JPH06501742A - アルミナを制御しながら供給するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 アルミナを制御しながら供給するための装置本発明は、アルミナをアルミニウム に変換させる電解槽ヘアルミナ又は他の固体材料を制御しながら供給するための 装置に関する。

アルミナの電気分解（電解）においては、氷晶石の如き融解した電解質を収容す るタンク又は電解槽（ポット）の中で固体のアルミナを溶解させるが、電解質の 中のアルミナの濃度を所定の範囲内に維持するのが望ましい。アルミナを電解さ せる現在の実施方法においては、必要に応じてアルミナを入れることができるよ うに、電解質の外皮に形成された１又はそれ以上の穴の中に、所定の投入量のア ルミナを順次供給する。電解プロセスにおいて消費されたアルミナを連続的に補 い、電解質の中のアルミナの濃度を最適な濃度に維持することができれば望まし い。しかしながら、その最適な作動条件においては、電解質の外皮が電解質の表 面に連続的に再形成され、これにより、上記外皮の下の融解した電解質にアルミ ナを連続的に供給することが困難となる。この理由により、周知のアルミナ供給 操作においては外皮破壊装置を使用し、該外皮破壊装置は、間欠的に作動して電 解質の外皮を壊して穴を形成し、該穴を介して固体のアルミナを供給することが できる。しかしながら、外皮破壊装置の作用を行わせるためには、その自由端に 適宜なたがね手段（以下においてはプランジャと呼称する）を有する空気作動型 のシャフトの如き外皮破壊機構をプランジャによって形成された穴に対して出入 りさせる必要がある。

ある周知の供給方法においては、２つの別個の空気作動型の装置が用いられ、一 方の装置が外皮破壊機構を作動させ、他方の装置がアルミナ供給装置を作動させ る。この方法においては、外皮破壊機構を作動させる機構によって電解質の外皮 に必要な穴を形成し、その後、外皮破壊機構を引き込み、次に供給装置を作動さ せて外皮破壊装置によって形成された穴の中にアルミナを供給することができる 。

他の方法においては、単一の空気作動型の装置を用いて外皮破壊機構を作動させ 、貯蔵袋！からのアルミナの排出を外皮破壊装置の下方への運動に整合させる。

この方法においては、外皮破壊装置が外皮を貫通した時にアルミナが供給され、 従って、外皮破壊装置が引き抜かれるまでは、アルミナは外皮の穴に自由に入ら ない。この方法は単一の空気作動型の装置を使用するという利点を有するが、外 皮破壊装置が引き抜かれると同時に、総てのアルミナが上記穴を通って電解質の 中に入るとは限らない。

本発明の目的は、単一の空気作動型の機構を使用し、そのような単一の機構を使 用する上記周知の装置の欠点を解消する改善されたアルミナ用のフィーダアセン ブリを提供することである。

従って、本発明は、融解した電解質ゐ表面に形成された外皮に穴を空けるように 作用可能な外皮破壊機構と、必要に応じて上記外皮の穴を介して上記電解質の中 にアルミナを入れるようにアルミナを放出するようになされたアルミナ貯蔵容器 とを備え、上記外皮破壊機構が、往復動可能なプランジャシャフトに装着された 切断エツジを有するプランジャを具備している、アルミナ電解槽用のフィーダア センブリを提供し、上記貯蔵容器は、アルミナ供給通路及び入口ボートを介して 供給室の中へアルミナを供給し、上記供給室は、当該フィーダアセンブリの内壁 部と上記供給室の外壁部との間に画成されており；上記供給室は弁手段によって 制御される出口ボートを有しており、該出口ボートは、上記供給室を、上記プラ ンジャシャフトの周囲で該プランジャシャフトと同心円状に設けられた内壁部を 有する投入物ホルダに接続しており；上記内壁部は、上記プランジャのヘッドに 向けて下方に押圧されており；上記投入物ホルダの入口ボートは、上記供給室の 出口ボートにすぐ隣接し、これにより、上記弁手段が上記供給室の出口ボートを 開放した時に、上記投入物ホルダの入口ボートが即座に開放し、上記供給室の中 のアルミナが上記投入物ホルダへ直接流れることができ；上記弁手段は、上記投 入物ホルダが上記供給室に対して閉止される第１の位置と上記投入物ホルダが上 記供給室に対して開放される第２の位置との間で上記内壁部が運動することに応 答して運動するように、上記内壁部と作用的に関連して設けられており、上記弁 手段は、その第１の位置において、上記内壁部と上記弁手段との間に形成された 流通路に対して開放し、また、その第２の位置において、上記投入物ホルダを上 記流通路かう閉止させ；上記投入物ホルダは、外壁部と、半径方向内方に伸びる ２つの端壁部と、上記弁手段によって形成されて半径方向内方へ運動可能な壁部 とによって形成された室であり、上記運動可能な壁部は上記端壁部と共に、上記 弁手段の位置に応じて、上記流通路につながる投入物ホルダの出口ポート、又は 、上記供給室につながる入口ボートを交互に形成し、上記いずれか一方のボート が完全に閉止している時には、他方のボートは完全に開放しており；上記投入物 ホルダの下方の端壁部は、該下方の端壁部に形成されて上記投入物ホルダの出口 ボートの下方部分を形成する弁座に向かって下方且つ内方に傾斜しており：上記 下方の端壁部の上記弁座は、上記弁手段の下方への運動を停止させ、関連する内 壁部の下方への押圧作用に抗して上記弁手段を保持する停止部をもたらし、一方 、上記プランジャシャフトは、更に下方へ駆動されて上記電解質の外皮を破るこ とができ；上記プランジャシャフトにはストライカ手段が設けられ、該ストライ カ手段は、上記プランジャシャフトがその外皮破壊位置から持ち上げられる際に 上記内壁部の下縁部に係合し、上記内壁部及びこれに関連する弁手段を持ち上げ て上記投入物ホルダの入口ボートを閉止させると共に上記投入物ホルダの出口ボ ートを開放させ、当該フィーダアセンブリの上記内壁部の下方端に隣接して傾斜 壁が設けられ、該傾斜壁の下方の自由縁部は、排出シュートの入口部分の付近又 はその中で終端となっており、上記排出シュートは、当該フィーダアセンブリの 下方に装着され、投入物ホルダから出たアルミナを、使用時には上記電解質の外 皮の穴の上方で終端となる１又はそれ以上の出口へ導く漏斗作用を行うようにな されている。

本発明のフィーダアセンブリは、空気作動型であるのが好ましい外皮破壊機構を 備える。この外皮破壊機構は、外皮を破壊するために往復動可能なプランジャシ ャフトに装着された切断エツジを有するプランジャを備える。プランジャシャフ トはストライカ手段を担持するのが好ましく、該ストライカ手段は、プランジャ に隣接するカラー又はプランジャシャフトとプランジャの接合部付近の肩部から 構成することができる。

フィーダアセンブリは更に、細かく砕かれたアルミナを保有するためのホッパ又 は同等の容器を有する少なくとも１つの貯蔵容器を備える。フッ化アルミニウム 、フッ化カルシウム、砕いたパス（ｂａｔｈ）、ソーダ灰、又は氷晶石等の他の 添加物を電解槽に供給するために、他の貯蔵容器をフィーダアセンブリに関連し て設けることができる。上記能の貯蔵容器は、下にアルミナに関して説明するの と同様な手順で、その内容物をタンクすなわち槽に供給するようにすることがで きる。

貯蔵容器と投入物ホルダとの間に設けられる供給室は、プランジャシャフトの周 囲に該プランジャシャフトと同心円状に設けられる概ね円筒形であるのが好まし い内壁部を備える。この内壁部は、プランジャのヘッドに向けて下方へ押圧され 、この押圧は、内壁部において半径方向外方に伸長するフランジと、プランジャ シャフトと同心円状に設けられるフィーダアセンブリの外壁部との間に与えられ るバネ圧力によって行うのが好ましい。フィーダアセンブリの外壁部は、内壁部 のフランジよりもプランジャのヘッドから離れて半径方向に伸長するフランジを 有することができ、これにより、内壁部及び外壁部のそれぞれのフランジの間に 設けられるコイルバネが所望の圧力を与え、内壁部の下方への運動が停止するま で該内壁部を下方に押圧することができる。上記バネは、供給室の上方部分の中 に設けられ、従って、供給室の中のアルミナはバネの作用を阻害しない。

供給室は、フィーダアセンブリの内壁部と円筒形であるのが好ましい供給室の外 壁部との間に形成される。供給室は、内壁部のフランジの下方のアルミナ供給通 路に接続された入口ボートと、弁手段によって制御される出口ボートとを備える 。供給室の容積は、少なくとも投入物ホルダの容積と同じであるのが好ましい。

供給室の内壁部には、概ね下方且つ外方に伸びる供給室の側壁を設けるのが好ま しく、該側壁の下方の縁部は供給室の出口ボートで終端となる。供給室の側壁は 、供給室へ通過しなければならないアルミナの安息角よりも大きな角度で傾斜す るのが好ましい。これは、アルミナが供給室へ自由に流れることを確実にする。

供給室の出口ボートは投入物ホルダの入口ボートにすぐ隣接しており、これによ り、弁手段が供給室の出口ボートを開放すると同時に投入物ホルダの入口ボート が開放し、供給室の中のアルミナが直接投入物ホルダへ流れることができる。

上記弁手段は内壁部と作動的に関連され、投入物ホルダが供給室に対して閉止さ れる第１の位置と、投入物ホルダが供給室に対して開放される第２の位置との間 で上記内壁部が運動するのに応答して運動する。弁手段は、その第１の位置にお いては、内壁部と弁手段との間に形成された流通路に対して開放される。弁手段 は、その第２の位置においては、投入物ホルダを流通路から遮断する。弁手段は 概ね円筒形であるのが好ましく、その自由な端縁部の間で内壁部に接続される。

円筒形の弁手段の自由な端縁部は各々、投入物ホルダの両端部に形成される環状 の座に着座するようになされている。

投入物ホルダは、円筒形であるのが好ましく且つそれぞれの環状の座が形成され ている半径方向内方に伸長する２つの端壁部を有する外壁部と、上記弁手段によ って形成される半径方向内方の可動壁とによって形成される室である。弁手段の 位置に応じて、投入物ホルダは、流通路につながる出口ボート又は供給室につな がる入口ボートを構成する開放したボートを常に有する。投入物ホルダのこのボ ートは、弁手段によって制御され、一方のボートが完全に閉止している時には、 他方のボートが完全に開放する。

下方の端壁部は、投入物ホルダに供給されるアルミナ粉末の安息角よりも大きな 角度でほぼ下方且つ内方に傾斜するのが好ましい。下方の端部壁のこの傾斜は、 出口ボートが開放した時に、総てのアルミナ粉末（環状の座に溜まるものを除い て）を投入物ホルダから確実に流すようにする。

上方の端壁部は概ね下方且つ外方に傾斜している。この上方の端壁部も、投入物 ホルダに供給されるアルミナ粉末の安息角よりも大きな角度で傾斜するのが好ま しい。この上方の壁部の傾斜は、投入室をアルミナで確実に充填させ、これによ り、正確且つ再現性のある所望の投入量を可能にする。

下方の端壁部の環状の座は、投入物ホルダの出口ボートをシールする手段をもた らすたけではない。上記塵はまた、バネ又は他の圧力発生手段の下方への押圧力 に応答してプランジャシャフトが下降する時に生ずる弁手段及びこれに関連する 内壁部の下方への移動を停止させる停止部も提供する。弁手段は、下向きの圧力 によって下方の端壁部の座の中に保持され、一方、プランジャシャフトは、外皮 を破壊する場合には、更に下方に駆動することができる。

プランジャシャフトが上昇する時に、プランジャのヘッド自身又は好ましいスト ライカ手段を構成する手段が、内壁部の下縫部に係合して、内壁部とこれに関連 する弁手段を持ち上げ、投入物ホルダの入口ボートを閉止し、出口ボートを開放 する。内壁部の上方への運動は、弁手段の上方の端縁部が投入物ホルダの上方の 壁部の環状の座の中に１座した時に停止する。

フィーダアセンブリは更に、内壁部の下方の端部付近に接続される傾斜壁を備え る。この傾斜壁は、概ね截頭円錐形であるのが好ましく、その下方の自由縁部は 、排出シュートの入口部分又はその中で終端となる。

排出シュートは、フィーダアセンブリの下方に取り付けられるようになされてお り、また、投入物ホルダから出たアルミナを、使用時には電解質の外皮の穴の上 方で終端となる１又はそれ以上の出口に導く漏斗のような作用を行うようになさ れている。排出シュートは、内壁部のベースすなわち基部にある傾斜壁の下縫部 から出る総てのアルミナを１又はそれ以上の排出出口へ導くのが好ましい。

本発明の理解を更に助けるために、次に本発明の好ましい実施例を図示する添付 の図面を参照する。この実施例は単に例示として示すたけであって、本発明がこ の説明によって限定されるべきでないことを理解する必要がある。

図は、フィーダアセンブリの好ましい形態の断面の半分だけを幾分概略的に示し ている。プランジャシャフト１がプランジャ２に接続されており、プランジャシ ャフト１とプランジャ２の接続部にある肩部３が、内壁部４にあるストライカ手 段２３に図示の位置で当接している。内壁部４はバネ５によって下方へ押圧され ており、上記バネは、内壁部４に設けられるフランジ６と外壁部８に設けられる フランジ７との間に保持されている。内壁部４の下方端にある傾斜壁９が、内壁 部４とストライカ手段２３の接続部付近に接続されている。

投入物ホルダ１０を形成する室が、側壁部１１、端壁部１２．１３、並びに、内 壁部４に接続された可動壁を含む弁手段１４の間に形成されている。図において は、弁手段１４は、投入物ホルダ１０の出口ボート１５が開放し、入口ボート１ ６が閉止された状態で示されている。弁手段１４の壁部のそれぞれの端縁部用の 環状の座１７．１８がそれぞれの端壁部１２．１３に形成されている。

供給室１９は、アルミナ貯蔵容器から矢印２０で示すように入るアルミナによっ て、概ねフランジ６よりも低い高さまで充填される。傾斜壁２４が内壁部に設け られ、室１９内のアルミナを入口ボート】６へ導く助けをしている。排出シュー ト２１が、図示のようにフィーダアセンブリの最外方の壁部に接続されており、 上記排出シュートは、投入物ホルダ１０を出て流通路２２を流遇し傾斜壁９へ落 下するアルミナを、プランジャ２によって形成された電解質の外皮の穴の中へ導 くようになされている。投入物ホルダからアルミナを解放するためには、弁手段 は距離Ａたけ動くだけでよいことは理解されよう。電解質の外皮を貫通するため に必要とされるプランジャの移動量は、距離Ａで示す移動量よりもかなり大きい 。

本発明により、単一の空気作動機構のみを使用して、外皮破壊機構が電解質の外 皮に穴を形成し、この穴にアルミナを供給できるように調整されるフィーダ装置 の設計及び作用が可能となり、外皮破壊機構が上記穴から引き抜かれた時に、ア ルミナを上記穴の中へ直接供給することができることは理解されよう。弁手段が 、出口ボートが開放される位置から入口ボートが開放される位置まで動いている 間に、幾らかのアルミナが直接投入物ホルダを通過するが、投入物ホルダから排 出されるほぼ総てのアルミナは、電解質の外皮の穴の中へ直接流れることができ る。

必要に応じてプランジャの下方への運動を制限し、投入物ホルダを再充填するた めたけに弁手段を作動させることができることも本発明の別の利点である。プラ ンジャは、投入物ホルダを再充填するために必要とされる下向きの運動の度毎に 、外皮を破壊するために必要とされる全範囲にわたって下方へ移動する必要はな い。従って、プランジャを電解質の外皮を完全に貫通させることなく、投入物ホ ルダを再充填し、プランジャを戻してアルミナを排出するようにすることができ る。

投入物ホルダの端部壁の角度は１、アルミナの安息角よりも大きく、従って、ア ルミナの充填操作は、既存の供給操作はどには、供給されるアルミナの品質の変 動によって影響を受けず、これにより、充填容積の正確度がより一定したものと なる。投入物ホルダの容積を適正に選定することにより、現在行われているアル ミナの供給量よりも少ない供給量で、電解浴の中にアルミナを供給することが常 時可能となり、これにより、アルミナの濃度をより一定に絶持する助けをする。

国際調査報告 Ｎ軸ｉ：Ｋ　Ｔｏ　富コ江シ引にゴαＱＬＳＩ込にΣ母りゴびｌ誦叛耽■戯し■ −Ｑ貫ｌ榎口！八■Ｖ江を

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．融解した電解質の表面に形成された外皮に穴を空けるように作用可能な外皮 破壊機構と、必要に応じて前記外皮の穴を介して前記電解質の中にアルミナを入 れるようにアルミナを放出するようになされたアルミナ貯蔵容器とを備え、前記 外皮破壊機構が、往復動可能なプランジャシャフトに装着された切断エッジを有 するプランジャを具備している、アルミナ電解槽用のフィーダアセンブリにおい て、前記貯蔵容器は、アルミナ供給通路及び入口ポートを介して供給室の中へア ルミナを供給し、前記供給室は、当該フィーダアセンブリの内壁部と前記供給室 の外壁部との間に画成されており；前記供給室は弁手段によって制御される出口 ポートを有しており、該出口ポートは、前記供給室を、前記プランジャシャフト の周囲で該プランジャシャフトと同心円状に設けられた内壁部を有する投入物ホ ルダに接続しており；前記内壁部は、前記プランジャのヘッドに向けて下方に押 圧されており；前記投入物ホルダの入口ポートは、前記供給室の出口ポートにす ぐ隣接し、これにより、前記弁手段が前記供給室の出口ポートを開放した時に、 前記投入物ホルダの入口ポートが即座に開放し、前記供給室の中のアルミナが前 記投入物ホルダへ直接流れることができ；前記弁手段は、前記投入物ホルダが前 記供給室に対して閉止される第１の位置と前記投入物ホルダが前記供給室に対し て開放される第２の位置との間で前記内壁部が運動することに応答して運動する ように、前記内壁部と作用的に関連して設けられており、前記弁手段は、その第 １の位置において、前記内壁部と前記弁手段との間に形成された流通路に対して 開放し、また、その第２の位置において、前記投入物ホルダを前記流通路から閉 止させ；前記投入物ホルダは、外壁部と、半径方向内方に伸びる２つの端壁部と 、前記弁手段によって形成されて半径方向内方へ運動可能な壁部とによって形成 された室であり、前記運動可能な壁部は前記端壁部と共に、前記弁手段の位置に 応じて、前記流通路につながる投入物ホルダの出口ポート、又は、前記供給室に つながる入口ポートを交互に形成し、前記いずれか一方のポートが完全に閉止し ている時には、他方のポートは完全に開放しており；前記投入物ホルダの下方の 端壁部は、該下方の端壁部に形成されて前記投入物ホルダの出口ポートの下方部 分を形成する弁座に向かって下方且つ内方に傾斜しており；前記下方の端壁部の 前記弁座は、前記弁手段の下方への運動を停止させ、関連する内壁部の下方への 押圧作用に抗して前記弁手段を保持する停止部をもたらし、一方、前記プランジ ャシャフトは、更に下方へ駆動されて前記電解質の外皮を破ることができ；前記 ブランジャシャフトにはストライカ手段が設けられ、該ストライカ手段は、前記 ブランジャシャフトがその外皮破壊位置から持ち上げられる際に前記内壁部の下 縁部に係合し、前記内壁部及びこれに関連する弁手段を持ち上げて前記投入物ホ ルダの入口ポートを閉止させると共に前記投入物ホルダの出口ポートを開放させ 、当該フィーダアセンブリの前記内壁部の下方端に隣接して傾斜壁が設けられ、 該傾斜壁の下方の自由縁部は、排出シュートの入口部分の付近又はその中で終端 となっており、前記排出シュートは、当該フィーダアセンブリの下方に装着され 、投入物ホルダから出たアルミナを、使用時には前記電解質の外皮の穴の上方で 終端となる１又はそれ以上の出口へ導く漏斗作用を行うようになされていること を特徴とするフィーダアセンブリ。
2. ２．請求項１のフィーダアセンブリにおいて、前記投入物ホルダの下方の端壁部 は、当該フィーダアセンブリを介して供給されるアルミナ粉末の安息角よりも大 きな角度で、概ね下方且つ内方へ傾斜していることを特徴とするフィーダアセン ブリ。
3. ３．請求項２のフィーダアセンブリにおいて、前記投入物ホルダの上方の端壁部 は、当該フィーダアセンブリを介して供給されるアルミナ粉末の安息角よりも大 きな角度で、概ね下方且つ外方へ傾斜していることを特徴とするフィーダアセン ブリ。
4. ４．請求項１又は３のフィーダアセンブリにおいて、前記弁手段は、概ね円筒形 で、前記内壁部に対して該内壁部の自由な端縁部の間で接続されており、前記投 入物ホルダの上方及び下方の端壁部に形成された環状の弁座に着座することを特 徴とするフィーダアセンブリ。
5. ５．請求項１、３又は４のフィーダアセンブリにおいて、前記供給室には傾斜し た内壁部が形成されており、該内壁部の下縁部は、前記供給室の出口ポート付近 で終端となっていることを特徴とするフィーダアセンブリ。