JP2002336947A

JP2002336947A - 軽金属自動給湯装置

Info

Publication number: JP2002336947A
Application number: JP2001142853A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kai; 斐稔甲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2002-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ポット内の溶湯を往復ポンプで給湯パイプへ供
給して給湯した後、給湯パイプ内に残留する溶湯の湯面
が上昇してその溶湯の一部が給湯口へ溢れ出て湯切れが
悪くなるという問題を解消すると共に、往復ポンプの吐
出側チェックバルブが酸化物の付着によって動作不良を
生ずることを防止する。【解決手段】ポット１内の溶湯２を給湯パイプ３へ供給
する往復ポンプ４の吐出側チェックバルブ５が、ポンプ
揚程通路８に配設され、その弁体１１が、スプリン等の
付勢力によらず、ポット１内の溶湯２の湯面よりも高く
汲み揚げられたポンプ揚程通路８内の溶湯もしくは給湯
パイプ３内に残留する溶湯の圧力により閉鎖状態に保持
されるボール又はポペットで成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウムやア
ルミニウム等の軽金属が溶解した溶融金属で成るポット
内の溶湯をピストンポンプやプランジャーポンプ等の往
復ポンプで一定量ずつ汲み揚げて給湯パイプへ供給する
軽金属自動給湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、図４に示すように、マグネ
シウム等の軽金属を溶解させてその溶融金属で成る溶湯
４０を貯留するポット４１と、該ポット４１が嵌め付け
られた炉体４４内にバーナー４２の燃焼ガスを導入して
ポット４１内に投入された軽金属を溶解させると共にそ
の溶融状態を保持する溶解保持炉４３と、該溶解保持炉
４３の炉体４４に被せてポット４１の湯面との間に防燃
用の不活性ガスが充填される気密な空間４５を形成する
蓋体４６と、該蓋体４６に設置されてポット４１内の溶
湯４０を一定量ずつ汲み揚げる往復ポンプ４７と、該往
復ポンプ４７で汲み揚げた溶湯をダイカストマシンの射
出スリーブ４９等に給湯する給湯パイプ４８とで成る軽
金属自動給湯装置を提案した（特願平１１−３０９９１
０号、特願２０００−３５６６４号参照）。

【０００３】この従来装置に用いる往復ポンプ４７は、
サーボモータ５０によってシリンダ５１内のピストン５
２を予め設定した一定のストロークで上昇・下降させる
ようになっている。

【０００４】往復ポンプ４７の吸込口５３は、シリンダ
５１の底部からポット４１の底部に向かって開口形成さ
れ、その吸込口５３を開閉するボール状の吸込側チェッ
クバルブ５４が、シリンダ５１内に遊動自在に収容され
ている。

【０００５】一方、往復ポンプ４７の吐出口５５は、シ
リンダ５１の底部側から水平方向に延長形成され、その
延長端に連通して上下方向に延びるポンプ揚程通路５６
が形成され、該ポンプ揚程通路５６の上端に、その上端
を開閉する吐出側チェックバルブ５７が配設されてい
る。

【０００６】吐出側チェックバルブ５７は、給湯パイプ
４８に接続するポンプ揚程通路５６の上端に連通してそ
の上方に延長形成されたバルブケーシング５８内の弁棒
５９をエアシリンダ６０で上下方向に動かして、該弁棒
５９の先端に設けた弁体６１でポンプ揚程通路５６を開
閉するようになっている。

【０００７】更に、弁棒５９には、これを図４の如く下
降させてポンプ揚程通路５６を弁体６１で閉鎖したとき
に、バルブケーシング５８の下端を開放してその下端側
に該バルブケーシング５８内と給湯パイプ４８内とを連
通させる隙間Lを生じさせ、また、図５の如く弁棒５９
を上昇させてポンプ揚程通路５６を開放したときに、バ
ルブケーシング５８の下端を閉鎖するフランジ６２が取
り付けられている。

【０００８】しかして、ポット４１内の溶湯４０を往復
ポンプ４７で給湯パイプ４８へ供給するときは、図５の
如く、吐出側チェックバルブ５７の弁棒５９を上昇させ
てその先端に設けた弁体６１で閉鎖されていたポンプ揚
程通路５６を開放すると同時に、その弁棒５９に設けら
れたフランジ６２でバルブケ−シング５８の下端を閉鎖
した状態にして、往復ポンプ４７のピストン５２を下降
させる。

【０００９】これにより、ピストン５２のストロークに
応じた一定量の溶湯が、シリンダ５１の底部側に形成さ
れた吐出口５５からポンプ揚程通路５６を通じて給湯パ
イプ４８へと供給され、該給湯パイプ４８の先端に設け
た給湯口６３から射出スリーブ４９内に注がれる。

【００１０】次いで、図４の如く、吐出側チェックバル
ブ５７の弁棒５９を下降させてその先端に設けた弁体６
１でポンプ揚程通路５６を閉鎖した後、往復ポンプ４７
のピストン５２を上昇させて、シリンダ５１の底部に開
口する吸込口５３からポット４１内の溶湯４０をシリン
ダ５１内に吸い込む。以上のような動作を繰り返すこと
により、ポット４１内の溶湯４０が、給湯パイプ４８へ
一定量ずつ間欠的に供給されることとなる。

【００１１】なお、上記の如く吐出側チェックバルブ５
７の弁棒５９を下降させてポンプ揚程通路５６を弁体６
１で閉鎖する際に、その弁棒５９に設けたフランジ６２
で閉鎖されていたバルブケーシング５８の下端が開放さ
れて、その下端側に給湯パイプ４８に連通する隙間Ｌが
形成され、該隙間Ｌから給湯パイプ４８内の溶湯の一部
をバルブケーシング５８内に流入させることにより、給
湯パイプ４８内に残留する溶湯の一部がその先端に形成
したオーバーフロー堰６４を乗り越えて給湯口６３へ溢
流することを防止するようにしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吐出側
チェックバルブ５７は、構造が煩雑である上、溶湯が流
入するバルブケーシング５８内には防燃用の不活性ガス
を充填しなければならない。また、経時とともに弁棒５
９や弁体６１、フランジ６２等の表面に酸化物が付着生
成され、該酸化物が固化して動作不良を生ずるおそれが
あるので、その付着した酸化物を除去する保守点検作業
の頻度も多くなるという問題があった。

【００１３】更に、往復ポンプ４７のピストン５２を下
降させてシリンダ５２内の溶湯を給湯パイプ４８へ供給
する際は、図５のように、吐出側チェックバルブ５７の
弁棒５９に設けられたフランジ６２でバルブケ−シング
５８の下端を閉鎖するようになっているが、そのフラン
ジ６２とバルブケーシング５８の内面との間に生じた微
細な隙間から、往復ポンプ４７で圧送される溶湯の一部
がバルブケーシング５８内に流入して、該バルブケーシ
ング５８内における溶湯の湯面が、給湯パイプ４８内に
おける溶湯の湯面よりも高さＨだけ上方に位置すること
となる。

【００１４】この状態で、給湯パイプ４８から射出スリ
ーブ４９への給湯が完了して吐出側チェックバルブ５７
の弁体６１でポンプ揚程通路５６を閉鎖すると、図４の
如くバルブケーシング５８の下端とフランジ６２との間
に形成される隙間Ｌから、バルブケーシング５８内に溜
まった多量の溶湯が給湯パイプ４８内に流入して、その
給湯パイプ４８内に残留する溶湯の一部が、該給湯パイ
プ４８の先端に形成したオーバーフロー堰６４を乗り越
えて給湯口６３へ溢れ出し、いわゆる湯切れの悪い状態
を繰り返すという問題があった。

【００１５】また、給湯パイプ４８を保守点検する際
は、その内部に残留する溶湯をポット４１内に排湯する
が、その排湯機構は、往復ポンプ４７のピストン５２を
シリンダ５１の周壁に穿設された排湯口６５よりも高く
上昇させて、該排湯口６５でシリンダ５１内とポット４
１内とを互いに連通させ、ポンプ揚程通路５６の上端を
閉鎖する吐出側チェックバルブ５４の弁体６１を開放す
るようになっている。

【００１６】しかし、往復ポンプ４７のピストン５２を
排湯口６５よりも高く上昇させるには、ピストンの可動
ストロークを長くしなければならないから、その分だけ
シリンダ５１の全長も長くなり、ポンプ全体が大型化す
るという問題があった。

【００１７】また、吐出側チェックバルブ５４は、弁体
６１の開閉動作を何回か繰り返さなければ給湯パイプ４
８内に残留する溶湯を完全に排湯することができないた
め、その弁体６１を開閉させるエアシリンダ６０の制御
回路等が煩雑になるという問題があった。

【００１８】更に、ポット４１内の溶湯４０を吸い込む
往復ポンプ４７の吸込口５３が、酸化生成物が沈降・堆
積しやすいポット４１の底部に向かって開口されている
ため、その吸込口５３から酸化物を多く含む溶湯が吸い
込まれて、ポンプやバルブの動作不良を生じやすいとい
う問題もあった。

【００１９】そこで本発明は、上述の諸問題を一挙に解
決することを技術的課題としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、軽金属が溶解した溶融金属で成るポッ
ト内の溶湯を往復ポンプで一定量ずつ汲み揚げて給湯パ
イプへ供給する軽金属自動給湯装置において、前記往復
ポンプの吐出側チェックバルブが、上下方向に延びるポ
ンプ揚程通路に配設され、その弁体が、前記往復ポンプ
の吸込口から前記ポット内の溶湯を吸い込む際の吸引力
により閉鎖されると同時に、前記往復ポンプで前記ポッ
ト内の溶湯の湯面よりも高く汲み揚げられた前記ポンプ
揚程通路内の溶湯もしくは前記給湯パイプ内の溶湯の圧
力により閉鎖状態に保持されるボール又はポペットで成
ることを特徴とする。

【００２１】本発明によれば、ポット内の溶湯を往復ポ
ンプで汲み揚げて給湯パイプへ供給した後、往復ポンプ
の吸込口からポット内の溶湯を吸い込むと、ボール又は
ポペットで成る吐出側チェックバルブの弁体が、自動的
に閉鎖されると同時に、スプリング等の外力を加えるこ
となく、ポンプ揚程通路内や給湯パイプ内に残存する溶
湯の圧力により閉鎖状態に保持されて、給湯パイプ内に
おける溶湯の残量が常に一定に維持される。

【００２２】したがって、給湯パイプの給湯口から一定
量の溶湯を間欠的に給湯することができる。また、給湯
後に、給湯パイプ内に残留する溶湯の湯面が上昇してそ
の溶湯の一部が給湯口へ溢流することもなく、湯切れも
非常に良い。

【００２３】また、吐出側チェックバルブは、ボール又
はポペットで成る弁体が溶湯の圧力により閉鎖状態に保
持される簡易な構成であるから、その弁体の駆動源や駆
動制御回路等は一切不要であり、酸化物の付着によって
動作不良を生ずるおそれも少ないので保守点検の頻度も
大幅に低減される。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
よって具体的に説明する。図１は本発明に係る軽金属自
動給湯装置の一例を示す断面図、図２及び図３は夫々そ
の部分拡大断面図である。

【００２５】本例の装置は、マグネシウム等の軽金属が
溶解した溶融金属で成るポット１内の溶湯２を一定量ず
つ汲み揚げて給湯パイプ３へ間欠的に供給する往復ポン
プ４の吐出側チェックバルブ５が、該ポンプのシリンダ
６の底部側から水平方向に延長形成された吐出口７の延
長端からポット１内の溶湯２の湯面よりも高い上方に向
かって垂直に延びるポンプ揚程通路８の下端側に配設さ
れている。

【００２６】吐出側チェックバルブ５は、ポンプ揚程通
路８内に形成された入口９と出口１０との間に、溶湯２
の溶融金属より比重の大きいセラミックスで成形された
ボールで成る弁体１１のみが上下方向に遊動自在に収容
された簡易な構成になっている。

【００２７】なお、吐出側チェックバルブ５の入口９に
は、ボール状の弁体１１を密接させるバルブシート面１
２が形成され、出口１０には、その出口１０が弁体１１
で塞がれないように出口１０と弁体１１との間に溶湯の
通路を確保して、出口１０からの弁体１１の抜け出しを
防止する図２又は図３の如きフィン型のバルブガイド１
３、１４が設けられている。

【００２８】また、吐出側チェックバルブ５の保守点検
等が可能なように、その入口９と出口１０が、往復ポン
プ４のボディ１５に脱着可能な部品で構成されており、
図２の場合は、入口９と吐出口７の一部を形成する部品
１６と、出口１０とバルブガイド１３を形成する部品１
７とが往復ポンプ４のボディ１５に脱着され、図３の場
合は、図２と同型の部品１６と、ポンプ揚程通路８の上
端側からその内部に挿入されたロッド１９の先端にバル
ブガイド１４を設けた部品１８とが往復ポンプ４のボデ
ィ１５に脱着されるようになっている。

【００２９】往復ポンプ４のボディ１５には、給湯パイ
プ３の洗浄・保守点検のために、ポンプ揚程通路８の上
端に接続する給湯パイプ３より低位置にその給湯パイプ
３内に残留した溶湯を自重で排出させる排湯タンク２０
と、吐出側チェックバルブ５より高位置でポンプ揚程通
路８に分岐接続されてそのポンプ揚程通路８から排湯タ
ンク２０の底部に通ずるドレン通路２１が設けられてい
る。

【００３０】なお、排湯タンク２０内には、防燃用の不
活性ガスが充填されると共に、エアシリンダ２３で駆動
する弁体２４によってドレン通路２１を開閉するドレン
バルブ２２が設けられている。また、排湯タンク２０内
に排出された溶湯を成す金属の溶融状態を保持するため
に、往復ポンプ４のボディ１５には、排湯タンク２０の
近傍に電熱ヒータ２５が埋設されている。

【００３１】往復ポンプ４は、シリンダ６の底部に形成
した吸込口２６が、そのシリンダ６の底部からポット１
の底部と平行する水平方向に向けて開口されると共に、
吸込口２６を開閉する吸込側チェックバルブの弁体２７
が、それ単体でシリンダ６内に遊動自在に収容されてい
る。この弁体２７も、吐出側チェックバルブ５の弁体１
１と同じく、溶湯を成す溶融金属より比重の大きいセラ
ミックスで成形されたボールで成る。

【００３２】給湯パイプ３は、往復ポンプ４のボディ１
５に形成されたポンプ揚程通路８に対して脱着可能に接
続されると共に、その外周に沿ってチューブ状電熱ヒー
タ２８が巻装されている。また、給湯パイプ３の先端に
は、ホッパ型の給湯口２９が設けられ、該給湯口２９に
は、その給湯口を開閉するシャッター３０が取り付けら
れている。

【００３３】なお、ポット１は、図４の従来装置と同様
に、バーナー３１の燃焼ガスが導入される溶解保持炉３
２の炉体３３に嵌め付けられると共に、その湯面が炉体
３３に被せる蓋体３４で密閉されている。

【００３４】また、蓋体３４に設置する往復ポンプ４
は、サーボモータ３５によってシリンダ６内のピストン
３６を予め設定した一定のストロークで上昇・下降させ
るようになっている。

【００３５】しかして、往復ポンプ４のピストン３９を
上昇させてポット１内の溶湯２を吸込口２６からシリン
ダ６内に吸い込んだ図１の状態から、そのピストン３９
を下降させると、シリンダ６内の溶湯に加わる圧力によ
り、吸込側チェックバルブの弁体２７が吸込口２６を閉
鎖すると同時に、吐出側チェックバルブ５の弁体１１が
開放されて、シリンダ６内の溶湯が、吐出口７からポン
プ揚程通路８へピストン３９のストロークに応じた一定
量だけ吐出され、その一定量の溶湯が、ポット１内の溶
湯２の湯面より高く汲み揚げられて給湯パイプ３へ供給
されると同時に、その供給量に相当する給湯パイプ３内
の溶湯が、シャッター３０を開放した給湯口２９からダ
イカストマシンの射出スリーブ等に給湯される。

【００３６】そして、給湯が完了して、往復ポンプ４の
ピストン３９を図１の如く再び上昇させると、往復ポン
プ４の吸込口２６と吐出口７にシリンダ６の内部方向へ
の吸引力が作用し、その吸引力で、吸込口２６を閉鎖す
る吸込側チェックバルブの弁体２７が自動的に開放され
ると同時に、吐出口７の延長端側を閉じる吐出側チェッ
クバルブ５の弁体１１が閉鎖されて、ポット１内の溶湯
２が吸込口２６を通じてシリンダ６内に吸い込まれる。

【００３７】また、吸込側チェックバルブの弁体２７
は、吸込口２６からポット１内の溶湯２を吸い込む際の
吸引力で自動的に閉鎖されると同時に、ポット１内の溶
湯２の湯面よりも高く汲み揚げられたポンプ揚程通路８
内の溶湯や給湯パイプ３内に残存する溶湯の圧力のみに
よって閉鎖状態に保持される。

【００３８】これにより、給湯パイプ３内は常に溶湯で
満たされた状態に維持されるので、次にポット１内の溶
湯２を往復ポンプ４で一定量供給すると、その供給量に
相当する溶湯が、給湯パイプ３の先端に設けたオーバー
フロー堰３７を越えて給湯口２９へ流出する。

【００３９】また、吸込側チェックバルブの弁体２７を
閉鎖しても給湯パイプ３内に残留する溶湯の湯面は上昇
しないので、その溶湯の一部が給湯完了後に給湯口２９
へ溢れ出すおそれはなく、湯切れが非常に良い。また、
給湯口２９のシャッター３０を閉鎖すれば、湯切れの悪
さを確実に解消することができる。

【００４０】また、吐出側チェックバルブ５は、ボール
で成る弁体１１が、スプリング等の付勢力によらず、ポ
ット１内の溶湯２の湯面よりも高く汲み揚げられた溶湯
の圧力のみによって閉鎖状態に保持される極めて簡易な
構成であるから、その弁体１１の駆動源や駆動制御回路
等は一切不要であり、酸化物の付着によって動作不良を
生ずるおそれも少ない。

【００４１】特に、セラミックスで成形された弁体１１
は、その表面に酸化物が付着生成しにくいので、動作不
良を生ずるおそれが殆どない。また、吸込側チェックバ
ルブの弁体２７も、セラミックスで成形されたボールで
成り、更に、往復ポンプ４の吸込口２６が、ポット１の
底部と平行する水平方向に開口されて、ポット１の底部
に沈降・堆積した酸化物がシリンダ６内に吸い込まれる
ことを防止しているので、保守点検の頻度が大幅に低減
される。

【００４２】なお、吐出側チェックバルブ５の弁体１１
は、ボールに限らずポペットで成るものであっても良
い。

【００４３】次に、給湯パイプ３の洗浄や保守点検を行
う場合は、図１の状態から、ドレンバルブ２２のエアシ
リンダ２３を作動させて、ドレン通路２１を閉鎖してい
た弁体２４を開放し、そのドレン通路２１を通じて給湯
パイプ３内に残存する溶湯を自重によって排湯タンク２
０へ排出させた後、給湯パイプ３を往復ポンプ４のボデ
ィ１５から取り外す。

【００４４】このようにすれば、図４の如く、往復ポン
プ４７のシリンダ５１の周壁にそのシリンダ５１内とポ
ット４１内を連通させる排湯口６５を設けて、ピストン
５２を排湯口６５よりも高く上昇させて排湯する従来装
置に比べ、ピストン３６の可動ストロークが短くて済
み、シリンダ６の全長も短くなるので、往復ポンプの小
型化を図ることができる。なお、本発明装置に用いる往
復ポンプは、ピストンポンプに限らず、プランジャーポ
ンプであっても良い。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、給湯パイプから常に一
定量の溶湯を給湯することができ、また、給湯完了後に
給湯パイプ内に残留する溶湯の一部がその給湯パイプか
ら溢れ出るおそれがなく、湯切れが非常に良い。更に、
吐出側チェックバルブが酸化物の付着によって動作不良
を生ずるおそれも少ないので、保守点検の頻度も大幅に
低減されるという種々の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軽金属自動給湯装置の一例を示す
断面図

【図２】図１に示す軽金属自動給湯装置の部分拡大断面
図

【図３】図１に示す軽金属自動給湯装置の部分拡大断面
図

【図４】従来の軽金属自動給湯装置を示す断面図

【図５】図４に示す従来装置の部分断面図

【符号の説明】

１………………ポット２………………溶湯３………………給湯パイプ４………………往復ポンプ５………………吐出側チェックバルブ６………………シリンダ８………………ポンプ揚程通路１１………………吐出側チェックバルブの弁体１３………………バルブガイド１４………………バルブガイド２１………………ドレン通路２６………………往復ポンプの吸込口２７………………吸込側チェックバルブの弁体２９………………給湯口３０………………シャッター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軽金属が溶解した溶融金属で成るポット内
の溶湯を往復ポンプで一定量ずつ汲み揚げて給湯パイプ
へ供給する軽金属自動給湯装置において、前記往復ポン
プ（４）の吐出側チェックバルブ（５）が、上下方向に
延びるポンプ揚程通路（８）に配設され、その弁体（１
１）が、前記往復ポンプ（４）の吸込口（２６）から前
記ポット（１）内の溶湯（２）を吸い込む際の吸引力に
より閉鎖されると同時に、前記往復ポンプ（４）で前記
ポット（１）内の溶湯（２）の湯面よりも高く汲み揚げ
られた前記ポンプ揚程通路（８）内の溶湯もしくは前記
給湯パイプ（３）内の溶湯の圧力により閉鎖状態に保持
されるボール又はポペットで成ることを特徴とする軽金
属自動給湯装置。
【請求項２】前記弁体（１１）が、前記溶融金属より比
重の大きいセラミックスで成形されている請求項１記載
の軽金属自動給湯装置。
【請求項３】前記吐出側チェックバルブ（５）の出口
（１０）に、その出口と弁体（１１）との間に溶湯の通
路を確保するバルブガイド（１３、１４）が設けられて
いる請求項１又は２記載の軽金属自動給湯装置。
【請求項４】前記往復ポンプ（４）のシリンダ（６）の
底部に形成された吸込口（２６）を開閉する吸込側チェ
ックバルブの弁体（２７）が、前記溶融金属より比重の
大きいセラミックスで成形されたボールで成ると共に、
前記シリンダ（６）内に遊動自在に収容されている請求
項１、２又は３記載の軽金属自動給湯装置。
【請求項５】前記吐出側チェックバルブ（５）が、前記
ポンプ揚程通路（８）の下端側に配設されると共に、前
記給湯パイプ（３）よりも低位置に、その給湯パイプ
（３）内に残留した溶湯を自重で排出させる排湯タンク
（２０）が設けられ、該排湯タンク（２０）内に通ずる
ドレン通路（２１）が、前記吐出側チェックバルブ
（５）より高位置で前記ポンプ揚程通路（８）に分岐接
続されている請求項１、２、３又は４記載の軽金属自動
給湯装置。
【請求項６】前記排湯タンク（２０）内に防燃用の不活
性ガスが充填されると共に、エアシリンダ（２３）で駆
動する弁体（２４）によって前記ドレン通路（２１）を
開閉するドレンバルブ（２２）が設けられている請求項
５記載の軽金属自動給湯装置。
【請求項７】前記往復ポンプ（４）の吸込口（２６）
が、前記ポット（１）の底部と平行する水平方向に開口
されている請求項１、２、３、４、５又は６記載の軽金
属自動給湯装置。
【請求項８】前記給湯パイプ（３）の先端に設けた給湯
口（２９）に、その給湯口を開閉するシャッター（３
０）が取り付けられている請求項１、２、３、４、５、
６又は７記載の軽金属自動給湯装置。