(57)【要約】  溶融金属用フィルタボックスが提供される。溶融金属用フィルタボックスは、溶融金属用の流路に設けられたフィルタハウジングを含む。水平方向仕切りが、フィルタハウジング内に配置され、少なくとも１つのフィルタ受入れ通路を有する。実質的に平坦プレートの形状のフィルタ媒体は、フィルタ受入れ通路内に且つ溶融金属の流入流路の下方に位置決めされる。フィルタ媒体は、孔を含む。フィルタ取扱い工具が、孔内に配置される。フィルタ取扱い工具は、ハンドルを含み、ハンドルは、選択的に、フィルタ媒体を懸下するため溶融金属用フィルタボックスに固着される。フィルタ媒体は、フィルタ取扱い工具を把持してフィルタ取扱い工具を取外すことによって取出される。
2020516462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタを溶融金属用フィルタボックスに取付けたりそれから取出したりする工具であって、
シャンクと、
前記シャンクの第１の端部に固着されたヘッド端部と、
前記シャンクの第２の端部に取外し可能に固着された把持要素と、を備える工具。
【請求項２】
前記ヘッド端部は、前記シャンクに恒久的に固着される、請求項１に記載の工具。
【請求項３】
前記把持要素は孔を含む、請求項１に記載の工具。
【請求項４】
更に、前記孔に挿入される形状を有するハンドルを備える、請求項３に記載の工具。
【請求項５】
前記工具の少なくとも一部分は、スチールを覆う強化繊維材料を含む、請求項１に記載の工具。
【請求項６】
フィルタをフィルタボックスに取付けたりそれから取出したりする方法であって、
（ａ）工具を準備することを含み、前記工具は、シャンクと、前記シャンクの第１の端部に固着されたヘッド端部と、前記シャンクの第２の端部に取外し可能に固着された把持要素を備え、
（ｂ）更に、前記把持要素を前記工具から取外すことと、
（ｃ）前記工具のシャンクを、フィルタに形成された孔に挿入することと、
（ｄ）前記把持要素を前記工具に再び取付けることと、
（ｅ）前記工具を用いて、フィルタをフィルタボックス内の所望の位置に位置決めすることと、を含む方法。
【請求項７】
更に、フィルタを、約３００〜６６０℃の温度の前記フィルタボックスから取出すことを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
フィルタを取出すときの溶融金属のレベルは、フィルタの高さよりも低い、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記（ｅ）の後、前記工具のシャンクは、前記工具のヘッド端部が前記フィルタボックスの床に係合するまで、フィルタの孔の中を摺動する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
更に、前記把持要素を前記工具から取外し、使用済みのフィルタを前記工具から取出し、前記シャンクを新しいフィルタの孔に挿入し、前記把持要素を前記工具に再び取付けること含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
更に、非粘着性コーティングを前記工具の表面に付与することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
排出工程の間、前記工具を用いてフィルタを持上げ、フィルタと前記フィルタボックスの間に隙間を形成する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
溶融金属用フィルタボックスであって、
溶融金属用の流路に設けられたフィルタハウジングと、
前記フィルタハウジング内に配置され、且つ、少なくとも１つのフィルタ受入れ通路を有する水平方向仕切りと、
前記フィルタ受入れ通路内に且つ溶融金属の流入流路の下方に位置決めされたフィルタ媒体と、を備え、前記フィルタ媒体は、孔を含み、
更に、前記孔内に配置されたフィルタ取扱い工具を備え、前記フィルタ取扱い工具は、シャンクによって相互連結された把持部部分及びヘッド部分を含み、前記把持部分及びヘッド部分の少なくとも一方は、前記シャンクから取外し可能であり、
前記フィルタ媒体は、前記フィルタ取扱い工具を把持して前記フィルタ媒体を取出すことによって取出される、溶融金属用フィルタボックス。
【請求項１４】
更に、誘導コイルを備える、請求項１３に記載の溶融金属用フィルタボックス。
【請求項１５】
更に、前記孔内に配置されたガスケット材料を備える、請求項１３に記載の溶融金属用フィルタボックス。
【請求項１６】
前記ガスケット材料は、加熱時に膨張する材料から構成される、請求項１５に記載の溶融金属用フィルタボックス。
【請求項１７】
更に、前記フィルタ媒体と前記フィルタハウジングの間に配置された少なくとも実質的に膨張可能でないガスケット材料を備える、請求項１３に記載の溶融金属用フィルタボックス。
【請求項１８】
前記膨張可能でないガスケット材料は、高温断熱ウールを含む、請求項１７に記載の溶融金属用フィルタボックス。
【請求項１９】
前記把持部分は、リング又はフックを含む、請求項１３に記載の溶融金属用フィルタボックス。
【請求項２０】
前記リング又はフックは、前記シャンクから選択的に取外し可能である、請求項１９に記載の溶融金属用フィルタボックス。
【請求項２１】
前記シャンクは、前記フィルタ受入れ通路内に位置決めされたときの前記フィルタ媒体の上面と前記フィルタ媒体の下方の前記フィルタボックスの床との間の距離よりも大きい長さを有する、請求項１３に記載の溶融金属用フィルタボックス。
【請求項２２】
前記ヘッド部分は、前記シャンクに恒久的に取付けられ、前記把持部分は、前記シャンクから選択的に取外し可能である、請求項１３に記載の溶融金属用フィルタボックス。
【請求項２３】
前記ヘッド部分は、矩形の周囲を含む、請求項１３に記載の溶融金属用フィルタボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の例示の実施形態は、溶融金属を濾過するための装置に関する。装置は、濾過媒体の取付け、取出し及び位置決めのための工具と併せて使用される特定の適用例を満足し、特にかかる装置を参照して説明される。しかしながら、本発明の例示の実施形態は、他の同様の適用例にも適用可能であることを認識すべきである。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属、特に溶融アルミニウムは、しばしば、最終鋳造金属製品に有害な同伴固体物を含有する。同伴固体物は、溶融金属を凝固させた後の最終鋳造製品内に含有物として現れ、最終製品において、延性を低下させ、又は、良好な光沢仕上げ及び陽極酸化特性をもたらさない。含有物は、幾つかの発生源に由来する。例えば、含有物は、表面酸化膜に由来する。加えて、含有物は、不溶性不純物として由来し、かかる不要性不純物は、例えば、炭化物、ホウ化物、及び、侵食炉及び耐火物から生じるその他の物質である。
【０００３】
厳密な溶融処理プロセス、例えば、溶かす工程は、かかる欠陥の発生を最小にするけれども、溶融処理プロセスは、欠陥を重要な適用例のために満足できるレベルまで減少させることを常に満たすわけではない。従来、かかる欠陥の程度を更に減少させるために、溶融濾過が利用される。一般的に使用されるフィルタの１つの種類は、多孔質セラミック発泡体である。例示の多孔質セラミック発泡体フィルタは、当該技術において既知であり、代表的な例は、特許文献１及び２に記載されている。これらの多孔質セラミック発泡体材料は、特許文献３及び４に記載されているように、溶融金属を濾過するのに特に有用であることが知られており、特許文献３は、１９７５年７月８日に特許された、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｊ．  ＰｒｙｏｒとＴｈｏｍａｓ  Ｊ．  Ｇｒａｙによる「溶融金属フィルタ」と題する米国特許明細書であり、特許文献４は、１９７５年３月２８日に出願された、Ｊｏｈｎ  Ｃ．  Ｙａｒｗｏｏｄ，  Ｊａｍｅｓ  Ｅ．  Ｄｏｒｅ及びＲｏｂｅｒｔ  Ｋ．  Ｐｒｅｕｓｓによる「セラミック発泡体フィルタ」と題する米国特許出願明細書である。
【０００４】
多孔質セラミック発泡体材料は、様々な理由で、溶融金属を濾過するのに特に有用であり、かかる理由は、優れた濾過効率、低コスト、使い易さ、使い捨てで使用できることである。これらのセラミック発泡体フィルタが、準備するのに便利で安価であり、使い捨てで使用できるという事実は、フィルタを濾過ユニットに組立てたりそれから取出したりするのを容易に且つ便利にする手段の開発を必要としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３，０９０，０９４号明細書
【特許文献２】米国特許第３，０９７，９３０号明細書
【特許文献３】米国特許第３，８９３，９１７号明細書
【特許文献４】米国特許出願第５６３，２１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の濾過デバイスでは、溶融金属は、フィルタ媒体に下方に流れる。１つの溶鉱炉から別の溶鉱炉へ切替える間、又は、濾過作業の終了後、溶鉱炉から濾過デバイスへの溶融金属の流入を停止させたとき、濾過デバイス内に残っている溶融金属は、フィルタ媒体を通過して濾過デバイスから流出する。溶融金属がフィルタ媒体の通過を完了した後、フィルタを交換しなければならない。同様に、濾過デバイス内で周囲空気と接触した溶融金属の表面に形成される酸化膜、例えば、アルミニウム酸化膜が、残っている溶融金属と一緒にフィルタ媒体に流入して、フィルタ媒体にくっつくので、フィルタ媒体が詰まることがある。従来、フィルタを交換しなければならないとき、金属がまだ液体の形態をしている間にフィルタに孔を開け、次いで、フィルタをフィルタボックス内で２５０°Ｃ未満まで冷却し、この時点で、フィルタをフックで把持する。このプロセスは、冷却及び加熱のための時間を必要とし、フィルタボックスの耐火材料を摩耗させ、フィルタボックスを、孔開け工程の結果として破壊されたフィルタ媒体の小片で汚染させる。
【０００７】
本願の開示は、溶融アルミニウム等の溶融金属をフィルタで濾過することと関連して使用されるデバイスに関し、より詳細には、フィルタ媒体を、減少させた困難性で交換できるように構成された溶融金属用フィルタ取扱いデバイスに関する。
【０００８】
かくして、フィルタ媒体の容易で安全な交換を可能にするデバイスの開発が、長く求められていた。更に、多孔質セラミック材料で作られたフィルタ媒体の有利な特性である溶融金属の大容量濾過及び連続ロットの効果的処理を十分に利用するために、フィルタ媒体を交換するプロセスを改善することができるデバイスの開発の要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の実施形態によれば、フィルタを溶融金属用フィルタボックスに取付けたりそれから取出したりする工具が提供される。工具は、シャンクと、シャンクの第１の端部に恒久的に固着されたヘッド端部と、シャンクの第２の端部に取外し可能に固着されたハンドルを含む。
【００１０】
第２の実施形態によれば、フィルタをフィルタボックスに取付けたりそれから取出したりする方法が提供される。本方法は、（ａ）工具を準備することを含み、工具は、シャンクと、シャンクの第１の端部に恒久的に固着されたヘッド端部と、シャンクの第２の端部に取外し可能に固着された把持要素を備え、（ｂ）更に、ハンドルを工具から取外すことと、（ｃ）工具のシャンクを、フィルタに形成された孔に挿入することと、（ｄ）ハンドルを工具のシャンクに取付けることと、（ｅ）工具を用いて、フィルタをフィルタボックス内の所望の位置に位置決めすることと、（ｆ）フィルタを含む工具をフィルタボックスの一部分から懸下することと、を含む。
【００１１】
更なる実施形態によれば、溶融金属用フィルタボックスが提供される。溶融金属用フィルタボックスは、溶融金属用の流路に設けられたフィルタハウジングを備える。水平方向仕切りが、フィルタハウジング内に配置され、少なくとも１つのフィルタ受入れ通路を有する。フィルタ媒体が、フィルタ受入れ通路内に且つ溶融金属の流入流路の下方に位置決めされる。フィルタ媒体は、孔を含む。フィルタ取扱い工具が、孔内に配置される。フィルタ取扱い工具は、フィルタ媒体を懸下するために、溶融金属用フィルタボックスに固着された取外し可能なハンドル端部を含む。有利には、フィルタ媒体は、溶融金属をフィルタハウジングから完全に排出することなしに、フィルタ取扱い工具を把持してフィルタ媒体を取外すことによって取外される。幾つかの実施形態において、フィルタボックスは、誘導コイルを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】上方から見た例示の溶融金属用フィルタボックスの断面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおして側方から見た断面図である。
【図３】本発明のフィルタ取扱い工具の斜視図である。
【図４】フィルタプレートと結合されたフィルタ取扱い工具の斜視図である。
【図５】フィルタプレートと結合されたフィルタ取扱い工具の斜視図である。
【図６】フィルタプレートと結合されたフィルタ取扱い工具の断面図である。
【図７】フィルタ取扱い工具とフィルタボックスに挿入されたフィルタプレートの断面図である。
【図８】フィルタ取扱い工具を含む電磁フィルタボックスの側面図である。
【図９】フィルタ取扱い工具のヘッド部分の変形形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１及び図２を参照すると、溶融金属濾過デバイス１１が示され、溶融金属濾過デバイス１１は、耐火材料で作られ、溶融金属のための流路を備え、この流路の内面は、上下反転した四角錐台形状の側面を構成する。フィルタハウジング１２が、溶融金属濾過デバイス１１内に形成される。フィルタハウジング１２の内部において、水平方向仕切り１３が、側壁１４から延びている。水平方向仕切り１３の一方の縁部分において、垂直方向仕切り壁１５が、一体的に上方に立ち上がり、反対側の側壁１６から分離されている。水平方向仕切り１３及び垂直方向仕切り壁１５は、フィルタハウジング１２を２つの半部に分割する。
【００１４】
水平方向仕切り１３は、略四角形のフィルタ配置孔１７を有し、その内壁は、下方に狭まっている。フィルタ配置孔１７において、選択的なフィルタフレーム１８が、耐火材料で形成され、耐火材料は、上下反転した四角錐台形状の空きスペースを包囲するパターンの耐火煉瓦等である。フィルタフレーム１８は、取外し可能であるが、液密に嵌められ、フィルタフレーム１８の上部は、水平方向仕切り１３から突出している。平板形状の多孔質セラミック材料で作られたフィルタ媒体１９が、フィルタフレーム１８の開口の適所に液密に配置され、多孔質セラミック材料の側壁は、上下反転した四角錐台形状の側面を構成する。フィルタ媒体１９は、セラミック発泡体等の多孔質セラミック材料であるのがよく、セラミック発泡体は、以下のように準備され、すなわち、実質的に骨格の網目構造を有する軟質ポリウレタンフォームをセラミックスラリーでコーティングし、それに引続いて、コーティングされた発泡体を乾燥させて焼結させ、それにより、ポリウレタンフォームを炭化によって除去し、セラミックストランドを残すことによって準備される。
【００１５】
流路２０は、溶融金属の送出のために、水平方向仕切り１３と垂直方向仕切り壁１５の介在によって生成された２つの包囲部のうちの包囲部１２Ａ内のフィルタ媒体１９の上面よりも高い位置に設けられる。
【００１６】
包囲部１２Ｂの底壁は、側壁１４から反対側の側壁１６まで下方に傾斜している。溶融金属出口２１が、底壁の実質的に最も低い位置に形成され、通常、蓋２２によって閉じたままにされ、必要なときに開放される。溶融金属のオーバーフロー流路２３が、包囲部１２Ｂよりも上に且つフィルタ媒体１９よりも高いレベルのところに、溝の形状で形成される。
【００１７】
溶練炉（図示せず）から溶融金属流入流路２０を通ってフィルタハウジング１２及び包囲部１２Ａに流入する溶融金属、例えば、溶融アルミニウムは、フィルタ媒体１９の中を下方に移動し、包囲部１２Ｂに入る。この場合、溶融金属によって同伴される固形不純物は、フィルタ媒体１９上に保持される。固形不純物がなくなって包囲部１２Ｂに移動した溶融金属は、反対側の側壁１６と垂直方向仕切り壁１５との間に形成された流路２７を上昇し、オーバーフロー流路２３に流れる。
【００１８】
フィルタ取扱い工具３０が、フィルタ媒体１９の挿入及び取出しを可能にするために準備される。これにより、古いフィルタ媒体から新しいフィルタ媒体への交換は、フィルタ取扱い工具を利用することによって容易に行われる。かくして、在来の濾過デバイスは、高温溶融金属をフィルタボックスから完全に取出すことに引き続いて、消耗したフィルタ媒体を分断し、分断したフィルタ媒体の小片を取出すという危険で時間のかかる作業を含むが、溶融金属濾過デバイスは、在来の濾過デバイスと比べてフィルタ媒体の安全で容易な交換を提供することが期待される。在来の濾過デバイスを用いたプロセスは、分断したフィルタ媒体の小片がフィルタハウジング内に留まって、次の濾過サイクルにおいて処理すべき溶融金属に混入する可能性がある。工具を、セラミック発泡体フィルタの取出しに関連して主に説明したけれども、工具を他のフィルタ適用例に容易に用いてもよい。
【００１９】
図３〜図７を参照すると、フィルタ取扱い工具３０がより詳細に示されている。工具３０は、シャンク部分３２を含み、シャンク部分３２は、その第１の端部のところに持上げ用アイ３４を有する。ヘッド部分３６が、シャンク部分３２の第２の端部のところに配置される。ハンドル３８が、持上げ用アイ３４の中に取外し可能に受入れられる。
【００２０】
持上げ用アイ３４はまた、シャンク部分３２から取外し可能であるのがよい。例えば、持上げ用アイ３４は、シャンク部分３５のところで螺合によって固着される。例示のように、雄のネジ山付き持上げ用アイ３４及び雌のネジ山付きシャンク部分３２の連結部を用いるのがよい。もちろん、変形機構を考えてもよく、かかる変形機構は、ピン止めの構成又はスロットと溝の構成を含む。変形例として、持上げ用アイ３４の外寸法は、シャンク部分の最大幅寸法よりも小さくてもよい。同様に、持上げ用アイ３４は、閉じた円形として示されているけれども、ハンドルを受入れるように構成された任意の形状も許容される。更に、閉じた形状は要求されない。むしろ、フック形状も考えられる。
【００２１】
ヘッド部分３６は、「Ｘ」字形状のヘッド部分３６としてされているけれども、フィルタプレート４０（積重ねられた複数のフィルタプレートＡ−Ｂ−Ｃが図示されていることに注目すべきである）が十分に係合すれば、多くの様々な形状のものであってもよい。更に、ヘッド部分３６は、スポークで形成される必要はない。例えば、ヘッド部分は、連続プレートであってもよい。これに関して、プレート又はスポークは、フィルタプレートに適切に係合する任意の形状を形成すればよい。ヘッド部分３６は、例えば、溶接によってシャンク部分に恒久的に取付けられてもよい。
【００２２】
多くの場合、フィルタ取扱い工具は、金属で構成される。望ましい金属は、軟鋼等のスチールを含む。スチール製フィルタ取扱い工具の耐性を改善するために、フィルタ取扱い（持上げ）工具１１の表面に耐火材料のコーティングを付与することが有利である。例えば、ハンガーは、濾過プロセス中の金属付着を阻止するために、窒化ホウ素でコーティングされる。別の例示のコーティング材料は、ＲＦＭ（強化繊維材料）であり、複合耐火物が、ケイ酸カルシウムスラリー、溶融石英スラリー、又はこれらの組合せのいずれかに埋込まれたガラス繊維織物で作られる（ワシントン州スポケーンのパイロテック社から入手可能）。溶融金属に入るフィルタ取扱い工具のこれらの部分のみが、コーティングを受入れることが可能である。
【００２３】
一般的に言えば、シャンク部分３２は、フィルタプレート４０に形成された孔４２と一致する円筒形状を有するのがよい。しかしながら、孔及びシャンク部分を、シャンク部分の長手方向軸線を中心とするフィルタプレートの回転を阻止することができる噛合い形状で形成することによって、幾つかの利点を達成することができることに注目すべきである。例えば、一致する矩形又は星形の断面形状を、シャンク部分及び孔の各々に採用してもよい。多くの場合、シャンク部分３２とフィルタ孔の間に厳密な公差を有し、溶融金属が、生成された任意のスペースを通って移動してフィルタ本体を通過しないことを防ぐのが有利である。これに対処する１つの機構は、シャンク部分３２とフィルタプレート４０の間にガスケット材料又はインサート４４を設けることである。セラミック繊維は、インサート／ガスケットを形成するのに好適な材料である。変形例として、Ｓｈｕｒｅｓｅａｌから入手可能な膨張性材料を、ガスケットを形成するのに用いてもよい。
【００２４】
いくつかの装置において、可能性は低いが、溶融金属が、工具のシャンク部分とフィルタの孔との間を通過することによってセラミック発泡体フィルタ（ＣＦＦ）をバイパスすることがあるという「理論的議論」が存在する。従って、溶融金属がフィルタをバイパスすることを防ぐガスケットが配置されるのがよい。いくつかの実施形態において、ガスケットは、フィルタの一番上に配置される。例えば、トップフィルタプレートは、それよりも下側の第２の及び／又は第３のフィルタプレートよりも大きな孔を有し、この孔は、セラミック繊維チューブと整列する。同様に、単一のプレートフィルタの場合、孔は、様々な寸法を有していてもよい。例えば、孔は、上部において、ガスケット材料を受入れるために比較的大きく、下部において、工具のシャンク部分と厳密な公差を有するように比較的狭い。ガスケットシールを一番上に配置することによって、底部シールが洗浄液に溶け込む可能性を低減する。設置者は、バーを孔の中で滑らせ、改善されたシールを提供するのがよい。セラミック繊維チューブは、安価で、溶融金属に耐性があり、圧縮可能であるので望ましい。バーが時間の経過に伴って摩耗して損傷を受け、バイパスの可能性が増大する可能性があるので、ガスケットは更なる利点を提供する。
【００２５】
最初、持上げ用アイ３４及びハンドル３８をシャンク部分３２から取外し、シャンク部分を、フィルタ４０を貫くように挿入することによって、組立体を構成する。持上げ用アイ３４をシャンク部分３２に再び取付け、ハンドル３８を持上げ用アイ３４に挿入する。このように、フィルタを、ハンガー又は取扱い工具に吊下げ、フィルタボックス４６内に下降させる。ハンドル３８がフィルタボックス４６の位置決め溝４８に受入れられるので、フィルタ取扱い工具及びそれと結合したフィルタが落下することが防止される。
【００２６】
いくつかの実施形態において、ハンドルを省略してもよく、この場合、濾過の間、取扱い工具のヘッド部分は、フィルタボックスの床の上に載っている。また、フィルタは、排出工程の間、取扱い工具を用いて僅かに持上げられるのがよいことに注意すべきである。金属が依然として溶融されている間、小さい隙間をフィルタとフィルタボックスとの間に設けることによって、フィルタボックスへのフィルタの凍結又は固着を防ぐことができる。
【００２７】
濾過プロセスの終わりに、ハンドル３８を取外し、好適な持上げデバイスを持上げ用アイ３４と組合せて用いて、フィルタをフィルタボックス４６から取出す。有利なことに、従来技術を用いてフィルタを取出すよりもはるかに速く、本発明の取扱い工具を含むフィルタを、空のフィルタボックスから取出すことができる。更に、フィルタが金属固化点よりも低い温度まで冷却されたとき、フィルタを本発明の取扱い工具を用いて取出すことができる。例えば、純アルミニウムに使用されるフィルタを、約６６０°Ｃ以下で取出すことができる。従来技術では、純アルミニウムが約２５０°Ｃに冷却されるまで、フィルタに係合することはできない。持上げ用アイを、ハンガー又は取扱い工具から取外し、ハンガー又は取扱い工具をフィルタから取外す。小さな外寸法の持上げ用アイの形態が使用される場合、持上げ用アイの取外し工程及び再取付け工程を省略してもよい。
【００２８】
本発明は、フィルタを高温のフィルタボックスに挿入したりそれから取出したりするためのより安全な機構を提供する。本発明を、任意のサイズ又は形状のフィルタに適応させることができる（本開示において、２３平方インチ（１４８平方センチメートル）のフィルタを図示している）。本発明は、単一使用されてもよいし、複数のフィルタに使用されてもよい。本発明は、セラミック発泡体フィルタ、結合パーティクルフィルタ、又は他のタイプのフィルタに使用されてもよい。
【００２９】
スチール製のハンガー又は取扱い工具は、電磁フィルタボックスと共に用いられるとき、電磁場を導き且つ集中させるのを助ける。従って、１つの実施形態では、低周波数誘導コイルが、セラミックフィルタ媒体の周りに且つ非常に近接して配置されるのがよい。磁界の存在により、比較的厚いフィルタのプライミングを可能にする。プライミング中にガスが逃げるための経路を利用可能にすれば、コイル及びフィルタ要素の向きは垂直方向であってもよいし、水平方向であってもよい。誘導コイルの導電体は、多くの異なる形状を有していてもよく、かかる形状は、例えば、平らな円、管状、矩形又は方形である。従来の誘導炉コイルと異なり、本発明のコイルは、電気的に効率的な溶融を主な目的としたデバイスの一部として使用されないので、低電気抵抗で構成される必要はない。従って、比較的高い電流密度を有利に使用することができ（例えば、典型的な値１〜３２Ａ／ｍｍ2に対して５０Ａ／ｍｍ2）、所定の高さのコイルに多くの巻き部を有することができる比例的に小さくなる直径の導体になり、それに応じて磁場強度が増大する。単一の、二重の、又は更に多重の層のコイルを有利に用いて、フィルタ媒体の高さ全体にわたってより高い磁場強度を達成するのがよい。３層よりも多い層を有する誘導コイルを使用してもよいが、追加の磁場強度の利点は低下する。
【００３０】
図７を引き続き参照すると、特定の実施形態において望ましいことは、シャンク部分３２は、フィルタ４０の上面５０からフィルタボックス４６の床５２までのフィルタボックスの深さよりも大きい長さを有することである。このように、ハンドル３０のシャンク部分３２は、フィルタボックスに挿入されたときに、ヘッド部分３６が床５２に係合するまで孔４２の中を摺動する。これにより、ヘッド部分３６は、フィルタ４０から距離をあけ、ヘッド部分３６がフィルタ表面領域を邪魔するのを防止する。膨張可能なガスケット材料を孔４２内に採用すれば、フィルタ取扱い工具３０が摺動してフィルタボックスの床と係合するけれども、ガスケット材料が加熱されて膨張すると、孔４２は、溶融金属の流れを通さない。
【００３１】
図８は、誘導コイル１０２を含むフィルタ組立体１００を示す。図１には、２層の誘導コイル２が示されている。誘導コイル１０２内に取付けられたセラミック発泡体フィルタ１０３が示されている。誘導コイル１０２は、好ましくは、磁場の最も有利な結果を達成するために、フィルタ１０３の縁部に可能な限り接近して配置される。フィルタ１０３の周囲の液体金属の漏れを防ぐガスケット材料１０４のために、及び、断熱及び耐火材料１０５のために、好適なスペースが許容されなければならない。例示のガスケット材料１０４は、高温断熱ウールであり、例えば、アルカリ土類ケイ酸塩ウール、アルミナケイ酸塩ウール及び／又は多結晶ウールである。高温断熱ウールは、昇温時に最小に膨張しか有しない。多フィルタプレートが使用されるいくつかの実施形態では、高温断熱ウールの層を、隣接したフィルタプレートの間に配置することも望ましい。ボウルの上部分１０６内又はボウルの排出部分１０７内の高温金属とコイル１０２又はコイルリード１０８との接触を回避するのに十分な断熱及び耐火材料が存在しなければならない。濾過デバイスとして機能するために、ボウルは、好適な液体金属供給源１０９と、排出手段１１０を備えなければならない。ボウルの側部１１１及び底部１１２は、濾過すべき金属のヒートバランスを維持するのに十分な耐火性を有するように設計されなければならない。有利なことに、スチール製のフィルタ取扱い工具１３０の存在により、フィルタ１０３内に電流を導くことによって、性能を向上させることができる。
【００３２】
プライミングされていないフィルタの幅にわたって、０．０５〜０．２５Ｔの平均磁束密度を発生させるのに十分な大きさの誘導コイルに、電流を流すのがよい。コイル励起電流の周波数は、好ましくは、１〜６０Ｈｚである。コイル励起電流の周波数は、十分に高い磁気侵入と過度の加熱の回避の両方を達成するために、好ましくは、ボウルの上部分１０６内の液体金属の電磁侵入深さ（デルタ）とフィルタ１０３の平均半径又は幅との比が、好ましくは、０．５〜３．０の範囲内にあり、より好ましくは、０．７〜１．４の範囲内にある。
【００３３】
１つの実施形態では、電流がコイル１０２に流された状態で、液体金属が入口１０９を介してボウルの上部分１０６に追加される。変形例として、液体金属が最初に追加され、次いで、電流がコイル１０２に流されてもよい。別の実施形態では、液体金属は、コイル１０２の最終巻部を覆う十分な高さまでボウル１０６の上部分を満たし、その結果、電磁メニスカスの形成が防止される。この実施形態はまた、プライミング中の金属の過度の酸化をも回避する。
【００３４】
図９を参照すると、持上げ工具又は取扱い工具のヘッド部分の変形形態が示されている。特に、ヘッド部分２３６は、フィルタと噛合うより大きい表面積を達成するために、周囲要素２３８を備えたクロス部を構成する。このより大きい表面積は、昇温時のフィルタをフィルタボックスから取出すときに有利である。更に、取出す際、フィルタは、金属の同伴固化部分及び液体部分を含むことがあり、それにより、高重量になり且つ脆弱になる。より大きい表面積を有するヘッド部分は、昇温時のフィルタを金属の固化前に破損させることなしに取出す工具の性能を向上させる。勿論、ヘッド部分の形状は、矩形に限定されない。
【００３５】
フィルタ取出し工具は、スチール等の耐熱及び耐熱衝撃性材料で構成され、かかる耐熱及び耐熱衝撃性材料は、強化繊維材料（ＲＦＭ）によって包囲され、選択的には、おそらくは各使用後に、窒化ホウ素（例えば、ＺＹＰコーティング）等の非粘着性物質でコーティングされる。
【００３６】
例示の実施形態について、好ましい実施形態を参照しながら説明してきた。前述の詳細な説明を読み理解すれば、当業者には修正及び変更が想起されることは明らかであろう。例示の実施形態は、添付の請求項又はその均等物の範囲内に含まれる限りにおいて、例示の実施形態は、かかる修正形態及び代替形態を全て含むものとして構成することができることを意図している。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月16日(2019.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタを溶融金属用フィルタボックスに取付けたりそれから取出したりする工具であって、
シャンクと、
前記シャンクの第１の端部に固着されたヘッド端部と、
前記シャンクの第２の端部に取外し可能に固着された把持要素と、を備える工具。
【請求項２】
前記ヘッド端部は、前記シャンクに恒久的に固着される、請求項１に記載の工具。
【請求項３】
前記把持要素は孔を含む、請求項１に記載の工具。
【請求項４】
更に、前記孔に挿入される形状を有するハンドルを備える、請求項３に記載の工具。
【請求項５】
フィルタをフィルタボックスに取付けたりそれから取出したりする方法であって、
（ａ）工具を準備することを含み、前記工具は、シャンクと、前記シャンクの第１の端部に固着されたヘッド端部と、前記シャンクの第２の端部に取外し可能に固着された把持要素を備え、
（ｂ）更に、前記把持要素を前記工具から取外すことと、
（ｃ）前記工具のシャンクを、フィルタに形成された孔に挿入することと、
（ｄ）前記把持要素を前記工具に再び取付けることと、
（ｅ）前記工具を用いて、フィルタをフィルタボックス内の所望の位置に位置決めすることと、を含む方法。
【請求項６】
更に、フィルタを、約３００〜６６０℃の温度の前記フィルタボックスから取出すことを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記（ｅ）の後、前記工具のシャンクは、前記工具のヘッド端部が前記フィルタボックスの床に係合するまで、フィルタの孔の中を摺動する、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
更に、前記把持要素を前記工具から取外し、使用済みのフィルタを前記工具から取出し、前記シャンクを新しいフィルタの孔に挿入し、前記把持要素を前記工具に再び取付けること含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
溶融金属用フィルタボックスであって、
溶融金属用の流路に設けられたフィルタハウジングと、
前記フィルタハウジング内に配置され、且つ、少なくとも１つのフィルタ受入れ通路を有する水平方向仕切りと、
前記フィルタ受入れ通路内に且つ溶融金属の流入流路の下方に位置決めされたフィルタ媒体と、を備え、前記フィルタ媒体は、孔を含み、
更に、前記孔内に配置されたフィルタ取扱い工具を備え、前記フィルタ取扱い工具は、シャンクによって相互連結された把持部部分及びヘッド部分を含み、前記把持部分及びヘッド部分の少なくとも一方は、前記シャンクから取外し可能であり、
前記フィルタ媒体は、前記フィルタ取扱い工具を把持して前記フィルタ媒体を取出すことによって取出される、溶融金属用フィルタボックス。
【国際調査報告】
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