CN104069669B - 熔液过滤装置和熔液过滤槽的预热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的熔液过滤装置，包括熔液过滤槽和将熔液过滤槽的内部预热的预热装置。熔液过滤槽收纳有过滤单元，该过滤单元具备对金属熔液进行过滤的多根过滤管。此外，预热装置具备热风产生部和喷嘴。热风产生部用于产生热风。然后，喷嘴将由热风产生部产生的热风朝向熔液过滤槽内的壁部倾斜地送出。

Description

熔液过滤装置和熔液过滤槽的预热装置

技术领域

本发明涉及一种熔液过滤装置和熔液过滤槽的预热装置。

背景技术

现有通过对铝熔液等金属熔液进行过滤而将金属熔液中含有的介质去除的熔液过滤装置。这种熔液过滤装置按照以下方式构成：在具有入液口和出液口的熔液过滤槽内，安装具有多根陶瓷制成的过滤管的过滤单元，将从入液口供应的金属熔液通过陶瓷管过滤再从出液口取出。

在过滤管的温度没有充分上升的状态（例如，在670℃以下的状态）下，高温的金属溶液与过滤管接触后，在过滤管的表面可能形成铝等固化膜。这样的固化膜阻碍金属溶液浸透到过滤管的内部，成为降低过滤效率的主要原因。因此，开发出用于预先加热熔液过滤槽的预热装置。

例如在日本专利特开平6－25761号公报中，公开了一种预热装置，其将与加热器和风扇连接的送风管从形成于熔液过滤槽的盖部上的连通孔中垂直插入熔液过滤槽内，以使由加热器加热过的空气从送风管送入熔液过滤槽内，从而将熔液过滤槽内部预热。

发明内容

但是，在上述现有技术中，在提高过滤单元的预热效率这一点上还有进一步改善的余地。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种能够提高过滤单元的预热效率的熔液过滤装置和熔液过滤槽的预热装置。

本发明的一种形态涉及的熔液过滤装置包括熔液过滤槽和将熔液过滤槽的内部预热的预热装置。熔液过滤槽收纳有过滤单元，该过滤单元具备对金属熔液进行过滤的多根过滤管。此外，预热装置具备热风产生部和喷嘴。热风产生部用于产生热风。然后，喷嘴将由热风产生部产生的热风朝向熔液过滤槽内的壁部倾斜地送出。

根据本发明的这种形态，能够提高过滤单元的预热效率。

附图说明

以下，参照附图阅读下述发明的详细说明，能够容易地对本发明进行更为完整的认识，并理解相关的优点。

图1A是实施方式1涉及的熔液过滤装置的示意性分解侧面断面图。

图1B是熔液过滤装置的示意性俯视断面图。

图1C是沿图1B的Ａ－Ａ’线的截面图。

图2A是表示实施方式2涉及的熔液过滤装置的结构的示意性俯视断面图。

图2B是沿图2A的Ｃ－Ｃ’线的截面图。

图3是实施方式3涉及的入液口周边的示意性侧面断面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本申请公开的熔液过滤装置和熔液过滤槽的预热装置的实施方式详细地进行说明。但是，本发明并不限定于以下所示的各实施方式。

（实施方式1）

首先，对实施方式1涉及的熔液过滤装置的结构进行说明。图1A是实施方式1涉及的熔液过滤装置的示意性分解侧面断面图。此外，图1B是过滤槽的示意性俯视断面图，图1C是沿图1B的Ａ－Ａ’线的截面图。其中，图1A相当于沿图1B的Ｂ－Ｂ’线的分解侧面截面图。

此外，在以下，为了明确位置关系，规定相互正交的Ｘ轴、Ｙ轴和Ｚ轴，将Ｚ轴正方向设为铅直向上方向。

如图1A所示，实施方式1涉及的熔液过滤装置1具备熔液过滤槽（以下简称为“过滤槽”）10、盖部20和两个预热装置30ａ、30ｂ。

过滤槽10具有上方开口的箱形形状。该过滤槽10包括：收纳过滤单元5的过滤室11、用于向过滤室11内供应铝熔液等金属熔液的入液口12（参照图1B）和用于将通过过滤单元5过滤后的金属熔液取出到外部的出液口13。

收纳在过滤室11内的过滤单元5为在前后一对端面板52、53之间将多根过滤管51沿上下方向架设多层且沿左右方向架设多根的构造。过滤管51是陶瓷制成的多孔质管。此外，端面板52、53是碳化硅等制成的耐火板。

过滤单元5以一对端面板52、53在与金属熔液入液的方向交叉的方向（Ｙ轴方向）上并排的状态，从过滤槽10的上方收纳至过滤室11内。此外，通过在端面板52与过滤室11的内壁之间插入楔子14而使过滤单元5成为被保持在过滤室11内的状态。

过滤管51的端面板53侧的端部开放，端面板52侧的端部封闭。在端面板53上的与各过滤管51对应的位置形成有开口531,由此各过滤管51的开放端与出液口13经由形成于过滤室11的连通开口111成为连通状态。

在过滤管51的温度没有充分上升的状态（例如，在670℃以下的状态）下，高温的金属溶液与过滤管51接触后，在过滤管51的表面可能形成铝等固化膜，而使过滤效率降低。因此，在熔液过滤装置1中，在向过滤室11内提供金属熔液之前，预先使用预热装置30ａ、30ｂ将过滤室11内加热。对于该预热装置30ａ、30ｂ的结构在后面进行说明。

盖部20将过滤槽10封闭。在盖部20的下表面（与过滤室11的相向面）形成有凹部21，在该凹部21内并排配置有多根管状的加热器22。加热器22的温度为例如1000℃。

此外，在盖部20中形成有将盖部20的上表面与盖部20下表面的凹部21连通的贯通孔23ａ、23ｂ。该贯通孔23ａ、23ｂ相对于铅直方向倾斜地形成，后述的预热装置30ａ、30ｂ的喷嘴33插入其中。

接着，参照图1C说明预热装置30ａ、30ｂ的具体结构。如图1C所示，各预热装置30ａ、30ｂ分别具备热风产生部31、支撑部32和喷嘴33。

热风产生部31具备例如送风用的风扇和加热用的加热器，通过加热器将由风扇送入的空气加热而产生热风。该热风产生部31与未图示的空气罐连接，使用风扇将由该空气罐供应的常温的空气送入加热器而产生热风。

此处，热风产生部31产生的热风的温度优选为例如300℃～600℃左右。这是因为若热风的温度在300℃以下则过滤室11内的加热效果不充分，若在600℃以上则需要高性能且昂贵的加热器。此外，热风产生部31产生的热风的流量优选为例如在常温的状态下是100Ｌ／ｍｉｎ～300Ｌ／ｍｉｎ左右。这是因为若热风的流量在100Ｌ／ｍｉｎ以下则无法使热风充分地循环，若在300Ｌ／ｍｉｎ以上则加热器的加热能力无法跟上而可能造成温度下降。

支撑部32是安装在盖部20的上部的板状的部件，以使热风产生部31与盖部20的上部分开的状态倾斜地支撑热风产生部31。

喷嘴33插入倾斜地形成于盖部20的贯通孔23ａ、23ｂ中，将热风产生部31所产生的热风从过滤室11的上部向过滤室11的内壁113、114送出。在此，内壁113、114是“熔液过滤槽内的壁部”的一个示例。

如此，实施方式1涉及的预热装置30ａ、30ｂ通过向过滤室11的内壁113、114送出热风，首先加热过滤室11的内壁113、114。由此，能够利用来自内壁113、114的辐射热将过滤单元5加热，因此能够提高过滤单元5的预热效率。

此外，预热装置30ａ、30ｂ向过滤室11所具有的四个内壁112～115（参照图1A和图1C）中面向与过滤管51的延伸方向交叉的方向（Ｘ轴方向）的内壁113、114送出热风。由于内壁113、114与过滤单元5之间、过滤单元5与过滤室11的底面之间、两个过滤单元5彼此之间分别存在间隙，所以从预热装置30ａ、30ｂ的各喷嘴33送出的热风通过这些间隙，即以围绕各过滤单元5的周围的方式在过滤室11内循环。如此，由于热风围绕各过滤单元5的周围，所以能够高效率地加热各过滤单元5。

此外，预热装置30ａ、30ｂ朝向内壁113、114上的比过滤单元5的上端部低的位置，并且以热风不会直接吹到过滤管51的角度送出热风。由此，能够将热风高效率地送入内壁113、114与过滤单元5之间的间隙，所以能够进一步提高过滤单元5的预热效率。

此外，热风通过过滤单元5与过滤室11的底面之间，由此使滞留在过滤单元5与过滤室11的底面之间的空气被顶出而与热风一起在过滤室11内循环，从而能够将过滤室11内整体地均匀加热。

此外，在实施方式1涉及的熔液过滤装置1中，两个过滤单元5在水平方向（Ｘ轴方向）上并排配置，两个预热装置30ａ、30ｂ与各过滤单元5对应地设置。

也就是说，预热装置30ａ通过向Ｘ轴负方向一侧的内壁113送出热风，将配置在内壁113的附近的过滤单元5集中加热。此外，预热装置30ｂ通过向Ｘ轴正方向一侧的内壁114送出热风，将配置在内壁114的附近的过滤单元5集中加热。由此，熔液过滤装置1能够均匀地加热两个过滤单元5。

此外，预热装置30ａ与预热装置30ｂ在图1C中沿纵深方向并列地配置。具体而言，预热装置30ａ与预热装置30ｂ配置为从过滤单元5的延伸方向（Ｙ轴方向）观察时相互重叠。

由此，在将热风以所希望的角度送出时所必要的预热装置30ａ与内壁113的间距Ｌ1和预热装置30ｂ与内壁114的间距Ｌ2的合计Ｌ1＋Ｌ2超过内壁113、114之间的距离Ｌ3的情况下，也不需要加大内壁113、114之间的距离Ｌ3，也就是说，无需使过滤槽10大型化，就能够将两个预热装置30ａ、30ｂ设置于盖部20。此外，通过如此配置预热装置30ａ、30ｂ，还能够使上述纵深方向上的过滤单元5难以出现温度不均。

另外，喷嘴33可以由从基端部到前端部一体地形成的一个机械部件构成，也可以由与热风产生部31连接的喷嘴主体部和可自由装卸地连接在该喷嘴主体部的前端的管状的送风管构成。

此外，喷嘴33的前端部配置在形成于盖部20的下表面的凹部21内。即，由于喷嘴33的前端部不从盖部20的下表面凸出，所以例如在安装了预热装置30ａ、30ｂ的状态下将盖部20放置于地面等的情况下，能够防止喷嘴33的前端部与地面接触而破损。

在过滤室11内安装过滤单元5，并且通过盖部20封闭过滤槽10以后，熔液过滤装置1通过上述的预热装置30ａ、30ｂ和设置于盖部20的加热器22而被预热至例如800℃左右。预热装置30ａ、30ｂ对过滤室11的下部和过滤单元5集中地进行加热，加热器22对过滤室11的上部集中地进行加热。

其后，在熔液过滤装置1中，金属熔液从过滤槽10的入液口12被供应至过滤室11内。供应给过滤室11的金属熔液在从过滤管51的外侧向内侧渗透时被过滤从而介质被去除。由过滤管51过滤后的金属熔液通过过滤管51的内侧的空间，经由连通开口111从出液口13导出到外部。

如以上所述，实施方式1涉及的熔液过滤装置1包括过滤槽10和对过滤槽10的内部进行预热的预热装置30ａ、30ｂ。在过滤槽10中配置过滤单元5，该过滤单元5具备过滤金属熔液的多根过滤管51。此外，预热装置30ａ、30ｂ包括热风产生部31和喷嘴33。热风产生部31用于产生热风。此外，喷嘴33将由热风产生部31产生的热风朝向过滤槽10的内壁113、114倾斜地送出。从而，通过实施方式1涉及的熔液过滤装置1，能够提高过滤槽10的内部、特别是过滤单元5的预热效率。

此外，在实施方式1涉及的熔液过滤装置1中，过滤槽10能够将两个过滤单元5在与过滤管51的延伸方向交叉的方向上并排地收纳，两个预热装置30ａ、30ｂ分别向面向与过滤管51的延伸方向交叉的方向的过滤室11的两个内壁113、114送出热风。从而，通过实施方式1涉及的熔液过滤装置1，能够将两个过滤单元5均匀且高效率地预热。

此外，如图1A所示，与端面板52相接的过滤槽10的内壁112为三层构造。具体而言，设置在过滤室11的内侧的第一层112ａ和设置在外侧的第三层112ｃ由包含碳化硅或氧化铝等耐火材料的耐火砖形成。此外，被第一层112ａ和第三层112ｃ夹在中间的第二层112ｂ由例如可铸性耐火材料形成。

如此，使与端面板52相接的过滤槽10的内壁112为三层构造，由此即使在因骤热或骤冷等导致内壁112产生龟裂的情况下，也能够使该龟裂较易产生在各层的不同位置，而较难产生将过滤室11的内部与外部连通的这种较长龟裂。从而，能够使过滤前的金属熔液难以从内壁112的龟裂处漏出到出液口13一侧。

（实施方式2）

在上述的实施方式1中，对能够收纳两个过滤单元5的熔液过滤装置1进行了说明，但熔液过滤装置也可以是能够收纳3个以上的过滤单元5的类型。

以下，作为能够收纳3个以上的过滤单元5的熔液过滤装置的一个示例，参照图2A和图2B对能够收纳3个过滤单元5的熔液过滤装置的结构进行说明。图2A是表示实施方式2涉及的熔液过滤装置的结构的示意性俯视断面图，图2B是沿图2A的Ｃ－Ｃ’线的截面图。

如图2A所示，实施方式2涉及的熔液过滤装置1Ａ构成为能够收纳3个过滤单元5。具体而言，熔液过滤装置1Ａ的过滤槽10Ａ具备将过滤室11Ａ的内部空间在水平方向上分隔的两个隔板15ａ、15ｂ，在由该隔板15ａ、15ｂ分隔而成的3个空间分别配置过滤单元5。其中，隔板15ａ、15ｂ是“熔液过滤槽内的壁部”的一个示例。

此外，过滤槽10Ａ在由隔板15ａ、15ｂ分隔而成的3个空间的每个空间中分别具备入液口12和出液口13。由此，金属熔液从各入液口12分别被供应到3个空间，在由配置在各空间内的过滤单元5过滤以后，从各出液口13导出到外部。

实施方式2涉及的熔液过滤装置1Ａ具备3个预热装置30ｃ～30ｅ。如图2B所示，预热装置30ｃ～30ｅ与实施方式1涉及的预热装置30ａ、30ｂ相同，分别具备热风产生部31、支撑部32和喷嘴33。

3个预热装置30ｃ～30ｅ的各喷嘴33分别插入倾斜地形成于盖部20Ａ的贯通孔23ｃ～23ｅ中，将热风产生部31所产生的热风从过滤室11Ａ的上部朝向过滤室11的内部倾斜地送出。

预热装置30ｃ～30ｅ与3个过滤单元5对应地设置，通过向由隔板15ａ、15ｂ分隔而成的过滤室11Ａ的各空间送入热风，将各空间和配置在各空间的过滤单元5加热。

具体而言，预热装置30ｃ从过滤室11Ａ的上部向隔板15ａ送出热风。吹到隔板15ａ上的热风流入过滤单元5与隔板15ａ之间的间隙，围绕过滤单元5，在由内壁116与隔板15ａ分隔的空间11Ａ1内循环。通过上述这样在空间11Ａ1内循环的热风和来自隔板15ａ的辐射热，空间11Ａ1和配置在空间11Ａ1的过滤单元5被高效率地预热。

此外，预热装置30ｄ从过滤室11Ａ的上部向隔板15ｂ送出热风。由此，通过在由隔板15ａ、15ｂ分隔而成的空间11Ａ2内循环的热风和来自隔板15ｂ的辐射热，空间11Ａ2和配置在空间11Ａ2的过滤单元5被高效率地预热。

预热装置30ｅ从过滤室11Ａ的上部向内壁117送出热风。由此，通过在由隔板15ｂ与内壁117分隔而成的空间11Ａ3内循环的热风和来自内壁117的辐射热，空间11Ａ3和配置在空间11Ａ3的过滤单元5被高效率地预热。

另外，预热装置30ｃ也可以不向隔板15ａ而是向内壁116送出热风。同样地，预热装置30ｄ也可以向隔板15ａ送出热风，预热装置30ｅ也可以向隔板15ｂ送出热风。

如此，实施方式2涉及的熔液过滤装置1Ａ具备能够收纳3个过滤单元5的过滤槽10Ａ，并且3个预热装置30ｃ～30ｅ与各过滤单元5对应地设置。而且，3个预热装置30ｃ～30ｅ朝向将过滤室11Ａ内的空间分隔的隔板15ａ、15ｂ或者内壁116、117倾斜地送出热风。由此，熔液过滤装置1Ａ能够高效率且均匀地加热3个过滤单元5。

另外，与实施方式1涉及的盖部20相同，在盖部20Ａ上形成有凹部21Ａ，在该凹部21Ａ中沿水平方向并排地配置有多根加热器22。而且，熔液过滤装置1Ａ由上述的预热装置30ｃ～30ｅ和设置于盖部20Ａ的多根加热器22预热。

（实施方式3）

在实施方式3中，对入液口的变形例进行说明。图3是实施方式3涉及的入液口周边的示意性侧面断面图。其中，此处作为一个示例，表示的是将本变形例应用于实施方式1涉及的熔液过滤装置1的入液口12的情况下的示例，但本变形例也能够应用于实施方式2涉及的熔液过滤装置1Ａ的入液口12。

如图3所示，变形例涉及的入液口12Ｂ，与过滤室11连通的下游侧开口部121设置在比与外部连通的上游侧开口部122低的位置。此外，下游侧开口部121的上端设置在比向过滤室11内供应的金属熔液Ｍ的液面低的位置，上游侧开口部122的下端设置在比金属熔液Ｍ的液面高的位置。

由此，下游侧开口部121由过滤室11内的金属熔液Ｍ封闭，使过滤室11内成为密闭状态，因此能够防止在金属熔液Ｍ的过滤中氧气流入过滤室11内而与金属熔液Ｍ发生反应形成氧化物。

此外，下游侧开口部121形成于内壁113Ｂ的壁面内。即，下游侧开口部121不会从内壁113Ｂ的壁面向过滤室11一侧凸出。从而，能够防止在对过滤室11放入取出过滤单元5时，过滤单元5与下游侧开口部121接触而导致过滤单元5或下游侧开口部121破损。

在如上所述的实施方式1、2中，表示了在对熔液过滤装置设置与过滤单元相同数量的预热装置的情况下的示例，但是预热装置的数量并不一定要与过滤单元的数量相同。例如，也可以对1个过滤单元设置2个以上的预热装置。

Claims (9)

1.一种熔液过滤装置，其特征在于，包括：

熔液过滤槽，其收纳有过滤单元，该过滤单元具备对金属熔液进行过滤的多根过滤管；

盖部，其将所述熔液过滤槽封闭；以及

预热装置，其将所述熔液过滤槽的内部预热，其中，

所述盖部具有倾斜地贯通该盖部的贯通孔，

所述预热装置包括：

热风产生部，其用于产生热风；和

喷嘴，其插入在所述贯通孔中，将由所述热风产生部产生的热风朝向所述熔液过滤槽内的壁部倾斜地送出。

2.如权利要求1所述的熔液过滤装置，其特征在于：

所述熔液过滤槽能够收纳多个所述过滤单元，

所述预热装置对应于所述过滤单元设置有多个。

3.如权利要求2所述的熔液过滤装置，其特征在于：

所述熔液过滤槽能够将两个所述过滤单元在与所述过滤管的延伸方向交叉的方向上并排地收纳，

多个所述预热装置包括：

向所述壁部中面向与所述过滤管的延伸方向交叉的方向的所述熔液过滤槽的两个内壁中的一个内壁送出所述热风的预热装置；和向所述两个内壁中的另一个内壁送出所述热风的预热装置。

4.如权利要求3所述的熔液过滤装置，其特征在于：

多个所述预热装置配置为从所述过滤管的延伸方向观察时相互重叠。

5.如权利要求2所述的熔液过滤装置，其特征在于：

所述熔液过滤槽能够将3个以上的所述过滤单元在与所述过滤管的延伸方向交叉的方向上并排地收纳，并且，具备将所述熔液过滤槽内部的空间按每个所述过滤单元分隔的隔板，

多个所述预热装置包括：

向所述壁部中面向与所述过滤管的延伸方向交叉的方向的所述熔液过滤槽的内壁送出所述热风的预热装置；和向所述壁部中的所述隔板送出所述热风的预热装置。

6.如权利要求1所述的熔液过滤装置，其特征在于：

所述喷嘴朝向所述熔液过滤槽内的壁部上的比所述过滤单元的上端部低的位置，并且以所述热风不直接吹到所述过滤管的角度送出所述热风。

7.如权利要求1所述的熔液过滤装置，其特征在于：

所述熔液过滤槽具备供应所述金属熔液的入液口，

所述入液口按照以下方式设置：

与所述熔液过滤槽连通的下游侧开口部设置在比与外部连通的上游侧开口部低的位置，并且，所述下游侧开口部的上端设置在比所述熔液过滤槽内的所述金属熔液的液面低的位置，而且所述上游侧开口部的下端设置在比所述熔液过滤槽内的所述金属熔液的液面高的位置。

8.如权利要求7所述的熔液过滤装置，其特征在于：

所述下游侧开口部形成在所述熔液过滤槽的内壁的壁面内。

9.一种熔液过滤槽的预热装置，其用于将配置有过滤单元的熔液过滤槽的内部预热，该过滤单元具备对金属熔液进行过滤的多根过滤管，所述熔液过滤槽的预热装置的特征在于，包括：

热风产生部，其用于产生热风；和

喷嘴，其将由所述热风产生部产生的热风朝向所述熔液过滤槽内的壁部倾斜地送出。