JPH0413598Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は金属溶湯攪拌装置のノズル開口部構造
に関する。

（従来の技術） アルミニウム、銅、亜鉛などの金属溶湯炉では
溶湯を攪拌しない場合、溶融時間が長くなり、加
熱すべき温度が高くなる外に、酸化物の発生量が
多くなる。このため、上記溶湯を攪拌することに
よつて、酸化物の発生量、溶融時間ともに約10％
減少させることが認められている。

第３図は周知の機械的攪拌装置の構成図であ
る。同図において、溶融炉１の下側下部にノズル
２を内設した耐火物よりなる中間体３を設け、該
中間体３に内壁を耐火材料で内張りしたポンプシ
リンダ４を取付ける。該ポンプシリンダ４はノズ
ル２を介して溶融炉１の内底部と連通すると共
に、該ポンプシリンダ４の上端部は、中間に外気
と負圧との自動切換バルブ５、サイクロン６、フ
イルタ７等を介在した通気管８により真空ブロワ
９と接続されている。該真空ブロワ９はモータ１
０によつて作動し、ポンプシリンダ４内に真空負
圧によつて溶湯を吸引導入し、一定時間経過後に
自動切換バルブ５を切換えて外気をシリンダ内に
導入する。真空吸引力を抜いて外気を導入したの
で、ポンプシリンダ４内に吸い上げられた溶湯は
自重で溶融炉１内に戻ることにより、該炉内に滞
留した溶湯に対流が生じ、溶融炉１内は攪拌され
る。

（考案が解決しようとする問題点） 溶融作業を終えた例えばアルミニウムの溶湯が
溶融炉１内に所定量残して排出され、新しい冷材
が該炉内に加えらえ、ポンプシリンダ４の吸引・
吐出作業が再開される場合を考える。溶融炉１内
に冷材が加えられると、炉内の表面溶融物は約
1000℃近くの温度であるのに、冷材の一部分は50
℃位のように温度むらが大きい。ポンプシリンダ
４が作動を開始すると、冷材はポンプシリンダ４
から排出される溶湯を浴びて温度上昇し、溶融が
促進される。同時に、溶湯の波動効果によつて溶
融炉１内の溶湯温度も均一化される。このため、
冷材を早く溶融させる観点からは、吸引溶湯エネ
ルギー損失を抑制し、攪拌効率を高めると共に、
早い時点でのポンプシリンダ４の作動開始が望ま
しい。

しかるに、上記早い時点では、炉内の溶湯レベ
ルが炉壁に下部縁が炉床面と同一面になるように
形成されたノズル２の開口部２ａよりあまり高く
ない状態である。もし上記溶湯レベルが開口部２
ａより低い場合にポンプシリンダ４に溶湯の他に
炉内の空気をも吸込み、この吸込まれた空気はポ
ンプシリンダ４内で溶湯を酸化させるという問題
点があつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記問題点を解決するために、溶融炉
１の壁面に形成されるノズル２の開口部２ａの開
口面積は、上記ポンプシリンダ４の下部端面の開
孔部断面積と等しく、且つノズルの開口部２ａは
下部縁が炉床面と同一面になるようにされ、しか
も開口部２ａの形状は溶融炉１の深さ方向寸法が
幅方向寸法より短く選定されると共に、このノズ
ルは溶湯を水平方向に吐出させるに足り、且つ炉
壁の厚みより短い寸法のノズル水平部分と、上記
ポンプシリンダに連通するノズル傾斜部分とを有
するように構成したことを特徴とする。

（作用） 本考案は上記の構成によつて、下部縁が炉床面
と同一面になるように形成したノズル開口部２ａ
の溶融炉１の深さ方向寸法は、従来の真円形ノズ
ル開口部の直径より短く、しかも開口面積は従来
方式のと同一となる。従つて、本考案では従来方
式に比べて、溶融炉１の溶湯の他に空気をも吸込
む溶湯レベルが低くなるので、ポンプシリンダ４
の作動開始が早くなる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。第１図は本実施例に係る溶融炉に連通するノ
ズルの図面で、図Ａは縦断正面図、図Ｂは図Ａの
直線２０−２０の断面図、図Ｃは図Ａの直線２１
−２１の断面図であり、第２図Ａはポンプシリン
ダの縦断正面図、第２図Ｂはポンプシリンダの平
面図である。なお、第１図、第２図では、従来方
式の構成を示す第３図と同一である部分は同一符
号を付与する。

第２図に示されるように、ポンプシリンダ４の
溶湯を吸い上げ、吐き出す中空孔部４ａの断面形
状は、上端部４ｂから下端部４ｃまで一定の真円
形である。これに対し、ノズル２については、第
３図に示す如く、下部縁が溶融炉１の炉床１ａと
同一面になるようにこの炉壁１に形成されるノズ
ルの開口部２ａは、第１図Ａ，Ｂに示す如く、矩
形状であつて、溶融炉１の深さ方向寸法Ｌが横幅
寸法Ｍより短く形成される。他方、該ノズル２の
ポンプシリンダ４の下部端面上の開孔部２ｂは、
第１図Ｃに示されるように真円形で、この真円形
の面積は開口部２ａの断面積と同一であると共
に、第２図に示したポンプシリンダ４の中空孔部
４ａの断面積と同一面積を有している。従つて、
ノズル２は開口部２ａでは断面矩形であり、この
開口部２ａからポンプ４の下部端面の開孔部２ｂ
に向う弯曲部２ｃまでの間で、上記矩形から真円
になだらかな曲線を有して変形される。

次に動作を説明する。溶融炉１内の冷材が攪拌
作用によつて溶融し、溶湯が炉内にノズル２の開
口部２ａを満たす程度の所定量を残して炉外に排
出され、新しい冷材が溶融炉１内に加えられる。
次いで、モータ１０を起動してポンプシリンダ４
内を真空とし、溶融炉１内の溶湯を、該溶湯のレ
ベルがノズル２の開口部２ａより高い程度となる
ように少量をポンプシリンダ４内に吸い上げ、そ
の後吐出させる。この攪拌作業を繰り返すと、炉
内の冷材は上記吐出された溶湯を浴びて溶融が促
進されると共に、炉内の溶湯の温度が均一化され
る。

また、ノズル２は矩形状の開口部２ａから該ノ
ズルの弯曲部２ｃまでなだらかな曲線を描いて断
面真円形となり、その後ポンプシリンダ４の下部
端面の開孔部２ｂまで真円形を保持する。しかも
この真円形はポンプシリンダ４の中空孔部４ａと
同一面積を有するので、従来方式の開口部が真円
形ノズルの場合と攪拌作用に差異がない。

なお、本実施例ではノズルの開口部２ａを真円
と同一面積を有する深さ寸法の小さい矩形状とし
たが、これに限定されるものではなく、真円と同
一面積を有すると共に、深さ寸法が真円の直径よ
り小さい例えば楕円形状などであつてもよい。

（考案の効果） 以上説明のように、本考案は溶融炉の炉壁に下
部縁が炉床面と同一面となるように形成されたポ
ンプシリンダに連通するノズルの開口部の面積
を、上記ポンプシリンダの下部端面の開孔部面積
即ちポンプシリンダの真円形中空孔部断面積と同
一とすると共に、上記開口部の形状を溶融炉の深
さ方向の寸法が横幅寸法より短く形成し、さらに
はノズル水平部分の寸法を溶湯を水平方向に吐出
させるに足り、且つ、炉壁の厚みより短くし、該
ノズル水平部分とポンプシリンダ間を最短距離の
傾斜部分で構成したので、下記の効果がある。す
なわち攪拌作業による冷材の溶湯排出後、新しく
炉内に挿入された冷材の攪拌作業の再開に際し、
従来方式ではノズル開口部が真円形であるため、
該開口部に溶湯が充満しポンプシリンダにより溶
湯を吸込んでも空気の同時吸入がない時点までポ
ンプ作動を見合わせなければならなかつたが、本
考案のノズルによれば、空気を吸込むおそれが少
なく、それに伴つて、吸込んだ空気によつて溶湯
を酸化させることがないので、攪拌のスタートが
早くできると共に、溶湯吐出流のエネルギー損失
を抑制し、ノズルからの噴流を水平方向に、より
遠方にまで到達するようにし、または炉内の冷材
に衝突させてその溶融を促進させることができ、
結局、溶融効率を高め、溶融時間を短縮すること
ができ、燃費の大幅な節約および歩留向上効果が
顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本考案の実施例に関する図面
で、第１図Ａはノズルの縦断正面図、図Ｂは図Ａ
の矢印２０−２０断面図、図Ｃは図Ａの矢印２１
−２１断面図、第２図Ａはポンプシリンダの縦断
正面図、図Ｂはポンプシリンダの平面図、第３図
は周知の機械的攪拌装置の構成図である。 １……溶融炉、２……ノズル、２ａ……ノズル
開口部、３……中間体、４……ポンプシリンダ、
４ａ……中空孔部、９……真空ブロワ、１０……
モータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶融炉の溶湯をノズルを介してポンプシリンダ
   に吸込ませ、吐出させる金属溶湯攪拌装置におい
   て、上記溶融炉に形成された上記ノズルの開口部
   の開口面積は上記ポンプシリンダの下部端面の開
   孔部断面積と等しく、且つ該ノズルの開口部は下
   部縁が炉床面と同一面にあり、しかも該ノズルの
   開口部の形状は上記溶融炉の深さ方向の寸法が横
   幅寸法より短く選定されると共に、該ノズルは溶
   湯を水平方向に吐出させるに足り且つ炉壁の厚み
   より短かい寸法のノズル水平部分と、上記ポンプ
   シリンダに連通するノズル傾斜部分とを有するよ
   うに構成したことを特徴とする金属溶湯攪拌装置
   のノズル構造。