JP6015321B2 - 溶融金属攪拌用回転体 - Google Patents
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Description
本発明に係る実施形態1の溶融金属攪拌用回転体(以下、回転体と言う場合がある。)について、図1〜3を参照して説明する。ここで、図1は、本発明に係る第1実施形態の回転体の正断面図、図2は、図1の左側面図、図3は、図1のD部の拡大図である。
本実施形態1においては、中空部1gの一方端には、当該一方端側に開口した開口部を有する大径孔部2iが配置され、大径孔部2iの他方側には、大径孔部2iに連通するようにガス供給用の小径孔部1iが配置されている。また、小径孔部1iのさらに右方(他方)側は、大径孔部2iと同じ内径のガス供給側大径孔部1jが形成されている。なお、大径孔部2iとガス供給側大径孔部1jとは、必ずしも同じ内径とする必要はない。
好ましくは軸部1fと同一の熱膨張係数を有するセラミックス、より好ましくは軸部1fと同一のセラミックスで構成され、半径方向において中央部に貫通孔1tを有する大略円盤形状をなす攪拌部1aは、図1および2に示すように、軸部1fの左端(一方側端部)に挿着され固定されている。攪拌部1aは、軸芯Iの周りに45°の等角度で形成され、放射状に延びた8本の攪拌脚1dを有し、攪拌部1aの回転に伴い攪拌脚1dは溶融金属を攪拌する。
以上に述べた大径孔部2iの半径方向の断面積は、小径孔部1iの断面積の10倍以上とするのが好適である。また、大径孔部2iの軸芯方向の長さE、すなわち図3に示すように、小径孔部1iの一方端側の端面と軸部1fの一方端との距離が、大径孔部2iの直径の0.8倍以上であるのが好適である。
軸部1fおよび好ましくは筒体1hおよび攪拌部1aを構成するセラミックスとしては、溶融金属中における強度を満足すれば酸化物・窒化物・炭化物・硼化物その他各種のセラミックスを使用することができるが、優れた高温強度を有する窒化珪素質セラミックス(窒化珪素セラミックスまたはサイアロンセラミックス)を使用することが好ましい。
図3に示されるように、大径孔部2iの内面に酸化マグネシウム(MgO)または窒化ホウ素(BN)を主体とする層を形成してもよい。好ましくは0.05〜0.5mmの厚みのMgOまたはBNの層を例えばスプレー塗布などで形成することにより、大径孔部2iの内面は溶融金属が濡れにくい状態となる。その結果、溶融金属に浸漬した状態においてガスの供給を停止したときに、上記した小径孔部1iからのガスの放出による大径孔部2iからの溶融金属の排出がより円滑となる。その結果、溶融金属は小径孔部1iに到達することが抑制され、小径孔部1iにおける溶融金属の固化が防止でき、かつ大径孔部2iの内面に溶融金属が付着し、固化することを防止できる。このように大径孔部2iの内面に付着し、固化した溶融金属は、回転体の繰り返しの使用により堆積し、大径孔部2iを閉塞させる可能性があるため、大径孔部2iの内面にMgOまたはBNの層を形成し、溶融金属の濡れ性を低くすることは有効である。
図5には、実施形態2の回転体の正断面図が示され、図1と同一要素には同一符号を付している。図5において、ガス供給側大径孔部1jには、筒体1hと同じ外形で、上記小径孔部1iと同じ内径の小径孔部3iが軸芯方向に延設された筒体3hが配置されている。この小径孔部3iは、小径孔部1iとその中心軸を共通にし、小径孔部1iに連通するように配置されている。本例では、継手部1kが、その底面がOリング1mを介し筒体3hの右端面に当接するように配置されている。また、小径孔部1i、3iにより、上記軸部1fの全長から上記大径孔部2iの長さを除いた長さに渡って小径孔部1iと同じ径のガス通路が形成されている。本実施形態2では、大径孔部2iの容積を小径孔部1iと3iの容積の和で除した値(大径孔部2iの容積/小径孔部1iと3iの容積の和)が0.4以上となるように大径孔部2i、小径孔部1i、3iの各サイズを決定するのが好適である。
図6には、実施形態2の変形例が示され、図1と同一要素には同一符号を付している。図6においては、上記筒体1hと筒体3hとが一体成形されている。この場合、筒体1hと筒体3hとを、上述した筒体1hと同じ材料で形成する。これにより、工業生産上安価に回転体を製造することができる。
Claims (6)
- 両端が開口した中空部を有する筒状の軸部と、前記軸部の一方端に固定された攪拌部と、を有する溶融金属攪拌用回転体であって、前記中空部には、一方端側に配置された大径孔部と、前記大径孔部に連通するように前記大径孔部の他方側に配置されたガス供給用の小径孔部とが形成され、前記大径孔部の断面積は、前記小径孔部の断面積の10倍以上である溶融金属攪拌用回転体。
- 前記小径孔部が前記軸部の全長から前記大径孔部の長さを除いた長さに渡って形成されている請求項1に記載の溶融金属攪拌用回転体。
- 前記大径孔部の容積/前記小径孔部の容積の値が0.4以上である請求項2に記載の溶融金属攪拌用回転体。
- 前記小径孔部の一方端側の端面と軸部の一方端との距離が、大径孔部の直径の0.8倍以上である請求項1または請求項2に記載の溶融金属攪拌用回転体。
- 前記大径孔部の内面にMgOまたはBNを主体とする層が形成されている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の溶融金属攪拌用回転体。
- 前記小径孔部を有する筒体が、前記軸部に形成された中空部に装着されている請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の溶融金属攪拌用回転体。
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