金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104107586 A (43)申请公布日 2014.10.22 C N 1 0 4 1 0 7 5 8 6 A (21)申请号 201310133894.7 (22)申请日 2013.04.17 B01D 39/14(2006.01) B01D 39/20(2006.01) B01D 29/50(2006.01) B01D 35/02(2006.01) C22B 9/02(2006.01) (71)申请人三井金属矿业株式会社地址日本东京 (72)发明人川口一彦堤英气高冈稔梶野仁 (74)专利代理机构北京同达信恒知识产权代理有限公司 11291 代理人杨黎峰。

2、 (54) 发明名称金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置 (57) 摘要本发明公开的一种金属熔液过滤芯具备多根管道和一对侧板。多根管道分别为一个端部开放而另一个端部封闭的有底圆筒状的管道。在一对侧板上，在其相互相向的面上分别形成有与多根管道对应的多个凹部，以分别插入并保持多根管道各自的两端。而且，在一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的凹部彼此之间的间隔与凹部的深度之比为033以上067以下。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页说明书8页附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图6页 (10)申请公布号 CN 10。

3、4107586 A CN 104107586 A 1/1页 2 1.一种金属熔液过滤芯，其特征在于，包括：多根管道，所述多根管道呈一个端部开放而另一个端部封闭的有底圆筒状；以及一对侧板，在所述一对侧板的相互相向的面上分别形成有与所述多根管道对应的多个凹部，以分别插入并保持所述多根管道各自的两端，在所述一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的所述凹部彼此之间的间隔与所述凹部的深度之比为033以上067以下。 2.如权利要求1所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：在所述一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的所述凹部彼此之间的间隔为10 以上。 3.如权利要求2所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：。

4、在所述一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的所述凹部彼此之间的间隔为20 以下。 4.如权利要求1所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：所述管道的一端通过配置在所述凹部中的接合材料而与所述一对侧板中的一个侧板接合，所述接合材料的热膨胀系数比与所述接合材料接触的所述侧板的热膨胀系数高但比所述管道的热膨胀系数低。 5.如权利要求4所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：所述接合材料的线膨胀系数（10 6 ）为5.0以上7.1以下。 6.如权利要求4所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：通过所述接合材料而与所述侧板接合的所述管道的一端是端部开放的开口侧的端部，所述接合材料为灰浆类材料。 7.如权利要求。

5、4所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：通过所述接合材料而与所述侧板接合的所述管道的一端是端部封闭的有底侧的端部，所述接合材料为纤维类材料。 8.如权利要求4所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：通过所述接合材料而与所述管道接合的所述侧板为碳化硅材质的防火板。 9.如权利要求4所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：所述多根管道为陶瓷管。 10.一种金属熔液过滤装置，其特征在于，包括：入液口，其用于供应金属熔液；金属熔液过滤芯，其用于将从所述入液口供应的所述金属熔液过滤；以及出液口，其用于将通过所述金属熔液过滤芯后的所述金属熔液排出，所述金属熔液过滤芯为权利要求1至9中任一项所述的金属熔液过。

6、滤芯。权利要求书CN 104107586 A 1/8页 3 金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置技术领域 0001 本发明涉及一种金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置。背景技术 0002 现已知一种金属熔液过滤装置，其具备在相互相向的一对侧板之间配置有多根管道的金属熔液过滤芯，以除去金属熔液中含有的介质（例如参照日本专利特开2007 169709号公报）。 0003 此处，若为了提高过滤效率而在预先确定的空间中配置较多的管道，则导致保持管道的两端部分的侧板的强度降低。因此，对于现有的金属熔液过滤芯，在相关管道的适当配置这一点上还存在改善的余地。发明内容 0004 本发明鉴于上述问。

7、题而完成，其目的在于提供一种能够在维持侧板的强度的同时提高过滤效率的金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置。 0005 本发明的一种形态涉及的金属熔液过滤芯具备多根管道和一对侧板。多根管道分别为一个端部开放而另一个端部封闭的有底圆筒状的管道。在一对侧板上，在其相互相向的面上分别形成有与上述多根管道对应的多个凹部，以分别插入并保持上述多根管道各自的两端。此处，在上述一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的上述凹部彼此之间的间隔与上述凹部的深度之比为0.33以上067以下。 0006 根据本发明的这种形态，能够在维持侧板的强度的同时提高过滤效率。附图说明 0007 以下，参照附图阅读下述发明的详。

8、细说明，能够容易地对本发明进行更为完整的认识，并理解相关的优点。 0008 图1是表示实施方式涉及的金属熔液过滤装置的结构的概要的侧面截面图。 0009 图2是沿图1的线的截面图。 0010 图2是沿图1的线的截面图。 0011 图3是沿图1的线的截面放大图。 0012 图4是示意性地例示在实施方式涉及的金属熔液过滤芯中所适用的、形成于侧板的凹部彼此之间的间隔与侧板的损坏强度的相关关系的图表。 0013 图5是示意性地例示在实施方式涉及的金属熔液过滤芯中所适用的、形成于侧板的凹部彼此之间的间隔与凹部的占有率的相关关系的图表。具体实施方式 0014 以下，参照附图对本申请公开的金属熔液过。

9、滤芯和金属熔液过滤装置的实施方式详细地进行说明。但是，并不由以下所示的实施方式限定本发明。此外，只要没有特别说说明书CN 104107586 A 2/8页 4 明，后述的各部件的尺寸及各部件之间的尺寸比都是未在金属熔液的过滤中使用的状况下的值。 0015 首先，利用图1对实施方式涉及的金属熔液过滤装置的结构的概要进行说明。图1 是表示实施方式涉及的金属熔液过滤装置1的结构的概要的侧面截面图。但是，为了使说明易于理解，图1中图示有包含将铅直向上方向作为正方向，将铅直向下方向作为负方向的轴的3维正交坐标系。该正交坐标系也会图示于在后述的说明中使用的其他附图中。 0016 如图1所示，。

10、实施方式涉及的金属熔液过滤装置1包括：入液口2、过滤室3、金属熔液过滤芯4、出液室5和出液口6。 0017 此处，向入液口2供应铝或铝合金等金属溶解后的金属熔液。此外，从入液口2供应的金属熔液通过配置在过滤室3中的金属熔液过滤芯4被过滤，除去金属熔液中含有的氧化物等介质类。然后，由金属熔液过滤芯4过滤后的金属熔液经由出液室5从出液口6 排出后，被送至储存金属熔液的储液装置或使用金属熔液进行加工的金属加工装置等。 0018 此外，实施方式涉及的金属熔液过滤芯4包括多根管道9和夹着管道9相互相向地配置的一对侧板7、8。在以从入液口2向出液口6流动的方式形成的金属熔液的流路中，从管道9来看。

11、，侧板7配置在上游侧，即入液口2一侧。此处，金属熔液从管道9的侧面流入管道9的内部，经由设于侧板8的孔向出液室5流出。此外，从管道9来看，侧板8配置在下游侧，即出液口6一侧。因此，以下在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4的说明中，存在将侧板7一侧称为“入液口一侧”而将侧板8一侧称为“出液口一侧”以示区别的情况。 0019 此外，管道9的入液口一侧的端部被插入并保持在侧板7中用于保持管道9一侧的面（以下称为“管道保持面”）10上。同样地，管道9的出液口一侧的端部被插入并保持在侧板8的管道保持面15上。 0020 对于这样的金属熔液过滤芯4的结构，利用图2、进一步进行说明。图2是沿图1所示。

12、的金属熔液过滤芯4的线的截面图，图2是沿图1所示的金属熔液过滤芯4的线的截面图。 0021 如图2所示，侧板7上形成有多个外周呈圆形的用于保持管道9的入液口一侧的端部的凹部11。多个凹部11分别以凹部11的开口直径 1 比管道9的截面直径大出例如2左右的方式形成。而且，在插入凹部11的中央部分的管道9的外周部分与凹部 11的周壁12之间形成的环状的间隙中配置有接合材料13。并且，对于接合材料13，在后面利用图3进行说明。 0022 此外，形成于侧板7的多个凹部11以相邻的凹部11彼此之间的间隔为预定值的方式等间隔地形成。此处的“相邻的凹部11彼此之间的间隔”是指在相邻的凹部11的周。

13、壁12彼此之间，沿管道9的径向即沿与管道9的长度方向垂直的截面的长度中最短的距离。此外，图2中表示的是多个凹部11的配置区域。并且，对于该配置区域，在后面利用图5的说明中进行叙述。 0023 另一方面，如图2所示，侧板8上形成有多个用于保持管道9的出液口一侧的端部的凹部16。此外，多个凹部16分别以凹部16的开口直径 2 比管道9的截面直径大的方式形成。而且，在本实施方式中，凹部16的开口直径 2 与凹部11的开口直径 1 相等。 0024 而且，在插入凹部16的中央部分的管道9的外周部分与凹部16的周壁17之间形说明书CN 104107586 A 3/8页 5 成的环状的间隙。

14、中配置有接合材料18。并且，对于接合材料18，在后面利用图3进行说明。 0025 此外，形成于侧板8的多个凹部16以相邻的凹部16彼此之间的间隔为预定值的方式等间隔地配置。此处，“相邻的凹部16彼此之间的间隔”是指相邻的凹部16的周壁 17彼此之间，沿管道9的径向即沿与管道9的长度方向垂直的截面的长度中最短的距离。并且，在本实施方式中，间隔与间隔相等。 0026 此外，如上所述，通过使相邻的凹部11彼此之间、凹部16彼此之间分别等间隔地形成，则相邻的管道9彼此之间也会被等间隔地配置，此处共计18根管道9构成所谓的交错排列。 0027 在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中，以使间隔和分别越。

15、变越小的方式分别制作侧板7、8，则相邻的管道9彼此之间的间隔越变越小。因此，能够增加单位容积的管道9的配置数量，能够提高实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中单位容积的过滤效率。但是，上述的间隔、存在适当的范围。在此，利用图3对该点进一步进行说明。 0028 图3是沿图1的线的截面放大图。而且，图3是为了使上述的间隔和分别明确，而在相邻的2根管道9的截面的径向的宽度分别与截面直径相等的位置上沿水平方向切断得到的图。 0029 如图3所示，设于侧板7的管道保持面10一侧且具有开口直径 1 、深度 1 的圆筒状的空间的多个凹部11，以相邻的凹部11彼此之间的间隔为间隔的方式等间隔地分别形成。

16、。此外，设于侧板8的管道保持面15一侧且具有开口直径 2 、深度 2 的圆筒状的空间的多个凹部16，以相邻的凹部16彼此之间的间隔为间隔的方式等间隔地分别形成。而且，在本实施方式中，凹部11的深度 1 与凹部16的深度 2 相等。 0030 在侧板8上还形成有贯通孔20，其一端形成在凹部16的底面16的中央部分，沿管道9的长度方向贯通侧板8。在侧板7、8中，除了只在侧板8上形成有贯通孔20以外，凹部11和16以大致为相同形状的方式分别形成，管道保持面10、15以夹着管道9而面对称的方式相互相向配置。 0031 此处，根据模拟和实验的结果可知，在决定凹部11、16的形状时，相邻的凹部1。

17、1彼此之间的间隔与凹部11的深度 1 之比（ 1 ）和相邻的凹部16彼此之间的间隔与凹部16的深度 2 之比（ 2 ）在实际使用时存在适当的范围。 0032 也就是说，当 1 和 2 小于适当范围，即间隔和的值相对于深度 1 和 2 的某个值过小时，则侧板7的相邻的凹部11之间以及侧板8的相邻的凹部16之间的强度降低而导致管道9有可能脱落。另一方面，当 1 和 2 超过适当范围，即间隔和的值相对于深度 1 和 2 的某个值过大时，则在金属熔液的过滤结束后，残留在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4的内部的金属熔液的量（以下称为“残液量”）会增多。因此，在实际使用时有可能产生熔液的损耗、更。

18、换金属熔液过滤芯4的耗时耗力等不良问题。 0033 此处，模拟和实验的结果得出的 1 和 2 的适当范围为033以上0 67以下。通过将以 1 和 2 分别为033以上067以下的方式分别形成了凹部11、16的侧板7、8应用在金属熔液过滤芯4中，能够在维持侧板7、8的强度的同时抑制残液量的增大而提高过滤效率。 0034 另外，形成于侧板7的凹部11的深度 1 和形成于侧板8的凹部16的深度 2 在实际使用时存在适当的值。当深度 1 和 2 小于适当值时，由于侧板7、8及管道9的反复说明书CN 104107586 A 4/8页 6 膨胀和收缩而存在管道9从凹部11、16脱落的可能性。。

19、此外，当深度 1 和 2 超过适当值时，由于凹部11、16的存在而使侧板7、8的厚度局部变薄，因此存在侧板7、8的强度降低的可能性。实验的结果是深度 1 、 2 被设计为例如30左右。 0035 此外，在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中，优选形成于侧板7的相邻的凹部11 彼此之间的间隔以及形成于侧板8的相邻的凹部16彼此之间的间隔均为10以上。对于这些方面，利用图4进行说明。图4是示意性地例示在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中所适用的、侧板的损坏强度相对于形成于侧板的表面的凹部彼此之间的间隔的相关关系的图表。 0036 另外，作为损坏强度测定用的加工材料，使用宽度640、高度630、。

20、厚度50 的碳化硅材质防火板。在上述防火板的一个面上，开口直径 2 为102、深度 2 为30的凹部16，以凹部16彼此之间的间隔分别为4、14、24的方式等间隔地各自形成合计18处（参照图2）。而且，形成有贯通孔20，其以凹部16的底面 16的中央部分作为一端、以防火板的另一面作为另一端，且在厚度方向上贯通防火板的开口直径为60。也就是说，在损坏试验中使用的防火板相当于图3所示的侧板8。 0037 图4中横轴表示形成于侧板的凹部彼此之间的间隔。此外，纵轴为在支承上述制作出的耐火板的两端而进行三点弯曲试验中，将试验片破损为两片以上时的负载（单位：约98）作为防火板的损坏强度来表示。而且。

21、，在图4中，计算出以凹部彼此之间的间隔相同的方式制作的5块被实验样品（侧板）的损坏强度的平均值并且分别表示。 0038 根据事先的模拟和实验的结果，得出了以下结果：在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中，若施加于侧板8的三点弯曲强度为10吨以上，则侧板8发生破损。因此，作为侧板8的性能，考虑15倍的安全率而优选三点弯曲强度为15吨以上，即损坏强度为1 510 3 （约14710 4 ）以上。 0039 此处，参照图4，在图示的范围中，以凹部彼此之间的间隔越大则侧板的损坏强度越高的方式大致成比例地变化。而且，上述损坏强度1.510 3 相当于凹部彼此之间的间隔形成为10的情况下的侧板的强度。

22、。也就是说，通过使图3所示的侧板8上形成的凹部16彼此之间的间隔为10以上，可确保侧板8的适当的损坏强度。 0040 同样地，通过使图3所示的侧板7上形成的凹部11彼此之间的间隔为10 以上，可确保侧板7的适当的损坏强度。因此，在使用了上述侧板7、8的金属熔液过滤芯4 中，能够适当地保持管道9。 0041 此外，在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中，优选形成于侧板7的相邻的凹部11 彼此之间的间隔为20以下，形成于侧板8的相邻的凹部16彼此之间的间隔为20 以下。对于这些方面，利用图5进行说明。 0042 图5是示意性地例示在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中所适用的、形成于侧板的凹部彼此之间。

23、的间隔与凹部的占有率的相关关系的图表。此处的“凹部的占有率”，以侧板7为例，是指用在侧板7的一个面上形成的多个凹部11的截面积的总和除以作为与例如多个凹部11的周壁12外接的长方形而虚拟地包围的多个凹部11的配置区域（参照图 2）的面积所得的百分率。 0043 如图5所示，凹部彼此之间的间隔越大则凹部的占有率越低，在金属熔液过滤芯4 中配置的多根管道9之间形成的空间增大。另外，当凹部的占有率过低时，残留在金属熔液说明书CN 104107586 A 5/8页 7 过滤芯4内部的金属熔液的残液量增大，在实际使用中不太理想。 0044 在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中，根据实验的结果和实。

24、用上的观点，可知凹部11、16的占有率的优选下限值为57左右。也就是说，当凹部11、16的占有率小于 57时，残留在金属熔液过滤芯4内部的残液量增大，与残液量少的情况相比较，可能会造成金属熔液的废弃量增大。进而，由于金属熔液过滤芯4内部的残液而使负载增加，所以更换金属熔液过滤芯4时耗时耗力。与此相对，若凹部11、16的占有率为57以上，则能够抑制残液量的增大，因此其结果能够提高过滤效率，也能够顺利地实施金属熔液过滤芯4的更换。 0045 参照图5，上述的凹部的占有率为57相当于将凹部彼此之间的间隔设为20 时的情形。也就是说，通过使形成于侧板7、8的凹部11或者16彼此之间的间隔、为。

25、20 以下，能够通过抑制残液量的增大而提高过滤效率。 0046 如利用图4、5所说明的那样，通过将分别形成有凹部11、16的侧板7、8应用于金属熔液过滤芯4中，能够适当地维持侧板7、8的强度与多根管道9的过滤效率之间的平衡，上述凹部11、16的的间隔、分别为10以上20以下。 0047 返回图3，管道9呈外周直径为的有底圆筒状，其插入凹部16的出液口一侧的端部9开放，插入凹部11的入液口一侧的端部9封闭。此外，相邻的管道9彼此之间以其间隔为间隔的方式相互等间隔配置。此处“相邻的管道9彼此之间的间隔”是指在相邻的管道9彼此之间，沿管道9的径向即与管道9的长度方向垂直的截面的长度中最短的。

26、距离。 0048 在本实施方式中，间隔与侧板7一侧的接合材料13的宽度 1 和凹部11彼此之间的间隔和接合材料13的宽度 1 之和，即2 1 相等。间隔也与侧板8一侧的接合材料18的宽度 2 和凹部16彼此之间的间隔和接合材料18的宽度 2 之和，即 2 2 相等。 0049 此外，在侧板7的凹部11，以覆盖凹部11的底面11的方式配置有密封垫（packing）14。密封垫14的厚度 1 形成为比凹部11的深度 1 小宽度 2 ，管道9的入液口一侧的端部9以与凹部11内配置的密封垫14接触的方式插入。 0050 另一方面，在侧板8的凹部16，以覆盖凹部16的底面16的方式配置有密封垫。

27、 19。密封垫19的厚度 3 形成为比凹部16的深度 2 小宽度 4 ，管道9的出液口一侧的端部9以与凹部16内配置的密封垫19接触的方式插入。 0051 此外，插入凹部16中的密封垫19具有朝向管道9的长度方向的开口的环状构造，而构成为使贯通孔20与出液口一侧的端部9连通的状态。而且，从管道9的外周面9 流入且除去介质等的同时通过内周面9的金属熔液，从出液口一侧的端部9依序经由密封垫19和贯通孔20向出液室5一侧排出。 0052 此外，以填埋在插入凹部11中的密封垫14及管道9的入液口一侧的端部9与凹部11的周壁12之间形成的具有宽度 1 、深度 2 的矩形截面的环状的间隙的方式配置。

28、有接合材料13，而使侧板7与管道9接合。而且，以填埋在插入凹部16中的密封垫19及管道9的出液口一侧的端部9与凹部16的周壁17之间形成的具有宽度 2 、深度 4 的矩形截面的环状的间隙的方式配置有接合材料18，而使侧板8与管道9接合。 0053 此处，侧板7、8均为硅酸盐结合类或者氮化硅结合类的碳化硅材质防火板。侧板说明书CN 104107586 A 6/8页 8 7、8既可以均由相同的组成构成，也可以为分别不同的组成。此外，侧板7、8的厚度既可以都相同，也可以分别不同。在侧板7、8均为相同的组成的情况下，例如以使侧板8的厚度比侧板7厚的方式形成时，能够抑制因贯通孔20的存在。

29、而造成的侧板8的强度降低，因而更加理想。 0054 这样的侧板7、8的热膨胀系数（800时的平均线膨胀系数（10 6 ）均为 45以上47以下的程度。而且，只要没有特别说明，各部件的热膨胀系数为通过 1618：2002中规定的精密陶瓷的热膨胀的测定方法测定出的值。 0055 此外，管道9为氧化铝质、碳化硅质等的陶瓷管。从耐铝反应性等观点出发，优选用将通过玻璃粘合剂结合的氧化铝骨材进行烧制而成的氧化铝质多孔管制的陶瓷管。此外，由于表面被硼酸铝（9 2 3 2 2 3 ）的针状结晶覆盖的陶瓷管显示出针对铝熔液具有良好的耐腐蚀性，因而更加理想。这样的管道9的热膨胀系数（800时的平均线膨胀。

30、系数（10 6 ）为7.2以上7.8以下的程度。 0056 此外，密封垫14、19均为主要吸收因金属熔液的设定温度等环境条件造成的膨胀、收缩等管道9的长度方向上的尺寸变化，并且保持管道9与侧板7、8的紧密性的部件。作为密封垫14、19的具体示例，能够例举氧化铝纤维等陶瓷纤维制的材料。密封垫14、19 既可以均由相同的组成构成，也可以为分别不同的组成。 0057 此处，密封垫14的厚度 1 和密封垫19的厚度 3 既可以相同，也可以不同。此外，例如在由于管道9的形状等的影响而使得管道9的长度方向上的膨胀收缩的程度在入液口一侧的端部9一侧与出液口一侧的端部9一侧不同的情况下，能够在考虑了这。

31、些方面的基础上分别决定厚度 1 、 3 。 0058 此外，接合材料13、18通过分别使管道9与侧板7、8接合而适当地保持金属熔液过滤芯4的形状。接合材料13、18均为吸收因环境条件造成的管道9的主要是径向的膨胀、收缩等尺寸变化，并且保持管道9与侧板7、8的紧密性的弹性部件。特别是对于配置在出液口6一侧的接合材料18，进一步要求其具有不让未由管道9适当过滤的金属熔液流入出液室5的防止短传（）的功能。 0059 但是，由金属熔液过滤芯4进行的金属熔液的过滤，在例如为铝熔液的情况下以 700前后实施。因此，具备金属熔液过滤芯4的金属熔液过滤装置1，在预先利用加热器等使温度上升至不影响。

32、金属熔液的流动性的程度以后再供应金属熔液。 0060 在由多个部件构成的金属熔液过滤芯4中，特别是在热膨胀系数不同的部件的接合部分及其附近，存在因各部件受到的热应力而产生剥离、破裂等影响。而且，如上所述，由于构成金属熔液过滤芯4的侧板7、8的热膨胀系数与管道9的热膨胀系数不同，因此在选定在侧板7、8与管道9之间配置的接合材料13、18时，热膨胀系数的调整也成为重要的因素。 0061 作为这样的接合材料13、18，适用其热膨胀系数比与接合材料13、18接触的侧板 7、8的热膨胀系数高但比管道9的热膨胀系数低的耐热性材料。更具体而言，接合材料13、 18的热膨胀系数（800时的平均线膨胀系。

33、数（10 6 ）均为5.0以上7.1以下的程度。 0062 此处，若接合材料13、18的热膨胀系数为管道9的热膨胀系数以上，则例如管道9 和接合材料13、18的管道9的径向的膨胀所造成的尺寸变化可能会超过侧板7、8的膨胀所说明书CN 104107586 A 7/8页 9 造成的尺寸变化。其结果，在凹部11的周壁12的附近或凹部16的周壁17的附近，侧板7、 8、管道9或者接合材料13、18中的任一个可能产生问题，另外若接合材料13、18与侧板7、 8或者与管道9的接合部分剥离，则有可能无法再作为金属熔液过滤芯4适当地发挥功能。 0063 另一方面，若接合材料13、18的热膨胀系数为与接。

34、合材料13、18接触的侧板7、8 的热膨胀系数以下，则例如接合材料13、18的收缩所造成的尺寸变化可能跟不上管道9的收缩所造成的尺寸变化。其结果，导致例如接合材料13、18剥离或者破裂而在侧板7、8与接合材料13、18之间或者管道9与接合材料13、18之间产生间隙，而可能无法作为金属熔液过滤芯4适当地发挥功能。 0064 与此相对，通过使用其热膨胀系数比与接合材料13、18接触的侧板7、8的热膨胀系数高但比管道9的热膨胀系数低的接合材料13、18，从而在温度变化显著的条件下也能够作为金属熔液过滤芯4适当地发挥功能。 0065 作为这样的接合材料13的具体示例，能够例举纤维类材料。作为。

35、能够作为接合材料13使用的纤维类材料的具体的组成，例如能够例举含有氧化铝二氧化硅类的陶瓷纤维和无机粘合剂的材料。更具体而言，例如能够例举含有10质量20质量的陶瓷纤维，总的氧化铝（ 2 3 ）的含有率为80质量以上，二氧化硅（ 2 ）为10质量以上的材料，但并不限定于此。 0066 此外，作为接合材料18的具体示例，能够例举灰浆（）类材料。作为能够作为接合材料18使用的灰浆类材料的具体的组成，例如能够例举以氧化铝（ 2 3 ）作为主要成分，并且添加了二氧化硅类化合物（例如 2 ）、硼酸类化合物（例如 2 3 ）、磷酸类化合物（例如 3 4 ）作为烧结助剂的材料。此外，优选在80085。

36、0左右的温度范围具有所期望的烧结强度的灰浆类材料。其中，灰浆类材料的热膨胀系数能够通过例如使氧化铝的配合量在40质量以上96质量以下的范围内进行增减而变更，但并不限于此，通过任何方法将热膨胀系数调整为上述适当的范围都可以。 0067 此外，用于决定接合材料13的尺寸的管道9的外周面9与凹部11的周壁12之间的宽度 1 、和用于决定接合材料18的尺寸的管道9的外周面9与凹部16的周壁17 之间的宽度 2 既可以都相同，也可以分别不同。此外，例如在由于管道9的形状而使得管道9的径向的膨胀收缩的程度在入液口一侧的端部9一侧与出液口一侧的端部9一侧不同的情况下，能够在考虑了这些方面的基础上。

37、分别决定宽度 1 、 2 。 0068 其中，使用接合材料13、18而使管道9与侧板7、8接合的方法可以根据接合材料 13、18的材料特性来适当选择。例如在接合材料13应用时具有流动性的情况下，可以在管道9与凹部11的周壁12之间形成的环状的间隙中填充接合材料13，通过干燥或者加热等使接合材料13固化而使管道9与侧板7接合。此外，也可以在将预先在管道9的入液口一侧的端部9涂布了接合材料13的管道9插入凹部11以后，通过干燥或者加热等使接合材料13固化而使管道9与侧板7接合。 0069 另一方面，例如在接合材料18应用时不具有流动性的情况下，可以插入预先加工好的能适合于在管道9与凹部1。

38、6的周壁17之间形成的环状的间隙的接合材料18，再利用加热或压缩等使管道9与侧板8接合。 0070 如上所述，实施方式涉及的金属熔液过滤芯具备多根管道和一对侧板。多根管道分别为一个端部开放而另一个端部封闭的有底圆筒状的管道。在一对侧板上，在其相互相说明书CN 104107586 A 8/8页 10 向的面上分别形成有与多根管道对应的多个凹部，以分别插入并保持多根管道各自的两端。而且，在一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的凹部彼此之间的间隔与凹部的深度之比为033以上067以下。 0071 因此，根据实施方式涉及的金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置，能够在维持侧板的强度的同时提高过。

39、滤效率。 0072 其中，在上述的实施方式中，规定了 1 和 2 均为相同值，但也可以为不同的值。在 1 和 2 互不相同的情况下， 1 或者 2 为033以上0 67以下即可，但更优选 1 和 2 两者均为033以上067以下。 0073 此外，在上述的实施方式中，规定了深度 1 、 2 均为相同值，但也可以为不同的值。例如能够在25以上35以下的范围内使深度 1 、 2 互不相同。 0074 此外，在上述的实施方式中，规定了间隔、均为相同值，但也可以为不同的值。在间隔、互不相同的情况下，优选至少间隔为10以上20以下，更优选间隔和两者均为10以上20以下。 0075 此外，在上述的。

40、实施方式中，对接合材料13、18为分别不同的耐热性材料进行了说明，但也可以由相同或者同类的组成构成。例如可以使接合材料13、18双方为灰浆类材料，此外，也可以使接合材料13、18双方为纤维类材料。此外，也可以将接合材料13与18 互换。 0076 此外，在上述的实施方式中，说明了作为接合材料13、18使用的耐热性材料具有比与该接合材料13或者18接触的侧板7或者8的热膨胀系数高但比管道9的热膨胀系数低的热膨胀系数，但根据耐热性材料的种类，并不限定于此。例如，对于能够在凹部11、16 内以适合于在与管道9或侧板7、8之间形成的间隙的方式变形的纤维类材料等的多孔质的耐热性材料，无需限定为。

41、上述热膨胀系数就可以应用。 0077 另外，在间隔、或厚度 1 、 3 相互不同等、接合材料13、18的宽度 1 、 2 或厚度 2 、 4 相互不同的情况下，优选结合上述这些情况来考虑接合材料13、18的选择。 0078 此外，在上述的实施方式中，图示的是管道9的有底侧的端面9为平面，但也可以为曲面。此外，在上述的实施方式中，说明了在一个金属熔液过滤芯4中配置的管道9为 18根的情况，但也可以配置例如7、8、11、14、22、28根等任意根数。此外，在上述的实施方式中，说明了在一个金属熔液过滤装置1中配置的金属熔液过滤芯4为一个的情况，但也可以为多个。说明书CN 104107586 A 10 1/6页 11 图1 说明书附图CN 104107586 A 11 2/6页 12 图2A 说明书附图CN 104107586 A 12 3/6页 13 图2B 说明书附图CN 104107586 A 13 4/6页 14 图3 说明书附图CN 104107586 A 14 5/6页 15 图4 说明书附图CN 104107586 A 15 6/6页 16 图5 说明书附图CN 104107586 A 16 。

摘要
申请专利号：	CN201310133894.7	申请日：	2013.04.17
公开号：	CN104107586A	公开日：	2014.10.22
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B01D 39/14申请日:20130417\|\|\|公开
IPC分类号：	B01D39/14; B01D39/20; B01D29/50; B01D35/02; C22B9/02	主分类号：	B01D39/14
申请人：	三井金属矿业株式会社
发明人：	川口一彦; 堤英气; 高冈稔; 梶野仁
地址：	日本东京
优先权：
专利代理机构：	北京同达信恒知识产权代理有限公司 11291	代理人：	杨黎峰
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内容摘要

本发明公开的一种金属熔液过滤芯具备多根管道和一对侧板。多根管道分别为一个端部开放而另一个端部封闭的有底圆筒状的管道。在一对侧板上，在其相互相向的面上分别形成有与多根管道对应的多个凹部，以分别插入并保持多根管道各自的两端。而且，在一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的凹部彼此之间的间隔与凹部的深度之比为0．33以上0．67以下。

权利要求书

权利要求书
1.  一种金属熔液过滤芯，其特征在于，包括：
多根管道，所述多根管道呈一个端部开放而另一个端部封闭的有底圆筒状；以及
一对侧板，在所述一对侧板的相互相向的面上分别形成有与所述多根管道对应的多个凹部，以分别插入并保持所述多根管道各自的两端，
在所述一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的所述凹部彼此之间的间隔与所述凹部的深度之比为0．33以上0．67以下。

2.  如权利要求1所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：
在所述一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的所述凹部彼此之间的间隔为10ｍｍ以上。

3.  如权利要求2所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：
在所述一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的所述凹部彼此之间的间隔为20ｍｍ以下。

4.  如权利要求1所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：
所述管道的一端通过配置在所述凹部中的接合材料而与所述一对侧板中的一个侧板接合，
所述接合材料的热膨胀系数比与所述接合材料接触的所述侧板的热膨胀系数高但比所述管道的热膨胀系数低。

5.  如权利要求4所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：
所述接合材料的线膨胀系数（×10－6／Ｋ）为5.0以上7.1以下。

6.  如权利要求4所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：
通过所述接合材料而与所述侧板接合的所述管道的一端是端部开放的开口侧的端部，
所述接合材料为灰浆类材料。

7.  如权利要求4所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：
通过所述接合材料而与所述侧板接合的所述管道的一端是端部封闭的有底侧的端部，
所述接合材料为纤维类材料。

8.  如权利要求4所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：
通过所述接合材料而与所述管道接合的所述侧板为碳化硅材质的防火板。

9.  如权利要求4所述的金属熔液过滤芯，其特征在于：
所述多根管道为陶瓷管。

10.  一种金属熔液过滤装置，其特征在于，包括：
入液口，其用于供应金属熔液；
金属熔液过滤芯，其用于将从所述入液口供应的所述金属熔液过滤；以及
出液口，其用于将通过所述金属熔液过滤芯后的所述金属熔液排出，
所述金属熔液过滤芯为权利要求1至9中任一项所述的金属熔液过滤芯。

说明书

说明书金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置
技术领域
本发明涉及一种金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置。
背景技术
现已知一种金属熔液过滤装置，其具备在相互相向的一对侧板之间配置有多根管道的金属熔液过滤芯，以除去金属熔液中含有的介质（例如参照日本专利特开2007－169709号公报）。
此处，若为了提高过滤效率而在预先确定的空间中配置较多的管道，则导致保持管道的两端部分的侧板的强度降低。因此，对于现有的金属熔液过滤芯，在相关管道的适当配置这一点上还存在改善的余地。
发明内容
本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种能够在维持侧板的强度的同时提高过滤效率的金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置。
本发明的一种形态涉及的金属熔液过滤芯具备多根管道和一对侧板。多根管道分别为一个端部开放而另一个端部封闭的有底圆筒状的管道。在一对侧板上，在其相互相向的面上分别形成有与上述多根管道对应的多个凹部，以分别插入并保持上述多根管道各自的两端。此处，在上述一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的上述凹部彼此之间的间隔与上述凹部的深度之比为0.33以上0．67以下。
根据本发明的这种形态，能够在维持侧板的强度的同时提高过滤效率。
附图说明
以下，参照附图阅读下述发明的详细说明，能够容易地对本发明进行更为完整的认识，并理解相关的优点。
图1是表示实施方式涉及的金属熔液过滤装置的结构的概要的侧面截面图。
图2Ａ是沿图1的Ａ－Ａ’线的截面图。
图2Ｂ是沿图1的Ｂ－Ｂ’线的截面图。
图3是沿图1的Ｃ－Ｃ’线的截面放大图。
图4是示意性地例示在实施方式涉及的金属熔液过滤芯中所适用的、形成于侧板的凹部彼此之间的间隔与侧板的损坏强度的相关关系的图表。
图5是示意性地例示在实施方式涉及的金属熔液过滤芯中所适用的、形成于侧板的凹部彼此之间的间隔与凹部的占有率的相关关系的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对本申请公开的金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置的实施方式详细地进行说明。但是，并不由以下所示的实施方式限定本发明。此外，只要没有特别说明，后述的各部件的尺寸及各部件之间的尺寸比都是未在金属熔液的过滤中使用的状况下的值。
首先，利用图1对实施方式涉及的金属熔液过滤装置的结构的概要进行说明。图1是表示实施方式涉及的金属熔液过滤装置1的结构的概要的侧面截面图。但是，为了使说明易于理解，图1中图示有包含将铅直向上方向作为正方向，将铅直向下方向作为负方向的Ｚ轴的3维正交坐标系。该正交坐标系也会图示于在后述的说明中使用的其他附图中。
如图1所示，实施方式涉及的金属熔液过滤装置1包括：入液口2、过滤室3、金属熔液过滤芯4、出液室5和出液口6。
此处，向入液口2供应铝或铝合金等金属溶解后的金属熔液。此外，从入液口2供应的金属熔液通过配置在过滤室3中的金属熔液过滤芯4被过滤，除去金属熔液中含有的氧化物等介质类。然后，由金属熔液过滤芯4过滤后的金属熔液经由出液室5从出液口6排出后，被送至储存金属熔液的储液装置或使用金属熔液进行加工的金属加工装置等。
此外，实施方式涉及的金属熔液过滤芯4包括多根管道9和夹着管道9相互相向地配置的一对侧板7、8。在以从入液口2向出液口6流动的方式形成的金属熔液的流路中，从管道9来看，侧板7配置在上游侧，即入液口2一侧。此处，金属熔液从管道9的侧面流入管道9的内部，经由设于侧板8的孔向出液室5流出。此外，从管道9来看，侧板8配置在下游侧，即出液口6一侧。因此，以下在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4的说明中，存在将侧板7一侧称为“入液口一侧”而将侧板8一侧称为“出液口一侧”以示区别的情况。
此外，管道9的入液口一侧的端部被插入并保持在侧板7中用于保持管道9一侧的面（以下称为“管道保持面”）10上。同样地，管道9的出液口一侧的端部被插入并保持在侧板8的管道保持面15上。
对于这样的金属熔液过滤芯4的结构，利用图2Ａ、Ｂ进一步进行说明。图2Ａ是沿图1所示的金属熔液过滤芯4的Ａ－Ａ’线的截面图，图2Ｂ是沿图1所示的金属熔液过滤芯4的Ｂ－Ｂ’线的截面图。
如图2Ａ所示，侧板7上形成有多个外周呈圆形的用于保持管道9的入液口一侧的端部的凹部11。多个凹部11分别以凹部11的开口直径ｄ1比管道9的截面直径Ｄ大出例如2ｍｍ左右的方式形成。而且，在插入凹部11的中央部分的管道9的外周部分与凹部11的周壁12之间形成的环状的间隙中配置有接合材料13。并且，对于接合材料13，在后面利用图3进行说明。
此外，形成于侧板7的多个凹部11以相邻的凹部11彼此之间的间隔为预定值ａ的方式等间隔地形成。此处的“相邻的凹部11彼此之间的间隔”是指在相邻的凹部11的周壁12彼此之间，沿管道9的径向即沿与管道9的长度方向垂直的截面的长度中最短的距离。此外，图2Ａ中表示的是多个凹部11的配置区域Ｓ。并且，对于该配置区域Ｓ，在后面利用图5的说明中进行叙述。
另一方面，如图2Ｂ所示，侧板8上形成有多个用于保持管道9的出液口一侧的端部的凹部16。此外，多个凹部16分别以凹部16的开口直径ｄ2比管道9的截面直径Ｄ大的方式形成。而且，在本实施方式中，凹部16的开口直径ｄ2与凹部11的开口直径ｄ1相等。
而且，在插入凹部16的中央部分的管道9的外周部分与凹部16的周壁17之间形成的环状的间隙中配置有接合材料18。并且，对于接合材料18，在后面利用图3进行说明。
此外，形成于侧板8的多个凹部16以相邻的凹部16彼此之间的间隔为预定值ｂ的方式等间隔地配置。此处，“相邻的凹部16彼此之间的间隔”是指相邻的凹部16的周壁17彼此之间，沿管道9的径向即沿与管道9的长度方向垂直的截面的长度中最短的距离。并且，在本实施方式中，间隔ｂ与间隔ａ相等。
此外，如上所述，通过使相邻的凹部11彼此之间、凹部16彼此之间分别等间隔地形成，则相邻的管道9彼此之间也会被等间隔地配置，此处共计18根管道9构成所谓的交错排列。
在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中，以使间隔ａ和ｂ分别越变越小的方式分别制作侧板7、8，则相邻的管道9彼此之间的间隔越变越小。因此，能够增加单位容积的管道9的配置数量，能够提高实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中单位容积的过滤效率。但是，上述的间隔ａ、ｂ存在适当的范围。在此，利用图3对该点进一步进行说明。
图3是沿图1的Ｃ－Ｃ’线的截面放大图。而且，图3是为了使上述的间隔ａ和ｂ分别明确，而在相邻的2根管道9的截面的径向的宽度分别与截面直径相等的位置上沿水平方向切断得到的图。
如图3所示，设于侧板7的管道保持面10一侧且具有开口直径ｄ1、深度ｗ1的圆筒状的空间的多个凹部11，以相邻的凹部11彼此之间的间隔为间隔ａ的方式等间隔地分别形成。此外，设于侧板8的管道保持面15一侧且具有开口直径ｄ2、深度ｗ2的圆筒状的空间的多个凹部16，以相邻的凹部16彼此之间的间隔为间隔ｂ的方式等间隔地分别形成。而且，在本实施方式中，凹部11的深度ｗ1与凹部16的深度ｗ2相等。
在侧板8上还形成有贯通孔20，其一端形成在凹部16的底面16ａ的中央部分，沿管道9的长度方向贯通侧板8。在侧板7、8中，除了只在侧板8上形成有贯通孔20以外，凹部11和16以大致为相同形状的方式分别形成，管道保持面10、15以夹着管道9而面对称的方式相互相向配置。
此处，根据模拟和实验的结果可知，在决定凹部11、16的形状时，相邻的凹部11彼此之间的间隔ａ与凹部11的深度ｗ1之比（ａ／ｗ1）和相邻的凹部16彼此之间的间隔ｂ与凹部16的深度ｗ2之比（ｂ／ｗ2）在实际使用时存在适当的范围。
也就是说，当ａ／ｗ1和ｂ／ｗ2小于适当范围，即间隔ａ和ｂ的值相对于深度ｗ1和ｗ2的某个值过小时，则侧板7的相邻的凹部11之间以及侧板8的相邻的凹部16之间的强度降低而导致管道9有可能脱落。另一方面，当ａ／ｗ1和ｂ／ｗ2超过适当范围，即间隔ａ和ｂ的值相对于深度ｗ1和ｗ2的某个值过大时，则在金属熔液的过滤结束后，残留在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4的内部的金属熔液的量（以下称为“残液量”）会增多。因此，在实际使用时有可能产生熔液的损耗、更换金属熔液过滤芯4的耗时耗力等不良问题。
此处，模拟和实验的结果得出的ａ／ｗ1和ｂ／ｗ2的适当范围为0．33以上0．67以下。通过将以ａ／ｗ1和ｂ／ｗ2分别为0．33以上0．67以下的方式分别形成了凹部11、16的侧板7、8应用在金属熔液过滤芯4中，能够在维持侧板7、8的强度的同时抑制残液量的增大而提高过滤效率。
另外，形成于侧板7的凹部11的深度ｗ1和形成于侧板8的凹部16的深度ｗ2在实际使用时存在适当的值。当深度ｗ1和ｗ2小于适当值时，由于侧板7、8及管道9的反复膨胀和收缩而存在管道9从凹部11、16脱落的可能性。此外，当深度ｗ1和ｗ2超过适当值时，由于凹部11、16的存在而使侧板7、8的厚度局部变薄，因此存在侧板7、8的强度降低的可能性。实验的结果是深度ｗ1、ｗ2被设计为例如30ｍｍ左右。
此外，在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中，优选形成于侧板7的相邻的凹部11彼此之间的间隔ａ以及形成于侧板8的相邻的凹部16彼此之间的间隔ｂ均为10ｍｍ以上。对于这些方面，利用图4进行说明。图4是示意性地例示在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中所适用的、侧板的损坏强度相对于形成于侧板的表面的凹部彼此之间的间隔的相关关系的图表。
另外，作为损坏强度测定用的加工材料，使用宽度640ｍｍ、高度630ｍｍ、厚度50ｍｍ的碳化硅材质防火板。在上述防火板的一个面上，开口直径ｄ2为102ｍｍ、深度ｗ2为30ｍｍ的凹部16，以凹部16彼此之间的间隔ｂ分别为4ｍｍ、14ｍｍ、24ｍｍ的方式等间隔地各自形成合计18处（参照图2Ｂ）。而且，形成有贯通孔20，其以凹部16的底面16ａ的中央部分作为一端、以防火板的另一面作为另一端，且在厚度方向上贯通防火板的开口直径为60ｍｍ。也就是说，在损坏试验中使用的防火板相当于图3所示的侧板8。
图4中横轴表示形成于侧板的凹部彼此之间的间隔。此外，纵轴为在支承上述制作出的耐火板的两端而进行三点弯曲试验中，将试验片破损为两片以上时的负载（单位：ｋｇｆ＝约9．8Ｎ）作为防火板的损坏强度来表示。而且，在图4中，计算出以凹部彼此之间的间隔相同的方式制作的5块被实验样品（侧板）的损坏强度的平均值并且分别表示。
根据事先的模拟和实验的结果，得出了以下结果：在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中，若施加于侧板8的三点弯曲强度为1．0吨以上，则侧板8发生破损。因此，作为侧板8的性能，考虑1．5倍的安全率而优选三点弯曲强度为1．5吨以上，即损坏强度为1．5×103ｋｇｆ（约1．47×104Ｎ）以上。
此处，参照图4，在图示的范围中，以凹部彼此之间的间隔越大则侧板的损坏强度越高的方式大致成比例地变化。而且，上述损坏强度1.5×103ｋｇｆ相当于凹部彼此之间的间隔形成为10ｍｍ的情况下的侧板的强度。也就是说，通过使图3所示的侧板8上形成的凹部16彼此之间的间隔ｂ为10ｍｍ以上，可确保侧板8的适当的损坏强度。
同样地，通过使图3所示的侧板7上形成的凹部11彼此之间的间隔ａ为10ｍｍ以上，可确保侧板7的适当的损坏强度。因此，在使用了上述侧板7、 8的金属熔液过滤芯4中，能够适当地保持管道9。
此外，在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中，优选形成于侧板7的相邻的凹部11彼此之间的间隔ａ为20ｍｍ以下，形成于侧板8的相邻的凹部16彼此之间的间隔ｂ为20ｍｍ以下。对于这些方面，利用图5进行说明。
图5是示意性地例示在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中所适用的、形成于侧板的凹部彼此之间的间隔与凹部的占有率的相关关系的图表。此处的“凹部的占有率”，以侧板7为例，是指用在侧板7的一个面上形成的多个凹部11的截面积的总和除以作为与例如多个凹部11的周壁12外接的长方形而虚拟地包围的多个凹部11的配置区域Ｓ（参照图2Ａ）的面积所得的百分率。
如图5所示，凹部彼此之间的间隔越大则凹部的占有率越低，在金属熔液过滤芯4中配置的多根管道9之间形成的空间增大。另外，当凹部的占有率过低时，残留在金属熔液过滤芯4内部的金属熔液的残液量增大，在实际使用中不太理想。
在实施方式涉及的金属熔液过滤芯4中，根据实验的结果和实用上的观点，可知凹部11、16的占有率的优选下限值为57％左右。也就是说，当凹部11、16的占有率小于57％时，残留在金属熔液过滤芯4内部的残液量增大，与残液量少的情况相比较，可能会造成金属熔液的废弃量增大。进而，由于金属熔液过滤芯4内部的残液而使负载增加，所以更换金属熔液过滤芯4时耗时耗力。与此相对，若凹部11、16的占有率为57％以上，则能够抑制残液量的增大，因此其结果能够提高过滤效率，也能够顺利地实施金属熔液过滤芯4的更换。
参照图5，上述的凹部的占有率为57％相当于将凹部彼此之间的间隔设为20ｍｍ时的情形。也就是说，通过使形成于侧板7、8的凹部11或者16彼此之间的间隔ａ、ｂ为20ｍｍ以下，能够通过抑制残液量的增大而提高过滤效率。
如利用图4、5所说明的那样，通过将分别形成有凹部11、16的侧板7、8应用于金属熔液过滤芯4中，能够适当地维持侧板7、8的强度与多根管道9的过滤效率之间的平衡，上述凹部11、16的的间隔ａ、ｂ分别为10ｍｍ以上20ｍｍ以下。
返回图3，管道9呈外周直径为Ｄ的有底圆筒状，其插入凹部16的出液口一侧的端部9ｂ开放，插入凹部11的入液口一侧的端部9ａ封闭。此外，相邻的管道9彼此之间以其间隔为间隔ｅ的方式相互等间隔配置。此处“相邻的管道9彼此之间的间隔”是指在相邻的管道9彼此之间，沿管道9的径向即与管道9的长度方向垂直的截面的长度中最短的距离。
在本实施方式中，间隔ｅ与侧板7一侧的接合材料13的宽度ｃ1和凹部11彼此之间的间隔ａ和接合材料13的宽度ｃ1之和，即ａ＋2ｃ1相等。间隔ｅ也与侧板8一侧的接合材料18的宽度ｃ2和凹部16彼此之间的间隔ｂ和接合材料18的宽度ｃ2之和，即ｂ＋2ｃ2相等。
此外，在侧板7的凹部11，以覆盖凹部11的底面11ａ的方式配置有密封垫（packing）14。密封垫14的厚度ｔ1形成为比凹部11的深度ｗ1小宽度ｔ2，管道9的入液口一侧的端部9ａ以与凹部11内配置的密封垫14接触的方式插入。
另一方面，在侧板8的凹部16，以覆盖凹部16的底面16ａ的方式配置有密封垫19。密封垫19的厚度ｔ3形成为比凹部16的深度ｗ2小宽度ｔ4，管道9的出液口一侧的端部9ｂ以与凹部16内配置的密封垫19接触的方式插入。
此外，插入凹部16中的密封垫19具有朝向管道9的长度方向的开口的环状构造，而构成为使贯通孔20与出液口一侧的端部9ｂ连通的状态。而且，从管道9的外周面9ｃ流入且除去介质等的同时通过内周面9ｄ的金属熔液，从出液口一侧的端部9ｂ依序经由密封垫19和贯通孔20向出液室5一侧排出。
此外，以填埋在插入凹部11中的密封垫14及管道9的入液口一侧的端部9ａ与凹部11的周壁12之间形成的具有宽度ｃ1、深度ｔ2的矩形截面的环状的间隙的方式配置有接合材料13，而使侧板7与管道9接合。而且，以填埋在插入凹部16中的密封垫19及管道9的出液口一侧的端部9ｂ与凹部16的周壁17之间形成的具有宽度ｃ2、深度ｔ4的矩形截面的环状的间隙的方式配置有接合材料18，而使侧板8与管道9接合。
此处，侧板7、8均为硅酸盐结合类或者氮化硅结合类的碳化硅材质防火板。侧板7、8既可以均由相同的组成构成，也可以为分别不同的组成。此外，侧板7、8的厚度既可以都相同，也可以分别不同。在侧板7、8均为相同的组成的情况下，例如以使侧板8的厚度比侧板7厚的方式形成时，能够抑制因贯通孔20的存在而造成的侧板8的强度降低，因而更加理想。
这样的侧板7、8的热膨胀系数（800℃时的平均线膨胀系数（×10－6／Ｋ））均为4．5以上4．7以下的程度。而且，只要没有特别说明，各部件的热膨胀系数为通过ＪＩＳＲ1618：2002中规定的精密陶瓷的热膨胀的测定方法测定出的值。
此外，管道9为氧化铝质、碳化硅质等的陶瓷管。从耐铝反应性等观点出发，优选用将通过玻璃粘合剂结合的氧化铝骨材进行烧制而成的氧化铝质多孔管制的陶瓷管。此外，由于表面被硼酸铝（9Ａｌ2Ｏ3·2Ｂ2Ｏ3）的针状结晶覆盖的陶瓷管显示出针对铝熔液具有良好的耐腐蚀性，因而更加理想。这样的管道9的热膨胀系数（800℃时的平均线膨胀系数（×10－6／Ｋ））为7.2以上7.8以下的程度。
此外，密封垫14、19均为主要吸收因金属熔液的设定温度等环境条件造成的膨胀、收缩等管道9的长度方向上的尺寸变化，并且保持管道9与侧板7、8的紧密性的部件。作为密封垫14、19的具体示例，能够例举氧化铝纤维等陶瓷纤维制的材料。密封垫14、19既可以均由相同的组成构成，也可以为分别不同的组成。
此处，密封垫14的厚度ｔ1和密封垫19的厚度ｔ3既可以相同，也可以不同。此外，例如在由于管道9的形状等的影响而使得管道9的长度方向上的膨胀·收缩的程度在入液口一侧的端部9ａ一侧与出液口一侧的端部9ｂ一侧不同的情况下，能够在考虑了这些方面的基础上分别决定厚度ｔ1、ｔ3。
此外，接合材料13、18通过分别使管道9与侧板7、8接合而适当地保持金属熔液过滤芯4的形状。接合材料13、18均为吸收因环境条件造成的管道9的主要是径向的膨胀、收缩等尺寸变化，并且保持管道9与侧板7、8的紧密性的弹性部件。特别是对于配置在出液口6一侧的接合材料18，进一步要求其具有不让未由管道9适当过滤的金属熔液流入出液室5的防止短传（ｓｈｏｒｔｐａｓｓ）的功能。
但是，由金属熔液过滤芯4进行的金属熔液的过滤，在例如为铝熔液的情况下以700℃前后实施。因此，具备金属熔液过滤芯4的金属熔液过滤装置1，在预先利用加热器等使温度上升至不影响金属熔液的流动性的程度以后再供应金属熔液。
在由多个部件构成的金属熔液过滤芯4中，特别是在热膨胀系数不同的部件的接合部分及其附近，存在因各部件受到的热应力而产生剥离、破裂等影响。而且，如上所述，由于构成金属熔液过滤芯4的侧板7、8的热膨胀系数与管道9的热膨胀系数不同，因此在选定在侧板7、8与管道9之间配置的接合材料13、18时，热膨胀系数的调整也成为重要的因素。
作为这样的接合材料13、18，适用其热膨胀系数比与接合材料13、18接触的侧板7、8的热膨胀系数高但比管道9的热膨胀系数低的耐热性材料。更具体而言，接合材料13、18的热膨胀系数（800℃时的平均线膨胀系数（×10－6／Ｋ））均为5.0以上7.1以下的程度。
此处，若接合材料13、18的热膨胀系数为管道9的热膨胀系数以上，则例如管道9和接合材料13、18的管道9的径向的膨胀所造成的尺寸变化可能会超过侧板7、8的膨胀所造成的尺寸变化。其结果，在凹部11的周壁12的附近或凹部16的周壁17的附近，侧板7、8、管道9或者接合材料13、18中的任一个可能产生问题，另外若接合材料13、18与侧板7、8或者与管道9的接合部分剥离，则有可能无法再作为金属熔液过滤芯4适当地发挥功能。
另一方面，若接合材料13、18的热膨胀系数为与接合材料13、18 接触的侧板7、8的热膨胀系数以下，则例如接合材料13、18的收缩所造成的尺寸变化可能跟不上管道9的收缩所造成的尺寸变化。其结果，导致例如接合材料13、18剥离或者破裂而在侧板7、8与接合材料13、18之间或者管道9与接合材料13、18之间产生间隙，而可能无法作为金属熔液过滤芯4适当地发挥功能。
与此相对，通过使用其热膨胀系数比与接合材料13、18接触的侧板7、8的热膨胀系数高但比管道9的热膨胀系数低的接合材料13、18，从而在温度变化显著的条件下也能够作为金属熔液过滤芯4适当地发挥功能。
作为这样的接合材料13的具体示例，能够例举纤维类材料。作为能够作为接合材料13使用的纤维类材料的具体的组成，例如能够例举含有氧化铝－二氧化硅类的陶瓷纤维和无机粘合剂的材料。更具体而言，例如能够例举含有10质量％～20质量％的陶瓷纤维，总的氧化铝（Ａｌ2Ｏ3）的含有率为80质量％以上，二氧化硅（ＳｉＯ2）为10质量％以上的材料，但并不限定于此。
此外，作为接合材料18的具体示例，能够例举灰浆（ｍｏｒｔａｒ）类材料。作为能够作为接合材料18使用的灰浆类材料的具体的组成，例如能够例举以氧化铝（Ａｌ2Ｏ3）作为主要成分，并且添加了二氧化硅类化合物（例如ＳｉＯ2）、硼酸类化合物（例如Ｂ2Ｏ3）、磷酸类化合物（例如Ｈ3ＰＯ4）作为烧结助剂的材料。此外，优选在800～850℃左右的温度范围具有所期望的烧结强度的灰浆类材料。其中，灰浆类材料的热膨胀系数能够通过例如使氧化铝的配合量在40质量％以上96质量％以下的范围内进行增减而变更，但并不限于此，通过任何方法将热膨胀系数调整为上述适当的范围都可以。
此外，用于决定接合材料13的尺寸的管道9的外周面9ｃ与凹部11的周壁12之间的宽度ｃ1、和用于决定接合材料18的尺寸的管道9的外周面9ｃ与凹部16的周壁17之间的宽度ｃ2既可以都相同，也可以分别不同。此外，例如在由于管道9的形状而使得管道9的径向的膨胀·收缩的程度在入液口一侧的端部9ａ一侧与出液口一侧的端部9ｂ一侧不同的情况下，能够在考虑了这些方面的基础上分别决定宽度ｃ1、ｃ2。
其中，使用接合材料13、18而使管道9与侧板7、8接合的方法可以根据接合材料13、18的材料特性来适当选择。例如在接合材料13应用时具有流动性的情况下，可以在管道9与凹部11的周壁12之间形成的环状的间隙中填充接合材料13，通过干燥或者加热等使接合材料13固化而使管道9与侧板7接合。此外，也可以在将预先在管道9的入液口一侧的端部9ａ涂布了接合材料13的管道9插入凹部11以后，通过干燥或者加热等使接合材料13固化而使管道9与侧板7接合。
另一方面，例如在接合材料18应用时不具有流动性的情况下，可以插入预先加工好的能适合于在管道9与凹部16的周壁17之间形成的环状的间隙的接合材料18，再利用加热或压缩等使管道9与侧板8接合。
如上所述，实施方式涉及的金属熔液过滤芯具备多根管道和一对侧板。多根管道分别为一个端部开放而另一个端部封闭的有底圆筒状的管道。在一对侧板上，在其相互相向的面上分别形成有与多根管道对应的多个凹部，以分别插入并保持多根管道各自的两端。而且，在一对侧板中的一个侧板上形成的、相邻的凹部彼此之间的间隔与凹部的深度之比为0．33以上0．67以下。
因此，根据实施方式涉及的金属熔液过滤芯和金属熔液过滤装置，能够在维持侧板的强度的同时提高过滤效率。
其中，在上述的实施方式中，规定了ａ／ｗ1和ｂ／ｗ2均为相同值，但也可以为不同的值。在ａ／ｗ1和ｂ／ｗ2互不相同的情况下，ａ／ｗ1或者ｂ／ｗ2为0．33以上0．67以下即可，但更优选ａ／ｗ1和ｂ／ｗ2两者均为0·33以上0．67以下。
此外，在上述的实施方式中，规定了深度ｗ1、ｗ2均为相同值，但也可以为不同的值。例如能够在25ｍｍ以上35ｍｍ以下的范围内使深度ｗ1、ｗ2互不相同。
此外，在上述的实施方式中，规定了间隔ａ、ｂ均为相同值，但也可以为不同的值。在间隔ａ、ｂ互不相同的情况下，优选至少间隔ｂ为10ｍｍ以上 20ｍｍ以下，更优选间隔ａ和ｂ两者均为10ｍｍ以上20ｍｍ以下。
此外，在上述的实施方式中，对接合材料13、18为分别不同的耐热性材料进行了说明，但也可以由相同或者同类的组成构成。例如可以使接合材料13、18双方为灰浆类材料，此外，也可以使接合材料13、18双方为纤维类材料。此外，也可以将接合材料13与18互换。
此外，在上述的实施方式中，说明了作为接合材料13、18使用的耐热性材料具有比与该接合材料13或者18接触的侧板7或者8的热膨胀系数高但比管道9的热膨胀系数低的热膨胀系数，但根据耐热性材料的种类，并不限定于此。例如，对于能够在凹部11、16内以适合于在与管道9或侧板7、8之间形成的间隙的方式变形的纤维类材料等的多孔质的耐热性材料，无需限定为上述热膨胀系数就可以应用。
另外，在间隔ａ、ｂ或厚度ｔ1、ｔ3相互不同等、接合材料13、18的宽度ｃ1、ｃ2或厚度ｔ2、ｔ4相互不同的情况下，优选结合上述这些情况来考虑接合材料13、18的选择。
此外，在上述的实施方式中，图示的是管道9的有底侧的端面9ａ为平面，但也可以为曲面。此外，在上述的实施方式中，说明了在一个金属熔液过滤芯4中配置的管道9为18根的情况，但也可以配置例如7、8、11、14、22、28根等任意根数。此外，在上述的实施方式中，说明了在一个金属熔液过滤装置1中配置的金属熔液过滤芯4为一个的情况，但也可以为多个。