金属溶解炉
【課題】中小規模の事業者にとって、現有の金属溶解炉の材料供給タワー部の上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供。
【解決手段】内部に煙道４を有する材料供給タワー３と、溶解室３０および保持室４０を備えた従来の金属溶解炉において、前記材料供給タワー３の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、分割された上方部分の代わりに、開閉可能な開閉蓋９を備えた材料投入口８と排煙筒部１３とを含む予熱室５を設けた上方部分と、前記分割された下方部分とを、連接してなる金属溶解炉１。
【解決手段】内部に煙道４を有する材料供給タワー３と、溶解室３０および保持室４０を備えた従来の金属溶解炉において、前記材料供給タワー３の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、分割された上方部分の代わりに、開閉可能な開閉蓋９を備えた材料投入口８と排煙筒部１３とを含む予熱室５を設けた上方部分と、前記分割された下方部分とを、連接してなる金属溶解炉１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムやマグネシウム等の原材料を溶解する金属溶解炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のタワー型金属溶解炉の第１の例を示す縦断面図である。図３において、従来のタワー型金属溶解炉１００として、被溶解材料１０１の投入口１２１をその上部に備えた材料供給タワー１０３と、その垂直下方に位置し、上記材料供給タワー１０３から降下してくる被溶解材料１０１を加熱溶解するための溶解加熱バーナー１０７を備えた溶解室１０５と、この溶解室１０５に隣接し、溶解した溶湯１１１を貯留し均熱保持するための保持用加熱バーナー１１３を備えた保持室１０９と、この保持室１０９で所定温度に保持された溶湯１１１を流入させて外部に汲み出す溶湯汲み出し室１１５とから構成されている。このようなタワー型金属溶解炉１００については特許文献１が挙げられる。この例のタワー型金属溶解炉１００において、溶解加熱バーナー１０７や保持用加熱バーナー１１３の、高温の燃焼排ガスの熱エネルギーの有効な熱回収が施されて居らず外気に排出されていた。
【０００３】
図４は、従来のタワー型金属溶解炉の第２の例を示す縦断面図である。図４において、材料供給タワー１０３と、溶解室（加熱室）１０５および保持室１０９を有するタワー型金属溶解炉１００において、溶解室１０５から溶け出た溶湯１１１を保持室１０９の貯留部１１２に昇温誘導するための昇温樋１２５を保持室１０９内に設け、この昇温樋１２５から流下する溶湯１１１を保持室１０９の貯留部１１２に貯留するようにしたことを特徴とするタワー型金属溶解炉１００である。この例として、下記の特許文献２が挙げられる。このタワー型金属溶解炉１００においては、熱回収をある程度目指しているが不十分であった。
【０００４】
その他に、図５は、従来のタワー型金属溶解炉の第３の例を示す縦断面図である。上部に被溶解材料投入口１２１および煙道１２７に設けられた溶解材料保持部材１０４を有し、下部に溶湯（溶解物）１１１が保持室（溶湯保持部）１０９に流下する炉床部１２９を有する溶解室１０５や、外部に汲み出す溶湯汲み出し室１１５等を備えた溶解炉１００であって、前記炉床部１２９下部に溶解加熱バーナー１３２を備えた燃焼室１３０が形成されており、前記燃焼室１３０上部の炉床部１２９には熱伝導率のよい耐熱板よりなる加熱板１２９ａが配置されているとともに、前記溶解室１０５の側壁には前記燃焼室１３０からの排ガスの流出路１３４を燃焼室１３０内から材料供給タワー１０３内へ連通させて、前記溶解材料保持部材１０４の外周面から排ガスを吹き付けて予熱溶解させる構成を用いたタワー型金属溶解炉１００である。この例として下記の特許文献３が挙げられる。この例のタワー型金属溶解炉１００の外形の大きさを、従来の炉の大きさと同等にすると、炉の構造上、溶解室１０５内に突出して排ガスの流出路１３４を設ける必要があると共に、溶解室１０５内に溶解材料保持部材１０４を設けるために、炉内の材料保持スペースを縮小させ、材料の供給量が減少させられてしまい、不便である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２６７７０公報
【特許文献２】特開２００２−３１０５７１公報
【特許文献３】特開２００６−７１２６６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属溶解炉の排熱の有効利用を図るために、中小規模の事業者にとって、特に上述した従来の特許文献１、２，３のタワー型溶解炉において、現有の金属溶解炉の本体というべき保持室の大規模な改修が必要となり、改造期間も長期にわたり、且つ、大きな設備投資が必要であり、大きな負担となり経営を圧迫しかねない。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、中小規模の事業者にとって、図３に示す従来の（現有の）タワー型溶解炉において、図中のＹ−Ｙ部分にて金属溶解炉の材料供給タワー部の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供をすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、請求項１の本発明は、内部に煙道を有する材料供給タワーと、溶解室および保持室を備えた従来の金属溶解炉において、前記材料供給タワーの垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、分割された上方部分の代わりに、開閉可能な開閉蓋を備えた材料投入口と排煙筒部とを含む予熱室を設けた上方部分と、前記分割された下方部分とを、連接してなるこを特徴とする金属溶解炉である。
請求項２の本発明は、内部に煙道を有する材料供給タワーと、溶解室および保持室を備えた従来の金属溶解炉において、前記材料供給タワーの垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、分割された上方部分の代わりに、開閉可能な開閉蓋を備えた材料投入口と排煙筒部とを含む予熱室を設けた上方部分と、前記分割された下方部分とを、接続部材からなる接続部により、連接されてなることを特徴とする金属溶解炉である。
請求項３の本発明は、被溶解材料が各々載置される前記予熱室を構成する傾斜面底部と、前記溶解室を構成する傾斜面底部とは、前記被溶解材料が十分に加熱され、流動化して自重により自然落下するような傾斜面角度に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金属溶解炉である。
請求項４の本発明は、前記予熱室にて予熱された被溶解材料は、押出部材により強制的に前記溶解室に投入され得ることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
請求項５の本発明は、前記被溶解材料が載置される前記予熱室を構成する前記傾斜面底部の表面は、前記被溶解材料間に燃焼排ガスが通過可能となる複数の案内突部を有し、この案内突部が耐摩耗性の硬質材又は耐摩耗性のコーティングを施してあることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
請求項６の本発明は、内部に垂直方向の煙道を有する前記材料供給タワー上端部内側の炉壁に角の丸み部を備えた天井壁部を設け、この天井壁部に連接する天井壁部を有する前記予熱室を前記材料供給タワー上端部近傍の側部に設け、上昇気流の燃焼排ガスが、前記角の丸み部を備えた前記天井壁部に衝突して案内され、流れる方向を変えて前記予熱室内に導入されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
請求項７の本発明は、前記材料供給タワー上端部内側の炉壁に設けられた角の丸み部が案内突部を具備し、上昇気流の前記燃焼排ガスが旋回流となって前記予熱室内に流入することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
請求項８の発明は、内部に垂直方向の煙道を有する前記材料供給タワー上端部内側の炉壁に角の丸み部を備えた天井壁部を設け、この天井壁部に連接する天井壁部を有する前記予熱室を前記材料供給タワー上端部近傍の側部に設け、前記予熱室の側面に前記排煙筒部を設け、上昇気流の燃焼排ガスが、角の丸み部を備えた前記天井壁部に衝突して流れる方向を変えて前記予熱室内に進入し、通過して、前記排煙筒部に導かれることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
請求項９の発明は、表面にディンプル加工を施した被溶解材料を前記予熱室に投入して予熱し、前記被溶解材料を容易に流動化し得ることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１および２の金属溶解炉は、中小規模の事業者にとって、従来の（現有の）金属溶解炉の材料供給タワー部の上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供を可能とするものであり、省エネルギーが図れて便利である。そして、請求項１では、既設の金属熔解炉の設置現場の状況に合わせた形で改修作業をなし得るので便利であり、また、請求項２の金属溶解炉は、材料供給タワーの中間部に、接続部材からなる接続部を具備しているために、請求項１に比べて製造原価がその分、高価になるが、予熱室を有する材料供給タワー部の上方部分を、予め用意しておけば工期が短縮出来て便利である。その他の作用効果は請求項１，２共に同じと言える。
請求項３の発明では、上記の本発明の効果に加えて、傾斜面底部が、傾斜面角度を有しており、被溶解材料が、前記被溶解材料が所定の昇温設定温度に到達した時点で、十分熱せられて流動化し自重で自然落下し、従来の押圧部材７８を必要としないために、次工程に滑らかに移送できて便利である。
請求項４の発明は、上記の本発明の効果に加えて、押圧部材の作用により予熱室にて、所定温度に十分加熱された被溶解材料が、効率よく速やかに溶解室に移送可能となる。
請求項５の発明は、上記の本発明の効果に加えて、予熱室の傾斜面底部には、傾斜方向に平行に複数の案内突部が設けられており、投入された被溶解材料の下側面と傾斜面底部の複数の案内突部間の凹部との空間内に、煙道から上昇してくる燃焼排ガスが容易に進入して、被溶解材料を効率よく速やかに、そして、十分に加熱することが出来て便利である。
請求項６の発明は、上記の本発明の効果に加えて、煙道から上昇してくる燃焼排ガスが、角の丸み部に案内されるために、常に流動損失を低減して、予熱室に進入して、被溶解材料を速やかに効率よく、十分に加熱することが出来て便利である。
請求項７発明は、上記の本発明の効果に加えて、煙道から上昇してくる燃焼排ガスが、案内突部を具備する角の丸み部に案内されて、常に、旋回流となって予熱室に進入して、被溶解材料を速やかに効率よく、十分に加熱することが出来て便利である。
請求項８の発明は、上記の本発明の効果に加えて、煙道から上昇してくる燃焼排ガスが、角の丸み部に案内されるために、常に流動損失を低減して、予熱室に進入し、通過して、排煙筒部に導かれるために、被溶解材料を速やかに効率よく、十分に加熱することが出来て便利である。
請求項９の発明は、上記の本発明の効果に加えて、表面にディンプル加工を施した被溶解材料を前記予熱室に投入して予熱されることにより、燃焼排ガスとの接触面積拡大のために、予熱効果がより大きく促進され、排熱の回収が図られるから、省エネルギーとなり便利である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る第１の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に係る第２の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）における接続部の詳細図である。
【図３】従来のタワー型金属溶解炉の第１の例を示す縦断面図である。
【図４】従来のタワー型金属溶解炉の第２の例を示す縦断面図である。
【図５】従来のタワー型金属溶解炉の第３の例を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る第３の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図である。
【図７】本発明に係る第４の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面に従って詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１の金属溶解炉は、図３に示す従来の（現有の）タワー型溶解炉１００において、図中のＹ−Ｙ部分にて金属溶解炉１００の材料供給タワー部の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供をすることを目的としたものであり、本発明に係る第１の実施例のタワー型金属溶解炉の概略を示す縦断面図である。図１を参照して、第１のタワー型金属溶解炉１は、予熱室５と煙道４を経由して溶解室３０に接続することを含む材料供給タワー３と、保持室４０と、溶湯汲み出し室５０を有する。尚、図１における下方部分の構成において、図３に示す部材番号で示す溶解室１０５，保持室１０９，溶湯汲み出し室１１５等は、図１に示す部材番号と異なるが、同一のものである。この第１のタワー型金属溶解炉１において、材料供給タワー３は、耐火煉瓦等からなる炉壁２により形成された煙道４の、中間部を上下に分割可能に接続部材２１により構成した接続部２０（接続部２０は、後述する。）を有している。そして、煙道４の上端部の炉壁２の内側に、角の丸み部７ａを設けて予熱室５の予熱室天井壁部７に続けている（図１参照）。予熱室天井壁部７に開閉蓋９を備えた材料投入口８を有し、更に、予熱室天井壁部７と向き合うようにした傾斜面底部１０を有する予熱室５が設けられている。この予熱室５の右方端開口は煙道４の垂直下方に形成される溶解室３０に連接している。そして、上昇気流の燃焼排ガスが、前記角の丸み部７ａを備えた前記天井壁部７に衝突して案内され、常に流動損失を低減して、流れる方向を変えて前記予熱室５内に導入される。更に、前記材料供給タワー３の上端部内側の炉壁７に設けられた角の丸み部７ａが案内突部を具備すれば、上昇気流の前記燃焼排ガスが旋回流となって前記予熱室５内に流入することも可能である。予熱室５の左方端部壁には排煙筒部１３が設けられている。排煙筒部１３は排煙道１３ａにて枝分かれして、一方に排煙筒本体１４と排煙口１４ａが形成接続され、他方には開閉蓋１６を有する監視口１５を備えており予熱室５内を監視可能となっている。そして、傾斜面底部１０の傾斜角は、材料投入口８から、投入された被溶解材料３５が載置され、煙道４から上昇してくる燃焼排ガスにより、十分加熱されて被溶解材料３５が軟らかくなり流動性を帯びた状態となり、被溶解材料３５が自重で傾斜面底部１０を流下し、溶解室３０へ移動出来る傾斜となっている。
【００１３】
自動開閉機構（図示せず）により、自動的に（矢印Ａ方向で開き、矢印Ｂ方向で閉じる。）開閉可能な開閉蓋９を開動作させて材料投入口８から、被溶解材料３５を予熱室５内に投入させると、傾斜面底部１０上に被溶解材料３５が堆積する。そして、後述する溶解バーナー３３と保持バーナー４３との燃焼排ガスが、保持室４０、溶解室３０からの空間を移動し、材料供給タワー３内の煙道４を通り、上昇気流となって予熱室５に到着し、この予熱室５の被溶解材料３５を十分加熱させる。この被溶解材料３５が十分加熱され、被溶解材料３５が軟らかくなり流動性を帯びた状態となり、傾斜面底部１０を経て、煙道４の垂直下方に形成される溶解室３０に流入することになる。
【００１４】
材料供給タワー３は、前記予熱室５の右方端開口が、煙動４の垂直下方の接続部２０を経て、更に、煙道４の下方に連接して溶解室３０が設けられている。溶解室３０は、傾斜面底部３１と、この傾斜面底部３１の途中に設けられたプール部３１ａと、天井炉壁部４２に設けられた溶解バーナー３３とから構成されている。この溶解バーナー３３は、溶解室３０の被溶解材料３５を加熱溶解し、溶湯３７として保持室４０内に移送する役割を果たす。そして、溶解室３０の傾斜面底部３１の傾斜角は、予熱室５から自重で流下した被溶解材料３５が留まり、溶解バーナー３３により、十分加熱されて被溶解材料３５が、所定の昇温設定温度に加熱され、溶湯３７となり、滑らかに傾斜面底部３１を流下し、保持室４０へ移動出来る傾斜となっている。即ち、被溶解材料３５が、良好な溶湯３７品質を確保するために、自然に次工程に滑らかに移送できて便利である。
【００１５】
予熱室５内に投入され、燃焼排ガスにより十分加熱された被溶解材料３５が自重で傾斜面底部１０上を流下して、その垂直下方の溶解室３０の傾斜面底部３１上に堆積した被溶解材料３５を、溶解バーナー３３により溶解し、傾斜面底部３１上を溶湯３７となって炉床３８に沿って流下して、溶解室３０に連接した保持室４０内に流入する。保持室４０は、炉床３８の凹部４１と、天井炉壁部４２と、溶解室３０と保持室４０との境界壁４２ａと仕切壁４５とに囲まれている空間である。天井炉壁部４２に設けられた保持バーナ４３により、保持室４０内に流入した溶湯３７を所定の温度に均熱加熱して、仕切壁４５の下部に設けられた連通口４６により、仕切壁４５に隣接して設けられた溶湯汲み出し室５０に溶湯３７を供給し、外部に汲み出すことが可能となる。
【００１６】
図２（ａ）は、本発明に係る第２の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）における接続部の詳細図である。第２のタワー型金属溶解炉６１もまた、図３に示す従来の（現有の）タワー型溶解炉１００において、図中のＹ−Ｙ部分にて金属溶解炉１００の材料供給タワー部の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供をすることを目的としたものである。第１の実施例と同一の機能を果たす部材等は、同一の部材名と部材番号を使用して説明する。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）を参照して、第２のタワー型金属溶解炉６１は、予熱室６５と溶解室３０とを含む材料供給タワー６３と、保持室４０と、溶湯汲み出し室５０を有する。この第２のタワー型金属溶解炉６１において、材料供給タワー６３は、耐火煉瓦等からなる炉壁６２により形成された煙道６４の、中間部を上下に分割可能に接続部材２１により構成した接続部２０（接続部２０は、後述する。）を有している。そして、煙道６４の上端部の炉壁６２の内側に、角の丸み部６７ａを設けて予熱室６７の予熱室天井壁部６７に続けている（図２（ａ）、図２（ｃ）参照）。予熱室天井壁部６７に開閉蓋６９を備えた材料投入口６８を有し、更に、予熱室天井壁部６７と向き合うようにした傾斜面底部７０を有する予熱室６５が設けられている。この予熱室６５の右方端開口は煙道６４の垂直下方に形成される溶解室３０に連接している。そして、上昇気流の燃焼排ガスが、前記角の丸み部６７ａを備えた前記天井壁部６７に衝突して案内され、常に流動損失を低減して、流れる方向を変えて前記予熱室６５内に導入される。更に、前記材料供給タワー６３の上端部内側の炉壁６７に設けられた角の丸み部６７ａが案内突部を具備すれば、上昇気流の前記燃焼排ガスが旋回流となって前記予熱室６５内に流入することも可能である。予熱室６５の左方端部には開閉蓋７２を有する傾斜面開口部７１が設けられている。そして、予熱室６５の耐火煉瓦等からなる炉壁６２により形成された煙道６４の後部の炉壁６２に、排煙筒部７３が設けられている（図２（ｂ）参照）。排煙筒部７３は排煙道７３ａにて枝分かれして一方に排煙筒本体７４と排煙口７４ａが形成接続され、他方には開閉蓋７６を有する監視口７５を備えており予熱室６５内を監視可能となっている。予熱室６５の傾斜面底部７０には、傾斜方向に平行に複数の案内突部７０ａが設けられており（図２（ｂ）、図２（ｃ）を参照）、投入された被溶解材料３５の下側面と、傾斜面底部７０の複数の案内突部７０ａの間の凹部との空間に、煙道６４から上昇してくる燃焼排ガスが進入して、十分に速やかに効率よく被溶解材料３５を加熱することが出来る。この複数の案内突部７０ａは、耐摩耗性の硬質材又は耐摩耗性のコーティングを施してあり、材料投入口６８から、落下してくる被溶解材料３５と衝突しても耐摩耗性や耐衝撃性を有しており、耐久性がありメンテナンス費用が安価で便利である。
【００１７】
自動開閉機構（図示せず）により自動的に（矢印Ａ方向で開き、矢印Ｂ方向で閉じる。）開閉可能な開閉蓋６９を動作させて材料投入口６８から、被溶解材料３５を予熱室６５内に投入し、傾斜面底部７０上に被溶解材料３５が堆積する。すると、溶解バーナー３３と保持バーナー４３との燃焼排ガスにより、被溶解材料３５が十分加熱され流動化して、自重で被溶解材料３５が傾斜面底部１０を経て、煙道６４の垂直下方に形成される溶解室３０に流入する。また、図示しない自動開閉機構により開閉蓋７２を開いて、材料投入口６８から投入され、煙道６４内を上昇移動する燃焼排ガスの熱により十分加熱され、軟らかくなり流動化した被溶解材料３５を傾斜面底部７０から押圧部材７８にて、予熱室６５の右方端開口から煙道６４経て垂直下方に形成される溶解室３０の傾斜面底部３１上に強制的に移動可能である。これにより予熱室６５にて、所定温度に十分加熱された被溶解材料３５が、効率よく速やかに溶解室３０に移送可能となる。しかも、複数の案内突部７０ａを備えた予熱室６５の傾斜面底部７０は、耐摩耗性の硬質材又は耐摩耗性のコーティングを施してあり、押圧部材７８が、摺動しても耐摩耗性や耐衝撃性を有しており、耐久性がありメンテナンス費用が安価で便利である。即ち、被溶解材料３５が、良好な溶湯３７品質を確保するために、次工程に滑らかに移送できて便利である。
【００１８】
材料供給タワー６３においては、前記予熱室６５の右方端開口が、煙動６４の垂直下方の接続部２０を経て、更に、煙道６４の下方に連接して溶解室３０が設けられている。溶解室３０は、傾斜面底部３１と、この傾斜面底部３１の途中に設けられたプール部３１ａと、天井炉壁部４２に設けられた溶解バーナー３３とから構成されている。溶解室３０，保持室４０、溶湯汲み出し室５０等の構成や機能は、実施例１に説明したことと同一であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００１９】
図２（ｃ）を参照して、材料供給タワー６３（材料供給タワー３）の耐火煉瓦等からなる炉壁６２（炉壁２）により形成された煙道６４（煙道４）の、中間部を上下に分割可能に構成した接続部２０を有していることは前述した。接続部２０は、予熱室６５（予熱室５）側の下面端部２０ａと、溶解室３０側の上面端部２０ｂとを、断熱材製の緩衝部材２２を挟んで、上ブラケット２１と下ブラケット２３と及びボルト２５とナット２６とからなる接続部材２１により固着接続してある。尚、括弧内は、実施例１の場合を示している。
【００２０】
図６は、本発明に係る第３の実施例を示すタワー型金属溶解炉１の縦断面図である。第３のタワー型金属溶解炉１もまた、図３に示す従来の（現有の）タワー型溶解炉１００において、図中のＹ−Ｙ部分にて金属溶解炉１００の材料供給タワー部の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供をすることを目的としたものである。図６を参照して、このタワー型金属溶解炉１は、本発明に係る第１の実施例を示すタワー型金属溶解炉１に対して、材料供給タワー３の途中のＹ−Ｙ部分に、接続部材２１を有する接続部２０を具備していないので、第１の実施例を示すタワー型金属溶解炉１より安価に製造可能である。その他の構成は、第１の実施例を示すタワー型金属溶解炉１（図１参照）と同一であるので、詳細な説明は省略する。この材料供給タワー３の途中のＹ−Ｙ部分に、接続部材２１を有する接続部２０を具備していないのは、既に工場に設置された現場の状況に合った金属溶解炉１の改造が可能であるし、新たに金属溶解炉１を製作可能でもある。
【００２１】
図７は、本発明に係る第４の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図である。第４のタワー型金属溶解炉６１もまた、図３に示す従来の（現有の）タワー型溶解炉１００において、図中のＹ−Ｙ部分にて金属溶解炉１００の材料供給タワー部の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供をすることを目的としたものである。図７を参照して、この第４のタワー型金属溶解炉６１は、本発明に係る第２の実施例を示すタワー型金属溶解炉６１に対して、材料供給タワー３の途中のＹ−Ｙ部分に、接続部材２１を有する接続部２０を具備していないので、第２の実施例を示すタワー型金属溶解炉６１より安価に製造可能である。その他の構成は、第２の実施例を示すタワー型金属溶解炉１（図２参照）と同一であるので、詳細な説明は省略する。この例でも、材料供給タワー３の途中のＹ−Ｙ部分に、接続部材２１を有する接続部２０を具備していないのは、既に工場に設置された現場の状況に合った第４の金属溶解炉６１の改造が可能であるし、新たに金属溶解炉６１を製作可能でもある。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は窯業関係に実施できるものである。
【符号の説明】
【００２３】
１ 第１のタワー型金属溶解炉
２、６２ 炉壁
３、６３ 材料供給タワー
４，６４ 煙道
５，６５ 予熱室
７，６７ 予熱室天井壁部
８，６８ 材料投入口
９，６９ 開閉蓋
１０，７０ 傾斜面底部
１３、７３ 排煙筒部
１３ａ，７３ａ 排煙道
１５，７５ 監視口
１６，７６ 開閉蓋
２０ 接続部
２１ 接続部材
３０ 溶解室
３１ 傾斜面底部
３３ 溶解バーナー
３５ 被溶解材料
３７ 溶湯
３８ 炉床
４０ 保持室
４２ 天井壁部
４３ 保持バーナー
５０ 溶湯汲み出し室。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムやマグネシウム等の原材料を溶解する金属溶解炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のタワー型金属溶解炉の第１の例を示す縦断面図である。図３において、従来のタワー型金属溶解炉１００として、被溶解材料１０１の投入口１２１をその上部に備えた材料供給タワー１０３と、その垂直下方に位置し、上記材料供給タワー１０３から降下してくる被溶解材料１０１を加熱溶解するための溶解加熱バーナー１０７を備えた溶解室１０５と、この溶解室１０５に隣接し、溶解した溶湯１１１を貯留し均熱保持するための保持用加熱バーナー１１３を備えた保持室１０９と、この保持室１０９で所定温度に保持された溶湯１１１を流入させて外部に汲み出す溶湯汲み出し室１１５とから構成されている。このようなタワー型金属溶解炉１００については特許文献１が挙げられる。この例のタワー型金属溶解炉１００において、溶解加熱バーナー１０７や保持用加熱バーナー１１３の、高温の燃焼排ガスの熱エネルギーの有効な熱回収が施されて居らず外気に排出されていた。
【０００３】
図４は、従来のタワー型金属溶解炉の第２の例を示す縦断面図である。図４において、材料供給タワー１０３と、溶解室（加熱室）１０５および保持室１０９を有するタワー型金属溶解炉１００において、溶解室１０５から溶け出た溶湯１１１を保持室１０９の貯留部１１２に昇温誘導するための昇温樋１２５を保持室１０９内に設け、この昇温樋１２５から流下する溶湯１１１を保持室１０９の貯留部１１２に貯留するようにしたことを特徴とするタワー型金属溶解炉１００である。この例として、下記の特許文献２が挙げられる。このタワー型金属溶解炉１００においては、熱回収をある程度目指しているが不十分であった。
【０００４】
その他に、図５は、従来のタワー型金属溶解炉の第３の例を示す縦断面図である。上部に被溶解材料投入口１２１および煙道１２７に設けられた溶解材料保持部材１０４を有し、下部に溶湯（溶解物）１１１が保持室（溶湯保持部）１０９に流下する炉床部１２９を有する溶解室１０５や、外部に汲み出す溶湯汲み出し室１１５等を備えた溶解炉１００であって、前記炉床部１２９下部に溶解加熱バーナー１３２を備えた燃焼室１３０が形成されており、前記燃焼室１３０上部の炉床部１２９には熱伝導率のよい耐熱板よりなる加熱板１２９ａが配置されているとともに、前記溶解室１０５の側壁には前記燃焼室１３０からの排ガスの流出路１３４を燃焼室１３０内から材料供給タワー１０３内へ連通させて、前記溶解材料保持部材１０４の外周面から排ガスを吹き付けて予熱溶解させる構成を用いたタワー型金属溶解炉１００である。この例として下記の特許文献３が挙げられる。この例のタワー型金属溶解炉１００の外形の大きさを、従来の炉の大きさと同等にすると、炉の構造上、溶解室１０５内に突出して排ガスの流出路１３４を設ける必要があると共に、溶解室１０５内に溶解材料保持部材１０４を設けるために、炉内の材料保持スペースを縮小させ、材料の供給量が減少させられてしまい、不便である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２６７７０公報
【特許文献２】特開２００２−３１０５７１公報
【特許文献３】特開２００６−７１２６６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属溶解炉の排熱の有効利用を図るために、中小規模の事業者にとって、特に上述した従来の特許文献１、２，３のタワー型溶解炉において、現有の金属溶解炉の本体というべき保持室の大規模な改修が必要となり、改造期間も長期にわたり、且つ、大きな設備投資が必要であり、大きな負担となり経営を圧迫しかねない。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、中小規模の事業者にとって、図３に示す従来の（現有の）タワー型溶解炉において、図中のＹ−Ｙ部分にて金属溶解炉の材料供給タワー部の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供をすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、請求項１の本発明は、内部に煙道を有する材料供給タワーと、溶解室および保持室を備えた従来の金属溶解炉において、前記材料供給タワーの垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、分割された上方部分の代わりに、開閉可能な開閉蓋を備えた材料投入口と排煙筒部とを含む予熱室を設けた上方部分と、前記分割された下方部分とを、連接してなるこを特徴とする金属溶解炉である。
請求項２の本発明は、内部に煙道を有する材料供給タワーと、溶解室および保持室を備えた従来の金属溶解炉において、前記材料供給タワーの垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、分割された上方部分の代わりに、開閉可能な開閉蓋を備えた材料投入口と排煙筒部とを含む予熱室を設けた上方部分と、前記分割された下方部分とを、接続部材からなる接続部により、連接されてなることを特徴とする金属溶解炉である。
請求項３の本発明は、被溶解材料が各々載置される前記予熱室を構成する傾斜面底部と、前記溶解室を構成する傾斜面底部とは、前記被溶解材料が十分に加熱され、流動化して自重により自然落下するような傾斜面角度に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金属溶解炉である。
請求項４の本発明は、前記予熱室にて予熱された被溶解材料は、押出部材により強制的に前記溶解室に投入され得ることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
請求項５の本発明は、前記被溶解材料が載置される前記予熱室を構成する前記傾斜面底部の表面は、前記被溶解材料間に燃焼排ガスが通過可能となる複数の案内突部を有し、この案内突部が耐摩耗性の硬質材又は耐摩耗性のコーティングを施してあることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
請求項６の本発明は、内部に垂直方向の煙道を有する前記材料供給タワー上端部内側の炉壁に角の丸み部を備えた天井壁部を設け、この天井壁部に連接する天井壁部を有する前記予熱室を前記材料供給タワー上端部近傍の側部に設け、上昇気流の燃焼排ガスが、前記角の丸み部を備えた前記天井壁部に衝突して案内され、流れる方向を変えて前記予熱室内に導入されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
請求項７の本発明は、前記材料供給タワー上端部内側の炉壁に設けられた角の丸み部が案内突部を具備し、上昇気流の前記燃焼排ガスが旋回流となって前記予熱室内に流入することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
請求項８の発明は、内部に垂直方向の煙道を有する前記材料供給タワー上端部内側の炉壁に角の丸み部を備えた天井壁部を設け、この天井壁部に連接する天井壁部を有する前記予熱室を前記材料供給タワー上端部近傍の側部に設け、前記予熱室の側面に前記排煙筒部を設け、上昇気流の燃焼排ガスが、角の丸み部を備えた前記天井壁部に衝突して流れる方向を変えて前記予熱室内に進入し、通過して、前記排煙筒部に導かれることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
請求項９の発明は、表面にディンプル加工を施した被溶解材料を前記予熱室に投入して予熱し、前記被溶解材料を容易に流動化し得ることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の金属溶解炉である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１および２の金属溶解炉は、中小規模の事業者にとって、従来の（現有の）金属溶解炉の材料供給タワー部の上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供を可能とするものであり、省エネルギーが図れて便利である。そして、請求項１では、既設の金属熔解炉の設置現場の状況に合わせた形で改修作業をなし得るので便利であり、また、請求項２の金属溶解炉は、材料供給タワーの中間部に、接続部材からなる接続部を具備しているために、請求項１に比べて製造原価がその分、高価になるが、予熱室を有する材料供給タワー部の上方部分を、予め用意しておけば工期が短縮出来て便利である。その他の作用効果は請求項１，２共に同じと言える。
請求項３の発明では、上記の本発明の効果に加えて、傾斜面底部が、傾斜面角度を有しており、被溶解材料が、前記被溶解材料が所定の昇温設定温度に到達した時点で、十分熱せられて流動化し自重で自然落下し、従来の押圧部材７８を必要としないために、次工程に滑らかに移送できて便利である。
請求項４の発明は、上記の本発明の効果に加えて、押圧部材の作用により予熱室にて、所定温度に十分加熱された被溶解材料が、効率よく速やかに溶解室に移送可能となる。
請求項５の発明は、上記の本発明の効果に加えて、予熱室の傾斜面底部には、傾斜方向に平行に複数の案内突部が設けられており、投入された被溶解材料の下側面と傾斜面底部の複数の案内突部間の凹部との空間内に、煙道から上昇してくる燃焼排ガスが容易に進入して、被溶解材料を効率よく速やかに、そして、十分に加熱することが出来て便利である。
請求項６の発明は、上記の本発明の効果に加えて、煙道から上昇してくる燃焼排ガスが、角の丸み部に案内されるために、常に流動損失を低減して、予熱室に進入して、被溶解材料を速やかに効率よく、十分に加熱することが出来て便利である。
請求項７発明は、上記の本発明の効果に加えて、煙道から上昇してくる燃焼排ガスが、案内突部を具備する角の丸み部に案内されて、常に、旋回流となって予熱室に進入して、被溶解材料を速やかに効率よく、十分に加熱することが出来て便利である。
請求項８の発明は、上記の本発明の効果に加えて、煙道から上昇してくる燃焼排ガスが、角の丸み部に案内されるために、常に流動損失を低減して、予熱室に進入し、通過して、排煙筒部に導かれるために、被溶解材料を速やかに効率よく、十分に加熱することが出来て便利である。
請求項９の発明は、上記の本発明の効果に加えて、表面にディンプル加工を施した被溶解材料を前記予熱室に投入して予熱されることにより、燃焼排ガスとの接触面積拡大のために、予熱効果がより大きく促進され、排熱の回収が図られるから、省エネルギーとなり便利である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る第１の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に係る第２の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）における接続部の詳細図である。
【図３】従来のタワー型金属溶解炉の第１の例を示す縦断面図である。
【図４】従来のタワー型金属溶解炉の第２の例を示す縦断面図である。
【図５】従来のタワー型金属溶解炉の第３の例を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る第３の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図である。
【図７】本発明に係る第４の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面に従って詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１の金属溶解炉は、図３に示す従来の（現有の）タワー型溶解炉１００において、図中のＹ−Ｙ部分にて金属溶解炉１００の材料供給タワー部の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供をすることを目的としたものであり、本発明に係る第１の実施例のタワー型金属溶解炉の概略を示す縦断面図である。図１を参照して、第１のタワー型金属溶解炉１は、予熱室５と煙道４を経由して溶解室３０に接続することを含む材料供給タワー３と、保持室４０と、溶湯汲み出し室５０を有する。尚、図１における下方部分の構成において、図３に示す部材番号で示す溶解室１０５，保持室１０９，溶湯汲み出し室１１５等は、図１に示す部材番号と異なるが、同一のものである。この第１のタワー型金属溶解炉１において、材料供給タワー３は、耐火煉瓦等からなる炉壁２により形成された煙道４の、中間部を上下に分割可能に接続部材２１により構成した接続部２０（接続部２０は、後述する。）を有している。そして、煙道４の上端部の炉壁２の内側に、角の丸み部７ａを設けて予熱室５の予熱室天井壁部７に続けている（図１参照）。予熱室天井壁部７に開閉蓋９を備えた材料投入口８を有し、更に、予熱室天井壁部７と向き合うようにした傾斜面底部１０を有する予熱室５が設けられている。この予熱室５の右方端開口は煙道４の垂直下方に形成される溶解室３０に連接している。そして、上昇気流の燃焼排ガスが、前記角の丸み部７ａを備えた前記天井壁部７に衝突して案内され、常に流動損失を低減して、流れる方向を変えて前記予熱室５内に導入される。更に、前記材料供給タワー３の上端部内側の炉壁７に設けられた角の丸み部７ａが案内突部を具備すれば、上昇気流の前記燃焼排ガスが旋回流となって前記予熱室５内に流入することも可能である。予熱室５の左方端部壁には排煙筒部１３が設けられている。排煙筒部１３は排煙道１３ａにて枝分かれして、一方に排煙筒本体１４と排煙口１４ａが形成接続され、他方には開閉蓋１６を有する監視口１５を備えており予熱室５内を監視可能となっている。そして、傾斜面底部１０の傾斜角は、材料投入口８から、投入された被溶解材料３５が載置され、煙道４から上昇してくる燃焼排ガスにより、十分加熱されて被溶解材料３５が軟らかくなり流動性を帯びた状態となり、被溶解材料３５が自重で傾斜面底部１０を流下し、溶解室３０へ移動出来る傾斜となっている。
【００１３】
自動開閉機構（図示せず）により、自動的に（矢印Ａ方向で開き、矢印Ｂ方向で閉じる。）開閉可能な開閉蓋９を開動作させて材料投入口８から、被溶解材料３５を予熱室５内に投入させると、傾斜面底部１０上に被溶解材料３５が堆積する。そして、後述する溶解バーナー３３と保持バーナー４３との燃焼排ガスが、保持室４０、溶解室３０からの空間を移動し、材料供給タワー３内の煙道４を通り、上昇気流となって予熱室５に到着し、この予熱室５の被溶解材料３５を十分加熱させる。この被溶解材料３５が十分加熱され、被溶解材料３５が軟らかくなり流動性を帯びた状態となり、傾斜面底部１０を経て、煙道４の垂直下方に形成される溶解室３０に流入することになる。
【００１４】
材料供給タワー３は、前記予熱室５の右方端開口が、煙動４の垂直下方の接続部２０を経て、更に、煙道４の下方に連接して溶解室３０が設けられている。溶解室３０は、傾斜面底部３１と、この傾斜面底部３１の途中に設けられたプール部３１ａと、天井炉壁部４２に設けられた溶解バーナー３３とから構成されている。この溶解バーナー３３は、溶解室３０の被溶解材料３５を加熱溶解し、溶湯３７として保持室４０内に移送する役割を果たす。そして、溶解室３０の傾斜面底部３１の傾斜角は、予熱室５から自重で流下した被溶解材料３５が留まり、溶解バーナー３３により、十分加熱されて被溶解材料３５が、所定の昇温設定温度に加熱され、溶湯３７となり、滑らかに傾斜面底部３１を流下し、保持室４０へ移動出来る傾斜となっている。即ち、被溶解材料３５が、良好な溶湯３７品質を確保するために、自然に次工程に滑らかに移送できて便利である。
【００１５】
予熱室５内に投入され、燃焼排ガスにより十分加熱された被溶解材料３５が自重で傾斜面底部１０上を流下して、その垂直下方の溶解室３０の傾斜面底部３１上に堆積した被溶解材料３５を、溶解バーナー３３により溶解し、傾斜面底部３１上を溶湯３７となって炉床３８に沿って流下して、溶解室３０に連接した保持室４０内に流入する。保持室４０は、炉床３８の凹部４１と、天井炉壁部４２と、溶解室３０と保持室４０との境界壁４２ａと仕切壁４５とに囲まれている空間である。天井炉壁部４２に設けられた保持バーナ４３により、保持室４０内に流入した溶湯３７を所定の温度に均熱加熱して、仕切壁４５の下部に設けられた連通口４６により、仕切壁４５に隣接して設けられた溶湯汲み出し室５０に溶湯３７を供給し、外部に汲み出すことが可能となる。
【００１６】
図２（ａ）は、本発明に係る第２の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）における接続部の詳細図である。第２のタワー型金属溶解炉６１もまた、図３に示す従来の（現有の）タワー型溶解炉１００において、図中のＹ−Ｙ部分にて金属溶解炉１００の材料供給タワー部の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供をすることを目的としたものである。第１の実施例と同一の機能を果たす部材等は、同一の部材名と部材番号を使用して説明する。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）を参照して、第２のタワー型金属溶解炉６１は、予熱室６５と溶解室３０とを含む材料供給タワー６３と、保持室４０と、溶湯汲み出し室５０を有する。この第２のタワー型金属溶解炉６１において、材料供給タワー６３は、耐火煉瓦等からなる炉壁６２により形成された煙道６４の、中間部を上下に分割可能に接続部材２１により構成した接続部２０（接続部２０は、後述する。）を有している。そして、煙道６４の上端部の炉壁６２の内側に、角の丸み部６７ａを設けて予熱室６７の予熱室天井壁部６７に続けている（図２（ａ）、図２（ｃ）参照）。予熱室天井壁部６７に開閉蓋６９を備えた材料投入口６８を有し、更に、予熱室天井壁部６７と向き合うようにした傾斜面底部７０を有する予熱室６５が設けられている。この予熱室６５の右方端開口は煙道６４の垂直下方に形成される溶解室３０に連接している。そして、上昇気流の燃焼排ガスが、前記角の丸み部６７ａを備えた前記天井壁部６７に衝突して案内され、常に流動損失を低減して、流れる方向を変えて前記予熱室６５内に導入される。更に、前記材料供給タワー６３の上端部内側の炉壁６７に設けられた角の丸み部６７ａが案内突部を具備すれば、上昇気流の前記燃焼排ガスが旋回流となって前記予熱室６５内に流入することも可能である。予熱室６５の左方端部には開閉蓋７２を有する傾斜面開口部７１が設けられている。そして、予熱室６５の耐火煉瓦等からなる炉壁６２により形成された煙道６４の後部の炉壁６２に、排煙筒部７３が設けられている（図２（ｂ）参照）。排煙筒部７３は排煙道７３ａにて枝分かれして一方に排煙筒本体７４と排煙口７４ａが形成接続され、他方には開閉蓋７６を有する監視口７５を備えており予熱室６５内を監視可能となっている。予熱室６５の傾斜面底部７０には、傾斜方向に平行に複数の案内突部７０ａが設けられており（図２（ｂ）、図２（ｃ）を参照）、投入された被溶解材料３５の下側面と、傾斜面底部７０の複数の案内突部７０ａの間の凹部との空間に、煙道６４から上昇してくる燃焼排ガスが進入して、十分に速やかに効率よく被溶解材料３５を加熱することが出来る。この複数の案内突部７０ａは、耐摩耗性の硬質材又は耐摩耗性のコーティングを施してあり、材料投入口６８から、落下してくる被溶解材料３５と衝突しても耐摩耗性や耐衝撃性を有しており、耐久性がありメンテナンス費用が安価で便利である。
【００１７】
自動開閉機構（図示せず）により自動的に（矢印Ａ方向で開き、矢印Ｂ方向で閉じる。）開閉可能な開閉蓋６９を動作させて材料投入口６８から、被溶解材料３５を予熱室６５内に投入し、傾斜面底部７０上に被溶解材料３５が堆積する。すると、溶解バーナー３３と保持バーナー４３との燃焼排ガスにより、被溶解材料３５が十分加熱され流動化して、自重で被溶解材料３５が傾斜面底部１０を経て、煙道６４の垂直下方に形成される溶解室３０に流入する。また、図示しない自動開閉機構により開閉蓋７２を開いて、材料投入口６８から投入され、煙道６４内を上昇移動する燃焼排ガスの熱により十分加熱され、軟らかくなり流動化した被溶解材料３５を傾斜面底部７０から押圧部材７８にて、予熱室６５の右方端開口から煙道６４経て垂直下方に形成される溶解室３０の傾斜面底部３１上に強制的に移動可能である。これにより予熱室６５にて、所定温度に十分加熱された被溶解材料３５が、効率よく速やかに溶解室３０に移送可能となる。しかも、複数の案内突部７０ａを備えた予熱室６５の傾斜面底部７０は、耐摩耗性の硬質材又は耐摩耗性のコーティングを施してあり、押圧部材７８が、摺動しても耐摩耗性や耐衝撃性を有しており、耐久性がありメンテナンス費用が安価で便利である。即ち、被溶解材料３５が、良好な溶湯３７品質を確保するために、次工程に滑らかに移送できて便利である。
【００１８】
材料供給タワー６３においては、前記予熱室６５の右方端開口が、煙動６４の垂直下方の接続部２０を経て、更に、煙道６４の下方に連接して溶解室３０が設けられている。溶解室３０は、傾斜面底部３１と、この傾斜面底部３１の途中に設けられたプール部３１ａと、天井炉壁部４２に設けられた溶解バーナー３３とから構成されている。溶解室３０，保持室４０、溶湯汲み出し室５０等の構成や機能は、実施例１に説明したことと同一であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００１９】
図２（ｃ）を参照して、材料供給タワー６３（材料供給タワー３）の耐火煉瓦等からなる炉壁６２（炉壁２）により形成された煙道６４（煙道４）の、中間部を上下に分割可能に構成した接続部２０を有していることは前述した。接続部２０は、予熱室６５（予熱室５）側の下面端部２０ａと、溶解室３０側の上面端部２０ｂとを、断熱材製の緩衝部材２２を挟んで、上ブラケット２１と下ブラケット２３と及びボルト２５とナット２６とからなる接続部材２１により固着接続してある。尚、括弧内は、実施例１の場合を示している。
【００２０】
図６は、本発明に係る第３の実施例を示すタワー型金属溶解炉１の縦断面図である。第３のタワー型金属溶解炉１もまた、図３に示す従来の（現有の）タワー型溶解炉１００において、図中のＹ−Ｙ部分にて金属溶解炉１００の材料供給タワー部の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供をすることを目的としたものである。図６を参照して、このタワー型金属溶解炉１は、本発明に係る第１の実施例を示すタワー型金属溶解炉１に対して、材料供給タワー３の途中のＹ−Ｙ部分に、接続部材２１を有する接続部２０を具備していないので、第１の実施例を示すタワー型金属溶解炉１より安価に製造可能である。その他の構成は、第１の実施例を示すタワー型金属溶解炉１（図１参照）と同一であるので、詳細な説明は省略する。この材料供給タワー３の途中のＹ−Ｙ部分に、接続部材２１を有する接続部２０を具備していないのは、既に工場に設置された現場の状況に合った金属溶解炉１の改造が可能であるし、新たに金属溶解炉１を製作可能でもある。
【００２１】
図７は、本発明に係る第４の実施例を示すタワー型金属溶解炉の縦断面図である。第４のタワー型金属溶解炉６１もまた、図３に示す従来の（現有の）タワー型溶解炉１００において、図中のＹ−Ｙ部分にて金属溶解炉１００の材料供給タワー部の垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、上方部分の改修をなし、且つ、排熱を有効利用し、安価に効率の良い溶解炉の提供をすることを目的としたものである。図７を参照して、この第４のタワー型金属溶解炉６１は、本発明に係る第２の実施例を示すタワー型金属溶解炉６１に対して、材料供給タワー３の途中のＹ−Ｙ部分に、接続部材２１を有する接続部２０を具備していないので、第２の実施例を示すタワー型金属溶解炉６１より安価に製造可能である。その他の構成は、第２の実施例を示すタワー型金属溶解炉１（図２参照）と同一であるので、詳細な説明は省略する。この例でも、材料供給タワー３の途中のＹ−Ｙ部分に、接続部材２１を有する接続部２０を具備していないのは、既に工場に設置された現場の状況に合った第４の金属溶解炉６１の改造が可能であるし、新たに金属溶解炉６１を製作可能でもある。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は窯業関係に実施できるものである。
【符号の説明】
【００２３】
１ 第１のタワー型金属溶解炉
２、６２ 炉壁
３、６３ 材料供給タワー
４，６４ 煙道
５，６５ 予熱室
７，６７ 予熱室天井壁部
８，６８ 材料投入口
９，６９ 開閉蓋
１０，７０ 傾斜面底部
１３、７３ 排煙筒部
１３ａ，７３ａ 排煙道
１５，７５ 監視口
１６，７６ 開閉蓋
２０ 接続部
２１ 接続部材
３０ 溶解室
３１ 傾斜面底部
３３ 溶解バーナー
３５ 被溶解材料
３７ 溶湯
３８ 炉床
４０ 保持室
４２ 天井壁部
４３ 保持バーナー
５０ 溶湯汲み出し室。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に煙道を有する材料供給タワーと、溶解室および保持室を備えた従来の金属溶解炉において、
前記材料供給タワーの垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、分割された上方部分の代わりに、開閉可能な開閉蓋を備えた材料投入口と排煙筒部とを含む予熱室を設けた上方部分と、前記分割された下方部分とを、連接してなることを特徴とする金属溶解炉。
【請求項２】
内部に煙道を有する材料供給タワーと、溶解室および保持室を備えた従来の金属溶解炉において、
前記材料供給タワーの垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、分割された上方部分の代わりに、開閉可能な開閉蓋を備えた材料投入口と排煙筒部とを含む予熱室を設けた上方部分と、前記分割された下方部分とを、接続部材からなる接続部により、連接されてなることを特徴とする金属溶解炉。
【請求項３】
被溶解材料が各々載置される前記予熱室を構成する傾斜面底部と、前記溶解室を構成する傾斜面底部とは、前記被溶解材料が十分熱せられて流動化し自重で自然落下するような傾斜面角度に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金属溶解炉。
【請求項４】
前記予熱室にて予熱された被溶解材料は、押出部材により強制的に前記溶解室に投入され得ることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項５】
前記被溶解材料が載置される前記予熱室を構成する前記傾斜面底部の表面は、前記被溶解材料間に燃焼排ガスが通過可能となる複数の案内突部を有し、この案内突部が耐摩耗性の硬質材又は耐摩耗性のコーティングを施してあることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項６】
内部に垂直方向の煙道を有する前記材料供給タワー上端部内側の炉壁に角の丸み部を備えた天井壁部を設け、この天井壁部に連接する天井壁部を有する前記予熱室を前記材料供給タワー上端部近傍の側部に設け、上昇気流の燃焼排ガスが、前記角の丸み部を備えた前記天井壁部に衝突して案内され、流れる方向を変えて前記予熱室内に導入されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項７】
前記材料供給タワー上端部内側の炉壁に設けられた角の丸み部が案内突部を具備し、上昇気流の前記燃焼排ガスが旋回流となって前記予熱室内に流入することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項８】
内部に垂直方向の煙道を有する前記材料供給タワー上端部内側に前記角の丸み部を備えた前記天井壁部を設け、この天井壁部に連接する前記天井壁部を有する前記予熱室を前記材料供給タワー上端部近傍の側部に設け、前記予熱室の側面に前記排煙筒部を設け、上昇気流の燃焼排ガスが、前記天井壁部に衝突して流れる方向を変えて前記予熱室内に進入し、通過して、前記排煙筒部に導かれることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項９】
表面にディンプル加工を施した被溶解材料を前記予熱室に投入して予熱し、前記被溶解材料を容易に流動化し得ることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項１】
内部に煙道を有する材料供給タワーと、溶解室および保持室を備えた従来の金属溶解炉において、
前記材料供給タワーの垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、分割された上方部分の代わりに、開閉可能な開閉蓋を備えた材料投入口と排煙筒部とを含む予熱室を設けた上方部分と、前記分割された下方部分とを、連接してなることを特徴とする金属溶解炉。
【請求項２】
内部に煙道を有する材料供給タワーと、溶解室および保持室を備えた従来の金属溶解炉において、
前記材料供給タワーの垂直部を上方部分と下方部分とに切断し、分割された上方部分の代わりに、開閉可能な開閉蓋を備えた材料投入口と排煙筒部とを含む予熱室を設けた上方部分と、前記分割された下方部分とを、接続部材からなる接続部により、連接されてなることを特徴とする金属溶解炉。
【請求項３】
被溶解材料が各々載置される前記予熱室を構成する傾斜面底部と、前記溶解室を構成する傾斜面底部とは、前記被溶解材料が十分熱せられて流動化し自重で自然落下するような傾斜面角度に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金属溶解炉。
【請求項４】
前記予熱室にて予熱された被溶解材料は、押出部材により強制的に前記溶解室に投入され得ることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項５】
前記被溶解材料が載置される前記予熱室を構成する前記傾斜面底部の表面は、前記被溶解材料間に燃焼排ガスが通過可能となる複数の案内突部を有し、この案内突部が耐摩耗性の硬質材又は耐摩耗性のコーティングを施してあることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項６】
内部に垂直方向の煙道を有する前記材料供給タワー上端部内側の炉壁に角の丸み部を備えた天井壁部を設け、この天井壁部に連接する天井壁部を有する前記予熱室を前記材料供給タワー上端部近傍の側部に設け、上昇気流の燃焼排ガスが、前記角の丸み部を備えた前記天井壁部に衝突して案内され、流れる方向を変えて前記予熱室内に導入されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項７】
前記材料供給タワー上端部内側の炉壁に設けられた角の丸み部が案内突部を具備し、上昇気流の前記燃焼排ガスが旋回流となって前記予熱室内に流入することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項８】
内部に垂直方向の煙道を有する前記材料供給タワー上端部内側に前記角の丸み部を備えた前記天井壁部を設け、この天井壁部に連接する前記天井壁部を有する前記予熱室を前記材料供給タワー上端部近傍の側部に設け、前記予熱室の側面に前記排煙筒部を設け、上昇気流の燃焼排ガスが、前記天井壁部に衝突して流れる方向を変えて前記予熱室内に進入し、通過して、前記排煙筒部に導かれることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【請求項９】
表面にディンプル加工を施した被溶解材料を前記予熱室に投入して予熱し、前記被溶解材料を容易に流動化し得ることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の金属溶解炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−８８０２７（Ｐ２０１２−８８０２７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３７６９１（Ｐ２０１０−２３７６９１）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（３１０００５７５５）群馬合金株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（３１０００５７５５）群馬合金株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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