(57)【要約】【課題】外気の流れ込みを防止すると共に、熱エネルギーロスとランニングコストが増大することのない溶解保持炉を提供する。【解決手段】金属塊２ａを溶解する溶解室１と、溶解室１に隣接して配置され、溶解室１との間を仕切る第１隔壁Ｗ１に金属塊２ａが溶解してできる溶湯２が通過できる第１連通孔Ｈ１が設けられ、第１連通孔Ｈ１を介して導入される溶湯２を保持する保持室３とを有する溶解保持炉１００であって、溶解室１の上部に、溶解室１内の排ガスを外部に逃がす排気口８ｈが設けられ、排気口８ｈに接続される排気管８が、排気経路途中において、排気口８ｈ位置より低く配置した低配置部位８ｉを有してなる溶解保持炉とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属塊を溶解する溶解室と、
前記溶解室に隣接して配置され、溶解室との間を仕切る第１隔壁に前記金属塊が溶解してできる溶湯が通過できる第１連通孔が設けられ、当該第１連通孔を介して導入される溶湯を保持する保持室とを有する溶解保持炉であって、
前記溶解室の上部に、当該溶解室内の排ガスを外部に逃がす排気口が設けられ、
当該排気口に接続される排気管が、排気経路途中において、前記排気口位置より低く配置した低配置部位を有してなることを特徴とする溶解保持炉。
【請求項２】
前記排気管において、排ガス入口である前記排気口と反対の端部にある排ガス出口が、前記排気口位置より高く配置されてなることを特徴とする請求項１に記載の溶解保持炉。
【請求項３】
前記低配置部位もしくはその周りの部位に、メンテナンス扉が配置されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の溶解保持炉。
【請求項４】
金属塊を溶解する溶解室と、
前記溶解室に隣接して配置され、溶解室との間を仕切る第１隔壁に前記金属塊が溶解してできる溶湯が通過できる第１連通孔が設けられ、当該第１連通孔を介して導入される溶湯を保持する保持室とを有する溶解保持炉であって、
前記溶解室の上面に、前記金属塊を投入するための投入口と、当該投入口を覆う蓋とが設けられ、
前記投入口の周囲において、内側に位置する前記溶解室の壁の最上面が、外側に位置する前記蓋の最下面より高い位置にあることを特徴とする溶解保持炉。
【請求項５】
前記溶解室が、塔状に形成されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶解保持炉。
【請求項６】
前記溶解室の下部に、前記金属塊を溶解するための第１バーナが設置され、前記保持室の上面に、前記溶湯の温度を確保するための第２バーナが設置されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の溶解保持炉。
【請求項７】
前記溶解保持炉が、
前記保持室に隣接して配置され、保持室との間を仕切る第２隔壁に前記溶湯が通過できる第２連通孔が設けられ、当該第２連通孔を介して導入される溶湯を汲出す、汲出室を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の溶解保持炉。
【請求項８】
前記金属塊が、アルミニウムもしくはアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の溶解保持炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属鋳造品等の製造に用いられる、溶解保持炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属鋳造品等の製造に用いられる溶解保持炉が、例えば、特開平１１−２２３４６３号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
図２は、従来の溶解保持炉の一例を示す模式的な断面図である。
【０００４】
図２の溶解保持炉９０は、金属塊２ａをバーナＢ１で溶解する溶解室１と、金属塊２ａが溶解してできる溶湯２をバーナＢ２で保温し保持する保持室３と、溶湯２を汲出す汲出室４を有する。図２の溶解保持炉９０では、溶解室１と保持室３の間を仕切る隔壁Ｗ１に、溶湯２が通過できる連通孔Ｈ１が設けられており、溶解室１において生成された溶湯２が連通孔Ｈ１を介して保持室３に導入される。また、保持室３と汲出室４を仕切る隔壁Ｗ２には溶湯２が通過できる連通孔Ｈ２が設けられており、保持室３で保持されている溶湯２が連通孔Ｈ２を介して汲出室４に導入され、汲出室４から汲出されて金属鋳造品等の製造に用いられる。
【０００５】
図２の溶解保持炉９０では、溶解室１の上面に金属塊２ａを投入するための投入口１ｈが設けられ、投入口１ｈを投入蓋７０が覆っている。また、投入蓋７０には排気口７０ｈが設けられており、投入口１ｈと投入蓋７０の全体を覆うてんぷらフード８０を介して、溶解室１内で発生する排ガスを外部に逃がしている。
【０００６】
図３に、別の溶解室上部構造を有する溶解保持炉９１を示す。図２の溶解保持炉９０では、排気口７０ｈが投入口１ｈを覆う投入蓋７０に形成されていたが、図３の溶解保持炉９１では、投入口１ｈと排気口８１ｈが溶解室１の上部に別個に設けられている。また、投入口１ｈは孔のない投入蓋７１が覆い、排気口８１ｈには煙突につながる排気管８１が直接接続されている。
【特許文献１】特開平１１−２２３４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２および図３に示す溶解保持炉９０，９１では、溶解室１および保持室３の排ガス通路が、排気口７０ｈ，８１ｈを介して、上部に延びた煙突にそのままつながっている。このため、バーナＢ１，Ｂ２の失火等によって溶解室１または保持室３での燃焼が停止すると、図中の太い実線矢印で示したように、冷たくて比重の重い外気が煙突から炉内に直接流れ込んでくる。このような外気の流れ込みがあると、急速に炉内が冷やされて短時間に溶湯２が固まり、そのストレスによって炉体寿命が低下してしまう。また、溶湯２の保持量を増大して上記のような急激な凝固を防止すると、熱エネルギーロスが大きくなり、ランニングコストが増大する。
【０００８】
そこで本発明は、溶解室と保持室とを有する溶解保持炉であって、外気の流れ込みを防止すると共に、熱エネルギーロスとランニングコストが増大することのない溶解保持炉を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、金属塊を溶解する溶解室と、前記溶解室に隣接して配置され、溶解室との間を仕切る第１隔壁に前記金属塊が溶解してできる溶湯が通過できる第１連通孔が設けられ、当該第１連通孔を介して導入される溶湯を保持する保持室とを有する溶解保持炉であって、前記溶解室の上部に、当該溶解室内の排ガスを外部に逃がす排気口が設けられ、当該排気口に接続される排気管が、排気経路途中において、前記排気口位置より低く配置した低配置部位を有してなることを特徴としている。
【００１０】
これによれば、排気管は、途中に排気口位置より低い低配置部位を有している。このためバーナ等の燃焼が停止して外気が炉内に流入しようとする場合には、低温で比重の大きい外気は、排気管に形成された前記低配置部位に一旦溜まり、高温で比重の小さい炉内空気により蓋をされる形になって、外気の炉内への流れ込みが抑制される。これによって、バーナの燃焼が停止しても炉内の急激な温度低下が防止でき、炉体寿命の低下も抑制される。またこれによれば、溶湯の保持量を増大する必要がないため、熱エネルギーロスとランニングコストが増大することもない。
【００１１】
請求項２に記載のように、前記排気管において、排ガス入口である前記排気口と反対の端部にある排ガス出口は、前記排気口位置より高く配置されることが好ましい。これにより、高温で比重の小さい排ガスを、安全に屋外に排出することができる。
【００１２】
請求項３に記載のように、前記低配置部位もしくはその周りの部位には、メンテナンス扉が配置されることが好ましい。
【００１３】
前記の排気管低配置部位においては、高温の炉内空気と低温の外気が混じり合う。このため、溶解室と保持室からの排ガス中に含まれる炭素成分は、外気により冷やされてカーボン等の粉塵となり、低配置部位に溜まり易い。上記のように低配置部位もしくはその周りの部位にメンテナンス扉を配置することで、長期間炉を使用する間に溜まったカーボン等の粉塵の除去を容易に行なうことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、金属塊を溶解する溶解室と、前記溶解室に隣接して配置され、溶解室との間を仕切る第１隔壁に前記金属塊が溶解してできる溶湯が通過できる第１連通孔が設けられ、当該第１連通孔を介して導入される溶湯を保持する保持室とを有する溶解保持炉であって、前記溶解室の上面に、前記金属塊を投入するための投入口と、当該投入口を覆う蓋とが設けられ、前記投入口の周囲において、内側に位置する前記溶解室の壁の最上面が、外側に位置する前記蓋の最下面より高い位置にあることを特徴としている。
【００１５】
金属塊を投入するための投入口についても、必ずしも完全密閉されるわけではないため、バーナ等の燃焼が停止した場合には、外気流入の経路となりうる。しかしながらこの場合にも、前記の排気管に設けた低配置部位と同様にして、低温で比重の大きい外気が、溶解室の壁の最上面と投入口を覆う蓋の最下面の間に一旦溜まり、高温で比重の小さい炉内空気により蓋をされる形になって、外気の流れ込みが防止される。これによって、バーナの燃焼が停止しても炉内の急激な温度低下が防止でき、炉体寿命の低下も抑制される。またこれによれば、溶湯の保持量を増大する必要がないため、熱エネルギーロスとランニングコストが増大することもない。
【００１６】
請求項５に記載のように、前記溶解室は、塔状に形成されてなることが好ましい。これによれば、塔状の溶解室上面に設けた投入口から金属塊を投入し、塔状の溶解室の中央部に金属塊を蓄積し、塔状の溶解室の下部において金属塊を溶解させることができる。一方、溶解室と保持室の排ガスは、塔状の溶解室の上部に設けた排気口から排出される。これによって、溶解室と保持室から出る排ガスを用いて、塔の中央部に蓄積されている溶解前の金属塊を、十分に予熱することができる。これによって、排ガスの熱エネルギーを有効利用することができ、熱エネルギーロスとランニングコストを低減した溶解保持炉とすることができる。
【００１７】
請求項６に記載のように、前記溶解保持炉は、溶解室の下部に、金属塊を溶解するための第１バーナが設置され、保持室の上面に、溶湯の温度を確保するための第２バーナが設置されてなることが好ましい。これによれば、電気ヒータ等に較べてランニングコストの低いバーナを用い、バーナの排ガスも前記のように金属塊の予熱に利用することができるため、ランニングコストを低減した溶解保持炉とすることができる。
【００１８】
請求項７に記載のように、前記溶解保持炉は、前記保持室に隣接して配置され、保持室との間を仕切る第２隔壁に前記溶湯が通過できる第２連通孔が設けられ、当該第２連通孔を介して導入される溶湯を汲出す、汲出室を有することが好ましい。これによれば、金属塊の溶解から、溶湯の保持と汲出しに到る一連の工程を、一つの溶解保持炉で行なうことができ、当該工程中での熱エネルギーロスが低減される。
【００１９】
上記の溶解保持炉は、請求項８に記載のように、前記金属塊がアルミニウムもしくはアルミニウム合金であり、これらを溶解して保持する溶解保持炉に好適である。上記溶解保持炉を用いることで、ランニングコストが低減され、アルミニウムダイカスト製品等の製造コストが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の溶解保持炉を、図に基づいて説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、本発明の溶解保持炉１００の概略を示す模式的な断面図である。尚、図１（ａ）の溶解保持炉１００において、図２および図３に示す従来の溶解保持炉９０，９１と同様の部分については、同じ符号を付けた。
【００２２】
図１（ａ）の溶解保持炉１００は、図２および図３の溶解保持炉９０，９１と同様に、隣接して配置された溶解室１、保持室３および汲出室４を有する溶解保持炉である。
【００２３】
溶解室１では、室内に投入された金属塊２ａが、溶解室１の下部に設置されたバーナＢ１で溶解され、溶湯２が生成される。図１（ａ）の溶解保持炉１００が、例えばアルミニウムダイカスト製品の製造に用いられる溶解保持炉の場合には、金属塊２ａとしてアルミニウムもしくはアルミニウム合金のインゴットが溶解室１に投入され、これが溶解されてアルミニウムを主成分とするアルミニウム溶湯２が生成される。溶解室１と保持室３の間を仕切る隔壁Ｗ１には、溶湯２が通過できる連通孔Ｈ１が設けられており、溶解室１において生成された溶湯２が、連通孔Ｈ１を介して保持室３に導入される。
【００２４】
保持室３では、保持室３の室内下部に溜められた溶湯２が、保持室３の上面に設置されたバーナＢ２により加熱されて、一定温度に保温・保持される。保持室３と汲出室４の間を仕切る隔壁Ｗ２には、溶湯２が通過できる連通孔Ｈ２が設けられており、保持室３で保温・保持されている溶湯２が、連通孔Ｈ２を介して汲出室４に導入される。
【００２５】
汲出室４は、溶湯２を汲出すために上方が開放された汲出口４ｈと、汲出口４ｈを開閉する汲出蓋５とを有する。汲出室４に導入された溶湯２は、汲出蓋５を開けて汲出口４ｈから汲出ロボットのラドル（図示省略）により外部へ汲出されてダイカストマシンへ運ばれ、アルミニウムダイカスト等の金属鋳造品が製造される。
【００２６】
以上のように、溶解室１が保持室３および汲出室４と一体となった図１（ａ）の溶解保持炉１００は、金属塊２ａの溶解から溶湯２の保持と汲出しの一連の工程を、一つの炉で行なうことができ、工程中の熱エネルギーロスとランニングコストが低減される。また、溶解室１と保持室３では、電気ヒータ等に較べてランニングコストの低いバーナＢ１，Ｂ２を用いているため、これによってもランニングコストが低減される。
【００２７】
さらに、図１（ａ）の溶解保持炉１００における溶解室１は、塔状になっている。これにより、塔状溶解室１の上面に設けた投入口１ｈから金属塊２ａを投入し、塔状溶解室１の中央部に金属塊２ａを蓄積し、塔状溶解室１の下部において金属塊２ａを溶解させる。一方、溶解室１と保持室３の排ガスは、塔状溶解室１の上部に設けた排気口８ｈから、排気管８を介して、屋外へ排出される。排気口８ｈを塔状溶解室１の上部に設けることで、溶解室１と保持室３から出る排ガスを用いて、塔の中央部に蓄積されている溶解前の金属塊２ａを、十分に予熱することができる。このように排ガスの熱エネルギーを有効利用することによっても、熱エネルギーロスとランニングコストが低減される。
【００２８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の溶解室１の上部を拡大して示す断面図である。図１（ａ），（ｂ）に示す溶解保持炉１００では、溶解室１の上部に排気口８ｈが設けられており、排気口８ｈに接続される排気管８は、排気経路途中において、図１（ｂ）において高低差Ｌａで示したように、排気口８ｈ位置より低く配置した低配置部位８ｉを有している。この高低差Ｌａによって、バーナＢ１，Ｂ２の燃焼が停止して外気が排気管８から炉内に流入しようとする場合には、図中の太い実線矢印で示した低温で比重の大きい外気は、排気管８に形成された低配置部位８ｉに一旦溜まる。このため、低配置部位８ｉに溜まった低温で比重の大きい外気は、図中の太い点線矢印で示した高温で比重の小さい炉内空気により蓋をされる形になって、外気の炉内への流れ込みが抑制される。従って、バーナＢ１，Ｂ２の燃焼が停止しても炉内の急激な温度低下が防止でき、短時間に溶湯２が固まることもなく、そのストレスによる炉体寿命の低下も抑制される。尚、図１（ｂ）において高低差Ｌｃで模式的に示したように、排気管８において、排ガス入口である排気口８ｈと反対の端部にある排ガス出口８ｊは、排気口８ｈ位置より高く配置される。これにより、高温で比重の小さい排ガスを、安全に屋外に排出することができる。
【００２９】
図１（ａ），（ｂ）の排気管８における低配置部位８ｉには、メンテナンス扉９が配置されている。排気管８の低配置部位８ｉにおいては、前述のように、高温の炉内空気と低温の外気が混じり合う。このため、溶解室１と保持室３からの排ガス中に含まれる炭素成分は、外気により冷やされてカーボン等の粉塵となり、低配置部位８ｉに溜まり易い。図１（ａ），（ｂ）に示すように、低配置部位８ｉもしくはその周りの部位にメンテナンス扉９を配置することで、長期間炉を使用する間に溜まったカーボン等の粉塵の除去を容易に行なうことができる。
【００３０】
バーナの燃焼が停止した場合における外気の炉内への流入の問題は、溶解室１内へ金属塊２ａを投入するための投入口１ｈにおいても、同様に発生しうる。金属塊２ａの投入口１ｈは必ずしも完全密閉されるわけではないため、外気流入の経路となりうる。
【００３１】
図１（ａ），（ｂ）に示す溶解保持炉１００では、溶解室１の上面に、溶解室１内へ金属塊２ａを投入するための投入口１ｈと、投入口１ｈを覆う投入蓋７とが設けられている。投入口１ｈと投入蓋７の構成については、図１（ｂ）において高低差Ｌｂで示したように、投入口１ｈの周囲において、内側に位置する溶解室１の壁の最上面が、外側に位置する投入蓋７の最下面より高い位置にあるように構成されている。この高低差Ｌｂによって、この場合も前記の排気管８に設けた低配置部位８ｉと同様にして、図中の太い実線矢印で示した低温で比重の大きい外気が、溶解室１の壁の最上面と投入蓋７の最下面の間に一旦溜まる。このため、低温で比重の大きい外気は、図中の太い点線矢印で示した高温で比重の小さい炉内空気により蓋をされる形になって、外気の炉内への流れ込みが抑制される。これによって、前記と同様にバーナＢ１，Ｂ２の燃焼が停止しても炉内の急激な温度低下が防止でき、炉体寿命の低下も抑制される。
【００３２】
図１（ａ），（ｂ）の溶解保持炉１００では、上記のように排気管８に低配置部位８ｉを配置して排気口８ｈと高低差Ｌａをつける構成とし、投入口１ｈにおける溶解室１の壁の最上面と投入蓋７の最下面に高低差Ｌｂをつける構成とするだけで、炉内の急激な温度低下を防止できる。このように、図１（ａ），（ｂ）の溶解保持炉１００では、特に溶湯２の保持量を増大する必要もないため、熱エネルギーロスとランニングコストが増大することもない。
【００３３】
以上述べたように、図１（ａ），（ｂ）に示す溶解保持炉１００は、溶解室１と保持室３とを有する溶解保持炉であって、外気の流れ込みを防止すると共に、熱エネルギーロスとランニングコストが増大することのない溶解保持炉となっている。図１（ａ），（ｂ）の溶解保持炉１００は、金属塊２ａがアルミニウムもしくはアルミニウム合金で、これらを溶解して保持する溶解保持炉に好適である。この溶解保持炉１００を用いることで、ランニングコストが低減され、アルミニウムダイカスト製品等の製造コストを低減することができる。
【００３４】
（他の実施形態）
図１（ａ）に示す溶解保持炉１００は、溶解室１、保持室３および汲出室４が一体となった溶解保持炉であった。本発明の溶解保持炉はこれに限らず、汲出室４が別体となった溶解保持炉であってもよい。また、図１（ａ）の溶解保持炉１００では、溶解室１が塔状に形成された例を示したが、溶解室１の形状はこれに限らず、任意の形状であってよい。さらに、図１（ａ）の溶解保持炉１００では、金属塊２ａの溶解と溶湯２の保温にバーナＢ１，Ｂ２を用いていたが、電気ヒータ等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）は、本発明の溶解保持炉の概略を示す模式的な断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の溶解室の上部を拡大して示す断面図である。
【図２】従来の溶解保持炉の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】別の溶解室上部構造を有する、従来の溶解保持炉の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
９０，９１，１００  溶解保持炉
１  溶解室
１ｈ  投入口
２  溶湯
２ａ  金属塊
３  保持室
４  汲出室
７，７０，７１  投入蓋
８，８１  排気管
７０ｈ，８ｈ  排気口
８ｉ  低配置部位
８ｊ  排ガス出口
９  メンテナンス扉
Ｂ１，Ｂ２  バーナ
Ｈ１，Ｈ２  連通孔
Ｗ１，Ｗ２  隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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