JP3744865B2

JP3744865B2 - 容器

Info

Publication number: JP3744865B2
Application number: JP2002061041A
Authority: JP
Inventors: 等水野; 浩二伊与田; 徹樹神; 毅安部
Original assignee: Hoei Shokai Co Ltd
Current assignee: Hoei Shokai Co Ltd
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2022-02-12
Also published as: JP2003230954A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば溶融したアルミニウムの運搬に用いられる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数のダイキャストマシーンを使ってアルミニウムの成型が行われる工場では、工場内ばかりでなく、工場外からアルミニウム材料の供給を受けることが多い。この場合、溶融した状態のアルミニウムを貯留した取鍋を材料供給側の工場から成型側の工場へと搬送し、溶融した状態のままの材料を各ダイキャストマシーンへ供給することが行われている。
【０００３】
従来から用いられている取鍋は、溶融金属が貯留される容器本体の側壁に供給用の配管を取り付けたいわば急須のような構造で、かかる取鍋を傾けることにより配管から成型側の保持炉に溶融金属を供給することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような取鍋では、例えば取鍋の傾斜をフォークリフトを用いて行っており、そのような作業は必ずしも安全なものとはいえなかった。また、取鍋を傾斜させるためにフォークリフトに回動機構を設ける必要があるため、構成が特殊となり、さらにそのような操作のためにフォークリフトの操作に熟練した作業者が必要とされる、という課題があった。
【０００５】
そのため、本発明者等は、圧力差を利用した溶融金属の供給システムを提唱している。このシステムは、密閉された容器に外部に溶融金属を導出するための配管を設け、さらにこの容器に加圧気体を供給するための配管を接続し、容器内を加圧することで金属導出用の配管から外部の例えば成型側の保持炉に溶融金属を導出している。
【０００６】
本発明の目的は、このような圧力差を利用した溶融金属の供給システムにおける容器において、より小さな圧力で容器内の溶融金属を外部に導出することができる容器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明の主たる観点に係る容器は、溶融アルミニウムを収容することができ、内外の圧力差を調節することにより、外部へ溶融アルミニウムを供給することが可能で、運搬車輌により搭載されてユースポイントまで搬送される容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、かつ、前記容器内の底部付近に開口を有し、当該容器の配管取付部の上部に向かう流路を内在するライニングと、前記配管取付部に取付けられ、前記流路に連通する第１の配管とを具備し、前記第１の配管のうち前記外部に導出される溶融アルミニウムが上方に向けて流れる部分の内径は、６５ｍｍ〜８５ｍｍであることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、前記第１の配管のうち前記外部に導出される溶融アルミニウムが上方に向けて流れる部分の内径は、７０ｍｍであることがより好ましい。
【０００９】
前記流路の内径は、６５ｍｍ〜８５ｍｍであることが好ましく、更に前記流路の内径は、７０ｍｍであることがより好ましい。
【００１０】
また、前記第１の配管は、金属の内側にライニングを形成して構成されることが好ましい。
【００１１】
そして、前記ライニングは、耐火材と断熱材とを積層して構成されることがよし好ましい。
【００１２】
本発明では、前記容器は、有底で上部に第１の開口を有する円筒形状の容器本体と、前記第１の開口よりも小径の第２の開口をほぼ中央に有し、前記第１の開口を塞ぐ蓋と、前記第２の開口に対して開閉自在に、かつ、前記蓋の上面部側に設けられ、前記容器内に加圧気体を導入するための通路が設けられたハッチとを具備することが好ましい形態である。
【００１３】
そして、前記通路には、前記容器内に加圧気体を導入するための第２の配管が接続されていることがより好ましい。
【００１４】
本発明では、前記第１の配管は、２以上の配管部材を連結して構成されることが好ましい。
【００１５】
また、前記第１の配管は、逆Ｕ字の形状を有するように構成してもよい。
【００１６】
配管内部を流通する溶融金属の流速は外側のほうが大きく内側の方が小さい。したがって配管に急な折れ曲がり部があると、配管外周側のライニングが摩耗しやすい。本発明においては逆Ｕ字の形状の配管を採用することにより、配管の内部の領域が配管の単位長さ当りほぼ一定の容積を有する連続領域となる。そして溶融金属はこのような連続領域を乱流等を生じることもなくよりスムーズ流通することになる。従って、溶融金属と配管内部の摩擦及び衝撃が軽減され、配管の耐久性が向上することになる。配管に穿孔が開くと、加圧された高温の溶融金属が吹き出したりして危険である。本発明では穿孔ができにくくなるので、安性性も向上することができる。
【００１７】
本発明において、前記配管は、溶融金属の流路（第１の流路）を内在したライニングを有している。ライニングとは、配管に施された、内張のことであり、溶融金属の保持機能と保温機能、また配管の金属部分の保護機能とを有するものである。従って、溶融金属の受湯時や給油時における溶融金属の温度低下を抑えることができる。
【００１８】
また、本発明の前記流路の有効内径は、約５０ｍｍより大きく、約１００ｍｍより小さいことが好ましく、より好ましくは６５ｍｍ〜８５ｍｍ程度、更に好ましくは７０ｍｍ〜８０ｍｍ程度、最も好ましくは８０ｍｍである。これは発明者らが流路の径と圧送に必要な圧力との関係を調べた結果得られた知見である。
【００１９】
本発明は、前記ライニングの厚みが内周側よりも外周側が厚いものである。溶融金属が流路を流通するときには、遠心力により、流路の内周側よりも外周側に大きな摩擦及び衝撃の力が加わり、また外周側の方が溶融金属の角運動量が大きくなる。よって、ライニングの消耗は内周側よりも外周側の方が激しいこととなる。そこで外周側のライニングを内周側のライニングよりも厚くすることにより、相対的に配管の耐久性が向上することになる。このようなライニングは、断熱材の表面に耐火材を形成して構成され、前記耐火材の厚さを厚くすることで、外周側のライニングの厚さを内周側のライニングの厚さよりも厚くしている。耐火材は断熱材よりも密度、熱伝導率が高いものを用いる。耐火材としては例えば緻密質の耐火系セラミック材料をあげることができる。また断熱材としては、断熱キャスター、ボード材料など断熱系のセラミック材料をあげることができる。
【００２０】
本発明は、前記配管の前記容器本体との接続部分の外周を包囲するように保温部材が形成されている。これにより、配管を流通する溶融金属の温度低下を更に抑えることができる。特に、配管の上記接続部分近傍は溶融金属が冷えやすくしかも容器搬送の際に液面が丁度揺れる位置にあるので、溶融金属が固化することが多かった。これに対して本発明では、配管の接続部の近傍を断熱部材により包囲することでこの位置における溶融金属の固化を防止することができる。
【００２１】
本発明は、前記配管は、２以上の配管部材を連結して構成したものである。これにより、配管の一部分が破損、消耗等したときに、当該部分だけを新しいものに変更することができる。従って、配管全体を取り替える必要がなく経済的かつ合理的である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２３】
図１は一実施形態に係る金属供給システムの全体構成を示す図である。
【００２４】
同図に示すように、第１の工場１０と第２の工場２０とは例えば公道３０を介して離れた所に設けられている。
【００２５】
第１の工場１０には、ユースポイントとしてのダイキャストマシーン１１が複数配置されている。各ダイキャストマシーン１１は、溶融したアルミニウムを原材料として用い、射出成型により所望の形状の製品を成型するものである。その製品としては例えば自動車のエンジンに関連する部品等を挙げることができる。また、溶融した金属としてはアルミニウム合金ばかりでなくマグネシウム、チタン等の他の金属を主体とした合金であっても勿論構わない。各ダイキャストマシーン１１の近くには、ショット前の溶融したアルミニウムを一旦貯留する保持炉（手元保持炉）１２が配置されている。この保持炉１２には、複数ショット分の溶融アルミニウムが貯留されるようになっており、ワンショット毎にラドル１３或いは配管を介して保持炉１２からダイキャストマシーン１１に溶融アルミニウムが注入されるようになっている。また、各保持炉１２には、容器内に貯留された溶融アルミニウムの液面を検出する液面検出センサ（図示せず）や溶融アルミニウムの温度を検出するための温度センサ（図示せず）が配置されている。これらのセンサによる検出結果は各ダイキャストマシーン１１の制御盤もしくは第１の工場１０の中央制御部１６に伝達されるようになっている。
【００２６】
第１の工場１０の受け入れ部には、後述する容器１００を受け入れるための受け入れ台１７が配置されている。受け入れ部の受け入れ台１７で受け入れられた容器１００は、配送車１８により所定のダイキャストマシーン１１まで配送され、容器１００から保持炉１２に溶融アルミニウムが供給されるようになっている。供給の終了した容器１００は配送車１８により再び受け入れ部の受け入れ台１７に戻されるようになっている。
【００２７】
第１の工場１０には、アルミニウムを溶融して容器１００に供給するための第１の炉１９が設けられており、この第１の炉１９により溶融アルミニウムが供給された容器１００も配送車１８により所定のダイキャストマシーン１１まで配送されるようになっている。
【００２８】
第１の工場１０には、各ダイキャストマシーン１１において溶融アルミニウムの追加が必要になった場合にそれを表示する表示部１５が配置されている。より具体的には、例えばダイキャストマシーン１１毎に固有の番号が振られ、表示部１５にはその番号が表示されており、溶融アルミニウムの追加が必要になったダイキャストマシーン１１の番号に対応する表示部１５における番号が点灯するようになっている。作業者はこの表示部１５の表示に基づき配送車１８を使って容器１００をその番号に対応するダイキャストマシーン１１まで運び溶融アルミニウムを供給する。表示部１５における表示は、液面検出センサによる検出結果に基づき、中央制御部１６が制御することによって行われる。
【００２９】
第２の工場２０には、アルミニウムを溶融して容器１００に供給するための第２の炉２１が設けられている。容器１００は例えば容量、配管長、高さ、幅等の異なる複数種が用意されている。例えば第１の工場１０内のダイキャストマシーン１１における保持炉１２の容量等に応じて、容量の異なる複数種がある。しかしながら、容器１００を１種類に統一して規格化しても勿論構わない。
【００３０】
この第２の炉２１により溶融アルミニウムが供給された容器１００は、フォークリフト（図示せず）により搬送用のトラック３２に載せられる。トラック３２は公道３０を通り第１の工場１０における受け入れ部の受け入れ台１７の近くまで容器１００を運び、これらの容器１００はフォークリフト（図示せず）により受け入れ台１７に受け入れられるようになっている。また、受け入れ部にある空の容器１００はトラック３２により第２の工場２０へ返送されるようになっている。
【００３１】
第２の工場２０には、第１の工場１０における各ダイキャストマシーン１１において溶融アルミニウムの追加が必要になった場合にそれを表示する表示部２２が配置されている。表示部２２の構成は第１の工場１０内に配置された表示部１５とほぼ同様である。表示部２２における表示は、例えば通信回線３３を介して第１の工場１０における中央制御部１６が制御することによって行われる。なお、第２の工場２０における表示部２２においては、溶融アルミニウムの供給を必要とするダイキャストマシーン１１のうち第１の工場１０における第１の炉１９から溶融アルミニウムが供給されると決定されたダイキャストマシーン１１はそれ以外のダイキャストマシーン１１とは区別して表示されるようになっている。例えば、そのように決定されたダイキャストマシーン１１に対応する番号は点滅するようになっている。これにより、第１の炉１９から溶融アルミニウムが供給されると決定されたダイキャストマシーン１１に対して第２の工場２０側から誤って溶融アルミニウムを供給するようなことをなくすことができる。また、この表示部２２には、上記の他に中央制御部１６から送信されたデータも表示されるようになっている。
【００３２】
次に、このように構成された金属供給システムの動作を説明する。
【００３３】
中央制御部１６では、各保持炉１２に設けられた液面検出センサを介して各保持炉１２における溶融アルミニウムの量を監視している。ここで、ある保持炉１２で溶融アルミニウムの供給の必要性が生じた場合に、中央制御部１６は、その保持炉１２の「固有の番号」、その保持炉１２に設けられた温度センサにより検出された保持炉１２の「温度データ」、その保持炉１２の形態（後述する。）に関する「形態データ」、その保持炉１２から溶融アルミニウムがなくなる最終的な「時刻データ」、公道３０の「トラフィックデータ」、その保持炉１２で要求される溶融アルミニウムの「量データ」及び「気温データ」等を、通信回線３３を介して第２の工場２０側に送信する。第２の工場２０では、これらのデータを表示部２２に表示する。これらの表示されたデータに基づき作業者が経験的に上記保持炉１２から溶融アルミニウムがなくなる直前に保持炉１２に容器１００が届き、且つその時の溶融アルミニウムが所望の温度となるように該第２の工場２０からの容器１００の発送時刻及び溶融アルミニウムの発送時の温度を決定する。或いはこれらのデータを例えばパソコン（図示せず）に取り込んで所定のソフトウェアを用いて上記保持炉１２から溶融アルミニウムがなくなる直前に保持炉１２に容器１００が届き、且つその時の溶融アルミニウムが所望の温度となるように該第２の工場２０からの容器１００の発送時刻及び溶融アルミニウムの発送時の温度を推定してその時刻及び温度を表示するようにしてもよい。或いは推定された温度により第２の炉２１を自動的に温度制御しても良い。容器１００に収容すべき溶融アルミニウムの量についても上記「量データ」に基づき決定してもよい。
【００３４】
発送時刻に容器１００を載せたトラック３２が出発し、公道３０を通り第１の工場１０に到着すると、容器１００がトラック３２から受け入れ部の受け入れ台１７に受け入れられる。
【００３５】
その後、受け入れられた容器１００は、受け入れ台１７と共に配送車１８により所定のダイキャストマシーン１１まで配送され、容器１００から保持炉１２に溶融アルミニウムが供給される。
【００３６】
図２に示すように、この例では、レシーバタンク１０１から高圧空気を密閉された容器１００内に送出することで容器１００内に収容された溶融アルミニウムが配管５６から吐出されて保持炉１２内に供給されるようになっている。なお、図２において、１０３は加圧バルブ、１０４はリークバルブである。
【００３７】
ここで、保持炉１２の高さは各種のものがあり、配送車１８に設けられた昇降機構により配管５６の先端が保持炉１２上の最適位置となるように調節可能になっている。しかし、保持炉１２の高さによっては昇降機構だけでは対応できない場合がある。そこで、本システムにおいては、保持炉１２の形態に関する「形態データ」として、保持炉１２の高さや保持炉１２までの距離に関するデータ等を予め第２の工場２０側に送り、第２の工場２０側ではこのデータに基づき最適な形態、例えば最適な高さの容器１００を選択して配送している。なお、供給すべき量に応じて最適な大きさの容器１００を選択して配送してもよい。
【００３８】
次に、このように構成されたシステムに好適な容器（加圧式溶融金属供給容器）１００について、図３〜図６に基づき説明する。図３は容器１００の断面図、図４はその平面図である。また、図５は容器１００の配管５６の断面図、図６はそのＢＢ断面図である。
【００３９】
容器１００は、有底で筒状の本体５０の上部開口部５１に大蓋５２が配置されている。本体５０及び大蓋５１の外周にはそれぞれフランジ５３、５４が設けられており、これらフランジ間をボルト５５で締めることで本体５０と大蓋５１が固定されている。なお、本体５０や大蓋５１は例えば外側が金属（例えば鉄）であり、内側が耐火材により構成され、外側の金属と耐火材との間には断熱材が介挿されている。
【００４０】
本体５０の外周の１箇所には、本体５０内部から配管５６に連通する流路５７が設けられた配管取付部５８が設けられている。
【００４１】
ここで、図７は図３に示した配管取付部５８におけるＡ−Ａ断面図である。
【００４２】
図７に示すように、容器１００の外側は金属のフレーム１００ａ、内側は耐火材１００ｂにより構成され、フレーム１００ａと耐火材１００ｂとの間には耐火材よりも熱伝導率の小さな断熱材１００ｃが介挿されている。そして、流路５７は容器１００の内側に設けられた耐火材１００ｂの中に形成されている。すなわち、流路５７は、容器１００内底部に近い位置から容器１００上面の耐火材１００ｂの露出部まで耐火材１００ｂに内在している。これにより、流路５７は、熱伝導率の大きな耐火部材によって容器内部と分離されている。このような構成を採用することにより、容器内からの放熱が流路に伝わりやすくなる。流路の外側（容器内とは反対側）には、耐火部材の外側に断熱材を配している。耐火材は断熱材よりも密度、熱伝導率が高いものを用いる。耐火材としては例えば緻密質の耐火系セラミック材料をあげることができる。また断熱材としては、断熱キャスター、ボード材料など断熱系のセラミック材料をあげることができる。
【００４３】
配管取付部５８における流路５７は、本体５０内周の該容器本体底部５０ａに近い位置に設けられた開口５７ａを介し、該本体５０外周の上部５７ｂに向けて延在している。この配管取付部５８の流路５７に連通するように配管５６が固定されている。
【００４４】
配管５６は逆Ｕ字状の形状を有している。配管５６のフレーム７８ａは例えば鉄などの金属からなり、その内部には、内張りとしてライニングが形成されており、このライニングは、耐火材７５を有している。そしてこのライニングの内側が溶融金属の流路７２として形成されている。耐火材７５としては例えば緻密質の耐火系セラミック材料をあげることができる。
【００４５】
また、このように配管５６を逆Ｕ字状とし、これに対応して流路７２を逆Ｕ字状の形状とすることにより、配管５６の端部開口５９は下方を向いている。配管５６がこのような形状を有することで溶融金属がスムーズに流路７２を流れるようになる。すなわち、配管５６の内側に不連続な面があるとその位置にぶつかる溶融金属が流れようとして等の理由により、その位置が侵食され、最終的には穴が明く等の不具合がある。これに対して、配管５６の流路７２が逆Ｕ字形状であれば不連続な面がなく、上記のような不具合は発生しない。
【００４６】
配管取付部５８近傍の配管５６の周囲には、この配管５６を包囲するように、保温部材５６ａが配設されている。これにより、配管５６側が流路５７側の熱を奪い、流路５７の温度低下が発生することを極力抑えることができる。特に、配管取付部５８近傍の配管５６の周囲は溶融金属が冷えやすくしかも容器搬送の際に液面が丁度揺れる位置にあるので、溶融金属が固化することが多いのに対して、このように配管取付部５８近傍の配管５６の周囲を保温部材５６ａにより包囲することでこの位置における溶融金属の固化を防止することができる。
【００４７】
流路５７及びこれに続く配管５６の有効内径ｒ（図６参照）はほぼ等しく、６５ｍｍ〜８５ｍｍ程度が好ましい。従来からこの種の配管の内径は５０ｍｍ程度であった。これはそれ以上であると容器内を加圧して配管から溶融金属を導出する際に大きな圧力が必要であると考えられていたからである。これに対して本発明者等は、流路５７及びこれに続く配管５６の内径ｒとしてはこの５０ｍｍを大きく超える６５ｍｍ〜８５ｍｍ程度が好ましく、より好ましくは７０ｍｍ〜８０ｍｍ程度、更には好ましくは流路５７は７０ｍｍ、配管５６の内径ｒは８０ｍｍであることを見出した。
【００４８】
すなわち、溶融金属が流路５７や配管５６を上方に向けて流れる際に、流路５７や配管５６に存在する溶融金属自体の重量及び流路や配管の内壁の粘性抵抗の２つパラメータが溶融金属の流れを阻害する抵抗に大きな影響を及ぼしているものと考えられる。ここで、内径ｒが６５ｍｍより小さいときには流路５７を流れる溶融金属はどの位置においても溶融金属自体の重量と内壁の粘性抵抗の両方の影響を受けているが、内径ｒが６５ｍｍ以上となると流れのほぼ中心付近から内壁の粘性抵抗の影響を殆ど受けない領域が生じ始め、その領域が次第に大きくなる。この領域の影響は非常に大きく、溶融金属の流れを阻害する抵抗が下がり始める。溶融金属を容器内から導出する際に容器内を非常に小さな圧力で加圧すればよくなる。つまり、従来はこのような領域の影響は全く考慮に入れず、溶融金属自体の重量だけが溶融金属の流れを阻害する抵抗の変動要因として考えられており、作業性や保守性等の理由から内径ｒを５０ｍｍ程度としていた。一方、内径ｒが８５ｍｍを超えると、溶融金属自体の重量が溶融金属の流れを阻害する抵抗として非常に支配的となり、溶融金属の流れを阻害する抵抗が大きくなってしまう。本発明者等の試作による結果によれば、７０ｍｍ〜８０ｍｍ程度の内径ｒが容器内の圧力を非常に小さな圧力で加圧すればよく、特に７０ｍｍ、８０ｍｍが標準化及び作業性の観点から最も好ましい。すなわち、配管径は５０ｍｍ、６０ｍｍ７０ｍｍ、、、と１０ｍｍ単位で標準化されており、配管径がより小さい方が取り扱いが容易で作業性が良好だからである。
【００４９】
さて、上記の大蓋５２のほぼ中央には開口部６０が設けられ、開口部６０には取っ手６１が取り付けられたハッチ６２が配置されている。ハッチ６２は大蓋５２上面よりも少し高い位置に設けられている。ハッチ６２の外周の１ヶ所にはヒンジ６３を介して大蓋５２に取り付けられている。これにより、ハッチ６２は大蓋５２の開口部６０に対して開閉可能とされている。また、このヒンジ６３が取り付けられた位置と対向するように、ハッチ６２の外周の２ヶ所には、ハッチ６２を大蓋５２に固定するためのハンドル付のボルト６４が取り付けられている。大蓋５２の開口部６０をハッチ６２で閉めてハンドル付のボルト６４を回動することでハッチ６２が大蓋５２に固定されることになる。また、ハンドル付のボルト６４を逆回転させて締結を開放してハッチ６２を大蓋５２の開口部６０から開くことができる。そして、ハッチ６２を開いた状態で開口部６０を介して容器１００内部のメンテナンスや予熱時のガスバーナの挿入が行われるようになっている。
【００５０】
また、ハッチ６２の中央、或いは中央から少しずれた位置には、容器１００内の減圧及び加圧を行うための内圧調整用の貫通孔６５が設けられている。この貫通孔６５には加減圧用の配管６６が接続されている。この配管６６は、貫通孔６５から上方に伸びて所定の高さで曲がりそこから水平方向に延在している。この配管６６の貫通孔６５への挿入部分の表面には螺子山がきられており、一方貫通孔６５にも螺子山がきられており、これにより配管６６が貫通孔６５に対して螺子止めにより固定されるようになっている。
【００５１】
この配管６６の一方には、加圧用又は減圧用の配管６７が接続可能になっており、加圧用の配管には加圧気体に蓄積されたタンクや加圧用のポンプが接続されており、減圧用の配管には減圧用のポンプが接続されている。そして、減圧により圧力差を利用して配管５６及び流路５７を介して容器１００内に溶融アルミニウムを導入することが可能であり、加圧により圧力差を利用して流路５７及び配管５６を介して容器１００外への溶融アルミニウムの導出が可能である。なお、加圧気体として不活性気体、例えば窒素ガスを用いることで加圧時の溶融アルミニウムの酸化をより効果的に防止することができる。
【００５２】
本実施形態では、大蓋５２のほぼ中央部に配置されたハッチ６２に加減圧用の貫通孔６５が設けられている一方で、上記の配管６６が水平方向に延在しているので、加圧用又は減圧用の配管６７を上記の配管６６に接続する作業を安全にかつ簡単に行うことができる。また、このように配管６６が延在することによって配管６６を貫通孔６５に対して小さな力で回転させることができるので、貫通孔６５に対して螺子止めされた配管６６の固定や取り外しを非常に小さな力で、例えば工具を用いることなく行うことができる。
【００５３】
ハッチ６２の中央から少しずれた位置で前記の加減圧用の貫通孔６５とは対向する位置には、圧力開放用の貫通孔６８が設けられ、圧力開放用の貫通孔６８には、リリーフバルブ（図示を省略）が取り付けられるようになっている。これにより、例えば容器１００内が所定の圧力以上となったときには安全性の観点から容器１００内が大気圧に開放されるようになっている。
【００５４】
大蓋５２には、液面センサとしての２本の電極６９がそれぞれ挿入される液面センサ用の２つの貫通孔７０が所定の間隔をもって配置されている。これらの貫通孔７０には、それぞれ電極６９が挿入されている。これら電極６９は容器１００内で対向するように配置されており、それぞれの先端は例えば容器１００内の溶融金属の最大液面とほぼ同じ位置まで延びている。そして、電極６９間の導通状態をモニタすることで容器１００内の溶融金属の最大液面を検出することが可能であり、これにより容器１００への溶融金属の過剰供給をより確実に防止できるようになっている。
【００５５】
本体５０の底部裏面には、例えばフォークリフトのフォーク（図示を省略）が挿入される断面口形状で所定の長さの脚部７１が例えば平行するように２本配置されている。また、本体５０内側の底部５０ａは、流路５７側が低くなるように全体が傾斜している。これにより、加圧により流路５７及び配管５６を介して外部に溶融アルミニウムを導出する際に、いわゆる湯の残りが少なくなる。また、例えばメンテナンス時に容器１００を傾けて流路５７及び配管５６を介して外部に溶融アルミニウムを導出する際に、容器１００を傾ける角度をより小さくでき、安全性や作業性が優れたものとなる。
【００５６】
このように本実施形態に係る容器１００では、容器１００内の溶融金属に晒されるストークのような部材は不要となるので、ストーク等の部品交換を行う必要はなくなる。また、容器１００内にストークのように予熱を邪魔するような部材は配置されないので、予熱のための作業性が向上し、予熱を効率的に行うことができる。また容器１００に溶融金属を収容した後、溶融金属の表面の酸化物等をすくい取る作業が必要なことが多い。内部にストークがあるとこの作業がやりにくいが、容器１００内部にストークのような構造物がないので作業性を向上することができる。更に、流路５７が熱伝導率の高い耐火材１００ｂに内在されるように構成されているので、容器１００内の熱が流路５７に伝達し易い（特に図７参照）。従って、流路５７を流通する溶融金属の温度低下を極力抑えることができる。
【００５７】
また、本実施形態に係る容器１００では、ハッチ６２に内圧調整用の貫通孔６５を設け、その貫通孔６５に内圧調整用の配管６６を接続しているので、容器１００内に溶融金属を供給する度に内圧調整用の貫通孔６５に対する金属の付着を確認することができる。従って、内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５の詰りを未然に防止することができる。
【００５８】
更に、本実施形態に係る容器１００では、ハッチ６２に内圧調整用の貫通孔６５が設けられ、しかもそのハッチ６２が溶融アルミニウムの液面の変化や液滴が飛び散る度合いが比較的に小さい位置に対応する容器１００の上面部のほぼ中央に設けられているので、溶融アルミニウムが内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５に付着することが少なくなる。従って、内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５の詰りを防止することができる。
【００５９】
更にまた、本実施形態に係る容器１００では、ハッチ６２が大蓋５２の上面部に設けられているので、ハッチ６２の裏面と液面との距離が大蓋５２の裏面と液面との距離に比べて大蓋５２の厚み分だけ長くなる。従って、貫通孔６５が設けられたハッチ６２の裏面にアルミニウムが付着する可能性が低くなり、内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５の詰りを防止することができる。
【００６０】
次に、第２の工場２０における第２の炉２１から容器１００への供給システムを図８に基づき説明する。
【００６１】
図８に示すように、第２の炉２１内には溶融アルミニウムが貯留されている。この第２の炉２１には供給部２１ａが設けられ、この供給部２１ａには吸引管２０１が挿入されている。この吸引管２０１は、供給部２１ａの溶融されたアルミニウムの液面から一端口（吸引管２０１の他方の先端部２０１ｂ）が出没するように配置されている。すなわち、吸引管２０１の一方の先端部２０１ａは第２の炉２１の底部付近まで延在し、吸引管２０１の他方の先端部２０１ｂは供給部２１ａから外側に導出されている。吸引管２０１は、保持機構２０２により基本的には傾斜して保持されている。その傾斜角は例えば垂線に対して１０°程度傾いており、上記容器１００における配管５６の先端部の傾斜と合致するようになっている。この吸引管２０１の先端部２０１ｂは容器１００における配管５６の先端部に接続されるものであり、このように傾斜を合致されることによって吸引管２０１の先端部２０１ｂと容器１００における配管５６の先端部との接続が容易となる。
【００６２】
そして、配管６６に減圧用のポンプ３１３に接続された配管６７を接続する。次に、ポンプ３１３を作動させて容器１００内を減圧する。これにより、第２の炉２１内に貯留されている溶融アルミニウムが吸引管２０１及び配管５６を介して容器１００内に導入される。
【００６３】
本実施形態では、特に、このように第２の炉２１内に貯留されている溶融アルミニウムを吸引管２０１及び配管５６を介して容器１００内に導入するようにしているので、溶融アルミニウムが外部の空気と接触することはない。従って、酸化物が生じることがなく、本システムを用いて供給される溶融アルミニウムは非常に品質が良いものとなる。また、容器１００内から酸化物を除去するための作業は不要となり、作業性も向上する。
【００６４】
本実施形態では、特に、容器１００に対する溶融アルミニウムの導入と容器１００からの溶融アルミニウムの導出を実質的に２本の配管５６、２０１だけを使って行うことができるので、システム構成を非常にシンプルなものとすることができる。また、溶融アルミニウムが外気に接触する機会が激減するので、酸化物の生成をほぼなくすことができる。
【００６５】
図９は以上のシステムを自動車工場に適用した場合の製造フローを示したものである。
【００６６】
まず、図８に示したように、第２の炉２１内に貯留されている溶融アルミニウムを吸引管２０１及び配管５６を介して容器１００内に導入（受湯）する（ステップ５０１）。
【００６７】
次に、図１に示したように、容器１００を公道３０を介してトラック３２により第２の工場２０から第１の工場１０に搬送する（ステップ５０２）。
【００６８】
次に、第１の工場（ユースポイント）１０では、容器１００が配送車１８により自動車エンジン製造用のダイキャストマシーン１１まで配送され、容器１００から保持炉１２に溶融アルミニウムが供給される（ステップ５０３）。
【００６９】
次に、このダイキャストマシーン１１において、保持炉１２に貯留された溶融アルミニウムを用いた自動車エンジンの成型が行われる（ステップ５０４）。
【００７０】
そして、このように成型された自動車エンジン及び他の部品を使って自動車の組み立てが行われ、自動車が完成する（ステップ５０５）。
【００７１】
本実施形態では、上述したように自動車のエンジンが酸化物を殆ど含まないアルミニウム製であるので、性能及び耐久性のよいエンジンを有する自動車を製造することが可能である。
【００７２】
また、本実施形態では、溶融金属と配管５６内部の摩擦及び衝撃が軽減され、配管の耐久性が向上させることができる容器１００を用いて、エンジン成型を行っているため、例えば、配管に亀裂等の欠陥が発生した場合には、容器１００内の溶融金属を酸化させてしまい、エンジンの質を低下させてしまうおそれがあるが、本発明によれば、そのような問題はなく良質なエンジンを製造することができる。
【００７３】
次に、本発明の他の実施形態に係る容器を図１０に基づき説明する。
【００７４】
図１０に示すように、この容器４００の内部は、溶融金属を貯留する貯留室４０１と、外部との間で溶融金属を流通するためのインターフェース部４０２とを備える。
【００７５】
また、貯留室４０１とインターフェース部４０２との間には、これらの間を仕切る壁４０３が設けられている。壁４０３の下部には貯留室４０１とインターフェース部４０２との間における溶融金属の流路となる貫通部４０４が設けられている。
【００７６】
容器４００は最初に示した実施形態と同様にフレーム４０５と断熱材４０６と耐火材４０７の３層構造を有している。ここで、壁４０３は、耐火材４０７と同様の部材から構成されている。例えば、壁４０３及び耐火材４０７は、例えば緻密質の耐火系セラミック材料をあげることができる。
【００７７】
本実施形態に係る容器４００は、このように熱伝導率の高い部材からなる壁４０３を貯留室４０１とインターフェース部４０２との間に介在させることで、貯留室４０１に貯留された溶融金属の熱がこの壁４０３を介してインターフェース部４０２に伝達され、インターフェース部４０２の温度が低下するのを効果的に防止することが可能となる。これにより、溶融金属の受湯時や給湯時における溶融金属の温度低下を極力抑えることができる。
【００７８】
なお、この実施形態における配管や蓋等の構造については最初に示した実施形態と同様の構造であるので、同一の要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００７９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で様々に変形して実施することが可能である。
【００８０】
例えば図１１及び図１２に示すように、配管５６における逆Ｕ字の形状の外周側の厚みｔ１を内周側の厚みｔ２に比べ厚く形成してもよい。このような厚みの比率は、例えば耐火材７５の厚みを調整することにより構成することができる。溶融金属が流路７２を流通するときには、遠心力により、流路７２の内周側よりも外周側に大きな摩擦及び衝撃の力が加わるなどのことがある。よって、ライニングの消耗は内周側よりも外周側の方が激しいこととなる。そこで外周側のライニングを内周側のライニングよりも厚くすることにより、相対的に配管５６の耐久性が向上することになる。
【００８１】
また、図１３に示すように、配管５６を２以上の配管部材により構成しても構わない。この配管５６は、例えば２つの配管部材７８ａ及び７８ｂがそれぞれのフランジ部７９及び８０同士がボルト７６により結合されている。この場合、ボルト７６の代わりに溶接により結合してもよい。この場合、断熱材７３及び耐火材７５等もこの配管部材７８ａ及び７８ｂにそれぞれ対応させて製造し、これら製造された２つの配管部材を結合させることが好ましい。これにより、配管５６の一部分が破損、消耗等したときに、当該部分だけを新しいものに変更することができ、配管全体を取り替える必要がなく経済的かつ合理的である。加えて、配管内で金属の固化による詰まりが発生しても、全体は逆Ｕ字の形状であるが、配管を部分に分解することにより、かかる固化した金属を取り除くことが容易となる。また、このような２つの配管部材７８ａ及び７８ｂを結合する構成とすることにより、この配管５６の製造を容易に行うことができる。すなわち、配管５６の製造は一般に鋳型成型で行うが、本発明の配管５６は逆Ｕ字の形状を有し中空であり、この中空部分の成型はいわゆる「中子」と呼ばれる鋳型を用いて成型される。従って、例えばこの半円状の配管５６を一体形成とすると、この中子の型抜きが困難となる等の不具合が生じるからである。更に、配管部材７８ａ及び７８ｂを成型するための鋳型に対する上記中子の配置の精度を高く維持することも高度な技術を要する。しかし、本発明では、ライニングの厚みが逆Ｕ字の形状の外周側と内周側とで積極的に異なるようにしており、ある程度その中子が内周側に偏っていればよいため、そのような高精度な中子の配置を必要とせず、本発明のライニングも容易に製造できる。
【００８２】
更に、図１４に示すように、配管５の内張りとしてのライニングを断熱材７３及びその表面の耐火材７５からなる２層構造以上としてもよい。この場合、配管５６における逆Ｕ字の形状の外周側の厚みｔ１を内周側の厚みｔ２に比べ厚く形成する際に、強度の観点から耐火材７５の厚さを調整することで厚さの調整を行った方がより好ましい。しかし、勿論ライニングを２層構造以上として厚さをほぼ均一の構造としてもよい。
【００８３】
更に、上記の例では、ライニングの厚みをｔ１>ｔ２としたが、これに加えて、配管５６の端部５９近傍におけるライニングの厚みよりも、配管中央（フランジ部７９及び８０近傍）におけるライニングの厚みを厚くするようにしてもよい。これは、例えば図２に示すように容器１００から保持炉１２への溶融金属の流れによる衝撃を考慮した場合に、端部５９に接続される流路は直線状であり、一方、配管５６は逆Ｕ字状の形状を有する。従って、配管５６の端部５９近傍におけるライニングの厚みよりも、配管中央におけるライニングの厚みを厚くすることにより、ライニングの磨耗を配管５６全体で均一にすることができ、配管５６の一部のみに穴があいたり、亀裂が生じたりする等の不具合を回避することができる。
【００８４】
更に、上記実施形態では、成型物を自動車のエンジンとしたが、これに限らず、本発明のように成型される金属製品であればどのようなものであっても適用可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、配管の交換を行う必要を抑えた容器を提供することができる。更に、溶融金属の受湯時や給油時における溶融金属の温度低下を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に係る金属供給システムの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る容器と保持炉との関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図４】図３に示す容器の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る配管の断面図である。
【図６】図５に示した配管のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る配管を示す断面図である。
【図９】自動車製造までの工程を示すフロー図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る容器を示す断面図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る配管を示す断面図である。
【図１２】図１１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】本発明の更に別の実施形態に係る配管を示す断面図である。
【図１４】ライニングを２層構造にした配管を示す断面図である。
【符号の説明】
５６…配管
５６ａ…保温部材
５８…配管取付部
５９…端部
７２…流路
７５…耐火材
７８ａ、７８ｂ…配管部材
１００、４００…容器

Claims

溶融アルミニウムを収容することができ、内外の圧力差を調節することにより、外部へ溶融アルミニウムを供給することが可能で、運搬車輌により搭載されてユースポイントまで搬送される容器であって、
フレームと、
前記フレームの内側に設けられ、かつ、前記容器内の底部付近に開口を有し、当該容器の配管取付部の上部に向かう流路を内在するライニングと、
前記配管取付部に取付けられ、前記流路に連通する第１の配管とを具備し、
前記第１の配管のうち前記外部に導出される溶融アルミニウムが上方に向けて流れる部分の内径は、６５ｍｍ〜８５ｍｍであることを特徴とする容器。
請求項１に記載の容器であって、
前記第１の配管のうち前記外部に導出される溶融アルミニウムが上方に向けて流れる部分の内径は、７０ｍｍであることを特徴とする容器。
請求項１又は請求項２に記載の容器であって、
前記流路の内径は、６５ｍｍ〜８５ｍｍであることを特徴とする容器。
請求項３に記載の容器であって、
前記流路の内径は、７０ｍｍであることを特徴とする容器。
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の容器であって、
前記第１の配管は、金属の内側にライニングを形成して構成されることを特徴とする容器。
請求項５に記載の容器であって、
前記ライニングは、耐火材と断熱材とを積層して構成されることを特徴とする容器。
請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の容器であって、
前記容器は、
有底で上部に第１の開口を有する円筒形状の容器本体と、
前記第１の開口よりも小径の第２の開口をほぼ中央に有し、前記第１の開口を塞ぐ蓋と、
前記第２の開口に対して開閉自在に、かつ、前記蓋の上面部側に設けられ、前記容器内に加圧気体を導入するための通路が設けられたハッチと
を具備することを特徴とする容器。
請求項７に記載の容器であって、
前記通路には、前記容器内に加圧気体を導入するための第２の配管が接続されていることを特徴とする容器。
請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載の容器であって、
前記第１の配管は、２以上の配管部材を連結して構成されることを特徴とする容器。
請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の容器であって、
前記第１の配管は、逆Ｕ字の形状を有することを特徴とする容器。