JP3928958B2 - 溶解槽 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶解槽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
メッキ等の表面処理を行うラインには、被処理品の搬入から酸洗い等を行う前処理工程と、メッキ等の表面処理工程と、処理済み品を水洗し搬出する後処理工程とが一連に設置され、連続稼働される連続処理方式があり（例えば、特許文献１〜４等参照）、またこの連続処理方式には、被処理品を収容したバレルを工程順に走行させ、このバレルごと、被メッキ品を各工程の処理槽へ浸漬させるバレル方式がある（例えば、特許文献５、６等参照）。
【０００３】
ところで、図７は、このような連続処理方式で且つバレル方式とされる表面処理ラインの一つで採用される亜鉛メッキ装置１００の一例を示している。この亜鉛メッキ装置１００は、メッキ槽１０１とは別に溶解槽１０２を備え、これらメッキ槽１０１と溶解槽１０２との間で溶解液１０３を循環させることによるジンケート浴を行うタイプである。
メッキ槽１０１には陽極１０５が設けられ、ワーク１０６を装填したバレル１０７が横軸１１６まわりで回転されつつ、これら両陽極１０５の相互間を通り抜けるようになっている。このときバレル１０６は陰極を兼ねる。
【０００４】
溶解槽１０２には、カゴ状の収納器１０８を介して亜鉛等の溶解素材１０９が入れられ、苛性ソーダ等の溶解原液１１０が溜められるので、この溶解原液１１０に溶解素材１０９が溶解して亜鉛含有量が所定濃度に調整された溶解液１０３がつくられる。
従って、溶解槽１０２内でつくられた（濃度調整された）溶解液１０３がポンプ１１２により供給管１１３を介してメッキ槽１０１へ送られ、またメッキ槽１０１のオーバーフロー槽１１４から溢れ出る溶解液１０３が回収管１１５を介して溶解槽１０２へ戻されるという循環が行われる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１７６８９８号公報
【特許文献２】
特開平９−１９５０９３号公報
【特許文献３】
特開２０００−１７４９２号公報
【特許文献４】
特開２００１−３４２５９９号公報
【特許文献５】
特開２００２−２１２７９１号公報
【特許文献６】
特開２００１−１３１７９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
溶解槽１０２からは、苛性ソーダ等の溶解原液１１０や濃度調整後の溶解液１０３によって目や鼻、呼吸器系等に刺激を与えるガスが発生する。殊に収納器１０８に溶解素材１０９を補充するに際してこの収納器１０８を溶解原液１１０から引き上げたり、その後に溶解素材１０９を投入したりする作業では、作業者は劣悪な環境下に曝されることになる。そこで、このガスを原因とした作業環境の悪さを改善するため、収容器１０８を機械的に昇降できる構造とさせ、この溶解槽１０２全体をカバーで覆う構造にすることが考えられる。
【０００７】
しかしこれでは溶解槽１０２全体が複雑、大型化し、製作コストが高騰化するということがあった。また、収容器１０８を昇降させることで溶解原液１１０（溶解液１０３の状態を含む）が周辺へ飛散しやすいということがあり、このことが新たな問題となっていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、構造の複雑化、大型化、製作コストの高騰化等を招来することなく、作業環境の改善が図れるようにした溶解槽を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る溶解槽１は、横倒し円筒形状の溶解素材投入用の透水性バレル１１を内部に回転自在に設けた主槽１５と、
この主槽１５の下部に設けられると共にメッキ槽５との間で溶解液の循環を行っている副槽１６と、
主槽１５に対して、前記バレル１１内に溶解液が浸入して金属溶解素材を溶解し溶解液に金属イオンを供給する高水位と、バレル１１内へ溶解液を浸入させないようにしてバレル１１内に金属溶解素材を供給する低水位との間で溶解液の出し入れを可能にする溶解液給排装置１２とを有し、
前記溶解液給排装置１２は、主槽１５から副槽１６に向けて溶解液を流下させる流下管３６に設けられた開閉可能な切替弁３５と、副槽１６から主槽１５に向けて溶解液を吸引させる吸引管３４に設けられたポンプ３３とを有している。
【０００９】
本発明に係る溶解槽１は、このように溶解液給排装置１２によって槽本体１０に対する溶解液の出し入れを行わせることで、槽本体１０内のバレル１１を溶解液中へ浸漬状態にさせたりこの浸漬状態を解除させたりする（溶解液中から引き出す）ものである。これであれば、バレル１１と槽本体１０との位置関係を構造的に固定することができ、昇降機構などは不要になるので、構造の複雑化、大型化、製作コストの高騰化等を招来することはない。また、バレル１１を昇降させる必要がないので、槽本体１０内の溶解液が周辺に飛散するということも防止できる。
【００１０】
また、この溶解槽１は、バレル１１を槽本体１０内で回転させるための回転駆動装置２８が付設されたものとするのが好適である。すなわち、この回転駆動装置２８によってバレル１１を回転させれば、それだけバレル１１内に入れる溶解素材が槽本体１０に溜められる溶解原液と接触する機会が増えることになり、従って溶解率も高くなる。
槽本体１０はバレル１１全体を取り囲むケーシング構造にするのが好適である。この場合、この槽本体１０には、必要に応じて槽本体１０の外部からバレル１１内へ溶解素材を供給可能にするための開閉部２１を設け、これに対してバレル１１には、上記槽本体１０の開閉部２１が開けられたときにこれと連通する連通口２５を設けておく。
【００１１】
このようにすることで、バレル１１に対する溶解素材の供給（補充を含む）が容易となり、またこのときにガスが槽本体１０の外部へ発散するのを可及的に防止できる。
前記主槽１５はその下部に槽設置スペース１８を形成可能にする高さに設置されていると共に副槽１６は主槽１５下の槽設置スペース１８に設置されることで槽本体１０として二階建て構造にすることができる。このうち主槽１５内にバレル１１を設ける。この場合、溶解液給排装置１２は、上記副槽１６から主槽１５へまた主槽１５から副槽１６へ必要量の溶解液を流通させるといった構造にすることができる。
【００１２】
このようにすることで溶解槽１の全体としてその設置面積を可及的に小さく抑えることができ、ラインとしてのコンパクト化にも有益となる。
【００１３】
【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。
図１及び図２は、本発明に係る溶解槽１の第１実施形態を示している。この溶解槽１は、ジンケート浴を行うタイプの亜鉛メッキ装置２において適用されたものとしてあり、供給管３及び回収管４によってメッキ槽５との間が相互連通状態に接続されている。供給管３にはポンプ６及び濾過器７が設けられ、メッキ槽５と回収管４との接続部分にはオーバーフロー槽８が設けられている。
【００１４】
この溶解槽１は、槽本体１０とバレル１１と溶解液給排装置１２とを有している。また槽本体１０は主槽１５と副槽１６とを有している。このうち主槽１５は脚フレーム１７によって持ち上げられて、その下部に槽設置スペース１８が形成されており、この槽設置スペース１８に上記副槽１６が設置されることにより、この槽本体１０全体が二階建て構造を成すようになっている。そして上記したバレル１１は、このうち主槽１５の内部に収納されている。
主槽１５は材質面及び構造面で槽内部に溶解液を溜めることができ、且つその内部に収容するバレル１１を全体的に取り囲むことができるケーシング構造とされている。図例では横倒した円筒形としてあり、一端側にはメンテナンス等以外では閉塞状態に固定された閉塞盤２０が設けられ、他端側には必要に応じて一部又は全部を開閉（又は着脱）することのできる開閉部２１が設けられている。なお開閉部２１は、その閉塞状態では主槽１５からの漏水が起こらないようにパッキン等によって適宜防水処理がなされている。そしてそのうえで、迅速且つ容易に開閉（又は着脱）できる構造となっている。
【００１５】
副槽１６についても材質面及び構造面で槽内部に溶解液を溜めることができる構造とされている。図例では上部を開口させた箱形の槽部２３に対し、その上部開口に蓋２４を被せて密閉できるようにしてある。
バレル１１は、その内部へ亜鉛等の溶解素材を入れることができる構造とされており、その外周面は網材や多孔板等により形成されて、内部へ入れた溶解素材は固形のままこぼれ出ることはないが、透水性は得られるようにしてある。図例では槽本体１０の主槽１５内に収納可能な大きさ及び形状とするために、この主槽１５より一回り径小の横倒した円筒形とした。その他、多角形の筒形等としてもよい。
【００１６】
このバレル１１には、主槽１５の開閉部２１を開けたときにこれと連通する連通口２５が設けられている。この連通口２５には、主槽１５の開閉部２１を開けた状態で開閉することのできる蓋（図示略）を設けておいてもよい。またこのバレル１１は、主槽１５の外部に設けられた回転駆動装置２８により、この主槽１５内で回転可能になっている。本実施形態においてこの回転駆動装置２８は、例えば主槽１５の閉塞盤２０を貫通してバレル１１の一端部に連結された回転軸２９を、歯車列やチェン等の伝動手段３０を介してモータ３１で回転させる構造とすればよい。
【００１７】
溶解液給排装置１２は、ポンプ３３が設けられた吸引管３４と切替弁３５が設けられた流下管３６とを有している。
吸引管３４は逆Ｌ字型に折曲されており、その下端部を副槽１６内の底部近傍まで垂下させると共に上端部を主槽１５における閉塞盤２０へ貫通させた状態で配管されている。この吸引管３４の上端部は吐出端とされるが、図示したようにバレル１１内まで突き刺しておくのがよい。本実施形態ではバレル１１を回転駆動装置２８によって回転させるので、主槽１５における閉塞盤２０の中央部を貫通している回転軸２９として中空軸を用い、この回転軸２９の中空部へ吸引管３４の上端部を差し入れてある。勿論、この回転軸２９の中空部内面と吸引管３４の外周面との間は、メカシール等の採用によって相対回転を許容しつつ適宜防水処理が施されているものとする。これに対して流下管３６は、主槽１５の下面から垂下する短管とされており、副槽１６の蓋２４を貫通してその下端部が副槽１６内へ連通したものとされている。
【００１８】
このような構成の溶解槽１において、いま、メッキ槽５からオーバーフロー槽８及び回収管４を介して槽本体１０の副槽１６へ溶解液が取り込まれ、この副槽１６に所定水位まで溶解液が溜められているとする。そこで溶解液給排装置１２においてポンプ３３を作動させると共に切替弁３５を開栓状態にし、また回転駆動装置２８を作動させる。
ポンプ３３の作動によって副槽１６内の溶解液は吸引管３４を介して主槽１５内へ吸い上げられ、この主槽１５から流下管３６を介して副槽１６へ溶解液が流下するといった循環流が起こり、必要に応じてポンプ３３のオン・オフ切り替えや切替弁３５の開閉切り替えを行うことで、主槽１５内の溶解液はバレル１１を半没乃至水没させるような高水位（満水を含む）に維持される。
【００１９】
吸引管３４の上端部（吐出端）は、主槽１５内においてバレル１１内へ差し入れられているため、主槽１５内へ吐出される溶解液はバレル１１内の溶解素材へ直接かけられ、それだけ溶解素材の溶解は促進される。またバレル１１が回転されることで、溶解素材と溶解液とが接触する機会はますます高まり、溶解も更に促進される。このようにして主槽１５内では溶解液が高効率のうちに所定濃度に調整され、結果、この主槽１５と副槽１６との間で溶解液の循環流が起きていることに伴って副槽１６内の溶解槽も所定濃度に調整されることになる。
【００２０】
従って、この状態で副槽１６とメッキ槽５との間を繋ぐ供給管３のポンプ６を作動させれば、これら副槽１６とメッキ槽５とで溶解液の循環が行われ、メッキ槽５には常に所定濃度に調整された溶解液が供給されることになる。
主槽１５内のバレル１１に入れた溶解素材の溶解が進み、この溶解素材の補充が必要になったときには、溶解液給排装置１２のポンプ３３を停止させる。これにより主槽１５内の溶解液は流下管３６を介して副槽１６へ流下する一方となり、この主槽１５内の水位はバレル１１内へ溶解液が浸入しない低水位（水位ゼロを含む）まで低下する。このようにしたうえで、主槽１５の開閉部２１を開き、ここからバレル１１内へ新たに溶解素材を供給する。開閉部２１を開いても、主槽１５内の溶解液は少量又は皆無であるので目や鼻、呼吸器系等に刺激を与えるガスが漏洩し周辺に拡散するといったことも殆どない。この溶解素材の供給が終われば、開閉部２１を閉じ、再びポンプ３３を作動させる。
【００２１】
ポンプ３３の作動によって主槽１５内には副槽１６から溶解液が吸い上げられる状態が戻る。従って、主槽１５内で溜まる溶解液は再びバレル１１を半没乃至水没させるような高水位になり、バレル１１内の溶解素材を溶解させる状態となる。なお、副槽１６内の溶解液が減少してきた場合は、新たに苛性ソーダ等の溶解原液を補充すればよい。
このように、本発明の溶解槽１では、溶解液給排装置１２により、槽本体１０の主槽１５に対する溶解液の出し入れを行わせることで、主槽１５内においてバレル１１（溶解素材）を溶解液中へ浸漬状態にさせたりこの浸漬状態を解除させたりするものである。
【００２２】
図３及び図４は、本発明に係る溶解槽１の第２実施形態を示している。この第２実施形態の溶解槽１は、槽本体１０が単槽構成となっている。そのため、この槽本体１０自体が供給管３及び回収管４によってメッキ槽５（図示略）との間を相互連通状態に接続されており、これら供給管３及び回収管４を介したメッキ槽５との溶解液の出し入れを行うものとして、溶解液給排装置１２が構成されていることになる。
すなわち、この第２実施形態の溶解液給排装置１２は、メッキ槽５から回収管４を介して槽本体１０に溶解液を回収したり別途、苛性ソーダ等の溶解原液を補充したりして溶解液の供給過多状態にすることで、この槽本体１０内を、バレル１１内に溶解液が浸入するような高水位Ｈ１にする制御と、この槽本体１０から供給管３を介してメッキ槽５へ溶解液を供給する状態を過多にすることで、この槽本体１０内を、バレル１１内に溶解液が浸入しないような低水位Ｈ２にする制御とを行う構成になっている。
【００２３】
なお、この第２実施形態の溶解槽１において、槽本体１０は上部が開口した箱形とされ、この上部開口は前半部が上下揺動自在な蓋４０とされて、この蓋４０の開閉によって槽本体１０としての開閉部２１が形成されるようになっている。またバレル１１は多角形の横倒した筒形としてあり、その外周面の一面に扉４１付きの連通口２５が設けられ、この連通口２５を介して槽本体１０の開閉部２１との連通が可能になっている。
図５は、本発明に係る溶解槽１の第３実施形態を示している。この第３実施形態の溶解槽１も槽本体１０が単槽構成となっている。また、回転駆動装置２８の回転軸２９は縦軸となっており、これにより槽本体１０内ではバレル１１が水平回転するようになっている。
【００２４】
なお、これに伴い、槽本体１０及びバレル１１は、共にそれらの上部が開口した有底円筒形とされ、槽本体１０にはその上部開口を開閉可能な蓋４３が設けられて、これで開閉部２１が形成されていると共に、バレル１１の上部開口は蓋無しで開放されたまま、連通口２５を形成するものとなっている。
図６は、本発明に係る溶解槽１の第４実施形態を示している。この第４実施形態の溶解槽１では、回転駆動装置２８の回転軸２９が傾斜軸となっており、これにより槽本体１０内では、バレル１１が作業者が溶解素材を供給し易くなる方向に傾いたまま、回転するようになっている。なお、バレル１１内には、攪拌翼４５を設けて、回転による溶解素材の攪拌を行わせ、溶解の促進を図ってある。
【００２５】
ところで、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、亜鉛のジンケート浴を行うメッキ装置で採用可能な溶解槽において、構造の複雑化、大型化、製作コストの高騰化等を招来することなく、作業環境の改善が図れた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る溶解槽の第１実施形態を示した正面図である。
【図２】 図１に対応する右側面図である。
【図３】 本発明に係る溶解槽の第２実施形態を示した斜視図である。
【図４】 図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】 本発明に係る溶解槽の第３実施形態を示した斜視図である。
【図６】 本発明に係る溶解槽の第４実施形態を示した正面断面図である。
【図７】 従来の亜鉛メッキ装置の一例を示した正面図である。
【符号の説明】
１ 溶解槽
１０ 槽本体
１１ バレル
１２ 溶解液給排装置
１５ 主槽
１６ 副槽
１８ 槽設置スペース
２１ 開閉部
２５ 連通口
２８ 回転駆動装置

Claims (4)

1. 横倒し円筒形状の溶解素材投入用の透水性バレル（１１）を内部に回転自在に設けた主槽（１５）と、
   この主槽（１５）の下部に設けられると共にメッキ槽（５）との間で溶解液の循環を行っている副槽（１６）と、
   主槽（１５）に対して、前記バレル（１１）内に溶解液が浸入して金属溶解素材を溶解し溶解液に金属イオンを供給する高水位と、バレル（１１）内へ溶解液を浸入させないようにしてバレル（１１）内に金属溶解素材を供給する低水位との間で溶解液の出し入れを可能にする溶解液給排装置（１２）とを有し、
   前記溶解液給排装置（１２）は、主槽（１５）から副槽（１６）に向けて溶解液を流下させる流下管（３６）に設けられた開閉可能な切替弁（３５）と、副槽（１６）から主槽（１５）に向けて溶解液を吸引させる吸引管（３４）に設けられたポンプ（３３）とを有していることを特徴とする溶解槽。
2. 前記バレル（１１）を槽本体（１０）内で回転させるための回転駆動装置（２８）が付設されていることを特徴とする請求項１記載の溶解槽。
3. 前記槽本体（１０）はバレル（１１）全体を取り囲むケーシング構造になっており、必要に応じて槽本体（１０）の外部からバレル（１１）内へ溶解素材を供給可能にするための開閉部（２１）が設けられ、バレル（１１）には上記槽本体（１０）の開閉部（２１）が開けられたときにこれと連通する連通口（２５）が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の溶解槽。
4. 前記主槽（１５）はその下部に槽設置スペース（１８）を形成可能にする高さに設置されていると共に副槽（１６）は主槽（１５）下の槽設置スペース（１８）に設置されることで槽本体（１０）として二階建て構造になっており、前記溶解液給排装置（１２）は上記副槽（１６）から主槽（１５）へまた主槽（１５）から副槽（１６）へ必要量の溶解液を流通させる構造となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の溶解槽。

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