(57)【要約】【課題】簡単な構造で、安全性が高く、出湯速度の速い、溶融金属出湯装置を提供する。【解決手段】保持炉１内に貯蔵された溶融金属２を出湯するための溶融金属出湯装置１０であって、下端に吸込口１１ａが形成され、吸込口１１ａが溶融金属２に浸漬されるように保持炉１内に配置される筒状体１１と、一端が筒状体１１の上部に連結され、他端が保持炉１の外側に延出するとともに、他端に形成された吐出口１２ａから溶融金属２を出湯させる送出管１２と、シャフト１３ａに設けたインペラ１３ｂが筒状体１１の内部で回転可能なように、筒状体１１に挿入されるインペラ付シャフト１３と、を備え、インペラ付シャフト１３を回転させて筒状体１１の内部に上方向の渦流Ｂを発生させ、吸込口１１ａから溶融金属２を筒状体１１の上部に引き上げるとともに、引き上げた溶融金属２を送出管１２に流し込み、吐出口１２ａから出湯する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持炉内に貯蔵された溶融金属を出湯するための溶融金属出湯装置であって、
下端に吸込口が形成され、前記吸込口が前記溶融金属に浸漬されるように前記保持炉内に配置される筒状体と、
一端が前記筒状体の上部に連結され、他端が前記保持炉の外側に延出するとともに、他端に形成された吐出口から溶融金属を出湯させる送出管と、
シャフトに設けたインペラが前記筒状体の内部で回転可能なように、前記筒状体に挿入されるインペラ付シャフトとを備え、
前記インペラ付シャフトを回転させて前記筒状体の内部に上方向の渦流を発生させ、前記吸込口から溶融金属を前記筒状体の上部に引き上げるとともに、前記引き上げた溶融金属を前記送出管に流し込み、前記吐出口から出湯することを特徴とする溶融金属出湯装置。
【請求項２】
前記送出管を、内部が目視可能な樋状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の溶融金属出湯装置。
【請求項３】
前記送出管を、前記保持炉の外側に向けて下り傾斜となるように形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶融金属出湯装置。
【請求項４】
前記インペラ付シャフトを、上下方向に移動可能としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一つに記載の溶融金属出湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持炉内に貯蔵された溶融金属を、取鍋や前炉等に移動させるために保持炉から出湯する、溶融金属出湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱されて溶解した後に保持炉内に貯蔵されたアルミニウム合金等の溶融金属を、保持炉から出湯するための手段として、様々な方式が採用されている。
例えば、図８及び図９に示す保持炉１００においては、タップ方式による溶融金属出湯装置１１０が用いられている。ここで、図８は、保持炉１００の断面図であり、図９は、溶融金属出湯装置１１０の部分を示す拡大断面図である。以下、溶融金属出湯装置１１０について説明する。
【０００３】
図８に示すように、保持炉１００は、架台５の上に配置されており、その内部にはアルミニウム合金の溶融金属２が貯蔵され、バーナー３により７５０℃程度の高温に保たれている。そして、図９に示すように、保持炉１００の底面端部には溶融金属の出口となる孔８が形成されている。
そして、孔８から出た溶融金属２を、送出管１１２を介して保持炉１００の外に送出し、送出管１１２の先端に設けられた吐出口１１２ａから出湯し、取鍋４に移動させるようになっている。
【０００４】
一方、保持炉１００からの出湯タイミングを制御するために、タップコーン７を備えた制御機器６が設けられている。タップコーン７は、円錐形状のセラミック製部材であり、保持炉１００の孔８に嵌挿された状態で、孔８を塞ぐようになっている。制御装置６は、タップコーン７を左右方向に移動させて孔８に嵌脱させることにより、出湯タイミングを制御する。
以上のように、溶融金属出湯装置１１０により、保持炉１００から取鍋４に溶湯を供給することができる。
【０００５】
また、その他に、メカポンプや真空ポンプを用いて保持炉からの出湯を行う方式も採用されている。さらに、特許文献１には、保持炉内の溶融金属を一定量、鋳造機器へ給湯できる装置として、ピストンを用いた給湯装置に関する発明が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−７１１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の溶融金属出湯装置１１０によれば、保持炉１００に溶融金属２の出口となる孔８を設ける必要があり、孔８から湯漏れが発生する懸念がある。この方式は、重力を利用して出湯するものであり、保持炉１００を架台５に乗せて高い位置に配置する必要があるため、特に地震発生時等にタップコーン７が孔８からずれてしまうと、高温の溶湯が飛散しやすく、作業員が火傷を負う危険性が高い。
また、タップコーン７の消耗度が高く、頻繁に交換する必要があり、コスト高となってしまう。
また、保持炉１００内の溶融金属２のレベルによって出湯量が不安定となりやすい。
【０００７】
一方、メカポンプや真空ポンプを用いた場合には、ポンプを構成する部品点数が多くなり、部品の消耗やメンテナンス等の問題が発生する。特に、真空ポンプの場合には、真空状態を実現するために取鍋の形状が限定されるとともに、保持炉と取鍋をつなぐ専用の出湯用パイプも必要となる。また、メカポンプや真空ポンプの場合、出湯管の寿命による予想外の破損、湯漏れの危険もある。
また、特許文献１に記載された給湯装置は、一定量の給湯が必要な場合には有用であるが、大量に出湯する場合には、速度が遅く機構も複雑すぎる。
【０００８】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、簡単な構造で、安全性が高く、出湯速度の速い、溶融金属出湯装置を提供するものである。また、保持炉内の溶融金属レベルに応じて、安定的な出湯を可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、請求項１に係る発明の溶融金属出湯装置は、保持炉（１）内に貯蔵された溶融金属（２）を出湯するための溶融金属出湯装置（１０）であって、下端に吸込口（１１ａ）が形成され、前記吸込口（１１ａ）が前記溶融金属（２）に浸漬されるように前記保持炉（１）内に配置される筒状体（１１）と、一端が前記筒状体（１１）の上部に連結され、他端が前記保持炉（１）の外側に延出するとともに、他端に形成された吐出口（１２ａ）から溶融金属（２）を出湯させる送出管（１２）と、シャフト（１３ａ）に設けたインペラ（１３ｂ）が前記筒状体（１１）の内部で回転可能なように、前記筒状体（１１）に挿入されるインペラ付シャフト（１３）と、を備え、前記インペラ付シャフト（１３）を回転させて前記筒状体（１１）の内部に上方向の渦流（Ｂ）を発生させ、前記吸込口（１１ａ）から溶融金属（２）を前記筒状体（１１）の上部に引き上げるとともに、前記引き上げた溶融金属（２）を前記送出管（１２）に流し込み、前記吐出口（１２ａ）から出湯することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記送出管（１２）を、内部が目視可能な樋状に形成したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記送出管（１２）を、前記保持炉（１）の外側に向けて下り傾斜となるように形成したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一つに記載の発明において、前記インペラ付シャフト（１３）を、上下方向に移動可能としたことを特徴とする。
【００１３】
なお、括弧内の記号は、発明を実施するための最良の形態および図面に記載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、下端に吸込口が形成された筒状体が、吸込口が溶融金属に浸漬されるように保持炉内に配置されるので、筒状体を溶融金属の出湯経路とし、吸込口をその入口とすることができる。
また、送出管の一端が筒状体の上部に連結され、吐出口が形成された送出管の他端が保持炉の外側に延出されているので、送出管を溶融金属の出湯経路とし、吐出口をその出口とすることができる。
また、インペラ付シャフトが筒状体に挿入され、シャフトに設けたインペラが筒状体の内部で回転可能となっているので、インペラ付シャフトを回転させて筒状体の内部に上方向の渦流を発生させることができる。そして、この渦流の働きにより、吸込口から溶融金属を筒状体の上部に引き上げるとともに、引き上げた溶融金属を送出管に流し込み、吐出口から出湯することができる。
以上のように、筒状体、送出管、インペラ付シャフトという簡単な構造であり、保持炉に孔を開ける必要がなく安全性が高い。さらに、筒状体及び送出管の形や大きさ、インペラ付シャフトの回転数の調整等により、出湯速度を速くすることができる。また、保持炉内の溶融金属のレベルに応じてインペラ付シャフトの回転数を変更することにより、安定的な出湯が可能となる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、送出管が、内部を目視可能な樋状に形成されているので、吐出口だけでなく送出管の流路においても、出湯状態を確認することができ、安全性をより高めることができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用効果に加えて、送出管が、保持炉の外側に向けて下り傾斜となるように形成されているので、送出管に流れ込んだ溶融金属を、傾斜に沿って吐出口までスムーズに移動させることができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一つに記載の発明の作用効果に加えて、インペラ付シャフトが、上下方向に移動可能とされているので、貯蔵された溶融金属の湯位に合わせてインペラ付シャフトを移動させて、保持炉内の溶融金属の増減に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、図１乃至図７を参照して、本発明の実施形態に係る溶融金属出湯装置について説明する。図１は、本実施形態に係る溶融金属出湯装置１０を設けた保持炉１を示す断面図である。
図１に示すように、保持炉１の内部には、加熱されて溶解したアルミニウム合金の溶融金属２が貯蔵されており、保持炉１内に設けられたバーナー３により７５０℃程度の高温に保たれている。図８に示す従来例に係る保持炉１００と異なり、保持炉１の底面には溶融金属２の出口となる孔は設けられていない。
そして、保持炉１に設けられた溶融金属出湯装置１０を介して、溶融金属２が保持炉１外に出湯され、取鍋４に溶湯を供給できるようになっている。
【００１９】
図２に、溶融金属出湯装置１０の拡大断面図を示す。溶融金属出湯装置１０は、主として、筒状体１１、送出管１２、及びモーター１４の駆動により回転するインペラ付シャフト１３から構成されている。
筒状体１１は、その下端に吸込口１１ａが形成されており、吸込口１１ａが溶融金属２に浸漬されるようにして、保持炉１内に配置されている。
送出管１２は、その一端が筒状体１１の上部に連結されている。また、送出管１２の他端は保持炉１の外側に略水平方向に延出しており、端部には溶融金属２を出湯させるための吐出口１２ａが下向きに形成されている。
【００２０】
図３は、筒状体１１と送出管１２を示す正面図であり、図４は、同平面図である。また、図５は、図３のＡ−Ａ断面図である。なお、図３中の点線は、筒状体１１及び送出管１２の空洞部分を示すために記したものである。
【００２１】
図３及び図４に示すように、筒状体１１は、下端に吸込口１１ａが設けられるとともに上端も開口されて、周壁１１ｂにより円筒状に形成されている。また、周壁１１ｂの上部付近には段差１１ｃが、下から上に向けて拡径するように、テーパー状に形成されている。
筒状体１１の上部には送出管１２の一端が連結されている。送出管１２は、筒状体１１の上部から略水平方向に延びており、筒状体１１と送出管１２は略Ｌ字形となるように連結されている。そして、送出管１２の先端には、下向きに吐出口１２ａが形成されている。さらに、側壁１２ｂ、底壁１２ｃ、先端壁１２ｄにより溶融金属２が流れる流路９が形成されている。
【００２２】
なお、送出管１２は、保持炉１に設置したときに、先端が保持炉１の外側に延出するように、筒状体１１の上部から略水平に延びていればよいが、保持炉１の外側に向けて下り傾斜となるように形成すれば、溶融金属２を吐出口１２ａに向けてスムーズに移動させることができるため、好ましい。
また、図２に示すように、筒状体１１は、保持炉１の溶融金属２に対して垂直方向に差し込まれるようにして配置されているが、これに限定されるものではなく、溶融金属２に対して斜め方向に差し込んでもよい。これにより、溶融金属２を引き上げるために要する力を小さくすることができる。
【００２３】
図４に示す矢印は、筒状体１１に発生する溶融金属２の渦流Ｗの向きを示している。送出管１２は、流路９が渦流Ｗによる溶融金属２の流出方向に対応するように、筒状体１１に対して偏った位置（図４における筒状体１１の左下部分）に連結されている。これにより、溶融金属２を、筒状体１１から流路９へと、スムーズに流し込むことができるようになっている。
また、筒状体１１の上部付近に、渦流Ｗに沿って、テーパー状の段差１１ｃを形成することにより、さらに溶融金属２をスムーズに流し込むことができるようになっている。
【００２４】
また、図５に示すように、流路９の上方は開口されており、送出管１２は、側壁１２ｂ，１２ｂと底壁１２ｃにより、樋状に形成されている。これにより、送出管１２を上方から目視可能として、流路９を流れる溶融金属２を確認できるようになっている。
なお、送出管１２の流路９の上方や筒状体１１の上端を開口せずに、溶融金属２の飛散を防止するようにしてもよい。
【００２５】
図６は、筒状体１１に挿入されるインペラ付シャフト１３を示す斜視図である。
インペラ付シャフト１３は、シャフト１３ａと、シャフト１３ａの先端に設けられたインペラ１３ｂから形成されている。インペラ１３ｂには、複数枚の羽根が形成されており、インペラ１３ｂを筒状体１１の内部で回転させることで、上方向の渦流Ｗを発生させることができるようになっている。
インペラ１３ｂの大きさは、筒状体１１の内部で回転するときに、周壁１１ｂと接触しないよう、筒状体１１の内径よりも小さくなっている。
【００２６】
図２に示すように、インペラ付シャフト１３は、インペラ１３ｂを下向きにして筒状体１１に挿入されている。このとき、インペラ１３ｂが溶融金属２の湯位よりも下側に位置するようになっている。そして、インペラ付シャフト１３の上部には、モーター１４が接続されて、モーター１４の駆動により、インペラ１３ｂが筒状体１１の内部で回転するようになっている。インペラ１３ｂの回転方向は、回転により筒状体１１の内部に上方向の渦流Ｗを発生させるような向きである。
【００２７】
なお、本実施形態では、インペラ付シャフト１３の下端側にインペラ１３ｂを設け、上端にモーター１４を接続した構成としているが、筒状体１１の内部でインペラ１３ｂが回転可能な構成であればこれに限定されるものではない。例えば、上端にインペラを設けたインペラ付シャフトを筒状体１１の吐出口１１ａから挿入し、下側から駆動力を与えるような構成としてもよい。
【００２８】
ここで、インペラ付シャフト１３は、筒状体１１の内部を上下方向に移動可能として、貯蔵された溶融金属２の湯位に合わせて移動できるようにすることが好ましい。これにより、例えば、出湯するにつれて溶融金属２の湯位が下がった場合に、インペラ付シャフト１３を下方向に移動させて、溶融金属２に浸漬するように調整することができる。
【００２９】
また、シャフト１３ａに設けるインペラとして、図７に示すようなスクリュー状のインペラ１３ｃを用いてもよい。このように、溶融金属２を上方へ引き上げる力を大きくするため、インペラの形状を様々に工夫することが可能である。
さらに、筒状体１１、送出管１２の形や大きさ、インペラ付シャフト１３の回転数を変化させて、出湯速度を速めることもできる。
【００３０】
上記構成の溶融金属出湯装置１０を用いて、保持炉１から溶融金属２を出湯するには、まず、モーター１４を駆動させてインペラ付シャフト１３を回転させる。すると、インペラ１３ｂの回転により、筒状体１１の内部には上方向の渦流Ｗが発生し、溶融金属２は吸込口１１ａから引き上げられて、筒状体１１の上部に達する。そして、溶融金属２は、筒状体１１の上部から送出管１２に流し込まれ、流路９を伝って吐出口１２ａに達し、吐出口１２ａから取鍋４へと出湯される。
【００３１】
本実施形態に係る溶融金属出湯装置１０によれば、下端に吸込口１１ａが形成された筒状体１１が、吸込口１１ａが溶融金属２に浸漬されるように保持炉１内に配置されるので、筒状体１１を溶融金属２の出湯経路とし、吸込口１１ａをその入口とすることができる。
また、送出管１２の一端が筒状体１１の上部に連結され、吐出口１２ａが形成された送出管１２の他端が保持炉１の外側に延出されているので、送出管１２を溶融金属２の出湯経路とし、吐出口１２ａをその出口とすることができる。
また、インペラ付シャフト１３が筒状体１１に挿入され、シャフト１３ａに設けたインペラ１３ｂが筒状体１１の内部で回転可能となっているので、インペラ付シャフト１３を回転させて筒状体１１の内部に上方向の渦流Ｗを発生させることができる。そして、この渦流Ｗの働きにより、吸込口１１ａから溶融金属２を筒状体１１の上部に引き上げるとともに、引き上げた溶融金属２を送出管１２に流し込み、吐出口１２ａから出湯することができる。
【００３２】
以上のように、本実施形態に係る溶融金属出湯装置１０は、筒状体１１、送出管１２、インペラ付シャフト１３という簡単な構造であり、保持炉１に孔を開ける必要がなく安全性が高い。さらに、筒状体１１及び送出管１２の形や大きさ、インペラ付シャフト１３の回転数の調整等により、出湯速度を速くすることができる。また、保持炉１内の溶融金属２のレベルに応じてインペラ付シャフト１３の回転数を変更することにより、安定的な出湯が可能となる。
【００３３】
また、送出管１２が、内部を目視可能な樋状に形成されているので、吐出口１２ａだけでなく送出管１２の流路９においても、出湯状態を確認することができ、安全性をより高めることができる。
【００３４】
また、送出管１２が、保持炉１の外側に向けて下り傾斜となるように形成されているので、送出管１２に流れ込んだ溶融金属２を、傾斜に沿って吐出口１２ａまでスムーズに移動させることができる。
【００３５】
また、インペラ付シャフト１３が、上下方向に移動可能とされているので、貯蔵された溶融金属２の湯位に合わせてインペラ付シャフト１３を移動させて、保持炉１内の溶融金属２の増減に対応することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では溶融金属２をアルミニウム合金として説明したが、その他にも、亜鉛、マグネシウム合金等の出湯に使用可能であり、比重には関係なく、溶融したときの粘性が水と同等のものであれば適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る保持炉を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る溶融金属出湯装置を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る筒状体と送出管を示す正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る筒状体と送出管を示す平面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るインペラ付シャフトを示す斜視図である。
【図７】他の実施形態に係るインペラを示す斜視図である。
【図８】従来例に係る保持炉を示す断面図である。
【図９】従来例に係る溶融金属出湯装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      保持炉
２      溶融金属
３      バーナー
４      取鍋
５      架台
６      制御機器
７      タップコーン
８      孔
９      流路
１０      溶融金属出湯装置
１１      筒状体
１１ａ    吸込口
１１ｂ    周壁
１１ｃ    段差
１２      送出管
１２ａ    吐出口
１２ｂ    側壁
１２ｃ    底壁
１２ｄ    先端壁
１３      インペラ付シャフト
１３ａ    シャフト
１３ｂ    インペラ
１３ｃ    インペラ
１４      モーター
１００      保持炉
１１０      溶融金属出湯装置
１１２      送出管
１１２ａ    吐出口
Ｗ      渦流
【図１】
2007210011.tif 000003
【図２】
2007210011.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007210011.tif 000007
【図６】
2007210011.tif 000008
【図７】
2007210011.tif 000009
【図８】
2007210011.tif 000010
【図９】
2007210011.tif 000011