金属钠的填充方法与流程

本发明涉及向内燃机中使用的中空发动机阀中填充金属钠的方法。

背景技术：

汽车用发动机等内燃机中使用的发动机阀、特别是排气阀由于暴露于高温中，所以在制成中空的发动机阀的轴部内封入有金属钠。封入的金属钠在常温下为固体，但熔点为约98℃，在比较低的温度下液化。因此，若发动机起动而阀变暖则变成液状，通过阀的上下运动而在轴部内被振动，从燃烧室传递至阀的伞部的热在轴部中进行热传导，介由与轴部接触的阀导管向汽缸盖的水套放热。由此来防止燃烧室和发动机阀的过热。并且由于封入的金属钠的比重为0.97，比水轻，所以通过将金属钠填充于阀的轴部中，还能够有助于阀整体的轻量化。

金属钠的还原作用强，将水还原而产生氢，自身变成氢氧化钠。因此，为了不受到这样的氧化作用、谋求长期稳定化，金属钠以浸渍于石油或液体石蜡(比较长链的饱和烃的混合物、且具有数百度的沸点)等有机溶剂中而阻断与水或空气的接触的状态被保存。进而石油或液体石蜡的比重比金属钠小，金属钠不会浮起到这些溶剂表面，被可靠地与水或空气阻断。

为了将这样的保存于有机溶剂中的金属钠填充到上述的发动机阀的轴部中，将浸渍于有机溶剂中的块状的金属钠取出，将其熔融，将熔融后的金属钠浇注到发动机阀的轴部中，之后进行冷却(专利文献1)；或者将熔融金属钠以线状喷出到烃系液中而固化成棒状后，将其插入至发动机阀的中空部内而将金属钠封入(参照专利文献2的图2及图4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-136978号公报

专利文献2：日本特开2011-179327号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

通常，关于熔融金属钠向发动机阀中的填充，非常期望向多个、例如数百个的发动机阀的轴部内连续地进行一定量的填充、并在短时间内完成填充。但是，将市售的块状的金属钠熔化而将一定量填充到内径为约2～4mm的上述轴部内，通过现有技术是无法进行的。

即，在专利文献1中图示的例子(图4)中，公开了将容纳于金属Na定量罐16中的熔融金属钠经由下端部位于发动机阀11内的供给管而供给至上述发动机阀内，但金属钠所填充的发动机阀的中空轴部为细长的中空部(直径约为2～4mm)，即使想要在该细长的中空部中插入更小径的金属钠供给管而经由该微小径的供给管供给到中空发动机阀的轴部中，虽说供给管侧是熔融的，但若为了使熔融金属钠能够不固化地注入而将中空发动机阀预热至金属钠的熔点以上，则虽然金属钠能够不固化而注入，但金属钠由于温度变得越高则变得越容易氧化，所以不得不尽可能将中空发动机阀降低至金属钠的熔点以下，这种情况下，难以使金属钠在不发生网眼堵塞的情况下通过上述微小径的供给管。并且，若不将与供给的金属钠的体积相当的空气取出到外部，则由于金属钠发生氧化，所以无法进行顺利的填充。

进而，在专利文献2的方法中，虽然具有将熔融金属钠以线状喷出到烃系液中而固化成棒状的工序，但将暂时成型并固化成细径的棒状的金属钠直接插入并填充至细径的发动机阀中，这对于柔软且容易弯曲的金属钠而言是非常困难的。

进而为了实现一定量的填充，向中空发动机阀内填充的金属钠优选进行指向性固化而制成没有孔的均匀组织。即，优选并非整体地在同一时期固化，而是沿一定方向依次固化。一般来说，由于熔融物在固化时体积收缩，所以若从全外周部开始使其固化，则越是中心部由固化收缩引起的固化对象物越是不足，越容易产生空隙(孔)，根据情况不同，会导致向空隙(孔)中带入空气的情况。通过进行指向性固化，能够避免这样的情况。

例如，若经由细径的喷嘴将具有空隙等缺陷的金属钠向发动机阀的中空部中填充，则第1产生以下缺点：特定体积的金属钠的重量不一定，因此，向中空部内的填充重量产生不均，第2产生以下缺点：若在所供给的熔融金属钠内存在液相和空隙，则顺利的填充变得困难。

本发明的目的是消除像这样无法将一定量的金属钠优选连续地且顺利地填充到发动机阀中的现有技术的缺点，提供一种能够简单且可靠地将一定量的金属钠填充到发动机阀的中空部中的方法。

用于解决问题的方法

为了达成上述目的，第1发明(技术方案1)所述的金属钠的填充方法是向中空发动机阀的中空部中填充金属钠的方法，其中，将熔融金属钠注入到比上述发动机阀的中空部的内径更大径的汽缸内，在该汽缸内生成具有实质上均匀的组织的棒状的固化的金属钠，一边维持该棒状金属钠的均匀组织，一边使用挤出机构将该金属钠经由细径的喷嘴状模插入至上述发动机阀的中空部中，切断后填充并封入。

(作用)在第1发明中，首先，向比发动机阀的中空部的内径更大径的汽缸中，按照引起指向性固化的方式注入熔融金属钠。例如，若将熔融金属钠的液滴以充分的时间间隔而滴下，则在滴下的第1金属钠的熔融滴下物在汽缸内充分地冷却固化而变成固体金属钠后，若第2熔融滴下物与上述固化后的金属钠的上表面接触，则由于上述金属钠已经固化，所以成为作为固相的固化金属钠与作为液相的第2熔融滴下物接触，由于立即凝固而不融合，在第2熔融滴下物的固化后，也会产生在两相界面间在组织中产生边界这样的不连续性。由于该边界不融合，所以容易剥离。

另一方面，作为第1熔融滴下物的金属钠在汽缸内以未固化的状态存在，若第2熔融滴下物滴下到上述未固化金属钠上，则容易从滴下物的碰撞液面处吸入空气而在两者的界面上形成空隙。与此相对照，例如若在第1熔融滴下物的固化进展但未完全固化的状态、即半固化的状态下，第2熔融滴下物与汽缸内的上述半固化金属钠(第1熔融滴下物)接触，则粘性变高的半固化金属钠的半固化表面的活动变差，与第2熔融滴下物彼此以不互相混合的程度接触而融合，在两者的金属钠间产生连续性。通过反复多次进行该操作，在上述汽缸内作为熔融滴下物的金属钠的指向性固化物作为棒状且均匀的固体金属钠而形成。另外，该半固化状态在即使注入至上述汽缸内的熔融金属钠不是仅以液滴形状注入、而是以比上述液滴凝固速度稍快的速度注入、以没有产生不连续的形态被供给的情况下也会产生，该非不连续的形态也包含在本发明中。

该金属钠的熔融注入(滴下)是被注入到具有规定的内径(例如20～40mm)的上述汽缸内，但此时的棒状金属钠由于组织均匀，所以若长度一定则其重量也变得一定。因此，若将汽缸注入前的熔融金属钠容纳在一定内径的纵长的容器中，以许多的位置传感器检测上述容器内的熔融金属钠的液面高度，按照将规定上下长度分量的熔融金属钠供给至上述汽缸中的方式进行设定，则在上述汽缸内形成没有空隙的一定量的金属钠。

接着，在第1发明中，将上述汽缸内的固化后的棒状金属钠经由细径的喷嘴状模而细细地挤出，作为线状或金属丝状插入、切断并封入到上述发动机阀的中空部(内径为约2～4mm)中。对于上述汽缸，例如由装卸自如的帽材构成其底面，在向该汽缸内填充金属钠时，设定为安装有上述帽材的状态，在固化成上述棒状的金属钠后，使上述帽材脱离。并且，代替该帽材，安装制成为尖锥形状的喷嘴状模，使要插入并封入金属钠的发动机阀中空部与该喷嘴状模的下方配合，通过活塞状的挤出构件，将上述汽缸内的棒状金属钠挤出到下方，经由上述喷嘴状模，由此使其细径化成与上述中空部的内径相应的线状或金属丝状，在上述中空部内插入、切断并封入必要长度的线状的金属钠。

由于使上述汽缸的内径比上述中空部的内径大，所以能够在上述汽缸内制作与封入到该中空部中的金属钠的体积相比体积较大的棒状金属钠，能够由该单独一个棒状金属钠，经由上述喷嘴状模而将一定量的金属钠插入、切断并封入到比较多、通常为数百个的发动机阀的中空部中。

在技术方案2中，在技术方案1所述的金属钠的填充方法中，一边将汽缸内的金属钠的表面维持在半固化状态一边进行熔融金属钠向汽缸内的注入。

(作用)在本实施方式中，若以半固化的状态、即先行的熔融注入物的固化进展但没有完全固化的状态，将紧接着的熔融注入物与汽缸内的上述半固化金属钠接触，则如上所述，半固化金属钠的半固化表面与紧接着的熔融注入物彼此以不互相混合的程度接触而融合，在两者的金属钠间不会产生空隙，产生连续性。

在技术方案3中，在技术方案1或2所述的金属钠的填充方法中，将熔融金属钠通过滴下而注入到汽缸内。

(作用)本实施方式中，注入至汽缸内的熔融金属钠作为液滴而供给，注入的金属钠的表面维持半固化状态。

在技术方案4中，在技术方案1至3中任一项所述的金属钠的填充方法中，向内径为20mm～50mm的汽缸中，以150g/分钟～300g/分钟的速度注入温度为180～250℃的熔融金属钠。

(作用)在上述汽缸内，为了实现熔融金属钠的指向性固化，优选将汽缸的内径、供给至该汽缸中的金属钠的温度、及熔融金属钠的注入速度各自设定为适宜的值。越是增大上述汽缸的内径，得到的棒状金属钠的体积越是增加，能够以单一的棒状金属钠在许多发动机阀的中空部中填充金属钠。但是若汽缸的内径变大，则汽缸内的内壁近旁与中央附近的金属钠间的固化条件(温度)产生差异，中央附近最后凝固而变得难以达成从下向上的指向性固化。虽然也受到其他参数的影响，但引起指向性固化的汽缸内径为10mm～80mm，优选为20mm～50mm。

汽缸内填充时的金属钠只要可确保最低限熔融状态即可，但由于若温度过高则难以凝固，相反若过于接近熔点则立即凝固而难以控制温度，所以温度范围设定为120℃～300℃，优选为180℃～250℃。

向汽缸内注入的熔融金属钠的注入速度是为了实现指向性固化而重要的参数。如上所述，若注入速度过快，则熔融状态的金属钠存在于汽缸内，起因于其固化时的体积收缩而变得容易产生空隙。另一方面，若注入速度过慢，则由于在先注入的熔融金属钠固化后，紧接着注入的金属钠与上述固化后的金属钠接触，所以在两者间以不融合的边界面产生不连续性，有时形成许多层。

本发明中，通常填充操作在不活泼气体气氛下进行，但有可能存在若干量的空气，这种情况下，单一层中的与不活泼气体气氛接触的部位被氧化而产生氧化钠，没有产生氧化钠的部分以金属钠的状态存在。上述氧化钠比较硬而难以变形，与此相对，上述金属钠比较软而容易变形。若将这样的由氧化钠和金属钠形成的许多层的层叠物从喷嘴状模挤出通过，则硬的氧化钠由于阻力大所以难以通过喷嘴状模，软的金属钠容易地穿过喷嘴状模。因此，具有层状组织的钠在通过喷嘴状模时起因于阻力的大小而有可能变得难以进行顺利的插入切断。虽然也受到其他参数的影响，但为了引起指向性固化而避免空隙形成，进一步优选避免层状组织的形成，熔融金属钠的注入速度设定为50g/分钟～500g/分钟，优选为150g/分钟～300g/分钟。

在第2发明(技术方案5)中，其是将含有有机溶剂的金属钠进行精制，并将精制后的金属钠填充到中空发动机阀的中空部中的方法，其中，将该金属钠容纳于密闭的熔融罐中，通过在减压下将该熔融罐进行加热，使附着于上述金属钠上的上述有机溶剂气化并除去，将该熔融金属钠注入到比上述发动机阀的中空部的内径更大径的汽缸中，在该汽缸内生成具有均匀组织的棒状的金属钠，一边维持该棒状金属钠的均匀组织，一边将该金属钠经由细径的喷嘴状模插入、切断并封入到上述发动机阀的中空部中。

在第2发明中，在与第1发明实质上相同的填充之前，进行所使用的金属钠的精制，进一步提高填充于发动机阀的中空部中的金属钠的纯度。如上所述，金属钠浸渍于石油或液体石蜡等有机溶剂中，以阻断与水或空气的接触的状态被保存。

在从有机溶剂中取出的金属钠上，在其表面附着有石油或液体石蜡。在将该金属钠填充到发动机阀的中空部中而使用的情况下，优选在填充之前将上述这些有机溶剂除去而提高金属钠的纯度，以往是从表面擦去后使用。

但是，有时在市售的金属钠的表面产生有裂纹。由于若以该裂纹的状态熔融而制成液体的金属钠，则会产生石油或液体石蜡等杂质混入等不良情况，进而由于在基于体积而进行金属钠量的定量时产生误差，所以以往将上述裂纹的周围削去后熔融并使用。像这样，以往，个别地检查金属钠的表面状态，表面状态良好的金属钠在擦去液体石蜡等后进行熔融、精制，产生了裂纹的金属钠在将表面比较厚地削去后进行熔融、精制。但是，在该方法中，存在以下缺点：对于各金属钠锭每个都需要检查，且变得需要将次品表面削去这样费事的作业，并且削去的金属钠的碎屑使成品率降低。

在第2发明中，在金属钠向上述汽缸内的填充之前，将该金属钠容纳于密闭的熔融罐中，在该熔融罐中，通过在减压下进行加热，使上述金属钠中的上述有机溶剂气化并除去，制成高纯度金属钠。由此，变得没有必要像以往那样个别地检查作为原料的金属钠的表面状态，操作性提高，并且能够防止因削去裂纹而引起的金属钠的成品率的降低。

发明效果

在第1发明中，将熔融金属钠按照产生指向性固化的方式注入到汽缸中，生成具有实质上均匀的组织的一定量的棒状的金属钠，将该固化后的棒状金属钠经由细径的喷嘴状模可靠且顺利地插入、切断并封入到发动机阀的中空部中。由此，能够将一定量的金属钠优选连续地插入、切断并封入到多个发动机阀中。在第2发明中，在第1发明之前，进行金属钠的精制，能够向上述发动机阀中插入、切断并封入更高纯度的金属钠。

附图说明

图1是表示作为本发明的实施方式的金属钠的精制及插入切断封入系统的整体构成图。

图2是表示图1的整体构成图中的熔融罐的变形例的纵向截面图。

图3是表示图1的整体构成图中的插入切断封入装置的变形例的俯视图。

图4是表示在图1的整体构成图中的汽缸上安装有注入用喷嘴状模的例子的纵向截面图。

具体实施方式

接着，基于附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于它们。

本实施方式例示出除了金属钠的插入、切断并封入以外、在该封入之前还进行未精制金属钠的精制的一连串的系统，但也可以仅作为金属钠的封入用途来实施。该金属钠精制及封入系统10如图1中所示的那样，主要由熔融罐12、溶解容器14、储存罐16、冷阱18及填充装置20构成。

上述熔融罐12为有底圆筒状的容器，在其上部侧面连接有减压吸引管22，在其下部侧面连接有精制金属钠取出管24和阀70。上述减压吸引管22与装满液体石蜡等有机溶剂28的上述溶剂阱14连接且其前端到达有机溶剂28中。该溶剂阱14内部通过减压泵(省略图示)能够维持减压。此外，上述钠取出管24与上述储存罐16连接。

在上述熔融罐12的比减压吸引管22更靠下方的侧面整体及底面上设置有加热器30，并且连接有不活泼性气体供给管32的盖体33紧固在该熔融罐12的上部开口处，从而将熔融罐12内密闭。

上述储存罐16是用于暂时地储存在熔融罐12中精制且经由钠取出管24供给的精制金属钠的密闭罐，在该罐16上，除了连接有上述钠取出管24以外，还连接有精制钠循环线路34的送液管36和回流管38。连接有循环泵40的送液管36的另一端侧分支成两叉，该两叉部中的一个构成上述回流管38的另一端侧，介由第1电磁阀42及冷阱18与上述储存罐16连接。

上述两叉部中的另一个构成填充装置用供给管46，该供给管46介由第2电磁阀48与定量供给器49连接。在该定量供给器49的盖板50下表面，电连接有长度不同的在图示的例子中为5根的液面探测传感器S₁～S₅，相邻的传感器的上下长的差值全部成为相同长度“d”。在上述定量供给器49的底板51上，连接有具有定量供给阀52的供给管53，该供给管53到达上述填充装置20，在其前端安装有钠滴下用喷嘴54。在该填充装置20内，按照与其内周面接触的方式连接有环状支撑部件55，在位于上述喷嘴54的正下方的、上述支撑部件55的中央的开口处，结合有在下端固定有圆盘状的装卸自如的帽材56的带凸缘的圆筒状的汽缸57的凸缘58，该汽缸57被安装于填充装置20内。

接着，对包含这样的构成的本实施方式的金属钠的精制及填充系统的功能进行说明。

在图1的溶剂阱14中放入适量的液体石蜡，将熔融罐12的盖体33拆卸，将浸渍保存于液体石蜡中的块状的未精制金属钠的上述液体石蜡用布擦去后，将该金属钠放入上述熔融罐12内，将盖体33再次紧固。接着，从上述不活泼性气体供给管32供给氩或氮等不活泼性气体，使熔融罐12内成为不活泼性气体气氛，将水分、氧充分阻断。

之后，若使上述的减压泵(省略图示)工作，则上述溶剂阱14内及上述熔融罐12内变成减压状态，若对上述加热器30通电，将熔融罐12内的块状的金属钠加热，则附着在上述块状的金属钠表面的液体石蜡气化，被引导至溶剂阱14中，被该溶剂阱14内的液体石蜡28吸收，完成金属钠的精制。

市售的金属钠即使保存于液体石蜡等有机溶剂中，也无法避免与少许的水分、氧接触而使其表面被氧化而变成氧化钠。进而，虽然基于本实施方式的精制操作也是在实质上不含水分、氧的不活泼性气体气氛中进行，但同样无法避免表面发生氧化而生成氧化钠。由于氧化钠成为多孔的氧化物，所以假密度比金属钠小，因此如图1中所示的那样，若溶解罐12内的金属钠完全熔融，则在熔融金属钠60的表面浮起，形成氧化钠层62。

若在熔融金属钠60的表面存在该氧化钠层62，则由于熔融钠60无法与熔融罐12内的气化气氛接触，熔融金属钠60中的液体石蜡无法气化，无法从熔融金属钠60中逃走，所以金属钠的精制变得没有进展。为了避免这样的情况，只要使盖体33装卸，将熔融金属钠60表面的氧化钠层62通过人力或机械进行捞取；或者例如如图2中所示的那样使用搅拌子形成强制的流动，将氧化钠层62的至少一部分破坏即可。

图2是表示图1的整体构成图中的熔融罐的变形例的纵向截面图，对于与图1相同的部件，标注同一符号并省略说明。即，如图2中所示的那样，按照与熔融罐12下部的加热器30接触的方式设置电动机64，并且在上述熔融罐12内安置搅拌子66，在加热及减压时，若对电动机64进行通电，则上述搅拌子66在熔融金属钠60中进行旋转，使熔融金属钠60中生成涡流68。通过该涡流68，将覆盖熔融金属钠60表面整体的氧化钠层62的至少一部分破坏，熔融金属钠60与熔融罐12内的气化气氛接触，从而尽管存在氧化钠层62，也能够达成液体石蜡的利用气化的除去。

从图1的熔融罐12打开阀82经过精制金属钠取出管24供给至储存罐16的精制金属钠被暂时储存在该储存罐16中。该储存罐16内的精制金属钠通过循环泵40从送液管36向循环线路34供给。在通常的状态下将第1电磁阀42打开，将第2电磁阀48关闭。在该状态下向循环线路34供给的熔融金属钠从第1电磁阀42供给至冷阱18，在该冷阱18中，主要将钠的金属氧化物等杂质通过过滤等而分离出，所过滤的金属钠从回流管38返回至上述储存罐16中。储存罐16内的熔融金属钠通过在上述循环线路34中进行1次或多次循环，纯度进一步提高。

在产生将该储存罐16内的精制金属钠填充到汽缸57内的必要时，将上述第1电磁阀42关闭，将第2电磁阀48打开。由此，精制金属钠从送液管36经由填充装置用供给管46向定量供给器49供给。若向定量供给器49内供给熔融金属钠，则该定量供给器49内的熔融金属钠的液面慢慢地上升。若该熔融金属钠的液面与上下长为最短的第1液面探测传感器S₁的下端接触，则其检测信号被传递至上述定量供给阀52及第2电磁阀48，将定量供给阀52打开，同时将第2电磁阀48关闭。由此，熔融金属钠向定量供给器49内的供给被停止，并且定量供给器49中的熔融金属钠经过供给管53供给至上述填充装置20内，从钠滴下用喷嘴54例如以滴下状态供给至汽缸57内。该操作通常可以通过熔融金属钠的自重来实施，但是也可以边对上述定量供给器49施加少许的正压、或者对上述填充装置20内施加少许的负压边进行。

若上述定量供给器49内的熔融金属钠的液面降低而到达第2液面探测传感器S₂的下端，则该第2传感器S₂探测到该情况，将上述定量供给阀52关闭，停止金属钠的供给。由此，相当于上述定量供给器49的上下长“d”的规定量的熔融金属钠被填充到上述汽缸57内。此时，通过适当设定注入速度、钠注入用喷嘴54内的金属钠的温度、向汽缸57供给的精制金属钠的量(在汽缸内生成的金属钠圆柱状体的直径)、以及将向汽缸57内的注入条件以上述指向性固化条件进行运转，能够提供经指向性固化的没有空隙的均匀的精制金属钠成形体。

之后，将填充有规定量的金属钠的上述汽缸57从上述填充装置20取下，与接下来填充金属钠的第2汽缸更换。然后将上述定量供给阀52再次打开，将定量供给器49内的熔融金属钠填充到上述第2汽缸中，探测到上述金属钠的液面与第3液面探测传感器S₃的下端接触后将上述定量供给阀52再次关闭。由此，与上次同样地，相当于上述定量供给器49的上下长“d”的规定量的熔融金属钠被填充到上述第2汽缸内。通过将这些操作反复进行规定次数，能够在规定的多个汽缸中填充一定量的金属钠。

在本实施方式中，分别意图通过熔融罐将液体石蜡等有机溶剂除去、通过冷阱18主要将金属钠氧化物等除去。因此，在仅意图有机溶剂的除去、而不需要上述金属钠氧化物等的除去的情况下，上述冷阱18及其附带的设备不需要。

图3是表示上述的整体构成图中的填充装置的变形例的俯视图。图中，填充装置20a是带凸缘70的大径的圆筒形容器，能够沿箭头方向旋转。在该填充装置20a的上部开口72中，嵌入以等间隔形成有计为8个汽缸安装孔74的汽缸安装用盖体75，在上述各汽缸安装孔74各自上分别结合有与图1同一构成的计为8个的汽缸57。与图1相同的钠注入(滴下)用喷嘴54位于该8个汽缸57中的1个的上方。

在图3的状态下，从钠注入(滴下)用喷嘴54将规定量的熔融金属钠注入(滴下)到汽缸57内。由此，与图1的情况同样地操作而在汽缸57内通过指向性固化而填充一定量的金属钠。由此，完成向第1汽缸57内的固化后的金属钠的定量填充。

接着，若将上述填充装置20a沿箭头方向旋转圆周的八分之一，则与上述第1汽缸57邻接的第2汽缸57位于上述喷嘴54的下方。在该第2汽缸57中也与第1汽缸57同样地填充熔融金属钠，若将该操作反复进行计8次，则能够在上述填充装置20a的计为8个汽缸57的全部中填充金属钠。

如果填充有金属钠的图1的汽缸57接下来优选在维持不活泼气体气氛的状态下将帽材56取下，则上述汽缸57内的金属钠成形体69维持固化的状态，如图4中所示的那样，代替上述帽材，安装尖锥形状的挤出用喷嘴状模78。接着，使中空发动机阀76的轴侧中空部77以朝向上方开放的状态位于该喷嘴状模78前端的下方。按照该轴侧中空部77的内径变得比上述喷嘴状模78的前端部的内径大的方式设计上述喷嘴状模78。

若向上述汽缸57内插入活塞(省略图示)并向下方按压，则比较大径的金属钠成形体69进入到上述喷嘴状模78内，在该喷嘴状模78前端部被缩径成比上述发动机阀76的轴侧中空部77的内径更细的线状或金属丝状，并被引导至上述轴侧中空部77内而插入该中空部77中，通过未图示的切断机切断并封入，作为冷却用金属钠82而发挥功能。在向该轴侧中空部77内导入时，金属钠由于比上述轴侧中空部77的内径更细地成形，且具有均匀组织，所以能够顺利地通过喷嘴状模78而容易地进入到轴侧中空部77中。

实施例

以下，基于实施例对本发明进行说明，但本发明并不限定于该实施例。

(实施例1)

在直径为250mm、高度为375mm的不锈钢制的有底圆筒状的容器的上部侧面连接减压吸引管，在下部侧面连接精制金属钠取出管和阀82，构成金属钠精制用的熔融罐。在上述减压吸引管的另一端侧，连接装满液体石蜡的溶剂阱(石蜡阱)。金属钠取出管的另一端侧与精制金属钠的储存罐连接。进而，在上述熔融罐的底面及比上述不活泼性气体供给管更靠下方的该熔融罐的侧面设置了加热器。

接着，购入浸渍于液体石蜡中的未精制金属钠，从保存容器中取出后，将该未精制金属钠从上述熔融罐的上部开口放入该熔融罐中，之后，将连接有不活泼性气体供给管的、用于闭塞上述熔融罐的圆形的上部开口的盖体紧固，从而将上述熔融罐内密闭，从上述不活泼性气体供给管向容器内供给氩气，将容器内用氩气进行置换。

使连接于上述溶剂阱上的减压泵及上述加热器工作，将上述熔融罐内减压至约-50kPa，并且将熔融罐的壁温维持在约200℃，将该状态维持5分钟。

准备内径为30mm、长度为300mm的不锈钢制的圆筒体，将该圆筒体的底面开口用圆盘状的帽材闭塞，制成汽缸。将上述熔融罐内的金属钠经由在其前端安装有钠注入用喷嘴的填充装置用供给管通过注入而供给到上述汽缸内。在上述钠注入用喷嘴的周围设置加热器，使得能够将上述喷嘴的外壁加热，并且能够将上述填充装置用供给管的内压增减而调节注入速度。

将上述加热器加热，将上述喷嘴外壁加热至约200℃，并且将熔融金属钠的注入速度设定为约200g/分钟。约1分钟后由于上述汽缸被金属钠装满，所以停止注入，放冷后，从汽缸中取出固化后的金属钠，使用小刀沿水平方向切断，通过目视观察切断面，结果上述金属钠整体均匀，完全没有见到空隙。

(实施例2)

除了将汽缸的内径设定为40mm以外，以与实施例1同样的条件，将实施例1中在熔融罐内精制后的金属钠填充到上述汽缸中。将上述汽缸装满金属钠，停止注入，放冷后，从汽缸中取出固化后的金属钠，使用小刀沿水平方向切断，通过目视观察切断面，结果上述金属钠整体均匀，完全没有见到空隙。

(实施例3)

除了将汽缸的内径设定为50mm以外，以与实施例2同样的条件，进行实验。通过目视观察固化后的金属钠的水平方向切断面，结果在圆形截面的中央部的约为10mm径的圆形部观察到直径约为1mm的微小的空隙。

(实施例4)

除了将汽缸的内径设定为60mm以外，以与实施例2同样的条件，进行实验。通过目视观察固化后的金属钠的水平方向切断面，结果在圆形截面的中央部的约为20mm径的圆形部观察到直径约为数mm的比较大的空隙。

(实施例5)

除了将注入速度设定为比实施例2快的300g/分钟以外，以与实施例2相同的条件进行金属钠向汽缸中的填充，之后，通过目视观察固化后的金属钠的水平方向切断面，结果上述金属钠整体均匀，完全没有见到空隙。

(实施例6)

除了将注入速度设定为比实施例5快的350g/分钟以外，以与实施例2相同的条件进行金属钠向汽缸中的填充，之后，通过目视观察固化后的金属钠的水平方向切断面，结果整体中有浓淡，均匀性受损。

符号的说明

10 金属钠精制及填充系统

12 熔融罐

14 溶剂阱(石蜡阱)

16 储存罐

18 冷阱

20、20a 填充装置

22 减压吸引管

24 精制金属钠取出管

28 有机溶剂

30 加热器

34 精制钠循环线路

46 填充装置用供给管

49 定量供给器

54 钠滴下用喷嘴

57 汽缸

60 熔融金属钠

62 氧化钠层

64 电动机

66 搅拌子

69 金属钠成形体

76 发动机阀

77 轴侧中空部

78 喷嘴状模

80 冷却用金属钠

S₁～S₅ 液面探测传感器