JP2004268138A

JP2004268138A - 安全装置及び溶融金属搬送方法

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Publication number: JP2004268138A
Application number: JP2003433859A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Mizuno; 等水野; Narumi Ichikawa; 成海市川; Kazunori Suzuki; 和則鈴木; Koji Iyoda; 浩二伊与田; Kenji Noguchi; 賢次野口; Takeshi Abe; 毅安部; Koichi Muraoka; 孝一村岡
Original assignee: Hoei Shokai Co Ltd
Current assignee: Hoei Shokai Co Ltd
Priority date: 2002-12-28
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP3574128B2

Abstract

【課題】
外部との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部を有する安全装置であって、流通規制部が詰まった場合でも大気開放することなく容器から取り外すことを防止することができる技術の提供。
【解決手段】
安全装置１を配管１６６のプラグ７１から外すときにレバー４３を下方向に回転させないと、ソケット２１がカバー７１によって囲繞されていることから、作業者がスリーブ２５を動かすことができず、配管１６６のプラグ７１から安全装置１のソケット２１を外すことはできない。よって、安全装置１が容器１００内の圧力によって飛び跳ねるようなことはなくなり、安全性をさらに高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば溶融金属を収容し加圧により外部に溶融金属を供給する容器に使われる安全装置及び溶融金属搬送方法に関する。

多数のダイキャストマシーンを使ってアルミニウム（アルミニウム合金を含む、以下同じ）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。従来はインゴットでの材料供給が一般的であった。近年、溶融した状態のアルミニウムを収容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一般化しつつある。

従来の取鍋は、溶融金属が貯留される容器本体の側壁に供給用の注ぎ口を取り付けたいわば急須のような構造である。かかる取鍋を傾けることにより、溶融金属は注ぎ口から成型側の保持炉へ供給される。

しかしながら、従来の取鍋では、例えば取鍋の傾斜をフォークリフトを用いて行っている。そのような作業は必ずしも安全とはいえなかった。また、取鍋を大きく傾動（傾斜・回転動作）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。このため、フォークリフトの構成が特殊となる。更に取鍋の傾け操作のためには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。

そこで、容器内に圧力を加えることで保持炉に溶融金属を供給するシステムが提唱されている。このような差圧式の容器を採用することで、安全性や作業性が向上するばかりか、より細やかな供給サービスが可能となる。
実開平３−３１０６３号、第１図参照

このような容器を運搬するような場合、容器の加圧気体供給部への接続孔から溶融金属が漏れ出ないように、この孔を塞ぐ必要がある。孔を塞いで容器を密閉した場合、容器内の圧力が気体の熱膨張等により上昇することがある。その結果、溶融金属吐出用の配管から不意に溶融金属が吐出する、という問題が生じる場合がある。容器のライニングの乾燥が不十分な場合、水分の気化による容器内圧力上昇の問題は顕著となる。

これに対して、本発明者らは、外部との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部を有する安全装置を容器の加圧気体供給部の接続孔に着脱自在とし、この安全装置を接続孔に装着して容器を運搬する技術を提唱している。この場合に流通規制部が詰まったときに備えて弁の切り替えにより安全装置内部を大気に開放することが考えられるが、流通規制部が詰まりしかも弁の切り替えを忘れた場合に問題がある。すなわち、そのような場合に、容器内が加圧状態にある可能性があり、そのような状態で容器から安全装置を取り外そうとしたときに安全装置が飛び跳ねる危険性があるからである。

本発明は、このような課題に対処してなされたもので、外部との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部を有する安全装置であって、流通規制部が詰まった場合でも大気開放することなく容器から取り外すことを防止することができる安全装置及び溶融金属搬送方法を提供することを目的としている。

かかる課題を解決するため、本発明の主たる観点に係る安全装置は、気体を流通させ、インターフェース部を有する配管と、前記配管のインターフェース部を介して着脱可能に接続され、配管内と大気との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部と、前記配管に接続された大気に対する開放通路と、前記開放通路上に介挿され、レバーの操作に応じて前記開放通路と大気との間の開閉を行う開閉弁と、少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞することができるカバーと、前記開閉弁が閉じているとき、前記カバーが少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞する位置にあり、かつ、前記開閉弁が開いているとき、前記カバーが前記インターフェース部の外周部を囲繞しない位置にあるように、前記レバーの操作と連動して前記カバーの位置を変える連結部材とを具備することを特徴とするものである。

本発明では、レバーの操作と連動して、開放弁が閉じているときにカバーがソケットの外周部を囲繞し、作業者等のインターフェース部へのアクセスが阻害される位置にあるようにカバーの位置を変えている。したがって、開放弁が閉じているときにソケットが相手方のプラグから外されることはない。よって、外部との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部を有する安全装置であって、流通規制部が詰まった場合でも大気開放することなく容器から取り外すことを防止することができる。

なお流通規制部は例えば溶融アルミニウム合金の流通に対する抵抗となれば所定の効果を奏する（溶融アルミニウム合金の流通を完全に制止できなくとも、流出速度が遅くなる）。流通規制部としては例えば各種フィルタ部材、濾過部材等をあげることができる。また流通規制部は、溶融金属が流通しようとしたときに溶融金属の熱を奪ってその粘性を高めるか或いは固化させる規制部材を有することが好ましい形態である。このような規制部材としては、例えば空気は通過させるが、溶融したアルミニウムの通過への抵抗が大きい部材であり、例えばスチールウール、スチールたわし、セラミックファイバーを成形したもの、焼結金属の成型品、多孔質セラミクス、メタルに細い孔やオリフィスを設けた部材を挙げることができる。スチールウール、スチールたわしやセラミクスファイバーは、焼結金属、焼結ベントやセラミクス等と比して安価である。また焼結金属やセラミクスは栓に固定され交換が容易ではない。一方スチールウールやセラミクスファイバーの場合には交換可能性が高く、メンテナンスが容易である。しかし規制部材はこれらに限定されるものではない。いずれにせよ本発明に係る規制部材は、空気や水蒸気などの気体については十分に抵抗が小さく、溶融したアルミニウム合金等の溶融金属に対しては空気に対するよりも抵抗が大きくなるようなものである。

本発明の別の観点にかかる安全装置は、溶融金属を収容し、内部を加圧気体により加圧して前記溶融金属を外部へ供給することができる気密型の容器の安全装置であって、前記容器に接続された、前記加圧気体を前記容器内に導入する配管と、着脱可能なインターフェース部により前記配管と接続され、前記配管内と大気との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部と、前記配管に接続された大気に対する開放通路と、前記開放通路上に介挿され、レバーの操作に応じて前記開放通路と大気との間の開閉を行う開閉弁と、少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞することができるカバーと、前記開閉弁が閉じているとき、前記カバーが少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞する位置にあり、かつ、前記開閉弁が開いているとき、前記カバーが前記インターフェース部の外周部を囲繞しない位置にあるように、前記レバーの操作と連動して前記カバーの位置を変える連結部材とを具備することを特徴とするものである。

本発明の別の観点にかかる安全装置は、溶融金属を収容し、内部を加圧気体により加圧して前記溶融金属を外部へ供給することができる気密型の容器の安全装置であって、前記容器内と連通した、前記加圧気体を前記容器内に導入するための流通路と、着脱可能なインターフェース部により前記流通路に接続され、前記流通路内と外部との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部と、前記流通路に接続された大気に対する開放通路と、前記開放通路上に介挿され、レバーの操作に応じて前記開放通路と大気との間の開閉を行う開閉弁と、少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞することができるカバーと、前記開閉弁が閉じているとき、前記カバーが少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞する位置にあり、かつ、前記開閉弁が開いているとき、前記カバーが前記インターフェース部の外周部を囲繞しない位置にあるように、前記レバーの操作と連動して前記カバーの位置を変える連結部材とを具備することを特徴とするものである。

本発明の別の観点に係る安全装置は、溶融金属を収容することができ、内圧調整用のポートを介して内外の圧力差を調節することにより、内部へ溶融金属を導入し、または、外部へ溶融金属を供給することが可能な容器に用いられる安全装置であって、前記ポートに対して着脱自在なインターフェース部と、前記インターフェース部を介して前記ポートに通じる気体流通通路と、前記気体流通通路と外部との間に介在され、気体の流通を許容し、且つ、前記溶融金属の流通を規制する流通規制部と、レバーの操作に応じて開閉を行う開閉弁が介挿され、気体流通通路を外部に開放するための開放通路と、前記レバーの操作により前記開閉弁を閉としたときに当該レバーの操作に連動して前記ポートに対する前記インターフェース部の着脱を規制し、前記レバーの操作により前記開閉弁を開としたときに当該レバー操作に連動して前記ポートからの前記インターフェース部の着脱可能とする着脱規制手段とを具備することを特徴とするものである。

ここで、従来の傾動式の容器は、そもそも耐圧構造もしくは気密構造に設計されてはおらず、内部を加圧してもエアー漏れが不可避であるため、その圧力を利用して溶融金属を供給することは極めて困難である。一方、本発明の容器は、内外の圧力差を調節することにより、内部へ溶融金属を導入し、または外部へ溶融金属を供給することが可能なものであって、基本的に耐圧構造を有する密閉型の容器である。例えば１ｋＰａ〜５０ｋＰａ程度の圧力によって内部に収容した溶融アルミニウム合金を外部に供給することができるものである。

本発明では、容器の内圧調整用のポートに安全装置を取り付けることで、容器から溶融金属が漏れ出ないようにポートを塞ぐことができ、しかも容器の配管から不意に溶融金属が吐出する事態を防止し、または遅延させることができる。つまり気体の膨張や、水分の蒸発等によって容器の内圧が上昇してしまった場合でも、本発明に係る安全装置により、この圧力は大気圧の外部へ逃がすことができる。したがって容器内をほぼ大気圧に保ち、溶融金属が不用意に外部へ漏れでるのを防止することができる。一方、この流通規制部を備えた安全装置からも溶融金属が漏れ出るのを防止することができる。例えば流通規制部に設けられた焼結金属やセラミクスファイバーの成型品等の規制部材が、気体に対しては通過するものの、溶融アルミニウム合金などの溶融金属に対しては十分大きな抵抗になるからである。また細孔やオリフィスの場合には、溶融金属がこの孔を通過しようとするときに熱を奪われて固化し、固化した金属自体が溶融金属のさらなる流通を規制する。このような安全装置における規制部材は熱容量及び表面積が大きい方が好ましい。これはこの安全装置を溶融金属が流通しようとした場合に、熱容量が大きいほど溶融金属が冷えて粘性が上昇しやすく、または固まりやすく、表面積が大きいほど規制部材が受熱した熱量を外部へ放散しやすいからである。これにより、例えばトラックでの容器搬送中等に容器内圧が不意に上昇した場合でも、溶融金属が漏れるのを防止することができる。ユースポイントへ溶融金属を供給する場合にはこの安全装置は取り外される。その取り外しの際に、レバーの操作と連動して、開放弁が閉じているときにカバーがソケットの外周部を囲繞する位置にあるようにカバーの位置を変えているので、開放弁が閉じているときにソケットが相手方のプラグから外されることはない。よって、外部との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部を有する安全装置であって、流通規制部が詰まった場合でも大気開放することなく容器から取り外すことを防止することができる。

ここで、前記容器は、前記容器の内外を連通し、前記溶融金属を流通することが可能な第１の流路と、前記容器の第１の開口部を覆うように配置され、前記第１の開口部よりも小径の第２の開口部を有する蓋と、前記第２の開口部に開閉可能に設けられ、前記容器の内外を連通し前記内圧調整用のポートと連通した加圧気体の流通路が設けられたハッチとを具備することがより好ましい形態である。上述の流通規制部材は、このハッチ内の気体の流通路に設けてもよいし、ハッチの流通路と連通した配管に設けてもよい。この観点からの本発明の容器は、溶融金属を収容し、内部を加圧気体により加圧して前記溶融金属を外部へ供給することができる気密型の容器であって、前記容器内と連通した、前記加圧気体を前記容器内に導入するための流通路と、着脱可能なインターフェース部により前記流通路に設けられ、前記流通路内と外部との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通の抵抗となる流通規制部と、を具備することを特徴とするものである。

また、本発明の更に別の観点に係る溶融金属搬送方法は、溶融金属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、内部へ溶融金属を導入し、または、外部へ溶融金属を供給することが可能な容器を用いて、前記溶融金属を調製する第１の工場と前記溶融金属のユースポイントを有する第２の工場との間で、前記溶融金属を搬送する溶融金属搬送方法において、前記容器を用いて前記溶融金属を搬送するときに、前記容器の内圧調整用のポートに上記の構成の安全装置を取り付けることを特徴とする。

通常、かかる容器内に溶融金属を供給するに先立ちガスバーナ等の加熱器により容器を予熱している。この予熱は、ハッチを開けて加熱器の一部を容器内に挿入することで行われる。従って、ハッチは容器内に溶融金属を供給する度、または容器の予熱の度に開けられるものである。このようなハッチに内圧調整用の気体の流通経路を設けているので、容器内に溶融金属を供給する度に内圧調整用の気体の流通経路に対する金属の付着を確認することができる。そして、例えば貫通孔に金属が付着しているときにはその都度それを剥がせばよい。従って、内圧調整に用いるための配管や孔の詰りを未然に防止することができる。このような内圧調整用の気体の流通経路に連通した接続インターフェースに対して本発明に係る安全装置を着脱可能としているので、本発明に係る安全装置により、容器内の圧力を外部へ逃がすことができる。したがって溶融金属が不用意に外部へ漏れでるのを防止することができる。一方、この流通規制部を備えた安全装置からも溶融金属が漏れ出るのを防止することができる。内圧調整用の気体の流通経路に連通した接続ポートとは別に、例えば外部へ圧を逃がす孔を蓋に設けた場合には、当該孔は詰まり易いし、内圧調整する場合に当該孔を塞ぐ必要がある。よって、接続ポートに対して本発明に係る安全装置を着脱可能とし、かかる安全装置により外部へ圧を逃がすように構成することで、確実に容器内の圧を外部に逃がすことができ、しかも作業性も良好になる。これは、本発明に係る安全装置を採用したことによる大きなメリットである。

本発明によれば、外部との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部を有する安全装置であって、流通規制部が詰まった場合でも大気開放することなく容器から取り外すことを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１〜図３は本発明の一実施形態に係る安全装置の構成を示す正面図である。図４及び図５はその断面図である。

これらの図に示すように、この安全装置１は、内部に気体を流通させるための通路を有する配管としてのチーズ（Ｔ字状の配管用継手）１０の第１の端部にインターフェース部２０を設け、第２の端部に流通規制部としてのブリーザー３０を設け、第３の端部に大気開放部４０を設けて構成される。

インターフェース部２０は、一対のソケットとプラグからなるカプラのソケット２１を有する。ソケット２１は、ソケット本体２２の内周にＯリング２３が取り付けられている。ソケット本体２２には、その先端とＯリング２３との間に、円周に沿って複数のスチールボール２４が回転可能に取り付けられている。また、これらのスチールボール２４はソケット本体２２の表裏に突出自在となっている。ソケット本体２２の外周にはスリーブ２５がソケット本体２２の先端に向けて進退可能に取り付けられている。スリーブ２５は、内挿されたスリープスプリング２６によりソケット本体２２の先端に向けて弾性力が付与され、ストップリング２７によりその先端がソケット本体２２の先端と一致する位置で停止するようになっている。この位置でスリーブ２５はスチールボール２４をソケット本体２２の内側に突出するように押圧している。従って、図６に示すように、プラグ７１が挿入された状態ではプラグ７１の溝７２にスチールボール２４が押し込まれてスチールボール２４がプラグ７１の抜き出しを規制することができる。一方、スリーブ２５を弾性力に抗してソケット本体２２の先端と反対側に引くと、スリーブ２５によるスチールボール２４への押圧が解除される。従って、ソケット２１からプラグ７１を抜こうとすると、ソケット本体２２の内側から突出しているスチールボール２４がソケット本体２２の外側方向に移動して溝７２から抜け出て、ソケット２１からプラグ７１を抜き出すことが可能となる。

ブリーザー３０は、ブリーザー本体３１の内側に規制部材としてのスチールたわし３２を装填し、パンチングメタル３３で蓋をして構成される。３４はパンチグメタル３３を固定するためのストップリングである。規制部材は、例えば空気は通過させるが、溶融したアルミニウムを通過させない選択性を有するように選択されまたは構成された部材であり、例えば溶融金属が流通しようとしたときに溶融金属の熱を奪ってその粘性を高めるか或いは固化させるものである。規制部材としては、スチールたわしの他に例えばスチールウールやセラミックファイバー、焼結金属の成型品、スヤキ、メタルにオリフィスを設けた部材を挙げることができる。このような規制部材は、気体を通過させ、かつ、溶融金属の通過を規制する安全手段として機能する。したがって、溶融金属が漏れ出ないように後述する容器に対する加圧気体の導入経路を塞ぐことができ、しかも容器の配管から不意に溶融金属が吐出する事態を防止することができる。つまり気体の膨張や、水分の蒸発等によって容器の内圧が上昇してしまった場合でも、この圧力は容器外へ逃がすことができる。したがって溶融金属に不用意に加圧力が働き、高温の溶融金属が外部へ漏れ出るのを防止することができる。一方、この規制部材を備えたハッチの加圧気体の導入経路それ自体からも溶融金属が漏れ出るのを防止することができる。これは焼結金属やセラミクスファイバーの成型品等の規制部材が、気体に対しては通過するものの、溶融アルミニウム合金などの溶融金属に対しては十分大きな抵抗になるからである。

大気開放部４０は、チーズ（流路分岐のための分岐用配管継手）１０内の通路を大気（外部）に開放するための開放通路４１を有し、その開放通路４１上に開閉弁としてのボールバルブ４２が介挿されている。ボールバルブ４２は、開放通路４１を開閉するための回転可能な孔付ボール４４を内部に有し、このボール４４は回転軸４５を介してレバー４３により回転されるようになっている。例えばレバー４３を下方向に位置（例えばほぼ「７時」の位置）させると開放通路４１を開き、レバー４３を図中時計方向に回転させてほぼ「９時」に位置させると開放通路４１が閉じるようになっている。

ここで、安全装置１は、上記のインターフェース部２０におけるソケット２１の外周を囲繞することができる例えば金属製のカバー５１を有する。図７に示すように、このカバー５１は例えば断面が逆凹形状となっており、ソケット２１の外周の下方側を除く上側及び左右側を囲繞することができるようになっている。これにより、カバー５１はソケット２１の上部から装着され、また上部に向けて取り外すことが可能とされている。そして、カバー５１がソケット２１に装着されてソケット２１の外周を囲繞した状態では作業者がスリーブ２５の操作ができないか、或いは操作が困難な状態となる。

カバー５１とボールバルブ４２のレバー４３の回転中心部付近との間は、例えばカバー５１と同様の材質からなる連結部材６１により連結されている。これらの間の連結は例えば溶接によって行われている。この連結部材６１は、カバー５１がソケット２１を囲繞しているときにボールバルブ４２が閉じ、カバー５１がソケット２１から外れているときにボールバルブ４２が開くように、カバー５１とボールバルブ４２のレバー４３の回転中心部付近とを連結している。

従って、本実施形態に係る安全装置１は、以下のような２つのモードを有する。
（１）ボールバルブ４２が閉じ、カバー５１がソケット２１を囲繞しているモード＝作業者がスリーブ２５の操作ができない操作規制モード。
（２）ボールバルブ４２が開き、カバー５１がソケット２１から外れているモード＝作業者がスリーブ２５の操作ができる操作許可モード。

次に、この安全装置１が用いられる容器の一例を説明する。

図８はこのような容器の構成を示す断面図、図９はその平面図である。

容器１００は、有底で筒状の本体１５０の上部開口部１５１に大蓋１５２が配置されている。本体１５０及び大蓋１５２の外周にはそれぞれフランジ１５３、１５４が設けられている。これらフランジ間をボルト１５５で締めることで本体１５０と大蓋１５２が固定されている。なお、本体１５０や大蓋１５２は例えば外側（フレーム）が金属（例えば鉄）である。フレームの内側は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。

本体１５０の外周の１箇所には、本体１５０内部から配管１５６に連通する流路１５７が設けられた配管取付部１５８が設けられている。

配管取付部１５８における流路１５７は、本体１５０内周の該容器本体底部１５０ａに近い位置に設けられた開口１５７ａを介し、該本体１５０外周の上部に向けて延在している。この配管取付部１５８の流路１５７に連通するように配管１５６が固定されている。

配管１５６は例えばΓ字状の形状を有している。配管１５６のフレーム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いる。このライニングは、耐火材からなる。そしてこのライニングの内側が溶融金属の流路として形成されている。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挙げることができる。

上記の大蓋１５２のほぼ中央には開口部１６０が設けられ、開口部１６０には取っ手１６１が取り付けられた１ハッチ６２が配置されている。ハッチ１６２は大蓋１５２上面よりも少し高い位置に設けられている。ハッチ１６２の外周の１ヶ所にはヒンジ１６３を介して大蓋１５２に取り付けられている。これにより、ハッチ１６２は大蓋１５２の開口部１６０に対して開閉可能とされている。また、このヒンジ１６３が取り付けられた位置と対向するように、ハッチ１６２の外周の２ヶ所には、ハッチ１６２を大蓋１５２に固定するためのハンドル付のボルト１６４が取り付けられている。大蓋１５２の開口部１６０をハッチ１６２で閉めてハンドル付のボルト１６４を回動することでハッチ１６２が大蓋１５２に固定されることになる。また、ハンドル付のボルト１６４を逆回転させて締結を開放してハッチ１６２を大蓋１５２の開口部１６０から開くことができる。そして、ハッチ１６２を開いた状態で開口部１６０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。

ハッチ１６２の中心から所定の距離を離れた位置には、容器１００の内外を連通する気体の流通経路として第１〜第３の貫通孔１６５ａ〜１６５ｃが設けられている。各貫通孔１６５ａ〜１６５ｃには螺子山が切られている。第１及び第２の貫通孔１６５ａ、１６５ｂには、カプラの一方を構成するプラグ１６８ａ、１６８ｂが取り付けられている。第１の貫通孔１６５ａには、液面レベルを検出するための電極棒が挿通された第１のソケット７０ａが取り付けられている。第２の貫通孔６５ｂには、同様の電極棒が挿通された第２のソケット７０ｂが取り付けられている。各プラグとソケットでカプラを構成している。なお貫通孔は両面側を連通していればよく、孔の形状を問わない。例えば曲線形状、直線状でもよく、また複数に分割されているものも含む。

第３の貫通孔１６５ｃは、容器１００内の減圧及び加圧を行うための内圧調整用に用いられる。この第３の貫通孔１６５ｃには、加減圧用の配管１６６が接続されている。この配管１６６は、第３の貫通孔１６５ｃ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。配管１６６の垂直部分の所定位置には配管１６６の水平方向における回転をスムーズにするためにスイベルジョイント１８０が介挿されている。また、配管１６６の水平部の先端には、上記したプラグ７１が取り付けられている。内圧調整用のポートとは、例えばプラグ７１が取り付けられた配管１６６のことである。

このプラグ７１には、上記の安全装置１の他に、加圧用または減圧用のフレキシブルなエアーホース１６７のソケット１６７ａが接続可能になっている。エアーホース１６７には図示を省略した真空ポンプやエアータンク、コンプレッサーが接続されている。そして、減圧により圧力差を利用して配管１５６及び流路１５７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る。また加圧により圧力差を利用して流路１５７及び配管１５６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。

本体１５０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としてのチャンネル部材１７１が例えば平行するように２本配置されている。チャンネル部材１７１は、配管１５６の延在方向とは例えば４５°の角度をなしている。

本体１５０内側の底部１５０ａは、流路１５７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１５７及び配管１５６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１５７及び配管１５６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。しかしながら、このような傾斜を逆にするようにしても構わない。これにより、開口１５７ａの詰まりを防止することができる。

このように構成された容器１００は例えば溶融炉で溶融金属を調整する第１の工場で容器１００内に溶融アルミニウムが供給され、フォークリフトによりトラックに搭載される。トラックは路上を走行し、溶融アルミニウムのユースポイント（例えばダイキャストマシンの保持炉）を有する第２の工場に容器１００が搬送される。そして、容器１００はフォークリフトによりトラックから降ろされて、そのままフォークリフトによりユースポイントに搬送され、容器１００からユースポイントに溶融金属が供給される。本実施形態に係る安全装置１はこのように容器１００が搬送されるときに容器１００の上部における配管１６６のプラグ７１が取り付けるものである。

ここで、安全装置１を配管１６６のプラグ７１に取り付けるときには、図２及び図５に示すようにカバー５１がソケット２１から外れるようにレバー４３を下方向に位置させ、図３に示すようにスリーブ２５を弾性力に抗してソケット本体２２の先端と反対側に引き、図６に示すように配管１６６のプラグ７１に安全装置１のソケット２１を挿入する。そして、図１及び図４に示すようにレバー４３を図中時計方向に回転させてほぼ「９時」に位置させ、カバー５１をソケット２１に装着する。この状態で容器１００の搬送を行う。レバ４３ーが図１及び図４に示す位置にあるときにはボールバルブ４２は閉じた状態にあるため、この安全装置１により溶融アルミニウムが漏れ出ないように容器１００の貫通孔を塞ぐことができ、しかも容器１００の配管１５６から不意に溶融アルミニウムが吐出する事態を防止することができる。つまり気体の膨張や、水分の蒸発等によって容器１００の内圧が上昇してしまった場合でも、この圧力はこの安全装置１におけるブリーザー３０から容器１００外へ逃がすことができるからである。

安全装置１を配管１６６のプラグ７１から外すときには、図２及び図５に示すようにカバー５１がソケット２１から外れるようにレバー４３を下方向に回転させる。これにより、ボールバルブ４２が開いた状態になる。従って、たとえブリーザー３０が詰まってしまった場合であっても容器１００はこの安全装置１の大気開放部４０により大気（外部）に開放され、容器１００内が加圧状態となることが回避される。その後、図３に示すようにスリーブ２５を弾性力に抗してソケット本体２２の先端と反対側に引き、配管１６６のプラグ７１から安全装置１のソケット２１を外す。一方、安全装置１を配管１６６のプラグ７１から外すときにレバー４３を下方向に回転させないと、ボールバルブ４２が閉じた状態で、容器１００内が加圧状態にある場合がある（図１及び図４参照）。この状態から配管１６６のプラグ７１から安全装置１のソケット２１を外そうとすると、安全装置１が容器１００内の圧力によって飛び跳ねる可能性があるが、本発明に係る安全装置１では、ソケット２１がカバー７１によって囲繞されていることから、作業者がスリーブ２５を動かすことができず、配管１６６のプラグ７１から安全装置１のソケット２１を外すことはできない。よって、安全装置１が容器１００内の圧力によって飛び跳ねるようなことはなくなり、安全性をさらに高めることができる。

本発明は上記の実施形態には限定されない。

上記の実施形態における規制部材としてスチールたわしを詰め込んだものは、規制部材の交換が容易だという利点があるが、例えば図１０に示すように、流通規制部としてのブリーザー３０ａは、ブリーザー本体３１ａ内に規制部材であるオリフィス３５ａを有する金属（鉄、ステンレス、真鍮）３２ａをはめ込んだものであってもよい。オリフィス２００２ｈは複数形成してもよい。また、図１１に示すように、ブリーザー３０ｂは、ブリーザー本体３１ｂ内に規制部材である焼結金属３２ｂの成型品をはめ込んだものであってもよい。なお、この他にも、セラミクス、素焼き、スチールウール等７５０℃程度の耐熱性を有し、かつ気体を流通することができる部材を採用するようにしてもよい。また細孔やオリフィスの場合には、溶融金属がこの孔を通過しようとするときに熱を奪われて固化し、固化した金属自体が溶融金属のさらなる流通を規制する。したがってこのような規制部材乃至は安全装置は熱容量及び表面積が大きい方が好ましい。これはこの安全装置を溶融金属が流通しようとした場合に、熱容量が大きいほど溶融金属が冷えて固まりやすく、表面積が大きいほど規制部材が受熱した熱量を外部へ放散しやすいからである。このようにて本発明の安全装置を備えれば、容器内部の圧力の不意な上昇を防止することができる。また内部の溶融金属の不意な漏れだしを防止することができ容器の安全性、信頼性が向上する。

次に、本発明に係る安全装置が用いられる加減圧システムの例を、図１２から図１７を参照して説明する。

図１２はフォークリフト２４０と安全装置１が取り付けられた容器１００との間での加減圧システムの構成を示す図である。図１２に示すように、フォークリフト２４０には、エンジン２０１と、フォークリフト２４０の走行中又はアイドリング中にエンジン２０１によって駆動される発電機（ダイナモ）２０２と、気体を圧縮するブロアー２０３とが搭載されている。ここではエンジンを備えた車輌について説明するが、モーター駆動の車輌の場合には、バッテリーから供給される電力によりブロアー２０３を駆動する。

ブロアー２０３には、配管２０４ａが接続される。配管２０４ａ上には、ブロアー２０３側から順番に、第１の逆止弁２０５、ラインフィルタ２０６、エアドライア２０７、第２の逆止弁２０８が設けられる。この配管２０４ａは、後述する配管２０４ｂ及び配管２０４ｃと接続され、これら配管２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃが接続される接続部には切り替えバルブ２８０が設けられる。

第１の逆止弁２０５は、例えばブロアー２０３の停止時にラインフィルタ２０６及びエアドライア２０７側からブロアー２０３への気体の逆流を防止する。

ラインフィルタ２０６は、ブロアー２０３より送出される気体から水滴及び油分を除去するフィルタである。エアドライア２０７は、ブロアー２０３より送出される気体を乾燥させるフィルタである。第２の逆止弁２０８は、気体がブロアー２０３に向けて逆流するのを防止するものである。

また、圧力センサ２０９ａ及びＣＰＵ２０９ｂを備え、配管２０４ａ内の圧力を調節する圧力開閉器２０９が配管２０４ａに接続される。圧力センサ２０９ａは、配管２０４ａ内の圧力を検出する。ＣＰＵ２０９ｂは、圧力センサ２０９ａの検出結果に基づきブロアー２０３のオン／オフを制御する。例えば、予め配管２０４ａの圧力を測定して最良の圧力値を求めておき、この圧力値を基準値として、配管２０４ａの圧力が当該基準値以下になったときにブロアー２０３の駆動をオンにし、配管２０４ａの圧力が当該基準値以上になったときにブロアー２０３の駆動をオフにすることができる。

また、ブロアー２０３と第１の逆止弁２０５との間で、大気開放用の配管２０４ｄが配管２０４ａに接続されている。配管２０４ｄの他端はリリーフバルブ２０４ｅを介して大気開放されるようになっている。リリーフバルブ２０４ｅは圧力開閉器２０９のＣＰＵ２０９ｂにより開閉の制御が行われるようになっている。

また、配管２０４ａには、配管２０４ａ内の圧力を調整する電子式圧力コントロールバルブ２５８、配管２０４ａを連通したり遮断したりするリークバルブ２８２が設けられている。

一方、本実施形態のフォークリフト２４０には、容器１００内を減圧するための真空ポンプ２７２が設置されている。真空ポンプ２７２は、配管２０４ｂに接続される。

配管２０４ｂには、配管２０４ｂ内の圧力を調整する電子式圧力コントロールバルブ２６８、配管２０４ｂを連通したり遮断したりするリークバルブ２９３が接続されている。

配管２０４ａ、２０４ｂ及び２０４ｃの接続部に設けられる切替バルブ２８０は、これらの配管の接続状態を切り替えることができる。すなわち、配管２０４ｃと配管２０４ａとを接続する場合と、配管２０４ｃと配管２０４ｂとを接続する場合とに切り替えることができるようになっている。

配管２０４ｃには、この配管２０４ｃ内の圧力を測定する圧力計２８４、リリーフバルブ２８６ａ、リークバルブ２８６ｂ、緊急停止部２１０、ストレーナ３００及びＴ字管３０１が設けられる。ストレーナ３００及びＴ字管３０１については後に詳述する。また、配管２０４ｃの一端はフレキシブルなエアーホース２５７の一端に接続されている。エアーホース２５７の他端は、本発明に係る安全装置１のブリーザー３０に接続される。安全装置１のインターフェース部２０には、接続機構７１を介して容器１００側の配管１６６が接続される。エアーホース２５７の材料としては、例えばゴム等の合成樹脂製のもの、金属製のものを用いることができ、更に、高温である容器１００に近いので耐熱性のものを用いることが好ましい。

また、図１３に示すように、緊急停止部２１０は、Ｌ字型の配管３３６、同じくＬ字型をしており配管３３６と交差するように設けられる配管３３７を有する。配管３３６は、一方の端部３３９で配管２０４ｃと接続され、他方の端部３４０でエアーホース２５７と接続され、さらに、接続部３３８において配管３３７と接続される。配管３３７の一方の端部は上述した配管３３６の接続部３３８に接続されており、他方の端部３４６は大気開放されている。配管３３７の端部３４６は、エアーホース２５７と接続することができるようになっている。また、接続部３３８には、三方弁３４１が設けられる。

三方弁３４１は、配管３３６に通じる第１の弁口３４２と、エアーホース２５７に通じる第２の弁口３４３と、配管３３７に通じる第３の弁口３４４とを有する。この三方弁３４１は、レバー３１０の手動回動により、第１の弁口３４２と第２の弁口３４３との間で気体を流通可能にする第１のモードと、第２の弁口３４３と第３の弁口３４４との間で気体を流通可能にする第２のモードとに切替えができるようになっている。レバー３１０は、緊急事態発生時にフォークリフト２４０の運転手が迅速に操作できるように、例えば運転席の間近に設けることが好ましい。

また、図１６に示すように、配管２０４ｃには、容器１００内を加圧する気体に含まれるホコリやゴミ等を遮断する吸収材３００ａを有するストレーナ３００と、リリーフ弁３０２とが設けられる。このリリーフ弁３０２は、Ｔ字型の配管３０１により加圧気体の流路と接続するようにしてもよい。ストレーナ３００は、容器１００内に不純物を含む気体を供給することを回避し、容器１００内から溶融金属が硬化したもの等不純物を配管２０４ｃ及び２０４ｂに流入することを回避するために設けられる。リリーフ弁３０２は、ストレーナ３００が容器からの加圧気体のリークに伴ってアルミ片、塵等により詰まったときのためのフェイルセーフのための手段である。つまりストレーナに詰まりが生じると、加圧状態の容器１００をリークすることができずに、溶融金属の供給を停止できない場合が生じ得る。本発明によれば、リリーフ弁３０２を備えることにより、ストレーナに詰まりが生じた場合でも、容器１００をリークすることができる。したがって安全性が向上する。

次に、加減圧システムの動作について説明する。

フォークリフト２４０のエンジン２０１をかけると、当該エンジン２０１により、発電機２０２が駆動される。発電機２０２の駆動により生じる電力により、ブロアー２０３を作動させ、ブロアー２０３が気体を圧縮する。

容器１００から外部に溶融金属を供給するとき、加減圧システムは容器１００内を加圧するように作動する。

まず、圧力開閉器２０９のＣＰＵ２０９ｂの命令により、ブロアー２０３から配管２０４ａに圧縮された気体が流通する。流通した気体は、ラインフィルタ２０６、エアドライア２０７により油分、水分等が取り除かれる。

ＣＰＵ２０９ｂは、配管２０４ａ内の圧力が所定値以下になったときにブロアー２０３をオンするのに先立ち、ブロアー２０３と第１の逆止弁２０５との間の配管２０４ａ内を大気圧とするため、閉状態にあるリリーフバルブ２０４ｂを開状態とする。その後、ＣＰＵ２０９ｂは、ブロアー２０３をオンにし、所定時間経過後に開状態にあるリリーフバルブ２０４ｄを閉状態とする。

このように配管２０４ａ内を一旦大気圧に戻すことにより、ブロアー２０３をより小さなパワーで立ち上げることが可能となり、ブロアー２０３の小型化を図ることができ、また運搬車輌の電源をより有効に使うことができる。

切替バルブ２８０は、配管２０４ａと配管２０４ｃとが接続されるようにしておく。すると、配管２０４ａを流通した気体は、切替バルブ２８０の分岐点から配管２０４ｃに流入する。流入した気体は、リリーフバルブ２８６ａ、リークバルブ２８６ｂを通過し、緊急停止部２１０に到達する。

容器１００内を加圧する場合、緊急停止部２１０は、図１４に示すように、ブロアー２０３から容器１００まで気体を流通させる必要があるため、三方弁３１０を第１のモードにしておく。三方弁３１０を第１のモードにすると、第１の弁口３４２と第２の弁口３４３との間で気体の流通が可能となり、ブロアー２０３から供給される気体が、ストレーナ３００の吸収材３００ａにより水分やゴミ、埃等が取り除かれ、Ｔ字管３０１、エアーホース２５７を介してまず安全装置１に到達する。安全装置１のレバー４３を「９時」の状態にして開放通路４１を閉ざしておくと、気体はインターフェース部２０側から容器１００内に供給され、容器１００内を加圧することができる。

一方、例えばブロアー２０３から加圧用の気体を供給している最中に溶融金属が受け側から急にあふれそうになった場合等、緊急事態が生じたときには、すぐに加圧を停止し、溶融金属の供給をストップさせる必要がある。そこで、図１５に示すように、例えば運転手がレバー３１０を手動で回動させて三方弁３４１を第２のモードに切替える。三方弁３１０を第２のモードに切り替えると、第１の弁口３４２が塞がれるので、ブロアー２０３から容器１００内への加圧用気体の供給が停止される。同時に、容器１００側の第２の弁口３４３と第３の弁口３４４との間で気体の流通が可能とるので、容器１００内の気体が配管３３７から大気に開放され、加圧状態であった容器１００内が大気圧に戻される。

なお、例えば業務終了時にフォークリフト２４０の運転を終了する場合等、安全装置１を配管１６６のプラグ７１から外すときには、カバー５１がソケット２１から外れるようにレバー４３を下方向に回転させる。その後、スリーブ２５を弾性力に抗してソケット本体２２の先端と反対側に引き、配管１６６のプラグ７１から安全装置１のソケット２１を外す。安全装置１からエアーホース２５７を取り外した場合には、取り外したエアーホース２５７の接続部を配管３３７の端部３４６に接続させておくことができる。

さらに、外部から容器１００内に溶融金属を吸入するとき、加減圧システムは容器１００内を減圧するように作動する。このときには、真空ポンプ２７２の吸引により、エアーホース２５７、配管３３６、配管２０４ｃ及び配管２０４ｂを介して気体が流通し、容器１００内を減圧することができる。

容器１００内を真空ポンプ２７２により減圧しているときに緊急事態が発生した場合も、上記同様に上記レバー３１０を手動で回動させ第２のモードに切り替える。レバー３１０を第２のモードに切り替えると、第１の弁口３４２が塞がれるので、真空ポンプ２７２による容器１００内の減圧はストップする。また、同時に第２の弁口３４３と第３の弁口３４４との間で気体の流通が可能となるので、減圧状態であった容器１００内が大気圧に戻される。

この作業を繰り返すことにより、ストレーナ３００の吸収材３００ａには、例えば大量の水分やホコリ、ゴミ、又は溶融金属が硬化したもの等が付着し、ストレーナ３００が詰まるため、気体が配管２０４ｃ内を流通する妨げとなることがある。そして、容器１００内の水分が蒸発して水蒸気となった場合において、このようにストレーナ３００が詰まっていると、このストレーナ３００から容器１００内までは密閉空間となるため、水蒸気が容器１００内を加圧し、容器１００の配管１５６から溶融金属が溢れ出る危険性がある。

本実施形態では、ストレーナ３００よりも容器１００側に設けられたリリーフ弁３０２が、この圧力により開状態になり、容器１００内を大気に開放するので、ストレーナ３００が詰まった状態でも、容器１００内の圧力が上昇するようなことはなく、上記のような危険性を避けることができる。

なお、図１７に示すように、ストレーナ３００の容器１００側の圧力を測定する圧力計３０３を設け、リーク動作をしたにもかかわらず所定の圧力が検出されるような場合には警報ランプ３０４を点灯させるようにしてもよい。警報ランプ３０４が点灯した場合には、吸収材３００ａを交換したり、洗浄したりして、ストレーナ３００の通気性を確保することが好ましい。これによりストレーナの詰まりによるリーク動作不全を回避することができる。

このように、本実施形態の加減圧システムによれば、本発明に係る安全装置１を用いた上に、ストレーナ３００よりも容器１００側にリリーフ弁３０２を接続することで、より高度な安全性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る安全装置の構成を示す正面図（その１）である。本発明の一実施形態に係る安全装置の構成を示す正面図（その２）である。本発明の一実施形態に係る安全装置の構成を示す正面図（その３）である。本発明の一実施形態に係る安全装置の構成を示す断面図（その１）である。本発明の一実施形態に係る安全装置の構成を示す断面図（その２）である。本発明の一実施形態に係る一対のソケットとプラグとからなるカプラの構成を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る安全装置の構成を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る容器の構成を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る容器の構成を示す平面図である。本発明の他の実施形態に係るブリーザーの断面図である。本発明の更に別の実施形態に係るブリーザーの断面図である。本発明の実施形態に係る加減圧システムの全体を示す図である。本発明の実施形態に係る加減圧システムの一部を示す図である。本発明の実施形態に係る加減圧システムの一部を示す図である。本発明の実施形態に係る加減圧システムの一部を示す図である。本発明の実施形態に係る加減圧システムの一部を示す図である。本発明の実施形態に係る加減圧システムの全体を示す図である。

符号の説明

１安全装置
１０チーズ
２０インターフェース部
２１ソケット
３０ブリーザー
３２スチールたわし
４０大気開放部
５１カバー
６１連結部材
７１プラグ
１００容器
１５２大蓋
１５６配管
１５７流路
１６２ハッチ
１６５ｃ貫通孔
１６６配管

Claims

気体を流通させ、インターフェース部を有する配管と、
前記配管のインターフェース部を介して着脱可能に接続され、配管内と大気との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部と、
前記配管に接続された大気に対する開放通路と、
前記開放通路上に介挿され、レバーの操作に応じて前記開放通路と大気との間の開閉を行う開閉弁と、
少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞することができるカバーと、
前記開閉弁が閉じているとき、前記カバーが少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞する位置にあり、かつ、前記開閉弁が開いているとき、前記カバーが前記インターフェース部の外周部を囲繞しない位置にあるように、前記レバーの操作と連動して前記カバーの位置を変える連結部材と
を具備することを特徴とする安全装置。
溶融金属を収容し、内部を加圧気体により加圧して前記溶融金属を外部へ供給することができる気密型の容器の安全装置において、
前記容器に接続された、前記加圧気体を前記容器内に導入する配管と、
着脱可能なインターフェース部により前記配管と接続され、前記配管内と大気との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部と、
前記配管に接続された大気に対する開放通路と、
前記開放通路上に介挿され、レバーの操作に応じて前記開放通路と大気との間の開閉を行う開閉弁と、
少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞することができるカバーと、
前記開閉弁が閉じているとき、前記カバーが少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞する位置にあり、かつ、前記開閉弁が開いているとき、前記カバーが前記インターフェース部の外周部を囲繞しない位置にあるように、前記レバーの操作と連動して前記カバーの位置を変える連結部材と
を具備することを特徴とする安全装置。
溶融金属を収容し、内部を加圧気体により加圧して前記溶融金属を外部へ供給することができる気密型の容器の安全装置において、
前記容器内と連通した、前記加圧気体を前記容器内に導入するための流通路と、
着脱可能なインターフェース部により前記流通路に接続され、前記流通路内と外部との間で気体の流通を許容し、且つ、溶融金属の流通を規制する流通規制部と、
前記流通路に接続された大気に対する開放通路と、
前記開放通路上に介挿され、レバーの操作に応じて前記開放通路と大気との間の開閉を行う開閉弁と、
少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞することができるカバーと、
前記開閉弁が閉じているとき、前記カバーが少なくとも前記インターフェース部の外周部を囲繞する位置にあり、かつ、前記開閉弁が開いているとき、前記カバーが前記インターフェース部の外周部を囲繞しない位置にあるように、前記レバーの操作と連動して前記カバーの位置を変える連結部材と
を具備することを特徴とする安全装置。
前記インターフェース部は、一対のソケットとプラグからなるカプラのプラグ又はソケットを有す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安全装置。