(57)【要約】【課題】発熱量を抑え、メンテナンスも容易で使いやすく、設置位置に融通性があり、攪拌能力をも調節できる省エネ型攪拌装置を提供する。【解決手段】溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、を備え、前記攪拌装置は、前記溶湯室内に配置されて、溶湯に駆動力を与えるための且つ両端が開放した駆動室を形成する、溶湯駆動室構成部と、前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、前記炉本体外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記炉本体に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、前記駆動室内において、溶湯を一端から他端に向けて駆動する電磁力を発生させる、磁場装置と、を備えるものとして構成される。【選択図】図１
2014035131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記溶湯室内に配置されて、溶湯に駆動力を与えるための且つ両端が開放した駆動室を形成する、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記炉本体に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、前記駆動室内において、溶湯を一端から他端に向けて駆動する電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えることを特徴とする永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項２】
前記溶湯駆動室構成部は、単独で前記駆動室を構成している、ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項３】
前記溶湯駆動室構成部は、前記炉本体の内壁との協同により前記駆動室を構成している、ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項４】
前記溶湯駆動室構成部は、両端が開放した筒状として構成されていることを特徴とする請求項２に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項５】
前記溶湯駆動室構成部は、チャネル状として構成されていることを特徴とする請求項３に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項６】
前記一対の電極は、前記駆動室を横切って対向するように、前記駆動室内に取り付けられている、ことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項７】
前記一対の電極は縦方向に対向するように設けられ、前記磁場装置は前記炉本体の側壁に対向して横向きに磁力線を出す／磁力線が入るように配置され、前記電磁力を横向きのものとして発生させる、ことを特徴とする請求項６に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項８】
前記一対の電極は横方向に対向するように設けられ、前記磁場装置は前記炉本体の側壁に対向して横向きに磁力線を出す／磁力線が入るように配置され、前記電磁力を縦向きのものとして発生させる、ことを特徴とする請求項６に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項９】
前記一対の電極は横方向に対向するように設けられ、前記磁場装置は前記炉本体の底壁に対向して縦向きに磁力線を出す／磁力線が入るように配置され、前記電磁力を横向きのものとして発生させる、ことを特徴とする請求項６に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項１０】
前記一対の電極は、前記溶湯駆動室構成部の前記駆動室に対して、前記一対の電極から前記開放した両端までの距離が、前記一対の電極間の距離以上である、位置に取り付けられている、ことを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項１１】
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記炉本体外に配置されて、前記炉本体の側壁との共同によって駆動室を形成する溶湯駆動室構成部であって、前記駆動室は前記溶湯室と、前記側壁に開口された溶湯の流出口及び流入口を介して連通している、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外及び前記溶湯駆動室構成部外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記溶湯駆動室構成部に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、溶湯を、前記駆動室から前記溶湯室に流入させると共に前記溶湯室から前記駆動室に流出させる、電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えることを特徴とする永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項１２】
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記炉本体外に配置され且つ駆動室を有する溶湯駆動室構成部であって、前記駆動室は前記溶湯室と、前記炉本体の側壁に開口された溶湯の流出口及び流入口を介して連通している、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記溶湯駆動室構成部と前記炉本体の側壁とによって溶湯から隔離された状態に形成された磁場装置の収納空間内に収納された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記溶湯駆動室構成部における前記に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、溶湯を、前記駆動室から前記溶湯室に流入させると共に前記溶湯室から前記駆動室に流出させる、電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えることを特徴とする永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項１３】
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記溶湯室内に配置されて、溶湯に駆動力を与えるための且つ両端が開放した駆動室を形成する、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記炉本体に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、前記駆動室内において、溶湯を一端から他端に向けて駆動する電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えることを特徴とする永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項１４】
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内に配置され、前記溶湯を外部に汲み出すポンプ装置と、
を備え、
前記ポンプ装置は、
溶湯に駆動力を与えるための溶湯駆動室構成部であって、一端が前記溶湯室内において開放し、他端が前記溶湯室外に開放する、駆動室を形成する、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記炉本体に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、前記駆動室内において、溶湯を一端から他端に向けて駆動する電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えることを特徴とする永久磁石式汲み出しポンプ付溶解炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はAl,Cu,Zn,Si又はこれらのうち少なくとも2つの合金、あるいはMg合金と等の、あるいは他の金属溶湯の攪拌を行うための永久磁石式筒型溶湯攪拌装置及び永久磁石式汲み出しポンプ付溶解炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来非鉄金属あるいは他の金属の溶湯攪拌には、電磁コイル使い低周波あるいは高周波電流を流して移動磁界を発生させ溶湯攪拌する電磁攪拌装置や、回転羽根を溶湯中に挿入し、直接溶湯攪拌する機械式攪拌装置等があった。これらはいずれも炉内溶湯の組成の均一化、溶湯温度分布の均一化を図ること、溶解炉では溶解時間短縮等が主な目的となっていた。
【０００３】
しかしながら電磁コイル式の場合、大きな消費電力や複雑なメンテナンスが必要であり、またイニシアルコストの高さも問題であった。また機械式攪拌装置の場合は回転羽の消耗が激しく回転羽根交換費用が年単位でみても極めて高額にもなることがあり、また交換に際し長時間が炉を停止することが避けられず、このダウンタイムによる損失が非常に大きいこと等問題が多かった。また最近では永久磁石回転移動磁界方式も使用され始めているが、炉補強ステンレス板の発熱により、性能を制限されることがあるなどの問題点もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許公報特許第４３７６７７１号
【特許文献２】特許公報特許第４２４５６７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の問題点を解消するためになされたもので、その目的は発熱量を抑え、メンテナンスも容易で使いやすく、設置位置に融通性があり、攪拌能力をも調節できる省エネ型攪拌装置及び永久磁石式汲み出しポンプ付溶解炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の永久磁石式溶湯攪拌装置は、
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記溶湯室内に配置されて、溶湯に駆動力を与えるための且つ両端が開放した駆動室を形成する、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記炉本体に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、前記駆動室内において、溶湯を一端から他端に向けて駆動する電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えるものとして構成される。
【０００７】
さらに、本発明の永久磁石式溶湯攪拌装置は、
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記炉本体外に配置されて、前記炉本体の側壁との共同によって駆動室を形成する溶湯駆動室構成部であって、前記駆動室は前記溶湯室と、前記側壁に開口された溶湯の流出口及び流入口を介して連通している、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外及び前記溶湯駆動室構成部外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記溶湯駆動室構成部に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、溶湯を、前記駆動室から前記溶湯室に流入させると共に前記溶湯室から前記駆動室に流出させる、電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えるものとして構成される。
【０００８】
さらに、本発明の永久磁石式溶湯攪拌装置は、
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記炉本体外に配置され且つ駆動室を有する溶湯駆動室構成部であって、前記駆動室は前記溶湯室と、前記炉本体の側壁に開口された溶湯の流出口及び流入口を介して連通している、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記溶湯駆動室構成部と前記炉本体の側壁とによって溶湯から隔離された状態に形成された磁場装置の収納空間内に収納された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記溶湯駆動室構成部における前記に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、溶湯を、前記駆動室から前記溶湯室に流入させると共に前記溶湯室から前記駆動室に流出させる、電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えるものとして構成される。
【０００９】
さらに、本発明の永久磁石式溶湯攪拌装置は、
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記溶湯室内に配置されて、溶湯に駆動力を与えるための且つ両端が開放した駆動室を形成する、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記炉本体に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、前記駆動室内において、溶湯を一端から他端に向けて駆動する電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えるものとして構成される。
【００１０】
本発明の永久磁石式汲み出しポンプ付溶解炉は、
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内に配置され、前記溶湯を外部に汲み出すポンプ装置と、
を備え、
前記ポンプ装置は、
溶湯に駆動力を与えるための溶湯駆動室構成部であって、一端が前記溶湯室内において開放し、他端が前記溶湯室外に開放する、駆動室を形成する、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記炉本体に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、前記駆動室内において、溶湯を一端から他端に向けて駆動する電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えるものとして構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態の平面図。
【図２】図１のII−II線断面図。
【図３】（ａ）溶湯駆動室構成部の側面説明図、（ｂ）そのIIIｂ―IIIｂ線断面図。
【図４】（ａ）本発明の第２の実施形態の平面図、（ｂ）そのIIIｂ―IIIｂ線断面図。
【図５】（ａ）本発明の第３の実施形態の平面図、（ｂ）そのＶｂ―Ｖｂ線断面図。
【図６】（ａ）異なる溶湯駆動室構成部の側面説明図、（ｂ）そのIIIｂ―IIIｂ線断面図。
【図７】本発明の第４の実施形態の側面断面図。
【図８】本発明の第５の実施形態の側面断面図。
【図９】本発明の第６の実施形態の平面図。
【図１０】図９のＸ―Ｘ線断面図。
【図１１】図９の溶湯駆動室構成部の斜視図。
【図１２】本発明の第７の実施形態の平面図。
【図１３】図１２のＸIII−ＸIII線断面図。
【図１４】本発明の第８の実施形態の側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施形態の永久磁石式溶湯攪拌装置を図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各図における縮尺は全図において同一ではなく、図面毎に任意に選択してある。
【００１３】
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態の平面図及び図１のII−II線断面図を示す。
【００１４】
図１からわかるように、この実施形態の永久磁石式溶湯攪拌装置１０は、溶湯室ＭＲを有する炉本体１と、この炉本体１に対して取り付けられる攪拌装置３と、を有する。
【００１５】
攪拌装置３は、永久磁石式の磁場装置４と、筒型の溶湯駆動室構成部５と、電源に接続された電源制御盤６と、を有する。磁場装置４はいわゆる単極型永久磁石である。この磁場装置４は、炉本体１の側壁１Ａの外側に設けられ、溶湯駆動室構成部５は炉本体１内に設けられ、電源制御盤６は炉本体１外の任意の位置に設けられる。この攪拌装置３は、特に図１からわかるように、フレミングの左手の法則による電磁力によって、炉本体１内の溶湯Ｍを、例えば図１に矢印Ａで示すように、左回りに回転駆動するものである。磁場装置４は、図２からもわかるように、炉本体１の側壁１Ａを挟んで前記溶湯駆動室構成部５と対向している。
【００１６】
前記筒型の溶湯駆動室構成部５の構造は、特に図３（ａ）、（ｂ）に示される。図３（ａ）は溶湯駆動室構成部５の一部を破断した正面図、（ｂ）はそのIIIｂ−IIIｂ線断面図である。これらの図３（ａ）、（ｂ）からわかるように、溶湯駆動室構成部５はやや長尺状の筒型をしており、その横断面が枠型となっている。この溶湯駆動室構成部５の内部空間は、後述するように、溶湯Ｍにフレミングの左手の法則による（図３（ａ）中左方向へあるいは右方向へ向かう）電磁力Ｆを与えて駆動加速する加速空間ＡＳ（駆動室ＤＲ）として使用される。この溶湯駆動室構成部５の天板５ａと底板５ｂにはその内側の表面部分にそれぞれ一対の電極７ａ、７ｂが埋め込み状態に設けられている。これらの電極７ａ、７ｂ間には、溶湯Ｍの存在下において、例えば、電極７ａから電極７ｂへ（あるいは電極７ｂから７ａへ）直流の電流Ｉが流れる。これらの電極７ａ、７ｂは、配線９，９を介して、前記電源制御盤６に接続されている。これらの配線９，９は、その一部が溶湯駆動室構成部５中に埋設状態に設けられている。これは、配線９，９と高温の溶湯Ｍとの直接的な接触が防ぎ、長寿命化を図るためである。
【００１７】
図３（ａ）からわかるように、前記電極７ａ、７ｂの溶湯駆動室構成部５への埋め込み位置は、溶湯駆動室構成部５の長さＬのほぼ中央としている。さらに、この長さＬは、電極７ａ、７ｂ間の距離Ｄ以上であることが望ましい。それは、電極７ａ、７ｂ間に流れる電流が、溶湯駆動室構成部５の加速空間ＡＳの外部に漏れることなく、加速空間ＡＳ内のみを流れるようにするためである。なお、電極７ａ、７ｂは溶湯Ｍに接するため損傷するのは避けられない。このため、本実施形態及び以下で説明する他の実施形態においても、電極７ａ、７ｂは交換可能に設けられている。
【００１８】
前記電源制御盤６は、前記配線９，９への出力を、電圧と電流の両方において調節可能に構成されている。また、一対の出力端子の極性も切り換え可能に構成されている。
【００１９】
前記磁場装置４は、先にも述べたように、永久磁石によって構成され、いわゆる単極磁石として用いられている。つまり、Ｓ極とＮ極の一方（この実施形態ではＮ極）が炉本体１に対向するように配置されている。つまり、特に図２からわかるように、炉本体１の側壁１Ａを介して溶湯駆動室構成部５にＮ極が対向するように設けられている。図２中、磁場装置４と側壁１Ａとの間には隙間があるが、できるだけ溶湯駆動室構成部５に近く設置すべく、隙間はなくてもよい。このように構成したので、特に図２からわかるように、磁場装置４のＮ極から出た磁力線ＭＬが、電極７ａ、７ｂ間に流れる電流Ｉとほぼ直交する。これにより、特に図１からわかるように、フレミングの左手の法則による電磁力Ｆが生じる。この電磁力Ｆによって、加速空間ＡＳ内の溶湯Ｍが駆動され、それにより、最終的に、炉本体１中の溶湯Ｍは、図１に矢印Ａで示すように、図中左回りに回転駆動される。この際、電源制御盤６からの出力を制御することにより、電極７ａ、７ｂ間に流れる電流Ｉの値を変化させて、前記の電磁力Ｆの強さを制御し、溶湯Ｍを回転駆動する力即ち溶湯Ｍの回転速度を制御することができる。さらには、電源制御盤６により、配線９，９への出力の極性を切り換えて、電磁力Ｆの向きを変え、炉本体１内の溶湯Ｍの回転方向を逆とすることもできる。
【００２０】
以上に説明した第１の実施形態では、磁場装置４を炉本体１の側方に配置したが、これに代え、この磁場装置４を炉本体１の下方に配置することができる。これを第２の実施形態として図４（ａ）、（ｂ）に示す。図４（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＶ−Ｖ線断面図である。特に図４（ｂ）からわかるように、溶湯駆動室構成部５は、電流Ｉが図中横向きに流れるように配置される。これにより、磁力線ＭＬは上下方向に走り、電流Ｉは横向きに流れ、両者はほぼ直交する。これにより、図４（ａ）からわかるように、図１と同様に、溶湯Ｍを駆動する電磁力Ｆが発生し、溶湯Ｍは矢印Ａに示すように回転駆動される。なお、本実施形態において、前述の第１の実施形態と同等の部材には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。これは以下に説明する全ての実施形態において同様である。
【００２１】
図５（ａ）、（ｂ）は、炉本体１中の溶湯Ｍを、図５（ｂ）に矢印Ａで示すように、縦向きに回転駆動するようにした第３の実施形態を示す。図５（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＶｂ−Ｖｂ線断面図である。この実施形態では、図５（ｂ）に示すように、溶湯駆動室形成部５で溶湯Ｍを下から吸い込んで上方へ排出するような電磁力Ｆが生じるように電流Ｉと磁力線ＭＬが発生するようにしている。より詳しくは、以下の通りである。
【００２２】
図３（ａ）、（ｂ）に示す溶湯駆動室形成部５を所望の手段でいわゆる立てた状態に炉本体１に組み込んでいる。図５（ａ）からわかるように、電流Ｉは電極７ａ、７ｂ間を図中上下方向に沿って流れ、磁力線ＭＬは図中左右方向に沿って流れる。これにより、図５（ｂ）に示すように、フレミングの法則に従った上向きの電磁力Ｆが生じる。これにより、炉本体１中の溶湯Ｍは図５（ｂ）に示す矢印Ａのように縦向きに回転駆動される。
【００２３】
以上の第１乃至第３の実施形態の説明からもわかるように、溶湯Ｍを駆動するにあたっては、筒状の溶湯駆動室構成部５の持つ加速空間ＡＳ内の溶湯Ｍにフレミングの左手の法則による電磁力Ｆを加えるようにしている。つまり、本発明の実施形態としては、何らかの手段により、このような加速空間ＡＳを有するものであればよい。従って、このような加速空間ＡＳを具備するにあたっては、溶湯駆動室構成部５がそれ自体が筒状で有る必要はない。以下にこのような観点で構成した本発明の異なる第４の実施形態を説明する。
【００２４】
図６は、第４及び第５の実施形態で用いる溶湯駆動室構成部５Ａを示す。この溶湯駆動室構成部５Ａは、図３（ａ）に示す溶湯駆動室構成部５の一側面を切り欠いたものとして構成され、横断面がＵ字状となっており、つまりいわゆる横向きのチャネル型をしている。この溶湯駆動室構成部５Ａを、図３の溶湯駆動室構成部５に代えて用いることができる。ただし、この場合には、この溶湯駆動室構成部５Ａをそれ単独で用いるのではなく、炉本体１の側壁１Ａ（あるいは底壁１Ｂ）と協同して前記加速空間ＡＳを作るようにして用いる。つまり、この溶湯駆動室構成部５Ａを、その天板５ａの端面５ａ１と底板５ｂの端面５ｂ１が炉本体１の内面に当接して、加速空間ＡＳが形成されるようにして用いる。
【００２５】
図７、図８は、このような技術的思想に基づいて構成した第３の実施形態、第４の実施形態を示す。つまり、図７は、第１の実施形態の図２に対応する断面を示し、溶湯駆動室構成部５Ａを用いた第３の実施形態を示す。図８は、第２の実施形態の図４（ｂ）に対応する断面を示し、溶湯駆動室構成部５Ａを用いた第４の実施形態を示す。
【００２６】
以上に説明した第１乃至第４実施形態では、加速空間ＡＳを、炉本体１内に収納する溶湯駆動室構成部５、５Ａによって形成していた。しかしながら、本発明の基本的な技術的思想としては、加速空間ＡＳを有すればよいことから、溶湯駆動室構成部５，５Ａを必ずしも炉本体１内に収納した形を採る必要はなく、何らかの手段で加速空間ＡＳが形成されればよい。このような技術的思想に従って構成した第５の実施形態を以下に説明する。
【００２７】
図９−図１１は第６の実施形態を示す。この第６の実施形態においては、炉本体１に対して溶湯駆動室構成部５Ｂを外付けすることにより加速空間ＡＳを形成している。より詳しくは以下の通りである。
【００２８】
この第６の実施形態においては、図１１に示す溶湯駆動室構成部５Ｂを用いる。この溶湯駆動室構成部５Ｂは、６面のうちの天板部分のみが開放された容器状をしており、底板５Ｂａの内表面に電極７ａ、７ｂを突出した状態に取り付けている。一方、特に図９からわかるように、炉本体１０１においては、側壁１０１Ａに、内部の溶湯Ｍが外部に流出する流出口１０１ａと、外部から溶湯Ｍが内部に流入する流入口１０１ｂと、を開口している。而して、図９，図１０からわかるように、図１１に示す溶湯駆動室構成部５Ｂを炉本体１０１の側壁１０１Ａに外側から密閉状態に付設している。また、前に説明した各実施形態と同様に、磁場装置４が、溶湯駆動室構成部５Ｂの底板５Ｂａを介して、電極７ａ、７ｂと図１０中横向きに対向するように、設けられている。以上の構成により、電極７ａ、７ｂ間に流れる電流Ｉと、磁場装置４からの磁力線ＭＬがほぼ直交する状態で交叉し、図９に示す電磁力Ｆが得られる。この電磁力Ｆにより、先に説明したのと同様に、加速空間ＡＳ内の溶湯Ｍは駆動され、炉本体１０１内の溶湯Ｍは流出口１０１ａから流出して加速空間ＡＳ内に入り込むとともに、加速空間ＡＳ内の溶湯Ｍは流入口１０１ｂから炉本体１０１内に流入する。これにより、炉本体１内の溶湯Ｍは図９の矢印Ａに示すように回転駆動される。
【００２９】
図１２及び図１３は第７の実施形態を示す。この第７の実施形態は電極７ａ、７ｂと炉本体１０１との間に磁場装置４を隔離した状態で配置するようにした例を示す。より詳しくは以下の通りである。
【００３０】
この第７の実施形態においては、炉本体１０１に対して別体の溶湯駆動兼収納装置１０５を密閉状態に付設している。この溶湯駆動兼収納装置１０５は、加速空間ＡＳを備えていわゆる本来の溶湯駆動室構成部としての機能の他に、磁場装置４を収納する収納空間１０５Ａを炉本体１０１の側壁１０１Ａとの共同で形成するという機能を備える。この収納空間１０５Ａは、当然、溶湯Ｍに対して隔離された状態にあり、磁場装置４が溶湯Ｍに触れることはない。
【００３１】
より詳しくは、図１３からわかるように、溶湯駆動室構成部１０５における加速空間ＡＳ内には電極７ａ、７ｂが図中上下方向に設けられている。図１３からわかるようにこの加速空間ＡＳは上方のみが開放しており、図１２からわかるように、炉本体１０１とその流出口１０１ａと流入口１０１ｂによって連通している。また、前記収納空間１０５Ａには磁場装置４が収納されている。これにより、特に図１３からわかるように、電極７ａ、７ｂ間の電流Ｉと、磁場装置４からの磁力線ＭＬとが交わり、電磁力Ｆが発生し、前述の実施形態と同様に最終的には溶湯Ｍが図１２に示すように矢印Ａに沿って駆動される。
【００３２】
なお、以上に説明した実施形態とは別の実施形態として以下の構成を採ることもできる。即ち、例えば、図２に示す溶湯駆動室構成部５を図中紙面と垂直な軸の回りに連続的に回転可能な構成とすることができる。このような構成により、溶湯駆動室構成部５を回転により図５に示す溶湯駆動室構成部５の向きとすることもできる。この場合には、溶湯駆動室構成部５の向きの変化に追随させて磁場装置４の向きも変化するようにする必要がある。
【００３３】
図１４は本発明のさらに異なる実施形態を示す。この実施形態は、溶湯駆動室構成部の構造を変えることにより、炉本体内の溶湯Ｍを炉本体外に送出可能な溶湯ポンプを構成した例を示す。簡単には、例えば図１に示す溶湯駆動室構成部５の一端を閉じた溶湯駆動室構成部２０５を用い、天板部に加速空間ＡＳに連通する吐出管部２０５ａを設けている。また、図１４中紙面の厚さ方向に一対の電極７ａ、７ｂ（７ａのみ表示）を配置している。これにより、前述と同様に電磁力Ｆが生じ、溶湯Ｍは同図に矢印で示すように右から左に駆動され、次いで吐出管部２０５ａの先端から外部に吐出され、受箱２０７で受けられる。
【００３４】
以上に説明した各実施形態では、磁場装置４の永久磁石のＮ極を溶湯駆動室構成部に対向させているが、Ｓ極を溶湯駆動室構成部に対向させるようにしても良いのは当然である。
【００３５】
本発明の実施形態では、駆動室を設けて、この中に設けた一対の電極間に電流Ｉを流し且つこの電流Ｉに磁場をかけるようにして、溶湯を効率よく攪拌装置駆動するようにしたことを特徴の１つとしている。一般に、攪拌対象とする物質（本発明では金属溶湯または非鉄金属溶湯）が流体であれば、流体に加えられた力はあらゆる方向に分散してしまう。したがって効率よく攪拌することができない。しかるに、本発明者は、攪拌力を限られた空間（駆動室ＤＲ）内で溶湯に作用させると、その力の大きさと方向を規定して、溶湯を高効率で駆動することができることに気がついた。本発明はまさにこの本発明者に特有の知得に基づいてなされたものである。実施形態レベルで言えば、この限られた空間（駆動室ＤＲ）を筒状あるいはＵ字型（チャネル型）の溶湯駆動室構成部５によって作り上げている。
【００３６】
本発明者は本発明の効果を確認する実験を行った。その結果は以下の通りである。
【００３７】
断面20×40mm、磁場0.1Tにおいて、以下の攪拌流速Vm／minが得られた。
電流（Amp） 流速（V）   圧力（P） 流量（ｍ3/min）（Al換算）
20Amp          15〜20        0.05Kg/cm2    0.043〜0.057
40Amp          35〜45        0.1 Kg/cm2    0.1〜0.13
80Amp          50〜60        0.15Kg/cm2   0.144〜0.173
【００３８】
電流値及び磁場強度を上げることによりこれら値をさらに向上することができる。より正確には、流速、圧力は電流値に比例すると考えられるが電力供給ケーブルとしての配線９，９と電極７ａ、７ｂとの接続状態の安定さ、不安定さにより、バラツキがみられた。
【００３９】
攪拌対象物質、この場合は金属および非鉄金属溶湯であるが、いずれも電気伝導度は高（抵抗が小さい）ため、電極間印加電圧はとなる。このため、消費電力は極めて小さいものに抑えることができる。いわゆる大型炉に本発明を適用してもその値は10Kw以下が推測される。従来型攪拌装置（最も一般的リニヤー式炉底攪拌装置）の場合は500Kw以上の電力消費が必要であったことを考えれば、本発明の永久磁石式溶湯攪拌装置の優位さがわかる。
【００４０】
以上に述べたように、本発明の実施形態においては、溶湯を駆動するに当たり、駆動室ＤＲ（加速空間ＡＳ）を区画し、この中で電流Ｉを流し、電流Ｉは駆動室ＤＲ外に漏れないようにし、この電流Ｉに磁場をかけて、フレミングの法則に従った電磁力Ｆを発生させ、この電磁力Ｆにより、閉じ込められた空間としての駆動室ＤＲ内の溶湯Ｍに駆動力を加えるようにしたので、駆動室ＤＲ内の溶湯Ｍを確実に駆動して、炉本体内の溶湯Ｍを高効率に回転駆動でき、あるいは、炉本体内の溶湯Ｍを高効率で外部に汲み出すことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014035131.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2014035131.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月9日(2012.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記溶湯室内に配置されて、溶湯に駆動力を与えるための且つ両端が開放した駆動室を形成する、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記炉本体に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、前記駆動室内において、溶湯を一端から他端に向けて駆動する電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えることを特徴とする永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項２】
前記溶湯駆動室構成部は、単独で前記駆動室を構成している、ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項３】
前記溶湯駆動室構成部は、前記炉本体の内壁との協同により前記駆動室を構成している、ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項４】
前記溶湯駆動室構成部は、両端が開放した筒状として構成されていることを特徴とする請求項２に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項５】
前記溶湯駆動室構成部は、チャネル状として構成されていることを特徴とする請求項３に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項６】
前記一対の電極は、前記駆動室を横切って対向するように、前記駆動室内に取り付けられている、ことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項７】
前記一対の電極は縦方向に対向するように設けられ、前記磁場装置は前記炉本体の側壁に対向して横向きに磁力線を出す／磁力線が入るように配置され、前記電磁力を横向きのものとして発生させる、ことを特徴とする請求項６に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項８】
前記一対の電極は横方向に対向するように設けられ、前記磁場装置は前記炉本体の側壁に対向して横向きに磁力線を出す／磁力線が入るように配置され、前記電磁力を縦向きのものとして発生させる、ことを特徴とする請求項６に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項９】
前記一対の電極は横方向に対向するように設けられ、前記磁場装置は前記炉本体の底壁に対向して縦向きに磁力線を出す／磁力線が入るように配置され、前記電磁力を横向きのものとして発生させる、ことを特徴とする請求項６に記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項１０】
前記一対の電極は、前記溶湯駆動室構成部の前記駆動室に対して、前記一対の電極から前記開放した両端までの距離が、前記一対の電極間の距離以上である、位置に取り付けられている、ことを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項１１】
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記炉本体外に配置されて、前記炉本体の側壁との協同によって駆動室を形成する溶湯駆動室構成部であって、前記駆動室は前記溶湯室と、前記側壁に開口された溶湯の流出口及び流入口を介して連通している、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外及び前記溶湯駆動室構成部外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記溶湯駆動室構成部に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、溶湯を、前記駆動室から前記溶湯室に流入させると共に前記溶湯室から前記駆動室に流出させる、電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えることを特徴とする永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項１２】
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内の前記溶湯を攪拌するための攪拌装置と、
を備え、
前記攪拌装置は、
前記炉本体外に配置され且つ駆動室を有する溶湯駆動室構成部であって、前記駆動室は前記溶湯室と、前記炉本体の側壁に開口された溶湯の流出口及び流入口を介して連通している、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記溶湯駆動室構成部と前記炉本体の側壁とによって溶湯から隔離された状態に形成された磁場装置の収納空間内に収納された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記溶湯駆動室構成部における前記駆動室に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、溶湯を、前記駆動室から前記溶湯室に流入させると共に前記溶湯室から前記駆動室に流出させる、電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えることを特徴とする永久磁石式溶湯攪拌装置。
【請求項１３】
溶湯を収納する溶湯室を有する炉本体と、
前記炉本体内に配置され、前記溶湯を外部に汲み出すポンプ装置と、
を備え、
前記ポンプ装置は、
溶湯に駆動力を与えるための溶湯駆動室構成部であって、一端が前記溶湯室内において開放し、他端が前記溶湯室外に開放する、駆動室を形成する、溶湯駆動室構成部と、
前記駆動室内に配置され、溶湯の存在下において、前記駆動室内に電流を流すための、一対の電極と、
前記炉本体外に配置された永久磁石による磁場装置であって、Ｎ極及びＳ極の一方の極が前記炉本体に対向しており、前記一方の極からの磁力線が、前記電流と交差して、前記駆動室内において、溶湯を一端から他端に向けて駆動する電磁力を発生させる、磁場装置と、
を備えることを特徴とする永久磁石式汲み出しポンプ付溶解炉。