(57)【要約】【課題】  低流動性かつ高融合性の溶融亜鉛を確実に出湯できると共に出湯量を調整可能で、出湯口が詰まるなどの不具合を生じない流量調整具を備えた亜鉛溶融装置を提供する。【解決手段】  溶融槽２の底部２ａに先細のテーパ孔部４ｂを有する出湯口４を貫通形成し、この出湯口４を開閉する進退動作可能な弁部材と、この弁部材の進退動作を案内すると共に出湯口４を通過する溶融金属の出湯量を調整する流量調整具５とを設けた亜鉛溶融装置１において、前記流量調整具５は、出湯口４より大径の直円管状の縦筒６を上下位置調節可能に懸架すると共に縦筒６に前記弁部材を挿通し、縦筒６の内径はその内周と弁部材との間に所定の隙間が空くように形成すると共に縦筒６の下端にテーパ部６ｃを形成し、これを縦筒６の上下位置調節によって出湯口４の開口４ａに当接離反して環状隙間９の断面積を拡縮することにより流量調整可能に構成した。【選択図】図１
2007138188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータを備えた溶融槽の底部に先細のテーパ孔部を有する出湯口を貫通形成し、この出湯口を開閉する進退動作可能な弁部材と、この弁部材の進退動作を案内すると共に出湯口を通過する溶融金属の出湯量を調整する流量調整具とを設けた亜鉛溶融装置において、
前記流量調整具は、出湯口より大径の直円管状の縦筒を上下位置調節可能に懸架すると共に縦筒に前記弁部材を挿通し、縦筒の内径はその内周と挿通された弁部材との間に所定の隙間が空くように形成すると共に縦筒の下端にテーパ部を形成し、このテーパ部を縦筒の上下位置調節によって出湯口の開口に当接離反して環状隙間の断面積を拡縮することにより流量調整可能に構成したことを特徴とする亜鉛溶融装置。
【請求項２】
前記出湯口のテーパ孔部は２０度乃至４０度のテーパ角度に形成し、かつ、前記弁部材は先端にテーパ頭部を形成したニードル状の弁棒からなり、前記テーパ頭部のテーパ角度は、前記テーパ孔部と対応した所定のテーパ角度差を有するように１０度乃至３０度に形成したことを特徴とする請求項１記載の亜鉛溶融装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属、特に亜鉛隗を溶融して装置底面に設けた出湯口より吐出する亜鉛溶融装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛や鉛などは融点が比較的低い金属として知られているが、それでも、その温度は摂氏数百度という高温であり、これらの金属の溶融には多量のエネルギーを消費する。したがって、金属の溶融装置においては、このような高温での過酷な稼働条件下で故障等の不具合の発生を抑えることで装置の不要な始動及び停止を避け、ヒータを加熱して金属を溶融し始めた後は長時間にわたって連続運転を行うことでエネルギー効率や生産性を向上することが重要視されている。
【０００３】
そのため、従来は、深皿状の溶融槽の側方に出湯口を備えた出湯部を張り出し、溶融金属の出湯に際しては溶融槽を傾動して出湯口から出湯するなど、可動部の少ない簡易な構造によって金属の溶融装置を構成することで高い耐久性と信頼性を得ている（特許文献１）。
しかし、溶融槽の傾動による出湯では溶湯が飛び散るおそれなどもあって危険な作業であるし、溶湯の温度にばらつきが生じて一定の品質が得られないおそれもある。また、このような構成では、出湯する溶湯の流量調整はほとんどできない。
【０００４】
一方、溶融状態での流動性が高い鉛などについては、流量調整具を備えた溶融装置も実用化されている。
この流量調整具１００は、図４に示すように、溶融槽内に縦筒１０１を配置して、この縦筒１０１の下端を溶融槽底部に設けた出湯口１０２の開口周壁１０３に嵌合すると共に縦筒１０１の下部に横穴１０４を設けて、この縦筒１０１を上下動させることにより横穴１０４の開閉度を調整して縦筒１０１内への溶融金属の流入量を調整し、また、縦筒１０１内に長尺の弁棒１０５を挿通すると共に縦筒１０１下部の内周に縮径部１０６を形成して出湯口１０２を開閉する弁棒１０５をガイドする構成となっている。
【０００５】
しかし、このような複雑な構成の流量調整具１００を亜鉛のように溶融状態での流動性が低い金属に適用すると、縦筒１０１に設けた横穴１０４や長尺の弁棒１０５をガイドする縮径部１０６に亜鉛が詰まってしまったりするおそれがある。
【０００６】
さらに、特に亜鉛は他の金属と比較して融点の降下による融合現象を生じやすく、出願人による試験においても、縦筒１０１と開口周壁１０３との嵌合部や縦筒１０１の縮径部１０６と弁棒１０５、弁棒１０５の先端と出湯口１０２などがそれぞれ互いに融合して動かなくなってしまったりする不具合が発生した。
【０００７】
また、この試験において、溶融槽に浸漬したシースヒータのシース管が融合現象により溶けてしまい、シース管内のヒータが露出して亜鉛と接触し、漏電するという不具合も発生した。
【特許文献１】特開平６−１８５８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、亜鉛隗を溶融した際に溶融亜鉛の低流動性や高融合性による不具合が生じる点であり、本発明は、溶融亜鉛を安全にまた確実に出湯できると共に出湯する溶融亜鉛の流量を調整可能で、出湯口が詰まるなどの不具合を生じない流量調整具を備えた亜鉛溶融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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１記載のごとく、ヒータを備えた溶融槽の底部に先細のテーパ孔部を有する出湯口を貫通形成し、この出湯口を開閉する進退動作可能な弁部材と、この弁部材の進退動作を案内すると共に出湯口を通過する溶融金属の出湯量を調整する流量調整具とを設けた亜鉛溶融装置において、前記流量調整具は、出湯口より大径の直円管状の縦筒を上下位置調節可能に懸架すると共に縦筒に前記弁部材を挿通して、縦筒の内径はその内周と挿通された弁部材との間に所定の隙間が空くように形成すると共に縦筒の下端にはテーパ部を形成し、このテーパ部を縦筒の上下位置調節によって出湯口の開口に当接離反して環状隙間の断面積を拡縮することにより流量調整可能に構成した。
【００１０】
請求項２記載のごとく、前記出湯口のテーパ孔部は２０度乃至４０度のテーパ角度に形成し、かつ、前記弁部材は先端にテーパ頭部を形成したニードル状の弁棒からなり、前記テーパ頭部のテーパ角度は、前記テーパ孔部と対応した所定のテーパ角度差を有するように１０度乃至３０度に形成した。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載のごとく、上下位置調節可能に懸架した直円管状の縦筒内径を弁部材よりも大きく形成して所定の隙間を形成すると共にその下端にテーパ部を形成して、このテーパ部を出湯口の開口に当接離反して環状隙間の断面積を拡縮可能に構成したことにより、低流動性の溶融亜鉛が縦筒内を通過することなく効率よく確実に一定流量で出湯口に流入すると共に、縦筒下端から溶融亜鉛が浸入しても、直円管状で内径を十分に大きく形成した縦筒内周を溶融亜鉛が溜まらずに落下して弁部材と縦筒とが融合固定されることがなく、弁部材の滑らかな進退動作を確保して溶融亜鉛を確実に定量吐出することができる。
【００１２】
請求項２記載のごとく、テーパ孔部を所定の角度に形成したことにより、溶融亜鉛の流動を確保すると共に、弁棒のテーパ頭部を、出湯口のテーパ孔部と弁棒のテーパ頭部とのテーパ角度差が所定の角度範囲内となるように形成したことにより出湯口と弁棒及びテーパ孔部と弁棒との融合固定を回避して、出湯口を確実に開閉できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１乃至図３を参照して本発明に係る亜鉛溶融装置について説明する。
【００１４】
図１は本発明に係る亜鉛溶融装置１の部分断面正面図であり、図２はその部分断面側面図である。
【００１５】
亜鉛溶融装置１は、鉄材やステンレスなどにより形成された箱型の溶融槽２の槽内に保護管１０を配設して、この保護管１０の内部にヒータ（図示せず）を収納し、このヒータによって溶かした亜鉛を溶融槽２の底部２ａに設けた出湯口４から吐出する。
【００１６】
溶融槽２の底部２ａは上段及び下段の２段に形成されている。上段は底面を下段側に向かって傾斜させて溶融亜鉛を下段に流れやすくし、下段に出湯口４を貫通形成する。この出湯口４は、溶融槽２側に大径の開口４ａを円孔状に形成すると共に先細のテーパ孔部４ｂを設け、出口側を細径に形成する。
【００１７】
さらに、溶融槽２の上部に支持台座３を設け、この支持台座３から縦筒６を上下位置調節可能に懸架して、最下位置で縦筒６の下端が出湯口４の溶融槽側開口４ａの端縁に当接可能に配置する。また、縦筒６の内部にはニードル状の弁棒７を挿通する。この弁棒７の上端は支持台座３に設けられたアーム１２に接続され、このアーム１２を支点１２ａを軸として回動して弁棒７を上下に進退動し、出湯口４を開閉する。
【００１８】
中空円筒状の縦筒６の上端部外周には、ねじ部６ａとねじ止め部６ｂを形成する。このねじ部６ａに調節ナット８を螺合して、これにより縦筒６を支持台座３に係止して懸架保持すると共に、この調節ナット８を回転して螺合位置を変えることにより縦筒６の上下位置を調節する。
【００１９】
図３は流量調整具５の出湯口４付近の拡大断面図である。
【００２０】
縦筒６の外周は底部２ａに形成した出湯口４の開口４ａよりも大径に形成すると共に、縦筒６の下端にテーパ部６ｃを形成して、この下端は開口４ａよりも小径に形成する。
そして、縦筒６のテーパ部６ｃを出湯口４の開口４ａの端縁に当接して縦筒６の最下位置を規定すると共に、調節ナット８による縦筒６の上下位置調節によってテーパ部６ｃと開口４ａとの間に形成される環状隙間９の断面積を調節して、出湯口４へ流入する溶融亜鉛の流量を調整する。
【００２１】
また、縦筒６はその内周を段差無く直円管状に形成し、その内部に縦筒６と独立に上下動する弁棒７を挿通する。弁棒７は下端にテーパ頭部７ａを有するニードル状で、縦筒６よりも長尺に形成されており、この弁棒７を上下に進退動作させてテーパ頭部７ａにより出湯口４を開閉する。
【００２２】
縦筒６は、長尺の弁棒７の下端を出湯口４に案内する必要がある一方、挿通される弁棒７と縦筒６の内周とが融合固定されるおそれがあるため、その内径を弁棒７の径よりも大きくして縦筒６の内周と弁棒７との間に所定の隙間を形成する。この隙間により、縦筒６の内部に溶融亜鉛が浸入してきても縦筒６の内周と弁棒７との間に溜まらずに落下してこれらが融合固定することがなくなる。
【００２３】
弁棒７は溶融槽２の上部から縦筒６を貫通して底部２ａに達しており長尺であるが、縦筒６による案内と、弁棒７のテーパ頭部７ａが出湯口４のテーパ孔部４ｂを滑ることによる調芯作用によって、確実に出湯口４を閉塞できる。
【００２４】
弁棒７のテーパ頭部７ａはテーパ角Ｂが小さいと先端が細長になって出湯口４に嵌り、融合現象により弁棒７が融合固定されて出湯口４を開放できなくなるなどの不具合が発生するおそれがある。
【００２５】
一方、テーパ角Ｂを大きく形成して出湯口４のテーパ孔部４ｂのテーパ角Ａとのテーパ角度差が小さくなると、密着性が高くなって溶融亜鉛による融合現象が生じやすくなり、テーパ頭部７ａとテーパ孔部４ｂとが融合固定されて出湯口４の開閉が行えなくなるなどの不具合が発生するおそれがある。
【００２６】
さらに、テーパ角Ｂとのテーパ角度差をとるためにテーパ孔部４ｂのテーパ角Ａを大きくしすぎると、流動性の低い溶融亜鉛が環状隙間９から流入した後、このテーパ孔部４ｂを流れていかず、亜鉛溜りが形成されるなどして出湯口４が詰まってしまったり、弁棒７が亜鉛溜りに引掛かって出湯口４を閉塞できなくなるなどの不具合が発生するおそれがある。
【００２７】
そのため、テーパ孔部４ｂは、テーパ角Ａを２０度乃至４０度に形成して低流動性の溶融亜鉛の確実な流動を確保すると共に、両テーパ角Ａ、Ｂの角度差を、テーパ角Ａが２０度のときは５度乃至１０度、テーパ角Ａが４０度のときは１０度乃至３０度、テーパ角Ａがこれらの間にあるときは両最大値及び最小値をそれぞれ線形に結合した範囲内となるように弁棒７のテーパ角Ｂを１０度乃至３０度の範囲から選ぶ。
【００２８】
図例では、テーパ孔部４ｂのテーパ角Ａを３０度に形成すると共にテーパ頭部７ｂのテーパ角Ｂを１５度に形成しており、テーパ角度差は１５度になっている。この組合せは、テーパ孔部４ｂでの溶融亜鉛の流動を確保すると共に、弁棒７のテーパ頭部７ｂとテーパ孔部４ｂとの融合を防止して弁棒７による確実な出湯口の開閉が可能な、テーパ角Ａとテーパ角Ｂの好適な組合せの一例である。
【００２９】
上記した流量調整具５の他に、溶融槽２には複数の保護管１０を設ける。この保護管１０は、鉄材やステンレス材などのうち、溶融亜鉛に対して強固な酸化膜を形成する材質により形成して、保護管１０内にヒータを挿通する。
保護管１０の一端は、溶融槽２の一方の側壁を貫通して槽外で開放され、他端は閉塞されている。この開放端側を覆うようにヒータカバー１１を取り付け、ヒータの挿抜、交換やメンテナンス等は、このヒータカバー１１を取り外して行う。
【００３０】
また、各保護管１０ごとにヒータのスイッチをオンオフ可能に構成し、溶融槽２内の溶融亜鉛の温度に応じてそれぞれのヒータをオンオフして、エネルギー効率を高めるとともにヒータの寿命を延ばすことができる。
【００３１】
また、保護管１０に収納したヒータの他に、出湯口４の近傍に出湯口ヒータ１３を設ける。この出湯口ヒータ１３は溶融槽２底部に埋め込まれる。これにより出湯口４の周囲を暖めて、細径の出湯口４の詰まりを防止する。
【００３２】
出湯口４は、所望の出湯量に応じて適宜の大きさに形成されるが、細すぎると溶融亜鉛が詰まりやすくなるため少なくとも直径２ｍｍ以上に形成するとよい。
【００３３】
次に、上記のごとく構成した亜鉛溶融装置の操作について説明する。
【００３４】
出湯を開始する際には、まず、溶融槽２内の亜鉛塊をヒータにより十分に加熱する。このとき、閉鎖されている出湯口４の周囲を出湯口ヒータ１３によって十分に加熱すると共に、出湯口４において凝固した亜鉛を溶融しておく。
亜鉛塊を溶融し、溶融亜鉛を十分に昇温したら、調節ナット８の螺合位置を下げて縦筒６を高位置に保持し、環状隙間９を空けて出湯口４に溶融亜鉛を流入させる。
そして、アーム１２の一端側を押し下げて支点１２ａを軸として回動し、弁棒７を上げて出湯口４を開放する。調節ナット８により縦筒６を昇降し、環状隙間９の断面積を拡縮して流入量を調節し、所望の流量により溶融亜鉛の吐出を行う。
【００３５】
出湯を停止する際には、まずヒータを停止し、縦筒６を下げて環状隙間９を塞ぐ。
そして、出湯口ヒータ１３によって出湯口４を加熱して、残った溶融亜鉛を十分に吐き出してから弁棒７により出湯口４を閉鎖するようにし、融合現象による弁棒７の固化を防止して出湯再開時の作業効率やエネルギー効率を向上する。
【００３６】
亜鉛溶融装置１の停止時間が短く溶融亜鉛を保持したい場合には、一部又は全部のヒータを停止せずに縦筒６を下げて環状隙間９を塞ぐと共に、出湯口４内の溶融亜鉛を吐き出さずに弁棒７によって出湯口４を閉鎖してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る亜鉛溶融装置の部分断面正面図である。
【図２】本発明に係る亜鉛溶融装置の部分断面側面図である。
【図３】出湯口の付近を拡大して示す側面断面図である。
【図４】従来の流量調整具を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      亜鉛溶融装置
２      溶融槽
２ａ    底部
４      出湯口
４ｂ    テーパ孔部
５      流量調整具
６      縦筒
６ｃ    テーパ部
７      弁棒
９      環状隙間
１２    アーム
Ａ、Ｂ  テーパ角
【図１】
2007138188.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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