JP3824365B2

JP3824365B2 - Molten metal transfer pump

Info

Publication number: JP3824365B2
Application number: JP35074696A
Authority: JP
Inventors: 橋謙三高
Original assignee: 高橋謙三
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2016-12-27
Also published as: JPH10184565A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶湯搬送ポンプに関するものであり、特に、アルミニウム、アルミニウム合金、銅等の導電性非磁性材を原料とする製品の製造に際し、このアルミニウム、アルミニウム合金、銅等が溶解してできた溶湯を所定の場所、例えば、ダイカスト用金型や各種の鋳型等へ搬送する永久磁石式の溶湯搬送ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、この種の溶湯搬送ポンプとしては、インペラーを配管内の溶湯に直接挿入し、このインペラーをモータで回転させて、溶湯を搬送するインペラー式のものがあった。また、電磁樋式と呼ばれる、樋の下に電磁コイルを埋設し、移動磁界を発生させて電磁力により溶湯を搬送する電磁樋式のものもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のインペラー式のものでは、高温の溶湯内にインペラーを直接挿入して回転させるため、インペラーの寿命が著しく短いという問題があった。また、インペラーを介して溶湯の熱がモータに伝わり、いわゆるポンプ全体が高温となることから、ポンプの冷却に冷風を送る機構が必要となり、構造が複雑で、高価格化するとともに、操作性も良くないという問題があった。
【０００４】
一方、電磁樋式のものでは樋内の溶湯にまで磁力線を通さねばならないため、電磁コイルに大電流を供給しなければならなかった。このため、電磁コイルにおける発熱が著しく大きく、この冷却のためにコイル素材として中空銅線を用いて、この中空銅線内に冷却水を循環させることにより冷却していた。この中空銅線の冷却水用の通路の内側直径は、通常、約４ｍｍから６ｍｍ程度と細く、スケール等の異物により詰まりやすかった。中空銅線の通路が詰まると、電磁コイルの冷却が不十分となり、電磁コイルの発熱により電磁コイルが焼損するという問題があった。また、コイルに大電流を流す必要があるため、消費電力が非常に大きく、ランニングコスト、製造コストも高かった。しかも、消費電力が大きいにもかかわらず、搬送ポンプの揚程は小さかった。さらに、コイル素材として中空銅線を用い、冷却水の循環装置を設ける必要があることから、装置が大規模になるとともに、製造コストの増加も招いていた。
【０００５】
このように、これら従来型のいずれのものも多くの問題点を抱えていた。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、構造が簡単で、製造コスト及びランニングコストが安価で、故障が生ずる可能性が低く、省スペースで、可搬式の溶湯搬送ポンプの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る溶湯搬送ポンプは、
導電性非磁性材が溶解してできる溶湯を流すための配管と、
この配管中の前記溶湯中に磁力線を貫通させ、この磁力線を移動させることにより生じる力によって、前記配管中の前記溶湯を搬送する永久磁石と、
を備え、
前記配管は少なくともその一部がほぼ円弧状に曲げ加工された円弧部を有し、
前記永久磁石は、前記配管の前記円弧部の円弧に沿って回転可能に軸支されており、
前記永久磁石は、回転可能に軸支されたディスクの表面に取り付けられており、
前記ディスクには、同心円状に複数の永久磁石が取り付けられており、
前記ディスクに同心円状に取り付けられた前記複数の永久磁石は、その隣接する永久磁石同士が交互に異極になるように配置された、
ことを特徴とするものである。
さらに、本発明に係る溶湯搬送ポンプは、
導電性非磁性材が溶解してできる溶湯を流すための配管と、
この配管中の前記溶湯中に磁力線を貫通させ、この磁力線を移動させることにより生じる力によって、前記配管中の前記溶湯を搬送する永久磁石と、
を備え、
前記配管は少なくともその一部がほぼ円弧状に曲げ加工された円弧部を有し、
前記永久磁石は、前記配管の前記円弧部の円弧に沿って回転可能に軸支されており、
前記永久磁石は所定の間隔で少なくとも２つ設けられており、これらの２つの永久磁石の間に前記配管の前記円弧部が配置されているとともに、これらの２つの永久磁石は互いに向かい合う面に異極がくるように配置されており、
前記永久磁石は、回転可能に軸支されたディスクの表面に取り付けられており、
前記ディスクには、同心円状に複数の永久磁石が取り付けられており、
前記ディスクに同心円状に取り付けられた前記複数の永久磁石は、その隣接する永久磁石同士が交互に異極になるように配置された、
ことを特徴とするものである。
さらに、本発明に係る溶湯搬送ポンプは、
導電性非磁性材が溶解してできる溶湯を流すための配管と、
この配管中の前記溶湯中に磁力線を貫通させ、この磁力線を移動させることにより生じる力によって、前記配管中の前記溶湯を搬送する永久磁石と、
を備え、
前記配管は少なくともその一部がほぼ円弧状に曲げ加工された円弧部を有し、
前記永久磁石は、前記配管の前記円弧部の円弧に沿って回転可能に軸支されており、
前記永久磁石は所定の間隔で少なくとも２つ設けられており、これらの２つの永久磁石の間に前記配管の前記円弧部が配置されているとともに、これらの２つの永久磁石は互いに向かい合う面に異極がくるように配置されており、
前記配管を挟んで一対のディスクがそれぞれ回転可能に軸支されており、これらの各ディスクの向かい合う各面に、それぞれ前記永久磁石が少なくとも１つ取り付けられており、
前記互いに向かい合う一対のディスクのそれぞれには、同心円状に複数の永久磁石が取り付けられており、
一方のディスクに取り付けられた永久磁石と、他方のディスクに取り付けられた永久磁石とは、互いに向かい合っており、
前記ディスクに同心円状に取り付けられた前記複数の永久磁石は、その隣接する永久磁石同士が交互に異極になるように配置された、
ことを特徴とするものである。
さらに、本発明に係る溶湯搬送ポンプは、
導電性非磁性材が溶解してできる溶湯を流すための配管と、
この配管中の前記溶湯中に磁力線を貫通させ、この磁力線を移動させることにより生じる力によって、前記配管中の前記溶湯を搬送する永久磁石と、
を備え、
前記配管は少なくともその一部がほぼ円弧状に曲げ加工された円弧部を有し、
前記永久磁石は、前記配管の前記円弧部の円弧に沿って回転可能に軸支されており、
前記永久磁石は、回転可能に軸支されたディスクの表面に取り付けられており、
前記配管を挟んで一対のディスクがそれぞれ回転可能に軸支されており、これらの各ディスクの向かい合う各面に、それぞれ前記永久磁石が少なくとも１つ取り付けられており、
前記互いに向かい合う一対のディスクのそれぞれには、同心円状に複数の永久磁石が取り付けられており、
一方のディスクに取り付けられた永久磁石と、他方のディスクに取り付けられた永久磁石とは、互いに向かい合っており、
前記ディスクに同心円状に取り付けられた前記複数の永久磁石は、その隣接する永久磁石同士が交互に異極になるように配置された、
ことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る溶湯搬送ポンプは、簡単にいえば、溶湯を流すための配管の外側に回転可能に軸支されたディスクを設け、このディスクに永久磁石を取り付けるとともに、このディスクを回転させることにより配管内の溶湯を搬送するものである。以下、本発明の実施の形態を図１乃至図５に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の溶湯搬送ポンプの正面図であり、図２は図１のII−II線断面図である。図１は、図２との関係でいえば、図２の矢印Ａ方向から見た図である。特に図２からもわかるように、溶湯搬送ポンプＰは、強磁性材からなる円盤状のディスク１１Ｌ、１１Ｒを一対有している。これらのディスク１１Ｌ、１１Ｒは回転可能に軸支されている。すなわち、これらのディスク１１Ｌ、１１Ｒの中心を回転軸１２が貫通して互いに連結されており、両ディスクが距離的に離れた状態で、同心的に一体に回転するようになっている。この回転軸１２の左右両端はベアリングを備えた支持部１３Ｌ、１３Ｒによって回転自在に両持支持されている。前記ディスク１１Ｌ、１１Ｒの互いに向かい合う内側の面には、それぞれ永久磁石１４Ｌ、１４Ｒが取り付けられている。これらの永久磁石１４Ｌ、１４Ｒは、ステンレス等の非磁性材からなるカバー１５Ｌ、１５Ｒで覆われている。前記ディスク１１Ｌ、１１Ｒと前記回転軸１２とによって、永久磁石１４Ｌ、１４Ｒを移動させるための、本実施形態における磁界移動手段が構成されている。特に図１からもわかるように、前述の永久磁石１４は、ディスク１１にほぼ９０度間隔で４個づつ設けられている。例えば、左側のディスク１１Ｌには、永久磁石１４Ｌａ乃至１４Ｌｄの４つが設けられている。これら永久磁石１４Ｌａ乃至１４Ｌｄは、正面から見た状態において、交互に極性が異なるように配置されている。図２からもわかるように、ディスク１１Ｌと向かい合うディスク１１Ｒにも、永久磁石１４Ｒａ乃至１４Ｒｄの４つの永久磁石が取り付けられている。これら図中右側に設けられた永久磁石１４Ｒａ乃至１４Ｒｄも前述の図中左側に設けられた永久磁石１４Ｌａ乃至１４Ｌｄと同様に、交互に極性が異なるように配置されている。
【００１０】
特に図２からわかるように、図中左側のディスク１１Ｌに設けられた永久磁石１４Ｌａ乃至１４Ｌｄと、これに向かい合う図中右側のディスク１１Ｒに設けられた永久磁石１４Ｒａ乃至１４Ｒｄは、その向かい合う極が異なるように、すなわち互いに引き合うように配置されている。例えば、永久磁石１４Ｌａの内側にはＳ極が配置され、これと向かい合う永久磁石１４Ｒａの内側にはＮ極が配置される。このため、永久磁石１４Ｒａから永久磁石１４Ｌａに向かって磁力線が配管２０内の溶湯を貫通する。また、永久磁石１４Ｌｄの内側にはＮ極が配置され、これと向かい合う永久磁石１４Ｒｄの内側にはＳ極が配置される。このため、永久磁石１４Ｌｄから永久磁石１４Ｒｄに向かって磁力線が配管２０内の溶湯を貫通する。このような図中左側の永久磁石１４Ｌと図中右側の永久磁石１４Ｒとの互いに向かい合う極が異なる関係、すなわち互いに引き合う関係は、ディスク１１Ｌとディスク１１Ｒとが回転軸１２を介して一体に回転するので、変わることはない。
【００１１】
前述の永久磁石１４Ｌと永久磁石１４Ｒとの間には、非磁性ステンレス材、セラミック材、耐熱レンガ等の材料からなる配管２０が、これらの永久磁石１４Ｌ、１４Ｒと接触しないように設けられている。この配管２０内においては、前述のディスク１１Ｌ、１１Ｒの回転駆動により、アルミニウム、アルミニウム合金、銅等の導電性非磁性材が溶解してできた溶湯が流れるようになっている。
【００１２】
特に図１からわかるように、配管２０は管２１とその両端に形成されたフランジ部２２、２３から構成されている。図中左側のフランジ部２２側には吸入口２４が形成されており、図中右側のフランジ部２３側には、吐出口２５が形成されている。すなわち、吸入口２４から取り込まれた溶湯は溶湯搬送ポンプＰにより吐出口２５から送り出されるようになっている。管２１は、ディスク１１Ｌ、１１Ｒの永久磁石１４Ｌ、１４Ｒの取付位置に沿うように、ディスク１１と同心的に下方へ円弧状に曲げ加工された円弧部２１ａを備えている。配管２０は、前述のフランジ部２２、２３により、図示しない他の配管に容易に接続することができるようになっている。
【００１３】
図２からわかるように、溶湯搬送ポンプＰの図中左側には、この溶湯搬送ポンプＰを回転駆動させるための駆動手段３０が設けられている。この駆動手段３０はモータ３１を備えている。このモータ３１の回転軸には駆動プーリ３２が設けられている。この駆動プーリ３２は、ベルト３４によって、前記回転軸１２の左端に設けられた非駆動プーリ３３と連繋されている。
【００１４】
次に本実施形態の動作を説明する。図１及び図２からわかるように、モータ３１が回転すると、駆動プーリ３２が回転し、ベルト３４を介して非駆動プーリ３３が回転する。これに伴い、回転軸１２が回転し、この回転軸１２に固定されているディスク１１Ｌ、１１Ｒも回転する。このディスク１１Ｌ、１１Ｒの回転に伴い、これに取り付けられている永久磁石１４Ｌ、１４Ｒも回転する。すると、配管２０内の溶湯を貫通している磁力線も回転し、この磁力線の回転によって溶湯に送り出す力Ｆが加えられ、配管２０内の溶湯が吸入口２４から吐出口２５へ送り出される。本実施形態では、ディスク１１Ｌ、１１Ｒの回転数は１０００〜３０００ｒｐｍ程度である。
【００１５】
より詳しい動作を図３乃至図５に基づいて説明する。図３は、図１においてディスク１１Ｌを透過し、かつ、駆動手段３０等の一部の部材を省略して渦電流を示す図であり、図４は、図３におけるディスク１１Ｌ、１１Ｒ及び永久磁石１４Ｌ、１４ＲのIV−IV線端面図を用いて磁力線の向きを示す図、図５は同じようにＶ−Ｖ線端面図を用いて磁力線の向きを示す図である。
【００１６】
図４及び図５からわかるように、永久磁石１４Ｌと永久磁石１４Ｒは互いに引き合うように、向かい合う永久磁石同士の極性が異なるように配置されている。このため、磁力線は永久磁石１４Ｌと永久磁石１４Ｒとの間を直線的に結び、平行磁場を形成する。すなわち、磁力線が配管２０内の溶湯を直線的に貫くこととなる。しかも、特に図４からわかるように、隣り合う永久磁石同士の極性が異なるように配置されているので、その磁力線の向きは交互に異なることとなる。
【００１７】
図３からわかるように、ディスク１１Ｌ、１１Ｒが矢印Ｂ方向に回転することにより、永久磁石１４Ｌ、１４Ｒが矢印Ｂ方向に回転すると、この磁力線も矢印Ｂ方向に回転する。すなわち、交互に向きの異なる磁力線が次々に配管２０の円弧部２１ａの円弧に沿って溶湯内を移動することとなる。このとき、溶湯内には、永久磁石１４Ｌ、１４Ｒの前後に誘導起電力Ｅが発生し、この結果、渦電流が流れる。この渦電流により、永久磁石１４Ｌ、１４Ｒと配管２０内の溶湯との間に、反発力ｆ及び吸引力ｆが生じる。
【００１８】
例えば、図５からわかるように、永久磁石１４Ｌｂとこれと向かい合う永久磁石１４Ｒｂとの間には、永久磁石１４Ｌｂから永久磁石１４Ｒｂへ向かう方向に磁力線が結ばれている。このため、図３からわかるように、この一対の永久磁石１４Ｌｂ、１４Ｒｂが矢印Ｂの方向へ動くと、図３において、その移動方向後方の溶湯内には時計回りの渦電流ｉ１が発生し、その移動方向前方の溶湯内には反時計回りの渦電流ｉ２が発生する。この渦電流ｉ１と永久磁石１４Ｌｂ、１４Ｒｂとの間には吸引力ｆ１が生じ、この渦電流ｉ２と永久磁石１４Ｌｂ、１４Ｒｂとの間には反発力ｆ２が生ずる。
【００１９】
これと同じ原理により、永久磁石１４Ｌｃ、１４Ｒｃの移動により吸引力ｆ３及び反発力ｆ４が、永久磁石１４Ｌｄ、１４Ｒｄの移動により吸引力ｆ５及び反発力ｆ６が生ずる。よって、溶湯を吐出口２５へ送り出す力Ｆとしてこれらを合計した力が発生する。すなわち、Ｆは式（１）で表される。
【００２０】
Ｆ＝ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋ｆ４＋ｆ５＋ｆ６（１）
この送り出す力Ｆによって、配管２０内の溶湯が吸入口２４から吐出口２５へ送り出される。なお、図３に示すディスク１１の状態では、永久磁石１４Ｌａ、１４Ｒａは配管２０のある位置から外れているので、溶湯の送り出しに関与していないが、矢印Ｂの方向へディスク１１がさらに回転し、配管２０のある位置に入ることにより、溶湯の送り出しに関与するようになる。この永久磁石１４Ｌａ、１４Ｒａと入れ替わりに、永久磁石１４Ｌｄ、１４Ｒｄが配管２０のある位置から外れ、溶湯の送り出しに関与しないようになる。つまり、本実施形態においては、常時３対の永久磁石を用いて、溶湯を送り出すこととなる。前記誘導起電力Ｅは、式（２）で表される。
【００２１】
Ｅ＝−ｄΦ／ｄｔ（２）
Φ：磁束
ｔ：時間
したがって、ディスク１１の回転数を上げれば、ｄｔが小さくなるため、誘導起電力Ｅは大きくなり、送り出す力Ｆも大きくなる。すなわち、モータ３１の回転数を上げるだけで、溶湯搬送ポンプＰの送り出す力Ｆ、つまり揚程は大きくなる。
【００２２】
以上のように、本実施形態の溶湯搬送ポンプＰにおいては、磁界発生部である永久磁石１４が配管２０の外部に設けられているので、高温の溶湯に直接さらさることはない。このため、従来必要とされた複雑な冷却装置は不要となり、製造コストの低減、装置の小型化を図ることができる。しかも、永久磁石１４を取り付けたディスク１１を配管２０の外側に設置するだけで、ポンプとして使用できるので、必要に応じて溶湯搬送ポンプを移動させることができ、溶湯搬送ポンプを可搬式の装置とすることができる。このように装置が単純化するので、メンテナンスも不要とすることができる。しかも、電力としてはモータ３１の駆動電力だけで足りるので、従来の電磁樋式のポンプのように大電力を必要としなくなり、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００２３】
さらに、溶湯搬送ポンプＰの吐出圧、吐出量、揚程もディスク１１に取り付ける永久磁石１４の個数、磁界の強さ又はモータ３１の回転数等を変えることにより、自由に変更することができる。すなわち、設計自由度の高い、非常に効率のよいポンプとすることができる。
【００２４】
そのうえ、永久磁石１４Ｌ、１４Ｒの隣り合う永久磁石同士の極性が異なるように配置したので、効率的に配管２０内の溶湯を搬送することができる。さらにまた、永久磁石１４Ｌ、１４Ｒの向かい合う永久磁石同士が互いに引き合うように永久磁石を配置したので、溶湯内を磁力線が貫通し、効率的に配管２０内の溶湯を搬送することができる。
【００２５】
図６は、配管２０の他の例を、ディスク１１Ｌ、１１Ｒと永久磁石１４Ｌ、１４Ｒとの関係で、示す部分断面図である。この図６からわかるように、配管２０の管２１’を、図２に示したような円形断面状の管２１ではなく、矩形断面状の管２１’としたものであり、この点で上記実施形態と相違する。このような管２１’を配管２０に用いることにより、永久磁石１４Ｌと永久磁石１４Ｒとの距離Ｌを可及的に狭めることができる。すなわち、矩形状の永久磁石１４Ｌ、１４Ｒの内側の面に、近接して沿わせるように管２１’を配置することができる。このため、永久磁石１４Ｌ、１４Ｒからの磁力線を無駄なく効率的に管２１’内の溶湯に及ぼすことができる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、種々に変形が可能であり、例えば、上記磁界移動手段は、ディスク１１Ｌ、１１Ｒと回転軸１２とで構成されたが、他の構成によって永久磁石１４Ｌ、１４Ｒによって生じた磁界を移動させることも可能である。このディスク１１も必ずしも２枚必要なものではなく、どちらか１枚でもよい。永久磁石１４Ｌ、１４Ｒの個数についても任意数とすることができる。例えば、永久磁石１４Ｌ、１４Ｒを、４５度間隔、６０度間隔で設けることもできる。しかも、配管２０の湾曲は必ずしも下向きではなく、水平方向へ湾曲していてもよく、さらには、この湾曲は必ずしも必要なものではなく、配管２０は直管的なものであってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る溶湯搬送ポンプによれば、導電性非磁性材が溶解してできる溶湯を貫通する磁力線を発生する永久磁石を設け、この永久磁石を磁界移動手段で移動させることにより、磁力線が溶湯内を貫通した状態で移動させて、溶湯に送り出す力を加えることにした。このため、溶湯搬送ポンプの製造コスト及びランニングコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶湯搬送ポンプの正面図。
【図２】図１のII−II線断面図。
【図３】磁力線の移動により生ずる渦電流を示す図。
【図４】永久磁石により生ずる磁力線の向きを示す図３のIV−IV線端面図。
【図５】永久磁石により生ずる磁力線の向きを示す図３のＶ−Ｖ線端面図。
【図６】配管の他の例を示す部分断面図。
【符号の説明】
Ｐ溶湯搬送ポンプ
１１Ｌ、１１Ｒディスク
１２回転軸
１３支持部
１４Ｌ、１４Ｒ永久磁石
２０配管
２１管
３０駆動手段
３１モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a molten metal transport pump, and in particular, in the manufacture of a product using a conductive nonmagnetic material such as aluminum, aluminum alloy, copper, etc., the molten metal formed by melting the aluminum, aluminum alloy, copper, etc. The present invention relates to a permanent-magnet-type molten metal transport pump that transports the metal to a predetermined place, for example, a die casting mold or various molds.
[0002]
[Prior art]
As a conventional molten metal transport pump of this type, there has been an impeller type in which an impeller is directly inserted into a molten metal in a pipe and the impeller is rotated by a motor to transport the molten metal. In addition, there is an electromagnetic cage type called an electromagnetic cage type in which an electromagnetic coil is buried under a cage, a moving magnetic field is generated, and molten metal is conveyed by electromagnetic force.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The impeller type has a problem that the impeller has a very short life because the impeller is directly inserted into the high-temperature molten metal and rotated. In addition, the heat of the molten metal is transmitted to the motor through the impeller, and the so-called pump as a whole becomes high temperature, so a mechanism for sending cold air to cool the pump is required, the structure is complicated, the price is high, and the operability is also high There was a problem that it was not good.
[0004]
On the other hand, in the case of an electromagnetic cage type, it was necessary to pass a magnetic line of force to the molten metal in the cage, so that a large current had to be supplied to the electromagnetic coil. For this reason, the heat generated in the electromagnetic coil is remarkably large. For this cooling, a hollow copper wire is used as a coil material, and cooling is performed by circulating cooling water in the hollow copper wire. The inner diameter of the cooling water passage of this hollow copper wire is usually as thin as about 4 mm to 6 mm, and is easily clogged with foreign matters such as scale. When the passage of the hollow copper wire is clogged, the cooling of the electromagnetic coil becomes insufficient, and there is a problem that the electromagnetic coil is burned out due to heat generation of the electromagnetic coil. Further, since it is necessary to pass a large current through the coil, the power consumption is very large, and the running cost and the manufacturing cost are high. Moreover, despite the high power consumption, the lift of the transport pump was small. Furthermore, since it is necessary to use a hollow copper wire as a coil material and to provide a circulating device for cooling water, the device becomes large-scale and the manufacturing cost increases.
[0005]
Thus, all of these conventional types have many problems.
[0006]
The present invention has been made paying attention to such problems of the prior art, and has a simple structure, low manufacturing costs and running costs, low possibility of failure, space saving, and portable type. The purpose is to provide a molten metal transfer pump.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the molten metal transfer pump according to the present invention is:
Piping for flowing molten metal made by melting conductive non-magnetic material;
Permanent magnets that transport the molten metal in the pipe by force generated by moving the magnetic lines of force through the molten metal in the pipe and moving the magnetic lines of force;
With
The pipe has an arc portion that is bent at least partially in an arc shape,
The permanent magnet is rotatably supported along an arc of the arc portion of the pipe,
The permanent magnet is attached to the surface of a disk that is rotatably supported;
A plurality of permanent magnets are concentrically attached to the disk,
The plurality of permanent magnets concentrically attached to the disk are arranged so that adjacent permanent magnets are alternately different from each other,
It is characterized by this.
Furthermore, the molten metal transfer pump according to the present invention is:
Piping for flowing molten metal made by melting conductive non-magnetic material;
Permanent magnets that transport the molten metal in the pipe by force generated by moving the magnetic lines of force through the molten metal in the pipe and moving the magnetic lines of force;
With
The pipe has an arc portion that is bent at least partially in an arc shape,
The permanent magnet is rotatably supported along an arc of the arc portion of the pipe,
At least two permanent magnets are provided at a predetermined interval, and the arc portion of the pipe is disposed between the two permanent magnets, and the two permanent magnets are different from each other on the surfaces facing each other. The poles are placed so that
The permanent magnet is attached to the surface of a disk that is rotatably supported;
A plurality of permanent magnets are concentrically attached to the disk,
The plurality of permanent magnets concentrically attached to the disk are arranged so that adjacent permanent magnets are alternately different from each other,
It is characterized by this.
Furthermore, the molten metal transfer pump according to the present invention is:
Piping for flowing molten metal made by melting conductive non-magnetic material;
Permanent magnets that transport the molten metal in the pipe by force generated by moving the magnetic lines of force through the molten metal in the pipe and moving the magnetic lines of force;
With
The pipe has an arc portion that is bent at least partially in an arc shape,
The permanent magnet is rotatably supported along an arc of the arc portion of the pipe,
At least two permanent magnets are provided at a predetermined interval, and the arc portion of the pipe is disposed between the two permanent magnets, and the two permanent magnets are different from each other on the surfaces facing each other. The poles are placed so that
A pair of disks are rotatably supported with the piping interposed therebetween, and at least one permanent magnet is attached to each face of each of the disks,
A plurality of permanent magnets are concentrically attached to each of the pair of disks facing each other,
The permanent magnet attached to one disk and the permanent magnet attached to the other disk face each other,
The plurality of permanent magnets concentrically attached to the disk are arranged so that adjacent permanent magnets are alternately different from each other,
It is characterized by this.
Furthermore, the molten metal transfer pump according to the present invention is:
Piping for flowing molten metal made by melting conductive non-magnetic material;
Permanent magnets that transport the molten metal in the pipe by force generated by moving the magnetic lines of force through the molten metal in the pipe and moving the magnetic lines of force;
With
The pipe has an arc portion that is bent at least partially in an arc shape,
The permanent magnet is rotatably supported along an arc of the arc portion of the pipe,
The permanent magnet is attached to the surface of a disk that is rotatably supported;
A pair of disks are rotatably supported with the piping interposed therebetween, and at least one permanent magnet is attached to each face of each of the disks,
A plurality of permanent magnets are concentrically attached to each of the pair of disks facing each other,
The permanent magnet attached to one disk and the permanent magnet attached to the other disk face each other,
The plurality of permanent magnets concentrically attached to the disk are arranged so that adjacent permanent magnets are alternately different from each other,
It is characterized by this.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In short, the molten metal transport pump according to the embodiment of the present invention is provided with a disk rotatably supported on the outside of a pipe for flowing the molten metal, and a permanent magnet is attached to the disk, and the disk is rotated. By carrying out, it conveys the molten metal in piping. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
[0009]
FIG. 1 is a front view of a molten metal transfer pump according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 1 is a view seen from the direction of arrow A in FIG. 2 in relation to FIG. As can be seen from FIG. 2 in particular, the molten metal transport pump P has a pair of disk-shaped disks 11L and 11R made of a ferromagnetic material. These disks 11L and 11R are rotatably supported. That is, the rotation shaft 12 passes through the centers of these disks 11L and 11R and is connected to each other, and the two disks are concentrically and integrally rotated in a state where they are separated from each other. Both left and right ends of the rotating shaft 12 are supported at both ends rotatably by support portions 13L and 13R having bearings. Permanent magnets 14L and 14R are attached to the inner surfaces of the disks 11L and 11R facing each other. These permanent magnets 14L and 14R are covered with covers 15L and 15R made of a nonmagnetic material such as stainless steel. The disks 11L and 11R and the rotating shaft 12 constitute magnetic field moving means in the present embodiment for moving the permanent magnets 14L and 14R. As can be seen from FIG. 1, in particular, four permanent magnets 14 are provided on the disk 11 at intervals of approximately 90 degrees. For example, the left disk 11L is provided with four permanent magnets 14La to 14Ld. These permanent magnets 14La to 14Ld are arranged so that the polarities are alternately different when viewed from the front. As can be seen from FIG. 2, four permanent magnets 14Ra to 14Rd are also attached to the disk 11R facing the disk 11L. The permanent magnets 14Ra to 14Rd provided on the right side in these drawings are also arranged so that the polarities are alternately different, similarly to the permanent magnets 14La to 14Ld provided on the left side in the drawings.
[0010]
As can be seen from FIG. 2 in particular, the permanent magnets 14La to 14Ld provided on the disk 11L on the left side in the drawing and the permanent magnets 14Ra to 14Rd provided on the disk 11R on the right side in the drawing are different in the facing poles. That is, they are arranged so as to attract each other. For example, the south pole is arranged inside the permanent magnet 14La, and the north pole is arranged inside the permanent magnet 14Ra facing the permanent magnet 14La. For this reason, the magnetic lines of force penetrate the molten metal in the pipe 20 from the permanent magnet 14Ra toward the permanent magnet 14La. Further, an N pole is arranged inside the permanent magnet 14Ld, and an S pole is arranged inside the permanent magnet 14Rd facing the permanent magnet 14Ld. For this reason, the lines of magnetic force penetrate the molten metal in the pipe 20 from the permanent magnet 14Ld toward the permanent magnet 14Rd. The relationship between the poles of the permanent magnet 14L on the left side in the figure and the permanent magnet 14R on the right side in the figure that are opposite to each other, that is, the relationship of attracting each other is that the disk 11L and the disk 11R rotate together via the rotary shaft 12. So it will not change.
[0011]
A pipe 20 made of a material such as a nonmagnetic stainless steel material, a ceramic material, or a heat-resistant brick is provided between the permanent magnet 14L and the permanent magnet 14R so as not to contact the permanent magnets 14L and 14R. . In the pipe 20, a molten metal made by melting a conductive nonmagnetic material such as aluminum, aluminum alloy, or copper flows by rotating the disks 11 L and 11 R.
[0012]
As can be seen from FIG. 1 in particular, the pipe 20 is composed of a pipe 21 and flange portions 22 and 23 formed at both ends thereof. A suction port 24 is formed on the left flange portion 22 side in the drawing, and a discharge port 25 is formed on the right flange portion 23 side in the drawing. That is, the molten metal taken in from the suction port 24 is sent out from the discharge port 25 by the molten metal transport pump P. The tube 21 includes an arcuate portion 21a that is bent concentrically with the disk 11 in a downward arc shape along the attachment positions of the permanent magnets 14L and 14R of the disks 11L and 11R. The pipe 20 can be easily connected to other pipes (not shown) by the flange portions 22 and 23 described above.
[0013]
As can be seen from FIG. 2, on the left side of the molten metal transfer pump P in the drawing, a driving means 30 for rotating the molten metal transfer pump P is provided. The driving means 30 includes a motor 31. A driving pulley 32 is provided on the rotating shaft of the motor 31. The driving pulley 32 is connected to a non-driving pulley 33 provided at the left end of the rotating shaft 12 by a belt 34.
[0014]
Next, the operation of this embodiment will be described. As can be seen from FIGS. 1 and 2, when the motor 31 rotates, the drive pulley 32 rotates and the non-drive pulley 33 rotates via the belt 34. Accordingly, the rotating shaft 12 rotates, and the disks 11L and 11R fixed to the rotating shaft 12 also rotate. As the disks 11L and 11R rotate, the permanent magnets 14L and 14R attached thereto also rotate. Then, the magnetic lines passing through the molten metal in the pipe 20 are also rotated, and a force F to be sent to the molten metal is applied by the rotation of the magnetic lines of force, so that the molten metal in the pipe 20 is sent from the suction port 24 to the discharge port 25. In the present embodiment, the rotational speed of the disks 11L and 11R is about 1000 to 3000 rpm.
[0015]
A more detailed operation will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing eddy currents that are transmitted through the disk 11L in FIG. 1 and omitting some members such as the drive means 30, and FIG. 4 is a diagram showing eddy currents in FIG. 14L and 14R are views showing the direction of the magnetic lines of force using the IV-IV line end views, and FIG. 5 is a view showing the direction of the lines of magnetic force using the VV line end view.
[0016]
As can be seen from FIGS. 4 and 5, the permanent magnet 14 L and the permanent magnet 14 R are arranged so that the permanent magnets facing each other have different polarities so as to attract each other. For this reason, the magnetic field lines linearly connect between the permanent magnet 14L and the permanent magnet 14R to form a parallel magnetic field. That is, the lines of magnetic force penetrate the molten metal in the pipe 20 linearly. In addition, as can be seen from FIG. 4 in particular, the adjacent permanent magnets are arranged so that the polarities thereof are different from each other, and therefore the directions of the magnetic lines of force are alternately different.
[0017]
As can be seen from FIG. 3, when the disks 11L and 11R rotate in the direction of arrow B, when the permanent magnets 14L and 14R rotate in the direction of arrow B, the lines of magnetic force also rotate in the direction of arrow B. That is, the magnetic field lines having different directions alternately move in the molten metal along the arc of the arc portion 21a of the pipe 20 one after another. At this time, an induced electromotive force E is generated before and after the permanent magnets 14L and 14R in the molten metal, and as a result, an eddy current flows. Due to this eddy current, a repulsive force f and an attractive force f are generated between the permanent magnets 14 L and 14 R and the molten metal in the pipe 20.
[0018]
For example, as can be seen from FIG. 5, a line of magnetic force is connected between the permanent magnet 14Lb and the permanent magnet 14Rb facing the permanent magnet 14Lb in the direction from the permanent magnet 14Lb to the permanent magnet 14Rb. Therefore, as can be seen from FIG. 3, when the pair of permanent magnets 14Lb, 14Rb moves in the direction of arrow B, in FIG. 3, a clockwise eddy current i1 is generated in the molten metal behind the moving direction, A counterclockwise eddy current i2 is generated in the molten metal ahead of the moving direction. An attractive force f1 is generated between the eddy current i1 and the permanent magnets 14Lb and 14Rb, and a repulsive force f2 is generated between the eddy current i2 and the permanent magnets 14Lb and 14Rb.
[0019]
Based on the same principle, the attractive force f3 and the repulsive force f4 are generated by the movement of the permanent magnets 14Lc and 14Rc, and the attractive force f5 and the repulsive force f6 are generated by the movement of the permanent magnets 14Ld and 14Rd. Therefore, a total force of these is generated as the force F for sending the molten metal to the discharge port 25. That is, F is represented by the formula (1).
[0020]
F = f1 + f2 + f3 + f4 + f5 + f6 (1)
With this sending force F, the molten metal in the pipe 20 is sent from the suction port 24 to the discharge port 25. In the state of the disk 11 shown in FIG. 3, since the permanent magnets 14La and 14Ra are out of a certain position of the pipe 20, they are not involved in sending out the molten metal, but the disk 11 further rotates in the direction of arrow B. By entering the position where the pipe 20 is located, it becomes involved in the delivery of the molten metal. Instead of the permanent magnets 14La and 14Ra, the permanent magnets 14Ld and 14Rd are disengaged from a position where the pipe 20 is located and do not participate in the delivery of the molten metal. That is, in this embodiment, the molten metal is always sent out using three pairs of permanent magnets. The induced electromotive force E is expressed by Expression (2).
[0021]
E = −dΦ / dt (2)
Φ: Magnetic flux t: Time Therefore, if the number of revolutions of the disk 11 is increased, dt decreases, so that the induced electromotive force E increases and the force F to be sent out also increases. That is, only by increasing the rotation speed of the motor 31, the force F, that is, the head that the molten metal transfer pump P sends out increases.
[0022]
As mentioned above, in the molten metal conveyance pump P of this embodiment, since the permanent magnet 14 which is a magnetic field generation part is provided in the exterior of the piping 20, it is not directly exposed to a hot molten metal. For this reason, the complicated cooling apparatus conventionally required becomes unnecessary, and the manufacturing cost can be reduced and the apparatus can be downsized. In addition, since the disk 11 with the permanent magnet 14 attached can be used as a pump simply by installing it outside the pipe 20, the molten metal transport pump can be moved as required, and the molten metal transport pump can be used as a portable device. can do. Thus, since the apparatus is simplified, maintenance can be eliminated. In addition, since only the driving power of the motor 31 is sufficient as electric power, a large electric power is not required unlike the conventional electromagnetic saddle type pump, and the running cost can be reduced.
[0023]
Further, the discharge pressure, discharge amount, and lift of the molten metal transfer pump P can be freely changed by changing the number of permanent magnets 14 attached to the disk 11, the strength of the magnetic field, the number of rotations of the motor 31, and the like. That is, a highly efficient pump with a high degree of design freedom can be obtained.
[0024]
In addition, since the permanent magnets 14L and 14R are arranged such that the adjacent permanent magnets have different polarities, the molten metal in the pipe 20 can be efficiently conveyed. Furthermore, since the permanent magnets are arranged so that the permanent magnets facing each other of the permanent magnets 14L and 14R are attracted to each other, the lines of magnetic force penetrate the molten metal, and the molten metal in the pipe 20 can be efficiently conveyed.
[0025]
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing another example of the pipe 20 in relation to the disks 11L and 11R and the permanent magnets 14L and 14R. As can be seen from FIG. 6, the pipe 21 ′ of the pipe 20 is not the circular cross-section pipe 21 as shown in FIG. 2 but a rectangular cross-section pipe 21 ′. It differs from the form. By using such a pipe 21 ′ for the pipe 20, the distance L between the permanent magnet 14L and the permanent magnet 14R can be reduced as much as possible. That is, the tube 21 ′ can be arranged so as to be close to the inner surfaces of the rectangular permanent magnets 14L and 14R. For this reason, the magnetic lines of force from the permanent magnets 14L and 14R can be efficiently applied to the molten metal in the pipe 21 'without waste.
[0026]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible, for example, although the said magnetic field moving means was comprised with disk 11L, 11R and the rotating shaft 12, it is a permanent magnet by another structure. It is also possible to move the magnetic field generated by 14L and 14R. Two discs 11 are not necessarily required, and either one may be used. The number of permanent magnets 14L and 14R can also be an arbitrary number. For example, the permanent magnets 14L and 14R can be provided at intervals of 45 degrees and 60 degrees. Moreover, the curve of the pipe 20 is not necessarily downward and may be curved in the horizontal direction. Further, this curve is not necessarily required, and the pipe 20 may be straight.
[0027]
【The invention's effect】
According to the molten metal conveyance pump according to the present invention, a permanent magnet that generates a magnetic force line penetrating the molten metal formed by melting the conductive nonmagnetic material is provided, and the permanent magnet is moved by the magnetic field moving means so that the magnetic field line is melted. It was decided to apply a force to feed the molten metal by moving it through the inside. For this reason, the manufacturing cost and running cost of a molten metal conveyance pump can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a molten metal transfer pump according to the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing eddy current generated by movement of magnetic lines of force.
4 is an end view taken along the line IV-IV in FIG. 3 showing the direction of the lines of magnetic force generated by the permanent magnets.
5 is an end view taken along the line VV in FIG. 3 showing the direction of the lines of magnetic force generated by the permanent magnet.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing another example of piping.
[Explanation of symbols]
P Molten metal transfer pump 11L, 11R Disc 12 Rotating shaft 13 Support portion 14L, 14R Permanent magnet 20 Pipe 21 Pipe 30 Driving means 31 Motor

Claims

Piping for flowing molten metal made by melting conductive non-magnetic material;
Permanent magnets that transport the molten metal in the pipe by force generated by moving the magnetic lines of force through the molten metal in the pipe and moving the magnetic lines of force;
With
The pipe has an arc portion that is bent at least partially in an arc shape,
The permanent magnet is rotatably supported along an arc of the arc portion of the pipe,
The permanent magnet is attached to the surface of a disk that is rotatably supported;
A plurality of permanent magnets are concentrically attached to the disk,
The plurality of permanent magnets concentrically attached to the disk are arranged so that adjacent permanent magnets are alternately different from each other,
A molten metal conveyance pump characterized by that.

Piping for flowing molten metal made by melting conductive non-magnetic material;
Permanent magnets that transport the molten metal in the pipe by force generated by moving the magnetic lines of force through the molten metal in the pipe and moving the magnetic lines of force;
With
The pipe has an arc portion that is bent at least partially in an arc shape,
The permanent magnet is rotatably supported along an arc of the arc portion of the pipe,
At least two permanent magnets are provided at a predetermined interval, and the arc portion of the pipe is disposed between the two permanent magnets, and the two permanent magnets are different from each other on the surfaces facing each other. The poles are placed so that
The permanent magnet is attached to the surface of a disk that is rotatably supported;
A plurality of permanent magnets are concentrically attached to the disk,
The plurality of permanent magnets concentrically attached to the disk are arranged so that adjacent permanent magnets are alternately different from each other,
A molten metal conveyance pump characterized by that.

Piping for flowing molten metal made by melting conductive non-magnetic material;
Permanent magnets that transport the molten metal in the pipe by force generated by moving the magnetic lines of force through the molten metal in the pipe and moving the magnetic lines of force;
With
The pipe has an arc portion that is bent at least partially in an arc shape,
The permanent magnet is rotatably supported along an arc of the arc portion of the pipe,
At least two permanent magnets are provided at a predetermined interval, and the arc portion of the pipe is disposed between the two permanent magnets, and the two permanent magnets are different from each other on the surfaces facing each other. The poles are placed so that
A pair of disks are rotatably supported with the piping interposed therebetween, and at least one permanent magnet is attached to each face of each of the disks,
A plurality of permanent magnets are concentrically attached to each of the pair of disks facing each other,
The permanent magnet attached to one disk and the permanent magnet attached to the other disk face each other,
The plurality of permanent magnets concentrically attached to the disk are arranged so that adjacent permanent magnets are alternately different from each other,
A molten metal conveyance pump characterized by that.

Piping for flowing molten metal made by melting conductive non-magnetic material;
Permanent magnets that transport the molten metal in the pipe by force generated by moving the magnetic lines of force through the molten metal in the pipe and moving the magnetic lines of force;
With
The pipe has an arc portion that is bent at least partially in an arc shape,
The permanent magnet is rotatably supported along an arc of the arc portion of the pipe,
The permanent magnet is attached to the surface of a disk that is rotatably supported;
A pair of disks are rotatably supported with the piping interposed therebetween, and at least one permanent magnet is attached to each face of each of the disks,
A plurality of permanent magnets are concentrically attached to each of the pair of disks facing each other,
The permanent magnet attached to one disk and the permanent magnet attached to the other disk face each other,
The plurality of permanent magnets concentrically attached to the disk are arranged so that adjacent permanent magnets are alternately different from each other,
A molten metal conveyance pump characterized by that.