５４は、溶融金属槽に収納された溶融金属４２を給湯用誘導子４４'が設置されている高さまで汲み上げる。保護管３３中の給湯用誘導子４４'の上端部は、接続口４１よりも高い位置に配置されている。保護管３３の中に配置される給湯用誘導子４４'と立上用誘導子５４は、ダクト３１の中の通路を通る溶融金属４２と直接接触しないようになっている。
【００５０】
保護管３３の中の給湯用誘導子４４'と立上用誘導子５４の間の部分は、給湯用誘導子４４'と立上用誘導子５４による予熱がない部分であるが、その部分のほとんどが溶融金属４２に漬かっているため、溶融金属が凝固する可能性は少なく、その部分にヒータを設ける必要がない。
【００５１】
この溶融金属給湯装置では、立上用誘導子５４を用いて給湯用誘導子４４'の推力が作用する高さまで溶融金属のレベルを汲み上げ、溶融金属のレベルをセンサー（図示せず）で検知し、液位を維持する。その後、立上用誘導子５４の出力を下げながら給湯用誘導子４４'の出力を上げて、最終的には立上用誘導子５４の出力を零にして、給湯用誘導子４４'の出力だけで液位を保持し、さらに給湯用誘導子４４'の出力を調整するだけで溶融金属４２を給湯側樋４３に給湯することができる。立上用誘導子５４により、ダクト３１内の溶融金属のレベルを給湯用誘導子４４'の高さまで汲み上げた後は、給湯用誘導子４４'による溶融金属の給湯を短いサイクルで繰り返し、精度良く行うことが可能となる。
【００５２】
また、図１〜８で説明した溶融金属給湯装置と同様に、圧空装置及び外部から冷却流体の空気が保護管３３の底部に向かって供給され、保護管３３とコイル４６、５６との隙間５１及びコイル４６、５６と空気ダクト４０との隙間５２を通って外部に排出されるため、より短時間で効率よく立上用誘導子５４と給湯用誘導子４４'を冷却することができる。
【００５３】
以上説明してきたように、溶融金属給湯装置は、溶融金属４２を汲み上げて給湯するための誘導子４４をダクト３１の内側に設置される保護管３３内に収納し、かつ、誘導子４４の上端部３７を給湯側樋の接続口４１よりも高い位置に配置することで、ヒータを備えなくても溶融金属４２の凝固やダクト３１の熱衝撃破損を防ぐことができる。また、誘導子４４を構成するコイル４６には耐熱性を有する無機絶縁ケーブルが巻線として使用されるため、耐熱性が高く、８００℃の温度にも耐えることができる。さらに、コイル４６に温度センサが設置されているため、制御部が、温度センサによる検知信号を受けて、誘導子４４に給湯される電力を制御し、また、空気ダクト４０への空気の供給を制御する制御弁３８へ電力を供給することで、コイル４６が加熱され過ぎるのを防ぐことができる。また、給湯用誘導子４４'と立上用誘導子５４を共に保護管３３の中に設置する場合には、立上用誘導子５４により、ダクト３１内の溶融金属のレベルを給湯用誘導子４４'の高さまで汲み上げて維持することができるため、給湯用誘導子４４'による溶融金属の給湯を精度よく短いサイクルで行うことが可能となる。
【００５４】
また、空気ダクト４０内に取り込まれた圧空装置及び外部からの空気が保護管３３の底部に向かって供給され、該空気が保護管３３とコイル４６との隙間及びコイル４６と空気ダクト４０との隙間を通って外部に排出されるため、冷却器を備えなくても効率よく誘導子４４を冷却することができる。また、冷却器を備えていないため、電磁ポンプの外径を小さくすることができ、より小型な溶融金属給湯装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明による溶融金属給湯装置は、電磁力を利用して安定して溶融金属を給湯することができるため、溶融金属を制溶解炉保持炉等から取鍋や手許炉等に給湯できる。また、保持炉用の湯抜き用としても使用できる。
【符号の説明】
【００５６】
３１          ダクト
３１１        ダクトの上端部
３２          架台
３３          保護管
３４          空気入口部
３５          接続部
３７          保護管の上端部
３８          制御弁
４０          空気ダクト
４１          接続口
４２          溶融金属
４３          給湯側樋
４４          誘導子
４４'         給湯用誘導子
４５          ヨーク
４６          コイル
４９          空気流増幅器
５１          保護管とコイルとの隙間
５２          コイルと空気ダクトとの隙間
５３          保護管の上端と架台との間の隙間
５４          立上用誘導子
５５          ヨーク
５６          コイル
３２１        保護管押し金具
３２２        ダクト吊り金具
４３１        吊りリブ
４３２        取り付け金具
【図１】
0006314080.tif 000002
【図２】
0006314080.tif 000003
【図３】
0006314080.tif 000004
【図４】
0006314080.tif 000005
【図５】
0006314080.tif 000006
【図６】
0006314080.tif 000007
【図７】
0006314080.tif 000008
【図８】
0006314080.tif 000009
【図９】
0006314080.tif 000010
【図１０】
0006314080.tif 000011